JP6225547B2 - アンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器 - Google Patents

Description

本発明は、アンギュラ玉軸受に用いられる合成樹脂製の成形保持器に関わり、更に詳しくは、ボール数を増やして負荷容量を増大できる片側円環型（冠型）の保持器に関する。

アンギュラ玉軸受において高負荷容量化のニーズが高まっており、内径及び外径並びにボール径が決まっている場合において、負荷容量を増大するためにはボール数を増やす必要があり、それに応じてアンギュラ玉軸受に用いられる合成樹脂製保持器のポケットの数も増やす必要がある。
アンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器として、特許文献１、及び２に見られるように円環部（リング部）（２）と、この円環部（２）から各々軸方向へ突出する形で周方向に複数形成された柱部（３，３，…）とにより、ボール（４，４，…）の嵌まる複数のポケット（５，５，…）を形成した片側円環型（冠型）のアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器（１）がある（特許文献１、及び２参照）。
このようなアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器は、軸方向に型開きする分割金型を用いて射出成形されるのが一般的であり、射出成形用金型のパーティングラインを、特許文献１のものではピッチ円位置と一致させており、特許文献２のものではピッチ円位置よりも径方向外側に設定している。
これらのように、アンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器を軸方向に型開きする分割金型を用いて射出成形することにより、脱型時に作用する力が小さくなるので、柱部（３，３，…）の幅を余分に太くする必要がないため、ボール数を増やすことができる。

その上、特許文献２のように金型のパーティングラインをピッチ円位置よりも径方向外側に設定することにより、柱部内径側部分（３Ａ）が柱部外径側部分（３Ｂ）に対し、ピッチ円よりも径方向外側にてピッチ円位置よりも厚肉化した位置で接続するので、柱部内径側部分（３Ａ）と柱部外径側部分（３Ｂ）との接続面積を増加することができ、柱部（３，３，…）の機械的強度を高めることができるため、保持器（１）のポケット（５，５，…）へのボール（４，４，…）の挿入時や、軸受使用中におけるボール（４，４，…）からの荷重作用時に、柱部（３，３，…）の破断を生じ難くすることができる。
その結果、柱部内径側部分（３Ａ）のピッチ円位置における厚みを縮小できるので、ピッチ円径（ＰＣＤ）が同じ保持器（１）であっても保持可能なボール（４，４，…）の数を増やすことができる。

特開平１０−１０３３５９号公報 特開２０１１−０２７２５７号公報

以上のとおり、特許文献１及び２のアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器は、ポケット数を増加させて保持可能なボールの数を増加できる一定の効果がある。
しかしながら、近年のさらなる高負荷容量化の要求に対応して発明者らが行った試作評価及び樹脂流動解析により、柱部の薄肉化をさらに進めると、ガラス繊維等の強化材が充填されるものが多いこととも相俟って、アンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器を射出成形する際に、目視で認識できる欠肉や目視で認識できない微細な欠け等が生じる場合があることが分かった。
これらのような外観不良が生した場合、その製品は不良品となるため歩留まりが悪くなる。
なお、目視では認識できない微細な欠けであっても、このような外観不良があった場合、使用状態でクラックが進行することや鋭利な突出部が脱落して異物となること等に繋がるため、前記微細な欠けを無くす必要がある。

そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、ポケット数を増加させて保持可能なボールの数を増加できるとともに、外観不良を効果的に無くすことができる、繊維強化材を含有した熱可塑性樹脂材料を成形材料として射出成形されるアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器を提供する点にある。

本願の発明者らは、上述の課題に鑑み、図５の要部拡大斜視図に示す従来形状のアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１Ａ（内径円錐面５は、アンギュラ玉軸受の内輪との干渉を避けるために形成されたものである。）の樹脂流動解析を行い、その充填圧力の分布から、柱部内径側部分３Ａの内径円錐面５及び先端面６との交線（図５中の先端内径側角部Ａ参照。）の近傍で、充填圧力が急激に低下することが分かった。
そして、
（ア）充填圧力が低下する箇所が溶融樹脂を充填し難い箇所であるため、充填圧力が低下する箇所があると前記外観不良に繋がりやすい、
（イ）充填圧力が低下する箇所を無くしても保持器の強度上問題はなく、前記箇所を切除した製品形状とすることができる、
という着想を得、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明に係るアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器は、前記課題解決のために、円環部と、この円環部から各々軸方向へ突出する形で周方向に複数形成された柱部とにより、ボールの嵌まる複数のポケットを形成した、軸方向に型開きする分割金型を用いて、繊維強化材を含有した熱可塑性樹脂材料を成形材料として射出成形されるアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器であって、
前記柱部の内径側部分における、充填圧力が低く外観不良に繋がる、肉厚が１ｍｍ以下の先端内径側角部を切除した形状である、
内径円錐面と先端面との間に形成された、
前記先端内径側角部をＣ面取りした形状であるＣ面取り形状部、若しくは前記先端内径側角部をＲ面取りした形状であるＲ面取り形状部、
又は、
内径円錐面の外方への傾斜角度を大きくした傾斜拡大内径円錐面形状部
を有することを特徴とする。

本発明に係るアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器によれば、繊維強化材を含有した熱可塑性樹脂材料を成形材料として射出成形する際に、柱部の内径側部分における充填圧力が低く外観不良に繋がる、肉厚が１ｍｍ以下の先端内径側角部を切除した形状としたので、射出成形の際に充填し難い、充填圧力が低く外観不良に繋がる、肉厚が１ｍｍ以下の先端内径側角部が無いため、充填不良が生じることがなく、その結果、目視で認識できる欠肉や目視で認識できない微細な欠け等である外観不良が生じない。
よって、従来構造では外観不良（充填不良）が必ず発生して製作できなかった保持器の製作が可能になるとともに、従来構造では外観不良（充填不良）が発生する場合があって歩留まりが悪かった保持器の製作における歩留まりを向上できる。

（ａ）は本発明の実施の形態１に係るアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器の斜視図であり、（ｂ）は同じく要部拡大斜視図である。 同じく平面図である。 本発明の実施の形態２に係るアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器の斜視図であり、（ｂ）は同じく要部拡大斜視図である。 本発明の実施の形態３に係るアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器の要部拡大斜視図である。 従来のアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器の要部拡大斜視図である。

次に本発明の実施の形態を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。

実施の形態１．
図１（ａ）の斜視図及び図１（ｂ）の要部拡大斜視図並びに図２の平面図に示すように、本発明の実施の形態１に係るアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１は、円環部２と、円環部２から各々軸方向へ突出する形で周方向に複数形成された柱部３，３，…とにより、ボールＢ（図２参照。）の嵌まる複数のポケット４，４，…を形成したものであり、軸方向に型開きする分割金型を用いて、例えばナイロン６６にガラス繊維を２５重量パーセント添加した樹脂を射出成形して製作される。
ここで、金型のパーティングラインは、特許文献２と同様にピッチ円位置（図２のピッチ円直径ＰＣＤ参照。）よりも径方向外側に設定されるため、柱部内径側部分３Ａは、柱部外径側部分３Ｂに対し、ピッチ円よりも径方向外側にてピッチ円位置よりも厚肉化した位置で接続する。
また、アンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１は、図５の従来形状のアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１Ａおける充填圧力が低く外観不良に繋がる先端内径側角部Ａを無くすように、内径円錐面５と先端面６との間に、図５の先端内径側角部ＡをＣ面取りした形状であるＣ面取り形状部７を形成している。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１は、実施の形態１と同様に製作され、図３（ａ）の斜視図及び図３（ｂ）の要部拡大斜視図に示すように、実施の形態１のアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１とは、図５の従来形状のアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１Ａおける充填圧力が低く外観不良に繋がる先端内径側角部Ａを無くすようにする形状のみが異なっている。
すなわち、実施の形態２では、図５の内径円錐面５の外方への傾斜角度を大きくした傾斜拡大内径円錐面形状部８を形成している。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係るアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１は、実施の形態１と同様に製作され、図４の要部拡大斜視図に示すように、実施の形態１のアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１とは、図５の従来形状のアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１Ａおける充填圧力が低く外観不良に繋がる先端内径側角部Ａを無くすようにする形状のみが異なっている。
すなわち、実施の形態３では、内径円錐面５と先端面６との間に、図５の先端内径側角部ＡをＲ面取りした形状であるＲ面取り形状部９を形成している。

以上のように、実施の形態１ないし３のアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１は、図５の従来形状のアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１Ａおける充填圧力が低く外観不良に繋がる先端内径側角部Ａを無くすように、先端内径側角部Ａを切除した形状を成しているが、いずれの形状変更もボール保持部分以外（球面から逃げる円筒面）の形状変更であり、保持器１のボール抱き量は変化しない。
また、先端内径側角部Ａを切除した形状にしたことによる強度変化についても、有限要素法による解析により、各部の応力が図５の従来形状のアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１Ａと同等であることを確認している。

以上のようなアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１の構成によれば、柱部内径側部分３Ａにおける充填圧力が低く外観不良に繋がる先端内径側角部Ａ（図５参照。）を切除した形状としたので、射出成形の際に充填し難い、充填圧力が低く外観不良に繋がる先端内径側角部Ａが無いため、充填不良が生じることがなく、その結果、目視で認識できる欠肉や目視で認識できない微細な欠け等である外観不良が生じない。
よって、従来構造では外観不良（充填不良）が必ず発生して製作できなかった保持器の製作が可能になるとともに、従来構造では外観不良（充填不良）が発生する場合があって歩留まりが悪かった保持器の製作における歩留まりを向上できる。
なお、本発明は、ガラス繊維等の強化材を含有したナイロン６６等の熱可塑性樹脂材料を使用する場合、図５に示すアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器１Ａの先端内径側角部Ａの幅（肉厚）が１ｍｍ以下のものに対して有効であり、先端内径側角部Ａの幅（肉厚）が０．５ｍｍ以下のものに対して特に有効である。

Ａ 先端内径側角部（充填圧力の低い箇所）
Ｂ ボール
ＰＣＤ ピッチ円直径
１ アンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器
１Ａ 従来形状のアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器
２ 円環部
３ 柱部
３Ａ 柱部内径側部分
３Ｂ 柱部外径側部分
４ ポケット
５ 内径円錐面
６ 先端面
７ Ｃ面取り形状部
８ 傾斜拡大内径円錐面形状部
９ Ｒ面取り形状部

Claims (1)

1. 円環部と、この円環部から各々軸方向へ突出する形で周方向に複数形成された柱部とにより、ボールの嵌まる複数のポケットを形成した、軸方向に型開きする分割金型を用いて、繊維強化材を含有した熱可塑性樹脂材料を成形材料として射出成形されるアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器であって、
   前記柱部の内径側部分における、充填圧力が低く外観不良に繋がる、肉厚が１ｍｍ以下の先端内径側角部を切除した形状である、
   内径円錐面と先端面との間に形成された、
   前記先端内径側角部をＣ面取りした形状であるＣ面取り形状部、若しくは前記先端内径側角部をＲ面取りした形状であるＲ面取り形状部、
   又は、
   内径円錐面の外方への傾斜角度を大きくした傾斜拡大内径円錐面形状部
   を有することを特徴とするアンギュラ玉軸受用片側円環型合成樹脂製保持器。
   

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