JP2009191981A - 斜板式コンプレッサのスラストころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 斜板式コンプレッサのスラストころ軸受において、保持器の内径をそのままにしてころのＰＣＤ長さを長くしたときに、ころが保持器から脱落しないようにすることである。
【解決手段】 斜板式コンプレッサ１００に使用されるスラストころ軸受２００において、保持器９の内径側周壁部１１を、ころ保持部１５との接合部１４を基点として円錐台形状になるように押し広げる。これにより、ころ８と内径側周壁部１１との隙間ｅが小さくなり、保持器９の内径Ｄをそのままにしてころ８のＰＣＤ長さＰ１を長くしたときであっても、ころ８が、ころ保持部１５のポケット１８から脱落しにくくなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、主に車両のエアコンに使用される斜板式コンプレッサのスラストころ軸受に関するものである。

図１に示されるように、斜板式コンプレッサ１００は、回転軸１の回転に伴い回転軸１と一体に回転する斜板２の回転運動により、シリンダ室３内のピストン４を、回転軸１の軸線方向（アキシャル方向）に往復運動させることで、冷媒の吸入及び圧縮を行なうものである。シリンダ室３は、ハウジング５（シリンダブロック）内に設けられていて、周方向（斜板１０１の回転方向）に等角度で複数形成されている。各シリンダ室３内には、それぞれ両頭形のピストン４が回転軸１の軸線方向に摺動自在に収容されている。また、斜板２のラジアル方向の両端面とピストン４との間には、それぞれ連結部材（シュー６）が介装されている。斜板２は、このシュー６により回転軸１との一体回転が許容されつつ、その一体回転に伴い、各シリンダ室３内における斜板２の摺動方向の両端面位置が回転軸１の軸線方向に変化することにより、対応するピストン４がシリンダ室３内で回転軸１の軸線方向に往復運動する。つまり、斜板２の回転運動がピストン４の往復運動に変換される構成となっている。

ここで、回転軸１が回転する際に冷媒の圧縮動作に伴うアキシャル荷重が発生し、このアキシャル荷重がピストン４を介して回転軸１と斜板２に作用する。このアキシャル荷重を支持するため、ハウジング４に２つのスラストころ軸受２００が取り付けられている。また、ハウジング１０４には、回転軸１に作用するラジアル荷重を支持するため、ラジアルころ軸受７が取り付けられている。この種の斜板式コンプレッサ１００として、多数の出願がなされている（例えば、特許文献１を参照）。

図６の（ａ）に示されるように、斜板式コンプレッサ１００では、スラストころ軸受２００のころ８のＰＣＤ長さＰ（ころ８の中心の直径）をできるだけ大きくすることにより、ピストン４の圧縮運動に伴う振動の発生を抑え込むことができる。このため、図６の（ｂ）に示されるように、スラストころ軸受２００において、保持器９の内径Ｄを変えずに、ころ８のＰＣＤ長さＰ１のみを大きくすることが望ましい（Ｐ１＞Ｐ）。すると、ころ８と保持器９の内径側周壁部１１’との隙間ｅ”が大きくなってしまい、図７の（ａ）に示されるように、何らかの原因でころ８が保持器９から脱落してしまうおそれがある。なお、図７の（ｂ）に示されるように、ころ８の長さＬを長くすることにより、ころ８と保持器９の内径側周壁部１１’との隙間ｅ’をそのままにすることができるが、このときのＰＣＤ長さＰ２は、ＰＣＤ長さＰ１よりも小さくなってしまう（Ｐ１＞Ｐ２）。また、ころ８を長くすることにより、ころ８の内径側と外径側とのすべりの差が大きくなってしまう。なお、図６及び図７では、水平配置した状態の保持器９を図示してある。

上記した隙間ｅ”を埋めるために、保持器９の内径側周壁部１１を二重に折り曲げることが考えられるが、プレス成形上、困難である。また、その隙間ｅ”が、例えば保持器９の板厚の２倍程度（又はそれ以下）であった場合には、内径側周壁部１１’を二重に折り曲げたとき、ころ８が保持器９に入らない、或いはころ８と保持器９とが干渉してしまうという問題もある。
特開２００５−３５１１０１号公報

本発明は上記した事情に鑑み、スラストころ軸受において、保持器の内径をそのままにしてころのＰＣＤ長さを長くしたときに、ころが保持器から脱落しないようにすることを課題としている。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を達成するための本発明は、
回転軸の回転により斜板を回転させ、その揺動動作によってピストンをアキシャル方向へ往復運動させる斜板式コンプレッサのスラストころ軸受であって、
対向配置される一対の軌道盤の間に介装された保持器に、周方向に等角度をおいて多数本のころが配置され、
前記保持器は、円筒状の内径側周壁部と、前記内径側周壁部のアキシャル方向の一端部からラジアル方向の外側に向かって延設され、アキシャル方向及びラジアル方向に複数回に亘って屈曲されるとともに、前記ころを収容して保持するポケットが形成されるポケット形成部と、前記ポケット形成部の先端部からアキシャル方向に沿って屈曲される外径側周壁部とを備え、
前記内径側周壁部が、前記ころ保持部との接合部を基点としてラジアル方向の外側に向かって押し広げられていることを特徴としている。

本発明に係る斜板式コンプレッサのスラストころ軸受は、上記したように構成されていて、保持器の内径側周壁部がころ保持部との接合部を基点としてラジアル方向の外側に向かって押し広げられている。これにより、ころと内径側周壁部との隙間が小さくなり、例えばころのＰＣＤ長さを大きくするためにころ保持部をラジアル方向の外側に伸ばした場合であっても、ころがころ保持部のポケットから脱落しにくくなる。押し広げられた内径側周壁部の形状は、ころと内径側周壁部との隙間を小さくするものであれば、どのようなものであってもよい。

押し広げられた状態における内径側周壁部は円錐台形状をなし、その内周面には、前記内径側周壁部の一端部と前記ころ保持部との端部が接合して湾曲形状に形成された湾曲部と、前記湾曲部における前記ころ保持部から遠い側の端部と接続し、アキシャル方向に対して斜めに形成された直線部とが設けられている。

これにより、内径側周壁部が「自然曲げ」の状態で押し広げられるため、曲げ加工が容易である。また、スラストころ軸受が起立状態で配置されたとき、保持器の内径側周壁部の内周面と回転軸の外周面とが点接触され、従来の線接触される場合と比較して当該接触部分の発熱が抑えられる。

そして、前記保持器のころ保持部のアキシャル方向の端面部が、前記一対の軌道盤のいずれかに接触して保持されるようにしてもよい。

保持器の端面部を、いずれかの軌道盤に接触させることにより（レースガイド）、ころと保持器とが干渉しにくくなり、ころの転がり抵抗が低減される。

本発明の実施例について説明する。図１は本発明の実施例の斜板式コンプレッサ１００の断面図、図２はスラストころ軸受２００の正面図、図３は同じく要部の拡大断面図である。

本発明の実施例の構成について説明する。ここで、斜板式コンプレッサ１００の全体構成は従来のものと同一であるため説明を省略し、本実施例のスラストころ軸受２００についてのみ説明する。本実施例のスラストころ軸受２００は、対向配置される一対の軌道盤１２，１３と、それらの間に介装される保持器９と、保持器９の周方向に等角度をおいて回転（自転）自在に保持される多数本のころ８とを備えている。

保持器９について説明する。この保持器９は、金属の薄板をプレス加工することにより成形される。図３に示されるように、本実施例の保持器９は、最初に円筒状に成形され、その後の工程で円錐形状に斜めに加工される内径側周壁部１１と、内径側周壁部１１のアキシャル方向の一端部（接合部１４）からラジアル方向の外側に向かって延設され、アキシャル方向及びラジアル方向に複数回（本実施例の場合、４回）に亘って屈曲されたころ保持部１５と、ころ保持部１５の先端部からアキシャル方向に沿って屈曲される外径側周壁部１６とを備えている。ころ保持部１５の基端部１７には、ころ８を収容して保持するためのポケット１８が形成されている。また、ころ保持部１５におけるラジアル方向のほぼ中央部には、内径側周壁部１１の他端部側に屈曲され、ポケット１８に収容されたころ８が周方向に移動することを防止する抜止め部１９が形成されている。ころ保持部１５において、基端部１７から抜止め部１９までの厚みｔ１は、内径側周壁部１１の厚みｔ２及び外径側周壁部１６の厚みｔ３よりも大きい（ｔ１＞ｔ２，ｔ１＞ｔ３）。当然のことながら、ころ保持部１５の厚みｔ１は、一対の軌道盤１２，１３の間の内幅Ｗよりも小さい（Ｗ＞ｔ１）。以下、円筒形状の内径側周壁部の符号を「１１’」とし、円錐台形状の内径側周壁部の符号を「１１」とする。

本実施例の保持器９は、斜板式コンプレッサ１００の作動中、ころ保持部１５の基端部１７又は抜止め部１９のいずれかが、一対の軌道盤１２，１３の内面に摺接するレースガイドとなっている。これにより、ころ８と保持器９とが干渉しにくくなり、ころ８の転がり抵抗が低減される。

何らかの原因で、ころ８がころ保持部１５のポケット１８から脱落してしまうことがある。特に、ころ８のＰＣＤ長さＰを長くするために、内径側周壁部１１の位置をそのままにして、ころ保持部１５と外径側周壁部１６とをラジアル方向の外側に伸ばす場合、ころ８と保持器９の内径側周壁部１１’との隙間ｅ”（図６の（ｂ）を参照）が大きくなり、ころ８がポケット１８から脱落し易くなってしまう。この不具合を防止するため、本実施例のスラストころ軸受２００の保持器９では、内径側周壁部１１を、内径側周壁部１１ところ保持部１５の基端部１７との接合部１４を基点としてラジアル方向の外側に、円錐台形状に押し広げられている。これにより、ころ８と内径側周壁部１１との隙間ｅが小さくなり、ころ８が脱落しにくくなる。

この内径側周壁部１１は、円筒状に形成された内径側周壁部１１’を円錐台形状に押し広げるための加工（プレス加工）をすることによって形成される。即ち、図４の（ａ）に示されるように、成形台２１に設置された保持器９を押えリング２２で押圧して保持する。この状態で、保持器９の上方からパンチ２３を下降させる。パンチ２３は円錐台形状となっていて、その先端部の外径ｄ１は保持器９の内径Ｄよりも少し小さく、その最大外径ｄ２は保持器９の内径Ｄよりも少し大きい。図４の（ｂ）に示されるように、保持器９の内径側周壁部１１は、パンチ２３によりラジアル方向の外側に向かって徐々に押し広げられ、円錐台形状となる。そして、内径側周壁部１１の自由端部側の外周縁が押え板リング２２に当接される。押えリング２２とパンチ２３が後退すると、アキシャル方向に傾斜する内径側周壁部１１が形成される。これにより、ころ８と内径側周壁部１１との隙間ｅが小さくなる。内径側周壁部１１の内周面には、湾曲形状の一端部１４に接続する直線部２４が形成される。この直線部２４は、内径側周壁部１１を「自然曲げ」することによって形成されるため、その加工が容易である。

本実施例のスラストころ軸受２００が斜板式コンプレッサ１００に使用され、かつこの斜板式コンプレッサ１００が水平配置される場合、スラストころ軸受２００は起立状態で配置される。このとき、保持器９は自重により、その内径側周壁部１１の内周面が回転軸１の外周面に当接する。従来の保持器９の内径側周壁部１１’はストレート形状であるため、その内周面の全体が回転軸１の外周面に線接触状態で当接し、摩擦による発熱が大きかった。しかし、本実施例のスラストころ軸受２００の場合、内径側周壁部１１が斜めに設けられているため、その内周面の殆どの部分で回転軸１の外周面と非接触となり、ころ保持部１５との接合部１４において点接触するのみである。これにより、回転軸１と保持器９との接触による発熱が抑止される。

図５の（ａ），（ｂ）に示されるように、下端部に、ストレート部２５と円錐台形状部２６とが連続して段付き形状に形成されたパンチ２７により、内径側周壁部２８（２８’）を形成してもよい。

本明細書では、スラストころ軸受２００が斜板式コンプレッサ１００に使用されている場合について説明した。このスラストころ軸受２００は、斜板式コンプレッサ１００の他に、車両（自動車）のオートマチックトランスミッションにも使用される。即ち、本実施例のスラストころ軸受２００は、特定の用途に限定されるものではない。

本明細書の実施例では、保持器９の内径Ｄをそのままにして、ころ８のＰＣＤ長さＰを長くしたときに、内径側周壁部１１をラジアル方向の外側に押し広げることによって、ころ８と内径側周壁部１１との隙間ｅを小さくしている。逆に、ころ８のＰＣＤ長さＰを短くしたときには、外径側周壁部１６をラジアル方向の内側にすぼめることによって、ころ８と外径側周壁部１６との隙間ｅを小さくすることができる。

本発明の実施例の斜板式コンプレッサ１００の断面図である。 スラストころ軸受２００の正面図である。 同じく要部の拡大断面図である。 （ａ），（ｂ）は、保持器９をプレス加工する状態の作用説明図である。 （ａ），（ｂ）は、保持器９を別の形状でプレス加工する状態の作用説明図である。 （ａ）は従来の保持器９の要部の拡大図、（ｂ）はころ８のＰＣＤ長さＰ１を大きくしたときの要部の拡大図である。 （ａ）はころ８が脱落した状態の拡大図、（ｂ）はころ８の長さＬを大きくしたときの要部の拡大図である。

符号の説明

１００ 斜板式コンプレッサ
２００ スラストころ軸受
１ 回転軸
２ 斜板
５ ピストン
８ ころ
９ 保持器
１１，２８ 内径側周壁部
１２，１３ 軌道盤
１４ 接合部（湾曲部）
１５ ころ保持部
１６ 外径側周壁部
１７ 基端部（ころ保持部の端面部）
１８ ポケット
１９ 抜止め部（ころ保持部の端面部）
２４ 直線部

Claims (3)

1. 回転軸の回転により斜板を回転させ、その揺動動作によってピストンをアキシャル方向へ往復運動させる斜板式コンプレッサのスラストころ軸受であって、
   対向配置される一対の軌道盤の間に介装された保持器に、周方向に等角度をおいて多数本のころが配置され、
   前記保持器は、円筒状の内径側周壁部と、前記内径側周壁部のアキシャル方向の一端部からラジアル方向の外側に向かって延設され、アキシャル方向及びラジアル方向に複数回に亘って屈曲されるとともに、前記ころを収容して保持するポケットが形成されるポケット形成部と、前記ポケット形成部の先端部からアキシャル方向に沿って屈曲される外径側周壁部とを備え、
   前記内径側周壁部が、前記ころ保持部との接合部を基点としてラジアル方向の外側に向かって押し広げられていることを特徴とする斜板式コンプレッサのスラストころ軸受。
2. 押し広げられた状態における内径側周壁部は円錐台形状をなし、その内周面には、前記内径側周壁部の一端部と前記ころ保持部との端部が接合して湾曲形状に形成された湾曲部と、前記湾曲部における前記ころ保持部から遠い側の端部と接続し、アキシャル方向に対して斜めに形成された直線部とが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の斜板式コンプレッサのスラストころ軸受。
3. 前記保持器のころ保持部のアキシャル方向の端面部が、前記一対の軌道盤のいずれかに接触して保持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の斜板式コンプレッサのスラストころ軸受。

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