JP2023001187A - 熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体、移動体および搬送装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ウレタンゴムは、耐摩耗性に優れ、さらに外輪に強固に接着固定できる。外輪にウレタンゴムを装着する製造工程は以下の通りである。
すなわち、金型内でウレタンゴムを長時間にわたり硬化させる必要があり、外輪の外周面への接着剤の塗布に時間がかかり、ウレタンゴムの硬化後にウレタンの外周面を研磨により所定の寸法、精度に仕上げる必要がある。
よって、ウレタンゴムが外周面に被覆された転がり軸受を大量生産する場合には、ウレタンゴムを外周面に被覆するための設備を多数備える必要があり、設備費が嵩む。また、外輪の外周面をサンドブラストで粗く加工する工程や、粗く加工した外周面に接着剤を塗布する工程が必要である。このため、ウレタンゴムが被覆された転がり軸受を、安価で大量に製造することは難しい。
第一の材料層が円形の外面に形成されることにより、第一の材料層が環状に形成される。
よって、第一の材料層が冷却されて硬化する際の収縮により、第一の材料層が円形の外面に強固に取り付けられる。また、凹凸を有する平坦な外面に第一の材料層が形成されることにより、第一の材料層が平坦な外面の凹凸に係止される。よって、円形に形成された外面や、凹凸を有する平坦な外面に第一の材料層を強固に固定できる。
さらに、第二の材料層を第一の材料層よりも軟らかい材料とすることにより、第二の材料層を第一の材料層に熱融着により強固に固定できる。
このように、外面と第二の材料層との間に、硬い第一の材料層を介在させることにより、第二の材料層を第一の材料層を介して円形の外面や凹凸を有する外面に強固に固定できる。
この構成によれば、軸受に備えた外輪の外周面に第二の材料層を第一の材料層を介して強固に固定できる。これにより、第二の材料層が外輪の外周面(すなわち、軸受)から脱落することを防止できる。
この構成によれば、外周面に溝部を設けることにより、第一の材料層を溝部に充填できる。外周面の溝部に第一の材料層の突部が充填されることにより、外周面の溝部と第一の材料層の突部とを凹凸状に係合させることができる。よって、第一の材料層に力が加わった際に、外周面と第一の材料層との凹凸で第一の材料層が外輪から外れないようにできる。これにより、第一の材料層および第二の材料層が外輪の外周面(すなわち、軸受)から脱落することを一層確実に防止できる。
この構成によれば、第二の材料層の一対の側面層を外輪の外周面に接触させることにより、一対の側面層の高さ寸法を大きく確保できる。よって、第一の材料層の側面に対する側面層の接触面積を大きく確保できる。これにより、第二の材料層が冷却して収縮することにより、第一の材料層の両側面を一対の側面層で挟持でき、第二の材料層を第一の材料層に一層強固に係合させることができる。
さらに、第一の材料層(具体的には、第1側面層)の外側面に大きな圧力で熱可塑性エラストマーを充填することができる。これにより、第一の材料層と第二の材料層との両層の密着力を高めることができる。
また、上記の課題を解決するために本発明の一態様にかかる搬送装置は、上述の熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体を一対有し、前記熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体は軸受であり、夫々の前記被覆層同士を隣接して配置し、前記軸受の内輪が支持軸に取り付けられ、前記外輪および前記被覆層が回転することにより、一対の前記被覆層間に挟み込まれた搬送物を搬送することを特徴とする。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る軸受10の断面図である。
図1に示すように、軸受10は、輪体12、複数の転動体14、リテーナ16および被覆層18を備える転がり軸受である。
輪体12は、外輪21および内輪22を備える。外輪21と内輪22は、軸受10の軸線Oと同軸上に配置されている。内輪22は、外輪21の径方向の内側に配置される。 複数の転動体14は、輪体12を構成する外輪21と内輪22との間において、環状に配置される。リテーナ16は、複数の転動体14を周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持する。
外周面24は、外輪21の径方向外側に環状に形成されている。内周面25は、外輪21の径方向内側に環状に形成されている。中央部26は、軸線O方向の中央に形成されている。中央部26は、内周面25のうち軸線O方向中央の部位25aが外輪21の外周面24から径方向内側に間隔T1をおいて形成されている。外周面24のうち中央部26に相当する部位には、周方向へ延びる溝部28として凹部が形成されている。
一例として、溝部28は、外輪21の軸線O方向の中央において断面形状が曲面に形成され、外輪21の径方向外側に開口されている。溝部28は、外輪21の軸線O方向の中央に対して対称の形状に形成されている。
外輪転動面29は、軸線O方向の中央に形成され、外周面24の径方向において溝部28と重なる位置に配置されている。
さらに、溝部28の断面形状を曲面に形成することにより、溝部28の底面に平坦部を有しない。これにより、溝部28を刃具で加工する際に、刃具の切削抵抗を小さく抑えることができ、溝部28の加工が容易になる。さらに、刃具の切削抵抗を小さく抑えることにより刃具の寿命を延ばすことができる。
加えて、溝部28は、外輪21の軸線O方向の中央に対して対称の形状に形成されている。外輪21の外周面24中央に溝部28がバランスよく形成されている。これにより、外輪21の変形や溝部28による外輪21の剛性低下が外輪転動面29に及ぼす影響を一層良好に抑制できる。
さらに、溝部28は、断面形状が曲面に形成されている。一方、外輪転動面29も断面形状が曲面に形成されている。すなわち、溝部28は外輪転動面29と同形状に形成されている。これにより、外輪21の焼入れなどの熱処理による変形の影響を一層少なく抑えることができる。
内輪22の外周面32における軸線O方向の中間部には、内輪転動面33が形成される。内輪転動面33は、転動体14の外表面に沿うように側面断面が円弧状に形成されている。内輪転動面33の断面における曲率半径は、転動体14の外表面の曲率半径と略同一か、若干大きくなるように形成される。内輪転動面33は、内輪22の外周面32の全周にわたって形成されている。内輪転動面33は、複数の転動体14の外表面が当接可能である。
第一の材料層43は、外輪21の外周面24のうち、軸線O方向の中央に射出成形によりインサート成形される。第一の材料層43は、第1外周面46、第1内周面47、一対の側面48,49を有する。以下、一対の側面48,49のうち一方の第1側面を第1側面48、他方の側面を第2側面49という。
第1側面48は、第1外周面46の一端と第1内周面47の一端とを連結し、軸受10の軸線O方向に対して交差するように形成された面である。第1側面48は、外周面24の第1端縁24aから軸線O方向において外周面24の中央側に間隔S1をおいて形成されている。第2側面49は、外周面24の第2端縁24bから軸線O方向において外周面24の中央側に間隔S1をおいて形成されている。
第一の材料層43は、外周面24に沿って硬質プラスチックで環状に形成されている。よって、第一の材料層43が冷却されて硬化する際の収縮により、第一の材料層43が外周面24に強固に取り付けられる。
第一の材料層43が溝部28に充填される。外周面24の溝部28に第一の材料層43の突部43aが充填されることにより、外周面24の溝部28と第一の材料層43の突部43aとを凹凸状に係合させることができる。
第一の材料層43が外輪21の外周面24に設けられた状態において、外周面24のうち、第一の材料層43の軸線O方向の両側部に位置する第1側部24cおよび第2側部24dが外部に露出されている。
外周面層52は、第一の材料層43の第1外周面46を覆う層である。第1側面層53は、外周面層52の一端部52aに連結され、第一の材料層43の第1側面48を覆う層である。第1側面層53は、外輪21の外周面24の第1側部24cに接触されている。 第2側面層54は、外周面層52の他端部52bに連結され、第一の材料層43の第2側面49を覆う層である。第2側面層54は、外輪21の外周面24の第2側部24dに接触されている。
すなわち、第二の材料層44の第1側面層53および第2側面層54で第一の材料層43の両側面(第1側面48、第2側面49)が挟み込まれている。
熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系(TPS)、オレフィン系(TPO)、塩ビ系(PPVC)、ウレタン系(TPU)、ポリエステル系(TPEE)が適用可能である。機械的強度、耐摩耗性の観点からウレタン系(TPU)、ポリエステル系(TPEE)、スチレン系(TPS)が好ましい。さらに好ましい熱可塑性エラストマーとしてポリエステル系(TPEE)が挙げられる。
ウレタン系(TPU)は、耐摩耗性に最も優れるが成形性に問題があり、吸湿性が高く充分な乾燥が必要である。さらに、アニール処理も必要であり、製造に時間がかかるとともに成形精度にも問題がある。また、ウレタン系は、機械的強度や耐摩耗性が熱可塑性エラストマー中で最も優れている。このため、ウレタン系は、被覆層18に機械的強度や耐摩耗性の特性が必要な場合に使用される。
熱融着とは、例えば、第二の材料層44の熱可塑性エラストマーが加熱により溶融して硬質プラスチック(第一の材料層43)に付着することをいう。
よって、2色成形時に効果を発揮する。また、また、ポリエステル系(TPEE)は、吸湿性も低く、成形性も良好なため軸受10の第二の材料層44の材料として最適である。
音(ノイズ)を抑えるという観点から、第二の材料層44のデュロ硬度Aは75~95が望ましい。例えば、デュロ硬度Aを92とすることにより、音(ノイズ)を良好に抑え、かつ、第二の材料層44の機械的強度や耐摩耗性を良好に確保するという観点から特に好ましい。デュロ硬度Aが75未満であると、第二の材料層44の機械的強度や耐摩耗性が問題となることが考えられる。
軟らかい材料とは、曲げ弾性率、硬度(例えば、デュロ硬度A(デュロメータ硬さA))が小さい材料をいう。
硬い材料とは、曲げ弾性率、硬度(例えば、デュロ硬度A(デュロメータ硬さA))が大きい材料をいう。
また、第二の材料層44の第1側面層53および第2側面層54で第一の材料層43の両側面(第1側面48、第2側面49)が挟み込まれている。よって、第二の材料層44が射出成形後に冷却して収縮することにより、第一の材料層43の第1側面48および第2側面49を、第二の材料層44の第1側面層53および第2側面層54で挟持できる。これにより、第二の材料層44を第一の材料層43に一層強固に係合させることができる。
よって、第1側面48に対する第1側面層53の接触面積が大きく確保されている。第2側面49に対する第2側面層54の接触面積が大きく確保されている。これにより、第二の材料層44が冷却して収縮することにより、第1側面48および第2側面49の全域を第1側面層53および第2側面層54で挟持できる。この結果、第二の材料層44を第一の材料層43に一層強固に係合させることができる。よって、第二の材料層44に軸線O方向の力や、外輪21の外周面24からめくられる方向の力がかかった場合でも、第二の材料層44が外輪21の外周面24から剥がれ難くできる。
また、第一の材料層43および第二の材料層44を、例えば2色成形で射出成形する際に、第一の材料層43の非晶性プラスチック、第二の材料層44の熱可塑性エラストマーを、ウレタンゴムのように金型内で長時間にわたり硬化させる必要がない。すなわち、第一の材料層43および第二の材料層44を射出成形する際に、ウレタンゴムのように金型内で長時間にわたり硬化させる工程を不要にできる。
これにより、外輪21の外周面24に被覆層18(第一の材料層43、第二の材料層44)が形成された軸受10を安価に大量に製造できる。
第一の材料層43や第二の材料層44を射出成形するために金型が用いられる。特に、第二の材料層44を射出成形する金型は、例えばゲートG1が第二の材料層44の第1側面層53に相当する位置に配置される。溶融された熱可塑性エラストマーがゲートG1から金型の内部(キャビティ)に充填されることにより、第一の材料層43および外周面24の第1側部24cおよび第2側部24dに第二の材料層44がインサート成形される。 金型のゲートG1を第1側面層53に相当する位置に設けることにより、熱可塑性エラストマーの充填個所を外周面層52の被覆外周面52cからずらすことができる。
このように、ゲートG1やパーティングラインPLを外周面層52の被覆外周面52cからずらすことにより、熱可塑性エラストマーをゲートG1から金型内に充填させる際に生じるバリや、パーティングラインPLにより生じるバリなどが外周面層52の被覆外周面52cに生じさせないようにできる。これにより、外周面層52の被覆外周面52cからバリを除去する後加工を不要にできる。
ここで、第1側面層53の外側面53bと第2側面層54の内周面54aとの間の間隔が被覆層18の幅寸法となる。被覆層18の幅寸法は、輪体12の幅寸法と同一に設定されている。
すなわち、小型の軸受の場合、例えば、被覆層を外周面に接着剤で接着すると接着剤の塗布ムラにより、接着剤を外周面に均一の厚さ寸法に塗布できないおそれがある。一方、小型の軸受の場合、被覆層の厚さ寸法が1.0mmより小さくなることが考えらえる。この状態において、接着剤が外周面に均一の厚さ寸法に塗布されていない場合、被覆層の硬度が不均一になることが考えられる。
このため、被覆層が被覆された小型の軸受で搬送物を搬送する場合や、被覆層を接触物に沿って転がり動作させる場合に、音(ノイズ)が発生したり、トルクムラの原因となるおそれがある。
これにより、軸受10を小型に形成した場合でも、搬送物を軸受10で搬送する場合や、接触物に沿って軸受10を転がり動作させる際に、音(ノイズ)の発生や、トルクムラの原因を抑えることができる。
なお、第1実施形態では、被覆層18(第一の材料層43、第二の材料層44)を外周面24に溶着のみで設ける例について、説明するが、軸受10の用途に応じて、例えば溶着に接着剤を併用させて被覆層18を外周面24に設けてもよい。
よって、第一の材料層43と第二の材料層44とを一層良好に熱融着することができる。これにより、第二の材料層44を第一の材料層43に一層強固に固定でき、第二の材料層44が外輪21の外周面24から脱落することを一層確実に防止できる。
表1は本発明の第二の材料層44にチタン酸カリウム繊維を含有させた状態の特性を示す表である。図2は第二の材料層44にチタン酸カリウム繊維を含有させた状態の特性を示すグラフである。
表1、図2において、チタン酸カリウム繊維を含有しない熱可塑性エラストマー(ポリエステル系(TPEE))をエラストマー(単体)として示す。チタン酸カリウム繊維を10wt%含有した熱可塑性エラストマーをエラストマー(10wt%)として示す。 また、チタン酸カリウム繊維を20wt%含有した熱可塑性エラストマーをエラストマー(20wt%)として示す。チタン酸カリウム繊維を30wt%含有した熱可塑性エラストマーをエラストマー(30wt%)として示す。
熱可塑性エラストマーにチタン酸カリウム繊維を10wt%、20wt%、30wt%含有することにより、引張り強さを12Mpaから13MPa,18MPa,23MPaと高くできる。
また、曲げ強さを4MPaから7MPa,9MPa,16MPaと高くできる。さらに、曲げ弾性率を0.05GPaから0.13GPa,0.21GPa,0.44GPaと高くできる。
さらに、図2、表1に示すように、熱可塑性エラストマーにチタン酸カリウム繊維を10wt%、20wt%、30wt%含有した状態において、熱可塑性エラストマーの摩耗量を12.5×10-3cm3から10.1×10-3cm3,7.0×10-3cm3,3.8×10-3cm3と減少させることができる。
なお、チタン酸カリウム繊維の含有量は、軸受10の用途に対応させて適宜選択する。
つぎに、第1実施形態の軸受10の変形例について説明する。
図3は、第1実施形態に係る軸受の変形例を示す側面図である。
図3に示すように、第1実施形態の軸受10として、第二の材料層44を熱可塑性エラストマーで形成する例について説明したが、その他の例として、第二の材料層44の被覆外周面に、歯車用の複数の歯57を形成することも可能である。これにより、軸受10を歯車55として用いることが可能になる。歯車55は、例えば、遊星歯車機構の内部の小さなプラネタリギア(遊星歯車)として用いることが可能である。
歯車55は、複数の歯57が熱可塑性エラストマーで形成されている。これにより、歯車55が噛み合う際に発生する駆動音を低減することが可能である。
また、複数の歯57を形成する第二の材料層44は、歯車55の耐摩耗性、機械的強度などを考慮してデュロ硬度Aが95を超えた熱可塑性エラストマーの使用も可能である。
図4に示すように、例えば、軸受10は移動体(駆動モジュール)1に取り付けられて車輪として用いられる。移動体1は、本体部2と、本体部2の両側に取り付けられた複数の軸受10とを備えている。複数の軸受10は、内輪22が支持軸3に取り付けられることにより固定されている。
支持軸3は本体部2に取り付けられている。内輪22が支持軸3に固定されることにより、外輪21および被覆層18が支持軸3に回転自在に支持されている。すなわち、複数の軸受10は車輪として用いられる。
外輪21に被覆層18が形成されているので、軸受10が接触物5を転がりながら移動する際に、被覆層18(特に、第二の材料層44)により音(ノイズ)を低減させることができる。また、外輪21の外周面24に被覆層18が強固に係合されているので、外輪21の外周面24から被覆層18が脱落することを防止できる。
このように、移動体1に複数の軸受10を備えることにより、耐久性を確保できるとともに低コストの移動体1を得ることができる。
また、その他の例として、軸受10を走行方向が旋回する自在車に適用してもよい。軸受10を自在車に適用することにより、移動体1の走行方向に対応させて軸受10を旋回させることができる。
このように、搬送装置に軸受10を備えることにより、耐久性を確保できるとともに低コストの搬送装置を得ることができる。
図5は、第2実施形態に係る軸受70の断面図である。
図5に示すように、軸受70は、第1実施形態の被覆層18を被覆層72に代えたもので、その他の構成は第1実施形態の軸受10と同様である。被覆層72は、第1実施形態の第一の材料層43、第二の材料層44を第一の材料層73、第二の材料層74に代えたものである。
第1側面78および第2側面79の傾斜角θ1は、90度未満に設定されている。すなわち、第一の材料層73は、外輪21の外周面24から径方向外側に向けて幅寸法W1が漸次大きくなるように形成されている。
よって、第二の材料層74が冷却により収縮する際に、第1側面層83(特に、第1内側面83a)を第1側面78に好適に食い込ませることができる。また、第2側面層84(特に、第2内側面84a)を第2側面79に好適に食い込ませることができる。
また、第2実施形態の軸受70によれば、第1実施形態の軸受10と同様に、外輪21の外周面24に被覆層72が形成された軸受70を大量に、かつ安価に製造することができる。
図6は、第3実施形態に係る軸受90の断面図である。
図6に示すように、軸受90は、第1実施形態の被覆層18を被覆層92に代えたもので、その他の構成は第1実施形態の軸受10と同様である。被覆層92は、第1実施形態の第一の材料層43、第二の材料層44を第一の材料層93、第二の材料層94に代えたものである。
これにより、第二の材料層94を第一の材料層93に強固に係合させることができる。
また、第3実施形態の軸受90によれば、第1実施形態の軸受10と同様に、外輪21の外周面24に被覆層92が形成された軸受90を大量に、かつ安価に製造することができる。
図7は、第4実施形態に係る軸受110の断面図である。
図7に示すように、軸受110は、第1実施形態の被覆層18を被覆層112に代えたもので、その他の構成は第1実施形態の軸受10と同様である。被覆層112は、第1実施形態の第一の材料層43、第二の材料層44を第一の材料層113、第二の材料層114に代えたものである。
第1側面層123は、第一の材料層113の第1側面118に接触されている。第2側面層124は、第一の材料層113の第2側面119に接触されている。
このように、第一の材料層113は、射出成形後に冷却して収縮することにより外輪21の外周面24に強固に固定される。また、第二の材料層114が第一の材料層113に強固に係合されている。
また、第4実施形態の軸受110によれば、第1実施形態の軸受10と同様に、外輪21の外周面24に被覆層112が形成された軸受110を大量に、かつ安価に製造することができる。
図8は、第5実施形態に係る軸受130の断面図である。
図8に示すように、軸受130は、第4実施形態の被覆層112を被覆層132に代えたもので、その他の構成は第4実施形態の軸受110と同様である。被覆層132は、第4実施形態の第二の材料層114を第二の材料層134に代えたもので、さらに第4実施形態と同様の第一の材料層113を備える。
第一の材料層113は、第4実施形態と同様に、射出成形後に冷却して収縮することにより外輪21の外周面24に強固に固定される。
第二の材料層134は、第一の材料層113の第1外周面116に強固に熱融着により係合されている。
これにより、第5実施形態の軸受130によれば、第二の材料層134を第一の材料層113を介して外輪21の外周面24に強固に係合させることができる。
図9は、第6実施形態に係る軸受140の断面図である。
図9に示すように、軸受140は、第1実施形態の被覆層18を被覆層142に代えたもので、その他の構成は第1実施形態の軸受10と同様である。被覆層142は、第1実施形態の第二の材料層44を第二の材料層144に代えたもので、さらに、第1実施形態と同様の第一の材料層43を備える。
被覆外周面147は、第1端部147aと、第2端部147bとを有する。被覆外周面147は、第1端部147aから第2端部147bまで外径が漸次小さくなるように湾曲状に形成されている。被覆外周面147は、外径が漸次小さくなるように直線状に形成してもよい。
これにより、外輪21の外周面24に被覆層142(第一の材料層43、第二の材料層144)をインサート成形した後、被覆外周面147からバリを除去する後加工を不要にできる。
また、第6実施形態の軸受140によれば、第1実施形態の軸受10と同様に、外輪21の外周面24に被覆層142が形成された軸受140を大量に、かつ安価に製造することができる。
図10は、第7実施形態に係る熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体150の断面図である。
図10に示すように、熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体150は、円筒部材152の外周面(すなわち、円形に形成された外面)153に被覆層154が形成されている。円筒部材152は、例えばステンレスなどの金属材料からなる。
被覆層154は、外周面153に形成された第一の材料層155と、第一の材料層155の第1外周面155aに形成された第二の材料層156とを備えている。
第7実施形態の熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体150によれば、第1実施形態の軸受10と同様に、第一の材料層155および第二の材料層156を円筒部材152の外周面153に強固に係合させることができる。これにより、被覆層154が円筒部材152の外周面153から脱落することを防止できる。
また、第7実施形態の熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体150によれば、第1実施形態の軸受10と同様に、円筒部材152の外周面153に被覆層154が形成された熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体150を大量に、かつ安価に製造することができる。
図11は、第8実施形態に係る熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体160の断面図である。
図11に示すように、熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体160は、平坦部材162の外面163に被覆層164が形成されている。平坦部材162は、例えばステンレスなどの金属材料からなる。
被覆層164は、外面163に形成された第一の材料層165と、第一の材料層165の外面163に形成された第二の材料層166とを備えている。
突起部171は、平坦部材162の外面163に形成された第一の材料層165で覆われる。第一の材料層165は、第1実施形態の第一の材料層43(図1参照)と同じ非晶性プラスチックで形成されている。第一の材料層165は、突起部171に係止されることにより、平坦部材162の外面163に強固に係止されている。
第二の材料層166は、外周面層175、第1側面層176および第2側面層177を有する。第二の材料層166の第1側面層176および第2側面層177で第一の材料層165の両側面(第1側面165b、第2側面165c)が挟み込まれている。よって、第二の材料層166が冷却して収縮することにより、第一の材料層165の第1側面165bおよび第2側面165cを第二の材料層166(第1側面層176、第2側面層177)で挟持できる。これにより、第二の材料層166を第一の材料層165に強固に係合させることができる。
また、第8実施形態の熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体160によれば、第1実施形態の軸受10と同様に、平坦部材162の外面163に被覆層164が形成された熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体160を大量に、かつ安価に製造することができる。
外輪21を非晶性プラスチックで形成することにより、非晶性プラスチック製の外輪21に第二の材料層(外周面層)44,74,94,114,134,144,156,166を直接形成できる。これにより、第一の材料層43,73,93,113,155,165を除去でき、構成の簡素化が図れる。
また、外輪21と、第一の材料層43,73,93,113,155,165とを硬質プラスチック(非晶性プラスチック)で一体に形成してもよい。これにより、第1実施形態~前記第6実施形態と同様の効果が得られる。
円筒部材152、平坦部材162を非晶性プラスチックで形成することにより、非晶性プラスチック製の円筒部材152、平坦部材162に第二の材料層156,166を直接形成できる。これにより、第一の材料層155,165を除去でき、構成の簡素化が図れる。
また、円筒部材152や平坦部材162と、第一の材料層155,165とを硬質プラスチック(非晶性プラスチック)で一体に形成してもよい。これにより、第7実施形態~前記第86実施形態と同様の効果が得られる。
図12は、本発明の変形例に係る軸受の断面図である。
図12に示すように、ゲート径D1が大きいゲートG2から充填する熱可塑性エラストマーで軸受10の第二の材料層44を成形することも可能である。
ゲートG2は、第二の材料層44の肉厚寸法T3よりゲート径D1が大きく開口されている。さらに、ゲートG2は、第一の材料層43と第二の材料層44との両方に軸線方向で重なるように配置されている。
ゲートG2から金型の内部(キャビティ)に熱可塑性エラストマーが充填されることにより、第一の材料層43および外周面24の第1側部24cおよび第2側部24dに第二の材料層44がインサート成形される。
さらに、第一の材料層43(具体的には、第1側面層53)の外側面53bに大きな圧力で熱可塑性エラストマーを充填することができる。これにより、第一の材料層43と第二の材料層44との両層の密着力を高めることができる。
前記第1実施形態~第7実施形態では、軸受10,70,90,110,130,140の被覆層18,72,92,112,132,142,154,164を回転摺動とする用途について説明したが、これに限らない。その他の例として、他の部材と軸受10,70,90,110,130,140とを固定する部材(Oリング代替)や、電食を防止するための絶縁部材としても適用可能である。
これにより、軸受を駆動する際の音(ノイズ)の低減を図り、さらに、軸受の耐摩耗性、耐久性に優れた軸受が実現できる。
被覆層18…の幅寸法を小さくすることにより、被覆層18…を成形する材料の使用量を削減でき、被覆層18…の第二の材料層(すなわち、外周面層)の接触面積を減らすことにより音(ノイズ)の低減を図ることができる。
18,72,92,112,132,142,154,164…被覆層
21………外輪
24,153…外周面(円形に形成された外面)
28………溝部
43,73,93,113,155,165…第一の材料層
44,74,94,114,134,144,156,166…第二の材料層(外周面層)
46,76,96,116,155a…第1外周面(第一の材料層の外面)
52,82,122,146,175…外周面層
53,54,83,84,123,124,176,177…第1、第2の側面層(一対の側面層)
163……外面
165a…第一の材料層の外面(第一の材料層の外面)
171……突起部
Claims (11)
- 円筒状の部材の外周面に被覆層を備え、
前記被覆層は、熱可塑性エラストマーが熱融着されることにより形成される外周面層を有し、
前記被覆層は、
前記外周面に、非晶性プラスチックからなる第一の材料層と、
前記第一の材料層の外面にチタン酸カリウム繊維を含有する前記熱可塑性エラストマーが熱融着されることにより前記被覆層の外周面を形成する前記外周面層としての、熱可塑性エラストマーからなる第二の材料層と、を備え、
前記第二の材料層は、前記第一の材料層よりも軟らかい材料であることを特徴とする熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体。 - 凹凸を有する外面に形成される被覆層を備え、
前記被覆層は、熱可塑性エラストマーが熱融着されることにより形成される外周面層を有し、
前記被覆層は、
前記外面に、非晶性プラスチックからなる第一の材料層と、
前記第一の材料層の外面に前記熱可塑性エラストマーが熱融着されることにより前記被覆層の外周面を形成する前記外周面層としての、熱可塑性エラストマーからなる第二の材料層と、を備え、
前記第二の材料層は、前記第一の材料層よりも軟らかい材料であることを特徴とする熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体。 - 前記外周面は、軸受が備える外輪の外周面であり、前記外輪の外周面に被覆層が形成されることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体。
- 前記外輪の前記外周面には周方向に延びる溝部が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体。
- 前記第二の材料層は、
前記第一の材料層の外面を覆う外周面層と、
前記外周面層に連結されて、前記第一の材料層の軸線方向両側面を覆う一対の側面層と、を有することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体。 - 前記第二の材料層の一対の側面層は、前記外輪の外周面に接触していることを特徴とする請求項5に記載の熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体。
- 前記第一の材料層は、前記外周面から径方向外側に向けて幅寸法が漸次大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体。
- 円筒状の軸受が備える外輪の外周面に被覆層を備え、
前記外輪は非晶性プラスチックで形成され、
前記被覆層は、前記外輪の外周面にチタン酸カリウム繊維を含有する熱可塑性エラストマーが熱融着されることにより前記被覆層の外周面を形成する外周面層を備え、
前記外周面層は、前記外輪よりも軟らかい材料であることを特徴とする熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体。 - 前記第二の材料層の外側面にはゲート跡が設けられ、
軸線方向からみたときの前記ゲート跡は、外形が前記第二の材料層の肉厚寸法より大きく形成され、前記第二の材料層と前記第一の材料層との両方に軸線方向で重なるように配置されることを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体を複数有し、前記熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体は軸受であり、前記複数の軸受の内輪を本体部に固定し、前記複数の軸受の前記被覆層を接触物に接触させた状態とし、前記被覆層並びに前記被覆層が固定された前記外輪が前記接触物に対して転がる車輪として機能することを特徴とする移動体。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体を一対有し、前記熱可塑性エラストマー被覆層付き構造体は軸受であり、夫々の前記被覆層同士を隣接して配置し、前記軸受の内輪が支持軸に取り付けられ、前記外輪および前記被覆層が回転することにより、一対の前記被覆層間に挟み込まれた搬送物を搬送することを特徴とする搬送装置。
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