WO2017164398A1 - 軸受用樹脂製保持器およびその製造方法、並びに転がり軸受 - Google Patents

軸受用樹脂製保持器およびその製造方法、並びに転がり軸受 Download PDF

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清水　拓也
啓 高瀬
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Definitions

  • the present invention relates to a cage for a rolling bearing used in railway vehicles, automobiles, industrial machines and the like.
  • the present invention relates to a resin cage formed by injection molding a resin composition and a method for manufacturing the same.
  • the present invention also relates to a rolling bearing using the resin cage.
  • Rolling bearings have rolling elements such as balls and cylindrical rollers arranged in a raceway space between an inner ring and an outer ring, and these rolling elements are held by a cage.
  • metal materials such as high-strength brass have been used for bearing cages.
  • Metal cages are heavy, and wear is generated in the bearing during use, accelerating the deterioration of the lubricant. Therefore, from the viewpoint of extending the life and weight of the bearing (lubricant), the cage is being made of a synthetic resin material.
  • metal cages such as high-strength brass
  • resin cages are generally manufactured by injection molding, but this gives dimensional accuracy compared to metal material machining. Is difficult.
  • a molten resin 17 is injected into a mold cavity 16 through a runner 18 and a gate 19 with high pressure. Go. At this time, the molten resin 17 injected from the gate 19 into the mold cavity 16 is branched in a complicated manner, and joined again after moving the same distance to form a molten resin joint called a weld 20.
  • Patent Document 1 proposes a cage that makes it easy to ensure accuracy such as roundness and cylindricity by disposing the gate portion in the center in the axial direction of the column portion.
  • Patent Document 2 in a cage in which a gate part and a weld part are located in separate pillar parts, a corner part of the pocket part is adjusted and a pillar part in which the gate part is located and a pillar part in which the weld part is located.
  • Patent Document 3 proposes a cage in which the strength of the weld portion is improved by optimizing the orientation of the reinforcing fiber material.
  • FIG. 10 shows an example of a conventional resin cage for bearings manufactured by injection molding.
  • the cage 11 includes a plurality of pocket portions 12 for holding rolling elements, an axial column portion 13 formed between the pocket portions 12, and an annular portion 14 for fixing the column portions 13 on both sides in the axial direction. And comprising.
  • Gates 15 that are equally distributed in the circumferential direction are provided in the inner diameter portion of the pillar portion 13, and the resin injected from the gate 15 into the mold cavity forms a weld portion (weld line) at the broken line portion of the figure.
  • the gate 15 is disposed at the center in the axial direction of the column portion 13 (see Patent Document 1).
  • the resin Since the resin is injected into the cavity space at a high pressure, if the inflow speed is too high, the air in the cavity is rapidly compressed, and the bond between the resins at the weld portion becomes weak and the weld strength decreases. On the other hand, if the inflow rate of the resin is too slow, the resin is cooled before reaching the weld, and the bond between the resins is weakened. In general, as shown in FIG. 11A, the resin bites in firmly, and the weld area increases as the bonding area increases. On the other hand, as shown in FIG.
  • This invention is made in view of such a background, and it aims at providing the resin-made cage for bearings which is excellent in the strength in a weld part, and its manufacturing method. It is another object of the present invention to provide a rolling bearing using the resin cage.
  • the bearing resin cage of the present invention is an annular bearing resin cage that is an injection molded body of a resin composition, and the cage includes a plurality of pocket portions that hold rolling elements, An axial column located between the pockets, and an annular portion for fixing the column on both sides in the axial direction, and at least one portion of the column and the annular portion It has a weld line at one or a plurality of locations in the direction, and the shape of the portion in the vicinity of the weld line is asymmetric with respect to a cross section along the weld line.
  • a plurality of thinned portions formed at equal intervals in the circumferential direction and ribs formed between the thinned portions on the outer end surface of the annular portion of the cage, and the weld line is formed on the ribs.
  • the rib shape is (1) circumferential thickness is non-uniform in the radial direction, (2) circumferential thickness is non-uniform in the axial direction, and (3) axial thickness. Is at least one of non-uniform in the radial direction.
  • a plurality of thinned portions formed at equal intervals in the circumferential direction and ribs formed between the thinned portions on the outer end surface of the annular portion of the cage, and the weld line is formed on the ribs.
  • One of the meat thinning portions located and adjacent to the rib has at least one of a convex portion protruding from the surface constituting the meat thinning portion and a concave portion recessed from the surface constituting the meat thinning portion. It is characterized by.
  • the resin composition is a resin composition obtained by blending glass fiber or carbon fiber with a polyamide resin.
  • the manufacturing method of the resin cage for bearings of the present invention is a method for manufacturing the above cage of the present invention, and is equally spaced in the circumferential direction with respect to the mold cavity of the shape of the cage.
  • the resin composition is injection-filled and molded from a plurality of gates provided.
  • This manufacturing method is characterized in that two or more gates having different resin flow rates are provided as the gate. Further, the plurality of gates are provided in each of the pillar portions, and two or more gates having different axial positions in the respective pillar portions are provided as the gates.
  • the rolling bearing of the present invention is a rolling bearing having a rolling element and a cage for holding the rolling element, wherein the cage is a resin cage for a bearing of the present invention.
  • the bearing resin cage of the present invention includes a plurality of pocket portions for holding rolling elements, axial column portions positioned between the pocket portions, and an annular portion for fixing the column portions on both sides in the axial direction. And at least one of the pillar part and the annular part has a weld line at one or more places in the circumferential direction, and the shape of the part in the vicinity of the weld line extends along the weld line. Since the cross section is asymmetric with respect to the cross section, the flow of the molten resin in the weld portion can be disturbed during injection molding, and the joining area can be increased, so that a cage excellent in the strength of the weld portion can be obtained.
  • the rib shape is as follows: (1) circumferential thickness is non-uniform in radial direction, (2) circumferential thickness is non-uniform in axial direction, and (3) axial thickness is non-uniform. Since it is at least one of non-uniform in the radial direction, it can be manufactured only by slightly changing the shape of a conventional rib. For this reason, the strength of the weld portion can be improved without increasing the manufacturing cost.
  • the annular portion of the cage On the outer end surface of the annular portion of the cage, there are a plurality of thinned portions formed at equal intervals in the circumferential direction, and a rib formed between the thinned portions, and the weld line is positioned on the rib.
  • one of the meat thinning portions adjacent to the rib has at least one of a convex portion projecting from the surface constituting the meat thinning portion and a concave portion recessed from the surface constituting the meat thinning portion, Manufacture can be performed only by applying a slight shape change to the meat thinning portion. For this reason, as described above, the strength of the weld portion can be improved without increasing the manufacturing cost.
  • the resin composition is a resin composition in which glass fiber or carbon fiber is blended with polyamide resin, the moldability is excellent, the cage strength is excellent, and the weight can be further reduced.
  • the rolling bearing of the present invention uses the resin cage for bearings of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of problems such as breakage of the cage at the weld portion while employing the resin cage.
  • FIG. 1A is a perspective view of an annular retainer
  • FIG. 1B is a plan view of a retainer having ribs and thinned portions on the outer end face of the retainer.
  • an annular resin cage 1 ′ includes a plurality of pocket portions 4 that hold rolling elements and a column portion 6 that is positioned between the pocket portions 4 along the axial direction. And an annular portion 5 for fixing the column portion 6 on both sides in the axial direction.
  • a weld portion (weld line) is formed at the circumferential center position of the portion that constitutes each pocket portion 4 in the annular portion 5. (Same location as FIG. 10).
  • the resin cage 1 '' shown in FIG. 1 (b) has the same overall configuration as the cage shown in FIG. 1 (a), while the meat thinning portion 3 and the meat thinning portions 3 are arranged on the cage end face. Ribs 2 are formed between the two.
  • the resin passage cross-sectional area in the mold cavity it is preferable to make the resin passage cross-sectional area in the mold cavity substantially constant.
  • the resin cage 1 ′ as shown in FIG. 1 (a) is manufactured by injection molding, the annular portion becomes too thick, so that the thinning is performed by performing the thinning as shown in FIG. 1 (b).
  • the rib 2 is formed as described above because it is desired to secure a bonding area as much as possible in the weld portion while the portion 3 is formed. That is, the weld line is located in the rib 2 portion.
  • the shape in the vicinity of the weld line such as a rib is set to be asymmetric with respect to the cross section along the weld line. Due to this asymmetrical shape, the flow of the resin in the welded portion is disturbed, the bonding area is increased, or a combination thereof can provide a high bonding force.
  • the cross section along a weld line is formed as a surface which divides
  • FIG. 2 is an enlarged view (FIG. 2 (a)) and a perspective view (FIG. 2 (b)) around the rib and the thinned portion in the resin cage.
  • the rib 2 shown in FIG. 2 (a) is formed between two thinned portions 3 among a plurality of thinned portions 3 formed at equal intervals in the circumferential direction, and the thickness in the circumferential direction is a diameter.
  • the direction is non-uniform. Specifically, the thickness of the rib 2 in the axial direction is constant, the outer diameter side wall thickness t wo is set smaller than the inner diameter side wall thickness t wi , and the rib 2 has one surface 2a.
  • the other surface 2b is inclined so as to expand in the circumferential direction toward the inner diameter side.
  • the weld line in the cage 1 is located at the approximate center of the rib 2 in the circumferential direction.
  • the rib 2 has an asymmetric shape with respect to the cross section X along the weld line.
  • FIG. 3 (a) and 3 (b) are enlarged views of the periphery of the rib and the fillet portion in each resin cage
  • FIG. 3 (a) is a view of the annular portion viewed from the outer diameter direction
  • FIG. 3B is a view of the weld cross section viewed from the circumferential direction.
  • the rib 2 shown in FIG. 3 (a) is formed between two thickened portions 3 among a plurality of thickened portions 3 formed at equal intervals in the circumferential direction, and the thickness in the circumferential direction is axial. The direction is non-uniform.
  • the radial thickness of the rib 2 is constant, the wall thickness t we on one end surface side is set smaller than the wall thickness t wm on the other end surface side,
  • the other surface 2b is inclined so as to expand in the circumferential direction toward the other end surface.
  • the rib 2 has an asymmetric shape with respect to a cross section along the weld line.
  • the rib 2 shown in FIG. 3B has a non-uniform axial thickness in the radial direction. Specifically, the thickness of the rib 2 in the circumferential direction is constant, the outer diameter side thickness t do is set smaller than the inner diameter side thickness t di , and the rib 2 surface 2c is on the inner diameter side. The shape is inclined so as to spread in the axial direction.
  • FIG. 4A is an enlarged view around the rib and the thinned portion in the resin cage
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ in FIG.
  • the rib 2 shown in FIG. 4 is formed between two meat thinning portions 3 among a plurality of meat thinning portions 3 formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • the rib 2 itself is a rib having a normal shape.
  • the surface 3b which comprises the meat thinning part 3 adjacent to the rib 2
  • the recessed part 3c recessed from this surface is provided.
  • the recess 3c becomes a protrusion in the cavity at the time of injection molding, obstructs the flow of the molten resin, and can disturb the flow at the weld portion formed at the position of the rib 2.
  • FIG. 5A is an enlarged view around the rib and the thinned portion in the resin cage
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line B-B ′ in FIG.
  • the rib 2 shown in FIG. 5 is a rib having a normal shape as in FIG.
  • the convex part 3d which protrudes from this surface is provided.
  • This convex part 3d becomes a sudden expansion part in the cavity at the time of injection molding, and can disturb the flow at the weld part formed at the position of the rib 2.
  • a cross-section along the weld line formed in the rib has a shape near the weld line by providing a concave portion or a convex portion in the thinned portion adjacent to the rib.
  • the shape becomes asymmetric.
  • the concave portion becomes a protrusion and the convex portion becomes a rapidly expanding portion, and the strength in the weld portion is improved by inducing disturbance of the flow of the molten resin.
  • the weld line be positioned on the rib, and the position of the gate may be provided in either the column portion or the annular portion.
  • the number of gates can also be set as appropriate.
  • a tunnel gate, a side gate, a disk gate, or the like can be provided as appropriate in accordance with the formation position.
  • the manufacturing method of the resin cage for bearings of the present invention is a method for manufacturing the cage of the present invention as described above.
  • a mold cavity having a cage shape including the above-mentioned non-uniform ribs for example, a molten resin of a predetermined resin composition from a plurality of gates provided at equal intervals in the circumferential direction in a portion that becomes a pillar portion Injection molded.
  • the mold used in this manufacturing method is composed of a fixed mold (fixed-side mold) and a movable mold (movable-side mold) that can be clamped and opened with respect to the fixed mold.
  • the mold cavity is formed by the fixed mold and the movable mold that are clamped.
  • retainer it can also form with the metal mold
  • FIG. 6A shows an example of the gate shape
  • FIG. 6B shows an example of the gate position.
  • equally spaced gates 7a and 7b are arranged in the circumferential direction on the inner diameter portions of the plurality of column portions 6, and the respective gate diameter dimensions are different. There may be two or more gates having different gate diameters, and all the gates may have different diameters.
  • FIG. 6A shows an example of the gate shape
  • FIG. 6B shows an example of the gate position.
  • all are the figures which looked at the holder
  • equally spaced gates 7a and 7b are arranged in the circumferential direction on the inner diameter portions of the plurality of column portions 6, and the respective gate diameter dimensions are different.
  • equally-spaced gates 7a and 7b are arranged in the circumferential direction on the inner diameter portions of the plurality of column portions 6, and the axial positions of the respective column portions 6 are different. Similar to the above, it is sufficient that there are two or more gates having different axial positions in each column portion, and all the gates may have different axial positions.
  • FIG. 7A and 7B An example of an injection filling structure in the method for manufacturing a resin cage for bearings of the present invention will be described with reference to FIG. 7A and 7B, the molten resin passes through the spool 8a, and then passes through the runner 8b and is injected and filled into the mold cavity 10 through the gate 9.
  • the angles of the runners 8b and 8c directly connected to the gate 9 are different. Thereby, the direction of the resin injected into the mold cavity 10 can be made non-uniform.
  • the diameter dimension of runners 8b and 8c differs.
  • the disturbance in the weld portion can be induced by the difference in the state of the resin injected from each gate 9. It is sufficient that there are two or more gates with different runner structures directly connected as described above, and all the gates may have different runner structures.
  • the resin composition used as the material for the resin cage for bearings of the present invention can be used as long as it can be injection-molded and has sufficient heat resistance and mechanical strength as the cage material.
  • the synthetic resin used as the base resin of the resin composition include polyamide 6 (PA6) resin, polyamide 6-6 (PA66) resin, polyamide 6-10 (PA610) resin, polyamide 6-12 (PA612) resin, Polyamide (PA) resin such as polyamide 4-6 (PA46) resin, polyamide 9-T (PA9T) resin, polyamide 6-T (PA6T) resin, polymetaxylene adipamide (polyamide MXD-6) resin, injection molding Fluorine resin, polyethylene (PE) resin such as low density polyethylene, high density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, polyacetal (POM) resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, polyether ether ketone (PEEK) resin, polyamideimide ( PAI) resin, polyetherimide PEI) resins, and injection moldable
  • these resin compositions have glass fibers, aramid fibers, carbon fibers, various mineral fibers (whiskers), etc. as long as they do not impair the injection moldability. It is preferable to blend the fibrous reinforcing material.
  • glass fibers or carbon fibers are preferably blended because they are excellent in reinforcing effect and availability.
  • the blending range of the fibrous reinforcing material is, for example, about 15 to 40% by weight with respect to the entire resin composition.
  • additives other than the fibrous filler can be blended within a range that does not impair the function and injection moldability of the cage.
  • the rolling bearing of the present invention is a bearing using the above-described resin cage for bearings of the present invention.
  • An example of the rolling bearing of the present invention will be described with reference to FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a rolling bearing (cylindrical roller bearing).
  • the rolling bearing 31 includes an inner ring 32 having an inner ring raceway surface 32a on the outer periphery, an outer ring 33 having an outer ring raceway surface 33a on the inner periphery, and an inner ring raceway surface 32a and an outer ring raceway surface 33a.
  • a plurality of cylindrical rollers 34 which are rolling elements that roll, and a resin cage 1 that holds the cylindrical rollers 34 at equal intervals in the circumferential direction with pocket portions.
  • This resin cage 1 is the bearing resin cage of the present invention.
  • This rolling bearing can prevent problems such as breakage of the cage in the weld. Further, by adopting a resin cage, it is possible to extend the life of the lubricant and reduce the weight of the bearing.
  • retainer for cylindrical roller bearings was illustrated in FIG. 8, if it is the shape which has a weld part at the time of injection molding, it can apply also to other arbitrary bearings (for example, a needle roller bearing etc.).
  • Example 1 A cage having the shape shown in FIG. 2 (the overall shape is shown in FIG. 1A) was formed using a resin molding pellet in which glass fiber was blended with 25% by weight of PA66 resin.
  • the gate at the time of injection molding is in the center of the inner diameter part of the column part, and a weld part (weld line) is formed at the center in the circumferential direction of the part constituting each pocket part of the annular part.
  • a cage tensile test was performed using the produced cage. As shown in FIG.
  • FIG. 12A is a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG.
  • Comparative Example 1 A cage was produced under the same material and under the same conditions as in Example 1 except that the shape of the rib of the cage was changed to the conventional shape (FIG. 1B), and the tensile strength of the weld portion was confirmed.
  • Example 1 was superior to Comparative Example 1 in the tensile strength of the weld portion.
  • the tensile strength of Example 1 was about 110% compared to Comparative Example 1.
  • FIG. 13 shows the results of flow analysis during injection molding under the same conditions as in Example 1. From this result, it was confirmed that a left and right uneven weld line was formed with respect to the center of the rib.
  • the resin cage for bearings of the present invention is excellent in strength at the weld, it can be suitably used as a cage for rolling bearings used in railway vehicles, automobiles, industrial machines and the like.

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Abstract

ウェルド部での強度に優れる軸受用樹脂製保持器およびその製造方法などを提供することを目的とする。樹脂組成物の射出成形体である円環状の軸受用樹脂製保持器であり、転動体を保持する複数のポケット部４と、各ポケット部の間に位置する軸方向の柱部と、柱部を軸方向両側で固定する円環部とを備えてなり、柱部および円環部の少なくとも一方の部位において、円周方向の１箇所または複数箇所にウェルドラインを有し、上記部位のウェルドライン近傍の形状が、ウェルドラインに沿った断面Ｘに対して非対称であり、例えば、円環部の保持器外側端面に、円周方向に等間隔で形成された複数の肉ぬすみ部３と、肉ぬすみ部３の間に形成されるリブ２とを有し、ウェルドラインがリブ２に位置し、リブ２の形状が円周方向の肉厚が径方向で不均一である。

Description

軸受用樹脂製保持器およびその製造方法、並びに転がり軸受
　本発明は、鉄道車両、自動車、産業機械などに用いられる転がり軸受用の保持器に関する。特に、樹脂組成物を射出成形してなる樹脂製保持器とその製造方法に関する。また、この樹脂製保持器を用いた転がり軸受に関する。
　転がり軸受は、玉や円筒ころなどの転動体を、内輪と外輪との間の軌道空間に配列し、これらの転動体を保持器により保持している。従来、軸受の保持器は高力黄銅などの金属材質が用いられてきた。金属製保持器は重量が重く、また使用中に軸受内で磨耗分が発生し、潤滑剤の劣化を促進させる。そこで、軸受（潤滑剤の）長寿命化、軽量化の観点から、保持器の合成樹脂材料化が進められている。しかし、高力黄銅などの金属製保持器に比べ強度が劣り、さらに、一般的に樹脂製保持器は射出成形によって製造されるが、これは金属材質の削りだし加工に比べ寸法精度を出すことが難しい。
　樹脂材料を用いて円環状の保持器を射出成形で製造する場合、図９に示すように、金型キャビティ１６に溶融樹脂１７をランナー１８およびゲート１９を介して高い圧力を持って注入していく。この際、ゲート１９から金型キャビティ１６に射出された溶融樹脂１７は複雑に分岐し、等距離移動後に再び合流しウェルド部２０と呼ばれる溶融樹脂の接合部を形成する。
　従来、樹脂製保持器について、このようなウェルド部における強度や精度を確保する方法として様々な提案がなされている。例えば、特許文献１では、ゲート部を柱部の軸方向中央部に配置することで、真円度や円筒度などの精度を確保し易くした保持器が提案されている。特許文献２では、ゲート部とウェルド部とが別々の柱部に位置する保持器において、ポケット部の隅部形状を調整してゲート部が位置する柱部と、ウェルド部が位置する柱部の耐折損性を改善した保持器が提案されている。特許文献３では、補強繊維材の配向を最適化してウェルド部の強度を向上させた保持器が提案されている。
特開２００２－５１７６号公報 特開２０１１－５２７８４号公報 特開２０１２－８７８９０号公報
　図１０に射出成形で製造された従来の軸受用樹脂製保持器の一例を示す。この保持器１１は、転動体を保持する複数のポケット部１２と、各ポケット部１２の間に形成される軸方向の柱部１３と、柱部１３を軸方向両側で固定する円環部１４とを備えてなる。柱部１３の内径部に、円周方向に等配のゲート１５を設け、ゲート１５から金型キャビティ内に射出された樹脂は、該図の破線部でウェルド部（ウェルドライン）を形成する。ゲート１５は、柱部１３の軸方向中央部に配置されている（特許文献１参照）。
　また、上記のゲート１５は種々のタイプがあり、任意の柱部１３の内径側に設けたもの、柱部１３ではなく円環部１４に設けたもの（共にトンネルゲート）、保持器端面にゲートを形成するもの（サイドゲート）、円環部１４に連続した円環状ゲートを設ける（ディスクゲート）などがある。ゲートの個数・位置により、同じ形状の保持器でもウェルドラインの個数・位置は異なるが、共通することはウェルド部の強度を向上させるためには、衝突する樹脂同士が十分な強度を持って結合することである。
　樹脂は高圧力にてキャビティ空間に射出されるため、流入速度が速過ぎるとキャビティ内の空気が急速に圧縮され、ウェルド部での樹脂同士の結合が弱くなりウェルド強度が低下する。逆に、樹脂の流入速度が遅過ぎると、樹脂がウェルド部に到達する前に冷却され樹脂同士の結合が弱くなる。一般的に図１１（ａ）のように、樹脂同士がしっかりと食い込み、結合面積が大きいほどウェルド強度は増す。一方、図１１（ｂ）のように、結合する樹脂の先端が温度の低下により流動性が悪くなっているとウェルド部で樹脂同士が衝突したときに、お互いが十分に食い込むことは無く、結合は弱くなる。なお、図１１における矢印は樹脂の流れを示す。
　軸受の保持器のように複雑なキャビティを持つ金型の場合、使用条件に対して必要なウェルド部の強度（引張強度）を確保することは容易ではなく、如何にしてこの強度を向上させるかが重要な課題である。また、製造コストの増加を避けるため、より簡易な手段でこの強度向上を図ることが望まれる。
　本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、ウェルド部での強度に優れる軸受用樹脂製保持器およびその製造方法を提供することを目的とする。また、この樹脂製保持器を用いた転がり軸受を提供することを目的とする。
　本発明の軸受用樹脂製保持器は、樹脂組成物の射出成形体である円環状の軸受用樹脂製保持器であって、該保持器は、転動体を保持する複数のポケット部と、各ポケット部の間に位置する軸方向の柱部と、該柱部を軸方向両側で固定する円環部とを備えてなり、上記柱部および上記円環部の少なくとも一方の部位において、円周方向の１箇所または複数箇所にウェルドラインを有し、上記部位の上記ウェルドライン近傍の形状が、該ウェルドラインに沿った断面に対して非対称であることを特徴とする。
　上記円環部の保持器外側端面に、円周方向に等間隔で複数形成された肉ぬすみ部と、該肉ぬすみ部の間に形成されるリブとを有し、上記ウェルドラインが該リブに位置し、上記リブの形状が、（１）円周方向の肉厚が径方向で不均一、（２）円周方向の肉厚が軸方向で不均一、および（３）軸方向の肉厚が径方向で不均一、の少なくとも１つであることを特徴とする。
　上記円環部の保持器外側端面に、円周方向に等間隔で複数形成された肉ぬすみ部と、該肉ぬすみ部の間に形成されるリブとを有し、上記ウェルドラインが該リブに位置し、上記リブに隣接する上記肉ぬすみ部の一方に、該肉ぬすみ部を構成する面から突出する凸部、および該肉ぬすみ部を構成する面から窪んだ凹部、の少なくとも一方を有することを特徴とする。
　上記樹脂組成物が、ポリアミド樹脂に、ガラス繊維または炭素繊維を配合してなる樹脂組成物であることを特徴とする。
　本発明の軸受用樹脂製保持器の製造方法は、上記の本発明の保持器を製造するための方法であり、上記保持器の形状の金型キャビティに対して、円周方向で等間隔に設けられた複数のゲートから上記樹脂組成物を射出充填して成形することを特徴とする。
　この製造方法において、上記ゲートとして、樹脂通過流量が異なる２個以上のゲートを設けたことを特徴とする。また、上記複数のゲートが上記各柱部に設けられ、該ゲートとして、上記各柱部における軸方向位置が異なる２個以上のゲートを設けたことを特徴とする。
　また、この製造方法において、上記ゲートとして、（１）直結するランナーの上記金型キャビティに対する角度が異なる２個以上のゲート、および、（２）直結するランナーの径寸法の異なる２個以上のゲート、のいずれか一方を設けたことを特徴とする。
　本発明の転がり軸受は、転動体および該転動体を保持する保持器を有する転がり軸受であって、上記保持器が本発明の軸受用樹脂製保持器であることを特徴とする。
　本発明の軸受用樹脂製保持器は、転動体を保持する複数のポケット部と、各ポケット部の間に位置する軸方向の柱部と、該柱部を軸方向両側で固定する円環部とを備えてなり、柱部および円環部の少なくとも一方の部位において、円周方向の１箇所または複数箇所にウェルドラインを有し、上記部位のウェルドライン近傍の形状が、該ウェルドラインに沿った断面に対して非対称であるので、射出成形時にウェルド部での溶融樹脂の流れを乱れさせること、および接合面積を増加させることができ、ウェルド部の強度に優れる保持器として得られる。
　円環部の保持器外側端面に、円周方向に等間隔で形成された複数の肉ぬすみ部と、該肉ぬすみ部の間に形成されるリブとを有し、ウェルドラインが該リブに位置し、上記リブの形状が、（１）円周方向の肉厚が径方向で不均一、（２）円周方向の肉厚が軸方向で不均一、および（３）軸方向の肉厚が径方向で不均一、の少なくとも１つであるので、従来あるリブの形状を僅かに変更することのみで製造できる。このため、製造コストを増加させないで、ウェルド部の強度の向上が図れる。
　円環部の保持器外側端面に、円周方向に等間隔で形成された複数の肉ぬすみ部と、該肉ぬすみ部の間に形成されるリブとを有し、ウェルドラインが該リブに位置し、リブに隣接する肉ぬすみ部の一方に、該肉ぬすみ部を構成する面から突出する凸部、および該肉ぬすみ部を構成する面から窪んだ凹部、の少なくとも一方を有するので、従来ある肉ぬすみ部に僅かな形状変更を施すのみで製造できる。このため、上記同様、製造コストを増加させないで、ウェルド部の強度の向上が図れる。
　樹脂組成物が、ポリアミド樹脂に、ガラス繊維または炭素繊維を配合してなる樹脂組成物であるので、成形性に優れるとともに保持器強度に優れ、さらに軽量化が図れる。
　本発明の軸受用樹脂製保持器の製造方法において、ゲートとして、穴径寸法が異なるなどの樹脂通過流量が異なる２個以上のゲートを設けるので、各ゲートから射出充填される樹脂量のバランスをあえて崩し、ウェルド部での溶融樹脂の流れを乱れさせることができ、ウェルド部の強度の向上が図れる。また、ゲートとして、各柱部における軸方向位置が異なる２個以上のゲートを設けること、直結するランナーの金型キャビティに対する角度が異なる２個以上のゲートを設けること、直結するランナーの径寸法の異なる２個以上のゲートを設けること、でも同様にウェルド部の強度の向上が図れる。
　本発明の転がり軸受は、本発明の軸受用樹脂製保持器を用いるので、樹脂製の保持器を採用しながら、ウェルド部での保持器破損などの問題の発生を防止できる。
一般的な樹脂製保持器を示す平面図である。 本発明の樹脂製保持器の一例を示す一部拡大図等である。 本発明の樹脂製保持器の他の例を示す一部拡大図である。 本発明の樹脂製保持器の他の例を示す一部拡大図等である。 本発明の樹脂製保持器の他の例を示す一部拡大図等である。 ゲート形状および位置の一例を示す図である。 射出充填構造の一例を示す図である。 本発明の転がり軸受の一例を示す断面図である。 射出成形時の金型キャビティ内での樹脂の流れを示す図である。 従来の樹脂製保持器を示す斜視図である。 ウェルド部における樹脂の様子を示す模式図である。 保持器引張試験機の概要を示す図である。 ウェルドラインの流動解析結果を示す図である。
　軸受用樹脂製保持器を図１に基づいて説明する。図１（ａ）は円環状の保持器の斜視図であり、図１（ｂ）は保持器外側端面にリブと肉ぬすみ部を有する保持器の平面図である。図１（ａ）に示すように、円環状の樹脂製保持器１’は、転動体を保持する複数のポケット部４と、各ポケット部４の間に位置する軸方向に沿った柱部６と、柱部６を軸方向両側で固定する円環部５とを備えてなる。柱部６の内径部に、円周方向に等配のゲート７を設けているため、円環部５における各ポケット部４を構成する部分の周方向中央位置にウェルド部（ウェルドライン）が形成される（図１０と同じ箇所）。
　図１（ｂ）に示す樹脂製保持器１’’では、図１（ａ）に示す保持器と同様の全体構成を有しつつ、保持器端面に肉ぬすみ部３と、肉ぬすみ部３同士の間にリブ２が形成されている。一般的に射出成形では、金型キャビティ内の樹脂通過断面積をほぼ一定にすることが好ましいとされている。図１（ａ）に示すような樹脂製保持器１’を射出成形で製造する場合、円環部が肉厚になりすぎるために、図１（ｂ）のように肉ぬすみを行なって肉ぬすみ部３を形成する一方で、ウェルド部では極力接合面積を確保したいことから、上記の如くリブ２が形成されている。すなわち、リブ２の部分にウェルドラインが位置している。
　樹脂製保持器においてウェルド部の強度を向上させるためには、高温の樹脂を如何にウェルド部で乱れた状態で結合させるかが重要であり、さらに接合面積を増加させることも重要である。これを達成すべく、本発明の保持器では、リブなどのウェルドライン近傍の形状を、このウェルドラインに沿った断面に対して非対称であるように設定している。この非対称形状により、ウェルド部における樹脂の流れの乱れ、または接合面積の増加、あるいはそれらの複合により高い結合力が得られる。なお、円周方向に等配のゲートを採用することで、ウェルドラインに沿った断面は、円環部または柱部を円周方向で分断する面として形成される。以下、具体的な形状の詳細を図２～図５に基づいて説明する。
　本発明の軸受用樹脂製保持器の一例を図２に基づいて説明する。図２は、樹脂製保持器におけるリブと肉ぬすみ部周囲の拡大図（図２（ａ））と斜視図（図２（ｂ））である。図２（ａ）に示すリブ２は、円周方向に等間隔で形成された複数の肉ぬすみ部３のうち、２つの肉ぬすみ部３の間に形成され、円周方向の肉厚が径方向で不均一とされている。詳細には、リブ２の軸方向の肉厚は一定であり、外径側の肉厚ｔwoが内径側の肉厚ｔwiよりも小さく設定されており、リブ２の一方の面２ａに対して他方の面２ｂが内径側ほど円周方向に広がるように傾斜した形状とされている。この保持器１におけるウェルドラインは、リブ２の円周方向略中央に位置する。このリブ２は、ウェルドラインに沿った断面Ｘに対して非対称の形状とされている。
　本発明の軸受用樹脂製保持器の他の例を図３に基づいて説明する。図３（ａ）および図３（ｂ）は、それぞれの樹脂製保持器におけるリブと肉ぬすみ部周囲の拡大図であり、図３（ａ）は円環部を外径方向から見た図であり、図３（ｂ）はウェルド断面を円周方向から見た図である。図３（ａ）に示すリブ２は、円周方向に等間隔で形成された複数の肉ぬすみ部３のうち、２つの肉ぬすみ部３の間に形成され、円周方向の肉厚が軸方向で不均一とされている。詳細には、リブ２の径方向の肉厚は一定であり、一端面側の肉厚ｔweが他端面側の肉厚ｔwmよりも小さく設定されており、リブ２の一方の面２ａに対して他方の面２ｂが他端面側ほど円周方向に広がるように傾斜した形状とされている。このリブ２は、ウェルドラインに沿った断面に対して非対称の形状とされている。
　また、図３（ｂ）に示すリブ２は、軸方向の肉厚が径方向で不均一とされている。詳細には、リブ２の円周方向の肉厚は一定であり、外径側の肉厚ｔdoが内径側の肉厚ｔdiよりも小さく設定されており、リブ２の面２ｃが内径側ほど軸方向に広がるように傾斜した形状とされている。
　図２および図３に示す各形態では、端面リブの肉厚を円周方向、径方向、軸方向に対して不等幅とすることで、ウェルド部における樹脂の流れを乱れさせ、または接合面積を増加させて、ウェルド部における強度を向上させている。
　本発明の軸受用樹脂製保持器の他の例を図４に基づいて説明する。図４（ａ）は樹脂製保持器におけるリブと肉ぬすみ部周囲の拡大図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ－Ａ’線断面図である。図４に示すリブ２は、円周方向に等間隔で形成された複数の肉ぬすみ部３のうち、２つの肉ぬすみ部３の間に形成されている。このリブ２自体は通常の形状のリブである。ここで、リブ２に隣接する肉ぬすみ部３を構成する面３ｂにおいて、該面から窪んだ凹部３ｃを設けている。この凹部３ｃは、射出成形時にはキャビティ内突起となり、溶融樹脂の流れを阻害し、リブ２の位置に形成されるウェルド部での流れを乱すことができる。なお、この凹部３ｃは、肉ぬすみ部３を構成する面３ａに設けてもよい。
　本発明の軸受用樹脂製保持器の他の例を図５に基づいて説明する。図５（ａ）は樹脂製保持器におけるリブと肉ぬすみ部周囲の拡大図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＢ－Ｂ’線断面図である。図５に示すリブ２は、図４と同様に、このリブ２自体は通常の形状のリブである。ここで、リブ２に隣接する肉ぬすみ部３を構成する面３ａにおいて、該面から突出する凸部３ｄを設けている。この凸部３ｄは、射出成形時にはキャビティ内での急拡大部となり、リブ２の位置に形成されるウェルド部での流れを乱すことができる。なお、この凸部３ｄは、肉ぬすみ部３を構成する面３ｂに設けてもよい。
　図４および図５に示す各形態では、リブに隣接する肉ぬすみ部において、凹部や凸部を設けることで、これらを含めたウェルドライン近傍形状が、リブに形成されるウェルドラインに沿った断面に対して非対称の形状となる。金型キャビティ内では、凹部は突起に、凸部は急拡大部になり、溶融樹脂の流れの乱れを誘発することで、ウェルド部における強度を向上させている。
　以上の図２～図５の形態は、それぞれ単独でも組み合わせて設けてもよい。また、ウェルドラインがリブに位置すればよく、ゲートの位置は柱部、円環部のいずれに設けてもよい。ゲートの個数も適宜設定できる。また、ゲートの方式は、形成位置に合わせてトンネルゲート、サイドゲート、ディスクゲートなどを適宜設けることができる。
　本発明の軸受用樹脂製保持器の製造方法は、上記したような本発明の保持器を製造するための方法である。上述の不均等リブなどを含む保持器の形状の金型キャビティに対して、例えば、柱部となる部分に円周方向で等間隔に設けられた複数のゲートから所定の樹脂組成物の溶融樹脂を射出充填して成形する。この製造方法で使用する金型は、固定型（固定側の金型）と、固定型に対して型締め、型開き可能な可動型（可動側の金型）と、から構成される。型締めされた固定型と可動型とによって上記金型キャビティが形成される。なお、円環状の保持器のポケット部については、スライドコアを利用した金型で形成することもできる。
　試験保持器にてゲート全数のうち数点のゲートの樹脂通過流量をその他のゲートに比べて少なくなるよう調整して成形を実施した結果、引張強度が向上することを確認できた。このため、キャビティ内に射出される樹脂のバランスをあえて変化させることにより、ウェルド部での乱れを誘発でき、ウェルド部の強度の向上が図れるものと考える。以下、具体的な形態の詳細を図６および図７に基づいて説明する。
　本発明の軸受用樹脂製保持器の製造方法におけるゲート形状および位置の一例を図６に基づいて説明する。図６（ａ）はゲート形状の一例を、図６（ｂ）はゲート位置の一例をそれぞれ示す図である。なお、いずれも内径側から保持器を見た図である。図６（ａ）に示す例では、複数の柱部６の内径部に円周方向で等配のゲート７ａ、７ｂが配置され、それぞれのゲート径寸法が異なる。ゲート径寸法の異なるゲートが２個以上あればよく、すべてのゲートについて相互に異なる径寸法としてもよい。図６（ｂ）に示す例では、複数の柱部６の内径部に円周方向で等配のゲート７ａ、７ｂが配置され、それぞれのゲートの柱部６における軸方向位置が異なる。上記同様、各柱部での軸方向位置の異なるゲートが２個以上あればよく、すべてのゲートについて相互に異なる軸方向位置としてもよい。
　本発明の軸受用樹脂製保持器の製造方法における射出充填構造の一例を図７に基づいて説明する。図７（ａ）および図７（ｂ）において、溶融樹脂はスプール８ａを通過した後、ランナー８ｂを通過してゲート９を介して金型キャビティ１０に射出充填される。図７（ａ）の例では、ゲート９に直結するランナー８ｂと８ｃの角度が異なる。これにより、金型キャビティ１０内に射出される樹脂の向きを不均一にできる。また、図７（ｂ）の例では、ランナー８ｂと８ｃの径寸法が異なる。これによりランナー／ゲートのキャビティ断面縮小率の違いにより、各ゲート９より射出される樹脂の状態差によりウェルド部での乱れを誘発できる。上記のような直結するランナー構造の異なるゲートが２個以上あればよく、すべてのゲートについて相互に異なるランナー構造としてもよい。
　以上の図６および図７の形態は、それぞれ単独でも組み合わせて設けてもよい。また、これらの形態を上記の図２～図５の形態と適宜組み合わせて設けてもよい。
　本発明の軸受用樹脂製保持器の材料として用いる樹脂組成物は、射出成形が可能であり、保持器材料として十分な耐熱性や機械的強度を有するものであれば、任意のものを使用できる。この樹脂組成物のベース樹脂となる合成樹脂としては、例えば、ポリアミド６（ＰＡ６）樹脂、ポリアミド６－６（ＰＡ６６）樹脂、ポリアミド６－１０（ＰＡ６１０）樹脂、ポリアミド６－１２（ＰＡ６１２）樹脂、ポリアミド４－６（ＰＡ４６）樹脂、ポリアミド９－Ｔ（ＰＡ９Ｔ）樹脂、ポリアミド６－Ｔ（ＰＡ６Ｔ）樹脂、ポリメタキシレンアジパミド（ポリアミドＭＸＤ－６）樹脂などのポリアミド（ＰＡ）樹脂、射出成形可能なフッ素樹脂、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどのポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、射出成形可能なポリイミド（ＰＩ）樹脂などが挙げられる。これらの合成樹脂の中でも、耐熱性や射出成形性に優れることから、ＰＡ樹脂を用いることが好ましい。また、これらの各合成樹脂は単独で使用してもよく、２種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。
　また、保持器の弾性率などの機械的強度を向上させるため、これらの樹脂組成物に、射出成形性を阻害しない範囲で、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、各種鉱物性繊維（ウィスカー）などの繊維状補強材を配合することが好ましい。特に、補強効果や入手性に優れることから、ガラス繊維または炭素繊維を配合することが好ましい。繊維状補強材の配合範囲としては、例えば、樹脂組成物全体に対して１５～４０重量％程度である。その他、保持器の機能や射出成形性を損なわない範囲で、繊維状充填材以外の添加剤などを配合できる。
　本発明の転がり軸受は、上述の本発明の軸受用樹脂製保持器を用いた軸受である。本発明の転がり軸受の一例を図８に基づき説明する。図８は、転がり軸受（円筒ころ軸受）の断面図である。図８に示すように、転がり軸受３１は、外周に内輪軌道面３２ａを有する内輪３２と、内周に外輪軌道面３３ａを有する外輪３３と、内輪軌道面３２ａと外輪軌道面３３ａとの間を転動する転動体である複数の円筒ころ３４と、円筒ころ３４をポケット部で周方向等間隔に保持する樹脂製保持器１とを備えてなる。この樹脂製保持器１が、本発明の軸受用樹脂製保持器である。この転がり軸受では、ウェルドでの保持器破損などの問題を防止できる。また、樹脂製保持器を採用することで、潤滑剤の長寿命化、軸受の軽量化なども図れる。
　なお、図８では円筒ころ軸受用の保持器を例示したが、射出成形時にウェルド部を有する形状であれば、その他の任意の軸受（例えば、針状ころ軸受など）にも適用できる。
実施例１
　ＰＡ６６樹脂にガラス繊維を２５重量％配合した樹脂材の成形用ペレットを用いて図２に示す形状の保持器（全体形状は図１（ａ））を成形した。射出成形時のゲートは、柱部の内径部中央にあり、円環部の各ポケット部を構成する部分の周方向中央位置にウェルド部（ウェルドライン）が形成されている。この保持器のウェルド部の引張強度を確認するため、作製した保持器を用いて保持器引張試験を実施した。図１２に示すように、保持器引張試験は、半円割治具２４を有する引張治具２３と半円割治具２４’を有する引張治具２３’とを有する試験装置２２を用い、試験用の保持器２１をそのウェルド部が水平位置になるように該装置にセットして所定の引張速度で行なった。なお、図１２（ａ）は、図１２（ｂ）におけるＣ－Ｃ’線断面図である。
比較例１
　保持器のリブの形状を従来の形状（図１（ｂ））とする以外は、実施例１と同材料かつ同条件で保持器を作製してウェルド部の引張強度を確認した。
　試験の結果、実施例１の方が、比較例１よりもウェルド部の引張強度に優れていることが確認できた。なお、実施例１の引張強度は比較例１に対し約１１０％程度であった。
　また、実施例１と同条件における射出成形時の流動解析の結果を図１３に示す。この結果より、リブ中央に対し、左右不均等なウェルドラインが形成されることが確認できた。
　本発明の軸受用樹脂製保持器は、ウェルド部での強度に優れるので、鉄道車両、自動車、産業機械などに用いられる転がり軸受用の保持器として好適に利用できる。
　　１　樹脂製保持器
　　２　リブ
　　３　肉ぬすみ部
　　４　ポケット部
　　５　円環部
　　６　柱部
　　７　ゲート
　　８ａ　スプール
　　８ｂ、８ｃ　ランナー
　　９　ゲート
　　１０　金型キャビティ
　　１１　保持器
　　１２　ポケット部
　　１３　柱部
　　１４　円環部
　　１５　ゲート
　　１６　金型キャビティ
　　１７　溶融樹脂
　　１８　ランナー
　　１９　ゲート
　　２０　ウェルド部
　　２１　保持器（試験片）
　　２２　試験装置
　　２３　引張治具
　　２４　半円割治具
　　３１　転がり軸受
　　３２　内輪
　　３３　外輪
　　３４　円筒ころ

Claims (11)

  1. 　樹脂組成物の射出成形体である円環状の軸受用樹脂製保持器であって、
    　該保持器は、転動体を保持する複数のポケット部と、各ポケット部の間に位置する軸方向の柱部と、該柱部を軸方向両側で固定する円環部とを備えてなり、
    　前記柱部および前記円環部の少なくとも一方の部位において、円周方向の１箇所または複数箇所にウェルドラインを有し、前記部位の前記ウェルドライン近傍の形状が、該ウェルドラインに沿った断面に対して非対称であることを特徴とする軸受用樹脂製保持器。
  2. 　前記円環部の保持器外側端面に、円周方向に等間隔で形成された複数の肉ぬすみ部と、該肉ぬすみ部の間に形成されるリブとを有し、前記ウェルドラインが該リブに位置し、
    　前記リブの形状が、（１）円周方向の肉厚が径方向で不均一、（２）円周方向の肉厚が軸方向で不均一、および（３）軸方向の肉厚が径方向で不均一、の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の軸受用樹脂製保持器。
  3. 　前記円環部の保持器外側端面に、円周方向に等間隔で形成された複数の肉ぬすみ部と、該肉ぬすみ部の間に形成されるリブとを有し、前記ウェルドラインが該リブに位置し、
    　前記リブに隣接する前記肉ぬすみ部の一方に、該肉ぬすみ部を構成する面から突出する凸部、および該肉ぬすみ部を構成する面から窪んだ凹部、の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１記載の軸受用樹脂製保持器。
  4. 　前記樹脂組成物が、ポリアミド樹脂に、ガラス繊維または炭素繊維を配合してなる樹脂組成物であることを特徴とする請求項１記載の軸受用樹脂製保持器。
  5. 　請求項１記載の軸受用樹脂製保持器の製造方法であって、
    　前記保持器の形状の金型キャビティに対して、円周方向で等間隔に設けられた複数のゲートから前記樹脂組成物を射出充填して成形することを特徴とする軸受用樹脂製保持器の製造方法。
  6. 　前記ゲートとして、樹脂通過流量が異なる２個以上のゲートを設けたことを特徴とする請求項５記載の軸受用樹脂製保持器の製造方法。
  7. 　前記複数のゲートが前記各柱部の形成位置に設けられ、該ゲートとして、前記各柱部における軸方向位置が異なる２個以上のゲートを設けたことを特徴とする請求項５記載の軸受用樹脂製保持器の製造方法。
  8. 　前記ゲートとして、（１）直結するランナーの前記金型キャビティに対する角度が異なる２個以上のゲート、および、（２）直結するランナーの径寸法の異なる２個以上のゲート、のいずれか一方を設けたことを特徴とする請求項５記載の軸受用樹脂製保持器の製造方法。
  9. 　転動体および該転動体を保持する保持器を有する転がり軸受であって、
    　前記保持器が請求項１記載の軸受用樹脂製保持器であることを特徴とする転がり軸受。
  10. 　請求項２記載の軸受用樹脂製保持器の製造方法であって、
    　前記保持器の形状の金型キャビティに対して、円周方向で等間隔に設けられた複数のゲートから前記樹脂組成物を射出充填して成形することを特徴とする軸受用樹脂製保持器の製造方法。
  11. 　請求項３記載の軸受用樹脂製保持器の製造方法であって、
    　前記保持器の形状の金型キャビティに対して、円周方向で等間隔に設けられた複数のゲートから前記樹脂組成物を射出充填して成形することを特徴とする軸受用樹脂製保持器の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019189779A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 Ntn株式会社 樹脂製保持器及び転がり軸受
JP2020046069A (ja) * 2018-03-30 2020-03-26 Ntn株式会社 樹脂製保持器及び転がり軸受
WO2022264772A1 (ja) * 2021-06-15 2022-12-22 Ntn株式会社 軸受用樹脂保持器および転がり軸受

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7218703B2 (ja) * 2019-10-08 2023-02-07 中西金属工業株式会社 両円環型樹脂保持器の製造方法
US12240157B2 (en) * 2020-03-18 2025-03-04 Toray Industries, Inc. Integrally molded body and method of manufacturing same
JP2024077120A (ja) * 2022-11-28 2024-06-07 ミネベアミツミ株式会社 保持器、保持器の製造方法、転がり軸受及び金型

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03180313A (ja) * 1989-12-08 1991-08-06 Ntn Corp 軸受用合成樹脂製保持器の製造方法
JPH08224762A (ja) * 1994-12-20 1996-09-03 Hitachi Ltd 射出成形品、その製造方法、及びその金型
JP2000117785A (ja) * 1998-10-14 2000-04-25 Honda Motor Co Ltd 樹脂成形体
JP2003340889A (ja) * 2002-05-27 2003-12-02 Fuji Electric Co Ltd 射出成形方法および射出成形金型
JP2010514595A (ja) * 2006-12-28 2010-05-06 ボーグワーナー・インコーポレーテッド ファンリングのウエルドライン強度が向上したプラスチックファン
JP2013223950A (ja) * 2012-04-20 2013-10-31 Nakanishi Metal Works Co Ltd 玉軸受用合成樹脂製保持器の製造方法
JP2013228103A (ja) * 2013-06-11 2013-11-07 Nsk Ltd 合成樹脂製保持器の製造方法並びに製造装置
JP2014092252A (ja) * 2012-11-06 2014-05-19 Ntn Corp 円錐ころ軸受用保持器
JP2014152899A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Nakanishi Metal Works Co Ltd 樹脂製保持器
JP2014162097A (ja) * 2013-02-25 2014-09-08 Toyota Auto Body Co Ltd 樹脂成形部品及びその製造方法
JP2015075201A (ja) * 2013-10-10 2015-04-20 日本精工株式会社 軸受用樹脂製保持器、及びその製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002005176A (ja) 2000-06-23 2002-01-09 Nakanishi Metal Works Co Ltd ころ軸受用合成樹脂保持器およびその製造方法
JP2011052784A (ja) 2009-09-03 2011-03-17 Ntn Corp 樹脂保持器
JP5636868B2 (ja) 2010-10-20 2014-12-10 日本精工株式会社 合成樹脂製保持器
JP6178117B2 (ja) * 2013-05-31 2017-08-09 Ntn株式会社 転がり軸受用保持器、転がり軸受、及び転がり軸受用保持器の製造方法
CN204622482U (zh) * 2015-04-23 2015-09-09 大连普阳铁路机车车辆配件有限公司 一种工程塑料保持架注塑模具

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03180313A (ja) * 1989-12-08 1991-08-06 Ntn Corp 軸受用合成樹脂製保持器の製造方法
JPH08224762A (ja) * 1994-12-20 1996-09-03 Hitachi Ltd 射出成形品、その製造方法、及びその金型
JP2000117785A (ja) * 1998-10-14 2000-04-25 Honda Motor Co Ltd 樹脂成形体
JP2003340889A (ja) * 2002-05-27 2003-12-02 Fuji Electric Co Ltd 射出成形方法および射出成形金型
JP2010514595A (ja) * 2006-12-28 2010-05-06 ボーグワーナー・インコーポレーテッド ファンリングのウエルドライン強度が向上したプラスチックファン
JP2013223950A (ja) * 2012-04-20 2013-10-31 Nakanishi Metal Works Co Ltd 玉軸受用合成樹脂製保持器の製造方法
JP2014092252A (ja) * 2012-11-06 2014-05-19 Ntn Corp 円錐ころ軸受用保持器
JP2014152899A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Nakanishi Metal Works Co Ltd 樹脂製保持器
JP2014162097A (ja) * 2013-02-25 2014-09-08 Toyota Auto Body Co Ltd 樹脂成形部品及びその製造方法
JP2013228103A (ja) * 2013-06-11 2013-11-07 Nsk Ltd 合成樹脂製保持器の製造方法並びに製造装置
JP2015075201A (ja) * 2013-10-10 2015-04-20 日本精工株式会社 軸受用樹脂製保持器、及びその製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019189779A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 Ntn株式会社 樹脂製保持器及び転がり軸受
JP2020046069A (ja) * 2018-03-30 2020-03-26 Ntn株式会社 樹脂製保持器及び転がり軸受
CN111919042A (zh) * 2018-03-30 2020-11-10 Ntn株式会社 树脂制保持器以及滚动轴承
CN111919042B (zh) * 2018-03-30 2022-07-26 Ntn株式会社 树脂制保持器以及滚动轴承
WO2022264772A1 (ja) * 2021-06-15 2022-12-22 Ntn株式会社 軸受用樹脂保持器および転がり軸受

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