JP2009057920A - Screw rotor processing apparatus and processing method - Google Patents
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Abstract
【課題】ワークの姿勢及び位置を高精度に制御することができるスクリューロータ加工装置を提供する。
【解決手段】スクリューロータ加工装置（100）は、ワーク（120）と工具（110）とを水平軸（A）及び鉛直軸（B）周り相対的に回転させると共にＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に沿って相対的に変位させながら該ワーク（120）を該工具（110）でスクリュー圧縮機（1）のスクリューロータ（40）に加工する。このスクリューロータ加工装置（100）は、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持すると共に、ワーク（120）を水平軸（A）回りに支持した状態で鉛直軸（B）回りに回転可能に構成されたワーク支持ユニット（300）を備えている。
【選択図】図１A screw rotor machining apparatus capable of controlling the posture and position of a workpiece with high accuracy is provided.
A screw rotor processing apparatus (100) rotates a workpiece (120) and a tool (110) relative to each other around a horizontal axis (A) and a vertical axis (B) and at the same time an X axis, a Y axis, and a Z axis. The workpiece (120) is processed into the screw rotor (40) of the screw compressor (1) by the tool (110) while being relatively displaced along the axis. The screw rotor processing apparatus (100) supports the workpiece (120) rotatably around the horizontal axis (A), and also supports the workpiece (120) around the horizontal axis (A) and the vertical axis (B). A work support unit (300) configured to be rotatable around is provided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、スクリュー圧縮機のスクリューロータを加工するスクリューロータ加工装置及び加工方法に関するものである。 The present invention relates to a screw rotor processing apparatus and a processing method for processing a screw rotor of a screw compressor.
従来より、冷媒や空気を圧縮する圧縮機として、シングルスクリュー圧縮機が用いられている。例えば、特許文献１には、１つのスクリューロータと２つのゲートロータとを備えたシングルスクリュー圧縮機が開示されている。
Conventionally, a single screw compressor has been used as a compressor for compressing refrigerant and air. For example,
このシングルスクリュー圧縮機について、図８を参照しながら説明する。同図に示すように、スクリューロータ（440）は、概ね円柱状に形成されており、その外周部に複数条の螺旋溝（441）が刻まれている。ゲートロータ（450）は、概ね平板状に形成されており、スクリューロータ（440）の側方に配置されている。このゲートロータ（450）には、複数の長方形板状のゲート（451）が放射状に設けられている。ゲートロータ（450）は、その回転軸がスクリューロータ（440）の回転軸と直交する姿勢で設置され、ゲート（451）がスクリューロータ（440）の螺旋溝（441）と噛み合わされる。 This single screw compressor will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the screw rotor (440) is formed in a substantially cylindrical shape, and a plurality of spiral grooves (441) are carved on the outer peripheral portion thereof. The gate rotor (450) is generally formed in a flat plate shape, and is disposed on the side of the screw rotor (440). The gate rotor (450) is provided with a plurality of rectangular plate-shaped gates (451) radially. The gate rotor (450) is installed such that its rotation axis is orthogonal to the rotation axis of the screw rotor (440), and the gate (451) is engaged with the spiral groove (441) of the screw rotor (440).
図８には図示しないが、シングルスクリュー圧縮機では、スクリューロータ（440）とゲートロータ（450）がケーシングに収容されており、スクリューロータ（440）の螺旋溝（441）と、ゲートロータ（450）のゲート（451）と、ケーシングの内壁面とによって圧縮室が形成される。スクリューロータ（440）を電動機等で回転駆動すると、スクリューロータ（440）の回転に伴ってゲートロータ（450）が回転する。そして、ゲートロータ（450）のゲート（451）が、噛み合った螺旋溝（441）の始端（同図における左端）から終端（同図における右端）へ向かって相対的に移動し、閉じきり状態となった圧縮室の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室内の流体が圧縮される。 Although not shown in FIG. 8, in the single screw compressor, the screw rotor (440) and the gate rotor (450) are accommodated in the casing, the spiral groove (441) of the screw rotor (440), and the gate rotor (450). ) And the inner wall surface of the casing form a compression chamber. When the screw rotor (440) is rotationally driven by an electric motor or the like, the gate rotor (450) rotates with the rotation of the screw rotor (440). Then, the gate (451) of the gate rotor (450) moves relatively from the start end (left end in the figure) to the end (right end in the figure) of the meshed spiral groove (441), and the closed state is reached. The volume of the compressed chamber is gradually reduced. As a result, the fluid in the compression chamber is compressed.
前記スクリューロータ（440）は、前述の如く、螺旋溝（441）が形成されていて、複雑な形状をしている。かかるスクリューロータ（440）は、特許文献２に示すような加工装置によって製造される。
As described above, the screw rotor (440) has a spiral groove (441) and has a complicated shape. Such a screw rotor (440) is manufactured by a processing apparatus as shown in
特許文献２に開示された加工装置は、工具を直交する３軸に沿って移動可能に支持する工具支持部と、ワークを２軸周りに回転可能に支持するワーク支持部とを備え、工具とワークとを３軸に沿って相対的に変位させると共に２軸周りに相対的に回転させながら、該ワークを該工具で加工してスクリューロータを製造する。
The processing apparatus disclosed in
さらに詳しくは、前記ワーク支持部は、ワークを所定の回転軸周りに回転可能に支持している。そして、このワーク支持部は、基台に対して水平軸周りに回転可能に取り付けられている。すなわち、ワークがワーク支持部の所定の回転軸周りに回転可能であると共に、その回転軸が基台の水平軸周りに回転可能となっており、結果として、ワークが該所定の回転軸と水平軸との周りに回転可能に支持されている。
ところで、スクリューロータは、前述の如く、複雑な形状をしているため、ワーク加工中においては、ワークの姿勢及び位置を精度良く制御することが要求される。 By the way, since the screw rotor has a complicated shape as described above, it is required to accurately control the posture and position of the workpiece during workpiece machining.
しかしながら、従来のスクリューロータの加工装置では、ワーク支持部が基台の水平軸周りに回転自在に配設されているため、ワーク支持部の傾きに応じてワーク支持部に作用するワークの重力の影響が変化する。その結果、ワーク支持部によるワークの支持にも影響を与え、ワークの姿勢及び位置を高精度に制御することが困難となる。 However, in the conventional screw rotor processing apparatus, since the workpiece support portion is rotatably arranged around the horizontal axis of the base, the gravity of the workpiece acting on the workpiece support portion according to the inclination of the workpiece support portion is reduced. The impact changes. As a result, the support of the work by the work support part is also affected, and it becomes difficult to control the posture and position of the work with high accuracy.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ワークの姿勢及び位置を高精度に制御することができるスクリューロータ加工装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is providing the screw rotor processing apparatus which can control the attitude | position and position of a workpiece | work with high precision.
第１の発明は、ワーク（120）と工具（110）とを少なくとも２つの軸周りに相対的に回転させると共に少なくとも３つの軸に沿って相対的に変位させながら該ワーク（120）を該工具（110）でスクリュー圧縮機（1）のスクリューロータ（40）に加工するスクリューロータ加工装置が対象である。そして、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持する第１ワーク支持部（320）と、該第１ワーク支持部（320）を鉛直軸回りに回転可能に支持する第２ワーク支持部（310）とを有するワーク支持部（300）を備えているものとする。 In the first invention, the work (120) and the tool (110) are relatively rotated around at least two axes and are relatively displaced along at least three axes. The target is a screw rotor processing apparatus that processes the screw rotor (40) of the screw compressor (1) at (110). And the 1st work support part (320) which supports work (120) rotatably about a horizontal axis (A), and the 2nd which supports this 1st work support part (320) rotatably about a vertical axis It is assumed that a work support section (300) having a work support section (310) is provided.
前記の構成の場合、ワーク支持部（300）を、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持する第１ワーク支持部（320）と該第１ワーク支持部（320）を鉛直軸回りに回転可能に支持する第２ワーク支持部（310）とを有するように構成することによって、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持した状態で鉛直軸（B）周りに回転させることができ、ワーク（120）が常に水平軸（A）回りに回転可能な姿勢のまま維持される。すなわち、前記特許文献２に係る加工装置のように、ワーク支持部（300）の軸が傾くことがないため、ワーク（120）の加工中における該ワーク（120）の重力の影響がほとんど変化せず、該ワーク（120）の姿勢及び位置を精度良く制御することができる。
In the case of the above configuration, the work support part (300) includes a first work support part (320) and a first work support part (320) for supporting the work (120) so as to be rotatable about a horizontal axis (A). The second workpiece support portion (310) that is rotatably supported around the vertical axis is configured so that the workpiece (120) is rotatably supported around the horizontal axis (A) while the vertical axis (B ) The workpiece (120) can always be rotated around the horizontal axis (A) and can be rotated. That is, unlike the processing apparatus according to
第２の発明は、第１の発明において、前記ワーク支持部（300）は、前記鉛直軸（B）が該ワーク支持部（300）に支持されたワーク（120）を通るように構成されているものとする。 In a second aspect based on the first aspect, the work support portion (300) is configured such that the vertical axis (B) passes through the work (120) supported by the work support portion (300). It shall be.
前記の構成の場合、前記ワーク支持部（300）の鉛直軸（B）がワーク（120）を通るように構成することによって、工具（110）に対するワーク（120）の姿勢を変えるべく、ワーク支持部（300）を該鉛直軸（B）周りに回転させたときに、ワーク（120）の回転に伴うワーク（120）の移動が抑制される。つまり、ワーク（120）を回転させても、ワーク（120）と工具（110）との位置関係があまり変わらず、ワーク（120）の回転に対応させて工具（110）を移動させる量を抑制することができる。 In the case of the above-described configuration, the workpiece support unit (300) is configured so that the vertical axis (B) passes through the workpiece (120), thereby changing the posture of the workpiece (120) with respect to the tool (110). When the part (300) is rotated around the vertical axis (B), the movement of the work (120) accompanying the rotation of the work (120) is suppressed. In other words, even if the workpiece (120) is rotated, the positional relationship between the workpiece (120) and the tool (110) does not change much, and the amount of movement of the tool (110) corresponding to the rotation of the workpiece (120) is suppressed. can do.
第３の発明は、第１の発明において、前記ワーク支持部（300）は、前記鉛直軸（B）が該ワーク支持部（300）の重心を通るように構成されているものとする。 In a third aspect based on the first aspect, the workpiece support (300) is configured such that the vertical axis (B) passes through the center of gravity of the workpiece support (300).
前記の構成の場合、ワーク支持部（300）の該鉛直軸（B）回りの慣性モーメントが小さくなり、ワーク支持部（300）を回転させるときの駆動力を抑制することができ、ワーク（120）の姿勢を制御しやすくすることができる。また、ワーク（120）を鉛直軸（B）回りに回転させるときに、ワーク支持部（300）に作用する遠心力を抑制することができ、ワーク（120）の姿勢をさらに高精度に制御することができる。 In the case of the above configuration, the moment of inertia around the vertical axis (B) of the workpiece support (300) is reduced, and the driving force when rotating the workpiece support (300) can be suppressed. ) Can be easily controlled. Further, when the workpiece (120) is rotated about the vertical axis (B), the centrifugal force acting on the workpiece support (300) can be suppressed, and the posture of the workpiece (120) can be controlled with higher accuracy. be able to.
第４の発明は、ワーク（120）と工具（110）とを少なくとも２つの軸回りに相対的に回転させると共に少なくとも３つの軸に沿って相対的に変位させながら該ワーク（120）を該工具（110）でスクリュー圧縮機（1）のスクリューロータ（40）に加工するスクリューロータの加工方法が対象である。そして、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持すると共に、ワーク（120）を水平軸（A）回りに支持した状態のまま鉛直軸（B）回りに回転可能に支持し、ワーク（120）を水平軸（A）及び鉛直軸（B）回りに回転させて該工具（110）で加工するものとする。 According to a fourth aspect of the present invention, the work (120) and the tool (110) are rotated relative to each other around at least two axes and are relatively displaced along at least three axes. The processing method of the screw rotor that is processed into the screw rotor (40) of the screw compressor (1) at (110) is an object. The workpiece (120) is supported rotatably around the horizontal axis (A), and the workpiece (120) is supported rotatably around the vertical axis (B) while being supported around the horizontal axis (A). The workpiece (120) is rotated around the horizontal axis (A) and the vertical axis (B) and processed by the tool (110).
前記の構成の場合、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持した状態で且つ、そのまま鉛直軸（B）周りに回転できるように支持することによって、ワーク（120）が常に水平軸（A）回りに回転可能な姿勢のまま維持される。すなわち、前記特許文献２に係る加工装置のように、ワーク（120）の軸が傾くことがないため、ワーク（120）の加工中における該ワーク（120）の重力の影響がほとんど変化せず、該ワーク（120）の姿勢及び位置を精度良く制御することができる。
In the case of the above configuration, the workpiece (120) is always supported by being supported so that it can rotate about the horizontal axis (A) and so that it can rotate about the vertical axis (B) as it is. The posture is maintained so as to be rotatable around the horizontal axis (A). That is, unlike the processing apparatus according to
第５の発明は、ワーク（120）が前記鉛直軸（B）上に位置するように支持するものとする。 5th invention shall support so that a workpiece | work (120) may be located on the said vertical axis (B).
前記の構成の場合、ワーク（120）を前記鉛直軸（B）上に位置するように支持することによって、工具（110）に対するワーク（120）の姿勢を変えるべく、ワーク（120）を該鉛直軸（B）周りに回転させたときに、ワーク（120）の回転に伴うワーク（120）の移動が抑制される。つまり、ワーク（120）を回転させても、ワーク（120）と工具（110）との位置関係があまり変わらず、ワーク（120）の回転に対応させて工具（110）を移動させる量を抑制することができる。 In the case of the above configuration, the workpiece (120) is supported by the vertical axis (B) so as to change the posture of the workpiece (120) with respect to the tool (110). When rotating around the axis (B), the movement of the workpiece (120) accompanying the rotation of the workpiece (120) is suppressed. In other words, even if the workpiece (120) is rotated, the positional relationship between the workpiece (120) and the tool (110) does not change so much, and the amount of movement of the tool (110) corresponding to the rotation of the workpiece (120) is suppressed. can do.
本発明によれば、ワーク支持部（300）を、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持する第１ワーク支持部（320）と該第１ワーク支持部（320）を鉛直軸回りに回転可能に支持する第２ワーク支持部（310）とを有するように構成することによって、ワーク支持部（300）の軸が傾くことが防止されるため、ワーク（120）の加工中における該ワーク（120）の重力の影響が変化することを防止することができ、ワーク（120）の姿勢及び位置を精度良く制御することができる。 According to the present invention, the first work support part (320) and the first work support part (320) for supporting the work support part (300) so that the work (120) can rotate about the horizontal axis (A) are provided. Since the second work support portion (310) that is rotatably supported around the vertical axis is configured to prevent the work support portion (300) from being tilted, the work (120) is processed. It is possible to prevent the influence of the gravity of the work (120) inside from changing, and to control the posture and position of the work (120) with high accuracy.
第２の発明によれば、ワーク支持部（300）の鉛直軸（B）がワーク（120）を通るように構成することによって、ワーク（120）を鉛直軸（B）回りに回転させても、工具（110）とワーク（120）との位置関係があまり変わらず、ワーク（120）の回転に対応させて工具（110）を移動させる量を抑制することができる。 According to 2nd invention, even if it rotates a workpiece | work (120) around a vertical axis (B) by comprising so that the vertical axis (B) of a workpiece | work support part (300) may pass a workpiece | work (120). The positional relationship between the tool (110) and the workpiece (120) does not change so much, and the amount by which the tool (110) is moved corresponding to the rotation of the workpiece (120) can be suppressed.
第３の発明によれば、ワーク支持部（300）の鉛直軸（B）がワーク支持部（300）の重心を通る用に構成することによって、ワーク支持部（300）の慣性モーメントを小さくする共に遠心力を小さくすることができ、ワーク（120）の姿勢及び位置をさらに高精度に制御することができる。 According to the third invention, the vertical axis (B) of the work support part (300) passes through the center of gravity of the work support part (300), thereby reducing the moment of inertia of the work support part (300). In both cases, the centrifugal force can be reduced, and the posture and position of the workpiece (120) can be controlled with higher accuracy.
第４の発明によれば、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持し且つその状態のまま鉛直軸（B）周りに回転できるように支持することによって、ワーク（120）の軸が傾くことが防止されるため、ワーク（120）の加工中における該ワーク（120）の重力の影響が変化することを防止することができ、ワーク（120）の姿勢及び位置を精度良く制御することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the work (120) is supported so as to be rotatable about the horizontal axis (A) and so as to be rotatable about the vertical axis (B) as it is. Therefore, the gravity of the workpiece (120) can be prevented from changing during machining of the workpiece (120), and the posture and position of the workpiece (120) can be accurately adjusted. Can be controlled.
第５の発明によれば、ワーク（120）を鉛直軸（B）上に位置するように支持することによって、ワーク（120）を鉛直軸（B）回りに回転させても、工具（110）とワーク（120）との位置関係があまり変わらず、ワーク（120）の回転に対応させて工具（110）を移動させる量を抑制することができる。 According to the fifth invention, the tool (110) is supported even when the work (120) is rotated about the vertical axis (B) by supporting the work (120) so as to be positioned on the vertical axis (B). The positional relationship between the workpiece (120) and the workpiece (120) does not change so much, and the amount by which the tool (110) is moved corresponding to the rotation of the workpiece (120) can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施形態に係るスクリューロータ加工装置（100）によって製造されるスクリューロータ（40）は、シングルスクリュー圧縮機（以下、単にスクリュー圧縮機という）（1）に用いられる。そこで、まず、スクリュー圧縮機（1）について説明する。 A screw rotor (40) manufactured by a screw rotor processing apparatus (100) according to an embodiment of the present invention is used in a single screw compressor (hereinafter simply referred to as a screw compressor) (1). First, the screw compressor (1) will be described.
このスクリュー圧縮機（1）は、冷凍サイクルを行う冷媒回路に設けられて冷媒を圧縮するためのものである。スクリュー圧縮機（1）は、図３，４に示すように、密閉型に構成されている。このスクリュー圧縮機（1）では、圧縮機構（20）とそれを駆動する電動機とが１つのケーシング（10）に収容されている。圧縮機構（20）は、駆動軸（21）を介して電動機と連結されている。図３において、電動機は省略されている。また、ケーシング（10）内には、冷媒回路の蒸発器から低圧のガス冷媒が導入されると共に該低圧ガスを圧縮機構（20）へ案内する低圧空間（S1）と、圧縮機構（20）から吐出された高圧のガス冷媒が流入する高圧空間（S2）とが区画形成されている。 The screw compressor (1) is provided in a refrigerant circuit that performs a refrigeration cycle and compresses the refrigerant. As shown in FIGS. 3 and 4, the screw compressor (1) is configured as a hermetic type. In the screw compressor (1), the compression mechanism (20) and the electric motor that drives the compression mechanism (20) are accommodated in one casing (10). The compression mechanism (20) is connected to the electric motor via the drive shaft (21). In FIG. 3, the electric motor is omitted. Further, in the casing (10), a low-pressure gas refrigerant is introduced from the evaporator of the refrigerant circuit and the low-pressure space (S1) for guiding the low-pressure gas to the compression mechanism (20), and the compression mechanism (20) A high-pressure space (S2) into which the discharged high-pressure gas refrigerant flows is partitioned.
圧縮機構（20）は、ケーシング（10）内に形成された円筒壁（30）と、該円筒壁（30）の中に配置された１つのスクリューロータ（40）と、該スクリューロータ（40）に噛み合う２つのゲートロータ（50）とを備えている。スクリューロータ（40）には、駆動軸（21）が挿通されている。スクリューロータ（40）と駆動軸（21）は、キー（22）によって連結されている。駆動軸（21）は、スクリューロータ（40）と同軸上に配置されている。駆動軸（21）の先端部は、圧縮機構（20）の高圧側（図３の右側）に位置する軸受ホルダ（60）に回転自在に支持されている。この軸受ホルダ（60）は、玉軸受（61）を介して駆動軸（21）を支持している。 The compression mechanism (20) includes a cylindrical wall (30) formed in the casing (10), a single screw rotor (40) disposed in the cylindrical wall (30), and the screw rotor (40). And two gate rotors (50) meshing with each other. The drive shaft (21) is inserted through the screw rotor (40). The screw rotor (40) and the drive shaft (21) are connected by a key (22). The drive shaft (21) is arranged coaxially with the screw rotor (40). The tip of the drive shaft (21) is rotatably supported by a bearing holder (60) located on the high pressure side (right side in FIG. 3) of the compression mechanism (20). The bearing holder (60) supports the drive shaft (21) via a ball bearing (61).
図５，６に示すように、スクリューロータ（40）は、概ね円柱状に形成された金属製の部材である。スクリューロータ（40）は、円筒壁（30）に回転可能に嵌合しており、その外周面が円筒壁（30）の内周面と摺接する。スクリューロータ（40）の外周部には、スクリューロータ（40）の一端から他端へ向かって螺旋状に延びる螺旋溝（41）が複数（本実施形態では、６本）形成されている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the screw rotor (40) is a metal member formed in a substantially cylindrical shape. The screw rotor (40) is rotatably fitted to the cylindrical wall (30), and the outer peripheral surface thereof is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30). A plurality (six in this embodiment) of spiral grooves (41) extending spirally from one end to the other end of the screw rotor (40) are formed on the outer periphery of the screw rotor (40).
スクリューロータ（40）の各螺旋溝（41）は、図６における左端が始端となり、同図における右端が終端となっている。また、スクリューロータ（40）は、同図における左端部（吸入側の端部）がテーパー状に形成されている。図６に示すスクリューロータ（40）では、テーパー面状に形成されたその左端面に螺旋溝（41）の始端が開口する一方、その右端面に螺旋溝（41）の終端は開口していない。 Each spiral groove (41) of the screw rotor (40) has a left end in FIG. 6 as a start end, and a right end in the drawing ends. Further, the screw rotor (40) has a left end portion (end portion on the suction side) in FIG. In the screw rotor (40) shown in FIG. 6, the start end of the spiral groove (41) is opened at the left end face formed in a tapered surface, while the end of the spiral groove (41) is not opened at the right end face. .
螺旋溝（41）では、両側の側壁面（42,43）のうち、ゲート（51）の進行方向の前側に位置するものが第１側壁面（42）となり、ゲート（51）の進行方向の後側に位置するものが第２側壁面（43）となっている。 In the spiral groove (41), of the side wall surfaces (42, 43) on both sides, the one located on the front side in the traveling direction of the gate (51) is the first side wall surface (42), and the traveling direction of the gate (51) What is located on the rear side is the second side wall surface (43).
各ゲートロータ（50）は、長方形板状に形成された複数（本実施形態では、１１枚）のゲート（51）が放射状に設けられた樹脂製の部材である。各ゲートロータ（50）は、円筒壁（30）の外側にスクリューロータ（40）を挟んで対称に配置され、軸心がスクリューロータ（40）の軸心と直交している。各ゲートロータ（50）は、ゲート（51）が円筒壁（30）の一部を貫通してスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）に噛み合うように配置されている。 Each gate rotor (50) is a resin member in which a plurality (11 in this embodiment) of gates (51) formed in a rectangular plate shape are provided radially. Each gate rotor (50) is symmetrically disposed on the outside of the cylindrical wall (30) with the screw rotor (40) interposed therebetween, and the axis is perpendicular to the axis of the screw rotor (40). Each gate rotor (50) is arranged so that the gate (51) penetrates a part of the cylindrical wall (30) and meshes with the spiral groove (41) of the screw rotor (40).
ゲートロータ（50）は、金属製のロータ支持部材（55）に取り付けられている（図５を参照）。ロータ支持部材（55）は、基部（56）とアーム部（57）と軸部（58）とを備えている。基部（56）は、やや肉厚の円板状に形成されている。アーム部（57）は、ゲートロータ（50）のゲート（51）と同数だけ設けられており、基部（56）の外周面から外側へ向かって放射状に延びている。軸部（58）は、棒状に形成されて基部（56）に立設されている。軸部（58）の中心軸は、基部（56）の中心軸と一致している。ゲートロータ（50）は、基部（56）及びアーム部（57）における軸部（58）とは反対側の面に取り付けられている。各アーム部（57）は、ゲート（51）の背面に当接している。 The gate rotor (50) is attached to a metal rotor support member (55) (see FIG. 5). The rotor support member (55) includes a base portion (56), an arm portion (57), and a shaft portion (58). The base (56) is formed in a slightly thick disk shape. The same number of arms (57) as the gates (51) of the gate rotor (50) are provided and extend radially outward from the outer peripheral surface of the base (56). The shaft portion (58) is formed in a rod shape and is erected on the base portion (56). The central axis of the shaft portion (58) coincides with the central axis of the base portion (56). The gate rotor (50) is attached to a surface of the base portion (56) and the arm portion (57) opposite to the shaft portion (58). Each arm part (57) is in contact with the back surface of the gate (51).
ゲートロータ（50）が取り付けられたロータ支持部材（55）は、円筒壁（30）に隣接してケーシング（10）内に区画形成されたゲートロータ室（90）に収容されている（図４を参照）。図４におけるスクリューロータ（40）の右側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が下端側となる姿勢で設置されている。一方、同図におけるスクリューロータ（40）の左側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が上端側となる姿勢で設置されている。各ロータ支持部材（55）の軸部（58）は、ゲートロータ室（90）内の軸受ハウジング（91）に玉軸受（92,93）を介して回転自在に支持されている。なお、各ゲートロータ室（90）は、低圧空間（S1）に連通している。 The rotor support member (55) to which the gate rotor (50) is attached is accommodated in a gate rotor chamber (90) defined in the casing (10) adjacent to the cylindrical wall (30) (FIG. 4). See). The rotor support member (55) disposed on the right side of the screw rotor (40) in FIG. 4 is installed in such a posture that the gate rotor (50) is on the lower end side. On the other hand, the rotor support member (55) disposed on the left side of the screw rotor (40) in the figure is installed in such a posture that the gate rotor (50) is on the upper end side. The shaft portion (58) of each rotor support member (55) is rotatably supported by a bearing housing (91) in the gate rotor chamber (90) via ball bearings (92, 93). Each gate rotor chamber (90) communicates with the low pressure space (S1).
圧縮機構（20）では、円筒壁（30）の内周面と、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と、ゲートロータ（50）のゲート（51）とによって囲まれた空間が圧縮室（23）になる。スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）は、吸入側端部において低圧空間（S1）に開放しており、この開放部分が圧縮機構（20）の吸入口（24）になっている。 In the compression mechanism (20), a space surrounded by the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30), the spiral groove (41) of the screw rotor (40), and the gate (51) of the gate rotor (50) is compressed. (23) The spiral groove (41) of the screw rotor (40) is open to the low pressure space (S1) at the suction side end, and this open part is the suction port (24) of the compression mechanism (20).
スクリュー圧縮機（1）には、容量制御機構としてスライドバルブ（70）が設けられている。このスライドバルブ（70）は、円筒壁（30）がその周方向の２カ所において径方向外側に膨出したスライドバルブ収納部（31）内に設けられている。スライドバルブ（70）は、内面が円筒壁（30）の内周面の一部を構成すると共に、円筒壁（30）の軸心方向にスライド可能に構成されている。 The screw compressor (1) is provided with a slide valve (70) as a capacity control mechanism. The slide valve (70) is provided in a slide valve housing portion (31) in which a cylindrical wall (30) bulges radially outward at two locations in the circumferential direction. The slide valve (70) is configured such that its inner surface forms part of the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30) and is slidable in the axial direction of the cylindrical wall (30).
スライドバルブ（70）が図３における右方向へスライドすると、スライドバルブ収納部（31）の端面（P1）とスライドバルブ（70）の端面（P2）との間に軸方向隙間が形成される。この軸方向隙間は、圧縮室（23）から低圧空間（S1）へ冷媒を戻すためのバイパス通路（33）となっている。スライドバルブ（70）を移動させてバイパス通路（33）の開度を変更すると、圧縮機構（20）の容量が変化する。また、スライドバルブ（70）は、圧縮室（23）と高圧空間（S2）とを連通させるための吐出口（25）が形成されている。 When the slide valve (70) slides to the right in FIG. 3, an axial gap is formed between the end surface (P1) of the slide valve housing (31) and the end surface (P2) of the slide valve (70). This axial clearance serves as a bypass passage (33) for returning the refrigerant from the compression chamber (23) to the low pressure space (S1). When the slide valve (70) is moved to change the opening of the bypass passage (33), the capacity of the compression mechanism (20) changes. The slide valve (70) has a discharge port (25) for communicating the compression chamber (23) and the high-pressure space (S2).
前記スクリュー圧縮機（1）には、スライドバルブ（70）をスライド駆動させるためのスライドバルブ駆動機構（80）が設けられている。このスライドバルブ駆動機構（80）は、軸受ホルダ（60）に固定されたシリンダ（81）と、該シリンダ（81）内に装填されたピストン（82）と、該ピストン（82）のピストンロッド（83）に連結されたアーム（84）と、該アーム（84）とスライドバルブ（70）とを連結する連結ロッド（85）と、アーム（84）を図３の右方向に付勢するスプリング（86）とを備えている。 The screw compressor (1) is provided with a slide valve drive mechanism (80) for slidingly driving the slide valve (70). The slide valve drive mechanism (80) includes a cylinder (81) fixed to the bearing holder (60), a piston (82) loaded in the cylinder (81), and a piston rod ( 83), a connecting rod (85) for connecting the arm (84) and the slide valve (70), and a spring for biasing the arm (84) to the right in FIG. 86).
図３に示すスライドバルブ駆動機構（80）において、ピストン（82）の左側空間には低圧圧力が作用し、ピストン（82）の右側空間には高圧圧力が作用する。スライドバルブ駆動機構（80）は、ピストン（82）の左右の端面に作用するガス圧を調節することによって該ピストン（82）の動きを制御し、スライドバルブ（70）の位置を調整するように構成されている。 In the slide valve drive mechanism (80) shown in FIG. 3, a low pressure acts on the left space of the piston (82), and a high pressure acts on the right space of the piston (82). The slide valve drive mechanism (80) controls the movement of the piston (82) by adjusting the gas pressure acting on the left and right end faces of the piston (82), and adjusts the position of the slide valve (70). It is configured.
−運転動作−
前記シングルスクリュー圧縮機（1）の運転動作について説明する。
-Driving action-
The operation of the single screw compressor (1) will be described.
シングルスクリュー圧縮機（1）において電動機を起動すると、駆動軸（21）が回転するのに伴ってスクリューロータ（40）が回転する。このスクリューロータ（40）の回転に伴ってゲートロータ（50）も回転し、圧縮機構（20）が吸入行程、圧縮行程および吐出行程を繰り返す。ここでは、図７において網掛けを付した圧縮室（23）に着目して説明する。 When the electric motor is started in the single screw compressor (1), the screw rotor (40) rotates as the drive shaft (21) rotates. As the screw rotor (40) rotates, the gate rotor (50) also rotates, and the compression mechanism (20) repeats the suction stroke, the compression stroke, and the discharge stroke. Here, a description will be given focusing on the compression chamber (23) shaded in FIG.
図７(Ａ)において、網掛けを付した圧縮室（23）は、低圧空間（S1）に連通している。また、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の下側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされている。スクリューロータ（40）が回転すると、このゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって相対的に移動し、それに伴って圧縮室（23）の容積が拡大する。その結果、低圧空間（S1）の低圧ガス冷媒が吸入口（24）を通じて圧縮室（23）へ吸い込まれる。 In FIG. 7A, the compression chamber (23) with shading communicates with the low pressure space (S1). Further, the spiral groove (41) in which the compression chamber (23) is formed meshes with the gate (51) of the gate rotor (50) located on the lower side of the figure. When the screw rotor (40) rotates, the gate (51) relatively moves toward the terminal end of the spiral groove (41), and the volume of the compression chamber (23) increases accordingly. As a result, the low-pressure gas refrigerant in the low-pressure space (S1) is sucked into the compression chamber (23) through the suction port (24).
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図７(Ｂ)の状態となる。同図において、網掛けを付した圧縮室（23）は、閉じきり状態となっている。つまり、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の上側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされ、このゲート（51）によって低圧空間（S1）から仕切られている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮室（23）の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室（23）内のガス冷媒が圧縮される。 When the screw rotor (40) further rotates, the state shown in FIG. In the figure, the compression chamber (23) with shading is completely closed. That is, the spiral groove (41) in which the compression chamber (23) is formed meshes with the gate (51) of the gate rotor (50) located on the upper side of the figure, and the low pressure space ( It is partitioned from S1). When the gate (51) moves toward the end of the spiral groove (41) as the screw rotor (40) rotates, the volume of the compression chamber (23) gradually decreases. As a result, the gas refrigerant in the compression chamber (23) is compressed.
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図７(Ｃ)の状態となる。同図において、網掛けを付した圧縮室（23）は、吐出口（25）を介して高圧空間（S2）と連通した状態となっている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮された冷媒ガスが圧縮室（23）から高圧空間（S2）へ押し出されてゆく。 When the screw rotor (40) further rotates, the state shown in FIG. In the figure, the shaded compression chamber (23) is in communication with the high-pressure space (S2) via the discharge port (25). When the gate (51) moves toward the end of the spiral groove (41) as the screw rotor (40) rotates, the compressed refrigerant gas is pushed out from the compression chamber (23) to the high-pressure space (S2). Go.
圧縮機構（20）が吸入行程から圧縮行程へ移行する過程において、ゲートロータ（50）のゲート（51）は、スクリューロータ（40）の端面に開口する吸入口（24）を通って螺旋溝（41）内へ進入してくる。ゲート（51）が螺旋溝（41）内へ進入してくる過程において、ゲート（51）は、先ず、その進行方向の前方に位置する側面と先端面だけが螺旋溝（41）の壁面（42,44）と対面する状態となり、その後に、その進行方向の後方に位置する側面も螺旋溝（41）の壁面（43）と対面する状態となる。 In the process in which the compression mechanism (20) transitions from the suction stroke to the compression stroke, the gate (51) of the gate rotor (50) passes through the suction groove (24) that opens to the end surface of the screw rotor (40). 41) Enter inside. In the process in which the gate (51) enters the spiral groove (41), the gate (51) first has only the side surface and the front end surface located in front of the traveling direction of the wall surface (42 of the spiral groove (41). 44), and then, the side surface located rearward in the traveling direction also faces the wall surface (43) of the spiral groove (41).
なお、螺旋溝（41）内の圧縮室（23）が閉じきり状態となる位置にゲート（51）が到達した後において、ゲート（51）と螺旋溝（41）の側壁面（42,43,44）とは物理的に擦れ合っている必要はなく、両者の間に微小な隙間があっても差し支えない。つまり、ゲート（51）と螺旋溝（41）の側壁面（42,43,44）と間に微小な隙間があっても、この隙間が潤滑油からなる油膜でシールできる程度のものであれば、圧縮室（23）の気密性は保たれ、圧縮室（23）から漏れ出すガス冷媒の量は僅かな量に抑えられる。 In addition, after the gate (51) reaches the position where the compression chamber (23) in the spiral groove (41) is completely closed, the side walls (42, 43, 44) does not need to be physically rubbed, and there is no problem even if there is a minute gap between them. In other words, even if there is a minute gap between the gate (51) and the side wall surface (42, 43, 44) of the spiral groove (41), the gap can be sealed with an oil film made of lubricating oil. The airtightness of the compression chamber (23) is maintained, and the amount of gas refrigerant leaking from the compression chamber (23) is suppressed to a small amount.
−スクリューロータ加工装置−
続いて、本実施形態のスクリューロータ加工装置（以下、単に加工装置という）（100）について説明する。
-Screw rotor processing equipment-
Subsequently, a screw rotor processing apparatus (hereinafter simply referred to as a processing apparatus) (100) of the present embodiment will be described.
加工装置（100）は、図１に示すように、エンドミル等の工具（110）を支持する工具支持ユニット（200）と、被削物であるワーク（120）を支持するワーク支持ユニット（300）と、これら工具支持ユニット（200）及びワーク支持ユニット（300）が配設された基台（130）とを備えている。 As shown in FIG. 1, the machining apparatus (100) includes a tool support unit (200) that supports a tool (110) such as an end mill, and a work support unit (300) that supports a work (120) that is a workpiece. And a base (130) on which the tool support unit (200) and the work support unit (300) are disposed.
工具支持ユニット（200）は、基台（130）に配設されたコラム（210）と、該コラム（210）に取り付けられたスピンドル部（220）とを有している。 The tool support unit (200) includes a column (210) disposed on the base (130) and a spindle part (220) attached to the column (210).
コラム（210）は、基台（130）の上面に設けられたＺ軸ガイドレール（140,140）に対して摺動自在に取り付けられていて、該Ｚ軸ガイドレール（140,140）が延びるＺ軸方向に移動可能となっている。このコラム（210）の、ワーク支持ユニット（300）と対向する面には、Ｙ軸に沿って延びるＹ軸ガイドレール（150,150）が延設されている。このＹ軸は、鉛直方向に延びている。 The column (210) is slidably attached to a Z-axis guide rail (140, 140) provided on the upper surface of the base (130), and extends in the Z-axis direction in which the Z-axis guide rail (140, 140) extends. It is movable. A Y-axis guide rail (150, 150) extending along the Y-axis extends on the surface of the column (210) facing the work support unit (300). The Y axis extends in the vertical direction.
スピンドル部（220）は、エンドミル等の工具（110）が取り付けられる主軸（230）を有している。この主軸（230）は、前記Ｚ軸ガイドレール（140,140）と平行に延びる回転軸回りに工具（110）を回転させる。また、スピンドル部（220）は、ベース部（240）を介してコラム（210）のＹ軸ガイドレール（150,150）に摺動自在に取り付けられている。つまり、スピンドル部（220）は、Ｙ軸ガイドレール（150,150）が延びるＹ軸方向に移動可能となっている。 The spindle section (220) has a main shaft (230) to which a tool (110) such as an end mill is attached. The main shaft (230) rotates the tool (110) around a rotation axis extending in parallel with the Z-axis guide rail (140, 140). The spindle part (220) is slidably attached to the Y-axis guide rails (150, 150) of the column (210) via the base part (240). That is, the spindle part (220) is movable in the Y-axis direction in which the Y-axis guide rails (150, 150) extend.
つまり、工具支持ユニット（200）は、スピンドル部（220）で工具（110）を支持し且つ回転駆動すると共に、該工具（110）をＹ軸及びＺ軸に沿って平行移動させる。 That is, the tool support unit (200) supports and rotates the tool (110) with the spindle portion (220), and translates the tool (110) along the Y axis and the Z axis.
一方、ワーク支持ユニット（300）は、基台（130）に対して回転自在に配設された回転テーブル（310）と、該回転テーブル（310）上に設置されて被削物であるワーク（120）をクランプするクランプ部（320）と、該回転テーブル（310）上に設置されて該クランプ部（320）に支持されたワークの回転中心を支持するセンタ（330）とを有している。このワーク支持ユニット（300）がワーク支持部を構成する。 On the other hand, the workpiece support unit (300) includes a rotary table (310) that is rotatably arranged with respect to the base (130), and a workpiece (workpiece) that is installed on the rotary table (310) and that is a work piece. 120) and a center (330) that is installed on the rotary table (310) and supports the rotation center of the workpiece supported by the clamp part (320). . This work support unit (300) constitutes a work support part.
回転テーブル（310）は、基台（130）の上面に設けられ且つＸ軸方向（Ｙ軸及びＺ軸に直交する）に延びるＸ軸ガイドレール（160,160）に対して摺動自在に取り付けられた基礎部（311）と、該基礎部（311）に対して鉛直方向に延びる鉛直軸（B）回りに回転自在に取り付けられた回転台（312）とを有している。すなわち、回転テーブル（310）は、基礎部（311）を介してＸ軸方向に移動可能に構成されていると共に、回転台（312）を介して鉛直軸（B）回りに回転可能に構成されている。この回転テーブル（310）が第２ワーク支持部を構成する。 The rotary table (310) is slidably attached to an X-axis guide rail (160, 160) provided on the upper surface of the base (130) and extending in the X-axis direction (perpendicular to the Y-axis and Z-axis). It has a base part (311) and a turntable (312) attached to be rotatable about a vertical axis (B) extending in the vertical direction with respect to the base part (311). That is, the rotary table (310) is configured to be movable in the X-axis direction via the base portion (311), and is configured to be rotatable around the vertical axis (B) via the rotary table (312). ing. This rotary table (310) constitutes a second work support part.
クランプ部（320）は、水平方向に延びる水平軸（A）回りにワーク（120）を回転自在に支持していている。この水平軸（A）は、回転台（312）の回転中心となる鉛直軸（B）と交差している。このクランプ部（320）が第１ワーク支持部を構成する。 The clamp part (320) rotatably supports the work (120) around a horizontal axis (A) extending in the horizontal direction. The horizontal axis (A) intersects the vertical axis (B) that is the center of rotation of the turntable (312). This clamp part (320) comprises a 1st workpiece | work support part.
また、センタ（330）は、回転テーブル（310）上において前記水平軸（A）に沿って摺動自在であって、クランプ部（320）に支持されたワーク（120）の回転中心に対して該ワーク（120）の先端側から当接するように構成されている。すなわち、センタ（330）は、クランプ部（320）によって片持ち状にクランプされたワーク（120）の自由端において、その回転中心をセンタ押しすることで、クランプ部（320）によって水平軸（A）回りに回転駆動されるワーク（120）の軸ブレを防止している。 The center (330) is slidable along the horizontal axis (A) on the rotary table (310), and is centered on the rotation center of the workpiece (120) supported by the clamp part (320). It is comprised so that it may contact | abut from the front end side of this workpiece | work (120). That is, the center (330) is centered on the center of rotation at the free end of the workpiece (120) clamped in a cantilevered manner by the clamp part (320), so that the horizontal part (A ) Shaking of the workpiece (120) driven to rotate around is prevented.
つまり、ワーク支持ユニット（300）は、クランプ部（320）でクランプしたワーク（120）をＸ軸に沿って平行移動させると共に、水平軸（A）及び鉛直軸（B）回りに回転させる。 That is, the workpiece support unit (300) translates the workpiece (120) clamped by the clamp portion (320) along the X axis and rotates it around the horizontal axis (A) and the vertical axis (B).
ここで、ワーク支持ユニット（300）は、鉛直軸（B）がクランプ部（320）及びセンタ（330）を含む回転台（312）の重心を通るように構成されている。こうすることで、回転台（312）の鉛直軸（B）回りの慣性モーメントが小さくなるため、回転台（312）の駆動トルクや制動トルクが小さくなり、ワーク（120）を鉛直軸（B）回りに回転させ易くなる。また、回転台（312）を回転させるときの遠心力が小さくなるため、この点においても、ワーク（120）を鉛直軸（B）回りに回転させ易くなる。 Here, the workpiece support unit (300) is configured such that the vertical axis (B) passes through the center of gravity of the turntable (312) including the clamp part (320) and the center (330). By doing this, the moment of inertia around the vertical axis (B) of the turntable (312) is reduced, so the driving torque and braking torque of the turntable (312) are reduced, and the workpiece (120) is moved to the vertical axis (B). It becomes easy to rotate around. Further, since the centrifugal force when rotating the turntable (312) is reduced, the workpiece (120) can be easily rotated around the vertical axis (B) also in this respect.
さらに、ワーク支持ユニット（300）は、鉛直軸（B）がクランプ部（320）にクランプされたワーク（120）を通るように構成されている。換言すれば、ワーク（120）が鉛直軸（B）上に位置するようにクランプ部（320）に取り付けられている。こうすることで、ワーク（120）の姿勢を変化させるべく該ワーク（120）を回転させたときに、回転の前後で、ワーク（120）と工具（110）との相対位置関係があまり変わらず、回転したワーク（120）に応じて工具（110）を相対的に移動させる量（工具支持ユニット（220）をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる量や回転テーブル（310）をＸ軸方向に移動させる量）を抑制することができる。 Furthermore, the workpiece support unit (300) is configured so that the vertical axis (B) passes through the workpiece (120) clamped by the clamp portion (320). In other words, the workpiece (120) is attached to the clamp part (320) so as to be positioned on the vertical axis (B). In this way, when the workpiece (120) is rotated to change the posture of the workpiece (120), the relative positional relationship between the workpiece (120) and the tool (110) does not change much before and after the rotation. The amount by which the tool (110) is relatively moved according to the rotated workpiece (120) (the amount by which the tool support unit (220) is moved in the Y-axis direction and the Z-axis direction, and the rotary table (310) in the X-axis direction) (Amount to be moved to) can be suppressed.
このように構成された加工装置（100）は、制御部（図示省略）からの制御信号に応じて、工具支持ユニット（200）とワーク支持ユニット（300）とを駆動することによって、図２に示すように、工具（110）及びワーク（120）を相対的に移動させて、該工具（110）でワーク（120）を加工する。この加工装置（100）では、予め数値データとして与えられた工具経路に基づいて工具（110）をワーク（120）に対して相対的に移動させることによって、スクリューロータ（40）となるワーク（120）の加工が行われる。加工装置（100）は、複数種類の工具（110）を用いて、荒削りから仕上げまでの複数の行程を順次行う。例えば、加工装置（100）は、エンドミルを工具（110）として用い、ワーク（120）に前記螺旋溝（41）の下溝を荒削りする。その後、螺旋溝（41）の第１側壁面（42）をエンドミル（110）で加工し、続いて、螺旋溝（41）の第２側壁面（43）をエンドミル（110）で加工して、螺旋溝（41）を仕上げる。 The machining apparatus (100) configured in this manner drives the tool support unit (200) and the work support unit (300) in accordance with a control signal from a control unit (not shown), thereby obtaining the configuration shown in FIG. As shown, the tool (110) and the work (120) are relatively moved, and the work (120) is processed with the tool (110). In this processing apparatus (100), the work (120) that becomes the screw rotor (40) is moved by moving the tool (110) relative to the work (120) based on a tool path given in advance as numerical data. ) Is processed. The machining apparatus (100) sequentially performs a plurality of steps from roughing to finishing using a plurality of types of tools (110). For example, the machining apparatus (100) uses an end mill as a tool (110) to roughly cut the lower groove of the spiral groove (41) on the workpiece (120). Thereafter, the first side wall surface (42) of the spiral groove (41) is processed by the end mill (110), and then the second side wall surface (43) of the spiral groove (41) is processed by the end mill (110), Finish the spiral groove (41).
この加工装置（100）は、工具（110）とワーク（120）とを前述の如く、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）に沿って相対的に直進移動させる共に、２軸（水平軸（A）及び鉛直軸（B））回りに相対的に回転移動させることによって、前述の如く、複雑な形状をした螺旋溝（41）であっても加工することができる。 As described above, the machining apparatus (100) moves the tool (110) and the work (120) relatively straight along the three axes (X-axis, Y-axis, and Z-axis) as well as two axes (horizontal). As described above, the spiral groove (41) having a complicated shape can be processed by relatively rotating around the axis (A) and the vertical axis (B).
このようにワーク（120）の工具（110）に対する姿勢及び位置を変えながら該ワーク（120）に加工を施す場合、ワーク支持ユニットによるワークの回転移動に伴って、ワーク支持ユニットに与えるワークの重力の影響が変化すると、該ワークの重力の影響の変化を考慮しながら、ワークを回転移動させる必要があり、ワークの姿勢及び位置の制御が複雑になる。そのため、ワークの姿勢及び位置を高精度に制御することが困難となる。例えば、前記特許文献２に開示された加工装置においては、ワークを所定の軸回りに支持するワーク支持部を基台対して水平軸回りに回転可能に取り付けているため、ワーク支持部が基台に対して水平軸回りに回転すると、ワークの軸の傾きも変化し、そうすると、ワークの重力のうち該ワークの軸方向へ作用する成分と、該ワークの軸に直交する方向へ作用する成分との比率が変化する。このワークの軸に直交する方向へ作用する成分は、ワークの軸をさらに傾かせる方向に作用するため、ワーク支持部を水平軸回りに回転させる駆動力に影響を与える。つまり、ワーク支持部を水平軸回りに回転させる駆動力がワークの軸の傾きに応じて異なるため、ワークの姿勢及び位置を制御するに際して、ワークの軸の傾きを考慮しなければならず、その制御が複雑になってしまう。
When the workpiece (120) is processed while changing the posture and position of the workpiece (120) with respect to the tool (110), the gravity of the workpiece applied to the workpiece support unit as the workpiece is rotated by the workpiece support unit. If the influence of is changed, it is necessary to rotate the work while considering the change in the influence of the gravity of the work, and the control of the posture and position of the work becomes complicated. Therefore, it becomes difficult to control the posture and position of the workpiece with high accuracy. For example, in the processing apparatus disclosed in
それに対して、前記ワーク支持ユニット（300）においては、鉛直軸（B）回りに回転可能な回転テーブル（310）を基台（130）上にまず配設し、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持するクランプ部（320）を該回転テーブル（310）上に配設することによって、回転テーブル（310）を鉛直軸（B）回りに回転させても、ワーク（120）の姿勢はその軸（スクリューロータ（40）の軸）が水平方向を向いたままであり、また、クランプ部（320）によりワーク（120）を水平軸（A）回りに回転させても、当然ながら、ワーク（120）の姿勢はその軸（スクリューロータ（40）の軸）が水平方向を向いたままであるため、クランプ部（320）や回転テーブル（310）へのワーク（120）の重力の影響は変わらない。その結果、ワーク（120）の重力の影響の変化を考慮することなく、ワーク（120）を回転移動させることができ、ワーク（120）の姿勢及び位置を高精度に制御することができる。 On the other hand, in the work support unit (300), a rotary table (310) rotatable around a vertical axis (B) is first disposed on a base (130), and a work (120) is placed on a horizontal axis ( A) By disposing the clamp part (320) rotatably supported around the rotary table (310), the workpiece (120) can be rotated even if the rotary table (310) is rotated around the vertical axis (B). ) Is maintained even if the axis (screw rotor (40) axis) remains in the horizontal direction, and the workpiece (120) is rotated around the horizontal axis (A) by the clamp (320). However, since the workpiece (120) has its axis (screw rotor (40) axis) oriented horizontally, the gravity of the workpiece (120) on the clamp (320) or rotary table (310) The effect remains the same. As a result, the workpiece (120) can be rotated and moved without considering the change in the gravity of the workpiece (120), and the posture and position of the workpiece (120) can be controlled with high accuracy.
したがって、本実施形態によれば、鉛直軸（B）回りに回転可能な回転ステージ（310）上に、ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持するクランプ部（320）を配設することによって、ワーク（120）を水平軸（A）及び鉛直軸（B）回りに回転させる間における、回転ステージ（310）やクランプ部（320）に与えるワーク（120）の重力の影響の変化を抑制することができる。その結果、ワーク（120）の姿勢及び位置を精度良く制御することができる。 Therefore, according to the present embodiment, the clamp part (320) for supporting the workpiece (120) rotatably around the horizontal axis (A) on the rotary stage (310) rotatable around the vertical axis (B). Arrangement of the gravity of the workpiece (120) on the rotary stage (310) and clamp part (320) while rotating the workpiece (120) around the horizontal axis (A) and the vertical axis (B) Can be suppressed. As a result, the posture and position of the workpiece (120) can be accurately controlled.
また、ワーク支持ユニット（300）をその鉛直軸（B）がクランプ部（320）及びセンタ（330）を含む回転台（312）の重心を通るように構成することによって、該回転台（312）の鉛直軸（B）回りの慣性モーメントを小さくすると共に該回転台（312）の遠心力を小さくして、回転台（312）を回転させ易く、即ち、該回転台（312）上のワーク（120）を制御し易くすることができ、ワーク（120）の姿勢及び位置をさらに精度良く制御することができる。 Further, the work support unit (300) is configured such that its vertical axis (B) passes through the center of gravity of the turntable (312) including the clamp part (320) and the center (330), thereby the turntable (312). The moment of inertia about the vertical axis (B) of the rotating table (312) and the centrifugal force of the rotating table (312) are reduced to facilitate the rotation of the rotating table (312), that is, the workpiece on the rotating table (312) ( 120) can be easily controlled, and the posture and position of the workpiece (120) can be controlled with higher accuracy.
さらに、ワーク支持ユニット（300）をその鉛直軸（B）がクランプ部（320）にクランプされたワーク（120）を通るように構成することによって、ワーク（120）を該鉛直軸（B）回りに回転させても、回転の前後で、工具（110）に対する位置関係が大きく変わることがなく、ワーク（120）の回転に対応させた工具（110）の相対的な移動量を抑制することができる。尚、該鉛直軸（B）がワーク（120）の重心を通るように構成することが好ましい。こうすることによって、ワーク（120）の回転に対応させた工具（110）の相対的な移動量をさらに抑制することができる。それに加えて、該ワーク（120）を含めた回転台（312）の鉛直軸（B）回りの慣性モーメント及び該回転台（312）の遠心力を小さくすることができ、ワーク（120）の姿勢及び位置をさらに精度良く制御することもできる。 Further, the workpiece support unit (300) is configured so that its vertical axis (B) passes through the workpiece (120) clamped by the clamp part (320), so that the workpiece (120) is rotated around the vertical axis (B). Even if it is rotated, the positional relationship with respect to the tool (110) does not change significantly before and after the rotation, and the relative movement amount of the tool (110) corresponding to the rotation of the workpiece (120) can be suppressed. it can. It is preferable that the vertical axis (B) pass through the center of gravity of the workpiece (120). By doing so, the relative movement amount of the tool (110) corresponding to the rotation of the workpiece (120) can be further suppressed. In addition, the moment of inertia around the vertical axis (B) of the turntable (312) including the work (120) and the centrifugal force of the turntable (312) can be reduced, and the posture of the work (120) In addition, the position can be controlled with higher accuracy.
尚、本実施形態では、工具支持ユニット（200）を２軸（Ｙ軸及びＺ軸）に沿って直進移動可能に構成し、ワーク支持ユニット（300）を１軸（Ｘ軸）に沿って直進移動可能且つ２軸（水平軸（A）及び鉛直軸（B））回りに回転可能に構成しているが、これに限られるものではない。ワーク支持ユニット（300）によってワーク（120）を２軸（水平軸（A）及び鉛直軸（B））回りに回転させるように構成すればよく、その他の３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）に沿ったワーク（120）の平行移動を工具支持ユニット（200）で行ってもよいし、ワーク支持ユニット（300）で行ってもよい。また、３軸は必ずしも直交している必要はなく、また、直線状に延びる軸である必要もない。さらに、３軸以外のさらに別の軸に沿ってワーク（120）を平行移動させる構成であってもよく、２軸以外のさらに別の軸回りにワーク（120）を回転させる構成であってもよい。 In this embodiment, the tool support unit (200) is configured to be linearly movable along two axes (Y axis and Z axis), and the work support unit (300) is linearly moved along one axis (X axis). Although it is configured to be movable and rotatable about two axes (horizontal axis (A) and vertical axis (B)), it is not limited to this. The workpiece support unit (300) may be configured to rotate the workpiece (120) about two axes (horizontal axis (A) and vertical axis (B)), and the other three axes (X axis, Y axis, and Z axis). The parallel movement of the workpiece (120) along the axis) may be performed by the tool support unit (200) or by the workpiece support unit (300). Further, the three axes do not necessarily need to be orthogonal, and do not need to be linearly extending axes. Further, the configuration may be such that the workpiece (120) is translated along another axis other than the three axes, or the workpiece (120) may be rotated around another axis other than the two axes. Good.
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、スクリュー圧縮機のスクリューロータを加工するスクリューロータ加工装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for a screw rotor processing apparatus that processes a screw rotor of a screw compressor.
1 シングルスクリュー圧縮機（スクリュー圧縮機）
40 スクリューロータ
100 スクリューロータ加工装置
110 工具
120 ワーク
300 ワーク支持ユニット（ワーク支持部）
310 回転テーブル（第２ワーク支持部）
320 クランプ部（第１ワーク支持部）
A 水平軸
B 鉛直軸
1 Single screw compressor (screw compressor)
40 screw rotor
100 Screw rotor processing equipment
110 tools
120 workpieces
300 Work support unit (work support part)
310 Rotary table (second work support)
320 Clamp (first work support)
A horizontal axis
B Vertical axis
Claims (5)
ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持する第１ワーク支持部（320）と、該第１ワーク支持部（320）を鉛直軸回りに回転可能に支持する第２ワーク支持部（310）とを有するワーク支持部（300）を備えていることを特徴とするスクリューロータ加工装置。 The workpiece (120) and the tool (110) are rotated relative to each other around at least two axes, and the workpiece (120) is screw-compressed with the tool (110) while being relatively displaced along at least three axes. A screw rotor processing device for processing the screw rotor (40) of the machine (1),
A first workpiece support (320) that supports the workpiece (120) rotatably about a horizontal axis (A), and a second workpiece support that supports the first workpiece support (320) rotatably about a vertical axis. A screw rotor machining apparatus comprising a workpiece support (300) having a section (310).
前記ワーク支持部（300）は、前記鉛直軸（B）が該ワーク支持部（300）に支持されたワーク（120）を通るように構成されていることを特徴とするスクリューロータ加工装置。 In claim 1,
The screw rotor machining apparatus, wherein the workpiece support (300) is configured such that the vertical axis (B) passes through a workpiece (120) supported by the workpiece support (300).
前記ワーク支持部（300）は、前記鉛直軸（B）が該ワーク支持部（300）の重心を通るように構成されていることを特徴とするスクリューロータ加工装置。 In claim 1,
The work support part (300) is configured so that the vertical axis (B) passes through the center of gravity of the work support part (300).
ワーク（120）を水平軸（A）回りに回転可能に支持すると共に、ワーク（120）を水平軸（A）回りに支持した状態のまま鉛直軸（B）回りに回転可能に支持し、
ワーク（120）を水平軸（A）及び鉛直軸（B）回りに回転させて該工具（110）で加工することを特徴とするスクリューロータの加工方法。 Screw compression of the workpiece (120) with the tool (110) while rotating the workpiece (120) and the tool (110) relatively around at least two axes and relatively displacing along the at least three axes A screw rotor processing method for processing into a screw rotor (40) of a machine (1),
The work (120) is supported so as to be rotatable around the horizontal axis (A), and the work (120) is supported so as to be rotatable around the vertical axis (B) while being supported around the horizontal axis (A).
A processing method for a screw rotor, characterized in that a work (120) is rotated about a horizontal axis (A) and a vertical axis (B) and processed with the tool (110).
ワーク（120）が前記鉛直軸（B）上に位置するように支持することを特徴とするスクリューロータの加工方法。 In claim 4,
A screw rotor machining method, wherein the workpiece (120) is supported so as to be positioned on the vertical axis (B).
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| KR102427512B1 (en) * | 2022-06-09 | 2022-08-01 | 한국에어로(주) | A apparatus to work grooves of screw rotors |
| JP7148942B1 (en) * | 2021-11-04 | 2022-10-06 | ソンジン テック カンパニー リミテッド | Drum-shaped worm shaft processing equipment |
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-
2007
- 2007-08-31 JP JP2007226920A patent/JP2009057920A/en active Pending
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