JP2015075201A - 軸受用樹脂製保持器、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数且つ奇数個のポケット部を有する軸受用樹脂製保持器の強度低下を抑制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。
【解決手段】第一及び第二ゲート５１、５２は、それぞれ異なる柱部２０に対応する位置に配置され、第一ゲート５１の周方向一方側と第二ゲート５２の周方向他方側との間に位置するポケット部３０の個数と、第一ゲート５１の周方向他方側と第二ゲート５２の周方向一方側との間に位置するポケット部３０の個数との差は、一個である。そして、第一及び第二ゲート５１、５２の径が異なることにより、第一及び第二ゲート５１、５２からそれぞれ射出される溶解樹脂の流動バランスが異なる。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸受用樹脂製保持器、及びその製造方法に関する。

一般的に、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７に示すように、成形金型内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（熱可塑性樹脂）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、溶解樹脂の均一な混合が起こらず、ウェルド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、金属繊維等の補強繊維材を添加したものでは、ウェルド１００Ｗにおいて補強繊維材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１００Ｗ以外の部分では、補強繊維材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から破損することが多い。特に、ウェルドが、最も応力集中し易いポケット部の底部、すなわちポケット部において最も軸方向の肉厚が薄い部分に形成されると、当該ポケット部の底部に損傷が発生し易くなり、保持器の耐久性が損なわれてしまう。そこで、従来より、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、ウェルドにおける補強繊維材の配向を乱し、該ウェルドの強度を改善することを図っている。

また、特許文献２記載の合成樹脂製保持器の製造方法では、金型のキャビティ内にゲートを通して合成樹脂を注入し、円周等配に偶数個の転動体保持用のポケット部を持つ保持器を射出成形する。ここで、ポケット部のうち少なくとも２つ以上を挟む位置に設けられた２つ以上のゲートを通して合成樹脂を注入することによって、ゲートに挟まれた柱部分にて合成樹脂を合流接合させるようにしている。

また、特許文献３記載の合成樹脂製保持器の製造方法では、複数且つ奇数個のポケット部のうちの１つのポケット部を挟んで隣り合う２本の柱部に対応する位置に臨ませた２つのゲートを通して、合成樹脂材料を注入する。これにより、２つのゲートに挟まれたポケット部と、該ポケット部と保持器中心を挟んで対向する柱部にて、合成樹脂材料を合流接合させるようにしている。

特許第３７３１６４７号公報 特開平９−０２９７７６号公報 特公平６−０７７９４７号公報

しかしながら、特許文献１記載のプラスチックシールの射出成形方法では、射出成形後に樹脂溜まり部を除去して廃棄する必要があるため、加工工数の増加や、材料コストの増加といった問題がある。

また、特許文献２記載の合成樹脂製保持器の製造方法は、上述したように偶数個のポケット部を有する樹脂製保持器の製造方法であり、奇数個のポケット部を有する樹脂製保持器において、同様の構成を採用した場合、隣り合う二つのゲートの間のポケット数が奇数となる部分が少なくとも一箇所以上存在する。したがって、当該箇所においてはポケット部の底部にウェルドが形成され、保持器強度が低下するという問題がある。

また、特許文献３記載の合成樹脂製保持器の製造方法では、一つのポケット部の底部にウェルドが形成されてしまう。このウェルドは、ゲートに近く、溶解樹脂の流動性が良い状態で合流したものであるが、補強繊維材が流動方向に対し垂直に配向するため、補強効果が発現せず、保持器強度が低下するという問題がある。

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、複数且つ奇数個のポケット部を有する軸受用樹脂製保持器の強度低下を抑制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二つの第一及び第二樹脂射出ゲートから、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、
前記軸受用樹脂製保持器は、周方向に所定間隔で設けられた、複数且つ奇数個のポケット部と、それぞれの前記ポケット部の周方向両側に設けられた、前記ポケット部と同数の柱部と、を有し、
前記第一及び第二樹脂射出ゲートは、それぞれ異なる前記柱部に対応する位置に配置され、
前記第一樹脂射出ゲートの周方向一方側と前記第二樹脂射出ゲートの周方向他方側との間に位置する前記ポケット部の個数と、前記第一樹脂射出ゲートの周方向他方側と前記第二樹脂射出ゲートの周方向一方側との間に位置する前記ポケット部の個数との差は、一個であり、
前記第一及び第二樹脂射出ゲートからそれぞれ射出される前記溶解樹脂の流動バランスが異なる
ことを特徴とする軸受用樹脂製保持器の製造方法。
（２） 前記第一及び第二樹脂射出ゲートの径が異なることにより、前記第一及び第二樹脂射出ゲートからそれぞれ射出される前記溶解樹脂の流動バランスが異なる
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） 前記第一及び第二樹脂射出ゲートには、それぞれ第一及び第二ランナーを介して、スプルーから前記溶解樹脂が供給され、
前記第一及び第二ランナーの長さが異なることにより、前記第一及び第二樹脂射出ゲートからそれぞれ射出される前記溶解樹脂の流動バランスが異なる
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。
（４） 前記第一及び第二樹脂射出ゲートには、それぞれ第一及び第二ランナーを介して、スプルーから前記溶解樹脂が供給され、
前記第一及び第二ランナーの径が異なることにより、前記第一及び第二樹脂射出ゲートからそれぞれ射出される前記溶解樹脂の流動バランスが異なる
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。
（５） （１）〜（４）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。

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、第一及び第二樹脂射出ゲートは、それぞれ異なる柱部に対応する位置に配置され、第一樹脂射出ゲートの周方向一方側と第二樹脂射出ゲートの周方向他方側との間に位置するポケット部の個数と、第一樹脂射出ゲートの周方向他方側と第二樹脂射出ゲートの周方向一方側との間に位置するポケット部の個数との差は、一個であり、第一及び第二樹脂射出ゲートからそれぞれ射出される溶解樹脂の流動バランスが異なる。したがって、ポケット部の底部にウェルドが形成されることがなく、保持器強度低下を抑制することが可能である。

第１実施形態に係る製造方法によって製造された冠形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冠形保持器の平面図である。 比較例に係る製造方法によって製造された冠形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冠形保持器の平面図である。 第３実施形態に係る製造方法によって製造された冠形保持器の平面図である。 変形例に係る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）
図１及び図２には、本実施形態の転がり軸受用冠形保持器１（以後、単に冠形保持器と呼ぶことがある。）が示されている。冠形保持器１は、略円環状の基部１０と、基部１０の軸方向一端側面１２から、周方向に所定間隔で軸方向に突出する複数且つ奇数個（本実施形態では１５個）の柱部２０と、隣り合う一対の柱部２０，２０の互いに対向する面２２，２２と基部１０の軸方向一端側面１２とによって形成され、軸受の転動体（不図示）を保持する複数且つ奇数個（本実施形態では１５個）のポケット部３０と、を有している。すなわち、柱部２０とポケット部３０は同数であると共に何れも奇数個形成されており、柱部２０はそれぞれのポケット部３０の周方向両側に設けられる。

このような冠形保持器１の製造方法では、二点ゲート方式の射出成形を採用している。具体的には、冠形保持器１は、成形金型内に形成した環状のキャビティ（不図示）の内周側周縁部に設けた二つの第一及び第二樹脂射出ゲート（以下、単に第一及び第二ゲートと呼ぶ。）５１、５２から、補強繊維材を添加した溶解樹脂をキャビティ内に射出し、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、ポリフェニレンサルファイド（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％の補強繊維材（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及び図２中、キャビティは不図示であるが、その内部構造は冠形保持器１の構造と略同一とされている。

第一及び第二ゲート５１、５２には、それぞれ略円筒状の第一及び第二ランナー５３、５４を介して、略円筒状のスプルー５５から溶解樹脂が供給される。スプルー５５は、冠形保持器１（キャビティ）の略中心において軸方向に延びており、第一及び第二ランナー５３、５４と接続される。第一及び第二ランナー５３、５４は、互いに形状（長さ、径）が同一となるように形成される。

第一及び第二ゲート５１、５２は、それぞれ異なる柱部２０に対応する位置、すなわち柱部２０と周方向及び軸方向にオーバーラップする位置に配置される。より詳細には、第一ゲート５１がオーバーラップする柱部２０を第一柱部２０Ａとすると、第二ゲート５２は、第一柱部２０Ａと径方向に対向するポケット部３０と周方向に隣接する第二柱部２０Ｂとオーバーラップするように配置される。これにより、第一ゲート５１の周方向一方側（図２中、時計周り）と第二ゲート５２の周方向他方側（図２中、反時計回り）との間に位置するポケット部３０の個数（８個）と、第一ゲート５１の周方向他方側と第二ゲート５２の周方向一方側との間に位置するポケット部３０の個数（７個）との差は、一個となる。

ここで、第一及び第二ゲート５１、５２の径が互いに異なるように、すなわち、第一ゲート５１の径が第二ゲート５２の径に比べて大径となるように形成されている。このように構成することで、第一及び第二ゲート５１、５２からそれぞれ射出される溶解樹脂の流動バランスを異ならせ、第二ゲート５２に比べて第一ゲート５１から射出される溶解樹脂の流入量を多くすることができる。ここで、第一及び第二ゲート５１、５２の径は、ウェルドＷがポケット部３０の底部を避けて形成されるように適宜設定されており、これにより、保持器強度低下を抑制することが可能である。

なお、仮に第一及び第二ゲート５１、５２の径が同一であった場合には、図３に示すように、第一及び第二ゲート５１、５２からそれぞれ射出される溶解樹脂の流動バランスが等しくなり、第一及び第二ゲート５１、５２の周方向中間部において二つのウェルドＷが形成される。そして、これら二つのウェルドＷのうち、一方のウェルドＷは柱部２０に形成されるが、他方のウェルドＷはポケット部３０の底部において形成されてしまい、保持器強度が低下してしまう。

以上説明したように、本実施形態の冠形保持器１の製造方法によれば、第一及び第二ゲート５１、５２は、それぞれ異なる柱部２０に対応する位置に配置され、第一ゲート５１の周方向一方側と第二ゲート５２の周方向他方側との間に位置するポケット部３０の個数と、第一ゲート５１の周方向他方側と第二ゲート５２の周方向一方側との間に位置するポケット部３０の個数との差は、一個である。そして、第一及び第二ゲート５１、５２の径が異なることにより、第一及び第二ゲート５１、５２からそれぞれ射出される溶解樹脂の流動バランスが異なる。したがって、ポケット部３０の底部にウェルドＷが形成されることがなく、保持器強度低下を抑制することが可能である。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の冠形保持器１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４に示すように、本実施形態では、スプルー５５が、冠形保持器１（キャビティ）の略中心から第一ゲート５１側に変位して配置されている。これにより、第一及び第二ランナー５３、５４の長さが異なるように、すなわち第一ランナー５３の径方向長さが第二ランナー５４の径方向長さに比べて短くなるように形成されている。なお、第一及び第二ランナー５３、５４の径は同一であり、第一及び第二ゲート５１、５２の径も同一である。

このように、第一及び第二ランナー５３、５４の長さが異なることにより、第一及び第二ゲート５１、５２からそれぞれ射出される溶解樹脂の流動バランスが異なる。すなわち、第二ゲート５２に比べて第一ゲート５１から溶解樹脂がキャビティ内に流入するタイミングが早くなるので、第二ゲート５２に比べて第一ゲート５１から射出される溶解樹脂の流入量を多くすることができる。これにより、ポケット部３０の底部にウェルドＷが形成されることがなく、保持器強度低下を抑制することが可能である。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態の冠形保持器１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５に示すように、本実施形態では、第一及び第二ゲート５１、５２の径が同一とされ、且つ、第一及び第二ランナー５３、５４の径が異なるように、すなわち第一ランナー５３の径が第二ランナー５４の径に比べて大径となるように形成される点で、第１実施形態と異なる。

このように、第一及び第二ランナー５３、５４の径が異なることにより、第一及び第二ゲート５１、５２からそれぞれ射出される溶解樹脂の流動バランスが異なる。すなわち、大径である第一ランナー５３には、小径の第二ランナー５４よりも溶解樹脂の流入量が多くなり、その結果、第一ゲート５１には第二ゲート５２よりも高い圧力がかかる。そして、第一及び第二ゲート５１、５２の径が同一であるため、低圧である第二ゲート５２に比べて高圧である第一ゲート５１から射出される溶解樹脂の流入量を多くすることができる。これにより、ポケット部３０の底部にウェルドＷが形成されることがなく、保持器強度低下を抑制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、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は、上述したような冠形保持器１に限定されず、図６に示すように、軸方向一端側面１２側を開放させない形状としてもよい。さらに、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。

また、本発明の軸受用樹脂製保持器は、強度低下が少なく耐久性に優れるため、転がり軸受に適用することが好適である。すなわち、このような転がり軸受は、内輪と、外輪と、内輪及び外輪との間に設けられた複数の転動体と、転動体をポケット部に転動自在に保持し、耐久性に優れる軸受用樹脂製保持器と、を備えるので、高速回転や高負荷等の要求を満たすことが可能である。

１ 転がり軸受用冠形保持器（軸受用樹脂製保持器）
１０ 基部
１２ 軸方向一端側面
２０ 柱部
２２ 面
３０ ポケット部
５１、５２ 樹脂射出ゲート
５３、５４ ランナー
５５ スプルー
Ｗ ウェルド

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二つの第一及び第二樹脂射出ゲートから、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、
   前記軸受用樹脂製保持器は、周方向に所定間隔で設けられた、複数且つ奇数個のポケット部と、それぞれの前記ポケット部の周方向両側に設けられた、前記ポケット部と同数の柱部と、を有し、
   前記第一及び第二樹脂射出ゲートは、それぞれ異なる前記柱部に対応する位置に配置され、
   前記第一樹脂射出ゲートの周方向一方側と前記第二樹脂射出ゲートの周方向他方側との間に位置する前記ポケット部の個数と、前記第一樹脂射出ゲートの周方向他方側と前記第二樹脂射出ゲートの周方向一方側との間に位置する前記ポケット部の個数との差は、一個であり、
   前記第一及び第二樹脂射出ゲートからそれぞれ射出される前記溶解樹脂の流動バランスが異なる
   ことを特徴とする軸受用樹脂製保持器の製造方法。
2. 前記第一及び第二樹脂射出ゲートの径が異なることにより、前記第一及び第二樹脂射出ゲートからそれぞれ射出される前記溶解樹脂の流動バランスが異なる
   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. 前記第一及び第二樹脂射出ゲートには、それぞれ第一及び第二ランナーを介して、スプルーから前記溶解樹脂が供給され、
   前記第一及び第二ランナーの長さが異なることにより、前記第一及び第二樹脂射出ゲートからそれぞれ射出される前記溶解樹脂の流動バランスが異なる
   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。
4. 前記第一及び第二樹脂射出ゲートには、それぞれ第一及び第二ランナーを介して、スプルーから前記溶解樹脂が供給され、
   前記第一及び第二ランナーの径が異なることにより、前記第一及び第二樹脂射出ゲートからそれぞれ射出される前記溶解樹脂の流動バランスが異なる
   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。
5. 請求項１〜４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。

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