(57)【要約】【課題】保持器外周部に位置する潤滑剤含有ポリマの薄膜化が防止され、軸受の回転による潤滑剤含有ポリマの変形、破損が最小限に抑制され、信頼性の高い潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受、及びその製造金型を提供する。【解決手段】外輪３、内輪２、外輪３と内輪２との間に介装される複数の円すいころ４、円すいころ４を保持する保持器５、外輪３、内輪２、円すいころ４及び保持器５により形成される空間内に充填された潤滑剤含有ポリマ６を備え、保持器５の中心と内輪２の中心がほぼ一致した潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受１である。この軸受１を製造する製造金型１０は、保持器５の中心と内輪２の中心がほぼ一致するように保持器５の位置を制御する位置決め用ピン５０を備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、内輪と、当該外輪と内輪との間に介装される複数の円すいころと、当該円すいころを保持する保持器と、前記外輪、内輪、円すいころ及び保持器により形成される空間内に充填された潤滑剤含有ポリマと、を備えた潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受において、
前記保持器の中心と、前記内輪の中心とが、略一致するよう構成されてなる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受。
【請求項２】
前記保持器及び内輪は、前記潤滑剤含有ポリマによって、それらの中心が略一致するよう配設されてなる請求項１記載の潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受。
【請求項３】
外輪、内輪、円すいころ及び保持器により形成される空間内に潤滑剤含有ポリマを充填し、潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受を製造する製造金型において、
前記外輪、内輪、複数の円すいころ及び保持器を格納する隙間と、
前記外輪及び内輪の少なくとも一方を押圧する弾性部材と、
前記保持器の中心が前記内輪の中心と略一致するように、当該保持器の位置を制御する制御部材と、
を備えた製造金型。
【請求項４】
前記内輪は、その外周部に大鍔部を備え、
前記制御部材は、前記弾性部材を介して、前記外輪及び内輪を、前記円すいころの軸方向から押圧して、前記円すいころの端面を前記内輪の大鍔部に押し付けた状態で前記保持器の位置を制御する位置に設けられてなる請求項３記載の製造金型。
【請求項５】
内輪、円すいころ及び保持器により形成される空間内に潤滑剤含有ポリマを充填し、外輪、内輪、円すいころ、保持器及び前記充填された潤滑剤含有ポリマを備えた潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受の、内輪、保持器、複数の円すいころ、及び潤滑剤含有ポリマからなる部分を製造する製造金型において、
前記外輪の内周部と同じ形状の側壁と、
前記内輪、複数の円すいころ及び保持器を格納する隙間と、
前記内輪を押圧する弾性部材と、
前記保持器の中心が前記内輪の中心と略一致するように、当該保持器の位置を制御する制御部材と、
を備えた製造金型。
【請求項６】
前記内輪は、その外周部に大鍔部を備え、
前記制御部材は、前記弾性部材を介して、前記内輪を、前記円すいころの軸方向から押圧して、前記円すいころの端面を前記内輪の大鍔部に押し付けた状態で前記保持器の位置を制御する位置に設けられてなる請求項５記載の製造金型。
【請求項７】
前記制御部材は、前記円すいころの端面を内輪の大鍔部に押し付ける力より小さい力で、前記保持部を支持して当該保持器の位置を制御する請求項４または請求項６記載の製造金型。
【請求項８】
前記制御部材は、円すいころの端面から離間可能な位置に設けられている請求項３ないし請求項７のいずれか一項に記載の製造金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、潤滑剤含有ポリマを充填した円すいころ軸受及びその製造金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、円すいころ軸受の外輪、内輪、円すいころ及び保持器により形成される空間には、潤滑性を付与するための潤滑剤含有ポリマが充填されているものがある。また、潤滑剤含有ポリマを充填した円すいころ軸受を製造する金型も各種提案されている。
【０００３】
例えば、本願出願人は、保持器が前記潤滑剤含有ポリマによって被われている構造を備えた前記潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受を提案している。また、内輪の幅が広い方の端面が接触し、且つ前記外輪の幅が狭い方の端面及び保持器が接触しない構造を備えた下側治具と、前記外輪の幅が広い方の端面が接触し、且つ前記内輪の幅が狭い方の端面及び保持器が接触しない構造を備えた上側治具を備えた製造金型を提案している。（特許文献１参照）。
【０００４】
また、本願出願人は、潤滑剤含有ポリマが射出成形により形成されてなる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受を提案している。また、両端面の幅が異なる軌道輪と、当該軌道輪の間に介装される複数の転動体と、前記転動体を保持すると共に、前記軌道輪のいずれか一方の端面より外方に突出している保持器と、前記軌道輪、転動体及び保持器により形成される空間内に充填され且つ前記保持器を被覆している潤滑剤含有ポリマと、を備える潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受を射出成形により形成するための製造金型も提案している。具体的には、この製造金型は、軸受を所定の位置に配置した際に、軌道輪の幅が狭い方の端面と接触しないようになされており、いずれか一方の前記軌道輪の幅が広い方の端面に当接可能な位置に、前記軌道輪と前記転動体との接触面が密着するように前記端面を付勢する付勢手段が設けられた構造を備えている。（特許文献２参照）。
【０００５】
さらにまた、本願出願人は、内輪の外周側に円すいころを収容する凹部を有しており、当該凹部は内輪の大鍔部側の面と小鍔部側の面とを備え、前記大鍔部側の面及び円すいころの端面との間に、潤滑剤含有ポリマを介在させずに摺接するように構成した潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受を提案している。また、この円すいころ軸受を製造する金型として、上部金型と下部金型とが密着して、外輪、内輪、当該内輪と外輪との間に介装される複数の円すいころ、及び円すいころを保持する保持器を格納する間隙が形成され、前記間隙内の上部金型側または下部金型側の少なくとも一方に弾性部材を備え、前記格納状態において、外輪と内輪とにより前記円すいころがその軸方向に押圧される構成となるように、前記上部金型及び前記下部金型が前記弾性部材を介して外輪及び内輪を円すいころの軸方向から押圧する製造金型を提案している。（特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１９２９７０号公報
【特許文献２】
特開２００１−２４８６５４号公報
【特許文献３】
特開２００１−３３００２９号公報
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−３３００２９号公報に記載された潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受は、製造金型中に内蔵された際に、弾性部材を介して外輪及び内輪により、円すいことの軸方向から押圧して、円すいころの端面を内輪外周の大鍔部に押しつけた状態で、潤滑剤含有ポリマが充填固化されるが、この時、保持器は特に固定されていなかった。また、特開２００１−１９２９７０号公報及び特開２００１−２４８６５４号公報に記載された潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受も、製造金型中に内蔵されて潤滑剤含有ポリマが充填固化される際に、保持器は特に固定されていなかった。したがって、潤滑剤含有ポリマが充填固化される際に、保持器が製造金型中で若干動いてしまう可能性がある。
【０００７】
ここで、一般的な円すいころ軸受の保持器は、複数の円すいころが収納される窓部を有し、円すいころを回転可能にするために、当該窓部と円すいころとの間には、僅かな隙間が形成されている。このため、保持器は、内輪に対して固定されていないと垂直方向に動き、外輪との隙間が円周方向で異なってしまう場合が生じる。円すいころ軸受では、内輪外周部に鍔が存在するため、保持器は元々外輪側に偏っており、このような保持器のずれによって、外輪と保持器外周部との隙間が極僅かになる場所が生じ易くなる。このような極僅かになった隙間には、射出成形等で潤滑剤含有ポリマを充填する際、充填不良が発生する虞がある。また、良好な充填が行えても、潤滑剤含有ポリマの膜厚が極めて薄くなるため、軸受の回転によって亀裂等の不具合が生じる可能性があることも想定される。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点を解決することを課題とするものであり、保持器外周部に位置する潤滑剤含有ポリマの薄膜化が防止され、軸受の回転による潤滑剤含有ポリマの変形、破損が最小限に抑制され、信頼性の高い潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、潤滑剤含有ポリマを充填固化する際に、保持器の位置決めを行うことができ、成型時に保持器の偏心を防止し、潤滑剤含有ポリマの充填性が向上した製造金型を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、外輪と、内輪と、当該外輪と内輪との間に介装される複数の円すいころと、当該円すいころを保持する保持器と、前記外輪、内輪、円すいころ及び保持器により形成される空間内に充填された潤滑剤含有ポリマと、を備えた潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受において、前記保持器の中心と、前記内輪の中心とが、略一致するよう構成されてなる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受を提供するものである。
【００１１】
この構成を備えた潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受は、保持器の中心と、内輪の中心とが、ほぼ一致するよう構成されており、潤滑剤含有ポリマが偏肉なく良好に充填されている。したがって、軸受の回転による潤滑剤含有ポリマの変形や破損の発生を最小限に抑えることができ、信頼性を向上することができる。
【００１２】
前記保持器及び内輪は、前記潤滑剤含有ポリマによって、それらの中心が略一致するよう配設されることができる。
【００１３】
また、本発明は、外輪、内輪、円すいころ及び保持器により形成される空間内に潤滑剤含有ポリマを充填し、潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受を製造する製造金型において、前記外輪、内輪、複数の円すいころ及び保持器を格納する隙間と、前記外輪及び内輪の少なくとも一方を押圧する弾性部材と、前記保持器の中心が前記内輪の中心と略一致するように、当該保持器の位置を制御する制御部材と、を備えた製造金型を提供するものである。
【００１４】
前記内輪は、その外周部に大鍔部を備え、前記制御部材は、前記弾性部材を介して、前記外輪及び内輪を、前記円すいころの軸方向から押圧して、前記円すいころの端面を前記内輪の大鍔部に押し付けた状態で前記保持器の位置を制御する位置に設けられることができる。
【００１５】
また、本発明は、内輪、円すいころ及び保持器により形成される空間内に潤滑剤含有ポリマを充填し、外輪、内輪、円すいころ、保持器及び前記充填された潤滑剤含有ポリマを備えた潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受の、内輪、保持器、複数の円すいころ、及び潤滑剤含有ポリマからなる部分を製造する製造金型において、前記外輪の内周部と同じ形状の側壁と、前記内輪、複数の円すいころ及び保持器を格納する隙間と、前記内輪を押圧する弾性部材と、前記保持器の中心が前記内輪の中心と略一致するように、当該保持器の位置を制御する制御部材と、を備えた製造金型を提供するものである。
【００１６】
前記内輪は、その外周部に大鍔部を備え、前記制御部材は、前記弾性部材を介して、前記内輪を、前記円すいころの軸方向から押圧して、前記円すいころの端面を前記内輪の大鍔部に押し付けた状態で前記保持器の位置を制御する位置に設けられることができる。
【００１７】
前記いずれの製造金型を使用しても、保持器の中心と、内輪の中心とが、略一致しており、潤滑剤含有ポリマが偏肉なく良好に充填されてなる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受を得ることができる。即ち、軸受の回転による潤滑剤含有ポリマの変形や破損の発生を最小限に抑えることができ、信頼性が向上した潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受を得ることができる。
【００１８】
前記制御部材は、前記円すいころの端面を内輪の大鍔部に押し付ける力より小さい力で、前記保持部を支持して当該保持器の位置を制御することができる。この構成により、当該製造金型中で、内輪の大鍔部と円すいころの端面との間に隙間が発生することを防止でき、この部分に潤滑剤含有ポリマが入り込むことを抑制することができる。
【００１９】
また、前記制御部材は、円すいころの端面から離間可能な位置に設けることができる。このように構成することで、円すいころに影響されずに、保持器の位置制御をさらに良好に行うことができる。また、軸受内部に異物が侵入することを防止することもできる。
【００２０】
以下、本発明にかかる潤滑剤含有ポリマとして使用可能な材料について詳細に述べる。
【００２１】
本発明で好適に使用可能な潤滑剤含有ポリマは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構造を有するポリオレフィン系樹脂の群から選定された合成樹脂に、潤滑剤として、ポリα−オレフィン油のようなパラフィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフェニルエーテル油のようなエーテル油、フタル酸エステルのようなエステル油等のいずれか単独、もしくはこれらの混合油として調整した原料を、樹脂の融点以上で加熱して可塑化し、その後冷却することで固形状にしたものである。また、潤滑剤の中には、予め酸化防止剤、錆止め剤、摩耗防止剤、あわ消し剤、極圧剤等の添加剤を加えてもよい。
【００２２】
潤滑剤含有ポリマの組成比は、全重量に対してポリオレフィン系樹脂が１０〜５０重量％、潤滑剤が９０〜５０重量％である。ポリオレフィン系樹脂が１０重量％未満の場合は、あるレベル以上の硬さ、強度が得られず、軸受の回転等により負荷がかかった時に初期の形状を維持するのが困難になり、軸受の内部空間から脱着する等の不具合を生じる可能性が高くなる傾向にある。また、ポリオレフィン系樹脂が５０重量％を越える場合（即ち、潤滑剤が５０重量％未満の場合）は、軸受への潤滑剤の供給量が少なくなり、より軸受の寿命が短くなる虞がある。
【００２３】
前記合成樹脂の群は、基本構造が同じで、平均分子量が異なっており、その平均分子量は、７００〜５×１０６の範囲に及んでいる。平均分子量が７００〜１×１０４というワックス（例えば、ポリエチレンワックス等）に分類されるものと、平均分子量が１×１０４〜１×１０６という比較的低分子量のものと、平均分子量が１×１０６〜５×１０６という超高分子量のものとを、単独もしくは必要に応じて混合して用いる。比較的低分子量の合成樹脂と潤滑剤との組み合わせによって、ある程度の機械的強度、潤滑剤供給能力、保油性を持つ潤滑剤含有ポリマが得られる。この中の比較的低分子量のものの一部を、ワックスに分類されるものに置き換えると、ワックスに分類されるものと潤滑油との分子量の差が小さいために潤滑油との親和性が高くなる。この結果、潤滑剤含有ポリマの保油性が向上し、長期間にわたっての潤滑剤の供給が可能になるが、機械的強度は低下する傾向にある。ワックスとしては、ポリエチレンワックスのようなポリオレフィン系樹脂の他、融点が１００〜１３０℃以上の範囲にある炭化水素系のもの（例えば、パラフィン系合成ワックス等）であれば使用できる。これに対して、超高分子量のものに置き換えると、超高分子量のものと潤滑油との分子量の差が大きいために潤滑油との親和性が低くなり、結果として保油性が低下し、潤滑剤含有ポリマからの潤滑剤の滲み出しが速くなる。これにより、潤滑剤含有ポリマから供給可能な潤滑剤量に達する時間が短くなり、軸受の寿命が短くなるが、機械的強度は向上する。
【００２４】
また、成形性、機械的強度、保油性、潤滑剤供給量のバランスを考慮すると、潤滑剤含有ポリマの組成比は、ワックスに分類されるものが０〜５重量％、比較的低分子量のものが８〜４８重量％、超高分子量のものが２〜２０重量％、３つの樹脂分の合計が１０〜５０重量％（残りが潤滑剤９０〜５０重量％）が好適である。
【００２５】
機械的強度の一つとして、本発明にかかる潤滑剤含有ポリマの硬さ「ＨＤＡ」は、６５〜９５の範囲にあることが好ましく、より好ましくは、７０〜９０の範囲である。硬さ「ＨＤＡ」が６５未満の場合は、強度が低下し、軸受の回転によって破損する可能性が生じる。これに対し、硬さ「ＨＤＡ」が９５を越える場合は、ころを拘束する力が大きくなるため、軸受のトルクが大きくなったり、軸受の回転による発熱が大きくなって軸受の温度が高くなる可能性が生じる。
【００２６】
本発明の潤滑剤含有ポリマの機械的強度を向上させるため、前記ポリオレフィン系樹脂に、以下に示すような熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を添加したものを使用してもよい。
【００２７】
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等の各樹脂を使用することができる。
【００２８】
熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の各樹脂を使用することができる。
【００２９】
これらの樹脂は、単独または組み合わせて用いてもよい。さらに、ポリオレフィン系樹脂と、それ以外の樹脂とを、より均一な状態で分散させるために、必要に応じて適当な相溶化剤を加えてもよい。
【００３０】
また、機械的強度を向上させるために、充填剤を添加してもよい。この充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、チタン酸カリウムウイスカーやホウ酸アルミニウムウイスカー等の無機ウイスカー類、あるいはガラス繊維や金属繊維等の無機繊維類及びこれらを布状に編組したもの、また有機化合物では、カーボンブラック、黒鉛粉末、カーボン繊維、アラミド繊維やポリエステル繊維等を添加してもよい。
【００３１】
さらに、ポリオレフィン系樹脂の熱による劣化を防止する目的で、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニルジアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等の老化防止剤、また、光による劣化を防止する目的で、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチル−フェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール等の紫外線吸収剤を添加してもよい。
【００３２】
以上のすべての添加剤（ポリオレフィン系樹脂と潤滑剤以外）の添加量としては、添加剤全体として、成形原料全量の２０重量％以下であることが、潤滑剤の供給能力を維持するうえで好ましい。
【００３３】
本発明で用いることのできるポリマ材料としては、前述したようなポリオレフィン系樹脂をベースにしたものの他、射出成形可能な熱可塑性樹脂であれば使用でき、その中で含油量を多くすることができるものとしては、例えば、ポリエステル系エラストマー、ポリアミドエラストマー等がある。また、ベース樹脂としては、熱硬化性樹脂でも使用でき、具体的には、ポリウレア、ポリウレタン等が含油量を多くすることができ好ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態にかかる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受、これを製造する際に使用される製造金型、及び潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受の製造方法について、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受の一部を示す断面図である。
【００３５】
図１に示すように、実施の形態１にかかる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受１は、外輪３と、内輪２と、外輪３と内輪２との間に介装された転動体である複数の円すいころ４と、円すいころ４を保持する保持器５と、外輪３、内輪２、円すいころ４及び保持器５により形成される空間内に充填された潤滑剤含有ポリマ６と、を備えて構成されている。
【００３６】
外輪３及び内輪２は、図１に示された断面形状が回転軸Ｉ−Ｉ’を中心に各々回転した軌跡からなる中空の回転体をなしている。内輪２は、その外周側に円すいころ４を斜めに収容する凹部２３を有しており、円すいころ４を収容する部分においては、内輪２の径方向に厚肉な部分と薄肉な部分とがある。内輪２の前記厚肉な部分の端部には、大鍔部２４が形成され、内輪２の前記薄肉な部分の端部には、小鍔部２５が形成されている。また、内輪２の凹部２３は、大鍔部２４側の面２１と小鍔部２５側の面２２とを有している。一方、外輪３もその径方向に厚肉な部分と薄肉な部分とを有しており、外輪３の内周面は、テーパ面２６となっている。
【００３７】
保持器５は、折れ曲がり部２７を有している。保持器５の中心は、内輪２の中心と略一致するよう、すなわち、図１に示す回転軸Ｉ−Ｉ’上になるよう構成されている。
【００３８】
この潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受１は、外輪３がラジアル荷重（図１中、矢印Ａ）またはスラスト荷重（図１中、矢印Ｂ）を受けると、その力が外輪３から円すいころ４に伝達され、そして円すいころ４から内輪２に伝達される。ここで、円すいころ４の端面と大鍔部側の面２１とはすべり接触であるため、摩擦係数をできるだけ小さくすることが望ましい。一方、円すいころ４の端面から内輪２の小鍔部側の面２２へ向かう方向にはスラスト荷重またはラジアル荷重の分力はかからないので、この部分では摩擦は小さい。
【００３９】
実施の形態１では、円すいころ４の端面と、内輪２の凹部２３の大鍔部２４側の面２１とが、これらの間に潤滑剤含有ポリマ６を介在せず摺接していることにより、潤滑剤含有ポリマ６の存在による円すいころ４の動きが阻害されるという問題もなく、且つ、潤滑剤含有ポリマ６から潤滑油がしみ出して当該摺接部分に供給されるので、軸受の回転に伴うトルクを低くすることができる。
【００４０】
また、保持器５の中心が、内輪２の中心と略一致するよう構成されているため、潤滑剤含有ポリマ６が偏肉なく良好に充填されている。したがって、潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受１の回転による潤滑剤含有ポリマ６の変形や破損の発生を最小限に抑えることができる。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態１にかかる製造金型について図面を参照して説明する。
【００４２】
図２は、実施の形態１にかかる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受１の製造金型を示す断面図、図３は、図２に示す製造金型の上部金型を図２の上方から見た平面図、図４は、図２に示す製造金型の下部金型を図２の下方から見た底面図である。
【００４３】
図２〜図４に示すように、製造金型１０は、上部金型１２と、下部金型１１とからなり、上部金型１２は、軸受を収容する部分より中央部側の面１２Ａと、軸受を収容する部分より外周側の面１２Ｂを有している。下部金型１１は、面１２Ａ及び面１２Ｂにそれぞれ対向する面１１Ａ及び面１１Ｂを有している。上部金型１２と下部金型１１は、両者が密着することにより、外輪３、内輪２、円すいころ４及び保持器５を格納するための、上部金型凹部及び下部金型凹部をそれぞれ有している。
【００４４】
下部金型１１の前記下部金型凹部には、外部にガスを排出する複数のガス逃げ穴８（図４参照）が形成されている。この下部金型１１は、後に詳述する射出用ゲート１３の中間位置に対応する同一鉛直線上にガス逃げ孔８を有するため、間隙内のガスが製造金型の外へ追い出され、間隙内に溶融した潤滑剤含有ポリマ（以下、単に「溶融ポリマ」ということがある）を完全に充填することが可能となっている。
【００４５】
また、下部金型１１には、図４に示すように、ガス逃げ孔８とガス逃げ孔８の間には、保持器５の中心が内輪２の中心と略一致するように、保持器５の位置を制御する制御部材としての位置決め用ピン５０を固定するための固定用穴５１が、１つずつ、合計４カ所貫通形成されている。この固定用穴５１に配設された位置決め用ピン５０は、特に、図５に示すように、その先端が保持器５の内周部の下端に接触するよう、前記下部金型凹部から突出している。この４本の位置決め用ピン５０が保持器５に接触することで、保持器５の位置が、保持器５の中心が内輪２の中心と略一致するように制御される。
【００４６】
なお、位置決め用ピン５０は、保持器５の内周面のできるだけ端の方（図５でいう下端）がよい。このようにすることで、溶融ポリマが充填された際に、位置決めピン５０が配設されていたために形成される穴が、円すいころ４の端面に届かないようにすることができる。このようにすることで、潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受１に異物が侵入することを防止することができる。また、位置決め用ピン５０が、円すいころ４の端面まで届かないので、保持器５の位置制御を円すいころ４に影響されずにさらに良好に行うことができる。
【００４７】
また、位置決め用ピン５０は、円すいころ４の端面を、内輪２の大鍔部２４に形成された面２１押し付ける力より小さい力で、保持部５を支持して保持器５の位置を制御することができる位置及び長さで配設されている。この構成により、製造金型１０中で、内輪２の大鍔部２４の面２１と円すいころ４の端面との間に隙間が発生することを防止でき、この部分に溶融ポリマが入り込むことを抑制することができる。
【００４８】
上部金型１２には、弾性部材１５を備えるための間隙があり、この間隙の中に弾性部材１５が備えられている。この弾性部材１５を介して外輪３の厚肉な部分の端面を押圧するようになっている。
【００４９】
上部金型１２の上部には、図３に示すように、放射状に８つに配置されたランナ１８が形成されている。このランナ１８の末端部分には、溶融ポリマを外輪３、内輪２、円すいころ４及び保持器５により形成される空間内に射出するための射出用ゲート１３が設けられている。この射出用ゲート１３は、製造金型内に格納された保持器５の折れ曲がり部２７の上方に位置するように配設されている。そして、この溶融ポリマは、上方から前記上部金型凹部へ向けて導通される。
【００５０】
射出用ゲート１３の中心には、溶融ポリマをこれに注入するためのピンゲートが設けられている。図３に例示した他、ランナ１８を円形状とすることも可能であるが、円形状よりも放射状とすることにより、溶融ポリマの導通される部分の容積が小さくなるので材料の節約となるうえ、内部の軸受が受ける射出圧を低減させることができるメリットがある。
【００５１】
なお、符号１６は、上部金型１２と下部金型１１とを密着・固定させるためのネジである。
【００５２】
次に、前述した製造金型１０を用いた、潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受１の製造方法について説明する。
【００５３】
この製造方法では、保持器５の外周部と、外輪３との間に充填される潤滑剤含有ポリマ６の肉薄部の機械的強度を考慮すると、射出成形を行うことが好ましい。具体的には、まず、下部金型１１の下部金型凹部に、外輪３、内輪２、円すいころ４及び保持器５を格納する。内輪２については、薄肉な部分が図２の上側に厚肉な部分が図の下側にくるように格納し、外輪３については、厚肉な部分が図の上側に薄肉な部分が図の下側にくるように格納する。この時、４本の位置決め用ピン５０が、保持器５の内周面に接触する。
【００５４】
次に、上部金型１２を下部金型１１に密着させ、上部金型の面１２Ａと面１２Ｂがそれぞれ、下部金型の面１１Ａと面１１Ｂと密着するようにする。この状態において、ネジ１６を締め付けることにより上部金型１２と下部金型１１とを固定する。この時、上部金型１２は、外輪３の厚肉な部分と弾性部材１５を介して当接される。これにより、上部金型１２から弾性部材１５へ力がかかり、この力が弾性部材１５から外輪３に伝達し、外輪３から円すいころ４に伝達し、そして円すいころ４から内輪２に伝達し、さらには内輪２から下部金型１１へ伝達して、下部金型１１と内輪２の厚肉な部分とが押圧され、これにより円すいころ４の端面が内輪２の大鍔部側の面２１に押圧される。これに伴い、上部金型１２と内輪２の薄肉な部分との間では０．１〜０．５ｍｍ程度の間隙が形成される。また、上部金型１２と保持器５との間では０．５〜２ｍｍ程度の間隙を有している。一方、下部金型１１と外輪３の薄肉な部分との間では０．１〜０．５ｍｍ程度の間隙が形成され、下部金型１１と保持器５との間では０．５〜２ｍｍ程度の間隙を有している。
【００５５】
弾性部材１５は、上部金型１２と下部金型１１とが固定された際に、円すいころ４の端面を内輪の大鍔部側の面２１に押し付けて隙間をなくして溶融ポリマが入り込むのを防ぐ作用があり、さらには、溶融ポリマの間隙内への射出圧力を緩和させ、内輪２の外周部及び外輪３の内周部に円すいころ４の圧痕が付くのを防止する作用も有している。弾性部材１５としては、例えば、コイルばね、板ばね、形状記憶合金などの弾性部材を用いる。
【００５６】
この状態で、この４本の位置決め用ピン５０が、保持器５の内周面の下端に接触することで、保持器５の位置が、保持器５の中心が内輪２の中心と略一致するように制御される。
【００５７】
次に、溶融ポリマを、前記射出用ゲート１３を通して、前記間隙内へ射出させることにより間隙内に充填させる。溶融ポリマは、射出用ゲート１３を通して前記間隙内へ導通され、保持器５の折れ曲がり部に当たった後、保持器５と内輪２との間及び保持器５と外輪３との間に分かれて間隙内に充填される。この時、前述したように、４本の位置決め用ピン５０によって、保持器５の中心が内輪２の中心と略一致するように、その位置が制御されているため、得られる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受１は、図１に示すように、潤滑剤含有ポリマ６が、保持器５の中心が内輪２の中心と略一致するように充填された構成となる。
【００５８】
射出用ゲート１３を保持器５の折れ曲がり部の真上に位置させていることにより、射出した溶融ポリマが保持器５を介して内輪２の小鍔部２５側の面２２へ流れ、小鍔部２５側の面２２付近の円すいころ４の上面を下へ押す方向に力がかかる。この力が伝達することにより、円すいころ４の端面を大鍔部２４側の面２１に押し付ける方向に力がかかり、円すいころ４の端面と大鍔部２４側の面２１との当接が、より密着したものとなる効果がある。これは、外輪３の厚肉な部分を押圧する弾性部材１５を取り付ける金型と、射出用ゲート１３を設ける金型を、ともに同じ上部金型１２とすることにより可能となる。
【００５９】
また、位置決め用ピン５０は、保持器５の下端（図５参照）に接触しており、円すいころ４の端面には接触していない。即ち、位置決め用ピン５０は、円すいころ４の端面から離間する位置に設けられているため、円すいころ４に影響されずに、保持器５の位置制御を良好に行うことができる。また、成形後に残る位置決めピン５０が配設されていた穴が、円すいころ４の端面に届かないため、異物が侵入することを防止することもできる。
【００６０】
そしてまた、位置決め用ピン５０は、円すいころ４の端面を内輪２の大鍔部２４に押し付ける力より小さい力で、保持部５を支持して、この保持器５の位置を制御するため、製造金型１０中で、内輪２の大鍔部２４と円すいころ４の端面との間に隙間が発生することを防止することができ、この部分に溶融ポリマが入り込むことを抑制することができる。
【００６１】
前記の溶融ポリマの射出は、製造金型１０を垂直に配置した縦形射出成形機が好ましい。縦形射出成形機は、横形射出成形機に比べて、外輪３、内輪２、円すいころ４及び保持器５を格納した後、溶融ポリマを充填させる際に、製造金型１０内において保持器５が偏った状態で溶融ポリマが充填され固化されるおそれが少ない上、占有床面積が小さくて済むという利点がある。縦形射出成形機としては、例えば、特開平８−３０９７９３号公報記載の射出成形機にホッパを改良し、金型を縦型に配置したものなどを用いる。
（実施例１）
実施例１では、潤滑剤含有ポリマとして、以下の組成を有するものを用いた。
【００６２】
組成：
高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類）：１０重量％
超高分子量ポリエチレン（超高分子量に分類）：１２．５重量％
ポリエチレンワックス（ワックスに分類）：２．５重量％
鉱油：７５重量％
まず、通常の方法で円すいころ軸受ＨＲ３２２１１Ｊ（内径５５ｍｍ、外径１００ｍｍ、幅２５ｍｍ）を組立て、これを脱脂洗浄した。次に、この円すいころ軸受に、本出願人による特開平７−１３９５５１号公報に記載されているフッ素系離型剤の塗膜を形成後、図２に示す製造金型１０を用い、前記円すいころ軸受を内輪２の薄肉な部分を上側に厚肉な部分を下側に、外輪３の厚肉な部分を上側に薄肉な部分を下側にくるように下部金型１１の下部金型凹部に格納し、これに上部金型１２を密着させ、ネジ１６を締め付けた。
【００６３】
なお、この円すいころ軸受の前処理は、本出願人による特開２０００−１７９５５７号公報に記載されているグリースプレーティングでもよい。
【００６４】
次いで、図示しない射出成形機のホッパに潤滑剤含有ポリマを圧送し、融点以上に加熱し溶融させたものをスクリューで押圧して、上部金型１２に形成された射出用ゲート１３から間隙内に溶融ポリマを射出した。この時、上部金型１２と内輪２の薄肉な部分との間、及び下部金型１１と外輪３の薄肉な部分との間では間隙が形成されているため、溶融ポリマは、この間隙にも注入される。射出された溶融ポリマは、製造金型１０内で金型温度に近づくように冷却され固化する。その後、製造金型１０から取り出して、図１に示す潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受１を得た。この潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受は、保持器の中心と、内輪の中心とが、ほぼ一致していた。この構成を備えた潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受１を１０個製造し、それぞれについて、前記潤滑剤含有ポリマの充填状態を観察した。この結果を表１に示す。
（比較例１）
次に、比較として、実施例１と同じ円すいころ軸受ＨＲ３２２１１Ｊ（内径５５ｍｍ、外径１００ｍｍ、幅２５ｍｍ）を組立て、組成の潤滑剤含有ポリマを用い、位置決め用ピンが配設されていない以外は、図２に示す製造金型と同様の製造金型を使用して、潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受を１０個製造し、それぞれについて、前記潤滑剤含有ポリマの充填状態を観察した。この結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
2004218718.tif 000003
表１から、位置決め用ピン５０で、保持器５の中心を内輪２の中心とほぼ一致させた実施例１では、潤滑剤含有ポリマの充填不良が無かったのに対し、位置決め用ピン５０で、保持器５の中心を内輪２の中心とほぼ一致させていない比較例１では、保持器５が所望位置から移動して、外輪３との隙間が狭くなった側の保持器５の外周部に、潤滑剤含有ポリマの充填不良が数カ所発生したものがあることが判る。これより、保持器５の中心を内輪２の中心とほぼ一致させた潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受は、潤滑剤含有ポリマの充填不良が発生することを防止することができることが確認された。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２にかかる製造金型について、図面を参照して説明する。
【００６６】
図６は、実施の形態２にかかる製造金型を示す断面図である。なお、実施の形態２では、実施の形態１で説明した製造金型１０と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６７】
図６に示すように、実施の形態２にかかる製造金型２０の、実施の形態１にかかる製造金型１０と異なる主な点は、上部金型１２１が、外輪３の厚肉な部分と当接されており、下部金型１１１が、内輪２の厚肉な部分と弾性部材１５１を介して当接されている点である。即ち、内輪２の厚肉な部分を押圧する弾性部材１５１を下部金型１１１に取り付けた点である。
【００６８】
実施の形態２の場合においても、前述した実施の形態１と同様に、弾性部材１５１が押圧する力と溶融ポリマの流れによる圧力とは、ともに円すいころ４の端面を内輪２の大鍔部２４側の面２１に押し付ける方向に働く。このことにより、弾性部材１５１は、上部金型１２１と下部金型１１１とが固定された際に、内輪の大鍔部２４側の面２１を円すいころ４の端面に押し付けて両者の隙間をなくして溶融ポリマが入り込むのを防ぐ作用があり、さらには、溶融ポリマの間隙内への射出圧力を緩和させ、内輪２の外周部及び外輪３の内周部に円すいころ４の圧痕が付くのを防止する作用も有している。
【００６９】
また、４本の位置決め用ピン５０が保持器５に接触することで、保持器５の位置が、保持器５の中心が内輪２の中心と略一致するように制御される。これによって、得られる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受は、実施の形態１と同様に、図１に示すように、潤滑剤含有ポリマ６１が、保持器５の中心が内輪２の中心と略一致するように充填された構成となる。
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３にかかる製造金型について、図面を参照して説明する。
【００７０】
図７は、実施の形態３にかかる製造金型を示す断面図である。なお、実施の形態３では、実施の形態１及び２で説明した製造金型と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
図７に示すように、実施の形態３にかかる製造金型３０は、下部金型４１と、上部金型４２と、下部金型４１と上部金型４２との間に配設された中間金型４３と、を備えている。これらの下部金型４１、上部金型４２及び中間金型４３は、組み立てられた際に、内輪２、円すいころ４及び保持器５を格納するための上部金型凹部及び下部金型凹部を有している。
【００７２】
下部金型４１は、円筒状で下部金型４１の外枠として機能する第１の下部金型４５と、第１の下部金型４５内に、その内壁と接触して配設される第２の下部金型４６と、第２の下部金型４６上に配設される第３の下部金型４７を備えて構成されている。
【００７３】
第２の下部金型４６は、内輪２と円すいころ４との間に隙間を形成するよう構成されており、この隙間に溶融ポリマが充填されるようになっている。また、中央部には、軸４８及び軸４８の外周に配設される弾性部材４９が挿入される穴５２が形成されている。この第２の下部金型４６には、実施の形態１と同様に、外部にガスを排出する複数のガス逃げ穴（図示せず）が形成されている。また、ガス逃げ孔とガス逃げ孔の間には、保持器５の中心が内輪２の中心と略一致するように、保持器５の位置を制御する制御部材としての位置決め用ピン５０を固定するための固定用穴（図示せず）が、１つずつ、合計４カ所貫通形成されている。この位置決め用ピン５０は、実施の形態１と同様に、その先端が保持器５の内周部の下端に接触するよう、第２の下部金型４６から突出している。この４本の位置決め用ピン５０が保持器５に接触することで、保持器５の位置が、保持器５の中心が内輪２の中心と略一致するように制御される。
【００７４】
第３の下部金型４７は、内輪２の内周面及び下端を支持するよう構成されており、その中央部には、軸４８が挿入される穴５３が形成されている。この第３の下部金型４７は、製造金型３０が組み立てられた際に、弾性部材４９によって付勢され、内輪２の下端を押圧するよう構成されている。
【００７５】
上部金型４２は、円筒状で上部金型４２の外枠として機能する第１の上部金型５５と、第１の上部金型４２内に、その内壁と接触して配設される第２の上部金型５６と、第２の上部金型５６の内側に配設される第３の上部金型５７を備えて構成されている。
【００７６】
第２の上部金型５６は、第３の上部金型５７及び内輪２との間に隙間を形成するよう構成されており、この隙間に溶融ポリマが充填されるようになっている。また、後に詳述する中間金型４３を固定するためのネジ５８が螺合するネジ穴５９が貫通形成されている。さらに、第２の上部金型５６の上部には、ランナ１８が形成されており、このランナ１８の末端部分には、溶融ポリマを内輪２、円すいころ４及び保持器５により形成される空間内に射出するための射出用ゲート６３が設けられている。この射出用ゲート６３も、射出用ゲート１３と同様に製造金型内に格納された保持器５の折れ曲がり部２７の上方に位置するように配設されている。
【００７７】
第３の上部金型５７は、内輪２の内周面及び上端を支持するよう構成されており、その中央部には、軸６１及び軸６１の外周に配設される弾性部材６４が挿入される穴６２が形成されている。この第３の上部金型５７は、製造金型３０が組み立てられた際に、弾性部材６４によって付勢され、内輪２の上端を押圧するよう構成されている。
【００７８】
実施の形態３の場合においても、前述した実施の形態と同様に、弾性部材４９及び６４が押圧する力と溶融ポリマの流れによる圧力とは、ともに円すいころ４の端面を内輪２の大鍔部２４側の面２１に押し付ける方向に働き、内輪の大鍔部２４側の面２１を円すいころ４の端面に押し付けて両者の隙間をなくして溶融ポリマが入り込むのを防ぐ作用がある。さらには、溶融ポリマの間隙内への射出圧力を緩和させ、内輪２の外周部に円すいころ４の圧痕が付くのを防止する作用も有している。
【００７９】
中間金型４３は、その外周面が、第１の上部金型４５及び第１の下部金型５５の内周面に接触した状態で配設される。この中間金型４３の内周面には、外輪３の内周部と同様の形状を備えたテーパ内壁６７が形成されている。また、中間金型４３には、製造金型３０を組み立てた際に、第２の上部金型５６に形成されているネジ穴５９に連通してネジ５８を螺合するネジ穴６８が形成されている。したがって、この中間金型４３は、ネジ５８によって、第２の上部金型５６と一体化される。
【００８０】
この構成を備えた製造金型３０は、一体化している内輪２、円すいころ４及び保持器５を、そのままインサートすることができる。また、製造金型３０を、第１〜第３の下部金型４５〜４７と、第１〜第３の上部金型５５〜５７と、中間金型４３とに分割しているため、軸受の端面にバリが発生することも防止でき、さらなるコストダウンを実現することもできる。
【００８１】
また、実施の形態１と同様に、４本の位置決め用ピン５０が保持器５に接触することで、保持器５の位置が保持器５の中心が内輪２の中心と略一致するように制御される。これによって、得られる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受は、実施の形態１と同様に、図１に示すように、潤滑剤含有ポリマ６が、保持器５の中心が内輪２の中心と略一致するように充填された構成となる。
【００８２】
なお、前述した実施の形態１〜３では、位置決め用ピン５０で、保持器５の内周部の、内輪２の大鍔部２４側の端部を支持して、保持器５の位置を制御する場合について説明したが、これに限らず、例えば、保持器５の内周部の、内輪２の小鍔部２５側の端部を位置決め用ピン５０で支持してもよい。
【００８３】
また、実施の形態３のように、外輪３を格納しない製造金型３０の場合は、保持器５の外周側から位置決め用ピン５０で支持することもできる。この場合、位置決め用ピン５０は、成型時に保持器５を押した状態で、型が開く時には、外輪の代わりのテーパ側壁６７内に収納されるようにすることが好適である。
【００８４】
また、前述した実施の形態１〜３では、４本の位置決め用ピン５０を使用した場合について説明したが、これに限らず、位置決め用ピン５０は、少なくとも
３本以上配設すれば、保持器５の中心が内輪２の中心とほぼ一致するように、保持器５の位置を制御することができる。
【００８５】
そしてまた、前述した実施の形態１〜３では、保持器５の位置を制御する制御部材として、位置決め用ピン５０を使用した場合について説明したが、これに限らず、制御部材は、保持器５の中心と内輪２の中心とがほぼ一致するように、保持器５の位置を制御することが可能であれば、他の構成を備えていてもよい。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受は、保持器の中心と、内輪の中心とが、ほぼ一致するよう構成されており、潤滑剤含有ポリマが偏肉なく良好に充填されている。この結果、軸受の回転による潤滑剤含有ポリマの変形や破損の発生を最小限に抑えることができ、信頼性を向上することができる。
【００８７】
また、本発明にかかる製造金型は、保持器の中心と、内輪の中心とが、ほぼ一致し、潤滑剤含有ポリマが偏肉なく良好に充填されてなる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受を、簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受の一部を示す断面図である。
【図２】実施の形態１にかかる潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受の製造金型を示す断面図である。
【図３】図２に示す製造金型の上部金型を図２の上方から見た平面図である。
【図４】図２に示す製造金型の下部金型を図２の下方から見た底面図である。
【図５】図２に示す製造金型の一部を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる製造金型を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３にかかる製造金型を示す断面図である。
【符号の説明】
１    潤滑剤含有ポリマ充填円すいころ軸受
２    内輪
３    外輪
４    円すいころ
５    保持器
６    潤滑剤含有ポリマ
１０、２０、３０    製造金型
１１、４１、１１１    下部金型
１２、４２、１２１    上部金型
４３    中間金型
５０    位置決め用ピン
【図１】
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【図２】
2004218718.tif 000005
【図３】
2004218718.tif 000006
【図４】
2004218718.tif 000007
【図５】
2004218718.tif 000008
【図６】
2004218718.tif 000009
【図７】
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