(57)【要約】  【課題】  低コストでありながら、効果的に摩耗を抑制できるスラストニードル軸受を提供する。  【解決手段】  １つのポケット孔１０ｅ、１０ｆに複数のころ１０ｄを収容することによって、面圧を低下させて摩耗を低減し、且つ中央のころ１０ｄを２本直列に、両脇のころ１０ｄを一本配置することによって、その全長の差を利用して保持器１０ｃが個々のころ１０ｄを保持することができるため、ころ１０ｄの脱落を抑制することができ、低コスト且つコンパクトなスラストニードル軸受１０を提供できる。【選択図】  図３
2006153081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、前記固定部材に対して移動する移動部材との間に配置されるスラストニードル軸受において、
前記固定部材と前記移動部材との間に配置された複数のころと、
前記ころをそれぞれ保持する複数のポケットを備えた保持器と、を有し、
同一のポケット内で周方向に隣接する前記ころの長さが異なっていることを特徴とするスラストニードル軸受。
【請求項２】
固定部材と、前記固定部材に対して移動する移動部材との間に配置されるスラストニードル軸受において、
前記固定部材と前記移動部材との間に配置された複数のころと、
前記ころをそれぞれ保持する複数のポケットを備えた保持器と、を有し、
同一のポケット内で周方向に隣接する前記ころは同一長さであって、異なる本数で直列に配置されていることを特徴とするスラストニードル軸受。
【請求項３】
前記ポケットは、前記固定部材と前記移動部材が重合する方向に見たときに、各ころの幅に対し、そのころを保持する孔の幅が少なくとも部分的に狭くなっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスラストニードル軸受。
【請求項４】
前記移動部材は、前記固定部材に対して旋回する旋回部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスラストニードル軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばスクロール圧縮機等に使用されて、スラスト力を受けるスクロール部材等の旋回部材を支持すると好適なスラストニードル軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機は、旋回部材及び固定部材に渦巻き状隔壁を各々設け、両隔壁間に形成される圧縮室を、旋回部材の旋回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。かかるスクロール圧縮機は回転式圧縮機の一種で、小型であることに加え、流体の圧縮が連続的であり、従来の往復式等の圧縮機に比較して、トルク変動や振動、騒音が少なく、高速運転が可能であるという特徴を有している。
【０００３】
ところで、スクロール圧縮機における旋回部材は、自転を伴うことなく旋回半径Ｅで旋回するものである。従って、旋回部材の特有の動きを支持できる軸受が必要となる。このような軸受を含む技術が、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３３６６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術によれば、２つのスラストニードル軸受をずらせて配置することで、固定部材に対して旋回部材を旋回可能に支持している。しかるに、特許文献１の構成では、最大許容スラスト荷重がころ数即ちポケット数で決まるという問題がある。これに対し、１つのポケット内に収容するころの数を増やすことで、最大許容スラスト荷重を増大させることができる。ところが、３列以上にころを配置すると、両端以外の中央のころを保持器が保持できないことから、その脱落の恐れがあり、理論上はともかくとしても実際の使用にあたっては何らかの工夫が必要と考えられる。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、低コストでありながら、効果的に摩耗を抑制できるスラストニードル軸受を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の本発明のスラストニードル軸受は、固定部材と、前記固定部材に対して移動する移動部材との間に配置されるスラストニードル軸受において、
前記固定部材と前記移動部材との間に配置された複数のころと、
前記ころをそれぞれ保持する複数のポケットを備えた保持器と、を有し、
同一のポケット内で周方向に隣接する前記ころの長さが異なっていることを特徴とする。
【０００７】
第２の本発明のスラストニードル軸受は、固定部材と、前記固定部材に対して移動する移動部材との間に配置されるスラストニードル軸受において、
前記固定部材と前記移動部材との間に配置された複数のころと、
前記ころをそれぞれ保持する複数のポケットを備えた保持器と、を有し、
同一のポケット内で周方向に隣接する前記ころは同一長さであって、異なる本数で直列に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１の本発明によれば、１つのポケットに複数のころを収容することによって、面圧を低下させて摩耗を低減し、且つ隣接するころの長さを変えることによって、長さの差を利用して前記保持器が個々のころを保持することができるため、１つのポケットに３列以上のころを保持していても両脇以外のころの脱落を抑制することができ、低コスト且つコンパクトなスラストニードル軸受を提供できる。
【０００９】
第２の本発明によれば、１つのポケットに複数のころを収容することによって、面圧を低下させて摩耗を低減し、且つ隣接するころを異なる本数（１本の場合を含む）で直列に配置することによって、その全長の差を利用して前記保持器が個々のころを保持することができるため、１つのポケットに３列以上のころを保持していても両脇以外のころの脱落を抑制することができ、低コスト且つコンパクトなスラストニードル軸受を提供できる。又、同一ポケット内に保持するころ単体は、それぞれ同一長さであるので、部品点数を削減し製造コストを低く抑えることができる。
【００１０】
前記ポケットは、前記固定部材と前記移動部材が重合する方向（スラスト方向）に見たときに、各ころの幅（直径）に対し、そのころを保持する孔の幅（ころの軸線に直交する方向の長さ）が少なくとも部分的に狭くなっていると好ましい。
【００１１】
前記移動部材は、前記固定部材に対して旋回する旋回部材であると、スクロール圧縮機などに用いることができるので好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかるスラストニードル軸受を含むスクロール圧縮機の断面図である。図２は、図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図であるが、符号は一部省略している。図３は、スラストニードル軸受の一部の拡大上面図である。図４は、図３の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【００１３】
図１において、円筒状の筐体６内に配置された略円盤状の固定部材１に、略円盤状の旋回部材２が対向している。固定部材１の対向面から突出する渦巻き状の隔壁１ａは、旋回部材２に向かって延在し、その対向面に当接している。一方、旋回部材２の対向面から突出する渦巻き状の隔壁２ａも、固定部材１に向かって延在し、その対向面に当接している。従って、隔壁１ａ、２ａにより渦巻き状の通路である圧縮室７が形成されている。圧縮室７は、スクロール圧縮機の中央で、固定部材１の内部に形成された通路１ｂに連通し、これを介して外部に、流体を圧送できるようになっている。
【００１４】
旋回部材２は、固定部材１とは反対側の面に、開口２ｃを有するボス部２ｂを設けている。開口２ｃには、例えばラジアルニードル軸受などの軸受５を介して駆動軸４の端部が挿入されており、従って旋回部材２は、駆動軸４に対して回転自在に支持されている。
【００１５】
旋回部材２におけるボス部２ｂの周囲には、円盤状の旋回支持板８が配置されている。一方、筐体６の旋回部材２に対向する面には、円盤状の固定支持板９が配置されている。
【００１６】
旋回支持板８は、旋回部材２の軸線Ｐを中心として周方向に連続して延在する輪帯状の軌道面８ａを形成している。一方、固定支持板９は、旋回部材２の軸線Ｐに対して距離Ｅだけシフトした固定部材１の軸線Ｑを中心として、周方向に連続して延在する輪帯状の軌道面９ａを形成している。
【００１７】
旋回支持板８と固定支持板９との間には、薄い円盤状の中間輪１３が配置されており、更に、旋回支持板８と中間輪１３との間、及び中間輪１３と固定支持板９との間には、それぞれスラストニードル軸受１０，１０’が配置されている。尚、中間輪１３両面には、それぞれ軌道面１３ａ、１３ｂが形成されている。
【００１８】
図３，４において、スラストニードル軸受１０は、平行に隔置配置された上保持板１０ａと下保持板１０ｂとからなる第１の保持器１０ｃと、上保持板１０ａと下保持板１０ｂとの間で保持される円筒状の第１のころ１０ｄとからなる。上保持板１０ａと下保持板１０ｂは、互いに同一形状をなしており、詳細を後述する略十字状のポケット孔１０ｅ、１０ｆを有している。ポケット孔１０ｅ、１０ｆによって形成されるポケット内に４本の第１のころ１０ｄが３列に並んで配置され、旋回支持板８の軌道面８ａと中間輪１３の軌道面１３ａとの間で転動自在となっている。第１のころ１０ｄは平行に並べられ、その長さＬは同一である。
【００１９】
図３，４と同様であるので図示を省略するが、スラストニードル軸受１０’は、平行に隔置配置された上保持板１０ａ’と下保持板１０ｂ’とからなる第２の保持器１０ｃ’と、上保持板１０ａ’と下保持板１０ｂ’との間で保持される円筒状の第２のころ１０ｄ’とからなる。上保持板１０ａ’と下保持板１０ｂ’は、互いに同一形状をなしており、略十字状のポケット孔１０ｅ’、１０ｆ’を有している。ポケット孔１０ｅ’、１０ｆ’によって形成されるポケット内に４本の第２のころ１０ｄ’が３列に並んで配置され、中間輪１３の軌道面１３ａと固定支持板９の軌道面９ａとの間で転動自在となっている。第２のころ１０ｄ’は平行に並べられ、その長さＬは同一である。尚、スラストニードル軸受１０，１０’は、図２に示すように、距離Ｅだけ軸線を互いにずらせて配置される。
【００２０】
スラストニードル軸受１０に関して説明すると、図３において、第１のころ１０ｄは、図で上方から１本、２本直列、１本の順序で転動方向に３列並べられている。ポケット孔１０ｅ、１０ｆは、図で上下方向中央部の長さＭ１は、直列に配置された２本の第１のころ１０ｄの全長２×Ｌより長くなっている（Ｍ１＞２×Ｌ）が、両端の幅Ｗ１は、第１のころ１０ｄの径Ｄより小さくなっている（Ｗ１＜Ｄ）。
【００２１】
又、ポケット孔１０ｅ、１０ｆのころ並び方向両側近傍部の長さＭ２は、１本の第１のころ１０ｄの長さＬより長くなっている（Ｍ２＞Ｌ）。更に、ころ並び方向におけるポケット孔１０ｅ、１０ｆの全幅Ｗ２は、ころの径Ｄの３倍より小さくなっている（Ｗ２＜３×Ｄ）。以上より明らかであるが、中央列の第１のころ１０ｄは、その一端近傍を上保持板１０ａと下保持板１０ｂに保持され、両側列の第１のころ１０ｄは、ころ並び方向における片側から上保持板１０ａと下保持板１０ｂに保持されている（ポケット孔１０ｅ、１０ｆにより覆われた点線で示す部位）。従って、第１のころ１０ｄの転動時に、ころが脱落することを効果的に抑制できる。尚、スラストニードル軸受１０’においても、第２のころ１０ｄ’と、上保持板１０ａ’と下保持板１０ｂ’との関係は同様であるため、図示及び説明を省略する。
【００２２】
次に、本実施の形態のスラスト軸受装置の動作を説明する。旋回部材２は、駆動軸４の駆動により、旋回半径Ｅで旋回運動をする。それにより、隔壁２ａがぜん動し、圧縮室７の内部の流体を押し出すことができる。
【００２３】
ここで、固定部材８と旋回部材９とは、中間輪１３に対して、各面の軌道面８ａ、９ａの円周中心Ｐ、Ｑ回りに各々回転自在であるが、図２で明らかなように、中間輪１３両面の軌道面１３ａ、１３ｂ上を、ころ１０ｄ、１０ｄ’が互いに偏心した状態で転走するようにセッティングされている。従って、スクロール圧縮機の動作時に、ころ１０ｄ、１０ｄ’は、受けたスラスト荷重により、ころ１０ｄ、１０ｄ’の転がり方向、つまり、両軌道面８ａ、９ａの回転中心Ｐ、Ｑ回りに回転し、偏心運動を許容するようになっている。そのため、一方の軌道面、例えば図中下方側の軌道面９ａを固定で使用し、中間輪１３が旋回することによって、各ころ１０ｄ、１０ｄ’は、旋回支持板８を介した旋回部材２の旋回運動に伴って、両軌道面８ａ、９ａと、中間輪１３の軌道面１３ａ、１３ｂとの間で転走し、それにより旋回支持板８の偏心回転の支持が可能になる。
【００２４】
したがって、旋回部材２は、固定部材１に対して常に一定の偏心関係を保ちながら旋回運動が可能になり、それによりスクロール圧縮機の円滑な圧縮動作が行われることとなる。圧縮ガス圧により、旋回部材２には大きなスラスト荷重が作用するが、このスラスト荷重がころ１０ｄ、１０ｄ’と中間輪１３及び各軌道面８ａ、９ａを介して支持される。しかし、ころ１０ｄ、１０ｄ’と軌道面８ａ、９ａ及び中間輪１３との接触部は線接触であるため、転動体としてボールを用いた場合に比べ、面圧をより低く抑えることができる。
【００２５】
本実施の形態によれば、１つのポケットに複数のころ１０ｄ、１０ｄ’を収容することによって、面圧を低下させて摩耗を低減し、且つ隣接するころ１０ｄ、１０ｄ’の長さを変えることによって、長さの差を利用して前記保持器が個々のころ１０ｄ、１０ｄ’を保持することができるため、１つのポケットに３列以上のころ１０ｄ、１０ｄ’を保持していても両脇以外のころ１０ｄ、１０ｄ’の脱落を抑制することができ、低コスト且つコンパクトなスラストニードル軸受１０，１０’を提供できる。
【００２６】
図５は、本実施の形態の変形例を示す図３と同様な図である。図５に示す変形例においては、３列に並んだころのうち、中央のころ１０ｄｄは、両脇のころ１０ｄの１．５倍の長さを有する。又、保持板１０ａａ、１０ｂｂのポケット孔１０ｅｅ、１０ｆｆも、ころの長さに応じて中央部の長さが短くなっている。尚、両側列のころ１０ｄは、上述した実施の形態のころと同様である。
【００２７】
本変形例においても、中央列のころ１０ｄｄは、その一端近傍を上保持板１０ａａと下保持板１０ｂｂに保持され、両側列のころ１０ｄは、片側から上保持板１０ａａと下保持板１０ｂに保持されている（ポケット孔１０ｅｅ、１０ｆｆにより覆われた点線で示す部位）。従って、ころ１０ｄ、１０ｄｄの転動時に、ころが脱落することを効果的に抑制できる。
【００２８】
図６は、本実施の形態の別な変形例を示す図３と同様な図である。本変形例においては、３列に並んだころのうち、中央に直列に並んだころ１０ＤＤ、１０Ｄｄは、両脇のころ１０ｄとそれぞれ異なる長さを有する。それ以外の構成については、上述した実施の形態と同様であるので説明を省略する。本変形例のように、同一のポケット１０ｅ、１０ｆ内で周方向に隣接するころ１０ｄ、１０ＤＤ、１０Ｄｄは異なる長さであって、且つ異なる本数で直列に配置されていても同様の効果を奏する。
【００２９】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。１つのポケットが保持するころの本数や長さは任意に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態にかかるスラストニードル軸受を含むスクロール圧縮機の断面図である。
【図２】図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】スラストニードル軸受の一部の拡大上面図である。
【図４】図３の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【図５】本実施の形態の変形例を示す図３と同様な図である。
【図６】本実施の形態の別な変形例を示す図３と同様な図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 固定部材
１ａ 隔壁
１ｂ 通路
２ 旋回部材
２ａ 隔壁
２ｂ ボス部
２ｃ 開口
４ 駆動軸
５ 軸受
６ 筐体
７ 圧縮室
８ 旋回支持板
８ａ 軌道面
９ 固定支持板
９ａ 軌道面
１０ スラストニードル軸受
１０’ スラストニードル軸受
１０ａ 上保持板
１０ａａ 上保持板
１０ｂ 下保持板
１０ｂｂ 下保持板
１０ｃ 保持器
１０ｅ ポケット孔
１０ｅｅ ポケット孔
１３ 中間輪
１３ａ、１３ｂ  軌道面
【図１】
2006153081.tif 000003
【図２】
2006153081.tif 000004
【図３】
2006153081.tif 000005
【図４】
2006153081.tif 000006
【図５】
2006153081.tif 000007
【図６】
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