JP2000130454A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 針状ころ軸受を用いながら、クリープが防止
できる軸受装置を提供する。 【解決手段】 軸受取付面となるハウジング内径面部１
ａに、複数本の環状のシール装着溝３を設ける。これら
シール装着溝３にシール用の弾性リング４を装着する。
ハウジング内径面部１ａの弾性リング３，３間の部分
に、オイルまたはグリースを塗布して油膜５を生じさせ
る。針状ころ軸受２は、その外輪６をハウジング内径面
部１ａに隙間嵌め状態に取付ける。

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、ハウジングに針
状ころ軸受等のころ軸受を取付けた軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】軸受外輪
よりも熱膨張係数の大きなハウジング、例えばアルミニ
ウム製のハウジングに軸受を取付けた場合、温度上昇に
伴い、軸受締代が減少して軸受クリープ、ラジアル隙間
の拡大に伴う音の発生等の問題が生じることがある。例
えば、カーエアコンのコンプレッサ等では、軽量化のた
めにアルミニウム製のハウジングが用いられることが多
く、前記の温度上昇に伴う支障の防止が強く望まれる。
従来のクリープ防止技術としては、例えば、軸受外輪と
ハウジングの間に熱膨張補正用のリングを介在させるも
のや、軸受外輪に複数のＯリングを取付け、これらＯリ
ング間に油やグリースを塗布してその油膜により軸受を
支持するものなどが提案されている。前記各リングは、
軸受外輪に形成された環状溝に装着される。

【０００３】しかし、これらの従来のクリープ防止技術
は、いずれも、その基本的な適用対象が深溝玉軸受、ま
たはサイズの大きい円筒ころ軸受であり、外輪に十分な
肉厚を持つ製品に適用されている。このような設計思想
は、針状ころ軸受等にも応用が可能であるが、針状ころ
軸受の場合、外輪の断面高さが低いため、軸受外輪に環
状溝を加工してリングを装着することは、実際には適用
が困難である。外輪の断面高さの低い円筒ころ軸受の場
合も、針状ころ軸受と同様に、適用が困難である。

【０００４】そのため、針状ころ軸受や外輪の断面高さ
の低い円筒ころ軸受の場合、クリープを防止する手段と
しては、締代を大きくする以外に方法が無かった。この
場合次の各課題がある。 締代増大には限度がある。 ハウジングがアルミの場合、温度上昇と共に、締代の
減少、あるいは隙間の発生が起こり得る。 締代が変化するので、外輪の収縮量が変化し、ラジア
ル隙間が変化する。 外輪締代が無くなれば、クリープ発生に伴う二次的な
不具合の発生原因となり、ラジアル隙間の増加では、音
や振動の発生の原因となる。 このように、針状ころ軸受や外輪の断面高さの低い円筒
ころ軸受ではクリープ防止が難しいが、軽量化やコスト
面から、カーエアコンのコンプレッサ等のように厳しい
使用条件の場合においても、針状ころ軸受等の使用が要
望される。

【０００５】この発明の目的は、外輪の断面高さの低い
ころ軸受を用いても、クリープが防止できる軸受装置を
提供することである。この発明の他の目的は、ラジアル
隙間の変化の発生を防止することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の軸受装置は、
軸受の取付面となるハウジング内径面部に、複数本の環
状のシール装着溝を設け、これらシール装着溝にシール
用の弾性リングを一部突出状態に装着し、前記ハウジン
グ内径面部の前記弾性リング間の部分に油膜を生じさ
せ、前記ハウジング内径面部にころ軸受を取付けたもの
である。この構成によると、軸受の外輪は、弾性リング
間に形成された油膜と弾性リングとにより支えられ、か
つ弾性リングにより外輪とハウジングとの間のクリープ
も防止される。弾性リングは、オイルまたはグリースが
外輪とハウジングとの間の圧力で外部に逃げることを防
止する役目を兼用する。弾性リングは、ハウジングに形
成されたシール装着溝に装着するため、外輪には溝加工
が不要であり、外輪の断面高さの低いころ軸受であって
も、支障なく適用することができる。

【０００７】この発明において、ハウジング内径面部と
ころ軸受の外径面とは、隙間嵌めとしても良い。このよ
うに隙間嵌めとしても、前記のように弾性リング間の油
膜と弾性リングとで外輪がハウジングに支持される。ま
た、当初より締代を持たずに取付けられているため、ラ
ジアル隙間の変化も発生しない。

【０００８】この発明において、前記ころ軸受は、外輪
がシェル型のものであっても良い。シェル型の外輪は、
鋼板等の絞り成形品であるため、削り出し品に比べて肉
厚が薄いが、このような肉厚の薄い外輪であっても、溝
加工が不要であるため、弾性リングと油膜とによる支持
構造が適用できる。また、この発明において、前記ころ
軸受は、針状ころ軸受であっても良い。針状ころ軸受は
外輪の肉厚が薄く、特に外輪がシェル型の針状ころ軸受
の場合、外輪の肉厚が薄いが、これらのころ軸受におい
ても、この発明によれば、弾性リングと油膜とによる支
持構造が適用できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１〜図
２と共に説明する。この軸受装置は、ハウジング１の軸
受取付面となる内径面部１ａにころ軸受２を装着した軸
受装置において、次の構成としたものである。ハウジン
グ内径面部１ａに、複数本（図示の例では２本）の環状
のシール装着溝３を設け、これらシール装着溝３にシー
ル用の弾性リング４を一部突出状態に装着する。ハウジ
ング内径面部１ａの弾性リング４，４間の部分に、油膜
５を生じさせ、ハウジング内径面部１ａにころ軸受２を
取付ける。ころ軸受２は、ハウジング内径面部１ａに対
して隙間嵌めとし、油膜５に浮かせた状態で使用され
る。ころ軸受２は、弾性リング４に対しては圧入状態と
する。

【００１０】ころ軸受２は、針状ころ軸受であり、外輪
６と、保持器７と、保持器７に保持された針状のころ８
とで構成される。ころ８は直接に軸（図示せず）に転接
させる。外輪６は、両鍔付きのものであって、シェル
型、つまり鋼板等の金属板を絞り成形した形式のもので
ある。外輪６は、削り出し品であっても良い。

【００１１】弾性リング４は、Ｏリング等からなり、フ
ッ素ゴムまたはシリコンゴム等の耐腐食性のある材質の
ものが用いられる。油膜５は、軸受２のハウジング１へ
の取付時に、ハウジング内径面部１ａにオイルまたはグ
リースを塗布し、軸受２を組込むこと等によって形成さ
れる。油膜５の油は、粘性が大きく、かつ耐腐食性のも
のであることが好ましく、シリコン系のオイルや、グリ
ース、防錆油等が使用される。

【００１２】この構成の軸受装置によると、軸受２の外
輪６は、２本の弾性リング４，４間に形成された油膜５
と、弾性リング４とにより支えられ、かつ弾性リング４
により外輪６とハウジング１との間のクリープも防止さ
れる。また、外輪６は、当初より締代を持たずにハウジ
ング１に取付けられているため、ラジアル隙間の変化も
発生しない。弾性リング４は、ハウジング１に形成され
たシール装着溝３に装着するため、外輪６には溝加工が
不要であり、シェル型軸受のように外輪６の肉厚の薄い
針状ころ軸受であっても、支障なく適用することができ
る。

【００１３】油膜５によるクリープ防止等の効果を説明
する。軸受２に荷重が加わると、外輪６はハウジング１
に対して荷重の方向に偏心する。しかし、外輪６とハウ
ジング１との間の弾性リング４，４で囲まれた部分には
油膜５が封じ込められているため、外輪６の外径面がハ
ウジング内径面部１ａに急激に接近しようとすると、薄
いフィルム状となっている粘性流体からなる油膜５は容
易に流動することができず、大きな圧力を生じる。いわ
ゆるスクイズフィルム（squeeze film) 効果が生じる。
弾性リング４，４は、このとき高圧となった油膜５が外
部に漏れるのを防止する。

【００１４】スクイズフィルム効果による圧力が軸受荷
重と吊り合える条件であれば、外輪６はハウジング内径
面部１ａと接触することなく、油膜５によって浮き上が
り状態に支えられることになる。軸受２が回転荷重を受
ければ、この状態は連続することになり、外輪６はハウ
ジング内径面部１ａとの間には連続した高圧の油膜５が
形成される。このようなスクイズフィルム効果による圧
力は、通常の使用条件であれば、大きな回転荷重に対し
て十分に吊り合えるだけの大きさがある。

【００１５】弾性リング４，４は、前記のように油膜５
が漏れるのを防ぐ役目と、油膜５によって浮いている外
輪６が転走面で受ける回転方向の転がり摩擦力で回転す
るのを防ぐ役目を兼ねる。したがって、外輪６は、回転
荷重を受けている間、ハウジング１に対して転がり運動
をすることがなく、クリープは発生しない。

【００１６】次に、この発明の軸受装置を応用したコン
プレッサにつき説明する。上記の〔課題を解決するため
の手段〕で説明した各構成の軸受装置は、コンプレッサ
（例えば、カーエアコンディショナー用コンプレッサ）
における主軸をハウジングに支持する軸受装置や、可動
スクロールと偏心軸との間に介在させる軸受装置等に効
果的に応用できる。図３，図４は、各々この発明の軸受
装置を応用したコンプレッサの一例を示す。

【００１７】図３は可変容量型のコンプレッサの一例を
示す。このコンプレッサは、シリンダ２１のピストン２
２を、主軸２３の回転により斜板２４を介して往復動作
させて気体圧縮作用を得るものであり、主軸２３をコン
プレッサのハウジング２５に支持する複数箇所のラジア
ル軸受装置２６，２７に、この発明の軸受装置が適用さ
れている。主軸２３は、この他にスラスト軸受２８を介
してハウジング２５に支持されている。ラジアル軸受装
置２６，２７は、図１と共に説明した構成のものであ
り、コンプレッサのハウジング２５が、図１の例におけ
るハウジング１となる。ころ８は、主軸２３の外径面に
転接する。斜板２４は、主軸２３に連結されていて、主
軸２３の回転により、みそすり運動と呼ばれる動作、す
なわち一定の傾き角度のままで傾き方向を周方向にずら
せる運動を行う。斜板２４は、スラスト軸受２９を介し
てハウジング２５に支持される。ハウジング２５は、ア
ルミニウム製とされている。このコンプレッサは、ワッ
ブル型可変容量コンプレッサであり、カーエアコンに用
いられる。

【００１８】このようなコンプレッサの主軸２３を支持
する軸受装置２６，２７は、気体圧縮動作による発熱の
影響が大きく、またハウジング２５が軽量化のためにア
ルミニウム製とされていて、クリープの生じやすい環境
下にある。しかも自動車用では音や振動の低減が厳しく
要求される。このような環境，要求に対して、この発明
の軸受装置を用いることで、十分なクリープ防止効果が
得られる。また、針状ころ軸受を用いることで、特にシ
ェル型外輪の針状ころ軸受を用いることで、軸受の軽量
化、小型化、コスト低下も図れる。自動車部品ではグラ
ム単位で軽量化が望まれており、このように針状ころ軸
受を用いながらクリープ防止効果が高められるようにし
たことは、カーエアコン用コンプレッサに対する要求に
効果的に適合するものである。

【００１９】図４はスクロール型コンプレッサの一例を
示す。このコンプレッサは、固定スクロール３１に対し
て可動スクロール３２をスクロール動作させることで、
気体圧縮作用を得るものである。可動スクロール３２
は、主軸３３の偏心軸部３３ａに軸受装置３４を介して
回転自在に支持され、主軸３３の回転によりスクロール
動作させられる。主軸３３は軸受３５でコンプレッサの
ハウジング３６に回転自在に支持されている。上記の可
動スクロール３２と偏心軸部３３ａとの間の軸受装置３
４に、この発明の軸受装置が用いられている。この軸受
装置は、図１と共に説明した構成のものであり、この場
合、可動スクロール３２の基盤部３２ａが、図１の軸受
装置におけるハウジング１となる。このコンプレッサ
も、自動車のカーエアコンに使用されるものである。こ
のようにスクロール型のコンプレッサに応用した場合
も、この発明の軸受装置によるクリープ防止効果、およ
び針状ころ軸受２を用いたことによる軽量化，小型化の
効果が有効となる。

【００２０】なお、前記実施形態は、軸受２が針状ころ
軸受である場合につき説明したが、軸受２には円筒ころ
軸受を用いても良い。また、その円筒ころ軸受は、外輪
がシェル型のものであっても、削り出し品であっても良
い。図３や図４に示したコンプレッサにおいても、その
ラジアル軸受装置２６，２７や、偏心軸部３３ａの軸受
装置３４に、円筒ころ軸受を用いても良い。

【００２１】

【発明の効果】この発明は、軸受の取付面となるハウジ
ング内径面部に、複数本の環状のシール装着溝を設け、
これらシール装着溝にシール用の弾性リングを一部突出
状態に装着し、前記ハウジング内径面部の前記弾性リン
グ間の部分に油膜を生じさせたものであるため、外輪の
断面高さの低いころ軸受を用いても、クリープの発生を
油膜で防止することができる。ハウジング内径面部に対
してころ軸受を隙間嵌めとした場合は、当初より締代を
持たずに取付けられるため、ラジアル隙間の変化も発生
しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる軸受装置の部分
断面図である。

【図２】同軸受装置に用いたころ軸受の部分断面図であ
る。

【図３】同軸受装置を応用したコンプレッサの一例を示
す断面図である。

【図４】同軸受装置を応用したコンプレッサの他の例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１…ハウジング １ａ…内径面部 ２…ころ軸受 ３…シール装着溝 ４…弾性リング ５…油膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受の取付面となるハウジング内径面部
   に、複数本の環状のシール装着溝を設け、これらシール
   装着溝にシール用の弾性リングを一部突出状態に装着
   し、前記ハウジング内径面部の前記弾性リング間の部分
   に油膜を生じさせ、前記ハウジング内径面部にころ軸受
   を取付けた軸受装置。
2. 【請求項２】 前記ハウジング内径面部ところ軸受の外
   径面とは、隙間嵌めとなっている請求項１記載の軸受装
   置。
3. 【請求項３】 前記ころ軸受は、外輪がシェル型のもの
   である請求項１または請求項２記載の軸受装置。
4. 【請求項４】 前記ころ軸受は、針状ころ軸受である請
   求項１ないし請求項３のいずれかに記載の軸受装置。