JP2007024179A - 保持器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化させることなく強度の高い軸受けにすることができる保持器の製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】軸受け内部に組み込まれ転動体１１３を保持する保持器１４の製造方法であって、金型キャビティ２１ａ、２２ａ内の所定位置に前記転動体１１３を配置させ、該転動体１１３を配置させた該金型キャビティ２１ａ、２２ａ内に溶融樹脂を注入し該溶融樹脂を硬化させることで前記転動体１１３と前記保持器１４とを一体成形する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、保持器の製造方法に関し、詳しくは軸受け内部に組み込まれ転動体を保持する保持器の製造方法に関する。

従来より、アキシアル荷重とラジアル荷重との合成荷重を受けるのに適した軸受けとして、例えば図９に示すようなアンギュラ型のボールベアリング１０１が広く使用されている。このボールベアリング１０１は、転動体である鋼球のボール１１３と、該ボール１１３を保持する環状のリテーナ１１４（以下、「リテーナ１１４」と記す）と、該ボール１１３の内外軌道面１１１ａ、１１２ａを有するとともに、該ボール１１３と該内外軌道面１１１ａ、１１２ａとがラジアル方向に対して所定の接触角をもって接触する内輪１１１および外輪１１２とから構成されている。このように、ラジアル方向に対して所定の接触角をもって接触するために、リテーナ１１４は、外径方向に向けて拡径する傾斜面を有する構造となっている。

また、このリテーナ１１４は、ボール１１３を嵌め込んで保持するための開口孔１１４ａを周方向に複数有するように、樹脂による一体成形によって製造されている。さらに、ボールベアリング１０１は、成形後のリテーナ１１４の各開口孔１１４ａにボール１１３を嵌め込み、そのボール１１３を嵌め込んだリテーナ１１４を内輪１１１と外輪１１２との間に組み込むことによって製造されている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平９−２６４３２１号公報

通常、ボールベアリングの強度を高くしたい場合、多くのボールを嵌め込んでボール１個あたりの負荷荷重を減少させる方法が考えられる。そのため、リテーナに多くのボールを配置することが望まれている。しかし、上述したリテーナは、まず樹脂によってリテーナのみが成形された後に、その成形によって形成された開口孔にボールが嵌め込まれて製造されている。この製造方法では、開口孔がきちんと形成されるように（すなわち、隣接する開口孔が連通しないように）リテーナを成形する必要があるため、各開口孔間の繋ぎ部を十分に形成しておく必要があった。

例えば、図９に示すように、ボール１１３の直径が「４ｍｍ」であり、リテーナ１１４の内径が「３６ｍｍ」、外径が「４１ｍｍ」である場合、リテーナ１１４における隣接する開口孔１１４ａ間に形成される繋ぎ部の距離が約「０．３ｍｍ」必要であった。このように、繋ぎ部に「０．３ｍｍ」確保してしまうと、リテーナ１１４の中心と隣接するボール１１３の中心間の角度は約「１８．９°」となり、このリテーナ１１４には、ボール１１３を「１９個」しか配置することができなかった。そのため、この繋ぎ部の距離を短くして、より多くのボール１１３を配置することが望まれる。しかし、多くの開口孔１１４ａを形成すると、繋ぎ部の距離が短くなり成形時に隣接する開口孔１１４ａが連通してしまうことがあった。そして、隣接する開口孔１１４ａが連通してしまうと、リテーナ１１４はボール１１３を保持することができなくなった。そのため、多くのボール１１３を配置させるためには、リテーナ１１４を大型化させる必要があり、結果として軸受けの大型化になるという問題が生じていた。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、大型化させることなく強度の高い軸受けにすることができる保持器の製造方法を提供することである。

本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、軸受け内部に組み込まれ転動体を保持する保持器の製造方法であって、金型キャビティ内の所定位置に前記転動体を配置させ、該転動体を配置させた該金型キャビティ内に溶融樹脂を注入し該溶融樹脂を硬化させることで前記転動体と前記保持器とを一体成形する製造方法である。
これにより、予め転動体を配置させた状態で溶融樹脂を注入して保持器を成形すると、転動体の間に溶融樹脂が流れ込むために、保持器の隣接する開口孔間に形成される繋ぎ部がしっかりしたものとなる。そのため、転動体と保持器のサイズが従来技術と同一であっても、保持器における隣接する開口孔間に形成される繋ぎ部の距離を短く済ますことができる。したがって、従来技術と比較すると、保持器を大型化することなく転動体の数を増加させることができるため、保持器を大型化することなく強度の高い軸受けを製造することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の保持器の製造方法であって、前記金型キャビティ内の上下面には、前記転動体を収容可能な凹孔がそれぞれ形成されており、該凹孔に前記転動体を配置させて該金型キャビティ内に溶融樹脂を注入する製造方法である。
この凹孔により、転動体は金型キャビティ内においてしっかりと配置されることになる。したがって、保持器における隣接する開口孔間に形成される繋ぎ部の距離が一様に形成されることになり、すなわち繋ぎ部の距離が長くなったり短くなったりすることなく一様に形成されることになり、繋ぎ部に必要な強度を有する状態で保持器に多くの転動体を配置することができる。

以下、本発明を実施するための最良の実施例を、図面を用いて説明する。
（実施例１）
まず、図１〜７を用いて実施例１を説明する。
図１〜５は、本発明のリテーナ１４の製造方法を適用させる成形機２０の金型の縦断面図であり、製造工程を順に示している。図６（Ａ）は、成形機２０の上型２２の下面図であり、同（Ｂ）は、成形機２０の下型２１の上面図である。図７は、本発明の製造方法で製造したリテーナ１４を適用させたボールベアリング１の斜視図であり、内輪１１１とリテーナ１４の各一部を切り欠いた状態である。なお、この実施例１で説明するリテーナ１４は、従来技術のリテーナ１１４と同様に、アンギュラ型のボールベアリングに適用させるものである。そして、以下の説明にあたっては、図面において同一符号を付すことで、重複する説明は省略する。

まず、本発明のリテーナ１４の製造方法を適用させる成形機２０について説明する。図１および図６（Ｂ）に示すように、この成形機２０の下型２１の上面には、環状の下キャビティ２１ａが形成されている。この下キャビティ２１ａには、転動体１１３（以下、「ボール１１３」と記す）の下半分を嵌め込んで保持するためのお碗形状の凹孔２１ｂが周方向に等間隔となるように２３個形成されている。また、全ての凹孔２１ｂの下端部は開口されており、後述する払い出しピン２１ｃの上端部がそれぞれ突出可能となっている。

これら各払い出しピン２１ｃは下型２１に対して相対的な昇降動作が可能となっている。例えば、各払い出しピン２１ｃの下端部は、共通の支持板を介して油圧シリンダ（いずれも図示しない）のピストンの先端と連結されている。これにより、このピストンを上昇させると、支持板を介して全ての払い出しピン２１ｃの上端部が全ての凹孔２１ｂの下端部から突出することになる。逆に、このピストンを下降させると、支持板を介して全ての払い出しピン２１ｃの上端部が全ての凹孔２１ｂの下端部へと戻されることになる。

一方、図１および図６（Ａ）に示すように、この成形機２０の上型２２の下面には、環状の上キャビティ２２ａが上述した下キャビティ２１ａと対応するように形成されている。この上キャビティ２２ａには、ボール１１３の上半分を嵌め込んで保持するためのお碗形状の凹孔２２ｂが上述した凹孔２１ｂと対応するよう周方向に等間隔となるように２３個形成されている。また、この上キャビティ２２ａの周方向に６等分した位置（図６（Ａ）参照）には、樹脂注入ノズル２２ｃが形成されている。樹脂注入ノズル２２ｃの先端は、上キャビティ２２ａと連通しているため、この樹脂注入ノズル２２ｃから溶融樹脂を上キャビティ２２ａへ注入させることができる。

続いて、上述した成形機２０を使用して本発明のリテーナ１４の製造方法を説明する。図２に示すように、図１に示した型開きの状態で、下型２１の上面の全ての凹孔２１ｂにボール１１３を嵌め込む。その後、図３に示すように、上型２２を下型２１へ押し付けて型締めする。この状態では、全てのボール１１３の上半分は上型２２の凹孔２２ｂに嵌め込まれることになっている。そして、下型２１の下キャビティ２１ａと上型２２の上キャビティ２２ａとによって形成される金型キャビティへ樹脂注入ノズル２２ｃから溶融樹脂を注入させる。この樹脂注入ノズル２２ｃは、既に述べたように６本均等に配置されているため、金型キャビティ内へ均等に溶融樹脂がいきわたる。

その後、図４に示すように、溶融樹脂が硬化した後、型開きを行いリテーナ１４が成形される。そして、図５に示すように、払い出しピン２１ｃを上昇させて、ボール１１３とともにリテーナ１４を持ち上げる。これにより、リテーナ１４は下型２１の上面より持ち上げられる格好となるため、リテーナ１４の取り出しが容易となる。

上述したようにして、予めボール１１３を配置させた状態で溶融樹脂を注入してリテーナ１４を成形すると、ボール１１３の間に溶融樹脂が流れ込むために、隣接する開口孔１１４ａ間に形成される繋ぎ部がしっかりしたものとなる。そのため、ボール１１３とリテーナ１４のサイズが従来技術と同一であっても、リテーナ１４における隣接する開口孔１１４ａ間に形成される繋ぎ部の距離を約「０．０６ｍｍ」で済ますことができる。すなわち、従来技術であれば、隣接する開口孔１１４ａが連通しないように繋ぎ部の距離が約「０．３ｍｍ」必要であった。しかし、本発明では繋ぎ部の距離が約「０．０６ｍｍ」であっても、従来技術と同程度の繋ぎ部の強度を有することができる。そのため、本発明では、ボール１１３を「２３個」配置することができる。これにより、従来技術と比較すると、リテーナ１４を大型化することなくボール１１３の数を増加させることができるため、リテーナ１４を大型化することなく強度の高いボールベアリング１を製造することができる。なお、図７に示すように、このリテーナ１４の中心と、各ボール１１３の中心間の角度は約「１５．７°」となっている。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２を説明する。
図８（Ａ）は、実施例２のリテーナ３４の斜視図である。なお、この実施例２は、既に説明した実施例１と比較して、リテーナ３４の形状が板状のものである。このように、リテーナ３４の形状が板状であっても、リテーナ３４は実施例１と同様に製造できるため、その詳細説明は省略する。

（実施例３）
次に、本発明の実施例３を説明する。
図８（Ｂ）は、実施例３のリテーナ４４の斜視図である。なお、この実施例３は、既に説明した実施例２と比較して、ボール１１３を複列に配置したものである。このように、ボール１１３を複列に配置した場合であっても、リテーナ４４は実施例１と同様に製造できるため、その詳細説明は省略する。

（実施例４）
次に、本発明の実施例４を説明する。
図８（Ｃ）は、実施例４のリテーナ５４の斜視図である。なお、この実施例４は、既に説明した実施例１と比較して、ボール１１３を高さ方向に複列に配置したものである。このように、ボール１１３を高さ方向に複列に配置した場合であっても、リテーナ５４は実施例１と同様に製造できるため、その詳細説明は省略する。

上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
例えば、実施例の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。

図１は、本発明の保持器１４の製造方法を適用させる成形機２０の金型の縦断面図である。 図２は、図１の次工程を示している。 図３は、図２の次工程を示している。 図４は、図３の次工程を示している。 図５は、図４の次工程を示している。 図６（Ａ）は、成形機２０の上型２２の下面図であり、同（Ｂ）は、成形機２０の下型２１の上面図である。 図７は、本発明の製造方法で製造したリテーナ１４を適用させたボールベアリング１の斜視図であり、内輪１１１とリテーナ１４の各一部を切り欠いた状態である。 図８（Ａ）は、実施例２のリテーナ３４の斜視図であり、同（Ｂ）は、実施例３のリテーナ４４の斜視図であり、同（Ｃ）は、実施例４のリテーナ５４の斜視図である。 図９は、従来の製造方法で製造したリテーナ１１４を適用させたボールベアリング１０１の斜視図であり、内輪１１１とリテーナ１１４の各一部を切り欠いた状態である。

符号の説明

１ ボールベアリング（軸受け）
１３ ボール（転動体）
１４ リテーナ（保持器）
２１ａ 下キャビティ
２１ｂ 凹孔
２２ａ 上キャビティ
２２ｂ 凹孔

Claims (2)

1. 軸受け内部に組み込まれ転動体を保持する保持器の製造方法であって、
   金型キャビティ内の所定位置に前記転動体を配置させ、該転動体を配置させた該金型キャビティ内に溶融樹脂を注入し該溶融樹脂を硬化させることで前記転動体と前記保持器とを一体成形する保持器の製造方法。
2. 請求項１に記載の保持器の製造方法であって、
   前記金型キャビティ内の上下面には、前記転動体を収容可能な凹孔がそれぞれ形成されており、該凹孔に前記転動体を配置させて該金型キャビティ内に溶融樹脂を注入する保持器の製造方法。
   
   
   

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