(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉シェルと、この密閉シェル内に収納され吸入された冷媒ガスを渦巻きを組み合わせることによって形成された圧縮室内で漸次圧縮して吐出する固定スクロールおよび揺動スクロールと、上記密閉シェルの内壁面に固着され上記固定スクロールおよび揺動スクロールを支承するとともに中央部に第１の軸受部を有するフレームと、上記フレームと所定の間隔を介して配設され上記第１の軸受部と同軸上に第２の軸受部を有するサブフレームと、上記フレームおよびサブフレームでコアが挟持されたステータおよびこのステータの中央部に配設されるロータでなる電動機と、上記電動機のロータに一体化され両端がそれぞれ上記第１および第２の軸受部で支承されるとともに一端が上記揺動スクロールに連結される主軸と、上記サブフレームおよび電動機のステータのコアを貫通するとともにこれらを上記フレームに締結する通しボルトとを備え、上記ステータのコアの外周面に内径と同軸に形成された外径基準面を設けたスクロール圧縮機の組立装置において、
上に電動機のステータおよびサブフレームが積み上げられたフレームを位置決めして保持するフレーム位置決め手段と、
上記フレームの第１の軸受け部と同軸に形成された内径基準面と上記第１の軸受け部の軸心と垂直に形成された水平基準面の位置を計測するフレーム測定手段と、
上記サブフレームの第２の軸受け部と同軸に形成された内径基準面と第２の軸受け部の軸心と垂直に形成された水平基準面の位置を計測するサブフレーム測定手段と、
上記サブフレーム測定手段で得られた測定データから上記フレームおよびサブフレームそれぞれの内径基準面および水平基準面の相対位置関係を求めて上記第１の軸受け部の軸心と主軸の軸心との傾きおよび上記第２の軸受け部の軸心と主軸の軸心との傾きを演算する演算手段と、
上記２つの傾きが所定の許容値以下となるように、上記第２の軸受け部を基準にして設定された外径基準面を半径方向から押圧することにより上記サブフレームの位置決めをする位置決め手段と、
上記電動機のステータおよびサブフレームを通しボルトを介して上記フレームに締結するボルト締結手段とを備え、
上記サブフレーム位置決め手段は、フレームの第１の軸受部とサブフレームの第２の軸受部とで軸芯の傾きに対する許容値が異なる場合、上記許容値の小さい側の軸受部の軸芯と主軸の軸芯との傾きの方が他方より小さくなるように上記サブフレームを上記フレームの軸芯からずらして位置決めすることを特徴とするスクロール圧縮機の組立装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はスクロール圧縮機に係り、特にフレーム、電動機のステータおよびサブフレームを精度良く組み立てるための構造、組立方法および組立装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は従来のスクロール圧縮機の構成を示す断面図である。
図において、１は両端に開口を有する円筒状のセンタシェル、２、３はこのセンタシェル１の両開口をそれぞれ閉塞するように配設される皿状の上部および下部エンドシェルで、これら１ないし３で密閉シェル４が構成されている。５はセンタシェル１の側壁内面に固着され中央部に第１の軸受部５ａが設けられたフレーム、６はこのフレーム５の上端面に固定支持された台板６ａ上に渦巻６ｂが形成された固定スクロール、７はフレーム５により揺動自在に支持され、台板７ａ上に固定スクロール６の渦巻６ｂとは渦巻方向が逆向きで、お互いに組み合わされることによって圧縮室８を形成する渦巻７ｂが形成された揺動スクロールである。
【０００３】
９はセンタシェル１の側壁を貫通して配設され、密閉シェル４の内外を連通する吸入管、１０は上部エンドシェル２を貫通して配設され、圧縮室８の吐出側と密閉シェル４の外部とを連通する吐出管、１１はセンタシェル１の側壁内面に固着され、密閉シェル４の下部を仕切って油溜め１２を形成するとともにトロコイドポンプ１３を支持し、中央部に第２の軸受部としての軸受１４が設けられたサブフレーム、１５は油溜め１２に貯溜される潤滑油、１６は両端部がフレーム５の第１の軸受部５ａおよび軸受１４で支承され、上端が揺動スクロール７に連結された主軸で、中央部に油穴１６ａが貫通して形成されている。１７はサブフレーム１１の上端に担持されたステータ１７ａおよびこのステータ１７ａの中央部に配設されるロータ１７ｂで構成される電動機で、ロータ１７ｂの中心部を主軸１６が貫通し一体化されている。
【０００４】
そして、上記のように構成されたスクロール圧縮機においては、まず、ステータ１７ａおよびロータ１７ｂでなる電動機１７が駆動して主軸１６が回転すると、揺動スクロール７の台板７ａがフレーム５上で揺動運動を開始し、吸入管９を介して外部から導入された低圧の冷媒ガスは、両スクロール６、７の圧縮作用により圧縮室８内に吸い込まれ、圧縮されて高圧の冷媒ガスになった後、吐出管１０より密閉シェル４の外部に導出される。
【０００５】
しかしながら、上記のように構成されたスクロール圧縮機では、フレーム５およびサブフレーム１１の各外周をセンタシェル１の内周に嵌合させて固着するようにしているので、主軸１６を支承する第１の軸受部５ａおよび軸受１４を同心に配置するには、センタシェル１の円筒度を高精度に加工しなければならないため、センタシェル１の加工コストが高くなり、ひいてはスクロール圧縮機自身が高価になるという問題点があった。
【０００６】
このため、例えば特開昭６１−４０４７２号公報に開示されたスクロール圧縮機では、図１９に示すように電動機１７のステータ１７ａおよびサブフレーム１１を通しボルト１８でフレーム５に締結することにより一体化し、その後フレーム５をセンタシェル１に嵌合させて固着するようにした構成とすることにより、センタシェル１の円筒度を高精度に加工せずとも、第１の軸受部５ａおよび軸受１４を同心に配置できるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスクロール圧縮機は以上のように、通しボルト１８で電動機１７のステータ１７ａおよびサブフレーム１１を、フレーム５に締結することにより一体化し、フレーム５のみをセンタシェル１に嵌合させ固着するようにしているので、センタシェル１の円筒度を高精度に加工することなく、第１の軸受部５ａおよび軸受１４を同心に配置することが可能とはなるが、電動機１７のエアギャップを調整するためには、例えばステータ１７ａとロータ１７ｂの間に、すきまゲージを挿入する等して行わなければならず、作業性が非常に悪いという問題点があった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、フレーム、電動機のステータおよびサブフレームを精度良く位置決めし、エアギャップを容易に調整することが可能なスクロール圧縮機並びにその組立方法および組立装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るスクロール圧縮機の組立装置は、密閉シェルと、この密閉シェル内に収納され吸入された冷媒ガスを渦巻きを組み合わせることによって形成された圧縮室内で漸次圧縮して吐出する固定スクロールおよび揺動スクロールと、上記密閉シェルの内壁面に固着され上記固定スクロールおよび揺動スクロールを支承するとともに中央部に第１の軸受部を有するフレームと、上記フレームと所定の間隔を介して配設され上記第１の軸受部と同軸上に第２の軸受部を有するサブフレームと、上記フレームおよびサブフレームでコアが挟持されたステータおよびこのステータの中央部に配設されるロータでなる電動機と、上記電動機のロータに一体化され両端がそれぞれ上記第１および第２の軸受部で支承されるとともに一端が上記揺動スクロールに連結される主軸と、上記サブフレームおよび電動機のステータのコアを貫通するとともにこれらを上記フレームに締結する通しボルトとを備え、上記ステータのコアの外周面に内径と同軸に形成された外径基準面を設けたスクロール圧縮機の組立装置において、
上に電動機のステータおよびサブフレームが積み上げられたフレームを位置決めして保持するフレーム位置決め手段と、
上記フレームの第１の軸受け部と同軸に形成された内径基準面と上記第１の軸受け部の軸心と垂直に形成された水平基準面の位置を計測するフレーム測定手段と、
上記サブフレームの第２の軸受け部と同軸に形成された内径基準面と第２の軸受け部の軸心と垂直に形成された水平基準面の位置を計測するサブフレーム測定手段と、
上記サブフレーム測定手段で得られた測定データから上記フレームおよびサブフレームそれぞれの内径基準面および水平基準面の相対位置関係を求めて上記第１の軸受け部の軸心と主軸の軸心との傾きおよび上記第２の軸受け部の軸心と主軸の軸心との傾きを演算する演算手段と、
上記２つの傾きが所定の許容値以下となるように、上記第２の軸受け部を基準にして設定された外径基準面を半径方向から押圧することにより上記サブフレームの位置決めをする位置決め手段と、
上記電動機のステータおよびサブフレームを通しボルトを介して上記フレームに締結するボルト締結手段とを備え、
サブフレーム位置決め手段は、フレームの第１の軸受部とサブフレームの第２の軸受部とで軸芯の傾きに対する許容値が異なる場合、許容値の小さい側の軸受部の軸芯と主軸の軸芯との傾きの方が他方より小さくなるようにサブフレームをフレームの軸芯からずらして位置決めするようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の構成を示す断面図、図２は図１におけるスクロール圧縮機の組立装置の構成を示す断面図、図３は図２における組立装置のフレーム位置決め手段の構成を示す斜視図、図４は図２における組立装置の電動機のステータ位置決め手段の構成を示す斜視図、図５は図２における組立装置のサブフレーム位置決め手段の構成を示す斜視図、図６は図２における組立装置のフレーム測定手段の構成を示す断面図、図７は図２における組立装置のサブフレーム測定手段の構成を示す断面図、図８はフレーム、電動機のステータおよびサブフレームをフレーム位置決め手段としてのパレット上に組み立てた状態を示す断面図、図９は通しボルトの締結により電動機のステータが変形する状態を説明するための模式図、図１０は図９に示す電動機のステータの変形によりサブフレームに及ぼす影響を説明するための模式図、図１１はフレームに対するサブフレームの芯ずれおよび傾きの関係からサブフレームに要求される芯ずれおよび傾きの許容範囲を示す特性図、図１２はサブフレームと主軸との関係を示す模式図、図１３はフレームおよびサブフレーム、図６および図７におけるフレームおよびサブフレーム測定手段と装置本体との関係を示す座標系図である。
【００１１】
図において、２１は両端に開口を有する円筒状のセンタシェル、２２、２３はこのセンタシェル２１の両開口をそれぞれ閉塞するように配設される皿状の上部および下部エンドシェルで、これら２１ないし２３で密閉シェル２４が構成されている。２５はセンタシェル２１の側壁内面に固着され中央部に第１の軸受部２５ａが設けられたフレームで、図８に示すように第１の軸受部２５ａと同軸に形成された内径基準面２５ｂ、および第１の軸受部２５ａの軸線と直角に形成された水平基準面２５ｃが設けられている。２６はフレーム２５の上端面に直接または間接的に固定支持された台板２６ａ上に渦巻２６ｂが形成された固定スクロール、２７はフレーム２５により揺動自在に支持され、台板２７ａ上に固定スクロール２６の渦巻２６ｂとは渦巻方向が逆向きで、お互いに組み合わされることによって圧縮室２８を形成する渦巻２７ｂが形成された揺動スクロールである。
【００１２】
２９はセンタシェル２１の側壁を貫通して配設され、密閉シェル２４の内外を連通する吸入管で、吐出管は図示はしないが上部エンドシェル２２を貫通し圧縮室２８の吐出側と密閉シェル２４の外部とを連通している。３０は中央部に第２の軸受部としての軸受３１が設けられ、トロコイドポンプ３２を支持するサブフレームで、図８に示すように軸受３１と同軸にそれぞれ形成された内径基準面３０ａおよび外径基準面３０ｂ、軸受３１の軸線と直角に形成された水平基準面３０ｃが設けられている。３３は密閉シェル２４の下部に形成され潤滑油３４が貯溜される油溜め、３５は両端部がフレーム２５の第１の軸受部２５ａおよび軸受３１で支承され、上端が揺動スクロール２７に連結された主軸で、中央部に油穴３５ａが貫通して形成されている。３６はフレーム２５およびサブフレーム３０間にコアが挟持されたステータ３６ａ、およびこのステータ３６ａの中央部にエアギャップを介して配設されるロータ３６ｂで構成される電動機で、ロータ３６ｂの中心部を主軸３５が貫通し一体化され、ステータ３６ａのコアの外周面には図８に示すように内径と同軸に形成された外径基準面３６ｃが設けられている。３７はサブフレーム３０およびステータ３６ａを貫通しフレーム２５に螺合される通しボルトであり、これら２１ないし３７でスクロール圧縮機が構成されている。
【００１３】
３８はフレーム位置決め手段としてのパレットで、図３に示すように台板３９と、この台板３９の中央に配設され上面でフレーム２５を担持する円筒状部材４０と、この円筒状部材４０の上面に突出して形成され、フレーム２５に設けられた位置決め穴（図示せず）に嵌合する位置決めピン４１と、円筒状部材４０の両側方に配設されフレーム２５の側面に当接する当接部材４２と、台板３９に穿設され装置本体に位置決めされる際に用いられる位置決め用穴４３と、台板３９の縁部に突出して形成される基準部材４４とで構成されており、図２に示すパレット引き込み手段４５により装置内に引き込まれた後、パレット固定手段４６により位置決め用穴４３を介して位置決め固定される。４７はパレット３８上に位置決めされたフレーム２５の位置、姿勢を計測するためのフレーム測定手段で、図６に示すようにケーシング４８内に組み込まれ、フレーム２５の内径基準面２５ｂを検出する第１のセンサ４９、フレーム２５の水平基準面２５ｃを検出する第２のセンサ５０、およびケーシング４８の位置を検出する第３のセンサ５１とで構成されている。
【００１４】
５２は電動機のステータ位置決め手段で、図４に示すように駆動源としてのエアシリンダ５３、このエアシリンダ５３により駆動されパレット３８上に載置された電動機３６のステータ３６ａの半径方向に移動することにより、ステータ３６ａの外径基準面３６ｃを押圧する押圧部材５４、およびパレット３８上の基準部材４４に当接することにより押圧部材５４の移動量を規制して、ステータ３６ａを所定の位置に設定するストッパ５５でなるステータ移動機構５６と、ステータ３６ａのステータ移動機構５６とは相反する側に対応して配設され、エアシリンダ５３の駆動力より小さな駆動力を有する駆動源としてのエアシリンダ５７、およびこのエアシリンダ５７により駆動されステータ３６ａの半径方向に移動することにより、ステータ３６ａを押圧する押圧部材５８でなるステータ押圧機構５９とが、周方向に所定の間隔を介して複数対配置されることにより構成されている。
【００１５】
６０はサブフレーム位置決め手段で、図５に示すように駆動源としてのリニアアクチュエータ６１、およびこのアクチュエータ６１により駆動されサブフレーム３０の半径方向に移動することにより、サブフレーム３０の外径基準面３０ｂを押圧する押圧部材６２でなるサブフレーム移動機構６３と、サブフレーム３０のサブフレーム移動機構６３とは相反する側に対応して配設され、リニアアクチュエータ６１の駆動力より小さな駆動力を有する駆動源としてのエアシリンダ６４、およびこのエアシリンダ６４により駆動されサブフレーム３０の半径方向に移動することにより、サブフレーム３０を押圧する押圧部材６５でなるサブフレーム押圧機構６６とが、周方向に所定の間隔を介して複数対配置されることにより構成されている。
【００１６】
６７はサブフレーム３０の位置、姿勢を検出するためのサブフレーム測定手段で、図７に示すようにケーシング６８内に組み込まれ、サブフレーム３０の内径基準面３０ａを検出する第１のセンサ６９、サブフレーム３０の水平基準面３０ｃを検出する第２のセンサ７０、およびケーシング６８の位置を検出する第３のセンサ７１とで構成されている。７２は４本の通しボルト３７をサブフレーム３０および電動機３６のステータ３６ａに同時に貫通させ、フレーム２５に螺合させることによりサブフレーム３０およびステータ３６ａをフレーム２５に締結するボルト締結手段である。そして、これら４５ないし４７、５２、６０、７２でスクロール圧縮機の組立装置７３を構成している。
【００１７】
次に、上記のように構成されたスクロール圧縮機の組立装置７３によるスクロール圧縮機の組立方法について説明する。
一般に固定スクロール２６を組み込む時、フレーム２５と位置、位相を合わせる必要があることから、フレーム２５には位置決め基準となる位置決め穴（図示せず）が設けられているため、まず、フレーム２５をパレット３８上に載せて、この位置決め穴を位置決めピン４１に嵌合させることにより、フレーム２５はパレット３８上に精度良く位置決めされる。そして、この状態のまま図８に示すようにフレーム２５上に電動機のステータ３６ａ、サブフレーム３０を積み上げ、図示はしないがロータ３６ｂを組み込んだ後、パレット搬送時に各部品が動かないように通しボルト３７で軽く締結する。
【００１８】
次いで、パレット引き込み手段４５によりパレット３８を装置内部まで引き込んだ後、パレット固定手段４６によりパレット３８に設けられた位置決め用穴４３を介して、パレット３８は装置に対して精度良く位置決め固定される。この状態で、図６に示すフレーム測定手段４７が測定位置まで移動し、まず、第３のセンサ５１によりケーシング４８の位置を検出し、それぞれ第１および第２のセンサ４９、５０により、フレーム２５の内径基準面２５ｂおよび水平基準面２５ｃを検出して、フレーム２５の位置を測定する。次に、ボルト締結手段７２により通しボルト３７を各部品の姿勢を保持したまま緩め、ステータ３６ａおよびサブフレーム３０が半径方向に移動可能な状態とする。
【００１９】
次に、図４に示す電動機のステータ位置決め手段５２が動作を開始する。
まず、両ステータ移動機構５６の各エアシリンダ５３が駆動され、各押圧部材５４がステータ３６ａの半径方向に移動することにより、ステータ３６ａの外径基準面３６ｃを押圧し、ストッパ５５がパレット３８上に設けられた基準部材４４に当接して停止する。次いで、両ステータ押圧機構５９の各エアシリンダ５７が駆動され、各押圧部材５８がステータ３６ａの半径方向に移動してステータ３８ａの外周面を押圧することにより、相対向する押圧部材５４、５８同士でステータ３６ａを挟み込み位置決めする。この時、ステータ移動機構５６側のエアシリンダ５３の方が、ステータ押圧機構５９側のエアシリンダ５７よりも駆動力を大に設定しているため、ステータ３６ａはステータ移動機構５６側に押し戻されたりせず、必ず所望の位置に位置決めされる。なお、図示はしないが両押圧部材５４、５８の移動量は、ステータ移動機構５６およびステータ押圧機構５９に設けられた測定部によりそれぞれ測定され、その結果に基づいてステータ３６ａの外径寸法および軸芯の位置が検出されている。
【００２０】
次に、図５に示すサブフレーム位置決め手段６０が動作を開始する。
サブフレーム位置決め手段６０は非作業時には上方に待避しており、位置決め作業を行う際にはガイド付き上下駆動機構（図示せず）により作業位置まで下降し図５に示すような状態にしてから、リニアアクチュエータ６１とエアシリンダ６４により初期位置が不定なサブフレーム３０を大まかに位置決めし、サブフレーム３０と干渉しない状態にした上で、図７に示すサブフレーム測定手段６７を下降させ、第２のセンサ７０によりケーシング６８の位置を検出し、それぞれ第１および第３のセンサ６９、７１により、サブフレーム３０の水平基準面３０ｃおよび内径基準面３０ａを検出してサブフレーム３０の位置を測定する。
【００２１】
そして、フレーム測定手段４７で測定されたフレーム２５の位置と、サブフレーム測定手段６７で測定されたサブフレーム３０の位置から両者の芯ずれ量が算出され、この値に応じて両サブフレーム移動機構６３の各リニアアクチュエータ６１が駆動され、各押圧部材６２がサブフレーム３０の半径方向にサブフレーム３０の外径基準面３０ｂを押圧しながら移動して停止する。このとき、サブフレーム押圧機構６６の各エアシリンダ６４により、各押圧部材６５がサブフレーム３０の半径方向からサブフレーム３０の外周面を押圧しているので、サブフレーム３０はリニアアクチュエータ６１の動きに追従して所望の位置に位置決めされる。この時、サブフレーム移動機構６３側のリニアアクチュエータ６１の方が、サブフレーム押圧機構６６側のエアシリンダ６４よりも駆動力を大に設定しているため実現できるものであり、リニアアクチュエータ６１が前進したらエアシリンダ６４が押し戻され、リニアアクチュエータ６１が後退したらエアシリンダ６４がサブフレーム３０を押圧部材６２に押し付ける。
【００２２】
ここで、フレーム２５に対してサブフレーム３０を位置決めすることがいかに重要であるかということの意味について図１１および図１２により説明する。
まず、軸受の姿勢とスクロール圧縮機の効率との関係について説明する。一般に、スクロール圧縮機に用いられるラジアル軸受の形態は、すべり軸受、転がり軸受およびピボット軸受である。長寿命と回転軸の滑らかな回転のためには、軸受の回転軸となす角が許容量以下である必要があることは周知の事実であり、回転軸が滑らかに回転するということは機械的損失が小さくなり、ひいてはスクロール圧縮機の効率の向上を図り得ることは言うまでもなく、また、この許容量は軸受の形態によって異なり、ピボット軸受が最も大きく、転がり軸受、すべり軸受の順で小さくなる。
【００２３】
そして、上記実施の形態１におけるスクロール圧縮機のような両端支持構造では、２つの軸受、すなわち第１の軸受部２５ａおよび軸受３１（第２の軸受部）の、主軸３５となす角がそれぞれの許容傾き量以下である必要がある。図１１は第１の軸受部２５ａに対する軸受３１の芯ずれおよび傾きをそれぞれ横軸、縦軸にとり、軸受３１に要求される芯ずれ、傾きの許容量を示したものである。今、第１の軸受部２５ａをピボット軸受、軸受３１を転がり軸受である場合のように、第１の軸受部２５ａよりも軸受３１の許容傾き量が小さい場合を例にとり、図１２に基づいて軸受３１と主軸３５の関係について説明する。
【００２４】
図１２において、（Ａ）は芯ずれ、傾き共に０の状態（図１１中の点ａで示す）を示し、この状態から芯ずれ０のまま軸受３１の傾きだけが大きくなった状態（図１１中の点ｂで示す）を（Ｂ）に示し、傾き０のまま芯ずれが大きくなった状態（図１１中の点ｃで示す）を（Ｃ）に示す。これら図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）から明らかなように、芯ずれが大きくなると主軸３５と軸受３１のなす角度が大きくなる。しかしながら、上記実施の形態１におけるスクロール圧縮機では第１の軸受部２５ａと軸受３１の傾きは、フレーム２５、電動機３６のステータ３６ａ、サブフレーム３０の部品精度の積み上げによって決まるものであるから、一般に０にするのは困難である。したがって、軸受３１の許容傾き量を満足するためには、芯ずれをなるべく小さくする必要がある。
【００２５】
ここで、フレーム２５に対するサブフレームの位置決めについて詳しく説明する。
図６に示す第１および第２のセンサ４９、５０はフレーム２５の位置、姿勢を、図７に示す第１および第２のセンサ６９、７０はサブフレーム３０の位置、姿勢をそれぞれ測定し、また、図６および図７に示す各第３のセンサ５１、７１により測定時の各ケーシング４８、６８位置を測定する。今、装置本体の座標を０−ｘ、ｙ、ｚ、フレーム測定手段４７のケーシング内座標を０ｆｈ−ｘｆｈ、ｙｆｈ、ｚｆｈ、サブフレーム測定手段６７のケーシング内座標を０ｓｆｈ−ｘｓｆｈ、ｙｓｆｈ、ｚｓｆｈとすると、これらの関係は図１３に示すようになる。
【００２６】
更に、第１および第２のセンサ４９、５０によって測定されるフレーム２５・第１の軸受部２５ａの位置をＯｆ、傾きをθｆとすると、フレーム座標系Ｏｆ−ｘｆ、ｙｆ、ｚｆが求められる。また、第１および第２のセンサ６９、７０によって測定されるサブフレーム３０・軸受３１の位置をＯｓｆ、傾きをθｓｆとすると、サブフレーム座標系Ｏｓｆ−ｘｓｆ、ｙｓｆ、ｚｓｆが求められる。この時、フレーム２５とサブフレームの相対的な傾きはθｓｆ−θｆとなるが、フレーム２５に対するサブフレーム３０の芯ずれ許容量は図１１に示すようにξ以下であることが必要となる。このため、フレーム２５・第１の軸受部２５ａと軸芯を合わせるには、サブフレーム３０・軸受３１の位置決め目標位置は、フレーム座標系のｚｆ軸上の点Ｐとなる。すなわち、ベクトルε０＝ベクトルＯｓｆ・Ｐを初期芯ずれ量とし、｜ベクトルε｜が０に近づくようにサブフレーム３０をサブフレーム位置決め手段６０によって移動させ、最終的にはεＯ＜ξとなるようにサブフレーム３０を位置決めする。
【００２７】
このようにして、フレーム２５に対して電動機３６のステータ３６ａおよびサブフレーム３０を位置決めした後、再度、サブフレーム３０を押さえ込み、ボルト締結手段７２により通しボルト３７の締結を行い組立が完了する。組立完成品については各測定手段４７、６７で測定されたデータを基に、フレーム２５とサブフレーム３０の同軸度、電動機３６のステータ３６ａとロータ３６ｂ間のエアギャップ量が算出され、製品としての仕上がり精度が判定された後、完成品データが図示しない記憶手段により保管される。その後、各測定手段４７、６７、位置決め手段５２、６０等は所定の元の位置に戻され、パレット固定手段４６によって固定されていたパレット３８は解放され、パレット引き込み手段４５により装置外に搬出されて一連の組立動作は完了する。
【００２８】
尚、ここで、通しボルト３７の締結時における電動機３６のステータ３６ａの変形が及ぼす影響について説明する。
一般に、ステータ３６ａは図９（Ａ）に示すように板金を積層して形成されているため、通しボルト３７の締結によって発生する軸力により、図９（Ｂ）に示すように軸方向に収縮するように大きく変形する。そして、この軸方向の収縮は通しボルト３７の軸力が作用する部分が局所的に収縮するものであり、この影響により図１０（Ａ）で模式的に示すように、サブフレーム３０もボルト座面近傍が窪んだ波打形状に変形する。図１０（Ｂ）、（Ｃ）はサブフレーム３０を周方向に展開して示す模式図であり、図１０（Ｂ）は足部材３０ｄが通しボルト３７と同数の４本である場合の変形モードを表し、図１０（Ｃ）は比較のため足部材３０ｄが通しボルト３７よりも少ない３本である場合の変形モードを表す。
【００２９】
なお、通しボルト３７および足部材３０ｄの位置が等間隔に配置されているものとすると、通しボルト３７締結による軸力７４はボルト座面近傍で発生するため、ボルト座面近傍が凹となり、通しボルト３７間が凸となる変形モードになる。足部材３０ｄが３本の場合はこの変形モードの位相と足部材３０ｄの配置の位相が合わず、図１０（Ｃ）に示すようなモーメント７５が発生し、この影響を受けて上面部に大きな変形が発生する。そして、この変形は水平基準面３０ｃの平面度を悪化させるだけでなく、軸受３１に余計な応力を及ぼし軸受寿命を短くする原因ともなる。これに対し、足部材３０ｄが通しボルト３７と同数の４本であれば、図１０（Ｂ）に示すように各足部材３０ｄが受けるモーメントはほぼ０となり、図１０（Ｃ）に示すように上面部が変形することもない。
【００３０】
このように上記実施の形態１によれば、ステータ３６ａのコアの外周面に内径と同軸に形成された外径基準面３６ｃを設けたので、ステータ３６ａとロータ３６ｂの間に形成されるエアギャップの調整が容易となり、又、フレーム２５を位置決めして保持するフレーム位置決め手段としてのパレット３８と、位置決めされたフレーム２５上のステータ３６ａを、そのコアの外周面に内径と同軸に形成された外径基準面３６ｃを半径方向から押圧することにより、フレーム２５に対して位置決めするステータ位置決め手段５２と、位置決めされたステータ３６ａ上のサブフレーム３０を、軸受３１を基準に設定された外径基準面３０ｂを半径方向から押圧することにより、フレーム２５に対して位置決めするサブフレーム位置決め手段６０とを備えたので、フレーム２５、ステータ３６ａおよびサブフレーム３０を精度良く位置決めし、エアギャップを容易に調整することができる。さらに又、パレット３８上に設けられた基準部材４４に、ステータ位置決め手段５２のストッパ５５が当接して停止した位置で位置決めができるようにしているので、位置決め誤差の積み上げを最小限にできるだけでなく、簡単な構造で安価に位置決めの設定が可能になる。
【００３１】
実施の形態２．
上記実施の形態１において、サブフレーム位置決め手段６０によりサブフレーム３０を、ベクトルＯｓｆ・Ｐが０に近づくように移動させて位置決めを行うことを説明したが、その後の通しボルト３７の締結工程において発生するステータ３６ａの変形により、サブフレーム３０が傾きその姿勢が変化し、図１４に示すようにＰの位置からＰ′の位置にずれる恐れが発生する。したがって、この実施の形態２においては、この位置ずれを補正して位置決め精度向上のための改良を加えるものである。
【００３２】
ステータ３６ａの変形は、部品ごとのばらつきは一般に大きいが、１つの部品に注目するとその再現性は良い。このことを利用してサブフレームの位置決め工程に以下の補正工程を加える。
すなわち、フレーム測定手段４７およびサブフレーム測定手段６７によりフレーム２５およびサブフレーム３０の位置を測定したままの状態で、一度通しボルト３７の締結を行いサブフレーム３０の移動量を測定する。この時、サブフレーム３０はＯｓｆの位置からＯｓｆ′の位置に移動する。サブフレーム３０の位置合わせの際、移動するのはサブフレーム３０のみで、ステータ３６ａや通しボルト３７の位置は変わらないので、サブフレーム３０の位置が多少ずれていても、ステータ３６ａに作用する通しボルト３７の軸力の作用点はほとんど変化せず、その軸方向の変化による影響もほとんど変わらないため、上記サブフレーム３０の移動により得られるベクトルＯｓｆ・Ｏｓｆ′をベクトルＰ・Ｐ′と等価と考え、サブフレーム３０の位置決め目標をＰの位置からベクトルＰ・Ｐ′を差し引いた位置Ｐ″に設定するようにすれば、その後の通しボルト３７の締結時に、サブフレーム３０はＰの位置に移動して正規の位置に位置決めされる。
【００３３】
このように上記実施の形態２によれば、通しボルト３７を締結する際にステータ３６ａの変形により発生するサブフレームの移動量を予め測定し、この移動量を加味した位置にサブフレーム３０を移動させるようにしているので、ステータ３６ａの変形に影響されることなく、より精度の高い位置決めを行うことが可能になる。
【００３４】
実施の形態３．
図１５は実施の形態３における第１の軸受部および軸受と主軸との関係を示す模式図、図１６は図１５における軸受の姿勢を考慮した軸受位置決め目標位置を説明するための図である。
今、図１５（Ａ）に示すように第１の軸受部２５ａに対する軸受３１の傾きをαとすると、上記各実施の形態１、２によれば図１５（Ｂ）に示すように組み立てられるので、第１の軸受部２５ａと主軸３５のなす角度は０となるが、軸受３３１と主軸３５のなす角度はαとなる。しかしながら、例えば第１の軸受部２５ａがピボット軸受、軸受３１がころがり軸受である場合、傾き許容量の小さい軸受３１と主軸３５のなす角度を小さくし、図１５（Ｃ）に示すような状態にする方が望ましい。これを装置座標系で表すと図１６に示すように軸受３１の位置決め目標位置をＰからｑに変更することに他ならない。したがって、この実施の形態３においては、フレーム２５の第１の軸受部２５ａとサブフレーム３０の軸受３１とで主軸３５の傾きに対する許容値が異なる場合、許容値の小さい側の軸芯と主軸３５の軸芯との傾きが他方より小さくなるように、サブフレーム３０をフレーム２５の軸芯からずらして位置決めする。
【００３５】
このように上記実施の形態３によれば、傾き許容量の小さい側の軸受に対して、主軸３５の軸芯との傾きを小さい状態にできるので、ロータ３６ｂが回転する際の機械的損失を小さくできるとともに、軸受の寿命を長くすることができる。
なお、第１の軸受部２５ａ、軸受３１共にすべり軸受である場合は、それぞれの傾き許容量ψ１、ψ２により第１の軸受部２５ａに対する軸受３１の傾きαを内分し、β＝α×ψ１／（ψ１＋ψ２）、γ＝α×ψ２／（ψ１＋ψ２）として、図１５（Ｄ）に示すように位置決めすれば良く、図１６に示すｑ′の位置を軸受３１の位置決め目標位置とするものである。
【００３６】
実施の形態４．
図１７は実施の形態４におけるスクロール圧縮機の組立装置に適用される基準ゲージの構成を示す斜視図である。
図において、７６は図に示すように構成された基準ゲージで、サブフレーム３０と対応する上段には、サブフレーム３０の内径基準面３０ａおよび水平基準面３０ｃをそれぞれ模擬する模擬内径基準面７６ａおよび模擬水平基準面７６ｂが、又、ステータ３６ａと対応する中段にはステータ３６ａの外径基準面３６ｃを模擬し、外径基準面３６ｃより若干大きな径の模擬外径基準面７６ｃが、さらに又、フレーム２５と対応する下段にはフレーム２５の水平基準面２５ｃおよび内径基準面２５ｂをそれぞれ模擬する模擬水平基準面７６ｄおよび模擬内径基準面７６ｅがそれぞれ形成されており、図示はしないが、基準ゲージ７６はパレット３８に載せて用いられるため、パレット３８の位置決めピン４１に嵌合する位置決め穴も所定の位置に形成されている。
【００３７】
次に、上記のように構成された基準ゲージ７６を用いた装置の測定系の校正について説明する。
まず、基準ゲージ７６がパレット３８に載せられて組立装置７３に投入されると、図示しない基準ゲージ／ワーク判別センサにより基準ゲージ７６が投入されたことを検知して校正モードに入る。
すると、フレーム測定手段４７が上昇、サブフレーム測定手段６７が下降、電動機のステータ位置決め手段５２のステータ移動機構５６およびステータ押圧機構５９が前進することにより、それぞれの各センサが基準ゲージ７６の各模擬基準面７６ａないし７６ｅに直接または間接的に当接し、各センサからそれぞれ測定値が出力される。
【００３８】
なお、この時、模擬外径基準面７６ｃがステータ３６ａの外径基準面３６ｃより若干大きな径に形成されているため、ステータ移動機構５６が前進した際にパレット３８上の基準部材４４に当接することもなく、又、ステータ移動機構５６のエアシリンダ５３と、ステータ押圧機構５９のエアシリンダ５７の各出力が空気圧の切り替えにより均等に設定されているため、何ら支障は起こらない。そして、上記のようにして各センサからそれぞれ出力された測定値は、既に入力されている基準ゲージ７６の同軸度、高さ等の各データと比較されて測定系の校正が行われる。又、例えば図示しない測温体により雰囲気温度を監視し、一定の温度変化があった場合には警報等を発して新たな校正を行うようにしても良い。
【００３９】
このように上記実施の形態４によれば、フレーム２５の水平基準面２５ｃおよび内径基準面２５ｂをそれぞれ模擬する模擬水平基準面７６ｄおよび模擬内径基準面７６ｅが、又、ステータ３６ａの外径基準面３６ｃを模擬する模擬外径基準面７６ｃが、さらに又、サブフレーム３０の内径基準面３０ａおよび水平基準面３０ｃをそれぞれ模擬する模擬内径基準面７６ａおよび模擬水平基準面７６ｂがそれぞれ形成された基準ゲージ７６を用いて装置の測定系の校正を行うようにしているので、信頼性の高い位置決めが可能になる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、密閉シェルと、この密閉シェル内に収納され吸入された冷媒ガスを渦巻きを組み合わせることによって形成された圧縮室内で漸次圧縮して吐出する固定スクロールおよび揺動スクロールと、上記密閉シェルの内壁面に固着され上記固定スクロールおよび揺動スクロールを支承するとともに中央部に第１の軸受部を有するフレームと、上記フレームと所定の間隔を介して配設され上記第１の軸受部と同軸上に第２の軸受部を有するサブフレームと、上記フレームおよびサブフレームでコアが挟持されたステータおよびこのステータの中央部に配設されるロータでなる電動機と、上記電動機のロータに一体化され両端がそれぞれ上記第１および第２の軸受部で支承されるとともに一端が上記揺動スクロールに連結される主軸と、上記サブフレームおよび電動機のステータのコアを貫通するとともにこれらを上記フレームに締結する通しボルトとを備え、上記ステータのコアの外周面に内径と同軸に形成された外径基準面を設けたスクロール圧縮機の組立装置において、
上に電動機のステータおよびサブフレームが積み上げられたフレームを位置決めして保持するフレーム位置決め手段と、
上記フレームの第１の軸受け部と同軸に形成された内径基準面と上記第１の軸受け部の軸心と垂直に形成された水平基準面との位置を計測するフレーム測定手段と、
上記サブフレームの第２の軸受け部と同軸に形成された内径基準面と第２の軸受け部の軸心と垂直に形成された水平基準面の位置を計測するサブフレーム測定手段と、
上記サブフレーム測定手段で得られた測定データから上記フレームおよびサブフレームそれぞれの内径基準面および水平基準面の相対位置関係を求めて上記第１の軸受け部の軸心と主軸の軸心との傾きおよび上記第２の軸受け部の軸心と主軸の軸心との傾きを演算する演算手段と、
上記２つの傾きが所定の許容値以下となるように、上記第２の軸受け部を基準にして設定された外径基準面を半径方向から押圧することにより上記サブフレームの位置決めをする位置決め手段と、
上記電動機のステータおよびサブフレームを通しボルトを介して上記フレームに締結するボルト締結手段とを備え、
サブフレーム位置決め手段は、フレームの第１の軸受部とサブフレームの第２の軸受部とで軸芯の傾きに対する許容値が異なる場合、許容値の小さい側の軸受部の軸芯と主軸の軸芯との傾きの方が他方より小さくなるようにサブフレームをフレームの軸芯からずらして位置決めするようにしたので、機械的損失の小さなスクロール圧縮機を得ることが可能なスクロール圧縮機の組立装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の構成を示す断面図である。
【図２】  図１におけるスクロール圧縮機の組立装置の構成を示す断面図である。
【図３】  図２における組立装置のフレーム位置決め手段の構成を示す斜視図である。
【図４】  図２における組立装置の電動機のステータ位置決め手段の構成を示す斜視図である。
【図５】  図２における組立装置のサブフレーム位置決め手段の構成を示す斜視図である。
【図６】  図２における組立装置のフレーム測定手段の構成を示す断面図である。
【図７】  図２における組立装置のサブフレーム測定手段の構成を示す断面図である。
【図８】  フレーム、電動機のステータおよびサブフレームをフレーム位置決め手段としてのパレット上に組み立てた状態を示す断面図である。
【図９】  通しボルトの締結により電動機のステータが変形する状態を説明するための模式図である。
【図１０】  図９に示す電動機のステータの変形によりサブフレームに及ぼす影響を説明するための模式図である。
【図１１】  フレームに対するサブフレームの芯ずれおよび傾きの関係からサブフレームに要求される芯ずれおよび傾きの許容範囲を示す特性図である。
【図１２】  サブフレームと主軸との関係を示す模式図である。
【図１３】  フレームおよびサブフレーム、図６および図７における各測定手段、装置本体の関係を示す座標系図である。
【図１４】  実施の形態２における通しボルト締結によるサブフレームの位置ずれの補正を説明するための図である。
【図１５】  実施の形態３における第１の軸受部および軸受と主軸との関係を示す模式図である。
【図１６】  図１５における軸受の姿勢を考慮した軸受位置決め目標位置を説明するための図である。
【図１７】  実施の形態４におけるスクロール圧縮機の組立装置に適用される基準ゲージの構成を示す斜視図である。
【図１８】  従来のスクロール圧縮機の構成を示す断面図である。
【図１９】  従来のスクロール圧縮機の図１８とは異なる構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２４  密閉シェル、２５  フレーム、２５ａ  第１の軸受部、
２５ｂ，３０ａ  内径基準面、２５ｃ，３０ｃ  水平基準面、２６  固定スクロール、
２７  揺動スクロール、３０  サブフレーム、３０ｂ，３０ｃ  外径基準面、
３１  軸受（第２の軸受部）、３５  主軸、３６  電動機、３６ａ  ステータ、
３６ｂ  ロータ、３７  通しボルト、３８  パレット、４４  基準部材、
４７  フレーム測定手段、５２  ステータ位置決め手段、
６０  サブフレーム位置決め手段、６７  サブフレーム測定手段。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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