JP2007270968A - 複列スラスト軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドリリング摩耗等の不具合が生じない状態で、かつ軸受全体を大型化させずに、負荷容量を増大させる。
【解決手段】 軸方向に対向する２つの軌道輪５，６の間の内径側に複数の針状ころ７が、外径側に複数の円すいころ９がそれぞれ配置され、針状ころ７と円すいころ９とは、別個の保持器８，１０によりそれぞれ周方向に間隔をおいて保持されている。望ましくは、一方の軌道輪５の外周に、円すいころ９の大端面９ｂを受け止める鍔部５ｃが形成され、他方の軌道輪６の径方向中間位置に、円すいころ９の小端面９ａを受け止める鍔部６ｃが形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主として、自動車のエアコンディショナのコンプレッサへの組み込みに好適な複列スラスト軸受に関する。

自動車のエアコンディショナのコンプレッサには、従来、円筒ころもしくは針状ころを単列に配置したスラストころ軸受が組み込まれている（例えば、特許文献１参照）。

上記コンプレッサは、通常、斜板が固定された主軸を備える斜板タイプであって、主軸の回転により、斜板上を摺動するシューを介してピストンが往復動作して冷媒を圧縮する。このコンプレッサにおいて、上記のスラストころ軸受は、斜板の軸方向両側で主軸の外周に設けられており、主軸から作用するスラスト荷重を支持するようになっている。

ところで、上記のコンプレッサに使用される冷媒は、近年、地球温暖化等の環境問題への対応のために、代替フロンから炭酸ガス（ＣＯ₂）への移行が図られている。

この炭酸ガスを冷媒として効果的に作用させるには、従来の代替フロンに比べ、圧縮率を上げて使用しなければならない。そこで、コンプレッサは、より大きな駆動力で稼動させることになるが、その場合、主軸には大きなスラスト荷重が発生する。そのため、コンプレッサに組み込むスラストころ軸受には、従来以上の負荷容量が必要とされる。
特許第３６２８０３３号公報

従来、スラストころ軸受において、負荷容量を大きくするには、（イ）ころの径を大径にする、（ロ）ころの軸方向長さを長くする、（ハ）ころの本数を増やす、等の手段が考えられる。

しかしながら、いずれの手段にも問題があり、（イ）のようにころを大径にすると、ころ自体の重量が増して、ころに作用する遠心力が大きくなり、ころの端面が保持器のポケットの内面に押し付けられて生じる摩耗、いわゆるドリリング摩耗が生じやすくなる。また、（ロ）のように、ころの長さを長くすると、差動すべりが大きくなり、表層はくりに至るおそれがある。さらに、（ハ）のように、ころの本数を増やそうとすると、それらのころを配置するために軌道面をより大径にしなければならず、軸受全体が大型化するばかりでなく、内径側に無駄なスペースができる。

本発明は、上記の問題に鑑み、ドリリング摩耗や、差動すべりによる表層はくりが生じない状態で、軸受全体を大型化することなく、負荷容量を増大させることを課題とする。

本発明による複列スラスト軸受は、軸方向に対向する２つの軌道輪の間に外径側と内径側の径方向２列に転動体が配置された複列スラスト軸受であって、内径側の転動体として複数の針状ころが配置され、外径側の転動体として複数の円すいころが配置され、複数の針状ころと複数の円すいころとは、別個の保持器によりそれぞれ周方向に間隔をおいて保持されていることを特徴とする。

上記構成によれば、内径側の針状ころの列と外径側の円すいころの列とでスラスト荷重を支持するから、負荷容量が大きく、その場合、針状ころについては、径を大径にしたり軸方向長さを長くする必要がないから、針状ころによるドリリング摩耗や、差動すべりに起因する表層はくりを生じるおそれがない。

また、円すいころについては、ほぼ完全な転がり運動をしながら円周軌道に沿って転動するから、差動すべりは皆無であり、また、遠心力の作用を受けにくく、上記の針状ころと同様、差動すべりによる表層はくりや、ドリリング摩耗を生じるおそれがない。さらに、針状ころと円すいころとで径方向内外のスペースを有効に利用するから、軸受全体の大型化を招来しない。したがって、本発明では、ドリリング摩耗等の不具合が生じない状態で、軸受全体を大型化させずに、負荷容量を増大させることができる。

上記構成の複列スラスト軸受においては、一方の軌道輪の外周に、円すいころの大端面を受け止める鍔部が形成され、他方の軌道輪の径方向中間位置に、円すいころの小端面を受け止める鍔部が形成されていることが望ましい。このように各軌道輪に鍔部が設けられていると、これら鍔部と円すいころの端面との当接により、ラジアル方向に発生する力を負荷することができる。

一般に、針状ころを含むスラスト軸受では、ハウジング等の軸受をバックアップする部材の剛性が不足したり、あるいは、軸に関して非対称にスラスト荷重が加わるような場合、軌道輪に傾きが生じてラジアル方向にも力が発生し、この力が針状ころには偏荷重となってエッジロードが過大となり、軌道面が摩耗するおそれがあるが、上記のように軌道輪が鍔部を有する構成では、ラジアル方向に発生する力が支持されるから、軌道輪の傾きを抑制し、針状ころのエッジロードによる軌道輪の摩耗を防止することができる。

また、上記構成の複列スラスト軸受においては、一方の軌道輪の内径側の対向面に、針状ころの軌道面を形成する軌道面部材が設けられ、この軌道面部材の内周に、針状ころの端面もしくは該針状ころ用の保持器の内周縁を受け止める鍔部が形成されている構成としてもよい。この構成によれば、針状ころの内径側への抜け出しを防止しうる。

本発明によれば、ドリリング摩耗等の不具合が生じない状態で、軸受全体を大型化させずに、負荷容量を増大させることができる。

以下、本発明の最良の実施の形態を、図１を参照して説明する。図１は、最良の実施の形態に係る複列スラスト軸受の半部の縦断側面図である。

図１において、符号１は、複列スラスト軸受の全体を示し、２はハウジング、３は回転軸、４は、回転軸３側の取付部材を示している。

本実施形態の複列スラスト軸受１は、２つの軌道輪５，６と、針状ころ７と、この針状ころ７用の保持器８と、円すいころ９と、この円すいころ９用の保持器１０とを備えたものである。

２つの軌道輪５，６は、互いに軸方向に対向する位置に設けられるものであって、第１の軌道輪５は、固定側の部材であるハウジング２に、また、第２の軌道輪６は、回転軸３と一体に回転する取付部材４に、それぞれ取り付けられている。本実施形態では、第１の軌道輪５はハウジング２の環状段部２ａの内周に嵌合され、第２の軌道輪６は取付部材４の環状段部４ａの外周に嵌合されている。

針状ころ７は、内径側の転動体として、複数個が第１と第２の両軌道輪５，６の内径側の対向面間に配置され、保持器８により周方向等間隔に保持されている。第１と第２の両軌道輪５，６の内径側の対向面は、回転軸３に対して直角をなす面に形成されて、針状ころ７の軌道面５ａ，６ａとなっている。針状ころ７用の保持器８は、断面形状が波形の環状板材からなる。

円すいころ９は、外径側の転動体として、複数個が第１と第２の両軌道輪５，６の外径側の対向面間に配置され、保持器１０により周方向等間隔に保持されている。この円すいころ９は、小端面９ａの径が針状ころ７の径とほぼ同径となる大きさであり、自転軸が針状ころ７の自転軸とほぼ同一面上に位置する向きで設けられている。第１と第２の両軌道輪５，６の外径側の対向面は、回転軸３に直交する面に関して対称に、外径側ほど対向間隔が広がるテーパ面に形成されて、円すいころ９の軌道面５ｂ，６ｂとなっている。なお、円すいころ９用の保持器１０は、断面形状が波形の環状板材からなる。

そして、第１の軌道輪５の外周には、第２の軌道輪６に向けて突出する鍔部５ｃが一体に形成されている。この鍔部５ｃは、外径側の軌道面５ｂの外周位置で、円すいころ９の大端面９ｂを受け止めるようになっている。一方、第２の軌道輪６の径方向中間位置には、第１の軌道輪５に向けて突出する鍔部６ｃが一体に形成されている。この中間位置の鍔部６ｃは、外径側の軌道面６ｂの内周位置で、円すいころ９の小端面９ａを受け止めるようになっている。中間位置の鍔部６ｃは、また、内径側の軌道面６ａの外周位置で、針状ころ７の保持器８の外周縁もしくは針状ころ７の端面を受け止めて、針状ころ７の外径側への移動を規制する部分としても機能するようになっている。

上記の構成の複列スラスト軸受１において、回転軸３の軸方向に作用するスラスト荷重は、内径側の針状ころ７の列と、外径側の円すいころ９の列とによって支持される。回転軸３に関して非対称にスラスト荷重が加わり、ラジアル方向にも荷重が生じた場合は、そのラジアル方向の荷重は、円すいころ９の各端面９ａ，９ｂに第１の軌道輪５の鍔部５ｃと、第２の軌道輪６の鍔部６ｃが当接することで、支持される。

次に、図２は、本発明の他の実施形態に係る複列スラスト軸受の半部の縦断側面図である。この実施形態では、第１の軌道輪５の内径側の対向面、すなわち、第２の軌道輪６に対向する面に、周方向に沿って一様の深さの凹部５ｄが形成され、この凹部５ｄ内に環状の板材からなる軌道面部材１１が添設されている。この軌道面部材１１の表面は、回転軸３に対して直角をなす面であって、針状ころ７の軌道面１１ａとなっている。そして、この軌道面部材１１の内周に、針状ころ７の端面もしくは該針状ころ７用の保持器８の内周縁を受け止める鍔部１１ｂが形成されている。他の構成は、図１の実施形態と同じで、同一の部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。この図２の構成では、鍔部１１ｂの受け止めにより、針状ころ７の内径側への抜け出しを防止することができる。

上記各実施形態では、第１と第２の両軌道輪５，６の円すいころ９用の軌道面５ｂ，６ｂは、回転軸３に直交する面に関して対称のテーパ面であるが、必ずしもこれに限定されず、一方の軌道輪５（６）の円すいころ用軌道面５ｂ（６ｂ）を、回転軸３に対して直角をなす面に形成し、他方の軌道輪６（５）の円すいころ用軌道面６ｂ（５ｂ）のみをテーパ面としてもよい。また、上記実施形態に示す複列スラスト軸受１は、軸方向に分離しうるタイプであるが、一方の軌道輪５（６）の外周や内周に、他方の軌道輪６（５）と係合する軸受カバーを設けて、該軸受カバーにより非分離タイプの軸受としてもよい。

本発明の最良の形態に係る複列スラスト軸受の半部の縦断側面図。 本発明の他の実施形態に係る複列スラスト軸受の半部の縦断側面図。

符号の説明

１ 複列スラスト軸受（全体）
５ 第１の軌道輪
５ｃ 鍔部
６ 第２の軌道輪
６ｃ 鍔部
７ 針状ころ
８ 針状ころ用保持器
９ 円すいころ
１０ 円すいころ用保持器

Claims (3)

1. 軸方向に対向する２つの軌道輪の間に外径側と内径側の径方向２列に転動体が配置された複列スラスト軸受であって、
   内径側の転動体として複数の針状ころが配置され、外径側の転動体として複数の円すいころが配置され、複数の針状ころと複数の円すいころとは、別個の保持器によりそれぞれ周方向に間隔をおいて保持されている、ことを特徴とする複列スラスト軸受。
2. 一方の軌道輪の外周に、円すいころの大端面を受け止める鍔部が形成され、他方の軌道輪の径方向中間位置に、円すいころの小端面を受け止める鍔部が形成されている、請求項１に記載の複列スラスト軸受。
3. 一方の軌道輪の内径側の対向面に、針状ころの軌道面を形成する軌道面部材が設けられ、この軌道面部材の内周に、針状ころの端面もしくは該針状ころ用の保持器の内周縁を受け止める鍔部が形成されている、請求項１または２に記載の複列スラスト軸受。

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