JPS63158321A - 合成樹脂材料による支持体付硬質回転体とその製造方法 - Google Patents

合成樹脂材料による支持体付硬質回転体とその製造方法

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JPS63158321A
JPS63158321A JP61302456A JP30245686A JPS63158321A JP S63158321 A JPS63158321 A JP S63158321A JP 61302456 A JP61302456 A JP 61302456A JP 30245686 A JP30245686 A JP 30245686A JP S63158321 A JPS63158321 A JP S63158321A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、例えばボールベアリング、ローラーベア11
”l’9のベアリング類、ボールコンベア、ローラーコ
ンベア等のコンベア類、ボール状連結チェン、ロール状
連結チェン等のチェン類、ボールキャスター、ローラー
キャスター等のキャスター類、回転軸付歯車、プーリー
等の軸付回転体、その他各種のへ器に用いられる軸受類
など、球または円柱状の金属またはセラミック製品と、
この周りに位置し、これを支持し、またはこの金属また
はセラミック製品によって支持され、相対回転する合成
樹脂体とからなる支持体付硬質回転体とその製造方法に
関するものである。
く従来の技術〉 本発明において、円柱体とは回転軸を含む円柱体をいい
、中間部若しくはその端部に球状や大径円柱部分、小径
円柱部分を有するものをも含み指称する6硬質回転体と
は、回転軸付の歯車やプーリーにおける回転軸のように
使用姿勢においてそれ自体は回転せず、その周りで歯車
やプーリーが回転するもののように、その外周部に位置
する合成樹脂体との間に相対回転するものをも含み指称
する。また、支持体とは上記のfJ!1171等のよう
に回転軸に支持されてそれ自体が回転するものである場
合をも含んで指称する。
而して、従来のこの種支持体付硬質回転体は、本発明の
実施例図として示した第1図における(二)図を参考に
説明すると、球体(1)をその」二下面を残しその中間
部分の全周を支持体(2)によって囲続し、球体(1)
が落下しないようにしようとすると、支持体(2)を球
体(1)の中心線上で上下に2分した二枚材とし、それ
ぞれに半球状の孔を形成し、球体(1)を上下から挟持
させて固定する構造とせざるを得なかった。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、実施例説明中で後述する如く、この球体
(1)が回転するに必要な間IIAt(3)はミクロン
オーダーの微小なもので足り、この間隙(3)が大き(
なると球体(1)に〃タッキを生じ、円滑な回転が阻害
される詐りではなく、精密機器には使用できなくなると
いう欠点を生じる。また、このような微小な間隙(3)
を球体(1)と支持体く2)との間に形成するには、2
分された支持体(2)のそれぞれに極めて精密な半球状
孔を形成する必要があり、殊に、問題の生ずるのは、こ
のように上下に分割された支持体(2)の球体(1)挟
持時における位置ずれのない接合固定である。この接合
に当って孔の360度角全周面何れの方向にもズレない
状態に精密な接合を行なわなければ、球体(1)が円滑
に回転せず、時として全く回転しないものとなる虞れが
ある。
本発明は、このような従来欠、直を解消することを目的
とし、このような従来欠点を悉く確実に解決でき、極め
て精度の高い微小な間隙を両部材間に形成することがで
きる製造方法と、このような精度の高い硬質回転体とに
ついて提案するものである。
く問題点を解決するための手段〉 この目的を達成するための本発明のf51の発明の合成
樹脂材料による支持体付硬質回転体に関する構成を説明
すると、球体若しくは円柱体からなる硬質回転体(1)
とこれを支持しまたはこれによって支持される耐摩性と
滑性に富む合成樹脂製支持体(2)とからなる支持体付
硬質回転体であって、支持体(2)が硬質回転体(1)
の一部を残し、少くとも硬質回転体(1)が該支持体(
2)から分離することを阻止するに足る周面を無継目一
体的に囲続し、かつ、該硬質回転体(1)と支持体(2
)の囲繞面との開に、硬質回転体(1)の周面に形成さ
れていたコーティング皮v(4)の除去によって形成さ
れた微小間隙(3)が形成されている構造としたもので
ある。
次に第2の発明の合成樹脂材料による支持体付硬質回転
体の製造方法に関する構成を説明すると、球体若しくは
円柱体からなる硬質回転体(1)の全周面若しくは少な
くともモールドする部分の周面にコーティング皮膜(4
)を形成し、該皮膜(4)を形成した硬質回転体(1)
を合成樹脂成形用金型内に配置し、支持固定し、合成r
j(H材料を加熱溶融して金型内に射出し、該射出合成
樹脂材料により硬質回転体(1)の金型による支持接当
面以外の全周面を密着囲繞させ、該合戒樹脂材料にて成
形後これを金型から取出し、前記硬質回転体(1)の周
面に形成されているコーティング皮膜(4)を溶剤で除
去し、該皮膜(4)の除去によって、硬質回啄体(1)
と合成樹脂成形体(2)の囲繞面との間に微小間隙(3
)を形成する方法である。
〈作用〉 このようにして形成される合成樹脂材料による支持体付
硬質回転体は、硬質回転体(1)の大きさ、コーティン
グ皮膜(4)の厚み、素材の熱膨張係数及び合成樹脂材
の熱膨張係数、成形温度等の選択調整によって、硬質回
覧体(1)と支持体(2)との間にコーティング皮1t
!1(4)の厚さに略対応する所望のミクロンオーダー
の微小間隙(3)を有し、がっ、コーティング皮3%(
4)の表面精度に応じた精度の高い支持孔面を有する合
成樹脂材料による支持体付硬質回転体を得ることができ
る。
〈実施例〉 以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
(実施例1) 11図に示した(イ)〜(ニ)の各図は本発明の一実施
例を経時的に示したもので、該図に基づいて実施例1を
説明する。
同図中(1)は鋼球、(2)は支持体、(3)は次の実
施によって得られた微小間隙、(4)は銅メツキ皮膜を
表わす。
鋼球  真  円  度     0.5 μ寸   
  法     直径10131皮膜 銅メッキ   
 皮膜厚8μ 成形材料(重量比) エポキシ系熱硬化性樹脂    30%炭素繊維(繊維
長100μ)    3096M機充填材      
     4096上記の銅メツキ皮膜(4)付鋼球(
1)を180℃に加熱した金型にセットし、上記のエポ
キシ系熱硬化性樹脂複合材料を樹脂温度90℃で射出圧
力1000 kg/ cm2で金型内に射出し、硬化時
間80秒で成形しく第1図の(ハ)図参照)、金型から
取出し、温度70℃としたメッキ剥離剤エンストリップ
S−180の30%溶液中に6()分間浸漬し、同液を
攪拌し、銅メツキ皮膜(4)を剥離して成形品(^)を
得たく第1図の(ニ)図参照)。
結果 成形支持体(2)にモールドされた鋼球(1)は滑らか
な回転が得られた。支持体(2)と鋼球(1)との間の
微小間隙(3)は5乃至6μ肩と思われる。
(実施例2) 次にttS20図に示した軸の艮手力向中間部分に大径
部分(1a)を形成した鋼製回転軸(1)に、側縁部に
7ランノ部分(2b)を有するガイドプーリー(2)を
モールド成形した回転軸付プーリー(^)に関する実施
例を説明する。
w4製回転軸 袖の寸法  軸径(d、)2zz。
中央大径部径(d2)2.2 ax 軸長(11+)20 III。
中央大径部幅(w2)2zt 皮膜 銅メッキ   皮膜厚18μ 成形材料(重量比) ポリアセタール熱可塑性樹脂 (炭素繊維       15%含有)プーリーの寸法
  外径(D) 10 am。
幅(阿)15■ 全周面に胴メッキ皮膜(4)を施した上記鋼製回転軸(
1)を80°Cに加熱した金型にセットし、」二元ポリ
7セタール熱可塑性複合材料をF34 ’im温度1!
〕0℃で、射出圧力600 kg/ cm2で金型内に
射出し、冷却時間30秒で成形し、金型から取出し、温
度70℃としたメッキ剥離削工ンス) +7ツプS−1
80の3 (196水溶欣の加圧釜内に入れ、液撹拌を
行ないながら銅メツキ皮膜(4)を剥離して成形品(回
転軸付ブー’j−>(八)を得た。
結果 鋼製回転軸(1)上にモールドされた成形支持体(プー
リー)(2)は滑らかに回転するが夕のない精度の高い
回転軸付プーリー(^)が得られた。
回転軸(1)とブー17−(2)との回転周面と軸方向
との微小間隙(3ン、(3’)は3〜4μm程度と思わ
れる。この間隙がメッキ皮膜(4)の厚さに比して小さ
いのは、樹脂材料の成形収縮によるものと思われる。
(実施例3) 次に、前記実施例2で説明した第20図に示した回転軸
付プーリー(八)について、軸材料、皮膜材料及ゾ成形
材料を変えて実施した実施例を説明する。
ステンレス鋼製回転軸 袖の寸法  軸径(d、)10口。
中央大径部径(d2)12zz 軸長(w、)130肩l。
中央大径部幅(w2)6++z 皮膜 ポリイミド塗装  皮膜厚15μ 成形材料(重量比) ポリプロピレン熱可塑性fff脂 (炭素繊維    35%含有) プーリーの寸法  外径(D) 25 ffi幅(W)
25zz 外周面にポリイミド塗装皮v!:(4)を形成した上記
ステンレスw451!回転軸(1)を30゛Cに昇温し
た金型にセットし、上記ポリプロピレン熱可塑性複合材
料を樹脂温度200℃で、射出圧力600 kg/ c
m2で金型内に射出し、冷却時間30秒で成形し、金型
から取出し、温度50℃としたNUN−ツメチルホルム
アミド溶成中に浸漬し、攪拌しながら60分間塗装皮B
欠(4)を除去して成形品(回転軸付プーリー)(^)
を得た。
結  果 ステンレス鋼製回転軸(1)上にモールドされた成形支
持体(プーリー)(2)は滑らかに回覧するが夕のない
精度の高い回転軸付プーリー(Δ)が得られた。回転軸
(1)とブー17−(2)との回転周面と軸方向との微
小間隙(3)、(3’)は2乃至3μlと思われる。こ
の間隙(3)、 (3’ )の小さい値は成形樹脂材の
成形収縮によるものと思われる。
(成形品の実施例) 次に本発明によって得られる代表的な成形品について説
明する。
第2図及び第3図に示した実施例は、前記実施例1にお
いて示した鋼球(1)を用いた成形品の代表的なもので
、銅メッキによる皮膜(図外)を施した多数の14球(
1)・・・を一平面上の円周方向に沿って所定間隔をお
いて金型内に保持させ、平板リング状のI(IN成形支
持体く2)を形成し、その後銅メツキ皮膜を除去して、
スライドボールベアリングlこおけるボールボックス(
八)を形成したものである。このようにした、ボールボ
ックス(八)は第3図に示したように上下のレース(1
1)、(11’)間に挟持されて使用される。
′:jS4〜8図に示した実施例は何れもラジアル型ベ
アリングに関するもので、第4.5図に示したものは、
図示の支持孔(5)・・・部分を介して謁メッキを施し
た多数の鋼球(1)・・・を一平面上の周方向に沿って
所定間隔毎に金型内に保持させ、各球の内周面側のみを
金型で閉止し、す1薄酸形支持体(2)を形成し、同様
にした銅メッキを除去し、ラジアル型ボールベアリング
におけるアウターレース部分とボールボックス部分とを
一体とした形の特殊ボールボックス(八)を無継目一体
状に形成したものである。このようにしたボールボック
ス(^)は両図において鎖線で示したように、インナー
レース(12)を発して(または介することなく直接に
)回転軸に装着され使用される。
第6,7図に示したものはラジアル型ローラーベアリン
グで、前記と同様にして鋼ローラー(1)・・・を成形
材料で囲繞し、インナーレースとボールボックスとを一
体とした形の特殊ボールボックス(八)を無継目一体状
に形成したものである。
第8図に示したものはラジアル型ボールベアリングで、
同様にして鋼球(1)を成形材料で囲繞し、通常のボー
ルボックス(八)を無継目一体状に形成したものである
第9図及び第10図1こ示したものは1、ヒ記第4〜7
図に示した実施例の場合と同様にして、銅メツキ付鋼球
(1)の一部が成形材料面から突出するように金型内に
配置し、モールドした扱銅メブキを除去して得たボール
コンベアのブロック体(八)で、コンベアの底壁(14
a)と、左右の〃イド壁(14b)、 (14b)のそ
れぞれ内面側に多数の鋼球(1)・・・が、一部突出し
た形に支持体(2)内に埋設されている構造としたもの
である。また、左右の〃イド壁(14b)、 (14b
)にはその長手方向の端面部に蟻溝状突起(14c)と
蟻溝(14d)とがそれぞれ一体的に形成してあり、第
10図の如く長手方向に連結して使用することができる
構造としである。
第11図及び第12図に示したものはローラーコンベア
(^)で、真鍮製のロー2−(1)がその上面部分のみ
を支持体(2)から突出する形に多数並設され成形材料
によってモールドされている構造としたものである6図
中(16)は移送物である。
第13図及び第14図はチェ2の構造を示したもので、
第13図は樹脂皮膜塗装した真鍮材で、棒状部分(15
a)の両端部に球体部分(1)、(1)が一体的に形成
され、第15.16図に示したキャスターのように、こ
れら球体部分(1)、(1)を成形材料で順次モールド
連結した後樹脂塗膜を除去したボールチェン(^)であ
り、第14図は鋼材で、中間連結部(15b)の両端部
に円柱体(1)、(1)を平面視H字形に連設形成し、
これらの円柱体(1)(1)を成形材料で順次モールド
し連結した形としたロール型チェン(^)である。
図中(15c)、(15cl)は支持体(2)に形成し
たチェンホイール歯の係合用孔である。
第15図及び第16図に示したらのは、鋼球(1)を成
形材料でモールドし、機器への取付部(17)をもモー
ルド材で一体形成した形としたキャスター(^)で、取
付部(17)が鋼球(1)の中芯上に形成されているも
のと偏芯位置に形成されているものとを示しである。
第17図は真鍮製回転体(1)の下端に球体(1b)を
一体的に形成したものを、該球体(1b)の全周面と回
転軸(1)の一部周面とを一体的に成形材料でモールド
した形とした回転体(^)で、図において上下方向にか
かる大荷重を球体(lb)ff1分で支承することがで
きるようにしたものである。
j[18図は球継手(自在継手)を示したもので、棒状
部(1c)を連設した真鍮球(1)を、棒状部(1c)
連結側を残して成形材料でモールドしたV#遺としたも
のである。
第19図は回転軸(1)の中間部分に球体(1d)を一
体形成し、この球体(ld)g分と回転軸(1)の一部
とを一体的に成形材料でモールドし、その外周面に歯(
2c)を一体形成した形とした回転軸付歯f1!(^)
を示したものである。第21図は前記第19図における
回転軸(1)の場合と同様形状に形成した球体(1)の
回転軸(lc)、(lc)連設両面を残して、球体(1
)部分の周面のみを成形材料でモールドした形とした揺
動自在の回転体(^)を示したものである。第22図は
中央に軸(18)を挿通用の貫通孔(1e)を有する@
球(1)を前記第21図の場合と同様に成形材料でモー
ルド成形した形としたもので、紬(18)に対し支持体
(2)が揺動自在で回転も自在でありながら袖線力向へ
の摺動移動も可能な構造としたものである。fjS23
図はステンレス製回転軸(1)の中間部を小径部(la
’)に形成したものである。
以上の説明から明らかなように、本発明にいう硬質回転
体(1)にコーティングする皮膜材は、rjf mモー
ルド後においてモールド樹脂材(2)と硬質回転体(1
)とが共に、冒されない溶剤で除去できる材料であれば
よい。従って、セラミックコーティング皮膜であっても
よい。また、硬質回転体(1)の材料としては金属のみ
ならずセラミックを用いたものでもよい。また、合成樹
脂材への混合材として代表的なものは炭素繊維のほか球
状炭素、球状黒鉛、グラファイト、チタン酸カリ、二硫
化モリブデン等があり、これらが単独で、または複数種
若しくは全種混合され、合成F34脂混合物が調整され
る。
以上本発明の代表的と思われる実施例について説明した
が、本発明は必ずしもこれらの実施側構造のみに限定さ
れるものではなく、本発明にいう構成要件を備えかつ、
本発明にいう目的を達成し、以下にいう効果を有する範
囲内においで適宜改変して実施するもとができるもので
ある。
〈発明の効果〉 以上詳述したことからも既に明らかなように、本発明は
球体若しくは円柱体からなる硬質の回転体を、樹脂材に
よる成形前にコーテイング材によってコーティング皮膜
を形成しておき、これを合成樹脂成形材料によって所要
部分を除き無継目一体的に囲続成形し、この成形後にコ
ーティング皮膜を除去することによって、成形体と硬質
回転体との間に微小間隙を形成するという技術手段を講
じたものであるから、製品にはミクロンオーダーの極め
て微小で、かつ、コーティング皮膜の外形に応じた形状
の囲繞面をもつ成形体を得ることができ、量産化に適し
、均質な製品を得ることがでさるという顕著な効果を有
し、このようにして形成された製品は、個々に均質なも
のであるというに止まらず、成形支持体が無継目一体の
ものとして形成されているので、滑性に富み、長年月の
使用に際しても円滑性を損うことが少ないという効果を
期待することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図の(イ)〜(ニ)図は成形工程を経時的に示した
一m縦断側面図、第2図、第4図、第6図及び第8図は
それぞれベアリング部品の平面図、第3図は12図の側
面図、第5図は第4図の、Pj47図は第6図の中央縦
断側面図、f59図及び第10図はボールコンベアブロ
ックの斜視図及び中央縦断側面図、第11図及び第12
図はローラーコンベアの中央縦断側面図及びローラ一部
分の中央縦断正面図、第13図及び第14′図はチェン
製品の中央RwR側面図及び中火横断平面図、第15図
及び第16図はそれぞれキャスター製品の中央縦断側面
図、f517図乃至第23図は何れも製品の要部を示す
中央縦断側面図である。 図中(1)は硬質回転体、(2)は合成樹脂製支持体、
(3)は微小間隙を示す。 第1図 16   第11図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 [1]球体若しくは円柱体からなる硬質回転体(1)と
    これを支持しまたはこれによって支持される耐摩性と滑
    性に富む合成樹脂製支持体(2)とからなる支持体付硬
    質回転体であって、支持体(2)が硬質回転体(1)の
    一部を残し、少くとも硬質回転体(1)が該支持体(2
    )から分離することを阻止するに足る周面を無継目一体
    的に囲繞し、かつ、該硬質回転体(1)と支持体(2)
    の囲繞面との間に、硬質回転体(1)の周面に形成され
    ていたコーティング皮膜(4)の除去によって形成され
    た微小間隙(3)が形成されている合成樹脂材料による
    支持体付硬質回転体。 [2]硬質回転体(1)が球である特許請求の範囲第1
    項に記載の合成樹脂材料による支持体付硬質回転体。 [3]硬質回転体(1)がローラーである特許請求の範
    囲第1項に記載の合成樹脂材料による支持体付硬質回転
    体。 [4]硬質回転体(1)が回転軸である特許請求の範囲
    第1項に記載の合成樹脂材料による支持体付硬質回転体
    。 [5]硬質回転体(1)のコーティング皮膜(4)がメ
    ッキ皮膜である特許請求の範囲第[1]項に記載の合成
    樹脂材料による支持体付硬質回転体。 [6]硬質回転体(1)のコーティング皮膜(4)が塗
    装皮膜である特許請求の範囲第[1]項に記載の合成樹
    脂材料による支持体付硬質回転体。 [7]硬質回転体(1)のコーティング皮膜(4)がセ
    ラミック皮膜である特許請求の範囲第[1]項に記載の
    合成樹脂材料による支持体付硬質回転体。 [8]合成樹脂製支持体(2)の材料が熱硬化性樹脂を
    主材とする混合材である特許請求の範囲第[1]項に記
    載の合成樹脂材料による支持体付硬質回転体。 [9]合成樹脂製支持体(2)の材料が熱可塑性樹脂を
    主材とする混合材である特許請求の範囲第[1]項に記
    載の合成樹脂材料による支持体付硬質回転体。 [10]硬質回転体(1)が球体であってその直径の4
    分の1以上の外周面を支持体(2)が囲繞している特許
    請求の範囲第1項に記載の合成樹脂材料による支持体付
    硬質回転体。 [11]硬質回転体(1)がベアリングボールである特
    許請求の範囲第[1]項に記載の合成樹脂材料による支
    持体付硬質回転体。 [12]合成樹脂製支持体(2)が歯車である特許請求
    の範囲第1項に記載の合成樹脂材料による支持体付硬質
    回転体。 [13]合成樹脂製支持体(2)がガイドプーリーであ
    る特許請求の範囲第[1]項に記載の合成樹脂材料によ
    る支持体付硬質回転体。 [14]球体若しくは円柱体からなる硬質回転体(1)
    の全周面若しくは少なくともモールドする部分の周面に
    コーティング皮膜(4)を形成し、該皮膜(4)を形成
    した硬質回転体(1)を合成樹脂成形用金型内に配置し
    、支持固定し、合成樹脂材料を加熱溶融して金型内に射
    出し、該射出合成樹脂材料により硬質回転体(1)の金
    型による支持接当面以外の全周面を密着囲繞させ、該合
    成樹脂材料にて成形後これを金型から取出し、前記硬質
    回転体(1)の周面に形成されているコーティング皮膜
    (4)を溶剤で除去し、該皮膜(4)の除去によって、
    硬質回転体(1)と合成樹脂成形体(2)の囲繞面との
    間に微小間隙(3)を形成する合成樹脂材料による支持
    体付硬質回転体の製造方法。 [15]硬質回転体(1)が球である特許請求の範囲第
    [14]項に記載の合成樹脂材料による支持体付硬質回
    転体の製造方法。 [16]硬質回転体(1)がローラーである特許請求の
    範囲第9項に記載の合成樹脂材料による支持体付硬質回
    転体の製造方法。 [17]硬質回転体(1)が回転軸である特許請求の範
    囲第[14]項に記載の合成樹脂材料による支持体付硬
    質回転体の製造方法。 [18]硬質回転体(1)のコーティング皮膜(4)が
    メッキ皮膜である特許請求の範囲第[14]項に記載の
    合成樹脂材料による支持体付硬質回転体の製造方法。 [19]硬質回転体(1)のコーティング皮膜(4)が
    塗装皮膜である特許請求の範囲第[14]項に記載の合
    成樹脂材料による支持体付硬質回転体の製造方法。 [20]硬質回転体(1)のコーティング皮膜(4)が
    セラミック皮膜である特許請求の範囲第[14]項に記
    載の合成樹脂材料による支持体付硬質回転体の製造方法
    。 [21]皮膜(4)の溶剤がメッキ剥離剤である特許請
    求の範囲第[14]項に記載の合成樹脂材料による支持
    体付硬質回転体の製造方法。 [22]皮膜(4)の溶剤が有機溶剤系剥離剤である特
    許請求の範囲第[14]項に記載の合成樹脂材料による
    支持体付硬質回転体の製造方法。 [23]合成樹脂材料が熱硬化性樹脂を主材とする混合
    材である特許請求の範囲第[14]項に記載の合成樹脂
    材料による支持体付硬質回転体 の製造方法。 [24]合成樹脂材料が熱可塑性樹脂を主材とする混合
    材である特許請求の範囲第[14]項に記載の合成樹脂
    材料による支持体付硬質回転体の製造方法。 [25]合成樹脂材料が炭素繊維、球状炭素、球状の黒
    鉛、グラフアイト、チタン酸カリ、二硫化モリブデンを
    含有する混合材である特許請求の範囲第[14]項に記
    載の合成樹脂材料による支持体付硬質回転体の製造方法
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