专利名称：固定涡旋盘定位装置及定位方法
技术领域：
本发明涉及在组装涡旋型流体机械时进行固定涡旋盘的定位的
方法及装置。
背景技术：
至今为止，涡旋型流体机械被广泛地用于设置在空调机等制冷 剂回路中，用来压缩制冷剂的压缩机等中。在涡旋型流体机械中，在固定 涡旋盘和可动涡旋盘中分别设置有涡旋状的涡巻，固定侧和可动侧的涡巻 相互啮合在一起而形成流体室。在该涡旋型流体机械中，流体室的容积随 着可动涡旋盘的公转运动而变化。例如，在涡旋型压縮机中，流体室内的 流体随着为关闭状态的流体室的容积的减少而被压缩。
在涡旋型流体机械中，可动涡旋盘在其涡巻与固定涡旋盘的涡 巻啮合在一起的状态下进行公转。并且，为了顺利地移动可动涡旋盘，必 须要将固定涡旋盘准确地配置在正在进行公转的可动涡旋盘的涡巻不会强 烈地接触到固定涡旋盘的涡巻的位置上。因此，在组装涡旋流体机械时， 必须准确地进行固定涡旋盘的定位。用以进行这样的固定涡旋盘的定位的 方法和装置被公开在例如专利文献1和专利文献2中。
具体地说，在专利文献l中所述的定位方法中，首先，准备好 将可动涡旋盘、嵌合在可动涡旋盘中的曲轴和曲轴的轴承组装在一起而成 的组装体。其次，让固定涡旋盘啮合在组装体的可动涡旋盘中，在此状态 下通过电动机让曲轴旋转。接着，检测出让曲轴旋转所需的转矩的变动， 根据所检测的结果算出可动涡旋盘与固定涡旋盘的接触程度和接触方向。 然后，根据该可动涡旋盘和固定涡旋盘的接触程度和接触方向导出应该让 固定涡旋盘移动的距离和方向，通过由电动机构成的移动装置按照导出的 结果让固定涡旋盘移动。 并且，在专利文献2所述的定位方法中，首先，准备好将可动 涡旋盘、嵌合在可动涡旋盘中的曲轴和曲轴的轴承组装在一起而成的组装 体。其次，让固定涡旋盘啮合在组装体的可动涡旋盘中，在此状态下通过 电动机让曲轴以90°为单位进行旋转。那时，在曲轴的旋转角度分别为0 ° 、 29° 、 180° 、 270°时，让固定涡旋盘移动直到可动涡旋盘的涡巻和 固定涡旋盘的涡巻相互接触在一起为止。然后，根据曲轴的各旋转角度中 的固定涡旋盘的移动量算出固定涡旋盘应该配置的位置，通过推压汽缸让 固定涡旋盘朝着该位置移动。
专利文献1:特公平05 — 024356号公报
专利文献2:特开2002—081385号公报
这里，在专利文献1所述的定位装置中，通过由电动机构成的 移动装置来进行固定涡旋盘的移动。在专利文献2所述的定位装置中，通 过推压汽缸来进行固定涡旋盘的移动。这样一来，当摩擦力作用在固定涡 旋盘与支撑可动涡旋盘的外壳(housing)部件之间的接触面上时，难以对固 定涡旋盘的位置进行细微的调整。也就是说，由于由电动机和汽缸所产生 的力一边连续变化， 一边施加在固定涡旋盘上，因此在该力超过上述摩擦 力的时刻，固定涡旋盘进行了大幅度的移动，而难以让固定涡旋盘仅确实 地移动所需的距离。
因此，在现有的专利文献1和专利文献2所述的定位装置中， 为了在固定涡旋盘移动时不使摩擦力产生作用，而将固定涡旋盘和外壳部 件在分开一点点的状态下固定起来。这样一来，在固定涡旋盘的移动结束， 让固定涡旋盘和外壳部件接触在一起时，恐怕会使固定涡旋盘的位置从与 让移动的位置移开。
发明内容
本发明为鉴于上述各点的发明，其目的在于能够用高精度确
实地进行在组装涡旋型流体机械时的固定涡旋盘的定位。
第一发明是以这样的装置为对象的，该装置用以在涡旋型流体
机械(10)的组装过程中，根据固定涡旋盘(34)的涡巻(35)和可动涡旋盘(31)
的涡巻(32)的位置关系来对固定涡旋盘(34)的位置进行定位。包括固定
用部件(63)，将由可动涡旋盘(31)、嵌合在该可动涡旋盘(31)中的曲轴(20) 和构成该曲轴(20)的轴承的外壳部件(36)组合为一体而成的组装体(11)固 定起来;推压机构(56)，将啮合在上述可动涡旋盘(31)的上述固定涡旋盘(34) 紧压在上述外壳部件(36)上；决定机构(80)，决定上述固定涡旋盘(34)的移 动距离及移动方向；以及移动机构(75)，通过向被紧压在上述外壳部件(36) 上的固定涡旋盘(34)提供冲击力，来根据上述决定机构(80)所决定的移动 距离及移动方向让该固定涡旋盘(34)移动。
第二发明是在上述第一发明的基础上，上述决定机构(80)决定 上述固定涡旋盘(34)的移动距离及移动方向，以在不管上述可动涡旋盘(31) 的位置如何的情况下，使上述固定涡旋盘(34)的涡巻(35)与上述可动涡旋 盘(31)的涡巻(32)成为非接触状态。
第三发明是在上述第一或第二发明的基础上，上述移动机构(75) 包括多个通过给予冲击来对上述固定涡旋盘(34)提供冲击力的冲击单元 (70)。在上述移动机构(75)中，各冲击单元(70)的冲击方向彼此不同。
第四发明是在上述第一或第二发明的基础上，包括导向装置 (41),允许固定涡旋盘(34)朝着彼此正交的X轴方向及Y轴方向进行平行 移动，禁止该固定涡旋盘(34)的旋转。
第五发明是在上述第四发明的基础上，上述推压机构(56)的导 向装置(41)允许固定涡旋盘(34)移动的X轴方向及Y轴方向、与由上述移 动机构(56)提供给固定涡旋盘(34)的冲击力的方向一致。
第六发明是在上述第五发明的基础上，上述移动机构(75)包括4 个通过给予冲击来对上述固定涡旋盘(34)提供冲击力的冲击单元(70)。上 述4个冲击单元(70)中的两个冲击单元(70)被配置为在平行于X轴的轴上 相对，剩下的两个冲击单元(70)被配置为在平行于Y轴的轴上相对。
第七发明是在上述第三或第六发明的基础上，上述冲击单元(70) 构成为包括压电元件(73)，通过让压电元件(73)伸縮来给予冲击。
第八发明是以这样的固定涡旋盘定位方法为对象的，在涡旋型 流体机械(10)的组装过程中，根据固定涡旋盘(34)的涡巻(35)和可动涡旋盘 (31)的涡巻(32)的位置关系来对固定涡旋盘(34)的位置进行定位。在该方法 中，进行如下步骤第一步骤，将由可动涡旋盘(31)、嵌合在该可动涡旋
盘(31)中的曲轴(20)和构成该曲轴(20)的轴承的外壳部件(36)组合为一体 而成的组装体(ll)固定起来，并且，让上述固定涡旋盘(34)与上述可动涡旋 盘(31)啮合在一起；第二步骤，使在上述第一步骤中与上述可动涡旋盘(31) 啮合在一起的固定涡旋盘(34)处于被紧压在上述外壳部件(36)上的状态 下；以及第三步骤，通过对处于被紧压在上述外壳部件(36)上的状态下的 固定涡旋盘(34)提供冲击力，来让该固定涡旋盘(34)移动，调节固定涡旋 盘(34)的位置。
—作用一
在上述第一发明中，由于通过上述推压机构(56)将固定涡旋盘 (34)紧压在外壳部件(36)上，因此在让固定涡旋盘(34)移动时，摩擦力作用 在固定涡旋盘(34)与外壳部件(36)之间的接触面上。因而，通过上述移动 机构(75)提供冲击力(换句话说，瞬间的冲击力)而让固定涡旋盘(34)移动。 当将冲击力提供给固定涡旋盘(34)时，由于冲击力大小的峰值较大，因此 冲击力超过静止时的上述摩擦力，使固定涡旋盘(34)开始移动。但是，由 于冲击力仅在瞬间产生作用，因此固定涡旋盘(34)因移动时的上述摩擦力 而立即静止下来。固定涡旋盘(34)在此期间仅移动一点距离。在本发明所 涉及的定位装置(40)中， 一边让固定涡旋盘(34)象这样一点一点的移动， 一边调节固定涡旋盘(34)的位置。并且，在让固定涡旋盘(34)象这样移动 时，固定涡旋盘(34)在被紧压在外壳部件(36)上的状态下结束固定涡旋盘 (34)的移动。因此，如果在此状态下用螺钉等将固定涡旋盘(34)固定在外 壳部件(36)上的话，则没有固定涡旋盘(34)从移动结束时的位置移开的现 象。 在上述第二发明中，将固定涡旋盘(34)的位置决定为即使可动 涡旋盘(31)进行公转运动，该固定涡旋盘(34)的涡巻(35)与该可动涡旋盘 (31)的涡巻(32)也不会接触。
在上述第三发明中，上述移动机构(75)包括冲击方向彼此不同 的多个冲击单元(70)。在上述移动机构(75)中，根据让固定涡旋盘(34)移动 的方向来使用任意一个冲击单元(70)，让该固定涡旋盘(34)移动。
在上述第四发明中，通过上述导向装置(41)允许固定涡旋盘(34) 朝着彼此正交的X轴方向及Y轴方向进行平行移动，禁止该固定涡旋盘(34)
的旋转。从上述移动机构(75)接受了冲击力的固定涡旋盘(34)在不旋转的 情况下进行移动。 在上述第五发明中，在固定涡旋盘(34)的旋转被禁止的状态下， 从彼此正交的X轴方向及Y轴方向对固定涡旋盘(34)提供冲击力。固定涡 旋盘(34)在冲击力从X轴方向提供时，在X轴方向上移动，在冲击力从Y 轴方向提供时，在Y轴方向上移动。 在上述第六发明中，在平行于X轴的轴上的固定涡旋盘(34)的 两侧配置有对着的两个冲击单元(70)，在平行于Y轴的轴上的固定涡旋盘 (34)的两侧配置有对着的两个冲击单元(70)。
在上述第七发明中，如果让冲击单元(70)接触固定涡旋盘(34)， 将陡峭的电压施加在压电元件(73)上的话，则压电元件(73)会瞬间伸縮， 将冲击力从冲击单元(70)提供到固定涡旋盘(34)上。 在上述第八发明中，在上述第二步骤中将固定涡旋盘(34)紧压 在构成在上述第一步骤中所固定的组装体(11)的外壳部件(36)上，在该状态 下，在上述第三步骤中调节固定涡旋盘(34)的位置。在上述第三步骤中， 对固定涡旋盘(34)提供冲击力，来让该固定涡旋盘(34)移动。S卩，在该固 定涡旋盘(34)的定位方法中，在将该固定涡旋盘(34)紧压在外壳部件(36) 上的状态下进行固定涡旋盘(34)的定位。 (发明的效果) 根据本发明，在将固定涡旋盘(34)紧压在外壳部件(36)上的状态 下提供冲击力，让固定涡旋盘(34)移动。并且，在固定涡旋盘(34)被紧压 在外壳部件(36)上的状态下，结束固定涡旋盘(34)的移动。因此，如果在 此状态下通过螺钉等将固定涡旋盘(34)固定在外壳部件(36)上的话，则能 够将该固定涡旋盘(34)准确地固定在规定的位置上。从而，能够以高精度 确实地进行组装涡旋型流体机械(10)时的固定涡旋盘(34)的定位。
根据上述第四发明，能够在不让固定涡旋盘(34)旋转的情况下， 让该固定涡旋盘(34)移动。当固定涡旋盘(34)朝着不期望的方向旋转时， 难以准确地控制固定涡旋盘(34)的涡巻(35)和可动涡旋盘(31)的涡巻(32) 之间的距离。而根据本发明，由于通过导向装置(41)禁止了固定涡旋盘(34) 的旋转，因此能够让固定涡旋盘(34)朝着所期望的方向准确地移动。从而，
能够很容易地以高精度进行固定涡旋盘(34)的定位。 根据上述第五发明，在让固定涡旋盘(34)在X轴方向上移动时 从X轴方向对该固定涡旋盘(34)提供冲击力，在让其在Y轴方向上移动时 从Y轴方向对该固定涡旋盘(34)提供冲击力。因此，固定涡旋盘(34)的X 轴方向的移动距离受到来自X轴方向的冲击力的强度和次数的支配，固定 涡旋盘(34)的Y轴方向的移动距离受到来自Y轴方向的冲击力的强度和次 数的支配。故而，能够通过调节来自各个方向的冲击力的强度和次数，来 准确地控制固定涡旋盘(34)的移动距离和移动方向，能够精度良好且很容 易地进行固定涡旋盘(34)的定位。
附图的简单说明
图1为表示涡旋型压縮机的概要结构的纵向剖面图。 图2为表示涡旋型压縮机的主要部分的横向剖面图。 图3为表示实施例的定位装置的概要结构的正面图。 图4为表示实施例的推压机构的导向装置的立体图。 图5为表示实施例的定位装置的主要部分的平面图。 图6为表示实施例的冲击单元的结构的剖面图。 图7为实施例的定位装置的概要结构图。 图8为表示实施例的第一变形例的定位装置的主要部分的平面图。
图9为表示实施例的第二变形例的冲击单元的结构的剖面图。 图IO为表示其它实施例的定位装置的概要结构的正面图。 (符号的说明) 10—涡旋型压縮机(涡旋型流体机械)；ll一组装体；20—曲轴； 31 —可动涡旋盘；32 —可动侧涡巻；34—固定涡旋盘；35—固定侧涡巻； 36 —外壳(外壳部件)；41 —导向装置；56 —推压机构；63 —夹紧机构(固定 用部件)；70—冲击单元；73 —压电元件；75 —移动机构；80—控制器(决 定机构)。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施例加以详细说明。首先，对利 用本实施例所涉及的定位装置(40)组装的涡旋型压缩机(10)的结构加以说 明，其次，对本实施例所涉及的定位装置(40)和定位方法加以说明。
—涡旋型压縮机的结构一
如图l所示，上述涡旋型压縮机(10)构成为所谓的全封闭形。 该涡旋型压縮机(10)包括形成为纵向较长的密封容器状的壳体 (casing)(15)。该壳体(15)由形成为纵向较长的圆筒状的一个滚筒部件(16)、 和分别形成为碗状且在滚筒部件(16)的上端和下端各安装有一个的镜板部 件(17、 18)构成。 在壳体(15)的内部从下至上依次配置有下部轴承部件(23)、压縮 机电动机(25)和压縮机构(30)。在壳体(l5)的内部设置有在上下方向延伸的 曲轴(20)。 曲轴(20)包括主轴部(21)和偏心部(22)。主轴部(21)的上端部的 直径稍大。偏心部(22)形成为直径小于主轴部(21)的圆柱状，竖着设置在 主轴部(21)的上端面。该偏心部(22)的轴心相对于主轴部(21)的轴心偏心。
下部轴承部件(23)被固定在壳体(15)的滚筒部件(16)的下端附 近。在下部轴承部件(23)的中心部形成有滑动轴承，该滑动轴承以旋转自 由的方式支撑着主轴部(21)的下端部。 压縮机电动机(25)为所谓的无刷(brushless)DC电动机。该压 缩机电动机(25)包括定子(26)和转子(27),构成驱动用电动机。定子(26)被 固定在壳体(15)的滚筒部件(16)上。该定子(26)与安装在壳体(15)的滚筒部 件(16)上的供电端子(19)电连接。而转子(27)被配置在定子(26)的内侧，固 定在曲轴(20)的主轴部(21)上。 压縮机构(30)包括可动涡旋盘(31)、固定涡旋盘(34)和作为外壳 部件(36)的外壳(36)。
外壳(36)的中央部形成为凹陷的较厚的圆板状，其外周部与滚 筒部件(16)的上端部接合在一起。并且，曲轴(20)的主轴部(21)插通外壳(36) 的中央部。该外壳(36)构成以旋转自由的方式支撑曲轴(20)的主轴部(21) 的轴承。
可动涡旋盘(31)包括竖着设置在其前面一侧(图1中的上面一侧)
的涡旋壁状可动侧涡巻(32)、和在其背面一侧(图1中的下面一侧)突出的圆
筒状突出部(33)。该可动涡旋盘(31)通过图外的十字头环(01dham ring)装
载在外壳(36)的上表面。并且，曲轴(20)的偏心部(22)插入可动涡旋盘(31)
的突出部(33)中。也就是说，可动涡旋盘(31)嵌合在曲轴(20)。 固定涡旋盘(34)形成为较厚的圆板状。在该固定涡旋盘(34)的中
央部设置有涡旋壁状的固定侧涡巻(35)。固定侧涡巻(35)是通过从下面一
侧刻入固定涡旋盘(34)而形成的。
如图2所示，在压縮机构(30)中，固定涡旋盘(34)的固定侧涡巻 (35)和可动涡旋盘(31)的可动侧涡巻(32)啮合在一起。多个压縮室(37)是通 过固定侧涡巻(35)和可动侧涡巻(32)彼此啮合在一起形成的。
—固定涡旋盘(34)的定位装置一
本实施例的定位装置(40)用以在组装上述涡旋型压縮机(10)的 过程中，进行固定涡旋盘(34)的定位。具体地说，该定位装置(40)用以在 将固定涡旋盘(34)安装在涡旋型压縮机(10)的组装过程中所形成的组装体 (ll)时，调节固定涡旋盘(34)的位置，使固定涡旋盘(34)和可动涡旋盘(31) 的位置关系适当化。 另外，上述组装体(11)为将滚筒部件(16)、外壳(36)、压縮机电 动机(25)、下部轴承部件(23)、曲轴(20)和可动涡旋盘(31)组装为一体而成。 在该组装体(ll)中，外壳(36)、压縮机电动机(25)和下部轴承部件(23)被固 定在滚筒部件(16)上，可动涡旋盘(31)在与曲轴(20)嵌合在一起的状态下被 装载在外壳(36)上。并且，在该组装体(ll)中，压縮机电动机(25)的定子(26) 与供电端子(19)电连接。 参照图3对上述定位装置(40)的结构加以说明。该定位装置(40) 包括第一框体(45)和第二框体(60)。 第一框体(45)包括各为一块的台座板(46)及上部板(47)、和4根 支柱部件(48)。台座板(46)形成为四角形状，设置为大致呈水平状态。支 柱部件(48)在台座板(46)的角部各竖着设有一根。支柱部件(48)贯通台座板 (46)，支柱部件(48)的下端从台座板(46)朝着下方突出。上部板(47)装载在 竖着设置的4根支柱部件(48)上。 在台座板(46)的上表面的中央部突出设置有圆筒状的导向部件
(51)。该导向部件(51)用以在将组装体(11)向台座板(46)装载时，将滚筒部 件(16)导向规定的位置，其内径稍大于滚筒部件(16)的外径。在台座板(46) 的中央形成有贯穿孔(52)。该贯穿孔(52)为形成为与导向部件(51)同心的圆 状的圆形孔，贯穿台座板(46)。 在台座板(46)的下表面隔着托架(bracket)(54)安装有旋转式编 码器(rotary encoder)(53)。旋转式编码器(53)被配置在贯穿孔(52)的下方， 其旋转轴朝着贯穿？L(52)向上方延伸。在旋转式编码器(53)的旋转轴安装 有连接器(coupling)(55)。该连接器(55)插通贯穿孔(52)，朝着台座板(46) 的上表面一侧突出，其前端相对于涡旋型压縮机(10)的曲轴(20)的下端装 卸自由。 在上部板(47)安装有用以将固定涡旋盘(34)压向下方的推压机 构(56)。该推压机构(56)包括朝下方延伸的杆(rod)(57),被配置在上部板(47) 的大致中央位置。在杆(57)的前端安装有剖面面积大于该杆(57)的按压部 件(58)。在该按压部件(58)的下表面安装有后述的导向装置(41)。推压机构 (56)构成为通过用传送螺钉机构等送出杆(57)，来让按压部件(58)和导向装 置(41)向下方移动，向固定涡旋盘(34)提供压紧力。 参照图4对导向装置(41)的结构加以说明。上述导向装置(41) 包括基板(59)、相互正交的X轴横杆(49)和Y轴横杆(50)、嵌合在X轴横 杆(49)和Y轴横杆(50)的移动方向限制部件(51)和设置在基板(59)的下表 面的支撑柱(shoe)(28)。 X轴横杆(49)由相同长度的两根横杆部件构成。这 两根横杆部件以规定的间隔平行排列地固定在基板(59)的上表面。支撑柱 (28)为杆状，固定在基板(59)的下表面。支撑柱(28)用以在导向装置(41)将 压紧力提供给固定涡旋盘(34)的状态下，固定涡旋盘(34)移动时，禁止固 定涡旋盘(34)相对于导向装置(41)的滑动。在支撑柱(28)与固定涡旋盘(34) 之间的接触面，产生比固定涡旋盘(34)与外壳(36)之间的接触面的摩擦力 大的摩擦力。 移动方向限制部件(51)在X轴横杆(49)和Y轴横杆(50)交叉的 地方各设置有一个。也就是说，在导向装置(41)共设置有4个移动方向限 制部件(51)。各移动方向限制部件(51)大致为长方体，在下表面形成有X 轴方向的槽，在上表面形成有Y轴方向的槽。X轴横杆(49)嵌入移动方向
限制部件(51)的下表面的槽中，Y轴横杆(50)嵌入上表面的槽中。在移动 方向限制部件(51)的X轴方向及Y轴方向的槽中埋有图外的多个球形部 件。各移动方向限制部件(51)隔着多个球形部件连接在X轴横杆(49)及Y 轴横杆(50)上，为沿着横杆笔直移动的滚动导向。由此，导向装置(41)在 将压紧力提供给固定涡旋盘(34)的状态下，允许固定涡旋盘(34)朝着彼此 正交的X轴方向及Y轴方向进行平行移动，禁止该固定涡旋盘(34)的旋转。
第二框体(60)包括一个框状部件(61)和4根支柱部件(62)，被固 定在台座板(46)上。具体地说，各支柱部件(62)的长度稍短于构成组装体(11) 的滚筒部件(16)的高度。并且，这4根支柱部件(62)分别被竖着设置在台 座板(46)上，以等间隔配置在导向部件(51)的周围。框状部件(61)形成为四 角形或圆形的框状，装载在4根支柱部件(62)上。并且，框状部件(61)被 固定在各支柱部件(62)上，被配置为围绕组装体(ll)上部的周围。
在框状部件(61)设置有用以固定组装体(11)的夹紧机构(63)。该 夹紧机构(63)构成固定用部件。夹紧机构(63)包括多个向框状部件(61)的内 侧突出的可动式夹紧头(64)。并且，夹紧机构(63)构成为压在构成组装体(11) 的滚筒部件(16)的外周面，通过从滚筒部件(16)的直径方向的两侧夹住组 装体(ll)，来约束组装体(ll)。 在框状部件(61)上设置有一个激光变位计(65)和4个冲击单元 (70)。激光变位计(65)朝着固定涡旋盘(34)照射激光，测量该固定涡旋盘(34) 的变位量。而各冲击单元(70)形成为圆柱状，具有在其前端一侧形成了突 起的头部(74)。这4个冲击单元(70)构成为向固定涡旋盘(34)提供冲击力来 让该固定涡旋盘(34)移动的移动机构(75)。另外，以后对冲击单元(70)的结 构加以说明。 如图5所示，4个冲击单元(70)被以上述组装体(11)的外壳(36) 上的固定涡旋盘(34)为中心，以90°间隔配置为放射状。也就是说，沿着 固定涡旋盘(34)的第一直径方向配置有两个冲击单元(70)，沿着与该直径 方向正交的第二直径方向配置有剩下的两个冲击单元(70)。并且，各冲击 单元(70)各自的头部(74)的突起为朝着固定涡旋盘(34)—侧的姿势。也就是 说，沿着一个直径方向所配置的两个冲击单元(70)夹着固定涡旋盘(34)彼 此相对。并且，第一直径方向与上述导向装置(41)的X轴方向平行。第二
直径方向与上述导向装置(41)的Y轴方向平行。S卩，导向装置(41)允许固 定涡旋盘(34)移动的X轴方向及Y轴方向、与由上述冲击单元(70)提供给 固定涡旋盘(34)的冲击力的方向一致。当由上述冲击单元(70)将X轴方向 的冲击力提供给固定涡旋盘(34)时，X轴横杆(49)在移动方向限制部件(51) 的槽中滚动，固定涡旋盘(34)在X轴方向上移动。当由上述冲击单元(70) 将Y轴方向的冲击力提供给固定涡旋盘(34)时，Y轴横杆(50)在移动方向 限制部件(51)的槽中滚动，固定涡旋盘(34)在Y轴方向上移动。
参照图6对冲击单元(70)的结构加以说明。冲击单元(70)包括各 为一个的本体部(71)和空气汽缸(air cylinder)部(100)。本体部(71)和空气 汽缸部(100)各自的外形大致为圆柱状，被配置在同轴上。
本体部(71)包括基部(72)、压电元件(73)和头部(74)，在整体上 形成为圆柱状。具体地说，在该本体部(71)中，将均形成为圆柱状的基部
(72) 和头部(74)配置在同轴上，在基部(72)与头部(74)之间夹入压电元件
(73) 。并且，在头部(74)的前端一侧卿，与压电元件(73)相反的一侧)形成 有突起。当在本体部(71)中，向压电元件(73)施加电压时，压电元件(73) 向本体部(71)的轴方向伸长，头部(74)随之而被挤出。(参照图6(A))而当向 压电元件73停止通电时，压电元件(73)的长度恢复到原来的长度，头部(74) 随之而拉回(参照图6(B))。
空气汽缸部(100)包括汽缸(cylinder)(101)、活塞(102)和杠 (103)。汽缸(101)形成为中空的圆筒状。活塞(102)插入汽缸(101)内，能够 向汽缸(101)的轴方向移动。杆(103)被配置为与汽缸(101)同轴。该杆(103) 的基端连接在活塞(102)上，前端朝汽缸(101)的外部延伸。杆(103)的前端 接合在本体部(71)的基部(72)的端面。汽缸(101)的内部由活塞(102)划分为 第一空气室(104)和第二空气室(105)。第一空气配管(106)连接在与杆(103) 相反的一侧的第一空气室(104)上。而第二空气配管(107)连接在杆(103)— 侧的第二空气室(105)上。 在冲击单元(70)中，当在将空气从第一空气配管(106)提供给第 一空气室(104)的同时，将空气从第二空气室(105)向第二空气配管(107)排 出时，活塞(102)向第二空气室(105)—侧移动，本体部(71)被送向冲击单元 (70)的前端一侧(图6中的左侧)。并且，当在将空气从第二空气配管(107)提供给第二空气室(105)的同时，将空气从第一空气室(104)向第一空气配 管(106)排出时，活塞(102)向第一空气室(104)—侧移动，本体部(71)被拉 向冲击单元(70)的基端一侧(图6中的右侧)。 如图7所示，在上述定位装置(40)设置有逆变器(inverter)(81)、 逆变器(81)的驱动器(82)和控制器(80)。其中，逆变器(81)和驱动器(82)构 成供电装置(83)。 逆变器(81)的输入侧连接在商用电源(85)上，其输出侧连接在上 述组装体(11)的供电端子(19)上。另一方面，旋转式编码器(53)的输出信号 被输入到驱动器(82)中。该驱动器(82)根据旋转式编码器(53)的输出信号算 出曲轴(20)的旋转角度和角速度，按照算出的结果决定有关逆变器(81)的 输出电流值和输出频率的指令值。并且，驱动器(82)对逆变器(81)输出开 关的时刻等指令，使逆变器(81)的输出与指令值相对应。逆变器(81)按照 来自驱动器(82)的指令进行动作，将交流提供给上述组装体(ll)的压縮机电 动机(25)。 控制器(80)构成决定机构。将有关逆变器(81)的输出电流的指令 值、和有关曲轴(20)的旋转角度的信息从驱动器(82)输入到控制器(80)。控 制器(80)利用来自驱动器(82)的输入值等，监视在曲轴(20)旋转期间压縮机 电动机(25)的旋转转矩如何变化。并且，控制器(80)根据该压縮机电动机(25) 的旋转转矩的变化，来决定应该让固定旋转盘(34)移动的方向和距离，根 据它来控制构成移动机构(75)的冲击单元(70)。
并且，在上述定位装置(40)设置有用以测定曲轴(20)的相位的激
光变位计，无图示。该相位测定用的激光变位计通过测量偏心部(22)的位
置来测定曲轴(20)的相位。 —固定涡旋盘(34)的定位方法一
对用上述定位装置(40)进行的固定涡旋盘(34)的定位方法加以说明。 首先，进行上述定位方法的第一工序。在该第一工序中，将组 装体(11)以外壳(36)位于上侧的姿势装载在台座板(46)上。在将组装体(ll) 装载在台座板(46)的状态下，将滚筒部件(16)的下端部嵌入导向部件(51) 的内侧，使曲轴(20)的下端面位于贯穿孔(52)的上方。在此状态下，将组 装体(11)固定在定位装置(40)上。具体地说，在定位装置(40)中，将夹紧机 构(63)的夹紧头(64)朝着组装体(11)抽出，该夹紧头(64)从两侧夹住滚筒部 件(16)的上端部来约束组装体(11)的移动。在由夹紧机构(63)固定的组装体 (ll)中，将旋转式编码器(53)通过连接器(55)连接在该曲轴(20)的下端。
在将旋转式编码器(53)连接在曲轴(20)之间，组装体(ll)为没有 被装入可动涡旋盘(31)，曲轴(20)的偏心部(22)露出的状态。将逆变器(81) 连接在该状态下的组装体(11)的供电端子(19)上，通过向压縮机电动机(25) 通电，来使曲轴(20)以一定速度旋转驱动。图外的相位测定用的激光变位 计测量到正在旋转的曲轴(20)的偏心部(22)为止的距离，输入到控制器(80) 中。控制器(80)根据来自相位测定用的激光变位计的输入和来自旋转式编 码器(53)的输入，算出曲轴(20)的相位。并且，控制器(80)将让曲轴(20)单 独旋转时的压縮机电动机(25)的输出转矩的变化存储下来。
然后，将可动涡旋盘(31)安装在组装体(11)，使固定涡旋盘(34) 啮合在组装体(11)的可动涡旋盘(31)。也就是说，在固定侧涡巻(35)的前端 朝下的姿势将固定涡旋盘(34)装载在外壳(36)上，使其下表面接触到外壳 (36)的上表面。在此状态下，均形成为涡旋壁状的固定侧涡巻(35)与可动 侧涡巻(32)为彼此啮合的状态。那时，由作业者将假组装用的定位销(pin) 插通固定侧涡巻(35)，暂时将固定侧涡巻(35)的位置定下来。
其次，进行上述定位方法的第二工序。在第二工序中，将推压 机构(56)的杆(57)朝下方抽出，使导向装置(41)的支撑柱(28)紧压在固定涡 旋盘(34)的上表面。并且，通过导向装置(41)的支撑柱(28)将固定涡旋盘(34) 紧压在外壳(36)上。并且，由作业者将假组装用的定位销从固定涡旋盘(34) 上拔掉。 其次，进行上述定位方法的第三工序。在该第三工序中，压縮 机电动机(25)从逆变器(81)提供电力，让曲轴(20)旋转，可动涡旋盘(31)随 着曲轴(20)的旋转而移动。那时，基于来自旋转式编码器(53)的输出等的 输出指令从驱动器(82)输入到逆变器(81)，压縮机电动机(25)以一定的旋转 速度进行旋转。 控制器(80)在曲轴(20)旋转期间监视压縮机电动机(25)的输出 转矩的变化。控制器(80)将该输出转矩的变化与让曲轴(20)单独旋转时的
输出转矩的变化进行比较，判断可动涡旋盘(31)和固定涡旋盘(34)的涡巻 (35)之间接触的位置和接触的程度。 并且，控制器(80)根据可动涡旋盘(31)和固定涡旋盘(34)的涡巻 (35)之间接触的位置和接触的程度，决定解消涡巻之间的接触所需的固定 涡旋盘(34)的移动距离和移动方向。 在固定涡旋盘(34)的移动距离和移动方向定下来之后，控制器 (80)控制对应其移动方向的冲击单元(70)。具体地说，首先，控制器(80) 为了使冲击单元(70)的头部(74)的突起接触固定涡旋盘(34)，而在将空气从 第一空气配管(106)提供给第一空气室(104)的同时，将控制从第二空气室 (105)向第二空气配管(107)排出，让本体部(71)移动。当让冲击单元(70) 移动时，控制器(80)将脉冲电压施加给冲击单元(70)的压电元件(73)。在将 脉冲电压施加给冲击单元(70)的压电元件(73)之后，压电元件(73)根据脉冲 波形而伸縮。此时，随着压电元件(73)的伸长而被挤出的头部(74)的惯性 力作用在固定涡旋盘(34)上，使该固定涡旋盘(34)仅移动一点。由于在固 定涡旋盘(34)移动之后，头部(74)与固定涡旋盘(34)分开，因此让冲击单元 (70)移动，以便使头部(74)的突起再次接触到固定涡旋盘(34)。然后，再次 向冲击单元(70)的压电元件(73)施加脉冲电压。这样一来，固定涡旋盘(34) 因压电元件(73)的伸縮而仅移动一点。通过反复执行该过程，使被紧压向 外壳(36)的状态下的固定涡旋盘(34)慢慢地移动。在固定涡旋盘(34)的移动 结束之后，控制器(80)在将空气从第二空气配管(107)向第二空气室(105) 提供的同时，将空气从第一空气室(104)向第一空气配管(106)排出，将冲 击单元(70)拉回原来的位置。 参照图5对该控制器(80)的动作加以说明。另外，该段落中的 "右""左""上""下"意味着图5中的上、下、左、右。例如，在使固 定涡旋盘(34)向左侧移动时，控制器(80)控制右侧的冲击单元(70)。具体地 说，控制器(80)—边调节空气汽缸部(100)的第一空气室(104)及第二空气室 (105)内的空气量，让本体部(71)移动， 一边将脉冲电压向该本体部(71)的 压电元件(73)提供，让朝左的冲击力作用在固定涡旋盘(34)上。并且，在 让固定涡旋盘(34)向下侧移动时，控制器(80)控制上侧的冲击单元(70)。在 让固定涡旋盘(34)向右上侧移动时，控制器(80)在控制了左侧的冲击单元
(70)之后，控制下侧的冲击单元(70)。 并且，将由激光变位计(65)测量的固定涡旋盘(34)的移动距离输 入到控制器(80)。控制器(80)根据所测量的固定涡旋盘(34)的移动距离来选 择使用在固定涡旋盘(34)的移动中的冲击单元(70)。然后，控制器(80)对于 在实际测量的固定涡旋盘(34)的移动距离到达消除涡巻之间的接触所需的 值之后，固定涡旋盘(34)的移动结束进行判断。
当在第三步骤中，可动涡旋盘(31)和固定涡旋盘(34)的涡巻(35) 之间的接触被消除时，通过图外的螺钉紧固固定涡旋盘(34)和外壳(36)， 使设置在恰当位置上的固定涡旋盘(34)被固定在外壳(36)上。
—实施例的效果一
根据本实施例的定位装置(40)，在固定涡旋盘(34)被紧压在外 壳(36)上的状态下提供冲击力，让固定涡旋盘(34)移动。然后，在固定涡 旋盘(34)被紧压在外壳(36)上的状态下结束固定涡旋盘(34)的移动。由于在 此状态下通过螺钉将固定涡旋盘(34)固定在外壳(36)上，因此能够将该固 定涡旋盘(34)准确地固定在定位时所决定的位置上。从而，能够以高精度 来确实地进行组装涡旋型压縮机(10)时的固定涡旋盘(34)的定位。
并且，在本实施例的定位装置(40)中，在不让固定涡旋盘(34) 旋转的情况下，让该固定涡旋盘(34)移动。当固定涡旋盘(34)向不期望的 方向旋转时，难以准确地控制固定涡旋盘(34)的涡巻(35)和可动涡旋盘(31) 的涡巻(32)之间的距离。而根据本实施例的定位装置(40)，由于通过导向 装置(41)来禁止固定涡旋盘(34)的旋转，因此能够让固定涡旋盘(34)准确地 朝着所期望的方向移动。从而，能够以高精度且很容易地进行固定涡旋盘 (34)的定位。 并且，根据本实施例的定位装置(40)，当让固定涡旋盘(34)在X 轴方向移动时从X轴方向将冲击力提供给该固定涡旋盘(34)，当让固定涡 旋盘(34)在Y轴方向移动时从Y轴方向将冲击力提供给该固定涡旋盘(34)。 因此，固定涡旋盘(34)的X轴方向的移动距离被来自X轴方向的冲击力的 强度和次数支配，固定涡旋盘(34)的Y轴方向的移动距离被来自Y轴方向 的冲击力的强度和次数支配。从而，能够通过调节来自各个方向的冲击力 的强度和次数，来准确地控制固定涡旋盘(34)的移动距离和移动方向，能
够精度良好且很容易地进行固定涡旋盘(34)的定位。
—实施例的第一变形例一
对实施例的第一变形例与上述实施例的不同之处加以说明。图 8示出了该第一变形例中的定位装置(40)的主要部分的平面图。在该第一 变形例中，移动机构(75)由3个冲击单元(70)构成。3个冲击单元(70)以上 述组装体(11)的外壳(36)上的固定涡旋盘(34)为中心，被以120°间隔配置 为放射状。
与上述实施例相比，由于能够减少冲击单元(70)的个数，因此
能够降低定位装置(40)的制作费。 实施例的第二变形例一
对实施例的第二变形例加以说明。图9示出了该第二变形例中 的定位装置(40)的移动机构(75)的冲击单元(70)的剖面图。该第二变形例的 冲击单元(70)构成为随着电动机(95)的旋转而产生冲击力。
冲击单元(70)包括由大致呈圆筒形的壳体(76a)和大致呈长方体 的壳体(76b)接合而成的壳体(76)。在大致呈圆筒形的壳体(76a)的内部形成 有汽缸室(94)，在大致呈长方体的壳体(76b)的内部形成有曲轴箱 (crankcase)93，相互连接在一起。在壳体(76)的汽缸室(94)一侧的底面形 成有圆形的贯穿孔(99)。在汽缸室(94)从上述贯穿孔(99)一侧依次设置有横 刃(chise1)(90)、圆柱状槌(hammer)(87)以及圆柱状活塞(84)。槌(87)及活 塞(84)滑动连接在汽缸室(94)的内壁。在槌(87)和活塞(84)之间形成有压縮 室(86)。 横刃(90)包括大致呈圆柱状的头部(74)和圆板状的基部(72)。在 该横刃(90)中，头部(74)和基部(72)同轴，形成为一体。在头部(74)的前端 一侧(即，与基部(72)相反的一侧)形成有突起。头部(74)插入上述贯穿孔 (99)，向壳体(76)的外部延伸。基部(72)滑动连接在汽缸室(94)的内壁。基 部(72)的半径大于贯穿孔(99)的半径。基部(72)防止横刃(90)从壳体(76)脱 离。 在曲轴箱(93)通过曲轴(98)设置有嵌合在壳体(76)外部的电动 机(95)中的曲柄(96)。在曲柄(96)设置有曲柄销(crankpin)(97)。曲销(97) 保持着连接在上述活塞(84)的曲轴箱(93)—侧的底面的连接棒(88)。曲柄
(96)、曲柄销(97)及连接棒(88)构成为将电动机(95)中的旋转运动变为活塞 (84)的往返运动。 在电动机(95)驱动时，曲柄(96)旋转，活塞(84)进行往返运动。 在活塞(84)进行往返运动时，压縮室(86)的气体被压缩，膨胀，槌(87)随之 进行往返运动。然后，在槌(87)向横刃(90)—侧移动时，槌(87)冲突到横刃 (90)的基部(72)。横刃(90)因该冲突而向该头部(74)的前端一侧移动，使头 部(74)的突起冲突到固定涡旋盘(34)。从而，将冲击力从头部(74)提供到固 定涡旋盘(34)。 在该第二变形例的冲击单元(70)没有设置上述实施例那样的空 气汽缸部(IOI)。将冲击单元(70)设置为当横刃(90)退到壳体(76)的内侧的 状态时头部(74)的突起不接触固定涡旋盘(34)，并且，当横刃(90)移动到该 头部(74)的前端一侧时头部(74)的突起接触到固定涡旋盘(34)。
(其它实施例)
关于上述实施例的定位装置(40)，可以将外壳(36)、曲轴(20) 和可动涡旋盘(31)组装在一起而成的上述组装体(11)固定在该定位装置(40) 上。图11示出了该定位装置(40)的正面图。组装体(ll)被装载在固定在支 柱部件(62)的前端的框状部件(61)上，在外壳(36)的外周面被夹紧机构(63) 的夹紧头(64)夹住而固定下来。夹紧机构(63)设置在框状部件(61)上。
在该定位装置(40)中，在台座板(46)没有设置贯穿孔(52)，在台 座板(46)上装载有伺服电动机(38)。伺服电动机(38)的旋转轴(42)朝上方延 伸，贯穿检测让曲轴(20)旋转所需的转矩的转矩检测器(44)。并且，在旋 转轴(42)的前端安装有连接器(55)。该连接器(55)与旋转轴(42)同轴，朝上 方延伸，其前端相对于涡旋型压縮机(10)的曲轴(20)的下端可自由装卸。
在该定位装置(40)设置有控制器(80)。控制器(80)构成根据伺服 电动机(38)及转矩检测器(44)的检测值来决定固定涡旋盘(34)的移动距离 及移动方向的决定机构。并且，控制器(80)进行构成上述移动机构(75)的 冲击单元(70)的控制，使固定涡旋盘(34)移动到由决定机构所决定的位置 上。 另外，上述实施例为在本质上适于本发明的例子，本发明并不 刻意限制其适用物、或者其用途范围。
如上所述，本发明对组装涡旋型流体机械时进行固定涡旋盘(34) 的定位的方法及装置有用。
权利要求
1、一种固定涡旋盘定位装置，用以在涡旋型流体机械(10)的组装过程中，根据固定涡旋盘(34)的涡卷(35)和可动涡旋盘(31)的涡卷(32)的位置关系来对固定涡旋盘(34)的位置进行定位，其特征在于包括固定用部件(63)，将组装体(11)固定起来，该组装体(11)由可动涡旋盘(31)、嵌合在该可动涡旋盘(31)中的曲轴(20)和构成该曲轴(20)的轴承的外壳部件(36)组合为一体而成；推压机构(56)，将啮合在上述可动涡旋盘(31)的上述固定涡旋盘(34)紧压在上述外壳部件(36)上；决定机构(80)，决定上述固定涡旋盘(34)的移动距离及移动方向；以及移动机构(75)，通过将冲击力提供给紧压在上述外壳部件(36)上的固定涡旋盘(34)，来根据上述决定机构(80)所决定的移动距离及移动方向让该固定涡旋盘(34)移动。
2、 根据权利要求l所述的固定涡旋盘定位装置，其特征在于 上述决定机构(80)决定上述固定涡旋盘(34)的移动距离及移动方向，以在不管上述可动涡旋盘(31)的位置如何的情况下，使上述固定涡旋盘(34) 的涡巻(35)与上述可动涡旋盘(31)的涡巻(32)成为非接触状态。
3、 根据权利要求l所述的固定涡旋盘定位装置，其特征在于 上述移动机构(75)包括多个通过给予冲击来将冲击力提供给上述固定涡旋盘(34)的冲击单元(70);在上述移动机构(75)中，各冲击单元(70)的冲击方向彼此不同。
4、 根据权利要求l所述的固定涡旋盘定位装置，其特征在于 包括导向装置(41)，允许固定涡旋盘(34)朝着彼此正交的X轴方向及Y轴方向进行平行移动，禁止该固定涡旋盘(34)的旋转。
5、 根据权利要求4所述的固定涡旋盘定位装置，其特征在于 上述推压机构(56)的导向装置(41)允许固定涡旋盘(34)移动的X轴方向及Y轴方向、与由上述移动机构(56)提供给固定涡旋盘(34)的冲击力的 方向一致。
6、 根据权利要求5所述的固定涡旋盘定位装置，其特征在于 上述移动机构(75)包括4个通过给予冲击来将冲击力提供给上述固定涡旋盘(34)的冲击单元(70);上述4个冲击单元(70)中的两个冲击单元(70)被配置为在平行于X轴 的轴上相对,剩下的两个冲击单元(70)被配置为在平行于Y轴的轴上相对。
7、 根据权利要求3或6所述的固定涡旋盘定位装置，其特征在于 上述冲击单元(70)构成为包括压电元件(73)，通过让压电元件(73)伸缩来提供冲击。
8、 一种固定涡旋盘定位方法，在涡旋型流体机械(10)的组装过程中， 根据固定涡旋盘(34)的涡巻(35)和可动涡旋盘(31)的涡巻(32)的位置关系 来对固定涡旋盘(34)的位置进行定位，其特征在于进行第一步骤，将组装体(ll)固定起来，且让上述固定涡旋盘(34) 与上述可动涡旋盘(31)啮合在一起，该组装体(11)由可动涡旋盘(31)、嵌合 在该可动涡旋盘(31)中的曲轴(20)和构成该曲轴(20)的轴承的外壳部件(36) 组合为一体而成；第二步骤，使在上述第一步骤中与上述可动涡旋盘(31)啮合在一起的 固定涡旋盘(34)处于被紧压在上述外壳部件(36)上的状态下；以及第三步骤，通过将冲击力提供给处于被紧压在上述外壳部件(36)上的 状态下的固定涡旋盘(34),来让该固定涡旋盘(34)移动,调节固定涡旋盘(34) 的位置。
全文摘要
本发明公开了一种固定涡旋盘定位装置及定位方法。在定位装置(40)中，将被啮合在可动涡旋盘(31)中的固定涡旋盘(34)紧压在外壳部件(36)上，通过在该状态下将冲击力提供给固定涡旋盘(34)，来让固定涡旋盘(34)朝着适当的位置移动。从而使固定涡旋盘(34)在被紧压在外壳部件(36)上的状态下结束固定涡旋盘(34)的移动。
文档编号F04C18/02GK101099042SQ20058004592
公开日2008年1月2日 申请日期2005年11月29日 优先权日2005年1月31日
发明者山路洋行, 广内隆, 诹佐利浩, 高桥孝幸 申请人:大金工业株式会社