JP2007078118A - Resin retainer, resin retainer mold, and method of manufacturing the resin retainer - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複列円筒ころ軸受に好適な樹脂保持器に関する。 The present invention relates to a resin cage suitable for a double row cylindrical roller bearing.
近年、マシニングセンタ、CNC旋盤、フライス盤といった工作機械の主軸の支持に用いられる円筒ころ軸受には、運転時の保持器の摩耗粉による潤滑剤劣化の問題や軽量化の点から、合成樹脂製の保持器が利用されるようになっている。 In recent years, cylindrical roller bearings used to support the spindles of machine tools such as machining centers, CNC lathes, and milling machines are made of synthetic resin because of the problem of lubricant deterioration due to wear powder from the cage during operation and weight reduction. A vessel is used.
上記のような樹脂保持器としては、図7に示すように、円環部71と、円環部71の内側一端から軸方向の一方に延びた複数の柱部72と、円周方向に隣接する柱部72の円周方向側面72a間に形成され、円筒ころを回転自在に保持する複数のポケット73とを備えた、所謂くし型樹脂保持器と呼ばれるものがある(例えば、特許文献1参照)。
As shown in FIG. 7, the resin holder as described above includes an
一般に、上記くし型樹脂保持器は一体射出成形される。この成形金型のキャビティ80は、成形収縮を考慮して形状が決定されるが、その成形収縮は内向きに生じるため、図8に示すように全体として軸方向Zに対して傾き角θをもつ外開きに形成される。この外開き形状は成形材料の特性等に基づいて経験的に決められる。
In general, the comb resin cage is integrally injection molded. The shape of the
上記くし型樹脂保持器の成形金型では、キャビティ80のうち上記柱部の内側を成形する部分にゲート81を位置させたトンネルゲート(サブマリンゲートと称されることもある)構造が好まれている。これは、サイドゲート等のゲート部が製品に残るとゲート処理が必要となるものに対し、トンネルゲートは、金型の構造上、成形品とゲート部がせん断分離されるためにゲート処理がなく、コストダウンを図れるからである。また、トンネルゲートでは、保持器のような円環状部品には樹脂同士に接合面(ウェルド部)の強度劣化を最小限に抑えるために、多点ゲート化を図ることにより、各ゲートで樹脂が固化する前にウェルド部を成形し、保持器強度を高くすることができる。なお、ゲートは、1本おきに設けることでウェルド部が柱の中央に位置するようになり、保持器強度が確保される。
In the mold for the comb resin retainer, a tunnel gate (sometimes referred to as a submarine gate) structure in which a
しかしながら、トンネルゲート構造による射出成形は、型開き後の成形品押し出し力を利用することにより、ゲートのエッジで成形品とゲート部をせん断させることを特徴とする。ところが、くし型樹脂保持器では、上述のようにキャビティ80が全体として外開き形状に形成されるので、ゲート81が保持器押し出し方向(図8の例では軸方向Zの一方と逆方向)に対して傾き角θをもっており、上記せん断が歪になる。その結果、成形された柱部72の内側に存在するゲート部74(ゲート跡として観察される)にバリが生じる。このバリの一部が軸の回転中に脱落すると、柱部の内側は内輪の軌道面に対するため、脱落片が上記軌道面の傷みの原因になり得る。
However, the injection molding by the tunnel gate structure is characterized in that the molded product and the gate part are sheared at the edge of the gate by utilizing the extrusion force of the molded product after the mold opening. However, in the comb-shaped resin cage, the
そこで、この発明の課題は、円環部の内側一端から軸方向の一方に延びる複数の柱部が転動体を等配するように形成されており、上記円環部と上記柱部の一体射出成形に伴うゲート部が上記柱部の内側に存在する樹脂保持器において、上記ゲート部にバリが生じることを防止することである。 Accordingly, an object of the present invention is to form a plurality of pillars extending from one inner end of the annular part to one side in the axial direction so that the rolling elements are evenly arranged, and integrally injecting the annular part and the pillar part In the resin retainer in which the gate part accompanying the molding exists inside the pillar part, it is to prevent the burr from occurring in the gate part.
上記の課題を解決するため、この発明の樹脂保持器は、上記ゲート部の所在面が柱部先端側に進むに連れて内寄りとなる方向に傾斜する構成を採用した。 In order to solve the above-mentioned problems, the resin retainer of the present invention employs a configuration in which the location surface of the gate portion is inclined in the inward direction as it advances toward the front end side of the column portion.
上記構成によれば、上記ゲート部の所在面を成形するキャビティ部分には、成形品において柱部先端側に進むに連れて内寄りとなる方向に傾斜させるため、キャビティの外開き形状を解消する傾きを与えることになり、その結果、上記ゲート部の所在面と保持器押し出し方向とを平行に設定することが可能になる。すなわち、成形された保持器の押し出し時に、成形されたゲート部を保持器押し出し方向と平行にせん断分離させることが可能になり、その結果、せん断歪が防止されるので、ゲート部にバリが生じることを防止することができる。 According to the above configuration, since the cavity part for molding the location surface of the gate part is inclined in the inward direction as it advances toward the column tip end side in the molded product, the outward opening shape of the cavity is eliminated. As a result, it becomes possible to set the location surface of the gate portion and the direction in which the cage is pushed out in parallel. That is, when the molded cage is pushed out, the molded gate portion can be sheared and separated in parallel with the direction of pushing out the cage. As a result, shear strain is prevented, so that burrs are generated in the gate portion. This can be prevented.
なお、この構成を採用する場合、樹脂保持器を外輪案内または転動体案内方式として軸受を構成すればよい。 In addition, when employ | adopting this structure, what is necessary is just to comprise a bearing by making a resin cage into an outer ring guide or a rolling element guide system.
上記構成において、樹脂保持器を内輪案内方式として軸受を構成する場合、上記ゲート部の所在面が、他の部分よりも外方に凹入している構成を採用すればよい。 In the above configuration, when the bearing is configured using the resin cage as the inner ring guide system, a configuration in which the location surface of the gate portion is recessed outward from the other portions may be employed.
この発明は、換言すれば、円環部と、この円環部の内側一端から軸方向の一方に延ばされ転動体を等配するための複数の柱部とを成形するキャビティを有し、上記キャビティのうち上記柱部の内側を成形する部分にゲートが存在する射出成形用の樹脂保持器金型において、上記ゲートの所在面が保持器押し出し方向と平行に形成されている構成を採用したといえる。 In other words, the present invention has a cavity that molds an annular portion and a plurality of column portions that are extended from one inner end of the annular portion to one side in the axial direction and are equally arranged with rolling elements, In the resin retainer mold for injection molding in which a gate is present in the portion of the cavity that molds the inside of the column part, a configuration is adopted in which the location surface of the gate is formed in parallel with the direction of pushing out the retainer. It can be said.
また、この発明は、円環部の内側面一端から軸方向に延びる複数の柱部が転動体を等配するように形成されており、上記円環部と上記柱部の一体射出成形に伴うゲート部が上記柱部の内側に存在する樹脂保持器の製造方法において、キャビティのゲート所在面を保持器押し出し方向と平行に形成した樹脂保持器金型を用いる構成を採用したともいえる。 Further, the present invention is formed such that a plurality of column portions extending in the axial direction from one end of the inner side surface of the annular portion are equally arranged, and accompanying the integral injection molding of the annular portion and the column portion. In the method for manufacturing a resin cage in which the gate portion is present inside the column portion, it can be said that a configuration using a resin cage mold in which the gate location surface of the cavity is formed in parallel with the direction of pushing out the cage is adopted.
上述のように、この発明によれば、上記ゲート部にバリが生じることを防止することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent burrs from being generated in the gate portion.
以下、この発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。図1に要部を示した複列円筒ころ軸受は、複列の軌道面11を有する内輪10と、軌道面21を有する外輪20と、内輪10の軌道面11及び外輪20の軌道面21間に配置された複列の円筒ころ30と、各列の円筒ころ30をそれぞれ保持する一対の樹脂保持器40とを備える。内輪10の軸方向中央部には中鍔12が設けられており、また、軸方向両外側の端部には外鍔13が設けられている。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The double-row cylindrical roller bearing shown in FIG. 1 includes an
内輪10は工作機等の主軸外周に嵌合され、外輪20はハウジングの内周に嵌合される。この複列円筒ころ軸受内は、エアオイルやグリース等の潤滑剤で潤滑され、一般に、ラジアル方向の予圧を付与した状態で使用される。なお、内輪の内周面はテーパ形状であっても良く、したがって、この内輪は、テーパ形状に形成した主軸の外周面、あるいは主軸の外周に嵌合したテーパ状スリーブの外周面に嵌合されるものであっても良い。
The
樹脂保持器40は、図2、図3に示すように、円環部41と、円環部41の内側一端41aから軸方向Zの一方に延びた複数の柱部42と、円周方向に隣接する柱部42間に形成され円筒ころ30(図示省略)を回転自在に保持する複数のポケット43とを備え、一体射出成形されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
成形材料としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、ポリアミド樹脂(PA:PA66、PA46)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等の自己潤滑性を有する合成樹脂を用いることができ、必要に応じてカーボンファイバ(CF)、グラスファイバ(GF)等の充填材を配合してもよい。 As the molding material, for example, a synthetic resin having self-lubricating properties such as polyetheretherketone resin (PEEK), polyamide resin (PA: PA66, PA46), polyphenylene sulfide resin (PPS) can be used. Further, a filler such as carbon fiber (CF) or glass fiber (GF) may be blended.
複数の柱部42は円周等配位置に配列されている。各ポケット43は円周方向に隣接する柱部42の円周方向側面42aと円環部41の軸方向Zの一方側壁面41bとで三方から囲まれ、軸方向の一方に向かって開口している。
The plurality of
柱部42の円周方向側面42aは、ポケット43のポケット中心Oを通るポケットPCD(図2に示す例では、ポケットPCDは円筒ころ30の中心を通るころPCDと等しい。)から内側及び外側に亘って形成された円弧面(円筒面)42bを有する。
The
円弧面42bは、高速回転時における円筒ころ30の等配機能を確保するため、柱部42が遠心力によって外径側に弾性変形したときに円筒ころ30の転動面を案内するようになっている。
The
相対向する円弧面42bの内端間距離W1および外端間距離W2は、円筒ころ30の直径よりも小さく設定されており、その結果、ポケット43から円筒ころ30が内外両側へ抜けることが規制される。
The distance W1 between the inner ends and the distance W2 between the outer ends of the
なお、保持器40は、転動体案内形式が採用されており、軸受回転時、柱部42の円周方向側面42aが円筒ころ30の転動面に接触案内されながら回転する。
In addition, the rolling element guide type is employ | adopted for the holder |
また、円周方向側面42aの先端側には、潤滑剤溜り部を兼ねた逃げ部44が形成されている。この逃げ部44は、その先端及び内端が開放された凹状で、その外端に湾曲凹状の段差部44aを有し、上記ポケットPCDを境として柱部42の内周側に配置されている。円筒ころ30を覆っているグリースや油等の潤滑剤が、柱部42の円弧面42bによって掻き取られても、逃げ部44から潤滑剤が補充される。
In addition, an
逃げ部44の円周方向側面は、柱部42の円周方向中心を通る半径線rと平行なストレート面になっており、柱部42が遠心力により半径線rに沿って外径側に変位しても、円筒ころ30の転動面との接触が回避されるようになっている。逃げ部44の軸方向長さは、例えば、円筒ころ30の軸方向長さの10%〜35%にすることができる。
The circumferential side surface of the
また、柱部42の円周方向側面42aは、円筒ころ30の潤滑を向上させるため、溝状の潤滑剤溜り部45を逃げ部44の外側かつポケットPCDを境として柱部42の外側に有する。この潤滑剤溜り部45は、先端のみが開放された状態となる直線状に形成され、図1に示すように円筒ころ30の軸方向中央付近に位置するようになっている。
Further, the
なお、逃げ部44と潤滑剤溜り部45は、遠心力により柱部42が外側に弾性変形しても潤滑剤が一挙に排出しないように、図3に示す如く全体として柱部先端側に進むに連れて内寄りとなる方向に傾斜している。なお、上記の傾斜角は、軸方向Zに対して2〜10度にすることができる。
As shown in FIG. 3, the
図2、図3に示すように、上記柱部42の内側を構成する内径面46は、上記円環部41と上記柱部42、すなわち樹脂保持器40の一体射出成形に伴うゲート部47が存在する所在面46aを有する。この所在面46aは、軸方向Zに沿って上記柱部42の中ほどから先端側に進むに連れて内寄りとなる方向に傾斜している。なお、樹脂保持器40では、その真円度を高めるため、ゲート部47は、複数の柱部42の円周等配位置に関しウェルド部(図示省略)と交互に配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
上記所在面46aの傾きは、成形された樹脂保持器40の押し出し時に、成形された所在面46aと保持器押し出し方向とが平行になるように定められる。
The inclination of the
図4に要部を示した樹脂保持器40の射出成形用金型は、図3と対比すれば明らかなように、そのキャビティ50が上記円環部41の成形空間51と上記柱部42の成形空間52とを有する。キャビティ50は、軸方向Zに沿って柱部先端成形面53側に進むに連れて全体として外開き状に形成されている。この外開きの軸方向Zに対する傾き角θは、樹脂保持器40の成形収縮を考慮して、成形された柱部42が軸方向Zに平行するように決定される。
The mold for injection molding of the
上記成形空間52の柱部内側成形面54(柱部の内側を成形する部分)には、ゲート55が形成されている。この第1実施形態において、ゲート55はキャビティプレートにトンネルゲート構造で形成されている。また、保持器押し出し方向は、軸方向Zと平行に設定されており、エジェクタピン(図示省略)の進出方向(つまり軸方向Zの一方と逆方向)に一致している。
A gate 55 is formed on the columnar
ゲート55の所在面56は、上記ゲート部47の所在面46aを成形する部分に相当し、軸方向Zに沿って柱部先端成形面53側に進むに連れて内寄りに傾斜している。この所在面56が柱部内側成形面54の他の部分との間に有する傾き角αは、この第1実施形態において軸方向Zに対する傾き角とも考えられ、上記傾き角θと同じに設定されている。これにより、所在面56においてキャビティ50の外開き状が解消され、ゲート55の所在面56が軸方向Zに平行、すなわち、保持器押し出し方向と平行に形成されている。
The
したがって、成形された保持器の押し出し時に、成形された上記ゲート部47が保持器押し出し方向と平行にせん断分離されることになり、その結果、せん断歪が防止されるので、ゲート部47にバリが生じることを防止することができる。
Therefore, when the molded cage is extruded, the molded
この発明の第2実施形態について述べる。なお、以下においては、上述の第1実施形態に係る樹脂保持器40との相違点を主として述べ、共通の構成要素については該当する各図に同一符号を付し、重複する説明を省略する。
A second embodiment of the present invention will be described. In the following description, differences from the above-described
図5に示した第2実施形態に係る樹脂保持器は、ゲート部47の所在面60が、円環部41の内側一端41aから先端面取り部まで形成されており、かつ上記内側一端41aよりも内方に位置するように形成されている。その結果、上記所在面60の形成に伴い、柱部42には、半径方向の肉厚部が形成されることになり、柱部42の遠心力に対する剛性が高まる。
In the resin retainer according to the second embodiment shown in FIG. 5, the
したがって、柱部42が両周方向側面42aに逃げ部44や潤滑剤溜り部45を有する構成においては、上記所在面60を柱部42の内径面46に形成することにより、上記バリ発生を防止しつつ、その両周方向側面42aに逃げ部44や潤滑剤溜り部45を形成することで懸念される剛性低下を解消することができる。なお、上記所在面60は、少なくとも柱部42の先端側に形成されていればよい。
Accordingly, in the configuration in which the
この発明の第3実施形態について述べる。図6に示した第3実施形態に係る樹脂保持器は、上記ゲート部47の所在面61が、柱部42の両逃げ部44間において他の部分よりも外方に凹入している。これにより、上記所在面61と内輪10(図示省略)の干渉は回避され、樹脂保持器を内輪案内形式とすることが容易になる。
A third embodiment of the present invention will be described. In the resin retainer according to the third embodiment shown in FIG. 6, the
30 円筒ころ
40 樹脂保持器
41 円環部
41a 内側一端
42 柱部
46a、60、61 所在面
47 ゲート部
50 キャビティ
55 ゲート
56 所在面
30
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