KR0152827B1 - 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치에 관한 것으로, 센터링된 케이스의 중심선을 기준으로 하여 케이스 외주면의 가공 불량 정도를 자동중심조정함과 아울러 120°등각인 3방향에서 케이스 외주면을 θ방향으로 자동중심조정하면서 척킹하는 θ방향 자동중심조정수단과, 상기 θ방향 자동중심조정수단이 케이스 외주면을 척킹할 때 케이스 외주면의 중심선을 기준으로 x,y방향으로 자동중심조정하는 x,y방향 자동중심조정수단을 포함하여서 구성함으로써 고정자와 회전자 사이의 갭을 보다 일정하게 하도록 한 것이다.

Description

스크롤 압축기의 에어갭 용접장치

제1도는 일반적인 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치의 구성을 보인 정면도.

제2도 내지 제4도는 본 밥명에 의한 에어갭 용접장치의 전체 구성을 보인 것으로,

제2도는 정면도.

제3도는 측면도.

제4도는 평면도.

제5도 내지 제7도는 본 발명에 의한 에어갭 용접장치를 구성하는 θ방향 자동중심조정수단의 구성을 보인 것으로,

제5도는 정면도.

제6도는 부분 절결 측단면도.

제7도는 평면도.

제8도는 본 발명에 의한 에어갭 용접장치를 구성하는 θ방향 자동중심조정수단의 전체 평면도.

제9도는 본 발명에 의한 에어갭 용접장치를 구성하는 x,y방향 자동중심조정수단의 구성을 보인 부분 절결 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 케이스 2a : 케이스 외주면

8 : 승강수단 11a : 고정자

11b : 회전자 21 : 고정 플레이트

22 : 록킹용 실린더 23a : 록킹로드

23b : 록킹편 24 : 요동 플레이트

25 : 플로팅 조인트 31 : 브래키트

32, 33, 34 : 외부 척킹용 실린더 35 : 고정대

35a, 37a : 원호형 안내면 36 : 고정볼트

37 : 갭 38 : 외부 척킹부재

39, 39' : 척킹핀

본 발명은 스크롤 압축기를 조립함에 있어서 고정자(stator)가 열 박음된 케이스에 로우 프레임(low frame) 및 크랭크 샤프트(crank shaft)가 조립되어 있은 메인 프레임(main frame)을 용접할 경우 고정자와 회전자(rotor) 사이에 일정한 에어 갭(air gap)을 유지시키면서 용접하는 장치에 관한 것으로, 특히 x, y 및 θ방향 중심으로 자동적으로 일치시키는 기능을 이용하여 부품의 중심선을 정확하게 일치시킨 상태로 용접할 수 있게 한 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치에 관한 것이다.

종래 기술에 의한 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치는 제1도에 도시한 바와 같이 콜렛 구동 실린더(1)의 전,후진 동작에 의하여 콜렛(collet)이 360° 전방향(全方向)으로 벌어져 고정자(11a)가 열 박음된 케이스(2)를 센터링(centering)하는 콜렛장치(3)와, 센터링된 케이스(2)의 중심선에 로우 프레임(4)의 중심선을 일치시켜 용접 위치에 두는 에어 척 유닛(air chuck unit)(5)과, 상기 케이스(2)와 로우 프레임(4)을 용접하는 용접장치(6)와, 용접이 완료된 후 케이스(2)와 로우 프레임(4)의 용접물을 척킹(Chucking)하여 상측으로 상승시키는 외부 척킹수단(7)으로 구성되어 있다.

도면중 미설명 부호 8은 승강수단, 9는 볼트, 10은 메인 프레임, 11b 는 회전자, 12는 크랭크 샤프트를 보인 것이다.

이와 같은 종래 기술에 의한 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치는 최초 콜렛 구동용 실린더(1)를 전진시켜 콜렛장치(3)의 콜렛이 오무라진 상태에서 작업자가 콜렛장치(3)의 작업 위치에 상기 고정자(11a)가 열박음된 케이스(2)를 장착하여 콜렛이 고정자(11a)내에 삽입되도록 하고 콜렛 구동용 실린더(1)를 후퇴 작동시키면 오무라져 있던 360° 전방향(全方向)으로 벌어지면서 고정자(11a)의 내주면에 밀착되면서 콜렛장치(3)의 중심선과 고정자(11a)의 중심선과 일치되는 센터링 작용이 이루어지게 된다. 이때 고정자(11a)와 케이스(2)는 그 중심선이 서로 일치하는 상태로 결합되어 있으므로 케이스(2)의 중심선도 콜렛장치(3)의 중심선과 일치하는 상태로 된다.

이후, 에어 척 유닛(5)에 로우 프레임(4)을 압착시킨 다음, 상부의 승강수단(8)을 하강시켜 상기 로우 프레임(4)을 용접 위치에 오도록 하고 용접장치(6)에 의해 케이스(2)와 로우 프레임(4)를 용접한다.

이후, 외부 척킹수단(7)이 볼트(9)의 압입력으로 케이스(2)의 외부를 척킹하게 되며, 승강수단(7)에 의해 케이스(2)를 상승시킨다.

한편, 제1도의 우측에 있는 메인 프레임(10)이 수동 조작에 의하여 좌측으로 이동하게 되며, 그 메인 프레임(10)의 중심선과 콜렛장치(3)의 중심선이 일치되면 케이스(2)와 로우 프레임(4)의 용접물이 하강하여 메인 프레임(10)과 결합한 후 그 메인 프리임(10)과 케이스(2)를 용접한다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치에 있어서는 콜렛장치(3)에 의해서 고정자(11a)와 고정자(11a)가 열박음된 케이스(2)를 센터링하여 그 콜렛장치(3)의 중심선과 케이스(2)의 중심선과 일치된 상태에서 로우 프레임(4)을 케이스(2)와 용접하면, 케이스(2)와 로우 프레임(4)의 중심선이 서로 일치되고, 또한 이와 같이 일치된 중심선을 갖는 용접물을 외부 척킹수단(7)의 볼트(9)를 작업자의 감각으로 돌려서 케이스(2)의 외주면을 압입하여 척킹하는 구조로서, 작업자에 의한 볼트(9)의 조임력이 일정하게 되기는 어려우며, 이와 같이 볼트(9)에 의한 조임력이 일정하지 않고 서로 상이한 경우 로우 프레임(4)과 케이스(2)의 용접물이 볼트(9)의 조임력이 약한 방향으로 쏠리면서 콜렛장치(3)에 의하여 1차 센터링되었던 용접물의 중심선이 변동되며, 이와 같은 상태로 척킹, 상승되어 메인 프레임(10)과 용접하게 되면 고정자(11a)와 회전자(11b) 사이의 갭이 일정하지 못하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명의 목적은 고정자와 케이스 및 회전자의 중심선을 정확하게 일치되도록 함으로써 고정자와 회전자 사이의 갭이 일정하게 유지되도록 한 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치를 제공하려는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 고정자가 열박음된 케이스를 1차적으로 센터링하기 위하여 3개의 콜렛과 콜렛 구동용 실린더를 가지는 콜렛장치와, 케이스와 로우 프레임, 케이스와 메인 프레임을 용접하는 용접장치로 되는 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치에 있어서, 상기 콜렛장치의 상부측에 설치되는 승강수단에 고정되는 고정플레이트와 상기 고정 플레이트의 하부에 플로팅 조인트를 통해 연결되어 360° 전방향으로 A만큼 평행 이동 가능함과 아울러 B°만큼 요동할 수 있는 하측 요동 플레이트와 상기 요동 플레이트를 고정 플레이트에 대하여 록킹시키는 록킹기구를 가지는 x,y방향 자동중심조정수단과: 상기 요동 플레이트에 120°간격으로 고정된 3개의 브래키트와, 상기 각 브래키트에 고정된 외부 척킹용 실린더와 상기 외부 척킹용 실린더의 피스톤로드 선단에 θ방향으로 회동가능하게 결합되는 원호형 척킹부재와 이 척킹부재의 상,하 양단부에 고정되어 케이스 외주면에 접축되는 척킹핀을 가지는 θ방향 자동중심조정수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치가 제공된다.

상기 록킹기구는 상기 고정 플레이트에 고정되는 록킹용 실린더와, 상기 록킹용 실린더의 피스톤 로드에 결합되어 상기 요동 플레이트에 관통되는 록킹로드와, 상기 록킹로드의 하단에 고정되어 상기 요동 플레이트의 저면에 밀착되는 록킹편으로 구성된다.

상기 원호형 척킹부재는 상기 피스톤 로드에 고정된 고정대의 내측면에 형성된 θ방향 원호형 안내면과, 상기 고정대의 내측에 고정되는 캡의 내측면에 상기 원호형 안내면과 동심을 이루는 원호형 안내면의 사이에 삽입되어 이들 원호형 안내면에 의하여 θ방향으로 회동 가능하게 안내되도록 설치된다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치를 첨부 도면에 도시한 실시례에 따라서 설명한다.

제2도 내지 제4도는 본 발명에 의한 에어갭 용접장치의 전체 구성을 보인 정면도, 측면도 및 평면도이고, 제5도 내지 제7도는 본 발명에 의한 에어갭 용접장치를 구성하는 θ방향 자동중심조정수단의 구성을 보인 정면도, 부분 절결 측단면도 및 평면도이며, 제8도는 본 발명에 의한 에어갭 용접장치를 구성하는 θ방향 자동중심조정수단의 전체 평면도이고, 제9도는 본 발명에 의한 에어갭 용접장치를 구성하는 x,y방향 자동중심조정수단의 구성을 보인 부분 절결 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치는 콜렛장치(3)에 의하여 1차 센터링된 케이스(2)의 중심선을 기준으로 하여 케이스 외주면(2a)의 가공 불량 정도를 보정함과 아울러 120°등각인 3방향에서 케이스 외주면(2a)을 θ방향으로 보정하면서 척킹하는 θ방향 자동중심조정수단과, 상기 θ방향 자동중심조정수단을 x,y방향으로 보정하는 x,y방향 자동중심조정수단을 포함하여 구성된다.

여기서 x,y방향이란 수평면을 이루는 x축과 y축 방향을 말하는 것이고, θ방향이란 수평축(예컨대, x축 또는 y축)에 대하여 상하로 회전되는 방향을 말하는 것이다.

상기 콜렛장치(3)는 상술한 종래 기술과 동일하므로 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

상기 x,y방향 자동중심조정수단은 업/다운 장치(8)의 하단부에 고정되는 고정 플레이트(21)와, 이 고정 플레이트(21)의 하부에 일정 간격을 두고 3개의 플로팅 조인트(floating joint)(25)에 의하여 연결되어 360°전방향으로 A만큼 평행 이동 가능함과 아울러 B°만큼 요동할 수 있는 하측 요동 플레이트(24)와, 상기 요동 플레이트(24)를 고정 플레이트(21)에 대하여 록킹하는 록킹기구로 구성된다.

상기 록킹기구는 상기 고정 플레이트(21)에 장착되어 그 피스톤 로드(22a)가 하부의 요동 플레이트(24)를 향하는 3개의 록킹용 실린더(22)와, 이 록킹용 실린더(22)의 피스톤 로드(22a)의 선단에 결합되어 상기 요동 플레이트(24)의 통공(24a)을 관통하는 록킹로드(23a)와, 이 록킹로드(23a)의 하단에 체결되어 요동 플레이트(24)의 저면에 접촉되는 록킹편(23b)으로 구성된다.

상기 플로팅 조인트(25)와 록킹기구의 록킹용 실린더(22) 등은 제4도에 도시한 바와 같이 고정 플레이트(21) 및 요동 플레이트(24)의 중심을 기준으로 하여 120°간격으로 배치되는 것이다.

상기 θ방향 자동중심조정수단은 상기 x,y방향 자동중심보정수단의 요동 플레이트(24)의 하부에 120°등간격으로 고정되어 하방으로 연장되는 3개의 브래키트(31)와, 상기 브래키트(31)에 고정되어 그 피스톤 로드(32a, 33a, 34a)가 중심을 향하는 3개의 외부 척킹용 실린더(32, 33, 34)와, 상기 피스톤 로드(32a, 33a, 34a)에 고정되며 그 내측면에 원호형 안내면(35a)을 가지는 고정대(35)와, 상기 원호형 안내면(35a)와 동심원의 원호형으로 된 원호형 안내면(37a)이 형성되고 상기 원호형 안내면(35a)에서 내측으로 이격된 상태로 고정대(35)에 결합되는 캡(37)과, 상기 원호형 안내면(35a, 37a) 사이에 삽입되며 외경은 원호형 안내홈(35a)와 일치하고 내경은 원호형 안내홈(37a)에 일치하는 원호형 척킹부재(38)와, 상기 원호형 척킹부재(38)의 양측 선단에 고정되어 케이스(2)의 외주면(2a)에 점접촉되는 척킹핀(39, 39')로 구성된다.

상기 제6도 및 제7도에서는 피스톤 로드(34a)만 도시되어 있는 바 피스톤 로드(32a,33a)는 이를 참고하는 것에 의하여 이해될 수 있을 것이다.

제8도에 도시한 바와 같이 상기 외부 척킹용 실린더(32, 33, 34)중 2개의 실린더(32,33)는 그 스트로크가 큰 것이 사용되며, 실린더(34)는 그 스트로크가 작은 것이 사용된다.

상기 외부 척킹용 실린더(32, 33, 34)의 피스톤 로드(32a, 33a, 34a)와 고정대(35)는 플랜지(40a)가 달린 커플러(40)를 피스톤 로드(32a, 33a, 34a)에 결합하고 이 커플러(40)의 플랜지(40a)와 고정대(35)를 고정나사(41)로 체결하는 것에 의하여 결합된다.

상기 고정대(35)와 캡(37)에 형성된 원호용 안내면(35a)(37a) 및 원호형 척킹부재(38)는 수평축(예컨대, x축 또는 y축)을 중심으로 하는 원호로 이루어진다.

도면에서 미설명 부호 6은 케이스(2)와 로우 프레임(4) 및 케이스(2)와 메인 프레임(10)을 용접하기 위한 용접장치이다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 의한 에어갭 용접장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

최초 콜렛 구동용 실린더(1)를 전진시켜 콜렛장치(3)의 콜렛이 오무라져 있는 상태에 고정자(11a)가 열박음된 케이스(2)의 콜렛장치(3)의 상부에 위치시키고 콜렛을 고정자(11a)의 내부에 끼워넣은 다음 콜렛 구동용 실린더(1)를 후진 작동시키면 콜렛이 360°전방향으로 벌어지면서 고정자(11a)의 내주면에 밀착되어 고정자(11a)의 중심선과 콜렛장치(3)의 중심선이 일치된다. 이때 케이스(2)와 고정자(11a)는 그 중심선이 서로 일치하는 상태로 결합되어 있으므로 케이스(2)의 중심선도 콜렛장치(3)의 중심선과 일치하는 상태로 센터링된다.

이후, x,y방향 자동중심조정수단의 록킹기구를 구성하는 록킹용 실린더(22)의 피스톤 로드(22a)를 전진시키면 그 피스톤 로드(22a)에 결합된 록킹로드(23a)가 하향 운동하게 되고 록킹로드(23a)의 하단에 결합된 록킹편(23b)이 요동 플레이트(24)의 저면으로부터 이격되어 요동 플레이트(24)는 록킹이 해제된 상태에서 플로팅 조인트(25)의 작용에 따라 고정 플레이트(21)에 대하여 360°전방향으로 A만큼 평행 이동 가능함과 아울러 B°만큼 요동할 수 있는 상태로 된다.

이 상태에서 제5도 내지 제7도에 도시한 바와 같이 θ방향 자동중심조정수단의 외부 척킹용 실린더(32, 33, 34)를 전진 작동시키면 θ방향 자동중심조정수단과 케이스(2)의 중심선이 일치된다.

즉, 외부 척킹용 실린더(32, 33, 34)를 전진시키면 그 피스톤 로드의 선단에 결합된 고정대(35)와 이 고정대(35)에 볼트(36)로 고정되는 캡(37)과 고정대(35)와 캡(37)의 원호형 안내면(35a, 37a) 사이에 삽입되어 θ방향으로 회동되는 척킹부재(38)가 동시에 전진하면서 척킹부재(38)의 양측 선단에 고정된 척킹핀(39, 39')이 케이스(2)의 외주면(2a)에 접촉하게 되며, 이때 케이스(2)가 θ방향에 대하여 정확히 일치된 상태이면 상,하부 척킹핀(39, 39')이 동시에 케이스 외주면(2a)에 접촉하게 되며, 케이스(2)가 θ방향에 대하여 정확히 일치되지 않은 상태이면 상,하부 척킹핀(39, 39')중 어느 하나의 척킹핀(39 또는 39')이 먼저 케이스 외주면(2a)에 접촉하게 되고, 이에 따라 척킹부재(38)는 먼저 접촉된 척킹핀(39 또는 39')이 고정된 쪽(상부 또는 하부)에 외부 척킹용 실린더(32, 33, 34)의 전진력에 대한 반력이 작용하게 되어 척킹부재(38)의 상부 또는 하부가 외부 척킹용 실린더(32, 33, 34)측으로 밀리게 되고 이에 따라 척킹핀(39' 또는 39)이 고정된 쪽이 전진하면서 그 척킹핀(39' 또는 39)이 케이스 외주면(2a)에 접촉하게 되므로 척킹부재(38)는 θ방향으로 회동하면서 일정한 위치로 안정되면서 케이스(2)의 중심선과 θ방향 자동중심조정수단의 중심선이 일치된다.

이와 같은 작업은 제8도에 도시한 바와 같이 120°로 동작 위치인 3방향에서 스트로크가 큰 외부 척킹용 실린더(32, 33)가 전행정(full stroke) 모두 전진하고, 스트로크가 작은 외부 척킹용 실린더(34)는 기본 행정의 1/2만 전진하면서 이루어지게 된다.

이와 같이 θ방향 자동중심조정수단의 작용에 따라 요동 플레이트(24)는 플로팅 조인트(25)의 작용에 의하여 고정 플레이트(21)에 대하여 360°전방향으로 A만큼 평행이동 가능함과 아울러 B°만큼 요동하면서 그 중심이 콜렛장치(3)에 의하여 1차 센터링 된 케이스(2)의 중심과 일치하게 된다.

결국, 콜렛장치(3)와 고정자(11a)및 케이스(2)의 중심과, θ방향 자동중심조정수단의 중심 및 x,y방향 자동중심조정수단의 중심도 모두 일치하게 되는 것이다.

이와 같이 모든 중심이 일치하게 되면 제5도에 도시한 바와 같이 록킹용 실린더(22)의 피스톤 로드(22a)를 후퇴시켜 에어 록킹로드(23a)를 통해 결합된 록킹편(23b)를 상승시키면 록킹편(23b)가 요동 플레이트(24)의 저면에 밀착되면서 요동 플레이트(24)를 고정 플레이트(21)에 대하여 고정시킨다.

이후, 로우 프레임(4)과 케이스(2)는 용접장치(6)에 의하여 용접을 하고 이 용접물은 척킹된 상태로 승강수단(8)에 의하여 상승하고, 우측에 있던 메인 프레임(10)의 중심선이 좌측 케이스 용접물의 중심선과 일치된 지점으로 이동 완료하면 케이스 용접물은 하강하여 메인 프레임(10)과 용접, 결합하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치는 센터링된 케이스의 중심선을 기준으로 하여 케이스 외주면의 가공 불량 정도를 중심조정함과 아울러 120°등각인 3방향에서 케이스 외주면을 θ방향으로 중심조정하면서 척킹하는 θ방향 자동중심조정수단과 상기 θ방향 자동중심조정수단이 케이스 외주면을 척킹할 때 케이스 외주면의 중심선을 기준으로 x,y 방향으로 자동 조심되는 x,y 방향 자동중심조정수단을 포함하여 구성함으로써 고정자와 회전자 사이의 갭을 보다 일정하게 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 고정자(11a)가 열박음된 케이스(2)를 1차적으로 센터링하기 위하여 3개의 콜렛과 콜렛 구동용 실린더(1)를 가지는 콜렛장치(3)와, 케이스(2)와 로우 프레임(4), 케이스(2)와 메인 프레임(10)을 용접하는 용접장치(6)로 되는 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치에 있어서, 상기 콜렛장치(3)의 상부측에 설치되는 승강수단에 고정되는 고정플레이트(21)와 상기 고정 플레이트(21)의 하부에 플로팅 조인트를 통해 연결되어 360° 전방향으로 A만큼 평행 이동 가능함과 아울러 B°만큼 요동할 수 있는 하측 요동 플레이트(24)와 상기 요동 플레이트(24)를 고정 플레이트(21)에 대하여 록킹시키는 록킹기구를 가지는 x,y방향 자동중심조정수단과; 상기 요동 플레이트(24)에 120°간격으로 고정된 3개의 브래키트(31)와, 상기 각 브래키트(31)에 고정된 외부 척킹용 실린더(32, 33, 34)와 상기 외부 척킹용 실린더의 피스톤로드(32a, 33a, 34a) 선단에 θ방향으로 회동가능하게 결합되는 원호형 척킹부재(38)와 이 척킹부재(38)의 상,하 양단부에 고정되어 케이스 외주면(32a)에 접촉되는 척킹핀(39, 39')을 가지는 θ방향 자동중심조정수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 록킹기구는 상기 고정 플레이트에 고정되는 록킹용 실린더(22)와, 상기 록킹용 실린더(22)의 피스톤 로드(22a)에 결합되어 상기 요동 플레이트(24)에 관통되는 록킹로드(23a)와, 상기 록킹로드(23a)의 하단에 고정되어 상기 요동 플레이트(24)의 저면에 밀착되는 록킹편(23b)로 구성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 원호형 척킹부재는 상기 피스톤 로드(32a, 33a, 34a)에 고정된 고정대(35)의 내측면에 형성된 θ방향 원호형 안내면(35a)과, 상기 고정대(35)의 내측에 고정되는 캡(37)의 내측면에 상기 원호형 안내면(35a)과 동심을 이루는 원호형 안내면(37a)의 사이에 삽입되어 이들 원호형 안내면(35a, 37a)에 의하여 θ방향으로 회동 가능하게 안내되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 에어갭 용접장치.