JP4188460B2 - スクロール式流体機械 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気圧縮機、真空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関し、特に無給油式のスクロール式流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシング内に設けられ、鏡板に渦巻状のラップ部が立設さ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、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、鏡板の表面側に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を画成する渦巻状のラップ部が立設された旋回スクロールとを備えている。
【０００３】
この種の従来技術によるスクロール式流体機械では、外部から駆動軸を回転駆動し、旋回スクロールを固定スクロールに対して一定の偏心寸法をもって旋回運動させることにより、固定スクロールの外周側に設けた吸込口から空気等の流体を吸込みつつ、この流体を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の各圧縮室内で順次圧縮し、固定スクロールの中心部に設けた吐出口から圧縮流体を外部に向けて吐出する。
【０００４】
また、この従来技術では、旋回スクロールの鏡板背面側にボス部を設け、このボス部内には、旋回スクロールを駆動軸のクランクに対して旋回自在に支持する旋回軸受を設ける構成としている。そして、旋回軸受の内部にはグリースを充填し、旋回軸受の潤滑性を高めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術によるスクロール式流体機械では、装置全体の小型化、軽量化を図るために、一般に旋回軸受としてニードルベアリング、円筒コロ等が用いられる。
【０００６】
しかし、このようなニードルベアリング等の旋回軸受は、内部に確保される空間（隙間）の全体容積（以下、内部空間容積という）が比較的小さいため、この旋回軸受には少量のグリースしか充填できなくなる。これにより旋回軸受に充填したグリースが枯渇し易くなり旋回軸受の破損の原因になるという問題がある。
【０００７】
また、旋回軸受自体に必要以上の多量のグリースを充填すると、却ってグリースが旋回軸受の内部で撹拌されるときの撹拌抵抗が増大し、旋回軸受の性能の低下を招くという問題がある。
【０００８】
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、旋回軸受として円筒コロ等を用いた場合でも、この旋回軸受をグリースにより長期に亘って潤滑することができ、旋回軸受の寿命を延ばして、装置の信頼性を高めることが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を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明によるスクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシング内に設けられ、鏡板に渦巻状のラップ部が立設さ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た駆動軸と、鏡板の表面側に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を画成する渦巻状のラップ部が立設された旋回スクロールと、該旋回スクロールの背面に設けられ、該旋回スクロールを前記駆動軸のクランクに対して旋回自在に支持する旋回軸受とを備えている。
【００１０】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、旋回軸受の内周側には、旋回軸受を潤滑するためのグリース溜りを設け、かつ駆動軸には外部の空気をグリース溜り内に導くための空気導入路を設ける構成としたことにある。
【００１１】
このように構成したことにより、圧縮運転時には旋回軸受の温度が上昇し、この旋回軸受からの熱がグリース溜りに伝わることにより、グリース溜り内に充填したグリースは粘度が低下する。これによってグリースをグリース溜りから旋回スクロールの背面に設けた旋回軸受に供給することができる。また、グリース溜り内には、空気導入路を通じて外部の空気を導入できるから、このグリース溜り内のグリースを旋回軸受側に円滑に供給することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明では、駆動軸の先端側にクランクを設け、該クランクの先端を前記旋回軸受の内周側に挿入し、該クランクの先端部にグリース溜りを設ける構成としている。
このように構成したことにより、圧縮運転時には旋回軸受の温度が上昇し、この旋回軸受からの熱がグリース溜りに伝わることにより、グリース溜り内に充填したグリースは粘度が低下する。これにより、グリースをグリース溜りから旋回スクロールの背面に設けた旋回軸受に供給することができる。
また、請求項３の発明では、駆動軸にはグリース溜りを開口させるための開口部を設け、該開口部は、前記駆動軸の径方向に対する断面形状をグリース収容部よりも小さく形成している。
【００１３】
このように構成したことにより、グリース溜り内に充填したグリースを駆動軸に設けた開口部を通じて旋回軸受側に少しずつ供給することができる。
【００１４】
また、請求項４の発明では、開口部は駆動軸の回転中心に対して偏心した位置に配置している。
【００１５】
このように構成したことにより、グリース溜り内のグリースを駆動軸の遠心力により開口部を通じて旋回軸受側に円滑に供給することができる。
【００１６】
さらに、請求項５の発明では、空気導入路は駆動軸の回転中心に沿って配置している。
【００１７】
このように構成したことにより、グリース溜り内には、空気導入路を通じて外部の空気を導入できるから、このグリース溜り内のグリースを旋回軸受側に円滑に供給することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械として無給油式のスクロール式空気圧縮機を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００１９】
まず、図１および図２は本発明の第１の参考例を示している。図中、１はスクロール式空気圧縮機の外枠を形成するケーシングで、該ケーシング１は大径部１Ａと小径部１Ｂとからなる段付き筒状に形成されている。
【００２０】
２はケーシング１の大径部１Ａに固着された固定スクロールで、該固定スクロール２は、その中心が後述する駆動軸３の軸線Ｏ1−Ｏ1と一致するように配設された円板状の鏡板２Ａと、該鏡板２Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部２Ｂと、該ラップ部２Ｂを外側から取囲むように鏡板２Ａの径方向外側に設けられた外縁部２Ｃとによって大略構成され、前記鏡板２Ａの背面には多数の放熱フィン２Ｄが設けられている。そして、固定スクロール２は、外縁部２Ｃがケーシング１の大径部１Ａ先端側に一体に取付けられている。
【００２１】
３はケーシング１の小径部１Ｂ内に回転可能に軸支された駆動軸で、該駆動軸３は、鉄系材料によって段付の円柱状に形成され、その基端側には後述のプーリ１３が設けられ、軸線Ｏ1−Ｏ1を中心に回転駆動する。また、駆動軸３の先端側にはクランクピン３Ａが突設され、該クランクピン３Ａの軸線Ｏ2−Ｏ2は、軸線Ｏ1−Ｏ1に対して寸法δだけ偏心した位置に配置されている。
【００２２】
また、駆動軸３は、その先端側に位置して後述のバランスウエイト４が取付けられる部分がウエイト取付部３Ｂとなり、該ウエイト取付部３Ｂはクランクピン３Ａよりも大径に形成されている。
【００２３】
４は駆動軸３の先端側に固着されたバランスウエイトで、該バランスウエイト４は、後述する旋回スクロール５の旋回動作に対して駆動軸３全体の回転バランスをとるものである。
【００２４】
５は固定スクロール２と対向してケーシング１内に旋回可能に設けられた旋回スクロールで、該旋回スクロール５は、旋回スクロール本体６と後述の背面プレート１０とから構成され、該旋回スクロール５は後述の旋回軸受１１を用いてクランクピン３Ａに旋回可能に支持されている。また、旋回スクロール本体６は、固定スクロール２と同様に鏡板６Ａと渦巻状のラップ部６Ｂ等とによって構成され、該鏡板６Ａには多数の放熱フィン６Ｃが設けられている。
【００２５】
そして、旋回スクロール５は、ラップ部６Ｂが固定スクロール２のラップ部２Ｂと所定角度（例えば１８０度）だけずらして重なり合うように配設され、両者のラップ部２Ｂ，６Ｂ間には複数の圧縮室７，７，…が画成される。そして、スクロール式空気圧縮機の運転時には、固定スクロール２の外周側に設けた吸込口８，８から外周側の圧縮室７内に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロール５が旋回運動する間に各圧縮室７内で順次圧縮し、最後に中心側の圧縮室７から固定スクロール２の中心に設けた吐出口９を介して外部に圧縮空気を吐出する。
【００２６】
１０は旋回スクロール本体６の各放熱フィン６Ｃ先端に固着された背面プレートで、該背面プレート１０の中央部には、ボス部１０Ａが一体形成されている。また、この背面プレート１０の背面側にはボス部１０Ａ内に位置して切欠部１０Ｂが設けられ、該切欠部１０Ｂは後述するグリース溜り１２内のグリースを旋回軸受１１側に供給するためのグリース供給路を構成している。
【００２７】
１１は背面プレート１０のボス部１０Ａ内に設けられた旋回軸受で、該旋回軸受１１は、例えばニードルベアリング、円筒コロ等によって構成され、その内周側には駆動軸３のクランクピン３Ａが挿入されている。そして、この旋回軸受１１は、駆動軸３のクランクピン３Ａに対して旋回スクロール５を旋回自在に支持する構成となっている。
【００２８】
１２は駆動軸３のクランクピン３Ａに設けられたグリース溜りで、該グリース溜り１２は、駆動軸３のクランクピン３Ａ先端に有底の円形穴として形成されている。そして、このグリース溜り１２に充填されたグリースは、後述するように圧縮運転時に粘度が低下することにより、背面プレート１０の切欠部１０Ｂを通じて旋回軸受１１側に供給されるものである。
【００２９】
また、グリース溜り１２は、その穴底側となる奥部側がクランクピン３Ａとウエイト取付部３Ｂとの境界よりも少なくともクランクピン３Ａ側に位置して配置されるものである。これによりクランクピン３Ａは、グリース溜り１２の穴底側に寸法ｄの肉厚が確保され、クランクピン３Ａ全体の強度を高める構成となっている。
【００３０】
１３は駆動軸３の基端側にボルト１４等によって一体に取付けられたプーリ、１５は該プーリ１３に設けられた遠心ファンで、該遠心ファン１５は、ケーシング１の小径部１Ｂに取付けたファンケーシング１６内に収容されている。
【００３１】
本参考例によるスクロール式空気圧縮機は上述したような構成を有するもので、次に、このスクロール式空気圧縮機の動作について説明する。
【００３２】
まず、電動モータにより駆動軸３を回転させると、旋回スクロール５は駆動軸３を中心として寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行い、固定スクロール２のラップ部２Ｂと旋回スクロール５のラップ部６Ｂ間に画成された圧縮室７，７，…が連続的に縮小する。これにより、固定スクール２の吸込口８から吸込んだ外気を該各圧縮室７で順次圧縮しつつ、この圧縮空気を固定スクロール２の吐出口９から外部の空気タンク等に貯留させる。
【００３３】
ここで、本参考例では、駆動軸３のクランクピン３Ａ先端にグリース溜り１２を設け、このグリース溜り１２内に旋回軸受１１を潤滑するためのグリースを充填する構成としたから、上述した圧縮運転時には旋回軸受１１の温度が上昇し、このときの旋回軸受１１からの熱がグリース溜り１２に伝わることにより、グリース溜り１２内のグリースは粘度が徐々に低下する。これにより前記グリースを図２中に示す矢示方向へと背面プレート１０の切欠部１０Ｂを通じて旋回軸受１１に円滑に供給することができる。
【００３４】
従って、本参考例のように、旋回軸受１１を例えばニードルベアリング、円筒コロ等の内部空間容積が比較的小さい軸受によって構成した場合でも、圧縮運転時には、グリース溜り１２内のグリースによって旋回軸受１１を常に潤滑状態に維持することができ、該旋回軸受１１の耐久性、寿命等を向上でき、装置の信頼性を高めることができる。
【００３５】
また、従来技術で述べたように旋回軸受１１自体に必要以上の多量のグリースを充填する必要がなくなり、グリースの撹拌抵抗による旋回軸受１１の性能低下を防止でき、該旋回軸受１１の性能を高めることができる。
【００３６】
次に、図３は本発明の第１の実施の形態を示し、本実施の形態では前述した第１の参考例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。
【００３７】
然るに、本実施の形態の特徴は、駆動軸２１には、外部からの空気をグリース溜り２２内に導入するための空気導入路２４を設ける構成としたことにある。
【００３８】
ここで、駆動軸２１は、前記第１の参考例で述べた駆動軸３とほぼ同様にクランクピン２１Ａおよびウエイト取付部２１Ｂを有し、該クランクピン２１Ａにはグリース溜り２２が設けられている。また、この駆動軸２１の基端側には、プーリ１３が駆動軸２１の一部をなすボルト２３によって一体に取付けられている。
【００３９】
また、空気導入路２４は、駆動軸２１内およびボルト２３内を軸方向に貫通して延びる軸方向通路として形成され、駆動軸２１の回転中心となる軸線Ｏ1−Ｏ1に沿って配置されている。そして、この空気導入路２４は、一端側がボルト２３の頭部に開口し他端側はグリース溜り２２内に開口し、外部の空気を該グリース溜り２２内に導く構成となっている。
【００４０】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の参考例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、空気導入路２４によって外部の空気をグリース溜り２２内に導くことができるから、グリース溜り２２内のグリースを旋回軸受１１にさらに円滑に供給することができる。
【００４１】
次に、図４は本発明の第２の参考例を示し、本参考例では前述した第１の参考例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。
【００４２】
然るに、本参考例の特徴は、駆動軸３のクランクピン３Ａには、グリース溜り１２の開口側を施蓋し該クランクピン３Ａの一部をなす蓋板３１を設けると共に、該蓋板３１には、グリース溜り１２を外部に開口させる開口部としての小孔３２を穿設する構成としたことにある。
【００４３】
ここで、小孔３２は、蓋板３１の中央部、即ち駆動軸３の軸線Ｏ1−Ｏ1に対して偏心したクランクピン３Ａの軸線Ｏ2−Ｏ2上に位置して配置される。そして、小孔３２の径方向の断面形状はグリース溜り１２の径方向の断面形状よりも小さく形成されるものである。
【００４４】
かくして、このように構成される本参考例でも、前記第１の参考例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、特に本参考例では、グリースをグリース溜り１２から小孔３２を通じて旋回軸受１１側に少しずつ供給することができ、グリース溜り１２内へのグリースの補給時期等を延ばすことができる。また、小孔３２を駆動軸３の軸線Ｏ1−Ｏ1に対して偏心した位置に配置できるから、駆動軸３からの遠心力によってグリース溜り１２内のグリースを小孔３２から旋回軸受１１側に向けてより円滑に供給することができる。
【００４５】
次に、図５、図６は本発明の第３の参考例を示し、本参考例では前述した第１の参考例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。
【００４６】
然るに、本参考例の特徴は、駆動軸３のクランクピン３Ａには、グリース溜り１２の開口側を施蓋し該クランクピン３Ａの一部をなす蓋板４１を設けると共に、該蓋板４１には、グリース溜り１２を外部に開口させる開口部としての小孔４２を穿設し、駆動軸３の軸線Ｏ1−Ｏ1に対する小孔４２の偏心寸法Ｌを可能な限り大きく設定する構成としたことにある。
【００４７】
かくして、このように構成される本参考例でも、第２の参考例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、特に本参考例では、駆動軸３の軸線Ｏ1−Ｏ1に対する小孔４２の偏心寸法Ｌを可能な限り大きく設定する構成としたから、小孔４２を通過するグリースには駆動軸３からの遠心力をさらに大きく作用させることができ、グリース溜り１２内のグリースを小孔４２から旋回軸受１１側に向けてより一層円滑に供給することができる。
【００４８】
次に、図７は本発明の第４の参考例を示し、本参考例では前述した第１の参考例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。
【００４９】
然るに、本参考例の特徴は、駆動軸３のクランクピン３Ａに蓋板取付段部５１およびグリース溜り５２を設け、該蓋板取付段部５１には、グリース溜り５２の開口側を施蓋しクランクピン３Ａの一部をなす蓋板５３を設けると共に、該蓋板５３には、グリース溜り５２を外部に開口させる開口部としての小孔５４を穿設し、該小孔５４は駆動軸３の軸線Ｏ1−Ｏ1（軸線Ｏ2−Ｏ2）に対して斜めに傾斜させる構成としたことにある。
【００５０】
かくして、このように構成される本参考例でも、前記第３の参考例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
次に図８は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、駆動軸のクランクピン先端には、旋回スクロールとの間に位置して該旋回スクロールの旋回変形を可変に調整する可変クランクを設け、この可変クランクには旋回スクロールのボス部に嵌合する嵌合軸部にグリース溜りを設けると共に、駆動軸および可変クランクには、外部の空気を該グリース溜りに導入するための空気導入路を設ける構成としたことにある。
【００５２】
図中、６１は本実施の形態に係るケーシングで、該ケーシング６１は、大径部６１Ａと小径部６１Ｂとからなる段付き筒状に形成されている。６２はケーシング６１に設けられた固定スクロールで、該固定スクロール６２は、鏡板６２Ａと、該鏡板６２Ａに立設されたラップ部６２Ｂと、鏡板６２Ａの外縁に設けられた筒部６２Ｃと、該筒部６２Ｃの外周側に設けられケーシング６１の小径部６１Ｂと衝合するフランジ部６２Ｄおよび多数の放熱フィン６２Ｅ等によって構成されている。
【００５３】
６３はケーシング６１の小径部６１Ｂに軸支された駆動軸で、該駆動軸６３は、第１の参考例で述べた駆動軸３とほぼ同様に構成され、その先端側には後述の可変クランク７０が嵌合される嵌合穴６４が設けられている。
【００５４】
６５はケーシング６１内に旋回可能に設けられた旋回スクロールで、該旋回スクロール６５は、旋回スクロール本体６６と後述の背面プレート６８とから構成されている。また、旋回スクロール本体６６は、固定スクロール６２と同様に鏡板６６Ａ、ラップ部６６Ｂおよび各放熱フィン６６Ｃ等を備え、該ラップ部６６Ｂは固定スクロール６２のラップ部６２Ｂとの間に圧縮室６７，６７，…を画成している。
【００５５】
６８は旋回スクロール本体６６に設けられた背面プレート、６９は該背面プレート６８のボス部６８Ａ内に設けられた旋回軸受で、該旋回軸受６９は、旋回スクロール６５を駆動軸６３と一体となった可変クランク７０に対して旋回可能に支持する構成となっている。
【００５６】
７０は第１の参考例による駆動軸３のクランクピン３Ａに替えて駆動軸６３の先端側に設けられた可変クランクで、該可変クランク７０は、例えば特開平９−１４４６７４号公報に記載された可変クランクとほぼ同様に構成され、駆動軸６３の一部をなしている。
【００５７】
そして、可変クランク７０は、駆動軸６３の嵌合穴６４内に嵌合して設けられた嵌合軸部７０Ａと、旋回スクロール６５のボス部６８Ａ内に嵌合して設けられた偏心軸部７０Ｂとを有している。そして、該偏心軸部７０Ｂは、その軸線が駆動軸６３の軸線に対し偏心して配置され、駆動軸６３のクランクピンを構成している。
【００５８】
そして、可変クランク７０は、当該スクロール式空気圧縮機の運転時に駆動軸６３と一体となって回転することにより、旋回スクロール６５を寸法δの旋回半径をもって旋回運動させるものである。また、この可変クランク７０は、圧縮室６７の圧力と駆動軸６３の回転による遠心力との合力を受けることにより、駆動軸６３に対して相対回動しつつ、旋回スクロール６５のラップ部６５Ｂを固定スクロール６２のラップ部６２Ｂに押付ける構成となっている。
【００５９】
７１は駆動軸６３の嵌合穴６４と可変クランク７０の嵌合軸部７０Ａとの間に設けられた筒体で、該筒体７１は、例えばスチレン系熱可塑性樹脂等の熱膨張材料によって形成され、圧縮室６７からの圧縮熱等により熱膨張する構成となっている。また、この筒体７１は嵌合穴６４と嵌合軸部７０Ａとの間に小さな隙間を介して配置され、圧縮運転の初期段階においては可変クランク７０が駆動軸６３に対して相対回転するのを許す構成となっている。
【００６０】
７２は可変クランク７０の偏心軸部７０Ｂに設けられたグリース溜り、７３は駆動軸６３および可変クランク７０に設けられた空気導入路で、該空気導入路７３は、駆動軸６３内をその軸線に沿って延び、一端側が駆動軸６３の基端側に開口し他端側が嵌合穴６４内に開口した第１通路部７３Ａと、可変クランク７０内を軸方向に向けてクランク状に延び、一端側が第１通路部７３Ａに開口し他端側がグリース溜り７２内に開口した第２通路部７３Ｂとによって構成されている。
【００６１】
なお、７４は固定スクロール６２の外周側に設けられた吸込口、７５は固定スクロール６２の中心側に設けられた吐出口で、該吐出口７５には吐出配管７６が取付けられている。
【００６２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、空気導入路７３によって外部からの空気をグリース溜り７２内に導入することができ、前記第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。
【００６３】
特に本実施の形態では、圧縮運転時には、可変クランク７０が駆動軸６３に対して相対回転することにより、旋回スクロール６５のラップ部６６Ｂを固定スクロール６２のラップ部６２Ｂに押付けることができるから、圧縮室６７内の気密性を高めて圧縮効率を高めることができる。
【００６４】
また、このように旋回スクロール６５のラップ部６６Ｂを固定スクロール６２のラップ部６２Ｂに押付けた状態で圧縮運転を連続して行うと、ラップ部６２Ｂ，６６Ｂ間の摩耗は徐々に進行する。
【００６５】
しかし、本実施の形態では、圧縮運転を連続して行うと、圧縮室６７からの圧縮熱により筒体７１が加熱して徐々に熱膨張することにより、駆動軸６３に対する可変クランク７０の回転位置を固定することができるから、ラップ部６２Ｂ，６６Ｂが摩耗限界に達する前に摩耗の進行を止めることができ、これらのラップ部６２Ｂ，６６Ｂの寿命等を延ばすことができる。
【００６６】
なお、前記各実施の形態では、スクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば真空ポンプ、冷媒圧縮機等にも広く適用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、旋回軸受の内周側には該旋回軸受を潤滑するためのグリース溜りを設ける構成としたから、圧縮運転時には旋回軸受の温度が上昇し、この旋回軸受からの熱がグリース溜りに伝わることにより、グリース溜り内に充填したグリースは粘度が低下した際、グリースをグリース溜りから旋回スクロールの背面に設けた旋回軸受に供給することができる。また、旋回軸受を例えば内部空間容積が比較的小さいニードルベアリング、円筒コロ等によって構成した場合でも、旋回軸受の耐久性、寿命等を向上でき、装置の信頼性を高めることができる。
さらに、請求項１の発明によれば、外部からの空気を空気導入路を通じてグリース溜りに導く構成としたから、グリース溜り内のグリースを旋回軸受側により円滑に供給することができ、旋回軸受の潤滑性を一層高めることができる。
【００６８】
また、請求項２の発明によれば、駆動軸の先端側にクランクを設け、該クランクの先端を旋回軸受の内周側に挿入し、該クランクの先端部にはグリース溜りを設ける構成としたから、圧縮運転時にはグリース溜り内に充填したグリースの粘度が旋回軸受の温度上昇と共に低下することにより、このグリースを旋回軸受に供給することができ、該旋回軸受を常に潤滑状態に維持することができる。
これにより、旋回軸受を例えば内部空間容積が比較的小さいニードルベアリング、円筒コロ等によって構成した場合でも、旋回軸受の耐久性、寿命等を向上でき、装置の信頼性を高めることができる。また、従来技術で述べたように旋回軸受内に必要以上の多量のグリースを充填する必要がなくなり、グリースの撹拌抵抗による旋回軸受の性能低下を防止でき、該旋回軸受の性能を高めることができる。
【００６９】
また、請求項３の発明では、駆動軸にはグリース溜りを開口させるための開口部を設け、開口部の断面形状をグリース収容部よりも小さく形成する構成としたから、グリース溜り内に充填したグリースを開口部を通じて旋回軸受側に少しずつ供給することができ、グリース溜り内へのグリースの補給時期を延ばすことができる。
【００７０】
また、請求項４の発明では、開口部を駆動軸の回転中心に対して偏心した位置に配置する構成としたから、グリース溜り内のグリースを駆動軸の遠心力によって旋回軸受側に円滑に供給することができ、旋回軸受の潤滑性をさらに高めることができる。
【００７１】
さらに、請求項５の発明では、空気導入路を駆動軸の回転中心に沿って配置したから、外部からの空気を空気導入路を通じてグリース溜りに導くことができる。このため、グリース溜り内のグリースを旋回軸受側により円滑に供給することができ、旋回軸受の潤滑性を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の参考例によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】 図１中の旋回軸受およびグリース溜り等を示す要部拡大断面図である。
【図３】 本発明の第１の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機のグリース溜りおよび空気導入路等を示す部分断面図である。
【図４】 本発明の第２の参考例によるスクロール式空気圧縮機のグリース溜りおよび小孔等を示す要部拡大断面図である。
【図５】 本発明の第３の参考例によるスクロール式空気圧縮機のグリース溜りおよび小孔等を示す要部拡大断面図である。
【図６】 クランクピンおよび蓋板を示す図５の矢示VI−VI方向からみた拡大正面図である。
【図７】 本発明の第４の参考例によるスクロール式空気圧縮機のグリース溜りおよび小孔等を示す要部拡大断面図である。
【図８】 本発明の第２の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１，６１ ケーシング
２，６２ 固定スクロール
２Ａ，６Ａ，６２Ａ，６６Ａ 鏡板
２Ｂ，６Ｂ，６２Ｂ，６６Ｂ ラップ部
３，２１，６３ 駆動軸
３Ａ，２１Ａ クランクピン
５，６５ 旋回スクロール
７，６７ 圧縮室
１０Ａ，６８Ａ ボス部
１１，６９ 旋回軸受
１２，２２，５２，７２ グリース溜り
２４，７３ 空気導入路
３２，４２，５４ 小孔（開口部）
７０ 可変クランク
７０Ｂ 偏心軸部（クランクピン）
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気圧縮機、真空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関し、特に無給油式のスクロール式流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシング内に設けられ、鏡板に渦巻状のラップ部が立設さ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、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、鏡板の表面側に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を画成する渦巻状のラップ部が立設された旋回スクロールとを備えている。
【０００３】
この種の従来技術によるスクロール式流体機械では、外部から駆動軸を回転駆動し、旋回スクロールを固定スクロールに対して一定の偏心寸法をもって旋回運動させることにより、固定スクロールの外周側に設けた吸込口から空気等の流体を吸込みつつ、この流体を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の各圧縮室内で順次圧縮し、固定スクロールの中心部に設けた吐出口から圧縮流体を外部に向けて吐出する。
【０００４】
また、この従来技術では、旋回スクロールの鏡板背面側にボス部を設け、このボス部内には、旋回スクロールを駆動軸のクランクに対して旋回自在に支持する旋回軸受を設ける構成としている。そして、旋回軸受の内部にはグリースを充填し、旋回軸受の潤滑性を高めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術によるスクロール式流体機械では、装置全体の小型化、軽量化を図るために、一般に旋回軸受としてニードルベアリング、円筒コロ等が用いられる。
【０００６】
しかし、このようなニードルベアリング等の旋回軸受は、内部に確保される空間（隙間）の全体容積（以下、内部空間容積という）が比較的小さいため、この旋回軸受には少量のグリースしか充填できなくなる。これにより旋回軸受に充填したグリースが枯渇し易くなり旋回軸受の破損の原因になるという問題がある。
【０００７】
また、旋回軸受自体に必要以上の多量のグリースを充填すると、却ってグリースが旋回軸受の内部で撹拌されるときの撹拌抵抗が増大し、旋回軸受の性能の低下を招くという問題がある。
【０００８】
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、旋回軸受として円筒コロ等を用いた場合でも、この旋回軸受をグリースにより長期に亘って潤滑することができ、旋回軸受の寿命を延ばして、装置の信頼性を高めることが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を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明によるスクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシング内に設けられ、鏡板に渦巻状のラップ部が立設さ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た駆動軸と、鏡板の表面側に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を画成する渦巻状のラップ部が立設された旋回スクロールと、該旋回スクロールの背面に設けられ、該旋回スクロールを前記駆動軸のクランクに対して旋回自在に支持する旋回軸受とを備えている。
【００１０】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、旋回軸受の内周側には、旋回軸受を潤滑するためのグリース溜りを設け、かつ駆動軸には外部の空気をグリース溜り内に導くための空気導入路を設ける構成としたことにある。
【００１１】
このように構成したことにより、圧縮運転時には旋回軸受の温度が上昇し、この旋回軸受からの熱がグリース溜りに伝わることにより、グリース溜り内に充填したグリースは粘度が低下する。これによってグリースをグリース溜りから旋回スクロールの背面に設けた旋回軸受に供給することができる。また、グリース溜り内には、空気導入路を通じて外部の空気を導入できるから、このグリース溜り内のグリースを旋回軸受側に円滑に供給することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明では、駆動軸の先端側にクランクを設け、該クランクの先端を前記旋回軸受の内周側に挿入し、該クランクの先端部にグリース溜りを設ける構成としている。
このように構成したことにより、圧縮運転時には旋回軸受の温度が上昇し、この旋回軸受からの熱がグリース溜りに伝わることにより、グリース溜り内に充填したグリースは粘度が低下する。これにより、グリースをグリース溜りから旋回スクロールの背面に設けた旋回軸受に供給することができる。
また、請求項３の発明では、駆動軸にはグリース溜りを開口させるための開口部を設け、該開口部は、前記駆動軸の径方向に対する断面形状をグリース収容部よりも小さく形成している。
【００１３】
このように構成したことにより、グリース溜り内に充填したグリースを駆動軸に設けた開口部を通じて旋回軸受側に少しずつ供給することができる。
【００１４】
また、請求項４の発明では、開口部は駆動軸の回転中心に対して偏心した位置に配置している。
【００１５】
このように構成したことにより、グリース溜り内のグリースを駆動軸の遠心力により開口部を通じて旋回軸受側に円滑に供給することができる。
【００１６】
さらに、請求項５の発明では、空気導入路は駆動軸の回転中心に沿って配置している。
【００１７】
このように構成したことにより、グリース溜り内には、空気導入路を通じて外部の空気を導入できるから、このグリース溜り内のグリースを旋回軸受側に円滑に供給することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械として無給油式のスクロール式空気圧縮機を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００１９】
まず、図１および図２は本発明の第１の参考例を示している。図中、１はスクロール式空気圧縮機の外枠を形成するケーシングで、該ケーシング１は大径部１Ａと小径部１Ｂとからなる段付き筒状に形成されている。
【００２０】
２はケーシング１の大径部１Ａに固着された固定スクロールで、該固定スクロール２は、その中心が後述する駆動軸３の軸線Ｏ1−Ｏ1と一致するように配設された円板状の鏡板２Ａと、該鏡板２Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部２Ｂと、該ラップ部２Ｂを外側から取囲むように鏡板２Ａの径方向外側に設けられた外縁部２Ｃとによって大略構成され、前記鏡板２Ａの背面には多数の放熱フィン２Ｄが設けられている。そして、固定スクロール２は、外縁部２Ｃがケーシング１の大径部１Ａ先端側に一体に取付けられている。
【００２１】
３はケーシング１の小径部１Ｂ内に回転可能に軸支された駆動軸で、該駆動軸３は、鉄系材料によって段付の円柱状に形成され、その基端側には後述のプーリ１３が設けられ、軸線Ｏ1−Ｏ1を中心に回転駆動する。また、駆動軸３の先端側にはクランクピン３Ａが突設され、該クランクピン３Ａの軸線Ｏ2−Ｏ2は、軸線Ｏ1−Ｏ1に対して寸法δだけ偏心した位置に配置されている。
【００２２】
また、駆動軸３は、その先端側に位置して後述のバランスウエイト４が取付けられる部分がウエイト取付部３Ｂとなり、該ウエイト取付部３Ｂはクランクピン３Ａよりも大径に形成されている。
【００２３】
４は駆動軸３の先端側に固着されたバランスウエイトで、該バランスウエイト４は、後述する旋回スクロール５の旋回動作に対して駆動軸３全体の回転バランスをとるものである。
【００２４】
５は固定スクロール２と対向してケーシング１内に旋回可能に設けられた旋回スクロールで、該旋回スクロール５は、旋回スクロール本体６と後述の背面プレート１０とから構成され、該旋回スクロール５は後述の旋回軸受１１を用いてクランクピン３Ａに旋回可能に支持されている。また、旋回スクロール本体６は、固定スクロール２と同様に鏡板６Ａと渦巻状のラップ部６Ｂ等とによって構成され、該鏡板６Ａには多数の放熱フィン６Ｃが設けられている。
【００２５】
そして、旋回スクロール５は、ラップ部６Ｂが固定スクロール２のラップ部２Ｂと所定角度（例えば１８０度）だけずらして重なり合うように配設され、両者のラップ部２Ｂ，６Ｂ間には複数の圧縮室７，７，…が画成される。そして、スクロール式空気圧縮機の運転時には、固定スクロール２の外周側に設けた吸込口８，８から外周側の圧縮室７内に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロール５が旋回運動する間に各圧縮室７内で順次圧縮し、最後に中心側の圧縮室７から固定スクロール２の中心に設けた吐出口９を介して外部に圧縮空気を吐出する。
【００２６】
１０は旋回スクロール本体６の各放熱フィン６Ｃ先端に固着された背面プレートで、該背面プレート１０の中央部には、ボス部１０Ａが一体形成されている。また、この背面プレート１０の背面側にはボス部１０Ａ内に位置して切欠部１０Ｂが設けられ、該切欠部１０Ｂは後述するグリース溜り１２内のグリースを旋回軸受１１側に供給するためのグリース供給路を構成している。
【００２７】
１１は背面プレート１０のボス部１０Ａ内に設けられた旋回軸受で、該旋回軸受１１は、例えばニードルベアリング、円筒コロ等によって構成され、その内周側には駆動軸３のクランクピン３Ａが挿入されている。そして、この旋回軸受１１は、駆動軸３のクランクピン３Ａに対して旋回スクロール５を旋回自在に支持する構成となっている。
【００２８】
１２は駆動軸３のクランクピン３Ａに設けられたグリース溜りで、該グリース溜り１２は、駆動軸３のクランクピン３Ａ先端に有底の円形穴として形成されている。そして、このグリース溜り１２に充填されたグリースは、後述するように圧縮運転時に粘度が低下することにより、背面プレート１０の切欠部１０Ｂを通じて旋回軸受１１側に供給されるものである。
【００２９】
また、グリース溜り１２は、その穴底側となる奥部側がクランクピン３Ａとウエイト取付部３Ｂとの境界よりも少なくともクランクピン３Ａ側に位置して配置されるものである。これによりクランクピン３Ａは、グリース溜り１２の穴底側に寸法ｄの肉厚が確保され、クランクピン３Ａ全体の強度を高める構成となっている。
【００３０】
１３は駆動軸３の基端側にボルト１４等によって一体に取付けられたプーリ、１５は該プーリ１３に設けられた遠心ファンで、該遠心ファン１５は、ケーシング１の小径部１Ｂに取付けたファンケーシング１６内に収容されている。
【００３１】
本参考例によるスクロール式空気圧縮機は上述したような構成を有するもので、次に、このスクロール式空気圧縮機の動作について説明する。
【００３２】
まず、電動モータにより駆動軸３を回転させると、旋回スクロール５は駆動軸３を中心として寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行い、固定スクロール２のラップ部２Ｂと旋回スクロール５のラップ部６Ｂ間に画成された圧縮室７，７，…が連続的に縮小する。これにより、固定スクール２の吸込口８から吸込んだ外気を該各圧縮室７で順次圧縮しつつ、この圧縮空気を固定スクロール２の吐出口９から外部の空気タンク等に貯留させる。
【００３３】
ここで、本参考例では、駆動軸３のクランクピン３Ａ先端にグリース溜り１２を設け、このグリース溜り１２内に旋回軸受１１を潤滑するためのグリースを充填する構成としたから、上述した圧縮運転時には旋回軸受１１の温度が上昇し、このときの旋回軸受１１からの熱がグリース溜り１２に伝わることにより、グリース溜り１２内のグリースは粘度が徐々に低下する。これにより前記グリースを図２中に示す矢示方向へと背面プレート１０の切欠部１０Ｂを通じて旋回軸受１１に円滑に供給することができる。
【００３４】
従って、本参考例のように、旋回軸受１１を例えばニードルベアリング、円筒コロ等の内部空間容積が比較的小さい軸受によって構成した場合でも、圧縮運転時には、グリース溜り１２内のグリースによって旋回軸受１１を常に潤滑状態に維持することができ、該旋回軸受１１の耐久性、寿命等を向上でき、装置の信頼性を高めることができる。
【００３５】
また、従来技術で述べたように旋回軸受１１自体に必要以上の多量のグリースを充填する必要がなくなり、グリースの撹拌抵抗による旋回軸受１１の性能低下を防止でき、該旋回軸受１１の性能を高めることができる。
【００３６】
次に、図３は本発明の第１の実施の形態を示し、本実施の形態では前述した第１の参考例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。
【００３７】
然るに、本実施の形態の特徴は、駆動軸２１には、外部からの空気をグリース溜り２２内に導入するための空気導入路２４を設ける構成としたことにある。
【００３８】
ここで、駆動軸２１は、前記第１の参考例で述べた駆動軸３とほぼ同様にクランクピン２１Ａおよびウエイト取付部２１Ｂを有し、該クランクピン２１Ａにはグリース溜り２２が設けられている。また、この駆動軸２１の基端側には、プーリ１３が駆動軸２１の一部をなすボルト２３によって一体に取付けられている。
【００３９】
また、空気導入路２４は、駆動軸２１内およびボルト２３内を軸方向に貫通して延びる軸方向通路として形成され、駆動軸２１の回転中心となる軸線Ｏ1−Ｏ1に沿って配置されている。そして、この空気導入路２４は、一端側がボルト２３の頭部に開口し他端側はグリース溜り２２内に開口し、外部の空気を該グリース溜り２２内に導く構成となっている。
【００４０】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の参考例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、空気導入路２４によって外部の空気をグリース溜り２２内に導くことができるから、グリース溜り２２内のグリースを旋回軸受１１にさらに円滑に供給することができる。
【００４１】
次に、図４は本発明の第２の参考例を示し、本参考例では前述した第１の参考例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。
【００４２】
然るに、本参考例の特徴は、駆動軸３のクランクピン３Ａには、グリース溜り１２の開口側を施蓋し該クランクピン３Ａの一部をなす蓋板３１を設けると共に、該蓋板３１には、グリース溜り１２を外部に開口させる開口部としての小孔３２を穿設する構成としたことにある。
【００４３】
ここで、小孔３２は、蓋板３１の中央部、即ち駆動軸３の軸線Ｏ1−Ｏ1に対して偏心したクランクピン３Ａの軸線Ｏ2−Ｏ2上に位置して配置される。そして、小孔３２の径方向の断面形状はグリース溜り１２の径方向の断面形状よりも小さく形成されるものである。
【００４４】
かくして、このように構成される本参考例でも、前記第１の参考例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、特に本参考例では、グリースをグリース溜り１２から小孔３２を通じて旋回軸受１１側に少しずつ供給することができ、グリース溜り１２内へのグリースの補給時期等を延ばすことができる。また、小孔３２を駆動軸３の軸線Ｏ1−Ｏ1に対して偏心した位置に配置できるから、駆動軸３からの遠心力によってグリース溜り１２内のグリースを小孔３２から旋回軸受１１側に向けてより円滑に供給することができる。
【００４５】
次に、図５、図６は本発明の第３の参考例を示し、本参考例では前述した第１の参考例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。
【００４６】
然るに、本参考例の特徴は、駆動軸３のクランクピン３Ａには、グリース溜り１２の開口側を施蓋し該クランクピン３Ａの一部をなす蓋板４１を設けると共に、該蓋板４１には、グリース溜り１２を外部に開口させる開口部としての小孔４２を穿設し、駆動軸３の軸線Ｏ1−Ｏ1に対する小孔４２の偏心寸法Ｌを可能な限り大きく設定する構成としたことにある。
【００４７】
かくして、このように構成される本参考例でも、第２の参考例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、特に本参考例では、駆動軸３の軸線Ｏ1−Ｏ1に対する小孔４２の偏心寸法Ｌを可能な限り大きく設定する構成としたから、小孔４２を通過するグリースには駆動軸３からの遠心力をさらに大きく作用させることができ、グリース溜り１２内のグリースを小孔４２から旋回軸受１１側に向けてより一層円滑に供給することができる。
【００４８】
次に、図７は本発明の第４の参考例を示し、本参考例では前述した第１の参考例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。
【００４９】
然るに、本参考例の特徴は、駆動軸３のクランクピン３Ａに蓋板取付段部５１およびグリース溜り５２を設け、該蓋板取付段部５１には、グリース溜り５２の開口側を施蓋しクランクピン３Ａの一部をなす蓋板５３を設けると共に、該蓋板５３には、グリース溜り５２を外部に開口させる開口部としての小孔５４を穿設し、該小孔５４は駆動軸３の軸線Ｏ1−Ｏ1（軸線Ｏ2−Ｏ2）に対して斜めに傾斜させる構成としたことにある。
【００５０】
かくして、このように構成される本参考例でも、前記第３の参考例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
次に図８は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、駆動軸のクランクピン先端には、旋回スクロールとの間に位置して該旋回スクロールの旋回変形を可変に調整する可変クランクを設け、この可変クランクには旋回スクロールのボス部に嵌合する嵌合軸部にグリース溜りを設けると共に、駆動軸および可変クランクには、外部の空気を該グリース溜りに導入するための空気導入路を設ける構成としたことにある。
【００５２】
図中、６１は本実施の形態に係るケーシングで、該ケーシング６１は、大径部６１Ａと小径部６１Ｂとからなる段付き筒状に形成されている。６２はケーシング６１に設けられた固定スクロールで、該固定スクロール６２は、鏡板６２Ａと、該鏡板６２Ａに立設されたラップ部６２Ｂと、鏡板６２Ａの外縁に設けられた筒部６２Ｃと、該筒部６２Ｃの外周側に設けられケーシング６１の小径部６１Ｂと衝合するフランジ部６２Ｄおよび多数の放熱フィン６２Ｅ等によって構成されている。
【００５３】
６３はケーシング６１の小径部６１Ｂに軸支された駆動軸で、該駆動軸６３は、第１の参考例で述べた駆動軸３とほぼ同様に構成され、その先端側には後述の可変クランク７０が嵌合される嵌合穴６４が設けられている。
【００５４】
６５はケーシング６１内に旋回可能に設けられた旋回スクロールで、該旋回スクロール６５は、旋回スクロール本体６６と後述の背面プレート６８とから構成されている。また、旋回スクロール本体６６は、固定スクロール６２と同様に鏡板６６Ａ、ラップ部６６Ｂおよび各放熱フィン６６Ｃ等を備え、該ラップ部６６Ｂは固定スクロール６２のラップ部６２Ｂとの間に圧縮室６７，６７，…を画成している。
【００５５】
６８は旋回スクロール本体６６に設けられた背面プレート、６９は該背面プレート６８のボス部６８Ａ内に設けられた旋回軸受で、該旋回軸受６９は、旋回スクロール６５を駆動軸６３と一体となった可変クランク７０に対して旋回可能に支持する構成となっている。
【００５６】
７０は第１の参考例による駆動軸３のクランクピン３Ａに替えて駆動軸６３の先端側に設けられた可変クランクで、該可変クランク７０は、例えば特開平９−１４４６７４号公報に記載された可変クランクとほぼ同様に構成され、駆動軸６３の一部をなしている。
【００５７】
そして、可変クランク７０は、駆動軸６３の嵌合穴６４内に嵌合して設けられた嵌合軸部７０Ａと、旋回スクロール６５のボス部６８Ａ内に嵌合して設けられた偏心軸部７０Ｂとを有している。そして、該偏心軸部７０Ｂは、その軸線が駆動軸６３の軸線に対し偏心して配置され、駆動軸６３のクランクピンを構成している。
【００５８】
そして、可変クランク７０は、当該スクロール式空気圧縮機の運転時に駆動軸６３と一体となって回転することにより、旋回スクロール６５を寸法δの旋回半径をもって旋回運動させるものである。また、この可変クランク７０は、圧縮室６７の圧力と駆動軸６３の回転による遠心力との合力を受けることにより、駆動軸６３に対して相対回動しつつ、旋回スクロール６５のラップ部６５Ｂを固定スクロール６２のラップ部６２Ｂに押付ける構成となっている。
【００５９】
７１は駆動軸６３の嵌合穴６４と可変クランク７０の嵌合軸部７０Ａとの間に設けられた筒体で、該筒体７１は、例えばスチレン系熱可塑性樹脂等の熱膨張材料によって形成され、圧縮室６７からの圧縮熱等により熱膨張する構成となっている。また、この筒体７１は嵌合穴６４と嵌合軸部７０Ａとの間に小さな隙間を介して配置され、圧縮運転の初期段階においては可変クランク７０が駆動軸６３に対して相対回転するのを許す構成となっている。
【００６０】
７２は可変クランク７０の偏心軸部７０Ｂに設けられたグリース溜り、７３は駆動軸６３および可変クランク７０に設けられた空気導入路で、該空気導入路７３は、駆動軸６３内をその軸線に沿って延び、一端側が駆動軸６３の基端側に開口し他端側が嵌合穴６４内に開口した第１通路部７３Ａと、可変クランク７０内を軸方向に向けてクランク状に延び、一端側が第１通路部７３Ａに開口し他端側がグリース溜り７２内に開口した第２通路部７３Ｂとによって構成されている。
【００６１】
なお、７４は固定スクロール６２の外周側に設けられた吸込口、７５は固定スクロール６２の中心側に設けられた吐出口で、該吐出口７５には吐出配管７６が取付けられている。
【００６２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、空気導入路７３によって外部からの空気をグリース溜り７２内に導入することができ、前記第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。
【００６３】
特に本実施の形態では、圧縮運転時には、可変クランク７０が駆動軸６３に対して相対回転することにより、旋回スクロール６５のラップ部６６Ｂを固定スクロール６２のラップ部６２Ｂに押付けることができるから、圧縮室６７内の気密性を高めて圧縮効率を高めることができる。
【００６４】
また、このように旋回スクロール６５のラップ部６６Ｂを固定スクロール６２のラップ部６２Ｂに押付けた状態で圧縮運転を連続して行うと、ラップ部６２Ｂ，６６Ｂ間の摩耗は徐々に進行する。
【００６５】
しかし、本実施の形態では、圧縮運転を連続して行うと、圧縮室６７からの圧縮熱により筒体７１が加熱して徐々に熱膨張することにより、駆動軸６３に対する可変クランク７０の回転位置を固定することができるから、ラップ部６２Ｂ，６６Ｂが摩耗限界に達する前に摩耗の進行を止めることができ、これらのラップ部６２Ｂ，６６Ｂの寿命等を延ばすことができる。
【００６６】
なお、前記各実施の形態では、スクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば真空ポンプ、冷媒圧縮機等にも広く適用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、旋回軸受の内周側には該旋回軸受を潤滑するためのグリース溜りを設ける構成としたから、圧縮運転時には旋回軸受の温度が上昇し、この旋回軸受からの熱がグリース溜りに伝わることにより、グリース溜り内に充填したグリースは粘度が低下した際、グリースをグリース溜りから旋回スクロールの背面に設けた旋回軸受に供給することができる。また、旋回軸受を例えば内部空間容積が比較的小さいニードルベアリング、円筒コロ等によって構成した場合でも、旋回軸受の耐久性、寿命等を向上でき、装置の信頼性を高めることができる。
さらに、請求項１の発明によれば、外部からの空気を空気導入路を通じてグリース溜りに導く構成としたから、グリース溜り内のグリースを旋回軸受側により円滑に供給することができ、旋回軸受の潤滑性を一層高めることができる。
【００６８】
また、請求項２の発明によれば、駆動軸の先端側にクランクを設け、該クランクの先端を旋回軸受の内周側に挿入し、該クランクの先端部にはグリース溜りを設ける構成としたから、圧縮運転時にはグリース溜り内に充填したグリースの粘度が旋回軸受の温度上昇と共に低下することにより、このグリースを旋回軸受に供給することができ、該旋回軸受を常に潤滑状態に維持することができる。
これにより、旋回軸受を例えば内部空間容積が比較的小さいニードルベアリング、円筒コロ等によって構成した場合でも、旋回軸受の耐久性、寿命等を向上でき、装置の信頼性を高めることができる。また、従来技術で述べたように旋回軸受内に必要以上の多量のグリースを充填する必要がなくなり、グリースの撹拌抵抗による旋回軸受の性能低下を防止でき、該旋回軸受の性能を高めることができる。
【００６９】
また、請求項３の発明では、駆動軸にはグリース溜りを開口させるための開口部を設け、開口部の断面形状をグリース収容部よりも小さく形成する構成としたから、グリース溜り内に充填したグリースを開口部を通じて旋回軸受側に少しずつ供給することができ、グリース溜り内へのグリースの補給時期を延ばすことができる。
【００７０】
また、請求項４の発明では、開口部を駆動軸の回転中心に対して偏心した位置に配置する構成としたから、グリース溜り内のグリースを駆動軸の遠心力によって旋回軸受側に円滑に供給することができ、旋回軸受の潤滑性をさらに高めることができる。
【００７１】
さらに、請求項５の発明では、空気導入路を駆動軸の回転中心に沿って配置したから、外部からの空気を空気導入路を通じてグリース溜りに導くことができる。このため、グリース溜り内のグリースを旋回軸受側により円滑に供給することができ、旋回軸受の潤滑性を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の参考例によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】 図１中の旋回軸受およびグリース溜り等を示す要部拡大断面図である。
【図３】 本発明の第１の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機のグリース溜りおよび空気導入路等を示す部分断面図である。
【図４】 本発明の第２の参考例によるスクロール式空気圧縮機のグリース溜りおよび小孔等を示す要部拡大断面図である。
【図５】 本発明の第３の参考例によるスクロール式空気圧縮機のグリース溜りおよび小孔等を示す要部拡大断面図である。
【図６】 クランクピンおよび蓋板を示す図５の矢示VI−VI方向からみた拡大正面図である。
【図７】 本発明の第４の参考例によるスクロール式空気圧縮機のグリース溜りおよび小孔等を示す要部拡大断面図である。
【図８】 本発明の第２の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１，６１ ケーシング
２，６２ 固定スクロール
２Ａ，６Ａ，６２Ａ，６６Ａ 鏡板
２Ｂ，６Ｂ，６２Ｂ，６６Ｂ ラップ部
３，２１，６３ 駆動軸
３Ａ，２１Ａ クランクピン
５，６５ 旋回スクロール
７，６７ 圧縮室
１０Ａ，６８Ａ ボス部
１１，６９ 旋回軸受
１２，２２，５２，７２ グリース溜り
２４，７３ 空気導入路
３２，４２，５４ 小孔（開口部）
７０ 可変クランク
７０Ｂ 偏心軸部（クランクピン）
Claims (5)
- ケーシングと、該ケーシング内に設けられ、鏡板に渦巻状のラップ部が立設さ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た駆動軸と、鏡板の表面側に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を画成する渦巻状のラップ部が立設された旋回スクロールと、該旋回スクロールの背面に設けられ、該旋回スクロールを前記駆動軸に対して旋回自在に支持する旋回軸受とを備えてなるスクロール式流体機械において、
前記旋回軸受の内周側には、前記旋回軸受を潤滑するためのグリース溜りを設け、かつ前記駆動軸には外部の空気を前記グリース溜り内に導くための空気導入路を設ける構成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。 - 前記駆動軸の先端側にクランクを設け、該クランクの先端を前記旋回軸受の内周側に挿入し、該クランクの先端部に前記グリース溜りを設ける構成としてなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
- 前記駆動軸には前記グリース溜りを開口させるための開口部を設け、該開口部は、前記駆動軸の径方向に対する断面形状をグリース収容部よりも小さく形成してなる請求項２に記載のスクロール式流体機械。
- 前記開口部は前記駆動軸の回転中心に対して偏心した位置に配置してなる請求項３に記載のスクロール式流体機械。
- 前記空気導入路は前記駆動軸の回転中心に沿って配置する構成としてなる請求項１，２，３または４に記載のスクロール式流体機械。
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| JP23030698A JP4188460B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | スクロール式流体機械 |
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-
1998
- 1998-07-31 JP JP23030698A patent/JP4188460B2/ja not_active Expired - Lifetime
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