(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂を用いて所望形状の転がり軸受用保持器を射出成形する工程と、
その後、前記転がり軸受用保持器を水を用いて超音波洗浄する洗浄工程と、
その後、前記転がり軸受用保持器に付着する水分量を調整するために、前記転がり軸受用保持器を遠心脱水機により脱水する工程と、
その後、前記転がり軸受用保持器を所定量の水と共に密封保管する工程とからなることを特徴とする転がり軸受用保持器の製造方法。
【請求項２】
前記洗浄工程は、
前記転がり軸受用保持器を中性洗剤入りの４０〜６０℃に加温された水の中に浸漬して、揺動させながら超音波洗浄する工程と、
その後、前記転がり軸受用保持器を２０〜４０℃の水の中に浸漬して、揺動させながら超音波洗浄する工程と、
その後、純水でリンスする工程とからなることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受用保持器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、低トルク、低騒音、低発塵、耐久性等が要求されるＨＤＤ、ＶＴＲ等の精密機器の回転体の支持部に使用される転がり軸受の転動体の保持器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受１は、例えば図１に示す様に、軌道面２ａ、３ａをそれぞれ有する外輪２及び内輪３と転動体（玉）４とからなり、転動体４が外輪２の軌道面２ａと内輪３の軌道面３ａとの間に転動自在に配設されている。また、軌道面２ａ及び３ａを挟んだ軸方向両側部には、それぞれ円環状のシール５が配置されている。この円環状のシール５によって転がり軸受１の外部への潤滑剤の漏洩を防止したり、転がり軸受１の外部に浮遊する塵芥が転がり軸受１内に侵入したりすることを防止している。
【０００３】
複数個の転動体４は、例えば図２に示す様な保持器６によって転動自在に保持されている。保持器６は、例えば、合成樹脂により作られている。保持器６は、円環状の基部７とその基部７から円周方向に沿って所定間隔を開けて突設する複数の柱部８とを備えており、隣合う柱部８の間に形成される円弧状の凹部９が転動体４を収容するためのポケットを構成している。そして、上記柱部８に所定の弾性を持たせることで、各転動体４は、各柱部８の間に押込まれて各ポケット９に収納され保持される。
【０００４】
上記構成の保持器６は、転がり軸受１の組立作業において保持器６を組み込む際に保持器６にスナップフィット性が要求されることと、耐熱性及び強度特性が要求されることとから、保持器６の材料として、ポリアミド樹脂（ＰＡ６６）が多く使用されている。更に、上記樹脂製の保持器６のスナップフィット性を向上させるために、恒温・恒湿槽を用いて上記樹脂製の保持器６に含水処理を行うことがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の転がり軸受を、ＨＤＤ、ＶＴＲ等の精密機器の回転体の支持部に使用する場合に、合成樹脂製保持器に起因する塵芥が転がり軸受に混入する場合があり、音響不良が発生する可能性が高くなるという問題がある。
【０００６】
転がり軸受の組立作業において、合成樹脂製保持器を組み込む際に持込まれる塵芥による音響不良を解決するために、従来から、軸受部品（外輪・内輪・転動体・保持器）の精密洗浄を実施しているものの、合成樹脂製保持器の精密洗浄は困難であった。
【０００７】
また一方、合成樹脂製保持器のスナップフィット性を向上させるために実施する含水処理は、恒温・恒湿槽を使用するのが一般的である。しかし、この恒温・恒湿槽を使用する含水方法においては、恒温・恒湿槽内の蒸気を空気で循環させる方式であるため、恒温・恒湿槽内の塵芥や水に含まれる不純物が合成樹脂製保持器に付着してしまう可能性があるという問題がある。従って、含水処理を実施することによって、更に合成樹脂製保持器が汚れるという悪い結果を生じる可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記の様な問題点に着目してなされたもので、精密水洗浄により、合成樹脂製保持器の清浄度を高め、且つ、濾過されたクリーンな純水の保持器への付着量を遠心脱水機にて調整し、合成樹脂製保持器に適量の水を含水させ、品質の安定した合成樹脂製保持器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明による転がり軸受用保持器の製造方法は、合成樹脂を用いて所望形状の転がり軸受用保持器を射出成形する工程と、その後、前記転がり軸受用保持器を水を用いて超音波洗浄する洗浄工程と、その後、前記転がり軸受用保持器に付着する水分量を調整するために、前記転がり軸受用保持器を遠心脱水機により脱水する工程と、その後、前記転がり軸受用保持器を所定量の水と共に密封保管する工程とからなる。
【００１０】
水を用いて合成樹脂製の転がり軸受用保持器を超音波により精密水洗浄し、その後に、合成樹脂製の転がり軸受用保持器を遠心脱水してクリーンな純水の付着量を調整し、所定量の水を合成樹脂製の転がり軸受用保持器に含水させる。
【００１１】
転がり軸受用保持器は、合成樹脂で射出成形した後、２０〜６０℃に加温された水を用いて超音波水洗浄を実施されるとよい。加温された水には、中性洗剤が含まれているとよい。また、中性洗剤入りの温水で洗浄した後に、中性洗剤を含まない温水で更に超音波洗浄を実施してもよい。
【００１２】
また、転がり軸受用保持器は、超音波洗浄の後、クリーンな純水で噴流リンスを実施されてもよい。噴流リンスにより転がり軸受用保持器にクリーンな純水が付着した後に、遠心脱水機にて付着した水の量を適量に調整してもよい。
【００１３】
更にまた、転がり軸受用保持器は、遠心脱水の後、ポリ袋等に密封保管して約２〜３ｗｔ％の水が含水させられるとよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図面を使って、本発明の実施の形態を説明する。
図２は、本発明の実施の形態の合成樹脂製の転がり軸受用保持器を示す。保持器６は、円環状の基部７とその基部７から円周方向に沿って所定間隔を開けて突設する複数の柱部８とを備えており、隣合う柱部８の間に形成される円弧状の凹部９が転動体を収容するためのポケットを構成している。保持器６は、射出成形により合成樹脂で作られている。
【００１５】
図４は、保持器の洗浄工程及び脱水工程のフローを示す。
保持器６は、第１工程（Ｓ１）において、三槽式洗浄装置の第１槽内の中性洗剤入りの４０〜６０℃に加温された水の中に浸漬され、揺動されながら超音波洗浄される。この洗浄工程において、保持器から付着物が除去される。
保持器６は、第２工程（Ｓ２）において、三槽式洗浄装置の第２槽内の２０〜４０℃の水の中に浸漬され、揺動されながら超音波洗浄される。この洗浄工程において、保持器から付着物が更に除去される。
保持器６は、第３工程（Ｓ３）において、三槽式洗浄装置の第３槽内で、揺動されながら室温の純水で噴流リンスを実施される。このリンス工程において、保持器の清浄度が更に向上し、クリーンな純水が保持器に付着する。
上記第１〜第３工程の洗浄、リンス工程において、第１及び第２槽内の洗浄液と第３槽内の水又は純水とは、いずれもオーバーフローさせて、液面での浮遊物が保持器に再付着するのを防ぐようにしてもよい。
保持器６は、第４工程（Ｓ４）において、遠心脱水され、保持器に付着した水の量が調整される。
保持器６は、第５工程（Ｓ５）において、密封梱包され、所定量の水が保持器６に含水させられる。保持器６は、約２〜３ｗｔ％の水が含水させられるとよい。
【００１６】
このようにして得られた清浄度の高い保持器を転がり軸受に組込むことにより、転がり軸受の音響レベルが向上する。
また、このようにして得られた清浄度の高い合成樹脂製保持器を転がり軸受に組込むことにより、回転体が回転したときに、従来のように合成樹脂製保持器から付着物が転がり軸受内に脱落するようなことがないので、音響寿命を向上させることになる。
また、合成樹脂製保持器の汚れの原因となる従来の恒温・恒湿槽による調湿工程を省略できることになる。
【００１７】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
本発明の実施例の転がり軸受用保持器に使用される樹脂は、特に限定されないが、転動体（玉）を組み込むときに大きなスナップフィット性が要求されるので、靱性に優れるポリアミド樹脂（以下、「ＰＡ樹脂」という。）が好適であり、更には、回転時の剛性アップのためにガラス繊維、カーボン繊維等の補強材を添加したＰＡ樹脂が好ましい。例えばＰＡ樹脂として宇部興産（株）の「宇部ナイロン」、帝人（株）の４６ナイロンが例示できる。
【００１８】
本発明の実施例の転がり軸受の基本構成は、図１に示す従来の転がり軸受１と同様であり、同心の円上に設けられ対向する外輪２の軌道面２ａと内輪３の軌道面３ａとの間に複数の転動体である玉４が転動可能に配置され、その玉４は保持器６によって保持されている。軌道面２ａ、３ａを挟んだ軸方向両側部には、それぞれ円環状のシール５が配設されている。
【００１９】
保持器６は、図２に示すように、樹脂製冠型保持器である。保持器６は、円環状の基部７と、その基部７から所定間隔毎に突設した柱部８とから構成されている。そして、柱部８の間に形成されている円弧状の凹部によってポケット９が構成され、その各ポケット９に各玉４が押し込まれて収納される。
保持器６は、上記合成樹脂を使用し、射出成形により一体に形成されている。
【００２０】
射出成形により形成された保持器６は、図３に示すＳＵＳパイプ１０又はプラスチックパイプに所定数整列した状態で挿入され保管される。ＳＵＳパイプ１０の両端部には、保持器が脱落しないようにＯリングが挿入されている。
【００２１】
上記のようにセットされた保持器６をＳＵＳパイプ１０ごと、図３に示すように洗浄かご１１にセットし、三槽式洗浄装置（超音波工業（株）製）を用いて保持器６を洗浄する。
【００２２】
洗浄工程及び脱水工程のフローを図４に示す。図４において、Ｐはポンプ、Ｈはヒーター、Ｆはフィルタを示している。
第１工程（Ｓ１）は、超音波洗浄工程である。三槽式洗浄装置の第１槽において、中性洗剤入りの４０〜６０℃に加温された水の中に保持器６を浸漬し、揺動しながら超音波洗浄を行う。
第２工程（Ｓ２）は、プレリンス工程である。三槽式洗浄装置の第２槽において、２０〜４０℃の水の中に保持器６を浸漬し、揺動しながら超音波洗浄を行う。
第３工程（Ｓ３）は、仕上げリンス工程である。三槽式洗浄装置の第３槽において、保持器６を揺動しながら室温の純水又は２０〜３０℃に加温された純水を用いて保持器６に対して噴流リンスを実施する。
上記第１〜第３工程の洗浄、リンス工程において、第１及び第２槽（洗浄槽）内の洗浄液と第３槽（リンス槽）内の水又は純水とは、いずれもオーバーフローさせて、液面での浮遊物が保持器に再付着するのを防いでいる。
第４工程（Ｓ４）は、遠心脱水工程である。洗浄後の保持器６を遠心脱水機（（株）コクサン製ＨＭ−５特型）に保持器６を洗浄かご１１ごとセットし、２００〜５００ｒｐｍで２〜５分間、好ましくは、２〜３分間遠心脱水を行う。遠心脱水のための回転数は、上記範囲が良好で、回転数を高くし過ぎると水の付着量が不足し、所定量の水を保持器６に含水できなくなる。また、処理時間が長すぎても保持器６への水の付着量が不足する。
第５工程（Ｓ５）は、梱包工程である。遠心脱水機により脱水した保持器６をＳＵＳパイプ１０ごと、ポリ袋又はユニパックに密封梱包する。
【００２３】
以上説明したように、本発明の前記実施例の転がり軸受用保持器の製造方法は、保持器の成形工程→保持器の整列工程→保持器の洗浄工程→保持器の脱水工程→保持器の梱包工程からなる。
【００２４】
（実施例１）
本発明の転がり軸受用保持器の製造方法を、内径５ｍｍ、外径１３ｍｍ及び幅４ｍｍのミニチュア玉軸受に採用して試験を行ったところ、表１及び表２に示すような結果が得られた。
【表１】
0003664205.tif 000002
【表２】
0003664205.tif 000003
ここで、表１及び表２中、実施例１の軸受は、ＰＡ６６樹脂を射出成形して得られた保持器を使用した。保持器は、三槽式洗浄装置の第１槽において、中性洗剤０．２％入りの６０℃の水で３分間の超音波洗浄が行なわれた。第２槽において、室温の水で超音波を用いてリンスが行われた。第３槽において、噴流リンスが行われた。各槽とも揺動１０〜２０／分を行った。
洗浄後の保持器を遠心脱水機にて２００ｒｐｍ×３分間の脱水処理を行った後にポリ袋に入れて梱包し、２日経過後にミニチュア玉軸受に組込み、潤滑剤としてグリース（リチウム石けん）１５ｍｇを封入した。
【００２５】
なお、図５に、保持器の洗浄条件及び遠心脱水条件を変えたときの密封保管日数と含水率との関係を示す。遠心脱水時の含水率（ｗｔ％）は、保持器を水洗浄し遠心脱水した時点で、保持器に含水及び付着している水の量（ｗｔ％）を測定した値を示している。時間（日）における含水率は、遠心脱水後にポリ袋に入れて保管した経過時間（日）後の含水率を示している。白丸印は、温度４０℃で５分間洗浄した後に回転数２００ｒｐｍで５分間脱水した保持器を示している。黒丸印は、温度４０℃で１０分間洗浄した後に回転数２００ｒｐｍで５分間脱水した保持器を示している。白菱形印は、温度６０℃で５分間洗浄した後に回転数２００ｒｐｍで３分間脱水した保持器を示している。黒菱形印は、温度６０℃で１０分間洗浄した後に回転数２００ｒｐｍで３分間脱水した保持器を示している。
【００２６】
（実施例２）
実施例２の軸受は、実施例１の保持器を使用し、保持器は、三槽式洗浄装置の第１槽において、中性洗剤０．２％入りの４０℃の水で３分間の超音波洗浄が行われた。第２槽及び第３槽の条件は、実施例１と同様である。また、遠心脱水も実施例１と同様である。
【００２７】
（実施例３）
実施例３の軸受は、実施例１の保持器を使用し、保持器は、三槽式洗浄装置の第１槽において、中性洗剤０．２％入りの２０℃の水で３分間の超音波洗浄が行われた。その他の条件は、全て実施例１と同様である。
【００２８】
（実施例４）
実施例４の軸受は、実施例１の保持器を使用し、保持器は、三槽式洗浄装置の第１槽において、中性洗剤なしの６０℃の水で３分間の超音波洗浄が行われた。第２槽及び第３槽は実施例１と同様である。遠心脱水は、３００ｒｐｍ×３分間実施した。その他の条件は、全て実施例１と同様である。
表２は、実施例１〜４の含水量を示している。洗浄温度と洗浄時間により、保持器に含水される量が変化する。実施例１〜３は、遠心脱水条件が同一であり、洗浄温度が６０℃、４０℃、２０℃と異なっており、洗浄温度が高いほど含水率が高い。また、洗浄温度が同一であれば洗浄時間が長いほど含水率が高い。
【００２９】
（実施例５）
実施例５の軸受は、実施例１の保持器を使用し、保持器は、三槽式洗浄装置の第１槽において、中性洗剤なしの４０℃の水で３分間の超音波洗浄が行われた。第２槽及び第３槽は実施例１と同様である。潤滑剤は、エステル系合成潤滑油３ｍｇを付着した。その他の条件は、全て実施例１と同様である。
【００３０】
（比較例１）
本発明の転がり軸受用保持器の製造方法の実施例１〜５と比較する目的で行った試験を比較例として示す。
比較例１の軸受は、実施例１の保持器を使用し、保持器を恒温・恒湿槽にて、温度６０℃、湿度９０％の雰囲気で５時間含水処理したもので、洗浄は無しで、潤滑剤としてグリース（リチウム石けん）１５ｍｇを封入した。
【００３１】
（比較例２）
比較例２の軸受は、比較例１と同様に含水処理した保持器を用い、潤滑剤として、エステル系合成潤滑油３ｍｇを付着したものである。
【００３２】
比較例１及び２の転がり軸受用保持器の製造方法は、保持器の成形工程→保持器の整列工程→恒温・恒湿槽による保持器の調湿工程→保持器の梱包工程からなる（以下、製造方法▲１▼という。）。この製造方法▲１▼では、工程が少なくコスト面では有利であるが、恒温・恒湿槽による調湿工程において、恒温・恒湿槽内を循環する蒸気により恒温・恒湿槽内の塵芥と水中の不純物が合成樹脂製保持器に多く付着する。この製造方法▲１▼により製造された保持器を組み込んだ転がり軸受は、騒音、振動、及びトルクが大きいので、ＨＤＤ又はＶＴＲ等の精密機器には使用できない。
【００３３】
一方、転がり軸受け用保持器の製造方法として、保持器の成形工程→保持器の整列工程→恒温・恒湿槽による保持器の調湿工程→保持器の洗浄工程→保持器の乾燥工程→保持器の梱包工程からなる製造方法が考えられる（以下、製造方法▲２▼という。）。この製造方法▲２▼は、前記恒温・恒湿槽による保持器の調湿工程の後、保持器の洗浄工程により、保持器の大部分の付着物は除去可能であるが、汚れの多い保持器を洗浄するために洗浄液の汚れも著しく、清浄度の高い保持器を安定供給することは困難である。
【００３４】
実施例１〜５及び比較例１〜２の音響性能について評価した。
予圧を２ｋｇ・ｆ付与した状態で、内輪を３６００ｒｐｍで回転させ、回転初期における中域帯（Ｍｉｄ  Ｂａｎｄ：１０００Ｈｚ前後）及び高域帯（Ｈｉ  Ｂａｎｄ：１０００Ｈｚ以上）のアンデロン値を計測した。初期アンデロン値を表１に示す。音響試験は、恒温槽内に内輪回転試験装置を設置して６５℃に維持して回転試験を行ったものである。
また、回転試験での音響寿命は、中域帯のアンデロン値が２．５アンデロンを超えるまでの時間とした。音響寿命を表１に示す。
【００３５】
ここで、アンデロン値は、アンデロメータにより測定されるものである。アンデロメータは、米国の Micrometrical Manufacturing Co. で製作された軸受完成品の振動測定器である。この測定器は内輪回転中における軸受外輪の半径方向振動を測るものである。軸受の外輪の半径方向の振動は、コンバータで検出され、その出力は、３つの周波数バンドに分けて、アンデロンという単位で示される。３つのバンドは、Low Band、Medium Band、High Band であり、各バンドの周波数は、それぞれ５０〜３００Ｈｚ、３００〜１８００Ｈｚ、１８００〜１００００Ｈｚである。アンデロンという単位は、次のように示される。
アンデロン＝Ｖ／（ｎ√Ｎ）
ここで、Ｖは、外輪の半径方向振動のうち、バンド幅内に含まれる振動成分の速度の二乗平均値（単位：μin／s）、ｎは、内輪の回転速度（単位：rad／s）、Ｎは、測定バンドのオクターブ数である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
表１から分かるように、同一条件の潤滑剤を使用した場合、比較例１〜２の軸受に比べて実施例１〜５の軸受の方が、初期音響特性が良好であり、音響寿命が向上していることが分かる。
以上説明してきたように、本発明の製造方法により製造した合成樹脂製転がり軸受用保持器を使用した軸受では、軸受内に塵芥やゴミ等が殆ど無く、転動体（玉）と軌道面との間に異物がかみ込むことも無く、音響の低減が図られ、且つ潤滑剤を汚さないために、音響寿命を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る転がり軸受を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る保持器を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る保持器の洗浄かごとそのセットを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる保持器の洗浄工程及び脱水工程のフローを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係わる保持器の洗浄条件及び遠心脱水条件を変えたときの密封保管日数と含水率との関係を示す図である。
【符号の説明】
１            転がり軸受
２            外輪
２ａ          軌道面
３            内輪
３ａ          軌道面
４            転動体
５            シール
６            保持器
７            円環状の基部
８            柱部
９            ポケット
１０            ＳＵＳパイプ
１１            洗浄かご
【図１】
0003664205.tif 000004
【図２】
0003664205.tif 000005
【図３】
0003664205.tif 000006
【図４】
0003664205.tif 000007
【図５】
0003664205.tif 000008