JP2997103B2 - スラスト玉軸受 - Google Patents

スラスト玉軸受

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JP2997103B2
JP2997103B2 JP3209925A JP20992591A JP2997103B2 JP 2997103 B2 JP2997103 B2 JP 2997103B2 JP 3209925 A JP3209925 A JP 3209925A JP 20992591 A JP20992591 A JP 20992591A JP 2997103 B2 JP2997103 B2 JP 2997103B2
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典男 山田
温 桑原
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58Raceways; Race rings
    • F16C33/588Races of sheet metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C2360/42Pumps with cylinders or pistons

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スクロール圧縮機等
に使用されて、公転スクロール部材等の公転部材を、自
転しないように支持するスラスト玉軸受に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】スクロール圧縮機は、図8に示すように
公転スクロール部材51および静止スクロール部材52
に螺旋状隔壁53,54を各々設け、両各壁53,54
間に形成される圧縮室55を、公転スクロール部材51
の公転に伴って容積変化させることにより圧縮動作を行
うものである。
【0003】公転スクロール部材51は、自転を伴うこ
となく公転半径Eで公転させるものであり、この自転阻
止および公転支持のために、ボール56を公転スクロー
ル部材51と固定フレーム57との間に介在させてい
る。これら公転スクロール部材51および固定フレーム
57には、ボール56の移動範囲を拘束する凹部58が
設けてあり、凹部58の直径は、ボール56が円軌道で
転がり自在なように、公転半径Eに略等しく設計され
る。
【0004】凹部58の代わりに、図9に示すように溝
断面が円弧状の環状の軌道溝59を、前記公転半径
等しい軌道直径eに形成したものも提案されている(例
えば、特開昭55−155916号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図8の例において、公
転スクロール部材51には圧縮室55の圧縮ガス圧のた
めに、大きな軸方向荷重が作用し、この荷重がボール5
6と凹部58の底面との接触面に加わる。しかし、この
接触状態は、球と平面との関係であって点接触になるた
め、単位面積当たりの接触圧が大きく、そのため摩耗や
転がり疲れが著しくて軸受寿命が短くなるという問題点
がある。
【0006】図9の例の場合は、軌道溝59の内面が円
弧状であるため、ボール56の軌道面との接触面積が大
きくなり、面圧が低下して軸受寿命が大幅に向上する。
しかし、このような円弧状断面の環状の軌道溝59を公
転スクロール部材51や固定フレーム57に直接に加工
することは非常に難しく、そのため生産性が悪く、製造
コストが高くなるという問題点がある。
【0007】この発明の目的は、公転の支持を行うスラ
スト玉軸受において、軸受寿命の向上と、製造の容易と
を図ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明のスラスト玉軸
受は、ボールを介在させる一対のリング状軌道輪を、公
転部材および固定部材とは別に製造し、これら公転部材
および固定部材に装着するものである。各軌道輪は、両
軌道輪の相対向する面に、ボールを各々転走させる環状
の軌道溝が、周方向の間隔を隔てた複数箇所に設けられ
ており、かつこれら軌道輪は、鋼板製であって前記軌道
溝が絞り加工されている
【0009】
【作用】この構成によると、公転部材を公転させるとき
に、公転部材と固定部材の間に介在したボールは、両部
材の軌道輪における局部的な環状軌道溝によって転走経
路が拘束される。そのため公転部材の自転が阻止され
る。公転部材と固定部材との間に加わる軸方向荷重は、
ボールと各軌道輪との接触面に作用する。このとき、軌
道溝の内面が円弧状断面であるため、ボールとの接触面
積が広く、そのため面圧が低くなって摩耗や転がり疲れ
に対して長寿命になる。
【0010】軌道溝は、円弧状断面の環状溝であるが、
軌道溝を形成する軌道輪は、公転部材や固定部材とは別
に形成される深絞り成形品であるため、前記軌道溝の形
成が容易に行える。
【0011】
【実施例】この発明の一実施例を図1ないし図4に基づ
いて説明する。この実施例はスクロール圧縮機に適用し
た例であり、スラスト玉軸受1は、各々固定部材および
公転部材となる固定フレーム2と公転スクロール部材3
との間に設けられている。
【0012】公転スクロール部材3は、中心部に突出し
た筒部3aが駆動軸4にニードル軸受等の軸受5を介し
て回転自在に嵌合しており、駆動軸4はモータ等の回転
軸(図示せず)に偏心して設けられて、回転軸の軸心と
なる公転中心Qの回りに公転半径Eで公転駆動される。
したがって、公転スクロール部材3は、駆動軸4と共に
公転中心Qの回りに公転半径Eで公転運動を行う。
【0013】固定フレーム2と一体のハウジング6に
は、公転スクロール部材3の上面と対面する固定スクロ
ール部材(図示せず)が設けてあり、これら公転スクロ
ール部材3と固定スクロール部材とに各々設けた螺旋状
隔壁(図示せず)の間で、スクロール圧縮機の圧縮室が
図8の例と同様に構成される。
【0014】スラスト玉軸受1は、固定フレーム2およ
び公転スクロール部材3に装着された一対の対面するリ
ング状軌道輪7,7と、これら軌道輪7,7の間に介在
させたボール8とで構成される。
【0015】各軌道輪7,7は、プレス加工による鋼
深絞り成形品からなり、これら軌道輪7,7の対向面
には、ボール8を転走させる環状の軌道溝11が周方向
複数箇所に等間隔で成形してある(図2)。各軌道溝1
1は、溝断面がボール8よりも僅かに大きな曲率半径r
(図3)の円弧状断面に形成され、かつ溝底部に沿う円
周軌道の直径eが、公転スクロール部材3の公転半径E
(図1)に略等しく設定される。
【0016】軌道輪7は、軌道溝11の非形成部分の断
面を図4に示すように、内外周にフランジ7aを有する
溝形の断面形状に形成され、そのウエブ内面に前記軌道
溝11が成形される。なお、プレス加工の手順は、図4
のように溝形に成形する過程と、軌道溝11を成形する
過程との2段階に分けても、リング状の金属板から一度
に全体の成形を行っても良い。
【0017】各軌道輪7,7は、固定フレーム2および
公転スクロール部材3に形成した環状の軌道輪装着溝9
に嵌合させ、フランジ7aを軌道輪装着溝9の開口周縁
に係合させる。この状態で、図3に白矢印Aで示すよう
にフランジ7aをポンチ等の工具で打撃してかしめ突部
12を形成し、軌道輪7の回り止めを行う。固定フレー
ム2および公転スクロール部材3には、予めかしめ突部
12と係合させる凹部(図示せず)を形成しておき、そ
の位置で前記のかしめを行う。かしめ突部12は、軌道
輪7の周方向複数箇所、例えば3か所程度に設ける。
【0018】上記構成の動作を説明する。公転スクロー
ル部材3は、駆動軸4の駆動により、公転半径Eで公転
運動をする。このとき、固定フレーム2と公転スクロー
ル部材3とは、軌道輪7,7間に介在したボール8を介
して係合しており、ボール8の転走範囲が局部的な環状
軌道溝11の内部に制限されるため、公転スクロール部
材3の自転が阻止される。すなわち、各ボール8は、公
転スクロール部材3の公転運動に伴って、両軌道輪7,
7の環状の軌道溝11内を、公転半径Eと等しい直径e
の円周軌道で転走する。したがって、公転スクロール部
材3は、固定フレーム2に対して常に一定の角度関係を
保ちながら公転運動をすることになり、このような動作
によりスクロール圧縮機の圧縮動作が行われる。
【0019】圧縮ガス圧により、公転スクロール部材3
には大きな軸方向荷重が作用するが、この軸方向荷重は
ボール8と各軌道輪7,7との接触面で受けられる。こ
のとき、軌道溝11の内面が円弧状断面に形成されてい
るため、ボール8との接触面積が広く、そのため面圧が
軽減されて摩耗や転がり疲れが生じ難くなり、軸受寿命
が向上する。
【0020】軌道溝11は、比較的加工の難しい円弧状
断面の環状溝であるが、複雑な形状の公転スクロール部
材3や固定フレーム2とは別に軌道輪7を設け、これら
軌道輪7をプレスによる深絞り成形品としたため、軌道
溝11の形成が容易に、かつ精度良く行える。
【0021】図5ないし図7は他の実施例を示す。この
例は、深絞りによって形成する軌道輪7を前記実施例と
表裏逆の溝形断面とし、そのウエブ外面に軌道溝11を
成形したものである。軌道輪7の縦フランジ7cは、固
定フレーム2および公転スクロール部材3に軌道輪装着
溝9に沿って設けられるフランジ嵌合溝13に嵌合させ
る。軌道輪7の回り止めは、前記実施例と同様にかしめ
突部12で行う。このように構成した場合は、軌道輪7
の強度が縦フランジ7cによって強くなり、容易に変形
することがなくなるという利点がある。その他の構成効
果は前記実施例と同様である。
【0022】
【発明の効果】この発明のスラスト玉軸受は、軌道溝を
形成するリング状軌道輪を、公転部材および固定部材と
別体であって、軌道溝が絞り加工されたものとしたた
め、機械加工の困難な円弧状断面の環状軌道溝を有しな
がら、容易に加工が行えて、コスト低下が図れる。ま
た、円弧状断面の環状軌道溝でボールを案内するように
したため、ボールと軌道面との接触面積が大きく、その
ため公転部材と固定部材との間に作用する大きな軸方向
荷重に対して、面圧が軽減され、軸受寿命の大幅な向上
が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例のスラスト玉軸受をスクロ
ール装置に組み込んだ状態を示す断面図である。
【図2】その軌道輪の平面図である。
【図3】図2のIII-III 線拡大断面図である。
【図4】図2のIV-IV 線拡大断面図である。
【図5】この発明の他の実施例における軌道輪の平面図
である。
【図6】図5のVI-VI 線拡大断面図である。
【図7】図5のVII-VII 線拡大断面図である。
【図8】従来のスラスト玉軸受とスクロール装置との関
係を示す部分断面図である。
【図9】他の従来例の部分断面図である。
【符号の説明】
1…スラスト玉軸受、2…固定フレーム(固定部材)、
3…公転スクロール部材(公転部材)、4…駆動軸、7
…軌道輪、8…ボール、11…軌道溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16C 19/10 F16C 33/58

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに公転運動を行う公転部材および固
    定部材に各々装着されて軸方向に対面する一対のリング
    状軌道輪を備え、これら軌道輪は、両軌道輪の相対向す
    る面に、ボールを各々転走させる環状の軌道溝が、周方
    向の間隔を隔てた複数箇所に設けられており、かつこれ
    ら軌道輪は、鋼板製であって前記軌道溝が絞り加工され
    ているスラスト玉軸受。
  2. 【請求項2】 前記各軌道溝は、溝断面が円弧状で、か
    つ溝底部に沿う円周軌道の直径が前記公転運動の半径と
    略等しいものとした請求項1記載のスラスト玉軸受。
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