Scroll shape processing equipment

【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冷房装置に使用されるスクロール型圧縮機を構成する旋回スクロール部材及び固定スクロール部材のスクロール形状を加工するスクロール形状加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の旋回及び固定スクロール部材の加工装置を図５により説明すると、ベース５１上にはＸ軸コラム５２がサーボモータ５３によりＸ軸（左右）方向の往復動可能に支持されている。 このＸ軸コラム５２にはθ軸回転テーブル５４がサーボモータ５５により回転可能に支持され、前記回転テーブル５４には治具５６を介して旋回スクロール部材９が支持されるようになっている。

【０００３】一方、前記ベース５１の右側上面にはＹ軸コラム５７がサーボモータ５８によりＹ軸方向（紙面直交方向）に往復動可能に支持されている。 又、前記Ｙ軸コラム５７にはＺ軸コラム５９がサーボモータ６０によりＺ軸方向（上下方向）の往復動可能に支持されており、該Ｚ軸コラム５９には加工用エンドミルを把持する主軸６１が図示しないモータにより回転可能に支持されている。

【０００４】さらに、従来の加工装置は旋回スクロール部材と固定スクロール部材を別々に加工する二つの装置ラインに別れており、図６に示すように、素材を旋盤加工するとともに穴開け加工を行い、次にスクロール部の加工を別々の加工装置により独立して加工した後、洗浄して測定後ランク選別され、ランク別に組立られて性能検査を行い、これをスクロール圧縮機に組み込むようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の加工装置は、旋回スクロール部材と固定スクロール部材をそれぞれ独立して加工するようになっているので、組付られる相手側のスクロール部材の寸法精度の情報は、何らフィードバックされることはなく、従って、両スクロール部材の寸法精度を厳密に管理する必要があり、選別工程で多数のランクに選別しなければならいという問題があった。 又、ランク選別したスクロール部材の管理にも手間が必要であるばかりでなく、ランク選別された両スクロール部材を組立た後の性能検査工程においても性能のバラツキが高いという問題があった。

【０００６】この発明の第１の目的は両スクロール部材の寸法精度を向上することができるとともに、生産能率を向上することができ、さらにスクロール型圧縮機の性能を安定化することができるスクロール形状加工装置を提供することにある。 又、この発明の第２の目的は、前記第１の目的に加え、両スクロール部材の生産能率を大幅に向上することができるスクロール形状加工装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は前記第１の目的を達成するため、加工前の旋回スクロール部材を演算制御装置により予め設定されたスクロール形状データに基づいて加工具により旋回スクロール部の加工を行うようにした旋回スクロール部材加工装置と、加工前の固定スクロール部材を演算制御装置により予め設定されたスクロール形状データに基づいて加工具により固定スクロール部の加工を行うようにした固定スクロール部材加工装置と、前記一方のスクロール部材加工装置により加工されるスクロール部の実際のスクロール形状データを測定するためのスクロール形状データ測定手段と、前記スクロール形状データ測定手段からの一方のスクロール部の測定形状データに基づいて他方のスクロール部材加工装置のスクロール形状データを演算補正する形状データ演算補正手段とにより構成している。

【０００８】又、請求項２記載の発明は前記第２の目的を達成するため、前記旋回スクロール部材と、固定スクロール部材を把持する治具は、同一の駆動機構により同期して動作可能に支持するという手段をとっている。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明においては、旋回スクロール部材の加工装置の一部に旋回スクロール部材を把持して、演算制御装置により予め設定された理想スクロール形状データに基づいて加工具により旋回スクロール部の加工を行なう。 次にスクロール形状データ測定手段によりスクロール部の実際のスクロール形状データあるいは設定形状データに対する実際の機械の動きを測定し、このスクロール形状データと前記理想スクロール形状データとにより補正量を演算する。 さらに、形状データ演算補正手段により、旋回スクロールの形状補正データから固定スクロール部材加工装置の理想スクロール形状データを演算補正し、この新たな補正形状データに基づいて固定スクロール部材加工装置を駆動して、固定スクロールの加工を行なう。 このため両スクロール部が組付け状態において互いに適正な形状に加工される。

【００１０】又、請求項２記載の発明は、旋回スクロール部材と固定スクロール部材が同一の駆動機構により同期して動作され、生産能率が向上する。

【００１１】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図１
〜図３に基づいて詳細に説明する。 図１に示すようにベース１の中央上面にはＲ（Ｙ）軸コラム２が第１Ｒ
（Ｙ）軸サーボモータ３によりＲ（Ｙ）軸方向（紙面と直交方向）の往復動可能に支持されている。 前記ベース１とＲ（Ｙ）軸コラム２との間にはリニヤスケール４が配設されており、Ｒ（Ｙ）軸コラム２の移動距離を測定可能になっている。

【００１２】前記Ｒ（Ｙ）軸コラム２の上部にはθ軸回転テーブル５がθ軸サーボモータ６により水平方向の中心軸線の回りに回転可能に支持されている。 そして、前記θ軸回転テーブル５の左右両端面には治具７及び治具８が取付られ、両治具７，８には旋回スクロール部材９
及び固定スクロール部材１０がそれぞれ装着可能になっている。 さらに、前記Ｒ（Ｙ）軸コラム２の内部には前記θ軸回転テーブル５の回転量を測定するθ軸ロータリエンコーダ１１が収容されている。

【００１３】前記ベース１の左側上面には第１Ｘ軸コラム１２がＸ軸方向（図１の左右方向）にＸ軸サーボモータ１３により往復動可能に支持されている。 このＸ軸コラム１２の上部には旋回スクロール部材９のスクロール部９ａの加工用主軸１４が主軸用モータ１５により回転可能に支持されている。 又、Ｘ軸コラム１２には前記旋回スクロール部９ａの形状を測定する形状測定用プローブ１６が支持されている。

【００１４】さらに、前記ベース１の右側上面には第２
Ｘ軸コラム１７がＸ軸サーボモータ１８によりＸ軸方向の往復動可能に支持されるとともに、第２Ｒ（Ｙ）軸サーボモータ１９によりＲ（Ｙ）軸コラム２と同方向に往復動可能に支持されている。 さらに、前記Ｘ軸コラム１
７の上部には固定スクロール部材１０のスクロール部１
０ａの加工用主軸２０が主軸用モータ２１により回転可能に支持されている。

【００１５】次に、前記のスクロール形状加工装置のブロック回路図を図２に基づいて説明する。 スクロール部材９，１０の測定された形状データ等を記憶するためのランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）２９及び理想スクロール形状データ等を記憶するためのリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）３０を備えた演算制御装置３１には、入力インターフェイス３２を介して前述したリニアスケール４、θ軸ロータリーエンコーダ１１及び測定用プローブ１６が接続されている。 又、演算制御装置３１
には出力インターフェイス３３及び駆動回路３４〜４０
を介して前記サーボモータ３，６，１３，１８，１９、
主軸用モータ１５，２１がそれぞれ接続されている。 さらに、前記演算制御装置３１には前記リニアスケール３
４及びθ軸ロータリーエンコーダ１１からの測定信号に基づいて、旋回スクロール部材９のスクロール部９ａの実際の形状を演算する形状データ演算処理回路４１が接続されるとともに、前記ＲＯＭ３０に記憶された理想スクロール形状データＤ１と実際に測定した実測スクロール形状データＤ２とを比較として補正量を演算する形状補正量演算回路４２が接続されている。 さらに、前記形状補正量演算回路４２により演算された補正量に基づいて、固定スクロール部材１０のスクロール部１０ａの形状データを補正する形状データ演算補正回路４３が接続されている。

【００１６】次に、前記のように構成したスクロール形状加工装置により旋回スクロール部９ａ及び固定スクロール部１０ａを加工する動作を説明する。 最初に治具７，８にスクロール部材９，１０を取付けない状態で空運転を実施する。 この時リニアスケール４及びθ軸ロータリーエンコーダ１１の両測定データに基づいて演算制御装置３１により理想スクロール形状データＴ ₀と実際のスクロール加工用主軸１４の軌跡、つまり実測スクロール形状データＴ ₁との差が補正量として形状補正量演算回路４２により演算される。 このようにして得られた形状補正量に基づいて固定スクロール形状データ演算補正回路４３により固定スクロールの最適形状データが演算される。

【００１７】次に、実際に両スクロール部材９，１０を治具７，８に取付てスクロール部９ａ，１０ａの加工を行なう。 この形状加工動作におけるデータ処理方法は空運転の場合と同様である。 前述した空運転及び実際の形状加工動作においてそれぞれ同様の動作を２〜３回行なうとともに、逆伝達関数繰り返し補償法により、最適入力データを高精度化する動作が行われ、以後量産加工に移行する。

【００１８】前記実施例では固定スクロール部材１０の最適スクロール形状データＤ１０の演算は旋回スクロール部材９の加工と同時に行われるが、対になる両スクロールを１つあるいはそれ以上加工順序をずらしていくことにより、リアルタイムで行なう必要はなくなるが、生産管理面でのメリットを生かす場合には、両スクロール部材９，１０の同時加工が望ましい。 前述した加工順序をずらす場合に測定用プローブ１６により加工面の形状が測定される。

【００１９】以上の両スクロールの加工工程を示すと図３のようになる。 さて、この発明の実施例においては、
旋回スクロール部材９の理想スクロール形状データと実測スクロール形状データとにより形状データの補正量を演算し、これを固定スクロール部材１０側の加工時にフィードバックして加工を行なうようにしたので、旋回スクロール部材９のスクロール部９ａの形状に適した固定スクロール部材１０のスクロール部１０ａを加工することができ、両スクロール部材の組付け状態での精度を向上することができ、ひいてはスクロール型圧縮機の性能を向上することができる。 又、スクロール型圧縮機の性能は、対になったスクロール部材の形状によって大きな影響を受ける。 この発明では一方のスクロール部の形状に対応させて他方のスクロール部の形状を設定することにより、両スクロール部の寸法交差を緩和することが可能となり、その点生産性を向上することができる。

【００２０】又、前記実施例のように、旋回及び固定のスクロール部材を一台の装置で同時に加工する場合には、さらに生産性を向上することができる。 ところで、
固定スクロール部材９の加工時の補正量はごく僅か（１
０〜２０μｍ）であり、サーボモータ以外にも電磁吸引力を利用したアクチュエータなどが使用可能となるので、寸法精度が向上できる。

【００２１】次に、この発明の別の実施例を図４に基づいて順次説明する。 図４に示す別例は、Ｒ（Ｙ）軸コラム２に対しＺ軸テーブル４５をＺ軸サーボモータ４６によりＺ軸方向の往復動可能に支持するとともに、Ｚ軸テーブル４５に対しＸ軸コラム１７，Ｘ軸サーボモータ１
８を取付固定している。 そして、Ｒ（Ｙ）軸サーボモータ３及びＺ軸サーボモータ４６により両部材１７，１８
を前記実施例のθ軸回転テーブル５を使用した場合と同様の動作を行なうことができる。

【００２２】図１において第２Ｒ（Ｙ）軸サーボモータ１９と同様のサーボモータを第１Ｘ軸コラム１２側に設けることもできる。 この別例の場合には大重量のＲ
（Ｙ）軸コラム２を移動する前記実施例と比較して、軽い第１Ｘ軸コラム１２、第２Ｘ軸コラム１７をＲ（Ｙ）
軸方向に移動するので、消費動力あるいは動作制御性の面で優位となる。

【００２３】前記実施例においては、両スクロール部材を同時加工するようにしたが、これを別体の装置により同時又は前後して加工するようにすることもできる。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明は旋回及び固定のスクロール部材の寸法精度を向上することができ、両スクロール部材の組付状態における寸法精度を向上し、スクロール型圧縮機の性能のばらつきを抑制し、
かつ圧縮効率を向上することができる。 又、旋回及び固定のスクロール部材を対にして後工程へ流すことができるので、ランク選別を不要にして、生産性を向上し、スクロール部材の寸法精度を緩和することも可能で、それだけ製造を容易に行うことができる。

【００２５】さらに、両スクロール部材を同時加工する場合には、生産能率を大幅に向上することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のスクロール形状加工装置の一実施例を示す正面図である。

【図２】ブロック制御回路図である。

【図３】スクロール部材の加工工程を説明するフローチャートである。

【図４】この発明の別例を示す部分斜視図である。

【図５】従来の加工装置を示す正面図である。

【図６】従来のスクロール部材の加工工程を示すフローチャートである。

【符号の説明】

２ Ｒ（Ｙ）軸コラム、３ 第１Ｒ（Ｙ）軸ロサーボモータ、４ リニアスケール、５ θ軸回転テーブル、６
θ軸サーボモータ ７ 旋回スクロール治具、８ 固定スクロール治具、９ 旋回スクロール部材 １０ 固定スクロール部材、１１ θ軸ロータリーエンコーダ、
１２ 第１Ｘ軸コラム、１３ Ｘ軸サーボモータ、１６
形状測定用プローブ １７ 第２Ｘ軸コラム、１８
Ｙ軸サーボモータ、１９ 第２Ｒ（Ｙ）軸サーボモータ、３１ 演算制御装置、４１ 形状データ演算処理回路、４２ 形状補正量演算回路、４３ 固定スクロール形状データ演算補正回路、４５ Ｚ軸テーブル、４６
Ｚ軸サーボモータ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−41845（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−90439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−28443（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−255047（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−210209（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl. ⁷ ，ＤＢ名) B23C 3/32 B23Q 15/013 F04C 18/02