(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、該ハウジング内に形成され、回転軸と一体に回転運動する斜板を備えるクランク室と、前記ハウジング内に配置され、その内部に前記斜板の回転に伴って往復運動するピストンを備えるシリンダブロックと、前記クランク室内に収容されて前記ピストンの往復運動を実施すべく、前記回転軸と一体に回転運動するロータ、該ロータと前記斜板とを連結するリンク機構、前記ロータと前記ハウジングの内端面との間に配設されたスラスト軸受を備える往復動ユニットとを具備し、
前記スラスト軸受は、前記ハウジングの内端面に当接される軸受座と、該軸受の幅方向に向けてその回転軸線を有する転動体に転走される軌道面とを備える軌道輪を含み、
前記ハウジングの内端面は、前記軌道面の形成範囲内にて前記軸受座に当接される頂点を有し、前記回転軸の軸心に対する回転対称に形成されていることを特徴とする往復動型流体機械。
【請求項２】
前記頂点は、前記ハウジングの断面視にて、前記軸受座に向けて凸状をなす鈍角で交わる２直線の交点であることを特徴とする請求項１に記載の往復動型流体機械。
【請求項３】
前記頂点は、前記ハウジングの断面視にて、前記軸受座に向けて凸状をなす円弧上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の往復動型流体機械。
【請求項４】
前記頂点は、前記ハウジングの断面視にて、前記軸受座に向けて凸状をなし、前記軸受の幅方向内側に向けて前記軸受座から離間する直線間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の往復動型流体機械。
【請求項５】
前記頂点は、前記ハウジングの断面視にて、前記軸受座に向けて凸状をなす複数のフィレットを結んだ線上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の往復動型流体機械。
【請求項６】
前記流体機械は、ＣＯ２冷媒を用いた冷凍回路の循環経路に介挿されていることを特徴とする請求項１に記載の往復動型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は往復動型流体機械に係り、特に、使用圧力の高い冷媒に用いられて好適な往復動型流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の流体機械、例えば往復動型圧縮機は冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する圧縮ユニットをハウジング内に備え、この圧縮ユニットはシャフトの回転をその軸線方向の往復直線運動に変換する往復動ユニットによって駆動される。この往復動ユニットはシャフトと一体に回転可能なロータや、ハウジングの内端面とロータとの間に配設されたスラスト軸受を含む。
【０００３】
圧縮ユニット内には高圧空間が形成される。そして、この圧力がスラスト軸受の軌道輪の正面側、より詳しくは、転動体を転走させる軌道面にスラスト荷重として作用し、上記軌道輪の背面側、より詳しくは、軌道面の反対側に位置する軸受座をハウジングの内端面に当接させる方向に付勢する。これに対し、軸受座はハウジングの内端面に支持されている。つまり、この軸受座にはスラスト荷重に対する軸受支持反力が作用し、軸受座をハウジングの内端面から離間させる方向に付勢している。
【０００４】
ここで、上記ハウジングの内端面の断面形状が、この内端面と上記軸受座の内周端との接点を起点として軸受の幅方向外側に向けて一定割合で軸受座から離間させ、これら内端面と軸受座との間に、その先端が内向きの１つの略くさび形状の間隙を形成した圧縮機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。当該断面形状は上記ロータの無負荷時における形状であり、スラスト荷重がピストンからの圧縮反力から構成される点を考慮し、ロータの負荷時には軸受の幅方向外側が撓んでハウジングの内端面と軸受座とを当接させ、スラスト荷重を軌道面に均等に作用させることを目的とする。
【特許文献１】特開２００４−３１６４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スラスト荷重は上述した圧縮反力の他、ハウジングの内圧の影響をも受けるものであり、しかも、このスラスト荷重は変動し得るものである。具体的には、上述した圧縮反力は熱負荷等によって容易に変動し得るものであるし、また、ハウジングの内圧も例えば可変容量型圧縮機ではクランク室が圧力源となって変動し得るものである。換言すれば、スラスト荷重が変動し得るものである以上、ハウジングの変形量は必ずしも一義的に決定できるものではなく、上述した略くさび形状の間隙の大きさを決定し、ハウジングの内端面と軌道輪との間に形成させるは難しいとの懸念がある。
【０００６】
また、上記軌道面に接触する転動体の内側及び外側の各エッジ部分には、クラウニングが施されている点にも留意しなければならない。詳しくは、ロータの負荷時に軸受の幅方向外側が撓んだ場合のスラスト荷重と軸受支持反力との関係は、スラスト荷重は転動体の内側のクラウニング位置にて集中荷重になるのに対し、軸受支持反力は軸受座の内周端との上記接点にて集中荷重になり、これらスラスト荷重の作用点と軸受支持反力の作用点とは同一線上に位置しない。このため、軌道輪には、この軌道輪のみを撓ませ、軌道面と転動体とを離間させる方向に作用する偶力（偏荷重）が生じ、スラスト軸受の耐久性が低下するという問題がある。そして、当該問題は、使用圧力の高い冷媒を用いた場合には特に顕著になる。なお、この問題を解決する措置として許容荷重の大きな軸受を選定することも考えられるが、これでは圧縮機の製造コスト高を招くので、必ずしも妥当な措置ではない。このように、上記従来の技術ではスラスト軸受の耐久性の点については依然として課題が残されている。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、製造コストの低廉化を図りつつ、スラスト軸受の耐久性向上を図る往復動型流体機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成すべく、請求項１記載の往復動型流体機械は、ハウジングと、ハウジング内に形成され、回転軸と一体に回転運動する斜板を備えるクランク室と、ハウジング内に配置され、その内部に斜板の回転に伴って往復運動するピストンを備えるシリンダブロックと、クランク室内に収容されてピストンの往復運動を実施すべく、回転軸と一体に回転運動するロータ、ロータと斜板とを連結するリンク機構、ロータとハウジングの内端面との間に配設されたスラスト軸受を備える往復動ユニットとを具備し、スラスト軸受は、ハウジングの内端面に当接される軸受座と、軸受の幅方向に向けてその回転軸線を有する転動体に転走される軌道面とを備える軌道輪を含み、ハウジングの内端面は、軌道面の形成範囲内にて軸受座に当接される頂点を有し、回転軸の軸心に対する回転対称に形成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の発明では、頂点は、ハウジングの断面視にて、軸受座に向けて凸状をなす鈍角で交わる２直線の交点であることを特徴とし、更に、請求項３記載の発明では、頂点は、ハウジングの断面視にて、軸受座に向けて凸状をなす円弧上に形成されていることを特徴とし、更にまた、請求項４記載の発明では、頂点は、ハウジングの断面視にて、軸受座に向けて凸状をなし、軸受の幅方向内側に向けて軸受座から離間する直線間に形成されていることを特徴とし、また、請求項５記載の発明では、頂点は、ハウジングの断面視にて、軸受座に向けて凸状をなす複数のフィレットを結んだ線上に形成されていることを特徴としている。
【００１０】
更に、請求項６記載の発明では、流体機械は、ＣＯ２冷媒を用いた冷凍回路の循環経路に介挿されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
従って、請求項１記載の本発明の往復動型流体機械によれば、軌道輪はハウジングの内端面に当接される軸受座と、転動体に転走される軌道面とを備え、ハウジングの内端面が軌道面の形成範囲内にて軸受座に当接される頂点を有しており、ハウジングの内端面から転動体に向かう軸受支持反力の作用点がこの転動体の幅方向長さの範囲内に存在している。よって、ロータの負荷時において軌道面と転動体とを離間させる偶力が発生せず、転動体は軌道面に確実に転走され、転動体からハウジングの内端面に向かうスラスト荷重が、集中荷重ではなく、分布荷重となる。この結果、軌道輪の軸受座や軌道面の剥離や摩耗が防止され、スラスト軸受の耐久性向上に寄与する。
【００１２】
そして、許容荷重の大きなスラスト軸受の選定が不要になり、安価な圧縮機の提供が可能になる。
また、請求項２〜５記載の発明によれば、ハウジングの内端面は、転動体の幅方向長さの範囲内にて軸受座に当接される頂点を有し、この頂点が軸受座に向けて凸状をなす鈍角で交わる２直線の交点に形成、若しくは、軸受座に向けて凸状をなす円弧上に形成、若しくは、軸受座に向けて凸状をなし、軸受の幅方向内側に向けてこの軸受座から離間する直線間に形成、又は、軸受座に向けて凸状をなす複数のフィレット間に形成されていることから、軸受支持反力が小さくなり、軸受座の剥離や摩耗がより一層防止可能となる。更に、請求項４記載の発明によれば、上述した鈍角で交わる２直線や円弧等の成形に比して容易に設置可能となる。
【００１３】
更にまた、請求項６記載の発明によれば、使用圧力が高いＣＯ２冷媒を用いても、スラスト軸受の耐久性が向上するし、また、ＣＯ２冷媒を用いれば、環境負荷の軽減に大きく貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１に示されるように、本実施形態はＣＯ２冷媒を用いた斜板式の可変容量型圧縮機（往復動型流体機械）４に適用されており、当該圧縮機４は車両用空調装置の冷凍回路２の一機器として構成される。詳しくは、この冷凍回路２には圧縮機４、ガスクーラ６、膨張弁８及び蒸発器１０が順次介挿されている。
【００１５】
この圧縮機４はアルミニウム製のフロントハウジング（ハウジング）１２を備え、このフロントハウジング１２の後方側にはシリンダヘッド１４が接合されており、これらフロントハウジング１２とシリンダヘッド１４とは、ボルト孔６３に挿入された複数のボルト６４により結合されている。
より具体的には、フロントハウジング１２はシリンダヘッド１４に向けて大径となる筒形状をなし、それぞれ開口した両端を有しており、フロントハウジング１２内にはシリンダブロック４６が配設されている。なお、このシリンダブロック４６はフロントハウジング１２に一体的に構成されても良い。
【００１６】
また、シリンダブロック４６の背面側とハウジング内端面（内端面）１３の正面側との間にはクランク室１６が形成され、クランク室１６内にはシャフト（回転軸）１８が配置されている。このシャフト１８は段付き形状なし、その一端側がフロントハウジング１２から突出し、その突出端には駆動ディスク２０がナット２２を介して取り付けられている。詳しくは、駆動ディスク２０は電磁クラッチ２４を介して駆動プーリ２６に連結可能に配置されており、駆動プーリ２６は軸受２８を介してフロントハウジング１２に回転自在に支持されている。
【００１７】
そして、電磁クラッチ２４がＯＮ作動されたときには、電磁クラッチ２４は駆動プーリ２６と駆動ディスク２０とを一体的に連結し、シャフト１８を駆動プーリ２６とともに一方向に回転させる。これに対し、電磁クラッチ２４がＯＦＦ作動されたときには、電磁クラッチ２４は駆動プーリ２６と駆動ディスク２０との間の連結を解除し、駆動プーリ２６からシャフト１８への動力の伝達を断つ。
【００１８】
シャフト１８は軸受３０，３２を介してフロントハウジング１２内に回転自在に支持されている。また、フロントハウジング１２内において、シャフト１８の一端側と軸受３０との間にはリップシール３４が配置され、リップシール３４はクランク室１６を気密に区画している。更に、シャフト１８には、このシャフト１８の回転をその軸線方向の往復直線運動に変換する往復動ユニット３５が備えられている。
【００１９】
具体的には、往復動ユニット３５はシャフト１８に固定された円盤状のロータ３６を有しており、ロータ３６の背面側にはスラスト軸受３８が配置されている。また、シャフト１８には、このシャフト１８の回転を斜板４０に伝達するアーム（リンク機構）４２が固定されており、これらロータ３６とアーム４２とはヒンジ（リンク機構）４４を介して連結されている。そして、上述した斜板４０はシャフト１８の回転軸線に直交する仮想面に対して傾斜可能に構成され、斜板４０はシャフト１８の外側で揺動する。
【００２０】
一方、シリンダブロック４６には、シャフト１８を中心とした周方向に所定間隔を存して複数のシリンダボア４８が配設され、各シリンダボア４８内にはピストン５０が収容されている。ピストン５０はシリンダボア４８から突出したテールを有し、このテールに斜板４０の外周縁を挟む一対のシュー５２が保持されている。そして、斜板４０はその回転時にシュー５２の内面に摺接される。これにより、駆動プーリ２６の回転がシャフト１８に伝達されると、シャフト１８はアーム４２を介して斜板４０を回転させる。斜板４０の回転運動は、シュー５２を介してピストン５０の往復動に変換される。そして、斜板４０の傾斜角が変更されると、ピストン５０のストローク量が変更され、ひいては圧縮機４の吐出容量が調整される。
【００２１】
シリンダヘッド１４はフロントハウジング１２に向けて開口したカップ形状をなし、その開口端がバルブプレート５４を介してシリンダブロック４６に気密に連結されている。シリンダヘッド１４内には冷媒の吸入室５６と吐出室５８とが形成され、吸入室５６は吐出室５８の周囲に配置されている。吸入室５６は、バルブプレート５４の吸入孔を介して各シリンダボア４８に連通することができ、この吸入孔はシリンダボア４８側から開閉される吸入リード弁（図示しない）により開閉される。また、クランク室１６と吸入室５６とは、バルブプレート５４やシリンダブロック４６に穿設された通路６０を介して常時連通されている。この通路６０はその途中に固定絞りを有し、クランク室１６内の圧力を吸入室５６側に向けて徐々に逃がすことができる。
【００２２】
一方、吐出室５８はバルブプレート５４の吐出孔を介して各シリンダボア４８に連通し、この吐出孔は吐出リード弁（図示しない）により開閉される。この吐出リード弁は弁押さえ６２とともに吐出室５８側にボルトで取り付けられている。また、吐出室５８とクランク室１６とは通路（図示しない）を介して連通されており、この通路は電磁制御弁（図示しない）によって開閉可能に構成されている。これにより、上記吐出容量が調整され、蒸発器１０からの吹き出し温度が一定に制御される。
【００２３】
また、シリンダヘッド１４の周壁の適宜位置には吸入口（図示しない）が形成されており、吸入口は吸入室５６に連通されているとともに、循環経路１１を介して蒸発器１０に接続されている。一方、シリンダヘッド１４の端壁の適宜位置には吐出口（図示しない）が形成され、吐出口は吐出室５８に連通されているとともに、循環経路５を介してガスクーラ６に接続されている。このガスクーラ６は循環経路７を介して膨張弁８に接続され、膨張弁８は循環経路９を介して蒸発器１０に接続されている。
【００２４】
ここで、本実施形態のスラスト軸受３８としては、スラストころ軸受が一例として示されている。このスラスト軸受３８は、図２に示される如く、ハウジング内端面１３に当接される環状のハウジング側レース板（軌道輪）７０と、ロータ３６に当接される環状のロータ側レース板９０と、これら各レース板７０，９０の間に配設される円筒ローラ（転動体）８０とからなり、ロータ３６の回転に伴い、ロータ側レース板９０が円筒ローラ８０を介してハウジング側レース板７０に対して回転可能に構成されている。
【００２５】
詳しくは、このハウジング側レース板７０は鋼製であって、軸受の幅方向に向けて配設されたハウジング軌道盤７２を有し、ハウジング軌道盤７２の内周端には、この軸受の高さ方向に向けて延びる軸軌道盤７４を有している。なお、この軸軌道盤７４はロータ側レース板９０の内周端に設けられていても良い。
また、ハウジング軌道盤７２の背面側には軸受座７６が形成されており、この軸受座７６がハウジング内端面１３に当接可能に対峙されている。一方、ハウジング軌道盤７２の正面側には軌道面７８が形成されており、この軌道面７８が円筒ローラ８０の外周面８２に当接可能に対峙され、円筒ローラ８０を転走させる。
【００２６】
ロータ側レース板９０は、軸受の幅方向に向けて配設されたロータ軌道盤９２を有し、ロータ軌道盤９２の背面側及び正面側には、軌道面９４及び軸受座９６がそれぞれ形成され、円筒ローラ８０の外周面８２及びロータ３６の背面側にそれぞれ当接可能に対峙されている。なお、この円筒ローラ８０は保持器によって保持されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。
【００２７】
ところで、本実施形態のハウジング内端面１３は、上記軸受の幅方向で見てハウジング軌道盤７２の軌道面７８の形成範囲、詳しくは、円筒ローラ８０の幅方向長さである外周面８２の範囲内にてハウジング軌道盤７２の軸受座７６に当接される当接頂点（頂点）６６を有している。
より詳しくは、図１に示される如く、ハウジング内端面１３はシャフト１８の軸心に対する回転対称に形成されており、ハウジング１２の断面視にてシャフト１８の軸心に対して線対称に形成されている。そして、ハウジング内端面１３にスラスト軸受３８を組み付けた状態に相当する図２（ａ）に示されるように、ハウジング内端面１３は、上記軸受座７６に向けて凸状をなして構成されており、その凸状内の当接頂点６６が、上記外周面８２に当接される軌道面７８の形成範囲内にて鈍角θで交わる２直線の交点として形成されている。この鈍角θは１８０°に限りなく近い値である。これにより、ハウジング内端面１３と軸受座７６とは、当接頂点６６を起点として軸受の幅方向外側及び内側に向けて一定割合でこの軸受座７６からそれぞれ離間しており、ハウジング内端面１３と軸受座７６との間には、２つの略くさび形状の間隙、詳しくは、その先端が内向きの略くさび形状の内向き間隙６８と、その先端が外向きの略くさび形状の外向き間隙６９とがそれぞれ形成されている。
【００２８】
上述した圧縮機４によれば、電磁クラッチ２４のＯＦＦ作動時には、シャフト１８は回転せず、ロータ３６にはピストン５０の圧縮反力が作用しない。よって、図２（ａ）に示されるように、スラスト荷重ｗはクランク室１６内の圧力に相当し、軌道面７８が外周面８２に当接する範囲にて軸受座７６をハウジング内端面１３に当接させる方向に付勢する。これに対し、軸受支持反力ｆはハウジング内端面１３と軸受座７６との接触点である当接頂点６６に作用し、軸受座７６をハウジング内端面１３から離間させる方向に付勢する。ここで、当接頂点６６は軌道面７８の外周面８２に当接する範囲内に位置することから、スラスト荷重ｗは分布荷重になり、軌道面７８と外周面８２とが離間しない。
【００２９】
より具体的には、アルミニウム製のフロントハウジング１２と鋼製のハウジング側レース板７０との接触において、フロントハウジング１２はスラスト荷重ｗによって数ミクロン（μｍ）単位で塑性変形し、ハウジング内端面１３と軸受座７６との当接範囲がより一層拡大する結果、軌道面７８には円筒ローラ８０の外周面８２の幅をほぼ網羅する接触面が形成されるのである。
【００３０】
一方、電磁クラッチ２４のＯＮ作動時には、シャフト１８は外部からの動力が電磁クラッチ２４を介して伝達されて回転する。このシャフト１８の回転はロータ３６及び斜板４０を介してピストン５０の往復運動に変換され、各ピストン５０の往復運動は、吸入室５６内の冷媒がシリンダボア４８に吸入される吸入工程と、シリンダボア４８内で冷媒が圧縮される圧縮工程と、圧縮冷媒が吐出室５８に吐出される吐出工程との一連のプロセスを実施する。なお、この冷媒の吐出容量は、電磁制御弁の開閉作動によってクランク室１６内の圧力を制御し、ピストン５０のストローク長を増減させることにより調整される。
【００３１】
そして、同図（ｂ）に示されるように、スラスト荷重Ｗはクランク室１６内の圧力にピストン５０からの圧縮反力を加えた力に相当し、軌道面７８が外周面８２に当接する範囲にて軸受座７６をハウジング内端面１３に当接させる方向に付勢する。この場合のハウジング内端面１３にはクランク室１６をより一層膨らませる方向の力が作用するので、内向き間隙６８が広くなるのに対し、外向き間隙６９が狭くなる。
【００３２】
しかしながら、軸受支持反力Ｆは、軌道面７８の外周面８２に当接する範囲内に位置する当接頂点６６に作用していることから、このロータ３６の負荷時においても、ハウジング軌道盤７２のみを撓ませる偶力は発生せず、この場合のスラスト荷重Ｗもまた分布荷重になり、軌道面７８と外周面８２とが離間しない。
本発明は上述した第１実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能であり、図３〜図５を参照して第２〜４実施例の圧縮機について以下に説明する。なお、この第２〜４実施例を説明するあたり、第１実施例と同様な部材及び部位には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００３３】
図３は第２実施例を示しており、当該ハウジング内端面１３Ａは、軸受座７６に向けて凸状をなして構成されており、その凸状内の当接頂点（頂点）６６Ａが、外周面８２に当接される軌道面７８の形成範囲内にて半径ｒの円弧上に形成されている。この場合にもハウジング内端面１３Ａと軸受座７６との間には、当接頂点６６Ａを起点とする２つの略くさび形状の内向き間隙６８Ａ及び外向き間隙６９Ａがそれぞれ形成される。
【００３４】
そして、同図（ａ）に示されるように、ロータ３６の無負荷時には、当接頂点６６Ａが軌道面７８の外周面８２に当接する範囲内に位置することから、スラスト荷重ｗは分布荷重になり、軌道面７８と外周面８２とが離間しない。一方、同図（ｂ）に示されるように、ロータ３６の負荷時には、内向き間隙６８Ａが広く、外向き間隙６９Ａが狭くなり、軸受支持反力Ｆの作用点である当接頂点６６Ａが内側に向けて移動するが、当接頂点６６Ａが依然として軌道面７８の外周面８２に当接する範囲内に位置しているので、このロータ３６の負荷時においてもハウジング軌道盤７２のみを撓ませる偶力が発生しない。よって、この場合のスラスト荷重Ｗもまた分布荷重になり、軌道面７８と外周面８２とが離間しない。
【００３５】
次に、図４は第３実施例を示している。当該ハウジング内端面１３Ｂもまた、軸受座７６に向けて凸状をなして構成され、その凸状内の当接頂点（頂点）６６Ｂが、外周面８２に当接される軌道面７８の形成範囲内にて、軸受の幅方向内側に向けて軸受座７６から一定割合で離間する直線間に形成されている。この場合にも、ハウジング内端面１３Ｂと軸受座７６との間には、当接頂点６６Ｂを起点とする２つの略くさび形状の内向き間隙６８Ｂ及び外向き間隙６９Ｂがそれぞれ形成される。また、ハウジング内端面１３Ｂの凸状部分の周囲は軸受座７６に当接されない退避部分として形成されている。
【００３６】
そして、同図（ａ）に示されるように、ロータ３６の無負荷時には、内向き間隙６８Ｂは消滅して外向き間隙６９Ｂのみが形成され、当接頂点６６Ｂが軌道面７８の外周面８２に当接する範囲内に位置することから、スラスト荷重ｗは分布荷重になり、軌道面７８と外周面８２とが離間しない。また、同図（ｂ）に示されるように、ロータ３６の負荷時には、内向き間隙６８Ｂが形成されて外向き間隙６９Ｂが消滅し、軸受支持反力Ｆの作用点が内側に向けて移動するものの、当接頂点６６Ｂがやはり軌道面７８の外周面８２に当接する範囲内に位置していることから、ハウジング軌道盤７２のみを撓ませる偶力が発生せず、この場合のスラスト荷重Ｗもまた分布荷重になって軌道面７８と外周面８２とが離間しない。
【００３７】
更に、図５は第４実施例を示しており、当該ハウジング内端面１３Ｃは、軸受座７６に向けて凸状をなして構成され、その凸状内の当接頂点（頂点）６６Ｃが、外周面８２に当接される軌道面７８の形成範囲内にて複数のフィレットθ１，θ２を結んだ線上に形成されている。
当該フィレットθ１，θ２は以下の如く求められる。まず、単純化のために、半径Ｒ［ｍｍ］の柔らかい固定円柱（ハウジング内端面１３Ｃに相当する）に、硬い平面（ハウジング軌道盤７２に相当する）が単位幅あたりの力Ｆ［Ｎ／ｍｍ］で押し付けられていると仮定する。
【００３８】
ここで、ハウジング内端面１３Ｃのヤング率Ｅ［Ｎ／ｍｍ２］、ポアソン比νとし、ハウジング軌道盤７２のヤング率Ｅ´［Ｎ／ｍｍ２］、ポアソン比ν´とすると、Ｈｅｒｔｚの接触理論を用い、これら円柱と平面との接触による長方形状の接触面の帯幅ａ［ｍｍ］は次の式（１）で示される。
ａ＝√（１６ＤＦＲ／３π）  ・・・（１）
但し、このＤ［ｍｍ２/Ｎ］は係数であり、式（２）で示される。
【００３９】
Ｄ＝（１−ν２/Ｅ＋１−ν´２/Ｅ´）×３／４  ・・・（２）
次に、上記帯幅ａが円筒ローラ８０の外周面８２の幅ｂに等しくなるフィレットＲとすれば、このフィレットＲ［ｍｍ］は式（３）で示される。
Ｒ＝３πｂ２／１６ＤＦ  ・・・（３）
そして、このＲからハウジング内端面１３Ｃに形成される角度θ１及びθ２を求める。なお、このハウジング内端面１３Ｃでは、鈍角θで交わる２直線内に角度θ１及びθ２を設けており、この鈍角θはθ１＋θ２−πの関係にある。
【００４０】
また、本実施例の場合にも、ハウジング内端面１３Ｃと軸受座７６との間には、当接頂点６６Ｃを起点とする２つの略くさび形状の内向き間隙６８Ｃ及び外向き間隙６９Ｃがそれぞれ形成される。
そして、図示のロータ３６の無負荷時には、当接頂点６６Ｃが軌道面７８の外周面８２に当接する範囲内に位置することから、スラスト荷重ｗは分布荷重になり、軌道面７８と外周面８２とが離間しない。更に、ロータ３６の負荷時においても、内向き間隙６８Ｃが広くなって外向き間隙６９Ｃが狭くなるものの、上記第１実施例と同様に、軸受支持反力は、軌道面７８の外周面８２に当接する範囲内に位置する当接頂点６６Ｃに作用しているので、ハウジング軌道盤７２のみを撓ませる偶力が発生せず、この場合のスラスト荷重もまた分布荷重になり、軌道面７８と外周面８２とが離間しない。
【００４１】
なお、当該第４実施例では、鈍角θで交わる２直線と複数のフィレットθ１，θ２との組み合わせであるが、複数のフィレットθ１，θ２のみで当接頂点６６Ｃを形成させても良く、また、上述した実施例１〜４を適宜組み合わせることも可能である。
以上のように、従来構造では、ロータの負荷時において、軸受全体ではなくハウジング側レース板のみを撓ませ、軌道面と円筒ローラとを離間させる方向に作用する偶力が生じていた。
【００４２】
しかしながら、本発明では、ハウジング側レース板７０のハウジング軌道盤７２がハウジング内端面１３（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）に当接される軸受座７６と、円筒ローラ８０に転走される軌道面７８とを備え、ハウジング内端面１３が軌道面７８の形成範囲内にて軸受座７６に当接される当接頂点６６（６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ）を有しており、ロータ３６の負荷時においても、軸受座７６に作用してハウジング内端面１３（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）から円筒ローラ８０に向かう軸受支持反力Ｆの作用点が円筒ローラ８０の幅方向長さの範囲内に存在する。よって、このロータ３６の負荷時においてハウジング軌道盤７２のみを撓ませる偶力が発生せず、円筒ローラ８０は軌道面７８に確実に転走される。そして、この軌道面７８に作用して円筒ローラ８０からハウジング内端面１３（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）に向かうスラスト荷重Ｗが、集中荷重ではなく分布荷重となる。この結果、ハウジング軌道盤７２の軸受座７６や軌道面７８の片当たりが回避され、これら軸受座７６や軌道面７８の剥離や摩耗が防止されてスラスト軸受の耐久性向上に寄与する。
【００４３】
そして、許容荷重の大きなスラスト軸受の選定が不要になり、安価な圧縮機の提供が可能になる。
また、上述した実施例１〜４によれば、当接頂点６６（６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ）が軸受座７６に向けて凸状をなす鈍角θで交わる２直線の交点に形成、軸受座７６に向けて凸状をなす半径ｒの円弧上に形成、軸受座７６に向けて凸状をなし、軸受の幅方向内側に向けて軸受座７６から離間する直線間に形成、又は、軸受座７６に向けて凸状をなす複数のフィレットθ１，θ２間に形成されていることから、軸受支持反力Ｆが小さくなり、軸受座７６の剥離や摩耗がより一層防止可能となる。
【００４４】
更に、上記第３実施例によれば、上述した鈍角θで交わる２直線、半径ｒの円弧やフィレットθ１，θ２の成形に比して容易に設置可能となる。
更にまた、使用圧力が高いＣＯ２冷媒を用いても、スラスト軸受の耐久性が向上するし、また、ＣＯ２冷媒を用いれば、環境負荷の軽減に大きく貢献する。
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
【００４５】
例えば、上記実施形態では、１つの円筒ローラ８０を有するスラスト軸受３８に具現化された例で説明されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではなく、円筒ローラを軸受の幅方向に複列化させたスラスト軸受の場合にも適用可能である。この場合には、上述した軌道面の形成範囲は、内側に位置する円筒ローラの内周端と外側に位置する円筒ローラの外周端との間の長さに相当し、この幅方向の長さの範囲内に軸受支持反力の作用点である当接頂点を配置させれば良い。
【００４６】
また、本発明の往復動型流体機械は、固定容量型の斜板式圧縮機にも同様に適用できるのは勿論、揺動式圧縮機にも適用可能であり、また、圧縮機の他、膨張機にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施例に係る往復動型流体機械の縦断面図である。
【図２】図１の流体機械における要部拡大図であり、（ａ）はロータの無負荷時のスラスト軸受を示す図であり、（ｂ）はロータの負荷時のスラスト軸受を示す図である。
【図３】第２実施例の流体機械における要部拡大図であり、（ａ）はロータの無負荷時のスラスト軸受を示す図であり、（ｂ）はロータの負荷時のスラスト軸受を示す図である。
【図４】第３実施例の流体機械における要部拡大図であり、（ａ）はロータの無負荷時のスラスト軸受を示す図であり、（ｂ）はロータの負荷時のスラスト軸受を示す図である。
【図５】第４実施例の流体機械における要部拡大図であり、ロータの無負荷時のスラスト軸受を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
２  冷凍回路
４  可変容量型圧縮機（往復動型流体機械）
１２  フロントハウジング（ハウジング）
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ  ハウジング内端面（内端面）
１６  クランク室
１８  シャフト（回転軸）
３５  往復動ユニット
３６  ロータ
３８  スラスト軸受
４０  斜板
４２  アーム（リンク機構）
４４  ヒンジ（リンク機構）
４６  シリンダブロック
５０  ピストン
６６，６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ  当接頂点（頂点）
７０  ハウジング側レース板（軌道輪）
７６  軸受座
７８  軌道面
８０  円筒ローラ（転動体）
【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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