JP2008008333A

JP2008008333A - ラジアルころ軸受用保持器の製造方法

Info

Publication number: JP2008008333A
Application number: JP2006176965A
Authority: JP
Inventors: Makoto Watanabe; 真渡邉; Tetsuya Takahashi; 鉄也高橋
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-01-17

Abstract

【課題】円周方向１個所に他の部位に比べて強度の低い弾性連結部１２を有する保持器７ｂの全体形状を、射出成形により造る場合に、完成後に所望の形状を得られる製造方法を実現する。
【解決手段】射出成形後の冷却収縮量が、上記弾性連結部１２で他の部位に比べて特に多くなる事を考慮して、冷却収縮が完了した状態で、（Ａ）に示す様な所望の形状を得られる様に、使用する射出成形用金型の内部に設けるキャビティの形状を決定する。これにより、上記課題を解決できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、合成樹脂製で且つ弾性的に拡径できる機能を備えた、ラジアルころ（ニードルを含む）軸受用保持器の製造方法に関する。

各種機械装置の回転支持部のうち、大きなラジアル荷重が加わる部分に、図１４〜１５に示す様なラジアルころ軸受１が組み込まれている。このラジアルころ軸受１は、使用時にも回転しないハウジング（又は使用時に回転する歯車やローラ）等の外径側部材２の内周面に設けた円筒面状の外輪軌道３と、回転軸（又は支持軸）等の軸４の外周面に設けた円筒面状の内輪軌道５との間に、複数のころ（ニードル）６を、保持器７により保持した状態で転動自在に設けて成る。又、このうちの保持器７は、ガラス繊維強化プラスチック等の合成樹脂材料により、全体を円筒状に構成している。この様な保持器７は、軸方向に間隔をあけて互いに同心に配置された、それぞれが円環状である１対のリム部８、８と、これら両リム部８、８同士の間に掛け渡される状態で設けられた複数の柱部９、９とを備える。そして、円周方向に隣り合う柱部９、９と上記両リム部８、８とにより四方を囲まれた部分を、それぞれ上記各ころ６を転動自在に保持する為のポケット１０、１０としている。

この様なラジアルころ軸受１を組み立てるべく、上記保持器７を上記内輪軌道５の周囲に配置する場合には、この保持器７を、上記軸４の端部から挿通し、更に上記内輪軌道５の周囲まで軸方向に移動させる。ところが、この場合に、上記軸４の外周面のうち、軸方向に関してこの軸４の端部と上記内輪軌道５との間部分に、その外径寸法が上記保持器７の内径寸法よりも大きい、外向フランジ状の鍔部等の障害物が存在すると、この障害物が邪魔になって、上記保持器７を上記内輪軌道５の周囲まで軸方向に移動させる事ができなくなる。

この様な不都合を解消できる保持器として、特許文献１には、円周方向の１個所に不連続部を設けた保持器が記載されている。図１６は、この特許文献１に記載された保持器と同様の基本構造を有する保持器７ａを示している。この保持器７ａは、円周方向の１個所に、不連続部である切れ目１１を設けている。又、この切れ目１１を挟む円周方向両側部分の幅方向中央部同士を、円周方向に関する相対変位可能にがたつきなく凹凸係合させている。この様な構成を有する保持器７ａの場合には、上記切れ目１１の幅を円周方向に広げる事に基づいて、内径寸法を弾性的に広げる事ができる。この為、この様に内径寸法を弾性的に広げる事により、上記障害物を乗り越える事ができる。

ところが、上述の様な、円周方向の１個所に不連続部である切れ目１１を設けた保持器７ａの場合には、組立作業中の取り扱いミスにより、上記切れ目１１の幅が円周方向に過度に広がる可能性がある。この様に切れ目１１の幅が円周方向に過度に広がると、合成樹脂製である上記保持器７ａが白化したり、或は複数のポケット１０、１０の開口部が広がって、これら各ポケット１０、１０内に保持したころ６、６が外部に脱落する等の不具合を生じる可能性がある。

この様な事態を回避できる保持器として、特許文献２には、図１７に示す様な保持器７ｂが記載されている。この保持器７ｂの場合、軸方向（図１７の左右方向）両端部に存在する１対のリム部８ａ、８ａのうち、円周方向に関する位相が互いにほぼ等しい部分に、それぞれ不連続部である切れ目１３、１３を設けている。これと共に、一方（図１７の左方）のリム部８ａの円周方向一端部（図１７で上記切れ目１３の下側に存在する端部）と、他方（図１７の右方）のリム部８ａの円周方向他端部（図１７で上記切れ目１３の上側に存在する端部）とに掛け渡す状態で、弾性連結部１２を設けている。図示の例の場合、この弾性連結部１２は、軸方向に対しほぼ平行に配設された、比較的肉薄の部位である。この様な弾性連結部１２は、図１８に示す様に、上記保持器７ｂの内径寸法を弾性的に広げるべく、上記各切れ目１３、１３の幅を円周方向に広げる事に伴い、円周方向に関して弾性的に伸張する。そして、この弾性連結部１２の伸張量の限度を越えて、上記各切れ目１３、１３の幅が過度に広がる事を防止する。これと共に、この弾性連結部１２で発生した弾性復元力により、上記各切れ目１３、１３の幅を元に戻す作用をもたらす。

ところで、上記特許文献２には、上述した保持器７ｂの製造方法が記載されていない。この保持器７ｂの製造方法としては、例えば、射出成形によって全体形状を造る製造方法が考えられる。ところが、この様な製造方法を実施する場合に、一般的な射出成形を実施する場合と同様、金型の内部に設けるキャビティの形状を、上記保持器７ｂ（被成形物）の形状と同じ（相似形を含む）にすると、完成後に所望の保持器形状を得られなくなる可能性がある。この理由は、上述した保持器７ｂの場合、射出成形後の冷却収縮量が、全周に亙り均一にならない為である。具体的には、上記弾性連結部１２の強度が他の部位に比べて低い為、この弾性連結部１２で他の部位よりも特に大きい冷却収縮が生じる為である。

一方、上記保持器７ｂの製造方法としては、上記各切れ目１３、１３となるべき部分が繋がった状態（各切れ目１３、１３が存在しない状態）でこの保持器７ｂの射出成形を行ない、その後（冷却収縮が完了した後）、切削加工等により上記各切れ目１３、１３を形成する製造方法も考えられる。この様な製造方法によれば、射出成形後の冷却収縮量を全周に亙り均一にできる為、完成後に所望の保持器形状を得られる。但し、この様な製造方法を実施する場合には、射出成形作業とは別に、切削加工等の、上記各切れ目１３、１３の形成作業を行なう必要がある為、その分だけ製造コストが嵩む。

実開平１−７７１３２号公報独国特許出願公開第４２２２１７５号明細書

本発明は、上述の様な事情に鑑み、１対の切れ目を含む全体形状を射出成形により造れて、しかも完成後に所望の保持器形状を得られるラジアルころ軸受用保持器の製造方法を実現すべく発明したものである。

本発明の製造方法の対象となるラジアルころ軸受用保持器は、合成樹脂により一体に造られて、１対のリム部と、複数の柱部と、弾性連結部とを備える。
このうちの１対のリム部はそれぞれ、円周方向の１個所に切れ目を有する欠円環状であって、この切れ目の幅を円周方向に広げる事に基づき、弾性的に拡径可能である。これと共に、互いの切れ目の位相をほぼ一致させた状態で、軸方向に間隔をあけて互いに同心に設けられている。
又、上記各柱部はそれぞれ、上記両リム部同士の間に掛け渡される状態で、円周方向に関し互いに間隔をあけて設けられている。
又、上記弾性連結部は、上記両リム部及び上記各柱部のうち、上記各切れ目の位置を挟んで円周方向に遠近動可能な部位同士の間に掛け渡される状態で設けられている。そして、上記各切れ目の幅を円周方向に広げる事に基づいて弾性変形すると共に、これら各切れ目の幅が円周方向に過度に広がる事を防止する。
又、上記各切れ目の位置を挟んで円周方向に隣り合う柱部同士の間部分を除く、円周方向に隣り合う柱部同士の間部分をそれぞれ、ころを転動自在に保持する為のポケットとしている。
そして、本発明のラジアルころ軸受用保持器の製造方法は、上記ラジアルころ軸受用保持器の全体形状を射出成形により造る場合に、この射出成形後の冷却収縮量が上記弾性連結部で他の部位に比べて多くなる事を考慮して、この冷却収縮が完了した状態で所望とする上記ラジアルころ軸受用保持器の（自由状態での）形状を得られる様に、使用する射出成形用金型の内部に設けるキャビティの形状を（例えば実際の条件に基づいたコンピュータ解析により）決定する。そして、この射出成形用金型を使用して、上記ラジアルころ軸受用保持器の全体形状を射出成形により造る。
尚、上述の様にして決定したキャビティの形状は、所望とする上記ラジアルころ軸受用保持器の形状（相似形を含む）とは異なる。具体的には、上記弾性連結部の形状、位置、大きさ等にもよるが、例えば所望とする上記ラジアルころ軸受用保持器の形状と比較して、上記弾性連結部が円周方向や軸方向に少し伸びた様な形状となる。

上述した様な本発明のラジアルころ軸受用保持器の製造方法によれば、ラジアルころ軸受用保持器の全体形状を射出成形により造れる為、製造作業を能率化して、製造コストを十分に抑えられる。しかも、完成後に、所望とするラジアルころ軸受用保持器の形状を得られる。

［実施の形態の第１例］
図１は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、前述の図１７〜１８に示した合成樹脂製の保持器７ｂの製造方法にある。この為、この保持器７ｂの構造及び作用に関する重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の場合、１対の切れ目１３、１３を含む、上記保持器７ｂの全体形状を、射出成形により造る。但し、前述した様に、この保持器７ｂの全体形状を射出成形により造る場合には、この射出成形後の冷却収縮量が、円周方向の１個所に設けた弾性連結部１２で、他の部位に比べて多くなる。そこで、本例の場合には、この様な事情を考慮して、射出成形後の冷却収縮が完了した状態で、所望とする上記保持器７ｂの（自由状態での）形状を得られる様に、使用する射出成形用金型の内部に設けるキャビティの形状を、実験、或は、実際の条件に基づいたコンピュータ解析により決定する。本例の場合、この様にして決定したキャビティの形状は、図１の（Ａ）に示す様な、所望とする上記保持器７ｂの形状（相似形を含む）とは異なる。即ち、本例の場合、上記キャビティの形状は、図１の（Ｂ）に示す様な形状、即ち、上述の（Ａ）に示した様な所望とする保持器７ｂの形状と比較して、上記弾性連結部１２が円周方向に少し伸張した如き形状となる。

上述した様な本例のラジアルころ軸受用保持器の製造方法によれば、保持器７ｂの全体形状を射出成形により造れる為、この保持器７ｂの製造作業を能率化して、この保持器７ｂの製造コストを十分に抑えられる。しかも、完成後に、所望とする保持器形状を得られる。即ち、本例の場合には、上述した様な射出成形用金型を使用して射出成形を行なう為、この射出成形後、キャビティから取り出した直後の保持器７ｂの形状は、図１の（Ｂ）に示す様な形状、即ち、弾性連結部１２が円周方向に伸張した如き形状となる。但し、冷却収縮時に、この弾性連結部１２が他の部位に比べて特に大きく冷却収縮する為、この冷却収縮が完了した状態で、図１の（Ａ）に示す様な所望の保持器形状を得られる。

尚、本発明は、上述の図１（Ａ）（前述の図１７〜１８）に示した様な形状の保持器７ｂの他、例えば図２〜１３に示す様な保持器７ｃ〜７ｍの製造にも適用できる。これら各保持器７ｃ〜７ｍの場合には、弾性連結部及びその周辺部の形状が、上記保持器７ｂとは異なる。この様な各保持器７ｃ〜７ｍの形状に就いて簡単に説明すると、
先ず、図２〜３に示した保持器７ｃの場合には、図示の状態で、１対の切れ目１３、１３の位置を挟んで上側に存在する柱部９の下面両端部と、下側に存在する柱部９の上面両端寄り部分とを、それぞれ自身の折り返し部を軸方向中央側に向けたＵ字形の弾性連結部１２ｃ、１２ｃにより連結している。
又、図４〜５に示した保持器７ｄの場合には、図示の状態で、１対の切れ目１３、１３の位置を挟んで上側に存在する柱部９の下面中央部に形成した凸部１４の先端部と、下側に存在する１対のリム部８ａ、８ａの端部とを、それぞれ軸方向に対して若干傾斜した弾性連結部１２ｄ、１２ｄにより連結している。
又、図６に示した保持器７ｅの場合には、図示の状態で、１対の切れ目１３、１３の位置を挟んで上側に存在する柱部９の下面中央部に形成した凸部１４の先端部と、下側に存在する柱部９の上面両端部とを、それぞれ波形の弾性連結部１２ｅ、１２ｅにより連結している。

又、図７に示した保持器７ｆの場合には、図示の状態で、１対の切れ目１３、１３の位置を挟んで上側に存在する柱部９の下面中央部と、下側に存在する柱部９の上面中央部とに、それぞれ凸部１４、１４を形成している。これと共に、これら両凸部１４、１４の左端面の基端部同士、及び、右側のリム部８ａの両端寄り部内側面同士を、それぞれ自身の折り返し部を左側に配置したＶ字形の弾性連結部１２ｆ、１２ｆにより連結している。
又、図８に示した保持器７ｇの場合には、図示の状態で、１対の切れ目１３、１３の位置を挟んで上側に存在する柱部９の下面両端寄り部分と、下側に存在する柱部９の上面右端寄り部分とを、図示の様な三股の弾性連結部１２ｇにより連結している。又、上側の柱部９の下面左端部に形成した凸部１５と、下側の柱部９の上面右端部に形成した凸部１５とを、それぞれ相手側リム部８ａ、８ａの端部に対して軸方向に隣接配置して、これら両リム８ａ、８ａの端部同士が軸方向に変位しない様にしている。
又、図９に示した保持器７ｈの場合には、図示の状態で、１対の切れ目１３、１３の位置を挟んで上側に存在する柱部９の下面中央部と、下側に存在する柱部９の上面中央部とを、それぞれの折り返し部を軸方向両端側に向けた１対のＵ字形の弾性連結部１２ｈ、１２ｈにより連結している。又、上側の柱部９の下面左端部に形成した凸部１５と、下側の柱部９の上面右端部に形成した凸部１５とを、それぞれ相手側リム部８ａ、８ａの端部に対して軸方向に隣接配置している。
又、図１０に示した保持器７ｉの場合には、図示の状態で、１対の切れ目１３、１３の位置を挟んで上側に存在する柱部９の下面中央部と、下側に存在する柱部９の上面中央部とを、上記１対のＵ字形の弾性連結部１２ｈ、１２ｈ（図９）を一体化させた如き形状の弾性連結部１２ｉにより連結している。又、上側の柱部９の下面左端部に形成した凸部１５と、下側の柱部９の上面右端部に形成した凸部１５とを、それぞれ相手側リム部８ａ、８ａの端部に対して軸方向に隣接配置している。

又、図１１に示した保持器７ｊの場合には、図示の状態で、１対の切れ目１３、１３の位置を挟んで上側に存在する柱部９の下面中央部と、下側に存在する柱部９の上面中央部とに、それぞれ凸部１４、１４を形成している。これと共に、上側の凸部１４の左側面基端部と左下に存在するリム部８ａの端面との間、並びに、下側の凸部１４の右側面基端部と右上に存在するリム部８ａの端面との間に、それぞれ直線状の弾性連結部１２ｊ、１２ｊを掛け渡す状態で設けている。
又、図１２に示した保持器７ｋの場合には、図示の状態で、１対の切れ目１３、１３の位置を挟んで上側に存在する柱部９の下面中央部と、下側に存在する柱部９の上面左端部との間、並びに、上側に存在する柱部９の下面右端部と下側に存在する柱部９の上面中央部との間に、それぞれ直線状の弾性連結部１２ｋ、１２ｋを掛け渡す状態で設けている。又、上側の柱部９の下面右端部に形成した凸部１５と、下側の柱部９の上面左端部に形成した凸部１５とを、それぞれ相手側リム部８ａ、８ａの端部に対して軸方向に隣接配置している。
又、図１３に示した保持器７ｍの場合には、図示の状態で、１対の切れ目１３、１３の位置を挟んで左下側に存在するリム部８ａの端部内側面と、右上側に存在するリム部８ａの端部内側面との間に、図示の様な２つの折り返し部を有する弾性連結部１２ｍを掛け渡す状態で設けている。

本発明の実施の形態の１例で製造する保持器の円周方向一部を、（Ａ）は完成後の状態で、（Ｂ）は射出成形直後の状態で、それぞれ示す、径方向から見た図。本発明の製造方法を実施可能なラジアルころ軸受用保持器の別例（第１例）を示す、一部を切断して径方向外方から見た図。同じく斜視図。本発明の製造方法を実施可能なラジアルころ軸受用保持器の別例（第２例）を示す、図２と同様の図。同じく斜視図。本発明の製造方法を実施可能なラジアルころ軸受用保持器の別例（第３例）を示す、図２と同様の図。同じく別例（第４例）を示す、図２と同様の図。同じく別例（第５例）を示す、図２と同様の図。同じく別例（第６例）を示す、図２と同様の図。同じく別例（第７例）を示す、図２と同様の図。同じく別例（第８例）を示す、図２と同様の図。同じく別例（第９例）を示す、図２と同様の図。同じく別例（第１０例）を示す、図２と同様の図。保持器を備えたラジアルころ軸受を組み込んだ回転支持部分の断面図。保持器の円周方向一部を径方向外方から見た図。円周方向の１個所に不連続部を有するラジアルころ軸受用保持器を、一部の形状を省略して示す断面図。本発明の製造方法の対象となる、円周方向の１個所に弾性連結部を備えたラジアルころ軸受用保持器の円周方向一部を、自由状態で示す、径方向外方から見た図。同じく、弾性連結部を円周方向に関し弾性的に伸張させた状態で示す、径方向から見た図。

符号の説明

１ラジアルころ軸受
２外径側部材
３外輪軌道
４軸
５内輪軌道
６ころ（ニードル）
７、７ａ〜７ｍ保持器
８、８ａリム部
９柱部
１０ポケット
１１切れ目
１２、１２ｃ〜１２ｍ弾性連結部
１３切れ目
１４凸部
１５凸部

Claims

合成樹脂により一体に造られて、１対のリム部と、複数の柱部と、弾性連結部とを備え、
このうちの１対のリム部はそれぞれ、円周方向の１個所に切れ目を有する欠円環状であって、この切れ目の幅を円周方向に広げる事に基づき弾性的に拡径可能であると共に、互いの切れ目の位相をほぼ一致させた状態で軸方向に間隔をあけて互いに同心に設けられており、
上記各柱部はそれぞれ、上記両リム部同士の間に掛け渡される状態で円周方向に関し互いに間隔をあけて設けられており、
上記弾性連結部は、上記両リム部及び上記各柱部のうち、上記各切れ目の位置を挟んで円周方向に遠近動可能な部位同士の間に掛け渡される状態で設けられ、上記各切れ目の幅を円周方向に広げる事に基づいて弾性変形すると共に、これら各切れ目の幅が円周方向に過度に広がる事を防止するものであり、
上記各切れ目の位置を挟んで円周方向に隣り合う柱部同士の間部分を除く、円周方向に隣り合う柱部同士の間部分をそれぞれ、ころを転動自在に保持する為のポケットとしたラジアルころ軸受用保持器の製造方法であって、
このラジアルころ軸受用保持器の全体形状を射出成形により造る場合に、この射出成形後の冷却収縮量が上記弾性連結部で他の部位に比べて多くなる事を考慮して、この冷却収縮が完了した状態で所望とする上記ラジアルころ軸受用保持器の形状を得られる様に、使用する射出成形用金型の内部に設けるキャビティの形状を決定し、この射出成形用金型を使用して上記ラジアルころ軸受用保持器の全体形状を射出成形により造る、ラジアルころ軸受用保持器の製造方法。