JP4620543B2

JP4620543B2 - 圧縮機用ハウジングの歪み測定方法及びその装置

Info

Publication number: JP4620543B2
Application number: JP2005231667A
Authority: JP
Inventors: 泰造佐藤; 義人松村
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Holdings Corp
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2005-08-10
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2025-08-10
Also published as: JP2007046536A

Description

本発明は、例えば車両用空気調和装置に用いられる圧縮機の製造において、ハウジングの歪みを測定するための圧縮機用ハウジングの歪み測定方法及びその装置に関するものである。

一般に、この種の圧縮機としては、圧縮機本体内に互いに周方向に間隔をおいて設けられた複数のシリンダと、各シリンダ内をそれぞれ往復動する複数のピストンと、各ピストンの一端側に摺動自在に係合する斜板と、斜板を回転させる駆動シャフトとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。圧縮機本体は、円筒状のハウジング、シリンダブロック及びシリンダヘッドからなり、これらの部品は複数のボルトによって互いに締結されている。

ところで、前記ハウジングは、ピストンの往復運動による繰り返し荷重を受けるため、その内面に歪みがあると部分的に集中応力が生じ、長期的な使用における耐久性の面で好ましくない。そこで、周知の真円度測定装置（例えば、特許文献２参照。）を用いてハウジングの内面の真円度を測定することにより、ハウジングの歪みを測定する方法もある。
特開２００４−２３９０９６号公報特開平８−３１３２４７号公報

前記ハウジングは周方向複数箇所をボルトによってシリンダブロック及びシリンダヘッドに締結されるため、ボルトの締結力が加わった状態と同等の条件で歪みを測定する必要があるが、真円度測定装置を用いて部品単体の状態で測定する方法では、ボルトの締結力と同等の荷重を付与したハウジングの歪みを測定することができず、組立後のハウジングに実際に生ずる歪みを検査することができなかった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部品単体の状態においてもボルトの締結力が加わった状態と同等の条件でハウジングの歪みを測定することのできる圧縮機用ハウジングの歪み測定方法及びその装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、圧縮機本体の軸方向一端側に配置され、軸方向一端面側の周縁部の周方向複数箇所に挿入されるボルトによって軸方向他端側の他の部品に締結される円筒状の圧縮機用ハウジングの歪みを測定する圧縮機用ハウジングの歪み測定方法において、前記ハウジングの各ボルト挿入箇所にそれぞれ軸方向の圧縮荷重を付与した状態でハウジングの歪みを周方向に亘って測定するようにしている。

これにより、ハウジングの各ボルト挿入箇所にそれぞれ軸方向の圧縮荷重が付与された状態でハウジングの歪みが周方向に亘って測定されることから、ハウジングが部品単体の状態においてもボルトの締結力が加わった状態と同等の条件でハウジングの歪みを測定することができる。

また、本発明は前記目的を達成するために、圧縮機本体の軸方向一端側に配置され、軸方向一端面側の周縁部の周方向複数箇所に挿入されるボルトによって軸方向他端側の他の部品に締結される円筒状の圧縮機用ハウジングの歪みを測定する圧縮機用ハウジングの歪み測定装置において、前記ハウジングの各ボルト挿入箇所にそれぞれ軸方向の圧縮荷重を付与する荷重付与手段と、荷重付与手段によってハウジングに圧縮荷重を付与した状態でハウジングの歪みを周方向に亘って測定する測定器とを備えている。

これにより、ハウジングの各ボルト挿入箇所にそれぞれ荷重付与手段によって軸方向の圧縮荷重が付与された状態でハウジングの歪みが測定器によって周方向に亘って測定されることから、ハウジングが部品単体の状態においてもボルトの締結力が加わった状態と同等の条件でハウジングの歪みを測定することができる。

本発明によれば、部品単体の状態においてもボルトの締結力が加わった状態と同等の条件でハウジングの歪みを測定することができるので、組立後のハウジングにおける歪みを的確に検査することができ、故障の原因になり易いハウジングの歪みの発見に貢献することができる。

図１乃至図８は本発明の一実施形態を示すもので、図１は歪み測定装置の側面図、図２は圧縮機の側面断面図、図３はハウジング嵌合前の歪み測定装置の側面図、図４は図１のＡ−Ａ線矢視方向断面図、図５は図１のＢ−Ｂ線矢視方向断面図、図６は図１のＣ−Ｃ線矢視方向断面図、図７は歪み測定装置のブロック図、図８は測定結果の一例を示す図である。

同図に示す斜板式圧縮機は、冷媒を吸入及び吐出する圧縮機本体１と、圧縮機本体１内に設けられた複数のピストン２と、各ピストン２の一端側に周方向に摺動自在に係合する斜板３と、斜板３に連結されたロータ４と、ロータ４を介して斜板３を回転させる駆動シャフト５とを備え、斜板３の回転によって各ピストン２がそれぞれシリンダ６内を往復動するようになっている。

圧縮機本体１は、ハウジング１ａ、シリンダブロック１ｂ、シリンダヘッド１ｃ及びバルブプレート１ｄからなり、これらは複数のボルト７によって互いに軸方向に連結されている。ハウジング１ａはアルミニウム合金等の鋳造品からなり、一端側を閉塞した円筒状に形成されている。ハウジング１ａの一端面の中央には駆動シャフト５を挿通するシャフト挿通孔１ｅが設けられ、その他端側はシリンダブロック１ｂ側に開口している。シャフト挿通孔１ｅ内には駆動シャフト５を支持するベアリング８が配置され、ハウジング１ａの内側の端面には斜板３を軸方向に支持するベアリング９が配置される。また、ハウジング１ａの一端面の周方向複数箇所には各ボルト７をそれぞれ挿通するボルト挿通孔１ｆが設けられ、各ボルト挿通孔１ｆはハウジング１ａの周方向に等間隔で配置されている。この場合、各ボルト挿通孔１ｆに挿入されたボルト７は、シリンダブロック１ｂ及びバルブプレート１ｄを挿通してシリンダヘッド１ｃに螺合するようになっている。

本実施形態の歪み測定装置１０は、ハウジング１ａの各ボルト挿入箇所にそれぞれ軸方向の圧縮荷重を付与する荷重付与手段としての押圧部材１１と、ハウジング１ａと同軸上に配置される支軸１２と、ハウジング１ａの内周面における径方向の変位量を測定する第１の測定器１３と、ハウジング１ａの軸方向一端側における内側端面（ベアリング７の取付面）の軸方向の変位量を測定する第２の測定器１４と、各測定器１３，１４の測定位置を周方向複数箇所で検知する第１の位置検知器１５と、各測定器１３，１４の測定開始位置を周方向所定位置で検知する第２の位置検知器１６と、押圧部材１１によってハウジング１ａの各ボルト挿入箇所に付与された荷重の大きさをそれぞれ測定する複数の荷重測定器１７と、測定データを記憶するデータ記憶部１８とから構成されている。

押圧部材１１は、ハウジング１ａの上方に配置される円盤状の本体部１１ａと、本体部１１ａの下面にハウジング１ａの各ボルト挿入箇所に対応するように設けられた複数の押圧部１１ｂとからなる。本体部１１ａは各押圧部１１ｂをそれぞれ周方向所定位置に確実に保持可能な剛性を有し、その上面には図示しない加圧装置によって下方への荷重が付与されるようになっている。押圧部１１ｂは本体部１１ａの下面から下方に延びるように円柱状に形成され、その下端にはハウジング１ａのボルト挿通孔１ｆに嵌合可能な突部１１ｃが設けられている。

支軸１２は下端側を基台１２ａに回動自在に支持され、その上端側はハウジング１ａのシャフト挿通孔１ｅを挿通するようになっている。また、支軸１２の上端には測定位置検知用の円形の検知板１２ｂが取付けられ、検知板１２ｂの周端側には複数の切り欠き１２ｃが周方向に所定の角度（例えば１０°）ごとに等間隔で設けられている。また、検知板１２ｂの外周面の所定箇所には測定開始位置検知用の反射部１２ｄが設けられている。

第１の測定器１３は周知の渦電流変位センサからなり、ハウジング１ａの内周面における径方向の変位量を非接触で測定するようになっている。第１の測定器１３は支軸１２に固定され、支軸１２と共に回動することによりハウジング１ａの内周面の変位量を周方向に亘って測定するようになっている。

第２の測定器１４は第１の測定器１３と同様、周知の渦電流変位センサからなり、ハウジング１ａの内側端面における軸方向の変位量を非接触で測定するようになっている。第２の測定器１４は支軸１２に固定され、支軸１２と共に回動することによりハウジング１ａの内側端面の変位量を周方向に亘って測定するようになっている。

第１の位置検知器１５は検知板１２ｂを間にして互いに上下に配置された周知の光センサからなり、回転する検知板１２ｂの各切り欠き１２ｃの有無を検知することにより、各測定器１３，１４の測定位置を周方向所定角度ごとに検知するようになっている。

第２の位置検知器１６は検知板１２ｂの外周面に対向する周知のレーザーセンサからなり、回転する検知板１２ｂの反射部１２ｄを検知することにより、各測定器１３，１４の測定開始位置を検知するようになっている。

各荷重測定器１７は押圧部材１１の各押圧部１１ｂに取付けられた複数の歪みゲージからなり、押圧部１１ｂが軸方向荷重によって弾性変形を生ずると、その変形量に応じた電圧を出力するようになっている。

データ記憶部１８は周知の記憶装置からなり、第１及び第２の測定器１３，１４がそれぞれ増幅器１３ａ，１４ａを介して接続されている。また、データ記憶部１８には、第１及び第２の位置検知器１５，１６が接続されるとともに、各荷重測定器１７がそれぞれ増幅器１７ａを介して接続されている。

以上のように構成された歪み測定装置１０によってハウジング１ａの歪みを測定する場合には、図３に示すように基台１２ａの上にハウジング１ａを支軸１２と同軸となるように載置し、押圧部材１１の各突部１１ｃをハウジング１ａの各ボルト挿通孔１ｆにそれぞれ嵌合する。次に、押圧部材１１に上方から所定の荷重Ｆを付与し、その状態で支軸１２を手動または図示しないモータによって回動することにより、第１及び第２の測定器１３，１４をハウジング１ａの周方向に回転させる。その際、第２の位置検知器１６によって測定開始位置が検知されると、第１の位置検知器１５によって検知される各測定位置ごとに、第１及び第２の測定器１３，１４によってハウジング１ａの内面に対する変位量をハウジング１ａの全周に亘って測定する。その結果、例えば図８に示すように各測定位置の変位量に基づいてハウジング１ａの内周面の位置をプロットすることにより、荷重を加えた状態でのハウジング１ａの歪みが測定される。この場合、図８の実線に示す測定データが破線で示す基準データ（真円）に対して偏位している部分が歪みを生じている部分となる。また、前記歪み測定装置１０においては、押圧部材１１の各押圧部１１ｂに加わる荷重がそれぞれ各荷重測定器１７によって測定される。即ち、各ボルト７の締結力と各荷重測定器１７の測定値とが一致するように押圧部材１１の荷重Ｆの大きさを設定することにより、ボルト７の締結力が加わった状態と同等の条件でハウジング１ａの歪みが測定される。

このように、本実施形態によれば、ハウジング１ａの各ボルト挿入箇所にそれぞれ軸方向の圧縮荷重を付与した状態でハウジング１ａの歪みを周方向に亘って測定するようにしたので、ハウジング１ａが部品単体の状態においてもボルト７の締結力が加わった状態と同等の条件でハウジング１ａの歪みを測定することができ、組立後のハウジング１ａにおける歪みを的確に検査することができる。

また、ハウジング１ａの軸心を中心に回動する第１の測定器１３によってハウジング１ａの内周面における径方向の変位量を測定することにより、ハウジング１ａの径方向の歪みを測定するようにしたので、例えばハウジング１ａの径方向の歪みによるピストン２との干渉状態を検査することができ、故障の原因になり易いハウジング１ａの径方向の歪みの発見に貢献することができる。

更に、ハウジング１ａの軸心を中心に回動する第２の測定器１４によってハウジング１ａの内側端面における軸方向の変位量を測定することにより、ハウジング１ａの軸方向の歪みを測定するようにしたので、例えばハウジング１ａの軸方向の歪みによるベアリング７と斜板３との圧接状態を検査することができ、故障の原因になり易いハウジング１ａの軸方向の歪みの発見に貢献することができる。

この場合、第１及び第２の測定器１３，１４を支軸１２によってハウジング１ａの軸心を中心に回動させるようにしたので、支軸１２を回動させることによりハウジング１ａの周方向の測定を容易且つ確実に行うことができ、実用化に際して極めて有利である。

また、第１の位置検知器１５によって第１及び第２の測定器１３，１４の測定位置をハウジング１ａの周方向複数箇所で検知するようにしたので、ハウジング１ａの歪みを各測定位置で確実に測定することができ、測定精度を高めることができる。

更に、第２の位置検知器１６によって第１及び第２の測定器１３，１４の測定開始位置をハウジング１ａの周方向所定位置で検知するようにしたので、ハウジング１ａの歪みをハウジング１ａの周方向所定位置から順に確実に測定することができ、測定精度を高めることができる。

また、押圧部材１１によってハウジング１ａの各ボルト挿入箇所に荷重を付与する押圧部材１１の各押圧部１１ｂをハウジング１ａの各ボルト挿通孔１ｆに嵌合するようにしたので、各押圧部１１ｂが各ボルト挿通箇所に対して位置ずれを生ずることなくハウジング１ａに荷重を付与することができ、ハウジング１ａの歪みをより高精度に測定することができる。

この場合、押圧部材１１によってハウジング１ａの各ボルト挿入箇所に付与される荷重の大きさを各荷重測定器１７によってそれぞれ測定するようにしたので、各ボルト７の締結力と各荷重測定器１７の測定値とが一致するように押圧部材１１の荷重Ｆの大きさを設定することにより、各ボルト７の締結力と同等の荷重をハウジング１ａに確実に付与することができ、ハウジング１ａの歪みをより高精度に測定することができる。

本発明の一実施形態を示す歪み測定装置の側面図圧縮機の側面断面図ハウジング嵌合前の歪み測定装置の側面図図１のＡ−Ａ線矢視方向断面図図１のＢ−Ｂ線矢視方向断面図図１のＣ−Ｃ線矢視方向断面図歪み測定装置のブロック図測定結果の一例を示す図

符号の説明

１…圧縮機本体、１ａ…ハウジング、１ｆ…ボルト挿通孔、７…ボルト、１０…歪み測定装置、１１…押圧部材、１２…支軸、１３…第１の測定器、１４…第２の測定器、１５…第１の位置検知器、１６…第２の位置検知器、１７…荷重測定器。

Claims

圧縮機本体の軸方向一端側に配置され、軸方向一端面側の周縁部の周方向複数箇所に挿入されるボルトによって軸方向他端側の他の部品に締結される円筒状の圧縮機用ハウジングの歪みを測定する圧縮機用ハウジングの歪み測定方法において、
前記ハウジングの各ボルト挿入箇所にそれぞれ軸方向の圧縮荷重を付与した状態でハウジングの歪みを周方向に亘って測定する
ことを特徴とする圧縮機用ハウジングの歪み測定方法。
前記ハウジングの軸心を中心に回動する測定器によってハウジングの内周面における径方向の変位量を測定することにより、ハウジングの径方向の歪みを測定する
ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機用ハウジングの歪み測定方法。
前記ハウジングの軸心を中心に回動する測定器によってハウジングの軸方向一端側における内側端面の軸方向の変位量を測定することにより、ハウジングの軸方向の歪みを測定する
ことを特徴とする請求項１または２記載の圧縮機用ハウジングの歪み測定方法。
圧縮機本体の軸方向一端側に配置され、軸方向一端面側の周縁部の周方向複数箇所に挿入されるボルトによって軸方向他端側の他の部品に締結される円筒状の圧縮機用ハウジングの歪みを測定する圧縮機用ハウジングの歪み測定装置において、
前記ハウジングの各ボルト挿入箇所にそれぞれ軸方向の圧縮荷重を付与する荷重付与手段と、
荷重付与手段によってハウジングに圧縮荷重を付与した状態でハウジングの歪みを周方向に亘って測定する測定器とを備えた
ことを特徴とする圧縮機用ハウジングの歪み測定装置。
前記測定器を、ハウジングの軸心を中心に回動することによりハウジングの内周面における径方向の変位量を測定するように構成した
ことを特徴とする請求項４記載の圧縮機用ハウジングの歪み測定装置。
前記測定器を、ハウジングの軸心を中心に回動することによりハウジングの軸方向一端側における内側の端面の軸方向の変位量を測定するように構成した
ことを特徴とする請求項４または５記載の圧縮機用ハウジングの歪み測定装置。
前記測定器の測定位置をハウジングの周方向複数箇所で検知する位置検知手段を備えた
ことを特徴とする請求項４、５または６記載の圧縮機用ハウジングの歪み測定装置。
前記測定器の測定開始位置をハウジングの周方向所定位置で検知する位置検知手段を備えた
ことを特徴とする請求項４，５、６または７記載の圧縮機用ハウジングの歪み測定装置。
前記荷重付与手段を、ハウジングの各ボルト挿通孔にそれぞれ嵌合可能な押圧部材によって構成した
ことを特徴とする請求項４、５、６、７または８記載の圧縮機用ハウジングの歪み測定装置。
前記荷重付与手段によってハウジングの各ボルト挿入箇所に付与された荷重の大きさをそれぞれ測定する荷重測定手段を備えた
ことを特徴とする請求項４、５、６、７、８または９記載の圧縮機用ハウジングの歪み測定装置。