(57)【要約】【課題】大型化を招くことなく、負荷容量を増大できるスラスト軸受装置を提供する。【解決手段】駆動部である駆動板５と旋回部材２とは、駆動軸４の軸線に対し半径方向において、第１のころ１１及び第２のころ９のころの外側で、支柱３を介して動力伝達可能に連結されているので、旋回部材２の中央領域にもころを配置できることから、更に大きなスラスト荷重が付与されるような場合、ころ９、１１の本数を増大する（図２で、ころ間に適宜ころを配置すればよい）ことで、旋回部材２や筐体６の外径を拡大させることなく対処できる。【選択図】　図１
2004011659.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偏心回転運動を行う旋回部材と、
駆動軸から動力を受ける駆動部と、
前記旋回部材と前記駆動部との間まで延在する固定部材の一部と、前記旋回部材との間に配置された中間輪と、
前記固定部材の一部と前記中間輪との間に配置された複数の第１のころと、
前記中間輪と前記旋回部材との間に配置された複数の第２のころと、を有し、
前記駆動部と前記旋回部材とは、前記駆動軸の軸線に対し半径方向において、前記第１のころ及び前記第２のころのうち少なくとも一つのころの外側で、動力伝達可能に連結されていることを特徴とするスラスト軸受装置。
【請求項２】
前記第１のころは、前記固定部材と前記中間輪との間において、それぞれ軸線を平行に延在させるようにして配置され、
前記第２のころは、前記中間輪と前記旋回部材との間において、それぞれ軸線を平行に延在させるようにして配置され、
前記第１のころの軸線と前記第２のころの軸線は交差することを特徴とする請求項１に記載のスラスト軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラスト力を受ける偏心回転運動を行う部材を支持可能なスラスト軸受装置に関し、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軸受装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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、小型で弁機構がなく、また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ことから、近年実用化が活発に進められている。
【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支持機構が必要となる。これに対し、特願２００１−１８４９００に示すように、固定部材と旋回部材との間に中間輪を設け、この中間輪における前記固定部材側のころ軌道面と、前記旋回部材側のころ軌道面とを、固定部材に対する旋回部材の偏心に応じて偏心させたスラスト軸受装置が開発されている。
【０００４】
このようなスラスト軸受装置によれば、固定部材と旋回部材との間に生じるスラスト力を、固定部材と中間輪との間に配置されたころ、及び中間輪と旋回部材との間に配置されたころにおいて、それぞれ線接触で受けることができ、それにより高速旋回時における高負荷に対しても、摩耗量を減少させ、また面圧が減少することから転がり疲れに対しても有効となり、スラスト軸受装置の長寿命を図ることができる。更に、中間輪における固定部材側の軌道面と、旋回部材側の軌道面とを、固定部材に対する旋回部材の偏心に応じて偏心させることにより、自転以外のころの挙動を抑制し、ころの摩耗を更に抑制することができる。また中間輪が回転軸の速度と同一速度で回転し、ころの周速が増し、油膜が確保されやすくなるため、摩耗に対して長寿命とすることが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかる従来技術のスラスト軸受装置においては、旋回部材の偏心運動を許容すべく、中間輪における固定部材側の軌道面において、固定部材の軸線上の一点に各々の軸線を集中させるようにして、複数のころが周方向に並べて配置されており、一方、中間輪における旋回部材側の軌道面において、旋回部材の軸線上の一点に各々の軸線を集中させるようにして、複数のころが周方向に並べて配置されている。しかるに、スラスト軸受装置の負荷容量を増大させようとした場合、ころの径又は本数を増大させる必要があるが、ころ径の増大は、かかるスラスト軸受装置の軸線方向長さの増大を招き、好ましくない。又、ころの本数の増大は、中間輪の軌道面外径の増大を招き、すなわちスラスト軸受装置の外径の増大を招くため、好ましくない。
【０００６】
このような問題に対し、特開２００１−７３９６８に複数段のそれぞれにおいて、互いに軸線を平行にした複数のころ設け、更に各段毎にころの軸線の方向を異ならせた軸受装置を用いたスクロール圧縮機が開示されている。かかる軸受装置は、ころ数を比較的自由に変更できるという特徴を有する。しかしながら、旋回スクロール部材の中央部に回転軸が直接連結されているため、いずれの段のころも中央に配置することができないから、旋回スクロール部材の面積が大きくても、ころを配置できる領域は外側だけに限られるので、その分スクロール圧縮機の構成の大型化を招くという問題がある。
【０００７】
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、大型化を招くことなく、負荷容量を増大できるスラスト軸受装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のスラスト軸受装置は、
固定部材と、
前記固定部材に対して偏心回転運動を行う旋回部材と、
駆動軸から動力を受ける駆動部と、
前記旋回部材と前記駆動部との間まで延在する固定部材の一部と、前記旋回部材との間に配置された中間輪と、
前記固定部材の一部と前記中間輪との間に配置された複数の第１のころと、
前記中間輪と前記旋回部材との間に配置された複数の第２のころと、を有し、
前記駆動部と前記旋回部材とは、前記駆動軸の軸線に対し半径方向において、前記第１のころ及び前記第２のころのうち少なくとも一つのころの外側で、動力伝達可能に連結されていることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明のスラスト軸受装置は、固定部材と、前記固定部材に対して偏心回転運動を行う旋回部材と、駆動軸から動力を受ける駆動部と、前記旋回部材と前記駆動部との間まで延在する固定部材の一部と、前記旋回部材との間に配置された中間輪と、前記固定部材の一部と前記中間輪との間に配置された複数の第１のころと、前記中間輪と前記旋回部材との間に配置された複数の第２のころと、を有し、前記駆動部と前記旋回部材とは、前記駆動軸の軸線に対し半径方向において、前記第１のころ及び前記第２のころのうち少なくとも一つのころの外側で、動力伝達可能に連結されているので、従来技術と異なり、前記旋回部材の中央領域にも前記ころを並べることができるため、前記旋回部材等の外形を拡大することなく、前記第１のころ及び前記第２のころの本数を増加させることができるので、負荷容量の増大に対応可能である。
【００１０】
更に、前記第１のころは、前記固定部材と前記中間輪との間において、それぞれ軸線を平行に延在させるようにして配置され、前記第２のころは、前記中間輪と前記旋回部材との間において、それぞれ軸線を平行に延在させるようにして配置され、前記第１のころの軸線と前記第２のころの軸線は交差していると、前記第１のころと前記第２のころとが異なる方向に転動することで、前記中間輪を介して、前記固定部材に対して前記旋回部材を旋回運動させることができるので好ましい。尚、「軸線が平行に延在する」とは、軸線が実質的に平行に延在していれば足り、「軸線が交差する」とは、軸線が実質的に交差していれば足り、ころの踊りや組み付け誤差などによる若干の非平行もしくは非交差の状態は考慮しないことを意味する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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軸受装置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線に沿って切断した矢印方向に見た図である。
【００１２】
図１において、上下が閉じた円筒状の筐体（複数の部材から形成されて良い）６内に配置された略円盤状の固定板１に、略円盤状の旋回部材２が対向している。固定板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、固定板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、固定板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。
【００１３】
旋回部材２の外周近傍には、複数（例えば４本）の支柱３の図１で上端が連結されている。支柱３は、筐体６に形成された開口６ａを介して外部へと延在し、その下端を、旋回部材２と平行に配置された駆動板５の外周近傍に連結している。筐体６に対して相対移動可能となっている駆動板５は、図１で下面に、開口５ａを有するボス部５ｂを設けている。開口５ａには、例えばラジアルニードル軸受などの軸受７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、駆動板５及び支柱３を介して、駆動軸４に対して同位相で運動（旋回）可能に支持されている。
【００１４】
旋回部材２の下方には、中間輪８が配置されており、その間には、複数のころ９が保持器１０に互いの軸線を平行にして保持されつつ同一方向に転動自在となっている。中間輪８の下方には、筐体６の底壁６ｂが配置されており、その間には、複数のころ１１が保持器１２に互いの軸線を平行にして保持されつつ同一方向に転動自在となっている。固定板１の軸線Ｑは、旋回部材２及び駆動板５の軸線Ｐに対して距離Ｅだけシフトしている。本実施の形態では、第２のころ９の軸線と第１のころ１１の軸線とは直交している。尚、軸線が平行である限り、ころ９又は１１の本数、配置に制限はない。
【００１５】
本実施の形態においては、固定板１及び筐体６とで形成される固定部材と、旋回部材２と、第２のころ９と、中間輪８と、第１のころ１１と、駆動部である駆動板５とでスラスト軸受装置を構成している。尚、旋回部材２と駆動板５との間まで延在する固定部材の一部とは、筐体６の底壁６ｂが相当する。
【００１６】
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。駆動軸４により駆動板５と支柱３とを介して駆動された旋回部材２は、軸線Ｑの周囲を、旋回半径Ｅで旋回運動をする。それにより、隔壁２ａが蠕動し、圧縮室７の内部の流体を押し出すことができる。
【００１７】
ここで、図２に示すように、旋回部材２が筐体６に対して旋回半径Ｅで旋回運動をするとき、旋回部材２に対して中間輪８がころ９の転動方向に距離Ａだけ変位し、更に筐体６に対して中間輪８が、ころ１１の転動方向に距離Ｂだけ変位したとすると、Ｅ＝√（Ａ２＋Ｂ２）で表せる。すなわち、第２のころ９の軸線と第１のころ１１の軸線とが直交しているため、ＡとＢの値を変えることによって、Ｅを一定に維持でき、すなわち筐体６に対する旋回部材２の旋回運動が可能となるのである。
【００１８】
したがって、旋回部材２は、固定板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９、１１と中間輪８を介して支持される。
【００１９】
本実施の形態によれば、駆動部である駆動板５と旋回部材２とは、駆動軸４の軸線に対し半径方向において、第１のころ１１及び第２のころ９のころの外側で、支柱３を介して動力伝達可能に連結されているので、旋回部材２の中央領域にもころを配置できることから、更に大きなスラスト荷重が付与されるような場合、ころ９、１１の本数を増大する（図２で、ころ間に適宜ころを配置すればよい）ことで、旋回部材２や筐体６の外径を拡大させることなく対処でき、一方、付与されるスラスト荷重がより低い場合には、ころ９，１１の本数を低減させることで、摩擦抵抗をより減少させるなど、仕様に合わせて柔軟な対応を行える。
【００２０】
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。例えば、旋回部材２と筐体６の底壁６ｂとの間には、２段積みされたころ９，１１が配置されているが、３段以上のころの配置としても良い。又、ころ９，１１の軸線は直交に限らず、４５度もしくはそれ以外の角度で交差していれば足りる。保持器１０，１２の材質は樹脂でも金属でもかまわない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のスラスト軸受装置は、固定部材と、前記固定部材に対して偏心回転運動を行う旋回部材と、駆動軸から動力を受ける駆動部と、前記旋回部材と前記駆動部との間まで延在する固定部材の一部と、前記旋回部材との間に配置された中間輪と、前記固定部材の一部と前記中間輪との間に配置された複数の第１のころと、前記中間輪と前記旋回部材との間に配置された複数の第２のころと、を有し、前記駆動部と前記旋回部材とは、前記駆動軸の軸線に対し半径方向において、前記第１のころ及び前記第２のころのうち少なくとも一つのころの外側で、動力伝達可能に連結されているので、従来技術と異なり、前記旋回部材の中央領域にも前記ころを並べることができるため、前記旋回部材等の外形を拡大することなく、前記第１のころ及び前記第２のころの本数を増加させることができるので、負荷容量の増大に対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかるスラスト軸受装置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線に沿って切断した矢印方向に見た図である。
【符号の説明】
１　固定部材
２　旋回部材
４　駆動軸
５　駆動板
６　筐体
７　圧縮室
８　中間輪
９、１１　ころ
１０、１２　保持器
【図１】
2004011659.tif 000003
【図２】
2004011659.tif 000004