(57)【要約】【課題】ワークの姿勢及び位置を高精度に制御することができるスクリューロータ加工装置を提供する。【解決手段】スクリューロータ加工装置（100）は、ワーク（120）と工具（110）とを水平軸（A）及び鉛直軸（B）周り相対的に回転させると共にＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に沿って相対的に変位させながら該ワーク（120）を該工具（110）でスクリュー圧縮機（1）のスクリューロータ（40）に加工する。このスクリューロータ加工装置（100）は、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持すると共に、ワーク（120）を水平軸（A）回りに支持した状態で鉛直軸（B）回りに回転可能に構成されたワーク支持ユニット（300）を備えている。【選択図】図１
2009057920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（120）と工具（110）とを少なくとも２つの軸周りに相対的に回転させると共に少なくとも３つの軸に沿って相対的に変位させながら該ワーク（120）を該工具（110）でスクリュー圧縮機（1）のスクリューロータ（40）に加工するスクリューロータ加工装置であって、
ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持する第１ワーク支持部（320）と、該第１ワーク支持部（320）を鉛直軸回りに回転可能に支持する第２ワーク支持部（310）とを有するワーク支持部（300）を備えていることを特徴とするスクリューロータ加工装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ワーク支持部（300）は、前記鉛直軸（B）が該ワーク支持部（300）に支持されたワーク（120）を通るように構成されていることを特徴とするスクリューロータ加工装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記ワーク支持部（300）は、前記鉛直軸（B）が該ワーク支持部（300）の重心を通るように構成されていることを特徴とするスクリューロータ加工装置。
【請求項４】
ワーク（120）と工具（110）とを少なくとも２つの軸回りに相対的に回転させると共に少なくとも３つの軸に沿って相対的に変位させながら該ワーク（120）を該工具（110）でスクリュー圧縮機（1）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、
ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持すると共に、ワーク（120）を水平軸（A）回りに支持した状態のまま鉛直軸（B）回りに回転可能に支持し、
ワーク（120）を水平軸（A）及び鉛直軸（B）回りに回転させて該工具（110）で加工す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５】
請求項４において、
ワーク（120）が前記鉛直軸（B）上に位置するように支持す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、スクリュー圧縮機のスクリューロータを加工するスクリューロータ加工装置及び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、シングルスクリュー圧縮機が用いられている。例えば、特許文献１には、１つのスクリューロータと２つのゲートロータとを備えたシングルスクリュー圧縮機が開示されている。
【０００３】
このシングルスクリュー圧縮機について、図８を参照しながら説明する。同図に示すように、スクリューロータ（440）は、概ね円柱状に形成されており、その外周部に複数条の螺旋溝（441）が刻まれている。ゲートロータ（450）は、概ね平板状に形成されており、スクリューロータ（440）の側方に配置されている。このゲートロータ（450）には、複数の長方形板状のゲート（451）が放射状に設けられている。ゲートロータ（450）は、その回転軸がスクリューロータ（440）の回転軸と直交する姿勢で設置され、ゲート（451）がスクリューロータ（440）の螺旋溝（441）と噛み合わされる。
【０００４】
図８には図示しないが、シングルスクリュー圧縮機では、スクリューロータ（440）とゲートロータ（450）がケーシングに収容されており、スクリューロータ（440）の螺旋溝（441）と、ゲートロータ（450）のゲート（451）と、ケーシングの内壁面とによって圧縮室が形成される。スクリューロータ（440）を電動機等で回転駆動すると、スクリューロータ（440）の回転に伴ってゲートロータ（450）が回転する。そして、ゲートロータ（450）のゲート（451）が、噛み合った螺旋溝（441）の始端（同図における左端）から終端（同図における右端）へ向かって相対的に移動し、閉じきり状態となった圧縮室の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室内の流体が圧縮される。
【０００５】
前記スクリューロータ（440）は、前述の如く、螺旋溝（441）が形成されていて、複雑な形状をしている。かかるスクリューロータ（440）は、特許文献２に示すような加工装置によって製造される。
【０００６】
特許文献２に開示された加工装置は、工具を直交する３軸に沿って移動可能に支持する工具支持部と、ワークを２軸周りに回転可能に支持するワーク支持部とを備え、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、該ワークを該工具で加工してスクリューロータを製造する。
【０００７】
さらに詳しくは、前記ワーク支持部は、ワークを所定の回転軸周りに回転可能に支持している。そして、このワーク支持部は、基台に対して水平軸周りに回転可能に取り付けられている。すなわち、ワークがワーク支持部の所定の回転軸周りに回転可能であると共に、その回転軸が基台の水平軸周りに回転可能となっており、結果として、ワークが該所定の回転軸と水平軸との周りに回転可能に支持されている。
【特許文献１】特開２００２−２０２０８０号公報
【特許文献２】米国特許第６１２２８２４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、スクリューロータは、前述の如く、複雑な形状をしているため、ワーク加工中においては、ワークの姿勢及び位置を精度良く制御することが要求される。
【０００９】
しかしながら、従来のスクリューロータの加工装置では、ワーク支持部が基台の水平軸周りに回転自在に配設されているため、ワーク支持部の傾きに応じてワーク支持部に作用するワークの重力の影響が変化する。その結果、ワーク支持部によるワークの支持にも影響を与え、ワークの姿勢及び位置を高精度に制御することが困難となる。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ワークの姿勢及び位置を高精度に制御することができるスクリューロータ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、ワーク（120）と工具（110）とを少なくとも２つの軸周りに相対的に回転させると共に少なくとも３つの軸に沿って相対的に変位させながら該ワーク（120）を該工具（110）でスクリュー圧縮機（1）のスクリューロータ（40）に加工するスクリューロータ加工装置が対象である。そして、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持する第１ワーク支持部（320）と、該第１ワーク支持部（320）を鉛直軸回りに回転可能に支持する第２ワーク支持部（310）とを有するワーク支持部（300）を備えているものとする。
【００１２】
前記の構成の場合、ワーク支持部（300）を、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持する第１ワーク支持部（320）と該第１ワーク支持部（320）を鉛直軸回りに回転可能に支持する第２ワーク支持部（310）とを有するように構成することによって、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持した状態で鉛直軸（B）周りに回転させることができ、ワーク（120）が常に水平軸（A）回りに回転可能な姿勢のまま維持される。すなわち、前記特許文献２に係る加工装置のように、ワーク支持部（300）の軸が傾くことがないため、ワーク（120）の加工中における該ワーク（120）の重力の影響がほとんど変化せず、該ワーク（120）の姿勢及び位置を精度良く制御することができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、前記ワーク支持部（300）は、前記鉛直軸（B）が該ワーク支持部（300）に支持されたワーク（120）を通るように構成されているものとする。
【００１４】
前記の構成の場合、前記ワーク支持部（300）の鉛直軸（B）がワーク（120）を通るように構成することによって、工具（110）に対するワーク（120）の姿勢を変えるべく、ワーク支持部（300）を該鉛直軸（B）周りに回転させたときに、ワーク（120）の回転に伴うワーク（120）の移動が抑制される。つまり、ワーク（120）を回転させても、ワーク（120）と工具（110）との位置関係があまり変わらず、ワーク（120）の回転に対応させて工具（110）を移動させる量を抑制することができる。
【００１５】
第３の発明は、第１の発明において、前記ワーク支持部（300）は、前記鉛直軸（B）が該ワーク支持部（300）の重心を通るように構成されているものとする。
【００１６】
前記の構成の場合、ワーク支持部（300）の該鉛直軸（B）回りの慣性モーメントが小さくなり、ワーク支持部（300）を回転させるときの駆動力を抑制することができ、ワーク（120）の姿勢を制御しやすくすることができる。また、ワーク（120）を鉛直軸（B）回りに回転させるときに、ワーク支持部（300）に作用する遠心力を抑制することができ、ワーク（120）の姿勢をさらに高精度に制御することができる。
【００１７】
第４の発明は、ワーク（120）と工具（110）とを少なくとも２つの軸回りに相対的に回転させると共に少なくとも３つの軸に沿って相対的に変位させながら該ワーク（120）を該工具（110）でスクリュー圧縮機（1）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が対象である。そして、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持すると共に、ワーク（120）を水平軸（A）回りに支持した状態のまま鉛直軸（B）回りに回転可能に支持し、ワーク（120）を水平軸（A）及び鉛直軸（B）回りに回転させて該工具（110）で加工するものとする。
【００１８】
前記の構成の場合、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持した状態で且つ、そのまま鉛直軸（B）周りに回転できるように支持することによって、ワーク（120）が常に水平軸（A）回りに回転可能な姿勢のまま維持される。すなわち、前記特許文献２に係る加工装置のように、ワーク（120）の軸が傾くことがないため、ワーク（120）の加工中における該ワーク（120）の重力の影響がほとんど変化せず、該ワーク（120）の姿勢及び位置を精度良く制御することができる。
【００１９】
第５の発明は、ワーク（120）が前記鉛直軸（B）上に位置するように支持するものとする。
【００２０】
前記の構成の場合、ワーク（120）を前記鉛直軸（B）上に位置するように支持することによって、工具（110）に対するワーク（120）の姿勢を変えるべく、ワーク（120）を該鉛直軸（B）周りに回転させたときに、ワーク（120）の回転に伴うワーク（120）の移動が抑制される。つまり、ワーク（120）を回転させても、ワーク（120）と工具（110）との位置関係があまり変わらず、ワーク（120）の回転に対応させて工具（110）を移動させる量を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ワーク支持部（300）を、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持する第１ワーク支持部（320）と該第１ワーク支持部（320）を鉛直軸回りに回転可能に支持する第２ワーク支持部（310）とを有するように構成することによって、ワーク支持部（300）の軸が傾くことが防止されるため、ワーク（120）の加工中における該ワーク（120）の重力の影響が変化することを防止することができ、ワーク（120）の姿勢及び位置を精度良く制御することができる。
【００２２】
第２の発明によれば、ワーク支持部（300）の鉛直軸（B）がワーク（120）を通るように構成することによって、ワーク（120）を鉛直軸（B）回りに回転させても、工具（110）とワーク（120）との位置関係があまり変わらず、ワーク（120）の回転に対応させて工具（110）を移動させる量を抑制することができる。
【００２３】
第３の発明によれば、ワーク支持部（300）の鉛直軸（B）がワーク支持部（300）の重心を通る用に構成することによって、ワーク支持部（300）の慣性モーメントを小さくする共に遠心力を小さくすることができ、ワーク（120）の姿勢及び位置をさらに高精度に制御することができる。
【００２４】
第４の発明によれば、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持し且つその状態のまま鉛直軸（B）周りに回転できるように支持することによって、ワーク（120）の軸が傾くことが防止されるため、ワーク（120）の加工中における該ワーク（120）の重力の影響が変化することを防止することができ、ワーク（120）の姿勢及び位置を精度良く制御することができる。
【００２５】
第５の発明によれば、ワーク（120）を鉛直軸（B）上に位置するように支持することによって、ワーク（120）を鉛直軸（B）回りに回転させても、工具（110）とワーク（120）との位置関係があまり変わらず、ワーク（120）の回転に対応させて工具（110）を移動させる量を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
本発明の実施形態に係るスクリューロータ加工装置（100）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。
【００２８】
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３，４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３において、電動機は省略されている。また、ケーシング（10）内には、冷媒回路の蒸発器から低圧のガス冷媒が導入されると共に該低圧ガスを圧縮機構（20）へ案内する低圧空間（S1）と、圧縮機構（20）から吐出された高圧のガス冷媒が流入する高圧空間（S2）とが区画形成されている。
【００２９】
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。スクリューロータ（40）には、駆動軸（21）が挿通されている。スクリューロータ（40）と駆動軸（21）は、キー（22）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。駆動軸（21）の先端部は、圧縮機構（20）の高圧側（図３の右側）に位置する軸受ホルダ（60）に回転自在に支持されている。この軸受ホルダ（60）は、玉軸受（61）を介して駆動軸（21）を支持している。
【００３０】
図５，６に示すように、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）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。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（本実施形態では、６本）形成されている。
【００３１】
スクリューロータ（40）の各螺旋溝（41）は、図６における左端が始端となり、同図における右端が終端となっている。また、スクリューロータ（40）は、同図における左端部（吸入側の端部）がテーパー状に形成されている。図６に示すスクリューロータ（40）では、テーパー面状に形成されたその左端面に螺旋溝（41）の始端が開口する一方、その右端面に螺旋溝（41）の終端は開口していない。
【００３２】
螺旋溝（41）では、両側の側壁面（42,43）のうち、ゲート（51）の進行方向の前側に位置するものが第１側壁面（42）となり、ゲート（51）の進行方向の後側に位置するものが第２側壁面（43）となっている。
【００３３】
各ゲートロータ（50）は、長方形板状に形成された複数（本実施形態では、１１枚）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。
【００３４】
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（図５を参照）。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。
【００３５】
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４を参照）。図４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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。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収納部（31）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。
【００３８】
スライドバルブ（70）が図３における右方向へスライドすると、スライドバルブ収納部（31）の端面（P1）とスライドバルブ（70）の端面（P2）との間に軸方向隙間が形成される。この軸方向隙間は、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（33）となっている。スライドバルブ（70）を移動させてバイパス通路（33）の開度を変更すると、圧縮機構（20）の容量が変化する。また、スライドバルブ（70）は、圧縮室（23）と高圧空間（S2）とを連通させるための吐出口（25）が形成されている。
【００３９】
前記スクリュー圧縮機（1）には、スライドバルブ（70）をスライド駆動させるためのスライドバルブ駆動機構（80）が設けられている。このスライドバルブ駆動機構（80）は、軸受ホルダ（60）に固定されたシリンダ（81）と、該シリンダ（81）内に装填されたピストン（82）と、該ピストン（82）のピストンロッド（83）に連結されたアーム（84）と、該アーム（84）とスライドバルブ（70）とを連結する連結ロッド（85）と、アーム（84）を図３の右方向に付勢するスプリング（86）とを備えている。
【００４０】
図３に示すスライドバルブ駆動機構（80）において、ピストン（82）の左側空間には低圧圧力が作用し、ピストン（82）の右側空間には高圧圧力が作用する。スライドバルブ駆動機構（80）は、ピストン（82）の左右の端面に作用するガス圧を調節することによって該ピストン（82）の動きを制御し、スライドバルブ（70）の位置を調整するように構成されている。
【００４１】
−運転動作−
前記シングルスクリュー圧縮機（1）の運転動作について説明する。
【００４２】
シングルスクリュー圧縮機（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７において網掛けを付した圧縮室（23）に着目して説明する。
【００４３】
図７(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。
【００４４】
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図７(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。
【００４５】
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図７(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（25）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。
【００４６】
圧縮機構（20）が吸入行程から圧縮行程へ移行する過程において、ゲートロータ（50）のゲート（51）は、スクリューロータ（40）の端面に開口する吸入口（24）を通って螺旋溝（41）内へ進入してくる。ゲート（51）が螺旋溝（41）内へ進入してくる過程において、ゲート（51）は、先ず、その進行方向の前方に位置する側面と先端面だけが螺旋溝（41）の壁面（42,44）と対面する状態となり、その後に、その進行方向の後方に位置する側面も螺旋溝（41）の壁面（43）と対面する状態となる。
【００４７】
なお、螺旋溝（41）内の圧縮室（23）が閉じきり状態となる位置にゲート（51）が到達した後において、ゲート（51）と螺旋溝（41）の側壁面（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）の側壁面（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。
【００４８】
−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。
【００４９】
加工装置（100）は、図１に示すように、エンドミル等の工具（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（120）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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、前記Ｚ軸ガイドレール（140,140）と平行に延びる回転軸回りに工具（110）を回転させる。また、スピンドル部（220）は、ベース部（240）を介してコラム（210）のＹ軸ガイドレール（150,150）に摺動自在に取り付けられている。つまり、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。
【００５３】
つまり、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。
【００５４】
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（120）をクランプするクランプ部（320）と、該回転テーブル（310）上に設置されて該クランプ部（320）に支持されたワークの回転中心を支持するセンタ（330）とを有している。このワーク支持ユニット（300）がワーク支持部を構成する。
【００５５】
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。この回転テーブル（310）が第２ワーク支持部を構成する。
【００５６】
クランプ部（320）は、水平方向に延びる水平軸（A）回りにワーク（120）を回転自在に支持していている。この水平軸（A）は、回転台（312）の回転中心となる鉛直軸（B）と交差している。このクランプ部（320）が第１ワーク支持部を構成する。
【００５７】
また、センタ（330）は、回転テーブル（310）上において前記水平軸（A）に沿って摺動自在であって、クランプ部（320）に支持されたワーク（120）の回転中心に対して該ワーク（120）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（330）は、クランプ部（320）によって片持ち状にクランプされたワーク（120）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、クランプ部（320）によって水平軸（A）回りに回転駆動されるワーク（120）の軸ブレを防止している。
【００５８】
つまり、ワーク支持ユニット（300）は、クランプ部（320）でクランプしたワーク（120）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。
【００５９】
ここで、ワーク支持ユニット（300）は、鉛直軸（B）がクランプ部（320）及びセンタ（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（120）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（120）を鉛直軸（B）回りに回転させ易くなる。
【００６０】
さらに、ワーク支持ユニット（300）は、鉛直軸（B）がクランプ部（320）にクランプされたワーク（120）を通るように構成されている。換言すれば、ワーク（120）が鉛直軸（B）上に位置するようにクランプ部（320）に取り付けられている。こうすることで、ワーク（120）の姿勢を変化させるべく該ワーク（120）を回転させたときに、回転の前後で、ワーク（120）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（120）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（220）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。
【００６１】
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２に示すように、工具（110）及びワーク（120）を相対的に移動させて、該工具（110）でワーク（120）を加工する。この加工装置（100）では、予め数値データとして与えられた工具経路に基づいて工具（110）をワーク（120）に対して相対的に移動させることによって、スクリューロータ（40）となるワーク（120）の加工が行われる。加工装置（100）は、複数種類の工具（110）を用いて、荒削りから仕上げまでの複数の行程を順次行う。例えば、加工装置（100）は、エンドミルを工具（110）として用い、ワーク（120）に前記螺旋溝（41）の下溝を荒削りする。その後、螺旋溝（41）の第１側壁面（42）をエンドミル（110）で加工し、続いて、螺旋溝（41）の第２側壁面（43）をエンドミル（110）で加工して、螺旋溝（41）を仕上げる。
【００６２】
この加工装置（100）は、工具（110）とワーク（120）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、複雑な形状をした螺旋溝（41）であっても加工することができる。
【００６３】
このようにワーク（120）の工具（110）に対する姿勢及び位置を変えながら該ワーク（120）に加工を施す場合、ワーク支持ユニットによるワークの回転移動に伴って、ワーク支持ユニットに与えるワークの重力の影響が変化すると、該ワークの重力の影響の変化を考慮しながら、ワークを回転移動させる必要があり、ワークの姿勢及び位置の制御が複雑になる。そのため、ワークの姿勢及び位置を高精度に制御することが困難となる。例えば、前記特許文献２に開示された加工装置においては、ワークを所定の軸回りに支持するワーク支持部を基台対して水平軸回りに回転可能に取り付けているため、ワーク支持部が基台に対して水平軸回りに回転すると、ワークの軸の傾きも変化し、そうすると、ワークの重力のうち該ワークの軸方向へ作用する成分と、該ワークの軸に直交する方向へ作用する成分との比率が変化する。このワークの軸に直交する方向へ作用する成分は、ワークの軸をさらに傾かせる方向に作用するため、ワーク支持部を水平軸回りに回転させる駆動力に影響を与える。つまり、ワーク支持部を水平軸回りに回転させる駆動力がワークの軸の傾きに応じて異なるため、ワークの姿勢及び位置を制御するに際して、ワークの軸の傾きを考慮しなければならず、その制御が複雑になってしまう。
【００６４】
それに対して、前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（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持するクランプ部（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（120）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、クランプ部（320）によりワーク（120）を水平軸（A）回りに回転させても、当然ながら、ワーク（120）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、クランプ部（320）や回転テーブル（310）へのワーク（120）の重力の影響は変わらない。その結果、ワーク（120）の重力の影響の変化を考慮することなく、ワーク（120）を回転移動させることができ、ワーク（120）の姿勢及び位置を高精度に制御することができる。
【００６５】
したがって、本実施形態によれば、鉛直軸（B）回りに回転可能な回転ステージ（310）上に、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持するクランプ部（320）を配設することによって、ワーク（120）を水平軸（A）及び鉛直軸（B）回りに回転させる間における、回転ステージ（310）やクランプ部（320）に与えるワーク（120）の重力の影響の変化を抑制することができる。その結果、ワーク（120）の姿勢及び位置を精度良く制御することができる。
【００６６】
また、ワーク支持ユニット（300）をその鉛直軸（B）がクランプ部（320）及びセンタ（330）を含む回転台（312）の重心を通るように構成することによって、該回転台（312）の鉛直軸（B）回りの慣性モーメントを小さくすると共に該回転台（312）の遠心力を小さくして、回転台（312）を回転させ易く、即ち、該回転台（312）上のワーク（120）を制御し易くすることができ、ワーク（120）の姿勢及び位置をさらに精度良く制御することができる。
【００６７】
さらに、ワーク支持ユニット（300）をその鉛直軸（B）がクランプ部（320）にクランプされたワーク（120）を通るように構成することによって、ワーク（120）を該鉛直軸（B）回りに回転させても、回転の前後で、工具（110）に対する位置関係が大きく変わることがなく、ワーク（120）の回転に対応させた工具（110）の相対的な移動量を抑制することができる。尚、該鉛直軸（B）がワーク（120）の重心を通るように構成することが好ましい。こうすることによって、ワーク（120）の回転に対応させた工具（110）の相対的な移動量をさらに抑制することができる。それに加えて、該ワーク（120）を含めた回転台（312）の鉛直軸（B）回りの慣性モーメント及び該回転台（312）の遠心力を小さくすることができ、ワーク（120）の姿勢及び位置をさらに精度良く制御することもできる。
【００６８】
尚、本実施形態では、工具支持ユニット（200）を２軸（Ｙ軸及びＺ軸）に沿って直進移動可能に構成し、ワーク支持ユニット（300）を１軸（Ｘ軸）に沿って直進移動可能且つ２軸（水平軸（A）及び鉛直軸（B））回りに回転可能に構成しているが、これに限られるものではない。ワーク支持ユニット（300）によってワーク（120）を２軸（水平軸（A）及び鉛直軸（B））回りに回転させるように構成すればよく、その他の３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）に沿ったワーク（120）の平行移動を工具支持ユニット（200）で行ってもよいし、ワーク支持ユニット（300）で行ってもよい。また、３軸は必ずしも直交している必要はなく、また、直線状に延びる軸である必要もない。さらに、３軸以外のさらに別の軸に沿ってワーク（120）を平行移動させる構成であってもよく、２軸以外のさらに別の軸回りにワーク（120）を回転させる構成であってもよい。
【００６９】
尚、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】
【００７０】
以上説明したように、本発明は、スクリュー圧縮機のスクリューロータを加工するスクリューロータ加工装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係るスクリューロータ加工装置の全体構成を示す概略斜視図である。
【図２】ワーク加工時のスクリューロータ加工装置を示す概略斜視図である。
【図３】シングルスクリュー圧縮機の要部の構成を示す縦断面図である。
【図４】図３のIV−IV線における横断面図である。
【図５】シングル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６】シングル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７】実施形態に係る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）は吐出行程示す。
【図８】一般的なシングルスクリュー圧縮機の要部の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７２】
1     シングルスクリュー圧縮機（スクリュー圧縮機）
40    スクリューロータ
100   スクリューロータ加工装置
110   工具
120   ワーク
300   ワーク支持ユニット（ワーク支持部）
310   回転テーブル（第２ワーク支持部）
320   クランプ部（第１ワーク支持部）
A     水平軸
B     鉛直軸
【図１】
2009057920.tif 000003
【図２】
2009057920.tif 000004
【図３】
2009057920.tif 000005
【図４】
2009057920.tif 000006
【図５】
2009057920.tif 000007
【図６】
2009057920.tif 000008
【図７】
2009057920.tif 000009
【図８】
2009057920.tif 000010