JP6072568B2 - 仕切り板の製造方法、仕切り板形成用部材及びロータリー圧縮機 - Google Patents
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Description
まず、本発明の実施の形態1に係る2シリンダロータリー圧縮機(以下、単に「ロータリー圧縮機」と称する)1の構成及び動作について説明する。図1は、本実施の形態に係るロータリー圧縮機1の概略構成を示す縦断面図である。ロータリー圧縮機1は、例えば冷蔵庫や冷凍庫、自動販売機、空気調和装置、冷凍装置、給湯器等の各種産業機械に用いられる冷凍サイクルの構成要素の一つとなるものである。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
図1に示すロータリー圧縮機1は、流体(例えば、冷凍サイクルを循環する冷媒)を吸入し、その流体を圧縮して高温高圧の状態として吐出するものである。ロータリー圧縮機1は、圧縮機構部10と、この圧縮機構部10を駆動する電動機部50とを有している。圧縮機構部10及び電動機部50は、密閉容器60内に収容されている。密閉容器60の底部には潤滑油が貯留されている。電動機部50は、固定子51と回転子52とを備えている。回転子52には、クランク軸53が嵌入されている。クランク軸53には、互いに反対向きに、つまり180度位相をずらせて偏心した上下2つの偏心部(上偏心部54a、下偏心部54b)が形成されている。
このように構成されたロータリー圧縮機1では、回転子52が回転することで回転子52に嵌入されたクランク軸53が回転し、クランク軸53の回転に伴って上偏心部54a及び下偏心部54bが回転する。上偏心部54aが回転することで、上シリンダ21の内部で上ローリングピストン22が回転摺動する。また、下偏心部54bが回転することで、下シリンダ31の内部で下ローリングピストン32が回転摺動する。つまり、上ローリングピストン22及び下ローリングピストン32は、それぞれ上シリンダ21及び下シリンダ31の内壁に沿って回転する。
次に、本実施の形態に係るロータリー圧縮機1に用いられ、上シリンダ21及び下シリンダ31に挟持される仕切り板(ロータリー圧縮機に用いられる精密部品の一例)40の構成について説明する。本実施の形態に係る仕切り板40は、ロータリー圧縮機1の性能向上のため上偏心部54a及び下偏心部54bのそれぞれの偏心量を拡大すべく、予め分割された2枚の分割仕切り板(左分割仕切り板41、右分割仕切り板42)が組み合わされた構成を有している。
次に、本実施の形態に係る仕切り板40の製造工程について説明する。図3は、仕切り板40を構成する左分割仕切り板41及び右分割仕切り板42の製造工程の一例を示すフローチャートである。
左分割仕切り板41及び右分割仕切り板42の製造工程では、まず、素材加工を行う(素材加工工程)。仕切り板40は圧縮室内壁の一部を構成するため、剛性のある材料で形成する必要がある。また仕切り板40は、上ローリングピストン22及び下ローリングピストン32との摺動性が良好となる必要がある。そこで、まず、焼き入れ未処理の素材を用意する。そして、型による成形(例えば、粉末冶金、プレス加工、鋳造等)を行い、左分割仕切り板41及び右分割仕切り板42を組み合わせた形状に近い形状に一体的に加工された未分割の仕切り板(以下、「未分割仕切り板」という場合がある)を作成する。未分割仕切り板の構成については、図4を用いて後述する。
次に、ステップS1で得られた未分割仕切り板の少なくとも表面に対し、所定の表面処理又は熱処理の一方、あるいは表面処理及び熱処理の双方を施す(表面処理・熱処理工程)。熱処理を施す場合には、真空炉内で熱処理を行うことが望ましい。これにより、未分割仕切り板において摺動面となる表面の炭素量が焼入れ前後で変化するのを防ぐことができるため、摺動性の安定化を図ることができる。本実施の形態では、後述する切断加工工程(ステップS4)で左分割仕切り板41及び右分割仕切り板42に分割される前の未分割仕切り板に対して表面処理や熱処理が行われるため、切断加工後(分割後)に表面処理や熱処理が行われる場合と比較して、処理炉へ整列して投入する時間が約半分となる。これにより、分割仕切り板の製造コストを低減することができる。なお、ステップS2の表面処理・熱処理工程は、例えば、ステップS1の素材加工工程とは別に独立して実施されるものである。
次に、必要であれば、未分割仕切り板に対して摺動面の粗研削加工を行ってもよい(摺動面粗研削工程)。ステップS2が終了した段階では、未分割仕切り板の摺動面は鋳造又はプレス加工等の精度や熱処理歪みの影響により、表面性状が整っていない場合が多い。後述する切断加工工程(ステップS4)では、摺動面を基準として切断加工を行うと加工しやすい。このため、加工基準面となる摺動面の表面性状をこの段階で整えることにより、切断加工精度の安定化が見込める。以下、ステップS2及びS3の双方の処理、又はステップS2の処理のみ(ステップS3の処理を省略する場合)が施された未分割仕切り板のことを「仕切り板形成用部材」という場合がある。
次に、未分割仕切り板(仕切り板形成用部材)に対して切断加工を行い、それぞれ最終形状に近い形状を有する2枚の左分割仕切り板41及び右分割仕切り板42に分割する(切断加工工程)。切断加工工程の詳細については図4及び図5を用いて後述する。
次に、左分割仕切り板41及び右分割仕切り板42のうちの上ローリングピストン22又は下ローリングピストン32との摺動面に対し、平面研削加工を施す(摺動面研削工程)。摺動面の平面研削加工については、左分割仕切り板41及び右分割仕切り板42を組み合わせ、1枚の仕切り板40として平面研削加工を実施してもよい。これにより、左分割仕切り板41及び右分割仕切り板42の厚みのばらつきを低減することができる。
次に、左分割仕切り板41の分割面41a及び右分割仕切り板42の分割面42aに対し、平面研削加工を施す(分割面研削工程)。左分割仕切り板41の分割面41aは、半円筒溝41d、41eを間に挟んで同一平面上に形成される。同様に、右分割仕切り板42の分割面42aは、半円筒溝42d、42eを間に挟んで同一平面上に形成される。このため、分割面41a、42aの平面研削加工については、左分割仕切り板41及び右分割仕切り板42のそれぞれを1枚ずつ加工することが望ましい。
次に、摺動面の平面研削加工(ステップS5)及び分割面の平面研削加工(ステップS6)によって発生したエッジ部のバリを除去する(エッジ部バリ取り工程)。
次に、本実施の形態に係る未分割仕切り板(ワーク形状)の構成について説明する。図4は、本実施の形態に係る未分割仕切り板100の概略構成を示す平面図である。図4に示す未分割仕切り板(仕切り板形成用部材)100は、図3に示したステップS1〜S3又はステップS1〜S2の各工程を経ることにより、ステップS4の切断加工工程前に得られるものである。すなわち、仕切り板形成用部材となる未分割仕切り板100は、型による成形が行われた後、要求される摺動性能を満たすための表面処理や熱処理、摺動面の粗研削等が施されることによって得られる。
次に、上記ステップS4の切断加工工程について、より詳細に説明する。既に述べたように、切断加工工程は、成形された未分割仕切り板100に対して表面処理や熱処理等が施された後に実施される。切断加工工程では、メタルソー、砥石、ワイヤソー、ワイヤ放電、レーザ、ウォータジェット等を用いた切断加工を行うことができる。ここでは一例として、メタルソー(切断刃物の一例)を用いた切断方法について説明する。
次に、本発明の実施の形態2に係る仕切り板の製造方法及び仕切り板形成用部材について説明する。本実施の形態では、実施の形態1の構成を基本としつつ、切断加工時間の短縮及び切断刃具の消耗の抑制をさらに実現できる仕切り板の製造方法及び仕切り板形成用部材について説明する。図8は、本実施の形態に係る未分割仕切り板(仕切り板形成用部材)102の概略構成を示す平面図である。なお、第1の実施の形態に係る未分割仕切り板100と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態3に係る仕切り板の製造方法及び仕切り板形成用部材について説明する。本実施の形態では、実施の形態1の構成を基本としつつ、切断面の表面性状の高精度化を可能とする仕切り板の製造方法及び仕切り板形成用部材について説明する。図10は、本実施の形態に係る未分割仕切り板(仕切り板形成用部材)104の概略構成を示す平面図である。なお、第1の実施の形態に係る未分割仕切り板100と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態4に係る仕切り板の製造方法及び仕切り板形成用部材について説明する。本実施の形態では、実施の形態1の構成を基本としつつ、切断加工時のランニングコストを低減できる仕切り板の製造方法及び仕切り板形成用部材について説明する。図11は、本実施の形態に係る未分割仕切り板(仕切り板形成用部材)105の概略構成を示す図である。図11(a)は未分割仕切り板105の概略構成を示す平面図であり、図11(b)は未分割仕切り板105の概略構成を示す正面図である。なお、第1の実施の形態に係る未分割仕切り板100と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
Claims (9)
- 圧縮室が内部に形成された複数のシリンダを備えたロータリー圧縮機に用いられ、隣接する2つの圧縮室の間を仕切るために2つのシリンダに挟持される板状の2つの分割仕切り板を製造する製造方法であって、
同一平面上に配置された前記2つの分割仕切り板と、前記2つの分割仕切り板の間に介在し、前記2つの分割仕切り板同士を一体的に連結する介在部と、を備え、前記2つの分割仕切り板が未分割の状態である未分割仕切り板を成形する第1の工程と、
所定の表面処理及び熱処理の少なくとも一方を前記未分割仕切り板に施す第2の工程と、
前記介在部を除去するとともに前記未分割仕切り板を前記2つの分割仕切り板に分割する第3の工程と、
を有することを特徴とする仕切り板の製造方法。 - 前記第3の工程は、前記未分割仕切り板を基準パッドに押し当てた状態で、所定の切断刃物を用いて前記2つの分割仕切り板に分割するものであり、
前記基準パッドは、前記切断刃物に対して適正なクリアランスの得られる位置まで配置されていること
を特徴とする請求項1に記載の仕切り板の製造方法。 - 圧縮室が内部に形成された複数のシリンダを備えたロータリー圧縮機に用いられ、隣接する2つの圧縮室の間を仕切るために2つのシリンダに挟持される板状の2つの分割仕切り板を製造する製造方法であって、
同一平面上に配置された前記2つの分割仕切り板と、前記2つの分割仕切り板の間に介在し、前記2つの分割仕切り板同士を一体的に連結する平面視で帯状の介在部と、前記介在部の両表面に設けられて当該介在部の長手方向に沿って延伸し、頂点同士が互いに対向する断面三角形状の一対の溝と、を備え、前記2つの分割仕切り板が未分割の状態である未分割仕切り板を成形する第1の工程と、
所定の表面処理及び熱処理の少なくとも一方を前記未分割仕切り板に施す第2の工程と、
前記一対の溝の少なくとも一方に刃物を当てがい、衝撃を加えることにより前記介在部を破断させ、前記未分割仕切り板を前記2つの分割仕切り板に分割する第3の工程と、
を有することを特徴とする仕切り板の製造方法。 - 圧縮室が内部に形成された複数のシリンダを備えたロータリー圧縮機に用いられ、隣接する2つの圧縮室の間を仕切るために2つのシリンダに挟持される板状の2つの分割仕切り板を形成するための仕切り板形成用部材であって、
同一平面上に配置された前記2つの分割仕切り板と、
前記2つの分割仕切り板の間に介在し、前記2つの分割仕切り板同士を一体的に連結するとともに、前記2つの分割仕切り板が分割される際に除去される介在部と、を有し、
前記2つの分割仕切り板及び前記介在部の表面には、所定の表面処理及び熱処理の少なくとも一方が施されていること
を特徴とする仕切り板形成用部材。 - 前記介在部は、平面視で帯状に形成されており、
前記介在部は、当該介在部の長手方向に沿って延伸するスリットを有していること
を特徴とする請求項4に記載の仕切り板形成用部材。 - 前記介在部は、前記2つの分割仕切り板同士を連結する連結部を有しており、
前記連結部は、仕切り板形成用部材の外周部に設けられていること
を特徴とする請求項5に記載の仕切り板形成用部材。 - 前記介在部は、平面視で帯状に形成されており、
前記介在部は、当該介在部の長手方向に沿って延伸する表面溝を有していること
を特徴とする請求項4〜請求項6のいずれか一項に記載の仕切り板形成用部材。 - 圧縮室が内部に形成された複数のシリンダを備えたロータリー圧縮機に用いられ、隣接する2つの圧縮室の間を仕切るために2つのシリンダに挟持される板状の2つの分割仕切り板を形成するための仕切り板形成用部材であって、
同一平面上に配置された前記2つの分割仕切り板と、
前記2つの分割仕切り板の間に介在し、前記2つの分割仕切り板同士を一体的に連結する平面視で帯状の介在部と、
前記介在部の両表面に設けられて当該介在部の長手方向に沿って延伸し、頂点同士が互いに対向する断面三角形状の一対の溝と、を有し、
前記2つの分割仕切り板及び前記介在部の表面には、所定の表面処理及び熱処理の少なくとも一方が施されていること
を特徴とする仕切り板形成用部材。 - 請求項4〜請求項8のいずれか一項に記載の仕切り板形成用部材により形成された仕切り板を有すること
を特徴とするロータリー圧縮機。
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