特開 2024-116637 シェル形針状ころ軸受および偏心回転装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024116637

(43)【公開日】2024-08-28

(54)【発明の名称】シェル形針状ころ軸受および偏心回転装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/46 20060101AFI20240821BHJP

   F16C 19/26 20060101ALI20240821BHJP

   F04C 18/02 20060101ALI20240821BHJP

【ＦＩ】

F16C33/46

F16C19/26

F04C18/02 311M

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023022338

(22)【出願日】2023-02-16

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(72)【発明者】

【氏名】木内 政浩

(72)【発明者】

【氏名】寺田 智秋

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 大旺

【テーマコード（参考）】

3H039

3J701

【Ｆターム（参考）】

3H039AA02

3H039AA12

3H039BB05

3H039CC10

3H039CC13

3H039CC19

3J701AA14

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701AA72

3J701BA34

3J701BA44

3J701BA49

3J701CA12

3J701EA01

3J701FA04

3J701FA32

3J701FA33

3J701GA29

3J701XB03

3J701XB14

3J701XB19

3J701XB23

(57)【要約】

【課題】偏心回転による遠心力が針状ころに発生する用途で使用したときに、保持器の案内が安定し、かつ、優れた耐久性をもつシェル形針状ころ軸受を提供する。
【解決手段】保持器４は、外輪案内形式であり、柱端部１２は、針状ころ２に摺接するように周方向に突出して形成されたころ案内突起１６を有し、ポケット１１の周方向両側のころ案内突起１６の周方向間隔ｗ１が、針状ころ２のころ径ｄよりも大きく設定されている。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

周方向に間隔をおいて配置される複数の針状ころ（２）と、
前記針状ころ（２）が転がり接触する円筒状の外輪軌道面（５）が内周に形成されたシェル形外輪（３）と、
前記複数の針状ころ（２）の周方向間隔を保持する保持器（４）とを有し、
前記保持器（４）は、前記複数の針状ころ（２）を間にして軸方向に対向する一対の環状部（９）と、周方向に隣り合う前記針状ころ（２）の間を通って前記一対の環状部（９）を連結する複数の柱部（１０）とを有し、
前記一対の環状部（９）と周方向に隣り合う前記柱部（１０）は、前記針状ころ（２）を収容するポケット（１１）を形成し、
前記各柱部（１０）は、前記一対の環状部（９）から一定の外径で軸方向内方に延びる一対の柱端部（１２）と、前記一対の柱端部（１２）から軸方向内方に向かうに従って外径が次第に小さくなるように傾斜して延びる一対の柱傾斜部（１３）と、前記一対の柱傾斜部（１３）を連結する柱中央部（１４）とを有し、
前記保持器（４）は、前記環状部（９）と前記柱端部（１２）とが前記外輪軌道面（５）に摺接して案内される外輪案内形式の保持器であり、
周方向に隣り合う前記柱中央部（１４）の周方向間隔（ｗ２）が、前記ポケット（１１）から径方向内方への前記針状ころ（２）の脱落を防止するように前記針状ころ（２）のころ径（ｄ）よりも小さく設定されているシェル形針状ころ軸受において、
前記柱端部（１２）は、前記針状ころ（２）に摺接するように周方向に突出して形成されたころ案内突起（１６）を有し、
前記ポケット（１１）の周方向両側の前記ころ案内突起（１６）の周方向間隔（ｗ１）が、前記針状ころ（２）のころ径（ｄ）よりも大きく設定されていることを特徴とするシェル形針状ころ軸受。

【請求項2】

前記保持器（４）は、前記一対の環状部（９）が前記柱端部（１２）と同一の径方向厚さで軸方向に真っ直ぐ延びる断面形状をもつＶ形保持器である請求項１に記載のシェル形針状ころ軸受。

【請求項3】

前記柱端部（１２）の径方向厚さが前記針状ころ（２）のころ径（ｄ）の４０％以上に設定されている請求項２に記載のシェル形針状ころ軸受。

【請求項4】

前記シェル形外輪（３）は、内周に前記外輪軌道面（５）をもつ円筒部（６）と、前記円筒部（６）の軸方向両端から径方向内方に延びる一対の鍔部（７，８）とを有し、
前記一対の鍔部（７，８）のうち一方の鍔部（７）の軸方向厚さが、他方の鍔部（８）の軸方向厚さよりも薄く、かつ、前記一方の鍔部（７）の硬度が、前記他方の鍔部（８）の硬度よりも低い請求項１から３のいずれかに記載のシェル形針状ころ軸受。

【請求項5】

前記針状ころ（２）を径方向内方に移動させ、その針状ころ（２）を前記ポケット（１１）の周方向両側の前記柱中央部（１４）で受け止めたときに、前記環状部（９）の外周に対して前記針状ころ（２）が径方向内側に沈み込む位置関係となるように前記柱中央部（１４）が形成されている請求項１から３のいずれかに記載のシェル形針状ころ軸受。

【請求項6】

前記ポケット（１１）の周方向両側の前記ころ案内突起（１６）の周方向間隔（ｗ１）は、前記針状ころ（２）のころ径（ｄ）の１．０１倍以上１．２５倍以下に設定されている請求項１から３のいずれかに記載のシェル形針状ころ軸受。

【請求項7】

定位置で回転するロータ軸（２１）と、
前記ロータ軸（２１）の回転中心から偏心した位置に中心をもつ円筒状の外周を有し、前記ロータ軸（２１）の回転中心まわりに偏心回転する偏心軸部（２０）と、
前記偏心軸部（２０）の外周に装着された請求項１から３のいずれかに記載のシェル形針状ころ軸受（１）と、を有する偏心回転装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、シェル形針状ころ軸受およびそのシェル形針状ころ軸受を使用した偏心回転装置に関する。

【背景技術】

【0002】

カーエアコン等に使用されるスクロールコンプレッサは、一般に、偏心回転する偏心軸部と、その偏心軸部に取り付けられる旋回スクロールとを有する。偏心軸部は、定位置で回転するロータ軸の回転中心から偏心した位置に中心をもつ円筒状の外周を有し、その偏心軸部の外周に、旋回スクロールを支持するシェル形針状ころ軸受が装着される。

【0003】

ここで、偏心軸部に装着されるシェル形針状ころ軸受は、通常の軸受回転による遠心力とは別に、偏心回転による遠心力が発生する。そのため、保持器の案内方式として、ころ案内方式（針状ころの表面に保持器を摺接させることで保持器を径方向に位置決めする方式）を採用したのでは、偏心回転に伴う遠心力により、保持器が一部の針状ころに強く接触し、針状ころの表面の潤滑油が掻き取られて油膜切れが発生するおそれがある。

【0004】

そこで、この油膜切れを防止するため、スクロールコンプレッサの偏心軸部に装着されるシェル形針状ころ軸受は、外輪案内方式（シェル形外輪の内周に保持器を摺接させることで保持器を径方向に位置決めする方式）の保持器を採用することが多い。外輪案内方式の保持器を採用したシェル形針状ころ軸受として、特許文献１の図１～図４に示されるものや、特許文献２の図７に示されるものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８－１８５１７６号公報

【特許文献2】特開２０１４－５９１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のシェル形針状ころ軸受は、同文献の図１～図４のように、周方向に間隔をおいて配置される複数の針状ころと、針状ころが転がり接触する円筒状の外輪軌道面が内周に形成されたシェル形外輪と、複数の針状ころの周方向間隔を保持する保持器とを有する。保持器は、複数の針状ころを間にして軸方向に対向する一対の環状部と、周方向に隣り合う針状ころの間を通って一対の環状部を連結する複数の柱部とを有し、一対の環状部と周方向に隣り合う柱部とが針状ころを収容するポケットを形成している。

【0007】

ここで、特許文献１の保持器の柱部には、ポケットに収容した針状ころがポケットから径方向内方に脱落するのを防止するころ止め突起が形成されている。ポケットの周方向両側のころ止め突起の周方向間隔は、ポケットに収容された針状ころがポケットから径方向内方に脱落しないように針状ころのころ径よりも小さく設定されている。

【0008】

また、特許文献１のシェル形外輪は、内周に外輪軌道面をもつ円筒部と、その円筒部の軸方向両端から径方向内側に断面Ｕ字状に曲げ返された一対の曲げ返し部を有する。一対の曲げ返し部は、それぞれの曲げ返し部の先端面を針状ころの軸方向端面に対向させることで、針状ころの軸方向移動を規制するとともに、一対の曲げ返し部の内周面で、保持器の外周面を案内することで、保持器を径方向に位置決めしている。

【0009】

この特許文献１のシェル形針状ころ軸受は、シェル形外輪の軸方向両端の一対の曲げ返し部の内周面で保持器を径方向に位置決めするので、偏心回転に伴う遠心力が発生したときに、保持器が一部の針状ころに強く接触するのを防止し、針状ころの表面の油膜切れを防ぐことができる。

【0010】

しかしながら、特許文献１のシェル形針状ころ軸受は、シェル形外輪の軸方向両端の一対の曲げ返し部のうち、一方の曲げ返し部の板厚が、他方の曲げ返し部の板厚よりも薄くなっており、板厚の薄い方の曲げ返し部と円筒部との間に径方向隙間が形成されているので、偏心回転に伴う遠心力を一対の曲げ返し部で支持したときに、板厚の薄い方の曲げ返し部が径方向外側にたわみ変形し、そのたわみ変形によって保持器の案内が不安定となり、軸受の円滑な回転が阻害されることが懸念される。

【0011】

また、特許文献１のシェル形針状ころ軸受は、針状ころを保持器のポケットに組み込む際、針状ころを保持器の径方向内側からポケットに向けて強い力で押し込み、その針状ころでポケットの周方向両側の柱部を一時的に変形させることで、針状ころをポケットに組み込むようにしている。しかしながら、針状ころをポケットに向けて強い力で押し込み、その針状ころで柱部を一時的に変形させるのでは、柱部に無理な応力が生じ、保持器の破損につながるおそれがある。加えて保持器の表面の硬度が針状ころの硬度よりも大きい場合、針状ころの外周が傷付くおそれがある。

【0012】

そこで、発明者は、外輪案内方式の保持器を採用したシェル形針状ころ軸受として、特許文献２の図７に示される構成をもつものを、スクロールコンプレッサの偏心軸部に装着して使用することを検討した。

【0013】

特許文献２の図７のシェル形針状ころ軸受は、特許文献１と同様、周方向に間隔をおいて配置される複数の針状ころと、針状ころが転がり接触する円筒状の外輪軌道面が内周に形成されたシェル形外輪と、複数の針状ころの周方向間隔を保持する保持器とを有する。保持器は、複数の針状ころを間にして軸方向に対向する一対の環状部と、周方向に隣り合う針状ころの間を通って一対の環状部を連結する複数の柱部とを有し、一対の環状部と周方向に隣り合う柱部とが針状ころを収容するポケットを形成している。

【0014】

特許文献２の保持器の各柱部は、一対の環状部から一定の外径で軸方向内方に延びる一対の柱端部と、一対の柱端部から軸方向内方に向かうに従って外径が次第に小さくなるように傾斜して延びる一対の柱傾斜部と、一対の柱傾斜部を連結する柱中央部とを有する。この保持器は、環状部と柱端部が、外輪軌道面に摺接して案内される外輪案内形式の保持器である。また、周方向に隣り合う柱中央部の周方向間隔が、ポケットから径方向内方への針状ころの脱落を防止するように針状ころのころ径よりも小さく設定されている。

【0015】

この特許文献２のシェル形針状ころ軸受は、シェル形外輪の外輪軌道面で保持器を径方向に位置決めするので、偏心回転に伴う遠心力が発生したときに、保持器が一部の針状ころに強く接触するのを防止し、針状ころの表面の油膜切れを防ぐことができる。また、保持器を案内する面が、高い寸法精度で形成された円筒状の外輪軌道面なので、保持器の案内が安定している。

【0016】

しかしながら、特許文献２のシェル形針状ころ軸受は、柱中央部で針状ころを案内するように構成されているため、軸受回転時、針状ころを収容するポケットの隅の部分に高い応力が生じやすく、保持器が疲労破壊するおそれがある。

【0017】

すなわち、シェル形針状ころ軸受を偏心軸部に装着して使用したとき、偏心回転による遠心力が針状ころに発生し、その針状ころによって一部の柱部が強く押される。このとき、針状ころが柱中央部を保持器の周方向に押圧することで、柱部の根元の部分（つまり針状ころを収容するポケットの隅の部分）に比較的大きいモーメント荷重が作用する。そのため、ポケットの隅の部分に生じる高い応力により、保持器が疲労破壊するおそれがある。

【0018】

この発明が解決しようとする課題は、偏心回転による遠心力が針状ころに発生する用途で使用したときに、保持器の案内が安定し、かつ、優れた耐久性をもつシェル形針状ころ軸受を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0019】

上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成のシェル形針状ころ軸受を提供する。
［構成１］
周方向に間隔をおいて配置される複数の針状ころと、
前記針状ころが転がり接触する円筒状の外輪軌道面が内周に形成されたシェル形外輪と、
前記複数の針状ころの周方向間隔を保持する保持器とを有し、
前記保持器は、前記複数の針状ころを間にして軸方向に対向する一対の環状部と、周方向に隣り合う前記針状ころの間を通って前記一対の環状部を連結する複数の柱部とを有し、
前記一対の環状部と周方向に隣り合う前記柱部は、前記針状ころを収容するポケットを形成し、
前記各柱部は、前記一対の環状部から一定の外径で軸方向内方に延びる一対の柱端部と、前記一対の柱端部から軸方向内方に向かうに従って外径が次第に小さくなるように傾斜して延びる一対の柱傾斜部と、前記一対の柱傾斜部を連結する柱中央部とを有し、
前記保持器は、前記環状部と前記柱端部とが前記外輪軌道面に摺接して案内される外輪案内形式の保持器であり、
周方向に隣り合う前記柱中央部の周方向間隔が、前記ポケットから径方向内方への前記針状ころの脱落を防止するように前記針状ころのころ径よりも小さく設定されているシェル形針状ころ軸受において、
前記柱端部は、前記針状ころに摺接するように周方向に突出して形成されたころ案内突起を有し、
前記ポケットの周方向両側の前記ころ案内突起の周方向間隔が、前記針状ころのころ径よりも大きく設定されていることを特徴とするシェル形針状ころ軸受。

【0020】

この構成を採用すると、シェル形外輪の外輪軌道面で保持器を径方向に位置決めするので、偏心回転に伴う遠心力が発生したときに、保持器が一部の針状ころに強く接触するのを防止し、針状ころの表面の油膜切れを防ぐことができる。また、保持器を案内する面が、高い寸法精度で形成された円筒状の外輪軌道面なので、保持器の案内が安定している。

【0021】

また、柱端部に、針状ころに摺接するように周方向に突出するころ案内突起が形成されているので、偏心回転による遠心力が針状ころに発生し、その針状ころによって一部の柱部が強く押されたときに、その押圧荷重が、柱中央部ではなく、柱端部に負荷される。そのため、柱部の根元の部分（つまり針状ころを収容するポケットの隅の部分）に作用するモーメント荷重が小さくなり、ポケットの隅の部分に発生する応力が低減され、保持器の耐久性を高めることが可能となる。

【0022】

また、ポケットの周方向両側のころ案内突起の周方向間隔が、針状ころのころ径よりも大きく設定されているので、保持器のポケットに針状ころを組み込む際に、保持器の柱部を変形させずに、保持器の径方向外側からポケットに針状ころを挿入することができる。そのため、保持器のポケットに針状ころを組み込む際に、柱部に無理な応力が生じたり、針状ころの外周が傷付いたりするのを防止し、保持器および針状ころの耐久性を確保することができる。加えて、針状ころの組み込み時の傷付きを防止することができるため、保持器の硬度を針状ころの硬度よりも高く設定し、保持器の耐久性を効果的に向上させることも可能となる。

【0023】

［構成２］
前記保持器は、前記一対の環状部が前記柱端部と同一の径方向厚さで軸方向に真っ直ぐ延びる断面形状をもつＶ形保持器である構成１に記載のシェル形針状ころ軸受。

【0024】

この構成を採用すると、一対の環状部が径方向内側に延びるフランジ部をもつＭ形保持器よりも、板厚の厚い保持器を採用することができるので、保持器の強度を効果的に高めることができる。

【0025】

［構成３］
前記柱端部の径方向厚さが前記針状ころのころ径の４０％以上に設定されている構成２に記載のシェル形針状ころ軸受。

【0026】

この構成を採用すると、柱端部の径方向厚さが厚いので、偏心回転による遠心力が針状ころに発生する用途に使用したときにも十分な強度をもつ保持器を得ることができる。

【0027】

［構成４］
前記シェル形外輪は、前記外輪軌道面を内周にもつ円筒部と、前記円筒部の軸方向両端から径方向内方に延びる一対の鍔部とを有し、
前記一対の鍔部のうち一方の鍔部の軸方向厚さが、他方の鍔部の軸方向厚さよりも薄く、かつ、前記一方の鍔部の硬度が、前記他方の鍔部の硬度よりも低い構成１から３のいずれかに記載のシェル形針状ころ軸受。

【0028】

上記構成は、次の方法でシェル形針状ころ軸受を製造したときに得られるものである。まず、厚さの異なる一対の鍔部を軸方向両端に有し、その一対の鍔部のうち、厚い方の鍔部のみが径方向内方を向き、薄い方の鍔部は軸方向を向いた状態のシェル形外輪を準備する。このシェル形外輪は、全体に焼入れを施して硬度を高めた後、薄い方の鍔部の部分に焼なましを施すことで、薄い方の鍔部の硬度を下げておく。また、保持器と針状ころを準備し、保持器の各ポケットに径方向外側から針状ころを組み込む。次に、シェル形外輪に、針状ころを各ポケットに組み込んだ状態の保持器を挿入する。その後、シェル形外輪の薄い方の鍔部を径方向内方に曲げる。この方法でシェル形針状ころ軸受を製造すると、保持器のポケットに径方向外側から針状ころを組み込むことができるので、保持器の柱部に無理な応力が生じたり、針状ころの外周が傷付いたりするのを防止し、保持器および針状ころの耐久性を確保することができる。加えて、針状ころの組み込み時の傷付きを防止することができるため、保持器の硬度を針状ころの硬度を高く設定し、保持器の耐久性を効果的に向上させることも可能となる。

【0029】

［構成５］
前記針状ころを径方向内方に移動させ、その針状ころを前記ポケットの周方向両側の前記柱中央部で受け止めたときに、前記環状部の外周に対して前記針状ころが径方向内側に沈み込む位置関係となるように前記柱中央部が形成されている構成１から４のいずれかに記載のシェル形針状ころ軸受。

【0030】

この構成を採用すると、保持器の案内方式を、確実に外輪案内方式（シェル形外輪の内周に保持器を摺接させることで保持器を径方向に位置決めする方式）とすることができる。

【0031】

［構成６］
前記ポケットの周方向両側の前記ころ案内突起の周方向間隔は、前記針状ころのころ径の１．０１倍以上１．２５倍以下に設定されている構成１から５のいずれかに記載のシェル形針状ころ軸受。

【0032】

この構成を採用すると、保持器のポケットに針状ころを組み込む際に、保持器の柱部が変形するのを確実に防止することができる。

【0033】

また、この発明では、上記のシェル形針状ころ軸受を使用した偏心回転装置として、以下の構成のものを併せて提供する。
［構成７］
定位置で回転するロータ軸と、
前記ロータ軸の回転中心から偏心した位置に中心をもつ円筒状の外周を有し、前記ロータ軸の回転中心まわりに偏心回転する偏心軸部と、
前記偏心軸部の外周に装着された構成１から６のいずれかに記載のシェル形針状ころ軸受と、を有する偏心回転装置。

【発明の効果】

【0034】

この発明のシェル形針状ころ軸受は、シェル形外輪の外輪軌道面で保持器を径方向に位置決めするので、偏心回転に伴う遠心力が発生したときに、保持器が一部の針状ころに強く接触するのを防止し、針状ころの表面の油膜切れを防ぐことができる。また、針状ころが転がり接触する外輪軌道面で保持器を案内するので、保持器の案内が安定している。

【0035】

また、柱端部に、針状ころに摺接するように周方向に突出するころ案内突起が形成されているので、偏心回転による遠心力が針状ころに発生し、その針状ころによって一部の柱部が強く押されたときに、その押圧荷重が、柱中央部ではなく、柱端部に負荷される。そのため、柱部の根元の部分（つまり針状ころを収容するポケットの隅の部分）に作用するモーメント荷重が小さく、ポケットの隅の部分に発生する応力も低くなり、保持器の耐久性が高い。

【0036】

また、ポケットの周方向両側のころ案内突起の周方向間隔が、針状ころのころ径よりも大きく設定されているので、保持器のポケットに針状ころを組み込む際に、保持器の柱部を変形させずに、保持器の径方向外側からポケットに針状ころを挿入することができる。そのため、保持器のポケットに針状ころを組み込む際に、柱部に無理な応力が生じたり、針状ころの外周が傷付いたりするのを確実に防止することができ、保持器および針状ころの耐久性が高い。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】この発明の実施形態にかかるシェル形針状ころ軸受に偏心方向（図では下向き）の遠心力が作用した状態を示す断面図

【図2】図１のII－II線に沿った断面図

【図3】図１のIII－III線に沿った断面図

【図4】図２に示す保持器を外径側から見た展開図

【図5】図１のII－II線の近傍を拡大して示す図

【図6】図１のIII－III線の近傍を拡大して示す図

【図7】図５に示す保持器と針状ころとの寸法関係を示す図

【図8】（ａ）は、図１に示す保持器のポケットに径方向外側から針状ころを組み込み、その保持器をシェル形外輪に挿入する工程を示す図、（ｂ）は、（ａ）の工程の後、板厚の薄い方の鍔部を径方向内方に曲げる工程を示す図、（ｃ）は、（ｂ）の工程によりシェル形外輪と針状ころと保持器とが一体化した状態を示す図

【図9】図１に示すシェル形針状ころ軸受を使用したスクロールコンプレッサ（偏心回転装置）の一例を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１に、この発明の実施形態にかかるシェル形針状ころ軸受１を示す。このシェル形針状ころ軸受１は、複数の針状ころ２とシェル形外輪３と保持器４とを有する。

【0039】

針状ころ２は、円筒状の外周を有するころである。各針状ころ２は、針状ころ２の軸線が保持器４の軸線と平行となる姿勢で、周方向に間隔をおいて配置されている。針状ころ２の直径は６ｍｍ以下であり、針状ころ２の軸方向長さは針状ころ２の直径の３倍以上１０倍以下である。針状ころ２の外周には、取り付け誤差等により針状ころ２の端部外周に応力集中が生じるのを防ぐためのクラウニング（針状ころ２の外周の母線形状をわずかな曲率をもつ凸曲線とすること）を施してもよい。

【0040】

シェル形外輪３は、鋼板を絞り加工して形成された外輪である。シェル形外輪３の内周には、針状ころ２が転がり接触する円筒状の外輪軌道面５が形成されている。このシェル形外輪３は、外輪軌道面５に接触した状態の針状ころ２の内接円径が２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下となるような大きさを有する。

【0041】

図２、図３に示すように、シェル形外輪３は、内周に外輪軌道面５をもつ円筒部６と、円筒部６の軸方向両端から径方向内方に延びる一対の鍔部７，８とを有する。鍔部７の軸方向厚さは、鍔部８の軸方向厚さよりも薄くなっている。具体的には、鍔部７の軸方向厚さは、鍔部８の軸方向厚さの７５％以下となっている。円筒部６と鍔部８は、焼入れを施すことで硬度が高められている。一方、鍔部７は、焼入れの後に焼なましを施すことにより硬度が低下し、その結果、鍔部７の硬度が、円筒部６および鍔部８の硬度よりも低くなっている。

【0042】

図４に示すように、保持器４は、複数の針状ころ２を間にして軸方向に対向する一対の環状部９と、周方向に隣り合う針状ころ２の間を通って一対の環状部９を連結する複数の柱部１０とを有する。一対の環状部９と周方向に隣り合う柱部１０は、針状ころ２を収容するポケット１１を形成している。

【0043】

図２、図３に示すように、柱部１０は、一対の環状部９から一定の外径で軸方向内方に延びる一対の柱端部１２と、一対の柱端部１２から軸方向内方に向かうに従って外径が次第に小さくなるように傾斜して延びる一対の柱傾斜部１３と、一対の柱傾斜部１３を連結する柱中央部１４とを有する。軸方向内方は、環状部９から柱部１０に向かう方向であり、軸方向外方は、柱部１０から環状部９に向かう方向である。

【0044】

一対の環状部９は、それぞれ針状ころ２の軸方向端面に沿って周方向に延びる円環状に形成されている。各環状部９は、柱端部１２と同一の径方向厚さで軸方向に真っ直ぐ延びる断面形状を有する。この保持器４は、環状部９と柱部１０が、周方向から見てＶ字状を呈するＶ形保持器である。柱端部１２の径方向厚さは、針状ころ２のころ径の４０％以上に設定されている。

【0045】

環状部９は、円筒状の外周面を有する。柱端部１２は、環状部９の外周面と同一外径の部分円筒状の径方向外側面を有する。外輪軌道面５は、シェル形外輪３をリングゲージに圧入した状態で０．００８ｍｍ以下の真円度を有する。環状部９の外周面と柱端部１２の径方向外側面は、外輪軌道面５に摺接して案内される被案内面とされている。被案内面はＲａ１．０μｍ以下の面粗さを有する。環状部９の外周面は０．１５ｍｍ以下の真円度を有する。

【0046】

図４に示すように、柱端部１２は、周方向端面１５と、周方向端面１５から周方向に突出して形成されたころ案内突起１６とを有する。周方向端面１５は、柱端部１２の径方向内側面１７（図２、図３参照）と直交して形成されている。ころ案内突起１６は、周方向端面１５の軸方向内側に隣接して設けられている。柱端部１２の周方向端面１５と針状ころ２の間には、潤滑油が流入する隙間が形成されている。環状部９の軸方向端面からころ案内突起１６の軸方向外端までの距離は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。

【0047】

図５、図６に示すように、保持器４は、ころ案内突起１６を各針状ころ２に摺接させることで針状ころ２の周方向間隔を保持するように構成されている。すなわち、ころ案内突起１６は、外輪軌道面５に接触した状態の針状ころ２を周方向移動させたときに、針状ころ２が柱中央部１４に接触するよりも前にころ案内突起１６に接触するように、周方向端面１５（図４参照）から周方向に突出して形成されている。ころ案内突起１６の先端には、針状ころ２の外周に摺接するころ案内面１８が形成されている。ころ案内面１８は、径方向内側に向かうに従って周方向に後退するように傾斜している。

【0048】

図７に示すように、ポケット１１の周方向両側のころ案内突起１６の周方向間隔ｗ１は、保持器４の径方向外側からポケット１１に針状ころ２を挿入するときに、柱部１０を変形させずに針状ころ２を挿入することができるように、針状ころ２のころ径ｄよりも大きく設定されている。具体的には、ポケット１１の周方向両側のころ案内突起１６の周方向間隔ｗ１は、針状ころ２のころ径ｄの１．０１倍以上１．２５倍以下に設定されている。

【0049】

周方向に隣り合う柱中央部１４の周方向間隔ｗ２は、図７の一点鎖線に示すように、針状ころ２を径方向内方に移動させたときに、柱中央部１４の周方向端面が針状ころ２の径方向内方への移動を規制してポケット１１から径方向内方への針状ころ２の脱落を防止するように、針状ころ２のころ径ｄよりも小さく設定されている。また、柱中央部１４は、図７の一点鎖線に示すように、針状ころ２を径方向内方に移動させ、その針状ころ２をポケット１１の周方向両側の柱中央部１４で受け止めたときに、環状部９の外周に対して針状ころ２が径方向内側に沈み込む位置関係となるように形成されている。これにより、保持器４の案内方式が、確実に外輪案内方式となる。

【0050】

このシェル形針状ころ軸受１は、次のようにして製造することができる。まず、図８（ａ）に示すように、厚さの異なる一対の鍔部７，８を軸方向両端に有し、その一対の鍔部７，８のうち、厚い方の鍔部８のみが径方向内方を向き、薄い方の鍔部７は軸方向を向いた状態のシェル形外輪３を準備する。このシェル形外輪３は、全体に焼入れを施して硬度を高めた後、薄い方の鍔部７の部分に焼なましを施すことで、薄い方の鍔部７の硬度を下げたものである。また、保持器４と針状ころ２を準備し、保持器４の各ポケット１１に径方向外側から針状ころ２を組み込む。次に、図８（ｂ）に示すように、針状ころ２を各ポケット１１に組み込んだ状態の保持器４をシェル形外輪３に挿入する。その後、図８（ｃ）に示すように、シェル形外輪３の薄い方の鍔部７を径方向内方に曲げる。この方法でシェル形針状ころ軸受１を製造すると、保持器４のポケット１１に径方向外側から針状ころ２を組み込むことができるので、保持器４の柱部１０に無理な応力が生じたり、針状ころ２の外周が傷付いたりするのを防止し、保持器４の耐久性を確保することができる。

【0051】

このシェル形針状ころ軸受１は、図９に示すスクロールコンプレッサの偏心軸部２０に装着されるシェル形針状ころ軸受１として使用することができる。このスクロールコンプレッサは、定位置で回転するロータ軸２１と、ロータ軸２１の回転中心と同じ位置に中心をもつ円筒状の外周を有する主軸部２２と、ロータ軸２１の回転中心から偏心した位置に中心をもつ円筒状の外周を有する偏心軸部２０と、その偏心軸部２０に取り付けられる旋回スクロール２３とを有する。

【0052】

主軸部２２は、ハウジング２４に組み付けた主軸受２５で回転可能に支持されている。ロータ軸２１は、図示しない原動機（エンジン、電動モータなど）に機械的に連結されている。そして、ロータ軸２１が原動機によって回転駆動されると、偏心軸部２０がロータ軸２１の回転中心まわりに偏心回転するようになっている。偏心軸部２０の外周には、旋回スクロール２３を支持するシェル形針状ころ軸受１が装着されている。旋回スクロール２３は、固定スクロール２６に対して偏心回転することで、旋回スクロール２３と固定スクロール２６の間に形成される圧縮室内の気体を圧縮する。

【0053】

図９に示すスクロールコンプレッサにおいて、図示しない原動機の回転がロータ軸２１に入力され、偏心軸部２０が偏心回転するとき、シェル形針状ころ軸受１は、通常の軸受回転による遠心力とは別に、偏心回転による遠心力が発生する。偏心回転による遠心力は、シェル形針状ころ軸受１を構成する保持器４と各針状ころ２に偏心方向（図９では上方、図１～３では下方）に作用する。

【0054】

ここで、上記実施形態のシェル形針状ころ軸受１は、図３、図６に示すように、シェル形外輪３の外輪軌道面５に保持器４の外周を摺接させることで、保持器４を径方向に位置決めするので、偏心回転に伴う遠心力が発生したときに、保持器４が一部の針状ころ２に強く接触するのを防止し、針状ころ２の表面の油膜切れを防ぐことができる。また、保持器４を案内する面が、高い寸法精度で形成された円筒状の外輪軌道面５なので、保持器４の案内が安定している。

【0055】

また、このシェル形針状ころ軸受１は、図４～図６に示すように、柱端部１２に、針状ころ２に摺接するように周方向に突出するころ案内突起１６が形成されているので、偏心回転による遠心力が針状ころ２に発生し、その針状ころ２によって一部の柱部１０（図１では左右方向の端に位置する柱部１０）が保持器４の周方向に強く押されたときに、その押圧荷重が、柱中央部１４ではなく、柱端部１２に負荷される。そのため、図４に示す柱部１０の根元の部分（つまり針状ころ２を収容するポケット１１の隅の部分）に作用するモーメント荷重が小さく、ポケット１１の隅の部分に発生する応力も低くなり、保持器４の耐久性が高い。

【0056】

また、このシェル形針状ころ軸受１は、図７に示すように、ポケット１１の周方向両側のころ案内突起１６の周方向間隔ｗ１が、針状ころ２のころ径ｄよりも大きく設定されているので、保持器４のポケット１１に針状ころ２を組み込む際に、保持器４の柱部１０を変形させずに、保持器４の径方向外側からポケット１１に針状ころ２を挿入することができる。そのため、保持器４のポケット１１に針状ころ２を組み込む際に、柱部１０に無理な応力が生じたり、針状ころ２の外周が傷付いたりするのを確実に防止することができ、保持器４および針状ころ２の耐久性が高い。加えて、針状ころ２の組み込み時の傷付きを防止することができるため、保持器４の硬度を針状ころ２の硬度よりも高く設定し、保持器４の耐久性を効果的に向上させることも可能である。

【0057】

また、このシェル形針状ころ軸受１は、図２、図３に示すように、保持器４として、一対の環状部９が柱端部１２と同一の径方向厚さで軸方向に真っ直ぐ延びる断面形状をもつＶ形保持器を採用しているので、一対の環状部９が径方向内側に延びるフランジ部をもつＭ形保持器よりも、板厚の厚い保持器４を採用することができ、保持器４の強度を効果的に高めることが可能となっている。特に、柱端部１２の径方向厚さを、針状ころ２のころ径ｄの４０％以上に設定しているので、偏心回転による遠心力が針状ころ２に発生する用途に使用したときにも、保持器４の十分な強度を確保することが可能となっている。

【0058】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0059】

１ シェル形針状ころ軸受
２ 針状ころ
３ シェル形外輪
４ 保持器
５ 外輪軌道面
６ 円筒部
７，８ 鍔部
９ 環状部
１０ 柱部
１１ ポケット
１２ 柱端部
１３ 柱傾斜部
１４ 柱中央部
１６ ころ案内突起
２０ 偏心軸部
２１ ロータ軸
ｄ ころ径
ｗ１ ころ案内突起の周方向間隔
ｗ２ 柱中央部の周方向間隔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】