JP5397101B2

JP5397101B2 - 吊車用水平車輪の製造方法

Info

Publication number: JP5397101B2
Application number: JP2009203766A
Authority: JP
Inventors: 一義出井; 成信藤本
Original assignee: Nakanishi Metal Works Co Ltd
Current assignee: Nakanishi Metal Works Co Ltd
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: JP2011052486A

Description

本発明は、天井レールに沿って走行して可動パネルを吊設するための吊車に使用される水平車輪の製造方法に関するものである。

天井レールに沿って走行して可動間仕切やスライド式折戸等の可動パネルを吊設するための吊車として、水平車輪を吊軸により軸支して構成され、水平車輪の下面をレールの側片から内側へ延びる走行片の上面に接触させるものがある（例えば、特許文献１〜３参照。）。
このような構成の吊車に使用される水平車輪は、アルミニウム合金製天井レールの摩耗の抑制及び天井レール上を水平車輪が走行する際における騒音の低減並びに水平車輪の低コスト化のために、市販量産品である軸受の外輪に樹脂輪を被覆して構成されるのが一般的であり（例えば、特許文献１の第３頁及び第１図参照。）、軸受を樹脂輪に圧入又は軸受を埋め込むようにインサート成形することにより製造される（例えば、特許文献１の第５頁参照。）。

実開平４−５９２８７号公報（、第１図、第４図）特開２００７−２６２８５８号公報（図２）特開２００９−１３３０６０号公報（図２）

軸受を樹脂輪に圧入して製造された水平車輪では、樹脂輪により外輪の上下面を覆うことができないため、樹脂輪が軸受から外れる場合があるという信頼性の面からの問題がある。

また、軸受を埋め込むようにインサート成形して製造された水平車輪は、外輪の外周面及び両側面を樹脂が覆うように、樹脂の収縮による力で外輪を抱き込むようにして外輪から樹脂輪が剥離、脱落をしないように成形される（例えば、特許文献１の第１図（ｂ）参照。）。
しかしながら、樹脂が外輪の両側面の一部分しか覆っておらず、外輪への樹脂の固着は樹脂の収縮のみであるため、使用中に樹脂輪の磨耗やクリープ現象が発生して樹脂輪が外輪から剥離又は脱落が生じやすいという問題がある。
その上、水平車輪は樹脂輪の下面がレールの側片から内側へ延びる走行片の上面に接触した状態で使用されることから、樹脂輪の下面に荷重が掛かるため、使用条件及び使用環境によっては、外輪の側面下側の樹脂が所要の強度及び耐摩耗性を満足しない場合がある。

ここで、耐荷重性能等の向上のために、樹脂量を増やして市販量産品であるシールド形軸受の金属製のシールド板の一部まで覆うようにインサート成形すると、シールド板と外輪との間の僅かな隙間（シールド板の切欠）から軸受内部に樹脂が流入したり、比較的剛性が低いシールド板が成形圧力（射出圧及び保圧）により陥没変形して軸受内部の保持器に接触し、回転不良又は回転不能になるという不具合が生じるため、従来はこのようなインサート成形は採用されておらず、外輪の両側面の一部のみを樹脂輪が覆うようにインサート成形される（例えば、特許文献１の第１図（ｂ）参照。）。
また、市販量産品の上記軸受の金属製のシールド板に代えて、剛性の高いシールド板を製作して装着することも考えられるが、このような特殊なシールド板を製作するとコストが大幅に増大する。

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、剛性の高い特殊なシールド板を備えていないシールド形軸受を埋め込むようにインサート成形することにより吊車用水平車輪を低コストで製造する方法でありながら、強度及び耐摩耗性を向上することができる吊車用水平車輪の製造方法を提供する点にある。

本発明に係る吊車用水平車輪の製造方法は、前記課題解決のために、天井レールに沿って走行して可動パネルを吊設するための吊車用の水平車輪であり、剛性の高い特殊なシールド板を備えていないシールド形軸受をインサート品とし、その外輪の外周面及び両側面に樹脂輪をインサート成形により被覆してなる、前記天井レールの走行片の上面に前記樹脂輪の下面が接触する水平車輪の製造方法であって、前記軸受の下側シールド板の一部を樹脂が覆うようにキャビティが形成された射出成形用金型を使用し、溶融樹脂を前記キャビティへ射出注入する射出工程において、前記樹脂輪の外周面側又は側面の外周側端部に位置するように形成したゲートから溶融樹脂を射出注入する際に、前記溶融樹脂が前記下側シールド板にかからない位置までは高速で充填し、前記溶融樹脂が前記下側シールド板にかかる位置からは前記下側シールド板の変形を抑えるように低速で充填し、前記射出工程に続く、収縮する樹脂を補充して前記キャビティの形状、寸法を精度良く転写させる保圧工程において、所要の固化層を形成するために１段目の保圧を低くするとともに一定時間保持するように射出成型機を制御するものである。

このような吊車用水平車輪の製造方法によれば、射出工程において、溶融樹脂が下側シールド板にかからない位置までは高速で充填し、溶融樹脂が下側シールド板にかかる位置からは下側シールド板の変形を抑えるように低速で充填することから、溶融樹脂が下側シールド板にかかる位置からは射出圧力が低くなるため、下側シールド板の変形を抑えることができるとともに、軸受の外輪と下側シールド板との間の僅かな隙間（シールド板の切欠）から軸受内部への樹脂の侵入を防止することができる。
また、射出工程に続く保圧工程において、所要の固化層を形成するために１段目の保圧を低くするとともに一定時間保持することから、前記固化層が下側シールド板を補強する効果を有するので、２段目以降の保圧を必要に応じて順次大きくあるいは保圧時間を長く設定することによりボイド（成形品内部に発生する空洞）及びひけ（成形品表面に発生する窪み）等のない転写性が良好な樹脂輪を成形することが可能となる。

よって、このような製造方法により製造された水平車輪において、軸受内部への樹脂の流入及びシールド板の陥没変形がなくなるため、水平車輪（軸受）が回転不良又は回転不能になるという不具合をなくすことができる。
その上、剛性の高い特殊なシールド板を備えていないシールド形軸受の金属製のシールド板の一部まで樹脂輪が覆うように樹脂量を増やしており、軸受側面部（下面）の樹脂被覆部の面積が拡大しているため、樹脂輪の強度及び耐摩耗性を向上することができるとともに、外輪からの樹脂輪の剥離又は脱落の抑制効果を高めることができる。

ここで、前記樹脂輪の下面に、螺旋状、放射状及び同心円状の溝の少なくとも一つの形状の溝を転写するように、前記射出成形用金型に凸条を形成してなると好ましい。
このような吊車用水平車輪の製造方法によれば、前記効果に加え、このような製造方法により製造された水平車輪において、樹脂輪の摩耗粉や天井レールの走行片の上面に付着した塵等が溝内へ入ることにより転動・摺動面に残留付着しにくくなることから、樹脂部を磨耗させる２次的磨耗の発生を抑制することができるため、さらに耐摩耗性が向上し、長期にわたって信頼性を向上することができる。

以上のように、本発明に係る吊車用水平車輪の製造方法によれば、剛性の高い特殊なシールド板を備えていないシールド形軸受を埋め込むようにインサート成形することにより吊車用水平車輪を低コストで製造する方法でありながら、樹脂輪の強度及び耐摩耗性を向上することができるとともに外輪からの樹脂輪の剥離又は脱落を抑制することができ、長期にわたって信頼性を向上することができるという顕著な効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る製造方法により製造された水平車輪を用いた吊車を天井レールに係合させた状態を示す部分縦断面図である。本発明の実施の形態に係る製造方法により製造された水平車輪の構成説明図であり、（ａ）は部分縦断面図、（ｂ）は底面図である。射出成形用金型を示す要部拡大縦断面図である。樹脂輪の下面に形成された溝を示す底面図であり、（ａ）は螺旋状、（ｂ）は放射状、（ｃ）は同心円状の溝を示している。

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。

図１に示すように、吊車１１は、スペーサ１３を介して離間した上下の水平車輪１，１を吊軸１２により軸支して構成され、水平車輪１，１の下面が天井レールＲの側片から内側へ延びる上下の走行片Ｓ，Ｓの上面にそれぞれ接触しているため、水平車輪１，１は天井レールＲに沿って移動可能であり、吊軸１２のねじ部１２Ａを用いて吊設された可動間仕切やスライド式折戸等の図示しない可動パネルを天井レールＲに沿って移動させることができる。

図２に示すように、水平車輪１は、市販量産品である両シールド形深溝玉軸受２及び樹脂輪７により構成され、インサート品である両シールド形深溝玉軸受２の外輪４の外周側部分を樹脂成形品である樹脂輪７が包み込んだ状態で固化させたインサート成形品である。
両シールド形深溝玉軸受２は、内輪３と外輪４とが、図示しない保持器により保持された転動体５，…を介して相対的に回転するものであり、内外輪３，４間には潤滑剤として図示しないグリースが封入され、該グリースを内外輪３，４間の環状空間内に密封するとともに異物の浸入を防止するべく内外輪３，４間の環状開口を塞ぐように、鋼板をプレス成形した金属環であるシールド板６，６が外輪４に取り付けられる。
また、樹脂輪７は、外輪４の外周面４Ｃ並びに上側面４Ｕ及び下側面４Ｌを被覆しており、さらに、外輪４の内径部よりも内側の下側シールド板６の一部も被覆しており、樹脂輪７の下面（底面）７Ｌが、図１の走行片Ｓの上面に接触する。

次に、水平車輪１の製造方法について説明する。
図３に示すように、射出成形用金型８は、固定側金型８Ａ及び可動側金型８Ｂからなり、前記樹脂輪７と同一形状のキャビティＣを有しているため、両シールド形深溝玉軸受２の下側シールド板（図３では上側に位置している）６の一部を樹脂が覆うようにキャビティＣが形成されている。
インサート品である両シールド形深溝玉軸受２を固定側金型８Ａ及び可動側金型８Ｂ内に装填し、パーティングライン（面）ＰＬで接合された固定側金型８Ａ及び可動側金型８Ｂを型締めし、図示しない射出装置から、例えば６６ナイロン等のポリアミド樹脂、又はポリアセタール樹脂等の溶融樹脂を、図示しないスプルー及びランナ９を介してゲート１０からキャビティＣ内に注入する。
なお、ゲート１０は、樹脂輪７（図２（ａ）参照。）の外周面側に形成しているが、樹脂輪７の側面の外周側端部に形成してもよい。

このように溶融樹脂をキャビティＣへ射出注入する射出工程において、ゲート１０から溶融樹脂を射出注入する際に、溶融樹脂がインサート品である両シールド形深溝玉軸受２の下側シールド板６にかからない位置（図３中の仮想線Ａよりも外径側）までは高速で充填し、溶融樹脂が前記下側シールド板６にかかる位置（図３中の仮想線Ａよりも内径側）からは前記下側シールド板６の変形を抑えるように低速で充填するように射出成形機を制御する。
なお、「下側シールド板６の変形を抑える」という意味は、下側シールド板６と外輪４との隙間からの樹脂漏れや下側シールド板６の陥没変形により、成形完了後の水平車輪１（両シールド形深溝玉軸受２）に回転不良が無ければよいので、下側シールド板６の若干の変形は許容される。
このような射出工程における射出成形機の制御により、溶融樹脂が下側シールド板６にかかる位置からは射出圧力が低くなるため、下側シールド板６の変形を抑えることができるとともに、両シールド形深溝玉軸受２の外輪４と下側シールド板６との間の僅かな隙間（シールド板６の切欠）から軸受内部への樹脂の侵入を防止することができる。

また、前記射出工程に続く、収縮する樹脂を補充して前記キャビティＣの形状、寸法を精度良く転写させる保圧工程において、所要の固化層を形成するために１段目の保圧を低くするとともに一定時間保持するように射出成形機を制御する。
このような保圧工程における射出成形機の制御により、前記固化層が下側シールド板６を補強する効果を有するので、２段目以降の保圧を必要に応じて順次大きくあるいは保圧時間を長く設定することによりボイド（成形品内部に発生する空洞）及びひけ（成形品表面に発生する窪み）等のない転写性が良好な樹脂輪７を成形することが可能となる。

以上のような製造方法により製造された水平車輪１において、両シールド形深溝玉軸受２内部への樹脂の流入及び下側シールド板６の陥没変形がなくなるため、水平車輪１（軸受２）が回転不良又は回転不能になるという不具合をなくすことができる。
その上、剛性の高い特殊なシールド板を備えていない両シールド形深溝玉軸受２の金属製の下側シールド板６の一部まで樹脂輪７が覆うように樹脂量を増やしており、軸受側面部（下面）の樹脂被覆部の面積が拡大しているため、樹脂輪７の強度及び耐摩耗性を向上することができるとともに、外輪４からの樹脂輪７の剥離又は脱落の抑制効果を高めることができる。

さらに、図４に示すように、樹脂輪７の下面７Ｌに溝７Ｇを形成すると、樹脂輪７の摩耗粉や天井レールＲの走行片Ｓの上面に付着した塵等が溝７Ｇ内へ入ることにより転動・摺動面に残留付着しにくくなることから、樹脂部を磨耗させる２次的磨耗の発生を抑制することができるため、さらに耐摩耗性が向上し、長期にわたって信頼性を向上することができる。
このような溝７Ｇは、図４（ａ）のような螺旋状の溝、図４（ｂ）のような放射状の溝、図４（ｃ）のような同心円状の溝の少なくとも一つの形状の溝であればよく、射出成形用金型８（固定側金型８Ａ）に上記形状の溝に対応する凸条を形成しておくことにより、容易に形成することができる。

（実施例）
図３の射出成形用金型８を用い、インサート品である両シールド形深溝玉軸受２を６３０２ＺＺ（内径：１５ｍｍ、外径：４２ｍｍ、幅：１３ｍｍ）とし、射出速度２段、保圧２段（１速４０ｍｍ／ｓ、２速２０ｍｍ／ｓ、１次保圧１０Ｍｐａ／５ｓ、２次保圧２０Ｍｐａ／３ｓ）の成形条件でインサート成形を行った。
その結果、インサート品が市販量産品の両シールド形深溝玉軸受２であり、その鋼板製シールド板６の板厚が０．２ｍｍ程度と薄いものであるにもかかわらず、回転不良がなく転写性も良好な図２の形状の吊車用水平車輪１を製造することができた。

以上の説明においては、剛性の高い特殊なシールド板を備えていないシールド形軸受が深溝玉軸受である場合について説明したが、アンギュラ玉軸受等の他の軸受であってもよい。

１水平車輪
２両シールド形深溝玉軸受
３内輪
４外輪
４Ｃ外周面
４Ｕ上側面
４Ｌ下側面
５転動体
６シールド板
７樹脂輪
７Ｌ下面
７Ｇ溝
８射出成形用金型
８Ａ固定側金型
８Ｂ可動側金型
９ランナ
１０ゲート
１１吊車
１２吊軸
１２Ａねじ部
１３スペーサ
Ｃキャビティ
ＰＬパーティングライン
Ｒ天井レール
Ｓ走行片

Claims

天井レールに沿って走行して可動パネルを吊設するための吊車用の水平車輪であり、剛性の高い特殊なシールド板を備えていないシールド形軸受をインサート品とし、その外輪の外周面及び両側面に樹脂輪をインサート成形により被覆してなる、前記天井レールの走行片の上面に前記樹脂輪の下面が接触する水平車輪の製造方法であって、
前記軸受の下側シールド板の一部を樹脂が覆うようにキャビティが形成された射出成形用金型を使用し、
溶融樹脂を前記キャビティへ射出注入する射出工程において、前記樹脂輪の外周面側又は側面の外周側端部に位置するように形成したゲートから溶融樹脂を射出注入する際に、前記溶融樹脂が前記下側シールド板にかからない位置までは高速で充填し、前記溶融樹脂が前記下側シールド板にかかる位置からは前記下側シールド板の変形を抑えるように低速で充填し、
前記射出工程に続く、収縮する樹脂を補充して前記キャビティの形状、寸法を精度良く転写させる保圧工程において、所要の固化層を形成するために１段目の保圧を低くするとともに一定時間保持するように射出成型機を制御することを特徴とする吊車用水平車輪の製造方法。
前記樹脂輪の下面に、螺旋状、放射状及び同心円状の溝の少なくとも一つの形状の溝を転写するように、前記射出成形用金型に凸条を形成してなる請求項１記載の吊車用水平車輪の製造方法。