KR20160113638A

KR20160113638A - 주물 구멍 가공품의 형성 방법, 주물의 케이싱, 및 스크루 압축기의 케이싱

Info

Publication number: KR20160113638A
Application number: KR1020167022817A
Authority: KR
Inventors: 도시유키 미야타케; 도모야 요네츠
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2014-01-30
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-09-30
Also published as: TWI566862B; CN105934298A; KR101862963B1; WO2015114932A1; US10352323B2; TW201544217A; JP6279915B2; JP2015139870A; CN105934298B; US20170002813A1

Abstract

주물 관통 구멍(12)에 연통되도록 드릴(17)로 구멍 가공을 실시하는 주물 구멍 가공품의 형성 방법은, 주조 공정과, 구멍 가공 공정을 구비한다. 주조 공정에서는, 드릴(17)로 구멍 가공이 실시되는 위치의 폭이, 드릴(17)의 직경(D)에, 주물(10)의 제조 오차 범위인 제1 길이(H1)를 더한 제2 길이(H2)인, 평탄한 내벽면(15a)을 포함하는 주물 관통 구멍(12)을 갖는 주물(10)을 주조한다. 구멍 가공 공정에서는, 드릴(17)에 의해 평탄한 내벽면(15a)을 통과하여 주물 관통 구멍(12)의 내부와 주물(10)의 외부를 연통하는 관통 구멍(13)의 구멍 가공을 실시한다.

Description

주물 구멍 가공품의 형성 방법, 주물의 케이싱, 및 스크루 압축기의 케이싱{METHOD FOR FORMING HOLE-PROCESSED CASTS, CAST CASING, AND SCREW COMPRESSOR CASING}

본 발명은, 주물 구멍 가공품의 형성 방법, 주물의 케이싱, 및 스크루 압축기의 케이싱에 관한 것이다.

일반적으로, 스크루 압축기 본체 케이싱에는, 베어링이나 기어 등의 윤활이나 냉각을 목적으로 하여 급유를 행하기 위한 유로(급유 유로)가 설치되어 있다. 급유를 필요로 하는 개소는 몇군데 있지만, 배관 삭감을 위해 1군데로부터 급유함으로써, 급유가 필요한 개소 모두에 기름을 공급할 수 있도록, 복수의 드릴 구멍을 접속하여 급유 유로를 형성하는 경우가 있다. 그 때, 급유 유로는, 길이 L/직경 D가 6 이상인 긴 구멍과, 그것과 분기되어 있으며 비교적 길이가 짧은 구멍으로 형성하는 경우가 있다. 긴 구멍은 롱 드릴로 뚫어서 형성되지만, 롱 드릴로의 가공은, 공구가 특수해질 뿐 아니라, 가공 시간도 길기 때문에 생산성이 나쁘다.

상기 가공 시간의 문제는 주물 구멍 내기에 의해 급유 유로(각각의 구멍)를 형성함으로써 해결할 수 있다. 그러나, 복수의 드릴 구멍의 전부를 주물 구멍 내기로 바꾸는 것은, 구멍의 위치에 따라서는 코어의 설치가 곤란하여 불가능한 경우가 있다.

상기 코어의 설치 문제는, 주물에 있어서의 코어의 설치가 곤란한 장소에 드릴 구멍을 추가함으로써 해결할 수 있다. 그러나, 주입 정밀도에 기인하여 주물 관통 구멍이 어긋났을 경우, 그 주물 관통 구멍에 대한 드릴 구멍의 가공 위치가 설계상의 위치로부터 상대적으로 어긋나는 것을 생각할 수 있다. 이러한 경우, 드릴의 둘레 방향에서 가공물과의 접촉 상태에 불균일이 발생하고, 드릴의 가공 저항이 드릴의 직경 방향에서 상이함(주로 드릴에 대한 직경 방향의 반력에 차가 발생함)에 따라 드릴의 런아웃이 발생한다. 드릴의 런아웃은 드릴이 길수록 발생하기 쉽고, 이 런아웃에 의해, 드릴이 손상되어, 생산성이 악화되기 때문에, 가공 대상물에 드릴의 런아웃을 방지하는 구조가 필요해진다.

특허문헌 1에는, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 변속기 케이스(100)의 제1 구멍(101)에 제1 구멍(101) 길이 방향을 따르는 직사각형 오목 홈(102)을 형성함으로써, 드릴 구멍 가공 시의 드릴 런아웃을 방지하는 구조가 개시되어 있다. 그러나, 드릴 가공에 의해 뚫어서 형성하는 제2 구멍(103)의 중심이, 주물 구멍 내기로 제작된 제1 구멍(101)의 중심을 관통하는 경우에는 대응할 수 없다.

또한, 도 7b에 도시하는 바와 같이, 본 기술을 적용하는 장소에 따라는, 제1 구멍(101) 중심에 대하여 제2 구멍(103) 중심을 제1 구멍(101)의 범위 외에 있는 직사각형 오목 홈(102)의 범위 내까지 편심시킴으로써, 주물이 커져 비용면에서 불리해진다.

통상, 주물 관통 구멍은 코어를 사용하여 제작하지만, 주탕 시에 코어가 어긋나는 것은 충분히 예상된다. 도 7c 및 도 7d에 도시하는 바와 같이, 주물 관통 구멍인 제1 구멍(101)이 어긋났을 경우, 돌기(104)가 형성된다. 구멍에 기름 등의 액체가 흐를 경우, 돌기(104)가 액체의 저항에 의해 파손되어, 하류측으로 흐르는 것에 의해, 급유 노즐의 눈 막힘이나 베어링 등의 정밀 부품을 손상시켜, 품질의 저하로 이어질 우려도 있다.

일본 특허 공개 제2012-11477호 공보

본 발명은, 주물 구멍 가공품의 가공 드릴의 런아웃에 의한 드릴의 손상을 회피하고, 생산성을 손상시키는 일 없이, 저비용성 및 품질을 향상시키는 것을 과제로 한다.

상기 과제의 해결 수단으로서, 본 발명은, 주물 관통 구멍에 연통되도록 드릴로 구멍 가공을 실시하는 주물 구멍 가공품의 형성 방법이며, 상기 드릴로 구멍 가공이 실시되는 위치의 폭이, 상기 드릴의 직경 D에, 주물의 제조 오차 범위인 제1 길이 H1을 더한 제2 길이 H2인, 평탄한 내벽면을 포함하는 주물 관통 구멍을 갖는 주물을 주조하는 주조 공정과, 상기 드릴에 의해 상기 평탄한 내벽면을 통과하여 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 관통 구멍의 구멍 가공을 실시하는 구멍 가공 공정을 구비하는, 주물 구멍 가공품의 형성 방법을 제공한다.

상기 구멍 가공 공정은, 주물 관통 구멍의 축 방향에 있어서의 도중 위치에 연통되도록 드릴로 구멍 가공을 실시하는 공정이며, 또한, 상기 주물에 대하여, 주조 공정에 있어서의 주물 관통 구멍의 위치 어긋남이 발생하고 있지 않다고 가정한 경우의 당해 주물 관통 구멍의 가상 중심선과 직교하는 방향의 연장선 상에 회전축이 위치 결정된 드릴에 의해, 상기 평탄한 내벽면을 통과하여 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 관통 구멍의 구멍 가공을 실시하는 공정이다. 상기 구멍 가공 공정에 있어서, 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 깊이가 상기 드릴의 직경 D의 6배 이상인 관통 구멍의 구멍 가공을 실시한다.

이 방법에 의하면, 주물 관통 구멍에 형성되는 평탄한 내벽면의 1변의 길이 또는 폭이, 드릴의 직경 D에 주물의 제조 오차 범위인 제1 길이 H1을 더한 제2 길이 H2 이상이 되므로, 주물 관통 구멍의 위치에 제조 오차가 발생한 경우에도, 주물 관통 구멍에 평탄한 내벽면을 통과하여 확실하게 관통 구멍을 형성할 수 있다. 즉, 구멍 가공 공정에 있어서, 드릴의 가공 저항이 상이함에 의한 드릴의 런아웃을 방지할 수 있으므로, 드릴의 손상을 피할 수 있고, 드릴 가공에 긴 가공 시간을 필요로 하는 구멍을 가공 시간을 필요로 하지 않는 주물 관통 구멍으로 치환할 수 있다. 이에 의해, 생산성이 손상되는 것을 피할 수 있다. 또한, 주물 관통 구멍의 위치 어긋남을 고려한 주조의 제조 오차 범위에 평탄한 내벽면을 형성하고 있으므로, 주물 관통 구멍의 평탄한 내벽면의 범위 내에 위치하도록 관통 구멍을 뚫어서 형성할 수 있다. 그로 인해, 주물 외면에 여분의 두께를 붙일 필요가 없어 주물의 대형화를 피할 수 있다. 따라서, 저비용성을 향상시킬 수 있다. 또한, 주물 관통 구멍의 평탄한 내벽면에 대하여 드릴 가공을 행할 수 있으므로, 평탄한 내벽면에 돌기 형상이 형성되는 것을 피할 수 있다. 따라서, 돌기 형상이 파손되어서 급유 노즐을 막히게 하는 일, 및 베어링 등의 정밀 부품을 손상시키는 일 등을 피할 수 있고, 장치의 품질 저하를 피할 수 있다. 이상으로 인해, 주물 구멍 가공품의 가공 드릴의 런아웃에 의한 드릴의 손상을 회피하고, 생산성을 손상시시키는 일 없이, 저비용성 및 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 평탄한 내벽면의 범위 내에서 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 깊이가 상기 드릴의 직경 D의 6배 이상인 관통 구멍의 구멍 가공을 실시하는 구멍 가공 공정을 구비하고 있으므로, 상기 드릴의 런아웃을 억제할 수 있다. 따라서, 관통 구멍이 주물 관통 구멍을 관통하도록 형성되고, 그 관통 구멍의 선단측에서 그 관통 구멍에 대하여 별도 관통하는 드릴 구멍(별도의 관통 구멍)을 연통시키는 경우에 있어서는, 관통 구멍끼리의 위치 어긋남을 억제할 수도 있다.

상기 주물 관통 구멍의 축 방향의 길이인 제3 길이를 L이라 했을 경우, 상기 제3 길이 L은 상기 드릴의 직경 D의 6배 이상이어도 된다. 이 방법에 의하면, 주물 구멍 내기에 의해 주물 관통 구멍을 형성하므로, 드릴 가공에서는 롱 드릴을 사용함으로써 긴 가공 시간이 필요해지는 긴 구멍이어도, 생산성을 손상시키는 일 없이 형성할 수 있다.

상기 주물 관통 구멍은 코어를 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. 이 방법에 의하면, 주물에 주물 관통 구멍을 용이하게 형성할 수 있다.

상기 주물 관통 구멍은 풀 몰드 주조법을 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. 이 방법에 의하면, 주물 관통 구멍의 벽면에 테이퍼 부분이 형성되는 것을 배제할 수 있다. 따라서, 주물에 동일 단면 형상으로 주물 관통 구멍을 만들 수 있다. 또한, 치수 정밀도가 높은 주물을 제작할 수 있기 때문에, 주물의 두께도 억제할 수 있어, 최소한의 비용으로 억제할 수 있다.

상기 주물 관통 구멍은 상기 주물을 관통시키는 코어를 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. 그 때, 상기 주물의 제조 오차 범위인 제1 길이 H1은 최대 4㎜, 바람직하게는 2㎜ 내지 4㎜로 설정하면 된다. 이 방법에 의하면, 주탕 시의 코어의 어긋남을 억제할 수 있다. 그로 인해, 주물에 비교적 긴 주물 관통 구멍(예를 들어, 제3 길이 L이 제2 길이 H2의 6배 이상이 되는 구멍)을 용이하게 형성할 수 있다.

상기 주물 관통 구멍은 풀 몰드 주조법에 있어서 상기 주물을 관통시키는 소실 모형을 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. 그 때, 상기 주물의 제조 오차 범위인 제1 길이 H1은 최대 4㎜, 바람직하게는 1.5㎜ 내지 3㎜로 설정하면 된다. 이 방법에 의하면, 위치 어긋남이 작은 주물 관통 구멍을 형성할 수 있다. 그로 인해, 주물에 비교적 긴 주물 관통 구멍(예를 들어, 제3 길이 L이 제2 길이 H2의 6배 이상이 되는 구멍)을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 주물 관통 구멍을 동일 단면 형상으로 형성하기 쉽기 때문에, 주물 관통 구멍의 단면에 있어서의 1변의 길이를 최소한으로 억제할 수 있다.

상기 과제의 해결 수단으로서, 본 발명의 스크루 압축기의 케이싱은, 주물의 케이싱이며, 드릴의 회전축에 직교하도록 배치되며 상기 드릴의 직경 D에, 상기 주물의 제조 오차 범위인 제1 길이 H1을 더한 제2 길이 H2를 1변으로 하는 평탄한 내벽면을 포함하는 주물 관통 구멍과, 상기 드릴에 의해 가공되며, 상기 평탄한 내벽면을 통과하여 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 방향의 관통 구멍을 구비하도록 하였다.

드릴에 의해 관통 구멍이 가공되어 있으므로, 주물 관통 구멍의 평탄한 내벽면에 돌기 형상이 형성되는 것을 피할 수 있다. 따라서, 돌기 형상이 파손되어 급유 노즐을 막히게 하는 것, 및 베어링 등의 정밀 부품을 손상하는 것 등을 피할 수 있고, 장치의 품질의 저하를 피할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명은, 주물 관통 구멍에 연통되도록 드릴로 구멍 가공이 실시된 주물의 케이싱이며, 상기 드릴로 구멍 가공이 실시되는 위치의 폭이, 적어도 상기 드릴의 직경 D에 주물의 제조 오차 범위인 제1 길이 H1을 더한 제2 길이 H2를 갖는 평탄한 내벽면을 포함하는, 주물 관통 구멍과, 상기 드릴에 의해 구멍 가공되며, 상기 평탄한 내벽면을 통과하여 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 관통 구멍을 구비하는, 주물의 케이싱을 제공한다. 상기 관통 구멍은, 상기 주물 관통 구멍의 축 방향에 있어서의 도중 위치에 연통되도록 형성되며, 또한 상기 주물의 케이싱에 대하여, 주조 공정에 있어서의 상기 주물 관통 구멍의 위치 어긋남이 발생하고 있지 않다고 가정한 경우의 당해 주물 관통 구멍의 가상 중심선과 직교하는 방향의 연장선 상에 회전축이 위치 결정된 드릴에 의해 구멍 가공되어 있다. 상기 관통 구멍이 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 깊이는, 상기 드릴의 직경 D의 6배 이상이다.

상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 본 발명은, 주물 관통 구멍의 축 방향에 있어서의 도중 위치에 연통되도록 드릴로 구멍 가공이 실시된 주물의 케이싱이며, 풀 몰드 주조법에 있어서 상기 주물을 관통시키는 소실 모형을 사용하여 형성되고, 상기 드릴로 구멍 가공이 실시되는 위치의 폭이, 적어도 상기 드릴의 직경 D에, 주물의 제조 오차 범위로서 1.5㎜ 내지 3㎜의 제1 길이 H1을 더한 제2 길이 H2를 갖는 평탄한 내벽면을 포함하는, 주물 관통 구멍과, 상기 주물의 케이싱에 대하여, 주조 공정에 있어서의 주물 관통 구멍의 위치 어긋남이 발생하고 있지 않다고 가정한 경우의 당해 주물 관통 구멍의 가상 중심선과 직교하는 방향으로 상기 드릴에 의해 구멍 가공되고, 상기 평탄한 내벽면을 통과하여 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 관통 구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 스크루 압축기의 케이싱을 제공한다. 상기 관통 구멍은, 상기 평탄한 내벽면을 통과하여 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 깊이가 상기 드릴의 직경 D의 6배 이상이다.

이들 구성에 의하면, 주물을 관통하는 주물 관통 구멍을 형성하고 있으므로 주물 관통 구멍의 위치 어긋남이 억제되어 있다. 그 주물 관통 구멍의 평탄한 내벽면에 대하여 드릴에 의해 관통 구멍이 가공되어 있으므로, 주물 외면에 여분의 두께를 붙일 필요가 없어 주물의 대형화를 피할 수 있음과 함께, 돌기 형상이 파손되어 급유 노즐을 막히게 하는 것, 및 베어링 등의 정밀 부품을 손상시키는 것 등을 피할 수 있다. 따라서, 저비용성과 장치의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 가공 시간을 필요로 하지 않는 주물 관통 구멍을 적어도 구비하고 있으므로, 생산성이 손상되는 것을 피할 수 있다. 또한, 관통 구멍이 주물 관통 구멍을 관통하도록 형성되고, 그 관통 구멍의 선단측에서 그 관통 구멍에 대하여 별도 관통하는 드릴 구멍(별도의 관통 구멍)을 연통시킬 경우에 있어서는, 관통 구멍끼리의 위치 어긋남을 억제할 수도 있다.

상기 주물 관통 구멍의 축 방향의 길이인 제3 길이를 L이라 했을 경우, 상기 제3 길이 L은 상기 드릴의 직경 D의 6배 이상이어도 된다. 이 구성에 의하면, 주물 구멍 내기에 의해 주물 관통 구멍을 형성하고 있으므로, 드릴 가공에서는 롱 드릴을 사용함으로써 긴 가공 시간이 필요해지는 긴 구멍이어도, 생산성을 손상시키는 일 없이 압축기의 케이싱에 형성할 수 있다.

또한, 상기 평탄한 내벽면의 범위 내에서 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 깊이가 상기 드릴의 직경 D의 6배 이상인 관통 구멍의 구멍 가공을 실시하는 구멍 가공 공정을 구비하고 있으므로, 상기 드릴의 런아웃을 억제할 수 있다. 따라서, 관통 구멍이 주물 관통 구멍을 관통하도록 형성되고, 그 관통 구멍의 선단측에서 그 관통 구멍에 대하여 별도로 관통하는 드릴 구멍(별도의 관통 구멍)을 연통시키는 경우에 있어서는, 관통 구멍끼리의 위치 어긋남을 억제할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 주물 구멍 가공품의 가공 드릴의 런아웃에 의한 드릴의 손상을 회피하여, 생산성을 손상시키는 일 없이, 저비용성 및 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1a는 본 발명의 주물 구멍 가공품의 형성 방법이 적용된 스크루 압축기의 케이싱의 일부를 도시하는 부분 정면도.
도 1b는 본 발명의 주물 구멍 가공품의 형성 방법이 적용된 스크루 압축기의 케이싱의 일부를 도시하는 부분 측면도.
도 2a는 제1 실시 형태에 따른 제조 오차를 갖지 않는 주물 구멍 가공품의 가공 상태를 도시하는 단면도.
도 2b는 제1 실시 형태에 따른 제조 오차를 갖는 주물 구멍 가공품의 가공 상태를 도시하는 단면도.
도 3은 제1 실시 형태의 코어 상자형을 도시하는 평면도.
도 4는 제2 실시 형태에 따른 제조 오차를 갖지 않는 주물 구멍 가공품의 가공 상태를 도시하는 단면도.
도 5a는 본 발명의 변형예를 도시하는 단면도.
도 5b는 본 발명의 변형예에 사용되는 코어 상자형을 도시하는 평면도.
도 6a는 본 발명의 변형예를 도시하는 단면도.
도 6b는 본 발명의 변형예에 사용되는 코어 상자형을 도시하는 평면도.
도 7a는 종래의 드릴 런아웃 방지 구조를 도시하는 단면도.
도 7b는 제1 구멍의 중심에 대하여 편심된 제2 구멍을 갖는 대형화된 주물의 일부를 도시하는 도면.
도 7c는 돌기 형상의 형성 위치를 도시하는 도면.
도 7d는 돌기 형상의 형성 위치를 도시하는 도면.

이하, 본 발명의 주물 구멍 가공품의 형성 방법을 실시하기 위한 스크루 압축기의 케이싱(주물)에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 설명에 있어서는, 편의상, 지면에서의 상하를 상측 및 하측이라 부르고, 좌우를 가로라 부르고 있다.

(제1 실시 형태)

도 1a 및 도 1b는 제1 실시 형태에 따른 스크루 압축기의 케이싱(10)의 일부를 도시한다. 케이싱(10)은, 자웅 한 쌍의 스크루 로터, 스크루 로터의 로터축을 지지하는 베어링, 로터축의 단부에 설치되며 로터 사이에서 구동력을 전달하기 위한 기어 등을 수용 가능한 형상을 갖고 있다. 케이싱(10)은, 베어링이나 기어 등의 윤활이나 냉각을 목적으로 하여 급유하기 위한 급유 유로(11)를 구비하고 있다. 또한, 도 1a 및 도 1b에 도시하는 케이싱(10)의 자세는, 후술하는 구멍 가공 공정의 가공 시의 자세(도 2a, 도 2b, 도 4, 도 5a, 도 6a)와는 상이하다.

급유 유로(11)는, 주물 관통 구멍(12), 가공 구멍(관통 구멍)(13), 및 가공 구멍(14)에 의해 구성되어 있다.

도 1b에 도시하는 바와 같이, 주물 관통 구멍(12)은, 케이싱(10)의 일단부로부터 타단부에 관통되도록 형성되어 있다. 주물 관통 구멍(12)은, 주물을 관통하도록 주형에 설치된 코어에 의해 케이싱(10)을 주조 성형할 때 주물 구멍 내기함으로써 성형된다. 주물 관통 구멍(12)은, 도 3에 도시하는 바와 같은 코어 상자형(20)으로 형성한 코어를 사용하여 주조함으로써 형성된다. 도 2a에 도시하는 바와 같이, 주물 관통 구멍(12)은, 평면부(15)와 곡면부(16)에 의해 획정되어 있다. 평면부(15)에 접속되는 곡면부(16)는, 모래의 시징이나 날림을 방지하기 위해 형성된 형상이다. 주물 관통 구멍(12)에 의해 형성되는 유로의 단면 형상은 대략 정사각형이다. 하나의 평면부(15)인 평탄한 내벽면(15a)은, 드릴(17)의 회전축 P의 축심에 직교하도록 배치되어 있다. 드릴(17)의 직경은 D이다. 도 2a에 도시하는 바와 같이, 평탄한 내벽면(15a)에는, 케이싱(10)에 제조 오차(주조 성형에 수반되는 오차)가 발생하고 있지 않은 상태에서 드릴(17)에 의해 관통되는 위치에 표준 관통부(18)가 설정되어 있다. 또한, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 평탄한 내벽면(15a)에는, 구멍 가공 공정에서의 가공 시의 표준 관통부(18)의 상측 및 하측에, 각각 위치 어긋남 허용부(19)가 설정되어 있다. 위치 어긋남 허용부(19)는, 주물의 제조 오차, 즉 코어의 위치 어긋남에 기인하는 주물 관통 구멍(12)의 위치 어긋남이 발생한 경우에도, 드릴(17)의 가공 저항을 증가시키지 않는 영역이다. 또한, 도 2a 및 도 2b의 어떠한 경우에도, 드릴(17)은 평탄한 내벽면(15a)을 통과하는 구멍 가공을 실시하도록, 주조 공정에 있어서의 주물 관통 구멍의 위치 어긋남(주조 성형에 수반되는 오차)이 발생하고 있지 않다고 가정한 경우의 주물 관통 구멍의 가상 중심선(설계상의 중심선) P0과 직교하는 방향의 연장선 상에 회전축이 위치 결정되어 있다. 도 2a 및 도 2b에 도시하는 바와 같이, 케이싱(10)의 평탄한 내벽면(15a)을 드릴(17)의 회전축에 직교하도록 배치했을 때, 평탄한 내벽면(15a)의 상하 방향의 1변의 길이, 즉 드릴로 구멍 가공이 실시되는 위치의 폭은, 드릴(17)의 직경 D에 주물의 제조 오차 범위인 제1 길이 H1을 더한 제2 길이 H2이다. 제1 길이 H1은, 상측의 제조 오차 범위인 길이 0.5 H1 및 하측의 제조 오차 범위인 길이 0.5 H1의 합계이다.

가공 구멍(13)은, 주물 관통 구멍(12)을 관통하도록 드릴 직경 D의 6배 이상의 깊이로 드릴 가공되어 형성되어 있다. 주물 관통 구멍(12)의 축과 가공 구멍(13)의 축은 대략 직교하고 있다. 즉, 주물 관통 구멍(12)의 축과 가공 구멍(13)의 축은, 직교하는 상태에 대하여 제조 오차로서 허용되는 어긋남(±0.5 H1 이하)의 범위 내에 위치하여 대략 직각 방향으로 교차하고 있다. 가공 구멍(14)은, 가공 구멍(13)에 연통되도록 드릴 가공되어 형성되어 있다. 가공 구멍(13)의 축과 가공 구멍(14)의 축은 대략 직교하고 있다. 주물 관통 구멍(12), 가공 구멍(13), 및 가공 구멍(14)의 각 축은, 대략 동일 평면 상에 위치하고 있다.

본 발명의 주물 구멍 가공품의 형성 방법을 설명한다. 이 형성 방법은, 주조 공정과, 주조 공정 후에 이어지는 구멍 가공 공정을 구비한다.

주조 공정은, 코어를 배치한 주형에 용융 금속을 유입하여 주조하는 종래 공지된 공정이다. 본 실시 형태의 주조 공정에 의해, 드릴(17)의 회전축 P에 직교하게 배치되며 상하 방향의 제2 길이 H2를 1변으로 하는 평탄한 내벽면(15a)을 포함하는 주물 관통 구멍(12)을 갖는 주물이 주조된다.

구멍 가공 공정은, 드릴(17)에 의해, 케이싱(10)의 평탄한 내벽면(15a)을 통과하여 주물 관통 구멍(12)의 내부와 케이싱(10)의 외부를 연통하는 관통 구멍(13)의 구멍 가공을 실시하는 공정이다. 구멍 가공 공정에서는, 구멍 가공 장치에 세트된 케이싱(10)에 대하여, 드릴(17)의 회전축 P가, 주조 공정에 있어서의 주물 관통 구멍의 위치 어긋남(주조 성형에 수반하는 오차)이 발생하고 있지 않다고 가정한 경우의 당해 주물 관통 구멍의 가상 중심선 P0과 직교하는 방향의 연장선 상에 위치 결정된다. 즉, 드릴(17)의 선단을, 미리 주물 관통 구멍의 설계상의 중심선인 가상 중심선 P0의 방향으로 설정된 점을 향하여 전진함으로써, 평탄한 내벽면(15a)을 통과하는 구멍 가공을 실시한다.

도 2a 및 도 2b는, 케이싱(10)의 주물 관통 구멍(12)에 드릴(17)에 의해 드릴 가공하는 상태를 도시한다. 도 2a에 도시하는 바와 같이, 주물의 제조 오차, 즉 케이싱(10)에 주물 관통 구멍(12)의 상하 방향의 위치 어긋남이 발생하고 있지 않은 경우, 드릴(17)은 평탄한 내벽면(15a)의 표준 관통부(18)만을 관통한다. 도 2b에 도시하는 바와 같이, 주물의 제조 오차, 즉 케이싱(10)에 주물 관통 구멍(12)의 상하 방향의 위치 어긋남 G가 발생하고 있을 경우, 드릴(17)은 표준 관통부(18) 및 위치 어긋남 허용부(19)를 관통한다. 케이싱(10)에는, 표준 관통부(18)의 외측에 위치 어긋남 허용부(19)를 설치하고 있으므로, 표준 관통부(18) 및 위치 어긋남 허용부(19)를 포함하는 범위에 드릴(17)이 관통된다.

이 방법에 의하면, 주물 관통 구멍(12)에, 드릴(17)의 직경 D에 주물의 제조 오차 범위인 제1 길이 H1을 더한 제2 길이 H2를 1변으로 하는 평탄한 내벽면(15a)을 형성하고 있으므로, 주물 관통 구멍(12)의 위치에 제조 오차가 발생한 경우에도, 주물 관통 구멍(12)에 평탄한 내벽면(15a)을 통과하여 확실하게 관통 구멍(13)을 형성할 수 있다.

즉, 구멍 가공 공정에 있어서, 드릴(17)을 평탄한 내벽면(15a)에 관통시킴으로써, 드릴(17)의 가공 저항이 상이함에 따른 드릴(17)의 런아웃을 방지할 수 있으므로, 드릴(17)의 손상을 피할 수 있다. 드릴 가공에 긴 가공 시간을 필요로 하는 구멍을 가공 시간을 필요로 하지 않는 주물 관통 구멍(12)으로서 형성하고 있으므로, 생산성이 손상되는 것을 피할 수 있다.

또한, 주물 관통 구멍(12)의 위치 어긋남을 고려한 제조 오차 범위에 평탄한 내벽면(15a)을 형성하고 있으므로, 주물 관통 구멍(12)의 중심에 대하여 관통 구멍(13)을 뚫어서 형성할 수 있다. 그로 인해, 주물 외면에 여분의 두께를 붙일 필요가 없어 주물의 대형화를 피할 수 있다. 따라서, 저비용성을 향상시킬 수 있다.

또한, 주물 관통 구멍(12)의 평탄한 내벽면(15a)에 대하여 드릴 가공을 행할 수 있으므로, 평탄한 내벽면(15a)에 돌기 형상이 형성되는 것을 피할 수 있다. 따라서, 돌기 형상이 파손되어 급유 노즐을 막히게 하는 것, 및 베어링 등의 정밀 부품을 손상시키는 것 등을 피할 수 있어, 장치의 품질 저하를 피할 수 있다.

이상으로부터, 주물 구멍 가공품의 가공 드릴의 런아웃에 의한 드릴의 손상을 회피하고, 생산성을 손상시키는 일 없이, 저비용성 및 품질을 향상시킬 수 있다.

주물 관통 구멍(12)은 코어를 사용하여 형성되어 있으므로, 주물에 주물 관통 구멍(12)을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 주물 관통 구멍(12)의 축 방향의 길이(제3 길이)를 L로 했을 경우, 길이 L/드릴(17)의 직경 D를 6 이상으로 형성할 수 있으므로, 드릴 가공에 의하면 롱 드릴을 사용함으로써 긴 가공 시간이 필요해지는 긴 구멍이어도 생산성을 손상시키는 일이 없다. 이때, 주물 관통 구멍(12)은 주물을 관통하는 코어를 사용하여 형성되어 있어도 된다. 이에 의해, 주물의 제조 오차를 보다 작게 하는 것, 예를 들어 제1 길이 H1을 4㎜ 이하(±2㎜ 이하) 정도로 할 수 있다.

(제2 실시 형태)

제2 실시 형태에 따른 스크루 압축기의 케이싱(10)은, 풀 몰드 주조법을 사용하여 형성되어 있다. 풀 몰드 주조법은, 예를 들어 로스트 왁스법이나 소실 모형 주조법이다.

로스트 왁스법은, 왁스(납)로 형성된 모형이 녹는 것을 이용한 주조법이며, 왁스 모형을 충실하게 전사한 공간을 갖는 주형에 용융 금속을 유입하는 주조법이다.

소실 모형 주조법은, 발포 폴리스티렌 등의 발포 합성 수지로 제작한 소실 모형을 주물사 내에 매설하여 주형을 구성하고, 용융 금속을 그 소실 모형에 주입하여 당해 모형을 연소 기화시킴으로써, 소실 모형을 용융 금속으로 치환하여 주물을 주조하는 방법이다.

도 4는 제2 실시 형태의 케이싱(10)의 주물 관통 구멍(12)에 드릴(17)에 의해 드릴 가공하는 상태를 도시한다. 이 예에서는, 주물 관통 구멍(12)의 형성 방법이 제1 실시 형태와는 상이할 뿐이며, 주물 관통 구멍(12)의 형상은 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 본 실시 형태에 있어서도, 평탄한 내벽면(15a)에 표준 관통부(18), 및 위치 어긋남 허용부(19)가 설치되어 있는 점은 제1 실시 형태와 마찬가지이며, 그것에 의해 얻어지는 효과도 마찬가지이므로, 설명은 생략한다.

이 방법에 의하면, 코어를 설치하는 방법과 비교하여 치수 정밀도가 높은 주물을 제작할 수 있기 때문에, 주물의 두께도 억제할 수 있고, 최소한의 비용으로 억제할 수 있다. 또한, 주물 관통 구멍(12)은 주물을 관통하는 소실 모형을 사용하여 형성하는 방법에 의하면, 주물을 관통하는 코어를 사용하여 형성하는 경우와 비교하여, 주물의 오차를 보다 작게 할 수 있고, 주물 관통 구멍(12)의 어긋남도 작기 때문에, 주물 관통 구멍(12)의 1변의 길이를 최소한으로 억제, 예를 들어 제1 길이 H1을 3㎜ 이하(±1.5㎜ 이하) 정도로 할 수 있다. 또한, 주물을 관통하지 않는 주물 구멍으로 할 경우, 목형이나 금형을 사용하여 주형을 제작하는 종래 공지된 공정에서는, 주물 구멍을 형성하기 위한 형상을 주형에 갖게 하는 경우도 있다. 이 경우, 주물사 등으로부터 목형이나 금형 등을 용이하게 발취하기 위해, 주물 구멍의 축 방향을 따라서 테이퍼 부분을 형성할 필요가 있지만, 풀 몰드 주조법에 의하면 그러한 테이퍼 부분을 형성할 필요성을 배제할 수 있다. 따라서, 동일 단면 형상으로 비교적 긴 비관통 형상의 주물 구멍을 만들 수 있다.

또한, 본 발명의 주물 구멍 가공품의 형성 방법은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 주조 공정은, 드릴(17)로 구멍 가공이 실시되는 위치의 폭이 드릴(17)의 직경 D에, 주물의 제조 오차 범위인 제1 길이 H1로서 최대 4㎜를 더한 제2 길이 H2의 평탄한 내벽면(15a)을 포함하는 주물 관통 구멍을 갖는 주물을 주조하는 것으로 해도 된다. 또한, 급유 유로(11)의 개구 형상은, 평탄한 내벽면(15a)을 갖는 형상이라면, 어떠한 형상이어도 된다. 도 5a에 도시하는 바와 같이, 주물 관통 구멍(12)의 개구 형상은, 세로로 긴 6각형이어도 된다. 개구 형상이 세로로 긴 6각형인 급유 유로(11)는, 도 5b에 도시하는 코어 상자형(20)을 사용하여 형성된다. 또한, 도 6a에 도시하는 바와 같이, 주물 관통 구멍(12)의 개구의 형상은, 등 사이즈의 2개의 반원부와 이것들을 매끄럽게 연결하는 2개의 직선부로 이루어지는 타원이어도 된다. 개구 형상이 타원인 급유 유로(11)는, 도 6b에 도시하는 코어 상자형(20)을 사용하여 형성된다.

10: 스크루 압축기의 케이싱
11: 급유 유로
12: 주물 관통 구멍
13: 가공 구멍(관통 구멍)
14: 가공 구멍
15: 평면부
15a: 평탄한 내벽면(평면부)
16: 곡면부
17: 드릴
18: 표준 관통부
19: 위치 어긋남 허용부
P: 회전축
P0: 주물 관통 구멍의 가상 중심선
20: 코어 상자형

Claims

주물 관통 구멍에 연통되도록 드릴로 구멍 가공을 실시하는 주물 구멍 가공품의 형성 방법이며,
상기 드릴로 구멍 가공이 실시되는 위치의 폭이, 상기 드릴의 직경 D에, 주물의 제조 오차 범위인 제1 길이 H1을 더한 제2 길이 H2인, 평탄한 내벽면을 포함하는 주물 관통 구멍을 갖는 주물을 주조하는 주조 공정과,
상기 드릴에 의해 상기 평탄한 내벽면을 통과하여 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 관통 구멍의 구멍 가공을 실시하는 구멍 가공 공정을 구비하는, 주물 구멍 가공품의 형성 방법.
제1항에 있어서,
상기 구멍 가공 공정은, 주물 관통 구멍의 축 방향에 있어서의 도중 위치에 연통되도록 드릴로 구멍 가공을 실시하는 공정이며, 또한, 상기 주물에 대하여, 주조 공정에 있어서의 주물 관통 구멍의 위치 어긋남이 발생하고 있지 않다고 가정한 경우의 당해 주물 관통 구멍의 가상 중심선과 직교하는 방향의 연장선 상에 회전축이 위치 결정된 드릴에 의해, 상기 평탄한 내벽면을 통과하여 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 관통 구멍의 구멍 가공을 실시하는 공정인, 주물 구멍 가공품의 형성 방법.
제2항에 있어서,
상기 구멍 가공 공정에 있어서, 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 깊이가 상기 드릴의 직경 D의 6배 이상인 관통 구멍의 구멍 가공을 실시하는, 주물 구멍 가공품의 형성 방법.
제1항에 있어서,
상기 주물 관통 구멍은 코어를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 주물 구멍 가공품의 형성 방법.
제1항에 있어서,
상기 주물 관통 구멍은 풀 몰드 주조법을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 주물 구멍 가공품의 형성 방법.
제4항에 있어서,
상기 주물 관통 구멍은 상기 주물을 관통하는 코어를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 주물 구멍 가공품의 형성 방법.
제5항에 있어서,
상기 주물 관통 구멍은 풀 몰드 주조법에 있어서 상기 주물을 관통시키는 소실 모형을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 주물 구멍 가공품의 형성 방법.
제6항에 있어서,
상기 주물의 제조 오차 범위인 제1 길이 H1은 최대 4㎜로 설정되는 것을 특징으로 하는, 주물 구멍 가공품의 형성 방법.
주물 관통 구멍에 연통되도록 드릴로 구멍 가공이 실시된 주물의 케이싱이며,
상기 드릴로 구멍 가공이 실시되는 위치의 폭이, 적어도 상기 드릴의 직경 D에 주물의 제조 오차 범위인 제1 길이 H1을 더한 제2 길이 H2를 갖는 평탄한 내벽면을 포함하는, 주물 관통 구멍과,
상기 드릴에 의해 구멍 가공되며, 상기 평탄한 내벽면을 통과하여 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 관통 구멍을 구비하는, 주물의 케이싱.
제9항에 있어서,
상기 관통 구멍은, 상기 주물 관통 구멍의 축 방향에 있어서의 도중 위치에 연통되도록 형성되며, 또한 상기 주물 케이싱에 대하여, 주조 공정에 있어서의 상기 주물 관통 구멍의 위치 어긋남이 발생하고 있지 않다고 가정한 경우의 당해 주물 관통 구멍의 가상 중심선과 직교하는 방향의 연장선 상에 회전축이 위치 결정된 드릴에 의해 구멍 가공되어 있는, 주물의 케이싱.
제10항에 있어서,
상기 관통 구멍이 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 깊이는, 상기 드릴의 직경 D의 6배 이상인, 주물의 케이싱.
주물 관통 구멍의 축 방향에 있어서의 도중 위치에 연통되도록 드릴로 구멍 가공이 실시된 주물의 케이싱이며,
풀 몰드 주조법에 있어서 상기 주물을 관통시키는 소실 모형을 사용하여 형성되고, 상기 드릴로 구멍 가공이 실시되는 위치의 폭이, 적어도 상기 드릴의 직경 D에, 주물의 제조 오차 범위로서 1.5㎜ 내지 3㎜의 제1 길이 H1을 더한 제2 길이 H2를 갖는 평탄한 내벽면을 포함하는, 주물 관통 구멍과,
상기 주물의 케이싱에 대하여, 주조 공정에 있어서의 주물 관통 구멍의 위치 어긋남이 발생하고 있지 않다고 가정한 경우의 당해 주물 관통 구멍의 가상 중심선과 직교하는 방향으로 상기 드릴에 의해 구멍 가공되고, 상기 평탄한 내벽면을 통과하여 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 관통 구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는, 스크루 압축기의 케이싱.
제12항에 있어서,
상기 관통 구멍은, 상기 평탄한 내벽면을 통과하여 상기 주물 관통 구멍의 내부와 상기 주물의 외부를 연통하는 깊이가 상기 드릴의 직경 D의 6배 이상인, 스크루 압축기의 케이싱.