JP3256078B2 - スクロール部材の成形方法 - Google Patents
スクロール部材の成形方法Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
- B23C3/28—Grooving workpieces
- B23C3/32—Milling helical grooves, e.g. in making twist-drills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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- B24B19/14—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding turbine blades, propeller blades or the like
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- B23C3/18—Working surfaces curved in two directions for shaping screw-propellers, turbine blades, or impellers
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- B23C—MILLING
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は圧縮機、膨張機、ある
いはモータ等として用いられるスクロール型流体機械の
スクロール部材の成形方法に関するものである。
いはモータ等として用いられるスクロール型流体機械の
スクロール部材の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のスクロール型圧縮機のスクロール
部材として、図１２及び図１３に示すものが一般的に用
いられている。ハウジングに固定されるスクロール部材
１は円板状の基板２と、その基板２に一体に形成した渦
巻部３とから構成されている。又、可動スクロール部材
４は基板５とそれに一体に形成した渦巻部６とから構成
されている。両スクロール部材１，４は渦巻部３，６の
位相が相対的に１８０°ずれた状態で、両渦巻部３，６
が相互に接触され、かつ両渦巻部３，６の端面が相手側
の基板５，２の内面に接触する状態に噛み合わされてい
る。そして、両部材を相対的に公転円運動させることに
より、一対のスクロール部材１，４の噛み合いによって
形成される密閉状の圧縮室７を渦巻部３，６の中心方向
へ移動させながら、その容積を減少しつつ圧縮室７内の
ガスを圧縮する。圧縮されたガスは、基板２の中心部の
吐出ポート８から吐出される。
部材として、図１２及び図１３に示すものが一般的に用
いられている。ハウジングに固定されるスクロール部材
１は円板状の基板２と、その基板２に一体に形成した渦
巻部３とから構成されている。又、可動スクロール部材
４は基板５とそれに一体に形成した渦巻部６とから構成
されている。両スクロール部材１，４は渦巻部３，６の
位相が相対的に１８０°ずれた状態で、両渦巻部３，６
が相互に接触され、かつ両渦巻部３，６の端面が相手側
の基板５，２の内面に接触する状態に噛み合わされてい
る。そして、両部材を相対的に公転円運動させることに
より、一対のスクロール部材１，４の噛み合いによって
形成される密閉状の圧縮室７を渦巻部３，６の中心方向
へ移動させながら、その容積を減少しつつ圧縮室７内の
ガスを圧縮する。圧縮されたガスは、基板２の中心部の
吐出ポート８から吐出される。
【０００３】この種のスクロール型圧縮機においては、
圧縮動作時に渦巻部３，６に作用する繰り返し曲げモー
メントにより基板２（５）と渦巻部３（６）との隅部に
クラックが発生し易い。このため、図１４に示すように
基板２と渦巻部３との隅部に丸み３ａ，３ｂが形成され
ている。前記圧縮室７内のガス圧力は圧縮室７が渦巻部
３，６の中心寄りに移行する程高く、渦巻部３，６の中
心部は渦巻部が途切れるため、その剛性が他の部分より
小さい。このため渦巻部３，６の中心部の丸み３ｂの曲
率Ｒ６が他の部分の丸み３ａの曲率Ｒ５よりも大きく設
定され、渦巻部３，６の中心部の疲労強度を高めてい
る。
圧縮動作時に渦巻部３，６に作用する繰り返し曲げモー
メントにより基板２（５）と渦巻部３（６）との隅部に
クラックが発生し易い。このため、図１４に示すように
基板２と渦巻部３との隅部に丸み３ａ，３ｂが形成され
ている。前記圧縮室７内のガス圧力は圧縮室７が渦巻部
３，６の中心寄りに移行する程高く、渦巻部３，６の中
心部は渦巻部が途切れるため、その剛性が他の部分より
小さい。このため渦巻部３，６の中心部の丸み３ｂの曲
率Ｒ６が他の部分の丸み３ａの曲率Ｒ５よりも大きく設
定され、渦巻部３，６の中心部の疲労強度を高めてい
る。
【０００４】上記のような隅部の丸み３ａ，３ｂを成形
する方法として従来、特公平４−５０１３１号公報に示
すものが提案されている。この丸み３ａ，３ｂの加工方
法は図１５に示すように最初に疲労強度を確保するに足
る比較的大きい曲率Ｒ６の丸み３ｂをカッターにより隅
部全体に形成する。次に、相手側スクロール部材の渦巻
部の端縁と干渉しない比較的小さい曲率Ｒ５の丸み３ｂ
をカッターにより渦巻部３の中心部と対応する隅部を残
して他の隅部全体に形成する。
する方法として従来、特公平４−５０１３１号公報に示
すものが提案されている。この丸み３ａ，３ｂの加工方
法は図１５に示すように最初に疲労強度を確保するに足
る比較的大きい曲率Ｒ６の丸み３ｂをカッターにより隅
部全体に形成する。次に、相手側スクロール部材の渦巻
部の端縁と干渉しない比較的小さい曲率Ｒ５の丸み３ｂ
をカッターにより渦巻部３の中心部と対応する隅部を残
して他の隅部全体に形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の丸み３ａ，
３ｂの加工方法は、最小工程で曲率の異なる丸み３ａ，
３ｂを加工することができる。しかし、この成形方法で
は曲率の大きい丸み３ａの形成後に、曲率の小さい丸み
３ｂの形成を渦巻部３の中心部以外の隅部に行うので、
図１５に示すように隅部の切削代が多くなり、カッター
の摩耗が著しく、カッターの寿命が極端に短く、コスト
アップを招くという問題があった。
３ｂの加工方法は、最小工程で曲率の異なる丸み３ａ，
３ｂを加工することができる。しかし、この成形方法で
は曲率の大きい丸み３ａの形成後に、曲率の小さい丸み
３ｂの形成を渦巻部３の中心部以外の隅部に行うので、
図１５に示すように隅部の切削代が多くなり、カッター
の摩耗が著しく、カッターの寿命が極端に短く、コスト
アップを招くという問題があった。
【０００６】一般に、曲率の異なる丸み３ａ，３ｂは同
一の成形装置でスクロール部材を同じ位置に把持して、
同一のカッターホルダーに曲率の異なる二種類のカッタ
ーを付け替えて行うのが望ましい。この場合には図１５
において基板２の内面２ａに対する丸み３ａの切り込み
深さｈを所定の範囲内に収めることができる。しかし、
両丸み３ａ，３ｂを別の成形装置で加工した場合、スク
ロール部材１の脱着誤差とカッターの前進端のバラツキ
による誤差とにより前記切り込み深さｈが図１６に示す
ように不足した場合には、丸み３ｂと丸み３ａとの間に
段差３ｃが生じる。従って、丸み３ａと対応する部分の
渦巻部６の面取部６ａを小さくしようとしても前記段差
３ｃに干渉しないようにするため、結局面取部６ａを小
さくできない。この結果、圧縮室７のシール性の低下が
避けられず、所要の吐出容量を確保するためには圧縮機
を大型化しなければならない。
一の成形装置でスクロール部材を同じ位置に把持して、
同一のカッターホルダーに曲率の異なる二種類のカッタ
ーを付け替えて行うのが望ましい。この場合には図１５
において基板２の内面２ａに対する丸み３ａの切り込み
深さｈを所定の範囲内に収めることができる。しかし、
両丸み３ａ，３ｂを別の成形装置で加工した場合、スク
ロール部材１の脱着誤差とカッターの前進端のバラツキ
による誤差とにより前記切り込み深さｈが図１６に示す
ように不足した場合には、丸み３ｂと丸み３ａとの間に
段差３ｃが生じる。従って、丸み３ａと対応する部分の
渦巻部６の面取部６ａを小さくしようとしても前記段差
３ｃに干渉しないようにするため、結局面取部６ａを小
さくできない。この結果、圧縮室７のシール性の低下が
避けられず、所要の吐出容量を確保するためには圧縮機
を大型化しなければならない。
【０００７】従来の加工方法では前記段差３ｃをなくす
ため、成形作業時の前記カッターの切り込み深さｈの寸
法精度を厳密に管理する必要があり、加工作業が非常に
面倒であった。
ため、成形作業時の前記カッターの切り込み深さｈの寸
法精度を厳密に管理する必要があり、加工作業が非常に
面倒であった。
【０００８】この発明の第１の目的はカッターの耐久性
を向上することができるとともに、加工作業を容易に行
い、コストダウンを図ることができるスクロール部材の
成形方法を提供することにある。
を向上することができるとともに、加工作業を容易に行
い、コストダウンを図ることができるスクロール部材の
成形方法を提供することにある。
【０００９】又、この発明の第２の目的は、上記目的に
加えて基板と渦巻部との隅部の丸みの加工精度を向上す
ることができるスクロール部材の成形方法を提供するこ
とにある。
加えて基板と渦巻部との隅部の丸みの加工精度を向上す
ることができるスクロール部材の成形方法を提供するこ
とにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
基板の基板の片面に渦巻部を有するスクロール部材の基
板と渦巻部との隅部に対し、カッターにより相手側スク
ロール部材の渦巻部の端縁と干渉しない比較的小さい丸
みを渦巻形状に沿って加工した後、渦巻部の中心部と対
応する隅部に対し、カッターにより疲労強度を確保する
に足る比較的大きい丸みを加工するという手段をとって
いる。
基板の基板の片面に渦巻部を有するスクロール部材の基
板と渦巻部との隅部に対し、カッターにより相手側スク
ロール部材の渦巻部の端縁と干渉しない比較的小さい丸
みを渦巻形状に沿って加工した後、渦巻部の中心部と対
応する隅部に対し、カッターにより疲労強度を確保する
に足る比較的大きい丸みを加工するという手段をとって
いる。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１において
二種類の丸みの加工を、同一の装置によりスクロール部
材を同一の保持状態で行うという手段をとっている。請
求項３記載の発明は、請求項２において同一のカッター
ホルダーにカッターを付け替えて、二種類の丸みの加工
を行うという手段をとっている。
二種類の丸みの加工を、同一の装置によりスクロール部
材を同一の保持状態で行うという手段をとっている。請
求項３記載の発明は、請求項２において同一のカッター
ホルダーにカッターを付け替えて、二種類の丸みの加工
を行うという手段をとっている。
【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかにおいて、比較的小さい丸みを粗加工した後、ほ
ぼ同じ大きさの丸みを仕上げ加工するという手段をとっ
ている。請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれ
かにおいて、丸みは所定の曲率を有する丸みもしくは扁
平状の面取りであり、前記所定の曲率は、比較的小さい
丸みの曲率が０．０５〜０．３ｍｍに設定され、比較的
大きい丸みの曲率が０．８〜１．０ｍｍに設定される。
ずれかにおいて、比較的小さい丸みを粗加工した後、ほ
ぼ同じ大きさの丸みを仕上げ加工するという手段をとっ
ている。請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれ
かにおいて、丸みは所定の曲率を有する丸みもしくは扁
平状の面取りであり、前記所定の曲率は、比較的小さい
丸みの曲率が０．０５〜０．３ｍｍに設定され、比較的
大きい丸みの曲率が０．８〜１．０ｍｍに設定される。
【００１３】
【作用】請求項１記載の発明は、基板と渦巻部との隅部
に小さい丸みを加工した後、渦巻部の中心部のみに大き
い丸みを加工するので、小さい丸みを隅部に加工する際
に切削代が少なくなり、カッターの摩耗が抑制される。
に小さい丸みを加工した後、渦巻部の中心部のみに大き
い丸みを加工するので、小さい丸みを隅部に加工する際
に切削代が少なくなり、カッターの摩耗が抑制される。
【００１４】請求項１記載の発明ではスクロール部材の
基板の内面に対する大きい丸みの切り込み深さが不足し
ていて両丸みの間に段差が形成されても、相手側スクロ
ール部材の渦巻部の端縁に対する影響は皆無であり、シ
ール性が低下することはない。このため大きい丸みを加
工するカッターの基板側への切り込み深さを厳密に管理
しなくても良く、加工作業が容易となる。
基板の内面に対する大きい丸みの切り込み深さが不足し
ていて両丸みの間に段差が形成されても、相手側スクロ
ール部材の渦巻部の端縁に対する影響は皆無であり、シ
ール性が低下することはない。このため大きい丸みを加
工するカッターの基板側への切り込み深さを厳密に管理
しなくても良く、加工作業が容易となる。
【００１５】請求項２記載の発明では、同一の加工装置
を使用して、スクロール部材を同一の保持状態で二種類
の丸みの加工を行うので、請求項１記載の発明の作用に
加えて、丸みの加工精度が向上する。
を使用して、スクロール部材を同一の保持状態で二種類
の丸みの加工を行うので、請求項１記載の発明の作用に
加えて、丸みの加工精度が向上する。
【００１６】又、請求項３記載の発明では、同一のカッ
ターホルダーによりカッターを交換して二種類の丸みの
加工を行うので、請求項２記載の発明よりもさらに丸み
の加工精度が向上する。
ターホルダーによりカッターを交換して二種類の丸みの
加工を行うので、請求項２記載の発明よりもさらに丸み
の加工精度が向上する。
【００１７】さらに、請求項４記載の発明では、小さい
曲率の丸みの加工が二段階に行われるので、粗加工時及
び仕上げ加工時の切削代がそれぞれ少なくなり、カッタ
ーの耐久性が向上する。
曲率の丸みの加工が二段階に行われるので、粗加工時及
び仕上げ加工時の切削代がそれぞれ少なくなり、カッタ
ーの耐久性が向上する。
【００１８】
【実施例】以下、この発明をスクロール型圧縮機に使用
されるスクロール部材の成形方法に具体化した第１実施
例を図１〜図９に基づいて説明する。
されるスクロール部材の成形方法に具体化した第１実施
例を図１〜図９に基づいて説明する。
【００１９】スクロール部材１，４の成形を行なう装置
は、図９に示すように構成されている。ベット３１の上
面には一対のガイドレール３２が平行にかつ水平に固定
され、このレール３２には第１テーブル３３がＸ軸（水
平）方向の往復動可能に支持されている。又、第１テー
ブル３３には可動支持体３４が固着され、該支持体３４
には複数のカッターホルダー３５がそれぞれ水平に支持
されている。このカッターホルダー３５には後述する複
数のカッター２１〜２３が挟着されている。
は、図９に示すように構成されている。ベット３１の上
面には一対のガイドレール３２が平行にかつ水平に固定
され、このレール３２には第１テーブル３３がＸ軸（水
平）方向の往復動可能に支持されている。又、第１テー
ブル３３には可動支持体３４が固着され、該支持体３４
には複数のカッターホルダー３５がそれぞれ水平に支持
されている。このカッターホルダー３５には後述する複
数のカッター２１〜２３が挟着されている。
【００２０】前記ベット３１の上面には前記ガイドレー
ル３２と直交するように一対のガイドレール３６が互い
に平行にかつＺ軸（水平）方向に固着され、両レール３
６には第２テーブル３７がＺ軸方向に往復動可能に支持
されている。又、第２テーブル３７の上面にはコラム３
８が固着され、該コラム３８の前面には第２ガイドレー
ル３９が互いに平行にかつＹ軸（垂直）方向に支持され
ている。この両レール３９には第３テーブル４０がＹ軸
方向の往復動可能に支持されている。又、第３テーブル
４０の前面にはスクロール部材１，４を挟着固定するワ
ークチャック４１が回転テーブル４２によって回転可能
に支持されている。前記カッターホルダー３５の中心軸
線とワークチャック４１の中心軸線Ｏ（スクロール部材
１，４の中心軸線と同じ）とは互いに平行であり、回転
テーブル４２は軸線Ｏを中心としてＴ方向に往復回転可
能である。
ル３２と直交するように一対のガイドレール３６が互い
に平行にかつＺ軸（水平）方向に固着され、両レール３
６には第２テーブル３７がＺ軸方向に往復動可能に支持
されている。又、第２テーブル３７の上面にはコラム３
８が固着され、該コラム３８の前面には第２ガイドレー
ル３９が互いに平行にかつＹ軸（垂直）方向に支持され
ている。この両レール３９には第３テーブル４０がＹ軸
方向の往復動可能に支持されている。又、第３テーブル
４０の前面にはスクロール部材１，４を挟着固定するワ
ークチャック４１が回転テーブル４２によって回転可能
に支持されている。前記カッターホルダー３５の中心軸
線とワークチャック４１の中心軸線Ｏ（スクロール部材
１，４の中心軸線と同じ）とは互いに平行であり、回転
テーブル４２は軸線Ｏを中心としてＴ方向に往復回転可
能である。
【００２１】前記カッター２１〜２３のＸ軸方向の往復
動制御、ワークチャック４１（スクロール部材１，４）
のＹ軸及びＺ軸方向の往復動制御並びにＴ方向への往復
回転制御は、それらの駆動機構を制御装置（図示略）に
予め記憶したプログラムによりそれぞれ独立して数値制
御することにより行われる。
動制御、ワークチャック４１（スクロール部材１，４）
のＹ軸及びＺ軸方向の往復動制御並びにＴ方向への往復
回転制御は、それらの駆動機構を制御装置（図示略）に
予め記憶したプログラムによりそれぞれ独立して数値制
御することにより行われる。
【００２２】次に、前記のように構成したスクロール部
材の成形装置及びカッター２１〜２３を使用して、基板
２，５と渦巻部３，６との隅部に丸み３ａ，３ｂを加工
する方法について説明する。前記カッター２１は比較的
小さい曲率Ｒ１の丸み３ａ´の粗加工用、カッター２２
は曲率Ｒ１と同じ曲率Ｒ２の丸み３ａの仕上げ加工用、
カッター２３は比較的大きい曲率Ｒ３の丸み３ｂの加工
用のものである。
材の成形装置及びカッター２１〜２３を使用して、基板
２，５と渦巻部３，６との隅部に丸み３ａ，３ｂを加工
する方法について説明する。前記カッター２１は比較的
小さい曲率Ｒ１の丸み３ａ´の粗加工用、カッター２２
は曲率Ｒ１と同じ曲率Ｒ２の丸み３ａの仕上げ加工用、
カッター２３は比較的大きい曲率Ｒ３の丸み３ｂの加工
用のものである。
【００２３】図９に示す成形装置のワークチャック４１
に固定スクロール部材１の基板２を挟着把持させる。図
４は成形装置のワークチャック４１により把持された加
工前の固定スクロール部材１の正面を示す。このスクロ
ール部材１の渦巻部３外端部の加工開始位置Ｐ１に回転
させた粗加工用カッター２１を対向させる。スクロール
部材１をＺ軸方向（紙面と直交する方向）に移動させて
図６に示すようにカッター２１を基板２の内面２ａ及び
渦巻部３の内側面に所定深さｈ１，ｈ２の切り込みを与
える。このため、カッター２１の先端部に形成した相手
側スクロール部材の渦巻部の端縁と干渉しない比較的小
さい曲率Ｒ１の円弧状刃部により同じ曲率Ｒ１の丸み３
ａ´が基板２と渦巻部３との隅部に形成される。
に固定スクロール部材１の基板２を挟着把持させる。図
４は成形装置のワークチャック４１により把持された加
工前の固定スクロール部材１の正面を示す。このスクロ
ール部材１の渦巻部３外端部の加工開始位置Ｐ１に回転
させた粗加工用カッター２１を対向させる。スクロール
部材１をＺ軸方向（紙面と直交する方向）に移動させて
図６に示すようにカッター２１を基板２の内面２ａ及び
渦巻部３の内側面に所定深さｈ１，ｈ２の切り込みを与
える。このため、カッター２１の先端部に形成した相手
側スクロール部材の渦巻部の端縁と干渉しない比較的小
さい曲率Ｒ１の円弧状刃部により同じ曲率Ｒ１の丸み３
ａ´が基板２と渦巻部３との隅部に形成される。
【００２４】次に、制御装置（図示略）に予め記憶され
たプログラムに基づいて粗加工用カッター２１を図４に
おいてＸ軸方向に数値制御動作するとともに、スクロー
ル部材１をその中心軸線Ｏの周りでＴ方向に数値制御動
作し、かつスクロール部材１をＹ軸方向に数値制御動作
する。この三つの制御動作によりカッター２１が渦巻部
３の内側面の渦巻形状に沿って中心部へと相対移動さ
れ、丸み３ａ´の粗加工が行われる。
たプログラムに基づいて粗加工用カッター２１を図４に
おいてＸ軸方向に数値制御動作するとともに、スクロー
ル部材１をその中心軸線Ｏの周りでＴ方向に数値制御動
作し、かつスクロール部材１をＹ軸方向に数値制御動作
する。この三つの制御動作によりカッター２１が渦巻部
３の内側面の渦巻形状に沿って中心部へと相対移動さ
れ、丸み３ａ´の粗加工が行われる。
【００２５】カッター２１が図４に示すように渦巻部３
の内端位置Ｐ２まで相対移動された状態で、スクロール
部材１を逆Ｔ方向に回転しつつ渦巻部３の外側面及び丸
み３ａ´の粗加工を行い、最後に終了位置Ｐ３に達して
その粗加工を終了する。
の内端位置Ｐ２まで相対移動された状態で、スクロール
部材１を逆Ｔ方向に回転しつつ渦巻部３の外側面及び丸
み３ａ´の粗加工を行い、最後に終了位置Ｐ３に達して
その粗加工を終了する。
【００２６】次に、丸み３ａ´の粗加工作業の後に粗加
工と同様の工程で仕上げ用のカッター２２を使用して、
丸み３ａ´の曲率Ｒ１と同じ曲率Ｒ２の丸み３ａの仕上
げ加工が行われる。このときカッター２２は基板２及び
渦巻部３に対し図７のようにｈ３，ｈ４だけ切り込まれ
る。図６の切り込み深さｈ１は、１５０〜１０００μ
ｍ、ｈ２は１５０〜１０００μｍ、図７のｈ３は２０〜
５０μｍ、ｈ４は２０〜５０μｍである。
工と同様の工程で仕上げ用のカッター２２を使用して、
丸み３ａ´の曲率Ｒ１と同じ曲率Ｒ２の丸み３ａの仕上
げ加工が行われる。このときカッター２２は基板２及び
渦巻部３に対し図７のようにｈ３，ｈ４だけ切り込まれ
る。図６の切り込み深さｈ１は、１５０〜１０００μ
ｍ、ｈ２は１５０〜１０００μｍ、図７のｈ３は２０〜
５０μｍ、ｈ４は２０〜５０μｍである。
【００２７】カッター２１，２２の回転数は２００００
ｒｐｍ、その送り速度としては粗加工時には１０００〜
２０００ｍｍ／分、仕上げ加工時には４０００ｍｍ／分
程度が望ましい。なお、前記両カッター２１，２２によ
り加工できなかった基板２の中心部寄りの内面の加工は
それぞれの加工作業の途中に行われる。
ｒｐｍ、その送り速度としては粗加工時には１０００〜
２０００ｍｍ／分、仕上げ加工時には４０００ｍｍ／分
程度が望ましい。なお、前記両カッター２１，２２によ
り加工できなかった基板２の中心部寄りの内面の加工は
それぞれの加工作業の途中に行われる。
【００２８】次に、渦巻部３の中心部の隅部に対する大
きい曲率Ｒ３の丸み３ｂの加工作業について説明する。
図５に示すようにスクロール部材１を同じチャック４１
により把持したまま、回転させたカッター２３を渦巻部
３の中心部の加工開始位置Ｐ４に対応させる。スクロー
ル部材１をＺ軸方向（図５の紙面と直交する方向）に移
動して、図８に示すように基板２の内面２ａに対するカ
ッター２３の切り込み深さｈ５が零になるように、かつ
渦巻部３の側面に所定の切り込み深さｈ６が得られるよ
うにカッター２３をスクロール部材１に切り込む。その
後、スクロール部材１を回転させないで、カッター２２
及びスクロール部材１を予めプログラムされた制御装置
のデータに基づいてＸ軸及びＹ軸方向へ数値制御して相
対移動し、図５に示す加工開始位置Ｐ４から加工終了位
置Ｐ５までの渦巻部３の中心部と対応する隅部に丸み３
ｂを加工する。このときのカッター２３の回転数は２０
０００ｒｐｍ、その送り速度は２０００ｍｍ／分程度で
ある。又、切り込み深さｈ６は２００〜６００μｍであ
る。
きい曲率Ｒ３の丸み３ｂの加工作業について説明する。
図５に示すようにスクロール部材１を同じチャック４１
により把持したまま、回転させたカッター２３を渦巻部
３の中心部の加工開始位置Ｐ４に対応させる。スクロー
ル部材１をＺ軸方向（図５の紙面と直交する方向）に移
動して、図８に示すように基板２の内面２ａに対するカ
ッター２３の切り込み深さｈ５が零になるように、かつ
渦巻部３の側面に所定の切り込み深さｈ６が得られるよ
うにカッター２３をスクロール部材１に切り込む。その
後、スクロール部材１を回転させないで、カッター２２
及びスクロール部材１を予めプログラムされた制御装置
のデータに基づいてＸ軸及びＹ軸方向へ数値制御して相
対移動し、図５に示す加工開始位置Ｐ４から加工終了位
置Ｐ５までの渦巻部３の中心部と対応する隅部に丸み３
ｂを加工する。このときのカッター２３の回転数は２０
０００ｒｐｍ、その送り速度は２０００ｍｍ／分程度で
ある。又、切り込み深さｈ６は２００〜６００μｍであ
る。
【００２９】前記曲率Ｒ１（＝Ｒ２）は、例えば０．０
５〜０．３ｍｍに設定される。又、曲率Ｒ３は、例えば
０．８〜１．０ｍｍに設定される。なお、可動スクロー
ル部材４への丸みの加工も前述した固定スクロール部材
１の加工と同様に行われる。
５〜０．３ｍｍに設定される。又、曲率Ｒ３は、例えば
０．８〜１．０ｍｍに設定される。なお、可動スクロー
ル部材４への丸みの加工も前述した固定スクロール部材
１の加工と同様に行われる。
【００３０】さて、前記実施例では粗加工用カッター２
１により丸み３ａ´を粗加工し、次に仕上げ加工用カッ
ター２２により丸み３ａを仕上げ加工するので、カッタ
ー２３の切削代が少なく、切削抵抗を低減してカッター
２２の耐久性を向上することができる。又、カッター２
３により大きい曲率Ｒ３の丸み３ｂを加工する場合に図
５に示すように位置Ｐ４からＰ５までを切削するように
行われるので、切削長が短く、カッター２３の耐久性を
向上することができる。
１により丸み３ａ´を粗加工し、次に仕上げ加工用カッ
ター２２により丸み３ａを仕上げ加工するので、カッタ
ー２３の切削代が少なく、切削抵抗を低減してカッター
２２の耐久性を向上することができる。又、カッター２
３により大きい曲率Ｒ３の丸み３ｂを加工する場合に図
５に示すように位置Ｐ４からＰ５までを切削するように
行われるので、切削長が短く、カッター２３の耐久性を
向上することができる。
【００３１】前記丸み３ｂの加工作業において、カッタ
ー２３の先端面が図１に示すように、基板２の内面２ａ
と同一位置になるように、カッター２３のＺ軸方向の送
り距離が設定される。このため、理論的には小さい曲率
Ｒ２の丸み３ａに大きい曲率Ｒ３の丸み３ｂが図１に示
すように滑らかに連なるように加工される。
ー２３の先端面が図１に示すように、基板２の内面２ａ
と同一位置になるように、カッター２３のＺ軸方向の送
り距離が設定される。このため、理論的には小さい曲率
Ｒ２の丸み３ａに大きい曲率Ｒ３の丸み３ｂが図１に示
すように滑らかに連なるように加工される。
【００３２】スクロール部材１の脱着誤差がない場合に
は、カッター２３の一作動毎に生じる前進端のバラツキ
は、許容値である１０μｍ以下の±２〜３μｍ程度のみ
の影響である。このバラツキが−２〜３μｍである場合
には、図２に示すように丸み３ａと丸み３ｂとの接続部
に段差３ｃが形成されるが、この段差３ｃによって相手
側のスクロール部材４の渦巻部６の面取部６ａを大きく
する必要がない。又、渦巻部６と基板２との隙間ｇ１も
変化しないので、圧縮室７のシール性が低下することは
ない。前記バラツキが＋２〜３μｍである場合には、図
３に示すように基板２の内面２ａに段差２ｂが形成され
るが、この段差２ｂによって相手側のスクロール部材の
渦巻部６の面取部６ａを大きくする必要がなく、又、前
記隙間ｇ１が僅かしか変化しないので、圧縮室７のシー
ル性の低下が無視できる。従って、丸み３ｂを加工する
カッター２３の基板２への切り込み深さｈ１，ｈ３，ｈ
５を厳密に管理しなくても良く、加工作業が容易とな
る。しかし、図３に示す状態に成形されるのを回避する
ため、常に図２に示すように丸み３ａと丸み３ｂとの間
に段差３ｃができるようにカッター２３の切り込み深さ
を予め設定するのが望ましい。
は、カッター２３の一作動毎に生じる前進端のバラツキ
は、許容値である１０μｍ以下の±２〜３μｍ程度のみ
の影響である。このバラツキが−２〜３μｍである場合
には、図２に示すように丸み３ａと丸み３ｂとの接続部
に段差３ｃが形成されるが、この段差３ｃによって相手
側のスクロール部材４の渦巻部６の面取部６ａを大きく
する必要がない。又、渦巻部６と基板２との隙間ｇ１も
変化しないので、圧縮室７のシール性が低下することは
ない。前記バラツキが＋２〜３μｍである場合には、図
３に示すように基板２の内面２ａに段差２ｂが形成され
るが、この段差２ｂによって相手側のスクロール部材の
渦巻部６の面取部６ａを大きくする必要がなく、又、前
記隙間ｇ１が僅かしか変化しないので、圧縮室７のシー
ル性の低下が無視できる。従って、丸み３ｂを加工する
カッター２３の基板２への切り込み深さｈ１，ｈ３，ｈ
５を厳密に管理しなくても良く、加工作業が容易とな
る。しかし、図３に示す状態に成形されるのを回避する
ため、常に図２に示すように丸み３ａと丸み３ｂとの間
に段差３ｃができるようにカッター２３の切り込み深さ
を予め設定するのが望ましい。
【００３３】又、前記実施例では図１に示すように渦巻
部３の中心部の側壁面がｈ６だけ切削される。このため
渦巻部３の中心部相互の隙間は（ｇ２＋ｈ６）となる。
しかし、この渦巻部３，６の中心部の側壁面の形状は図
４に示すように正規のインボリュート曲線ではないの
で、元々シール部が接触することはなく、隙間ｈ６によ
るシール性の低下はそれほど問題とならない。
部３の中心部の側壁面がｈ６だけ切削される。このため
渦巻部３の中心部相互の隙間は（ｇ２＋ｈ６）となる。
しかし、この渦巻部３，６の中心部の側壁面の形状は図
４に示すように正規のインボリュート曲線ではないの
で、元々シール部が接触することはなく、隙間ｈ６によ
るシール性の低下はそれほど問題とならない。
【００３４】さらに、スクロール部材１を異なる成形装
置のワークチャック４１に付け替えた場合においては、
基板２へのカッター２３の切り込み深さｈ５のバラツキ
は大きくなる。しかし、相手側スクロール部材４の渦巻
部６の端縁に対する影響がないため、シール性が向上
し、加工精度の厳密な管理が不要となる。
置のワークチャック４１に付け替えた場合においては、
基板２へのカッター２３の切り込み深さｈ５のバラツキ
は大きくなる。しかし、相手側スクロール部材４の渦巻
部６の端縁に対する影響がないため、シール性が向上
し、加工精度の厳密な管理が不要となる。
【００３５】又、大きい曲率Ｒ３の丸み３ｂの加工を、
カッター２３のＸ軸方向の数値制御と、スクロール部材
１の回転制御との二つの制御動作によって行うこともで
きる。しかし、渦巻部３の側面に対しカッター２３を常
に面直角に接触して加工精度を上げるためには、Ｙ軸方
向の制御動作が必要である。
カッター２３のＸ軸方向の数値制御と、スクロール部材
１の回転制御との二つの制御動作によって行うこともで
きる。しかし、渦巻部３の側面に対しカッター２３を常
に面直角に接触して加工精度を上げるためには、Ｙ軸方
向の制御動作が必要である。
【００３６】カッター２２及び２３が寿命になりカッタ
ー交換した場合に作業者の取り付け作業毎に発生する両
カッターの先端位置の誤差は、その位置を測定し、スク
ロール部材のＺ軸方向の送り量を補正することで対応す
る。
ー交換した場合に作業者の取り付け作業毎に発生する両
カッターの先端位置の誤差は、その位置を測定し、スク
ロール部材のＺ軸方向の送り量を補正することで対応す
る。
【００３７】丸み３ａの仕上げ用カッター２２の隅部は
仕上げ加工で削り残しが出ない程度に粗加工用カッター
２１の丸みより若干大きくしてもよく、又、若干小さく
してもよい。しかし、両カッター２１，２２の刃部の曲
率Ｒ１，Ｒ２を同じにした場合には、仕上げカッター２
２が摩耗した場合にこれを粗加工用カッター２１として
再利用することができる。
仕上げ加工で削り残しが出ない程度に粗加工用カッター
２１の丸みより若干大きくしてもよく、又、若干小さく
してもよい。しかし、両カッター２１，２２の刃部の曲
率Ｒ１，Ｒ２を同じにした場合には、仕上げカッター２
２が摩耗した場合にこれを粗加工用カッター２１として
再利用することができる。
【００３８】前記カッター２１，２２による丸み３ａ
´，３ａの加工は、前述した動作と逆の方向への数値制
御動作により行ってもよい。スクロール部材１，４の材
質として高シリコンアルミニウム合金や鋳物を使用した
場合に、超硬合金（例えばタングステン・カーバイト）
製のカッター２１〜２３を使用するのが望ましい。カッ
ターの刃部にチタンナイトライド（ＴｉＮ）をコーティ
ングして切削抵抗を軽減するようにしてもよい。
´，３ａの加工は、前述した動作と逆の方向への数値制
御動作により行ってもよい。スクロール部材１，４の材
質として高シリコンアルミニウム合金や鋳物を使用した
場合に、超硬合金（例えばタングステン・カーバイト）
製のカッター２１〜２３を使用するのが望ましい。カッ
ターの刃部にチタンナイトライド（ＴｉＮ）をコーティ
ングして切削抵抗を軽減するようにしてもよい。
【００３９】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、次のように具体化することもできる。 （１）図１０に示すように扁平状の丸み３ｂを形成する
こと。
ものではなく、次のように具体化することもできる。 （１）図１０に示すように扁平状の丸み３ｂを形成する
こと。
【００４０】 （２）図１１に示すように扁平状の丸み３ａを形成する
こと。 （３）図１０に示す扁平状の丸み３ｂと図１１に示す扁
平状の丸み３ａとを組み合わせて形成すること。
こと。 （３）図１０に示す扁平状の丸み３ｂと図１１に示す扁
平状の丸み３ａとを組み合わせて形成すること。
【００４１】（４）丸み３ａ´の粗加工及び丸み３ａの
仕上げ加工において、渦巻部３，６の中心部と対応する
隅部の加工でスクロール部材１の回転を停止して、カッ
ター２１，２２のＸ軸及びＹ軸方向への数値制御のみに
よって加工すること。
仕上げ加工において、渦巻部３，６の中心部と対応する
隅部の加工でスクロール部材１の回転を停止して、カッ
ター２１，２２のＸ軸及びＹ軸方向への数値制御のみに
よって加工すること。
【００４２】上記実施例から把握できる請求項以外の技
術思想について、以下にその効果とともに記載する。請
求項１において、丸みの加工をスクロール部材１，４の
中心軸線Ｏを通り、かつ互いに直交するＸ軸及びＹ軸方
向のカッターとスクロール部材との数値制御による相対
移動と、前記軸線Ｏの回りでの回転制御による相対移動
とにより行うことを特徴とするスクロール部材の成形方
法。
術思想について、以下にその効果とともに記載する。請
求項１において、丸みの加工をスクロール部材１，４の
中心軸線Ｏを通り、かつ互いに直交するＸ軸及びＹ軸方
向のカッターとスクロール部材との数値制御による相対
移動と、前記軸線Ｏの回りでの回転制御による相対移動
とにより行うことを特徴とするスクロール部材の成形方
法。
【００４３】この方法の場合には丸み３ａ´，３ａの加
工を迅速かつ精度よく行うことができる。又、この明細
書において、丸みとは円弧状、扁平状等のように基板２
と渦巻部３との隅部に肉盛部が形成されればよく、その
断面形状は逆円弧状や波状等の任意の形状のものを含む
ものとする。
工を迅速かつ精度よく行うことができる。又、この明細
書において、丸みとは円弧状、扁平状等のように基板２
と渦巻部３との隅部に肉盛部が形成されればよく、その
断面形状は逆円弧状や波状等の任意の形状のものを含む
ものとする。
【００４４】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明は、特許
請求の範囲のように構成したので、以下のような効果が
ある。
請求の範囲のように構成したので、以下のような効果が
ある。
【００４５】請求項１記載の発明は、カッターの耐久性
を向上することができるとともに、加工作業を容易に行
い、コストダウンを図ることができる。請求項２，３記
載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、基板
と渦巻部との隅部の丸みの加工精度を向上することがで
きる。
を向上することができるとともに、加工作業を容易に行
い、コストダウンを図ることができる。請求項２，３記
載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、基板
と渦巻部との隅部の丸みの加工精度を向上することがで
きる。
【００４６】請求項４記載の発明は、小さい曲率の丸み
の粗加工時及び仕上げ加工時の切削代がそれぞれ少なく
なり、カッターの耐久性を向上することができる。請求
項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発
明と同様の効果を有する。
の粗加工時及び仕上げ加工時の切削代がそれぞれ少なく
なり、カッターの耐久性を向上することができる。請求
項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発
明と同様の効果を有する。
【図１】 この発明を具体化したスクロール部材の成形
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
【図２】 スクロール部材の成形方法を示す断面図であ
る。
る。
【図３】 スクロール部材の成形方法を示す断面図であ
る。
る。
【図４】 固定スクロール部材の正面図である。
【図５】 固定スクロール部材の正面図である。
【図６】 スクロール部材の成形方法を示す断面図であ
る。
る。
【図７】 スクロール部材の成形方法を示す断面図であ
る。
る。
【図８】 スクロール部材の成形方法を示す断面図であ
る。
る。
【図９】 スクロール部材の成形装置を示す斜視図であ
る。
る。
【図１０】 成形方法の別例を示す断面図である。
【図１１】 成形方法の別例を示す断面図である。
【図１２】 圧縮機の固定スクロール部材と可動スクロ
ール部材の組合せを示す断面図である。
ール部材の組合せを示す断面図である。
【図１３】 固定スクロール部材と可動スクロール部材
の噛み合わせ状態を示す縦断面図である。
の噛み合わせ状態を示す縦断面図である。
【図１４】 固定スクロール部材の部分斜視図である。
【図１５】 従来の丸みの加工方法を示す断面図であ
る。
る。
【図１６】 従来の丸みの加工方法を示す断面図であ
る。
る。
１…固定スクロール部材、２…基板、３…渦巻部、３ａ
´…比較的小さい曲率Ｒ１の丸み、３ａ…比較的小さい
曲率Ｒ２の丸み、３ｂ…比較的大きい曲率Ｒ３の丸み、
４…可動スクロール部材、５…基板、６…渦巻部、２１
…粗仕上げ用カッター、２２…仕上げ用カッター、２３
…仕上げ用工具、３５…カッターホルダー。
´…比較的小さい曲率Ｒ１の丸み、３ａ…比較的小さい
曲率Ｒ２の丸み、３ｂ…比較的大きい曲率Ｒ３の丸み、
４…可動スクロール部材、５…基板、６…渦巻部、２１
…粗仕上げ用カッター、２２…仕上げ用カッター、２３
…仕上げ用工具、３５…カッターホルダー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 教夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装 株式会社 内 (72)発明者 岩波 重樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装 株式会社 内 (72)発明者 塩谷 正明 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装 株式会社 内 (72)発明者 土本 幸久 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (72)発明者 大野 友己 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (72)発明者 山本 真也 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (72)発明者 三浦 康弘 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (56)参考文献 特開 昭62−88507（ＪＰ，Ａ) 特公 平４−50131（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23C 3/32 B23P 13/00 B23P 15/00
Claims (5)
- 【請求項１】 基板の片面に渦巻部を有するスクロール
部材の基板と渦巻部との隅部に対し、カッターにより相
手側スクロール部材の渦巻部の端縁と干渉しない比較的
小さい丸みを渦巻形状に沿って加工した後、渦巻部の中
心部と対応する隅部に対し、カッターにより疲労強度を
確保するに足る比較的大きい丸みを加工することを特徴
とするスクロール部材の成形方法。 - 【請求項２】 請求項１において二種類の丸みの加工
を、同一の装置によりスクロール部材を同一の保持状態
で行うことを特徴とするスクロール部材の成形方法。 - 【請求項３】 請求項２において同一のカッターホルダ
ーにカッターを付け替えて、二種類の丸みの加工を行う
ことを特徴とするスクロール部材の成形方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、比較
的小さい丸みを粗加工した後、ほぼ同じ大きさの丸みを
仕上げ加工することを特徴とするスクロール部材の成形
方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記
丸みは所定の曲率を有する丸みもしくは扁平状の面取り
であり、前記所定の曲率は、比較的小さい丸みの曲率が
０．０５〜０．３ｍｍに設定され、比較的大きい丸みの
曲率が０．８〜１．０ｍｍに設定されることを特徴とす
るスクロール部材の成形方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09267294A JP3256078B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | スクロール部材の成形方法 |
| TW084104065A TW271417B (ja) | 1994-04-28 | 1995-04-25 | |
| US08/427,962 US5581880A (en) | 1994-04-28 | 1995-04-26 | Method for machining scroll member |
| KR1019950010109A KR100265030B1 (ko) | 1994-04-28 | 1995-04-27 | 스크롤부재의 성형방법 |
| DE19515555A DE19515555B4 (de) | 1994-04-28 | 1995-04-27 | Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung eines Spiralteils |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09267294A JP3256078B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | スクロール部材の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07299631A JPH07299631A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3256078B2 true JP3256078B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=14060981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09267294A Expired - Fee Related JP3256078B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | スクロール部材の成形方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5581880A (ja) |
| JP (1) | JP3256078B2 (ja) |
| KR (1) | KR100265030B1 (ja) |
| DE (1) | DE19515555B4 (ja) |
| TW (1) | TW271417B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPO251896A0 (en) * | 1996-09-24 | 1996-10-17 | A.E. Bishop & Associates Pty Limited | Method of manufacturing slotted component |
| JP3684293B2 (ja) | 1997-09-16 | 2005-08-17 | 株式会社豊田自動織機 | スクロール型圧縮機 |
| KR20020045903A (ko) * | 2000-12-11 | 2002-06-20 | 구자홍 | 자기기록재생기의 권취릴 브레이크장치 |
| JP2002213377A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Toyota Industries Corp | スクロール型圧縮機，スクロールおよびその製造方法 |
| JP2002250572A (ja) * | 2001-02-22 | 2002-09-06 | Komatsu Electronics Inc | 熱交換器 |
| JP2005023817A (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スクロール圧縮機およびスクロールラップの加工方法 |
| JP5401757B2 (ja) * | 2006-11-30 | 2014-01-29 | 株式会社ジェイテクト | 加工装置 |
| JP4301315B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2009-07-22 | ダイキン工業株式会社 | スクロール部材及びその製造方法、並びに圧縮機構及びスクロール圧縮機 |
| JP2010036254A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Toshiba Mach Co Ltd | 炭素繊維素材の加工方法 |
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