JP2002155931A - 予圧ばねを有するスラストベアリング組立体 - Google Patents

予圧ばねを有するスラストベアリング組立体

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JP2002155931A JP2001275828A JP2001275828A JP2002155931A JP 2002155931 A JP2002155931 A JP 2002155931A JP 2001275828 A JP2001275828 A JP 2001275828A JP 2001275828 A JP2001275828 A JP 2001275828A JP 2002155931 A JP2002155931 A JP 2002155931A
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エフ ケニー ジュニア ジョセフフ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】構成要素の逆案内を減らし、潤滑油の流れを改
良し、案内面の磨耗を減らし、潤滑油の流れの制御を可
能にするスラスト軸受組立体を提供することである 【解決手段】二つのスラスト・レースは、スラスト・レ
ースの共通軸のまわりに相対回転する複数の転動要素に
よって分離されている。支持表面に係合し、二つのスラ
スト・レースの一方に軸方向の荷重を加えるばね座金が
二つのスラスト・レースの軸方向に外側に配置されてい
る。二つのスラスト・レース、転動要素及びばね座金
は、スラストベアリング組立体の取扱い及び取付けを容
易にするために、例えば半径方向に伸びているリップを
有する軸方向に伸びているケースによって組立体として
一緒に保持されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に言えばス
ラストベアリングに関し、さらに詳しくいえば、予圧を
与えるためのばねと共に使用されるスラストベアリング
及び潤滑油流れを強化されたスラストベアリングに関す
る
【０００２】
【従来の技術】多くのスラストベアリングの用途、例え
ば、空気調整圧縮機は、設計隙間を維持するためにロー
ター及び軸に予圧を与えるスラストベアリングに依存し
ている。この種のベアリングの潤滑は、一般に、純粋な
潤滑油より劣った潤滑特性を持つ冷却剤／潤滑油混合物
によって行うことができる。ほとんどの場合、この種の
スラストベアリングの構成要素は、圧縮機に別々にかつ
直接に取付けられる。退屈で費用のかかる操作であるこ
とに加えて、この別々の取付け手順は、汚染や構成要素
の心ずれの危険性及び若干のスラストベアリング構成要
素の脱落の危険性さえもたらす。
【０００３】図１及び２は、それぞれ、軸方向荷重の加
わる前後における現在の慣例に従うスラストベアリング
の構成を例示する。この種の荷重は、圧縮機軸の軸方向
位置を安定させるために空気圧縮機の組立ての間に加え
られる。一般に、スラストベアリングの包囲物は、段付
直径又は溝に入ったスナップリング１３がスラストベア
リング構成要素のための支持体として作用するように位
置している筐体１０から成る。ばね座金１６が軸受保持
器１１によって案内される転動要素１５によって分離さ
れた二つのスラスト・レース１４の一つに隣接して配置
されている。
【０００４】空気調整圧縮機軸２０は、一つのスラスト
・レース１４が寄りかかる肩１２を有し、充分な軸方向
の予圧が圧縮機軸に加えられるときに、ばね座金１６は
図２に示したように圧縮されるようになっている。図で
分かるように、スラスト・レース１４と筐体１０間に半
径方向の隙間１７があるが、スラスト・レース１４と軸
２０の間には半径方向のわずかな隙間１８しかないよう
に、軸受保持器１１及びスラスト・レース１４は圧縮機
軸２０上を案内される。図２の矢印は、隙間１８に供給
される冷却剤／潤滑油混合物の供給が適切であるが、隙
間１７に達する量は、かなり減少することを示してい
る。このように冷却剤／潤滑油の供給が減少すると、磨
耗、過熱と汚染物の蓄積からスラストベアリングを保護
するために必要な潤滑の量を与えることができない。
【０００５】冷却剤／潤滑油の不適当な流れの問題に加
えて、この種の用途のスラストベアリングの性能は、圧
縮機軸２０と筐体１０の間のスラスト・レース１４の逆
案内のために低下することがある。これは、保持スナッ
プリング１３、ばね座金１６とスラスト・レース１４が
対面接触している図２において明らかである。圧縮機軸
２０に沿って案内されるスラスト・レースは、軸と共に
回転することを意図されており、座金１６とピストンリ
ング１３は、筐体１０によって拘束されている。スラス
ト・レース１４の回転は、ばね座金１６によって摩擦で
阻止され、ばね座金の回転は、次に、スナップリング１
３によって摩擦で阻止される。この案内構成は、構成要
素間の磨耗の増加につながる。最悪の場合、保持スナッ
プリング１３は、筐体内で回転して、終にはそれが磨耗
のために取付けられている溝からすべり出るようにばね
座金１６によって駆動される可能性がある。既述の不適
当な潤滑油流と組み合わせられるときに、スラストベア
リング内の磨耗汚染物質の蓄積は、速度を増しながら進
行してスラストベアリングの早期の損傷に導く可能性が
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述のことは、現在の
スラストベアリングの構成の中に存在すると知られてい
る限界を例示している。したがって、上記限界のうちの
一つ以上を克服することを目的とする代替物を提供する
ことは、有益であろう。したがって、以下により完全に
開示される特徴を含む適当な代替物が、提供される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様におい
て、これは、二つのスラスト・レース、二つのスラスト
・レースの間にあってそれらにもたれており、共通軸の
まわりのスラスト・レースの相対回転を容易にするた複
数の転動要素、及びばね座金を備えるスラストベアリン
グ組立体を提供することによって達成される。ばね座金
は、支持体表面に係合し、予圧を二つのスラスト・レー
スの第一のものに加えるために二つのスラスト・レース
の軸方向に外側にある。保持手段が取り扱い及び取付け
を容易にするために一つの組立体として二つのスラスト
・レース、圧延要素及びばね座金を一緒に保持する。
【０００８】添付の図面とともに考慮されるときに、前
述及びそのたの他の、面は以下の発明の詳細な説明から
明らかになるであろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明のスラストベアリング組立
体は、図３及び４において例示され、それぞれ軸方向の
荷重を加えられないで取付けられたものと軸方向の荷重
を加えて取付けられた軸受組立体を例示している。
【００１０】本発明のこの実施例は、保持器３１によっ
て保持され案内される複数の転動要素３５、筐体案内ス
ラスト・レース３４、ケース案内スラスト・レース３
４'、ばね座金３６及びかしめ、巻き縁又は他の固定手
段４９によって入れ子にされて一緒に固定された二つの
軸方向に伸びているケース半体４７、４７'を備えてい
る。筐体３０に取付けられるとき、筐体案内スラスト・
レース３４は、スナップリング３３に寄りかかる。軸４
０は、ケース半体４７’の半径方向の延長部に肩３２を
当接させてケース半体４７’に挿入される。
【００１１】設計軸方向荷重が軸４０に加えられると
き、ばね座金３６は図４に示すように撓み、ケース４
７、４７’は、筐体案内スラスト・レース３４とケース
半体４７間のすきま３８をあけるように軸方向に移動す
る。これは、軸受を通って筐体３０と軸案内スラスト・
レース３４’の間のすきま３９から外へ出るたっぷりし
た潤滑油流路を提供する。これはまた、筐体案内スラス
ト・レース３４が作動中静止スナップリング３３に対し
て寄りかかっていて、軸と共に回転する軸受ケース半体
４７と接触しないので、従来技術において遭遇される逆
案内の問題を減らす。その結果、摩擦による磨耗が非常
に減少する。
【００１２】図３は、本発明のスラストベアリング組立
体が、組立ててかしめ又は巻き縁４９又は他の一体化方
法によって固定されるとき、ばね座金３６がスラスト・
レース３４にもたれて予圧をかけられ、それによって他
の全てのスラストベアリング組立体構成要素に対して予
圧をかけられるように、ケース半体４７、４７’の軸方
向の長さを設定することによって軸方向の予圧を与える
ことができることを例示している。この予圧は輸送と取
扱いの間構成要素間のがたつき及び振動を防ぎ、それに
よってさもなければ生じるかもしれないフレッチングを
減らす。
【００１３】図５は、前述の実施例と同様であるが、二
部材型ケース４７、４７’の代わりに単一体ケース５８
を有する本発明のスラストベアリング組立体の第２実施
例を例示する。ケース５８は、圧延されるか、スピンさ
れるか又はばね座金３６、ケース案内レース・スラスト
３４’、圧延要素３５と軸受保持器３１、及び筐体案内
スラスト・レース３４の挿入後に他の方法で形成される
フランジ５９を有する。この組立体は、軸方向の荷重を
受けている状態で示されている。
【００１４】スナップリング３３が製造考慮とコスト考
慮によって決まるように段付き筐体孔によって置換えら
れてもよいことに注意されたい。また、本発明のスラス
トベアリング組立体がスラスト・レースの半径方向に内
方へかつ軸にもたれて配置されているケースを付けて例
示されている点にも注意されたい。このケースは、ま
た、軸案内スラスト・レースを軸上の段に押し付けて支
持して、スラスト・レースの半径方向に外側にかつ筐体
にもたれて配置されるてもよい。これは、軸３０を囲ん
でいる筐体４０を有する図３〜５を見ることによって容
易にわかる。
【００１５】図６は、本発明の他の実施例を例示する。
スラストベアリング組立体５０は、軸案内スラスト・レ
ース５２、筐体案内スラスト・レース５４、ばね座金５
６、シグマ型軸受保持器６０内のころ５８及びケース６
２からなっている。スラスト・レース５４には、軸方向
に伸びているフランジ６４があって、このフランジによ
ってケース６２をより薄い材料で作ることを可能にし
て、ばね座金５６及びスラスト・レース５４の軸方向に
外向きの運動を拘束する半径方向に内方へ伸びるリップ
６６、６８を形成しやすくする。ばね座金５６は、軸方
向に内向きになっている円錐形のカップを有する皿ばね
である。
【００１６】図７及び８は、本発明の他の実施例を例示
する。スラストベアリング組立体７０は、筐体案内スラ
スト・レース７２，軸案内式スラスト・レース７４、箱
型軸受保持器７８内のころ７６を有する。ケース８０
は、孔あき底部８２を有する引抜きカップ、及びスラス
トベアリング組立体７０が組立てられた後に形成される
かしめ又は回転して作られたリップ８４として形成され
ている。ばね座金８６は、軸方向に外向きになっている
円錐形のカップを有する皿ばねである。底部８２にある
開口８８は、丸くなった端と側面を有する変形ダイヤモ
ンド形であり、潤滑油の適切な流れを与えるように設計
されている。
【００１７】図３、４、５、及び８に図示したように、
軸案内スラスト・レースは、それぞれ、筐体案内スラス
ト・レースのものより小さい外径及び内径を持っていて
もよい。その結果、スラストベアリング組立体のケース
は、図４及び５の数字３８及び３３で識別される潤滑油
の道を閉じない。潤滑油のためのこの経路は、スラスト
ベアリング組立体に加えられる軸方向の予圧の量を変え
ることによって制御することができる。
【００１８】本発明は、構成要素の逆案内を減らし、潤
滑油の流れを改良し、案内表面の磨耗を減らし、可変軸
方向力の印加によって潤滑油の流れの潜在的な制御を可
能にし、輸送中のがたつきと関連の磨耗を防ぎ、案内軸
と段又は肩の間の研削逃げ面の代わりにより強い軸をも
たらす丸みを付けることを可能にする軸受組立体をもた
らす。そして、もちろん、別々の軸受とバネ部品の代わ
りにばね座金を含んでいる一体化された組立体の使用
は、取付けを速くし、費用を減らし、そして、構成要素
の調心におけるエラーを減らす。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術を例示する軸方向の荷重を加えないで
取付けられたスラストベアリング構成の一部分の断面図
である。
【図２】軸方向の荷重を加えて取付けられた図１のスラ
ストの一部分の断面図である。
【図３】本発明のスラストベアリング組立体の第１実施
例を例示す取付けられたスラストベアリング構成の一部
分の軸方向荷重を加える前の断面図である。
【図４】本発明のスラストベアリング組立体の第１実施
例を例示する取付けられたスラストベアリング構成の一
部分の軸方向荷重を加えた後の断面図である。
【図５】本発明のスラストベアリング組立体の第２実施
例を例示する軸方向の荷重を加えて取付けたスラストベ
アリング構成の一部分の断面図である。
【図６】本発明の第３実施例を例示するスラストベアリ
ング組立体の断面図である。
【図７】本発明の第４実施例を例示するスラストベアリ
ング組立体の軸方向図である。
【図８】本発明の第４実施例を例示するスラストベアリ
ング組立体の図７の線８−８に沿った断面図である。
【符号の説明】
３０ 筐体 ３１ 保持器 ３２ 肩 ３３ スナップリング ３４ 筐体案内スラスト・レース ３４’ 軸案内スラスト・レース ３５ 転動要素 ３６ ばね座金 ４０ 軸 ４７、４７’ ケース半体 ４９ 巻き縁

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】二つのスラスト・レース、 二つのスラスト・レースの間にあってそれらに押し付け
    られた共通軸のまわりにスラスト・レースの相対的な回
    転を助けるための複数の転動要素、 二つのスラストの軸方向に外側にあって支持表面に係合
    し、二つのスラスト・レースの中の第１のものに予圧を
    加えるばね座金、及び、 取扱い及び取付けを容易にするために二つのスラスト・
    レース、転動要素及びばね座金を一つの組立体として一
    緒に保持するための保持手段を備えるスラストベアリン
    グ組立体。
  2. 【請求項２】前記保持手段は、二つのスラスト・レー
    ス、転動要素及びばね座金の半径方向に内側に又は半径
    方向に外側に配置されて、それらの半径方向の運動を拘
    束する軸方向に伸びているケースを備え、前記ケース
    は、ばね座金及び二つのスラスト・レースの第２のもの
    によって係合可能な半径方向に伸びている部分を有し、
    ばね座金及び第２のスラスト・レースの軸方向に外向き
    の運動を拘束する請求項１に記載のスラストベアリング
    組立体。
  3. 【請求項３】前記ケースは、ばね座金の軸方向に外向き
    の移動を拘束するために、半径方向に伸びて、ばね座金
    と係合可能なリップを備えた引抜カップからなる請求項
    ２に記載のスラストベアリング組立体。
  4. 【請求項４】前記ケースは、半径方向に伸びて第２のス
    ラストレースと係合可能なもう一つのリップを備えてい
    る請求項３に記載のスラストベアリング組立体。
  5. 【請求項５】前記ケースは重なる二つの引抜カップで形
    成され、円筒形の二重壁部分を形成している請求項４に
    記載のスラストベアリング組立体。
  6. 【請求項６】前記ケースは、単一の引抜カップで形成さ
    れている請求項４に記載のスラストベアリング組立体。
  7. 【請求項７】前記ケースは、前記バネ座金の軸方向に外
    向きの移動を拘束するために、半径方向に伸びて、前記
    バネ座金と係合可能な孔あき底部分を備えた引抜カップ
    からなる請求項４に記載のスラストベアリング組立体。
  8. 【請求項８】前記ばね座金は、スラスト・レースから軸
    方向に外向きになっている円錐形カップを有する皿ばね
    からなる請求項１に記載のスラストベアリング組立体。
  9. 【請求項９】ばね座金は、軸方向に向きにスラスト・レ
    ースに対向している円錐形カップを有する皿ばねから成
    る請求項１に記載のスラストベアリング組立体。
  10. 【請求項１０】スラスト・レースの第１のものは、潤滑
    油の流れを容易にするために、第２のスラスト・レース
    の外径より小さい外径を有し、第１のスラスト・レース
    は、潤滑油の流れを容易にするために、第２のスラスト
    ・レースの内径より小さい内径を有する請求項１に記載
    のスラストベアリング組立体。
  11. 【請求項１１】前記転動要素は、軸受保持器の中に保持
    されるころである請求項１に記載のスラストベアリング
    組立体。
  12. 【請求項１２】軸受保持器は、箱型構成のものである請
    求項１１に記載のスラストベアリング組立体。
  13. 【請求項１３】軸受保持器は、シグマ形構成のものであ
    る請求項１１に記載のスラストベアリング組立体。
  14. 【請求項１４】ばね座金又はスラスト・レースによって
    係合可能な少なくともいくつかの半径方向に伸びている
    部分は、かしめによって形成されている請求項２に記載
    のスラストベアリング組立体。
  15. 【請求項１５】二つのスラスト・レース、転動要素及び
    ばね座金は、取扱い中の振動からの損傷を少なくするよ
    うに、スラストベアリング組立体の取付け前に、保持手
    段の中に軸方向の隙間がないように構成されている請求
    項１に記載のスラストベアリング組立体。
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