KR20160117162A

KR20160117162A - Balance test apparatus

Info

Publication number: KR20160117162A
Application number: KR1020160012739A
Authority: KR
Inventors: 겐키치 무라타; 세이지 요시무라; 히로시 단게; 고지 하시모토; 기요카즈 이이즈카
Original assignee: 가부시키가이샤 아이에이치아이
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2016-10-10
Also published as: JP2016191597A; JP6390493B2; KR102443823B1

Abstract

At least one thrust bearing (21,22), supporting a rotation shaft (14) by being installed in a bearing housing (13), is installed on the rotation shaft (14). A balance testing device (30) includes: a turbine jig (34) placed in a side in a rotation axis line (H) direction of the bearing housing (13) to store a turbine runner (6); a compressor jig (35) placed in the other side in the rotation axis line (H) direction of the bearing housing (13) to store a compressor runner (7); and a first orifice (41) installed in an inhalation path (Pa) of the compressor jig (35) to reduce a sectional area of the inhalation path (Pa).

Description

밸런스 검사 장치 {BALANCE TEST APPARATUS}{BALANCE TEST APPARATUS}

본 발명은 터빈과 압축기를 구비하는 과급기의 회전체의 밸런스를 검사하기 위한 밸런스 검사 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a balance inspecting apparatus for inspecting balance of a rotating body of a turbocharger and a supercharger having a compressor.

과급기의 제조 공정에서는, 회전체의 회전 성능을 확인하기 위해, 진동의 계측 및 언밸런스의 수정이 행해진다. 이와 같은 기술로서, 특허문헌 1에 기재된 시스템이 알려져 있다. 이 시스템은, 과급기의 로터의 언밸런스를 수정하기 위한 시스템이며, 로터와, 로터를 지지하는 베어링 하우징이 일체화된 반조립 상태의 과급기가, 가대 및 설치 하우징 등에 설치된다. 로터의 샤프트에는, 터빈 로터측과 압축기 로터측의 2개소에 베어링이 설치되어 있고, 이들 베어링에는, 베어링 하우징에 형성된 오일 공급로를 통하여, 윤활유가 공급된다.In the manufacturing process of the turbocharger, measurement of vibration and correction of unbalance are performed to confirm the rotating performance of the rotating body. As such a technique, a system disclosed in Patent Document 1 is known. This system is a system for correcting the unbalance of the rotor of the turbocharger, and a supercharger in a semi-assembled state in which the rotor and the bearing housing for supporting the rotor are integrated is installed in a mount and an installation housing. In the shaft of the rotor, bearings are provided at two places of the turbine rotor side and the compressor rotor side, and lubricating oil is supplied to these bearings through an oil supply passage formed in the bearing housing.

이 시스템에는, 로터의 진동을 검출하는 진동 검출기와, 로터의 회전수를 검출하는 펄스 검출기가 설치되어 있다. 로터의 언밸런스를 수정할 때에는, 설치 하우징 내에 공기가 공급됨으로써, 설치 하우징에 격납된 터빈 로터가 회전하고, 로터가 회전한다. 그리고, 상기한 검출기로부터 출력된 데이터가 컴퓨터에 도입되고, 그 데이터에 기초하여 언밸런스의 수정 내용이 구해진다.This system is provided with a vibration detector for detecting the vibration of the rotor and a pulse detector for detecting the number of revolutions of the rotor. When the unbalance of the rotor is corrected, air is supplied into the installation housing, so that the turbine rotor housed in the installation housing rotates and the rotor rotates. Then, the data output from the above-described detector is introduced into a computer, and correction contents of unbalance are obtained based on the data.

일본 특허 공개 제2000-329636호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-329636

종래의 검사 장치에서는, 예를 들어 과급기의 최고 회전수의 75％ 이하로 로터(회전체)를 회전시켜, 진동의 계측 및 언밸런스의 수정을 행하고 있었다. 그러나 최근 들어, 검사 장치에 있어서, 보다 높은 회전수로 검사를 행하는 것이 요망되고 있다. 과급기가 실제로 자동차 등에 탑재될 때에는, 고온(예를 들어 850∼950℃)의 배기 가스에 의해 운전이 행해지기 때문에, 배기 가스의 열에너지를 이용할 수 있다. 그러나, 검사 장치에서는, 상온 영역의 공기를 사용하여 운전이 행해지기 때문에, 배기 가스를 사용하는 경우와 같은 열에너지는 얻어지지 않는다. 따라서, 회전체의 회전수를 높이기 위해서는, 터빈에 유입되는 공기의 압력을 높일 필요가 있다.In the conventional inspecting apparatus, for example, the rotor (rotating body) is rotated at 75% or less of the maximum number of revolutions of the turbocharger to measure the vibration and correct the unbalance. However, in recent years, it has been desired to perform inspection with a higher number of revolutions in an inspection apparatus. When the supercharger is actually mounted on an automobile or the like, since the operation is performed by the exhaust gas at a high temperature (for example, 850 to 950 DEG C), the thermal energy of the exhaust gas can be used. However, in the inspection apparatus, since the operation is performed using the air at the normal temperature region, the same thermal energy as in the case of using the exhaust gas is not obtained. Therefore, in order to increase the number of revolutions of the rotating body, it is necessary to increase the pressure of the air flowing into the turbine.

터빈에 유입되는 공기의 압력이 높아지면, 과급기가 실제로 탑재된 때에 비해, 스러스트 밸런스가 변화된다. 회전축에 스러스트 베어링이 설치되어 있는 경우, 이 스러스트 베어링에 가해지는 하중이 변화되게 되고, 운전 조건에 따라서는, 스러스트 베어링의 마모 등이 발생할 우려가 있다. 본 발명은 스러스트 베어링을 보호할 수 있는 밸런스 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.When the pressure of the air flowing into the turbine is increased, the thrust balance is changed as compared with when the supercharger is actually mounted. When the thrust bearing is provided on the rotary shaft, the load applied to the thrust bearing is changed, and depending on the operating conditions, the thrust bearing may be worn. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a balance inspection apparatus capable of protecting a thrust bearing.

본 발명의 일 형태는, 터빈 날개차와 압축기 날개차가 회전축의 양단부에 설치된 과급기의 회전체의 밸런스를 검사하기 위한 밸런스 검사 장치이며, 회전축에는, 베어링 하우징 내에 설치되어, 회전축을 지지하는 적어도 1개의 스러스트 베어링이 설치되어 있고, 밸런스 검사 장치는, 베어링 하우징의 축선 방향의 한쪽에 배치되어, 터빈 날개차를 수납하는 터빈측 지그와, 베어링 하우징의 축선 방향의 다른 쪽에 배치되어, 압축기 날개차를 수납하는 압축기측 지그와, 압축기측 지그의 흡입 유로에 설치되어, 흡입 유로의 단면적을 축소하는 제1 오리피스부를 구비한다.One aspect of the present invention is a balance inspecting apparatus for inspecting the balance of a rotating body of a supercharger provided at both ends of a rotating shaft with a turbine blades and a compressor blade vane, wherein the rotating shaft is provided with at least one And a balance inspecting device includes a turbine side jig which is disposed on one side of the axial direction of the bearing housing and accommodates the turbine blade wheel and a turbine side jig which is disposed on the other side in the axial direction of the bearing housing, And a first orifice portion provided in the suction passage of the compressor-side jig for reducing the cross-sectional area of the suction passage.

과급기에 있어서는, 회전체의 회전수는, 터빈의 출력과 압축기의 동력의 균형에 의해 결정된다. 이 밸런스 검사 장치에 의하면, 압축기측 지그의 흡입 유로에는, 그 단면적을 축소하는 제1 오리피스부가 설치되기 때문에, 압축기측 지그의 흡입 압력을 낮출 수 있고, 압축기의 동력이 낮아짐으로써 회전체의 회전수를 높일 수 있다. 따라서, 회전체의 밸런스 검사를 행할 때에, 상온 영역의 공기를 사용하는 경우에도, 터빈의 출력을 높이기 위해, 터빈 날개차에의 유입 압력이 지나치게 높아지는 것을 억제할 수 있고, 그 결과로서 스러스트력을 저감시킬 수 있다. 따라서, 스러스트 베어링을 보호할 수 있다.In the supercharger, the number of revolutions of the rotating body is determined by a balance between the output of the turbine and the power of the compressor. According to this balance inspection apparatus, since the first orifice portion for reducing the cross-sectional area of the suction passage of the compressor-side jig is provided, the suction pressure of the compressor-side jig can be lowered and the power of the compressor is lowered, . Therefore, when the balance of the rotating body is inspected, the inflow pressure to the turbine blades can be prevented from being excessively increased in order to increase the output of the turbine even when air at room temperature is used. As a result, Can be reduced. Therefore, the thrust bearing can be protected.

몇 가지의 형태에 있어서, 스러스트 베어링은, 회전축에 설치된 컬러의 터빈 날개차측에 배치된 터빈측의 스러스트 베어링과, 컬러의 압축기 날개차측에 배치된 압축기측의 스러스트 베어링을 포함하고, 밸런스 검사 장치는, 압축기측 지그의 토출 유로에 설치되어, 토출 유로의 단면적을 축소하는 제2 오리피스부를 더 구비한다. 이 경우, 제1 오리피스부에 의해, 터빈측 지그에의 유입 압력의 저감을 도모할 수 있어, 터빈측의 스러스트 베어링을 보호할 수 있다. 나아가, 압축기측 지그의 토출 유로에 제2 오리피스부가 설치됨으로써, 토출 유로의 단면적을 조정할 수 있다. 이것에 의해서도, 작동점을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제2 오리피스부의 개구도를 크게 함으로써 토출 유로의 단면적을 크게 하면, 압축기측의 스러스트 베어링을 보호할 수 있다.In some aspects, the thrust bearing includes a thrust bearing on the turbine side disposed on the turbine blade side of the color provided on the rotary shaft, and a thrust bearing on the compressor side disposed on the compressor side of the compressor blade, And a second orifice portion provided in the discharge passage of the compressor-side jig for reducing the cross-sectional area of the discharge passage. In this case, the inflow pressure to the turbine side jig can be reduced by the first orifice portion, and the thrust bearing on the turbine side can be protected. Furthermore, by providing the second orifice portion in the discharge passage of the compressor-side jig, the cross-sectional area of the discharge passage can be adjusted. This also makes it possible to adjust the operating point. For example, by increasing the sectional area of the discharge passage by increasing the opening degree of the second orifice portion, the thrust bearing on the compressor side can be protected.

본 발명의 몇 가지의 형태에 의하면, 스러스트 베어링을 보호할 수 있다.According to some aspects of the present invention, the thrust bearing can be protected.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 밸런스 검사 장치의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 2는 검사 대상의 과급기를 도시하는 단면도.
도 3의 (a)∼(d)는 도 1의 밸런스 검사 장치에 있어서의 오리피스부의 각종 형태를 도시하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a balance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. Fig.
2 is a sectional view showing a supercharger to be inspected;
3 (a) to 3 (d) are views showing various types of orifice portions in the balance inspecting apparatus of Fig. 1;

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서 동일 요소에는 동일 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

이하, 과급기(1)의 회전체(12)의 밸런스를 검사하기 위한 밸런스 검사 장치(30)에 대해 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태의 밸런스 검사 장치(30)는 베어링 하우징(13) 내에 회전체(12)가 설치된 상태에서, 회전체(12)의 밸런스 검사를 행한다. 밸런스 검사 장치(30)는, 예를 들어 상온 영역의 공기를 사용한 운전을 행한다. 밸런스 검사 장치(30)에서는, 과급기(1)의 최고 회전수의 90％ 이상의 고속 회전 영역에 있어서, 과급기(1)의 회전 밸런스 검사가 가능하게 되어 있다. 즉, 밸런스 검사 장치(30)는 상온 에어 구동의 고속 밸런서이다.Hereinafter, the balance inspecting apparatus 30 for inspecting the balance of the rotating body 12 of the supercharger 1 will be described. 1, the balance inspecting apparatus 30 according to the present embodiment performs a balance check of the rotating body 12 in a state where the rotating body 12 is installed in the bearing housing 13. As shown in Fig. The balance inspecting apparatus 30 performs, for example, operation using air at a room temperature region. The balance inspecting device 30 is capable of inspecting the rotational balance of the turbocharger 1 in a high-speed rotation region of 90% or more of the maximum number of revolutions of the turbocharger 1. That is, the balance inspecting apparatus 30 is a high-speed balancer driven by room temperature air.

먼저, 도 2를 참조하여, 밸런스 검사의 대상으로 되는 과급기(1)에 대해 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 과급기(1)는, 예를 들어 선박이나 차량의 내연 기관에 적용되는 것이다. 과급기(1)는 터빈(2)과 압축기(3)를 구비하고 있다. 터빈(2)은 터빈 하우징(4)과, 터빈 하우징(4)에 수납된 터빈 날개차(6)를 구비하고 있다. 터빈 하우징(4)은 내측의 주연부에서 주위 방향으로 연장되는 스크롤부(4a)를 갖고 있다. 압축기(3)는 압축기 하우징(5)과, 압축기 하우징(5)에 수납된 압축기 날개차(7)를 구비하고 있다. 압축기 하우징(5)은 내측의 주연부에서 주위 방향으로 연장되는 스크롤부(5a)를 갖고 있다.First, referring to Fig. 2, the supercharger 1 to be subjected to the balance check will be described. As shown in Fig. 2, the supercharger 1 is applied to, for example, an internal combustion engine of a ship or a vehicle. The supercharger 1 has a turbine 2 and a compressor 3. The turbine (2) has a turbine housing (4) and a turbine blades (6) housed in the turbine housing (4). The turbine housing (4) has a scroll portion (4a) extending in the peripheral direction from the inner periphery. The compressor (3) has a compressor housing (5) and a compressor wing car (7) accommodated in the compressor housing (5). The compressor housing (5) has a scroll portion (5a) extending in the peripheral direction at the inner periphery.

터빈 날개차(6)는 회전축(14)의 일단부에 설치되어 있고, 압축기 날개차(7)는 회전축(14)의 타단부에 설치되어 있다. 압축기 날개차(7)는 회전축(14)의 타단부에 설치된 너트(16)에 의해 회전축(14)에 고정되어 있다. 터빈 하우징(4)과 압축기 하우징(5) 사이에는, 베어링 하우징(13)이 설치되어 있다. 회전축(14)은 저널 베어링(15)을 통해 베어링 하우징(13)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 회전축(14), 터빈 날개차(6) 및 압축기 날개차(7)가 일체의 회전체(12)로서 회전 축선(H) 주위로 회전한다.The turbine blades 6 are provided at one end of the rotary shaft 14 and the compressor blades 7 are installed at the other end of the rotary shaft 14. [ The compressor wing car 7 is fixed to the rotary shaft 14 by a nut 16 provided at the other end of the rotary shaft 14. [ A bearing housing (13) is provided between the turbine housing (4) and the compressor housing (5). The rotary shaft 14 is rotatably supported by the bearing housing 13 through the journal bearing 15 and the rotary shaft 14, the turbine blades 6 and the compressor blades 7 are integrally formed with the rotating body 12 And rotates about the rotation axis H.

회전축(14)에는, 1개의 플랜지 형상의 컬러(20)와, 2개의 스러스트 베어링(21, 22)이 설치되어 있다. 컬러(20)는 회전축(14)에 고정되어 있다. 스러스트 베어링(21)은 베어링 하우징(13)의 내벽에 고정되어 있고, 컬러(20)의 터빈 날개차(6)측(도시 좌측)에 배치되어 있다. 스러스트 베어링(22)은 베어링 하우징(13)의 내벽에 고정되어 있고, 컬러(20)의 압축기 날개차(7)측(도시 우측)에 배치되어 있다. 이와 같이, 과급기(1)는 터빈(2)측의 스러스트 베어링(21)과, 압축기(3)측의 스러스트 베어링(22)을 구비하고 있다.The rotary shaft 14 is provided with one flange-like collar 20 and two thrust bearings 21 and 22. [ The collar 20 is fixed to the rotary shaft 14. The thrust bearing 21 is fixed to the inner wall of the bearing housing 13 and disposed on the side of the turbine blades 6 of the collar 20 (left side in the drawing). The thrust bearing 22 is fixed to the inner wall of the bearing housing 13 and is disposed on the side of the compressor blades 7 (right side in the drawing) of the collar 20. Thus, the turbocharger 1 is provided with the thrust bearing 21 on the turbine 2 side and the thrust bearing 22 on the compressor 3 side.

스러스트 베어링(21)은 터빈(2)측으로부터 컬러(20)에 접촉한다. 스러스트 베어링(21)의 측면에 설치된 패드가 컬러(20)에 미끄럼 접촉함으로써, 스러스트 베어링(21)은 스러스트력을 받는다. 스러스트 베어링(22)은 압축기(3)측으로부터 컬러(20)에 접촉한다. 스러스트 베어링(22)의 측면에 설치된 패드가 컬러(20)에 미끄럼 접촉함으로써, 스러스트 베어링(22)은 스러스트력을 받는다. 과급기(1)에서는, 회전체(12)가 회전 축선(H) 방향으로 약간 이동 가능한 구조로 되어 있다. 회전체(12)가 이동할 때, 2개의 스러스트 베어링(21, 22)은, 컬러(20)에 미끄럼 접촉하여, 회전체(12)에 가해지는 스러스트력을 지지한다. 스러스트 베어링(21) 및 스러스트 베어링(22)은 예를 들어 미끄럼 베어링이다.The thrust bearing 21 contacts the collar 20 from the turbine 2 side. The thrust bearing 21 is subjected to the thrust force because the pad provided on the side surface of the thrust bearing 21 makes sliding contact with the collar 20. The thrust bearing 22 contacts the collar 20 from the compressor 3 side. The thrust bearing 22 is subjected to the thrust force because the pad provided on the side surface of the thrust bearing 22 slides on the collar 20. In the turbocharger 1, the rotating body 12 is structured to be slightly movable in the direction of the rotation axis H. When the rotating body 12 moves, the two thrust bearings 21 and 22 slide in contact with the collar 20 to support the thrust force applied to the rotating body 12. The thrust bearing 21 and the thrust bearing 22 are, for example, sliding bearings.

베어링 하우징(13)에는, 윤활유를 공급하기 위한 윤활유 유로(23)가 형성되어 있고, 스러스트 베어링(22)의 측면에는, 윤활유 유로(23)로부터 공급된 윤활유를 유통시키는 홈부(22a)가 형성되어 있다. 스러스트 베어링(22)에 공급된 윤활유는, 컬러(20)를 통해 스러스트 베어링(21)에도 공급되도록 되어 있다.The bearing housing 13 is provided with a lubricating oil passage 23 for supplying lubricating oil and a groove portion 22a for lubricating oil supplied from the lubricating oil passage 23 is formed on the side surface of the thrust bearing 22 have. The lubricating oil supplied to the thrust bearing 22 is also supplied to the thrust bearing 21 through the collar 20.

터빈 하우징(4)에는, 배기 가스 유입구(도시하지 않음) 및 배기 가스 유출구(10)가 형성되어 있다. 내연 기관(도시하지 않음)으로부터 배출된 배기 가스(유체)가 배기 가스 유입구를 통하여 터빈 하우징(4) 내에 유입되고, 스크롤부(4a)를 통하여 터빈 날개차(6)에 유입되고, 터빈 날개차(6)를 회전시킨다. 그 후, 배기 가스는, 배기 가스 유출구(10)를 통하여 터빈 하우징(4) 밖으로 유출된다.In the turbine housing 4, an exhaust gas inlet (not shown) and an exhaust gas outlet 10 are formed. Exhaust gas (fluid) discharged from an internal combustion engine (not shown) flows into the turbine housing 4 through the exhaust gas inlet, flows into the turbine blades 6 through the scroll portion 4a, (6). Thereafter, the exhaust gas flows out of the turbine housing 4 through the exhaust gas outlet 10.

압축기 하우징(5)에는, 흡입구(9) 및 토출구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 상기한 바와 같이 터빈 날개차(6)가 회전하면, 회전축(14)을 통해 압축기 날개차(7)가 회전한다. 회전하는 압축기 날개차(7)는 흡입구(9)를 통하여 외부의 공기를 흡입하고, 압축하여, 스크롤부(5a)를 통하여 토출구로부터 토출한다. 토출구로부터 토출된 압축 공기는, 전술한 내연 기관에 공급된다.In the compressor housing 5, a suction port 9 and a discharge port (not shown) are formed. As described above, when the turbine blade wheel 6 rotates, the compressor blade wheel 7 rotates through the rotary shaft 14. The rotating compressor wing car 7 sucks the outside air through the inlet 9, compresses it, and discharges it from the outlet through the scroll portion 5a. The compressed air discharged from the discharge port is supplied to the above-described internal combustion engine.

계속해서, 도 1을 참조하여, 밸런스 검사 장치(30)에 대해 설명한다. 밸런스 검사 장치(30)는 과급기(1)의 베어링 하우징(13)을 지지하는 진동대(31)와, 진동대(31) 상에 고정되어, 베어링 하우징(13)을 보유 지지하는 하측 보유 지지부(32) 및 상측 보유 지지부(33)를 구비하고 있다. 하측 보유 지지부(32)와 상측 보유 지지부(33)에 의해 베어링 하우징(13)이 끼움 지지되어 있고, 체결부(36)에 의해, 베어링 하우징(13)이 진동대(31) 상에서 고정되어 있다. 또한, 과급기(1)가 설치되는 대의 형태는, 본 실시 형태로 한정되지 않는다. 과급기(1)의 베어링 하우징(13)이 설치·고정할 수 있는 다양한 형태를 채용 가능하다.Next, the balance checking device 30 will be described with reference to Fig. The balance inspecting device 30 includes a shaking table 31 for supporting the bearing housing 13 of the turbocharger 1 and a lower holding portion 32 fixed on the shaking table 31 for holding the bearing housing 13, And an upper-side holding portion 33. As shown in Fig. The bearing housing 13 is held by the lower holding portion 32 and the upper holding portion 33 and the bearing housing 13 is fixed on the shaking table 31 by the coupling portion 36. [ In addition, the form in which the turbocharger 1 is installed is not limited to this embodiment. It is possible to adopt various forms in which the bearing housing 13 of the supercharger 1 can be installed and fixed.

베어링 하우징(13)의 회전 축선(H) 방향의 한쪽(도시 좌측)에는, 터빈측 지그(34)가 설치되어 있다. 베어링 하우징(13)의 회전 축선(H) 방향의 다른 쪽(도시 우측)에는, 압축기측 지그(35)가 설치되어 있다. 터빈측 지그(34)는 과급기(1)의 터빈 하우징(4)과 대략 동일한 형상을 갖고 있고, 터빈 날개차(6)를 수납한다. 터빈측 지그(34)는 상온의 공기가 고압으로 공급되는 유입 유로(도시하지 않음)와, 공기가 배출되는 유출 유로(Pc)를 구비하고 있다. 압축기측 지그(35)는 과급기(1)의 압축기 하우징(5)과 대략 동일한 형상을 갖고 있고, 압축기 날개차(7)를 수납한다. 압축기측 지그(35)는 공기가 흡입되는 흡입 유로(Pa)와, 압축 공기가 토출되는 토출관(37) 및 토출 유로(Pb)를 구비하고 있다. 이와 같이, 회전체(12)의 밸런스 검사 시에는, 과급기(1)의 터빈 하우징(4)과 압축기 하우징(5)이 제거되고, 회전체(12)를 갖는 베어링 하우징(13)에, 터빈측 지그(34) 및 압축기측 지그(35)가 설치된다.A turbine side jig 34 is provided on one side (left side in the drawing) of the bearing housing 13 in the direction of the rotation axis H thereof. A compressor-side jig 35 is provided on the other side (right side in the drawing) of the bearing housing 13 in the direction of the rotation axis H thereof. The turbine side jig 34 has substantially the same shape as the turbine housing 4 of the turbocharger 1 and houses the turbine blades 6. The turbine side jig 34 is provided with an inflow passage (not shown) through which air of normal temperature is supplied at a high pressure and an outflow passage Pc through which air is discharged. The compressor-side jig 35 has substantially the same shape as the compressor housing 5 of the turbocharger 1, and accommodates the compressor impeller 7. The compressor-side jig 35 includes a suction passage Pa through which air is sucked, a discharge pipe 37 through which compressed air is discharged, and a discharge passage Pb. The turbine housing 4 and the compressor housing 5 of the turbocharger 1 are removed and the bearing housing 13 having the rotating body 12 is attached to the turbine side A jig 34 and a compressor-side jig 35 are provided.

밸런스 검사 장치(30)는, 또한 가속도 픽업(38)과, 회전 검출기(39)와, 연산부(40)를 구비하고 있다. 가속도 픽업(38)은, 예를 들어 자석에 의해 베어링 하우징(13)에 설치되어 있다. 가속도 픽업(38)은 회전체(12)의 고속 회전 시에, 그 가속도(진동)를 검출한다. 회전 검출기(39)는 압축기 날개차(7)의 근방에 설치되어 있다. 회전 검출기(39)는 회전체(12)의 고속 회전 시에, 압축기 날개차(7)의 언밸런스량을 검출한다.The balance inspecting apparatus 30 further includes an acceleration pickup 38, a rotation detector 39, and an arithmetic unit 40. The acceleration pickup 38 is installed in the bearing housing 13 by, for example, a magnet. The acceleration pickup 38 detects the acceleration (vibration) at the time of rotating the rotating body 12 at a high speed. The rotation detector 39 is provided in the vicinity of the compressor impeller 7. The rotation detector 39 detects the unbalance amount of the compressor vane wheel 7 at the time of rotating the rotating body 12 at a high speed.

연산부(40)는 가속도 픽업(38) 및 회전 검출기(39)에 각각 전기적으로 접속되어 있다. 연산부(40)는 가속도 픽업(38) 및 회전 검출기(39)에서 검출된 데이터에 기초하여, 너트(16)의 절삭량 등을 연산한다. 밸런스 검사 장치(30)는 진동대(31)의 측방에 연삭기(도시하지 않음)를 구비하고 있고, 연삭기에 의해 너트(16)를 연삭함으로써, 회전체(12)의 언밸런스가 수정된다. 이와 같이, 밸런스 검사 장치(30)는 회전체(12)의 수정 장치로서의 기능도 갖고 있다. 또한, 연산부(40)는 압축기 날개차(7)의 절삭량 등을 연산해도 되고, 연삭기에 의해 압축기 날개차(7)의 일부가 연삭되어도 된다.The calculation section 40 is electrically connected to the acceleration pickup 38 and the rotation detector 39, respectively. The calculation section 40 calculates the amount of cut of the nut 16 and the like based on the data detected by the acceleration pickup 38 and the rotation detector 39. [ The balance inspecting apparatus 30 has a grinding machine (not shown) on the side of the shaking table 31. The unbalance of the rotating body 12 is corrected by grinding the nut 16 by the grinding machine. In this manner, the balance inspecting apparatus 30 also has a function as a correcting device for the rotating body 12. [ The calculating unit 40 may calculate the amount of cut of the compressor blades 7 or the like and a part of the compressor blades 7 may be ground by a grinder.

본 실시 형태의 밸런스 검사 장치(30)에서는, 압축기측 지그(35)의 흡입 유로(Pa)에, 제1 오리피스판(제1 오리피스부)(41)이 설치되어 있다. 원형의 제1 오리피스판(41)에는, 중앙에 1개의 원형의 구멍부(41a)가 형성되어 있다[도 3의 (a) 참조]. 이 구멍부(41a)에 의해, 제1 오리피스판(41)은 흡입 유로(Pa)의 단면적을 축소한다. 구멍부(41a)가 형성되는 범위, 즉 제1 오리피스판(41)의 개구도는, 적절히 설정 가능하다.In the balance inspecting apparatus 30 of the present embodiment, the first orifice plate (first orifice portion) 41 is provided in the suction passage Pa of the compressor-side jig 35. The circular first orifice plate 41 is formed with one circular hole portion 41a at the center (see Fig. 3 (a)). The first orifice plate 41 reduces the cross-sectional area of the suction passage Pa by the hole portion 41a. The range in which the hole portion 41a is formed, that is, the opening degree of the first orifice plate 41 can be appropriately set.

또한, 압축기측 지그(35)의 토출 유로(Pb)에는, 제2 오리피스판(제2 오리피스부)(42)이 설치되어 있다. 원형의 제2 오리피스판(42)에는, 중앙에 1개의 원형의 구멍부(42a)가 형성되어 있다. 이 구멍부(42a)에 의해, 제2 오리피스판(42)은 토출 유로(Pb)의 단면적을 축소한다. 구멍부(42a)가 형성되는 범위, 즉 제2 오리피스판(42)의 개구도는, 적절히 설정 가능하다.A second orifice plate (second orifice portion) 42 is provided in the discharge passage Pb of the compressor-side jig 35. The circular second orifice plate 42 is formed with a circular hole portion 42a at the center thereof. With this hole portion 42a, the second orifice plate 42 reduces the cross-sectional area of the discharge passage Pb. The range in which the hole portion 42a is formed, that is, the opening degree of the second orifice plate 42 can be appropriately set.

이들 제1 오리피스판(41) 및 제2 오리피스판(42)은 상술한 스러스트 베어링(21) 및 스러스트 베어링(22)에 가해지는 스러스트력의 균형을 잡기 위해 설치되어 있다. 최고 회전수의 90％ 이상의 고속 회전 운전을 행하는 밸런스 검사 장치(30)에서는, 스러스트 베어링(21) 및 스러스트 베어링(22)을 보호하기 위해, 제1 오리피스판(41) 및 제2 오리피스판(42)은 중요한 역할을 담당하고 있다.The first orifice plate 41 and the second orifice plate 42 are provided to balance the thrust force applied to the thrust bearing 21 and the thrust bearing 22 described above. In order to protect the thrust bearing 21 and the thrust bearing 22 in the balance inspecting apparatus 30 for performing the high speed rotation operation of 90% or more of the maximum number of revolutions, the first orifice plate 41 and the second orifice plate 42 ) Play an important role.

이어서, 밸런스 검사 장치(30)를 사용한 과급기(1)의 회전 밸런스 검사 방법 및 수정 방법을 설명한다. 먼저, 회전체(12) 및 베어링 하우징(13)을 밸런스 검사 장치(30)에 세트한다. 터빈측 지그(34)의 유입 유로에, 상온의 고압 공기를 공급한다. 고압 공기의 공급에 의해, 회전체(12)[터빈 날개차(6), 압축기 날개차(7) 및 회전축(14)]가 고속 회전한다. 터빈측 지그(34)에 공급된 공기는, 유출 유로(Pc)를 통해 터빈측 지그(34) 밖으로 유출된다. 한편, 터빈 날개차(6)가 회전하면, 제1 오리피스판(41)의 구멍부(41a) 및 흡입 유로(Pa)를 통하여 공기가 흡입되고, 압축된다. 압축 공기는, 토출 유로(Pb) 및 제2 오리피스판(42)의 구멍부(42a)를 통하여 배출된다.Next, a rotation balance checking method and a correction method of the turbocharger 1 using the balance checking device 30 will be described. First, the rotating body 12 and the bearing housing 13 are set in the balance inspecting apparatus 30. The high-pressure air at room temperature is supplied to the inflow channel of the turbine side jig 34. By the supply of the high-pressure air, the rotating body 12 (the turbine blades 6, the compressor blades 7 and the rotary shaft 14) rotates at a high speed. The air supplied to the turbine side jig 34 flows out of the turbine side jig 34 through the outflow channel Pc. On the other hand, when the turbine blade car 6 rotates, air is sucked through the hole portion 41a of the first orifice plate 41 and the suction passage Pa and is compressed. The compressed air is discharged through the discharge passage Pb and the hole portion 42a of the second orifice plate 42. [

회전체(12)가 언밸런스량의 계측을 행하는 소정의 회전 속도까지 도달하면, 가속도 픽업(38)에 의해 가속도(진동) 및 위상을 검출한다. 이와 함께, 회전 검출기(39)에 의해 회전체(12)의 회전 각도를 검출하고, 압축기 날개차(7)의 언밸런스량을 검출한다. 연산부(40)는 이들 검출 데이터에 기초하여, 너트(16)의 절삭량 등을 연산한다. 이 연산 결과는, 도시하지 않은 디스플레이 또는 프린터 등에 출력된다.When the rotating body 12 reaches a predetermined rotational speed at which the unbalance amount is measured, the acceleration pickup 38 detects the acceleration (vibration) and the phase. At the same time, the rotation angle of the rotating body 12 is detected by the rotation detector 39, and the unbalance amount of the compressor wing wheel 7 is detected. Based on these detection data, the calculation unit 40 calculates the amount of cut of the nut 16 and the like. This calculation result is output to a display or a printer, not shown.

밸런스 검사 장치(30)는 이 연산 결과에 기초하여, 회전 밸런스의 수정을 행한다. 구체적으로는, 밸런스 검사 장치(30)는 너트(16) 또는 압축기 날개차(7)의 일부를 연삭한다. 이상의 공정을 반복하고, 가속도가 허용값 이하인 것을 확인하면, 검사 및 수정 공정을 종료하고, 회전체(12) 및 베어링 하우징(13)을 밸런스 검사 장치(30)로부터 제거한다.The balance inspecting apparatus 30 corrects the rotation balance based on the calculation result. Specifically, the balance inspecting apparatus 30 grinds a part of the nut 16 or the compressor impeller 7. If the acceleration is less than the permissible value, the checking and correcting process is terminated and the rotating body 12 and the bearing housing 13 are removed from the balance inspecting apparatus 30.

밸런스 검사 장치(30)에 의하면, 압축기측 지그(35)의 흡입 유로(Pa)에는, 그 단면적을 축소하는 제1 오리피스판(41)이 설치되기 때문에, 압축기측 지그(35)의 흡입 압력을 낮출 수 있고, 압축기의 동력이 낮아짐으로써 회전체(12)의 회전수를 높일 수 있다. 이와 같이, 작동점을 조정할 수 있기 때문에, 터빈측 지그(34)에 있어서도, 유입 압력을 낮출 수 있다. 따라서, 회전체(12)의 밸런스 검사를 행할 때에, 상온 영역의 공기를 사용하는 경우에도, 터빈의 출력을 높이기 위해 터빈 날개차(6)에의 유입 압력이 지나치게 높아지는 것을 억제할 수 있고, 그 결과로서 스러스트력을 저감시킬 수 있다. 그 결과로서, 특히 터빈(2)측의 스러스트 베어링(21)을 보호할 수 있다. 또한, 제1 오리피스판(41)의 구멍부(41a)의 직경을 적절히 설정함으로써, 흡입 유로(Pa)의 단면적을 조정할 수 있으므로, 작동점을 임의로 조정 가능하다.Since the first orifice plate 41 for reducing the cross-sectional area of the suction passage Pa is provided in the suction passage Pa of the compressor-side jig 35, And the rotation speed of the rotating body 12 can be increased by lowering the power of the compressor. As described above, since the operating point can be adjusted, the inflow pressure can also be lowered in the turbine side jig 34 as well. Therefore, when the balance inspection of the rotating body 12 is performed, it is possible to suppress the inflow pressure into the turbine blades 6 from becoming excessively high to increase the output of the turbine even when air at room temperature is used, The thrust force can be reduced. As a result, particularly, the thrust bearing 21 on the turbine 2 side can be protected. Further, by appropriately setting the diameter of the hole portion 41a of the first orifice plate 41, the cross-sectional area of the suction passage Pa can be adjusted, so that the operating point can be arbitrarily adjusted.

상기한 바와 같이, 제1 오리피스판(41)에 의해, 터빈측 지그(34)에의 유입 압력의 저하를 도모할 수 있어, 터빈(2)측의 스러스트 베어링(21)을 보호할 수 있다. 나아가, 압축기측 지그(35)의 토출 유로(Pb)에 제2 오리피스판(42)이 설치됨으로써, 토출 유로(Pb)의 단면적을 조정할 수 있다. 이것에 의해서도, 작동점을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제2 오리피스판(42)의 개구도를 크게 함으로써 토출 유로(Pb)의 단면적을 크게 하면, 토출 압력을 저하시킬 수 있고, 압축기(3)측의 스러스트 베어링을 보호할 수 있다.As described above, the inflow pressure to the turbine side jig 34 can be reduced by the first orifice plate 41, and the thrust bearing 21 on the turbine 2 side can be protected. Further, the second orifice plate 42 is provided in the discharge passage Pb of the compressor-side jig 35, so that the sectional area of the discharge passage Pb can be adjusted. This also makes it possible to adjust the operating point. For example, if the sectional area of the discharge passage Pb is increased by increasing the opening degree of the second orifice plate 42, the discharge pressure can be lowered and the thrust bearing on the compressor 3 side can be protected.

압축기측 지그(35)에 오리피스가 설치되지 않는 종래의 구성에서는, 특히 최근의 고속화에 대응하고자 하면, 상온 에어를 사용한 운전에서는, 터빈측 지그(34)에의 유입 압력이 증대하여 실차탑재 시와 스러스트 밸런스가 바뀌어 버린다. 상기 실시 형태의 밸런스 검사 장치(30)에 의하면, 적합한 스러스트 밸런스를 유지할 수 있어, 스러스트 베어링(21)의 마모를 억제할 수 있다. 밸런스 검사 장치(30)는 상온 에어 구동의 고속 밸런서에 있어서, 특히 유리한 효과를 발휘한다.In the conventional structure in which the orifice is not provided on the compressor-side jig 35, especially in the recent high-speed operation, the inflow pressure to the turbine side jig 34 increases in the operation using the room temperature air, The balance changes. According to the balance inspecting apparatus 30 of the embodiment, an appropriate thrust balance can be maintained, and wear of the thrust bearing 21 can be suppressed. The balance inspecting apparatus 30 exhibits a particularly advantageous effect in a high-speed balancer driven by room temperature air.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 오리피스부는, 상기한 제1 오리피스판(41)으로 한정되지 않는다. 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 중앙의 1개의 구멍부(43a)와, 구멍부(43a)의 주위에서 180도의 위치에 형성된 2개의 구멍부(43b)를 구비한 제1 오리피스판(43)이어도 된다. 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 중앙의 1개의 구멍부(44a)와, 구멍부(44a)의 주위에서 주위 방향으로 등간격으로 형성된 복수의 구멍부(44b)(도시된 예에서는 45도 간격으로 8개)를 구비한 제1 오리피스판(44)이어도 된다. 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 중앙의 1개의 구멍부(45a)와, 구멍부(45a)의 주위에서 180도의 위치에 형성된 2개의 구멍부(45b)를 구비한 제1 오리피스판(45)을 사용하고, 1개의 구멍부(45a) 내에 2개의 구멍부(44b)가 포함되도록 구성해도 된다. 이 경우, 제1 오리피스판(44)과 제1 오리피스판(45)을 겹침으로써, 개구도를 조정할 수 있다. 또한, 제1 오리피스부는, 유로의 단면적을 조정할 수 있는 기구라면, 예를 들어 버터플라이 밸브 등 공지의 밸브 기구를 사용해도 된다.Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the first orifice portion is not limited to the first orifice plate 41 described above. As shown in Fig. 3 (b), a first orifice plate 43a having one hole portion 43a at the center and two hole portions 43b formed at a position of 180 degrees around the hole portion 43a, (43). As shown in Fig. 3 (c), a central hole portion 44a and a plurality of hole portions 44b formed circumferentially around the hole portion 44a at regular intervals The first orifice plate 44 may have eight holes at intervals of 45 degrees. As shown in Fig. 3 (d), a first orifice plate 45a having one hole portion 45a at the center and two hole portions 45b formed at a position of 180 degrees around the hole portion 45a, (45) may be used, and two hole portions (44b) may be included in one hole portion (45a). In this case, the aperture can be adjusted by overlapping the first orifice plate 44 and the first orifice plate 45. The first orifice portion may be a known valve mechanism such as a butterfly valve as long as the mechanism can adjust the cross-sectional area of the flow path.

검사 대상의 과급기는, 전동 과급기이어도 된다. 스러스트 베어링(21) 및 스러스트 베어링(22)은 미끄럼 베어링인 경우로 한정되지 않고, 볼베어링 등의 구름 베어링이어도 된다. 밸런스 검사 장치(30)가 상온 에어 구동인 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명의 밸런스 검사 장치는, 가열된 공기를 사용하는 형식이어도 된다. 연산부(40)는 진동대(31)로부터 이격된 장소에 설치되어도 된다. 이 경우, 가속도 픽업(38) 및 회전 검출기(39)로부터의 검출 신호가 무선으로 송신되는 구성의 밸런스 검사 시스템의 형태를 채용해도 된다. 또한, 일본 특허 공개 제2014-218903 공보에 나타내는 바와 같이, 맥동을 검사하는 맥동 검사부(도시하지 않음)를 설치하여, 맥동 검사를 회전체의 밸런스 검사와 동시에 행해도 된다.The supercharger to be inspected may be an electric supercharger. The thrust bearing 21 and the thrust bearing 22 are not limited to the sliding bearings, but may be rolling bearings such as ball bearings. Although the case where the balance inspecting apparatus 30 is at room temperature air driving has been explained, the balance inspecting apparatus of the present invention may be a type using heated air. The arithmetic unit 40 may be provided at a position spaced apart from the shaking table 31. In this case, a configuration of a balance inspection system having a configuration in which detection signals from the acceleration pickup 38 and the rotation detector 39 are transmitted wirelessly may be employed. Further, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-218903, a pulsation inspecting unit (not shown) for inspecting pulsation may be provided, and the pulsation inspecting may be performed simultaneously with the balance inspecting of the rotating body.

1 : 과급기
2 : 터빈
3 : 압축기
4 : 터빈 하우징
5 : 압축기 하우징
6 : 터빈 날개차
7 : 압축기 날개차
12 : 회전체
13 : 베어링 하우징
14 : 회전축
16 : 너트
20 : 컬러
21 : 스러스트 베어링[터빈(2)측의 스러스트 베어링]
22 : 스러스트 베어링[압축기(3)측의 스러스트 베어링]
30 : 밸런스 검사 장치
34 : 터빈측 지그
35 : 압축기측 지그
41, 43, 44, 45 : 제1 오리피스판(제1 오리피스부)
42 : 제2 오리피스판(제2 오리피스부)
H : 회전 축선
Pa : 흡입 유로
Pb : 토출 유로1: supercharger
2: Turbine
3: Compressor
4: Turbine housing
5: compressor housing
6: Turbine blades
7: compressor wing car
12: Rotating body
13: Bearing housing
14:
16: Nut
20: Color
21: Thrust bearings [Thrust bearings on the turbine (2) side)
22: thrust bearing [thrust bearing on the compressor (3) side)
30: Balance inspection device
34: Turbine side jig
35: Compressor side jig
41, 43, 44, 45: first orifice plate (first orifice portion)
42: second orifice plate (second orifice part)
H: rotation axis
Pa: Suction flow path
Pb: Discharge channel

Claims

터빈 날개차와 압축기 날개차가 회전축의 양단부에 설치된 과급기의 회전체의 밸런스를 검사하기 위한 밸런스 검사 장치이며,
상기 회전축에는, 베어링 하우징 내에 설치되어, 상기 회전축을 지지하는 적어도 1개의 스러스트 베어링이 설치되어 있고,
상기 베어링 하우징의 축선 방향의 한쪽에 배치되어, 상기 터빈 날개차를 수납하는 터빈측 지그와,
상기 베어링 하우징의 축선 방향의 다른 쪽에 배치되어, 상기 압축기 날개차를 수납하는 압축기측 지그와,
상기 압축기측 지그의 흡입 유로에 설치되어, 상기 흡입 유로의 단면적을 축소하는 제1 오리피스부를 구비하는, 밸런스 검사 장치.A balance inspecting apparatus for inspecting a balance of a rotating body of a supercharger installed at both ends of a rotating shaft,
At least one thrust bearing which is provided in the bearing housing and supports the rotary shaft is provided on the rotary shaft,
A turbine side jig disposed on one side of the axial direction of the bearing housing for receiving the turbine blades,
A compressor-side jig which is disposed on the other side in the axial direction of the bearing housing and accommodates the compressor impeller;
And a first orifice portion provided in the suction passage of the compressor-side jig for reducing the cross-sectional area of the suction passage.

제1항에 있어서,
상기 스러스트 베어링은, 상기 회전축에 설치된 컬러의 상기 터빈 날개차측에 배치된 터빈측의 스러스트 베어링과, 상기 컬러의 상기 압축기 날개차측에 배치된 압축기측의 스러스트 베어링을 포함하고,
상기 압축기측 지그의 토출 유로에 설치되어, 상기 토출 유로의 단면적을 축소하는 제2 오리피스부를 더 구비하는, 밸런스 검사 장치.The method according to claim 1,
Wherein the thrust bearing includes a thrust bearing on the turbine side disposed on the turbine blade side of the color provided on the rotary shaft and a thrust bearing on the compressor side disposed on the compressor blade side of the color,
And a second orifice portion provided in the discharge passage of the compressor-side jig for reducing a cross-sectional area of the discharge passage.