(57)【要約】【課題】より高温高圧環境下においても回転部分を高い定格容量と安定した軸受性能を得ること。【解決手段】径方向２列に同心配置されかつそれぞれ円周方向単列に形成された複数のポケット１２，１４を備えた保持器１６，１８と、各保持器それぞれのポケットに収納保持され軸方向両側から一対のレースにより挟持される複数のころ２４，２６とを備え、内径側の保持器は一方のレースにより内径ガイドされ、外径側の保持器は他方のレースにより外径ガイドされる構成。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向２列同心に分離配置されかつそれぞれ円周方向複数のポケットを単列に備えた２列の保持器と、上記各列の保持器それぞれのポケットに収納保持される複数のころとを備え、上記内径側の保持器はその内径端部で内径ガイドされ、上記外径側の保持器はその外径端部で外径ガイドされるようになっている、ことを特徴とする複列スラストころ軸受。
【請求項２】
上記内径側保持器はその内径端部が一方のレースの内径端に設けた環状フランジにより内径ガイドされ、上記外径側保持器はその外径端部が他方のレースの外径端に設けた環状フランジにより外径ガイドされるようになっている、ことを特徴とする請求項１に記載の複列スラストころ軸受。
【請求項３】
上記保持器のうちの少なくとも一方が円周方向複数に分割された分割型保持器である、ことを特徴とする請求項１ないし２のいずれかに記載の複列スラストころ軸受。
【請求項４】
上記内径側保持器の外径側端部と上記外径側保持器の内径側端部とが互いに対して分離可能に組み付けられる、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の複列スラストころ軸受。
【請求項５】
上記内径側と外径側の各保持器の表面に固体潤滑剤皮膜を形成した、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の複列スラストころ軸受。
【請求項６】
上記ころのころ長さがころ径の２倍以内である、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の複列スラストころ軸受。
【請求項７】
上記外径側保持器のポケット数を上記内径側保持器のポケット数より多くした、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の複列スラストころ軸受。
【請求項８】
代替フロン系冷媒に二酸化炭素を用いるコンプレッサの回転部分を支持することに用いる、ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の複列スラストころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エアコン等のコンプレッサ（冷媒圧縮機）の回転部分に設置し、この回転部分に加わるスラスト荷重を支持することに適した複列スラストころ軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スラストころ軸受は、円周方向放射状かつ等配に配列された複数のころと、全体を環状に作られて複数のころを転動自在に保持する保持器とを備え、この複数のころを軸方向両側からレース（軌道輪）で挟持する構成とされている。このようなスラストころ軸受は近年の使用用途により高温高圧の環境下で用いられるようになっており、従来以上に高い定格容量と安定した軸受性能が要求されてきている。
【０００３】
例えば自動車用エアコンのコンプレッサにおいてはオゾン層破壊防止等の環境問題の観点から、その冷媒としてハイドロクロロフルオロカーボン（HCFC）やハイドロフルオロカーボン（HFC）等の代替フロンを使用したものがあり、これに適合したスラストころ軸受を得るために、ころを複列にし、各ころを１つのポケットに収納したタイプの複列スラストころ軸受が既に提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上記代替フロンは地球温暖化という新たな環境問題があり、オゾン層破壊が無くその上これら代替フロンと比較して地球温暖化効果が極めて低い代替フロンとして自然冷媒である二酸化炭素が使用されようとしている。この二酸化炭素の場合、上記従来の代替フロンのように低圧で液化し易い冷媒とは異なり、液化するには高圧で圧縮液化する必要があるためにコンプレッサ内部の圧力が大きく上昇してくる。そのため、二酸化炭素を代替フロン冷媒として用いるコンプレッサでその内部回転部分の支持に用いる複列スラストころ軸受においては従来以上に高い定格容量が求められる。
【０００５】
特に、二酸化炭素を冷媒とした場合、コンプレッサ内部の圧力上昇に伴い、複列スラストころ軸受とコンプレッサ内の各部分との摺動圧や転がり接触圧も必然と大きくなり、それら摺動部分や転がり部分における発熱量も増大して、当該軸受の潤滑油の粘度が低下して貧潤滑環境になる。
【０００６】
なお、コンプレッサ内部では圧縮、膨張が繰り返されることにより、潤滑油も液化、気化が繰り返され、冷媒の混入があるため潤滑油の量が減少するという環境にあるために、一般機械の作動油潤滑に比べて油膜形成状態が悪く、早期に剥離が起こり易い。このようなコンプレッサ環境に、代替フロン系冷媒として二酸化炭素を用いた場合、さらに、その環境が厳しくなる。
【０００７】
以上のことより、代替フロン系冷媒に二酸化炭素を用いたコンプレッサに組み込む複列スラストころ軸受には、より一層高い定格容量と、より安定した高い軸受性能とが要求される。
【０００８】
そこで本出願人は、ころのころ径を大きくすること、ころのころ長さを長くすること、ころの使用本数を増加すること、等の種々の検討を実施した。しかしながら、ころのころ径を単に大きくするだけでは、ころ自体の重量が重くなり、保持器窓がドリリング摩耗され易くなるという課題が生じ、また、ころのころ長さを単に長くするだけでは、差動すべりが増大し、ころスキューの発生やレース転走エッジ部に表面起点型の剥離が発生しやすくなり、ころの使用本数を単に増加するだけでは、スラストころ軸受の内径側に無駄な空きスペースが増大してしまう。さらには、単一の保持器にころを複列に配置することを検討したが、各列のころ間でころの転走の進み遅れが発生して回転トルク上昇によるトルク損失が増大する。
【０００９】
以上の検討では定格容量を向上させることができても軸受性能が低下してしまい、これらを両立させることが困難であった。
【特許文献１】特開２００４−３１６９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明により解決すべき課題は、使用用途として例えば代替フロン系冷媒に二酸化炭素を用いたコンプレッサのように、より高温高圧環境下においても回転部分を高い定格容量と安定した軸受性能を得ることができる複列スラストころ軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明第１による複列スラストころ軸受は、径方向２列同心に分離配置されかつそれぞれ円周方向複数のポケットを単列に備えた２列の保持器と、上記各列の保持器それぞれのポケットに収納保持され複数のころとを備え、上記内径側の保持器はその内径端部で内径ガイドされ、上記外径側の保持器はその外径端部で、外径ガイドされるようになっていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明第１によると、使用環境が代替フロン系冷媒として二酸化炭素を用いたことによりコンプレッサのように高温高圧の環境であっても、半径方向複列の保持器それぞれのポケットにころを１つずつ収納した構成であるから、複列にころを配置した１つの保持器と同等程度に定格容量を向上させることができるようになる。特に、本発明第１では、ころのころ径を大きくしたり、ころのころ長さを長くしたり、あるいはころの使用本数を増加したりすることなく定格容量を向上させることができるので、さらに軸受性能に影響することなく定格容量を向上させることができる。そして、本発明第１ではその一方で、内径側と外径側別々に分離した保持器のポケットにころを保持してあることに加えて、内径側の保持器は一方のレースにより内径ガイドされ、上記外径側の保持器は他方のレースにより外径ガイドされるようになっているので、両保持器それぞれのころ間でころの転走に進み遅れが発生しそうな場合でもその進み遅れによるトルク損失の発生を抑制することができ、それだけ、軸受性能が向上することとなる。
【００１３】
以上から本発明第１では、より高温高圧環境下においても回転部分を高い定格容量と安定した軸受性能で支持させることができるスラストころ軸受を提供することができる。
【００１４】
上記の場合、内径側保持器はその内径端部が上記一方のレースの内径側端部から環状に延びる環状フランジにより内径ガイドされ、上記外径側保持器はその外径端部が上記他方のレースの外径側端部から環状に延びる環状フランジにより外径ガイドされるようになっていることが好ましい。
【００１５】
上記の場合、保持器のうちの少なくとも一方が円周方向複数に分割された分割型保持器としてもよい。こうした場合、軸受の組み付けを容易とすることができる。
【００１６】
本発明第２によるスラストころ軸受は、径方向２列同心に分離配置されかつそれぞれ円周方向複数のポケットを単列に備え、かつ、それぞれレースガイドされる複列の保持器と、上記各列の保持器それぞれのポケットに収納保持される複数のころとを備え、上記内径側の保持器はレースの内径端に設けた環状フランジにより内径ガイドされ、上記外径側の保持器は当該レースの外径端に設けた環状フランジにより外径ガイドされるようになっていることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明第２では、本発明第１と同様にしてより高温高圧環境下においても回転部分を高い定格容量と安定した軸受性能で支持させることができる複列スラストころ軸受を提供することができる。
【００１８】
上記本発明第１、第２の場合、内径側保持器の外径側端部と上記外径側保持器の内径側端部とが互いに対して分離可能に組み付けられることが好ましい。こうした場合、内径側と外径側保持器の組み立てが容易となり、組み立て後は互いに干渉しないようにすることができる。
【００１９】
上記本発明第１、第２の場合、両保持器に保持されたころをクラウニング付きとすることが好ましい。こうした場合、貧潤滑ないし希薄潤滑環境下で差動すべりが軽減して表面起点型の損傷を抑制し軸受としての耐久性を増大させることができる。特に外径側保持器のころのクラウニングを内径側保持器のころのクラウニング形状よりも小さくすることが好ましい。
【００２０】
上記本発明第１、第２の場合、内径側と外径側の各保持器の表面に固体潤滑剤皮膜を形成して、耐摩耗性、非焼付性、初期なじみ性の向上を図ることが好ましい。
【００２１】
上記本発明第１、第２の場合、ころのころ長さがころ径の２倍以内であることが好ましい。ころのレース軌道面での差動すべりを効果的に抑制することができ、ころのエッジ部分でのレースとの間におけるエッジ応力が発生しにくくなり、結果、ころのエッジ部に表面起点型の剥離が発生しにくくなる。このことにより、複列スラストころ軸受の定格容量が増大し寿命特性が向上するようになる。
【００２２】
上記本発明第１、第２の場合、外径側保持器のポケット数を上記内径側保持器のポケット数より多く設定することが好ましい。こうした場合、外径側での負荷容量を内径側のそれよりも多くすることが可能である。そして、この場合、回転中は回転遠心力により軸受内部の潤滑油が外径側にリッチな状態となるので外径側列のポケット数を増大しても発熱は内径側列ほどには発生しない。
【００２３】
以上の複列スラストころ軸受は、代替フロン系冷媒に二酸化炭素を用いるコンプレッサの回転部分を支持することに用いることが好ましい。こうした場合、上記コンプレッサに組み込まれても、上記説明した通りの高い定格容量と軸受性能を発揮することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、使用用途として例えば代替フロン系冷媒に二酸化炭素を用いたコンプレッサのように、より高温高圧環境下においても回転部分を高い定格容量と安定した軸受性能を得ることができる複列スラストころ軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る自動車エアコンコンプレッサ用のスラストころ軸受を詳細に説明する。このコンプレッサは冷媒が二酸化炭素である。また、このコンプレッサへの複列スラストころ軸受の組み付け状態は図示を略する。
【００２６】
図１および図２を参照して実施の形態１の複列スラストころ軸受を説明する。図１は同複列スラストころ軸受の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。ただし、図２はレースに組み込まれた状態で示している。これらの図を参照して、この複列スラストころ軸受１０は、径方向２列同心に分離配置されかつそれぞれ円周方向複数のポケット１２，１４をそれぞれ単列に備えた２列の保持器１６，１８と、上記各列の保持器１６，１８それぞれのポケット１２，１４に収納保持され軸方向両側から一対の第１、第２レース２０，２２により挟持される複数のころ２４，２６とを備えている。それぞれのポケット１２，１４は互いに対しては円周方向不等配である。
【００２７】
内径側保持器１６はその内径端部が第１のレース２０の内径側端部から環状に立ち上がる環状フランジ２０ａにより内径ガイドされ、外径側保持器１８はその外径端部が第２のレース２２の外径側端部から環状に立ち下がる環状フランジ２２ａにより外径ガイドされるようになっている。
【００２８】
内径側保持器１６は、径方向同心の２つの環状部１６ａ，１６ｂと、両環状部１６ａ，１６ｂ間を円周方向等間隔に配設された複数の柱部１６ｃとから構成され、各柱部１６ｃの円周方向の対向間の空孔にポケット１２が形成され、各ポケット１２にころ２４が１つずつ収納されている。柱部１６ｃは、径方向両側の一対の柱端部１６ｃ１と、柱中央部１６ｃ２とがころＰＣＤに対して軸方向両側に位置し、これら柱端部１６ｃ１と柱中央部１６ｃ２は傾斜連結バー１６ｃ３で連結されて柱形状が断面Ｍ形になっている。柱端部１６ｃ１と柱中央部１６ｃ２にはそれぞれポケット１２内に突出してころ２４を抜け止めするころ止めが形成されている。なお、ころ止めには図解の煩雑をなくすため符号を取っていない。
【００２９】
外径側保持器１８は、径方向同心の２つの環状部１８ａ，１８ｂと、両環状部１８ａ，１８ｂ間を円周方向等間隔に配設された複数の柱部１８ｃとから構成され、各柱部１８ｃの円周方向の対向間の空孔にポケット１４が形成され、各ポケット１４にころ２６が１つずつ収納されている。柱部１８ｃは、径方向両側の一対の柱端部１８ｃ１と、柱中央部１８ｃ２とがころＰＣＤに対して軸方向両側に位置し、これら柱端部１８ｃ１と柱中央部１８ｃ２は傾斜連結バー１８ｃ３で連結されて柱形状が断面Ｍ形になっている。柱端部１８ｃ１と柱中央部１８ｃ２にはそれぞれポケット１４内に突出してころ２６を抜け止めするころ止めが形成されている。なお、ころ止めには図解の煩雑をなくすため符号を取っていない。
【００３０】
以上の構成を備えた実施の形態１の複列スラストころ軸受においては、半径方向複列の保持器１６，１８それぞれのポケット１２，１４にころ２４，２６を１つずつ収納した構成であるから、複列にころを配置した１つの保持器と同等程度に定格容量を向上させることができるようになる。
【００３１】
実施の形態１では、内径側と外径側別々に分離した一方の保持器である内径側保持器１６は第１のレース２０により内径ガイドし、他方の保持器である外径側保持器１８は第２のレース２２により外径ガイドするようになっているから、両保持器１６，１８それぞれのころ２４，２６の転走に進み遅れが発生してもその進み遅れによるトルク損失の発生を抑制することができ、それだけ、軸受性能が向上することとなる。
【００３２】
なお、外径側保持器１８を図３で示すように円周方向に２つに分割した分割保持器１８１，１８２を環状に配置する構成としてもよい。
【００３３】
なお、内径側と外径側の各保持器１６，１８を図４、図５で示すように、円周方向複数箇所または１箇所に仮組み付けすることができるようにしてもよい。
【００３４】
図４では、内径側保持器１６の外径側環状部１６ｂを外径方向に延ばし、外径側保持器１８の内径側環状部１８ａを内径方向に延ばして、これら１６ｂ，１８ａを軸方向に重ならせていることにより、組み立て工程で両保持器１６，１８を仮組み付け状態で運搬し、組み付け後に分離させることができるようになっている。
【００３５】
図５では、内径側保持器１６の外径側環状部１６ｂと外径側保持器１８の内径側環状部１８ａとを断面コ字形状となし、組み立て工程で両保持器１６，１８を入り組ませて仮組み付け状態で運搬し、組み付け後に分離させることができるようになっている。
【００３６】
また、図６で示すように両保持器１６，１８それぞれの表面に耐摩耗性、非焼付性、初期なじみ性を向上させるための固体潤滑剤皮膜２８，３０をコーティングしておくことが好ましい。この固体潤滑剤としては、例えばポリアミドイミド、ポリイミド、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミドなどの高分子樹脂、上記樹脂以外に、銅、銀、金、アルミニウム、錫、亜鉛等、及びこれらの合金、黒鉛、酸化鉛、二硫化タングステン、二硫化モリブデン等の軟質金属等がある。これら皮膜のコーティング方法としては、スパッタリング法、蒸着法、またはイオンプレーティグ法等がある。
【００３７】
また、内径側保持器１６と外径側保持器１８のころ２４，２６それぞれの両端部２４ａ，２６ａに図７で示すようにクラウニングを付けることが好ましい。ころ２４，２６にクラウニングを形成することにより、エッジ部の負荷軽減およびころの有効長さであるストレートとされた中央部２４ｂ，２６ｂを短くすることによって、差動すべりを低減させることができる。また、図７（ａ）で示す内径側保持器１６のころ２４のクラウニング形状よりも、図７（ｂ）で示す外径側保持器１８のころ２６のクラウニングを小さくすることにより、内径側保持器１６のころ２４よりも外径側保持器１８のころ２６の接触面圧を抑制することができ、外径側保持器１８のころ２６の外径剥離及び、レース外径側の剥離を防止でき、寿命を向上させることができる。この場合、外径側保持器１８のころ２６のみをストレートころとしてもよい。
【００３８】
また、内径側保持器１６のころ２４と外径側保持器１８のころ２６それぞれのころ長さは、それぞれのころ径の２倍以内とすることが好ましい。ころ長さを短くすることにより、ころ２４，２６の軌道面での差動すべりを抑制し、ころ２４，２６のエッジ部分でのレースとの間におけるエッジ応力を発生しにくくして、レースの転走部のエッジ部に表面起点型の剥離が発生しにくくすることができる。また、定格容量が増大し寿命特性が向上するようになる。さらに、内径側保持器１６のころ２４のころ長さを外径側保持器１８のころ２６のころ長さより短くすることにより、内径側よりも外径側の負荷容量を増加させることで、ころ外径剥離及び、レース外径側の剥離を防止できる共に、内径側のころの差動すべりを減少させ、寿命を向上させることができるようになる。
【００３９】
また、外径側保持器１８のポケット１４の数を内径側保持器１６のポケット１２の数より多く設定することが好ましい。この設定により、外径側保持器１８のころ１４の負荷容量を内径側保持器１６のころ１２よりも大きくすることが可能である。
【００４０】
また、図８で示すようにレース２０，２２のうち、いずれか一方のレース例えば、第１のレース２０を径方向両側に環状フランジ２０ａ，２０ａを備えたものとなし、両保持器１６，１８においては内径側保持器１６を第１のレース２０の内径端に設けた環状フランジ２０ａにより内径ガイドし、外径側保持器１８を第１のレース２０の外径端に設けた環状フランジ２０ａにより外径ガイドとした構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る自動車エアコンコンプレッサ用複列スラストころ軸受の平面図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ線に沿う同複列スラストころ軸受の断面図である。
【図３】図３は本発明の他の実施の形態に係る自動車エアコンコンプレッサ用複列スラストころ軸受の平面図である。
【図４】図４は本発明のさらに他の実施の形態に係る自動車エアコンコンプレッサ用複列スラストころ軸受の断面図である。
【図５】図５は本発明のさらに他の実施の形態に係る自動車エアコンコンプレッサ用複列スラストころ軸受の断面図である。
【図６】図６は本発明のさらに他の実施の形態に係る自動車エアコンコンプレッサ用複列スラストころ軸受の断面図である。
【図７】図７は本発明のさらに他の実施の形態に係る自動車エアコンコンプレッサ用複列スラストころ軸受に用いるころの断面図である。
【図８】図８は本発明のさらに他の実施の形態に係る自動車エアコンコンプレッサ用複列スラストころ軸受の図２に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  複列スラストころ軸受
１２，１４  ポケット
２４，２６  ころ
１６，１８  保持器
【図１】
2007224978.tif 000003
【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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【図８】
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