(57)【要約】【課題】軸受の摩耗特性を向上することができる、低コストな転がり軸受装置を提供する。【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旋回スクロール部材１を支持する転がり軸受装置３０は、ラジアル荷重を受ける円筒ころ軸受部３１と、円筒ころ軸受部３１に隣接して配置され、スラスト荷重を受けるアンギュラ玉軸受部３２と、を備える。円筒ころ軸受部３１の円筒ころ３１が転動する第１の内輪軌道面３５ａと、アンギュラ玉軸受部３２の玉４２が転動する第２の内輪軌道面３５ｂとは、単一の内輪３５の外周面にそれぞれ形成される。【選択図】図２
2008256024.tif 000002
【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転がり軸受装置であって、
前記ラジアル荷重を受けるころ軸受部と、
該ころ軸受に隣接して配置され、前記スラスト荷重を受ける玉軸受部と、
を備え、
前記ころ軸受部のころが転動する第１の内輪軌道面と、前記玉軸受部の玉が転動する第２の内輪軌道面とは、単一の内輪の外周面にそれぞれ形成されることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記内輪には、そのころ軸受部側で第１の軸を嵌合するための第１の嵌合孔と、その玉軸受部側で第２の軸を嵌合するための第２の嵌合孔と、が形成されることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記第１の嵌合孔の中心軸線と前記第２の嵌合孔の中心軸線とは、互いに偏心していることを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
前記ころ軸受部の外輪の外径寸法より前記玉軸受部の外輸の外径寸法が小さく設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項５】
前記ころ軸受部のころが転動する第１の外輪軌道面と、前記玉軸受部の玉が転動する第２の外輪軌道面とは、単一の外輪の内周面に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【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装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機は、図６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をそれぞれ設け、両渦巻状隔壁３間に形成される圧縮室４を旋回スクロール部材１の偏心回転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（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
旋回スクロール部材１は、その下部に突設した軸部５が、主軸ロータ６の先端の偏心孔７にすべり軸受８を介して嵌合されることにより、主軸ロータ６と連結されている。偏心孔７に嵌合された旋回スクロール部材１の軸部５の回転中心軸Ｌａ（偏心孔７の中心軸線と一致）は、主軸ロータ６の回転中心軸Ｌｂに対して偏心量εだけ偏心しており、主軸ロータ６が回転することにより、旋回スクロール部材１は偏心量εの旋回半径で偏心回転するようになっている。
【０００４】
主軸ロータ６は、モータハウジング９に一端側（図中上端側）の軸受１０と他端側（図中下側）の軸受（図示略）を介して回転自在に支持されており、モータハウジング９内には、主軸ロータ６に回転駆動力を与えるステータ１１が設けられている。固定スクロール部材２は、モータハウジング９の一端側に中間ハウジング１２を介して取り付けられている。
【０００５】
旋回スクロール部材１は、偏心回転した時に、圧縮室４のガス圧によりラジアル荷重およびスラスト荷重を受け、これら荷重が主軸ロータ６に伝達されるため、主軸ロータ６を回転する一端側の軸受１０には、ラジアル荷重を受けるころ軸受１３とスラスト荷重を受けるスラスト軸受１４とが設けられており、スラスト軸受１４としては、一般的に汎用のすべり軸受が用いられている。
【特許文献１】特開２００１-２０８０８３号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載のように、スラスト軸受としてすべり軸受を用いた場合には、摩擦損失が大きくなるため、すべり軸受の摩耗が発生し、圧縮機の作動効率が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みて為されたものであり、その目的は、軸受の摩耗特性を向上することができる、低コストな転がり軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（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転がり軸受装置であって、
前記ラジアル荷重を受けるころ軸受部と、
該ころ軸受部に隣接して配置され、前記スラスト荷重を受ける玉軸受部と、
を備え、
前記ころ軸受部のころが転動する第１の内輪軌道面と、前記玉軸受部の玉が転動する第２の内輪軌道面とは、単一の内輪の外周面にそれぞれ形成されることを特徴とする転がり軸受装置。
（２）  前記内輪には、そのころ軸受部側で第１の軸を嵌合するための第１の嵌合孔と、その玉軸受部側で第２の軸を嵌合するための第２の嵌合孔と、が形成されることを特徴とする（１）に記載の転がり軸受装置。
（３）  前記第１の嵌合孔の中心軸線と前記第２の嵌合孔の中心軸線とは、互いに偏心していることを特徴とする（２）に記載の転がり軸受装置。
（４）  前記ころ軸受部の外輪の外径寸法より前記玉軸受部の外輸の外径寸法が小さく設定されていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の転がり軸受装置。
（５）  前記ころ軸受部のころが転動する第１の外輪軌道面と、前記玉軸受部の玉が転動する第２の外輪軌道面とは、単一の外輪の内周面に形成されることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の転がり軸受装置によれば、ラジアル荷重を受けるころ軸受部と、ころ軸受部に隣接して配置され、スラスト荷重を受ける玉軸受部と、を備えるので、軸受の摩耗特性を向上することができ、圧縮機に組み込んだ場合には、圧縮機の作動効率を向上して長寿命とすることができる。また、ころ軸受部のころが転動する第１の内輪軌道面と、玉軸受部の玉が転動する第２の内輪軌道面とは、単一の内輪の外周面にそれぞれ形成されるので、内輪が共用されることで、低コストなものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の各実施形態に係る転がり軸受装置について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態の転がり軸受装置を組み込んだスクロール圧縮機の断面図、図２は第１実施形態の転がり軸受装置の断面図である。図１に示すスクロール圧縮機は、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をそれぞれ設け、両渦巻状隔壁３間に形成される圧縮室４を旋回スクロール部材１の偏心回転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。
【００１２】
旋回スクロール部材１の下部に突設された軸部５は、本実施形態の転がり軸受装置３０を介して、主軸ロータ６の先端と連結されており、主軸ロータ６は、モータハウジング９内に設けられたステータ１１によってに回転駆動力を与えられる。また、固定スクロール部材２は、モータハウジング９の一端側に中間ハウジング（図６中の符号１２）を介さずに直接取り付けられている。
【００１３】
転がり軸受装置３０は、旋回スクロール部材１の軸部５及び主軸ロータ６を回転支持しており、ラジアル荷重を受ける円筒ころ軸受部３１とスラスト荷重を受けるアンギュラ玉軸受部３２とを互いに軸線方向に隣接して備えている。
【００１４】
図２に示すように、円筒ころ軸受部３１とアンギュラ玉軸受部３２は内輪３５を共用しており、内輪３５の外周面には、円筒ころ軸受部３１の円筒ころ４１が転動する第１の内輪軌道面３５ａとアンギュラ玉軸受部３２の玉４２が転動する第２の内輪軌道面３５ｂを有している。
【００１５】
一方、円筒ころ軸受部３１とアンギュラ玉軸受部３２の外輪３３、３４は、別体のものとして構成されており、各外輪３３、３４の内周面には第１及び第２の外輪軌道面３３ａ、３４ａがそれぞれ形成されている。そして、内輪３５の第１の内輪軌道面３５ａと外輪３３の第１の外輪軌道面３３ａとの間には、円筒ころ４１が保持器４３によって等間隔に保持された状態で転動自在に配置され、内輪３５の第２の内輪軌道面３５ｂと外輪３４の第２の外輪軌道面３４ａとの間には、玉４２が保持器４４で等間隔に保持された状態で転動自在に配置されている。
【００１６】
また、共用された内輪３５の円筒ころ軸受部３１側には、第１の軸である旋回スクロール部材１の軸部５をすべり軸受８を介して嵌合するための第１の嵌合孔３６が設けられ、内輪３５のアンギュラ玉軸受部３２側には、第２の軸である主軸ロータ６を嵌合するための第２の嵌合孔３７が第１の嵌合孔３６と連通して設けられている。従って、旋回スクロール部材１の軸部５と主軸ロータ６とが内輪３５によって連結される。
【００１７】
第１の嵌合孔３６の中心軸線Ｌ１と第２の嵌合孔３７の中心軸線Ｌ２とは、互いに偏心量εだけ偏心しており、第２の嵌合孔３７の中心軸線Ｌ２は、転がり軸受装置３０の回転中心軸線（内輪３５の回転中心線）Ｌ上に設けられている。また、アンギュラ玉軸受部３２の外輸３４の外径寸法Ｄ１は、円筒ころ軸受部３１の外輪３３の外径寸法Ｄ２よりも小さく形成されている。
【００１８】
すべり軸受８は、旋回スクロール部材１側の軸部５の外周面、又は内輪３５の第２の嵌合孔３７の内周面のいずれか一方に圧入嵌合させ、他方に対してはすきま嵌合されている。
【００１９】
また、転がり軸受装置３０は、図１に示すように、モータハウジング９の一端側に形成した軸受収容穴９ａに、円筒ころ軸受部３１側を軸方向の外側（スクロール部側）に位置させると共にアンギュラ玉軸受部３２側を内側（モータ側）に位置させた状態で収容されている。円筒ころ軸受部３１の外輪３３は、モータハウジング９の軸受収容穴９ａの内周面に圧入嵌合され、また、アンギュラ玉軸受部３２の外輪３４の端面は、軸受収容穴９ａの壁端面９ｂと当接する。
【００２０】
転がり軸受装置３０に組み付けられた旋回スクロール部材１及び主軸ロータ６では、主軸ロータ６の回転中心軸線Ｌｂが転がり軸受装置３０の回転中心軸線Ｌに一致し、旋回スクロール部材１の軸部５の中心軸線Ｌａが主軸ロータ６の回転中心軸線Ｌｂに対して偏心量εだけ偏心した関係になる。従って、主軸ロータ６が回転することにより、旋回スクロール部材１は偏心量εの旋回半径で偏心回転するようになる。
【００２１】
また、旋回スクロール部材１の軸部５には鍔部５ａが設けられており、その鍔部５ａがすべり軸受８の鍔部を介して、転がり軸受装置３０の内輪３５の一方の端面に当たることで、旋回スクロール部材１に作用するスラスト荷重を内輪３５に伝達するようになっている。なお、内輪３５の他方の端面には、主軸ロータ６の鍔部６ａが当接している。旋回スクロール部材１及び主軸ロータ６には、転がり軸受装置３０のスクロール部側へ潤滑剤を供給するための油孔５ｂ、６ｃがそれぞれ形成されている。
【００２２】
このように構成されたスクロール圧縮機では、主軸ロータ６が回転すると、旋回スクロール部材１が偏心量εの旋回半径で偏心回転し、それにより、渦巻状隔壁３間に形成される圧縮室４が容積変化させられて圧縮動作を行う。このとき、圧縮室４より発生したラジアル荷重は円筒ころ軸受部３１で受けられ、スラスト荷重はアンギュラ玉軸受部３２で受けられる。
【００２３】
従って、本実施形態の転がり軸受装置３０によれば、ラジアル荷重を受ける円筒ころ軸受部３１と、円筒ころ軸受部３１に隣接して配置され、スラスト荷重を受けるアンギュラ玉軸受部３２と、を備えるので、軸受の摩耗特性を向上することができ、スクロール圧縮機に組み込んだ場合には、スクロール圧縮機の作動効率を向上して長寿命とすることができる。また、ころ軸受部３１のころ４１が転動する第１の内輪軌道面３５ａと、アンギュラ玉軸受部３２の玉４２が転動する第２の内輪軌道面３５ｂとは、単一の内輪３５の外周面にそれぞれ形成されるので、内輪３５が共用され、加工が容易となり、低コストなものとなる。
【００２４】
また、内輪３５には、すべり軸受８を介して旋回スクロール部材１の軸部５が嵌合される第１の嵌合孔３６と、主軸ロータ６の先端が圧入嵌合される第２の嵌合孔３７が形成されるので、内輪３５を主軸ロータ６と旋回スクロール部材１の軸部５とを繋ぐ軸継手として機能させることができ、主軸ロータ６側の加工負担（偏心部分を設ける加工）を減らすことができる。これにより、内輪３５は、その軸方向長さを長くすることなく、第１及び第２の両内輪軌道面３５ａ，３５ｂが形成されると共に、軸継手として機能させることができる。
【００２５】
また、第１の嵌合孔３６の中心軸線Ｌ１と第２の嵌合孔３７の中心軸線Ｌ２とは、互いに偏心しているので、旋回スクロール部材１と主軸ロータ６とを転がり軸受装置３０に組み付けることで、主軸ロータ６の回転によって旋回スクロール部材１を偏心回転させることができる。
【００２６】
さらに、円筒ころ軸受部３１の外輪３３の外径寸法よりアンギュラ玉軸受部３２の外輸３４の外径寸法を小さく形成しているので、一様内径のハウジング９の軸受収容穴９ａに円筒ころ軸受部３１の外輪３３を嵌合することによって、軸受収容穴９ａの内周面とアンギュラ玉軸受部３２の外輪３４の外周面との間に隙間を確保することができ、アンギュラ玉軸受部３２にラジアル荷重が作用しないようにすることができる。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る転がり軸受装置について、図３及び図４を参照して説明する。なお、本実施形態では、スクロール圧縮機に使用される転がり軸受装置１３０の内輪１３５が、第１実施形態のような円筒状の代わりに、中実状の軸部材として形成される点を特徴としている。このため、第１実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略、或いは簡略化する。
【００２８】
この転がり軸受装置１３０では、内輪１３５の軸方向の両端部が、円筒ころ軸受部３１とアンギュラ玉軸受部３２の外輪３３、３４の両端面よりそれぞれ軸方向外方に突出しており、第１の嵌合孔１３６が、内輪１３５の円筒ころ軸受部３１側の突出部の端面に有底穴として形成され、また、第２の嵌合孔１３７が、内輪１３５のアンギュラ玉軸受部３２側の突出部の端面に有底穴として形成されている。第１の嵌合孔１３６の中心軸線Ｌ１と、第２の嵌合孔１３７の中心軸線Ｌ２とは、第１実施形態と同様、互いに偏心量εだけ偏心している。
【００２９】
第１の嵌合孔１３６と第２の嵌合孔１３７の両孔底部１３６ａ、１３７ａは、円筒ころ軸受部３１とアンギュラ玉軸受部３２の外輪３３，３４の両端面の外側にあり、且つ、両孔底部１３６ａ、１３７ａ間の内輪部分が中実に構成されている。共用の内輪１３５の外周面には、円筒ころ４１が転動する第１の内輪軌道面１３５ａと玉４２が転動する第２の内輪軌道面１３５ｂが設けられている。
【００３０】
このように、内輪１３５は、玉４２や円筒ころ４１が外周に配置される軸方向中間部分を中実とする中実状の軸部材として構成されるので、スクロール圧縮機に適用する場合に、図３に示すように、内輪１３５を、主軸ロータ６と旋回スクロール部材１の軸部５とを繋ぐ中間軸のような役割で組み込むことができ、主軸ロータ６や旋回スクロール部材１の寸法短縮を図ることができる。なお、本実施形態では、中軸状の軸部材である内輪１３５には、主軸ロータ６の油孔６ｃと連通して、転がり軸受装置３０のスクロール部側へ潤滑剤を供給するための油孔１３５ｃが形成されている。
その他の構成及び作用については第１実施形態のものと同様である。
【００３１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る転がり軸受装置について、図５を参照して説明する。なお、第２実施形態と同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
【００３２】
図５に示すように、この転がり軸受装置２３０は、第２実施形態の転がり軸受装置１３０の円筒ころ軸受部３１およびアンギュラ玉軸受部３２の両外輪３３、３４を、単一の外輪２３３で構成した点を特徴としている。即ち、単一の外輪２３３は、その内周面に、円筒ころ４１が転動する第１の外輪軌道面２３３ａと玉４２が転動する第２の外輪軌道面２３３ｂとを有する。これにより、転がり軸受装置２３０の構造をさらに簡略化することができる。
その他の構成及び作用については、第２実施形態のものと同様である。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良などが可能である。例えば、本実施形態では、玉軸受部３２にアンギュラ玉軸受を採用した場合について説明したが、アンギュラ玉軸受の代わりに深みぞ玉軸受を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態の転がり軸受装置を組み込んだスクロール圧縮機の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の転がり軸受装置の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の転がり軸受装置を組み込んだスクロール圧縮機の断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の転がり軸受装置の断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の転がり軸受装置の断面図である。
【図６】従来のスクロール圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
５  旋回スクロール部材の軸部（第１の軸）
６  主軸ロータ（第２の軸）
３０，１３０，２３０  転がり軸受装置
３１  円筒ころ軸受部
３２  アンギュラ玉軸受部
３３  円筒ころ軸受部の外輪
３４  アンギュラ玉軸受部の外輪
３５，１３５  内輪
３５ａ  第１の内輪軌道面
３５ｂ  第２の内輪軌道面
３６，１３６  第１の嵌合孔
３７，１３７  第２の嵌合孔
２３３  外輪
Ｌ  転がり軸受装置の回転中心軸線
Ｌ１  第１の嵌合孔の中心軸線
Ｌ２  第２の嵌合孔の中心軸線
Ｄ１  アンギュラ玉軸受部の外輸の外径寸法
Ｄ２  円筒ころ軸受部の外輪の外径寸法
【図１】
2008256024.tif 000003
【図２】
2008256024.tif 000004
【図３】
2008256024.tif 000005
【図４】
2008256024.tif 000006
【図５】
2008256024.tif 000007
【図６】
2008256024.tif 000008