JPH0659621B2

JPH0659621B2 - 研磨装置

Info

Publication number: JPH0659621B2
Application number: JP59175081A
Authority: JP
Inventors: 孝宮谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-08-24
Filing date: 1984-08-24
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPS6156866A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、圧縮機，膨脹機等に用いられるスクロール流
体機械のスクロール翼の製造に好適する研磨装置に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

スクロール形圧縮機の動作原理を第５図から説明する
と、二つのスクロールである渦巻板(1),(2)を角度をず
らせて互いにかみ合い状態に配置すると、両渦巻き板
(1),(2)の間には互いの接触部から接触部にわたる限定
された空間(3)が形成される。今、一方の渦巻板(1)を他
方の渦巻板(2)に対して、一方の渦巻板(1)の中心Ｏ′が
他方の渦巻板(2)の中心Ｏの周りを半径Ｏ−Ｏ′をもっ
て公転するように渦巻板(1)の自転を禁止しながら動か
すと、限定された空間(3)の体積は徐々に減少する。

第５図(A)の状態から渦巻板(1)の公転角が９０°を示す
のが同図(B)であり、１８０°を示すのが同図(C)であ
り、２７０°を示すのが同図(D)であり、このように限
定された空間(3)の体積は徐々に減少する。３６０°回
転した(A)では両空間は中央部に移り、互いに接続し、
さらに９０°ずつ移動した同図(B),(C),(D)に示される
ようにその空間は狭まり、同図(D)でほとんど零にな
る。この間、同図(B)で開き始めた外側空間が同図(C),
(D)から(A)に移り、新らたな流体を取り込んだ密閉空間
を作る。したがって、この渦巻板(1),(2)の軸方向両端
にシールした円板状の側面板を設け、一方の側面板の中
央部に第５図中(4)で示すごとき吐出孔を設けておけ
ば、径方向外側で取り込まれた流体が圧縮され、吐出孔
(4)から吐出されることになる。

ところで、従来においては、上記渦巻板(1),(2)は、鋳
鋳造した素材から数値制御(NC)工作機械を用いてエンド
ミルにより切削加工して得ていた。しかしながら、鋳造
した素材からの取り代は、通常1.5mmと相当大きく、こ
のため製作時間が長くなり、生産能率が低かった。のみ
ならず、切削加工にともなって工具が摩耗するので、所
定の加工精度を維持するための工具管理がすこぶる煩雑
となり、しかも達成できる加工精度も十分でなく、スク
ロール流体機械の性能向上の障壁となっていた。

〔発明の目的〕

本発明は、互に嵌合している一対の嵌合体の仕上げ加工
を高精度で行うことのできる研磨装置を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の研磨装置は、大旋回付与機構による公転運動及
び小旋回付与機構による公転運動との協働作用により、
曲面対偶をなして嵌合摺接する一対の被加工物の摺接部
位に適切なラップ圧を印加するとともに、加圧機構によ
り上記被加工物の端面部位に適切なラップ圧を印加する
ことができるようになり、摺接部位と端面部位の同時研
磨加工を、それらが複雑な加工面である場合であって
も、加工誤差を相互に補完し合うことにより高精度で研
磨することができるようになる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は、この実施例の研磨装置を示している。この研
磨装置は、第２図に示すスクロール流体機械用の静翼(5
a)を保持する第１の保持部(6)と、この第１の保持部(6)
の直上位置に設けられ静翼(5a)に嵌合させて静翼(5a)に
嵌合して対をなす動翼(5b)を保持する第２の保持部(7)
と、上記第１の保持部(6)に保持されている静翼(5a)に
例えば偏心量８mm及び回転数が毎分１回転の偏心旋回運
動を与える第１の旋回駆動部(8)と、上記第２の保持部
(7)に保持されている動翼(5b)（第３図参照）に例えば
偏心量0.5〜２mm及び回転数が毎分1500回転の偏心旋回
（公転）運動を与える第２の旋回駆動部(9)とからなっ
ている。しかして、第１の保持部(6)は、上部に基台(1
0)が取付けられた箱状の支持部(10a)と、上面に静翼(5
a)を固着する円柱状の定盤(11)と、この定盤(11)の下部
と基台(10)との間に介装され定盤(11)を基台(10)に沿っ
て滑動自在に支持する複数の球体(12)…と、これら球体
(12)…を転動自在かつ一定の位置関係を維持させた状態
で保持する板状の保持板(13)と、定盤(11)の側部に等配
して例えば８本螺着された突片(14)…とからなってい
る。上記保持板(13)は、円板状に形成され、球体(12)…
が保持される円孔が均一に分散して穿設されている。そ
して、この保持板(13)及び球体(12)…は、定盤(11)の下
部に設けられた嵌凹部(15)に収納されている。この嵌凹
部(15)の深さは、球体(12)…の直径よりも小さく設定さ
れ、球体(12)…が定盤(11)の下端面から一部突出するよ
うになっている。さらに、第１の旋回駆動部(8)は、定
盤(11)を弾性的に支持する弾性支持機構(8a)と、この弾
性支持機構(8a)を偏心旋回（公転）駆動させる大旋回付
与機構(8b)とからなっている。そして大旋回付与機構(8
b)は、支持部(10a)の内底面に固設された円筒状の取付
体(16)と、この取付体(16)の外壁に取付けられたモータ
(17)と、取付体(16)の上端部に同軸に取付けられた軸受
体(16a)と、この軸受体(16a)に軸支された伝動軸(18)
と、この伝動軸(18)の下端部に環装されたプーリ(19)
と、モータ(17)の回転軸(20)に環装されたプーリ(21)
と、取付体(16)の側部に形成された窓(22)を介してプー
リ(19),(20)間に巻掛けられたベルト(23)と、伝動軸(1
8)の上端部にて軸線を直角に横切るように貫通して螺合
されたボルト(24)と、このボルト(24)の両側に螺合され
た偏心伝動軸(25)と、この偏心伝動軸(25)の上端部に同
軸に外嵌して回転自在に軸支され８本の腕部(26)…が上
方に突設されてなる円板状の偏心旋回体(27)と、この偏
心旋回体(27)の腕部(26)…の上端部にて外方に突設され
た鍔部(28)…の下面と基台(10)の上面との間に複数個図
示せぬ保持器を介して定位置にて転動自在に介装された
球体(29)…とからなっている。また、弾性支持機構(8a)
は、各鍔部(28)…の上面に等配して８個上方に突設され
た支柱(30)…と、これら支柱(30)…に突片(14)…に対向
するように横設された突片(31)…と、これら突片(14)
…，(31)…間に張設された８本の引張りばね(32)…とか
らなっている。そして偏心伝動軸(25)の軸線(33)と伝動
軸(18)の軸線(34)とは平行になるように設定され、かつ
ボルト(24)を螺動させることにより偏心量e₁を例えば８
mmに調整できるようになっている。上記腕部(26)…は基
台(10)を遊貫して上方に突出している。したがって、腕
部(26)…は偏心旋回公転中においても基台(10)に干渉さ
れることはない。さらに鍔部(28)…の下面には、凹部(3
5)…が設けられ、この凹部(35)…に球体(29)…が収納さ
れるようになっている。この凹部(35)…の深さは、球体
(29)の直径よりも小さく、球体(29)…の一部が鍔部(28)
…の下端面から突出するようになっている。つまり、偏
心旋回体(27)は、球体(29)を介して基台(10)上を滑動自
在に基台(10)に垂設されている。かくしてモータ(17)の
回転は、プーリ(21)、ベルト(23)、プーリ(19)、伝動軸
(18)を経由して偏心伝動軸(25)に伝達される。この偏心
伝動軸(25)は、偏心量e₁だけ偏心しているので軸線(33)
のまわりの自転と軸線(34)のまわりの公転を行う。この
偏心伝動軸(25)の運動は、偏心旋回体(27)に伝達され
る。しかし、この偏心旋回体(27)は、偏心伝動軸(25)に
同軸に軸着されているので軸線(34)のまわりの公転運動
つまり偏心旋回運動のみが伝達される。しかして、偏心
旋回体(27)の運動は、引張りばね(32)…を介して定盤(1
1)に伝達される。しかし、この定盤(11)は、引張りばね
(32)…により弾性的に支持されているので、定盤(11)に
は、つねに原位置に復帰させるような方向の力が作用す
る。一方、前記第２の旋回駆動部(9)は、伝動軸(36)を
有し第２の保持部(7)に連結して偏心旋回（公転）運動
を行わせる小旋回付与機構(37)と、伝動軸(36)を回転さ
せる回転駆動機構(38)と、上記動翼(5b)を上記静翼(5a)
に対して一定荷重で加圧する加圧機構(39)とからなって
いる。しかして、回転駆動機構(38)は、基台(10)に立設
されたコラム(40)と、このコラム(40)に矢印(41)方向に
昇降自在に嵌着された支持ヘッド(42)と、コラム(40)の
上端部に横設された支持板(43)と、軸線方向が矢印(41)
方向となっていて上端部が支持板(43)に回転自在に支持
され支持ヘッド(42)に螺着された高さ調節ねじ(44)と、
この高さ調節ねじ(44)の上端部に連結しこの調節ねじ(4
4)を螺動させて支持ヘッド(42)の高さ調整を行うハンド
ル(45)と、支持ヘッド(42)のコラム(40)側の後端部に取
付けられたモータ(46)と、支持ヘッド(42)の前端部に軸
線が矢印(41)方向となるように軸支された円筒状のスリ
ーブ(47)と、このスリーブ(47)の上端部に環装されたプ
ーリ(48)と、スリーブ(47)に内嵌された一対のスプライ
ン(49),(49)と、モータ(46)の回転軸(50)に環装された
プーリ(51)と、プーリ(48),(51)間に巻掛けられたベル
ト(52)とからなっている。しかして、小旋回付与機構(3
7)は、スプライン(49),(49)に歯合されている伝動軸(3
6)と、伝動軸(36)の下端部にて軸線を直角に横切るよう
に貫通して螺合されたボルト(53)と、このボルト(53)の
両側に螺合された円筒状の偏心伝動軸(53a)と、伝動軸
(36)にボルト(53)と支持ヘッド(42)との間において外嵌
して軸支・垂設され偏心伝動軸(53a)を囲繞する円筒状
の支持体(54)と、支持ヘッド(42)より垂設された棒状の
係止体(55)と、支持体(54)の外部に突設された突部(56)
に上方向に立設され、かつ係止体(55)に矢印(41)方向に
摺動自在に嵌合されて支持体(54)の回転を防止する回り
止めピン(57)とからなっている。上記伝動軸(36)のスプ
ライン(49),(49)への歯合部位はスプライン軸に形成さ
れている。そして、偏心伝動軸(53a)の軸線(58)と伝動
軸(36)の軸線(59)は、平行になるように設定され、かつ
ボルト(53)を螺動させることにより偏心量e₂例えば0.5
〜２mmに調整できるようになっている。また、支持体(5
4)の下端部内側には鍔部(60)が突設されている。一方、
加圧機構(39)は伝動軸(36)の上端部に、外嵌して軸支さ
れた円筒状の荷重台(61)と、この荷重台(61)の上端部に
ほぼ同軸に突設された係止柱(62)と、支持ヘッド(42)に
伝動軸(36)に隣接して立設された柱部(63)と、この柱部
(63)に取付けられ荷重台(61)を矢印(41)方向に昇降自在
に係止する回り止めピン(64)と、荷重台(62)に係止柱(6
2)により係止されて多段に載置されたおもり(65)…とか
らなっている。さらに、第１の保持部(6)は、下端部に
動翼(7)のボス部(66)が同軸に嵌着される円柱状の保持
体(67)を有している。この保持体(67)の外周部には、円
環状の凹部(68)が設けられていて、この凹部(68)に支持
体(54)の鍔部(60)が遊挿されている。そして、鍔部(60)
の上面と凹部(68)の天井部及び鍔部(60)の下面と凹部(6
8)の底部には、球体(69)…が円周方向に転動自在に複数
個介装されている。したがって、これら球体(69)を介し
て保持体(67)は、支持体(54)に垂設されているととも
に、軸線(58)に直交する方向に滑動自在となっている。
また、保持体(67)の端部は、偏心伝動軸(53a)の下端部
に同軸に内嵌して回転自在に軸支されている。さらに、
保持体(54)の下端部には、支持体(54)下方に突設された
取付片(70)に横設された回り止めピン(71)が遊挿され、
この保持体(54)の公転を許容しつつ自転を防止するよう
になっている。かくして、モータ(46)の回転は、プーリ
(51)，ベルト(52)，プーリ(48)，スリーブ(47)、スプラ
イン(49),(49)を介して伝動軸(36)に伝達される。そし
て、この伝動軸(36)の回転が偏心伝動軸(53a)に伝達さ
れると、この偏心伝動軸(53a)は、偏心量e₂だけ偏心し
ているので、軸線(59)のまわりの公転と軸線(58)のまわ
りの自転を行う。この偏心伝動軸(54)の運動は、保持体
(67)に伝達される。しかし、この保持体(67)は、偏心伝
動軸(53a)に同軸に軸着されているので、軸線(59)のま
わりの公転運動つまり偏心旋回（公転）運動のみが伝達
される。また、おもり(65)…の一定荷重は、荷重台(6
2)、伝動軸(54)、偏心伝動軸(53a)、保持体(67)及びこ
の保持体(67)に保持されている動翼(7)を介して静翼(5
b)にラップ圧として加わるようになっている。

つぎに、上記構成の研磨装置の作動について述べる。

まず、静翼(5a)及び動翼(5b)の外表面に例えばダイヤモ
ンド砥粒などのラップ剤を塗布する。ついで、定盤(11)
の所定位置に静翼(5a)を図示せぬ締結具を用いて固着す
る。

また、保持体(67)の下端部に動翼(5b)のボス部(66)を嵌
着・固定するとともに第４図に示すように、動翼(5b)を
静翼(5a)に嵌合させる。その結果、静翼(5a)の内壁面(7
2)は、動翼(5b)の外壁面(73)に摺接する。また、静翼(5
a)の先端面(74)は、動翼(5b)の底面(75)に摺接するとと
もに静翼(5a)の底面(76)は、動翼(5b)の先端面(77)に摺
接する。しかして、モータ(17),(46)を起動すると、偏
心旋回体(27)及びこの偏心旋回体(27)に弾性的に支持さ
れた定盤(11)は、軸線(34)のまわりに矢印(78)方向に例
えば毎分１回転、回転半径８mmで公転運動するととも
に、保持体(67)は、軸線(59)のまわりに矢印(79)方向に
例えば毎分1500回転、回転半径0.5〜２mmで回転運動す
る。つまり、静翼(5a)には低速大旋回運動が与えられる
とともに、動翼(5b)には高速小旋回運動が与えられる。
かくして、引張りばね(32)…により、これらの旋回運動
にともなって生じる定盤(11)の変位を原位置に復帰させ
るような力が内壁面(72)及び外壁面(73)にラップ圧とし
て作用し、このラップ圧により互に摺接している内壁面
(72)と外壁面(73)がラッピングされる。また、おもり(6
5)…等による伝動軸(54)の軸線(59)下方に沿った荷重も
ラップ圧として作用し、このラップ圧により互に摺接し
ている先端面(74),(77)及び底面(75),(76)がラッピング
される。

かくして、この実施例の研磨装置は、静翼(5a)と動翼(5
b)の摺り合わせにより研磨するようにしたので、前の加
工工程における加工誤差を相互補完的に解消して内壁面
(72)及び外壁面(73)の曲率精度並びに先端面(74),(77)
及び底面(75),(76)の平面度などの加工精度が例えば切
削加工による場合に比べて飛躍的に向上する。それゆ
え、スクロール圧縮機の性能向上の一助となることがで
きる。

なお、上記実施例においては、定盤(11)に静翼(5a)を保
持体(67)に動翼(5b)を保持させているが、定盤(11)に動
翼(5b)を、保持体(67)に静翼(5a)を保持させるようにし
てもよい。さらに、この発明の研磨装置は、互に嵌着に
摺動する一対の被加工物であれば、どのようなものにも
適用することができる。さらに上記実施例においては、
ラップ剤を塗布して研磨しているが、動翼(5b)あるいは
静翼(5a)のいずれかにダイヤモンド砥粒を固着させ、こ
れを工具として用いても同様の効果を得ることができ
る。

〔発明の効果〕

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の研磨装置の断面図、第２図
及び第３図はそれぞれ第１図の研磨装置により研磨され
る静翼と動翼の斜視図、第４図は第１図の定盤付近の拡
大図、第５図はスクロール形圧縮機の動作原理を示す図
である。 (5a)：静翼（第１の被加工物） (5b)：動翼（第２の被加工物） (6)：第１の保持部、(7)：第２の保持部 (8)：第１の旋回駆動部 (9)：第２の旋回駆動部 (10)：基台、(11)：定盤 (8a)：弾性支持機構、(8b)：大旋回付与機構 (37)：小旋回付与機構、(39)：加圧機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の被加工物とこの第１の被加工物に曲
面対偶をなして摺動自在に嵌合し一体的に組み立てられ
る第２の被加工物との摺接部位及びこの摺接部位に直交
する端面部位を同時に研磨するものであって、下記構成
を具備することを特徴とする研磨装置。（イ）上記第１の被加工物が保持される定盤と、この定
盤が滑動自在に載置された基台とを有する第１の保持
部。（ロ）上記定盤を上記基台に沿って原位置復帰自在に弾
性的に支持する弾性支持機構と、この弾性支持機構に連
結して上記基台の上面にほぼ直交する公転軸のまわりに
公転駆動させ上記摺接部位にラップ圧を印加する大旋回
付与機構とからなる第１の旋回駆動部。（ハ）上記第２の被加工物を保持する第２の保持部。（ニ）上記第２の保持部に連結して上記大旋回付与機構
よりも公転半径が小さく且つ高速で上記基台の上面にほ
ぼ直交する公転軸のまわりに公転駆動させ上記第１の旋
回駆動部による公転運動と協働して上記摺接部位にラッ
プ圧を印加する小旋回付与機構と、上記第２の保持部に
保持された第２の被加工物を上記第１の被加工物に対し
て押圧することにより上記端面部位にラップ圧を印加す
る加圧機構とを有する第２の旋回駆動部。
【請求項２】第１の被加工物と第２の被加工物は、スク
ロール翼の静翼と動翼を構成することを特徴とする請求
項１記載の研磨装置。