(57)【要約】  スクロール加工装置は、加工工具とテーブル上に固定されたスクロール基材とを相対移動させて加工工具によりスクロール基材を加工する装置である。スクロール加工装置は、複合クランプチャックを備える。複合クランプチャックは、スクロール基材として用いられる外型の異なる第１スクロール基材および第２スクロール基材のそれぞれに対応して設けられた固定部を有し、各固定部を用いて第１スクロール基材および第２スクロール基材をテーブル上に選択的に固定する。
2020183627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工工具とテーブル上に固定されたスクロール基材とを相対移動させて前記加工工具により前記スクロール基材を加工するスクロール加工装置であって、
前記スクロール基材として用いられる外型の異なる第１スクロール基材および第２スクロール基材のそれぞれに対応して設けられた固定部を有し、各固定部を用いて前記第１スクロール基材および前記第２スクロール基材を前記テーブル上に選択的に固定する複合クランプチャックを備えたスクロール加工装置。
【請求項２】
前記第１スクロール基材は、円形状の外周を有する台板と、前記台板から立設した渦巻歯とを有し、
前記第１スクロール基材に対応した前記固定部は、前記第１スクロール基材の前記外周を掴む外周チャックである請求項１記載のスクロール加工装置。
【請求項３】
前記第２スクロール基材は、前記第１スクロール基材とは異なる外径の円形状の台板と、前記台板の一方の面に立設した渦巻歯と、他方の面に形成された筒状のボス部とを有し、
前記第２スクロール基材に対応した前記固定部は、前記第２スクロール基材の前記ボス部を内周側から保持する内周チャックと、前記第２スクロール基材の前記台板の外周側端面部を保持するクランパーと、を有する請求項１または請求項２記載のスクロール加工装置。
【請求項４】
前記内周チャックによる保持力は、前記保持力が前記ボス部に作用することによる前記第２スクロール基材の変形量が許容値以上とならないように設定されている請求項３記載のスクロール加工装置。
【請求項５】
前記許容値は１μｍである請求項４記載のスクロール加工装置。
【請求項６】
前記加工工具を保持する主軸部と、
互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸と、上下方向である前記Ｚ軸に平行な回転軸であるＣ軸とを移動軸とした数値制御を行うＮＣ部とを有し、
前記ＮＣ部は、各移動軸の座標データに基づき前記第１スクロール基材および前記第２スクロール基材の加工位置を特定して、前記主軸部および前記テーブルの位置を制御する請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のスクロール加工装置。
【請求項７】
前記主軸部は、前記加工工具として切削加工用工具と研削加工用工具とを選択的に保持する工具保持部を有する請求項６記載のスクロール加工装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のスクロール加工装置を用いた加工方法であって、
前記第１スクロール基材から第１スクロールを作製する工程と、
前記第２スクロール基材から第２スクロールを作製する工程とを有し、
前記第１スクロールを作製する工程は、
前記第１スクロール基材に対応して設けられた前記複合クランプチャックの前記固定部を用いて前記第１スクロール基材を前記テーブル上に固定する工程と、
前記テーブル上に固定された前記第１スクロール基材を加工する工程とを有し、
前記第２スクロールを作製する工程は、
前記第２スクロール基材に対応して設けられた前記複合クランプチャックの前記固定部を用いて前記テーブル上に前記第２スクロール基材を固定する工程と、
前記テーブル上に固定された前記第２スクロール基材を加工する工程とを有する加工方法。
【請求項９】
前記第１スクロールを作製する工程と前記第２スクロールを作製する工程とを交互に行う請求項８記載の加工方法。
【請求項１０】
前記第１スクロール基材を加工する工程と、前記第２スクロール基材を加工する工程とでは、同一の加工工具を用いる請求項８または請求項９記載の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷凍および空調等に使用するスクロール圧縮機におけるスクロールを加工するスクロール加工装置および加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機は、固定スクロールと揺動スクロールとを組み合わせて、流体を圧縮する圧縮室を形成している。スクロール圧縮機では、圧縮室からの流体の漏れを防止するため、固定スクロールおよび揺動スクロールを高精度に加工する必要がある。【０００３】
従来、スクロール部材を加工する装置として、ワークが固定されるテーブルと、テーブルの周囲に、周方向に間隔を空けて配置された工具台とを有する加工装置がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、テーブルを回転させ、テーブル上に固定したワークの加工面を、各工具台に対向する位置に順次移動させ、工具台に保持された加工工具でワークに加工を行っている。ワークは、台板上に渦巻歯が立設した構成のスクロール基材であり、スクロール基材に対して各工具台で荒加工および仕上げ加工を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３２８９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スクロール圧縮機で用いられる固定スクロールおよび揺動スクロールは、外型が異なっており、それに準じて、それぞれを作製するために用いられるスクロール基材の外型も異なっている。しかしながら、特許文献１に記載の加工装置では、外型が異なるスクロール基材を加工対象とすることについて検討されていない。このため、テーブル上にスクロール基材を固定するにあたり、固定スクロール基材の外型に合わせて固定部が構成されていると、揺動スクロール基材を固定する際には、固定スクロール基材の外型に揃えるための治具を揺動スクロール基材に取り付けた上で、テーブル上に固定する必要が生じる。このように治具が別途必要となると、治具の取り付け誤差などを招きやすく、加工精度が悪化する可能性があった。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、外型の異なるスクロール基材を精度良く加工することが可能なスクロール加工装置および加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るスクロール加工装置は、加工工具とテーブル上に固定されたスクロール基材とを相対移動させて加工工具によりスクロール基材を加工するスクロール加工装置であって、スクロール基材として用いられる外型の異なる第１スクロール基材および第２スクロール基材のそれぞれに対応して設けられた固定部を有し、各固定部を用いて第１スクロール基材および第２スクロール基材をテーブル上に選択的に固定する複合クランプチャックを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、異なる外型の第１スクロール基材および第２スクロール基材を、それぞれ対応の固定部によって選択的にテーブル上に固定する複合クランプチャックを備えた。これにより、第１スクロール基材と第２スクロール基材とに外型の差があっても、治具を別途用いることなく各スクロール基材をテーブル上に選択的に固定出来、加工精度の向上を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る加工装置の概略正面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る加工装置の概略側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る加工装置で加工される固定スクロール基材の断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る加工装置で加工される揺動スクロール基材の断面図である。
【図５】図１の固定スクロール基材から作製された固定スクロールと、図２の揺動スクロール基材から作製された揺動スクロールとを組み合わせた状態を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る複合クランプチャックの概略断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る複合クランプチャックの概略上面図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る複合クランプチャックに固定スクロール基材が固定された状態を示す概略断面図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る複合クランプチャックに固定スクロール基材が固定された状態を示す概略平面図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る複合クランプチャックに揺動スクロール基材が固定された状態を示す概略断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る複合クランプチャックに揺動スクロール基材が固定された状態を示す概略平面図である。
【図１２】揺動スクロール基材の変形状態の説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る加工装置による加工方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態に係るスクロール加工装置（以下、加工装置と略す）について図面を参照しながら説明する。ここで、以下の各図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係る加工装置の概略正面図である。図２は、この発明の実施の形態１に係る加工装置の概略側面図である。
実施の形態１に係る加工装置１０は、外型の異なるワークである、第１スクロール基材および第２スクロール基材を加工対象として機械加工する。実施の形態１において、第１スクロール基材は、第１スクロールである、スクロール圧縮機の固定スクロールを作製するための原材料である固定スクロール基材である。第２スクロール基材は、第２スクロールである、スクロール圧縮機の揺動スクロールを作製するための原材料である揺動スクロール基材である。なお、加工装置１０の構成については後述する。
【００１２】
図３は、この発明の実施の形態１に係る加工装置で加工される固定スクロール基材の断面図である。図４は、この発明の実施の形態１に係る加工装置で加工される揺動スクロール基材の断面図である。
【００１３】
図３に示すように、固定スクロール基材１は、台板１ａと、台板１ａの一方の面から立設した渦巻歯１ｂとを有する。台板１ａは、円形状の円板部１ａａと、円板部１ａａの外周部から立設した壁部１ａｂとを有する。図１に示した固定スクロール基材１は、台板１ａが円板部１ａａと壁部１ａｂと有する構成としているが、壁部１ａｂが無いタイプの固定スクロール基材１であってもよい。いずれにしろ、台板１ａは円形状の外周を有する外型形状を有する。固定スクロール基材１を加工する際の重要加工部位としては、台板１ａの一方の面である歯底面部５０と、渦巻歯１ｂの側面である歯側面部５１と、渦巻歯１ｂの先端面であって歯底面部５０に平行となる歯先面部５２と、がある。
【００１４】
図４に示すように、揺動スクロール基材２は、台板２ａと、台板２ａの一方の面から立設した渦巻歯２ｂと、台板２ａの他方の面に形成された筒状のボス部２ｃとを有する。揺動スクロール基材２を加工する際の重要加工部位としては、台板２ａの一方の面である歯底面部６０と、渦巻歯２ｂの側面である歯側面部６１と、渦巻歯２ｂの先端面であって歯底面部６０に平行となる歯先面部６２と、がある。
【００１５】
この実施の形態１の加工装置１０は、固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２に対して、取り代分の切削加工と、最終的な仕上げとして、切削加工（または研削加工）とを行う。そして、これらの加工が施されて作製された固定スクロールおよび揺動スクロールは、スクロール圧縮機の製造過程において次の図５に示すように組み合わされる。
【００１６】
図５は、図１の固定スクロール基材から作製された固定スクロールと、図２の揺動スクロール基材から作製された揺動スクロールとを組み合わせた状態を示す図である。
固定スクロール１００と揺動スクロール２００とは、渦巻歯１ｂと渦巻歯２ｂとが噛み合うようにして組み合わされる。固定スクロール１００と揺動スクロール２００とが組み合わされることで圧縮室３が形成される。
【００１７】
図５において、固定スクロール１００および揺動スクロール２００の一方のスクロールの渦巻歯と他方のスクロールの台板との隙間である軸方向隙間４は、固定スクロール１００の歯高Ｌ１および揺動スクロール２００の歯高Ｌ２を高精度に形成することで最小化出来る。軸方向隙間４は、圧縮室３の内部から外部への圧縮流体の漏れ流路となるため、可能な限り小さくすることが求められる。
【００１８】
この実施の形態１の加工装置１０に搬入される固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２は、図３および図４に示したように外型が異なっている。具体的には、固定スクロール基材１の台板１ａの外径が揺動スクロール基材２の台板２ａの外径よりも大きく、また、固定スクロール基材１の台板１ａの厚みが揺動スクロール基材２の台板２ａの厚みよりも厚い等の点で外型が異なっている。この実施の形態１の加工装置１０は、このように外型の異なる固定スクロール基材１と揺動スクロール基材２とを、外型を揃えるための治具を用いることなく、選択的にテーブル上に固定出来る複合クランプチャックを備えたことを特徴としている。
【００１９】
以下、加工装置１０について図１および図２を参照して説明する。
加工装置１０は、自動工具交換機能を有する数値制御（ＮＣ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）方式の工作機械であって、具体的には例えばマシニングセンタまたは複合旋盤等である。
【００２０】
図１に示すように加工装置１０は、加工装置本体を構成するベッド１１と、ベッド１１の正面側に配置された移動台１２と、移動台１２上に固定され、ワークが固定されるテーブル１３と、テーブル１３上に固定された複合クランプチャック１４とを有する。加工装置１０は更に、ベッド１１の上面側に配置されたラム１５と、ラム１５の正面側に配置された主軸部１６と、主軸部１６の下端部に設けられ、加工工具１７ａを保持する工具保持部１７とを備えている。加工工具１７ａは、本明細書では材料の一部を除去する工具であり、具体的には切削加工用工具と研削加工用工具とが用いられる。工具保持部１７は、切削加工用工具と研削加工用工具とを選択的に保持する。加工工具１７ａは、ラム１５に隣接する工具収納箱１９にて自動的に交換可能である。
【００２１】
ベッド１１は、筐体正面にＸ軸方向に延びるＸ軸方向案内レール１１ａを有し、Ｘ軸方向案内レール１１ａによって移動台１２がＸ軸方向に往復移動可能となっている。Ｘ軸方向案内レール１１ａは、モーター駆動によって、移動台１２をＸ軸方向に移動させることが可能である。また、Ｘ軸方向案内レール１１ａは、後述のＮＣ部１８ａのＮＣ制御によって、移動台１２に固定されたテーブル１３のＸ軸方向の位置の割り出しも可能である。
【００２２】
また、ベッド１１は、筐体上面にＹ軸方向に延びるＹ軸方向案内レール１１ｂを有し、Ｙ軸方向案内レール１１ｂによってラム１５がＹ軸方向に往復移動可能となっている。Ｙ軸方向案内レール１１ｂは、モーター駆動によって、ラム１５をＹ軸方向に移動させることが可能である。また、Ｙ軸方向案内レール１１ｂは、後述のＮＣ部１８ａのＮＣ制御によって、ラム１５に連結された加工工具１７ａのＹ軸方向の位置の割り出しも可能である。
【００２３】
移動台１２に固定されたテーブル１３は、上下方向であるＺ軸に平行なＣ軸を中心として回転する回転テーブルであり、後述のＮＣ部１８ａのＮＣ制御によってＣ軸を中心とした回転角度の割り出しが可能である。
【００２４】
ラム１５は、筐体正面にＺ軸方向に延びるＺ軸方向案内レール１５ａを有し、Ｚ軸方向案内レール１５ａによって主軸部１６がＺ軸方向に往復移動可能となっている。Ｚ軸方向案内レール１５ａは、モーター駆動によって、主軸部１６をＺ軸方向に移動させることが可能である。また、Ｚ軸方向案内レール１５ａは、後述のＮＣ部１８ａのＮＣ制御によって主軸部１６に連結された加工工具１７ａのＺ軸方向の位置の割り出しも可能である。
【００２５】
以上のように、加工装置１０では、テーブル１３をＸ軸およびＣ軸を移動軸として移動させると共に、加工工具１７ａをＹ軸およびＺ軸を移動軸として移動させる。これにより、ワークと加工工具１７ａとが相対的に移動してワークの加工が行われる。なお、テーブル１３および加工工具１７ａのそれぞれの移動軸の組み合わせは一例であって、テーブル１３がＸ軸、Ｙ軸およびＣ軸を移動軸とし、加工工具１７ａがＣ軸を移動軸とする構成としてもよい。
【００２６】
加工装置１０は更に、加工装置１０全体を制御する制御部１８を備えている。制御部１８は、ＮＣ制御を行うＮＣ部１８ａを備えている。ＮＣ部１８ａは、記憶部（図示せず）に格納された加工プログラムをＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が実行することで実現されている。記憶部には、固定スクロール基材と揺動スクロール基材の加工位置を示すＸＹＺＣ座標データが格納されている。ＮＣ部１８ａは、ＸＹＺＣ座標に基づいて、テーブル１３および加工工具１７ａの位置制御を行うと共に、複合クランプチャック１４の後述の動作制御を行うことで、固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２の加工を行う。
【００２７】
次に、複合クランプチャック１４について説明する。
【００２８】
図６は、この発明の実施の形態１に係る複合クランプチャックの概略断面図である。図７は、この発明の実施の形態１に係る複合クランプチャックの概略上面図である。
【００２９】
複合クランプチャック１４は、ワークとしての固定スクロール基材１と揺動スクロール基材２とを、テーブル１３上に選択的に固定するために用いられる。複合クランプチャック１４は、台座２０と、台座２０上に固定され、ワークが載置される平面視で環状の載置台２１と、固定スクロール基材１を固定するための固定部２２と、揺動スクロール基材２を固定するための固定部２３とを有する。
【００３０】
固定部２２は、固定スクロール基材１の外周１ａｃ（後述の図８および図９参照）を固定する外周チャック２２ａを有する。外周チャック２２ａは、載置台２１の外周部に、複合クランプチャック１４の中心軸Ｏを中心として同心円状に３箇所、間隔を空けて配置されている。各外周チャック２２ａは、台座２０上を径方向に移動可能であり、径方向外側から径方向内側に移動することで後述の図８および図９に示すように固定スクロール基材１の台板１ａの外周１ａｃを、外側の３方向から固定する。外周チャック２２ａの内周２２ｂは、固定スクロール基材１の台板１ａの外周１ａｃに沿う位置決め面となっており、位置決め面により複合クランプチャック１４に対する固定スクロール基材１の位置決めが精度良く行われる。
【００３１】
固定部２３は、載置台２１の中心部に配置され、揺動スクロール基材２のボス部２ｃを内周２ｃａ側から保持する内周チャック２４と、揺動スクロール基材２の台板２ａの外周側端面部２ｄ（後述の図１０および図１１参照）を保持するクランパー２５とを有する。内周チャック２４は、円柱状の部材を中心軸Ｏを中心として放射状に分割した構成の３つの分割部２４ａを有する。分割部２４ａは、台座２０上を径方向に移動可能である。分割部２４ａは、径方向内側に位置した状態で、分割部２４ａの外周面と載置台２１の内周面との間に、揺動スクロール基材２のボス部２ｃが挿入される環状の隙間２６を形成する。分割部２４ａは、径方向内側から径方向外側に移動することで、隙間２６に挿入されたボス部２ｃを、その内側の３方向から固定的に保持する。
【００３２】
クランパー２５は、載置台２１の外周部であって、各外周チャック２２ａ間の３箇所の隙間に、中心軸Ｏを中心として同心円状に配置されている。クランパー２５は、台座２０上に立設した支柱２５ａと、支柱２５ａの上面に、支柱２５ａの軸を中心に可動可能に設けられた可動爪２５ｂを有する。可動爪２５ｂは、図７において実線で示す保持位置と、点線で示す退避位置とに可動可能となっている。
【００３３】
以上のように構成された複合クランプチャック１４による固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２の固定について説明する。なお、上記の説明における外周チャック２２ａ、内周チャック２４および分割部２４ａ、クランパー２５の個数は一例であって、この発明はこれに限るものではない。
【００３４】
（固定スクロール基材の固定）
図８は、この発明の実施の形態１に係る複合クランプチャックに固定スクロール基材が固定された状態を示す概略断面図である。図９は、この発明の実施の形態１に係る複合クランプチャックに固定スクロール基材が固定された状態を示す概略平面図である。
複合クランプチャック１４における固定スクロール基材１の固定方法は、まず、固定スクロール基材１を、台板１ａが載置台２１に当接するように載置台２１上に載置する。このとき、クランパー２５の可動爪２５ｂは退避位置に位置している。
【００３５】
次に、複合クランプチャック１４の外周チャック２２ａを径方向外側から径方向内側に移動させて固定スクロール基材１の外周１ａｃを固定する。固定スクロール基材１は、図９に示すように外周チャック２２ａの内周２２ｂにて３方向から位置決め固定される。これにより、複合クランプチャック１４の中心軸Ｏに対して、固定スクロール基材１の中心位置の割り出しを高精度に行うことが出来る。したがって、加工装置１０に順次投入される各固定スクロール基材１の固定位置の再現性を高精度に行える。
【００３６】
（揺動スクロール基材の固定）
図１０は、この発明の実施の形態１に係る複合クランプチャックに揺動スクロール基材が固定された状態を示す概略断面図である。図１１は、この発明の実施の形態１に係る複合クランプチャックに揺動スクロール基材が固定された状態を示す概略平面図である。
複合クランプチャック１４における揺動スクロール基材２の固定方法は、まず、揺動スクロール基材２を、台板２ａが載置台２１に当接すると共に、ボス部２ｃが隙間２６に挿入されるように配置する。このとき、クランパー２５の可動爪２５ｂは退避位置に位置している。次に、内周チャック２４の各分割部２４ａを、径方向内側から径方向外側に移動させ、ボス部２ｃを内周チャック２４にて、３方向から固定する。最後に、クランパー２５の可動爪２５ｂを保持位置に移動させ、台板２ａの外周側端面部２ｄをクランパー２５の可動爪２５ｂによって保持する。
【００３７】
以上の外周チャック２２ａ、内周チャック２４およびクランパー２５の動作制御は、ＮＣ部１８ａによって行われる。
【００３８】
複合クランプチャック１４は、以上に説明したように固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２のそれぞれに対応して固定部２２および固定部２３を備える。そして、複合クランプチャック１４は、固定部２２および固定部２３を用いて固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２をテーブル１３に選択的に固定する。これにより、外型の異なる固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２を、従来のように治具を別途用いることなくテーブル１３上に固定出来る。したがって、治具の取り付け誤差が生じることを回避出来、加工精度の向上を図ることが出来る。
【００３９】
ここで、複合クランプチャック１４は、揺動スクロール基材２を、内周チャック２４とクランパー２５との２種類の固定機構を用いて固定するようにしているが、その理由は以下の通りである。揺動スクロール基材２を加工する際の中心基準は、ボス部２ｃである。加工中に加わる振動によって揺動スクロール基材２の位置が変化しないようにするには、揺動スクロール基材２のボス部２ｃを、加工時に加わる加工負荷よりも強い固定力にて固定する必要がある。この固定を内周チャック２４だけで行おうとすると、ボス部２ｃに作用する固定力が強すぎて揺動スクロール基材２が変形する。その変形の様子を示したのが次の図１２である。
【００４０】
図１２は、揺動スクロール基材の変形状態の説明図である。
内周チャック２４によってボス部２ｃに作用する固定力が強すぎると、図１２に示すように、揺動スクロール基材２は、渦巻歯２ｂ側に凸形状となるように変形する。このような揺動スクロール基材２の変形を避けるため、複合クランプチャック１４は、ボス部２ｃ以外の箇所に台板２ａの外周側端面部２ｄも固定し、２箇所の固定による合算の固定力によって、加工負荷よりも強い固定力を確保する。ここで、内周チャック２４による固定力は、その固定力がボス部２ｃに作用することによる揺動スクロール基材２の変形量が許容値以上とならない固定力に設定される。揺動スクロール基材２の変形量とは、例えば、中心軸Ｏ上における変形後の台板２ａの浮き上がり量Ｌ３である。なお、変形量の計測位置は上記位置に限らず、渦巻歯の先端位置の変化量などとしてもよい。
【００４１】
図１３は、この発明の実施の形態１に係る加工装置による加工方法のフローチャートである。
この実施の形態１の加工方法では、固定スクロール基材１から固定スクロール１００を作製する工程と、揺動スクロール基材２から揺動スクロール２００を作製する工程とを交互に行う。加工装置１０で交互に作製された固定スクロール１００および揺動スクロール２００は、加工装置１０の外部に搬送されて搬送先にて図５に示したように組み合わされ、一対にて保管される。このように、固定スクロール１００と揺動スクロール２００とを交互に作製することで、加工工具１７ａの摩耗具合の違いによる加工精度のずれを抑制出来る。仮に、固定スクロール１００の作製を連続して行った後、揺動スクロール２００の作製を連続して行う加工方法とした場合、固定スクロール１００の作製開始時と、揺動スクロールの作製開始時とでは加工工具１７ａの摩耗具合が異なり、一対に組み合わされる固定スクロール１００と揺動スクロール２００との間で加工精度にずれが生じる。この実施の形態１の加工方法では、このような不都合を避けることが出来る。
【００４２】
以下、加工方法について更に詳細に説明する。
まず、固定スクロール基材１が搬入搬出装置（図示せず）によって外部から加工装置１０内に搬入される（ステップＳ１）。次に、加工装置１０は、複合クランプチャック１４によって固定スクロール基材１をテーブル１３上に固定する（ステップＳ２）。固定スクロール基材１の固定の際には、上述したように外周チャック２２ａが用いられる。そして、加工装置１０は、加工工具１７ａを用いて固定スクロール基材１の上述の重要加工部位を含めた箇所を機械加工し（ステップＳ３）、固定スクロール１００を作製する。
【００４３】
ここで、加工装置１０は、歯先面部５２および歯底面部５０を加工する際、加工工具１７ａを＋Ｚ方向から−Ｚ方向に連続的に移動させて加工を行う。これにより、固定スクロール１００の歯高Ｌ１を高精度に加工出来る。以上の加工完了後、固定スクロール１００が複合クランプチャック１４から取り外され、搬入搬出装置によって外部に搬出される（ステップＳ４）。以上が、固定スクロール基材１から固定スクロール１００を作製する工程である。
【００４４】
その次に、揺動スクロール基材２が搬入搬出装置によって外部から加工装置１０内に搬入される（ステップＳ５）。次に、加工装置１０は、複合クランプチャック１４によって揺動スクロール基材２をテーブル１３上に固定する（ステップＳ６）。揺動スクロール基材２の固定の際には、上述したように内周チャック２４およびクランパー２５が用いられる。そして、加工装置１０は、加工工具１７ａを用いて、揺動スクロール基材２の上述した重要加工部位を含めた箇所を機械加工し（ステップＳ７）、揺動スクロール２００を作製する。揺動スクロール２００を作製する際にも、加工装置１０は、歯先面部６２および歯底面部６０を加工する際、加工工具１７ａを＋Ｚ方向から−Ｚ方向に移動させて連続的に加工を行う。これにより、揺動スクロール２００の歯高Ｌ２を高精度に加工出来る。以上が、揺動スクロール基材２から揺動スクロール２００を作製する工程である。
【００４５】
なお、加工装置１０では、固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２を同一の加工工具１７ａで加工する。つまり、ステップＳ３とステップＳ７とのそれぞれの機械加工では、上述したように切削加工および研削加工が行われるが、ステップＳ３の切削加工で用いる加工工具１７ａと、ステップＳ７の切削加工で用いる加工工具１７ａとには、同一のものを用いる。また、同様に、ステップＳ３の研削加工で用いる加工工具１７ａと、ステップＳ７の研削加工で用いる加工工具１７ａとには、同一のものを用いる。このように、固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２を同一の加工工具１７ａで加工することで、異なる加工工具を用いた場合の加工工具１７ａの摩耗具合の違いによる加工精度のずれを抑制出来る。
【００４６】
以上説明したように、この実施の形態１では、異なる外型の固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２をテーブル１３上に選択的に固定する複合クランプチャック１４を備えた。複合クランプチャック１４は、固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２のそれぞれに対応した固定部２２および固定部２３を有する。そして、複合クランプチャック１４は、固定部２２および固定部２３を用いて固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２をテーブル１３上に選択的に固定する。
【００４７】
これにより、固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２をテーブル１３上に固定するにあたり、固定スクロール基材１と揺動スクロール基材２との外型を揃えるための治具が不要となる。したがって、治具の取り付け時に生じる誤差による加工精度の悪化を回避出来、固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２のそれぞれの加工誤差を小さく出来る。その結果、固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２のそれぞれの渦巻歯の歯高を精度良く加工出来る。渦巻歯の歯高を精度良く加工出来ることで、固定スクロール基材１と揺動スクロール基材２とを組み合わせた際の軸方向隙間４を最小化することが出来、高性能な圧縮機の製造に寄与出来る。
【００４８】
この実施の形態１において、固定スクロール基材１は、円形状の外周１ａｃを有する台板１ａと、台板１ａから立設した渦巻歯１ｂとを有する。固定スクロール基材１に対応した固定部２２は、固定スクロール基材１の外周１ａｃを掴む外周チャック２２ａである。このように、外周チャック２２ａによって固定スクロール基材１の外周１ａｃを掴むことで固定スクロール基材１をテーブル１３上に固定出来る。
【００４９】
この実施の形態１において、揺動スクロール基材２は、固定スクロール基材１とは異なる外径の円形状の台板２ａと、台板２ａの一方の面から立設した渦巻歯２ｂと、他方の面に形成された筒状のボス部２ｃとを有する。揺動スクロール基材２に対応した固定部２３は、揺動スクロール基材２のボス部２ｃを内周２ｃａ側から保持する内周チャック２４と、揺動スクロール基材２の台板２ａの外周側端面部２ｄを保持するクランパー２５とを有する。このように、揺動スクロール基材２のボス部２ｃの内周２ｃａと台板２ａの外周側端面部２ｄとの２箇所で揺動スクロール基材２を固定出来る。また、２箇所で揺動スクロール基材２を固定することで、固定時の揺動スクロール基材２の変形を抑制出来る。
【００５０】
この実施の形態１において、内周チャック２４による保持力は、保持力がボス部２ｃに作用することによる揺動スクロール基材２の変形量が許容値以上とならないように設定されている。許容値は１μｍである。これにより、揺動スクロール基材２の変形を抑制出来る。
【００５１】
この実施の形態１において、加工装置１０は、加工工具１７ａを保持する主軸部１６と、ＮＣ部１８ａとを有する。ＮＣ制御部１８は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸と、上下方向であるＺ軸に平行な回転軸であるＣ軸とを移動軸とした数値制御を行う。ＮＣ部１８ａは、各移動軸の座標データに基づき固定スクロール基材１および揺動スクロール基材２の加工位置を特定して、主軸部１６およびテーブル１３の位置を制御する。これにより、スクロール基材と加工工具１７ａとを相対的に移動させてスクロール基材を加工出来る。
【００５２】
この実施の形態１において、主軸部１６は、加工工具１７ａとして切削加工用工具と研削加工用工具とを選択的に保持する工具保持部１７を有する。これにより、切削加工用工具と研削加工用工具とを用いて切削加工および研削加工を行える。
【００５３】
この実施の形態１の加工方法は、第１スクロール基材から第１スクロールを作製する工程と、第２スクロール基材から第２スクロールを作製する工程とを有する。第１スクロールを作製する工程は、第１スクロール基材に対応して設けられた複合クランプチャックの固定部を用いてテーブル上に第１スクロール基材を固定する工程と、テーブル上に固定された第１スクロール基材を加工する工程とを有する。第２スクロールを作製する工程は、第２スクロール基材に対応して設けられた複合クランプチャックの固定部を用いてテーブル上に第２スクロール基材を固定する工程と、テーブル上に固定された第２スクロール基材を加工する工程とを有する。
【００５４】
このように、各スクロール基材を作製する工程では、各スクロール部材をテーブル上に固定する工程を有する。この固定にあたっては、複合クランプチャックによりそれぞれに対応して設けられた固定部が用いられる。したがって、各スクロール基材をテーブル上に固定するにあたり、各スクロール基材同士の外型を揃えるための治具が不要となる。したがって、治具の取り付け時に生じる誤差による加工精度の悪化を回避出来、各スクロール基材のそれぞれの加工誤差を小さく出来る。その結果、各スクロール基材のそれぞれの渦巻歯の歯高を精度良く加工出来る。渦巻歯の歯高を精度良く加工出来ることで、各スクロール基材を組み合わせた際の軸方向隙間を最小化することが出来、高性能な圧縮機の製造に寄与出来る。
【００５５】
この実施の形態１の加工方法では、第１スクロールを作製する工程と第２スクロールを作製する工程とを交互に行う。これにより、工具摩耗による加工誤差を小さくすることが出来る。
【００５６】
この実施の形態１の加工方法は、第１スクロール基材を加工する工程と、第２スクロール基材を加工する工程とにおいて、同一の加工工具を用いる。これにより、異なる加工工具を用いた場合の加工工具の摩耗具合の違いによる加工精度のずれを抑制出来る。
【００５７】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、実施の形態では、固定スクロール基材の加工を揺動スクロール基材の加工よりも先に実施しているが、逆に、揺動スクロール基材の加工を固定スクロール基材の加工よりも先に実施してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  固定スクロール基材、１ａ  台板、１ａａ  円板部、１ａｂ  壁部、１ａｃ  外周、１ｂ  渦巻歯、２  揺動スクロール基材、２ａ  台板、２ｂ  渦巻歯、２ｃ  ボス部、２ｃａ  内周、２ｄ  外周側端面部、３  圧縮室、４  軸方向隙間、１０  加工装置、１１  ベッド、１１ａ  Ｘ軸方向案内レール、１１ｂ  Ｙ軸方向案内レール、１２  移動台、１３  テーブル、１４  複合クランプチャック、１５  ラム、１５ａ  Ｚ軸方向案内レール、１６  主軸部、１７  工具保持部、１７ａ  加工工具、１８  制御部、１８ａ  ＮＣ部、１９  工具収納箱、２０  台座、２１  載置台、２２  固定部、２２ａ  外周チャック、２２ｂ  内周、２３  固定部、２４  内周チャック、２４ａ  分割部、２５  クランパー、２５ａ  支柱、２５ｂ  可動爪、２６  隙間、５０  歯底面部、５１  歯側面部、５２  歯先面部、６０  歯底面部、６１  歯側面部、６２  歯先面部、１００  固定スクロール、２００  揺動スクロール。
【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】
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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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【手続補正書】
【提出日】令和3年2月18日(2021.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明に係るスクロール加工装置は、加工工具とテーブル上に固定されたスクロール基材とを相対移動させて加工工具によりスクロール基材を加工するスクロール加工装置であって、スクロール基材として用いられる外型の異なる第１スクロール基材および第２スクロール基材のそれぞれに対応して設けられた固定部を有し、各固定部を用いて第１スクロール基材および第２スクロール基材をテーブル上に選択的に固定する複合クランプチャックを備え、第２スクロール基材は、第１スクロール基材とは異なる外径の円形状の台板と、台板の一方の面に立設した渦巻歯と、他方の面に形成された筒状のボス部とを有し、第２スクロール基材に対応した固定部は、第２スクロール基材のボス部を内周側から保持する内周チャックと、第２スクロール基材の台板の外周側端面部を保持するクランパーと、を有するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工工具とテーブル上に固定されたスクロール基材とを相対移動させて前記加工工具により前記スクロール基材を加工するスクロール加工装置であって、
前記スクロール基材として用いられる外型の異なる第１スクロール基材および第２スクロール基材のそれぞれに対応して設けられた固定部を有し、各固定部を用いて前記第１スクロール基材および前記第２スクロール基材を前記テーブル上に選択的に固定する複合クランプチャックを備え、
前記第２スクロール基材は、前記第１スクロール基材とは異なる外径の円形状の台板と、前記台板の一方の面に立設した渦巻歯と、他方の面に形成された筒状のボス部とを有し、
前記第２スクロール基材に対応した前記固定部は、前記第２スクロール基材の前記ボス部を内周側から保持する内周チャックと、前記第２スクロール基材の前記台板の外周側端面部を保持するクランパーと、を有するスクロール加工装置。
【請求項２】
前記第１スクロール基材は、円形状の外周を有する台板と、前記台板から立設した渦巻歯とを有し、
前記第１スクロール基材に対応した前記固定部は、前記第１スクロール基材の前記外周を掴む外周チャックである請求項１記載のスクロール加工装置。
【請求項３】
前記内周チャックによる保持力は、前記保持力が前記ボス部に作用することによる前記第２スクロール基材の変形量が許容値以上とならないように設定されている請求項１又は請求項２記載のスクロール加工装置。
【請求項４】
前記許容値は１μｍである請求項３記載のスクロール加工装置。
【請求項５】
前記加工工具を保持する主軸部と、
互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸と、上下方向である前記Ｚ軸に平行な回転軸であるＣ軸とを移動軸とした数値制御を行うＮＣ部とを有し、
前記ＮＣ部は、各移動軸の座標データに基づき前記第１スクロール基材および前記第２スクロール基材の加工位置を特定して、前記主軸部および前記テーブルの位置を制御する請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のスクロール加工装置。
【請求項６】
前記主軸部は、前記加工工具として切削加工用工具と研削加工用工具とを選択的に保持する工具保持部を有する請求項５記載のスクロール加工装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のスクロール加工装置を用いた加工方法であって、
前記第１スクロール基材から第１スクロールを作製する工程と、
前記第２スクロール基材から第２スクロールを作製する工程とを有し、
前記第１スクロールを作製する工程は、
前記第１スクロール基材に対応して設けられた前記複合クランプチャックの前記固定部を用いて前記第１スクロール基材を前記テーブル上に固定する工程と、
前記テーブル上に固定された前記第１スクロール基材を加工する工程とを有し、
前記第２スクロールを作製する工程は、
前記第２スクロール基材に対応して設けられた前記複合クランプチャックの前記固定部を用いて前記テーブル上に前記第２スクロール基材を固定する工程と、
前記テーブル上に固定された前記第２スクロール基材を加工する工程とを有する加工方法。
【請求項８】
前記第１スクロールを作製する工程と前記第２スクロールを作製する工程とを交互に行う請求項７記載の加工方法。
【請求項９】
前記第１スクロール基材を加工する工程と、前記第２スクロール基材を加工する工程とでは、同一の加工工具を用いる請求項７または請求項８記載の加工方法。
【国際調査報告】
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2020183627.tif 000017
2020183627.tif 000018
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