JP5768486B2

JP5768486B2 - 軸受用樹脂製保持器、及びその製造方法

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Publication number: JP5768486B2
Application number: JP2011107492A
Authority: JP
Inventors: 吉和倉本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2031-05-12
Also published as: JP2012236363A

Description

本発明は、軸受用樹脂製保持器、及びその製造方法に関する。

一般的に、軸受用樹脂製保持器は、通常、射出成形により製造される。具体的には、図１０に示すように、成形金型に成形体である軸受用樹脂製保持器に対応する環状のキャビティ１４０を形成し、このキャビティ１４０の周縁部に設けた樹脂射出ゲート１５０から溶解された樹脂材料を注入し、冷却固化することによって製造される。

キャビティ１４０に注入された溶解樹脂は、キャビティ１４０内を左右に二つの流れとなって流動し、樹脂射出ゲート１５０と対向する反対側の位置で再び合流し、相互に接合され、ウェルド部１００Ｗが形成される。一般に、この様に射出成形された軸受用樹脂製保持器は、溶解樹脂が融着一体化しただけのものであるため、溶融樹脂の均一な混合が起こらず、ウェルド部１００Ｗにおいて強度が低下することがよく知られている。

また、溶解樹脂に、強化材料として、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維等の強化繊維を添加したものでは、ウェルド部１００Ｗにおいて強化繊維が溶解樹脂の流動方向に対し垂直に配向するため、補強効果が発現しない。さらに、ウェルド部１００Ｗ以外の部分では、強化繊維が溶解樹脂の流動方向に対し平行に配向するため、当該部分とウェルド部との強度差が大きくなってしまう。

このように、射出成形により製造された軸受用樹脂製保持器は、強度が弱いウェルド部から破損することが多いため、以下に示すような対策がなされてきた。

例えば、特許文献１記載の軸受用樹脂製保持器の製造方法においては、成形金型内に形成したキャビティに溶解樹脂を注入し、この溶解樹脂の合流箇所に、溶解樹脂が流入可能な樹脂溜まり部を設けている。このように構成することによって、合流箇所における強化繊維の配向を乱し、ウェルド部の強度を向上させることを図っている。

また、特許文献２記載の射出成形方法では、ピストンを内蔵した樹脂溜まり部を溶解樹脂の分流流路の少なくとも一方に設け、ウェルド部形成後にピストンを前進または後退させることで、ウェルド部における溶解樹脂の移動を生じさせ、ウェルド部の強度向上を図っている。

また、特許文献３記載のプラスチックシールの射出成形方法では、射出された樹脂がキャビティ内を満たしウェルド部が形成された後、樹脂溜まり部に樹脂を流入させることにより、ウェルド部における強化繊維の配向を乱し、該ウェルド部の強度を改善することを図っている。

特許第３６６６５３６号公報特開第２９６０２５６号公報特開第３７３１６４７号公報

しかしながら、特許文献１の軸受用樹脂製保持器の製造方法は、キャビティ内の溶解樹脂の合流箇所にのみ樹脂溜まり部を設けているため、ウェルド部の強化繊維の配向の変化が小さく、該ウェルド部の強度向上効果も小さいという欠点があった。さらに、ウェルド部の発生位置を制御することは困難であるため、十分な強度を必要とする部位にウェルド部が形成される場合があり、破損の原因となる虞があった。

また、特許文献２の射出成形方法では、金型構造が複雑であり、金型の動作制御をしなければならなかった。

また、特許文献３のプラスチックシールの射出成形方法では、ウェルド部形成後に溶解樹脂を樹脂溜まり部に流入させている。したがって、ウェルド部の発生位置を制御することは困難であり、十分な強度を必要とする部位にウェルド部が形成された場合、仮に当該射出成形方法によってウェルド部の強度が改善されたとしても、ウェルド部以外の部位よりは強度が低いため、破損の原因となる虞がある。

本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受用樹脂製保持器の十分な強度を必要とする部分においてウェルド部の形成を抑制し、且つ、ウェルド部の強度を向上することが可能な軸受用樹脂製保持器、及びその製造方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）成形金型内に形成した環状のキャビティの周縁部に設けられた１つの樹脂射出ゲートから、強化繊維を添加した溶解樹脂を前記キャビティ内に射出することによって成形される軸受用樹脂製保持器の製造方法であって、
前記キャビティの周縁部には、前記溶解樹脂が流入する少なくとも１つの第１樹脂溜まり部と、前記溶解樹脂が流入する少なくとも１つの第２樹脂溜まり部と、が設けられ、
前記第１樹脂溜まり部は、該第１樹脂溜まり部と前記樹脂射出ゲートとの周方向距離が、前記キャビティの周縁部の周方向長さの１／２と等しくならないように、且つ前記樹脂射出ゲートと周方向にラップしないように、前記キャビティの周縁部に設けられ、
前記第１樹脂溜まり部と前記キャビティの周縁部とは、第１連通部によって連通されており、
前記第２樹脂溜まり部と前記キャビティの周縁部とは、第２連通部によって連通されており、
前記第２連通部の断面積は、前記第１連通部の断面積よりも小さく設定される
ことを特徴とする軸受用樹脂製保持器の製造方法。
（２）成形金型内に形成した環状のキャビティの周縁部に設けられた複数の樹脂射出ゲートから、強化繊維を添加した溶解樹脂を前記キャビティ内に射出することによって成形される軸受用樹脂製保持器の製造方法であって、
前記キャビティの周縁部には、前記溶解樹脂が流入する少なくとも１つの第１樹脂溜まり部と、前記溶解樹脂が流入する少なくとも１つの第２樹脂溜まり部と、が設けられ、
前記第１樹脂溜まり部は、周方向に隣り合う前記樹脂射出ゲートの周方向中間部ならびに前記樹脂射出ゲートと、周方向にラップしない位置において前記キャビティの周縁部に設けられ、
前記第１樹脂溜まり部と前記キャビティの周縁部とは、第１連通部によって連通されており、
前記第２樹脂溜まり部と前記キャビティの周縁部とは、第２連通部によって連通されており、
前記第２連通部の断面積は、前記第１連通部の断面積よりも小さく設定される
ことを特徴とする軸受用樹脂製保持器の製造方法。
（３）（１）又は（２）に記載の軸受用樹脂製保持器の製造方法によって製造されたことを特徴とする軸受用樹脂製保持器。

本発明の軸受用樹脂製保持器、及びその製造方法によれば、第１樹脂溜まり部を設ける位置を適切に設定することによって、ウェルド部の発生位置を制御することができ、軸受用樹脂製保持器の十分な強度を必要とする部分においてウェルド部の形成を抑制することが可能となる。
また、キャビティの周縁部には、溶解樹脂が流入する少なくとも１つの第２樹脂溜まり部が設けられているので、ウェルド部における強化繊維の配向を乱すことができ、ウェルド部の強度を向上することが可能となる。

第１実施形態に係る製造方法に使用する成形金型の断面図である。第１実施形態に係る製造方法の説明図であり、ウェルド部が形成される前の状態を示す図である。第１実施形態に係る製造方法の説明図であり、ウェルド部が形成された状態を示す図である。第１実施形態に係る製造方法の説明図であり、ウェルド部が形成された後、第２樹脂溜まり部に溶解樹脂が流入している状態を示す図である。第１実施形態に係る製造方法によって製造された冠型保持器の斜視図である。第１実施形態に係る製造方法によって製造された円すいころ軸受用保持器の斜視図である。第２実施形態に係る製造方法に使用する成形金型の断面図である。第２実施形態に係る製造方法によって製造された冠型保持器の斜視図である。第２実施形態に係る製造方法によって製造された円すいころ軸受用保持器の斜視図である。従来の軸受用樹脂製保持器の製造方法に使用する成形金型の断面図である。

以下、本発明に係る軸受用樹脂製保持器、及びその製造方法の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る軸受用樹脂製保持器の製造方法では、三点ゲート方式の射出成形を採用している。具体的には、図１に示すように、本発明に係る軸受用樹脂製保持器は、成形金型３０内に形成した環状のキャビティ４０の外周側周縁部４２に設けた複数（本実施形態では３つ）の樹脂射出ゲート（以下、単にゲートと呼ぶ。）５０から、強化繊維を添加した溶解樹脂をキャビティ４０内に射出し、冷却固化することによって成形される。樹脂材料としては、例えば、４６ナイロンや６６ナイロンなどのポリアミド系樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェレンサルサイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）等の樹脂に、１０〜５０ｗｔ％の強化繊維（例えば、ガラス繊維や炭素繊維。）を添加した樹脂組成物が用いられる。
なお、図１中、軸受用樹脂製保持器の構造に相当する部分は、簡単のために省略している。

また、キャビティ４０の外周側周縁部４２及び内周側周縁部４４には、溶解樹脂が流入可能な複数（本実施形態では３つ）の第１，第２の樹脂溜まり部６０，７０が設けられている。ここで、第１の樹脂溜まり部６０の体積は、第２の樹脂溜まり部７０の体積よりも大きくなるように設定される。

第１樹脂溜まり部６０は、周方向に隣り合うゲート５０の周方向中間部Ｗ´（図中、点線によって示されている。）ならびにゲート５０と周方向にラップしない位置において、周方向中間部Ｗ´よりも周方向一方側又は周方向他方側に僅かに変位した位置において、キャビティ４０の外周側周縁部４２又は内周側周縁部４４に設けられている。
なお、第１樹脂溜まり部６０は、必ずしもゲート５０の数と等しい数だけ設ける必要はなく、周方向に隣り合うゲート５０の周方向中間部Ｗ´ならびにゲート５０と周方向にラップしない位置において設けられる限り、任意の数に設定可能である。

第２樹脂溜まり部７０は、第１樹脂溜まり部６０と共に周方向中間部Ｗ´を周方向に挟むように、キャビティ４０の外周側周縁部４２又は内周側周縁部４４に設けられている。
なお、第２樹脂溜まり部７０は、必ずしもゲート５０の数と等しく設ける必要はなく、キャビティ４０の外周側周縁部４２又は内周側周縁部４４の任意の位置に、任意の数だけ設ければよい。

また、それぞれの第１樹脂溜まり部６０とキャビティ４０の外周側周縁部４２又は内周側周縁部４４とは、第１連通部６２によって連通されており、それぞれの第２樹脂溜まり部７０とキャビティ４０の外周側周縁部４２又は内周側周縁部４４とは、第２連通部７２によって連通されている。

以下、図２〜４を参照し、キャビティ４０内に溶解樹脂Ｇを充填する様子を詳細に説明する。

図２に示すように、３つのゲート５０からキャビティ４０内に注入された溶解樹脂Ｇは、それぞれキャビティ４０内を左右に二つの流れとなって流動する。ここで、仮にキャビティ４０に第１樹脂溜まり６０を設けない場合は、周方向に隣り合うゲート５０の周方向中間部Ｗ´にウェルド部が形成される。

しかしながら、本実施形態では、周方向に隣り合うゲート５０間において、周方向中間部Ｗ´と周方向にラップしない位置で、第１樹脂溜まり部６０が設けられている。また、第１連通部６２の断面積は、ウェルド部Ｗが形成される前に、第１樹脂溜まり部６０に溶解樹脂Ｇが流入可能であるように設定されており、第２連通部７２の断面積は、ウェルド部Ｗが形成された後に、第２樹脂溜まり部６０に溶解樹脂Ｇが流入可能であるように設定されている。したがって、ウェルド部Ｗが形成される前に、すなわち、それぞれのゲート５０から注入され流動した溶解樹脂Ｇが互いに合流する前に、第１連通部６２を介して第１樹脂溜まり部６０に流入する。一方で、第２樹脂溜まり部７０には、溶解樹脂Ｇが流入しない。

その後、溶解樹脂Ｇが注入され続け、図３に示すように、第１樹脂溜まり部６０とキャビティ４０とは、溶解樹脂Ｇによって満たされる。このように、キャビティ４０の外周側周縁部４２には、周方向中間部Ｗ´と周方向にラップしない位置において第１樹脂溜まり部６０が設けられているので、溶解樹脂Ｇが互いに合流する位置は周方向中間部Ｗ´よりも第１樹脂溜まり部６０寄りに変位し、当該合流位置にウェルド部Ｗ（図３中、一点鎖線によって示されている。）が形成されることになる。以上のように、第１樹脂溜まり部６０を設ける位置を、適切に設定することで、ウェルド部Ｗの発生位置を制御すること可能となる。
なお、第１樹脂溜まり部６０の体積は、ウェルド部Ｗの周方向中間部Ｗ´からの変位が十分となる程度に、溶解樹脂Ｇが流入可能な大きさに設定されることが望ましい。

また、図３に示す場合では、ウェルド部Ｗは溶解樹脂Ｇが融着一体化しただけの強度が低い状態となっており、その後、図４に示すように、溶解樹脂Ｇが、第２連通部７２を介して第２樹脂溜まり部７０に流入することにより、ウェルド部Ｗにおける強化繊維の配向が乱され、ウェルド部Ｗの強度を向上させることができる。

（実施例１）
図５に、上述した第１実施形態の軸受用樹脂製保持器の製造方法によって製造された冠型保持器１を示す。冠型保持器１は、略円環状の基部３と、基部３の軸方向一端側面５から、周方向に所定の間隔で軸方向に突出する複数の柱部７と、を有しており、隣り合う一対の柱部７，７の互いに対向する面９，９と基部３の軸方向一端側面５とによって、軸受の転動体（不図示）を保持するポケット部１１を形成している。
なお、図５には、発明の理解のために、３点のゲート５０と、それぞれ３つの第１，第２樹脂溜まり部６０，７０と、第１，第２連通部６２，７２と、が模式的に図示されている。

ここで、上述の軸受用樹脂製保持器の製造方法によれば、キャビティ４０の外周側周縁部４２又は内周側周縁部４４には、キャビティ４０内にウェルド部Ｗが形成される前に溶解樹脂Ｇが流入する複数の第１樹脂溜まり部６０が設けられ、第１樹脂溜まり部６０は、該第１樹脂溜まり部６０を設けない場合にキャビティ４０内のウェルド部が形成される位置Ｗ´（周方向に隣り合うゲート５０の周方向中間部）ならびにゲート５０と、周方向にラップしない位置においてキャビティ４０の外周側周縁部４２又は内周側周縁部４４に設けられる。したがって、複数の第１樹脂溜まり部６０を設ける位置を適切に設定することによって、ウェルド部Ｗの発生位置を柱部７内に制御することができ、冠型保持器１の十分な強度を必要とする部分（肉厚が薄いポケット部１１）におけるウェルド部Ｗの形成を抑制することが可能となる。

また、キャビティ４０の外周側周縁部４２又は内周側周縁部４４には、ウェルド部Ｗが形成された後に、溶解樹脂Ｇが流入する複数の第２樹脂溜まり部７０が設けられているので、ウェルド部Ｗにおける強化繊維の配向が乱され、ウェルド部Ｗの強度を向上させることができる。

（実施例２）
また、上述した第１実施形態の軸受用樹脂製保持器の製造方法は、図６に示すような円すいころ軸受用保持器２０を製造する際に適用してもよい。なお、この円すいころ軸受用保持器２０は、３点ゲート方式で、且つキャビティ４０には、２つの第１樹脂溜まり部６０と、３つの第２樹脂溜まり部７０と、が設けられた軸受用樹脂製保持器の製造方法によって製造される。

円すいころ軸受用保持器２０は、円すい台形状を成しており、所定間隔を空けて対向する大径円環部２１及び小径円環部２２と、これらの円環部２１，２２を連結するとともに、当該円環部２１，２２間の空間領域を周方向に隔て、円すいころ（不図示）を保持するための複数のポケット部２３を形成する複数の柱部２４と、を備えている。

この円すいころ軸受用保持器２０においても、上述の軸受用樹脂製保持器の製造方法によれば、肉厚が薄いポケット部２３にウェルド部Ｗが発生しないように、ウェルド部Ｗの発生位置を柱部２４内に制御することが可能であるので、十分な強度を必要とする部分においてウェルド部Ｗの形成を抑制することが可能となる。
その他の効果は、実施例１と同様である。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の軸受用樹脂製保持器の製造方法について図面を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一部分及び相当部分には、同一符号を付すことによって説明を省略する。

図７に示すように、第２実施形態の軸受用樹脂製保持器の製造方法では、第１実施形態と異なり１点ゲート方式を採用しており、１つの樹脂射出ゲート５０がキャビティ４０の外周側周縁部４２に設けられている。

また、キャビティ４０の外周側周縁部４２には、それぞれ１つずつ第１，第２樹脂溜まり部６０，７０が設けられている。

第１樹脂溜まり部６０は、該第１樹脂溜まり部６０を設けない場合にキャビティ４０内のウェルド部Ｗが形成される位置Ｗ´ならびにゲート５０と、周方向にラップしない位置に、すなわち、第１樹脂溜まり部６０とゲート５０との周方向距離Ａが、キャビティ４０の周方向長さＢの１／２と等しくならず（Ａ≠Ｂ／２）、且つ０とならない（Ａ≠０）ように設けられている。
なお、第１樹脂溜まり部６０は、上記のようにＡ≠Ｂ／２且つＡ≠０の関係を満たす限り、複数設けてもよい。また、第２樹脂溜まり部７０は、キャビティ４０の外周側周縁部４２又は内周側周縁部４４の任意の位置に、任意の数だけ設ければよい。

（実施例３）
図８に、上述した第２実施形態の軸受用樹脂製保持器の製造方法によって製造された冠型保持器１を示す。この冠型保持器１においても、第１樹脂溜まり部６０を設けたことによって、ウェルド部Ｗの発生位置が制御され、冠型保持器１の十分な強度を必要とする部分（肉厚が薄いポケット部１１）におけるウェルド部Ｗの形成が抑制される。また、キャビティ４０の外周側周縁部４２には、ウェルド部Ｗが形成された後に、溶解樹脂Ｇが流入する複数の第２樹脂溜まり部７０が設けられているので、ウェルド部Ｗにおける強化繊維の配向が乱され、ウェルド部Ｗの強度を向上させることができる。

（実施例４）
また、上述した第２実施形態の軸受用樹脂製保持器の製造方法は、図９に示すような円すいころ軸受用保持器２０を製造する際に適用してもよい。
この円すいころ軸受用保持器２０においても、第２実施形態の軸受用樹脂製保持器の製造方法によれば、肉厚が薄いポケット部２３にウェルド部Ｗが発生しないように、ウェルド部Ｗの発生位置を制御することが可能であるので、十分な強度を必要とする部分におけるウェルド部の形成を抑制することが可能となる。
その他の効果は、実施例３と同様である。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上述の実施形態においては、ゲート５０の数は、１つ又は３つとしているが、特に限定されるものではなく、任意の数に設定可能である。

また、本発明の軸受用樹脂製保持器の製造方法が適用される軸受用樹脂製保持器の種類は限定されず、例えば、円筒ころ軸受用樹脂製保持器、アンギュラ玉軸受用樹脂製保持器等、様々な軸受用樹脂製保持器の製造に広く応用可能である。

１冠型保持器（軸受用樹脂製保持器）
２０円すいころ軸受用保持器（軸受用樹脂製保持器）
３０成形金型
４０キャビティ
４２外周側周縁部（周縁部）
４４内周側周縁部（周縁部）
５０樹脂射出ゲート
６０第１樹脂溜まり部
６２第１連通部
７０第２樹脂溜まり部
７２第２連通部
Ｇ溶解樹脂
Ｗウェルド部
Ｗ´ 周方向中間部

Claims

成形金型内に形成した環状のキャビティの周縁部に設けられた１つの樹脂射出ゲートから、強化繊維を添加した溶解樹脂を前記キャビティ内に射出することによって成形される軸受用樹脂製保持器の製造方法であって、
前記キャビティの周縁部には、前記溶解樹脂が流入する少なくとも１つの第１樹脂溜まり部と、前記溶解樹脂が流入する少なくとも１つの第２樹脂溜まり部と、が設けられ、
前記第１樹脂溜まり部は、該第１樹脂溜まり部と前記樹脂射出ゲートとの周方向距離が、前記キャビティの周縁部の周方向長さの１／２と等しくならないように、且つ前記樹脂射出ゲートと周方向にラップしないように、前記キャビティの周縁部に設けられ、
前記第１樹脂溜まり部と前記キャビティの周縁部とは、第１連通部によって連通されており、
前記第２樹脂溜まり部と前記キャビティの周縁部とは、第２連通部によって連通されており、
前記第２連通部の断面積は、前記第１連通部の断面積よりも小さく設定される
ことを特徴とする軸受用樹脂製保持器の製造方法。
成形金型内に形成した環状のキャビティの周縁部に設けられた複数の樹脂射出ゲートから、強化繊維を添加した溶解樹脂を前記キャビティ内に射出することによって成形される軸受用樹脂製保持器の製造方法であって、
前記キャビティの周縁部には、前記溶解樹脂が流入する少なくとも１つの第１樹脂溜まり部と、前記溶解樹脂が流入する少なくとも１つの第２樹脂溜まり部と、が設けられ、
前記第１樹脂溜まり部は、周方向に隣り合う前記樹脂射出ゲートの周方向中間部ならびに前記樹脂射出ゲートと、周方向にラップしない位置において前記キャビティの周縁部に設けられ、
前記第１樹脂溜まり部と前記キャビティの周縁部とは、第１連通部によって連通されており、
前記第２樹脂溜まり部と前記キャビティの周縁部とは、第２連通部によって連通されており、
前記第２連通部の断面積は、前記第１連通部の断面積よりも小さく設定される
ことを特徴とする軸受用樹脂製保持器の製造方法。
請求項１又は２に記載の軸受用樹脂製保持器の製造方法によって製造されたことを特徴とする軸受用樹脂製保持器。