JP6651860B2 - アンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器、及び射出成形用金型、並びにアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ボール数を増やして負荷容量を増大できるアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器に関する。
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る。ボール数を増やした場合、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。
ポケット数を増やして保持可能なボールの数を増やせる、片円環型（冠型）のアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器（以下、単に「片円環型保持器」という場合がある。）として、軸方向に型開きする分割金型を用いて射出成形するものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。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。
ポケット数を増やして保持可能なボールの数を増やせる、片円環型（冠型）のアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器（以下、単に「片円環型保持器」という場合がある。）として、軸方向に型開きする分割金型を用いて射出成形するものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。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１のように射出成形用金型のパーティングラインをピッチ円位置と一致させたものに対して、特許文献２では、射出成形用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している。
それにより、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。
よって、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ることから、柱部（３，３，…）の機械的強度を高めることができるため、片円環型保持器（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。
それにより、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。
よって、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ることから、柱部（３，３，…）の機械的強度を高めることができるため、片円環型保持器（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。
その上さらに、特許文献３は、近年のさらなる高負荷容量化の要求に対応して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、片円環型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を見出したものである。なお、前記強化材が充填されない合成樹脂であっても、粘度の高い材料である場合には、前記欠肉や前記欠け等の外観不良が生じる場合がある。
そして、特許文献３の片円環型保持器では、前記欠肉や前記欠け等の外観不良が生じた場合、その製品は不良品となるため歩留まりが悪くなることから、保持器を新規に設計する際に樹脂流動解析を行ったものである。
それにより、充填圧力が低下する溶融樹脂を充填し難い箇所を見つけ出し、充填圧力が低く外観不良に繋がる先端内径側角部（Ａ）を切除した形状である、Ｃ面取り形状部（７）、傾斜拡大内径円錐面形状部（８）、又はＲ面取り形状部（９）を形成した保持器形状を採用している。
よって、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。
そして、特許文献３の片円環型保持器では、前記欠肉や前記欠け等の外観不良が生じた場合、その製品は不良品となるため歩留まりが悪くなることから、保持器を新規に設計する際に樹脂流動解析を行ったものである。
それにより、充填圧力が低下する溶融樹脂を充填し難い箇所を見つけ出し、充填圧力が低く外観不良に繋がる先端内径側角部（Ａ）を切除した形状である、Ｃ面取り形状部（７）、傾斜拡大内径円錐面形状部（８）、又はＲ面取り形状部（９）を形成した保持器形状を採用している。
よって、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。
特許文献３の片円環型保持器は、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。
しかしながら、保持器を新規に製造する場合、その設計の度毎に樹脂流動解析を行って充填不良個所を見つけ、充填不良箇所の削除形状を検討する必要がある。
また、両円環型のアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器（以下、単に「両円環型保持器」という場合がある。）に対する外観不良（充填不良）対策については検討されていない。
しかしながら、保持器を新規に製造する場合、その設計の度毎に樹脂流動解析を行って充填不良個所を見つけ、充填不良箇所の削除形状を検討する必要がある。
また、両円環型のアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器（以下、単に「両円環型保持器」という場合がある。）に対する外観不良（充填不良）対策については検討されていない。
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、保持器を新規に設計する際に樹脂流動解析を行うことなく、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、両円環型のアンギュラ玉軸受用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１３（ａ）の要部拡大斜視図に示す従来形状の片円環型保持器１Ｃ、及び図１３（ｂ）の要部拡大斜視図に示す従来形状の両円環型保持器１Ｄの樹脂流動解析を行った。ここで、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）の内径円錐面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。
その解析の結果により、図１３（ａ）の片円環型保持器１Ｃでは、柱部３の内径側端部近傍（柱部３のパーティングラインより内径側部分３Ａの内径円錐面５及び先端面６Ａとの交線近傍）で充填圧力が急激に低下することが分かった。
また、図１３（ｂ）の両円環型保持器１Ｄでは、柱部３の内面のポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置から大径側端面６Ｂまでの間で充填圧力が急激に低下することが分かった。
このような知見に基づき、本願の発明者らは、片円環型保持器１Ｃ及び両円環型保持器１Ｄの柱部３の内面のポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置から先端面６Ａ又は大径側端面６Ｂにわたる部分を切除した形状の窪みを設けることにより、充填圧力が急激に低下する領域全体を無くせることに着目した。
そして、本願の発明者らは、比較的大きな前記窪みを有する形状にすることにより、保持器を新規に設計する度毎に樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を検討する必要を無くすという着想を得、本発明を完成するに至った。
その解析の結果により、図１３（ａ）の片円環型保持器１Ｃでは、柱部３の内径側端部近傍（柱部３のパーティングラインより内径側部分３Ａの内径円錐面５及び先端面６Ａとの交線近傍）で充填圧力が急激に低下することが分かった。
また、図１３（ｂ）の両円環型保持器１Ｄでは、柱部３の内面のポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置から大径側端面６Ｂまでの間で充填圧力が急激に低下することが分かった。
このような知見に基づき、本願の発明者らは、片円環型保持器１Ｃ及び両円環型保持器１Ｄの柱部３の内面のポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置から先端面６Ａ又は大径側端面６Ｂにわたる部分を切除した形状の窪みを設けることにより、充填圧力が急激に低下する領域全体を無くせることに着目した。
そして、本願の発明者らは、比較的大きな前記窪みを有する形状にすることにより、保持器を新規に設計する度毎に樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を検討する必要を無くすという着想を得、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合成樹脂製保持器は、前記課題解決のために、小径円環部及び大径円環部、並びにこれらの円環部間を連結するように、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からなり、これらによりボールの嵌まる複数のポケットを形成した両円環型のアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器であって、前記柱部の内面の前記ポケットの球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置又は前記柱部の内面の前記軸方向座標位置から軸方向へ離間した位置から前記大径円環部の端面にわたる部分を切除した形状の窪みを設け、前記窪みの形状を周方向視で略Ｌ字状にしてなることを特徴とする。
このようなアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器の構成によれば、柱部の内面のポケットの球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置又は柱部の内面の前記軸方向座標位置から軸方向へ離間した位置から大径円環部の端面にわたる部分を切除した形状の窪みを設けているので、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領域全体を無くしている。
よって、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ので、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両円環型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両円環型保持器の製作における歩留まりを向上できる。
その上、前記窪みを有する形状にしているので、両円環型保持器を新規に設計する度毎に樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を検討する必要が無い。
その上さらに、比較的大きな前記窪みを有する形状であるので、両円環型保持器を軽量化できるとともに材料費を節約できる。
よって、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ので、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両円環型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両円環型保持器の製作における歩留まりを向上できる。
その上、前記窪みを有する形状にしているので、両円環型保持器を新規に設計する度毎に樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を検討する必要が無い。
その上さらに、比較的大きな前記窪みを有する形状であるので、両円環型保持器を軽量化できるとともに材料費を節約できる。
また、柱部の内面のポケットの球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置又は柱部の内面の前記軸方向座標位置から軸方向へ離間した位置から大径円環部の端面にわたる部分を切除した形状に形成された窪みを、周方向視で略Ｌ字状にしているので、両円環型保持器の強度が低下しない範囲で前記窪みが大きく形成されている。
よって、近年における両円環型保持器の柱部の肉厚をより薄くするリスクの高い製品設計においても、樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を決定する作業を行うことなく、確実に外観不良（充填不良）を無くすことができる。
その上、前記窪みが大きくなるので、両円環型保持器をより軽量化できるとともに材料費をより節約できる。
よって、近年における両円環型保持器の柱部の肉厚をより薄くするリスクの高い製品設計においても、樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を決定する作業を行うことなく、確実に外観不良（充填不良）を無くすことができる。
その上、前記窪みが大きくなるので、両円環型保持器をより軽量化できるとともに材料費をより節約できる。
本発明に係る射出成形用金型は、前記課題解決のために、小径円環部及び大径円環部、並びにこれらの円環部間を連結するように、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からなり、これらによりボールの嵌まる複数のポケットを形成した両円環型のアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器を射出成形する際に用いる、軸方向に型開きする分割金型を含む射出成形用金型であって、前記柱部の内面の前記ポケットの球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置又は前記柱部の内面の前記軸方向座標位置から軸方向へ離間した位置から前記大径円環部の端面にわたる部分を切除した形状の窪みを形成する凸部を、前記分割金型の一方に設け、前記凸部の形状を周方向視で略Ｌ字状にしてなることを特徴とする
このような射出成形用金型の構成によれば、この射出成形用金型を用いてアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器を射出成形した際に、前記分割金型の一方に設けられた凸部により、柱部の内面のポケットの球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置又は柱部の内面の前記軸方向座標位置から軸方向へ離間した位置から大径円環部の端面にわたる部分を切除した形状の窪みが形成される。
よって、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領域全体を無くしていることから、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ので、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両円環型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両円環型保持器の製作における歩留まりを向上できる。
その上、前記凸部により前記窪みを有する形状の保持器を成形するので、両円環型保持器を新規に設計する度毎に樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を検討した上で金型を製作する必要が無い。
その上さらに、前記凸部により成形空間の容積が低減されるので、成形された両円環型保持器を軽量化できるとともに材料費を節約できる。
よって、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領域全体を無くしていることから、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ので、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両円環型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両円環型保持器の製作における歩留まりを向上できる。
その上、前記凸部により前記窪みを有する形状の保持器を成形するので、両円環型保持器を新規に設計する度毎に樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を検討した上で金型を製作する必要が無い。
その上さらに、前記凸部により成形空間の容積が低減されるので、成形された両円環型保持器を軽量化できるとともに材料費を節約できる。
また、この射出成形用金型を用いてアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器を射出成形した際に、前記分割金型の一方に設けられた周方向視で略Ｌ字状の凸部により、柱部の内面のポケットの球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置又は柱部の内面の前記軸方向座標位置から軸方向へ離間した位置から大径円環部の端面にわたる部分を切除した形状の周方向視で略Ｌ字状の窪みが形成されるので、両円環型保持器の強度が低下しない範囲で前記窪みを大きく形成できる。
よって、近年における両円環型保持器の柱部の肉厚をより薄くするリスクの高い製品設計においても、樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を決定してから金型を製作する必要が無くなるとともに、この射出成形用金型を用いてアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器を射出成形した際に、確実に外観不良（充填不良）を無くすことができる。
その上、周方向視で略Ｌ字状の凸部により成形空間の容積がさらに低減されるので、成形された両円環型保持器をより軽量化できるとともに材料費をより節約できる。
よって、近年における両円環型保持器の柱部の肉厚をより薄くするリスクの高い製品設計においても、樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を決定してから金型を製作する必要が無くなるとともに、この射出成形用金型を用いてアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器を射出成形した際に、確実に外観不良（充填不良）を無くすことができる。
その上、周方向視で略Ｌ字状の凸部により成形空間の容積がさらに低減されるので、成形された両円環型保持器をより軽量化できるとともに材料費をより節約できる。
本発明に係るアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器の製造方法は、前記射出成形用金型を用いたアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器の製造方法であって、前記分割金型を型締めした状態で溶融樹脂材料を成形空間内に注入する工程と、前記溶融樹脂材料を冷却・固化する工程と、前記分割金型を開いて、成形されたアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器を取り出す工程と、を含むことを特徴とする。
このようなアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器の製造方法によれば、前記射出成形用金型を用いているので、前記射出成形用金型を用いた射出成形と同様の作用効果を奏する。
このようなアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器の製造方法によれば、前記射出成形用金型を用いているので、前記射出成形用金型を用いた射出成形と同様の作用効果を奏する。
以上のように、本発明に係るアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器、及び本発明に係る射出成形用金型、並びに本発明に係るアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器の製造方法によれば、
（１）保持器の内面に前記形状の窪みを設けていることから、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領域全体を無くしているので、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両円環型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両円環型保持器の製作における歩留まりを向上できること、
（２）保持器の内面に前記形状の窪みを設けていることから、両円環型保持器を新規に設計する度毎に樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を検討する必要が無いこと、
（３）保持器が比較的大きな前記窪みを有する形状であるので、保持器を軽量化できるとともに材料費を節約できること、
等の顕著な効果を奏する。
（１）保持器の内面に前記形状の窪みを設けていることから、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領域全体を無くしているので、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両円環型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両円環型保持器の製作における歩留まりを向上できること、
（２）保持器の内面に前記形状の窪みを設けていることから、両円環型保持器を新規に設計する度毎に樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を検討する必要が無いこと、
（３）保持器が比較的大きな前記窪みを有する形状であるので、保持器を軽量化できるとともに材料費を節約できること、
等の顕著な効果を奏する。
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．
＜アンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器＞
図１の斜視図及び図２の要部拡大斜視図並びに図３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合成樹脂製保持器１Ａは、片円環型であり、合成樹脂の射出成形品である。
保持器１Ａは、円環部２及び円環部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，…からなり、これらによりボールＢの嵌まる複数のポケット４，４，…を形成したものであり、各柱部３は、パーティングラインより内径側部分３Ａ及びパーティングラインより外径側部分３Ｂからなる。
また、各柱部３の径方向内面には、ポケット４の球Ｒ中心（ボールＢの中心）と同じ軸方向座標位置Ｃ１から先端面６Ａにわたる部分を切除した形状の窪みＡ１が設けられる。
＜アンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器＞
図１の斜視図及び図２の要部拡大斜視図並びに図３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合成樹脂製保持器１Ａは、片円環型であり、合成樹脂の射出成形品である。
保持器１Ａは、円環部２及び円環部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，…からなり、これらによりボールＢの嵌まる複数のポケット４，４，…を形成したものであり、各柱部３は、パーティングラインより内径側部分３Ａ及びパーティングラインより外径側部分３Ｂからなる。
また、各柱部３の径方向内面には、ポケット４の球Ｒ中心（ボールＢの中心）と同じ軸方向座標位置Ｃ１から先端面６Ａにわたる部分を切除した形状の窪みＡ１が設けられる。
ここで、窪みＡ１の形状は、図４の切断部端面図に示すように、周方向視で略Ｌ字状であるが、このような形状に限定されない。ただし、窪みＡ１の形状を周方向視で略Ｌ字状にすることにより、保持器１Ａの強度が低下しない範囲で窪みＡ１を大きく形成できる。
また、このように窪みＡ１を周方向視で略Ｌ字状に大きく形成した場合の強度は、各部の応力が図１３（ａ）の従来形状の保持器１Ｃと同等であることを、有限要素法による解析により確認している。
さらに、図１３（ａ）の従来形状の保持器１Ｃに対して図２の保持器１Ａのように窪みＡ１を形成する形状変更は、ボール保持部分以外（球面から逃げる円筒面）の形状変更であるので、保持器のボール抱き量は変化しない。
また、このように窪みＡ１を周方向視で略Ｌ字状に大きく形成した場合の強度は、各部の応力が図１３（ａ）の従来形状の保持器１Ｃと同等であることを、有限要素法による解析により確認している。
さらに、図１３（ａ）の従来形状の保持器１Ｃに対して図２の保持器１Ａのように窪みＡ１を形成する形状変更は、ボール保持部分以外（球面から逃げる円筒面）の形状変更であるので、保持器のボール抱き量は変化しない。
＜射出成形用金型＞
図５の要部拡大断面図に示すように、保持器１Ａを成形するための射出成形用金型７Ａは、軸方向に型開きする分割金型である第１金型８Ａ及び第２金型９Ａを含む。
ここで、第１金型８Ａには、図１〜図４の保持器１Ａのポケット４の球Ｒ中心の軸方向座標と軸方向座標が同じ径方向面Ｅ１及びパーティングラインＰＬにより形成される凸部Ｄ１が設けられる。
このような射出成形用金型７Ａを用いて成形された片円環型の保持器１Ａには、図２及び図４に示すように、柱部３の径方向内面の、ポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置から大径側に向かうパーティングラインＰＬより内径側部分に、比較的大きな窪みＡ１が形成される。
また、本実施の形態においては、金型のパーティングラインＰＬをピッチ円位置（図３のピッチ円直径ＰＣＤ参照。）に一致させているが、金型のパーティングラインをピッチ円位置の径方向外側又は内側に設定してもよい。
図５の要部拡大断面図に示すように、保持器１Ａを成形するための射出成形用金型７Ａは、軸方向に型開きする分割金型である第１金型８Ａ及び第２金型９Ａを含む。
ここで、第１金型８Ａには、図１〜図４の保持器１Ａのポケット４の球Ｒ中心の軸方向座標と軸方向座標が同じ径方向面Ｅ１及びパーティングラインＰＬにより形成される凸部Ｄ１が設けられる。
このような射出成形用金型７Ａを用いて成形された片円環型の保持器１Ａには、図２及び図４に示すように、柱部３の径方向内面の、ポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置から大径側に向かうパーティングラインＰＬより内径側部分に、比較的大きな窪みＡ１が形成される。
また、本実施の形態においては、金型のパーティングラインＰＬをピッチ円位置（図３のピッチ円直径ＰＣＤ参照。）に一致させているが、金型のパーティングラインをピッチ円位置の径方向外側又は内側に設定してもよい。
＜アンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器の製造方法＞
先ず、図５に示す分割金型である第１金型８Ａ及び第２金型９Ａを型締めした状態で溶融樹脂材料を成形空間内に注入する工程を行う。
ここで、樹脂材料は、ＰＡ６６、ＰＡ４６、芳香族ナイロン、ＰＰＳ、又はＰＥＥＫ等を用いることができる。高負荷容量化の要求に適合した保持器１Ａを得るためには、ガラス繊維又はカーボン繊維等の強化材を所要量充填した樹脂材料を用いるのが好ましい。
次に、前記溶融樹脂材料を冷却・固化する工程を行う。
次に、分割金型である第１金型８Ａ及び第２金型９Ａを図５中の矢印のように軸方向に開いて、成形された保持器１Ａを取り出す工程を行う。
保持器１Ａには、第１金型８Ａの凸部Ｄ１により、図１〜図４に示すような窪みＡ１が形成される。
先ず、図５に示す分割金型である第１金型８Ａ及び第２金型９Ａを型締めした状態で溶融樹脂材料を成形空間内に注入する工程を行う。
ここで、樹脂材料は、ＰＡ６６、ＰＡ４６、芳香族ナイロン、ＰＰＳ、又はＰＥＥＫ等を用いることができる。高負荷容量化の要求に適合した保持器１Ａを得るためには、ガラス繊維又はカーボン繊維等の強化材を所要量充填した樹脂材料を用いるのが好ましい。
次に、前記溶融樹脂材料を冷却・固化する工程を行う。
次に、分割金型である第１金型８Ａ及び第２金型９Ａを図５中の矢印のように軸方向に開いて、成形された保持器１Ａを取り出す工程を行う。
保持器１Ａには、第１金型８Ａの凸部Ｄ１により、図１〜図４に示すような窪みＡ１が形成される。
以上の説明においては、保持器１Ａの径方向内面に形成する窪みＡ１が、柱部３の内面のポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置Ｃ１から先端面６Ａにわたる部分を切除した形状である場合を示したが、窪みＡ１はそのような形状に限定されない。
窪みＡ１は、図６（ａ）の切断部端面図に示すような、柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ１から先端側へ離間した位置Ｃ１Ａから先端面６Ａにわたる部分を切除した形状であってもよく、図６（ｂ）の切断部端面図に示すような、柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ１から基端側へ離間した位置Ｃ１Ｂから先端面６Ａにわたる部分を切除した形状であってもよい。
すなわち、窪みＡ１は、柱部３の内面のポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置Ｃ１又は柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ１から軸方向へ離間した位置から先端面６Ａにわたる部分を切除した形状であればよい。
窪みＡ１は、図６（ａ）の切断部端面図に示すような、柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ１から先端側へ離間した位置Ｃ１Ａから先端面６Ａにわたる部分を切除した形状であってもよく、図６（ｂ）の切断部端面図に示すような、柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ１から基端側へ離間した位置Ｃ１Ｂから先端面６Ａにわたる部分を切除した形状であってもよい。
すなわち、窪みＡ１は、柱部３の内面のポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置Ｃ１又は柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ１から軸方向へ離間した位置から先端面６Ａにわたる部分を切除した形状であればよい。
実施の形態２．
＜アンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器＞
図７の斜視図及び図８の要部拡大斜視図並びに図９の平面図に示すように、本発明の実施の形態２に係るアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器１Ｂは、両円環型であり、合成樹脂の射出成形品である。
保持器１Ｂは、小径円環部２Ａ及び大径円環部２Ｂ、並びに円環部２Ａ，２Ｂ間を連結するように、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，…からなり、これらによりボールＢの嵌まる複数のポケット４，４，…を形成したものであり、各柱部３は、パーティングラインより内径側部分３Ａ及びパーティングラインより外径側部分３Ｂからなる。
また、各柱部３の径方向内面には、ポケット４の球Ｒ中心（ボールＢの中心）と同じ軸方向座標位置Ｃ２から大径円環部２Ｂの端面６Ｂにわたる部分を切除した形状の窪みＡ２が設けられる。
＜アンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器＞
図７の斜視図及び図８の要部拡大斜視図並びに図９の平面図に示すように、本発明の実施の形態２に係るアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器１Ｂは、両円環型であり、合成樹脂の射出成形品である。
保持器１Ｂは、小径円環部２Ａ及び大径円環部２Ｂ、並びに円環部２Ａ，２Ｂ間を連結するように、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，…からなり、これらによりボールＢの嵌まる複数のポケット４，４，…を形成したものであり、各柱部３は、パーティングラインより内径側部分３Ａ及びパーティングラインより外径側部分３Ｂからなる。
また、各柱部３の径方向内面には、ポケット４の球Ｒ中心（ボールＢの中心）と同じ軸方向座標位置Ｃ２から大径円環部２Ｂの端面６Ｂにわたる部分を切除した形状の窪みＡ２が設けられる。
ここで、窪みＡ２の形状は、図１０の切断部端面図に示すように、周方向視で略Ｌ字状であるが、このような形状に限定されない。ただし、窪みＡ２の形状を周方向視で略Ｌ字状にすることにより、保持器１Ｂの強度が低下しない範囲で窪みＡ２を大きく形成できる。
また、このように窪みＡ２を周方向視で略Ｌ字状に大きく形成した場合の強度は、各部の応力が図１３（ｂ）の従来形状の保持器１Ｄと同等であることを、有限要素法による解析により確認している。
さらに、図１３（ｂ）の従来形状の保持器１Ｄに対して図８の保持器１Ｂのように窪みＡ２を形成する形状変更は、ボール保持部分以外（球面から逃げる円筒面）の形状変更であるので、保持器のボール抱き量は変化しない。
また、このように窪みＡ２を周方向視で略Ｌ字状に大きく形成した場合の強度は、各部の応力が図１３（ｂ）の従来形状の保持器１Ｄと同等であることを、有限要素法による解析により確認している。
さらに、図１３（ｂ）の従来形状の保持器１Ｄに対して図８の保持器１Ｂのように窪みＡ２を形成する形状変更は、ボール保持部分以外（球面から逃げる円筒面）の形状変更であるので、保持器のボール抱き量は変化しない。
＜射出成形用金型＞
図１１の要部拡大断面図に示すように、保持器１Ｂを成形するための射出成形用金型７Ｂは、軸方向に型開きする分割金型である第１金型８Ｂ及び第２金型９Ｂを含む。
ここで、第１金型８Ｂには、図７〜図１０の保持器１Ｂのポケット４の球Ｒ中心の軸方向座標と軸方向座標が同じ径方向面Ｅ２及びパーティングラインＰＬにより形成される凸部Ｄ２が設けられる。
このような射出成形用金型７Ｂを用いて成形された両円環型の保持器１Ｂには、図８及び図１０に示すように、柱部３の径方向内面の、ポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置から大径側に向かうパーティングラインＰＬより内径側部分に、比較的大きな窪みＡ２が形成される。
また、本実施の形態においては、金型のパーティングラインをピッチ円位置（図９のピッチ円直径ＰＣＤ参照。）に一致させているが、金型のパーティングラインをピッチ円位置の径方向外側又は内側に設定してもよい。
図１１の要部拡大断面図に示すように、保持器１Ｂを成形するための射出成形用金型７Ｂは、軸方向に型開きする分割金型である第１金型８Ｂ及び第２金型９Ｂを含む。
ここで、第１金型８Ｂには、図７〜図１０の保持器１Ｂのポケット４の球Ｒ中心の軸方向座標と軸方向座標が同じ径方向面Ｅ２及びパーティングラインＰＬにより形成される凸部Ｄ２が設けられる。
このような射出成形用金型７Ｂを用いて成形された両円環型の保持器１Ｂには、図８及び図１０に示すように、柱部３の径方向内面の、ポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置から大径側に向かうパーティングラインＰＬより内径側部分に、比較的大きな窪みＡ２が形成される。
また、本実施の形態においては、金型のパーティングラインをピッチ円位置（図９のピッチ円直径ＰＣＤ参照。）に一致させているが、金型のパーティングラインをピッチ円位置の径方向外側又は内側に設定してもよい。
＜アンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器の製造方法＞
先ず、図１１に示す分割金型である第１金型８Ｂ及び第２金型９Ｂを型締めした状態で溶融樹脂材料を成形空間内に注入する工程を行う。
ここで、樹脂材料は、ＰＡ６６、ＰＡ４６、芳香族ナイロン、ＰＰＳ、又はＰＥＥＫ等を用いることができる。高負荷容量化の要求に適合した保持器１Ｂを得るためには、ガラス繊維又はカーボン繊維等の強化材を所要量充填した樹脂材料を用いるのが好ましい。
次に、前記溶融樹脂材料を冷却・固化する工程を行う。
次に、分割金型である第１金型８Ｂ及び第２金型９Ｂを図１１中の矢印のように軸方向に開いて、成形された保持器１Ｂを取り出す工程を行う。
保持器１Ｂには、第１金型８Ｂの凸部Ｄ２により、図７〜図１０に示すような窪みＡ２が形成される。
先ず、図１１に示す分割金型である第１金型８Ｂ及び第２金型９Ｂを型締めした状態で溶融樹脂材料を成形空間内に注入する工程を行う。
ここで、樹脂材料は、ＰＡ６６、ＰＡ４６、芳香族ナイロン、ＰＰＳ、又はＰＥＥＫ等を用いることができる。高負荷容量化の要求に適合した保持器１Ｂを得るためには、ガラス繊維又はカーボン繊維等の強化材を所要量充填した樹脂材料を用いるのが好ましい。
次に、前記溶融樹脂材料を冷却・固化する工程を行う。
次に、分割金型である第１金型８Ｂ及び第２金型９Ｂを図１１中の矢印のように軸方向に開いて、成形された保持器１Ｂを取り出す工程を行う。
保持器１Ｂには、第１金型８Ｂの凸部Ｄ２により、図７〜図１０に示すような窪みＡ２が形成される。
以上の説明においては、保持器１Ｂの径方向内面に形成する窪み２が、柱部３の内面のポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置Ｃ２から大径円環部２Ｂの端面６Ｂにわたる部分を切除した形状である場合を示したが、窪みＡ２はそのような形状に限定されない。
窪みＡ２は、図１２（ａ）の切断部端面図に示すような、柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ２から大径側へ離間した位置Ｃ２Ａから大径側端面６Ｂにわたる部分を切除した形状であってもよく、図１２（ｂ）の切断部端面図に示すような、柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ２から小径側へ離間した位置Ｃ２Ｂから大径側端面６Ｂにわたる部分を切除した形状であってもよい。
すなわち、窪みＡ２は、柱部３の内面のポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置Ｃ２又は柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ２から軸方向へ離間した位置から大径円環部２Ｂの端面６Ｂにわたる部分を切除した形状であればよい。
窪みＡ２は、図１２（ａ）の切断部端面図に示すような、柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ２から大径側へ離間した位置Ｃ２Ａから大径側端面６Ｂにわたる部分を切除した形状であってもよく、図１２（ｂ）の切断部端面図に示すような、柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ２から小径側へ離間した位置Ｃ２Ｂから大径側端面６Ｂにわたる部分を切除した形状であってもよい。
すなわち、窪みＡ２は、柱部３の内面のポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置Ｃ２又は柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ２から軸方向へ離間した位置から大径円環部２Ｂの端面６Ｂにわたる部分を切除した形状であればよい。
以上のようなアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器の構成によれば、片円環型保持器１Ａにおいては、柱部３の内面のポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置Ｃ１又は柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ１から軸方向へ離間した位置Ｃ１Ａ若しくはＣ１Ｂから先端面６Ａにわたる部分を切除した形状の窪みＡ１を設け、両円環型保持器１Ｂにおいては、柱部３の内面のポケット４の球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置Ｃ２又は柱部３の内面の軸方向座標位置Ｃ２から軸方向へ離間した位置Ｃ２Ａ若しくはＣ２Ｂから大径円環部２Ｂの端面６Ｂにわたる部分を切除した形状の窪みＡ２を設けているので、柱部３，３，…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領域全体を無くしている。
よって、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ので、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片円環型保持器及び両円環型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片円環型保持器１Ａ及び両円環型保持器１Ｂの製作における歩留まりを向上できる。
よって、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ので、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片円環型保持器及び両円環型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片円環型保持器１Ａ及び両円環型保持器１Ｂの製作における歩留まりを向上できる。
また、窪みＡ１，Ａ２を有する形状にしているので、片円環型保持器１Ａ及び両円環型保持器１Ｂを新規に設計する度毎に樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を検討する必要が無い。
さらに、比較的大きな窪みＡ１，Ａ２を有する形状であるので、片円環型保持器１Ａ及び両円環型保持器１Ｂを軽量化できるとともに材料費を節約できる。
さらにまた、窪みＡ１，Ａ２の形状を周方向視で略Ｌ字状にしていることから、片円環型保持器１Ａ及び両円環型保持器１Ｂの強度が低下しない範囲で窪みＡ１，Ａ２が大きく形成されているので、近年における片円環型保持器１Ａ及び両円環型保持器１Ｂの柱部３，３，…の肉厚をより薄くするリスクの高い製品設計においても、樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を決定する作業を行うことなく、確実に外観不良（充填不良）を無くすことができる。
また、窪みＡ１，Ａ２の形状を周方向視で略Ｌ字状にすることにより、窪みＡ１，Ａ２が大きくなるので、片円環型保持器１Ａ及び両円環型保持器１Ｂをより軽量化できるとともに材料費をより節約できる。
さらに、比較的大きな窪みＡ１，Ａ２を有する形状であるので、片円環型保持器１Ａ及び両円環型保持器１Ｂを軽量化できるとともに材料費を節約できる。
さらにまた、窪みＡ１，Ａ２の形状を周方向視で略Ｌ字状にしていることから、片円環型保持器１Ａ及び両円環型保持器１Ｂの強度が低下しない範囲で窪みＡ１，Ａ２が大きく形成されているので、近年における片円環型保持器１Ａ及び両円環型保持器１Ｂの柱部３，３，…の肉厚をより薄くするリスクの高い製品設計においても、樹脂流動解析を行って充填不良箇所の削除形状を決定する作業を行うことなく、確実に外観不良（充填不良）を無くすことができる。
また、窪みＡ１，Ａ２の形状を周方向視で略Ｌ字状にすることにより、窪みＡ１，Ａ２が大きくなるので、片円環型保持器１Ａ及び両円環型保持器１Ｂをより軽量化できるとともに材料費をより節約できる。
Ａ１，Ａ２ 窪み
Ｂ ボール
Ｃ１，Ｃ２ 柱部内面のポケットの球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置
Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ 柱部内面のＣ１から軸方向へ離間した位置
Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ 柱部内面のＣ２から軸方向へ離間した位置
Ｄ１，Ｄ２ 凸部
ＰＣＤ ピッチ円直径
Ｅ１，Ｅ２ ポケットの球Ｒ中心の軸方向座標と軸方向座標が同じ径方向面
ＰＬ パーティングライン
１Ａ アンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器（片円環型）
１Ｂ アンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器（両円環型）
１Ｃ 従来形状のアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器（片円環型）
１Ｄ 従来形状のアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器（両円環型）
２ 円環部
２Ａ 小径円環部
２Ｂ 大径円環部
３ 柱部
３Ａ 柱部のパーティングラインより内径側部分
３Ｂ 柱部のパーティングラインより外径側部分
４ ポケット
５ 内径円錐面
６Ａ 先端面
６Ｂ 大径側端面
７Ａ，７Ｂ 射出成形用金型
８Ａ，８Ｂ 第１金型
９Ａ，９Ｂ 第２金型
Ｂ ボール
Ｃ１，Ｃ２ 柱部内面のポケットの球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置
Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ 柱部内面のＣ１から軸方向へ離間した位置
Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ 柱部内面のＣ２から軸方向へ離間した位置
Ｄ１，Ｄ２ 凸部
ＰＣＤ ピッチ円直径
Ｅ１，Ｅ２ ポケットの球Ｒ中心の軸方向座標と軸方向座標が同じ径方向面
ＰＬ パーティングライン
１Ａ アンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器（片円環型）
１Ｂ アンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器（両円環型）
１Ｃ 従来形状のアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器（片円環型）
１Ｄ 従来形状のアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器（両円環型）
２ 円環部
２Ａ 小径円環部
２Ｂ 大径円環部
３ 柱部
３Ａ 柱部のパーティングラインより内径側部分
３Ｂ 柱部のパーティングラインより外径側部分
４ ポケット
５ 内径円錐面
６Ａ 先端面
６Ｂ 大径側端面
７Ａ，７Ｂ 射出成形用金型
８Ａ，８Ｂ 第１金型
９Ａ，９Ｂ 第２金型
Claims (3)
- 小径円環部及び大径円環部、並びにこれらの円環部間を連結するように、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からなり、これらによりボールの嵌まる複数のポケットを形成した両円環型のアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器であって、
前記柱部の内面の前記ポケットの球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置又は前記柱部の内面の前記軸方向座標位置から軸方向へ離間した位置から前記大径円環部の端面にわたる部分を切除した形状の窪みを設け、
前記窪みの形状を周方向視で略Ｌ字状にしてなることを特徴とするアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器。 - 小径円環部及び大径円環部、並びにこれらの円環部間を連結するように、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からなり、これらによりボールの嵌まる複数のポケットを形成した両円環型のアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器を射出成形する際に用いる、軸方向に型開きする分割金型を含む射出成形用金型であって、
前記柱部の内面の前記ポケットの球Ｒ中心と同じ軸方向座標位置又は前記柱部の内面の前記軸方向座標位置から軸方向へ離間した位置から前記大径円環部の端面にわたる部分を切除した形状の窪みを形成する凸部を、前記分割金型の一方に設け、
前記凸部の形状を周方向視で略Ｌ字状にしてなることを特徴とする射出成形用金型。 - 請求項２に記載の射出成形用金型を用いたアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器の製造方法であって、
前記分割金型を型締めした状態で溶融樹脂材料を成形空間内に注入する工程と、
前記溶融樹脂材料を冷却・固化する工程と、
前記分割金型を開いて、成形されたアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器を取り出す工程と、
を含むことを特徴とするアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器の製造方法。
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