JP6656548B1 - 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回転機構１０を設ける。環状砥石１に形成された挿入口４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の外側に位置する回転機構１０を介して環状砥石１を回転させる。【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、砥石を回転させる装置と砥石を、コンプレッサーシリンダーの貫通孔に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、極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ごと貫通孔に挿入する構造なので、この回転装置が極めて精密な構成になっている。したがって、砥石の交換作業が複雑になり、製造コストも極めて高くなる不都合が生じている。

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、砥石を回転させる回転装置の構成も簡略化することで安価な提供が可能になる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に研削用の砥石を挿入し、該貫通孔Ｗ１に連続するベーン溝Ｗ２を研削する装置において、貫通孔Ｗ１に直交する状態で挿入された板状の砥石がワークＷの側面部をとり囲むリング形状に形成された環状砥石１と、該環状砥石１を回転せしめる回転機構１０とを備え、環状砥石１に、該環状砥石１の内周囲縁側を保持するホルダー体２と、該ホルダー体２の内側面に形成された内歯車３と、環状砥石１の一部がホルダー体２及び内歯車３と共に切り欠かれた挿入口４とを設け、回転機構１０は、ホルダー体２の内歯車３に歯合する複数の回転歯車１１と、該回転歯車１１を回転自在に支持固定する固定盤体１２とを備え、環状砥石１の挿入口４からワークＷの貫通孔Ｗ１内に交差するように環状砥石１を導入し、貫通孔Ｗ１の内側から外側にかけて回転する環状砥石１によりベーン溝Ｗ２を研削するように構成したことにある。

第２の手段の前記回転機構１０は、モーター１３により回転する駆動歯車１４と、該駆動歯車１４に連動する連動歯車１５と、該連動歯車１５の回転に伴って回転する前記回転歯車１１と、複数の回転歯車１１を保持する前記固定盤体１２とを備えている。

第３の手段は、前記回転機構１０の前記固定盤体１２に、前記環状砥石１を保持する砥石保持構造２０を併設し、該砥石保持構造２０は、前記ホルダー体２の内側面を回転自在に支持する複数の支持ローラー２２と、該支持ローラー２２を前記固定盤体１２に固定するブラケット２１と、前記挿入口４の位置を確認するセンサー２３とを備えている。

第４の手段は、前記環状砥石１の前記挿入口４内に前記環状砥石１を導入するワーク移動機構３０を構成し、該ワーク移動機構３０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、該ワークテーブル３２上に固定した前記ワークＷを前記環状砥石１の前記挿入口４から前記環状砥石１内に移動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の一部が切り欠かれた環状砥石１の挿入口４からワークＷの貫通孔Ｗ１内に交差するように環状砥石１を導入し、この環状砥石１を貫通孔Ｗ１の内側から外側にかけて回転させることによりベーン溝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の挿入口４からワークＷの貫通孔Ｗ１内に交差するように環状砥石１を導入し、貫通孔Ｗ１の内側から外側にかけて回転する環状砥石１によりベーン溝Ｗ２を研削するように構成したことにより、貫通孔Ｗ１からベーン溝Ｗ２研削する際に、大型の環状砥石１を使用して研削することが可能になった。この結果、従来の極小径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、砥石を回転させる回転装置の構成を、貫通孔に挿入する小型精密な回転装置にする必要がなくなるので安価な提供が可能になる。

また、環状砥石１の内周囲縁側を保持するホルダー体２と、該ホルダー体２の内歯車３に歯合する複数の回転歯車１１と、回転歯車１１を内歯車３内に支持固定する固定盤体１２とを備えている回転機構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内で回転させることができる。

更に、ホルダー体２の内側面を回転自在に支持する複数の支持ローラー２２と、該支持ローラー２２を固定盤体１２に固定するブラケット２１と、挿入口４の位置を確認するセンサー２３とを備えた砥石保持構造２０を、回転機構１０の固定盤体１２に併設したことで、環状砥石１とワークＷとの位置を正確に保ち、ベーン溝Ｗ２の精密な研削が可能になる。

また、ワークテーブル３２上に固定したワークＷを状砥石１の挿入口４内に導入するワーク移動機構３０の構成により、環状砥石１内にワークＷを正確に移動させることができる。

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。 ワーク内の環状砥石を示す概略平断面図である。 （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。 本発明の環状砥石の挿入口の位置を決める状態を示す概略図である。 本発明の回転機構と砥石保持構造と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。 図５に示す矢視VII-VII線に基づく駆動歯車を示す概略図である。 本発明のドレッサー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として略Ｃ字形のリング形状に形成した環状砥石１を使用する（図１参照）。そして、この環状砥石１をワークＷの貫通孔Ｗ１内に交差するように導入し、この環状砥石１を貫通孔Ｗ１の内側から外側にかけて回転させることによりベーン溝Ｗ２を研削する方法にある（図２参照）。

本発明装置は、略Ｃ字形の環状砥石１を形成する為、環状砥石１の一部に切欠状の挿入口４を形成している。更に、この環状砥石１に、ホルダー体２と内歯車３を設けている（図１参照）。

ホルダー体２は、環状砥石１の内周囲縁側を保持する部位である（図１参照）。更に、このホルダー体２の内側に沿って内歯車３を周設している。環状砥石１に形成した挿入口４によって、これらホルダー体２や内歯車３の一部も切り欠かれた状態に形成されている。

図示のホルダー体２は、自身の外周縁に沿って収納凹部２Ａが形成され、この収納凹部２Ａに環状砥石１を嵌入する構造である（図２参照）。そして、この収納凹部２Ａに嵌入した環状砥石１の側面を挟着体２Ｂで挟着し、この挟着体２Ｂを固定ネジ２Ｃでネジ止めする。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。

更に、ホルダー体２には、挿入口４の位置を検出するための位置決め部２Ｄを設けている（図４参照）。この位置決め部２Ｄは、後述するセンサー２３で検出される部位で、この位置決め部２Ｄの位置が挿入口４の位置を検出するものである。

本発明装置は、貫通孔Ｗ１内に配置した環状砥石１を回転させるため、回転機構１０と砥石保持構造２０とワーク移動機構３０とを備えている。

回転機構１０は、環状砥石１を保持するホルダー体２の内歯車３に歯合して環状砥石１を回転させる構成である（図３参照）。図示の回転機構１０は、回転歯車１１と固定盤体１２とを備えている（図１参照）。回転歯車１１は、ホルダー体２の内歯車３に歯合する複数個の歯車である。

図示の回転歯車１１は、内歯車３の対向する位置に配置された４個の内歯車３を使用している（図３参照）。内歯車３をこのように配置することで、内歯車３のいずれか１個が挿入口４の位置に至った場合でも、他の３個により環状砥石１を安定して回転させることができる。

これらの回転歯車１１を同時に回転せしめるには、駆動歯車１４と複数の連動歯車１５を使用する（図７参照）。駆動歯車１４は、モーター１３で回転する歯車で、この駆動歯車１４に歯合した複数の連動歯車１５が同時に回転する（図５参照）。そして、連動歯車１５に連結した各回転歯車１１が連動歯車１５と共に同時に回転する構成を成している。

一方、固定盤体１２は、これらの回転歯車１１が内歯車３内に歯合するように回転歯車１１を支持する盤状部材である（図１、図３参照）。図示の固定盤体１２は、連動歯車１５と回転歯車１１との間に設置されている（図５参照）。また、この固定盤体１２は矩形状を成し、四隅に回転歯車１１を保持する構成である（図３参照）。更に、この固定盤体１２は環状砥石１の近くに設置されることから、ワークＷの侵入を妨げないように挿入口１２Ａを設けている（図１、図３参照）。

砥石保持構造２０は、回転機構１０の固定盤体１２に併設されている（図５参照）。この砥石保持構造２０は、回転歯車１１によって回転する環状砥石１をホルダー体２ごと保持する構成で、ホルダー体２の内側面を回転自在に支持する複数の支持ローラー２２を備えている。この支持ローラー２２は、ブラケット２１を介して固定盤体１２に回転自在に支持されている。

更に、この砥石保持構造２０には、砥石保持構造２０で保持した環状砥石１の挿入口４を検出するセンサー２３を設けている（図５参照）。このセンサー２３は、環状砥石１の挿入口４の位置を一定の位置に保つために使用する。すなわち、このセンサー２３がホルダー体２の側面に形成した位置決め部２Ｄを感知すると（図５参照）、挿入口４の向きがワークＷの位置に向くように設定している（図４参照）。このように、センサー２３によって挿入口４の位置とワークＷの位置とが一致した後に、この挿入口４内にワークＷを導入するように構成している。図示の位置決め部２Ｄは凹状に形成しているが、図示例に限られず、センサー２３化感知する手段であれば良い。

環状砥石１をワークＷの貫通孔Ｗ１内に導入するには、環状砥石１を移動する場合と、ワークＷを移動する場合とのいずれか又は両方を選択することができる。図示例では、環状砥石１による研削作業の精度を上げるため、定位置に固定した環状砥石１に対して、ワークＷを移動するワーク移動機構３０を構成している（図６参照）。

図示のワーク移動機構３０は、正逆回転自在なモーター３３に移動ネジ体３１を連動させ、回動する移動ネジ体３１にワークテーブル３２をネジ止めすることで、このワークテーブル３２を進退自在に構成したものである（図６参照）。そして、ワークテーブル３２上に固定したワークＷを、環状砥石１の挿入口４から環状砥石１内に移動するように構成している。

更に、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８参照）。このドレッサー４０は、回転する環状砥石１にドレッサーユニット４０を当てることで、環状砥石１を再研磨するものである。

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 ホルダー体
２Ａ 収納凹部
２Ｂ 挟着体
２Ｃ 固定ネジ
２Ｄ 位置決め部
３ 内歯車
４ 挿入口
１０ 回転機構
１１ 回転歯車
１２ 固定盤体
１２Ａ 挿入口
１３ モーター
１４ 駆動歯車
１５ 連動歯車
２０ 砥石保持構造
２１ ブラケット
２２ 支持ローラー
２３ センサー
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
４０ ドレッサー

Claims (5)

1. ワークの貫通孔に研削用の砥石を挿入し、該貫通孔に連続するベーン溝を研削する装置において、
   貫通孔に直交する状態で挿入された板状の砥石がワークの側面部をとり囲むリング形状に形成された環状砥石と、該環状砥石を回転せしめる回転機構とを備え、
   環状砥石に、該環状砥石の内周囲縁側を保持するホルダー体と、該ホルダー体の内側面に形成された内歯車と、環状砥石の一部がホルダー体及び内歯車と共に切り欠かれた挿入口とを設け、
   回転機構は、ホルダー体の内歯車に歯合する複数の回転歯車と、該回転歯車を回転自在に支持固定する固定盤体とを備え、
   環状砥石の挿入口からワークの貫通孔内に交差するように環状砥石を導入し、貫通孔の内側から外側にかけて回転する環状砥石により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. 前記回転機構は、モーターにより回転する駆動歯車と、該駆動歯車に連動する連動歯車と、該連動歯車の回転に伴って回転する前記回転歯車と、複数の回転歯車を保持する前記固定盤体とを備えた請求項１記載のベーン溝の研削装置。
3. 前記回転機構の前記固定盤体に、前記環状砥石を保持する砥石保持構造を併設し、該砥石保持構造は、前記ホルダー体の内側面を回転自在に支持する複数の支持ローラーと、該支持ローラーを前記固定盤体に固定するブラケットと、前記挿入口の位置を確認するセンサーとを備えた請求項１記載のベーン溝の研削装置。
4. 前記環状砥石の前記挿入口内に前記環状砥石を導入するワーク移動機構を構成し、該ワーク移動機構は、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、該ワークテーブル上に固定した前記ワークを前記環状砥石の前記挿入口から前記環状砥石内に移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。
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、環状砥石の一部が切り欠かれた環状砥石の挿入口からワークの貫通孔内に交差するように環状砥石を導入し、この環状砥石を貫通孔の内側から外側にかけて回転させることにより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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