(57)【要約】【課題】本発明は、保持器の最小案内隙間を適切に保ち、保持器の回転を円滑に促すことにより耐摩擦、耐ピーリング特性に優れたスラスト針状ころ軸受を提供する。【解決手段】本発明のスラスト針状ころ軸受５は、保持器内径面５１ａを案内するためのリップ５２を有する静止軌道輪５３と、回転部材である軸５４とともに回転する回転軌道輪５５とを備えている。このスラスト針状ころ軸受５は、保持器内径面５１ａと、保持器内径面５１ａを案内するリップ５２との最小案内隙間Δｍｉｎが５０μｍ以上である。【選択図】  図１
2004251392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持器内径面もしくは外径面を案内するためのリップを有する静止軌道輪と、
回転部材とともに回転する回転軌道輪とを備えたスラスト針状ころ軸受において、
前記保持器内径面と前記保持器内径面を案内する前記リップとの最小案内隙間、もしくは前記保持器外径面と前記保持器外径面を案内する前記リップとの最小案内隙間が５０μｍ以上であることを特徴とするスラスト針状ころ軸受。
【請求項２】
スラスト荷重を支持するスラスト針状ころ軸受において、
保持器内径面と前記保持器内径面を案内するための回転軸との最小案内隙間、もしくは保持器外径面と前記保持器外径面を案内するためのハウジングとの最小案内隙間が５０μｍ以上であることを特徴とするスラスト針状ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のエアコンディショナーに用いられるコンプレッサーやオートマチックトランスミッションに好適なスラスト針状ころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来のカーエアコン用コンプレッサーの一つの形式である斜板式コンプレッサー１を示す（例えば特許文献１参照）。
この斜板式コンプレッサー１は、主軸１１に固定された斜板の回転により、斜板１７上を摺動するシュー２３を介してピストン２１が往復作動するように構成されている。
【０００３】
すなわち、ハウジング４内に、斜板１７を固定した主軸１１が、ラジアル軸受１４を介して回転自在に支持されている。また、上記ハウジング４には、円周方向の等間隔位置に複数のシリンダボア１０が形成されている。
各シリンダボア１０内に両頭形のピストン２１が摺動自在に収容されている。各ピストン２１の中央部分に斜板の外周部を跨ぐようにして凹陥部が形成されている。この凹陥部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２３を着座させてある。
【０００４】
シュー２３が斜板１７とピストン２１の間に介在して斜板１７の回転運動をピストン２１の往復運動に円滑に変換させる働きをする。斜板１７は主軸１１に固定されていて、主軸１１とともに回転する。
そして、上述のように斜板１７はピストン２１を往復運動させる働きをするものであるため、主軸１１の軸方向にスラスト荷重が発生する。このスラスト荷重を受けるため、スラスト軸受１６が介在されている。このスラスト軸受１６としては、一般に針状ころ軸受が使用される。
【０００５】
一方、カーエアコン用コンプレッサーにおいては、油をよく融解する特性を有するフルオン系の冷媒の中に冷凍機油が混在している。これによりサイクル内を循環することにより冷媒中に融解している油が各磨耗個所に供給されて潤滑が行われる。しかし冷凍機油は冷媒の冷房能力を低下させるので適切な循環油量は必然的に少量となり、コンプレッサーに使用する軸受は一般の油潤滑で使用される軸受に比べ過酷潤滑となる。
この際、保持器案内隙間を０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下にすることにより適切な案内
を行い、軸受に焼きつきを発生させないスラスト針状ころ軸受が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−０５０１５６
【特許文献２】
特開２００２−１３５３７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特許文献２に記載されたスラスト針状ころ軸受は、一般の円筒ころ軸受などと異なり、ニードル軸受の軌道輪と保持器がプレス加工で製造されるので真円度が悪く、平均案内隙間が最小案内隙間と１００μｍ以上大きく異なる場合があるという問題があった。
【０００８】
また、上記の特許文献２で述べられている案内隙間は平均案内隙間であり、実際には、保持器内径面とそれを案内するリップを有する静止軌道輪の最小案内隙間が適切に保たれていないと異常接触が起こり、保持器の回転、すなわちころの公転にブレーキがかけられ、転動面に摩擦が生じピーリング損傷や早期剥離に到るなどの問題が発生する。
【０００９】
そこで本発明は、従来の問題点に着目してなされたものであり、保持器の最小案内隙間を適切に保ち、保持器の回転を円滑に促すことにより耐摩擦、耐ピーリング特性に優れたスラスト針状ころ軸受を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、保持器内径面もしくは外径面を案内するためのリップを有する静止軌道輪と、回転部材とともに回転する回転軌道輪とを備えたスラスト針状ころ軸受において、前記保持器内径面と前記保持器内径面を案内する前記リップとの最小案内隙間、もしくは前記保持器外径面と前記保持器外径面を案内する前記リップとの最小案内隙間が５０μｍ以上であることを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
本発明によれば、保持器内径面と、保持器内径面を案内するリップとの最小案内隙間、もしくは保持器外径面と保持器外径面を案内するリップとの最小案内隙間が５０μｍ以上に保たれるので、異常な接触が発生せずに円滑な保持器の公転、ころの公転が保たれる（請求項１）。
【００１２】
ここで、最小案内隙間があまり大きすぎると、軸受の触れ回りが大きく、それにより保持器が異常破損する虞れがあるので、１０００μｍ以下とすることが望ましい。
【００１３】
また、本発明は、スラスト荷重を支持するスラスト針状ころ軸受において、保持器内径面と前記保持器内径面を案内するための回転軸との最小案内隙間、もしくは保持器外径面と前記保持器外径面を案内するためのハウジングとの最小案内隙間が５０μｍ以上であることを特徴とする（請求項２）。
【００１４】
本発明によれば、保持器内径面と保持器内径面を案内するための回転軸との最小案内隙間もしくは保持器外径面と前記保持器外径面を案内するためのハウジングとの最小案内隙間が５０μｍ以上に保たれるので、異常な接触が発生せずに円滑な保持器の公転、ころの公転が保たれる（請求項２）。
【００１５】
ここで、最小案内隙間があまり大きすぎると、軸受の触れ回りが大きく、それにより保持器が異常破損する虞れがあるので、１０００μｍ以下とすることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るスラスト針状ころ軸受の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る第１実施形態のスラスト針状ころ軸受５を示す。このスラスト針状ころ軸受５は、複数の針状ころ５０と、これらの針状ころ５０を保持する保持器５１と、この保持器５１の内径面５１ａを案内するためのリップ５２を有する静止軌道輪５３と、回転部材である軸５４とともに回転する回転軌道輪５５とを備えている。なお、図１中の符号５６はハウジングである。
【００１８】
そして、このスラスト針状ころ軸受５は、保持器５１の内径面５１ａと、保持器５１の内径面５１ａを案内するリップ５２との最小案内隙間ΔｍｉｎがΔｍｉｎ＝５０μｍに設定されている。
【００１９】
次に、このスラスト針状ころ軸受５の作用について説明する。図２に示すように、上記の保持器５１の内径面５１ａとリップ５２との平均案内隙間Δは、リップ５２の外径の平均径ｄ１と保持器５１の内径の平均径ｄ２の差（Δ＝ｄ２−ｄ１）とされている。
【００２０】
しかし、真円度を考慮したリップ５２の最大直径ｄ１ｍａｘ（＝ｄ１＋２×δ１／２）と保持器内径の最小直径ｄ２ｍｉｎ（＝ｄ２−２×δ２／２）の差である最小案内隙間Δｍｉｎ（Δｍｉｎ＝ｄ２ｍｉｎ−ｄ１ｍａｘ＝（ｄ２−２×δ２／２）−（ｄ１＋２×δ１／２）＝Δ−（δ２＋δ１））が、真の案内隙間となる。すなわち両者の真円度の和を考慮しなければ適切な案内隙間を保証できない。なお、δ１はリップ真円度、δ２は保持器真円度である。
【００２１】
ここで、５０μｍ以上の最小案内隙間Δｍｉｎを保つことにより、保持器５１とリップ５２間の異常な接触が発生することなく、円滑な保持器の公転、ころの公転が保たれる。
【００２２】
一方、最小案内隙間Δｍｉｎがあまり大きすぎると、軸受の触れ回りが大きく、それにより保持器５１が異常破損する虞れがあるので、この最小案内隙間Δｍｉｎを１０００μｍ以下とすることが望ましい。
【００２３】
（第２実施形態）
図３は、本発明に係る第５実施形態のスラスト針状ころ軸受６を示す。このスラスト針状ころ軸受６は、複数の針状ころ６０と、これらの針状ころ６０を保持する保持器６１と、この保持器６１の外径面６１ａを案内するためのリップ６２を有する静止軌道輪６３と、回転部材である軸６４とともに回転する回転軌道輪６５とを備えている。なお、図３中の符号６６はハウジングである。
【００２４】
このスラスト針状ころ軸受６は、保持器６１の外径面６１ａと、保持器６１の外径面６１ａを案内するリップ６２との最小案内隙間ΔｍｉｎがΔｍｉｎ＝５０μｍに設定されている。
【００２５】
このスラスト針状ころ軸受６も、５０μｍ以上の最小案内隙間Δｍｉｎを保つことにより、保持器６１とリップ６２間の異常な接触が発生することなく、円滑な保持器６１の公転、ころの公転が保たれる。
【００２６】
一方、最小案内隙間Δｍｉｎがあまり大きすぎると、軸受の触れ回りが大きく、それにより保持器５１が異常破損する虞れがあるので、この最小案内隙間Δｍｉｎを１０００μｍ以下とすることが望ましい。
【００２７】
（第３実施形態）
図４は、本発明に係る第５実施形態のスラスト針状ころ軸受７を示す。このスラスト針状ころ軸受７は、複数の針状ころ７０と、これらの針状ころ７０を保持する保持器７１と、静止軌道輪７３と、回転部材である軸７４とともに回転する回転軌道輪７５とを備えている。なお、図４中の符号７６はハウジングである。
このスラスト針状ころ軸受７は、保持器７１の内径面７１ａと、軸７４との最小案内隙間ΔｍｉｎがΔｍｉｎ＝５０μｍに設定されている。
【００２８】
このスラスト針状ころ軸受７も、５０μｍ以上の最小案内隙間Δｍｉｎを保つことにより、保持器７１と軸７４間の異常な接触が発生することなく、円滑な保持器７１の公転、ころの公転が保たれる。
【００２９】
一方、最小案内隙間Δｍｉｎがあまり大きすぎると、軸受の触れ回りが大きく、それにより保持器７１が異常破損する虞れがあるので、この最小案内隙間Δｍｉｎを１０００μｍ以下とすることが望ましい。
【００３０】
（第４実施形態）
図５は、本発明に係る第５実施形態のスラスト針状ころ軸受８を示す。このスラスト針状ころ軸受８は、複数の針状ころ８０と、これらの針状ころ８０を保持する保持器８１と、静止軌道輪８３と、回転部材である軸８４とともに回転する回転軌道輪８５とを備えている。なお、図５中符号８６はハウジングであり、保持器８１の外径面８１ａを案内する。
【００３１】
このスラスト針状ころ軸受８は、保持器８１の外径面８１ａと、ハウジング８６との最小案内隙間ΔｍｉｎがΔｍｉｎ＝５０μｍに設定されている。
このスラスト針状ころ軸受８も、５０μｍ以上の最小案内隙間Δｍｉｎを保つことにより、保持器８１と軸８４間の異常な接触が発生することなく、円滑な保持器８１の公転、ころの公転が保たれる。
【００３２】
一方、最小案内隙間Δｍｉｎがあまり大きすぎると、軸受の触れ回りが大きく、それにより保持器８１が異常破損する虞れがあるので、この最小案内隙間Δｍｉｎを１０００μｍ以下とすることが望ましい。
【００３３】
（実験例）
図１に示したスラスト針状ころ軸受５を用いて、摩擦・ピーリング試験を行った。図６は試験装置１００を示す。図６中の符号９０は受け台、９１は回転軸である。回転軸９１にはスラスト荷重Ｆが作用する。
【００３４】
ここで使用したスラスト針状ころ軸受５は、外径６９ｍｍ、内径４０ｍｍ、針状ころ（転動体）５０の直径３０ｍｍ、長さ６．７ｍｍ、針状ころの材料はＳＵＪ２でありこれを３８本使用している。Ｒａ０．０２μｍとした。
保持器５１は０．０５％の炭素鋼を使用しプレスにより作製、軌道輪材料はＳＣＭ４１５を使用し浸炭窒化熱処理を施した。
【００３５】
試験は、図７に示すよぅに、ＮＯ．１〜ＮＯ．５の５種類について行った。試験条件は次の通りである。
軸受動定格荷重：３７６００Ｎ
試験荷重：１１２９０Ｎ
回転数：７００／ｍｉｎ
潤滑剤：コンプレッサー用冷凍機油を使用し流量を制御した枯渇潤滑とした。
試験時間：２００Ｈｒ
【００３６】
試験結果を図８に示す。図８から分かるように、実施例ＮＯ２〜ＮＯ４については、レースおよびころの摩擦は軽微であり、ピーリング、剥離は発生しなかった。これに対して、ＮＯ．１については、ころおよびレースが１８μｍほど磨耗しており、ころはピーリング、レースは剥離に至っていた。またＮＯ．５については、ころ、レースの磨耗は軽微であるが保持器が破損した。
【００３７】
従って、保持器内径面５１ａを案内するためのリップ５２を有する静止軌道輪５３と、軸５４と共に回転する回転軌道輪５５を備えたスラスト針状ころ軸受５において、保持器内径面５１ａと保持器５１を案内するリップ５２の最小案内隙間Δｍｉｎを５０μｍ以上に設定することにより、コンプレッサーのように一般の油潤滑に比べ過酷潤滑下で使用される場合においても、優れた耐磨耗・耐ピーリング特性を示し、耐久性を大幅に向上させることができる。
これは、上記のスラスト針状ころ軸受６、７、８についても同様である。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、保持器内径面と保持器内径面を案内するリップとの最小案内隙間、保持器外径面と保持器外径面を案内するリップとの最小案内隙間、保持器内径面と回転部材との最小案内隙間、または保持器外径面とハウジングとの最小案内隙間が５０μｍ以上に保たれるので、異常な接触が発生せずに円滑な保持器の公転、ころの公転が保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の作用を説明する図である。
【図３】本発明に係る第２実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る第３実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る第４実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明に係るスラスト針状ころ軸受の試験装置を示す図である。
【図７】本発明に係るスラスト針状ころ軸受の試験に用いたテスト番号とその最小案内隙間を示す図である。
【図８】本発明に係るスラスト針状ころ軸受の試験結果を示す図である。
【図９】従来例の斜板式コンプレッサーを示す図である。
【符号の説明】
５〜８  スラスト針状ころ軸受
５１  保持器
５１ａ    内径面
５２  リップ
５３  静止軌道輪
５４  軸
５５  回転軌道輪
５６  ハウジング
６１  保持器
６１ａ    外径面
６２  リップ
６３  静止軌道輪
６４  軸
６５  回転軌道輪
６６  ハウジング
７１  保持器
７１ａ    内径面
７３  静止軌道輪
７４  軸
７５  回転軌道輪
８１  保持器
８１ａ    外径面
８３  静止軌道輪
８４  軸
８５  回転軌道輪
８６  ハウジング
Δｍｉｎ    最小案内隙間
【図１】
2004251392.tif 000003
【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】
2004251392.tif 000008
【図７】
2004251392.tif 000009
【図８】
2004251392.tif 000010
【図９】
2004251392.tif 000011