(57)【要約】【課題】リベットかしめ工程におけるかしめ治具と保持器との干渉を回避しつつ、サイズの大きなリベットを使用可能な波形保持器及び玉軸受を提供する。【解決手段】玉を保持するための凹状の複数のポケット部と、該ポケット部同士を連結している平板部とを有し、前記ポケット部と前記平板部とが周方向に交互に形成されている一対の環状部材と、前記一対の環状部材の前記平板部同士を、前記凹状のポケット部が互いに対向する状態で結合するリベットと、を備える波形保持器であって、前記平板部には前記リベットが貫通する貫通穴が形成され、該貫通穴の周縁部が周縁部周辺部に対し肉厚とされている。【選択図】図３
2017048834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
玉を保持するための凹状の複数のポケット部と、該ポケット部同士を連結している平板部とを有し、前記ポケット部と前記平板部とが周方向に交互に形成されている一対の環状部材と、前記一対の環状部材の前記平板部同士を、前記凹状のポケット部が互いに対向する状態で結合するリベットとを備える波形保持器であって、前記平板部には前記リベットが貫通する貫通穴が形成され、該貫通穴の周縁部が周縁部周辺部に対し肉厚とされていることを特徴とする波形保持器。
【請求項２】
内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の玉と、前記複数の玉を周方向に略等間隔に保持する波形保持器と、を備える玉軸受であって、
前記波形保持器が、請求項１に記載の波形保持器であることを特徴とする玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波形保持器、及び波形保持器を備えた玉軸受に関し、特に、自動車の電装・補機用軸受に用いられる波形保持器、及び波形保持器を備えた玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車に搭載されるカーエアコンは、エンジンの回転動力をベルトにより電磁クラッチに伝え、クラッチを連結させることによりコンプレッサを駆動させて作動する構成となっているものが一般的であった。
【０００３】
近年、地球温暖化に対する炭酸ガス排出量の低減要求が高まり、自動車においては従来のガソリン車に対し、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車の比重が増加しつつある。これらハイブリッド車等においては、エンジンが常時回転していないことにより、エンジンの動力により例えばカーエアコンを作動させようとすると、エンジンが回転していないときの対策を講じる必要がでてくる。
【０００４】
このため、従来のエンジンの回転動力にてコンプレッサを駆動させる方式に代え、電動モータによりコンプレッサを駆動させる電動コンプレッサが採用されてきている。そして、電動モータ駆動とする場合は、例えばスクロールタイプのコンプレッサであれば、よりコンパクト化が可能となっている。即ち、従来はエンジンの回転数が低速回転の場合であっても、所定量の冷媒ガスを供給しなければならないため、吐出量を大容量にしておかなければならなかった。これに対し、電動コンプレッサの場合は、スクロールの回転数を任意に制御できるため、カーエアコンとして必要なときに必要な量の冷媒ガスを供給できるようになっていればよく、吐出量を小容量に抑えることができる。かかる電動コンプレッサの一例が例えば特許文献1に開示されている。
【０００５】
図５は、特許文献１に開示されている電動コンプレッサの構成を示す図である。モータ１１５のロータ１１４と一体の駆動軸１０７の図中右方端には偏心軸１２０が設けられている。偏心軸１２０にはブッシュ１２１が嵌合固定され、ブッシュ１２１の外周と可動スクロール体１２２との間にベアリング（玉軸受）１２３が設けられている。可動スクロール体１２２に形成された可動渦巻壁１２５と、固定スクロール体１１６に形成された固定渦巻壁１１８との間で複数の圧縮室１２６が形成され、可動スクロール体１２２が旋回運動をすることにより、圧縮された冷媒ガスが吐出口１４０から、吐出されるようになっている。
【０００６】
玉軸受１２３は、従来、荷重条件が厳しいためニードル軸受を使用（例えば特許文献２参照）していたのに代えて、採用が可能となったものである。これは、従来エンジンの回転動力にてコンプレッサを駆動させていたときは、大容量の冷媒ガスを供給しなければならないため負荷容量の大きいニードル軸受が採用されていたが、電動コンプレッサの場合は、上述の通り吐出量を小容量に抑えることが可能となったため、必ずしも負荷容量の大きい軸受を使用しなくても良くなったためである。
【０００７】
しかしながら、偏心軸１２０は先端がフリーとなっていて駆動軸１０７に対して片もち状態で支持されているため、偏心軸１２０の先端は変形がし易くなっている。この変形がし易くなっている状態にて、偏心軸１２０の先端で玉軸受１２３が可動スクロール体１２２を支持しているが、この可動スクロール体１２２には、固定スクロール体１１６との間で圧縮された冷媒ガスからの反力が径方向に作用するため、玉軸受１２３にはモーメント荷重が作用する。但し、このモーメント荷重の作用する方向は、圧縮された冷媒ガスから作用する反力の方向が一定でないため、不特定である。
【０００８】
このため、各玉（転動体）には、断続的に荷重が作用したり、作用しなかったりという状態が発生する。荷重が作用している回転軸の両端を支持している軸受の場合、回転軸1回転の間に、各転動体は非負荷圏→負荷圏、負荷圏→非負荷圏へ各１回ずつ規則的に移行する。このような定常的な回転に比べ、上述したように、各転動体に、断続的に荷重が作用したり、作用しなかったりという状態が発生する場合は、特定の転動体に、非負荷圏→負荷圏と、負荷圏→非負荷圏への移行が集中する虞れがある。この移行時には、転動体の公転速度が急激に変化するため、転動体とこの転動体を保持している保持器との間に衝突が発生する。
【０００９】
転動体を保持するための保持器として、玉を保持するためのポケット部と平板部が周方向に交互に形成される一対の環状部材を備え、一対の環状部材の平板部同士をリベットでかしめ結合することにより、一対の環状部材を軸方向に結合する波形保持器が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
ところで、上記特許文献３に記載の波形保持器を備える転がり軸受において、上述した通り、もし特定の転動体に断続的に荷重が作用したり、作用しなかったりという状態が発生したとしても、玉と波形保持器との衝突により波形保持器の破損を防ぐためには、波形保持器の強度を少しでも向上させておく必要がある。特に、リベットはかしめ変形させるために、相対的に環状部材よりも硬度が低くなっている場合が多いため、少しでも大きな（特に径方向で）サイズを有していることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−１４８２９６号公報
【特許文献２】特開２０００−０４６０６０号公報
【特許文献３】特開２００８−１７５３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、よりコンパクトな玉軸受が採用可能となるにつれ、かしめを実施するために使用できるかしめ空間も小さくなり、リベットかしめ工程においてかしめ治具と保持器との干渉を回避することが難しく、径方向のサイズが大きいリベットを使用するのが困難となっている。
【００１３】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、波形保持器のリベットかしめ工程におけるかしめ治具と保持器との干渉を回避し、径方向のサイズの大きなリベットを使用することができる波形保持器及び玉軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）玉を保持するための凹状の複数のポケット部と、該ポケット部同士を連結している平板部とを有し、前記ポケット部と前記平板部とが周方向に交互に形成されている一対の環状部材と、
前記一対の環状部材の前記平板部同士を、前記凹状のポケット部が互いに対向する状態で結合するリベットと、
を備える波形保持器であって、
前記平板部には前記リベットが貫通する貫通穴が形成され、該貫通穴の周縁部が周縁部周辺部に対し肉厚とされている波形保持器。
（２）内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の玉と、前記複数の玉を周方向に略等間隔に保持する波形保持器と、を備える玉軸受であって、
前記波形保持器が（１）に記載の波形保持器である玉軸受。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一対の環状部材の平板部に形成されたリベット穴の周縁部が周縁部周辺部よりも厚肉とされていることにより、かしめ治具は保持器と干渉する手前で、かしめを完了させることができ、リベットかしめ工程におけるかしめ治具と保持器との干渉を回避しつつ、サイズの大きなリベットを使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る波形保持器の一実施形態が採用された玉軸受を説明する拡大断面図である。
【図２】図１に示す波形保持器の斜視図である。
【図３】図２に示す波形保持器の、保持器外径側から見たリベット周辺部の正面図である。
【図４】本発明に係る波形保持器の変形例のリベット周辺部の正面図である。
【図５】従来の電動コンプレッサの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図１〜４を参照して詳細に説明する。本実施形態の玉軸受１は、外周面に内輪軌道２ａを有する内輪２と、内周面に外輪軌道３ａを有する外輪３と、これら内輪軌道２ａと外輪軌道３ａとの間に転動自在に設けられた複数個の玉４と、これら各玉４を転動自在に保持する保持器５とを備える。
【００１８】
このうちの保持器５は、波形保持器と呼ばれるもので、図２に示す様に、１対の環状部材１０、１０を複数本のリベット２０により接合して成る。
【００１９】
両環状部材１０、１０は、鋼板、ステンレス鋼板等の金属板製の素材に、プレスによる打ち抜き加工及び曲げ加工を施す事により、全体を波形の円環状に造られている。この様な両環状部材１０、１０は、部分球殻状のポケット部１１、１１と、隣り合うポケット部１１、１１同士を連結している平板部１２、１２とを有し、これらポケット部１１、１１と平板部１２、１２とが円周方向に交互に形成されている。また、図３に詳細に示すように、平板部１２、１２の中央部にはリベット２０が貫通する貫通穴１３、１３が形成されている。この貫通穴１３、１３の周縁部１４、１４は、貫通穴の径方向において周縁部１４、１４のより外側に位置する周縁部周辺部１５、１５よりも肉厚とされている。なお周縁部は、貫通穴の全周にわたって肉厚とされている必要は必ずしもない。
【００２０】
リベット２０は、鋼、ステンレス鋼等の金属製で、胴部２１と、この胴部２１の両端に位置する頭部２２、及びかしめ部２３とを備える。以下に説明するごとく、リベット２０をかしめるために、リベット２０の硬度は環状部材１０の硬度よりも相対的に低目となっているのが好ましい。
【００２１】
前記保持器５の製造に際しては、先ず、前記両環状部材１０、１０の各平板部１２、１２同士は、凹状のポケット部１１、１１が互いに対向する状態で重ね合わされ、互いに整合する各貫通孔１３、１３を頭部２２のみが形成されたリベット２０の胴部２１が貫通し、リベット２０のストレートとされた他端側を平板部１２から突出させた状態にする（図４の２点鎖線の状態参照）。次いで、各胴部２１の他端側を押し潰してかしめ部２３を形成する。これにより、互いに重ね合わせた前記各平板部１２、１２同士を、各リベット２０の頭部２２とかしめ部２３とで挟持して接合する。
【００２２】
そして、本実施形態では、図３に示すように、貫通穴１３の周縁部１４が周縁部周辺部１５よりも肉厚となっているために、かしめ部２３を形成する際に、より大径のリベット２０を使用することが可能となっている。つまり、かしめ治具３０、３０は保持器５のポケット部１１と平板部１２との境界部１６と干渉する手前で、かしめを完了させることができるようになっている。このため、リベットかしめ工程におけるかしめ治具３０、３０と環状部材１０の境界部１６との干渉を回避することができる。
【００２３】
図３には比較のために、二点鎖線で従来例を示している。従来例においては、本実施形態と同一のかしめ治具３０、３０を使用すると、かしめ治具３０、３０がポケット部１１と平板部１２との境界部１６と干渉する。この境界部１６は、応力の集中やプレス成形時の割れ等を回避するために折曲させることはできず、例えば大きなＲ寸法でもって、なるべくなだらかに連続させる必要がある。このために、境界部１６と干渉しないかしめ治具５３０、５３０を使用せざるを得ないが、この場合にはリベット径がφｄ２の寸法のリベット５２０までしか使用できなかった。
【００２４】
これに対し、本実施形態では、同一のかしめ空間でありながら、かしめ治具３０、３０と境界部１６との干渉を回避できるため、リベット径がφｄ１のリベット２０を使用可能である。（φｄ１＞φｄ２）
【００２５】
両平板部１２、１２同士の接合状態で、前記ポケット部１１、１１に囲まれた部分により、それぞれ各玉４を転動自在に保持する為のポケット１７が形成される。図1に示すように。ポケット１７に玉４が収容された状態では、玉４の自由な転動を許容するために、玉４とポケット１７との間には隙間が形成されている。
【００２６】
次に、本実施形態の作動について説明する。
【００２７】
玉軸受１が、例えば図５に示すような電動コンプレッサの可動スクロール体を支持するために使用されるような場合、上述したとおり、かかる玉軸受１には、モーメント荷重が作用する。このため、各玉４には、断続的に荷重が作用したり、作用しなかったりという状態が発生し、保持器５との間で相対的に公転速度差が発生すると、玉４と保持器５との衝突が生じる。しかし、本実施形態の玉軸受１では、サイズの大きいリベット２０を使用して、一対の環状部材１０をかしめているために、従来よりかしめ部分の強度は向上しており、同一サイズの軸受であれば、より厳しい条件にも耐えることが可能になっている。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の玉軸受１によれば、リベットかしめ工程におけるかしめ治具３０と、環状部材１０の境界部１６との干渉を回避することができるため、よりサイズの大きいリベット２０を使用することが可能となる。
【００２９】
本実施形態の変形例として、図４に示すように、リベット４０の頭部４２の上端及びかしめ部４３の下端を平坦面としても良い。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、リベットの断面は円形とされているが、これに限らず角形であってもよい。
【００３１】
また、玉軸受は、スクロールタイプのコンプレッサの偏心軸に使用される例を説明したが、例えば図５中の玉軸受８、９のように、駆動軸を支持する玉軸受に適用されても良い。また、スクロールタイプのコンプレッサに限らず、ベーンタイプや斜板タイプのコンプレッサに使用される玉軸受に適用することもできる。さらに、電装品用軸受だけでなく、オルタネータ等の補機用の軸受にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１    玉軸受
２    内輪
２ａ  内輪軌道面
３    外輪
３ａ  外輪軌道面
４    玉
５    波形保持器
１０    環状部材
１１    ポケット部
１２    平板部
１３    貫通穴
１４    周縁部
１５    周縁部周辺部
２０、４０  リベット
３０    かしめ治具
【図１】
2017048834.tif 000003
【図２】
2017048834.tif 000004
【図３】
2017048834.tif 000005
【図４】
2017048834.tif 000006
【図５】
2017048834.tif 000007