JP2007187049A - Scroll compressor aligning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクロール圧縮機の調芯方法に関し、さらに詳しく言えば、運転状態に近い状態で安定した調芯ができるスクロール圧縮機の調芯技術に関する。 The present invention relates to a scroll compressor alignment method, and more specifically, relates to a scroll compressor alignment technique capable of stable alignment in a state close to an operating state.
スクロール圧縮機は、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板上に渦巻き状に形成された各スクロールラップ同士を互いに噛み合わせて内部に密閉作動室を形成し、旋回スクロールを旋回運動によって、各スクロールラップ間に形成される三日月状の空間が外周から中央に向かって容積を小さくしながら移動することを利用して、冷媒を圧縮している。 The scroll compressor forms a hermetic working chamber inside by meshing each scroll wrap formed in a spiral shape on the end plate of the fixed scroll and the orbiting scroll. The refrigerant is compressed by utilizing the fact that the formed crescent-shaped space moves from the outer periphery toward the center while decreasing the volume.
ところで、スクロール圧縮機においては、固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせた状態の位置関係、すなわち、各スクロールラップのラップクリアランスなどの組立精度が冷媒の圧縮能や耐久性に大きく影響する。 By the way, in the scroll compressor, the positional relationship in a state in which the fixed scroll and the orbiting scroll are engaged, that is, the assembly accuracy such as the lap clearance of each scroll lap greatly affects the compressibility and durability of the refrigerant.
そこで、固定スクロールと旋回スクロールとを組み付けたのち、適正な位置で位置決め(調芯)する必要がある。そこで、例えば特許文献1に示すように、旋回スクロールを旋回運動した状態で、固定スクロールのX−Y変位量を計測して、θ方向の芯出し(θ回転補正)とX−Y方向の芯出し(並進補正)を行っていた。
Therefore, after assembling the fixed scroll and the orbiting scroll, it is necessary to position (align) at an appropriate position. Therefore, for example, as shown in
しかしながら、従来の調芯方法には次のような問題があった。すなわち、従来の調芯では、旋回スクロールの公転方向には特に制限がなく、旋回スクロールを運転時と同じ圧縮方向に回転しながら調芯していた。 However, the conventional alignment method has the following problems. That is, in the conventional alignment, the revolution direction of the orbiting scroll is not particularly limited, and alignment is performed while rotating the orbiting scroll in the same compression direction as during operation.
仮組みした状態でも密閉作動室内は気密であるため、旋回スクロールを圧縮方向に公転させた場合、内部の空気が圧縮されるに伴い密閉作動室内は外部よりも高圧になる。密閉作動室内部が高圧になると、固定スクロールと旋回スクロールは互いに離反する方向に反発する。 Since the sealed working chamber is airtight even in the temporarily assembled state, when the orbiting scroll is revolved in the compression direction, the inside of the sealed working chamber becomes higher than the outside as the internal air is compressed. When the inside of the sealed working chamber becomes high pressure, the fixed scroll and the orbiting scroll repel each other in a direction away from each other.
通常運転時には、旋回スクロールの鏡板の背面には背圧が負荷されるため、旋回スクロールは固定スクロール側に押し付けられて安定姿勢であるが、調芯時は背圧がかからないため、旋回スクロールが下に押し下げられ、主軸受けや旋回軸受けの隙間や、旋回軸の偏心量、スクロールラップの形状精度などの径方向のクリアランスの影響を受けやすく、運動が安定せず、調芯が不安定になりやすい。 During normal operation, back pressure is applied to the back of the end panel of the orbiting scroll, so the orbiting scroll is pressed against the fixed scroll and is in a stable posture. Is easily affected by radial clearances such as the clearance of the main and swivel bearings, the eccentric amount of the swivel shaft, and the shape accuracy of the scroll wrap, making the motion unstable and the alignment unstable. .
すなわち、径方向のクリアランスが小さい場合、シャフト1回転中のトルクのばらつきが大きくなりやすいため、固定スクロールと旋回スクロールとの相対的な位置を適正に調芯することが難しい。
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、固定スクロールと旋回スクロールをより運転状態に近似した状態で高精度に調芯することができるスクロール圧縮機の調芯方法を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a scroll compressor capable of aligning the fixed scroll and the orbiting scroll with high accuracy in a state that more closely approximates the operating state. It is to provide an alignment method.
上述した目的を達成するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。請求項1に記載の発明は、固定スクロールおよび旋回スクロールの各スクロールラップ同士を互いに噛み合わせて内部に密閉作動室を形成してなる圧縮部と、上記圧縮部を支持するメインフレームと、先端に上記旋回スクロールに接続されるクランク軸を有し、上記メインフレームによって軸支される駆動軸とを含むスクロール圧縮機の上記スクロールラップ同士の位置決めを上記駆動軸を介して上記旋回スクロールを公転させながら行うスクロール圧縮機の調芯方法において、上記密閉作動室内を負圧状態で調芯することを特徴としている。 In order to achieve the above-described object, the present invention has several features described below. According to the first aspect of the present invention, there is provided a compression portion formed by engaging the scroll laps of the fixed scroll and the orbiting scroll with each other to form a sealed working chamber therein, a main frame that supports the compression portion, and a tip thereof. Positioning the scroll wraps of a scroll compressor having a crankshaft connected to the orbiting scroll and including a drive shaft supported by the main frame while revolving the orbiting scroll via the drive shaft In the alignment method of the scroll compressor to be performed, the sealed operation chamber is aligned in a negative pressure state.
請求項2に記載の発明は、上記請求項1において、上記旋回スクロールを非圧縮方向に公転して、上記密閉作動室内を負圧にすることを特徴としている。 A second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the orbiting scroll is revolved in a non-compressing direction to make the sealed working chamber have a negative pressure.
請求項3に記載の発明は、上記請求項1または2において、上記固定スクロールと上記旋回スクロールとを互いに噛み合わせ、上記密閉作動室の表面に油膜を形成することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the fixed scroll and the orbiting scroll are meshed with each other, and an oil film is formed on the surface of the sealed working chamber.
請求項4に記載の発明は、固定スクロールおよび旋回スクロールの各スクロールラップ同士を互いに噛み合わせて内部に密閉作動室を形成してなる圧縮部と、上記圧縮部を支持するメインフレームと、先端に上記旋回スクロールに接続されるクランク軸を有し、上記メインフレームによって軸支される駆動軸とを含み、上記固定スクロールには、上記密閉作動室内に冷媒を引き込むための冷媒吸入口と、圧縮された高圧な冷媒を吐出する冷媒吐出口と、冷媒の一部を吐出側にリークさせるバイパス口とが設けられているとともに、上記バイパス口には、上記密閉作動室内に高圧冷媒が逆流するのを防止するための逆流防止弁が設けられているスクロール圧縮機の上記スクロールラップ同士の位置決めを上記駆動軸を介して上記旋回スクロールを公転させながら行うスクロール圧縮機の調芯方法において、上記密閉作動室内を負圧状態で調芯することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a compression portion formed by engaging the scroll laps of the fixed scroll and the orbiting scroll with each other to form a sealed working chamber therein, a main frame that supports the compression portion, and a tip thereof. A crankshaft connected to the orbiting scroll and including a drive shaft pivotally supported by the main frame. The stationary scroll is compressed with a refrigerant suction port for drawing a refrigerant into the sealed working chamber. A refrigerant discharge port for discharging the high-pressure refrigerant and a bypass port for leaking a part of the refrigerant to the discharge side are provided, and the bypass port allows the high-pressure refrigerant to flow back into the sealed operation chamber. Positioning of the scroll wraps of the scroll compressor provided with a backflow prevention valve for preventing the rotation scroll through the drive shaft In aligning method of a scroll compressor which performs while revolving, it is characterized in that the core adjusting the closed working chamber in a negative pressure state.
請求項5に記載の発明は、上記旋回スクロールを非圧縮方向に公転して、上記密閉作動室内を負圧にすることを特徴としている。 The invention according to claim 5 is characterized in that the orbiting scroll is revolved in a non-compressing direction to make the sealed working chamber have a negative pressure.
請求項1に記載の発明によれば、密閉作動室内を負圧空間にした状態で調芯することにより、旋回スクロールが固定スクロール側に吸い付くことにより、運転状態により近似した状態で高精度な調芯ができる。 According to the first aspect of the present invention, the centering is performed in a state where the sealed working chamber is in the negative pressure space, so that the orbiting scroll is attracted to the fixed scroll side, so that it is highly accurate in a state approximated to the operation state. Alignment is possible.
請求項2に記載の発明によれば、旋回スクロールの公転方向を非圧縮方向に公転することにより、密閉作動室内部が減圧され、負圧空間を作り出すことができる。 According to the invention described in claim 2, by revolving the revolution direction of the orbiting scroll in the non-compression direction, the inside of the sealed working chamber is decompressed, and a negative pressure space can be created.
請求項3に記載の発明によれば、密閉作動室の表面にあらかじめ油膜を形成しておくことにより、スクロールラップの隙間などから空気がリークするのを防止でき、負圧空間を保つことができる。 According to the invention described in claim 3, by forming an oil film on the surface of the hermetically sealed working chamber in advance, it is possible to prevent air from leaking from a gap between the scroll wraps and to maintain a negative pressure space. .
請求項4および5に記載の発明によれば、冷媒の一部を吐出側に引き出すバイパス口が設けられている場合は、バイパス口に逆流防止弁を設けておくことにより、負圧空間となった密閉作動室内に空気が流入することを防止することができる。 According to the fourth and fifth aspects of the present invention, when a bypass port that draws a part of the refrigerant to the discharge side is provided, a negative pressure space is provided by providing a backflow prevention valve at the bypass port. It is possible to prevent air from flowing into the sealed working chamber.
次に、本発明の調芯方法を実施するための調芯装置の一例を図面を参照しながら説明する。なお、本発明においては、駆動軸の軸方向をZ軸、X軸およびY軸は、Z軸に直交する任意の直交座標系とし、Z軸を中心とする回転方向をθとする。 Next, an example of an alignment apparatus for carrying out the alignment method of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present invention, the axial direction of the drive shaft is the Z axis, the X axis and the Y axis are arbitrary orthogonal coordinate systems orthogonal to the Z axis, and the rotational direction about the Z axis is θ.
図1に示すように、本発明の調芯装置100は、金属などの頑丈なフレーム構造を有するベース200を備え、同ベース200は、床などの水平面上に設置される台座201と、同台座201の一端からほぼ直角に立設されたL字状の支持フレーム202とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the
支持フレーム202の側壁面には、後述する固定スクロール移動手段300を支持する支持板310が固定されており、さらに支持フレーム202の先端には、組立手段700をZ軸方向に移動する第2のZ軸リニアレール205が設けられている。なお、リニアレール以外に通常の油圧アクチュエータなどを用いてもよい。
A
支持フレーム202にはさらに、各検出手段から送られた検出データを測定、演算および出力する制御コンソール4(制御手段)が設けられている。制御コンソール4には、表示用モニターや各種操作パネル類などが一体的に組み込まれており、各種設定値を入力することで、調芯精度や時間などが設定できるようになっている。
The
この実施形態において、制御コンソール4は、検出データのデータ処理だけでなく、各種手段の制御やスイッチ制御など、本発明の調芯装置に係る一切の指令系統を担っている。この例において、制御コンソール4は、専用の調芯制御ソフトがインストールされたコンピュータである。 In this embodiment, the control console 4 is responsible not only for data processing of detection data but also for all command systems related to the alignment device of the present invention, such as control of various means and switch control. In this example, the control console 4 is a computer in which dedicated alignment control software is installed.
次に、圧縮部1について説明する。図2に示すように、圧縮部1は、固定スクロール10および旋回スクロール20の鏡板11,21から垂直に立設された各スクロールラップ11,21同士を互いに噛み合わせて内部に密閉作動室40を形成してなり、メインフレーム30内に自転防止用のオルダムリング50を介して保持されている。
Next, the
図3(a)を併せてして、固定スクロール10は、鏡板11にほぼ垂直に形成された渦巻き状のスクロールラップ12が形成されている。スクロールラップ12の外周側には、冷媒吸込口13が設けられており、中央には圧縮された冷媒を吐出する冷媒吐出口14が設けられている。
In addition to FIG. 3A, the
固定スクロール10にはさらに、異常動作などによって液状化した冷媒によって圧縮部1が破損しないようにするため、冷媒の一部を吐出側にリークするためのバイパス孔15a,15bが設けられている。この例において、バイパス孔15a,15bは2カ所設けられている。
The
バイパス孔15a,15bの吐出口には、圧縮部1の運転停止時に高圧冷媒が密閉作動室40に向かって逆流するのを防止するための逆流防止弁16が設けられていることが好ましい。逆流防止弁16は、密閉作動室40内が負圧となった場合に、自動的にバイパス孔15a,15bを閉口するように設けられている。
The discharge ports of the
この例において、固定スクロール10には、破損防止用のバイパス孔15a,15bが2カ所設けられているが、1カ所であってもよいことはいうまでもない。また、図3(b)に示すように、バイパス孔を有さない構造であってもよい。
In this example, the
メインフレーム30は、上面側が旋回スクロール20を収納するため一段凹まされており、中央には、旋回スクロール20を旋回運動させるための駆動軸60の主軸61を軸支する主軸受け31が設けられている。
The
主軸受け31を挟んで、メインフレーム30の上部には、駆動軸60のクランク軸62が引き出される。クランク軸62は、旋回スクロール20の鏡板21の背面側に設けられたボス23に接続されている。
A
固定スクロール10とメインフレーム30には、固定スクロール10とメインフレーム30の相対的な初期位置を位置決めするための位置決め孔(図示しない)が設けられており、この位置決め孔に仮ピンが差し込まれた状態で仮固定されている。
The
図1および図2を参照して、台座201の上には、実質的に圧縮部1の調芯作業を行うための作業台206が支柱206a、206bによって所定高さに設けられている。作業台206には、メインフレーム30の背面側から引き出された主軸22を作業台206の下側に引き出すための挿通孔207が設けられている。
Referring to FIGS. 1 and 2, a work table 206 for substantially performing the alignment work of the
支柱206a,206bには作業台206を圧縮部1を取付位置と調芯位置とに上下に移動させる昇降手段203が設けられている。昇降手段203は例えば油圧アクチュエータなどからなり、制御コンソール4によって制御されている。この例では、昇降手段203を設けているが、例えば支持フレーム202の一部に回転コラムなどを設けてもよい。
Elevating means 203 for moving the work table 206 up and down between the mounting position and the alignment position is provided on the
作業台206上には、圧縮部1のメインフレーム30をθ回転可能に支持し、制御コンソール4の指令に応じてメインフレーム30を介して旋回スクロール20をθ方向に回転させるθ回転補正手段としての旋回スクロール回転補正手段400が設置されている。
On the work table 206, the
この例において、θ回転補正手段はメインフレーム30を介して旋回スクロール20をθ方向に回転させるようにしているが、逆に固定スクロール10側を回転させるようにしてもよい。その場合、メインフレーム30のZ軸を中心とするθ回転が拘束される。
In this example, the θ rotation correction means rotates the orbiting
台座201上には、カップリング手段500を介して旋回スクロール20の駆動軸60に選択的に連結されるモータ3が設けられている。この実施形態において、モータ3は、信号線を介して制御コンソール4に接続されており、制御コンソール4の指令に応じて制御される。
On the
モータ3には、カップリング手段500を介して接続された駆動軸60に例えばスクロールラップ同士の接触などによって異常なトルクなどがかかった場合に調芯の異常を検知する異常検出手段31が設けられている。この異常検出手段31も同様に、信号線を介して制御コンソール4に接続されており、制御コンソール4に測定信号を送出する。 The motor 3 is provided with an abnormality detection means 31 for detecting an alignment error when an abnormal torque is applied to the drive shaft 60 connected via the coupling means 500, for example, by contact between scroll wraps. ing. Similarly, this abnormality detection means 31 is connected to the control console 4 via a signal line, and sends a measurement signal to the control console 4.
再び図1を参照して、固定スクロール移動手段300は、支持板310,X−Y移動手段320およびZ軸許容支持手段330を備え、Z軸許容支持手段330の先端には、実質的に固定スクロール10に接触して固定する固定スクロール固定手段340が設けられている。
Referring again to FIG. 1, the fixed
なお、固定スクロール移動手段300は、Z軸を中心とするθ回転が拘束され、固定スクロール10をX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向について任意に移動させることができる。
Note that the fixed scroll moving means 300 is restricted from θ rotation about the Z axis, and can move the fixed
この実施形態において、X−Y移動手段320およびZ軸許容支持手段330は固定スクロール10を移動するように設けられているが、メインフレーム30を移動するように設けてもよく、その場合、固定スクロール10のX−Y方向への移動が規制される。
In this embodiment, the XY moving means 320 and the Z-axis allowable support means 330 are provided so as to move the fixed
支持板310は一端が支持フレーム202に固定されたL字状フレームからなり、その一部にX−Y移動手段320およびZ軸許容支持手段330が設けられている。この例において、支持板310は、支持フレーム202に一体的に固定されているが、例えば図示しない昇降手段を介してX−Y移動手段320およびZ軸許容支持手段330を上下に昇降させるようにしてもよい。
The
X−Y移動手段320は、固定スクロール10をX軸方向にのみ移動させるX軸支持板321と、固定スクロール10をY軸方向にのみ移動させるY軸支持板322とを備えている。
The
X軸支持板321は支持板310とX軸支持板321との間に形成されたリニアガイドレール(図示しない)によってスライド可能に取り付けられており、制御コンソール4の指令に応じて駆動される。
The
Y軸支持板322は、X軸支持板321とY軸支持板322との間に形成されたリニアガイドレール(図示しない)によってスライド可能に取り付けられており、同様に制御コンソール4の指令に応じて駆動される。
The Y-
Y軸支持板322の上面側には、支持ステー323が設けられており、支持ステー323の先端側には、Z軸フリーレール330が設けられている。Z軸フリーレール330は、Z軸方向に対して常に移動可能ないわゆるフリーレール機構を有し、固定スクロール10のZ軸方向の移動を許容するZ軸許容手段として機能する。
A
固定スクロール固定手段340は、Z軸フリーレール330の下端側に一体的に設けられており、固定スクロール10の上側に被さる用にして取り付けられる。固定スクロール固定手段340には、固定スクロール10を固定するためのクランパー341が、この実施形態では120°間隔で3カ所設けられており、各クランパー341は、図示しない駆動手段によって固定スクロール10をクランプ固定する。
The fixed scroll fixing means 340 is integrally provided on the lower end side of the Z-axis
この実施形態において、固定スクロール固定手段340は、クランパー341によるクランプ機構によって固定スクロール10を固定するようにしているが、これ以外に、電磁石などによって吸着固定してもよく、固定スクロール10の移動を拘束可能なものであれば、その構成は任意に選択できる。
In this embodiment, the fixed scroll fixing means 340 fixes the fixed
支持板310にはさらに、固定スクロール10をZ軸方向から押さえ付けて固定する固定スクロール押付手段350が設けられている。固定スクロール押付手段350は、X軸方向に平行に並んだ2本の固定用シリンダ351を有し、固定用シリンダ351の先端が固定スクロール10の上面に向けて出没することにより、固定スクロール10を固定する。この固定用シリンダ351も、制御コンソール4によって制御される。
The
図1および図2に示すように、旋回スクロール回転補正手段400は、メインフレーム30を保持するメインフレーム保持部410と、同メインフレーム保持部410をZ軸を中心としてθ方向に回転可能なθ回転手段420とを備え、ともに作業台206上に設置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the orbiting scroll rotation correcting means 400 includes a main
旋回スクロール回転補正手段400は、X軸方向およびY軸方向の移動が規制され、θ回転方向の回転のみが可能となっている。θ回転手段420は、信号線を介して制御コンソール4に接続されており、制御コンソール4の指令によって駆動される。 The orbiting scroll rotation correction means 400 is restricted from moving in the X-axis direction and the Y-axis direction, and can only rotate in the θ rotation direction. The θ rotation means 420 is connected to the control console 4 through a signal line and is driven by a command from the control console 4.
θ回転手段420は、モータなどの駆動手段が一般的に用いられるが、より好ましくは、ロータリーアクチュエータが好ましい。これによれば、高分解能で移動速度が速く、また、中央に駆動軸60を挿通する挿通孔421を形成しても機能的に支障がない。
The θ rotation means 420 is generally a drive means such as a motor, and more preferably a rotary actuator. According to this, there is no functional problem even if the
メインフレーム保持部410の被メインフレーム設置面(図1では上面)には、メインフレーム30を固定するためのクランプ部430が設けられている。クランプ部430は、Z軸を中心に所定角度間隔で複数、この実施形態では120°間隔で3カ所形成されている。
A
3カ所のクランプ部430のうち、1カ所のクランプ部430には、油圧や空圧、またはソレノイドなどによって押し出されるシリンダ431が設けられている。これによれば、シリンダ431が出没することで、メインフレーム30が他のクランプ部430に押し付けられることで、動きを拘束することができる。
Of the three
支持板310およびクランプ部340にはさらに、固定スクロール10のX軸方向およびY軸方向の移動変位量を測定するための変位センサー610,620がそれぞれ設けられている。
The
各変位センサ610,620は、それぞれ信号線を介して制御コンソール4に接続されており、各変位センサ610,620で検出された検出データを制御コンソール4に出力する。変位センサ610,620は、非接触式変位センサであることが好ましく、より具体的な態様としては、レーザ変位計もしくは渦電流式変位計によって固定スクロール10の移動変位量を測定する距離センサが上げられる。
Each
これ以外に、X−Y移動手段320のX軸方法およびY軸方向のリニアステップ数をカウントして、そのカウント数を基に変位量を計測するようにしてもよい。
In addition to this, the X-axis method of the
カップリング手段500は、モータ3の出力軸と駆動軸60の主軸22とを同軸的に連結する連結手段であり、この実施形態ではコレットチャック方式のカップリング手段が設けられている。なお、本発明においてカップリング手段500の具体的な構造は任意であるため、その説明を省略する。 The coupling means 500 is a coupling means for coaxially connecting the output shaft of the motor 3 and the main shaft 22 of the drive shaft 60. In this embodiment, a collet chuck type coupling means is provided. In the present invention, since the specific structure of the coupling means 500 is arbitrary, the description thereof is omitted.
再び図1を参照して、本発明の調芯装置100には、芯出しした圧縮部1を一体的に組み付けるための組立手段700が搭載されている。組立手段700は、第2のZ軸リニアガイドレール205に沿って上下に昇降可能に取り付けられている。
Referring to FIG. 1 again, the aligning
組立手段700は、Z軸リニアレール205に沿って移動可能に取り付けられたZ軸リニアガイド710と、同Z軸リニアガイド710から一体的に延設された支持板720とを備え、支持板720には、固定スクロール10とメインフレーム30とを一体的に締め付ける締め付け手段730が搭載されている。
The assembling means 700 includes a Z-axis
Z軸リニアガイド710は、組立手段700全体をZ軸に沿って上下方向に移動させる、いわば昇降手段であり、信号線を介して制御コンソール4に接続され、制御コンソール4からの指令によって駆動される。
The Z-axis
締め付け手段730は、支持板720の上面側に突設された3本の締付用シリンダ731を備え、各締付用シリンダ731は、Z軸を中心に120°間隔で3カ所に立設されている。各締付用シリンダ731内には、図示しない締付治具供給手段などが内蔵されているが、本発明において組立手段は任意的な構成要素であるため、その具体的な説明は省略する。
The tightening means 730 includes three tightening cylinders 731 protruding from the upper surface side of the
次に、図4に示すフローチャートにしたがって、本発明の調芯装置100の具体的な調芯方法について説明する。
Next, a specific alignment method of the
まず、実質的な調芯作業を始める前に、ステップST1において調芯装置100に圧縮部1を設置する。図1に示す初期位置の作業台206に圧縮部1を載せたのち、図示しないセットボタンを押す。これにより、支柱206a,206bの昇降手段203を介して支持台206を上方に向かって移動させ、調芯作業の初期位置へと持ち上げられる。
First, before starting a substantial alignment work, the
セッティングが終了した後、図示しない入力部からスタート信号が送信されると、制御コンソール4は全システムを一旦初期化する(ステップST2)。 After the setting is completed, when a start signal is transmitted from an input unit (not shown), the control console 4 once initializes the entire system (step ST2).
初期化したのち、制御コンソール4は固定スクロール押付手段350に指令を出し、これを受けて、固定スクロール押付手段350は、固定用シリンダ351を降下させて、固定スクロール10の上面を押圧する(ステップST3)。
After initialization, the control console 4 issues a command to the fixed scroll pressing means 350, and in response to this, the fixed scroll pressing means 350 lowers the fixing
次に、制御コンソール4はクランプ部430に指令を出し、指令を受けたクランプ部430は、クランパー431を突出させて、メインフレーム30(MF)をメインフレーム保持部410に固定して、メインフレーム30のX−Y方向およびθ回転を拘束する(ステップST4)。
Next, the control console 4 issues a command to the
さらに、制御コンソール4は固定スクロール固定手段340に指令を出し、これを受けて、固定スクロール固定手段340は、各クランパー341を駆動して、固定スクロール10を側面から固定し、X−Y移動手段320に固定スクロール10を連結する(ステップST5)。この前処理ステップを経て、制御コンソール4は調芯ステップに取りかかる。
Further, the control console 4 issues a command to the fixed scroll fixing means 340. In response to this, the fixed scroll fixing means 340 drives each
圧縮部1を固定したのち、制御コンソール4はカップリング手段500に指令を出し、これを受けたカップリング手段500は図示しない昇降手段によって駆動軸60まで持ち上げられ、駆動軸60をチャックする(ステップST6)。これにより、調芯装置100への圧縮部1の設置が完了する。
After fixing the
設置完了後、作業者は図示しない作業再開ボタンを押すことで調芯作業が再開される。調芯作業においては、まず、制御コンソール4はモータ3に指令を出し、これを受けて、モータ3が回転駆動を開始し、駆動軸60を介して旋回スクロール20が回転を始める(ステップST7)。
After the installation is completed, the operator presses a work resumption button (not shown) to resume the alignment work. In the alignment work, first, the control console 4 issues a command to the motor 3, and in response to this, the motor 3 starts to rotate and the orbiting
本発明においては、密閉作動室40内を負圧状態で行うために、駆動軸60を非圧縮方向に回転させて、旋回スクロール20を非圧縮方向に公転させる。これによれば、旋回スクロール20を非圧縮方向に公転させることにより、密閉作動室40内が負圧空間となり、旋回スクロール20が固定スクロール10側に吸い寄せられ密着した状態となる。すなわち、より運転状態に近似した状態で高精度な調芯を行うことができる。
In the present invention, in order to perform the inside of the sealed working
この例において、密閉作動室40内を負圧にする方法としては、旋回スクロール20を非圧縮方向に回転させているが、これ以外に密閉作動室40内をポンプなどで強制的に減圧空間を作り出してもよい。
In this example, as a method of making the inside of the sealed working
より好ましい態様として、固定スクロール10と旋回スクロール20の各スクロールラップ12,22など密閉作動室40内に油膜を形成しておくことが好ましい。これによれば、密閉作動室40内が油膜で覆われるため、空気のリークをできるだけ抑えて、密閉作動室40内を気密にできる。
As a more preferable aspect, it is preferable to form an oil film in the sealed working
また、密閉作動室40内に注油された油が、中心から外周側に向かって拡散することにより、油をスクロールラップ12,22で圧縮した場合に生じる変位検出の測定誤差を除くことができ、ラップ同士の接触量を主体に調芯ができる。さらには、最初に密閉作動室40内にあらかじめ油を注油することにより、組み付け後に注油する必要がないため作業工程を省くことができる。
Further, the oil injected into the sealed working
その結果、図5(a)に示すように、径方向のクリアランスの大小にかかわらず、圧縮方向に公転した場合と比較してシャフト1回転当たりのトルクの最大値を大幅に下げることができる。また、図5(b)に示すように、トルク波形も圧縮方向に比べ非圧縮方向に回転した方が、安定した動作で調芯することができる。 As a result, as shown in FIG. 5A, regardless of the radial clearance, the maximum value of torque per one shaft rotation can be greatly reduced as compared with the case of revolving in the compression direction. Further, as shown in FIG. 5B, the torque waveform can be aligned with a stable operation when the torque waveform is rotated in the non-compression direction as compared with the compression direction.
駆動軸の回転開始直後は、スクロールラップ間や軸受部の誤差がデータに入り込みやすい。そこで、ステップST9にて、制御コンソール4はモータ3の回転数、すなわち駆動軸60の回転数(n)をカウントし、駆動軸60が少なくともn回転目(n>3:nは正数)した後、制御コンソール4は変位センサ610,620から送られてくる測定値の本サンプリングを開始する(ステップST8)。この実施形態において、測定値のサンプリングは、回転開始から行われている。
Immediately after the start of rotation of the drive shaft, errors between the scroll wraps and the bearing portion tend to enter the data. Therefore, in step ST9, the control console 4 counts the number of rotations of the motor 3, that is, the number of rotations (n) of the drive shaft 60, and the drive shaft 60 has made at least the nth rotation (n> 3: n is a positive number). Thereafter, the control console 4 starts full sampling of the measurement values sent from the
芯出しは、回転補正と並進補正の2段階に分けて行われるが、まず最初に固定スクロール10と旋回スクロール20の相対角度を補正する回転補正が行われる。
Centering is performed in two stages of rotation correction and translation correction. First, rotation correction for correcting the relative angle between the fixed
駆動軸60が3回転し終え、4回転目に入ると同時に、制御コンソール4は、旋回スクロール回転補正手段400に指令を出し、これを受けて、旋回スクロール回転補正手段400がΔθ°ずつ回転し、旋回スクロール20を回転させる(ステップST10)。なお、固定スクロール10と旋回スクロール20の理想相対角は180°である。
At the same time that the drive shaft 60 completes three rotations and enters the fourth rotation, the control console 4 issues a command to the orbiting scroll rotation correcting means 400, and in response to this, the orbiting scroll rotation correcting means 400 rotates by Δθ °. Then, the orbiting
初期状態において固定スクロール10および旋回スクロール20は、理想相対角から大きく外れているため、旋回スクロール20の旋回運動に伴い、各スクロールラップ同士が干渉し、固定スクロール10の中心が移動(回転)してしまうため、X軸方向およびY軸方向の変位量が大きくなる。
Since the fixed
そこで、回転補正では、まずX−Y移動手段320をオフ(フリーレール状態)とし、旋回スクロール20を回転させながら、ステップST10にて旋回スクロール20をΔθ°ずつ回転させてゆくことにより、に示すように、X−Y軸方向の変位量(変位差)が徐々に収束し始め、最適補正角θc(この例では送り角1.0°)のときに変位量が最小となる。そのままさらにΔθ°ずつ回転を続けると、相対角が互いにずれ始め、再びその変位差が大きくなりはじめる。
Therefore, in the rotation correction, first, the
そこで、制御コンソール4は、ステップST11にて得たサンプリングデータを基に最適補正角θcを算出可能かどうかを判断し、サンプリングデータで算出可能と判断した場合には、次のステップST12に移行し、2次曲線の原点を最適補正角θcとして判断し、旋回スクロール回転補正手段400を駆動して、メインフレーム30を介して旋回スクロール20を最適補正角θcの位置にまで回転移動させて回転補正を終了する(ステップST13)。なお、算出不可と判断した場合には、ステップST7に戻り算出可能なデータが得れるまでサンプリングを繰り返し行う。この例において、Δθは0.1°刻みでメインフレーム30を回転させてゆき、変位差が40μm以上となる位置で回転補正を停止する。
Therefore, the control console 4 determines whether or not the optimum correction angle θc can be calculated based on the sampling data obtained in step ST11. If the control console 4 determines that it can be calculated using the sampling data, the process proceeds to the next step ST12. The origin of the quadratic curve is determined as the optimum correction angle θc, and the orbiting scroll rotation correcting means 400 is driven to rotate the
なお、この実施形態では、変位量を表す2次曲線の原点を最適補正角θcと認識しているが、図5に示すように、変位差を表す2次曲線の底が船底上にフラットに現れる場合もある。このような場合、制御コンソール4は、X軸方向およびY軸方向の変位量が等しい2点θ1、θ2を求め、
θc=(θ1+θ2)/2
として、回転角の平均値を算出し、この平均角を最適補正角θcと判断するようにしてもよく。制御コンソール4は、得られたサンプリングデータに応じてステップST11にていずれかの最適補正角θcの算出方法を判断する。
In this embodiment, the origin of the quadratic curve representing the displacement is recognized as the optimum correction angle θc. However, as shown in FIG. 5, the bottom of the quadratic curve representing the displacement difference is flat on the ship bottom. It may appear. In such a case, the control console 4 obtains two points θ1 and θ2 that have the same amount of displacement in the X-axis direction and the Y-axis direction,
θc = (θ1 + θ2) / 2
As an alternative, an average value of the rotation angles may be calculated, and this average angle may be determined as the optimum correction angle θc. The control console 4 determines a method for calculating one of the optimum correction angles θc in step ST11 according to the obtained sampling data.
次に、並進補正を行うが、本発明においては、並進補正は上記回転補正時に得られたサンプリングデータを用いて行う。駆動軸が1回転する間に得られた固定スクロール10のX軸方向およびY軸方向の変位量をプロットすると図6に示すように環状に表れる。
Next, translation correction is performed. In the present invention, translation correction is performed using the sampling data obtained during the rotation correction. When the displacement amounts in the X-axis direction and the Y-axis direction of the fixed
これによれば、送り角がθaのときは、まだ変位量が大きく、表れるプロット形状も大きな環状となる。次に送り角がθbのときは、変位量はやや収束するがそれでもまだ大きな環状となる。送り角がθcのときは、最も変位量が小さく収縮するため、小さな環状に表れる。 According to this, when the feed angle is θa, the displacement amount is still large, and the plot shape that appears is a large ring. Next, when the feed angle is θb, the amount of displacement converges somewhat, but still becomes a large ring. When the feed angle is θc, the displacement amount is the smallest and contracts, so that it appears in a small ring shape.
そこで、ステップST14にて制御コンソール4は、固定スクロール10の軌跡のX軸方向の最大点をXmax、最小点をXminとし、Y軸方向の最大点をYmax、最小点をYminとしたとき、以下の式1に記載の演算処理を行い固定スクロール10の適正位置(Xc,Yc)を割り出す。
これによれば、各スクロール11,12の最適位置(Xc、Yc)をサンプリングデータの中心位置を求める要領で簡単に算出でき、中心精度も高い。なお、サンプリングデータは、変位量が最も収束した状態での送り角θcのときが、最も好ましいが、これ以外の送り角θaやθbのときでもよい。
According to this, the optimum position (Xc, Yc) of each of the
測定データによっては、変位量がθcのように収束するとは限らない、そこで、第2の測定方法としては、駆動軸60が1回転したときに得られる固定スクロール10のX軸方向およびY軸方向の軌跡の全サンプリング数をnとしたとき、制御コンソール4は、以下の式2に記載の演算処理を行い固定スクロール10の適正位置(Xc,Yc)を割り出す。
これによれば、全サンプリング数nの座標点の中心を積分計算によって平均化して算出し、その中心を固定スクロールの適正位置(Xc,Yc)としたことにより、サンプリングミスによる特異なデータが含まれていても、積分することによって平滑化されるため、より安定した位置決めができる。 According to this, by calculating the average of the coordinate points of the total sampling number n by integral calculation and setting the center as the appropriate position (Xc, Yc) of the fixed scroll, unique data due to a sampling error is included. Even if it is, it is smoothed by integration, so that more stable positioning can be achieved.
さらに、第3の方法として、図7に示すように、旋回スクロール20の最適補正角をθCとし、最適補正角θCを挟んで旋回スクロール20の回転角がθ1のときの最大変位差をGap1、そのときのX軸方向およびY軸方向の軌跡の中心を(XC1、YC1)とし、回転角がθ2のときの最大変位差をGap2、そのときのX軸方向およびY軸方向の軌跡の中心を(XC2、YC2)とし、最大変位差にGap1≒Gap2の関係が成り立つとき、制御コンソール4は、以下の式3に記載の演算処理を行い固定スクロール10の適正位置(Xc,Yc)を割り出す。
これによれば、旋回スクロール20の極小点を最適補正角をθCとしたときに、左右対称に現れる二次曲線のほぼ同じ変位差となる回転角θ1、θ2の軌跡中心から固定スクロール10の適正位置(Xc,Yc)ことで、安定した位置決めが行える。
According to this, when the minimum correction point of the orbiting
制御コンソール14は、ステップST11で上記第1から第3の演算方法をサンプリングデータの状態を併せて判断し、最適な演算方法を選択して並進補正を行う。 In step ST11, the control console 14 determines the first to third calculation methods together with the state of the sampling data, selects the optimum calculation method, and performs translation correction.
並進補正の最適位置(Xc,Yc)が確定した後、制御コンソール4は、ステップST15において、X−Y移動手段320に指令を出し、これを受けてX−Y移動手段320は、固定スクロール10を最適位置(Xc,Yc)に強制的に移動させる。以上で、芯出し作業は完了する。
After the optimum position (Xc, Yc) for translation correction is determined, the control console 4 issues a command to the
次に、制御コンソール4は、組立手段700およびZ軸リニアガイド710に指令を出し、これを受けて、まずZ軸リニアガイド710が降下を開始し、固定スクロール10の直上まで降りる。
Next, the control console 4 issues a command to the assembling means 700 and the Z-axis
次に、組立手段700内に搭載された締付手段のガイドシリンダ(ともに図示しない)を下降させて、ボルトネジを固定スクロール10の固定孔に供給した後、締付治具(図示しない)を介してボルトネジを締め付ける。このとき、制御コンソール4は固定スクロール固定手段340に指令を出し、固定スクロール10に対する押圧力をさらに上げてボルト締め付け時に固定スクロール10の位置がずれないようにする。なお、本発明において、組立手段700の組立手順は任意であるため、具体的な説明は省略する。
Next, after the guide cylinder (both not shown) of the fastening means mounted in the assembly means 700 is lowered and the bolt screw is supplied to the fixing hole of the fixed
最後に、組み立てられた状態の圧縮部1を回転駆動させて、その回転駆動状態(例えばトルクや振動など)に異常がないかどうか異常検出手段31で検出し、問題がなければ、モータ3を停止して調芯作業を終える(ステップST17)。異常が発生した場合には、同様にモータ3を停止し、同時に制御コンソール4の表示部に異常が発生したことを告げる警告表示を行う(ステップ18)。なお、異常検出手段は31は調芯作業時においても、異常を発見した場合には、作業を一旦停止するようにプログラムしてもよい。以上により、一連の調芯作業および組立作業が終了する。
Finally, the
この実施形態において、調芯装置100は、調芯作業および組立作業までを一貫して行うことが可能な装置であるが、例えば圧縮部10の基本的な組立および供給工程を含む前組立装置をさらに組み込んでもよいし、調芯完了後の圧縮部10を梱包する工程やスクロール圧縮機としての組立工程を含む梱包装置や組立装置に一体に組み込んでもよい。
In this embodiment, the aligning
以上説明したように、本発明によれば、旋回スクロール20の公転方向を非圧縮方向に公転させながら調芯を行うことにより、密閉作動室40内が負圧空間となり、旋回スクロール20が固定スクロール10側に密着した状態、すなわち、運転状態に近似した状態で調芯することができ、より高精度に調芯(芯出し)を短時間で行うことができる。
As described above, according to the present invention, by performing alignment while revolving the revolution direction of the orbiting
1 圧縮部
3 モータ
31 異常検出手段
4 制御コンソール
10 固定スクロール
20 旋回スクロール
30 メインフレーム
40 密閉作動室
50 オルダムリング
60 駆動軸
100 調芯装置
200 ベース
300 固定スクロール移動手段
400 旋回スクロール回転補正手段
500 カップリング手段
610,620 変位検出手段
700 組立手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記密閉作動室内を負圧状態で調芯することを特徴とするスクロール圧縮機の調芯方法。 A compression part in which the scroll laps of the fixed scroll and the orbiting scroll are meshed with each other to form a sealed working chamber, a main frame that supports the compression part, and a crankshaft connected to the orbiting scroll at the tip A scroll compressor aligning method for positioning the scroll wraps of the scroll compressor including the drive shaft pivotally supported by the main frame while revolving the orbiting scroll via the drive shaft. ,
A method of aligning a scroll compressor, wherein the sealed working chamber is aligned in a negative pressure state.
上記密閉作動室内を負圧状態で調芯することを特徴とするスクロール圧縮機の調芯方法。 A compression part in which the scroll laps of the fixed scroll and the orbiting scroll are meshed with each other to form a sealed working chamber, a main frame that supports the compression part, and a crankshaft connected to the orbiting scroll at the tip And a drive shaft that is pivotally supported by the main frame, and the fixed scroll has a refrigerant suction port for drawing the refrigerant into the hermetic working chamber, and a refrigerant discharge for discharging the compressed high-pressure refrigerant. An outlet and a bypass port for leaking a part of the refrigerant to the discharge side are provided, and the bypass port is provided with a backflow prevention valve for preventing the high-pressure refrigerant from flowing back into the sealed working chamber. In the scroll compressor, the scroll wraps are positioned with respect to each other while revolving the orbiting scroll via the drive shaft. In alignment method Lumpur compressor,
A method of aligning a scroll compressor, wherein the sealed working chamber is aligned in a negative pressure state.
5. The method for aligning a scroll compressor according to claim 4, wherein the orbiting scroll is revolved in a non-compression direction so that the sealed working chamber has a negative pressure.
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---|---|---|---|
JP2006004944A JP2007187049A (en) | 2006-01-12 | 2006-01-12 | Scroll compressor aligning method |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9494155B2 (en) | 2011-03-24 | 2016-11-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Scroll compression device |
US9581160B2 (en) | 2011-03-24 | 2017-02-28 | Panasonic Intellectual Property Management Co. Ltd. | Scroll compression device |
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US9494155B2 (en) | 2011-03-24 | 2016-11-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Scroll compression device |
US9581160B2 (en) | 2011-03-24 | 2017-02-28 | Panasonic Intellectual Property Management Co. Ltd. | Scroll compression device |
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