JP2000145786A - Resinous bearing and its production - Google Patents
Resinous bearing and its productionInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製べアリング
およびその製造方法に関するものであり、特に、金型へ
の溶融樹脂充填工程中に円周運動を行う金型を用いるこ
とにより得られる、高強度、高耐摩耗性、高精度を有す
る樹脂製べアリングに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin bearing and a method for producing the same, and more particularly, to a resin bearing obtained by using a mold that performs a circumferential motion during a step of filling a mold with a molten resin. The present invention relates to a resin bearing having high strength, high wear resistance, and high precision.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、多くの金属べアリングが、軽量
化、軸本体部品との一体化、コストダウン化を目的とし
て樹脂製ベアリングに置換されている。このような樹脂
製ベアリングの代表例は、円筒体と円柱軸からなる機械
要素中でのジャーナル軸受や、スラスト軸受等の、オイ
ルレスベアリングと呼ばれるすべり軸受であり、これは
熱可塑性樹脂を材料として生産性に優れた射出成形で製
造されている。2. Description of the Related Art In recent years, many metal bearings have been replaced with resin bearings for the purpose of weight reduction, integration with shaft body parts, and cost reduction. A typical example of such a resin bearing is a plain bearing called an oilless bearing, such as a journal bearing or a thrust bearing in a mechanical element composed of a cylindrical body and a cylindrical shaft, which is made of a thermoplastic resin. Manufactured by injection molding with excellent productivity.
【０００３】オイルレスベアリングは、少ない給油量、
給油回数あるいは無給油での使用を可能としたものであ
り、この機能を付与するために、必要に応じてせん断抵
抗の極めて小さい黒鉛、二硫化モリブデン、金属石ケ
ン、軟質金属等の固体潤滑剤を樹脂に配合して成形さ
れ、摺動特性を向上させている。また、その使用分野
は、自動車、ＡＶ機器、ＯＡ・情報通信機器をはじめと
する各種産業機械、さらには過酷な環境下で高性能が要
求される宇宙・海洋開発にまで及び、あらゆる分野にお
ける機器の小型化・高性能化、高寿命化、省力化、省エ
ネルギー化、無公害化といった性能向上に大きな威力を
発揮している。[0003] Oil-less bearings require a small amount of lubrication,
It can be used without lubrication or with no lubrication.To provide this function, if necessary, solid lubricants such as graphite, molybdenum disulfide, metallic soap, and soft metals with extremely low shear resistance are used. Is mixed with a resin to improve the sliding characteristics. The fields of use include automobiles, AV equipment, OA / information and communication equipment, and various other industrial machines, as well as space and marine development where high performance is required in harsh environments. It has shown great power in improving performance such as miniaturization, high performance, long life, labor saving, energy saving, and no pollution.
【０００４】樹脂製べアリングには多くの種類があり、
要求特性に合った軸受を形状と材料の両面を検討して、
トランスファー成形や射出成形のような手法で製造す
る。しかし従来の技術では、ベアリングの摺動特性や耐
圧力限界が、これら製造方法に関わる金型内での溶融樹
脂の流動挙動によって生じる異方性に大きく依存するに
もかかわらず、樹脂材料の基本特性や添加成分特性の方
に大きな関心が払われている。つまり、金型内での溶融
樹脂の流動挙動によって生じる諸特性の異方性が、得ら
れるベアリングの耐軸受圧力限界や摺動特性に大きく影
響するにもかかわらず、異方性制御の適性化の検討は十
分に行われていなかった。There are many types of resin bearings,
Consider a bearing that meets the required characteristics in terms of both shape and material.
It is manufactured by a technique such as transfer molding or injection molding. However, in the conventional technology, although the sliding characteristics and pressure resistance limit of the bearing greatly depend on the anisotropy caused by the flow behavior of the molten resin in the mold related to these manufacturing methods, the basic properties of the resin material are Greater attention is paid to properties and added ingredient properties. In other words, despite the anisotropy of various properties caused by the flow behavior of the molten resin in the mold, which greatly affects the bearing pressure resistance and sliding characteristics of the resulting bearing, optimization of the anisotropy control Was not sufficiently studied.
【０００５】すなわち、ジャーナル軸受やスラスト軸受
では、軸受圧力が生じる主方向がそれぞれ中心軸に直角
方向または平行方向であるが、この作用方向に対する異
方性の適性化は行われていない。That is, in the journal bearing and the thrust bearing, the main direction in which the bearing pressure is generated is a direction perpendicular to or parallel to the central axis, respectively. However, the anisotropy is not optimized for this working direction.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に鑑み、
本発明の目的は、特に射出成形により製造される熱可塑
性樹脂製べアリングをその構成材料の配向を考慮して製
造することにより、軸受圧力に係わる強度特性、軸運動
に対する耐摩耗特性、摩擦特性のみならず円筒度等の精
度特性も改善された樹脂製ベアリングを提供することで
ある。In view of the above prior art,
An object of the present invention is to produce a bearing made of a thermoplastic resin, which is produced by injection molding, in consideration of the orientation of its constituent materials, thereby obtaining strength characteristics related to bearing pressure, wear resistance to shaft motion, and friction characteristics. It is another object of the present invention to provide a resin bearing having improved accuracy characteristics such as cylindricity.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的は、原料樹脂に
配合される添加剤や充填剤ならびに樹脂自体を、特定の
射出成形条件によって、べアリングの軸方向以外の方向
に配向させることにより達成された。The above object has been achieved by orienting additives and fillers blended in a raw material resin and the resin itself in a direction other than the axial direction of the bearing according to specific injection molding conditions. Was done.
【０００８】すなわち、本発明の第１は、外側面および
内側面の少なくとも一方において、構成材料が螺旋配向
または円周配向していることを特徴とする樹脂製べアリ
ングに関する。That is, a first aspect of the present invention relates to a resin bearing in which a constituent material is spirally or circumferentially oriented on at least one of an outer surface and an inner surface.
【０００９】本発明の第２は、熱可塑性樹脂の射出成形
により製造されたことを特徴とする本発明の第１の樹脂
製ベアリングに関する。The second aspect of the present invention relates to the first resin bearing of the present invention, which is manufactured by injection molding of a thermoplastic resin.
【００１０】本発明の第３は、本発明の第１または第２
において、繊維充填剤を含有することを特徴とする樹脂
製ベアリングに関する。A third aspect of the present invention is the first or second aspect of the present invention.
, A resin bearing containing a fiber filler.
【００１１】本発明の第４は、本発明の第１から第３の
いずれかにおいて、樹脂がサーモトロピック液晶ポリマ
ーであることを特徴とする樹脂製べアリングに関する。A fourth aspect of the present invention relates to a resin bearing according to any one of the first to third aspects, wherein the resin is a thermotropic liquid crystal polymer.
【００１２】本発明の第５は、樹脂製ベアリングを製造
する金型への溶融樹脂の充填工程中に、べアリングの外
側面および内側面を形成する金型構成部材の少なくとも
一方をその円周方向に回転させることを特徴とする、樹
脂製ベアリングの製造方法に関する。この金型部材の回
転により、ベアリングの外側面および内側面の少なくと
も一方の構成材料が、螺旋状または円周方向に配向され
る。A fifth aspect of the present invention is that, during a step of filling a mold for manufacturing a resin bearing with a molten resin, at least one of the mold constituent members forming the outer side surface and the inner side surface of the bearing is rotated around its circumference. The present invention relates to a method for manufacturing a resin bearing, characterized by rotating in a direction. Due to the rotation of the mold member, the constituent material of at least one of the outer surface and the inner surface of the bearing is helically or circumferentially oriented.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の樹脂製べアリングは通
常、図１中符号１で示すような中空の円筒形状、または
中実の円柱形状である。円筒の場合、摺動面はその内面
または外面のいずれかまたはその両方であることができ
る。また転がり軸受けや滑り軸受けのいずれにも適用が
可能である。ベアリングを構成する樹脂は、熱硬化性樹
脂または熱可塑性樹脂であり、好ましくは熱可塑性樹脂
である。ベアリングの成形方法は通常、トランスファー
成形または射出成形であり、いずれの成形方法によって
も、円筒状体の内側における配向および／または外側に
おける配向方向が円筒状体の軸方向と異なればよい。円
柱状体の場合は、当然内側面は存在しないので、外側面
における配向方向が円柱状体の軸方向と異なることが特
徴である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The resin bearing of the present invention usually has a hollow cylindrical shape as shown by reference numeral 1 in FIG. 1 or a solid cylindrical shape. In the case of a cylinder, the sliding surface can be either its inner surface or its outer surface, or both. Further, the present invention can be applied to both rolling bearings and sliding bearings. The resin forming the bearing is a thermosetting resin or a thermoplastic resin, and is preferably a thermoplastic resin. The molding method of the bearing is usually transfer molding or injection molding, and the orientation direction inside and / or outside the cylindrical body may be different from the axial direction of the cylindrical body by any of the molding methods. In the case of a columnar body, since the inner side surface does not exist naturally, the orientation direction on the outer side surface is different from the axial direction of the columnar body.
【００１４】射出成形で製造される成形品の各部位の
内、いわゆるウェルド部分は、成形品を開裂させる方向
に変形力が加わったときに最も破壊を生じ易い部位であ
る。ここで、射出成形して製造される円筒体からなるベ
アリングが受ける変形の形態は、一般には該円筒体を円
周方向に押し広げようとする変形である。しかるに、円
筒状キャビティーの一端にゲートを設けた従来の射出成
形装置によれば、得られる円筒の側面にはウェルドが円
筒の軸方向と同一方向に発生する。すなわち、上記円周
方向への変形がウェルドを開裂させる方向に作用してし
まう。これは円柱の成形においても同様である。A so-called weld portion of each part of a molded article manufactured by injection molding is a part which is most liable to be broken when a deformation force is applied in a direction in which the molded article is split. Here, the form of deformation received by a bearing made of a cylindrical body manufactured by injection molding is generally a deformation in which the cylindrical body is pushed and spread in the circumferential direction. However, according to the conventional injection molding apparatus in which a gate is provided at one end of the cylindrical cavity, a weld is formed on the side surface of the obtained cylinder in the same direction as the axial direction of the cylinder. That is, the circumferential deformation acts in a direction in which the weld is split. This is the same in molding a cylinder.
【００１５】従って、少なくともウェルドの発生パター
ンを円筒軸方向と一致させないこと、好ましくはウェル
ドを実質的に存在させないことが、高強度のベアリング
を製造する条件となる。具体的には、ゲート形状によっ
てウェルドの発生パターンを制御し、実質的にウェルド
を消滅させれば良い。Therefore, it is a condition for manufacturing a high-strength bearing that at least the weld generation pattern does not coincide with the cylindrical axis direction, and preferably the weld does not substantially exist. Specifically, the weld generation pattern may be controlled by the gate shape to substantially eliminate the weld.
【００１６】さらに、この変形力による成形体の伸び
（変位）量を低減させることも、その機械強度を向上さ
せるために重要である。このためには、該変形方向（す
なわち円周方向）の弾性率を可能な限り大にすることが
必要である。具体的には、高弾性率材料を使用するだけ
ではなく、樹脂材料の異方性を積極的に利用し、樹脂材
料の配向方向を円筒体の円周方向に可能な限り一致させ
ることが必要である。また、このような配向をとった円
筒体は、円周方向の弾性率が高い上に、断面の真円度、
円筒体の真直度も向上し、これらの点からも樹脂製ベア
リングとして優れた特性を有する。すなわち、射出成形
で製造される熱可塑性樹脂成形品の耐摩耗特性、摩擦特
性にも異方性が発生するような場合、一般に、配向方向
と同方向に生じる応力による抵抗に対する耐摩耗特性、
摩擦特性は優れており、反対に直交する方向が最も劣る
ものである。特に、繊維等の高アスペクト比をもつ充填
剤が含有される場合には、この耐摩耗特性、摩擦特性の
異方性特性が強まる。It is also important to reduce the amount of elongation (displacement) of the molded body due to the deformation force in order to improve the mechanical strength. For this purpose, it is necessary to make the elastic modulus in the deformation direction (that is, the circumferential direction) as large as possible. Specifically, it is necessary not only to use a high elastic modulus material, but also to actively use the anisotropy of the resin material and make the orientation direction of the resin material match the circumferential direction of the cylinder as much as possible. It is. In addition, the cylindrical body having such an orientation has a high elastic modulus in the circumferential direction, and has a roundness of a cross section,
The straightness of the cylindrical body is also improved, and from these points, it has excellent characteristics as a resin bearing. In other words, in the case where the abrasion resistance characteristics of the thermoplastic resin molded product manufactured by injection molding and the anisotropy also occur in the friction characteristics, generally, the abrasion resistance characteristics against the resistance due to the stress generated in the same direction as the orientation direction,
The friction characteristics are excellent, and the direction orthogonal to the other is the worst. In particular, when a filler having a high aspect ratio such as a fiber is contained, the anisotropic properties of the wear resistance and the friction properties are enhanced.
【００１７】ここで、円筒体からなるベアリングが受け
る摩擦抵抗力は円周方向に発生するものが主体であるの
にもかかわらず、従来方法に従って円筒体形成用キャビ
ティーの一端にゲートを設けて射出成形を行うと、得ら
れた円筒状体の材料配向は円筒の軸方向と同一方向に発
生するので（内外表面ともに）、両者は直交関係をとる
ことになる。Here, although the frictional resistance force applied to the cylindrical bearing is mainly generated in the circumferential direction, a gate is provided at one end of the cylindrical body forming cavity according to the conventional method. When the injection molding is performed, the material orientation of the obtained cylindrical body occurs in the same direction as the axial direction of the cylinder (both the inner and outer surfaces), so that the two have an orthogonal relationship.
【００１８】すなわち、従来の方法により製造される樹
脂製のベアリングは、この点からも機械的強度が低く、
単に高弾性率な材料を用いてもかえってその特性を生か
せない結果となる恐れがある。前述のように繊維等の高
アスペクト比をもつ充填剤が含有される場合には、この
耐摩耗特性、摩擦特性の異方性特性が強まるために、そ
の特性がかえって欠点になる傾向が強まる。That is, the resin bearing manufactured by the conventional method has low mechanical strength from this point of view.
Simply using a material having a high modulus of elasticity may result in that the characteristics cannot be used. As described above, when a filler having a high aspect ratio such as a fiber is contained, the anisotropy of the abrasion resistance and the frictional characteristics is strengthened, so that the characteristics are more likely to become defects.
【００１９】しかるに本発明のべアリングは、軸方向と
は異なる材料配向を有するために、樹脂自体の配向性お
よび充填剤の異方性が、従来の製法によるものとは全く
反対に作用する。その結果、本発明のべアリングは耐摩
耗特性、摩擦特性にも優れたものである。However, since the bearing of the present invention has a material orientation different from the axial direction, the orientation of the resin itself and the anisotropy of the filler act completely opposite to those of the conventional production method. As a result, the bearing of the present invention has excellent wear resistance and friction characteristics.
【００２０】本発明のベアリングは、樹脂を以下に示す
ような特定のゲート様式、特定の金型構造またはその両
手法により製造することができる。The bearing of the present invention can be made of resin by a specific gate method, a specific mold structure, or both methods as described below.
【００２１】特定のゲート様式とは、円筒状キャビティ
ーの一端に設けられた鋭角で連結する複数のゲートであ
り、このゲートを通して溶融樹脂をキャビティーへ注入
すると、樹脂が螺旋状に配向する。このような機能のゲ
ートは、一般にはタンジェンシャルエッジゲート（tang
ential edge gate）と呼ばれる（例えば、Robert A.Mal
loy "Plastic Part Design for Injection Molding ”
p.58, Hanserを参照）。The specific gate mode is a plurality of gates provided at one end of a cylindrical cavity and connected at an acute angle. When the molten resin is injected into the cavity through the gate, the resin is spirally oriented. A gate having such a function is generally called a tangential edge gate (tangential edge gate).
ential edge gate) (eg, Robert A. Mal
loy "Plastic Part Design for Injection Molding”
p.58, Hanser).
【００２２】また上記特定の金型構造とは、ベアリング
円筒部分の内側および外側を形成する金型の少なくとも
一方が、溶融樹脂がキャビティーに充填されるときに円
周方向に回転するものである。上記手法は各々単独で採
用しても、両方組み合わせても良い。The specific mold structure is such that at least one of the molds forming the inside and outside of the bearing cylindrical portion rotates in the circumferential direction when the molten resin is filled in the cavity. . The above methods may be employed alone or in combination.
【００２３】また、これらの手法は、樹脂材料が熱硬化
性樹脂であるときはトランスファー成形において、樹脂
材料が熱可塑性樹脂であるときは射出成形において使用
することが好ましい。It is preferable to use these techniques in transfer molding when the resin material is a thermosetting resin, and in injection molding when the resin material is a thermoplastic resin.
【００２４】本発明においては、成形材料として熱可塑
性樹脂、配向手法として上記の回転金型構造を用いるこ
とが好ましい。これは、溶融樹脂中に適当な剪断応力が
生じることと、配向を促進する力が円筒部全体に作用す
るためである。In the present invention, it is preferable to use a thermoplastic resin as a molding material and the above-mentioned rotary mold structure as an orientation method. This is because an appropriate shear stress is generated in the molten resin and a force for promoting the orientation acts on the entire cylindrical portion.
【００２５】従来の射出成形による製造では、円筒金型
キャビティーの底または側面のゲートから樹脂を射出す
る。したがって、従来技術では樹脂の流れは円筒の軸方
向にほぼ平行となる。従来技術の場合樹脂の配向方向は
常に明瞭とは限らないが、明瞭に認められる場合は樹脂
流れと同様円筒軸方向にほぼ平行である。In the conventional production by injection molding, a resin is injected from a gate at the bottom or side of a cylindrical mold cavity. Therefore, in the prior art, the flow of the resin is substantially parallel to the axial direction of the cylinder. In the case of the prior art, the orientation direction of the resin is not always clear, but if it is clearly recognized, it is almost parallel to the cylinder axis direction as in the case of the resin flow.
【００２６】中空円筒状のベアリングを成形する場合、
通常、ベアリングの内側と外側の熱可塑性樹脂の配向
が、円筒状体の軸方向に対して１０°以上異なる方向に
配向するよう金型部材を回転運動させる。このために
は、回転部材の回転数は、円筒状体の形状、充填所要時
間、目的配向角度、回転部材と溶融樹脂間の摩擦抵抗等
の関係で実験的・経験的に決定することが適当である。
これは、金型表面粗度、材料特性、成形条件等によっ
て、摩擦抵抗が大きく影響されるためである。通常、外
径２０ｍｍ、壁厚１ｍｍ、高さ５ｃｍの中空円筒状体を
製造するには、充填所要時間１秒、目的配向角度４５°
の場合で、かつ円筒状体の内側形成金型部材を回転させ
る場合、その回転数の目安は２００から４００ｒｐｍで
ある。When molding a hollow cylindrical bearing,
Usually, the mold member is rotated so that the orientation of the thermoplastic resin inside and outside the bearing is oriented in a direction different from the axial direction of the cylindrical body by 10 ° or more. For this purpose, it is appropriate to determine the number of rotations of the rotating member experimentally and empirically in relation to the shape of the cylindrical body, the filling time, the desired orientation angle, the frictional resistance between the rotating member and the molten resin, and the like. It is.
This is because frictional resistance is greatly affected by mold surface roughness, material properties, molding conditions, and the like. Usually, in order to manufacture a hollow cylindrical body having an outer diameter of 20 mm, a wall thickness of 1 mm, and a height of 5 cm, a filling time of 1 second and a target orientation angle of 45 ° are used.
In the case of (1) and when the inner mold member of the cylindrical body is rotated, the standard of the number of rotation is 200 to 400 rpm.
【００２７】また、配向によって高い弾性率が出現する
好ましい樹脂として代表的な熱可塑性樹脂としては、芳
香族環を有する化合物を主構成モノマーとして含み、該
モノマーが主鎖中に含有され、剛直な分子構造を有する
ものが挙げられる。このような主構成モノマーとしての
芳香族環を有するモノマー化合物は、具体的にはビスフ
ェノールＡ、メタキシリレンジアミン、テレフタル酸、
２，６−ナフタレンジカルボン酸、２価フェノール等の
モノマーが例示される。A typical example of a preferable thermoplastic resin in which a high elastic modulus appears by orientation is a thermoplastic resin containing a compound having an aromatic ring as a main constituent monomer, the monomer being contained in a main chain, and a rigid resin. Those having a molecular structure are exemplified. Such a monomer compound having an aromatic ring as a main constituent monomer is, specifically, bisphenol A, meta-xylylenediamine, terephthalic acid,
Monomers such as 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and dihydric phenol are exemplified.
【００２８】これら芳香族環を有する化合物を主構成モ
ノマーとして含み、該モノマーが主鎖中に含有され、剛
直な分子構造を有する樹脂は、市販の樹脂として容易に
入手できる。例示すれば、メタキシリレンジアミンを主
構成モノマーとするポリアミド（例えば、三菱ガス化学
社製のＭＸＤナイロン樹脂（商品名））；テレフタル酸
を主構成モノマーとするポリエステル（例えば、ポリエ
チレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレ
ート系樹脂）；２，６−ナフタレンジカルボン酸を主構
成モノマーとするポリエステル（例えば、ＰＥＮ系樹
脂）；ビスフェノールＡを主構成モノマーとするポリカ
ーボネートおよびポリエステル；ポリフェニレンスルフ
ァイド；ポリフェニレンオキシド；ポリスルフォン；２
価フェノールを主構成モノマーとするポリアリレート
（例えば、ユニチカ社製のＵポリマー樹脂（商品
名））；ポリエーテルケトン；ポリエーテルエーテルケ
トン；ｐ−ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフトエ
酸、２価フェノールまたはビフェノールを主構成モノマ
ーとする、溶融時に光学的異方性を示すサーモトロピッ
ク液晶ポリマー（例えば、住友化学社製のスミカスーパ
ー（商品名）、アモコ社製のザイダー（商品名）、デュ
ポン社製のゼナイト（商品名）、ヘキスト−セラニーズ
社製のべクトラ（商品名）、東レ社製のシベラス（商品
名）、ユニチカ社製のロッドラン（商品名））が挙げら
れる。[0028] Resins having these aromatic ring-containing compounds as main constituent monomers and containing the monomers in the main chain and having a rigid molecular structure can be easily obtained as commercially available resins. For example, a polyamide containing metaxylylenediamine as a main constituent monomer (for example, MXD nylon resin (trade name) manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company); a polyester containing terephthalic acid as a main constituent monomer (for example, polyethylene terephthalate resin, Polyester having 2,6-naphthalenedicarboxylic acid as a main constituent monomer (for example, PEN resin); Polycarbonate and polyester having bisphenol A as a main constituent monomer; Polyphenylene sulfide; Polyphenylene oxide; Polysulfone ; 2
Polyarylate having a main constituent monomer of polyhydric phenol (for example, U-polymer resin (trade name) manufactured by Unitika); polyether ketone; polyether ether ketone; p-hydroxybenzoic acid, hydroxynaphthoic acid, dihydric phenol or biphenol The main constituent monomer, a thermotropic liquid crystal polymer exhibiting optical anisotropy upon melting (for example, Sumika Super (trade name) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Zyder (trade name) manufactured by Amoco, Zenite manufactured by DuPont) (Trade name), Vektra (trade name) manufactured by Hoechst-Celanese, Siberus (trade name) manufactured by Toray, and Rodran (trade name) manufactured by Unitika Ltd.).
【００２９】これら樹脂の中でも、サーモトロピック液
晶ポリマーは、その分子構造が極めて剛直で、また配向
させることにより自己補強性と呼ばれる効果を示して、
配向方向の弾性率が極めて大きなものになるので、本発
明のベアリングの材料として好ましいものである。ま
た、不燃性に優れ、難燃性を付与することが容易である
点からも好ましい。熱可塑性樹脂は単独で用いても複数
の混合物で使用してもよい。Among these resins, thermotropic liquid crystal polymers have an extremely rigid molecular structure and exhibit an effect called self-reinforcement by being oriented.
Since the elastic modulus in the orientation direction becomes extremely large, it is preferable as the material of the bearing of the present invention. It is also preferable because it is excellent in noncombustibility and it is easy to impart flame retardancy. The thermoplastic resins may be used alone or in a mixture of a plurality.
【００３０】潤滑特性または耐摩耗特性を増加させる樹
脂への添加剤は、二硫化モリブデン、グラファイト（黒
鉛）、ガラス状炭素、二硫化タングステン、ポリテトラ
フルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂、リン
酸塩などであ。リン酸塩としては、リン酸リチウム、リ
ン酸カルシウム、ピロリン酸リチウム、ピロリン酸カル
シウムなどである。その外、炭酸カルシウム、高分散性
けい酸塩、アルミナ、水酸化アルミニウム、タルク、ク
レー、マイカ、ガラスフレーク、ガラス粉、ガラスビー
ズ、石英粉、珪砂、カーボンブラック、硫酸バリウム、
炭化けい素、ちっ化けい素、ボロンナイトライトなども
例示できる。Additives to the resin that increase the lubricating or abrasion resistance properties include molybdenum disulfide, graphite (graphite), glassy carbon, tungsten disulfide, fluororesins such as polytetrafluoroethylene (PTFE), and phosphoric acid. Such as salt. Examples of the phosphate include lithium phosphate, calcium phosphate, lithium pyrophosphate, calcium pyrophosphate and the like. In addition, calcium carbonate, highly dispersible silicate, alumina, aluminum hydroxide, talc, clay, mica, glass flake, glass powder, glass beads, quartz powder, silica sand, carbon black, barium sulfate,
Silicon carbide, silicon nitride, boron nitrite and the like can also be exemplified.
【００３１】熱可塑性樹脂には、その配向時の配向方向
の弾性率を増加させることを目的として、繊維状充填剤
を加えることが効果的である。繊維状充填剤の例として
は、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維（例
えば、デュポン社製ケプラー（商品名））、炭化珪素繊
維、ボロン繊維、フェノール樹脂繊維（例えば、群栄化
学社製カイノール（商品名））が挙げられる。It is effective to add a fibrous filler to the thermoplastic resin for the purpose of increasing the elastic modulus in the orientation direction at the time of orientation. Examples of the fibrous filler include glass fiber, carbon fiber, aromatic polyamide fiber (for example, Kepler (trade name) manufactured by DuPont), silicon carbide fiber, boron fiber, and phenol resin fiber (for example, manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd.) Kainol (trade name)).
【００３２】前記潤滑特性または耐摩耗特性を増加また
は向上させる添加剤や繊維状充填剤の配合量は、熱可燃
性樹脂１００重量当たり、１〜２００重量部の範囲から
選択することができる。The amount of the additive or fibrous filler for increasing or improving the lubricating or abrasion resistance can be selected from the range of 1 to 200 parts by weight per 100 parts by weight of the thermally flammable resin.
【００３３】金型の回転運動によって、成形されたベア
リングの内面および外面の少なくとも一方の構成材料が
螺旋方向または円周方向に配向していることは、各種の
測定法により確認することができる。たとえば、母材樹
脂に関してはＸ線回折、含有充填剤に関しては超音波顕
微鏡により、配向状態を測定し確認することができる。
そのほか、簡便には、図１に示すようなベアリング１表
面における流れ状態、例えばフローマーク２を観察し、
それぞれの面の流れの方向を観察することにより配向方
向を確認できる。樹脂の着色状態によっては表面の流れ
状態が観察し難い場合が有り得る。このような場合に
は、たとえば、黒配合の場合、白色ぺレットを樹脂ぺレ
ット中にわずかの量混ぜて、その色の流れ方向を観察す
ることによりそれぞれの表面における配向方向を確認で
きる。なお、図１に示すベアリングは、後記の図２に示
す射出成形装置（但し、回転部と固定金型が反対、つま
り、内部コアを固定し、外金型を回転させる）により製
造されたものである。It can be confirmed by various measuring methods that the constituent material of at least one of the inner surface and the outer surface of the molded bearing is oriented in the helical direction or the circumferential direction by the rotational movement of the mold. For example, the orientation state can be measured and confirmed by X-ray diffraction for the base resin and by an ultrasonic microscope for the contained filler.
In addition, simply, by observing the flow state on the surface of the bearing 1 as shown in FIG.
The orientation direction can be confirmed by observing the flow direction of each surface. Depending on the coloring state of the resin, it may be difficult to observe the flow state of the surface. In such a case, for example, in the case of a black composition, the orientation direction on each surface can be confirmed by mixing a small amount of a white pellet in a resin pellet and observing the flow direction of the color. The bearing shown in FIG. 1 is manufactured by an injection molding apparatus shown in FIG. 2 described below (however, the rotating part and the fixed mold are opposite, that is, the inner core is fixed and the outer mold is rotated). It is.
【００３４】[0034]
【実施例】図２を用いて、本発明の円筒状ベアリングの
一製造方法を説明する。図２において１１は射出機、１
２は溶融ポリマーの通路（スプルー）、１３はランナ
ー、１４は回転部（回転コア）、１５は固定金型、１６
は回転部１４と固定金型１５で形成される円筒状キャビ
ティーである。１７は回転部１４を保持する軸受け、１
８は回転部１４に円周運動を与えるチェーン、１９はモ
ータ、２０は突き出しピンである。溶融樹脂が射出機１
１から射出され、通路１２およびランナー１３からキャ
ビティー１６内へゲート（図示せず）から注入される。
上記寸法の円筒状体を成形するような場合には、回転部
１４の回転数は１００〜４００ｒｐｍ、好ましくは２０
０〜４００ｒｐｍの範囲である。キャビティー内に射出
された溶融樹脂は回転部１４の壁面と共に連れ回り、螺
旋方向または円周方向に配向する。軸受け１７は、弾性
体で構成すれば回転部１４の回転中でも焼き付く恐れは
少ない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing a cylindrical bearing according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes an injection machine,
2 is a passage (sprue) of the molten polymer, 13 is a runner, 14 is a rotating part (rotating core), 15 is a fixed mold, 16
Is a cylindrical cavity formed by the rotating part 14 and the fixed mold 15. 17 is a bearing for holding the rotating part 14, 1
Reference numeral 8 denotes a chain that gives a circumferential motion to the rotating unit 14, 19 denotes a motor, and 20 denotes a protrusion pin. Injection machine 1 for molten resin
1 and injected from a passageway 12 and runner 13 into a cavity 16 through a gate (not shown).
When a cylindrical body having the above dimensions is formed, the rotation speed of the rotating unit 14 is 100 to 400 rpm, preferably 20 to 400 rpm.
The range is 0 to 400 rpm. The molten resin injected into the cavity rotates together with the wall surface of the rotating portion 14 and is oriented in a spiral direction or a circumferential direction. If the bearing 17 is made of an elastic body, there is little possibility that the bearing 17 is seized even during the rotation of the rotating unit 14.
【００３５】使用した樹脂は、フタル酸／イソフタル酸
／４−ヒドロキシ安息香酸／４，４−ジヒドロキシジフ
ェニルからそれぞれ誘導される繰返単位を有するサーモ
トロピック液晶コポリエステルであって、各モノマーの
モル比は、０．７５／０．２５／３／１である。この樹
脂は、ホットステージを装着した偏光顕微鏡を用いて光
学的異方性を観察したところ、３４０℃以上で溶融状態
で光学的異方性を示した。The resin used was a thermotropic liquid crystal copolyester having repeating units each derived from phthalic acid / isophthalic acid / 4-hydroxybenzoic acid / 4,4-dihydroxydiphenyl, wherein the molar ratio of each monomer was Is 0.75 / 0.25 / 3/1. When this resin was observed for optical anisotropy using a polarizing microscope equipped with a hot stage, it showed optical anisotropy in a molten state at 340 ° C. or higher.
【００３６】この樹脂にガラス繊維３０重量％（組成物
全体に対して）を含む組成物を用いて、図２の装置によ
り、外径が２０ｍｍ、壁厚１ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、重
量１５ｇのパイプ形状の円筒状体を射出成形した。射出
時間は約５秒、冷却時間は約１０秒であり、計約１５秒
を要した。得られた円筒状体の外側表面と内側表面のそ
れぞれを観察し、フローマークから樹脂流れの方向を確
認したところ、外側表面の樹脂流れの方向は円筒状体の
軸方向とほぼ一致しており、内側表面の樹脂流れの方向
は円筒状体の軸方向に対して約３３°傾いていた。Using a composition containing 30% by weight (based on the entire composition) of glass fiber in this resin, a pipe having an outer diameter of 20 mm, a wall thickness of 1 mm, a length of 150 mm, and a weight of 15 g was obtained by the apparatus shown in FIG. The cylindrical body was injection molded. The injection time was about 5 seconds and the cooling time was about 10 seconds, which required a total of about 15 seconds. Observing each of the outer surface and the inner surface of the obtained cylindrical body and confirming the direction of the resin flow from the flow mark, the direction of the resin flow on the outer surface almost coincides with the axial direction of the cylindrical body. The direction of the resin flow on the inner surface was inclined about 33 ° with respect to the axial direction of the cylindrical body.
【００３７】回転コア、外金型またはその両方を回転さ
せる射出成形方法で製造される中空円筒状体中の材料配
向は、射出成形機から加えられた圧力に起因する軸と同
一方向の溶融樹脂流動と、回転部材と溶融樹脂間の摩擦
抵抗に起因する軸と９０°方向の溶融樹脂流動のバラン
スで決定される。したがって、金型の中空円筒状体の内
側と外側を形成させる部材の回転運動に差が存在すれば
（例えば、内側形成部材のみを回転させた場合）、円筒
状体の壁厚方向の各部分の両流動のバランスは連続的に
変化している状態になるから、材料配向も壁厚方向に連
続的に変化する。この結果として壁厚方向の各部分の配
向は異なる。The material orientation in the hollow cylindrical body produced by the injection molding method in which the rotating core, the outer mold or both are rotated is the same as that of the molten resin in the same direction as the axis caused by the pressure applied from the injection molding machine. It is determined by the balance between the flow and the flow of the molten resin in the direction of 90 ° with respect to the axis caused by the frictional resistance between the rotating member and the molten resin. Therefore, if there is a difference between the rotational motions of the members that form the inside and outside of the hollow cylindrical body of the mold (for example, when only the inside forming member is rotated), each part of the cylindrical body in the wall thickness direction Since the balance between the two flows changes continuously, the material orientation also changes continuously in the wall thickness direction. As a result, the orientation of each part in the wall thickness direction is different.
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明の樹脂製ベアリングは、外面と内
面のいずれかまたはその両方にある構成材料が、配向方
向成分として円周方向成分を有するように配向している
ために、回転軸の運動に対する耐摩耗特性に優れ、ま
た、付随して発生する応力に対して強度にも優れてお
り、容易に破壊しない。According to the resin bearing of the present invention, since the constituent material on one or both of the outer surface and the inner surface is oriented so as to have a circumferential direction component as the orientation direction component, the bearing of the rotating shaft can be prevented. It has excellent abrasion resistance to movement and excellent strength against accompanying stress, and does not break easily.
【図１】 本発明の樹脂製ベアリングの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a resin bearing of the present invention.
【図２】 本発明の樹脂製ベアリングを射出成形により
製造する際の製造装置図である。FIG. 2 is a diagram of a manufacturing apparatus when the resin bearing of the present invention is manufactured by injection molding.
１：樹脂製ベアリング、２：フローマーク、１１：射出
機、１２：溶融ポリマーの通路、１３：ランナー、１
４：回転部、１５：固定金型、１６：円筒状体の形成部
（キャビティー）、１７：軸受け、１８：チェーン、１
９：モータ、２０：突き出しピン。1: resin bearing, 2: flow mark, 11: injection machine, 12: passage of molten polymer, 13: runner, 1
4: rotating part, 15: stationary mold, 16: forming part (cavity) of cylindrical body, 17: bearing, 18: chain, 1
9: motor, 20: protruding pin.
Claims (5)
おいて、構成材料が螺旋配向または円周配向しているこ
とを特徴とする樹脂製べアリング。1. A resin bearing wherein at least one of an outer surface and an inner surface has a helical orientation or a circumferential orientation.
たことを特徴とする請求項１に記載の樹脂製ベアリン
グ。2. The resin bearing according to claim 1, which is manufactured by injection molding of a thermoplastic resin.
る請求項１または２に記載の樹脂製べアリング。3. The resin bearing according to claim 1, further comprising a fibrous filler.
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
載の樹脂製ベアリング。4. The resin-made bearing according to claim 1, wherein the resin is a thermotropic liquid crystal polymer.
融樹脂の充填工程中に、べアリングの外側面および内側
面を形成する金型構成部材の少なくとも一方をその円周
方向に回転させることを特徴とする樹脂製ベアリングの
製造方法。5. A method of filling a mold for producing a resin bearing with a molten resin, wherein at least one of a mold component forming an outer surface and an inner surface of the bearing is rotated in a circumferential direction thereof. A method for producing a resin bearing, comprising:
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1998
- 1998-11-05 JP JP32881898A patent/JP2000145786A/en active Pending
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