(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体のバランスをアッシー状態で修正するバランス修正装置であって、
前記回転体の単体での単体バランス修正によって前記回転体の先端部分の外周部の一部が除去されることにより前記回転体の回転中心線に沿う方向に延びる平坦面が形成されて成る単体バランス修正範囲を算出する単体バランス修正範囲算出手段と、
前記回転体のアッシー状態でのアッシーバランス修正範囲を算出するアッシーバランス修正範囲算出手段と、
前記回転体における前記回転中心線に対して直交する先端面において、前記回転体の回転中心位置と、前記単体バランス修正範囲における前記平坦面上の点のうち前記回転体の前記回転中心位置からの距離が最も短い点との間の距離である残留高さを算出する残留高さ算出手段と、
前記回転体の外周縁よりも内側部分を当該回転体の回転中心を中心とする円弧状に除去してアッシーバランス修正を行うバランス修正制御手段と、を備え、
前記バランス修正制御手段は、前記単体バランス修正範囲と前記アッシーバランス修正範囲とが重複する場合には、前記回転体の内側部分の除去により形成される円弧状のアッシーバランス溝の最外径が、前記単体バランス修正範囲の前記残留高さよりも小さくなるように、アッシーバランス修正を行うことを特徴とするバランス修正装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバランス修正装置において、
前記バランス修正制御手段は、前記単体バランス修正範囲と前記アッシーバランス修正範囲とが重複する場合には、前記単体バランス修正範囲の前記残留高さと、前記円弧状の前記アッシーバランス溝の溝外周端のうち前記単体バランス修正範囲に近い側の溝外周端の前記残留高さ方向における長さと、の差が所定値となるように、前記円弧状の前記アッシーバランス溝の最外径を設定することを特徴とするバランス修正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体のバランスを修正するバランス修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バランス修正装置としては、回転体のアンバランス量及びアンバランス修正位置を測定し、回転体を回転させた状態で回転体のアンバランス修正位置にレーザ光を照射して当該アンバランス修正位置の質量を除去することにより、回転体のアンバランスを修正する装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１２５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転体のバランス修正においては、回転体のアッシー状態でのバランス修正の前に回転体単体でバランス修正を行う場合がある。この場合、回転体単体での単体バランス修正範囲（質量除去範囲）と、回転体のアッシー状態でのアッシーバランス修正範囲とが重複することがある。バランス修正範囲が重複した状態で、アッシーバランスの修正のために質量を除去しようとすると、そのアッシーバランス修正部分の質量が、すでに単体バランス修正により除去されているため、質量除去量の指示値と実際の質量除去量とが乖離する場合がある。
【０００５】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、回転体のアッシー状態でのアッシーバランス修正の前に回転体単体で単体バランス修正が行われている場合であっても、質量除去量の指示値と実際の質量除去量との乖離を抑制することが可能なバランス修正装置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】
本発明は、回転体のバランスをアッシー状態で修正するバランス修正装置であって、前記回転体の単体での単体バランス修正によって前記回転体の先端部分の外周部の一部が除去されることにより前記回転体の回転中心線に沿う方向に延びる平坦面が形成されて成る単体バランス修正範囲を算出する単体バランス修正範囲算出手段と、前記回転体のアッシー状態でのアッシーバランス修正範囲を算出するアッシーバランス修正範囲算出手段と、前記回転体における前記回転中心線に対して直交する先端面において、前記回転体の回転中心位置と、前記単体バランス修正範囲における前記平坦面上の点のうち前記回転体の前記回転中心位置からの距離が最も短い点との間の距離である残留高さを算出する残留高さ算出手段と、前記回転体の外周縁よりも内側部分を当該回転体の回転中心を中心とする円弧状に除去してアッシーバランス修正を行うバランス修正制御手段と、を備えている。そして、前記バランス修正制御手段は、前記単体バランス修正範囲と前記アッシーバランス修正範囲とが重複する場合には、前記回転体の内側部分の除去により形成される円弧状のアッシーバランス溝の最外径が、前記単体バランス修正範囲の前記残留高さよりも小さくなるように、アッシーバランス修正を行うことを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、単体バランス修正範囲とアッシーバランス修正範囲とが重複する場合には、アッシーバランス修正溝の最外径が単体バランス修正範囲の残留高さよりも小さくなるようにアッシーバランス修正を行うので、単体バランス修正により質量が除去された範囲を外してアッシーバランス修正の質量除去を行うことができる。これにより質量除去量の指示値と実際の質量除去量とが乖離することを抑制することができ、アッシーバランス修正の精度を高めることができる。
【０００８】
本発明において、前記バランス修正制御手段は、単体バランス修正範囲とアッシーバランス修正範囲とが重複する場合には、単体バランス修正範囲の残留高さと、円弧状のアッシーバランス溝の溝外周端のうち単体バランス修正範囲に近い側の溝外周端の前記残留高さ方向における長さと、の差が所定値となるように、円弧状のアッシーバランス溝の最外径を設定するようにしてもよい。このような設定を行うと、質量除去範囲を半径方向のより外側とすることが可能（質量除去範囲の半径を大きくすることが可能）になるので、アッシーアンバランス除去効率が向上する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転体のアッシー状態でのアッシーバランス修正の前に回転体単体で単体バランス修正が行われている場合であっても、質量除去量の指示値と実際の質量除去量との乖離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のバランス修正装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】アッシーバランス修正の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図３】回転信号データの波形図である。
【図４】単体バランス修正範囲とアッシーバランス修正範囲とが重複する場合のアッシーバランス修正の一例を示す図である。
【図５】単体バランス修正範囲とアッシーバランス修正範囲とが重複する場合のアッシーバランス修正の他の例を示す図である。
【図６】単体バランス修正範囲とアッシーバランス修正範囲とが重複しない場合のアッシーバランス修正の一例を示す図である。
【図７】アッシーバランス修正の処理内容の他の例を示すフローチャートである。
【図８】単体バランス修正範囲とアッシーバランス修正範囲とが重複する場合のアッシーバランス修正の別の例を示す図である。
【図９】図９（Ａ）は単体バランス修正を行ったタービンホイールの断面図、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）はそれぞれタービンホイールの頭部の断面図及び斜視図である。なお、図９において断面を示すハッチングは省略している。
【図１０】単体バランス修正範囲とアッシーバランス修正範囲（レーザ光照射位置）とが重複した場合の例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
−ターボチャージャ−
まず、バランス修正を行うターボチャージャ２００の一例について図１を参照して説明する。
【００１３】
この例のターボチャージャ２００は、タービンホイール（例えば、インコネル（登録商標）製）２０１、及び、コンプレッサインペラ（例えば、アルミニウム合金製）２０２などを備えており、そのタービンホイール２０１に一体形成されたタービンシャフト（図示せず）の端部にコンプレッサインペラ２０２が連結されている。タービンホイール２０１はタービンハウジング２１０内に収容されており、コンプレッサインペラ２０２はコンプレッサハウジング２２０内に収容されている。タービンハウジング２１０には、タービンホイール２０１を回転駆動する流体を流す流路（スクロール）が形成されている。
【００１４】
また、上記タービンシャフトを支持するベアリング（図示せず）はセンターハウジング２３０内に収容されており、このセンターハウジング２３０の両側に上記タービンハウジング２１０とコンプレッサハウジング２２０とが取り付けられている。
【００１５】
−バランス修正装置−
本実施形態のバランス修正装置１００は、回転体（具体的には、タービンホイール２０１）をアッシー状態でバランス修正する装置であって、レーザ発振器１、レーザ移動装置２、駆動エア供給装置３、回転センサ４、加速度センサ５、架台６、及び、演算制御装置７などを備えている。
【００１６】
架台６は、ターボチャージャ２００を着脱自在に支持することができる。架台６にターボチャージャ２００を支持した状態で、当該ターボチャージャ２００の回転中心（タービンホイール２０１の回転中心）が水平方向（Ｘ方向）に沿うようになっている。
【００１７】
レーザ発振器１は、例えばパルス発振が可能な半導体レーザであって、光軸が水平方向（タービンホイール２０１の回転軸と平行な方向）に沿うように配置されている。レーザ発振器１は、架台６に取り付けられたターボチャージャ２００のタービンホイール（回転体）２０１の円柱状の頭部２０１ａ（以下、タービンホイール頭部２０１ａともいう）に、当該タービンホイール２０１の回転軸方向（Ｘ方向）からパルスレーザ光（以下、単に「レーザ光」ともいう）を照射することができる。このレーザ光照射によりタービンホイール頭部２０１ａの一部を除去することができる。レーザ発振器１の駆動は演算制御装置７にて制御される。
【００１８】
なお、レーザ発振器１から出射したレーザ光は、タービンハウジング２１０の排出口２１１を通過してハウジング内のタービンホイール２０１の頭部２０１ａに照射される。
【００１９】
レーザ移動装置２は、レーザ発振器１をタービンホイール２０１の半径方向（タービンホイール２０１の回転軸と直交する方向：Ｙ方向）に移動する。このレーザ移動装置２によるレーザ発振器１の移動により、タービンホイール２０１へのレーザ光の照射位置を当該タービンホイール２０１の半径方向に移動・設定することができる。
【００２０】
駆動エア供給装置３は、エア供給源３１及びエアダクト３２などを備えている。エアダクト３２はタービンハウジング２１０のスクロール入口に接続されており、エア供給源３１からの駆動エアをタービンハウジング２１０のスクロールに供給することができる。駆動エアをスクロールに供給することにより、駆動エアがタービンホイール２０１を流れて当該タービンホイール２０１が回転する。タービンホイール２０１の回転速度（回転数）は、エア供給源３１が出力する駆動エアの流量（タービンホイール２０１に流す駆動エアの流量）を調整することにより可変に設定することができる。エア供給源３１が出力する駆動エアの流量は演算制御装置７によって制御される。
【００２１】
回転センサ４は、例えば磁気センサであって、架台６に装着されたターボチャージャ２００のタービンホイール頭部２０１ａの近傍に配置されており、後述する回転基準Ｓ（図３参照）からの位相（回転角）を検出する。回転センサ４の出力信号からタービンホイール２０１の回転角及び回転速度（タービン回転数）を計測することができる。回転センサ４の出力信号は演算制御装置７に入力される。なお、回転センサ４にて検出される回転角は、回転基準Ｓ（＝０度）からタービンホイール頭部２０１ａが１回転することで０度〜３６０度まで変化する。
【００２２】
加速度センサ５は、ターボチャージャ２００を支持する架台６に取り付けられている。加速度センサ５は、ターボチャージャ２００（タービンホイール２０１）が回転している状態のときの架台６の振動（回転体の加速度）を検出する。加速度センサ５の出力信号は演算制御装置７に入力される。
【００２３】
演算制御装置７は、例えば、パーソナルコンピュータであって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バックアップＲＡＭ、時間を経時するタイマ、及び、入出力インターフェースなどを備えている。
【００２４】
ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップなどに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＲＡＭは、ＣＰＵによる演算結果などを一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭは、演算制御装置７をオフする際に保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。
【００２５】
演算制御装置７の入出力インターフェースには、レーザ発振器１、レーザ移動装置２、駆動エア供給装置３、回転センサ４、及び、加速度センサ５などが接続されている。
【００２６】
−アッシーバランス修正（１）−
アッシーバランス修正処理を説明する前に、タービンホイール頭部２０１ａへのレーザ光照射について説明する。
【００２７】
本実施形態では、回転センサ４の出力信号に基づいて、レーザ発振器１の出力タイミング（レーザ光の照射タイミング）を制御する。
【００２８】
具体的には、タービンホイール頭部２０１ａが回転しているときには、アッシーアンバランス修正位置（後述する処理にて算出）が回転するので、そのアッシーアンバランス修正位置は所定時間ごとにレーザ発振器１の光軸上（レーザ光照射位置）を通過する。したがって、そのアッシーアンバランス修正位置がレーザ光照射位置にあるときに、パルスレーザ光が照射されるようにレーザ発振器１を制御することにより、アッシーアンバランス修正位置の質量を除去することができる。
【００２９】
ただし、タービンホイール頭部２０１ａは回転しており、パルスレーザ光にも時間幅（パルス幅）があるので、アッシーアンバランス修正位置がレーザ光照射位置に一致した時点でパルスレーザ光の出力を開始すると、レーザ光照射により除去される部分がアッシーアンバランス修正位置から回転方向にずれてしまう。そこで、本実施形態では、アッシーアンバランス修正位置に対し（−β／２）度のタイミングでパルスレーザ光の出力（１パルスの出力）を開始し、（＋β／２）度のタイミングでパルスレーザ光の出力が終了するようにしている。
【００３０】
そして、以上のように、タービンホイール頭部２０１ａに同期してパルスレーザ光を照射することにより、タービンホイール頭部２０１ａには、当該タービンホイール頭部２０１ａの回転中心Ｏを中心とする円弧状の溝Ｃ（図４〜図６参照）が形成される。なお、溝Ｃの角度範囲β（図４〜図６参照）については後述する。
【００３１】
次に、アッシーバランス修正について説明する。
【００３２】
まず、アッシーバランス修正の対象品であるタービンホイール２０１には、図９に示すように、単体での単体バランス修正により質量が除去されている。タービンホイール２０１の単体でのバランス修正は、図９（Ａ）に示すように、タービンホイール頭部２０１ａと翼背面の２面で行われている。タービンホイール頭部２０１ａの単体バランス修正は、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示すように、当該タービンホイール頭部２０１ａの外周部を除去することによって行われており、その除去部分が半月形（かまぼこ形）の単体バランス修正痕ｅ（単体バランス修正範囲）となっている。なお、図９において断面を示すハッチングは省略している。
【００３３】
このような単体バランス修正が行われたタービンホイール２０１を、アッシー状態（ターボチャージャ２００に組み込んだ状態）でアッシーバランス修正を行う際に、図１０に示すように、単体バランス修正範囲に、アッシーアンバランス修正範囲（レーザ光照射位置）が重複（一致）した場合には、そのアッシーアンバランス修正範囲（アッシーバランス修正部分）の質量が、すでに単体バランス修正により除去されているため、位置レーザ光の焦点が狂ってしまい、質量除去量の指示値に対して実際の質量除去量が減少（乖離）してしまう。
【００３４】
このような点を解消したアッシーバランス修正について図２のフローチャートを参照して説明する。図２の制御ルーチンは演算制御装置７において実行される。
【００３５】
図２の制御ルーチンが開始されると、まずは、ステップＳＴ１０１において単体バランス修正範囲を算出する。次に、ステップＳＴ１０２においてアッシーバランス修正範囲を算出する。
【００３６】
ステップＳＴ１０３では、上記ステップＳＴ１０１で算出した単体バランス修正範囲と、上記ステップＳＴ１０２で算出したアッシーバランス修正範囲とが重複するか否かを判定し、その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合はステップＳＴ１０４に進む。ステップＳＴ１０４では、後述するレーザ光照射により形成される溝（アッシーバランス修正溝Ｃ：図４参照）の最外径Ｒｂが［Ｒｂ＝ａ−ｂ］となるように、レーザ光を照射してバランス修正を行う。なお、［Ｒｂ＝ａ−ｂ］については後述する。
【００３７】
一方、ステップＳＴ１０３の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合はステップＳＴ１０５に進む。ステップＳＴ１０５では、後述するレーザ光照射により形成される溝（アッシーバランス修正溝Ｃ：図６参照）の最外径Ｒｂが［Ｒｂ＝ｒ−ｂ］となるように、レーザ光を照射してバランス修正を行う。なお、［Ｒｂ＝ｒ−ｂ］については後述する。
【００３８】
以下、ステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０５の各ステップの処理内容の詳細について説明する。
【００３９】
［ステップＳＴ１０１］
アッシーバランス修正を行う前の処理として、図１に示すように、バランス修正装置１００の架台６に、アッシーバランス修正対象であるターボチャージャ２００を取り付けておく。
【００４０】
ターボチャージャ２００を取り付けが終了した後にアッシーバランス修正を開始する。アッシーバランス修正が開始されると、演算制御装置７は、駆動エア供給装置３を制御して駆動エアによりタービンホイール２０１を回転させ、そのタービン回転数を、後述するアッシーバランス修正時の回転数（一定回転数）に保持した状態で、回転センサ４の出力信号を採取し、その回転信号データから単体バランス修正範囲を以下の手法で算出する。
【００４１】
まず、回転センサ４で単体バランス修正痕ｅを検出した回転信号データを図３に示す。図３に示すように、タービンホイール頭部２０１ａの回転過程において、単体バランス修正痕ｅ（図４等参照）が回転センサ４を通過するごとに（タービンホイール頭部２０１ａが１回転するごとに）、回転センサ４は山形のパルス信号を出力する。本実施形態では、そのパルス信号のアップスロープとダウンスロープとがそれぞれスレッシュレベルに一致する時刻を経時し、その両者の時間間隔Δｔｂを算出する。このようにして算出した時間間隔Δｔｂの中間時間位相（Δｔｂ／２）に単体アンバランスが存在することになる。そこで、この中間時間位相を回転基準Ｓ（回転センサ４の回転基準Ｓ）として認識し、その回転基準Ｓの時間間隔Δｔ１（１回転に要する時間：ｓｅｃ）を算出する。
【００４２】
また、図３に示すように、単体アンバランスとして質量が除去された範囲（単体バランス修正痕ｅの範囲）は、Δｔｂ＋α（ｓｅｃ）となる。ただし、αはスレッシュレベルを加味した値である。この範囲を図４に示す位相範囲２θに変換すると、
２θ＝（（Δｔｂ＋α）／Δｔ１）×３６０［ｄｅｇ］  ・・・（１）
となる。そして、演算制御装置７は、回転信号データに基づいて、［Δｔｂ＋α］（ｓｅｃ）及びΔｔ１（ｓｅｃ）を求め、上記（１）式から単体バランス修正の位相範囲２θ（以下、単体バランス修正範囲ともいう）を算出する。この単体バランス修正範囲の算出結果は例えばＲＡＭに記憶される。
【００４３】
なお、演算制御装置７が実行するアッシーバランス修正処理（図２）のステップＳＴ１０１が、本発明の「単体バランス修正範囲算出手段」としての処理に相当する。
【００４４】
［ステップＳＴ１０２］
上記したアンバランス判定が終了した後、架台６にターボチャージャ２００を取り付けたままの状態で、アッシーバランス修正範囲の算出処理（ステップＳＴ１０２）を実行する。演算制御装置７が実行するアッシーバランス修正範囲の算出処理について以下に説明する。
【００４５】
（ＳＴ１２１）
まず、駆動エア供給装置３を制御して駆動エアによりタービンホイール２０１を回転させ、そのタービンホイール２０１の回転数（タービン回転数）を上昇させていく。そのタービン回転数の上昇中における所定の回転数域において、回転センサ４の出力信号及び加速度センサ５の出力信号を採取する。このようなトラッキング運転により採取した回転データ及び加速度データ（振動データ）に基づいて、アンバランス量（加速度（振動）の振幅）、及び、上記した処理で認識した回転基準Ｓ（図３参照）に対するアンバランス位相（角度）を求める。
【００４６】
（ＳＴ１２２）
レーザ発振器１及びレーザ移動装置２を制御し、タービンホイール頭部２０１ａの任意の位相位置に１パルスのレーザ光をダミー照射してタービンホイール頭部２０１ａの一部を除去する。その後、上記と同様なトラッキング運転により回転センサ４の出力信号及び加速度センサ５の出力信号を採取し、その採取した回転データ及び加速度データに基づいて、アンバランス量（加速度（振動）の振幅）、及び、上記した処理で認識した回転基準（図３参照）に対するアンバランス位相（角度）を求める。
【００４７】
（ＳＴ１２３）
上記（ＳＴ１２１）の処理で得られたアンバランス量と、上記（ＳＴ１２２）の処理で得られたアンバランス量との差分（ダミー照射前後のアンバランス量の変化）、及び、上記（ＳＴ１２１）の処理で得られたアンバランス位相と上記（ＳＴ１２２）の処理で得られたアンバランス位相との差分（ダミー照射前後のアンバランス位相の変化）に基づいて、公知の手法にてアッシーアンバランス修正量（質量除去量）、及び、回転基準Ｓに対するアッシーアンバランス修正位置（以下、アッシーアンバランス修正位相ともいう）を算出する。
【００４８】
（ＳＴ１２４）
パルスレーザ光の１パルスのパルス幅ｔｐ（ｓｅｃ）及びアッシーバランス修正時のタービン回転数Ｎｔ（ｒｐｍ）に基づいて、パルスレーザ光照射により形成される円弧状（タービンホイール頭部２０１ａの回転中心Ｏを中心とする円弧状）の溝Ｃ（図４〜図６参照）の範囲β（アッシーバランス修正溝範囲β）を下記の（２）式から算出する。
【００４９】
β＝（Ｎｔ／６０）×ｔｐ×３６０［ｄｅｇ］  ・・・（２）
ここで、アッシーバランス修正溝範囲βは、回転基準Ｓに対するアッシーアンバランス修正位相を中心として、その中心に対して回転方向の−β／２位相からβ／２位相までの範囲である。
【００５０】
以上のステップＳＴ１０２で算出したアッシーアンバランス修正位相及びアッシーバランス修正溝範囲β（以下、アッシーバランス修正範囲ともいう）の算出結果は例えばＲＡＭに記憶される。
【００５１】
なお、演算制御装置７が実行するアッシーバランス修正処理（図２）のステップＳＴ１０２が、本発明の「アッシーバランス修正範囲算出手段」としての処理に相当する。
【００５２】
［ステップＳＴ１０３］
ステップＳＴ１０３では、上記ステップＳＴ１０１で算出した単体バランス修正範囲と、上記ステップＳＴ１０２で算出したアッシーバランス修正範囲とが半径方向（Ｙ方向）において重複するか否かを判定する。
【００５３】
具体的には、演算制御装置７は、上記ステップＳＴ１２３で算出したアッシーアンバランス修正位相（回転基準Ｓに対する位相）、及び、そのアッシーアンバランス修正位相に対するアッシーバランス修正溝端位相β／２を用いて、図４〜図６に示す、アッシーバランス修正溝端の回転基準Ｓに対する位相（アッシーバランス修正溝端位相）φを算出し、そのアッシーバランス修正溝端位相φが単体バランス修正の位相範囲２θにかかっているか否かを判定する（θ≧φであるか否かを判定する）。なお、図４に示す形態の場合、回転基準Ｓとアッシーアンバランス修正位相とが一致しており、φがβ／２である。
【００５４】
上記判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（θ≧φである場合）つまり単体バランス修正範囲とアッシーバランス修正範囲とが半径方向（Ｙ方向）において重複する場合（例えば、図４及び図５に示す形態の場合）はステップＳＴ１０４に進む。一方、ステップＳＴ１０３の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（θ＜φである場合）つまり単体バランス修正範囲とアッシーバランス修正範囲とが重複していない場合（例えば、図６に示す形態の場合）はステップＳＴ１０５に進む。
【００５５】
［ステップＳＴ１０４］
ステップＳＴ１０４では、まず、図４に示す残留高さａを算出する。具体的には、演算制御装置７は、タービンホイール頭部２０１ａの半径ｒ及び単体バランス修正の位相範囲２θを用いて、単体バランス修正範囲（質量除去範囲）の当該タービンホイール頭部２０１ａの回転中心Ｏからの残留高さａ［ａ＝ｒｃｏｓθ］を算出する。その残留高さａ及び所定値ｂを用いて、図４や図５に示すアッシーバランス修正溝Ｃの最外径Ｒｂ［Ｒｂ＝ａ−ｂ］を算出する。
【００５６】
なお、所定値ｂについては、アッシーバランス修正における質量除去範囲を半径方向のより外側とする（質量除去範囲の半径を大きくする）ためには小さい方が好ましいが、所定値ｂを小さくしすぎると、アッシーバランス修正溝Ｃの外周部の強度（残した外壁の強度）が低くなり、ターボチャージャ２００の使用回転域において、アッシーバランス修正溝Ｃの外周部の外壁が遠心力により外側に変形する可能性がある。このような点を考慮すると、所定値ｂは例えば０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度が好ましい。
【００５７】
次に、演算制御装置７は、レーザ移動装置２を制御して、レーザ光照射により形成されるアッシーバランス修正溝Ｃの最外径Ｒｂ（図４等参照）が［Ｒｂ＝ａ−ｂ］となるように、つまり、アッシーバランス修正溝Ｃの最外径Ｒｂが単体バランス修正範囲（単体バランス修正痕ｅ）の残留高さａよりも小さくなるようにレーザ発振器１の位置を設定する。さらに、駆動エア供給装置３を制御してタービン回転数をアッシーバランス修正用の回転数（一定回転数）に保持する。この状態で、回転センサ４の出力信号及び除去量指示値に基づいてレーザ発振器１を制御することにより、パルスレーザ光を上記した照射タイミングでアッシーアンバランス修正位置に照射して質量を除去する。このレーザ光照射は、当該レーザ光照射に除去される質量除去量が除去量指示値に達するまで行う。そして、質量除去量が除去量指示値に達するとアッシーアンバランス修正処理を終了する。
【００５８】
なお、除去量指示値は、上記した（ステップＳＴ１２３）の処理で算出したアッシーアンバランス修正量（質量除去量）に基づいて設定される。また、レーザ光を１パルス照射したときの質量除去量［除去量／パルス］は、タービンホイール頭部２０１ａの材質及びレーザ発振器１のレーザ出力（エネルギ）によって決まるので、その［除去量／パルス］から除去量指示値（アッシーバランス修正量）を除去できる照射パルス数（アッシーアンバランス修正位置へのレーザ光の照射時間）を設定してレーザ光照射を行うようにする。
【００５９】
［ステップＳＴ１０５］
ステップＳＴ１０５では、演算制御装置７は、タービンホイール頭部２０１ａの半径ｒ及び上記所定値ｂを用いて図６に示すアッシーバランス修正溝Ｃの最外径Ｒｂ［Ｒｂ＝ｒ−ｂ］を算出する。なお、所定値ｂについては［ステップＳＴ１０４］の処理と同様な値とする。
【００６０】
次に、演算制御装置７は、レーザ移動装置２を制御して、レーザ光照射により形成されるアッシーバランス修正溝Ｃの最外径Ｒｂが［Ｒｂ＝ｒ−ｂ］となるように、レーザ発振器１の位置を設定するとともに、駆動エア供給装置３を制御してタービン回転数を、アッシーバランス修正用の回転数（一定回転数）に保持する。この状態で、回転センサ４の出力信号及び上記除去量指示値に基づいて、レーザ発振器１を制御することにより、パルスレーザ光を上記した照射タイミングでアッシーアンバランス修正位置に照射して質量を除去する。このレーザ光照射は、当該レーザ光照射に除去される質量除去量が除去量指示値に達するまで行う。そして、質量除去量が除去量指示値に達するとアッシーアンバランス修正処理を終了する。
【００６１】
なお、演算制御装置７が実行するアッシーバランス修正処理（図２）のステップＳＴ１０３及びステップＳＴ１０４が、本発明の「残留高さ算出手段」及び「バランス修正制御手段」としての処理に相当する。
【００６２】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、単体バランス修正範囲とアッシーバランス修正範囲とが重複する場合、アッシーバランス修正溝Ｃの最外径Ｒｂが単体バランス修正範囲の残留高さａよりも小さくなるようにレーザ光を照射してアッシーバランス修正を行っているので、単体バランス修正により質量が除去された範囲を外してアッシーバランス修正の質量除去を行うことができる。これにより質量除去量の指示値と実際の質量除去量とが乖離することを抑制することができ、アッシーバランス修正の精度を高めることができる。
【００６３】
−アッシーバランス修正（２）−
次に、アッシーバランス修正の他の実施形態について説明する。
【００６４】
上記した実施形態［アッシーバランス修正（１）］では、単体バランス修正範囲とアッシーバランス修正範囲とが重複する場合には、レーザ光照射により形成されるアッシーバランス修正溝Ｃの最外径Ｒｂ（図４等参照）が［Ｒｂ＝ａ−ｂ］となるようにレーザ光照射を行っているが、この例では、単体バランス修正範囲の残留高さと、円弧状のアッシーバランス溝の溝外周端のうち単体バランス修正範囲に近い側の溝外周端の上記残留高さ方向における長さと、の差が所定値となるように、円弧状のアッシーバランス溝Ｃの最外径Ｒｂを設定する。この点について以下に説明する。
【００６５】
まず、上記したように、単体バランス修正範囲の残留高さａは［ａ＝ｒ・ｃｏｓθ］とあらわすことができる。また、図８に示すように、レーザ光照射により形成される円弧状のアッシーバランス修正溝Ｃの溝外周端のうち、単体バランス修正範囲に近い側の溝外周端の残留高さ方向（ｈ方向）における長さ（回転基準方向長さ）を、アッシーバランス修正溝Ｃの最外径Ｒｂであらわすと［Ｒｂ・ｃｏｓθ］となる。
【００６６】
そして、この例では、単体バランス修正範囲の残留高さａと、単体バランス修正範囲の溝外周端の回転基準方向長さＲｂ・ｃｏｓθと、の差が上記した所定値ｂとなるようにアッシーバランス溝Ｃの最外径Ｒｂを設定する。
【００６７】
その最外径Ｒｂの設定の仕方について説明する。まず、上記した残留高さａ、回転基準方向長さＲｂ・ｃｏｓθ、及び、所定値ｂの関係は、
Ｒｂ・ｃｏｓθ＋ｂ＝ａ＝ｒ・ｃｏｓθ  ・・・（３）
となる。この（３）式を変形すると、
Ｒｂ・ｃｏｓθ＝ｒ・ｃｏｓθ−ｂ
Ｒｂ＝ｒ−ｂ／ｃｏｓθ  ・・・（４）
となり、この（４）式から、単体バランス修正範囲の残留高さａと、単体バランス修正範囲の溝外周端の回転基準方向長さＲｂ・ｃｏｓθと、の差が所定値ｂとなるようなアッシーバランス溝Ｃの最外径Ｒｂを設定することができる。
【００６８】
次に、この例のアッシーバランス修正について図７のフローチャートを参照して説明する。図７の制御ルーチンは演算制御装置７において実行される。
【００６９】
図７の制御ルーチンにおいて、ステップＳＴ２０１〜ステップＳＴ２０３及びステップＳＴ２０５は、上記した図２のステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０３及びステップＳＴ１０５と基本的に同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
この例においても、ステップＳＴ２０３の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（θ≧φである場合）つまり単体バランス修正範囲とアッシーバランス修正範囲とが半径方向において重複する場合はステップＳＴ２０４に進む。
【００７１】
ステップＳＴ２０４では、演算制御装置７は、タービンホイール頭部２０１ａの半径ｒ、単体バランス修正の位相範囲２θ及び所定値ｂを用いて、図８に示すアッシーバランス修正溝Ｃの最外径Ｒｂ［Ｒｂ＝ｒ−ｂ／ｃｏｓθ］を算出する。なお、所定値ｂについては［ステップＳＴ１０４］の処理と同様な値とする。
【００７２】
次に、演算制御装置７は、レーザ移動装置２を制御して、レーザ光照射により形成されるアッシーバランス修正溝Ｃの最外径Ｒｂ（図８参照）が［Ｒｂ＝ｒ−ｂ／ｃｏｓθ］となるように、レーザ発振器１の位置を設定する。さらに、駆動エア供給装置３を制御してタービン回転数をアッシーバランス修正時の回転数に保持する。この状態で、回転センサ４の出力信号及び上記した除去量指示値に基づいてレーザ発振器１を制御することにより、パルスレーザ光を上記した照射タイミングでアッシーアンバランス修正位置に照射して質量を除去する。このレーザ光照射は、当該レーザ光照射に除去される質量除去量が除去量指示値に達するまで行う。そして、質量除去量が除去量指示値に達するとアッシーアンバランス修正処理を終了する。
【００７３】
この例によれば、質量除去量の指示値と実際の質量除去量とが乖離することを抑制することができ、アッシーバランス修正の精度を高めることができる。しかも、レーザ光照射による質量除去範囲（アッシーバランス修正溝Ｃ）を、上記した［アッシーバランス修正（１）］の場合よりも半径方向の外側とすることができる（質量除去範囲の半径を大きくすることができる）ので、アッシーアンバランス除去効率が向上する。
【００７４】
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７５】
例えば、以上の実施形態では、タービンホイール２０１のアッシーバランス修正に本発明のバランス修正装置を用いた例について説明したが、本発明はこれに限られることなく、コンプレッサインペラ２０２のアッシーバランス修正に適用してもよい。また、バランス修正装置を、タービンホイール２０１及びコンプレッサインペラ２０２のそれぞれに個別にレーザ光を照射するレーザ発振器を備えた構造とし、タービンホイール２０１及びコンプレッサインペラ２０２の双方についてアッシーバランス修正を実施するようにしてもよい。
【００７６】
以上の実施形態では、ターボチャージャ２００のタービンホイール２０１やコンプレッサインペラ２０２のアッシーバランス修正に本発明のバランス修正装置を適用した例について説明したが、本発明はこれに限られることなく、他の任意の回転体のアッシーバランス修正にも適用可能である。
【００７７】
以上の実施形態では、レーザ光照射により質量を除去しているが、本発明はこれに限られることなく、例えば、放電加工やイオンビーム加工などによって質量を除去するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、ターボチャージャのコンプレッサインペラやタービンホイールなどの回転体のアッシーバランスを修正するバランス修正装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１００  バランス修正装置
１  レーザ発振器
２  レーザ移動装置
３  駆動エア供給装置
４  回転センサ
５  加速度センサ
６  架台
７  演算制御装置
２００  ターボチャージャ
２０１  タービンホイール（回転体）
２０１ａ  タービンホイール頭部
２０２  コンプレッサインペラ
【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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【図１０】
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