JPS62203901A - スクロ−ル流体機械のスクロ−ル位置決め装置およびその位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔所業上の利用分野〕 本発明は、スクロール流体機械のスクロール位置決め装
置およびその位置決め方法に係り、特に、例えばスクロ
ール圧縮機の組立工程の中で、もつとも性能、信頼性の
面で重要な工程である、固定スクロールの高精度な位置
決めに好適な、スクロール流体機械のスクロール位置決
め装置およびその位置決め方法に関するものである。

〔従来の技術〕 一般にスクロール流体機械、特にヌクロール圧縮機は、
それぞれ鏡板と、鏡板に直立して渦巻状に形成されたス
クロールラップとを備えた固定スクロールおよび旋回ス
クロールを、互いに前記スクロールラップを内側に向け
て噛み合わせ、固定スクロールに吸入口および吐出口を
設け、旋回スクロールを実動要素に結合して旋回運動を
行わせることにより、両スクロールラップによって形成
される密閉作動室の容積を逐次減少して作動ガスを圧縮
するよって構成されている。

このようなスクロール圧縮機の組立工程の中で、もつと
も性能、信頼性の面で重要なのはスクロールの位置決め
である。

しかるに従来、フレームに固定ヌクロールヲ４ｆｌみ付
けて固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせる
作業は、作業者が手でクランク軸をまわし、旋回スクロ
ールと固定スクロールの各スクロールランプの側壁が当
らない位置を感触で見付ける方法をとっていたが、これ
では作業者の熟練に頼る面が多く、信頼性に乏しかった
。

そこで、スクロールの位置決めに関する先行技術として
、特開昭５７−１９３７９３号公報に記載されているよ
うに、鏡板上に予め位置決め用の基準孔を設け、この孔
にビンを嵌入して位置決めする方法が用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記特開昭５７−１９３７９３号公報記載の技術は、予
め位置決め基準孔を設けるために加工費が増加するとと
もに、ビンなどの部品が増加して原価面で不利である。

まだ、ビンを嵌入して位置決めする方法は、基準孔およ
び両スクロールラップの加工誤差が累積されて位置決め
精度が悪くなることについて配慮されていなかった。

本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、スクロール流体機械の組立作業に当り、
旋回スクロールのスクロールラップに合わせて、正しく
固定スクロールのスクロールラップを自動的に、かつ高
精度に位置決めしうるスクロール流体機械のスクロール
位置決め装置およびその位置決め方法を提供することを
、その目的としている。

〔問題点を解決するだめの手段〕

前述の問題点を解決するために、第１の発明に係るスク
ロール流体機械のスクロール位置決め装置の構成は、そ
れぞれ鏡板と鏡板に直立して渦巻状に形成されたスクロ
ールラップとを備える固定スクロールおよび旋回スクロ
ールを、互いに前記スクロールラップを内側に向けて噛
み合わせて密閉作動室を形成し、旋回ヌクロールの旋回
運動によって密閉作動室の容積を変化させるスクロール
流体機械のスクロール位置決め装置であって、前記固定
スクロールを保持して、前記旋回スクロールに位置合わ
せするようにＸ、　Ｙ軸方向に移動せしめる固定スクロ
ール移動手段と、前記旋回スクロールを保持して旋回運
動を行わしめる旋回スクロール旋回手段と、前記旋回ス
クロールの旋回（（よって、固定スクロールラップに対
し旋回スクロ−ルラツブの側面が接触する接触位置を検
知する旋回スクロール変位検知手段と、この旋回スクロ
ール変位検知手段が検知した接触位置のデータを入力し
、固定スクロールの最適位置を演算して前記固定スクロ
ール移動手段を作動せしめる指令を出力する演算制御手
段とを備えたものである。

また、第２の発明に係るスクロール流体機械のスクロー
ル位置決め方法は、それぞれ鏡板と鏡板に直立して渦巻
状に形成されたスクロールラップとを備える固定スクロ
ールおよび旋回スクロールを、互いに前記スクロールラ
ップを内側に向けて噛み合わせて密閉作動室を形成し、
旋回スクロールの旋回運動によって密閉作動室の容積を
変化させるスクロール流体機械のスクロール位置決め方
法であって、前記固定、旋回スクロールを噛み合わせて
暫定的な仮位置決めを行い、その暫定的な位置にある前
記固定スクロールに対して前記旋回スクロールを旋回ヌ
クロ寸ル旋回手段によって旋回運動させるとともに前記
固定スクロールをＸ。

Ｙ方向に固定スクロール移動手段によって微小移動させ
、前記固定スクロールのスクロ−ルラップ側面に前記旋
回スクロールのスクロールラップ側面が接触する位置を
、Ｘ、Ｙ方向それぞれについて＋、−側の各位置ごとに
旋回スクロール変位検知手段により検知し、その検知デ
ータを演算制御手段に入力して、Ｘ、　　Ｙ方向それぞ
れＫついて、前記＋、−側の各接触位置のデータの中間
点を演算し、この演算結果を出力する演算制御手段の指
令に従って前記固定スクロール移動手段を作動して、Ｘ
、　　Ｙ方向それぞれに前記固定スクロールの位置修正
を行って精密位置決めを行うようにする方法である。

〔作用〕

前述の技術的手段による働きを、本発明を開発した考え
方に従って、第３図および第４図を参照して次に説明す
る。

ここに第３図は、固定スクロールの組付は位置と旋回ス
クロールの運動状態の概念を示す説明図、第４図は、旋
回スクロールの運動状態を測定するためレーザ測定器を
用いた概念図である。

第３図の各図において、１は固定スクロール、２は旋回
スクロール、３，４は、各スクロールラップ間のギャッ
プ、７はクランク軸、８は、そのクランク軸７の偏心し
たピン部、９は、互いのスクロールラップが接触しない
旋回スクロールの最大変位量、９ａ、９ｂは、スクロー
ルラップの接触があるときの減少した変位量を示す。

仮の位置に組込まれた固定スクロール１を、Ｘ。

Ｙ方向に移動可能の直交テーブルに設けたチャック（第
３図では図示せず）にクランプして、これを数ミリメー
トル持ち上げ、旋回スクロール２の動きが外部から見え
るようにする。

この状態でクランク軸７を回転させると、旋回スクロー
ル２ば、クランク軸７のビン部８の偏心量に応じて旋回
運動を行う。旋回運動による半径方向の変位は、固定ス
クロール１が正しい位置にあれば、第３図（ａ）、　（
ｂ）に示すように、予めお互いにギャップ３，４が与え
られているので、クランク＠７のピノ８の偏心量に応じ
たストロークは、互いのスクロールラップが接触しない
旋回スクロール２の最大変位量９となる。

なお、第３図（ａ）、　（ｂ）は、旋回スクロール２に
対し固定スフミールｌが正しい位＃にある場合を示して
いる。

一方、固定スクロール１の位置が正しい位置からずれて
いれば、旋回スクロール２の旋回の動きが固定スクロー
ルｌに妨げられ、第１図（Ｃ）、（Ｃ−１）、第１図（
ｄ）、（ｄ−１）に示すようにストロークは、スクロー
ルラップの接触があるときの減少した変位量９ａ、９ｂ
のようになる。

なお、第３図（Ｃ）は、固定スクロール１が正しい位置
からずれている場合に、固定スクロール１を＋側に移動
したときを示し、（Ｃ−１）図は、スクロールの噛合い
を示す部分図、第３図（ｄ）は、固定スクロール１が正
しい位置からずれている場合に、固定スクロール１を一
側に移動したときを示し、（ｄ−１１図は、スクロール
の噛合いを示す部分図である。

固定スクロール１を、Ｘ、　Ｙ方向に移動したとき、旋
回スクロール２の変位量が変る点を、第４図に示すレー
ザ測定器などの旋回スクロール変位検知手段で検知する
。

すなわち、Ｘ方向の旋回スクロールの変位を、Ｖ−ザ発
振器５ａ、コリメータレンズ５ｂ、集光レンズ５Ｃおよ
び受光素子５ｄからなるＸ軸し−ザ測定器５で測定し、
Ｙ方向についても同様にレーザ発振器５ａ、コリメータ
レンズ６ｂ、集光しｙズ６Ｃおよび受光素子６ｄからな
るＹ軸し−ザ測定器６で測定する。

Ｘ軸＋Ｙ＠ｖ−ザ測定器５，６で、それぞれの変位量を
測定し変位量が最大変位量９になる位置に固定スクロー
ルを仮位置決めする。

次に、固定スクロール１ｆ：第３図（Ｃ）に示すように
Ｘ軸方向について＋（プラス）側に動かし、変位量が減
少しはじめる変位量９ａ（第３図（Ｃ−１）参照）の点
を見付ける。次いで、固定スクロール１を第３図（（ｆ
）に示すように−（マイナス）側に動かし、再び減少し
はじめる変位量ｇｂ（第３図（ｄ−１）参照）の点を見
付ける。そして、その中間に位置決めしてＸ軸方向の位
置決めが終わる。

Ｙ軸方向についても、同様に＋、−側に動かし変位計が
減少する各点の中間点に位置決めして精密位置決めが終
了する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図を参照し
て説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るスクロール圧縮機の
スクロール位置決め装置の略示構成図、第２図は、その
スクロール圧縮機の縦断面図である。

まず、スクロール圧縮機の構成を説明する。

第２図に示すスクロール圧縮機は、密閉容器１０内に圧
縮機部１１が上部に、電動機部１２が下部に連結されて
収納されている。

圧縮機部１１ば、鏡板１３に渦巻状のスフａ　−ルラノ
プ１４を直立させて旋回運動をする旋回スクロール２と
、鏡板１６に渦巻状のスクロールラップ１７を直立させ
て、フレーム１８に固定された固定スクロール１とから
なっている。固定スクロール１　およＵｋ　回スクロー
ル２の各スクロールラップ１７．１４を互いに内側を向
けて噛み合わせて密閉作動室１９を形成し、旋回スクロ
ール２の旋回運動によって密閉作動室１９の容積を減少
し圧縮を行うように構成されている。

電動機部１２の回転軸と一体のクランク軸７の下端は、
密閉容器１０の底部に形成された油溜め２０に浸漬され
、このクランク軸７には、油孔２１が穿設されている。

旋回スクロール２には、吸入圧力と吐出圧力との中間程
度の圧力になる位置に連通孔２２が穿設され、中間の圧
力になる中圧空間室２３を設けている。そして、前記、
クランク軸７の上部の偏心したピン部８は、旋回スクロ
ール２の下方に突設したボス部１５に嵌着されている。

しだがって、クランク軸７０回転によりボス部１５がフ
レーム１８の中圧空間室２３内を旋回することにより旋
回スクロール２は旋回運動を行い、旋回スクロールラッ
プ１４と固定スクロールラップ１７との互いのシール部
の移動により、吸入管２４から吸入されたガスは渦巻状
の密閉作動室１９の外側から内側に向けて圧縮され、固
定スクロール１の中央に設けた吐出口２５から密閉容器
１０内の空間領域２６に吐出され、次いで吐出管（図示
せず）を介して機外に送出される。すなわち、旋回スク
ロール２および固定スクロール１の両スクロールランプ
１４．１７および両鏡板１３．１６により形成される密
閉作動室１９の容積は、外側から中央に移動するに従っ
て減少し圧力が上昇する。

旋回スクロール２とフレーム１８とで形成される中圧空
間室２３は、前述のように、連通孔２２により吸入圧力
と吐出圧力の中間の圧力に保持されている。そこで、こ
の中間圧力と圧縮機部１１内圧力との差圧により、旋回
スクロール２を固定スクロール１に押しつけ、両スクロ
ールラップ１４．１７の先端と鏡板１６．１３との隙間
のシール部の密着を保持する。

また、密閉容器１０の内部は吐出圧力になっており、中
圧空間室２３より高いので、その圧力差により油溜め２
０の冷凍機油はクランク軸７内の油孔２１を押し上げら
れて摺動部に給油される。

以上説明したようなスクロール流体機械にあっては、ス
クロール部材を形成する固定ヌクロール１および旋回ス
クロール２のそれぞれのスクロールラップ１７．１４の
側壁が密閉作動室１９の密閉空間を形成し、シールを行
いながら次第に空間容積を縮小させて圧力を高めていく
ものであるから、両スクロールの組立は互いのスクロー
ルの位置合わせを高精度に行う必要がある。すなわち、
クランク軸７のどの回転方向においても、固定スクロー
ル１および旋回スクロール２の両スクロールラップ１７
．１４の側壁が互いに接触することなく、適度な隙間が
生じる位置に固定スクロールを位置決めし組付ける必要
がある。

そこで、次に本発明の一実施例に係るスクロール圧縮機
のスクロール位置決め装置の構成を第１図および第４図
を参照して説明する。

第１図の装置において、ワークとなるスクロール圧縮機
の要部は、第２図、第３図と同一符号を用い、レーザ測
定器部は、第４図と同一符号を用いて示している。

第１図において、３０は本体コラムで、この本体コラム
３０は、ヘッド３０ａ、ワーク取付部３０ｂ、下部コラ
ム３０ｄ、回転軸受部３０ｅから構成されている。ヘッ
ド３０ａは１本体コラム３０に案内溝を備えて上下動で
きるもので、次に述べるＸ軸移動装置３１．Ｙ軸移動装
置３２の保持部となるものである。

３１は、ワークとなる固定スクロール１をＸ軸方向（第
１図に向って左右方向）に移動させるためのＸ軸移動装
置、３２は、固定スクロール１をＹ軸方向（第１図に向
って垂直方向）に移動させるだめのＹ軸移動装置であり
、両者は互いに移動方向が直交するように取付けられて
、固定スクロール移動手段を構成している。

Ｘ軸移動装置３１の下部には、固定スクロール１を保持
するだめのクランプチャック３３が装着されており、こ
のクランプチャック３３には３本のクランプ爪３４が具
備され、これらで固定スクロール１をはさみ込んでクラ
ンプするようになっている。

このＸ軸移動装置３１ば、Ｘ＠移動ベース３１ａにＸ軸
移動体３１ｂが一方向（Ｘ方向）移動可能て取付けられ
、これにナツト３１Ｃがはめ込まれている。Ｘ軸移動ベ
ース３１ａに固定されたＸ軸モータ３１ｅの回転軸端に
はポールねじ３１ｄが取付けられ、前記ナラ）３１　Ｃ
にねじ込まれており、Ｘ軸モータ３１ｅが回転すること
によりＸ軸移動体３１ｂをＸ軸方向に移動させることが
できる。

Ｙ軸移動装置３２も、Ｘ軸移動装置３１と同様の構造と
なっており、Ｙ軸移動体３２ｂに固定したＸ軸移動ベー
ス３１ａをＹ軸方向に移動することによって固定スクロ
ール１をＹ軸方向に移動できる。

本体コラム３０の下部コラム３０ｄには、クランク軸７
を回転させるだめのモータ３５が取付けられている。こ
のモータ３５に直結する回転軸３６は、本体コラム３０
の回転軸受部３０ｅＫよって支持され、その回転軸３６
の上部にクランプチャック３７が装着されており爪３８
を介してクランク軸７をチャックし、モータ３５の回転
軸３６に連結するようになっている。

ワークとなるスクロールのセットは、まずフレーム１８
にクランク軸７．旋回スクロール２を組み付け、さらに
固定スクロール１をフレーム１８の上面に載せた状態に
して、フレーム１８を本体コラム３０のワーク取付は部
３０ｂに取付ける。

ワーク取付は部３０ｂには穴３０Ｃが形成されており、
クランク軸７が下に突き出るようになっている。

このように、ワーク取付は部３０ｂ、下部コラム３０ｄ
、回転軸受部３０ｅなど本体コラム３０の各支持部、な
らびにモータ３５、回転軸３６、クランプチャック３７
．爪３８などにより、ワークである旋回スクロール２を
保持して旋回運動を行わしめる旋回スクロール旋回手段
が構成されている。

５．６は、先に第２図に示して説明したＸ軸。

Ｙ軸し−ザ測定器で、これらは、固定スクロール■のス
クロールラップ１７に対し旋回スクロール２のスクロー
ルラップ１４の側面が接触する接触位置を検知する旋回
スクロール変位検知手段を構成している。

４０ば、演算制御手段に係るマイクロコンピュータ々ど
の演算器で、この演算器４０は、第１図に示すようにＸ
軸移動装置３１、Ｘ軸移動装置３２、Ｘ、　Ｙ軸し−ザ
測定器５，６と電気的に接続されている。

このような本実施例のスクロール位置決め装置の動作を
、スクロール位置決め方法に従って説明する。

本体コラム３０のワーク取付部３０ｂに取付けられたワ
ークは、クランプチャック３７の爪３８（でよってクラ
ンク軸７をチャックし、クランク軸７をモータ３５の回
転＠３６て連結する。一方、固定スクロール１は、クラ
ンプチャック３３の爪３４により保持される。

次て、・＼ラド３０ａを数ミリメートル上昇させ。

Ｘ　、　　Ｙ　抽ｖ　−サ測定器５，６で旋回スクロー
ル２の動きを測定可能にする。

ここで、モータ３５を回転させ、回転軸３６を介してク
ランク軸７を回・伝し、゛ｊｔ回スタスクロール２旋回
運動を与える。その旋回・軍功によるスクロールラップ
１４の移動量をＸ、Ｙ軸し−ザ剃定器５．６で測定し、
この結果を演算器４０に送り、さらにこの演算器４０の
出力によりＸ伽移動装置３１とＹＩ１１ｉＩ移動装置３
２とに移動指令を与え、前記の旋回運動によるスクロー
ルラップの変位が最大となる位置に固定スクロール１を
暫定的にイ反位置決めをする。

この暫定的な位置にある固定スクロールラップして、旋
回スクロール２をモータ３５の回転によって旋回運動さ
せるとともて、まず固定スクロール１をＸ軸方向の＋（
プラス）側にＸ軸移動装置３１によって微少量ずつ移動
させ、固定スクロール１のスクロールラップ１７の側面
に旋回スクロール２のスクロールラップ１４の側面が接
触する位置、換言すれば旋回スクロール２の運動範囲（
第３図に示す最大変位量９）が固定スクロール１に妨げ
られ減少しはじめる点の固定スクロールの位置（変位ｔ
ｇ　ａ）をＸ軸し−ザ測定器５で１ｌｌｌｌ定し、演算
器４０のメモリに入れる。

同様に、固定スクロール１をＸ軸方向の−（マイナス）
側にＸ＠を移動装置３１によって微少量ずつｆ”／＝動
させ、固定スクロール１のスクロールラップ１７の側面
に旋回スクロール２のスクロールラップ１４の側面が接
触する位置、換言すれば旋回スクロール２の運動範囲（
第３図に示す最大変位量９）が減少しはじめる点の位置
（変位量ｇｂ）をＸ・帥し−ザ徂１定器５で・測定し、
５寅算器・１０のメモリに入れる。

そして、演算器４０でこれら２つのデータ９ａ。

９ｂの中間点、すなわち固定スクロール１の最適位置を
演算し、この／′ｉｒ、算結果を指令信号としてＸ軸移
動装置３１に出力し、Ｘ′１１］移動装置３１の作動に
よって固定スクロール１はＸ軸方向の最適位置に位置修
正が行われる。

全く同様に、Ｙ軸方向についても同手順により固定スク
ロール１１ｉ　Ｙ　’ｉＭｌ＋方向の最適位置て位置１
′ト正が行われる。

このようにしてＸ軸、Ｙ＠方向の精密位置決めが終った
のち、ヘッド３０ａを下降させて位置決め動作が完了す
る。

本実施例てよれば、位置決め用の基準孔をスクロールの
鏡板上に設けたり、その基準孔にビンを嵌入したりする
ことなく、固定スクロール、旋回スクロールの両スクロ
ールラップが互いに接触しない適正な中間位置て高精度
（で、しかも自動的に位置決めすることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、スフｏ　−ル流体
機械の組立作業に当り、旋回スクロールのスクロールラ
ップに合わせて、正しく固定スクロールのスクロールラ
ンプを自動的に、かつ高精度に位置決めしうるスクロー
ル流体機械のスクロール位置決め装置およびその位１行
決め方法を掃供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るスクロール圧縮機の
スクロール位置決め装置の略示構成図、第２図は、その
スクロール圧縮機の縦断面図、第３図は、固定スクロー
ルの組付は位置と旋回スクロールの運動状態の概念を示
す説明図、第４図は、旋回スクロールの運動状態を測定
するだめレーザ測定器を用いた概念図である。 １・・・固定スクロール、２・・・旋回スクロール、５
・・・Ｘ軸し−ザ測定器、６・・Ｙ軸し−ザ測定器、７
・・・クランク軸、１３．１６・・・鏡板、１４．１７
・・・スクロールラップ、１９・・・密閉作動室、３０
・・・本体コラム、３０ａ・・・ヘッド、３０ｂ・・・
ワーク取付部、３１・・・Ｘ軸移動装置、３２・・・Ｙ
軸移動装置、３３゜３７・・・クランプチャック、３４
．３８・・・爪、３５疹２の ｊ９・・−・τｍ坪勅ｒ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　それぞれ鏡板と鏡板に直立して渦巻状に形成され
   たスクロールラツプとを備える固定スクロールおよび旋
   回スクロールを、互いに前記スクロールラツプを内側に
   向けて噛み合わせて密閉作動室を形成し、旋回スクロー
   ルの旋回運動によつて密閉作動室の容積を変化させるス
   クロール流体機械のスクロール位置決め装置であつて、
   前記固定スクロールを保持して、前記旋回スクロールに
   位置合わせするようにＸ，Ｙ軸方向に移動せしめる固定
   スクロール移動手段と、前記旋回スクロールを保持して
   旋回運動を行わしめる旋回スクロール旋回手段と、前記
   旋回スクロールの旋回によつて、固定スクロールラツプ
   に対し旋回スクロールラツプの側面が接触する接触位置
   を検知する旋回スクロール変位検知手段と、この旋回ス
   クロール変位検知手段が検知した接触位置のデータを入
   力し、固定スクロールの最適位置を演算して前記固定ス
   クロール移動手段を作動せしめる指令を出力する演算制
   御手段とを備えたことを特徴とするスクロール流体機械
   のスクロール位置決め装置。
2. ２．　それぞれ鏡板と鏡板に直立して渦巻状に形成され
   たスクロールラツプとを備える固定スクロールおよび旋
   回スクロールを、互いに前記スクロールラツプを内側に
   向けで噛み合わせて密閉作動室を形成し、旋回スクロー
   ルの旋回運動によつて密閉作動室の容積を変化させるス
   クロール流体機械のスクロール位置決め方法であつて、
   前記固定，旋回スクロールを噛み合わせて暫定的な仮位
   置決めを行い、その暫定的な位置にある前記固定スクロ
   ールに対して前記旋回スクロールを旋回スクロール旋回
   手段によつて旋回運動させるとともに前記固定スクロー
   ルをＸ，Ｙ方向に固定スクロール移動手段によつて微小
   移動させ、前記固定スクロールのスクロールラツプ側面
   に前記旋回スクロールのスクロールラツプ側面が接触す
   る位置を、Ｘ，Ｙ方向それぞれについて＋，−側の各位
   置ごとに旋回スクロール変位検知手段により検知し、そ
   の検知データを演算制御手段に入力して、Ｘ，Ｙ方向そ
   れぞれについて、前記＋，−側の各接触位置のデータの
   中間点を演算し、この演算結果を出力する演算制御手段
   の指令に従つて前記固定スクロール移動手段を作動して
   、Ｘ，Ｙ方向それぞれに前記固定スクロールの位置修正
   を行つて精密位置決めを行うことを特徴とするスクロー
   ル流体機械のスクロール位置決め方法。