JPH094639A5 - - Google Patents

Description

【発明の名称】ころ軸受け
【特許請求の範囲】
【請求項１】二等辺三角形の底辺を軸に回転して得られる、そろばん珠の形の転動体の円すい面の一方を固定輪に、他方を旋回輪に当接させて成る旋回ころ軸受けにおいて、前記固定輪と旋回輪とを、転動体の旋回円と同じ軌跡で旋回可能に連結したころ軸受け。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】エアコン等におけるスクロール形圧縮機の一対のスクロールメンバが互いに旋回運動をして生じた内圧の反力を支える部位の旋回継ぎ手兼旋回スラストころ軸受け
【０００２】
【従来の技術】従来はスクロール圧縮機に使用される固定側と旋回側の一対のスクロールメンバの旋回側には、旋回運動に伴う連れ回り自転を禁止する機能と、ガスの圧縮反力で生ずるスラスト荷重を支えて旋回する旋回軸受けとの複合機能を備えた旋回ボールカップリング（ＵＳ特許Ｍａｒ，３１１９８１ ｓｅｅｔ７ ｏｆ ７ ４，２５９，０４３）が普及していた。このカップリングは二枚の平坦な軌道面となるフラットワッシャ間に１０個ほどの鋼球を挟んだ構成で、圧縮反力で生ずるスラスト荷重を鋼球と軌道ワッシャとの点接触で支えるため、面圧が非常に高くなり繰り返し接触圧力で転動表面に疲労剥離を生ずる問題があった。代替品には滑り接触で成る周知のオルダム継ぎ手があるが、摺接面の摩擦損失、摩滅問題がありこれ等の軸受け部の強度が当該圧縮機のもつ主要課題であった。これらの課題の解決手段に、ボールに比べて寿命が数千倍から一万倍に延び且つ機械効率が飛躍的に向上する特願平５−２９５９１３号（本出願と同一発明人）で提案の、線接触で転がるそろばん珠形状の両頭円すいコーンの転動体を用いた旋回ころ軸受けがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】スクロール圧縮機の主要課題は一層の高圧化と長寿命化と小型化であってこれ等を実施するためには、前述のカップリング部位の摩擦損失の軽減と耐久強度向上が望まれている。当課題には前記のそろばん珠形の転動ころを用いた旋回ころ軸受け特願平５−２９５９１３号が極めて好適であるが当該技術の実施において致命的問題が顕在化した。すなわち当該円すいころをスクロールに実用した場合、スクロールの旋回半径と転動ころの円錐面の一辺の長さが等しいことが要件である。スクロール圧縮機を高圧化するには１回転当りの吐出量を減らして高回転にする手法が望ましくカーエアコンではエンジンへの搭載スペースの制約からスクロールメンバの外径はφ１００乃至１２０ミリ程度であって、この場合のスクロールメンバの旋回半径は所望の圧力と吐出量を得るために２〜５ミリ程度まで小さくなる。これに対応する両頭円すいころの一辺の長さも２〜５ミリと小豆粒ほどの大きさとなる。もともと両頭の円すいころは単に平面上に方向を揃えて並べるだけでもバランスが悪く極めて困難である。スクロールにこれを組み付ける場合、軌道円周面上に１台当り数十個を一斉に転動方向に整列させることとなり至難の技である。特にスクロール機に組み込む場合、軌道輪ところには振動作用が避けられずころの姿勢が乱れる、一個でも方向が乱れると運転不能になる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】転動ころの姿勢が乱れる条件として、スクロール機に組みつける前段階の二枚の軌道輪でころを挾んだユニットの状態で、しかも二枚の軌道輪が偏心量が小さくなる側に相対変位したり、軸方向に離れてころが浮き上がったりする時である。転動ころは一旦姿勢が乱れると二枚の軌道輪で挟まれており後からでは修正が不可能である。これを防ぐためには前記二枚の軌道輪で転動ころを挟んだ状態とし、一般の転がり軸受けに見られる内輪と外輪間に転動体を内蔵し非分離のユニット化が不可欠である。それには二枚の軌道輪の偏心量が小さくならない方向への変位を止めるストッパ要素と、二枚の軌道輪が転動ころを挟んだ状態を保持するための軌道輪の軸方向分離防止の締結要素とを具備した非分離形のユニット化が好適である。しかし運転時は圧縮反力のスラスト荷重で転動ころは二枚の軌道輪で強く挟まれた状態で維持され且つカップリング以外の箇所の旋回駆動するクランク軸によつて二枚の軌道輪の偏心量が一定にガイドされているので前記の組み付け時に要したストッパ要素と締結要素は不要となる。このため前記の二要素はスクロール機への組み込み後に取り外しが望まれるが、当該旋回部位がスクロール機の二分割ハウジングの分割箇所の直下となり、組み付けと同時にハウジングで密閉され後工程での取り外しが不可能といった問題がある。従ってこれらの要素は組み付けたままで本体の寿命が尽きるまで運転の妨げにならないことが前提となる。
【０００５】
【作用】前記手段を実施した場合、連結された二枚の軌道輪によって、転動ころはポケット内で四方向から拘束されており、しかも軌道輪が自在に旋回可能であるので、あらゆる作業環境でもころの姿勢が乱れることはない。又二枚の軌道輪は連結部材の滑らかな円筒部で偏心可能に余裕を持たせた隙間でガイドされるので、運転時は非接触となり磨耗もなくスクロールの運転の妨げにならない。
【０００６】
【実施例】以下に実施例について説明する。第１図は従来のそろばん珠を用いた旋回ころ軸受けの平面略視図で、２図はその断面を示す、この状態は軌道輪と旋回輪と転動ころは単に載せてあるだけで僅かな振動でも転動ころは転がってばらけてしまう。第３図は本発明の実施例の略視図で、回転輪３と旋回輪１２には、それぞれころの旋回径と同じ径の円でなるポケット４，７を構成する保持部材２、及び１８がかしめ部材リベット１１で円周上に三ヶ所程度の必要に応じた個数で強固に固定されている。連結部材９と１７は両端フランジの円筒軸で軌道輪の穴に矢印１９の方向から圧入し固定される、その片端のフランジ部１０は１７のフランジと互いにフック状に係合し、固定輪３と旋回輪１２を分離しないための連結フックになる。連結部材９と１７の中央部の溝の円筒状の外周面８と、フランジ部１０の円筒状の外周面とは軸受け単部品として取り扱う段階の搬送中は摺接して旋回可能にしてある。かくして、二枚の軌道輪は連結部材９と１７とで連結され、その間に挟まれた転動ころは固定輪側の保持部材２のころの旋回ポケット円４の内周面５及び、旋回輪側の保持部材の旋回ポケット円７の内周面６に摺接して旋回転動する。
【０００７】連結部材９，１７は輸送中の衝撃で外れない程度の剛性を備える。連結部材の組み付けは、軌道輪に設けた穴に矢印１９の方向から連結部材を挿入して行くと、先端の面取り部がガイドとなってフランジ部を作用点として互いに押し退けられるように弾性変位し、フランジの最大外径部を乗り越えるとスプリングバックしてフランジ部１０がフックとなり抜け止めの効いた確実な連結が完了する。第４図は、本発明の応用実施例で、連結部材２７のフランジ部２０を保持部材２に設けた穴１３の肩１５に引っかけて抜け止めとする、固定軌道輪３には図示のフランジ部２０の旋回外径が干渉しない逃げ穴を設けておく。ここでは課題を解決するための手段に記載の、軌道輪の偏心距離が小さくなる側への変位防止のストッパ部材は、実施例３図の連結部材９，１７と同様の配置で単にフランジ部１０を省略すれば足り記載を省略してある。第５図はクランク状のピンで連結した実施例である。３図、４図、５図には、連結部材の数を一個のみ記載してあるが、実施時は必要に応じて増す。連結部材９及び１７はアルミ材、プラスチック等の軽量で弾性に富む材料を用いると一層好適である。
【０００８】
【発明の効果】本発明を実施することにより、スクロール圧縮機の効率を高め旋回カップリングの寿命を数千倍以上にすると同時に小型化をもたらし、且つ軸受けをユニット化してスクロールへの自動組付けを容易にし、カップリングの標準化、シリーズ化で生産種類を集約化し、更にはその量産効果で製造コストを低減し、品質を安定させ、ひいては省エネで、軽量のスクロール化を促進する。
【０００９】
【図面の簡単な説明】
【１図】と
【２図】は、従来の実施例の平面略視図、とその断面図
【３図】は、本発明の実施例
【４図】
【５図】は本発明の応用実施例
【００１０】
【符号の説明】
１・・・転動体 ２２．１８・・・保持器 ３・・固定側軌道輪 ４，７・・・転動ころの旋回ポケット ５，６・・・転動ころの旋回案内面 ８，１４・・・旋回案内面 ９，１７，２１，２２・・・連結部材 １０，２０・・・フランジのフック １１・・・かしめリベット １２・・・旋回側軌道輪