JP2004340258A - ニードル軸受用の保持器及びニードル軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑性を高め磨耗をより減少させることができるニードル軸受用の保持器及びニードル軸受を提供する。
【解決手段】スラストニードル軸受１６Ｂの保持器１６ｈは、自己潤滑性のある樹脂素材から形成されているので、保持器１６ｈが鋼製の軌道面に接触した場合でも、軌道面の磨耗が抑制され、引きずりトルクが小さくなり、軽量化を図ると共に高回転に対応でき、更には異音の減少を抑制することができる。又、浅溝１６ｈｇを介して、内径側から保持器１６ｈの中央へと潤滑油が供給されやすくなっているので、潤滑性は更に向上している。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーエアコンのコンプレッサ等に用いられると好適なニードル軸受用の保持器及びニードル軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にカーエアコンのコンプレッサは、エンジンの動力をべルトを介して伝えることにより駆動されており、その場合コンプレッサの吐出量はエンジンの回転数に比例するため、寒冷時など車内冷却が不要の時に大きな動力損失を招いたり、逆に真夏の炎天下など急冷が必要な時に、エンジンの回転数が低いと十分な冷却が出来ない等の欠点があった。
【０００３】
このような問題点を解消するために、コンプレッサの斜板の角度を変えることによってピストンのストロークを制御し、コンプレッサの容量を可変にする可変容量式のコンプレッサが既に量産化されている（特許文献１参照）。かかるコンプレッサは、内部の圧力によって斜板の角度が変化するものであるため、微妙な温度制御が難しいということがあるが、近年、このような微妙な温度コントロールを要求される用途においては、電磁クラッチが廃止されたコンプレッサも開発されている。
【特許文献１】
特開２００２−２５０３４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように電磁クラッチが装備されていないコンプレッサにおいては、常時コンプレッサが回転駆動されているため、車両の寿命までの駆動軸の総回転数が増大し、より磨耗に対して厳しい条件下におかれるという問題がある。これに対し、従来技術では、例えば鋼板をプレスし或いは溶接することで形成した保持器が用いられており、軌道面との接触による磨耗の対策が必要となる。また、軽負荷時の引きずりトルクをなるべく減少させ、燃費の向上を図る必要もある。更に、駆動軸が常時回転するため、例えば軽負荷時などに鋼板保持器で発生しやすい異音をどのように対策するかという問題もある。尚、以下の特許文献２には、樹脂保持器の記載があるが、かかる樹脂保持器を用いたのみでは、磨耗の問題を回避できない。
【特許文献２】
特開平８−１６６０１４号公報
【０００５】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、潤滑性を高め磨耗をより減少させることができるニードル軸受用の保持器及びニードル軸受を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明のニードル軸受用の保持器は、カーエアコンのコンプレッサに用いるニードル軸受用の保持器において、自己潤滑性のある樹脂素材から形成されていることを特徴とする。
【０００７】
第２の本発明のニードル軸受用の保持器は、カーエアコンのコンプレッサに用いるニードル軸受用の保持器において、少なくとも軸線方向の一方の面に、ころを収容するポケット部に連通するように内径側から外径側へ向かって延在する溝が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
第１の本発明のニードル軸受用の保持器は、カーエアコンのコンプレッサに用いるニードル軸受用の保持器において、自己潤滑性のある樹脂素材から形成されているので、保持器が鋼製の軌道面に接触した場合でも、軌道面の磨耗が抑制され、引きずりトルクが小さくなり、軽量化を図ると共に高回転に対応でき、更には異音の減少を抑制することができる。尚、自己潤滑性のある樹脂素材としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などがあるが、潤滑剤を含浸した樹脂素材でも良い。
【０００９】
第２の本発明のニードル軸受用の保持器は、カーエアコンのコンプレッサに用いるニードル軸受用の保持器において、少なくとも軸線方向の一方の面に、ころを収容するポケット部に連通するように内径側から外径側へ向かって延在する溝が設けられているので、内径側から外径側へと潤滑剤が円滑的に供給され、それにより前記ころの磨耗を抑制することができる。尚、前記溝は、内径側から外径側へ向かって延在していれば足り、必ずしも内径側から外径側に貫通している必要はない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかるニードル軸受が組み込まれたカーエアコンのコンプレッサの断面図であり、図２は、図１の構成をＩＩ方向に見た図である。
【００１１】
図１において、コンプレッサ１を構成するハウジング６は、中央の短円筒状の本体７をヘッドケース８と斜板ケース９とで軸線方向（図１の左右方向）両側から挟持し、更に複数本の結合ボルト（図示せず）により結合されて一体となっている。ヘッドケース８の内側には、低圧室１０、１０と高圧室１１とが設けられている。尚、高圧室１１内は勿論、低圧室１０、１０内も正圧である。又、本体７とヘッドケース８との間には平板状の隔壁板１２が挟持されている。図１で複数に分割されている如く表されている低圧室１０、１０は互いに連通しており、ヘッドケース８の外面に設けられた単一の吸入ポート１３（図２）に連通している。又、高圧室１１は、ヘッドケース８に設けられた吐出ポート（図示せず）に通じている。吸入ポート１３がエバポレータ（不図示）の出口に、不図示の吐出ポートをコンデンサ（不図示）の入口に、それぞれ連通させている。
【００１２】
ハウジング６内にはシャフト１４を、本体７と斜板ケース９とに掛け渡す状態で、回転自在に支持している。より具体的には、シャフト１４の両端部を１対のラジアルニードル軸受１５Ａ、１５Ｂにより、本体７と斜板ケース９とに対して回転自在に支持すると共に、１対のスラストニードル軸受１６Ａ、１６Ｂにより、このシャフト１４に加わるスラスト荷重を支承自在としている。
【００１３】
本実施の形態にかかるスラストニードル軸受１６Ａは、複数のころ１６ａと、これを軸線方向（図１で左右方向）に挟持する軌道輪１６ｂ、１６ｃと、ころ１６ａを保持する保持器１６ｄとを有している。更に、本実施の形態にかかるスラストニードル軸受１６Ｂは、複数のころ１６ｅと、これを軸線方向（図１で左右方向）に挟持する軌道輪１６ｆ、１６ｇと、ころ１６ｅを保持する保持器１６ｈとを有している。
【００１４】
本実施の形態にかかるラジアルニードル軸受１５Ａは、複数のころ１５ａと、外輪（軌道輪）１５ｂと、ころ１５ａを保持する保持器１５ｃとを有している。更に、本実施の形態にかかるラジアルニードル軸受１５Ｂは、複数のころ１５ｄと、外輪（軌道輪）１５ｅと、ころ１５ｄを保持する保持器１５ｆとを有している。
【００１５】
スラストニードル軸受１６Ａは、本体７の一部と上記シャフト１４の一端部（図１の右端側）に形成した段部１７との間に、皿ばね１８を介して設けている。又、スラストニードル軸受１６Ｂは、シャフト１４の中間部外周面に外嵌固定した円板部１９と斜板ケース９との間に配置している。ハウジング６を構成する本体７の内側でシャフト１４の周囲部分には、複数（例えば図示の例では、円周方向等間隔に６個）のシリンダ孔２０、２０を形成している。この様に本体７に形成した、複数のシリンダ孔２０、２０の内側には、それぞれピストン２１、２１の先半部（図１の右半部）に設けた摺動部２２、２２を、軸方向の変位自在に嵌装している。
【００１６】
ここでは、シリンダ孔２０、２０の底面とピストン２１、２１の先端面（図１の右端面）との間に設けられた空間を、圧縮室２３とする。又、斜板ケース９の内側に存在する空間は、斜板室２４とする。シャフト１４の中間部外周面でこの斜板室２４内に位置する部分おいて、斜板２５を、シャフト１４に対して所定の傾斜角度を持たせて固定し、この斜板２５がシャフト１４と共に回転する様にしている。斜板２５の円周方向複数個所と、各ピストン２１、２１とは、それぞれ１対ずつのスライディングシュー２６、２６により連結されている。この為、これら各スライディングシュー２６、２６の内側面（互いに対向する面）は平坦面として、同じく平坦面である斜板２５の両側面外径寄り部分に摺接するようになっている。又、これら各スライディングシュー２６、２６の外側面（相手スライディングシュー２６と反対側面）は球状凸面としている。更に、その内側面を斜板２５の両側面に当接させた状態で、これら両スライディングシュー２６、２６の外側面を単一球面上に位置させている。一方、各ピストン２１、２１の基端部（前記隔壁板１２から遠い側の端部で、図１の左端部）には、スライディングシュー２６、２６及び斜板２５と共に、駆動力伝達機構を構成する連結部２７、２７を、各ピストン２１、２１と一体に形成している。そして、これら各連結部２７、２７に、一対のスライディングシュー２６、２６を保持する為の保持部２８、２８を形成している。又、これら各保持部２８、２８には、各スライディングシュー２６、２６の外側面と密に摺接する球状凹面を、互いに対向させて形成している。
【００１７】
又、本体７の一部内周面で、各連結部２７、２７の外端部に整合する部分には、各ピストン２１、２１毎にそれぞれ１対ずつのガイド面（図示せず）を、円周方向に離隔して形成している。各連結部２７、２７の外端部は、このガイド面に案内されて、ピストン２１、２１の軸方向（図１の左右方向）の変位のみ自在である。従って、各ピストン２１、２１も、各シリンダ孔２０、２０内に、斜板２５の回転に伴う各ピストン２１、２１の中心軸回りの回転を防止されて、軸方向の変位のみ自在（回転不能）に嵌装されている。この結果、各連結部２７、２７は、シャフト１４の回転による斜板２５の揺動変位に伴って各ピストン２１、２１を軸方向に押し引きし、各摺動部２２、２２をシリンダ孔２０、２０内で軸方向に往復移動させる。
【００１８】
一方、低圧室１０及び高圧室１１と各シリンダ孔２０、２０とを仕切るべく、本体７とヘッドケース８との突き合わせ部に挟持している隔壁板１２には、低圧室１０と各シリンダ孔２０、２０とを連通させる吸入孔２９、２９と、高圧室１１と各シリンダ孔２０、２０とを連通させる吐出孔３０、３０とを、それぞれ軸線方向に貫通する状態で形成している。従って、各吸入孔２９、２９及び各吐出孔３０、３０の一端（図１の左端）でシリンダ孔２０、２０側の開口は、何れも各ピストン２１、２１の先端面と対向する。又、各シリンダ孔２０、２０内で、各吸入孔２９、２９の一端と対向する部分には、低圧室１０から各シリンダ孔２０、２０に向けてのみ冷媒ガスを流す、リード弁式の吸入弁３１、３１を設けている。又、高圧室１１内で、各吐出孔３０、３０の他端（図１の右端）開口と対向する部分には、各シリンダ孔２０、２０から高圧室１１に向けてのみ冷媒ガスを流す、リード弁式の吐出弁３２を設けている。この吐出弁３２には、各吐出孔３０、３０から離れる方向への変位を制限する、ストッパ３３を付設している。
【００１９】
上述の様に構成するコンプレッサ１のシャフト１４は、車両のエンジン（不図示）により無端ベルト４２を介して回転駆動される。この為に、図示の例の場合は、ハウジング６を構成する斜板ケース９の外側面（図１の左側面）中央に設けた支持筒部３４の周囲に従動プーリ３５を、複列ラジアル玉軸受３６により、回転自在に支持している。この従動プーリ３５は、断面コ字形で全体を円環状に構成しており、斜板ケース９の外側面に固定したソレノイド３７を、従動プーリ３５の内部空間に配置している。一方、シャフト１４の端部で支持筒部３４から突出した部分には取付ブラケット３８を固定しており、この取付ブラケット３８の周囲に磁性材製の環状板３９を、板ばね４０を介して支持している。この環状板３９はソレノイド３７への非通電時には、板ばね４０の弾力により、図に示す様に従動プーリ３５から離隔しているが、ソレノイド３７への通電時にはこの従動プーリ３５に向け吸着されて、この従動プーリ３５からシャフト１４への回転力の伝達を自在とする。即ち、ソレノイド３７と環状板３９と板ばね４０とにより、従動プーリ３５とシャフト１４とを係脱する為の電磁クラッチ４１を構成している。又、車両のエンジンのクランクシャフト（不図示）の端部に固定した駆動プーリと従動プーリ３５との間には、無端ベルト４２を掛け渡している。
【００２０】
図３（ａ）は、スラストニードル軸受１６Ｂの保持器１６ｈの正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の構成をＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線で切断して矢印方向に見た図である。図３において、ニードル軸受１６Ｂの保持器１６ｈは、ポリテトラフルオロエチレンから形成されており、周方向に並んだころ１６ｅを収容するポケット部１６ｈｐを有している。又、保持器１６ｈは、その軸線方向両面において、内径側からポケット部１６ｈｐに至る浅溝１６ｈｇを、図３（ａ）で９０度位相で設けている。
【００２１】
本実施の形態にかかるカーエアコンのコンプレッサの動作について説明する。車室内の冷房或は除湿を行なう為、カーエアコンを作動させ場合には、電磁クラッチ４１を動作させて従動プーリ３５とシャフト１４とを係合させ、それにより無端ベルト４２を介して、車両のエンジンの動力をシャフト１４に伝達し、これを回転駆動する。この結果、斜板２５が回転して、複数のピストン２１、２１を構成する摺動部２２、２２をそれぞれシリンダ孔２０、２０内で往復移動させる。そして、この様な摺動部２２、２２の往復移動に伴って、吸入ポート１３から吸引された冷媒ガスが、低圧室１０、１０内から各吸入孔２９、２９を通じて圧縮室２３内に吸い込まれる。この冷媒ガスは、これら各圧縮室２３内で圧縮されてから、吐出孔３０、３０を通じて高圧室１１に送り出され、吐出ポートより吐出される。その後、高温・高圧の冷媒ガスはコンデンサで冷却され液冷媒となった後、急激に膨張させられ、低温・低圧の霧状冷媒となってエバポレータに流れ、ここで車室内に供給される空気を冷却し、その後冷媒ガスとなってコンプレッサに吸入される。
【００２２】
本実施の形態によれば、スラストニードル軸受１６Ｂの保持器１６ｈは、自己潤滑性のある樹脂素材から形成されているので、保持器が鋼製の軌道面に接触した場合でも、軌道面の磨耗が抑制され、引きずりトルクが小さくなり、軽量化を図ると共に高回転に対応でき、更には異音の減少を抑制することができる。又、浅溝１６ｈｇを介して、内径側から保持器１６ｈの中央へと潤滑油が供給されやすくなっているので、潤滑性は更に向上している。尚、スラストニードル軸受１６Ａ及びラジアルニードル軸受１６Ａ、１６Ｂの保持器も同様に自己潤滑性のある樹脂素材から形成すると好ましい。
【００２３】
図４は、本実施の形態の変形例にかかる保持器の一部正面図である。図４に示す保持器１６ｈ’は、図３に示す保持器と異なり、各ポケット部１６ｈｐを通過して内径側から外径側へと延在する細溝１６ｈｇ’が設けられている点が異なる。かかる細溝１６ｈｇ’により、内径側から外径側へと潤滑油が円滑に供給されるようになり、ころ１６ｅ（図３）の潤滑を効率的に行うことができる。尚、本変形例においては、保持器１６ｈは必ずしも自己潤滑性のある樹脂素材から形成されている必要はない。
【００２４】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その発明の範囲内で変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、内径側から外径側へ向かう溝の、本数、形状（直線、螺旋）、断面積（深さ、幅）等は、ニードル軸受の仕様に応じて適宜設計することができる。
【００２５】
【発明の効果】
第１の本発明のニードル軸受用の保持器は、カーエアコンのコンプレッサに用いるニードル軸受用の保持器において、自己潤滑性のある樹脂素材から形成されているので、保持器が鋼製の軌道面に接触した場合でも、軌道面の磨耗が抑制され、引きずりトルクが小さくなり、軽量化を図ると共に高回転に対応でき、更には異音の減少を抑制することができる。
【００２６】
第２の本発明のニードル軸受用の保持器は、カーエアコンのコンプレッサに用いるニードル軸受用の保持器において、少なくとも軸線方向の一方の面に、ころを収容するポケット部に連通するように内径側から外径側へ向かって延在する溝が設けられているので、内径側から外径側へと潤滑剤が円滑的に供給され、それにより前記ころの磨耗を抑制することができる。尚、前記溝は、内径側から外径側へ向かって延在していれば足り、必ずしも内径側から外径側に貫通している必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかるニードル軸受が組み込まれたカーエアコンのコンプレッサの断面図である。
【図２】図１の構成をＩＩ方向に見た図である。
【図３】図３（ａ）は、スラストニードル軸受１６Ｂの保持器１６ｈの正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の構成をＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線で切断して矢印方向に見た図である。
【図４】本実施の形態の変形例にかかる保持器の一部正面図である。
【符号の説明】
１ カーエアコンのコンプレッサ
６ ハウジング
１４ シャフト
１５Ａ，１５Ｂ ラジアルニードル軸受
１６Ａ，１６Ｂ スラストニードル軸受

Claims (3)

1. カーエアコンのコンプレッサに用いるニードル軸受用の保持器において、自己潤滑性のある樹脂素材から形成されていることを特徴とするニードル軸受用の保持器。
2. カーエアコンのコンプレッサに用いるニードル軸受用の保持器において、少なくとも軸線方向の一方の面に、ころを収容するポケット部に連通するように内径側から外径側へ向かって延在する溝が設けられていることを特徴とするニードル軸受用の保持器。
3. 請求項１又は２に記載の保持器を有することを特徴とするニードル軸受。

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