JP5148656B2

JP5148656B2 - 回転機械

Info

Publication number: JP5148656B2
Application number: JP2010105200A
Authority: JP
Inventors: 剛士池▲高▼; 慎一高橋; 貴幸萩田; 明紀吉岡; 竹志平野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: US20110268380A1; EP2383481A3; US9360044B2; EP2383481A2; EP2383481B1; JP2011231910A

Description

本発明は、例えば、電動圧縮機等の回転機械に適用されて好適なラジアルニードルベアリングに関するものである。

ラジアルニードルベアリングを具備した回転機械としては、例えば、特許文献１に開示された電動圧縮機が知られている。

特開２００９−２９３５２３号公報

ところで、近年においては、電動圧縮機等の回転機械が回転するときに生じる音（騒音）をさらに低減させることが求められている。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、単体で回転するときの音（騒音）を低減させることができ、かつ、回転機械に組み付けられて回転するときに、回転機械の音（騒音）を低減させることができるラジアルニードルベアリングを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明に係る回転機械は、両端部にそれぞれ設けられたクラウニング部における真円度が、０．６μｍ以下とされた、ラジアルニードルベアリングに用いられるラジアルニードルベアリング用のころと、前記ころを所定のピッチで保持する保持器と、円筒状に成形されて、前記ころおよび前記保持器を内部に収容する外輪と、により構成され、かつ、ラジアル隙間が正の隙間とされたラジアルニードルベアリングを具備している。

上記回転機械において、前記ラジアル隙間が１０μｍ〜３０μｍとされているとさらに好適である。

上記回転機械において、前記ころが、内周側に位置する軸と接するようにして設けられているとさらに好適である。

上記回転機械において、前記ラジアルニードルベアリングが、旋回スクロールの端板背面に設けられたボス部の内周面に、前記外輪の外周面が接するようにして取り付けられているとさらに好適である。

本発明に係る回転機械（例えば、電動圧縮機）によれば、上記ラジアルニードルベアリングが組み込まれた回転機械を回転させて、回転機械の音を計測したところ、図４に示すような結果を得ることができた。すなわち、本発明に係る回転機械では、両端部にそれぞれ設けられたクラウニング部における真円度が１．５μｍ以下１．１μｍ以上とされたラジアルニードルベアリング用のころを備えたラジアルニードルベアリングが組み込まれた回転機械よりも、回転音（騒音）を約３．５ｄＢ低減させることができた。

本発明に係るラジアルニードルベアリングによれば、単体で回転するときの音（騒音）を低減させることができ、かつ、回転機械に組み付けられて回転するときに、回転機械の音（騒音）を低減させることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るラジアルニードルベアリングの一部を切り欠いて示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るラジアルニードルベアリングを分解して示す図であって、（ａ）は外輪の一部を示す斜視図、（ｂ）は保持器全体を示す斜視図、（ｃ）はころ全体を示す平面図である。本発明の一実施形態に係るラジアルニードルベアリングを具備した電動圧縮機の断面図である。本発明の一実施形態に係るラジアルニードルベアリングを具備した電動圧縮機の作用効果を説明するための図表である。

以下、本発明に係るラジアルニードルベアリングの一実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係るラジアルニードルベアリングの一部を切り欠いて示す斜視図、図２は本実施形態に係るラジアルニードルベアリングを分解して示す図であって、（ａ）は外輪の一部を示す斜視図、（ｂ）は保持器全体を示す斜視図、（ｃ）はころ全体を示す平面図、図３は本実施形態に係るラジアルニードルベアリングを具備した電動圧縮機の断面図、図４は本実施形態に係るラジアルニードルベアリングを具備した電動圧縮機の作用効果を説明するための図表である。

本実施形態に係るラジアルニードルベアリング３０は、例えば、図３に示すような電動圧縮機（回転機械）１に適用されて好適な軸受である。
図３に示すように、電動圧縮機１は、外殻を構成する円筒状のハウジング２を備えている。このハウジング２は、それぞれお椀状に成形されたアルミダイカスト製の圧縮機ハウジング３とモータハウジング４とから構成され、そのフランジ部３Ａ，４Ａ同士を、Ｏリング６を介してボルト５で一体に結合することにより構成されている。

モータハウジング４の外周上面には、インバータ収容部７が一体に設けられ、高電圧電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、モータハウジング４内に設けられている電動モータ１０にガラス密封端子８を介して給電する図示省略のインバータ装置が収容設置されている。
なお、インバータ装置は、公知のものでよく、ここでは詳細な説明を省略する。

モータハウジング４内に設けられる電動モータ１０は、ステータ１１とロータ１２とから構成され、ステータ１１は、モータハウジング４の内周面に圧入等により固定されている。ステータ１１とモータハウジング４との間には、円周方向の複数箇所に軸方向に貫通する冷媒流路（図示せず）が設けられており、この冷媒流路を介してモータハウジング４の後端部（図３の右端部）に設けられている冷媒吸入ポート（図示せず）からモータハウジング４の底面と電動モータ１０の端面との間の空間１４に吸入された冷媒を軸方向に沿って前方側（図３の左側）へと流通させることができるようになっている。

ロータ１２には、回転軸（クランク軸）１５が一体に結合されており、この回転軸１５の後端がモータハウジング４の底面部に設けられている軸受１６により回転自在に支持されるとともに、前端部が軸受支持部材１７に設けられている主軸受（軸受）１８により回転自在に支持されている。回転軸１５の前端には、回転軸中心から所定寸法ρだけ偏心した位置にクランクピン１５Ａが設けられている。
なお、軸受支持部材１７は、ボルト４１を介してモータハウジング４に固定支持されている。

一方、圧縮機ハウジング３内には、スクロール圧縮機構２０が設けられている。このスクロール圧縮機構２０は、一対の固定スクロール２１と旋回スクロール２２とを噛み合わせて構成される公知の圧縮機構であり、両スクロール２１，２２間に形成される圧縮室２３が旋回スクロール２２の公転旋回運動により外周側から中心側へと容積を減少しながら移動されることで冷媒ガスを圧縮するものである。

固定スクロール２１は、圧縮機ハウジング３の底面側にボルト２４により固定設置されており、その端板背面と圧縮機ハウジング３の底面との間に吐出チャンバ２５が形成されている。この吐出チャンバ２５には、圧縮室２３から吐出孔２６、吐出弁２７を介して高温高圧に圧縮された冷媒ガスが吐出され、この冷媒ガスは、吐出チャンバ２５から吐出ポート２８を経て外部へと吐き出されるように構成されている。

旋回スクロール２２は、その端板背面が上記軸受支持部材１７のスラスト面により支持されるとともに、端板背面に設けられているボス部２９にニードルベアリング３０、ドライブブッシュ３１を介して回転軸１５のクランクピン１５Ａが連結され、回転軸１５の回転により旋回半径ρで固定スクロール２１に対して公転旋回駆動されるように構成されている。旋回スクロール２２は、端板背面と上記軸受支持部材１７との間に介装されたオルダムリング３２により自転が阻止されるようになっている。
なお、ドライブブッシュ３１には、旋回スクロール２２の旋回駆動に伴うアンバランス荷重を相殺するためのバランスウェイト３３が一体に設けられている。

さて、図１および図２に示すように、本実施形態に係るラジアルニードルベアリング３０は、円筒状に成形された外輪３０Ａと、外輪３０Ａの内部に配置された複数の（針状）ころ３０Ｂと、これらころ３０Ｂを所定のピッチで保持する保持器３０Ｃとにより構成されている。
なお、本実施形態におけるラジアル隙間（外輪軌道径（外輪内径）−内輪軌道径（内輪外径）−２×ころ外径）は、１０μｍ〜３０μｍとされている。
また、外輪３０Ａおよび保持器３０Ｃは、公知のものでよく、ここでは詳細な説明を省略する。
また、外輪３０Ａおよび保持器３０Ｃは、公知のものでよく、ここでは詳細な説明を省略する。

ころ３０Ｂは、両端部にそれぞれ設けられたクラウニング部３０Ｄにおける真円度が、０．６μｍ以下（０．２μｍ以上または０．０μｍ以上）とされている。また、ころ３０Ｂの末端３０Ｅからころ全長に対して１０％〜２０％のところで計測した真円度を１．５μｍ〜０．２μｍの範囲で変化させたころを組み込んで回転させ、ラジアルニードルベアリング単体の音を計測したところ、本実施形態に係るラジアルニードルベアリング３０では、両端部にそれぞれ設けられたクラウニング部３０Ｄにおける真円度が１．５μｍ以下１．１μｍ以上とされたころを組み込んだラジアルニードルベアリングよりも、回転音（騒音）を低減させることができた。

一方、ころ３０Ｂの末端３０Ｅからころ全長に対して１０％〜２０％のところで計測した真円度を１．５μｍ〜０．２μｍの範囲で変化させたころを備えたラジアルニードルベアリングが組み込まれた電動圧縮機を回転させ、電動圧縮機の音を計測したところ、図４に示すような結果を得ることができた。すなわち、本実施形態に係るころ３０Ｂを備えたラジアルニードルベアリング３０が組み込まれた電動圧縮機１では、両端部にそれぞれ設けられたクラウニング部３０Ｄにおける真円度が１．５μｍ以下１．１μｍ以上とされたころを備えたラジアルニードルベアリングが組み込まれた電動圧縮機よりも、回転音（騒音）を約３．５ｄＢ低減させることができた。

本実施形態に係るラジアルニードルベアリング３０によれば、ころ３０Ｂが組み込まれたラジアルニードルベアリング３０を回転させて、ラジアルニードルベアリング３０単体の音を計測したところ、両端部にそれぞれ設けられたクラウニング部における真円度が１．５μｍ以下１．１μｍ以上とされたころを具備したラジアルニードルベアリングよりも、回転音（騒音）を低減させることができた。

また、本実施形態に係るラジアルニードルベアリングを具備した電動圧縮機１によれば、ラジアルニードルベアリング３０が組み込まれた電動圧縮機１を回転させ、電動圧縮機１の音を計測したところ、図４に示すような結果を得ることができた。すなわち、本実施形態に係るラジアルニードルベアリングを具備した電動圧縮機１では、両端部にそれぞれ設けられたクラウニング部における真円度が１．５μｍ以下１．１μｍ以上とされたころを備えたラジアルニードルベアリングが組み込まれた電動圧縮機よりも、回転音（騒音）を約３．５ｄＢ低減させることができた。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜必要に応じて変形あるいは変更して実施することができる。
また、本発明は電動圧縮機のみに適用され得るものではなく、ラジアルニードルベアリングを必要とするその他の回転機械にも適用することができる。

１電動圧縮機（回転機械）
３０ラジアルニードルベアリング
３０Ａ外輪
３０Ｂころ
３０Ｃ保持器
３０Ｄクラウニング部

Claims

両端部にそれぞれ設けられたクラウニング部における真円度が、０．６μｍ以下とされた、ラジアルニードルベアリングに用いられるラジアルニードルベアリング用のころと、
前記ころを所定のピッチで保持する保持器と、
円筒状に成形されて、前記ころおよび前記保持器を内部に収容する外輪と、により構成され、かつ、
ラジアル隙間が正の隙間とされたラジアルニードルベアリングを具備していることを特徴とする回転機械。
前記ラジアル隙間が１０μｍ〜３０μｍとされていることを特徴とする請求項１に記載回転機械。
前記ころが、内周側に位置する軸と接するようにして設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転機械。
前記ラジアルニードルベアリングが、旋回スクロールの端板背面に設けられたボス部の内周面に、前記外輪の外周面が接するようにして取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転機械。