JP2002219553A - 鋳造装置、鋳造成形品、及びスクロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 押出し材による被押出し面の平面加工を容易
又は不要とし、加工工数の削減が可能な鋳造成形品、ス
クロール、及び鋳造装置。 【解決手段】 上型１３はスクロール２０の渦巻き側の
型であり、上型１３にはスクロールの渦巻き２０ａ先端
部に沿って略同形に連続的に形成の押出し孔１４が設け
られている。押出し孔１４には押出し材１５が貫通され
ている。この押出し材１５の先端は金型のキャビティ６
に達している。押出し材１５の押出し面１５ａも渦巻き
２０ａ先端部と略同形を成している。前記構成の鋳造装
置により成形されたスクロールは、従来の複数の押出し
ピン跡による表面の凹凸が生じず、一体である押出し材
１５により被押出し面であるスクロールの渦巻き先端部
２０ａが均一の高さの連続的な平面部を有する形状とな
って現れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、鋳造装置、それに
より製造される鋳造成形品、そしてスクロール型圧縮機
におけるスクロールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋳造成形品である例えばスクロー
ル型圧縮機のスクロールは、一般的には鋳造の一種であ
るダイカスト鋳造法により以下のように製造されてい
た。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、鋳造装置５５の
中央部にはスクロール５０の鋳造空所（キャビティ）が
形成された上下の金型４３、３３が設置されている（図
５において、便宜上、成形品であるスクロールのみハッ
チングで表示している）。この上下の金型４３、３３が
型合わせされて形成されたキャビティ３６内に溶融金属
が注湯され、金型３３、４３内で冷却、固化後に鋳造成
形品であるスクロール５０が型抜きされる。型抜きの際
に、金型３３、４３内で固まったスクロール５０をその
ままロボットアーム等で引張ると、スクロール５０の渦
巻き部のように複雑な形状を成している場合、接触抵抗
で、金型３３、４３内にスクロール５０が残ってしまう
可能性があるため、上下の金型４３、３３が離れるのと
同期して上型４３内に備えられた棒状の押出しピン４５
により渦巻き先端部５０ａが押出されるように構成され
ていた。さらに、下型３３においても押出しピン３５に
よりスクロール５０の基盤部が押出されるように構成さ
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の押出
しピン３５、４５を用いた型抜きでは、金型３３、４３
の押出しピン孔３４、４４に該ピンが可動状態で挿入さ
れたままダイカストされるため、押出しピン３５、４５
の位置決め不良、磨耗やゆがみを原因として各押出しピ
ン３５、４５の間に先端形状にばらつきが生じたり、高
さに不揃いが生じたりする等して、これが成形後、スク
ロールの渦巻き先端部５０ａに図６（ｃ）及び図７に示
すようなピン跡の凹凸５１となって現れた。すなわち図
６（ａ）に示すように押出しピン４５がキャビティ形成
面より僅かに突出した状態では渦巻き先端部５０ａに凹
部を形成し、図６（ｂ）に示すようにキャビティ形成面
よりも僅かに没入した状態では凸部を形成するようにな
る。このような凹凸５１があると可動側スクロールと固
定側スクロールを組み付け圧縮機を構成したとしても、
渦巻き先端部５０ａではその対向面との間で凹凸５１に
基づく、許容量以上の隙間ができ、冷媒ガスが漏れてし
まう不具合が生じる。このため、切削等による均一な平
面を得るための加工を要した。本発明の目的は、被押出
し面の平面加工が容易、又は不要とし、加工工数の削減
が可能な鋳造装置、これにより製造される鋳造成形品及
びスクロールを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明では、接合分離可能に配置され、か
つキャビティを形成する一対の鋳造用金型と、該金型に
設けられた押出し孔と、該押出し孔に貫通された押出し
材と、該押出し材が取付けられた押出し板と、該押出し
板を上下動する駆動手段とで構成される鋳造装置におい
て、前記押出し材の押出し面の形状が鋳造成形品の被押
出し面の形状に沿って略同形に連続的に形成されている
ことを要旨とする。

【０００５】前記構造によると、従来の複数の押出しピ
ン跡による表面の凹凸が生じなく、連続一体である押出
し材により押出される被押出し面が均一高さの平面部を
有する形状となって現れる。

【０００６】請求項２の発明では、固定側と可動側のス
クロールを、それぞれの渦巻きにおいて互いに噛み合わ
せた状態で配設されているスクロール型圧縮機における
前記スクロールの鋳造用であって、接合分離可能に配置
されかつキャビティを形成する一対の金型と、該金型に
設けられた押出し孔と、該押出し孔に貫通された押出し
材と、該押出し材が取付けられた押出し板と、該押出し
板を上下動する駆動手段とで構成されている鋳造装置に
おいて、前記押出し材による被押出し面がスクロールの
渦巻き先端部であり、押出し材の押出し面の形状がスク
ロールの渦巻き先端部の形状に沿って略同形に連続的に
形成されていることを要旨とする。

【０００７】前記構造によると、連続一体である押出し
材により押出されるため、スクロールの渦巻き先端部に
従来の複数の押出しピン跡による表面の凹凸が生じな
く、スクロールの渦巻き先端部に均一の高さの連続的な
平面部を有する形状となって現れる。

【０００８】請求項３の発明では、請求項２の鋳造装置
において、前記押出し面の渦巻きの幅が、前記被押出し
面の渦巻きの先端部の幅より狭く形成され、注湯に際し
ては、前記押出し材が前記キャビティ内に突出されるよ
うに該押出し材が位置決めされていることを要旨とす
る。

【０００９】前記構造によると、押出し材のキャビティ
内に突出した部分により渦巻き先端に所定の幅と深さの
渦巻き形状の溝部が連続的に形成される。

【００１０】請求項４の発明では、請求項１又は請求項
２の鋳造装置を用いて成形した鋳造成形品であって、被
押出し面は連続的な平面部を有していることを要旨とす
る。

【００１１】前記構造によると、被押出し面（渦巻き先
端部）が平面部を有しているため、平面加工を僅か、又
は不要とする。

【００１２】請求項５の発明では、請求項３の鋳造装置
を用いて成形したスクロールであって、スクロールの渦
巻き先端部に沿って渦巻き形状の溝部が連続的に形成さ
れ、該溝部にシール材が取付けられることを要旨とす
る。

【００１３】前記構造によると、シール溝の加工を不要
とし、工数を減らすことができる。

【００１４】請求項６の発明では、請求項２又は請求項
３の鋳造装置において、前記キャビティは、成形すべき
スクロールの渦巻きの側面に対応する面が抜き勾配を呈
していることを要旨としている。

【００１５】前記構造によると、型抜きの際の接触抵抗
が小さく、型抜きが容易に行われる。

【００１６】請求項７の発明では、請求項６の鋳造装置
を用いて成形したスクロールであって、可動側スクロー
ルの渦巻きの側面の抜き勾配と、これに対応する固定側
スクロールの渦巻きの側面の抜き勾配とが同じ傾斜角度
であることを要旨とする。

【００１７】前記構造によると、加工をしない、いわゆ
る黒皮の状態であっても可動側スクロールと固定側スク
ロールとを組付けた際に、スクロールの側面の間の密閉
性を確保できる。

【００１８】請求項８の発明では、請求項５におけるス
クロールであって、渦巻き先端部に形成された溝部の内
側面が抜き勾配となっていることを要旨とする。

【００１９】前記構造によると、溝部の成形が容易であ
るとともに、この勾配に沿ったシール材を装着すること
により、シール材先端面を拡大でき、接触面の密封性が
向上する。

【００２０】

【発明の実施の形態】（実施例１）以下、本発明を具体
化したスクロール型圧縮機における渦巻き部を主体とす
るスクロールを実施例として図１〜図４を参照して説明
する。

【００２１】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、圧縮機
のスクロール２０、特に可動側スクロールを製造する装
置である鋳造装置２５の下側には固定側取付座１が設け
られ、この取付座１には棒材であるステイ２を介して金
型の下型３が設けられている。下型３はスクロール２０
の基盤側の型となっている。この下型３には押出し孔４
が複数設けられており、上端は金型で形成するキャビテ
ィ６に開口し、該押出し孔４には各々棒状の押出しピン
５が貫通されている。この押出しピン５の先端は金型の
キャビティ６に達している。

【００２２】また、この押出しピン５の基端は取付座１
と下型３の間に位置する押出し板７に取付けられてお
り、この押出し板７の昇降により前記押出しピン５の先
端が下型３のキャビティ６の成形凹所に対し出没する。
押出し板７の昇降は、駆動装置としてのピストンシリン
ダ１８により行われる。

【００２３】即ち、押出し板７の上昇時に型抜きが行わ
れ、降下時に溶融金属の注湯及び成形が行われる構成で
ある。

【００２４】一方、鋳造金型装置の上側には可動側取付
座１１が設けられ、取付座１１には、図示しない昇降駆
動装置であるピストンシリンダ等が連結している。取付
座１１はこのピストンシリンダにより上下方向に移動可
能となり、上型１３と下型３とが接合可能となってい
る。取付座１１には棒材であるステイ１２を介して金型
の上型１３が設けられている。上型１３はスクロール２
０の渦巻き側の型となっている。上型１３の渦巻き部の
側面１３ａは抜き勾配θ１となっている。さらに、上型
１３にはスクロールの渦巻き２０ａ先端部の渦巻き形状
に沿って略同形の押出し孔１４が設けられており、下端
は金型で形成するキャビティ６に開口し、該押出し孔１
４には押出し材１５が貫通されている。この押出し材１
５の押出し面１５ａは金型のキャビティ６に達してい
る。押出し面１５ａも渦巻き２０ａ先端部に沿って略同
形に連続的に形成されている。また、この押出し材１５
の基端は取付座１１と上型１３の間に位置する押出し板
１７に取付られており、この押出し板１７の昇降により
前記押出し材１５の先端がキャビティ６の成形凹所に対
し出没する。押出し板１７の昇降は、駆動装置としての
ピストンシリンダ１９により行われる。

【００２５】即ち、取付座１１の降下状態において押出
し板１７の上昇時に溶融金属の注湯及び成形が行われ、
取付座１１の上昇とともに押出し板１７の下降時に型抜
きが行われる構成である。（尚、図１において、便宜
上、成形品であるスクロールのみハッチングで表示して
いる） 前述のように構成された鋳造装置は、次のように使用さ
れる。

【００２６】まず、昇降駆動装置としてのピストンシリ
ンダの動作により取付座１１と共に上型１３が下方に移
動し、上型１３と下型３が型合わせされて閉じられ、こ
れによりキャビティ６が形成される。高熱の溶融金属が
下型３内に設けられた図示しない注湯口を経由して図示
しない注湯用プランジャの動作によりキャビティ６内に
圧入される。

【００２７】ここで、両金型１３、３は、金型１３、３
内に張り巡らされた図示しない冷却パイプを流れる冷却
水により常時冷却されているため、キャビティ６内に圧
入された溶融金属は効果的に冷却、固化される（実際の
製造工程では１分程で冷却、固化する）。

【００２８】そして、溶融金属の固化を待って、取付座
１１が上昇し、上型１３が下型３から離型される。取付
座１１の上昇に同期して、押出し板１７が降下し、押出
し材１５により上型１３からスクロール２０が押出され
離型即ち型抜きが開始する。

【００２９】この時、押出し材１５の渦巻き形状の連続
的な押出し面１５ａによってスクロールの渦巻き２０ａ
先端部が全体的に押出されるため、上型１３内にスクロ
ール２０の一部が残ることなく型抜きされる。また、上
型１３の渦巻き部の側面１３ａは抜き勾配θ１となって
いるため、初期の離型動作だけで、後は何の抵抗もなく
上型１３とスクロール２０との分離が行われる。

【００３０】さらに、図示しないロボットアームが上型
１３と下型３の間に入ってきてスクロール２０を掴み、
スクロール２０を掴んだまま軸線方向に上部へと移動す
る。このロボットアームの動きに同期して取付座７が上
昇し、押出しピン５によりスクロール２０の基盤部が下
型３より押出されてスクロール２０が完全に下型３から
離れる。最後にロボットアームがスクロール２０を掴ん
だまま上型１３と下型３の間から次の工程へと移動し型
抜きが終了する。

【００３１】前述のようにして作製されたスクロール
は、従来のような複数の押出しピン跡による表面の凹凸
が生じず、図２に示すように、一体である押出し材によ
り被押出し面であるスクロールの渦巻き先端部２０ａが
どこの断面においても均一の高さの平面部を有する形状
となって現れる。鋳造時に、押出し面１５ａと金型のキ
ャビティ６の外形が面一となった場合には、図２（ａ）
に示すように、渦巻き先端部２０ａが完全に平坦な面と
なる。また、押出し材の押出し面１５ａが金型のキャビ
ティ６内に僅かに突出するように位置した場合には溝状
に現れ（図２（ｂ））、逆に押出し材１５の押出し面が
押出し孔１４内に僅かに没入するように位置した場合に
は凸状に現れる(図２（ｃ）)。しかし、どの場合も、断
面がどの位置においても同一形状で、かつ平面部を有し
ているため、従来のように凹凸による冷媒ガスの漏れに
繋がることはない。さらに、上型の渦巻き側面１３ａに
施された抜き勾配θ１により、スクロール２０の渦巻き
側面２０ｂには抜き勾配θ１が形成される。

【００３２】（効果）本実施例においては以下の効果が
ある。 （１）前記鋳造装置によると、従来のような複数の押出
しピンによる被押出し表面の凹凸が生じず、一体である
押出し材１５により被押出し面であるスクロールの渦巻
き先端部２０ａが均一の高さの平面部を有する形状とな
って現れるため、スクロールの渦巻き先端部２０ａの平
面加工が僅かで済み、又は不要となり、従来に比べ工数
を削減することができる。 （２）被押出し面であるスクロールの渦巻き先端部２０
ａの鋳造表面をそのまま残した状態、いわゆる黒皮（耐
久性、耐磨耗性に優れる）のままで使用できる。 （３）例えば、本実施例の可動側スクロールに対して、
固定側スクロールの成形に際しても、その渦巻き側面に
も同じ角度の抜き勾配θ１を施すことによって、対応す
るスクロールの側面の間に隙間が生じず、壁面の機械加
工を必要とすることなく、黒皮のままで使用できる。 （４）押出し材１５が磨耗して高さが低くなっても、図
２（ｂ）〜（ｃ）へと変化していくだけで、押出し材１
５の寿命の大幅な延長が望める。

【００３３】（実施例２）次に、実施例１の可動側スク
ロールであって、押出し面が金型のキャビティ内に突出
されるように前記押出し材が位置決めされて得られる場
合に、これにより形成される溝部をチップシール溝とし
て利用する構成について、図３及び図４を参照して本実
施例で説明する。

【００３４】鋳造の過程において上型１３と下型３が閉
じられ、これによりキャビティが形成されるが、この
時、押出し材１５の押出し面１５ａが、後述するチップ
シール溝の深さ分だけ上型１３キャビティ内に突出され
るように前記押出し材１５が位置決めされる。前記押出
し材１５は、押出し面１５ａの渦巻きの幅が、被押出し
面であるスクロールの渦巻き先端部２０ａの幅より狭く
形成され、これにより、作製されたスクロール２０の渦
巻き先端部２０ａには渦巻き形状の所定の深さの溝部２
１が形成される。さらに、図４に示すように、押出し材
１５の下端部の側面１５ｂには抜き勾配θ２が施されて
おり、これにより溝部２１の内壁２１aにも抜き勾配θ
２が形成される。そして、溝部２１に密封手段としての
チップシール２６を嵌め込んでチップシール溝として利
用する。この際、溝部の内壁２１ａに施された抜き勾配
θ２によりチップシール２６と溝部２１の接触面の密封
性が向上する。

【００３５】（効果）本実施例においては、以下の効果
がある。 （１）キャビティ内に突出した押出し材１５により渦巻
き先端部２０ａに形成される溝部２１をチップシール溝
として利用することで、チップシール溝の加工を不要と
する。 （２）溝部の内壁２１ａに施された抜き勾配θ２により
チップシールもそれに沿った形状として溝部２１の接触
面の密封性を向上させることができるとともに、チップ
シール先端部の拡大によって密封性をさらに向上させる
ことができる。

【００３６】(変更例)尚、前述した実施例は、以下のよ
うに一部変更して実施することも可能である。 ○実施例１及び２においては、金型は上下配置となって
いるが、左右に配置する構成としてもよい。 ○実施例１及び２においては、上型１３の上昇に同期し
て押出し板１７が下降し、その後引き続き押出し板７が
上昇しているが、上型１３の上昇に同期して、押出し板
７が上昇し、その後引き続き押出し板１７が下降する構
成としてもよい。 ○また、上型１３の上昇に同期して押出し板７及び押出
し板１７が、同時にそれぞれ上昇、下降する構成として
もよい。 ○さらに、金型が上下配置の場合には、押出しピン５に
よって鋳造成形品（スクロール２０）を押出して、下型
３から離れた状態にしておいてからロボットアームで取
り出しに行く構成としてもよい。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、被押出し
面の平面加工が僅かで済み、又は不要な鋳造成形品を製
造する鋳造装置が実現される。

【００３８】請求項２記載の発明によれば、被押出し面
である渦巻き先端部の平面加工が僅か又は不要なスクロ
ールの鋳造装置が実現される。

【００３９】請求項３記載の発明によれば、押出し面の
キャビティ内に突出した押出し材により渦巻き先端に所
定の幅の渦巻き形状の溝部が形成され、この溝部をシー
ル（チップシールを含む）溝として利用することができ
る。

【００４０】請求項４記載の発明によれば、鋳造表面を
そのまま残した状態、いわゆる黒皮（耐久性、耐磨耗性
に優れる）のままで使用できるスクロールが実現され
る。

【００４１】請求項５記載の発明によれば、渦巻き先端
に形成された溝部をシール（チップシールを含む）溝と
して利用することができるため、シール溝の加工が不要
なスクロールが実現される。

【００４２】請求項６記載の発明によれば、スクロール
を型抜きが容易な鋳造装置により得ることができる。

【００４３】請求項７記載の発明によれば、可動側スク
ロールと固定側スクロールとを組付けた際に、対応する
渦巻き部側面の傾斜角度が同じであるためスクロールの
側面の間に隙間が生じず、密閉性を確保でき、黒皮のま
まで使用できる。

【００４４】請求項８記載の発明によれば、溝部内壁に
施された抜き勾配によりチップシールによる密封性を一
層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）実施例１における、鋳造装置の
模式図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）実施例１における、要
部の斜視図である。

【図３】実施例２における、要部の斜視図である。

【図４】実施例２における、要部の断面図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）従来技術における、鋳造装置の
模式図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）従来技術における、押出しピン
部の部分断面図である。（ｃ）従来技術における、要部
の斜視図である。

【図７】従来技術における、要部の斜視図である。

【符号の説明】

１、１１ 取付座 ２、１２ ステイ ３、１３ 金型（上型、下型） ４、１４ 押出し孔 ５ 押出しピン ６ キャビティ ７、１７ 押出し板 １５ 押出し材 １５ａ 押出し面 １８、１９ 駆動手段 ２０ 鋳造成形品（スクロール） ２０ａ 被押出し面であるスクロールの渦巻き先端部 ２０ｂ スクロールの渦巻き側面 ２１ 溝部 ２１ａ 溝部の内壁 ２５ 鋳造装置。

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 靖 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 冨士田 義夫 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 吉田 義治 愛知県大府市共和町茶屋８番地 豊田スル ザー株式会社内 Ｆターム(参考） 3H039 AA01 AA12 BB07 CC02 CC03 CC31 4E093 NA01 NB03 TA10

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合分離可能に配置されかつキャビティ
   を形成する一対の鋳造用金型と、該金型に設けられた押
   出し孔と、該押出し孔に貫通された押出し材と、該押出
   し材が取付けられた押出し板と、該押出し板を上下動す
   る駆動手段とで構成される鋳造装置において、 前記押出し材の押出し面の形状が鋳造成形品の被押出し
   面の形状に沿って略同形に連続的に形成されていること
   を特徴とする鋳造装置。
2. 【請求項２】 固定側と可動側のスクロールを、それぞ
   れの渦巻きにおいて互いに噛み合わせた状態で配設され
   ているスクロール型圧縮機における前記スクロールの鋳
   造用であって、接合分離可能に配置されかつキャビティ
   を形成する一対の金型と、該金型に設けられた押出し孔
   と、該押出し孔に貫通された押出し材と、該押出し材が
   取付けられた押出し板と、該押出し板を上下動する駆動
   手段とで構成されている鋳造装置において、 前記押出し材による被押出し面がスクロールの渦巻き先
   端部であり、押出し材の押出し面の形状がスクロールの
   渦巻き先端部の形状に沿って略同形に連続的に形成され
   ていることを特徴とする鋳造装置。
3. 【請求項３】 請求項２の鋳造装置において、前記押出
   し面の渦巻きの幅が、前記被押出し面の渦巻きの先端部
   の幅より狭く形成され、注湯に際しては、前記押出し材
   が前記キャビティ内に突出されるように該押出し材が位
   置決めされていることを特徴とする鋳造装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２の鋳造装置を用い
   て成形した鋳造成形品であって、被押出し面は連続的な
   平面部を有していることを特徴とする鋳造成形品。
5. 【請求項５】 請求項３の鋳造装置を用いて成形したス
   クロールであって、スクロールの渦巻き先端部に沿って
   渦巻き形状の溝部が連続的に形成され、該溝部にシール
   材が取付けられることを特徴とするスクロール。
6. 【請求項６】 請求項２又は請求項３の鋳造装置におい
   て、前記キャビティは、成形すべきスクロールの渦巻き
   の側面に対応する面が抜き勾配を呈していることを特徴
   とする鋳造装置。
7. 【請求項７】 請求項６の鋳造装置を用いて成形したス
   クロールであって、可動側スクロールの渦巻きの側面の
   抜き勾配と、これに対応する固定側スクロールの渦巻き
   の側面の抜き勾配とが同じ傾斜角度であることを特徴と
   するスクロール。
8. 【請求項８】 請求項５におけるスクロールであって、
   渦巻き先端部に形成された溝部の内側面が抜き勾配とな
   っていることを特徴とするスクロール。