JP2008261362A - コンプレッサ用スラスト玉軸受 - Google Patents

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/10—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for axial load mainly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C2208/20—Thermoplastic resins
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Abstract

【課題】冷媒ガスや潤滑油による保持器の強度劣化を防止することができ、保持器とコンプレッサ主軸間の潤滑性を長期維持することができ、小型化が可能なコンプレッサ用軸受を提供すること。
【解決手段】レシプロ形式コンプレッサのシャフト１を支持するコンプレッサ用スラスト玉軸受２であって、対向する一対のスラストプレート３,４と、これらのスラストプレート３,４間に転動自在に介在する複数の転動体６と、これらの転動体６を保持し、シャフト１に回転自在に外嵌するための案内面５ａを有する保持器５とから構成されており、この保持器５は、ＰＰＳ(ポリフェニレンサルファイド)樹脂から成っている。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷蔵庫等のレシプロ形式コンプレッサにおいて、そのコンプレッサシャフトの支持部として用いられるコンプレッサ用スラスト玉軸受に関するものである。
冷蔵庫等に用いられるレシプロ形式のコンプレッサにおいて、そのコンプレッサシャフト(以後、シャフトと言う)の支持部にスラスト玉軸受を用いる方式が、特許文献１に開示されている。
このスラスト玉軸受は、コンプレッサ本体の軸受部側に固定された第１スラストプレートと、この第１スラストプレートに対向するようにシャフト側に外嵌・固定された第２スラストプレートとの間に、保持器に保持された転動体(玉)を介在させた構成で、シャフトを、軸受部に対してスラスト方向に制止しつつ、軸周りに回転自在に支持するものである。
一方、カーエアコン等に用いられる冷凍コンプレッサの転がり軸受において、その保持器に、ＰＰＳ(ポリフェニレンサルファイド)樹脂等の熱硬化性プラスチックを用いることによって、軸受寿命を延長しようとする方法が、特許文献２に開示されている。
中国公開特許02260924 特開平5−187355号公報
しかしながら、上記従来のコンプレッサに用いられるスラスト玉軸受においては、潤滑油を軸受内に十分に供給することが難しい構造になっているので、玉と保持器、あるいは保持器とシャフト間の磨耗が進行することや、冷媒ガスや冷凍機油の影響で保持器の強度が劣化すること等から、軸受寿命を延長させる長期信頼性の面で問題点があった。
また、潤滑油を転動面に供給することができるようにするとスペースを必要とすることになり、軸受構造をさらに小型化することは困難であり、近年の省電力化の傾向に伴うコンプレッサ及び軸受構造の小型化に対応することができなかった。
そこで、コンプレッサ用スラスト玉軸受をスラストプレートと、転動体と、保持器とのみから成る構造とし潤滑油を転動面に供給する方法も考えられてはいるが、この場合保持器の材質によっては冷凍機油による保持器の劣化が不安視される。
本発明は、上述した従来の不具合を解消して、冷媒ガスや冷凍機油による保持器の強度劣化を防止することができ、保持器とシャフト間の潤滑性を長期維持することができ、小型化が可能なコンプレッサ用スラスト玉軸受を提供することを課題としている。
上記課題を達成するために、本発明では、レシプロ形式コンプレッサのシャフトを支持するもので、対向する一対のスラストプレートと、これらのスラストプレート間に転動自在に介在する複数の転動体と、これらの転動体を保持し、前記シャフトに回転自在に外嵌する案内面を有する保持器と、から構成されるコンプレッサ用スラスト玉軸受において、前記保持器は、ＰＰＳ(ポリフェニレンサルファイド)樹脂から成っていることを特徴としている。
また、前記保持器の案内面には、その周方向に、潤滑油を保持するための凹溝が設けられていることが好ましい。
本発明によれば、保持器は、ＰＰＳ(ポリフェニレンサルファイド)樹脂から形成されているので、冷媒ガスや冷凍機油の影響によって保持器の強度や表面が劣化するのを極力抑えることができ、保持器とシャフト間の良好な潤滑性を長期間にわたって維持することができる。
また、本発明によれば、このような保持器を使用することによりコンプレッサ用スラスト玉軸受を対向する一対のスラストプレートと、これらのスラストプレート間に転動自在に介在する複数の転動体と、これらの転動体を保持し、シャフトに回転自在に外嵌する案内面を有する保持器とから成る単純な構成としても十分に小型にすることができ、ひいてはこれを使用するコンプレッサも小型でかつ信頼性の有るものとすることができる。
また、本発明の好ましい態様として保持器の案内面に凹溝を設けることにより、凹溝に潤滑油が保持されるようになるので、保持器とシャフト間の潤滑性をさらに向上させることができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係わる一実施形態を示す冷蔵庫用のレシプロ形式コンプレッサの断面図、図２は、図１のスラスト玉軸受を示す軸方向拡大断面図である。
本発明に係わるレシプロ形式のコンプレッサの構成を図１に示している。同図において、ケース１２本体内に固定されたジャーナル軸受部９の略中央に筒状の軸受部９ａが形成され、この軸受部９ａに、シャフト１が、回転可能に支持されている。シャフト１の軸方向中央部には、円筒形状のロータ７が外嵌・固定されており、このロータ７はケース１２本体内に設置された円環形状のステータ８内に微小な隙間を配した形で内嵌されている。
シャフト１の上端部にはクランク部１０が固定されている。このクランク部１０のクランク軸１０ａは、シャフト１の端部に固設された連結板１ａの偏心位置に固設されている。シャフト１は連結板１ａとジャーナル軸受部９との間に設けられたスラスト玉軸受２を介して軸方向に支持されている。クランク軸１０ａとシリンダ１１内に摺動可能に内嵌したピストン１３とが、ロッド１５で連結されることにより、クランク軸１０ａがシャフト１の周りに回転するのに伴って、ピストン１３がシリンダ１１内を往復運動するようになっている。ケース１２底面部には冷凍機油１６が溜められている。
上記スラスト玉軸受２は、図２にも示すように、ジャーナル軸受部９側に固定された円環状の第１スラストプレート３と、この第１スラストプレート３に対向するようにシャフト１側に外嵌・固定された円環状の第２スラストプレート４と、第１と第２スラストプレート３,４の間に転動自在に介在させた転動体である複数個の玉６と、これらの玉６を保持し、シャフト１に回転自在に外嵌するための案内面５ａを内周に有する円環状の保持器５と、から構成されている。このスラスト玉軸受２は、シャフト１を、ジャーナル軸受部９に対してスラスト方向(図中、下方向)に制止し、且つ軸周りに回転自在に支持している。
この保持器５は、ＰＰＳ(ポリフェニレンサルファイド)樹脂から形成されており、シャフト１に対して回転自在に外嵌する形で配置されて、シャフト１に案内されるようになっている。
上記構成において、シャフト１の回転に伴って、クランク部１０が回転すると、シリンダ１１内でピストン１３が往復運動する。この動作により、冷媒ガスのシリンダ１１内への吸入と圧縮が行われ、圧縮された冷媒ガスは、コンプレッサから図示しない冷凍サイクルの熱交換器へ送られた後、再びコンプレッサに戻される。このようにして、冷凍サイクルの中でコンプレッサによる冷媒ガスの圧縮が繰り返されることにより、低温状態が維持されるようになっている。
上記のように、保持器５は、ＰＰＳ(ポリフェニレンサルファイド)樹脂から形成されているので、冷媒ガスや冷凍機油１６の影響によって保持器５の強度や表面が劣化するのを極力抑えることができるため、保持器５とシャフト１間の良好な潤滑性を長期間にわたって維持することができる。
なお、保持器５に保持する玉６を、セラミック系の材料で成形することにより、玉６と保持器５との耐磨耗性を向上させることができる。
図３は、図１のスラスト玉軸受の保持器の変形例を示す軸方向断面図である。
図３に示すように、保持器５の案内面５ａに、その周方向に凹溝５ｂを設けて、ここに潤滑油が溜まるような構成にすることにより、保持器５とシャフト１間の一層良好な潤滑性を維持することができる。
この実施形態では、凹溝５ｂの断面形状は半円形状で、案内面５ａの周方向に一本設けたが、この構成に限らず、潤滑油を保持することができるような凹溝であれば他の形状であっても良く、一本に限定されるわけでもない。
図４は、図１のスラスト玉軸受の第２実施形態を示す軸方向断面図である。
第２実施形態では、さらに、第１と第２スラストプレート３，１４間の相対距離が、その内径側より外径側が小さくなるように設定されている。すなわち、図４に示すように、第２スラストプレート１４の外径側が第１スラストプレート３側へ近づくように、略円錐形状の第２スラストプレート１４をシャフト１の軸方向に対して垂直より傾けて固定されている。
従来、シャフト１の回転に伴って保持器５が連れ回りする際の遠心力のために、保持器５の玉が保持器５の外径側(すなわち保持器ポケットの内径面５ｃ)へ強く押し付けられるようになって、玉６と保持器５が摺動して磨耗が促進される傾向があったが、本第２実施形態の構成により、第２スラストプレート１４が、玉６を保持器５の内径側へ押すように作用するので、玉６とポケットの内径面５ｃとの磨耗の促進を抑えることができる。
なお、第２実施形態では、第２スラストプレート１４の方を傾斜させたが、この構成に限らず、第１スラストプレート３の方を傾斜させる構成であっても良い。
本発明に係わる一実施形態を示す冷蔵庫用のレシプロ形式コンプレッサの断面図である。 図１のスラスト玉軸受を示す軸方向拡大断面図である。 図１のスラスト玉軸受の保持器の変形例を示す軸方向断面図である。 図１のスラスト玉軸受の第２実施形態を示す軸方向断面図である。
符号の説明
１ シャフト
２ スラスト玉軸受
３ 第１スラストプレート
４ 第２スラストプレート
５ 保持器
５ａ 案内面
５ｂ 凹溝
６ 玉
７ ロータ
８ ステータ
９ ジャーナル軸受部
１０ クランク部
１０ａ クランク軸
１１ シリンダ
１２ ケース
１３ ピストン
１５ ロッド
１６ 冷凍機油

Claims (4)

  1. レシプロ形式コンプレッサのシャフトを支持するもので、対向する一対の、円環状のスラストプレートと、これらのスラストプレート間に転動自在に介在する複数の転動体と、これらの転動体を保持し、前記シャフトに回転自在に外嵌するための案内面を有する円環状の保持器と、から構成されるコンプレッサ用スラスト玉軸受において、
    前記保持器は、ＰＰＳ(ポリフェニレンサルファイド)樹脂から成っていることを特徴とするコンプレッサ用スラスト玉軸受。
  2. 前記転動体は、セラミックから成ることを特徴とする請求項１記載のコンプレッサ用スラスト玉軸受。
  3. 前記保持器の案内面には、その周方向に、潤滑油を保持するための凹溝が設けられていることを特徴とする請求項１記載のコンプレッサ用スラスト玉軸受。
  4. 前記一対のスラストプレートの相対距離は、外径側が内径側より小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項１記載のコンプレッサ用スラスト玉軸受。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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