以下、本発明の実施形態を図面に基づい� ��詳細に説明する。

 《発明の実施形態1》
 本発明の実施形態1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� ��ータ(40)は、シングルスクリュー圧縮機(以� �、単にスクリュー圧縮機という)(1)に用いら� ��る。そこで、まず、スクリュー圧縮機(1)に� ��いて説明する。

 このスクリュー圧縮機(1)は、冷凍サイク� ��を行う冷媒回路に設けられて冷媒を圧縮す� ��ためのものである。スクリュー圧縮機(1)は� ��図2,3に示すように、密閉型に構成されてい� ��。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� �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。� �2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� �る。

 圧縮機構(20)は、ケーシング(10)内に形成� �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� ��ーロータ(40)に噛み合う2つのゲートロータ(5 0)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� �ータ(40)と駆動軸(21)は、キー(22)によって連� �されている。駆動軸(21)は、スクリューロー� ��(40)と同軸上に配置されている。駆動軸(21)� �先端部は、圧縮機構(20)の高圧側(図2の右側)� ��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)� ��介して駆動軸(21)を支持している。

 図4,5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� ��転可能に嵌合しており、その外周面が円筒� ��(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� ��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。

 スクリューロータ(40)の各螺旋溝(41)は、� �5における左端が始端となり、同図における� ��端が終端となっている。また、スクリュー� ��ータ(40)は、同図における左端部(吸入側の� �部)がテーパー状に形成されている。図5に示 すスクリューロータ(40)では、テーパー面状� �形成されたその左端面に螺旋溝(41)の始端が� ��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。

 螺旋溝(41)では、両側の側壁面(42,43)のう� �、ゲート(51)の進行方向の前側に位置するも� ��が第1側壁面(42)となり、ゲート(51)の進行方� ��の後側に位置するものが第2側壁面(43)とな� �ている。

 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(5 1)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� �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� ��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� ��る。

 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4を参照)。� �ータ支持部材(55)は、基部(56)とアーム部(57)� �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)� �、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� �かって放射状に延びている。軸部(58)は、棒� ��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� ��いる。ゲートロータ(50)は、基部(56)及びア� �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� �(51)の背面に当接している。

 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� ��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3を参照)。図3における� ��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� ��なる姿勢で設置されている。一方、同図に� ��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� ��端側となる姿勢で設置されている。各ロー� ��支持部材(55)の軸部(58)は、ゲートロータ室(9 0)内の軸受ハウジング(91)に玉軸受(92,93)を介� �て回転自在に支持されている。なお、各ゲ� �トロータ室(90)は、低圧空間(S1)に連通してい る。

 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� ��が圧縮室(23)になる。スクリューロータ(40)� �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。

 スクリュー圧縮機(1)には、容量制御機構� ��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� ��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� �。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)� �軸心方向にスライド可能に構成されている� �

 スライドバルブ(70)が図2における右方向� �スライドすると、スライドバルブ収納部(31)� ��端面(P1)とスライドバルブ(70)の端面(P2)との� ��に軸方向隙間が形成される。この軸方向隙� ��は、圧縮室(23)から低圧空間(S1)へ冷媒を戻� �ためのバイパス通路(33)となっている。スラ� ��ドバルブ(70)を移動させてバイパス通路(33)� �開度を変更すると、圧縮機構(20)の容量が変� ��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� ��(25)が形成されている。

 前記スクリュー圧縮機(1)には、スライド� ��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� �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(8 1)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� ��結する連結ロッド(85)と、アーム(84)を図2の� ��方向に付勢するスプリング(86)とを備えてい る。

 図2に示すスライドバルブ駆動機構(80)に� �いて、ピストン(82)の左側空間には低圧圧力� ��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)� �、ピストン(82)の左右の端面に作用するガス� ��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� �するように構成されている。

  -運転動作-
 前記シングルスクリュー圧縮機(1)の運転動� ��について説明する。

 シングルスクリュー圧縮機(1)において電� ��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� �スクリューロータ(40)の回転に伴ってゲート� ��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� �は、図6において網掛けを付した圧縮室(23)に 着目して説明する。

 図6(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� ��圧縮室(23)が形成されている螺旋溝(41)は、� �図の下側に位置するゲートロータ(50)のゲー� ��(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� �、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。

 スクリューロータ(40)が更に回転すると、 図6(B)の状態となる。同図において、網掛け� �付した圧縮室(23)は、閉じきり状態となって� ��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� �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� ��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� ��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� �圧縮される。

 スクリューロータ(40)が更に回転すると、 図6(C)の状態となる。同図において、網掛け� �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� �、スクリューロータ(40)の回転に伴ってゲー� ��(51)が螺旋溝(41)の終端へ向かって移動する� �、圧縮された冷媒ガスが圧縮室(23)から高圧� ��間(S2)へ押し出されてゆく。

 なお、螺旋溝(41)内の圧縮室(23)が閉じき� �状態となる位置にゲート(51)が到達した後に� ��いて、ゲート(51)と螺旋溝(41)の側壁面(42,43)� ��び底壁面(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(4 1)の側壁面(42,43)及び底壁面(44)と間に微小な� �間があっても、この隙間が潤滑油からなる� �膜でシールできる程度のものであれば、圧� �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。

 ここで、ゲート(51)及び螺旋溝(41)の形状� �ついて、さらに詳細に説明する。

 螺旋溝(41)の側壁面(42,43)は、ゲートロー� �(50)の回転面に対して傾斜しており、その傾� ��角は、螺旋溝(41)の始端側から終端側に向か って変化している。すなわち、螺旋溝(41)内� �始端側から終端側に向かって進んでいくゲ� �ト(51)に対して、螺旋溝(41)の側壁面(42,43)の� �斜角度は、ゲート(51)の螺旋溝(41)内の位置に 応じて変わることになる。

 このように構成された螺旋溝(41)に噛合す るゲート(51)の側端面(52,52)はそれぞれ、図7に 示すように、螺旋溝(41)の側壁面(42,43)の最大� ��斜角度に対応した最大傾斜平面(52a)と、R形� ��に形成されたシール面(52b)と、螺旋溝(41)の� ��壁面(42,43)の最小傾斜角度に対応した最小傾 斜平面(52c)とで構成されている。

 つまり、最大傾斜平面(52a)は、ゲートロ� �タ(50)の回転軸に対して、螺旋溝(41)の側壁面 (42,43)の最小傾斜角度と同じ角度で傾斜して� �る。一方、最小傾斜平面(52c)は、ゲートロー タ(50)の回転軸に対して、螺旋溝(41)の側壁面( 42,43)の最大傾斜角度と同じ角度で傾斜してい る。

 そして、この最大傾斜平面(52a)と最小傾� �平面(52c)とを滑らかに繋ぐようにシール面(52 b)が形成されている。詳しくは、シール面(52b )の最大傾斜平面(52a)側の端縁部における接平 面が該最大傾斜平面(52a)と一致する一方、シ� ��ル面(52b)の最小傾斜平面(52c)側の端縁部にお ける接平面が該最小傾斜平面(52c)と一致する� ��うに、シール面(52b)が形成されている。

 ゲート(51)は、このシール面(52b)において� ��旋溝(41)の側壁面(42,43)と接触する。詳しく� �、ゲート(51)が螺旋溝(41)を始端側から終端側 へ通過する際に、側壁面(42,43)の傾斜角度に� �じてシール面(52b)内における接触位置を変え ながら、該シール面(52b)と側壁面(42,43)とが接 触している。こうして、ゲート(51)が螺旋溝(4 1)内を始端側から終端側に向かって通過する� ��、ゲート(51)の側端面(52,52)は、螺旋溝(41)の� ��壁面(42,43)と常に同じ部分で接触するわけで はなく、シール面(52b)内で接触位置を変えな� ��ら該側壁面(42,43)と接触している。こうする ことで、ゲート(51)の摩耗を抑制することが� �きる。

 尚、ゲート(51)の両側端面(52,52)において� �一方と他方とで、最大傾斜平面(52a)、シール 面(52b)及び最小傾斜平面(52c)の面積及び位置� �異なっていてもよい。

 また、このように、R形状に形成されたシ ール面(52b)内で接触位置を変えながら、ゲー� ��(51)と螺旋溝(41)が接触する構成においては� �螺旋溝(41)の側壁面(42,43)の形状も、ゲート(51 )の側端面(52,52)における常に同じ部分が螺旋� ��(41)の側壁面(42,43)と接触する構成と比較し� �異なる。すなわち、ゲート(51)の側端面(52,52) における同じ部分が螺旋溝(41)の側壁面(42,43)� ��接触する構成においては、該側壁面(42,43)の 形状は、ゲートロータ(50)をその回転軸回り� �回転させつつ、スクリューロータをその回� �軸回りに回転させる際の、ゲート(51)の側端� ��(52,52)における接触部分の軌跡となる。それ に対して、ゲート(51)の側端面(52,52)のシール� ��(52b)において接触位置を変えながら該側端� �(52,52)と螺旋溝(41)の側壁面(42,43)とが接触す� �構成においては、該側壁面(42,43)の形状は、� ��ートロータ(50)をその回転軸回りに回転させ つつ、スクリューロータをその回転軸回りに 回転させる際の、ゲート(51)のシール面(52b)の 軌跡となっている。このように、ゲート(51)� �側端面(52,52)がR形状に形成されている場合に は、螺旋溝(41)の側壁面(42,43)の形状もそれに� ��じて異なる。

  -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� ��装置(以下、単に加工装置という)(100)につい て説明する。

 加工装置(100)は、図8に示すように、エン� ��ミル等の工具(110)を支持する工具支持ユニ� �ト(200)と、被削物であるワーク(120)を支持す� ��ワーク支持ユニット(300)と、これら工具支� �ユニット(200)及びワーク支持ユニット(300)が� ��設された基台(130)と、該工具支持ユニット(2 00)及びワーク支持ユニット(300)を制御する制� ��装置(500)(図13参照)とを備えている。

 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� �られたスピンドル部(220)とを有している。

 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� �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 。詳しくは、コラム(210)は、リニアサーボモ� ��タによってZ軸方向に位置決めされながら移 動する。このコラム(210)の、ワーク支持ユニ� ��ト(300)と対向する面には、Y軸に沿って延び� ��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。

 スピンドル部(220)は、ベース部(230)と、ス ピンドル本体(240)と、ツールホルダ(250)とを� �している。

 ベース部(230)は、コラム(210)のY軸ガイド� �ール(150,150)に摺動自在に取り付けられてい� �。このベース部(230)は、リニアサーボモータ によってY軸方向に位置決めされながら移動� �る。つまり、スピンドル部(220)は、Y軸ガイ� �レール(150,150)が延びるY軸方向に移動可能と� ��っている。

 スピンドル本体(240)には、工具(110)を支持 したツールホルダ(250)が着脱可能に取り付け� ��れている。また、スピンドル本体(240)には� �サーボモータが搭載されていて、このサー� �モータにより所望の回転速度でツールホル� �(250)、即ち工具(110)が回転駆動される。

 スピンドル本体(240)は、図9に示すように� ��ケーシング(241)と、ケーシング(241)内に配設 された回転主軸部(242)と、該回転主軸部(242)� �回転駆動するモータ(図示省略)とを有してい る。このスピンドル本体(240)は、回転主軸部( 242)の回転軸が前記Z軸ガイドレール(140,140)と� ��行となるようにしてケーシング(241)の基端� �がベース部(230)に取り付けられている。回転 主軸部(242)は、その先端部がケーシング(241)� �先端から外部に露出している。そして、回� �主軸部(242)の先端部には開口が設けられてお り、その開口にツールホルダ(250)が着脱可能� ��取り付けられる。

 ツールホルダ(250)は、その基端部が前記� �ピンドル本体(240)の回転主軸部(242)に取り付� ��られる一方、その先端部にエンドミル等の� ��具(110)が回転不能に取り付けられる。この� �ールホルダ(250)は、取り付けられる工具(110)� ��種類によっていくつかのタイプに分かれて� ��る。例えば、図9には、回転工具としてのエ ンドミル(110A)が取り付けられるエンドミル用 ツールホルダ(250A)を示している。このエンド ミル用ツールホルダ(250A)は、先端部にチャッ クを介してエンドミル(110A)が回転不能に取り 付けられるように構成されている。また、非 回転工具としてのバイト(110B)が取り付けられ るバイト用ツールホルダ(250B)は、図10に示す� ��うに、先端部にサイドロックねじを介して� ��イト(110B)が回転不能に取り付けられるよう� ��構成されている。

 このスピンドル本体(240)は、エンドミル� �ツールホルダ(250A)が取り付けられるときに� �、該エンドミル用ツールホルダ(250A)を回転� �動する一方、バイト用ツールホルダ(250B)が� �り付けられるときには、該バイト用ツール� �ルダ(250B)を回転不能に支持するように構成� �れている。

 詳しくは、スピンドル本体(240)は、サー� �モータを搭載し且つ割り出し機能を有する� �ピンドルで構成されていると共に、回転主� �部(242)の先端面に、ドライブキー(243)が設け� ��れている。一方、エンドミル用及びバイト� ��ツールホルダ(250A,250B)の基端部には、回転� �軸部(242)の先端面と当接する鍔部(251)が設け� ��れていると共に、該鍔部(251)には、前記ド� �イブキー(243)が嵌り込むキー溝(252)が形成さ� ��ている。

 このように構成されたエンドミル用及び� ��イト用ツールホルダ(250A,250B)を、キー溝(252) にドライブキー(243)が嵌り込むようにして回� ��主軸部(242)に取り付ける。こうすることで� �エンドミル用及びバイト用ツールホルダ(250A ,250B)が回転主軸部(242)に対して回転不能に取� ��付けられる。そして、エンドミル用ツール� ��ルダ(250A)を取り付けたときには、エンドミ� ��用ツールホルダ(250A)をサーボモータによっ� ��所望の回転速度で回転駆動する。一方、バ� ��ト用ツールホルダ(250B)を取り付けたときに� ��、サーボモータの割り出し機能により回転� ��軸部(242)を位相が固定されるように制御し� �バイト用ツールホルダ(250B)を回転不能に固� �する。

 尚、スピンドル本体(240)及びツールホル� �(250)は、以下のように構成してもよい。すな わち、図11に示すように、ケーシング(241)の� �端面には凹形状の被係合部(244)が形成されて いる一方、バイト用ツールホルダ(250B)にはケ ーシング(241)の先端面まで延びる棒状の係合� ��(253)が形成されている。尚、エンドミル用� �ールホルダ(250A)には、該係合部(253)が形成さ れていない。つまり、バイト用ツールホルダ (250B)は、回転主軸部(242)に取り付けられるこ� ��によって係合部(253)の先端が被係合部(244)に 嵌り込んでケーシング(241)に対して回転不能� ��固定される一方、エンドミル用ツールホル� ��(250A)は、回転主軸部(242)に取り付けられて� �その回転をケーシング(241)に拘束されること はない。

 このように構成された工具支持ユニット( 200)においては、制御装置(500)からの制御信号 に応じてコラム(210)及びベース部(230)のリニ� �サーボモータが駆動制御されることによっ� �、工具(110)が所望のY方向位置及びZ方向位置� ��位置決めされると共に、制御装置(500)から� �制御信号に応じてスピンドル本体(240)のサー ボモータが駆動制御されることによって、工 具(110)が回転駆動されるか、又は回転不能に� ��持される。

 一方、ワーク支持ユニット(300)は、基台(1 30)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� �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� �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� ��。このワーク支持ユニット(300)がワーク支� �部を構成する。

 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� ��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� �回転自在に取り付けられた回転台(312)とを有 している。詳しくは、この基礎部(311)は、リ� ��アサーボモータによってX軸方向に位置決め されながら移動する。また、回転台(312)は、� ��ーボモータによって鉛直軸(B)回りの回転角� ��位置決めされながら回転移動する。

 クランプ部(320)は、水平方向に延びる水� �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� ��中心となる鉛直軸(B)と交差している。クラ� ��プ部(320)は、ワーク(120)をサーボモータによ って水平軸(A)回りの回転角を位置決めしなが ら回転移動させる。

 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� �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� ��転駆動されるワーク(120)の軸ブレを防止し� �いる。

 このように構成されたワーク支持ユニッ� ��(300)においては、制御装置(500)からの制御信 号に応じて回転テーブル(310)が所望のX方向位 置に位置決めされると共に、制御装置(500)か� ��の制御信号に応じて回転テーブル(310)の回� �台(312)及びクランプ部(320)のサーボモータが� ��動制御されることによって、ワーク(120)が� �直軸(B)回り及び水平軸(A)回りに位置決めさ� �る。

 つまり、加工装置(100)は、制御装置(500)か らの制御信号に応じて、工具支持ユニット(20 0)とワーク支持ユニット(300)とを駆動制御す� �ことによって、図12に示すように、工具(110)� ��びワーク(120)を相対的に移動させて、該工� �(110)でワーク(120)を加工する。

 続いて、制御装置(500)について詳しく説� �する。

 制御装置(500)は、図13に示すように、スク リューロータ(40)の螺旋溝(41)の設計データが� ��力される入力部(510)と、工具支持ユニット(2 00)及びワーク支持ユニット(300)を駆動制御す� ��ためのNCデータを算出する演算部(520)と、該 NCデータを工具支持ユニット(200)及びワーク� �持ユニット(300)の各リニアサーボモータ及び サーボモータに出力する出力部(530)とを有し� ��いる。この制御装置(500)が制御部を構成す� �。

 入力部(510)は、スクリューロータ(40)の螺� ��溝(41)の設計データが入力され、この設計デ ータに基づいて工具(110)のワーク(120)に対す� �相対移動経路データを算出する。ここで、� �対移動経路データは、工具位置ベクトルデ� �タ及び工具姿勢ベクトルデータとからなる� �工具位置ベクトルとは、ワーク座標系にお� �る工具(110)の位置、例えば、エンドミルの場 合はその回転軸の先端部の位置のベクトルで ある。工具位置ベクトルデータは、この工具 位置ベクトルの集合であって、ワーク座標系 における工具(110)の移動経路を示すデータで� ��る。工具姿勢ベクトルは、ワーク座標系に� ��ける工具(110)の姿勢、即ち、工具(110)の傾き を示すベクトルである。工具姿勢ベクトルデ ータは、この工具姿勢ベクトルの集合であっ て、工具位置ベクトルデータに関連付けられ ている。尚、入力部(510)は、スクリューロー� ��(40)の設計データではなく、相対移動経路デ ータが直接入力される構成であってもよい。

 演算部(520)は、入力部(510)からの相対移動 経路データに基づいて、前記工具支持ユニッ ト(200)及びワーク支持ユニット(300)をそれぞ� �駆動するためのNCデータ(数値データ)を作成� ��る。このNCデータは、加工装置(100)における 機械座標系における直交3軸の位置指令デー� �と、回転2軸の角度指令データとからなる点� ��データである。直交3軸の位置指令データは 、相対移動経路データの工具位置ベクトルデ ータを機械座標系に変換した点群データであ って、ワーク支持ユニット(300)における回転� ��ーブル(310)のX座標、並びに工具支持ユニッ� ��(200)におけるコラム(210)のZ座標及びベース� �(230)のY座標に対応している。また、回転2軸� ��角度指令データは、相対移動経路データの� ��具姿勢ベクトルデータを機械座標系に変換� ��た点群データであって、ワーク支持ユニッ� ��(300)における回転テーブル(310)の回転台(312)� ��鉛直軸(B)回りの回転角度及びクランプ部(320 )の水平軸(A)回りの回転角度に対応している� �尚、NCデータには、位置指令データ及び角度 指令データの他、速度指令データなどが含ま れている。つまり、工具支持ユニット(200)に� ��いては、コラム(210)のZ方向位置、及びベー� ��部(230)のY方向位置及び工具(110)を回転駆動� �せるか、固定的に支持するか、そして、回� �駆動させる場合にはその回転速度等をNCデー タとして作成する。また、ワーク支持ユニッ ト(300)については、回転テーブル(310)の基礎� �(311)のX方向位置、回転テーブル(310)の回転台 (312)の鉛直軸(B)回りの回転角度及びクランプ� ��(320)の水平軸(A)回りに回転角度をNCデータと して作成する。

 出力部(530)は、演算部(520)からのNCデータ� ��基づいて、工具支持ユニット(200)及びワー� �支持ユニット(300)の各リニアサーボモータ及 びサーボモータに制御信号を出力する。

 こうして、出力部(530)から工具支持ユニ� �ト(200)及びワーク支持ユニット(300)の各リニ� ��サーボモータ及びサーボモータに制御信号� ��入力されることによって、工具支持ユニッ� ��(200)及びワーク支持ユニット(300)は該制御信 号に応じて移動し、その結果、工具(110)がワ� ��ク(120)に対して所望の相対移動経路に沿っ� �移動しながら該ワーク(120)に螺旋溝(41)を加� �していく。

 螺旋溝(41)の加工は、粗加工、側壁面の仕 上げ加工、底壁面の仕上げ加工の順に行われ る。

 詳しくは、まず、エンドミル用ツールホ� ��ダ(250A)を介してスピンドル部(220)にエンド� �ル(110A)を搭載し、図1(a)に示すように、該エ� ��ドミル用ツールホルダ(250A)でワーク(120)に� �旋溝(41)を粗加工する。このとき、エンドミ� ��(110A)の相対移動経路は粗加工用の相対移動� ��路が設定されており、その粗加工用の相対� ��動経路に応じて工具支持ユニット(200)及び� �ーク支持ユニット(300)が駆動される。つまり 、入力部(510)は、まず、粗加工用の相対移動� ��路を出力する。尚、図中の実線は、実際に� ��ーク(120)に加工された溝の形状を示し、破� �はワーク(120)に加工しようとする螺旋溝(41)� �形状を示す。

 続いて、図1(b)に示すように、エンドミル (110A)によって螺旋溝(41)の側壁面の仕上げ加� �を行う。この仕上げ加工は、螺旋溝(41)の両� ��壁面(42,43)を別々に行う。このとき、螺旋溝 (41)の一方の側壁面を加工するときと他方の� �壁面を加工するときとで、別々の相対移動� �路が設定されており、エンドミル(110A)はそ� �ぞれの相対移動経路に沿って移動しながら� �両側壁面(42,43)をそれぞれ加工していく。つ� ��り、入力部(510)は、粗加工用の相対移動経� �に続いて、側壁面の仕上げ加工用の相対移� �経路を出力する。このとき、エンドミル(110A )の半径は、ゲート(51)のシール面(52b,52b)の曲� ��半径と同じか、あるいは、それ以下となっ� ��いる。こうすることで、側壁面(42,43)を、ゲ ート(51)のシール面(52b,52b)の軌跡に沿った形� �に形成することができる。

 次に、バイト用ツールホルダ(250B)を介し� ��スピンドル部(220)にバイト(110B)を搭載し、� �1(c)に示すように、バイト(110B)によって螺旋� ��(41)の底壁面の仕上げ加工を行う。ここで、 バイト(110B)の先端部は、前記ゲートロータ(50 )のゲート(51)の先端部と同様の形状をしてお� ��、該バイト(110B)の先端部で螺旋溝(41)の底壁 面を切削していく。また、バイト(110B)は、該 バイト(110B)でワーク(120)を加工する間、その� ��端部が螺旋溝(41)を通過するゲート(51)の先� �部と同様の姿勢となるように保持される。

 このとき、バイト(110B)による仕上げ加工� ��応じた相対移動経路が設定され、バイト(110 B)はその相対移動経路に沿って移動しながら� ��底壁面を加工していく。つまり、入力部(510 )は、底壁面の仕上げ加工用の相対移動経路� �演算部(520)に出力する。

 尚、バイト(110B)の1度の通過によって螺旋 溝(41)の底壁面を仕上げる必要はなく、に示� �ように、螺旋溝(41)内におけるバイト(110B)の� ��方向への位置(さらには深さ方向への位置)� �変えて、バイト(110B)に螺旋溝(41)を複数回通� ��させることで、螺旋溝(41)の底壁面を仕上げ てもよい。

 ここで、エンドミル(110A)による前記粗加� ��及び側壁面の仕上げ加工においては、所望� ��粗溝及び側壁面を形成すべく、エンドミル( 110A)はワーク(120)に対して様々な角度で当接� �ながら該ワーク(120)を切削していく。

 それに対して、バイト(110B)による前記底� ��面の仕上げ加工においては、バイト(110B)の� ��が螺旋溝(41)に噛合するゲート(51)の先端縁� �同じ姿勢となるように維持された状態でワ� �ク(120)の切削が行われる。すなわち、ゲート ロータ(50)の各ゲート(51)は、ゲートロータ(50) の回転軸に直交する平面に対する傾きを変え ることなく(即ち、該直交平面に対してゲー� �(51)が水平の場合には、水平のまま)、ゲート ロータ(50)の回転軸回りの角度のみを変えな� �ら、該回転軸に直交する平面内を回転移動� �る。つまり、バイト(110B)も、ゲートロータ(5 0)の回転軸に直交する平面に対する傾きを変� ��ることなく、ワーク(120)の底壁面を加工し� �いく。

 前述の如く、エンドミル(110A)により螺旋� ��(41)の側壁面(42,43)を加工するときにも螺旋� �(41)の底壁面が切削される。しかしながら、� ��壁面(42,43)を加工するときには、エンドミル (110A)のワーク(120)に対する角度等よりも側壁� ��(42,43)を精度良く加工することに主眼を置い て加工が行われること、及び該エンドミル(11 0A)はゲート(51)の先端形状とは異なり、円筒� �であることによって、エンドミル(110A)で加� �された螺旋溝(41)の底壁面は、螺旋溝(41)を通 過するゲート(51)の先端の軌跡とは厳密には� �致しない。

 そこで、本実施形態では、エンドミル(110 A)で螺旋溝(41)の側壁面(42,43)を加工した後に� �先端部がゲート(51)の先端部と同様の形状を� ��たバイト(110B)を用いて、該バイト(110B)の姿� ��を螺旋溝(41)を通過するゲート(51)の先端部� �同様となるように維持した状態で螺旋溝(41)� ��底壁面(44)を加工している。こうすることに よって、螺旋溝(41)の底壁面(44)を、ゲート(51) の先端の軌跡と同様の形状に形成することが できる。

 したがって、本実施形態1によれば、スク リューロータ(40)の螺旋溝(41)の側壁面(42,43)を 回転工具であるエンドミル(110A)で加工して、 螺旋溝(41)の底壁面(44)を非回転工具であり且� ��先端部がゲート(51)の先端部と同様の形状を したバイト(110B)で加工することによって、螺 旋溝(41)の底壁面(44)をゲート(51)の先端の軌跡 と同様の形状に形成することができる。つま り、螺旋溝(41)の側壁面(42,43)をエンドミル(110 A)の側周面で加工する際に、該エンドミル(110 A)の先端で底壁面(44)も切削加工するが、最終 的には、バイト(110B)を使って底壁面(44)を仕� �げる。こうすることによって、螺旋溝(41)の� ��壁面(42,43)をゲート(51)の側端面(52,52)の軌跡� ��沿った形状となるように、底壁面(44)の形状 を考慮することなく、エンドミル(110A)を用い て高精度に加工することができると共に、螺 旋溝(41)の底壁面(44)をゲート(51)の先端の軌跡 に沿った形状となるようにバイト(110B)を用い て高精度に加工することができる。

 また、螺旋溝(41)の側壁面(42,43)と摺接す� �ゲート(51)の側端面(52,52)にR形状に形成され� �シール面(52b,52b)を設けることによって、ゲ� �ト(51)が螺旋溝(41)を通過する際に、側端面(52 ,52)内における螺旋溝(41)の側壁面(42,43)との接 触部分が変わることになり、ゲート(51)の摩� �を抑制することができる。

 さらにまた、螺旋溝(41)を回転工具である エンドミル(110A)で加工する場合には、螺旋溝 (41)と側壁面(42,43)と底壁面(44)との両方を高精 度に加工することができず、側壁面(42,43)及� �底壁面(44)の何れか一方を高精度に加工し、� ��方をそれよりは低い精度で加工するしかで� ��ない。それに対して、本実施形態では、螺� ��溝(41)の側壁面(42,43)をエンドミル(110A)で加� �して、螺旋溝(41)の底壁面(44)をバイト(110B)で 加工することによって、螺旋溝(41)の側壁面(4 2,43)をR形状に形成された、ゲート(51)のシー� �面(52b,52b)の軌跡に沿った形状に高精度に加� �すると共に、螺旋溝(41)の底壁面(44)をゲート (51)の先端の軌跡に沿った形状に高精度に加� �することができる。

 尚、本実施形態では、螺旋溝(41)の横断面 において、一方の側壁面(42)と他方の側壁面(4 3)とは互いに平行となるように形成されてい� ��が、これに限られるものではない。例えば� ��図14に示すように、螺旋溝(341)が底壁面に近 づくほど溝幅が拡がる形状(例えば扇形)であ� ��てもよい。この場合、螺旋溝(341)の側壁面(3 42,343)の仕上げ加工においては、図14(B)に示す ように、側壁面(342,343)の形状に合わせてエン ドミル(110A)を傾斜させながら、該側壁面(342,3 43)を加工する。また、底壁面(344)の仕上げ加� ��においては、図14(C)に示すように、先端側� �ど歯幅が拡がったバイト(310B)を用いて、螺� �溝(341)の底壁面(344)を加工する。

 また、螺旋溝(441)の側壁面(442,443)と底壁� �(444)とが交わる角部は角張っている必要はな く、図15に示すように、R形状であってもよい 。この場合、螺旋溝(441)の側壁面(442,443)の仕� ��げ加工までは、エンドミル(110A)により前述� ��通り加工し、底壁面(444)の仕上げ加工にお� �て、角がR形状となったバイト(410B)を用いて� ��底壁面(444)を加工すればよい。

 《発明の実施形態2》
 次に、本発明の実施形態2に係るスクリュー 圧縮機について説明する。

 実施形態2に係るスクリュー圧縮機は、ス クリューロータ(540)の螺旋溝(541,541,…)の個数 と、ゲートロータ(550)のゲート(551,551,…)の個 数が実施形態1と異なる。

 詳しくは、スクリューロータ(540)には、� �16に示すように、6個の螺旋溝(541,541,…)が形� ��されている。一方、ゲートロータ(550)は、� �17に示すように、12個のゲート(551,551,…)を有 している。つまり、ゲートロータ(550)は、ス� ��リューロータ(540)の螺旋溝(541,541,…)の個数� ��整数倍のゲート(551,551,…)を有している。

 また、ゲートロータ(550)の各ゲート(551)は 、樹脂で構成されている。

 したがって、ゲートロータ(550)の各ゲー� �(551)は、スクリューロータ(540)における常に� ��じ螺旋溝(541)に噛合することになる。そし� �、各ゲート(551)を樹脂で構成することによっ て、スクリュー圧縮機を作動させると、各ゲ ート(551)は対応する螺旋溝(541)の形状に合致� �るようになまっていく。つまり、各ゲート(5 51)を螺旋溝(541)よりも若干大きな形状に形成� ��ておけば、ゲートロータ(550)をスクリュー� �ータ(540)に組み込んでスクリュー圧縮機とし て作動させることで、各ゲート(551)が削れて� ��その形状が対応する螺旋溝(541)に合致する� �うになる。その結果、シール性の高いゲー� �(551)を実現することができる。

 ここで、ゲート(551,551,…)の個数を螺旋溝 (541,541,…)の個数の整数倍にしていない場合� �各ゲート(551)は、決まった螺旋溝(541)にのみ� ��合するわけではなく、複数の(場合によって は全ての)螺旋溝(541,541,…)と噛合することに� ��る。その結果、各ゲート(551)は噛合する複� �の螺旋溝(541,541,…)のうち断面積が最も小さ� ��螺旋溝(541)の形状に合致するように削られ� �それ以外の螺旋溝(541,541,…)との間では十分� ��シール性を確保することができなくなる。

 それに対して、本実施形態によれば、ゲ� ��ト(551,551,…)の個数を螺旋溝(541,541,…)の個� �の整数倍にすることによって、各ゲート(551) は、常に同じ螺旋溝(541)に噛合することにな� ��て、該螺旋溝(541)にのみ合致する形状に削� �れることなる。その結果、各ゲート(551)とそ れに対応する螺旋溝(541)との間で高いシール� ��を確保することができる。

 尚、前記実施形態1,2では、工具支持ユニ� ��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� ��)に沿って直進移動可能且つ2軸(水平軸(A)及� ��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� �すればよく、その他の3軸(X軸、Y軸及びZ軸)� �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� ��ト(300)で行ってもよい。また、3軸は必ずし� ��直交している必要はなく、また、直線状に� ��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� ��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� ��あってもよい。

 尚、以上の実施形態は、本質的に好まし� ��例示であって、本発明、その適用物、ある� ��はその用途の範囲を制限することを意図す� ��ものではない。