(57)【要約】【課題】耐久性を向上させた射出成形により作られる樹脂製の保持器を備えた転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受は、内輪２、外輪３、内輪２と外輪３との間に介在している複数の円すいころ４、及びこれら円すいころ４を周方向に沿って間隔をあけて保持する樹脂製の保持器１０を備えている。保持器１０は、円環部１１，１２と複数の柱部１３とを有し、射出成形により作られることで円環部１２にウエルドライン７が形成されている。円環部１２に、ウエルドライン７の形成面８を貫通している線部材２０が設けられている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に介在している複数の転動体、及び複数の前記転動体を周方向に沿って間隔をあけて保持する樹脂製の保持器を備え、
前記保持器は、円環部と当該円環部から延びている複数の柱部とを有し、射出成形により作られることで当該円環部又は当該柱部にウエルドラインが形成され、
前記円環部又は前記柱部に、前記ウエルドラインの形成面を貫通している線部材が設けられている、転がり軸受。
【請求項２】
前記線部材は、形状が変化している形状変化部を有している請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記線部材は、前記円環部に存在している前記ウエルドラインの形成面を貫通している請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記保持器は、前記円環部として、軸方向一方側の第１円環部及び軸方向他方側の第２円環部を有し、前記柱部が前記第１円環部と前記第２円環部とを連結する構成であり、
前記第１円環部と前記第２円環部との内の一方の円環部にのみ前記線部材が設けられている請求項３に記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記保持器は、当該保持器を構成する樹脂部の断面における前記線部材の位置決めを行うために用いられたスペーサ部を有している請求項１〜４のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記線部材は、磁性体である請求項５に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や産業機械の各部には転がり軸受が多く用いられている。転がり軸受は、内輪、外輪、これら内輪と外輪との間に介在している複数の転動体（例えば、円すいころ）、及びこれら転動体を保持する環状の保持器を備えている。保持器を金属製とする場合もあるが、近年、軽量化及び高速回転化を図るために樹脂製の保持器が増加している。
【０００３】
図９は、樹脂製の保持器９０の斜視図である。この保持器９０は、第１円環部９１、第２円環部９２、及び複数の柱部９３を有しており、第１及び第２円環部９１，９２と、周方向で隣り合う一対の柱部９３，９３とにより囲まれる領域が、図示省略する円すいころ（転動体）を保持するためのポケット９４となる。
【０００４】
このような樹脂製の保持器９０は、金型のキャビティに溶融樹脂を射出し硬化させることにより成形される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のとおり、射出成形により樹脂製の保持器９０を成形すると、図９に示すように、その保持器９０には、溶融樹脂の流れが合流し融着した部分にウエルドライン９９が生じる。図９に示す保持器９０の場合、第１円環部９１側のキャビティから溶融樹脂を注入しており、第２円環部９２においてウエルドライン９９が生じる。
【０００７】
このように射出成形により作られた樹脂製の保持器９０について加振試験を行うと、ウエルドライン９９の形成面９８で割れが発生することがある。つまり、射出成形により作られた樹脂製の保持器９０では、ウエルドライン９９が形成される部分が強度的に弱点となりやすく、保持器９０の耐久性を低下させる原因となる。
【０００８】
そこで、本発明は、耐久性を向上させた射出成形により作られる樹脂製の保持器を備えた転がり軸受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】
本発明の転がり軸受は、内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に介在している複数の転動体、及び複数の前記転動体を周方向に沿って間隔をあけて保持する樹脂製の保持器を備え、前記保持器は、円環部と当該円環部から延びている複数の柱部とを有し、射出成形により作られることで当該円環部又は当該柱部にウエルドラインが形成され、前記円環部又は前記柱部に、前記ウエルドラインの形成面を貫通している線部材が設けられている。
【００１０】
本発明によれば、樹脂製の保持器は射出成形により作られることで円環部又は柱部にウエルドラインが形成されるが、このウエルドラインの形成面を線部材が貫通していることにより、ウエルドライン部分での割れを抑制することができ、保持器の耐久性を向上させることが可能となる。
【００１１】
また、前記線部材は、形状が変化している形状変化部を有しているのが好ましい。この場合、形状変化部において、線部材と樹脂との密着性が向上し、ウエルドライン部分での割れを抑制する機能を高めることができる。なお、形状変化部は、線部材の一部（形状変化部）において断面形状が変化していてもよく、表面形状が変化していてもよい。
【００１２】
また、円環部にウエルドラインが生じる場合、前記線部材は、前記円環部に存在している前記ウエルドラインの形成面を貫通している構成とすればよい。
また、前記保持器は、前記円環部として、軸方向一方側の第１円環部及び軸方向他方側の第２円環部を有し、前記柱部が前記第１円環部と前記第２円環部とを連結する構成である場合、前記第１円環部と前記第２円環部との内の一方の円環部にのみ前記線部材が設けられているのが好ましい。
例えば、射出成形用金型のキャビティの第１円環部側から溶融樹脂の注入が行われ、第２円環部においてウエルドラインが生じる場合、第１円環部には線部材が不要であり、第２円環部にのみ線部材を設ければよい。
【００１３】
また、前記保持器は、当該保持器を構成する樹脂部の断面における前記線部材の位置決めを行うために用いられたスペーサ部を有しているのが好ましい。
この場合、射出成形用金型のキャビティに溶融樹脂が注入されることで、保持器を構成する樹脂部が成形されるが、溶融樹脂の注入前にキャビティにスペーサ部により線部材の位置決めがされることで、この樹脂部の断面において、線部材を所望の部分に位置させることが可能となる。
【００１４】
また、この場合において、前記線部材は、磁性体であるのが好ましく、この場合、射出成形用金型の一部に磁石部を設けることにより、線部材を保持することができる。特に、線部材のうち、前記スペーサ部により位置決めがされている部分を、前記磁石部により保持することで、樹脂部の断面において、線部材を所望の部分に位置させることが可能となる。線部材として、例えば、磁性体である金属線（鋼線）を採用することができる。
なお、保持器がスペーサ部を有していない場合であっても、線部材を金属線（鋼線）としてもよく、この場合、線部材を円環部や柱部の形状に沿った所望の形状に作り易い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、樹脂製の保持器は射出成形により作られることでウエルドラインが形成されるが、このウエルドラインの形成面を線部材が貫通していることにより、ウエルドライン部分での割れを抑制することができ、保持器の耐久性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の転がり軸受の実施の一形態を示す縦断面図である。
【図２】保持器の斜視図である。
【図３】線部材の一部を拡大して示す説明図である。
【図４】保持器の一部及びその一部に埋設されている線部材を拡大して示す説明図である。
【図５】射出成形用金型、線部材、及びスペーサ部を説明する断面図である。
【図６】射出成形用金型、線部材、及びスペーサ部を説明する断面図である。
【図７】線部材、スペーサ部、及び磁石部の配置の一例を説明する説明図である。
【図８】他の形態の保持器の一部を示す説明図である。
【図９】樹脂製の保持器の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の転がり軸受の実施の一形態を示す縦断面図である。図１に示す転がり軸受は、円すいころ軸受１であり、内輪２、この内輪２の外周側に設けられている外輪３、これら内輪２と外輪３との間に配列された複数の円すいころ（転動体）４、及び環状の保持器１０を備えている。保持器１０は、複数の円すいころ４を、円すいころ軸受１の周方向に沿って間隔をあけて保持しており、これら円すいころ４が内輪２と外輪３との間に介在することで、内輪２と外輪３とは同心位置に配置され、そして、内輪２と外輪３とは相対回転自在となる。
【００１８】
内輪２は、軸受鋼や機械構造用鋼等を用いて形成された環状の部材であり、その外周に、複数の円すいころ４が転動する内輪軌道面２ａが形成されている。
外輪３も、内輪２と同様、軸受鋼や機械構造用鋼等を用いて形成された環状の部材であり、その内周に、複数の円すいころ４が転動する外輪軌道面３ａが形成されている。
円すいころ４は、軸受鋼等を用いて形成された部材であり、内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間に介在して転動自在となっている。
【００１９】
図２は、保持器１０の斜視図である。保持器１０は樹脂製（合成樹脂製）であり、金型が用いられて射出成形により作られる。保持器１０は、円環部と柱部１３とを有している。本実施形態の保持器１０は、前記円環部として、軸方向一方側の第１円環部１１及び軸方向他方側の第２円環部１２を有している。そして、この保持器１０は、第１円環部１１から延び第２円環部１２と繋がっている複数の柱部１３を有している。つまり、柱部１３によって第１円環部１１と第２円環部１２とが連結された構成となっている。本実施形態の転がり軸受は、円すいころ軸受１であるため、保持器１０の第１円環部１１は、第２円環部１２よりも、直径が小さい円環状の部分であり、第２円環部１２は、直径が大きい円環状の部分である。
【００２０】
第１円環部１１、第２円環部１２、及び複数の柱部１３は、射出成形用金型のキャビティに溶融樹脂が注入されこの溶融樹脂が硬化することにより、同時に成形され、第１円環部１１、第２円環部１２、及び複数の柱部１３は一体となる。円環部１１，１２と、周方向で隣り合う一対の柱部１３，１３とにより囲まれる領域が、円すいころ４を保持するためのポケット１４となる。
【００２１】
保持器１０は前記のとおり射出成形により作られることで、円環部１１，１２又は柱部１３にウエルドライン７が形成される。本実施形態では、射出成形用金型のキャビティにおいて、第１円環部１１側から溶融樹脂の注入が行われることから、第２円環部１２にウエルドライン７が形成される（図２参照）。ウエルドライン７は、前記キャビティにおいて溶融樹脂の流れが合流し融着した部分に発生する。
【００２２】
第２円環部１２にウエルドライン７が形成されることから、この第２円環部１２に線部材２０が設けられており、この線部材２０は、第２円環部１２に存在しているウエルドライン７の形成面８を貫通している。ウエルドライン７の形成面８は、第２円環部１２の周方向に直交する面となって形成されている。
【００２３】
図２に示す線部材２０は、第２円環部１２の形状に対応して円環形状を有しており、全てのウエルドライン７の形成面８を、共通する単一の線部材２０が貫いている。なお、線部材２０は単一でなくてもよく、図示しないが複数の線部材２０を環状に配置してもよい。
そして、線部材２０は、第２円環部１２の横断面中央部（形成面８の中央部）を通過するようにして設けられており、また、線部材２０の全体は、第２円環部１２に埋設された状態にあり外部に露出していない。
【００２４】
前記のとおり、射出成形用金型のキャビティの第１円環部１１側から溶融樹脂の注入が行われ、第２円環部１２においてウエルドライン７が生じるため、第１円環部１１には線部材２０が不要であり、第２円環部１２にのみ線部材２０が設けられている。なお、第１円環部１１には、溶融樹脂の注入のためのゲート跡が生じている。
【００２５】
このように、射出成形により樹脂製の保持器１０が作られることで第２円環部１２にウエルドライン７が形成されるが、このウエルドライン７の形成面８を線部材２０が貫通していることにより、ウエルドライン部分での割れを抑制することができ、保持器１０の耐久性を向上させることが可能となる。
【００２６】
図３（Ａ）は、線部材２０の一部を拡大して示す説明図である。この線部材２０は、その途中部に膨出部２１を有している。膨出部２１は、線状である本体部２０ａに沿って複数設けられている。線部材２０の本体部２０ａは、断面形状が一定であるが、膨出部２１は、本体部２０ａと比較して断面形状が拡大するようにして変化している部分である。このように線部材２０は膨出部２１を有することで、その周囲の樹脂との密着性が向上し、ウエルドライン部分での割れを抑制する機能を高めることができる。
【００２７】
図３（Ｂ）は、線部材２０（変形例その１）の一部を拡大して示す説明図である。この線部材２０は、その途中部に窪み部２２を有している。窪み部２２は、線状である本体部２０ａに沿って複数設けられている。線部材２０の本体部２０ａは、断面形状が一定であるが、窪み部２２は、本体部２０ａと比較して断面形状が縮小するようにして変化している部分である。このように線部材２０は窪み部２２を有することで、その周囲の樹脂との密着性が向上し、ウエルドライン部分での割れを抑制する機能を高めることができる。
【００２８】
図３（Ｃ）は、線部材２０（変形例その２）の一部を拡大して示す説明図である。この線部材２０は、その途中部に捻り部２３を有している。捻り部２３は、線状である本体部２０ａに沿って複数設けられている。捻り部２３は、本体部２０ａを部分的に捻ることで形成された部分であり、捻り部２３以外の本体部２０ａでは表面形状が一定であるが、捻り部２３では表面形状が変化している。このように線部材２０は捻り部２３を有することで、その周囲の樹脂との密着性が向上し、ウエルドライン部分での割れを抑制する機能を高めることができる。
【００２９】
以上、図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の各形態に示すように、保持器１０の樹脂部（第二円環部１２）に埋設される線部材２０は、形状（断面形状、表面形状）が、他の部分と比較して変化している形状変化部（膨出部２１、窪み部２２、捻り部２３）を有している。
【００３０】
線部材２０の材質は、様々な種類のものを採用することができるが、本実施形態では、鋼製のワイヤ（ピアノ線）としている。特に、磁力により線部材２０が引き寄せられる性質を備えさせるために、線部材２０を磁性体としている。
【００３１】
図４は、保持器１０の一部（ウエルドライン７が形成される第２円環部１２）及びその一部に埋設されている線部材２０を拡大して示す説明図である。なお、図４では、第２円環部１２を二点鎖線で示している。
図４に示すように、保持器１０は、スペーサ部２５を有している。スペーサ部２５は、線部材２０の途中部に設けられる部材であり、図４に示す形態では、円板形状を有している。線部材２０がスペーサ部２５の中央部を貫通した状態としてスペーサ部２５は線部材２０に取り付けられる。スペーサ部２５は、保持器１０を構成する樹脂部（第２円環部１２等）と同じ樹脂部材である。また、スペーサ部２５の輪郭形状は、保持器１０を構成する樹脂部（第２円環部１２）の輪郭形状（横断面形状）よりも小さく設定されている。
【００３２】
スペーサ部２５の機能について説明する。第２円環部１２の横断面中央部に線部材２０が設けられることで、保持器１０は構成されるが、このために、図５に示すように、射出成形用金型５０のキャビティ５１に、スペーサ部２５付きの線部材２０を配置する。この状態で、スペーサ部２５の外周面の一部がキャビティ５１の内壁５１ａに接触するため、線部材２０は、キャビティ５１の中央部に位置することができる。そして、この状態で、キャビティ５１に溶融樹脂を注入し硬化させることで、第２円環部１２の横断面中央部に線部材２０を設けることが可能となる。
【００３３】
スペーサ部２５は、様々な材質を採用可能であるが、保持器１０を構成する樹脂と同じ種類の樹脂製とすることにより、スペーサ部２５の少なくとも一部（表面）が溶けて、キャビティ５１に注入した溶融樹脂と混ざり、スペーサ部２５を一体化させやすくしている。なお、図４では、スペーサ部２５の説明のためにその形状（輪郭形状）を明示しているが、スペーサ部２５が注入し硬化した樹脂と一体化すれば、その輪郭形状は無くなる。
以上より、スペーサ部２５は、保持器１０を構成する樹脂部（第２円環部１２）の断面における線部材２０の位置決めを行うために用いられた部分である。
【００３４】
また、図５に示すように、スペーサ部２５は、キャビティ５１の横断面を全て塞がない形状としている。つまり、内壁５１ａとスペーサ部２５との間には隙間５３が形成されるようにスペーサ部２５の輪郭形状は設定されている。この隙間５３は、溶融樹脂が通過するために設けられており、キャビティ５１を流れる溶融樹脂の流動がスペーサ部２５によって阻害されてスペーサ部２５の近傍に空洞部が生じるのを防ぐために、隙間５３は設けられている。
【００３５】
スペーサ部２５は、図４及び図５に示す形状以外であってもよく、キャビティ５１の横断面を全て塞がない形状（キャビティ５１の横断面形状よりも小さい輪郭形状）であり、かつ、スペーサ部２５の一部がキャビティ５１の内壁５１ａに接触可能となる形状であればよい。例えば、スペーサ部２５は、板状であり、図６に示すような支持台形状であってもよい。
【００３６】
前記のとおり、本実施形態の線部材２０は、磁性体である。このため、図５及び図６に示すように、射出成形用金型５０の一部に磁石部５５を設けることにより、線部材２０を引き寄せて保持することができる。なお、磁石部５５を設ける部分は、スペーサ部２５が内壁５１ａに当接する部分である。磁石部５５は例えば電磁石とすることができる。
【００３７】
図７は、線部材２０、スペーサ部２５、及び磁石部５５の配置の一例を説明する説明図である。なお、この図７は、第２円環部１２を形成するためのキャビティ５１を軸方向から見た場合の模式図である。環状である線部材２０の複数箇所にスペーサ部２５が配置されており、スペーサ部２５が配置されている金型部分に磁石部５５が設けられている。
このように環状とされている線部材２０のうち、スペーサ部２５により位置決めがされている部分を、磁石部５５により引き寄せて保持することで、線部材２０を第２円環部１２の横断面中央部に正確に位置させることが可能となる。
【００３８】
なお、スペーサ部２５を備えている本実施形態において、線部材２０を鋼製としているが、保持器１０がスペーサ部２５を有していない場合であっても、線部材２０を金属線（鋼線）としてもよく、この場合、線部材２０を第２円環部１２の形状に沿った所望の形状（円環形状）に作り易くなる。
【００３９】
図８は、図２と異なる形態の保持器１０の一部を示す説明図である。前記実施形態（図２参照）では、第２円環部１２にウエルドライン７が形成され、線部材２０がこのウエルドライン７の形成面８を貫通する場合について説明したが、図８に示す保持器１０では、柱部１３にウエルドライン７が形成されている。この場合、柱部１３に、このウエルドライン７の形成面８を貫通するようにして線部材２０が設けられている。
【００４０】
また、図示しないが、図８に示す線部材２０も、図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように形状（断面形状、表面形状）が、他の部分と比較して変化している形状変化部（膨出部２１、窪み部２２、捻り部２３）を有していてもよい。また、スペーサ部２５を有して成形されたものであってもよく、更に、線部材２０が磁性体からなり、図５又は図６に示すように、磁石部５５を用いて成形されたものであってもよい。
【００４１】
図８において、柱部１３は直線形状であることから、この柱部１３に沿って設けられている線部材２０も直線状である。そして、この線部材２０は、その全体が柱部１３（樹脂部）に埋設された状態にあり外部に露出していない。なお、線部材２０は露出していてもよいが、特に線部材２０とその周囲の樹脂部との線膨張係数の差が大きい場合、熱収縮・熱膨張の影響により、線部材２０の露出部が割れや剥離の起点となるおそれがある。しかし、図８に示す形態のように、線部材２０の全体を樹脂部に埋設させることにより、割れや剥離が生じにくくなる。
【００４２】
また、図２では、大径側である第２円環部１２にウエルドライン７が生じる場合について説明したが、第１円環部１１にウエルドラインが形成されてもよく（図示せず）、この場合、そのウエルドラインの形成面を貫通するようにして線部材２０が設けられる。つまり、第１円環部１１と第２円環部１２との内の一方の円環部にのみ線部材２０が設けられている。
【００４３】
以上より、樹脂製の保持器１０は射出成形により作られることで円環部１１，１２又は柱部１３にウエルドライン７が形成されるが、このウエルドライン７の形成面８を線部材２０が貫通していることにより、ウエルドライン部分での割れを抑制することができ、保持器１０の耐久性を向上させることが可能となる。また、仮にウエルドライン７の形成面８で割れが発生しても保持器１０の形状は維持される。
【００４４】
また、保持器１０の円環部１１，１２又は柱部１３に線部材２０が設けられることから、線部材２０が設けられている樹脂部の強度は向上する。図２に示すように第２円環部１２に線部材２０が設けられている場合、第２円環部１２の強度が向上することから、その寸法（断面形状）を小さくすることが可能となり、この結果、ポケット１４を拡大させることができ、収容する円すいころ（転動体）４を大きくして円すいころ軸受（転がり軸受）１の定格荷重を高めることが可能となる。また、第１円環部１１や柱部１３に線部材２０が設けられる場合であっても同様に、その樹脂部の寸法（断面形状）を小さくすることが可能となり、この結果、ポケット１４を拡大させることができ、収容する円すいころ４を大きくして円すいころ軸受１の定格荷重を高めることが可能となる。
なお、このように軸受の定格荷重を高める観点から、線部材２０をウエルドライン７が形成される部分（図２の場合、第２円環部１２）に設けると共に、ウエルドライン７が形成されない部分（図２の場合、第１円環部１１、柱部１３）にも線部材２０を設けてもよい。
【００４５】
また、本発明の転がり軸受は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。前記実施形態では、転がり軸受を円すいころ軸受として説明したが、樹脂製の保持器を有する円筒ころ軸受であってもよい。また、転動体は円すいころ（円筒ころ）に限らず玉であってもよい。つまり、転がり軸受は、樹脂製の保持器を有する玉軸受であってもよい。
また、前記実施形態では、保持器１０は、軸方向両側に円環部（１１，１２）を有する場合について説明したが、軸方向一方側にのみ円環部が設けられている保持器であってもよい。
また、線部材２０は、他の材質であってもよく、炭素繊維材料等であってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１：円すいころ軸受      ２：内輪      ３：外輪
４：円すいころ（転動体）      ７：ウエルドライン      ８：形成面
１０：保持器      １１：第１円環部      １２：第２円環部
２０：線部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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