(57)【要約】【課題】定格容量を下げることなく、ころ外径側端面と保持器ポケット外径側面との干渉を抑制することができるスラストころ軸受を提供する。【解決手段】ころ１３に作用する遠心力をＦｃとしたときに、理論上、Ｆｃ＝Ｆ２とすることで、ころ１３に作用する遠心力を打ち消すことができ、すなわちころ１３の外径側端面１３ａと、保持器１４のポケット外径側面１４ａとが当接摺動することがなく、それらの面の磨耗を抑制でき且つ引きずりトルクを小さく抑えることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のレースと、前記一対のレースの軌道面に、転動自在に配置された複数のころとを有するスラストころ軸受において、
前記軌道面の少なくとも一方は、軸線方向から離れるにつれて前記一対の軌道面間の距離が近づくようなテーパ形状を有していることを特徴とするスラストころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体のスラスト荷重を支承するスラスト軸受に関し、特に、自動車のトランスミッションやカーエアコン用コンプレッサの回転部分を支持するのに用いられると好適なスラストころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特許文献１に示すようなスラストころ軸受が多用される車両の自動変速機（Ａ／Ｔ）やカーエアコン用コンプレッサ等において、高速化の要求が高まっている。例えば、カーエアコン用コンプレッサの高速化を達成すれば、冷媒の単位時間当たりの吐出量を増加させることができるため、一回転あたりの吐出量を小さくすることができ、コンプレッサ本体としても小型化が可能になる。更に、燃費向上、高機能化を目的として、可変容量型斜板式コンプレッサが好んで用いられるようになってきているが、このタイプのコンプレッサは運転中に斜板の角度を変えることにより、吐出容量を可変することが可能である。つまり、低速回転では一回転当たりの吐出量を大きくし、高速回転では吐出量を小さくすることで、単位時間当たりの吐出量を一定にすることができる。このことは、スラスト軸受に作用する荷重（ピストンの圧縮反力）で考えると、低速回転では荷重が大きく、高速回転では荷重が小さいことを意味する。
【特許文献１】
特開２００２−２５０３４７号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、可変容量型斜板式コンプレッサは、斜板の角度に応じて軽負荷・高速回転で運転されることがあるが、それに用いられるスラストころ軸受のころには、回転速度に応じた遠心力が作用する。しかるに、スラストころ軸受の負荷（スラスト荷重）が大きければ、このころに作用する遠心力は、レースの軌道面の摩擦力と釣り合って相殺されるが、軽負荷で使用された場合、摩擦力が相対的に小さくなるため、ころは外径側に大きな力で押され、その結果、ころの外径側端面と、ころを保持する保持器のポケットの外径側面とが摺動し合うこととなる。それにより、ころの自転が阻害され、軌道面のすべりを引き起こすとともに、保持器のポケット外径側面及びころ外径側端面の摩耗を引き起こすことが危惧される。
【０００４】
一方、かかる問題を回避もしくは緩和するには、ころ径や全長を縮小してその質量を小さくしたり、公転半径を小さくすることで遠心力を低めるようにすればよいのであるが、それによりスラストころ軸受の定格荷重が小さくなってしまい、コンプレッサ等に必要な性能を満たせないという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、定格容量を下げることなく、ころ外径側端面と保持器ポケット外径側面との干渉を抑制することができるスラストころ軸受を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のスラストころ軸受は、
一対のレースと、前記一対のレースの軌道面に、転動自在に配置された複数のころとを有するスラストころ軸受において、
前記軌道面の少なくとも一方は、軸線方向から離れるにつれて前記一対の軌道面間の距離が近づくようなテーパ形状を有していることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
本発明の基本的作用について、図１を参照して説明する。図１は、本発明にかかるスラストころ軸受の一部断面図である。図１において、スラスト１０は、一対のレース１１，１２と、その間に転動自在に配置された複数のころ１３と、ころを保持する保持器１４とからなる。レース１２は、スラストころ軸受１０の軸線に直交する面に対して角度θで傾いたテーパ状の軌道面１２ａを有する。従ってレース１１，１２の軌道面１１ａ、１２ａは、外径側に向かうにつれて近接している。尚、外輪１２は、外径側周縁に軸線方向に延在するフランジ部１２ｂを有するが、これは省略しても良い。
【０００８】
ここで、スラストころ軸受１０に付与されるスラスト荷重をＦｓとしたときに、軌道面１２ａところ１３との当接部における法線方向の反力Ｆ１及び内径方向に向かう力Ｆ２は、以下の式で表せる。
Ｆ１＝Ｆｓ／ｃｏｓθ    （１）
Ｆ２＝Ｆｓ・ｔａｎθ    （２）
【０００９】
更に、ころ１３に作用する遠心力をＦｃとしたときに、理論上、Ｆｃ＝Ｆ２とすることで、ころ１３に作用する遠心力を打ち消すことができ、すなわちころ１３の外径側端面１３ａと、保持器１４のポケット外径側面１４ａとが当接摺動しないため、それらの面の磨耗を抑制でき且つ引きずりトルクを小さく抑えることができる。尚、従来技術のように、レース１２がテーパ状でなく軸線に直交する軌道面を有してれば、傾斜角度θはゼロとなるので、（２）式よりＦ２＝０となって、ころ１３の遠心力Ｆｃに抗することができないため、ころ１３の外径側端面１３ａと、保持器１４のポケット外径側面１４ａとの当接摺動が避けられないこととなる。実際には両者間にある程度の摩擦力が働くため、遠心力が小さければ、ころ１３の外径側端面１３ａと保持器１４のポケット外径側面１４ａとが当接摺動しない場合もあるが、本発明は、テーパ状の軌道面１２ａを設けることで、従来技術に比し、積極的に外径側端面１３ａとポケット外径側面１４ａとの当接摺動を抑制するようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。図２は、本実施の形態にかかるスラストころ軸受を含む斜板式カーエアコン用コンプレッサ１の断面図である。斜板式カーエアコン用コンプレッサ１は、主軸に固定された斜板の回転により、斜板上を摺動するシューを介してピストンが往復作動するようにしたもので、ハウジング２内に、斜板３を固定した主軸４が、ラジアル軸受５を介して回転自在に支持されている。ハウジング２には円周方向の等間隔位置に複数のシリンダボア６が形成され、各ボア６内に両頭形のピストン７が摺動自在に収容されている。各ピストン７の中央部分に斜板３の外周部を跨ぐようにして凹陥部８が形成され、この凹陥部８の軸方向対向面に球面座を形成して球または半球状のシュー９を着座させてある。シュー９が斜板３とピストン７との間に介在して斜板３の回転運動をピストン７の往復運動に円滑に変換させる働きをする。
【００１１】
斜板３は主軸４に固定されていて、主軸４と共に回転する。そして、上述のように斜板３はピストン７を往復運動させる働きをするものであるため、主軸４の軸方向にスラスト荷重が発生する。それゆえ、スラストころ軸受１０を介在させている。本実施の形態のスラストころ軸受１０は、図１に示すものが用いられているので、上述の効果を得られる。
【００１２】
図３は、第２の実施の形態にかかるスラストころ軸受の１１０の一部断面図である。本実施の形態は、図１のスラストころ軸受に対し、レース１１１，１１２の形状が異なっている。より具体的には、レース１１２の軌道面１１２ａをスラストころ軸受１１０の軸線に対して直交させる代わりに、レース１１１の軌道面１１１ａをスラストころ軸受１１０の軸線に対して傾けている点が異なる。本実施の形態の場合も、レース１１１，１１２の軌道面１１１ａ、１１２ａは、外径側に向かうにつれて近接しているので、軌道面１１１ａに生じる法線方向の力を利用して、上述したころ１３の受ける遠心力に抗することができる。
【００１３】
図４は、第３の実施の形態にかかるスラストころ軸受の２１０の一部断面図である。本実施の形態は、図１のスラストころ軸受に対し、レース１１１の形状が異なっている。より具体的には、レース１２に加えて、レース１１１の軌道面１１１ａもスラストころ軸受２１０の軸線に対して傾けている点が異なる。本実施の形態の場合においては、レース１１１，１２の軌道面１１１ａ、１２ａは、外径側に向かうにつれて近接しているので、軌道面１１１ａ、１２ａに生じる法線方向の力を利用して、上述したころ１３の受ける遠心力に更に抗することができる。
【００１４】
図５は、第４の実施の形態にかかるスラストころ軸受の３１０の一部断面図である。本実施の形態は、図１のスラストころ軸受に対し、レース３１１の形状が異なっている。より具体的には、レース１２に加えて、レース３１１の軌道面３１１ａもスラストころ軸受３１０の軸線に対して傾け、且つレース３１１の内径側周縁に軸線方向に延在するフランジ部３１１ｂを設けている点が異なる。本実施の形態の場合においても、レース３１１，１２の軌道面３１１ａ、１２ａは、外径側に向かうにつれて近接しているので、軌道面３１１ａ、１２ａに生じる法線方向の力を利用して、上述したころ１３の受ける遠心力に抗することができる。
【００１５】
図６は、第５の実施の形態にかかるスラストころ軸受の４１０の一部断面図である。本実施の形態は、図１のスラストころ軸受に対し、レース４１２の形状が異なっている。より具体的には、レース４１２のフランジ部４１２ｂの先端を、保持器１４のバレ止め（軸線方向分離防止）のために内径側にカシメ（Ｃ）ている点が異なる。その他の点については、先述した実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００１６】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その発明の範囲内で変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、本発明のスラストころ軸受用保持器を備えたスラストころ軸受は、車両の自動変速機その他に用いることができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、定格容量を下げることなく、ころ外径側端面と保持器ポケット外径側面との干渉を抑制することができるスラストころ軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるスラストころ軸受の一部断面図である。
【図２】本実施の形態にかかるスラストころ軸受を含む斜板式カーエアコン用コンプレッサの断面図である。
【図３】第２の実施の形態にかかるスラストころ軸受の一部断面図である。
【図４】第３の実施の形態にかかるスラストころ軸受の一部断面図である。
【図５】第４の実施の形態にかかるスラストころ軸受の一部断面図である。
【図６】第５の実施の形態にかかるスラストころ軸受の一部断面図である。
【符号の説明】
１  自動変速機
１１、１１１，３１１  レース
１２，１１２，４１２  レース
１３  ころ
１４  保持器
１０，１１０，２１０，３１０，４１０  スラストころ軸受
【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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