JP5888457B2

JP5888457B2 - 転がり軸受用保持器の製造方法

Info

Publication number: JP5888457B2
Application number: JP2015085202A
Authority: JP
Inventors: 浅井　拡光; 拡光浅井
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: JP2015163478A

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。

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。

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。

特開平９−３９０４６号公報特開平８−３２３８１３号公報特開２００５−２３１２３９号公報特公平４−３０３２９号公報特開平６−２４６７９号公報特開平７−８０８９４号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

玉軸受用冠型保持器の一例を示す斜視図である。（Ａ）図１の冠型保持器の製造に使用する成形用金型を示す断面図であり、溶融樹脂組成物を射出充填するときの状態を示す図、（Ｂ）充填した溶融樹脂組成物を固化させるときの状態を示す図である。図２に従い、成形用金型の第２の可動ピンを移動させた例を示す断面図である。

以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims

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。
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請求項１記載の転がり軸受用保持器の製造方法。
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請求項２記載の転がり軸受用保持器の製造方法。