(57)【要約】  【課題】  負荷容量を維持しつつも潤滑性能を更に高めることができるスラストニードル軸受用の保持器、スラストニードル軸受及びそれを用いたカークーラコンプレッサを提供する。  【解決手段】  保持器１６ｈの内周フランジ１６ｈ１，外周フランジ１６ｈ２の軸線方向距離Ｌ１が、保持部１６ｈ３の軸線方向距離Ｌ２より小さく（Ｌ１＜Ｌ２）となっているので、軌道輪１６ｆに対して保持器１６ｈが密着しても、両者間には最低限（Ｌ２−Ｌ１）のスキマが生じるから、かかるスキマを介して潤滑剤が外部より内部に進入しやすくなり、それにより潤滑性を向上させることで、たとえカークーラコンプレッサが常時回転式のタイプであっても、過度の摩耗や発熱を抑制できる。【選択図】  図３
2005220959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一枚の板材を折り曲げて形成されてなるスラストニードル軸受用の保持器において、
ころを保持するポケット部より内径側及び外径側の少なくとも一方の側において一度だけ折り曲げられてフランジを形成しており、前記フランジの軸線方向長さは、前記保持器の軸線方向最大長さより短いことを特徴とするスラストニードル軸受用の保持器。
【請求項２】
請求項１に記載の保持器と、前記保持器により保持される複数のころとからなることを特徴とするスラストニードル軸受。
【請求項３】
請求項２に記載のニードル軸受を用いたことを特徴とするカークーラコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カークーラコンプレッサ等に用いられると好適なスラストニードル軸受用の保持器、スラストニードル軸受並びにカークーラコンプレッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばカーエアコン用コンプレッサ（カークーラコンプレッサともいう）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回転板を取り付け、この回転板に対して斜板を傾斜角度可変に取り付けてある。回転板とハウジングの間にはスラスト軸受が配置されている。斜板には，複数のピストンロッドの一端が円周方向等間隔に取り付けてあり、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、ピストンロッドを介してピストンが軸線方向に往復運動し、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、１枚の板材を折り曲げて形成される保持器において、その内周縁側、または外周縁側の一方、あるいは両方を折り返しているものが開発されているが、かかる保持器では、ころを保持できる領域が小さくなるため、この保持器が保持するころもおのずと短くなってしまい、軸受の負荷容量を大きくすることが困難となる。また、内周縁や外周縁を折り曲げ加工するため、加工工数が増える。更に、折り返し部は１８０°曲げることになるため、この部分が非常に薄くなって強度が落ちるといった問題点が懸念される。
【０００４】
これに対し、以下の特許文献２においては、外周縁側に折り返し部を設けていない保持器が開示されている。しかしながら、かかる特許文献２に記載の保持器には、以下に述べるような問題がある。
【特許文献２】特開２００３−２９４０４１号公報
【０００５】
近年自動車の高出力化、高速化、静音化、高効率化等が進み、カーエアコン用のコンプレッサにおける各部品に要求される仕様も厳しいものになってきた。具体的な例としては、カーエアコン用コンプレッサにおいて、車両の全体的な効率化等の面から電磁クラッチが廃止される場合がある。
【０００６】
しかるに、電磁クラッチのＯＮ・ＯＦＦによって主軸を回転させたり静止させるタイプのコンプレッサと比較して、電磁クラッチを廃止して常時主軸を回転させるタイプのコンプレッサにおいては、主軸を支持する軸受が常時動作することとなるため、寿命確保という観点から非常に厳しい環境にあるといえる。
【０００７】
特にコンプレッサでは、フロン等の冷媒を含有するポリアルキレングリコールなどを潤滑剤としているため、通常の装置より潤滑条件が厳しく、主軸が常時回転している状態では、軸受の引きずりトルク、潤滑性、温度上昇を抑える工夫がもとめられる。
【０００８】
スラストニードル軸受は、一般的に針状軸受と言われるようにころ長さが長いので、このような軸受を放射状に配置して回転させたとき、ころのＰＣＤから外れた部分では滑りが発生しており、この滑りが摩耗を生じさせたり発熱をもたらしたりする原因となっているが、このような摩耗や発熱は、常時回転により更に促進される傾向がある。従って、特許文献２に記載のスラストニードル軸受に対し、より潤滑性能を高めることが望まれている。
【０００９】
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、負荷容量を維持しつつも潤滑性能を更に高めることができるスラストニードル軸受用の保持器、スラストニードル軸受及びそれを用いたカークーラコンプレッサ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】
【００１０】
本発明のスラストニードル軸受用の保持器は、一枚の板材を折り曲げて形成されてなるスラストニードル軸受用の保持器において、
ころを保持するポケット部より内径側及び外径側の少なくとも一方の側において一度だけ折り曲げられてフランジを形成しており、前記フランジの軸線方向長さは、前記保持器の軸線方向最大長さより短いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のスラストニードル軸受用の保持器は、一枚の板材を折り曲げて形成されてなるスラストニードル軸受用の保持器において、ころを保持するポケット部より内径側及び外径側の少なくとも一方の側において一度だけ折り曲げられてフランジを形成しているので、保持器においてフランジの折り返し部を省略することによって、前記ころを保持する領域を大きく確保できることから、前記スラストニードル軸受の負荷容量を大きくでき、加工容易性も高まる。しかも、前記保持器のフランジの軸線方向長さは、前記保持器の軸線方向最大長さより短いから、前記スラストニードル軸受の内周側もしくは外周側より潤滑剤が保持器内部に入り込みやすく、それにより潤滑性を向上させることで、たとえカークーラコンプレッサが常時回転式のタイプであっても、過度の摩耗や発熱を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。本実施の形態にかかる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。図３は、スラストニードル軸受１６Ｂの断面図である。
【００１６】
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。
【００１７】
図３は、スラストニードル軸受１６Ｂの拡大断面図である。図３において、スラストニードル軸受１６Ｂの保持器１６ｈは、１枚の円盤状の板材を折り曲げてなる。より具体的には、保持器１６ｈは、図３に示す断面において、緩やかに折り曲げられて（特に、ころ１６ｅを保持するポケット部１６ｈｐより内径側及び外径側では一度だけ折り曲げられて）、内周フランジ１６ｈ１と、外周フランジ１６ｈ２と、ポケット部１６ｈｐ内でころ１６ｅを保持するための保持部１６ｈ３とを形成している。即ち、保持器１６ｈは、例えば折り曲げ角度が１８０度となるような折り返し部を有していない。更に、内周フランジ１６ｈ１，外周フランジ１６ｈ２の軸線方向距離Ｌ１は、保持部１６ｈ３の軸線方向距離Ｌ２より小さく（Ｌ１＜Ｌ２）となっている。
【００１８】
図１において、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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【００２４】
本実施の形態においては、保持器１６ｈは、内周フランジ１６ｈ１も外周フランジ１６ｈ２も、折り曲げ角度が１８０度となるような折り返し部を有していないので、ころを保持するポケット部１６ｈｐを極力大きく確保することができ、従って、ころ１６ｅの軸線方向長さを増大させて、スラストニードル軸受１６Ｂの負荷容量を大きくできる。又、折り曲げ角度が１８０度となるような折り返し部がなければ、加工容易性も高まる。一方、折り返し部を設けないことにより、強度低下の恐れが生じるが、これは厚肉の板材を用いて保持器１６ｈを形成することで対処できる。
【００２５】
又  本実施の形態において、一方の軌道輪１６ｇは、内周側に軸線方向に延在するフランジ１６ｇ１を有している。フランジ１６ｇ１の先端は、保持器１６ｈの内周フランジ１６ｈ１の内周よりわずかに外方に突出し、保持器１６ｈのバレ防止の機能を有する。図３に示す断面において、軌道輪１６ｇにおけるフランジ１６ｇ１の付け根の内側の曲率半径をｒとし、それに対向する保持器１６ｈの内周フランジ１６ｈ１の付け根の外側の曲率半径をＲとすると、ｒ＜Ｒが成立する。かかる構成により、保持器１６ｈの折り曲げ部の強度低下が抑制され、疲労強度の向上が図れ、また軌道輪１６ｇ案内の場合には、保持器１６ｈとの干渉が抑制され、カジリなどが抑制される。
【００２６】
更に、本実施の形態では、保持器１６ｈの内周フランジ１６ｈ１，外周フランジ１６ｈ２の軸線方向距離Ｌ１が、保持部１６ｈ３の軸線方向距離Ｌ２より小さく（Ｌ１＜Ｌ２）となっているので、軌道輪１６ｆに対して保持器１６ｈが密着しても、両者間には最低限（Ｌ２−Ｌ１）のスキマが生じるから、かかるスキマを介して潤滑剤が外部より内部に進入しやすくなり、それにより潤滑性を向上させることで、たとえカークーラコンプレッサが常時回転式のタイプであっても、過度の摩耗や発熱を抑制できる。
【００２７】
図４は、別な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。図４において、ハウジングＨと回転する軸Ｓとの間に配置されたスラストニードル軸受１６Ｂ’は、複数のころ１６ｅ’と、ころ１６ｅ’が転動する軌道輪１６ｇ’と、ころ１６ｅ’を保持する保持器１６ｈ’とを有している。軌道輪１６ｇ’は、内周側に軸線方向に延在するフランジ１６ｇ１’を有している。
【００２８】
スラストニードル軸受１６Ｂ’の保持器１６ｈ’は、１枚の円盤状の板材を折り曲げてなる。より具体的には、保持器１６ｈ’は、図４に示す断面において、緩やかに折り曲げられて（特に、ころ１６ｅ’を保持するポケット部１６ｈｐ’より内径側及び外径側では一度だけ折り曲げられて）、内周フランジ１６ｈ１’と、外周フランジ１６ｈ２’と、ポケット部１６ｈｐ’内でころ１６ｅ’を保持するための保持部１６ｈ３’とを形成している。即ち、保持器１６ｈ’は、フランジ１６ｈ１’、１６ｈ２’の端部を、軌道輪１６ｇ’の軌道面に対向させるように配置され、例えば折り曲げ角度が１８０度となるような折り返し部を有していない。更に、内周フランジ１６ｈ１’，外周フランジ１６ｈ２’の軸線方向距離Ｌ１は、保持部１６ｈ３’の軸線方向距離Ｌ２より小さく（Ｌ１＜Ｌ２）となっている。本実施の形態でも、上述した実施の形態と同様の効果がある。
【００２９】
本発明者が行った検討結果によれば、軸受仕様が内径φ２５ｍｍ、外径φ４０ｍｍ、厚さ３ｍｍのスラストニードル軸受において、１８０度の折り返し部を設けた保持器を用いた場合、最大ころサイズはφ３ｍｍ×５ｍｍであるのに対し、図３に示すように１８０度の折り返し部を設けない保持器を用いた場合、最大ころサイズはφ３ｍｍ×５．５ｍｍとなり、それにより負荷容量が１８０００Ｎから１９６００Ｎへと、８．９％も向上することが確認された。
【００３０】
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。１８０度の折り返し部を設けないのは、内径側でも外径側でもよい。本発明は、常時回転式のカークーラコンプレッサ以外のコンプレッサにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】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２】図１の構成をＩＩ方向に見た図である。
【図３】スラストニードル軸受１６Ｂの拡大断面図である。
【図４】別な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。
【符号の説明】
【００３２】
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】
2005220959.tif 000003
【図２】
2005220959.tif 000004
【図３】
2005220959.tif 000005
【図４】
2005220959.tif 000006