(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクロール流体機械の位置決め方法であって、
（ａ）  渦巻き状のラップ部を有する揺動スクロールを揺動可能に支持すると同時に前記揺動スクロールを駆動する主軸をその半径方向に支持するように前記揺動スクロールおよび主軸をフレームに組み込み、かつ渦巻き状のラップ部を有する固定スクロールをそのラップ部が上記揺動スクロールのラップ部と組み合わさりしかも前記フレームに対し移動可能な状態で配置し、前記フレームを保持する工程、
（ｂ）  前記主軸を傾けるモーメントを付加しながら前記主軸を回転させる工程、
（ｃ）  前記主軸の回転時に前記固定スクロールを前記フレームに対して所定の圧力で加圧する工程、
（ｄ）  前記主軸回転時に生じる前記固定スクロールの変位を少なくとも２方向から計測する工程、
（ｅ）  前記（ｄ）工程にもとづき各方向からの前記固定スクロールの変位から前記固定スクロールの揺動運動の安定性を判定する工程、
（ｆ）  前記（ｅ）工程により前記固定スクロールの揺動運動が安定であると判定された場合、前記（ｄ）工程により計測された変位に基づき前記固定スクロールの前記フレームに対する固定位置を求める工程
なる（ａ）〜（ｆ）の工程を備えたことを特徴とするスクロール流体機械の位置決め方法。
【請求項２】
請求項１に記載のスクロール流体機械の位置決め方法において、
（ｇ）  前記（ｆ）工程の後に、再び前記（ｂ）工程、（ｃ）工程、（ｄ）工程を行い、かつ前記再び行った（ｃ）工程において前記固定スクロールが停止するまで前記固定スクロールをフレームに対して加圧する力を増大し、前記（ｆ）工程において求められた固定スクロールの固定位置に基づいて前記再び行った（ｃ）工程における固定スクロールの停止位置が適正か否かを判定する工程
を有することを特徴とするスクロール流体機械の位置決め方法。
【請求項３】
請求項１または２の何れかに記載のスクロール流体機械の位置決め方法において、
（ｈ）  前記揺動スクロールのラップ部および前記固定スクロールのラップ部はそれぞれの台板上に立設されており、前記揺動スクロールまたは前記固定スクロールのいずれか一方のスクロールのラップ部と他方のスクロールの台板との間にそれぞれ間隙が形成されるように前記固定スクロールと前記フレームとの間にスペーサを挿入する工程
を有し、
前記（ｈ）工程を前記（ｂ）工程よりも前に行うようにしたことを特徴とするスクロール流体機械の位置決め方法。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載のスクロール流体機械の位置決め方法において、
前記固定スクロールを回転させることにより、前記固定スクロールと前記揺動スクロールとの配置関係を複数回変化させ、前記複数回変化する各配置関係のそれぞれについて前記（ｂ）工程、（ｃ）工程、（ｄ）工程、（ｅ）工程を行い、
前記複数回行った（ｅ）工程により求めた揺動運動の安定性に基づき前記固定スクロールの前記揺動スクロールに対する最適な配置位置を求めることを特徴とするスクロール流体機械の位置決め方法。
【請求項５】
請求項１ないし３の何れかに記載のスクロール流体機械の位置決め方法において、
前記（ｃ）工程は、前記主軸の回転速度と前記固定スクロールの加圧力とを同期させて制御することを特徴とするスクロール流体機械の位置決め方法。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れかに記載のスクロール流体機械の位置決め方法において、
（ｅ）工程は、（ｄ）工程にもとづき固定スクロールの軌跡を算出し、当該軌跡が円軌跡であるか否かを判定する工程とし、
（ｆ）工程は、前記（ｅ）工程により円軌跡であると判定された場合、前記円軌跡に基づき前記固定スクロールの前記フレームに対する固定位置を求める工程としたことを特徴とするスクロール流体機械の位置決め方法。
【請求項７】
スクロール流体機械の位置決め装置であって、
渦巻き状のラップ部を備えた揺動スクロールを揺動可能に支持すると同時に前記揺動スクロールを駆動する主軸をその半径方向に支持するように前記揺動スクロールおよび主軸をフレームに組み込み、かつ渦巻き状のラップ部を有する固定スクロールをそのラップ部が上記揺動スクロールのラップ部と組み合わさりしかも前記フレームに対し移動可能な状態で配置した被組立体の前記フレームを装置本体に固定保持する固定保持手段と、
前記主軸を回転させる主軸回転手段と、
前記主軸回転時に前記主軸を傾けるモーメントを付加するモーメント付加手段と、
前記固定スクロールを前記フレームに対して所定の圧力で加圧する加圧手段と、
前記主軸回転時に生じる前記固定スクロールの変位を少なくとも２方向から計測する固定スクロール位置計測手段と、
前記固定スクロール位置計測手段により計測される各方向からの前記固定スクロールの変位から前記固定スクロールの揺動運動の安定性を判定する判定手段と、
前記判定手段により前記固定スクロールの揺動運動が安定であると判定された場合、前記固定スクロール位置計測手段により計測された変位に基づき前記固定スクロールの前記フレームに対する固定位置を求める固定位置算出手段とを備え、
前記加圧手段により前記固定スクロールを前記フレームに対して所定の圧力で加圧し、かつ前記モーメント付加手段により前記主軸を傾けるモーメントを付加し、かつ固定スクロール位置計測手段により固定スクロールの変位を計測しながら、前記判定手段により前記固定スクロールの揺動運動が安定であると判定されるまで、前記主軸回転手段により前記主軸を回転させ、前記固定位置算出手段により前記固定スクロールのフレームに対する固定位置を求めるように構成したことを特徴とするスクロール流体機械の位置決め装置。
【請求項８】
請求項７に記載のスクロール流体機械の位置決め装置において、
前記固定位置算出手段により前記固定スクロールのフレームに対する固定位置を求めた後も、
前記加圧手段により前記固定スクロールを前記フレームに対して所定の圧力で加圧し、かつ前記モーメント付加手段により前記主軸を傾けるモーメントを付加しながら、前記主軸回転手段により前記主軸を回転させ、かつ前記加圧手段による加圧力を前記固定スクロールが停止するまで増大し、
前記固定位置算出手段により求められた固定スクロールの固定位置に基づいて前記固定スクロールの停止位置が適正か否かを判定する停止位置判定手段を備えたスクロール流体機械の位置決め装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載のスクロール流体機械の位置決め装置において、
前記揺動スクロールのラップ部および前記固定スクロールのラップ部はそれぞれの台板上に立設されており、
前記固定スクロールをそのラップ部の立設方向へ移動する手段と、
前記揺動スクロールまたは前記固定スクロールのいずれか一方のスクロールのラップ部と他方のスクロールの台板との間にそれぞれ間隙が形成されるように前記固定スクロールと前記フレームとの間にスペーサを挿入するスペーサ挿入手段とを備えたことを特徴とするスクロール流体機械の位置決め装置。
【請求項１０】
請求項７ないし９の何れかに記載のスクロール流体機械の位置決め装置において、
前記固定スクロールを回転させることにより、前記固定スクロールと前記揺動スクロールとの配置関係を変化させる固定スクロール回転手段と、
前記固定スクロールの回転角を計測する固定スクロール回転角計測手段とを備え、
前記固定スクロール回転手段による前記固定スクロールを回転させる角を複数回変えて、それぞれの回転角について、前記加圧手段により前記固定スクロールをフレームに対して所定の圧力で加圧し、かつ前記モーメント付加手段により前記主軸を傾けるモーメントを付加し、かつ固定スクロール位置計測手段により固定スクロールの変位を計測しながら、前記判定手段により前記固定スクロールの揺動運動が安定であると判定されるまで、前記主軸回転手段により前記主軸を回転させ、
前記複数回変えた各回転角に対して前記判定手段により求めた揺動運動の安定性に基づき前記固定スクロールの前記揺動スクロールに対する最適な配置位置を求めるように構成したことを特徴とするスクロール流体機械の位置決め装置。
【請求項１１】
請求項７ないし９の何れかに記載のスクロール流体機械の位置決め装置において、
前記主軸回転手段は、回転力発生手段と該回転力発生手段より発生した回転力を前記主軸に伝達する回転力伝達手段とを備え、かつ前記モーメント付加手段は前記回転力伝達手段に設けられた偏心荷重であることを特徴とするスクロール流体機械の位置決め装置。
【請求項１２】
請求項７ないし９の何れかに記載のスクロール流体機械の位置決め装置において、
前記主軸回転手段は、回転力発生手段と該回転力発生手段より発生した回転力を前記主軸に伝達する回転力伝達手段とを備え、かつ前記回転力伝達手段はオルダム型のカップリングであることを特徴とするスクロール流体機械の位置決め装置。
【請求項１３】
請求項７ないし９の何れかに記載のスクロール流体機械の位置決め装置において、
前記固定スクロール位置計測手段が固定スクロールの外周面の位置を計測する手段であることを特徴とするスクロール流体機械の位置決め装置。
【請求項１４】
請求項７ないし９の何れかに記載のスクロール流体機械の位置決め装置において、
前記フレームの装置本体に対する位置を計測するフレーム位置計測手段を備えたことを特徴とするスクロール流体機械の位置決め装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のスクロール流体機械の位置決め装置において、
前記フレーム位置計測手段がフレームの外周面の位置を計測する手段であることを特徴とするスクロール流体機械の位置決め装置。
【請求項１６】
請求項７ないし９の何れかに記載のスクロール流体機械の位置決め装置において、
前記主軸の回転速度と前記固定スクロールの加圧力とを同期させて制御するコントローラを備えたことを特徴とするスクロール流体機械の位置決め装置。
【請求項１７】
請求項１ないし６の何れかに記載のスクロール流体機械の位置決め方法によって求められた固定スクロールのフレームに対する固定位置に固定スクロールがあれば、前記固定スクロールを固定することを特徴とするスクロール流体機械の組み立て方法。
【請求項１８】
請求項７ないし１６の何れかに記載のスクロール流体機械の位置決め装置と、前記位置決め装置によって求められた固定スクロールのフレームに対する固定位置に固定スクロールがあれば前記固定スクロールを固定する固定手段とを備えたことを特徴とするスクロール流体機械の組み立て装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば冷凍装置、空気調和装置、真空ポンプ等に使用するスクロール流体機械の位置決め方法およびその装置、並びにスクロール流体機械の組み立て方法およびその装置に関し、さらに詳しくは、固定スクロールを揺動スクロールと組み合わせてフレームに固定する際の固定スクロールの位置決めに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術１．
一般に、スクロール流体機械は様々なものが知られているが、例えば図１８に示す国際公開番号  ＷＯ  ９５／１２７５９  で示されるものが挙げられる。
図において、１は固定スクロールであり、リーマピン（図示せず）によってガイドフレーム１５との位相が管理されており、また台板１ａの外周部はボルト（図示せず）によってガイドフレーム１５に締結されている。また、台板１ａの一方の面（図１８において下側）には渦巻状のラップ部１ｂが形成されている。
２は揺動スクロールであり、台板２ａの一方の面（図１８において上側）には固定スクロール１のラップ部１ｂと実質的に同一形状の渦巻状のラップ部２ｂが形成されており、また台板２ａのラップ部２ｂと反対側の面（図１８において下側）の中心部には中空円筒形状のボス部２ｆが形成されており、そのボス部２ｆの内側面には揺動軸受２ｃが形成されている。また、ボス部２ｆと同じ側の面の外周部には、コンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａと圧接摺動可能なスラスト面２ｄが形成されている。また、揺動スクロール２の台板２ａの外周部には、２個１対のオルダム案内溝２ｅがほぼ一直線上に形成されており、このオルダム案内溝２ｅにはオルダムリング９の２個１対の揺動側爪９ａが半径方向に往復摺動自在に係合されている。他方、コンプライアントフレーム３にも、揺動スクロール２のオルダム案内溝２ｅとほぼ９０度の位相差を持つ２個１対のオルダム案内溝３ｂがほぼ一直線上に形成されており、このオルダム案内溝３ｂにはオルダムリング９のフレーム側爪９ｂが半径方向に往復摺動自在に係合されている。また、コンプライアントフレーム３の中心部には、電動機によって回転駆動される主軸４を半径方向に支持する主軸受３ｃが形成されている。
加えて、コンプライアントフレーム３にはリーマピン１７が圧入されるリーマ穴３ｇが形成されており、このリーマピン１７はガイドフレーム１５に形成されたキー溝１５ｅに係合されており、これによってコンプライアントフレーム３とガイドフレーム１５との位相（回転方向位置）が管理されているすなわちコンプライアントフレーム３はガイドフレームに対して回転方向に拘束される。
【０００３】
ガイドフレーム１５の外周面は密閉容器（ケーシング）１０に焼きばめられており、密閉容器１０の内部空間を吸入ガス雰囲気１０ｃと吐出ガス雰囲気１０ｄとに仕切っている。またガイドフレーム１５の内側面には、同軸度が管理された２つの円筒面すなわち上嵌合円筒面１５ａと下嵌合円筒面１５ｂとが形成されており、それぞれは、コンプライアントフレーム３の外周面にやはり同軸度が管理されて形成された２つの円筒面すなわち上嵌合円筒面３ｄと下嵌合円筒面３ｅと係合されている。またガイドフレーム１５の内側面には、シール材を収納するシール溝が２ヶ所に形成されており、それらのシール溝に上シール材１６ａおよび下シール材１６ｂが嵌着されている。そしてこれら２つのシール材とガイドフレーム１５の内側面とコンプライアントフレーム３の外側面とによって形成された密閉空間、すなわち高圧空間１５ｃは、ガイドフレーム１５に形成された高圧導入孔１５ｄを介して吐出ガス雰囲気１０ｄと連通している。
主軸４の揺動スクロール側（図１８において上側）端部には、主軸の軸線方向と実質的に平行な平面部を有するピン部すなわち揺動軸４ａが形成されており、このピン部４ａの平面部とスライダー５の内側面に形成された平面部とが往復摺動可能に係合されている。なお、スライダー５は無い場合もある。１０ａは圧縮される前の低圧ガスを吸入ガス雰囲気１０ｃに導く吸入管であり、１０ｂは圧縮された後の高圧ガスを吐出ガス雰囲気１０ｄから密閉容器１０の外に排出する吐出管である。
【０００４】
このようなスクロール流体機械の組立工程の１つである固定スクロール１を調心位置決めする工程は、フレーム１５にコンプライアントフレーム３を組み付け、コンプライアントフレーム３の有する主軸受３ｃに主軸４を挿入し、コンプライアントフレーム３のオルダム案内溝３ｂにオルダム継手９を係合させ、主軸４の揺動軸４ａを揺動スクロール２の揺動軸受２ｃに挿入し、揺動スクロール２を組付けた後、オルダム継手９を介して固定スクロール１を組付け、ボルト２６で固定する工程であり、固定スクロール１の位置決めは、図１９に斜視図で示すように、フレーム１５および固定スクロール１に設けられた基準のリーマ穴２７ａにリーマピン２７ｂを挿入することにより行っている。
【０００５】
従来技術２．
また、リーマピンを利用した位置決めを行わない先行技術として、特開平３−２６７５９０号公報がある。以下、図２０および図２１に基づいて固定スクロールの位置決め方法について説明する。
図において、１０１はケーシング、１０２は小径筒部、１０３は大径筒部、１０４は底蓋部、１０５はスラスト軸受、１０６は駆動軸すなわち主軸、１０７、１０８は軸受、１０９はバランスウエイト、１１０は旋回スクロールすなわち揺動スクロール、１１１は旋回軸受すなわち揺動軸受、１１２は鏡盤、１１３はラップ部、１１４はボス部、１１５は圧縮室、１１６は固定スクロール、１１６Ａは段部、１１７は鏡板、１１８はラップ部、１１９はフランジ、１２０は吸入ポート、１２１は吐出ポート、１３１は固定台、１３１Ａは挿嵌部、１３２はレール部材、１３３は支持台、１３４は取付板、１３４Ａは取付穴、１３４Ｂは取付穴、１３５は送り装置、１３５Ａは調整ロッド、１３６はハーネス、１３７はマイクロメータ、１３７Ａは変位ロッド、１３８はハーネス、１３９はコントロールユニット、１３９Ａはキーボード、１３９Ｂはディスプレイ、１４０は入出力制御装置、１４１はハーネスである。
【０００６】
１３１はケーシング１０１を固定する固定台を示し、該固定台１３１の挿嵌穴１３１Ａにケーシング１０１が挿嵌されて固定台１３１に固定されるようになっている。
１３２は前記固定台１３１の挿嵌穴１３１Ａの周方向にそれぞれ９０度ずつ離間して、固定台３１の上面に取付けられた４本のレール部材（２個のみ図示）、１３３は該各レール部材１３２の上側にそれぞれ可動に設けられた４個の支持台（２個のみ図示）を示し、該各支持台１３３からは取付板１３４が上向きに突設されている。そして、該各取付板１３４の取付穴１３４Ａには後述の送り装置１３５が設けられ、取付穴１３４Ｂには後述のマイクロメータ１３７が取付られている。
１３５は前記各取付板１３４を介して固定スクロール１１６の周方向に９０度ずつ離間して配設され、モータ（図示せず）等を内蔵した調整手段としての４個の送り装置（２個のみ図示）を示し、該各送り装置１３５の先端側には全周にスクリューネジが形成された調整ロッド１３５Ａが可動に設けられ、基端側はハーネス１３６を介して後述のコントロールユニット１３９側と接続されている。そして、該各送り装置１３５はハーネス１３６等を介してコントロールユニット１３９から出力される駆動信号によって調整ロッド１３５Ａを送り出し、固定スクロール１１６の段部１１６Ａを径方向に押動することにより、固定スクロール１１６の位置をケーシング１０１および揺動スクロール１１０に対して調整するようになっている。
【０００７】
１３７は前記各送り装置１３５の下側に位置し、該各送り装置１３５と共に各取付板１３４を介して固定スクロール１１６の周方向に９０度ずつ離間して配設された変位量検出手段としての４個の電気式マイクロメータ（２個のみ図示）を示し、該マイクロメータ１３７は固定スクロール１１６の径方向の変位量を変位ロッド１３７Ａの変位によって検出し、この検出した変位信号をハーネス１３８を介してコントロールユニット１３９側に出力するようになっている。
１３９は演算処理部、記憶部、インターフェース部（いずれも図示せず）等を内蔵したコントロールユニットを示し、該コントロールユニット１３９には外部から作業者が指令等を入力するためのキーボード１３９Ａと、固定スクロール１１６の位置決め状態等を表示するディスプレイ１３９Ｂ等とが設けられ、該コントロールユニット１３９は入出力制御装置１４０とハーネス１４１を介して接続されている。そして、該コントロールユニット１３９は入出力制御装置１４０等を介して各送り装置１３５および各マイクロメータ１３７と接続され、各マイクロメータ１３７からの変位信号に基づいて固定スクロール１１６の位置決め調整量を演算すると共に、各送り装置１３５に対してこの調整量に応じた駆動信号を出力するようになっている。
【０００８】
次に当該位置決め装置を用いてスクロール式空気圧縮機の固定スクロール１１６の位置決めを行う場合の作動について説明する。
まず、図２１に示す如く、揺動スクロール１１０が組込まれたケーシング１０１を固定台１３１の挿嵌穴１３１Ａ内に挿嵌して固定台１３１に固定し、その上から固定スクロール１１６を、そのラップ部１１８が揺動スクロール１１０のラップ部１１３と重なり合ってフリーな状態となるように組合せる。次に、各支持台１３３を取付板１３４、送り装置１３５、マイクロメータ１３７等と共に、送り装置１３５の調整ロッド１３５Ａとマイクロメータ１３７の変位ロッド１３７Ａとが、それぞれ固定スクロール１１６外周側の側面と当接する位置まで移動させる。
【０００９】
次に、作業者がコントロールユニット１３９にキーボード１３９Ａを介して指令を入力すると、駆動軸１０６の下端側と接続されたモータが駆動され、これにより揺動スクロール１１０が、駆動軸１０６等を介して旋回する。旋回を続けるうちに各ラップ部１１３、１１８が次第に馴染んできて均一に接触するようになると、固定スクロール１１６の旋回は比較的小さなものへと収束する。
このとき、各マイクロメータ１３７から変位信号を読込み、固定スクロール１１６の旋回が微小回転になったか否かを判定する。微小回転になったならば、各マイクロメータ１３７から読み込んだ変位信号に基づき固定スクロール１１６の位置決め調整量を演算し、調整量に基づいた駆動信号を各送り装置１３５に出力して各送り装置１３５を駆動させ、調整ロッド１３５Ａを介して固定スクロール１１６を押動する（固定スクロール１１６のラップ部１１８と揺動スクロール１１０のラップ部１１３との間に、全周に亘って均一な微小隙間を生じさせるように、固定スクロール１１６の位置を揺動スクロール１１０に対して調整する）。固定スクロール１１６の位置決めが完了したならば、作業者は固定スクロール１１６をケーシング１０１の大径筒部１０３上にボルト等の固定手段を用いて固定する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成されたスクロール流体機械においては、固定スクロールのラップ部と揺動スクロールのラップ部の側面隙間が全周均一にならないと、両ラップ部により形成される圧縮室の気密性が悪くなり、圧縮機の性能および信頼性が低下する。
【００１１】
しかしながら、図１９のような従来技術１によるリーマピンを用いた従来の組立方法を用いると、固定スクロール１および揺動スクロール２のラップ部１ｂ、２ｂの加工誤差や、ラップ部１ｂ，２ｂの渦巻中心とリーマ穴２７ａの加工精度等により固定スクロール１のラップ部１ｂと揺動スクロール２のラップ部２ｂの側面隙間が全周均一にならない
【００１２】
また、リーマ穴２７ａを設けるための加工費やリーマピン２７ｂの材料費等がコストの増加につながる。
【００１３】
この従来技術１によるものの問題点を解決するために従来技術２が提案されたが、従来技術２では、主軸受１０７，１０８等に存在する軸受クリアランスを考慮しておらず、主軸１０６回転時の固定スクロール１１６の運動を安定して検出することが難しい。また、主軸１０６回転時に生ずる圧縮反力や、固定スクロール１１６のオルダム継手案内溝（図示せず）とオルダム継手（図示せず）間の摩擦力の影響が顕著となる場合は、固定スクロール１１６の運動はさらに不安定となり、精度よく調心位置を検出して位置決めすることは困難である。
【００１４】
本発明は、上記のような従来のものの問題点を解決するためになされたものであり、固定スクロールおよび揺動スクロールのラップ部等の加工精度に影響されず、両ラップ部を噛み合わせた状態から固定スクロールを自動的にかつ高精度に位置決めすることができるスクロール流体機械の位置決め方法およびその装置、並びにスクロール流体機械の組み立て方法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるスクロール流体機械の位置決め方法は、
（ａ）  渦巻き状のラップ部を有する揺動スクロールを揺動可能に支持すると同時に前記揺動スクロールを駆動する主軸をその半径方向に支持するように前記揺動スクロールおよび主軸をフレームに組み込み、かつ渦巻き状のラップ部を有する固定スクロールをそのラップ部が上記揺動スクロールのラップ部と組み合わさりしかも前記フレームに対し移動可能な状態で配置し、前記フレームを保持する工程、
（ｂ）  前記主軸を傾けるモーメントを付加しながら前記主軸を回転させる工程、
（ｃ）  前記主軸の回転時に前記固定スクロールを前記フレームに対して所定の圧力で加圧する工程、
（ｄ）  前記主軸回転時に生じる前記固定スクロールの変位を少なくとも２方向から計測する工程、
（ｅ）  前記（ｄ）工程にもとづき各方向からの前記固定スクロールの変位から前記固定スクロールの揺動運動の安定性を判定する工程、
（ｆ）  前記（ｅ）工程により前記固定スクロールの揺動運動が安定であると判定された場合、前記（ｄ）工程により計測された変位に基づき前記固定スクロールの前記フレームに対する固定位置を求める工程
なる（ａ）〜（ｆ）の工程を備えたものである。
【００１６】
また、（ｇ）  前記（ｆ）工程の後に、再び前記（ｂ）工程、（ｃ）工程、（ｄ）工程を行い、かつ前記再び行った（ｃ）工程において前記固定スクロールが停止するまで前記固定スクロールをフレームに対して加圧する力を増大し、前記（ｆ）工程において求められた固定スクロールの固定位置に基づいて前記再び行った（ｃ）工程における固定スクロールの停止位置が適正か否かを判定する工程
を有するものである。
【００１７】
また、（ｈ）  前記揺動スクロールのラップ部および前記固定スクロールのラップ部はそれぞれの台板上に立設されており、前記揺動スクロールまたは前記固定スクロールのいずれか一方のスクロールのラップ部と他方のスクロールの台板との間に間隙が形成されるように前記固定スクロールと前記フレームとの間にスペーサを挿入する工程
を有し、
前記（ｈ）工程を前記（ｂ）工程よりも前に行うようにしたものである。
【００１８】
また、前記固定スクロールを回転させることにより、前記固定スクロールと前記揺動スクロールとの配置関係を複数回変化させ、前記複数回変化する各配置関係のそれぞれについて前記（ｂ）工程、（ｃ）工程、（ｄ）工程、（ｅ）工程を行い、前記複数回行った（ｅ）工程により求めた揺動運動の安定性に基づき前記固定スクロールの前記揺動スクロールに対する最適な配置位置を求めるものである。
【００１９】
また、前記（ｃ）工程は、前記主軸の回転速度と前記固定スクロールの加圧力とを同期させて制御するものである。
【００２０】
また、（ｅ）工程は、（ｄ）工程にもとづき固定スクロールの軌跡を算出し、当該軌跡が円軌跡であるか否かを判定する工程とし、（ｆ）工程は、前記（ｅ）工程により円軌跡であると判定された場合、前記円軌跡に基づき前記固定スクロールの前記フレームに対する固定位置を求める工程としたものである。
【００２１】
本発明よるスクロール流体機械の位置決め装置は、渦巻き状のラップ部を備えた揺動スクロールを揺動可能に支持すると同時に前記揺動スクロールを駆動する主軸をその半径方向に支持するように前記揺動スクロールおよび主軸をフレームに組み込み、かつ渦巻き状のラップ部を有する固定スクロールをそのラップ部が上記揺動スクロールのラップ部と組み合わさりしかも前記フレームに対し移動可能な状態で配置した被組立体の前記フレームを装置本体に固定保持する固定保持手段と、前記主軸を回転させる主軸回転手段と、前記主軸回転時に前記主軸を傾けるモーメントを付加するモーメント付加手段と、前記固定スクロールを前記フレームに対して所定の圧力で加圧する加圧手段と、前記主軸回転時に生じる前記固定スクロールの変位を少なくとも２方向から計測する固定スクロール位置計測手段と、前記固定スクロール位置計測手段により計測される各方向からの前記固定スクロールの変位から前記固定スクロールの揺動運動の安定性を判定する判定手段と、前記判定手段により前記固定スクロールの揺動運動が安定であると判定された場合、前記固定スクロール位置計測手段により計測された変位に基づき前記固定スクロールの前記フレームに対する固定位置を求める固定位置算出手段とを備え、
前記加圧手段により前記固定スクロールを前記フレームに対して所定の圧力で加圧し、かつ前記モーメント付加手段により前記主軸を傾けるモーメントを付加し、かつ固定スクロール位置計測手段により固定スクロールの変位を計測しながら、前記判定手段により前記固定スクロールの揺動運動が安定であると判定されるまで、前記主軸回転手段により前記主軸を回転させ、前記固定位置算出手段により前記固定スクロールのフレームに対する固定位置を求めるように構成したものである。
【００２２】
また、前記固定位置算出手段により前記固定スクロールのフレームに対する固定位置を求めた後も、前記加圧手段により前記固定スクロールを前記フレームに対して所定の圧力で加圧し、かつ前記モーメント付加手段により前記主軸を傾けるモーメントを付加しながら、前記主軸回転手段により前記主軸を回転させ、かつ前記加圧手段による加圧力を前記固定スクロールが停止するまで増大し、前記固定位置算出手段により求められた固定スクロールの固定位置に基づいて前記固定スクロールの停止位置が適正か否かを判定する停止位置判定手段を備えたものである。
【００２３】
また、前記揺動スクロールのラップ部および前記固定スクロールのラップ部はそれぞれの台板上に立設されており、前記固定スクロールをそのラップ部の立設方向へ移動する手段と、前記揺動スクロールまたは前記固定スクロールのいずれか一方のスクロールのラップ部と他方のスクロールの台板との間に間隙が形成されるように前記固定スクロールと前記フレームとの間にスペーサを挿入するスペーサ挿入手段とを備えたものである。
【００２４】
また、前記固定スクロールを回転させることにより、前記固定スクロールと前記揺動スクロールとの配置関係を変化させる固定スクロール回転手段と、前記固定スクロールの回転角を計測する固定スクロール回転角計測手段とを備え、前記固定スクロール回転手段による前記固定スクロールを回転させる角を複数回変えて、それぞれの回転角について、前記加圧手段により前記固定スクロールをフレームに対して所定の圧力で加圧し、かつ前記モーメント付加手段により前記主軸を傾けるモーメントを付加し、かつ固定スクロール位置計測手段により固定スクロールの変位を計測しながら、前記判定手段により前記固定スクロールの揺動運動が安定であると判定されるまで、前記主軸回転手段により前記主軸を回転させ、前記複数回変えた各回転角に対して前記判定手段により求めた揺動運動の安定性に基づき前記固定スクロールの前記揺動スクロールに対する最適な配置位置を求めるように構成したものである。
【００２５】
また、前記主軸回転手段は、回転力発生手段と該回転力発生手段より発生した回転力を前記主軸に伝達する回転力伝達手段とを備え、かつ前記モーメント付加手段は前記回転力伝達手段に設けられた偏心荷重であるものである。
【００２６】
また、前記主軸回転手段は、回転力発生手段と該回転力発生手段より発生した回転力を前記主軸に伝達する回転力伝達手段とを備え、かつ前記回転力伝達手段はオルダム型のカップリングであるものである。
【００２７】
また、前記固定スクロール位置計測手段が固定スクロールの外周面の位置を計測する手段であるものである。
【００２８】
また、前記フレームの装置本体に対する位置を計測するフレーム位置計測手段を備えたものである。
【００２９】
また、前記フレーム位置計測手段がフレームの外周面の位置を計測する手段であるものである。
【００３０】
また、前記主軸の回転速度と前記固定スクロールの加圧力とを同期させて制御するコントローラを備えたものである。
【００３１】
本発明によるスクロール流体機械の組み立て方法は、前記スクロール流体機械の位置決め方法によって求められた固定スクロールのフレームに対する固定位置に固定スクロールがあれば、前記固定スクロールを固定するものである。
【００３２】
本発明によるスクロール流体機械の組み立て装置は、前記スクロール流体機械の位置決め装置と、前記位置決め装置によって求められた固定スクロールのフレームに対する固定位置に固定スクロールがあれば前記固定スクロールを固定する固定手段とを備えたものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の一実施の形態を図を基に説明する。
図１、図２および図３は本発明の実施の形態１によるスクロール流体機械の組み立て装置を説明する図であり、図１は装置の全体構成を示す縦断面図、図２は図１の要部の上面図、図３は被組立体を拡大して示す縦断面図である。
本実施の形態では、図１８の従来技術１で示したのと同様の、フレーム１５の中にコンプライアントフレーム３を有するタイプのスクロール流体機械を組み立てる場合について説明する。これは以下の各実施の形態においても特に断らないが同様である。
【００３４】
図において、１は固定スクロールであり、台板１ａの一方の面（図３において下側）に渦巻き状のラップ部１ｂを有する。２は揺動スクロールであり、台板２ａの一方の面（図３において上側）には固定スクロール１のラップ部１ｂと実質的に同一形状の渦巻状のラップ部２ｂが形成されており、また台板２ａのラップ部２ｂと反対側の面（図３において下側）の中心部には中空円筒形状のボス部が形成されており、そのボス部の内側面には揺動軸受２ｃが形成されている。３はコンプライアントフレームであり、その中心部には、電動機によって回転駆動される主軸４を半径方向に支持する主軸受３ｃが形成されている。４ａは揺動軸、１５はフレームである。
【００３５】
２８はフレーム１５を装置本体に固定保持する固定保持手段すなわちフレームクランプ機構である。２９は基準板であり、その上面が水平となるように配置されている。３１は取付板、３２は主軸４を回転させるための回転力発生手段であるモータ、３３はモータ３２の回転力を主軸４に伝達する回転力伝達手段であるカップリング、３５は主軸４回転時に主軸４を傾けるモーメントを付加するモーメント付加手段である偏芯おもり、３６は第１の駆動板である。本実施の形態ではモータ３２とカップリング３３により主軸回転手段が構成されている。３７は固定スクロール１およびフレーム１５の変位を計測する手段としての変位センサであり、固定スクロール１およびフレーム１５の外周面の位置を計測する。本実施の形態では、図２に示すように、変位センサ３７は直交する２方向の変位を計測するように配置されている。３８は固定スクロール１をフレーム１５に対して所定の圧力で加圧する加圧手段である加圧機構、４３は天板、４４は固定スクロールを固定する固定手段としてのボルト締結機構である。
１００はコンピュータであり、固定スクロール位置計測手段３７により計測される各方向からの固定スクロール１の変位から固定スクロール１の揺動運動の安定性を判定する判定手段と、判定手段により固定スクロール１の揺動運動が安定であると判定された場合、固定スクロール位置計測手段３７により計測された変位に基づき固定スクロール１のフレーム１５に対する固定位置を求める固定位置算出手段と、固定位置算出手段により求められた固定スクロール１の固定位置に基づいて固定スクロール１の停止位置が適正か否かを判定する停止位置判定手段とを兼務している。
【００３６】
図３に示すように、被組立体は、フレーム１５にコンプライアントフレーム３を組み込み、コンプライアントフレーム３の有する主軸受３ｃに主軸４を挿入し、主軸４の揺動軸４ａを揺動スクロール２の揺動軸受２ｃに挿入して主軸４を半径方向に支持するようにフレーム１５に組み込み、揺動スクロール２を、コンプライアントフレーム３を介してフレーム１５に対して揺動可能に組み込んだ後、オルダム継手９を介して固定スクロール１をそのラップ部１ｂが揺動スクロール２のラップ部２ｂと組み合わさるように組み付け、フレーム１５に対して固定スクロール１が自由に動く程度にボルト２６で仮組みされている。
【００３７】
仮組みされた被組立体は、基準板２９に配置したフレームクランプ機構２８により、水平な基準板２９に対して水平に固定する。基準板２９の下部には支柱等により固定された取付板３１と、取付板３１の下面にはモータ３２が設けられている。モータ３２の回転軸には、カップリング（回転力伝達手段に相当）３３を介して主軸４が連結される。
主軸４にはモーメント付加手段である偏心荷重（偏心重り３５）が取り付けられる。この偏心重り３５は、従来技術２で問題となっていた主軸受３ｃ等に存在する軸受クリアランスの問題を解決するものであり、主軸４回転時に生じる偏心重り３５の遠心力により、主軸が揺動軸４ａ方向に十分に傾きながら振れ回り運動をすることで、両ラップ部１ｂ，２ｂの側面が全回転位相にわたって安定して接触している状態となり、固定スクロールの安定した運動を得ることができるものである。さらに、偏心重り３５は、主軸４が適切に振れ回り運動をすることができるように、あらかじめ取付け位置、負荷等の条件が調整されている。
【００３８】
第１の駆動板３６は、基準板２９に対して垂直に上下することができ、この第１の駆動板３６には、固定スクロール１およびフレーム１５の位置を検出するそれぞれ、少なくとも２個以上の変位センサ３７、固定スクロール１上面を加圧することができる固定スクロール加圧機構３８、調心後に固定スクロール１を固定する際に用いるボルト締結機構４４が設けられている。
変位センサ３７は、固定スクロール１の装置本体に対する位置と、フレーム１５の装置本体に対する位置をそれぞれ測定することができるため、計測中にフレーム１５が何らかの原因で動いてしまった場合でも、固定スクロール１のフレーム１５に対する位置を測定することができる。
天板４３は、基準板２９の上方に支柱等で固定されており、上記駆動板３６を基準板２９に対して垂直に駆動するために用いるシリンダ（図示せず）が設けられている。
コンピュータ１００は、変位センサ３７のデータや加圧力、主軸回転速度などのデータを取り入れ、データを処理し、加圧力、主軸回転速度を制御するコントローラを備えている。
【００３９】
図４は同装置を用いたスクロール流体機械の組み立て方法を示すフローチャート図である。
以下、本フローチャートに従って本実施の形態によるスクロール流体機械の位置決めおよび組み立て方法の詳細について説明する。
まず、被組立体を基準板２９上にセットし、フレーム１５側面に配置したフレームクランプ機構２８により、水平な基準板２９に対して水平に固定する（ステップ１；以下ＳＴ１と記す。）。主軸４の下端に偏芯おもり３５を取付け（ＳＴ２）、主軸４の下端をカップリング３３と連結する（ＳＴ３）。
次に、モータ３２を駆動し回転させて主軸４を回転させる（ＳＴ４）と、偏心おもり３５の遠心力により、主軸が傾き振れ回り運動をするため、固定スクロール１は、揺動運動をする。変位センサ３７により主軸４回転時に生じる固定スクロール１の変位を少なくとも２方向から計測し、各方向からの固定スクロール１の変位から固定スクロール１の揺動運動の安定性を判定しながら、固定スクロール１の揺動運動が安定であると判定されるまで、固定スクロール加圧機構３８により固定スクロール１を所定の圧力で加圧する。（ＳＴ５）。
【００４０】
変位センサ３７により計測される固定スクロール１の変位は例えば図５（ａ）や（ｂ）に示すようなものであり、本実施の形態では、各方向からの固定スクロール１の変位から例えば図５（ｃ）に破線で示す固定スクロール１の軌跡を算出している。
そこで、固定スクロール１の揺動運動が安定であるとは、主軸４の回転によって生じる圧縮反力や、固定スクロール１のオルダム案内溝とオルダム継手間の摩擦等による外乱力の影響が少ない場合に安定して観測される軌跡であり、歪みの少ない円軌跡である。円軌跡である場合、両ラップ部１ｂ，２ｂの側面が全回転位相にわたって接触を保った状態で固定スクロール１が振れ回り運動をしており、その中心Ｏは、目標とする調心位置に等しい。適切な軌跡を得るために、以下の式（１）を満たすように加圧力を制御する。
【００４１】
【数１】
0003794231.tif 000002
【００４２】
ここで、Ｆ0、Ｆf、Ｆsは、図６に示したように、それぞれ、圧縮反力や摩擦等による外乱の力、固定スクロール１とフレーム１５の接触する面に生じる摩擦力、揺動スクロール２のラップ部２ｂ側面の固定スクロールラップ部１ｂ側面に対する押付け力とする。なお、Ｆ0は、Ｆ0＝Ｎμ（Ｎは固定スクロール１の加圧力、μは固定スクロール１とフレーム１５の間の動摩擦係数）であらわされる。また、圧縮反力およびＦsは、主軸４の回転速度ωに応じて変化する力で、一般に回転速度が速いほど大きい。
【００４３】
計測して得られた固定スクロール１の運動が円軌跡であるのを確認した後、この軌跡の中心の位置Ｏを求めて固定スクロール１のフレーム１５に対する固定位置として記憶しておき（ＳＴ６）、さらに、固定スクロール１が揺動運動をしなくなるすなわち停止するまで、固定スクロール１をフレーム１５に対して加圧する力を例えば少しづつ増大し（ＳＴ７）、固定スクロール１の停止位置が適正か否かすなわち位置Ｏで固定スクロール１が停止するかを判定し（ＳＴ８）、位置Ｏで停止しない場合は、加圧力を十分弱め（ＳＴ９）、ＳＴ７、ＳＴ８を繰り返す。位置Ｏで固定スクロール１が停止した場合、モータ３２を停止し、ボルト締結機構４４を作動させて固定スクロール１をフレーム１５に固定する（ＳＴ１０）。
【００４４】
ここで、主軸４回転時、適切に固定スクロール１を加圧した場合に計測される、固定スクロール１の揺動運動軌跡中心Ｏの位置について説明する。図７（ａ），（ｂ）は、それぞれ位相０度および１８０度の時にラップ部が噛み合っている状態を示す断面図である。図７に示すように、主軸４回転時に偏心重り３５により生じる遠心力の影響で、主軸４の揺動軸４ａ方向に傾きながら両ラップ部１ｂ，２ｂの側面が全回転位相にわたって接触を保った状態で固定スクロール１が振れ回り運動をする。固定スクロール１の揺動運動の中心は、固定スクロール１外周のフレーム１５に対する位置を測定することで求めることができる。
【００４５】
また、主軸４回転時に、固定スクロール１を加圧する力を適切に増大していったとき、固定スクロール１が最終的に静止する位置について説明する。固定スクロール１を加圧する力を増大していくと、両ラップ部１ｂ，２ｂの側面が全回転位相にわたって接触を保った状態のまま、主軸４は少しずつ傾きを回復していく。この位置は、両ラップ部１ｂ，２ｂの側面隙間が全回転位相にわたって均一な求める固定スクロール１の揺動中心位置に等しい。
【００４６】
以上のように、本実施の形態によれば、固定スクロール１および揺動スクロール２のラップ部１ｂ，２ｂ等の加工精度に影響されず、両ラップ部１ｂ，２ｂを噛み合わせた状態から固定スクロール１を自動的にかつ高精度に位置決めし、組み立てることができる。
【００４７】
実施の形態２．
図８および図９は、本発明の実施の形態２によるスクロール流体機械の組み立て装置を説明する図であり、図８は装置の全体構成を示す縦断面図、図９は図８の要部の上面図である。
本実施の形態では、実施の形態１で説明した装置に加えて、スペーサ挿入手段としてのスペーサ挿入機構３０、固定スクロール１をそのラップ部１ｂの立設方向へ移動する手段としての第２の駆動板３９、水平面をＸＹ面とするＸＹ移動機構４０、および固定スクロールチャック機構４２を備えている。
【００４８】
スペーサ挿入機構３０は、主軸４の回転の際に発生する圧縮反力をより確実に除去するために、圧縮室を形成する両ラップ部１ｂ，２ｂと台板１ａ，２ａ間すなわち揺動スクロール２のラップ部２ｂと固定スクロール１の台板１ａとの間および固定スクロール１のラップ部１ｂと揺動スクロール２の台板２ａとの間にそれぞれ間隙が形成されるように、固定スクロール１とフレーム１５の接触面に板状のスペーサ３０ａを挿入する機構である。
第２の駆動板３９は天板４３に取り付けられたシリンダ（図示せず）により基準板２９に対して垂直に上下動することができ、ＸＹ移動機構４０を有する固定スクロールチャック機構４２が設けられている。固定スクロールチャック機構４２は基準板２９に平行な面で自由に移動することができ、必要な場合は位置をロックすることが可能である。
圧縮反力を除去するためのスペーサ挿入機構３０を新たに付け加えたことにより、安定した揺動軌跡を得ることが可能となり、高精度な位置決めが可能となる。
【００４９】
図１０は、同装置を用いたスクロール流体機械の組み立て方法を示すフローチャート図である。
以下、本フローチャートに従って本実施の形態によるスクロール流体機械の位置決めおよび組み立て方法の詳細について説明する。
まず、被組立体を基準板２９上にセットし、フレーム１５側面に配置したフレームクランプ機構２８により、水平な基準板２９に対して水平に固定する（ＳＴ１１）。天板４３に取り付けられたシリンダ（図示せず）により第２の駆動板３９を移動させ、固定スクロールチャック機構４２により、固定スクロール１を把持して上方に移動させた後、主軸４回転時に生じる空気圧縮の影響を除去するために、スペーサ挿入機構３０により、固定スクロール１とフレーム１５との接触面間にスペーサ３０ａを挿入し（ＳＴ１２）、主軸４の下端に偏芯おもり３５を取付け（ＳＴ１３）、主軸４の下端をカップリング３３と連結する（ＳＴ１４）。
次に、モータ３２を回転させて主軸４を回転させる（ＳＴ１５）と、実施の形態１で説明したように、固定スクロール１は揺動運動をする。実施の形態１と同様に、変位センサ３７により、固定スクロール１の揺動運動を測定し、適切な揺動運動が得られるまですなわち円軌跡が得られて揺動運動が安定であると判定されるまで判定しながら固定スクロール加圧機構３８により固定スクロール１を所定の圧力で加圧する（ＳＴ１６）。
【００５０】
このとき、実施の形態１と同様に、以下の式（２）を満たすように加圧力を制御する。
【００５１】
【数２】
0003794231.tif 000003
【００５２】
ここで、図６に示したように、固定スクロール１とスペーサ３０ａの接触面に生じる摩擦力をＦf2とする。本実施の形態によれば、Ｆ0には圧縮反力がほとんど含まれないため、より歪みの少ない、正確な円軌跡を得ることができる。
【００５３】
計測して得られた揺動軌跡が円軌跡であるのを確認した後、この軌跡の中心の位置Ｏを求めて固定スクロールのフレームに対する固定位置として記憶しておき（ＳＴ１７）、さらに、固定スクロール１が揺動運動をしなくなるまですなわち停止するまで、固定スクロール１をフレーム１５に対して加圧する力を例えば少しづつ増大し（ＳＴ１８）、固定スクロール１の停止位置が適正か否かすなわち位置Ｏで固定スクロール１が停止するかを判定し（ＳＴ１９）、位置Ｏで停止しない場合は、加圧力を十分弱め（ＳＴ２０）、ＳＴ１８、ＳＴ１９を繰り返す。位置Ｏで固定スクロール１が停止した場合、モータ３２を停止し、固定スクロール１の水平方向位置を維持したまま上方に移動させてスペーサ３０ａを退避し、固定スクロール１とフレーム１５を再び接触させる（ＳＴ２１）。最後にボルト締結機構４４を作動させて固定スクロール１をフレーム１５に固定する（ＳＴ２２）。
【００５４】
実施の形態３．
図１１および図１２は、本発明の実施の形態３によるスクロール流体機械の組み立て装置を説明する図であり、図１１は装置の全体構成を示す縦断面図、図１２は図１１の要部の上面図である。
実施の形態１および２は、両ラップ部２ｂ，２ｂの側面隙間が均一な組立を可能とするものであるが、固定スクロール１と揺動スクロール２の位置関係すなわち固定スクロール１の回転方向位置が適切でない場合は側面隙間は最小とはならないため、圧縮室にもれが存在し圧縮機の効率が若干劣る。
そこで、本実施の形態では、実施の形態２で説明した装置に加えて、固定スクロールチャック機構４２に回転方向の位置を検出し（固定スクロール回転角計測手段に相当する。）、位置決めのできる（固定スクロール回転手段に相当する。）エンコーダ付きモータ４１が設けられており、回転方向位置調整用のコンピュータ２００により固定スクロール１の最適な回転方向位置を求め、回転方向の位置決めができるものである。
なお、図では回転方向位置調整用のコンピュータ２００を押圧力および速度制御装置としてのコンピュータ１００とは別に設けた場合を示しているが、１つのコンピュータで兼用してもよい。
【００５５】
図１３は、同装置を用いたスクロール流体機械の組み立て方法を示すフローチャート図である。
以下、本フローチャートに従って本実施の形態によるスクロール流体機械の位置決めおよび組み立て方法の詳細について説明する。
まず、被組立体を基準板２９上にセットし、フレーム１５側面に配置したフレームクランプ機構２８により、水平な基準板２９に対して水平に固定する（ＳＴ３１）。
次に、天板４３に取り付けられたシリンダ（図示せず）により第２の駆動板３９を移動させ、固定スクロールチャック機構４２により、固定スクロール１を把持し上方に移動させた後、主軸４回転時に生じる空気圧縮の影響を除去するために、スペーサ挿入機構３０により、固定スクロール１とフレーム１５の接触面間にスペーサ３０ａを挿入し（ＳＴ３２）、主軸４の下端に偏芯おもり３５を取付け（ＳＴ３３）、主軸４の下端をカップリング３３と連結する（ＳＴ３４）。
次に、モータ３２を回転させて主軸４を回転させる（ＳＴ３５）と、実施の形態１で説明したように、固定スクロール１は揺動運動をする。実施の形態１と同様に、変位センサ３７により、固定スクロール１の揺動運動を測定し、適切な揺動運動が得られるまですなわち円軌跡が得られて揺動運動が安定であると判定されるまで判定しながら固定スクロール加圧機構３８により固定スクロール１を所定の圧力で加圧する（ＳＴ３６）。このときの加圧力の制御方法は、実施の形態２と同様である。
計測して得られた揺動軌跡が円軌跡であるのを確認した後、この軌跡の中心位置Ｏおよび揺動軌跡の大きさ（例えば、円軌跡の半径）を記憶しておく（ＳＴ３７）。
【００５６】
次に、固定スクロールチャック機構４２により固定スクロール１を把持しながら、エンコーダ付モータ４１により固定スクロール１を回転させて回転方向位置を変化させ（ＳＴ３８)、ステップＳＴ３６およびＳＴ３７を回繰り返す。
３つ以上の異なる固定スクロール回転方向位置に固定スクロール１を回転させ、ＳＴ３６，ＳＴ３７を繰り返すと、図１４に示すように、回転方向位置により揺動軌跡の大きさの変化が計測される。ここで、揺動軌跡が最小の大きさとなる回転方向位置は、両ラップ部１ｂ，２ｂの側面隙間が全周均一、かつ最小となる適切な回転方向位置に等しい。よって、この回転方向位置に固定スクロール１の回転方向位置を調整し位置決めする（ＳＴ３９）。ここで、揺動軌跡の大きさが最小となる固定スクロール回転方向位置は、図１４において最適位置を挟んで少なくとも３点（例えばＡ，Ｂ，Ｃ）が分かれば求められるので、少なくとも３つの回転方向位置で軌跡の大きさを測定し、計算（固定スクロールの回転方向位置のデータと、揺動軌跡の半径のデータをコンピュータ２００にとりこみ算出する）により求める。なお、Ａ，Ｂ，Ｃが最適な回転方向位置を基準として片方の側（例えば基準位置を０度とした時、３点共正の位置または負の位置）にあれば、逆の回転方向位置の１点を測定する。
【００５７】
さらに、固定スクロール１が揺動運動をしなくなるすなわち停止するまで、固定スクロール１をフレーム１５に対して加圧する力を例えば少しづつ増大し（ＳＴ４０）、位置Ｏで固定スクロール１が停止するかを判定し（ＳＴ４１）、位置Ｏで停止しない場合は、加圧力を十分弱め（ＳＴ４２）、ＳＴ４０、ＳＴ４１を繰り返す。位置Ｏで固定スクロールが停止した場合、モータ３２を停止し、固定スクロール１の水平方向位置を維持したまま上方に移動させてスペーサ３０ａを退避し、固定スクロール１とフレーム１５を再び接触させる（ＳＴ４３）。最後にボルト締結機構４４を作動させて固定スクロール１をフレーム１５に固定する（ＳＴ４４）。
【００５８】
実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４によるスクロール流体機械の位置決めおよび組み立て方法について説明する。実施の形態４によるスクロール流体機械の組み立て方法は、上記実施の形態１のＳＴ５，ＳＴ７、上記実施の形態２のＳＴ１６，ＳＴ１８、あるいは上記実施の形態３のＳＴ３６，ＳＴ４０において固定スクロール１の加圧力を制御する際に、図１、図８および図１１にそれぞれ示すように、加圧力のデータと、変位センサ３７により計測される固定スクロール１の運動の様子をコンピュータ１００に取り入れ、加圧力と同期させて主軸４の回転速度を制御するものである。
【００５９】
例えば、主軸４の回転時に固定スクロールをフレームに対して所定の圧力で加圧するステップ（実施の形態１のＳＴ５、実施の形態２のＳＴ１６、実施の形態３のＳＴ３６）では、実施の形態１で示したように、摩擦力Ｆf（Ｆf2）を、外乱の力Ｆ0に対して十分大きくする必要がある。この場合、加圧力により生じる摩擦力Ｆf（Ｆf2）が、揺動スクロールのラップ部２ｂ側面の固定スクロールのラップ部１ｂ側面に対する押付け力Ｆsに等しいか、Ｆsより大きくなると、主軸４の振れ回り運動は不安定となり、固定スクロール１の運動軌跡も不安定になる。加圧力により生じる摩擦力Ｆf（Ｆf2）がスクロール歯側面の押し付け力Ｆsより大きくなると、主軸４の振れ回り運動は不安定となり、固定スクロールの運動軌跡も不安定になる。
したがって、本実施の形態では、製品の個々の圧縮反力や、摩擦等の外乱の大きさにより、加圧力がＦsを超えないように、主軸４の回転速度を制御することにより、高精度な円形の軌跡を得ることができる。
【００６０】
また、固定スクロール１が停止するまで固定スクロール１をフレーム１５に対して加圧する力を増大するステップ（実施の形態１のＳＴ７、実施の形態２のＳＴ１８、実施の形態３のＳＴ４０）においては、両ラップ部１ｂ，２ｂの側面が全回転位相にわたって接触を保った状態のまま主軸４が少しずつ傾きを回復していく際、主軸４の傾きの挙動は、加圧力により生じる摩擦力Ｆf（Ｆf2）と主軸４の回転速度により生じるＦsの相互作用により変化する。
したがって本実施の形態では、加圧力と主軸４の回転速度とを同期させて制御することにより主軸４の傾き挙動を制御し、実施の形態１のＳＴ６あるいは、実施の形態２のＳＴ１７あるいは、実施の形態３のＳＴ３７で得られた円軌跡の中心に固定スクロール１を停止させることができる。
【００６１】
実施の形態５．
図１５は本発明の実施の形態５によるスクロール流体機械の組み立て装置の要部の構成を示す縦断面図であり、図において、３４はトルクセンサである。
本実施の形態５によるスクロール流体機械の組み立て方法は、上記実施の形態１〜４の何れかによって固定スクロールを組み立てた後、図１５に示すように主軸４を回転駆動するモータ３２とカップリング３３との間にトルクセンサ３４を設け、主軸４回転時に発生する回転トルクを計測し、この計測結果に基づいて、組立後の製品の性能が十分かどうかを判定する。回転トルクが非常に大きいならば、圧縮機の効率が悪く、性能不十分であると判断できる。よって、以下の式（３）を満たすとき、製品の性能が十分であると判断する。
【００６２】
【数３】
0003794231.tif 000004
【００６３】
ここで、組立後に測定された回転トルクをＴm、製品の許容回転トルクをＴlとする。
【００６４】
このように、本実施の形態によれば、トルクセンサ３４を用いて組立後の製品の性能を簡単にチェックでき、不良品が出荷されるのを防止することができる。
【００６５】
実施の形態６．
図１６は本発明の実施の形態６によるスクロール流体機械の組み立て装置の要部の構成を示す分解斜視図である。上記各実施の形態では、図１、図８および図１１に示したように、回転力伝達手段としてのカップリング３３とモーメント付加手段としての偏心重り３５が別々に構成されている例を示したが、偏心重り３５はカップリング３３の主軸４との連結部に設けてもよい。
本実施の形態では、例えば図１６に示すように、カップリング３３の主軸４との連結部に偏心重り３５を設け、さらにカップリング３３の主軸４との連結部に主軸４の軸端部の溝４６ｂに挿入できるような爪４６ａを設けており、モータ軸軸心に対する偏心重り３５の取付位相は、主軸４軸端の溝の位相関係を考慮して主軸４とカップリング３３を連結したとき、必ず主軸４の揺動軸４ａ方向と逆位相になるようになっている。
【００６６】
このような構成にした場合、主軸４に偏心重り３５を取り付けるステップを省略でき、固定スクロール１の調心組み立てに要する時間を短縮することができる。
【００６７】
さらに、上記各実施の形態において、図１７にその要部を示すように、カップリングにオルダム型のカップリング４７を用いれば、モータ３２の回転軸の軸心に対する主軸４の偏心量に関わらず、回転軸に対して主軸４の軸心を一致させようとする求心力を発生しないため、主軸４が自由に振れ回り運動をすることができる。
【００６８】
実施の形態７．
以下、本発明の実施の形態７によるスクロール流体機械の位置決めおよび組み立て方法について説明する。
上記各実施の形態においては、上記実施の形態１のＳＴ５、上記実施の形態２のＳＴ１６、あるいは上記実施の形態３のＳＴ３６において、変位センサ３７により主軸４回転時に生じる固定スクロール１の変位を少なくとも２方向から計測し、各方向からの固定スクロール１の変位から固定スクロール１の揺動運動の安定性を判定する際に、各方向からの固定スクロールの変位から固定スクロール１の軌跡を算出し、その軌跡が円軌跡であるか否かを判定していたが、適切な揺動軌跡が安定して得られた場合は、図５（ａ）に示すように、変位センサ３７による計測データの振幅や周期が一定であり、その振幅の平均値はその変位センサ３７方向の固定スクロール１の調心位置であることを利用し、複数個の変位センサ３７で固定スクロール１の変位を少なくとも２方向から計測し、それらの計測データの振幅および周期を観測して、固定スクロール１の揺動運動の安定性を判定するようにしてもよい。図５（ｂ）の場合は振幅や周期が変動しており、揺動運動が不安定であると判定される。
【００６９】
なお、上記各実施の形態おいて固定スクロール１およびフレーム１５の位置を計測するのに、外周面の装置本体に対する位置を計測する例を示したが、これに限るものではなく、固定スクロール１およびフレーム１５のどの部分を計測しても全く同様の効果を生じる。
【００７０】
また、上記各実施の形態おいては固定スクロール１およびフレーム１５の位置を直交する２方向から計測する場合について説明したが、これに限るものではなく、計測する方向が明確であれば必ずしも直交しなくてもよく、少なくとも２方向から計測すればよい。
【００７１】
なお、上記各実施の形態では、図１８の従来技術１で示したのと同様の、フレーム１５の中にコンプライアントフレーム３を有するタイプのスクロール流体機械を組み立てる場合について説明したが、本発明は他のタイプのスクロール流体機械にも適用できる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によるスクロール流体機械の位置決め方法は、
（ａ）  渦巻き状のラップ部を有する揺動スクロールを揺動可能に支持すると同時に前記揺動スクロールを駆動する主軸をその半径方向に支持するように前記揺動スクロールおよび主軸をフレームに組み込み、かつ渦巻き状のラップ部を有する固定スクロールをそのラップ部が上記揺動スクロールのラップ部と組み合わさりしかも前記フレームに対し移動可能な状態で配置し、前記フレームを保持する工程、
（ｂ）  前記主軸を傾けるモーメントを付加しながら前記主軸を回転させる工程、
（ｃ）  前記主軸の回転時に前記固定スクロールを前記フレームに対して所定の圧力で加圧する工程、
（ｄ）  前記主軸回転時に生じる前記固定スクロールの変位を少なくとも２方向から計測する工程、
（ｅ）  前記（ｄ）工程にもとづき各方向からの前記固定スクロールの変位から前記固定スクロールの揺動運動の安定性を判定する工程、
（ｆ）  前記（ｅ）工程により前記固定スクロールの揺動運動が安定であると判定された場合、前記（ｄ）工程により計測された変位に基づき前記固定スクロールの前記フレームに対する固定位置を求める工程
なる（ａ）〜（ｆ）の工程を備えたので、
固定スクロールおよび揺動スクロールのラップ部等の加工精度に影響されず、両ラップ部を噛み合わせた状態から固定スクロールを自動的にかつ高精度に位置決めすることができる。
【００７３】
また、（ｇ）  前記（ｆ）工程の後に、再び前記（ｂ）工程、（ｃ）工程、（ｄ）工程を行い、かつ前記再び行った（ｃ）工程において前記固定スクロールが停止するまで前記固定スクロールをフレームに対して加圧する力を増大し、前記（ｆ）工程において求められた固定スクロールの固定位置に基づいて前記再び行った（ｃ）工程における固定スクロールの停止位置が適正か否かを判定する工程を有するので、固定スクロールおよび揺動スクロールのラップ部等の加工精度に影響されず、両ラップ部を噛み合わせた状態から固定スクロールを自動的にかつ高精度に位置決めすることができる。
【００７４】
また、（ｈ）  前記揺動スクロールのラップ部および前記固定スクロールのラップ部はそれぞれの台板上に立設されており、前記揺動スクロールまたは前記固定スクロールのいずれか一方のスクロールのラップ部と他方のスクロールの台板との間にそれぞれ間隙が形成されるように前記固定スクロールと前記フレームとの間にスペーサを挿入する工程
を有し、
前記（ｈ）工程を前記（ｂ）工程よりも前に行うようにしたので、主軸回転時に発生する圧縮反力の影響を低減してより高精度に位置決めすることができる。
【００７５】
また、前記固定スクロールを回転させることにより、前記固定スクロールと前記揺動スクロールとの配置関係を複数回変化させ、前記複数回変化する各配置関係のそれぞれについて前記（ｂ）工程、（ｃ）工程、（ｄ）工程、（ｅ）工程を行い、前記複数回行った（ｅ）工程により求めた揺動運動の安定性に基づき前記固定スクロールの前記揺動スクロールに対する最適な配置位置を求めるので、より高精度に位置決めすることができる。
【００７６】
また、前記（ｃ）工程は、前記主軸の回転速度と前記固定スクロールの加圧力とを同期させて制御するので、より安定した揺動運動が得られ、より高精度に位置決めすることができる。
【００７７】
また、（ｅ）工程は、（ｄ）工程にもとづき固定スクロールの軌跡を算出し、当該軌跡が円軌跡であるか否かを判定する工程とし、（ｆ）工程は、前記（ｅ）工程により円軌跡であると判定された場合、前記円軌跡に基づき前記固定スクロールの前記フレームに対する固定位置を求める工程としたので、固定スクロールおよび揺動スクロールのラップ部等の加工精度に影響されず、両ラップ部を噛み合わせた状態から固定スクロールを自動的にかつ高精度に位置決めすることができる。
【００７８】
本発明よるスクロール流体機械の位置決め装置は、渦巻き状のラップ部を備えた揺動スクロールを揺動可能に支持すると同時に前記揺動スクロールを駆動する主軸をその半径方向に支持するように前記揺動スクロールおよび主軸をフレームに組み込み、かつ渦巻き状のラップ部を有する固定スクロールをそのラップ部が上記揺動スクロールのラップ部と組み合わさりしかも前記フレームに対し移動可能な状態で配置した被組立体の前記フレームを装置本体に固定保持する固定保持手段と、前記主軸を回転させる主軸回転手段と、前記主軸回転時に前記主軸を傾けるモーメントを付加するモーメント付加手段と、前記固定スクロールを前記フレームに対して所定の圧力で加圧する加圧手段と、前記主軸回転時に生じる前記固定スクロールの変位を少なくとも２方向から計測する固定スクロール位置計測手段と、前記固定スクロール位置計測手段により計測される各方向からの前記固定スクロールの変位から前記固定スクロールの揺動運動の安定性を判定する判定手段と、前記判定手段により前記固定スクロールの揺動運動が安定であると判定された場合、前記固定スクロール位置計測手段により計測された変位に基づき前記固定スクロールの前記フレームに対する固定位置を求める固定位置算出手段とを備え、
前記加圧手段により前記固定スクロールを前記フレームに対して所定の圧力で加圧し、かつ前記モーメント付加手段により前記主軸を傾けるモーメントを付加し、かつ固定スクロール位置計測手段により固定スクロールの変位を計測しながら、前記判定手段により前記固定スクロールの揺動運動が安定であると判定されるまで、前記主軸回転手段により前記主軸を回転させ、前記固定位置算出手段により前記固定スクロールのフレームに対する固定位置を求めるように構成したので、
固定スクロールおよび揺動スクロールのラップ部等の加工精度に影響されず、両ラップ部を噛み合わせた状態から固定スクロールを自動的にかつ高精度に位置決めすることができる。
【００７９】
また、前記固定位置算出手段により前記固定スクロールのフレームに対する固定位置を求めた後も、前記加圧手段により前記固定スクロールを前記フレームに対して所定の圧力で加圧し、かつ前記モーメント付加手段により前記主軸を傾けるモーメントを付加しながら、前記主軸回転手段により前記主軸を回転させ、かつ前記加圧手段による加圧力を前記固定スクロールが停止するまで増大し、前記固定位置算出手段により求められた固定スクロールの固定位置に基づいて前記固定スクロールの停止位置が適正か否かを判定する停止位置判定手段を備えたので、
固定スクロールおよび揺動スクロールのラップ部等の加工精度に影響されず、両ラップ部を噛み合わせた状態から固定スクロールを自動的にかつ高精度に位置決めすることができる。
【００８０】
また、前記揺動スクロールのラップ部および前記固定スクロールのラップ部はそれぞれの台板上に立設されており、前記固定スクロールをそのラップ部の立設方向へ移動する手段と、前記揺動スクロールまたは前記固定スクロールのいずれか一方のスクロールのラップ部と他方のスクロールの台板との間にそれぞれ間隙が形成されるように前記固定スクロールと前記フレームとの間にスペーサを挿入するスペーサ挿入手段とを備えたので、主軸を回転させる前にスペーサを挿入することにより、主軸回転時に発生する圧縮反力の影響を低減してより高精度に位置決めすることができる。
【００８１】
また、前記固定スクロールを回転させることにより、前記固定スクロールと前記揺動スクロールとの配置関係を変化させる固定スクロール回転手段と、前記固定スクロールの回転角を計測する固定スクロール回転角計測手段とを備え、前記固定スクロール回転手段による前記固定スクロールを回転させる角を複数回変えて、それぞれの回転角について、前記加圧手段により前記固定スクロールをフレームに対して所定の圧力で加圧し、かつ前記モーメント付加手段により前記主軸を傾けるモーメントを付加し、かつ固定スクロール位置計測手段により固定スクロールの変位を計測しながら、前記判定手段により前記固定スクロールの揺動運動が安定であると判定されるまで、前記主軸回転手段により前記主軸を回転させ、前記複数回変えた各回転角に対して前記判定手段により求めた揺動運動の安定性に基づき前記固定スクロールの前記揺動スクロールに対する最適な配置位置を求めるように構成したので、より高精度に位置決めすることができる。
【００８２】
また、前記主軸回転手段は、回転力発生手段と該回転力発生手段より発生した回転力を前記主軸に伝達する回転力伝達手段とを備え、かつ前記モーメント付加手段は前記回転力伝達手段に設けられた偏心荷重であるので、モーメント付加手段を主軸に固定する操作が不要で、回転力伝達手段と主軸とを連結するだけでモーメントを付加しながら主軸を回転させることができ、位置決めに要する時間を短縮することができる。
【００８３】
また、前記主軸回転手段は、回転力発生手段と該回転力発生手段より発生した回転力を前記主軸に伝達する回転力伝達手段とを備え、かつ前記回転力伝達手段はオルダム型のカップリングであるので、回転力発生手段の回転軸心に対する主軸の軸心の偏心量に関わらず、回転力発生手段の回転軸に対して主軸の軸心を一致させようとする求心力を発生しないため、主軸が自由に振れ回り運動をすることができる。
【００８４】
また、前記固定スクロール位置計測手段が固定スクロールの外周面の位置を計測する手段であるので、計測が容易で、主軸回転中の固定スクロールのラップ部の位置を直接計測しなくても、固定スクロールの揺動スクロールに対する最適な配置位置を求めることができ、高精度に位置決めすることができる。
【００８５】
また、前記フレームの装置本体に対する位置を計測するフレーム位置計測手段を備えたので、フレームの装置本体に対する位置が変化した場合でも、固定スクロールの位置を正確に計測することができる。
【００８６】
また、前記フレーム位置計測手段がフレームの外周面の位置を計測する手段であるので、計測が容易である。
【００８７】
また、前記主軸の回転速度と前記固定スクロールの加圧力とを同期させて制御するコントローラを備えたので、より安定した揺動運動が得られ、より高精度に位置決めすることができる。
【００８８】
本発明によるスクロール流体機械の組み立て方法は、前記スクロール流体機械の位置決め方法によって求められた固定スクロールのフレームに対する固定位置に固定スクロールがあれば、前記固定スクロールを固定するので、固定スクロールおよび揺動スクロールのラップ部等の加工精度に影響されず、両ラップ部を噛み合わせた状態から固定スクロールを自動的にかつ高精度に組み立てることができる。
【００８９】
本発明によるスクロール流体機械の組み立て装置は、前記スクロール流体機械の位置決め装置と、前記位置決め装置によって求められた固定スクロールのフレームに対する固定位置に固定スクロールがあれば前記固定スクロールを固定する固定手段とを備えたので、固定スクロールおよび揺動スクロールのラップ部等の加工精度に影響されず、両ラップ部を噛み合わせた状態から固定スクロールを自動的にかつ高精度に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１によるスクロール流体機械の組み立て装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】  本発明の実施の形態１に係り、図１の要部の上面図である。
【図３】  本発明の実施の形態１に係り、被組立体を拡大して示す縦断面図である。
【図４】  本発明の実施の形態１によるスクロール流体機械の組み立て方法を示すフローチャート図である。
【図５】  本発明の実施の形態１に係り、固定スクロールの変位について説明するための図である。
【図６】  本発明の実施の形態１に係り、加圧力の制御について説明するための図である。
【図７】  本発明の実施の形態１に係り、固定スクロールの振れ回り運動について説明するための図である。
【図８】  本発明の実施の形態２によるスクロール流体機械の組み立て装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図９】  本発明の実施の形態２に係り、図８の要部の上面図である。
【図１０】  本発明の実施の形態２によるスクロール流体機械の組み立て方法を示すフローチャート図である。
【図１１】  本発明の実施の形態３によるスクロール流体機械の組み立て装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図１２】  本発明の実施の形態３に係り、図１１の要部の上面図である。
【図１３】  本発明の実施の形態３によるスクロール流体機械の組み立て方法を示すフローチャート図である。
【図１４】  実施の形態３に係り、固定スクロールの回転方向位置と揺動軌跡の大きさの関係を示す図である。
【図１５】  本発明の実施の形態５によるスクロール流体機械の組み立て装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図１６】  本発明の実施の形態６によるスクロール流体機械の組み立て装置の要部の構成を示す分解斜視図である。
【図１７】  本発明の実施の形態６によるスクロール流体機械の組み立て装置の要部の別の構成を示す側面図である。
【図１８】  従来技術１によるスクロール流体機械の要部の構成を示す縦断面図である。
【図１９】  従来技術１によるスクロール流体機械の固定スクロールの位置決め方法を説明するための要部の分解斜視図である。
【図２０】  従来技術２によるスクロール流体機械の固定スクロールの位置決め装置のシステム全体図図である。
【図２１】  揺動スクロールが組み込まれたケーシングに固定スクロールを組み合わせる状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  固定スクロール、１ａ  台板、１ｂ  ラップ部、２  揺動スクロール、２ａ  台板、２ｂ  ラップ部、２ｃ  揺動軸受、２ｄ  スラスト面、２ｅ  オルダム案内溝、２ｆ  ボス部、３  コンプライアントフレーム、３ｂ  オルダム案内溝、３ｃ  主軸受、４  主軸、４ａ  揺動軸、９  オルダム継手、１０  ケーシング、１５  フレーム、２６  ボルト、２７ａ  リーマ穴、２７ｂ  リーマピン、２８  フレームクランプ機構、２９  基準板、３０  スペーサ挿入機構、３０ａ  スペーサ、３１  取付板、３２  モータ、３３  カップリング、３４  トルクセンサ、３５  偏芯おもり、３６  第１の駆動板、３７  変位センサ、３８  固定スクロール加圧機構、３９  第２の駆動板、４０  ＸＹ移動機構、４１  エンコーダ付モータ、４２  固定スクロールチャック機構、４３  天板、４４  ボルト締結機構、４６ａ  爪、４６ｂ  溝、４７  オルダム型カップリング、１０１  ケーシング、１０６  駆動軸、１０７  軸受、１０８  軸受、１０９  バランスウエイト、１１０  揺動スクロール、１１１  揺動軸受、１１２  台板、１１３  ラップ部、１１６  固定スクロール、１１７  台板、１１８  ラップ部、１３１  固定台、１３１Ａ  挿嵌部、１３２  レール部材、１３３  支持台、１３４  取付板、１３５  送り装置、１３５Ａ  調整ロッド、１３７  マイクロメータ、１３７Ａ  変位ロッド、１３９  コントロールユニット、１４０  入出力制御装置。
【図１】
0003794231.tif 000005
【図２】
0003794231.tif 000006
【図３】
0003794231.tif 000007
【図４】
0003794231.tif 000008
【図５】
0003794231.tif 000009
【図６】
0003794231.tif 000010
【図７】
0003794231.tif 000011
【図８】
0003794231.tif 000012
【図９】
0003794231.tif 000013
【図１０】
0003794231.tif 000014
【図１１】
0003794231.tif 000015
【図１２】
0003794231.tif 000016
【図１３】
0003794231.tif 000017
【図１４】
0003794231.tif 000018
【図１５】
0003794231.tif 000019
【図１６】
0003794231.tif 000020
【図１７】
0003794231.tif 000021
【図１８】
0003794231.tif 000022
【図１９】
0003794231.tif 000023
【図２０】
0003794231.tif 000024
【図２１】
0003794231.tif 000025