JPS6130338A - 芯出し組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシャフトの芯出し組立装置に関する。

たとえば、スルーベーンコンプレッサーのロータ部は、
第２図に示すように、ロータシャフト１にスルーベーン
３，３′を挿入し、リアシャフト２をボルト４で締結し
て組立てられる。この組立には、ロータシャフト１とリ
アシャ７Ｆ２どの闇に高い同軸度精度が要求される。本
発明は、このような組立作業に供される芯出し組立装置
に関するものである。

〔従米の技術〕

従米の芯出し組立装置では、ロータシャフト、リアシャ
７）それぞれの計測用に専用のエアマイクロメータ等を
配設し、各シャフト毎に、基準に対する実際のシャフト
軸中心を計測し、相互演算の上繰り返しＸ、Ｙ方向の位
置補正をし、芯出し作業を行ない、互いの芯が合致した
時点でボルト等により締結する装置としている（自動化
技術第１４＠第２号１００頁〜１０５頁） 〔発明が解決しようとする問題点〕 この様な装置は、２組のエアマイクロメータの誤差が加
算され総合組付精度が低下する、あるいは装置の構造が
複雑であり高価である等の問題点がある。さらに、２つ
の部品それぞれ独立に計測し、芯出し調整を行なうため
、相互干渉などもあり、芯出しに２０秒以上を要するな
ど作業性が悪く、大量生産に適さないという問題点があ
る。

本発明は、上記の点にかんがみ、精度がよく、構造が簡
単で作業性の高い、大量生産に適した芯出し組立装置を
提供することを目的とするり〔問題点を解決するための
手段〕 そのため本発明は、シャフト研摩時に基準穴として用い
られたシャフトのセンター穴に着目し、センター穴のテ
ーパ一部を利用して芯出し調整を行うものである。その
構成は、第１のシャフトと第２のシャフトを締結組立す
る芯出し組立装置であって、第１のシャフトを垂直に載
置する測定台と、前記測定台上に載置された第１のシャ
フトの側面の位置を検出すべく、第１のシャフトの周囲
に９０度毎に配設された４つの位置センサーと、前記測
定台上に載置された第１のシャフトを測定台上で微少移
動させる微調送り機構と、第２のシャ７Ｆのセンター穴
と同一のテーパーを有するセンター押えピンを、第２の
シャフトのセンター穴に押圧すべく、第１のシャフトの
中心軸延長上を上下させるセンター押え機構と、第１の
シャフトと第２のシャフトとを押圧固定するクランプ機
構とを備えることを特徴とする。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図に本発明を適用した芯出し組立装置の構盛を構成
的に示す。本実施例は第２図に示すスルーベーンコンプ
レッサーのロータ部を組立る装置である。円筒形状をし
た測定台５がベース５０に固定されている。測定台５は
内側にロータシャフト１が載置される棚部５Ａを有する
。棚部５Ａは基準面として研摩されている。以後この基
準面と平行な平面をＸ−Ｙ平面と呼称し、図面左右方向
をＸ軸、図面に垂直な前後方向をＹ粕と呼称する。

上記Ｘ軸に沿って、測定台５の棚部５Ａに載置されたロ
ータシャ７）１の周側面位置を検出すべく、位置センサ
ーである電気マイクロメータ６．６′が対向して配設さ
れている。一方の電気マイクロメータ６はスライダ７に
固定され、スライダ７は〃イド８に図面左右摺動自在に
保持され、〃イド８は支持体９に固定され、支持体９は
ベース５０に固定されている。電気マイクロメータ６が
載設されているスライダ７は、支持体９に固定されたエ
アシリング１０によって左右に駆動される。電気マイク
ロメータ６の測定子がロータシャフト１の側面に接触で
きるように、測定台５の側面に窓が明けられている。他
方の電気マイクロメータ６′は、同様に、スライダ７′
に固定され、スライダ７′は支持体９′に固定されたガ
イ、ド８′に左右摺動自在に保持され、エアシリング１
０′により駆動される。歯車１１が支持体９にベアリン
グを介して回転自在に保持され、歯車１１の中心部に送
りねじ１２が螺合されている。送りねじ１２には微調ロ
ッド１３が固定され、微調ロッド１３は歯車１１の回動
に従って左右に移動し直線位置決めされる。歯車１１は
歯車１４を介して、サーボモータ１５＆二より回転駆動
される。微刺ロツド１３がロータシャフト１の側面に接
触できるように、測定台５の側面に窓が明けられている
。図面右側のスライダ７′には、Ｘ軸戻しロッド１７が
左右摺動自在に取付けられ、図面左方向にスプリング１
８で付勢されている。

同様に、図面垂直方向（Ｙ軸）に沿って、図示しない、
互いに対向しで配設されたスライ〆に取付ちれた電気マ
イクロメータからなるＹ軸位置センサーと、サーボモー
タで駆動されるＹ釉微調ロッドとスライダに取付られた
Ｙ軸戻しロッドとからなる徴調送り機構が配設されてい
る。

測定台５の上方には、リアシャフト２のセンター穴を押
圧すべく、測定台５の中心軸と合致するように配設され
たセンター押えピン２１を備えた、リアシャ７Ｆ押えシ
リンダ２２が配設されている。

シリンダ２２は、ベース５０に固定された図示しないサ
ポートに固定されている。ロータシャフト１とリアシャ
フト２を測定台５に押圧しクランプするクランプアーム
２３が、前記図示しないサポートに揺動自在に取付けら
れ、シリンダ２４により駆動される。

各エアシリンダ（１０，１０’、２２．２４および図示
しないＹ軸スライグ用の２つのシリンダ）は、シリンダ
制御ユニット３１内の電磁バルブにより駆動方向が切替
えられ、各電磁パルプは電子制御装置（ＥＣＵ）３０に
より制御される。Ｘ軸の電気マイクロメータ６．６′お
よび図示しないＹ軸の２つの電気マイクロメータの出力
は、電子制御装置（ＥＣＵ）３０に出力される。電子制
御装置（ＥＣＵ）３０は、これら４つの位置センサーか
らの信号と、起動信号などを出力する図示しない操作卓
からの信号とにより、各シリンダへの駆動制御信号を出
力すると共に、Ｘ軸サーボモータ１５およびＹ軸サーボ
モータを駆動し、測定台５上に載置されたロータシャフ
ト１の軸中心がセンター押えピン２１の位置と一致させ
るべく制御する。

作動について第３図および第４図の７０−チャートを参
照し説明する。組立作業の開始に先だって、第３図に示
すマスター計測処理を実行する。

ロータシャフト１とリアシャフト２の同軸度の規範とな
るマスターを測定台５に載置し、図示しない操作卓の起
動釦を押すことにより、マスター計測処理が開始される
。ステップ３０３にで、シリンダ２２が駆動され、セン
ター押えピン２１が下降してマスターのセンター穴を押
圧する。この時第５図に示すように、センター押えピン
２１のテーパ一部とリアシャフト２のセンター穴のテー
パ一部が衝合し、中心がずれている時は、押し付は方向
と直角な水平方向に怜力が働き、マスターは中心軸がセ
ンター押えピン２１の位置に一致するまで測定台５上を
移動する。次いでステップ３０４にて、シリンダ２４が
駆動され、クランプアーム２３が下降してマスターを測
定台５に押圧クランプする。次いでステップ３０５にて
、シリンダ１０．１０’などが駆動され、スライダ７．
７′および図示しないＹ軸の２つのスライダが前進し、
それぞれのスライダに固定された電気マイクロメータの
測定子をマスターの周側面に接触させ側面位置を検出す
る（第６図参照）。次いでステップ３０６にで、Ｘ軸お
よびＹ軸に沿って対向して配設された４つの電気マイク
ロメータの検出値（Ｘ、、Ｘ、、Ｙｌ、Ｙｌ）を読み取
る。次いでステップ３０７にて、各軸の偏差の零点であ
るΔＸ０＝Ｘ、−Ｘ、およびΔＹ　ｏ　＝　Ｙ　＋　　
Ｙ　２　を演算し、メモリに記憶する。これにより、ロ
ータシャフト１の中心軸がセンター押えピン”２１の位
置に一致した時のＸ軸およびＹ軸の偏差つまり偏差の零
点ΔＸ０およびΔＹ０が計測記憶されたことになる。

次いでステップ３０８にて、スライダが後退して電気マ
イクロメータの測定子をマスターから離し、センター押
えピン２１、クランプアーム２３を上昇させてマスター
計測処理を完了する。

マスター計測処理が実行され偏差の零点ΔＸ０、ΔＹ０
が記憶された後に、第４図に示す、本末のロータ組立処
理が実行される。ロータシャフト１にスルーベーン３．
３′を組合せ、リアシャフト２を乗せてボルト４を緩く
仮止めしたものを測定台５に載置し、図示しない操作卓
の起動釦を押すことにより、芯出し組立処理が開始され
る。

ステップ４０３にて、Ｘ軸微調送りモータ１５が駆動さ
れＸ軸微調ロッド１３はあらかじめ決められた所定の位
ｆｉｔで前進する。図示しないＹ軸微調ロッドも同様に
前進する。次いでステップ４０４にて、シリング１０．
１０’が駆動され、スライダ７．７′が前進する。スラ
イダ７′の前進により、戻しロッド１７がロータシャフ
ト１の側面に当接し、スプリング１８の圧縮力でロータ
シャフト１を微調ロッド１３に押し付ける。同様にして
、図示しないＹ軸度しロッドがロータシャフト１をＹ軸
微調ロッドに押し付ける。従ってロータシャフト１は測
定台５上を摺動し、微調ロッドで定められる位置に微少
移動する。次いでステップ４０５にて、Ｘ軸およびＹ軸
に沿って対向して配設された４つの電気マイクロメータ
の検出値（Ｘ、、Ｘ２、Ｙｌ、Ｙ２）を読み取る。次い
でステップ４０６にて、これら検出値と前記マスター計
測処理で記憶された偏差零点ΔＸＯ％ΔＹｏの値とから
Ｘ軸偏差量ΔＸ＝ＸＩ　　Ｘ２−ΔＸｏおよびＹ軸側差
量ΔＹ＝ＹＩ　　Ｙ２−ΔＹｏを演算する。次いでステ
ップ４０７ないし４１３にて、偏差量ΔＸおよびΔＹの
絶対値が２μ以下が否かを判定し、偏差量が２μ以上で
あれば、それぞれＸ軸微調ロッドあるいはＹ軸微調ロッ
ドをその偏差量に見合う景だけ、その符号に従って前進
あるいは後退させて、再びステップ４０５に戻る。ＸＩ
Ｉ＃およびＹ柚の偏差量が２μ以下になるまで、ステッ
プ４０５からステップ４１４！Ａでか次々にフィードバ
ックされｎ返される。偏差量が２μ以下になるとステッ
プ４１５に進む。ステップ４１５にて、シリング２２が
駆動され、センター押えピン２１が下降しりアシャ７ト
２のセンター穴を押圧する。

この時第５図に示すように、センター押えピン２１のテ
ーパ一部とりアシャ７ト２のセンター穴のテーパ一部が
衝合し、リアシャフト２には水平方向に推力がｆ＃きロ
ータシャ７）１上を摺動してリアシャフト２の軸中心と
センター押えピン２１の位置が合致する。従ってロータ
シャフト１の軸中心とりアシャ７ト２の軸中心が一致し
たことになる。次いでステップ４１６にて、シリング２
４が駆動され、クランプアーム２３が下降し、リアシャ
フト２を押圧クフンプする。次いでステップ４１７にて
、作業者がボルト４を締結し、リアシャフト２をロータ
シャフト１に固定する。次いでステップ４１８にて、Ｘ
軸微調ロッド１３および図示しないＹ軸微調ロッドが後
退する。次いでステップ４１９にて、センター押え′ピ
ン２１が上昇し、スライダが後退して各軸の電気マイク
ロメータを逃がし、クランプアーム２３が上昇してロー
タ組立処理が完了する。

本実施例では、微調ロッドの移動により、ロータシャフ
ト１の直径寸法のばらつきを吸収し、ロータシャフト１
の軸中心をセンター押えピン２１の位置に２μ以下の精
度で合致させることができる。一方、リアシャフト２は
、そのセンター穴が研摩加工時に基準穴として使用され
ているので、センター穴とりアシャ７Ｆ周側面部との同
心度が非常に高く、センター押えピン２１でセンター穴
を押圧することにより容易にリアシャフト２の軸中心と
センター押えピン２１とを合致させることができる。従
って、ロータシャフト１とリアシャフト２との組立で要
求される同軸度１０μ以下の精度を安定して達成するこ
とができた。また、リアシャフト２の芯出しには計測を
要しないので、芯出しに要する時間が非常に短い利点が
ある。

前記の実施例では、微調送り槻病が直線位置決めされる
微調ロッドと戻しロッドとからなる例について説明した
。第７図に模式的に示すように、微調送り機構を偏芯円
板４１．４１′と戻しロッド１７．１７′とからなる構
成とすることも可能である。偏芯円板４１．４１′はそ
の回転軸４２．４２′が円板の中心から約１ｍＩＩ偏芯
して固着されている（図面は偏芯を誇張して描いている
）。スプリング１８．１８′で付勢された戻しロッド１
７．１７′が、ロータシャフト１をそれぞれ対向する円
板４１．４１′に押し付けている。回転軸４２．４２′
を図示しないサーボモータで回動し、角度位置決めをす
ることにより、ロータシャフト１を微少移動させること
ができる。

偏芯円板からなる微少送りｍ構は、送りねじなど直線駆
動部の必要がなく回転駆動部だけでよいので構造が簡単
であり、剛性の高いものが容易に製作できる利点がある
。

また偏芯円板の駆動にサーボモータを用いｆ、通常の直
流モータを使用して一定回転速度で正逆転させる構成と
し、第３図７０−チャートのステップ４０５から４１４
に相当す′る処理で、偏差ΔＸ１ΔＹの符号に従った方
向にモータを回転させ、偏芯円板を回動させ、偏差ΔＸ
１ΔＹが２μ以下となった時点で毫−夕を停止させる方
式とすることもできる。この方式では、偏芯円板の駆動
部及び電子制御装置の構成が筒単になる利点がある。

〔その他の実施例〕

サーボモータを用いず、手動で位置決め芯出しをする実
施例を第８図に示す。測定台５およびスタンド５１がベ
ース５０上１こ載設されている。測定台５上に載Ｒされ
たロータシャフト１の周側面位置を検出する４つの電気
マイクロメータ６が、測定台５の周囲に配設され、電気
マイ−クロメータ６の下方には、ロータシャフト１の側
面を押し微少移動させるための棒形マイクロメータから
なる微調送り装置５２が取付ちれている。スタンド５１
には、スライダ５３が上下摺動自在に取付られ、ハンド
ルレバー５４で上下動される。スライダ５３にはセンタ
ー押えピン２１が固定されている。センター押えピン２
１の位置は、測定台４にロータン千７Ｆ用のマスターを
載置した時に、そのセンター穴とセンター押えピン２１
の位置が完全に一致するように取付ちれている。クラン
プアーム２３がスタンド５１に揺動自在に取付られ、シ
リング５５にて上下動されるようになっている。

ロータの組立手順は、ロータシャフト１を測定台５に載
置し、４つの電気マイクロメータ６の読みにより、微調
送り装置６を操作してロータシャフト１を微動させ芯出
しをする。次にリアシャ７）２を来せ、ハンドルレバー
５４を操作してセンター押えピン２１をリアシャフト２
のセンター穴に押圧し、センター穴のテーパ一部とセン
ター押えピン２１のテーパ一部との衝合によりリアシャ
フト２の芯出しをする。次にシリング５５を作動させク
ランプアーム２３を下降させてリアシャフト２をクラン
プする。この状態でロータシャフト１とリアシャフト２
をボルト４で締結し組立を完了する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明はシャフトのセンター穴を
利用しているので、構造が簡単であり、シャフトの組立
に要求される同軸度精度を容易に短時間に得ることがで
き、作業性が高く大量生産に適しているなどの優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、１図は目−タ
の分解斜視図、ｔｌＳ３図および第４図は本実施例の作
動説明に供するフローチャート、第５図はセンター押え
ピンとセンター穴との衝合を示す説明図、第６図は位置
検出器の配置を示す説明図、第７図は微調送り機構の実
施例を示す構成図、第８図は第２の実施例を示す斜視図
である。 １・・・ロータシャフト、２・・・リアシャフト、３．
３′・・・スルーベーン、４・・・ボルト、５・・・測
定台、６．６’・・・電気マイクロメータ、７，７′・
・・スライダ、１３・・・微調ロッド、１７・・・戻し
ロッド、１８・・・スプリング、２１・・・センター押
えピン、２３・・・クランプアーム、３０・・・電子制
御装置（ＥＣＵ）。 ；（；、−・・、゛ 第２図 第３Ｍ 第５図 第６Ｍ 第７Ｍ Ｙ 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　第１のシャフトと第２のシャフトを締結組立する芯
   出し組立装置であって、 第１のシャフトを垂直に載置する測定台と、前記測定台
   上に載置された第１のシャフトの側面の位置を検出すべ
   く、第１のシャフトの周囲に９０度毎に配設された４つ
   の位置センサーと、前記測定台上に載置された第１のシ
   ャフトを測定台上で微少移動させる微調送り機構と、 第２のシャフトのセンター穴と同一のテーパーを有する
   センター押えピンを、第２のシャフトのセンター穴に押
   圧すべく、第１のシャフトの中心軸延長上を上下させる
   センター押え機構と、第１のシャフトと第２のシャフト
   とを押圧固定するクランプ機構と、 を備えることを特徴とする芯出し組立装置。 ２　前記微調送り機構が、モータで直線位置決めされる
   微調ロッドと、微調ロッドに第１のシャフトを押し付け
   るべく微調ロッドと対向して配設された戻しロッドとを
   備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の芯
   出し組立装置。 ３　前記微調送り機構が、モータで角度位置決めされる
   偏芯円板と、偏芯円板に第１のシャフトを押し付けるべ
   く偏芯円板と対向して配設された戻しロッドとを備える
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の芯出し組
   立装置。 ４　前記４つの位置センサーで検出された第１のシャフ
   トの側面の位置から、第１のシャフトの中心軸位置の前
   記センター押えピン位置からの偏位量を演算し、その演
   算結果により前記微調送り機構を駆動しで第１のシャフ
   ト載置位置を修正する電子制御装置を備えたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   記載の芯出し組立装置。