(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールにおける固定ラップと、主軸の偏心軸部に枢支され、かつ自転防止機構が組み込まれている旋回スクロールにおける旋回ラップとを、相互に嵌合させることにより、旋回ラップの偏心運動に伴い流体容積が変化する密閉室を形成し、前記自転防止機構を、固定スクロールまたは固定スクロールが固定されているハウジング等よりなる固定体にクランク軸が軸受され、かつクランク軸に対して偏心するクランクピンが旋回スクロールに軸受されたクランクにより形成したスクロール流体機械において、
前記クランク軸またはクランクピンを枢支する軸受の側面に対向するように給油体を設けるとともに、この給油体における前記軸受に対向する側面に給油口を設け、かつ前記給油体内に、前記給油口を前記固定体、旋回スクロール、及びクランク軸のいずれかに設けたグリス注入口に連通させる通路を形成したことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
クランク軸またはクランクピンを複数の軸受をもって枢支したものにおいて、互いに隣接する１対の軸受間に給油体を配設し、かつ前記給油体の両側面における前記各軸受に対向する部分に、グリス注入口に連通する通路に接続した給油口をそれぞれ設けた請求項１記載のスクロール流体機械。
【請求項３】
クランクにおけるクランク軸からクランクピンにかけて、グリス溜りを設け、このグリス溜りにより、クランク軸側の軸受へのグリス用の通路と、クランクピン側の軸受へのグリス用の通路とを互いに連通させた請求項１または２記載のスクロール流体機械。
【請求項４】
クランク軸またはクランクピン内にグリス溜りを形成し、このグリス溜りを、クランク軸またはクランクピンに設けた半径方向を向く導通孔を介して、給油体内の通路に連通させた請求項１〜３のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【請求項５】
グリス注入口を、給油体の外側におけるハウジングの外周に設けた請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【請求項６】
グリス注入口を、クランク軸の外端に設けた請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【請求項７】
給油体を、円板状の板材により形成した請求項１〜６のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【請求項８】
給油体を、固定体または旋回スクロールに穿設された軸受孔に内嵌した外輪と、前記軸受孔に軸受を介して嵌合されたクランク軸またはクランクピンに外嵌した内輪とを備えるものとするとともに、前記外輪と内輪との間に形成される空間により軸受への給油口を形成し、かつ前記外輪と内輪との少なくともいずれか一方に、前記空間をグリス注入口に連通させる通路を形成した請求項１〜６のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール圧縮機、スクロール真空ポンプ、スクロール膨張機、スクロール送風機等のスクロール流体機械に関し、特に、このスクロール流体機械におけるクランクを用いた自転防止機構の軸受へのグリスの供給手段の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール流体機械において、旋回スクロールを固定スクロールに対して回転することなく、偏心的に旋回運動させるために、自転防止機構が設けられている。
この自転防止機構のうち、クランクを用いたものでは、クランクアームにより連結されたクランク軸及びクランクピンが、固定スクロールや旋回スクロール等に対して傾かないようにするため、それらを、軸線方向に並べた複数の軸受をもって枢支している。
【０００３】
これらの軸受には、常に円滑に作動するようにするため、グリスが注入されている。しかし、スクロール流体機械の作動時に、軸受に注入されていたグリスは、軸受の摺動熱等により、徐々に蒸発するので、定期的にグリスを軸受に補給しなければならない。
【０００４】
このようなグリスの補給を行なう場合、従来のスクロール流体機械においては、クランク軸の遊端側、すなわちハウジングから突出している主軸に取り付けられているプーリ側から、グリスが供給されるので、プーリ、冷却ファン、冷却ダクト等を取り外してから行なわなければならない。これらを外すスペースがない場合は、本体自体をセットから取り外して、広い場所まで運んで、同様の作業を行なわなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来のスクロール流体機械においては、グリスの補給時に、多くの部品を分解し、補給終了後に、再度それらを組立てなければならず、手間がかかり、かつ面倒である。
【０００６】
しかも、クランク式の自転防止機構においては、主軸の円周方向に複数のクランクが配設されているので、これらのすべてにグリスを補給しなければならないという煩しさがある。
【０００７】
複数のグリス供給部のそれぞれにグリス供給用のホース等を接続し、それらを１本のホースに集約することも考えられるが、クランク軸は回転するため、その軸端にグリス供給用のホース等を接続するには、回転に対応しうる特殊なジョイントを用いなければならず、コスト高となり、かつ長期使用に耐え難いという問題がある。
【０００８】
本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑み、自転防止機構へのグリスの補給を容易に行なえるようにするとともに、軸受部のグリス保有量を増大させることができ、もってグリスの補給回数を少なくすることができ、軸受の寿命を延ばすことができるようにしたスクロール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】
本発明によると、上記課題は次のようにして解決される。
(１) 固定スクロールにおける固定ラップと、主軸の偏心軸部に枢支され、かつ自転防止機構が組み込まれている旋回スクロールにおける旋回ラップとを、相互に嵌合させることにより、旋回ラップの偏心運動に伴い流体容積が変化する密閉室を形成し、前記自転防止機構を、固定スクロールまたは固定スクロールが固定されているハウジング等よりなる固定体にクランク軸が軸受され、かつクランク軸に対して偏心するクランクピンが旋回スクロールに軸受されたクランクにより形成したスクロール流体機械において、前記クランク軸またはクランクピンを枢支する軸受の側面に対向するように給油体を設けるとともに、この給油体における前記軸受に対向する側面に給油口を設け、かつ前記給油体内に、前記給油口を前記固定体、旋回スクロール、及びクランク軸のいずれかに設けたグリス注入口に連通させる通路を形成する。
【００１０】
(２) 上記(１)項において、クランク軸またはクランクピンを複数の軸受をもって枢支したものにおいて、互いに隣接する１対の軸受間に給油体を配設し、かつ前記給油体の両側面における前記各軸受に対向する部分に、グリス注入口に連通する通路に接続した給油口をそれぞれ設ける。
【００１１】
(３) 上記(１)または(２)項において、クランクにおけるクランク軸からクランクピンにかけて、グリス溜りを設け、このグリス溜りにより、クランク軸側の軸受へのグリス用の通路と、クランクピン側の軸受へのグリス用の通路とを互いに連通させる。
【００１２】
(４) 上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、クランク軸またはクランクピン内にグリス溜りを形成し、このグリス溜りを、クランク軸またはクランクピンに設けた半径方向を向く導通孔を介して、給油体内の通路に連通させる。
【００１３】
(５) 上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、グリス注入口を、給油体の外側におけるハウジングの外周に設ける。
【００１４】
(６) 上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、グリス注入口を、クランク軸の外端に設ける。
【００１５】
(７) 上記(１)〜(６)項のいずれかにおいて、給油体を、円板状の板材により形成する。
【００１６】
(８) 上記(１)〜(６)項のいずれかにおいて、給油体を、固定体または旋回スクロールに穿設された軸受孔に内嵌した外輪と、前記軸受孔に軸受を介して嵌合されたクランク軸またはクランクピンに外嵌した内輪とを備えるものとするとともに、前記外輪と内輪との間に形成される空間により軸受への給油口を形成し、かつ前記外輪と内輪との少なくともいずれか一方に、前記空間をグリス注入口に連通させる通路を形成する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、スクロール圧縮機に適用した本発明の第１の実施形態を、図１及び図２に基いて説明する。なお本発明は、圧縮機以外の他のスクロール流体機械に適用しうるものであることは言うまでもない。
【００１８】
図示のスクロール圧縮機は、基本的には従来のものと同様であるので、関係技術者によく理解されている本発明に直接関係ない部分については、基本的構造のみを簡単に説明するか、または単に名称をあげる程度に止め、その詳細な説明は省略する。
【００１９】
このスクロール圧縮機は、ハウジング(１)における前端開口部(図１の左方が前方である)に、蓋体としての機能を有する固定スクロール(２)が固定されており、固定スクロール(２)の後面に設けた渦巻き状の固定ラップ(３)と、それに対向するようにハウジング(１)内に偏心旋回運動可能として配設された旋回スクロール(４)の前面に設けた渦巻き状の固定ラップ(５)とを互いに嵌合することにより、中心方向に向かって容積が漸次縮小する密閉室(８)を形成し、旋回スクロール(４)の偏心旋回運動により、固定スクロール(２)の外周部に設けた吸込口(６)から吸い込んだ流体を漸次圧縮して、固定スクロール(２)の中心に設けた吐出口(７)より吐出させるようにしたものである。
【００２０】
旋回スクロール(４)の後面中央部は、ハウジング(１)の後部中央に前後１対の主軸受(９)(９)をもって枢支された主軸(10)の前端における偏心軸部(11)に、旋回軸受(12)を介して枢支され、ハウジング(１)の後端より後方に突出する主軸(10)の後端部に固嵌したプーリ(13)、及びそれに掛け回されたベルト(図示略)等を介して連係されたモータ(図示略)により、主軸(10)を所定方向に回転させることによって、旋回スクロール(４)は偏心旋回運動させられるようになっている。
【００２１】
主軸(10)には、シロッコファン等の冷却ファン(14)を一体的に設けてあり、冷却ファン(14)の回転により、冷却用空気が、冷却ファンカバー(15)に接続されたダクト(図示略)を介して、固定スクロール(２)の前面に設けた冷却フィン(16)、及び旋回スクロール(４)の後面に設けた冷却フィン(17)等に送られるようになっている。
【００２２】
このようなスクロール圧縮機において、旋回スクロール(４)を、固定スクロール(２)に対して回転することなく偏心旋回運動させるために、自転防止機構(18)が設けられている。
【００２３】
自転防止機構(18)は、旋回スクロール(４)の後面と、それに対向するハウジング(１)の対向面との間における主軸(10)を中心とする同一円周上に、１２０°の角度間隔をもって配設された３個のクランク(19)(そのうちの１個のみを図示)からなっている。
【００２４】
各クランク(19)は、図２に明示するように、ハウジング(１)に前後２個の軸受(ここでは玉軸受)(20)(20)をもって主軸(10)と平行をなすように枢支されたクランク軸(21)と、その前端に、それと直角をなす方向に突設されたクランクアーム(22)と、クランクアーム(22)の前端部前面に突設され、かつ旋回スクロール(４)に前後１対の軸受(23)(23)をもって枢支された、クランク軸(21)と平行かつ偏心するクランクピン(24)とからなっている。
【００２５】
クランク軸(21)及びクランクピン(24)を、それぞれ２個の軸受(20)(20)、(23)(23)をもって、ハウジング(１)及び旋回スクロール(４)に枢支させているのは、それらの軸線が傾くのを防止するためである。しかし、１個または３個以上の軸受をもって、クランク軸(21)またはクランクピン(24)を枢支することもある。
【００２６】
従来は、上述のような軸受(20)(20)にグリスを補給する際、後方の軸受(20)の後端面を覆うようにハウジング(１)に取り付けられた防塵キャップ(25)を外し、ついで、その後方に位置する冷却ファン(14)、冷却ファンカバー(15)、及びプーリ(13)等を取り外さなければならなかったが、本発明によると、次のような構成を採用したため、そのような不便は解消されるだけでなく、その他にも多くの利点が得られるようになっている。
【００２７】
すなわち、本発明の第１の実施形態を示す図２においては、前後の軸受(20)(20)の間に、スペーサを兼ねる円板状の給油板(給油体)(26)を、クランク軸(21)に嵌合し、この給油板(26)における前後の軸受(20)(20)に対向する前後面に、軸線方向の給油口(27)(27)を設け、かつこれらの給油口(27)(27)の内端を、ハウジング(１)の外周面における給油板(26)と対応する個所に設けたグリス注入口(28)に、通路(29)をもって連通させている。給油板(26)は、軸受(20)(20)に予圧をかけて取り付けるため、アルミニウム軽合金製、または鉄製等とするのがよい。
【００２８】
通路(29)は、前後の給油口(27)(27)同士を連結するように給油板(26)に穿設された、クランク軸(21)と平行をなす軸方向通孔(30)と、それと直交するように放射方向に向けて給油板(26)に穿設された半径方向通孔(31)と、その内外端と連通するように給油板(26)の内外周面に設けられた環状溝(32)(33)と、外側の環状溝(33)と連通し、かつクランク軸(21)とほぼ直交するようにしてハウジング(１)に穿設され、外端部に、グリス注入口(28)と図示しない逆止弁を備えるグリスニップル(34)が嵌着された半径方向の連通孔(35)とからなっている。
【００２９】
クランク軸(21)の軸線上には、軸孔状のグリス溜り(36)が穿設され、このグリス溜り(36)の軸線方向の中間部は、クランク軸(21)に穿設された半径方向の導通孔(37)を介して、給油板(26)の内周面における環状溝(32)と連通している。
【００３０】
また、グリス溜り(36)の前端は、クランクアーム(22)及びクランクピン(24)内を貫通して、クランクピン(24)の前端に開口する案内孔(38)、及び旋回スクロール(４)に穿設したクランクピン(24)の保持孔(39)の内底と、クランクピン(24)の前端面との間の間隙を通って、前後の軸受(23)(23)に順次連通している。
【００３１】
グリス溜り(36)の後端は、後部軸受押え板(40)をクランク軸(21)の後端に止着するボルト(41)によって閉塞されている。
【００３２】
(42)は、前部軸受押え板、(43)は、グリスの洩れ止め用のシールである。
【００３３】
第１の実施形態は上述のような構成としてあるので、グリス注入口(28)から注入されたグリスは、通路(29)を通って、ハウジング(１)側の前後の軸受(20)(20)に供給されるとともに、半径方向の導通孔(37)からクランク軸(21)におけるグリス溜り(36)内に入り、さらに案内孔(38)を経て、旋回スクロール(４)側の前後の軸受(23)(23)に供給される。
【００３４】
グリス注入口(28)は、ハウジングの外周に設けられているので、グリス注入時に、防塵キャップ(25)を外したり、冷却ファン(14)、同カバー(15)、プーリ(13)等を分解したりする必要がなく、グリス注入作業を簡単に行うことができる。
【００３５】
また、軸受(20)(20)、(23)(23)内のグリスが蒸発等により減少すると、グリス溜り(36)や案内孔(38)等に溜ったグリスが、クランク軸(21)の回転による遠心力により、半径方向の導通孔(37)等を介して軸受(20)(20)に、また案内孔(38)を介して軸受(23)(23)に、それぞれ自動的に供給されるので、グリスは、軸受(20)(23)に長期間に亘って保持されることとなり、グリスを補充する回数は少なくなり、かつ補充の時期を長くすることができる。
【００３６】
図３は、本発明の第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態におけるのと同一の部材には、同一の符号を付して図示するに止め、それらについての詳細な説明は省略する(図４に示す第３の実施形態においても同様とする)。
【００３７】
この実施形態においては、第１の実施形態におけるハウジング(１)に設けたグリスニップル(34)、半径方向の連通孔(35)、給油板(26)における軸方向通孔(30)より外側の半径方向通孔(31)、及び外周の環状溝(33)等をすべて省略し、それに代えて、後部軸受押え板(40)をクランク軸(21)の後端に止着するボルト(44)を、単なるボルトでなく、上述のグリスニップル(34)と同様の、先端がグリス注入口(28)となっているグリスニップル(45)を備えるものとしてある。
【００３８】
(46)は、防塵キャップ(25)の中央に着脱自在に設けた開閉蓋で、これを開くことにより、グリスニップル(45)にグリスを注入することができ、注入されたグリスは、グリス溜り(36)から二股に分かれて、一方は、半径方向の導通孔(37)、環状溝(32)、半径方向通孔(31)、及び軸方向通孔(30)を通って、給油口(27)(27)より、前後の軸受(20)(20)に供給され、他方は、案内孔(38)を通って、前後の軸受(23)(23)に順次供給される。
【００３９】
第２の実施形態は、グリス注入口(28)から冷却ファン(14)等までの間に、グリス注入作業を行うのに十分な空間がある場合に適用するのに適しており、第１の実施形態より構造を簡素化できるとともに、ハウジング(１)に穿孔等の細かな加工を施す必要がなく、またハウジング(１)の外周から突起物をなくすことができる等の利点がある。
【００４０】
図４は、本発明の第３の実施形態を示す。
【００４１】
この例では、第２の実施形態におけるのと同様のものにおいて、クランクピン(24)の中央に、クランク軸(21)側のグリス溜り(36)と連通する軸方向通孔(47)を穿設し、かつクランクピン(24)に外嵌した前後の軸受(23)(23)の間に、給油板(26)と同様の給油板(48)を設けてある。給油板(48)には、前後両面の給油口(49)(49)同士を連結する複数の軸方向通孔(50)と、それらと内周面に設けた環状溝(51)とを連通させる複数の半径方向通孔(52)とを設け、さらに、クランクピン(24)の外周部に、軸方向通孔(47)を環状溝(51)と連通させる複数の半径方向の導通孔(53)を設けてある。
【００４２】
これにより、旋回スクロール(４)側の軸受(23)(23)にも、ハウジング(１)側の軸受(20)(20)にグリスが供給されるのと同様の原理により、すなわち、クランクピン(24)がクランク軸(21)を中心として回転するときの遠心力により、軸方向通孔(47)内のグリスが、半径方向の導通孔(53)、環状溝(51)、半径方向通孔(52)、及び軸方向通孔(50)を通って自動的に供給されるようにしてある。
【００４３】
図５及び図６は、本発明の第４の実施形態を示す。
【００４４】
この例では、第３の実施形態におけるのと同様のものにおいて、給油板(26)(48)に代えて、図６に示すように、ハウジング(１)に穿設された軸受孔(54)及び旋回スクロール(４)に穿設された軸受孔(55)に内嵌した外輪(56)と、その内方に所要の空間(57)を形成するようにして同心状に配設され、かつ各軸受孔(54)(55)に軸受(20)(20)(23)(23)を介して嵌合されたクランク軸(21)及びクランクピン(24)に外嵌した内輪(58)とを備える給油体(59)(60)を設け、外輪(56)と内輪(58)との間に形成された空間(57)により、前後の各軸受(20)(20)(23)(23)への給油口とグリス溜りとを形成してある。
【００４５】
給油体(59)(60)の各内輪(58)には、空間(57)をグリス溜り(36)及び軸方向通孔(47)を介してグリス注入口(28)に連通させる放射状の複数の通路(61)と、それらの内端と連通する環状溝(62)とが設けられている。
【００４６】
この第４の実施形態によると、給油体(59)(60)の各内輪(58)が、軸受(20)(23)の内レース(20a)(23a)とともに、給油体(59)(60)の外輪(56)及び軸受(20)(23)の外レース(20b)(23b)に対して相対回転しうるので、給油体(59)(60)が軸受(20)(23)の回転を妨げることがなく、軸受(20)(23)は常に円滑に回転しうるという利点がある。
【００４７】
なお、図５に示すグリスニップル(45)に代えて、図２に示すグリスニップル(34)のように、ハウジング(１)または旋回スクロール(４)に設けた場合は、外輪(56)の外周面に、連通孔(39)(図２参照)に連通する環状溝と、それに連通する１または複数の放射状の通路(いずれも図示略)を設ければよい。
【００４８】
以上の４つの実施形態の他にも、本発明はさまざまな形態で実施することができる。
【００４９】
例えば、クランク軸(21)を、ハウジング(１)ではなく、固定スクロール(２)に枢支させることもあり、そのような場合にも、本発明を適用できることはもちろんである。
【００５０】
また、１個の軸受のみをもってクランク軸やクランクピンを枢支するようにしたものにも、本発明を適用することができる。
この場合には、軸受の側面に対向するように給油板を設け、その軸受に対向する給油板の側面のみに給油口を設けておけばよい。
【００５１】
さらに、グリス注入口は、旋回スクロールに設けてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
次に、各請求項に記載の発明における特有の効果を列記する。
【００５３】
全請求項： 自転防止機構の軸受へのグリスの補給を容易に行なえるとともに、グリス溜りにグリスを溜めておくことにより、軸受部のグリス保有量を増大させることができ、もってグリスの補給回数を少なくすることができ、軸受の寿命を延ばすことができる。
【００５４】
請求項２： 複数の軸受にグリスを効率よく供給することができるとともに、給油板が互いに隣接する軸受同士の間にスペーサとして介在し、隣接する軸受同士の間隔を大として、クランク軸を安定して支持することができる。
【００５５】
請求項３： クランク軸を支持する固定体側の軸受と、クランクピンを支持する固定スクロール側の軸受とに、同時にグリスを効率よく補給することができる。
【００５６】
請求項４： 軸受部におけるグリス保有量を増大させることができ、長期間グリスを補給する必要がなくなる。
【００５７】
また、クランク軸の回転時の遠心力により、クランク軸またはクランクピン内のグリス溜りに溜ったグリスが、半径方向の通路を通って、軸受に自動的に供給されるので、手作業でグリスの補給を行なう回数を少なくすることができ、軸受の寿命を長くすることができる。
【００５８】
請求項５： 軸受へのグリスの補給を、ハウジングの外側から簡単に行なうことができ、従来のように、冷却ファンや同カバー、プーリ等を主軸から外す必要がないので、グリス補給作業を迅速に行なうことができる。
【００５９】
請求項６： 構造をより簡素化できるとともに、ハウジングの外周面にグリス注入口を設けないですむので、ハウジングに細かな穿孔作業を行なう必要がなくなり、またハウジングの外周面を突起物のない美麗な外観とすることができる。
【００６０】
請求項７： 給油体を、円板状の板材としたので、軸受部分に簡単に装着することができる。
【００６１】
請求項８： 給油体の各内輪が、軸受の内レースとともに、給油体の外輪及び軸受の外レースに対して相対回転しうるので、給油体が軸受の回転を妨げることがなく、軸受は常に円滑に回転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の縦断側面図である。
【図２】図１の要部の拡大縦断側面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における図２と同様の部分の拡大縦断側面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態における図２と同様の部分の拡大縦断側面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態における図２と同様の部分の拡大縦断側面図である。
【図６】同じく給油体における外輪と内輪とを示す斜視図である。
【符号の説明】
(１)ハウジング(固定体)
(２)旋回スクロール(固定体)
(３)固定ラップ
(４)旋回スクロール
(５)旋回ラップ
(６)吸込口
(７)吐出口
(８)密閉室
(９)主軸受
(10)主軸
(11)偏心軸部
(12)旋回軸受
(13)プーリ
(14)冷却ファン
(15)冷却ファンカバー
(16)(17)冷却フィン
(18)自転防止機構
(19)クランク
(20)軸受
(20a)内レース
(20b)外レース
(21)クランク軸
(22)クランクアーム
(23)軸受
(23a)内レース
(23b)外レース
(24)クランクピン
(25)防塵キャップ
(26)給油板(給油体)
(27)給油口
(28)グリス注入口
(29)通路
(30)軸方向通孔
(31)半径方向通孔
(32)(33)環状溝
(34)グリスニップル
(35)連通孔
(36)グリス溜り
(37)導通孔
(38)案内孔
(39)保持孔
(40)後部軸受押え板
(41)ボルト
(42)前部軸受押え板
(43)シール
(44)ボルト
(45)グリスニップル
(46)開閉蓋
(47)軸方向通孔
(48)給油板
(49)給油口
(50)軸方向通孔
(51)環状溝
(52)半径方向通孔
(53)導通孔
(54)(55)軸受孔
(56)外輪
(57)空間
(58)内輪
(59)(60)給油体
(61)通路
(62)環状溝
【図１】
0004105850.tif 000002
【図２】
0004105850.tif 000003
【図３】
0004105850.tif 000004
【図４】
0004105850.tif 000005
【図５】
0004105850.tif 000006
【図６】
0004105850.tif 000007