JP2008057627A - 自動グリース供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ピストン駆動手段を確実に動作させると共に、ピストンの移動量を小さくして極少量のグリースを長期に亘り安定して供給できるようにする。
【解決手段】 ピストン２４の雌ねじ２４Ａに雄ねじ２７Ｂが螺合した回転軸２７と、この回転軸２７からシリンダ２２の内面２２Ｃに向けて延びた腕部材２８とによりピストン駆動部２６を構成する。また、腕部材２８は、シリンダ２２の熱膨張率よりも大きな熱膨張率をもった材料により形成する。従って、シリンダ２２の周囲が温度上昇したときには、熱膨張した腕部材２８がシリンダ２２の内面２２Ｃを押圧して回転軸２７を回転し、この回転軸２７の雄ねじ２７Ｂが周方向の変位をねじ運動によって僅かな軸方向の変位に切換える。これにより、シリンダ２２内に充填されたグリースを極少量ずつ長期に亘り安定して供給することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、スクロール式流体機械またはその他の機械類の摺動部にグリースを供給するのに用いて好適な自動グリース供給装置に関する。

一般に、車両、工作機械、電動機、電動工具等の機械類では、可動部材が摺接する摺動部に軸受等を用いると共に、該軸受内に円滑な動作を保持するためのグリースを充填している。しかし、充填したグリースは、可動部材が摺動変位するときに軸受内から徐々に漏洩してしまう。このため、これらの機械類ではグリースが枯渇する前にメンテナンスを行い、グリースを軸受内に供給しなくてはならない。

また、スクロール式圧縮機は、ケーシングと、該ケーシングに一体的に設けられた固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられ前記ケーシング内に延びる先端側がクランクとなった駆動軸と、該駆動軸のクランクに旋回可能に設けられ前記固定スクロールとの間に複数の圧縮室を画成する旋回スクロールとからなるものが知られている。

このスクロール式圧縮機は、固定スクロールのラップ部と旋回スクロールのラップ部との間に画成される各圧縮室内の圧力が高くなるから、この圧力により旋回スクロールがスラスト方向に押圧される。

そこで、スクロール式圧縮機には、スラスト方向の押圧力（スラスト荷重）を支持するスラスト軸受が設けられ、該スラスト軸受の摺動部には潤滑用のグリースを封入している。また、スクロール式圧縮機には、スラスト軸受の摺動部に対してグリースを自動供給することができる自動グリース供給装置を備えたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開平１０−１３２１９３号公報

ここで、自動グリース供給装置は、内部にグリースが充填されると共にグリース用の給脂口を有したシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に設けられ該シリンダ内のグリースを前記給脂口から吐出させるピストンと、該ピストンを前記給脂口の方向に徐々に摺動変位させる駆動部材とにより大略構成されている。

そして、駆動部材は、シリンダ内に軸方向に離間して設けられ給脂口の方向に変位可能となり逆方向の変位が規制された２個の爪部と、該各爪部を互いに連結しシリンダ周囲の温度変化に応じて熱膨張、熱収縮を繰返すことにより該各爪部をシリンダ内で選択的に摺動変位させる軸部とにより構成されている。

これにより、駆動部材は、スクロール式圧縮機を運転、停止したときに生じる温度変化を利用し、駆動部材の軸部を熱膨張、熱収縮することにより、各爪部を給脂口に向け軸方向に移動してピストンを押動する。これにより、自動グリース供給装置は、シリンダ内のグリースを給脂口から吐出し、スラスト軸受の摺動部にグリースを自動供給することができる。

ところで、上述した従来技術による自動グリース供給装置は、駆動部材をシリンダ内で軸方向に移動させることにより、ピストンを押動して給脂口からグリースを吐出させる構成としている。この構造では、駆動部材の移動距離がそのままピストンの移動距離となるから、長期に亘って極少量ずつグリースを供給する場合には、熱膨張、熱収縮する軸部を短くしたり、軸部とシリンダとの熱膨張率を近付けたりして軸部の伸縮寸法を小さく設定しなくてはならない。

しかし、軸部を短くしたり、軸部とシリンダとの熱膨張率を近付けて軸部の伸縮寸法を小さくした場合には、駆動部材によりピストンを押動することができなくなる虞がある。

また、グリースの供給量を少なくする手段としては、シリンダを細長くしてピストンと駆動部材を小径にすることも考えられる。しかし、この構成では、自動グリース供給装置の全体が長尺になるから、大きな取付スペースが必要になるという問題がある。

さらに、駆動部材の各爪部は、常時シリンダの内面に密着しているため、圧縮機の運転、停止以外の小さな温度変化、例えば気温の変化でもピストンを押動してしまうから、グリースが無駄に供給されるという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ピストン駆動手段を大きく確実に動作させた場合でも、ピストンの移動量を小さくして極少量のグリースを長期に亘り安定して供給できるようにした自動グリース供給装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、グリースの供給が必要になる大きな温度変化を生じたときにだけピストン駆動手段を動作させることにとり、無駄な給脂を抑えることができるようにした自動グリース供給装置を提供することにある。

本発明の自動グリース供給装置は、内部にグリースが充填され該グリース用の給脂口を有したシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に設けられ該シリンダ内のグリースを前記給脂口から吐出させるピストンと、前記シリンダ周囲の温度変化による熱膨張と熱収縮を利用して前記給脂口の方向に該ピストンを徐々に摺動変位させるピストン駆動手段とを備えてなる。

そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記ピストン駆動手段は、前記シリンダ内に軸方向に延びて設けられ回転することにより前記ピストンをねじ運動によって軸方向に押動する回転軸と、該回転軸から前記シリンダ内面に向けて延び前記シリンダ周囲の温度変化に応じて前記シリンダに対して相対的に膨張と収縮する腕部材とからなり、前記腕部材は、前記シリンダに対して相対的に膨張したときに前記シリンダの内面を押して前記回転軸を回転駆動し、前記シリンダに対して相対的に収縮したときに前記回転軸の回転を規制した状態で前記シリンダの内面から離れる方向に変位して自由位置に復帰する構成としたことにある。

請求項２の発明によると、前記腕部材は、基端部が前記回転軸に対し回転中心から偏心した位置に取付けられると共に先端部が前記シリンダの内面に接触可能に配置され、前記腕部材は、前記シリンダに対して相対的に膨張したときに先端部が前記シリンダ内面を押して前記回転軸に回転モーメントを発生し、前記シリンダに対して相対的に収縮したときに前記回転軸の回転を規制した状態で先端部が前記シリンダの内面から離れる方向に変位して自由位置に復帰する構成としている。

請求項３の発明によると、前記腕部材は、前記シリンダと熱膨張率の異なる材料により形成している。

請求項４の発明によると、前記腕部材は、前記シリンダ周囲の温度変化に応じて撓み変形するバイメタルにより形成している。

請求項５の発明によると、前記回転軸の周囲には、該回転軸に摩擦力を付与して逆回転を規制する摩擦部材を設ける構成としている。

請求項１の発明によれば、シリンダ周囲の温度が変化したときには、シリンダとピストン駆動手段の腕部材とが相対的に膨張と収縮を生じる。例えばシリンダよりも腕部材が大きく膨張する場合には、熱膨張するときに該腕部材の先端部がシリンダ内面を押す。また、腕部材よりもシリンダが大きく膨張する場合には、シリンダが熱収縮するときに腕部材の先端部が該シリンダ内面を押す。このように腕部材は、シリンダに対して相対的に膨張、収縮することにより、シリンダ内面を押し、その反力で回転軸を回転することができる。

一方、腕部材がシリンダに対して相対的に収縮した場合、回転させた回転軸が戻らないように該回転軸の逆回転を規制しつつ、腕部材は、前記シリンダの内面から離れる方向に変位し、その先端部は、新たに回転した位置を基準とする自由位置に復帰することができる。これにより、相対的な膨張と収縮を繰返すことによりピストン駆動手段の回転軸を確実に回転駆動することができる。

そして、回転軸は、腕部材により回転駆動されることにより、この回転動作をねじ運動によって軸方向の変位に変換することができる。これにより、ピストン駆動手段は、ピストンを給脂口の方向に押動することができ、シリンダ内のグリースを給脂口から吐出することができる。

従って、腕部材が確実に動作するように、熱膨張、熱収縮による動作量を大きくした場合でも、回転軸は回転を軸方向の変位に切換えるねじ運動により軸方向の変位を減速することができ、該回転軸によりピストンを僅かずつ確実に押動することができる。

この結果、シリンダ周囲の温度変化を利用してピストン駆動手段を確実に動作することができ、しかも、ピストンを小さな移動量で確実に押動することができるから、極少量のグリースを長期に亘り安定して供給することができ、メンテナンスサイクルの期間を延長することができる。

また、ピストンを押動する動力源として腕部材による回転力を用いているから、この動力源は、ピストンの移動ストロークとは関係なくコンパクトに形成することができる。これにより、取付スペースを小さくでき、様々な機械類に取付けることができる。

しかも、シリンダ内面と腕部材との間に予め隙間を設けることにより、機械の運転、停止以外の小さな温度変化、例えば気温の変化では、ピストンを押動しないようにすることができる。従って、グリースの供給が必要になる大きな温度変化を生じたときにだけピストン駆動手段を動作させることができ、無駄なグリースの供給を抑えることができる。これによってもグリースを長期に亘り安定して供給することができる。

請求項２の発明によれば、腕部材は、回転軸に対し回転中心から偏心した位置に配設しているから、腕部材の先端部がシリンダ内面を押したときには、径方向の押圧力を回転軸に回転モーメントとして伝えることができる。これにより、腕部材により回転軸を確実に回転することができる。一方、腕部材の先端部がシリンダ内面から離れる方向に変位したときには、回転軸の逆回転を規制した状態で、その先端部を自由位置に復帰させることができる。

請求項３の発明によれば、腕部材は、シリンダと熱膨張率の異なる材料により形成している。この場合、例えばシリンダの熱膨張率よりも腕部材の熱膨張率が大きい場合には、腕部材が熱膨張するときに、その先端部でシリンダ内面を押して回転軸を回転駆動することができる。一方、腕部材が熱収縮したときには、その先端部をシリンダ内面から離間して自由位置に復帰させることができる。

また、腕部材の熱膨張率よりもシリンダの熱膨張率が大きい場合には、シリンダが熱膨張し、その後に熱収縮するときに、腕部材の先端部をシリンダ内面で押して回転軸を回転駆動することができる。一方、シリンダが熱膨張したときには、腕部材の先端部がシリンダ内面から離間するから、自由位置に復帰させることができる。

請求項４の発明によれば、腕部材は、シリンダ周囲の温度変化に応じて撓み変形するバイメタルにより形成しているから、腕部材が熱膨張するときに、その先端部でシリンダ内面を押圧して回転軸を回転駆動することができる。一方、腕部材が熱収縮したときには、シリンダ内面から離間して自由位置に戻ることができる。

請求項５の発明によれば、回転軸の周囲には、該回転軸に摩擦力を付与して逆回転を規制する摩擦部材を設けているから、腕部材が自由位置に戻るときに、回転軸が逆回転するのを規制でき、グリースの逆流や空気の吸込による動作不良を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態による自動グリース供給装置を無給油式のスクロール式圧縮機に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

まず、図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、１は空気等の流体を圧縮するスクロール式圧縮機を示している。このスクロール式圧縮機１は、後述のケーシング２、固定スクロール３、旋回スクロール６、駆動軸８、自転防止機構１０、自動グリース供給装置２１により大略構成されている。

２はスクロール式圧縮機１の外枠を形成するケーシングで、該ケーシング２は、軸方向の一側がほぼ閉塞され、他側が開口した段付筒状体として形成されている。また、ケーシング２は、大径筒部２Ａと、該大径筒部２Ａよりも小径な筒状に形成され該大径筒部２Ａの軸方向の一側から外側に向けて突出した小径な軸受筒部２Ｂと、該軸受筒部２Ｂと前記大径筒部２Ａとの間に形成された環状部２Ｃとにより大略構成されている。

また、ケーシング２には、環状部２Ｃの外径側に位置して他側に向け開口したハウジング収容穴２Ｄが形成され、該ハウジング収容穴２Ｄは、周方向に複数個所、例えば３箇所に配置されている。このハウジング収容穴２Ｄは、後述する自転防止機構１０のケーシング側ハウジング１１を収容するものである。

３はケーシング２の他側に設けられた固定スクロールで、該固定スクロール３は、ケーシング２の大径筒部２Ａを軸方向他側から閉塞するように該大径筒部２Ａの開口端に固定されている。また、固定スクロール３は、軸線Ｏ−Ｏを中心としてほぼ円板状に形成された鏡板３Ａと、該鏡板３Ａの表面に軸方向に立設された渦巻状のラップ部３Ｂと、該ラップ部３Ｂを取囲んで鏡板３Ａの外径側に設けられた筒部３Ｃと、鏡板３Ａの背面に突設された複数の冷却フィン３Ｄとによって大略構成されている。

４は固定スクロール３に設けられた例えば２個の吸込口で、該各吸込口４は、鏡板３Ａの外径側から筒部３Ｃにかけて開口し、後述する外径側の圧縮室７に連通している。そして、吸込口４は、吸込フィルタ４Ａを通じて外径側の圧縮室７内に空気を流通させるものである。

５は固定スクロール３の鏡板３Ａの内径側（中心側）に設けられた吐出口で、該吐出口５は、最内径側の圧縮室７に連通し、この圧縮室７内の圧縮空気を吐出パイプ５Ａから外部に吐出させるものである。

６は固定スクロール３と対向してケーシング２の大径筒部２Ａ内に旋回可能に設けられた旋回スクロールを示している。この旋回スクロール６は、固定スクロール３の鏡板３Ａと対向して配置されたほぼ円板状の鏡板６Ａと、該鏡板６Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部６Ｂと、鏡板６Ａの背面に突設された複数の冷却フィン６Ｃと、該冷却フィン６Ｃの先端側に位置して固定された背面プレート６Ｄとによって大略構成されている。

また、背面プレート６Ｄの中央側には、後述する駆動軸８のクランク８Ａと回転可能に連結される筒状のボス部６Ｅが一体形成されている。さらに、背面プレート６Ｄの外径側には、ハウジング収容穴６Ｆが一側に向け開口して形成されている。このハウジング収容穴６Ｆは、前述したケーシング２のハウジング収容穴２Ｄに対応して周方向の３箇所に配置されている。そして、ハウジング収容穴６Ｆは、後述する自転防止機構１０のスクロール側ハウジング１３を収容するものである。

７は固定スクロール３と旋回スクロール６との間に設けられた複数の圧縮室である。これらの圧縮室７は、ラップ部３Ｂ，６Ｂ間に位置して外径側から内径側に亘って順次画成されている。そして、各圧縮室７は、旋回スクロール６が旋回運動するときに、ラップ部３Ｂ，６Ｂの外径側から内径側に向けて移動しつつ、これらの間で連続的に縮小される。

これにより、各圧縮室７のうち最外径側の圧縮室７には、吸込口４から空気が吸込まれ、この空気は最内径側の圧縮室７に達するまでに圧縮されて圧縮空気となる。そして、この圧縮空気は吐出口５から吐出され、外部の空気タンク（図示せず）等に貯えられる。

８はケーシング２の軸受筒部２Ｂに軸受９Ａ，９Ｂを介して回転可能に設けられた駆動軸である。この駆動軸８は、モータ（図示せず）によって駆動されることにより、軸線Ｏ−Ｏを中心として回転し、旋回スクロール６を旋回動作させるものである。

ここで、駆動軸８の他端側には、軸線Ｏ−Ｏに対して一定の寸法だけ径方向に偏心したクランク８Ａが設けられ、このクランク８Ａは、旋回軸受９Ｃを介して旋回スクロール６の背面プレート６Ｄに設けられたボス部６Ｅに回転可能に連結されている。また、駆動軸８の一端側は、ケーシング２の外部に突出し、モータの出力側にベルト（図示せず）等を介して接続される。

１０は自転防止機構を示している。この自転防止機構１０は、ケーシング２の環状部２Ｃと旋回スクロール６の背面プレート６Ｄとの間に設けられている。また、自転防止機構１０は、旋回スクロール６が自転するのを防止すると共に、旋回スクロール６に作用するスラスト荷重を支持するものである。これらの機能をバランスよく発揮するために、自転防止機構１０は周方向の複数個所、例えば３箇所（１箇所のみ図示）に配設されている。そして、自転防止機構１０は、図２に示す如く、後述するハウジング１１，１３、ボール受１２，１４、ボール１５等からなるボールカップリングとして構成されている。

１１はケーシング２のハウジング収容穴２Ｄ内に収容されたケーシング側ハウジングである。このハウジング１１は、ほぼ円筒状に形成され、ハウジング収容穴２Ｄに収容されている。また、ケーシング側ハウジング１１の一側には、後述の自動グリース供給装置２１を収容する供給装置収容部１１Ａが形成されている。一方、ハウジング１１の他側には、後述のボール受１２を収容するためのボール受収容部１１Ｂが形成されている。さらに、供給装置収容部１１Ａとボール受収容部１１Ｂとの間には、給脂通路１１Ｃがボール受１２を貫通して形成されている。

１２はケーシング側ハウジング１１の他側に設けられたボール受で、該ボール受１２は、ボール受収容部１１Ｂの奥部に嵌合状態で収容されている。また、ボール受１２の他側面には、ボール１５を案内する円環状のガイド溝１２Ａが凹設されている。

１３は旋回スクロール６のハウジング収容穴６Ｆ内にケーシング側ハウジング１１と対向して収容されたスクロール側ハウジングである。このハウジング１３は、ケーシング側ハウジング１１と同様に、ほぼ円筒状に形成され、供給装置収容部１３Ａ、ボール受収容部１３Ｂ、給脂通路１３Ｃが形成されている。

１４はスクロール側ハウジング１３のボール受収容部１３Ｂに収容されたボール受である。このボール受１４には、ケーシング側ハウジング１１のボール受１２と同様に、円環状のガイド溝１４Ａが凹設されている。

１５は２つのボール受１２，１４間に転動可能に挟持されたボールで、該ボール１５は、鋼材等を用いて形成され、ボール受１２，１４のガイド溝１２Ａ，１４Ａに沿って転動する。

そして、このように構成された自転防止機構１０は、ボール１５をボール受１２，１４のガイド溝１２Ａ，１４Ａに沿って転動することにより、旋回スクロール６が自転するのを防止しつつ、旋回動作させることができる。また、運転時に旋回スクロール６に作用するスラスト荷重を支持することができる。

ここで、ボール１５をボール受１２，１４のガイド溝１２Ａ，１４Ａで転動する場合には、この摺動部位の円滑な動作を保持するために、グリースＧを供給する必要がある。このグリースＧは、組立時に充填しても徐々に漏れ出てしまうから、ボール１５の周囲に定期的に供給する必要がある。そこで、スクロール式圧縮機１には、ボール１５の周囲にグリースＧを自動で供給することができる後述の自動グリース供給装置２１を設けている。

２１は第１の実施の形態による自動グリース供給装置を示している。この自動グリース供給装置２１は、ケーシング側ハウジング１１の供給装置収容部１１Ａとスクロール側ハウジング１３の供給装置収容部１３Ａにそれぞれ収容されている。そして、自動グリース供給装置２１は、ボール１５の周囲にグリースＧを自動で極少量ずつ供給するもので、図３に示す如く、後述のシリンダ２２、ピストン２４、摩擦部材２５、回転軸２７、腕部材２８により大略構成されている。

２２は自動グリース供給装置２１の外枠をなすシリンダである。このシリンダ２２は、後述する腕部材２８よりも熱膨張率が小さな金属材料、樹脂材料、セラミックス材料等を用いて形成されている。また、シリンダ２２は、有底筒状体をなし、ボール１５側となる他側が底板２２Ａによって閉塞され、その中心にはグリースＧを吐出する給脂口２２Ｂが突設されている。

また、シリンダ２２内には、給脂口２２Ｂ側（他側）にグリースＧが充填されている。そして、シリンダ２２の内面２２Ｃには、後述のピストン２４が軸方向に摺動し、腕部材２８の先端部が当接する。一方、シリンダ２２の一側には、蓋体２３が取付けられている。

２４はシリンダ２２内に軸方向に摺動可能に挿嵌された円板状のピストンで、該ピストン２４は、シリンダ２２内のグリースＧを給脂口２２Ｂから吐出させるものである。また、ピストン２４の中心部には、後述する回転軸２７の雄ねじ２７Ｂが螺合する雌ねじ２４Ａが形成されている。一方、ピストン２４の外周側には、シリンダ２２の内面２２Ｃと液密に摺接するシールリング２４Ｂが設けられている。ここで、シールリング２４Ｂは、回転軸２７が回転したときにピストン２４が一緒に回転せず、軸方向にだけ移動するように所定の抵抗力をもってシリンダ２２の内面２２Ｃに接している。

また、２５はピストン２４の中央側に設けられた円筒状の摩擦部材で、該摩擦部材２５の内周側は、雌ねじ２４Ａに続く雌ねじとなっている。そして、摩擦部材２５は、回転軸２７に回転抵抗を与えるもので、例えばゴム材料、樹脂材料等により形成されている。詳しくは、摩擦部材２５による抵抗力は、後述する腕部材２８が熱膨張（伸長）したときに発生する回転モーメントでは回転軸２７の回転を許し、腕部材２８が熱収縮（縮小）しながらシリンダ２２の内面２２Ｃに接触して生じる小さな回転モーメントでは回転軸２７の回転を規制できる程度に設定されている。また、摩擦部材２５は、グリースＧが腕部材２８側に漏れ出さないようにするシール部材を兼ねている。

２６は自動グリース供給装置２１のピストン駆動手段としてのピストン駆動部を示している。このピストン駆動部２６は、シリンダ２２の周囲の温度変化による熱膨張と熱収縮を利用し、シリンダ２２内を給脂口２２Ｂに向けピストン２４を徐々に摺動変位させるものである。そして、ピストン駆動部２６は、前述したピストン２４の雌ねじ２４Ａと、後述の回転軸２７、腕部材２８とにより大略構成されている。

２７はシリンダ２２内の軸中心に設けられた回転軸である。この回転軸２７は、回転駆動されたときにねじ運動によってピストン２４を軸方向（図３中の矢示Ａ方向）に押動するもので、ピストン２４の中心部に螺合している。そして、回転軸２７は、その一端部２７Ａが蓋体２３に当接することにより、軸方向一側への移動が規制されている。また、回転軸２７の外周には、一端部２７Ａを除き、右ねじからなる雄ねじ２７Ｂが刻設され、該雄ねじ２７Ｂはピストン２４の雌ねじ２４Ａに螺合している。

ここで、雄ねじ２７Ｂを右ねじとして形成しているから、回転軸２７は、反時計回り（図４中の矢示Ｂ方向）に回転されることにより、この回転力をねじ運動により軸方向の移動力に変換し、ピストン２４を給脂口２２Ｂに向け矢示Ａ方向に押動することができる。また、回転軸２７は、雄ねじ２７Ｂのねじ山のピッチを適宜に変更することにより、１回転したときの軸方向の移動距離を自由に設定できるから、グリースＧの吐出量を必要量に応じて容易に変更することができる。

２８は蓋体２３とピストン２４との間に位置して回転軸２７の一端部２７Ａに設けられた腕部材である。この腕部材２８は、回転方向に１８０度ずらして２個設けられている。また、腕部材２８は、シリンダ２２よりも熱膨張率が大きく、弾性をもった金属材料、樹脂材料等を用いて形成されている。そして、腕部材２８は、回転軸２７の外周側に径方向に突出するように固着された基端側の取付部２８Ａと、該取付部２８Ａの先端から屈曲するように設けられ、シリンダ２２の内面２２Ｃに向けて延びた偏心腕部２８ＢとによりＬ字状に形成されている。

ここで、偏心腕部２８Ｂは、図４に示す如く、回転軸２７の回転中心から偏心寸法ｅだけ偏心した位置に配設されている。従って、腕部材２８は、偏心腕部２８Ｂの先端がシリンダ２２の内面２２Ｃを押したときに、反力として伝わる径方向の押圧力を回転軸２７に矢示Ｂ方向の回転モーメントとして伝えることができる。これにより、腕部材２８は、シリンダ２２に対して相対的に膨張することにより、回転軸２７を確実に回転駆動することができる。

また、腕部材２８の偏心腕部２８Ｂの先端を、シリンダ２２の内面２２Ｃに対して予め隙間を設けて配置した場合には、給脂の必要がない気温の変化では、回転軸２７を回転しないようにすることができる。従って、給脂が必要となるスクロール式圧縮機１の運転時だけグリースＧを供給することができる。

このように構成された自動グリース供給装置２１の給脂動作について、図３ないし図５を参照しつつ詳述する。

まず、スクロール式圧縮機１を運転すると、摺接部分の摩擦熱、圧縮室７の圧縮熱等によりシリンダ２２の周囲が温度上昇し、各腕部材２８の温度も高くなる。このときに、各腕部材２８はシリンダ２２よりも熱膨張率が大きいから、該腕部材２８は、シリンダ２２に対して相対的に膨張して偏心腕部２８Ｂの先端をシリンダ２２の内面２２Ｃに当接し、該内面２２Ｃを押す。これにより、各腕部材２８は、図４中に二点鎖線で示す如く、弾性変形しつつ取付部２８Ａと一緒に回転軸２７を矢示Ｂ方向に回転駆動する。

また、各腕部材２８により回転軸２７を矢示Ｂ方向に回転駆動すると、該回転軸２７は、雄ねじ２７Ｂと雌ねじ２４Ａとで螺合したピストン２４をシリンダ２２の給脂口２２Ｂに向けて矢示Ａ方向に僅かな距離だけ移動させる。これにより、ピストン２４は、僅かな移動量に応じて極少量のグリースＧを給脂口２２Ｂから吐出させることができる。

一方、スクロール式圧縮機１の運転を停止すると、シリンダ２２の周囲が温度低下し、各腕部材２８の温度も低くなる。このときには、腕部材２８は、シリンダ２２に対して相対的に収縮して各腕部材２８の偏心腕部２８Ｂが縮小し、シリンダ２２の内面２２Ｃに対する押圧力（摩擦力）が取除かれるから、偏心腕部２８Ｂの先端側は、図５に実線で示す如く、矢示Ｂ方向に移動して自由位置に復帰することができる。ここで、自由位置とは、偏心腕部２８Ｂの先端側に対する負荷を取除いたときに、この先端側が弾性力（復元力）によって戻る初期の位置を示している。

そして、シリンダ２２周囲の温度が上昇と下降とを繰返す度に、シリンダ２２内でピストン２４を矢示Ａ方向に徐々に摺動変位させることができ、シリンダ２２内のグリースＧを、長期間に亘って自転防止機構１０のボール１５の周囲に供給することができる。

第１の実施例によるスクロール式圧縮機１は上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

まず、電動モータにより駆動軸８を回転させ、旋回スクロール６を旋回させると、固定スクロール３のラップ部３Ｂと旋回スクロール６のラップ部６Ｂとの間に画成された圧縮室７が連続的に縮小する。これにより、吸込口４から吸込んだ外気は、各圧縮室７で順次圧縮することにより、圧縮空気として吐出口５から吐出し、外部の空気タンク等に貯留することができる。

かくして、第１の実施の形態によれば、ピストン２４を駆動してグリースＧを吐出させるピストン駆動部２６は、シリンダ２２内を軸方向に延びてピストン２４の雌ねじ２４Ａに雄ねじ２７Ｂが螺合した回転軸２７と、該回転軸２７からシリンダ２２の内面２２Ｃに向けて延びた腕部材２８とにより構成し、該腕部材２８は、シリンダ２２の周囲の温度変化による熱膨張と熱収縮により前記シリンダ２２の内面２２Ｃを押して前記回転軸２７を回転駆動する構成とした。

従って、腕部材２８の熱膨張、熱収縮による動作量を大きくした場合でも、回転軸２７は、回転を軸方向の変位に切換えるねじ運動により、このときの回転量に比較して軸方向の変位量を小さくすることができ、該回転軸２７によりピストン２４を僅かずつ確実に押動することができる。

この結果、温度変化を利用してピストン駆動部２６を確実に動作することができ、しかも、ピストン２４を小さな移動量で確実に押動することができるから、極少量のグリースＧを長期に亘り安定して供給することができ、自転防止機構１０のメンテナンスサイクルの期間を延長することができる。

また、ピストン２４を押動する動力源として腕部材２８による回転力を用いているから、この動力源は、ピストン２４の移動ストロークとは関係なくコンパクトに形成することができる。これにより、自動グリース供給装置２１の取付スペースを小さくでき、様々な機械類に取付けることができる。

一方、腕部材２８の偏心腕部２８Ｂを、シリンダ２２の内面２２Ｃと間に予め隙間を設ける寸法に設定した場合には、スクロール式圧縮機１の運転、停止以外の小さな温度変化、例えば気温の変化では、回転軸２７、ピストン２４が動作しないようにすることができる。従って、グリースＧの供給が必要になる運転時だけピストン駆動部２６を動作させることができ、無駄なグリースＧの供給を抑えることができる。

また、腕部材２８の偏心腕部２８Ｂは、回転軸２７の回転中心から偏心寸法ｅだけ偏心した位置に配設しているから、偏心腕部２８Ｂの先端部でシリンダ２２の内面２２Ｃを押圧することにより、径方向の押圧力を回転軸２７に回転モーメントとして伝えることができる。従って、腕部材２８は、回転軸２７を確実に回転駆動することができる。

また、腕部材２８は、シリンダ２２の熱膨張率よりも大きな熱膨張率をもった材料により形成しているから、腕部材２８が熱膨張するときに、偏心腕部２８Ｂの先端部でシリンダ２２の内面２２Ｃを押して回転軸２７を回転駆動することができる。一方、腕部材２８が熱収縮したときには、偏心腕部２８Ｂを取付部２８Ａの移動に伴う新たな自由位置（初期位置）に戻すことができる。

さらに、ピストン２４には、回転軸２７の雄ねじ２７Ｂに摩擦力を付与して逆回転を規制する摩擦部材２５を設ける構成とした。従って、腕部材２８が初期位置に戻るときに、回転軸２７が逆回転するのを規制でき、グリースＧの逆流や空気の吸込による動作不良を防止することができる。

次に、図６は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、腕部材の偏心腕部を湾曲して形成し、その先端部をシリンダの内面にほぼ直角に当接させる構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

３１は第２の実施の形態による腕部材で、該腕部材３１は、第１の実施の形態による腕部材２８とほぼ同様に、シリンダ２２よりも熱膨張率が大きく、弾性をもった金属材料、樹脂材料等からなり、取付部３１Ａと偏心腕部３１Ｂとにより構成されている。しかし、第２の実施の形態による腕部材３１は、偏心腕部３１ＢがＳ字状に湾曲し、その先端部をシリンダ２２の内面２２Ｃにほぼ直角に当接させる構成としている点で、第１の実施の形態による腕部材２８と相違している。

かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、偏心腕部３１Ｂの先端部をシリンダ２２の内面２２Ｃに対しほぼ直角に当接させている。従って、シリンダ２２の内面２２Ｃに斜めに当接した場合に生じる滑りを防止でき、回転軸２７を確実に、かつ正確に回転駆動することができる。

次に、図７は本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、腕部材は、シリンダ周囲の温度変化に応じて撓み変形するバイメタルにより形成したことにある。なお、第３の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

４１は第３の実施の形態による腕部材で、該腕部材４１は、回転軸２７の外周側に径方向に突出するように固着された取付部４１Ａと、該取付部４１Ａの先端から屈曲するように設けられ、シリンダ２２の内面２２Ｃに向けて延びた偏心腕部４１Ｂとにより形成されている。

ここで、偏心腕部４１Ｂは、円弧状に湾曲して形成され、外径部４１Ｂ1と内径部４１Ｂ2とが異なる熱膨張率をもったバイメタルとして形成されている。このバイメタルは、外径部４１Ｂ1の熱膨張率よりも内径部４１Ｂ2の熱膨張率が大きくなるように構成している。これにより、シリンダ２２の周囲が温度上昇したときには、内径部４１Ｂ2が大きく延びて偏心腕部４１Ｂの曲率半径を大きくするから、偏心腕部４１Ｂの先端でシリンダ２２の内面２２Ｃを押圧して回転軸２７を回転駆動することができる。

かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、偏心腕部４１Ｂをバイメタルを用いて形成しているから、偏心腕部４１Ｂを大きく伸長、縮小させることができる。

次に、図８および図９は本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、腕部材をシリンダの熱膨張率よりも小さな熱膨張率をもった材料を用いて形成したことにある。なお、第４の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

５１は第４の実施の形態によるシリンダで、該シリンダ５１は、第１の実施の形態によるシリンダ２２とほぼ同様に円筒状に形成されている。しかし、第４の実施の形態によるシリンダ５１は、後述する腕部材５２の熱膨張率よりも大きな熱膨張率をもった材料を用いて形成されている点で、第１の実施の形態によるシリンダ２２とは相違している。

５２は第４の実施の形態による腕部材で、該腕部材５２は、シリンダ５１の熱膨張率よりも小さな熱膨張率をもった材料を用いて形成されている。また、腕部材５２は、取付部５２Ａと偏心腕部５２Ｂとからなり、該偏心腕部５２Ｂは、その先端部がシリンダ５１の内面５１Ｃにほぼ直角に当接するようにＳ字状に湾曲している。

次に、図８、図９を参照しつつ第４の実施の形態によるグリースＧの供給動作について説明する。

まず、運転によってシリンダ５１の周囲が温度上昇すると、図８中に二点鎖線で示す如く、各腕部材５２よりも大きな熱膨張率のシリンダ５１が熱膨張して拡径する。これにより、腕部材５２は、シリンダ５１に対して相対的に収縮して、シリンダ５１の内面５１Ｃに対する腕部材５２の押圧力（摩擦力）が取除かれるから、弾性変形していた偏心腕部５２Ｂの先端側は、矢示Ｂ方向に移動して自由位置に戻ることができる。

一方、運転を停止すると、シリンダ５１の周囲が温度低下し、シリンダ５１が熱収縮する。このときに、各腕部材５２は、シリンダ５１に対して相対的に膨張し、図９に示す如く、偏心腕部５２Ｂを弾性変形させつつシリンダ５１の内面５１Ｃを押圧するから、二点鎖線で示すように、取付部５２Ａと一緒に回転軸２７を矢示Ｂ方向に回転駆動することができる。

また、腕部材５２の偏心腕部５２Ｂの先端部は、シリンダ５１の内面５１Ｃに対しほぼ直角に当接させることにより、偏心腕部５２Ｂの先端部とシリンダ５１の内面５１Ｃとの滑りを防止して、回転軸２７を確実に回転することができる。

かくして、このように構成された第４の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、シリンダ５１の熱収縮を利用して回転軸２７を回転駆動することができる。また、偏心腕部５２Ｂの先端をシリンダ５１の内面５１Ｃに直角に当接することができ、傾斜した状態で当接することによる滑りを無くし、回転軸２７を確実に回転駆動することができる。

次に、図１０は本発明の第５の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、２つのシリンダの間に中間板を設け、この中間板にピストン駆動部をなす回転軸を螺合する構成としたことにある。なお、第５の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

６１は第５の実施の形態による自動グリース供給装置を示している。この自動グリース供給装置６１は、底板６２Ａの中央に給脂口６２Ｂが設けられた第１のシリンダ６２と、該第１のシリンダ６２と対向して設けられた第２のシリンダ６３と、該各シリンダ６２，６３間に設けられ中心部に雌ねじ６４Ａを有する中間板６４と、該中間板６４の中央に取付けられた摩擦部材６５と、前記第１のシリンダ６２内に軸方向に摺動可能に挿嵌されたピストン６６と、前記第２のシリンダ６３の周囲の温度変化による熱膨張と熱収縮を利用してピストン６６を徐々に摺動変位させるピストン駆動手段としてのピストン駆動部６７とにより大略構成されている。

また、ピストン駆動部６７は、前述した中間板６４の雌ねじ６４Ａと、他端部６８Ａがピストン６６の一端面に当接し該中間板６４の雌ねじ６４Ａに雄ねじ６８Ｂが螺合した回転軸６８と、前記第２のシリンダ６３内に位置して該回転軸６８の他端側に設けられた腕部材６９とにより構成されている。ここで、第５の実施の形態による腕部材６９は、前述した各実施の形態によるものと同様に、周囲の温度変化によって第２のシリンダ６３の内面６３Ａを押し、その反力で回転軸６８を回転駆動するものである。

なお、第５の実施の形態によるピストン駆動部６７は、回転軸６８をピストン６６に向け矢示Ａ方向に移動させるものであるから、前述した第１の実施の形態による回転軸２７とは反対に、回転軸６８を時計回りに回転させる必要がある。従って、腕部材６９は、第１の実施の形態による腕部材２８と反対の取付形態となっている。

次に、第５の実施の形態による自動グリース供給装置６１の給脂動作について詳述する。

まず、シリンダ６２，６３の周囲で温度変化が生じると、ピストン駆動部６７は、腕部材６９で第２のシリンダ６３の内面６３Ａを押圧し、その反力で回転軸６８を回転駆動する。これにより、回転軸６８は、ねじ運動により螺合した中間板６４に対し矢示Ａ方向に移動してピストン６６を押動することにより、第１のシリンダ６２内のグリースＧを給脂口６２Ｂから吐出させることができる。

かくして、このように構成された第５の実施の形態においても、前述した各実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。

次に、図１１は本発明の第６の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、シリンダを閉塞する蓋体を設け、この蓋体にピストン駆動部をなす回転軸を螺合する構成としたことにある。なお、第６の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

７１は第６の実施の形態による自動グリース供給装置を示している。この自動グリース供給装置７１は、底板７２Ａの中央に給脂口７２Ｂが設けられたシリンダ７２と、該シリンダ７２の開口側を閉塞して設けられ中心部に雌ねじ７３Ａを有する蓋体７３と、該蓋体７３の中央に取付けられた摩擦部材７４と、前記蓋体７３の中央に設けられ後述の回転軸７８を覆う軸カバー７５と、前記シリンダ７２内に軸方向に摺動可能に挿嵌されたピストン７６と、前記シリンダ７２の周囲の温度変化による熱膨張と熱収縮を利用してピストン７６を徐々に摺動変位させるピストン駆動手段としてのピストン駆動部７７とにより大略構成されている。

また、ピストン駆動部７７は、前述した蓋体７３の雌ねじ７３Ａと、他端部７８Ａがピストン７６の一端面に当接し該蓋体７３の雌ねじ７３Ａに雄ねじ７８Ｂが螺合した回転軸７８と、蓋体７３とピストン７６との間に位置して回転軸７８の他端側に設けられた腕部材７９とにより構成されている。ここで、第６の実施の形態による腕部材７９は、前述した各実施の形態によるものと同様に、周囲の温度変化によってシリンダ７２の内面７２Ｃを押し、その反力で回転軸７８を回転駆動するものである。

なお、第６の実施の形態によるピストン駆動部７７は、前述した第５の実施の形態によるピストン駆動部６７と同様に、回転軸７８をピストン７６に向け矢示Ａ方向に移動させるものであるから、前述した第１の実施の形態による回転軸２７とは反対に、回転軸７８を時計回りに回転させる必要がある。従って、腕部材７９は、第１の実施の形態による腕部材２８と反対の取付形態となっている。

次に、第６の実施の形態による自動グリース供給装置７１の給脂動作について詳述する。

まず、シリンダ７２の周囲で温度変化が生じると、ピストン駆動部７７は、腕部材７９でシリンダ７２の内面７２Ｃを押し、その反力で回転軸７８を回転駆動する。これにより、回転軸７８は、ねじ運動により螺合した蓋体７３に対し矢示Ａ方向に移動してピストン７６を押動することにより、シリンダ７２内のグリースＧを給脂口７２Ｂから吐出させることができる。

かくして、このように構成された第６の実施の形態においても、前述した各実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。

なお、第１の実施の形態では、回転軸２７に２個の腕部材２８を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば回転軸２７に対して１個または３個以上の腕部材２８を設ける構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用できるものである。

また、第３の実施の形態では、腕部材４１の偏心腕部４１Ｂを外径部４１Ｂ1と内径部４１Ｂ2とが異なる熱膨張率をもったバイメタルとして形成し、外径部４１Ｂ1の熱膨張率よりも内径部４１Ｂ2の熱膨張率が大きくなるように構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、外径部４１Ｂ1の熱膨張率よりも内径部４１Ｂ2の熱膨張率が小さくなるように偏心腕部４１Ｂを構成してもよい。この場合には、温度が下降したときに偏心腕部４１Ｂの曲率半径を大きくすることができる。

また、第１の実施の形態では、自動グリース供給装置２１を、ボール受１２，１４間にボール１５を挟持する形態の自転防止機構１０にグリースＧを供給するものとして説明した。しかし、本発明はこれに限らず、自動グリース供給装置２１は、例えば特許文献１として記載した特開平１０−１３２１９３号公報の図１に示す可動プレート、ガイド、ボール等からなる自転防止機構、図１８に示す柱体等からなるスラスト受けに対し、それぞれの摺動部にグリースを供給するのに用いる構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用できるものである。

また、第５，第６の実施の形態による自動グリース供給装置６１，７１の構成を、第１ないし第４の実施の形態に適用してもよい。

また、第５の実施の形態では、回転軸６８に摩擦力を付与して逆回転を防止する摩擦部材６５を設ける構成とした。しかし、第５の実施の形態の構造では、第１の実施の形態による摩擦部材２５のように、摩擦部材６５にシール機能は必要ないため、中間板６４と回転軸６８との間の摩擦力だけで回転軸６８の逆回転を防止できる場合は摩擦部材６５を省略してもよい。また、第６の実施の形態においても同様の理由により、摩擦部材７４を省略することができる。

さらに、各実施の形態では、自動グリース供給装置２１，６１，７１をスクロール式圧縮機１に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば車両、工作機械、電動工具等のように運転時に摩擦熱によって温度が上昇する軸受を有する種々の機械にも広く適用できる。

本発明の第１の実施の形態による自動グリース供給装置が適用されたスクロール式圧縮機を示す縦断面図である。 自転防止機構、自動グリース供給装置等を示す要部拡大の縦断面図である。 自動グリース供給装置を単体で示す要部拡大の縦断面図である。 シリンダとピストン駆動部の回転軸、腕部材を図３中の矢示IV−IV方向からみた拡大横断面図である。 腕部材により回転軸を回転した状態を図４と同様位置からみた拡大横断面図である。 本発明の第２の実施の形態による腕部材をシリンダ、回転軸と一緒に示す拡大横断面図である。 本発明の第３の実施の形態による腕部材をシリンダ、回転軸と一緒に示す拡大横断面図である。 本発明の第４の実施の形態による腕部材をシリンダ、回転軸と一緒に示す拡大横断面図である。 腕部材により回転軸を回転した状態を図８と同様位置からみた拡大横断面図である。 本発明の第５の実施の形態による自動グリース供給装置を単体で示す要部拡大の縦断面図である。 本発明の第６の実施の形態による自動グリース供給装置を単体で示す要部拡大の縦断面図である。

符号の説明

２１，６１，７１ 自動グリース供給装置
２２，５１，７２ シリンダ
２２Ａ，６２Ａ，７２Ａ 底板
２２Ｂ，６２Ｂ，７２Ｂ 給脂口
２２Ｃ，５１Ｃ，６３Ａ，７２Ｃ 内面
２３，７３ 蓋体
２４，６６，７６ ピストン
２４Ａ，６４Ａ，７３Ａ 雌ねじ
２５，６５，７４ 摩擦部材
２６，６７，７７ ピストン駆動部（ピストン駆動手段）
２７，６８，７８ 回転軸
２７Ａ 一端部
２７Ｂ，６８Ｂ，７８Ｂ 雄ねじ
２８，３１，４１，５２，６９，７９ 腕部材
２８Ａ，３１Ａ，４１Ａ，５２Ａ 取付部
２８Ｂ，３１Ｂ，４１Ｂ，５２Ｂ 偏心腕部
４１Ｂ1 外径部
４１Ｂ2 内径部
６２ 第１のシリンダ
６３ 第２のシリンダ
６４ 中間板
６８Ａ，７８Ａ 他端部
ｅ 偏心腕部の偏心寸法
Ｇ グリース

Claims (5)

1. 内部にグリースが充填され該グリース用の給脂口を有したシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に設けられ該シリンダ内のグリースを前記給脂口から吐出させるピストンと、前記シリンダ周囲の温度変化による熱膨張と熱収縮を利用して前記給脂口の方向に該ピストンを徐々に摺動変位させるピストン駆動手段とを備えてなる自動グリース供給装置において、
   前記ピストン駆動手段は、前記シリンダ内に軸方向に延びて設けられ回転することにより前記ピストンをねじ運動によって軸方向に押動する回転軸と、該回転軸から前記シリンダ内面に向けて延び前記シリンダ周囲の温度変化に応じて前記シリンダに対して相対的に膨張と収縮する腕部材とからなり、
   前記腕部材は、前記シリンダに対して相対的に膨張したときに前記シリンダの内面を押して前記回転軸を回転駆動し、前記シリンダに対して相対的に収縮したときに前記回転軸の回転を規制した状態で前記シリンダの内面から離れる方向に変位して自由位置に復帰する構成としたことを特徴とする自動グリース供給装置。
2. 前記腕部材は、基端部が前記回転軸に対し回転中心から偏心した位置に取付けられると共に先端部が前記シリンダの内面に接触可能に配置され、
   前記腕部材は、前記シリンダに対して相対的に膨張したときに先端部が前記シリンダ内面を押して前記回転軸に回転モーメントを発生し、前記シリンダに対して相対的に収縮したときに前記回転軸の回転を規制した状態で先端部が前記シリンダの内面から離れる方向に変位して自由位置に復帰する構成としてなる請求項１に記載の自動グリース供給装置。
3. 前記腕部材は、前記シリンダと熱膨張率の異なる材料により形成してなる請求項１または２に記載の自動グリース供給装置。
4. 前記腕部材は、前記シリンダ周囲の温度変化に応じて撓み変形するバイメタルにより形成してなる請求項１または２に記載の自動グリース供給装置。
5. 前記回転軸の周囲には、該回転軸に摩擦力を付与して逆回転を規制する摩擦部材を設ける構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の自動グリース供給装置。

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