JP2016084819A - スクロール式流体機械 - Google Patents

Abstract

【課題】高回転・高負荷の圧縮機運転においてもオイルシールと軸受の信頼性を確保したスクロール式流体機械を提供することを目的とする。
【解決手段】固定スクロールと、前記固定スクロールに対向して設けられ、前記固定スクロールと対向する面と反対側の面にボス部を有する旋回スクロールと、前記ボス部に先端側が取り付けられた駆動軸と、前記駆動軸を前記旋回スクロールに対して支持する旋回軸受と、前記ボス部と前記駆動軸との間に設けられ、前記旋回軸受に供給される潤滑剤を封止するシール部材とを備え、前記シール部材は、前記駆動軸の回転によって潤滑剤を前記旋回軸受に向けて移動させる作用を生じるオイルリップ部を有し、前記旋回軸受と前記シール部材との間に形成される空間と前記ボス部の外部に形成される空間とを連通させる連通路を前記オイルリップ部に設けることを特徴とするスクロール式流体機械を提供する。
【選択図】図1

Description

本発明はスクロール流体機械，特に旋回軸受をグリース潤滑するスクロール式流体機械に関するものである。

特許文献１によれば，スクロール圧縮機の旋回軸受部オイルシールは，オイルシールに断面L字状にかつ環状に形成された遮蔽部材を設け，遮蔽部材に呼吸孔を設けて旋回軸受ハウジング内を外気に連通させる構造が開示されている。

さらに特許文献２によれば，ウォータポンプ用軸受密封構造において，水側と潤滑油側を仕切る部分に複数のシールリップ（リップシール部）を持ったオイルシールを配置し，シールリップに水または潤滑剤の漏洩を防止する溝または突起を設ける構造が開示されている。

さらに特許文献３によれば、リップ部の環状の摺動面に、軸線方向に対して一様に傾斜する複数の第1突起と、第1突起と軸線方向に対して反対側に傾斜した複数の第2突起を配列し、突起のポンプ作用によりリップの摺動面に流れ込む油を軸受側に排出し、大気側からリップ部の摺動面に流れ込むダストを大気側に排出するオイルシールが開示されている。

特開２００４−３４０２５５ 特開平８−２５４２１３ 実開昭６２−０９６１６６

特許文献１においては、呼吸孔が潤滑剤により詰まった場合，旋回軸受ハウジング内の圧力が上昇し，リップシール部から潤滑剤が漏れる可能性がある。

特許文献２においては，軸受の密封装置の両側に設けられたオイルシールのシールリップより，密閉空間が形成される。そのため、ウォータポンプの運転時に，軸受等の温度上昇から軸受の密封装置内の内圧が上昇した場合，シールリップから潤滑剤が徐々に漏れ出す可能性がある。

特許文献３においては、第1の突起と第2の突起とを連絡を断つように軸と密着させているため、スクロール圧縮機の旋回軸受部オイルシールに適用した場合、旋回軸受ハウジング内に密閉空間が形成される。軸受等の温度上昇から軸受の密封装置内の内圧が上昇した場合，リップ部から潤滑剤が徐々に漏れ出す可能性がある。

本発明は上記問題点に鑑みて、高回転・高負荷の圧縮機運転においても潤滑材の漏れを低減できるようにしたスクロール式流体機械を提供するものである。

本発明は、固定スクロールと、前記固定スクロールに対向して設けられ、前記固定スクロールと対向する面と反対側の面にボス部を有する旋回スクロールと、前記ボス部に先端側が取り付けられた駆動軸と、前記駆動軸を前記旋回スクロールに対して支持する旋回軸受と、前記ボス部と前記駆動軸との間に設けられ、前記旋回軸受に供給される潤滑剤を封止するシール部材とを備え、前記シール部材は、前記駆動軸の回転によって潤滑剤を前記旋回軸受に向けて移動させる作用を生じるオイルリップ部を有し、前記旋回軸受と前記シール部材との間に形成される空間と前記ボス部の外部に形成される空間とを連通させる連通路を前記オイルリップ部に設けることを特徴とするスクロール式流体機械を提供する。

また、他の観点における本発明は、固定スクロールと、前記固定スクロールに対向して設けられ、旋回運動を行う旋回スクロールと、クランク部を介して前記旋回スクロールに連結され、回転駆動を行う駆動軸と、前記駆動軸を前記旋回スクロールに対して支持する旋回軸受と、前記駆動軸または前記駆動軸に取り付けられたリングの外周側に摺接し、前記旋回軸受に供給される潤滑剤を封止するシール部材とを備え、前記シール部材は、複数の突起部が前記駆動軸の軸方向に対して傾いた向きに形成されたリップシール部を前記駆動軸または前記リングに摺接する部分に有し、前記リップシール部に前記旋回軸受と前記シール部材との間に形成される空間と前記シール部材の前記旋回軸受のある側と反対側に形成される空間とを連通させる連通路を設けるスクロール式流体機械を提供する。

本発明によれば、高回転・高負荷の圧縮機運転においても潤滑材の漏れを低減できるようにしたスクロール式流体機械を提供することができる。

本発明の実施例１に係る圧縮機断面図 本発明の実施例１に係る旋回軸受部拡大図 本発明の実施例１に係るオイルシールの斜視図 本発明の実施例１に係るオイルシールの斜視図 本発明の実施例１に係るオイルシールの斜視図 本発明の実施例１に係るオイルシールとリングの接触状態図 本発明の実施例１に係るオイルシールの組立過程の斜視図 本発明の実施例１に係るオイルシールの組立過程の断面図 本発明の実施例１に係るオイルシールの組立過程の断面図 本発明の実施例２に係るオイルシール（シングルリップ）の斜視図 本発明の実施例３に係るオイルシール（らせん突起）の斜視図 従来構造の旋回軸受部拡大図 本発明の実施例４に係るオイルシール（呼吸孔）の正面図および断面図

以下，本発明に係るスクロール式流体機械の一例として実施例１に係るスクロール式圧縮機を図１から図９に基づき説明する。

ここで、図１は本実施例における圧縮機の断面図であり、図２は本実施例における後述する旋回軸受１１付近を拡大した図である。図中，１は圧縮機本体で，該圧縮機本体１は，スクロール式の空気圧縮機が用いられ，後述のケーシング２，固定スクロール３，旋回スクロール４，駆動軸８，クランク部９および自転防止機構１５等より構成されている。

２は圧縮機本体１の外殻を構成するケーシングで，該ケーシング２は，図１に示す如く軸方向の一側が閉塞され，軸方向の他側が開口した有底筒状体として形成されている。即ち，ケーシング２は，軸方向の他側（後述の固定スクロール３側）が開口した筒部２Ａと，該筒部２Ａの軸方向一側に一体形成され径方向内向きに延びた環状の底部２Ｂと，該底部２Ｂの内周側から軸方向の両側に向けて突出した筒状の軸受取付部２Ｃとから大略構成されている。

また，ケーシング２の筒部２Ａ内には，後述の旋回スクロール４，クランク部９および自転防止機構１５等が収容されている。また，ケーシング２の底部２Ｂ側には，後述する旋回スクロール４の鏡板４Ａ側との間に複数の自転防止機構１５（図１中に１個のみ図示）が周方向に所定の間隔をもって配設されている。

３はケーシング２（筒部２Ａ）の開口端側に固定して設けられた一のスクロール部材としての固定スクロールを示している。そして，該固定スクロール３は，図１に示す如く円板状に形成された鏡板３Ａと，該鏡板３Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部３Ｂと，該ラップ部３Ｂを径方向外側から取囲むように鏡板３Ａの外周側に設けられ，複数のボルト（図示せず）等によりケーシング２（筒部２Ａ）の開口端側に固定された筒状の支持部３Ｃとにより大略構成されている。

４は他のスクロール部材を構成する旋回スクロールで，この旋回スクロール４は，固定スクロール３と軸方向で対向してケーシング２内に旋回可能に設けられている。そして，旋回スクロール４は，図１に示すように円板状の鏡板４Ａと，該鏡板４Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部４Ｂと，鏡板４Ａの背面（ラップ部４Ｂと反対側の面）側に突設され，後述のクランク部９に旋回軸受１１を介して取付けられる筒状のボス部４Ｃとにより大略構成されている。

また，旋回スクロール４（鏡板４Ａ）の背面外径側には，ケーシング２の底部２Ｂとの間に後述の自転防止機構１５が旋回スクロール４の周方向に所定の間隔をもって配設されている。そして，旋回スクロール４のボス部４Ｃは，その中心が固定スクロール３の中心に対して予め決められた所定の寸法（旋回半径）分だけ径方向に偏心して配置されるものである。

５は固定スクロール３のラップ部３Ｂと旋回スクロール４のラップ部４Ｂとの間に画成された複数の圧縮室で，該各圧縮室５は，図１中に示す如く旋回スクロール４のラップ部４Ｂを固定スクロール３のラップ部３Ｂと重なり合うように配置することにより，これらのラップ部３Ｂ，４Ｂ間に鏡板３Ａ，４Ａに挟まれてそれぞれ形成されるものである。
６は固定スクロール３の外周側に設けられた吸入口で，該吸入口６は，例えば吸気フィルタ６Ａ等を介して外部から空気を吸込み，この空気は各圧縮室５内で旋回スクロール４の旋回動作に伴って連続的に圧縮される。

７は固定スクロール３の中心側に設けられた吐出口で，該吐出口７は，前記複数の圧縮室５のうち，最内径側の圧縮室５から圧縮空気を後述の貯留タンク（図示せず）側に向けて吐出するものである。即ち，旋回スクロール４は，電動モータ（図示せず）等により後述の駆動軸８とクランク部９とを介して駆動され，後述の自転防止機構１５によって自転を規制された状態で固定スクロール３に対し旋回運動を行う。

これにより，複数の圧縮室５のうち外径側の圧縮室５は，固定スクロール３の吸入口６から空気を吸込み，この空気は各圧縮室５内で連続的に圧縮される。そして，内径側の圧縮室５は，鏡板３Ａの中心側に位置する吐出口７から圧縮空気を外部に向けて吐出するものである。

８はケーシング２の軸受取付部２Ｃに軸受２３，２４を介して回転可能に設けられた駆動軸で，該駆動軸８は，ケーシング２の外部に突出した基端側（軸方向の一側）が図示しない電動モータ等の駆動源に着脱可能に連結され，この電動モータによって回転駆動されるものである。また，駆動軸８の先端側（軸方向の他側）には，旋回スクロール４のボス部４Ｃが後述のクランク部９と旋回軸受１１とを介して旋回可能に連結されている。

９は駆動軸８の先端側に一体化して設けられたクランク部で，該クランク部９は，旋回スクロール４のボス部４Ｃに後述の旋回軸受１１を介して連結されている。そして，クランク部９は駆動軸８と一体に回転され，このときの回転は旋回軸受１１を介して旋回スクロール４の旋回動作に変換されるものである。

１３はケーシング２の底部２Ｂと旋回スクロール４の背面側との間に設けられた複数の自転防止機構（図１中に１個のみ図示）で，該各自転防止機構１５は，例えば補助クランク機構により構成されている。そして，自転防止機構１５は，旋回スクロール４の自転を防止すると共に，旋回スクロール４からのスラスト荷重をケーシング２の底部２Ｂ側で受承させるものである。なお，自転防止機構１５としては，補助クランク機構に替えて，例えばボールカップリング機構またはオルダム継手等を用いて構成してもよい。

１６は固定スクロール３の吐出口７に接続して設けられた吐出配管で，該吐出配管１６は，貯留タンク（図示せず）と吐出口７との間を連通させる吐出流路を構成するものである。

駆動軸８には，旋回スクロール４の旋回動作を安定させるためにバランスウェイト１０が設けられ，圧縮機運転の場合には駆動軸８と一体で回転する。

１１は旋回スクロール４のボス部４Ｃとクランク部９との間に配設された旋回軸受を示し，該旋回軸受１１は，旋回スクロール４のボス部４Ｃをクランク部９に対して旋回可能に支持し，旋回スクロール４が駆動軸８の軸線に対し所定の旋回半径をもって旋回動作するのを補償するものである。

１７は旋回軸受１１の潤滑剤を封止するために背面プレート４Ｄのボス部４Ｃと駆動軸８のクランク部９との間に設けられたシール部材で，該シール部材１７は，図２に示すように金属製の芯金部１８と，弾性変形可能なゴム等の樹脂材料，例えばニトリルゴム，アクリルゴム，シリコーンゴム，フッ素ゴム等により形成されたリップシール部１９と，により構成されている。シール部材１７の内周面は、駆動軸８に取り付けられたリング１２の外周面に摺接している。なお、リング１２を設けない場合は、シール部材１７の内周面は、駆動軸８の外周面に摺接することになる。

そして，シール部材１７の芯金部１８は，軸支持体であるボス部４Ｃの内周側に嵌合して取付けられた筒状の取付部１８Ａと，該取付部１８Ａの軸方向一側から径方向内向きに突出した環状部１８Ｂとからなり，該環状部１８Ｂの内周側には，リップシール部１９が一体成型または焼付け等の手段を用いて一体に設けられている。

また，取付部１８Ａの軸方向他側は開口端となり，その内周側には後述の遮蔽板２０が圧入等の手段で嵌合して設けられている。そして，シール部材１７（芯金部１８）の取付部１８Ａは，内周側に遮蔽板２０を組込んだ状態でボス部４Ｃの内周側に挿嵌され，旋回軸受１１の外輪１１Ｂに当接する位置まで軸方向の他側へと押込まれている。

シール部材１７のリップシール部１９は，シール摺動用のリング１２の外周面（または、駆動軸８の外周面）に摺接する２つのリップ部１９Ａ，１９Ｂ（以下，ダストリップ部１９Ａ，オイルリップ部１９Ｂという）を有し，軸方向一側のダストリップ部１９Ａは，外部の塵埃等からなるダストが後述する封止空間２１内に侵入するのを阻止するものである。また，リップシール部１９の軸方向他側に位置するオイルリップ部１９Ｂは，後述の遮蔽板２０に近い位置でリング１２の外周面に摺接することにより，旋回軸受１１に給脂した潤滑剤が後述する封止空間２１の外部に漏洩するのを阻止するものである。

なお、本実施例では、シール部材１７のリップシール部１９をシール部材の内周側に設けられているが、シール部材１７の内周側には設けずに、シール部材１７の外周側に設けてもよい。この場合、リップシール部１９は、ボス部４Ｃと摺接する。

２１は駆動軸８のクランク部９，リング１２とボス部４Ｃとの間で、旋回軸受１１とシール部材１７との間に形成された空間である封止空間である。該封止空間２１は，旋回軸受１１の軸方向一側とシール部材１７との間に位置する環状空間として形成され，旋回軸受１１内の潤滑剤がシール部材１７の外側へ、即ち、ボス部４Ｃの外部に形成された空間（シール部材１７の旋回軸受１１のある側と反対側に形成された空間）へと漏洩するのを防ぐものである。
２０はシール部材１７による封止空間２１内に設けられた遮蔽部材としての遮蔽板で，該遮蔽板２０は円皿状の環状板として形成され，径方向の外側部位となる外周部２０Ａがシール部材１７（芯金部１８）の取付部１８Ａに軸方向他側から圧入等の手段で嵌合して取付けられている。

遮蔽板２０の径方向内側に位置し径方向の内側部位となる内周部２０Ｂは，リング１２の外周面を径方向の微小隙間Ｓを介して全周にわたり取囲み，この微小隙間Ｓは，例えば０．０５〜０．５ｍｍ程度の寸法に形成されている。そして，遮蔽板２０は，旋回軸受１１とシール部材１７との間の封止空間２１を分割するように仕切り，旋回軸受１１からシール部材１７に向けて潤滑剤が漏出するのを抑えるものである。

また遮蔽板２０は，その外周部２０Ａがシール部材１７の取付部１８Ａに固定され，内周部２０Ｂはリング１２と微小隙間Ｓを介して対向しているため，駆動軸８の回転による遠心力の影響で潤滑剤が，旋回軸受１１の外輪１１Ｂ側に片寄ったとしても，このときの潤滑剤がシール部材１７（芯金部１８）の取付部１８Ａ側から外部に漏洩するのを遮蔽板２０の外周部２０Ａにより防ぐことができる。

この場合，遮蔽板２０は，外周部２０Ａがシール部材１７の取付部１８Ａに固定され，内周部２０Ｂが駆動軸８に勘合されたリング１２と径方向の微小隙間Ｓを介して対向しているため，駆動軸８の回転に影響を与えることなく，旋回軸受１１の外輪１１Ｂ等と一緒に旋回スクロール３の円滑な旋回運動を補償するものである。

そして，旋回軸受１１内に給脂されたグリース等の潤滑剤は，シール部材１７による封止空間２１内で遮蔽板２０等を用いて外部に漏出するのが抑えられ，内輪１１Ａと外輪１１Ｂとの間で複数のローラ１１Ｃを潤滑状態に保持することができる。

しかも，シール部材１７のリップシール部１９は，リング１２の外周面に摺接するダストリップ部１９Ａとオイルリップ部１９Ｂを有しているので，外部のダスト等が封止空間２１内に侵入するのをダストリップ部１９Ａにより防止できると共に，オイルリップ部１９Ｂにより旋回軸受１１の潤滑剤が封止空間２１の外部に漏洩するのを防止することができる。

本実施例では、ダストリップ部１９Ａとオイルリップ部１９Ｂに突起部１９Ｃ，１９Ｄを設けた。図３に示すように突起部１９Ｃ，１９Ｄは、それぞれダストリップ部１９Ａとオイルリップ部１９Ｂの内周面に駆動軸８の軸方向に対して傾いた方向に直線状に形成され、間隔を持って複数形成されている。ここで、スクロール式流体機械の駆動によって駆動軸８が回転し、リング１２とシール部材１７とが相対回転した場合、旋回軸受１１からシール部材に向けて潤滑剤が移動する場合がある。本実施例では、突起部１９Ｄを設けることにより、旋回軸受１１からシール部材に向けて移動してきた潤滑剤を旋回軸受１１へ戻す方向に移動させる作用（ポンプ作用）が生じ、潤滑剤の漏出を防止できる。同様にリング１２とシール部材１７とが相対回転時に突起部１９Ｃによって生じるポンプ作用によりシール部材１７とリング１２との間に侵入したダスト等を外部へ戻す（移動させる）ことができる。以上のように突起部１９Ｃは旋回軸受１１とは反対側に向けてダストを移動させる作用（ポンプ作用）が生じ、１９Ｄは、潤滑剤を旋回軸受の方向に向けて移動させる作用（ポンプ作用）を生じる。即ち、突起部１９Ｃと突起部１９Ｄとはそれぞれ逆の方向にポンプ作用を生じるため、突起の向きも平行ではなく、それぞれが交差するように駆動軸８の軸方向に対して傾いている。なお、突起部１９Ｃ，１９Ｄは厳密に直線状でなくてもよく、ポンプ作用を有するのであれば曲線状であってもよい。

さらにダストリップ部１９Ａとオイルリップ部１９Ｂに設けられた突起部１９Ｃ，１９Ｄによるそれぞれのポンプ作用により，ダストリップ部１９Ａとオイルリップ部１９Ｂそれぞれのシール性を向上させることが出来る。

とくにオイルリップ部１９Ｂは，一般的にはシール性を向上させるため，図１２に示すようにガータースプリング２５などを用いてオイルリップ部１９Ｂの接触部の緊縛力を向上させる必要がある。緊縛力を向上させると，摩擦トルク増大による動力ロスが発生し，また発熱が大きくなる事からシール部材のみならず，旋回軸受１１や潤滑剤の信頼性が著しく低下する。本発明によれば，ガータースプリング等の緊縛力を向上させる手段がなくても，十分なシール性を確保することが出来るので，旋回軸受１１の信頼性を向上できる。

図６に示すようにリップシール部１９の内周側で駆動軸８（またはリング１２）の外周側との摺接面の一部に旋回軸受１１とシール部材１７との間に形成された空間である封止空間２１とボス部４Ｃの外部に形成された空間（シール部材１７の旋回軸受１１のある側と反対側に形成された空間）とを連通させる連通路２２（ダストリップ部連通路２２Ａ、オイルリップ部連通路２２Ｂ）を設けた。なお、本実施例では、シール部材１７のダストリップ部１９Ａオとイルリップ部１９Ｂとの間は駆動軸８（またはリング１２）の外周側とは摺接していないため、空間Ｖが存在し、空間Ｖがダストリップ部連通路２２Ａ、オイルリップ部連通路２２Ｂを連通させている。これにより、組立時の封止空間２１の容積変化が発生する場合や，外部からの熱影響等で封止空間２１内の温度が上昇したときでも，連通路２２によって内圧の上昇を抑えることができ，封止空間２１内を大気圧状態に保つことができる。なお、連通路２２は、突起部１９Ｃ，１９Ｄを設けることにより、２つの突起部１９Ｃ、１９Ｄの間の空間に形成される。

一方、特許文献２においては、シールリップ（リップシール部）または駆動軸のねじ溝またはリブに連通路が形成されていない。また、特許文献３においては、第1突起と第2突起との間の摺接部が連通しておらず、仮に複数の第1突起間及び複数の第2突起間に連通路があったとしても軸受とシール部材との間の空間が密閉されてしまう。従って、特許文献２、特許文献３のシール部材を用いた場合、封シール部材との間の空間の圧力が上昇してしまう。

図５はリング１２とオイルリップ部１９の接触部を示す斜視図である。リング１２とダストリップ部１９Ａは，図６のＷ詳細ように接触し摺動するが，突起部１９Ｃの両脇には突起部１９Ｃにそって，ダストリップ部１９Ａとオイルリップ部１９Ｂで形成される空間Ｖと外気へ連通するダストリップ部連通路２２Ａが形成される。ダストリップ部１９Ａの内側に設けられた突起部１９Ｃは，図２中の空間Ｖから外側へホコリ等を排除する方向と，空間Ｖが負圧にならないように空気を戻す方向の両側にポンプ作用が生じるように，図４に示すようないわゆるハの字形の組合せで形成してもよい。

またリング１２とオイルリップ部１９Ｂは，図６に示すように接触し摺動するが，突起部１９Ｄの両脇には突起部１９Ｄにそって，ダストリップ部１９Ａとオイルリップ部１９Ｂで形成される空間Ｖと封止空間２１へ連通するオイルリップ部連通路２２Ｂが形成される。またダストリップ部１９Ａの内側に設けられた突起部１９Ｃは，ボス部４Ｃへホコリ等の進入を防止するため，空間Ｖから外側へホコリ等を排除する方向に設けられている。

図７から図９は旋回スクロール４と駆動軸８の組立過程を示したものであり。図７は，駆動軸８に予め組み込まれる軸受２４，２５やケーシング２等は省略した斜視図である。図８の状態からボス部４Ｃに勘合された旋回軸受外輪１１Ｂと，旋回軸受外輪１１Ｂに回転自由に挿入された保持器（図示せず）を介して回転自由に保持された旋回軸受ローラ１１Ｃと、ボス部４Ｃに勘合されたシール部材１７が組込まれたボス部４Ｃの内側に、旋回軸受内輪１１Ａとリング１２がクランク部９にあらかじめ勘合された状態でクランク部９が徐々に挿入され，図９の状態を経て先に示した図２の状態まで挿入される。

ここで挿入過程の図９の状態から，シール部材１７のリップシール部１９のダストリップ部１９Ａとオイルリップ部１９Ｂのいずれかがリング１２の接触したとき，ボス部４Ｃ内には旋回軸受１１やシール部材１７の隙間空間と，ダストリップ部１９で形成されるシールラインとで封止空間２１が形成される。さらに図２に示す所定の位置までクランク部９を挿入した場合，封止空間２１の容積が変化して封止空間２１の圧力が上昇することでエアダンパ作用が生じる。従って、所定の位置までクランク部９を挿入するためには、封止空間２１の内圧が上昇した状態でクランク部９を挿入しなければならないため組立が非常に困難となる。

さらに圧縮運転時には，背面プレート４Ｄのボス部４Ｃ等を通じて旋回軸受１１とシール部材１７との間の封止空間２１内に高熱が伝えられ，封止空間２１内が高温状態にさらされてしまう。このため，封止空間２１内は，熱膨張により内圧が上昇し，旋回軸受１１の潤滑剤は，その粘性が低下して液体状となり，液体状の潤滑剤がシール部材１７の外部へと徐々に漏出する虞れが生じる。

然るに，本実施例にあっては，ダストリップ部１９Ａに設けた突起部１９Ｃの両脇に形成されるダストリップ部連通路２２Ａと，オイルリップ部１９Ｂに設けた突起部１９Ｄの両脇に形成されるオイルリップ部連通路２２Ｂと，ダストリップ部１９Ａとオイルリップ部１９Ｂで形成される空間Ｖとで形成される連通路２２Ｂを設けた構造となっている。

この結果，組立時の封止空間２１の容積変化が発生する場合や，外部からの熱影響等で封止空間２１内の温度が上昇したときでも，連通路２２によって内圧の上昇を抑えることができ，封止空間２１内を常に大気圧状態に保つことができる。以上より組立性，生産性を確保するとともに，潤滑剤の漏れを防止しての軸受の信頼性を確保することが出来る。

さらにボス部４Ｃまたは背面プレート４Ｄ等に潤滑剤補充機構等を設け，旋回軸受１１の潤滑剤を外部から補充する場合，潤滑剤が封止空間２１に入り封止空間２１の容積変化が起きても，封止空間２１内を常に大気圧状態に保つことができるので，円滑な潤滑剤の補充が可能である。

次に、図１０を用いて本発明の実施例２を説明する。本実施例では実施例１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。本実施例では、ボス部４Ｃの周辺が清浄な状態である場合に，実施例１と比較してダストリップ部１９Ａを省略した形状のシール部材１７の構成を示している。シール部材１７の芯金部１８に一体成型されたリップシール部１９がオイルリップ部１９Ｂのみで構成し， オイルリップ部１９Ｂには突起部１９Ｄが設けられ，オイルリップ部連通路２２Ｂにて封止空間２１と外気を連通させることで，封止空間２１内を常に大気圧状態に保つことができるとともに，突起部１９Ｄによるポンプ作用にてシール性を確保することが出来る。

次に、図１１を用いて本発明の実施例３を説明する。本実施例では実施例１または実施例２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。本実施例では、オイルリップ部１９Ｂに設けた突起部１９Ｅを，らせん状に形成したものである。突起部１９Ｅに沿って両脇にらせん状の連通路２２Ｂを形成して，封止空間２１内を大気圧状態に保つ。また，らせん状である突起部１９Ｅにより軸方向のシールラインを複数形成するとともに，ポンプ作用にてより高いシール性を実現することができる。

次に、図１３を用いて本発明の実施例４を説明する。本実施例では実施例１乃至３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。本実施例では、シール部材１７の芯金部１８の環状材１８Ｂに少なくとも1ヶ所以上の呼吸孔２６を形成したものである。呼吸孔２６はシール部材１７を駆動軸８の方向に貫通して設けられ、シール部材１７の旋回軸受１１のある側の空間と反対側に形成された空間を連通させる。呼吸孔２６により、組立時の封止空間２１の容積変化が発生する場合や，連通路２２の一部が潤滑剤によって詰まり、外部からの熱の影響等で封止空間２１内の温度が上昇した場合でも，内圧の上昇を外気連通路２２のみを設けた場合よりも効果的に抑えることができ，封止空間２１内を大気圧状態に保つことができる。これにより、潤滑剤の漏れを防止しての軸受の信頼性を確保することが出来る。

また遮蔽板２０、芯金部１８で構成される空間に潤滑剤が溜まっていき，この呼吸孔２６が詰まった場合は，リップシール部１９にそれぞれ設けられた外気連通路２２で連通効果を確保することができる。

実施例１乃至４はリップシール部１９の突起部について説明してきたが、本発明は突起部に代えて溝を形成してもよい。

実施例１乃至４はスクロール式流体機械について説明してきたが、本発明はスクロール式流体機械を１つの構成要素として含むシステムに適用することができる。例えば、スクロール式流体機械を備えた窒素ガス発生装置に適用してもよい。また、スクロール式流体機械はスクロール式圧縮機に限らず、例えば、スクロール式真空ポンプであってもよい。

実施例１乃至３は、駆動軸と軸受を回転運動を行う駆動軸と、駆動軸を支持するための軸受と、軸受に供給される潤滑剤をシールするシール部材があれば、スクロール式流体機械に限らず、例えば、往復動圧縮機などの他の種類の圧縮機にも適用することができる。この場合も軸受を潤滑する潤滑剤をシールするシール部材にリップ部を設け、リップ部に連通路を設けることにより、潤滑剤の漏出を防止する。

一方で、スクロール圧縮機は組立時においてボス部に駆動軸を組み込む場合にエアダンパ作用が生じやすいため、実施例１乃至４の適用により組立を容易にするという他の種類の圧縮機では得られない効果を得ることができる。

これまで説明してきた実施例は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されない。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。また、実施例１乃至３を組み合わせることにより本発明を実施してもよい。

１ 圧縮機本体
２ ケーシング
２Ａ 筒部
２Ｂ 底部
２Ｃ 軸受取付部
３ 固定スクロール（スクロール部材）
３Ａ 鏡板
３Ｂ ラップ部
３Ｃ 支持部
４ 旋回スクロール（スクロール部材）
４Ａ 鏡板
４Ｂ ラップ部
４Ｃ ボス部
４Ｄ 背面プレート
５ 圧縮室
６ 吸入口
６Ａ 吸気フィルタ
７ 吐出口
８ 駆動軸
９ クランク部
１０ バランスウェイト
１１ 旋回軸受
１１Ａ 旋回軸受内輪
１１Ｂ 旋回軸受外輪
１１Ｃ 旋回軸受ローラ
１２ リング
１５ 自転防止機構
１６ 吐出配管（吐出流路）
１７ シール部材
１８ 芯金部
１８Ａ 取付部
１８Ｂ 環状材
１９ リップシール部
１９Ａ ダストリップ部
１９Ｂ オイルリップ部
１９Ｃ，１９Ｄ，１９Ｅ 突起部
２０ 遮蔽板
２０Ａ 外周部
２０Ｂ 内周部
２１ 封止空間
２２ 外気連通路
２２Ａ ダストリップ部連通路
２２Ｂ オイルリップ部連通路
２３，２４ 軸受
２５ ガータースプリング
２６ 呼吸孔

上記課題を解決するために、本発明は、固定スクロールと、前記固定スクロールに対向して設けられ、前記固定スクロールと対向する面と反対側の面にボス部を有する旋回スクロールと、前記ボス部に先端側が取り付けられた回転軸と、記回転軸と前記ボス部との間に形成された封止空間に供給される潤滑剤を封止するシール部材とを備え、前記シール部材は前記回転軸の回転に伴い、潤滑剤を前記封止空間に向けて移動させる作用を生じるオイルリップ部を有し、前記封止空間と外部とを連通させる連通路を前記オイルリップ部に設けることを特徴とするスクロール式流体機械を提供する。

また、他の観点における本発明は、固定スクロールと、前記固定スクロールに対向して設けられ、旋回運動を行う旋回スクロールと、クランク部を介して前記旋回スクロールに連結され、回転運動を行う回転軸と、前記回転軸または前記回転軸に取り付けられたリングの外周側に摺接するシール部材とを備え、前記シール部材は、複数の突起部が前記回転軸の軸方向に対して傾いた向きに形成されたリップシール部を前記回転軸または前記リングに摺接する部分に有し、前記リップシール部に前記シール部材と前記旋回スクロールとの間に形成される封止空間と外部とを連通させる連通路を設けることを特徴とするスクロール式流体機械を提供する。

Claims (17)

1. 固定スクロールと、前記固定スクロールに対向して設けられ、前記固定スクロールと対向する面と反対側の面にボス部を有する旋回スクロールと、前記ボス部に先端側が取り付けられた駆動軸と、前記駆動軸を前記旋回スクロールに対して支持する旋回軸受と、前記ボス部と前記駆動軸との間に設けられ、前記旋回軸受に供給される潤滑剤を封止するシール部材とを備え、
   前記シール部材は、前記駆動軸の回転によって潤滑剤を前記旋回軸受に向けて移動させる作用を生じるオイルリップ部を有し、前記旋回軸受と前記シール部材との間に形成される空間と前記ボス部の外部に形成される空間とを連通させる連通路を前記オイルリップ部に設けることを特徴とするスクロール式流体機械。
2. 前記オイルリップ部には、前記駆動軸の回転によって前記旋回軸受に向けて移動させる作用を生じる複数の突起部または溝を設けることを特徴とする請求項１に記載のスクロール式流体機械。
3. 前記連通路は複数の突起部の間または複数の溝に設けられることを特徴とする請求項２に記載のスクロール式流体機械。
4. 前記シール部材はダストが前記封止空間に侵入するのを防止するダストリップ部を設けることを特徴とする請求項１に記載のスクロール式流体機械。
5. 前記ダストリップ部には、前記駆動軸の回転によって前記旋回軸受とは反対側に向けて移動させる作用を生じる複数の突起部または溝を設けることを特徴とする請求項４に記載のスクロール式流体機械。
6. 前記ダストリップ部には、前記駆動軸の回転によって前記旋回軸受けの側に向けて移動させる作用を有する複数の突起部または溝を設けることを特徴とする請求項５に記載のスクロール式流体機械。
7. 前記突起部または前記溝は直線状であり、前記オイルリップ部の内周に前記駆動軸の軸方向に対して傾いた向きに形成されることを特徴とする請求項２に記載のスクロール式流体機械。
8. 前記オイルリップ部に前記突起部または前記溝をらせん状に形成したことを特徴とする請求項２に記載のスクロール式流体機械。
9. 前記シール部材と前記旋回軸受との間に遮蔽板を設けることを特徴とする請求項１に記載のスクロール式流体機械。
10. 前記遮蔽板の外周部は前記シール部材の取付部に固定され、前記遮蔽板の内周部と前記駆動軸との間には空間が形成されることを特徴とする請求項９に記載のスクロール式流体機械。
11. 固定スクロールと、前記固定スクロールに対向して設けられ、旋回運動を行う旋回スクロールと、クランク部を介して前記旋回スクロールに連結され、回転駆動を行う駆動軸と、前記駆動軸を前記旋回スクロールに対して支持する旋回軸受と、前記駆動軸または前記駆動軸に取り付けられたリングの外周側に摺接し、前記旋回軸受に供給される潤滑剤を封止するシール部材とを備え、
    前記シール部材は、複数の突起部が前記駆動軸の軸方向に対して傾いた向きに形成されたリップシール部を前記駆動軸または前記リングに摺接する部分に有し、前記リップシール部に前記旋回軸受と前記シール部材との間に形成される空間と前記シール部材の前記旋回軸受のある側と反対側に形成される空間とを連通させる連通路を設けることを特徴とするスクロール式流体機械。
12. 前記連通路は前記複数の突起部の間に設けられることを特徴とする請求項１１に記載のスクロール式流体機械。
13. 前記リップシール部は潤滑剤が外部に漏洩するのを防止するオイルリップ部とダストが前記封止空間に侵入するのを防止するダストリップ部により構成されることを特徴とする請求項１１に記載のスクロール式流体機械。
14. 前記オイルリップ部には、前記駆動軸の回転によって前記旋回軸受の側に向けて移動させる作用を生じる複数の突起部を設けることを特徴とする請求項１３に記載のスクロール式流体機械。
15. 前記ダストリップ部には、前記駆動軸の回転によって前記旋回軸受とは反対側に向けて移動させる作用を生じる複数の突起部を設けることを特徴とする請求項１４に記載のスクロール式流体機械。
16. 前記ダストリップ部には、前記駆動軸の回転によって前記旋回軸受けの側へ向けて移動させる作用を生じる複数の突起部を設けることを特徴とする請求項１５に記載のスクロール式流体機械。
17. 前記シール部材に前記駆動軸の方向に貫通し、前記旋回軸受と前記シール部材との間に形成される空間と前記シール部材の前記旋回軸受のある側と反対側に形成される空間とを連通させる呼吸孔を設けることを特徴とする請求項１１に記載のスクロール式流体機械。

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