JP2018031323A - 圧縮機の製造方法及び圧縮機の軸受位置決め装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】主軸受2、シリンダ1、及び副軸受3を通しボルト5で共締め固定する圧縮機の製造方法であって、前記主軸受、シリンダ、及び副軸受からなる三部材の何れか一部材のみをベース61に固定し、他の二部材を、前記ベースに固定された一部材に対するそれぞれの配設位置において前記軸方向に直交する方向にのみ揺動可能に保持し、その状態で主軸を軸方向に対して傾斜させて回転させたときの、前記他の二部材の軸方向に直交する方向の振れをそれぞれ計測し、計測された振れ幅の中心位置に対して他の二部材をそれぞれ位置決めした後、通しボルトによって固定するようにした。
【選択図】図4
Description
また、本発明に係る圧縮機の軸受位置決め装置は、シリンダと、前記シリンダに対してその軸方向に挿通して設けられ該軸方向の中央部にローラが嵌装された偏芯部を有し、両端部が前記シリンダの外方に突出された主軸と、前記シリンダの一側部に配設され前記主軸の一端部を回転自在に支持する主軸受と、前記シリンダの他側部に配設されて前記主軸の他端部を回転自在に支持する副軸受と、を備え、前記主軸受、前記シリンダ、及び前記副軸受を、通しボルトによって共締め固定するようにした圧縮機の軸受位置決め装置であって、ベースと、前記主軸受、前記主軸が挿通された前記シリンダ、及び前記副軸受からなる三部材の何れか一部材のみを基準部材として前記ベースに対して固定する基準部材固定手段と、他の二部材を前記ベースに固定された前記一部材に対するそれぞれの配設位置において前記軸方向に直交する径方向にのみ揺動可能に保持する保持手段と、前記主軸を前記軸方向に対して傾斜させて回転させる主軸傾斜回転手段と、前記主軸傾斜回転手段によって前記主軸を回転させたときの前記他の二部材の振れをそれぞれ計測する二組の変位センサと、前記変位センサによって計測された振れ幅の中心位置に対して前記他の二部材をそれぞれ移動させる移動手段と、を備えたものである。
また、本発明の圧縮機の軸受位置決め装置によれば、シリンダに対する主軸受と副軸受の同軸を確保するための理想的な中心位置を同時かつ容易に検知することができると共に、ボルト締結によるシリンダの歪を抑制した効率の高い圧縮機を得ることができる。
先ず、本発明の圧縮機の製造方法によって製造された圧縮機における各実施の形態に共通した特徴について図1〜図3を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態1〜4による圧縮機の製造方法によって製造された圧縮機の要部を概念的に示す断面図、図2は図1に示された圧縮機の径方向における断面構成図、図3はシリンダに螺設されたネジ山に軸受をボルト締結した際に生じるシリンダの変形を説明する参考図である。図において、圧縮機は被固定部品であるシリンダ1と、シリンダ1の図1の姿勢における下端と上端に形成された固定面Aにそれぞれ固定された主軸受2及び副軸受3と、主軸受2と副軸受3に軸支されたクランク軸である主軸4を備えている。主軸4の軸方向中間部には偏芯部41が形成され、その偏芯部41の外周面には円筒状のローラ42が嵌装されている。主軸受2には周方向に複数(ここでは4か所)のネジ穴21が螺設されている。副軸受3とシリンダ1には主軸受2のネジ穴21に対応した位置に通しボルト5を挿通するための貫通穴31と貫通穴11がそれぞれ設けられている。通しボルト5は副軸受3の側から挿入され、主軸受2のネジ穴21に締結することで主軸受2と副軸受3にてシリンダ1を挟み込んだ状態で共締めされ固定される。なお、便宜上、主軸4の軸方向をZ軸、そのZ軸に直交した面における互いに直交した方向をX軸、Y軸とする。
図6に示すように、二組の変位センサ64の一方は主軸受2の軸心方向に向けて直交する2方向から該主軸受2の外周面に当接するように取付けられ、他方は図6(b)に例示するように、副軸受3の軸心方向に向けて直交する2方向からその副軸受3の外周面に当接するように取付けられる。
ボルト締結装置69は上側支持部材611に固定され、各通しボルト5の頭部を回転させるソケットが下方向に伸びるように複数設置されている。
次に、上記のように構成された実施の形態1における圧縮機の軸受位置決め装置の動作及び圧縮機の製造方法について図8に示すフロー図も参照して説明する。
なお、ステップS1にてシリンダ1のみを載置し、基準部材固定手段62によって固定した場合は、前述の基準部材固定手段62によってベース61に固定されたシリンダ1に対してローラ42を嵌装した偏芯部41がシリンダ1の内周面12の内側に収容されるように主軸4を挿入した後、その主軸4の下部側に主軸受2を装着し上部側に副軸受3を装着して仮組立状態とする。
ステップS4:主軸4に錘683を取付ける(図7に示す変形例の場合)。なお、図5、図6は錘683を取付けずに実施する場合を示している。
ステップS7:そのときの主軸4の回転位相に対する主軸受2及び副軸受3の径方向の振れ幅を、直交する2方向に設けられた1対ずつ2組の変位センサ64によって検出する。
ステップS8:それぞれの変位センサの検出信号を基に振れの中心位置が図示省略している制御装置の演算機能によって演算処理され、振れ幅のXY座標上の中心位置D、Eをそれぞれ求める。前記中心位置D、Eが、シリンダ1に対する主軸受2と副軸受3の理想的な位置決め位置となる。
例えば副軸受3の場合、図6(b)に示すように、副軸受3の上部に配設された互いに直交する二本の変位センサ64、64をそれぞれF、Gとし、その変位センサF、Gに対して周方向にずらして設けられた、互いに直交する移動手段66、66をそれぞれH、Iとする。そして、主軸を傾斜させて回転させたときに測定された、変位センサFの最大変位をXmax、最小変位をXminとし、変位センサGの最大変位をYmax、最小変位をYminとした場合、変位センサFの値が(Xmax−Xmin)/2、変位センサGの値が(Ymax−Ymin)/2になるように移動手段HとIを押し込む。主軸受2についても同様である。
PH=(Xmax−Xmin)/2
PI=(Ymax−Ymin)/2
となる。
ステップS11:ベース61上の圧縮機の固定箇所、保持手段63、変位センサ64、移動手段65、66などを全て解放する。
ステップS12:主軸受2と副軸受3が組付けられた圧縮機を軸受位置決め装置から搬出する。
更に、主軸受2と副軸受3に位相決めの穴や切欠きなどの目印(図示省略)を設けて、軸受位置決め装置の側には主軸受2と副軸受3の回転位相を調整できるアクチュエータを設け、それぞれの位置決め時に前述の切欠きなどの目印を利用して位相を決めた後、シリンダの中心位置に位置決めしても良い。
また、実施の形態1によって製造された圧縮機は、シリンダ1にボルト締結用のネジ部Bを設けていないので、ボルト締結によるシリンダ1の内径の変形量が無く、ローラ42とシリンダ1の内径との隙間量を低減させることで、主軸回転時にローラ42とシリンダ1の隙間からの冷媒の漏れが抑制され、圧縮機の効率を向上させることができる。
図9は本発明の実施の形態2による圧縮機の製造方法に用いた軸受位置決め装置の要部を概念的に示す断面図である。なお、本実施の形態2は、シリンダ1に対して主軸受2、及び副軸受3を位置決めする際に、主軸受2を基準部材としてベース61に固定し、その主軸受2に対してシリンダ1と副軸受3を、保持手段63によって径方向にのみ揺動自在に係止した状態で主軸4を「すりこぎ運動」するように回転させ、直交するように設けた一対、2組の変位センサ64によって、シリンダ1と副軸受3の振れ幅を同時に測定し、その振れ幅の中心位置によって主軸受2に対するシリンダ1と副軸受3の同軸位置を求めるように構成したものである。なお、簡素化のため、軸受位置決め装置を構成するベース61や基準部材固定手段62など実施の形態1と同様の部材の多くを図示省略している。
主軸受2の下端部には、「すりこぎ運動」させる際に主軸が効果的に傾斜するようにする錘683が取付けられ、実施の形態1と同様、カップリングを介して駆動モータに接続される。また、「すりこぎ運動」によってシリンダ1と副軸受3の振れを計測する際には移動手段66、67と弾性部材66a、67aは退避できるように構成され、また、シリンダ1と副軸受3は軸方向への移動が規制され、半径方向にのみ揺動可能に構成されている。
図10は本発明の実施の形態3の製造方法における圧縮機の要部構成部材を説明する図である。本実施の形態3は、圧縮機の組立予定数などに応じて製作された所定数のシリンダ1、主軸4、及びローラ42の各構成部品の全数について、シリンダ内径J、ローラ外径Kとローラ内径L、主軸4の偏芯部外径Mと偏芯量Nを、それぞれ予め測定しておき、シリンダ内径Jとローラ外径Kの目標隙間量Tを確保するように、圧縮機構部を組立てる前に下記計算式を用いて各部品を選別して組み合わせられるように寸法毎に区分しておくようにしたものである。
T=J−((K−L)/2+M/2+N)
それらの部材を用いて、例えば実施の形態1、2の軸受位置決め装置にてシリンダ1をベース61に固定し、主軸4を傾斜させた状態で回転運動させ、主軸受2と副軸受3の振れ幅を基に得られた回転中心位置にそれぞれを位置決めして主軸受2に設けられたネジ穴21を用いてシリンダ1と副軸受3を通しボルト5の締結により固定する。
図11は本発明の実施の形態4の製造方法における圧縮機の要部構成部分を示す図である。なお、本実施の形態4は、実施の形態1、2に例示された方法によって同時に得られた主軸受2と副軸受3の中心位置に対し、圧縮機効率が最も向上する位置、例えばベーン13の溝を時計の文字盤の12時の位相に配置したときの10時の位相に、図示されていない主軸受2と副軸受3をオフセットして組立てるようにしたものである。例えば、組立前に予め測定した図10に示すシリンダ内径J、ローラ外径Kとローラ内径L、主軸4の偏芯部外径Mと偏芯量Nを基に、主軸4を傾斜した状態で回転させて得られた主軸受2と副軸受3の振れ幅を用いてシリンダ1に対してそれぞれ求められた理想的な中心位置を基準として、圧縮時にローラ42とベーン13とシリンダ1と主軸受2、副軸受3で構成される最も冷媒を圧縮する主軸4の位相、例えば図11にて時計回りに主軸が回転するときの10時の位相にて、シリンダ内径Jとローラ外径Kの間隙が最も狭くなるように、主軸受2と副軸受3の固定位置をオフセットして位置決めし、主軸受2に設けられたネジ穴を用いてシリンダ1と副軸受3を固定する。
21 ネジ穴、31 貫通穴、41 偏芯部、42 ローラ、61 ベース、
61a 挿通孔、62 基準部材固定手段、63 保持手段、
63A、63B エアシリンダ、64 変位センサ、65、66、67 移動手段、
65a、66a、67a 弾性部材、68 主軸傾斜回転手段、69 ボルト締結装置、
611 上側支持部材、612 下側支持部材、621 係止プレート、
622、623 エアシリンダ、681 駆動モータ、682 オルダム継手、
683 錘、A 固定面、B ネジ部、D 回転中心(主軸受)、
E 回転中心(副軸受)、J シリンダ内径、K ローラ外径、L ローラ内径、
M 偏芯部外径、N 偏芯量、T 目標隙間量。
Claims (6)
- シリンダと、前記シリンダに対してその軸方向に挿通して設けられ該軸方向の中央部にローラが嵌装された偏芯部を有し、両端部が前記シリンダの外方に突出された主軸と、前記シリンダの一側部に配設され前記主軸の一端部を回転自在に支持する主軸受と、前記シリンダの他側部に配設されて前記主軸の他端部を回転自在に支持する副軸受と、を備え、前記主軸受、前記シリンダ、及び前記副軸受を、通しボルトによって共締め固定するようにした圧縮機の製造方法であって、前記主軸受、前記シリンダ、及び前記副軸受からなる三部材の何れか一部材のみをベースに対して固定し、他の二部材を、前記ベースに固定された前記一部材に対するそれぞれの配設位置において前記軸方向に直交する方向にのみ揺動可能に保持し、その状態で前記主軸を前記軸方向に対して傾斜させて回転させたときの、前記他の二部材の前記軸方向に直交する方向の振れをそれぞれ計測し、計測された振れ幅の中心位置に対して前記他の二部材をそれぞれ位置決めした後、前記通しボルトによって、前記主軸受、前記シリンダ、及び前記副軸受を固定することを特徴とする圧縮機の製造方法。
- 前記ベースに対して前記シリンダを固定することを特徴とする請求項1記載の圧縮機の製造方法。
- 前記ベースに対して前記主軸受を固定することを特徴とする請求項1記載の圧縮機の製造方法。
- 圧縮機の組立予定数に応じて製作された所定数の前記シリンダ、前記主軸、及び前記ローラの各構成部品について、前記シリンダの内径、前記ローラの外径及び内径、並びに前記主軸の偏芯部の外径及び偏芯量を個々に予め測定し、少なくとも1種類の前記各構成部品については測定された寸法に応じて区分して保管しておき、組立時に前記シリンダ内周と前記ローラ外周の最小隙間が確保されるように保管された前記構成部品を前記区分された集団から選択して組合わせ組立てることを特徴とする請求項1から請求項3までの何れかに記載の圧縮機の製造方法。
- 前記主軸受と前記副軸受の前記シリンダに対する固定位置を、計測された前記振れ幅の中心位置に対して、前記シリンダの周方向における前記主軸の回転位相が圧縮機の運転時冷媒を最も圧縮する状態となる角度の方向に、前記ローラと前記シリンダとの間隙が最小となるようにオフセットして固定することを特徴とする請求項1から請求項4までの何れかに記載の圧縮機の製造方法。
- シリンダと、前記シリンダに対してその軸方向に挿通して設けられ該軸方向の中央部にローラが嵌装された偏芯部を有し、両端部が前記シリンダの外方に突出された主軸と、前記シリンダの一側部に配設され前記主軸の一端部を回転自在に支持する主軸受と、前記シリンダの他側部に配設されて前記主軸の他端部を回転自在に支持する副軸受と、を備え、前記主軸受、前記シリンダ、及び前記副軸受を、通しボルトによって共締め固定するようにした圧縮機の軸受位置決め装置であって、ベースと、前記主軸受、前記主軸が挿通された前記シリンダ、及び前記副軸受からなる三部材の何れか一部材のみを基準部材として前記ベースに対して固定する基準部材固定手段と、他の二部材を前記ベースに固定された前記一部材に対するそれぞれの配設位置において前記軸方向に直交する径方向にのみ揺動可能に保持する保持手段と、前記主軸を前記軸方向に対して傾斜させて回転させる主軸傾斜回転手段と、前記主軸傾斜回転手段によって前記主軸を回転させたときの前記他の二部材の振れをそれぞれ計測する二組の変位センサと、前記変位センサによって計測された振れ幅の中心位置に対して前記他の二部材をそれぞれ移動させる移動手段と、を備えた圧縮機の軸受位置決め装置。
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