JP3831781B2 - 斜板式圧縮機のピストン組付け装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は斜板式圧縮機のピストン組付け装置に係り、より詳しくはピストンの組付けを自動化することにより、圧縮機の性能と生産性を向上するようにした斜板式圧縮機のピストン組付け装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用空気調和装置を構成する圧縮機は、自動車のプーリーを経て伝逹されるエンジンの動力を、電子クラッチの断続作用により選択的に受け取り、蒸発器で熱交換された冷媒を吸い込んだ後、ピストンの直線往復運動により圧縮して凝縮器に吐出する装置である。
【0003】
このような圧縮機としては多様な種類があり、一般的に圧縮方式及び構造によって往復式及び回転式に分けられる。
一方、往復式圧縮機には、クランク式、斜板式、搖板式(wobble plate)があり、回転式圧縮機にはベインロータリ式及びスクロール式があり、これら圧縮機は圧縮容積を変化させられる可変容量型をも含む。
前記可変容量型斜板式圧縮機の従来技術については日本国公開特許2001−3859号に記載されている。
【0004】
ここでは可変容量型斜板式圧縮機の全体構成についての説明は省略し、本発明に関わる組付け装置を基準として説明する。
図1に示すように、駆動軸16、ロータ17、ピストン22及び斜板18が1つのアセンブリになっている組立体Paにおいて、駆動軸16が駆動軸支持治具44によって支持され、複数のピストン22がピストン支持治具45によって支持される。
【0005】
次に、シリンダブロック12のシリンダボア33内に位置決め用治具41の位置決め部43を挿入配置し、この際、位置決め部43の先端面に突設している位置決め用凸部43aと、ピストン22に穿設している位置決め用凹部22cとが嵌合される。
このように、位置決め用凸部43aと位置決め用凹部22cとの凹凸嵌合の状態で、シリンダブロック12を図2に示す矢印方向へスライド移動させる。
シリンダブロック12の移動により、ピストン支持治具45はピストン22から離脱するので、結局シリンダブロック12はピストン22を完全にカバーすることになる。
最後の段階で、各位置決め部43をシリンダブロック12のシリンダボア33から完全に抜き出して、ピストン22の挿入組付けは完了する。
【0006】
しかし、圧縮機を組み立てる従来技術は次のような問題点を有している。
第1、従来技術は位置決め用凸部43aと位置決め用凹部22cとの凹凸嵌合により、ピストン22がシリンダブロック12のシリンダボア33内に挿入される構造になっているため、ピストン22及び位置決め部43にそれぞれ形成された位置決め用凹部22cと位置決め用凸43aとを正確に形成しなければ、凹凸嵌合が不可能となり、ピストンをシリンダボア内に組付けることができない。
このように組付けを可能にする位置決め用凸部と位置決め用凹を精密に加工しなければならないことから、特にピストン本体に位置決め用凹を形成する製作過程が難しいばかりか、製作コストが多大にかかるという問題点があった。
【0007】
第2、前記位置決め用凹部及び位置決め用凸部を加工した後、必ずその位置が正確に加工されたかどうか確認するテストを行う別途の追加工程を必要とする。第3、ピストンを組み付けるとき、別途のオイル塗布装置が備えられていないので、ピストンをシリンダブロックのシリンダボア内に円滑に組付けできないという不具合がある。
第4、位置決め用凹をピストン本体に直接加工するので、ピストンの耐久性及び圧縮性が著しく劣化し、圧縮機性能が低下するという問題点もあった。
【先行技術文献】
【特許文献1】
特開2001−3859号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ピストンをシリンダボアに挿入組付けする作業の自動化により、組立能率と生産性の高い斜板式圧縮機のピストン組付け装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ピストン本体を加工せずに自動的に組付けすることにより、ピストンの耐久性及び圧縮性が向上し、圧縮機の性能に対する信頼性を向上させることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の斜板式圧縮機のピストン組付け装置は、駆動軸上にロータと斜板が設置され、前記斜板と結合する複数のピストンをセンターボア及び多数のシリンダボアを有するシリンダブロックのシリンダボアに組付けするように構成された斜板式圧縮機のピストン組付け装置において、前記シリンダブロックを任意の空間上に固定させるシリンダブロック固定手段;前記シリンダブロックの上面から一定の高さに設置され、前記ピストンがシリンダボア内に挿入可能になるように前記ピストンの外面の一部を真空吸着するピストンの真空吸着手段;前記真空吸着手段によって吸着された前記ピストンの吸着角度を保持するために上端部に前記ピストンの下端面と一致する吸着角度保持面を備え、前記シリンダブロックの下方から前記シリンダボア内への挿入及び引抜きが可能な吸着角度保持手段;前記駆動軸の上端部を加圧して前記駆動軸、前記ロータ、前記斜板及び前記ピストンを有する組立体(Pa)をシリンダブロック側に下降させ、前記ピストンを前記シリンダボア内に挿入配置する組立体下降手段;及び、前記吸着角度保持手段を前記シリンダボア内に上昇させ、前記吸着角度保持面を前記ピストンの下面に接触するとともに、前記組立体下降手段の駆動時、前記組立体下降手段の下降速度とほぼ同じ速度で前記吸着角度保持手段を下降させる昇降手段を含んでなることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を添付図を参照して詳細に説明する。
図3は本発明に係る斜板式圧縮機のピストン組付け装置を示す全体配置図であり、図4は本発明に係るピストンが設置される状態を示す分解斜視図であり、図5は図4のピストン組付け完了状態を示す断面図である。
【0011】
一方、図6は本発明に係る吸着角度保持手段とシリンダボアとの関係を示す図である。
同図に示すように、本発明は駆動軸100上にロータ110及び斜板120が設置され、斜板120と結合した複数のピストン130を、センターボア141及び多数のシリンダボア142を備えたシリンダブロック140のシリンダボア142に組付けするための組付け装置に関する。
前記組付け装置はシリンダブロック固定手段200、ピストンの真空吸着手段300、吸着角度保持手段400、組立体下降手段500及び昇降手段600から構成される。
【0012】
シリンダブロック固定手段200は、シリンダブロック140を任意の空間上に固定する役割をし、好ましくは水平固定する。
ピストンの真空吸着手段300は、シリンダブロック140の上面から一定の高さに設置され、ピストン130がシリンダボア142内に挿入可能な位置になるように、ピストン130の外面の一部を真空吸着する役割を行う。
【0013】
真空吸着手段300は、ピストン130の外周面を覆う凹状の吸着面311と、内部に吸着孔312が形成された吸着部材310と、吸着部材310によって吸着面311にピストン130が吸着及び脱離できるよう、吸着孔312内に空気を強制に吸入及び解除する吸着力発生手段320とを含む。
吸着面311の軸方向の長さはピストン130の本体の軸方向の長さより同じか長くするのが望ましい。
【0014】
ピストン130の吸着角度保持手段400は、真空吸着手段300によって吸着されたピストン130の吸着角度を保持するために、ピストン130の下面と対向する吸着角度保持面401を備え、シリンダブロック140の下方からシリンダボア142内への挿入及び引抜きを可能とする。
ここで、図示していないが、真空吸着手段300は、吸着角度保持面401にピストン130の下面を吸着させられるよう、吸着角度保持面401に形成された吸着通路をさらに備えることができる。
【0015】
一方、前述した実施例ではピストン130の外周面と下面を同時に真空吸着する例をあげて説明したが、真空吸着手段300は、吸着角度保持面401に形成された吸着通路と、吸着角度保持面401にピストン130の下面が吸着及び脱離できるよう、吸着通路内に空気を強制に吸入及び解除する吸着力発生手段320とから構成されることにより、ピストン130の下面を単独に真空吸着することができる。
【0016】
組立体下降手段500は、駆動軸100の上端部を加圧して駆動軸100、ロータ110及び斜板120の組立体Paをシリンダブロック140側に下降させてピストン130をシリンダボア142内に挿入配置する。
昇降手段600は、吸着角度保持手段400をシリンダボア142の内部に上昇させ、吸着角度保持面401をピストン130の下端面に接触させ、しかも組立体下降手段500の駆動の際、組立体下降手段500の下降速度とほぼ同じ速度で吸着角度保持手段400を下降させる役割を果たす。
【0017】
以上、本発明に係る組付け装置の基本構成について説明した。
本発明は上記の基本構成に加えて、昇降手段600による吸着角度保持手段400の昇降時にシリンダブロック140のシリンダボア142の内周面にオイルを塗布するオイル塗布手段700をさらに備えることができる。
【0018】
オイル塗布手段700は、オイルを噴射するオイル噴射器710を含み、下部側に入口部720aを、上部側に出口部720bを有するオイル移動路720を吸着角度保持手段400の内部に形成し、オイル噴射器710から噴射されたオイルがオイル移動路720に沿って移動するように構成される。
一方、オイル移動路720の出口部720aに当たる吸着角度保持手段400の外周面には、シリンダボア142の内周面と隙間を形成するために段差部720cを形成する。
【0019】
また、本発明はシリンダボア142の配列位置を正確に決定するために、吸着角度保持手段400及び昇降手段600を左右に位置移動させる位置移動手段800をさらに含むことができる。
【0020】
本発明は上記の基本構成及び/またはオイル塗布手段700及び/または位置移動手段800を有する組付け装置において、昇降手段600にはシャフトガイド620を含み、シャフトガイド620はセンターボア141の内部に昇降可能に挿入され、その上端が駆動軸100の下端と分離可能になっており、駆動軸100のセンターボア141内への挿入を案内する。
【0021】
一方、本発明は上記の基本構成及び/またはオイル塗布手段700及び/または位置移動手段800及び/またはシャフトガイド620を有する技術的手段に加えて、ピストン130のそれぞれの上側に設置され、ピストン130を一定の力でプッシュできるようにピストンプッシュ手段830をさらに備えることができる。
【0022】
また、本発明は図6に示すように、シリンダボア142を整列し得る技術的手段を含むことができる。
すなわち、上記の基本構成及び/またはオイル塗布手段700及び/または位置移動手段800及び/またはシャフトガイド620及び/またはピストンプッシュ手段830を含む構成において、シリンダボア142内に挿入される吸着角度保持手段400のうち少なくとも2つ以上は、その外径D1が他の吸着角度保持手段400の外径D2よりも大きく、シリンダボア142の内径d1よりも小さくした条件式D2<D1<d1を満足するようにし、吸着角度保持手段400のシリンダボア142内への挿入時、シリンダボア142を整列し得るように構成することができる。
ここで、吸着角度保持手段400のうち他の吸着角度保持手段400より外径の大きい順番で2つは、一番遠距離または互いにほぼ対角線上に設置するのが望ましい。
一方、前述した本発明の説明のうちピストンプッシュ手段830及び組立体下降手段500を個別構成したが、逆にこれらを一体に構成することもできる。
【0023】
以上の本発明は、駆動軸100とピストン130及びシリンダボア142を垂直配置した状態で、ピストン130をシリンダボア142に組付けすることについて説明したが、その他に、吸着角度保持手段400の内部に吸着力発生手段320によって連結されるとともに吸着角度保持面401に露出してしまう空気吸入通路を構成することにより、駆動軸100とピストン130及びシリンダボア142を水平状態で配置し、ピストン130をシリンダボア142に組付けできることはいうまでもない。
加えて、本発明は必要に応じて組付け装置を水平または垂直に回転させることにより、ピストン130及びシリンダボア142を水平または垂直状態に転換して組付けすることができる。
【0024】
上記のように構成された本発明に係る組付け装置を用いてピストンを組付けする過程を説明する。
ピストンの組付けは以上説明した組付け装置のすべての構成を備えた実施例に基づいて説明する。
まず、駆動軸100上にロータ110と斜板120を設置し、斜板120に結合された複数のピストン130を含む組立体Paを備えた後、組立体Paの駆動軸100の上端部を組立体下降手段500に設置する。
【0025】
次に、シリンダブロック140を任意の空間上に水平状態でシリンダブロック固定手段200に設置する。
ここで、シリンダブロック固定手段200により、シリンダブロック140は上下方向に、シリンダボア142とピストン130とが一致する地点に固定設置される。
その後、真空吸着手段300を用いて、具体的にピストン130が上下方向にシリンダボア142と一致させる吸着作業を行う。
【0026】
以下、上記の吸着作業過程をより詳しく説明する。
吸着力発生手段320を稼動させて吸着部材310の吸着孔312から空気を強く吸入すると、ピストン130の外周面は吸着部材310の吸着面311に吸着することになり、ピストン130が上下方向にシリンダボア142と一致するようになる。
ここで、吸着力発生手段320を構成する吸着部310の吸着面311は上下方向にシリンダブロック140のシリンダボア142と一致させるのが好ましい。
【0027】
上記のようにピストン130の吸着作業を完了すると、その後、昇降手段600を作動させて吸着角度保持手段400とシャフトガイド620をシリンダブロック140の下部から上部へ上昇させる作業を進行する。
このように昇降手段600によって上昇する吸着角度保持手段400の上部面に該当する吸着角度保持面401は、ピストン130の下端面と接触するので、ピストン13はシリンダボア142内に挿入可能にその位置が完全に固定される。
この際、ピストン130の下面が吸着角度保持面401に接触した後には真空吸着手段300の吸着力は要らないので、真空吸着手段300の稼動を停止させる。
【0028】
一方、上記のように昇降手段600によって吸着角度保持手段400と同時に上昇するシャフトガイド620の上端は、シリンダブロック140のシリンダボア142を介して駆動軸100の下端と分離可能に結合される。
ここで、昇降手段600によって上昇する吸着角度保持手段400とシャフトガイド620とがそれぞれピストン130と駆動軸100に接触すると昇降手段600の駆動力を停止する必要があるので、これを可能にするために別途の接触感知センシング手段(図示なし)を備えるのが好ましい。
【0029】
上記のように、シャフトガイド620及び吸着角度保持手段400を上昇させる作業を完了した後、前述した組立体下降手段500を稼動させて前記組立体Paを徐々に下降させる。
この際、別途のピストンプッシュ手段830をさらに備え、組立体下降手段500とともに下降させることができる。
そして、組立体下降手段500が下降しはじめ、同時に昇降手段600が駆動し、組立体下降手段500の下降速度と同じ速度でシャフトガイド620及び吸着角度保持手段400が下降する。
【0030】
ここで、昇降手段600の駆動により、シャフトガイド620及び吸着角度保持手段400が下降しはじめ、この時、オイル塗布手段700を作動させて、シリンダブロック140のシリンダボア142の内周面にオイルを塗布する。
オイル塗布手段700のオイル噴射器710が作動すると、オイルはオイル移動路720の入口部720aに流入した後、出口部720bに噴出し、結局シリンダボア142の内周面に塗布される。
ここで、出口部720aの位置は吸着角度保持手段400に形成された段差部720cに一致するので、オイルは段差部720cによって形成された隙間に容易に吐き出される。
【0031】
一方、組立体下降手段500の作動により、組立体Paと一緒に下降するピストン130はシリンダボア142内に挿入され始める。
そして、ピストンプッシュ手段830の補助プッシュ力によってより容易にシリンダボア142に挿入できるので、図5に示すように、ピストン130を含む組立体Paの組付けが完了する。
【0032】
【発明の効果】
本発明の斜板式圧縮機のピストン組付け装置によれば、ピストンをシリンダボアに組付けする作業を自動化することにより、組立能率と生産性を格段に向上させることができる。
また、本発明はピストン本体を加工せずに組付けできるので、ピストンの耐久性及び圧縮性を向上させて、圧縮機の性能に対する信頼性を向上させる。
【0033】
以上、本発明の原理を理解するために好適な実施例について説明したが、本発明は上記の図示及び説明の構成及び作用に限定されるものではなく、特許請求の範囲の思想及び範囲から逸脱することなく種々の変形及び修正が可能であることが当業者によって容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術に係る斜板式圧縮機のピストン組付け装置を示す図である。
【図2】図1によるピストンの組付けが完了した状態図である。
【図3】本発明に係る斜板式圧縮機のピストン組付け装置を示す全体配置図である。
【図4】本発明に係るピストンが設置される状態を示す分解斜視図である。
【図5】図4のピストンの組付け完了状態を示す断面図である。
【図6】本発明に係る吸着角度保持手段とシリンダボアとの関係を示す図である。
【符号の説明】
100 駆動軸
110 ロータ
120 斜板
130 ピストン
140 シリンダブロック
141 センターボア
142 シリンダボア
200 固定手段
300 真空吸着手段
400 吸着角度保持手段
500 組立体下降手段
600 昇降手段
Claims (15)
- 駆動軸上にロータと斜板が設置され、前記斜板と結合する複数のピストンをセンターボア及び多数のシリンダボアを有するシリンダブロックのシリンダボアに組付けするように構成された斜板式圧縮機のピストン組付け装置において、
前記シリンダブロックを任意の空間上に固定させるシリンダブロック固定手段;
前記シリンダブロックの上面から一定の高さに設置され、前記ピストンがシリンダボア内に挿入可能になるように前記ピストンの外面の一部を真空吸着するピストンの真空吸着手段;
前記真空吸着手段によって吸着された前記ピストンの吸着角度を保持するために上端部に前記ピストンの下端面と一致する吸着角度保持面を備え、前記シリンダブロックの下方から前記シリンダボア内への挿入及び引抜きが可能な吸着角度保持手段;
前記駆動軸の上端部を加圧して前記駆動軸、前記ロータ、前記斜板及び前記ピストンを有する組立体(Pa)をシリンダブロック側に下降させ、前記ピストンを前記シリンダボア内に挿入配置する組立体下降手段;及び、
前記吸着角度保持手段を前記シリンダボア内に上昇させ、前記吸着角度保持面を前記ピストンの下面に接触するとともに、前記組立体下降手段の駆動時、前記組立体下降手段の下降速度とほぼ同じ速度で前記吸着角度保持手段を下降させる昇降手段を含んでなることを特徴とする斜板式圧縮機のピストン組付け装置。 - 前記昇降手段によって前記吸着角度保持手段の昇降時に前記シリンダブロックのシリンダボアの内周面にオイルを塗布するオイル塗布手段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。
- 前記オイル塗布手段は、
オイルを噴射するオイル噴射器と、
前記吸着角度保持手段の内部に形成され、入口部及び出口部を含むオイル移動路とから構成され、
前記オイル噴射器から噴射されたオイルが前記オイル移動路に沿って移動することを特徴とする請求項2記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。 - 前記オイル移動路の前記出口部に該当する前記吸着角度保持手段の外周面には、前記シリンダボアの内周面と隙間を形成するために段差部が形成されたことを特徴とする請求項3記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。
- 前記シリンダボアの配列位置を対応するために、前記吸着角度保持手段と昇降手段を左右に同時に移動させる位置移動手段をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。
- 前記真空吸着手段は、
前記ピストンの外周面を覆う凹状の吸着面と、
内部に吸着孔が形成された吸着部材と、
前記吸着部材によって前記吸着面に前記ピストンが吸着及び脱離できるよう、前記吸着孔内に空気を強制に吸入及び解除する吸着力発生手段とを含むことを特徴とする請求項1記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。 - 前記吸着面の軸方向の長さは前記ピストンの本体の軸方向の長さより同じか長くしたことを特徴とする請求項6記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。
- 前記真空吸着手段は、
前記吸着角度保持面に前記ピストンの下面を吸着させられるよう、前記吸着角度保持面に形成された吸着通路をさらに備えることを特徴とする請求項6記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。 - 前記真空吸着手段は、
前記吸着角度保持面に形成された吸着通路と、
前記吸着角度保持面に前記ピストンの下面が吸着及び脱離できるよう、前記吸着通路内に吸気を強制に吸入及び解除する吸着力発生手段とから構成されることを特徴とする請求項1記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。 - 前記昇降手段には、前記駆動軸の前記センターボア内への挿入を案内するために、前記センターボアの内部に昇降可能に挿入され、その上端が前記駆動軸の下端と分離可能になっているシャフトガイドをさらに備えることを特徴とする請求項1記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。
- 前記昇降手段には、前記駆動軸の前記センターボア内への挿入を案内するために、前記センターボアの内部に昇降可能に挿入され、その上端が前記駆動軸の下端と分離可能になっているシャフトガイドをさらに備えることを特徴とする請求項5記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。
- 前記ピストンを一定の力でプッシュできるように前記ピストンのそれぞれの上部側にピストンプッシュ手段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。
- 前記ピストンプッシュ手段及び組立体下降手段は一体に形成されたことを特徴とする請求項12記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。
- 前記シリンダボア内に挿入される前記吸着角度保持手段のうち少なくとも2つ以上は、その外径(D1)が他の吸着角度保持手段の外径(D2)よりも大きく、前記シリンダボアの内径(d1)よりも小さくした次の式、D2<D1<d1を満足するようにし、前記吸着角度保持手段の前記シリンダボア内への挿入時、前記シリンダボアを整列できるようにしたことを特徴とする請求項1記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。
- 前記吸着角度保持手段のうち他の吸着角度保持手段より外径の大きい順番で2つは、一番遠距離または互いにほぼ対角線上に設置されることを特徴とする請求項14記載の斜板式圧縮機のピストン組付け装置。
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