JPH08294813A - スクロール部材の基準面の加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 渦巻部の仕上げ加工の際の基準面となるスク
ロール部材の端面の平面精度を向上させて、渦巻部の仕
上げ加工に際してその寸法精度を向上するとともに、加
工に要するコストを低減する。 【構成】 固定スクロール部材１１はセンタハウジング
を兼用し、基板１１ａ上に渦巻部を備えるとともに、そ
の渦巻部１１ｂとは反対側の部分にリヤハウジングを取
り付けるための環状の端面を備えている。その環状の端
面を渦巻部の仕上げ加工の際の基準面３４とする。前記
基準面３４を、少なくともその基準面３４の幅より大き
い径を有するエンドミル３５を同基準面３４に沿って周
回させることにより切削加工する。固定スクロール部材
１１の基準面３４に近接した側の外周部には吐出ポート
２６が形成されている。そして、その吐出ポート２６と
対応する基準面３４の部位を、前記エンドミル３５の加
工開始位置及び加工終了位置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば車両の空調装
置に使用されるスクロール型圧縮機におけるスクロール
部材の基準面の加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スクロール型圧縮機において
は、基板上に渦巻部を有する固定スクロール部材と、基
板上に渦巻部を有する可動スクロール部材とが、それら
の渦巻部にて互いに噛み合わされた状態で配設されてい
る。そして、両スクロール部材間には圧縮室が形成さ
れ、可動スクロール部材が固定スクロール部材の軸心の
周りで公転されることにより、この圧縮室が渦巻部の外
周側から中心側に移動されて、ガスが次第に圧縮され
る。

【０００３】従来のこの種のスクロール型圧縮機とし
て、固定スクロール部材がセンタハウジングを兼用し、
その固定スクロール部材の両端面にフロントハウジング
及びリヤハウジングを接合したものが知られている。こ
のような圧縮機においては、固定スクロール部材とフロ
ントハウジングとの間に可動スクロール部材が収容され
るとともに、固定スクロール部材とリヤハウジングとの
間に吐出室が形成されている。そして、可動スクロール
部材の公転に伴い、前記圧縮室で圧縮されたガスが吐出
室に吐出されるようになっている。尚、固定スクロール
部材とリヤハウジングとの接合端面は互いに環状に形成
され、それら端面を互いに接合することにより、両者間
に吐出室が形成される。

【０００４】上記のような固定スクロール部材におい
て、リヤハウジングとの接合端面、言い換えれば渦巻部
が設けられている側とは反対側の端面は、渦巻部の仕上
げ加工の際の基準面として使用される。つまり、固定ス
クロール部材の渦巻部の仕上げ加工を行う場合には、先
ず固定スクロール部材の基準面が加工機における加工台
の平面状基準面に対して密着するように、固定スクロー
ル部材がチャック装置により引き込みクランプされて、
そのスクロール部材が加工台の基準面に対して正確に位
置決め固定される。この状態で、切削工具により渦巻部
の周壁が切削加工されることによって、その渦巻部が予
め指定された所望形状に形成される。

【０００５】このように、固定スクロール部材を加工台
の基準面に対して正確に位置決め固定した状態で、渦巻
部の仕上げ加工を行うことにより、特に高い寸法精度を
要求される渦巻部を高精度に切削加工できるようにして
いる。

【０００６】そして、従来では、上述したような渦巻部
の仕上げ加工の際の基準面となる固定スクロール部材の
端面を、図５に示すような方法で切削加工していた。即
ち、同図に示すように、先ず固定スクロール部材４１を
図示しない加工機の加工台に取り付ける。この状態で、
固定スクロール部材４１の環状の基準面４２（斜線で示
す部分）を、その基準面４２の径より大きい径を有する
正面フライス４３を回転させるとともに一方向（例え
ば、図５の矢印Ｐ方向）へ移動させながら切削加工する
ようにしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
加工方法においては、正面フライス４３による切削加工
の進行に伴って、その正面フライス４３と基準面４２と
の接触長が大きく変わる。例えば図５に鎖線で示すよう
に、正面フライス４３による加工開始時には、基準面４
３に対する接触長がＬ１という短いものであるのに対
し、加工終了直前には基準面４３に対する接触長がＬ２
という長いものとなる。そして、このような接触長の変
化に伴い、切削加工時における切削抵抗も変化する。

【０００８】通常、固定スクロール部材４１、及びその
両端面に接合されるフロントやリヤのハウジング、並び
に可動スクロール部材は、軽量化等のために比較的低剛
性のアルミニウム合金で形成されている。しかも、固定
スクロール部材４１は、全体として筒状をなす周壁と、
その内部に配置された渦巻状の壁材よりなる渦巻部とを
主体として構成されている。このため、固定スクロール
部材４１は、それほど剛性の高いものでなく、比較的変
形し易いものである。従って、固定スクロール部材４１
は前記切削抵抗を受けると、正面フライス４３から逃げ
るように、自身の弾性により基準面４２とは反対側へ撓
み変形される。この場合、前述したように、正面フライ
ス４３と基準面４２との接触長が変化するのに伴って切
削抵抗も変化するため、それに伴い固定スクロール部材
４１の撓み変形量も変化する。更に、正面フライス４３
も切削抵抗の変化に伴いスラスト方向への逃げ量が変化
する。その結果、切削加工後における基準面４２の形状
が、図５に示すような形状となる。

【０００９】図５は、固定スクロール部材４１を背面側
（基準面４２側）から示すとともに、それに対応して切
削加工後の固定スクロール部材４１を側面側及び底面側
から示すものである。ここで、切削加工後の基準面４２
を固定スクロール部材４１の側面側から見ると、その基
準面４２は正面フライス４３の加工進行方向に向かっう
に従って徐々に高くなる斜状となる。又、切削加工後の
基準面４２を固定スクロール部材４１の底面側から見る
と、その基準面４２は中央部から両側に向かうに従って
徐々に高くなる湾曲状となる。つまり、従来の基準面４
２の加工方法によれば、基準面４２の平面度をそれほど
高精度なものとすることができない。尚、この図５にお
いては、理解を容易にするため、加工後の基準面４２の
形状を実際よりも誇張して描いている。

【００１０】そして、固定スクロール部材４１の基準面
４２がこのような形状に加工されると、前述した渦巻部
の仕上げ加工に際して次のような問題が生じる。ここ
で、図６は、固定スクロール部材４１を前記図５とは逆
の正面側（渦巻部４４側）から示すとともに、それに対
応して同スクロール部材４１を側面側及び底面側から示
すものである。つまり、図６（ａ）に示すような形状に
加工された基準面４２を有する固定スクロール部材４１
を、渦巻部４４の仕上げ加工のために加工機にセットす
るとする。この場合、図６（ｂ）に示すように、固定ス
クロール部材４１がチャック装置により引き込みクラン
プされると、比較的低剛性の固定スクロール部材４１
は、その基準面４２が加工機における加工台の平面状基
準面４５に対して密着するように、鎖線で示す形状から
実線で示す形状に変形する。その結果、固定スクロール
部材４１の渦巻部４４は、例えば図６（ｂ）の上下方向
に広がるとともに、左右方向に狭まるように変形する。
尚、この図６（ｂ）においても、理解を容易にするた
め、固定スクロール部材４１の変形状態を誇張して描い
ている。

【００１１】そして、この状態で渦巻部４４を予め設定
された所定形状に仕上げ加工し、その後、固定スクロー
ル部材４１に対するクランプを解除して同スクロール部
材４１を加工機から取り外す。すると、固定スクロール
部材４１は自身の弾性により取り付け前の図６（ａ）に
示す形状に復帰する。従って、固定スクロール部材４１
を加工台の基準面４５に対して正確に位置決め固定した
状態で、渦巻部４５を所定寸法に精度良く加工しても、
固定スクロール部材４１を加工機から取り外すのに伴
い、渦巻部４４の寸法精度に狂いが生じることになる。

【００１２】上記のような問題を解消するために、固定
スクロール部材４１の基準面４２を正面フライス４３に
より切削加工した後、更に研削盤により研削加工して、
その基準面４２の平面精度を向上させることも従来より
行われている。しかし、この方法では、加工工程が多く
なって、加工作業が面倒になるとともに、加工に要する
コストがアップするという問題が生じる。

【００１３】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたものであって、その目的は、渦巻部の仕上げ加工の
際の基準面となるスクロール部材の端面の平面精度を向
上させることができ、渦巻部の仕上げ加工に際してその
寸法精度を向上できるとともに、加工に要するコストを
低減できるスクロール部材の基準面の加工方法を提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、基板上に渦巻部を備えると
ともに、その渦巻部とは反対側の部分にリヤハウジング
を取り付けるための環状の端面を備え、その端面を渦巻
部の仕上げ加工の際の基準面としたスクロール部材にお
いて、前記基準面を、少なくともその基準面の幅より大
きい径を有する回転工具を同基準面に沿って周回させる
ことにより切削加工するようにしたものである。

【００１５】請求項２の発明では、請求項１において、
スクロール部材の基準面に近接した側の外周部には吐出
ポートが形成され、その吐出ポートと対応する基準面の
部位を、前記回転工具の加工開始位置及び加工終了位置
としたものである。

【００１６】請求項３の発明では、請求項１又は２にお
いて、前記回転工具はエンドミルである。

【００１７】

【作用】従って、請求項１の発明によれば、スクロール
部材の基準面を切削加工する場合には、少なくとも基準
面の幅より大きい径を有する回転工具を同基準面に沿っ
て周回させればよい。このようにすれば、回転工具と基
準面との接触長がそれほど大きく変化することがなく、
切削抵抗の変化が小さい。このため、基準面の各部位に
おいて、切削抵抗によるスクロール部材の撓み変形量及
び回転工具のスラスト方向への逃げ量はほぼ同じとな
り、結果的に基準面の平面精度が向上される。

【００１８】請求項２の発明によれば、吐出ポートと対
応する部位は他の部分と比較して剛性が低くなっている
ので、基準面の加工に際して最も撓み変形し易い。しか
し、この吐出ポートと対応する基準面の部位を、回転工
具の加工開始位置及び加工終了位置とすれば、その部位
を他の部位の２倍の回数で加工することができ、平面精
度がより向上される。

【００１９】請求項３の発明によれば、ほぼ円筒状をな
すエンドミルの端面に設けられた切削刃により、スクロ
ール部材の基準面を高精度に切削加工できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を例えば車両の空調装置に使用
されるスクロール型圧縮機に具体化した一実施例を、図
面に基づいて説明する。

【００２１】まず、スクロール型圧縮機の構成について
述べると、図２及び図３に示すように、固定スクロール
部材１１はセンタハウジングを兼用し、その両端面には
フロントハウジング１２及びリヤハウジング１３がそれ
ぞれ複数のボルト３１，３２により締付固定されてい
る。尚、３３は、固定スクロール部材１１とリヤハウジ
ング１３とを接合する際に、両者の位置決めを行うため
の位置決めピンである。回転軸１４はベアリング１５に
よりフロントハウジング１２内に回転可能に支持され、
その内端には偏心軸１６が突設されている。ブッシュ１
７は偏心軸１６に一体回転可能に支持されている。な
お、固定スクロール部材１１、フロントハウジング１２
及びリヤハウジング１３は、圧縮機全体の軽量化等を図
るため、アルミニウムまたはアルミニウム合金により形
成されている。

【００２２】図２に示すように、可動スクロール部材１
８はその外面の軸受ボス部１８ｃにおいて、前記ブッシ
ュ１７にベアリング１９を介して相対回転可能に嵌合支
持されている。そして、この可動スクロール部材１８
は、回転軸１４が回転されたとき、偏心軸１６によりブ
ッシュ１７及びベアリング１９を介して、回転軸１４の
軸線の周りで公転される。なお、可動スクロール部材１
８は、公転運動に伴う遠心力を抑制するとともに、圧縮
機全体の軽量化等を図るため、アルミニウムまたはアル
ミニウム合金により形成されている。

【００２３】前記固定スクロール部材１１は、基板１１
ａとその内面に一体に形成された渦巻部１１ｂとを備え
ている。同様に、可動スクロール部材１８も、基板１８
ａとその内面に一体形成された渦巻部１８ｂとを備えて
いる。そして、両スクロール部材１１，１８は渦巻部１
１ｂ，１８ｂにおいて互いに噛み合わされ、各渦巻部１
１ｂ，１８ｂの軸線方向の端縁が、対向するスクロール
部材１１，１８の基板１１ａ，１８ａに当接されてい
る。この状態で、両スクロール部材１１，１８の基板１
１ａ，１８ａ及び渦巻部１１ｂ，１８ｂにて圧縮室２０
が形成される。

【００２４】吸入室２１は前記固定スクロール部材１１
の周壁と可動スクロール部材１８の渦巻部１８ｂの外周
部との間に形成されている。そして、フロントハウジン
グ１２に形成された図示しない吸入ポートから吸入室２
１内に冷媒ガスが吸入される。吐出孔２２は固定スクロ
ール部材１１の基板１１ａの中心に形成されている。吐
出室２３は固定スクロール部材１１とリヤハウジング１
３との接合端面間に形成され、前記吐出孔２２を介して
圧縮室２０と連通されている。吐出弁２４は吐出孔２２
の外端部に配設され、ストッパー２５によりそのリフト
量が規制される。吐出ポート２６は固定スクロール部材
１１の後端面に近接した側、つまりリヤハウジング１３
に近接した側の外周上部に形成され、吐出室２３と連通
している。

【００２５】鉄系材料よりなるリング状の固定プレート
２７は、前記フロントハウジング１２の内壁面に回り止
めされた状態で配設され、可動スクロール部材１８の基
板１８ａの外面に接触されている。そして、前記圧縮室
２０内でのガス圧縮に伴って作用する圧縮反力のうち
で、可動スクロール部材１８に対しその軸線方向に沿っ
て作用する圧縮反力が、この固定プレート２７によって
受け止められる。なお、固定プレート２７の可動スクロ
ール部材１８と接触する面には、例えばニッケル−リン
メッキ等の硬化処理が施されている。

【００２６】複数対の自転防止ピン２８，２９は前記可
動スクロール部材１８の基板１８ａ及びフロントハウジ
ング１２の内壁に突設され、各一対のピン２８，２９の
先端部が互いに所定間隔をおいて近接配置されている。
自転防止リング３０は各一対のピン２８，２９にそれぞ
れ嵌挿され、この自転防止リング３０と自転防止ピン２
８，２９との協働により、可動スクロール部材１８の自
転が規制されて、公転運動のみが許容されるようになっ
ている。

【００２７】そして、回転軸１４が回転されると、偏心
軸１６の偏心回転に伴い、可動スクロール部材１８が自
転を阻止された状態で回転軸１４の軸線の周りで公転さ
れる。この動作により、図示しない外部冷房回路から供
給された冷媒ガスが、吸入ポートを介して吸入室２１か
ら両スクロール部材１１，１８間の圧縮室２０内に取り
込まれるとともに、圧縮室２０が渦巻部１１ｂ，１８ｂ
の外周側から中心側に移動されて、容積を徐々に減少す
る。従って、冷媒ガスは圧縮室２０内において次第に圧
縮され、吐出孔２２から吐出弁２４を押し開いて吐出室
２３内に吐出されるとともに、吐出ポート２６から外部
冷房回路に送られる。

【００２８】図１〜図３に示すように、前記固定スクロ
ール部材１１とリヤハウジング１３との接合端面は互い
に環状に形成されている。そして、固定スクロール部材
１１における接合端面（図１に斜線で示す部分）、言い
換えれば渦巻部１１ｂが設けられている側とは反対側の
端面は、前記従来技術で説明した渦巻部１１ｂの仕上げ
加工の際の基準面３４として使用される。

【００２９】ここで、その固定スクロール部材１１の基
準面３４の加工方法について説明する。さて、この実施
例では、図１に示すように、基準面３４の切削加工を行
うための回転工具としてほぼ円筒状をなすエンドミル３
５が使用される。このエンドミル３５としては、少なく
とも基準面３４において最も幅の広い部分より大きな径
を有するものが使用される。そして、基準面３４の切削
加工を行う場合には、先ず固定スクロール部材１１を、
フロントハウジング１２との接合のために使用されるボ
ルト挿通孔３６等を利用して、図示しない加工機の加工
台に取り付ける。この状態で、前記エンドミル３５を回
転させながら、固定スクロール部材１１の基準面３４に
沿った軌跡Ｓ上で周回させることにより、その基準面３
４を切削加工する。

【００３０】この場合、エンドミル３５は、吐出ポート
２６と対応する基準面３４の部位を加工開始位置とし
て、基準面３４に対する切り込みを開始する。そして、
エンドミル３５は基準面３４に沿って１回周回される
と、前記加工開始位置と同じく、吐出ポート２６と対応
する基準面３４の部位を加工終了位置として、基準面３
４に対する切り込みを終了する。つまり、吐出ポート２
６と対応する基準面３４の部位のみは切削加工が２度行
われる。

【００３１】さて、本実施例では、渦巻部１１ｂの仕上
げ加工の際の基準面３４として使用される固定スクロー
ル部材１１の端面を、少なくとも基準面３４の幅より大
きい径を有するエンドミル３５を同基準面３４に沿って
周回させることにより切削加工するようにしてる。この
ため、前記従来技術とは異なり、エンドミル３５と基準
面３４との接触長がそれほど大きく変化することがな
く、加工時における切削抵抗の変化が小さい。このた
め、基準面３４の各部位において、切削抵抗による固定
スクロール部材１１の撓み変形量がほぼ同じとなり、結
果的に基準面３４の平面精度を向上させることができ
る。

【００３２】従って、渦巻部１１ｂの仕上げ加工に際し
て、固定スクロール部材１１を図示しない加工機のチャ
ック装置により引き込みクランプして、その基準面３４
を加工機における加工台の平面状基準面に対して密着さ
せても、固定スクロール部材１１の変形は殆ど生じな
い。このため、渦巻部１１ｂの加工後に固定スクロール
部材１１を加工機から取り外したとき、渦巻部１１ｂの
寸法精度に狂いが生じるということはなく、高精度の渦
巻部１１ｂを備えた固定スクロール部材１１を得ること
ができる。従って、固定スクロール部材１１の基準面３
４を切削加工した後、更に研削盤により研削加工すると
いった面倒な作業を行う必要はなく、加工に要するコス
トを低減することができる。

【００３３】又、本実施例では、固定スクロール部材１
１の基準面３４に近接した側の外周部に吐出ポート２６
が形成され、その吐出ポート２６と対応する部位の剛性
が他の部分と比較して低くなっている。そのため、この
吐出ポート２６と対応する基準面３４の部位において
は、加工に際して固定スクロール部材１１が最も撓み変
形し易い。しかし、本実施例では、吐出ポート２６と対
応する基準面３４の部位を、エンドミル３５の加工開始
位置及び加工終了位置としているので、その部位のみを
他の部位の２倍の回数で加工することができる。このた
め、基準面３４の平面精度をより向上させることがで
き、渦巻部１１ｂの加工精度の向上に寄与できる。

【００３４】図４に、従来の加工方法で得られた基準面
の平面度と、本実施例の加工方法で得られた基準面の平
面度とを比較して示す。同図に示すように、従来の加工
方法では基準面の平面度誤差がほぼ４μｍになるのに対
し、本実施例の加工方法ではほぼ１μｍに収まった。こ
の結果からも明らかなように、本実施例の加工方法によ
れば、固定スクロール部材１１の基準面３４の平面精度
を、従来の加工方法と比較して大幅に向上させることが
できるのである。

【００３５】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、各部の構成を例えば以下のように変更して
具体化してもよい。 （１）回転工具として、エンドミル３５に代えて、径の
小さい正面フライスを使用すること。

【００３６】（２）エンドミル３５を基準面３４に沿っ
て複数回周回させること。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば次
のような優れた効果を奏する。請求項１の発明によれ
ば、渦巻部の仕上げ加工の際の基準面となるスクロール
部材の端面の平面精度を向上させることができ、渦巻部
の仕上げ加工に際してその寸法精度を向上できるととも
に、加工に要するコストを低減できる。

【００３８】請求項２の発明によれば、剛性の低い吐出
ポートと対応する基準面の部位を他の部位の２倍の回数
で加工することができ、基準面の平面精度がより向上さ
れる。

【００３９】請求項３の発明によれば、ほぼ円筒状をな
すエンドミルの端面に設けられた切削刃により、スクロ
ール部材の基準面を高精度に切削加工できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 スクロール部材の基準面の加工方法の一実施
例を示す背面図。

【図２】 スクロール型圧縮機の全体を示す断面図。

【図３】 固定スクロール部材とリヤハウジングとの接
合構成を示す分解斜視図。

【図４】 従来の加工方法で得られた基準面の平面度
と、本実施例の加工方法で得られた基準面の平面度とを
比較して示す図。

【図５】 従来の基準面の加工方法を示す説明図。

【図６】 渦巻部の仕上げ加工を説明するための説明
図。

【符号の説明】

１１…固定スクロール部材、１１ａ…基板、１１ｂ…渦
巻部、１３…リヤハウジング、２３…吐出室、２６…吐
出ポート、３４…基準面、３５…回転工具としてのエン
ドミル。

フロントページの続き (72)発明者 三上 剛司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 安藤 良彦 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 大野 友己 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 今村 和義 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に渦巻部を備えるとともに、その
   渦巻部とは反対側の部分にリヤハウジングを取り付ける
   ための環状の端面を備え、その端面を渦巻部の仕上げ加
   工の際の基準面としたスクロール部材において、 前記基準面を、少なくともその基準面の幅より大きい径
   を有する回転工具を同基準面に沿って周回させることに
   より切削加工するようにしたスクロール部材の基準面の
   加工方法。
2. 【請求項２】 スクロール部材の基準面に近接した側の
   外周部には吐出ポートが形成され、その吐出ポートと対
   応する基準面の部位を、前記回転工具の加工開始位置及
   び加工終了位置とした請求項１に記載のスクロール部材
   の基準面の加工方法。
3. 【請求項３】 前記回転工具はエンドミルである請求項
   １又は２に記載のスクロール部材の基準面の加工方法。