KR100558512B1

KR100558512B1 - 스크롤기구의 제조방법

Info

Publication number: KR100558512B1
Application number: KR1020037014430A
Authority: KR
Inventors: 타카하시타카유키; 가와카미시게히사; 아가타히데오
Original assignee: 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2006-03-07
Also published as: WO2003069162A1; JP2003239877A; JP4352649B2; CN1272547C; KR20030094380A; CN1509377A

Abstract

NC공작기계(1)는, 좌대부(3)와 가공기(5)와 가공기용 선로(7)와 스크롤유지대(9)와 유지대용 선로(11)와 수치제어장치를 구비한다. 고정스크롤(25) 재료와 선회스크롤(27) 재료가 스크롤유지대(9)에 유지된다. 그리고 스크롤유지대(9)에 유지된 고정스크롤(25) 재료와 선회스크롤(27) 재료를, 동일 NC공작기계(1)로 가공한다. 가공된 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)을 한 쌍으로 하여 이들을 서로 조합시킨다.

스크롤기구, 제조방법, NC공작기계, 고정스크롤, 선회스크롤

Description

스크롤기구의 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR SCROLL MECHANISM}

본 발명은 스크롤기구의 제조방법에 관한 것이다.

종래, 압축기의 하나로서 스크롤압축기가 알려져 있다. 이 스크롤압축기는, 예를 들어 평판 상에 교반날개(소용돌이날개)가 형성된 고정스크롤과, 평판 상에 고정스크롤과 거의 동일 형상의 교반날개가 형성됨과 동시에, 편심크랭크로 구동되는 선회스크롤을 구비한다. 고정스크롤과 선회스크롤은, 180도 위상이 어긋나게 조합된다. 그리고 스크롤압축기는, 고정스크롤과 선회스크롤 사이에 형성되는 초생달 모양의 밀폐공간(압축실)을, 양 스크롤의 상대운동으로 용적 변화시킴으로써 기체를 압축시킨다.

여기서 고정스크롤과 선회스크롤을 제조하기 위해, 예전부터 고정스크롤을 제조하기 위한 고정스크롤 전용 NC공작기계와, 선회스크롤을 제조하기 위한 선회스크롤 전용 NC공작기계가 사용되고 있다. NC공작기계란, 공구와 공작물의 상대운동을 위치, 속도 등의 수치정보로 제어하여, 가공에 관한 일련의 동작을 프로그래밍한 지령으로 실행하는 공작기계이다.

그런데, 도 12에 나타내는 바와 같이, 고정스크롤(101)과 선회스크롤(103)을 조합시켰을 때, 고정스크롤(101)의 교반날개(105) 저면부(107)와 선회스크롤(103) 의 교반날개(109) 선단부(111) 사이에, 선회스크롤의 교반날개 선단부 틈새가 형성된다. 그리고 교반날개 선단부 틈새의 치수(hgap)는, 저면부(107)와 선단부(111)의 접촉방지, 압축실로부터의 기체누설 방지 등을 감안하여, 정확하게 소정 값으로 설정되어야 한다.

그러나 NC공작기계를 가동시키면 시간이 경과함에 따라 NC공작기계의 열 등에 의해 엔드 밀 등에 변형이 발생하고, 그 결과, 스크롤(101, 103)의 교반날개(105, 109) 높이에 치수오차가 발생했다.

여기서 종래에, 고정스크롤(101)과 선회스크롤(103)은 각각, 고정스크롤 전용 NC공작기계와 선회스크롤 전용 NC공작기계로 제조되므로, 각각의 교반날개(105, 109) 높이에 각각의 NC공작기계 엔드 밀 등의 변형에 따른 치수오차가 발생했다. 따라서 가공된 고정스크롤(101)과 선회스크롤(103)을 조합시켰을 때, 상기 틈새치수(hgap)를 상기 소정 값으로 할 수 없는 경우가 있었다.

그래서 가공된 복수의 고정스크롤(101) 및 복수의 선회스크롤(103) 중에서, 상기 틈새치수(hgap)가 정확하게 상기 소정 값으로 되는 고정스크롤(101)과 선회스크롤(103)을 선별해내고, 그 고정스크롤(101)과 선회스크롤(103)을 조합시키는 선택 감합을 실행할 필요가 있었다. 때문에 스크롤 제조공정수가 증가하여 상기 제조작업이 번거로웠다.

또 각각의 교반날개(105, 109) 높이에 치수오차가 발생할 때마다, 각 NC공작기계의 프로그램 데이터를 치수오차가 0이 되도록 그때그때 보정하는 것도 생각할 수 있다. 그러나 이 경우, 각 NC공작기계에 상기 보정을 실시할 기구가 필요해져, NC공작기계 구조의 복잡화, 및 NC공작기계의 고가화를 초래했다. 그리고 이 경우도, 상기 보정을 실시해야하므로 스크롤 제조공정수가 증가하여 상기 제조작업이 번거로웠다.

이상과 같이, 종래에는 교반날개 선단부의 틈새치수(hgap)를 정밀하게 소정 값으로 관리하기란 쉽지 않았다.

본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 제 1 스크롤의 교반날개 저면부와 제 2 스크롤의 교반날개 선단부 사이에 형성된 교반날개 선단부 틈새치수의 정밀도를 쉽게 높일 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 스크롤기구의 제조방법은, 제 1 스크롤과 제 2 스크롤을 조합시켜 구성하는 스크롤기구의 제조방법으로서, 복수의 제 1 스크롤과 복수의 제 2 스크롤을 동일 공작기계의 동일 가공구부로 제작하고, 상기 제 1 스크롤 및 상기 제 2 스크롤 중에서 동일시간대에 제작된 제 1 스크롤과 제 2 스크롤을 조합시키는 것이다.

그런데, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 제작을 각각 별도의 공작기계로 할 경우, 시간이 경과함에 따라 각 공작기계의 공구 열 등에 의한 변형을 원인으로, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤에 서로 다른 치수오차가 발생한다. 따라서 이 경우, 교반날개 선단부의 틈새치수를 설정값으로 관리하기가 어려웠다.

여기에 본 발명에서는, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 제작을 동일 공작기계의 동일 가공구부로 실시하므로, 동일시간대에 제작된 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤에 발생하는 각각의 상기 치수오차는 거의 동일한 값이 된다. 그러므로 상기 제 1 스크롤과 상기 제 2 스크롤을 조합시키면, 각 상기 치수오차는 차감이 0이 되며, 때문에 교반날개 선단부의 틈새치수를 거의 설정값으로 할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 교반날개 선단부의 틈새치수 정밀도를 쉽게 높일 수 있다.

또 동일 시간대에 제작된 제 1 스크롤과 제 2 스크롤을 조합시킴으로써, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 각각에 발생한 교반날개 높이방향의 치수오차를 차감 0으로 하므로, 각각의 교반날개 높이방향으로 커다란 치수오차가 발생했다 하더라도, 교반날개 선단부의 틈새치수를 설정값으로 할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 가공정밀도가 나쁜 공작기계를 사용했다 하더라도, 교반날개 선단부의 틈새치수 정밀도를 높일 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 교반날개 선단부의 틈새치수를 설정값으로 할 수 있으므로, 종래와 같이 선택감합을 할 필요가 없다. 따라서 본 발명에 의하면, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 제작공정수가 감소하며, 나아가 상기 제작시간의 단축화와 상기 제작의 용이화 및 저원가화를 도모할 수 있다.

또한 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 각각에 발생한 교반날개 높이방향의 치수오차를 이용하여 교반날개 선단부의 틈새치수 정밀도를 높이므로, 공작기계에는, 교반날개 높이방향의 치수오차를 0으로 하는 보정기구가 불필요해진다. 따라서 공작기계 구조의 용이화 및 저원가화를 도모할 수 있다. 그리고 상기 보정을 행할 필요가 없으므로, 스크롤 제작시간의 단축화 및 상기 제작의 용이화를 도모할 수 있다.

본 발명에 관한 스크롤기구의 제조방법은, 또한 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 제작을 번갈아 실시하며, 번갈아 제작된 스크롤끼리를 조합시키는 것이다.

그런데, 시간이 경과함에 따라 각 공작기계에 발생하는 열 등에 의한 변형으로, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤의 교반날개 높이방향의 치수오차가 발생한다. 때문에 제 1 스크롤 제작 시와 제 2 스크롤 제작 시의 간격이 길어질수록, 제 1 스크롤의 교반날개 높이방향의 치수오차와 제 2 스크롤의 교반날개 높이방향의 치수오차의 차가 커진다.

그래서 본 발명에서는, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 제조를 번갈아 실시하는, 즉 제 1 스크롤 제조 시와 제 2 스크롤 제조 시의 간격을 짧게 하므로, 각 교반날개 높이방향의 치수오차와의 차이를 작게 할 수 있다. 따라서, 교반날개 선단부의 틈새 치수를 설정값에 더욱 가깝게 할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 교반날개 선단부의 틈새치수의 정밀도를 더욱 높일 수 있다.

본 발명에 관한 스크롤기구의 제조방법은 또, 공작기계가, 제 1 스크롤 재료 및 제 2 스크롤 재료를 동시에 배치 가능하게 구성됨과 동시에, 상기 제 1 스크롤 재료와 상기 제 2 스크롤 재료가 가공 가능하게 구성된 가공대부를 구비하는 것이다.

그런데, 어느 한쪽 스크롤만 설치 가능하게 구성된 공작기계에서는, 스크롤 제작이 완료될 때마다, 제작된 스크롤을 꺼낸 후, 새로운 스크롤 재료를 설치할 필요가 있기 때문에, 제 1 스크롤 제조 시와 제 2 스크롤 제조 시의 간격이 길어진다. 따라서 제 1 스크롤의 교반날개 높이방향의 치수오차와 제 2 스크롤의 교반날개 높이방향의 치수오차의 차가 커진다.

그래서 본 발명에 의하면, 공작기계는 제 1 스크롤 재료 및 제 2 스크롤 재료를 동시에 배치 가능하게 구성된 가공대부를 구비하므로, 스크롤 제작이 완료될 때마다, 제작된 스크롤을 꺼낸 후, 새로운 스크롤 재료를 설치할 필요가 없다. 때문에, 제 1 스크롤 제조 시와 제 2 스크롤 제조 시의 간격을 짧게 할 수 있다. 그러므로 각 교반날개 높이방향의 치수오차의 차이를 더욱 작게 할 수 있으며, 나아가 교반날개 선단부의 틈새치수를 설정값에 더욱 가깝게 할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 교반날개 선단부의 틈새치수 정밀도를 더욱 높일 수 있다.

본 발명에 관한 스크롤기구의 제조방법은 또한, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤을 연속적으로 제작하는 것이다.

이로써 제 1 스크롤 제작과 제 2 스크롤 제작을 연속적으로 실시하므로, 제 1 스크롤 제조 시와 제 2 스크롤 제조 시의 간격을 더욱 짧게 할 수 있다. 그러므로 각 교반날개 높이방향의 치수오차의 차이를 더욱 작게 할 수 있으며, 나아가 교반날개 선단부의 틈새치수를 설정값에 더욱 가깝게 할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 교반날개 선단부의 틈새치수 정밀도를 더욱 높일 수 있다.

본 발명에 관한 스크롤기구의 제조방법은 또, 공작기계가 NC공작기계로 구성되는 것이다.

NC공작기계는, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 제조를, 상기 제조에 관한 동작을 지시하는 프로그램에 의해 실행한다. 따라서 본 발명에 의하면, 수동 공작기계의 경우에 비해, 교반날개 선단부의 틈새치수 정밀도를 더욱 높일 수 있다.

본 발명에 관한 스크롤기구의 제조방법은 또한, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 제작을 절삭가공으로 실시하는 것이다.

절삭가공은, 절삭공구를 공작물에 접촉시킴으로써 공작물로부터 재료를 깎아내는 것이다.

여기서 본 발명에 의하면, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 제작을 절삭가공으로 실시하기 때문에, 절삭공구와 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤이 접촉함으로써 절삭공구와 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 사이에 마찰열이 발생한다. 따라서 절삭공구가 마찰열 등에 의해 변형되고, 이를 원인으로 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤에 치수오차가 발생한다.

그러나 본 발명에서는, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 제작을 동일 공작기계로 실시하므로, 거의 동일시간대에 제작된 제 1 스크롤과 제 2 스크롤에 발생하는 각각의 상기 치수오차는 거의 같은 값이다. 따라서 상기 제 1 스크롤과 제 2 스크롤을 조합시키면, 각 상기 치수오차는 거의 차감 0이 되기 때문에, 교반날개 선단부의 틈새치수를 거의 설정값으로 할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 제작을 절삭가공으로 할 경우에도, 교반날개 선단부의 틈새치수 정밀도를 쉽게 높일 수 있다.

본 발명에 관한 스크롤기구의 제조방법은 또, 공작기계가, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 상면을 절삭하는 기능을 갖는 상면가공용 공구와, 제 1 스크롤 및 제 2 스크롤 저면을 절삭하는 기능을 갖는 저면가공용 공구를 구비하는 것이 바람직하다.

도 1은 NC공작기계의 전체도.

도 2는 유지부 상면도.

도 3은 유지부 상면도.

도 4는 유지부 정면도.

도 5는 유지부 상면도.

도 6은 유지부 상면도.

도 7은 유지부 상면도.

도 8은 유지부 상면도.

도 9는 고정스크롤과 선회스크롤을 조합시켰을 때의 단면도.

도 10은 NC공작기계 변형예의 전체도.

도 11은 유지부 변형예의 정면도.

도 12는 고정스크롤과 선회스크롤을 조합시켰을 때의 단면도.

***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****

1: NC공작기계 3: 좌대부

5: 가공기 7: 가공기용 선로

9: 스크롤유지대 11: 유지대용 선로

13: 가공구부 15: 가공구부 수용부

17: 스핀들 19: 공구 홀더

21: 프라이스 23: 엔드 밀

25: 고정스크롤 27: 선회스크롤

29, 31: 교반날개 33, 35: 교반날개 상면부

37, 39: 교반날개 저면부 41: 선로용 오목부

43: 유지부 45: 유지부 탑재부

47: 스크롤 설치면 49: 고정스크롤용 설치부

51: 선회스크롤용 설치부 53: 고정스크롤용 클램프

55: 선회스크롤용 클램프 57: 선로용 오목부

59, 61: 회전축

도 1은 본 발명에 관한 NC공작기계(1)의 전체도이다. NC공작기계(1)란, 스크롤 가공에 필요한 운동을 수치화한 정보에 따라 지시하여 스크롤을 자동 가공하는 기계이다.

NC공작기계(1)는 좌대부(3)와 가공기(5)와, 가공기용 선로(7)와, 스크롤유지대(9)와, 유지대용 선로(11)와, 수치제어장치(도시생략)를 구비한다.

좌대부(3)는 T자형으로 형성되며, 좌대부(3) 상면에는 X축 방향으로 연장되는 단면 장방형의 2 개의 가공기용 선로(7) 및 Z축 방향으로 연장되는 단면 장방형의 2 개의 유지대용 선로(11)가 배설된다. 가공기용 선로(7) 상에는 가공기(5)가 설치되며, 유지대용 선로(11) 상에는 스크롤유지대(9)가 설치된다.

가공기(5)는 가공구부(13)와 가공구부 수용부(15)를 구비한다.

가공구부(13)는 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 스핀들(17)과 공구홀더(19)와, 상면가공용 공구로서의 프라이스(21) 또는 저면가공용 공구로서의 엔드 밀(23)을 구비한다.

스핀들(17)이란 모터 등을 구동원으로 하는 회전축이며, 그 한 끝에 공구홀더(19)가 장착된다. 공구홀더(19)는 프라이스(21) 또는 엔드 밀(23)을 유지하는 부재이며, 프라이스(21)와 엔드 밀(23)이 교환 가능하게 구성된다. 프라이스(21)란 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27)의 교반날개(29, 31) 상면부(33, 35)를 절삭 가공하는 기능을 갖는 공구이며, 엔드 밀(23)이란 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27)의 교반날개(29, 31) 저면부(37, 39)를 절삭 가공하는 기능을 갖는 공구이다. 여기서 절삭가공이란, 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27)의 재료를 국부적으로 파쇄시켜, 절삭파편을 내면서 실시하는 가공이며, 연삭가공도 이에 포함된다.

가공구부 수용부(15)는 도 1에 도시한 바와 같이, 중공부를 갖는 거의 직방체형으로 형성된다. 가공구부 수용부(15)의 저면부에는 가공기용 선로(7)에 맞물리는 선로용 오목부(41)가 형성되며, 이로써 가공기(5)는 가공기용 선로(7)상을, 즉 X축 방향으로 이동할 수 있다. 이 중공부에는 가공구부(13)가 형성되며, 가공구부(13)는 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성된다.

스크롤유지대(9)는, 가공대부로서의 유지부(43)와 유지부탑재부(45)를 구비한다.

유지부(43)는, 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이 거의 직방체형으로 형성되며, 유지부탑재부(45) 상에 탑재된다. 그리고 가공기(5)와 대향하는 스크롤설치면(47) 상에는 도 2에 도시한 바와 같이, 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27)의 교반날개(29, 31) 배치면과 반대쪽 면 위 형상에 적합하게 형성된 고정스크롤용 설치부(49) 및 선회스크롤용 설치부(51)가 구성된다. 또 스크롤설치면(47) 상에는 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 고정스크롤용 클램프(53) 및 선회스크롤용 클램프(55)가 구성된다. 고정스크롤용 클램프(53) 및 선회스크롤용 클램프(55)는, 고정스크롤(25) 재료와 선회스크롤(27) 재료를 각각 고정스크롤용 설치부(49) 및 선회스크롤용 설치부(51)에 탈착 가능하게 유지시키는 유지구이다.

유지부탑재부(45)는 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 거의 직방체형으로 형성되며, 그 저면부에는 유지대용 선로(11)에 맞물리는 선로용 오목부(57)가 형성되고, 이로써 스크롤유지대(9)는 유지대용 선로(11) 상을, 즉 Z축 방향으로 이동할 수 있다.

여기서 가공기(5)의 X축 방향의 이동제어, 가공구부(13)의 Y축 방향의 이동제어, 스크롤유지대(9)의 Z축 방향의 이동제어, 및 스핀들(17)의 회전제어에는, 수치제어장치가 이용된다. 구체적으로는, 가공기(5), 가공구부(13), 및 스크롤유지대(9)의 이동, 그리고 스핀들(17) 회전을 지시하는 수치화된 지령값을 지령테이프 등에 기억시키고, 기억시킨 지령값을 수치제어장치로 판독한다. 판독된 지령값을 가공기(5) 등의 이동용 및 스핀들(17)의 회전용 신호로 변환하여 증폭시킨다. 그리고 이 신호에 의해 가공기(5) 등을 이동시키거나 스핀들(17)을 회전시키거나 한다.

본 발명에 관한 제 1 스크롤은 고정스크롤로 구성되며, 제 2 스크롤은 선회스크롤로 구성된다.

여기서 본 발명에 관한 NC공작기계(1)를 이용하여 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)의 제조를 실시하는 공정을 개략적으로 설명한다.

우선 고정스크롤(25) 재료와 선회스크롤(27) 재료를 각각 고정스크롤용 설치부(49) 및 선회스크롤용 설치부(51)에 설치한다.

다음으로, 가공기(5)의 X축 방향 이동, 가공구부(13)의 Y축 방향 이동, 스크롤유지대(9)의 Z축 방향 이동, 및 스핀들(17)의 회전을 수치제어장치를 이용하여 제어함으로써, 선회스크롤(27) 재료, 고정스크롤(25) 재료의 순서로 연속적으로 가공한다. 그 결과 선회스크롤(27)과 고정스크롤(25)이 제조된다. 그리고 이 선회스크롤(27)과 고정스크롤(25)을 한 쌍으로 한다.

다음에, 가공된 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)을 각각 고정스크롤용 설치부(49)와 선회스크롤용 설치부(51)로부터 분리하고, 새로운 고정스크롤(25) 재료와 선회스크롤(27) 재료를 각각 고정스크롤용 설치부(49) 및 선회스크롤용 설치부(51)에 설치한다. 이후, 상술한 작업을 반복한다.

그리고 상술한 한 쌍이 된 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)을 이용하여 스크롤압축기가 제조된다(스크롤압축기의 제조공정은 생략).

여기서 도 5~도 8을 참조하면서, 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27)의 교반날개(29, 31) 높이방향, 즉 Z축 방향에 착안하면서 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)의 제조공정을 상세히 설명하기로 한다.

우선 도 5~도 8에 새로 나오는 부호에 대해 설명한다.

Zob은 선회스크롤(27)의 교반날개(31) 저면부(39)를 절삭 가공할 때, NC공작 기계(1)가 지시하는 Z축 상의 위치, Zot는 선회스크롤(27)의 교반날개(31) 상면부(35)를 절삭 가공할 때, NC공작기계(1)가 지시하는 Z축 상의 위치, Zfb는 고정스크롤(25)의 교반날개(31) 저면부(37)를 절삭 가공할 때, NC공작기계(1)가 지시하는 Z축 상의 위치, Zft는 고정스크롤(25)의 교반날개(31) 상면부(33)를 절삭 가공할 때, NC공작기계(1)가 지시하는 Z축 상의 위치다.

Z1은 시각(T1)에서 스크롤설치면(47)의 Z축 상 위치, Z2는 시각(T2)에서 스크롤설치면(47)의 Z축 상 위치다. 여기서 시각 T1과 T2에 의해 스크롤설치면(47)의 Z축 상에서의 위치가 변화하는 것은, 스크롤(25, 27) 제조 시에 발생하는 열 등에 의한 변형으로써 NC공작기계(1)의 치수, 형상 등이 변화하기 때문이다.

Tb는 엔드 밀(23) 길이의 설정값, δTb(도시 생략)는 엔드 밀(23) 길이의 설정값(Tb)과 실제 길이의 차, Tt는 프라이스(21) 길이의 설정값, δTt(도시 생략)는 프라이스(21) 길이의 설정값(Tt)과 실제 길이의 차이다. 엔드 밀(23) 및 프라이스(21) 길이의 설정값(Tb, Tt)과, 이들의 실제 길이의 사이에 오차가 생기는 것은, 스크롤(25, 27) 제조 시에 발생하는 열 등에 의한 변형으로 엔드 밀(23) 및 프라이스(21)의 치수, 형상 등이 변화하기 때문이다.

또 후에 나오는 H는 고정스크롤(25)의 교반날개(29) 높이의 설정값, hgap는 선회스크롤(27)의 교반날개 선단부 틈새의 설정값이다. 여기서 hgap는 가공된 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)을 조합시켰을 때의 고정스크롤(25) 저면부(37)와 선회스크롤(27) 상면부(35)의 접촉방지, 압축실로부터의 기체누출 방지 등을 감안하여, 소정값이 정확하게 설정되어야 한다. 또 상술한 Zob, Zot, Zfb, 및 Zft는 H, hgap을 기초로 결정된다.

그리고 Z축의 O점은 스크롤유지대(9) 상의 임의의 위치에 설정되어, 스크롤유지대(9)가 유지대용 선로(11) 상을 이동하는데 맞추어 그 위치를 이동한다.

우선, 도 5에 나타내는 바와 같이 시각(T1)에, 선회스크롤(27)의 교반날개(31) 저면부(39)를 절삭 가공한다. 가공 후의 스크롤설치면(47)으로부터 저면부(39)까지의 거리(Lob)는 다음과 같이 된다.

Lob＝Zob-(Tb+δTb)-Z1

＝Zob-Tb-δTb-Z1

다음에, 도 6에 나타낸 바와 같이, 시각(T1)에 고정스크롤(25)의 교반날개(29) 저면부(37)를 절삭 가공한다. 여기서 선회스크롤(27)의 교반날개(31) 저면부(39) 가공 시로부터 시간이 경과했으므로, 고정스크롤(25)의 교반날개(29) 저면부(37)의 가공시각은 정확하게는 T1은 아니다. 그러나 선회스크롤(27)의 저면부(39) 가공과 고정스크롤(25)의 저면부(37) 가공은 연속적으로 실시하므로, 여기서는 저면부(37) 가공시각이 T1인 것으로 가정한다. 가공 후의 스크롤설치면(47)으로부터 저면부(37)까지의 거리(Lfb)는 다음과 같이 된다.

Lfb＝Zfb-(Tb+δTb)-Z1

＝Zfb-Tb-δTb-Z1

다음, 공구홀더(19)로부터 엔드 밀(23)을 꺼내고, 대신 프라이스(21)를 장착 한다.

그 다음, 도 7에 나타낸 바와 같이 시각(T2)에, 선회스크롤(27)의 교반날개(31) 상면부(35)를 절삭 가공한다. 가공 후의 스크롤설치면(47)으로부터 상면부(35)까지의 거리(Lot)는 다음과 같이 된다.

Lot＝Zot-(Tt+δTt)-Z2

＝Zot-Tt-δTt-Z2

계속해서 도 8에 나타낸 바와 같이 시각(T2)에, 고정스크롤(25)의 교반날개(29) 상면부(33)를 절삭 가공한다. 또, 상술한 바와 마찬가지의 이유로 상면부(33) 가공시각을 T2로 가정한다. 가공 후의 스크롤설치면(47)으로부터 상면부(33)까지의 거리(Lft)는 다음과 같이 된다.

Lft＝Zft-(Tt+δTt)-Z2

＝Zft-Tt-δTt-Z2

이상으로써, 선회스크롤(27) 및 고정스크롤(25) 가공이 완료된다.

이 때, 가공된 선회스크롤(27) 및 고정스크롤(25)의 교반날개(31, 29)의 높이(Hos, Hfs)는 각각 수학식 1~4로부터 다음과 같이 된다.

Hos＝Lot-Lob

＝Zot-Tt-δTt-Z2-Zob+Tb+δTb+Z1

Hfs＝Lft-Lfb

＝Zft-Tt-δTt-Z2-Zfb+Tb+δTb+Z1

여기서 선회스크롤(27)의 교반날개(31) 높이의 설정값(H-hgap) 및 고정스크롤(25)의 교반날개(29) 높이의 설정값(H)은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

H-hgap＝Zot-Tt-Zob+Tb

H＝Zft-Tt-Zfb+Tb

수학식 5~8로부터,

Hos＝H-hgap-δTt+δTb-Z2+Z1

Hfs＝H-δTt+δTb-Z2+Z1

수학식 9 및 10 으로부터, 가공된 선회스크롤(27)의 교반날개(31) 높이(Hos) 및 가공된 고정스크롤(25)의 교반날개(29) 높이(Hfs)에는, 선회스크롤(27)의 교반날개(31) 높이의 설정값(H-hgap) 및 고정스크롤(25)의 교반날개(29) 높이의 설정값(H)에 대해 각각, -δTt+δTb-Z2+Z1, -δTt+δTb-Z2+Z1의 치수오차가 발생함을 알 수 있다.

여기서 도 9에 나타낸 바와 같이, 가공된 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27) 을 조합시키면, 선회스크롤(27)의 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)은, 수학식 9 및 10으로부터 다음과 같이 된다.

ΔH＝Hfs-Hos

＝(H-δTt+δTb-Z2+Z1)-(H-hgap-δTt+δTb-Z2+Z1)

＝hgap

따라서, 선회스크롤(27)의 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)을, 선회스크롤(27)의 교반날개 선단부 틈새의 설정값(hgap)으로 할 수 있다.

본 실시형태에 의하면, 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27)의 제조를 동일 NC공작기계(1)로 실시하므로, 시각(T1)에 저면부(37, 39), 시각(T2)에 상면부(33, 35)를 가공한 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)에 생기는 각각의 교반날개(29, 31) 높이방향의 치수오차는 -δTt+δTb-Z2+Z1, -δTt+δTb-Z2+Z1이 된다. 따라서 이 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)을 조합시키면, 상기 치수오차는 차감 0이 된다. 때문에 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)을, 교반날개 선단부 틈새의 설정값(hgap)으로 할 수 있다. 따라서 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)의 정밀도를 쉽게 높일 수 있다.

또 가공한 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)을 조합시킴으로써, 고정스크롤

(25)과 선회스크롤(27) 각각에 발생한 교반날개(29, 31) 높이방향의 치수오차를 차감 0으로 하므로, 가공정밀도가 나쁜 NC공작기계(1)를 사용했다 하더라도, 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)의 정밀도를 높일 수 있다.

또한 가공한 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)을 조합시킴으로써, 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)을, 교반날개 선단부 틈새의 설정값(hgap)으로 할 수 있으므로, 종래와 같이 선택감합을 실시할 필요가 없다. 따라서 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)의 제조공정 수가 감소하며, 나아가 상기 제조시간의 단축화 및 상기 제작의 용이화 그리고 저원가화를 도모할 수 있다.

또 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27) 각각에 발생한 교반날개(29, 31) 높이방향의 치수오차를 활용하여 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)의 정밀도를 높이므로, NC공작기계(1)에는 교반날개(29, 31) 높이방향의 치수오차를 0으로 하는 보정기구가 불필요하게 된다. 따라서 NC공작기계(1)의 구조 용이화, 및 NC공작기계(1)의 저원가화를 도모할 수 있다. 그리고 상기 보정을 실시할 필요가 없으므로, 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)의 제작시간 단축화, 및 제작 용이화를 도모할 수 있다.

또한 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27)의 제조를 교대로 실시하므로, 고정스크롤(25) 제조 시와 선회스크롤(27) 제조 시의 간격이 큰 경우에 비해, 시간 경과와 함께 NC공작기계(1)의 엔드 밀(23) 등에 생기는 열 변형 등에 의해 발생하는 각 교반날개(29, 31) 높이방향의 치수오차의 차이를 작게 할 수 있다. 그러므로 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)을 교반날개 선단부 틈새의 설정값(hgap)에 더욱 가깝게 할 수 있다. 따라서 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)의 정밀도를 한층 높일 수 있다.

또 NC공작기계(1)는 고정스크롤(25) 재료와 선회스크롤(27) 재료를 동시에 유지 가능하게 구성된 스크롤유지대(9)를 구비하므로, 1 개의 스크롤 제작이 완료될 때마다 그 스크롤을 빼고 새로운 스크롤 재료를 설치할 필요가 없다. 때문에 고정스크롤(25) 제조 시와 선회스크롤(27) 제조 시의 간격을 더욱 작게 할 수 있다. 그러므로 각 교반날개(29, 31) 높이방향의 치수오차의 차이를 더욱 작게 할 수 있으며, 나아가 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)을 교반날개 선단부 틈새의 설정값(hgap)에 더욱 가깝게 할 수 있다. 따라서 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)의 정밀도를 더 한층 높일 수 있다.

또한 스크롤유지대(9)에서 고정스크롤(25) 제조와 선회스크롤(27) 제조를 연속적으로 실시할 수 있으므로, 고정스크롤(25) 제조 시와 선회스크롤(27) 제조 시의 간격을 더욱 작게 할 수 있다. 그러므로 각 교반날개(29, 31) 높이방향의 치수오차의 차이를 더욱 작게 할 수 있으며, 나아가 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)을 교반날개 선단부 틈새의 설정값(hgap)에 더욱 가깝게 할 수 있다. 따라서 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)의 정밀도를 더 한층 높일 수 있다.

또 NC공작기계(1)는, 고정스크롤(25) 제조와 선회스크롤(27) 제조를, 이 제조에 관한 동작을 지시하는 프로그램에 의해 실행하므로, 수동 공작기계의 경우에 비해 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)의 정밀도를 더 한층 높일 수 있다.

또한 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27) 제작을 엔드 밀(23) 및 프라이스(21)로 실시한다. 때문에 엔드 밀(23) 및 프라이스(21)와 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27)이 접촉함으로써, 엔드 밀(23) 및 프라이스(21)와 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27) 사이에 마찰열이 발생한다. 그러므로 엔드 밀(23) 및 프라이스(21)가 마찰열 등에 의해 변형되며, 이를 원인으로 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27)에 치수오차가 발생한다.

그러나 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27) 제작을 동일 NC공작기계(1)로 실시하므로, 거의 동일시간대에 제작된 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27)에 발생한 각각의 상기 치수오차는 거의 같은 값이 된다. 그러므로 이 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)을 조합시키면, 각 치수오차는 차감이 거의 0이 되기 때문에 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)을 거의 교반날개 선단부 틈새의 설정값(hgap)으로 할 수 있다. 따라서 고정스크롤(25) 및 선회스크롤(27) 제작을 엔드 밀(23) 및 프라이스(21)로 실시할 경우에도, 교반날개 선단부 틈새량(ΔH)의 정밀도를 쉽게 높일 수 있다.

또 본 실시형태에 의하면, NC공작기계(1)는 상술한 바와 같은 구조, 기능 등을 구비하지만, 이에 한정되지 않고, 다른 구조 기능 등을 구비해도 된다. 예를 들어 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 스크롤유지대(9)에 회전축(59, 61)이 구성되도 된다. 이로써 고정스크롤용 설치부(49) 및 선회스크롤용 설치부(51)에 각각 유지된 고정스크롤(25) 재료 및 선회스크롤(27) 재료는, 회전축(59, 61)의 회전에 따라 회전이 가능하다. 그리고 회전축(59, 61)의 회전, 가공기(5)의 X축 방향 이동, 가공구부(13)의 Y축 방향 이동, 스크롤유지부(9)의 Z축 방향 이동, 및 스핀들(17) 회전에 의해, 선회스크롤(27)과 고정스크롤(25)을 제조할 수 있다.

또한 본 실시형태에 의하면, 선회스크롤(27), 고정스크롤(25) 순으로 제조되지만, 반대순서라도 된다.

또 본 실시형태에 의하면, 고정스크롤(25)과 선회스크롤(27)을 제조하지만, 선회스크롤과 선회스크롤을 제조해도 된다.

이상과 같이 본 발명은 스크롤기구의 제조방법에 유용하다.

Claims

제 1 스크롤(25)과 제 2 스크롤(27)을 조합시켜 구성되는 스크롤기구의 제조방법이며,

복수의 제 1 스크롤(25)과 복수의 제 2 스크롤(27)을 동일 공작기계(1)의 동일 가공구부(13)로 제작하고, 상기 제 1 스크롤(25) 및 상기 제 2 스크롤(27) 중에서 동일시간대에 제작된 제 1 스크롤(25)과 제 2 스크롤(27)을 조합시키는 스크롤기구의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

제 1 스크롤(25) 및 제 2 스크롤(27)의 제작을 교대로 실시하며, 교대로 제작된 스크롤(25, 27)끼리를 조합시키는 스크롤기구의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

공작기계는, 제 1 스크롤(25) 재료와 제 2 스크롤(27) 재료를 동시에 배치 가능하게 구성됨과 동시에, 상기 제 1 스크롤(25) 재료와 상기 제 2 스크롤(27) 재료가 가공 가능하게 구성된 가공대부(9)를 구비하는 스크롤기구의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

제 1 스크롤(25) 및 제 2 스크롤(27)을 연속적으로 제작하는 스크롤기구의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

공작기계는 NC공작기계(1)로 구성되는 스크롤기구의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

제 1 스크롤(25) 및 제 2 스크롤(27)의 제작을 절삭가공으로 실시하는 스크롤기구의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

공작기계는, 제 1 스크롤(25) 및 제 2 스크롤(27)의 상면을 절삭하는 기능을 갖는 상면가공용 공구(21)와, 제 1 스크롤(25) 및 제 2 스크롤(27)의 저면을 절삭하는 기능을 갖는 저면가공용 공구(23)를 구비하는 스크롤기구의 제조방법.