(57)【要約】【課題】圧縮機検査装置に起因する外乱の影響を除去し、ワーク本来の振動波形を抽出することによって、ロータリ圧縮機のワークの回転性の良否判定の精度向上を図ることを目的としている。【解決手段】ワーク１０１のシャフト３６を固定する固定手段と、ワーク１０１のワークシリンダ３２を回転駆動する回転駆動手段と、回転駆動手段によるワークシリンダ３２の回転時にシャフト３６に伝わる振動を測定する第１加速度測定手段２３と、回転駆動手段によるワークシリンダ３２の回転時に自身の振動を測定する第２加速度測定手段２４と、を備え、第１加速度測定手段２３と第２加速度測定手段２４との測定結果に基づいてワーク１０１の回転性の良否を判断するものである。【選択図】図５
2014152624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリ圧縮機のワークの回転性を検査する圧縮機検査装置であって、
前記ワークのシャフトを固定するシャフト固定手段と、
前記ワークのワークシリンダを回転駆動する回転駆動手段と、
該回転駆動手段による前記ワークシリンダの回転時に前記シャフトに伝わる振動を測定する第１加速度測定手段と、
前記回転駆動手段による前記ワークシリンダの回転時に自身の振動を測定する第２加速度測定手段と、を備え、
前記第１加速度測定手段と前記第２加速度測定手段との測定結果に基づいて前記ワークの回転性の良否を判断する
ことを特徴とする圧縮機検査装置。
【請求項２】
前記第２加速度測定手段は、
被測定物に対して前記第１加速度測定手段と同一方向に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機検査装置。
【請求項３】
前記第２加速度測定手段によって測定された振動を元に生成された第２振動波形を、
前記第１加速度測定手段によって測定された振動を元に生成された第１振動波形と合成し、
合成後の第３振動波形と、あらかじめ決めておいた第１閾値とから、前記ワークの回転性の良否を判定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機検査装置。
【請求項４】
前記第１振動波形は、
前記第１加速度測定手段によって測定された振動に応じて生成され、
前記第２振動波形は、
前記第２加速度測定手段によって測定された振動に応じ、さらに位相反転処理を行うことにより生成される
ことを特徴とする請求項３に記載の圧縮機検査装置。
【請求項５】
前記第１閾値は、
良品のロータリ圧縮機のワークの振動波形からのバラツキで決定される
ことを特徴とする請求項３または４に記載の圧縮機検査装置。
【請求項６】
前記第２振動波形とあらかじめ決めておいた第２閾値とから、前記自身の状態を判定する自己診断を行う
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の圧縮機検査装置。
【請求項７】
前記第２閾値は、
正常な状態の圧縮機検査装置の振動波形からのバラツキで決定される
ことを特徴とする請求項６に記載の圧縮機検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置等の冷凍サイクルに用いられるロータリ圧縮機の組立工程において、ワークの回転性を検査する圧縮機検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のロータリ圧縮機のワークの回転性を検査する圧縮機検査装置は、ロータリ圧縮機のワークのシャフトを把持手段によって固定し、ワークシリンダを回転駆動手段によって回転させ、回転時のシャフトに伝わるワークの振動を加速度測定手段によって測定する。そして、その測定した振動の波形形状に対して所定の判定基準に基づいて回転性の良否判定を行っている（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２００７−７７８１６号公報（例えば、［０００９］、図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記この種の従来の圧縮機検査装置において、ワークシリンダ回転時のシャフトに伝わる振動を測定する際、圧縮機検査装置に起因する振動も外乱としてシャフトに伝わってしまい、その振動を含めた振動が加速度測定手段によって測定されることになる。そのため、ワーク本来の振動波形でワークの回転性の良否判定を行うことができない。さらに、圧縮機検査装置に起因する振動は回転駆動手段の経年劣化等によって変化するため、つねに同じとはならない。
その結果、被検査対象の圧縮機が良品であっても圧縮機検査装置の振動が大きくなった場合に異常と判断し、良品を不良品と誤判定してしまう可能性があるという課題があった。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、圧縮機検査装置に起因する外乱の影響を除去し、ワーク本来の振動波形を抽出することによって、ロータリ圧縮機のワークの回転性の良否判定の精度向上を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る圧縮機検査装置は、ロータリ圧縮機のワークの回転性を検査する圧縮機検査装置であって、前記ワークのシャフトを固定するシャフト固定手段と、前記ワークのワークシリンダを回転駆動する回転駆動手段と、該回転駆動手段による前記ワークシリンダの回転時に前記シャフトに伝わる振動を測定する第１加速度測定手段と、前記回転駆動手段による前記ワークシリンダの回転時に自身の振動を測定する第２加速度測定手段と、を備え、前記第１加速度測定手段と前記第２加速度測定手段との測定結果に基づいて前記ワークの回転性の良否を判断するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る圧縮機検査装置によれば、圧縮機検査装置に起因する外乱の影響を除去してワーク本来の振動波形を抽出し、この抽出した振動波形をワークの回転性の良否判定に用いることによって、より高精度な検査を行うことができ、良否判定の精度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置の検査対象であるシングルシリンダタイプのロータリ圧縮機のワークの横断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置の検査対象であるシングルシリンダタイプのロータリ圧縮機のワークの縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置の検査対象であるツインシリンダタイプのロータリ圧縮機のワークの横断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置の上面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置の側面断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置の検査の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置のブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に出てくる上及び下は、圧縮機検査装置１００を側面視した状態においての方向を意味するものとする。
【００１０】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置の検査対象であるシングルシリンダタイプのロータリ圧縮機のワークの横断面図、図２は、本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置の検査対象であるシングルシリンダタイプのロータリ圧縮機のワークの縦断面図である。
【００１１】
まず、シングルシリンダタイプのロータリ圧縮機のワーク（圧縮機構部）１０１について説明する。
ワーク１０１は、ワークシリンダ３２の中央部に形成された円形状の孔にシャフト３６の突出部３６ａとピストン３５とがセットされており、シャフト３６の突出部３６ａと、その外周に位置するピストン３５とで偏芯部５１を形成している。また、ワークシリンダ３２の内径と偏芯部５１の外径との差である隙間寸法が一定値以内に収まるように軸受４０が組み立てられ、副軸受４１は軸受４０と同軸となるように組み立てられ、それらは複数の締結ボルト４２によってワークシリンダ３２に締結されている。
【００１２】
ワークシリンダ３２の孔において、偏芯部５１が位置していない部分（以下、隙間と称する）はベーン３４によって、ワークシリンダ３２に形成された吸入口３８に繋がった吸入室３９と、吸入された気体が圧縮される圧縮室３７とに仕切られており、外部の気体を吸入口３８から吸入室３９に吸入し、その気体を圧縮室３７で圧縮している。また、ベーン３４は、ワークシリンダ３２に圧入されたスプリング３３によってピストン３５に押し付けられている。
ワーク１０１は、モータ等の外部駆動手段によってシャフト３６を回転させることによって吸入・圧縮の動作を行うことができる。
【００１３】
図３は、本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置の検査対象であるツインシリンダタイプのロータリ圧縮機のワークの横断面図である。
次に、ツインシリンダタイプのロータリ圧縮機のワーク１０２について説明する。
シングルシリンダタイプのロータリ圧縮機のワーク１０１との大きな違いは、第１ワークシリンダ４３と、第２ワークシリンダ４４といった２個のシリンダと、両シリンダ間をシールするシールプレート５０と、１８０度位相違いの２箇所の突出部（第１突出部４９ａ及び第２突出部４９ｂ）を有するツインシリンダ用のシャフト４９を備える点である。
なお、第１ワークシリンダ４３の孔にシャフト４９の第１突出部４９ａと第１ピストン４５とがセットされており、シャフト４９の第１突出部４９ａと、その外周に位置する第１ピストン４５とで第１偏芯部５２を形成している。また、第２ワークシリンダ４４の孔にシャフト４９の第２突出部４９ｂと第２ピストン４６とがセットされており、シャフト４９の第２突出部４９ｂと、その外周に位置する第２ピストン４６とで第２偏芯部５３を形成している。また、第１ワークシリンダ４３には第１吸入口４７が、第２ワークシリンダ４４には第２吸入口４８がそれぞれ形成されている。
なお、その他の基本的な部分はワーク１０１と同様であり、本発明との直接的な関連はないため、説明を省略する。
【００１４】
図４は、本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置の上面図、図５は、本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置の側面断面図である。
次に、圧縮機検査装置１００について説明する。
ベースプレート１の下側には、それを支えるベース支柱１１が固定ボルト２で取り付けられている。また、ベースプレート１の上側には、内輪と外輪とを有するベアリング１２がセットされ、そのベアリング１２の上側にベアリング外輪ホルダ５がセットされ、ベアリング外輪ホルダ５を複数の固定ボルト６で締結することによってベアリング１２の外輪が固定されている。
【００１５】
ベアリング１２の内輪は、着座プレート７が上側に取り付けられたベアリング内輪上側ホルダ１４と、プーリ大１３が下側に取り付けられたベアリング内側下側ホルダ１５とで、上下方向から挟み込まれた状態から、複数の固定ボルト８で締結されている。
【００１６】
プーリ大１３はベースプレート１の下側に位置し、タイミングベルト１０によって、プーリ大１３と同じくベースプレート１の下側に位置するプーリ小９に連結されている。
【００１７】
また、プーリ小９は、ベースプレート１の上側に固定ボルト４で固定されたモータ３に接続されており、モータ３が駆動することによってプーリ小９が回転し、タイミングベルト１０がプーリ小９の回転駆動をプーリ大１３に伝達することでプーリ大１３も回転する。そして、ベアリング１２の内輪を介してプーリ大１３と一体の着座プレート７に平滑な回転が伝えられる。
【００１８】
ベースプレート１の下側には、それと垂直にチャックユニット支柱２２が取り付けられ、そのチャックユニット支柱２２にはチャック取付ベースプレート１６が取り付けられている。なお、チャック取付ベースプレート１６は、圧縮機検査装置１００に取り付けられるワーク１０１、１０２のシャフト３６、４９の長さに応じて高さが変更できるような機構（例えば、エアシリンダ駆動によるもの等）とする。
【００１９】
チャック取付ベースプレート１６の下側にはチャック取付ベースブラケット１７が取り付けられ、その後、チャック取付ベースプレート１６の上側に防振ゴム１８、チャック取付ブラケット１９、チャックシリンダ２０の順に取り付けられる。そして、チャックシリンダ２０には、シャフト３６または４９を把持するためのチャック爪２１が取り付けられている。
【００２０】
チャック爪２１にはシャフト３６または４９の振動を測定する加速度ピックアップＡ２３（第１加速度測定手段）が取り付けられ、ケーブル２５によって（加速度ピックアップ用）アンプＡ２７を介して演算装置３１内のＡ／Ｄ変換機Ａ２９に接続されている。
また、ベースプレート１には加速度ピックアップＡ２３と同一方向に加速度ピックアップＢ２４（第２加速度測定手段）が取り付けられ、ケーブル２６によって（加速度ピックアップ用）アンプＢ２８を介して演算装置３１内のＡ／Ｄ変換機Ｂ３０に接続されている。
なお、加速度ピックアップＡ２３と加速度ピックアップＢ２４との取り付け方向を同一とするのは、それらで測定する振動の位相を合わせるためである。
【００２１】
図６は、本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置の検査の流れを示すフローチャート、図７は、本発明の実施の形態に係る圧縮機検査装置のブロック線図である。
次に、圧縮機検査装置１００によるロータリ圧縮機のワーク１０１の回転性を検査する流れについて、図６に示すフローチャートを用いて説明する。なお、今回はシングルシリンダタイプのロータリ圧縮機のワーク１０１を圧縮機検査装置１００に取り付けることとする。
【００２２】
まず、検査対象となるワーク１０１のワークシリンダ３２の平滑な下面を、がたつきの無いように着座プレート７に載せ（Ｓ１）、チャックシリンダ２０を閉じることによってチャック爪２１（シャフト固定手段）がシャフト３６を把持固定し（Ｓ２）、ワーク１０１を圧縮機検査装置１００に取り付ける。
【００２３】
次に、モータ３（回転駆動手段）が駆動することによってプーリ小９が回転し、タイミングベルト１０がプーリ小９の回転駆動をプーリ大１３に伝達することでプーリ大１３も回転する。そして、ベアリング１２の内輪を介してプーリ大１３と一体の着座プレート７に平滑な回転が伝えられる。この着座プレート７の回転によって、ワークシリンダ３２が回転させられる（Ｓ３）。
【００２４】
シャフト３６が把持固定された状態でワークシリンダ３２が回転すると、シャフト３６の突出部３６ａとピストン３５とで形成される偏芯部５１は、ワークシリンダ３２の内周に沿って回転するが、このときワーク１０１に振動が発生する。特に、ワークシリンダ３２の孔の隙間に異物が入っている、ワークシリンダ３２の内周やピストン３５の外周に傷がある、軸受４０と副軸受４１との同軸度が悪い、等の理由によってワーク１０１の回転性が悪い場合に、良品に比べ大きな振動が発生する。
【００２５】
このときワーク１０１のシャフト３６に伝わる振動を、チャック爪２１に取り付けられた加速度ピックアップＡ２３によって測定する（Ｓ４）。そして、加速度ピックアップＡ２３は、測定したシャフト３６の振動に応じてアナログ信号を発生させ、アンプＡ２７によって信号の増幅を行う。この増幅されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換機Ａ２９によってデジタル信号変換して振動波形（以下、第１振動波形と称する）を生成し、演算装置３１に取り込む（Ｓ５）。
【００２６】
また、Ｓ３にてワークシリンダ３２を回転させた時に、モータ３の振動、タイミングベルト１０とプーリ小９、及びプーリ大１３とのガタ、ベアリング１２の磨耗等によって圧縮機検査装置１００にも振動が発生する。そして、ワークシリンダ３２と着座プレート７とは物理的に接触しているため、圧縮機検査装置１００の振動はワーク１０１のシャフト３６まで伝達され外乱となり、Ｓ５にて演算装置３１に取り込んだ第１振動波形に含まれることとなる。
【００２７】
そこで、外乱要素である圧縮機検査装置１００の振動を、ベースプレート１に取り付けられた加速度ピックアップＢ２４によって測定する（Ｓ６）。なお、この測定はＳ４でのワーク１０１のシャフト３６に伝わる振動の測定と同期して行う。そして、加速度ピックアップＢ２４は、測定したベースプレート１の振動に応じてアナログ信号を発生させ、アンプＢ２８によって信号の増幅を行う。この増幅されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換機Ｂ３０によってデジタル信号変換して振動波形（以下、第２振動波形と称する）を生成し、演算装置３１に取り込む（Ｓ７）。
【００２８】
そして、Ｓ７にて圧縮機検査装置１００の第２振動波形を演算装置３１内に取り込んだ際に、以下に述べる圧縮機検査装置１００自身の状態を判定する自己診断を行う。
演算装置３１は、圧縮機検査装置１００の第２振動波形の解析を行い、判定基準となるあらかじめ決めておいた第２閾値との比較を行う。なお、この第２閾値は正常な状態の圧縮機検査装置１００の振動波形をもとに、バラツキを考慮して決定する。
【００２９】
比較した結果、第２振動波形の値が第２閾値内であれば（Ｓ９）、何もせずに自己診断を終了し、ワーク１０１の回転性の検査を続ける。
一方、第２振動波形の値が第２閾値を超えていて、さらにその第２振動波形の値が所定値より低い場合（Ｓ１０）、装置初期不良アラームを出力後（Ｓ１１）、ワーク１０１の回転性の検査を続ける。なお、このアラームは圧縮機検査装置１００の損傷は軽微であり、測定に問題は無いが、メンテナンス時期を作業者に知らせるためのものである。
また、第２振動波形の値が第２閾値を超えていて、さらにその第２振動波形の値が所定値より高い場合（Ｓ１２）、圧縮機検査装置１００の損傷は正常な測定に支障をきたすと判断し、ワーク１０１の回転を停止（Ｓ１８）させ、チャックシリンダ２０を開いてチャック爪２１によるシャフト３６の固定を開放する（Ｓ１９）。そして、最後に圧縮機検査装置１００の異常停止を行い（Ｓ２０）、ワーク１０１の回転性の検査を終了する。
なお、このとき異常停止したことを作業者に知らせるため、警報を鳴らしたり、ランプを点滅させたりするとよい。
【００３０】
次に、演算装置３１は、Ｓ７で取り込んだ圧縮機検査装置１００の第２振動波形の位相反転処理を行う（Ｓ８）。この位相反転処理を行った第２振動波形を、Ｓ５で取り込んだワーク１０１の第１振動波形と合成する（Ｓ１３）。このとき、必要に応じて合成する振動波形のゲイン調整を行う。
【００３１】
そして、演算装置３１は、Ｓ１３で合成した振動波形（以下、第３振動波形と称する）の解析を行い、判定基準となるあらかじめ決めておいた第１閾値との比較を行う。なお、この第１閾値は良品のワーク１０１の第３振動波形をもとに、ワーク１０１のバラツキを考慮して決定する。
比較した結果、一定時間内において、第３振動波形の値が第１閾値内に収まっていれば、そのワーク１０１は良品であると判定し、そうでなければ不良品であると判定する（Ｓ１４）。
【００３２】
演算装置３１での判定が完了後、モータ３の駆動を停止してワーク１０１の回転を停止させる（Ｓ１５）。ワーク１０１の回転が停止した後、チャックシリンダ２０を開き、チャック爪２１によるシャフト３６の固定を解放する（Ｓ１６）。シャフト３６が解放された後にワーク１０１を圧縮機検査装置１００から取り外し、圧縮機検査装置１００の１サイクルの動作が完了する（Ｓ１７）。
【００３３】
なお、Ｓ８の処理は、Ｓ９〜Ｓ１２の処理と並列に行ってもよいし、Ｓ９〜Ｓ１２の処理が終了する前、または終了した後に行ってもよい。
【００３４】
以上のように、検査対象であるワーク１０１の振動を測定するとともに、圧縮機検査装置１００の振動も同時に測定し、圧縮機検査装置１００の第２振動波形を位相反転した上でワーク１０１の第１振動波形と合成する。そうすることによって、第１振動波形から外乱要素である第２振動波形を除去し、ワーク１０１本来の第３振動波形を抽出することができる。この抽出した第３振動波形をワーク１０１の回転性の良否判定に用いることによって、より高精度な検査を行うことができる。そのため、ワーク１０１の回転性の良否判定の精度向上を図ることができる。
【００３５】
また、圧縮機検査装置１００の振動を測定することによって、圧縮機検査装置１００が自己診断を行うことができ、圧縮機検査装置１００の故障前にメンテナンス時期を作業者に知らせることが可能となる。これによって、圧縮機検査装置１００の不具合によるライン停止を回避でき、安定した生産を行うことができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  ベースプレート、２  固定ボルト、３  モータ（回転駆動手段）、４  固定ボルト、５  ベアリング外輪ホルダ、６  固定ボルト、７  着座プレート、８  固定ボルト、９  プーリ小、１０  タイミングベルト、１１  ベース支柱、１２  ベアリング、１３  プーリ大、１４  ベアリング内輪上側ホルダ、１５  ベアリング内輪下側ホルダ、１６  チャック取付ベースプレート、１７  チャック取付ベースブラケット、１８  防振ゴム、１９  チャック取付ブラケット、２０  チャックシリンダ、２１  チャック爪（シャフト固定手段）、２２  チャックユニット支柱、２３  加速度ピックアップＡ（第１加速度測定手段）、２４  加速度ピックアップＢ（第２加速度測定手段）、２５  ケーブル、２６  ケーブル、２７  （加速度ピックアップ用）アンプＡ、２８  （加速度ピックアップ用）アンプＢ、２９  Ａ／Ｄ変換機Ａ、３０  Ａ／Ｄ変換機Ｂ、３１  演算装置、３２  ワークシリンダ、３３  スプリング、３４  ベーン、３５  ピストン、３６  シャフト、３６ａ  突出部、３７  圧縮室、３８  吸入口、３９  吸入室、４０  軸受、４１  副軸受、４２  締結ボルト、４３  第１ワークシリンダ、４４  第２ワークシリンダ、４５  第１ピストン、４６  第２ピストン、４７  第１吸入口、４８  第２吸入口、４９  シャフト、４９ａ  第１突出部、４９ｂ  第２突出部、５０  シールプレート、５１  偏芯部、５２  第１偏芯部、５３  第２偏芯部、１００  圧縮機検査装置、１０１  （シングルシリンダタイプのロータリ圧縮機の）ワーク、１０２  （ツインシリンダタイプのロータリ圧縮機の）ワーク。
【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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