(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽合金製のハウジングに形成された軸受取付穴に圧入され軸方向両端縁に渡る割り部を有する円筒状の外輪と、前記外輪の内周面と前記軸受取付穴に挿通された軸体との間に周方向に並設された複数の針状ころと、前記針状ころを保持する保持器とからなるころ軸受装置であって、
前記外輪の割り部は、周方向に傾斜して形成され、
前記軸体が挿通されていない状態では、各針状ころは外輪にて径方向内向きに押圧され、保持器の外周面が外輪の内周面と接触し、
前記軸体が挿通された状態では、各針状ころは軸体にて径方向外向きに押圧されて外輪が拡径し、外輪の内周面と保持器の外周面との間に隙間が生じ、この状態での外輪の外径が、ハウジングの熱膨張時における軸受取付穴の内径より大きく形成され、
この状態で外輪が軸受取付穴に圧入されている、ことを特徴とするころ軸受装置。
【請求項２】
斜板式圧縮機の軽合金製のハウジングにシリンダと互いに近接して形成された軸受取付穴に圧入され軸方向両端縁に渡る割り部を有する円筒状の外輪と、前記外輪の内周面と前記軸受取付穴に挿通された軸体との間に周方向に並設された複数の針状ころと、前記針状ころを保持する保持器とからなるころ軸受装置であって、
前記外輪の割り部は、周方向に傾斜して形成され、
前記軸体が挿通されていない状態では、各針状ころは外輪にて径方向内向きに押圧され、保持器の外周面が外輪の内周面と接触し、
前記軸体が挿通された状態では、各針状ころは軸体にて径方向外向きに押圧されて外輪が拡径し、外輪の内周面と保持器の外周面との間に隙間が生じ、この状態での外輪の外径が、ハウジングの熱膨張時における軸受取付穴の内径より大きく形成され、
この状態で外輪が軸受取付穴に圧入されている、ことを特徴とするころ軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、カークーラ等に使用される斜板式圧縮機に組み込まれるころ軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
斜板式圧縮機は、図５に示すように、圧縮機の駆動軸１にキー止めされた斜板２にピストン３が組み合わされ、駆動軸１の回転に伴う斜板２の軸方向振れによりピストン３を往復動させるものである。
【０００３】
その動力は、斜板面を摺動するスリッパと称する振動子４と鋼球５を介してピストン３に伝達される。すなわち、クランク式圧縮機のクランク、コンロッドに相当する働きは、斜板２、スリッパ４、鋼球５で構成する継手の揺動運動が担う。
【０００４】
ピストン３は両頭形で駆動軸１と同心の円周上に、１２０°間隔で３本等分配置されており、各ピストン３の両側で複動圧縮が行われる。ピストン３の両端にはシリンダヘッド６Ｆ，６Ｒ、低圧室７Ｆ，７Ｒ、高圧室８Ｆ，８Ｒが位置し、低圧室７Ｆ，７Ｒどうし、および高圧室８Ｆ，８Ｒどうしはそれぞれ連通している。なお、Ｆは前部すなわちクラッチ側、Ｒは後部すなわち吸入口９側を意味する。
【０００５】
作動媒体の吸入，吐出経路について簡単に説明する。
【０００６】
後部シリンダヘッド６Ｒの吸入口９より吸入された作動媒体は、後部シリンダヘッド６Ｒの低圧室７Ｒで２分され、その一方は３個の後部シリンダ１０Ｒに吸人され、他方はハウジング１１の外周とシェル１２との間に設けられた低圧ガス通路を経て、前部シリンダヘッド６Ｆの低圧室７Ｆに至り、３個の前部シリンダ１０Ｆに吸入される。
【０００７】
前，後部シリンダ１０Ｆ，１０Ｒ内で加圧された作動媒体は、それぞれ前，後部シリンダヘッド６Ｆ，６Ｒの高圧室８Ｆ，８Ｒに吐き出され、さらに統合されて圧縮機吐出ロ（図示せず）より吐き出される。
【０００８】
２２Ｆ，２２Ｒは、バルブ（図示せす）を備えた前，後部バルブプレートである。
【０００９】
この斜板式圧縮機の潤滑機構はギヤポンプによる強制給油方式を採用しており、ギヤポンプ１３によって油だめ室１４から吸入された油は、駆動軸１に穿設された軸方向油路１５を通って、この油路１５と連通するようにして駆動軸１に開設された径方向油穴より、前，後部スラストベアリング１６Ｆ，１６Ｒ、前，後部ラジアルベアリングであるころ軸受１７Ｆ，１７Ｒおよびメカニカルシール１８に供給される。
【００１０】
斜板２の摺動面、スリッパ４、および鋼球５の潤滑は、前，後部スラストベアリング１６Ｆ，１６Ｒを潤滑し終えた油を駆動軸１の回転によって、これらスラストベアリング１６Ｆ，１６Ｒの間隙から径方向外方に噴出させることで達成される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この種の圧縮機は、カーク−ラのように、設置スペースの限られる機器に使用されるため、小型化が要求される。それゆえ、ころ軸受１７Ｆ，１７Ｒは、内輪なしで駆動軸１に直接軌道面を形成し、外輪２５、針状ころ２６ａ、保持器（図示せす）より構成される。
【００１２】
図６に示すように、ころ軸受１７Ｆ，１７Ｒの取付部位にあっては、径方向外側に複数のシリンダ１０Ｆ，１０Ｒが位置するという構造上、ハウジング１１のころ軸受１７Ｆ，１７Ｒの軸受取付穴２４とシリンダ１０Ｆ，１０Ｒとが近接する間の部位２７の肉圧が非常に薄くなる。
【００１３】
ハウジング１１はアルミニウム合金等の軽合金製であり、鋼製の外輪２５に比べて、運転時の温度上昇による熱膨張率が大きい。このため、運転中のころ軸受１７Ｆ，１７Ｒの外輪２５のクリープを防止するために、外輪２５は、大きな締め代を持ってしまりばめにより軸受取付穴２４に圧入される。
【００１４】
この圧入に伴って軸受取付穴２４が径方向外向きに押圧され、特にハウジング１１の薄肉部位２７が強度的に弱く、シリンダ１０Ｆ，１０Ｒ内に膨出する。これにより、シリンダ内径の真円度に悪影響を及ぼし、ピストン３の円滑な摺動を阻害し、ひいてはピストン３が焼き付いたり破損するという問題が発生する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のころ軸受装置は、軽合金製のハウジングに形成された軸受取付穴に圧入され軸方向両端縁に渡る割り部を有する円筒状の外輪と、前記外輪の内周面と前記軸受取付穴に挿通された軸体との間に周方向に並設された複数の針状ころと、前記針状ころを保持する保持器とからなるころ軸受装置であって、前記外輪の割り部は、周方向に傾斜して形成され、前記軸体が挿通されていない状態では、各針状ころは外輪にて径方向内向きに押圧され、保持器の外周面が外輪の内周面と接触し、前記軸体が挿通された状態では、各針状ころは軸体にて径方向外向きに押圧されて外輪が拡径し、外輪の内周面と保持器の外周面との間に隙間が生じ、この状態での外輪の外径が、ハウジングの熱膨張時における軸受取付穴の内径より大きく形成され、この状態で外輪が軸受取付穴に圧入されているものである。
【００１６】
より具体的には、斜板式圧縮機の軽合金製のハウジングにシリンダと互いに近接して形成された軸受取付穴に圧入され軸方向両端縁に渡る割り部を有する円筒状の外輪と、前記外輪の内周面と前記軸受取付穴に挿通された軸体との間に周方向に並設された複数の針状ころと、前記針状ころを保持する保持器とからなるころ軸受装置であって、前記外輪の割り部は、周方向に傾斜して形成され、前記軸体が挿通されていない状態では、各針状ころは外輪にて径方向内向きに押圧され、保持器の外周面が外輪の内周面と接触し、前記軸体が挿通された状態では、各針状ころは軸体にて径方向外向きに押圧されて外輪が拡径し、外輪の内周面と保持器の外周面との間に隙間が生じ、この状態での外輪の外径が、ハウジングの熱膨張時における軸受取付穴の内径より大きく形成され、この状態で外輪が軸受取付穴に圧入されているものである。
【００１８】
本発明のころ軸受装置によると、ころ軸受の外輪に軸方向両端縁に渡る割り部が形成され、外輪は、使用時の温度上昇に伴うハウジングの熱膨張時における軸受取付穴の内径より大きな外径を有し、割り部の隙間を狭くすることにより縮径させて軸受取付穴の内周面に圧入される。
【００１９】
このように、外輪がハウジングの軸受取付穴の内周面に圧入される際に、割り部の隙間が狭くなって外輪が縮径されるので、クリープを防止するために大きな締め代にて外輪が圧入されても、ハウジングの軸受取付穴が径方向外向きに押圧されず、軽合金製のハウジングの変形を防止できる。特に、軸受取付穴とシリンダが近接されて設けられている斜板式圧縮機においては、ころ軸受の装着に伴って、軸受取付穴とシリンダが近接する薄肉部位がシリンダ内に膨出するのを防止できる。
【００２０】
外輪の割り部が周方向に傾斜して形成されることで、ころが割り部に引っ掛かるのを防止でき、ころが割り部を円滑に通過し、その通過時にころがスキューするのを防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１ないし図４を用いて説明する。
【００２２】
本実施の形態のころ軸受装置は、図５に示した斜板式圧縮機に組み込まれるものである。
【００２３】
図１は本実施の形態におけるころ軸受の一部省略断面図、図２はころ軸受の外輪の斜視図、図３はころ軸受を斜板式圧縮機に組み込んだ状態の断面図、図４は図３のIV-IV断面図である。
【００２４】
なお、図５に示した例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２５】
ころ軸受１７Ｆ（１７Ｒ）は、図１に示すように、円筒状の外輪２５と保持器付き針状ころ２６より構成されている。なお、図１では、途中の保持器付き針状ころ２６は省略してある。
【００２６】
外輪２５は、薄肉の鋼材にて形成されている。例えば、工具鋼をプレスにて打ち抜き、巻回して所定の円筒形状に加工後、焼入れ・焼もどし処理を施して希望する表面硬さにする。
【００２７】
工具鋼には、炭素工具鋼（ＳＫ）や高速度工具鋼（ＳＫＨ）が使用される。
【００２８】
外輪２５には、図２に示すように、軸方向両端縁２５ａ，２５ｂに渡る割り部２９が形成されている。割り部２９は、周方向に傾斜して一直線状に形成されている。
【００２９】
保持器付き針状ころ２６は、外輪２５の内周面に周方向に並設された複数の針状ころ２６ａが、保持器２８にて保持された構成をしている。保持器２８は、例えば、ガラス繊維強化ポリアミド等の樹脂にて形成されている。なお、保持器２８は、鋼板にて形成されていてもよい。
【００３０】
ころ軸受１７Ｆ（１７Ｒ）の装着手順について説明する。
【００３１】
図１に示すように、各針状ころ２６ａは外輪２５にて径方向内向きに押圧された状態にある。この状態で、保持器付き針状ころ２６が、軸受取付穴２４に挿通された駆動軸１に外嵌される。各針状ころ２６ａは駆動軸１にて径方向外向きに押圧され、外輪２５が若干拡径し、保持器２８と外輪２５の間に隙間が生じ、保持器付き針状ころ２６は使用状態となる。
【００３２】
この状態で、ころ軸受１７Ｆ（１７Ｒ）が軸受取付穴２４に圧入される。すなわち、軸受取付穴２４の内周面には周溝１１ａが形成されており、この周溝１１ａ内に外輪２５が圧入される。
【００３３】
なお、駆動軸１に外嵌されたころ軸受１７Ｆ（１７Ｒ）の外径、すなわち外輪２５の外径は、斜板式圧縮機の使用時の温度上昇に伴うハウジング１１の熱膨張時における軸受取付穴２４の内径より大きく形成されている。これにより、外輪２５は大きな締め代をもって周溝１１ａに圧入され、すなわちラジアル隙間が負隙間となるように圧入され、熱膨張時におけるクリープを防止できる。
【００３４】
外輪２５には割り部２９が形成されているため、外輪２５は、圧入時に軸受取付穴２４の内周面にて径方向内向きに押圧され、割り部２９の隙間寸法Ｓ（図１参照）が狭くなることによって縮径される。
【００３５】
このようにして、ころ軸受１７Ｆ（１７Ｒ）が、駆動軸１の外周面と軸受取付穴２４の内周面との間に介装され、駆動軸１はころ軸受１７Ｆ（１７Ｒ）にて回転自在に支持される（図３および図４参照）。
【００３６】
このように構成されたころ軸受装置によると、外輪２５がハウジング１１の軸受取付穴２４の内周面に圧入される際に、割り部２９の隙間Ｓが狭くなって外輪２５が縮径されるので、クリープを防止するために大きな締め代にて外輪２５が圧入されても、ハウジング１１の軸受取付穴２４が径方向外向きに押圧されず、軽合金製のハウジング１１の変形を防止できる。よって、軸受取付穴２４とシリンダ１０Ｆ（１０Ｒ）が近接されて設けられている斜板式圧縮機においては、ころ軸受１７Ｆ（１７Ｒ）の装着に伴って、軸受取付穴２４とシリンダ１０Ｆ（１０Ｒ）が近接する薄肉部位２７がシリンダ１０Ｆ（１０Ｒ）内に膨出するのを防止できる。
【００３７】
外輪２５の割り部２９が周方向に傾斜して形成されることで、針状ころ２６ａが割り部２９に引っ掛かるのを防止でき、針状ころ２６ａが割り部２９を円滑に通過し、その通過時に針状ころ２６ａがスキューするのを防止できる。
【００３８】
なお、外輪２５の割り部２９は、軸方向に直線状であったり、Ｓ字状に湾曲しているような形状であってもよい。
【００３９】
外輪２５の外周面に、ゴムや樹脂などの弾性体を設けてもよい。すなわち、外輪２５の外周面にゴムを焼き付けたり、樹脂を一体成形する。外輪２５を軸受取付穴２４に圧入する際に、これら弾性体が緩衝材となり、軸受取付穴２４における径方向外向きの押圧力が緩和され、ハウジング１１の変形をより一層確実に防止できる。
【００４０】
本発明のころ軸受が装着される部位は、軽合金製のハウジングの軸受取付穴に挿通した軸体に装着される個所であればよく、斜板式圧縮機以外に、ステアリングコラム等、各種部位に適用できる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明のころ軸受装置によると、クリープの発生を防ぎながら、ころ軸受の圧入による軽合金製のハウジングの変形を防止できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるころ軸受の一部省略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるころ軸受の外輪の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるころ軸受を斜板式圧縮機に組み込んだ状態の断面図である。
【図４】図３のIV-IV断面図である。
【図５】斜板式圧縮機の断面図である。
【図６】従来例の斜板式圧縮機のころ軸受の断面図である。
【符号の説明】
１  駆動軸（軸体）
１０  シリンダ
１１  ハウジング
１７  ころ軸受
２４  軸受取付穴
２５  外輪
２６  保持器付き針状ころ
２６ａ  針状ころ
２７  薄肉部位
２８  保持器
２９  割り部
Ｓ  割り部の隙間寸法
【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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