JP2000230486A - 容積形流体機械の部材加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の容積形流体機械のディスプレーサ及びシ
リンダは軸穴及びその他の穴を用いて位置決めし、機械
加工により仕上げ加工を行うことで製作されている。し
かし、穴と治具のクリアランスにより位置決め誤差が生
じ、結果として機械加工しろが大きくなり、量産には適
していないという課題があった。 【解決手段】上記課題は、容積形流体機械のディスプレ
ーサ及びシリンダの加工時の位置決めをディスプレーサ
の外壁面又はシリンダの内壁面を用いて行う事により解
決できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばポンプ，
圧縮機等に係り、特に容積形流体機械のディスプレーサ
及びシリンダの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から用いられている旋回型流体機械
の代表例としてスクロール圧縮機がある。該スクロール
圧縮機の主要部材である固定及び旋回スクロールは、特
開昭59−13541号公報に記載の冷間鍛造法及び特開昭64
−54806号公報に記載の熱間鍛造法で一般的に成形され
ている。また、特開平5−79478号公報に記載のように鋳
造による鋳鉄で成形されている。

【０００３】一方、固定及び旋回スクロールの成形に粉
末冶金法を適用した例として、特開平5−113181 号公報
に記載のように旋回スクロールを２０重量％〜３０重量
％のシリコンを含むアルミニウム粉末による粉末冶金法
で成形する方法、または１重量％〜３重量％の燐を含む
ニッケル合金からなる表面層を有する１重量％〜２０重
量％のシリコン系化合物を分散させたアルミニウム合金
を用いて成形する方法、特開平2−197506 号公報に記載
のように固定及び旋回スクロールの成形において、渦巻
き状のラップの先端部を形成するアルミニウム系材料中
に固体潤滑剤を分散させた混合粉末を用い、アルミニウ
ム系材料からなるスクロール本体とともに一体で粉末冶
金法により成形する方法、特開昭64−12090 号公報にお
いてスクロールラップなどを焼結成形する時、成形用の
グラファイトの型を誘導加熱または通電加熱を単独、ま
たは併用して放電焼結する方法などが考案されている。

【０００４】さらに、特開昭64−379 号公報及び特開平
5−332270 号公報に記載のように熱硬化性及び熱可塑性
樹脂で射出成形されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】固定及び旋回スクロー
ルを鋳造で成形した場合、砂型鋳物などでは冷却速度と
の関係で表面にチル層が生じる。このため、成形後、荒
加工−中仕上げ−上仕上げの３工程の機械加工（精度約
５μｍ）で製品寸法に仕上げなければならない問題があ
った。

【０００６】固定及び旋回スクロールをアルミニウム系
粉末材料を用いて粉末冶金法により成形を行うと、焼結
を行ったあとに熱による材料の膨張・収縮がアルミニウ
ム系材料では大きいためラップ部分が外側に向かって変
形し、後工程として必ず機械加工により荒加工−中仕上
げ−上仕上げの３工程または中仕上げ−上仕上げの２工
程が必要であった。

【０００７】さらに、熱硬化性及び熱可塑性樹脂の射出
成形で一体成形される方法では、成形精度が０.２〜０.
３mmであり、このままスクロール部材として用いること
は出来ず、切削性が悪いので機械加工で仕上げるにも困
難である。

【０００８】また、いずれの公知例においても部材の機
械加工を行う際には、精度良い部材を前工程までに加工
しなければ、加工機の占有時間が長くなり、量産品のス
クロールを生産する場合には、膨大な台数の加工機が必
要となり、設備投資が多大になる問題があった。

【０００９】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決した旋回式容積形流体機械の主要部材の製造方
法並びにその部材を用いた旋回式容積形流体機械を提供
する事にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】端板間にディスプレーサ
とシリンダとを配置し、回転軸の回転中心に前記ディス
プレーサ中心を合わせたとき、前記シリンダ内壁面及び
前記ディスプレーサ外壁面により１つの空間が形成さ
れ、前記ディスプレーサ及び前記シリンダとの位置関係
を旋回位置においたときは複数の空間が形成される容積
型流体機械において、前記ディスプレーサ外壁面と前記
シリンダ内壁面とで作動室を形成するものであり、前記
ディスプレーサ及び前記シリンダの素形材を、粉末冶金
法又は精密鋳造法により予め高精度に成形し、前記ディ
スプレーサの外壁面の凸部及び前記シリンダの内壁面の
凸部に直接位置決め治具を接触させる事で、これらを高
精度に位置決めして機械加工する事により、機械加工し
ろを少なくし、加工機の占有時間を短縮する事で、前記
ディスプレーサ及び前記シリンダを高精度かつ高速に製
造する事が達成でき、加工機への設備投資を少なくする
事が達成できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の特徴は以下
の実施形態によりさらに明確になる。以下、本発明の一
実施例の形態を図を用いて説明する。まず、本発明に係
る旋回形流体機械の構造を図１乃至図３を用いて説明す
る。図１は、本発明に係る容積形流体機械を圧縮機とし
て用いた場合における密閉形圧縮機の縦断面図、図２は
図１の要部拡大断面図、図３は圧縮要素の平面図であ
る。なお、図１と図２に示した圧縮要素部の断面図は図
３のＡ−Ａ断面に相当する。

【００１２】図１において、１は本発明に係る容積形圧
縮要素、２はこれを駆動する電動要素、３は容積形圧縮
要素１と電動要素２を収納した密閉容器である。容積形
圧縮要素１の詳細を図３を用いて説明する。同図は同一
輪郭形状が３組組み合わされた３条ラップを示してい
る。シリンダ４の内周形状は、いちょうの葉のような形
状をした中空部が１２０°（中心ｏ′）毎に同一の形状
が現れるように形成されている。この個々のいちょうの
葉をした中空部の端部には、内方に向かって突出する複
数（この場合は３つ）の略円弧形状のベーン４ｂを有す
る。ディスプレーサ５は、このシリンダ４の内側に配設
され、シリンダ４の内周壁４ａ（ベーン４ｂよりも曲率
が大きい部分）及びベーン４ｂと噛み合うように構成さ
れている。なお、シリンダ４の中心ｏ′とディスプレー
サ５の中心ｏを一致させると両者の輪郭形状は相似形状
となっており、両者の間には一定幅の隙間が形成され
る。

【００１３】次に、容積形圧縮要素１の作動原理を図３
及び図４により説明する。図３に示す記号ｏはディスプ
レーサ５の中心、記号ｏ′はシリンダ４(あるいは駆動
軸６)の中心である。記号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ
はシリンダ４の内周壁４ａ及びベーン４ｂとディスプレ
ーサ５の噛み合いの接点を表す。ここで、シリンダ４の
内周輪郭形状を見ると、同じ曲線の組み合わせが３箇所
連続して滑らかに接続されている。

【００１４】このうちの１箇所に着目すると、内周壁４
ａ，ベーン４ｂを形作る曲線を、厚みのある１つの渦曲
線（ベーン４ｂの先端を渦の巻き始めと考える）と見る
事ができ、その内壁曲線（ｇ−ａ）は巻き角がほぼ３６
０°（設計上は３６０°であるが製造誤差のため丁度そ
の値にはならないという意味である。以下、同様）の渦
曲線で、外壁曲線（ｇ′−ｂ）は巻き角がほぼ１８０°
の渦曲線である。

【００１５】そして、上記１箇所の内周輪郭形状は内壁
曲線，外壁曲線、及び、外壁曲線と内壁曲線を結ぶ接続
曲線（ｇ−ｇ′）から形成されている。これら３つの曲
線からなる渦巻き体を円周上にほぼ等ピッチ（１２０
°）に配設し、隣り合う渦巻き体の外壁曲線と内壁曲線
とは円弧等の滑らかな曲線（たとえばｂ−ｂ′）で結ぶ
事によって、シリンダ４の内周輪郭形状が構成されてい
る。ディスプレーサ５の外周輪郭形状も上記シリンダ４
と同じ原理で構成されている。

【００１６】なお、３つの曲線からなる渦巻き体を円周
上にほぼ等ピッチ（１２０°）に配設するとしたが、こ
れは製造のし易さを配慮したためで、特に問題にならな
い場合は、不当ピッチでもよい。

【００１７】さて、このように構成されたシリンダ４と
ディスプレーサ５による圧縮動作を図４を用いて説明す
る。７ａは吸入ポート、８ａは吐出ポートであり、各々
３箇所に設けられている。駆動軸６を回転させる事によ
り、ディスプレーサ５が固定側であるシリンダ４の中心
ｏ′の周りを自転する事なしに旋回半径ε(＝ｏｏ′)で
公転運動し、ディスプレーサ５の中心周りに複数の作動
室１５（シリンダ内周輪郭（内壁）とピストン外周輪郭
（側壁）とにより囲まれて密閉された複数の空間のう
ち、吸入が終了し圧縮（吐出）工程となっている空間を
いう。圧縮終了時点ではこの空間は無くなるが、その瞬
間に吸入も終了するのでこの空間を１つと勘定する。但
し、ポンプとして用いる場合は、吐出ポートを介して外
部と連通している空間をいう）が形成される（本実施の
形態では常時３個の作動室）。

【００１８】接点ａと接点ｂで囲まれハッチングが施さ
れた１つの作動室（吸入時点では２つに別れているが、
圧縮工程が開始されると直ぐにこの２つの作動室はつな
がって１つになる）に着目して説明する。図４（１）が
吸入ポート７ａからこの作動室への作動ガスの吸入が終
了した状態である。この状態から９０°駆動軸６が回転
した状態が図４（２）で、回転が進み最初から１８０°
回転した状態が図４（３）で、さらに回転が進み最初か
ら２７０°回転した状態が図４（４）である。図４
（４）から９０°回転すると最初の図４（１）の状態に
戻る。これより、回転が進むに従って作動室１５はその
容積を縮小し、吐出ポート８ａは吐出弁９（図２に示
す）で閉じられているため作動流体の圧縮作用が行われ
る事になる。

【００１９】そして、作動室１５内の圧力が外部の吐出
圧力よりも高くなると圧力差で吐出弁９が自動的に開
き、圧縮された作動ガスは吐出ポート８ａを通って吐き
出される。吸入完了（圧縮開始）から、吐出終了までの
軸回転角は３６０°で、圧縮，吐出の各工程が実施され
ている間に次の吸入工程が準備されており、吐出終了時
が次の圧縮開始となる。

【００２０】例えば、接点ａとｄによって構成される空
間に着目すると、図４（１）の段階で既に吸入が開始さ
れており、回転が進むにつれてその容積が増し、図４
（４）の状態になると、この空間は分断される。この分
断された量に相当する流体は接点ｂとｅによって形成さ
れる空間から補われる。

【００２１】上記圧縮動作について以下に詳述する。図
４(１)の状態の接点ａとｂとにより形成された作動室に
着目すると、隣の接点ａとｄによって形成された空間は
吸入が始まっており、この中の流体が軸回転角３６０°
後に接点ａとｂによって形成される空間によって圧縮さ
れるはずであるが、この空間は、一旦図４(３)に示され
るように広がった後、図４(４)になると分断されてしま
うので、接点ａとｄによって形成された空間のすべての
流体が接点ａとｂによって形成される空間で圧縮される
訳ではない。

【００２２】分断されて接点ａとｄによって形成された
空間に取り込まれなかった流体体積と同量の流体は、図
４(４)において吸入過程にある接点ｂとｅによって形成
される空間が、図４(１)に示されるように分断されて、
吐出ポート付近の接点ｇと接点ｂとにより形成される空
間に流入している流体によって充当される。これは、前
述したように、不均等ピッチで配置したのではなく均等
ピッチで配置した事による。即ち、ディスプレーサ及び
シリンダの形状が同一輪郭形状の繰返しにより形成され
ているため、いずれの作動室も異なる空間から流体を得
てもほぼ同量の流体を圧縮する事ができるのである。な
お、不均等ピッチであっても各空間に形成される容積が
等しくなるように加工を施す事は可能であるが、生産性
が悪い。

【００２３】このように作動室に隣り合う吸入過程にあ
る空間が分断されて圧縮動作を行う事は本実施形態の特
徴でもある。何故なら、前出のいずれの従来技術におい
ても吸入過程にある空間が閉じ込められて、そのまま圧
縮され吐出されるものであるからである。

【００２４】前記したような輪郭形状を持つディスプレ
ーサ及びシリンダは運転時にディスプレーサのベーン先
端部分及び根元部分，シリンダのベーン部分及び根元部
分はその他の部分と比べてディスプレーサとシリンダが
接触する際の接触圧力が大きい。この、接触圧力が大き
くなる部分は、ディスプレーサ及びシリンダの輪郭形状
により決定する事ができる。

【００２５】次に本発明の実施例に係るディスプレーサ
及びシリンダの製造方法、特に、ディスプレーサの外壁
面，シリンダの内壁面の製造方法について説明する。図
５は第一の実施例の工程図、図６はディスプレーサの外
周プロファイルを切削加工するときの位置決め位置の説
明図、図７はディスプレーサの外周プロファイルを切削
加工するときの位置決め方法の説明図、図８はシリンダ
の内周プロファイルを切削加工するときの位置決め方法
の説明図である。

【００２６】（実施例１）まず、第一の実施例につい
て、ディスプレーサの場合を例として説明する。

【００２７】図５の工程１，２に示すように、粉末冶金
法により成形を行い、焼結を行う。なお、工程１，２に
おいては外形プロファイルとともに軸穴，油溝などの成
形も同時に行った。次に工程３に示すように、サイジン
グを行った。サイジング後の再圧体が、１００μｍの機
械加工しろを残す程度の大きさになるように金属粉末を
成形する際の金型、及びサイジングを行うための金型形
状のプロファイル形状を設計した。

【００２８】工程２の時点で設計寸法に近い状態に成形
するほど機械加工しろを更に小さくする事が出来、工程
３以下で機械加工量を減らすことができ、また、機械加
工時の位置決め精度を向上させる事ができる。また、焼
結を行った時点で成形精度を保証できる程度の成形精度
で焼結体が成形されている場合は、再圧又はサイジング
を行う必要がない。次に、ディスプレーサの表面に酸化
膜を生成させ、ディスプレーサの表面が摺動した際に摩
耗する事がなく、また、圧縮機に使用する際に焼結材内
部に存在する空孔を伝って圧縮気体が漏れる事がないよ
うにした。なお、酸化膜を生成させる代わりに樹脂を含
浸させてもよい。

【００２９】次に上記の手法で得られた素形材を切削加
工，研削加工により仕上げ加工を行う。まず、ディスプ
レーサの上面，下面を研削加工により仕上げる事でディ
スプレーサを所定の厚さに仕上げ加工を行った。

【００３０】そして、軸穴の仕上げ加工を行う。軸穴加
工の際の位置決めは工程２までであらかじめ成形された
軸穴のプロファイル上の任意の３点から軸穴中心（ディ
スプレーサ中心ｏ）を割り出し、加工を行った。

【００３１】次に外形プロファイルの仕上げ加工を行
う。図６について説明する。外形プロファイル加工時の
位置決めは、直線ｏＰ，ｏＱ，ｏＲがディスプレーサの
外形プロファイル曲線の接線となる位置にディスプレー
サを位置決めする。これは、ディスプレーサの外形プロ
ファイルが二次元の図形であり、二次元の図形は３点の
位置を決める事により図形全体の位置が一箇所のみに決
まる為である。

【００３２】なお、点Ｐ，Ｑ，Ｒの位置は、図６に示す
ように、点Ｐにおける接線がディスプレーサ中心ｏを通
る位置にし、かつ凸となる円弧の一部とし、かつ点Ｐの
候補となりうる点のなかでディスプレーサ中心ｏからも
っとも離れた点を点Ｐとすることで位置決め精度を向上
させた。なお、直線ｏＰ，ｏＱ，ｏＲは位置決め後のデ
ィスプレーサ中心ｏを通らなくてもよい。

【００３３】点Ｐ，Ｑ，Ｒについて、例として点Ｐにつ
いて図７を用いて説明する。点Ｐ，Ｑ，Ｒの位置を決め
る際、θの値は設計寸法に加工代を加えた値にしなけれ
ばならない。このようにする事で図７（ａ）（ｂ）
（ｃ）に示すように点Ｐ，Ｑ，Ｒにおける加工代は常に
一定となるが、点Ｐ，Ｑ，Ｒ以外の他の位置における加
工代は位置により総て異なる。

【００３４】しかし、機械加工時の加工工具の軌跡はＮ
Ｃ機械により常に一定に保たれているため、加工代の大
小に拘わらず一定の外形プロファイルとする事が出来
る。

【００３５】この場合、素形材（本実施例の場合は焼結
材）の大きさが所定の大きさよりも小さく成形される
と、素形材の外形プロファイルが加工工具の軌跡よりも
内側となる可能性がある。機械加工しろを出来るだけ少
なくする一方で、すべての外形プロファイルを機械加工
するためには点Ｐの決め方が重要である。

【００３６】本実施例で用いた方法を以下に示す。今回
対象にしている形状は素形材中心から最外径部の距離が
４０mmであり、点Ｐの位置は最外径に近い、中心との距
離が３０mmの位置とした。素形材（焼結材）の外形プロ
ファイルのばらつきが狙い値に対して±５０μｍある。
図８に狙い値に対して−５０μｍで成形された場合を例
として示す。今回対象とした形状は円環の周りに３つの
凸部が配置された形状であり、その凸部の一部に点Ｐを
設けている。凸部において点Ｐと対称の位置にある部分
は回転方向を位置決めすると、機械加工しろが減少す
る。減少量は、素形材（焼結材）が狙い値から外れた量
に相当し、約５０μｍである。従って、位置決めを行っ
たあとは、素形材（焼結材）狙い値に対して、元来狙い
値から外れた量５０μｍと、位置決めにより加工代が減
少する量５０μｍの和の１００μｍずれる事になる。

【００３７】そこで、外周プロファイル全体に１００μ
ｍの加工しろが存在するように素形材（焼結材）を成形
する事で、外周プロファイル全体が機械加工されるよう
にした。図６のように点Ｐが最外周部と比較的近い場
合、素形材のばらつき幅と機械加工しろの間には（素形
材のばらつき）≦（機械加工しろ）の関係がある。しか
し、点Ｐの位置が素形材中心に近い場合は（素形材のば
らつき）＜（機械加工しろ）としなければならず、点Ｐ
の位置が素形材中心に近いほど、素形材のばらつきの大
きさと機械加工しろの大きさの差が大きくなる事に注意
が必要である。

【００３８】ディスプレーサ５の場合の位置決め時の状
況を図９に示す。治具は軸穴６ｂに通す円筒状の固定治
具２３，軸穴以外の穴２５ａ，２５ｂ，２５ｃに通すＴ
字型の固定治具２４ａ，２４ｂ，２４ｃ、位置決め治具
２１ａ，２１ｂ，２１ｃから構成されている。まず、ロ
ボット，人の手などで、すべての固定治具が所定の穴に
入るようにディスプレーサ５を設置する。この時、ディ
スプレーサ５の表と裏が逆に設置される事がないよう
に、Ｔ字型の固定治具を通す穴２５ａ，２５ｂ，２５
ｃ、位置決め治具２１ａ，２１ｂ，２１ｃの配置を決め
た。

【００３９】次に、軸穴６ｂに通した固定治具２３で許
容される範囲（軸穴６ｂと固定治具２３の間のクリアラ
ンスに相当）でディスプレーサ５を回転移動，平行移動
させ、すべての固定治具２１ａ，２１ｂ，２１ｃにディ
スプレーサ５が接触するようにする。そして、Ｔ字型の
固定治具２４ａ，２４ｂ，２４ｃでディスプレーサ５を
固定した後、位置決め治具２１ａ，２１ｂ，２１ｃを外
す事で位置決めが終了する。

【００４０】このようにしてディスプレーサ５の外形プ
ロファイル加工の位置決めが終了した後、研削加工又は
切削加工により外形プロファイルを仕上げ加工し、目的
とする形状のディスプレーサ５を製作した。

【００４１】シリンダ４の場合の位置決め方法及び位置
決め治具２６ｓ，２６ｔ，２６ｕの配置を図１０に示
す。シリンダ４についてもディスプレーサ５と同様に３
個の位置決め治具２６ｓ，２６ｔ，２６ｕを使用する。
位置決め治具２６ｓ，２６ｔ，２６ｕの位置はディスプ
レーサ５の場合と同様、シリンダ４の内形プロファイル
４ａの接線がシリンダ中心ｏ′を通る位置を点Ｓ，Ｔ，
Ｕとし、各点の接線上に位置決め治具２６ｓ，２６ｔ，
２６ｕを配置した。位置決め治具２６ｓ，２６ｔ，２６
ｕの配置に際し、機械加工代を含むようにする事もディ
スプレーサ５と同様である。

【００４２】このようにしてシリンダ４の内形プロファ
イル４ａ加工の位置決めが終了した後、研削加工又は切
削加工により内形プロファイル４ａを仕上げ加工し、目
的とする形状のシリンダ４を製作した。

【００４３】（実施例２）第二の実施例について説明す
る。第二の実施例は第一の実施例とディスプレーサの固
定方法５が異なる場合で、図５の工程１〜工程６，工程
８については説明を省略する。

【００４４】第二の実施例で用いたディスプレーサ５の
固定治具を図１１に断面図で示す。本実施例で用いた固
定治具には焼結材が設置される部分に電磁石２７を埋め
込んだ。また、第一の実施例で用いたＴ字型の固定治具
２４は、円筒でも良く、対応するディスプレーサの穴２
５も長穴である必要はないが、仮にディスプレーサが表
裏逆に設置されようとしたときに設置できなくするため
に設けてある。軸穴を通す円筒状の固定治具，位置決め
治具の配置は第一の実施例と同様である。電磁石２７に
通電しないで、ディスプレーサ５がすべての位置決め治
具に接触するように移動させる工程まで第一の実施例と
同様に行う。位置決め治具にディスプレーサ５が接触し
た後、電磁石２７に通電することでディスプレーサ５を
固定し、位置決め治具を外す事で位置決めが終了する。

【００４５】このようにして外形プロファイル加工の位
置決めが終了した後、研削加工又は切削加工により外形
プロファイルを仕上げ加工し、目的とする形状のディス
プレーサ，シリンダを製作した。

【００４６】（実施例３）第三の実施例について説明す
る。第三の実施例は第一の実施例と、外周プロファイル
の仕上げ加工を行うときの位置決め方法が異なる場合な
ので、図５の工程１〜工程６，工程８については説明を
省略する。

【００４７】本実施例においては軸穴６ｂと軸穴に通す
円筒状の固定治具２３にクリアランスが必要である。今
回は軸穴６ｂの直径を２０.０mm 、円筒状の固定治具２
３の直径を１９.９mm とした。

【００４８】まず、図１２(ａ)に示すように、意図的に
ディスプレーサ５を左側に偏心させて設置し、ディスプ
レーサ中心ｏを回転中心として、位置決め治具２１ａに
接触するまで回転させる（（ａ）〜（ｂ））。次に、位
置決め治具２１ａとディスプレーサの接点Ｐ′を回転中
心として位置決め治具２１ｃに接触するまでディスプレ
ーサ５を回転させる（（ｂ)〜(ｃ））。実際には点Ｐ′
の位置は固定されず、位置決め治具２１ａ上で移動す
る。

【００４９】次に、２箇所の位置決め治具２１ａ，２１
ｃとディスプレーサ５の接触を保ったままディスプレー
サ５を移動させ、残る１つの位置決め治具２１ｂとディ
スプレーサ５を接触させる。このようにして３箇所の位
置決め治具２１ａ，２１ｂ，２１ｃがすべてディスプレ
ーサ５と接触する位置でディスプレーサ５を実施例１ま
たは実施例２の方法を用いて固定し、研削加工又は切削
加工により外形プロファイルを仕上げ加工し、目的の形
状のディスプレーサ５を製作した。

【００５０】シリンダ４についても同様の方法で位置決
めを行った後に研削加工又は切削加工を行い、目的の形
状のシリンダ４を製作した。

【００５１】（実施例４）第四の実施例について説明す
る。第四の実施例は第一の実施例と、外周プロファイル
の仕上げ加工を行うときの位置決め方法が異なる場合
で、図５の工程１〜工程６，工程８については説明を省
略する。

【００５２】第四の実施例で用いたディスプレーサの位
置決め方法（図５の工程７）について図１３を用いて説
明する。本実施例においても位置決め位置Ｐにおける接
線となる位置が位置決め用の面となるように位置決め治
具２１を配置した。但し、図１３に示すように、点Ｐ，
Ｐ′，Ｐ″とディスプレーサ中心ｏを結ぶ直線は、外形
プロファイルの接線と異なっており、差ρ，ρ′，ρ″
は３０度とした。なお、位置決め治具２１の設置位置は
実施例１の場合と同様に、加工代を含んで所定の位置と
なるようにしなければならない事に注意が必要であり、
また、角度ρ，ρ′，ρ″はすべて同じにする必要はな
い。

【００５３】本実施例は実施例１，実施例３で用いた位
置決め治具２１が装置上の都合で所定の位置に設置でき
ない場合でも適用する事が出来る。しかし、前工程まで
の成形精度が悪いほど回転方向の位置決め精度が悪くな
る傾向がある。原点ｏとＰを結ぶ直線と回転方向位置決
め面２１ａのなす角ρと、点Ｐにおける加工代のばらつ
きと成形精度で整理すると図１４に示す通りとなる。素
形材(焼結材)の成形精度は±５０μｍであり、位置決め
精度を±１０μｍにするためには、原点ｏとＰを結ぶ直
線と回転方向位置決め面２１ａのなす角を３０度以内と
する必要である。なお、位置決めにおいて許容できるば
らつきの大きさは、位置決め精度とともに、工程８にお
ける機械加工において未加工の部分が出来ない大きさに
設定する事が重要である。

【００５４】以上の方法によりディスプレーサ・シリン
ダ位置決めを行い、最外周を機械加工する事で目標とす
るディスプレーサ・シリンダを製作した。

【００５５】（実施例５）第五の実施例について説明す
る。第五の実施例は使用する材料が第一，第二，第三，
第四の実施例と異なる場合なので、ディスプレーサ５の
上下面及び外周プロファイルの仕上げ加工に関する説明
は省略する。

【００５６】第四の実施例は図１５に示す工程で行っ
た。図１５の工程１，２，３に示すように精密鋳造法
（ロストワックス法）により成形を行う。本工程を行う
際、最終形状が直径８０mm程度であるため、得られた素
形材には外周プロファイルのばらつきが±０.３mm 程度
生じる事が予想される。従って、後工程で外周プロファ
イルを研削又は切削するときに未加工部分が生じないよ
うにするために、外周プロファイルすべてに０.６mm の
機械加工しろが残る形状を精密鋳造時の目標形状とし
た。なお、本実施例においては精密鋳造法を用いたが、
ダイカスト法，金型鋳造法などの鋳造法を用いてもよ
い。

【００５７】そして工程３以降は第一の実施例１または
実施例２または実施例３または実施例４と同様に行い、
所定の形状のディスプレーサを製作した。

【００５８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、駆動軸の周りに複数の作動室を配設し、個々の作
動室の吸入終了から吐出終了までの軸回転角をほぼ３６
０°になるように構成する事により、吐出過程の過圧縮
損失を大幅に低減し、かつディスプレーサに働く自転モ
ーメントを軽減してディスプレーサとシリンダ間の摩擦
損失を低減する事により、性能向上がはかれかつ信頼性
の高い容積形流体機械が得られる。また、本発明による
製造方法をとる事により高精度かつ安価な容積形流体機
械が得られる。また、このような旋回型流体機械を冷凍
サイクルに搭載する事により、エネルギ効率に優れ、信
頼性の高い冷凍・空調システムが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る旋回型流体機械を圧縮機に適用し
た密閉型圧縮機の縦断面図。

【図２】図１の要部拡大図。

【図３】本発明に係る旋回型流体機械の圧縮要素の平面
図。

【図４】本発明に係る旋回型流体機械の作動原理説明
図。

【図５】本発明におけるディスプレーサ・シリンダ製作
順序説明図。

【図６】本発明におけるディスプレーサの位置決め方法
説明図。

【図７】本発明における素形材の成形寸法によるディス
プレーサの回転方向の位置決め状態の説明図。

【図８】本発明における素形材が小さく成形された時の
ディスプレーサの回転方向の位置決め状態の説明図。

【図９】本発明におけるディスプレーサの位置決め治具
の配置図。

【図１０】本発明におけるシリンダの位置決め治具の配
置図。

【図１１】本発明におけるディスプレーサの加工治具の
配置図。

【図１２】本発明におけるディスプレーサの位置決め順
序の説明図。

【図１３】本発明におけるディスプレーサの位置決め治
具の配置図。

【図１４】本発明におけるディスプレーサ回転方向位置
決め精度と位置決め治具位置の関係の説明図。

【図１５】本発明におけるディスプレーサ・シリンダ製
作順序説明図。

【符号の説明】

１…旋回型圧縮要素、２…電動要素、３…密閉容器、４
…シリンダ、４ａ…内周壁、４ｂ…ベーン、５…ディス
プレーサ、５ｂ…貫通穴、６…駆動軸、６ａ…クランク
部、６ｂ…軸穴、７…主軸受、７ａ…吸入ポート、８…
副軸受、８ａ…吐出ポート、９…吐出弁、１０…吸入カ
バー、１１…吐出カバー、１２…潤滑油、１３…吸入パ
イプ、１４…吐出パイプ、１５…作動室、１６…シール
部材、２１…ディスプレーサ位置決め治具、２１ａ…デ
ィスプレーサ位置決め治具ａ、２１ｂ…ディスプレーサ
位置決め治具ｂ、２１ｃ…ディスプレーサ位置決め治具
ｃ、２２…シリンダ外周面、２２ｄ…シリンダ外周面
Ｄ、２２ｅ…シリンダ外周面Ｅ、２２ｆ…シリンダ外周
面Ｆ、２３…ディスプレーサ中心固定治具、２４ａ…デ
ィスプレーサ固定治具ａ、２４ｂ…ディスプレーサ固定
治具ｂ、２４ｃ…ディスプレーサ固定治具ｃ、２５ａ…
ディスプレーサ長穴ａ、２５ｂ…ディスプレーサ長穴
ｂ、２５ｃ…ディスプレーサ長穴ｃ、２６ｓ…シリンダ
位置決め治具ｓ、２６ｔ…シリンダ位置決め治具ｔ、２
６ｕ…シリンダ位置決め治具ｕ、２７…電磁石、２８…
台座、ｏ…ディスプレーサ中心、ｏ′…シリンダ中心、
Ｐ，Ｐ′，Ｐ″，Ｑ，Ｒ…ディスプレーサ位置決め位
置、Ｓ…シリンダ位置決め位置ｓ、Ｔ…シリンダ位置決
め位置ｔ、Ｕ…シリンダ位置決め位置ｕ、Ａ，Ｂ，Ｃ…
ディスプレーサ中心位置決め基準。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 香曽我部 弘勝 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 3C016 AA01 HA11 HB01 HB03 3C022 AA04 AA10 EE05 EE07 EE17 QQ05 3H029 AA01 AA13 AA21 AB03 BB31 BB33 CC01 CC03 CC05 3H039 AA01 AA03 AA04 AA08 BB07 BB08 CC02 CC03 CC34

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端板間にディスプレーサとシリンダとを配
   置し、回転軸の回転中心に前記ディスプレーサ中心を合
   わせたとき前記シリンダ内壁面、及び前記ディスプレー
   サ外壁面により１つの空間が形成され、前記ディスプレ
   ーサ及び前記シリンダとの位置関係を旋回位置においた
   ときは複数の空間が形成される容積型流体機械の前記デ
   ィスプレーサと前記シリンダの製造方法において、 前記ディスプレーサの軸穴，外壁面、及び、前記シリン
   ダのボルト締結穴，内壁面の加工において、ディスプレ
   ーサの外壁面の凸部、または、シリンダの内壁面の凸部
   に位置決め治具を直接接触させ、更に予めディスプレー
   サとシリンダに設けた位置決め用の穴に治具を通す事で
   加工の位置決めを行う事を特徴とする容積形流体機械の
   製造方法。