(57)【要約】【課題】ウェルド部と非ウェルド部との強度差が改善され、保持器強度に優れる軸受用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。 【解決手段】保持器１は、強化繊維を含む樹脂組成物の射出成形体であり、保持器１において、射出成形時に溶融樹脂が合流する領域に形成されるウェルド部は、該ウェルド部以外の部分よりも強化繊維を多く含み、その強化繊維が炭素繊維またはガラス繊維であり、ウェルド部に含まれる強化繊維と、ウェルド部以外の部分に含まれる強化繊維とが同種の繊維材である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維を含む樹脂組成物の射出成形体である円環状の軸受用保持器であって、
前記軸受用保持器において、射出成形時に溶融樹脂が合流する領域に形成されるウェルド部は、該ウェルド部以外の部分よりも前記強化繊維を多く含むことを特徴とする軸受用保持器。
【請求項２】
前記強化繊維が炭素繊維またはガラス繊維であり、前記ウェルド部に含まれる前記強化繊維と、前記ウェルド部以外の部分に含まれる前記強化繊維とが同種の繊維材であることを特徴とする請求項１記載の軸受用保持器。
【請求項３】
前記強化繊維が強化繊維束として前記ウェルド部に含まれることを特徴とする請求項１または請求項２記載の軸受用保持器。
【請求項４】
前記強化繊維は、樹脂組成物全体に対して１０〜４０質量％含まれていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の軸受用保持器。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の軸受用保持器の製造方法であって、
前記製造方法は、前記軸受用保持器の形状のキャビティに、樹脂組成物として、強化繊維が配合されている樹脂材Ａと、樹脂材Ａよりも強化繊維の配合割合が多い樹脂材Ｂとをそれぞれ射出充填して成形する方法であり、
前記樹脂材Ａを第１ゲートから射出充填する工程と、前記樹脂材Ｂを第２ゲートから射出充填する工程とを有し、
前記第２ゲートが、前記キャビティの前記ウェルド部に対応する位置に設けられており、前記樹脂材Ｂが前記キャビティの前記ウェルド部に対応する位置に局在するように射出充填することを特徴とする軸受用保持器の製造方法。
【請求項６】
前記樹脂材Ｂの強化繊維が強化繊維束であり、該樹脂材Ｂを射出充填する前において、前記樹脂材Ｂをヒータ装置で加熱する加熱工程および前記樹脂材Ｂをスクリュー装置で混合する混合工程の少なくとも一つの工程を有することを特徴とする請求項５記載の軸受用保持器の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の軸受用保持器の製造方法であって、
前記製造方法は、前記軸受用保持器の形状のキャビティの前記ウェルド部に対応する位置に、強化繊維束を含む補強材をあらかじめ保持させた状態で、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保持器の製造方法。
【請求項８】
前記強化繊維束の繊維長が１〜２５ｍｍであり、該強化繊維束を構成する強化繊維の平均繊維径が１〜１００μｍであることを特徴とする請求項６または請求項７記載の軸受用保持器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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およびその製造方法に関し、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。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受は、玉や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、一般的に樹脂組成物の射出成形によって製造される樹脂製保持器は、高力黄銅などの金属製保持器に比べ強度の面で劣ることが知られている。
【０００３】
従来、射出成形体の機械的強度を大きく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の樹脂組成物は、ポリアミド樹脂に、ガラス繊維長が長く保たれたガラス繊維を所定量充填させることで、射出成形体の曲げ弾性やシャルピー衝撃強度の向上を図っている。また、特許文献２の射出成形装置では、強化繊維束に溶融樹脂を含浸させる工程と、溶融樹脂に含浸させた強化繊維束を解束する工程と、解束された強化繊維束を溶融樹脂中に分散させる工程を１つの装置内で実施することで、射出成形体の引張強さや曲げ弾性の改善を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５８４４号公報
【特許文献２】特開２０１５−１５７４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、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、ゲートから流入・分岐した溶融樹脂が再び合流する部位にウェルド部が必ず形成される。ウェルド部は、ウェルド部以外の部分の強度よりも低強度の部分となっている。
【０００６】
転がり軸受が回転する際には、転動体を介して受けた荷重により応力が発生し、その応力によって樹脂製保持器に過大な力が作用する。一般的に、強度が最も低いウェルド部から破損が生じる場合が多い。これは、樹脂製保持器に応力が作用した際に母材よりも低強度であるウェルド部が先に応力に耐え切れなくなるためである。そのため、保持器の使用条件が設計時の想定よりも厳しくなる場合には、該ウェルド部にて破損するおそれがある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ウェルド部と非ウェルド部との強度差が改善され、保持器強度に優れる軸受用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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の軸受用保持器は、強化繊維を含む樹脂組成物の射出成形体である円環状の軸受用保持器であって、上記軸受用保持器において、射出成形時に溶融樹脂が合流する領域に形成されるウェルド部は、該ウェルド部以外の部分（非ウェルド部）よりも上記強化繊維を多く含むことを特徴とする。本発明において、「ウェルド部は、非ウェルド部よりも強化繊維を多く含む」とは、ウェルド部での単位面積当たりの強化繊維量が、非ウェルド部の単位面積当たりの強化繊維量よりも多いこと意味する。
【０００９】
上記強化繊維が炭素繊維またはガラス繊維であり、上記ウェルド部に含まれる上記強化繊維と、上記非ウェルド部に含まれる上記強化繊維とが同種の繊維材であることを特徴とする。
【００１０】
上記強化繊維が強化繊維束として上記ウェルド部に含まれることを特徴とする。
【００１１】
上記強化繊維は、樹脂組成物全体に対して１０〜４０質量％含まれていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の軸受用保持器の製造方法は、本発明の軸受用保持器を製造する方法であって、上記製造方法は、上記軸受用保持器の形状のキャビティに、樹脂組成物として、強化繊維が配合されている樹脂材Ａと、樹脂材Ａよりも強化繊維の配合割合が多い樹脂材Ｂとをそれぞれ射出充填して成形する方法であり、上記樹脂材Ａを第１ゲートから射出充填する工程と、上記樹脂材Ｂを第２ゲートから射出充填する工程とを有し、上記第２ゲートが、上記キャビティの上記ウェルド部に対応する位置に設けられており、上記樹脂材Ｂが上記キャビティの上記ウェルド部に対応する位置に局在するように射出充填することを特徴とする。
【００１３】
上記樹脂材Ｂの強化繊維が強化繊維束であり、該樹脂材Ｂを射出充填する前において、上記樹脂材Ｂをヒータ装置で加熱する加熱工程および上記樹脂材Ｂをスクリュー装置で混合する混合工程の少なくとも一つの工程を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の軸受用保持器の製造方法は、本発明の軸受用保持器を製造する方法であって、上記製造方法は、上記軸受用保持器の形状のキャビティの上記ウェルド部に対応する位置に、強化繊維束を含む補強材をあらかじめ保持させた状態で、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。
【００１５】
上記強化繊維束の繊維長が１〜２５ｍｍであり、該強化繊維束を構成する強化繊維の平均繊維径が１〜１００μｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の軸受用保持器は、該保持器のウェルド部に非ウェルド部よりも強化繊維が多く含まれているので、ウェルド部と非ウェルド部との強度差が改善され、保持器強度を向上させることができる。また、強化繊維が炭素繊維またはガラス繊維であり、ウェルド部に含まれる強化繊維と、非ウェルド部に含まれる強化繊維とが同種の繊維材であるので、強度差の改善に効果的である。さらに、強化繊維が強化繊維束としてウェルド部に含まれるので、ウェルド部における機械的強度を一層向上できる。
【００１７】
本発明の軸受用保持器の製造方法は、強化繊維が配合されている樹脂材Ａを第１ゲートから射出充填する工程と、樹脂材Ａよりも強化繊維の配合割合が多い樹脂材Ｂを第２ゲートから射出充填する工程とを有し、第２ゲートが、キャビティのウェルド部に対応する位置に設けられており、樹脂材Ｂがその位置に局在するように射出充填するので、部位により樹脂材の異なる保持器となり、簡易な方法でウェルド部に非ウェルド部よりも強化繊維を多く含ませることができ、強度差が改善された樹脂製保持器を得ることができる。
【００１８】
本発明の軸受用保持器の製造方法は、軸受用保持器の形状のキャビティのウェルド部に対応する位置に、強化繊維束を含む補強材をあらかじめ保持させた状態で、樹脂組成物を射出充填して成形するので、簡易な方法でウェルド部に強化繊維を多く含ませることができ、強度差が改善された樹脂製保持器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の軸受用保持器の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の製造方法の一例の概略を示す図である。
【図３】本発明の製造方法の他の例の概略を示す図である。
【図４】本発明の製造方法によるウェルド位置周辺の拡大図である。
【図５】従来の製造方法によるウェルド部の模式図などである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の軸受用保持器の一例を図１に基づいて説明する。図１は円筒ころ軸受用の円環状保持器の斜視図である。図１に示す円環状の保持器１は、円筒ころを回転自在に保持する複数のポケット部４と、各ポケット部４の間に形成される軸方向の柱部３と、柱部３を軸方向両側で固定する２つの環状部２とを備えている。
【００２１】
射出成形により軸受用保持器を製造する場合、保持器の形状や、溶融樹脂の粘度、流速などを踏まえた上で、ゲートおよびウェルド部の数と位置がそれぞれ決定される。そのため、射出成形においてウェルド部が形成される位置は予測可能である。保持器では、一般的に柱部や環状部にウェルド部が形成されるように設計される。
【００２２】
ウェルド部の位置について、図５に基づいて説明する。図５（ａ）は、ゲートの数を１つとした場合のゲートとウェルド部の位置関係を示しており、図５（ｂ）は、図５（ａ）の方法で製造された保持器の斜視図を示している。図５（ａ）に示すように、射出成形では、射出成形金型によって形成されたキャビティ４１にゲート４２を介して溶融樹脂４３を高い圧力で注入していく。ゲート４２から射出された溶融樹脂４３は一度分岐し、移動距離がほぼ等しくなる部位で再び合流する。このキャビティ４１の溶融樹脂４３が合流する位置にウェルド部４４が形成される。図５（ａ）では、ゲート４２から円周方向で等距離の部位にウェルド部４４が形成される。
【００２３】
図５（ｂ）の保持器４５では、柱部にウェルド部４４が形成されている。このように射出成形で製造された保持器はウェルド部を有しており、ウェルド部は非ウェルド部に比べて低強度であるため、その部分で破損が生じるおそれがある。これに対し、本発明の軸受用保持器は、ウェルド部において非ウェルド部よりも強化繊維を多く含むので、非ウェルド部との強度差が改善され、保持器強度に優れている。また、ウェルド部の強化繊維は、該繊維が複数束ねられて形成された強化繊維束として含まれていてもよい。
【００２４】
本発明の軸受用保持器は、強化繊維を含む樹脂組成物を射出成形してなる樹脂製の保持器である。射出成形に用いる射出成形金型は、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形成されたキャビティにゲートから溶融樹脂を射出充填して固化させることにより、キャビティの形状に対応する保持器を成形する。
【００２５】
図２には、本発明の軸受用保持器の製造方法の一例を示す。この方法は、樹脂組成物として、強化繊維が配合された樹脂材Ａと、樹脂材Ａよりも強化繊維の配合割合が多い樹脂材Ｂとをそれぞれ射出充填して成形する方法である。この方法によって部位により樹脂材の異なる保持器を製造することができる。なお、図２は射出成形金型１１のキャビティ１２を上方から見た図であり、便宜上、保持器の柱部やポケット部に相当する部分は省略している。また、ゲートの数を１つとし、各樹脂材の射出成形機を簡略化している。
【００２６】
図２に示すように、射出成形金型１１において、円環状のキャビティ１２の外径側に母材用ゲート（第１ゲート）１３が設けられる。樹脂材Ａが、射出成形機１４によって母材用ゲート１３から注入されると、通常は、左右に分岐した後、分流がそれぞれ周方向に沿って流動し母材用ゲート１３と対向する位置で合流する。この合流位置にウェルド部が形成される。図２では、このウェルド部が形成される位置を仮想線で示し、ウェルド位置Ｐ１とする。このウェルド位置Ｐ１は、母材用ゲート１３から周方向で略等距離の位置である。
【００２７】
図２の方法では、ウェルド位置Ｐ１に強化用ゲート１５（第２ゲート）を設けるとともに、強化用ゲート１５から強化繊維を高比率で含む樹脂材Ｂを注入することを特徴としている。またこの場合、ウェルド位置Ｐ１に樹脂材Ｂが局在するように注入する。このように、母材用の樹脂材を注入する一般的なゲートとは別に、キャビティのウェルド部に対応する位置（ウェルド位置Ｐ１）に強化繊維を直接供給するためのゲートを設けている。
【００２８】
図４（ａ）には、射出成形時の強化用ゲート１５周辺の拡大図を示す。キャビティ１２のウェルド位置Ｐ１に向かって樹脂材Ａが流れてくるのに対して、ウェルド位置Ｐ１に設けられた強化用ゲート１５から樹脂材Ｂが注入される。その結果、成形体において、非ウェルド部が樹脂材Ａで形成される一方、ウェルド部が樹脂材Ｂで形成されるので、ウェルド部での単位面積当たりの強化繊維量が、非ウェルド部の単位面積当たりの強化繊維量よりも多い状態となる。このことは、例えば、成形体（保持器）のウェルド部における軸方向断面と、非ウェルド部における軸方向断面とをそれぞれ光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡で撮影して画像解析することで確認できる。各撮影画像における強化繊維の投影面積（強化繊維の配向は限定されない）を比較して、ウェルド部における投影面積の方が非ウェルド部における投影面積よりも大きい場合、ウェルド部は非ウェルド部よりも強化繊維を多く含むといえる。
【００２９】
なお、射出成形上、樹脂材Ａと樹脂材Ｂとはその一部が充填時に混ざり合うため、「ウェルド部が樹脂材Ｂで形成され」および「非ウェルド部が樹脂材Ａで形成され」とは、それぞれの部位が概ね該当の樹脂材で形成されることを意味し、具体的にはそれぞれの部位の全体積の７０体積％以上、好ましくは８０体積％以上が該当の樹脂材で形成されることをいう。
【００３０】
保持器においてウェルド部と非ウェルド部の強度差の改善の観点からは、樹脂材Ｂがウェルド部近傍に局在することが好ましい。そこで、樹脂材Ｂをキャビティのウェルド位置近傍に局在させる方法として、樹脂材Ａが合流する直前に樹脂材Ｂを注入する方法が挙げられる。例えば、樹脂材Ａの射出充填時間を３０秒間とすると、樹脂材Ａの充填開始から２５秒経過後に樹脂材Ｂを射出充填することで、樹脂材Ｂをウェルド位置近傍に局在させることができる。
【００３１】
また、キャビティに射出充填される各樹脂材の体積比（樹脂材Ａ：樹脂材Ｂ）は、２０：１〜５：１であることが好ましく、１５：１〜８：１であることがより好ましく、１２：１〜１０：１であることがさらに好ましい。
【００３２】
樹脂材Ａを射出充填する射出成形機１４としては、一般的な射出成形機を用いることができる。一方、樹脂材Ｂの強化繊維として強化繊維束を用いる場合、該樹脂材Ｂを射出充填する射出成形機１６は、強化繊維束の解束を促し、また、溶融樹脂中への分散を促すための装置を備えることが好ましい。図２に示すように、射出成形機１６は、筒状のシリンダ１７と、シリンダ１７を加熱するヒータ１８と、シリンダ１７内に設けられたスクリュー１９とを有する。スクリュー１９は、シリンダ１７に回転可能に設けられている。具体的には、スクリュー１９の回転駆動によりシリンダ１７内に供給された強化繊維束を含む樹脂材Ｂが混合されるとともに、スクリュー１９の回転によるせん断力で強化繊維束が解束される。この解束により強化繊維が溶融樹脂中に分散されて、スクリューの前進駆動により、強化用ゲート１５から射出充填される。
【００３３】
母材用ゲートの方式、位置、および個数は、適宜設定できる。母材用ゲートの位置に応じて、ウェルド位置Ｐ１が特定され、その位置に強化用ゲートを設ける。また、母材用ゲートと強化用ゲートでは、母材用ゲートの方が樹脂通過流量が多いため、母材用ゲートの孔径を強化用ゲートの孔径よりも大きくしてもよい。なお、図２では、強化用ゲート１５をキャビティ１２の外径側に設けたが、キャビティ１２の内径側に設けてもよい。
【００３４】
以下には、各樹脂材について説明する。樹脂材Ａは、ベース樹脂（該ベース樹脂としてはアロイ材もある、以下同じ）に強化繊維および他の添加剤が所定量配合されたものである。また、樹脂材Ｂは、ベース樹脂に強化繊維および他の添加剤が所定量配合されたものであり、樹脂材Ｂにおける強化繊維の配合割合は樹脂材Ａのものよりも多くなっている。
【００３５】
各樹脂材に用いるベース樹脂は、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。この樹脂材のベース樹脂となる合成樹脂としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）樹脂、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）樹脂などの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、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、ＰＰＳ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。
【００３６】
各樹脂材のベース樹脂としては、同じベース樹脂を用いてもよく、異なるベース樹脂を用いてもよい。樹脂材Ｂは、比較的多くの強化繊維を含むことから、強化繊維の分散性を考慮して樹脂材Ｂのベース樹脂を選択することが好ましい。一方、樹脂材Ａは、非ウェルド部に要求される強度やコストなどを考慮して、選択することができる。例えば、樹脂材Ａのベース樹脂としてポリアミド樹脂を用い、樹脂材Ｂのベース樹脂としてポリアミド樹脂を用いることが好ましい。
【００３７】
樹脂材Ａおよび樹脂材Ｂに配合される強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、各種鉱物性繊維（ウィスカー）などが挙げられる。特に、補強効果や入手性、運搬性、取り扱い性に優れることから、強化繊維としてガラス繊維または炭素繊維を用いることが好ましい。また、樹脂材Ｂに配合される強化繊維は、樹脂材Ａに配合される強化繊維と同種の繊維材であることが好ましい。同種の繊維材とは、繊維を構成する材料の種類が同じことをいい、例えば、樹脂材Ａおよび樹脂材Ｂの強化繊維としてガラス繊維を用いたり、炭素繊維を用いたりすることが好ましい。なお、炭素繊維としては、市販のピッチ系やＰＡＮ系のものを用いることができる。
【００３８】
また、樹脂材Ｂに配合される強化繊維は、強化繊維束であることが好ましい。強化繊維束としては所定の長さでカットされたチョップドストランドなどの形態で市販されているものを用いることができる。強化繊維束の繊維長は特に限定されないが、１〜２５ｍｍであることが好ましい。例えば、樹脂材Ｂに配合される強化繊維は、ペーパーチョップのような短時間で分散し再凝集しにくいものが好ましい。また、強化繊維束を構成する強化繊維の断面形状（長さ方向に対して垂直に切断した面の形状）は、略円形状や略楕円状のものが好ましい。その強化繊維の平均繊維径は特に限定されないが、例えば１〜１００μｍである。強化繊維の断面形状が略楕円状である場合には、短径が１〜２０μｍであることが好ましく、長径が２〜１００μｍであることが好ましい。なお、本発明における平均繊維径は、本分野において通常使用される電子顕微鏡や原子間力顕微鏡などにより測定できる。また、平均繊維径は、上記測定に基づき数平均繊維径として算出できる。
【００３９】
図２の方法において、強化繊維束は、樹脂材Ｂにのみ用いることが好ましい。この場合、製造された保持器は、ウェルド部にのみ強化繊維束が含まれ、非ウェルド部には強化繊維束が含まれない。これにより、保持器全体として強化繊維を含有しつつ、ウェルド部にのみ強化繊維束を分散させることができる。
【００４０】
各樹脂材には、保持器の機能や射出成形性を損なわない範囲で、強化繊維以外の添加剤などを配合できる。例えば、必要に応じて、添加剤として、珪酸カルシウム、クレー、タルク、マイカなどの無機充填材、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末などの固体潤滑剤、帯電防止剤、導電材、顔料、離型材などを配合してもよい。
【００４１】
各樹脂材における強化繊維の各配合量は、樹脂材Ａ＜樹脂材Ｂの関係を満たしつつ、いずれも１０〜４０質量％とすることが好ましい。強化繊維の配合量が１０質量％未満であると、保持器の機械的強度の向上が十分図れず、高速回転での使用などにおいて適用できなくなるおそれがある。また、強化繊維の配合量が４０質量％を超えると、保持器表面に強化繊維が露出し、その露出した強化繊維が転動体や軌道輪を傷付けるおそれがある。好ましい形態の一例として、樹脂材Ａの強化繊維の配合量が樹脂材Ａ全体に対して１０〜２０質量％であり、樹脂材Ｂの強化繊維の配合量が樹脂材Ｂ全体に対して２０〜３０質量％である。また、他の好ましい形態の例として、樹脂材Ａの強化繊維の配合量が樹脂材Ａ全体に対して２０〜３０質量％であり、樹脂材Ｂの強化繊維の配合量が樹脂材Ｂ全体に対して３０〜４０質量％である。
【００４２】
各樹脂材は、樹脂材をそれぞれ構成する材料を、必要に応じて、ヘンシェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダーなどにて混合した後、二軸混練押出し機などの溶融押出し機にて溶融混練し、その樹脂材の成形用ペレットとして得ることができる。
【００４３】
図３には、本発明の軸受用保持器の製造方法の他の例を示す。この方法は、キャビティに強化繊維束を含む補強材を保持させ、その状態で樹脂材を射出充填して成形する方法である。なお、図３は射出成形金型２１のキャビティ２２を上方から見た図であり、図２と同様に構成を簡略化している。
【００４４】
図３に示すように、射出成形金型２１において、円環状のキャビティ２２の外径側に母材用ゲート２３が設けられる。樹脂材Ａが、射出成形機２４によって母材用ゲート２３から注入されると、左右に分岐した後、分流がそれぞれ周方向に沿って流動して母材用ゲート２３と対向する位置で合流する。この合流位置にウェルド部が形成される。図３の方法では、キャビティのウェルド部に対応する位置（ウェルド位置Ｐ２）にあらかじめ強化繊維シートＣを保持させ、その状態で樹脂材Ａを注入することを特徴としている。なお、図３の方法に用いる樹脂材Ａは、上述の樹脂材Ａと同様のものを用いることができる。
【００４５】
図４（ｂ）には、射出成形時のウェルド位置Ｐ２周辺の拡大図を示す。強化繊維シートＣは、キャビティ２２の外径側表面に配置されている（図３参照）。強化繊維シートＣは、複数本の強化繊維を互いに平行に配列するように一方向に並べて合成樹脂材を含浸させてなるシート状の部材であり、高強度、高剛性である。繊維強化シートＣは、ウェルド位置Ｐ２を跨ぐように、またキャビティ２２の軸方向に沿って熱硬化性樹脂などの接着剤によって固定される。強化繊維シートＣは、ウェルド位置Ｐ２の形成面（ウェルド面）に対して、繊維の長さ方向が直交するように配置されることが好ましい。
【００４６】
強化繊維シートＣの幅（キャビティ２２の周方向に相当する長さ）は、１〜５ｍｍであり、強化繊維シートＣの長さ（キャビティ２２の軸方向に相当する長さ）は、１〜５ｍｍである。強化繊維シートＣの１枚あたりの強化繊維の目付は、２００〜６００ｇ／ｍ2が好ましく、２００〜３００ｇ／ｍ2がより好ましい。また、強化繊維シートＣの厚さ（キャビティ２２の径方向に相当する長さ）は、０．１〜２ｍｍである。なお、強化繊維束を含む補強材として、強化繊維シートＣが複数枚重ねられた積層体を用いてもよく、該積層体の厚さは、０．３〜３ｍｍである。
【００４７】
図４（ｂ）に示すように、ウェルド位置Ｐ２に強化繊維シートＣが固定された状態、例えばエポキシ系樹脂の接着剤が乾燥硬化した状態で、樹脂材Ａが充填されることでウェルド部に強化繊維シートＣを有する保持器が得られる。つまり、強化繊維束が外径面の表層に配置された保持器が得られ、その保持器のウェルド部は強化繊維シートＣと樹脂材Ａで形成され、非ウェルド部は樹脂材Ａで形成される。そのため、ウェルド部での軸方向断面における単位面積当たりの強化繊維量は、非ウェルド部の軸方向断面における単位面積当たりの強化繊維量よりも多い状態となる。このことは、上述したように光学顕微鏡などによる画像解析で確認できる。なお、図３では、強化繊維シートＣをキャビティ２２の外径側表面に配置する構成としたが、これに限らず、強化繊維シートＣをキャビティ２２の内径側表面に配置してもよく、キャビティ２２の厚み方向略中央部に配置してもよい。
【００４８】
強化繊維シートに用いられる強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、各種鉱物性繊維（ウィスカー）などが挙げられる。特に、補強効果や入手性、運搬性、取り扱い性に優れることから、強化繊維としてガラス繊維または炭素繊維を用いることが好ましい。強化繊維シートに用いられる強化繊維は、図２の方法と同様に、樹脂材Ａに配合される強化繊維と同種の繊維材であることが好ましい。また、平均繊維径は、図２の方法と同様の数値範囲のものを用いることができる。また、強化繊維シートの合成樹脂材としては、上述したベース樹脂となる合成樹脂やエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００４９】
図３では強化繊維束を含む補強材として強化繊維シートＣを用いる方法を示したが、この強化繊維シートＣに代えて、強化繊維束を合成樹脂中に分散させた樹脂材Ｄを用いてもよい。この場合、樹脂材Ｄの強化繊維の配合割合は、樹脂材Ａの配合割合よりも多くなっている。具体的には、図３のキャビティ２２のウェルド位置Ｐ２にスプレーなどによって予め樹脂材Ｄを塗布した後に、樹脂材Ａを注入する。樹脂材Ｄは、強化繊維束を含み、かつ、キャビティ内に塗布できる形態のものであれば特に限定されない。例えば、図２の方法で用いる樹脂材Ｂが溶融した状態のものを樹脂材Ｄとして用いることができる。
【００５０】
図１では、円筒ころ軸受用の保持器を例示したが、その他の任意の転がり軸受用の保持器に本発明を適用できる。例えば、玉軸受に用いるもみ抜き型保持器や冠型保持器、円すいころ軸受用保持器、針状ころ軸受用保持器なども射出成形時にウェルド部が形成され、本発明を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の軸受用保持器は、射出成形で製造された樹脂製保持器でありながら、ウェルド部と非ウェルド部との強度差が改善され、保持器強度に優れるので、自動車、モータ、工作機械などで用いられる種々の転がり軸受の保持器として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１  保持器
２  環状部
３  柱部
４  ポケット部
１１  射出成形金型
１２  キャビティ
１３  母材用ゲート（第１ゲート）
１４  射出成形機
１５  強化用ゲート（第２ゲート）
１６  射出成形機
１７  シリンダ
１８  ヒータ
１９  スクリュー
２１  射出成形金型
２２  キャビティ
２３  母材用ゲート
２４  射出成形機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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