(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻状のスクロール羽根を有する可動スクロールと前記スクロール羽根と組み合わされる渦巻状のスクロール羽根を有する固定スクロールとを備えたスクロール型ポンプの製造方法であって、
成形加工された可動スクロール成形体と当該可動スクロール成形体と組み合わせ可能なスクロール羽根を有する固定スクロール体、若しくは成形加工された固定スクロール成形体と当該固定スクロール成形体と組み合わせ可能なスクロール羽根を有する可動スクロール体とを組み合わせた状態で、組み合わせたスクロール羽根の間に研磨剤を移動可能な状態で介在させて相対運動を行い、前記両スクロール羽根間の仕上がり状態を検知して加工条件を制御しながら、共擦り加工することを特徴とするスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項２】
前記固定スクロール体若しくは前記固定スクロール成形体の排気口から排出される圧縮空気の圧力を検知して、仕上がり状態を検知することを特徴とする請求項１記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項３】
前記固定スクロール体若しくは前記固定スクロール成形体の排気口から排出される圧縮空気の流量を検知して、仕上がり状態を検知することを特徴とする請求項１記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項４】
前記固定スクロール成形体若しくは前記可動スクロール成形体の加工面の平面度を位置センサにて検知して、仕上がり状態を検知することを特徴とする請求項１記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項５】
前記固定スクロール成形体若しくは前記可動スクロール成形体の加工面により押圧される力分布を力センサにて検知して、仕上がり状態を検知することを特徴とする請求項１記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項６】
前記固定スクロール成形体のスクロール羽根若しくは前記可動スクロール成形体の加工面により押圧された場合に発生する変形度を検知して、仕上がり状態を検知することを特徴とする請求項１記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項７】
前記相対運動は、正転運動及び逆転運動を交互に行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項８】
加工途中で、洗浄物質を固定スクロール体の吸入口より供給して、当該固定スクロール体の排出口より排出させることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項９】
前記スクロール羽根の軸方向に加工力を与えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項１０】
前記スクロール羽根の径方向に加工力を与えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項１１】
弾性体を介して、前記固定スクロール成形体若しくは前記可動スクロール成形体に加工力を与えることを特徴とする請求項９又は１０のいずれかに記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項１２】
前記空気圧や電磁駆動などの自動制御可能な手段により、前記固定スクロール成形体若しくは前記可動スクロール成形体に加工力を与えることを特徴とする請求項９又は１０のいずれかに記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項１３】
前記加工力を検知する検知手段を備えたことを特徴とする請求項１２に記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項１４】
前記仕上がり状態を検知して、前記加工力を自動制御することを特徴とする請求項１３に記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項１５】
前記自動制御可能な手段は空圧機器であって、前記検知手段は空気圧検知手段であることを特徴とする請求項１４に記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項１６】
前記固定スクロール成形体若しくは前記可動スクロール成形体の相対運動を磁気駆動手段により行なわせることを特徴とする請求項９又は１０に記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項１７】
前記固定スクロール体成形体若しくは前記可動スクロール成形体との相対速度を検知する相対速度検知手段を設けたことを特徴とする請求項１６に記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項１８】
前記仕上がり状態を検知して、前記相対運動を制御することを特徴とする請求項１７に記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項１９】
前記固定スクロール成形体若しくは前記可動スクロール成形体の相対位置を検知する位置検知手段により、相対速度を検知することを特徴とする請求項１８に記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項２０】
前記研磨剤は、アルミナ粉末若しくはダイヤモンド粉末からなることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項２１】
前記研磨剤に加工液を併用することを特徴とする請求項２０に記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項２２】
前記研磨剤及び加工液に超音波振動を与えて相対運動を行うことを特徴とする請求項２１に記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項２３】
前記研磨剤及び加工液を順次前記固定スクロール体の吸入口より供給することを特徴とする請求項２０、２１又は２２に記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項２４】
前記研磨剤及び加工液を、前記固定スクロール成形体の排出口及び当該固定スクロール成形体の吸入口との間、若しくは前記固定スクロール体の排出口及び当該固定スクロール体の吸入口との間で循環させることを特徴とする請求項２１又は２２に記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項２５】
前記仕上がり状態を検知して、前記研磨剤の粒度を変化させることを特徴とする請求項２０〜２４のいずれかに記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【請求項２６】
前記仕上がり状態を検知して、前記研磨剤の硬度を変化させることを特徴とする請求項２０〜２４のいずれかに記載のスクロール型ポンプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、スクロール型ポンプに関する。具体的には、スクロール型ポンプを構成する可動スクロール及び固定スクロールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール型ポンプは、駆動効率の高さや小型化を図れることなどから、近年汎用されつつある。図３０は、スクロール型ポンプの概略的構成図であって、渦巻状の可動スクロール羽根２１を有する可動スクロール２０と、当該可動スクロール２０の可動スクロール羽根２１と組み合わせられる固定スクロール羽根１１を有する固定スクロール１０、可動スクロール２０の自転を防止するオルダムリング３０、オルダムリング３０を保持し、可動スクロール１０を公転可能に納めるハウジング４０、可動スクロール２０を駆動するモータ５０及びモータ５０の駆動力を可動スクロール２０の公転運動に変換するための偏芯軸５１を備える。オルダムリング３０には可動スクロール２０の自転防止用の爪３１を備えており、可動スクロール２０には、当該爪３１と嵌合する凹所（図示せず）が設けられている。また、オルダムリング３０の下面には可動スクロール２０の公転運動を規制するための凸部３２が設けられている。この凸部３２は、ハウジング４０に備えられた公転制御用溝４１に填められ、スクロール型ポンプが構成される。偏芯軸５１の先端に備えられた偏芯カム５２が可動スクロール２０を公転運動させることにより、ポンプ機能を発揮する。なお、５５は可動スクロール２０下面に設けられた突部（図示せず）を嵌合させる穴である。このようなスクロール型ポンプは、例えば、特公平６−８１９５８号公報や特公平８−３０４６９号公報、特開昭６２−１９９９８１号公報、特開平２−１１２６８８号などに開示されている。
【０００３】
しかしながら、これらに開示されたスクロール型ポンプにあっては、可動スクロール２０や固定スクロール１０が樹脂成形品で構成されており、例えば図３１に示すように反りや精度不良により双方のスクロール羽根１１，２１間の隙間が大きくなり、ポンプ特性を満足させることが困難である。
【０００４】
また、特開昭５９−２０５２６６号公報には曲面仕上がり加工方法が開示されているが、この方法では羽根側面、すなわち可動スクロール羽根２１や固定スクロール羽根１１の径方向のみの加工方法であり、本来ポンプ特性に影響を及ぼす軸方向加工については触れられておらず、反りなどにより生じる軸方向隙間による特性の低下を改善することはできない。
【０００５】
さらに、特開昭５９−２０８１８７号公報には、研磨層を付着した渦巻体を用いて、残る一方の渦巻体との間で最適隙間となるように形成する方法が開示されている。しかしながら、当該方法においては、渦巻体から研磨層を除去すると当該渦巻体の寸法は変化し、精度を維持することは困難で、研磨層を除去された渦巻体と、それにより形成された渦巻体との隙間が所望どおりにはならず、ポンプ特性を最適にすることはできない。
【０００６】
また、特開昭５５−１５７４６４号公報や特開昭６３−７７６１２号公報には、マスター用の加工工具を用いて、可動スクロール２０及び固定スクロール１０の双方を形成する方法が開示されている。しかしながら、加工工具を用いた場合には、可動スクロール２０に対応する加工工具及び固定スクロール１０に対応する加工工具の２個の工具を必要とする。また、２つのスクロール１０，２０を重ねた時の互いの組み合わせ精度が保証できるかどうかは不明である。さらに、加工工具は長期の使用により摩耗して、仕上がり精度が変化して精度が狂う可能性もある。
【０００７】
また、特開昭５７−９６７６２号公報には、ラップ剤を可動スクロール２０と固定スクロール１０との間に送り込み、スクロール羽根１１，２１を加工する方法が開示されている。しかしながら、当該方法においては圧縮空気により、スクロール羽根を軸方向に浮上させる、つまり隙間を発生させて加工を行なうので、送り込まれたラップ剤が高圧側から低圧側に流れてしまい、羽根全体均等にラップ剤を供給できなくなり、加工ばらつきが生じてしまう。さらに外部より強制的に空気を供給させるための圧縮機などの装置が別に必要となる。
【０００８】
さらに上記いずれの場合も、加工中に加工面の仕上がり状態をリアルタイムに検知しながら加工制御を行なうものではなく、一定の条件で加工を行った後、オフラインにて作業者が加工表面状態を観察したり、寸法測定したものに基づき加工条件を変化させて加工を繰り返すといった時間を要するものであった。しかも、リアルタイムに検知しないと加工装置の不具合や工具の異常などによって所望の加工が行なわれなくなる恐れがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、可動スクロールや固定スクロールを樹脂又は金属などの材料を用いて型成形した場合に発生する反りや精度不良を低減して高精度化し、スクロール羽根の隙間を少なくして、ポンプ特性の向上と品質の安定を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスクロール型ポンプの製造方法は、渦巻状のスクロール羽根を有する可動スクロールと前記スクロール羽根と組み合わされる渦巻状のスクロール羽根を有する固定スクロールとを備えたスクロール型ポンプの製造方法であって、成形加工された可動スクロール成形体と当該可動スクロール成形体と組み合わせ可能なスクロール羽根を有する固定スクロール体、若しくは成形加工された固定スクロール成形体と当該固定スクロール成形体と組み合わせ可能なスクロール羽根を有する可動スクロール体とを組み合わせた状態で、組み合わせたスクロール羽根の間に研磨剤を移動可能な状態で介在させて相対運動を行い、前記両スクロール羽根間の仕上がり状態を検知して加工条件を制御しながら、共擦り加工することを特徴としている。
【００１１】
本発明においては、前記仕上がり状態を検知する方法としては、例えば、前記固定スクロール体若しくは前記固定スクロール成形体の排気口から排出される圧縮空気の圧力や流量を検知する方法が用いられる。また、前記固定スクロール成形体若しくは前記可動スクロール成形体の加工面の平面度を位置センサにて検知したり、あるいは、前記固定スクロール成形体若しくは前記可動スクロール成形体の加工面により押圧される力分布を力センサにて検知する方法が用いられる。さらには、前記固定スクロール成形体のスクロール羽根若しくは前記可動スクロール成形体の加工面により押圧された場合に発生する変形度を検知して、仕上がり状態を検知することもできる。
【００１２】
本発明においては、前記相対運動を、正転運動及び逆転運動を交互に行うのが好ましい。また、加工途中で、洗浄物質を固定スクロール体の吸入口より供給して、当該固定スクロール体の排出口より排出させるのが好都合である。
【００１３】
また、本発明においては、前記スクロール羽根の軸方向に加工力を与えたり、前記スクロール羽根の径方向に加工力を与えることができる。
【００１４】
これらの加工力は弾性体を介して、前記固定スクロール成形体若しくは前記可動スクロール成形体に加工力を与えることができ、前記空気圧や電磁駆動などの自動制御可能な手段によって加工力を与えることができる。
【００１５】
このとき、前記加工力を検知する検知手段を備えるのが好ましく、仕上がり状態を検知して、前記加工力を自動制御することが望ましい。例えば、前記自動制御可能な手段として空圧機器を用い、前記検知手段に空気圧検知手段によることができる。
【００１６】
また、本発明においては、前記固定スクロール成形体若しくは前記可動スクロール成形体の相対運動を磁気駆動手段により行なわせることができる。この場合には、前記固定スクロール体成形体若しくは前記可動スクロール成形体との相対速度を検知する相対速度検知手段を設けるのが好ましく、前記仕上がり状態を検知して、前記相対運動を制御することが望ましい。例えば前記固定スクロール成形体若しくは前記可動スクロール成形体の相対位置を検知する位置検知手段により、相対速度を検知することができる。
【００１７】
上記本発明に係る製造方法おいては、前記研磨剤として、アルミナ粉末若しくはダイヤモンド粉末を用いることができる。また、これらの研磨剤に加工液を併用するのが好ましい。さらには、前記研磨剤及び加工液に超音波振動を与えて相対運動を行うのが望ましい。
【００１８】
また、前記研磨剤及び加工液を順次前記固定スクロール体の吸入口より供給したり、前記研磨剤及び加工液を、前記固定スクロール成形体の排出口及び当該固定スクロール成形体の吸入口との間、若しくは前記固定スクロール体の排出口及び当該固定スクロール体の吸入口との間で循環させるのがよい。
【００１９】
これらの研磨剤を用いる場合には、前記仕上がり状態を検知して、前記研磨剤の粒度を変化させたり、研磨剤の硬度を変化させることもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について各図に従って詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法を示す概略的説明図である。本発明に係る製造方法は、成形加工された可動スクロール成形体と当該可動スクロール成形体と組み合わせ可能なスクロール羽根を有する固定スクロール体、若しくは成形加工された固定スクロール成形体と当該固定スクロール成形体と組み合わせ可能なスクロール羽根を有する可動スクロール体とを組み合わせた状態で、組み合わせたスクロール羽根の間に研磨剤を移動可能な状態で介在させて相対運動を行い、前記両スクロール羽根間の仕上がり状態を検知して加工条件を制御しながら、共擦り加工することを特徴している。
【００２１】
図１に示す方法では、組み合わせられるスクロール体として、可動スクロール成形体７０と固定スクロール成形体６０が用いられている。可動スクロール成形体７０は、円盤状をしたスクロール板７２とスクロール羽根７１とから構成され、樹脂や金属から一体として成形加工されている。また、固定スクロール成形体６０も、ハウジング４０と嵌合可能な蓋状をしたスクロール筐体６２とスクロール羽根６１とから構成され、樹脂や金属から一体として成形加工されている。図１ではそれぞれ加工前の状態を示している。可動スクロール成形体７０及び固定スクロール成形体６０にはそれぞれスクロール羽根７１，６１が備えられている。２つのスクロール羽根７１，６１は例えばインボリュート曲線やアルキメデス螺旋状となるように設計されており、可動スクロール成形体７０と固定スクロール成形体６０とを共擦り加工することにより、ポンプを構成することになる可動スクロール２０と固定スクロール１０とが得られる。
【００２２】
当該方法においては、図１に示すように可動スクロール成形体７０のスクロール羽根７１と固定スクロール成形体６０のスクロール羽根６１との間には研磨剤７３が介在されている。この研磨剤７３は粉末状のものであり、例えばアルミナ粉末やダイヤモンド粉末などが用いられ、可動スクロール成形体７０や固定スクロール成形体６０の材質等に応じて適宜選択される。この研磨剤７３は、両成形体７０，６０を組み合わせた後に、固定スクロール成形体６０に開口された排出口６４若しくは吸入口６３から注入され、あるいは組み合わされる際に注入され、両者のスクロール羽根７１，６１の間で自由に移動する。このとき、研磨剤７３を単独で用いることもできるが、水やオイルなどの潤滑性のある液体からなる加工液７４と共に用いるのが好ましい。
【００２３】
本発明においては、例えば図３０に示すようにスクロール型ポンプの駆動と同様な構成により、可動スクロール成形体７０を公転駆動させて可動スクロール成形体７０と固定スクロール成形体６０を相対運動させ、可動スクロール成形体７０と固定スクロール成形体６０とを共擦り加工する。このとき、相対運動として、可動スクロール成形体７０を図２（ａ）に示すように正転運動を行なうだけでなく、同図（ｂ）に示すように逆転運動をも合わせて行なうのが望ましい。一方向のみ公転運動である場合には、加工された加工粉が両スクロール成形体７０，６０の外側よりも中心側に多く堆積し、また研磨剤７３も中心側に偏在する恐れがある。この結果、中心部で過剰に加工が進行したり、割れや欠けが発生することが起こりやすい。さらに、研磨剤７３の一部が排出口６４から排出され両スクロール羽根７１，６１間に介在する研磨剤７３が徐々に減少することも考えられる。そこで、上記したように一方向の運動のみならず逆方向の公転運動を行なわせることにより、加工粉が存在する場合でも一部に堆積して過剰な加工を防止すると共に、研磨剤７３の排出を抑え、研磨剤７３を均一に分布させることができる。この結果、両スクロール羽根７１，６１やスクロール板７２、スクロール筐体６２等を均一に精度よく加工することができる。
【００２４】
また、図３に示す如く加工途中においては、加工の進行状態に応じて、固定スクロール成形体６０に開口された吸入口６３から洗浄物質を送り込み、加工により生じた加工粉を排出口６４より排出するのが好ましい。このように加工粉を排出することにより、加工粉が堆積し、加工粉により過剰な加工を防止し、より精度のよい加工を行なうことができる。洗浄物質としては、アルコールや液状フロン、水、オイルなどの液状物質のみならず、清浄な圧縮空気など成形体７０，６０に損傷を与えないものであればよい。また、この場合には、図４に示す如く、超音波装置７９により、固定スクロール成形体６０又は可動スクロール成形体７０に上下方向に超音波振動を加えるのが望ましい。この結果、研磨剤７３が加工液７４と共に両成形体７０，６０間に均一に分散され、研磨剤７３の動きが活発化し、効率よく加工を行うことができる。
【００２５】
さらに図５に示す如く吸入口６３及び排出口６４を配管６５で接続し、研磨剤７３及び加工液７４を循環させることにするのがよい。このような構成により、研磨剤７３や加工粉が局在化することを防止し、２つのスクロール羽根７１，６１の間に常に一定量の研磨剤７３を供給でき、加工精度をより向上させることができる。
【００２６】
このように本発明においては研磨剤７３を固定スクロール成形体６０と可動スクロール成形体７０との間に研磨剤７３を介在させて相対運動させることにより、可動スクロール成形体７０及び固定スクロール成形体６０を同時に精度よく加工することができる。なお、本発明においては、固定スクロール成形体６０と可動スクロール成形体７０との組み合わせだけでなく、図６に示す如く可動スクロール成形体７０と標準固定スクロール体８０とを組み合わせて相対運動させたり、あるいは図７に示す如く固定スクロール成形体６０と標準可動スクロール体９０とを組み合わせて相対運動させることもできる。
【００２７】
標準固定スクロール体８０は望ましい固定スクロール１０形状をしたものであって、図８に示すようにスクロール羽根８１とスクロール筐体８２とが一体に成形されている。この標準固定スクロール体８０においても、上記したように研磨剤７３や加工液７４を供給、循環させたり、加工粉を排出させるために、吸入口８３及び排出口８４が開口されている。また、標準可動スクロール体９０も望ましい可動スクロール２０形状をしたものであって、図９に示すようにスクロール羽根９１とスクロール板９２とが一体に成形されている。これらの標準可動スクロール体９０と標準固定スクロール体８０は互いに組み合わせることができ、組み合わせた場合に両スクロール羽根９１，８１間の隙間寸法や寸法精度が最適な条件に設定されている。標準可動スクロール体９０と標準固定スクロール体８０は、それぞれ砥石状になっており、アルミナ粉末やダイヤモンド粉末などの砥粒を接着剤によって固めて成形されたものであって、使用される成形体の材質に応じて適宜選択される。もちろん、砥石状ではなく、硬度の高い金属から高精度に標準可動スクロール体９０及び標準固定スクロール体８０を作製して用いることもできる。
【００２８】
このように標準となるスクロール体８０，９０を用いることによっても、個々の可動スクロール２０、固定スクロール１０毎に高精度化を図ることができ、スクロール羽根２１，１１間の隙間を低減化して、ポンプ特性の安定向上を図ることができる。また、基準治具を用いているので、加工能率を向上させることもできる。
【００２９】
このように本発明の製造方法においては、成形加工された可動スクロール成形体７０は、成形加工された固定スクロール成形体６０と、あるいは標準固定スクロール体８０と組み合わされて共擦り加工される。また、成形加工された固定スクロール成形体６０は、成形加工された可動スクロール成形体７０と、あるいは標準可動スクロール体９０と組み合わされて共擦り加工される。
【００３０】
本発明においては、可動スクロール２０や固定スクロール１０の仕上がり状態を検知しながら共擦り加工が施される。例えば、固定スクロール成形体６０の排出口６４から排出される空気圧を検知することによって行なうことができる。図１０はその概略説明図であるが、図１０の例では、固定スクロール成形体６０の排出口６４に、先端に開放弁１１１が備えられた配管６６が接続されており、当該配管６６に圧力計１１０が備えられている。ここでは、仕上がり状態が不十分な場合、可動スクロール成形体７０と固定スクロール成形体６０との隙間は大きく、隙間から空気が漏れやすい。従って、成形開始直後の検知圧力は小さなものとなる。そして、共擦り加工を続けるに従って加工状態はよくなり、可動スクロール成形体７０と固定スクロール成形体６０との隙間は小さくなり、検知圧力は大きくなる。すなわち、排出口６４からの空気圧を検出することにより、仕上がり状態を判断することができる。この結果、検出された空気圧を目標にして共擦り加工することにより、目標とするポンプの圧力性能を容易に確保することができる。
【００３１】
また、本発明においては、このような仕上がり状態を検出し、検出状態に応じて加工条件を制御することとしている。例えば、図１１に示す如くスクロール成形体７０，６０の軸方向に加える加工力を制御して加工する。これにより、加工対象となっている可動スクロール成形体７０（固定スクロール成形体６０）のスクロール羽根７１の上面（固定スクロール羽根６１の下面）の反りやスクロール板７２上面（スクロール筐体６２の内部下面）の反り、精度不良に伴ううねり等を除去できる。また、図１２に示す如くスクロール成形体７０，６０の径方向に加工力を加えて加工を行なう。これにより、可動スクロール成形体７０のスクロール羽根７１の側面（スクロール羽根６１の側面）の反り、精度不良に伴ううねりや凹凸を除去できる。
【００３２】
軸方向に加工力を加える場合には、例えば図１３に示す如く、可動スクロール成形体７０のスクロール板７２の下面とハウジング４０との間に、バネなどの弾性体７５を配置することが考えられる。この結果、弾性体７５には復元力が働き、スクロール板７２を上向きに押し上げる力を発生させることができる。これにより、スクロール羽根７１の軸方向に加工力を付与できる。
【００３３】
軸方向の加工力を加える方法として、図１４に示す如くポンプ（図示せず）によって発生した圧縮空気をエアシリンダ１０１に送り込み、エアシリンダ１０１の駆動によって固定スクロール成形体６０（若しくは標準固定スクロール体８０）に軸方向の加工力を加えることもできる。なお、１０２はエアシリンダ１０１の駆動軸である。
【００３４】
このとき、図１５に示すように、排出口６４からの空気圧を検出して得られた仕上がり状態に応じて加工力を変化させる。このような加工力を加えて加工を行う場合、通常加工力の大きさに応じて加工量及び表面の仕上がり状態は変化する。例えば、加工力が大きいと加工量は多いが表面の仕上がりは悪く、加工力が小さいと加工量は少なく表面の仕上がりがよくなる。そこで、上記で述べたように排出口６４からの空気圧を検知することにより仕上がり状態を検出し、それに応じてエアシリンダ１０１に加える空気圧を変化させるようにする。この結果、最も望ましい加工状態で、固定スクロール１０及び可動スクロール２０を得ることができる。
【００３５】
さらに本発明においては、当該加工力を検出する検知手段を備えることが望ましい。このような検知手段により加工圧をフィードバック制御して、ほぼ自動制御により固定スクロール１０及び可動スクロール２０を仕上げ加工できる。
【００３６】
当該検知手段として、例えば図１６に示すものでは固定スクロール成形体６０とエアシリンダ１０１の駆動軸１０２との間に力センサ１１２が配置されている。この方法では、加工圧を直接測定することができる。また、図１７に示すものでは、ポンプ１０３からエアシリンダ１０１に加えられる圧力を測定する圧力計１１０が備えられている。この方法によれば、圧力計１１０の計測値をＰとすれば加工力Ｆへの変換は圧力単位から力単位への変換であるから、空気圧は固定スクロール成形体６０に対して作用する断面積Ａを乗じればよいから、Ｆ＝Ｐ×Ａとなる。こうして、圧力計１１０によって加工力を検知することができる。この場合、力センサ１１２により直接的に加工圧を検知する場合に比べて、固定スクロール成形体６０に発生する振動などの影響を除くことができ、より精度の高い加工力制御を行える。
【００３７】
また、軸方向の加工圧を加える場合には、図１８に示すように固定スクロール成形体６０の上面を押え付ける電磁駆動装置１０５を用いることもできる。このような電磁駆動装置１０５によれば、電磁駆動装置１０５に印加する電圧や電流を制御して、自動制御できる。
【００３８】
径方向の加工圧を加える場合には、例えば図１９に示す如く、偏芯カム５２の穴５５内部に、その穴５５の径方向にスライド可能となったすべりブッシュ７７と当該すべりブッシュ７７を穴５５の径方向に付勢するバネなどの弾性体５３が配置されている。また、すべりブッシュ７７には、可動スクロール成形体７０の凸部７６が嵌合されている。この結果、弾性体５３の復元力によりすべりブッシュ７７の移動量（偏芯量）が規制され、可動スクロール羽根７１の径方向に加工力を付与することができる。また、弾性体５３の復元力を調整することにより、加工力を調整できる。この場合にも、上記のようなエアシリンダ１０１や電磁駆動手段１０５によって径方向の加工圧を加え、適当な検知手段によって加工圧を検知して自動制御行なわせることも可能である。
【００３９】
このようにして軸方向や径方向の加工圧を変化させることにより加工条件を変更することができるが、これ以外にも、例えば、相対運動の速度を変えることにより加工条件を制御できる。一般的には、図２０に示す如く、可動スクロール２０の公転運動には偏芯カム５２を備えたモータ５０が用いられる。従って、モータ５０の回転速度を変えることにより加工条件を制御できる。
【００４０】
この場合、例えば図２１に示すように、標準固定スクロール体８０の筐体８２やスクロール羽根８１に位置センサ１１３を取り付け、相対運動の速度を検知することができる。すなわち、筐体８２の側面に位置センサ１１３を取り付けることにより、公転運動により標準固定スクロール体８０に近づいた可動スクロール成形体７０を位置センサ１１３が検知して、検知信号を出力する（図２１（ａ））。一方、公転運動により標準固定スクロール体８０から可動スクロール成形体７０が遠ざかると位置センサ１１３は検知せず検知信号を出力しない（同図２１（ｂ））。こうして、検知センサからの検知信号を検出して、可動スクロール成形体７０の公転運動（相対運動）の回転数や線速度を検知できる。このような位置センサ１１３としては、例えば光電式センサや渦電流式センサ、超音波やレーザ、ホール素子などを用いた磁気検知式センサなど、物体の接近を検知できるものであればいずれのものでも使用できる。
【００４１】
このとき、図２２に示すように、排出口８４からの空気圧を検出して得られた仕上がり状態に応じて加工力を変化させるのがよい。このような相対運動により加工を行う場合、相対速度の大きさに応じて加工量及び表面の仕上がり状態は変化する。つまり、相対速度が大きいと加工量は多いが表面の仕上がりは悪く、相対速度が小さいと加工量は少なく表面の仕上がりがよくなる。そこで、上記で述べた方法により仕上がり状態を検出し、それに応じてモータ５０の回転数を変化させるようにする。この結果、最も望ましい加工状態で、固定スクロール１０及び可動スクロール２０を得ることができる。
【００４２】
さらに、加工条件としてはこれ以外に用いる研磨剤７３の粒度を変化させることが挙げられる。研磨剤７３を介在させて加工を行う場合、研磨剤７３の粒度に応じて加工量及び表面の仕上がり状態は変化する。粒度が大きいと加工量は多いが表面の仕上がりは悪く、粒度が小さいと加工量は少なく表面の仕上がりがよくなる。そこで、図２３に示すように、仕上がり状態が悪い場合には粒度を大きくして、仕上がり状態がよくなるにつれて粒度を減少させるように研磨剤７３の粒度を徐々に変化させる。この結果、この結果、最も望ましい加工状態で、固定スクロール１０及び可動スクロール２０を得ることができる。
【００４３】
また、研磨剤７３の硬度を変化させることにより加工条件を変えることもできる。この場合には、研磨剤７３の硬度が高いと加工量は多いが表面の仕上がりは悪く、硬度が小さいと加工量は少なく表面の仕上がりがよくなる。そこで、図２４に示すように、仕上がり状態が悪い場合には硬度を大きくして、仕上がり状態がよくなるにつれて硬度を減少させるように研磨剤７３の硬度を徐々に変化させることにしてもよい。
【００４４】
さらに、加工液７４の粘度によっても加工条件を変えることができる。この場合には、粘度が高いと加工量は多いが表面の仕上がりは悪く、粘度が小さいと加工量は少なく表面の仕上がりがよくなる。そこで、図２５に示すように、仕上がり状態が悪い場合には粘度の大きな加工液７４を用い、仕上がり状態がよくなるにつれて粘度を減少させるように加工液７４を徐々に変化させることにしてもよい。
【００４５】
このように本発明においては、加工の仕上がり状態を検知して種々の加工条件を変えながら、成形加工により得られた可動スクロール成形体７０及び固定スクロール成形体６０を、研磨剤７３を介在させて共擦り加工することにより、簡単な方法で高精度の可動スクロール２０及び固定スクロール１０を得ることができる。これにより、可動スクロール羽根６１２１及び固定スクロール羽根６１１１間の隙間を極力低減化され、ポンプ１０３の特性の向上と品質の安定性を向上させることができる。
【００４６】
また、上記の実施形態においては、加工状態の検知方法として、排出口６４からの空気圧を測定する方法を用いたが、図２６に示すように排出口６４からの空気流量を流量計１１４を用いて測定する方法が挙げられる。この場合、仕上がり状態が不十分な場合、可動スクロール成形体７０と固定スクロール成形体６０との隙間は大きく、隙間から空気が漏れやすい。従って、成形開始直後の検知流量は小さく、加工を続けるに従って加工状態はよくなり、検知収量は大きくなる。すなわち、排出口６４からの空気流量を検出することにより、仕上がり状態を判断することができる。この結果、検出された空気流量を目標にして共擦り加工することにより、目標とするポンプの流量性能を容易に確保することができる
【００４７】
また、加工液７４を用いた場合には排出口６４から加工液７４が飛び出したり、加工液７４を循環させる場合には排出口６４に圧力計１１０や流量計１１４を配置することができず、これ以外の検知方法を用いる必要がある。この場合には、例えば図２７に示す方法が採用される。当該方法は、標準可動スクロール体９０の複数個の位置センサ１１５が備えられている。当該位置センサ１１５は、標準可動スクロール体９０の可動スクロール羽根９１の上面及びスクロール板９２の上面に複数個配置されており、固定スクロール成形体６０との距離が一定以上になれば、検知信号を出力するものである。すなわち、スクロール羽根９１上面に配置された位置センサ１１５による検知信号の分布から、スクロール筐体６２内面の平面度を検知できる。また、スクロール板７２上面に配置された位置センサ１１５による検知信号の分布から、スクロール羽根６１下面の平面度を検知できる。すなわち、加工初期においてはスクロール羽根６１下面及びスクロール筐体６２内面の平面度が悪く仕上がり状態が低いと判断され、平面度が良くなれば仕上がり状態が高いと判断できる。こうして判断された仕上がり状態によって、上記加工条件を変化させることができる。
【００４８】
さらには、図２８に示す方法が採用される。当該方法では、標準可動スクロール体９０のスクロール板９２の上面全体に力センサ１１６が配置されている。この力センサ１１６によって、スクロール羽根６１下面の接触状態を検知できる。すなわち、加工初期においてはスクロール羽根６１下面の平面度が悪く隙間が存在して、一部領域のみが力センサ１１２に接触して接触力に分布を生じる。加工が進み、平面度が良くなれば固定スクロール羽根６１全体が力センサ１１２に均一に接触するようになり接触力分布が均一になり仕上がり状態が高いと判断できる。こうして判断された仕上がり状態によって、上記加工条件を変化させることができる。
【００４９】
また、歪みセンサ１１８を用いて加工状態を検知することもできる。歪みセンサ１１８は、例えば図２９に示すように、標準可動スクロール体９０の裏面ほぼ中央に設置され、標準可動スクロール体９０の外周部が円柱状をした支持部材１１７によって支持されている。このとき、図示するように固定スクロール成形体６０の中心部が凸となるような反りとなった精度不良である場合、軸方向の加工力を加えると加工初期においては、スクロール羽根６１の中心部が標準可動スクロール体９０の中心部と局部的に接触して下方に撓む。従って、歪みセンサ１１８により引張りの歪みが検出される。加工が進み、平面度が良くなれば凸となる反りが少なくなり、スクロール羽根６１下面全体が均一に標準可動スクロール体９０に接触するようになる。こうなれば歪みセンサ１１８よって検出されていた歪みが消滅する。こうして、固定スクロール成形体６０の変形度を検知して仕上がり状態を判断するようにしてもよい。
【００５０】
これら位置センサ１１３や力センサ１１２、歪みセンサ１１８を用いることにより、検出された検知信号を目標にして共擦り加工することにより、目標とする両羽根７１，６１間の許容隙間を確実に確保できる。
【００５１】
このように本発明においては、種々の方法によって仕上がり状態を検出し、それによって加える加工力を変化させたり、相対速度を変化させる、また、研磨剤７３の粒径、硬度など種々の加工条件を変化させることにより、成形体の後処理を容易にし、より高精度な可動スクロール２０及び固定スクロール１０を得ることができる。なお、上記仕上がり状態を検知する方法や加工条件の制御方法は、適宜組み合わせて用いることができるのは言うまでもない。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、成形加工された可動スクロール成形体若しくは固定スクロール成形体とを組み合わせ、あるいは可動スクロール成形体と標準固定スクロール体とを組み合わせ、あるいは固定スクロール成形体と標準可動スクロール体とを組み合わせ、研磨剤を移動可能に介在させた状態で相対運動により共擦り加工しているので、簡単に成形加工による歪みを取り除け、実際の使用に最も近い状態に後処理できる。また、スクロール型ポンプの駆動装置と同様な構成で行えるので、成形後の後処理を容易に行える。しかも、スクロール羽根間の仕上がり状態を検知して加工条件を制御しながら共擦り加工することにしているので、より一層の高精度化を図ることができる。この結果、スクロール羽根間の隙間をより一層低減して、ポンプ特性を向上、安定化することができる。
【００５３】
特に一対の可動スクロール及び固定スクロールとして加工できるため、ポンプ組立時の調整を殆ど行うことなく、スクロール型ポンプを得ることができる。また、標準固定スクロール体若しくは標準可動スクロール体を使用することにより、各スクロール体毎に高精度化を図ることができるので、それらを使って得られた可動スクロール体と固定スクロール体を組み合わせても漏れの少ないスクロール型ポンプを構成でき、効率的に作製できる。
【００５４】
また、実際のポンプとしての機能を果たしながら成形後の後処理をするので、例えば、加工途中で加工粉を除去したり、研磨剤やそれと共に使用される加工液を循環させることが容易に行える。この結果、より安定した精度で、可動スクロール及び固定スクロールを得ることができる。
【００５５】
さらに、正転運動や逆転運動を容易に行なわせることもでき、双方の運動を組み合わせることによって、均一な加工面を得ることができる。
【００５６】
本発明においては、種々な方法によって仕上がり状態を検出することができ、種々な加工条件を設定することができる。特に、可動スクロール成形体及び／又は固定スクロール成形体に、その軸方向あるいはその径方向に加工力を加えることができるため、スクロール羽根の上下面のみならず側面においても精度よく後処理することができる。この結果、スクロール羽根間の隙間が低減され、漏れの少ない高精度のスクロール型ポンプを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る製造方法を示す概略的説明図である。
【図２】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上の製造方法における相対運動を示す図であって、同図（ａ）は正転運動を、同図（ｂ）は逆転運動を示す図である。
【図３】同上の製造方法における一形態を示す説明図である。
【図４】同上の製造方法における別な形態を示す説明図である。
【図５】同上の製造方法におけるさらに別な形態を示す説明図である。
【図６】同上の製造方法におけるさらに別な形態を示す説明図であって、標準固定スクロール体を用いた場合である。
【図７】同上の製造方法におけるさらに別な形態を示す説明図であって、標準可動スクロール体を用いた場合である。
【図８】同上の製造方法に用いられる標準固定スクロール体を示す図であって、同図（ａ）はその斜視図、同図（ｂ）はその断面図である。
【図９】同上の製造方法に用いられる標準可動スクロール体を示す図であって、同図（ａ）はその斜視図、同図（ｂ）はその断面図である。
【図１０】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、加工の仕上がり状態を検出する方法の一具体例を示す図である。
【図１１】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、加工力についての説明図である。
【図１２】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、加工力についての説明図である。
【図１３】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、軸方向の加工力を加える場合の一具体例を示す図である。
【図１４】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、軸方向の加工力を加える場合の別な具体例を示す図である。
【図１５】同上の製造方法において、加工圧と仕上がり状態との関係を示す図である。
【図１６】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、加工圧の検知方法の一具体例を示す図である。
【図１７】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、加工圧の検知方法の別な具体例を示す図である。
【図１８】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、軸方向の加工力を加える場合の別な具体例を示す図である。
【図１９】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、径方向の加工力を加える場合の一具体例を示す図である。
【図２０】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、相対運動させる場合の一具体例を示す図である。
【図２１】（ａ）（ｂ）は。同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、相対速度を検知する場合の一具体例を示す図である。
【図２２】同上の製造方法において、相対速度と仕上がり状態との関係を示す図である。
【図２３】同上の製造方法において、研磨剤の粒度と仕上がり状態との関係を示す図である。
【図２４】同上の製造方法において、研磨剤の硬度と仕上がり状態との関係を示す図である。
【図２５】同上の製造方法において、加工液の粘度と仕上がり状態との関係を示す図である。
【図２６】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、加工の仕上がり状態を検出する方法の別な具体例を示す図である。
【図２７】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、加工の仕上がり状態を検出するさらに別な方法を示し、同図（ａ）は標準可動スクロール体の斜視図、同図（ｂ）は断面説明図である。
【図２８】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、加工の仕上がり状態を検出する方法のさらに別な具体例を示す図である。
【図２９】同上の製造方法における一形態を示す説明図であって、加工の仕上がり状態を検出する方法のさらに別な具体例を示す図である。
【図３０】スクロール型ポンプの概略的構成図である。
【図３１】従来のスクロール型ポンプにおける問題点を示す図である。
【符号の説明】
１０  固定スクロール
２０  可動スクロール
５０  モータ
６０  固定スクロール成形体
６１  スクロール羽根
６２  筐体
７０  可動スクロール成形体
７１  スクロール羽根
７２  スクロール板
８０  標準固定スクロール体
９０  標準可動スクロール体
１０１  エアシリンダ
１０３  エアシリンダを駆動するポンプ
１０５  電磁駆動装置
１１０  圧力計
１１２  力センサ
１１３  位置センサ
１１４  流量計
１１５  位置センサ
１１８  歪みセンサ
【図１】
0004019653.tif 000002
【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】
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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0004019653.tif 000020
【図２０】
0004019653.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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