(57)【要約】【課題】シリンダに対する主軸受と副軸受の位置決めが容易で、シリンダに対する歪の影響を抑制した圧縮機の製造方法及び圧縮機の軸受位置決め装置を得る。【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
2018031323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮機、特にロータリ圧縮機のクランク軸を主軸受と副軸受で支持する圧縮機の製造方法及び圧縮機の軸受位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧縮機として、シリンダの両端面を数本のボルトにて締結される軸受を兼ねる主端板と補助端板に対し、ローラとシリンダ内径の隙間が最小となる位置付近を締結するボルトの締結力を他の箇所のボルトの締結力に対して小さくすることで、圧縮機の効率に大きく影響する最小隙間に対し、ボルト締結による歪を減少させ、最小隙間をさらに小さく設定して圧縮機の効率を上げるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。また、主軸受を取付台に固定し、クランク軸（主軸）の長軸部に偏心部の偏心方向と同方向に偏心錘を取付け、モータによって主軸を振れ回り運動させることで副軸受を揺動運動させ、副軸受の揺動軌跡を副軸受計測機構で計測し、揺動軌跡の中心を求め、アクチュエータ及び背圧機構を用いてその中心位置に副軸受を調心するようにしたものがある（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−９８０７５号公報
【特許文献２】特開平９−３２７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のような圧縮機にあっては、主軸受と副軸受をそれぞれシリンダにボルト締結する必要があり、シリンダ内径の歪量分はローラとシリンダ内径の隙間をあけることで、効率を低下させていた。また、シリンダに対し、主軸受と副軸受を別々に位置決めし固定する必要があるため、設備を複数台設けるため、設備費が高く、組立時間が増加するという問題があった。また、特許文献２の調心方法ではシリンダに固定された主軸受に対する副軸受の中心を正確に調芯できるものの、シリンダに対する主軸受と副軸受の固定手法に関しては特許文献１と同様の課題があり、また、偏心錘を主軸の偏心部の偏心方向と同方向に取付ける必要があるという課題があった。
【０００５】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、シリンダに対する主軸受と副軸受の位置決めを同時に行うことができ、しかもボルト締結によるシリンダに対する歪の影響を抑制することができる圧縮機の製造方法及び圧縮機の軸受位置決め装置を得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の製造方法は、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ようにしたものである。
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。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の圧縮機の製造方法によれば、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に対して固定し、他の二部材を、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、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ようにしたので、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位置を同時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。
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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１〜５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である。
【図２】図１に示された圧縮機の径方向における断面構成図である。
【図３】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４】本発明の実施の形態１による圧縮機の軸受位置決め装置の全体的な概要構成を示す断面図である。
【図５】図４に示す軸受位置決め装置の第１の要部を概念的に示す断面図である。
【図６】図４に示す軸受位置決め装置の第２の要部を概念的に示す断面図である。
【図７】図４に示す軸受位置決め装置の変形例を概念的に示す要部断面図である。
【図８】図４に示す軸受位置決め装置の動作を概略的に示すフロー図である。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
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。
【００１０】
シリンダ１の中央部には、圧縮用の空間を形成する円筒状の内周面１２が軸方向の周りに設けられ、内周面１２の周方向の所定部には、図２に示すように、冷媒を圧縮する際の高圧部と低圧部の隔壁となるベーン１３が径方向に進退移動自在に設けられ、そのベーン１３はバネ１４にてローラ４２の外周面に常時押し付けられるように付勢されている。偏芯部４１を有する主軸４は主軸受２と副軸受３によって決められた中心軸を基準に、図２における時計方向（右回り）に回転することで、シリンダ１に形成された吸入口１５から冷媒を吸入し、吸気後に主軸４の回転と共に、ベーン１３とシリンダ１の内周面１２とローラ４２の外周面とシリンダ１の両端面を挟み込む主軸受２、及び副軸受３で囲まれた圧縮空間の容積が減少することで冷媒を圧縮し、高圧となった冷媒が吐出口１６からシリンダ１の外部に吐出される。
【００１１】
次に、シリンダと軸受などの部材相互をボルトで締結する際に、一方の部材にネジ穴を設けてボルト締結するときに、ネジ穴を設けた部材に生じる歪について図３を用いて説明する。なお、図３（ａ）はボルト締結時にネジ部周辺に作用する力の方向を説明する図、図３（ｂ）はボルト締結によるネジ部周辺の変形を説明する模式図である。一般的に、部材相互をボルト締結する際には、図３（ａ）のようにネジ部Ｂ周辺の部材はボルト締結の軸力Ｆ１によってネジ部Ｂ内周の山部が圧縮され、ネジ山の斜面を押し付ける力はネジ部Ｂの半径方向の分力Ｆ１ｒに分けられる。ネジ部Ｂが加工された部材には、ボルト締結によりネジ部外周部に半径方向の分力Ｆ１ｒが加わるため、図３（ｂ）のようにネジ部Ｂの周辺は外側に変形する力Ｃを受け、剛性の弱い方向（図３（ｂ）では左右方向）に破線で示すように変形する。
【００１２】
このように、ネジ部Ｂには半径方向外側に向かう力Ｃが発生し、ネジ締結後は図３（ｂ）の破線で示したように変形する。このため、圧縮機の圧縮機構部については、従来装置のようにシリンダに（雌）ネジ部を螺設し、主軸受と副軸受をシリンダのネジ部に対してボルト締結する手法ではシリンダのボルト締結部分の半径方向への変形によってシリンダ内径の変形が避けられないが、本発明ではネジ穴を螺設する部材を歪の影響の少ない主軸受または副軸受にしたことで、シリンダにはネジ部が不要となり、ボルト締結によるシリンダの締結部分の半径方向への歪の影響が抑制される。なお、図１では主軸受２にネジ穴２１を設け、副軸受３とシリンダ１には通しボルト５を挿通するための貫通穴３１、貫通穴１１を設けているが、副軸受３にネジ穴を設け、主軸受とシリンダに貫通穴を設けても同様の作用効果が得られる。また、主軸受２、シリンダ１、及び副軸受３に通し穴を設け、通しボルトとナットにより、主軸受と副軸受を介してシリンダを挟み込むように固定しても同等の作用効果が得られる。
【００１３】
前記のように、本発明に係る圧縮機は通しボルト５の締結力によって主軸受２と副軸受３にてシリンダ１を挟み込み、シリンダ１を共締めするようにしたものであり、シリンダ１には板厚方向の締結力が加わるのみとなるため、シリンダ１のネジ締結部周辺の歪を抑制でき、シリンダ内径の変形が抑制される。そのため、従来、シリンダ内径の変形量を見越して広く設定していたシリンダ内周とローラ外周の隙間について、隙間量を低減させることが可能となり、それにより主軸４の回転時にローラ４２とシリンダ１の隙間からの冷媒の漏れを抑制し、圧縮機の効率を向上させることができる。
【００１４】
次に、上記のような本発明の圧縮機の実施の形態１による製造方法及びその製造方法に用いる軸受位置決め装置について図４〜図８を参照して説明する。なお、図４は本発明の実施の形態１による圧縮機の軸受位置決め装置の全体的な概要構成を示す断面図、図５は図４に示す軸受位置決め装置の第１の要部を概念的に示す断面図、図６は図４に示す軸受位置決め装置の第２の要部を概念的に示す図である。なお、実施の形態１の製造方法は、シリンダ１を基準部材として主軸受２及び副軸受３を同時に位置決めした後、通しボルト５によって固定することで、組立工数や加工コストを削減可能としたものである。なお、図５（ａ）はシリンダ１のみを軸受位置決め装置のベースに固定し、主軸受２及び副軸受３を、シリンダ１の軸方向に直交する方向にのみ揺動可能に保持するときの要部構成を示し、図５（ｂ）は、主軸受２及び副軸受３には、その振れを計測するための変位センサ６４が設けられていることを概念的に示している。また、各図とも摺動回転部分のクリアランスや傾斜角度などは何れも誇張して図示している。
【００１５】
図４において、圧縮機の軸受位置決め装置はワークを固定するためのベース６１と、シリンダ１、主軸受２、及び副軸受３からなる三部材の何れか一部材のみを基準部材としてベース６１に対して固定する基準部材固定手段６２と、前記三部材の内の他の二部材をベース６１に固定された前記基準部材に対するそれぞれの配設位置において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６３（６３Ａ、６３Ｂ）と、主軸４を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６８と、主軸傾斜回転手段６８によって主軸４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６４と、変位センサ６４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二組の移動手段６５、６６（図６に図示）と、移動手段６５、６６によって相互に位置決めされた前記三部材を一体的に固定するためのナットランナからなるボルト締結装置６９とを備え、更に、各要素の動作を個々にまたは連動して制御する機能、及び二組の変位センサ６４の出力信号を演算処理して結果を出力する機能を有する制御装置（図示省略）を備えている。
【００１６】
ベース６１の所定部には挿通孔６１ａが設けられ、その上方部に該ベース６１と一体的に接続された上側支持部材６１１が設けられ、下方部には該ベース６１と一体的に接続された下側支持部材６１２が設けられている。基準部材固定手段６２は挿通孔６１ａの近傍に設けられ、平面視Ｖ字形状の内角側の係止面に基準部材として選択されたシリンダ１の外周面を係止することでシリンダ１の固定位置を定める係止プレート６２１と、シリンダ１の軸方向（図５におけるＺ方向）の移動を拘束するエアシリンダ６２２と、係止プレート６２１に対してシリンダ１を介した反対側に配設されシリンダ１の径方向の移動を拘束するエアシリンダ６２３からなっている。なお、ベース６１に対して固定されたシリンダ１には、その内周面１２によって形成された圧縮空間部に、ローラ４２が嵌装された偏芯部４１が位置するように主軸４が挿通される。
【００１７】
ベース６１の下側の保持手段６３は、主軸４の下部側を回転自在に支持すると共にシリンダ１の圧縮空間の下面部を塞ぐようにシリンダ１の図における下側の固定面Ａ（図５に図示）に配設された主軸受２を、軸方向上方向に押付けて軸方向の移動を規制し、軸方向に直交する径方向にのみ揺動移動可能に保持するものであり、圧縮ばねと同様の機能を有する押付け機構であるエアシリンダ６３Ａが用いられている。ベース６１の上側の保持手段６３は、主軸４の上部側を支持すると共にシリンダ１の圧縮空間の上面部を塞ぐようにシリンダ１の図における上側の固定面Ａに配設された副軸受３を軸方向下方向に押付けて軸方向の移動を規制し、同様に軸方向に直交する径方向にのみ揺動移動可能に保持するものであり、エアシリンダ６３Ｂが用いられている。なお、エアシリンダ６３Ｂは上側支持部材６１１に対して固定されている。主軸受２及び副軸受３はそれぞれ予め設定された所定の加圧力でシリンダ１の方向に押え付けられている。
【００１８】
主軸傾斜回転手段６８は、下側支持部材６１２に取付けられた駆動モータ６８１と、駆動モータ６８１の出力軸と主軸４との間に介装されたオルダム継手６８２と、主軸４の一端部に取付けられた錘６８３とを備えている。なお、本発明ではシリンダに対する軸受の位置決めの際に主軸４を傾斜させ、いわゆる「すりこぎ運動」ないしは「振れ回り」の状態で回転させることを特徴の１つとしている。主軸４はローラ４２が嵌装された偏芯部４１を有していることにより、組み合わされた各要素部材のサイズやクリアランスなどによって個々に決まる角度で、偏芯部４１の外周面の上端と下端の２点がローラ４２の内周面に接触した状態で傾斜して回転され、傾斜方向の位相が３６０度回されるいわゆる「すりこぎ運動」、または「振れ回り」の状態となる。このとき、偏芯部４１の回転に伴って、その偏芯部４１に嵌装されたローラ４２は、その上端面が副軸受３の下面に沿って摺動され、ローラ４２の下端面は主軸受２の上面に沿って摺動される。錘６８３は主軸４を傾斜回転させるのに有利ではあるが、必ずしも必須のものではないので、図５、図６では錘６８３を取付けていない場合を例示している。
【００１９】
次に、二組の変位センサ６４と移動手段６５、６６の構成について、図６を参照して説明する。なお、図６（ａ）は理想的な位置決めの中心位置Ｄ、Ｅに対して主軸受２及び副軸受３をそれぞれ移動させるためのアクチュエータを用いた移動手段の設置状態の要部構成を概念的に示す断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）を上面から見たときに副軸受３の側の変位センサ６４と移動手段６６が何れも半径方向に対して直交する２方向に向けて副軸受３の外周面に設置されていることを示し、図６（ｃ）は移動手段による位置決めの後、通しボルトで固定するときの状態を概念的に示す断面図である。
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。
【００２０】
二組の移動手段６５、６６は、軸受位置決め装置のベース６１に設けられており、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように主軸受２または副軸受３をそれぞれ直交するＸ方向とＹ方向の２軸方向に任意の寸法だけ微小寸法で移動可能な、何れも直交された一対のエアシリンダなどを用いたアクチュエータからなっている。なお、移動手段６５、６６に対して主軸受２または副軸受３を挟んだ反対側にはバネ等の弾性部材６５ａ、６６ａで一定の押付け力で主軸受２と副軸受３を移動手段６５、６６の側に押し付ける背圧付与機構がそれぞれ設けられている。また、移動手段６５、６６、弾性部材６５ａ、６６ａ、及び変位センサ６４、６４は、互いに干渉することがないように、ここでは図５に示す基準部材固定手段６２や保持手段６３とは周方向にずらした位置に設置されている。
【００２１】
また、移動手段６５、６６と弾性部材６５ａ、６６ａは、主軸４が「すりこぎ運動」するように回転され、２組の変位センサ６４によって主軸受２及び副軸受３の振れ幅を測定する際には、主軸受２と副軸受３から退避できる構造となっている。
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。
【００２２】
ステップＳ１：まず、基準部材として選択したシリンダ１を用意し、図５（ａ）に示すようにベース６１における挿通孔６１ａの上縁部に設けられたワーク固定部であるＶ字形状の係止プレート６２１の内角側にシリンダ１を載置する。なお、このとき、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、主軸受２及び副軸受３を装着し、更に通しボルト５によってシリンダ１に対して主軸受２及び副軸受３が径方向に揺動可能に仮止めしたものを載置するようにしても良い。
【００２３】
ステップＳ２：基準部材固定手段６２を構成するエアシリンダ６２３によって、シリンダ１の外周面が係止プレート６２１のＶ字形状の内角側の係止面（図示省略）に当接するように半径方向に押し付け、その後、エアシリンダ６２２を作動させてシリンダ１を軸方向に押し付けることで、シリンダ１をベース６１に対して径方向及び軸方向に確実に固定する。なお、図５における係止プレート６２１、エアシリンダ６２２、６２３の位置関係は図４とは左右逆に示している。
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。
【００２４】
ステップＳ３：主軸受２及び副軸受３がシリンダ１から軸方向に離れるのを防ぐため、主軸受２を保持手段６３としてのエアシリンダ６３Ａによって図の軸方向上方向に押付け、副軸受３を保持手段６３としてのエアシリンダ６３Ｂによって図の軸方向下方向に押付ける。なお、何れのエアシリンダも予め設定された所定の押付け力を保持するように制御される。これにより、主軸受２と副軸受３は軸方向には移動が規制され径方向には揺動自在の状態となる。なお、摺動部分には潤滑油の膜が形成されている。
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。
【００２５】
ステップＳ５：主軸４の図における下端部をオルダム継手６８２を介して駆動モータ６８１の出力軸に接続する。そして、主軸受２と副軸受３の外周面に、図５（ｂ）に示す変位センサ６４を、図６（ｂ）に示すように互いに直交する２方向の変位を計測できるように、それぞれ１対ずつ合計２組設置する。なお、アクチュエータを用いた移動手段６５、６６と弾性部材６５ａ、６６ａは退避させ、主軸受２と副軸受３の揺動を変位センサ６４にて計測できる状態としておく。
【００２６】
ステップＳ６：次に、駆動モータを回転させて主軸４を振れ回り運動、ないしは「すりこぎ運動」させる。そのとき、シリンダ１の固定面Ａに対して油膜を介して径方向に自由に摺動し得るように当接された主軸受２と副軸受３は、円を描くような軌跡でそれぞれ径方向に揺動する。
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。
【００２７】
ステップＳ９：退避させていた移動手段６５、６６と弾性部材６５ａ、６６ａを、図６（ａ）のように、軸受けの外周面に当接させた後、移動手段６５、６６を動作させ、主軸受２と副軸受３の中心が演算によって求められた回転中心に合致するように、主軸受２と副軸受３をそれぞれ移動させる。
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。
【００２８】
なお、図６（ｂ）では変位センサ６４と位置決め用のアクチュエータからなる移動手段６６の配置上、周方向に４５度ずらせた位置でそれぞれを直交させたが、変位センサ６４と移動手段６６を同じ回転位相、例えば変位センサＦと移動手段Ｈ、変位センサＧと移動手段Ｉに設けるようにしても良い。その場合、それぞれの移動手段６６の押込み量ＰＨとＰＩは、それぞれ、
ＰＨ＝（Ｘｍａｘ−Ｘｍｉｎ）／２
ＰＩ＝（Ｙｍａｘ−Ｙｍｉｎ）／２
となる。
【００２９】
ステップＳ１０：その押込み量ＰＨを保った状態で、ナットランナからなるボルト締結装置６９によって通しボルト５を副軸受３側から貫通穴３１、１１に挿通し、主軸受２のネジ穴２１に対して予め設定された所定のトルクで締結する。これにより、主軸受２と副軸受３によってシリンダ１を挟み込んで固定することができ、シリンダ１の内径歪を抑制し、かつ、シリンダ内径に対する主軸受２と副軸受３の同軸を確保することができる。
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。
【００３０】
なお、主軸４を傾斜させて回転させる際、偏芯部４１に嵌装されたローラ４２が主軸受２と副軸受３をシリンダ１に対して軸方向に押し上げるように変位されて、シリンダ１と主軸受２や副軸受３の間に隙間ができると、主軸受２と副軸受３の変位量が大きくなり、正確な振れ幅を測定できなくなるため、バネやエアシリンダ等による軸方向の押し付け力は、主軸４を傾斜させた状態で回転した際に主軸受２と副軸受３にかかる力に対して、主軸受２とシリンダ１、及び副軸受３とシリンダ１の摩擦力が小さくなるように設定すると良い。また、主軸受２と副軸受３の調整時にシリンダ１の位相に対する主軸受２と副軸受３の位相がずれることで、ボルト締結時にボルト位置ずれによる取付け不良が発生するため、シリンダ１と副軸受３のボルト固定用の貫通穴１１、３１は、測定時の振れ幅以上に広げておく方が良い。
【００３１】
また、主軸４を傾斜させる際、図７の変形例に示すように、主軸４の下端部に錘６８３を取付けて回転させる場合においては、錘６８３を取付けることで、回転による錘６８３の遠心力で主軸４が傾斜した状態で回転運動する「すりこぎ運動」を起こし易くなる。錘６８３を取付ける軸方向の位置、錘６８３の重量、偏芯部４１の偏芯方向に対する錘６８３の取付け位置の位相などを調節することにより、変位センサ６４、６４による理想的な中心位置の測定が容易となる。なお、錘６８３を取付ける際の偏芯部４１の偏芯方向に対する周方向の取付位置は特に限定されないので、錘６８３を取付ける際の操作が容易である。
【００３２】
また、主軸４を傾斜させて回転させる際、主軸４は自転させずに傾斜方向のみを回転させて、「すりこぎ運動」させるようにしても良い。その場合、主軸４の偏芯部４１の真円度の影響を抑制できる。
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。
【００３３】
また、位置決めする際の手順として、例えば、１）主軸受２、シリンダ１、主軸４、副軸受３を設置、２）主軸受２、副軸受３のそれぞれに設けた切欠きなどの目印に合わせて回転位相を決め、３）主軸受２、副軸受３を軸方向に圧縮、４）変位センサ６４をセット、５）主軸４を傾斜させて回転させ変位を計測、６）変位量を基に計算した値になるようにアクチュエータにより押付け、７）通しボルト５を主軸受２、シリンダ１、副軸受３の穴に通し、ナットに対してネジ締結、８）変位センサ６４とアクチュエータを退避させ、ワークを搬出する、という１）〜８）のステップによって構成しても良い。
【００３４】
上記のように、実施の形態１による圧縮機の製造方法は、主軸受２、シリンダ１、及び副軸受３からなる三部材の内、シリンダ１を軸受位置決め装置のベース６１に固定し、主軸受及び副軸受の二部材を、ベースに固定されたシリンダに対して軸方向に直交する径方向にのみ揺動可能に保持し、その状態で主軸４を軸方向に対して傾斜させて回転させたときの、主軸受及び副軸受の軸方向に直交する径方向の振れを二組の変位センサ６４によってそれぞれ同時に計測し、計測された振れ幅の中心位置に対して主軸受及び副軸受をそれぞれ位置決めした後、通しボルト５によって、主軸受２、シリンダ１、及び副軸受３を固定するようにしたものである。
【００３５】
この実施の形態１に係る圧縮機の製造方法によれば、シリンダ１に対する主軸受２と副軸受３の同軸を同時に決めることができる。そのため、ネジ穴２１が螺設された主軸受２に対して副軸受３側から挿通された通しボルト５によってシリンダ１を共締めする構造の圧縮機を組立てることが可能となる。シリンダには軸受固定用のネジ穴を螺設する必要がないため、ボルト締結によるシリンダ内径歪量を低減した効率の優れた圧縮機を得ることができる。また、主軸受２と副軸受３を１台の設備で位置決めできるため、設備費用の抑制や組立時間の短縮を実現できる。
【００３６】
なお、従来技術による２部品ずつの位置決めでは主軸受側にネジ穴を設ける場合、主軸受とシリンダを位置決めしてボルト固定した後、その主軸受、シリンダが一体となったものと副軸受を位置決めしてボルト固定せねばならないため組立工数が増加する。さらに、シリンダ内径の歪を抑制するために、締結用のネジ穴を主軸受や副軸受側に設けて、２部品ずつの位置決めを行う従来の手法では、主軸受に設けられたネジ部を利用してシリンダ側からボルトを挿入して主軸受とシリンダを固定した後、副軸受を固定する際に、主軸受を固定したボルト頭と副軸受の干渉を防ぐために、副軸受側にボルト頭を逃がす加工が必要であった。さらに、主軸受側も同様に副軸受とシリンダを固定するボルト頭を逃がす加工が必要なため、加工コストが増加する。これに対し、本発明の実施の形態１はそれらの問題をすべて解消することができるものである。
【００３７】
また、上記のように、実施の形態１による圧縮機の軸受位置決め装置は、ベース６１と、主軸受２、主軸４が挿通されたシリンダ１、及び副軸受３からなる三部材の内、シリンダ１のみを基準部材としてベースに固定する基準部材固定手段６２と、主軸受２と副軸受３の二部材をベースに固定されたシリンダ１に対するそれぞれの配設位置において径方向にのみ揺動可能に保持する二組の保持手段６３と、主軸４を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６８と、主軸傾斜回転手段によって主軸を回転させたときの主軸受２と副軸受３の径方向の振れをそれぞれ計測する二組の変位センサ６４と、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主軸受２と副軸受３をそれぞれ移動させる二組の移動手段６５、６６と、主軸傾斜回転手段６８と、ボルト締結装置６９と、を備えたものである。
【００３８】
実施の形態１に係る圧縮機の軸受位置決め装置によれば、シリンダ１の内周面１２に対する主軸受２や副軸受３の内径の同軸を確保する位置を同時に決めることができるため、ネジ穴２１が螺設された主軸受２に対して副軸受３の側から挿通された通しボルト５によってシリンダ１を共締めする構造の圧縮機を組立てることが可能となり、シリンダ１には軸受固定用のネジ穴を螺設する必要がなくなるのでシリンダ歪を低減した効率の高い圧縮機を得ることができる。また、主軸受２と副軸受３を１台の設備で位置決めできるため、装置コストの抑制や組立時間を抑制できる。
【００３９】
また、前述の三部材の内、被固定部品であるシリンダ１を基準部材としてベースに固定するので、主軸受２と副軸受３の位置決めが容易となり、精度も高めることができる。
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。
【００４０】
実施の形態２．
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。
【００４１】
図９に示すように、主軸４が挿通されたシリンダ１は主軸受２の上面に載置される如く当接され、その外周面には互いに直交する一対のアクチュエータからなる移動手段６７の反対側にシリンダ１を介して設置されシリンダ１を移動手段６７の側に押し付ける背圧付与機構である圧縮ばねなどの弾性部材６７ａと、移動手段６７及び弾性部材６７ａに対して周方向に異なる位相で設けられた一対の変位センサ６４（図示省略）とが設けられている。なお、図９において、主軸受２はベース６１に対して実施の形態１と同様の基準部材固定手段６２によって径方向及び軸方向に固定されている。
【００４２】
また、シリンダ１の上面には副軸受３が載置される如く当接され、実施の形態１と同様にその外周面には互いに直交する一対のアクチュエータからなる移動手段６６と、移動手段６６の反対側に副軸受３を介して設置されその副軸受３を移動手段６６の側に押し付ける背圧付与機構である圧縮ばねなどの弾性部材６６ａと、移動手段６６及び弾性部材６６ａに対して周方向に異なる位相で設けられた一対の変位センサ６４（図示省略）とが設けられている。
【００４３】
なお、主軸受２を軸受位置決め装置のベースに固定する際に、主軸受２には回転方向の位相を決める構造（例えば基準穴）を設けておき、ベース６１内にて位相決め部を基準に主軸受２を取付けるようにしておくと良い。
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。
【００４４】
前記のように構成された実施の形態２においては、シリンダ１、主軸受２、及び副軸受３からなる三部材の内、主軸受２を軸受位置決め装置のベース６１に固定し、主軸４を傾斜させて回転させることによるシリンダ１と副軸受３の振れ幅の中心位置にて、三部材を通しボルト５によってそれぞれを固定する。これにより、主軸受２に対してシリンダ１や副軸受３の同軸を確保する位置を同時に決めることができる。また、通しボルト５を取付けるネジ穴２１を螺設した主軸受２について、その主軸受２をベース６１に固定するため、主軸受２のネジ穴２１位置と回転方向の位相を設備上の決められた位置に固定できるため、シリンダ１と主軸受２、副軸受３を固定する際に、決められたネジ穴位置を狙って通しボルト５を挿入することができる。その結果、ボルト締結時にボルト位置のずれによる取付け不良を抑制することができる。
【００４５】
なお、図９では主軸受２を固定して、主軸受２に対する副軸受３とシリンダ１の位置を決めるようにしたが、基準部材として副軸受３を固定して、その副軸受３に対する主軸受２とシリンダ１の位置を決めても同様の効果が得られる。要するに、本発明では、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に対して固定し、他の二部材を、６１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４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、前記三者を共締め固定するようにしたものであり、これにより、シリンダに対する主軸受と副軸受の理想位置を同時に検知することができると共に、ボルト締結による被固定部品であるシリンダの歪を抑制することができることを特徴としている。
【００４６】
実施の形態３．
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。
【００４７】
このような構成によれば、シリンダ１の歪が低減した状態にて主軸４の回転時に全ての回転位相に対してローラ４２外周とシリンダ１内周の隙間を均一に、かつ最小にすることができるため、冷媒を圧縮する際のローラ外周とシリンダ内周からの冷媒の漏れ量を抑制することができ、圧縮機の効率を向上させることができる。
【００４８】
なお、組み合わせする部品が多い場合、各部品それぞれを測定した結果、数ミクロンごとに大きさが異なる部品を保管するために必要なスペースが増大するため、調整する部品は例えば１部品に絞っても良い。例えば、ローラは圧縮機構部の構成部品の内最も小さく、また内周と外周を切削加工後、研磨して精度を出すため、容易に数ミクロンごとに外周の異なるローラを準備できる。そこで、シリンダ内径Ｊ、主軸４の偏芯部外径Ｍと偏芯量Ｎを予め測定していた部品を組み立て、最後に必要な目標隙間に対して、隙間寸法を満足するようなローラ外周・内周の組み合わせを調べて、数ミクロンごとにストックされたローラを選択して組立てることで、シリンダ内周とローラ外周の隙間を管理することができ、効率の高い圧縮機を得ることができる。
【００４９】
実施の形態４．
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。
【００５０】
このような構成になる実施の形態４によれば、圧縮機の運転時に冷媒を圧縮する際に最も高圧となり、ローラ外周とシリンダ内周からの冷媒の漏れ量が多い主軸の回転位相にて、ローラ外周とシリンダ内周の間隙を最小にできるため、ローラ外周とシリンダ内周からの冷媒の漏れ量を抑制でき、圧縮機の効率を向上させることができる。
【００５１】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  シリンダ、２  主軸受、３  副軸受、４  主軸、５  通しボルト、１１  貫通穴、１２  内周面、１３  ベーン、１４  バネ、１５  吸入口、１６  吐出口、
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。
【図１】
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【図２】
2018031323.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
2018031323.tif 000011
【図１０】
2018031323.tif 000012
【図１１】
2018031323.tif 000013