JP2003056552A - 樹脂製軸受部品及びその製造方法 - Google Patents

樹脂製軸受部品及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸孔に筒状の電鋳部をインサートモールドで
一体成形した樹脂製軸受部品とその製造方法であって、
特に高精密な回転又は摺動又は摺動回転を必要とする軸
受部に好適である。 【解決手段】 軸受部品１３の軸孔に適合するマスター
軸１から成形後に分離した電鋳殻である筒状の電鋳部３
が、樹脂成形部１１の軸心にインサートモールドで一体
成形されている樹脂製軸受部品及び、軸孔に適合する筒
状の電鋳部３をマスター軸１の外周に設けた電鋳軸４を
造る工程と、電鋳軸４を金型内に装着して射出成形を行
い、軸心に電鋳軸４をインサートした樹脂成形品１２を
造る工程と、樹脂成形品１２からマスター軸１を分離
し、軸孔に電鋳殻である筒状の電鋳部３を一体形成した
軸受部品１３にする工程とを備えている樹脂製軸受部品
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製軸受部品の
軸孔に軸部品を嵌合して、両者が相対的に回転又は摺動
又は摺動回転できるように、係合支持する樹脂製軸受部
品及びその製造方法に係るものであって、特に高精密な
回転又は摺動又は摺動回転を必要とする樹脂製軸受部品
及びその製造方法に好適である。
【０００２】
【従来の技術】この種の樹脂製軸受部品は、軽量で慣性
力が小さいことや大量生産が可能であること等の理由か
ら、歯車やカムなどを含む一般的な軸受部品から、セン
サーやポテンショメータ或いはアクチュエータ等の高精
密部品の軸受部に至るまで幅広く利用されている。
【０００３】これら高精密部品の中でも、例えば光学式
情報記録再生装置で光学的ピックアップを行うレンズホ
ルダ等における軸受部の場合には、精密な真円度及び内
径寸法精度が必要であって、軸とのクリアランスを数μ
以下にすることが要求されており、また負荷荷重に対す
る高い機械的強度と摺動性も必要である。
【０００４】ところが、射出成形した樹脂製軸受部品を
そのまま使用した場合、熱収縮や配向性などによって精
密な真円度及び内径寸法精度が得られないと共に、ウエ
ルドラインによって機械的強度が低下するので、成形品
の内周面にアルミ合金製などのスリーブを装着したり、
潤滑性樹脂パイプをインサートモールドしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
合金製などのスリーブや潤滑性樹脂パイプを使用する場
合には、精密な真円度及び内径寸法精度を得るために、
精密な切削加工や研磨を行う必要があり、コスト高にな
ると共に生産性が低下するなど、解決を必要とする課題
があった。
【０００６】そこで本発明は、これら従来技術の課題を
解決し得る樹脂製軸受部品及びその製造方法を提案する
が、樹脂製軸受部品の軸孔内周面に筒状の電鋳部をイン
サートモールドで一体成形した樹脂製軸受部品とその製
造方法であって、特に高精密な回転又は摺動又は摺動回
転を必要とする軸受部に好適である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による樹脂製軸受
部品は、軸受部品の軸孔に適合するマスター軸から成形
後に分離した電鋳殻である筒状の電鋳部が、樹脂成形部
の軸心にインサートモールドで一体成形されている。
【０００８】この樹脂製軸受部品によると、電鋳殻であ
る電鋳部の内周面が軸受部品の軸孔を形成するので、真
円度及び内径寸法精度が高くて摺動性も良好であり、研
磨などの後処理を格別に行う必要がなく、電鋳部の内周
面に装着させて使用する軸部品に対するクリアランスを
極小にして高精密な回転又は摺動又は摺動回転を可能に
すると共に、電鋳部の外周面に対する樹脂成形部の付着
力が良好である。
【０００９】本発明による樹脂製軸受部品の製造方法
は、軸孔に適合する筒状の電鋳部をマスター軸の外周に
設けた電鋳軸を造る工程と、この電鋳軸を金型内に装着
して射出成形を行い、軸心に電鋳軸をインサートした樹
脂成形品を造る工程と、この樹脂成形品からマスター軸
を分離し、軸孔に電鋳殻である筒状の電鋳部を一体形成
した軸受部品にする工程とを備えている。
【００１０】この樹脂製軸受部品の製造方法によると、
電鋳部をマスター軸と一体で金型内に装着した状態で射
出成形が行われるので、電鋳部を位置決め精度良く容易
にインサートして一体成形できると共に、マスター軸を
分離した電鋳殻である電鋳部の内周面が軸受部品の軸孔
を形成するので、真円度及び内径寸法精度の高い樹脂製
軸受部品が得られる。
【００１１】上記した樹脂製軸受部品の製造方法におい
て、樹脂成形品から分離したマスター軸を、電鋳軸を造
る際のマスター軸として繰り返し転用する形態を採るこ
とができ、これによって同じマスター軸に基づいて多数
の軸受部品を造ることができるので、寸法精度のバラツ
キがない均質な製品が経済的に得られる。
【００１２】上記した樹脂製軸受部品の製造方法におい
て、樹脂成形品から分離したマスター軸を、軸受部品の
電鋳部に装着して軸部品として使用する形態を採ること
ができ、これによって軸と軸孔のクリアランスがより少
なくなるので、高精密な回転又は摺動又は摺動回転を必
要とする軸受部に好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明による樹脂製軸受
部品とその製造方法に付いて、好適な実施形態を示す図
１〜４の添付図面に基づいて詳細に説明すると、図１で
示すように電鋳マスターとなるマスター軸１を用い、マ
スター軸１の非電鋳部２をマスキングした状態で電鋳加
工を施し、筒状の電鋳部３を設けた電鋳軸４を造る。
【００１４】マスター軸１には、剛性などの機械的強度
が大きくて摺動性も良く、耐熱性や耐薬品性にも優れた
材質で形成されるが、図示の実施形態では、焼き入れ処
理を施したステンレス鋼でストレートの円柱状に形成し
たむく軸を使用しており、ステンレス鋼のなかでも特に
ＳＵＳ４２０Ｊなどの使用が望ましい。
【００１５】マスター軸１の材質は、ステンレス鋼に限
定されるものではなく、同等の性能を有して電鋳部３の
加工及び電鋳の分離ができる他の材質の使用も可能であ
り、例えばニッケルクロム鋼その他のニッケル合金やク
ロム合金などの硬質金属材や、セラミックの表面に硬質
金属被膜を施したものなども使用可能である。
【００１６】マスター軸１の形状は、むく軸だけではな
く中空軸や中空部に樹脂材を埋め込んだ中実軸の形態を
採ることも可能であり、また樹脂製軸受部品が摺動軸の
場合には、横断面が一定ならば多角形状その他の非円形
状の形態もあり、更に樹脂製軸受部品の用途によって
は、軸の全長に渡って一定の横断面形状ではない形態を
採ることも可能である。
【００１７】非電鋳部２のマスキングは、レジスト処理
や絶縁材入りインクをシルク印刷して、非電鋳部２の外
周面に対して耐酸性及び非伝導性の被覆材を添着させ、
電鋳処理する際にマスター軸１の電鋳部３のみに作用さ
せる保護被膜を形成する。
【００１８】電鋳部３には、公知の電鋳加工と同様に各
種の電鋳金属の使用が可能であるが、図示の実施形態で
はマスター軸１と同じステンレス材を用い、マスター軸
１からの分離を容易にするために、カーボンなどの摺動
材及びサッカリンなどの応力緩和剤を含有させており、
電鋳の厚みは略０．２〜０．３ｍｍ程度である。
【００１９】なお、マスター軸１に電鋳加工を施した際
に、電鋳部３の両端側は非電鋳部２に迫り出し、内周面
にテーパ状の面取り部３ａが自然に形成されるが、この
面取り部３ａはマスター軸１から電鋳部３を分離させる
際や、軸受部品１３の電鋳部３内周面に装着させて使用
する軸部品を着脱させる際に役立つ。
【００２０】すなわち、マスター軸１から電鋳部３を分
離させる際には、例えば高温又は低温の高圧エアーを接
合部分に吹き付けるなどして両者の熱収縮率の差を利用
したり、軸方向に打撃を加えたりするが、高圧エアーを
吹き付けるのに面取り部３ａは都合が良く、また軸部品
を着脱させる際にはガイドとして作用する。
【００２１】次に、図２で示すように上型５と下型６と
を備えた射出成形金型のキャビティ１０内に、コアロッ
ドの代わりに電鋳軸４をインサートさせた状態にし、ス
プール７とランナー８及びゲート９を介して、液晶ポリ
マー（ＬＣＰ）などによる樹脂材を注入して射出成形を
行う。
【００２２】なお、樹脂材として液晶ポリマー（ＬＣ
Ｐ）の他に、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹
脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂などの結晶性
ポリマー、これら以外でも同様の機能を発揮する高機能
樹脂材を使用することが可能であり、必要に応じて繊維
強化剤や潤滑剤となる添加剤を加えても良い。
【００２３】これにより、図３で示すように電鋳軸４と
樹脂成形部１１が一体になった樹脂成形品１２が得ら
れ、樹脂成形品１２から電鋳軸４を引き抜くと、図４で
示すように電鋳部３は樹脂成形部１１の軸孔内周面に付
着した状態で電鋳殻として残余され、非電鋳部２にマス
キングしたマスター軸１のみが分離する。
【００２４】従って、図４で示すように、樹脂成形部１
１の軸孔内周面に電鋳殻である電鋳部３が一体形成され
た軸受部品１３を得ることができるが、この軸受部品１
３の軸孔内周面は、マスター軸１の外周面に適合した寸
法精度が高いものであり、分離したマスター軸１は電鋳
マスターとして繰り返し使用が可能である。
【００２５】また電鋳部３は、電鋳の基本的性質から外
周面が粗面で内周面が円滑面に形成されるので、電鋳部
３外周面に対する樹脂成形部１１の軸孔内周面の付着力
が良好であると共に、軸受部品１３の電鋳部３内周面に
装着させて使用する軸に対する摺動性も良好であり、研
磨などの後処理を格別に行う必要がない。
【００２６】次に、前記した第１の実施形態による製造
方法の変形として、図３で示す樹脂成形品１２の状態か
ら、電鋳部３を設けた樹脂成形部１１とマスター軸１と
に分離させ、マスター軸１をそのまま軸受部品１３の軸
部品として１セットで使用することも可能である。（第
２の実施形態）
【００２７】第１の実施形態の場合には、電鋳部３をマ
スター軸１と一体にして射出成形が行われるので、電鋳
部３を位置決め精度良く容易にインサートできること、
また射出成形後に電鋳部３から分離させたマスター軸１
は電鋳マスターとして繰り返し使用が可能で経済的であ
ること、同じ電鋳マスターから多数の軸受部品１３を製
造するので、寸法精度などにバラツキのない均質の製品
が得られる。
【００２８】第２の実施形態の場合には、第１の実施形
態の場合と同様電鋳部３を位置決め精度良く容易にイン
サートできること、また電鋳軸４をそのまま軸受部品１
３の軸部品として１セットで使用するので、第１の実施
形態の場合より軸と軸孔とのクリアランスが小さい製品
が得られる。
【００２９】仮に、軸孔に電鋳加工を施した軸受部品を
従来技術で製造する場合には、予め射出成形した樹脂成
形部の軸孔に後で電鋳加工を施すことになり、この場合
には軸孔内に電極を配置させたり、非電鋳部をマスキン
グすること、軸孔内に均一で一定の電鋳を施すこと、な
どが極めて困難であるから実用に供しないところを、本
発明では以上に説明した手段を用いることによって実用
を可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した樹脂製軸受部品の製造方法に
使用するマスター軸（ａ）と電鋳軸（ｂ）の正面図。
【図２】図１の電鋳軸をインサートして行われる射出成
形の模式的な要部縦断面図。
【図３】図２の射出成形で得られる電鋳軸と樹脂成形部
が一体になった樹脂成形品の縦断面図。
【図４】図３の樹脂成形品からマスター軸のみを分離し
て電鋳部付きの軸受部品を得る分離工程の縦断面図。
【符号の説明】 １ マスター軸 ２ 非電鋳部（マスキング） ３ 電鋳部 ４ 電鋳軸 ５ 上型 ６ 下型 ７ スプール ８ ランナー ９ ゲート １０ キャビティ １１ 樹脂成形部 １２ 樹脂成形品 １３ 軸受部品
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 瑛二 神奈川県川崎市中原区上平間316番地 株 式会社旺電舎内 (72)発明者 三谷 健一 東京都大田区西蒲田７−48−３ 株式会社 アクトワン内 Ｆターム(参考） 3J011 AA20 BA02 DA02 KA02 MA02 MA12 QA03 SB02 SC03 SC13 4F206 AD18 AD23 AG28 AH14 JA07 JB12 JF05 JW21

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸受部品の軸孔に適合するマスター軸か
    ら成形後に分離した電鋳殻である筒状の電鋳部が、樹脂
    成形部の軸心にインサートモールドで一体成形されてい
    ることを特徴とした樹脂製軸受部品。
  2. 【請求項２】 軸孔に適合する筒状の電鋳部をマスター
    軸の外周に設けた電鋳軸を造る工程と、この電鋳軸を金
    型内に装着して射出成形を行い、軸心に電鋳軸をインサ
    ートした樹脂成形品を造る工程と、この樹脂成形品から
    マスター軸を分離し、軸孔に電鋳殻である筒状の電鋳部
    を一体形成した軸受部品にする工程とを備えていること
    を特徴とした樹脂製軸受部品の製造方法。
  3. 【請求項３】 樹脂成形品から分離したマスター軸を、
    電鋳軸を造る際のマスター軸として繰り返し転用する請
    求項２に記載の樹脂製軸受部品の製造方法。
  4. 【請求項４】 樹脂成形品から分離したマスター軸を、
    軸受部品の電鋳部に装着して軸部品に使用する請求項２
    に記載の樹脂製軸受部品の製造方法。
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