JP2015163478A - Method of producing ball bearing cage for rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、合成樹脂製の転がり軸受用保持器の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a cage for a rolling bearing made of synthetic resin.
各種転がり軸受においては、高速での回転に対応するために軽量で柔軟性に優れる合成樹脂製保持器が使用されることが多くなっている。合成樹脂製保持器は射出成形法で製造されるが、成形用金型のキャビティ内に溶融樹脂組成物を射出充填し、保圧、冷却して溶融樹脂組成物の固化を待つ通常の射出成形法と、射出充填後に成形用金型を移動させて圧縮を加える射出圧縮法とが知られている。圧縮することにより、樹脂組成物中の配合成分(特に補強材)の配向や、得られる保持器の反りやヒケ、変形等を防止することができ、更には溶融樹脂組成物中のボイド(微小の空孔)を低減して樹脂強度の低下を防ぐことができるため、有効な成形方法である。 In various types of rolling bearings, a synthetic resin cage that is lightweight and excellent in flexibility is often used in order to cope with rotation at a high speed. Synthetic resin cages are manufactured by the injection molding method, but injection molding is performed by injecting the molten resin composition into the cavity of the molding die, and holding and cooling to wait for the molten resin composition to solidify. And an injection compression method in which compression is performed by moving a molding die after injection filling. By compressing, it is possible to prevent the orientation of compounding components (particularly the reinforcing material) in the resin composition, warpage, sink marks, deformation, etc. of the resulting cage, and furthermore, voids (minute) in the molten resin composition Therefore, it is an effective molding method.
尚、射出圧縮法としては、成形機の型締め機構を利用してキャビティが保持器形状と一致する寸前で可動側金型を待機させておき、そこへ溶融樹脂組成物を射出充填した後、キャビティが保持器形状と一致するまで可動側金型を移動して圧縮を加える方法(例えば特許文献1〜3参照)や、圧縮専用の別機構を設け、固定金型(枠)と可動金型とを完全に型締めしておき、射出充填した後に圧縮専用の別機構に移して圧縮を行う方法(例えば特許文献4〜6参照)等が知られている。 As an injection compression method, using a mold clamping mechanism of a molding machine, the movable side mold is kept waiting just before the cavity coincides with the shape of the cage, and after filling the molten resin composition therewith, A method of moving the movable mold until the cavity matches the shape of the cage and applying compression (see, for example, Patent Documents 1 to 3), or another mechanism dedicated to compression is provided, and the fixed mold (frame) and the movable mold And the like (see, for example, Patent Documents 4 to 6) and the like that are completely clamped and transferred to another mechanism dedicated to compression after injection filling.
しかしながら、保持器には転動体を保持するためのポケットがあるため、上記のような射出圧縮法で成形することは一般に困難とされている。即ち、ポケットを形成するには、キャビティを保持器の形状と一致するまで完全に型締めした後、溶融樹脂組成物を射出充填し、固化させる必要がある。しかし、上記のように、圧縮のためにはキャビティを完全に型締めすることがないため、キャビティのポケット相当部分にも溶融樹脂組成物が入り込み、得られる保持器のポケットにバリが残ったり、場合によってはポケットが形成されないことがある。そのため、バリ取り加工等が別途必要になり、コスト増を招くようになる。 However, since the cage has pockets for holding the rolling elements, it is generally difficult to mold by the injection compression method as described above. That is, in order to form a pocket, the cavity must be completely clamped until it matches the shape of the cage, and then the molten resin composition must be injection-filled and solidified. However, as described above, because the cavity is not completely clamped for compression, the molten resin composition also enters the portion corresponding to the pocket of the cavity, and burrs remain in the pocket of the obtained cage, In some cases, pockets may not be formed. For this reason, a deburring process or the like is separately required, resulting in an increase in cost.
また、本来の保持器の形状とは一致しない部分に入り込んだ溶融樹脂組成物を圧縮するため、圧縮の際に成形用金型に大きな圧力が加わり、成形用金型の損傷を起こすこともある。 In addition, since the molten resin composition that has entered the portion that does not match the shape of the original cage is compressed, a large pressure is applied to the molding die during compression, which may cause damage to the molding die. .
更には、圧縮専用の別機構を付加する方法では、別機構の装置や設備、工程が必要となりコスト増になる。 Furthermore, in the method of adding another mechanism dedicated to compression, a device, equipment, and process of another mechanism are required, resulting in an increase in cost.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ポケットのバリ取り作業や圧縮専用の別機構が不要で、低コストで寸法精度や強度に優れる転がり軸受用保持器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and provides a rolling bearing retainer that does not require a pocket deburring operation or a separate compression-dedicated mechanism and is excellent in dimensional accuracy and strength at low cost. Objective.
上記の目的を達成するために、本発明では下記を提供する。
(1)円環状の基部の一方の側に複数の柱部が立設しており、隣接する一対の前記柱部により転動体を保持するためのポケットを形成する合成樹脂製の転がり軸受用保持器を、射出成形法により製造する方法であって、
保持器形状と一致するキャビティと、前記キャビティの柱部相当部の適所に連続して該柱部相当部の外部に設けられた樹脂溜りと、前記樹脂溜りに連続する空洞及び前記空洞を摺動する可動ピンを配設した成形用金型を用いるとともに、前記可動ピンを引いて該可動ピンの先端と前記樹脂溜りとの間に空所を形成した状態で溶融樹脂組成物を射出して前記キャビティ、前記樹脂溜り及び前記空所を充填した後、前記溶融樹脂組成物が固化する前に、前記可動ピンを前記樹脂溜り側に移動して前記樹脂溜り内の前記溶融樹脂組成物を前記キャビティ内に押し込んで前記キャビティ内の前記溶融樹脂組成物を圧縮し、次いで、圧縮状態のまま前記溶融樹脂組成物を固化させることを特徴とする転がり軸受用保持器の製造方法。
(2)前記転がり軸受用保持器は前記柱部に平坦部を備え、前記成形用金型は、前記柱部相当部の平坦部相当部に連続して外部に設けられた第2の空洞と、前記第2の空洞を摺動する第2の可動ピンとを備えており、前記溶融樹脂組成物の硬化後、前記成形用金型を開き、前記第2の可動ピンを前記平坦部相当部との境界面を超えて移動させて保持器離型を行うことを特徴とする上記(1)記載の転がり軸受用保持器の製造方法。
(3)前記第2の可動ピンを引いて該第2の可動ピンの先端と前記平坦部相当部との間に形成された空所にも前記溶融樹脂組成物を充填し、前記空所内の前記溶融樹脂組成物を前記キャビティ内に押し込むことを特徴とする上記(2)記載の転がり軸受用保持器の製造方法。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following.
(1) Holding for a rolling bearing made of synthetic resin in which a plurality of pillars are erected on one side of an annular base, and a pocket for holding a rolling element is formed by a pair of adjacent pillars. A method of manufacturing a container by an injection molding method,
A cavity that matches the shape of the cage, a resin reservoir that is provided outside the column-corresponding portion continuously at an appropriate position, a cavity that continues to the resin reservoir, and slides in the cavity And using a molding die provided with a movable pin, and injecting the molten resin composition in a state where a space is formed between the tip of the movable pin and the resin reservoir by pulling the movable pin. After filling the cavity, the resin reservoir and the void, before the molten resin composition is solidified, the movable pin is moved to the resin reservoir side, and the molten resin composition in the resin reservoir is moved to the cavity. A method for manufacturing a rolling bearing cage, wherein the molten resin composition in the cavity is pressed into the cavity and then the molten resin composition is solidified in a compressed state.
(2) The rolling bearing retainer includes a flat portion in the column portion, and the molding die includes a second cavity provided outside continuously to the flat portion corresponding portion of the column portion corresponding portion. And a second movable pin that slides in the second cavity, and after the molten resin composition is cured, the molding die is opened, and the second movable pin is connected to the flat portion corresponding portion. The method for manufacturing a cage for a rolling bearing according to (1) above, wherein the cage is released by moving beyond the boundary surface.
(3) Pulling the second movable pin to fill the void formed between the tip of the second movable pin and the portion corresponding to the flat portion with the molten resin composition, The method for producing a cage for a rolling bearing according to (2), wherein the molten resin composition is pushed into the cavity.
本発明によれば、キャビティ内の溶融樹脂組成物が、樹脂溜りからの溶融樹脂組成物により圧縮され、ボイドの発生源となる固化時の樹脂収縮分が補完されるため、高強度の保持器が得られる。また、反りやヒケ、変形等を防止でき、寸法精度も向上する。更には、キャビティが保持器の形状と一致しているため、ポケットに溶融樹脂組成物が入り込むことがないためポケットのバリ取り作業が不要になり、更には圧縮専用の別機構も不要となるため、低コストで製造することができる。加えて、樹脂溜りを、キャビティにおいて溶融樹脂組成物が会合する位置に設けることにより、ウエルドの発生も防止できる。 According to the present invention, the molten resin composition in the cavity is compressed by the molten resin composition from the resin reservoir, and the resin shrinkage at the time of solidification that becomes a void generation source is complemented. Is obtained. In addition, warpage, sink marks, deformation, and the like can be prevented, and dimensional accuracy is improved. Furthermore, since the cavity matches the shape of the cage, the molten resin composition does not enter the pocket, eliminating the need for deburring the pocket and further eliminating the need for a separate mechanism dedicated to compression. Can be manufactured at low cost. In addition, the occurrence of welds can be prevented by providing the resin reservoir at the position where the molten resin composition meets in the cavity.
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は玉軸受用の冠型保持器1を示す斜視図であるが、この冠型保持器1は、円環状の基部10の一方の側に、柱部11が等間隔で立設しており、隣接する一対の柱部11,11により、玉(図示せず)を保持するためのポケット12が形成されている。また、各柱部11は、平坦部11Tの両側に一対の爪11X,11Yを備えている。
FIG. 1 is a perspective view showing a crown-type cage 1 for a ball bearing. This crown-type cage 1 has column portions 11 standing at equal intervals on one side of an
このような冠型保持器1では、柱部11が最も肉厚部分となり、柱部11の中央部分にボイドが発生しやすい。そこで本発明では、図2に示すように、型締めした際に保持器形状に一致するキャビティ21、並びに柱部11に相当する柱部相当部21Aに連続する樹脂溜り25が形成され、更に樹脂溜り25の底部の空洞26を図中上下方向に摺動する可動ピン27が配設された成形用金型20を用いる。尚、樹脂溜り25は、図の例では2箇所であるが、それ以上多く形成することができ、更には図示の例ではキャビティ21の外側に形成されているが、キャビティ21の内側に形成してもよい。
In such a crown type cage 1, the column part 11 is the thickest part, and a void is likely to occur in the central part of the column part 11. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2, a
また、成形用金型20には、冠型保持器1の柱部11の平坦部11Tに相当する平坦部相当部21Bに空洞30が形成され、空洞30に、図中上下方向に摺動する第2の可動ピン31を配設する。
Further, in the
成形に際して先ず、(A)に示すように、第2の可動ピン31の上端31aを、キャビティ21の柱部相当部21Aの平坦部相当部21Bとの境界まで上昇させた状態とし、可動ピン27を降下させて空所28を形成した状態で、成形用金型20の型締めを行い、ゲートから溶融樹脂組成物を射出充填する。これにより、キャビティ21に加えて、樹脂溜り25及び空所28も溶融樹脂組成物で充填される。
At the time of molding, as shown in (A), the
次いで、溶融樹脂組成物が固化する前、例えば保圧時間内に、(B)に示すように、可動ピン27の先端27aを、例えば樹脂溜り25の底部の位置にまで上昇させて空所28に充填されていた溶融樹脂組成物を、樹脂溜り25を介してキャビティ21に流入させ、キャビティ内で溶融樹脂組成物を圧縮する。
Next, before the molten resin composition is solidified, for example, within the pressure holding time, the
通常の冠型保持器1の製造では、柱部11にボイドが発生しやすいが、上記の方法によれば、ボイドの発生源となる樹脂収縮分(空隙)が、空所28の溶融樹脂組成物により補完される。キャビティ21に流入する樹脂量は樹脂収縮分を考慮して規定され、それに伴って空所28の体積、即ち可動ピン27の降下量が設定される。
In the production of the normal crown type cage 1, voids are likely to be generated in the column part 11. However, according to the above method, the resin shrinkage (void) that becomes the void generation source is the molten resin composition in the
また、樹脂溜り25からの溶融樹脂組成物がキャビティ21に流入する際に、溶融樹脂組成物は狭い連通孔29を通るため流動が大きく乱れ、溶融樹脂組成物中の配合物(繊維状補強材等)の配向も無くなる。そのため、樹脂溜り25を、キャビティ21の柱部相当部21Aにおいて溶融樹脂組成物が会合する位置またはその近傍に設けることにより、得られる冠型保持器1はウエルドが無くなり、高強度となる。
Further, when the molten resin composition from the
そして、上記の圧縮状態のまま保持し、冷却過程を経て溶融樹脂組成物を固化させ、型を開くことで冠型保持器1が得られるが、その際に第2の可動ピン31を更に上昇させることにより、冠型保持器1を成形用金型20から容易に離型することができる。冠型保持器1は、柱部11の両端に爪11X,11Yを備えるため、型を開いただけでは離型し難いが、第2の可動ピン31により突き出すことにより、離型しやすくなる。
And it hold | maintains in said compression state, a molten resin composition is solidified through a cooling process, and the crown type holder | retainer 1 is obtained by opening a type | mold, In that case, the 2nd
このようにして得られた冠型保持器1は、溶融樹脂組成物が保持器形状に一致するキャビティ21のみに充填され、固化したものであるため、ポケット12にバリが発生することがなく、寸法精度の高いものとなる。更には、樹脂溜り25を溶融樹脂組成物の会合位置に設けることにより、ウエルドが無く、高強度なものとなる。
Since the crown type cage 1 obtained in this way is filled and solidified only in the
また、ボイドの発生をより抑えるために、図3(A)に示すように、樹脂溜り25に加えて、第2の可動ピン31も降下させて空洞30にも空所32を形成するようにしてもよい。この状態で成形用金型20の型締めを行い、ゲートから溶融樹脂組成物を射出充填すると、キャビティ21に加えて、樹脂溜り25及び空所28、更には空所32も溶融樹脂組成物で充填される。次いで、溶融樹脂組成物が固化する前、例えば保圧時間内に、(B)に示すように、可動ピン27の先端27aを、例えば樹脂溜り25の底部の位置にまで上昇させ、第2の可動ピン31の先端31aを平坦部11Tに相当する部分との境界まで上昇させる。これにより、空所28に充填されていた溶融樹脂組成物及び空所32に充填されていた溶融樹脂組成物がキャビティ21に流入し、キャビティ内部で溶融樹脂組成物が圧縮される。その際、空所32に充填されていた溶融樹脂組成物が、柱部相当部21Aに流入してポイドの発生が抑えられる。
In order to further suppress the generation of voids, as shown in FIG. 3A, in addition to the
そして、上記の圧縮状態のまま保持し、冷却過程を経て溶融樹脂組成物を固化させ、型を開いた後、第2の可動ピン31を更に上昇させることにより、冠型保持器1を成形用金型20から容易に離型することができる。
And it hold | maintains in said compression state, solidifies a molten resin composition through a cooling process, and after opening a type | mold, the 2nd
上記において、溶融樹脂組成物には制限はなく、例えばポリアミドやポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂に、ガラス繊維や炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカー等の繊維状補強材を配合したものが用いられる。また、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やアミン系熱安定剤を単独で、あるいは両方を添加してもよい。更に、耐衝撃性を改善するために、エチレンプロピレン非役ジエンゴム(EPDM)等のゴム系材料を配合してもよい。 In the above, the molten resin composition is not limited. For example, polyamide, polyphenylene sulfide resin, polyimide resin, polyether ether ketone resin, and fiber reinforcing material such as glass fiber, carbon fiber, potassium titanate whisker, etc. Is used. Moreover, in order to suppress the thermal deterioration at the time of shaping | molding and use, you may add an iodide type | system | group heat stabilizer and an amine heat stabilizer independently, or both. Furthermore, in order to improve impact resistance, rubber-based materials such as ethylene propylene non-diene rubber (EPDM) may be blended.
1 冠型保持器
10 基部
11 柱部
11T 平坦部
11X,11Y 爪部
12 ポケット
20 成形用金型
21 キャビティ
25 樹脂溜り
26 空洞
27 可動ピン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crown type holder |
Claims (3)
保持器形状と一致するキャビティと、前記キャビティの柱部相当部の適所に連続して該柱部相当部の外部に設けられた樹脂溜りと、前記樹脂溜りに連続する空洞及び前記空洞を摺動する可動ピンを配設した成形用金型を用いるとともに、前記可動ピンを引いて該可動ピンの先端と前記樹脂溜りとの間に空所を形成した状態で溶融樹脂組成物を射出して前記キャビティ、前記樹脂溜り及び前記空所を充填した後、前記溶融樹脂組成物が固化する前に、前記可動ピンを前記樹脂溜り側に移動して前記樹脂溜り内の前記溶融樹脂組成物を前記キャビティ内に押し込んで前記キャビティ内の前記溶融樹脂組成物を圧縮し、次いで、圧縮状態のまま前記溶融樹脂組成物を固化させることを特徴とする転がり軸受用保持器の製造方法。 A plurality of column portions are erected on one side of the annular base portion, and a synthetic bearing rolling bearing retainer that forms a pocket for holding a rolling element by a pair of adjacent column portions, A method of manufacturing by injection molding,
A cavity that matches the shape of the cage, a resin reservoir that is provided outside the column-corresponding portion continuously at an appropriate position, a cavity that continues to the resin reservoir, and slides in the cavity And using a molding die provided with a movable pin, and injecting the molten resin composition in a state where a space is formed between the tip of the movable pin and the resin reservoir by pulling the movable pin. After filling the cavity, the resin reservoir and the void, before the molten resin composition is solidified, the movable pin is moved to the resin reservoir side, and the molten resin composition in the resin reservoir is moved to the cavity. A method for manufacturing a rolling bearing cage, wherein the molten resin composition in the cavity is pressed into the cavity and then the molten resin composition is solidified in a compressed state.
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