JP5558424B2 - ツインロータリ圧縮機の中間プレートの検査装置 - Google Patents
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Description
(あ)室内の照明等が隙間に入った場合、誤認識が発生するため、測定装置の周囲をカバーで覆うことで誤作動を防いでいたが、装置稼動部より入る光によって、完全に誤作動を無くすことができなかった。
(い)また、この測定装置をツインロータリ圧縮機の圧縮部の組み立て時の検査に使用しようとすると、圧縮部を構成する分割タイプである中間プレートの分割面に、直接光線を当てることができないため、組立後の中間プレートの分割面の隙間(隙間の有無は大きさ等)を測定することができなかった。
(う)さらに、この測定装置のメンテナンス・作業面については、カバーで外周を覆うため構成要素が多く、メンテナンスや作業に多くの時間が必要であった。
前記ツインロータリ圧縮機の圧縮部に組み込まれる前における前記中間プレートの前記一対の分割面を互いに突き合わせるための第一突き合わせ手段と、該突き合わせ手段によって突き合わせられた状態における前記分割面同士の隙間を測定する分割面隙間測定手段と、前記突き合わせ手段によって突き合わせられた状態における分割面に垂直な方向の前記中間プレートの外径を測定する第一外径測定手段と、を具備する第一検査装置と、
前記ツインロータリ圧縮機の圧縮部に組み込まれた状態における前記中間プレートの一対の分割面を互いに突き合わせるための第二突き合わせ手段と、該突き合わせ手段によって突き合わせられた状態における前記分割面に垂直な方向の前記中間プレートの外径を測定する第二外径測定手段と、を具備する第二検査装置と、
前記分割面隙間測定手段が測定した前記分割面同士の隙間が所定の規定値未満の場合に、前記第一外径測定手段が測定した前記中間プレートの外径と、前記第二外径測定手段が測定した前記中間プレートの外径とに基づいて、前記圧縮部に組み込まれた状態における前記中間プレートの突き合わせられた一対の分割面同士の隙間を算出する制御手段と、
を有することを特徴とする。
図1〜図8は本発明の実施の形態に係る、ツインロータリ圧縮機の中間プレートの検査装置を説明するものであって、図1は検査対象(中間プレート)が組み込まれた部材(ツインシリンダタイプワーク)を模式的に示す正面視の断面図、図2は図1に示す検査対象(中間プレート)を模式的に示す平面図、図3および図4は一部(第一検査装置)を模式的に示す正面図および平面図、図5および図6は一部(第二検査装置)を模式的に示す正面図および平面図、図7は一部(制御手段)を示す電気配線図、図8は検査の流れを示す動作フローチャートである。なお、各図における同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
本発明の実施の形態に係る、ツインロータリ圧縮機の中間プレートの検査装置(図示しない、「検査装置」と称する場合がある)は、第一検査装置100、第二検査装置200および制御装置300を有するものであって、以下、第二検査装置200の検査対象であるツインロータリ圧縮機に搭載された圧縮部(ツインシリンダタイプワーク)について説明し、ついで、第一検査装置100の検査対象である前記圧縮部を形成する中間プレートについて説明する。その後、第一検査装置100および第二検査装置200を説明し、最後に、制御装置300および検査の流れを説明する。
図1において、まず、ツインロータリ圧縮機に搭載された圧縮部(検査対象が組み込まれている)について説明する。
圧縮部(以下、「ツインシリンダタイプワーク」と称す)15は、一対の圧縮機構(メカ部)を有している。
すなわち、一方の圧縮機構には、第一ワーク軸受1と第一ワークシリンダ2と中間プレート5とによって第一圧縮室3が形成され、第一圧縮室3に第一ピストン4が移動自在に配置され、第一圧縮室3の内周面と第一ピストン4の端面(外面)との間に第一圧縮室隙間Aが形成されている。
また、他方の圧縮機構には、第二ワーク軸受10と第二ワークシリンダ7と中間プレート5とによって第二圧縮室8が形成され、第二圧縮室8に第二ピストン9が移動自在に配置され、第二圧縮室8の内周面と第二ピストン9の端面(外面)との間に第二圧縮室隙間Bが形成されている。
そして、第一ピストン4および第二ピストン9は、それぞれシャフト11に形成された第一偏芯部11aおよび第二偏芯部11bに取り付けられ、シャフト11の回転によって、第一圧縮室隙間Aおよび第二圧縮室隙間Bの大きさが変動するから、第一圧縮室3および第二圧縮室8において、冷媒等の流体は高温・高圧の状態に圧縮される。なお、第一偏芯部11aと第二偏芯部11bとは位相が相違しているため、それぞれ第一圧縮室3および第二圧縮室8において、冷媒は交互に圧縮される。
図2において、中間プレート5は、略半円盤状の第一分割プレート(以下、説明の便宜上「右分割プレート」と称す)5aと第二分割プレート(以下、説明の便宜上「左分割プレート」と称す)5bとから構成されるものである。
右分割プレート5aは、略半円弧状の右外周16aと、右外周16aの一部に形成された平面である右基準面17aと、右基準面17aに平行で、右外周16aの円弧の中心を通過する右分割面19aと、右分割面19aの一部に形成され、右外周16aと同心である半円弧状の右内周18aと、を有している。
左分割プレート5bの外郭は右分割プレート5aと面対称の形状であって、左外周16bと、左基準面17bと、左分割面19bと、左内周18bと、を有している。
また、後記する受け治具23との位置決めのため、右分割プレート5aおよび左分割プレート5bには、それぞれ右位置決め孔21aおよび左位置決め孔21bが形成されている。
なお、シャフト11の第一偏芯部11aと第一偏芯部11aとに挟まれた部分が、中心孔20内に配置され(該部分が右内周18aと左内周18bとによって包囲される)ものであって、配置された状態における、シャフト11の前記部分の外周面と中心孔20の内周面との間隙を、シャフト隙間Dと称す(図1参照)。
すなわち、中間プレート5を分割された右分割プレート5aと左分割プレート5bとによって構成することによって、シャフト11を左右から挟み付ける(正確には当接していない)ことができるから、シャフト隙間Dを小さくすることによって、圧縮機の性能が向上している。なお、右分割面19aと左分割面19bとの間に隙間が発生した場合(正確には、分割面隙間Cが0(ゼロ)であるとみなすことができない場合)は、第一圧縮室3と第二圧縮室8とが連通するため、圧縮性能の低下が発生する。
次に、ツインシリンダタイプワーク15の組立方法について説明する。
図1において、円周上の一方向で第一ピストン4の端面(外面)と第一ワークシリンダ2の内周面との間の間隙である第一圧縮室隙間Aが、シャフト11の第一偏芯部11aにおいて図面スペック(設計基準値)に納まるように、第一ワークシリンダ2と第一ワーク軸受1とを複数のボルト12によって接合(固定)する。
そして、シャフト11の第一偏芯部11aに第一ピストン4を設置し、第一ピストン4が設置されたシャフト11を第一ワーク軸受1に挿入し、第一ピストン4を第一圧縮室3に配置する。
そして、シャフト11の第二偏芯部11bに第二ピストン9を設置し、第二ピストン9が設置されたシャフト11を第二ワーク軸受10に挿入し、第二ピストン9を第二圧縮室8に配置する。
そこで、単品の状態において、分割面隙間Cが基準値内に納まっていることが既に確認されている中間プレート5(特定の右分割プレート5aと特定の左分割プレート5bとからなるセット)を、シャフト11に設置してツインシリンダタイプワーク15を組み立てる。
そして、第一ワークシリンダ2に形成された複数のボルト孔にボルト13を挿入し、第二ワークシリンダ7に形成された雌ネジにボルト13を螺合し、中間プレート5を緩んだ状態で挟圧する(ボルト13を仮締めする)。
そこで、中間プレート5の外径をクランプし(右分割プレート5aと左分割プレート5bとを挾持して、右分割面19aと左分割面19bとを当接させ)、右分割面19aと左分割面19bと隙間を検査する。そして、その値が所定の規定値未満である(分割面隙間Cが0(ゼロ)あるいは0(ゼロ)とみなせる)ものが、良品(合格品)とされる。
次に第一検査装置の構成について説明する。
図3(正面図)において、第一検査装置100は、下フレーム44に支持されたベースプレート26と、ベースプレート26に設置された各部材から構成されている。ベースプレート26の中心部分(装置中心部分に同じ)に、中間プレート5がセットされる受け治具23が複数のボルト22によって固定されている。
そして、中間プレート5が受け治具23に確実に着座していることを検知する複数の近接センサ24が、受け治具23にボルト25によって固定されている。
さらに、ベースプレート26の中心部分には貫通孔が形成され、該貫通孔を囲むようにベースプレート26の下面に複数の六角支柱31が固定され、六角支柱31にはボルト30によって光源用プレート29が固定されている。
そして、光源用プレート29にはLED光源27がボルト28によって設置されている。LED光源27の一部(先端部)は、前記貫通孔を通過し、ベースプレート26の上面に突出し、受け治具23に載置される中間プレート5の右分割面19aと右分割面19aとの突き当て部に向けて、赤色光が照射可能になっている。
また、ベースプレート26の上面には上フレーム32が立設され、上フレーム32に上プレート34が固定されている。そして、上プレート34には画像センサ(CCDカメラに同じ)36が複数のボルト35によって固定されている。すなわち、画像センサ36は、LED光源27が発した赤色光が入射する位置に配置され、かかる赤色光を検知することができる。
すなわち、CCDカメラ36の画素1個を単位面積として、赤色に見える波長610nm〜750nmが当たっている画素の数を数えて面積に変換することによって、分割面隙間Cを求めている。このとき、室内の照明等、例えば蛍光灯の光は、その中に赤色が含まれるものの、色で見た場合「白」で判断されるため、LED光源27が発する赤色光と混同されることはない。つまり、外乱にならないため、CCDカメラ36への入射を防止するためのカバー等が不要になっている。
なお、LED光源27が発する光線は、赤色光に限定するものではなく、周囲の照明の影響を受けない色であれば何れであってもよい。
すなわち、本発明において「分割面隙間測定手段」は、LED光源27およびは画像センサ(CCDカメラに同じ)36を具備している。
さらに、ベースプレート26の上面で受け治具23の近傍にはクランプシリンダ43が設置されている。クランプシリンダ43の軸部(稼働部)先端には、複数のプッシャガイド40が形成されたクランプアーム38がボルト37によって固定されている。そして、プッシャガイド40にはプッシャ42が昇降(移動)自在に挿入され、プッシャ42は、ボルト39によって、プッシャガイド40から抜け出し不能に保持されると共に、プッシャスプリング41によって下方に付勢されている。このとき、複数のプッシャ42は受け治具23の上方に位置している。
図4(平面図)において、第一検査装置100を構成する各機器について説明する。
第一検査装置100のベースプレート26には中央部を挟んで、互いに並行な一対のベースレール54a、54cが複数のボルト55a、55cによって固定されている。
ベースレール54a上には一対のガイドブロック(以下、説明の便宜上それぞれを、「右ガイドブロック56a、左ガイドブロック56b」と称す)が移動自在に設置され、ベースレール54c上には一対のガイドブロック(以下、説明の便宜上それぞれを、右ガイドブロック56c、左ガイドブロック56d」と称す)が移動自在に設置されている。そして、右ガイドブロック56aおよび右ガイドブロック56cとが、それぞれ右スライドプレート57aの端部に固定され、左ガイドブロック56bおよび左ガイドブロック56dとが、それぞれ左スライドプレート57bの端部に固定されている。
なお、本発明において、部材を形容する「右、左」という表現は、説明上の便宜であるため、それぞれの左右が入れ替わって視認されたり、それぞれが重なって視認されたりすることがある。
したがって、右スライドプレート57aおよび左スライドプレート57bは、右スライドシリンダ47aおよび左スライドシリンダ47bの伸縮によって、それぞれ独立にベースレール54a、54cと平行に移動する。
さらに、右スライドプレート57aには、右基準プレート52aを挟んで、ベースレール54a、54cに平行に移動自在な右Vプレート58aが配置され、右Vプレート58aは複数の右スプリング59aによって付勢されている。そして、右スプリング59aは、右スライドプレート57aに設置された右カバープレート50aによって、散逸(飛び出し)不能に保持されている。同様に、左スライドプレート57bには複数の左スプリング59bによって付勢された左Vプレート58bが設置され、左スライドプレート57bに左カバープレート50bが設置されている。
なお、本発明において、「第一突き合わせ手段」は、右基準プレート52aが設置された右スライドプレート57a、右スライドプレート57aを移動させる右スライドシリンダ47aを、少なくとも具備している。
受け治具23の上面には位置決めのための右位置決めピン68aおよび左位置決めピン68bが立設され、受け治具23に中間プレート5が載置された際、それぞれ右位置決め孔21aおよび左位置決め孔21bに侵入する。
そこで、右スライドプレート57aおよび左スライドプレート57bを前進(互いに近づく方向に移動)すると、右基準プレート52aは右基準面17aに、左基準プレート52bは左基準面17bにそれぞれ当接し、中間プレート5は受け治具23上で位置決めされる。
すなわち、右スライドプレート57aの左スライドプレート57bに対向する面には、複数のセンサプレート60が固定され、センサプレート60にリニアセンサ(距離測定手段に同じ)61が設置されている。一方、左スライドプレート57bの右スライドプレート57aに対向する面には、複数のリニアストッパ64が設置されている。
なお、リニアセンサ61およびリニアストッパ64の設置形態は、図示するものに限定するものではなく、リニアセンサ61を左スライドプレート57bに、リニアストッパ64を右スライドプレート57aにそれぞれ設置してもよい。また、リニアセンサ61およびリニアストッパ64の数は限定するものではない。
したがって、本発明において、「第一外径測定手段」はリニアセンサ61を具備している。
なお、保護ストッパ62および保護センサ63の設置形態は、図示するものに限定するものではなく、保護ストッパ62を左スライドプレート57bに、保護センサ63を右スライドプレート57aにそれぞれ設置してもよい。また、保護ストッパ62および保護センサ63の数は限定するものではない。
次に第二検査装置の構成について説明する。
図5および図6において、第二検査装置200は、ツインシリンダタイプワーク15に組み立てられた状態における中間プレート5の基準面隙間E(右基準面17aと左基準面17bとの距離、中間プレート5の外径に相当する。図2参照)を測定するためのものであって、ツインシリンダタイプワーク15が載置される受け治具73を有している。
すなわち、第二検査装置200は、第一検査装置100からLED光源27、画像センサ36およびプッシャ42(並びにこれらをベースプレート26に設置するための部材)を撤去して、受け治具23を受け治具73に変更したものであって、これを除く構成は第一検査装置100に同じであるから、第一検査装置100と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
すなわち、右基準プレート52aが設置された右スライドプレート57a、右スライドプレート57aを移動させる右スライドシリンダ47a等を具備する「第二突き合わせ手段」と、リニアセンサ61を具備する「第二外径測定手段」を有している。
なお、ツインシリンダタイプワーク15の第二ワーク軸受10を貫通孔73bに挿入して、第二ワークシリンダ7の下面を当接面73aに当接(載置)した状態で、右基準プレート52a、右Vプレート58a、左基準プレート52bおよび左Vプレート58bは、第一ワークシリンダ2の下面と第二ワークシリンダ7の上面とに挟まれた隙間に侵入自在な位置に位置している。
すなわち、組み立てられた状態において、分割面隙間Cを直接測定することはできないものの、基準面隙間Eを測定することによって、組み立て前後における分割面隙間Cの変化を知ることができる(これについては、以下に説明する)。
図7は、第一検査装置100および第二検査装置200を制御する制御装置300を示す電気配線図である。
図7において、制御装置300は、第一検査装置100を制御する第一制御部(以下、「第一シーケンサ」と称す)310と、第二検査装置200を制御する第二制御部(以下、「第二シーケンサ」と称す)320と、第一シーケンサ310および第二シーケンサ320に接続された統合制御部(以下、「統合シーケンサ」と称す)330と、を有している。
なお、第一シーケンサ310および第二シーケンサ320において、同じ部分または相当する部分には、同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、第一シーケンサ310、第二シーケンサ320および統合シーケンサ330は、説明を容易にするため別個のものであるように記載しているが、一方の機能を他方に取り込んで、1または2のシーケンサに集約してもよい。
なお、エアーバルブユニット99は、クランプシリンダ43、右スライドシリンダ47aおよび左スライドシリンダ47bのそれぞれに供給する圧縮空気の量を調整するものである。すなわち、それぞれのユニットから入力されるデータをもとに、シーケンサCPU300b内に組み立てられたプロゴラムにおいて各部材を動作させる。
統合シーケンサ330には、第一シーケンサ310のシーケンサCPU300bと第二シーケンサ320のシーケンサCPU300bとが接続され、前者から入力される単体隙間合計値E5と、後者から入力される組立隙間合計値E15とが比較される(これについては、後記する)。
次に第一検査装置100および第二検査装置200を用いた検査の流れについて、制御装置300の制御を図8に示す動作フローチャートに沿って説明する。
第一検査装置100において、装置中央の受け治具23の上面に中間プレート5を載置する(S1)。このとき、右位置決め孔21aおよび左位置決め孔21bに、右位置決めピン68aおよび左位置決めピン68bがそれぞれ侵入している。
続いて、右スライドシリンダ47aおよび左スライドシリンダ47b(右スライドプレート57aおよび左スライドプレート57bに同じ)を前進させ(S2)、右基準プレート52aの先端および左基準プレート52bの先端を、それぞれ中間プレート5の右基準面17aおよび左基準面17bに当接させる(S3)。このとき、右スライドシリンダ47aの圧力(左スライドシリンダ47bの圧力に同じ)は、第二検査装置200における組立隙間値を測定する際(S23参照)の右スライドシリンダ47aの圧力に同じである。
また、右Vプレート58aは中間プレート5の右外周16aを、左Vプレート58bは中間プレート5の左外周16bをそれぞれ規制し(S4)、クランプシリンダ43に押し下げられたプッシャ42が、中間プレート5を上から押さえつけ、浮き上がりを防止している(S5)。
一方、保護ストッパ62が保護センサ63に当たらない(OFF)場合は(S6)、中間プレート5は正常にクランプされたと判断し、LED光源27を点灯させる(S8)。
そうすると、中間プレート5の下から投光された赤色光は、右分割面19aと左分割面19bとの間に分割面隙間Cが発生している場合(C≠0)、分割面隙間Cを通って画像センサ36によって検知される(S9)。
一方、演算された色面積の値が所定の規定値以下の場合、分割面隙間Cが無い(正確には、無いに等しい)と判断し、リニアセンサ61の数値が入力され(S10)、それを合計した値(以下、「単体隙間合計値E5」と称す)を記憶する(S11)。この記憶した単体隙間合計値E5は、この後、第二検査装置において使用する。かかる記憶の後、各部材は元の位置に戻り、「単品良品」として終了とする(S12)。
次に、第二検査装置200おいて、ツインシリンダタイプワーク15に組み込まれている中間プレート5の基準面隙間Eを測定する。すなわち、第一検査装置100におけると略同様に、装置中央の受け治具73の上面にツインシリンダタイプワーク15を載置する(S21、正確には、当接面73aに第二ワークシリンダ7の下面を当接する)。続いて、右スライドシリンダ47aおよび左スライドシリンダ47b(右スライドプレート57aおよび左スライドプレート57bに同じ)を前進させ(S22)、右基準プレート52aの先端および左基準プレート52bの先端を、それぞれ中間プレート5の右基準面17aおよび左基準面17bに当接させる(S23)。このとき、右スライドシリンダ47aの圧力(左スライドシリンダ47bの圧力に同じ)は、第一検査装置100における組立隙間値を測定する際(S3参照)の右スライドシリンダ47aの圧力に同じである。
また、右Vプレート58aは中間プレート5の右外周16aを、左Vプレート58bは中間プレート5の左外周16bをそれぞれ規制している(S24)。
一方、保護ストッパ62が保護センサ63に当たらない(OFF)場合は(S25)、リニアセンサ61の数値が入力され(S27)、それを合計した値(以下、「組立隙間合計値E15」と称す)を記憶する(S28)。
さらに、第一検査装置100において計測した中間プレート5単体における基準面隙間Eについての単体隙間合計値E5と、第二検査装置200において計測したツインシリンダタイプワーク15に組み込まれている中間プレート5の基準面隙間Eについての組立隙間合計値E15とを比較し(S29)、両者の差が所定の基準値以下である場合(S30)には、各部材は元の位置に戻り、「組み立て良品」として終了とする(S31)。
また、ツインシリンダタイプワーク15に組み立てられる前に、分割面隙間Cが無い状態で(正確には無い状態にするように)中間プレート5の外周をクランプして、基準面隙間Eを測定し、組立後に、再度クランプする事により組立前の測定値との差を演算して、基準面隙間Eの変化量ΔE(ΔE=E15−E5)を測定しているから、組立後に、分割面隙間Cが拡大したか否か(中心孔20が真円のままであるか否か)を検査することができる。よって、第一圧縮室3および第二圧縮室8の液密度が向上するから、ツインシリンダタイプワーク15の圧縮性能を良好にすることができる。
Claims (4)
- 略半円状の一対の分割プレートの分割面を互いに突き合わせて形成される略円形板の中間プレートを検査する、ツインロータリ圧縮機の中間プレートの検査装置であって、
前記ツインロータリ圧縮機の圧縮部に組み込まれる前における前記中間プレートの前記一対の分割面を互いに突き合わせるための第一突き合わせ手段と、該突き合わせ手段によって突き合わせられた状態における前記分割面同士の隙間を測定する分割面隙間測定手段と、前記突き合わせ手段によって突き合わせられた状態における分割面に垂直な方向の前記中間プレートの外径を測定する第一外径測定手段と、を具備する第一検査装置と、
前記ツインロータリ圧縮機の圧縮部に組み込まれた状態における前記中間プレートの一対の分割面を互いに突き合わせるための第二突き合わせ手段と、該突き合わせ手段によって突き合わせられた状態における前記分割面に垂直な方向の前記中間プレートの外径を測定する第二外径測定手段と、を具備する第二検査装置と、
前記分割面隙間測定手段が測定した前記分割面同士の隙間が所定の規定値未満の場合に、前記第一外径測定手段が測定した前記中間プレートの外径と、前記第二外径測定手段が測定した前記中間プレートの外径とに基づいて、前記圧縮部に組み込まれた状態における前記中間プレートの突き合わせられた一対の分割面同士の隙間を算出する制御手段と、
を有することを特徴とするツインロータリ圧縮機の中間プレートの検査装置。 - 前記分割面隙間測定手段が、前記突き合わせ手段によって突き合わせられた状態における前記分割面に赤色光を照射する発光手段と、該発光手段に対応して配置され、前記分割面同士の隙間を前記赤色光が通過した場合、該通過した赤色光を検知する画像センサと、を具備し、
前記画像センサがCCDカメラであって、前記通過した赤色光を検知した面積を認識して、前記分割面同士の隙間の位置および幅を測定することを特徴とする請求項1記載のツインロータリ圧縮機の中間プレートの検査装置。 - 前記第一突き合わせ手段が、前記中間プレートが載置される受け治具と、該受け治具に載置された前記中間プレートを該受け治具に押し付ける押し付け手段を具備することを特徴とする請求項1または2記載のツインロータリ圧縮機の中間プレートの検査装置。
- 前記分割プレートの外周に、前記分割面と平行な平面部が形成され、
前記第一突き合わせ手段および前記第二突き合わせ手段は、前記平面部に当接する基準プレートを具備することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のツインロータリ圧縮機の中間プレートの検査装置。
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