(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固着される斜板の回転動作によってピストンをシリンダ内で軸方向に往復動作させる斜板式圧縮機の前記斜板と非回転のシリンダとの間に設けられるスラストころ軸受であって、
前記斜板の受け座に対して、外面の内径側または外径側のいずれか一方が部分的に当接される第１レースと、
非回転のシリンダの受け座に対して、外面の外径側または内径側のいずれか一方が部分的に当接される第２レースと、
両レースに挟まれる複数のころとを備え、
かつ、ころの長手方向中間部分には、レースのたわみが小さいときに接触面圧を小さくする曲率の小さな第１のクラウニングが形成されていて、ころの長手方向両端部分には、斜板回転に伴うレースのたわみ時の湾曲形状に近似する放物線に沿う第２のクラウニングが形成されている、ことを特徴とする斜板式圧縮機用のスラストころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸に固着される斜板の回転動作によってピストンをシリンダ内で軸方向に往復動作させる斜板式圧縮機の前記斜板と非回転のシリンダとの間に設けられるスラストころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の斜板式圧縮機として、例えば実願昭６１−１７１４０６号（実開昭６３−７８１７７号公報）のマイクロフィルムや実願平２−１２７３６号（実開平３−１０４５２５号公報）のマイクロフィルムなどに示すようなものがある。
【０００３】
一般的に、斜板式圧縮機の斜板を支持するスラストころ軸受の支持形態としては、斜板の受け座に対して一方レースの外面の外径側を、また、シリンダの受け座に対して他方レースの外面の内径側を、それぞれ部分的に当接させる片当たり支持形態が採用されている。
【０００４】
そして、スラストころ軸受に取付誤差やピストンの荷重変動に伴う振動発生を抑制する目的から、一方レースの外径側を他方レース側へ、また、他方レースの内径側を一方レース側へそれぞれ所要量押圧する状態に設定することにより、スラストころ軸受に対して所要のアキシャル荷重からなる予圧を与えている。このような組み付け状態では、スラストころ軸受の内径が軸方向一方側に、外径側が軸方向他方側にと、若干ではあるが偏り、円錐形にたわんでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例のスラストころ軸受では、次のような問題がある。
【０００６】
つまり、斜板式圧縮機では、そのピストンの動きに伴いスラストころ軸受に対して作用するアキシャル方向の負荷が増減変動するために、スラストころ軸受の両レースのたわみ量が時事刻々と変動することになる。しかも、このたわみ量は、一方レースの外径側と他方レースの内径側とで若干の差を生じることが分かっている。このために、ころとレースとの局部に対する過大負荷によるエッジロードが発生しやすくなるなど、軸受機能や寿命の低下につながる。
【０００７】
これに対して、ころにクラウニングを施すことが考えられている。このクラウニングにも、従来から、ころの全長にわたって連続的に形成するフルクラウニングと、ころの両端にのみ部分的に形成する部分クラウニングとがある。
【０００８】
しかしながら、前者は、最大たわみ時の局部負荷を無くす場合に有効であるものの、たわみ量が減少すると接触面圧が高くなるために短寿命となりやすくなる。一方の後者は、常用のたわみ時に長寿命とする場合に有効であるものの、最大たわみ時にころ端部への負荷が過大になるために短寿命となりやすくなる。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、斜板式圧縮機用のスラストころ軸受において、レースのたわみの変動にかかわらず、軸受機能の安定化と寿命の向上を図ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転軸に固着される斜板の回転動作によってピストンをシリンダ内で軸方向に往復動作させる斜板式圧縮機の前記斜板と非回転のシリンダとの間に設けられるスラストころ軸受において、次のように構成した。
【００１１】
本発明では、前記斜板の受け座に対して、外面の内径側または外径側のいずれか一方が部分的に当接される第１レースと、非回転のシリンダの受け座に対して、外面の外径側または内径側のいずれか一方が部分的に当接される第２レースと、両レースに挟まれる複数のころとを備え、かつ、ころの長手方向中間部分には、レースのたわみが小さいときに接触面圧を小さくする曲率の小さな第１のクラウニングが形成されていて、ころの長手方向両端部分には、斜板回転に伴うレースのたわみ時の湾曲形状に近似する放物線に沿う第２のクラウニングが形成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図１ないし図５に示す実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１ないし図５は本発明の一実施例にかかり、図１は、斜板式圧縮機の縦断面図、図２は、斜板式圧縮機の斜板の支持部の縦断面図、図３は、斜板支持用のスラストころ軸受に備えるころのクラウニングの説明図、図４は、スラストころ軸受の組み付け状態を示す上半分の縦断面図、図５は、スラストころ軸受のアキシャル荷重とレースたわみ量との関係を示すグラフである。
【００１４】
図例の斜板式圧縮機１において、２，３は二つのシリンダ、４，５はシリンダヘッド、６は二つのシリンダ２，３の間に跨がって配されるピストン、７は駆動用の回転軸、８は回転軸７に外嵌固定されかつ外周がボール９およびシュー１０を介してピストン６に係合される斜板、１１は回転軸支持用のラジアルころ軸受、１２は斜板支持用のスラストころ軸受、１３はサイドカバーである。
【００１５】
前述の二つのシリンダ２，３の内径側の円筒部のそれぞれ斜板８寄りの端面において内周側には、スラストころ軸受１２の受け座としての環状凸部１４，１５が形成されている。
【００１６】
また、斜板８のボス部１６の両端面において外周側には、スラストころ軸受１２の受け座としての環状凸部１７，１８が形成されている。
【００１７】
スラストころ軸受１２は、軸方向に対向配置される第１、第２のレース１９，２０と、両レース１９，２０の間に保持器２１で保持される複数のころ２２とを備えている。これら両レース１９，２０およびころ２２は、軸受鋼などの高炭素鋼系材料に浸炭窒化または窒化などの処理を施して、表面部の基質を内部より高炭素・高窒素とするとともに、表面部に炭・窒化物を形成させ、焼入れを行うことにより、耐摩耗性を向上して長寿命化を図っている。
【００１８】
さらに、ころ２２の外周面には、それぞれ、クラウニングが施されている。具体的に、図３に示すように、ころ２２の長手方向中間部分Ｅ１には、両レース１９，２０のたわみが小さいときに接触面圧を小さくする曲率の小さな第１のクラウニング２３が形成されていて、ころ２２の長手方向両端部分Ｅ２，Ｅ２には、斜板８の回転に伴う両レース１９，２０のたわみ時の湾曲形状に近似する放物線（Ｙ＝ａＸ２、ａは定数）に沿う第２のクラウニング２４が形成されている。なお、第１のクラウニング２３の最小径部位から最大径部位までの膨出寸法ｄは、１μｍ以下に設定するのが好ましい。そして、第１のクラウニング２３と第２のクラウニング２４との継ぎ目についても、滑らかな曲線となっている。
【００１９】
このスラストころ軸受１２の第１レース１９の外面（斜板８のボス部１６の端面に対向する面）において外径側は、ボス部１６の環状凸部１７，１８に対して部分的に当接させられており、一方、第２レース２０の外面（シリンダ２，３の端面に対向する面）において内径側は、シリンダ２，３の環状凸部１４，１５に対して部分的に当接させられている。そして、第１レース１９の外径側を第２レース２０側（矢印Ａ側）へ、また、第２レース２０の内径側を第１レース１９側（矢印Ｂ側）へ、それぞれ所要量押圧する状態に組み付けることにより、所要のアキシャル荷重からなる予圧を与えている。この組み付け状態では、図４に示すように、スラストころ軸受１２がほぼ円錐形に弾性的にたわんでいる。図では、たわみを誇張して表している。
【００２０】
ところで、前述のたわみは、図５のグラフに示すように、第１レース１９の外径側と第２レース２０の内径側とで若干の差を生じる。また、ピストン６によるアキシャル方向の負荷の変動でもって両レース１９，２０のたわみ量が増減変動することになる。これらの現象は、避けられない。しかしながら、本実施例の場合では、ころ２２に両レース１９，２０のたわみを考慮した特殊なクラウニング２３，２４を施しているので、たわみ量が比較的小さいときには、ころ２２の長手方向中間部分Ｅ１と両レース１９，２０との接触面圧を低く保つことができ、軸受性能の安定化を達成できるようになる。一方、たわみ量が最大のときには、ころ２２の端部にかかる負荷を軽減してエッジロードの発生を阻止することができ、寿命向上を達成できるようになる。
【００２１】
このように、両レース１９，２０のたわみ量が変動しても、その変動に応じて、ころ２２と両レース１９，２０との局部に対する過大負荷の発生を抑制できるようになる。そして、ころ２２および両レース１９，２０を前述したように耐摩耗性を向上させているから、前述したクラウニング２３，２４の作用、効果とあいまって、軸受機能の安定化と長寿命化を達成できるようになる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明では、要するに、ころの全長にクラウニングを形成するのであるが、このクラウニングとして、ころの長手方向中間部分と両端部分とで異なる曲率の曲線からなる二種の特殊なものを組み合わせた構成としている。
【００２３】
したがって、本発明のスラストころ軸受では、斜板式圧縮機からの影響によってレースのたわみ量が変動しても、その変動に応じて、ころとレースとの局部に対する過大負荷の発生を抑制できるようになり、軸受機能の安定化と寿命の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のスラストころ軸受を備える斜板式圧縮機の縦断面図
【図２】図１の斜板式圧縮機の斜板の支持部の縦断面図
【図３】斜板支持用のスラストころ軸受に備えるころのクラウニングの説明図
【図４】スラストころ軸受の取付形態を示す上半分の縦断面図
【図５】スラストころ軸受のアキシャル荷重とレースたわみ量との関係を示すグラフ
【符号の説明】
１    斜板式圧縮機
２，３    シリンダ
７    回転軸
８    斜板
１２    スラストころ軸受
１４，１５    シリンダの環状凸部
１７，１８    斜板の環状凸部
１９    第１レース
２０    第２レース
２２    ころ
２３    第１のクラウニング
２４    第２のクラウニング
【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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