JP6656547B1 - ベーン溝の研削装置及び研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】砥石の耐久性を高め、砥石を回転させる装置の構成も簡略化でき、安価な提供が可能なベーン溝の研削装置を提供する。【解決手段】ワークＷの外周囲をとり囲む大きさのリング形状に形成した環状砥石１を設ける。環状砥石１を貫通孔Ｗ１内で揺動自在に支持する揺動支持機構１０を設ける。環状砥石１に形成された挿入口２から環状砥石１の内部にワークＷ外側面を導入する。ワークＷの貫通孔Ｗ１内に環状砥石１を挿通する。ワークＷの外側に位置する揺動支持機構１０を介して環状砥石１を揺動させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、ロータリーコンプレッサーのシリンダーやベーンポンプのシリンダー等に形成されているベーン溝を研削するベーン溝の研削装置及び研削方法に関する。

従来、この種のベーン溝を研削する装置として、ブローチ加工が知られている。このブローチ加工とは、棒状の軸に、荒刃、中仕上げ刃、仕上げ刃が順次寸法を増しながら配列されているブローチと称する工具を使用する研削加工である。工作物に開けたガイド穴に、ブローチを挿入して引き抜くと、仕上げ刃の寸法の穴開け加工ができるというものである。ところが、このブローチ加工は、研削装置が大型化してしまうので、ロータリーコンプレッサーやベーンポンプに形成されているベーン溝を研削するには適していなかった。

このブローチ加工に代わる研削装置として、例えば、特許文献１や特許文献２に記載された装置が提案されている。

特許文献１に記載の研削装置は、コンプレッサーシリンダー等のワークの貫通孔に「研削ヘッド本体４」を挿通し、この「研削ヘッド本体４」に突設した「シャフト一体型砥石台金１４」なる部材を貫通孔側からベーン溝に嵌合して溝を研削する装置である。

特許文献２は、「砥石円板用ホルダー３３」に「砥石円板１１」を設け、ワークの貫通孔に「砥石円板用ホルダー３３」を挿入し、「砥石円板１１」にてベーン溝を研削する装置である。

このように、従来のベーン溝の研削装置はいずれもコンプレッサーシリンダー等の貫通孔に、砥石を回転させる装置と砥石とを組み合せた状態で挿入してベーン溝を研削する構成であった。

特許第３５３９０９０号公報 特許第３５１０８６４号公報

ところが、コンプレッサーシリンダーの貫通孔に、砥石を回転させる装置と砥石とを挿入してベーン溝を研削する構成では、極めて小さな砥石にならざるを得ない。したがって、砥石の耐久性が極めて短くなる問題があった。すなわち、小径の砥石円板を回転させてベーン溝を研削すると、この砥石の摩耗が激しくなるので常に新しい砥石と交換しなければならない。

しかも、砥石と共に、砥石を回転させる装置までコンプレッサーシリンダーの貫通孔に挿入する構造であることから、これらの装置が極めて精密な構成になっている。このため、砥石の交換作業も複雑になる上、製造コストが高く安価な提供が困難になっている。

そこで本発明は上述の課題を解決すべく創出されたもので、コンプレッサーシリンダーの貫通孔内に形成されているベーン溝を研削する装置において、砥石の耐久性を飛躍的に高めることが可能で、しかも、砥石を回転させる装置の構成も簡略化することができ、安価な提供が可能なベーン溝の研削装置及び研削方法の提供を目的とするものである。

上述の目的を達成すべく本発明における第１の手段は、ワークＷの貫通孔Ｗ１から連続するベーン溝Ｗ２を研削する装置において、貫通孔Ｗ１側からベーン溝Ｗ２を研削する板状の砥石を、貫通孔Ｗ１からワークＷの外周囲をとり囲む大きさのリング形状に形成した環状砥石１と、環状砥石１のリング中心部から環状砥石１に連結され該環状砥石１を貫通孔Ｗ１内で揺動自在に支持する揺動支持機構１０と、を備え、環状砥石１の一部に形成された切欠状の挿入口２から環状砥石１の内部にワーク外側面を導入してワークＷの貫通孔Ｗ１内に環状砥石１を挿通し、ワークＷの外側に位置する揺動支持機構１０を介して貫通孔Ｗ１内の環状砥石１を揺動させてベーン溝Ｗ２を研削するように構成したことにある。

第２の手段の前記揺動支持機構１０は、前記環状砥石１の内周縁側を保持するホルダー体１１と、該ホルダー体１１の一部に連続する支持体１２と、該支持体１２に連続して前記環状砥石１のリング中心部に位置する軸支体１３とを備えたものである。

第３の手段の前記揺動支持機構１０は、モーター２５により回転する回転体２１の回転動作に連動する往復カム２２と、該往復カム２２に連動して揺動する揺動体２３と、該揺動体２３の揺動運動にリンクして揺動する従動体２４とを備えた揺動機構２０に連繋され、該揺動機構２０の従動体２４を介して前記揺動支持機構１０が揺動するように構成している。

第４の手段の前記ワークＷは、正逆回転自在なモーター３３と、該モーター３３にて回動する移動ネジ体３１と、該移動ネジ体３１にネジ止めされ移動ネジ体３１の長手方向に沿って移動するワークテーブル３２とを備えたワーク移動機構３０のワークテーブル３２に固定された前記ワークＷの外側面を、ワークテーブル３２の移動により前記環状砥石１の前記挿入口２から環状砥石１の内部に導入するように構成したものである。

第５の手段は、ワークＷに形成されている貫通孔Ｗ１から連続するベーン溝Ｗ２を研削する方法において、ベーン溝Ｗ２を研削する板状の砥石を略Ｃ字形のリング形状に形成した環状砥石１を用い、環状砥石１の一部に形成された切欠状の挿入口２から環状砥石１の内部にワーク外側面を導入してワークＷの貫通孔Ｗ１内に環状砥石１を挿通し、該環状砥石１を貫通孔Ｗ１内で揺動させて環状砥石１の外側板面でベーン溝Ｗ２を研削する研削方法にある。

本発明のごとく、環状砥石１の一部に形成された切欠状の挿入口２から環状砥石１の内部にワーク外側面を導入してワークＷの貫通孔Ｗ１内に環状砥石１を挿通し、ワークＷの外側に位置する揺動支持機構１０を介して貫通孔Ｗ１内の環状砥石１を揺動させてベーン溝Ｗ２を研削するように構成したことにより、間隔の狭いベーン溝Ｗ２を大型の環状砥石１で研削することが可能になった。この結果、従来の小型の砥石と比べて砥石の耐久性を飛躍的に高めることができる。

しかも、砥石を回転させる装置の構成も簡略化することができ、安価な提供が可能になる。

また、環状砥石１の内周縁側を保持するホルダー体１１と、該ホルダー体１１の一部に連続する支持体１２と、該支持体１２に連続して環状砥石１のリング中心部に位置する軸支体１３とを備えている揺動支持機構１０により、略リング形状の環状砥石１を確実に保持して貫通孔Ｗ１内で揺動させることができる。

更に、揺動支持機構１０は揺動機構２０に連繋されているので、揺動支持機構１０の揺動運動は何度でも繰り返すことができる。

ワーク移動機構３０のワークテーブル３２によって保持されたワークＷを環状砥石１の挿入口２から内部に移動する構成により、ベーン溝Ｗ２の正確な研削作業が可能になる。

このように本発明によると、砥石の耐久性を飛躍的に高めることが可能で、しかも、砥石を回転させる装置の構成も簡略化することができ、安価な提供が可能になるなどといった当初の目的を達成した。

本発明の環状砥石を示す概略斜視図である。 ワークＷ内の環状砥石１を示す概略図である。 （イ）は研削前のワーク、（ロ）は研削時のワークを示す概略図である。 本発明の揺動支持部と揺動機構とを示す概略図である。 本発明の揺動支持部と揺動機構との関係を示す概略図である。 本発明のワーク移動機構を示す概略図である。 （イ）は研削前の環状砥石、（ロ）は研削時の環状砥石を示す概略図である。 （イ）はワークの移動を停止する状態、（ロ）はワークを移動する状態のクラッチ機構を示す概略図である。 環状砥石１を再研磨する状態を示す概略図である。

本発明は、ロータリーコンプレッサーのシリンダーやベーンポンプのシリンダー等をワークＷとし、このワークＷのベーン溝Ｗ２を研削するものである。すなわち、ワークＷに形成されている貫通孔Ｗ１から連続するベーン溝Ｗ２ベーン溝を研削する装置と方法である（図１参照）。

本発明研削方法は、ベーン溝Ｗ２を研削する板状の砥石を略Ｃ字形のリング形状に形成した環状砥石１を使用する。そして、この環状砥石１を、ワークＷの貫通孔Ｗ１内で揺動させて環状砥石１の板面でベーン溝Ｗ２を研削する方法にある。

そのため本発明装置は、貫通孔Ｗ１からワークＷの外周囲をとり囲む環状砥石１を使用してベーン溝Ｗ２を研削する装置となっている。本発明装置は、揺動支持機構１０と揺動機構２０とを備えている（図４参照）。

揺動支持機構１０は、環状砥石１のリング中心部から環状砥石１に連結され該環状砥石１を貫通孔Ｗ１内で揺動自在に支持する構成である（図３参照）。

図示の揺動支持機構１０は、ホルダー体１１、支持体１２、軸支体１３を備えている（図３（イ）参照）。ホルダー体１１は、環状砥石１の内周縁側を保持する略環状部材である。支持体１２は、ホルダー体１１の一部に連続する部位で、環状砥石１のリング中心部に軸支体１３を設けている。そして、この軸支体１３を後述する揺動機構２０で揺動すると、ホルダー体１１で保持した環状砥石１が揺動するものである（同図（ロ）参照）。

図示のホルダー体１１は、自身の外周縁に沿って環状砥石１を嵌入する収納凹部１１Ａを形成している（図２参照）。そして、この収納凹部１１Ａに嵌入した環状砥石１の側面を挟着体１１Ｂで挟着し、この挟着体１１Ｂを固定ネジ１１Ｃでネジ止めすることで環状砥石１を固定する構造を成している。したがって、環状砥石１の交換やメンテナンスが容易な構造になっている。

そして、環状砥石１の一部に形成された切欠状の挿入口２から環状砥石１の内部にワーク外側面を導入してワークＷの貫通孔Ｗ１内に環状砥石１を挿通する（図２参照）。更に、ワークＷの外側に位置する揺動支持機構１０を介して貫通孔Ｗ１内の環状砥石１を揺動させることで、ベーン溝Ｗ２を研削する構成である（図３（ロ）参照）。したがって、支持体１２は、環状砥石１の揺動に支障がない位置に形成されている（同図（イ）参照）。

この揺動支持機構１０は揺動機構２０に連繋され、該揺動機構２０を介して揺動支持機構１０が揺動するように構成している（図４参照）。図示の揺動機構２０は、回転体２１、往復カム２２、揺動体２３、従動体２４を備えた構成である。

回転体２１は、モーター２５により回転する回転部材で、この回転体２１の回転動作に往復カム２２が連動する（図４参照）。更に、往復カム２２に連動して揺動体２３が揺動する（図５参照）。従動体２４は、揺動支持機構１０の軸支体１３に連結する部材で、この従動体２４が揺動体２３の揺動運動にリンクして揺動すると、揺動支持機構１０の軸支体１３が揺動するように構成している。

本発明では、環状砥石１による研削作業の精度を上げるため、定位置で揺動する環状砥石１に対して、ワークＷを移動しながら研削するようにワーク移動機構３０を構成している。

このワーク移動機構３０は、移動ネジ体３１、ワークテーブル３２、モーター３３を備えたものである（図６参照）。すなわち、移動ネジ体３１は、モーター３３にて回動する軸状部材で、この移動ネジ体３１にネジ止めされたワークテーブル３２が移動ネジ体３１の長手方向に沿って移動する構成である。このワークテーブル３２によって、ワークＷの外側面を、環状砥石１の挿入口２から環状砥石１の内部に導入するように構成したものである（図３参照）。

図示例では、停止している環状砥石１の挿入口２に、ワークＷの側面を挿入する（図３（イ）参照）。更に、ワークＷの側面が貫通孔Ｗ１に導入される位置まで移動すると環状砥石１が揺動してベーン溝Ｗ２を研削する構成である（図３（ロ）参照）。

環状砥石１によるベーン溝Ｗ２の研削時には、ワークＷも同時に移動しながら研削する（図７参照）。まず、揺動支持機構１０を揺動し、環状砥石１を研削開始位置まで移動する（同図（イ）参照）。次に、環状砥石１を揺動させてベーン溝Ｗ２を研削する際に、ワークＷをワーク移動機構３０で移動させながら研削するものである（同図（ロ）参照）。

このように、揺動機構２０により環状砥石１が揺動すると、環状砥石１の揺動向きが変わる位置で、一旦、環状砥石１が停止する。このとき、ワークＷの移動も同時に停止させるように、クラッチ機構３５を備えている。

そのため、図示例では揺動機構２０に、モーター２５で回転する回転軸２６と、該回転軸２６に設けたカム２７とを設けている（図４参照）。一方、ワーク移動機構３０には、このカム２７に連動する揺動カム３４とクラッチ機構３５とを設けている（図６参照）。そして、モーター３３とワーク移動機構３０との間に設けられたこのクラッチ機構３５が揺動カム３４に連動して離れると（図８（イ）参照）、モーター３３の回転駆動力が遮断され、ワーク移動機構３０によるワークＷの移動が停止する（図６参照）。また、クラッチ機構３５が揺動カム３４に連動して連結すると（図８（ロ）参照）、ワーク移動機構３０により再びワークＷの移動が始まる構成である。

本発明では、環状砥石１を再研磨するドレッサーユニット４０を設けている（図９参照）。そして、このドレッサーユニット４０に回転する環状砥石１を当てて再研磨する。この際、揺動支持機構１０と揺動機構２０との連繋を解除するクラッチ機構４１を設けることで、揺動機構２０に規制されずに環状砥石１を回転できるようにしている。

更に、再研磨時に環状砥石１を回転させるのは、モーター４３を使用する（図９参照）。このモーター４３と揺動支持機構１０との間にもクラッチ機構４２を設けてあり、ベーン溝Ｗ２を研削する作業の際は、このクラッチ機構４２を解除した状態にする。

尚、本発明において、図示の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での設計変更は自由に行える。また、本発明の使用例も限定されるものではない。

Ｗ ワーク
Ｗ１ 貫通孔
Ｗ２ ベーン溝
１ 環状砥石
２ 挿入口
１０ 揺動支持機構
１１ ホルダー体
１１Ａ 収納凹部
１１Ｂ 挟着体
１１Ｃ 固定ネジ
１２ 支持体
１３ 軸支体
２０ 揺動機構
２１ 回転体
２２ 往復カム
２３ 揺動体
２４ 従動体
２５ モーター
２６ 回転軸
２７ カム
３０ ワーク移動機構
３１ 移動ネジ体
３２ ワークテーブル
３３ モーター
３４ 揺動カム
３５ クラッチ機構
４０ ドレッサーユニット
４１ クラッチ機構
４２ クラッチ機構
４３ モーター

Claims (5)

1. ワークの貫通孔から連続するベーン溝を研削する装置において、
   貫通孔側からベーン溝を研削する板状の砥石を、貫通孔からワークの外周囲をとり囲む大きさのリング形状に形成した環状砥石と、
   環状砥石のリング中心部から環状砥石に連結され該環状砥石を貫通孔内で揺動自在に支持する揺動支持機構と、を備え、
   環状砥石の一部に形成された切欠状の挿入口から環状砥石の内部にワーク外側面を導入してワークの貫通孔内に環状砥石を挿通し、
   ワークの外側に位置する揺動支持機構を介して貫通孔内の環状砥石を揺動させてベーン溝を研削するように構成したことを特徴とするベーン溝の研削装置。
2. 前記揺動支持機構は、前記環状砥石の内周縁側を保持するホルダー体と、
   該ホルダー体の一部に連続する支持体と、該支持体に連続して前記環状砥石のリング中心部に位置する軸支体とを備えた請求項１記載のベーン溝の研削装置。
3. 前記揺動支持機構は、モーターにより回転する回転体の回転動作に連動する往復カムと、該往復カムに連動して揺動する揺動体と、該揺動体の揺動運動にリンクして揺動する従動体とを備えた揺動機構に連繋され、該揺動機構の従動体を介して前記揺動支持機構が揺動するように構成した請求項１記載のベーン溝の研削装置。
4. 前記ワークは、正逆回転自在なモーターと、該モーターにて回動する移動ネジ体と、該移動ネジ体にネジ止めされ移動ネジ体の長手方向に沿って移動するワークテーブルとを備えたワーク移動機構のワークテーブルに固定された前記ワークの外側面を、ワークテーブルの移動により前記環状砥石の前記挿入口から環状砥石の内部に導入するように構成した請求項１記載のベーン溝の研削装置。
5. ワークに形成されている貫通孔から連続するベーン溝を研削する方法において、ベーン溝を研削する板状の砥石を略Ｃ字形のリング形状に形成した環状砥石を用い、環状砥石の一部に形成された切欠状の挿入口から環状砥石の内部にワーク外側面を導入してワークの貫通孔内に環状砥石を挿通し、該環状砥石を貫通孔内で揺動させて環状砥石の外側板面でベーン溝を研削することを特徴とするベーン溝の研削方法。

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