(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互間で偏心回転運動を行なう二つの部材の、軸方向に相対向した装着部にそれぞれ固定される一対の軌道輪と、これら軌道輪の複数箇所に形成された環状の軌道面間に介在するボールとを備え、
前記一対の軌道輪が溝曲率の大きい軌道面と溝曲率の小さい軌道面を有する同一形状の軌道輪であって、この一対の軌道輪を相互に円周方向にずらせ、相対向した軌道面の溝曲率が相互に異なるようにしたことを特徴とするスラスト玉軸受。
【請求項２】
軸方向に相対向配置される一対の軌道輪と、これら軌道輪の複数箇所に形成された環状の軌道面間に介在するボールとを備え、
前記一対の軌道輪が溝曲率の大きい軌道面と溝曲率の小さい軌道面を有する同一形状の軌道輪であって、この一対の軌道輪を相互に円周方向にずらせ、相対向した軌道面の溝曲率が相互に異なるようにしたことを特徴とするスラスト玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール圧縮機における旋回スクロール部材と静止スクロール部材のように、相互間で偏心回転運動を行なう二つの部材間に介装されるスラスト玉軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、スクロール圧縮機は、図５に示すように、旋回スクロール部材１１及び静止スクロール部材１２にそれぞれ螺旋状隔壁１１ｂ、１２ｂを設け、両螺旋状隔壁１１ｂ、１２ｂ間に形成される圧縮室Ｐを、旋回スクロール部材１１の静止スクロール部材１２に対する偏心回転に伴って容積変化させることにより、圧縮室Ｐ内の流体の圧縮動作を行なうものである。
【０００３】
旋回スクロール部材１１の軸心と駆動モータ１５の軸心とは偏心量ｅだけ偏心しており、駆動モータ１５の出力軸１５ａが回転すると、旋回スクロール部材１１が偏心量ｅに等しい旋回半径で偏心回転する。この時、旋回スクロール部材１１にはこれを自転させようとする力が働き、また、流体の圧縮動作に伴うスラスト荷重が負荷される。そこで、旋回スクロール部材１１の自転を防止し、スラスト荷重を支持するため、旋回スクロール部材１１と静止スクロール部材１２（同図に示す構成では、静止スクロール部材１２に固定された静止フレーム１３）との間にスラスト玉軸受１４を介装している。
【０００４】
図７に拡大して示すように、スラスト玉軸受１４は、一対の軌道輪１４ａ、１４ｂと、これら軌道輪１４ａ、１４ｂの軌道面１４ａ１、１４ｂ１間に介在する複数のボール１４ｃとで構成される。軌道輪１４ａ、１４ｂは、それぞれ、旋回スクロール部材１１と静止フレーム１３の、軸方向に相対向した装着部１１ａ、１３ａに固定される。
【０００５】
図６に示すように、軌道輪１４ａ、１４ｂは同形状・同寸法のリングであり、その一方の端面には複数の軌道面１４ａ１（１４ｂ１）が同一円周上に形成されている。各軌道面１４ａ１（１４ｂ１）は環状形状のものであり、その断面形状は円弧状をなす。各軌道面１４ａ１（１４ｂ１）に配されたボール１４ｃは、旋回スクロール部材１１の偏心回転に伴って、軌道面１４ａ１（１４ｂ１）のピッチ円ＰＣＤ上を転動する。軌道面１４ａ１（１４ｂ１）のピッチ円ＰＣＤの直径ｄは、偏心量ｅと等しい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスラスト玉軸受１４においては、一対の軌道輪１４ａ、１４ｂは同形状・同寸法であり、軌道面１４ａ１、１４ｂ１の溝曲率は同一である。軌道面１４ａ１、１４ｂ１に溝曲率をもたせてあるのは、ボール１４ｃとの接触面圧を低減し、寿命向上を図るためである。
【０００７】
しかしながら、取付誤差等により、軌道輪１４ａ、１４ｂ相互間の位置関係にずれが生じる場合があり、そのような位置ずれを吸収し得る機能が要求される。
【０００８】
本発明は、接触面圧の低減、軸受機能の確保という基本的な要求を考慮しつつ、軌道輪相互間の位置ずれを吸収し得る構成を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のスラスト玉軸受は、相互間で偏心回転運動を行なう二つの部材の、軸方向に相対向した装着部にそれぞれ固定される一対の軌道輪と、これら軌道輪の複数箇所に形成された環状の軌道面間に介在するボールとを備え、前記一対の軌道輪が溝曲率の大きい軌道面と溝曲率の小さい軌道面を有する同一形状の軌道輪であって、この一対の軌道輪を相互に円周方向にずらせ、相対向した軌道面の溝曲率が相互に異なるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のスラスト玉軸受は、軸方向に相対向配置される一対の軌道輪と、これら軌道輪の複数箇所に形成された環状の軌道面間に介在するボールとを備え、前記一対の軌道輪が溝曲率の大きい軌道面と溝曲率の小さい軌道面を有する同一形状の軌道輪であって、この一対の軌道輪を相互に円周方向にずらせ、相対向した軌道面の溝曲率が相互に異なるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をスクロール圧縮機用スラスト玉軸受に適用した場合の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、図５に示すようなスクロール圧縮機におけるスラスト玉軸受４の周辺部を示している。旋回スクロール部材１と静止フレーム３（静止フレーム３は静止スクロール部材２に固定される。）の、軸方向に相対向した装着部１ａ、３ａにスラスト玉軸受４の一対の軌道輪４ａ、４ｂがそれぞれ固定され、一対の軌道輪４ａ、４ｂに形成された複数の軌道面４ａ１、４ｂ１間にそれぞれボール４ｃが配されている。旋回スクロール部材１が、静止スクロール部材２に対して偏心量ｅに等しい旋回半径で偏心回転することにより、両者の螺旋状隔壁１ｂ、２ｂ間に形成される圧縮室Ｐが容積変化して、流体の圧縮動作が行なわれる。スラスト玉軸受４は、そのような圧縮動作が行なわれる際の、旋回スクロール部材１の自転を防止するとともに、スラスト荷重を支持する役割をなす。
【００１４】
図１（ｂ）に拡大して示すように、この実施形態において、装着部１ａ、３ａはいずれも段状であり、旋回側の軌道輪４ａの内周４ａ２は装着部１ａの肩部１ａ１に嵌合され、静止側の軌道輪４ｂの外周４ｂ２は装着部３ａの肩部３ａ１に嵌合され、それぞれ適宜の回り止め手段を施される。
【００１５】
軌道輪４ａ（４ｂ）は、例えば鋼板素材からプレス加工等により成形したもので、その一方の端面には複数の軌道面４ａ１（４ｂ１）が同一円周上に形成されている。各軌道面４ａ１は環状形状のものであり、各軌道面４ａ１に配されたボール４ｃは、旋回スクロール部材１の偏心回転に伴って、軌道面４ａ１（４ｂ１）のピッチ円上を転動する。
【００１６】
図２に拡大して示すように、この実施形態のスラスト玉軸受４が従来構成と異なる点は、一方の軌道輪例えば旋回側の軌道輪４ａの軌道面４ａ１の溝曲率（曲率半径）Ｒａを、他方の軌道輪例えば静止側の軌道輪４ｂの軌道面４ｂ１の溝曲率（曲率半径）Ｒｂよりも大きくした点にある（Ｒａ〉Ｒｂ）。尚、溝曲率の大小関係はＲａ〈Ｒｂとしても良い。
【００１７】
図３に示すように、取付誤差等により、旋回側の軌道輪４ａと静止側の軌道輪４ｂとの間に位置ずれαが生じた場合には、軌道面４ａ１の溝曲率が大きい軌道輪４ａによって位置ずれが吸収される。軌道面４ｂ１のピッチ円ＰＣＤの直径は偏心量ｅと等しい。
【００１８】
図４に示すように、一方の軌道輪例えば旋回側の軌道輪４ａの軌道面４ａ１の溝曲率を無限大とし、平坦状にすることもできる。
【００１９】
以上は、一方の軌道輪４ａと他方の軌道輪４ｂのそれぞれにつき、異なる型を用いて鋼板素材からプレス加工等した実施形態について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、旋回側と静止側の両方に同一の軌道輪を用いるようにしてもよい。例えば、図８（ａ）に示すように、溝曲率の大きい軌道面２４ａ１と溝曲率の小さい軌道面２４ａ２を一つの軌道輪２４ａの同一円周上に交互に形成し、これを一対用いてもよい。この場合、一対の軌道輪２４ａを軌道面２４ａ１（２４ａ２）１つ分だけ円周方向に相互にずらして相対向させ、旋回側の軌道輪２４ａの内周２４ａ３を図１（ｂ）に示す装着部１ａの肩部１ａ１に嵌合させ、静止側の軌道輪２４の外周２４ａ４を装着部３ａの肩部３ａ１に嵌合させる。そうすると、円周方向の各位相において、溝曲率の大きい軌道面２４ａ１と溝曲率の小さい軌道面２４ａ２とが、相対向した状態になる。この軌道輪２４ａの軌道面２４ａ１の溝曲率は、上述した軌道面４ａ１の溝曲率Ｒａと同じとし、軌道面２４ａ２の溝曲率は、上述した軌道面４ｂ１の溝曲率Ｒｂと同じとする（Ｒａ〉Ｒｂ）。また、軌道面２４ａ２のピッチ円ＰＣＤの直径は図１に示す偏心量ｅと等しい。但し、図８では説明の便宜上、軌道面２４ａ１を軌道面２４ａ２よりもやや大きく誇張して図示している。なお、その他の諸構成は、図１に示すスラスト玉軸受４と同様であるので適宜同一符号を用いて説明を簡略する。
【００２０】
この軌道輪２４ａは、同一形状のものを一対として用いるので、旋回側と静止側にそれぞれ形状の異なる軌道輪４ａ，４ｂを装着する前記実施形態に比べて部品の種類を少なくでき、製造コストを大幅に軽減できる。
【００２１】
このように一対の軌道輪２４ａ，２４ａにおける軌道面２４ａ１，２４ａ２の配列を工夫したことにより、１種類（同一形状）の軌道輪２４ａ，２４ａを用いて、２種類（異種形状）の軌道輪４ａ，４ｂを用いた前記実施形態と同様に、取付誤差等による一対の軌道輪２４ａ，２４ａの位置ずれを確実に吸収することができる。
【００２２】
あるいは、図８（ｂ）に示すように、溝曲率が大きい軌道面３４ａ１と溝曲率の小さい軌道面３４ａ２を一つの軌道輪３４ａの同一円周上に３つずつ交互に形成してもよい。この軌道輪３４ａも、前記軌道輪２４ａと同様の機能及び効果を奏する。
【００２３】
さらには、図８（ｃ）に示すように、溝曲率が大きい軌道面４４ａ１と溝曲率が小さい軌道面４４ａ２を、一つの軌道輪４４ａの同一円周上にそれぞれ半面ずつ連続して形成してもよい。
【００２４】
尚、本発明は、スクロール圧縮機用スラスト玉軸受に限らず、相互間で偏心回転運動を行なう二つの部材間に介在して、スラスト荷重を支持するスラスト玉軸受一般に適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、一対の軌道輪の相対向した軌道面の溝曲率が相互に異なるようにしたので、軌道輪相互間の位置ずれを溝曲率の大きな軌道面によって吸収させることができると同時に、ボールの適正な転動を溝曲率が小さな軌道面によって確保することができる。したがって、本発明によれば、接触面圧の低減、軸受機能の確保という基本的な要求を満足させつつ、軌道輪相互間の位置ずれを吸収し得るスラスト玉軸受を提供することができる。
【００２６】
しかも、溝曲率の大きい軌道面と溝曲率の小さい軌道面とを所定のパターンに形成した同一形状の軌道輪を一対として用い、この一対の軌道輪を相互に円周方向にずらして相対向させるので、軌道輪の種類を一種類にして製造コストの軽減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係わるスクロール圧縮機におけるスラスト玉軸受の周辺部を示す断面図（図ａ）、スラスト玉軸受の近傍を示す拡大断面図（図ｂ）である。
【図２】実施形態に係わるスラスト玉軸受の軌道面周辺部を示す拡大断面図である。
【図３】実施形態に係わるスラスト玉軸受の軌道面周辺部を示す拡大断面図である。
【図４】実施形態に係わるスラスト玉軸受の軌道面周辺部を示す拡大断面図である。
【図５】スクロール圧縮機の一形態を示す斜視図である。
【図６】軌道輪を示す平面図である。
【図７】従来のスラスト玉軸受を示す断面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれ軌道輪の他の実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
１    旋回スクロール部材
１ａ  装着部
２    静止スクール部材
３    静止フレーム
３ａ  装着部
４    スラスト玉軸受
４ａ  軌道輪
４ａ１  軌道面
４ｂ  軌道輪
４ｂ１  軌道面
４ｃ  ボール
２４ａ  軌道輪
２４ａ１  軌道面
２４ａ２  軌道面
３４ａ  軌道輪
３４ａ１  軌道面
３４ａ２  軌道面
４４ａ  軌道輪
４４ａ１  軌道面
４４ａ２  軌道面
【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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【図８】
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