JP2000337365A - スラスト玉軸受 - Google Patents

スラスト玉軸受

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JP2000337365A
JP2000337365A JP11150236A JP15023699A JP2000337365A JP 2000337365 A JP2000337365 A JP 2000337365A JP 11150236 A JP11150236 A JP 11150236A JP 15023699 A JP15023699 A JP 15023699A JP 2000337365 A JP2000337365 A JP 2000337365A
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JP
Japan
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groove
ball bearing
thrust ball
peripheral end
recess
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JP11150236A
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English (en)
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Kanetsugu Tsuruya
金告 鶴谷
Jiro Iizuka
二郎 飯塚
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NTN Corp
Sanden Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Sanden Corp
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    • F01C17/063—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements with only rolling movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 相対的に偏心旋回運動を行なう一対の軌道輪
の対向位置に一定ピッチで環状の軌道溝を形成し、対向
する軌道溝間にボールを介在してなるスラスト玉軸受に
おいて、上記軌道溝の溝底ピッチ円の直径ｄを旋回運動
の偏心量ｅより小さく設定した場合において、溝凹部の
中央凸部側にボールが接触した場合に、面圧が増大する
不都合を解消し、軸受の寿命低下を防止することであ
る。 【解決手段】 軌道輪１の軌道溝３の形状を溝凹部１３
の外周端１４の溝深さａを、該溝凹部１３の内周端１
４’の溝深さｂと同一か又はこれより大きく設定し、且
つ溝凹部１３の横断面の形状が、該溝凹部１３の溝底ｃ
に立てた法線Ｌ上の一点Ｐから該法線Ｌの両側を見た同
一角度θにおける曲率が異なる形状である構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、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、相対的に偏心旋回運動を行なう二つの部材間に
介在されるスラスト玉軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スクロール圧縮機に用いられるスラスト
玉軸受として、例えば特開平１０−８９３５０号公報に
開示されたものが知られている。この場合のスラスト玉
軸受は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、相対的に偏心
旋回運動を行なう一対の軌道輪１、２の対向する位置
に、一定ピッチで所要数の環状の軌道溝３、４を形成
し、その対向する軌道溝３、４間にボール５を介在した
ものである。
【０００３】上記の一方の軌道輪１は、静止スクロール
部材７に固定されたフレーム８に取付けられ、他方の軌
道輪２は、上記の軌道輪１と相い対向して旋回スクロー
ル部材６に取付けられる。
【０００４】旋回スクロール部材６と静止スクロール部
材７には、それぞれ相互に嵌合する螺旋隔壁９、１０が
設けられ、その隔壁９、１０と、各スクロール部材６、
７の底板部との間に圧縮室１１が形成される。
【０００５】上記の旋回スクロール部材６に偏心量ｅを
もって回転する偏心旋回軸１２が連結される。上記の軌
道溝３、４の溝底ピッチ円直径ｄは上記の偏心量ｅとほ
ぼ等しく設定される。上記の各軌道輪１、２は、通常は
プレス成形により形成される。
【０００６】上記のスラスト玉軸受は、圧縮作用に伴う
スラスト荷重を支持すると共に、旋回スクロール部材６
の自転を防止する機能を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図５（ａ）は上記の軌
道輪１の部分の拡大図であり、環状の軌道溝３を形成す
る溝凹部１３の外周端１４の外側に肩部１５が形成さ
れ、また、内周端１４’の内側に中央凸部１６が形成さ
れる。
【０００８】従来の溝形状は、溝底に立てた法線から両
側を見たとき曲率が同じ円の一部であったり、法線と平
行な短軸をもつ楕円の一部になっている。スクロール部
材の偏心量ｅと溝底ピッチ円直径ｄにはｅ≧ｄの関係が
あり、軌道溝３の肩部側をボールが転がるようにし、接
触面圧を下げ長寿命化を図っている。
【０００９】負荷時においてボール５との接触によって
生じる軌道溝３上の楕円形の接触痕を接触楕円と呼ぶ
が、この接触楕円が肩部１５や中央凸部１６に乗り上げ
るような設計は避けなければならない。
【００１０】このため、前記の直径ｄの偏心量ｅに対す
るズレ量を小さく保ち、しかも軸受寿命を低下させない
ようにするために、直径ｄを偏心量ｅより小さく設定す
ることが有効な手法であるとする提案がある。この手法
によると、ボール５が軌道溝３の肩部１５側に片寄って
転走し、中央凸部１６側から離れるために、接触楕円Ａ
が中央凸部１６に乗り上げることが防止される。
【００１１】しかしながら、図５（ｂ）に示すように、
一対の軌道輪１、２に芯ずれが生じると、ボール５が肩
部１５相互間ではなく中央凸部１６相互間で転がること
があり（図５（ａ）の接触楕円Ｂ参照）、肩部１５相互
間で転がる場合に比べて面圧が高くなり、軸受の短寿命
の原因となる。
【００１２】そこで、この発明の課題は、軌道溝を構成
する溝凹部の中央凸部側の曲率を肩部の曲率より小さく
することにより、接触楕円を大きくして接触面圧を下
げ、軸受の長寿命化を図ることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、相対的に偏心旋回運動を行なう一対
の軌道輪の相互に対向する位置に所要数の環状の軌道溝
を形成し、上記の対向する軌道溝間にボールを介在し、
上記各軌道溝の溝底ピッチ円直径を上記旋回運動の偏心
量より小さく設定してなるスラスト玉軸受において、上
記軌道溝を形成する溝凹部の外周端の溝深さａを、該溝
凹部の内周端の溝深さｂと同一か又はこれより大きく設
定し、上記溝凹部の横断面の形状が、該溝凹部の溝底に
立てた法線上の一点から該法線の両側を見た同一角度の
２点における曲率が異なる形状をなす構成としたもので
ある。
【００１４】上記の外周端の溝深さａを、負荷時におけ
る上記ボールの接触楕円が溝凹部外に逸脱しない大きさ
に設定する。
【００１５】また、上記の溝凹部の形状が、溝底から外
周端に至る曲率が内周端に至る曲率より大きい複合円弧
曲線により形成された構成や、該溝凹部の範囲内でその
溝底以外の位置で交わる短径を有する楕円の一部により
形成された構成をとることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を、図
１から図３に基づいて説明する。実施形態のスラスト玉
軸受は、従来の場合と同様に、一対の軌道輪１、２の対
向する位置に、一定ピッチで所要数の環状の軌道溝３、
４を形成し、その相い対向する軌道溝３、４間にボール
５を介在したものである。
【００１７】上記のスラスト玉軸受は従来の場合（図４
（ａ）参照）と同様に、スクロール圧縮機に使用され、
軌道輪１が静止スクロール部材と一体の部材に取付けら
れると共に、軌道輪２が旋回スクロール部材に取付けら
れる。軌道輪１は軌道輪２に対して、偏心量ｅで偏心旋
回される。上記の軌道溝３、４の溝底ピッチ円の直径ｄ
は、上記の偏心量ｅより所要量（例えば、０〜５％）小
さい大きさに設定される。
【００１８】図２は一方の軌道輪１の軌道溝３の部分の
拡大図であり、環状の軌道溝３の溝凹部１３の外周端１
４における溝深さをａで表し、内周端１４’における溝
深さをｂで表している。上記の外周端１４は、溝凹部１
３と溝肩部１５の間の変曲点であり、同様に、内周端１
４’は、溝凹部１３と中央部凸部１６の間の変曲点であ
る。
【００１９】上記の溝深さａと溝深さｂは等しいか、ま
たは前者が後者より大（即ち、ａ≧ｂ）に設定される。
上記の溝深さａの大きさは、負荷時におけるボール５
の接触楕円Ａが溝凹部１３の外周端１４の外へ逸脱しな
い大きさに設定される。
【００２０】上記の溝凹部１３の形状（外周端１４と内
周端１４’間の形状）としては、図３（ａ）（ｂ）に示
すような形状がある。一般的に言えば溝凹部１３の溝底
ｃに立てた法線Ｌ上の一点Ｐから該法線Ｌの両側を見た
同一角度θの２点における曲率が異なる形状をなすもの
である。
【００２１】図３（ａ）の場合は溝底ｃから外周端１４
に至る範囲が曲率Ｒの円弧であり、また溝底ｃから内周
端１４’に至る範囲が曲率ｒ（＜Ｒ）の円弧である複合
円弧曲線である。また、図３（ｂ）の場合は、溝凹部１
３の範囲内で溝底ｃ以外の位置で交わる短径を有する楕
円の一部により形成された形状である。
【００２２】なお、以上は一方の軌道輪１について述べ
たが、他方の軌道輪２についても同じことがいえる。
【００２３】上記のように構成すると、負荷時において
ボール５が溝底ピッチ円より外側を偏心量ｅの直径で走
行することになるが、溝凹部１３の外周端１４側の溝深
さａが比較的大きく形成されているため、接触楕円Ａが
外周端１４の外側に逸脱することが避けられる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、この発明は偏心旋回運動
を行なう一対の軌道輪に設けられた所要数の環状の軌道
溝の溝底ピッチ円直径ｄを、偏心旋回の偏心量ｅより小
さく設定することにより軸受の長寿命化を図った場合に
おいて、芯ズレ等の発生によりボールの転走位置が溝凹
部の中央凸部側に寄ることによって接触面圧が高くなる
問題を、溝凹部の中央凸部側と溝肩部側の溝曲率を変
え、中央凸部側が小さくなるように設定して解決したも
のである。従って、この発明によると、芯ズレ等の発生
による軸受の寿命低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）実施形態のスラスト玉軸受の一部拡大断
面図 （ｂ）同上の軌道輪の平面図
【図２】実施形態のスラスト玉軸受の一部拡大断面図と
一部拡大平面図
【図３】（ａ）（ｂ）軌道溝の形状の説明図
【図４】（ａ）従来例の使用状態の断面図 （ｂ）同上の軌道輪の平面図
【図５】（ａ）従来例のスラスト玉軸受の一部拡大断面
図と一部拡大平面図 （ｂ）同上の一部拡大断面図
【符号の説明】
１ 軌道輪 ２ 軌道輪 ３ 軌道溝 ４ 軌道溝 ５ ボール ６ 旋回スクロール部材 ７ 静止スクロール部材 ８ フレーム ９ 螺旋隔壁 １０ 螺旋隔壁 １１ 圧縮壁 １２ 偏心旋回軸 １３ 溝凹部 １４ 外周端 １５ 内周端 １６ 中央凸部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯塚 二郎 群馬県伊勢崎市寿町20番地 サンデン株式 会社内 Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA42 AA53 AA62 BA55 FA31 GA29

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 相対的に偏心旋回運動を行なう一対の軌
    道輪の相互に対向する位置に所要数の環状の軌道溝を形
    成し、上記の対向する軌道溝間にボールを介在し、上記
    各軌道溝の溝底ピッチ円直径を上記旋回運動の偏心量よ
    り小さく設定してなるスラスト玉軸受において、上記軌
    道溝を形成する溝凹部の外周端の溝深さａを、該溝凹部
    の内周端の溝深さｂと同一か又はこれより大きく設定
    し、上記溝凹部の横断面の形状が、該溝凹部の溝底に立
    てた法線上の一点から該法線の両側を見た同一角度の２
    点における曲率が異なる形状をなすことを特徴とするス
    ラスト玉軸受。
  2. 【請求項２】 上記の外周端の溝深さａを、負荷時にお
    ける上記ボールの接触楕円が溝凹部外に逸脱しない大き
    さに設定したことを特徴とする請求項１に記載のスラス
    ト玉軸受。
  3. 【請求項３】 上記の溝凹部の形状が、溝底から外周端
    に至る曲率が内周端に至る曲率より大きい複合円弧曲線
    により形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記
    載のスラスト玉軸受。
  4. 【請求項４】 上記の溝凹部の形状が、該溝凹部の範囲
    内でその溝底以外の位置で交わる短径を有する楕円の一
    部により形成されたことを特徴とする請求項１又は２に
    記載のスラスト玉軸受。
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