(57)【要約】【課題】係止爪を有さない構造で回転体に固定可能とし、軸受内径全面で軸を受けることができ、かつ、スラスト受けで回転力を損なわず、摺動音の発生も抑制できる滑り軸受装置を提供する。【解決手段】滑り軸受装置１は、回転体を支持軸に回転可能に支持するものであり、支持軸７を嵌挿可能な略円筒状の樹脂製の軸受本体２と、軸受本体２を嵌合して収容する回転体３の嵌合部３ａとを備えてなり、軸受本体２は、円筒内径底部に凸部２ａを有し、支持軸７の先端外周部を円筒内径面で、支持軸７の先端面を凸部２ａで、それぞれ支持し、嵌合部３ａの底部３ｂと軸受本体２の底部２ｂとの間に弾性体であるゴム球４’が設けられ、嵌合部３ａの反底部側に支持軸７を抜け止めする軸用止め輪５と、軸用止め輪５を固定するための固定部材６とが設けられている。【選択図】図２
2018155346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体を支持軸に回転可能に支持する滑り軸受装置であって、
該滑り軸受装置は、前記支持軸を嵌挿可能な略円筒状の樹脂製の軸受本体と、該軸受本体を嵌合して収容する前記回転体の嵌合部とを備えてなり、
前記軸受本体は、円筒内径底部に凸部を有し、前記支持軸の先端外周部を前記円筒内径面で、前記支持軸の先端面を前記凸部で、それぞれ支持し、
前記嵌合部の底部と前記軸受本体の底部との間に弾性体が設けられ、
前記嵌合部の反底部側に前記支持軸を抜け止めする軸用止め輪と、該軸用止め輪を固定するための固定部材とが設けられていることを特徴とする滑り軸受装置。
【請求項２】
前記凸部は、前記軸受本体と一体に形成されている半球状の凸部であることを特徴とする請求項１記載の滑り軸受装置。
【請求項３】
前記弾性体は、ゴム材またはバネ材であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の滑り軸受装置。
【請求項４】
前記固定部材は、熱溶着、超音波溶着、または接着剤で前記回転体に固定されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の滑り軸受装置。
【請求項５】
前記軸用止め輪は、Ｃ形状の止め輪であり、その外周部と前記回転体との間に隙間を有し、前記支持軸の前記軸受本体への挿入時に該止め輪を径方向に広げるように弾性変形可能とされていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の滑り軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軸受本体が樹脂製である滑り軸受装置に関し、特に回転体に組み込まれて固定され、該回転体を支持軸に対して回転可能に支持するための滑り軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転体を支持軸に回転可能に支持する軸受として、合成樹脂製の滑り軸受が広く一般に用いられている。合成樹脂製の滑り軸受は、転がり軸受と比較して、軽量であり構造が単純で部品点数が少なく安価であるため、軽荷重、低回転数の回転部に用いられることが多い。従来、このような樹脂製の滑り軸受は、合成樹脂の射出成形によって略円筒形状に製造されている。
【０００３】
樹脂製の滑り軸受として、特許文献１では、円筒体の一部に弾性変形可能な係止爪が突設されており、この係止爪によって回転体への固定を可能とする樹脂滑り軸受が提案されている。この滑り軸受は、支持軸を嵌挿可能な略円筒状の軸受本体と、回転体を該滑り軸受に固定するための係止爪と、該係止爪を外周側に配置するとともに係止爪を軸受本体の円筒内側方向に弾性的に押し込み可能な弾性片とを有している。この構造により、回転体への組み付けや取り外しが可能になる。
【０００４】
また、特許文献１の滑り軸受では、弾性片が射出成形によるゲート痕を有して軸受本体と一体に形成されている。このため、射出成形時の溶融樹脂が弾性片から軸受本体に流動し、軸受本体と弾性片との境界部での流動がスムーズであり該境界部の機械的強度に優れる。このため、回転体の誤った組み込みを行なった場合や、無理に回転体を取り外そうとした場合であっても、係止爪を支える弾性片がその根元の境界部から破損することを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−７４１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、トンネルゲートのゲート痕が弾性片と係止爪の内周面にあるが、該内周面は軸受面となる円筒内径面より外側に配置して支持軸に対して非接触状態としているため、該ゲート痕や係止爪が支持軸に接触せずに、使用時において余分な摺動抵抗が付加されることがない。一方、この係止爪などの内周面は、円筒内径面とは異なり、滑り軸受の軸受面としては機能せず、ラジアル方向の荷重を受けることができない。よって、強めの荷重に対して安定して軸を支持するなど、使用条件によっては滑り軸受の円筒内径面全面で軸を受けることが望まれる場合もある。
【０００７】
また、軸の一端部を支持する滑り軸受では、そのラジアル荷重のみならず、軸端面から受けるスラスト荷重を支持する必要がある。従来の略円筒状の滑り軸受では、閉塞された円筒底部や反対側の止め輪がスラスト受けとなり、軸端面を支持するようにしている。このようなスラスト受けでは、使用条件によっては、回転力ロスが大きくなり滑らかな回転を得ることができない場合や、スラスト摺動面で摺動音が発生する場合がある。
【０００８】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、係止爪を有さない構造で回転体に固定可能とし、軸受内径全面で軸を受けることができ、かつ、スラスト受けで回転力を損なわず、摺動音の発生も抑制できる滑り軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の滑り軸受装置は、回転体を支持軸に回転可能に支持する滑り軸受装置であって、該滑り軸受装置は、上記支持軸を嵌挿可能な略円筒状の樹脂製の軸受本体と、該軸受本体を嵌合して収容する上記回転体の嵌合部とを備えてなり、上記軸受本体は、円筒内径底部に凸部を有し、上記支持軸の先端外周部を上記円筒内径面で、上記支持軸の先端面を上記凸部で、それぞれ支持し、上記嵌合部の底部と上記軸受本体の底部との間に弾性体が設けられ、嵌合部の反底部側に上記支持軸を抜け止めする軸用止め輪と、該軸用止め輪を固定するための固定部材とが設けられていることを特徴とする。
【００１０】
上記凸部は、上記軸受本体と一体に形成されている半球状の凸部であることを特徴とする。また、上記弾性体は、ゴム材またはバネ材であることを特徴とする。
【００１１】
上記固定部材は、熱溶着、超音波溶着、または接着剤で上記回転体に固定されていることを特徴とする。
【００１２】
上記軸用止め輪は、Ｃ形状の止め輪であり、その外周部と上記回転体との間に隙間を有し、上記支持軸の上記軸受本体への挿入時に該止め輪を径方向に広げるように弾性変形可能とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の滑り軸受装置は、支持軸を嵌挿可能な略円筒状の樹脂製の軸受本体を備え、この軸受本体は、円筒内径底部に凸部を有し、支持軸の先端外周部を円筒内径面で支持軸の先端面を凸部で、それぞれ支持するので、該凸部がスラスト受けとなり、スラスト受けが止め輪などである場合と比較して、回転抵抗を軽減できる。また、軸受本体には回転体を固定するための係止爪などを有しないので、軸受内径全面で支持軸を受けることができる。これらの結果、この滑り軸受装置は、スラスト方向の荷重を受けても滑らかに回転しつつ、回転体に強い荷重などが掛かる場合でも、容易に該荷重を受けることができる。
【００１４】
また、回転体の嵌合部の底部と軸受本体の底部との間には、弾性体が配置されるので、弾性力による適度なスラスト荷重が軸受本体に付与され、軸方向のガタツキをなくすことができる。特に弾性体としてゴム材またはバネ材を用いることで、十分な弾性力（反発力）を長期にわたり安定して発揮できる。
【００１５】
さらに、回転体の嵌合部の反底部側に軸用止め輪が組込まれることで、支持軸の抜けを防止でき、また、同側に固定部材が設けられることで、軸用止め輪の抜けや外れを防止できる。この結果、支持軸に対する回転体の固定力が向上するとともに安定し、完全に回転体と一体にでき、回転体が支持軸から抜けることを防止できる。
【００１６】
軸受本体の円筒内径底部の凸部が、軸受本体と一体に形成されている半球状であるので、支持軸の先端面を点摺接で支持でき、回転抵抗をより軽減できる。また、例えば該凸部を含むスラスト受け部を別体とする場合と比較して製造工程を少なくできる。さらに、上記別体とする場合のように接合箇所で強度に劣るなどのおそれもない。
【００１７】
固定部材が、熱溶着、超音波溶着、または接着剤で回転体に固定されているので、単純な嵌合固定の場合と比較して、固定力が向上するとともに安定する。
【００１８】
軸用止め輪が、Ｃ形状の止め輪であり、その外周部と回転体との間に隙間を有し、支持軸の軸受本体への挿入時に該止め輪を径方向に広げるように弾性変形可能とされているので、軸受本体や止め輪を回転体に完全に固定した後に、スナップフィットで支持軸を組み込んで固定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の滑り軸受装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１の滑り軸受装置に支持軸を嵌挿する場合の断面図である。
【図３】軸受本体の斜視図である。
【図４】軸受本体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の滑り軸受装置は、樹脂製の滑り軸受本体と、これを収容する回転体の嵌合部と、これらと複数の固定手段などを組み合わせて構成される装置である。なお、回転体の嵌合部とは、回転体の外形形状（円筒状、球状など）に関わらず、上記滑り軸受本体を収容できるように回転体の一部に開口した凹部から構成される部位である。
【００２１】
本発明の滑り軸受装置を図１に基づいて説明する。図１は、本発明の滑り軸受装置の一例を示す断面図である。図１に示すように、本発明の滑り軸受装置１は、樹脂製の軸受本体２と、軸受本体２を嵌合して収容する回転体３の嵌合部３ａとを備えてなる。軸受本体２は、支持軸を嵌挿可能な略円筒状である。軸受本体２は、一方の円筒端部（底部２ｂ）が閉じ、他方の円筒端部（開口部２ｃ）が開口した形状である。軸受本体２は、底部２ｂ側から回転体３の嵌合部３ａに収容される。軸受本体２は、底部２ｂの内径側である円筒内径底部に凸部２ａを有する。この凸部２ａが、支持軸の端面を支持するスラスト受けであり、いわゆるピボット軸受である。また、滑り軸受装置１は、支持軸の抜けを防止しつつ軸受本体２を回転体３の嵌合部３ａに固定するために、弾性体４、軸用止め輪５、および固定部材６を有する。弾性体４は、嵌合部３ａの底部３ｂと軸受本体２の底部２ｂとの間に設けられている。軸用止め輪５は、嵌合部３ａの反底部側で軸受本体２の開口部２ｃ側に設けられている。軸用止め輪５は、支持軸が該軸受装置から抜けることを防止するための部材である。また、固定部材６は、嵌合部３ａの反底部側で軸受本体２の開口部２ｃ側で、軸用止め輪５の外側に設けられている。固定部材６は、軸用止め輪５が該軸受装置から抜ける（外れる）ことを防止するための部材である。
【００２２】
図２を参照して、この滑り軸受装置１の組み立て手順と支持軸の嵌挿手順を詳細に説明する。図２は図１の滑り軸受装置に支持軸を嵌挿する場合の断面図であり、図２（ａ）は支持軸嵌挿前の状態を、図２（ｂ）は支持軸嵌挿後の状態を、それぞれ示す。図２（ａ）に示すように、まず、回転体３の嵌合部３ａの底部３ｂに、弾性体としてゴム球４’を配置する。この嵌合部３ａに円筒状の軸受本体２を挿入して嵌合する。嵌合部３ａの軸受本体を固定する部分の内径面は、軸受本体２の外形形状に沿った円筒内径面である。次に、軸受本体２の開口部２ｃ側に軸用止め輪５を組み込む。軸用止め輪５は、回転体３の嵌合部３ａにおいて、軸受本体２の固定部分よりも広い径の段差部３ｃに組み込まれている。軸用止め輪５の外周部と、回転体３（の段差部３ｃの内径）との間には、隙間３ｄが設けられている。Ｃ形状などの軸用止め輪５は、この隙間部分に拡径する形で径方向に広げることができる。次に、軸受本体２の開口部２ｃ側で、軸用止め輪５の外側にリング状の固定部材６を組み込み、超音波溶着などにより固定する。固定部材６は、回転体３の嵌合部３ａにおいて、軸用止め輪５の固定部分よりも広い径の段差部３ｅに固定されている。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、この状態で、支持軸７は、固定部材６と軸用止め輪５の中空部を通されながら、軸受本体２にその開口部２ｃ側から嵌挿される。支持軸７は軸用止め輪５を押し広げつつ挿入され、支持軸７の端面７ｂが軸受本体２の底部２ｂの半球状の凸部２ａに点接触させられる。この際に、回転体３と軸受本体２との間のゴム球４’が押し込まれて変形し、その弾性力（反発力）により、回転体３に対する軸受本体２の軸方向のガタツキをなくすことができる。また、この状態では、軸用止め輪５が、その拡径が解除されて支持軸７の凹み段差部７ａに嵌合した状態で固定されている。以上の手順により、支持軸７が滑り軸受装置１に支持される。詳細には、支持軸７は、先端外周部７ｃが円筒内径面２ｅの全面で支持され、先端の端面７ｂが凸部２ａで支持される。これらの構成により、滑り軸受装置１は、該軸受装置に固定された回転体３を支持軸７に対して回転可能に支持している。また、これらの構成により、支持軸は、軸受本体、軸用止め輪、および固定部材を回転体に完全に固定した後にスナップフィットで組み込んで容易に固定できる。
【００２４】
回転体３の外形形状は特に限定されず、円筒状や球状などの回転体とできる。また、回転体の材質や用途についても特に限定されない。
【００２５】
弾性体４としては、嵌合部の底部と軸受本体の底部との間に設けられ、上記ガタツキなどを防止できるものであれば特に限定されず、上述のゴム球のようなゴム材の他、バネ材（スプリング材）などを使用できる。ゴム材の形状としては、上述の球状の他、筒状、蛇腹状、リング状などを使用でき、その詳細な形状、サイズ、硬度は、アキシャル方向のガタツキを吸収できるよう適宜設定できる。また、バネ材（スプリング材）としては、皿バネ、コイルバネなどを使用できる。材質としては、錆ない材質が好ましく、ステンレス鋼や表面メッキ処理品などが使用できる。
【００２６】
軸用止め輪５としては、支持軸の嵌挿時に弾性変形により拡径でき、支持軸の凹み段差部に固定可能なものであれば限定されず使用できる。形状としては、上述のＣ形状が好ましく、材質としては金属製や樹脂製のものを使用できる。軸用止め輪５は、それ自体は回転体に固定されておらず、回転体の段差部に配置され、軸受本体と固定部材との間で保持される。
【００２７】
固定部材６としては、回転体の所定部分に固定可能なものであれば限定されずに使用できる。形状としては、上述のリング状が好ましい。リングの内径は支持軸を挿通可能で、かつ、軸用止め輪が抜けない径とする必要がある。材質としては、金属製や樹脂製のものを使用できる。回転体への固定方法としては、熱溶着、超音波溶着、または接着剤で固着させて固定する方法や、固定部材の外径にネジ山を設けて回転体の内径部にネジ溝を施して螺合して固定する方法を採用できる。固着や螺合による固定方法では、単純な嵌合固定の場合と比較して、固定力が向上し、安定して軸受本体などを回転体の嵌合部に留めておくことができる。なお、いずれの固定方法とするかは、固定部材と回転体の材質などに応じて決定できる。
【００２８】
本発明の滑り軸受装置における軸受本体を図３および図４に基づいて説明する。図３は軸受本体の斜視図であり、図４は軸受本体の断面図である。図３および図４に示すように、軸受本体２は、一方の円筒端部（底部２ｂ）が閉じ、他方の円筒端部（開口部２ｃ）が開口した底付き略円筒形状である。この軸受本体２は、合成樹脂を射出成形してなる射出成形体である。円筒内径面２ｅは、爪などによる凹凸がない完全な円筒内径面である。底部２ｂの内径側である円筒内径底部に半球状の凸部２ａを有する。この半球状の凸部２ａが、上述のとおり、支持軸の端面を支持するスラスト受けである。凸部の形状としては、点摺接によりピボット軸受を構成できる形状であれば特に限定されず、半球状の他、略円すい状、略多角すい形状などとしてもよい。
【００２９】
この凸部は、支持軸の端面と点摺接するため、射出成形体で発生するウェルドラインが該凸部に発生しない位置に射出成形時のゲートを設ける必要がある。図４に示す例では、ゲートを凸部２ａの外側のゲート痕逃し部２ｄに設けている。このゲート痕逃し部２ｄは、ゲート痕８が、円筒端面よりはみ出さないように設けられた凹部である。
【００３０】
また、円筒状の軸受本体の滑らかな回転を得るためには、内径真円度の精度を上げることが必要である。この軸受本体の射出成形時のゲート位置を、円筒状の軸受本体の底部外側に配置することで、円筒内径底部の半球状の凸部にウェルドラインの発生がなく、かつ、ゲート位置が円筒状の底部外側、いわゆるディスクゲートになることで、軸受内径真円度、円筒度においても高精度に仕上げることができる。
【００３１】
また、本発明の滑り軸受装置では、円筒内径面からなるラジアル軸受面部分と、円筒内径底部と上記凸部とからなるスラスト軸受面とを別体として成形し、これらを組み合わせてもよい。別体とする場合は、ディスクゲートとすることで特に円筒内径面を高精度に仕上げることができる。その他、スラスト軸受面としては、樹脂製の円筒底部に凸部として金属製や樹脂製のボールを組み合わせた構造としてもよい。
【００３２】
本発明の滑り軸受装置の軸受本体に用いる合成樹脂としては、滑り軸受材としての摺動特性を有するものであれば特に限定されず使用できる。例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）樹脂、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）樹脂などの射出成形可能なフッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、射出成形可能なポリイミド（ＰＩ）樹脂、およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂などが挙げられる。これらの中でも、射出成形可能な合成樹脂が好ましい。また、これらの各合成樹脂は単独で使用してもよく、２種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。
【００３３】
これらの合成樹脂は、摺動特性を高めるために、ＰＴＦＥ樹脂などの固体潤滑剤を配合してもよく、潤滑オイルを配合した含油樹脂としてもよい。また、カーボンブラックなどの導電剤を配合して導電性を付与してもよい。さらに、酸化鉄やカーボンブラックなどの無機充填剤を配合して硬度を高くしてもよい。
【００３４】
本発明の滑り軸受装置は、支持軸の先端外周部を円筒内径面（全面）で支持し、支持軸の先端面を半球状の凸部などで支持するので、該凸部がスラスト受けとなり、点摺接となることから、スラスト受けが止め輪などである場合と比較して、回転抵抗を軽減でき、摺動音の発生も抑制できる。また、円筒内径面の全面で支持軸を受けるべく、係止爪を有さない構造とするために、軸受本体の周囲に弾性体、軸用止め輪、固定部材からなる上述の所定構造を設けて、抜けやガタツキを防止している。これらの結果、本発明の滑り軸受装置は、スラスト方向の荷重を受けてもガタツキなく滑らかに回転しつつ、回転体に強い荷重などが掛かる場合でも、容易に該荷重を受けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の滑り軸受装置は、係止爪を有さない構造で回転体に固定可能とし、軸受内径全面で軸を受けることができ、かつ、スラスト受けで回転力を損なわず、摺動音の発生も抑制できるので、任意の支持軸に対してその端部に回転体を回転可能に支持するための軸受装置として広く利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１  滑り軸受装置
２  軸受本体
３  回転体
４  弾性体
５  軸用止め輪
６  固定部材
７  支持軸
８  ゲート痕
【図１】
2018155346.tif 000003
【図２】
2018155346.tif 000004
【図３】
2018155346.tif 000005
【図４】
2018155346.tif 000006