JP3735577B2

JP3735577B2 - 軸受ホルダおよびその射出成形方法

Info

Publication number: JP3735577B2
Application number: JP2002030892A
Authority: JP
Inventors: 久弥中川
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2016-04-10
Also published as: JP2002303331A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＶＴＲ等のキャプスタンモータの出力回転軸を軸受を介して回転自在に支持している射出成形品からなる軸受ホルダに関するものである。また、本発明は、このような軸受ホルダの射出成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＶＴＲキャプスタンモータ等においては、その出力回転軸を軸受部材を介して回転自在に支持した軸受ホルダを備え、この軸受ホルダの外周面にモータロータが取付けられた構造のものが知られている。例えば、本願人の出願である実開平２−４１６４６号公報には、このような軸受ホルダを備えた形式のＶＴＲキャプスタンモータが開示されている。
【０００３】
この公開公報に開示されている軸受ホルダでは、その一方の軸端部分に形成されている外方に広がっている鍔部に対して、そこに開けた貫通ねじ孔を利用して、ねじによってモータのステータコアが固定されている。また、この軸受ホルダの中心孔内には一対の軸受メタルを介してシャフトが回転自在に支持されている。
【０００４】
この形式の軸受ホルダとしては射出成形法による成形品が多く使用されている。このような軸受ホルダの成形は、成形金型のキャビティにおける軸受ホルダの外周面を規定する部分に配置した複数のゲートから、当該キャビティ内に成形材料を射出することによって成形される。例えば、３点ピンゲートを採用して成形材料を射出している。
【０００５】
また、軸受ホルダの軸孔を成形するために、成形金型内に、軸線方向に２分割可能な金型コアを配置している。脱型後に、軸受ホルダの両側の軸端からこれらの金型コアが引き抜かれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように成形される軸受ホルダにおいては、上記の公開実用新案公報に開示されているように、両側の軸端部分において軸孔を規定している外周壁の壁厚が異なっているのが普通である。このように肉厚が異なっていると、射出した成形材料が硬化する過程で両側の軸端部分でひけ量が異なってしまい、成形精度が不十分になるおそれがある。この結果、成形後の軸受ホルダの軸孔の内径真円度や円筒度の精度が目標とする精度に満たないおそれがある。
【０００７】
本発明の課題は、この点に鑑みて、従来に比べて精度良く成形できる構成を備えた軸受ホルダを提案することにある。また、本発明の課題は、従来に比べて精度良く軸受ホルダを成形することの可能な軸受ホルダの射出成形方法を提案することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、出力回転軸の軸孔を備え、当該軸孔の内周面に保持した軸受部材を介して前記出力回転軸を回転自在に支持する射出成形品である軸受ホルダにおいて、
軸受ホルダの軸線方向における一端側に位置する出力側軸端と、他端側に位置する反出力側軸端とを有し、
前記反出力側軸端には環状の突出部分が形成されており、
この環状の突出部分には前記軸線方向の厚さが薄い薄肉部分と、当該薄肉部分に比べて前記軸線方向の厚さが厚い厚肉部分とが含まれており、
前記軸受部材には、前記軸孔の前記出力側軸端の側の軸端開口から圧入された第１の軸受部材と、前記反出力側軸端の側の軸端開口から圧入された第２の軸受部材とが含まれており、
前記反出力側軸端の側には、前記軸孔と同心状に環状の肉盗みが形成されていることを特徴としている。
【０００９】
本発明の軸受ホルダでは、環状の突出部分が形成されているために他方の出力側軸端部分よりも肉厚が厚くなっている反出力側軸端部分に環状の肉盗みを形成してあるので、出力側軸端と反出力側軸端の軸孔周りの肉厚を実質的に等しくすることができ、従って、成形材料が硬化する過程で両側の軸端部分でのひけ量をほぼ等しくすることができる。この結果、得られる軸受ホルダの軸孔の円筒度、真円度の精度の低下を防止できる。
【００１０】
また、肉厚の厚い側の軸端部分は、環状の肉盗みによって剛性が低くなっている。よって、軸受部材の圧入は困難ではなく、他方の薄肉の出力側軸端の側と同様に行なうことができる。
【００１１】
ここで、反出力側軸端の側に形成されている環状の突出部分は、前述の公開実用新案公報に開示の軸受ホルダにおけるように、一般にモータのステータコアなどをねじ止めするための部分等として利用される。従って、本発明の軸受ホルダの典型的な例では、前記記環状の突出部分における前記薄肉部分には、前記軸線方向に平行に延びる貫通孔を形成し、前記厚肉部分には、前記軸線方向に平行に延びていると共に前記出力側軸端の側に開口している盲孔を形成した構成とされる。この場合、前記環状の肉盗みは、前記貫通孔および前記盲孔と、前記軸孔との間の位置に形成すればよい。
【００１２】
また、前記環状の肉盗みの深さ寸法は、前記第２の軸受部材が圧入される軸線方向の深さに相当する寸法とすることが望ましい。
【００１３】
次に、本発明は上記構成の軸受ホルダの射出成形方法であって、当該軸受ホルダに対応する成形型キャビティ内に、前記軸孔の内周面形状に対応するテーパ付き外周面を備えた成形型コアを配置し、前記軸受ホルダの軸端を規定する前記キャビティの部分から当該キャビティ内に向けて成形材料を軸線方向に射出することを特徴としている。
【００１４】
本発明においては、成形型キャビティ内に対してその軸端側から成形材料を射出している。すなわち、センタゲート方式を採用している。このように成形材料を射出した場合には、従来におけるキャビティ外周側からピンゲート方式により成形材料の射出を行なう場合に比べて、得られる軸受ホルダの軸孔の真円度および円筒度の精度を改善できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１および図２には、本発明を適用したＶＴＲキャプスタンモータの軸受ホルダの例を示してある。これらの図において、図１は軸受ホルダに出力回転軸が装着された状態の概略断面図であり、図２（Ａ）乃至（Ｄ）は軸受ホルダのみを示す図である。
【００１７】
軸受ホルダ１は、その中心に軸孔２を備え、全体として円筒形状をしている。この軸受ホルダ１において、一方の軸端３が出力側軸端であり、他方の側の軸端４が反出力側軸端である。この軸孔２には、両側の軸端開口から同一形状のリング状の軸受部材５、６が圧入されている。そして、これらの軸受部材５、６を回転自在の状態で出力回転軸７が貫通している。
【００１８】
ここで、反出力側軸端４には環状の突出部分４Ａが形成されており、従って、出力側軸端３における軸孔外周壁の厚さｔ１３よりも格段に肉厚となっている。この環状の突出部分４Ａは、軸線方向の厚さが薄い薄肉部分４Ｂが形成されていると共に、当該薄肉部分４Ｂに比べて軸線方向の厚さが厚い厚肉部分４Ｃが円周方向に向けて一定の角度間隔で３箇所形成されている。また、薄肉部分４Ｂにはここを軸線方向に貫通している貫通孔４Ｄが一定の角度間隔で３箇所に形成されており、各厚肉部分４Ｃには、出力側軸端３の側に開口している軸線方向に延びる盲孔４Ｅが形成されている。
【００１９】
次に、軸孔２の内周面２１は、出力側軸端３の側の軸孔内径Ｄ３に比べて反出力側軸端４の軸孔内径Ｄ４が僅かに小さくなるように、軸線方向に向けて僅かにテーパが付いた形状に成形されている。また、反出力側軸端４の側には、同心状に環状の肉盗み１１が形成されている。この肉盗み１１は、突出部分４Ａにおいて、貫通孔４Ｄおよび盲孔４Ｅよりも内側の位置に形成されている。すなわち、これらの孔と軸孔２の間に位置している。この肉盗み１１によって、反出力側軸端４の軸孔外周壁１２の厚さｔ１２は、出力側軸端３の軸孔外周壁１３の厚さｔ１３よりも薄くなっている。
【００２０】
図３（Ａ）には、本例の軸受ホルダ１の射出成形に使用する成形金型の縦断面を示してある。軸受ホルダ１を成形するためのキャビティ１００は、分割金型である上型１０１および下型１０２を閉じることにより区画形成される。上型１０１および下型１０２はそれぞれダイ１０３、１０４に固定されている。これらのダイ１０３および１０４は不図示の型締め機構によって駆動されて、型締め、型開きの動作が行なわれる。
【００２１】
本例では、上型１０１の側に軸受ホルダ１の反出力側軸端４に対応する型面が形成され、他方の下側１０２には、それ以外の軸受けホルダ１の部分の型面が形成されている。キャビティ１００の内部には、その軸線方向に向けて、軸受ホルダ１の軸孔２を成形するための成形型コアとしてのセンタピン１１０がインサートされている。このセンタピン１１０の上型側の軸端面には、センタゲートであるフィルムゲート１２０が同軸状態に当接している。
【００２２】
図３（Ｂ）に示すように、このフィルムゲート１２０は、射出口１２１が円形外周面に沿って形成されており、その幅は約０．１ｍｍから約１．５ｍｍである。この射出口１２１から、成形材料が、キャビティ１００の内部に向けて当該キャビティの軸線方向に射出される。
【００２３】
再び、図３（Ａ）を参照して説明すると、フィルムゲート１２０の射出口１２１の外周側において、上型型面には、軸線方向に向けて突出した円環状の突起１４０が形成されている。この突起１４０は、軸受ホルダ１の反出力側軸端４の部分に環状の肉盗み１１を形成するためのものである。
【００２４】
センタピン１１０の外周面１１１と、突起１４０の内周面１４１の間隔は、軸受ホルダ１の反出力側軸端部分の軸孔外周壁１２の肉厚ｔ１２に対応している。同様に、下型の側における軸受ホルダ１の出力側軸端３の外周壁１３に対応するセンタピン外周面１１１と下型型面部分１１３の間隔は、当該外周壁１３の肉厚ｔ１３に対応している。
【００２５】
さらに、センタピン１１０は、軸孔内周面２１に対応して、上型１０１の側から下型１０２の側に向けて外径が太くなるように、軸線方向に沿ってテーパを付けてある。すなわち、抜き勾配を付けてある。
【００２６】
このように、センタピン１１０をインサートした状態で上型１０１および下型１０２を型締めして、フィルムゲート１２０の射出口１２１から成形材料をキャビティ１００内に射出する。成形材料はキャビティ内を軸線方向に向けて流れて、その内部を充填する。センタゲート方式により成形材料を射出しているので、従来のようなピンゲート方式を採用する場合に比べて、成形された軸受ホルダ１の軸孔２の真円度および円筒度を改善できる。
【００２７】
キャビティ内に射出した成形材料が十分に硬化した後に脱型作業を行なう。この作業においては、成形品から引き抜く必要のあるセンタピン１１０は、抜き勾配が付いている。したがって、図３（Ａ）において矢印で示す方向にセンタピン１１０を引き抜けば、換言すると、センタピン１１０をその太い軸端側から引き抜けば、成形品からセンタピン１１０を簡単に引き抜くことができる。また、このように抜き勾配が付いているので、引抜き時に成形品の軸孔２の内周面２１を傷付けてしまうこともない。
【００２８】
次に、図４（Ａ）に示すように、得られた成形品１Ａにはゲート部分１Ｂが一体成形された状態にある。この成形品１Ａは、例えば、図４（Ｂ）に示すように、ダイ１５１に乗せて、軸孔２に通したパンチ１５２によって切り取る。この結果、図２に示す形状の軸受ホルダ１を得ることができる。
【００２９】
ここで、このようなゲートカット後に、その切断部分にバリが多少残る可能性がある。そこで、本例では、成形される軸受ホルダ１の反出力側軸端４の側にフィルムゲート１２０を設けてある。この理由は、軸受ホルダ１において、軸受性能に対する寄与率が、軸受ホルダの出力側軸端３よりも反出力側軸端４の側の方が小さいためである。
【００３０】
また、本例では、図４（Ａ）から分かるように、フィルムゲート１２０の射出口１２１が、軸受ホルダ１の反出力側軸端４の外壁部分１２の内周縁に丁度面するように、設置してある。このようにすれば、ゲートカット時において、外壁部分１２の内周縁の部分がゲートカット時に一緒に切り取られる。このために、軸孔２の内周面２１にバリが残ることがない。これに対して、例えば、図４（Ｃ）に示すように、ゲート射出口１２１が軸孔２の内周面２１に位置している場合には、ゲートカット後において、内周面２１に内側に向けて突出したバリが残るおそれがある。このようなバリが残ると、軸受部材６（図１参照）の圧入部分の寸法精度を確保できなくなる。この場合には、更に、バリ取りのための別加工を行なう必要ができてしまう。
【００３１】
なお、このようにして成形された軸受ホルダ１において、そこに形成される環状の肉盗み１１の厚さは例えば０．５ｍｍ以上であり、その深さは軸受部材６（図１参照）が圧入される軸線方向の深さに相当する長さ、例えば３ｍｍ以上必要である。
【００３２】
成形された軸受ホルダ１は、図１に示すように、その軸端両側から軸受部材５、６が圧入されて、出力回転軸７を回転自在に支持した状態に設置される。ここで、軸受ホルダ１では、その軸孔内周面２１には軸線方向にテーパが付いている。したがって、軸孔２の反出力側軸端４の側の内径Ｄ４が、他方の出力側軸端３の側の内径Ｄ３よりも小さくなっている。
【００３３】
したがって、軸孔２内に両側の軸端３、４から圧入するリング状の軸受部材５、６の圧入代は、内径の小さい軸端４の側が大きくなる。しかし、この軸端４の側に形成した環状の肉盗み１１によってその部分の剛性が低くなっている。よって、軸受部材６の圧入は困難ではなく、他方の側と同様に行なうことができる。また、軸受部材５、６を圧入した後の軸孔内径は両側の軸端部分でほぼ同一に仕上がる。
【００３４】
表１には、本発明によって成形した軸受ホルダ１と、従来の成形法によって成形した軸受ホルダの寸法精度の比較結果の例を示してある。この表に示すように、軸孔の同軸度、内径真円度は誤差が約半分に減少した。また、軸孔の円筒度も改善されたことが分かる。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の軸受ホルダでは、出力側軸端部分よりも肉厚が厚くなっている環状の突出部分が形成されている反出力側軸端部分に環状の肉盗みを形成してあるので、出力側軸端と反出力側軸端の軸孔周りの肉厚を実質的に等しくすることができ、従って、成形材料が硬化する過程で両側の軸端部分でのひけ量をほぼ等しくすることができる。この結果、得られる軸受ホルダの軸孔の円筒度、真円度の精度の低下を防止できる。
【００３７】
また、肉厚が厚くなっている反出力側軸端の軸孔外周壁部分は、環状の肉盗みによって剛性が低くなっている。よって、軸受部材の圧入を他方の肉厚の薄い出力側軸端部分と同様に容易に行なうことができる。
【００３８】
次に、本発明の軸受ホルダの射出成形方法では、成形型キャビティ内に対してその軸端側から成形材料を射出している。すなわち、センタゲート方式を採用している。このように成形材料を射出した場合には、従来におけるキャビティ外周側からピンゲート方式により成形材料の射出を行なう場合に比べて、得られる軸受ホルダの軸孔の真円度および円筒度の精度を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＶＴＲキャプスタンモータ等に使用する軸受ホルダの縦断面図である。
【図２】（Ａ）ないし（Ｄ）は、それぞれ、図１の軸受ホルダを示す出力側軸端の端面図、側面図、反出力側軸端の端面図および縦断面図である。
【図３】（Ａ）は図１の軸受ホルダの射出成形に用いる成形金型の概略縦断面図、（Ｂ）はそのフィルムゲートの部分を取り出して示す説明図である。
【図４】（Ａ）は成形品に形成されているゲート部分を示す説明図、（Ｂ）はゲート部分の切断を示す説明図、（Ｃ）はゲート部分を軸孔内周面に形成したときに弊害を示すために説明図である。
【符号の説明】
１軸受ホルダ
２軸孔
２１軸孔内周面
３出力側軸端
Ｄ３出力側軸端の外壁部分の厚み
４反出力側軸端
４Ａ環状の突出部分
４Ｂ薄肉部分
４Ｃ厚肉部分
４Ｄ貫通孔
４Ｅ盲孔
Ｄ４反出力側軸端の外壁部分の厚み
５、６軸受部材
７出力回転軸
１１環状の肉盗み
１２反出力側軸端の外壁部分
ｔ１２反出力側軸端の外壁部分の厚み
１３出力側軸端部分の外壁部分
ｔ１３出力側軸端部分の外壁部分の厚み
１００成形金型
１１０センタピン
１２０フィルムゲート

Claims

出力回転軸の軸孔を備え、当該軸孔の内周面に保持した軸受部材を介して前記出力回転軸を回転自在に支持する射出成形品である軸受ホルダであって、
軸受ホルダの軸線方向における一端側に位置する出力側軸端と、他端側に位置する反出力側軸端とを有し、
前記反出力側軸端には環状の突出部分が形成されており、
この環状の突出部分には前記軸線方向の厚さが薄い薄肉部分と、当該薄肉部分に比べて前記軸線方向の厚さが厚い厚肉部分とが含まれており、
前記軸受部材には、前記軸孔の前記出力側軸端の側の軸端開口から圧入された第１の軸受部材と、前記反出力側軸端の側の軸端開口から圧入された第２の軸受部材とが含まれており、
前記反出力側軸端の側には、前記軸孔と同心状に環状の肉盗みが形成されていることを特徴とする軸受ホルダ。
請求項１において、
前記環状の突出部分における前記薄肉部分には、前記軸線方向に平行に延びる貫通孔が形成され、前記厚肉部分には、前記軸線方向に平行に延びていると共に前記出力側軸端の側に開口している盲孔が形成されており、
前記環状の肉盗みは、前記貫通孔および前記盲孔と、前記軸孔との間の位置に形成されていることを特徴とする軸受けホルダ。
請求項１または２において、
前記環状の肉盗みの深さ寸法は、前記第２の軸受部材が圧入される軸線方向の深さに相当することを特徴とする軸受ホルダ。
請求項１に記載の軸受ホルダの射出成形方法であって、
当該軸受ホルダに対応する成形型キャビティ内に、前記軸孔の内周面形状に対応するテーパ付き外周面を備えた成形型コアを配置し、前記軸受ホルダの軸端を規定する前記キャビティの部分から当該キャビティ内に向けて成形材料を軸線方向に射出することを特徴とする軸受ホルダの射出成形方法。