(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に雄ロータと雌ロータを設置し、これら各ロータに斜歯のタイミングギヤをそれぞれ圧入し締まり嵌めで固定し、両タイミングギヤによって雄雌各ロータの微少間隙を保持させるスクリュウ圧縮機のロータ間隙調整方法において、
先に圧入したタイミングギヤは回転しないように固定しておいて、後から圧入するタイミングギヤに斜歯の外部ギヤをかみ合わせ、その外部ギヤで後から圧入するタイミングギヤをタイミングギヤ同志のかみ合い方向に回転させ、同時に後から圧入するタイミングギヤが圧入されるロータは回転しないように固定しておくことを特徴とするスクリュウ圧縮機のロータ間隙調整方法。
【請求項２】
上記請求項１において、先に圧入したタイミングギヤと後から圧入するタイミングギヤが圧入されるロータのそれぞれにダイレクトドライブモータとエンコーダを設けて、各エンコーダの出力で各ダイレクトドライブモータを制御し先に圧入したタイミングギヤと後から圧入するタイミングギヤが圧入されるロータが回転しないように固定することを特徴とするスクリュウ圧縮機のロータ間隙調整方法。
【請求項３】
上記請求項１において、後から圧入したタイミングギヤとこのタイミングギヤが圧入されたロータの締まり嵌めを緩め、該タイミングギヤにかみ合わせた外部ギヤで該タイミングギヤの回転を止めて上記ロータに設けたダイレクトドライブモータで雄雌各ロータの微少間隙を調整することを特徴とするスクリュウ圧縮機のロータ間隙調整方法。
【請求項４】
ケーシング内に雄ロータと雌ロータが設置されたスクリュウ圧縮機の前記各ロータに、斜歯のタイミングギヤをそれぞれ圧入し締まり嵌めで固定し、両タイミングギヤによって雄雌各ロータの微少間隙を保持させるスクリュウ圧縮機のロータ間隙調整装置において、
先に圧入したタイミングギヤと後から圧入するタイミングギヤが圧入されるロータのそれぞれを駆動するダイレクトドライブモータと、前記ロータのそれぞれの回転数を測定するエンコーダと、前記各エンコーダの出力で前記各ダイレクトドライブモータを制御するパソコンとを備え、
該パソコンは後から圧入するタイミングギヤをロータに圧入する際、該各ダイレクトドライブモータにより先に圧入したタイミングギヤと後から圧入するタイミングギヤが圧入されるロータが回転しないように固定するようになされていることを特徴とするスクリュウ圧縮機のロータ間隙調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーシング内に雄ロータと雌ロータを有しこれら両ロータが各ロータにそれぞれ締まり嵌めで固定したタイミングギヤによって微少間隙を保持しながら回転する無給油式のスクリュウ圧縮機（またはLysholm圧縮機）のロータ間隙調整方法及び調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスクリュウ圧縮機のロータ間隙調整方法は、特開平１−１５５０８９号公報に記載されているように、一方のタイミングギヤの無い状態で他方のタイミングギヤが締まり嵌めされたロータにブレーキを掛けながら一方のタイミングギヤが締まり嵌めされる一方のロータを正逆方向に回転させ、エンコーダなどで各ロータの回転位相差を測定する。
【０００３】
そして、一方のタイミングギヤを一方のロータに圧入してから両者間の締まり嵌めを緩め、測定した各ロータの回転位相差を用いて両ロータ間の微少間隙を設定（振り分け調整と云う）している。
【０００４】
図５は、従来のスクリュウ圧縮機の間隙調整方法におけるスクリュウ圧縮機のタイミングギヤ部を拡大して示す図で、１はスクリュウ圧縮機のハウジング、２は一方のロータ（以下、雄ロータと称する）、３は他方のロータ（以下、雌ロータと称する）、４は雄ロータ２に締まり嵌めされた一方のタイミングギヤ（以下、雄タイミングギヤと称する）、
５は雌ロータ３に締まり嵌めされた他方のタイミングギヤ（以下、雌タイミングギヤと称する）、６は雄タイミングギヤ４の外周に設けた油圧シリンダ、７はそのピストン、８は油圧室、９は雌タイミングギヤ５にかみ合うブレーキギヤ、１０はブレーキギヤ９を駆動するダイレクトドライブモータ（以下、ＤＤモータと称する）、１１と１２は振り分け調整時に雄タイミングギヤ４の回転を止める半割れ押さえ部品で、ねじ１３でそれぞれハウジング１に止められまたねじ１４で雄タイミングギヤ４を締め付けて回転を止めるようになっている。
【０００５】
先に雌ロータ３に雌タイミングギヤ５を取り付けておいて、各ロータ２，３の回転位相差を測定する。次に雄タイミングギヤ４を雄ロータ２の端部に配置し、雄タイミングギヤ４の外周に油圧シリンダ６とピストン７を配置し、油圧設備１５から油圧室８に圧油を送って雄ロータ２の外径よりも雄タイミングギヤ４の内径が大きくなるようにして雄タイミングギヤ４を雄ロータ２にはめ合わせる。その後、半割れ押さえ部品１１，１２とねじ１３，１４で雄タイミングギヤが回転しないようにして油圧室８に圧油を掛けたまま、図示していない雄ロータ２に取り付けたダイレクトドライブモータで雄ロータ２を回転させて振り分け調整を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示すように、雌タイミングギヤ５を雌ロータ３に圧入（挿入）した後で雄タイミングギヤ４を雄ロータ２に矢印Ａの方向に圧入する場合、タイミングギヤ４，５ははす歯であるために、タイミングギヤ４，５ははす歯に沿って滑りながら矢印Ｂ，Ｃの方向、即ち、タイミングギヤ４，５は共に左回りに回転するために、軸方向に移動できない雄ロータ２と雌ロータ３同士が図７に示すように当たり（せりと呼ぶ）ロータ２，３がねじれてしまう問題があった。
【０００７】
せりが生じると、ロータ２，３同士及びタイミングギヤ４，５同士に過大な力がかかってしまい、ロータ２，３とタイミングギヤ４，５の傷つきの問題や図示したベアリング１６や図示されていない他のベアリングの損傷の問題やロータ２，３同士の軸間の拡大の問題などが発生する恐れがある。
【０００８】
また振り分け調整は図５に示すように圧油をかけて雄ロータ２と雄タイミングギヤ４の締まり嵌め固定を緩めた状態で行うが、従来技術では雄タイミングギヤ４を傾けてしまう。
【０００９】
即ち、半割れ押さえ部品１１，１２をハウジング１に固定しねじ１４で半割れ押さえ部品１１，１２同士を締め付けると、雄ロータ２にロータ２，３の軸方向と直交する方向に力が掛って雄タイミングギヤ４が傾くことによりタイミングギヤ４，５のかみ合い位置においてラジアル方向およびスラスト方向に変位することになり、その結果、雌タイミングギヤ５が回転することになる。それで雌ロータ３も一緒に回転するため、回転量によってはロータ２，３同士が接触してしまう問題が生じる。ロータ２，３同士のギャップ（バックラッシュ）は数十ミクロン程度（回転角度換算で０．１５°）と非常に狭いため、微少な傾きでも振り分け調整精度に悪影響を与えてしまう。
【００１０】
それゆえ本発明の目的は、タイミングギヤの傷つきやベアリングの損傷やロータ同士の軸間の拡大の問題などが発生しないスクリュウ圧縮機のロータ間隙調整方法及び調整装置を提供することにある。
【００１１】
さらに本発明の目的は、振り分け調整精度に悪影響が及ばないスクリュウ圧縮機のロータ間隙調整方法及び調整装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成せる本発明の特徴とするところは、ケーシング内に雄ロータと雌ロータを設置し、これら各ロータに斜歯のタイミングギヤをそれぞれ圧入し締まり嵌めで固定し、両タイミングギヤによって雄雌各ロータの微少間隙を保持させるスクリュウ圧縮機のロータ間隙調整方法において、先に圧入したタイミングギヤは回転しないように固定しておいて、後から圧入するタイミングギヤに斜歯の外部ギヤをかみ合わせ、その外部ギヤで後から圧入するタイミングギヤをタイミングギヤ同志のかみ合い方向に回転させ、同時に後から圧入するタイミングギヤが圧入されるロータは回転しないように固定しておくことにある。
【００１３】
さらに上記目的を達成せる本発明の特徴とするところは、後から圧入したタイミングギヤとこのタイミングギヤが圧入されたロータの締まり嵌めを緩め、該タイミングギヤにかみ合わせた外部ギヤで該タイミングギヤの回転を止めて上記ロータに設けたダイレクトドライブモータで雄雌各ロータの微少間隙を調整することにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す一実施形態について説明する。なお、図５，図６に示したものと同一物，相当物には同一符号を付けている。
【００１５】
図１において、雄ロータ２と雌ロータ３がベアリングによりハウジング１にラジアル及びスラスト方向に支持され、ハウジング１は組立用フレーム２１に固定される。
【００１６】
雄ロータ２はダイレクトドライブモータ（以下、ＤＤモータと称する）２２で回転駆動され、回転角θ1はエンコーダ２３で検出される。雌ロータ３の回転角θ２はエンコーダ２４で検出される。
【００１７】
雄タイミングギヤ４に斜歯の外部ギヤ２５をかみ合わせる。この外部ギヤ２５はダイレクトドライブモータ（以下、ＤＤモータと称する）２６で回転駆動される。組立用フレーム２１に支持部材２７が設けられ、支持部材２７にサーボモータ２８が設置されている。また、支持部材２７にリニヤガイド２９の固定部が設置され、その可動部はサーボモータ２８の回転軸に螺合された雌ねじ３０と結合されている。リニヤガイド２９の可動部にＤＤモータ２６が設けられている。従って、サーボモータ２８の回転で、外部ギヤ２５はリニヤガイド２９に案内されて上下する。サーボモータ２８の回転角θ３はエンコーダ３１で検出される。
【００１８】
３２は制御用パソコンで、バスシステム３３を介してドライバ３４〜３７に駆動信号を出すと各モータ１０，２２，２６及び２８が作動する。各エンコーダ２３，２４及び３１が検出する回転角θ１〜θ３はインターポレータ３８及びバスシステム３３を介してパソコン３２に送られて、制御のフイードバックに利用される。
【００１９】
ロータ２，３間のギャップ計測は、特開平１−１５５０８９号公報に記載されている通り、雄タイミングギヤ４のない状態でロータ２，３をハウジング１内でかみ合わせ、雌ロータ３にＤＤモータ１０でトルクを付加しながら雄ロータ２を正逆両方向に回転させ、その回転中に測定した両ロータ２，３の回転位相差で計測する（今後は単にロータバックラッシュ計測と呼ぶことにする）。雄ロータ２の回転角θ１はエンコーダ２３で計測し、雌ロータ３の回転角θ２はエンコーダ２４で計測し、雄ロータ２を正逆に回転させ、一定のサンプリングで回転角θ１，θ２を取り込み，回転角差（θ１−θ２）を演算して求める。計測時には両ロータ２，３同士を確実に接触させるため、ギヤ９を介しＤＤモータ１０でトルクをかけている。
【００２０】
ロータバックラッシュ計測の後、雄タイミングギヤ４を雄ロータ２に圧入する。  図２，図３に示すように従来の圧入と同様、雄タイミングギヤ４に油圧をかけ、内径を拡大させて締まり嵌めが緩んだ状態とし、同時に挿入（圧入）方向Ａに推力をかける。すると、雄タイミングギヤ４は雌タイミングギヤ５のはす歯とかみ合う。この時、外部ギヤ２５で矢印Ｄで示すように雄タイミングギヤ４を回転させる。すると雄タイミングギヤ４は矢印Ｅで示すように回転し、雌タイミングギヤ５のはす歯の斜傾方向に捻じられた形に進行する。外部ギヤ２５から雄タイミングギヤ４へ回転力が充分伝達できるようにサーボモータ２８で外部ギヤ２５を矢印Ｆで示すように雄タイミングギヤ４の移動速度に合わせて移動させる。すると、図３（ｂ）のように両タイミングギヤ４，５は間隙を保ったまで、図３（ｃ）のように雄タイミングギヤ４が外部ギヤ２５に押されて、雄ロータ２に圧入される。さらに、雄ロータ２への雄タイミングギヤ４の圧入に従い雄ロータ２は回転しようとするが、図４（ａ）に示すように、ＤＤモータ２２で雄タイミングギヤ４の回転方向とは逆の矢印Ｇで示す方向にトルクをかけることにより、図４（ｂ）に示すようにロータ２，３同士が当たることは無くなる。
【００２１】
雄タイミングギヤ４のＡ方向の移動速度と外部ギヤ２５のＦ方向への移動速度をあわせるために、油圧シリンダ６に位置センサを設け、その検出結果でサーボモータ２８を制御する。外部ギヤ２５のＦ方向への移動速度から雄タイミングギヤ４のねじれ角を基に、外部ギヤ２５のＤ方向への回転角、即ちＤＤモータ２６の制御量を決めても良い。
【００２２】
サーボモータ２８を用いずに、油圧シリンダ６にアームを設け、このアームでＡ方向の移動時に外部ギヤ２５を直接押すようにしてもよい。
【００２３】
エンコーダ２３，２４で検出する２つの回転角θ１，θ２の値を測定し、その差を演算してその結果がギヤ９と雌タイミングギヤ５間のバックラッシュ以上になったときせりが発生したと判定し、演算結果の正負でせりの方向も判定できる。エンコーダ２４での回転角θ２の検出に代えて、ＤＤモータ１０にエンコーダを設け、その出力を利用してもよい。
【００２４】
次ぎに、両ロータ２，３の振り分け調整について説明する。
振り分け調整では雌ロータ３はＤＤモータ１０で回転しないようにブレーキを掛け、雄ロータ２をＤＤモータ２２で回転させる。この場合、サーボモータ２８で外部ギヤ２５を介して雄タイミングギヤ４が回転しないようにブレーキを掛けてクランプする。即ち、ＤＤモータ２６は振り分け調整中にはブレーキをかけて止めておくことにより、外部ギヤ２５とかみ合う雄タイミングギヤ４も回転方向に拘束され、雄タイミングギヤ４と雌タイミングギヤ５のかみ合いの問題も起こらない。このクランプでは、新たに雄タイミングギヤ４に外部から軸間距離を変えるような力が掛からず、振り分け調整精度に悪影響を与えない。
【００２５】
以上の実施形態では、雌タイミングギヤ５を先に雌ロータ３に圧入しているが、雄タイミングギヤ４を先に雄ロータ２に圧入しておいて、雌タイミングギヤ５を後で雌ロータ３に圧入しても良い。また振り分け調整は、ＤＤモータ２２で雄ロータ２を拘束しておいて、ＤＤモータ１０あるいはＤＤモータ２６で雌ロータ３にトルクを掛けて実行してもよい。さらに、ＤＤモータ１０は、サーボモータやトルクモータでもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればタイミングギヤの傷つきやベアリングの損傷やロータ同士の軸間の拡大の問題などを発生させないで、スクリュウ圧縮機のロータ間隙を調整することができる。
【００２７】
さらに、本発明によれば振り分け調整精度に悪影響をもたらすことなくスクリュウ圧縮機のロータ間隙を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明スクリュウ圧縮機の間隙調整方法の一実施形態を示す図である。
【図２】図１に示したスクリュウ圧縮機のタイミングギヤ部を拡大して示す図である。
【図３】図１に示したスクリュウ圧縮機のタイミングギヤ部の回転状況を示すもので、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は雄タイミングギヤと外部ギヤのかみ合い状況を示す図、（ｃ）はタイミングギヤ同士のかみ合い状況を示す図である。
【図４】図１に示したスクリュウ圧縮機のロータ部の回転状況を示す図で、（ａ）は部分断面図、（ｂ）はロータ同士のかみ合い状況を示す図である。
【図５】従来のスクリュウ圧縮機の間隙調整方法におけるスクリュウ圧縮機のタイミングギヤ部を拡大して示す図である。
【図６】図５に示したスクリュウ圧縮機のタイミングギヤ部の回転状況を示す図で、（ａ）は部分断面図、（ｂ）はタイミングギヤ同士のかみ合い状況を示す図である。
【図７】図５に示したスクリュウ圧縮機のロータ部の回転状況を示す図で、（ａ）は部分断面図、（ｂ）はロータ同士のかみ合い状況を示す図である。
【符号の説明】
１…ハウジング                  ２，３…ロータ
４，５…タイミングギヤ          ６…油圧シリンダ
７…ピストン                    ８…油圧室
９…ブレーキギヤ                １０，２２，２６…ダイレクトドライブモータ
１１，１２…半割れ押さえ部品    １３，１４…ねじ
１５…油圧設備                  １６…ベアリング
２１…組立用フレーム            ２３，２４，３１…エンコーダ
２５…外部ギヤ                  ２７…支持部材
２９…リニヤガイド              ３０…雌ねじ
３２…制御用パソコン            ３３…バスシステム
３４〜３７…ドライバ            ３８…インターポレータ
２８…サーボモータ
【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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