JP2013029164A - 軸受用樹脂製保持器及びその製造方法、並びに転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェルド部における強度を改善しつつ、樹脂溜まりと周方向にオーバーラップする位置においても強度を維持することが可能な軸受用樹脂製保持器を提供する。
【解決手段】キャビティ４０の内周側周縁部４４には、キャビティ４０内のウェルド部Ｗが形成される位置と周方向にオーバーラップする位置に設けられ、ウェルド部Ｗが形成された後に溶融樹脂が流入する第３樹脂溜まり８０と、第３樹脂溜まり８０から周方向にオフセットした位置に設けられ、当該第３樹脂溜まり８０に溶融樹脂が充填された後に溶融樹脂が流入する第１樹脂溜まり６０と、第１及び第３樹脂溜まり６０、８０から周方向にオフセットした位置に設けられ、第１樹脂溜まり６０に溶融樹脂が充填された後に溶融樹脂が流入する第２樹脂溜まり７０と、が設けられている
【選択図】図１

Description

本発明は、軸受用樹脂製保持器及びその製造方法、並びに転がり軸受に関する。

近年、各種機械や装置に組み込まれる転がり軸受の保持器として、軽量で柔軟性に優れる合成樹脂製の保持器が使用されることが多くなっている。一般的に、このような軸受用樹脂製保持器は、射出成形により製造される。具体的には、図１３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と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に注入された溶融樹脂は、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、溶融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、溶融樹脂に、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融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、強化繊維が溶融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の転がり軸受用合成樹脂製保持器の製造方法においては、成形金型の保持器のポケット部に対応する部分の内径側又は外径側に合成樹脂のための流路を形成し、ゲートから注入された溶融樹脂が、当該流路を通じてゲートの反対側まで注入されるようにしている。このように構成することによって、ウェルド部の発生箇所を低減することを図っている。

また、特許文献２に記載の射出成形方法においては、キャビティに開閉バルブを備えた複数のゲートを設け、これら複数のゲートから溶融樹脂を注入した後に開閉バルブを操作することによって、充填圧力に差を生じさせている。これにより、ウェルド部における溶融樹脂又は強化繊維の配向を乱し、ウェルド部の強度を改善することを図っている。

また、特許文献３記載のウェルド強度改善射出成形方法では、ウェルド位置の近傍に溶融樹脂が流入可能な樹脂溜まりを設けている。そして、その樹脂溜まりの開口部の断面積は、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、樹脂溜まりに樹脂を流入されるように設定されている。このように構成することで、樹脂溜まりに樹脂が流れ込んでウェルド部の圧力均衡が崩れ、ウェルド部が移動し、溶融樹脂又は補強繊維材の配向が乱されることによって、ウェルド部の強度が改善されることを図っている。

また、特許文献４記載の射出成形品の製造方法においては、金型に設ける樹脂溜まりの最適な位置及び体積を規定することによって、ウェルド強度を改善することを図っている。

また、特許文献５記載の合成樹脂性保持器の製造方法においては、キャビティのウェルド位置に一致する位置に設けられた第１樹脂溜まりと、この第１樹脂溜まりに近接して設けられた第２樹脂溜まりと、を備えた成形用金型を用いることで、ウェルド部における溶融樹脂又は補強繊維材の配向を乱し、ウェルド強度を改善することを図っている。

特開平１１−１０８０６３号公報 特開平２−２０２４１４号公報 特許第２９６２９２６号公報 特開２００９−２９８０８４号公報 特開２０１０−２６６０６４号公報

しかしながら、特許文献１の転がり軸受用合成樹脂製保持器の製造方法においては、ウェルド部の発生箇所が低減したとしても、発生したウェルド部の強度を改善することができない。また、保持器成形後に、内径部又は外径部に設けた合成樹脂のための流路を削除しなければならず、製造工程の増加に伴うコスト増を招来する。

また、特許文献２の射出成形方法は、金型構造が複雑であり、開閉バルブの動作制御をしなければならない。

また、特許文献３〜５の射出成形方法では、ウェルド部の強度を改善するために樹脂溜まりを設けているが、当該樹脂溜まり（特許文献５では第２樹脂溜まり）に溶融樹脂が流れ込む際に、この樹脂溜まりと周方向にオーバーラップする位置における補強繊維材の配向が、流動方向（周方向）から強度が低下する方向（樹脂溜まりに向かう方向）に乱れ、強度が低下してしまう虞がある。

本発明は上述の課題を鑑みて成されたものであり、その目的は、ウェルド部における強度を改善しつつ、樹脂溜まりと周方向にオーバーラップする位置においても強度を維持することが可能な軸受用樹脂製保持器、並びに耐久性に優れる転がり軸受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樹脂射出ゲートから、強化繊維を添加した溶融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、前記キャビティ内にウェルド部が形成された後に前記溶融樹脂が流入する第１樹脂溜まりと、該第１樹脂溜まりに前記溶融樹脂が充填された後に前記溶融樹脂が流入する第２樹脂溜まりと、が設けられ、
前記第１樹脂溜まりは、前記キャビティ内の前記ウェルド部が形成される位置から周方向にオフセットした位置に設けられ、
前記第２樹脂溜まりは、前記キャビティ内の前記ウェルド部が形成される位置及び前記第１樹脂溜まりから周方向にオフセットした位置に設けられ、
前記第２樹脂溜まりの体積は、前記第１樹脂溜まりの体積よりも小さい
ことを特徴とする軸受用樹脂製保持器の製造方法。
（２） 前記キャビティの周縁部には、前記キャビティ内に前記ウェルド部が形成される位置と周方向にオーバーラップする位置に、前記キャビティ内に前記ウェルド部が形成された後に前記溶融樹脂が流入する第３樹脂溜まりが設けられ、
前記第１樹脂溜まりは、前記第３樹脂溜まりに前記溶融樹脂が充填された後に前記溶融樹脂が流入する
ことを特徴とする（１）に記載の軸受用樹脂製保持器の製造方法。
（３） 前記第１、第２、第３樹脂溜まりと前記キャビティの周縁部とは、それぞれ第１、第２、第３連通部によって連通されており、
前記第３連通部の断面積は、前記ウェルド部の断面積よりも小さく、
前記第１連通部の断面積は、前記第３連通部の断面積よりも小さく、
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い
ことを特徴とする（２）に記載の軸受用樹脂製保持器の製造方法。
（４） （１）〜（３）の何れか１つ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る
ことを特徴とする軸受用樹脂製保持器。
（５） （４）に記載の軸受用樹脂製保持器を備える
ことを特徴とする転がり軸受。

上記（１）の軸受用樹脂製保持器の製造方法によれば、まず、樹脂射出ゲートから射出された溶融樹脂が、第１樹脂溜まりに流れ込み、ウェルド部における強化繊維の配向が乱されることによって、ウェルド部の強度が向上する。次に、溶融樹脂は第２樹脂溜まりに流入し、第１樹脂溜まりと周方向にオーバーラップする位置における強化繊維の配向が乱されることで、当該位置における強度が改善される。
さらに、第２樹脂溜まりの体積は、第１樹脂溜まりの体積よりも小さくなるように設定されているので、第２樹脂溜まりと周方向にオーバーラップする位置における強化繊維の配向が、流動方向（周方向）から強度低下する方向（第２樹脂溜まりに向かう方向）に乱れることが少なくなり、第２樹脂溜まりと周方向にオーバーラップする位置における強度は低下しない。これにより、ウェルド部における強度を改善しつつ、第１及び第２樹脂溜まりと周方向にオーバーラップする位置においても強度を維持することが可能となる。

上記（２）の軸受用樹脂製保持器の製造方法によれば、第３樹脂溜まりが設けられるので、ウェルド部における強化繊維の配向をさらに乱すことができ、ウェルド部の強度をさらに向上させることが可能となる。

上記（３）の軸受用樹脂製保持器の製造方法によれば、溶融樹脂が、キャビティ、第３樹脂溜まり、第１樹脂溜まり、第２樹脂溜まりの順で確実に充填することが可能である。

上記（４）の軸受用樹脂製保持器によれば、全体において強度が低下している部位が存在せず、耐久性や信頼性に優れ、当該保持器の肉厚を薄くすることができる。

上記（５）の転がり軸受によれば、保持器の肉厚を薄くすることができるので、転動体のサイズを大きくして軸受の定格荷重を上げることができ、軸受の長寿命化を実現することが可能である。

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。 実施形態の変形例に係る製造方法に使用する成形金型の断面図である。 実施形態に係る製造方法によって成形された実施例１の試験片の断面図である。 実施形態に変形例に係る製造方法によって成形された実施例２の試験片の断面図である。 試験片の強度を測定する方法を説明するための図である。 実施形態に係る製造方法によって成形された実施例３の冠型保持器の斜視図である。 実施形態の変形例に係る製造方法によって成形された実施例４の冠型保持器の斜視図である。 実施形態に係る製造方法によって成形されたアンギュラ玉軸受用樹脂製保持器の斜視図である。 実施形態に係る製造方法によって成形された他のアンギュラ玉軸受用樹脂製保持器の斜視図である。 実施形態に係る製造方法によって成形された円錐ころ軸受用樹脂製保持器の斜視図である。 実施形態に係る製造方法によって成形された円筒ころ軸受用樹脂製保持器の斜視図である。 （ａ）は実施形態に係る製造方法によって成形された針状ころ軸受用樹脂製保持器の上面図であり、（ｂ）はその側面図である。 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、並びに転がり軸受の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施形態に係る軸受用樹脂製保持器の製造方法では、１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融樹脂をキャビティ４０内に射出し、冷却固化することによって成形される。
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。

樹脂材料としては、例えば、ポリアミド６６やポリアミド４６、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等に、補強のための強化繊維（例えば、ガラス繊維や炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカー）を添加した樹脂組成物が用いられる。なお、樹脂組成物における強化繊維の添加量は、樹脂組成物全量の４０ｗｔ％以下が好ましい。仮に、強化繊維の添加量を樹脂組成物全量の４０ｗｔ％よりも多量とした場合、樹脂量が少なすぎて射出成形の際の流動性が十分ではなく、後述の樹脂溜まりに流入し難くなる虞がある。また、樹脂組成物には、成形時及び使用時の熱劣化を抑えるために、ヨウ化物系熱安定剤及び／又はアミン系熱安定剤を添加してもよい。さらに、樹脂組成物には、耐衝撃性を改善するために、エチレンプロビレン非共役ジエン（ＥＰＤＭ）等のゴム材料を配合してもよい。

キャビティ４０の内周側周縁部４４には、キャビティ４０内のウェルド部Ｗが形成される位置と周方向にオーバーラップする位置に配置され、ウェルド部Ｗが形成された後に溶融樹脂が流入する第３樹脂溜まり８０と、第３樹脂溜まり６０から周方向にオフセットした位置に配置され、当該第３樹脂溜まり８０に溶融樹脂が充填された後に溶融樹脂が流入する第１樹脂溜まり６０と、第３及び第１樹脂溜まり８０、６０から周方向にオフセットして、第１樹脂溜まり６０及びゲート５０の周方向における間となる位置に配置され、第１樹脂溜まり６０に溶融樹脂が充填された後に溶融樹脂が流入する第２樹脂溜まり７０と、が設けられている。
なお、第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０の周方向における位置の順番は特に限定されるものではないが、図１に示したように、第３、第１、第２樹脂溜まり８０、６０、７０の順に配置されていることが好ましく、その際のそれぞれの樹脂溜まり８０、６０、７０間の周方向距離は、成形される保持器のポケットの最大幅の２倍以内に接近していることが望ましい。

これら第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０と、キャビティ４０の内周側周縁部４４と、はそれぞれ第１、第２、第３連通部６２、７２、８２によって連通されている。

第１、第２、第３連通部６２、７２、８２の断面積Ｄ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａは、ゲート５０から注入された溶融樹脂が、キャビティ４０、第３、第１、第２樹脂溜まり８０、６０、７０の順で充填されるように設定されている。

より具体的には、第３連通部８２の断面積Ｄ３ａはウェルド部Ｗの断面積Ｄ１よりも小さく、第１連通部６２の断面積Ｄ１ａは第３連通部８２の断面積Ｄ３ａよりも小さく、第２連通部７２の断面積Ｄ２ａは第１連通部６２の断面積Ｄ１ａよりも小さくなる（Ｄ１＞Ｄ３ａ＞Ｄ１ａ＞Ｄ２ａ）ように設定されている。ここで、ウェルド部Ｗの断面積Ｄ１は、保持器をウェルド部Ｗの発生位置において径方向に沿って切断した断面の面積である。

また、さらに好ましくは、第３連通部８２の断面積Ｄ３ａはウェルド部Ｗの断面積Ｄ１の２０％以下（Ｄ３ａ≦０．２Ｄ１）であり、第１連通部６２の断面積Ｄ１ａは第３連通部８２の断面積Ｄ３ａの５０％以下（Ｄ１ａ≦０．５Ｄ３ａ）であり、第２連通部７２の断面積Ｄ２ａは第１連通部６２の断面積Ｄ１ａの５０％以下（Ｄ２ａ≦０．５Ｄ１ａ）であるように設定される。仮に、これらの条件を満たさない場合、溶融樹脂が、キャビティ４０、第３、第１、第２樹脂溜まり８０、６０、７０の順で充填されない虞がある。

このように、第１、第２、第３連通部６２、７２、８２の断面積Ｄ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａの条件を定めることによって、先ず、ゲート５０から注入された溶融樹脂は、キャビティ４０を充填し、ゲート５０と対向する位置にウェルド部Ｗが形成される。その後、溶融樹脂は、第３連通部８２を介して第３樹脂溜まり８０に流入し、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の強度が向上する。
そして、溶融樹脂は、第３樹脂溜まり８０を充填した後に第１連通部６２を介して第１樹脂溜まり６０に流入し、さらにウェルド部Ｗにおける強化繊維の配向が乱され、ウェルド部Ｗの強度がより向上する。このとき、第１樹脂溜まり６０と周方向にオーバーラップする位置Ａ（図１中、破線で表されている。以下、単に位置Ａと呼ぶことがある。）における強化繊維の配向が、流動方向（周方向）から強度低下する方向（第１樹脂溜まり６０に向かう方向）に乱れるので、位置Ａにおける強度が低下する虞がある。
しかしながら、溶融樹脂は、第１樹脂溜まり６０を充填した後に第２連通部７２を介して第２樹脂溜まり７０に流入するので、位置Ａにおける強化繊維の配向を乱すことができ、当該位置Ａにおける強度を改善することが可能である。

なお、第３樹脂溜まり８０の体積Ｖ３は、ウェルド部Ｗの断面積Ｄ１に対して、１×Ｄ１≦Ｖ３≦２０×Ｄ１、を満たすことが好ましい。第３樹脂溜まり８０の体積Ｖ３が上記範囲を下回る（Ｖ３＜１×Ｄ１）場合、第３樹脂溜まり８０に流入する溶融樹脂の量が少なくなり、ウェルド部Ｗにおける強化繊維の配向を乱す効果が不足し、ウェルド部Ｗの強度改善効果を得ることができない。一方、第３樹脂溜まり８０の体積Ｖ３が上記範囲を上回る（２０×Ｄ１＜Ｖ３）場合、消費される溶融樹脂の量が増えるのみで、ウェルド部Ｗの強度改善にあまり効果を及ぼさない。

また、第１樹脂溜まり６０の体積Ｖ１は、ウェルド部Ｗの断面積Ｄ１に対して、８×Ｄ１≦Ｖ１≦４０×Ｄ１、を満たすことが好ましい。第１樹脂溜まり６０の体積Ｖ１が上記範囲を下回る（Ｖ１＜８×Ｄ１）場合、第１樹脂溜まり６０に流入する溶融樹脂の量が少なく、ウェルド部Ｗにおける強化繊維の配向を乱す効果が不足し、ウェルド部Ｗの強度改善効果を得ることができない。一方、第１樹脂溜まり６０の体積Ｖ１が上記範囲を上回る（４０×Ｄ１＜Ｖ１）場合、消費される溶融樹脂の量が増えるのみで、ウェルド部Ｗの強度改善にあまり効果を及ぼさないとともに、第１樹脂溜まり７０と周方向にオーバーラップする位置Ａにおける強化繊維の配向が、流動方向（周方向）から強度低下する方向（第１樹脂溜まり７０に向かう方向）に乱れるので、位置Ａにおける強度が低下する虞がある。

また、第２樹脂溜まり７０の体積Ｖ２は、第１樹脂溜まり６０の体積Ｖ１よりも小さく（Ｖ２＜Ｖ１）設定されるとともに、第１樹脂溜まり６０と周方向にオーバーラップする位置Ａにおける断面積Ｄ２に対して、０．５×Ｄ２≦Ｖ２≦８×Ｄ２、を満たすことが好ましい。第２樹脂溜まり７０の体積Ｖ２が上記範囲を下回る（Ｖ２＜０．５×Ｄ２）場合、第２樹脂溜まり７０に流入する溶融樹脂の量が少なく、位置Ａにおける強化繊維の配向を乱す効果が不足し、位置Ａの強度改善効果を得ることができない。一方、第２樹脂溜まり７０の体積Ｖ２が上記範囲を上回る（８×Ｄ２＜Ｖ２）場合、第２樹脂溜まり７０と周方向にオーバーラップする位置Ｂ（図１中、破線で表されている。以下、単に位置Ｂと呼ぶことがある。）における強化繊維の配向が、流動方向（周方向）から強度低下する方向（第２樹脂溜まり８０に向かう方向）に乱れるので、位置Ｂにおける強度が低下する虞がある。

なお、上述の実施形態においては、キャビティ４０の内周側周縁部４４に、第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０を設ける構成について説明したが、必ずしもこの構成に限定されるわけではなく、図２に示すように、少なくとも第１、第２樹脂溜まり６０、７０が設けられていればよい。この場合、ゲート５０から注入された溶融樹脂は、キャビティ４０、第１、第２樹脂溜まり６０、７０の順で充填される。このように構成した場合であっても、溶融樹脂は第１樹脂溜まり６０に流れ込み、ウェルド部Ｗにおける強化繊維の配向が乱されることによって、ウェルド部Ｗの強度が向上する。さらに、溶融樹脂は第２樹脂溜まり７０に流入し、第１樹脂溜まり６０と周方向にオーバーラップする位置Ａにおける強化繊維の配向が乱されることで、当該位置Ａにおける強度が改善される。その他の効果は上述の実施形態と同様である。

（実施例１〜２）
図３には、上述した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環状の試験片１が示されている。なお、図３には、発明の理解のために、ゲート５０と、第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０と、第１、第２、第３連通部６２、７２、８２と、が模式的に図示されている。

試験片１は、内径が５０ｍｍ、外径が５８ｍｍ、幅が５ｍｍ、ウェルド部Ｗ及び位置Ａにおける断面積が２０ｍｍ^２（Ｄ１＝Ｄ２＝２０ｍｍ^２）に設定されている。成形材料はガラス繊維を２５ｗｔ％含有するポリアミド６６を使用した。また、ゲート５０に対向する位置（ウェルド部Ｗが形成される位置）には、第３樹脂溜まり８０が第３連通部８２によって連結され、また、第３連通部８２から反時計周りに２０°変位した位置Ａには、第１樹脂溜まり６０が第１連通部６２によって連結され、さらに位置Ａから反時計周りに２０°変位した位置Ｂには、第２樹脂溜まり７０が第２連通部７２によって連結されている。

そして、第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０の体積Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３や、第１、第２、第３連通部６２、７２、８２の開閉（即ち、第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０の有無）を任意に設定し、複数の試験片１（実施例１〜２及び比較例１〜４）のウェルド部Ｗ、位置Ａ及び位置Ｂにおける強度を測定した。

表１には、実施例１〜２及び比較例１〜４の試験片１を射出成形する際の第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０の体積Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、及び第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０の有無がまとめられている。なお、表１中、「−」と示されているものは、樹脂溜まりを設けないことを意味する。例えば、実施例２の試験片１を射出成形する際には、図４に示すように、第３樹脂溜まり８０が設けられない。また、全ての試験片１において、第１、第２、第３連通部６２、７２、８２の断面積Ｄ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａは、Ｄ１ａ＝０．９ｍｍ、Ｄ２ａ＝０．４ｍｍ、Ｄ３ａ＝２ｍｍと設定している。

また、図５は、試験片１のウェルド部Ｗ、位置Ａ及び位置Ｂにおける強度を測定する方法を示している。当該方法では、まず、半円状に切り出した試験片１を、平板状の試験台９０の上面に一対の支持部９２を介して載置する。そして、試験片１の中央に治具９４を配置し、試験片１に当該治具９４を介して鉛直方向下側（図５における矢印の方向）に荷重を加える。そして、試験片１が破壊されたときの荷重を、治具９４に接続されたロードセル（図示せず）等により求め、試験片１のウェルド部Ｗ、位置Ａ及び位置Ｂにおける強度を測定する。

表２に、実施例１〜２及び比較例１〜４に係る試験片１のウェルド部Ｗ、位置Ａ及び位置Ｂにおける強度測定の結果を示す。ここで、表２における強度比とは、ウェルド部Ｗ、位置Ａ及び位置Ｂ以外の部分（以下、便宜上、非ウェルド部と呼ぶ。）の強度を１とした場合の相対的な強度を意味する。

樹脂溜まりを１つも設けていない比較例４の試験片１では、ウェルド部Ｗの強度が、非ウェルド部に比べて著しく低下していることがわかる。

また、比較例２及び３の試験片１では、第１樹脂溜まり６０及び第３樹脂溜まり８０が設けられているため、比較例４に比べてウェルド部Ｗの強度が向上しているのがわかる。特に、比較例２の試験片１では、第１樹脂溜まり６０の体積Ｖ１が、比較例３に比べて大きく設定されているため、ウェルド部Ｗの強度が改善している。しかしながら、比較例２の試験片１では、第１樹脂溜まり６０の体積Ｖ１が大きい分、位置Ａにおける強度が低下してしまっている。

また、比較例１の試験片１では、第２の樹脂溜まり７０が設けられているため位置Ａの強度は改善しているが、すべての樹脂溜まり６０、７０、８０の体積Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が等しく設定されている（Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３）ため、第３樹脂溜まり７０の体積Ｖ２が過大であり、位置Ｂにおける強度が低下してしまう。

一方、本発明の実施例１の試験片１では、第２樹脂溜まり７０の体積Ｖ２が、第１樹脂溜まり６０の体積Ｖ１よりも小さく（Ｖ２＜Ｖ１）、且つ位置Ａにおける断面積Ｄ２（＝２０ｍｍ^２）に対して０．５×Ｄ２≦Ｖ２≦８×Ｄ２を満たすように設定されているため、位置Ｂにおける強度が低下することなく、ウェルド部Ｗ及び位置Ａにおける強度を改善することが可能である。

また、本発明の実施例２の試験片１では、第３樹脂溜まり８０が設けられていないため、ウェルド部Ｗにおける強化繊維の配向を乱す効果が実施例１に比べやや劣り、ウェルド部Ｗの強度が実施例１よりも若干低いが、ウェルド部Ｗの強度改善効果は十分にあり、位置Ａ及びＢにおける強度も維持することが可能である。

（実施例３〜４）
図６には、上述した本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１０が示されている。冠型保持器１０は、略円環状の基部１３と、基部１３の軸方向一端側面１５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１７と、を有しており、隣り合う一対の柱部１７，１７の互いに対向する面１９，１９と基部１３の軸方向一端側面１５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６には、発明の理解のために、１点のゲート５０と、第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０と、第１、第２、第３連通部６２、７２、８２と、が模式的に図示されている。

冠型保持器１０は、内径が９５ｍｍ、外径１２５ｍｍに設定された玉軸受用の保持器であり、ポケット部１１の数が奇数（本実施例では１１個）とされ、ポケット部１１と柱部１７とが対向するように構成されている。成形材料はガラス繊維を２５ｗｔ％含有するポリアミド４６を使用した。また、ゲート５０が配置された柱部１７に対向するポケット部１１中心直下の基部１３には、第３樹脂溜まり８０が設けられている。また、第３樹脂溜まり８０を設けた基部１３直上のポケット部１１に隣接するポケット部１１中心直下の基部１３には、第１樹脂溜まり６０が設けられ、さらに隣接するポケット部１１中心直下の基部１３には第２樹脂溜まり７０が設けられている。

そして、第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０の体積Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３や、第１、第２、第３連通部６２、７２、８２の開閉（即ち、第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０の有無）を任意に設定し、複数の冠型保持器１０（実施例３〜４及び比較例５〜６）の耐久試験を行った。この耐久試験では、実施例３〜４及び比較例５〜６の冠型保持器１０を玉軸受に組み込み、１時間ごとに回転数を一定数上昇させながら、冠型保持器１０が破損するまでの玉軸受の最高回転数を比較した。

表３には、実施例３〜４及び比較例５〜６の冠型保持器１０を射出成形する際の第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０の体積Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と、第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０の有無と、耐久試験結果と、がまとめられている。なお、表３中、「−」と示されているものは、樹脂溜まりを設けないことを意味する。例えば、実施例４の冠型保持器１０を射出成形する際には、図７に示すように、第３樹脂溜まり８０が設けられない。また、耐久試験結果は、比較例６の冠型保持器１０を組み込んだ玉軸受の最高回転数を１とした場合の比率で示されている。また、全ての試験片１において、第１、第２、第３連通部６２、７２、８２の断面積Ｄ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａはＤ１ａ＝０．８ｍｍ、Ｄ２ａ＝０．４ｍｍ、Ｄ３ａ＝１．６ｍｍと設定し、ウェルド部Ｗ及び位置Ａにおける断面積は８ｍｍ^２（Ｄ１＝Ｄ２＝８ｍｍ^２）に設定されている。

第１、第２、第３樹脂溜まり６０、７０、８０を全て設けた実施例３、及び第１、第２樹脂溜まり６０、７０を設けた実施例４の冠型保持器１０は、比較例５及び６に比べて、強度が著しく増加しており、より高い回転数の玉軸受にも適用することが可能である。

以上、説明した通り、本実施形態の軸受用樹脂製保持器の製造方法によれば、まず、ゲート５０から射出された溶融樹脂が、第３樹脂溜まり８０に流れ込み、ウェルド部Ｗにおける強化繊維の配向が乱されることによって、ウェルド部Ｗの強度が向上する。次に、溶融樹脂は第２樹脂溜まり７０に流入し、ウェルド部Ｗにおける強化繊維の配向がさらに乱されることで、ウェルド部Ｗの強度がより改善される。そして、溶融樹脂は第３樹脂溜まり８０に流入し、第２樹脂溜まり７０と周方向にオーバーラップする位置Ａにおける強化繊維の配向が乱されることで、当該位置Ａにおける強度が改善される。このように、ウェルド部Ｗにおける強度を改善しつつ、第２樹脂溜まり７０と周方向にオーバーラップする位置Ａにおいても強度を維持することができる。

さらに、第２樹脂溜まり７０の体積Ｖ２は、第１樹脂溜まり６０の体積Ｖ１よりも小さくなるように設定されている。したがって、第２樹脂溜まり８０と周方向にオーバーラップする位置Ｂにおける強化繊維の配向が、流動方向（周方向）から強度低下する方向（第２樹脂溜まり７０に向かう方向）に乱れることが少なくなり、第２樹脂溜まり７０と周方向にオーバーラップする位置Ｂにおける強度が改善される。これにより、ウェルド部Ｗにおける強度を改善しつつ、第１、第２樹脂溜まり６０、７０と周方向にオーバーラップする位置Ａ、Ｂにおいても強度を維持することが可能となる。

さらに、軸受用樹脂製保持器の製造方法によれば、溶融樹脂が、キャビティ４０、第３樹脂溜まり８０、第１樹脂溜まり６０、第２樹脂溜まり７０の順で確実に充填することが可能である。

以上のような本実施形態の製造方法によって製造された軸受用樹脂製保持器は、全体において強度が低下している部位が存在せず、耐久性や信頼性に優れる。そして、軸受用樹脂製保持器の肉厚を薄くすることができるので、当該保持器を備える軸受において転動体のサイズを大きくすることができ、軸受の定格荷重を上げることができ、軸受の長寿命化を実現することが可能である。

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から注入された溶融樹脂が、キャビティ４０、第３、第１、第２樹脂溜まり８０、６０、７０の順で充填されるように、第１、第２、第３連通部６２、７２、８２の断面積Ｄ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａを設定するとした。しかしながら、必ずしもこの構成に限定されず、第１、第２、第３連通部６２、７２、８２にヒーター等の局部加熱装置を設けて温度を調整することによって、溶融樹脂がキャビティ４０、第３、第１、第２樹脂溜まり８０、６０、７０の順に充填するように制御してもよい。

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、図８及び９に示すようなアンギュラ玉軸受用樹脂製保持器や、図１０に示すような円錐ころ軸受用樹脂製保持器、図１１に示すような円筒ころ軸受用樹脂製保持器、図１２に示すような針状ころ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。

また、上述の実施形態においては、ゲート５０の数を１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。

１ 試験片
１０ 冠型保持器
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
６２ 第１連通部
７０ 第２樹脂溜まり
７２ 第２連通部
８０ 第３樹脂溜まり
８２ 第３連通部
Ｗ ウェルド部
Ａ 第１樹脂溜まりと周方向にオーバーラップする位置
Ｂ 第２樹脂溜まりと周方向にオーバーラップする位置
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３ 体積
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、 断面積

Claims (5)

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樹脂射出ゲートから、強化繊維を添加した溶融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、前記キャビティ内にウェルド部が形成された後に前記溶融樹脂が流入する第１樹脂溜まりと、該第１樹脂溜まりに前記溶融樹脂が充填された後に前記溶融樹脂が流入する第２樹脂溜まりと、が設けられ、
   前記第１樹脂溜まりは、前記キャビティ内の前記ウェルド部が形成される位置から周方向にオフセットした位置に設けられ、
   前記第２樹脂溜まりは、前記キャビティ内の前記ウェルド部が形成される位置及び前記第１樹脂溜まりから周方向にオフセットした位置に設けられ、
   前記第２樹脂溜まりの体積は、前記第１樹脂溜まりの体積よりも小さい
   ことを特徴とする軸受用樹脂製保持器の製造方法。
2. 前記キャビティの周縁部には、前記キャビティ内に前記ウェルド部が形成される位置と周方向にオーバーラップする位置に、前記キャビティ内に前記ウェルド部が形成された後に前記溶融樹脂が流入する第３樹脂溜まりが設けられ、
   前記第１樹脂溜まりは、前記第３樹脂溜まりに前記溶融樹脂が充填された後に前記溶融樹脂が流入する
   ことを特徴とする請求項１に記載の軸受用樹脂製保持器の製造方法。
3. 前記第１、第２、第３樹脂溜まりと前記キャビティの周縁部とは、それぞれ第１、第２、第３連通部によって連通されており、
   前記第３連通部の断面積は、前記ウェルド部の断面積よりも小さく、
   前記第１連通部の断面積は、前記第３連通部の断面積よりも小さく、
   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い
   ことを特徴とする請求項２に記載の軸受用樹脂製保持器の製造方法。
4. 請求項１〜３の何れか１項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る
   ことを特徴とする軸受用樹脂製保持器。
5. 請求項４に記載の軸受用樹脂製保持器を備える
   ことを特徴とする転がり軸受。

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