(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと前記シリンダ内に往復動可能に設けられたディスプレーサとを有し、冷媒ガスを膨張させて冷熱を発生する冷凍機に備えられ、回転駆動されるクランク部材と、前記クランク部材の回転運動を往復動に変換して前記ディスプレーサを往復駆動するスコッチヨークとの間に設けられる、軸受装置において、
回転軸の周りに回転可能な第１の回転部材と、
前記第１の回転部材の前記スコッチヨーク側に設けられ、前記回転軸の周りに回転可能な第２の回転部材と、
前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とが、前記回転軸方向に相対変位して接触することを防止する接触防止部材と
を有する、軸受装置。
【請求項２】
前記第１の回転部材は、側板部であり、
前記第２の回転部材は、外輪である、請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記接触防止部材は、前記回転軸と同心に設けられたスラストワッシャである、請求項１又は請求項２に記載の軸受装置。
【請求項４】
前記接触防止部材は、耐磨耗性を有する樹脂により構成されたものである、請求項１から請求項３のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項５】
シリンダと、
前記シリンダ内に往復動可能に設けられ、前記シリンダとの間に膨張空間を形成するとともに、内部に、前記膨張空間に冷媒ガスを供給及び排出するための冷媒ガス流路が形成されているディスプレーサと、
クランク部材と、前記クランク部材を回転駆動する回転駆動部と、前記回転駆動部により回転駆動される前記クランク部材の回転運動を往復動に変換して前記ディスプレーサを往復駆動するスコッチヨークとを含む駆動装置と、
前記冷媒ガス流路内に収容されており、前記駆動装置により前記ディスプレーサを前記シリンダに沿って往復動させる際に、前記膨張空間に供給した冷媒ガスを膨張させることによって発生した冷熱を蓄冷する蓄冷材と
を有し、
前記駆動装置は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の軸受装置を備えている、蓄冷器式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒ガスを膨張させて冷熱を発生する冷凍機に備えられる、ディスプレーサを往復駆動するための軸受装置、及び、その軸受装置を備えた蓄冷器式冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
４Ｋ程度の極低温を得るための極低温冷凍機として、例えばギフォード・マクマホン（Gifford-McMahon；ＧＭ）冷凍機が用いられている。
【０００３】
ＧＭ冷凍機は、圧縮機からの例えばヘリウムガスよりなる冷媒ガスをシリンダ内に形成された膨張空間に供給し、供給した冷媒ガスを膨張空間で膨張させることによって、冷熱を発生する。
【０００４】
ＧＭ冷凍機の各段は、シリンダと、シリンダ内に設けられたディスプレーサを有する。ディスプレーサは、シリンダ内に、シリンダに沿って往復動可能に設けられており、ディスプレーサの一端とシリンダとの間に膨張空間を形成する。ディスプレーサの内部には、膨張空間に冷媒ガスを供給及び排出するための冷媒ガス流路が形成されている。また、ディスプレーサの内部に形成された冷媒ガス流路には、冷媒ガスと接触して冷熱を蓄冷するための蓄冷材が収容されている。
【０００５】
このようなＧＭ冷凍機には、ディスプレーサを往復駆動するために、例えば、モータと、クランク部材と、スコッチヨークとを有するものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に示す例では、モータは、回転駆動力を発生し、クランク部材は、モータにより回転駆動される。スコッチヨークは、モータにより回転駆動されるクランク部材の回転運動を往復動に変換してディスプレーサを往復駆動する。
【０００６】
クランク部材は、主軸となるクランク軸と、クランク軸に偏心して延在するクランクピンとを有する。スコッチヨークは、横長窓が形成されたヨーク板と、ヨーク板の中央上下位置から上下方向に延出するように設けられた上下軸とを有する。クランク部材は、スコッチヨークと連結されている。
【０００７】
クランク部材とスコッチヨークとの間には、クランク部材のクランクピンと、スコッチヨークのヨーク板とを相対回転可能に連結するための、軸受装置が設けられている。軸受装置として、例えば、外輪と、外輪の中心側に設けられた内輪とを有し、外輪にニードルベアリングを組み込んでなるローラフォロアが用いられている。このとき、ローラフォロアの内輪はクランクピンに連結されており、ローラフォロアの外輪はスコッチヨークのヨーク板に形成された横長窓を転動自在に連結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２６１７６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上記したＧＭ冷凍機に備えられる軸受装置には、次のような問題がある。
【００１０】
軸受装置としてローラフォロアが用いられる場合、ローラフォロアは、半径方向に作用する荷重に対しては耐荷重性を有しているが、回転軸方向に作用する荷重に対して耐荷重性を有していない。
【００１１】
例えば、ローラフォロアが水平軸の周りに回転可能に設けられている場合、ローラフォロアには、本来回転軸方向に荷重は作用しないはずである。しかし、そのような場合でも、実際に、ローラフォロアに回転軸方向に荷重が作用することがある。
【００１２】
ローラフォロアは、クランク部材側（中心側）に設けられた部材、例えば側板部（鍔）と、スコッチヨーク側（外周側）に設けられた部材、例えば外輪とを有する。このようなローラフォロアにおいて回転軸方向に荷重が作用すると、側板部（鍔）と外輪とが回転軸方向に相対変位して接触することがある。そして、側板部（鍔）と外輪とが回転軸方向に接触した状態で、長時間ＧＭ冷凍機を運転すると、側板部（鍔）又は外輪が磨耗し、更には、ローラフォロアが破損するおそれがある。
【００１３】
また、上記した課題は、ローラフォロアのみならず、カムフォロア等の各種の軸受装置を用いた場合にも共通する課題である。更に、上記した課題は、ＧＭ冷凍機のみならず、回転軸の周りに回転可能な回転部材を有する軸受装置を備えた各種の冷凍機に共通する課題である。
【００１４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、冷凍機に備えられる軸受装置において、回転軸の方向に荷重が作用したときに、中心側の回転部材と外周側の回転部材とが接触して磨耗することを防止できる軸受装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明は、シリンダと前記シリンダ内に往復動可能に設けられたディスプレーサとを有し、冷媒ガスを膨張させて冷熱を発生する冷凍機に備えられ、回転駆動されるクランク部材と、前記クランク部材の回転運動を往復動に変換して前記ディスプレーサを往復駆動するスコッチヨークとの間に設けられる、軸受装置において、回転軸の周りに回転可能な第１の回転部材と、前記第１の回転部材の前記スコッチヨーク側に設けられ、前記回転軸の周りに回転可能な第２の回転部材と、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とが、前記回転軸方向に相対変位して接触することを防止する接触防止部材とを有する、軸受装置である。
【００１７】
また、本発明は、上述の軸受装置において、前記第１の回転部材は、側板部であり、前記第２の回転部材は、外輪である。
【００１８】
また、本発明は、上述の軸受装置において、前記接触防止部材は、前記回転軸と同心に設けられたスラストワッシャである。
【００１９】
また、本発明は、上述の軸受装置において、前記接触防止部材は、耐磨耗性を有する樹脂により構成されたものである。
【００２０】
また、本発明は、シリンダと、前記シリンダ内に往復動可能に設けられ、前記シリンダとの間に膨張空間を形成するとともに、内部に、前記膨張空間に冷媒ガスを供給及び排出するための冷媒ガス流路が形成されているディスプレーサと、クランク部材と、前記クランク部材を回転駆動する回転駆動部と、前記回転駆動部により回転駆動される前記クランク部材の回転運動を往復動に変換して前記ディスプレーサを往復駆動するスコッチヨークとを含む駆動装置と、前記冷媒ガス流路内に収容されており、前記駆動装置により前記ディスプレーサを前記シリンダに沿って往復動させる際に、前記膨張空間に供給した冷媒ガスを膨張させることによって発生した冷熱を蓄冷する蓄冷材とを有し、前記駆動装置は、上述の軸受装置を備えている、蓄冷器式冷凍機である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、冷凍機に備えられる軸受装置において、回転軸の方向に荷重が作用したときに、中心側の回転部材と外周側の回転部材とが接触して磨耗することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態に係る軸受装置を備えたＧＭ冷凍機の構成を示す断面図である。
【図２】スコッチヨーク機構の分解斜視図である。
【図３】実施の形態に係る軸受装置を備えたＧＭ冷凍機のロータリー弁装置の分解斜視図である。
【図４】実施の形態に係る軸受装置の構成を示す断面図である。
【図５】比較例に係る軸受装置の構成を示す断面図である。
【図６】比較例に係る軸受装置において、第１の回転部材と第２の回転部材とが回転軸方向に相対変位して接触している様子を示す断面図である。
【図７】軸受装置の別の例の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明を実施するための形態について図面と共に説明する。
（実施の形態）
図１を参照し、実施の形態に係る冷凍機に備えられた軸受装置について説明する。また、軸受装置が備えられる冷凍機として、ＧＭ冷凍機を例示して説明する。ＧＭ冷凍機は、数Ｋ〜２０Ｋ程度の極低温を得るのに適した２段構成を有する。
【００２４】
図１は、本実施の形態に係る軸受装置を備えたＧＭ冷凍機の構成を示す断面図である。図２は、スコッチヨーク機構３２の分解斜視図である。図３は、本実施の形態に係る軸受装置を備えたＧＭ冷凍機のロータリー弁装置４０の分解斜視図である。
【００２５】
ＧＭ冷凍機は、圧縮機１、シリンダ部２及びハウジング部３を有する。
【００２６】
圧縮機１は、冷媒ガス（ヘリウムガス）を低圧側１ａから吸込む。そして、吸い込んだ冷媒ガスを例えば２０数ｋｇ／ｃｍ２程度に圧力を高めると共に冷却し、高圧側１ｂへ排出する。
【００２７】
シリンダ部２は、第１段目シリンダ１１、第２段目シリンダ１２、第１段目ディスプレーサ１３、第２段目ディスプレーサ１４、内部空間１５、１６、蓄冷材１７、１８を有する。
【００２８】
第１段目シリンダ１１、第２段目シリンダ１２は、上下２段に配置されている。第１段目シリンダ１１、第２段目シリンダ１２には、それぞれ第１段目ディスプレーサ１３、第２段目ディスプレーサ１４が摺動自在に設けられている。
【００２９】
第１段目ディスプレーサ１３、第２段目ディスプレーサ１４と、第１段目シリンダ１１、第２段目シリンダ１２との間には、膨張空間２１、２２、２３が形成されている。第１段目ディスプレーサ１３の内部には、内部空間１５が形成されている。第２段目ディスプレーサ１４の内部には、内部空間１６が形成されている。内部空間１５、１６には、それぞれ蓄冷材１７、１８が収容されている。
【００３０】
膨張空間２１、２２、２３相互の間は、内部空間１５、内部空間１６、並びに第１段目ディスプレーサ１３内及び第２段目ディスプレーサ１４内に設けられた冷媒ガス流路Ｌ１〜Ｌ４により接続されている。従って、内部空間１５、１６は、膨張空間２１、２２、２３に冷媒ガスを供給及び排出するための冷媒ガス流路でもある。
【００３１】
また、第１段目シリンダ１１、第２段目シリンダ１２の下部外周には、それぞれフランジ１９、２０が熱的に結合するように設けられている。
【００３２】
図１に示すように、ハウジング部３は、駆動装置３０及びロータリー弁装置４０を有する。
【００３３】
駆動装置３０は、モータ３１及びスコッチヨーク機構３２を有する。モータ３１は回転駆動力を発生する。なお、モータ３１は、本発明における回転駆動部に相当する。
【００３４】
図２に示すように、スコッチヨーク機構３２は、クランク部材３３及びスコッチヨーク３４を有し、モータ３１で発生した回転駆動力を往復駆動力に変換し、第１段目ディスプレーサ１３及び第２段目ディスプレーサ１４を往復駆動するためのものである。
【００３５】
クランク部材３３は、モータ３１の回転軸３１ａに固定されており、モータ３１に回転駆動される。クランク部材３３は、モータ３１の回転軸３１ａに取り付けられる位置から偏心した位置にクランクピン３３ｂを設けた構成とされている。従って、クランク部材３３をモータ３１の回転軸３１ａに取り付けると、回転軸３１ａとクランクピン３３ｂは、偏心した状態となる。
【００３６】
スコッチヨーク３４は、ヨーク板３５、上下軸３６、及び軸受装置６０を有する。スコッチヨーク３４は、ハウジング部３内で図２（図１）におけるＺ１、Ｚ２方向に往復移動可能に設けられている。ヨーク板３５の中央上下位置には、上下軸３６が上下方向（Ｚ１、Ｚ２方向）に延出するように設けられている。なお、上下軸３６は、摺動軸受３８ａ、３８ｂにより上下方向（Ｚ１、Ｚ２方向）に摺動可能に支持されている。
【００３７】
ヨーク板３５には、図２における矢印Ｘ１、Ｘ２方向に延在する横長窓３５ａが形成されており、横長窓３５ａ内には、軸受装置６０が設けられている。軸受装置６０は、横長窓３５ａ内で矢印Ｘ１、Ｘ２方向に転動可能に設けられている。
【００３８】
軸受装置６０は、後述するように、互いに相対回転可能に設けられた内輪６１と外輪６２とを有し、内輪６１がクランクピン３３ｂに固定されている。軸受装置６０として、例えばローラフォロワ又はカムフォロワを用いることができる。本実施の形態では、以下、軸受装置６０として、ローラフォロワを用いた例について説明する。
【００３９】
クランクピン３３ｂがローラフォロワ６０に係合した状態で回転軸３１ａを回転すると、クランクピン３３ｂは、円弧を描くように回転（偏心回転）し、スコッチヨーク３４は、図２における矢印Ｚ１、Ｚ２方向に往復動する。この際、ローラフォロワ６０は、横長窓３５ａ内を図２中矢印Ｘ１、Ｘ２方向に往復移動する。
【００４０】
スコッチヨーク３４の下部に設けられた上下軸３６は、第１段目ディスプレーサ１３に連結されている。よって、スコッチヨーク３４は、第１段目ディスプレーサ１３を、図１における矢印Ｚ１、Ｚ２方向に往復駆動する。
【００４１】
このような構造を有することにより、クランク部材３３はクランクピン３３ｂの軸方向（Ｙ１、Ｙ２方向）への移動が拘束されており、スコッチヨーク３４もクランクピン３３ｂの軸方向（Ｙ１、Ｙ２方向）への移動が拘束されている。
【００４２】
図１に示すように、ロータリー弁装置４０は、圧縮機１と第１段目シリンダ１１及び第２段目シリンダ１２との間に設けられている。ロータリー弁装置４０は、冷媒ガスの流れを制御するためのものである。具体的には、ロータリー弁装置４０は、圧縮機１の高圧側１ｂから送り出された冷媒ガスを第１段目シリンダ１１、第２段目シリンダ１２内に導き、また、第１段目シリンダ１１、第２段目シリンダ１２内から送り出された冷媒ガスを圧縮機１の低圧側１ａに導くように構成されている。
【００４３】
図１及び図３に示すように、ロータリー弁装置４０は、バルブ本体４１とバルブプレート４２とを有する。バルブ本体４１及びバルブプレート４２は、平坦な面を有し、この平坦な面同士が面接触している。
【００４４】
バルブ本体４１は、ハウジング部３内に、固定ピン４３で固定される。バルブプレート４２は、クランクピン３３ｂがクランク軸３３ａ（モータ３１の回転軸３１ａ）を中心として回転（偏心回転）することによって、バルブプレート４２が回転するように、クランクピン３３ｂの先端に係合されている。
【００４５】
バルブ本体４１の中心には、圧縮機１の高圧側１ｂに接続される冷媒ガス吸気孔４４が貫通されている。図３に示すように、バルブプレート側端面４５には、冷媒ガス吸気孔４４を中心とする同心円上に円弧状溝４６が設けられている。バルブ本体４１には、一端を円弧状溝４６に開口し、バルブ本体４１内を通って他端をバルブ本体４１の側面に吐出孔４７として開口した通孔４８が穿設されている。また、吐出孔４７は、通路４９を介して膨張空間２３に連通している。
【００４６】
バルブプレート４２のバルブ本体側端面５０には、その中心から半径方向に延びる溝５１が設けられている。また、バルブプレート４２のバルブ本体側端面５０から反対側端面５２まで貫通するように、バルブ本体４１の円弧状溝４６と同一円周上の位置に、円弧状孔５３が穿設されている。
【００４７】
冷媒ガス吸気孔４４、溝５１、円弧状溝４６、及び通孔４８により吸気弁が構成される。また、通孔４８、円弧状溝４６、及び円弧状孔５３により排気弁が構成される。
【００４８】
スコッチヨーク３４がＺ１、Ｚ２方向に往復移動すると、第１段目ディスプレーサ１３、第２段目ディスプレーサ１４は、Ｚ１、Ｚ２方向に往復駆動され、それぞれ第１段目シリンダ１１内、第２段目シリンダ１２内を、下死点ＬＰと上死点ＵＰとの間で往復動する。
【００４９】
第１段目ディスプレーサ１３、第２段目ディスプレーサ１４が下死点ＬＰに達する際に、排気弁が閉じるとともに、通孔４８、円弧状溝４６、溝５１との間に冷媒ガス流路が形成される。高圧の冷媒ガスは、ハウジング部３内の通路４９を経て膨張空間２３に充填され始める。その後、第１段目ディスプレーサ１３、第２段目ディスプレーサ１４は下死点ＬＰを過ぎて上昇を始め、冷媒ガスは蓄冷材１７、１８を上から下に通過し、膨張空間２１、２２に充填されてゆく。
【００５０】
そして、第１段目ディスプレーサ１３、第２段目ディスプレーサ１４が上死点ＵＰに達する際に、吸気弁は閉じるとともに、通孔４８と円弧状溝４６、円弧状孔５３との間に冷媒ガス流路が形成される。高圧の冷媒ガスは、断熱膨脹することによって冷熱を発生させ、発生した冷熱によりフランジ１９、２０を冷却するとともに、蓄冷材１７、１８を冷却しながら下から上に通過し、圧縮機１の低圧側１ａに還流し始める。このとき、発生した冷熱は、蓄冷材１７、１８を蓄冷器として蓄冷される。
【００５１】
その後、第１段目ディスプレーサ１３、第２段目ディスプレーサ１４が下死点ＬＰに達する際に、排気弁は閉じ、吸気弁が開いて１サイクルを終了する。このようにして、冷媒ガスの圧縮、膨張のサイクルを繰り返すことによって、冷凍機は冷熱を発生し、発生した冷熱を蓄冷することができる。
【００５２】
なお、ロータリー弁装置４０に代え、ハウジング部３の外部であって圧縮機１側に吸気弁及び排気弁により構成されている切替え装置を設け、切替え装置により、圧縮機１と膨張空間２１〜２３とを、ディスプレーサの往復動と同期して吸気弁及び排気弁が切り替え可能に介されるように接続してもよい。そして、第１段目ディスプレーサ１３、第２段目ディスプレーサ１４を往復動する際に、切替え装置により、膨張空間２１〜２３と圧縮機１の低圧側１ａ、高圧側１ｂとの接続を切り替えることにより、冷媒ガスの圧縮、膨張のサイクルを繰り返すことができる。
【００５３】
次に、ローラフォロア（軸受装置）６０の構成について説明する。図４は、本実施の形態に係る軸受装置（ローラフォロア６０）の構成を示す断面図である。なお、図４では、クランク部材３３のクランクピン３３ｂも合わせて図示している。
【００５４】
図４に示すように、ローラフォロア６０は、内輪６１、外輪６２、転動体６３、保持器６４、大径段部６５、側板部（鍔）６６、シール６７及び接触防止部材６８を有する。
【００５５】
本実施の形態では、前述したように、内輪６１がクランクピン３３ｂに係合されているため、外輪６２は内輪６１のスコッチヨーク３４側に設けられている。従って、側板部（鍔）６６は、本発明における第１の回転部材に相当し、外輪６２は、本発明における第２の回転部材に相当する。
【００５６】
外輪６２の内部には、内輪６１が組み込まれている。外輪６２の内周面と内輪６１の外周面との間には、内輪６１に対して外輪６２を相対回転自在にするための、コロよりなる転動体６３が設けられている。転動体６３として、例えば円筒形状（ニードルベアリング）、球形状（ボールベアリング）等を用いることができる。また、外輪６２の内周面と内輪６１の外周面との間には、隣接する転動体６３同士の間隔を保持するための保持器６４が設けられている。
【００５７】
外輪６２の内周面であって回転軸に沿った両端の部分には、外輪６２の内周面が切り欠かれるようにして、大径段部６５が形成されている。そして、内輪６１の外周面であって大径段部６５に対向する部分には、一対の側板部（鍔）６６が、内輪６１の端部に嵌合され、固定されている。
【００５８】
内輪６１、外輪６２、転動体６３、保持器６４及び側板部（鍔）６６の材質として、例えば、ＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテンサイト系ステンレス鋼又はフェライト系ステンレス鋼に適当な熱硬化処理を施したもの、ＳＵＳ６３０等の析出硬化系ステンレス鋼、あるいは、ＳＵＳ３１６等のオーステナイト系ステンレス鋼に表面硬化処理を施したもの、等を用いることができる。
【００５９】
内輪６１と外輪６２との間に形成された環状空間Ｓ内には、例えばグリースよりなる潤滑剤が注入されている。そして、外輪６２の軸方向両側に設けた大径段部６５の内周面に、側板部（鍔）６６の外周面に摺接して潤滑剤を封止するためのシール６７が設けられている。シール６７として、ＮＢＲやＡＣＮ（アクリルゴム）等の合成ゴムを用いることができる。
【００６０】
接触防止部材６８は、クランク部材３３側に設けられた第１の回転部材と、第１の回転部材のスコッチヨーク機構３２側に設けられている第２の回転部材との間に設けられている。接触防止部材６８は、第１の回転部材と第２の回転部材とがローラフォロア６０の回転軸方向に相対変位して接触することを防止するためのものである。
【００６１】
第１の回転部材、第２の回転部材は、ローラフォロア６０において、それぞれクランク部材３３側、スコッチヨーク３４側に、回転軸の周りに回転可能に設けられており、回転軸方向に荷重が作用して相対変位したときに接触するおそれがある部材であればよい。従って、本実施の形態では、第１の回転部材として、例えば内輪６１に嵌合し固定されている側板部（鍔）６６とすることができ、第２の回転部材として、例えば外輪６２とすることができる。すなわち、側板部（鍔）６６と外輪６２とが接触するおそれがあるため、接触防止部材６８は、側板部（鍔）６６と外輪６２の間に設けられていることが好ましい。これにより、側板部（鍔）６６と外輪６２との接触を防止することができ、回転軸方向に荷重が作用して相対変位した場合でも、側板部（鍔）６６と外輪６２との間の摺動及び摺動による磨耗を防止することができる。
【００６２】
また、接触防止部材６８として、例えばスラストワッシャを用いることが好ましい。これにより、簡便な部材を用いて、側板部（鍔）６６と外輪６２との接触を防止することができ、回転軸方向に荷重が作用して相対変位した場合でも、側板部（鍔）６６と外輪６２との間の摺動及び摺動による磨耗を防止することができる。
【００６３】
また、接触防止部材６８は、耐磨耗性を有する樹脂により構成されたものであることが好ましい。これにより、接触防止部材６８自身が側板部（鍔）６６又は外輪６２と接触した場合でも、接触防止部材６８自身の磨耗によって磨耗粉が発生することを防止できる。耐摩耗性を有する樹脂として、例えばフッ素樹脂、ＰＥＥＫ樹脂等を用いることができる。
【００６４】
なお、図４では、側板部（鍔）６６とスラストワッシャ６８との間、及びスラストワッシャ６８と外輪６２との間は、接触しているように図示されている。しかし、実際には、側板部（鍔）６６とスラストワッシャ６８との間、及びスラストワッシャ６８と外輪６２との間には、微小な隙間が設けられており、かつ、その隙間には周囲の環状空間Ｓ内と同様に、前述した例えばグリースよりなる潤滑剤が注入されている。従って、側板部（鍔）６６とスラストワッシャ６８の間、及びスラストワッシャ６８と外輪６２との間では、潤滑剤を介し、摺動することなく自由に相対回転可能に構成されている。
【００６５】
次に、比較例を参照し、本実施の形態に係る軸受装置において、ローラフォロアの回転軸方向に荷重が作用した場合に、第１の回転部材と第２の回転部材とが接触して磨耗することを防止できる作用効果について説明する。図５は、比較例に係る軸受装置（ローラフォロア１６０）の構成を示す断面図である。図６は、比較例に係る軸受装置（ローラフォロア１６０）において、第１の回転部材と第２の回転部材とが回転軸方向に相対変位して接触している様子を示す断面図である。
【００６６】
図５に示すように、比較例に係る軸受装置（ローラフォロア１６０）は、内輪６１、外輪６２、転動体６３、保持器６４、大径段部６５、及び側板部（鍔）６６を有する点は、実施の形態に係る軸受装置（ローラフォロア６０）と同様である。しかし、比較例に係る軸受装置（ローラフォロア１６０）は、接触防止部材を有していない。
【００６７】
クランク部材３３のクランク軸３３ａ及びクランクピン３３ｂが設けられており、スコッチヨーク３４の上下軸３６が垂直方向に延在するように設けられている場合には、ローラフォロア１６０の回転軸もクランク軸３３ａの回転軸と同じ方向に延在する。また、前述したように、クランク部材３３はクランクピン３３ｂの軸方向（Ｙ１、Ｙ２方向）への移動が拘束されており、スコッチヨーク３４もクランクピン３３ｂの軸方向（Ｙ１、Ｙ２方向）への移動が拘束されている。従って、本来、ローラフォロア１６０には、回転軸方向には荷重は作用しないはずである。
【００６８】
しかし、発明者らは、実際に、上記したように配置されたローラフォロア１６０を軸受装置として備えたＧＭ冷凍機において、ローラフォロア１６０に、回転軸方向に荷重が作用することを発見した。
【００６９】
このように、ローラフォロア１６０に、本来荷重が作用しないはずの回転軸方向に荷重が作用する原因としては、例えば、各部材の寸法公差等が考えられる。
【００７０】
例えば、クランク部材３３等の寸法公差等により、クランク部材３３の回転運動に伴って、クランク部材３３がローラフォロア１６０の軸方向（Ｙ１、Ｙ２方向）に微小に往復動する場合が考えられる。また、スコッチヨーク３４、ヨーク板３５、横長窓３５ａ、上下軸３６、摺動軸受３８ａ、３８ｂ等の寸法公差等により、スコッチヨーク３４の上下動に伴って、スコッチヨーク３４がローラフォロア１６０の軸方向（Ｙ１、Ｙ２方向）に微小に往復動する場合が考えられる。更に、ローラフォロア１６０の内輪６１、外輪６２、保持器６４、側板部（鍔）６６等の寸法公差等により、クランク部材３３の回転運動及びスコッチヨーク３４の上下動に伴って、内輪６１、外輪６２、保持器６４、側板部（鍔）６６などがローラフォロア１６０の軸方向（Ｙ１、Ｙ２方向）に微小に往復動する場合が考えられる。
【００７１】
すると、クランク部材３３側に設けられた第１の回転部材である側板部（鍔）６６及び第１の回転部材のスコッチヨーク３４側に設けられている第２の回転部材である外輪６２が、回転軸方向に相対変位して接触することがある。この接触は、側板部（鍔）６６及び外輪６２のいずれも金属よりなる場合には、いわゆるメタルタッチと呼ばれるものである。側板部（鍔）６６と外輪６２とがローラフォロア１６０の回転軸方向（Ｙ１、Ｙ２方向）に相対変位して接触している様子を、図６に示す。
【００７２】
図６の点線で囲まれた領域Ｉに示すように、側板部（鍔）６６と外輪６２とが接触している状態で、長時間ＧＭ冷凍機を運転すると、側板部（鍔）６６及び外輪６２の両方又はいずれかが磨耗し、更に、ローラフォロア１６０が破損するおそれがある。
【００７３】
一方、本実施の形態に係る軸受装置（ローラフォロア６０）は、第１の回転部材である側板部（鍔）６６と、第２の回転部材である外輪６２との間に、第１の回転部材と第２の回転部材との接触を防止する接触防止部材６８を有する。従って、各部材の寸法公差等により、クランク部材３３の回転運動及びスコッチヨーク３４の上下動に伴って、側板部（鍔）６６と外輪６２とがローラフォロア６０の回転軸方向に相対変位する場合でも、側板部（鍔）６６と外輪６２との接触を防止できる。そして、長時間ＧＭ冷凍機を運転しても、側板部（鍔）６６及び外輪６２のいずれも磨耗することがなく、更に、側板部（鍔）６６又は外輪６２の磨耗によってローラフォロア６０が破損するおそれがない。
【００７４】
また、本実施の形態によれば、ローラフォロアのサイズや外観を変更せずに、径方向の荷重と回転軸方向の荷重のいずれにも耐荷重性をもたせることができる。そのため、現状のＧＭ冷凍機の設計変更を実施せずに、応力等の外乱の影響による変化を阻止できる、すなわち、ロバスト性を向上させることができる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、第１の回転部材として、例えば内輪６１に嵌合し固定されている側板部（鍔）６６とし、第２の回転部材として、例えば外輪６２とする例について説明した。ここで、図４に示す例では、スラストワッシャ６８は、側板部（鍔）６６と保持器６４との間にも設けられている。このため、側板部（鍔）６６と保持器６４との接触を防止することができ、側板部（鍔）６６と保持器６４との間の磨耗も防止することができる。
【００７６】
また、図４では、スラストワッシャ６８と大径段部６５との間は、接触しているように図示されている。しかし、実際には、スラストワッシャ６８と大径段部６５との間にも、微小な隙間が設けられており、かつ、その隙間には周囲の環状空間Ｓ内と同様に、前述した例えばグリースよりなる潤滑剤が注入されている。従って、スラストワッシャ６８と大径段部６５との間でも、潤滑剤を介し、摺動することなく自由に相対回転可能に構成されている。
【００７７】
また、本実施の形態では、軸受装置として、内輪と外輪とを有するローラフォロアを用いた例について説明した。しかし、本発明は、軸受装置として、内輪に代えスタッド軸を有するカムフォロアを用いた例にも適用可能である。
【００７８】
また、本実施の形態では、図４に示すように、スラストワッシャ６８は、側板部（鍔）６６と保持器６４との間にも設けられている例について説明した。しかし、本発明では、図７に示すように、外輪６２と側板部（鍔）６６との間にのみスラストワッシャ６８ａが設けられていてもよい。
【００７９】
以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１  圧縮機
２  シリンダ部
３  ハウジング部
１１  第１段目シリンダ
１２  第２段目シリンダ
１３  第１段目ディスプレーサ
１４  第２段目ディスプレーサ
１５、１６  内部空間
１７、１８  蓄冷材
２１、２２、２３  膨張空間
３０  駆動装置
３１  モータ
３１ａ  回転軸
３２  スコッチヨーク機構
３３  クランク部材
３３ａ  クランク軸
３３ｂ  クランクピン
３４  スコッチヨーク
４０  ロータリー弁装置
４１  バルブ本体
４２  バルブプレート
６０  ローラフォロア（軸受装置）
６１  内輪
６２  外輪
６３  転動体
６４  保持器
６５  大径段部
６６  側板部（鍔）
６７  シール
６８  接触防止部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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