JP3301918B2 - スクリュウ圧縮機のロ−タ間位置調整方法 - Google Patents
スクリュウ圧縮機のロ−タ間位置調整方法Info
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Description
−タと雌ロ−タを有し、これら両ロ−タが各ロ−タにそ
れぞれ締まり嵌めで固定したタイミングギヤによって微
少間隙を保持しながら回転するスクリュウ圧縮機におけ
る、ロ−タ間位置調整方法に係わり、特に、両ロ−タ間
の微少間隙を自動的に所望なものとするスクリュウ圧縮
機のロ−タ間位置調整方法に関する。
調整方法は、特開平1−155089号公報に記載され
ているように、少なくとも一方のタイミングギヤの無い
状態で、いずれか一方のロ−タにブレ−キを掛けながら
他方のロ−タを正逆両方向に回転させ、その回転中にエ
ンコ−ダなどで測定した雄雌各ロ−タの回転位相差を用
いて両ロ−タ間の微少間隙を設定(タイミング調整ある
いは振り分け調整とも云う)している。
組立工程で実行され、一方のタイミングギヤを拘束しな
がら、他方のタイミングギヤと当該タイミングギヤが固
定されているロ−タとの間に圧油を印加して両者間の締
まり嵌めを緩め、該他方のタイミングギヤが設けられて
いるロ−タの歯面をハンマで叩くことによって、他方の
タイミングギヤと当該タイミングギヤが固定されている
ロ−タとの間で相対的な位置ずれを生じさせ、シム(厚
さゲ−ジ)を両ロ−タ間に挿入して両ロ−タ間の微少間
隙が所望なもの(値)になっているかどうかを確認(シ
ム計測)し、ハンマ叩きとシム計測を繰り返して両ロ−
タ間の微少間隙を所望なもの(値)にしていくことが行
なわれていた。
作業で両ロ−タ間の微少間隙設定(振り分け調整)を行
なうために、シム計測に時間が掛かるだけでなく、ハン
マ叩きが作業者の熟練度で左右されて振り分け調整の精
度が乱れ、振り分け調整の信頼度が低く、結果としてロ
−タ当りや圧縮性能がでないといった問題があった。
自動的に短時間で所望なものとすることができて振り分
け調整の信頼度高く圧縮性能が優れたスクリュウ圧縮機
のロ−タ間位置調整方法を提供することにある。
明の特徴は、ケーシング内に雄ロータと雌ロータを有
し、これら両ロータが各ロータにそれぞれ締まり嵌めで
固定された1対のタイミングギヤによって微少間隙を保
持しながら回転するスクリュウ圧縮機の、ロータ間位置
調整方法において、前記タイミングギヤの一方を拘束し
ながら、前記他方のタイミングギヤの内径を押し拡げる
ことにより、該他方のタイミングギヤの前記ロータとの
締まり嵌めによる固定を緩め、該締まり嵌め固定が緩め
られ、かつ相互間の摩擦力により該他方のタイミングギ
ヤと該ロータとの回転が拘束されている状態において,
該ロータにサーボモータを介して間歇的にトルクを印加
して、該他方のタイミングギヤと該ロータとの相対位置
を微調整し、該微調整を順次繰り返すことにより、前記
ロータ間の微少間隙を所望な値に調整する、ことにあ
る。
縮機組立の際、一方のタイミングギヤを拘束しながら、
他方のタイミングギヤと当該タイミングギヤが固定され
ているロ−タとの間に圧油を印加して両者間の締まり嵌
めを緩め、該他方のタイミングギヤが設けられているロ
−タにサ−ボモ−タでトルクを加え、両ロ−タ間の微少
間隙を設定値になるようにすると、サ−ボが効いている
状態では目標位置に位置決めされている(微少間隙が所
望な設定値になっている)が、サ−ボを切ると両ロ−タ
間の微少間隙が目標位置からずれてしまい、スクリュウ
圧縮機を所望な設定値で組み立てられないことが確認さ
れた。
当該タイミングギヤが固定されているロ−タとの間に圧
油を印加して両者間の締まり嵌めを緩めたとは云うもの
の、他方のタイミングギヤと当該タイミングギヤが固定
されているロ−タとの間には依然として摩擦があって高
い締め付け力が生じており、サ−ボモ−タでトルクを印
加している状態では当該タイミングギヤが固定されてい
るロ−タは弾性変形をしており、従って、サ−ボを切る
と弾性変形が開放されてロ−タ本来の形に戻って、両ロ
−タ間の微少間隙が目標位置からずれてしまうことにな
ると考えられる。 そこで、他方のタイミングギヤが設
けられているロ−タにサ−ボモ−タを介して間歇的にト
ルクを印加して、トルクを印加していない間にロ−タ本
来の形に戻し、その時の位置を基に次の間歇的なトルク
印加を行なうことにした。
れているロ−タは弾性変形をしていない状態で両ロ−タ
間の微少間隙が目標位置になるようになされ、両ロ−タ
間の微少間隙を自動的に短時間で所望なものとすること
ができて振り分け調整の信頼度高く圧縮性能が優れたス
クリュウ圧縮機を得ることができる。
施形態に従って説明する。図1は、本発明の一実施形態
を行なうスクリュウ圧縮機のロ−タ間位置調整装置のブ
ロック図を示しており、同図において、1はケ−シング
であり、雄ロ−タ2と雌ロ−タ3をボ−ルベアリング
4、5、ロ−ラベアリング6A、6B、7A、7Bを介
してスラスト方向並びにラジアル方向に支持する。8
A、8B、9A、9Bはシ−リング、10は雄ロ−タ2
の吐出側軸端部(図1では上端)に締まり嵌めで固定し
た斜歯のMタイミングギヤである。11は、雌ロ−タ3
の吐出側軸端部(同じく、図1では上端)に締まり嵌め
で固定した斜歯のFタイミングギヤである。12は、雄
ロ−タ2の吸引側軸端部(図1では下端)に締まり嵌め
で固定したピニオンギヤである。
ており、実使用中にはピニオンギヤ12を何等かの手段
で駆動することによって、雄ロ−タ2とMタイミングギ
ヤ10が回転され、同時に、Mタイミングギヤ10によ
ってFタイミングギヤ11が駆動されて雌ロ−タ3が雄
ロ−タ2と逆の方向に回転する。また、図示していない
が、両タイミングギヤ10、11があるケ−シング1の
端面部に、ボ−ルベアリング4に掛かる推力を受けるブ
ラケットが取り付けられている。さらにスクリュウ圧縮
機は大抵のところ水平に設置されるが、図1では紙面の
都合上、長手方向を上下にして示している。
おけるロ−タ及びタイミングギヤの微少間隙の状況をモ
デルで示している。すなわち、Mタイミングギヤ10と
Fタイミングギヤ11の噛み合っている個所(一点鎖線
円イで示す部分)を拡大して一点鎖線円甲に示し、雄ロ
−タ2と雌ロ−タ3が噛み合っている個所(一点鎖線円
ロで示す部分)を拡大して一点鎖線円乙に示している。
1の間隙B1は無く、後進側に間隙B2がある。また、
両ロ−タ2、3の前進側および後進側のそれぞれに微少
間隙G1、G2が設定される。微少間隙G1、G2は、
雄ロ−タ2に対するMタイミングギヤ10の固定位置を
ずらすことで変化する。
たら良いかについては、特開平1−155089号公報
に記載されている。例えば、雄ロ−タ2からMタイミン
グギヤ10を外し、Fタイミングギヤ11を介して雌ロ
−タ3にブレ−キを掛けながら雄ロ−タ2を正逆両方向
に回転させ、その回転中に各ロ−タ2、3に連結したエ
ンコ−ダ21、22で各ロ−タ2、3の回転位相差を測
定する(なお、この作業を計測作業と呼ぶ)。そして、
この測定結果を用いて所望の圧縮性能が得られるような
両ロ−タ2、3の前進側および後進側のそれぞれに微少
間隙G1、G2を得て、その目標位置になるように、M
タイミングギヤ10を雄ロ−タ2に締まり嵌めで固定す
る(また、この作業を調整作業と呼ぶ)。
及びタイミングギヤの微少間隙を所望の振り分け調整位
置にした状況を示している。
駆動するギヤで、この駆動ギヤ23はサ−ボモ−タであ
るダイレクトドライブモ−タ(以下、DDモ−タと略記
する)24で回転される。DDモ−タ24は雄ロ−タ2
のMタイミングギヤ10が設けられていない下端側に設
置されて、ピニオンギヤ12を介して雄ロ−タ2に間歇
的にトルクを印加する。25は、ギヤ26を介してFタ
イミングギヤ11を拘束し或いはブレ−キを掛けるサ−
ボモ−タである。
する)で、各ロ−タ2、3に連結したエンコ−ダ21、
22の出力パルスはそれぞれを分割するインタ−ポレ−
タ31、32を介してカウンタ33に入り、MPU30
で各ロ−タ2、3の回転位相差が演算される。34は、
計測作業時にサ−ボアンプ35を介してDDモ−タ24
を正逆両方向に回転させるコントロ−ラである。36
は、調整作業時にMPU30から出される位置指令をD
A変換し、サ−ボアンプ35を介してDDモ−タ24を
駆動し雌ロ−タ3に対し雄ロ−タ2が所望の間隙を持つ
ように雄ロ−タ2を駆動するDA変換器である。37
は、計測作業時或いは調整作業時にMPU30から出さ
れるトルク指令をDA変換し、サ−ボアンプ38を介し
てサ−ボモ−タ25を駆動するDA変換器である。
するモニタ、42は必要に応じて計測作業時或いは調整
作業時の各種デ−タを出力するプリンタである。51
は、計測作業時或いは調整作業時に雄ロ−タ2に固定し
たMタイミングギヤ10を配管52を介して油圧ポンプ
53から送られて来る圧油で締まり嵌めを緩める圧入治
具である。54は、調整作業時に雄ロ−タ2に対しMタ
イミングギヤ10が回転しないようにMタイミングギヤ
10をケ−シング1に固定する治具である。
おける処理フロ−に基づいて、図1に示したロ−タ間位
置調整装置を用いてスクリュウ圧縮機のロ−タ間位置を
調整する方法を説明する。
において、Mタイミングギヤ10が雄ロ−タ2に固定さ
れていない圧縮機本体にエンコ−ダ21、22やサ−ボ
モ−タ24、25など電気系の諸機器を接続する。次に
S2で計測作業を行なう。この計測作業はコントロ−ラ
34を用い、サ−ボモ−タ24の位置決め制御で行な
う。詳細は特開平1−155089号公報などに記載さ
れているようなものであるので、説明は省略する。
を焼き嵌めにより仮固定しておいてから圧入治具51を
雄ロ−タ2の吐出側軸端部(図1では上端)に取り付け
る(S3)。圧入治具51を雄ロ−タ2に固定した状況
を図5に示した。
けるピストン51aの下端ネジ部を雄ロ−タ2の上端部
にねじ止めする。また、Mタイミングギヤ10に圧入治
具51のシリンダ51bをねじ止めする。そして、配管
52をピストン51aの上端部にねじ止めする。Mタイ
ミングギヤ10、ピストン51a及びシリンダ51bで
油圧室51cが区画される。ピストン51aの上端部か
ら油圧室51cに連通する導入孔51dがあって、図1
に示した油圧ポンプ53から圧油が油圧室51cに供給
される。この圧油供給は図4におけるS4であり、油圧
室51cの圧油は雄ロ−タ2に対するMタイミングギヤ
10の焼き嵌め部の内径を押し広げ、また、油圧室51
cにおけるMタイミングギヤ10の端面に印加される下
方向での油圧とシリンダ51bの端面に印加される上方
向での油圧の差圧で、Mタイミングギヤ10とシリンダ
51bは雄ロ−タ2に対し下方向に移動し、Mタイミン
グギヤ10がボ−ルベアリング4に当って移動が止ま
り、図5の形になる。
グギヤ11は斜歯であるから、図5の状態まで移動する
時には斜歯に沿って相互に回転しなければならない。し
かし、Fタイミングギヤ11は雌ロ−タ3と固定されて
いるためにMタイミングギヤ10が回転すると雄、雌両
ロ−タ2、3同士が当って回転は止まる。そのため、M
タイミングギヤ10が雄ロ−タ2に対し回転することに
なるが、互いの回転摩擦力により、タイミングギヤ1
0、11同士の接触点とロ−タ2、3同士の接触点間で
ねじれを生じ、図5の状態になっても摩擦力によりねじ
れ(歪)の開放は行なわれず、歪が残留している。
0、11間のバックラッシュ、即ち、間隙を計測する。
この計測はサ−ボモ−タ24で雄ロ−タ2を拘束してお
いてサ−ボモ−タ25でタイミングギヤ11をわずかに
駆動し、タイミングギヤ10とのバックラッシュをエン
コ−ダ21、22の出力パルス位相差を得て、MPU3
0で演算して求める。
ングギヤ10、11の間隙が計測できたので、所望の圧
縮性能から図3に示すような所望の振り分け位置、即
ち、G1、G2が与えられて、間隙G1、G2とする両
ロ−タ2、3の位置関係になるように調整作業に入る。
す固定治具54を用いタイミングギヤ10をケ−シング
1に固定する。
を介してサ−ボモ−タ24のトルク制御を行なう。この
時、Fタイミングギヤ11がタイミングギヤのバックラ
ッシュ間で回転しないように、サ−ボモ−タ25で一方
向にトルクを掛けてタイミングギヤ同士を接触させるこ
とにより拘束している。
しく説明する。図6は、本発明者らが実験から得たもの
で、Mタイミングギヤ10と雄ロ−タ2との締まり嵌め
固定を緩める状況を示している。図6において、横軸は
図5に示した油圧室51cに油圧ポンプ53から印加す
る油圧、縦軸は図1に示したDDモ−タ24で雄ロ−タ
2に回転トルクを印加した時、油圧に対しMタイミング
ギヤ10が雄ロ−タ2との摩擦力に抗して如何なるトル
クで回転を始めるかの相互回転トルクを示している。
イミングギヤ10と雄ロ−タ2との締まり嵌め固定を緩
めたとは云うものの、Mタイミングギヤ10と雄ロ−タ
2の間には摩擦があって高い締め付け力が生じており、
この締め付け力によって雄ロ−タ2はMタイミングギヤ
10に回転が拘束されて弾性変形していることが分か
る。
S7において、図7に示すようにDDモ−タ24により
雄ロ−タ2に間歇的(ステップ状)にトルクを印加して
いる。トルク指令値はMPU30がスクリュウ圧縮機毎
の両ロ−タ2、3間の間隙振り分け目標(目標位置)や
現在位置との偏差並びに図6に示した特性曲線を演算し
て決定される。
を印加した場合の雄ロ−タ2の回転移動(変位)を示し
ている。図中、曲線θ1はエンコ−ダ21とエンコ−ダ
22それぞれの検出結果の差であり、曲線θ2はトルク
が印加されておらず雄ロ−タ2内で弾性変形が開放され
て回転が戻った場合における雄ロ−タ2の変位を包絡線
で示したものである。雄ロ−タ2がMタイミングギヤ1
0との摩擦により弾性変形で歪み、DDモ−タ24によ
り印加したトルクが雄ロ−タ2を正規の位置に移動させ
ていないことを明瞭に示している。
でMPU30において曲線θ2で得られる雄ロ−タ2の
変位から目標の振り分け位置になっているかどうかを確
認し、目標の振り分け位置に到達していなければ、その
変位を基準として、つまり、雄ロ−タ2の位置と目標位
置の偏差から次に印加するトルク指令値を演算する。そ
して、S7に戻って、次の間歇的トルクの印加を行な
う。従って、曲線θ2で示しているように、間歇的なト
ルク印加に沿って、雄ロ−タ2は目標位置に駆動されて
行く。なお、図7の点線は目標位置に対する許容範囲を
示している。
目標位置になったと判断すると、S9に移る。S7、S
8間を繰り返している時に、図3の間隙B1+B2が間
隙G1+G2の間に納まり、その結果、両ロ−タ2、3
間、両タイミングギヤ10、11間及び雄ロ−タ2とM
タイミングギヤ10間にS4で生じていた全ての歪が開
放される。
ていない場合の変位を基準として、次に印加するトルク
指令値を演算するようにし、S8では雄ロ−タ2の変位
から目標の振り分け位置になっているかどうかを確認だ
けをするようにしてもよい。この場合、何回ぐらい間歇
的なトルク印加を行なえば許容範囲に入るかは経験的に
分かるので、作業者が、予めS8に移行する時期を指定
しておけば良い。そして、S8からS7に戻ってきた場
合はS7を一回処理する度にS8に移ることにしておけ
ばよい。
51や固定治具54を取り外して、S10に移り、タイ
ミングギヤの間隙(バックラッシュ)を再度計測する。
ミングギヤ10固定時にMタイミングギヤ10とFタイ
ミングギヤ11や雄ロー夕2との間で生じている可能性
がある歪が開放され、また両ロー夕2、3が目標位置に
振り分けられたことにより、Mタイミングギヤ10とF
タイミングギヤ11の間が自由になっているので、S5
での計測手法と同様な手法でM、F両タイミングギヤ1
0、11間の間隙計測を行なうものである。
10での計測結果から最終振り分け目標位置を決め直
し、S12で再度圧入治具51を設け、S13でS4と
同様に圧入治具51を介してMタイミングギヤ10に圧
油を供給し雄ロ−タ2に対する締まり嵌め固定を緩め
る。ここで図示は省略したがS5、S6と同様にタイミ
ングギヤバックラッシュ計測、固定治具54でMタイミ
ングギヤ10をケ−シング1に固定して、S14、S1
5でS7、S8と同様な処理をして両ロ−タ2、3をS
11で決めた最終振り分け目標位置とする。
具54を取外しMタイミングギヤ10を雄ロ−タ2との
締まり嵌め固定をして、確認のためのM、F両タイミン
グギヤ10、11間の間隙計測をS17で実施する。必
要に応じてS18でプリンタ42でハ−ドコピ−を取っ
て、S19においてエンコ−ダ21、22などの調整装
置を取外し、一連の処理は終了する。
具54を取付け・取外しは別としてロ−タ間位置調整を
MPU30で自動的に、しかも、弾性変形の無い状態で
実行させることができる。
ュウ圧縮機のロ−タ間位置調整方法によれば、両ロ−タ
間の微少間隙を自動的に短時間で所望なものとすること
ができて、振り分け調整の信頼度高く圧縮性能が優れた
スクリュウ圧縮機を得ることができる。
のロ−タ間位置調整装置のブロック図である。
及びタイミングギヤの微少間隙の状況を示すモデル図で
ある。
及びタイミングギヤの微少間隙を所望の振り分け調整位
置にした状況を示す図である。
調整装置を用いてロ−タ間位置調整を行なう本発明の一
実施形態におけるソフトフロ−図である。
タイミングギヤのロ−タとの締まり嵌めによる固定を緩
める状況を示す図である。
の締まり嵌めによる固定を緩める状況を説明するための
図である。
トフロ−において他方のタイミングギヤが設けられてい
るロ−タにサ−ボモ−タを介して間歇的にトルクを印加
する状況を説明するための図である。
タイミングギヤが設けられているロ−タの位置とその目
標位置の関係を示す図である。
ロ−タ 3…雌ロ−タ 4、5
…ボ−ルベアリング 6A、6B、7A、7B…ロ−ラベアリング 8A、8B、9A、9B…シ−リング 10…Mタイミングギヤ 11…
Fタイミングギヤ 12…ピニオンギヤ 21、
22…エンコ−ダ 23…駆動ギヤ 24…
DDモ−タ 25…サ−ボモ−タ 26…
ギヤ 30…MPU 31、
32…インタ−ポレ−タ 33…カウンタ 34…
コントロ−ラ 35、38…サ−ボアンプ 36、
37…DA変換器 41…モニタ 42…
プリンタ 51…圧入治具 51a
…ピストン 51b…シリンダ 51c
…油圧室 51d…導入孔 52…
配管 53…油圧ポンプ 54…
固定治具
Claims (3)
- 【請求項1】ケーシング内に雄ロータと雌ロータを有
し、これら両ロータが各ロータにそれぞれ締まり嵌めで
固定された1対のタイミングギヤによって微少間隙を保
持しながら回転するスクリュウ圧縮機の、ロータ間位置
調整方法において、前 記タイミングギヤの一方を拘束しながら、前記他方の
タイミングギヤの内径を押し拡げることにより、該他方
の前記タイミングギヤの前記ロータとの締まり嵌めによ
る固定を緩め、該締まり嵌め固定が緩められ、かつ相互間の摩擦力によ
り該他方のタイミングギヤと該ロータとの回転が拘束さ
れている状態において、該ロータにトルクが印加されて
いない状況での該ロータ位置から前記ロータ間の微少間
隙を所望なものとする目標位置とするように、該ロータ
にサーボモータを介して間歇的にトルクを印加して該他
方のタイミングギヤと該ロータとの相対的な位置をずら
すことを繰り返すことにより、前記ロータ間の微少間隙
を所望な値に調整する、 ことを特徴とするスクリュウ圧縮機のロータ間位置調整
方法。 - 【請求項2】請求項1に記載のものにおいて、他方の前
記タイミングギヤが設けられている前記ロータへの間歇
的トルク印加は、該ロータにトルクが印加されていない
状況での該ロータの位置と目標位置の偏差から次に印加
するトルク値が決められて前記両ロータ間の微少間隙を
所望なものとすることを特徴とするスクリュウ圧縮機の
ロータ間位置調整方法。 - 【請求項3】請求項1に記載のものにおいて、他方の前
記タイミングギヤが設けられている前記ロータへの間歇
的トルク印加は、当該ロータの他方の前記タイミングギ
ヤが設けられている端部の反対側の端部に印加されるこ
とを特徴とするスクリュウ圧縮機のロータ間位置調整方
法。
Priority Applications (4)
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