(57)【要約】【課題】スクリュー圧縮機のスクリューロータとなるワークの外周面に螺旋溝を形成する際に、螺旋溝の溝深さが不均一とならないようにする。【解決手段】固定治具（3）の中心軸に頂点（G1）が位置する固定治具（3）の固定側テーパ面（3a）のテーパ角（θ）と同一のテーパ角（θ）を有したワーク側テーパ面（4a）を、ワーク（4）の中心軸に頂点（G2）が位置するように該ワーク（4）の端面に形成し、ワーク（4）のワーク側テーパ面（4a）と固定治具（3）のワーク側テーパ面（4a）とを当接させてワーク（4）及び固定治具（3）の中心軸同士を一致させた状態でワーク（4）と固定治具（3）とを固定する。【選択図】図９
2013019333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工工具（110）と円筒状のワーク（4）とを相対移動させて該加工工具（110）でワーク（4）を加工する加工装置（100）を用いて、ワーク（4）をスクリュー圧縮機のスクリューロータ（40）に加工するスクリューロータの加工方法であって、
上記ワーク（4）の端部にワーク側テーパ面（4a）を形成するテーパ加工工程と、
上記加工装置（100）の回転部（320）に接続され且つ上記ワーク（4）のワーク側テーパ面（4a）に対応した固定側テーパ面（3a）を有した固定治具（3）に、上記テーパ加工工程後のワーク（4）を挿入して固定する挿入固定工程と、
上記挿入固定工程後に上記加工装置（100）の回転部（320）により上記ワーク（4）とともに固定治具（3）を該固定治具（3）の中心軸周りに回転させながら上記加工工具（110）で該ワーク（4）の外周面に螺旋溝（41）を加工する溝加工工程とを含み、
上記テーパ加工工程は、上記固定治具（3）の中心軸に頂点（G1）が位置する該固定治具（3）の固定側テーパ面（3a）のテーパ角（θ）と同一のテーパ角（θ）を有するワーク側テーパ面（4a）を上記ワーク（4）の中心軸に頂点（G2）が位置するように該ワーク（4）の端面に形成することにより行われ、
上記挿入固定工程は、上記固定治具（3）にワーク（4）を挿入した後に上記テーパ加工工程で形成したワーク（4）のワーク側テーパ面（4a）と上記固定治具（3）の固定側テーパ面（3a）とを当接させた状態で上記固定治具（3）にワーク（4）を固定することにより行われることを特徴とするスクリューロータの加工方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記ワーク（4）における一端側の内径を他端側の内径よりも大きくする拡孔加工工程を含み、
上記テーパ加工工程は、上記拡孔加工工程で加工された拡孔部分に対応する内周端縁にワーク側テーパ面（4a）を形成することにより行われることを特徴とするスクリューロータの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュー圧縮機に用いられるスクリューロータの加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷媒や空気を圧縮する圧縮機として、スクリュー圧縮機が用いられている。そして、特許文献１には、これらのスクリュー圧縮機に用いられるスクリューロータを加工する加工装置が開示されている。この加工装置は、加工工具とワークとを３軸に沿って相対的に変位させると共に２軸周りに相対的に回転させながら、ワークを加工工具で加工してスクリューロータを加工するものである。
【０００３】
具体的に、上記ワークは、概ね円柱状に形成された金属製の部材である。このワークには、スクリュー圧縮機の駆動軸を挿通させるための挿通孔の下孔が該ワークの軸心を通って貫通形成されている。
【０００４】
上記加工装置の回転部には固定治具が取り付けられている。この固定治具に対して上記ワークの下孔を外嵌させることによって該ワークを固定治具に装着する。
【０００５】
その後、上記加工装置が有するセンタ押し台のセンタを進出させて、固定治具の先端側からセンタ押しする。この状態から上記加工装置の回転部を回転させることにより、固定治具とともにワークが回転する。そして、この回転中のワークの外周面に加工工具でスクリューロータの螺旋溝を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−５７９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記固定治具は、該固定治具の中心軸が上記加工装置の回転軸と一致する状態で上記加工装置に取り付けられている。これにより、上記固定治具は、その中心軸周りに回転する。ここで、固定治具及びワークの中心軸同士が一致した状態で固定治具とワークとが装着されている場合には、上記ワークが該ワークの中心軸周りに回転する。このため、上記ワークの中心軸と上記加工工具の先端部との距離が一定に保たれ、上記加工工具によって形成される螺旋溝の溝深さは一定となる。
【０００８】
しかしながら、固定治具及びワークの中心軸同士がずれた状態で固定治具とワークとが装着された場合には、上記ワークが偏心回転してしまい、上記ワークの中心軸と上記加工工具の先端部との距離が周期的に変化する。この結果、上記ワークにおける螺旋溝の溝深さが不均一になってしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記スクリュー圧縮機のスクリューロータとなるワークの外周面に螺旋溝を形成する際に、該螺旋溝の溝深さが不均一とならないようにして、上記スクリュー圧縮機の性能を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、加工工具（110）と円筒状のワーク（4）とを相対移動させて該加工工具（110）でワーク（4）を加工する加工装置（100）を用いて、ワーク（4）をスクリュー圧縮機のスクリューロータ（40）に加工するスクリューロータの加工方法を前提としている。
【００１１】
そして、このスクリューロータの加工方法において、上記ワーク（4）の端部にワーク側テーパ面（4a）を形成するテーパ加工工程と、上記加工装置（100）の回転部（320）に接続され且つ上記ワーク（4）のワーク側テーパ面（4a）に対応した固定側テーパ面（3a）を有した固定治具（3）に、上記テーパ加工工程後のワーク（4）を挿入して固定する挿入固定工程と、上記挿入固定工程後に上記加工装置（100）の回転部（320）により上記ワーク（4）とともに固定治具（3）を該固定治具（3）の中心軸周りに回転させながら上記加工工具（110）で該ワーク（4）の外周面に螺旋溝（41）を加工する溝加工工程とを含み、上記テーパ加工工程は、上記固定治具（3）の中心軸に頂点（G1）が位置する該固定治具（3）の固定側テーパ面（3a）のテーパ角（θ）と同一のテーパ角（θ）を有するワーク側テーパ面（4a）を上記ワーク（4）の中心軸に頂点（G2）が位置するように該ワーク（4）の端面に形成することにより行われ、上記挿入固定工程は、上記固定治具（3）にワーク（4）を挿入した後に上記テーパ加工工程で形成したワーク（4）のワーク側テーパ面（4a）と上記固定治具（3）の固定側テーパ面（3a）とを当接させた状態で上記固定治具（3）にワーク（4）を固定することにより行われることを特徴としている。
【００１２】
第１の発明では、上記固定治具（3）を介して上記ワーク（4）が上記加工装置（100）に装着される。ここで、この固定治具（3）には固定側テーパ面（3a）が形成され、この固定側テーパ面（3a）と同一のテーパ角（θ）を有するワーク側テーパ面（4a）が上記ワーク（4）の端面に形成されている。上記固定治具（3）の固定側テーパ面（3a）は、該固定側テーパ面（3a）の頂点（G1）が該固定治具（3）の中心線上にあり、上記ワーク（4）のワーク側テーパ面（4a）は該ワーク側テーパ面（4a）の頂点（G2）が該ワーク（4）の中心線上にある。
【００１３】
このため、上記挿入固定工程では、両者のテーパ面（4a,3a）を当接させるだけで上記固定治具（3）及び上記ワーク（4）の中心軸同士を一致させることができるようになる。そして、両者の中心軸を一致させた状態で上記固定治具（3）及び上記ワーク（4）が固定される。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、上記ワーク（4）における一端部の内径を他端部の内径よりも大きくする拡孔加工工程を含み、上記テーパ加工工程は、上記拡孔加工工程で加工された拡孔部分に対応する内周端縁にワーク側テーパ面（4a）を形成することにより行われることを特徴としている。
【００１５】
第２の発明では、上記拡孔加工工程で上記ワーク（4）における一端部の内径を大きくし、この内径が大きくなった部分に対応する内周端縁にワーク側テーパ面（4a）を形成する。このように、上記ワーク（4）の一端部の内径を大きくすることにより、固定治具（3）に該ワーク（4）を嵌め込み易くなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記固定治具（3）及び上記ワーク（4）のテーパ面（4a,3a）同士が当接するまで上記固定治具（3）に対して上記ワーク（4）を挿入することにより、両者の中心軸を一致させた状態で両者を固定することができる。このように、上記固定治具（3）に対して上記ワーク（4）を挿入するだけで、両者の中心軸の位置合わせを容易に行うことができる。
【００１７】
これにより、上記加工装置（100）において、固定治具（3）及びワーク（4）の中心軸同士が一致した状態で該固定治具（3）をワーク（4）とともに回転させることができ、ワーク（4）と加工工具（110）との間の距離を一定に保つことができる。この結果、上記加工工具（110）によってワーク（4）に形成される螺旋溝（41）の溝深さを一定にすることができ、スクリュー圧縮機の性能を向上させることができる。
【００１８】
また、上記第２の発明によれば、上記ワーク（4）の一端部の内径を他端部の内径よりも大きくすることで、該ワーク（4）の中空部に固定治具（3）が嵌り込み易くなる。これにより、上記挿入固定工程を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、スクリュー圧縮機の圧縮機構付近の縦断面図である。
【図２】図２は、図１のII-II断面図である。
【図３】図３は、スクリュー圧縮機の要部を抜き出して示す斜視図である。
【図４】図４は、スクリュー圧縮機の要部を抜き出して示す、別の角度から見た斜視図である。
【図５】図５は、圧縮機構の動作を示す平面図であり、（Ａ）は吸込行程を示し、（Ｂ）は圧縮行程を示し、（Ｃ）は吐出行程を示す。
【図６】図６は、スクリューロータ加工装置の全体構成を示す斜視図である。
【図７】図７は、ワーク加工時のスクリューロータ加工装置を示す斜視図である。
【図８】図８は、スクリューロータ加工装置におけるワークの支持状態を示す一部断面図である。
【図９】図９は、固定治具とワークとの断面図である。
【図１０】図１０は、固定治具にワークが固定された状態の断面図である。
【図１１】図１１は、旋盤によるワークの加工を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
本発明の実施形態に係るスクリューロータ加工装置によって製造されるスクリューロータ（40）は、シングルスクリュー圧縮機（以下、単にスクリュー圧縮機という）（1）に用いられる。そこで、まず、スクリュー圧縮機（1）について説明する。
【００２２】
このスクリュー圧縮機（1）は、冷凍サイクルを行う冷媒回路に設けられて冷媒を圧縮するためのものである。スクリュー圧縮機（1）は、図１，２に示すように、密閉型に構成されている。このスクリュー圧縮機（1）では、圧縮機構（20）とそれを駆動する電動機とが１つのケーシング（10）に収容されている。圧縮機構（20）は、駆動軸（21）を介して電動機と連結されている。図１において、電動機は省略されている。
【００２３】
圧縮機構（20）は、ケーシング（10）内に形成された円筒壁（30）と、該円筒壁（30）の中に配置された１つのスクリューロータ（40）と、該スクリューロータ（40）に噛み合う２つのゲートロータ（50）とを備えている。
【００２４】
スクリューロータ（40）は、概ね円柱状に形成された金属製の部材である。スクリューロータ（40）の外径は、円筒壁（30）の内径よりも若干小さく設定されており、スクリューロータ（40）の外周面が円筒壁（30）の内周面と摺接するように構成されている。スクリューロータ（40）の外周部には、スクリューロータ（40）の軸方向一端から他端へ向かって螺旋状に延びる螺旋溝（41）が複数形成されている。
【００２５】
複数の螺旋溝（41）のそれぞれは、円柱状のスクリューロータ（40）の軸心周りに対称な形状をしている（すなわち、スクリューロータ（40）の横断面において、螺旋溝（41）のそれぞれは、スクリューロータ（40）の中心に対して点対称な形状をしている）。そして、複数の螺旋溝（41）が或る軸周りに対称となるときのその軸を螺旋溝（41）の軸心という。スクリューロータ（40）に対して螺旋溝（41）が精度良く形成されているときには、螺旋溝（41）の軸心はスクリューロータ（40）の軸心と一致する。
【００２６】
ここで、スクリューロータ（40）の軸方向一端側の周縁部には傾斜面（45）が形成されていて、螺旋溝（41）の一端部は傾斜面（45）に開口している。各螺旋溝（41）は、傾斜面（45）に開口する一端部（図４における左端部）が始端部となり、他端部（同図における右端部）が終端部となっている。一方、螺旋溝（41）の終端部は、スクリューロータ（40）の軸方向他端側においてその側周面に開口している。
【００２７】
また、スクリューロータ（40）の他端部には、螺旋溝（41）が形成されている本体部（40a）よりも外径が小さな小径部（46）が形成されている。この小径部（46）の内周縁部にワーク側テーパ面（4a）が形成されている。このワーク側テーパ面（4a）の形状については詳しく後述する。さらに、スクリューロータ（40）には、図１に示すように、駆動軸（21）を挿通させるための挿通孔（5）が該スクリューロータ（40）の軸心を通って貫通形成されている。
【００２８】
このように構成されたスクリューロータ（40）には、駆動軸（21）が挿通されている。詳しくは、駆動軸（21）の一端部には、前述の如く、上記電動機が連結されており、該駆動軸（21）の他端部がスクリューロータ（40）の挿通孔（5）に挿通される。スクリューロータ（40）と駆動軸（21）は、キー（図示なし）によって連結されている。駆動軸（21）は、スクリューロータ（40）と同軸上に配置されている。
【００２９】
そして、スクリューロータ（40）と電動機とが駆動軸（21）に連結された状態でケーシング（10）内に収容される。このとき、スクリューロータ（40）は、円筒壁（30）に回転可能に嵌合しており、その外周面が円筒壁（30）の内周面と摺接する。ここで、駆動軸（21）の端部にはスクリューロータ（40）から突出する被支持部（21）が形成されており、この被支持部（21）が玉軸受（61）に回転自在に支持されている。
【００３０】
この玉軸受（61）は、ケーシング（10）の円筒壁（30）に嵌合された軸受ホルダ（60）に設置されている。この軸受ホルダ（60）は、その端面（図１の左側）の中心部分がスクリューロータ（40）側へ突出している。そして、上記円筒壁（30）に軸受ホルダ（60）を嵌合したときに、この軸受ホルダ（60）の突出部分が上記スクリューロータ（40）の小径部（46）の内側に位置するように構成されている。
【００３１】
図２、図３に示すように、各ゲートロータ（50）は、長方形板状に形成された複数のゲート（51）が放射状に設けられた樹脂製の部材である。各ゲートロータ（50）は、円筒壁（30）の外側にスクリューロータ（40）を挟んで対称に配置され、軸心がスクリューロータ（40）の軸心と直交している。各ゲートロータ（50）は、ゲート（51）が円筒壁（30）の一部を貫通してスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）に噛み合うように配置されている。
【００３２】
ゲートロータ（50）は、金属製のロータ支持部材（55）に取り付けられている。ロータ支持部材（55）は、基部（56）とアーム部（57）と軸部（58）とを備えている。基部（56）は、やや肉厚の円板状に形成されている。アーム部（57）は、ゲートロータ（50）のゲート（51）と同数だけ設けられており、基部（56）の外周面から外側へ向かって放射状に延びている。軸部（58）は、棒状に形成されて基部（56）に立設されている。軸部（58）の中心軸は、基部（56）の中心軸と一致している。ゲートロータ（50）は、基部（56）及びアーム部（57）における軸部（58）とは反対側の面に取り付けられている。各アーム部（57）は、ゲート（51）の背面に当接している。
【００３３】
ゲートロータ（50）が取り付けられたロータ支持部材（55）は、円筒壁（30）に隣接してケーシング（10）内に区画形成されたゲートロータ室（90）に収容されている。図２におけるスクリューロータ（40）の右側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が下端側となる姿勢で設置されている。一方、同図におけるスクリューロータ（40）の左側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が上端側となる姿勢で設置されている。各ロータ支持部材（55）の軸部（58）は、ゲートロータ室（90）内の軸受ハウジング（91）に玉軸受（92,93）を介して回転自在に支持されている。なお、各ゲートロータ室（90）は、低圧空間（S1）に連通している。
【００３４】
圧縮機構（20）では、円筒壁（30）の内周面と、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と、ゲートロータ（50）のゲート（51）とによって囲まれた空間が圧縮室（23）になる。スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）は、吸入側端部において低圧空間（S1）に開放しており、この開放部分が圧縮機構（20）の吸入口（24）になっている。
【００３５】
スクリュー圧縮機（1）には、容量制御機構としてスライドバルブ（70）が設けられている（図２を参照）。このスライドバルブ（70）は、円筒壁（30）がその周方向の２カ所において径方向外側に膨出したスライドバルブ（70）収納部（図示なし）内に設けられている。スライドバルブ（70）は、内面が円筒壁（30）の内周面の一部を構成すると共に、円筒壁（30）の軸心方向にスライド可能に構成されている。
【００３６】
このスライドバルブ（70）には、圧縮室（23）と高圧空間（S2）とを連通させるための吐出口が形成されている。つまり、圧縮室（23）で圧縮された冷媒は、スライドバルブ（70）の吐出口から高圧空間（S2）に吐出される。また、円筒壁（30）には、圧縮室（23）から低圧空間（S1）へ冷媒を戻すためのバイパス通路（図示なし）の上流端が開口しており、スライドバルブ（70）はこのバイパス通路の上流端を開閉して、圧縮機構（20）の容量を調整する。
【００３７】
−運転動作−
上記スクリュー圧縮機（1）の運転動作について説明する。
【００３８】
スクリュー圧縮機（1）において電動機を起動すると、駆動軸（21）が回転するのに伴ってスクリューロータ（40）が回転する。このスクリューロータ（40）の回転に伴ってゲートロータ（50）も回転し、圧縮機構（20）が吸入行程、圧縮行程および吐出行程を繰り返す。ここでは、図５において網掛けを付した圧縮室（23）に着目して説明する。
【００３９】
図５(Ａ)において、網掛けを付した圧縮室（23）は、低圧空間（S1）に連通している。また、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の下側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされている。スクリューロータ（40）が回転すると、このゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって相対的に移動し、それに伴って圧縮室（23）の容積が拡大する。その結果、低圧空間（S1）の低圧ガス冷媒が吸入口（24）を通じて圧縮室（23）へ吸い込まれる。
【００４０】
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図５(Ｂ)の状態となる。同図において、網掛けを付した圧縮室（23）は、閉じきり状態となっている。つまり、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の上側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされ、このゲート（51）によって低圧空間（S1）から仕切られている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮室（23）の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室（23）内のガス冷媒が圧縮される。
【００４１】
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図５(Ｃ)の状態となる。同図において、網掛けを付した圧縮室（23）は、吐出口（図示省略）を介して高圧空間（S2）と連通した状態となっている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮された冷媒ガスが圧縮室（23）から高圧空間（S2）へ押し出されてゆく。
【００４２】
尚、圧縮室（23）が閉じきり状態となったときには、ゲート（51）と螺旋溝（41）の壁面（42,43,44）とは物理的に擦れ合っている必要はなく、両者の間に微小な隙間があっても差し支えない。つまり、ゲート（51）と螺旋溝（41）の壁面（42,43,44）と間に微小な隙間があっても、この隙間が潤滑油からなる油膜でシールできる程度のものであれば、圧縮室（23）の気密性は保たれ、圧縮室（23）から漏れ出すガス冷媒の量は僅かな量に抑えられる。
【００４３】
−スクリューロータ加工装置−
続いて、本実施形態のスクリューロータ加工装置（以下、単に加工装置という）（100）について説明する。
【００４４】
加工装置（100）は、図６，７に示すように、エンドミル等の工具（加工工具）（110）を支持する工具支持ユニット（200）と、被削物であるワーク（4）を支持するワーク支持ユニット（300）と、これら工具支持ユニット（200）及びワーク支持ユニット（300）が配設された基台（130）とを備えている。
【００４５】
工具支持ユニット（200）は、基台（130）に配設されたコラム（210）と、該コラム（210）に取り付けられたスピンドル部（220）とを有している。
【００４６】
コラム（210）は、基台（130）の上面に設けられたＺ軸ガイドレール（140,140）に対して摺動自在に取り付けられていて、該Ｚ軸ガイドレール（140,140）が延びるＺ軸方向に移動可能となっている。このコラム（210）の、ワーク支持ユニット（300）と対向する面には、Ｙ軸に沿って延びるＹ軸ガイドレール（150,150）が延設されている。このＹ軸は、鉛直方向に延びている。
【００４７】
スピンドル部（220）は、エンドミル等の工具（110）が取り付けられる主軸（230）を有している。この主軸（230）は、コラム（210）のＹ軸ガイドレール（150,150）に摺動自在に取り付けられたベース部（240）に対して、その回転軸がＺ軸方向に延びるようにして取り付けられている。すなわち、スピンドル部（220）は、Ｙ軸ガイドレール（150,150）が延びるＹ軸方向に移動可能となっていると共に、工具（110）を上記Ｚ軸ガイドレール（140,140）と平行に延びる回転軸回りに回転駆動する。
【００４８】
このように構成された工具支持ユニット（200）は、スピンドル部（220）で工具（110）を支持し且つ回転駆動すると共に、該工具（110）をＹ軸及びＺ軸に沿って平行移動させる。
【００４９】
一方、ワーク支持ユニット（300）は、基台（130）に対して回転自在に配設された回転テーブル（310）と、該回転テーブル（310）上に設置されて被削物であるワーク（4）をクランプする回転部（320）と、該回転テーブル（310）上に設置されて該回転部（320）に支持されたワーク（4）の回転中心を支持するセンタ押し台（330）とを有している。
【００５０】
回転テーブル（310）は、基台（130）の上面に設けられ且つＸ軸方向（Ｙ軸及びＺ軸に直交する）に延びるＸ軸ガイドレール（160,160）に対して摺動自在に取り付けられた基礎部（311）と、該基礎部（311）に対して鉛直方向に延びる鉛直軸（B）回りに回転自在に取り付けられた回転台（312）とを有している。すなわち、回転テーブル（310）は、基礎部（311）を介してＸ軸方向に移動可能に構成されていると共に、回転台（312）を介して鉛直軸（B）回りに回転可能に構成されている。
【００５１】
回転部（320）は、水平方向に延びる水平軸（A）回りにワーク（4）を回転自在に支持する。詳しくは、回転部（320）には、図８に示すような凸状の固定治具（3）がその軸心を中心にして水平軸（A）周りに回転するように設けられている。
【００５２】
この固定治具（3）には、図９に示すように、その大径部分の外周面に固定側テーパ面（3a）が形成されている。この固定側テーパ面（3a）のテーパ角はθであり、該固定側テーパ面（3a）の頂点（G1）は上記固定治具（3）の中心軸上に位置している。尚、このテーパ角は、上記固定治具（3）の軸方向と上記固定側テーパ面（3a）の傾斜面に沿う方向とのなす角である。
【００５３】
又、上述したように、上記ワーク（4）の小径部（46）における内周縁部にワーク側テーパ面（4a）が形成されている。このワーク側テーパ面（4a）のテーパ角は上記固定治具（3）のテーパ角と同じであり、該ワーク側テーパ面（4a）の頂点（G2）は上記ワーク（4）の中心軸上に位置している。尚、このテーパ角は、上記ワーク（4）の軸方向と上記固定側テーパ面（3a）の傾斜面に沿う方向とのなす角である。
【００５４】
また、センタ押し台（330）は、回転テーブル（310）上に配設されており、センタ（331）が上記水平軸（A）に沿って進退自在に構成されている。このセンタ（331）の軸心は、回転部（320）の水平軸（A）と一致しており、回転部（320）側に進出したときには、回転部（320）に回転自在に設けられた固定治具（3）の回転中心に対して該固定治具（3）の先端側から当接するように構成されている。すなわち、センタ押し台（330）は、回転部（320）によって片持ち状に支持された固定治具（3）の自由端において、その回転中心をセンタ押しすることで、回転部（320）によって水平軸（A）回りに回転駆動される固定治具（3）、ひいてはワーク（4）の軸ブレを防止している。
【００５５】
つまり、ワーク支持ユニット（300）は、回転部（320）でクランプしたワーク（4）をＸ軸に沿って平行移動させると共に、水平軸（A）及び鉛直軸（B）回りに回転させる。
【００５６】
ここで、ワーク支持ユニット（300）は、鉛直軸（B）が回転部（320）及びセンタ押し台（330）を含む回転台（312）の重心を通るように構成されている。こうすることで、回転台（312）の鉛直軸（B）回りの慣性モーメントが小さくなるため、回転台（312）の駆動トルクや制動トルクが小さくなり、ワーク（4）を鉛直軸（B）回りに回転させ易くなる。また、回転台（312）を回転させるときの遠心力が小さくなるため、この点においても、ワーク（4）を鉛直軸（B）回りに回転させ易くなる。
【００５７】
さらに、ワーク支持ユニット（300）は、鉛直軸（B）が回転部（320）にクランプされたワーク（4）を通るように構成されている。換言すれば、ワーク（4）が鉛直軸（B）上に位置するように回転部（320）に取り付けられている。こうすることで、ワーク（4）の姿勢を変化させるべく該ワーク（4）を回転させたときに、回転の前後で、ワーク（4）と工具（110）との相対位置関係があまり変わらず、回転したワーク（4）に応じて工具（110）を相対的に移動させる量（工具支持ユニット（200）をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる量や回転テーブル（310）をＸ軸方向に移動させる量）を抑制することができる。
【００５８】
また、上記ワーク支持ユニット（300）においては、鉛直軸（B）回りに回転可能な回転テーブル（310）を基台（130）上にまず配設し、ワーク（4）を水平軸（A）回りに回転可能に支持する回転部（320）を該回転テーブル（310）上に配設することによって、回転テーブル（310）を鉛直軸（B）回りに回転させても、ワーク（4）の姿勢はその軸（スクリューロータ（40）の軸）が水平方向を向いたままであり、また、回転部（320）によりワーク（4）を水平軸（A）回りに回転させても、当然ながら、ワーク（4）の姿勢はその軸（スクリューロータ（40）の軸）が水平方向を向いたままであるため、回転部（320）や回転テーブル（310）へのワーク（4）の重力の影響は変わらない。その結果、ワーク（4）の重力の影響の変化を考慮することなく、ワーク（4）を回転移動させることができ、ワーク（4）の姿勢及び位置を高精度に制御することができる。
【００５９】
このように構成された加工装置（100）は、制御部（図示省略）からの制御信号に応じて、工具支持ユニット（200）とワーク支持ユニット（300）とを駆動することによって、図７に示すように、工具（110）及びワーク（4）を相対的に移動させて、該工具（110）でワーク（4）を加工する。この加工装置（100）は、工具（110）とワーク（4）とを前述の如く、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）に沿って相対的に直進移動させる共に、２軸（水平軸（A）及び鉛直軸（B））回りに相対的に回転移動させることによって、前述の如く、螺旋溝（41）のように複雑な形状をしたものであっても加工することができる。
【００６０】
−スクリューロータ（40）の製造方法−
以下、スクリューロータ（40）の製造方法について説明する。
【００６１】
ワーク（4）は、図９に示すように、概ね円柱状に形成された金属製の部材である。その外径は、完成品としてのスクリューロータ（40）の外径よりは若干大きくなっている。また、ワーク（4）には、傾斜面（45）及び小径部（46）が形成されている。さらに、小径部（46）の内周端面にワーク側テーパ面（4a）が形成されている。
【００６２】
このように構成されたワーク（4）は、該ワーク（4）を旋盤（400）で回転自在に支持する支持工程と、ワーク（4）に挿通孔（5）を加工する孔加工工程と、ワーク（4）の挿通孔（5）における小径部（46）側の内周端縁にワーク側テーパ面（4a）を形成するテーパ加工工程と、ワーク（4）の不要な部分を削除する削除加工工程と、旋盤（400）から取り外したワーク（4）を加工装置（100）の固定治具（3）に挿入固定する挿入固定工程と、ワーク（4）に螺旋溝（41）等を加工する溝加工工程とを経て、図９に示す完成品（図９の左側）としてのスクリューロータ（40）に加工される。
【００６３】
詳しくは、旋盤（400）は、バイト等の工具（410）を支持する工具支持ユニット（420）と、被削物であるワーク（4）を支持する被削物支持ユニット（430）と、被削物支持ユニット（430）に支持されたワーク（4）の回転中心に当接してセンタ押しするセンタ押し台（440）と、これら工具支持ユニット（420）、被削物支持ユニット（430）及びセンタ押し台（440）が配設された基台（450）とを備えている。被削物支持ユニット（430）は、ワーク（4）を把持するチャック部（431）を有していて、該チャック部（431）で把持したワーク（4）を回転軸（C）周りに回転駆動する。工具支持ユニット（420）は、支持した工具（410）を基台（450）上において、該回転軸（C）に沿った方向、上下方向、それら両方向に直交する方向の３軸方向に移動可能に構成されている。センタ押し台（440）は、被削物支持ユニット（430）側に突出するセンタ（441）を有している。このセンタ（441）の先端は回転軸（C）上に位置する共に、該回転軸（C）に沿って進退自在に該センタ押し台（440）に装着されている。
【００６４】
そして、この支持工程においては、ワーク（4）を、旋盤（400）のチャック部（431）で把持する。このとき、ワーク（4）の中心軸と旋盤（400）の回転軸（C）とが一致するように調整する。
【００６５】
次に、孔加工工程において、ワーク（4）の下孔（121）を工具（410）で切削加工することによって、挿通孔（5）として仕上げる。挿通孔（5）は小径部分（8a）及び大径部分（8b）で構成され、この大径部分（8b）を形成するのが拡孔加工工程である。
【００６６】
次に、テーパ加工工程において、上記ワーク（4）における小径部（46）の内面（挿通孔（5）の大径部分（8b））を工具（410）で切削加工することによって、上記小径部（46）の内面にワーク側テーパ面（4a）を加工する。上述したように、このワーク側テーパ面（4a）は、そのテーパ角が上記加工装置（100）における固定治具（3）に形成されたワーク側テーパ面（4a）のテーパ角と同じであり、該ワーク側テーパ面（4a）の頂点（G2）は上記ワーク（4）の中心軸上に位置するように上記ワーク（4）に形成される。
【００６７】
次に、削除加工工程において、ワーク（4）の外周形状の仕上げも行う。つまり、ワーク（4）の外径は、完成品としてのスクリューロータ（40）の外径よりも若干大きく形成されているため、該ワーク（4）の外周形状をケーシング（10）の内周面に摺接する外径となるように工具（410）で切削加工する。このときに、上記ワーク（4）に小径部（46）が形成される。その後、このワーク（4）を、旋盤（400）から取り外し、加工装置（100）に取り付ける。
【００６８】
次に、挿入固定工程において、 図９に示すように、この固定治具（3）の先端側からワーク（4）の挿通孔（5）を該固定治具（3）に挿通させる。そして、ワーク（4）のワーク側テーパ面（4a）が固定治具（3）の固定側テーパ面（3a）に当接するまで、上記ワーク（4）を固定治具（3）に挿通させた後、図１０に示すように、固定治具（3）の先端側からスペーサ（6）を介してナット（7）を締結することで、ワーク（4）が固定治具（3）に対して固定される。このように、固定治具（3）及びワーク（4）のテーパ面（3a,2）同士を当接させるだけで、両者の中心軸を一致させることができる。これにより、両者の中心軸における位置合わせを容易に行うことができる。
【００６９】
その後、センタ押し台（330）のセンタ（331）を進出させて、固定治具（3）を先端側からセンタ押しする。こうして、ワーク（4）は、回転部（320）の水平軸（A）回りに回転自在に支持される。
【００７０】
次に、溝加工工程において、加工装置（100）によってワーク（4）に螺旋溝（41）を加工する。詳しくは、加工装置（100）は、予め数値データとして与えられた工具経路に基づいて加工工具（110）をワーク（4）に対して相対的に移動させることによって、螺旋溝（41）の加工が行われる。
【００７１】
このようにして、ワーク（4）を加工してスクリューロータ（40）を製造する。最終的には、完成したスクリューロータ（40）の挿通孔（5）に駆動軸（21）を焼き嵌めして、該スクリューロータ（40）及び駆動軸（21）をケーシング（10）内に組み込んで、スクリュー圧縮機（1）を組み立てる。
【００７２】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、上記固定治具（3）及び上記ワーク（4）のワーク側テーパ面（4a）同士が当接するまで上記固定治具（3）に対して上記ワーク（4）を挿入することにより、両者の中心軸を一致させた状態で両者を固定することができる。このように、上記固定治具（3）に対して上記ワーク（4）を挿入するだけで、両者の中心軸の位置合わせを容易に行うことができる。
【００７３】
これにより、上記加工装置（100）において、固定治具（3）及びワーク（4）の中心軸同士が一致した状態で該固定治具（3）をワーク（4）とともに回転させることができ、ワーク（4）と加工工具（110）との間の距離を一定に保つことができる。この結果、上記加工工具（110）によってワーク（4）に形成される螺旋溝（41）の溝深さを一定にすることができ、スクリュー圧縮機の性能を向上させることができる。
【００７４】
又、本実施形態によれば上記スクリューロータ（40）の端部には小径部（46）が形成されている。この小径部（46）の内側に凹部（11）が形成されている。尚、この凹部（11）の内面が上述したワーク側テーパ面（4a）を構成する。そして、図１に示すように、上記軸受ホルダ（60）の先端面が、このスクリューロータ（40）における凹部（11）の内側に入り込んでいる。
【００７５】
つまり、上記軸受ホルダ（60）と上記スクリューロータ（40）とが軸方向に重なり合う部分が形成される分だけ、上記スクリューロータ（40）の軸長さを短くすることができる。これにより、スクリュー圧縮機を小型化することができる。
【００７６】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上説明したように、本発明は、スクリュー圧縮機に用いられるスクリューロータの加工方法について有用である。
【符号の説明】
【００７８】
1  スクリュー圧縮機
2  テーパ面
3  固定治具
4  ワーク
6  スペーサ
7  ナット
10  ケーシング
20  圧縮機構
40  スクリューロータ
100  加工装置
110  加工工具
200  工具支持ユニット
300  ワーク支持ユニット
400  旋盤
【図１】
2013019333.tif 000003
【図２】
2013019333.tif 000004
【図３】
2013019333.tif 000005
【図４】
2013019333.tif 000006
【図５】
2013019333.tif 000007
【図６】
2013019333.tif 000008
【図７】
2013019333.tif 000009
【図８】
2013019333.tif 000010
【図９】
2013019333.tif 000011
【図１０】
2013019333.tif 000012
【図１１】
2013019333.tif 000013