(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製本体（２）の軸受孔（３）に、軸方向に複数のシェル形針状軸受（４）が密接して配置され、前記合成樹脂製本体（２）の射出成型時に、シェル形針状軸受（４）がインサート成形により合成樹脂製本体（２）と固定され、
前記シェル形針状軸受（４）のシェル型外輪の軸方向密接端面間に、圧縮されたリング状の弾性シール部材（５）が介在し、この弾性シール部材（５）の半径方向外側面に前記合成樹脂製本体（２）を形成する合成樹脂材料が接していることを特徴とするキャスター用車輪。
【請求項２】
金型のキャビティ（１４）内に、複数のシェル形針状軸受（４）を軸方向に密接させ、密接するシェル型外輪の端面間にリング状の弾性シール部材（５）を介在させてインサートし、このシェル形針状軸受（４）のシェル型外輪と弾性シール部材（５）の外周部を前記キャビティ（１４）内に露出させ、前記キャビティ（１４）内に前記合成樹脂製本体（２）を形成する溶融樹脂材料を射出して固化させ、前記シェル型外輪の外周部と弾性シール部材（５）の外周部に樹脂材料を結合させて一体化したことを特徴とする請求項１に記載のキャスター用車輪。
【請求項３】
溶融樹脂を射出して、キャスター用車輪の合成樹脂製本体（２）を成形するためのキャビティ（１４）と、
複数のシェル形針状軸受（４）を軸方向に密接させ、シェル型外輪の相対向する端面間にリング状の弾性シール部材（５）を介在させ、シェル型外輪と弾性シール部材（５）の外周部を前記キャビティ（１４）内に露出させた状態で保持するための保持部（１５）と、
を具備することを特徴とするキャスター用車輪のインサート成形用金型。
【請求項４】
前記保持部（１５）は、前記複数のシェル形針状軸受（４）のシェル型外輪を軸方向に相互に圧接させる方向に押圧することにより、シェル型外輪間に前記弾性シール部材（５）を圧縮して保持することを特徴とする請求項３に記載のキャスター用車輪のインサート成形用金型。
【請求項５】
前記キャビティ（１４）を形成するための一対の金型部を備え、
前記保持部（１５）は、一対の保持駒（１６），（１７）を備え、これら一対の保持駒（１６），（１７）の少なくとも一方は、前記一対の金型部の型締め方向に弾性的に移動可能に支持され、前記一対の金型部に対して前記複数のシェル形針状軸受（４）のシェル型外輪と前記弾性シール部材（５）を弾性的に圧接させて保持することを特徴とする請求項３に記載のインサート成形用金型。
【請求項６】
溶融樹脂を射出して、キャスター用車輪の合成樹脂製本体（２）を成形するためのキャビティ（１４）を形成する固定型（１２）及び移動型（１３）と、
密接する端面間にリング状の弾性シール部材（５）を介在させ軸方向に密接させた複数のシェル形針状軸受（４）を、そのシェル型外輪の外周部を前記キャビティ（１４）内に露出させた状態で保持するために、両端に位置するシェル形針状軸受（４）のシェル型外輪の外側端面を、その軸線方向に圧搾保持する固定駒（１７）と移動駒（１６）とを具備し、
前記移動駒（１６）は、前記複数のシェル形針状軸受（４）及び弾性シール部材（５）を貫通する支持ピン（１６ａ）と、一端側に位置するシェル形針状軸受（４）のシェル型外輪の外側端面に当接する環状端面（１６ｃ）を有するストッパ（１６ｂ）とを具備し、前記固定型（１２）に型締め方向に弾性的に移動可能に支持され、
前記固定駒（１７）は、型締め時に前記移動駒（１６）の支持ピン（１６ａ）の先端部を嵌合させる凹部（１７ａ）と、他端側に位置するシェル形針状軸受（４）のシェル型外輪の外側端面に弾性的に圧接される環状端面（１７ｃ）を有するストッパ（１７ｂ）とを具備し、前記移動型（１３）に固定されることを特徴とするキャスター用車輪のインサート成形用金型。
【請求項７】
金型のキャビティ（１４）内に、複数のシェル形針状軸受（４）を、密接するシェル型外輪の端面間にリング状の弾性シール部材（５）を介在させ軸方向に密接させてインサートし、このシェル形針状軸受（４）のシェル型外輪と弾性シール部材（５）の外周部を前記キャビティ（１４）内に露出させ、前記キャビティ（１４）内に溶融樹脂材料を射出して固化させ、前記シェル形針状軸受（４）のシェル型外輪の外周部と樹脂材料とを結合させて一体化することを特徴とするキャスター用車輪のインサート成形方法。
【請求項８】
請求項３乃至６のいずれかに記載のインサート成形用金型を用いることを特徴とするキャスター用車輪のインサート成形方法。
【請求項９】
請求項３乃至６のいずれかに記載のインサート成形用金型を用いて成形されたことを特徴とするキャスター用車輪。
【請求項１０】
前記移動駒（１６）の支持ピン（１６ａ）の外周に、前記複数のシェル形針状軸受（４）と前記弾性シール部材（５）を嵌め込んで、一端側に位置するシェル形針状軸受（４）のシェル型外輪の外側端面を前記移動駒（１６）のストッパ（１６ｂ）に当接させる工程と、
固定型（１２）と移動型（１３）とを型締めして前記移動駒（１６）の支持ピン（１６ａ）の先端部を前記固定駒（１７）の凹部（１７ａ）に嵌合させ、他端側に位置する前記シェル形針状軸受（４）のシェル型外輪の外側端面に前記固定駒（１７）のストッパ（１７ｂ）を弾性的に圧接させると共に、前記弾性シール部材（５）を圧縮する工程と、
型締めされた前記固定型（１２）と移動型（１３）との間に形成されたキャビティ（１４）に溶融した樹脂材料を注入する工程と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載のインサート成形用金型を用いたキャスター用車輪のインサート成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受孔に、軸方向に複数のシェル形針状軸受が相密接してインサート成形されている合成樹脂製のキャスター用車輪とそのインサート成形方法並びにインサート成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キャスターの車輪を合成樹脂で射出成形法により成形することが行われている（例えば特許文献１参照）。
従来から、射出成形法により形成されたキャスター用車輪の車軸挿通孔にベアリングを装着することが行われている。ベアリングとして、シェル形針状軸受を用いる場合には、車軸挿通孔にこれを圧入することによって車輪に固定している。
【特許文献１】特開平８−１８８００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来のキャスター用車輪の車軸挿通孔へのシェル形針状軸受の固定方法にあっては、緩みが生じやすい欠点がある。そこで、車輪と一体にシェル形針状軸受をインサート成形することが考えられる。しかしながら、車輪幅の比較的大きい車輪に、複数のシェル形針状軸受を軸方向に並べてインサート成形しようとすると、密接軸受間に樹脂が進入して軸受の潤滑を阻害するという問題点があるため、従来はこの方法が採用されていない。
したがって、この出願に係る発明は、軸受孔に、軸方向に複数のシェル形針状軸受が密接してインサート成形されている合成樹脂製のキャスター用車輪と、そのインサート成形方法及びインサート成形用金型を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、この出願に係る発明においては、軸受孔３に、軸方向に複数のシェル形針状軸受４が密接してインサート成形により固定されている合成樹脂製のキャスター用車輪１を提供する。
また、この出願に係る発明は、上記キャスター用車輪１における密接する２つのシェル形針状軸受４の密接端面間に、圧縮されたリング状の弾性シール部材５を介在させる構成を採用する。
また、この出願に係る発明は、金型のキャビティ１４内に、複数のシェル形針状軸受４を、相互密接端面間にリング状の弾性シール部材５を介在させ軸方向に密接させてインサートし、このシェル形針状軸受４の外周部をキャビティ１４内に露出させ、キャビティ１４内に溶融樹脂材料を射出して固化させ、シェル形針状軸受１４の外周部と樹脂材料とを結合させて一体化することにより、上記キャスター用車輪１を構成する。
また、この出願に係る発明は、溶融樹脂を射出して、上記キャスター用車輪１を成形するためのキャビティ１４と、複数のシェル形針状軸受１４を、相互密接端面間にリング状の弾性シール部材５を介在させ軸方向に密接させ、このシェル形針状軸受４の外周部をキャビティ１４内に露出させた状態で保持するための保持部１５とを具備させてキャスター用車輪１のインサート成形用金型１１を提供する。
また、この出願に係る発明は、上記金型１１における保持部１５を、複数のシェル形針状軸受４を軸方向に相互に圧接させることにより弾性シール部材５を圧縮して保持することができるように構成する。
また、この出願に係る発明における上記金型は、キャビティを形成するための一対の金型部を備え、保持部１５は、一対の保持駒１６，１７を備える。これら一対の保持駒１６，１７の少なくとも一方１６は、一対の金型部の型締め方向に弾性的に移動可能に支持され、一対の金型部に対して複数のシェル形針状軸受４と弾性シール部材５を弾性的に圧接させて保持する。
また、この出願に係る発明における上記金型１１は、キャビティ１４を形成する固定型１２及び移動型１３と、固定駒１７及び移動駒１６を備える。固定駒１７と移動駒１６は、複数のシェル形針状軸受４を、相互密接端面間にリング状の弾性シール部材５を介在させて軸方向に密接させ、その外周部をキャビティ１４内に露出させた状態で保持するために、両端に位置するシェル形針状軸受４の外側端面を、その軸線方向に圧搾保持するように構成する。移動駒１６は、複数のシェル形針状軸受４及び弾性シール部材５を貫通する支持ピン１６ａと、一端側に位置するシェル形針状軸受４の外側端面に当接する環状端面１６ｃを有するストッパ１６ｂとを具備し、固定型１２に型締め方向に弾性的に移動可能に支持される。固定駒１７は、型締め時に移動駒１６の支持ピン１６ａの先端部を嵌合させる凹部１７ａと、他端側に位置するシェル形針状軸受４の外側端面に弾性的に圧接される環状端面１７ｃを有するストッパ１７ｂとを具備し、移動型１３に固定される。
また、この出願に係る発明は、上記インサート成形用金型１１を用いることにより、キャスター用車輪１をインサート成形する方法を提供する。
また、この出願に係る発明は、上記インサート成形用金型１１を用いて成形されたキャスター用車輪１を提供する。
また、この出願に係る発明は、移動駒１６の支持ピン１６ａの外周に、複数のシェル形針状軸受４と弾性シール部材５を嵌め込んで、一端側に位置するシェル形針状軸受４の外側端面を移動駒１６のストッパ１６ｂに当接させる工程と、固定型１２と移動型１３とを型締めして移動駒１６の支持ピン１６ａの先端部を固定駒１７の凹部１７ａに嵌合させ、他端側に位置するシェル形針状軸受４の外側端面に固定駒１７のストッパ１７ｂを弾性的に圧接させると共に、弾性シール部材５を圧縮する工程と、型締めされた固定型１２と移動型１３との間に形成されたキャビティ１４に溶融した樹脂材料を注入する工程とを含むキャスター用車輪のインサート成形方法を提供する。
【発明の効果】
【０００５】
この出願に係る発明によれば、軸受孔３に、軸方向に複数のシェル形針状軸受４が密接して確固に固着された合成樹脂製のキャスター用車輪１を低コストで提供することができる。
この出願に係る発明によれば、金型キャビティ１４内で密接するシェル形針状軸受４，４間に圧縮状態で保持されたリング状の弾性シール部材５により、射出成形時に溶融した樹脂材料が密接するシェル形針状軸受４，４間に進入することが阻止され、成形不良が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係るキャスター用車輪の断面図、図２は本発明に係るキャスター用車輪の成形用金型の断面図、図３は成形過程を示す金型の断面図、図４は成形過程を示す斜視図、図５は成形過程を示す金型の断面図である。
【０００７】
合成樹脂製のキャスター用車輪１は、樹脂製本体２の軸受孔３に、軸方向に２つのシェル形針状軸受４が密接してインサート成形により固定されている。シェル形針状軸受４は、当該軸受よりも小径となった軸受孔３の段部３ａにより、両端部において軸方向に確実に抜け止めされる。２つのシェル形針状軸受４の密接端面間には、圧縮されたリング状の弾性シール部材５が介設される。弾性シール部材５は、例えば不織布、紙等の安価に得られる素材で構成されるが、これに限定されるものではない。６はブッシュである。
【０００８】
キャスター用車輪１は、金型１１のキャビティ１４内に、２つのシェル形針状軸受４を、相互密接端面間にリング状の弾性シール部材５を介在させ、軸方向に密接させてインサートし、このシェル形針状軸受４の外周部をキャビティ１４内に露出させ、キャビティ１４に溶融樹脂材料を射出して固化させることにより、シェル形針状軸受４の外周部と樹脂材料とを結合させて一体化することにより製作される。
【０００９】
図２に示すように、金型１１は、固定型１２と移動型１３とからなり、溶融樹脂を射出して、キャスター用車輪１を成形するためのキャビティ１４と、インサートする２つのシェル形針状軸受４と弾性シール部材５とをキャビティ１４内に支持する保持部１５を具備する。
【００１０】
保持部１５は、一対の保持駒１６，１７を備え、２つのシェル形針状軸受４を、相互密接端面間にリング状の弾性シール部材５を介在させて軸方向に密接させ、かつこのシェル形針状軸受４の外周部をキャビティ１４内に露出させた状態で保持する。また、保持部１５は、２つのシェル形針状軸受４を軸方向に相互に圧接させることにより、弾性シール部材５を圧縮して保持する。
【００１１】
保持部１５を構成する一対のうち一方の保持駒１６は、金型１１の型締め方向に弾性的に移動可能に支持される移動駒であり、固定型１２と移動型１３に対して２つのシェル形針状軸受４と弾性シール部材５を弾性的に圧接させて保持する。
【００１２】
移動駒１６は、ばね１８により付勢されて固定型１２に保持される。移動駒１６は、２つのシェル形針状軸受４及び弾性シール部材５を貫通する円柱状の支持ピン１６ａと、一方のシェル形針状軸受４の外側端面に当接する環状端面１６ｃを有するストッパ１６ｂとを具備する。ストッパ１６ｂは、支持ピン１６ａより大径の円柱形状で、キャビティ１４内に突出するように支持ピン１６ａの基端側に設けられる。ストッパ１６ｂの外径は、シェル形針状軸受４の外径より小さく、したがって、図３，５に示すように、ストッパ１６ｂとシェル形針状軸受４との間に、キャビティ１４内に露出する段部１９が形成される。
【００１３】
円柱形状の固定駒１７は、キャビティ１４内に突出するように移動型１３に固定される。固定駒１７は、型締め時に移動駒１６の支持ピン１６ａの先端部を嵌合させる凹部１７ａと、他方のシェル形針状軸受４の外側端面に弾性的に圧接される環状端面１７ｃを有する円筒状のストッパ１７ｂとを具備する。ストッパ１７ｂの外径は、シェル形針状軸受４の外径より小さく、したがって、図５に示すように、ストッパ１７ｂとシェル形針状軸受４との間に、キャビティ１４内に露出する段部２０が形成される。
【００１４】
車輪１は、上記金型１１を用いて、以下のように成形される。まず、図３，４に示すように、移動駒１６の支持ピン１６ａの外周に、２つのシェル形針状軸受４と弾性シール部材５を嵌め込んで、一方のシェル形針状軸受４の外側端面を移動駒１６のストッパ１６ｂに当接させる。
【００１５】
次いで、図５に示すように、固定型１２と移動型１３とを型締めして、移動駒１６の支持ピン１６ａの先端部を固定駒１７の凹部１７ａに嵌合させ、他方のシェル形針状軸受４の外側端面を固定駒１７のストッパ１７ｂに弾性的に圧接させる。型締めにより、弾性シール部材５が圧縮される。
【００１６】
型締めされた固定型１２と移動型１３との間に形成されたキャビティ１４に、溶融した樹脂材料を射出して固化させ、シェル形針状軸受４の外周部と樹脂材料とを結合させて一体化する。溶融した樹脂材料を射出する際、弾性シール部材５がシェル形針状軸受４の密接端面間へ進入するのを阻止する。シェル形針状軸受４の両端部は、キャビティ１４内に露出する段部１９，２０に対応して形成される充填樹脂の段部３ａ（図１における軸受孔３の段部３ａ）により軸方向に移動不可能に樹脂材料と一体化される。
【００１７】
なお、この出願に係る発明は、図示の実施形態に限定されるものではなく、例えば、シェル形針状軸受４を３つ以上インサート成形したキャスター用車輪、及びそのインサート成形方法並びにインサート成形用金型を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
この発明は、市販のシェル形針状軸受を複数装着する必要がある幅広の重荷重用キャスターの車輪及びそのインサート成形方法並びにインサート成形用金型に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るキャスター用車輪の断面図である。
【図２】本発明に係るキャスター用車輪の成形用金型の断面図である。
【図３】本発明に係るキャスター用車輪の成形過程を示す金型の断面図である。
【図４】本発明に係るキャスター用車輪の成形過程を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るキャスター用車輪の成形過程を示す金型の断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１ キャスター用車輪
２ 樹脂製本体
３ 軸受孔
３ａ 段部
４ シェル形針状軸受
５ 弾性シール部材
６ ブッシュ
１１ 金型
１２ 固定型
１３ 移動型
１４ キャビティ
１５ 保持部
１６ 移動駒
１６ａ 支持ピン
１６ｂ ストッパ
１６ｃ 環状端面
１７ 固定駒
１７ａ 凹部
１７ｂ ストッパ
１７ｃ 環状端面
１８ ばね
１９ 段部
２０ 段部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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