JP2010043567A - スクロール圧縮機の自転防止継手の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切削部分を大幅に削減し、アルミニウム合金の利用率を飛躍的に高め、安価なスクロール圧縮機の自転防止継手の提供を可能にする。
【解決手段】アルミニウム合金の押出しにより、内外周部に突起６２，６３をそれぞれ有するパイプ材を成形し、
前記パイプ材を所定の厚さに切断しリング材６０を形成し、
前記リング材６０の外周縁よりやや小さい透孔を有するメス型７０と、内周縁よりやや大きいオス型７１とを有するプレス装置において、
前記リング材６０を前記メス型７０の一方面に設置し、前記リング材６０の他方面側から前記オス型７１を押し込み、リング材６６の両面に嵌合突起３２，３３を成型するスクロール圧縮機の自転防止継手の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、自転防止継手の製造方法に関する。より具体的には、冷凍、空調用の冷媒圧縮機、空気やその他のガス圧縮機として好適なスクロール圧縮機の自転防止継手の製作方法に関する。

スクロール圧縮機の作動の原理、スクロール圧縮機に使用される自転防止継手の構造及び作動原理については公知である。
スクロール圧縮機は、渦巻状のラップを互いにかみ合わせた固定スクロールと、旋回スクロールと、旋回スクロールの自転を防止する自転防止継手からなり、旋回スクロースが回転することにより供給口から供給された空気等を圧縮し排出する圧縮機である。
また、旋回スクロールには、自転防止継手が摺動することにより旋回スクロールの自転を防止し、自転防止継手を介し、主軸の回転を正確に旋回スクロールに伝える。
このような、自転防止継手の摺動特性を向上させるため、旋回スクロースと摺動する自転防止継手の摺動部に、リューブライト処理、浸硫窒化処理を施すことが提案されている（例えば、特許文献１）。
また、自転防止継手の加工性を高め、自転防止継手の振動の発生に起因するスクロール圧縮機の使用中の振動を低減するため、素材にアルミニウム合金を使用し、鍛造によりパイプ材を形成した後、パイプ材に切削加工を施し、所定の自転防止継手の形状にする製造方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
特開昭５８−１７４１０１号公報 特開平１−２１１６８０号公報

しかしながら、従来の自転防止継手の製造方法では、先ずアルミニウム合金を鍛造によりパイプ材とし、次ぎに所定の厚さにパイプ材を切断し、その後所定の形状に切削加工し自転防止継手を製造していた。
そのため、環状部材の上下面に嵌合用突起を有する自転防止継手を製造するに当たっては、多くのアルミニウム合金を切削により除去せざる得ず、アルミニウム合金の利用率が悪く、自転防止継手が高価なものになっていた。

そこで、本発明の自転防止継手の製造方法では、所定の厚さに切断されたパイプ材を、絞り加工により所定の形状の自転防止継手にすることにより、切削部分を大幅に削減し、アルミニウム合金の利用率を飛躍的に高め、安価な自転防止継手の提供を可能にするものである。

上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
請求項１記載の発明は、アルミニウム合金の押出しにより、内外周部に突起をそれぞれ有するパイプ材を成形し、
前記パイプ材を所定の厚さに切断しリング材を形成し、
前記リング材の外周縁よりやや小さい透孔を有するメス型と、内周縁よりやや大きいオス型とを有するプレス装置において、
前記リング材を前記メス型の一方面に設置し、前記リング材の他方面側から前記オス型を押し込み、リング材の両面に嵌合突起を成型するスクロール圧縮機の自転防止継手の製造方法である。

（作用効果）
アルミニウム合金を使用することにより、最終製品である自転防止継手を軽量化でき、自転防止継手の振動に起因するスクロール圧縮機の使用中の振動を低減することができる。
延性性能に優れるアルミニウム合金を押出し、パイプ材を成型することにより、最終製品である自転防止継手の嵌合突起に対応するパイプ材の内外周に突起を成型することができる。

パイプ材を所定の厚さに切断したリング材を、リング材の外周縁よりやや小さい透孔を有するメス型と、内周縁よりやや大きいオス型とを有するプレス装置において、リング材をメス型の一方面に設置し、リング材の他方面側からオス型を押し込み、リング材の両面に嵌合突起を成型することにより、切削部分を大幅に削減し、アルミニウム合金の利用率を飛躍的に高め、安価な自転防止継手の提供することができる。

＜請求項２記載の発明＞
請求項２記載の発明は、前記リング材の両面の嵌合突起を研削加工することを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機の自転防止継手の製造方法である。

（作用効果）
リング材の両面の嵌合突起を研削加工することにより、さらにリング材の両面の嵌合突起の形状及び寸法精度を高め、スクロール圧縮機の旋回スクロール、フレームに形成された嵌合溝との嵌合を好適にすることができる。

本発明によれば、切削部分を大幅に削減し、アルミニウム合金の利用率を飛躍的に高め、安価なスクロール圧縮機の自転防止継手の提供を可能にする。

先ず、スクロール圧縮機を説明した後、本発明の実施の形態を説明する。

（スクロール圧縮機）
図１は、スクロール圧縮機の部分断面図であり、図２は、本発明の製造方法により製造された第１形態の自転防止継手３０の斜視図であり、図３は、第１形態の自転防止継手３０の外観図である。
図１に示すとおり、スクロール圧縮機の圧縮部１５は、固定スクロール１０と、旋回スクロール２０と、自転防止継手３０と、フレーム４０と、電動部（図示せず）からの回転を伝える回転軸５０から構成されている。

固定スクロール１０は、台板１１と、台板１１から下方に延在する渦巻き状のラップ１２と、ガス等を密閉室に吸入する吸入口１３と、圧縮されたガス等を密閉室から吐出する吐出口１４とを有する。

旋回スクロール２０は、台板２１と、台板２１から上方に延在する渦巻き状のラップ２２と、台板２１から下方に延在するボス２３を有する。
旋回スクロール２０の渦巻き状のラップ２２は、固定スクロール１０の渦巻き状のラップ１２と相互に噛み合い密閉室を形成する。
ボス２３の内周部には軸受け２４が取付けられており、台板２１の下側面には後述する自転防止継手３０の上面嵌合突起３２と対照な位置に嵌合溝２５が形成されている。

回転軸５０は、フレーム４０と嵌合し、回転軸５０の先端のクランクピン５１は、旋回スクロール２０の軸受け２４に挿入されている。
回転軸５０の回転はフレーム４０に伝えられ、フレーム４０の上面側には、後述する自転防止継手３０の下面嵌合突起３３と対照な位置に嵌合溝４１が形成されている。
なお、旋回スクロール２０に形成された嵌合溝２５と、フレーム４０に形成された嵌合溝４１とは９０度間隔に形成されている。

図２及び図３に示すとおり、自転防止継手３０は、円周部３１と、円周部３１の上側面の上面嵌合突起３２と、円周部３１の下側面の下面嵌合突起３３とを有する。
自動防止継手３０は、旋回スクロール２０とフレーム４０にそれぞれ嵌合され、旋回スクロール２０の固定スクロール１０に対する自転を防止すると共に、回転軸５０の回転をフレーム４０を介し確実に旋回スクロール２０に伝える。
すなわち、自転防止継手３０の上面嵌合突起３２が、旋回スクロール２０の嵌合溝２５に嵌合し、自転防止継手３０の下面嵌合突起３３がフレーム４０の嵌合溝４１に嵌合することにより、回転軸５０が回転していない場合にあっては、旋回スクロール２０の自転を防止し、回転軸５０が回転している場合にあっては、回転軸５０の回転を確実に旋回スクロール２０に伝え、旋回スクロール２０を回転させることができる。

吸入口１３から密閉室に吸入れされたガス等は、旋回スクロール２０が回転（旋回）することにより密閉室の中央部で圧縮され、圧縮されたガス等は、吐出口１４から密閉室の外部に吐出される。

（本発明の実施形態）
図４は、第１形態の自転防止継手３０の絞り加工前の第１形態のリング材６０の外観図であり、図５は、絞り加工の概略図である。

本発明に係るスクロール圧縮機の自転防止継手の製造方法は、押出しによりパイプ材を成形する工程と、得られたパイプ材を所定の長さに切断してリング材を形成する工程と、得られたリング材を絞り加工により自転防止継手にする工程を有する。

（押出し工程）
自転防止継手３０の振動の発生に起因するスクロール圧縮機の使用中の振動を低減するため、母材としてアルミニウム合金を使用する。
先ず、アルミニウム合金を加熱し、ダイスに押出し、図４（ａ）に示された正面図を有する長尺のパイプ材を成形する。

（切断工程）
長尺のパイプ材を所定の長さに切断しリング材６０を形成する。
図４に示すように、リング材６０は、リング部６１と、自転防止継手３０の円周部３１の上側面の上面嵌合突起３２に成形されるリング部６１の内周面に内周突起６２と、自転防止継手３０の円周部３１の下側面の下面嵌合突起３３に成形されるリング部６１の外周面に外周突起６３とを有する。
ここで、リング部６１の幅寸法は、絞り加工時に発生するの幅寸法の減少を考慮に入れ、自転防止継手３０の円周部３１の幅寸法に対し、約１４５〜１５５％に形成することが好ましく、リング部６１の厚み寸法は、絞り加工時に発生するの厚み寸法の増加を考慮に入れ、自転防止継手３０の円周部３１の厚み寸法に対し、約６５〜７０％に形成することが好ましい。
内外周突起６２、６３の幅寸法は、絞り加工後に行う研削により研削される寸法を考慮に入れ、自転防止継手３０の嵌合突起３２、３３の幅に対し、約１０２〜１０５％に形成することが好ましく、内外周突起６２、６３の突起長さ寸法は、自転防止継手３０の嵌合突起３２、３３の高さ寸法となるため、自転防止継手３０の嵌合突起３２、３３の高さ寸法とほぼ同一長さ寸法とすることが好ましい。
図４（ｂ）に示すように、

（絞り工程）
図５に示すとおり、リング材６０をメス型７０に設置し、上方からオス型７１を押し込み自動防止継手３０に成形する。なお、図５では、リング材６０の上面側をメス型７０に設置している。
メス型７０の内径寸法とオス型７１の外径寸法との寸法差（寸法公差という場合もある。）は、自動防止継手３０の幅寸法の２倍に設定され、リング材６０のメス型７０への設置は、リング材６０のリング部６１の中心と、メス型７０の中心と、オス型７１の中心が一直線上になるように設置する。
リング部６１の内周近傍部６４の面積と、リング部６１の外周近傍部６５の面積とを同一面積にすると、内周近傍部６４に加わる圧力と、外周近傍部６５に加わる圧力が等しくすることができ好適である。
また、内周近傍部６４の面積と外周近傍部６５の面積との合計面積が、リング部６１の面積の約４５〜５５％にすることにより、絞り加工中に局部的な伸び等を抑制し形状、寸法精度の高い自転防止継手３０の成型を行うことができ好適である。
なお、リング部６１の内周近傍部６４とは、リング部６１とオス型７１のオーバーラップ部分をいい、リング部６１の外周近傍部６５とは、リング部６１とメス型７０のオーバーラップ部分をいう。

簡易的には、リング部６１の外周縁とメス型７０の内周縁の寸法差と、リング部６１の内周縁とオス型７１の外周縁の寸法差を同一寸法差とし、リング部６１の外周縁とメス型７０の内周縁の寸法差及びリング部６１の内周縁とオス型７１の外周縁の寸法差をそれぞれリング部６１の幅寸法に対し、約２３〜２７％に設定すれば、内周近傍部６４に加わる圧力と、外周近傍部６５に加わる圧力が等しくすることができ、絞り加工中に局部的な伸び等を抑制し形状、寸法精度の高い自転防止継手３０の成型を行うことができる。
また、図示していないが、オス型７１の外周縁にＲ加工が施されているオス型、オス型７１の押し込み面に円弧形状が付されているオス型が、絞り加工中に局部的な伸び等を抑制し形状、寸法精度の高い自転防止継手３０の成型を行うにあたりより好適である。

前述したとおり、リング材６０をメス型７０に設置し、上方からオス型７１を押し込んでいくと、リング材６０の内側から順次下方向に絞られていき、最終製品である自転防止継手３０の成型が完了する。
すなわち、上方からオス型７１を押し込んでいくと、先ず、リング部６１の内周面の内周突起６２が下方向に絞られ、リング材６０のリング部６１の内周近傍部６４がオス型７１の押し込み方向である下方向に絞られ、リング部６１の上側面（図５の下側面に相当）上に嵌合突起３２が成型される。
さらに、オス型７１を押し込んでいくと、先ず、リング部６１が下方向に絞られ、次ぎに、リング材６０のリング部６１の外周近傍部６５が下方向に絞られ、円周部３１が成形される。
さらに、リング部６１を押し込んでいくと、外周面の外周突起６３が上方向に絞られて、リング部６１の下側面（図５の上側面に相当）上に嵌合突起３３が成型され、最終製品である自転防止継手３０の成型が完了する。

成形された自動防止継手３０の嵌合突起３２，３３の幅方向対向面をさらに研削加工することにより、嵌合突起３２，３３の幅方向の寸法精度をより一層高め精級とし、自転防止継手の振動に起因するスクロール圧縮機の使用中の振動をより一層低減することができる。
また、図５には図示されていないが、リング材６０の厚み寸法が小さい場合には、しわ抑え型とメス型でリング材６０を挟持することで、絞り加工中にリング材６０上に生じるシワを抑制することができる。

図６は、本発明の製造方法により製造された第２形態の自転防止継手３５の斜視図であり、図７は、第２形態の自転防止継手３５の絞り加工前の第２形態のリング材６６の外観図である。
本発明の第２形態の自転防止継手３５は、旋回スクロール２０との摺動抵抗を低減するために第１形態の自転防止継手３０の円周部３１の上側面に上面凸部３６をさらに有した自転防止継手である。
本発明の第２形態の自転防止継手３５の製造に使用するリング材６６は、第２形態の自転防止継手３５の上面凸部３６に成型されるリング部６１の外周面に外周凸部６７を有する他は、第１形態のリング材６０と同様である。
本発明の第２形態の自転防止継手３５の製造方法は、第１形態の自転防止継手の製造方法と同じあるので説明は省略する。

図８は、本発明の製造方法により製造された第３形態の自転防止継手３７の斜視図であり、図９は、第３形態の自転防止継手３７の絞り加工前の第３形態のリング材６８の外観図である。
本発明の第３形態の自転防止継手３７は、旋回スクロール２０との摺動抵抗を低減するために第１形態の自転防止継手３０の円周部３１の上側面に上面凸部３６と、フレーム４０との摺動抵抗を低減するために自転防止継手３０の円周部３１の下側面に下面凸部３８をさらに有した自転防止継手である。
本発明の第３形態の自転防止継手３７の製造に使用するリング材６８は、第３形態の自転防止継手３７の上面凸部３６に成型されるリング部６８の外周面に外周凸部６７を有し、第３形態の自転防止継手３７の下面凸部３８に成型されるリング部６８の内周面に内周凸部６９を有する他は、第１形態のリング材６０と同様である。
本発明の第３形態の自転防止継手３７の製造方法は、第１形態の自転防止継手の製造方法と同じあるので説明は省略する。

スクロール圧縮機の部分断面図である。 本発明の製造方法により製造された第１形態の自転防止継手の斜視図である。 第１形態の自転防止継手であり、（ａ）は同正面図、（ｂ）は同側面図である。 第１形態のリング材であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の絞り加工の外観図である。 本発明の製造方法により製造された第２形態の自転防止継手の斜視図である 。 第２形態のリング材であり、（ａ）は同正面図、（ｂ）は同側面図である。 本発明の製造方法により製造された第３形態の自転防止継手の斜視図である。 第３形態のリング材であり、（ａ）は同正面図、（ｂ）は同側面図である。

符号の説明

１０…固定スクロール、１１…台板、１２…ラップ、１３…吸入口、１４…吐出口、１５…圧縮部、２０…旋回スクロール、２１…台板、２２…ラップ、２３…ボス、２４…軸受け、２５…嵌合溝、３０…自転防止継手（第１形態）、３１…円周部、３２…上面嵌合突起、３３…下面嵌合突起、３５…自転防止継手（第２形態）、３６…上面凸部、３７…自転防止継手（第３形態）、３８…下面凸部、４０…フレーム、４１…嵌合溝、５０…回転軸、５１…クランクピン、６０…リング材（第１形態）、６１…リング部、６２…内周突起、６３…外周突起、６４…内周近傍部、６５…外周近傍部、６６…リング材（第２形態）、６７…外周凸部、オス型、６８…リング材（第３形態）、６９…内周凸部、７０…メス型、７１…オス型

Claims (2)

1. アルミニウム合金の押出しにより、内外周部に突起をそれぞれ有するパイプ材を成形し、
   前記パイプ材を所定の厚さに切断しリング材を形成し、
   前記リング材の外周縁よりやや小さい透孔を有するメス型と、内周縁よりやや大きいオス型とを有するプレス装置において、
   前記リング材を前記メス型の一方面に設置し、前記リング材の他方面側から前記オス型を押し込み、リング材の両面に嵌合突起を成型するスクロール圧縮機の自転防止継手の製造方法。
2. 前記リング材の両面の嵌合突起を研削加工することを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機の自転防止継手の製造方法。

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