JP6808043B2

JP6808043B2 - 切削チップ、切削工具及び加工装置

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Publication number: JP6808043B2
Application number: JP2019532284A
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Inventors: 花岡　幸司; 幸司花岡; 朴木　継雄; 継雄朴木
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Filing date: 2017-07-27
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Description

本発明は、被切削物の内周面に溝を切削する際に用いられる切削チップ、該切削チップを備えた切削工具、及び該切削工具を用いる加工装置に関する。

内周面に溝が加工された被切削物が、存在する。内周面に溝が加工された被切削物としては、例えば、断面円形状の内周面に螺旋状の溝が加工された、軸受が知られている。このような軸受は、例えばロータリー型圧縮機に搭載され、電動機と圧縮機構部とを接続する駆動軸を回転自在に支持する。螺旋状の溝を介して軸受の内周面と駆動軸との間に潤滑油を供給することにより、軸受と駆動軸との間の摺動抵抗を低減することができる。

ロータリー型圧縮機の軸受の内周面に螺旋状の溝を加工する加工装置は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の加工装置は、回転軸を中心に回転する回転テーブルを備えている。また、回転テーブルは、軸受を保持する取付具を備えている。そして、軸受は、該軸受の中心軸が回転テーブルの回転軸に略一致するように、取付具に保持される。また、特許文献１に記載の加工装置は、回転テーブルの回転軸方向に往復動する往復摺動装置を備えている。この往復摺動装置には、エンドミルを保持するツールホルダーと、エンドミルの中心軸を回転軸として該エンドミルを回転させる回転機構とを備えている。そして、エンドミルの中心軸は、回転テーブルの回転軸に対して傾斜している。すなわち、エンドミルの中心軸は、軸受の中心軸に対して傾斜している。

上述のように構成された特許文献１に記載の加工装置においては、軸受の内周面に螺旋溝を加工する際、まず、エンドミルの切り込み量が螺旋状の溝の深さとなるように、エンドミルの先端と軸受との位置合わせを行う。そして、回転テーブルで軸受を回転させると共に、エンドミルを軸受の中に挿入していく。エンドミルの先端が軸受内部を通過することにより、軸受の内周面に螺旋状の溝が形成される。

特開２００５−１９９３９３号公報

近年、軸受の中心軸方向の長さに対して内周面の直径の比率が従来よりも小さな軸受が、求められる場合がある。例えば、ロータリー型圧縮機の場合、該ロータリー型圧縮機の高性能化を図る目的等により、駆動軸を細くする場合がある。このような場合、軸受の内周面の直径も小さくなる。すなわち、軸受の中心軸方向の長さに対して、内周面の直径の比率が小さくなる。そして、このような軸受においては、特許文献１に記載の加工装置を用いて内周面に螺旋状の溝を形成できないという課題があった。なぜならば、特許文献１に記載の加工装置は、上述のように、エンドミルの中心軸が軸受の中心軸に対して傾斜している。このため、エンドミルの先端を軸受の中に挿入していった際、エンドミルの先端が軸受内部を通過する前に、エンドミルの途中部が軸受の端部に接触してしまう。このため、軸受の内周面に螺旋状の溝を形成することができない。

このような場合、軸受の内周面に螺旋状の溝を加工するには、被切削物の内周面に溝を切削する従来の溝切削工具を用いる。従来の溝切削工具は、溝を切削する切削チップと、該切削チップが設けられた主軸とを備えている。主軸には、該主軸の外周面から切削チップが突出するように、切削チップが設けられている。換言すると、切削チップは、主軸の中心軸と垂直な方向に、該主軸から突出している。従来の溝切削工具の切削チップは、一方向に進んだときのみに溝を切削できる刃部を１つのみ備えている。具体的には、従来の溝切削工具を用いた軸受の内周面への螺旋状の溝の加工は、次のような加工装置を用いて行われる。

従来の溝切削工具を用いる加工装置は、軸受を保持する保持部を有し、回転軸を中心として回転する回転機構部を備えている。この回転機構部の保持部には、軸受の中心軸と回転機構部の回転軸とが一致するように、軸受を保持させる。また、従来の溝切削工具を用いる加工装置は、従来の溝切削工具を保持する保持部を有する駆動部を備えている。この駆動部の保持部は、回転機構部の回転軸方向、及び該回転軸と垂直な方向に移動自在となっている。すなわち、従来の溝切削工具は、回転機構部の回転軸方向、及び該回転軸と垂直な方向に移動自在となっている。

なお、以下では、従来の溝切削工具を用いる加工装置を説明する際、回転機構部の回転軸方向をＺ軸方向と称することとする。また、Ｚ軸方向のうち、切削チップが回転機構部に近づいていく方向をＺ軸プラス方向とし、切削チップが回転機構部から遠ざかっていく方向をＺ軸マイナス方向とする。また、Ｚ軸方向と垂直な方向をＸ軸方向とする。また、Ｘ軸方向のうち、切削チップが軸受の内周面に切り込んで行く方向をＸ軸プラス方向とし、切削チップが軸受の内周面から遠ざかっていく方向をＸ軸マイナス方向とする。

このような加工装置において軸受の内周面に螺旋状の溝を切削する場合、まず、従来の溝切削工具と軸受が干渉しない位置まで、従来の溝切削工具をＺ軸マイナス方向に移動させる。そして、従来の溝切削工具の切削チップにおける軸受の内周面への切り込み量が規定量となるように、従来の溝切削工具の切削チップと軸受との位置合わせを行う。そして、回転機構部で軸受を回転させると共に、従来の溝切削工具をＺ軸プラス方向へ移動させ、従来の溝切削工具の切削チップを軸受の中に挿入していく。従来の溝切削工具の切削チップが軸受内部を通過することにより、軸受の内周面に、切り込み量に相当する深さの螺旋状の溝が切削される。

ここで、従来の溝切削工具は、切削チップの摩耗及びチッピング等の損傷を抑制するため、エンドミルと比べて切り込み量を大きくできない。切削チップの損傷とは、チッピング等である。このため、軸受の内部に従来の溝切削工具の切削チップを一度通過させただけでは、螺旋状の溝の深さが所望の深さとならない。このため、従来の溝切削工具を用いて軸受の内周面に螺旋状の溝を切削する場合、従来の溝切削工具の切削チップが軸受内部を通過した後、溝切削工具をＸ軸マイナス方向へ待避させる。そして、従来の溝切削工具と軸受とが干渉しない位置まで、従来の溝切削工具をＺ軸マイナス方向に移動させる。その後、先ほど切削した螺旋状の溝への切り込み量が規定量となるように、従来の溝切削工具の切削チップと軸受との位置合わせを行う。そして、従来の溝切削工具をＺ軸プラス方向へ移動させて軸受の中に挿入していき、螺旋状の溝をさらに切削していく。

このように、従来の溝切削工具を用いて軸受の内周面に螺旋状の溝を加工する場合、軸受工具をＺ軸方向に複数回往復させながら同一の螺旋状の溝を切削していき、螺旋状の溝の深さを所望の深さにする。例えば、軸受の内周面に形成される螺旋状の溝を所望の深さにする際、従来の溝切削工具をＺ軸方向に１０往復以上させなければならない場合もある。すなわち、従来の溝切削工具を用いて軸受の内周面に螺旋状の溝を切削する場合、螺旋状の溝の切削時間が長くなってしまうという課題があった。なお、当該課題は、従来の溝切削工具を用いて軸受以外の被切削物の内周面に溝を切削する際にも発生する課題である。また、当該課題は、被切削物の内周面に螺旋状の溝を切削する場合に限らず、従来の溝切削工具を用いて被切削物の内周面に直線状の溝を切削する際にも発生する課題である。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、被切削物の内周面に溝を切削する際、従来の溝切削工具を用いた場合よりも溝の切削時間を短縮することができる切削チップ、該切削チップを備えた切削工具、及び該切削工具を用いる加工装置を提供することを目的とする。

本発明に係る切削チップは、主軸部の外周面から第１方向へ突出するように該主軸部に設けられ、被切削物の内周面に溝を切削する際に用いられる切削チップであって、当該切削チップは、前記第１方向に積層された複数の刃部を有し、前記刃部のそれぞれは、前記第１方向と垂直な方向である第２方向の端部のうちの一方の端部である第１端部と、前記第２方向の端部のうちの他方の端部である第２端部と、前記第１端部に設けられ、前記被切削物を切削する切削刃と、を備え、前記第１方向に隣接する２つの前記刃部を比較した際、前記主軸部から遠い側となる前記刃部の前記第１端部に設けられた前記切削刃の先端は、前記主軸部に近い側となる前記刃部の前記第１端部に設けられた前記切削刃の先端よりも、前記第２端部側に配置される構成となっている。

また、本発明に係る切削工具は、本発明に係る切削チップが外周面から前記第１方向へ突出するように、該切削チップが設けられた主軸部を有する。

また、本発明に係る加工装置は、前記被切削物を保持する第１保持部を有し、回転軸を中心に回転する回転機構部と、前記第２方向が前記回転軸方向に沿うように本発明に係る切削工具を保持する第２保持部を有し、前記回転軸方向、及び前記回転軸と垂直な方向に前記第２保持部が移動自在な駆動部と、を備えている。

上述のＺ軸方向に相当する第２方向に本発明に係る切削チップを一回移動させて、被切削物の内周面に溝を切削する際、複数の刃部によって溝を切削していくことができる。すなわち、第２方向に本発明に係る切削チップを一回移動させて、被切削物の内周面に溝を切削する際、本発明に係る切削チップ全体の切り込み量を、従来の溝切削工具の切り込み量よりも大きくできる。このため、本発明は、被切削物の内周面に所望の深さの溝を形成する際、本発明に係る切削チップの第２方向の往復回数を、従来の溝切削工具のＺ軸方向の往復回数よりも削減できる。したがって、本発明は、被切削物の内周面に溝を切削する際、従来の溝切削工具を用いた場合よりも溝の切削時間を短縮することができる。

本発明実施の形態に係る切削チップで切削された被切削物を有するロータリー型圧縮機を示す縦断面図である。本発明実施の形態に係る切削チップで切削された被切削物を有するロータリー型圧縮機の圧縮機構部を示す縦断面図である。本発明実施の形態に係る切削チップで切削された被切削物を有するロータリー型圧縮機における、上軸受部を取り外した状態の圧縮機構部を示す平面図である。本発明実施の形態に係る切削チップで切削された被切削物を有するロータリー型圧縮機の上軸受部を示す図である。本発明の実施の形態に係る加工装置を示す側面図である。本発明の実施の形態に係る切削工具を示す側面図である。本発明の実施の形態に係る切削チップを示す図である。本発明の実施の形態に係る切削工具の別の一例を示す側面図である。本発明の実施の形態に係る加工装置において上軸受部の上軸受の内周面へ螺旋状の溝を形成する際の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態に係る加工装置において上軸受部の上軸受の内周面へ螺旋状の溝を形成する際の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態に係る加工装置において上軸受部の上軸受の内周面へ螺旋状の溝を形成する際の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態に係る加工装置において上軸受部の上軸受の内周面へ螺旋状の溝を形成する際の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態に係る加工装置において上軸受部の上軸受の内周面へ螺旋状の溝を形成する際の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態に係る加工装置において上軸受部の上軸受の内周面へ螺旋状の溝を形成する際の動作を説明するための図である。

以下、本発明に係る切削チップ、該切削チップを備えた切削工具、及び該切削工具を用いる加工装置の一例について説明する。なお、以下の実施の形態では、ロータリー型圧縮機に搭載された軸受を、被切削物の一例として示す。

実施の形態．
図１は、本発明実施の形態に係る切削チップで切削された被切削物を有するロータリー型圧縮機を示す縦断面図である。図２は、このロータリー型圧縮機の圧縮機構部を示す縦断面図である。図３は、このロータリー型圧縮機における、上軸受部を取り外した状態の圧縮機構部を示す平面図である。また、図４は、このロータリー型圧縮機の上軸受部を示す図である。なお、図１では、符号の引き出し線を見やすくするため、ハッチングを省略している。また、図４（ａ）は上軸受部３３の平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

以下、図１〜図４を用いて、本発明実施の形態に係る切削チップで切削された被切削物を有するロータリー型圧縮機５０の概略構成を説明する。なお、後述のように、ロータリー型圧縮機５０の上軸受部３３の上軸受３３ｂが、本実施の形態に係る切削チップで切削された被切削物となる。

ロータリー型圧縮機５０は、電動機２、圧縮機構部３、及び、電動機２と圧縮機構部３とを接続する駆動軸４を備えている。電動機２、圧縮機構部３及び駆動軸４は、例えば鋼製である密閉容器１の内部に収容されている。また、ロータリー型圧縮機５０は縦型のロータリー型圧縮機であり、電動機２は密閉容器１内において圧縮機構部３の上方に配置されている。また、密閉容器１の底部には、圧縮機構部３等の潤滑に用いられる潤滑油が貯留されている。

電動機２は、固定子２１と、固定子２１が発生する磁力によって回転する回転子２２と、を備えている。

駆動軸４は、電動機２の回転子２２と圧縮機構部３とに接続され、電動機２の駆動力を圧縮機構部３へ伝達するものである。駆動軸４は、電動機２の回転子２２に接続された主軸部４１と、副軸部４２と、偏芯軸部４３とを備えている。偏芯軸部４３は、主軸部４１と副軸部４２との間に設けられている。また、偏芯軸部４３の中心軸は、主軸部４１及び副軸部４２の中心軸に対して偏芯している。すなわち、主軸部４１及び副軸部４２がこれらの中心軸を中心に回転すると、偏芯軸部４３は主軸部４１及び副軸部４２の中心軸に対して偏芯回転する。

圧縮機構部３は、駆動軸４から伝達された電動機２の駆動力によって、圧縮機構部３に吸入した低圧の冷媒ガスを高圧の冷媒ガスに圧縮するものである。圧縮機構部３は、シリンダー３１、偏心リング３２、上軸受部３３、下軸受部３４、及びベーン３５を備えている。

シリンダー３１は、冷媒を圧縮するシリンダー室３６を有する。シリンダー室３６の上方の開口部は、上軸受部３３の閉塞部３３ａによって閉塞されている。また、シリンダー室３６の下方の開口は、下軸受部３４の閉塞部３４ａによって閉塞されている。また、シリンダー３１のシリンダー室３６には、駆動軸４の偏芯軸部４３と、偏芯軸部４３の外周部に摺動自在に取り付けられた偏心リング３２とが配置されている。このため、駆動軸４が回転することにより、シリンダー３１のシリンダー室３６内では、偏芯軸部４３及び偏心リング３２が偏芯回転する。

また、シリンダー３１は、シリンダー室３６の径方向に沿って形成されたベーン溝３７を有する。このベーン溝３７には、往復動自在にベーン３５が挿入されている。ベーン３５は、バネ３８に押圧されて、先端が偏心リング３２の外周面に当接している。すなわち、ベーン３５は、シリンダー室３６を、２つの作動室に仕切っている。これらの作動室の一方は、冷媒を吸入する吸入室３６ａとなる。また、これらの作動室の他方は、冷媒を圧縮する圧縮室３６ｂとなる。

シリンダー３１の上方には、上軸受部３３が設けられている。上軸受部３３は、上述した閉塞部３３ａと、上軸受３３ｂとを備えている。上軸受３３ｂは、すべり軸受であり、円柱状の貫通孔が形成されている。すなわち、上軸受３３ｂの内周面３３ｃは、円柱状の貫通孔の中心軸に対して垂直な断面形状が円形状となっている。上軸受３３ｂは、駆動軸４の主軸部４１を回転自在に支持している。なお、以下では、上軸受３３ｂに形成された円柱状の貫通孔の中心軸を、上軸受３３ｂの中心軸と称することとする。

上軸受３３ｂの内周面３３ｃと主軸部４１との間には、潤滑油が供給される。これにより、上軸受部３３の上軸受３３ｂは、油膜の流体潤滑により、主軸部４１を回転自在に支持する。このため、上軸受３３ｂの内周面３３ｃと主軸部４１との間の摺動抵抗を低減することができる。なお、本実施の形態では、駆動軸４に、上軸受３３ｂの内周面３３ｃと主軸部４１との間と、密閉容器１の底部とを連通する図示せぬ給油路が形成されている。また、駆動軸４の下端部には、密閉容器１の底部に貯留された潤滑油を上記給油路に吸い上げる図示せぬファンが設けられている。そして、駆動軸４が回転することにより、密閉容器１の底部に貯留された潤滑油は、駆動軸４に形成された図示せぬ給油路を通って、上軸受３３ｂの内周面３３ｃと主軸部４１との間に供給される。

ここで、図４に示すように、上軸受３３ｂの内周面３３ｃには、螺旋状の溝３３ｄが形成されている。このため、上軸受３３ｂの内周面３３ｃと主軸部４１との間に供給された潤滑油は、螺旋状の溝３３ｄを流れ、上軸受３３ｂの上端から下端まで行き渡ることができる。これにより、上軸受３３ｂの内周面３３ｃと主軸部４１との間の摺動抵抗をさらに低減することができる。

同様に、シリンダー３１の下方には、下軸受部３４が設けられている。下軸受部３４は、上述した閉塞部３４ａと、軸受３４ｂとを備えている。軸受３４ｂは、すべり軸受であり、駆動軸４の副軸部４２を回転自在に支持する。下軸受部３４の軸受３４ｂと副軸部４２との間には、潤滑油が供給される。これにより、下軸受部３４の軸受３４ｂは、油膜の流体潤滑により、副軸部４２を回転自在に支持する。なお、本実施の形態では、密閉容器１の底部に貯留された潤滑油が、駆動軸４に形成された図示せぬ給油路を通って、下軸受部３４の軸受３４ｂと副軸部４２との間に供給される。

シリンダー３１には、密閉容器１の外部からシリンダー室３６の中に冷媒ガスを吸入する吸入口３９が形成されている。吸入口３９は、ベーン３５によって仕切られた２つの作動室のうち、吸入室３６ａとなる作動室と連通する。また、上軸受部３３には、圧縮した冷媒ガスをシリンダー室３６の外に吐出する図示せぬ吐出口が設けられている。該吐出口は、ベーン３５によって仕切られた２つの作動室のうち、圧縮室３６ｂとなる作動室と連通する。

上軸受部３３の吐出口には、吐出弁が設けられている。吐出弁は、圧縮室３６ｂ内で圧縮される冷媒ガスが所定の圧力になるまで閉塞し、所定の圧力以上となると開口して高温高圧の冷媒ガスを密閉容器１内へ吐出させる。これによって、圧縮室３６ｂから吐出される冷媒ガスの吐出タイミングが制御される。

密閉容器１内に吐出された冷媒ガスは、密閉容器１の上方にある吐出管１１に向かって流れ、吐出管１１から密閉容器１の外部に送り出される。そのとき、冷媒ガスは、電動機２の固定子２１と回転子２２との隙間、又は回転子２２に設けられた風穴を通って、上方に流れる。

吸入口３９には、密閉容器１の外部に設けられた吸入マフラー１０１が、吸入管１２を介して接続されている。ロータリー型圧縮機５０には、ロータリー型圧縮機５０が接続された外部の回路から、冷媒ガスと液冷媒が混在して送られてくる。液冷媒が圧縮機構部３に流入し圧縮されると、圧縮機構部３の故障となる。このため、吸入マフラー１０１では、液冷媒と冷媒ガスとを分離する。そして、冷媒ガスのみが圧縮機構部３に送られる。

続いて、上軸受部３３の上軸受３３ｂの内周面３３ｃに螺旋状の溝３３ｄを切削する加工装置、該加工装置に設けられる切削工具、及び該切削工具に設けられる切削チップについて説明する。まず、上軸受部３３の上軸受３３ｂの内周面３３ｃに螺旋状の溝３３ｄを切削する加工装置について説明する。

図５は、本発明の実施の形態に係る加工装置を示す側面図である。なお、図５では、上軸受部３３を断面で示している。
加工装置１００は、回転機構部６０及び駆動部６５を備えている。回転機構部６０は、回転軸６２を中心に回転するものである。この回転機構部６０は、上軸受部３３を保持する保持部６１を備えている。保持部６１は、例えばチャックである。この際、上軸受３３ｂの中心軸が回転機構部６０の回転軸６２と略一致するように、保持部６１は上軸受部３３を保持する。
ここで、保持部６１が、本発明の第１保持部に相当する。

駆動部６５は、切削工具７０を保持する保持部６６を備えている。詳しくは、保持部６６は、切削工具７０の主軸部７１を保持する。保持部６６は、例えばチャックである。保持部６６は、回転機構部６０の回転軸６２方向であるＺ軸方向、及び該Ｚ軸方向と垂直な方向であるＸ軸方向に移動自在となっている。後述のように、切削工具７０の切削チップ８０は、第１方向に積層された複数の刃部を備えている。そして、複数の刃部は、第１方向と垂直な方向である第２方向の端部のうちの少なくとも一方に、上軸受３３ｂの内周面３３ｃを切削する切削刃を備えている。保持部６６は、上記第２方向がＺ軸方向に沿うように、切削工具７０を保持する。
ここで、保持部６６が、本発明の第２保持部に相当する。

なお、以下では、Ｚ軸方向のうち、切削チップ８０が回転機構部６０に近づいていく方向をＺ軸プラス方向とし、切削チップ８０が回転機構部６０から遠ざかっていく方向をＺ軸マイナス方向とする。また、Ｘ軸方向のうち、切削チップ８０が上軸受３３ｂの内周面３３ｃに切り込んで行く方向をＸ軸プラス方向とし、切削チップ８０が上軸受３３ｂの内周面３３ｃから遠ざかっていく方向をＸ軸マイナス方向とする。

次に、加工装置１００に設けられる切削工具７０、及び該切削工具７０に設けられる切削チップ８０について説明する。なお、以下では、切削工具７０及び切削チップ８０の構成要素の方向を示す際、切削工具７０が加工装置１００に設けられている状態を基準として、切削工具７０及び切削チップ８０の構成要素の方向を示すこととする。この場合、Ｚ軸方向が本発明の第２方向に相当し、Ｘ軸方向が本発明の第１方向に相当する。

図６は、本発明の実施の形態に係る切削工具を示す側面図である。また、図７は、本発明の実施の形態に係る切削チップを示す図である。なお、図７（ａ）は、図５及び図６と同じ観察方向で切削チップ８０を示した図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す切削チップ８０をＺ軸マイナス方向に観察した図である。図７（ｃ）は、図７（ａ）に示す切削チップ８０をＸ軸マイナス方向に観察した図である。また、図７（ａ）には、主軸部７１も示している。

図６に示すように、切削工具７０は、主軸部７１及び切削チップ８０を備えている。主軸部７１は、切削チップ８０が設けられ、加工装置１００の駆動部６５の保持部６６に保持されるものである。切削チップ８０は、主軸部７１の外周面７１ａからＸ軸方向へ突出するように、主軸部７１に設けられている。なお、切削チップ８０を主軸部７１に固定する手段は、特に限定されない。例えば、ネジ止め等により、切削チップ８０を主軸部７１に着脱自在に固定してもよい。また例えば、ろう付け等により、切削チップ８０を主軸部７１に固定してもよい。ネジ止め等により、切削チップ８０を主軸部７１に着脱自在に固定している場合、上軸受３３ｂの内周面３３ｃに形成される螺旋状の溝３３ｄの幅及び深さに応じて、切削工具７０の切削チップ８０を交換することができる。

切削チップ８０は、上軸受３３ｂの内周面３３ｃを切削するものである。この切削チップ８０は、Ｘ軸方向に積層された複数の刃部を有している。なお、本実施の形態では、図７等に示すように、切削チップ８０が刃部８１、刃部８２及び刃部８３という３つの刃部を有する場合を例に、切削チップ８０の構成について説明していく。

切削チップ８０の刃部のそれぞれは、Ｚ軸プラス方向側の端部である第１端部８５に、上軸受３３ｂの内周面３３ｃを切削する切削刃を備えている。詳しくは、刃部８１の第１端部８５には、切削刃８１ａが設けられている。刃部８２の第１端部８５には、切削刃８２ａが設けられている。刃部８３の第１端部８５には、切削刃８３ａが設けられている。また、Ｘ軸方向に隣接する２つの刃部を比較した際、主軸部７１から遠い側となる刃部の第１端部８５に設けられた切削刃の先端は、主軸部７１に近い側となる刃部の第１端部８５に設けられた切削刃の先端よりも、第２端部８６側に配置されている。なお、第２端部８６とは、刃部のＺ軸マイナス方向側の端部である。詳しくは、刃部８２の切削刃８２ａの先端は、刃部８１の切削刃８１ａの先端よりも、第２端部８６側に配置されている。刃部８３の切削刃８３ａの先端は、刃部８２の切削刃８２ａの先端よりも、第２端部８６側に配置されている。

また、本実施の形態に係る切削チップ８０においては、刃部のそれぞれは、第２端部８６側にも、上軸受３３ｂの内周面３３ｃを切削する切削刃を備えている。詳しくは、刃部８１の第２端部８６には、切削刃８１ｂが設けられている。刃部８２の第２端部８６には、切削刃８２ｂが設けられている。刃部８３の第２端部８６には、切削刃８３ｂが設けられている。また、Ｘ軸方向に隣接する２つの刃部を比較した際、主軸部７１から遠い側となる刃部の第２端部８６に設けられた切削刃の先端は、主軸部７１に近い側となる刃部の第２端部８６に設けられた切削刃の先端よりも、第１端部８５側に配置されている。詳しくは、刃部８２の切削刃８２ｂの先端は、刃部８１の切削刃８１ｂの先端よりも、第１端部８５側に配置されている。刃部８３の切削刃８３ｂの先端は、刃部８２の切削刃８２ｂの先端よりも、第１端部８５側に配置されている。

なお、切削チップ８０がＺ軸プラス方向に移動する際のみに上軸受３３ｂの内周面３３ｃを切削する場合、各刃部の第２端部８６に切削刃を設ける必要はない。同様に、切削チップ８０がＺ軸マイナス方向に移動する際のみに上軸受３３ｂの内周面３３ｃを切削する場合、各刃部の第１端部８５に切削刃を設ける必要はない。

さらに、本実施の形態に係る切削チップ８０においては、Ｘ軸方向に隣接する２つの刃部を比較した際、主軸部７１から遠い側となる刃部のＸ軸方向の厚みは、主軸部７１に近い側となる刃部のＸ軸方向の厚みよりも薄くなっている。そして、Ｘ軸方向に隣接する２つの刃部を比較した際、主軸部７１から遠い側となる刃部の切削刃のすくい角は、主軸部７１に近い側となる刃部の切削刃のすくい角よりも大きくなっている。すなわち、Ｘ軸方向に隣接する２つの刃部を比較した際、主軸部７１から遠い側となる刃部は、主軸部７１に近い側となる刃部と比べ、鋭利となっている。このため、Ｘ軸方向に隣接する２つの刃部を比較した際、主軸部７１から遠い側となる刃部は、主軸部７１に近い側となる刃部と比べ、切り込み量は小さくなるものの、切削面を滑らかにすることができる。すなわち、刃部のＸ軸方向の厚み及び切削刃の形状により、切り込み量及び切削面の表面粗さを調節することができる。

詳しくは、刃部８２のＸ軸方向の厚みｔ２は、刃部８１のＸ軸方向の厚みｔ１よりも薄くなっている。そして、刃部８２の切削刃８２ａ及び切削刃８２ｂのすくい角Ｒ２は、刃部８１の切削刃８１ａ及び切削刃８１ｂのすくい角Ｒ１よりも大きくなっている。このため、刃部８２は、刃部８１と比べ、切り込み量は小さくなるものの、切削面を滑らかにすることができる。同様に、刃部８３のＸ軸方向の厚みｔ３は、刃部８２のＸ軸方向の厚みｔ２よりも薄くなっている。そして、刃部８３の切削刃８３ａ及び切削刃８３ｂのすくい角Ｒ３は、刃部８２の切削刃８２ａ及び切削刃８２ｂのすくい角Ｒ２よりも大きくなっている。このため、刃部８３は、刃部８２と比べ、切り込み量は小さくなるものの、切削面を滑らかにすることができる。すなわち、刃部８１は粗加工用の刃部となっており、刃部８２は中仕上げ用の刃部となっており、刃部８３は仕上げ用の刃部となっていると言うこともできる。

なお、切削チップ８０の各刃部は、それぞれ分解可能な構成となっていてもよいし、ろう付け等で接合されていてもよい。切削チップ８０の各刃部が分解可能な構成となっている場合、切削チップ８０の各刃部は、例えばネジ止め等によって主軸部７１に固定される。切削チップ８０の各刃部が分解可能な構成となっている場合、上軸受３３ｂの内周面３３ｃに形成される螺旋状の溝３３ｄの深さに応じて、積層される刃部の数を調節することができる。また、切削チップ８０の各刃部の材質は、限定されない。全ての刃部を同材質で形成してもよいし、刃部毎に材質を異ならせてもよい。また、切削チップ８０を構成する刃部の数は、３つに限定されるものではなく、２つ以上であればよい。

図８は、本発明の実施の形態に係る切削工具の別の一例を示す側面図である。
主軸部７１に設けられる切削チップ８０の数は、１つに限定されるものではない。例えば、図８に示すように主軸部７１に複数の切削チップ８０を設けてもよい。主軸部７１に複数の切削チップ８０を設けた場合、１つの切削チップ８０が寿命となった場合、他の切削チップ８０を用いて切削加工を継続することができる。このため、切削工具７０の寿命を延ばすことができ、切削工具７０の交換頻度を減少させることができる。

続いて、上軸受部３３の上軸受３３ｂの内周面３３ｃへ螺旋状の溝３３ｄを切削する動作について説明する。

図９〜図１４は、本発明の実施の形態に係る加工装置において上軸受部の上軸受の内周面へ螺旋状の溝を形成する際の動作を説明するための図である。なお、図９〜図１２は、図５と同じ観察方向で切削チップ８０近傍を示した要部拡大図である。また、図１３及び図１４は、図５と同じ観察方向で加工装置１００を示した図である。

図５に示すように、まず、上軸受３３ｂの中心軸が回転機構部６０の回転軸６２と略一致するように、保持部６１に上軸受部３３を保持させる。その後、図９に示すように、駆動部６５の保持部６６をＸ軸方向に移動させる。つまり、切削工具７０をＸ軸方向に移動させる。そして、切削チップ８０における上軸受３３ｂの内周面３３ｃへの切り込み量が規定量となるように、上軸受３３ｂと切削チップ８０との位置合わせを行う。上軸受３３ｂと切削チップ８０との位置合わせが終了した後、回転機構部６０を回転させると共に、つまり上軸受３３ｂを回転させると共に、切削工具７０をＺ軸プラス方向に移動させていく。これにより、切削チップ８０によって、上軸受３３ｂの内周面３３ｃが切削されていく。

詳しくは、図１０に示すように、まず、切削チップ８０の刃部８１の切削刃８１ａが、上軸受３３ｂの内周面３３ｃに切り込んで行く。図１０の状態から、切削工具７０がＺ軸プラス方向にさらに移動していくと、図１１に示すように、刃部８１の切削刃８１ａに加えて、刃部８２の切削刃８２ａも、上軸受３３ｂの内周面３３ｃに切り込んで行く。すなわち、刃部８２の切削刃８２ａは、刃部８１の切削刃８１ａによって切削された溝の底部を切削することとなる。換言すると、刃部８２の切削刃８２ａは、刃部８１の切削刃８１ａによって粗加工された後の表面を切削することとなる。ここで、上述のように、刃部８２は、刃部８１と比べ、切り込み量は小さくなるものの、切削面を滑らかにすることができる。すなわち、刃部８２で切削された後の表面は、刃部８１によって粗加工された段階の表面よりも滑らかとなっている。

図１１の状態から、切削工具７０がＺ軸プラス方向にさらに移動していくと、図１２に示すように、刃部８１の切削刃８１ａ及び刃部８２の切削刃８２ａに加えて、刃部８３の切削刃８３ａも、上軸受３３ｂの内周面３３ｃに切り込んで行く。すなわち、刃部８３の切削刃８３ａは、刃部８２の切削刃８２ａによって切削された溝の底部を切削することとなる。換言すると、刃部８３の切削刃８３ａは、刃部８２の切削刃８２ａによって粗加工時よりも滑らかとなった表面を切削することとなる。このため、切削時に刃部８３の切削刃８３ａにかかる負荷を低減することができる。なお、上述のように、刃部８３は、刃部８２と比べ、切り込み量は小さくなるものの、切削面をさらに滑らかにすることができる。

図１３に示すように、切削工具７０の切削チップ８０が上軸受３３ｂの内部を通過すると、上軸受３３ｂの内周面３３ｃには、螺旋状の溝３３ｄが形成される。このように、本実施の形態に係る切削チップ８０を用いることにより、Ｚ軸プラス方向に切削チップ８０を一回移動させて、上軸受３３ｂの内周面３３ｃに螺旋状の溝３３ｄを切削する際、複数の刃部によって螺旋状の溝３３ｄを切削していくことができる。すなわち、Ｚ軸プラス方向に切削チップ８０を一回移動させて、上軸受３３ｂの内周面３３ｃに螺旋状の溝３３ｄを切削する際、切削チップ８０全体の切り込み量を、従来の溝切削工具の切り込み量よりも大きくできる。このため、本実施の形態に係る切削チップ８０を用いることにより、上軸受３３ｂの内周面３３ｃに螺旋状の溝３３ｄを切削する際、従来の溝切削工具を用いた場合よりも、螺旋状の溝３３ｄの切削時間を短縮することができる。

なお、Ｚ軸プラス方向に切削チップ８０を一回移動させただけでは螺旋状の溝３３ｄが所望の深さになっていない場合、切削チップ８０によって、螺旋状の溝３３ｄの底部をさらに切削することとなる。ここで、従来の溝切削工具は、一方向に移動しているときのみ切削できる構成となっている。このため、従来の溝切削工具を用いて上軸受３３ｂの内周面３３ｃに螺旋状の溝３３ｄの底部を再度切削する場合、従来の溝切削工具の切削チップが上軸受３３ｂの内部を通過した後、従来の溝切削工具をＸ軸マイナス方向へ待避させる。そして、従来の溝切削工具と上軸受３３ｂとが干渉しない位置まで、従来の溝切削工具をＺ軸マイナス方向に移動させる。その後、切り込み量を調節した後、従来の溝切削工具をＺ軸プラス方向へ再度移動させて、螺旋状の溝３３ｄの底部をさらに切削していくこととなる。

一方、本実施の形態に係る切削チップ８０の刃部のそれぞれは、第２端部８６側にも、上軸受３３ｂの内周面３３ｃを切削する切削刃を備えている。このため、切削チップ８０を用いることにより、図１３の状態の後、切削工具７０がＺ軸マイナス方向に移動しているときに、螺旋状の溝３３ｄの底部をさらに切削していくことができる。

詳しくは、図１３の状態の後、切削チップ８０における螺旋状の溝３３ｄの底部への切り込み量が規定量となるように、切削工具７０をＸ軸プラス方向に移動させる。そして、図１４に示すように回転機構部６０を先ほどとは逆回転させると共に、つまり上軸受３３ｂを先ほどとは逆回転させると共に、切削工具７０をＺ軸マイナス方向に移動させていく。これにより、切削工具７０がＺ軸マイナス方向に移動しているときに、切削チップ８０の各刃部の第２端部８６に設けられた切削刃によって、螺旋状の溝３３ｄの底部をさらに切削していくことができる。ここで、刃部８１の第２端部８６に設けられた切削刃８１ｂは、刃部８３の切削刃８３ａで切削された後の滑らかな表面を切削することとなる。このため、刃部８１の切削刃８１ｂにかかる負荷を低減することができる。

以上、本実施の形態に係る切削チップ８０は、Ｘ軸方向に積層された複数の刃部を有している。切削チップ８０の刃部のそれぞれは、Ｚ軸プラス方向側の端部である第１端部８５に、上軸受３３ｂの内周面３３ｃを切削する切削刃を備えている。また、Ｘ軸方向に隣接する２つの刃部を比較した際、主軸部７１から遠い側となる刃部の第１端部８５に設けられた切削刃の先端は、主軸部７１に近い側となる刃部の第１端部８５に設けられた切削刃の先端よりも、第２端部８６側に配置されている。

また、本実施の形態に係る切削工具７０は、主軸部７１及び切削チップ８０を備えている。そして、切削チップ８０は、主軸部７１の外周面７１ａからＸ軸方向へ突出するように、主軸部７１に設けられている。

また、本実施の形態に係る加工装置１００は、回転機構部６０及び駆動部６５を備えている。回転機構部６０は、回転軸６２を中心に回転するものである。この回転機構部６０は、上軸受部３３を保持する保持部６１を備えている。駆動部６５は、切削工具７０を保持する保持部６６を備えている。保持部６６は、回転機構部６０の回転軸６２方向であるＺ軸方向、及び該Ｚ軸方向と垂直な方向であるＸ軸方向に移動自在となっている。

本実施の形態に係る切削チップ８０を用いることにより、Ｚ軸プラス方向に切削チップ８０を一回移動させて、上軸受３３ｂの内周面３３ｃに螺旋状の溝３３ｄを切削する際、複数の刃部によって螺旋状の溝３３ｄを切削していくことができる。すなわち、Ｚ軸プラス方向に切削チップ８０を一回移動させて、上軸受３３ｂの内周面３３ｃに螺旋状の溝３３ｄを切削する際、切削チップ８０全体の切り込み量を、従来の溝切削工具の切り込み量よりも大きくできる。このため、本実施の形態に係る切削チップ８０を用いることにより、上軸受３３ｂの内周面３３ｃに螺旋状の溝３３ｄを切削する際、従来の溝切削工具を用いた場合よりも、螺旋状の溝３３ｄの切削時間を短縮することができる。

また、本実施の形態に係る切削チップ８０は、複数の刃部によって螺旋状の溝３３ｄを切削していくので、切削時に各刃部にかかる負荷を低減することができる。このため、切削チップ８０は、各刃部の摩耗量を低減でき、各刃部にチッピング等の損傷が発生することを抑制できる。すなわち、切削チップ８０の寿命を延ばすことができる。このため、切削工具７０の交換頻度を減少させることができ、加工装置１００の遊休時間を低減することもできる。また、切削チップ８０は、各刃部の摩耗量を低減でき、各刃部にチッピング等の損傷が発生することを抑制できるので、螺旋状の溝３３ｄの形状も安定する。

また、本実施の形態に係る切削チップ８０においては、刃部のそれぞれは、第２端部８６側にも、上軸受３３ｂの内周面３３ｃを切削する切削刃を備えている。そして、Ｘ軸方向に隣接する２つの刃部を比較した際、主軸部７１から遠い側となる刃部の第２端部８６に設けられた切削刃の先端は、主軸部７１に近い側となる刃部の第２端部８６に設けられた切削刃の先端よりも、第１端部８５側に配置されている。

このため、第２端部８６にも切削刃を備えた切削チップ８０においては、切削工具７０がＺ軸マイナス方向に移動しているときにも上軸受３３ｂを切削することができる。したがって、第２端部８６側にも切削刃を備えた切削チップ８０を用いることにより、螺旋状の溝３３ｄの切削時間をさらに短縮することができる。また、第２端部８６にも切削刃を備えた切削チップ８０を用いることにより、螺旋状の溝３３ｄの切削に用いられる切削刃の数が増加するので、切削チップ８０の寿命をさらに延ばすことができる。すなわち、切削工具７０の交換頻度をさらに減少させることができ、加工装置１００の遊休時間をさらに低減することができる。

また、本実施の形態に係る切削チップ８０においては、Ｘ軸方向に隣接する２つの刃部を比較した際、主軸部７１から遠い側となる刃部のＸ軸方向の厚みは、主軸部７１に近い側となる刃部のＸ軸方向の厚みよりも薄くなっている。そして、Ｘ軸方向に隣接する２つの刃部を比較した際、主軸部７１から遠い側となる刃部の切削刃のすくい角は、主軸部７１に近い側となる刃部の切削刃のすくい角よりも大きくなっている。

このような切削チップ８０を用いることにより、一部の刃部は、粗加工時よりも滑らかとなった表面を切削することとなる。このため、切削時、一部の刃部にかかる負荷を低減することができる。このため、このような切削チップ８０を用いることにより、切削チップ８０の寿命をさらに延ばすことができる。すなわち、切削工具７０の交換頻度をさらに減少させることができ、加工装置１００の遊休時間をさらに低減することができる。

なお、本実施の形態では、ロータリー型圧縮機５０の上軸受部３３の上軸受３３ｂを被切削物とした。しかしながら、切削チップ８０によって内周面が切削される被切削物は、ロータリー型圧縮機５０に搭載される軸受に限定されるものではない。例えば、ロータリー圧縮機以外の装置に搭載される軸受を被切削物としてもよい。また例えば、内周面が切削される軸受以外の部品を被切削物としてもよい。また、本実施の形態では、切削チップ８０を用いて、被切削物の内周面に螺旋状の溝３３ｄを形成した。これに限らず、切削チップ８０を用いて、被切削物の内周面に直線状の溝を形成してもよい。切削チップ８０を用いて、被切削物の内周面に直線状の溝を形成した場合も、上述の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、回転機構部６０及び駆動部６５を横方向に並べた加工装置１００について説明した。しかしながら、回転機構部６０及び駆動部６５を並べる方向は、横方向に限定されるものではない。例えば、回転機構部６０及び駆動部６５を縦方向に並べて、加工装置１００を構成してもよい。

１密閉容器、２電動機、３圧縮機構部、４駆動軸、１１吐出管、１２吸入管、２１固定子、２２回転子、３１シリンダー、３２偏心リング、３３上軸受部、３３ａ閉塞部、３３ｂ軸受、３３ｃ内周面、３３ｄ溝、３４下軸受部、３４ａ閉塞部、３４ｂ軸受、３５ベーン、３６シリンダー室、３６ａ吸入室、３６ｂ圧縮室、３７ベーン溝、３８バネ、３９吸入口、４１主軸部、４２副軸部、４３偏芯軸部、５０ロータリー型圧縮機、６０回転機構部、６１保持部、６２回転軸、６５駆動部、６６保持部、７０切削工具、７１主軸部、７１ａ外周面、８０切削チップ、８１刃部、８１ａ切削刃、８１ｂ切削刃、８２刃部、８２ａ切削刃、８２ｂ切削刃、８３刃部、８３ａ切削刃、８３ｂ切削刃、８５第１端部、８６第２端部、１００加工装置、１０１吸入マフラー。

Claims

主軸部の外周面から第１方向へ突出するように該主軸部に設けられ、被切削物の内周面に溝を切削する際に用いられる切削チップであって、
当該切削チップは、前記第１方向に積層された複数の刃部を有し、
前記刃部のそれぞれは、
前記第１方向と垂直な方向である第２方向の端部のうちの一方の端部である第１端部と、
前記第２方向の端部のうちの他方の端部である第２端部と、
前記第１端部に設けられ、前記被切削物を切削する切削刃と、
を備え、
前記第１方向に隣接する２つの前記刃部を比較した際、
前記主軸部から遠い側となる前記刃部の前記第１端部に設けられた前記切削刃の先端は、前記主軸部に近い側となる前記刃部の前記第１端部に設けられた前記切削刃の先端よりも、前記第２端部側に配置される切削チップ。
前記第２方向は、前記主軸部の軸方向である請求項１に記載の切削チップ。
前記刃部のそれぞれは、前記第２端部にも前記切削刃を備え、
前記第１方向に隣接する２つの前記刃部を比較した際、
前記主軸部から遠い側となる前記刃部の前記第２端部に設けられた前記切削刃の先端は、前記主軸部に近い側となる前記刃部の前記第２端部に設けられた前記切削刃の先端よりも、前記第１端部側に配置される請求項１又は請求項２に記載の切削チップ。
前記第１方向に隣接する２つの前記刃部を比較した際、
前記主軸部から遠い側となる前記刃部の前記第１方向の厚みは、前記主軸部に近い側となる前記刃部の前記第１方向の厚みよりも薄く、
前記主軸部から遠い側となる前記刃部の前記切削刃のすくい角は、前記主軸部に近い側となる前記刃部の前記切削刃のすくい角よりも大きい請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の切削チップ。
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の切削チップが外周面から前記第１方向へ突出するように、該切削チップが設けられた主軸部を有する切削工具。
前記被切削物を保持する第１保持部を有し、回転軸を中心に回転する回転機構部と、
前記第２方向が前記回転軸方向に沿うように請求項５に記載の切削工具を保持する第２保持部を有し、前記回転軸方向、及び前記回転軸と垂直な方向に前記第２保持部が移動自在な駆動部と、
を備えた加工装置。
前記被切削物は、断面円形状の内周面を有する軸受である請求項６に記載の加工装置。
前記軸受は、ロータリー型圧縮機に搭載される軸受である請求項７に記載の加工装置。