JP4298713B2

JP4298713B2 - 球面滑り軸受

Info

Publication number: JP4298713B2
Application number: JP2006056613A
Authority: JP
Inventors: 芳美伊藤
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2026-03-02
Also published as: JP2007232145A

Description

この発明は、球面滑り軸受に関し、主として無給油式球面滑り軸受における樹脂ライナに関するものである。

従来から知られている無給油式球面滑り軸受は、図４に示したように、外輪１、内輪２及び前記外輪１の内面に形成され内輪２に対し滑り接触するすき間３をおいて形成された樹脂ライナ４とからなる（特許文献１）。前記の樹脂ライナ４は、滑り性の良好な樹脂（例えば、ポリアミド樹脂等）を内外輪間に注入して射出成形され、その後、誘導加熱等により加熱して内径を広げ内輪２の外周面との間のすき間出しを行なう。そのすき間出しにより内輪２の外周面と樹脂ライナ４の内面間に均一なすき間３が形成され、使用時はそのすき間３の部分で滑り接触を生じて外輪１と内輪２が相対回転するようになっている。

前記外輪１の両内側縁８は円弧面ではなく平坦面に形成され、その分樹脂ライナ４の肉が若干厚くなっているが、外輪１の両内側縁８にこのような平坦面を設けるのは、外輪１を内輪２にいわゆるカチ込みによって組み付ける場合のカチ込み代を適当な大きさに設定するためである。

前記のような球面滑り軸受が劣悪な環境で使用される場合、ごみや泥水などが前記のすき間３から浸入することがある。ごみ等が浸入するとライナ層の劣化やはみ出しが起こり、ライナの耐久性が著しく低下する。このため、従来から防塵用シールを装着することが行なわれている。

図５は防塵用シールを装着した球面滑り軸受の一例であり、外輪１の両側縁にその内面と側面に開放された断面逆Ｌ形の装着溝５が形成され、その装着溝５に装着されたシール６が内輪２の外周面に密着される。
特開平７−４２７２９号公報（図３、段落０００３、０００４）

前記のようなシール６を装着することにより、ごみ等の浸入を防ぐことはできるが、樹脂ライナ４の成形時やすき間出し工程の誘導加熱により樹脂の一部が装着溝５にはみ出すことがあると、はみ出した樹脂に邪魔され、シール６を正しい位置に装着することができず、シール性が損なわれることがある。そのような不都合を解消するために装着溝５にはみ出した樹脂を旋削加工で除去しようとすると、装着溝５が外輪１の内径面に形成されているため旋削作業が困難であり、特に小サイズの軸受においては著しく困難であった。

また、球面滑り軸受の用途によってはシール６が不要な形式もあるので、従来はシール付き形式用の成形金型と、シール無し形式用の成形用金型の２種類のものが必要であり、さらに、シール６は樹脂ライナ４とは別部品で構成されていたので、樹脂ライナ４のほかにシール６を別途製作する必要があり製品のコスト高の要因となっていた。

そこでこの発明は、以上のような従来の球面滑り軸受の問題にかんがみ、製作時の作業性が良好であり、また部品点数の削減等により低コスト化を図った球面滑り軸受を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明は、図１（ａ）（ｂ）に示したように、外輪１１、内輪１２及び前記外輪１１の内面に形成され内輪１２に対し滑り接触するすき間１３をおいて形成された樹脂ライナ１４とからなる球面滑り軸受において、前記外輪１１の両側縁に内面側と側面側に開放された周溝１５が形成され、前記樹脂ライナ１４の両側部に内輪１２の外周面に対し前記のすき間１３を、かつ前記周溝１５に該樹脂ライナ１４の樹脂が充填されて形成された厚肉部１６を有する構成を採用した。

前記構成の球面滑り軸受はシール無し形式のものであるが、樹脂ライナ１４は後述のシール付き形式のものと同一の金型を用いて成形される。前記の周溝１５は、従来のシール装着溝５（図５参照）と同程度の深さをもって形成されるものであり、その結果、厚肉部１６は他の樹脂ライナ１４の部分の厚さより数倍厚く形成される。シール無し形式の場合は、この厚肉部１６も樹脂ライナ１４としての作用を行う。

後述のシール付き形式の場合は、図１（ｂ）に一点鎖線で示したように、厚肉部１６に傾斜溝１７が形成され、その傾斜溝１７の溝底の薄肉部１８の外側縁に沿ってシール部２０が一体に形成される。傾斜溝１７に装着された締付けリング１９によってシール部２０が圧縮され、内輪１２に密着される。

図２（ａ）（ｂ）は、前記の傾斜溝１７が形成され、該傾斜溝１７の溝底部分が弾性変形可能な薄肉部１８となり、その薄肉部１８の外側縁に沿ってシール部２０が形成された中間品を示す。この中間品のままシール無し形式の球面滑り軸受として使用することができる。傾斜溝１７は樹脂ライナ１４の成形時に同時に成形してもよく、また図１のような厚肉部１６を成形したのち、旋削により形成してもよい。この場合の旋削は、外輪１１の側面に露出した厚肉部１６の側面に施すものであるから、容易に行うことができる。

図３（ａ）（ｂ）に示したものは、前記の傾斜溝１７に締付けリング１９が装着され、その締付け力により圧縮されたシール部２０が内輪１２の外周面に密着される。

以上のように、この発明の球面滑り軸受は、樹脂ライナの両側面に滑り接触するすき間を設けて厚肉部を形成したものであるから、シール無し形式の球面滑り軸受として使用することができる。また、その厚肉部に傾斜溝を設けるとともにその傾斜溝の溝底の薄肉部に沿ってシール部を形成し、その傾斜溝に締付けリングを装着することにより、シール付き形式の球面滑り軸受として使用することができる便利さがある。また、いずれの形式の場合も樹脂ライナの成形金型を共用することができ、さらに、シール付き形式の場合において独立した部品としてシール部材が不要となるので、製作コストの低減を図ることができる。

前記の傾斜溝を旋削によって形成する場合、はみ出した樹脂の除去と傾斜溝の旋削とを同時に行うことができ、また旋削は外輪の側面に露出した厚肉部の側面に施すことができるので、旋削作業を容易に実施することができる。また、シール付き形式の場合、樹脂ライナと一体にシール部が形成されるので、シール外れが起こらない利点もある。

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

図１（ａ）（ｂ）に示した実施例１の球面滑り軸受は、従来の場合と同様に外輪１１、内輪１２及び前記外輪１１の内面に形成され内輪１２に対し滑り接触するすき間１３をおいて形成された樹脂ライナ１４とからなる構成を基本的構成とする。

前記外輪１１の内周面には、樹脂ライナ１４のアンカ２２を形成するための小凹部２３が多数形成される。また、外輪１１の両側縁に内面側と側面側に開放された周溝１５がそれぞれ形成される。各周溝１５の径方向の底面に若干の逆テーパθが付与され、周溝１５に融着された樹脂ライナ１４の外側方への抜け出しを防止している。周溝１５の径方向の深さは、前述した従来例（図４参照）の内側縁８より相当深く、従来の装着溝５（図５参照）と同程度である。

樹脂ライナ１４は、ポリアミド樹脂等の滑り性良好な熱可塑性樹脂を成形したものである。その成形においては外輪１１と内輪１２を組み合わせた状態で成形金型に入れ、その成形金型を通じて外輪１１と内輪１２のすき間に樹脂を注入して射出成形を行う。外輪１１の小凹部２３にも樹脂が充填されアンカ２３となり、また、周溝１５にも樹脂が充填され、厚肉部１６となる。離型後従来と同様に誘導加熱を施すことにより内輪１２の外周面と樹脂ライナ１４の間に一定のすき間１３が形成される。樹脂ライナ１４と一体の肉厚部１６の部分にも同様のすき間１３が形成される。厚肉部１６の側面に外輪１１の側面からはみ出した部分が生じた場合は、外部から旋削することにより削り落す。シール無し形式の場合は以上の構成で使用に供される。

図２（ａ）（ｂ）に示した実施例２の球面滑り軸受は、前記実施例１の厚肉部１６の側面から、樹脂ライナ１４の内面に向かって傾斜溝１７を全周に渡り形成したものである。傾斜溝１７の底面となる樹脂ライナ１４の部分は、その両側の部分より薄くなった薄肉部１８が形成される。薄肉部１８の外側縁に沿ってシール部２０が一体に形成される。前記の傾斜溝１７は、樹脂ライナ１４の成形と同時に形成してもよいが、成形後に旋削加工によって形成してもよい。傾斜溝１７を旋削加工する際に実施例１で述べた成形後の樹脂のはみ出し部の除去が同時に行われる。

実施例２のその他の部分は実施例１の場合と同様であり、傾斜溝１７に締付けリング１９を装着することなく、そのままの状態でシール無し形式として使用することができるが、次に述べる実施例３のシール付き球面滑り軸受の中間品ともなる。

実施例３の中間品としては、薄肉部１８の厚さａは、0.3〜0.4ｍｍ程度が適当である。それより厚いと変形量が少なく、次に述べる実施例３のシール部２０のシール作用が不十分となる。逆にこれより薄いと締付けリング１９の装着時に溝底に亀裂が入る。

図３（ａ）（ｂ）に示した実施例３の球面滑り軸受は、実施例２で述べた中間品の傾斜溝１７に締付けリング１９を装着して薄肉部１８を締付け、その薄肉部１８から外側に添った部分のシール部２０を圧縮させて内輪１２の外周面に密着させるようにしたものである。シール部２０は傾斜溝１７の一方の溝壁に沿って若干立ち上がり断面三角形をなすので、溝底に装着された締付けリング１９の脱落を防止する。

締付けリング１９としては、図３（ｃ）に示したように、切り目２４を有するスプリットリングを使用することができ、これを装着した場合の応力σが、下記計算式（１）においてσ≧0.5kgf／ｍｍ^２となるものを使用する。

σ＝ΔＥｅ／３πＲ^２……（１）
ここに、Δ：（ｄ_１−ｄ）×π
ｄ_１：締付リング１９の外径
ｄ：締付リング１９の内径
Ｅ：縦弾性係数（１×１０^４kgf／ｍｍ^２）
ｅ：締付けリング１９の断面径
Ｒ：締付けリング１９の平均半径

（ａ）実施例１の一部断面図、（ｂ）（ａ）図の一部拡大断面図（ａ）実施例２の一部断面図、（ｂ）（ａ）図の一部拡大断面図（ａ）実施例３の一部断面図、（ｂ）（ａ）図の一部拡大断面図、（ｃ）締付けリングの側面図（ａ）従来例の一部断面図、（ｂ）（ａ）図の一部拡大断面図（ａ）他の従来例の一部断面図、（ｂ）（ａ）図の一部拡大断面図

符号の説明

１１外輪
１２内輪
１３すき間
１４樹脂ライナ
１５周溝
１６厚肉部
１７傾斜溝
１８薄肉部
１９締付けリング
２０シール部
２２アンカ
２３小凹部
２４切り目

Claims

外輪、内輪及び前記外輪の内周面に形成された樹脂ライナとからなり、前記樹脂ライナが前記内輪外周面に対し滑り接触するすき間をおいて対向した球面滑り軸受において、
前記外輪の両側縁に内面側と側面側に開放された周溝が形成され、前記樹脂ライナの両側部に前記内輪外周部に対し前記のすき間を置き、かつ前記周溝に該樹脂ライナの樹脂が充填されて形成された厚肉部を有し、前記厚肉部の側面に前記樹脂ライナの内面に向く傾斜溝が形成され、該傾斜溝の溝底部分に弾性変形可能な薄肉部が形成され、その薄肉部の外側縁に沿って断面三角形をなす環状のシール部が一体に形成され、前記傾斜溝に締付けリングが装着され、その締付け力により前記シール部が前記内輪外周面に密着されたことを特徴とする球面滑り軸受。