JP2016164445A - 予圧付与機構 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受を組み付ける際の組付効率および組付精度を向上させる。
【解決手段】一端が開口端２２ａで、他端が有底端２２ｂである円筒状の収容部２２を有する軸受ハウジング２１と、収容部２２に収容される予圧ばね２４と、予圧ばね２４よりも開口端２２ａ側で収容部２２に収容されるとともに、予圧ばね２４を有底端２２ｂ側に押さえ付けて収縮させた状態で収容部２２に係止されるワッシャー２５と、を備える予圧付与機構２０において、ワッシャー２５の周縁に、径方向外側に突出する突出部２５ａが設けられるとともに、収容部２２の周壁に、突出部２５ａが移動可能な通路２６が形成されており、通路２６には、突出部２５ａの開口端２２ａ側への移動を規制し、かつ、突出部２５ａの有底端２２ｂ側への移動を許容する係止部２６ｄが設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転軸を回転自在に支持する軸受に予圧を付与する予圧付与機構に関する。

例えば特許文献１には、ブラケットの端部に形成された収容部（凸状の保持部）に収容される軸受に対して、予圧ばねによって予圧を付与する機構が開示されている。この予圧付与機構においては、収容部にまず予圧ばねが配置され、その次に、ワッシャー、軸受が収容される。軸受を収容部に収容する際、軸受がワッシャーを介して予圧ばねを軸方向に押さえ付けることで予圧ばねが収縮し、その結果発生する予圧ばねの弾性力が軸受に対する予圧となる。

特開昭６４−６０２４３号公報

しかしながら、特許文献１のように、軸受を収容部に収容する際に、予圧ばねを自然長から押さえ付けて収縮させるとなると、相当な弾性力に抗しながら軸受を押し込む必要がある。しかも、同時に軸受の軸合せ（芯出し）を行う必要があるため、組み付け作業が困難となり、組付効率や組付精度が悪化するおそれがあった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、軸受に予圧を付与する予圧付与機構と軸受とを組み付ける際の組付効率および組付精度を向上させることを目的とする。

本発明は、回転軸を回転自在に支持する軸受に予圧を付与する予圧付与機構であって、一端が開口端で、他端が有底端である円筒状の収容部を有する軸受ハウジングと、前記収容部に収容される予圧ばねと、前記予圧ばねよりも前記開口端側で前記収容部に収容されるとともに、前記予圧ばねを前記有底端側に押さえ付けて収縮させた状態で前記収容部に係止されるワッシャーと、を備え、前記ワッシャーの周縁に、径方向外側に突出する突出部が設けられるとともに、前記収容部の周壁に、前記突出部が移動可能な通路が形成されており、前記通路には、前記突出部の前記開口端側への移動を規制し、かつ、前記突出部の前記有底端側への移動を許容する係止部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、収容部に収容された予圧ばねを押さえ付けるワッシャーに設けられた突出部を、収容部の周壁に形成された通路の係止部に位置させることで、ワッシャーを係止することができる。係止部に位置する突出部は、開口端側への移動が規制されているので、予圧ばねの弾性力によりワッシャーが開口端側に戻されることはなく、予圧ばねを収縮させた状態を確実に維持できる。一方、係止部に位置する突出部は、有底端側への移動は許容されているので、軸受が収容部に収容される際には、軸受がワッシャーを有底端側に押さえ付けることで、予圧ばねをさらに収縮させることができる。その結果、軸受に予圧ばねの弾性力を作用させることができ、軸受に予圧を付与することが可能となる。以上のように、本発明によれば、ワッシャーの突出部を係止部に位置させることで、ワッシャーによって予圧ばねを収縮させた状態のＡＳＳＹ（アセンブリ）を構成することができる。したがって、このＡＳＳＹに軸受を組み付ける際には、予圧ばねを自然長から収縮させる必要がなくなり、軸受の軸合せも容易となるため、組付効率および組付精度を向上させることが可能となる。

本発明にかかる予圧付与機構が設けられた軸受部の断面図である。 予圧付与機構の組付手順を示す斜視図である。 通路の形状を示す拡大図である。 ワッシャーおよび回転用治具の斜視図である。 通路の変形例を示す拡大図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明にかかる予圧付与機構の実施形態について説明する。図１は、本発明にかかる予圧付与機構が設けられた軸受部の断面図である。本実施形態の軸受部１は、不図示の電動圧縮機のインペラに連結された回転軸２に対して設けられるものであり、回転軸２を回転自在に支持する軸受１０と、軸受１０に予圧を付与するための予圧付与機構２０とを備える。なお、本発明が適用可能なのは電動圧縮機に限定されず、他の装置に適用することももちろん可能である。

軸受１０は、ラジアル荷重とアキシャル荷重との両方を支持可能なアンギュラ玉軸受であり、外輪１０ａ、内輪１０ｂ、および外輪１０ａと内輪１０ｂとに挟まれた複数の玉１０ｃによって構成される。ただし、軸受１０は、アンギュラ玉軸受に限定されず、他の種類のものとしてもよい。軸受１０は、回転軸２の端部に外嵌されるとともに、後述の軸受ハウジング２１の収容部２２に隙間嵌めされる。

軸受ハウジング２１は、一端（図１の上端）が開口端２２ａで、他端（図１の下端）が有底端２２ｂである円筒状の収容部２２と、有底端２２ｂの周囲に形成されたフランジ部２３とからなる。収容部２２には、有底端２２ｂ側から順番に、予圧ばね２４、ワッシャー２５、軸受１０が収容される。これら各部材が収容部２２に収容された状態においては、軸受１０の外輪１０ａが、ワッシャー２５を介して予圧ばね２４を有底端２２ｂ側に押圧することで、予圧ばね２４が収縮した状態となっている。その結果、予圧ばね２４の弾性力が、ワッシャー２５を介して軸受１０の外輪１０ａ、複数の玉１０ｃ、内輪１０ｂに作用し、軸受１０および回転軸２に軸方向への予圧が付与されることになる。軸受ハウジング２１は、電動圧縮機のケーシング３０に形成された開口３０ａに収容部２２が挿入された状態で、フランジ部２３が不図示のボルト等によってケーシング３０に固定される。

図２は、予圧付与機構の組付手順を示す斜視図である。なお、図２では、予圧ばね２４を明瞭に図示するため、予圧ばね２４に網掛けを付している。ここでは、まず、予圧付与機構２０を構成する軸受ハウジング２１、予圧ばね２４およびワッシャー２５のそれぞれの詳細について説明する。

軸受ハウジング２１は、上述のように、開口端２２ａと有底端２２ｂとを有する円筒状の収容部２２と、有底端２２ｂの周りに形成されたフランジ部２３とからなる。収容部２２の周壁には、後述するワッシャー２５の突出部２５ａが移動可能なスリット状の通路２６が形成されている。この通路２６は、周方向に１８０度の等間隔で２つ形成されており、２つの通路２６は、収容部２２の中心軸に対して互いに対称である。

図３は、通路の形状を示す拡大図である。図３に示すように、通路２６は、開口端２２ａから有底端２２ｂ側に向かって形成された押込用通路２６ａと、押込用通路２６ａから周方向に向かって形成された接続用通路２６ｂと、接続用通路２６ｂから開口端２２ａ側に向かって折返し形成された係止用通路２６ｃとからなり、全体としてＪ字形状となっている。

係止用通路２６ｃが形成されているのは、開口端２２ａの手前までであり、係止用通路２６ｃの開口端２２ａ側の端部Ａは、開口端２２ａ側および周方向両側の三方が周壁で囲まれ、有底端２２ｂ側のみが開放されている。つまり、係止用通路２６ｃの開口端２２ａ側の端部Ａは、突出部２５ａの開口端２２ａ側および周方向両側への移動を規制し、かつ、突出部２５ａの有底端２２ｂ側への移動を許容する係止部２６ｄとして機能する。

図２に戻って、説明を続ける。予圧ばね２４は、コイル形状を有する圧縮ばねであり、自然長より収縮することで、自然長に戻ろうとする弾性力が発生し、この弾性力が予圧となる。

ワッシャー２５は、リング形状を有しており、その周縁に径方向外側に突出する突出部２５ａが設けられている。この突出部２５ａは、通路２６と同様に、周方向に１８０度の等間隔で２つ設けられており、各突出部２５ａが通路２６に係合した状態で通路２６を移動可能となっている。また、ワッシャー２５の一方側の面には、円筒状の凹部２５ｂが形成されており、凹部２５ｂが開口端２２ａ側を向くように、ワッシャー２５は収容部２２に収容される。凹部２５ｂは、周方向に１８０度の等間隔で２つ形成されている。凹部２５ｂの機能については、後で詳細に説明する。

次に、図２および図３を参照しつつ、予圧付与機構２０の組付手順について説明する。まず、軸受ハウジング２１の収容部２２に予圧ばね２４を収容する（図２のａ図参照）。このとき、予圧ばね２４が有底端２２ｂに当接するように、予圧ばね２４は収容される。次に、ワッシャー２５の各突出部２５ａが通路２６の押込用通路２６ａ内に位置するように、ワッシャー２５を収容部２２に収容する（図２のｂ図参照）。続いて、突出部２５ａが押込用通路２６ａと接続用通路２６ｂとの境界部（押込用通路２６ａの有底端２２ｂ側の端部）に至るまで、ワッシャー２５を有底端２２ｂ側に押し込む。

突出部２５ａが押込用通路２６ａと接続用通路２６ｂとの境界部に至ると、次に、ワッシャー２５を周方向（図２で時計回り方向）に回転させる。このとき、突出部２５ａは接続用通路２６ｂを移動する。突出部２５ａが接続用通路２６ｂと係止用通路２６ｃとの境界部（係止用通路２６ｃの有底端２２ｂ側の端部）に至ると、ワッシャー２５の押し込みを解除することで、予圧ばね２４の弾性力によりワッシャー２５が開口端２２ａ側へ戻される。そして、突出部２５ａが係止部２６ｄに位置することで、ワッシャー２５が軸受ハウジング２１に係止され（図２のｃ図参照）、予圧ばね２４を収縮させた状態の予圧付与機構２０のＡＳＳＹが完成する。

軸受１０は、予圧付与機構２０のＡＳＳＹの開口端２２ａから収容部２２に挿入される。この際、軸受１０の先端がワッシャー２５に当接するまでは、予圧ばね２４の弾性力に抗する必要がないので、軸受１０の軸合せを容易に行うことができる。軸受１０の先端がワッシャー２５に当接した後は、軸受１０によってワッシャー２５が有底端２２ｂ側に若干押し込まれ、突出部２５ａが係止用通路２６ｃ内を位置Ａから位置Ｂに移動する（図３参照）。その結果、図１に示すように、予圧ばね２４の弾性力が、ワッシャー２５を介して軸受１０の外輪１０ａ、複数の玉１０ｃ、内輪１０ｂに作用し、軸受１０および回転軸２に軸方向への予圧が付与される状態を実現できる。

ところで、上述の組付作業を行うに際し、予圧ばね２４の弾性力に抗しながら、ワッシャー２５を周方向に回転させるのは容易ではない。そこで、本実施形態では、ワッシャー２５を回転させるための回転用治具を別途用意している。

図４は、ワッシャーおよび回転用治具の斜視図である。上述のように、ワッシャー２５の開口端２２ａ側の面には、２つの凹部２５ｂが形成されている。回転用治具４０には、凹部２５ｂに係合可能な凸部４０ａが２つ設けられている。２つの凸部４０ａの位置は、２つの凹部２５ｂに対応した位置となっている。また、回転用治具４０には、ワッシャー２５を周方向に回転させる際に、力を作用させるための操作部４０ｂが設けられている。

このように構成された回転用治具４０を用いる場合、回転用治具４０の各凸部４０ａをワッシャー２５の凹部２５ｂに係合させた状態で、操作部４０ｂを回すことで、ワッシャー２５を容易に周方向に回転させることができる。さらに、本実施形態のように、回転用治具４０を係合させるための係合部を有底の凹部２５ｂとすることで、回転用治具４０によってワッシャー２５の押し込みも行うことができる。

（効果）
以上のように、本実施形態の予圧付与機構２０によれば、ワッシャー２５の突出部２５ａを通路２６の係止部２６ｄに位置させることで、予圧ばね２４を収縮させた状態で、軸受ハウジング２１、予圧ばね２４およびワッシャー２５が一体となったＡＳＳＹを構成することができる。したがって、このＡＳＳＹに軸受１０を組み付ける際には、予圧ばね２４を自然長から収縮させる必要がなくなり、軸受１０の軸合せも容易となるため、組付効率および組付精度を向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、係止用通路２６ｃの開口端２２ａ側の端部が係止部２６ｄとなっており、係止部２６ｄに位置する突出部２５ａが周方向には移動できないようになっている。このため、係止部２６ｄに位置する突出部２５ａが意図せず周方向に移動し、ワッシャー２５が軸受ハウジング２１から外れてしまうことを防止でき、予圧付与機構２０を確実にＡＳＳＹの状態で維持することができる。

また、本実施形態では、ワッシャー２５の突出部２５ａが周方向に複数設けられるとともに、突出部２５ａと対応する周方向の各位置に通路２６が設けられている。このため、ワッシャー２５を複数箇所で軸受ハウジング２１に係止させることができ、ワッシャー２５の一部が予圧ばね２４の弾性力によって開口端２２ａ側に浮いてしまうことを抑えることができる。

また、本実施形態では、複数の突出部２５ａが周方向において等間隔に設けられるとともに、複数の通路２６が突出部２５ａと同じ間隔で周方向において等間隔に設けられているので、予圧ばね２４の弾性力が、周方向において概ね均一にワッシャー２５によって受け止められる。このため、ワッシャー２５の一部が予圧ばね２４の弾性力によって開口端２２ａ側に浮いてしまうことをより確実に防止できる。

［他の実施形態］
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記実施形態の要素を適宜組み合わせまたは種々の変更を加えることが可能である。

例えば、収容部２２の周壁に形成される通路２６の形状は、上記実施形態で示したものに限定されず、適宜変更することが可能である。その一例について、図５を参照しつつ、説明する。

図５のａ、ｂ図に示すように、押込用通路２６ａおよび係止用通路２６ｃの少なくともいずれか一方を、軸方向に対して傾斜させてもよい。このように、押込用通路２６ａまたは係止用通路２６ｃを傾斜させることで、接続用通路２６ｂの長さを短くすることができ、通路２６の加工に要する時間を短縮することができる。なお、押込用通路２６ａまたは係止用通路２６ｃの一部のみを軸方向に対して傾斜させるようにしてもよい。

また、図５のｃ図に示すように、通路２６を、開口端２２ａから有底端２２ｂ側に向かって形成された押込用通路２６ａと、押込用通路２６ａから周方向に向かって形成された接続用通路２６ｂと、接続用通路２６ｂからさらに有底端２２ｂ側に向かって形成された予圧用通路２６ｅとによって構成してもよい。この場合には、予圧用通路２６ｅの開口端２２ａ側の端部Ａが、ワッシャー２５の突出部２５ａを係止させる係止部２６ｆとして機能する。軸受１０を予圧付与機構２０に組み付けることによって、突出部２５ａは予圧用通路２６ｅ内を位置Ａから位置Ｂに移動する。

ここで、図３や図５のａ、ｂ図のように、接続用通路２６ｂから開口端２２ａ側に向かって折返す係止用通路２６ｃを設けるようにした場合、この係止用通路２６ｃは周方向において押込用通路２６ａから離間している必要があるので、通路２６全体の周方向の寸法を小さくすることには限界がある。

しかしながら、図５のｃ図のように、接続用通路２６ｂからさらに有底端２２ｂ側に向かう予圧用通路２６ｅを設けるようにした場合、この予圧用通路２６ｅは周方向において押込用通路２６ａから離間している必要はなく、ワッシャー２５の突出部２５ａが係止部２６ｆで係止可能な程度に、予圧用通路２６ｅの周方向位置が押込用通路２６ａからずれていればよい。よって、接続用通路２６ｂの長さを大幅に短くすることができ、ひいては通路２６全体の周方向の寸法を小さくすることができる。したがって、軸受１０の径が小さい場合、すなわち軸受ハウジング２１の収容部２２の径が小さい場合でも、図５のｃ図の形状であれば、周方向に複数の通路２６を設けることができるので好適である。

もちろん、例示したもの以外にも、通路２６の形状は適宜変更が可能であり、例えば各通路２６ａ〜２６ｃ、２６ｅは必ずしも直線状である必要はなく、湾曲していたり、屈曲している箇所があったりしてもよい。また、接続用通路２６ｂは、必ずしも周方向に沿って形成される必要はなく、周方向に対して傾斜していてもよい。

また、上記実施形態では、通路２６をスリット状のものとしたが、通路２６を収容部２２の周壁の内周面に形成した溝状のものとしてもよい。

また、上記実施形態では、回転用治具４０が係合可能な係合部として、ワッシャー２５の表面に凹部２５ｂを形成し、回転用治具４０に凸部４０ａを設けるものとした。しかしながら、ワッシャー２５に凸部を設け、回転用治具４０に凹部を設けるようにしてもよい。また、ワッシャー２５に設ける係合部は、凹凸形状のものに限定されず、周縁部に形成された切欠きや、軸方向に貫通する貫通孔であってもよい。

２：回転軸
１０：軸受
２０：予圧付与機構
２１：軸受ハウジング
２２：収容部
２２ａ：開口端
２２ｂ：有底端
２４：予圧ばね
２５：ワッシャー
２５ａ：突出部
２５ｂ：凹部（係合部）
２６：通路
２６ａ：押込用通路
２６ｂ：接続用通路
２６ｃ：係止用通路
２６ｄ：係止部
２６ｅ：予圧用通路
４０：回転用治具

Claims (7)

1. 回転軸を回転自在に支持する軸受に予圧を付与する予圧付与機構であって、
   一端が開口端で、他端が有底端である円筒状の収容部を有する軸受ハウジングと、
   前記収容部に収容される予圧ばねと、
   前記予圧ばねよりも前記開口端側で前記収容部に収容されるとともに、前記予圧ばねを前記有底端側に押さえ付けて収縮させた状態で前記収容部に係止されるワッシャーと、
   を備え、
   前記ワッシャーの周縁に、径方向外側に突出する突出部が設けられるとともに、前記収容部の周壁に、前記突出部が移動可能な通路が形成されており、
   前記通路には、前記突出部の前記開口端側への移動を規制し、かつ、前記突出部の前記有底端側への移動を許容する係止部が設けられていることを特徴とする予圧付与機構。
2. 前記通路は、前記開口端から前記有底端側に向かって形成された押込用通路と、前記押込用通路から周方向に向かって形成された接続用通路と、前記接続用通路から前記開口端側に向かって折返し形成された係止用通路とを有しており、
   前記係止用通路の前記開口端側の端部が、前記係止部となっている請求項１に記載の予圧付与機構。
3. 前記係止部は、前記突出部の周方向への移動を規制する請求項２に記載の予圧付与機構。
4. 前記通路は、前記開口端から前記有底端側に向かって形成された押込用通路と、前記押込用通路から周方向に向かって形成された接続用通路と、前記接続用通路からさらに前記有底端側に向かって形成された予圧用通路とを有しており、
   前記予圧用通路の前記開口端側の端部が、前記係止部として機能する請求項１に記載の予圧付与機構。
5. 前記突出部が周方向に複数設けられるとともに、前記突出部と対応する周方向の各位置に前記通路が設けられている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の予圧付与機構。
6. 前記複数の突出部が周方向において等間隔に設けられるとともに、前記複数の通路が前記突出部と同じ間隔で周方向において等間隔に設けられている請求項５に記載の予圧付与機構。
7. 前記ワッシャーの前記開口端側の面に係合部が設けられており、
   前記ワッシャーを周方向に回転させるための回転用治具が、前記係合部に係合可能である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の予圧付与機構。

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