JP2007100905A - 自動調心すべり軸受および該自動調心すべり軸受の外輪の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外輪への内輪の組み付けが容易にできる自動調心すべり軸受を提供する。
【解決手段】自動調心すべり軸受１は、球面状の内周面１１を有する外輪１０の内側に、球面状の外周面２１を有する内輪２０を外輪１０と円滑に相対回転可能に組み付けてなり、外輪１０は合成樹脂であり、両端面１２，１２のうち少なくとも一方の端面１２に該端面１２の円周方向に沿って形成された溝１３と、該溝１３によって分けられた内周部１４および外周部１６とを備え、内輪２０を組み付ける際に外輪１０の内周面１１が内輪２０の外周面２１に押されて内周部１４が溝１３側に歪み、内輪２０が組み付けられた状態では、内周部１４は、歪みが復元して内輪２０の外周面２１を保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、球面状の内周面を有する外輪の内側に、該内周面に摺接する球面状の外周面を有する内輪を組み付けてなり、外輪と内輪とを円滑に相対回転可能とした自動調心すべり軸受に関し、さらに該自動調心すべり軸受の外輪の製造方法に関する。

従来の自動調心すべり軸受としては、例えば特許文献１に示すようなものがある。
すなわち、球面状に形成された内周面を有する外輪と、球面状に形成された外周面を有し、外輪の内側に配置された内輪とを備え、外輪の内周面と内輪の外周面とが摺接しながら円滑に相対的な回転が可能であり、これにより自動的に調心できるものである。

特開２００５−２１４３１４号公報

しかしながら、このような従来の技術では、外輪の端面の内径が内輪の外周面の径よりも小さいので外輪に内輪を組み付けることが容易ではないという問題点があった。

また、外輪の内周面の径が端面の内径よりも大きいので、例えば外輪を合成樹脂による射出成形で製造するときは、外輪を金型から抜き取ることが容易ではないという問題点があった。

本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、外輪への内輪の組み付けが容易にできる自動調心すべり軸受を提供することを目的としている。

また、本発明は、自動調心すべり軸受の外輪が容易に製造できる外輪の製造方法を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］球面状の内周面（１１）を有する外輪（１０）の内側に、該内周面（１１）に摺接する球面状の外周面（２１）を有する内輪（２０）を組み付けてなり、前記外輪（１０）と内輪（２０）とを円滑に相対回転可能とした自動調心すべり軸受（１）において、
前記外輪（１０）は合成樹脂であり、両端面（１２，１２）のうち少なくとも一方の端面（１２）に該端面（１２）の円周方向に沿って形成された溝（１３）と、該溝（１３）によって分けられた内周部（１４）および外周部（１６）とを備え、
前記内周部（１４）は、前記内輪（２０）を組み付ける際に前記内周面（１１）を前記内輪（２０）の外周面（２１）に押されて前記溝（１３）側に歪み、前記内輪（２０）が組み付けられた状態では、前記歪みが復元して前記内輪（２０）の外周面（２１）を保持することを特徴とする自動調心すべり軸受（１）。

［２］前記溝（１３）は、一続きの輪状に形成されたことを特徴とする［１］に記載の自動調心すべり軸受（１）。

［３］前記外輪（１０）の内周部（１４）の周縁は、前記内輪（２０）の外周面（２１）の径よりも小さく、前記内輪（２０）の端面（２２）の径よりも大きい径を有する内輪導入面（１８）が前記内周面（１１）に続いて形成されたことを特徴とする［１］または［２］に記載の自動調心すべり軸受（１）。

［４］合成樹脂を射出成形した外輪（１０）の内側に内輪（２０）を円滑に相対回転可能に組み付けた自動調心すべり軸受（１）の外輪（１０）の製造方法において、
両端面（１２，１２）のうち少なくとも一方の端面（１２）で該端面（１２）の円周方向に沿った溝（１３）と、前記溝（１３）によって分けられる内周面（１１）側の内周部（１４）と、外周面（１５）側の外周部（１６）と、を有する外輪（１０）を成形するための金型（３０）に合成樹脂を射出し、
前記射出した合成樹脂が所定温度以下に冷却されたときに、前記内周部（１４）を拡径するように歪めながら前記外輪（１０）を前記金型（３０）から無理抜きすることを特徴とする自動調心すべり軸受（１）の外輪（１０）の製造方法。

［５］前記金型（３０）は、前記外輪（１０）の内周面（１１）の周縁に前記内輪（２０）の外周面（２１）の径よりも小さく、前記内輪（２０）の端面（２２）の径よりも大きい径を有する内輪導入面（１８）を形成するための内輪導入面形成部（３８）を有することを特徴とする［４］に記載の自動調心すべり軸受（１）の外輪（１０）の製造方法。

前記本発明は次のように作用する。
自動調心すべり軸受（１）の外輪（１０）は、合成樹脂を射出成形することによって製造される。この射出成形に使用する金型（３０）は、外輪（１０）の両端面（１２，１２）のうち少なくとも一方の端面（１２）で該端面（１２）の円周方向に沿った溝（１３）と、この溝（１３）によって分けられる内周面（１１）側の内周部（１４）と、外周面（１５）側の外周部（１６）と、を形成するための形状を有している。

この金型（３０）内に射出した合成樹脂が所定温度以下に冷却されて外輪（１０）が形成された後に、外輪（１０）を金型（３０）からはずす。金型（３０）は、外輪（１０）の内周面（１１）を形成する中央部（３９）の径が外輪（１０）の端面（１２）の内径よりも大きい。このため、外輪（１０）を金型（３０）から抜き取る際に金型（３０）の中央部（３９）が外輪（１０）の端面（１２）につっかえることになる。しかし、中央部（３９）が外輪（１０）の内周面（１１）を押すとともに溝形成部（３３）が中央部（３９）とともに動くので、溝形成部（３３）および中央部（３９）と内周部形成空間（３４）に形成された内周部（１４）との間に隙間ができて、内周部（１４）は拡径するように歪む。これにより、外輪（１０）は金型（３０）から容易に無理抜きすることができる。

このようにして製造した外輪（１０）に内輪（２０）を組み付けるときは、外輪（１０）の端面（１２）から外輪（１０）の内側に内輪（２０）を押し込むようにする。外輪（１０）の端面（１２）には円周方向に沿った溝（１３）が形成されているので、外輪（１０）の内周面（１１）の周縁が内輪（２０）の外周面（２１）に押されて、外輪（１０）の内周部（１４）が溝（１３）側に外周部（１６）に向かって拡径するように歪む。これにより、内輪（２０）を外輪（１０）の内側に容易に組み付けることができる。

内輪（２０）が完全に外輪（１０）の内側に組み付けられると、内周部（１４）の歪みが復元して外輪（１０）の内周面（１１）が内輪（２０）の外周面（２１）を包むように保持する。これにより自動調心すべり軸受（１）は、外輪（１０）と内輪（２０）とが円滑に摺接しながら相対回転することができる。

外輪（１０）の端面（１２）に形成した溝（１３）が一続きの輪状である場合には、外輪（１０）の内周部（１４）はどこでも外周部（１６）側に歪むので、外輪（１０）への内輪（２０）の組み付けが一層に容易になる。

外輪（１０）が内周部（１４）の周縁に内輪導入面（１８）を有するものの場合には、内輪導入面（１８）の径は内輪（２０）の外周面（２１）の径よりも小さく、内輪（２０）の端面（２２）の径よりも大きいので、内輪（２０）を組み付ける際に内輪（２０）を組み付け易い方向に外輪（１０）の内周部（１４）を歪ませるように内輪（２０）を導くことができる。これにより、内輪（２０）の組み付けがさらに容易になる。

本発明にかかる自動調心すべり軸受によれば、合成樹脂の外輪は、両端面のうち少なくとも一方の端面に該端面の円周方向に沿って形成された溝を有し、該溝によって分けられた内周部は、内輪を組み付ける際に内周面を内輪の外周面に押されて歪むので、内輪を容易に組み付けることができる。また、内周部が歪むことにより、射出成形によって製造する際に金型から抜き取ることが容易となる。

また、本発明にかかる自動調心すべり軸受によれば、外輪の端面に形成した溝が一続きの輪状になっているので、内輪は、外輪の内周面のどこの周縁からでも容易に組み付けることができる。

さらに、外輪の内周部の周縁に内周面に続いて形成された内輪導入面は、内輪の外周面の径よりも小さく、内輪の端面の径よりも大きい径を有するので、内輪を組み付ける際に内輪を組み付け易い方向に外輪の内周部を歪ませるように内輪を導けるので、内輪の組み付けを一層容易にすることができる。

本発明にかかる自動調心すべり軸受の外輪の製造方法によれば、金型に合成樹脂を射出することによって両端面のうち少なくとも一方の端面で該端面の円周方向に沿った溝と、該溝によって分けられる内周面側の内周部と外周面側の外周部とが成形され、射出した合成樹脂が所定温度以下に冷却されたときに外輪を金型から無理抜きする際に、金型の一部によって内周面を押された内周部が溝に向かって外周部側に拡径するように歪むので外輪を容易に無理抜きすることができ、もって、外輪の製造が容易になる。

以下、図面に基づき本発明の好適な一実施の形態を説明する。
図１から図３は本発明の一実施の形態を示している。
図１は、本実施の形態にかかる自動調心すべり軸受の縦断面図である。図２は、図１の自動調心すべり軸受の外輪の縦断面図であり、図３は、図１の自動調心すべり軸受の内輪の縦断面図である。

自動調心すべり軸受１は、外輪１０の内側に内輪２０を組み付けた構成を有している。外輪１０の内側には、球面状の内周面１１が形成されている。一方、内輪２０には、球面状の外周面２１が形成されている。外輪１０の内周面１１の球面半径と内輪２０の外周面２１の球面半径とは、ほとんど同一であるが、内周面１１の球面半径よりも外周面２１の球面半径の方が僅かに小さい。この外輪１０に組み付けられた内輪２０は、その外周面２１を外輪１０の内周面１１によって保持される。内周面１１と外周面２１とは滑らかであり、この状態で外輪１０と内輪２０とは円滑に摺接しながら相対回転することができる。相対回転に際しては、相対的な回転方向によっては回転量が制限される。これにより、自動調心すべり軸受１は動作中に自動的に調心される。

内輪２０は、両端面２２，２２の中心部を貫通する開口２３を有するドーナツ形に形成されている。この内輪２０の素材は、合成樹脂でもよいし、金属でもよい。

外輪１０は、合成樹脂を射出成形して製造したものである。外輪１０も、両端面１２，１２の中心部を貫通する開口１９を有するドーナツ形に形成されている。外輪の端面１２，１２には、それぞれの端面１２，１２の円周方向に沿って溝１３，１３が形成されている。この溝１３，１３は、一続きの輪状に形成されており、それぞれ外輪１０の両端面１２，１２から外輪１０の厚み方向に向かって略１／３の所まで達している。したがって、溝１３と溝１３との間には、外輪１０の厚みの略１／３程度の厚みの連続部１７が内周面１１側と外周面１５側との間に連続している。なお、図示した溝１３の深さが外輪１０の厚みの略１／３であることは単なる例示であり、これよりも浅くても深くても良い。

また、溝１３，１３の幅は、深くなるにしたがって狭くなっている。このような溝１３，１３は、図示したように外輪１０の両端面１２，１２に形成してもよいし、一方の端面１２だけに形成してもよい。

溝１３は、外輪１０を内周面１１側の内周部１４と外周面１５側の外周部１６とに分けている。内周部１４は、溝１３側の面が球面状に形成されている。

外輪１０の内周部１４の周縁は、内輪２０の外周面２１の径よりも小さく、内輪２０の端面２２の径よりも大きい径を有する内輪導入面１８が球面に続いて形成されている。このため、内周部１４は、内輪導入面１８の形成されている部分の厚さが周縁に向かって薄くなっている。このように形成された内周部１４は、内周面１１に外力が加わったときに周縁に近くなるほど溝１３側に歪み易くなっている。

図４は、外輪を射出成形する金型の内部形状を説明する断面図である。
外輪１０は、金型３０を使用した合成樹脂の射出成形によって製造される。

金型３０の内側には、外輪１０の端面１２に溝１３を形成するための溝形成部３３と、溝１３の内側の内周部１４を形成するための内周部形成空間３４と、溝１３の外側の外周部１６を形成するための外周部形成空間３６とが形成されている。内周部形成空間３４は、溝形成部３３と金型３０の中央部３９との間に形成され、外周部形成空間３６は、金型３０の外枠３７と溝形成部３３との間に形成されている。

金型３０の中央部３９は、内輪２０が組み付けられる外輪１０に内側の空間を形成する。中央部３９は、金型３０の中心から周縁に向かう球面３１を有しており、この球面３１によって内周部１４の内周面１１が形成される。球面３１には、内輪導入面１８を形成するための内輪導入面形成部３８が続いている。

外輪１０の製造方法は、次の２つの工程を有している。
第１工程：両端面１２，１２のうち少なくとも一方の端面１２で該端面１２の円周方向に沿った溝１３と、この溝１３によって分けられる内周面１１側の内周部１４と外周面１５側の外周部１６と、外輪１０の周縁の内輪導入面１８と、を成形するように形成された上記の金型３０内に合成樹脂を射出する。

第２工程：金型３０内に射出した合成樹脂の温度が所定温度以下になった後に、外輪１０を金型３０から無理抜きする。
このようにして、上記のような形状を有する外輪１０を製造することができる。

次に作用を説明する。
金型３０内に射出した合成樹脂が所定温度以下に冷却されて外輪１０が形成された後に、外輪１０を金型３０から抜くようにしてはずすときは、中央部３９の径が外輪１０の端面１２の内径よりも大きいので、中央部３９が外輪１０の端面１２につっかえてしまう。しかし、中央部３９が外輪１０の内周面１１を押すとともに溝形成部３３が中央部３９とともに動くので、溝形成部３３および中央部３９と内周部形成空間３４に形成された内周部１４との間に隙間ができて、内周部１４が溝１３側へ拡径するように歪む。これにより、外輪１０を金型３０から容易に無理抜きすることができる。

外輪１０に内輪２０を組み付けるときは、外輪１０の端面１２から外輪１０の内側に内輪２０を押し込むようにすればよい。内輪２０の端面２２を外輪１０の端面１２に平行になるようにして押し当てると、外輪１０の内輪導入面１８が外周面２１の端面２２付近を受ける。内輪導入面１８の径は、内輪２０の外周面２１の径よりも小さく、内輪２０の端面２２の径よりも大きいので、内輪２０は、外周面２１の端面２２付近が容易に内輪導入面１８に収まるように内輪２０を導くことができる。同時に、内輪導入面１８は、内輪２０を組み付ける際に内輪２０を組み付け易い方向に外輪１０の内周部１４を歪ませるように内輪２０を導くことができる。

内輪２０を外輪１０の内側に向けて押し込むように力を加えると、外輪１０の内周面１１の周縁が内輪２０の外周面２１に押される。外輪１０の内周部１４の厚さは、内輪導入面１８の周縁に向かうほど薄くなっているので、内輪２０の外周面２１に押された内周部１４は、溝１３側に外周部１６に向かって拡径するように歪む。これにより、内輪２０を外輪１０の内側に容易に組み付けることができる。

内輪２０が完全に外輪１０の内側に組み付けられると、内輪２０の外周面２１の径は外輪１０の内周面１１の径よりも僅かに小さいので、外周面２１が内周面１１を溝１３側に押すことが無くなる。これにより、内周部１４の歪みが復元して外輪１０の内周面１１が内輪２０の外周面２１を包むように保持する。これにより自動調心すべり軸受１は、外輪１０と内輪２０とが円滑に摺接しながら相対回転することができる。

内輪２０を外輪１０に組み付ける際、上記のように内輪２０の端面２２を外輪１０の端面１２に平行となるようにして内輪２０を外輪１０の内側に押し込んでも良いし、端面２２を端面１２に対して傾けて押し込んでもよい。この場合、溝１３が一続きの輪状に形成されている場合には、外輪１０の内周部１４はどこでも外周部１６側に歪むので、外輪１０への内輪２０の組み付けが容易である。

前記実施の形態においては、溝１３が一続きの輪状に形成されているものとしたが、輪状の一部が途切れたように形成してもよい。

本発明の一実施の形態に係る自動調心すべり軸受を示す縦断面図である。 本発明の一実施の形態に係る自動調心すべり軸受の外輪を示す縦断面図である。 本発明の一実施の形態に係る自動調心すべり軸受の内輪を示す縦断面図である。 図２の外輪を射出成形する金型の内部形状を説明する断面図である。

符号の説明

１…自動調心すべり軸受
１０…外輪
１１…内周面
１２…端面
１３…溝
１４…内周部
１５…外周面
１６…外周部
１７…連続部
１８…内輪導入面
１９…開口
２０…内輪
２１…外周面
２２…端面
２３…開口
３０…金型
３１…球面
３３…溝形成部
３４…内周部形成空間
３６…外周部形成空間
３７…外枠
３８…内輪導入面形成部
３９…中央部

Claims (5)

1. 球面状の内周面を有する外輪の内側に、該内周面に摺接する球面状の外周面を有する内輪を組み付けてなり、前記外輪と内輪とを円滑に相対回転可能とした自動調心すべり軸受において、
   前記外輪は合成樹脂であり、両端面のうち少なくとも一方の端面に該端面の円周方向に沿って形成された溝と、該溝によって分けられた内周部および外周部とを備え、
   前記内周部は、前記内輪を組み付ける際に前記内周面を前記内輪の外周面に押されて前記溝側に歪み、前記内輪が組み付けられた状態では、前記歪みが復元して前記内輪の外周面を保持することを特徴とする自動調心すべり軸受。
2. 前記溝は、一続きの輪状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の自動調心すべり軸受。
3. 前記外輪の内周部の周縁は、前記内輪の外周面の径よりも小さく、前記内輪の端面の径よりも大きい径を有する内輪導入面が前記内周面に続いて形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動調心すべり軸受。
4. 合成樹脂を射出成形した外輪の内側に内輪を円滑に相対回転可能に組み付けた自動調心すべり軸受の外輪の製造方法において、
   両端面のうち少なくとも一方の端面で該端面の円周方向に沿った溝と、前記溝によって分けられる内周面側の内周部と、外周面側の外周部と、を有する外輪を成形するための金型に合成樹脂を射出し、
   前記射出した合成樹脂が所定温度以下に冷却されたときに、前記内周部を拡径するように歪めながら前記外輪を前記金型から無理抜きすることを特徴とする自動調心すべり軸受の外輪の製造方法。
5. 前記金型は、前記外輪の内周面の周縁に前記内輪の外周面の径よりも小さく、前記内輪の端面の径よりも大きい径を有する内輪導入面を形成するための内輪導入面形成部を有することを特徴とする請求項４に記載の自動調心すべり軸受の外輪の製造方法。

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