JP6055357B2

JP6055357B2 - 円錐ころ軸受用樹脂製保持器

Info

Publication number: JP6055357B2
Application number: JP2013079000A
Authority: JP
Inventors: 洋坂本; 誠黄金井; 大介富永; 竜也南山; 成嘉中村; 喜芳山本
Original assignee: NSK Ltd; Nakanishi Metal Works Co Ltd
Current assignee: NSK Ltd; Nakanishi Metal Works Co Ltd
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2033-04-04
Also published as: JP2014202284A

Description

本発明は、円錐ころ軸受に用いられる、ガラス繊維や炭素繊維等の強化材を充填した熱可塑性樹脂を射出成形して製作される保持器に関わり、特にアキシャルドロー型により射出成形される保持器に関する。

ころ軸受は、玉軸受よりもラジアル荷重の負荷能力が大きく、転動体として円錐台状のころ（円錐ころ）が組み込まれた円錐ころ軸受は、ラジアル荷重及びアキシャル（スラスト）荷重の合成荷重を支持することができることから、自動車、鉄道車輌、建設機械、工作機械、産業用ロボット等の各種機械装置における駆動装置、歯車減速装置及び動力伝達装置等の回転支持部に広く使用されている（例えば、特許文献１参照。）。

円錐ころ軸受に用いられる保持器として、鋼板をプレス成形した金属製保持器に対して軽量性及び量産性に優れること並びに金属磨耗粉等の発生が無いこと等の長所があることから、ガラス繊維や炭素繊維等の強化材を充填した熱可塑性樹脂を射出成形した樹脂製保持器が広く用いられている。また、この樹脂製保持器は、製造コストを削減するために、一対の金型が軸方向に分離する金型構造、すなわちアキシャルドロー型を用いて射出成形されることが多い（例えば、特許文献１の段落［００１１］及び図１１参照。）。

このようなアキシャルドロー型により射出成形される保持器では、ポケット内の金型分割面を境にして一方は円錐ころと接触し、他方は円錐ころと接触しない形状になるので、円錐ころは内径側より挿入でき、外径側へは脱落しないが、内径側へは脱落する。
従って、保持器と円錐ころだけでは円錐ころが脱落してしまうため、組立ラインの構成によっては、円錐ころ軸受の生産性が低下する。

また、円錐ころ軸受の生産性を向上するために、円錐ころ軸受の内外輪間への未組み込み状態で、保持器が円錐ころを抱き込んだまま保持可能なように、いわゆるケージ＆ローラーが可能な形状とした円錐ころ軸受用樹脂製保持器も提案されている（例えば、特許文献２及び３参照。）。

特開２００７−１２７２６９号公報特許第３６９９２４９号公報特開２００７−３２６７９号公報

特許文献２の円錐ころ軸受用樹脂製保持器は、ケージ＆ローラーが可能であるので、自動機による組立を容易に行うことができる等、円錐ころ軸受の組立が容易になる反面、ケージ＆ローラーを実現するために、隣り合うポケット間の柱部に、円錐ころの内径側への脱落を防止するための、両端の円環状部よりも内径側に突出する内側突出部を形成している。このため、この保持器は、アキシャルドロー型により射出成形することができず、多数の金型を径方向に変位させる金型構造、すなわちラジアルドロー型により射出成形する必要があることから、金型が複雑で高価になるため保持器の製造コストが増大する。
また、特許文献３の円錐ころ軸受においても、ポケットの外周側及び内周側の開口縁部に、円錐ころの脱出を阻止する突部を設けており、アキシャルドロー型成形機により射出成形できない可能性があり、製造コストが増大する。

そこで本発明は前述の状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ケージ＆ローラーが可能な形状でありながらアキシャルドロー型により射出成形することができる円錐ころ軸受用樹脂製保持器を提供する点にある。

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１）軸方向に離間した大径リング部及び小径リング部を、転動体である円錐ころの外周面に摺接する複数の柱部により繋いだ形状を成し、前記円錐ころを収容保持するための複数のポケットが周方向等分に形成された、アキシャルドロー型により射出成形される円錐ころ軸受用樹脂製保持器であって、
前記ポケットを区画する前記柱部には、軸方向に沿って延びる金型分割面が形成され、
隣り合う前記柱部の対向面において、前記金型分割面よりも外径側には、複数の前記円錐ころの各回転軸を繋ぐ仮想円錐面よりも内径側の部分に前記円錐ころの外周面に摺接する内径側円錐面が形成されるとともに、前記仮想円錐面よりも外径側の部分に前記内径側円錐面と連続する径方向の平面が形成され、前記金型分割面よりも内径側には、前記仮想円錐面よりも外径側の部分に前記円錐ころの外周面に摺接する外径側円錐面が形成されるとともに、前記仮想円錐面よりも内径側の部分に前記外径側円錐面と連続する径方向の平面が形成されることを特徴とする円錐ころ軸受用樹脂製保持器。
（２）前記柱部の対向面には、前記金型分割面に沿う凹溝が形成されることを特徴とする（１）記載の円錐ころ軸受用樹脂製保持器。
（３）前記金型分割面は、前記内径側円錐面と前記外径側円錐面とが前記柱部の延出方向長さにおいて互いに等しくなるように、前記柱部の径方向中央部に形成されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の円錐ころ軸受用樹脂製保持器。
なお、ここでいう、「径方向の平面」とは、径方向に沿って延びる平面や、対向面が互いに平行となる平面に限らず、金型を軸方向に抜くことができる範囲で径方向に向いた平面であればよい。

以上のように、本発明に係る円錐ころ軸受用樹脂製保持器によれば、隣り合う柱部の対向面に、金型分割面よりも外径側及び内径側に分けて互い違いに、円錐ころの外周面に摺接する円錐面及び径方向の平面が形成されているので、金型分割面よりも外径側の円錐面及び内径側の円錐面により円錐ころが保持されるため、円錐ころ軸受の内外輪間ヘの未組み込み状態で、円錐ころを抱き込んだまま保持できる。したがって、このようなケージ＆ローラーにより、自動機による組立を容易に行うことができる等、円錐ころ軸受の組立が容易になる。
その上、特許文献２のような円錐ころの内径側ヘの脱落を防止するため内側突出部を形成する必要がなく、隣り合う柱部の対向面に、金型分割面よりも外径側及び内径側に分けて互い違いに、円錐ころの外周面に摺接する円錐面及び径方向の平面が形成されているので、金型を軸方向に抜くことができるため、アキシャルドロー型により射出成形することができる。したがって、金型が複雑で高価になることがないため、円錐ころ軸受用樹脂製保持器の製造コストが増大しない。

また、柱部の対向面には、金型分割面に沿う凹溝が形成されることが好ましい。このような構成によれば、ポケットを区画する柱部に金型分割面に沿う凹溝が形成されているので、ポケット内に金型分割面があることによりバリが発生したとしても、凹溝内に留まる大きさのバリは円錐ころと干渉しないため、凹溝内に留まる大きさのバリを許容することができる。したがって、円錐ころ軸受の回転中に保持器からバリが脱落して円錐ころや内外輪の軌道面を傷めるリスクを大幅に低減できる。

また、金型分割面は、内径側円錐面と外径側円錐面とが柱部の延出方向長さにおいて互いに等しくなるように、柱部の径方向中央部に形成されていることが好ましい。これにより、内径側円錐面と外径側円錐面によって円錐ころの内径側及び外径側への脱落を確実に防止することができる。

本発明の実施の形態に係る円錐ころ軸受用樹脂製保持器の斜視図である。同じく要部拡大斜視図である。同じく縦断正面端面図である。同じく要部拡大縦断正面端面図である。円錐ころ軸受用樹脂製保持器の変形例に係る要部拡大縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る円錐ころ軸受用樹脂製保持器について、添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず、特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。なお、本発明の実施の形態に係る円錐ころ軸受用樹脂製保持器を円錐ころ軸受に装着した際における軸受の軸方向を軸方向、径方向を径方向とし、また、該樹脂製保持器において、大径リングを上側、小径リングを下側にし、軸方向を鉛直にした状態で側方から見た図を正面図とする。

図１〜図４に示すように、樹脂製保持器１は、軸方向に離間した大径リング部２及び小径リング部３を、転動体である円錐ころＲ（図４参照。)の外周面に摺接する複数の柱部４，４，・・・により繋いだ形状を成し、円錐ころＲ，Ｒ，・・・を収容保持するための複数のポケットＰ，Ｐ,・・・が周方向等分に形成される。

樹脂製保持器１は、アキシャルドロー型により射出成形され、射出成形に用いるガラス繊維や炭素繊維等の強化材を充填した熱可塑性樹脂を使用することができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が使用される。また、ガラス繊維の含有量は、２５重量パーセント添加したものを使用することができる。ただし、熱可塑性樹脂の種類並びに強化繊維の種類及び充填率は上記例に限定されるものではない。

図４に示すように、ポケットＰ，Ｐ,・・・を区画する柱部４，４，・・・の径方向中央部を金型分割面Ａとしているため、固定側キャビティと可動側キャビティとを合わせてポケットＰ，Ｐ,・・・が形成される。

図２及び図４に示すように、隣り合う柱部４，４の対向面において、金型分割面Ａよりも外径側には、複数の円錐ころＲ,Ｒ，・・・の各回転軸(中心軸)を繋ぐ仮想円錐面Ｂよりも内径側の部分に円錐ころＲの外周面に摺接する内径側円錐面５Ａが形成されるとともに、仮想円錐面Ｂよりも外径側の部分に内径側円錐面５Ａと連続する径方向の平面６Ａが形成される。また、隣り合う柱部４，４の対向面において、金型分割面Ａよりも内径側には、仮想円錐面Ｂよりも外径側の部分に円錐ころＲの外周面に摺接する外径側円錐面５Ｂが形成されるとともに、仮想円錐面Ｂよりも内径側の部分に外径側円錐面５Ｂと連続する径方向の平面６Ｂが形成される。

さらに、隣り合う柱部４，４の対向面には、金型分割面Ａに沿う凹溝７，７が形成される。

このような構成によれば、隣り合う柱部４，４の対向面に、金型分割面Ａよりも外径側及び内径側に分けて互い違いに、円錐ころの外周面に摺接する円錐面５Ａ，５Ｂ及び径方向の平面６Ａ，６Ｂが形成されているので、金型分割面Ａよりも外径側の円錐面５Ａ及び内径側の円錐面５Ｂにより円錐ころＲが保持されるため、円錐ころ軸受の内外輪間ヘの未組み込み状態で、円錐ころＲ,Ｒ,・・・を抱き込んだまま保持できる。
したがって、このようなケージ＆ローラーにより、自動機による組立を容易に行うことができる等、円錐ころ軸受の組立が容易になる。

また、特許文献２のような円錐ころの内径側ヘの脱落を防止するため内側突出部を形成する必要がなく、隣り合う柱部４，４の対向面に、金型分割面Ａよりも外径側及び内径側に分けて互い違いに、円錐ころの外周面に摺接する円錐面５Ａ，５Ｂ及び径方向の平面６Ａ，６Ｂが形成されているので、図４中の矢印に示すように金型を軸方向に抜くことができるため、アキシャルドロー型により射出成形することができる。
したがって、金型が複雑で高価になることがないため、円錐ころ軸受用樹脂製保持器１の製造コストが増大しない。

さらに、ポケットＰ,Ｐ,・・・を区画する柱部４，４,・・・に金型分割面Ａに沿う凹溝７,７，・・・が形成されているので、ポケットＰ内に金型分割面Ａがあることによりバリが発生したとしても、凹溝７内に留まる大きさのバリは円錐ころＲと干渉しないため、凹溝７内に留まる大きさのバリを許容することができる。
したがって、円錐ころ軸受の回転中に保持器１からバリが脱落して円錐ころや内外輪の軌道面を傷めるリスクを大幅に低減できる。

また、金型分割面Ａは、内径側円錐面５Ａと外径側円錐面５Ｂとが柱部４の延出方向長さにおいて互いに等しくなるように、柱部４の径方向中央部に形成されている。これにより、内径側円錐面５Ａと外径側円錐面５Ｂによって円錐ころ１３の内径側及び外径側への脱落を確実に防止することができる。
なお、金型分割面Ａは、柱部４の径方向中央部であることが好ましいが、内径側円錐面５Ａと外径側円錐面５Ｂによって円錐ころ１３の脱落を防止できるものであれば、柱部４の径方向中央部付近、即ち、径方向中央部から内径側または外径側に若干ずれて形成されてもよい。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良などが可能である。
例えば、上記実施形態では、金型分割面Ａに沿って凹溝７が形成されているが、凹溝７は柱部４の強度を低下させる原因ともなるため、凹溝７はできるだけ小さく形成することが好ましい。たとえば、図５に示す変形例のように、金型分割面Ａは、上記実施形態のような凹溝を有しない構成であってもよい。

Ａ金型分割面
Ｂ円錐ころの回転軸を繋ぐ仮想円錐面
Ｐポケット
Ｒ円錐ころ
１円錐ころ軸受用樹脂製保持器
２大径リング部
３小径リング部
４柱部
５Ａ内径側円錐面
５Ｂ外径側円錐面
６Ａ、６Ｂ平面
７凹溝

Claims

軸方向に離間した大径リング部及び小径リング部を、転動体である円錐ころの外周面に摺接する複数の柱部により繋いだ形状を成し、前記円錐ころを収容保持するための複数のポケットが周方向等分に形成された、アキシャルドロー型により射出成形される円錐ころ軸受用樹脂製保持器であって、
前記ポケットを区画する前記柱部には、軸方向に沿って延びる金型分割面が形成され、
隣り合う前記柱部の対向面において、前記金型分割面よりも外径側には、複数の前記円錐ころの各回転軸を繋ぐ仮想円錐面よりも内径側の部分に前記円錐ころの外周面に摺接する内径側円錐面が形成されるとともに、前記仮想円錐面よりも外径側の部分に前記内径側円錐面と連続する径方向の平面が形成され、前記金型分割面よりも内径側には、前記仮想円錐面よりも外径側の部分に前記円錐ころの外周面に摺接する外径側円錐面が形成されるとともに、前記仮想円錐面よりも内径側の部分に前記外径側円錐面と連続する径方向の平面が形成されることを特徴とする円錐ころ軸受用樹脂製保持器。
前記柱部の対向面には、前記金型分割面に沿う凹溝が形成されることを特徴とする請求項１記載の円錐ころ軸受用樹脂製保持器。
前記金型分割面は、前記内径側円錐面と前記外径側円錐面とが前記柱部の延出方向長さにおいて互いに等しくなるように、前記柱部の径方向中央部に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の円錐ころ軸受用樹脂製保持器。