JP2016180430A - 保持器及び玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】玉軸受に使用する射出成型によって製造される合成樹脂製の冠型の保持器において、ウェルド部に必要な強度を確保する。
【解決手段】奇数個（７個）のポケット１０を円周方向に沿って等間隔で配置し、ポケット１０と反対側の端部に、各ポケット１０に臨んで凹部１１を形成する。これらの凹部１１の１つに射出成型用のゲート１４を配置する。ゲート１４から金型のキャビティ内に注入された溶融樹脂は、保持器５の円周方向に沿って分岐して流動し、ゲート１４を設けた凹部１１の直径方向の反対側のポケット１０間の柱部１３で合流し、接合してウェルド部１６を形成する。ウェルド部１６は、厚肉の柱部１３に形成されるので、必要な強度が確保される。ゲート１４に生じるバリは、凹部１１に収容されるので、回転に影響しない。凹部１１をポケット１０に臨んで等間隔で配置したので、重量の不均衡が生じない。
【選択図】図２

Description

本発明は、玉軸受の転動体を保持する保持器、及び、この保持器を有する玉軸受に関するものである。

転動体として球体を使用する玉軸受においては、軌道内に装填された複数の球体を保持器によって所定間隔をもって転動可能に保持することにより、球体が脱落したり、隣接する球体が接触し合って滑り摩擦を生じたりするのを防止している。

玉軸受の保持器として、例えば特許文献１に記載されたように、合成樹脂を射出成型することより製造されたものが公知である。このような合成樹脂製の玉軸受を射出成型する場合、次のような問題がある。射出成型用金型のキャビティに溶融樹脂を注入するゲートの切断部にバリが発生するが、このバリが玉軸受の円滑な回転を妨げる原因となることがある。

また、ゲートからキャビティ内に注入された溶融樹脂は、保持器の円周方向に沿って分岐してキャビティ内に充填され、ゲートから離れた部位で合流し、接合してウェルド部を形成する。このとき、ウェルド部は、ゲートから離れているため、溶融樹脂の流動性が低下するので、接合強度が低下し易い。特に合成樹脂材料として流動性の低いポリアミドイミドを用いた場合、ウェルド部の強度の低下が問題となる。

これに対して、上記特許文献１に記載された保持器では、転動体を保持するポケットとは反対側の端面において、各ポケット間の柱部の２箇所に凹部を形成し、これらの凹部にゲートを配置している。また、ポケット間の柱部がウェルド部になるようにゲートを配置している。これにより、ゲートの切断部に発生するバリが凹部内に収容されるので、バリによって玉軸受の円滑な回転が妨げられることがない。また、ウェルド部を厚肉の柱部に形成することにより、ウェルド部の強度を高めることができる。

特開２００４−１９７８３１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものでは、次のような問題がある。
複数のゲートを設けるため、金型の構造が複雑になる。また、ゲートに溶融樹脂を供給するランナの全長が長くなり、合成樹脂材料の歩留まりが悪化する。凹部が不均等に配置されているため、保持器の合成樹脂材料が経時変化等によって収縮した場合、偏った変形が生じて、転動体の保持の精度が低下する虞がある。また、保持器の重量バランスに不均衡が生じて、玉軸受の円滑な回転に悪影響を及ぼす虞がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ウェルド部に必要な強度を確保することができ、経時変化等による収縮に対して偏った変形が生じ難く、均等なバランスが得られ、かつ、生産性に優れた保持器、及び、この保持器を有する玉軸受を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、玉軸受の転動体を保持する複数のポケットが軸方向の一端部に開口し、射出成型によって製造される合成樹脂製の冠型の保持器において、
前記複数のポケットは、円周方向に沿って等間隔で奇数個配置されて、隣接する前記各ポケット間に柱部が形成され、
前記複数のポケットの反対側の端部に、前記ポケットに臨んで複数の凹部が等間隔に形成され、
前記複数の凹部のうちの１つのみに、射出成型用のゲートが接続されるゲート部が形成され、
前記ゲート部が形成された前記凹部に対して前記保持器の直径方向の反対側に配置された前記柱部に、射出成型時に前記ゲートから前記保持器の円周方向に沿って分岐した溶融樹脂が合流して接合するウェルド部が形成されていることを特徴とする。
請求項２の発明に係る保持器は、上記請求項１の構成において、前記凹部は、前記ポケットと同数設けられていることを特徴とする。
請求項３の発明に係る保持器は、上記請求項１又は２の構成において、前記合成樹脂は、ポリアミドイミドであることを特徴とする。
請求項４の発明に係る玉軸受は、上記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の保持器を有することを特徴とする。

請求項１の発明に係る保持器によれば、厚肉の柱部にウェルド部を形成することにより、ウェルド部の強度を高めることができる。凹部にゲート部を配置することにより、ゲート部に生じるバリが凹部内に収容されるので、バリが玉軸受の円滑な回転を妨げることがない。ゲートを１つのみとすることにより、ゲートに溶融樹脂を供給するランナを少なくして射出成型用の金型を簡素化し、さらに合成樹脂材料の歩留まりを向上させることができる。凹部を等間隔に配置することで、保持器の回転バランスを悪化させることが避けられる。ウェルド部が柱部に形成されるため、流動性の低いポリアミドイミドを用いても強度の低下を抑えることができる。
請求項２の発明に係る保持器によれば、経時変化等による収縮に対して偏った変形が生じ難く、均等なバランスを得ることができる。
請求項３の発明に係る保持器によれば、耐熱性の高い保持器を製造することができる。
請求項４の発明に係る保持器によれば、上記請求項１乃至３の保持器を有する玉軸受を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る保持器を使用した玉軸受の縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る保持器の斜視図である。 図２に示す保持器の平面図である。 図２に示す保持器の側壁の要部を展開して示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る玉軸受１は、外輪２と、内輪３と、これらの間に装填された複数のボール４と、ボール４を保持する保持器５と、を備えている。外輪２の両端部には、外輪２と内輪３との間を覆うシールド６が取付けられている。また、外輪２と内輪３との間の軸受空間には、グリース７が保持されている。なお、図示の例では、玉軸受１は、グリースが封入されたシールドベアリングとして示されているが、シールド６及びグリース７は、適宜、省略してもよい。

外輪２の内周面に形成され、円周方向に延びてボール４と接触する軌道溝８と、内輪３の外周面に形成され、円周方向に沿って延びてボール４と接触する軌道溝９とで形成された軌道に転動体である複数（図示の例では７個）のボール４が装填されている。各ボール４は、合成樹脂製の冠型の保持器５によって回転可能に保持されて軌道内に等間隔で配置されている。

次に、保持器５について、図２乃至図４を参照して説明する。
図２乃至図４に示すように、保持器５は、冠型の保持器であり、略円筒形状の一端部に、転動体であるボール４を保持する略球面上の凹部である複数のポケット１０が円周方向に沿って等間隔で形成されている。ポケット１０は、保持器５の内周面、外周面及び一端面に開口して、ボール４をはめ込むことができ、ボール４を略球面状の内面に沿って回転可能に保持する。保持器５には、奇数個（図示の例では７個）のポケット１０が円周方向に沿って等間隔で配置されている。

保持器５のポケット１０とは反対側の端部には、径方向沿って内周部から外周部まで放射状に延びる断面形状が長方形の溝状の凹部１１が形成されている。凹部１１は、保持器５の円周方向に沿って等間隔で奇数個（図示の例では７個）、各ポケット１０に臨んで配置されている。これにより、ポケット１０と凹部１１との間に、軸方向の肉厚が薄い薄肉部１２が形成され、また、隣接する各ポケット１０及び凹部１１間に、軸方向の肉厚が厚い柱部１３が形成されている。

保持器５は、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、フッ素樹脂等の合成樹脂を射出成型して製造される。保持器５を射出成型する際、金型（図示せず）のキャビティに溶融樹脂を注入するゲート１４（仮想線の矢印で示す）が、奇数個の凹部１１のうちの１つのみの底部に接続するように配置されている。これにより、ゲート１４が接続される凹部１１の底部には、ゲート１４内に残留した合成樹脂材料を切断した部分であるゲート部１５（図３及び図４参照）が形成される。凹部１１の深さは、図４に示すように、ゲート部１５に生じるバリ１５Ａの大きさを考慮し、このバリ１５Ａが凹部１１内に収容されて保持器５の端面から突出しない深さとする。なお、凹部１１は、図示の溝状に限らず、ゲート部１５に生じるバリ１５Ａを収容でき、かつ、射出成型によって成型可能な形状であればよい。

また、金型のキャビティ内に注入された溶融樹脂は、ゲート１４から保持器５の円周方向に沿って分岐して流動し、ゲート１４が配置された凹部１１の直径方向の反対側の柱部１３で合流してキャビティ内に充填され、この合流部分で合成樹脂材料が互いに接合されてウェルド部１６を形成する。ウェルド部１６は、ゲート１４から最も離れており、溶融樹脂の凝固が進行して流動性が低下するため、合成樹脂材料の接合が充分に行われず、他の部分に比して強度が低下し易い。ゲート１４から最も離れた直径方向の反対側となるウェルド部１６は、ポケット１０及び凹部１１が円周方向に沿って等間隔で奇数個配置されていることから、柱部１３の１つに配置されることになる。

保持器５の各部の寸法、及び、射出成型条件は、ポケット１０と凹部１１との間に形成される軸方向の肉厚が薄い各薄肉部１２の強度が、軸方向の肉厚の厚い柱部１３の１つに形成されたウェルド部１６の強度と同等、又は、同等以上となるように、適宜、設定する。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
保持器５は、合成樹脂材料を射出成型することにより製造され、玉軸受１の外輪２と内輪３との間に挿入して、各ポケット１０にボール４をはめ込むことにより、ボール４を保持して、ボール４の円滑な転動を可能にする。

保持器５は、強度的に不利なウェルド部１６を軸方向に厚肉の柱部１３に配置することにより、必要な強度を確保し易くなる。これにより、溶融樹脂の流動性が低いポリアミドイミドを合成樹脂材料とした場合でも、ウェルド部１６に必要な強度を確保することができる。また、薄肉部１２の強度をウェルド部１６の強度と同等、又は、同等以上とすることにより、全体として必要な強度を効率よく確保することができる。すなわち、薄肉部１２は、構造上、強度が低下し易いが、その強度をウェルド部１６の強度と同等、又は、同等以上とすることにより、ウェルド部１６よりも先に破損することがないので、強度が最も低いウェルド部１６の強度を確保することにより、全体として必要な強度を得ることができる。このとき、薄肉部１２は、溶融樹脂の接合部となっていないので、ウェルド部１６に比して、容易に高い強度を得ることができる。

保持器５を射出成型する際、ゲート１４が１ケ所のみに設けられているので、金型を簡素化することができ、また、ゲート１４内に残留する溶融樹脂が少なくなるので、合成樹脂材料の歩留まりが良い。ゲート１４を凹部１４内に配置したことにより、ゲート内に残留し合成樹脂材料を切断したゲート部１５に生じるバリ１５Ａが凹部１４内に収容され、保持器５の端面から突出しない。このため、バリ１５Ａが玉軸受１の円滑な回転を妨げることがないので、バリ１５Ａを除去する必要がない。

凹部１１は、円周方向に沿って等間隔で配置されているので、保持器５の重量バランスに不均衡が生じることがなく、玉軸受１の回転時のバランスを良好に維持することができる。また、経時変化等により、保持器５の合成樹脂材料が収縮した場合でも、偏った変形が生じることがなく、安定してボール４を保持することができる。

なお、本実施形態において、保持器５は、ポケット１０の周囲の合成樹脂材料を適宜、肉抜してもよく、これにより、例えば、特許文献１に記載されたもののように、ボール４を保持する爪部が保持器の端部から突出するような形状としてもよい。また、保持器５を有する玉軸受としては、図１に示すもののほか、冠型の保持器を有するものであれば他の形式の玉軸受でもよい。

１…玉軸受、４…ボール（転動体）、５…保持器、１０…ポケット、１１…凹部、１３…柱部、１４…ゲート、１５…ゲート部、１６…ウェルド部

Claims (4)

1. 玉軸受の転動体を保持する複数のポケットが軸方向の一端部に開口し、射出成型によって製造される合成樹脂製の冠型の保持器において、
   前記複数のポケットは、円周方向に沿って等間隔で奇数個配置されて、隣接する前記各ポケット間に柱部が形成され、
   前記複数のポケットの反対側の端部に、前記ポケットに臨んで複数の凹部が等間隔に形成され、
   前記複数の凹部のうちの１つのみに、射出成型用のゲートが接続されるゲート部が形成され、
   前記ゲート部が形成された前記凹部に対して前記保持器の直径方向の反対側に配置された前記柱部に、射出成型時に前記ゲートから前記保持器の円周方向に沿って分岐した溶融樹脂が合流して接合するウェルド部が形成されていることを特徴とする保持器。
2. 前記凹部は、前記ポケットと同数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の保持器。
3. 前記合成樹脂は、ポリアミドイミドであることを特徴とする請求項１又は２に記載の保持器。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の保持器を有することを特徴とする玉軸受。

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