JP4374206B2

JP4374206B2 - Asymmetric wrap type scroll compressor and its processing method.

Info

Publication number: JP4374206B2
Application number: JP2003113564A
Authority: JP
Inventors: 敏夫山中; 幸雄前田; 伸哉関山; 和弥加藤
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2023-04-18
Also published as: JP2004316580A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に空調装置および冷凍装置に使用される圧縮機に関わり、特に非対称ラップ形スクロール圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５ないし図８を参照して、従来のスクロール圧縮機の代表的な構造例を説明する。
【０００３】
図５は、空調用スクロール圧縮機の一例の側断面図である。本例において、ケース２７内にモータ２４と圧縮機構部２０を格納しており、モータ２４のロータ２４Ａの回転運動がクランクシャフト２２により伝達されて、圧縮機構部２０を駆動する構成になっている。
【０００４】
圧縮機構部２０では、フレーム２１のベアリング部にクランクシャフト２２が挿入されており、クランクシャフト２２の偏心部は旋回スクロール１に設けられたベアリング部に挿入されている。フレーム２１に設けられたキー溝と旋回スクロール１に設けられたキー溝にはオルダム継ぎ手を形成するオルダムリング２３のキーが挿入されており、固定スクロール１１は旋回スクロール１と組み合わされた状態で、フレーム２１にボルト２６によって締結されている。
【０００５】
上記の構成で、ロータ２４Ａからクランクシャフト２２に与えられる回転運動により、クランクシャフト２２の偏心部を介して旋回スクロール１は固定スクロール１１に対して旋回運動する。この旋回運動によって固定スクロール１１の渦形状のラップ１１Ａと旋回スクロール１の渦形状のラップ１Ａは相対運動を行い、固定スクロール１１に設けられた吸入口パイプ２８を経由して圧縮室３５に動作ガス（図示せず）が吸入され、中心部に進むにしたがって動作ガスは圧縮されていく。圧縮が完了した動作ガスは、固定スクロールの吐出口１４からケース２７の内部へ吐出される。ケース２７の内部へ吐出された動作ガスは、吐出パイプ２９を経て接続された機構（図示せず）に供給される。例えば、空調装置の例では、吐出パイプ２９を出た動作ガスは、放熱器、膨張便、蒸発器（いずれも図示せず）を経由して再び吸入パイプ２８に戻ってくるサイクルを繰り返すが、このサイクルの過程で成される動作ガスの放熱と吸熱によって空調装置としての機能を果たしている。
【０００６】
また、固定スクロール１１とフレーム２１によって形成された背圧室３６には、動作ガスの吸入圧力と吐出圧力の中間的な圧力の動作ガスが導かれている。この背圧室３６に導かれた動作ガスの圧力により、旋回スクロール１は固定スクロール１１に密着させられて、圧縮室３５がシールされた空間を形成したままで移動することが可能となっている。一方、この背圧室３６とケース２７内の圧力差によって、ケース２７の下部に貯留された潤滑油３１がクランクシャフト２２の内部に形成された給油穴２２Ａを上昇して、圧縮機構部２０の摺動部分を潤滑する。この潤滑油３１は、油膜を形成して、圧縮室３５などに必要なシールの機能も担っている。
【０００７】
このようなスクロール圧縮機には、圧縮室３５が複数形成されているが、圧縮室３５の形状が、点対称の構成と、非対称の構成の両構成が実用化されている。図６を用いてこの点対称の構成と、非対称の構成について詳述する。
【０００８】
図６（ａ）は旋回スクロールのラップ１Ａと固定スクロールのラップ１１Ａを噛み合わせた状態の一例を示しており、図５のＡ−Ａ断面からスクロールラップを抽出した図に相当する。旋回スクロールのラップ１Ａは厚さを有する渦巻形状を成しているが、この渦巻形状は、円のインボリュート曲線で規定されるのが通例である。固定スクロールのラップ１１Ａも同様の曲線で規定され、１８０ｄｅｇ位相をずらして噛み合わさっている。この旋回スクロールのラップ１Ａと固定スクロールのラップ１１Ａによって圧縮室３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ、３５Ｅが形成されている。本図は最外周の圧縮室３５Ａと３５Ｂの圧縮室が閉塞されて圧縮室の形を成した瞬間の状態を示している。すなわち、最外周の圧縮室３５Ａと３５Ｂで吸入動作を完了した瞬間の状態にある。この状態から、旋回スクロールのラップ１Ａが固定スクロールのラップ１１Ａに対して旋回運動を行なうことで、圧縮室３５Ａと３５Ｂは体積を縮小しながら中心方向に移動していく。旋回スクロールのラップ１Ａが１周すると、圧縮室３５Ａ内にあった動作ガスは圧縮室３５Ｃの位置に移動し、さらに旋回スクロールのラップ１Ａが旋回することで３５Ｅの位置に移動して圧縮を完了し、中心部３５Ｅの位置に開口した吐出口から圧縮室外へと排気される。この構成で、３５Ｅを除く４室の圧縮室３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄは点対称となる配置を成している。圧縮室３５Ａと圧縮室３５Ｂは点対称であり、圧縮室３５Ｃと圧縮室３５Ｄは点対称である。それぞれ、対称となる相手とは内部の容積が等しく、圧力も等しい。旋回スクロールのラップ１Ａが固定スクロールのラップ１１Ａに対して旋回運動を行なう過程でも、この対称の関係が維持される構造になっている。
【０００９】
一方、図６（ｂ）は図６（ａ）と同様に旋回スクロールのラップ１Ａと固定スクロールのラップ１１Ａを噛み合わせた状態を示しているが、圧縮室３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄが非対称の構成となっている。図６（ｂ）は最外周の圧縮室３７Ａが閉塞した瞬間を示しているが、この圧縮室３７Ａと対称な形状を成す圧縮室が形成されていない。また、より中心に形成される圧縮室３７Ｂと圧縮室３７Ｃはそれぞれ対称形であるが、吸入した動作ガスの質量が異なるため、異なった圧力の圧縮室になっている。
【００１０】
このように、圧縮室が対称形状を成す構成と非対称形状を成す構成がスクロール圧縮機に存在するが、両者とも実用に供されている。圧力のバランスを重視する場合には対称形状が採用され、小形ながら吸入ガス量の増大を求める場合に非対称形状が利用されている。
【００１１】
このような構造がとられるスクロール圧縮機において、運転中の旋回スクロール１と固定スクロール１１の変形を吸収することを目的に、対称形状のスクロール圧縮機では旋回スクロール１の歯底面に微小な段差を形成する技術が開示されており、利用されている。特開平６−３１７２６９号公報に示されるように、変形が生じる旋回スクロール１の歯底面に１０μｍ程度の段差を形成して、この段差により対となる固定スクロール１１との間隙を適正化する技術である。本技術について図５および図７を用いて詳述する。
【００１２】
図５において、旋回スクロール１は固定スクロール１１から離脱しないように、背圧室３６に圧力をかけて運転されている。よって、旋回スクロール１は運転中に固定スクロール１１に向かう方向（図面の上方）に力が加わり、たわみが生じる。このたわみを吸収する目的で、旋回スクロール１の歯底面に段差を設定している。
【００１３】
図７（ａ）は、歯底面３に段差を設定した旋回スクロールで、対称形スクロール圧縮機用のものを示す。円盤形状の鍔部分である鏡盤面４に対して、歯底面３は１０μｍ程度の段差を形成している。固定スクロールのラップ１１Ａを破線で示すが、歯底面３は固定スクロールのラップ１１Ａの先端が噛み合い摺接する部分である。対称構造であるため、歯底面３の終点Ｐはラップ１Ａの終点Ｑと１８０ｄｅｇずれた位置に形成される。また、歯底面３はラップ１Ａによって挟まれた底面であるが、挟み合うために対となるラップ１Ａが存在しない最外周部では、ラップ１Ａのインボリュート曲線の延長線３Ａによって、鏡盤面４と区画されている。なお、円弧形状の破線３Ｂで示すように、インボリュート曲線の延長線３Ａを外側に拡張して歯底面３を区画する例も採用されている。ここで、対称構造の特徴として、ラップ１Ａの矢印Ｂで示した範囲の外側に噛み合う固定スクロールのラップ１１Ａは存在しない。
【００１４】
このような図７（ａ）に示した旋回スクロール１の鏡盤面４を砥石によって仕上げ加工する場合、仕上げる必要のある範囲は図７（ｂ）にハッチングで示す部分Ｃとなる。この部分Ｃは、ラップ１Ａの間際まで範囲が及ばないのが特徴である。すなわち、矢印Ｄで示した部分では、歯底面の区画線３Ｂの内側は段差部分になるので、鏡盤面４の範囲は３Ｂの外側になる。よって、鏡盤面４はラップ１Ａに隣接しない。また、矢印Ｂで示した部分には、噛み合う固定スクロールのラップが存在しない部分であるため、破線で示す境界線３Ｃの外側が鏡盤面の範囲となる。よって、矢印Ｂで示す範囲にも、ラップ１Ａの根元部分に噛み合う相手が存在しない。これらのことから、砥石で仕上げる範囲Ｃはラップ１Ａの間際まで及ばず、砥石で仕上げる範囲Ｃは、ラップ１Ａから距離を置いた範囲になる。
【００１５】
よって、歯底面３に段差を設けた対称構造の旋回スクロール１では、鏡盤面４を砥石によって仕上げ加工する場合に、複雑な形状のラップ１Ａの近傍まで砥石が接近する必要がない。このことから、砥石が鏡盤面４を加工するにあたり、ラップ１Ａに砥石を誤って接触させる、あるいは、ラップ１Ａの近傍に未加工部分を残留させるような加工時の砥石の運動精度に関わる事項に注力することなく容易に加工が可能であった。
【００１６】
ところで、先に説明した図６（ｂ）の非対称構造の例は、旋回スクロールのラップ５Ａの渦形状を、図６（ａ）の対称構造の例のラップ１Ａと同一にした一例である。この非対称構造用の旋回スクロール５では、対称構造用の場合と異なり、ラップ５Ａの全てが固定スクロールのラップ１５Ａとの噛み合い部分となる。このため、図８に非対称構造用の先回スクロール５を示すが、歯底面７の段差部分の範囲を噛み合わさる固定スクロールのラップ１５Ａの存在範囲に適用すると、図８（ａ）に示す歯底面７となる。この歯底面７の外周部は、旋回スクロールのラップ５Ａの最外周部に固定スクロールのラップ１５Ａの接触範囲を加えた区画線７Ａで示される部分となる。
【００１７】
【特許文献１】
特開平６−３１７２６９号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
前記の非対称構造用の旋回スクロールは、以下のような課題を有していた。
【００１９】
図８（ａ）に示した歯底面７の段差を採用すると、鏡盤面８の最小幅が過小となり、摺動部の幅が不足する。鏡盤面８の幅が最小となる部分は、図８（ａ）に示す幅Ｅとなる。このように、従来の対称構造で機能を果たしていた鏡盤面４に歯底面３を非対称構造用として延長していくと、摺動部として機能させる部分の幅が過小になる。鏡盤面８は荷重を支持しながら摺動する部分であり、この幅が狭まると、鏡盤面８の面圧が過大となり、異常摩耗の起因となる。そこで、鏡盤面８の幅Ｅを確保するために、鏡盤面８の外径を拡大すると、これは旋回スクロール５の外径が拡大することを意味する。旋回スクロール５の外径が拡大すると、固定スクロール１５の外径も拡大することになり、固定スクロール１１を格納しているケース２７の外径を拡大することになる。最終的に圧縮機の外径を大きくすることになる。これは、圧縮機を大形化することを意味するが、より小形化・軽量化を指向するのが常である圧縮機の仕様として相応しい選択ではなくなる。
【００２０】
また、図６（ｂ）に示す例では、固定スクロールのラップ１５Ａの最外周部１５Ａ１は、固定スクロールの鏡盤面１８と連続しており、ラップの最外周部１５Ａ１と鏡盤面１８の境界を形成していない。非対称構造では、このように固定スクロールのラップ１５Ａの最外周部１５Ａ１は、固定スクロールの鏡盤面１８と連続する特徴がある。この固定スクロール１５に図８（ａ）に示した歯底面７を備える旋回スクロール５を噛み合わせると、段差になっている歯底面７は固定スクロールの鏡盤面１８に相対することになる。旋回スクロールの歯底面７が段差になっているために、この歯底面７と固定スクロールの鏡盤面１８との間に空間が生じる。この空間には、動作ガスが流入するが、動作ガスは旋回スクロール５の運動によって、圧力を変化させる。この圧力の変化によって、歯底面７と固定スクロールの鏡盤面１８との間に形成される空間内の圧力も変化し、結果として、旋回スクロールの鏡盤面８と固定スクロールの鏡盤面１８に作用する力が常に変化することになる。旋回スクロール５と固定スクロール１５を引き離そうとする力が常に変化することは好ましくない状態であり、旋回スクロールの歯底面７の段差が固定スクロールの鏡盤面１８に相対する構造は好ましくない。
【００２１】
上述したような摺動面積が過小になる問題と、旋回スクロールと固定スクロールの鏡盤面８、１８の間に空間が生じる問題に対処するために、旋回スクロールの段差の終点Ｐをより内周に設定すると、図８（ｂ）のようになる。この位置は、図８（ａ）の終点Ｐより３６０ｄｅｇ内周側になる。この位置であれば、前述の２点の問題点が生じることはなくなる。図８（ｂ）に示したような歯底面７を備える旋回スクロールの鏡盤面８を、砥石によって仕上げ加工することを試みると、仕上げ加工に必要な範囲は、図８（ｃ）の鏡盤面８にハッチングで示した部分となる。非対称構造では、旋回スクロールのラップ５Ａの全範囲に噛み合い相手が存在するため、鏡板面８もラップ５Ａの直下を含めて全範囲が加工対象となる。よって、図７に示した対称構造の例のように、鏡盤面４に砥石の仕上げ加工が不用となる部分が存在しなくなる。この制約から、図８（ｃ）に示した円環形状の端面を加工面とする砥石４０は、鏡盤面８の全面を走査する必要がある。この要求に対応するため、Ｇ部を加工する際に、砥石４０はラップ５Ａの終点９に衝突せずに全面を加工する必要がある。一例として砥石４０は、矢印Ｈで示す軌跡をとる必要がある。矢印Ｈで示した軌跡には、砥石４０の移動方向を反転させる点Ｋが存在するが、この点Ｋでは瞬時ではあるが砥石４０の移動速度がゼロとなる。他の軌跡を採用しても、このＧ部の加工には、砥石４０が反転する軌跡が生じる。
【００２２】
砥石４０による加工で除去される量は、砥石４０の移動速度に敏感に影響を受け、移動速度が遅くなれば、加工量は増加する。特に、砥石４０が接触したまま停止すると、その部分が他よりも深く掘り込まれることになる。この現象は、平坦な面が必要とされる鏡盤面８にとっては、はなはだ都合が悪い。
【００２３】
また、ラップ５Ａの終点９の形状は、機能上の重要な要素ではないため、ラップ５Ａと比較すると粗い精度で製作されるのが通例である。この粗い精度で製作された終点９の近傍を砥石４０が移動すると、砥石４０が終点９に接触して、砥石４０が破壊する場合を生じる弊害もあった。
【００２４】
さらに、非対称構造では、鏡盤面８の全面を砥石４０で仕上げ加工するため、ラップ５Ａと鏡盤面８の交差したコーナ部に極力砥石４０を接近させる必要があった。この砥石４０の角部は、従来、特段の配慮をせずに、砥石成形時に生じる不定形な丸みを有した状態で使用していた。この不定形な丸みが大きい状態で、鏡盤面８のコーナ部を加工すべく砥石４０をラップ５Ａに近接させていくと、ラップ５Ａに砥石４０の側面が接触しても、砥石４０の丸みの下は加工できないために、コーナ部に未加工部を残留させる問題があった。また、砥石４０がラップ５Ａに接触しながら鏡盤面８を加工すると、ラップ５Ａの形状を劣化させるばかりでなく、意図せぬ振動が発生して、正常に鏡盤面８を加工できない問題があった。
【００２５】
このように、非対称構造の旋回スクロールでは、砥石４０で仕上げた際の鏡盤面８の平面度が劣化する課題や、砥石４０が終点９に接触する場合が発生してしまう課題、および、砥石４０がラップ５Ａに接触することによる振動が発生する課題が存在していた。これらの課題のために、平面度の良好な鏡盤面８を備える非対称構造の旋回スクロール５を安定して生産することが難しく、性能の良好な非対称ラップ形スクロール圧縮機を低コストで提供することに支障があった。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上述してきた非対称ラップ構造のスクロール圧縮機で、歯底面に鏡盤面からの段差を有する旋回スクロールを効率良く生産するために本発明はなされた。
【００２７】
まず、本発明の非対称ラップ形スクロール圧縮機では、鏡板面から渦巻状ラップが直立してなる旋回スクロールおよび固定スクロールを噛み合わせて圧縮室を形成し、前記旋回スクロールと前記固定スクロールの相対運動によって圧縮室の体積を拡大縮小することで動作流体を圧縮するスクロール圧縮機であり、複数形成される圧縮室の形状がラップの中心に対して非対称な形状を成し、旋回スクロールの歯底面には前記鏡板面との段差を形成した、非対称ラップ形スクロール圧縮機であって、前記旋回スクロールの歯底面に形成した段差の外周側終点を前記旋回スクロールのラップ終端部とその一周前のラップに挟まれる歯底面を外周側に延長する方向にあって、相対する固定スクロールに備わる溝が存在する範囲に対面する位置に設定し、内壁が存在しない範囲の段差においては、前記段差の幅は、前記ラップの内線と外線の幅とラップ厚さを加えた寸法以下とするとともに、前記旋回スクロールの鏡盤面は、円環形状端面を備える砥石により仕上げ加工した旋回スクロールを具備することを特徴とする非対称ラップ形スクロール圧縮機である。
【００２８】
また、本発明による非対称ラップ形スクロール圧縮機の旋回スクロールの加工法では、エンドミルにより前記旋回スクロールの歯底面に、外周側終点を、前記旋回スクロールのラップ終端部とその一周前のラップに挟まれる歯底面を外周側に延長する方向にあって、相対する固定スクロールに備わる溝が存在する範囲に対面する位置に設定し、内壁が存在しない範囲においては、幅が前記ラップの内線と外線の幅とラップ厚さを加えた寸法以下となるような段差を加工し、次いで、円環形状端面を備える円筒形砥石を回動させて、ほぼ一定の押付け力で前記鏡盤面に摺接し、前記円筒形砥石がラップ外線の最外周部に沿った軌跡から、その一周前のラップ外線に沿った軌跡に移行する間を前記段差の範囲内に設定して、前記円筒形砥石を移動させ、段差を除く前記鏡盤面の全面を、前記円筒形砥石を離間させることなく加工することを特徴とする非対称ラップ形スクロール圧縮機の旋回スクロールの加工法である。
【００２９】
また、本発明による非対称ラップ形スクロール圧縮機の旋回スクロールの加工法では、前記円筒形砥石の側面と端面の角に形成される丸みの幅を、加工対象である旋回スクロールのラップ側面と歯底面が交差する角に形成された隅肉部の幅より小さくし、前記円筒形砥石の端面を前記旋回スクロールの隅肉部部に接触せず、かつ、ラップ側面から前記面取りの幅よりも離れない位置を通過させることにより、旋回スクロールの鏡盤面に砥石による仕上げ加工することを特徴とする非対称ラップ形スクロール圧縮機の旋回スクロールの加工法である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明に関わる一発明実施の形態を図１ないし図４によって説明する。
【００３１】
図１（ａ）は、非対称構造用の固定スクロール１５の一例を示している。固定スクロール１５のラップ１５Ａの最外周部分は、最外周の圧縮室が形成される部分であり、圧縮すべき動作ガスを外部から取り入れるために、吸入口１９を設けている。ラップ１５Ａの圧縮室が形成される最も外側の位置は点Ｌであり、吸入口１９から点Ｌの位置までは溝１９Ａを形成して、吸入される動作ガスの通路としている。動作ガスは吸入口１９より取り入れられて、溝１９Ａを経由して、渦形状のラップ１５Ａの内部へと移送される。
【００３２】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した固定スクロール１５に、非対称構造用の旋回スクロール５を噛み合わせた状態を示している。旋回スクロール５は破線で表示している。旋回スクロールのラップ５Ａの終点Ｐより外側に固定スクロールの吸入用の溝１９Ａが配置される。
【００３３】
図２に、図１（ｂ）に示した旋回スクロール５と固定スクロール１５の噛み合わせ状態から旋回スクロール５を抜き出して示す。旋回スクロール５は歯底面７に鏡盤面８からの段差を設けているが、歯底面７の段差部の外周側終点Ｐを、ラップ５Ａに挟まれた領域から外側であり、相対する固定スクロール１５の吸入用の溝１９Ａが存在する範囲内に設定している。拡張した部分の歯底面段差７Ａの幅Ｗ１は、相対する固定スクロールの吸入用の溝１９Ａに設定された幅Ｗ２以下としている。このような拡張した部分の歯底面段差７Ａを設けることで、旋回スクロールの鏡盤面８は、固定スクロールの鏡盤面１８に当接するが、溝１９Ａは開口部であり、この部分に相対する旋回スクロールの鏡盤面８では、接触相手をなくすことができる。よって、この形態の拡張した部分の歯底面段差７Ａは、旋回スクロール５の運動によって固定スクロール１５の鏡盤面に相対することがなく、弊害をもたらす空間を鏡盤面上に形成することがない。
【００３４】
次いで、円環形状砥石で鏡盤面を仕上げる際に、段差部を通過する砥石の軌跡の一例を図３に示し、説明する。位置ｓからスタートして、位置αで鏡盤面８に接触した砥石４０は、ラップ５Ａに沿って移動し、歯底面７Ａにかかる位置βに至り、位置βから歯底面７Ａの上を内周側へ移動して位置γに至り、ラップ５Ａに沿って移動する軌跡に移行する。この軌跡の中で、砥石４０は急激な方向転換は必要ない。よって、砥石４０の移動が停止する場所は発生しない。よって、均一な加工量を維持しながら砥石４０は移動することが可能であり、鏡盤面８は平坦に砥石４０で仕上げ加工することが可能となる。
【００３５】
また、ラップの終点９付近を通過するに際しても、砥石４０が加工しなくて良い歯底面７Ａが存在するために、間隔Ｍを大きく設定することが可能で、精度の粗いラップの終点９の近傍を通過する必要がない。よって、砥石４０がラップの終点９に接触して破壊するような生産を大きく阻害する問題が発生することを防止できる。
【００３６】
続いて、歯底面７、７Ａと鏡盤面８の加工法に関わる一例を、同じく図３を参照して説明する。旋回スクロール５は、回動する工具の位置を制御可能な加工装置(図示せず)のチャック(図示せず)に把持し、歯底面７の幅より小さい直径のエンドミル４１を用い、ラップ５Ａの歯底面７の渦巻形状に沿って歯底面７を加工する。この際、同一のエンドミル４１を用いて、歯底面７の渦巻形状に沿った軌跡を延長して、拡張部分の歯底面７Ａを加工する。なお、同一のエンドミル４１を用いて、鏡盤面８の荒加工を行なうことも可能である。続けて、鏡盤面８の最大幅の１／２以上の直径を有する砥石４０を回動させて、砥石４０に押し付け力を付与して、位置ｓから位置αに砥石４０を移動させる。砥石４０に付与する押し付け力は、空気シリンダ、バネなど(図示せず)の圧力制御機構を用いて発生させることができる。砥石４０の押し付け力で加工量を制御する圧力制御方式であるが、切り込み量を位置で制御する位置制御方式に比較して、簡便な機構で制御が可能である。次に、前述したように、砥石４０の円環形状端面による加工を行ないながら位置βに砥石４０を移動させる。位置βで砥石４０を停止させることなく鏡盤面８の内側に向かわせて、位置γに移動させる。位置γで、ラップ５Ａに沿って移動する軌跡に移行する。この後、砥石４０をラップ５Ａに沿って、位置δ１、δ２、δ３と移動させ位置αに戻り、続けて、位置βに移動し、ここからラップ５Ａに沿った軌跡を離れて鏡盤面８の外周を加工するように位置δ４、δ５と移動して、δ６へ離脱する。ほぼ１．５周する軌跡であるが、この軌跡で、鏡盤面８の全面を砥石４０によって加工する。この過程で、砥石４０は停止することはなく、また、急激に加減速を行なうことがないため、ほぼ一定の押し付け力を維持するだけで、均一な加工量の仕上げを行なうことができる。よって、平面度の良好な鏡盤面８を得ることが可能となる。また、上述した軌跡では、砥石４０は位置αで鏡盤面８に接触した後、位置δ６で離脱するまでに、鏡盤面８から離れることなく加工が可能であるため、加工の能率が良い方法である。
【００３７】
このように、エンドミル４１により歯底面７を拡張した段差部７Ａを加工し、砥石４０を用いた定圧加工により鏡盤面８を仕上げ加工することで、精度の良好な鏡盤面８を効率良く得ることが可能となる。
【００３８】
ここで、図３における砥石４０の移動過程で、砥石４０はラップ５Ａに沿って移動するが、砥石４０はラップ５Ａの近傍を移動するにあたり、砥石４０の外周部分はラップ５Ａには接触させない。安定して鏡盤面８を加工するのが目的であるが、本手法について図４を参照して説明する。
【００３９】
図４は、旋回スクロール５のラップ５Ａと鏡盤面８が交差するコーナ部の断面を拡大して模擬的に示した図である。図４のコーナ部５Ｂは、ステップ形状を成している。このステップ形状は、ラップ５Ａの側面と鏡盤面８をそれぞれ別個にエンドミル４１により加工すると形成される。すなわち、エンドミル４１を鏡盤面８に接触させずにラップ５Ａの側面を加工して、次いで、エンドミル４１をラップ５Ａの側面に接触させずに鏡盤面８を加工すると、ステップ形状のコーナが形成される。エンドミル４１の側面と底面を単独で用いて、それぞれに最適な加工条件を採用して高精度な加工を指向する場合に採用する加工法である。一方、エンドミルの底面と側面を同時に使用して、ラップ５Ａの側面と鏡盤面を同時に加工する場合も、エンドミルの角の摩耗などにより、ステップ形状に似たような盛り上がったコーナ部５Ｂが形成される。このステップ形状は圧縮機のシール部分として好ましくない形状であるが、完全にシャープな形状を形成することは不可能であるから、通例、ステップの幅Ｎは０．１ないし０．５ｍｍ程度と微小になるように配慮されている。このような旋回スクロールのコーナ部５Ｂに固定スクロールのラップ１５Ａは噛み合うために、コーナ部５Ｂに対応する部分に面取り１５Ｃを施している。この面取り１５Ｃは、コーナ部５Ｂに最も接近した状態で、コーナ部１５Ｂに接触しない幅が設定されている。このような設定のコーナ部５Ｂに鏡盤面８は隣接している。この鏡盤面８を加工すべく、砥石４０をコーナ部５Ｂに接近させ、砥石の角部４０Ｃがステップ状のコーナ部５Ｂに接触すると、ステップ形状のコーナ部５Ｂによって砥石の角部４０Ｃが損傷を受けることになり、加工中に振動を発するなどの問題を起こす。また、砥石の角部４０Ｃの幅が大きいと、砥石４０の側面４０Ａがラップ５Ａに接触するまで接近しても、鏡盤面８に未加工部を残してしまう問題も起こす。
【００４０】
そこで、本例においては、まず、砥石の角部４０Ｃの幅Ｒを、固定スクロールの面取りの幅Ｔとコーナ部の幅Ｎの差より小さくなるように、砥石を成形する。例えば、０．１ｍｍ程度の砥石の幅Ｒを得るには、＃１０００程度の細粒の砥石４０を選定し、ダイヤモンドドレッサ（図示せず）に０．００２ｍｍ程度の小さな切り込みを与えて、砥石の側面４０Ａと４０Ｂの両方を成形する。このように、砥石の角部４０Ｃの幅Ｒを、固定スクロールの面取りの幅Ｔとコーナ部の幅Ｎの差より小さくなるように成形した砥石４０の端面を、旋回スクロール５のコーナ部５Ｂに接触させず、なおかつ、ラップ５Ａから、固定スクロールの面取りの幅Ｔよりも離れない範囲の位置を移動させる。このようにすると砥石の角部４０Ｃを損傷させることなく、鏡盤面８を砥石４０により加工することが可能となる。また、砥石４０の側面４０Ａがラップ５Ａに接触することなく、かつ鏡盤面８に不具合となる未加工部を残すことなく鏡盤面８を砥石４０により加工することが可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の発明実施の形態に述べてきた例のように、本発明によれば、非対称構造用の先回スクロールの鏡盤面を砥石で仕上げる際に発生していた問題点を以下のように解決できる。
【００４２】
従来の非対称構造用の旋回スクロールの鏡盤面を砥石で仕上げ加工するにあたって、鏡盤面の全面が加工対象となっていた。このため、砥石はラップの終点を含めた全形状に倣って移動するために、砥石が加工しながら移動する際に、途中で一旦停止して方向を反転する動作が必要であった。この反転部では、砥石の加減速が激しく、移動速度が一旦ゼロになるために、砥石による過切込みが発生して、鏡盤面の平面度を悪化させていた。加えて、精度の粗いラップの終点に砥石が倣うにあたっては、砥石がラップの終点に接触して破壊し、加工の継続が困難になる場合があった。これら課題に対し、本発明では、砥石で加工が不用なラップの底面部の段差を鏡盤面に拡張した。この部分を設けたことで、砥石の方向逆転が不用になり、砥石の急速な加減速と停止が加工中に生じることを排除した。これにより、砥石はほぼ一定の速度で移動することが可能となり、均一な加工量を可能とし、結果として、平面度の良好な鏡盤面を得ることができるようになった。精度の粗い部分に倣って砥石が移動する動作も不用となり、砥石が破壊して加工の継続が困難になる現象を排除できた。
【００４３】
また、砥石はほぼ一定の速度で移動することが可能となったために、砥石の位置を制御せずに、砥石をほぼ一定の力で押しつけるだけの定圧制御によって鏡盤面の加工が可能となった。定圧制御方式は、位置制御方式に比べて装置が極めて簡易な構造であるため、低コストで鏡盤面の加工が可能となる。
【００４４】
また、非対称構造構造の旋回スクロールでは、ラップの近傍まで鏡盤面を砥石によって加工する必要があるが、従来の砥石成形法では、ラップの側面にも砥石の側面が接触する場合があった。鏡盤面を加工している砥石がラップの側面に接触すると、意図せぬ振動が発生し、高精度な鏡盤面の加工を阻害する原因になっていた。この課題に対し、砥石の角部の形状を非対称構造に対して最適化し、ラップの側面に砥石を接触させずに加工する手法を提供した。この手法によって、加工中の砥石の異常振動を防止し、高精度な加工を安定して継続することが可能とる。これにより、非対称構造の旋回スクロールを安定して生産することが可能となり、生産コストの低減が可能となる。
【００４５】
上述したように、本発明によって従来、非対称ラップ形スクロール圧縮機の旋回スクロールに発生していた問題点を解決することで、精度の良好な旋回スクロールを安定した生産状態で提供することが可能となる。ひいては、性能の良好な非対称ラップ形旋回スクロールを安定して、低コストで提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】非対称構造の旋回スクロールと固定スクロールの噛み合い状態を示した説明図。
【図２】旋回スクロールの鏡盤面に拡張した歯底面を示す説明図。
【図３】砥石の移動軌跡を示した説明図。
【図４】ラップと鏡盤面の交差するコーナ部を示した説明図。
【図５】スクロール圧縮機の構造を示す側断面図。
【図６】旋回スクロールと固定スクロールの噛み合い状態を示した説明図。
【図７】従来の対称構造の旋回スクロールの歯底面と鏡盤面の特徴を示す説明図。
【図８】従来の非対称構造の旋回スクロールの問題点を示す説明図。
【符号の説明】
１…対称構造の旋回スクロール、１Ａ…対称構造のラップ、２…対称構造の歯先面、３…対称構造の歯底面、４…対称構造の鏡盤面、５…非対称構造の旋回スクロール、５Ａ…非対称構造のラップ、６…非対称構造の歯先面、７…非対称構造の歯底面、７Ａ…非対称構造の歯底面拡張部、８…非対称構造の鏡盤面、９…ラップ終点、１１…対称構造の固定スクロール、１Ａ…対称構造のラップ、１２…対称構造の歯先面、１３…対称構造の歯底面、１４…吐出口、１５…非対称構造の固定スクロール、１５Ａ…非対称構造のラップ、１６…非対称構造の歯先面、１７…非対称構造の歯底面、１８…非対称構造の鏡盤面、１９…吸込み口、１９Ａ…溝、２０…圧縮機構部、２１…フレーム、２２…クランクシャフト、２２Ａ…給油穴、２３…オルダムリング、２４…モータ、２４Ａ…ロータ、２４Ｂ…ステータ、２５…副軸受け、２６…ボルト、２７…ケース、２８…吸入パイプ、２９…吐出パイプ、３０…給油パイプ、３１…潤滑油、３５…対称構造の圧縮室、３６…背圧室、３７…非対称構造の圧縮室、４０…砥石、４０Ａ…砥石側面、４０Ｂ…砥石端面、４０Ｃ…砥石角部、４１…エンドミル。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compressor mainly used in an air conditioner and a refrigeration apparatus, and more particularly to an asymmetric wrap scroll compressor.
[0002]
[Prior art]
A typical structural example of a conventional scroll compressor will be described with reference to FIGS.
[0003]
FIG. 5 is a side sectional view of an example of an air conditioning scroll compressor. In this example, the motor 24 and the compression mechanism unit 20 are housed in the case 27, and the rotational motion of the rotor 24 A of the motor 24 is transmitted by the crankshaft 22 to drive the compression mechanism unit 20. .
[0004]
In the compression mechanism 20, the crankshaft 22 is inserted into the bearing portion of the frame 21, and the eccentric portion of the crankshaft 22 is inserted into the bearing portion provided in the orbiting scroll 1. The key groove provided in the frame 21 and the key groove provided in the orbiting scroll 1 are inserted with the keys of the Oldham ring 23 forming the Oldham joint, and the fixed scroll 11 is combined with the orbiting scroll 1. The frame 21 is fastened with bolts 26.
[0005]
With the above-described configuration, the orbiting scroll 1 orbits with respect to the fixed scroll 11 through the eccentric portion of the crankshaft 22 due to the rotational motion given to the crankshaft 22 from the rotor 24A. By this orbiting motion, the vortex-shaped wrap 11A of the fixed scroll 11 and the vortex-shaped wrap 1A of the orbiting scroll 1 move relative to each other, and the working gas flows into the compression chamber 35 via the suction pipe 28 provided in the fixed scroll 11. (Not shown) is inhaled, and the working gas is compressed as it goes to the center. The compressed working gas is discharged into the case 27 from the discharge port 14 of the fixed scroll. The working gas discharged into the case 27 is supplied to a mechanism (not shown) connected through the discharge pipe 29. For example, in the example of the air conditioner, the working gas exiting the discharge pipe 29 repeats a cycle of returning to the suction pipe 28 via a radiator, an expansion stool, and an evaporator (all not shown). A function as an air conditioner is achieved by heat radiation and heat absorption of the working gas formed in the process of this cycle.
[0006]
In addition, a working gas having a pressure intermediate between the suction pressure and the discharge pressure of the working gas is guided to the back pressure chamber 36 formed by the fixed scroll 11 and the frame 21. Due to the pressure of the working gas guided to the back pressure chamber 36, the orbiting scroll 1 is brought into close contact with the fixed scroll 11, and the compression chamber 35 can be moved while forming a sealed space. . On the other hand, due to the pressure difference between the back pressure chamber 36 and the case 27, the lubricating oil 31 stored in the lower portion of the case 27 rises through the oil supply hole 22 A formed in the crankshaft 22, and the compression mechanism 20 Lubricate the sliding part. The lubricating oil 31 forms an oil film and also has a sealing function necessary for the compression chamber 35 and the like.
[0007]
In such a scroll compressor, a plurality of compression chambers 35 are formed, and both the configuration in which the shape of the compression chamber 35 is a point symmetric configuration and an asymmetric configuration are put into practical use. The point-symmetric configuration and the asymmetric configuration will be described in detail with reference to FIG.
[0008]
FIG. 6A shows an example of a state in which the lap 1A of the orbiting scroll and the lap 11A of the fixed scroll are engaged with each other, and corresponds to a diagram in which the scroll lap is extracted from the AA cross section of FIG. The lap 1A of the orbiting scroll has a spiral shape having a thickness, and this spiral shape is usually defined by a circular involute curve. The fixed scroll lap 11A is also defined by a similar curve and is engaged with a 180 deg phase shift. Compression chambers 35A, 35B, 35C, 35D, and 35E are formed by the orbiting scroll lap 1A and the fixed scroll lap 11A. This figure shows the state at the moment when the outermost compression chambers 35A and 35B are closed to form a compression chamber. That is, it is in a state at the moment when the suction operation is completed in the outermost compression chambers 35A and 35B. From this state, the wrap 1A of the orbiting scroll performs the orbiting motion with respect to the lap 11A of the fixed scroll, so that the compression chambers 35A and 35B move toward the center while reducing the volume. When the wrap 1A of the orbiting scroll makes one round, the working gas in the compression chamber 35A moves to the position of the compression chamber 35C, and further, the wrap 1A of the orbiting scroll moves to the position 35E to complete the compression. Then, the air is exhausted from the discharge port opened at the position of the central portion 35E to the outside of the compression chamber. With this configuration, the four compression chambers 35A, 35B, 35C, and 35D except for 35E are arranged in a point-symmetric manner. The compression chamber 35A and the compression chamber 35B are point symmetric, and the compression chamber 35C and the compression chamber 35D are point symmetric. Each symmetric partner has the same internal volume and the same pressure. This symmetrical relationship is maintained even in the process in which the orbiting scroll lap 1A orbits relative to the fixed scroll lap 11A.
[0009]
On the other hand, FIG. 6B shows a state in which the orbiting scroll lap 1A and the fixed scroll lap 11A are meshed as in FIG. 6A, but the compression chambers 37A, 37B, 37C and 37D are asymmetric. It has a configuration. FIG. 6B shows the moment when the outermost compression chamber 37A is closed, but a compression chamber having a symmetrical shape with the compression chamber 37A is not formed. The compression chamber 37B and the compression chamber 37C formed at the center are symmetrical, but the compression chambers are different in pressure because the masses of the sucked working gas are different.
[0010]
As described above, the scroll compressor has a configuration in which the compression chamber has a symmetric shape and a configuration in which the compression chamber has an asymmetric shape, both of which are put into practical use. A symmetric shape is employed when emphasizing the pressure balance, and an asymmetric shape is used when an increase in the amount of intake gas is required in spite of its small size.
[0011]
In the scroll compressor having such a structure, in order to absorb the deformation of the orbiting scroll 1 and the fixed scroll 11 during operation, the symmetrical scroll compressor has a minute step on the tooth bottom surface of the orbiting scroll 1. The forming technique is disclosed and used. As shown in Japanese Patent Laid-Open No. 6-317269, a technique is adopted in which a step of about 10 μm is formed on the bottom surface of the orbiting scroll 1 where deformation occurs, and the gap between the paired fixed scroll 11 is optimized by this step. is there. This technique will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 7.
[0012]
In FIG. 5, the orbiting scroll 1 is operated by applying pressure to the back pressure chamber 36 so as not to leave the fixed scroll 11. Therefore, during the operation, the orbiting scroll 1 is subjected to a force in the direction toward the fixed scroll 11 (upward in the drawing), causing deflection. In order to absorb this deflection, a step is set on the tooth bottom surface of the orbiting scroll 1.
[0013]
FIG. 7A shows a orbiting scroll having a level difference on the root surface 3 for a symmetrical scroll compressor. The root surface 3 forms a step of about 10 μm with respect to the mirror surface 4 which is a disk-shaped ridge portion. The fixed scroll lap 11A is indicated by a broken line, and the tooth bottom surface 3 is a portion where the tip of the fixed scroll lap 11A meshes and comes into sliding contact. Due to the symmetrical structure, the end point P of the tooth bottom surface 3 is formed at a position shifted by 180 deg from the end point Q of the lap 1A. Further, the tooth bottom surface 3 is a bottom surface sandwiched between the wraps 1A. However, in the outermost peripheral portion where there is no pair of wraps 1A to be sandwiched, an extension line 3A of the involute curve of the wrap 1A separates the mirror surface 4 Has been. In addition, as shown by the arc-shaped broken line 3B, an example is also adopted in which the extended surface 3A of the involute curve is extended outward to partition the tooth bottom surface 3. Here, as a characteristic of the symmetrical structure, there is no fixed scroll wrap 11A that meshes outside the range indicated by the arrow B of the wrap 1A.
[0014]
When finishing the mirror surface 4 of the orbiting scroll 1 shown in FIG. 7A with a grindstone, the range that needs to be finished is a portion C indicated by hatching in FIG. 7B. This portion C is characterized in that the range does not reach the lap 1A. That is, in the portion indicated by the arrow D, the inner side of the marking line 3B of the tooth bottom surface is a stepped portion, so that the range of the mirror surface 4 is outside of 3B. Therefore, the mirror surface 4 is not adjacent to the lap 1A. Further, since the portion indicated by the arrow B is a portion where there is no meshing fixed scroll wrap, the outside of the boundary line 3C indicated by the broken line is the range of the specular surface. Therefore, there is no partner in the range indicated by the arrow B that meshes with the root portion of the lap 1A. From these things, the range C finished with a grindstone does not reach the middle of the lap 1A, and the range C finished with a grindstone is a range away from the lap 1A.
[0015]
Therefore, in the orbiting scroll 1 having a symmetrical structure in which the tooth bottom surface 3 is provided with a step, when the mirror surface 4 is finished with a grindstone, the grindstone does not need to approach the vicinity of the lap 1A having a complicated shape. For this reason, when the grindstone processes the mirror surface 4, the grindstone is erroneously brought into contact with the lap 1A, or an unrelated part remains in the vicinity of the lap 1A. It could be easily processed without any effort.
[0016]
The example of the asymmetric structure of FIG. 6B described above is an example in which the vortex shape of the orbiting scroll wrap 5A is the same as the wrap 1A of the example of the symmetric structure of FIG. 6A. In the orbiting scroll 5 for the asymmetric structure, unlike the case of the symmetrical structure, all of the wraps 5A are meshed with the wrap 15A of the fixed scroll. For this reason, FIG. 8 shows the first scroll 5 for the asymmetric structure, but when applied to the existence range of the fixed scroll wrap 15A that meshes the range of the stepped portion of the tooth bottom surface 7, the tooth bottom surface shown in FIG. 7 The outer peripheral portion of the tooth bottom surface 7 is a portion indicated by a dividing line 7A obtained by adding the contact range of the fixed scroll wrap 15A to the outermost peripheral portion of the orbiting scroll wrap 5A.
[0017]
[Patent Document 1]
JP-A-6-317269
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
The orbiting scroll for the asymmetric structure has the following problems.
[0019]
If the step of the tooth bottom surface 7 shown in FIG. 8A is adopted, the minimum width of the mirror surface 8 becomes too small, and the width of the sliding portion becomes insufficient. The portion where the width of the mirror surface 8 is minimum is the width E shown in FIG. As described above, when the tooth bottom surface 3 is extended for the asymmetric structure to the mirror surface 4 which has been functioning in the conventional symmetrical structure, the width of the portion functioning as the sliding portion becomes too small. The specular surface 8 is a portion that slides while supporting a load. When this width is narrowed, the surface pressure of the specular surface 8 becomes excessive, causing abnormal wear. Therefore, if the outer diameter of the mirror surface 8 is increased in order to ensure the width E of the mirror surface 8, this means that the outer diameter of the orbiting scroll 5 is increased. When the outer diameter of the orbiting scroll 5 increases, the outer diameter of the fixed scroll 15 also increases, and the outer diameter of the case 27 that stores the fixed scroll 11 increases. Eventually, the outer diameter of the compressor will be increased. This means an increase in the size of the compressor, but it is not a suitable choice as a compressor specification that is usually aimed at smaller size and lighter weight.
[0020]
In the example shown in FIG. 6B, the outermost peripheral portion 15A1 of the fixed scroll wrap 15A is continuous with the end plate surface 18 of the fixed scroll, and forms the boundary between the outermost peripheral portion 15A1 of the wrap and the end plate surface 18. Not done. In the asymmetric structure, the outermost peripheral portion 15A1 of the fixed scroll wrap 15A is thus continuous with the end surface 18 of the fixed scroll. When the orbiting scroll 5 having the root surface 7 shown in FIG. 8A is engaged with the fixed scroll 15, the stepped bottom surface 7 is opposed to the end surface 18 of the fixed scroll. Since the tooth bottom surface 7 of the orbiting scroll is stepped, a space is generated between the tooth bottom surface 7 and the end surface 18 of the fixed scroll. The working gas flows into this space, and the working gas changes the pressure by the movement of the orbiting scroll 5. Due to this change in pressure, the pressure in the space formed between the root surface 7 and the fixed scroll mirror surface 18 also changes, and as a result, it acts on the mirror surface 8 of the orbiting scroll and the mirror surface 18 of the fixed scroll. The power will always change. It is not preferable that the force for separating the orbiting scroll 5 and the fixed scroll 15 is always changed, and a structure in which the step of the tooth bottom surface 7 of the orbiting scroll is opposed to the end face 18 of the fixed scroll is not preferable.
[0021]
In order to cope with the problem that the sliding area becomes too small as described above and the problem that a space is generated between the orbiting scroll and the fixed scroll surface 8 and 18, the end point P of the step of the orbiting scroll is made more inner. When set, the result is as shown in FIG. This position is 360 deg inner circumferential side from the end point P of FIG. At this position, the above two problems do not occur. When it is attempted to finish the end surface 8 of the orbiting scroll having the root surface 7 as shown in FIG. 8B with a grindstone, the range necessary for the finishing process is the end surface 8 of FIG. 8C. It is the part shown by hatching. In the asymmetric structure, since the meshing partner exists in the entire range of the wrap 5A of the orbiting scroll, the entire range of the end plate surface 8 including the portion immediately below the wrap 5A is processed. Therefore, as in the example of the symmetrical structure shown in FIG. 7, there is no portion on the mirror surface 4 where the finishing of the grindstone is unnecessary. Because of this restriction, the grindstone 40 having the annular end face shown in FIG. 8C as the machining surface needs to scan the entire surface of the mirror surface 8. In order to meet this requirement, when machining the G section, the grindstone 40 needs to machine the entire surface without colliding with the end point 9 of the lap 5A. As an example, the grindstone 40 needs to take a locus indicated by an arrow H. In the locus indicated by the arrow H, there is a point K that reverses the moving direction of the grindstone 40, but at this point K, the moving speed of the grindstone 40 is zero although it is instantaneous. Even if other trajectories are employed, a trajectory in which the grindstone 40 is reversed is generated in the machining of the G portion.
[0022]
The amount removed by the processing by the grindstone 40 is sensitively influenced by the moving speed of the grindstone 40, and the processing amount increases as the moving speed decreases. In particular, when the grindstone 40 is stopped in contact, the portion is dug deeper than the others. This phenomenon is inconvenient for the mirror surface 8 where a flat surface is required.
[0023]
In addition, since the shape of the end point 9 of the wrap 5A is not a functionally important element, it is usually manufactured with a rougher accuracy than the wrap 5A. When the grindstone 40 moves in the vicinity of the end point 9 manufactured with this rough accuracy, there is also a problem that the grindstone 40 comes into contact with the end point 9 and the grindstone 40 is destroyed.
[0024]
Furthermore, in the asymmetric structure, since the entire surface of the mirror surface 8 is finished with the grindstone 40, it is necessary to bring the grindstone 40 as close as possible to the corner portion where the lap 5A and the mirror surface 8 intersect. Conventionally, the corners of the grindstone 40 have been used in a state of having an irregular roundness that occurs during grinding of the grindstone without special consideration. When the grindstone 40 is brought close to the lap 5A to process the corner portion of the mirror surface 8 in a state where the irregular roundness is large, even if the side surface of the grindstone 40 contacts the lap 5A, the roundness of the grindstone 40 is reduced. Since the bottom cannot be machined, there was a problem that an unmachined part remained in the corner part. Moreover, when the mirror surface 8 is processed while the grindstone 40 is in contact with the lap 5A, not only the shape of the lap 5A is deteriorated, but also an unintended vibration occurs, and the mirror surface 8 cannot be processed normally. .
[0025]
As described above, in the orbiting scroll having the asymmetric structure, the problem that the flatness of the mirror surface 8 when finished with the grindstone 40 deteriorates, the problem that the grindstone 40 comes into contact with the end point 9, and the grindstone 40. There is a problem that vibration occurs due to contact with the wrap 5A. Due to these problems, it is difficult to stably produce the orbiting scroll 5 having an asymmetric structure having a mirror surface 8 with good flatness, and an asymmetric wrap scroll compressor with good performance is provided at low cost. There was a problem.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to efficiently produce the orbiting scroll having the above-described asymmetric wrap structure scroll compressor having a step difference from the mirror surface on the tooth bottom surface.
[0027]
First, in the asymmetric wrap scroll compressor of the present invention, a compression chamber is formed by meshing the orbiting scroll and the fixed scroll in which the spiral wrap stands upright from the end plate surface, and by the relative movement of the orbiting scroll and the fixed scroll. This is a scroll compressor that compresses the working fluid by enlarging or reducing the volume of the compression chamber, and the shape of the compression chambers formed is asymmetric with respect to the center of the wrap. An asymmetric wrap-type scroll compressor having a step with respect to the end plate surface, the outer end of the step formed on the tooth bottom surface of the orbiting scroll being sandwiched between the wrap end portion of the orbiting scroll and the lap just before that Set to a position facing the range where the grooves provided in the opposed fixed scrolls exist, in the direction of extending the root surface to the outer peripheral side. In the step where there is no inner wall, the width of the step is equal to or less than the sum of the width of the inner and outer lines of the wrap and the thickness of the wrap, and the end face of the orbiting scroll has an annular end surface. It is an asymmetrical wrap type scroll compressor characterized by comprising the turning scroll finished by the grindstone provided.
[0028]
Further, in the method of processing the orbiting scroll of the asymmetric wrap type scroll compressor according to the present invention, the end mill is sandwiched between the end of the orbiting scroll on the tooth bottom surface of the orbiting scroll by the end of the orbiting scroll and the lap just before that. In the direction where the root surface extends to the outer peripheral side, it is set at a position facing the range where the grooves provided in the opposite fixed scroll are present, and in the range where the inner wall does not exist, the width is the width of the inner line and the outer line of the wrap. And a step that is equal to or less than the dimension obtained by adding the lap thickness, and then rotating a cylindrical grindstone having an annular end surface so that the cylindrical surface is slidably contacted with a substantially constant pressing force. The cylindrical whetstone is moved within the range of the step while the shape whetstone moves from the trajectory along the outermost periphery of the lap outer line to the trajectory along the lap outer line one round before. Thereby, the entire surface of the lens board except the step, it is processing method of the orbiting scroll of the asymmetric wrap type scroll compressor according to claim to process without separating the said cylindrical grinding wheel.
[0029]
Further, in the processing method of the orbiting scroll of the asymmetric wrap type scroll compressor according to the present invention, the width of the roundness formed at the corners of the side surface and the end surface of the cylindrical grindstone is set to the wrap side surface and the tooth bottom surface of the orbiting scroll to be processed. Is smaller than the width of the fillet formed at the corner where the crossing points do not contact the fillet portion of the orbiting scroll with the end surface of the cylindrical grindstone, and is not separated from the chamfer width from the side surface of the wrap. This is a turning scroll processing method for an asymmetrical wrap type scroll compressor characterized in that a finish is processed by a grindstone on the surface of the turning scroll by passing the position.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention relating to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0031]
FIG. 1A shows an example of a fixed scroll 15 for an asymmetric structure. The outermost peripheral portion of the wrap 15A of the fixed scroll 15 is a portion where the outermost peripheral compression chamber is formed, and an intake port 19 is provided for taking in the working gas to be compressed from the outside. The outermost position where the compression chamber of the wrap 15A is formed is the point L, and a groove 19A is formed from the suction port 19 to the position of the point L to serve as a passage for the working gas to be sucked. The working gas is taken in from the suction port 19 and transferred to the inside of the vortex-shaped wrap 15A via the groove 19A.
[0032]
FIG. 1B shows a state in which the orbiting scroll 5 for an asymmetric structure is engaged with the fixed scroll 15 shown in FIG. The orbiting scroll 5 is indicated by a broken line. A stationary scroll suction groove 19A is arranged outside the end point P of the orbiting scroll wrap 5A.
[0033]
FIG. 2 shows the orbiting scroll 5 extracted from the meshed state of the orbiting scroll 5 and the fixed scroll 15 shown in FIG. The orbiting scroll 5 is provided with a step on the root surface 7 from the mirror surface 8, but the outer peripheral end point P of the step portion of the bottom surface 7 is outside from the region sandwiched between the wraps 5 A and is opposed to the fixed scroll 15. Is set within a range where the inhalation groove 19A exists. The width W1 of the expanded bottom surface level difference 7A is set to be equal to or smaller than the width W2 set in the suction groove 19A of the opposed fixed scroll. By providing the tooth bottom step 7A of the expanded portion, the end surface 8 of the orbiting scroll comes into contact with the end surface 18 of the fixed scroll, but the groove 19A is an opening, and the orbiting scroll facing this portion. In the mirror surface 8, the contact partner can be eliminated. Therefore, the tooth bottom surface level difference 7 A of the expanded portion of this form does not face the mirror surface of the fixed scroll 15 due to the movement of the orbiting scroll 5, and does not form a harmful space on the mirror surface.
[0034]
Next, FIG. 3 shows an example of the trajectory of the grindstone that passes through the step when the mirror surface is finished with an annular grindstone. Starting from the position s, the grindstone 40 that has come into contact with the mirror surface 8 at the position α moves along the lap 5A, reaches the position β on the root surface 7A, and reaches the position β on the inner peripheral side from the position β. To the position γ and shift to a trajectory that moves along the lap 5A. In this trajectory, the grindstone 40 does not need to change direction rapidly. Therefore, the place where the movement of the grindstone 40 stops does not occur. Therefore, the grindstone 40 can move while maintaining a uniform machining amount, and the mirror surface 8 can be finished with the grindstone 40 flatly.
[0035]
Further, since there is a root surface 7A that the grindstone 40 does not need to process when passing near the end point 9 of the lap, the interval M can be set large, and the vicinity of the end point 9 of the rough lap is rough. There is no need to go through. Therefore, it is possible to prevent a problem that greatly impedes production such that the grindstone 40 comes into contact with the end point 9 of the lap and breaks.
[0036]
Next, an example related to the processing method of the tooth bottom surfaces 7 and 7A and the mirror surface 8 will be described with reference to FIG. The orbiting scroll 5 is held by a chuck (not shown) of a processing device (not shown) capable of controlling the position of a rotating tool, and an end mill 41 having a diameter smaller than the width of the tooth bottom surface 7 is used to wrap the wrap 5A. The bottom surface 7 is processed along the spiral shape of the bottom surface 7. At this time, by using the same end mill 41, the locus along the spiral shape of the tooth bottom surface 7 is extended to process the tooth bottom surface 7A of the expanded portion. In addition, it is also possible to perform roughing of the mirror surface 8 using the same end mill 41. Subsequently, the grindstone 40 having a diameter of ½ or more of the maximum width of the mirror surface 8 is rotated to apply a pressing force to the grindstone 40 to move the grindstone 40 from the position s to the position α. The pressing force applied to the grindstone 40 can be generated using a pressure control mechanism such as an air cylinder or a spring (not shown). Although it is a pressure control system that controls the amount of processing by the pressing force of the grindstone 40, it can be controlled by a simple mechanism as compared with the position control system that controls the cutting amount by position. Next, as described above, the grindstone 40 is moved to the position β while processing with the annular end surface of the grindstone 40. At the position β, the grindstone 40 is moved to the position γ toward the inside of the mirror surface 8 without stopping. At the position γ, the path moves along the lap 5A. Thereafter, the grindstone 40 is moved along the lap 5A to the positions δ1, δ2, and δ3 to return to the position α, and subsequently moved to the position β. It moves to positions δ4 and δ5 so as to machine the outer periphery, and leaves δ6. Although it is a trajectory of approximately 1.5 turns, the entire surface of the mirror surface 8 is processed by the grindstone 40 in this trajectory. In this process, the grindstone 40 does not stop and is not accelerated or decelerated rapidly, so that it is possible to finish with a uniform processing amount only by maintaining a substantially constant pressing force. Therefore, it is possible to obtain a specular surface 8 with good flatness. In the above-described locus, since the grindstone 40 can be processed without leaving the mirror surface 8 until it contacts the mirror surface 8 at the position α and then comes off at the position δ6, the processing efficiency is high. is there.
[0037]
In this way, by processing the stepped portion 7A in which the root surface 7 is expanded by the end mill 41 and finishing the mirror surface 8 by constant pressure processing using the grindstone 40, it is possible to efficiently obtain the mirror surface 8 with good accuracy. Is possible.
[0038]
Here, in the moving process of the grindstone 40 in FIG. 3, the grindstone 40 moves along the lap 5A. However, when the grindstone 40 moves in the vicinity of the lap 5A, the outer peripheral portion of the grindstone 40 is not brought into contact with the lap 5A. The purpose is to stably process the mirror surface 8, but the present technique will be described with reference to FIG.
[0039]
FIG. 4 is an enlarged schematic view of a cross section of a corner portion where the wrap 5A of the orbiting scroll 5 and the mirror surface 8 intersect. The corner portion 5B in FIG. 4 has a step shape. This step shape is formed by processing the side surface of the wrap 5A and the mirror surface 8 separately by the end mill 41. That is, when the side surface of the wrap 5A is processed without bringing the end mill 41 into contact with the end surface 8 and then the end surface 41 is processed without bringing the end mill 41 into contact with the side surface of the wrap 5A, a step-shaped corner is formed. The This is a processing method that is used when the side and bottom surfaces of the end mill 41 are used singly and optimum processing conditions are adopted for each to aim at high-precision processing. On the other hand, when the end mill bottom and side surfaces are used at the same time, and the side surface of the lap 5A and the mirror surface are simultaneously processed, a raised corner portion 5B similar to the step shape is formed due to wear of the corners of the end mill. The This step shape is an unfavorable shape as a seal part of the compressor. However, since it is impossible to form a completely sharp shape, the step width N is usually as small as about 0.1 to 0.5 mm. It is considered to be. In order to mesh the corner portion 5B of the orbiting scroll with the fixed scroll lap 15A, a portion corresponding to the corner portion 5B is chamfered 15C. The chamfer 15 C has a width that does not contact the corner portion 15 B in the state closest to the corner portion 5 B. The mirror surface 8 is adjacent to the corner portion 5B having such a setting. When the grindstone 40 is brought close to the corner portion 5B and the corner portion 40C of the grindstone comes into contact with the stepped corner portion 5B to process the mirror surface 8, the corner portion 40C of the grindstone is damaged by the stepped corner portion 5B. Will cause problems such as vibration during processing. In addition, if the width of the corner portion 40C of the grindstone is large, there arises a problem that an unprocessed portion remains on the mirror surface 8 even if the side surface 40A of the grindstone 40 comes close to contact with the lap 5A.
[0040]
Therefore, in this example, first, the grindstone is formed such that the width R of the corner portion 40C of the grindstone is smaller than the difference between the chamfering width T of the fixed scroll and the width N of the corner portion. For example, in order to obtain a width R of the grindstone of about 0.1 mm, a fine grindstone 40 of about # 1000 is selected, and a small notch of about 0.002 mm is given to a diamond dresser (not shown) to Both side surfaces 40A and 40B are molded. In this way, the end surface of the grindstone 40 formed so that the width R of the corner portion 40C of the grindstone is smaller than the difference between the chamfering width T of the fixed scroll and the width N of the corner portion is provided on the corner portion 5B of the orbiting scroll 5. The position of the range which is not left | separated from width | variety T of the chamfering of a fixed scroll is moved from the lap | wrap 5A, without making it contact. If it does in this way, it will become possible to process the mirror surface 8 with the grindstone 40, without damaging the corner | angular part 40C of a grindstone. In addition, the mirror surface 8 can be processed by the grindstone 40 without the side surface 40A of the grindstone 40 coming into contact with the lap 5A and without leaving an unprocessed portion that becomes a problem on the mirror surface 8.
[0041]
【The invention's effect】
As in the example described in the above embodiment of the present invention, according to the present invention, the problems occurring when finishing the mirror surface of the last scroll for an asymmetric structure with a grindstone can be solved as follows. .
[0042]
When finishing a mirror surface of a conventional orbiting scroll for an asymmetric structure with a grindstone, the entire surface of the mirror surface has been processed. For this reason, since the grindstone moves following the entire shape including the end point of the lap, when the grindstone moves while being processed, an operation to temporarily stop and reverse the direction is necessary. In this reversal part, the acceleration / deceleration of the grindstone is intense and the moving speed once becomes zero, so that the overcutting by the grindstone occurs and the flatness of the mirror surface is deteriorated. In addition, when the grindstone follows the end point of the lap having a high accuracy, the grindstone may come into contact with the end point of the lap and break down, making it difficult to continue the processing. In response to these problems, in the present invention, the step on the bottom surface of the lap, which is not necessary to be processed with a grindstone, is extended to the mirror surface. By providing this portion, the direction reversal of the grindstone becomes unnecessary, and it is excluded that rapid acceleration / deceleration and stop of the grindstone occur during machining. As a result, the grindstone can move at a substantially constant speed, enabling a uniform amount of processing, and as a result, a mirror surface with good flatness can be obtained. The movement of the grindstone following the rough part is also unnecessary, eliminating the phenomenon that the grindstone breaks and makes it difficult to continue processing.
[0043]
In addition, since the grindstone can move at a substantially constant speed, it is possible to machine the mirror surface by constant pressure control that only presses the grindstone with a substantially constant force without controlling the position of the grindstone. . In the constant pressure control method, the apparatus has a very simple structure compared to the position control method, so that the mirror surface can be processed at low cost.
[0044]
Further, in the orbiting scroll having the asymmetrical structure, it is necessary to process the mirror surface to the vicinity of the lap with a grindstone. However, in the conventional grindstone forming method, the side surface of the grindstone may come into contact with the side surface of the lap. When the grindstone that is processing the mirror surface comes into contact with the side surface of the lap, unintentional vibration occurs, which hinders processing of the highly accurate mirror surface. In response to this problem, a method for optimizing the shape of the corner of the grindstone with respect to the asymmetric structure and processing the grindstone without contacting the side surface of the lap was provided. By this method, it is possible to prevent abnormal vibration of the grindstone during processing and stably continue high-precision processing. Thereby, it is possible to stably produce the orbiting scroll having an asymmetric structure, and it is possible to reduce the production cost.
[0045]
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a highly accurate orbiting scroll in a stable production state by solving the problems that have conventionally occurred in the orbiting scroll of an asymmetric wrap scroll compressor. Become. As a result, it is possible to stably provide an asymmetric wrap-type orbiting scroll with good performance at a low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a meshing state of an orbiting scroll and a fixed scroll having an asymmetric structure.
FIG. 2 is an explanatory view showing a tooth bottom surface extended to a mirror surface of the orbiting scroll.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a movement locus of a grindstone.
FIG. 4 is an explanatory view showing a corner portion where a lap and a mirror surface intersect.
FIG. 5 is a side sectional view showing a structure of a scroll compressor.
FIG. 6 is an explanatory view showing a meshing state of the orbiting scroll and the fixed scroll.
FIG. 7 is an explanatory view showing characteristics of a tooth bottom surface and a mirror surface of a conventional orbiting scroll having a symmetric structure.
FIG. 8 is an explanatory view showing problems of a conventional orbiting scroll having an asymmetric structure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Symmetric structure turning scroll, 1A ... Symmetric structure wrap, 2 ... Symmetric structure tooth tip surface, 3 ... Symmetric structure tooth bottom surface, 4 ... Symmetric structure mirror surface, 5 ... Asymmetric structure turning scroll, 5A ... Asymmetrical structure wrap, 6 ... Asymmetrical tooth tip surface, 7 ... Asymmetrical tooth base, 7A ... Asymmetrical tooth base extension, 8 ... Asymmetrical mirror surface, 9 ... Wrap end point, 11 ... Symmetrical structure Fixed scroll, 1A: symmetrical wrap, 12 ... symmetrical tooth tip, 13 ... symmetrical tooth bottom, 14 ... discharge port, 15 ... asymmetric fixed scroll, 15A ... asymmetric wrap, 16 ... asymmetric Tooth surface of the structure, 17 ... A bottom surface of the asymmetric structure, 18 ... End of the asymmetric structure, 19 ... Suction port, 19A ... Groove, 20 ... Compression mechanism, 21 ... Frame, 22 ... Crankshaft, 22A ... Oiling hole 23 ... Dam ring, 24 ... motor, 24A ... rotor, 24B ... stator, 25 ... secondary bearing, 26 ... bolt, 27 ... case, 28 ... suction pipe, 29 ... discharge pipe, 30 ... oil supply pipe, 31 ... lubricating oil, 35 ... Symmetrical compression chamber, 36 ... back pressure chamber, 37 ... asymmetrical compression chamber, 40 ... grinding wheel, 40A ... grinding wheel side surface, 40B ... grinding wheel end surface, 40C ... grinding wheel corner, 41 ... end mill.

Claims

A compression chamber is formed by meshing a orbiting scroll and a fixed scroll each having a spiral wrap standing upright from the end plate surface, and the volume of the compression chamber is enlarged and reduced by the relative movement of the orbiting scroll and the fixed scroll. Compressed scroll compressor, a plurality of compression chambers formed in asymmetric shape with respect to the center of the wrap, and a step with the end plate surface is formed on the bottom surface of the orbiting scroll. A scroll compressor, wherein the outer peripheral side end of the step formed on the tooth bottom surface of the orbiting scroll, the tooth bottom surface sandwiched between the wrap end portion of the orbiting scroll and the lap one lap before the lap, along the lap one cycle before A range that extends in the direction of the outer periphery and faces the range where the grooves of the opposed fixed scrolls are present, and the inner wall does not exist In the step, the width of the step is equal to or less than the width of the groove of the fixed scroll, and the mirror surface of the orbiting scroll includes a orbiting scroll finished with a grindstone having an annular end surface. Asymmetric wrap scroll compressor.

A method of processing the orbiting scroll of the asymmetric wrap type scroll compressor, wherein the end mill has an outer end on the tooth bottom surface of the orbiting scroll, and a tooth bottom surface sandwiched between the wrap end portion of the orbiting scroll and the lap one round before the end scroll. The width of the fixed scroll is set in a direction extending to the outer peripheral side along the previous lap and facing a range in which a groove provided in the opposed fixed scroll is present, and in a range in which no inner wall exists. Next, the cylindrical grindstone having an annular end face is rotated and slidably contacted with the mirror surface with a substantially constant pressing force, and the cylindrical grindstone is wrapped. While moving from the trajectory along the outermost periphery of the outer line to the trajectory along the lap outer line one round before, within the range of the step, move the cylindrical grindstone, Ku said mirror the entire surface of the board, the processing method of the orbiting scroll of the asymmetric wrap type scroll compressor, characterized in that the machining without separating the said cylindrical grinding wheel.

The width of the corners of the side surface and end surface of the cylindrical grindstone is the width of the chamfer formed on the fixed scroll lap and the fillet portion formed at the corner where the lap side surface of the orbiting scroll to be processed and the tooth bottom intersect. By making the width of the orbiting scroll smaller than the difference between the width and the side surface of the cylindrical grindstone without contacting the fillet portion of the orbiting scroll and passing through a position not separated from the chamfering width from the lap side surface, A method of processing a turning scroll of an asymmetric wrap type scroll compressor characterized by finishing a mirror surface with a grindstone.