【手続補正書】
【提出日】平成20年7月4日(2008.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【背景技術】
特にオルダム接ぎ手のような巨大な偶力を伴った偏心スラスト荷重を受けつつ高速の微小の揺動振幅するスベリ接触の軸受では、流体力学的に油膜の形成が甚だ困難な上、冷媒ガスの気泡を含有した圧力冷凍油を導入して負荷を軽減する方法では、最も寸法変動を嫌い且つ剛性を要する個所には軟弱で、片当たり、油路の詰まり、異物の噛み込み、剛性不足の焼け付、磨耗の課題が多い。そのため当部位には、軸受部の簡素化、摩擦抵抗の軽減、偶力に対する傾きの剛性に対する有利性から転がり接触が望ましく、転動体にニードルローラーを用いた手段として近時、特開２０００−１８６６８０、２０００−３４５９８２、２００２−２４２９４０、２０２−２４２９３９、２００２−２４２９２７、２００２−２４２８５７など転がり軸受が提案されて来た。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
次の課題に、当該軸受の構成部材の内、Ｘ向きとＹ向きに転がる転動ローラーに挟接される中間の軌道輪は、高速で揺動振幅するため質量が大きいと周囲を加振するので大きな振動騒音原因となり、当該環境重視の設備では騒音は致命的課題である。そのため接ぎ手の軌道輪の揺動による振動を打ち消すカウンタバランサーを中間軌道輪に直接追加した特開２００５−４２６９２（当発明者による）の請求項１、並びに軸方向に離れた位置にバランサーを設けた特開２００４−３２４４６２が提案されて来た。又  振動を減らす目的の軽量化の工夫に前記特開２００５−４２６９２の請求項３の如く、軌道輪の内外周の余肉を削ぎ落として階段状の段付き形状にして、ローラーの転送面のみを残した軽量化技術が提案されてきた
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
更なる課題に、当該軸受では、ローラーが何十年間の長期にわたって、永久に軌道輪上の１．５〜３ｍｍの狭い限局した範囲を高圧でしかも高速で揺動転動するため、通常ローラーの転送面に局部的な陥没状の磨耗痕を生ずる。特に当該軸受では、軌道輪が３枚積層されるため、ローラーとの接触面は４面になる、その個々の接触面の磨耗量の累計がスクロール羽根の先端の高圧冷媒ガスの密封摺接面の隙間の拡大になる。例えばローラーの転送面が通常転がり軸受けでは正常範囲とされている僅かな０．００２ｍｍ磨耗したとすると、これにローラーの外径面の磨耗０．００２ｍｍが加わり、合計で０．０１２ｍｍの磨耗となりこれがガス漏れの隙間になるので、当軸受では極めて微量な磨耗さえも許されない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上の課題を図面で説明すると、図７の中間軌道輪２は表側と裏側からローラー６と７で最大接触面圧１Ｇｐａ以上の高圧で挟接されてＸ，Ｙ方向に揺動するので、当該軌道輪には板を圧延するような高い圧縮並びに３３の如く繰返し曲げ応力を生ずる。肉厚が薄い場合ここに疲労破損を招くとともに、２０に示す如くローラーのエッジに圧縮応力が集中し寿命低下を招く。更に図５は、軌道輪を介してローラーの接触状態の模式図で、Ｘ向きローラー７とＹ向きローラー６の交点３１を展開した状態を図４に示す。Ｘ，Ｙの交点３１の全数がそれぞれ動的旋回範囲４４の円内に形成されていればスラスト荷重を全交点で均等に受圧することとなるが、旋回に伴い外側の交点が４４の旋回円からはみ出て減少すると残された交点の面圧分担荷重が上昇して寿命低下を招く。前記交点を形成するための各寸法の相関の法則の根拠を詳述すると、例えば当発明者本人による特開２０００−３４５９８２の楕円のカム穴でローラーの偏りを防いでローラーを常に幾何学的定位置にセンタリングする制御部材の実施例図２を活用した場合で説明すると、図２の４，５の制御部材のローラーを収容するポケット穴の中に配置したローラーの位置関係を示す断面略視図６、では、図６のローラーの全長１８をＬとし、ローラーの直径をｄ  両端のローラーの軌道輪との接触点間距離を３６、とした時にローラーが旋回によって転動変位して３６が３７に移動する。この時３７が１８の範囲内であれば、旋回時の動的交点は正しく形成されている。３７が１８より外になると両端に配置されたローラーは交点を形成せず、受圧可能なローラーの動的交点数が減るので定格荷重は計算値より低くなる。軌道輪が更なる高速の１６，０００ｒｐｍでの揺動速度２６０Ｈｚでもローラーが正しく転がって追随するためには、ローラーを極限まで細く短く軽くすることと寿命強度の確保とを両立させねばならず、そのため動的交点の数を最大限確保して全ての交点が前記カム穴によるローラーの位置制御でもって旋回円からはみ出さないことにある。従ってローラーの交点を管理することで短いローラーでもって所望の軸受寿命を得る、その関係を数式化すると、ローラー直径をｄ  ポケット内のローラー収容数ｎ  旋回半径をｅとしたとき、ｄ×（ｎ−１）＋ε≦Ｌ  の関係を満たすこととなる。従来は前述のカム穴によるローラーの位置制御の思想が、当発明の定格荷重を得るための交点の数の確保するといった技術思想に活かされて居なかった、そのためローラーの接触面圧を分散させるために単純に軌道輪を厚肉にして剛性を上げる方策が採られて来た。その結果スラスト軸受の総重量が増して、それによる振動騒音が増し、これを軽減するためにわざわざバランサーを追加する当発明者本人の特開２００５−４２６９２の請求項１の発明及び、第三者の２００４−３２４４６２の技術が提案され、その結果又総重量が増し、部品点数が増加、厚肉による軌道輪のプレス成形が困難な加工性の悪さ、コスト押し上げ、といった悪循環を招いてきた。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【課題を解決するための手段】
高速、高面圧で揺動するローラーは、前述の交点数を多くすることと、慣性抗力によるスピンスリップを減らすため慣性を小さくする質量の小さな極細ローラーを用い、更に転がり接触下の油膜の枯渇を防ぐためローラーを複数個接触させて配置しローラーとローラーの接触でもって相互に潤滑剤を転がり接触面に補給し合う工夫がなされ、特開２０００−３４５９８２、及び２００５−４２６９２の実施例で提案されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【課題を解決するための手段】
即ち図３に示す如く、センタリング部材４，５のローラーを収容するポケットの位置をＸ，Ｙ座標で表示すると、Ｘ軸から時計方向にｎ番目のポケットの中心ＰＸｎとＸ軸の角度ｎα°とＹ軸から反時計方向にｎ番目のポケット中心ＰＹｎとＹ軸の成す角度ｎβ°を等しくし、更にＰＸｎとＯ点間距離と、ＰＹｎとＯ点間距離を等しくする。これを実施すると、中間軌道輪の片面に、Ｘ用センタリング部材を、もう一方の面に同じ部材を９０°位相してＹ用センタリング部材として積層したとき、Ｘ、Ｙローラーを投影することで形成される交点３１全てが、図４に示す旋回径４４の範囲内に形成され、前記当発明者本人による特開２０００−３４５９８２の図２の楕円穴９のカムによるローラー位置制御との連携でもってのみ動的に交点の位置は精度良く担保され、前述の［００１１］の最後に述べた悪循環を完全に無くし、その結果超臨界ＣＯ２冷媒使用の際の高圧を受ける当部位の軸受の耐磨耗性と寿命強度が、当発明によって限られた受圧面積内で十分に確保できることから、２００６年の京都議定書のエアコンのフロン全廃が漸く達成できる。
更に図２のセンタリング部材４，５を示す図３は、前述の９０°位相しても、又裏返しして組みつけても交点位置とその数は自動的に正しく形成されるので、従来別個に製造を要し且つ各々に位置合せのマークを施していた４，５は一種類で足り、しかも裏表の区別も不要になるので、経済効果ばかりか組み付けミスをも無くし、品質管理上の効能も大きい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の実施の形態を説明すると、図２の第一軌道輪１、と中間の第二軌道輪２と、第三軌道輪３とで構成されており、各軌道輪は、特殊鋼の例えばＳＵＪ−２、ＳＫ−５といった材料を用い、特に第二の中間軌道輪２は、高速で揺動運動するため振動騒音原因となるので質量を減らすために板厚を薄くし且つ内外周を階段状に段付きの、ローラーの転送面のみを確保した形状である。又材料の硬さはＨＲＣ６０〜６３に焼き入れ焼き戻し処理を施し、表面を平滑に研摩仕上げをしてある。当該装置の必要精度は、スクロールの旋回メンバと固定メンバとで圧縮ガスを密封するのであるからスクロール羽根の先端の密封摺接面はスキマも摺接圧力も共にゼロでの摺接を担保するもので、軸受精度は、接ぎ手の幅寸法の変動、ばらつきは極限まで小さく抑える必要があり、各軌道輪の平面度は０．０１ｍｍ以下が望ましい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【発明を実施するための最良の形態】
又  センタリング制御板はＸ，Ｙ用で両者は当然共通部材が好ましく、Ｘ向きで製造品を９０°回転させればＹ向き用にもなり裏返しても使用できる。
更に当該スラスト軸受には高荷重で且つ偏心荷重、強大な偶力が作用するため、片側半面のみに大きな荷重が作用する、従ってローラーは前述の如く軌道表面に均等配分では不都合で、荷重に対応して適宜不等配分の最適配置が好ましい。この場合は、センタリング制御板のポケット穴は図３に示す一定の法則の線分ＰｘｎからＯ点の距離とＰｙｎからＯ点までの距離が等しく、α°＝β°の条件で配置すれば実荷重に対応した合理的配置となる。
当該実施例では、外径φ８０で圧縮反力が１００００Ｎの条件で定格荷重は３００００Ｎが得られる。ローラーの最大接触面圧は０．８Ｇｐａで回転速度５０００ｒｐｍの時、転がり軸受としての計算寿命は１万時間となり半永久的となる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
【発明を実施するための最良の形態】
請求項２の実施の形態を説明すると、図８の例では、外枠４８がガイドピン５２でスクロールメンバに対してＸ，Ｙ方向に相対的には揺動駆動され自転せずにただ旋回するだけである。外枠４８の中には軌道輪４７が５５の嵌合面に案内され回動するように収納されている。また軌道輪４７はＸ．Ｙローラーでもって両側から挟まれている。外枠４８は、図８の形状の環状に鋼板材からプレスで打ち抜き成型し、焼き入れ硬化する。
この揺動枠部材４８の内側には４７のようにローラーを圧受する前記の中間軌道輪相当を遊嵌して案内面５５で回動可能に装設する。揺動枠との嵌合面の５５は平滑な面を形成し、硬さをＨＲＣ６０以上に表面を硬化して耐摩耗性を確保する。嵌合部の隙間は、径方向に０．２から０．５ミリ程度移動するようにしても良く、転送面の位置が円周方向又は径方向の何れの方に変化しても良い。旋回に伴って軌道輪が連れ回りする速さは、概ね嵌合部の隙間値に比例するので、隙間値の決定の方法は、軌道輪に予め位置マークを施し運転時間毎に移動量を実測して最適値を決める。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
【実施例】
又  図３の如く薄板の鋼板材４に窓ポケットを設け、ポケットの位置関係を座標で示す如く、線分ＰＸｎと原点０の距離＝線分ＰＹｎと０点で、角度Ａ０Ｘ軸＝Ｂ０Ｙ軸になるように配置すると、９０°回転させて重ねても窓位置は整合するので収容したローラーの投影に於ける交点は全ポケットで形成される。
ここで制御部材のポケット内へのローラー収容形態の例として、ローラーを輸送中に脱落しないように、制御部材の片側又は両側から薄板の例えば０．２ｍｍの鋼板にローラーの接触面のみが露出するようなメッシュ状の穴をパンチングプレスで穿孔し薄板でローラーを覆い、薄板と制御部材とはリベット又は爪で密着固定すれば足る。（図示省略）及びポケットに潤滑油を含浸した樹脂でローラーを保持する（図省略）方法がある。
又前記の楕円穴でセンタリングを制御する部材の代わりに、当発明者による特開平２００５−４２６９２の如く、スクロールを駆動する偏心入力軸の外径に、内径を楕円穴にしたセンタリングプレートを摺接させて、入力軸でセンタリングプレートをローラーの転動距離と同期させて駆動する方式でも同じ効果が得られる。（図省略）