(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円孔を有する樹脂成形体からなる回転軸受部と、該回転軸受部の円孔に保持される回転軸とからなる回転軸受装置において、前記回転軸受部の円孔の円周面近傍の樹脂の配向が、前記円孔の円周面に同一方向で略平行であり、かつ、対称軸が多数ある回転対称状であることを特徴とする回転軸受装置。
【請求項２】
円孔を有する樹脂成形体からなる回転軸受部と、該回転軸受け部の円孔に保持される回転軸とからなる回転軸受装置の製造方法において、前記回転軸受部を、樹脂成形金型を用い、該樹脂成形金型が有する射出用ゲートの射出方向を、前記円孔の中心軸からずらして成形することを特徴とする回転軸受装置の製造方法。
【請求項３】
外周面の周方向に溝または突起が形成された回転軸の、少なくとも前記溝または突起が形成された部分を、樹脂でインサートモールドする回転軸受装置において、前記回転軸に対応する前記回転軸受部の樹脂の配向が、前記回転軸の外周面に同一方向で略平行であり、かつ、対称軸が多数ある回転対称状であることを特徴とする回転軸受装置。
【請求項４】
外周面の周方向に溝または突起が形成された回転軸の、少なくとも前記溝または突起が形成された部分を、樹脂でインサートモールドする回転軸受装置の製造方法において、前記回転軸受部を、樹脂成形金型を用い、該樹脂成形金型が有する射出用ゲートの射出方向を、前記回転軸の中心軸からずらして成形することを特徴とする回転軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、回転軸受装置及びその製造方法に関し、特に、センサー、ポテンショメータ、アクチュエータ等に用いられる回転軸受部，回転軸を含む回転軸受装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インサートモールドにより構成する回転軸受装置について、同一出願人により提案している実願平０４−０５７６４５号を例にして、図３に基づいて説明する。
【０００３】
回転軸受装置は、回転軸１とハウジング２とから構成される。
この回転軸１は、剛性等の機械的強度が大きい、例えば、金属からなり、外周面の周方向に断面がＶ字状の溝１ａが形成されている。そして、ハウジング２は、潤滑性を有する樹脂である、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂及びカーボン繊維（ＣＦ），四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）樹脂を配合した樹脂を、射出用ゲート３から、回転軸１を装填した樹脂成形金型（図示せず）内に射出することにより、回転軸１と一体にインサートモールドされ、回転軸１を保持する回転軸受部２ａ及び部材を収容するケース部２ｂを形成する。このインサートモールドの際、回転軸受部２ａには、回転軸１を保持する円孔２ｃ、及び、円孔２ｃの内周面の周方向に溝１ａに嵌合する断面がＶ字状の凸条部２ｄが、回転軸１に対応して形成される。
【０００４】
かかる構成の回転軸受装置は、回転軸受部２ａで回転軸１を回転可能に保持する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる構成の回転軸受装置において、ハウジング２を樹脂成形するための射出用ゲートは、図３の３（４）に示すように、回転軸受部２ａの端部近傍で且つ外周外方に位置し、その射出方向は回転軸受部２ａの外周外方から回転軸１の中心軸１ｂに向かっている。樹脂成形金型に射出用ゲート３が１箇所存在する場合と射出用ゲート４が３箇所存在する場合について、図４及び図５に示し、そのときの問題点を以下に説明する。
【０００６】
図４（ａ）において、射出用ゲート３が１箇所存在し、その射出方向Ｘは、回転軸受部２ａの外周外方から回転軸１の中心軸１ｂに向かっている。このため、回転軸受部２ａのＡ−Ａ断面における樹脂は、射出用ゲート３と回転軸１の中心軸１ｂを結ぶ線を対称軸にして、図の矢印Ｙで示すように、射出用ゲート３から左右対称状に広がりながら流れて充填される。したがって、樹脂の充填状態を示す配向は樹脂に含まれる繊維の方向として現れ、この繊維方向は、図４（ｂ）に示すように、射出用ゲート３と回転軸１の中心軸１ｂを結ぶ線に対して対称を成す。したがって、樹脂充填の際、左右対称状に分岐して流れる樹脂は、回転軸１の中心軸１ｂに対して射出用ゲート３の反対側で、先頭の樹脂同志が衝突して、ウェルドライン５ができる。このため、円孔２ｃの円周面近傍の樹脂は、充填密度が不均一となり収縮率に差を生じ、円孔２ｃは真円度が良くないという問題点を有していた。更に、ウェルドライン５部は樹脂間強度が弱く、ハウジング２の機械的強度が低下するという問題点を有していた。
【０００７】
また、図５（ａ）において、射出用ゲート４（４ａ〜４ｃ）は３箇所存在し、その射出方向Ｘは、回転軸受部２ａの外周外方から回転軸１の中心軸１ｂに向かっている。このため、回転軸受部２ａのＡ−Ａ断面における樹脂は、射出用ゲート４ａ〜４ｃと回転軸１の中心軸１ｂを結ぶ線を対称軸にして、図の矢印Ｙで示すように、射出用ゲート４ａ〜４ｃからそれぞれ左右対称状に広がりながら流れて充填される。したがって、樹脂の充填状態を示す配向は、図５（ｂ）に示すように、射出用ゲート４ａ〜４ｃと回転軸１の中心軸１ｂを結ぶ線に対して対称を成す。したがって、樹脂充填の際、左右対称状に分岐して流れる樹脂は、例えば、射出用ゲート４ａ，４ｂから射出された先頭の樹脂が衝突して、ウェルドライン６ａができる。同様にして，ウェルドライン６ｂ，６ｃが射出用ゲート４ｂ，４ｃの間、及び、射出用ゲート４ｃ，４ａの間にできることになる。このため、前述と同様に、円孔２ｃは真円度が良くなく、また、ウェルドライン６ａ〜６ｃ部は樹脂間強度が弱く、ハウジング２の機械的強度が低下するという問題点を有していた。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題点を解消すべくなされたもので、樹脂成形された回転軸受装置において、ウェルドラインをなくし、真円度がよい回転軸受装置及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の回転軸受装置においては、円孔を有する樹脂成形体からなる回転軸受部と、該回転軸受部の円孔に保持される回転軸とからなる回転軸受装置において、前記回転軸受部の円孔の円周面近傍の樹脂の配向が、前記円孔の円周面に同一方向で略平行であり、かつ、対称軸が多数ある回転対称状であることを特徴とする。
【００１０】
外周面の周方向に溝または突起が形成された回転軸の、少なくとも前記溝または突起が形成された部分を、樹脂でインサートモールドする回転軸受装置において、前記回転軸に対応する前記回転軸受部の樹脂の配向が、前記回転軸の外周面に同一方向で略平行であり、かつ、対称軸が多数ある回転対称状であることを特徴とする。
【００１１】
そして、回転軸受装置の製造方法においては、円孔を有する樹脂成形体からなる回転軸受部と、該回転軸受部の円孔に保持される回転軸とからなる回転軸受装置の製造方法において、前記回転軸受部を樹脂成形金型を用い、該樹脂成形金型が有する射出用ゲートの射出方向を、前記円孔の中心軸からずらして成形することを特徴とする。
【００１２】
また、外周面の周方向に溝または突起が形成された回転軸の、少なくとも前記溝または突起が形成された部分を、樹脂でインサートモールドする回転軸受装置の製造方法において、前記回転軸受部を樹脂成形金型を用い、該樹脂成形金型が有する射出用ゲートの射出方向を、前記回転軸の中心軸からずらして成形することを特徴とする。
【００１３】
【作用】
本発明では、上記のように射出用ゲートによる樹脂の射出方向を、回転軸の中心軸からずらすことにより、回転軸受部の円孔近傍の樹脂の配向を、回転軸の外周と同一方向に略平行であり、かつ、対称軸が多数ある回転対称状になるようにした。この結果、回転軸受部にはウェルドラインが形成されることなく、円孔と同心円状の配向が示され、樹脂の充填密度が均一化され、収縮率も均一となり、円孔の真円度を向上することができるものである。
【００１４】
【実施例】
本発明による回転軸受装置の一実施例を、回転軸をインサートモールドして構成する例を用いて、図１，図２に基づいて説明する。
図１において、回転軸受装置は、回転軸１とハウジング１２とから構成される。
【００１５】
この回転軸１は、剛性等の機械的強度が大きい、例えば、金属からなり、外周面の周方向に断面がＶ字状の溝１ａが形成されている。そして、ハウジング１２は、潤滑性を有する、例えば、ＰＰＳ樹脂，ＣＦ，ＰＴＦＥ樹脂を配合した樹脂を、射出用ゲート１３ａ，１３ｂから、回転軸１を装填した樹脂成形金型（図示せず）内に射出することにより、回転軸１と一体にインサートモールドされ、回転軸１を保持する回転軸受部１２ａ及び部材を収容するケース部１２ｂを形成する。このインサートモールドの際、回転軸受部１２ａには、回転軸１を保持する円孔１２ｃ、及び、円孔１２ｃの内周面の周方向に溝１ａに嵌合する断面がＶ字状の凸条部１２ｄが、回転軸１に対応して形成される。
【００１６】
次に、樹脂を射出する射出用ゲート１３ａ及び１３ｂについて説明する。
図２（ａ）において、ハウジング１２を成形する樹脂成形金型（図示せず）は、回転軸１を保持し、ハウジング１２に対応する空洞部１４が形成されている。そして、空洞部１４の外方に、射出用ゲート１３ａ及び１３ｂが設けられている。
【００１７】
射出用ゲート１３ａ及び１３ｂは、成形金型の空洞部１４の回転軸受部（１２ａ）に相当する外周外方で且つ回転軸１を中心にして対称な位置に２箇所あり、この射出用ゲート１３ａ及び１３ｂの射出方向Ｘは、射出用ゲート１３ａ及び１３ｂと、回転軸１の中心軸１ｂとを結ぶ線に対して、それぞれが同一方向で且つ同一角度、例えば、図のように３０度を成している。
【００１８】
かかる構成の射出用ゲート１３ａ及び１３ｂを有する樹脂成形用金型を用いて、回転軸１と一体にハウジング１２をインサートモールドする例について説明する。
【００１９】
樹脂成形金型の所定の位置に回転軸１を装填する。そして、樹脂成形金型を型締めして、空洞部１４に樹脂を射出する。この際、樹脂成形金型の空洞部１４に射出される樹脂は、射出用ゲート１３ａ及び１３ｂから回転軸１の中心軸１ｂとを結ぶ線に対して３０度の角度をなして射出され、回転軸１の回りを時計方向（図の矢印Ｙ）に回転しながら空洞部１４に充填されて、ハウジング１２を形成する。このため、図２（ｂ）に示すように、樹脂の充填状態を示す配向は、回転軸受部（１２ａ）の外周１４ａと円孔１４ｂとの間で樹脂の流れ方向に向かって凸状をなし且つ対称軸が多数ある回転対称状をなす。したがって、ウェルドラインはでき難く、且つ、回転軸１近傍では、樹脂の配向は円孔１２ｃの円周と略平行になる。
【００２０】
このようにして回転軸１と一体に成形された回転軸受装置は、Ｖ字状の溝１ａが形成された金属製の回転軸１を、摺動性に優れた樹脂からなる回転軸受部１２ａで回転可能に保持するので、回転軸１の外周面と円孔１２ｃとが確実に嵌合して径方向のラジアルガタが確実に除去されるとともに、回転軸１のＶ字状の溝１ａが回転軸受部１２ａの内周面の凸条部１２ｄと確実に密接して軸方向のスラストガタが確実に除去される。したがって、回転軸１は、ハウジング１２に保持された状態で、ブレ等を生じることなく円滑に回転する。
【００２１】
尚、回転軸１としては、剛性などの機械的強度が大きく、耐熱性に優れた樹脂からなる軸を用いることも可能であるが、実用上は、通常の樹脂と比べて剛性等の機械的強度や耐熱性が相当大きい金属製の回転軸を用いることが好ましい。
【００２２】
尚、本発明によれば、樹脂の射出方向が回転軸１の中心軸方向からずれているために、射出圧力による回転軸１への直接的作用が緩和され、回転軸１の外形損傷を軽減できるために非金属製回転軸１への応用性を高めている。
【００２３】
また、上記実施例では、断面がＶ字状の溝１ａが形成された金属製の回転軸１を用いた場合について説明したが、断面形状がＶ字状であるものに限らず、Ｕ字状，半円状，四角状など種々の形状の溝が形成された回転軸を用いることが可能である。
【００２４】
さらに、回転軸１としては、溝が形成されたものに限らず、突起が形成された回転軸を用いることが可能である。この場合、回転軸受部１２ａには、回転軸１の突起に対応して溝が形成されるものである。
【００２５】
また、溝及び突起の両方が形成された回転軸１を用いることが可能である。この場合、回転軸受部１２ａには、回転軸１の溝及び突起に対応して、それぞれ突起及び溝が形成されるものである。
【００２６】
また、潤滑性を有する樹脂としては、前述の従来例で用いた樹脂に限らず、ベース材料に、例えば、ＰＰＳ樹脂，ポリアセタール樹脂，ポリブチルテレフタレート樹脂（ＰＢＴ），ナイロンなどを用い、潤滑性を付与するための材料に、例えば、ＰＴＦＥ樹脂，シリコン樹脂，カーボン繊維，二硫化モリブデンなど、機械的強度を付与するための材料に、例えば、ガラス繊維（ＧＦ），カーボン繊維（潤滑剤としても機能する）など、を適当に配合した樹脂（例えば、ＰＰＳ樹脂＋ＧＦ＋ＰＴＦＥ樹脂＋シリコン樹脂）などを用いることが可能である。更に、成形用樹脂に離形材を適量混練してもよい。
【００２７】
また、射出用ゲートの射出方向は、回転軸１の中心軸１ｂとを結ぶ線に対して本実施例で示した３０度に限定されるものでなく、回転軸１の中心軸１ｂからずれていればよい。
【００２８】
また、本実施例では、射出用ゲートが２箇所設けられている例を用いて説明したが、射出用ゲートが１箇所または３箇所以上の複数箇所に設けることも可能である。そして、射出用ゲートが３箇所以上の場合、射出用ゲートの全ては、回転軸受部１２ａの外周近傍に相当する位置の樹脂成形金型にあり、回転軸受部１２ａの外周の周方向にほぼ等間隔で且つ、射出用ゲートの射出方向は、射出用ゲートと回転軸１の中心軸１ｂとを結ぶ線にに対して同一角度且つ同一方向を成すのが好ましい。
【００２９】
また、本実施例では溝を有する回転軸をインサートモールドすることにより、回転軸受部を回転軸と一体に形成する構成を説明したが、溝又は突起を有しない回転軸に用いる回転軸受装置の場合、インサートモールドに限定されるものではなく、筒状の円孔を有するハウジングを樹脂成形金型を用いて成形し、その後、ハウジングの円孔に回転軸を嵌入して回転軸受装置（図示せず）を構成することも可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による回転軸受装置によれば、樹脂からなる回転軸受部の、回転軸に接する円孔近傍の樹脂の配向を円孔の円周方向に対して同一方向に略平行とし、かつ、対称軸が多数ある回転対称状になるようにした。すなわち、前記樹脂の配向を回転軸の外周と同一方向に略平行とし、かつ、対称軸が多数ある回転対称状になるように形成した。したがって、軸受部の円孔は良好な真円度が保たれ、回転軸は滑らかな回転を得ることができる。
【００３１】
また、本発明による回転軸受装置の製造方法では、樹脂射出成形の際、樹脂成形金型内へ樹脂を射出する射出用ゲートの射出方向を回転軸の中心軸からずらしたことにより、樹脂成形用金型内を流れる樹脂の方向が回転軸の外周に沿って一方向になり、回転軸を保持するハウジングの回転軸受部には、ウェルドラインが生じないため、ハウジングの機械的強度の低下を防ぐ効果がある。更に、樹脂に添加する繊維の長手方向と回転軸の回転方向とが一致するため、軸受部の耐久性をより向上せしめる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転軸受装置の一実施例の断面及び射出用ゲートの位置を示す説明図である。
【図２】（ａ）図１のＢ−Ｂ断面に相当する射出用ゲートの位置並びに射出方向、及び、樹脂の流れ方向を示す説明図である。
（ｂ）図１のＢ−Ｂ断面における、樹脂の配向を破線で示す説明図である。
【図３】従来の回転軸受装置の断面及び射出用ゲートの位置を示す説明図である。
【図４】（ａ）図３のＡ−Ａ断面における、射出用ゲートが１箇所の場合の射出用ゲートの位置並びに射出方向、及び、樹脂の流れ方向を示す説明図である。
（ｂ）図４（ａ）における樹脂の配向を破線で示す説明図である。
【図５】（ａ）図３のＡ−Ａ断面における、射出用ゲートが３箇所の場合の射出用ゲートの位置並びに射出方向、及び、樹脂の流れ方向を示す説明図である。
（ｂ）図５（ａ）における樹脂の配向を破線で示す説明図である。
【符号の説明】
１                    回転軸
１ａ                  突起（溝）
１ｂ                  中心軸
１２ａ                回転軸受部
１２ｃ                円孔
１３ａ，１３ｂ        射出用ゲート
【図１】
0003555157.tif 000002
【図２】
0003555157.tif 000003
【図３】
0003555157.tif 000004
【図４】
0003555157.tif 000005
【図５】
0003555157.tif 000006