(57)【要約】【課題】スラストころ軸受７において、レース１０（１１）の耐焼付き性を向上する。【解決手段】回転軸（軸部）１９の外周面に径方向に所定のすきまを介して対向するレース１０，１１の内径面１０ｂ，１１ｂに、摩擦力軽減層１８を設け、かつ、このレース１０，１１において回転軸１９のフランジ（環状部材）１９ａで受けられる外側面１０ｄ，１１ｄを摩擦力軽減層１８で被覆していない地肌面とした。これにより、レース１０，１１がフランジ１９ａや環状部材２０に対し径方向にずれ動きにくくなり、レース１０，１１が回転軸１９の外周面に滑り接触しにくくなる。万一、滑り接触しても摩擦抵抗を小さくなるので、発熱が抑制される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のころと、各ころを円周方向略等間隔に配置する保持器と、各ころの軌道面を有する少なくとも一つの金属製環状板からなるレースとを備え、かつ軸方向で対向する環状部材間に配置されるスラストころ軸受であって、
上記レースの内径面および外径面のうち、該一方の環状部材に一体に設けられる軸部外周面または外筒内周面に径方向に所定のすきまを介して対向する側に、摩擦力軽減層を設け、かつ、このレースにおいて上記一方の環状部材で受けられる外側面を上記摩擦力軽減層で被覆していない地肌面としたことを特徴とするスラストころ軸受。
【請求項２】
上記レースにおいて、ころの軌道面を上記摩擦力軽減層で被覆していない地肌面としたことを特徴とする請求項１に記載のスラストころ軸受。
【請求項３】
斜板式圧縮機の斜板とシリンダとの間に介装されるもので、この斜板のボス部およびシリンダが上記環状部材とされ、斜板と一体の回転軸が上記軸部とされることを特徴とする請求項１または２に記載のスラストころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラストころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
スラストころ軸受は、二つのレースの間に保持器で保持した複数個のころを配置した構成であり、例えば潤滑条件の厳しい環境で用いる場合には、軸受外部より供給された潤滑剤を軸受内部に保持しやすくすることが考えられている（例えば特許文献１参照。）。このスラストころ軸受において、例えばレースが使用場所において径方向に位置決めされていない場合、レースが径方向にずれ動いて回転軸の外周面、あるいは外筒部材の内周面に滑り接触すると、潤滑剤の量が少ない場合には早期段階で発熱して焼付きし、さらには軸受がロックしてしまうことがある。
【０００３】
また、スラストころ軸受において、レースの全表面に摩擦力軽減層を設けたものがある（例えば特許文献２参照。）。この場合、レースの外側面とそれを受ける環状部材との間で相対滑りが生じやすくなるので、当該レースが径方向にずれ動きやすくなって、レースが軸部の外周面、あるいは外筒の内周面に滑り接触する現象が多発する。また、軌道面においては、ころのすべりが発生することにより、ころの外周面に帯状の摩耗が発生し、ころが多角形状になる現象が発生することもある。このため、この滑り接触部位における摩擦抵抗は摩擦力軽減層にて軽減されるものの、上記滑り接触現象が多発するために経時的にトルクが増加したり耐焼付き性が低下したりするおそれがある。
【特許文献１】特開２００３−１０６３３１号
【特許文献２】特開２００２−２１３４３９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、スラストころ軸受において、レースが回転部材に滑り接触したときの摩擦抵抗を軽減し、耐焼付き性を向上することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、複数個のころと、各ころを円周方向略等間隔に配置する保持器と、各ころの軌道面を有する少なくとも一つの金属製環状板からなるレースとを備え、かつ軸方向で対向する環状部材間に配置されるスラストころ軸受であって、上記レースの内径面および外径面のうち、該一方の環状部材に一体に設けられる軸部外周面または外筒内周面に径方向に所定のすきまを介して対向する側に、摩擦力軽減層を設け、かつ、このレースにおいて上記一方の環状部材で受けられる外側面を上記摩擦力軽減層で被覆していない地肌面としたことを特徴としている。
【０００６】
ここで、レースの案内面とはレースの内径面または外径面であり、相手部材に摺動する面を言う。回転部材とは、スラストころ軸受が配置される場所において、レースの内径側に配置される回転軸や、レースの外径側に配置される外筒部材等がある。
【０００７】
本発明によると、レースの外側面を摩擦力軽減層で被覆せずに地肌面にしているから、レースが環状部材と相対滑りしにくくなる。これにより、レースが径方向にずれ動くことを抑制または防止できるので、レースの内径面が軸部に、あるいはレースの外径面が外筒の内周面に滑り接触しにくくなる。仮に、万一、レースが径方向にずれ動いてレースの内径面が軸部の外周面に、あるいはレースの外径面が外筒の内周面に滑り接触しても、レースの内径面あるいは外径面に摩擦力軽減層を設けているから、この滑り接触部位の摩擦抵抗を小さくできて発熱を抑制できるので、耐焼付き性が向上する。
【０００８】
好ましくは、上記レースにおいて、ころの軌道面を上記摩擦力軽減層で被覆していない地肌面としたものとすることができる。この場合、軌道面が地肌であるから、ころのすべりが発生しにくくなる。これにより、ころのすべりによるころ外周面の多角形状摩耗やさらには経時的なトルク増加を防止し、耐焼付き性を向上させることができる。
【０００９】
好ましくは、上記スラストころ軸受を斜板式圧縮機の斜板とシリンダとの間に介装されるものとし、この斜板のボス部およびシリンダを上記環状部材とし、斜板と一体の回転軸を上記軸部とすることができる。この斜板式圧縮機では、潤滑油が非常に少なくて潤滑条件が厳しいため、スラストころ軸受のレースの内径面が回転軸外周面に滑り接触すると、本来ならば早期に焼付きに至りやすいが、上記のようにレースの内径面に設けている摩擦力軽減層によって前記滑り接触部位の発熱を抑制できるので、早期段階での焼付き性を回避するうえで有利となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のスラストころ軸受によると、レースの耐焼付き性が向上し、長寿命化に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、スラストころ軸受の分解斜視図、図２は、スラストころ軸受を示す断面図、図３は、図２の（３）−（３）線断面の矢視図である。
【００１２】
図示する単列のスラストころ軸受７は、軸方向に対向配置される第１、第２のレース１０，１１と、両レース１０，１１の間に介装される複数個のころ１２と、各ころ１２を円周方向略等間隔に配置する保持器１３とを備えている。
【００１３】
保持器１３は、例えば鋼板をプレス成形して断面略Ｍ字形に形成されたものであり、外径側環状部１５と、これと同心の内径側環状部１６と、両環状部１５，１６間で円周方向複数箇所に架け渡される柱部１７と、各柱部１７の間に設けられてころ１２を非分離に収納保持するポケット１４とを備えている。各柱部１７の径方向における中間側部分１７ａと外径側部分１７ｂと内径側部分１７ｃとに、円周方向に突出して好ましくは凸形状とされたころ止め部１８，１９がそれぞれ設けられており、円周方向に隣り合う各ころ止め部１８，１９どうしの間隔Ｗ１，Ｗ２がころ１２の直径Ｒより小さく設定されている。これにより、ポケット１４からころ１２が抜け出ないようになっている。なお、ころ１２は、ポケット１４に無理嵌めすることで組み付ける。
【００１４】
ここで、二つのレース１０，１１の各外側面１０ｄ，１１ｄを除いた表面、つまり軌道面１０ａ，１１ａ、内径面１０ｂ，１１ｂ、外径面１０ｃ，１１ｃに、摩擦力軽減層１８を設けているので、以下で詳しく説明する。
【００１５】
摩擦力軽減層１８は、ＭｏＳ２（二硫化モリブデン）膜、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜、ＣｒＮ膜等のクロム系膜や、ＴｉＮ膜等のチタン系膜等とするのが好ましい。
【００１６】
これらの成膜方法としては、例えばＰＶＤ処理法（スパッタリング法）、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、イオンビーム形成法、イオン化蒸着法、あるいはその他の方法等、特に問わない。
【００１７】
摩擦力軽減層１８は、レース１０，１１の全表面に形成してから、外側面１０ｄ，１１ｄに形成した摩擦力軽減層を旋削する等して除去してもよいし、あるいはレース１０，１１の外側面１０ｄ，１１ｄのみをマスキングしておいてレース１０，１１の全表面に形成するようにしてもよい。つまり、レース１０，１１の外側面１０ｄ，１１ｄは摩擦力軽減層１８で被覆されておらず、地肌面が露出している。
【００１８】
摩擦力軽減層１８の膜厚は、特に問わないが、例えば２μｍ〜３μｍに設定することができる。また、摩擦力軽減層１８の表面粗さは、特に問わないが、例えば十点平均粗さＲｚ０．１以上、１．０以下の範囲に設定することができる。
【００１９】
図３および図５を参照して、上記スラストころ軸受７の動作を説明する。例えばスラストころ軸受７を、回転軸１９のフランジ（環状部材）１９ａと非回転の環状部材２０との対向面間に介装し、図２中の矢印で示すようにアキシアル方向の予圧を付与した状態で使用する場合を例に挙げる。
【００２０】
回転軸１９が回転したとき、理想的には、回転軸１９のフランジ１９ａと第１レース１０が一体的に回転する一方、第２レース１１が非回転の環状部材２０と一体的に静止すれば、ころ１２が安定して転動する。ここで、上記したように第１レース１０の外側面１０ｄと第２レース１１の外側面１１ｄとを摩擦力軽減層１８で被覆せずに地肌面にした場合、第１レース１０が回転軸１９のフランジ１９ａに、また、第２レース１１が環状部材２０に相対滑りしにくくなるので、第１レース１０や第２レース１１が径方向にずれ動くことを抑制または防止できる。そのため、両レース１０，１１の内径面１０ｂ，１１ｂが回転軸１９の外周面に滑り接触しにくくなる。
【００２１】
仮に、万一、図５に示すように、第２レース１１が径方向にずれ動いてその内径面１１ｂが回転軸１９の外周面に滑り接触した場合でも、第２レース１１の内径面１１ｂに摩擦力軽減層１８を設けているから、この滑り接触部位の摩擦抵抗を小さくできて発熱を抑制できる。したがって、早期段階で焼付くことを回避するうえで有利となる。
【００２２】
以上説明したように、レース１０，１１と回転軸１９とが滑り接触しても、そこの摩擦抵抗を小さくできて発熱を抑制できるから、耐焼付き性の向上が可能になる。このようなスラストころ軸受７であれば、潤滑油の希薄な環境で使用するような場合にも有利となる。
【００２３】
なお、上記実施形態では、摩擦力軽減層１８を二つのレース１０，１１の各外側面１０ｄ，１１ｄを除いた表面、つまり軌道面１０ａ，１１ａ、内径面１０ｂ，１１ｂ、外径面１０ｃ，１１ｃに設けているが、要するに、レース１０，１１において回転する部材に滑り接触する可能性のある面（例えば内径面１０ｂ，１１ｂあるいは外径面１０ｃ，１１ｃ）のみに摩擦力軽減層１８を形成した図４に示すスラストころ軸受も本発明の他の実施形態となる。また、図３に示す使用形態の場合には、図５に示すようにレース１０，１１が回転軸１９に干渉するおそれがあるので、レース１０，１１についてはその内径面１０ｂ，１１ｂのみに摩擦力軽減層１８を形成すればよく、その構成を本発明の実施形態として含むことができる。この場合、軌道面１０ａ，１１ａに摩擦力軽減層１８を形成していてもよい。また、上記スラストころ軸受７は、二つのレース１０，１１を備える構成であるが、いずれか一方のレースを備えていない場合も本発明の実施形態として含む。
【００２４】
ところで、上記スラストころ軸受７は、例えば斜板式圧縮機や、各種の機械装置に用いることができる。
【００２５】
図６および図７を参照して、図１から図３に示すスラストころ軸受７をエアコンディショナ用コンプレッサ等の斜板式圧縮機１に用いた例を説明する。
【００２６】
斜板式圧縮機１は、軸方向に並ぶ二つのシリンダ２，３にまたがって単一のピストン４を挿入し、このピストン４に回転軸５に一体に取り付けている斜板６を係合した構成であり、回転軸５を回転することによって斜板６がピストン４を軸方向に往復移動させるようになっている。
【００２７】
二つのシリンダ２，３のボス部２ａ，３ａと、斜板６のボス部６ａとの間に、上述したスラストころ軸受７，７が介装される。回転軸５が図３に示した回転軸１９に相当し、斜板６のボス部６ａが図３に示したフランジ１９ａに相当し、シリンダ２，３のボス部２ａ，３ａが図３に示した環状部材２０に相当している。
【００２８】
上述した斜板式圧縮機１ではスラストころ軸受７，７にアキシアル方向の予圧を付与する状態で組み込まれる。図７を参照して、予圧を付与する構造の一例を説明する。
【００２９】
二つのシリンダ２，３のボス部２ａ，３ａの内端面における内径側に、環状凸部２ｂ，３ｂを、また、斜板６のボス部６ａの両端面における外径側に、環状凸部６ｂ，６ｃを、それぞれ設ける。シリンダ２，３の環状凸部２ｂ，３ｂを、第１レース１０の外面における内径側に、また、斜板６のボス部６ａの環状凸部６ｂ，６ｃを、第２レース１１の外面における外径側にそれぞれ当接し、第１レース１０と第２レース１１とを互いに近接させる向きに所要量押圧する状態に組み付ける。これによってスラストころ軸受７に所要のアキシアル荷重からなる予圧が付与される。
【００３０】
このような斜板式圧縮機１では、潤滑油が希薄であり、スラストころ軸受７の潤滑条件が厳しいが、レース１０，１１が回転軸５に滑り接触してもそこの摩擦抵抗を小さくできるから、斜板式圧縮機１の寿命向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の最良の実施形態に係るスラストころ軸受の分解斜視図
【図２】図１のスラストころ軸受を示す断面図
【図３】図２の（３）−（３）線断面の矢視図
【図４】本発明の他の実施形態のスラストころ軸受の断面図
【図５】図１のスラストころ軸受の動作説明図
【図６】図１のスラストころ軸受を用いた斜板式圧縮機の断面図
【図７】図６の一部を拡大した図
【符号の説明】
【００３２】
７…スラストころ軸受、１０…第１レース、１１…第２レース、１０ａ，１１ａ…軌道面、１０ｂ，１１ｂ…内径面、１０ｃ，１１ｃ…外径面、１０ｄ，１１ｄ…外側面、１２…ころ、１３…保持器、１８…摩擦力軽減層、１９…回転軸、１９ａ…フランジ、２０…環状部材。
【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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【図６】
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【図７】
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