(57)【要約】【課題】摩擦損失が低くて耐久性のある、より簡単な構成の転がり軸受を提供すること。【解決手段】ラジアル荷重とスラスト荷重が同時に作用する回転軸を支持する機能を有する転がり軸受であって、円筒ころ軸受２０は、ロータ軸７に外嵌・固定される内輪１３を有し、ハウジング８内壁に固定された固定部材８ａに内嵌する外輪１４との間に、保持器１５によって支持された複数の円筒ころ１６を軌道面１３ａ，１４ａで回転自在に挟持した構成とし、上記内輪にロータ軸７から作用するスラスト荷重を受ける内輪つば１３ｂを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアル荷重とスラスト荷重が同時に作用する回転軸を支持する機能を有する転がり軸受であって、前記ラジアル荷重を受けるころ軸受部と、前記スラスト荷重を受ける内輪つば部とを備えていることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機の旋回スクロール部材等のように、ラジアル荷重とスラスト荷重が同時に作用する回転軸を有する機械装置において、この回転軸を支持するのに適した転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクロール圧縮機は、図３に示すように、旋回スクロール部材１と固定スクロール部材２に渦巻状隔壁３がそれぞれ設けられ、両隔壁３間に形成される圧縮室４を旋回スクロール１の偏心回転に伴って容積変化させることにより、収容したガスの圧縮動作を行う構成である。
【０００３】
この旋回スクロール部材１は、その下部に突設した軸部５が主軸６の偏心孔６ａに嵌合することにより取り付けられ、主軸６はモータ部のロータ軸７に対して偏心した形で一体的に形成されている。したがって、旋回スクロール部材１は主軸６の回転によって偏心量の旋回半径で偏心回転するようになっている。ロータ軸７はハウジング８に対して図中上下の軸受９（下側軸受は図示しない）により支持されている。固定スクロール部材２はハウジング８側に固定されている。
【０００４】
旋回スクロール部材１には、これが偏心回転した時に圧縮室４のガス圧によりスラスト方向の荷重が作用するため、ハウジング８内壁に固定された固定部材８ａに設けられたスラスト軸受２０によりスラスト荷重を受けるようになっている。
【０００５】
このように、従来のスクロール圧縮機においては、旋回スクロール部材１は圧縮室４のガス圧によるスラスト荷重を受けるためのスラスト軸受２０を必要としているが、これには汎用の滑り軸受を使用するのが一般的である。
【０００６】
しかしながら、従来の上記スクロール圧縮機において、スラスト軸受２０に滑り軸受を採用することは、摩擦損失が大きく、圧縮機の作動効率が低下するという問題点があった。
【０００７】
この対策として、例えば特許文献１には、スラスト軸受２０として玉軸受を採用したスクロール圧縮機が開示されている。このスクロール圧縮機は、図４に示すように、旋回スクロール部材１の裏面側に固定された円リング状の第１軸受ディスク２５と、これに所定間隔を置いてハウジング８側に対向配設された第２軸受ディスク２６とを備えている。各第１，２軸受ディスク２５，２６には、中心に突部２７ａを持つ円形の凹部である円軌道２７が複数個、周方向に略等間隔で対向配設され、この対向する円軌道２７間に転動体である玉２８が各々１個ずつ挟持されることにより、旋回スクロール部材１のスラスト玉軸受が構成されている。尚、同図において、図３のスクロール圧縮機と同一部材には同一番号を付している。
【０００８】
この構成において、スラスト玉軸受は、第１軸受ディスク２５が偏心的に回転するのに伴って玉２８が各円軌道２７間で転動することにより、旋回スクロール部材１のスラスト方向の荷重を受ける仕組みである。
【０００９】
しかしながら、この先行技術には、この第１，２軸受ディスク２５，２６は肌焼きされているが、磨耗性が高く、コスト高になるという問題点があった。そのため、特許文献２では、第１，２軸受ディスク２５，２６を、その焼入れ過程の際に、構造全体の横断面にわたって一様なマルテンサイト組織を形成（無心焼入れ）可能な鉄材料から形成することにより、硬度と耐久性を高めていた。
【００１０】
しかしながら、この先行技術には、構成や製作工程のさらなる簡単化、低コスト化が求められるという問題があった。
【００１１】
さらに、特許文献３では、図５〜６に示すように、ラジアル荷重とスラスト荷重が同時に作用する回転軸を支持する機能を有する転がり軸受装置において、前記ラジアル荷重を受けるころ軸受部１１と、前記スラスト荷重を受けるスラスト玉軸受部１２とを備えており、このころ軸受部１１とスラスト玉軸受部１２は内輪１３を共用しており、内輪１３は、回転軸７に外嵌・固定されて、その外周面にころ軸受部１１のころ用の軌道面１３aを有すると共に、その一方の側面に、スラスト玉軸受部１２の玉１９用の軌道溝１３ｂを有するスクロール圧縮機が開示されている。
【００１２】
しかしながら、この先行技術にも、構成や製作工程のさらなる簡単化、低コスト化が求められるという問題が有った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許ＵＳ５，９２１，６８４号公報
【特許文献２】特開２００１−２０８０８３号公報
【特許文献３】特開２００６−２１４５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述した従来例の有する不都合のうち少なくとも１つを改善し、摩擦損失が低くて耐久性のある、より簡単な構成の転がり軸受装置を提供することを課題とする
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するために、ラジアル荷重とスラスト荷重が同時に作用する回転軸を支持する機能を有する転がり軸受装置であって、ラジアル荷重を受ける円筒ころ軸受の内輪につばを設けてスラスト荷重をも同時に受ける構造としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以上のような構成を有しており、ラジアル荷重を支持する円筒ころ軸受の内輪につばを設けることで、ラジアル荷重だけでなくスラスト荷重も受けることができるようになり、スラスト軸受を別途設ける必要がなくなり、構造も簡単となりコストダウンできる。
また、荷重を支える部分はころ端面になるが、すべり軸受の全面当りとは異なり、ころ間隔がある事で部分接触となるので接触面に潤滑油が入りやすく、潤滑不足による磨耗や摩擦損失も低く抑えることできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に関わる実施形態を示すスクロール圧縮機の軸方向断面を示す図である。
【図２】図１の円筒ころ軸受を示す拡大図である。
【図３】従来の滑り軸受を有するスクロール圧縮機を示す軸方向断面を示す図である。
【図４】従来の玉軸受を有するスクロール圧縮機を示す軸方向断面を示す図である。
【図５】従来の玉軸受を有するスクロール圧縮機を示す軸方向断面を示す図である。
【図６】図５のロータ軸の転がり軸受装置を示す拡大断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に関わる実施形態を示すスクロール圧縮機の軸方向断面図、図２は図１の円筒ころ軸受を示す拡大図である。
【００１９】
本発明に関わるスクロール圧縮機の構成を図１に示している。同図において、旋回スクロール部材１と固定スクロール部材２には渦巻状隔壁３がそれぞれ設けられ、これらは相互に凹凸部が重なるように所定の間隔を置いて配置されている。固定スクロール部材２はハウジング８側に固定されている。
【００２０】
旋回スクロール部材１の隔壁３の裏面側中心部に一体的に設けられた軸部５が主軸６の偏心孔６ａに内嵌・固定されている。主軸６はモータ部（後述する）のロータ軸７先端部に偏心した形でこれと一体的に設けられている。ロータ軸７はハウジング８に対して図中上下の転がり軸受（下側の転がり軸受は図示しない）により支持されている。ロータ軸７はこれに外嵌するロータ部２１と共に、ハウジング８内壁に固定されたステータ部２２に対して回転する。これにより、旋回スクロール部材１は主軸６の回転によって偏心量の旋回半径で偏心回転するようになっている。尚、ロータ軸７、ロータ部２１、ステータ部２２によりモータ部が構成されている。
【００２１】
上記転がり軸受は、図２に示すように、円筒ころ軸受１００であって、ロータ軸７に外嵌・固定される内輪１３と、ハウジング８内壁に固定された固定部材８ａに内嵌する外輪１４との間に、保持器１５によって支持された複数の円筒ころ１６を軌道面１３ａ，１４ａで回転自在に挟持した構成であり、内輪１３にはロータ軸７から作用するスラスト荷重を受けるつば１３ｃが設けられている。
【００２２】
このように、上記円筒ころ軸受１００は、ラジアル荷重受け用の機能を有すると共に、スラスト荷重受け用の機能を有する内輪つばを併せ持つ構成を有している。
【００２３】
上記の構成において、モータ部におけるロータ軸７の回転によって旋回スクロール部材１が偏心回転する。これに伴って、旋回スクロール部材１と固定スクロール部材２の両隔壁３間に形成される圧縮室４はその容積が変化することにより、ガスの圧縮動作が行われる。
【００２４】
この時、ロータ軸７の回転により発生したラジアル荷重は、円筒ころ軸受１００により受ける（従来技術と同様）が、旋回スクロール部材１には、これが偏心回転すると圧縮室４のガス圧によりスラスト方向の荷重が作用するため、このスラスト荷重を円筒ころ軸受１００の内輪のつば１３ｃにより受ける。全周（全面）で荷重を支えるすべり軸受と異なり、円筒ころ１６により荷重を支える為、図２に示すようにころところの間にすきまが得られて、従来のように別途スラスト軸受を設置する必要がなくなる。また、すきまから接触面に潤滑油が入りやすく、潤滑不足による摩耗や摩擦損失を抑える事ができる。
【００２５】
このように、旋回スクロール部材１のスラスト荷重は円筒ころ軸受１００の内輪のつば１３ｃにより受けるので、簡単な構成にて摩擦損失を大幅に低減することができ、作動効率を従来よりも向上させることができる。
【００２６】
また、従来のように別途スラスト軸受部を設ける必要がなくなり、ロータ軸７の軸方向長さを従来の場合より短くすることができ、圧縮機が大型化するのを避けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、各種機械装置で利用可能な転がり軸受を提供するものであり、特に、圧縮機用に使用する転がり軸受として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００２８】
1        旋回スクロール部材
2        固定スクロール部材
3        渦巻状隔壁
4        圧縮室
5        軸部
6        主軸
6a       偏心孔
7        ロータ軸
8        ハウジング
8a       固定部材
9        軸受
10       転がり軸受装置
11       ころ軸受部
12       スラスト玉軸受部
13       内輪
13a      軌道面
13b      軌道溝
13c      つば
14       外輪
14a      軌道面
15       保持器
16       円筒ころ
17       外輪
17a      軌道溝
18       保持器
19       玉
100      円筒ころ軸受
【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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