(57)【要約】【課題】低コストでありながらも、摩耗を効果的に抑制できるスラストニードル軸受用の保持器及びスラストニードル軸受を提供する。【解決手段】スラストニードル軸受１６Ｂのポケット部１６ｐの外径側端部１６ｓが、外径側フランジ部１６ｋまで延在しているので、スラストニードル軸受１６Ｂの動作時に、回転するころ１６ｅが遠心力を受けても、その外径端面が、従来技術のようにポケット部１６ｐの外径側端部１６ｓに当接せず、外径側フランジ部１６ｋに直接面当たりするので、面圧が低下し、ころ１６ｅ又は保持器１６ｈの摩耗を抑制できる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り曲げた１枚の板材からなるスラストニードル軸受用の保持器において、
一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とを有し、隣接する前記柱部間に形成された複数のポケット部が、少なくとも外径側の前記環状部まで延在していることを特徴とするスラストニードル用の保持器。
【請求項２】
請求項１に記載のスラストニードル用の保持器と、複数のころとを有することを特徴とするスラストニードル軸受。
【請求項３】
カーエアコン用コンプレッサに用いられることを特徴とする請求項２に記載のスラストニードル軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーエアコン用コンプレッサ或いは自動変速機用プラネタリユニット等に使用されると好適なスラストニードル軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カーエアコン用コンプレッサの一タイプとして、容量可変式のコンプレッサが知られている。一般的に、容量可変式のコンプレッサは、ハウジングに対して駆動軸をラジアル軸受により回転自在に支持し、この駆動軸に対して斜板を傾斜角度可変に連結し、この斜板に対し揺動板を摺動自在に取付けてある。斜板とハウジングとの間にはスラスト軸受が配置されている。揺動板には、複数のピストンロッドの一端が円周方向等間隔に取付けてあり、このピストンロッドの他端はピストンに連結している。このピストンは、ハウジング内に設けられたシリンダの内部で摺動するように設けられ、このシリンダのボア内に流入される冷媒ガスを圧縮し吐出するようにしている。つまり、斜板が回転すると、揺動板が、いわゆるみそすり的動作をし、ピストンロッドを介してピストンを軸線方向に往復運動させ、冷媒ガスを圧縮し吐出するようになっている。
【０００３】
ところで、カーエアコン用コンプレッサの動作時には、斜板を介して駆動軸は大きな力を受けるので、かかる駆動軸をハウジングに対してスラスト方向に支持するスラスト軸受と、ラジアル方向に支持するラジアル軸受とが必要となる。かかる場合、ニードル軸受は針状の円筒ころを有しているので、軸線方向の厚さが薄く、カーエアコン用コンプレッサに用いることにより、構成をよりコンパクトにすることができる。スラスト力を受けるニードル軸受としては、例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】
特開２０００−２１３５４６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のスラストニードル軸受の保持器は、１枚の板材を折り曲げて形成され、ころ内周側端面に平行になるよう折り曲げられた内径側フランジ部と、ころ外周側端面に平行になるよう折り曲げられた外径側フランジ部とを、複数の柱部で連結した形状となっている。ここで、従来技術のスラストニードル軸受によれば、特許文献１の断面図にあるように、隣接する柱部の間の、ころを保持するポケット部（開口）の外径側端部は、外径側フランジ部に至る前に終端している。
【０００５】
ここで、ポケット部内のころは、スラストニードル軸受の動作時に、遠心力で外径側に力を受けるため、ころの外径側端部と、ポケット部の外径側端部とが当接し合うこととなる。かかる場合、ポケット部の外径側端部が薄いことから面圧が著しく増大すること、及び通常打ち抜き加工で形成されるポケット部においては、その破断面の面粗度が悪くなる傾向があることに起因して、ころやポケット部の早期摩耗を招く恐れがある。
【０００６】
特に、カーエアコン用コンプレッサ等においては、内部の潤滑条件が厳しく、摩耗を促進させる傾向があり、ころやポケット部の摩耗を抑制する何らかの対策が望まれている。これに対し、例えば２枚の板材を用いて、ころの外径側端部を、板材の２カ所で当接させることによって面圧を低下させることも考えられるが、２枚の板材を用いるとコストが増大する。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、低コストでありながらも、摩耗を効果的に抑制できるスラストニードル軸受用の保持器及びスラストニードル軸受を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のスラストニードル軸受は、折り曲げた１枚の板材からなるスラストニードル軸受用の保持器において、
一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とを有し、隣接する前記柱部間に形成された複数のポケット部が、少なくとも外径側の前記環状部まで延在していることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明のスラストニードル軸受は、折り曲げた１枚の板材からなるスラストニードル軸受用の保持器において、一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とを有し、隣接する前記柱部間に形成された複数のポケット部が、少なくとも外径側の前記環状部まで延在しているので、前記スラストニードル軸受の動作時に遠心力を受けたころが、前記ポケット部内で外径側に移動したとしても、前記ポケット部の外径側端部に当接せず、それよりも大きな面積を有する外径側の環状部に当接する。従って、厳しい潤滑条件下でも、ころと保持器の摩耗を効果的に抑制することができる。尚、ポケット部が外径側の環状部まで延在しているとは、折り曲げられることで形成される外径側の環状部に、ころの端面が当接する部位が、少なくともポケットの外径側端部より内径側に位置することを言うものとする。
【００１０】
上記スラストニードル用の保持器と、複数のころとで、スラストニードル軸受を構成すると好ましい。又、かかるスラストニードル軸受は、潤滑条件の厳しいカーエアコン用コンプレッサに用いられると好ましいが、自動変速機用プラネタリユニット等に用いても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態にかかるニードル軸受が組み込まれたカーエアコンのコンプレッサの断面図であり、図２は、図１の構成をＩＩ方向に見た図である。
【００１２】
図１において、コンプレッサ１を構成するハウジング６は、中央の短円筒状の本体７をヘッドケース８と斜板ケース９とで軸線方向（図１の左右方向）両側から挟持し、更に複数本の結合ボルト（図示せず）により結合されて一体となっている。ヘッドケース８の内側には、低圧室１０、１０と高圧室１１とが設けられている。尚、高圧室１１内は勿論、低圧室１０、１０内も正圧である。又、本体７とヘッドケース８との間には平板状の隔壁板１２が挟持されている。図１で複数に分割されている如く表されている低圧室１０、１０は互いに連通しており、ヘッドケース８の外面に設けられた単一の吸入ポート１３（図２）に連通している。又、高圧室１１は、ヘッドケース８に設けられた吐出ポート（図示せず）に通じている。吸入ポート１３がエバポレータ（不図示）の出口に、不図示の吐出ポートをコンデンサ（不図示）の入口に、それぞれ連通させている。
【００１３】
ハウジング６内にはシャフト１４を、本体７と斜板ケース９とに掛け渡す状態で、回転自在に支持している。より具体的には、シャフト１４の両端部を１対のラジアルニードル軸受１５Ａ、１５Ｂにより、本体７と斜板ケース９とに対して回転自在に支持すると共に、１対のスラストニードル軸受１６Ａ、１６Ｂにより、このシャフト１４に加わるスラスト荷重を支承自在としている。
【００１４】
スラストニードル軸受１６Ａは、複数のころ１６ａと、これを軸線方向（図１で左右方向）に挟持する軌道輪１６ｂ、１６ｃと、ころ１６ａを保持する保持器１６ｄとを有している。更に、スラストニードル軸受１６Ｂは、複数のころ１６ｅと、これを軸線方向（図１で左右方向）に挟持する軌道輪１６ｆ、１６ｇと、ころ１６ｅを保持する保持器１６ｈとを有している。
【００１５】
ラジアルニードル軸受１５Ａは、複数のころ１５ａと、外輪（軌道輪）１５ｂと、ころ１５ａを保持する保持器１５ｃとを有している。更に、ラジアルニードル軸受１５Ｂは、複数のころ１５ｄと、外輪（軌道輪）１５ｅと、ころ１５ｄを保持する保持器１５ｆとを有している。
【００１６】
スラストニードル軸受１６Ａは、本体７の一部と上記シャフト１４の一端部（図１の右端側）に形成した段部１７との間に、皿ばね１８を介して設けている。又、スラストニードル軸受１６Ｂは、シャフト１４の中間部外周面に外嵌固定した円板部１９と斜板ケース９との間に配置されている。ハウジング６を構成する本体７の内側でシャフト１４の周囲部分には、複数（例えば図示の例では、円周方向等間隔に６個）のシリンダ孔２０、２０を形成している。この様に本体７に形成した、複数のシリンダ孔２０、２０の内側には、それぞれピストン２１、２１の先半部（図１の右半部）に設けた摺動部２２、２２を、軸方向の変位自在に嵌装している。
【００１７】
ここでは、シリンダ孔２０、２０の底面とピストン２１、２１の先端面（図１の右端面）との間に設けられた空間を、圧縮室２３とする。又、斜板ケース９の内側に存在する空間は、斜板室２４とする。シャフト１４の中間部外周面でこの斜板室２４内に位置する部分おいて、斜板２５を、シャフト１４に対して所定の傾斜角度を持たせて固定し、この斜板２５がシャフト１４と共に回転する様にしている。斜板２５の円周方向複数個所と、各ピストン２１、２１とは、それぞれ１対ずつのスライディングシュー２６、２６により連結されている。この為、これら各スライディングシュー２６、２６の内側面（互いに対向する面）は平坦面として、同じく平坦面である斜板２５の両側面外径寄り部分に摺接するようになっている。又、これら各スライディングシュー２６、２６の外側面（相手スライディングシュー２６と反対側面）は球状凸面としている。更に、その内側面を斜板２５の両側面に当接させた状態で、これら両スライディングシュー２６、２６の外側面を単一球面上に位置させている。一方、各ピストン２１、２１の基端部（前記隔壁板１２から遠い側の端部で、図１の左端部）には、スライディングシュー２６、２６及び斜板２５と共に、駆動力伝達機構を構成する連結部２７、２７を、各ピストン２１、２１と一体に形成している。そして、これら各連結部２７、２７に、一対のスライディングシュー２６、２６を保持する為の保持部２８、２８を形成している。又、これら各保持部２８、２８には、各スライディングシュー２６、２６の外側面と密に摺接する球状凹面を、互いに対向させて形成している。
【００１８】
又、本体７の一部内周面で、各連結部２７、２７の外端部に整合する部分には、各ピストン２１、２１毎にそれぞれ１対ずつのガイド面（図示せず）を、円周方向に離隔して形成している。各連結部２７、２７の外端部は、このガイド面に案内されて、ピストン２１、２１の軸方向（図１の左右方向）の変位のみ自在である。従って、各ピストン２１、２１も、各シリンダ孔２０、２０内に、斜板２５の回転に伴う各ピストン２１、２１の中心軸回りの回転を防止されて、軸方向の変位のみ自在（回転不能）に嵌装されている。この結果、各連結部２７、２７は、シャフト１４の回転による斜板２５の揺動変位に伴って各ピストン２１、２１を軸方向に押し引きし、各摺動部２２、２２をシリンダ孔２０、２０内で軸方向に往復移動させる。
【００１９】
一方、低圧室１０及び高圧室１１と各シリンダ孔２０、２０とを仕切るべく、本体７とヘッドケース８との突き合わせ部に挟持している隔壁板１２には、低圧室１０と各シリンダ孔２０、２０とを連通させる吸入孔２９、２９と、高圧室１１と各シリンダ孔２０、２０とを連通させる吐出孔３０、３０とを、それぞれ軸線方向に貫通する状態で形成している。従って、各吸入孔２９、２９及び各吐出孔３０、３０の一端（図１の左端）でシリンダ孔２０、２０側の開口は、何れも各ピストン２１、２１の先端面と対向する。又、各シリンダ孔２０、２０内で、各吸入孔２９、２９の一端と対向する部分には、低圧室１０から各シリンダ孔２０、２０に向けてのみ冷媒ガスを流す、リード弁式の吸入弁３１、３１を設けている。又、高圧室１１内で、各吐出孔３０、３０の他端（図１の右端）開口と対向する部分には、各シリンダ孔２０、２０から高圧室１１に向けてのみ冷媒ガスを流す、リード弁式の吐出弁３２を設けている。この吐出弁３２には、各吐出孔３０、３０から離れる方向への変位を制限する、ストッパ３３を付設している。
【００２０】
上述の様に構成するコンプレッサ１のシャフト１４は、車両のエンジン（不図示）により無端ベルト４２を介して回転駆動される。この為に、図示の例の場合は、ハウジング６を構成する斜板ケース９の外側面（図１の左側面）中央に設けた支持筒部３４の周囲に従動プーリ３５を、複列ラジアル玉軸受３６により、回転自在に支持している。この従動プーリ３５は、断面コ字形で全体を円環状に構成しており、斜板ケース９の外側面に固定したソレノイド３７を、従動プーリ３５の内部空間に配置している。一方、シャフト１４の端部で支持筒部３４から突出した部分には取付ブラケット３８を固定しており、この取付ブラケット３８の周囲に磁性材製の環状板３９を、板ばね４０を介して支持している。この環状板３９はソレノイド３７への非通電時には、板ばね４０の弾力により、図に示す様に従動プーリ３５から離隔しているが、ソレノイド３７への通電時にはこの従動プーリ３５に向け吸着されて、この従動プーリ３５からシャフト１４への回転力の伝達を自在とする。即ち、ソレノイド３７と環状板３９と板ばね４０とにより、従動プーリ３５とシャフト１４とを係脱する為の電磁クラッチ４１を構成している。又、車両のエンジンのクランクシャフト（不図示）の端部に固定した駆動プーリと従動プーリ３５との間には、無端ベルト４２を掛け渡している。
【００２１】
図３は、スラストニードル軸受１６Ｂの拡大断面図であり、図で上方が外径側、下方が内径側である。スラストニードル軸受１６Ｂは、複数の（１つのみ図示）ころ１６ｅと、これを軸線方向（図３で上下方向）に挟持する軌道輪１６ｆ、１６ｇと、ころ１６ｅを保持する保持器１６ｈとを有している。保持器１６ｈは、内径側及び外径側がころ１６ｅの端面に平行となるように折り曲げられ、それぞれ内径側フランジ部（環状部）１６ｊ及び外径側フランジ部（環状部）１６ｋを形成している。又、内径側フランジ部１６ｊと外径側フランジ部１６ｋとを連結する複数（１つのみ図示）の柱部１６ｎは、ころ１６ｅの中央に当接する部位１６ｍが折り曲げられており、ここでころ１６ｅを保持するようになっている。隣接する柱部１６ｎ間に、ころ１６ｅを収容するポケット部１６ｐが形成されており、その外径側端部１６ｓは、図に示すように、外径側フランジ部１６ｋまで延在している。
【００２２】
本実施の形態にかかるカーエアコンのコンプレッサの動作について説明する。車室内の冷房或は除湿を行なう為、カーエアコンを作動させた場合には、電磁クラッチ４１を動作させて従動プーリ３５とシャフト１４とを係合させ、それにより無端ベルト４２を介して、車両のエンジンの動力をシャフト１４に伝達し、これを回転駆動する。この結果、斜板２５が回転して、複数のピストン２１、２１を構成する摺動部２２、２２をそれぞれシリンダ孔２０、２０内で往復移動させる。そして、この様な摺動部２２、２２の往復移動に伴って、吸入ポート１３から吸引された冷媒ガスが、低圧室１０、１０内から各吸入孔２９、２９を通じて圧縮室２３内に吸い込まれる。この冷媒ガスは、これら各圧縮室２３内で圧縮されてから、吐出孔３０、３０を通じて高圧室１１に送り出され、吐出ポートより吐出される。その後、高温・高圧の冷媒ガスはコンデンサで冷却され液冷媒となった後、急激に膨張させられ、低温・低圧の霧状冷媒となってエバポレータに流れ、ここで車室内に供給される空気を冷却し、その後冷媒ガスとなってコンプレッサに吸入される。
【００２３】
本実施の形態によれば、スラストニードル軸受１６Ｂのポケット部１６ｐの外径側端部１６ｓが、外径側フランジ部１６ｋまで延在しているので、スラストニードル軸受１６Ｂの動作時に、回転するころ１６ｅが遠心力を受けても、その外径側端面が、従来技術のようにポケット部１６ｐの外径側端部１６ｓに当接せず、一般的には面粗度の良い外径側フランジ部１６ｋに直接面当たりするので、面圧も低下し、ころ１６ｅ又は保持器１６ｈの摩耗を抑制できる。又、ポケット部１６ｐが外径側フランジ部１６ｋまで延在しているので、外径側端部１６ｓと、ころ１６ｅの端面との間に空間が生じ、ここを介して潤滑油が移動しやすくなるので、潤滑性も高まる。尚、スラストニードル軸受１６Ａを同様な構成としても良い。
【００２４】
図４は、スラストニードル軸受１６Ｂを製造する工程の一部を示す図である。１枚の板材は、ポケット部１６ｐを打ち抜かれた後、図４（ａ）に示すように、内径側が外側に折り曲げられて、内径側フランジ部１６ｊが形成される。更に、ポケット部１６ｐの外径側端部１６ｓより内径側（図４（ａ）に示す点線の位置）で、逆方向に２回（すなわち外径側端部１６ｓより遠い方を外側に）折り曲げることで、ポケット部１６ｐの外径側端部１６ｓが中まで延在した外径側フランジ部１６ｋを形成することができる（図４（ｂ）参照）。
【００２５】
図５は、第２の実施の形態にかかるスラストニードル軸受の断面図である。本実施の形態においては、外径側フランジ部１６ｋ’は、１枚の板材の外径側を、同方向に２回（すなわち外径側端部１６ｓより遠い方を内側に）折り曲げることで形成される。本実施の形態においては、外径側端部１６ｓより近い方の折り曲げ部は、ポケット部１６ｐの外径側端部１６ｓより外径側で折り曲げられているが、遠い方の折り曲げ部１６ｔをころ１６ｅの端面と平行になるように内側に折り曲げることで、外径側フランジ部１６ｋ’におけるころ１６ｅの端面が当接する部位が、少なくとも外径側端部１６ｓより内径側に位置するようになり、上述した作用効果を得ることができる。それ以外の構成については、上述した実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図６は、第３の実施の形態にかかるスラストニードル軸受の断面図である。本実施の形態においては、図３の実施の形態に対し、外径側フランジ部１６ｋ”の端部は折り曲げられることなく途切れている点のみが異なるのみであり、それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００２７】
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、ころ１６ｅの端面を平面としたが、曲面であっても良い。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のスラストニードル軸受は、折り曲げた１枚の板材からなるスラストニードル軸受用の保持器において、一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とを有し、隣接する前記柱部間に形成された複数のポケット部が、少なくとも外径側の前記環状部まで延在しているので、前記スラストニードル軸受の動作時に遠心力を受けたころが、前記ポケット部内で外径側に移動したとしても、前記ポケット部の外径側端部に当接せず、それよりも大きな面積を有する外径側の環状部に当接する。従って、厳しい潤滑条件下でも、ころと保持器の摩耗を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかるスラストニードル軸受が組み込まれたカーエアコンのコンプレッサの断面図である。
【図２】図１の構成をＩＩ方向に見た図である。
【図３】第１の実施の形態にかかるスラストニードル軸受の部分断面図である。
【図４】スラストニードル軸受１６Ｂを製造する工程の一部を示す図である。
【図５】第２の実施の形態にかかるスラストニードル軸受の部分断面図である。
【図６】第３の実施の形態にかかるスラストニードル軸受の部分断面図である。
【符号の説明】
１  カーエアコンのコンプレッサ
６  ハウジング
１４  シャフト
１５Ａ，１５Ｂ  ラジアルニードル軸受
１６Ａ，１６Ｂ  スラストニードル軸受
【図１】
2004301195.tif 000003
【図２】
2004301195.tif 000004
【図３】
2004301195.tif 000005
【図４】
2004301195.tif 000006
【図５】
2004301195.tif 000007
【図６】
2004301195.tif 000008