(57)【要約】【課題】タービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールを分解してターボチャージャから取り外す必要なく、精密に、且つ効率よく回転バランスを修正できるターボチャージャを提供する。【解決手段】センタハウジング２とタービンホイール８との間に、半割りのシールプレート体１７が設けられている。シールプレート体１７は、同一形状を有するアッパープレート１７ａとロワープレート１７ｂとが結合して構成されており、センタハウジング２の張り出し部２ｃとノズルプレート１８との間に保持されて環状に形成されている。ターボチャージャ１からタービンハウジング３及びノズルプレート１８を取り外すと、アッパープレート１７ａとロワープレート１７ｂとは、タービンシャフト５の径方向に着脱可能となっている。アッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂを径方向に取り外すと、タービンホイール８の背面８ａ側には隙間Ｄが形成される。【選択図】図１
2008223569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングの一方の側方に設けられるタービンホイールと、
前記ハウジングの他方の側方に設けられるコンプレッサホイールと、
前記ハウジングの内部に回転可能に設けられるとともに、前記タービンホイールと前記コンプレッサホイールとを一体として連結するタービンシャフトと
を備えるターボチャージャにおいて、
前記ハウジングと前記タービンホイールとの間には、前記タービンシャフトの周方向における少なくとも一部を囲むシールプレート体が設けられ、
前記シールプレート体は、前記タービンホイールの背面に対向するとともに前記タービンシャフトの径方向に着脱可能なシールプレート片を有することを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
前記シールプレート体が、複数の前記シールプレート片が結合することによって構成されて、前記タービンシャフトの全周を囲む環状となる請求項１に記載のターボチャージャ。
【請求項３】
前記シールプレート体が、同一形状を有する一対の前記シールプレート片が結合することによって構成される請求項１または２に記載のターボチャージャ。
【請求項４】
前記シールプレート体の内部には、冷却水が流通する冷却水経路が設けられる請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【請求項５】
前記ターボチャージャが、複数のベーンを有するノズルプレートを備えており、
前記ノズルプレートによって、前記シールプレート片が、前記タービンシャフトの径方向に対して固定される請求項１〜４のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【請求項６】
前記ノズルプレートが、前記タービンホイールの外径よりも大きい内径を有し、
前記ノズルプレートの内周面が、前記シールプレート片の外周面に当接することによって、前記シールプレート片が、前記タービンシャフトの径方向に対して固定される請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【請求項７】
ハウジングと、
前記ハウジングの一方の側方に設けられるタービンホイールと、
前記ハウジングの他方の側方に設けられるコンプレッサホイールと、
前記ハウジングの内部に回転可能に設けられるとともに、前記タービンホイールと前記コンプレッサホイールとを一体として連結するタービンシャフトと、
前記ハウジングと前記タービンホイールとの間に、前記タービンシャフトの周方向における少なくとも一部を囲んで設けられ、前記タービンホイールの背面に対向するとともに、前記タービンシャフトの径方向に着脱可能である部材と
を備えるターボチャージャの回転バランス修正方法において、
前記部材を、前記タービンシャフトの径方向に取り外して、それによって前記タービンホイールの前記背面側に隙間が形成され、
前記ターボチャージャの、前記タービンホイール側における回転バランスを測定し、
前記隙間が形成されることによって露出した、前記タービンホイールの前記背面を削って、回転バランスを修正することを特徴とするターボチャージャの回転バランス修正方法。
【請求項８】
前記ターボチャージャが、複数のベーンを有するとともに、前記部材を前記タービンシャフトの径方向に対して固定するノズルプレートを備えており、
前記ノズルプレートを、前記タービンシャフトの軸方向に移動し、その後、前記タービンシャフトの径方向に前記部材の前記取り外しを行う請求項７に記載の回転バランスの修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はターボチャージャに係り、特にタービンホイール背面側の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気エネルギーを利用して吸気を過給するターボチャージャにおいて、タービンシャフトの一端にはタービンホイール、他端にはコンプレッサホイールが一体として固定される。エンジンの動作時、タービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールは一体として高速で回転するため、その回転バランスがアンバランスである場合は、回転バランスの修正が必要となる。
例えば特許文献１には、コンプレッサホイールをタービンシャフトに対して固定するとともに、回転バランスの修正位置を特定するために用いられるナットを備えたターボチャージャが開示されている。これによれば、ナットには回転バランスを修正する際の切削代となるフランジ部が設けられ、このフランジ部の外周面には基準指標を含む複数の目盛が形成される。組み立てられた状態のターボチャージャは、バランス測定装置に設置されて回転バランスを測定され、アンバランス位置がフランジ部の基準指標に対する目盛の位置として特定される。特定されたアンバランス位置のフランジ部を切削することによって、ターボチャージャの回転バランスが修正される。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６４−２１２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のナットはタービンシャフトの回転軸中心から近い位置にあるために修正可能な範囲が狭く、アンバランスが大きい場合は回転軸中心から遠いコンプレッサホイール背面の外周側を切削する必要が生じる。一方、センタハウジングとコンプレッサホイールとの隙間は、吸気を効率よく過給するために小さく形成されており、ターボチャージャが組み立てられた状態でコンプレッサホイールの背面を切削することは困難であった。したがって、タービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールを分解してターボチャージャから取り外し、これら単体での回転バランスの測定及び修正を行う必要があった。ここで、一度分解したタービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールを組み直すと、その回転バランスも変化する。この回転バランスの変化により、タービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールの分解及び組立、回転バランスの測定及び修正を繰り返し行う必要が生じる場合があり、効率が悪いという問題点を有していた。
【０００５】
また、回転バランスを精密に修正する場合においては、コンプレッサホイール側だけでなくタービンホイール側での修正も必要になり、タービンホイール背面の外周側が切削される。しかしながら、センタハウジングとタービンホイールとの隙間も、排気を効率よくタービンホイールに当てるために小さく形成されており、ターボチャージャが組み立てられた状態でタービンホイールの背面を切削することは困難であった。したがって、アンバランスが大きい場合と同様に、タービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールを分解してターボチャージャから取り外し、これら単体でのバランス測定及び修正をする必要が生じ、効率が悪いという問題点も有していた。
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、タービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールを分解してターボチャージャから取り外す必要なく、精密に、且つ効率よく回転バランスを修正できるターボチャージャを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るターボチャージャは、ハウジングと、ハウジングの一方の側方に設けられるタービンホイールと、ハウジングの他方の側方に設けられるコンプレッサホイールと、ハウジングの内部に回転可能に設けられるとともに、タービンホイールとコンプレッサホイールとを一体として連結するタービンシャフトとを備えるターボチャージャにおいて、ハウジングとタービンホイールとの間には、タービンシャフトの周方向における少なくとも一部を囲むシールプレート体が設けられ、シールプレート体は、タービンホイールの背面に対向するとともにタービンシャフトの径方向に着脱可能なシールプレート片を有することを特徴とするものである。
【０００７】
ハウジングとタービンホイールとの間に、タービンホイールの背面に対向するとともに、タービンシャフトの径方向に着脱可能であるシールプレート片を有するシールプレート体を設けたので、シールプレート片を取り外すと、タービンホイールの背面側に隙間を形成できる。タービンホイールの背面側に隙間が形成されると、この隙間内に工具を挿入してタービンホイールの背面を切削することが可能となる。また、シールプレート片は、タービンシャフトの径方向に着脱可能としたので、タービンホイールの背面を切削するために、タービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールを分解してターボチャージャから取り外す必要がない。タービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールを分解しないため、組み直しに起因して回転バランスが変化することもない。
さらに、タービンホイールの背面側に隙間が形成されるため、回転バランスの修正をタービンホイール側で大まかに行っておき、その後の微修正をコンプレッサホイール側で行うことができる。したがって、タービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールを分解してターボチャージャから取り外す必要なく、精密に、且つ効率よく回転バランスを修正することが可能となる。
【０００８】
シールプレート体が、複数のシールプレート片が結合することによって構成されて、タービンシャフトの全周を囲む環状となってもよい。シールプレート片の、周方向に対する取り付け角度が制限されないため、組立時の作業効率を向上することができる。
シールプレート体が、同一形状を有する一対のシールプレート片が結合することによって構成されてもよい。同一部品を２つ製作すればよいため、異なる形状を有するシールプレート片によってシールプレート体が構成される場合に比べ、部品の種類を削減してコストを低減できる。
シールプレート体の内部には、冷却水が流通する冷却水経路が設けられてもよい。シールプレート体周辺にある部品を冷却できるとともに、シールプレート体が排気の熱によって変形するのを防止することができる。
ターボチャージャが、複数のベーンを有するノズルプレートを備えており、ノズルプレートによって、シールプレート片が、タービンシャフトの径方向に対して固定されてもよい。シールプレート片をタービンシャフトの径方向に対して固定するのに、個別の専用部品を必要としないため、部品点数を削減することができる。
ノズルプレートが、タービンホイールの外径よりも大きい内径を有し、ノズルプレートの内周面が、シールプレート片の外周面に当接することによって、シールプレート片が、タービンシャフトの径方向に対して固定されていてもよい。ノズルプレートをタービンシャフトの軸方向に取り外せるため、シールプレート片がタービンシャフトの径方向に着脱可能な構造を容易に構成することができる。
【０００９】
また、この発明に係るターボチャージャの回転バランス修正方法は、ハウジングと、ハウジングの一方の側方に設けられるタービンホイールと、ハウジングの他方の側方に設けられるコンプレッサホイールと、ハウジングの内部に回転可能に設けられるとともに、タービンホイールとコンプレッサホイールとを一体として連結するタービンシャフトと、ハウジングとタービンホイールとの間に、タービンシャフトの周方向における少なくとも一部を囲んで設けられ、タービンホイールの背面に対向するとともにタービンシャフトの径方向に着脱可能である部材とを備えるターボチャージャの回転バランス修正方法において、部材を、タービンシャフトの径方向に取り外して、それにより、タービンホイールの背面側に隙間が形成され、ターボチャージャの、タービンホイール側における回転バランスを測定し、隙間が形成されることによって露出した、タービンホイールの前記背面を削って、回転バランスを修正することを特徴とするものである。
【００１０】
ハウジングとタービンホイールとの間に、タービンホイールの背面に対向するとともに、タービンシャフトの径方向に着脱可能である部材を設けたので、この部材を取り外すと、タービンホイールの背面側に隙間を形成できる。また、部材はタービンシャフトの径方向に着脱可能としたので、タービンホイールの背面を削るために、タービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールを分解してターボチャージャから取り外す必要がない。タービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールを分解しないため、組み直しに起因して回転バランスが変化することもない。
さらに、タービンホイールの背面側に隙間が形成されるため、回転バランスの修正をタービンホイール側で大まかに行っておき、その後の微修正をコンプレッサホイール側で行うことができる。したがって、タービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールを分解してターボチャージャから取り外す必要なく、精密に、且つ効率よく回転バランスを修正することが可能となる。
【００１１】
ターボチャージャが、複数のベーンを有するとともに、部材をタービンシャフトの径方向に対して固定するノズルプレートを備えており、ノズルプレートを、タービンシャフトの軸方向に移動し、その後、タービンシャフトの径方向に部材の取り外しを行ってもよい。部材をタービンシャフトの径方向に対して固定するのに、個別の専用部品を必要としないため、部品点数を削減することができ、部材がタービンシャフトの径方向に着脱可能な構造を容易に構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、タービンシャフト、タービンホイール及びコンプレッサホイールを分解してターボチャージャから取り外す必要なく、精密に、且つ効率よく回転バランスを修正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、この発明の実施の形態について、添付図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この実施の形態１に係るターボチャージャ１を示す。
ターボチャージャ１は、センタハウジング２を備えている。センタハウジング２は内周面２ａを有する略円筒形状の部材であって、その両端部における外周面は、径方向に延びてフランジ状に形成されている。また、センタハウジング２の一方の側面２ｂにおいて、径方向内側の一部は軸方向に延びており、内周面２ａと同心の円筒形状を有する張り出し部２ｃを形成している。センタハウジング２の、張り出し部２ｃ側である側部にはタービンハウジング３が接合されており、張り出し部２ｃとは反対側の側部にはコンプレッサハウジング４が接合されている。また、センタハウジング２の内周面２ａ内には、タービンシャフト５が回転可能に設けられている。センタハウジング２の内周面２ａ内において、その両端部には一対の浮動ブッシュ軸受６、７が設けられており、タービンシャフト５は浮動ブッシュ軸受６、７によってハウジングを構成するセンタハウジング２に対して回転可能に支持されている。
【００１４】
タービンハウジング３の内部において、センタハウジング２の側方にはタービンホイール８が収容されている。タービンホイール８の、センタハウジング２に対向する背面８ａにはボス８ｂが形成されており、ボス８ｂにはタービンシャフト５の一端が嵌入されている。タービンシャフト５とタービンホイール８のボス部８ｂとは、溶接等によって一体として固定されており、ボス部８ｂがセンタハウジング２の内周面２ａ内に挿入された状態となっている。タービンシャフト５の他端は、内周面２ａ内を通ってコンプレッサハウジング４内に延在している。また、センタハウジング２の内周面２ａとボス８ｂとの間にはメカニカルシール９が設けられており、このメカニカルシール９によって、センタハウジング２の内周面２ａ内とタービンハウジング３の内部との連通が遮断されている。
【００１５】
一方、コンプレッサハウジング４の内部においても、センタハウジング２の側方にはコンプレッサホイール１０が収容されている。コンプレッサハウジング４内に延在するタービンシャフト５はコンプレッサホイール１０を貫通しており、その先端部からナット１１がねじ締結されて、タービンシャフト５とコンプレッサホイール１０とが一体として固定されている。したがって、タービンホイール８とコンプレッサホイール１０とが、タービンシャフト５を介して一体として連結された状態となっている。また、ナット１１のセンタハウジング２側の端部には、ターボチャージャ１の回転バランスを修正する際の切削代となる円板状のフランジ部１１ａが形成されている。
【００１６】
タービンシャフト５上の、浮動ブッシュ軸受７とコンプレッサホイール１０との間にはスラストブッシュ１２が嵌入されており、スラストブッシュ１２の外周部にはスラストベアリング１３が設けられている。スラストベアリング１３の一方の側部はセンタハウジング２に当接しており、他方の側部にはスペーサ１４が設けられている。スペーサ１４において、スラストベアリング１３とは反対側の側部には止め輪１５が設けられており、止め輪１５によって、スラストベアリング１３及びスペーサ１４がセンタハウジング２の軸方向へ移動するのが制限されている。また、スペーサ１４の内周面はスラストブッシュ１２の外周面近傍まで延在しており、スラストブッシュ１２の外周面とスペーサ１４の内周面との間にメカニカルシール１６が挟持されて、センタハウジング２の内周面２ａ内とコンプレッサハウジング４の内部との連通が遮断されている。
【００１７】
以上のように構成されるターボチャージャ１において、センタハウジング２の側面２ｂとタービンホイール８の背面８ａとの間には、環状を形成する半割り（図３参照）の部材であるシールプレート体１７が設けられている。また、シールプレート体１７の外周部には、円板状のノズルプレート１８が設けられている。
ここで、シールプレート体１７の構造について、図１〜３を用いて詳細に説明する。尚、図２はターボチャージャ１からタービンハウジング３、タービンシャフト５及びタービンホイール８を取り外した状態を模式的に示したものである。また、図３は、図２の状態からノズルプレート１８をさらに取り外した状態を模式的に示したものである。
【００１８】
半割りの部材であるシールプレート体１７は、図２に示すように、その軸中心を通る平面によって半分に分割されており、同一の形状を有する一対のシールプレート片であるアッパープレート１７ａとロワープレート１７ｂとに分けられている。すなわち、アッパープレート１７ａとロワープレート１７ｂとが、互いに対向する方向からセンタハウジング２の張り出し部２ｃを介してタービンシャフト５の全周を囲んで結合し、環状のシールプレート体１７が構成されている。また、シールプレート体１７の内周面１７ｃは張り出し部２ｃの外周面２ｄに当接しており、シールプレート体１７の外周面１７ｄはノズルプレート１８の内周面１８ａに当接している。したがって、アッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂは、張り出し部２ｃの外周面２ｄとノズルプレート１８の内周面１８ａとの間に保持された状態であり、ノズルプレート１８の内周面１８ａによって、タービンシャフト５の径方向に固定されている。
【００１９】
図１に戻って、センタハウジング２の張り出し部２ｃの外径Ｄ１はタービンホイール８の外径Ｄ２よりも小さく形成されている。一方、シールプレート体１７の外径、またはノズルプレート１８の内径であるＤ３は、タービンホイール８の外径Ｄ２よりも大きく形成されている。また、ノズルプレート１８の外周側における両側面は、センタハウジング２の側面２ｂとタービンハウジング３の内側面３ａとの間に保持されており、ノズルプレート１８が軸方向に対して固定されている。したがって、ターボチャージャ１からタービンハウジング３を取り外すと、ノズルプレート１８もタービンシャフト５の軸方向に移動して取り外すことが可能な構造となっている。さらに、ノズルプレート１８をターボチャージャ１から取り外すと、シールプレート体１７のアッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂが径方向に対して固定されなくなるため、図３の矢印Ａに示す方向、すなわちタービンシャフト５の径方向に着脱可能な構造となっている。
【００２０】
以上のように、ターボチャージャ１からタービンハウジング３及びノズルプレート１８を取り外すと、アッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂも取り外すことが可能となる。アッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂを取り外すと、センタハウジング２の側面２ｂとタービンホイール８の背面８ａとの間には隙間Ｄが形成される。したがって、ターボチャージャ１は、タービンシャフト５、タービンホイール８及びコンプレッサホイール１０を分解してターボチャージャ１から取り外す必要なく、タービンホイール８の背面８ａが露出した状態とすることが可能な構造となっている。
【００２１】
図１に示すように、シールプレート体１７の内周面１７ｃには、矩形断面を有し、径方向内側に突き出る突起部１７ｅが周方向の全周にわたって設けられている。一方、センタハウジング２の張り出し部２ｃの外周面２ｄにも矩形断面を有する外周溝２ｅが周方向の全周にわたって形成されている。センタハウジング２の外周溝２ｅとシールプレート体１７の突起部１７ｅとが係合して、シールプレート体１７が軸方向に移動するのを防止している。
また、アッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂの内部には、Ｌ字状の断面を有するとともに、センタハウジング２側に開口する冷却水経路１７ｆが周方向にそれぞれ形成されている。一方、センタハウジング２の内部にも冷却水経路２ｆが周方向の全周にわたって形成されている。冷却水経路２ｆは、シールプレート体１７の冷却水経路１７ｆに対向する位置に開口しており、センタハウジング２の冷却水経路２ｆとシールプレート体１７の冷却水経路１７ｆとが連通した状態となっている。また、冷却水経路２ｆは、エンジン本体内に形成されている図示しない冷却経路にも接続されている。
【００２２】
ノズルプレート１８の径方向内側には、ベーンシャフト１９が設けられている。ベーンシャフト１９は、センタハウジング２の軸方向に対して平行な方向にノズルプレート１８を貫通するとともに、ノズルプレート１８に対して回転可能に設けられている。ベーンシャフト１９の一端は、タービンハウジング３の内部に延在しており、その先端部にはタービンホイール８の径方向外側に配置されたベーン２０が一体として固定されている。一方、ベーンシャフト１９の他端はセンタハウジング２を貫通しており、その先端部には図示しない駆動手段が接続されている。この駆動手段がベーンシャフト１９を介してベーン２０を回動させることによって、ベーン２０の角度を変更可能となっている。また、図２に示すように、ベーンシャフト１９及びベーン２０は、ノズルプレート１８の周方向に等間隔に配置されて複数設けられており、ベーン２０がタービンホイール８の周囲を取り囲んだ状態となっている。
【００２３】
次に、この実施の形態１に係るターボチャージャ１の動作について説明する。
図１に示すように、ターボチャージャ１を備えるエンジンが動作すると、エンジンのシリンダ内から排出された排気が排気マニホールドを介してタービンハウジング３内に導入され、タービンホイール８を駆動する。タービンホイール８が排気によって駆動されると、タービンシャフト５及びコンプレッサホイール１０も、タービンホイール８と一体として回転する。タービンホイール８が排気によって駆動される一方で、コンプレッサハウジング４内に導入された吸気はコンプレッサホイール１０によって圧縮され、シリンダ内に過給される。エンジン内の図示しない冷却経路内を循環する冷却水は、センタハウジング２の冷却水経路２ｆとシールプレート体１７の冷却水経路１７ｆの内部にも流入し、シールプレート体１７の周辺にある浮動ブッシュ軸受６、７等の部品とシールプレート体１７を冷却する。また、ベーンシャフト１９の図示しない駆動手段は、例えばエンジン回転数に応じてベーンシャフト１９を介してベーン２０を回動させて角度を変える。ベーン２０の角度が変わることによってタービンハウジング３の内部における排気の流速が制御され、過給の効率が向上する。
【００２４】
続いて、ターボチャージャ１の回転バランスの修正方法について、図４に示すフローチャート及び図５〜７に基づいて説明する。
まず、ターボチャージャ１の、コンプレッサホイール１０側における回転バランスが計測される（ステップＳ１）。ターボチャージャ１は、図５（ｂ）に示すように、コンプレッサハウジング４が取り外された状態、すなわちコンプレッサホイール１０が露出した状態で取付台２２に固定される。コンプレッサホイール１０の外周部には、バランス修正位置の位相を特定する指標となる原点位置２１（図５（ａ）参照）がマーキングされ、原点位置２１の周回を検知可能な位置には振動センサ２３が設置される。また、振動センサ２３には、振動センサ２３からの入力に基づいてバランス修正位置の位相とバランス修正に要する切削量とを算出して表示する、バランス測定装置２４が接続されている。
ターボチャージャ１が取付台２２に固定されると、タービンホイール８に圧縮空気が供給されてタービンシャフト５、タービンホイール８及びコンプレッサホイール１０が一体として回転する。コンプレッサホイール１０が回転すると、振動センサ２３がコンプレッサホイール１０側の回転バランスを検出し、検出値をバランス測定装置２４に出力する。バランス測定装置２４は、振動センサ２３からの入力に基づいて、原点位置２１を基準とした角度αとして示される修正位置の位相と、ナット１１のフランジ部１１ａにおける切削量とを算出して表示する。
【００２５】
次いで、バランス測定装置２４の算出値に基づいて回転バランスの修正の要否が判定される（ステップＳ２）。ステップＳ１において算出されたフランジ部１１ａの切削量が所定の許容範囲を超えている場合、回転バランスの修正が必要と判定される。ナット１１の切削量が所定の許容範囲内である場合、回転バランスの修正は不要と判定されて処理が終了する。
ステップＳ２にて回転バランスの修正が必要と判定されると、タービンホイール８側でのバランス修正の要否が判定される（ステップＳ３）。ステップＳ１で算出された切削量が、ナット１１のフランジ部１１ａにおける許容切削量を超える場合、フランジ部１１ａを切削するだけでは回転バランスを修正しきれないため、タービンホイール８側での修正も必要と判定される。一方、ステップＳ１で算出された切削量が、ナット１１のフランジ部１１ａにおける許容切削量の範囲内である場合は、タービンホイール８側での修正は不要と判定されて後述するステップＳ６に進む。
【００２６】
ステップＳ３で、タービンホイール８側での回転バランスの修正が必要と判定された場合、タービンホイール８側での回転バランスの計測が行われる（ステップＳ４）。まず、図６に示すように、ターボチャージャ１を取付台２２に固定したまま、タービンハウジング３が矢印Ｂに示す方向に取り外される。続いてノズルプレート１８も、タービンシャフト５の軸方向である矢印Ｂで示す方向に、ベーンシャフト１９及びベーン２０とともに引抜かれて取り外される。タービンハウジング３及びノズルプレート１８が取り外されると、シールプレート体１７が径方向に対して固定されなくなるため、アッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂが、矢印Ｃ１及び矢印Ｃ２に示す径方向にそれぞれ取り外される。アッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂが取り外されると、センタハウジング２の側面２ｂとタービンホイール８の背面８ａとの間に、修正の際の作業スペースとなる隙間Ｄが形成され、タービンホイール８の背面８ａが露出する。
【００２７】
タービンハウジング３、シールプレート体１７及びノズルプレート１８が取り外されて露出したタービンホイール８の外周部には、原点位置２８がマーキングされる。原点位置２８の周回を検知可能な位置には振動センサ２３が設置され、センサ２３にはバランス測定装置２４が接続される。タービンホイール８には圧縮空気が供給されてタービンシャフト５、タービンホイール８及びコンプレッサホイール１０が一体として回転し、コンプレッサホイール１０側と同様にタービンホイール８側における回転バランスの測定が行われる。振動センサ２３は、タービンホイール８側におけるアンバランスを検出し、検出値をバランス測定装置２４に出力する。バランス測定装置２４は、振動センサ２３からの入力に基づいて、原点位置２８を基準としてアンバランス位置の位相を示す角度αと、タービンホイール８の背面８ａにおける切削量とを算出して表示する。
【００２８】
バランス測定装置２４によってアンバランス位置の角度αと切削量とが算出されると、タービンホイール８の背面８ａが切削されて、タービンホイール８側における回転バランスの修正が行われる（ステップ５）。まず、タービンホイール８の先端部にはナット２５が嵌め込まれ、タービンホイール８の回転が規制される。ここで、ステップＳ４にて、ターボチャージャ１からアッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂは取り外されているため、センタハウジング２の側面２ｂとタービンホイール８の背面８ａとの間には隙間Ｄが形成された状態となっている。この隙間Ｄ内に工具２６が挿入され、バランス測定装置２４が算出した角度α及び切削量に基づいて背面８ａの外周側が切削される。また、切削の際に生じる切削粉等は、ターボチャージャ１に付着しないようにエアブロワ２７によって除去される。
【００２９】
以上のように、ステップＳ５までの処理によってタービンホイール８側における回転バランスが修正されると、処理はステップＳ１に戻って、再度コンプレッサホイール１０側における回転バランスが測定される。図７に示すように、振動センサ２３及びバランス測定装置２４は再度コンプレッサホイール１０側に設置され、コンプレッサホイール１０側における回転バランスの測定が行われた後に、ステップＳ２及びステップＳ３へと処理が進む。ここで、ターボチャージャ１の回転バランスは、ステップＳ５におけるタービンホイール８側での修正によって大まかに修正されており、コンプレッサホイール１０側においては、微修正を行うだけでよい状態となっている。したがって、再度タービンホイール８側での修正が必要となることはなく、ステップＳ５を一度経た後のステップＳ３では、タービンホイール８側における修正が不要と判定される。
【００３０】
ステップＳ３でタービンホイール８側での修正が不要と判定されると、コンプレッサホイール１０側における回転バランスの修正が行われる（ステップＳ６）。タービンホイール８の先端部にはナット２５が嵌め込まれ、タービンシャフト５を介して一体として連結されているコンプレッサホイール１０の回転が規制される。次いで、二度目のステップ１にてバランス測定装置２４が算出したアンバランス位置の角度αと切削量とに基づいて、ナット１１のフランジ部１１ａが工具２９によって切削される。また、切削の際に生じる切削粉等はエアブロワ２７によって除去される。フランジ部１１ａの切削後、コンプレッサホイール１０側における回転バランスが再度測定され、ステップＳ２にてバランス修正が不要と判定されると一連の処理が終了する。
【００３１】
このように、センタハウジング２とタービンホイール８との間に、アッパープレート１７ａとロワープレート１７ｂとからなるシールプレート体１７を設けたので、アッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂを取り外すと、タービンホイール８の背面８ａ側に隙間Ｄが形成される。タービンホイール８の背面８ａ側に隙間Ｄが形成されると、この隙間Ｄ内に工具２６を挿入して背面８ａを切削することが可能となる。また、アッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂは、タービンシャフト５の径方向に着脱可能としたので、タービンホイール８の背面８ａを切削するために、タービンシャフト５、タービンホイール８及びコンプレッサホイール１０を分解してターボチャージャ１から取り外す必要がない。タービンシャフト５、タービンホイール８及びコンプレッサホイール１０を分解しないため、組み直しに起因して回転バランスが変化することもない。
さらに、タービンホイール８の背面８ａ側に隙間が形成されるため、回転バランスの修正をタービンホイール８側で大まかに行っておき、その後の微修正をコンプレッサホイール１０側で行うことができる。したがって、タービンシャフト５、タービンホイール８及びコンプレッサホイール１０を分解してターボチャージャ１から取り外す必要なく、精密に、且つ効率よく回転バランスを修正することが可能となる。
【００３２】
環状のシールプレート体１７が、同一形状を有するアッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂが結合することによって構成されるようにしたので、周方向に対する取り付け角度が制限されず、組立時の作業効率を向上する。また、アッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂは同一形状を有するため、同一部品を２つ製作すればよく、異なる形状とした場合に比べて部品の種類を削減してコストを低減できる。
シールプレート体１７の内部に冷却水経路１７ｆを設けたので、シールプレート体１７周辺にある部品を冷却できるとともに、シールプレート体１７が排気の熱によって変形するのを防止することができる。
また、ノズルプレート１８の内周面１８ａによって、アッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂを径方向に対して固定したので、固定のための部品を個別に必要とせず、部品点数が削減できる。
さらに、ノズルプレートの外径Ｄ３を、タービンホイール８の外径Ｄ２より大きくしたので、ノズルプレート１８を軸方向に引抜いて取り外すことが可能になり、アッパープレート１７ａ及びロワープレート１７ｂがタービンシャフト５の径方向に着脱可能な構造を容易に構成することができる。
【００３３】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係るターボチャージャについて、図８に基づいて説明する。この実施の形態２に係るターボチャージャは、実施の形態１におけるシールプレート体１７の代わりにシールプレート体３０を用いるように構成したものである。尚、以下の実施の形態において、図１〜７の参照符号と同一の符号は同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
図８に示すように、シールプレート体３０は、実施の形態１におけるシールプレート体１７と同様に環状であるが、周方向において３／４部分であるシールプレート片３０ａと、残りの１／４部分であるシールプレート片３０ｂとに分割されている。すなわち、シールプレート片３０ａとシールプレート片３０ｂとが、センタハウジング２の張り出し部２ｃを介して囲んで配置されて、シールプレート体３０が構成されている。また、シールプレート体３０の内周面３０ｃは張り出し部２ｃの外周面２ｄに当接しており、シールプレート体３０の外周面３０ｄはノズルプレート１８の内周面１８ａに当接している。したがって、シールプレート片３０ａ、３０ｂが、張り出し部２ｃの外周面２ｄとノズルプレート１８の内周面１８ａとの間に保持されることによって径方向に固定され、シールプレート体３０の円筒形状を形成している。ここで、シールプレート片３０ａとセンタハウジング２の張り出し部２ｃとは、一体として形成することも可能である。
【００３４】
シールプレート片３０ｂは、センタハウジング２の張り出し部２ｃとノズルプレート１８との間に保持されているため、ノズルプレート１８を取り外せば、シールプレート片３０ｂを径方向に取り外すことが可能な構造となっている。シールプレート片３０ｂを径方向に取り外すと、センタハウジング２の側面２ｂとタービンホイール８の背面８ａとの間には隙間Ｄ（図１参照）が形成されてタービンホイール８の背面８ａが露出する。また、シールプレート片３０ａ、３０ｂの内部には冷却水経路３０ｅ、３０ｆがそれぞれ形成されており、冷却水経路３０ｅ、３０ｆは、センタハウジング２の内部に形成されている冷却水経路２ｆ（図１参照）に連通している。その他の構造については実施の形態１と同様である。
以上のように、シールプレート体３０の一部であるシールプレート片３０ｂのみが、径方向に着脱可能となるように構成しても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係るターボチャージャについて、図９に基づいて説明する。この実施の形態３に係るターボチャージャは、実施の形態１におけるシールプレート体１７の代わりにシールプレート体４０を用いるように構成するとともに、センタハウジング２の張り出し部２ｃを張り出し部４２ｃとして形成したものである。
図９に示すように、センタハウジングの張り出し部４２ｃの外周面４２ｄは矩形断面を形成しており、この張り出し部４２ｃの外周部にはシールプレート体４０が設けられている。シールプレート体４０は、円筒状の外周面４０ｃを有しており、外周面４０ｃとノズルプレート１８の内周面１８ａとが当接している。一方、シールプレート体４０の内周面４０ｄは矩形断面を有しており、シールプレート体４０の内周面４０ｄと張り出し部４２ｃの外周面４２ｄとが当接して係合している。また、シールプレート体４０は、張り出し部４２ｃの外周面４２ｄを形成する矩形における隣り合う２辺の延長線によって分割されており、シールプレート片４０ａとシールプレート片４０ｂとに分けられている。すなわち、シールプレート片４０ａとシールプレート片４０ｂとが張り出し部４２ｃを囲んで配置され、張り出し部４２ｃの外周面４２ｄとノズルプレート１８の内周面１８ａとの間で保持されてシールプレート体４０が構成されている。ここで、シールプレート片４０ａと張り出し部４２ｃとを一体として形成することも可能である。
【００３６】
シールプレート体４０の外周面４０ｃは、ノズルプレート１８の内周面１８ａに当接しているため、ノズルプレート１８を取り外せば、シールプレート片４０ｂを径方向に取り外すことが可能な構造となっている。シールプレート片４０ｂを取り外すと、センタハウジング２の側面２ｂとタービンホイール８の背面８ａとの間には隙間Ｄ（図１参照）が形成される。また、シールプレート片４０ａ、４０ｂの内部には冷却水経路４０ｅ、４０ｆがそれぞれ形成されており、冷却水経路４０ｅ、４０ｆは、センタハウジング２の内部に形成されている冷却水経路２ｆ（図１参照）に連通している。その他の構成については実施の形態１と同様である。
以上のように、シールプレート体４０を円筒以外の形状に形成しても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
実施の形態１〜３において、シールプレート体の内部に冷却水経路が形成されたが、シールプレート体は、タービンホイール背面の少なくとも一部が露出する隙間を形成できればスペーサ等の部材であってもよく、隙間の形成以外の機能を有することに限定するものではない。
また、シールプレート片は、その外周面がノズルプレートの内周面に当接することによって径方向に固定されたが、ノズルプレート以外の部品によって固定することも可能であり、ターボチャージャがノズルプレートを備えることに限定するものではない。
実施の形態１〜３において、ターボチャージャの回転バランスは、コンプレッサホイール側のナット及びタービンホイールの背面を切削することによって修正されたが、研削等の他の方法によっても修正は可能であり、切削されることに限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施の形態１に係るターボチャージャの構造を示す側面断面図である。
【図２】実施の形態１に係るターボチャージャのシールプレートの構造を示す模式図である。
【図３】実施の形態１に係るターボチャージャのシールプレートの構造を示す模式図である。
【図４】実施の形態１に係るターボチャージャの回転バランスの修正方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係るターボチャージャの回転バランスの修正方法を説明するための模式図である。
【図６】実施の形態１に係るターボチャージャの回転バランスの修正方法を説明するための模式図である。
【図７】実施の形態１に係るターボチャージャの回転バランスの修正方法を説明するための模式図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係るターボチャージャのシールプレートの構造を示す模式図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係るターボチャージャのシールプレートの構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ターボチャージャ、２  センタハウジング（ハウジング）、５  タービンシャフト、８  タービンホイール、８ａ  タービンホイールの背面、１０  コンプレッサホイール、１７，３０，４０  シールプレート体、１７ａ  アッパープレート（シールプレート片、部材）、１７ｂ  ロワープレート（シールプレート片、部材）、１７ｄ，３０ｄ，４０ｃ  シールプレート体の外周面、１７ｆ，３０ｅ，３０ｆ，４０ｅ，４０ｆ  冷却水経路、１８  ノズルプレート、１８ａ  ノズルプレートの内周面、２０  ベーン、３０ｂ，４０ａ，４０ｂ  シールプレート片（部材）、Ｄ  隙間、Ｄ２  タービンホイールの外径、Ｄ３  ノズルプレートの内径。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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