(57)【要約】  【課題】  製造上手間をかけることなく、レースと保持器の干渉を防止できるスラストニードル軸受を提供する。  【解決手段】  保持器１６ｈのフランジ１６ｇａに対向する対向周面１６ｈｄの軸線方向幅Ｌ１を、保持器１６ｈの軸線方向最大幅Ｌ２より小さく（Ｌ１＜Ｌ２）している。このようにすることで、図３に示す方向に保持器１６ｈを組み付けた場合でも、保持器１６ｈの端角部１６ｈｃと、フランジ１６ｇａの付け根の隅Ｒ部１６ｇｂとが干渉することを防止できる。従って、組付方向のチェック等の製造上の手間が減少し、製造コストを減少させることができる。【選択図】  図３
2005076779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のころと、前記ころを保持する保持器と、フランジを有するレースとからなるスラストニードル軸受において、
前記保持器は１枚の板材を折り曲げて形成されており、前記保持器の前記レースのフランジに対向する対向周面の軸線方向幅を、前記保持器の最大軸線方向幅より小さくしたことを特徴とするスラストニードル軸受。
【請求項２】
前記レースの軸線方向断面において、前記フランジの付け根は円弧形状となっており、前記対向周面の軸線方向幅は、前記保持器の最大軸線方向幅より、前記円弧形状の半径を差し引いた値より小さくしたことを特徴とする請求項１に記載のスラストニードル軸受。
【請求項３】
前記対向周面における円筒面の軸線方向幅を０．３ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のスラストニードル軸受。
【請求項４】
前記フランジは、前記保持器の案内部となることを特徴とする請求項１乃至３のいずれれかに記載のスラストニードル軸受。
【請求項５】
前記保持器は、ころ案内形式であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスラストニードル軸受。
【請求項６】
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１乃至５のいずれかに記載のスラストニードル軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機、車両の自動変速機、一般産業等に用いられ、特にカーエアコン用コンプレッサに用いられると好適なスラストニードル軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば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（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６６７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【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。
【０００４】
しかるに、一般的なカーエアコン用コンプレッサは、クランクの回転による力を、べルトを介して電磁クラッチ経由で回転運動により駆動軸に伝達しており、アイドリングのような低速回転から、加速時のような高速回転まで幅広い回転数の範囲で、しかもコンプレッサの能力も必要に応じて変化するため、回転数と荷重が複雑に組み合わさった状態で運転される。このような環境で使用されるため、当然スラストニードル軸受及びラジアルニードル軸受も同様に高速回転から低速回転、さらには無負荷状態から重負荷状態まで幅広い条件下で動作することになる。そのうえ、軸受の使用部位がカーエアコン用コンプレッサであることから、外部から多量の潤滑剤を供給することもできず、潤滑性確保という観点からも非常に厳しい条件下にあるといえる。
【０００５】
このような過酷な使用条件で使用されるスラストニードル軸受において、レースにフランジを形成し、これを案内部とすることで保持器の挙動を制限し、円滑な動作を確保することが行われている。しかしながら、フランジ付け根には製造上、ある程度の大きさの隅Ｒ（断面が円弧形状であることをいう）が形成されるため、保持器の摩耗を抑制するためには、このフランジ付け根の隅Ｒと保持器との干渉を防止する必要がある。一方、保持器は板材を折り曲げて形成するタイプを用いた場合、曲げにより外周端が曲面となるから、この外周端の曲面をフランジ付け根の隅Ｒに合わせるような向きで保持器をレースに組付けることで、両者の干渉を抑制できるが、作業者がいちいち曲面を目視しながら組付を行うことは、製造上手間がかかり、コストの増大を招来し、また誤組の恐れもある。
【０００６】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、製造上手間をかけることなく、レースと保持器の干渉を防止できるスラストニードル軸受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】
【０００７】
本発明のスラストニードル軸受は、
複数のころと、前記ころを保持する保持器と、フランジを有するレースとからなるスラストニードル軸受において、
前記保持器は１枚の板材を折り曲げて形成されており、前記保持器の前記レースのフランジに対向する対向周面の軸線方向幅を、前記保持器の最大軸線方向幅より小さくしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
図１〜３は、本発明の保持器を説明するための図であり、図１，２は保持器の従来例を含むスラストニードル軸受の軸線方向断面図であり、図３は、本発明の保持器を含むスラストニードル軸受の軸線方向断面図である。図１〜３のスラストニードル軸受は、レース１６ｇの内径側にフランジ１６ｇａを有している。ここで、保持器１６ｈは、１枚の板材を折り曲げて形成されているため、内径側及び外径側に折り曲げ部１６ｈａ、１６ｈｂを有している。従って、従来例による保持器１６ｈを、図２に示す方向でスラストニードル軸受に組み込んだ場合、保持器１６ｈの端角部１６ｈｃと、フランジ１６ｇａの付け根の隅Ｒ部１６ｇｂとが干渉する恐れがある。これに対し、図１に示すように、保持器１６ｈの端角部１６ｈｃと、フランジ１６ｇａの付け根の隅Ｒ部１６ｇｂとが離れる方向に組付を行うことで両者の干渉を抑制できるが、製造上の手間などの問題がある。
【０００９】
そこで、本発明においては、図３に示すように、保持器１６ｈのフランジ１６ｇａに対向する対向周面１６ｈｄの軸線方向幅Ｌ１を、保持器１６ｈの軸線方向最大幅Ｌ２より小さく（Ｌ１＜Ｌ２）している。このようにすることで、図３に示す方向に保持器１６ｈを組み付けた場合でも、保持器１６ｈの端角部１６ｈｃと、フランジ１６ｇａの付け根の隅Ｒ部１６ｇｂとが干渉することを防止できる。従って、組付方向のチェック等の製造上の手間が減少し、製造コストを減少させることができる。
【００１０】
更に、図３に示すように、レース１６ｇの軸線方向断面において、フランジ１６ｇａの付け根は円弧形状（隅Ｒ部１６ｇｂ）となっているから、対向周面１６ｈｄの軸線方向幅Ｌ１は、保持器１６ｈの最大軸線方向幅Ｌ２より、隅Ｒ部１６ｇｂの半径ｒ（複数の円弧からなる場合は各半径の平均値）を差し引いた値より小さく（図３でＬ３＞ｒ）することで、長期間の使用により、ころ１６ｅとポケットとの間の摩耗により、保持器１６ｈが軸線方向に相対変位して、保持器１６ｈの端面１６ｈｅがレース１６ｇに底付きしたような場合でも、保持器１６ｈの端角部１６ｈｃと、フランジ１６ｇａの付け根の隅Ｒ部１６ｇｂとが干渉することを効果的に防止できる。
【００１１】
又、対向周面１６ｈｄにおける円筒面の軸線方向幅Ｌ４を０．３ｍｍ以上とすれば、案内時における保持器１６ｈとフランジ１６ｇａとの間の面圧を減少させ摩耗を抑制することができる。
【００１２】
更に、フランジ１６ｇａは、保持器１６ｈの案内部となると好ましいが、ころ案内形式（いわゆるころもたせ）であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図４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５は、図４の構成をIV方向に見た図である。
【００１４】
図４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４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４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５）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。
【００１５】
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。
【００１６】
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４で左右方向）に挟持するレース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４で左右方向）に挟持するレース１６ｆ、１６ｇと、ころ１６ｅを保持する保持器１６ｈとを有している。尚、スラストニードル軸受１６Ｂは、図３に示すものと同様である。
【００１７】
図４において、ラジアルニードル軸受１５Ａは、複数のころ１５ａと、外輪（レース）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（レース）１５ｅと、ころ１５ｄを保持する保持器１５ｆとを有している。
【００１８】
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４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との間に配置している。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４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。
【００１９】
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４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４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。
【００２０】
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４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。
【００２１】
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４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４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。
【００２２】
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４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。
【００２３】
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。
【００２４】
本発明者が、保持器の対向周面幅を０．５ｍｍから２．０ｍｍまで変えて行った摩耗試験結果を以下に示す。
供試条件
（１）使用軸受：内径φ４０×外径φ６０×幅５（ｍｍ）
（２）荷重：１５００Ｎ
（３）回転数：１０００ｍｉｎ−１
（４）試験時間：１００ｈ
以上の供試条件に基づく試験の結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
2005076779.tif 000003
【００２６】
試験結果を考察するに、保持器の対向周面の軸線方向幅Ｌ１が、保持器の軸線方向最大幅Ｌ２と等しい（２．０ｍｍ）ときに、保持器の摩耗量が最大となり、対向周面の軸線方向幅Ｌ１を保持器の軸線方向最大幅Ｌ２より小さくすることで、保持器の摩耗が減少できることが確認された。尚、対向周面の軸線方向幅Ｌ１を、保持器の軸線方向最大幅Ｌ２（２．０ｍｍ）から隅Ｒ部の半径ｒ（０．４ｍｍ）を差し引いた値より小さくした場合（実験では１．４ｍｍ以下）、摩耗が生じないことが確認された。ただし、保持器の円筒面長さＬ３が０ｍｍであると、わずかに摩耗が生じることから、円筒面長さは０．３ｍｍ以上であると好ましい。
【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、フランジは、レースの外径から軸線方向に延在していても良く、かかる場合、保持器の案内面は外周面となる。又、本発明のスラストニードル軸受は、カーエアコン用コンプレッサ以外にも使用可能である。
【００２８】
本発明によれば、保持器等の摩耗を減少させることができるスラストニードル軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】保持器の従来例を含むスラストニードル軸受の軸線方向断面図である。
【図２】保持器の従来例を含むスラストニードル軸受の軸線方向断面図である。
【図３】本発明の保持器を含むスラストニードル軸受の軸線方向断面図である。
【図４】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る。
【図５】図４の構成をIV方向に見た図である。
【符号の説明】
【００３０】
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】
2005076779.tif 000004
【図２】
2005076779.tif 000005
【図３】
2005076779.tif 000006
【図４】
2005076779.tif 000007
【図５】
2005076779.tif 000008