KR20090013076A - 유체 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 유체 기계의 급유 펌프의 성능 향상을 가공 비용의 저감과 함께 실현하고, 성능 향상과 비용 저감을 양립한 유체 기계를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

유체 기계의 급유 펌프를 샤프트의 회전 중심에 대해 선회 반경 E로 선회하는 내측 피스톤과, 상기 샤프트의 회전 중심에 대해 편심량 E로 회전 가능하게 지지되어 상기 내측 피스톤을 틈새 끼워 맞춤하는 펌프 홈이 형성되는 외측 회전자와, 그것들을 둘러싸는 펌프 케이싱으로 구성하고, 샤프트 단부에 설치한다. 또한, 샤프트 스러스트력을 활용하여 펌프실을 덮는 회전 커버를 외측 회전자 또는 내측 피스톤으로 압박한다.

스크롤 압축기, 고정 스크롤 부재, 선회 스크롤 부재, 올덤 링

Description

유체 기계 {FLUID MACHINE}

본 발명은 작동 유체에 회전 동력을 부여하여 그 압력을 높이는 압축기나, 고압의 작동 유체를 팽창시켜 회전 동력을 취출하는 팽창기나, 작동 유체의 유속을 증대시키는 송풍기 등의 유체 기계에 관한 것으로, 특히 베어링 급유용 급유 펌프의 에너지 효율 향상을 가공 비용의 저감과 함께 실현하는 데 적합한 유체 기계에 관한 것이다.

종래의 이러한 종류의 유체 기계에서는, 일본 특허 공개 평10-18980호 공보에 개시되는 스크롤 압축기와 같이, 내접 기어형의 트로코이드식 펌프가 급유 펌프로서 널리 이용되고 있었다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평10-18980호 공보

유체 기계의 급유 펌프는, 오일 저장부로부터 오일을 빨아 올려 베어링에 공급하고, 베어링의 윤활 성능을 유지하는 일을 담당한다. 즉, 급유 펌프는 유체 기계가 담당하는 메인 일을 서포트하는 구성 요소이다. 이로 인해, 종래는, 급유 펌프의 소비 전력량이 유체 기계가 담당하는 메인 일량에 반해 매우 작은 것이 유체 기계에 급유 펌프를 탑재하는 필요 조건이었다. 유체 기계의 메인 일량이 증대하면, 베어링의 필요 급유량은 증대하므로, 급유 펌프의 토출량을 증대시켜야만 한다. 한편, 통상의 경우, 펌프의 에너지 효율은 펌프의 토출량이 커짐에 따라 높아지므로, 일량이 작은 유체 기계에의 급유 펌프 탑재는 지금까지 그다지 행해지고 있지 않았다.

그런데, 최근, 급유 펌프에 의한 베어링 신뢰성의 향상과 함께, 베어링 마찰의 저하나 급유량의 적정화에 수반하는 각종 손실의 저감이 주목받게 되어, 성능 향상을 목표의 하나로 하여, 일량이 작은 유체 기계에 급유 펌프를 탑재하는 흐름이 발생하였다. 이로 인해, 급유 펌프의 에너지 효율(이후, 성능이라 표현함)의 향상이 큰 과제로 되어 왔다.

특허문헌 1에 개시하는 종래의 유체 기계에서는 급유 펌프로서 트로코이드식 펌프를 채용하고 있다. 이 급유 펌프는 기어 펌프의 일종으로, 기어의 맞물림을 밀봉 부위로서 이용하므로, 치형(齒形)의 형상 정밀도가 급유 펌프의 성능을 크게 좌우한다. 이러한 종류의 펌프는, 단순한 원이나 직선이 아닌, 트로코이드, 사이 클로이드, 인벌류트나 그에 유사한 복잡한 곡선을 치형으로서 다용하므로, 종래는 비용을 억제하기 위해 분말 금속을 형 성형하여 소결시키는 분말 야금법을 이용하는 경우가 많았다.

그러나, 이 제조법은 저비용이지만, 형상 정밀도에 한계가 있어, 그 치형을 이용하는 급유 펌프의 성능 향상에도 한계가 발생하였다. 이 대책으로서는, 연마 등의 후가공을 실시하는 것이나, 처음부터 NC 가공을 행하는 것을 생각할 수 있지만, 이들 방법에서는 가공 비용이 대폭으로 상승하여 비용 저감이 다시 과제가 되어 버린다. 이와 같이, 종래의 트로코이드식 펌프에서는 급유 펌프의 성능 향상과 비용 저감을 양립할 수 없어, 급유 펌프 탑재에 의한 유체 기계의 성능 향상을 저비용으로 실현하는 것은 매우 곤란하였다.

본 발명의 목적은, 유체 기계의 급유 펌프에, 기어식과는 다른 구성 부품 형상이 단순한 급유 펌프를 채용함으로써, 저가공 비용으로 고성능의 급유 펌프를 실현하고, 이를 탑재함으로써, 가공 비용이 낮고 또한 성능, 신뢰성이 모두 높은 유체 기계를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 제1 수단으로서, 작동 유체에 대해 압력 또는 유속에 수반하는 역학적 에너지의 변화를 부여하는 에너지 교환 기구와, 상기 에너지 교환 기구에 대해 회전 동력의 교환을 행하는 샤프트와, 상기 샤프트를 축 지지하는 베어링과, 상기 에너지 교환 기구, 상기 샤프트 및 상기 베어링을 수납한 케이싱을 구비하고, 상기 케이싱은 그 내부 공간에 상기 베어링에 공급하는 오일을 저 장하는 오일 저장부를 설치하고, 상기 샤프트는 그 일단부에 상기 베어링에 상기 오일을 공급하기 위한 급유 구멍을 개방하고, 상기 오일 저장부로부터 흡입한 오일을 상기 급유 구멍으로 토출하는 급유 펌프를 설치하는 유체 기계에 있어서, 상기 급유 펌프는 상기 샤프트의 회전 중심축에 대해 선회 반경 E로 선회하는 내측 피스톤과, 상기 샤프트의 회전 중심에 대해 편심량 E로 회전 가능하게 지지되어 상기 내측 피스톤을 틈새 끼워 맞춤하는 펌프 홈이 형성되는 외측 회전자와, 상기 펌프 홈을 상기 내측 피스톤으로 구획하여 형성되는 2개의 펌프실을 상기 케이싱의 내부 공간과 구획하는 펌프 케이싱과, 상기 펌프실 중에서 용적이 확대되는 흡입 펌프실과 상기 오일 저장부를 연결하는 펌프 흡입 유로와, 상기 펌프실 중에서 용적이 축소되는 토출 펌프실과 상기 급유 구멍을 연결하는 펌프 토출 유로를 설치하였다.

또한, 제2 수단으로서, 상기 제1 수단에 있어서, 상기 펌프 케이싱은 상기 외측 회전자의 외주를 회전 가능하게 지지하는 펌프 실린더와, 상기 외측 회전자의 양 사이드면을 사이에 두고 상기 펌프실을 덮는, 샤프트 축 단부와 대향하는 베이스 플레이트와 상기 베이스 플레이트에 대향하는 커버로 이루어지는 구성으로 하였다.

또한, 제3 수단으로서, 상기 제2 수단에 있어서, 상기 펌프 흡입로는 펌프 흡입 함몰부, 및 상기 펌프 흡입 함몰부와 상기 오일 저장부를 연결하는 펌프 흡입 구멍으로 이루어지고, 상기 펌프 흡입 함몰부는 상기 베이스 플레이트 내면 상에서 상기 토출 펌프실의 스위핑 영역을 벗어나고, 또한 상기 흡입 펌프실의 스위핑 영역을 포함하는 위치에 설치되었다.

또한, 제4 수단으로서, 상기 제2 또는 제3 수단에 있어서, 상기 펌프 토출로는 펌프 토출 함몰부, 및 상기 펌프 토출 함몰부와 상기 베이스 플레이트 내면 상에서 상기 급유 구멍을 덮는 구멍 커버부를 연결하는 펌프 토출 홈으로 이루어지고, 상기 펌프 토출 함몰부는 상기 베이스 플레이트 내면 상에서, 상기 흡입 펌프실의 스위핑 영역을 벗어나고, 또한 상기 토출 펌프실의 스위핑 영역을 포함하는 위치에 설치되었다.

또한, 제5 수단으로서, 상기 제4 수단에 있어서, 상기 펌프 토출 홈은 상기 베이스 플레이트 내면 상에서 상기 토출 펌프실이 토출 완료되었을 때의 상기 펌프 토출 함몰부측 구획 부위를 포함하는 위치에 설치되었다.

또한, 제6 수단으로서, 상기 제5 수단에 있어서, 상기 펌프 토출 홈은, 상기 토출 펌프실의 토출 완료시에, 상기 펌프 토출 홈을 가로지르는 상기 펌프 홈 모서리부의 길이가 흡입 완료된 흡입 펌프실측보다도 토출 완료된 토출 펌프실측을 크게 취하는 위치에 설치되었다.

또한, 제7 수단으로서, 상기 제2 또는 제3 수단에 있어서, 상기 내측 피스톤은 상기 샤프트와 일체적으로 회전하고, 상기 펌프 토출 유로는 상기 내측 피스톤에 상기 토출 펌프실을 면하는 내측 피스톤의 외주면과, 내주측에 설치되는 상기 급유 구멍 또는 그와 연통되는 공간 영역을 연결하는 회전 펌프 토출 유로로 하였다.

또한, 제8 수단으로서, 상기 제7 수단에 있어서, 상기 회전 펌프 토출 유로는 상기 흡입 펌프실이 흡입 완료되었을 때의 상기 펌프 흡입 함몰부측 구획 부위 를 포함하는 위치에 설치되었다.

또한, 제9 수단으로서, 상기 제8 수단에 있어서, 상기 회전 펌프 토출 유로는, 상기 흡입 펌프실의 흡입 완료시에, 상기 회전 펌프 토출 유로의 내측 피스톤 외주측 개구부가 흡입 완료한 흡입 펌프실보다도 토출 완료된 토출 펌프실측으로 보다 많이 면하는 위치에 설치되었다.

또한, 제10 수단으로서, 상기 제9 수단에 있어서, 상기 회전 펌프 토출 유로는 상기 내측 피스톤의 상기 베이스 플레이트측 단부면에 설치되는 회전 펌프 토출 홈으로 하였다.

또한, 제11 수단으로서, 상기 제2 수단에 있어서, 상기 펌프 케이싱 또는 상기 내측 피스톤 또는 상기 외측 회전자의 서로 상대 운동하는 표면에 끼움 피막을 형성하였다.

또한, 제12 수단으로서, 상기 제1 수단에 있어서, 상기 에너지 교환 기구를 스크롤 압축 기구로 하였다.

또한, 제13 수단으로서, 상기 제12 수단에 있어서, 상기 스크롤 압축기의 소용돌이체 감기 개시(winding start) 부위가 이격되는 타이밍에서 상기 급유 펌프의 토출량이 최대가 되도록 상기 급유 펌프의 회전 위상을 설정하였다.

또한, 제14 수단으로서, 상기 제2 수단에 있어서, 상기 펌프 케이싱은 상기 펌프 실린더와, 상기 외측 회전자의 각 사이드면에 배치되어 상기 펌프실을 덮는, 상기 샤프트 축 단부와 대향하는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트에 대향하여 상기 내측 피스톤 또는 상기 외측 회전자 또는 상기 샤프트와 일체적으로 회 전하는 회전 커버로 이루어진다.

또한, 제15 수단으로서, 상기 제14 수단에 있어서, 상기 회전 커버는 상기 내측 피스톤 또는 상기 외측 회전자 또는 상기 샤프트와 일체화된다.

또한, 제16 수단으로서, 상기 제15 수단에 있어서, 상기 회전 커버는 상대적으로 회전하는 상기 내측 피스톤 또는 상기 외측 회전자에 압박하기 위해 압박력을 설정한다.

또한, 제17 수단으로서, 상기 제16 수단에 있어서, 상기 케이싱은 내부 공간을 흡입 압력으로 하는 동시에 상기 에너지 교환 기구를 경판과 그것에 기립 설치하는 소용돌이체를 갖는 고정 스크롤과, 경판과 그것에 기립 설치하는 소용돌이체를 갖는 선회 스크롤과, 상기 양 스크롤을 맞물리게 하여 형성되어 용적이 축소됨으로써 작동 유체를 압축하는 압축실과, 상기 선회 스크롤의 배면에 설치되어 흡입 압력보다 높고 토출 압력보다 낮은 중간 압력이 되는 배압실을 구비하였다.

또한, 제18 수단으로서, 상기 제17 수단에 있어서, 상기 샤프트는 상기 급유 펌프와 베어링 홀더 사이에서 또한 상기 하우징의 내면에 형성되는 급유 펌프 배면 공간과, 상기 급유 구멍을 연통하는 급유 펌프 배압 도입로를 설치하였다.

또한, 제19 수단으로서, 상기 제16 수단에 있어서, 상기 회전 커버, 상기 내측 피스톤 및 상기 외측 회전자의 스러스트력을 받는 적어도 하나의 면에 끼움 피막을 형성하였다.

또한, 제20 수단으로서, 상기 제17 수단에 있어서, 상기 배압실의 압력인 배압을 흡입 압력보다도 개략 일정 값만큼 높게 하는 배압 제어 수단을 마련하였다.

또한, 제21 수단으로서, 상기 제1 또는 상기 제14 수단에 있어서, 상기 모터를 코깅 토크를 갖는 것으로 하고, 상기 크랭크샤프트의 회전과 동기하는 상기 내측 피스톤(30a)의 선회각과 상기 외측 회전자(30b)의 편심 방향이 일치할 때에, 상기 모터(7)의 코깅 토크가 대략 극대가 되도록 상기 모터(7)와 상기 급유 펌프(30)를 배치한다.

본 발명에 따르면, 유체 기계에 탑재하는 급유 펌프의 가공 비용을 저감시키면서 성능을 대폭으로 향상시킬 수 있으므로, 그것을 탑재하는 유체 기계의 성능을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 급유 펌프의 입력이 저감되므로, 작은 일량의 유체 기계에의 급유 펌프 탑재도 가능해지고, 베어링 급유의 안정 공급에 의한 베어링 신뢰성의 향상과 함께, 급유량의 적정화를 도모함으로써 유체 기계의 성능 향상을 실현할 수 있다.

(제1 실시 형태)

이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해 도1 내지 도8을 이용하여 설명한다. 본 실시 형태는 유체 기계 중, 작동 유체에 압력 에너지를 부여하는 압축기이며, 에너지 교환 기구는 압축 기구부(10)로 되어 있다. 그리고, 그 압축 기구부(10)는 스크롤 부재로 이루어지는 스크롤 압축기(1)이다. 도1은 종단면도, 도2는 급유 펌프의 종단면도(도1의 M부이고, 도3의 L1-L1 단면), 도3은 급유 펌프의 횡단면도(도2의 K-K 단면), 도4는 급유 펌프의 도2와 다른 종단면도(도3의 L2-L2 단면), 도5는 베이스 플레이트의 평면도, 도6은 베이스 플레이트의 중앙부 확대도, 도7은 급유 펌프의 부품 전개 사시도, 도8은 급유 펌프의 동작 설명도이다. 최초로, 스크롤 압축기(1)의 전체 구성과 동작을 주로 하여 도1을 이용하여 설명하고, 그 후, 급유 펌프(30)의 구성과 동작을 설명한다.

스크롤 압축기(1)는 작동 유체를 압축하는 압축 기구부(10)와, 이 압축 기구부(10)에 회전 동력을 부여하는 크랭크샤프트(6)와, 이 크랭크샤프트(6)를 축 지지하는 베어링(23, 24, 25)과, 크랭크샤프트(6)의 회전 동력원이 되는 모터(7)와, 오일을 베어링(23, 24, 25)에 공급하는 급유 펌프(30)와, 압축 기구부(10), 크랭크샤프트(6), 모터(7) 및 급유 펌프(30)를 수납한 케이싱(8)을 주요한 구성 요소로서 구비하고 있다. 그리고, 이 스크롤 압축기(1)는 크랭크샤프트(6)가 세로로 배치되어, 위에서부터 압축 기구부(10), 모터(7) 및 급유 펌프(30)의 순서로 배치된 종형의 스크롤 압축기이다.

2는 고정 스크롤 부재로, 고정 소용돌이체(2a)와 고정 경판(2b)과 그 주위에 있어서 소용돌이체의 치형부 선단과 거의 동일 면을 설치면으로 하는 설치부(2c)를 주된 구성부로 하고, 고정 경판(2b)에는 과압축이나 액압축을 회피하는 압축 스프링과 밸브 판과 스프링 압박부로 이루어지는 바이패스 밸브(22)와 중앙 부근의 토출구(2d)가 마련된다. 또한, 고정 경판(2b)의 상면에는 대상 유체를 흡입하는 흡입구(2e)가 마련된다. 3은 선회 스크롤 부재로, 선회 소용돌이체(3a)와 선회 경판(3b)을 주된 구성부로 하고, 선회 경판(3b)의 배면에 선회 보스부(3g)를 돌출시키고, 그 중앙에 선회 베어링(23), 그 하단부에 선회 플랜지부(3h)를 설치한다.

4는 프레임으로, 중앙 오목부의 저면에 링 홈(4b)을 마련하고, 거기에 링 밀봉부(21)를 삽입하는 동시에, 중앙 하부에 주 베어링(24)을 설치하고, 거기에 크랭크샤프트(6)를 삽입한다. 그리고, 크랭크샤프트(6) 상부의 편심된 핀부(6a)를 상기 선회 베어링(23)에 삽입하면서, 선회 스크롤 부재(3)를 프레임(4)에 장착한다. 여기서, 선회 스크롤 부재(3)의 자전 방지를 위해 프레임(4)과의 사이에 올덤 링(5)을 결합한다. 다음에, 선회 소용돌이체(3a)와 고정 소용돌이체(2a)가 맞물리도록 상부로부터 고정 스크롤 부재(2)를 씌우고, 고정 스크롤 부재(2)의 설치부(2c)를 프레임(4)에 나사 고정한다.

이에 의해, 양 소용돌이체 사이에 개략 폐쇄된 공간인 복수의 압축실(100)과, 상기 흡입구(2c)와 통하는 흡입실(105)이 형성되는 동시에, 선회 스크롤 부재(3)의 배면에 배압실(110)이 형성된다. 이 배압실(110)은 선회 플랜지부(3h)와 링 밀봉부(21)가 대향함으로써 크랭크샤프트(6)측의 영역과 압력적으로 구획된다. 또한, 핀부(6a) 상부에 선회 베어링실(115)이 형성된다.

이상과 같이, 양 스크롤(2, 3), 올덤 링(5) 및 프레임(4)이 조합되어, 작동 유체를 흡입구(2e)로부터 흡입하고 토출구(2d)로부터 고압으로 하여 토출시키는 압축 기구부(10)와 함께, 그곳으로 회전 동력을 전달하는 크랭크샤프트(6)로 이루어지는 서브 어셈블리가 형성된다. 이 서브 어셈블리의 크랭크샤프트(6)에 회전자(7a)를 고정 배치한 다음에, 고정자(7b)가 고정 배치되는 실린더 케이싱(8a)에 서브 어셈블리를 고정 배치하고, 회전 구동원의 모터(7)를 형성한다. 또한, 실린더 케이싱(8a)에는 부 베어링 지지판(50)도 고정 배치되어 있고, 서브 어셈블리의 삽입에 의해 부 베어링 지지판(50)의 하방으로 크랭크샤프트(6)의 하단부가 돌출된다. 이 돌출된 크랭크샤프트(6) 하단부에, 볼 부쉬(25a)와 그것을 보유 지지하는 볼 홀더(25b)로 이루어지는 부 베어링(25)을 장착하고, 볼 홀더(25b)를 부 베어링 지지판(50)에 고정 배치한다. 이 부 베어링(25)의 하부에, 이후에 상세하게 설명하는 급유 펌프(30)가 형성된다.

또한, 실린더 케이싱(8a)의 측면에는 토출 파이프(52)가 고정 배치된다. 한편, 허메틱 단자(54)가 용접되어 있는 상부 케이싱(8b)에는 흡입구(2e)로 압입하는 흡입 파이프(53)가 삽입되고, 허메틱 단자(54)의 내부 단자에 모터(7)로부터의 전선을 접속한 후에 실린더 케이싱(8a)에 용접한다. 그 후, 흡입 파이프(53)를 흡입구(2e)로 압입하고, 그 후 상부 케이싱(8b)에 납땜한다. 이에 의해, 고정 스크롤의 상부에 압축 후의 작동 유체가 토출하는 토출실이 형성된다.

그리고, 마지막에, 원하는 양의 오일을 주입한 후, 실린더 케이싱(8a)의 저부에 저부 케이싱(8c)을 용접하고, 상기한 실린더 케이싱(8a), 상부 케이싱(8b)과 함께 케이싱(8)을 형성한다. 이에 의해, 케이싱(8) 하부에 오일이 모여 오일 저장부(125)가 된다.

다음에, 스크롤 압축기(1)의 동작을 작동 유체의 흐름과 오일의 흐름으로부터, 주로 도1을 이용하여 설명한다.

우선, 작동 유체의 흐름을 중심으로 설명한다. 작동 유체는 흡입 파이프(53)로부터 흡입구(2e)를 지나 압축 기구부(10)에 들어간다. 이 안에 들어간 작동 유체는, 우선 흡입실(105) 내로 들어간다. 그래서, 모터(7)에 의한 크랭크샤프 트(6)의 회전으로 선회 스크롤(3)이 선회 운동하고, 양 소용돌이체(2a, 3a) 사이에 압축실(100)이 형성된다.

이에 의해, 흡입실(105) 내의 작동 유체가 압축실(100)에 가두어지고, 그 후, 체적이 축소되면서 중앙측으로 이송된다. 이와 같이 하여, 토출압까지 승압한 작동 유체는 토출구(2d) 또는 바이패스 밸브(22)를 통해 압축 기구부(10)로부터 토출실(120)로 토출된다. 그리고, 케이싱(8)의 내부에서 그곳에 포함되는 오일(후술)을 분리한 후에, 토출 파이프(52)를 지나 스크롤 압축기(1)의 외부로 유출된다.

다음에, 오일의 흐름을 중심으로 설명한다. 오일 저장부(125)에 모여 있는 오일은 크랭크샤프트(6)의 회전으로 구동되는 급유 펌프(30)에 의해 크랭크샤프트(6)를 축 방향으로 관통하는 급유 세로 구멍(급유 구멍)(6b)을 지나, 유로 저항이 작은 3경로로 분류(分流)되어 각 베어링에 공급된다. 제1 급유로는 부 베어링 급유 가로 구멍(6g)을 경유하는 부 베어링 급유로이다. 제2 급유로는 주 베어링 급유 가로 구멍(6c)으로부터 주 베어링 홈(6d)을 지나 주 베어링(24)에 급유하는 주 베어링 급유로이다. 제3 급유로는 선회 베어링실(115)로부터 선회 베어링 홈(6e)을 지나 선회 베어링(23)에 급유하는 선회 베어링 급유로이다. 이 중, 제2, 제3 급유로를 거쳐서 베어링에 공급된 오일의 일부는, 선회 플랜지부(3h)에 설치되어 링 밀봉부(21)를 걸쳐서 선회하는 오일 포켓(3i)에 의해 간헐적으로 배압실(110)로 급유된다. 한편, 배압실 급유 이외의 오일은 배유로(排油路)(155)를 거쳐서 오일 저장부(125)로 복귀된다.

그런데, 배압실로 공급된 오일은 배압실(110) 내에서 미끄럼 이동하는 올덤 링(5)의 윤활을 행한다. 이 오일은, 또한 그 후, 선회 스크롤(3)과 고정 스크롤(2)이 서로 압박하는 스러스트 베어링부(160)를 윤활하게 하면서 통과하여 흡입실(105) 또는 압축실(100)로 급유된다. 또한, 이 스러스트 베어링부(160)와 병렬하여, 배압실(110)로부터 흡입실(105) 또는 압축실(100)로 오일을 흐르게 하는 배압 제어 밸브(26)를 설치한다. 흡입실(105)이나 압축실(100)로 유입한 오일은 압축되는 작동 유체와 함께, 압축실의 밀봉성을 향상시켜 압축 성능을 향상시키면서, 토출구(2d)로 이송되어 토출실(120)로 토출된다.

그 후에는, 전술한 바와 같이 케이싱(8) 내에서 작동 유체와 분리되어, 오일 저장부(125)로 복귀된다. 그런데, 배압실(110)로 유입된 오일은 감압되므로, 거기에 용해되는 작동 유체의 가스화가 발생하여 배압실의 압력(이후, 배압이라 함)이 상승한다. 그러나, 출입구의 압력차가 소정치를 초과하면 개방 제어하는 배압 제어 밸브(26)를 설치하고 있으므로, 배압은 출구측 흡입실(105)의 압력(흡입 압력)이나 압축실(100)의 압력보다도 상기 소정치만큼 높은 압력으로 제어된다.

이 배압 제어 밸브(26)는 압축된 밸브 스프링, 밸브 판, 밸브 캡으로 이루어지고, 상기 소정치는 밸브 스프링의 압축량에 대응한다. 이 밸브 스프링의 압축량을 적정화함으로써, 압축실(100) 내의 작동 유체에 의한 고정 스크롤(2)로부터 선회 스크롤(3)을 떼어놓으려 하는 떼어놓음력에 대항한 필요 최소한의 끌어당김력을 선회 스크롤(3)에 부가할 수 있다. 특히, 공조 사이클의 압축기로서 이용하는 경우, 상기 바이패스 밸브(22)와 함께 이용함으로써, 매우 광범위한 운전 조건하에서 최적의 배압 설정을 실현하여 압축 성능을 향상시키는 효과를 발휘한다. 이상 설 명한 바와 같이, 급유 펌프(30)는 오일 저장부(125)에 있는 오일을 부 베어링(25), 주 베어링(24), 선회 베어링(23)의 크랭크샤프트(6)의 각 베어링부에 공급하는 본래의 역할과 함께, 스러스트 베어링부(160)에의 공급, 배압 발생을 위한 배압실(110)에의 공급, 압축실의 밀봉성 향상을 위한 압축실(100)에의 공급의 역할도 담당하고 있다.

다음에, 상술한 바와 같은 압축기 내에서의 역할을 담당하는 급유 펌프(30)의 구성, 및 동작에 대해 도2 내지 도8을 이용하여 설명한다. 본 급유 펌프는, 주로 급유 펌프의 동력을 공급하는 크랭크샤프트(6)의 회전에 수반하여 선회 운동하는 내측 피스톤(30a)과, 크랭크샤프트(6)에 대해 편심된 축을 회전축으로 하는 회전 가능한 외측 회전자(30b)로 이루어지고, 그 외측 회전자에 형성된 펌프 홈(30b1)으로 내측 피스톤(30a)을 끼워 맞추어 형성되는 펌프 홈 구획 공간을 펌프실(140)로서 이용하는 것이다. 그리고, 이 펌프실(140)을 케이싱(8)의 내부 공간과 구획하는 펌프 케이싱(30c)을 설치한다. 이와 같은 구성에서, 펌프 동작을 실현하는데, 이 동작은 원[정원(定圓)이라 호칭함]의 내부를 미끄러지지 않고 구르는 구름원의 원주상의 한 점이, 구름원의 직경과 정원의 반경이 일치하는 경우에 한하여, 정원의 직경을 왕복 운동한다는 기하학의 정리를 응용한 것이다.

우선, 도2, 도3, 도4, 도7을 이용하여 구성을 설명한다. 크랭크샤프트(6)의 하단부에 급유 펌프축부(6f)를 설치하고, 그 선단부에 크랭크샤프트 회전 중심축(α)으로부터 편심된 급유 펌프 편심부(6f1)(편심부의 중심축을 β라 하고, α로부터의 편심량 E라 함)를 설치한다. 그 급유 펌프 편심부(6f1)에 틈새 끼움으로 실 린더 형상의 내측 피스톤(30a)을 설치한다. 이에 의해, 내측 피스톤(30a)은 크랭크샤프트 회전 중심축(α)을 중심으로 선회 반경 E의 선회 운동을 행하게 된다. 한편, 내측 피스톤(30a)의 선회 반경과 동일량인 E만큼 크랭크샤프트 회전 중심축(α)으로부터 편심된 축을 회전 중심축(γ)으로 하는 회전 가능한 외측 회전자(30b)를 설치한다.

이 외측 회전자(30b)에는 긴 구멍 형상의 펌프 홈(30b1)이 형성되고, 그곳으로 내측 피스톤(30a)이 틈새 끼워 맞춤된다. 이에 의해, 펌프 홈(30b1)이 2개의 공간으로 구획되고, 각각의 공간이 펌프실(140)이 된다. 이 펌프실(140)은 펌프 케이싱(30c)에 의해 케이싱(8)의 내부 공간과 구획되어 이루어진다. 이 펌프 케이싱(30c)은 외측 회전자(30b)의 하면 및 상면측에 각각 설치하는 베이스 플레이트(30c1), 커버(30c2)와, 그들의 연결부인 동시에 외측 회전자를 회전 지지하는 펌프 실린더(30c3)로 이루어진다. 여기서, 본 실시 형태의 펌프 케이싱(30c)에서는, 도2, 도4로부터 알 수 있는 바와 같이, 커버(30c2)와 펌프 실린더(30c3)를 일체화한 상부 펌프 케이싱 부재(30c23)로 하였다. 이에 의해, 부품수가 저감되어 조립성의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상부 펌프 케이싱 부재(30c23)에는 급유 펌프 편심부(6f1)를 통과시키는 필요 최소한의 구멍이 마련된다. 이로 인해, 조립은 도7에서 도시한 바와 같이 상부 펌프 케이싱 부재(30c23)의 구멍에 급유 펌프 편심부(6f1)를 통과시킨 후, 편심부로 내측 피스톤(30a)을 삽입하는 순서로 행한다. 이 후, 외측 회전자를 삽입한 후에, 펌프 실린더 고정 나사(30k)에 의해 상부 펌프 케이싱(30c23)을 부 베어 링 지지판(50)에 고정한다. 이때, 크랭크샤프트(6)를 돌리면서 나사 체결을 행한다. 이에 의해, 펌프 실린더(30c3)의 위치 정밀도를 높게 할 수 있으므로, 외측 회전자 회전 중심축(γ)의 위치 정밀도가 향상되어, 급유 펌프(30)의 동작을 매끄럽게 할 수 있어, 급유 펌프의 성능을 향상시키는 효과가 있다.

마지막에, 베이스 플레이트 고정 나사(30m)로 베이스 플레이트(30c1)를 상부 펌프 케이싱(30c23)에 고정한다. 베이스 플레이트(30c1)에는, 도5, 도6에서 도시한 바와 같이 펌프 흡입 유로(30s)와 펌프 토출 유로(30d)가 설치되므로, 상부 펌프 케이싱(30c23)과의 상대 위치를 정밀도 좋게 확보할 필요가 있다. 이를 위해, 조립시에, 양자에 마련한 위치 결정 구멍(30i1, 30i2)에 노크핀을 삽입하여 양자의 상대 위치 정밀도를 높이고 있다. 이에 의해, 펌프실(140)의 회전 위상과 펌프 흡입 유로(30s), 펌프 토출 유로(30d)의 설정 위치가 매칭되어, 흡입 과정, 토출 과정에서의 오일의 흐름을 원활하게 할 수 있으므로, 급유 펌프(30)의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상 설명한 바와 같이, 급유 펌프(30)가 형성되는데, 이 중에서 펌프실을 형성하기 위해 높은 형상 정밀도가 요구되는, 내측 피스톤(30a)과 외측 회전자(30b)는 모두 평면 또는 원통면이라는 매우 단순한 형상인 것을 알 수 있다. 이에 의해, 고정밀도가 가능한 절삭 가공도 저비용으로 실현 가능해진다. 또한, 종래의 소결을 수반하는 분말 성형으로도 형(型) 정밀도를 높이는 것이 가능하므로, 형상(形狀) 정밀도를 높이는 것이 가능해진다. 또한, 소결시의 열변형도 단순해지고, 이 열변형을 고려한 형 형상의 수정도 적정하게 실행할 수 있으므로, 더욱 형 상 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이 결과, 이 형식의 급유 펌프에 의해 급유 펌프의 비용을 저감시키면서, 급유 펌프의 성능을 향상시킬 수 있으므로, 이것을 탑재하는, 스크롤 압축기(1)의 베어링 신뢰성을 향상시킬 수 있는 동시에, 펌프 입력이 저감되므로, 에너지 효율이 향상되는 효과도 있다.

다음에, 도3, 도6, 도8을 이용하여, 급유 펌프(30)의 펌프실의 동작과, 그에 밀접하게 관계되어 설정 위치가 결정되는 펌프 흡입 유로(30s) 및 펌프 토출 유로(30d)를 설명한다. 우선, 펌프실을 도3에 의해 설명한다. 펌프실(140)은 내측 피스톤(30a)을 펌프 홈(30b1)에 틈새 끼워 맞춤하고, 펌프 홈(30b1)을 구획함으로써 동시에 2개 형성된다. 도3은 내측 피스톤(30a)이 펌프 홈(30b1)의 끝에 와서, 형성되는 펌프실(140)의 하나가 용적 0이 된 경우이다.

이때에 형성되는 구획 부위는 2군데(δs와 δd)이고, 모두 내측 피스톤(30a)의 외주 원통면과 펌프 홈(30b1)의 평면부가 대향한 형태로 되어 있다. 이것이 펌프실(140)의 밀봉 부위가 되지만, 이것은 볼록면끼리가 대향하는 트로코이드식 기어 펌프의 밀봉 부위에 비해 밀봉 성능이 높은 형태이다. 이로부터, 누출을 억제하는 급유 펌프를 실현할 수 있어, 급유 펌프(30)의 성능을 높게 할 수 있는 효과가 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 형성되는 펌프실(140)의 펌프 동작을 도8에 의해 설명한다. 도8은 펌프실(140)이 한 행정 진행되는 동안의 펌프 동작을, 도3과 동일 단면에서 나타낸 것이다. 이 동안에, 크랭크샤프트(6)는 2회전(원 형상의 화살표 방향으로 회전)한다. 도8은 크랭크샤프트(6)가 22.5도 회전할 때마다의 단면 변화를 나타내고 있고, 각 구성 요소의 단면을 나타내는 해칭은 생략하였다. 상술한 바와 같이, 펌프실(140)은 동시에 2개 형성된다. 이들 2개의 펌프실(140)은 서로 위상이 어긋나 있으므로, 한쪽 펌프실이 흡입 행정인 경우, 다른 쪽 펌프실은 토출 행정이 되지만, 그 동작은 동일하다. 이로 인해, 1개의 펌프실에 주목(도8의 크로스 해칭한 펌프실)하여 펌프 동작을 설명한다.

여기서, 펌프실이 흡입 행정에 있는 경우에는 흡입 펌프실(140s), 토출 행정에 있는 경우에는 토출 펌프실(140d)이라 호칭한다. 그런데, 펌프실이 토출 완료되었을 때는, 흡입 개시이기도 하므로, 펌프실의 호칭에 혼란이 발생하지만, 여기에서는 토출 완료될 때까지를 토출 행정이라 부르는 것으로 하고, 토출 펌프실(140d)이라 정의한다. 마찬가지로, 흡입 완료된 펌프실은 흡입 펌프실(140s)이라 부르는 것으로 한다. 도8(도면 중 ○가 부여된 숫자를 괄호가 부여된 숫자로 나타냄)의 (2) 내지 (9)가 흡입 행정, (10)으로부터 (16)을 지나 (1)까지가 토출 행정이 된다. 또한, 베이스 플레이트(30c1) 내면 상에 설치한 펌프 흡입 유로(30s), 펌프 토출 유로(30d)는 양자 모두 본래는 숨은 선으로 해야 하는 부분이지만, 금회는 상세한 설명을 행할 필요가 있으므로 가는 실선으로 나타냈다. 또한, 상술한 바와 같이, 구획 부위가 2군데 발생하는데, 그들 중에서 펌프 흡입 함몰부측에 가까운 측의 구획 부위를 펌프 흡입 함몰부측 구획 부위(δs), 펌프 토출 함몰부측에 가까운 측의 구획 부위를 펌프 토출 함몰부측 구획 부위(δd)로 나타내는 것으로 한다.

펌프 흡입 함몰부(30s1)는 도8에 도시한 바와 같은 초승달 형상으로 한다. 이는, 흡입 펌프실(140s)의 스위핑 영역을 포함하고, 토출 펌프실(140d)의 스위핑 영역을 벗어난 부위에 설치한 결과의 형상이다. 여기서, 중앙부에 작은 오목부를 마련하고 있지만, 이는 흡입 행정 개시 직후[도8의 (2)의 경우]의, δs 부근의 토출 펌프실(140d)을 회피하기 위해 필요한 형상이다. 이와 같은 형상의 펌프 흡입 함몰부(30s1)에 펌프 흡입 구멍(30s2)을 개방하여 펌프 흡입 유로(30s)를 설치한다.

또한, 펌프 토출 함몰부(30d1)도 도8에 도시한 바와 같은 초승달 형상으로 한다. 이것은, 토출 펌프실(140d)의 스위핑 영역을 포함하고, 흡입 펌프실(140s)의 스위핑 영역을 벗어난 부위에 설치한 결과의 형상이다. 펌프 흡입 함몰부와 마찬가지로, 중앙부에 작은 오목부를 마련하고 있지만, 이는 흡입 행정 종료 직전[도8의 (8)의 경우]의, δd 부근의 흡입 펌프실(140s)을 회피하기 위해 필요한 형상이다. 그리고, 펌프 토출 함몰부(30d1)에 유입한 오일을 크랭크샤프트(6) 하단부에 개방하는 급유 구멍(6b)으로 유도하기 위해, 베이스 플레이트(30c1) 내면 상에 펌프 토출 홈(30d2)을 마련한다. 펌프 토출 홈(30d2)이 흡입 펌프실(140s)과 연통하는 것은 펌프 내에서 토출측으로부터 흡입측으로 숏 컷트하는 오일을 발생시키게 되므로, 최대한 회피해야만 한다.

그러나, 본 급유 펌프(30)의 펌프실은 베이스 플레이트(30c1) 내면 상의 넓은 영역을 스위핑하기[회전하는 펌프 홈(30b1) 안을 내측 피스톤(30a)이 왕복 운동하여 형성되므로] 때문에, 그 중앙측 구멍 커버부(30j)와 외주측 펌프 토출 함몰부(30d1)를 연결하는 펌프 토출 홈을 베이스 플레이트 내면 상에 배치하는 것은, 엄밀하게는 불가능해진다. 이로 인해, 베이스 플레이트(30c1) 내부에 U턴하는 토출 유로를 설치하는 것도 생각할 수 있지만, 이는 제작 비용이 높아지는 문제가 발생한다. 그래서, 본 실시 형태는 도8의 (1) 또는 도3에서 나타내는 바와 같이, 토출 펌프실(140d)이 토출 완료되었을 때의 펌프 토출 함몰부측 구획 부위(δd)를 포함하는 위치에 펌프 토출 홈(30d2)을 마련하였다. 이 경우, 도8의 개략 (16)-(1)-개략 (2) 사이에서 펌프 토출 홈(30d2)이 흡입 펌프실(140s)과 연통하게 되지만, 이 흡입 개시 부근에서의 흡입 펌프실(140s)의 흡입 속도가 작기(흡입 펌프실의 용적 증가율이 작기) 때문에 숏 컷트량은 근소하게 된다. 따라서, 실제상, 펌프 토출 홈(30d2)과 흡입 펌프실(140s)의 연통은 없다고 간주해도 좋고, 가공 비용의 저감과 함께 펌프 성능의 향상을 실현할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 실시 형태의 펌프 토출 홈(30d2)의 설정 위치를 더욱 상세하게 서술하면, 토출 펌프실(140d)의 토출 완료시에, 펌프 토출 홈(30d2)을 가로지르는 펌프 홈(30b1)의 모서리부 길이가, 흡입 완료된 흡입 펌프실(140s)측보다도 토출 완료된 토출 펌프실(140d)측을 크게 취하는 위치에 설치되어 있다. 이 경우, 펌프 토출 홈(30d2)과 흡입 펌프실(140s)의 연통은 도8의 (1) 내지 개략 (2) 사이에서의 연통이 대세를 차지하게 된다. 도8의 (1) 내지 개략 (2) 사이에서의 연통에서는, 연통로에 매우 가는 흡입 펌프실(140s)이 들어오므로, 유로 저항이 매우 커지는 것을 알 수 있다. 따라서, 펌프 토출측으로부터 흡입측으로의 숏 컷트량은 한층 더 억제되어, 펌프 성능이 향상되는 효과가 있다. 특히, 본 실시 형태는, 그 중에서도, 흡입 완료된 흡입 펌프실(140s)측과 가로지르는 펌프실 모서리부가 0으로 되어 있는 경우이며, 가장 펌프 성능의 향상을 기대할 수 있는 사양으로 되어 있다.

그런데, 실제 가공이나 조립의 공차의 영향에 의해, 펌프 토출 홈(30d2)의 설정이 상술한 위치로부터 다소 벗어나는 경우도 있지만, 그 경우에도 펌프 토출측으로부터 흡입측으로의 숏 컷트량이 다소 증가할 뿐이며, 원래 효과로서 갖는 숏 컷트량의 저감에 의한 펌프 성능 향상 효과는 있다.

또한, 이 급유 펌프(30)의 펌프실(140)의 용적 변화는 크랭크샤프트(6)의 회전 주기에 동기한 사인 커브를 그린다. 이로 인해, 베어링에의 급유량은 크랭크샤프트(6)의 1회전마다 주기적인 변동을 발생시킨다. 스크롤 압축기의 경우, 일반적으로 소용돌이체(2a, 3a)의 감기 개시 부위가 이격되는 타이밍에서 크랭크샤프트(6)에 가해지는 베어링 부하가 최대가 되는 경우가 많다. 이로 인해, 이 타이밍에서 급유 펌프(30)의 토출량이 최대가 되도록 급유 펌프(30)의 회전 위상을 맞추면 된다. 이에 의해, 급유량이 필요할 때에 집중적으로 급유하는 것이 가능해져, 베어링 급유량의 저감을 도모할 수 있다. 이에 의해, 급유 펌프(30)의 용량을 작게 할 수 있으므로 압축기의 입력을 저감시킬 수 있어, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다고 하는 효과가 있다.

또한, 베어링 급유량을 저감시킬 수 있으므로, 압축기의 오일 봉입량을 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 오일 저장실의 오일면을 낮게 할 수 있으므로, 토출 오일량을 저감시킬 수 있는 효과도 있다. 또한, 본 압축기를 가연성 냉매를 이용하는 밀폐된 사이클로 이용한 경우, 봉입 오일량을 저감시킬 수 있으므로, 오일에 용해되는 가연성 냉매를 저감시킬 수 있고, 사이클 전체의 가연성 냉매의 양을 억제 할 수 있다. 따라서, 사이클의 안전성을 향상시키는 효과를 발휘한다. 급유 펌프(30)로부터 베어링에의 유로가 긴 경우에는, 오일 중을 압력이 전파하는 데 필요로 하는 시간을 고려하여, 급유 펌프(30)의 토출 피크를 베어링 급유압을 최대로 하고자 하는 타이밍보다도 빠르게 하는 것도 중요하다.

또한, 급유 펌프의 안(案)으로서, 종종 올덤 기구, 롤링 피스톤 기구나 베인 로터리 기구를 이용한 것이 고안되고 있지만, 이들 기구에는 왕복 운동하는 구성 요소가 있어, 완전한 밸런스를 취할 수 없어, 소음이나 진동의 원인이 되는 것에 반해, 이 급유 펌프(30)의 운동하는 구성 요소는 모두 회전 운동한다. 이 결과, 완전히 회전 밸런스를 취하는 것이 가능하고, 소음이나 진동의 원인이 되는 것을 회피할 수 있어, 소음이나 진동이 낮은 유체 기계를 실현할 수 있다는 효과를 발휘한다.

(제2 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 내측 피스톤(30a)의 종단면도인 도9와, 외측 회전자(30b)의 종단면도인 도10을 이용하여 설명한다. 급유 펌프(30)의 펌프실 형성 요소인, 내측 피스톤(30a)과 외측 회전자(30b)의 표면에 끼움층을 마련하는 것 이외는, 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 끼움층에 관련된 설명만 행하고, 그 밖의 설명은 생략한다. 이 끼움층은 표면측에 끼움이 용이한 끼움 용이층(30a3, 30b3), 그 안에 끼움이 곤란하지만 어느 정도의 끼움이 가능한 끼움 곤란층(30a2, 30b2)으로 이루어진다.

이와 같은 내측 피스톤과 외측 실린더를 이용함으로써, 공차 때문에 본래는 조립이 불가능한 경우라도 끼우면서 조립함으로써 조립이 가능해지고, 구획 부위의 간극을 작게 하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 내측 피스톤(30a)이나 외측 회전자(30b)의 형상 공차를 넓게 취해도, 그들의 조합시의 간극을 작게 유지하는 것이 가능해진다. 이로부터, 가공 비용을 저감시키면서 급유 펌프의 성능을 높이는 것이 가능해져, 제조 비용을 억제하면서 성능이 높은 압축기를 실현할 수 있는 효과가 있다.

본 실시 형태는, 끼움 처리제가 모재 표면을 침식하여, 그곳으로부터 스며나온 모재가 끼움 처리제와 반응하면서 표면에 석출되어 형성된 끼움 용이층과, 침식된 부분이 끼움 처리제와 반응하여 형성된 끼움 곤란층의 경우이다. 예를 들어, 모재를 철계 재료로 하고, 거기에 인산 망간 피막을 형성하는 경우 등이 이에 해당한다. 이 경우, 원래의 모재 표면은 끼움 용이층과 끼움 곤란층의 경계가 된다. 이와 같은 경우, 내측 피스톤(30a)과 외측 회전자(30b)나 그것들을 덮는 펌프 케이싱(30c)의 치수에, 간섭의 위험성이 발생하는 공차 설정을 행하는 것도 가능해진다.

이들을 조합하면, 모재끼리의 간섭부는 끼움 곤란층이 끼워져 간섭이 회피되지만, 끼움이 곤란하므로 간섭이 회피된 시점에서 미끄럼 이동력이 급감하여, 간섭 회피 이후의 끼움은 진행되지 않는다. 이로 인해, 요소간의 간극은 최소로 유지되게 되고, 누출이 억제되어 급유 펌프의 고성능을 실현할 수 있다. 반대로, 모재끼리의 간극부는 끼움 용이층이 매립되므로, 끼움층이 없는 경우보다도 간극이 작아져, 누출이 억제되어 급유 펌프의 고성능을 실현할 수 있다. 이상으로부터, 급유 펌프의 각 요소의 공차를 엄격하게 설정하지 않아도, 고성능의 급유 펌프를 실현할 수 있게 되어, 가공 비용을 저감시켜 고성능의 압축기를 실현할 수 있는 효과를 발휘한다.

(제3 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 급유 펌프(30)의 종단면도(도1의 M부)인 도11을 이용하여 설명한다. 급유 펌프축부가 별도 부재화되어, 별도 부재 급유 펌프축부(6f'), 별도 부재 급유 펌프 편심부(6f'1)가 되고, 그에 관련하여 커버(30c2)의 내경이 축소되는 것 이외에는, 상기 제1 실시 형태나 제2 실시 형태와 마찬가지이므로, 별도 부재 급유 펌프축부(6f), 커버(30c2)의 설명만 행하고, 다른 설명은 생략한다. 급유 펌프(30)는 커버(30c2)를 크랭크샤프트(6) 하단부에 맞대고 나서 별도 부재 급유 펌프축부(6f')를 크랭크샤프트(6)에 고정 배치한다. 이 방법은 압입이 일반적이지만, 그 경우에는 부 베어링의 축부가 확대되므로, 그 확대를 고려한 베어링 간극을 미리 설정해 둔다. 다른 방법으로서는, 통전하여 용착시키는 방법이나 접착을 생각할 수 있다.

이 경우에는, 압입시에 발생하는 축부의 확대는 발생하지 않으므로, 부 베어링부의 간극 관리가 용이해지는 효과가 있다. 이 방법의 경우, 커버(30c2)의 급유 펌프축부를 통과시키는 구멍은 급유 펌프 편심부를 통과시킬 필요가 없어지므로, 작게 할 수 있다. 이 결과, 내측 피스톤(30a) 상단면과 커버(30c2)의 대향 부위를 넓게 취하는 것이 가능해진다. 이 대향 부위는 펌프실(140)의 밀봉 부위이이므로, 누출이 억제되어 급유 펌프(30)의 성능이 향상되는 효과가 있다.

(제4 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 급유 펌프(30)의 횡단면도(도2의 KK 단면)인 도12를 이용하여 설명한다. 내측 피스톤의 외주면에 평면부(30aas, 30aad)를 설치하고, 그곳을 펌프 홈(30b1)의 구획 부위로 하는, 평면부 내측 피스톤(30aa)으로 하는 이외는, 상기 제1 내지 제3 실시 형태와 마찬가지이므로, 평면부 내측 피스톤(30aa)의 설명만 행하고, 다른 설명은 생략한다. 이에 의해, 펌프실(140)의 구획 부위의 밀봉성이 향상되고 누출이 억제되어, 급유 펌프(30)의 성능이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 실시 형태는 펌프 토출 홈(30d2)의 폭을 내측 피스톤의 외주 평면부(30aas, 30aad)의 폭 이하로 하고, 펌프 토출 홈(30d2)의 설정 위치를 토출 펌프실(140d)이 토출 완료되었을 때의 펌프 토출 함몰부측 구획 부위에 포함되는 위치에 설치하였다. 이 결과, 펌프 토출 홈(30d2)을 사이에 끼우는, 흡입측으로부터 토출측으로의 누출이 회피되어, 한층 더 누출 저감을 실현하고, 급유 펌프의 성능 향상을 실현하는 효과가 있다. 물론, 펌프 토출 홈(30d2)의 폭을 내측 피스톤의 외주 평면부(30aas, 30aad)의 폭보다도 커도, 외주 평면부를 설정하지 않은 경우보다 펌프 토출 홈(30d2)을 사이에 끼우는 흡입측으로부터 토출측으로의 누출이 저감되어 급유 펌프의 성능이 향상되는 효과는 있다. 또한, 구획 부위를 내측 피스톤의 평면부로 특정하기 위해, 마무리 가공의 영역을 한정할 수 있고, 가공 비용의 저감을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 평면부(30aas, 30aad)를 원통 형상의 내측 피스톤의 외주면을 컷트하여 형성해도 좋다. 이 경우에는, 펌프 긴 구멍(30b1)과의 형상의 어긋남으로, 토출 펌프실(140d)로부터 흡입 펌프실(140s)로 이행할 때에 펌프실의 용적이 개략 0이 되지 않지만, 금회는 액체의 오일을 작동 유체로 하므로 재팽창 손실은 문제가 되지 않아, 성능 저하는 거의 발생하지 않는다. 한편, 내측 피스톤(30a)은 원기둥 가공 후에 180도 대향하는 부위를 외주 컷트하여 가공할 수 있으므로, 제작이 매우 용이해지고, 제조 비용이 저감되는 효과가 있다.

(제5 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제5 실시 형태에 대해 급유 펌프(30)의 종단면도(도1의 M부)인 도13을 이용하여 설명한다. 급유 펌프 편심부와 내측 피스톤이 일체화하고, 크랭크샤프트(6)에 대해 일체적으로 회전하도록, D 컷트면 등의 회전 멈춤 수단을 강구한, 회전 규제 내측 피스톤(30a')과, 그것을 보유 지지하는 동축 급유 펌프축부(6f'')를 설치하는 이외는, 상기 제3 실시 형태와 마찬가지이므로, 회전 규제 내측 피스톤(30a'), 동축 급유 펌프축부(6f'')의 설명만 행하고, 다른 설명은 생략한다. 가공 비용이 높은 편심축이 없어지므로, 비용이 저감되는 압축기를 실현할 수 있다는 효과가 있다.

(제6 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제6 실시 형태에 대해 회전 규제 내측 피스톤(30a')의 사시도인 도14, 베이스 플레이트(30c1)의 내면 평면도인 도15, 및 펌프 동작의 설명도인 도16을 이용하여 설명한다. 펌프 토출 유로를, 베이스 플레이트(30c1)의 내 면으로부터 없애고(도15 참조), 회전 규제 내측 피스톤(30a')의 홈인 회전 펌프 토출 홈(30d')으로 하는(도14 참조) 이외는, 제5 실시 형태와 마찬가지이므로, 펌프 토출 유로에 관한 설명만 행하고, 다른 설명은 생략한다. 여기서, 도16의 펌프 동작 설명도는 도13의 K-K 단면의 변화를 나타내고 있고, 그 표현법은 도8과 마찬가지이므로, 도면의 구성의 설명, 펌프실의 설명은 생략한다.

회전 펌프 토출 홈(30d')은, 도14에서 도시하는 바와 같은 내측 피스톤의 외주와 내주를 연결하는 베이스 플레이트측 홈이며, 그것은 도8의 (1)로부터 알 수 있는 바와 같이, 토출 펌프실(140d)이 토출 완료되었을 때의 펌프 흡입 함몰부측 구획 부위(δs)를 포함하는 위치에 설정한다. 이 경우, 도16의 개략 (16)-(11)-개략 (2) 사이에서, 회전 펌프 토출 유로(30d')가 흡입 펌프실(140s)과 연통하게 되지만, 이 흡입 개시 부근에서의 흡입 펌프실(140s)의 흡입 속도가 작기(흡입 펌프실의 용적 증가율이 작기) 때문에, 토출측으로부터 흡입측으로의 숏 컷트량은 근소하게 된다. 따라서, 실제상, 회전 펌프 토출 홈(30d')과 흡입 펌프실(140s)의 연통은 없는 것으로 간주해도 좋고, 가공 비용의 저감과 함께 펌프 성능의 향상을 실현할 수 있는 효과가 있다.

그런데, 흡입 펌프실(140s)의 흡입 완료시에 있어서의 회전 펌프 토출 홈(30d')의 흡입 펌프실(140s)측에 면하는 개구부는 펌프 홈(30b1)과 내측 피스톤(30a)이 크게 이격되므로, 유로 저항이 작고, 펌프 토출측으로부터 흡입측으로의 숏 컷트량은 대폭으로 증대한다. 본 실시 형태의 회전 펌프 토출 홈(30d')은 흡입 펌프실(140s)의 흡입 완료시에, 회전 펌프 토출 홈(30d')의 내측 피스톤 외주측 개 구부가, 흡입 완료된 흡입 펌프실(140s)보다도 토출 완료된 토출 펌프실(140d)측으로 보다 많이 면하는 위치에 설치되어 있다. 이로 인해, 펌프 토출측으로부터 흡입측으로의 숏 컷트량은 한층 더 억제되어, 펌프 성능이 향상되는 효과가 있다.

특히, 본 실시 형태는, 그 중에서도 회전 펌프 토출 홈(30d')의 내측 피스톤 외주측 개구부가 흡입 완료된 흡입 펌프실(140s)에 전혀 면하지 않는 경우이며, 가장 펌프 성능의 향상을 기대할 수 있는 사양으로 되어 있다. 이 회전 펌프 토출 홈(30d') 대신에, 내측 피스톤 원주면에 마련한 구멍으로 해도 회전 펌프 토출 유로의 역할을 하는 것이 가능하다. 이 경우에는, 내측 피스톤의 강도를 확보할 수 있으므로, 내외주의 차가 작아 두께가 얇고 강도가 낮은 내측 피스톤의 경우에는 유효하다.

(제7 실시 형태)

본 발명의 제7 실시 형태의 스크롤 압축기(501)를 도17 내지 도21을 이용하여 설명한다. 본 실시 형태는 케이싱 내의 압력을 흡입 압력으로 하는, 소위 저압 챔버 타입의 스크롤 압축기이며, 챔버 내가 저압이 되는 구성 및 그에 관한 기능이나 동작은 케이싱 내의 압력을 토출 압력으로 하는 고압 챔버 타입의 스크롤 압축기인 제1 실시 형태와 크게 다르다. 한편, 급유 펌프의 동작은 그 축 방향의 간극 관리를 제외하고, 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 이로 인해, 우선, 저압 챔버에 관한 구성이나 기능이나 동작에 관한 점을, 도17, 도18을 이용하여 상세하게 설명하고, 다음에 급유 펌프의 축 방향 간극 관리에 대해 도19 내지 도23을 이용하여 설명하는 것으로 하고, 그 밖의 점은 대개 생략한다.

우선, 저압 챔버에 관한 구성이나 기능이나 동작을 도17의 스크롤 압축기의 종단면도와 도18의 배압실 부근의 확대 단면도(도17의 N2부)를 이용하여 상세하게 설명한다. 스크롤 압축기(501)는 작동 유체를 압축하는 압축기부(10)와, 이 압축기부(10)를 구동하는 크랭크를 갖는 샤프트인 크랭크샤프트(6)와, 이 크랭크샤프트(6)를 축 지지하는 베어링(23, 24, 25)과, 크랭크샤프트(6)의 회전 구동원이 되는 모터(7)와, 오일을 베어링(23, 24, 25)에 급유하는 급유 펌프(30)와, 압축기부(10), 크랭크샤프트(6), 모터(7) 및 급유 펌프(30)를 수납한 케이싱(8)을 주요 구성 요소로서 구비하고 있다. 이 스크롤 압축기(501)는 크랭크샤프트(6)가 세로로 배치되어, 위에서부터 압축기부(10), 모터(7) 및 급유 펌프(30)의 순서로 배치된 종형 스크롤 압축기이다.

케이싱(8)은 흡입 파이프(53)를 케이싱(8)에 접속하여 내부 공간을 흡입 압력으로 하는 동시에, 당해 내부 공간에 오일을 저장하는 오일 저장부(125)를 설치하고 있다. 케이싱(8)은 상부 케이싱(8b), 실린더 케이싱(8a) 및 저부 케이싱(8c)으로 이루어져 있다. 압축기부(10)는 고정 경판(2b)과 그에 기립 설치하는 고정 소용돌이체(2a)를 갖는 고정 스크롤(2)과, 선회 경판(3b)과 그에 기립 설치하는 선회 소용돌이체(3a)를 갖는 선회 스크롤(3)과, 양 스크롤(2, 3)을 맞물리게 하여 형성되어 용적이 축소됨으로써 작동 유체를 압축하는 압축실(100)과, 선회 스크롤(3)의 배면에 설치되어 흡입 압력보다 높고 토출 압력보다 낮은 중간 압력 공간이 되는 배압실(110)을 구비하고 있다.

고정 스크롤(2)은 고정 소용돌이체(2a)와, 고정 경판(2b)과, 그 주위에 있어 서 고정 소용돌이체(2a)의 치형부 선단과 대략 동일 면을 설치면으로 하는 설치부(2c)를 주된 구성부로 하고 있다. 고정 경판(2b)에는 과압축이나 액압축을 회피하는 압축 스프링과 밸브 판과 스프링 압박부로 이루어지는 바이패스 밸브(22)와, 중앙 부근의 토출구(2d)가 마련된다. 또한, 설치부(2c)의 측면에는 작동 유체를 흡입하는 흡입구(2e)가 마련된다.

선회 스크롤(3)은 선회 소용돌이체(3a)와 선회 경판(3b)으로 이루어지고, 선회 경판(3b)의 배면 중앙에 선회 베어링(23)이 설치된다. 프레임(4)의 중앙에 주 베어링(24)이 설치되고, 이 주 베어링(24)에 크랭크샤프트(6)가 삽입된다. 그리고, 크랭크샤프트(6) 상부의 편심된 핀부(6a)가 선회 베어링(23)에 삽입되어 선회 스크롤(3)이 프레임(4)에 장착된다. 여기서, 선회 스크롤(3)의 자전 방지를 위해 프레임(4)과의 사이에 올덤 링(5)이 결합된다.

계속해서, 선회 소용돌이체(3a)와 고정 소용돌이체(2a)가 맞물리도록 선회 스크롤(3)의 상방으로부터 고정 스크롤(2)이 씌워지고, 고정 스크롤(2)의 설치부(2c)가 프레임(4)에 나사 고정된다. 이에 의해, 양 소용돌이체(3a, 2a) 사이에 개략 폐쇄된 공간인 복수의 압축실(100)과, 흡입구(2e)와 통하는 흡입실(105)이 형성되는 동시에, 선회 스크롤(3)의 배면에 배압실(110)이 형성된다. 또한, 핀부(6a)의 상면에 선회 베어링실(115)이 형성된다. 그리고, 프레임(4)보다 하방으로 돌출되는 크랭크샤프트(6)에 회전자(7a)가 고정된다.

이상과 같이 형성된 서브 어셈블리의 회전자(7a)가 실린더 케이싱(8a)에 고정 배치된 고정자(7b) 내에 삽입되고, 서브 어셈블리의 고정 스크롤(2)이 실린더 케이싱(8a)에 고정된다. 이에 의해 모터(7)가 형성된다.

또한, 실린더 케이싱(8a)의 하부에는 부 베어링 지지판(50)이 고정되어 있고, 서브 어셈블리의 삽입에 의해 부 베어링 지지판(50)의 하방으로 크랭크샤프트(6)의 하단부가 돌출된다. 이 돌출된 크랭크샤프트(6)의 하단부에 볼 부쉬(25a)와 그것을 보유 지지하는 볼 홀더(25b)로 이루어지는 부 베어링(25)이 장착되고, 이 볼 홀더(25b)가 부 베어링 지지판(50)에 고정된다. 이 부 베어링(25)의 하부에 급유 펌프(30)가 부 베어링(25)과 일체화되어 형성되어 있다. 또한, 실린더 케이싱(8a) 측면의 흡입구(2e)에 대향하는 위치에 흡입 파이프(53)가 고정된다.

계속해서, 중앙측에 돌출되는 토출 파이프(52)를 갖는 고정 커버(51)가 고정 스크롤(2)의 상부에 나사 고정되어 토출실(120)이 형성된다. 그리고, 상부 케이싱(8b)에 용접된 허메틱 단자(54)의 내부 단자에 모터(7)로부터의 전선을 접속한 후에, 상부 케이싱(8b)이 실린더 케이싱(8a)에 용접된다. 또한, 토출 파이프(52)가 상부 케이싱(8b)에 납땜된다. 그리고, 실린더 케이싱(8a)의 저부에 저부 케이싱(8c)이 용접되어 배치되고, 상부 케이싱(8b), 실린더 케이싱(8a) 및 저부 케이싱(8c)에 의해 케이싱(8)이 형성된다. 이에 의해, 케이싱(8)의 하부가 오일을 모으는 오일 저장부(125)가 된다.

다음에, 스크롤 압축기(501)의 구체적 구성 및 동작을 작동 유체의 흐름과 오일의 흐름으로부터 설명한다. 도18은 도17의 M부의 상세 확대도, 도19는 도18의 주요부 확대도, 도20은 급유 펌프부의 조립 사시도, 그리고 도21은 배압실 부근의 종단면 확대도이다.

우선, 작동 유체의 흐름을 중심으로 설명한다. 흡입 파이프(53)로부터 케이싱(8) 내에 들어가 케이싱(8) 내를 흡입 압력으로 한 작동 유체는, 흡입구(2e)를 지나 흡입실(105) 내로 들어간다. 그래서, 모터(7)를 구동원으로 하는 크랭크샤프트(6)의 회전으로 선회 스크롤(3)이 선회 운동하고, 양 소용돌이체(2a, 3a) 사이에 압축실(100)이 형성된다. 이에 의해, 흡입실(105)의 작동 유체는 압축실(100)에 가두어지고, 그 후, 체적이 축소되면서 중앙측으로 이송된다. 이와 같이 하여, 토출압까지 승압된 작동 유체는 토출구(2d) 또는 바이패스 밸브(22)로부터 토출실(120)로 토출되어, 토출 파이프(52)를 통해 외부로 유출된다.

다음에, 오일의 흐름을 중심으로 설명한다. 오일 저장부(125)에 모여 있는 오일은 크랭크샤프트(6)의 회전으로 구동되는 급유 펌프(30)에 의해, 크랭크샤프트(6)를 축 방향으로 관통하는 급유 구멍인 급유 세로 구멍(6b)을 지나 하부로부터 상부로 압송된다. 압송된 오일은 이하에 서술하는 4경로로 분류한다.

제1 급유로는 부 베어링 급유 가로 구멍(6g)을 경유하여 부 베어링(25)에 급유하는 부 베어링 급유로이다. 제2 급유로는 주 베어링 급유 가로 구멍(6c)으로부터 주 베어링 홈(6d)을 통해 주 베어링(24)에 급유한 후에 배압실(100)로 유입하는, 유로 저항이 매우 작은 주 베어링 급유로이다. 제3 급유로는 선회 베어링실(115)로부터 선회 베어링 홈(6e)을 통해 선회 베어링(23)에 급유한 후에 배압실(100)로 유입하는, 유로 저항이 매우 작은 선회 베어링 급유로이다. 이들 제2 및 제3 급유로는 배압실 유입로로 간주할 수 있다. 제4 급유로는 선회 베어링실(115)로부터 선회 경판(3b) 내의 경판 가로 구멍(3c)을 경유하여, 교축을 수반하 는 흡입실 가는 구멍(3d)에서 흡입실(105)로 유입하는, 교축 작용을 갖는 흡입실 급유로(130)이다. 여기서, 경판 가로 구멍(3c)은 선회 경판(3b)의 측면으로부터 구멍 가공을 실시하기 위해 측면 개구를 고정 마개(130a)로 밀봉한다.

흡입실 급유로(130)에 의해 흡입실(105)로 유입한 오일은 작동 유체와 함께 압축실(100)로 들어가, 압축실(100)의 밀봉성을 향상시켜 누출 억제를 실현하고, 압축 성능을 향상시키는 효과를 발휘한다. 또한, 이 오일은 베어링을 경유하지 않으므로, 저온이며, 흡입실(105) 내의 유체를 가열하는 일이 없어, 체적 효율의 저하를 회피하여 압축 성능을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 흡입실 가는 구멍(3d)에서 감압하므로, 오일 중의 작동 유체의 기화에 의해 오일은 흡입실(105)로 안개상으로 유입한다. 따라서, 이 오일은 압축실(100)에서의 누출 흐름에 편승되기 쉬워져, 밀봉성이 한층 더 향상된다는 효과를 발휘한다.

한편, 선회 베어링 급유로 및 주 베어링 급유로로부터 배압실(110)로 유입한 오일은 배압실(110) 내에서 움직이는, 올덤 링(5)이나 선회 스크롤(3)의 돌기부에 의해 교반되어, 그곳에서 용해되는 작동 유체의 가스화를 촉진하여 압력이 급상승한다. 이 결과, 배압실(110)의 압력인 배압이 흡입 압력보다도 높아지고, 압축실(100) 내의 압축 유체에 의한 고정 스크롤(2)로부터 선회 스크롤(3)을 떼어놓으려고 하는 떼어놓음력에 대항한 끌어당김력을 선회 스크롤(3)에 신속하게 부가할 수 있다. 이에 의해, 통상의 운전 계속시는 물론 기동 직후에 있어서도, 선회 스크롤(3)이 고정 스크롤(2)에 확실하게 압박되어 압축 동작이 확실하게 안정 지속된다.

그러나, 배압을 지나치게 높게 하면, 양 스크롤(2, 3) 사이에 작용하는 압박력이 증대하여 미끄럼 이동 손실에 의한 압축 성능 저하를 일으킨다. 이로 인해, 배압이 지나치게 상승하였을 때에 배압실(110)로부터 오일이나 작동 유체를 제거하기 위한, 배압실(110)과 오일 저장부(125)에 연결되는 케이싱 내부 공간을 연통하는 배압실 유출로(135)를 설치한다. 그리고, 그 유출로(135)의 도중에 배압과 흡입 압력(케이싱 내부 공간의 압력)의 차가 소정치를 초과하면 개방 제어하는 배압 제어 밸브(26)를 설치한다. 배압 제어 밸브(26)는 압축된 밸브 스프링(26b), 밸브 판(26c), 밸브 캡(26d)을 갖고, 상기 소정치는 밸브 스프링(26b)의 압축량에 대응하여 개략 일정한 값이다. 이 배압 제어는 공조 사이클의 압축기로서 이용하는 경우, 상술한 바이패스 밸브(22)와 함께 이용함으로써, 매우 광범위한 운전 조건하에서 최적의 배압 설정을 실현하여, 압축 성능을 향상시키는 효과를 발휘한다.

상술한 바와 같이, 급유 펌프(30)는 오일 및 그곳에서 용해되는 작동 유체를 배압까지 승압한 후에, 부 베어링(25), 주 베어링(24), 선회 베어링(23), 흡입실(105) 및 배압실(110)에 공급하는 역할을 담당한다. 그리고, 배압 제어 밸브(26)는 배압이 흡입 압력보다도 소정치만큼 높아지도록 제어하면서, 배압실(110)로부터 오일과 작동 유체를 케이싱(8) 내의 공간으로 배출하는 역할을 담당한다. 이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 급유 펌프(30)는 오일의 이송과 함께 승압의 역할도 담당하므로, 펌프 일량이 많아지고, 스크롤 압축기(501)의 압축 성능 향상에는 급유 펌프(30)의 성능 향상이 필수가 된다.

그래서, 급유 펌프(30)의 펌프실(140)을 형성하는 펌프 요소의 형상과 치수 정밀도의 향상이 중요해진다. 본 실시 형태의 급유 펌프(30)는 펌프실(140)을 덮고 내측 피스톤(30a)과 일체적으로 회전하는 회전 커버를 부착하는 이외에, 제1 실시 형태의 급유 펌프와 기본 구성은 동일하다. 이로 인해, 펌프 동작은 제1 실시 형태와 마찬가지(도8 참조)이며, 그 작용 효과도 마찬가지이므로, 회전 커버에 관한 설명만 행하고, 그 밖에는 생략한다. 도19는 급유 펌프부(도17의 M2부)의 종단면도, 도20은 급유 펌프 맞물림 부재[내측 피스톤(30a)과 외측 회전자(30b)]의 확대 종단면도, 도21은 급유 펌프부의 조립 사시도, 도22는 도20의 급유 펌프 맞물림 부재(30a, 30b)에 가해지는 압상력의 설명도이다.

도19를 이용하여 급유 펌프(30)의 구성을 설명한다. 내측 피스톤(30a)과 일체화하여 펌프실(140)을 항상 덮는, 회전 커버(30x)를 설치하는 동시에, 펌프 케이싱(30c)을 베이스 플레이트(30c1)와 펌프 실린더(30c2)만으로 구성하고, 제1 실시 형태의 펌프 실린더에 고정 배치되는 커버는 폐한다. 조립 방법은, 도21에 도시한 바와 같이 크랭크샤프트(6)의 하단부에 편심하여 배치되는 급유 펌프축부(6f)에, 내측 피스톤(30a)과 회전 커버(30x)를 일체화한 부재를 회전 가능하게 삽입한 후에 펌프 실린더를 장착한다. 그 이후에는, 제1 실시 형태와 같은 조립 순서(도7 참조)이다.

다음에, 급유 펌프 회전 커버에 관한 동작을 설명한다. 내측 피스톤(30a)에 설치된 회전 커버(30x)를, 후술하는 크랭크샤프트(6)의 하방의 스러스트력에 의해 외측 회전자(30b)측으로 압박하면서 운전한다. 여기서, 도20에 도시한 바와 같이, 외측 회전자(30b)의 두께(높이 방향)를 내측 피스톤(30a)의 두께보다 약간 두껍게 한다. 여기서, 도20은 설명을 위해 간극을 강조하여 도시하고 있고, 실제 내측 피스톤측의 간극 레벨은 1 내지 100 ㎛ 정도이다. 이 결과, 외측 회전자의 상부 사이드면측은 회전 커버(30x)와 밀착 미끄럼 이동하고, 하부 사이드면측은 베이스 플레이트(30c1)와 밀착 미끄럼 이동하게 되고, 외측 회전자(30b)의 사이드 간극을 거의 0으로 하는 것이 가능해진다. 이보다, 외측 회전자(30b)의 사이드 간극에 있어서의 누출을 대폭으로 억제하는 것이 가능해진다.

따라서, 내측 피스톤(30a)과 외측 회전자(30b)(이후, 양자를 함께 맞물림 부재라 칭함) 치형 정밀도를 높이지 않고 급유 펌프(30)의 성능이 대폭으로 향상되므로, 가공 비용의 저감과 스크롤 압축기(501)의 에너지 효율 향상을 동시에 실현할 수 있는 효과를 발휘한다. 이 사이드 간극 저감 효과는, 외측 회전자와 내측 피스톤의 두께의 대소 관계가 반대인 경우도 마찬가지이므로, 동일한 효과를 발휘한다. 또한, 내측 피스톤(30a)은 회전 커버(30x)를 통해 크랭크샤프트(6)와 외측 회전자(30b) 사이에 끼워지고, 외측 회전자(30b)는 회전 커버(30x)를 통해 내측 피스톤(30a)과 베이스 플레이트(30c1) 사이에 끼워져 있으므로, 맞물림 부재(30a, 30b)의 축 방향 위치가 확정된다. 이로 인해, 압력 변동이 큰 운전 조건하에서도, 급유 펌프의 성능을 안정화할 수 있어, 급유 신뢰성을 향상시키는 효과를 발휘한다.

다음에, 내측 피스톤(30a)의 외측 회전자(30b)에의 압박력에 대해 설명한다. 이 압박력은, 일반적으로 서술하면, 크랭크샤프트(6)와 그 하단부에 설치한 내측 피스톤(30a), 회전 커버(30x), 외측 회전자(30b)를 일체로서 본 입체 도형에 있어서, 그 표면을 면 요소(area element)로 분할하고, 그 법선 벡터(미소 면 요소의 면적을 크기로 함)와 크랭크샤프트 축 방향에서 상향의 단위 벡터의 내적에 그 부분의 압력을 곱한 값을, 전체 표면으로 적분하여 구할 수 있다.

도17 및 도18로부터 명백한 바와 같이, 본 실시 형태의 경우, 주 베어링(24)을 경계로 하여 크랭크샤프트(6)의 상부 전체에 배압이 가해지고, 하부에는 맞물림 부재(30a, 30b)의 저면 이외는 모두 흡입 압력이 가해지고 있다. 압력 기준을 흡입 압력에 두면, 내측 피스톤(30a)이 외측 회전자(30b)측으로 압박하기 위해서는, 흡입 압력으로부터의 상회분을 다음의 (식1)로 정의하면, (식2)가 성립해야만 한다.

ΔP(p) ≡ p - (흡입 압력) …(식1)

ΔP(배압) × (크랭크샤프트 주축부 단면적) ＞ (맞물림 부재 저면의 흡입 압력 이상의 압력에 의한 힘) …(식2)

이 경우, 압박력은 다음의 (식3)이 된다.

압박력 = ΔP(배압) × (크랭크샤프트 주축부 단면적) - (맞물림 부재 저면의 흡입 압력 이상의 압력에 의한 힘) …(식3)

여기서, 맞물림 부재 저면의 흡입 압력 이상의 압력에 의한 힘은 맞물림 부재 저면의 압력 분포에서 확정되지 않은 밀봉 영역을, 배압 영역과 흡입 압력 영역으로 분할함으로써, (식4)가 된다.

맞물림 부재 저면의 흡입 압력 이상의 압력에 의한 힘

= ΔP(배압) × (배압 영역 면적) …(식4)

이 (식4)를 (식2) 및 (식3)에 대입하여, 목적으로 하는 압박 판정식과 압박 력 계산식이 이하와 같이 도출된다.

(크랭크샤프트 주축부 단면적) ＞ (양 회전자 저면의 배압 영역 면적) …(식2')

압박력 = ΔP(배압) × {(크랭크샤프트 주축부 단면적) - (양 회전자 저면의 배압 영역 면적)} …(식3')

본 실시 형태의 배압 영역은 내측 피스톤(30a)의 선회 위치에서 다르지만, 가장 압박 판정이 엄격한 토출 영역이 최대가 되는 경우[도8의 (9)]라도 배압 영역(도22의 크로스 해칭)은 크랭크샤프트 주축부 단면적보다도 작다. 이로부터, 내측 피스톤(30a)은 외측 회전자(30b)로 항상 압박하여, 맞물림 부재(30a, 30b)의 사이드 간극이 저감된다.

또한, 압박력은 (식3')으로부터 구할 수 있지만, 본 실시 형태는 배압 제어 밸브(26)를 이용하고 있으므로, 이 식 중의 ΔP(배압)은 배압 제어 밸브(26)의 밸브 스프링(26b)의 압축량에 대응하는 상기 소정치 그 자체가 된다. 따라서, 배압 제어 밸브(26)에 의한 배압 제어 방식과의 조합에 의해, 어떠한 운전 조건에 있어서도 압박력의 평균치를 항상 일정한 값으로 확보하는 것이 가능해진다. 이로 인해, 어떠한 운전 조건에 있어서도, 내측 피스톤(30a)을 외측 회전자(30b)에 안정되게 압박하는 것이 가능해지고, 급유 펌프(30)의 고성능을 안정되게 실현할 수 있고, 나아가서는 그 급유 펌프(30)를 탑재하는 스크롤 압축기(1)의 고성능과 함께 높은 급유 신뢰성을 실현하는 효과를 발휘한다.

본 실시 형태는 내측 피스톤(30a)을 급유 펌프축부(6f)에 대해 회전 가능하 게 하고 있으므로, 내측 피스톤(30a)이 가장 마찰력을 미치게 되는 부재에 대해 상대 속도를 작게 하는 회전을 행한다. 이 결과, 내측 피스톤(30a)과 그에 대해 미끄럼 이동하는 부재간의 마찰 손실을 저감시켜, 급유 펌프(30)의 고성능을 실현할 수 있고, 나아가서는 그 급유 펌프(30)를 탑재하는 스크롤 압축기(501)의 고성능을 실현하는 효과를 발휘한다. 또한, 본 실시 형태는 회전 커버(30x)와 내측 피스톤(30a)을 일체화하고 있지만, 그것들을 별개 부재로 제작하고, 이후에 체결에 의해 일체화해도 좋다. 이 경우에는, 내측 피스톤(30a)의 높이 관리가 용이해지고, 급유 펌프(30)의 한층 더 고성능을 실현할 수 있다.

또한, 별개 부재 상태에서, 크랭크샤프트(6)의 단차부와 내측 피스톤(30a) 사이에 끼워, 압박력으로 보유 지지해도 좋다. 이 경우에는, 회전 커버(30x)와 내측 피스톤(30a) 사이의 누출의 가능성이 약간 높아지지만, 압박력에 의한 끼움 지지에 의해 그 가능성은 매우 작아지는 데다가, 체결이 불필요해져, 비용 저감을 실현할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 실시 형태는 내측 피스톤을 구동측으로 하고 있지만, 외측 회전자측을 구동측으로 해도 좋다. 이 경우에는, 크랭크샤프트(6)와 외측 회전자(30b)를 연결하기 위해 부재가 필요해지고, 그 부재를 회전 커버로 할 수 있다.

(제8 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제8 실시 형태에 대해, 끼움 후의 맞물림 부재[내측 피스톤(30a)과 외측 회전자(30b)]의 확대 종단면도인 도23을 이용하여 설명한다. 내측 피스톤(30a)과 회전 커버(30x)의 표면에 끼움층을 마련하는 것 이외에는, 제7 실시 형태와 마찬가지이므로, 끼움층에 관련된 설명만 행하고, 그 밖의 설명은 생략한다. 이 끼움층은 표면측에 끼움이 용이한 끼움 용이층(30a3), 그 안에 끼움이 곤란하지만 어느 정도의 끼움이 가능한 끼움 곤란층(30a2)으로 이루어진다. 본 실시 형태는 끼움 처리제가 모재 표면을 침식하여, 거기서부터 스며나온 모재가 끼움 처리제와 반응하면서 표면에 석출되어 형성된 끼움 용이층과, 침식된 부분이 끼움 처리제와 반응하여 형성된 끼움 곤란층의 경우이다.

예를 들어, 모재를 철계 재료로 하고, 그것에 인산 망간 피막을 형성하는 경우 등이 이에 해당한다. 이 경우, 원래의 모재 표면은 끼움 용이층과 끼움 곤란층의 경계가 된다. 여기서, 핀부(6a)에 내측 피스톤(30a)을 삽입할 때에, 끼움 용이층(30a3)이 비틀어져 떨어지므로, 끼움층의 두께를 미리 고려하여 내측 피스톤의 구멍의 직경을 설계할 필요가 없어 설계는 용이하다. 끼움층이 없는 경우에는, 회전 덜걱거림은 작지만, 원활하게 회전할 수 있는 상태를 실현하기 위해 내측 피스톤의 구멍의 직경과 핀부(6a)의 끼워 맞춤 공차를 엄격하게 해야만 한다.

그러나, 본 실시 형태에서는, 간섭부가 끼움에 의해 제거되어 원활하게 회전할 수 있는 동시에, 미끄럼 이동면에 남는 끼움층이 오일 유지의 역할을 담당하므로, 한층 더 회전의 원활함을 실현할 수 있는 동시에, 오일막이 형성됨으로써, 덤핑 효과가 발생하여 축의 덜걱거림이 저감되는 효과가 발생한다. 이로 인해, 내측 피스톤의 구멍의 직경과 핀부(6a)의 끼워 맞춤 공차를 느슨하게 해도 좋으며, 가공 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 내측 피스톤(30a)은 외측 회전자(30b)로 압박되므로, 회전 커버(30x) 하면의 끼움 용이층(30a3)은 단시 간에 마모되고, 이 결과, 내측 피스톤(30a)은 마모된 분만큼 하측으로 이동한다.

이 결과, 끼움 전에 존재한 내측 피스톤(30a) 하면과 베이스 플레이트(30c1)의 간극이 끼움 용이층에 의해 매립되게 되어, 급유 펌프에 있어서의 한층 더 누출 저감을 실현할 수 있다. 이로 인해, 급유 펌프(30)의 고성능을 실현할 수 있고, 나아가서는 그 급유 펌프(30)를 탑재하는 스크롤 압축기(501)의 고성능을 실현하는 효과를 발휘한다. 본 실시 형태는, 내측 피스톤의 두께를 외측보다도 작게 한 경우에 내측 피스톤에 끼움층을 마련한 경우이지만, 외측 회전자의 두께를 내측 피스톤보다도 작게 한 경우에 외측 회전자에 끼움층을 마련해도 동일한 효과를 얻는다. 또한, 양 맞물림 부재에 끼움층을 마련해도 물론 좋다.

(제9 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제9 실시 형태에 대해 도24를 이용하여 설명한다. 도24는 급유 펌프부(도17의 M2부)의 종단면도이다. 이 제9 실시 형태는 다음에 서술하는 점에서 제1 실시 형태와 다른 것으로, 그 밖의 점에 대해서는 제1 실시 형태와 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.

본 실시 형태에서는, 부 베어링 급유로에 부 베어링 급유 가로 구멍(6g)과 급유 펌프 배면 공간(145)을 연결하는, 교축 작용을 실질적으로 갖지 않는 부 베어링 급유 홈(6h)을 마련한 것이다. 바꾸어 말하면, 부 베어링 급유 가로 구멍(6g) 및 부 베어링 급유 홈(6h)은 크랭크샤프트(6)의 급유 구멍(6b)과 급유 펌프 배면 공간(145)의 연통로를 형성하고 있다. 이 연통로는 교축 작용을 실질적으로 갖지 않는 급유로로 형성되어 있다.

이러한 구성에 의해, 급유 펌프 배면 공간(145)의 압력이 확실하게 배압[흡입 압력 + 소정의 일정치]으로 유지되므로, 이 급유 홈은 급유 펌프 배압 도입로의 역할을 담당한다. 기준의 압력을 배압으로 생각하면, 압박력은 급유 펌프 맞물림 부재(30a, 30b)의 저면에 있어서의 흡입 압력 영역의 면적에 배압을 곱한 값이 항상 가해지게 되고, 크랭크샤프트(6)나 급유 펌프(30)의 어떠한 설계에 있어서도 확실하게 크랭크샤프트(6)가 하측으로 압하되고, 그에 의해 회전 커버가 외측 회전자(30b)로 압박된다. 이에 의해, 급유 신뢰성이 향상된다는 효과가 있다.

또한, 급유 펌프 배면 공간(145)의 압력에 의해 볼 부쉬(25a)가 상방으로 밀려 올라가 볼 홀더(25b)에 밀착한다. 이 결과, 크랭크샤프트(6)를 지지하는 중앙의 원환부가 고정되고, 크랭크샤프트(6)를 안정되게 축 지지하므로, 베어링부의 신뢰성이 향상되고, 스크롤 압축기(501)의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 상기 베어링부에서의 마찰 계수도 저하되어, 에너지 효율이 높은 스크롤 압축기(501)를 실현할 수 있다는 효과도 있다.

(제10 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제10 실시 형태에 대해 도25를 이용하여 설명한다. 본 실시 형태는 코깅 토크(cogging torque)가 있는 모터(7)를 사용하여, 크랭크샤프트의 회전과 동기하는 내측 피스톤(30a)의 선회각과 외측 회전자(30b)의 편심 방향이 일치할 때에, 모터(7)의 코깅 토크가 대략 극대가 되도록 모터(7)와 급유 펌프(30)를 배치한다. 그리고, 그 이외는 제1 실시 형태 또는 제7 실시 형태와 마찬가지이므로, 그 밖의 설명은 생략한다.

본 방식의 펌프는, 도8의 (5) 또는 도8의 (13)에서 도시하는 회전 위상시에 정지한 경우, 외측 회전자(30b)가 회전 가능해진다. 그것은 외측 회전자(30b)의 중심에 내측 피스톤(30a)이 정확히 배치되기 때문이다. 이때, 어떠한 작용에 의해 외측 회전자(30b)가 회전하고, 펌프 홈(30b1)의 방향이 내측 피스톤(30a)의 움직이는 방향으로부터 어긋나 버리면(예를 들어, 도25의 2점 쇄선의 경우), 재기동시, 다른 어긋남을 수정하기 위해 외측 회전자(30b)를 회전시키는 힘이 필요해지고, 기동 불량의 위험이 발생한다. 상기한 회전 위상은 내측 피스톤(30a)의 중심이 외측 회전자(30b)의 중심과 일치하는 경우이며, 본 실시 형태에서는 모터(7)의 코깅 토크가 극대가 되는 경우이므로, 이 회전 위상에서 정지하는 일은 없다.

우연히 이 회전 위상에서 정지하였다 해도, 모터(7)가 매우 불안정해지고, 빠르게 그 전후의 코깅 토크가 극소가 되는 회전 위상(도26의 minA, minB점)까지 크랭크샤프트(6)가 회전한다. 이와 같이, 모터(7)로 통전하지 않는 압축기 정지 시에는, 코깅 토크가 작은 상태에서 정지하므로, 내측 피스톤(30a)의 중심이 외측 회전자(30b)의 중심과 일치하는 상태에서는 정지하지 않게 된다. 따라서, 압축기 정지시에 상기한 바와 같은 외측 회전자(30b)의 회전 가능한 상태가 발생하지 않고, 항상 압축기의 원활한 기동을 실현하는 효과를 발휘한다.

그런데, 회전 커버(30x)를 설치한 경우에는 구동측의 내측 피스톤(30a)과 수동측의 외측 회전자(30b)가 사이드면에서도 접촉한다. 이에 의해, 매우 드물게 외측 회전자(30b)의 중심과 내측 피스톤(30a)의 중심이 중첩되는 상태에서 압축기가 정지하고, 또한 외측 회전자(30b)가 회전한 경우에도, 재기동시의 내측 피스 톤(30a)의 덜걱거림의 범위에서 발생하는 진동이 외측 회전자(30b)에 전달되어, 외측 회전자(30b)의 회전 어긋남을 수정하는 외측 회전자(30b)의 회전 개시의 계기가 된다. 이에 의해, 압축기 기동이 발생하기 쉬워지는 효과도 있다.

물론, 회전 위상이 다른 복수의 내측 피스톤(30a)을 구비한 급유 펌프로 해도 좋다. 예를 들어, 90°어긋난 2개의 내측 피스톤 타입이나, 60°씩 어긋난 3개의 내측 피스톤 타입 등을 생각할 수 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 스크롤 압축기의 종단면도.

도2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 급유 펌프의 확대 종단면도(도1의 M부).

도3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 급유 펌프의 확대 횡단면도(도2의 K-K 단면).

도4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 급유 펌프의 확대 종단면도(도3의 L2-L2 단면).

도5는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 급유 펌프의 베이스 플레이트 평면도.

도6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 급유 펌프의 베이스 플레이트 확대 평면도(도5의 중앙).

도7은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 급유 펌프의 부품 전개 사시도.

도8은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 급유 펌프의 동작 설명도.

도9는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 내측 피스톤의 종단면도.

도10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 외측 회전자의 종단면도.

도11은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 급유 펌프의 확대 종단면도(도1의 M부).

도12는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 급유 펌프의 확대 횡단면도(도2, 도11의 K-K 단면).

도13은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 급유 펌프의 확대 종단면도(도1의 M부).

도14는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 급유 펌프의 회전 규제 내측 피스톤의 사시도.

도15는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 급유 펌프의 베이스 플레이트 평면도.

도16은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 급유 펌프의 동작 설명도.

도17은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 스크롤 압축기의 종단면도.

도18은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 배압실 부근의 종단면 확대도(도17의 N2부).

도19는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 급유 펌프부의 종단면 확대도(도17의 M2부).

도20은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 급유 펌프 맞물림 부재의 확대 종단면도.

도21은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 급유 펌프부의 조립 사시도.

도22는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 급유 펌프 맞물림 부재에 관한 압상력의 설명도.

도23은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 끼움 후의 맞물림 부재의 확대 종단면도.

도24는 본 발명의 제9 실시 형태에 관한 급유 펌프부의 종단면 확대도(도17 의 M2부).

도25는 본 발명의 제10 실시 형태에 관한 급유 펌프부의 횡단면 확대도.

도26은 본 발명의 제10 실시 형태에 관한 급유 펌프부의 내측 피스톤의 중심 위치와 모터 코깅 토크의 관계 설명도(도26의 C부).

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 스크롤 압축기

2 : 고정 스크롤 부재

3 : 선회 스크롤 부재

4 : 프레임

5 : 올덤 링

6 : 크랭크샤프트

6b : 급유 구멍

6f : 급유 펌프축부

6f1 : 급유 펌프 편심부

6f' : 별도 부재 급유 펌프축부

6h : 부 베어링 급유 홈

7 : 모터

22 : 바이패스 밸브

26 : 배압 제어 밸브

30 : 급유 펌프

30a : 내측 피스톤

30a2 : 내측 끼움 곤란층

30a3 : 내측 끼움 용이층

30aa : 평면에 부착된 내측 피스톤

30b : 외측 회전자

30b1 : 펌프 홈

30b2 : 외측 끼움 곤란층

30b3 : 외측 끼움 용이층

30c : 펌프 케이싱

30c1 : 베이스 플레이트

30c2 : 커버

30c3 : 펌프 실린더

30d : 펌프 토출 유로

30d1 : 펌프 토출 함몰부

30d2 : 펌프 토출 홈

30d' : 회전 펌프 토출 홈

30s : 펌프 흡입 유로

30s1 : 펌프 흡입 함몰부

30x : 회전 커버

100 : 압축실

105 : 흡입실

110 : 배압실

120 : 토출실

125 : 오일 저장부

140 : 펌프실

140s : 흡입 펌프실

140d : 토출 펌프실

160 : 스러스트 베어링부

α : 크랭크샤프트 회전 중심축

β : 편심부 중심축

γ : 외측 회전자 회전 중심축

δs : 펌프 흡입 함몰부측 구획 부위

δd : 펌프 토출 함몰부측 구획 부위

Claims (21)

1. 작동 유체에 대해 압력 또는 유속에 수반하는 역학적 에너지의 변화를 부여하는 에너지 교환 기구와, 상기 에너지 교환 기구에 대해 회전 동력의 교환을 행하는 샤프트와, 상기 샤프트를 축 지지하는 베어링과, 상기 에너지 교환 기구, 상기 샤프트 및 상기 베어링을 수납한 케이싱을 구비하고, 상기 케이싱은 그 내부 공간에 상기 베어링에 공급하는 오일을 저장하는 오일 저장부를 설치하고, 상기 샤프트는 그 일단부에 상기 베어링에 상기 오일을 공급하기 위한 급유 구멍을 개방하고, 상기 오일 저장부로부터 흡입한 오일을 상기 급유 구멍으로 토출하는 급유 펌프를 설치하는 유체 기계에 있어서,

   상기 급유 펌프는 상기 샤프트의 회전 중심축에 대해 선회 반경 E로 선회하는 내측 피스톤과,

   상기 샤프트의 회전 중심에 대해 편심량 E로 회전 가능하게 지지되어 상기 내측 피스톤을 틈새 끼워 맞춤하는 펌프 홈이 형성되는 외측 회전자와,

   상기 펌프 홈을 상기 내측 피스톤으로 구획하여 형성되는 2개의 펌프실을 상기 케이싱의 내부 공간과 구획하는 펌프 케이싱과,

   상기 펌프실 중에서 용적이 확대되는 흡입 펌프실과 상기 오일 저장부를 연결하는 펌프 흡입 유로와,

   상기 펌프실 중에서 용적이 축소되는 토출 펌프실과 상기 급유 구멍을 연결하는 펌프 토출 유로를 설치하는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
2. 제1항에 있어서, 상기 펌프 케이싱은 상기 외측 회전자의 외주를 회전 가능하게 지지하는 펌프 실린더와,

   미소 간극을 사이에 두면서 상기 외측 회전자의 양 사이드면을 사이에 두고 상기 펌프실을 덮는, 샤프트 축 단부와 대향하는 베이스 플레이트와 상기 베이스 플레이트에 대향하는 커버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
3. 제2항에 있어서, 상기 펌프 흡입 유로는 펌프 흡입 함몰부, 및 상기 펌프 흡입 함몰부와 상기 오일 저장부를 연결하는 펌프 흡입 구멍으로 이루어지고,

   상기 펌프 흡입 함몰부는 상기 베이스 플레이트 내면 상에서 상기 토출 펌프실의 스위핑 영역을 벗어나고, 또한 상기 흡입 펌프실의 스위핑 영역을 포함하는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 펌프 토출 유로는 펌프 토출 함몰부, 및 상기 펌프 토출 함몰부와 상기 베이스 플레이트 내면 상에서 상기 급유 구멍을 덮는 구멍 커버부를 연결하는 펌프 토출 홈으로 이루어지고,

   상기 펌프 토출 함몰부는 상기 베이스 플레이트 내면 상에서, 상기 흡입 펌프실의 스위핑 영역을 벗어나고, 또한 상기 토출 펌프실의 스위핑 영역을 포함하는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
5. 제4항에 있어서, 상기 펌프 토출 홈은 상기 베이스 플레이트 내면 상에서, 상기 토출 펌프실이 토출 완료되었을 때의 상기 펌프 토출 함몰부측 구획 부위를 포함하는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
6. 제5항에 있어서, 상기 펌프 토출 홈은, 상기 토출 펌프실의 토출 완료시에, 상기 펌프 토출 홈을 가로지르는 상기 펌프 토출 홈의 모서리부 길이가 흡입 완료된 흡입 펌프실측보다도 토출 완료된 토출 펌프실측을 크게 취하는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 내측 피스톤은 상기 샤프트와 일체적으로 회전하고,

   상기 펌프 토출 유로는 상기 내측 피스톤에 상기 토출 펌프실을 면하는 내측 피스톤의 외주면과, 내주측에 설치되는 상기 급유 구멍 또는 그와 연통되는 공간 영역을 연결하는 회전 펌프 토출 유로로 하는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
8. 제7항에 있어서, 상기 회전 펌프 토출 유로는 상기 토출 펌프실이 토출 완료되었을 때의 상기 펌프 흡입 함몰부측 구획 부위를 포함하는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
9. 제8항에 있어서, 상기 회전 펌프 토출 유로는, 상기 토출 펌프실의 토출 완 료시에, 상기 회전 펌프 토출 유로의 내측 피스톤 외주측 개구부가 흡입 완료된 흡입 펌프실보다도 토출 완료된 토출 펌프실측으로 보다 많이 면하는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
10. 제9항에 있어서, 상기 회전 펌프 토출 유로는 상기 내측 피스톤의 상기 베이스 플레이트측 단부면에 설치되는 회전 펌프 토출 홈으로 하는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
11. 제2항에 있어서, 상기 펌프 케이싱 또는 상기 내측 피스톤 또는 상기 외측 회전자의 서로 상대 운동하는 표면에 끼움 피막을 형성한 것을 특징으로 하는 유체 기계.
12. 제1항에 있어서, 상기 에너지 교환 기구를 스크롤 압축 기구로 한 것을 특징으로 하는 유체 기계.
13. 제12항에 있어서, 상기 스크롤 압축 기구의 소용돌이체 감기 개시 부위가 이격되는 타이밍에서 상기 급유 펌프의 토출량이 최대가 되도록 상기 급유 펌프의 회전 위상을 설정한 것을 특징으로 하는 유체 기계.
14. 제2항에 있어서, 상기 펌프 케이싱은 상기 펌프 실린더와, 상기 외측 회전자 의 각 사이드면에 배치되어 상기 펌프실을 덮는, 상기 샤프트 축 단부와 대향하는 베이스 플레이트와,

    상기 베이스 플레이트에 대향하여 상기 내측 피스톤 또는 상기 외측 회전자 또는 상기 샤프트와 일체적으로 회전하는 회전 커버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
15. 제14항에 있어서, 상기 회전 커버는 상기 내측 피스톤 또는 상기 외측 회전자 또는 상기 샤프트와 일체화하는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
16. 제15항에 있어서, 상기 회전 커버는 상대적으로 회전하는 상기 내측 피스톤 또는 상기 외측 회전자에 압박하기 위해 압박력을 설정하는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
17. 제16항에 있어서, 상기 케이싱은 내부 공간을 흡입 압력으로 하는 동시에

    상기 에너지 교환 기구를 경판과 그것에 기립 설치하는 소용돌이체를 갖는 고정 스크롤과, 경판과 그에 기립 설치하는 소용돌이체를 갖는 선회 스크롤과, 상기 양 스크롤을 맞물리게 하여 형성되어 용적이 축소됨으로써 작동 유체를 압축하는 압축실과, 상기 선회 스크롤의 배면에 설치되어 흡입 압력보다 높고 토출 압력보다 낮은 중간 압력이 되는 배압실을 구비한 스크롤 압축 기구로 하고,

    상기 압박력을 상기 샤프트의 상기 선회 스크롤 측단부에 가해지는 중간 압 력을 발생원으로 하는 샤프트 스러스트력으로 하는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
18. 제17항에 있어서, 상기 샤프트는 상기 급유 펌프와 베어링 홀더 사이에서 또한 상기 하우징의 내면에 형성되는 급유 펌프 배면 공간과, 상기 급유 구멍을 연통하는 급유 펌프 배압 도입로를 설치한 것을 특징으로 하는 유체 기계.
19. 제16항에 있어서, 상기 회전 커버, 상기 내측 피스톤 및 상기 외측 회전자의 스러스트력을 받는 적어도 하나의 면에 끼움 피막을 형성한 것을 특징으로 하는 유체 기계.
20. 제17항에 있어서, 상기 배압실의 압력인 배압을 흡입 압력보다도 개략 일정 값만큼 높게 하는 배압 제어 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 유체 기계.
21. 제1항 또는 제14항에 있어서, 상기 모터를 코깅 토크를 갖는 것으로 하고, 상기 크랭크샤프트의 회전과 동기하는 상기 내측 피스톤(30a)의 선회각과 상기 외측 회전자(30b)의 편심 방향이 일치할 때에, 상기 모터(7)의 코깅 토크가 대략 극대가 되도록 상기 모터(7)와 상기 급유 펌프(30)를 배치하는 것을 특징으로 하는 유체 기계.

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