(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の組み立て時や圧縮機構部品の加工時に位置基準として用いられる基準穴と、ボルト穴やガス通路等として用いられ、前記基準穴よりも穴径が小さい加工穴が少なくとも一つ設けられる圧縮機構部品を、１または２の主軸で工具を交換しながら行う穴の加工加工方法において、前記基準穴、および基準穴よりも穴径の小さい加工穴を同一工具で加工し、しかる後基準穴の仕上げ加工を行う圧縮機構部品の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍、空調装置等に使用する圧縮機の圧縮機構部品およびその加工方法に関するものであり、詳しくは圧縮機の機構部品の製作を容易にした圧縮機およびその加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスクロール圧縮機の構成について、図１を用いて説明する。図１はスクロール圧縮機の構成を表す断面図である。スクロール圧縮機は主として、吸入管１８から吸入したガスを高温高圧に圧縮する圧縮機構１４と、圧縮機構１４を駆動するための電動機１７部と、圧縮機密閉容器１６の底部に貯留した潤滑油３１を吸込み、圧縮機構２などの各部に供給する給油機構３２等から構成される。
【０００３】
また、圧縮機構１４は主として、相互に噛み合って圧縮作業空間１９を形成する固定スクロール２２及び旋回スクロール２３と、クランク軸１１の一端に形成されたジャーナル軸２６部を摺動可能に支持すると共に、固定スクロール２２と嵌合締結される主軸受部材１３で構成されている。ここで固定スクロール２２と主軸受部材１３はあいだに旋回スクロール２３を旋回可能な状態で挟み込んでおり、ボルト３０により主軸受部材１３に形成されたボルト穴を貫通し、固定スクロール２２に形成されたボルト取り付け穴(ねじ部)に係合して相互に固定されるように構成されている。
【０００４】
このように、圧縮機構１４を構成する固定スクロール２２や主軸受部材１３には様々な用途の加工穴が複数形成されている。加工穴には例えば、圧縮機の組み立て時の相互の位置決めや圧縮機構部品への穴加工、研磨加工などの加工時において位置基準として用いられる基準穴がある。また、固定スクロール２２と主軸受部材１３のようにボルトなどを用いて相互に嵌合締結させるために用いられるボルト取り付け穴があり、加工段階ではこのボルト取り付け穴を形成するためのボルト取り付け穴の下穴がある。更には圧縮室から吐出されたガスが通過する貫通穴、及び吐出弁を固定するためのボルト取り付け穴を加工して形成する止まり穴などがある。（ボルト取り付け穴の下穴、貫通穴、止まり穴などの基準穴以外の仕上げ加工を必要としない穴を総称して、以下「基準穴以外の穴」と称する。）ここで、基準穴は加工などの基準となるため、高い加工精度が必要であり、通常ドリルなどでの穴明け加工のあとに、リーマなどの切削工具を用いた仕上げ加工を行う必要がある。
【０００５】
また、基準穴及び基準穴以外の穴の穴径は設計段階でその強度等に応じてそれぞれ任意に決定されている。
【０００６】
次に、これらの穴の加工方法について説明する。圧縮機構部品などへの穴加工には従来より、量産性を考慮して「多数の位置固定の回転主軸を有する切削設備」が用いられている。これは、加工ターゲットである加工対象部品を複数加工台の上に配置し、穴加工する位置に応じて精密に配置された位置固定の回転主軸に設計された穴径の穴をあける切削工具(例えばドリル)を装着しておき、主軸群を一回、加工台のほうに下降させれば加工ターゲットに一度に複数の穴が加工されるという設備である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のとおり従来の圧縮機構部品では、基準穴及び基準穴以外の加工穴の穴径は必要に応じて任意のサイズで設計されており、これらの穴の形成のためには、切削すべき穴数と穴径に応じて相当数の使用工具本数が必要であった。
【０００８】
また、近年のように最適化、コストダウン、高効率化などのために頻繁に設計変更を必要とする状況においては、設計段階で穴径や穴位置などの設計変更が頻繁に課せられるため、多数の固定主軸で加工する専用設備ではその設計変更に対応するために固定の回転主軸ピッチの変更など設備に多大な設計変更が必要となり、即ち多大な設備投資と製作、改造期間を要し、結果として製品の価格上昇を招くことになる。
【０００９】
一方で、１または２の主軸で工具を交換しながら加工する汎用設備（例えば、数値制御される切削加工設備、所謂ＮＣ加工機など）を利用する場合には様々な内径の穴が存在する場合には、穴径のサイズに応じて相当する数の切削工具が必要になるだけでなく、特に工具交換時間が必然的に増えるため、従来より量産に適さないという課題があった。
【００１０】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、圧縮機構などに形成される穴の内径を適切に規定することにより、切削過程での使用工具本数の削減や工具交換時間の削減を図ることで、汎用設備の量産への適用を実質的に可能とし、以って設計変更があった場合にも多大な設備投資を必要としないため、製造コストを抑制し、より安価な圧縮機を提供することができる圧縮機構部品およびその加工方法の提供を目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、圧縮機の組み立て時や圧縮機構部品の加工時に位置基準として用いられる基準穴と、ボルト穴やガス通路等として用いられ、前記基準穴よりも穴径が小さい加工穴が少なくとも一つ設けられる圧縮機構部品を、１または２の主軸で工具を交換しながら穴加工する圧縮機構部品の加工方法であって、前記基準穴、および基準穴よりも穴径の小さい加工穴を同一工具で加工し、しかる後基準穴の仕上げ加工を行うものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、圧縮機の組み立て時や圧縮機構部品の加工時に位置基準として用いられる基準穴と、ボルト穴やガス通路等として用いられ、前記基準穴よりも穴径が小さい加工穴が少なくとも一つ設けられる圧縮機構部品を、１または２の主軸で工具を交換しながら穴加工する圧縮機構部品の加工方法において、前記基準穴、および基準穴よりも穴径の小さい加工穴を同一工具で加工し、しかる後基準穴の仕上げ加工を行うことにより、基準穴を１次加工（荒加工）する切削工具とその他少なくともひとつの穴をあける切削工具との共有化を図ることが出来るため、使用本数及び工具交換時間の削減を図ることができ、しかも１または２の主軸を持ち工具を交換しながら加工する汎用設備を用いた量産加工が可能となるため、設計変更に対して容易に対応できる製造工程の実現が可能となる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１４】
まず、スクロール圧縮機の構成及び動作について、図１を用いて説明する。
【００１５】
図１はスクロール圧縮機の構成を示す断面図である。クランク軸１１の内部には送油路１２が形成されており、一端が主軸受部材１３内部の空間に連結し、他端が給油機構３２に連結されている。圧縮機運転時には、潤滑油は油吸い込み管１５より吸い込まれ、送油路１２を通して各摺動部を潤滑した後、密閉容器１６内の空間に排出され、電動機１７と密閉容器１６の隙間を通って、再び油吸い込み管１５に戻る。一方、圧縮機の吸入管１８から吸入された冷媒は、圧縮作業空間１９で圧縮され、吐出口２０から圧縮機構１４に形成された貫通穴２を経て、吐出管２１から吐出される。
【００１６】
圧縮機構１４は主として、固定スクロール２２と、この固定スクロール２２と噛み合って複数個の圧縮作業空間１９を形成する旋回スクロール２３と、この旋回スクロール２３の自転を防止して旋回運動のみをさせるオルダム継手２４とで構成されている。また、旋回スクロール２３に形成されている旋回駆動軸２５は、クランク軸１１の一端に形成したジャーナル軸２６の内側の偏芯軸受２７に挿入されている。また、クランク軸１１はジャーナル軸２６を支承するためのジャーナル軸受２８を有する主軸受部材１３と、ジャーナル軸２６とは反対側のクランク軸１１の軸部を支承する副軸受２９で支持されている。そしてこのような構成で、電動機１７によりクランク軸１１が回転駆動され、旋回スクロール２３が固定スクロール２２に対して旋回運動を行うことにより、吸入管１８から吸入した冷媒ガスを徐々に圧縮し、吐出口２０からより高圧の冷媒ガスとして吐出する。
【００１７】
次に、各種の加工穴及びその配置について説明する。
【００１８】
図２は本願発明の実施例を示す固定スクロールの平面図である。同図において、固定スクロール２２上には略中央部に圧縮室を形成するためのインボリュート形状のラップが加工されている。一方、その周囲には、ボルトにより主軸受部材と嵌合して固定するためのボルト取付穴３、圧縮機構から吐出された高圧ガスが吐出口側から吐出管側に流れ込むための通り道である貫通穴２が、また主としてこれらのボルト取付穴や貫通穴などを切削加工したり、圧縮機構を組み立てたりする際の位置決めに用いる基準穴１が環状に配置されている。なお、ボルト取付穴３は同図ではねじ加工がされている状態で示されているが、本願発明の穴径とは、ねじ切り加工を行う前の荒加工で形成された状態の「ボルト取付穴の下穴」の穴明け加工およびその穴径の大きさについて述べている。
【００１９】
各種の穴の機能としては、基準穴１は圧縮機の組み立て時の相互の位置決めや圧縮機構部品への穴加工、研磨加工などの加工時において位置基準として用いられ、ドリルなどの工具で荒加工されたあと、より穴の加工精度を上げるためにリーマなどによる仕上加工を施すものである。また、固定スクロール２２と主軸受部材１３のようにボルトなどを用いて相互に嵌合締結させるために用いられるボルト取り付け穴があり、加工段階ではこのボルト取り付け穴を形成するためのボルト取り付け穴の下穴がある。更には圧縮室から吐出されたガスが通過する貫通穴、及び吐出弁を固定するためのボルト取り付け穴を加工して形成する止まり穴などがある。これらの基準穴以外の穴は荒加工しかなされない。
【００２０】
要するに、基準穴は仕上加工を必要とする穴であり、基準穴以外の穴とは荒加工段階までの、仕上げ加工を必要としない穴を総称している。
【００２１】
この固定スクロール２２は図１に示したように圧縮作業空間１９を形成するように旋回スクロール２３や、旋回スクロール２３の旋回動作を実現するためのオルダム継手２４などを挟み込んで、主軸受部材１３と嵌合する。従って、主軸受部材１３側にも、上記の固定スクロール２２に形成された穴に対応するように同数・同径の基準穴、貫通穴があり、ボルト取付穴の下穴の代わりにボルトが貫通するためのボルト穴３３が配設されている。(図示せず)
【００２２】
なお、基準穴１は組み立て加工後、製品としての実使用時には圧縮機吐出ガスが通過する貫通穴２と同様の機能を果たすこともある。
【００２３】
次に、各種の加工穴のサイズ及び加工方法について説明する。
【００２４】
上述の各種の加工穴は、例えば固定スクロール２２において、基準穴１は６．４ミリメートル、ボルト取付穴３の下穴は４．１ミリメートル、貫通穴２は５．５ミリメートル（これらの穴寸法はすべて『直径』で示している。）で構成されている。即ち、基準穴１は、ボルト取付穴３および貫通穴２よりも穴径が大きくなるように構成されている。
【００２５】
本実施例で説明する加工手順については上記穴径の場合を例として用いるが、例えば基準穴１は６．４ミリメートル、ボルト取付穴３の下穴は５．６ミリメートル、貫通穴２は６．８ミリメートルのようでもよい。要するに、基準穴１の穴径が他の穴の少なくともひとつよりも大きく形成されるようにすれば良い。なお、それぞれの種類の穴は種類毎に複数種類の穴径を設定していても良く、例えば貫通穴が５．５ミリメートルと６．８ミリメートルの２種類の穴径をひとつの加工ターゲット上で有していても良い。
【００２６】
これらの穴の切削加工を行う設備としては、例えば動作位置を任意に変更できる二本の主軸を持ち、切削工具を取り替えながら任意の位置に任意の大きさの穴加工を行うことが可能な汎用切削設備（いわゆる、ＮＣ切削加工装置など）を用いる。このような装置を使用することにより、固定主軸を持つ装置に比べて設計変更に対する自由度が増すとともに、加工ターゲットの設計変更に対応する設備の大幅な変更が不要となるため、設備改造などの面でコスト低減につながる。
【００２７】
まず、切削加工設備の主軸には、第一の主軸には５．５ミリメートルの穴をあけるドリルが、また、第二の主軸には先端部が６．０ミリメートルのドリル部で、中央部から６．４ミリの仕上加工が出来るリーマ部になっているような２段式切削工具とをそれぞれ保持している。そして切削工程では、第一の主軸により、貫通穴２および基準穴１に荒加工として５．５ミリメートルの穴をあけるようにし、次いで基準穴１のみ第二の主軸を用いてわずかに穴を拡張しつつ、リーマ部で設計どおりの６．４ミリメートルの直径になるように仕上ていく。次に第一の主軸のみ５．５ミリメートルのドリルから４．１ミリメートルのドリルに交換してボルト取付穴３の下穴をあけるようにする。そして、また次の加工ターゲットを切削するときには第一の主軸のドリルを５．５ミリメートルの物に替えて上記の作業を繰り返すようにする。このようにすることにより、従来のような固定多軸型の切削設備に比べると工具の数としてそれぞれの穴形に対応したものをすべて用意する必要がなく（上記の場合では、６．０ミリメートル程度のドリルが不要）、また、ＮＣ加工設備等の汎用設備が使用できるので、設計変更に対してフレキシブルに対応できるようになる。
【００２８】
また、上記の例において貫通穴２の内径が６．０ミリメートル、基準穴１の内径が６．４ミリメートルであった場合には、第一の主軸に６．０ミリメートルのドリルを、また第二の主軸には６．４ミリメートルのリーマをそれぞれ保持しておく。貫通穴２の内径よりも０．２〜０．６ミリメートルの幅で基準穴１の内径を大きくとるようにすれば、基準穴１の仕上加工には容易に入手できるリーマのみで済むことになり、より安価に対応できる。
【００２９】
更には、貫通穴２、ボルト取付穴３の下穴が直径６．０ミリメートルで、基準穴１が直径６．４ミリメートルならば、第一の主軸に６．０ミリメートルのドリルを、また第二の主軸には６．４ミリメートルのリーマをそれぞれ保持しておけば、二本の切削工具以外の工具は必要でなく、しかも設計変更に対して容易に対応できるようになる。
【００３０】
工具および工数の削減は、即ち製造コストの削減であり、従ってトータルコスト抑制につながるものである。
【００３１】
なお、上記実施例で示した各穴の寸法、工程順序などに付いては単に一例を示したものであり、本願発明はこれらの寸法、手順に限定されたものではない。
【００３２】
また、いずれの実施例もスクロール圧縮機の固定スクロールや主軸受部材について説明したが、ロータリー型の圧縮機等でも同様である。例えばロータリー圧縮機では圧縮機構を構成し、組み立て時に嵌合締結される構成部品は上軸受部材と下軸受部材であり、ローリングピストンや、ベーンなどの圧縮機構構成に必要な部材を挟み込んで、ボルトなどで締結されている。
【００３３】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、本願発明によれば、本発明によれば、圧縮機の組み立て時や圧縮機構部品の加工時に位置基準として用いられる基準穴と、ボルト穴やガス通路等として用いられ、前記基準穴よりも穴径が小さい加工穴が少なくとも一つ設けられる圧縮機構部品を、１または２の主軸で工具を交換しながら穴加工する圧縮機構部品の加工方法において、前記基準穴、および基準穴よりも穴径の小さい加工穴を同一工具で加工し、しかる後基準穴の仕上げ加工を行うことにより、使用工具数を削減できるため工具交換時間が削減でき、しかも１または２の主軸を持ち工具を交換しながら加工する汎用設備を用いた量産加工が可能となるため、設計変更に対して容易に対応できる製造工程の実現が可能となる。また、荒工程、仕上げ工程と工程を分割することもできるので工具寿命が長くなる。
【００３４】
もって、製造コストを削減し、より安価な圧縮機を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来例を示すスクロール圧縮機の断面図
【図２】  本発明の第１の実施例を示す固定スクロールの平面図
【符号の説明】
１  基準穴
２  貫通穴
３  ボルト取付穴
１１  クランク軸
１２  送油路
１３  主軸受部材
１４  圧縮機構
１５  油吸い込み管
１６  密閉容器
１７  電動機
１８  吸入管
１９  圧縮作業空間
２０  吐出口
２１  吐出管
２２  固定スクロール
２３  旋回スクロール
２４  オルダム継手
２５  旋回駆動軸
２６  ジャーナル軸
２７  偏芯軸受
２８  ジャーナル軸受
２９  副軸受
３０  ボルト
３１  潤滑油
３２  給油機構
３３  ボルト穴
【図１】
0003873574.tif 000002
【図２】
0003873574.tif 000003