(57)【要約】【課題】優れた機械的強度および潤滑性を有する冠型保持器およびその製造方法を提供する。【解決手段】円環状の樹脂製本体２の円周方向複数箇所に、軸方向の一方向に開口し、転動体を保持するための複数のポケット部３が設けられており、樹脂製本体２の外側側面２ａおよび内側側面２ｂの少なくとも一方の面に金属部材５が密着して固定され、この固定されている面と反対側の金属部材面に植毛部６を有し、この冠型保持器はインサート成形により製造される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の樹脂製本体の円周方向複数箇所に、軸方向の一方向に開口し、転動体を保持するための複数のポケット部が設けられている転がり軸受用の冠型保持器であって、
前記樹脂製本体の外側側面および内側側面の少なくとも一方の面に金属部材が密着して固定され、この固定されている面と反対側の金属部材面に植毛部を有することを特徴とする冠型保持器。
【請求項２】
請求項１記載の冠型保持器の製造方法であって、
金属部材面の一面に植毛部を設ける工程と、
この植毛部を設けた面と反対側の金属部材面に円環状の樹脂製本体を密着して固定する工程とを備えることを特徴とする冠型保持器の製造方法。
【請求項３】
前記密着して固定する工程が、前記植毛部を設けた面と反対側の面に円環状の樹脂製本体をインサート成形する工程であることを特徴とする請求項２記載の冠型保持器の製造方法。
【請求項４】
前記植毛部を設ける工程が、前記金属部材の一面に植毛用接着剤を塗布する工程と、この塗布された接着剤上に短繊維を植毛する工程とを含み、前記植毛用接着剤がインサート成形時に硬化されることを特徴とする請求項３記載の冠型保持器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受用の冠型保持器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受は、内輪、外輪、転動体、および保持器を主な要素として構成されている。転がり軸受の高速化や高温化が進む中で、保持器は従来より優れた機械的強度および潤滑性が要求されている。
【０００３】
例えば、保持器に潤滑被膜を形成することによる潤滑特性向上技術として、特許文献１が提案されている。特許文献１には、高速・高荷重下でのスミアリング、焼付き、摩耗、ピーリングを防止するために、外方部材、内方部材、転動体などの表面に固体潤滑剤による所定の潤滑被膜がショットピーニング処理により形成された転動装置が記載されている（特許文献１参照）。また、潤滑剤や潤滑条件などを変更することによる潤滑特性向上技術として、特許文献２が提案されている。特許文献２には、耐剥離性、グリース漏れ性に優れ、かつ外輪回転軸受で使用しても早期焼付きを抑制できる軸受用グリース組成物として、所定のエステル油とジウレア化合物とを所定配合量で含むものが記載されている（特許文献２参照）。
【０００４】
その他、保持器の形状変更による潤滑特性向上技術として、特許文献３が提案されている。特許文献３には、軸受の回転トルクの低減を図るものとして、鋼板プレスにより形成された２枚の環状保持板で構成され、多角形状のポケット部などが形成された保持器を備えた深溝玉軸受が記載されている（特許文献３参照）。
【０００５】
また、冠型保持器のポケットを形成する弾性片（爪状部）の変形を小さく抑えることを目的に、合成樹脂からなる円環状の冠型保持器の側面の少なくとも一方に、金属板をインサート成形してなる冠型保持器が記載されている（特許文献４参照）。
【０００６】
回転トルクの低減を含む潤滑特性の向上を目的として、転動体との接触表面以外で潤滑剤と接触する表面に、繊維を植毛してなる植毛部が形成されている転がり軸受用保持器が記載されている（特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５０４５８０６号公報
【特許文献２】特許第３３３０７５５号公報
【特許文献３】特開２００７−２９２１９５号公報
【特許文献４】特開２００７−２７８４１８号公報
【特許文献５】ＷＯ２０１５／１４１８２２  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜３の保持器においても、既存品から大きな変更をすることなく、十分な潤滑寿命を確保しつつ、回転トルクを低減することが困難である。
【０００９】
また、特許文献４記載の保持器は、機械的強度を向上させることができるものの潤滑性に寄与しないものであった。さらに、特許文献５記載の保持器は、潤滑性が向上するものの植毛部を設けるのみでは機械的強度が向上しないという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、優れた機械的強度および潤滑性を有する冠型保持器およびその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の冠型保持器は、円環状の樹脂製本体の円周方向複数箇所に、軸方向の一方向に開口し、転動体を保持するための複数のポケット部が設けられおり、上記樹脂製本体の外側側面および内側側面の少なくとも一方の面に金属部材が密着して固定され、この固定されている面と反対側の金属部材面に植毛部を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の冠型保持器の製造方法は、金属部材面の一面に植毛部を設ける工程と、この植毛部を設けた面と反対側の金属部材面に円環状の樹脂製本体を密着して固定する工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の冠型保持器の製造方法において、上記密着して固定する工程が上記植毛部を設けた面と反対側の面に円環状の樹脂製本体をインサート成形する工程であることを特徴とする。特に、前記植毛部を設ける工程が前記金属部材の一面に植毛用接着剤を塗布する工程と、この塗布された接着剤上に短繊維を植毛する工程とを含み、上記植毛用接着剤がインサート成形時に硬化されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の冠型保持器は、樹脂製本体の側面に金属部材が密着して固定され、この固定された金属部材の表面に植毛部を有するので、樹脂製本体単独よりも機械的強度に優れる。また、ポケット部は樹脂製なので潤滑性に優れる。さらに金属部材の外側に植毛された繊維を有するので、植毛部に潤滑油が適度に保持されつつ、保持器全体に潤滑油がゆきわたる。
【００１５】
本発明の冠型保持器の製造方法は、金属部材面の表面に植毛部を設ける工程と、この金属部材面に円環状の樹脂製本体を密着して固定する工程とを備えるので、金属部材による機械的強度を向上させると共に、植毛部による潤滑性を向上させた保持器の製造が可能となる。また、植毛部を設ける工程において、インサート成形時の金型温度により植毛用接着剤の熱硬化が進み植毛塗装が完成するので、植毛工程が短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】冠型保持器の斜視図である。
【図２】他の冠型保持器の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の冠型保持器の斜視図を図１に示す。冠型保持器１は、円環状の樹脂製本体２の円周方向上面に周方向に一定ピッチをおいて対向一対の保持爪４を複数個形成し、その対向する各保持爪４を相互に接近する方向にわん曲させるとともに、その保持爪４間に転動体である玉を保持するポケット部３を形成している。隣接するポケット部３の縁に形成された相互に隣接する保持爪４の背面相互間に、保持爪４の立ち上がり基準面となる平坦部８が形成される。環状に湾曲している樹脂製本体２の外側側面に金属部材５が係合部７を介して密着して固定されている。この固定されている面と反対側の金属部材５の面に植毛部６が形成されている。すなわち、金属部材５の表面に植毛部６が形成されている。
【００１８】
金属部材５は、円環状の樹脂製本体２の外側側面２ａ、同内側側面２ｂ、または外側側面２ａおよび内側側面２ｂの両方に密着して固定することができる。金属部材５は、図１に示すように、円環状の樹脂製本体２の円周方向側面形状と同一であるか、または、図２に示すように、円環状の樹脂製本体２の円周方向側面であって、保持爪４の側面には金属部材５を設けなくて平坦部８以下の部分に固定する形状とすることができる。また、金属部材５の表面に植毛部６を形成でき、植毛部６は図１に示すように、金属部材５の全面でもよく、または一部分であってもよい。
【００１９】
植毛部６は金属部材５の表面に植毛することで得られる。植毛方法としては、吹き付けや静電植毛を採用できる。金属部材の表面に多量の繊維を短時間で密に、垂直に植毛できることから、静電植毛を採用することが好ましい。静電植毛方法としては、公知の方法を採用できる。例えば、静電植毛方法として、（１）金属部材５の静電植毛を施す範囲に接着剤を塗布する工程、（２）帯電させた短繊維を金属部材５に吹き付け静電気力により上記接着剤塗布面に略垂直に植毛する工程、（３）短繊維が仮付着した表面を乾燥させて接着剤の硬化反応を十分に行ない、短繊維を金属部材５の表面に固着させる工程等を含む方法が挙げられる。
【００２０】
冠型保持器１は、金属部材５と樹脂製本体２とが密着して固定されているが、表面に植毛した後の金属部材５と樹脂製本体２とを密着・固定してもよく、金属部材５と樹脂製本体２とを密着・固定した後に金属部材５の表面に植毛部６を形成してもよい。また、樹脂製本体２の成形過程および植毛の過程における接着剤硬化の過程を同時に行なってもよい。
【００２１】
金属部材５単体に植毛した後に、植毛されていない裏面と樹脂製本体２の側面２ａとを密着固定して製造する場合、樹脂製本体２と金属部材５とを密着させて固定する手段としては、金属部材５に貫通孔を設けて係合部７として、この係合部７に樹脂製本体２を嵌合して機械的に固定する機械的方法、樹脂製本体２と金属部材５との両接着面を接着剤で固定する化学的方法、溶融した樹脂と金属板表面を融着することで一体的に接着するインサート成形による方法等が挙げられる。
【００２２】
本発明においては、樹脂本体２の成形と共に、金属部材５との密着・固定ができるインサート成形による方法が好ましい。この場合、表面に植毛された金属部材５としては、植毛時の接着剤が未硬化の状態であっても、硬化した状態であってもよい。インサート成形は、例えば、上記植毛工程（１）および（２）後の金属部材を金型内にセットし、その上から樹脂製本体の樹脂材料を射出成形する方法が採用できる。また、射出成形で樹脂製本体を形成する場合、射出成形で所望の寸法に一発成形する他、射出成形後に所望の寸法に機械加工してもよい。射出成形は、樹脂組成物に溶融状態で圧力を加えるため、樹脂層が緻密に形成され、耐荷重性や耐摩耗性が高くなる。また、上記射出成形時の熱で上記植毛工程（３）における接着剤の熱硬化を行なうことができる。
【００２３】
本発明の他の冠型保持器の斜視図を図２に示す。冠型保持器１’は、図１に示す冠型保持器１に比較して、環状に湾曲している樹脂製本体２の外側側面に密着して固定されている金属部材５’が外側側面２ａ全面ではなく、平坦部８より下面に固定されている。金属部材５’の表面には植毛部６’が形成されている。射出成形により冠型保持器を製造する場合、保持爪４のわん曲している先端部４ａは、金型から取り出すときに無理抜きされる。これは、ポケット開口部の直径がポケット３の内径よりも小さいため、ポケットを成形する内径金型が、ポケット開口部の直径をポケットの内径まで弾性的に押し広げて離型されるためである。本発明の冠型保持器では、金属部材５’が保持爪４の外側側面２ａに形成されていないので、インサート成形時の無理抜きが容易にできる。
【００２４】
樹脂製本体２を成形するための樹脂材料としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ナイロン６６樹脂、ナイロン４６樹脂などのポリアミド樹脂を挙げることができる。また、これら樹脂材料を母材とし、炭素繊維、ガラス繊維などの強化繊維と、他の添加剤を配合した樹脂組成物を用いることができる。
【００２５】
金属部材５としては、ＳＰＣＣ等の冷間圧延鋼板等の炭素鋼板、ステンレス鋼板、銅合金板、アルミニウム合金板等が挙げられる。これらの中で、冠型保持器１の機械的強度を高めることができる、弾性定数が大きい炭素鋼板やステンレス鋼板が好ましい。
【００２６】
植毛に用いる短繊維としては、植毛用短繊維として使用可能であれば特に限定されず、例えば、（１）ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテフタレートなどのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ビニロンなどの合成樹脂繊維、（２）アルミナ繊維、シリカ繊維、ガラス繊維、アルミナ−シリカ繊維、カーボン繊維等の無機繊維、（３）レーヨン、アセテートなどの再生繊維や、綿、絹、麻、羊毛などの天然繊維が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２７】
短繊維の形状としては、金属部材の表面に均一に形成できる形状であれば特に限定されない。具体的な形状としては、例えば、長さ０．５〜２．０ｍｍ、太さ０．５〜５０デシテックスのものが好ましく、短繊維の密度としては、植毛した面積あたりに繊維の占める割合が１０〜３０％が好ましい。短繊維の形状としてストレートやベンド（先端部が曲がった形状）があり、断面形状は円形や多角形状がある。多角形状断面の短繊維を利用することで、円形断面の短繊維よりも大きな表面積とすることができ、潤滑剤の表面張力を大きくすることができる。それぞれの特性に合わせて、短繊維の形状を選定することが好ましい。
【００２８】
接着剤としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などを主成分とする接着剤が挙げられる。例えば、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などが挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２９】
本発明の冠型保持器の製造方法において、金属部材５の接着剤塗布面に短繊維を吹き付け静電気力により植毛する工程は、金属部材５を電気的に接地して短繊維が収容されている植毛室との間に数万ボルトの直流電圧を印加することでなされる。なお、印加電圧は短繊維の長さ、植毛室内の湿度、電極と金属部材との距離などによって適宜調節する。また、植毛に寄与しない余剰の短繊維はエアブローを行なうことで除去できる。なお、余剰短繊維の除去方法として、金属部材に、植毛時とは極性の異なる直流電圧を印加する方法を用いることができる、
【００３０】
短繊維が仮付着した表面を乾燥させて接着剤の硬化反応を十分に行ない、短繊維を金属部材５の表面に固着させる工程は、接着剤および短繊維の種類に応じて硬化反応を所定の温度で行なう。また、インサート成形により樹脂本体を射出成形により製造する場合、接着剤の硬化反応を樹脂本体成形時の溶融熱により行なうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の冠型保持器は、機械的強度と潤滑性に優れるので、高速化や高温化が進む転がり軸受の保持器として広く利用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１  冠型保持器
２  樹脂製本体
３  ポケット部
４  保持爪
５  金属部材
６  植毛部
７  係合部
８  平坦部
【図１】
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【図２】
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