(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡板面から渦巻状のラップが直立する旋回スクロールの加工方法において、
前記旋回スクロールの外側面を径方向から把持する複数の抱き爪と、前記旋回スクロールを軸方向にバッキングプレートに引き付けて把持する複数の引き爪と、前記抱き爪の把持力を前記ラップ側面を加工するときよりも前記鏡板面及び前記ラップ間の底面を加工するときは弱い把持力に変える抱き爪機構と、前記引き爪の把持力を前記ラップ側面を加工するときよりも前記鏡板面及び底面を加工するときには弱い把持力に変える引き爪機構とを有する複合チャックを用い、ラップ側面加工用エンドミルでの加工の際に前記旋回スクロールが移動しない把持力で当該旋回スクロールを把持し、前記側面加工用エンドミルを用いて前記ラップ側面のみを仕上げる第一の工程と、
前記複合チャックによる前記旋回スクロールの把持力を、前記ラップ側面加工用エンドミルよりも小さな加工抵抗しか生じない前記ラップの溝幅よりも小さい直径の底面加工工具での加工に合わせて前記第一の工程時の前記複合チャックの把持力より小さくし、前記底面加工工具を用いて、前記底面加工工具をラップ側面には接触させずに、鏡板面、底面を加工し、次いで前記底面加工工具でラップ先端面を加工する第二の工程とからなることを特徴とする旋回スクロールの加工方法。
【請求項２】
最初に前記抱き爪のみを作動させ、その抱き爪の動作が完全に停止して、前記旋回スクロールの移動が完全に完了するまで待ち、前記引き爪を作動させて、次いで工具による加工を開始することを特徴とする請求項１記載の旋回スクロールの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、空気調和機などに使用されるスクロール圧縮機に係り、特に、固定スクロールとの組合せによってポンプを形成する、旋回スクロールのラップ、鏡板面、底面およびラップ先端面を高精度に、かつ効率的に成形する加工方法と前記加工方法によって加工された旋回スクロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール圧縮機は、例えば、特開平１−１８７３８８号公報に記載されているように、旋回スクロールと固定スクロールの鏡板面同士を当接させ、それぞれの鏡板面に形成した渦巻状ラップを、微小な間隔で組合せ圧縮機能を得ている。ここで、このポンプ部分（圧縮機構部）を拡大し、図８を参照して詳細に説明する。
図８は、一般的なスクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図である。
【０００３】
図８において、１１は固定スクロール、１１ａは外周面、１１ｂは鏡板面、１１ｃは歯先面、１１ｄは、渦巻状のスクロールラップ（以下単にラップという）、１１ｅは、スクロール溝の底面、１１ｇは吸入口、１１ｆは吐出口である。
また、１２は旋回スクロール、１２ａは、渦巻状のスクロールラップ（以下単にラップという）、１２ｂは鏡板面、１２ｃは、スクロール溝の底面、１２ｄは歯先面、１２ｅは反鏡板面、１２ｆは外側面、１２ｇはベアリング、１２ｈはキ−溝である。
【０００４】
さらに、図８において、１３はフレ−ム、１３ａはベアリング、１３ｂはキ−溝、１３ｃは台座面、１３ｄは取付け面、１４はオルダムリング、１４ａは突起部、１５はクランクシャフト、１５ａは、そのクランクシャフトの偏心部、１６はボルト、１７は密閉ケ−ス、１８は吸入パイプである。
【０００５】
このポンプ部の構造において、フレ−ム１３のベアリング部１３ａにクランクシャフト１５が挿入されており、クランクシャフトの偏心部１５ａは旋回スクロール１２に設けられたベアリング１２ｇに挿入されている。フレ−ム１３に設けられたキ−溝１３ｂと旋回スクロールに設けられたキ−溝１２ｈにはオルダム継ぎ手を形成する中空円盤状のオルダムリング１４の突起部１４ａが挿入されており、クランクシャフト１５に締結されたモ−タ（図示せず）によってクランクシャフト１５に与えられる回転運動を、旋回スクロールの旋回運動に変換する。
【０００６】
固定スクロール１１は、旋回スクロール１２と組み合わされ、その外周面１１ａを、フレ−ムの取付け面１３ｄに当接されてボルト１６によって締結されている。固定スクロール１１と旋回スクロール１２はそれぞれのラップ１１ｄ、１２ａの側面間、歯先面底面間に微小なクリアランスを形成する状態になっている。また、旋回スクロール１２の鏡板面１２ｂは、固定スクロールの鏡板面１１ｂとフレ−ム１３の台座面１３ｃで形成する間隙に適当なクリアランスをもって納められている。
【０００７】
以上の構造のスクロール圧縮機は、クランクシャフト１５の回転によって、旋回スクロール１２のラップ１２ａが、固定スクロール１１のラップ１１ｄに沿って微小間隙をもって旋回運動をする。このような動作によって、吸入パイプ１８を経由し、固定スクロール１１に設けられた吸入口１１ｇにガスが吸入され、ポンプ内部で順次、中心部に向かって圧縮される。圧縮が完了したガスは、固定スクロール１１の吐出口１１ｆから密閉ケ−ス１７の内部に吐出される。
【０００８】
このような圧縮動作によって、旋回スクロール１２には、ポンプ内部の圧力上昇のため固定スクロールより離反する力が作用する。離反した状態では、期待する圧縮機能を得ることができない。そこで、離反を防止するため、旋回スクロール１２の底面１２ｃに設けた貫通穴（図示せず）から適宜な圧力（以下、中間圧という）のガスを旋回スクロール１２の背面に導き、旋回スクロール１２の鏡板面１２ｂを固定スクロール１１の鏡板面１１ｂに押しつける構造を採用している。
【０００９】
以上のようなスクロール圧縮機の性能は、固定スクロール１１と旋回スクロール１２との摺動する部分からのガス洩れによって左右される。
すなわち、固定スクロール１１の鏡板面１１ｂと旋回スクロール１２の鏡板面１２ｂとの間からの中間圧ガスの流入、あるいは固定スクロール１１の歯先面１１ｃと旋回スクロール１２の底面１２ｃとの間からのガス洩れ、あるいは固定スクロール１１の底面１１ｅと旋回スクロール１２の歯先面１２ｄとの間からのガス洩れ、あるいは固定クロール１１の外周面１１ａとフレ−ム１３の取付け面１３ｄとの間からの高圧ガスの流入に左右される。
【００１０】
この、ガス洩れあるいはガス流入は各部品の精度に大きく左右される。
このことから、旋回スクロールの加工精度に要求される事項を図９を参照して説明する。
図９は、図８のスクロール圧縮機の旋回スクロール単体の図面で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は斜視図である。
旋回スクロール１２には、その鏡板面１２ｂ、底面１２ｃの平面度が小さく、かつ、鏡板面１２ｂ、歯先面１２ｄ間の平行度が小さいことが要求される。さらに、鏡板面１２ｂと反鏡板面１２ｅとの平行度が小さいことが要求される。また、鏡板面１２ｂを基準とするラップ１２ａの高さ寸法は公称値に対し公差が小さいことが要求される。
【００１１】
一方、構造面では、旋回スクロール１２は、クランクシャフト１５の偏心部１５ａの回転運動で旋回するため、その重量に起因する慣性力が、圧縮機運転時の振動の原因となる。そのため、極力、軽量化する必要があり、鏡板面１２ｂと底面１２ｃの部分の厚さは圧縮機部品として機能を満たす限り薄くすることが要求される。
【００１２】
ところで、上記のような旋回スクロールの加工法の第一の問題点として、次のような事項があった。
旋回スクロール１２は高精度部品であるため、最終的には機械加工による除去加工で仕上げ加工されているのが通例であり、加工時には旋回スクロール１２を加工機に設けたチャックで把持する必要がある。前述したように、鏡板面１２ｂの厚さは圧縮機機能を満たす限り薄い構造とする要望があるが、これは鏡板面１２ｂの剛性を小さくすることを意味し、加工時にチャックで把持することによる変形の加工精度に与える影響が顕著となる。この内容を以下に詳細に説明する。
【００１３】
図１０は、従来の旋回スクロールの加工方法の一例を示す図面で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は加工後の旋回スクロールの側断面図である。
図１０において、１９は抱き爪チャック、１９ａは抱き爪、１９ｂはバッキングプレ−ト、２０はエンドミルである。
図１０は、旋回スクロール１２の外側面１２ｆを径方向に把持する爪（以下、抱き爪という）のみを具備する抱き爪チャック１９により把持し、加工する方法を示したものであり、旋回スクロールの変形は模擬的に示している。
【００１４】
このようなチャックは、例えば専門雑誌である機械技術、（日刊工業新聞社発行、昭和６２年７月１日発行、第３５巻、第８号）１９８７年７月号６４頁にあるように、駆動機構の違いにより、くさび形チャック、レバ−形チャック、スクロールチャック、精密チャックと称され、一般に広く機械加工に従来から使用されており、旋回スクロール１２の加工にも使用されている。
【００１５】
ところで、旋回スクロール１２においては、外側面１２ｆ以外に安定して抱き爪によって把持できる部分は実用上ない。したがって、上記のような抱き爪チャック１９では、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、抱き爪１９ａによって径方向に力が作用し、わん曲する状態に鏡板面１２ｂの変形することが避けられない。さらに、バッキングプレ−ト１９ｂに旋回スクロール１２を引き付ける方向には力が作用しないため、チャック時に反鏡板面１２ｅがバッキングプレ−ト１９ｂから浮き上がる現象が発生する。このチャック変形が生じた状態で、エンドミル２０を用いて仕上げ加工を行う。
【００１６】
図１０（ｃ）は、加工を終了し、抱き爪チャック１９から旋回スクロール１２を開放した後の鏡板面１２ｂの状態を模擬的に示したものである。チャック変形が開放され鏡板面１２ｂの平面形状はわん曲形状となり、かつ、テ−パ状態となる。つまり、抱き爪チャック１９は把持変形の問題を有していた。この把持変形の問題は、平面度を劣化させるだけでなく、鏡板面１２ｂを基準とするラップ１２ａの高さ寸法を、チャック状態に比べ縮少させてしまう。
【００１７】
一方、上述した抱き爪チャックと異なり、引き爪を具備しバッキングプレ−トに引き込む形態で把持するチャックがある。この引き爪を有するチャックの一例は超精密加工技術マニュアル（小林  昭  編集代表、新技術開発センタ−発行、昭和６０年９月７日初版発行）、３０４頁、図２６−１１に示されている。上記の例は、内面研削盤を例に示され、加工する対象のチャックによる把持部と加工する内径の高精度な位置偏差を必要としないため、引き爪のみのチャックの例となっている。チャックによる把持部と加工する部分の位置偏差が重要な加工には、従来から引き爪に抱き爪を併用した構成の複合チャックが精密機械加工用に用いられており、旋回スクロールの把持にも使用されている。
【００１８】
この複合チャックを用いた従来の加工法を図１１および図１２を参照して説明する。
図１１は、一般的な旋回スクロールの反鏡板面の仕上げ加工前の状態を示す図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は要部を模擬的に示した断面図、図１２は、旋回スクロールの従来の加工方法の一例を示す図で、（ａ）は加工状態を示した側断面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は加工後の旋回スクロールを模擬的に示した断面図である。
【００１９】
引き爪を用いた把持方法では、反鏡板面１２ｅをバッキングプレ−ト２１ｃに密着させて加工の基準とする。そこで、極力高精度な反鏡板面１２ｅを前工程で得ておく必要があるが、ラップ１２ａ側は最終仕上げ前であり高精度な加工基準がなく、この工程では粗加工面を基準とすることに起因するチャック変形の問題がある。したがって、ラップ１２ａ側は、最終仕上げ前、微細に観察すると反鏡板面１２ｅには、図１１（ｂ）に示す例のようにうねりが存在する。
図１２に、上述した旋回スクロール１２を引き爪と抱き爪とを具備する複合チャックによって把持して加工する状態を示し、以下に説明する。
【００２０】
図１２において、２１は複合チャック、２１ａは抱き爪、２１ｂは引き爪、２１ｃはバッキングプレ−トである。
図１２（ａ），（ｂ）には、複合チャック２１の抱き爪２１ａと引き爪２１ｂとで旋回スクロール１２を把持し、エンドミル２０により加工する状態を示している。
引き爪２１ｂによる把持では、旋回スクロール１２をバッキングプレ−ト２１ｃに引き付けることにより、反鏡板面１２ｅはバッキングプレ−ト２１ｃに密着する。そこで、うねりがある反鏡板面１２ｅの形状が鏡板面１２ｂに現れる。さらに詳細には、バッキングプレ−ト２１ｃの形状も加味される。このことから、複合チャックによる把持では、反鏡板面１２ｅとバッキングプレ−ト２１ｃを複合した把持変形が鏡板面１２ｂに現れる。
【００２１】
一方、複合チャック２１では、加工抵抗に対する位置保持力は引き爪２１ｂに担わせることができるので、抱き爪２１ａには旋回スクロール１２の位置を決定する役割を主に担わせることができる。よって、抱き爪２１ａの力は抱き爪チャック１９より小さくすることができ、鏡板面１２ｂを径方向から変形させる力を弱くできる。しかし、位置を決定するために作用させる力を皆無とはできず、したがって抱き爪２１ａによる変形の発生は皆無にはできない。
【００２２】
図１２（ｃ）は、加工を完了した旋回スクロール１２をチャック２１から開放した後の、旋回スクロール１２の状態を模擬的に示す。バッキングプレ−ト２１ｃに旋回スクロール１２を引き付けて加工するため、鏡板面１２ａがテ−パ状態となることはない。しかし、チャック把持変形が開放され、鏡板面１２ｂは変形状態となる。
したがって、従来の複合チャック２１による加工では、鏡板面１２ｂの精度をバッキングプレ−ト２１ｃの精度と反鏡板面１２ｅの精度とを合計した精度以下にすることは不可能であった。
【００２３】
以上のように、従来の技術による、従来のチャック方法では、チャックによる把持変形が避けられず、このため、高精度な薄肉鏡板面構造の旋回スクロールを得ることが困難で、生産技術上の大きな問題点を有していた。さらに、チャック変形を極力小さくする試みからチャックの把持力をできる限り小さくするので、加工抵抗の増大要因となる工具の送り速度増加には大きな制約となり、よって加工時間を短縮するための加工の高速化を阻害していた。
【００２４】
また、旋回スクロールの加工方法の第二の問題点として次の事項があった。
エンドミル２０による加工抵抗は加工する部位によって異なり、加工する部位によってチャックの把持力を変化させ、必要最低限のチャック力で把持し加工すると、チャック変形の影響を小さくできることが想定できる。しかし、従来のチャックは、把持状態で把持力を変化できる機構にはなっていない。
上記の内容を図１３を参照して詳細に説明する。
図１３は、従来の複合チャックと配管系統を示す説明図である。
【００２５】
図１３に示すものは、抱き爪の把持力発生源がダイヤフラム構造ばねで、引き爪の把持力発生源がシリンダで、圧縮空気圧により作動される複合チャックである。
図１３において、２１ｄは抱き爪作動用ダイヤフラム構造ばね、２１ｅは抱き爪作動用シリンダ、２１ｆは引き爪作動用シリンダ、２１ｇ抱き爪作動用電磁弁、２１ｈは引き爪作動用電磁弁、２１ｉは抱き爪把持力調整用減圧弁、２１ｊは引き爪把持力調整用減圧弁、２１ｋは大気開放口、２１ｌは大気開放口、２１ｍは圧縮空気発生源である。
【００２６】
図１３は、抱き爪２１ａ，引き爪２１ｂともに開放状態を示している。図１３の状態から、抱き爪作動用電磁弁２１ｇと引き爪作動用電磁弁２１ｈを切り替えると、抱き爪作動用シリンダ２１ｅからは圧縮空気が排出され、よって、ダイヤフラム構造ばね２１ｄが抱き爪２１ａを中心方向に動かすように復元するとともに、引き爪作動用シリンダ２１ｆには圧縮空気が流入し把持動作が完了する。ここで、把持する力は引き爪２１ｂにおいては減圧弁２１ｊの調整で可能であり、抱き爪２１ａにおいては抱き爪２１ａの掴み代の調整によるか、もしくは図示しないが、抱き爪作動用シリンダ２１ｅに圧力を残す機構でも可能である。
【００２７】
しかし、上記の機構においては、一旦、複合チャックで旋回スクロールを把持してしまうと、その後、把持力を変更させることは不可能である。したがって、従来の技術による従来の旋回スクロール用のチャックでは、加工中に把持力を変更できないという問題点を有していた。
【００２８】
さらに、旋回スクロールの加工方法の第三の問題点として、次のような事項があった。
上記の引き爪２１ｂを有する旋回スクロール１２のチャックでは、複数ある引き爪２１ｂに段差が生じ、各々の引き爪２１ｂで把持力が異なる現象があった。図１４を参照して、この現象を説明する。
図１４は、従来のチャックの引き爪の状態を示した断面図である。
図１４において、２１ｎは引き爪駆動用プレ−ト、２１ｏは引き爪間の段差である。複数の引き爪２１ｂを具備する従来の複合チャック２１では、複数の引き爪２１ｂが１枚の引き爪駆動用プレ−ト２１ｎに取り付けられていた。
【００２９】
図１４（ａ）に示すように、構造上、複数ある引き爪２１ｂは、段差２１ｏを縮小する製作と調整を行なったにしても微小の段差は残る。
このように、段差がある引き爪２１ｂが、駆動用プレ−ト２１ｎを作動させて、旋回スクロール１２の引き爪把持部１２ｉを把持すると、極端な場合、図１４（ｂ）の（Ａ）部に示すように把持に関与しない爪が発生する。もしくは、引き爪２１ｂの弾性で段差２１ｏが吸収されても、爪によって把持力が異なる状態となる。この状態は、複数ある引き爪２１ｂが均等に把持しないことを示しており、よって不安定な把持状態となり、均等な把持力が得られず加工中に加工抵抗によって旋回スクロール１２が移動したり、不均等に把持するために把持変形を助長するという問題があった。
【００３０】
上述したように、従来の技術による従来の旋回スクロール用複合チャックには、各々の引き爪が均等に把持力を発生できないという問題点を有していた。
加えて、旋回スクロールの加工法の第四の問題点として次のような事項があった。
引き爪，抱き爪を具備する旋回スクロール用の複合チャック２１では、チャックの把持動作時に、特に動作順序を定めず、同時に作動用バルブを動作させ、抱き爪２１ａと引き爪２１ｂの把持動作を同時に開始するのが通例であった。抱き爪２１ａの役割の一つとして、旋回スクロールの位置を決めることがあるが、抱き爪２１ａの動作を開始してから停止するまでには時間が必要なことは明確である。しかし、抱き爪２１ａと引き爪２１ｂとを同時に動作させると、抱き爪２１ａの微妙な求心動作が完了しないうちに、引き爪２１ｂが旋回スクロール１２の位置を決定してしまい、複合チャック２１に対する旋回スクロール１２の中心位置が不安定となる問題があった。
【００３１】
そこで、極めて高精度な位置決めを要求すると、１回の把持動作では旋回スクロール１２の位置を決定できず、旋回スクロール１２を複合チャック２１のバッキングプレ−ト２１ｃに軽く押しつけた状態で複数回チャックの把持、開放の動作を繰り返し、位置を決定する必要があった。すなわち、従来の技術による従来の旋回スクロール用複合チャックには、１回の動作では正確な把持ができないという問題があった。
【００３２】
以上のような問題点を有する従来の加工技術で加工された薄肉鏡板面構造の旋回スクロールには、次のような問題点があった。
把持変形の問題を有するチャックによる加工で提供される従来の薄肉鏡板面構造の旋回スクロールは、精度が悪く、特に圧縮機の気密性に関与する鏡板面の平面度が悪かった。円盤状鏡板面の直径が１００ｍｍ以下で、かつ当該鏡板面の厚さが当該鏡板面の外径の十二分の一以下の旋回スクロールでは、安定して得られる鏡板面の平面度は７μｍ以上と劣悪であった。これは、先に述べたスクロール圧縮機部品としての要求事項に反するもので、圧縮機の性能向上の阻害要因となっていた。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の技術による旋回スクロールの加工方法と旋回スクロールには解決すべき次の課題があった。
（１）加工時に旋回スクロールを把持するチャックによる把持変形が避けられない、従来の加工方法の第一の問題点。
（２）加工開始前に旋回スクロールをチャックにより把持すると、開放するまでは把持力を変化できず、このため、加工部位に最適な力に変更しながら把持して加工することができない、従来の加工方法の第二の問題点。
【００３４】
（３）チャックにおける複数の引き爪の引込み面にある段差と旋回スクロールの引き爪当接部にある段差のため、引き爪の全数が均等な力で把持できない、従来の加工方法の第三の問題点。
（４）抱き爪と引き爪とを有する複合チャックで、引き爪と抱き爪とを同時に起動させるため、抱き爪が中心位置を決定する動作中に引き爪が位置を決定してしまい、このため、旋回スクロール取付け時に、１回のチャック動作では正確な位置決めができず、複数回チャックの把持開放動作を行う必要がある、従来の加工方法の第四の問題点。
【００３５】
（５）上記問題点のある従来の加工方法によって加工した、薄肉鏡板面構造の旋回スクロールは精度が悪く、スクロール圧縮機の性能向上の阻害要因となっていた旋回スクロールの問題点。
【００３６】
本発明の目的は、能率的な加工をすることができると共に、高精度な加工を実施することができる旋回スクロールの加工方法を提供することにある。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の旋回スクロールの加工方法に係る発明の構成は、鏡板面から渦巻状のラップが直立する旋回スクロールの加工方法において、前記旋回スクロールの外側面を径方向から把持する複数の抱き爪と、前記旋回スクロールを軸方向にバッキングプレートに引き付けて把持する複数の引き爪と、前記抱き爪の把持力を前記ラップ側面を加工するときよりも前記鏡板面及び前記ラップ間の底面を加工するときは弱い把持力に変える抱き爪機構と、前記引き爪の把持力を前記ラップ側面を加工するときよりも前記鏡板面及び底面を加工するときには弱い把持力に変える引き爪機構とを有する複合チャックを用い、ラップ側面加工用エンドミルでの加工の際に前記旋回スクロールが移動しない把持力で当該旋回スクロールを把持し、前記側面加工用エンドミルを用いて前記ラップ側面のみを仕上げる第一の工程と、前記複合チャックによる前記旋回スクロールの把持力を、前記ラップ側面加工用エンドミルよりも小さな加工抵抗しか生じない前記ラップの溝幅よりも小さい直径の底面加工工具での加工に合わせて前記第一の工程時の前記複合チャックの把持力より小さくし、前記底面加工工具を用いて、前記底面加工工具をラップ側面には接触させずに、鏡板面、底面を加工し、次いで前記底面加工工具でラップ先端面を加工する第二の工程とからなるものである。
【００４４】
【作用】
上記本発明よれば、比較的加工抵抗が大きく精度上チャック変形の影響を受けにくいラップ側面の加工では、チャックの引き爪、抱き爪とも強力に把持し、ラップ側面のみを高い工具の送りで能率的な加工をすることができると共に、比較的加工抵抗が小さく、構造上チャック変形の影響を極めて大きく受ける鏡板面の加工では、チャックの引き爪、抱き爪とも鏡板面の把持変形が実用上無視できる程度の弱い力で把持し、チャック変形を極小にして、高精度な加工を実施することができる旋回スクロールの加工方法を提供することができる。
【００４９】
【実施例】
以下、本発明の各実施例を図１ないし図７を参照して説明する。
〔実施例  １〕
第一の発明の一実施例を図１ないし図３を参照して説明する。
まず図１は、第一の発明の一実施例に係る旋回スクロールの加工方法を、工程を追って示した説明図であり、（ａ），（ｂ）は、加工前の旋回スクロールの側断面図および正面図、（ｃ），（ｄ）は、ラップ側面加工工程における側断面図および正面図、（ｅ），（ｆ）は、鏡板面等の加工工程における側断面図および正面図である。
【００５０】
図１において、１は旋回スクロール、１ａは、渦巻状のスクロールラップ（以下単にラップという）、１ｂは鏡板面、１ｃは底面、１ｄは歯先面、１ｅは反鏡板面、１ｆは外側面、１ｇは引き爪当接部である。また、２は複合チャック、２ａは抱き爪、２ｂは引き爪、２ｃはバッキングプレ−ト、３は側面加工用エンドミル、４は底面加工用エンドミルである。
【００５１】
まず、図１（ａ），（ｂ）に示すように、加工設備（図示せず）に設けられた、複合チャック２のバッキングプレ−ト２ｃに旋回スクロール１の反鏡板面１ｅを当接させ、抱き爪２ａと引き爪２ｂによって外側面１ｆを把持する動作を行う。なお、正確な位置決めをすることと、次の工程の側面加工では発生する加工抵抗が大きいことから抱き爪２ａ、引き爪２ｂともに強力に把持する。
【００５２】
次に、図１（ｃ），（ｄ）に示すように、側面加工用エンドミル３を用いて、ラップ１ａの加工を行う。この加工では、ラップ１ａの側面のみの仕上げ加工を行い、鏡板面１ｂと底面１ｃおよび歯先面１ｄの加工は行わない。
続いて、図１（ｅ），（ｆ）に示すように、複合チャック２の抱き爪２ａと引き爪２ｂの把持力を低減させ、チャック把持変形を実用上無視できる状態まで開放し、底面加工用エンドミル４を用いて、鏡板面１ｂ、底面１ｃおよび歯先面１ｄの加工を行う。
【００５３】
ここで図２および図３を参照して、チャック把持変形と加工精度の関係を詳細に説明する。
図２は、図１の旋回スクロールの加工中の状態と加工終了後にチャックから開放した状態の一例を拡大し、模擬的に示した側断面図である。すなわち、図１（ｃ）と図１（ｅ）を拡大して示し、さらに加工終了後に複合チャック２から開放した状態を拡大して示している。
図２（ａ）は、ラップ１ａを側面加工用エンドミル３で加工している状態を示している。すなわち、図１（ｃ）を拡大しチャックによる旋回スクロール１の変形状態を模擬的に示した側断面図である。
【００５４】
側面加工では、複合チャック２に把持されている旋回スクロール１を回転方向あるいはエンドミル軸方向に移動させる切削抵抗が発生するが、ラップ１ａの高さにわたってエンドミル側面切れ刃が作用しているため切削抵抗が比較的大きい。ところで、強力に把持することによるチャック把持変形は、薄肉円盤形状の鏡板面１ｂに顕著に現れ、吸収されるため、ラップ１ａに実用上問題となる変形は発生せず、ラップ１ａの曲線精度、姿勢公差は高精度に加工できる。
【００５５】
図２（ｂ）は、前記のラップ１ａの側面加工の次に、抱き爪２ａと引き爪２ｂの把持力を低減させ、鏡板面１ｂと底面１ｃおよび歯先面１ｄを加工する状態を示す。すなわち、図１（ｅ）の状態を拡大し模擬的に示した側断面図である。
底面加工用エンドミル４の直径はラップ１ａの溝幅より狭くして、ラップ１ａの側面には接触させず、鏡板面１ｂと底面１ｃおよび歯先面１ｄのみを加工する。ここで重要となるのは、底面加工用エンドミル４はエンドミル軸方向には微小な切り込みであり、よって、旋回スクロール１を回転させる、あるいはチャックをバッキングプレ−トより引き出す方向に作用する加工抵抗の発生は、側面加工と比較すると極めて小さいものである。
【００５６】
そこで、旋回スクロール１のチャック把持変形を実用上無視できる程度にチャック力を開放しても、鏡板面１ｂと底面１ｃおよび歯先面１ｄを加工中に、旋回スクロール１のチャック２に対する移動は発生せず加工することができる。特に、鏡板面１ｂの変形に顕著な影響を与える抱き爪２ａは、外側面１ｆに接触しない状態まで開放することができ、薄肉構造の鏡板面１ｂを極めてチャック把持変形が小さい状態で加工できる。
図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示す工程が終了後、チャック２から旋回スクロール１を開放した状態を模擬的に示した側断面図である。反鏡板面１ｅの形状は鏡板面１ｂには転写されず、良好な平面度の鏡板面１ｂを得ることができる。
【００５７】
ここで、図３により前記のラップ１ａの側面加工時に強力に把持する必要があることを説明しておく。図３は、旋回スクロールの加工において部位による工具の接触状態の違いを示した図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
図３（ａ）に示すように、底面部分しか接触しない底面加工用エンドミル４に比べ、側面加工用エンドミル３はラップ１ａ側面の全長にわたり接触しており、図３（ｂ）に示すように、特に中心部分で極めて接触長さが大きくなり、このため加工抵抗が大きくなる。このことから、ラップ１ａの側面加工では強力に把持していないと、加工中に旋回スクロール１が加工抵抗によって移動させられることになるので、良好なラップ１ａの曲線精度を得るためには強力に把持する必要がある。
【００５８】
ところで、上述したチャックの把持力を変化させて加工する方式は、加工時間を短縮するために、工具の送り速度を向上するのにも有効である。鏡板面１ｂもしくは底面１ｃとラップ１ａとを同時に仕上げていないので、ラップ１ａの加工条件の選択にあたってはラップ１ａの精度のみを考慮すれば良い。すなわち、鏡板面１ｂと底面１ｃの精度を得る加工条件に影響されず、ラップ１ａの精度のみを目的とした加工条件とチャック把持力を選定でき、その結果、高速効能率なラップ１ａの加工が可能となる。一方、鏡板面１ｂ、底面１ｃ、および歯先面１ｄの加工では、ラップ１ａの側面加工条件に影響を受けずに加工条件とチャック把持力を選定できる。
以上述べたように、第一の発明の本実施例による上記の加工方式では、高精度な旋回スクロールを効率的に得ることができる。
【００５９】
〔実施例  ２〕
次に、第二の発明に係る一実施例を図４を参照して説明する。
図４は、本発明の第二の実施例に係る、空気圧によって作動する複合チャックの系統図である。
図４において、２は複合チャック、２ａは抱き爪、２ｂは引き爪、２ｃはバッキングプレ−ト、２ｄはダイヤフラム構造ばね、２ｅはシリンダ、２ｆは電磁弁、２ｇは電磁弁、２ｈは電磁弁、２ｉは減圧弁、２ｊは減圧弁、２ｋはシリンダ、２ｌは爪引込み側圧力室、２ｍは爪開放側圧力室、２ｎは電磁弁、２ｏは電磁弁、２ｐは電磁弁、２ｑは減圧弁、２ｒは減圧弁、２ｓは減圧弁、２ｔは圧縮空気発生装置である。
【００６０】
圧縮空気発生装置２ｔにはチャック駆動に必要な最大の圧力の圧縮空気を発生させる。
抱き爪２ａ動作用の空気の圧力を調整する減圧弁２ｉは、抱き爪２ａを強く把持させる条件の圧力に設定され、減圧弁２ｊでは、減圧弁２ｉの出口圧力より高くし、抱き爪２ａを弱く把持させる条件の圧力に設定されている。
【００６１】
ダイヤフラム構造ばね２ｄで駆動される抱き爪２ａは、シリンダ２ｅに圧縮空気を供給することにより開放するように動作する。シリンダ２ｅに供給する圧縮空気の圧力を低下させることで、ダイヤフラム構造ばね２ｄが復元して抱き爪２ａの把持力が発生する。したがって、高い圧力の空気をシリンダ２ｅに供給するほど抱き爪２ａは開放し把持力は弱くなる構造である。
圧縮空気発生装置２ｔの出口圧力の空気、減圧弁２ｉ、減圧弁２ｊによって圧力調整された空気のいずれをシリンダ２ｅに供給するかは、電磁弁２ｆ、電磁弁２ｇ、電磁弁２ｈの切り替えによって可能である。
【００６２】
次に、引き爪２ｂ動作用の空気の圧力を調整する減圧弁２ｑは、引き爪２ｂを強く把持させる条件の圧力に設定され、減圧弁２ｒでは、減圧弁２ｑの出口圧力より低くし、引き爪２ｂを弱く把持させる条件の圧力に設定されている。
引き爪２ｂは、シリンダ２ｋの爪引込み側圧力室２ｌに、より高い圧力の空気を供給することにより、より高い把持力を発生する。減圧弁２ｑ、減圧弁２ｒによって圧力調整された空気のいずれを引き爪駆動用シリンダ２ｋの爪引込み側圧力室２ｌに供給するかは、電磁弁２ｎ、電磁弁２ｏの切り替えによって可能である。
【００６３】
減圧弁２ｓは、引き爪開放側圧力室２ｍに供給する空気の圧力を調節し、減圧弁２ｑの出口圧よりも低く設定する。この減圧弁２ｓの出口圧の空気は、爪開放側圧力室２ｍに常時供給される。また、電磁弁２ｐは、引き爪２ｂの開放にあたり切り替えて、爪引込み側圧力室２ｌを大気開放する。なお、減圧弁２ｉ、減圧弁２ｊ、減圧弁２ｑ、減圧弁２ｒ、減圧弁２ｓは排気機能を具備し、出口側の圧力が設定圧力より高くなると自動的に排気し、設定圧力を維持する機能を備えている。
【００６４】
ここで、上記の構成の複合チャックの動作を説明する。
図４は、抱き爪２ａ，引き爪２ｂともに開放した状態を示している。この状態から電磁弁２ｆを切り替えた直後に、電磁弁２ｈを切り替えると、抱き爪２ａを開放していた空気は減圧弁２ｉで調節された圧力となり、抱き爪２ａでは強い把持力が得られる。一方、図４の状態から、電磁弁２ｎと電磁弁２ｐを切り替えると、爪引込み側圧力室２ｌには爪開放側圧力室２ｍよりも高い圧力の空気が導入され、引き爪２ｂは強い把持力で把持する。引き爪２ｂの把持力は、減圧弁２ｑと減圧弁２ｓの差圧によって発生する。なお、本例では、引き爪２ｂは引込み動作時に回動する機能としてカム機構を具備している。
【００６５】
次に、電磁弁２ｇを切り替えた直後に、電磁弁２ｆを切り替えると、抱き爪２ａに強い把持力を与えていた空気は、減圧弁２ｊで調節された圧力となり抱き爪２ａは弱い把持力となる。また、電磁弁２ｏを切り替えた直後に、電磁弁２ｎを切り替えると、引き爪２ｂに強い把持力を与えていた空気は、減圧弁２ｒで調節された圧力となり、引き爪２ｂは弱い把持力となる。ところで、引き爪開放側圧力室２ｍには減圧弁２ｒより弱い圧力の空気が供給されているので、この空気が背圧となり、引き爪２ｂを微量であっても確実に開放する方向に移動させて、把持しているものの鏡板面１ｂの変形を開放する。
【００６６】
次に、電磁弁２ｈを切り替えた直後に、電磁弁２ｆを切り替えると、抱き爪２ａに弱い把持力を与えていた空気は、圧縮空気発生装置２ｔの出口圧力の空気となり抱き爪２ａは開放して初期の状態に戻る。さらに、電磁弁２ｐを切り替えた直後に電磁弁２ｏを切り替えると、爪引込み側圧力室２ｌは大気圧となり、爪引込み側圧力室２ｍによりシリンダ２ｋが移動し、引き爪２ｂは開放され初期の状態に戻る。
【００６７】
以上では抱き爪２ａと引き爪２ｂとの動作を連結させて記述したが、上記構造により、抱き爪２ａ単独あるいは引き爪２ｂ単独での動作と把持力の選択が可能である。また、本実施例では、開放、強把持力、低把持力の３段階の動作を示したが、減圧弁と電磁弁の数を図４より増加させることにより、さらに把持力を変化させることができる。また、爪引込み側圧力室２ｍに背圧を与えるため、本実施例では引き爪２ｂ駆動用に４系統の圧力の空気を供給しているが、背圧をばねで与える構造にすると３系統の供給でよい。
【００６８】
上記機能のチャックを先の第一の発明の加工方法に適用すると、旋回スクロール１のラップ１ａの加工後に、鏡板面１ｂの加工に移行する際に、加工装置（図示せず）の動作を停止して人手を介入させることなくチャック把持力を低減して、鏡板面１ｂの加工に移行できる。なお、図４ではチャック２への空気供給接続部が全ては中心にないが、全ての空気供給接続部を中心部で同軸状態で結合することにより、チャック２を回転させることにも対応可能である。ここで、図４に示した引き爪２ｂは、各々の引き爪２ｂに専用の駆動用シリンダ２ｋを具備しているため、チャック製作時に生じる引き爪２ｂ間の段差発生に影響を受けず、複数の爪がありながら全数の爪が均等な把持力で把持することができる。
【００６９】
ここで、図４に示した引き爪２ｂは、各々の引き爪２ｂに専用の駆動用シリンダ２ｋを具備しているため、チャック製作時に生じる引き爪２ｂ間の段差発生に影響を受けず、複数の爪がありながら全数の爪が均等な把持力で把持することができる。
上記の内容（第三の発明）を図５を参照してより詳しく説明する。
〔実施例  ３〕
図５は、図４の引き爪の状態を拡大して示した側断面図で、（ａ）は、引き爪駆動前の状態を示す側断面図、（ｂ）は、引き爪駆動後の状態を示す側断面図である。
【００７０】
図５において、２ｕは引き爪間の段差で、１ｈは旋回スクロール引き爪係合部段差、２ｖは引き爪の把持力の大きさと方向を示すベクトル矢である。
図５（ａ）に示す引き爪駆動前の状態では、高精度な加工、組立を行なったにしても、微細に観察すれば複数ある引き爪２ｂには段差２ｕがある。また、旋回スクロール１の引き爪を係合する部分１ｇにも段差がある。
【００７１】
図５（ｂ）に示す引き爪駆動後の状態では、引き爪２ｂは、単独に具備するシリンダ２ｋによって駆動するため、シリンダ２ｋの直径を同一にし、同圧力の空気を供給すれば、各引き爪の発生する把持力は同一である。さらに、シリンダ２ｋの発生する力２ｖは、引き爪２ｂの停止位置に関係ない。したがって、前述の段差があっても、複数の爪がありながら全数の爪が均等な把持力で把持することができる。
【００７２】
〔実施例  ４〕
次に、第四の発明に係る実施例を図６を参照して説明する。
図６は、第四の発明の一実施例に係るチャック精度を説明した線図である。
図６（ａ）は、図４に示した複合チャックの抱き爪２ａのみを起動させ、旋回スクロール１の把持動作が開始してから終了するまでの旋回スクロール１の移動量と時間の関係を示した線図であり、最終停止位置を０として表示している。この線図は、旋回スクロール１の中心を、開放している抱き爪２ａの中心から偏心させた状態で、バッキングプレ−トに当接させ、抱き爪２ａを起動させ、旋回スクロール１の外側面１ｆの移動を調査することによって得られる。初期的に短時間で大きく移動するが、続いて微動する状態が発生している。
【００７３】
図６（ｂ）に抱き爪２ａと引き爪２ｂを同時に起動させた条件１と、抱き爪２ａを起動後に時間ｔが経過し旋回スクロールの微動が停止した後に引き爪２ｂが係合した条件２との位置決め精度の相違を示す。
旋回スクロール１が微動する状態で引き爪２ｂが係合すると、正確な位置決めができない。よって、抱き爪２ａの動作が完全に停止してから引き爪２ｂを作動させる条件２は高精度位置決めに有効である。
【００７４】
上記の動作は、図４に示した構造の複合チャック２で、旋回スクロール１をバッキングプレ−ト２ｃに当接させ、抱き爪２ａを起動するバルブを作動させ、一定時間ｔを待ったのちに引き爪を起動するバルブを作動させることで、実施できる。
上述の動作を複合チャックに採用することにより、１回のチャック動作で正確かつ確実に、旋回スクロールを把持することができる。よって、旋回スクロール１をバッキングプレ−ト２ｃに当接させた状態で、複数回チャックの把持開放を繰り返し位置決めをする必要がなく、短時間で効率的な旋回スクロール１の把持が可能である。特に、旋回スクロール１を複合チャック２に自動的に供給し、自動的に加工を開始する機械装置では、効率と安定性を重視するため有効である。
【００７５】
次に、第五の発明に係る実施例を図７を参照して説明する。
図７は、第五の発明の実施例に係るスクロール圧縮機の性能を示す線図である。
すなわち、図７は、空気調和機用のスクロール圧縮機において、鏡板面厚さが鏡板面外径の１／１２以下の旋回スクロール１の鏡板面１ａの機械加工直後の平面度と圧縮機性能の関係を指数で示した線図の例である。空気調和機用のスクロール圧縮機において、旋回スクロール１の鏡板面１ａの平面度は小さい程、すなわち良好な程、圧縮機性能が向上する。鏡板面１ａの平面度は圧縮室の気密性を左右し、顕著に圧縮機性能に影響を与え、鏡板面１ａの平面度は小さい程圧縮機性能が向上できる。すなわち、良好な鏡板面１ａの平面度を具備した旋回スクロールはスクロール圧縮機性能の性能を向上させる。
【００７６】
従来の安定した性能を得る限界であった鏡板面平面度７μｍの旋回スクロールを具備した圧縮機の消費電力を１００とすると、３μｍ以下の良好な鏡板面１ａの平面度を具備する旋回スクロール１を具備する圧縮機では、消費電力指数が９５以下となり、スクロール圧縮機の消費電力を５％以上低減でき、圧縮機の性能向上に大きく寄与する。
【００７７】
上記の第一ないし第四の発明の実施例に係る旋回スクロールの加工方法を総合すれば、軽量構造を目的に薄肉構造の鏡板面を具備する旋回スクロールにおいて、加工する部位によってその部位に必要最低限のチャック把持力を選定して加工できる。したがって、従来の加工中は把持力を変更できないチャックでは、ラップ輪郭度を確保する観点から鏡板面加工には不必要な強いチャック把持力で加工せざるを得ず、鏡板面平面度の劣化を犠牲にしてきたが、この問題点を回避でき、ラップの輪郭度を高精度に加工し、かつ鏡板面を高精度な平面度に加工することが、容易にかつ安定して行なわれる。
【００７８】
また、上記の加工方法により得られる旋回スクロールは、高精度な鏡板面を具備するもので、優れたスクロール圧縮機部品として提供することができ、圧縮室からのガス洩れを低減することができ、良好な性能のスクロール圧縮機が得られる。
【００７９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、能率的な加工をすることができると共に、高精度な加工を実施することができる旋回スクロールの加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の発明の一実施例に係る旋回スクロールの加工方法を、工程を追って示した説明図である。
【図２】図１の旋回スクロールの加工中の状態と加工終了後にチャックから開放した状態の一例を拡大し、模擬的に示した側断面図である。
【図３】旋回スクロールの加工において部位による工具の接触状態の違いを示した断面図および正面図である。
【図４】本発明の第二の実施例に係る、空気圧によって作動する複合チャックの系統図である。
【図５】図４の引き爪の状態を拡大して示した側断面図である。
【図６】第四の発明の一実施例に係るチャック精度を説明した線図である。
【図７】第五の発明の実施例に係るスクロール圧縮機の性能を示す線図である。
【図８】一般的なスクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図である。
【図９】図８のスクロール圧縮機の旋回スクロール単体の側断面図および斜視図である。
【図１０】従来の旋回スクロールの加工法の一例を示す図である。
【図１１】一般的な旋回スクロールの反鏡板面の仕上げ加工前の状態を示す断面図である。
【図１２】旋回スクロールの従来の加工法の他の一例を示した断面図である。
【図１３】従来の複合チャックと配管系統を示す説明図である。
【図１４】従来のチャックの引き爪の状態を示した断面図である。
【符号の説明】
１…旋回スクロール、１ａ…ラップ、１ｂ…鏡板面、１ｃ…底面、１ｄ…歯先面、１ｅ…反鏡板面、１ｆ…外側面、１ｇ…引き爪係合部、１ｈ…引き爪係合部段差、２…複合チャック、２ａ…抱き爪、２ｂ…引き爪、２ｃ…バッキングプレ−ト、２ｄ…ダイヤフラム構造ばね、２ｅ…シリンダ、２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｎ，２ｏ，２ｐ・・・電磁弁、２ｉ，２ｊ・・・減圧弁、２ｋ・・・シリンダ、２ｌ・・・爪引込み側圧力室、２ｍ・・・爪開放側圧力室、２ｑ，２ｒ，２ｓ，…減圧弁、２ｔ…圧縮空気発生装置、２ｕ…引き爪間段差、３…側面加工用エンドミル、４…底面加工用エンドミル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003573499.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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