JP2008202753A

JP2008202753A - 軸受用の樹脂製保持器とその製造方法

Info

Publication number: JP2008202753A
Application number: JP2007042422A
Authority: JP
Inventors: Yurie Ochiai; ゆりえ落合
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2008-09-04

Abstract

【課題】保持器を射出成形した際に、柱部の内側壁面のゲート部の痕跡に生じるバリをなくす。
【解決手段】複列ころ軸受用の合成樹脂製の保持器１０について、その柱部１２の内側壁面１２ｄに位置するゲート部の痕跡を抉り取ることで凹部１２ｅを形成する。このようにすると、バリも一緒に抉り取られて保持器１０から完全に除去されるため、軸受使用中に、バリが落下してころや内外輪を傷めることはなく、信頼性が高い。また凹部１２ｅは、潤滑剤溜まりとして機能するため、潤滑性にも優れる。
【選択図】図３

Description

この発明は、複列ころ軸受に組み込まれて、ころを保持する合成樹脂製の保持器と、その製造方法に関する。

複列ころ軸受に組み込まれてころを等配に保持する保持器として、軸受全体の軽量化を図るために、合成樹脂製のものがある。

この種の合成樹脂製の保持器は、円環部の一側面に転動体を等配する複数の柱部を有し、上記円環部と柱部が射出成形によって一体に形成される。
この射出成形の際のゲート部は、ウェルドライン等を考慮して、柱部の内側壁面に位置させていることが多い。
ところで、一般的に射出成形の際には、ゲート部にバリが残り易いが、柱部の内側壁面にバリがあると、軸受の回転中に保持器からバリが脱落し、ころや内外輪の軌道面を傷めるおそれがある。
このため、金型の形状を工夫し、型開きの際に、成形品とゲート部分とのせん断性を高め、ゲート部のバリの発生を抑制する試みがなされている(特願２００５−２６８７２０号)。

しかしながら、金型形状を工夫し、ゲート部のバリの発生を抑制するようにしても、完全にゲート部のバリを残存しないようにすることは自ずと限界があり、残存するバリの脱落によるころや内外輪の軌道面を傷めるおそれがある。

そこで、この発明の課題は、射出成形によって生じる、柱部の内側壁面に残存するゲート部のバリをなくし、バリの脱落によるころや内外輪の軌道面の傷みを防止しようとするものである。

上記した課題を解決するため、この発明は、合成樹脂製の保持器について、柱部の内側壁面に残存するゲート部の痕跡を、抉り取って柱部の内側壁面に凹部を設けたのである。

このように、柱部の内側壁面に残存するゲート部の痕跡を抉り取ると、射出成形の際にゲート部にバリが形成されていても、そのバリも抉り取られるので、使用中にバリが落下してころや内外輪を傷める心配が無い。
また、柱部の内側壁面には、ゲート部の痕跡を抉り取った後が凹部として残るため、この凹部が、潤滑剤溜まりとして機能する。

この発明の樹脂製の保持器は、射出成形の際のゲート部のバリが完全に除去されており、しかも柱部の内側壁面に、潤滑剤溜まりが形成されるので、信頼性と潤滑機能に優れている。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について説明する。

図１に示す、複列円筒ころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、これら内外輪２，３の間に配置された二列の円筒ころ４と、各列の円筒ころ４をそれぞれ保持する一対の保持器１０とからなる。

詳しくは図示のように、内輪２の外周面は、その軸方向中央および両側に鍔部２ａが設けられており、この鍔部２ａの間に形成される二列の軌道面２ｂと、これに対向する外輪３内周面の二列の軌道面３ａの間に、各円筒ころ４はその転動面が軌道面２ｂ、３ａに接した状態で配置されている。

この内輪２は、工作機械等の主軸外周に嵌め合わされ、外輪３は、ハウジング等の開口外周に嵌め合わされ、主軸が回転すると、これに従って内輪２が回転し、軌道面２ｂ、３ａに沿って円筒ころ４が回転することにより、軸受１は主軸を回転可能な状態で支持している。

また、実施形態の保持器１０は、図２に示すように、円環部１１と、円環部１１から保持器１０の軸方向一方に延びる複数の柱部１２とからなる、いわゆるくし型保持器である。
柱部１２は、円環部１１の円周方向に等間隔を置いて並列しており、隣接する柱部１２間には、円筒ころ４を回転可能に保持するポケット１３が形成されている。

図３のように、保持器１０の柱部１２は、円環部１１の円周方向に隣接する柱部１２の対向する側面１２ａがそれぞれ円弧状に凹んでいる。
そのため、ポケット１３の形状は、円筒ころ４がほぼ過不足無く収まる円柱状となっている。

さらに、図示のように、柱部１２の側面１２ａには、溝状の潤滑剤溜まり１２ｂと、外部からポケット１３内への潤滑剤の流入を促す、切り欠き状の逃げ部１２ｃとが設けられている。

また、図示のように、円環部１１の円周方向の一つ置きの柱部１２には、その内側の壁面１２ｄ(以下、内面１２ｄという。)に、平面視円形の凹部１２ｅが形成されている。
この保持器１０は、後に詳述するように、射出成形によって円環部１１と柱部１２を一体に成形したものであり、その一つおきの柱部１２の内面１２ｄには、ゲートの痕跡１２ｆが残るが(図５参照)、上記凹部１２ｅは、このゲートの痕跡１２ｆを抉り取って形成されたものである。

このような凹部１２ｅには、軸受１に添加された潤滑剤が入り込んで溜まるため、上記潤滑剤溜まり１２ｂと同様の機能を発揮する。
また、図示のように、凹部１２ｅの内面は球面状に形成されているため、溜まった潤滑剤は、軸受１の回転に伴って、スムーズに流れ出すようになっている。
また、各凹部１２ｅは、各円筒ころ４の転動面のほぼ真横に位置しているため、潤滑剤を特に必要とする転動面上に、潤滑剤を送り込むのに好都合である。
ここで、凹部の容積は、潤滑剤を多く保持する為には、大きい方が良い一方で、大きすぎると柱部の強度低下に影響を及ぼす。
その為、凹部の径ｔを０．１Ｄａ〜０．２５Ｄａとし、凹部の深さｄを、０．５×(ｔ／√２−ｔ^２／２)≦ｄ≦１．５×(ｔ／√２−ｔ^２／２)とするのが好ましく、このようにすると、潤滑剤溜まりとしての機能を十分に発揮する。

なお、本例では、凹部１２ｅは、一つ置きの柱部１２に形成されており、各ポケット１３に一対一に対応しているため、ポケット１３に保持される各円筒ころ４に潤滑剤を送り込むのに十分な数となっているが、すべての柱部１２に凹部１２ｅを形成し、潤滑性をさらに高めても良い。

この保持器１０は、以下のようにして作製される。
まず、円環部１１と、円環部１１の円周方向に等配され、円環部１１から保持器１０の軸方向一方に延びる複数の柱部１２とからなる成形品１０´を射出成形により一体的に成形する。

図４のように、この射出成形に用いる金型Ｍのキャビティ２０は、保持器１０の円環部１１を成形する成形空間２１と、柱部１２を成形する成形空間２２とを有し、成形空間２２の柱部内面１２ｄを成形する内側成形面２２ａには、一つ置きにゲート２３が形成されている。

ここで、ゲート２３を、柱部１２を成形する成形空間２２上に形成したのは、合成樹脂をキャビティに注入する際に、合成樹脂が流れ込みにくく成形が難しい成形空間２２に、優先的に流し込むためである。
また、ゲート２３を、一つ置きの成形空間２２に形成したのは、隣接するゲート２３から、ほぼ同一速度でキャビティに注入された合成樹脂が、ゲート２３のない成形空間２２で合流して、軸方向に厚みの大きい柱部１２上に強度に劣るウェルドラインが形成されるため、保持器１０全体として強度の低下が抑えられるからである。

この射出成形の際の成形材料は、合成樹脂ならば特に限定されないが、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド等の自己潤滑性を有する樹脂が、軸受１の回転を円滑にするためには好ましい。
また、場合により、合成樹脂に補強のためのカーボンファイバ等を配合しても良い。

図５のように、こうして射出成形された成形品１０´には、ゲート２３に対応する位置に、型開きの際に成形品１０´とゲート部とをせん断した跡である、ゲート部の痕跡１２ｆ(以下、ゲート跡１２ｆという。)が残り、その表面にはバリが生じることがある。

次に、図示のように、このような成形品１０´の、ゲート跡１２ｆを覆う大きさ(図中鎖線で示す。)で、その壁面を球面状に抉り取って、凹部１２ｅを形成することで保持器１０が完成する。
このように、ゲート跡１２ｆ部分を抉り取る方法は特に限定されないが、リュータによる手作業や、超音波加工などが考えられる。

こうして保持器１０を作製すると、ゲート跡１２ｆのバリの完全な除去と、潤滑剤溜まりのための凹部１２ｅの形成とが、一度の手間でできるため、効率的である。

なお、凹部１２ｅの位置は、ゲート跡１２ｆの位置に対応している限り、実施形態の柱部内面１２ｄには限定されない。
例えばゲート跡１２ｄが柱部１２の外面に形成されている場合には、凹部１２ｅは柱部１２外面に形成されることとなる。
また、凹部１２ｅの形状は実施形態の平面視円形に限定されず、例えば、平面視楕円形や方形でも良い。
凹部１２ｅは、勿論、ゲート跡１２ｆ以外にも形成してもよく、そのようにすると、潤滑性がさらに向上する。

保持器を組み込んだ複列円筒ころ軸受の要部を示す断面図保持器の全体斜視図保持器要部の、(ａ)は内側から見た斜視図、(ｂ)は平面図射出成形に用いる金型の要部を示す断面図射出成形品のゲート跡近辺の拡大図

符号の説明

１複列円筒ころ軸受
２内輪
２ａ鍔部
２ｂ軌道輪
３外輪
３ａ軌道輪
４円筒ころ
１０保持器
１０´ 成形品
１１円環部
１２柱部
１２ａ側面
１２ｂ潤滑剤溜まり
１２ｃ逃げ部
１２ｄ内面
１２ｅ凹部
１２ｆゲート跡
１３ポケット
２０キャビティ
２１、２２成形空間
２２ａ内側成形面
２３ゲート
Ｍ金型

Claims

円環部の一側面に転動体を等配する複数の柱部を有し、上記円環部と柱部が射出成形によって一体に形成され、射出成形のゲート部が柱部の内側壁面に位置する樹脂製の保持器において、
上記柱部の内側壁面に残存するゲート部の痕跡を、抉り取って柱部の内側壁面に凹部を設けたことを特徴とする樹脂製の保持器。
円環部の一側面に転動体を等配する複数の柱部を、柱部の内側壁面に位置するゲート部から射出成形によって一体に形成する樹脂製の保持器の製造方法において、
射出成形の後、上記柱部の内側壁面に残存するゲート部の痕跡を抉り取り、柱部の内側壁面に凹部を形成することを特徴とする樹脂製の保持器の製造方法。