JPH1151063A - 樹脂巻き軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外周面を柔らかな面としながら、製造が簡単
で低コストにでき、またさまざまなローラ径，ローラ形
状に対応でき、さらに接着工程がなくせて、接着むらに
よる剥がれが発生しない軸受とする。 【解決手段】 転がり軸受１の外輪４の外周に、互いに
内外に重なる内側樹脂層７および外側樹脂層８を設け
る。内側樹脂層７は外側樹脂層８よりも硬度が高い樹脂
とし、かつ外側樹脂層８は射出成形により内側樹脂層７
に一体に溶着する。内側樹脂層７と外側樹脂層８には、
互いに嵌まり合う鍔７ａ，環状凹部８ａ等の凹凸部を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シート類などの
搬送物を送る摩擦ローラや、走行ローラ等の搬送用軸受
として使用される樹脂巻き軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】一般に搬
送用軸受としては、ウレタンゴム等のゴム巻き軸受が使
用されている。その理由としては、ゴムは摩擦係数が高
く、搬送物に力が伝達され易いこと、ゴムは弾性変形し
易く搬送物の凹凸の吸収に優れていること、またゴムは
耐摩耗性に優れていること等が挙げられる。しかし、ゴ
ム巻き軸受は、ゴムの性質上、弾性変形が多く、軸受外
輪または外環からゴムが外れ易いため、外れ防止のため
の接着が必要である。そのうえ、成形や加硫に非常に時
間がかかり、コスト高になってしまう。

【０００３】また、同様な搬送用軸受として、樹脂巻き
軸受があり、一般的な樹脂材質としては、ポリアセター
ル（硬度ＪＩＳのＤ７０以上）が挙げられる。このよう
な硬度の樹脂層の樹脂巻き軸受は、樹脂の性質上、成形
後に収縮し、また硬度が高く弾性変形も少ないため、外
輪に固定でき接着工程が不要である。したがって、樹脂
巻き軸受はコスト面では有利である。しかし、摩擦係数
や弾性変形の点などで性能面が不十分である。

【０００４】また、ゴム巻き軸受において、外径を大き
くするために、次の各種の構成が採られるが、それぞれ
問題がある。すなわち、外径を大きくするために、ゴム
の肉厚を厚くする方法は、成形に時間がかかり、コスト
が高くなり、全体の剛性が低くなる。軸受の本体、つま
り軌道輪に大きなものを使用する場合は、軸径や幅寸法
が大きくなる。金属等の外環を使用する場合は、切削加
工品を使用することになり、部品点数が増え、コストが
高くなる。このような課題を解消するものとして、本発
明者等は、樹脂層を内外２層に設けるものを試みたが、
内外の樹脂層の相互の固定の点などで未解決の課題があ
った。また、例えば、樹脂層を内外２層に設けようとし
た場合に、ゲートの点で、薄肉化に制約があった。すな
わち、内外２層に樹脂層を設けると、各樹脂層にゲート
が必要なため、一般のゲートが確保できる厚さを確保し
ようとすると、通常の均一厚さの樹脂層では、各樹脂層
が厚くなり、内外の樹脂層の厚みが制約される。フィル
ムゲートの採用で薄肉化を図ることが可能な場合もある
が、フィルムゲートでは金型費が高くなり、また樹脂に
よっては成形できない場合もある。

【０００５】この発明は、上記の課題を解消するもので
あり、外周面を柔らかな面としながら、製造が簡単で低
コストにでき、また軸受本体に影響を受けることなく、
さまざまなローラ径，ローラ形状に対応でき、さらに接
着工程がなくせて、接着むらによる剥がれが発生しない
樹脂巻き軸受を提供することを目的とする。この発明の
他の目的は、内外の樹脂層間の溶着強度が向上し、外側
樹脂層が剥がれ難く、また複数種の樹脂の選定におい
て、融点等の考慮が不要となるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、ゲート位置を十分に確保
しながら、樹脂層の肉厚を薄くできるようにすることで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の樹脂巻き軸受
は、転がり軸受の外輪の外周に、互いに内外に重なる内
側樹脂層および外側樹脂層を設け、前記内側樹脂層は外
側樹脂層よりも硬度が高い樹脂とし、かつ外側樹脂層は
射出成形により内側樹脂層に一体に溶着したもである。
この構成によると、外側樹脂層に搬送性の面で性能に優
れた柔らかな樹脂を用いていても、内側樹脂層には金属
に射出成形で一体化できる硬度の高い樹脂を使用でき、
接着工程が不要となる。また、外側樹脂層は、内側樹脂
層の外側に射出形成することにより、内側樹脂層に溶着
できる。すなわち、射出成形された樹脂の熱により、初
めに射出成形してあった内側樹脂層の表面が溶けて溶着
が起こる。これにより、軟らかい外側樹脂層を軸受外輪
に固定することができる。

【０００７】前記内側樹脂層と外側樹脂層とには、互い
に嵌まり合う凹凸部を設けることが好ましい。この凹凸
部は、例えば内側樹脂層の外径面に設けた両鍔または中
鍔等の凸部と、外側樹脂層の内径面に設けられた前記鍔
に嵌合する凹部等で構成する。このように、内側樹脂層
と外側樹脂層とに凹凸部を設けることで、両樹脂層の溶
着面積が増え、樹脂層間の溶着強度が向上する。そのた
め、外側樹脂層が外れ難くなる。また、このように溶着
面積が大きくて溶着強度が得易いため、樹脂の選定にお
いて、溶融温度などの面での厳しい制約がなくなり、樹
脂の選定が容易となる。

【０００８】また、これらの構成において、内側樹脂層
および外側樹脂層を、各々一方の幅面側と他方の幅面側
とで径方向厚さが異なるものとし、これら内側樹脂層お
よび外側樹脂層の射出成形のゲートを、各々厚さが厚い
方の幅面に設けても良い。このように各樹脂層を両側の
幅面の厚さ異なるものとし、厚い方の幅面にゲートを設
けることで、一般のゲートに必要な厚さを確保しなが
ら、全体の樹脂層の厚みを薄く抑えることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１に基
づいて説明する。この樹脂巻き軸受は、転がり軸受１の
外輪４の外周に、互いに内外に重なる内側樹脂層７およ
び外側樹脂層８を設け、前記内側樹脂層７は外側樹脂層
８よりも硬度が高い樹脂とし、かつ外側樹脂層８を射出
成形により内側樹脂層７に一体に溶着したものである。
前記内側樹脂層７および外側樹脂層８により樹脂巻き軸
受のローラ部が構成される。転がり軸受１は、内輪３と
外輪４の間に、保持器６に保持された転動体６を介在さ
せた玉軸受からなる。内外輪３，４は軸受鋼製のもので
ある。内側樹脂層７は、外径面の両側縁に、外側樹脂層
８との嵌合用の凹凸部となる鍔７ａを設け、外側樹脂層
８の内径面の両側縁には、鍔７に噛み合う凹凸部となる
環状凹部８ａが設けてある。内外の樹脂層７，８は互い
に異なる硬度のものであり、次の範囲の硬度としてい
る。外側樹脂層８の樹脂は、搬送物の搬送性の確保のた
めに、硬度がＪＩＳ規格のＤ６０以下のものを用いる。
内側樹脂層７の樹脂は、金属材に対して接着工程が不要
となる硬度の樹脂であり、ＪＩＳ規格のＤ６０以上の硬
度の樹脂を用いる。具体例を挙げると、外側樹脂層８の
樹脂としては、デュポン社のハイトレルや、東洋紡社の
ペルプレン（いずれも熱可塑性ポリエステルエラストマ
ー）が挙げられる。これらの材質は、硬度がＪＩＳＤ６
０以下のものがあり、また樹脂巻き軸受に一般に使用さ
れるポリアセタール等に比べて摩擦係数も大きい。内側
樹脂層７の樹脂は、外側樹脂層８の樹脂と同系で、硬度
のみ異なるものを用いることが望ましい。前記２種類の
具体例の樹脂は、硬度がＪＩＳＤ６０以上のものもあ
る。

【００１０】樹脂層７，８の製造過程を説明すると、ま
ず外輪４の外周に、内側樹脂層７を射出成形により成形
する。つまり、インサート成形する。このとき、内側樹
脂層７は硬度が所定値（ＪＩＳＤ６０）以上であるた
め、射出成形により金属の外輪４と強固に一体化され、
接着工程は不要である。次に、内側樹脂層７の外周に、
外側樹脂層８の樹脂を射出形成する。射出成形された樹
脂の熱により、初めに射出成形してあった内側樹脂層７
の表面が溶け、溶着が起こる。これにより、軟らかい樹
脂を軸受外輪４に固定することができる。

【００１１】この構成の樹脂巻き軸受によると、このよ
うに、搬送性に優れた柔らかな樹脂からなる外側樹脂層
８を、接着工程を必要とせず、外輪４に固定することが
できる。すなわち、仮に、硬度がＪＩＳＤ６０以下の樹
脂を射出成形しただけでは、ゴムと同様に弾性変形が大
きくて外れてしまい、対策として接着工程が必要となる
が、この実施形態によると、このような接着工程が省け
る。また、内側樹脂層７は、硬度が高く剛性もあるた
め、外側樹脂層８の肉厚に関係なく、ローラ外径を大き
くできる。

【００１２】さらに、内側樹脂層７には鍔７ａを設け、
外側樹脂層８の環状凹部８ａを嵌合させているため、軸
方向の力をこれら鍔７ａと環状凹部８ａとで受けて機械
的な固定強度が得られるうえ、内側樹脂層７と外側樹脂
層８との溶着面が広がる。そのため、より一層強固な溶
着が行え、また溶着不十分でも、両樹脂層７，８間の相
互の固定を確実なものとできる。このため、溶着性の確
保のために樹脂種類が制約されることが少なく、内外の
樹脂層７，８の複数の樹脂の選定において、融点を特に
考慮することが不要となる。例えば、樹脂間の固定を溶
着のみとすると、使用樹脂によっては、樹脂温度や金型
温度を高くなるなど、標準成形条件を大きく変更する必
要が出て来たり、樹脂の変更をする必要が出て来る場合
があるが、これを、上記の鍔７ａおよび環状凹部８ａな
どからなる凹凸部の形成により回避できる。

【００１３】なお、内側樹脂層７は、外輪４に対してイ
ンサート成形せず、予め内側樹脂層７と外側樹脂層８と
を成形した後に、内側樹脂層７の内径に転がり軸受１を
圧入などで固定しても良い。また、内側樹脂層７と外側
樹脂層８には、必ずしも互いに嵌合する凹凸部は設けな
くても良く、図５（Ａ）に示すように、内側樹脂層７と
外側樹脂層８との境界面を単なる円筒面として互いに溶
着しても良い。

【００１４】図２（Ａ），（Ｂ）、図３、および図４
（Ａ），（Ｂ）は、各々この発明における他の実施形態
を示し、いずれも内側樹脂層７と外側樹脂層８とを凹凸
部で嵌合させた形式のものを示す。これらの実施形態
は、特に説明を付加した構成部分を除いて、図１の実施
形態と同じ構成である。図２（Ａ）の例は、軸受１の外
輪４の外径面に金属外環９を圧入し、その外径に内側樹
脂層７を設けたものである。これにより、全体の外径
を、一層の強度確保を図りながら大きくすることができ
る。

【００１５】図２（Ｂ）は、内側樹脂層７の外径面に凹
凸部となる中鍔７ｂを設け、外側樹脂層８の内径面に、
中鍔７ｂに噛み合う環状溝８ｂを設けたものである。中
鍔７ｂは先端側が広がる逆台形状の断面形状に、また環
状溝８ｂはこの中鍔７ｂに噛み合う蟻溝状の断面形状と
してある。このように蟻溝状とすることで、内側樹脂層
７と外側樹脂層８との機械的な結合が一層確実となる。
図３は、図２（Ｂ）の実施形態において、中鍔７ｂの円
周方向複数箇所に穴１０を貫通して明け、この穴１０の
内部を外側樹脂層８で埋めたものである。このように中
鍔７ｂの穴１０に外側樹脂層８の樹脂を流れ込ませるこ
とにより、内側樹脂層７と外側樹脂層８との固定が一層
強いものとなる。なお、穴１０は未貫通のものであって
も良い。図４（Ａ）の例は、図２（Ｂ）の例において、
内側樹脂層７および外側樹脂層８からなるローラ部分の
幅を、軸受１の幅よりも大きくしたものである。このよ
うな形状とすることも容易に行える。図４（Ｂ）の例
は、図２（Ｂ）の例において、内側樹脂層７を厚くする
ことにより、ローラ外径（全体の外径）を大きくしたも
のである。内側樹脂層７は硬度が高い樹脂であるため、
強度を十分に確保しながら、ローラ外径を大きくするこ
とができる。

【００１６】図５（Ｂ）〜（Ｄ）は、各々この発明のさ
らに他の実施形態を示す。これらの実施形態は、いずれ
も内側樹脂層７および外側樹脂層８を、各々一方の幅面
側と他方の幅面側とで径方向厚さが異なるものとし、こ
れら内側樹脂層７および外側樹脂層８の射出成形のゲー
ト１１，１２を、各々厚さが厚い方の幅面に設けたもの
である。図５（Ｂ）の例は、内側樹脂層７の外径を一端
側が大径となった段付き円筒面とし、外側樹脂層８の内
径面を前記段付き円筒面に整合する段付き円筒面とする
ことで、これら樹脂層７，８の両側の厚さを異ならせて
いる。図６（Ａ）の例は、内側樹脂層７の外径を円すい
状面とし、外側樹脂層８の内径面を前記円すい状面に嵌
合する円すい状面とすることで、これら樹脂層７，８の
両側の厚さを異ならせている。図６（Ｂ）の例は、外輪
４の外径面に金属外環９を圧入し、その外径に、図６
（Ａ）と例と同様に互いの嵌合面が円すい状面となる内
側樹脂層７および外側樹脂層８を設けたものである。

【００１７】これら図５（Ｂ），図６（Ａ），（Ｂ）に
示す例のように、内側樹脂層７および外側樹脂層８の両
側の厚さを異ならせ、射出成形ゲート１１，１２を厚さ
が厚い方の幅面に設けた場合は、ゲート位置を十分に確
保しながら、樹脂層７，８の肉厚を薄くすることができ
る。仮に、内側樹脂層７の薄肉側の端部の肉厚を通常の
ピンゲートで成形可能な０．５mmとした場合、外側樹脂
層８を設けても、全体の外径の拡大を３mmに抑えること
ができる。また、内外の樹脂層７，８の境界面を単なる
円筒面とせずに、段付き円筒面または円すい面とするた
め、両樹脂層７，８の接触面積を大きくすることがで
き、これにより両樹脂層７，８の溶着強度を向上させる
ことも可能となる。

【００１８】

【発明の効果】この発明の樹脂巻き軸受は、転がり軸受
の外輪の外周に、互いに内外に重なる内側樹脂層および
外側樹脂層を設け、前記内側樹脂層は外側樹脂層よりも
硬度が高い樹脂とし、かつ外側樹脂層は射出成形により
内側樹脂層に一体に溶着したため、外周面を搬送性に優
れた柔らかな面としながら、製造が簡単で低コストとな
り、また軸受本体に影響を受けることなく、さまざまな
ローラ径，ローラ形状に対応でき、さらに接着工程が無
くせて、接着むらによる剥がれが発生せず、耐久性にも
優れた軸受とできる。内側樹脂層と外側樹脂層とに、互
いに嵌まり合う凹凸部を設けた場合は、内外の樹脂層間
の溶着強度が向上し、外側樹脂層が剥がれ難く、また複
数種の樹脂の選定において、融点等の考慮が不要とな
る。また、内側樹脂層および外側樹脂層を、各々一方の
幅面側と他方の幅面側とで径方向厚さが異なるものと
し、これら内側樹脂層および外側樹脂層の射出成形ゲー
トを、各々厚さが厚い方の幅面に設けた場合は、ゲート
位置を十分に確保しながら、樹脂層の肉厚を薄くするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる樹脂巻き軸受の
部分断面図である。

【図２】（Ａ），（Ｂ）は各々この発明の他の実施形態
にかかる樹脂巻き軸受の部分断面図である。

【図３】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態にかか
る樹脂巻き軸受の部分断面図、（Ｂ）はそのローラ部分
の破断側面図である。

【図４】（Ａ），（Ｂ）は各々この発明のさらに他の実
施形態の部分断面図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ）は各々この発明のさらに他の実
施形態の部分断面図である。

【図６】（Ａ），（Ｂ）は各々この発明のさらに他の実
施形態の部分断面図である。

【符号の説明】

１…転がり軸受 ７ｂ…内鍔（凹凸部） ３…内輪 ８…外側樹脂層 ４…外輪 ８ａ…環状凹部（凹凸
部） ５…転動体 ８ｂ…環状溝 ７…内側樹脂層 １０，１１…ゲート ７ａ…鍔（凹凸部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転がり軸受の外輪の外周に、互いに内外
   に重なる内側樹脂層および外側樹脂層を設け、前記内側
   樹脂層は外側樹脂層よりも硬度が高い樹脂とし、かつ外
   側樹脂層は射出成形により内側樹脂層に一体に溶着した
   樹脂巻き軸受。
2. 【請求項２】 前記内側樹脂層と外側樹脂層とに、互い
   に嵌まり合う凹凸部を設けた請求項１記載の樹脂巻き軸
   受。
3. 【請求項３】 内側樹脂層および外側樹脂層を、各々一
   方の幅面側と他方の幅面側とで径方向厚さが異なるもの
   とし、これら内側樹脂層および外側樹脂層の射出成形の
   ゲートを、各々厚さが厚い方の幅面に設けた請求項１ま
   たは請求項２記載の樹脂巻き軸受。