JPH0144404B2 - - Google Patents

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JPH0144404B2
JPH0144404B2 JP56076138A JP7613881A JPH0144404B2 JP H0144404 B2 JPH0144404 B2 JP H0144404B2 JP 56076138 A JP56076138 A JP 56076138A JP 7613881 A JP7613881 A JP 7613881A JP H0144404 B2 JPH0144404 B2 JP H0144404B2
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JP
Japan
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spiral
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plate
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JP56076138A
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Eiji Fukushima
Masaichi Fukuhara
Masaharu Hiraga
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Sanden Corp
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Sanden Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
    • B21D11/06Bending into helical or spiral form; Forming a succession of return bends, e.g. serpentine form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F15/00Methods or machines for making gear wheels of special kinds not covered by groups B23F7/00 - B23F13/00
    • B23F15/06Making gear teeth on the front surface of wheels, e.g. for clutches or couplings with toothed faces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2230/00Manufacture
    • F04C2230/10Manufacture by removing material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Rotary Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスクロール部材の加工方法及び加工装
置に関するもので、特に側板の一面上にうず巻体
を形成した一対のスクロール部材が両うず巻体を
角度をずらせてかみ合うよう重ね合わされ、両う
ず巻体間に形成される密閉された流体ポケツトを
スクロール部材の相対的な円軌道運動によつて移
動させるようにしたスクロール型流体機械に用い
られるスクロール部材の加工方法に関するもので
ある。
このようなスクロール型流体機械は、米国特許
第801182号明細書を初めとする多くの特許や文献
に開示され、その動作原理は良く知られている。
ここで、前記スクロール部材を使用する代表的
な例として、該スクロール部材を内在させたスク
ロール型圧縮機及びその動作原理について、第1
図を参照して説明する。
圧縮機1は、フロントエンドプレート11とこ
れに設置されたカツプ状部分12とから成る圧縮
機ケーシング10を有している。該フロントエン
ドプレート11は、その中心部に貫通孔を穿設し
ており、その中にボールベアリング13を介して
主軸14を回転自在に支承している。またフロン
トエンドプレート11は主軸14の外周を取り囲
むように前方に突出したスリーブ部15を有し、
該スリーブ部15内にはシヤフトシール部材16
を配置している。
フロントエンドプレート11によつて開口部を
閉塞されたカツプ状部分12内には固定スクロー
ル部材17、可動スクロール部材18及び可動ス
クロール部材の駆動機構と回転阻止機構が配設さ
れている。ここで、固定スクロール部材17は一
般に側板171とその一面上に形成されたうず巻
体172及び側板171のうず巻体172を形成
した面とは反対側の面上に設けた脚部173とよ
り構成され、該脚部173をカツプ状部分12の
底部を貫通して螺合するボルト19によつて固定
スクロール部材17をカツプ状部分12内に固定
している。また固定スクロール部材17の側板1
71の外周面とカツプ状部分12の内壁面との間
をO−リング20によつてシールすることにより
カツプ状部分12内を吸入室21と吐出室22と
に仕切つている。さらに、側板171の中央部に
はスクロール部材間に形成された密閉空間と吐出
室22とを連通する連通孔174を穿設してい
る。
可動スクロール部材18は、側板181とその
一面上に形成したうず巻体182とより構成さ
れ、該うず巻体182は前記固定スクロール部材
17のうず巻体172と180゜の角度ずれをもつて
かみ合されている。なお、主軸14と可動スクロ
ール部材18との間には、可動スクロール部材の
駆動機構及び回転阻止機構が配設されており、こ
の駆動機構及び回転阻止機構については種々の公
知機構において実施されうるため、ここでの説明
は省略するが、主軸14が回転運動を行なうこと
によつて、可動スクロール部材18は所定の軌道
半径をもつて旋回運動を行なうこととなる。
このような構成にて成る圧縮機は、一対のスク
ロール部材17,18の両うず巻体が180゜の角度
ずれをもつてかみ合されているので、両うず巻体
の線接触部から線接触部にわたつて密閉された流
体ポケツトが形成されることとなり、主軸14が
回転運動を行なうと駆動機構及び回転阻止機構の
働きによつて可動スクロール部材18は所定の半
径上を円軌道運動することとなる。したがつて、
うず巻体間の線接触部はうず巻体の壁面に沿つて
うず巻体の内端方向へ移動し、ポケツト内の流体
を容積の減少を併なわせつつ徐々に圧縮すること
となる。
このようなスクロール型流体機械は、従来のピ
ストン式流体機械に比較して、部品点数が少ない
こと、流体の圧縮が連続的であること等多くの利
点を有しているが、主に流体ポケツトのシール、
うず巻体の摩耗、流体の吸排等に難点があつた。
特に従来開示されているスクロール型流体機械に
用いられているスクロール部材は一般に円板状の
側板と該側板の一面上に設けるうず巻体を単一の
金属片より一体に形成する方法がとられていたた
め、多大の加工時間と加工材料とを必要とし、ス
クロール部材の製造コストは高価なものとなり、
ピストン式の流体機械に比して多くの構造的利点
を有しながらも価格面で従来の機械と対抗するこ
とができなかつた。
また、スクロール型流体機械においては、互い
にかみ合つた二つのうず巻体の線接触部間に流体
ポケツトが限定されており、スクロール部材の相
対的な円軌道運動によつて線接触部がうず巻体壁
面に沿つて移動し、流体を移送するので線接触部
のシール力が充分に確保される必要がある。この
ため、うず巻体の壁面は精密加工を施こす必要が
あり、従来はフライス盤によるエンドミル切削に
よつて表面の仕上げ加工を行なつていたが、うず
巻体の壁面は両面が対向する他方のうず巻体の壁
面に接触することとなるため、一つのうず巻体に
ついて内壁面と外壁面との2度に渡つて壁面の仕
上げ加工を施こさなければならないため、多大の
加工時間を要し、かつ加工工程が煩雑になるため
量産性に欠けるとともに、製造コストがより高価
なものとなる欠陥を有するものであつた。
なお、特開昭56−2487号公報には、上記の欠陥
を除去するため、うず巻体と側板を分離して製造
し、該うず巻体を側板の一面上に形成した溝内に
着座させる構成が示されているが、このような構
成にあつては、うず巻体を溝内に着座させる方法
が問題となるばかりでなく、着座後の表面加工が
必要となる場合には、表面加工はうず巻体を側板
と一体に形成する場合と同様に煩雑になるばかり
か、うず巻体と側板を一体に形成したスクロール
部材に比して信頼性に劣るという欠陥を有するも
のであつた。
本発明は、このようなスクロール部材の表面仕
上げ加工時に有する多くの欠陥を除去し、特にう
ず巻体と側板を一体に形成したスクロール部材を
安価に得ることを目的とするものである。
以下、本発明を一実施例を示す図面を参照して
説明する。
まず、スクロール型流体機械のスクロール部材
のうず巻体の性質について述べると、第5図に示
すように該うず巻体の壁面曲線はPを伸開起点と
したインボリユートであり、 ρ=φ・Υg Υg=創成円半径 φ=伸開角 であらわされる。(原点を伸開起点とするアルキ
メデンスのスパイラルρ=aφとは異なる。)ま
た、第6図に示すようにP1を伸開起点としたイ
ンボリユート曲線と伸開の出発点を創成円上
で、ある角度βだけずらせた点P2を伸開起点と
したインボリユート曲線との間には 1=φ・Υg 2=(φ−β)・Υg ∴d=12=β・Υg(一定) β=インボリユート曲線の伸開開始角 d=インボリユート曲線、間の距離 となる関係が得られ、距離dは創成円の接線によ
り切り取られる長さで、しかも伸開角φにかかわ
らず一定である。従つて、1つのインボリユート
曲線と該インボリユート曲線を原点Oを中心
としてある角度βだけ回転移動させたインボリユ
ート曲線との間には距離dが形成される。
即ち、後述する加工工具において相対する加工
工具の少なくとも一方をある角度回転方向へ回転
させると、該両加工工具の対向配置している加工
用うず巻体の壁面間の間隙が均一に変化する。
次にインボリユート曲線のもうひとつの特徴と
して、第7図に示すように前記インボリユート曲
線は創成円の接線の伸開側の半直線上に、P=
2π・Υg(P=ピツチ)の関係であらわされる周期
性を有している。
第2図は本発明の加工方法を実施するために用
いる加工装置の分解斜視図で、加工装置30は回
転駆動軸314により回転駆動可能に配設されて
いる側板部材31と、一端面上に複数の駆動ピン
321を設けた第2の加工用うず巻体32と、一
端面上に第2の加工用うず巻体32の駆動ピン3
21を嵌入する嵌合孔331及び該側板部材31
の回転駆動軸314が貫通する貫通孔332を形
成した回転駆動板33とより成つている。
上記側板部材31は側板311と該側板311
の一側面上に形成された第1の加工用うず巻体3
12と該第1の加工用うず巻体312の反対側側
面上に形成され側板部材31を回転駆動させる回
転駆動軸314より成り、側板311上の第1の
加工用うず巻体312の外壁面側には内外壁面を
うず巻体312の中心を中心点とする円弧とした
略矩形状のみぞ穴よりなる貫通孔313を第2の
加工用うず巻体32に形成した駆動ピン321と
対応する箇所、即ち、うず巻体312の壁面に沿
つて互いに隣接した箇所に穿設している。また、
第1の加工用うず巻体312と第2の加工用うず
巻体32はうず巻の方向が同一で、かつ第1の加
工用うず巻体312の回転駆動軸314と第2の
加工用うず巻体32の回転駆動軸333が同心と
なるよう配設されるとともに、第2の加工用うず
巻体32の内壁面が第1の加工用うず巻体312
の外壁面とわずかの間隙をおいて対向するよう重
ね合されており、第2の加工用うず巻体32の端
面上に設けた駆動ピン321を側板311上に穿
設した貫通孔313に挿入・貫通している。この
貫通孔313を貫通・突出した駆動ピン321の
端部は回転駆動板33の一端面上に形成した嵌合
孔331に嵌入されているため、第2の加工用う
ず巻体32は駆動ピン321が貫通している側板
311の貫通孔313で制限される範囲内で回転
方向への移動が可能となるように配設されてい
る。また、第1の加工用うず巻体312を有する
側板部材31は該側板部材31の回転駆動軸31
4を回転駆動板33に形成されている貫通孔33
2に挿入・貫通しているので、該側板部材31は
回転方向への移動が可能となる。このため、側板
部材31に穿設した貫通孔313の範囲内で第1
の加工用うず巻体312と第2の加工用うず巻体
32は互いに反対方向への移動が可能となる。
ここで、第3図に示す如く成形コストが許容で
きる範囲内の精度で精密に成形した素形状のスク
ロール部材Aを加工台34上に固定し、該スクロ
ール部材Aのうず巻体を第1の加工用うず巻体3
12の内壁面と第2の加工用うず巻体32の外壁
面間に形成される空隙に挿入する。その後回転駆
動板33に時計回り方向(矢印B)に回転運動を
与えると、該回転駆動板33の嵌合孔331に嵌
入されている駆動ピン321を介して第2の加工
用うず巻体32が回転駆動される。該回転駆動板
33の回転運動と同時に側板部材31に反時計回
り方向(矢印C)に回転運動を与えると第1の加
工用うず巻体312が回転運動される。この時駆
動ピン321は内外側面を第1の加工用うず巻体
312の中心を中心とした同心円状の円弧とする
貫通孔313によつて運動を制限されることとな
るため、第1の加工用うず巻体312の内壁面と
第2の加工用うず巻体32の外壁面間に形成され
る空隙は狭められることとなる。
このため、この空隙に挿入された素形状スクロ
ール部材のうず巻体は、空隙の間隔が狭められる
にしたがつて圧延され、うず巻体の表面は均一の
精度に仕上げられることとなる。
また、第4図は本発明の別の実施例を示すもの
で、回転駆動板33には該回転駆動板33を回転
駆動させる回転駆動アーム333′を形成し、側
板部材31には該側板部材31を回転駆動させる
回転駆動アーム314′を形成し、前記回転駆動
アーム333′,314′を回動自在に支持するア
ーム支持部341を加工台に形成している。該ア
ーム支持部341の内周壁面に側板部材31の回
転駆動アーム314′の外周壁面が対応する如く
嵌合し、該側板部材31の回転駆動アーム31
4′の内周壁面に第2の加工用うず巻体32の回
転駆動アーム333′の外周壁面が対応する如く
嵌合されているので、前記の加工装置30と同様
に側板部材31と第2の加工用うず巻体32は駆
動ピン321が貫通している側板311の貫通孔
313で制限される範囲内で回転方向への移動が
可能となる。
なお、本実施例では第1の加工用うず巻体と第
2の加工用うず巻体の両加工うず巻体を回転駆動
可能にした加工方法について説明したが、一方の
加工用うず巻体を固定して、もう一方の加工用う
ず巻体を回転駆動することにより加工しても良い
ことは勿論である。
以上のように本発明は、うず巻の方向を同一と
した2つの加工用うず巻体を重ね合せ、この2つ
の加工用うず巻体の壁面間に形成された空隙に素
形状に成形したスクロール部材のうず巻体を配設
し、少なくとも一方の加工用うず巻体に回転運動
を与えることによつて、うず巻体に圧縮加工を施
こしているので、スクロール部材のうず巻体の表
面仕上げ加工を短時間できわめて容易に精度よく
行なうことができ量産性を向上することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はスクロール部材を用いた圧縮機の縦断
面図、第2図は圧縮加工を施こす加工装置の分解
斜視図、第3図は加工工程を説明するための図
で、第4図は別の実施例の加工装置を説明するた
めの図、第5図はインボリユート曲線の説明図、
第6図はインボリユート曲線の性質を示す説明
図、第7図はインボリユート曲線の周期性を示す
説明図である。 30……加工装置、31……側板部材、312
……第1の加工用うず巻体、313……貫通孔、
32……第2の加工用うず巻体、321……駆動
ピン、33……回転駆動板、331……嵌合孔、
34……加工台。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 2つの相対的に反対方向へ回転自在でかつ両
    者のうず巻の方向を同一とした加工用うず巻体間
    に形成される間〓に、表面仕上げ加工が施されて
    いない素形状に成形したスクロール部材のうず巻
    体を配設し、少なくとも一方の加工用うず巻体に
    回転運動を与えることによつてスクロール部材の
    うず巻体に圧縮加工を施こすことを特徴とする加
    工方法。 2 板体の一面上に第1の加工用うず巻体を形成
    し、該第1の加工用うず巻体の壁面に沿つて互い
    に隣接するように該板体上に複数の貫通孔を穿設
    し、該複数の貫通孔を、対向する一対の内外側壁
    面が該第1の加工用うず巻体の中心と同心の円弧
    形状であるみぞ穴となし、さらに、該貫通孔と対
    向する箇所に、該貫通孔を貫通する駆動ピンを設
    けた第2の加工用うず巻体と、該駆動ピンのうち
    該貫通孔を貫通して該板体の後面に突出した部分
    と嵌合する嵌合孔を形成し第2の加工用うず巻体
    に一定の回転運動を与える回転駆動板とを備え、
    貫通孔で制限される範囲内で両加工用うず巻体を
    回転移動させることを特徴とするスクロール部材
    の加工装置。 3 第1の加工用うず巻体を形成した板体を固定
    し、第2の加工用うず巻体のみを回転自在とした
    ことを特徴とする特許請求範囲第2項記載のスク
    ロール部材の加工装置。
JP56076138A 1981-05-20 1981-05-20 Method and apparatus for working scroll member Granted JPS57190726A (en)

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US06/380,141 US4433564A (en) 1981-05-20 1982-05-20 Scroll manufacturing tool

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EP (1) EP0066426B1 (ja)
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