JPH022652B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は渦巻形装置に関し、特にこの渦巻形装
置に使用される渦巻部材の構造に関する。

技術分野においては、同様なピツチの２つの相
互に渦巻状即ちインボリユート渦巻要素が別個の
端板上に載置される一般に「渦巻」ポンプ、コン
プレツサ、およびエキスパンダと呼ばれる種類の
装置が公知である。これ等の渦巻要素は、渦巻状
に彎曲した面間の如き少くとも１対の線接触部に
沿つて相互に接触するようにある角度にかつ半径
方向に偏在させられている。１対の線接触部は、
渦巻の中心域から外方に描かれた１つの半径上に
略々存在する。従つて、このように形成された流
体量は渦巻の中心域の周囲にずつと延在し、その
角度位置が渦巻き中心の相対的な軌道運動に伴つ
て変化する１つ以上の流体ポケツトを含む。これ
等のポケツトの全ては同じ相互の角度位置を維持
し、接触線が渦巻き面に沿つて移動するに伴つ
て、ポケツトは容積が変化する。その結果生じる
最低および最高圧力の区域は流体ポートと接続さ
れる。

渦巻装置の技術における最近の重要な開発が流
体ポケツトの有効な封止の達成と関係する諸問題
を実質的に解決して来たが、渦巻装置に適する多
くの漸新な駆動装置、継手装置、スラスト・ベア
リング装置、ポート装置等が開示されている。
（例えば、米国特許第3874827号、同第3884599号、
同第3924977号、同第3986799号、同第3994663号、
同第3994636号、同第4065279号、同第4082484号、
同第4121438号、同第4129409号、同第4160629号、
同第4192152号、同第4199308号参照）。

各々がインボリユート渦巻部分を取付けた端板
を含む渦巻部材の構成においては、インボリユー
ト渦巻部分を機械加工することにより１つの金属
片からこれ等の部材を形成するのがこれ迄の方法
であつた。無論、これは今日のフライス加工技術
の能力内に含まれるが、非常に大きな時間および
エネルギを消費し、大量の金属屑を生じることに
なる。このように、渦巻部材の製造を専らフライ
ス加工技術に依存することは渦巻装置のための渦
巻部材の形成を不当に高価なものにさせるが、こ
の事実が多くの用例において渦巻形の装置が他の
形式の圧縮機又は膨張機械と価格の上で競争する
ことを許さない。このようなコストの増加は渦巻
形の機械特有の作動上の長所を帳消しにする。

流体ポケツトの半径方向の封止、即ち比較的高
い圧力の１つのポケツトから比較的低い圧力の隣
接するポケツトへの漏洩を防止するインボリユー
ト渦部の先端面における封止は、その詳細が米国
特許第3994636号および同第4199308号、および
1981年２月12日出願の米国特許出願第233915号に
示される如き軸方向コンプライアンス
（compliance）／シーリング装置の使用によつて
制御されることが望ましい。このような封止装置
の使用は、渦巻部と端板の接触面のラツピング加
工の必要を除くものである。しかし、有効なシー
リングは、その全長にわたつてインボリユート渦
部が端板に対してその基部で接合されて、直角部
又は他の適当な形態部を画成し、使用状態の渦巻
装置に組立てられる時、関連する渦巻部材の反対
側端部との必要な接触を可能とすることを必要と
する。又、有効なシーリングは、渦巻部の側面と
端板の表面の正確な寸法取りおよび仕上げも必要
となる。

渦巻構成要素即ち渦巻部材に対する適当な大量
生産技術は機械加工は最小限度であるべきで、効
率のよい渦巻作用と関連した寸法精度および仕上
げに対する厳しい要件を満す構成要素を提供すべ
きである。渦巻部材の製造のためには２つの基本
的な構造上の代替策、即ち、一体に鋳造されたイ
ンボリユート部と端板からこれ等構成要素を形成
するか、インボリユート部と端板を別個に形成し
てこれ等を完成した渦巻部材に接合する方法があ
る。

１つの一体の構成要素又は別体のインボリユー
ト渦部と端板とからなる渦巻部材の精密ダイキヤ
スト法をある仕上げ工程の前に実施することによ
つて、インボリユート渦巻部が専らフライス加工
に頼らなければならない短所を除去することにな
る。このような１つの仕上げ方法はコイニング、
即ち密閉ダイ内での冷間成形法であり、これにつ
いては本願対応米国出願と同時に出願された係属
中の米国特許出願に記載されている。米国特許第
3994365号においては、渦部の側面と端板の表面
の機械加工および精密鋳造とコイニングの組合せ
手法に代る方法が開示されている。この特許は、
インボリユート渦部が端板表面のチヤネル内で僅
かに軸方向および半径方向に移動できるように、
あるいは端板に対して堅固に取付けられるような
方法で収められる２つの部分からなる渦巻部材の
構造を教示する。本願対応米国出願と同時に出願
された係属中の米国特許出願においては、チヤネ
ル内に収められたインボリユート渦部を端板に対
して堅固に取付ける改良された方法を記載した。
この方法は、端板の表面にインボリユート形状の
チヤネルを形成し、このチヤネルの１つの側壁面
にその全長にわたつて凹入した溝を形成し、チヤ
ネル内に収まる寸法および形状のインボリユート
渦部を提供してその全長に沿つて凹入溝と少くと
も部分的に係合するように表面に形状を持たせ、
渦部をチヤネル内に収めることにより渦部の側面
とチヤネルの他の側壁面間に固定用の空間を画成
し、チヤネル内の渦部を端板と固定された係合関
係に固定する工程からなる。

しかし、コイニング工程前に精密鋳造の工程を
実施することも、又接合工程の前に別体の要素を
形成する工程を実施することもできない場合があ
る。このように、例えば、鋳鉄又はステンレス鋼
の多くは十分に圧送することができない。更に、
ある場合には、別個の渦部と端板を形成し、次に
これ等を組立てることは、特に渦巻部材の生産量
が比較的高価な加工コストを妥当化する如きもの
である場合に、過大な労賃を必要とする。従つ
て、一体の要素として渦巻部材を最小限度の労賃
で製造し、これ等を容易に圧造即ち冷間成形でき
ない金属から形成する方法を可能にすることが望
ましい。

従つて、本発明の主な目的は、予め成形された
一体の要素から渦部材を製造する改良された方法
の提供にある。別の目的は、比較的小さな延性の
金属製の渦巻部分の形成に特に適する前述の性格
の方法の提供にある。更に別の目的は、労務費の
減少により加工コストが相殺できる大量生産に適
合できる渦巻部材の形成方法の提供にある。

本発明の他の主目的は、渦巻部材の形成のため
の漸新な加工法の提供にある。更に他の目的は、
ブローチ加工によるインボリユート渦部の側面の
寸法精度および仕上げを達成する前記の性格の加
工法の提供にある。

本発明の他の目的については部分的には明らか
であり、更に以下において明らかになるであろ
う。

従つて、本発明は、いくつかの工程とかかる工
程の１つ以上と他の各工程に対する関係を含み、
又構造、構成要素の組合せ、全てが以下の詳細な
説明に例示される如き工程を実行するための各部
の配置の特徴を包含する装置を含み、本発明の範
囲は特許請求の範囲に示されている。

本発明の一特質によれば、渦部材の製造方法が
提供され、端板に対して固定される要素として、
その内外の側面をその基部に沿つて端板に接合し
たインボリユート渦部として予め精密成形された
渦巻部材を提供し、端板の表面と、インボリユー
ト渦部を端板に接合する内外の側面との間に凹入
する隅部を形成し、端部の表面に向い軸方向にイ
ンボリユート渦部の内外の側面をブローチ加工し
て前記インボリユート渦部の予め定めた肉厚とそ
の各渦巻間の半径方向の空隙を得る工程からな
り、凹入する隅部はブローチ加工から生じるチツ
プに対する間隙を提供する。内外の側面は別個又
は同時にブローチ加工可能である。この側面が
別々にブローチ加工される時は、ブローチ部材即
ち渦巻部材は相互に対し角度的に割出され、この
ため所要の寸法および仕上げが得られる迄切削歯
は側面と順次に係合を行う。側面が同時にブロー
チ加工される時は、一連のブローチが使用され
る。

本発明の別の特質によれば、端板に対して堅固
に固定されたインボリユート渦部として形成され
た渦巻部材を製作するブローチ工具が提供され、
ブレード・カツタの少くとも片側の略全長に沿つ
て延長する歯で終るインボリユート・ブレード・
カツタを構成し、この歯は最終的にブローチ加工
されたインボリユート渦部即ち渦巻部材の同じイ
ンボリユート状輪郭およびピツチを有する切削刃
部を有する。

本発明の更に別の特質によれば、端板に堅固に
固定されたインボリユート渦部として形成された
渦巻部材を製作するためのブローチ加工機械が提
供され、ブレード・カツタの少くとも片側の略々
全長に沿つて延長する歯で終るインボリユート状
のブレード・カツタをなすブローチ工具を設け、
歯は渦巻部材の最終的にブローチ加工されたイン
ボリユート渦部の同じインボリユートの輪郭およ
びピツチの切削歯を有し、ブローチ加工工具支持
装置と、ブローチ加工工具に対して予め定めた位
置に渦巻部材を支持するよう配置された工作物支
持装置と、ブローチ工具支持装置と工作物支持装
置間で渦巻部材の軸心に沿つて相対的に垂直方向
の運動を生じる力付加装置との組合せからなり、
以つて切削刃は渦部の側面と係合してこれをブロ
ーチ加工する。

本発明の特性および目的を更に理解するため添
付図面に関して以下の詳細な説明を照合された
い。

第１図および第２図は、前に列記した米国特許
において記載された渦巻装置のいずれとも共に使
用するのに適する典形的な渦巻部材の基本的構造
を示している。渦巻部材１０の基本的構造は、端
板１１と、これに固定されたインボリユート渦部
１２とからなる。この渦部は以下においては便利
なように「インボリユート」と呼び、即ち円のイ
ンボリユート状の形状をなす。しかし、この渦部
は例えば、円の弧又は他の適当な形状としてもよ
いことが判るであろう。第１図および第２図の渦
部材１０は、渦巻装置の軌道形成部材であり、従
つて矩軸１３を有するよう示される。キー路、ポ
ート、周壁面、特殊ベアリング面等の如き他の特
徴に対する要件は１つの渦巻装置毎に変化し得る
こと、およびこのような特徴の提供のため必要な
種々の形態および（又は）面の変更例は、公知の
製造方法によつて達成することができることが理
解されよう。

前に列記した米国特許に詳細に示される如く、
渦巻装置は、同一ピツチの角度並びに半径方向に
偏在させたインボリユート渦部を設けた対面する
端板を有する関連する渦巻部材からなる。これ等
の渦巻部材の他方から角度および半径方向におい
て離れた一方の渦巻部材の軌跡は、圧縮機又は膨
張機の場合に機械の中心から半径方向外方に圧力
が減少する流体ポケツトを画成する。このよう
に、第２図の部分断面図に示す如く、静止渦部材
の相補的端板１５に取付けられた渦部の側壁１４
の接触により流体ポケツト１６および１７を画成
し、この場合P16＞P17である。

非常に効率のよい渦巻部材の製造において達成
されねばならない寸法精度および仕上り精度は、
肉厚が0.475cm（0.187インチ）および高さが3.175
cm（1.25インチ）であるインボリユート渦部を有
する例を示すことができる。中心線１８から内側
および外側の渦部側壁迄の距離は±0.025mm（±
0.001インチ）以内でなければならない。

インボリユート渦部の側面のブローチ加工は、
いくつかの独特の問題を解決する必要を招く特有
の特質を有する状況を提起する。第一に、端板の
表面２０（第２図）に向つて軸方向にブローチ加
工を行うことのみが可能であり、この事実は、生
じたチツプのための空隙を提供しない盲隅部にブ
ローチが指向されることを意味する。更に、渦巻
部材の形状が長いブローチの使用を禁止するた
め、比較的短いブローチを使用することが必要と
なるが、これは１枚歯に限定される。最後に、単
一歯の切込み深さは正確に制御されねばならな
い。本発明の以下の詳細な説明から、これ等の問
題に対する解決は本発明の方法および装置に見出
されるべきことが判る。

第３図は、十分なチツプ用空隙の形成、および
インボリユート渦部の内外の側壁面のブローチ加
工の用意のできる端板の表面の仕上げ状態を示し
ている。第３図ならびに以下に説明する第４図は
忠実な縮度で描かれるものではなく、ある寸法は
図示の目的のため非常に誇張されていることに注
意されたい。

次に第３Ａ図においては、接触面２８を有する
端板２７と一体のインボリユート渦部の２つの隣
接する巻き２５と２６の部分断面が示される。渦
巻部材の中心線が第３Ａ図の右側にあるものとす
れば、インボリユートの渦巻２５は内側面３０を
有しインボリユート渦巻２６は外側面３１を有す
ることが判る。側壁面３０と３１の間には、第２
図に示す如く相補的な係合渦巻部材のインボリユ
ート渦部が嵌合される作業間隙３２がある。図示
の目的のため、壁面３０と３１は内側が拡開する
よう形成され、又盲隅部３３と３４を表わす端板
面２８による隅肉を有するよう示される。その望
ましい形態においては、渦巻部材が端板面に対し
て直角である側壁面を有するインボリユート部を
有するため、側面に対する所要の最終的形態は点
線２８ａ，３０ａ，３１ａにより示される。従つ
て、このことは、壁面２８，３０，３１により画
成される実際の精密な予め成形された（例、鋳造
された）形状と壁面２８ａ，３０ａ，３１ａによ
り画成される最終的な所要形状との間の材料３５
が除去されねばならないことを意味する。

盲隅部３３，３４から生じる問題を克服し、端
板面の所要寸法および仕上げを得るために、イン
ボリユート側壁面３０と３１に沿つて凹入する隅
部３９と４０（第３Ｃ図）を切削し、端板面２８
ａを仕上げるためにフライスカツタ３８（第３Ｂ
図）が使用される。無論、このフライス加工はイ
ンボリユート渦部１２（第１図）の外端部で開始
され、内端部で終了される。必要に応じて、イン
ボリユート渦部の先端部即ち接触面の所要寸法お
よび仕上げへの加工は、凹入隅部３９と４０のフ
ライス加工と同時に行うことができる。フライ
ス・カツタ３８の切削深さは、側壁面３０ａと３
１ａ間に必要とされる仕上げられた間隙と等しい
ことが望ましい。しかし、この巾は所要の間隙よ
りは僅かに大きくしてもよく、従つてこの凹入隅
部は渦部の肉厚と、インボリユート渦巻間の半径
方向間隙の予め定めた仕上げ寸法を表わすと云う
ことができる。第４図に関して示す如く、これ等
の凹入隅部３９と４０はブローチ加工から生じる
チツプに必要な空間を提供する。

本発明のブローチ工具について記載する前に、
これ等工具が渦巻部材の製造における独特の問題
に遭遇する時の工具の一般的な機能を示すことは
助けとなるであろう。これについては第４図に関
して示され、同図は側面例えば壁面３０の漸新的
なブローチ加工を行つて壁面３０ａを得る状態を
示す。ブローチは、以下に述べるように、矢印４
５で示される最初の軸方向下向きの行程において
ブローチの歯４６が点線位置（第４Ａ図）により
示される如く壁面と接するように配置される。ブ
ローチが端板の面２８ａに向つて押下げられる
時、このブローチは凹入隅部３９の壁面４８にお
いて千切れるチツプ４７を切出す。第４Ｂ図、第
４Ｃ図、第４Ｄ図に示す如く、ブローチが側壁面
３０に向けて前進させられるブローチの軸方向行
程の繰返しが所要の側壁面の寸法を得る迄連続す
るチツプを生じる。前に指摘したように、第４図
の各図は非常に誇張されて示されるが、工作され
る予め成形された渦巻部材の形態に従つて、ブロ
ーチの歯は最初側壁面のどの高さでもこれに衝合
することができることが判るであろう。

ブローチ加工される表面の形態が独特なインボ
リユート形状であるため、第５図および第６図に
斜視状に示される如く、一重側面と二重側面のい
ずれかのブローチ工具を使用することができる。
第５図の一重側面のブローチ５４は、単一の切削
刃即ち歯５７を有するブレード・カツタ５６で終
るインボリユート状支持部５５を含む。このイン
ボリユート状支持部５５はサブプレス部材５８か
ら延在する。ブレード・カツタ５６の内側の周囲
の歯５７を有する第５図の一重側面を有するブロ
ーチ加工具は、インボリユート渦部の外側面のブ
ローチ加工のため構成される。同様に、一重側面
のブローチ工具は内側面のブローチ加工のため外
側の周囲に切削刃即ち歯を有するよう作ることが
できる。このようなブローチ加工工具のいずれの
実施態様においても、切削刃は渦巻部材の最終ブ
ローチ加工を施した渦部に必要とされるものと同
じインボリユート輪郭とインボリユート・ピツチ
を有する。用語「インボリユート・ピツチ」と
は、本文では、外側（又は内側）の渦部の側壁面
の連続する巻の半径の差値と定義される。これ等
の半径は生成する半径に対して接線として描かれ
る線である。一重側面のブローチのこれ等の実施
態様の両方の作用については、第８図乃至第１７
図に関して以下に説明する。

第６図の二重側面のブローチ加工工具５９は、
切削刃をブレード・カツタ６１の両側に配置させ
た歯６２と６３を有するブレード・カツタで終る
インボリユート支持部６０を含む。第５図の一重
側面工具と同様に、第６図の二重側面工具はサブ
プレス部材５８から延在する。又、二重側面ブロ
ーチの対向位置の切削刃は、最終ブローチ加工さ
れた渦部に必要なものと同じインボリユート輪郭
とピツチを有する。ブローチ加工具の本実施例の
作用については第１８図乃至第２２図に関して以
下に説明する。

公知の工具製造慣例に従つて、本ブローチ加工
工具は適当な技術によつて硬化される工具鋼の如
き材料から形成することができる。

本発明の工具は押しブローチを行い、第５図の
工具を用いるための機械を部分的に断面で示す第
７図に示す如き形式のプレス機械に取付けられ
る。第１図および第２図の場合の如く、予め成形
された渦巻部材１０は、端板の表面２０が表面２
７と平坦になるように渦巻部材１０を収めるよう
な形状のサブプレス部材６６に設置される。渦巻
部材１０はいくつかの定置ピン６８によつて工作
物サブプレス６６に配置されて保持される。第８
図乃至第１７図に関して以下に詳細に記述するよ
うに、渦巻部材又はブローチ工具のいずれかを他
方に対して運動させられることが必要で、これは
渦巻部材１０をその軸心の周囲に回転させること
により第７図の機械において実行される。従つ
て、サブプレス６６は、整合ピン７０を介して、
プレス部材７２に対して回転されるように配置さ
れる割出しテーブル７１に対して取付けられる。
第１８図乃至第２２図の論述において明らかにな
るように、二重側面ブローチおよび渦巻部材は、
第６図のブローチ工具の使用の際は割出しテーブ
ル７１が除去できる（この場合は、渦巻部材のサ
ブプレス６６が配置され、プレス部材７２に対し
て直接保持される）ように、相互に運動させる必
要がない。第７図において７３で全体的に示され
るブローチ加工具と関連する工具サブプレス５８
は、適当な手段（図示せず）によつてプレス部材
７４に対して固定される。公知の方法によれば、
このプレス部材の１つは、矢印により示される如
く、液圧作動装置、ねじ、歯板、クランク等によ
つて垂直方向に駆動される。

第８図乃至第１３図は、第１図および第２図に
示される如く構成される渦巻部材１０の外側面７
５のブローチ加工における第５図の一重側面ブロ
ーチの作用を示すものである。第１図、第２図、
第５図、第８図乃至第１３図における同じ要素を
示すため同じ照合番号が用いられる。第８図か
ら、ブローチ５４は強度および剛性を与えるため
拡大された外側部分７６と拡大された内側部分７
７を有することが望ましいことが判るであろう。
内側部分７７には、生成されたチツプを運び去る
ため切削液を導入するための液体通路７８が穿孔
される。図解を簡単にするため、第８図乃至第１
７図の各図は第３図および第４図に示される凹入
隅部およびインボリユート部の肉厚の変化を詳細
に示すものでないことが判るであろう。むしろ、
これ等の図面は、ブローチに対する渦巻部材の割
出し、およびブローチが渦巻部材の所要の最終的
形態を達成する方法を示す。

第８図および第９図に示す如く、インボリユー
ト１２の外側面７５が歯５７に当らず、内側面７
９がブローチのインボリユート部５５の外面７６
と当らないように、割出しテーブル（第７図）を
回転することによつてブローチ加工が開始され
る。次に渦巻部材１０を反時計方向に角度の割出
しを行つて、歯５７を第１０図および第１１図に
示す如くインボリユート側面７５の高さのどこか
でこれと接続状態におく（第４図も参照）。渦巻
部材のこの最初に割出された位置にブローチを垂
直方向に数回往復運動させて、前述の如くチツプ
８０を生成する。単一方向のブローチ加工は矢印
８１で示される。次に、渦巻部材１０は予め定め
た角度だけ反時計方向に更に割出しされ、外側の
インボリユート側面７５の所要の形状が第１２図
および第１３図に示される如く得られる迄垂直方
向の行程が反復される。第８図乃至第１３図から
明らかなように、渦巻部材あるいはブローチ工具
の反対方向の回転はこれ等を一緒にまとめてブロ
ーチの歯の切削刃を連続的にブローチ加工される
側面と接触させるよう強制する。ブローチ加工が
完了すると、割出しテーブル又は工具をブローチ
加工において用いた方向と反対方向に回転させて
渦巻部材をブローチに対して、サブプレス６６
（第７図）から取外すことができる位置へ戻す。

第１４図乃至第１７図は、全てがサブプレス部
材８９と一体かあるいはこれに固定されるインボ
リユート支持部８６と、ブレード・カツタ８７
と、外方に向いた歯８８からなるブローチ工具８
５を用いてインボリユート渦部１２の内側面７９
がブローチ加工される方法を示す。内側拡大部分
９０はチツプを取除くため切削液を導入するため
の液体通路９１を有する。第８図乃至第１３図の
ブローチの使用法における如く、工具８５を用い
たブローチ加工は、歯８８が内側面７９の表面に
当らぬよう、又インボリユート支持部８６の対向
するインボリユート面９３がインボリユート渦部
１２の外側面７５と当たらぬように、渦巻部材１
０（あるいは、工具８５）の割出しを行うことに
よつて開始される。もし渦巻部材がブローチ工具
と関連して割出しされるならば、この部材は時計
方向に回転され、歯８８と側面７９間に接触が生
じる迄回される。予め定めた角度の各割出し後、
ブローチは垂直方向に送られてチツプ９５を生
じ、この動作は側面７９に対する最終形態が得ら
れる迄継続される（第１６図および第１７図）。
再び外側面の仕上げと同様に、渦巻部材を反時計
方向に回転した後ブローチを取外す。

本発明の一重側面のブローチ加工法の使用にお
いて送り行程間の割出し角度は実施した切削の深
さの制御に使用される。最適の切削深さは更にイ
ンボリユート渦部が形成される材料に依存し、材
料が柔かければ柔い程行程毎の切削深さは大き
く、割出し角度を大きくとることができる。勿
論、ある特定の渦巻部材の製作に対するこのよう
な決定は十分に当技術の範囲内にある。ブローチ
工具が疲労して切味が鈍くなる時は、無論研直し
が可能である。その後の使用においては、工具の
寸法の僅かな変化を考慮して最初の角度位置の再
設定が必要となり、これは角度割出しによつて容
易に行われる。

一重側面形ブローチ工具を使用すると、ある場
合、切削を施したインボリユート面に対して偏心
した輪郭を有する工作物のブローチ加工中ある大
きな側方の力がブローチおよび工作物に及ぼされ
るため、仕上げられた渦巻部材が所望の仕上げ寸
法より少い寸法となることがある。この問題は、
曲率および側方の硬度が最も小さいインボリユー
トの外側域において最も顕著であり得る。このよ
うな偏りは、割出し角度を適正に選択し、比較的
硬い渦巻部材の材料および比較的厚いインボリユ
ート渦部に対して一重側面のブローチ加工を用い
ることによつて最小限度に抑えることができる。

しかし、ある場合には、インボリユート部の両
側を同時に切削することが可能な二重側面ブロー
チを使用することによりブローチおよび工作物に
及ぼされる側方力を最小限度にすることが望まし
い。このようなブローチは第６図、第１８図およ
び第１９図に示される。第１８図および第１９図
に示す如く、ブローチ加工のため整合される時対
向する歯６２と６３がそれぞれ予め成形された側
面７９と７５と始めて接触できるような寸法およ
び形状とされる。無論、歯６２と６３とのこのよ
うな接触が最初は必らずしもインボリユート渦部
１２の全長に沿つて同じレベルでは行われないこ
とが判る。垂直方向に往復運動を行うブローチ工
具５９は、液体通路９９に導入される切削油によ
り運び出されるチツプ９７および９８を生じる。

二重側面のブローチ工具の使用のためには、順
次使用される１組のブローチの使用を要し、各ブ
ローチは前のブローチ加工の結果としてインボリ
ユートの側面間の増えた間隙を可能にするように
対向する歯６２と６３の間隙に関する寸法を有す
る。このように、荒削り、次に中間削り、最後に
仕上げ削りを行うためブローチを順次に使用する
ことができる。１組のこのようなブローチは、無
論、３つに限定されるものではない。このような
切削毎に除去される材料の量は、仕上げ削りを主
として渦巻部材の最終的な寸法決めおよび仕上げ
を行うために用いられるように漸減することが望
ましい。

第２０図乃至第２１図は、このような３つのブ
ローチの順次の使用を誇張された部分断面図で示
している。これ等の図では、ブローチ加工される
過巻部材の中心線は各図の右側に位置し、適当な
照合番号は「ａ」、「ｂ」、又は「ｃ」を後に付し
てそれぞれ荒削り、中間削り、および仕上げ削り
を表わす。対向する歯６２と６３間の距離を増分
することにより、所要の仕上げおよび寸法を得る
ことができることが判る（第２２図）。

ブローチの歯の切削刃が削正される時、インボ
リユート渦巻間の半径方向距離は減少する。換言
すれば、インボリユート渦部の肉厚は増加する。
しかし、ブローチの切削面における逃げ角は非常
に小さく、半径方向距離、即ちインボリユート部
の肉厚の変化がブローチの変更を必要とする十分
な大きさになる前に１つのブローチは多数回にわ
たつて研削することができる。しかし、ブローチ
が研削のため益々小さくなるにつれて、これ迄使
用されたものの直ぐ前の切削に対して漸進的に使
用することができ、このため工具の寿命を最大化
する。更に、渦巻部材の寸法範囲を僅かであるが
均等量宛変化することが可能となる。削正により
もたらされるブローチ工具の僅かな寸法変化は、
ある順序の切削毎の工具の切換えと共に、ブロー
チに対する工作物の小さな調整が容易にできるよ
うに、割出しテーブル（第７図）上にブローチ加
工される渦巻部材を取付けることを必要とするか
もしれない。しかし、この軸方向（垂直方向）の
ブローチ加工における渦巻部材は、同じブローチ
工具が使用中である限り、角度の割出しは行われ
ない。

本発明のブローチ加工法および工具は、精密に
予め成形された部品から予め定めた寸法および仕
上げに渦巻部材を形成するため使用される。精密
成形は、冷間鍛造、衝撃成形等の前の精密鋳造
（ダイ鋳造又はロスト・ワツクス）法の如き周知
の手法を用いて実施することができる。ブローチ
加工される渦巻部材は端板に対して堅固かつ恒久
的に固定されたインボリユート渦部を持たねばな
らないが、例えば弊米国特許第3994635号および
係属中の米国特許出願に開示された如き適当な方
法によつて接合される別個の要素として最初から
形成することもできる。このブローチ加工法は、
インボリユート部側面から約0.125乃至約0.5mm
（約0.005乃至約0.020インチ）の材料を除去する
ために使用されることが望ましく、又例えばアル
ミニウム、鋼又は鋳鉄から形成された渦巻部材に
適用することもできる。ブローチ加工は渦巻部材
の形成と関連するインボリユート面加工コストを
低減させ、寸法精度又は表面仕上げ要件を犠牲に
することなくこれらの構成要素の大量生産を容易
にすることができる。

このように、本文の説明から明らかな目的の内
前述の目的は有効に達成され、本発明の範囲から
逸脱することなく前記方法の実施および構成にお
いてある変更が可能であるため、本文に含まれ添
付図面に示される全ての事柄は例示であつて限定
と解釈されるべきものではないことが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は典形的な渦巻部材を示す平面図、第２
図は関連的に係合する渦巻部材の部分断面を示す
第１図の線２−２に関する渦巻部材の断面図、第
３図は端板表面のフライス加工と、側面の軸方向
のブローチ加工の用意のできた渦部の表面と側面
間の凹入隅部の形成を示す断面図、第４図は側面
の漸進的なブローチ加工の状態と、ブローチ加工
チツプに対する空隙としての凹入隅部の使用法を
示す図、第５図および第６図は本発明により構成
される一重および二重の側面を有するブローチを
それぞれ示す斜視図、第７図は本発明のブローチ
を内蔵するブローチ加工機械の一例を示す断面
図、第８図および第９図は一重の側面のブローチ
を用いる本発明の方法によるインボリユート渦部
の外側面のブローチ加工の開始の用意のある渦巻
部材のブローチ盤における配置を示し、第８図は
第９図の線９−９に関し第９図は第８図の線９−
９に関する図、第１０図および第１１図はインボ
リユート渦部の外側面のブローチ加工の開始を示
し、第１０図は第１１図の線１０−１０に関し第
１１図は第１０図の線１１−１１に関する図、第
１２図および第１３図はインボリユート渦部の外
側面のブローチ加工の完了を示す断面図で、第１
２図は第１３図の線１２−１２に関し第１３図は
第１２図の線１３−１３に関する図、第１４図お
よび第１５図は一重の側面のブローチを用いて本
発明の方法によるインボリユート渦部の内側面の
ブローチ加工の開始の用意のあるブローチ盤にお
ける渦巻部材の配置を示す断面図で、第１４図は
第１５図の線１４−１４に関し第１５図は第１４
図の線１５−１５に関する図、第１６図および第
１７図はインボリユート渦部の内側面のブローチ
加工の開始を示す断面図で、第１６図は第１７図
の線１６−１６に関し第１７図は第１６図の線１
７−１７に関し、第１８図および第１９図は二重
の側面のブローチを用いて本発明の方法によるイ
ンボリユート渦部の内外の側面の同時のブローチ
加工を示す断面図で第１８図は第１９図の線１８
−１８に関し第１９図は第１８図の線１９−１９
に関する図、および第２０図乃至第２２図は所要
の寸法および仕上げを得るため順次使用される１
組の二重の側面のブローチの使用法を示す部分断
面図である。 １０……渦巻部材、１１……端板、１２……イ
ンボリユート渦部、１３……矩軸、１４……渦部
側面、１５……端板、１６，１７……流体ポケツ
ト、１８……中心線、２０……端板面、２５，２
６……隣接巻き、２７……端板、２８……接触
面、３０，３１……側壁面、３２……作業空間、
３３，３４……盲隅部、３８……フライス・カツ
タ、３９，４０……凹入隅部、４６……歯、４７
〜５０……チツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) インボリユート渦部の基部に沿つて端板
   に接合された内外の側面を有するインボリユー
   ト渦部を端板に対して固定させた要素として予
   め精密に成形された渦巻部材を提供すること
   と、 (b) 前記端板の表面と、前記インボリユート渦部
   を前記端板に対して接合する前記の内外の側面
   との間に凹入する隅部を形成することと、 (c) 前記端板の表面に向つて軸方向に前記インボ
   リユート渦部の前記の内外側面をブローチ加工
   して前記インボリユート渦部の予め定めた肉厚
   と前記インボリユート渦部の巻き間の半径方向
   間隙とを得、前記凹入隅部が前記ブローチ加工
   から生じるチツプのための空隙を提供すること
   と を含むことを特徴とする渦部材の製造方法。 ２ 前記の予め精密に鋳造された渦巻部材を提供
   する工程が前記渦巻部材を一体の要素としてダイ
   キヤスト法で鋳造する工程であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記の予め精密に成形された渦巻部材を提供
   する工程が前記端板と前記インボリユート渦部を
   別個に成形してこれを前記要素に組立てる工程で
   あることを特徴とする特許請求の範囲１項記載の
   方法。 ４ 前記凹入隅部を形成する工程が前記端板表面
   を予め定めた仕上げにフライス加工する工程であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲１項記載の方
   法。 ５ 前記ブローチ加工が、最終的に製造された渦
   巻部材と同じインボリユート輪郭とピツチを有す
   る一重で終る切削刃を有するインボリユート形状
   のブローチ工具を用いて行われることを特徴とす
   る特許請求の範囲１項記載の方法。 ６ 前記インボリユート渦部の前記の内外の側面
   が別個にブローチ加工されることを特徴とする特
   許請求の範囲５項記載の方法。 ７ 前記ブローチ加工工程が前記ブローチ工具と
   前記渦巻部材間に相対的な角運動を生じる工程を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲６項記載の
   方法。 ８ 相対的な角運動を生じる工程が前記渦巻部材
   の角度的に割出しを行う工程であることを特徴と
   する特許請求の範囲７項記載の方法。 ９ 前記ブローチ加工工程が、前記インボリユー
   ト渦部の両側面を同時にブローチ加工するための
   対向状に終了する切削刃を有するインボリユート
   形状のブローチ工具を用いて行われることを特徴
   とする特許請求の範囲１項記載の方法。 １０ 一連のブローチ工具が使用され、その各々
   がその前のブローチ加工の結果前記インボリユー
   ト側面間に増加する間隙を収めるように前記の対
   向状の切削刃の間隔に関して寸法を与えられるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲９項記載の方法。 １１ 端板に対して堅固に固定されたインボリユ
   ート渦部として形成された渦巻部材を製造するブ
   ローチ工具において、インボリユート形状のブレ
   ードカツタの少くとも片側の実質的に全長に沿つ
   て延在する歯で終るブレード・カツタを設け、前
   記歯は前記渦巻部材の最終的にブローチ加工され
   たインボリユート渦部のものと同じインボリユー
   ト輪郭およびピツチを有する切削刃を有すること
   を特徴とするブローチ工具。 １２ 前記歯が前記ブレード・カツタの内側に沿
   つて延長することを特徴とする特許請求の範囲１
   １項記載のブローチ工具。 １３ 前記歯がブレード・カツタの外側に沿つて
   延長することを特徴とする特許請求の範囲１１項
   記載のブローチ工具。 １４ 前記歯が前記ブレード・カツタの内側およ
   び外側に沿つて延長して前記インボリユート渦部
   の両側面を同時にブローチ加工するための対向状
   の切削刃を提供することを特徴とする特許請求の
   範囲１１項記載のブローチ工具。 １５ 切削液を供給する液体通路装置を設けるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲１１項記載のブロ
   ーチ工具。 １６ インボリユート形状プレード・カツタの支
   持装置を設けることを特徴とする特許請求の範囲
   １１項記載のブローチ工具。 １７ 端板に対して堅固に固定されたインボリユ
   ート渦部として形成される渦巻部材を製造するブ
   ローチ盤において、 (a) 前記ブレード・カツタの少くとも片側の実質
   的に全長に沿つて延在する歯で終るインボリユ
   ート形状ブレード・カツタを含むブローチ工具
   であつて、前記歯は前記渦巻部材の最終的にブ
   ローチ加工されたインボリユート渦部のものと
   同じインボリユート輪郭とピツチを有する切削
   刃を有するブローチ工具と、 (b) ブローチ工具支持装置と、 (c) 前記ブローチ工具に対して予め定めた位置に
   前記渦巻部材を支持するよう配置された工作物
   支持装置と、 (d) 前記ブローチ工具支持装置と前記工作物支持
   装置間で前記渦巻部材の軸心に沿つて相対的な
   垂直方向運動を生じ、以つて前記切削刃が前記
   渦部の側面と係合してこれをブローチ加工する
   力付与装置と を具備することを特徴とするブローチ盤。 １８ 前記歯が前記ブレード・カツタの片側に沿
   つて延在し、前記ブローチ工具と前記渦巻部材間
   に相対的な角運動を生じる装置を設けることを特
   徴とする特許請求の範囲１７項記載のブローチ
   盤。 １９ 前記相対角運動を生じる装置が前記工作物
   支持装置の一部を形成する割出しテーブル装置で
   あることを特徴とする特許請求の範囲１８項記載
   のブローチ盤。 ２０ 前記歯が前記ブレード・カツタの両側に沿
   つて延在して、前記インボリユート渦部の両側面
   を同時にブローチ加工を行うための対向状の切削
   刃を提供することを特徴とする特許請求の範囲１
   ７項記載のブローチ盤。