JP2002292677A - 軸受用プラスチック製シールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転がり軸受の内輪と外輪との間隙をシールす
る軸受用プラスチック製シールを精度よく製造すること
のできる軸受用プラスチック製シールの製造方法を提供
する。 【解決手段】 溶融した樹脂３７をガラス繊維等の補強
用繊維と共に射出成形型３０のリング状キャビティ３４
内に射出して軸受用プラスチック製シールを成形する場
合に、樹脂３７をキャビティ３４内に該キャビティ３４
の底面中央部に対向して開口する複数のピンポイントゲ
ート３８から射出して軸受用プラスチック製シールを製
造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、玉軸受等の転がり
軸受の内輪と外輪との間隙をシールする軸受用プラスチ
ック製シールに関する。また、本発明は内輪と外輪との
間隙をシールするプラスチック製シールを備えた転がり
軸受に関する。さらに、本発明は溶融した樹脂をガラス
繊維等の補強用繊維と共に射出成形型のリング状キャビ
ティ内に射出して成形される軸受用プラスチック製シー
ルの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】玉軸受等の転がり軸受は、図８に示され
るように、支持すべき軸の外周面に外嵌される内輪１１
と、この内輪１１の外周に同軸に設けられた外輪１２
と、この外輪１２と内輪１１との間に転動自在に設けら
れた複数の球状転動体１３と、これらの球状転動体１３
を内輪１１及び外輪１２の周方向に沿って略等間隔に保
持する保持器１４とを備えて構成されている。

【０００３】このような転がり軸受は、内輪１１及び外
輪１２の軌道面１１ａ，１２ａと球状転動体１３との間
に塵埃等の異物が外部から入り込むと球状転動体１３の
転動性が損なわれるため、内輪１１及び外輪１２の軸方
向両端部にリング状のシール１５を設け、このシール１
５で内輪１１と外輪１２との間隙をシールして外部から
の異物の侵入やグリースの漏出等を防止するようにして
いる。

【０００４】シール１５は外輪１２または内輪１１の一
方に固定されるが、外輪１２に固定されるのが一般的で
ある。また、シール１５はプラスチックからなり、外輪
１２の内周面に形成された嵌合溝１６に係合する外周縁
部１５ａと、内輪１１の外周面に形成されたシール溝１
７との間でラビリンスを形成する内周縁部１５ｂとを環
状の連結部１５ｃで連結して構成されている。

【０００５】プラスチック製シール１５の軸受への取付
けは、プラスチックの弾性を利用して外周縁部１５ａが
外輪１２の外側から嵌合溝１６の最小径部１６ａを乗り
越えるようにして嵌合溝１６の内部に導入され、それと
共に嵌合溝１６の外側面１６ｂ（傾斜部）と内側面１６
ｃとの間で、ある歪を発生させることにより嵌合溝１６
との間で緊密な嵌合状態を維持する。このとき、シール
１５の形状（真円度、平面度等）が悪いとシール１５の
外周縁部１５ａが外輪１２の嵌合溝１６に完全に入らな
いため、嵌合溝１６との間で嵌合状態を形成することが
できなくなる。

【０００６】ところで、転がり軸受の内輪と外輪との間
隙をシールする軸受用プラスチック製シールとして、例
えば実開平４−８７０２２号公報や実開平６−３５６６
２号公報などに開示されたものが知られている。これら
の公報に開示された軸受用プラスチック製シールは樹脂
をリング状に且つ薄肉に射出成形して形成されており、
通常は樹脂中にガラス繊維や炭素繊維などの補強用繊維
を混在させて割れ等の発生を防止するにしている。

【０００７】このような軸受用プラスチック製シール
は、金属製のものに比べて軽量であり、しかも低コスト
で製造できるなどの利点を有している。しかしながら、
上記のような軸受用プラスチック製シールを製造する場
合、従来は、溶融した樹脂をガラス繊維等の補強用繊維
と共に射出成形型のリング状キャビティ内にサイドゲー
トあるいはサブマリンゲート（トンネルゲート）から射
出して製造しているため、プラスチック製シールにうね
りや反りなどが生じることがあった。

【０００８】プラスチック製シールにうねりや反りなど
が生じる原因としては、射出成形型のキャビティ内に充
填された樹脂の収縮量（収縮率）が樹脂中に含まれる補
強用繊維の配向方向により異なってしまうことが一つの
要因として考えられる。また、他の要因としては、ウエ
ルド部で補強用繊維と分子鎖が樹脂の流動方向と直角方
向に配向されてしまい、他の部分とは補強用繊維や分子
鎖の向きが異なることや、キャビティ内に射出された樹
脂の冷える時間が早いため、キャビティ内に射出された
樹脂に作用する流動方向の圧力差が大きくなり、その結
果として樹脂の流動先端部と基端部との間で収縮量に差
が出てしまい、形状精度を悪化させることなどが考えら
れる。

【０００９】射出成形型のキャビティ内に溶融樹脂を補
強用繊維と共にサイドゲートから射出して成形された従
来の軸受用プラスチック製シールを図９及び図１０に示
す。図９及び図１０において、軸受用プラスチック製シ
ール１５は外輪１２の嵌合溝１６（図８参照）に係合す
る外周縁部１５ａと、内輪１１のシール溝１７（図８参
照）に係合する内周縁部１５ｂと、これらを連結する環
状連結部１５ｃとから形成されている。

【００１０】このような軸受用プラスチック製シール１
５を軸受に組付けたときの状態を図１１に示す。同図に
おいて、（ａ）は円周方向にうねりが生じている場合ま
たは全体に反りが生じている場合のプラスチック製シー
ル１５を軸受に組付けたときの状態を示し、この場合に
はプラスチック製シール１５の外周縁部１５ａが外輪１
２の嵌合溝１６と緊密な嵌合し難くなり、プラスチック
製シール１５の全体または一部が嵌合溝１６から浮き上
がった状態となるため、シール性を低下させる可能性が
ある。さらに、固定力が弱くなるため、軸受から外れる
可能性もある。

【００１１】図１１の（ｂ）は内径側から外径側に向か
って湾曲または倒れている場合のプラスチック製シール
１５を軸受に組付けたときの状態を示し、この場合には
プラスチック製シール１５の内周縁部１５ｂが内輪１１
のシール溝１７から浮き上がるため、プラスチック製シ
ール１５が内輪１１及び外輪１２の側面から外側方向へ
突出し、シール性が低下すると共に軸受組込み時に他の
部品と干渉してしまう。

【００１２】また、図１１の（ｃ）は外径側から内径側
に向って湾曲または倒れている場合のプラスチック製シ
ール１５を軸受に組付けたときの状態を示し、この場合
にはプラスチック製シール１５の内周縁部１５ｂが内輪
１１のシール溝１７に接触する力が強くなるため、軸受
の回転トルクが大きくなる。さらに、プラスチック製シ
ール１５の変形量が大きいため、保持器１４または転動
体１３と干渉する可能性が大となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来に
おいては、溶融した樹脂を補強用繊維と共に射出成形型
のリング状キャビティ内にサイドゲートあるいはサブマ
リンゲートから射出して軸受用プラスチック製シールを
製造していたため、プラスチック製シールにうねりや反
りなどが生じることがあり、軸受の内輪と外輪との間隙
を良好にシールすることが困難となる場合があった。

【００１４】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は射出成形時における形状精度の向上を
図ることができ、内輪と外輪との間隙を良好にシールす
ることのできる軸受用プラスチック製シールおよび転が
り軸受を提供することにある。また、本発明の目的は、
転がり軸受の内輪と外輪との間隙をシールする軸受用プ
ラスチック製シールを精度よく製造することのできる軸
受用プラスチック製シールの製造方法を提供することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、転がり軸受の内輪と外輪と
の間隙をシールする軸受用プラスチック製シールであっ
て、溶融した樹脂を補強用繊維と共に射出成形型のリン
グ状キャビティ内に該キャビティの底面中央部に対向し
て開口する複数のピンポイントゲートから射出して成形
された樹脂成形品からなることを特徴とする。

【００１６】請求項２に係る発明は、請求項１記載の軸
受用プラスチック製シールにおいて、前記ピンポイント
ゲートを前記キャビティの周方向に等間隔で設けたこと
を特徴とする。請求項３に係る発明は、請求項１又は２
記載の軸受用プラスチック製シールにおいて、前記補強
用繊維をガラス繊維としたことを特徴とする。

【００１７】請求項４に係る発明は、請求項３記載の軸
受用プラスチック製シールにおいて、前記ガラス繊維の
含有量を１０〜５０重量％としたことを特徴とする。請
求項５に係る発明の転がり軸受は、請求項１乃至４のい
ずれか１項に記載の軸受用プラスチック製シールを備え
てなることを特徴とする。請求項６に係る発明は、溶融
した樹脂を補強用繊維と共に射出成形型のリング状キャ
ビティ内に射出して成形される軸受用プラスチック製シ
ールの製造方法であって、前記樹脂を前記キャビティ内
に該キャビティの底面中央部に対向して開口する複数の
ピンポイントゲートから射出して前記軸受用プラスチッ
ク製シールを製造することを特徴とする。

【００１８】請求項７に係る発明は、請求項６記載の軸
受用プラスチック製シールの製造方法において、前記樹
脂を前記キャビティ内に該キャビティの底面中央部に対
向して開口し、かつ前記キャビティの周方向に等間隔で
設けられた複数のピンポイントゲートから射出して前記
軸受用プラスチック製シールを製造することを特徴とす
る。

【００１９】本発明によると、ピンポイントゲートから
キャビティ内に射出された樹脂はピンポイントゲートを
中心に放射状に拡がってキャビティ内に充填される。こ
れにより、サイドゲート方式やサブマリンゲート方式の
ようにガラス繊維等の補強用繊維がキャビティ内で一方
向に偏って配向されることがないので、キャビティ内に
射出された樹脂を均一の収縮率で成形することが可能と
なる。また、キャビティ内に樹脂を１つのゲートから射
出した場合に比べてキャビティ内を流動する樹脂の流動
長が短くなるので、キャビティ内に射出された樹脂に作
用する流動方向の圧力差を小さくすることが可能とな
る。従って、キャビティ内に射出された樹脂の収縮に起
因するうねりや反りなどの発生を抑制でき、転がり軸受
の内輪と外輪との間隙をシールする軸受用プラスチック
製シールを射出成形により精度よく製造することができ
る。

【００２０】この場合、キャビティの周方向に等間隔で
設けられた複数のピンポイントゲートから樹脂をキャビ
ティ内に射出することにより、軸受用プラスチック製シ
ールの形状精度をより高めることができる。また、補強
用繊維をガラス繊維とした場合、ガラス繊維の含有量が
１０重量％より小さいと軸受用プラスチック製シールの
剛性が不足して長期にわたる使用に十分に対応できず、
特に温度が上がると軸受用プラスチック製シールの剛性
が著しく低下して内輪と外輪との間隙を良好にシールす
ることができなく場合がある。一方、ガラス繊維の含有
量が５０重量％を超えると、射出成形時に樹脂の流動性
が低下し、射出成形型のキャビティ内に樹脂が完全に充
填されない事態が生じることがある。従って、補強用繊
維をガラス繊維とする場合には、ガラス繊維の含有量が
１０〜５０重量％にすることが望ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１及び図２において、転がり軸
受２０は、支持すべき軸の外周面に外嵌される内輪２１
と、この内輪２１の外周に同軸に設けられた外輪２２
と、この外輪２２と内輪２１との間に転動自在に設けら
れた複数の球状転動体２３と、これらの球状転動体２３
を内輪２１及び外輪２２の周方向に沿って略等間隔に保
持する保持器２４とを備えており、内輪２１及び外輪２
２の軸方向両端部には、内輪２１と外輪２２の間隙をシ
ールするプラスチック製シール２５が設けられている。

【００２２】図３はプラスチック製シール２５の平面図
で、図４は図３に示されるプラスチック製シール２５の
断面図である。図３及び図４において、プラスチック製
シール２５は、１０〜５０重量％のガラス繊維を含有す
る樹脂（例えばポリアミド６６、ポリアミド６、ポリプ
チレンテレフタレート、ポリアセタールポリフェニレン
サルファド、非晶ポリアリレート、ポリアミド４５等）
を環状に射出成形して形成されている。また、このプラ
スチック製シール２５は、外輪２２の内周面に形成され
た嵌合溝２６（図２参照）に係合する外周縁部２５ａと
内輪２１の内周面に形成されたシール溝２７（図２参
照）に係合する内周縁部２５ｂとを環状連結部２５ｃで
連結して構成されている。なお、図３中ＰＧはプラスチ
ック製シール２５を射出成形により製造するときに射出
成形型のキャビティ内に溶融樹脂を射出するピンポイン
トゲートの位置を示している。

【００２３】上述したプラスチック製シール２５を製造
する場合に用いる射出成形型の一例を図５に示す。同図
において、射出成形型３０は固定側型板３１と可動側型
板３２との間に中間型板３３を有しており、この中間型
板３３を挟んで固定側型板３１と可動側型板３２とを型
締めすると可動側型板３２と中間型板３３との間にリン
グ状のキャビティ３４が形成されるようになっている。

【００２４】中間型板３３は固定側型板３１との間にラ
ンナー３５を画成しており、このランナー３５には固定
側型板３１の中央部に形成されたスプル（湯道）３６か
ら溶融樹脂３７が供給されるようになっている。また、
中間型板３３はランナー３５に供給された溶融樹脂３７
をキャビティ３４内に射出する複数のピンポイントゲー
ト３８を有している。これらのピンポイントゲート３８
はそれぞれキャビティ３４の底面中央部に対向して開口
しており、かつキャビティ３４の周方向に等間隔（例え
ば１２０°間隔）で設けられている。なお、図中３９は
ランナーロックピン、４０はエジェクターピンを示して
いる。また、溶融樹脂３７には１０〜５０重量％のガラ
ス繊維が補強材として含まれている。

【００２５】このような構成において、スプル３６から
ランナー３５に供給された溶融樹脂３７はキャビティ３
４の周方向に等間隔で設けられた複数のピンポイントゲ
ート３８からキャビティ３４内に射出され、各ピンポイ
ントゲート３８を中心に放射状に拡がってキャビティ３
４内に充填される。これにより、サイドゲート方式やサ
ブマリンゲート方式のようにガラス繊維等の補強用繊維
がキャビティ３４内で一方向に偏って配向されることが
ないので、キャビティ３４内に射出された樹脂３７を均
一の収縮率で成形することが可能となる。また、キャビ
ティ３４内に樹脂３７を１つのゲートから射出した場合
に比べてキャビティ３４内を流動する樹脂３７の流動長
が短くなるので、キャビティ３４内に射出された樹脂３
７に作用する流動方向の圧力差を小さくすることが可能
となる。

【００２６】したがって、本実施形態では、キャビティ
３４内に射出された樹脂３７の収縮率に起因するうねり
や反りなどの発生を抑制でき、転がり軸受の内輪と外輪
との間隙をシールする軸受用プラスチック製シールを射
出成形により精度よく製造することができるとともに、
内輪と外輪との間隙を良好にシールすることのできる軸
受用プラスチック製シールおよび転がり軸受を得ること
ができる。

【００２７】また、本実施形態ではキャビティ３４の底
面中央部に対向して開口し、かつキャビティ３４の周方
向に等間隔で設けられた複数のピンポイントゲート３８
から溶融樹脂３７をキャビティ３４内に射出するので、
キャビティ３４内に溶融樹脂３７を複数箇所から同時に
且つ均等に射出することが可能となり、これにより転が
り軸受の内輪と外輪との間隙をシールする軸受用プラス
チック製シールをより精度よく製造することができる。

【００２８】ガラス繊維を含む樹脂の流動特性と射出成
形後における樹脂の剛性を図６に示す。同図において、
実線線Ａは射出成形時における樹脂の流動特性を示し、
実線Ｂは射出成形後における樹脂の剛性を示している。
図６に示されるように、ガラス繊維の含有量が１０重量
％より小さいと、射出成形後における樹脂の剛性が不足
して長期にわたる使用に十分に対応できず、特に温度が
上がると軸受用プラスチック製シールの剛性が著しく低
下して内輪と外輪との間隙を良好にシールすることがで
きなく場合がある。また、ガラス繊維の含有量が５０重
量％を超えると、射出成形時に樹脂の流動性が低下し、
射出成形型のキャビティ内に樹脂が完全に充填されない
事態が生じることがある。従って、補強用繊維をガラス
繊維とする場合には、ガラス繊維の含有量が１０〜５０
重量％にすることが望ましい。

【００２９】上述した実施形態では外周縁部にリップ２
５ａを有するプラスチック製シールに本発明を適用した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば
図７に示す第２の実施形態のように、外周縁部と内周縁
部の両方にリップ２５ａ，２５ｄを有するプラスチック
製シールについても本発明を適用できることは勿論であ
る。この場合、シール連結部平面より樹脂を充填できる
ピンポイントゲートであれば、シール外内径の形状に左
右されずにゲートを設けることができる。

【００３０】また、上述した実施形態ではシールが内輪
と接触する接触シールについて本発明を適用したが、内
輪と非接触なシールについても本発明を適用することが
できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、３及び
４に係る発明によれば、転がり軸受の内輪と外輪との間
隙を良好にシールすることのできる軸受用プラスチック
製シールおよび転がり軸受を提供できる。請求項２に係
る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加えて、
軸受用プラスチック製シールの形状精度をより一層高め
ることができる。

【００３２】請求項５に係る発明によれば、内輪と外輪
との間隙を良好にシールすることのできる転がり軸受を
提供できる。請求項６に係る発明によれば、キャビティ
内に射出された樹脂の収縮率に起因するうねりや反りな
どの発生を抑制でき、転がり軸受の内輪と外輪との間隙
をシールする軸受用プラスチック製シールを精度よく製
造することができる。

【００３３】請求項７に係る発明によれば、転がり軸受
の内輪と外輪との間隙をシールする軸受用プラスチック
製シールをより精度よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る転がり軸受の断面図
である。

【図２】図１に示される転がり軸受の一部分を拡大して
示す断面図である。

【図３】本発明の一実施形態に係る軸受用プラスチック
製シールの平面図である。

【図４】図３に示されるプラスチック製シールの断面図
である。

【図５】軸受用プラスチック製シールを製造する場合に
用いる射出成形型の一例を示す図である。

【図６】ガラス繊維を含む樹脂の流動特性と射出成形後
における樹脂の剛性を示す線図である。

【図７】本発明の他の実施形態に係る軸受用プラスチッ
ク製シールを示す図である。

【図８】転がり軸受の部分断面図である。

【図９】サイドゲート方式により成形された従来の軸受
用プラスチック製シールを示す平面図である。

【図１０】図９に示される軸受用プラスチック製シール
の断面図である。

【図１１】図９に示される軸受用プラスチック製シール
を軸受に組付けたときの状態を示す図である。

【符号の説明】

１１，２１ 内輪 １２，２２ 外輪 １３，２３ 転動体 １４，２４ 保持器 １５，２５ プラスチック製シール ３０ 射出成形型 ３１ 固定側型板 ３２ 可動側型板 ３３ 中間型板 ３４ キャビティ ３５ ランナー ３６ スプル ３７ 樹脂 ３８ ピンポイントゲート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植木 史雄 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3J016 AA01 BB03 CA01 4F202 AD16 AH14 CA11 CB01 CK06 CK87 4F206 AH14 AM32 JA07 JB12 JQ81

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転がり軸受の内輪と外輪との間隙をシー
   ルする軸受用プラスチック製シールであって、溶融した
   樹脂を補強用繊維と共に射出成形型のリング状キャビテ
   ィ内に該キャビティの底面中央部に対向して開口する複
   数のピンポイントゲートから射出して成形された樹脂成
   形品からなることを特徴とする軸受用プラスチック製シ
   ール。
2. 【請求項２】前記ピンポイントゲートは、前記キャビテ
   ィの周方向に等間隔で設けられていることを特徴とする
   請求項１記載の軸受用プラスチック製シール。
3. 【請求項３】 前記補強用繊維は、ガラス繊維であるこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の軸受用プラスチッ
   ク製シール。
4. 【請求項４】 前記ガラス繊維は、前記樹脂中に１０〜
   ５０％の重量比で含まれていることを特徴とする請求項
   ３記載の軸受用プラスチック製シール。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
   軸受用プラスチック製シールを備えてなることを特徴と
   する転がり軸受。
6. 【請求項６】 溶融した樹脂を補強用繊維と共に射出成
   形型のリング状キャビティ内に射出して成形される軸受
   用プラスチック製シールの製造方法であって、 前記樹脂を前記キャビティ内に該キャビティの底面中央
   部に対向して開口する複数のピンポイントゲートから射
   出して前記軸受用プラスチック製シールを製造すること
   を特徴とする軸受用プラスチック製シールの製造方法。
7. 【請求項７】 前記樹脂を前記キャビティ内に該キャビ
   ティの底面中央部に対向して開口し、かつ前記キャビテ
   ィの周方向に等間隔で設けられた複数のピンポイントゲ
   ートから射出することを特徴とする請求項６記載の軸受
   用プラスチック製シールの製造方法。