(57)【要約】【課題】  軸受外周面と固着する樹脂成形部の内径側に高強度が確保されてなる樹脂成形部付軸受装置、及びその製造方法を提供する。【解決手段】  外輪２１の外周２１ａに樹脂成形部１０が成形される樹脂成形部付軸受装置１の製造方法であって、キャビティ１１０内に軸受本体２０がインサートされ、フェノール樹脂Ｒが、キャビティ１１０に対し樹脂成形部１０の外周面側から射出され、キャビティ１１０内をラジアル方向内向きに移動して、外輪２１の外周面２１ａ側に到達する。【選択図】    図２
2008105206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、該内輪に対し同心的に配置される金属製の外輪と、前記内輪と前記外輪との間にて周方向に配列される複数の転動体からなる転動体列とを備える軸受本体を金型のキャビティ内に配置し、該キャビティの残余空間をなす成形用空間に樹脂を射出することにより、前記外輪の外周面にラジアル方向の厚みを有する樹脂成形部をインサート成形する樹脂成形部付軸受装置の製造方法において、
前記樹脂として、予め定められた硬化温度にて一定時間以上保持することにより、射出成形が可能な流動状態から硬化状態へ移行する熱硬化性樹脂が使用されるとともに、当該成形用空間内にて前記樹脂成形部の外周面側から樹脂充填が開始され、前記外輪の外周面と接する内周面側にて該樹脂充填が完了するよう、前記流動状態の前記熱硬化性樹脂を前記成形用空間に射出するようにしたことを特徴とする樹脂成形部付軸受装置の製造方法。
【請求項２】
前記成形用空間への前記熱硬化性樹脂の充填と、該成形用空間内での該熱硬化性樹脂の硬化とを、前記金型を前記硬化温度以上に保持した状態にて行なう請求項１記載の樹脂成形部付軸受装置の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂成形部付軸受装置が軸受付きプーリであり、
前記樹脂成形部は、前記外輪に固着される内周円筒部と、該内周円筒部よりもラジアル方向外側に位置して外周面がベルト案内面とされる外周円筒部と、前記内周円筒部と前記外周円筒部とを連結する中間部とを備えて形成され、
前記熱硬化性樹脂の前記成形空間への射出口をなすゲートが、該成形空間における前記樹脂成形部の前記外周円筒部の側面に対応する位置に設けられている請求項１又は請求項２に記載の樹脂成形部付軸受装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の樹脂付軸受装置の製造方法により製造され、前記樹脂成形部の前記外周円筒部の側面位置にゲートカット部を有することを特徴とする樹脂成形部付軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にプーリ付軸受等の樹脂成形部付軸受装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平８−１４２１１２号公報
【０００３】
従来、樹脂成形部を有するプーリ付軸受等の軸受装置は、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂からなる該樹脂成形部が軸受外輪の外周面にインサート成形されてなる。具体的には、特許文献１に記載されているように、流動状態にある樹脂を、プーリの内径側に設けられたゲートから、キャビティ内におけるプーリの外径側に相当する最遠部に向けて射出し、一定の硬化保持期間を経て成形される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした軸受装置では、軸受外周面と固着する樹脂成形部の内径側において円周方向に大きな応力が作用するため（特に図３のＡ領域）、この部分における強度が常々課題とされている。樹脂がフェノール樹脂のような熱硬化性樹脂である場合、硬化時間が長くとることにより硬化反応がより進行して十分な強度を得ることが可能である。
【０００５】
ところが、樹脂の射出は、キャビティ内に完成状態の軸受を配置する必要があり、完成状態の軸受を高温の金型内に長時間保持すると、軸受内のシールやグリースの劣化、軸受の金属部の焼きなまりの進行による組成の変化等の問題が生ずるので、従来、硬化時間を一定以上とることができなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、軸受外周面と固着する樹脂成形部の内径側に高強度が確保されてなる樹脂成形部付軸受装置、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の樹脂成形部付軸受装置の製造方法は、
内輪と、該内輪に対し同心的に配置される金属製の外輪と、内輪と外輪との間にて周方向に配列される複数の転動体からなる転動体列とを備える軸受本体を金型のキャビティ内に配置し、該キャビティの残余空間をなす成形用空間に樹脂を射出することにより、外輪の外周面にラジアル方向の厚みを有する樹脂成形部をインサート成形する樹脂成形部付軸受装置の製造方法であって、
樹脂として、予め定められた硬化温度にて一定時間以上保持することにより、射出成形が可能な流動状態から硬化状態へ移行する熱硬化性樹脂が使用されるとともに、当該成形用空間内にて樹脂成形部の外周面側から樹脂充填が開始され、外輪の外周面と接する内周面側にて該樹脂充填が完了するよう、流動状態の熱硬化性樹脂を成形用空間に射出するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
上記本発明によると、流動状態とされた上記の熱硬化性樹脂が、キャビティの成形用空間に対し樹脂成形部の外周面側から射出され、射出後には成形用空間内をラジアル方向内向きに移動して、外輪の外周面と接する内周面側に到達する。このため、早い段階で射出された流動樹脂ほど成形用空間の奥側、即ち成形用空間における外輪の外周面と接する樹脂成形部の内周面側に達している。早い段階で射出された樹脂ほど、金型内にて硬化温度以上に保持される時間（硬化時間）がより長くなり、硬化が進行して高強度となるので、樹脂成形部の内周面側に充填されている樹脂が、樹脂射出口（ゲート）近傍の樹脂成形部の外周面側よりも高強度となる。つまり、軸受外周面と固着する樹脂成形部の内周面側（内径側）に十分な強度を確保できる。
【０００９】
上記製造方法において、成形用空間への熱硬化性樹脂の充填と、該成形用空間内での該熱硬化性樹脂の硬化とを、金型を硬化温度以上に保持した状態にて行うことができる。これにより、流動状態とされた熱硬化性樹脂を硬化温度以上で一定期間確実に保持することができ、流動状態の樹脂を確実に硬化状態とできる。
【００１０】
上記製造方法に使用する金型おいて、流動状態の熱硬化性樹脂を成形用空間に射出するためのゲートを、該成形用空間に対し樹脂成形部の内周面よりも外周面に近い側に形成できる。これにより、流動状態とされた上記の熱硬化性樹脂に、ラジアル方向内向きのフローが確実に生ずるようになる。
【００１１】
上記製造方法における熱硬化性樹脂をフェノール樹脂とすることができる。フェノール樹脂を採用することで、軽量の樹脂成形部を高精度に成形可能となる。また、量産性にも優れる。
【００１２】
上記製造方法により製造される樹脂成形部付軸受装置は軸受付きプーリであり、樹脂成形部は、外輪に固着される内周円筒部と、該内周円筒部よりもラジアル方向外側に位置して外周面がベルト案内面とされる外周円筒部と、内周円筒部と外周円筒部とを連結する中間部とを備えて形成できる。これにより、軸受外周面と固着する樹脂成形部の内周面側（内径側）に、十分な強度が確保された軸受付きプーリを製造できる。
【００１３】
この場合、熱硬化性樹脂の成形空間への射出口をなすゲートを、該成形空間における樹脂成形部の外周円筒部の側面に対応する位置に設けることができる。これにより、流動状態とされた上記の熱硬化性樹脂に、ラジアル方向内向きのフローが確実に生ずるようになるから、軸受外周面と固着する樹脂成形部の内周面側（内径側）に十分な強度を確保できる。
【００１４】
また、本発明の樹脂成形部付軸受装置は、上記製造方法により樹脂付軸受装置が製造され、成形用空間に対し樹脂成形部の内周面よりも外周面に近い側にゲートカット部を有することを特徴とする。樹脂成形部付軸受装置が上記軸受付きプーリである場合には、樹脂成形部の外周円筒部の側面位置にゲートカット部を有することを特徴とする。これにより、成形用空間の内面側で終了する樹脂フローを有するので、外輪との結合部分が、金型内にて硬化温度以上に保持される時間がより長くなり、硬化が十分に進行するので高強度を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例について説明する。
まず、図１は、本発明の製造方法により製造された樹脂成形部付軸受装置１の断面図である。この樹脂成形部付軸受装置１は、内輪２２と、該内輪２２に対し同心的に配置される金属製の外輪２１と、内輪２２と外輪２１との間にて周方向に配列される複数の転動体２３からなる転動体列とを備える軸受本体（転がり軸受）２０の外周面に、ラジアル方向の厚みを有する樹脂成形部１０がインサート成形された軸受付きプーリである。外輪２１は炭素鋼の熱間鍛造製で、その内周には複列の軌道面が形成されている。また、内輪２２の外周にはそれら外輪２１の軌道面に対応する形で複列の軌道面が形成されている。転動体列は外輪２１及び内輪２２の軌道面間に２列設けられている。なお、軸受本体２０には、さらに複数の転動体２３を保持する環状の保持器２５、及び外輪２１と内輪２２との間に形成された転動体配置空間のアキシャル方向両端側において外輪２１と内輪２２との間を、これら外輪２１と内輪２２との相対回転を許容した状態で密封する環状の密封装置２４が設けられている。
【００１６】
樹脂成形部１０は、外輪２１に固着される内周円筒部１３と、該内周円筒部１３よりもラジアル方向外側に位置して外周面がベルト案内面とされる外周円筒部１１と、内周円筒部１３と外周円筒部１１とを連結する中間部１２とを備えた形状にて形成されている。中間部１２は円板状に形成されており、ラジアル方向に放射状に複数のリブが形成されており、樹脂成形部１０全体を補強している。また、外輪２１の外周面２１ｂのアキシャル方向途中位置（本実施例においてはアキシャル方向中央位置）には凹部２１ｃが周方向に断続的あるいは連続的に形成され、内周円筒部１３はその凹部２１ｃを充填する形で成形されている。これにより、外輪２１と樹脂成形部１０の接触面積が大となり固着強度が増すとともに、互いのアキシャル方向へのすべりが防止される。また、凹部２１ｃが周方向に断続形成されている場合は周方向のすべりも防止される。
【００１７】
この樹脂成形部１０は、予め定められた硬化温度Ｔ１にて一定時間以上保持することにより、射出成形が可能な流動状態から硬化状態へ移行した熱硬化性樹脂Ｒにより成形されている。本実施形態においては、熱硬化性樹脂Ｒとしてフェノール樹脂を用いている。そして、樹脂成形部１０の外周円筒部１１の側面位置にはゲートカット部１１ａが形成されている。
【００１８】
次に、本発明の樹脂成形部付軸受装置である上記軸受付きプーリ１の製造方法について、図２の断面図を用いて説明する。
【００１９】
まず、図２の（ａ）に示すように、軸受本体２０を入れ子とした状態で、該軸受本体２０をアキシャル方向第一側から被う第一キャビティ型１０２と、該軸受本体２０をアキシャル方向第二側から被う第二キャビティ型１０３と、該軸受本体２０をその外周面側から被う第三キャビティ型１０１とを型締めし、キャビティ１１０を有する金型１００を形成する。具体的には、第一キャビティ型１０２のコア部１０２ａを軸受本体２０の内輪２２の内周２２ａに嵌合し、次いで、第一キャビティ型１０２に対し、軸受本体２０の外周面側を被う形で第三キャビティ型１０１をアキシャル方向に嵌合し（本実施形態においては軸受本体２０の回転軸線方向に沿って第一キャビティ型１０２に嵌合する）、さらに、第二キャビティ型１０３を、コア部１０３ａを軸受本体２０の内輪２２の内周２２ａ（第一キャビティ型１０２の嵌合側とは逆側の内輪内周２２ａ）に嵌合させつつ第三キャビティ型１０１と嵌合させた形で型締めがなされる。このとき、該キャビティ１１０の軸受本体２０が配置された空間を除く残余空間が、樹脂成形部１０を成形するための成形用空間１１１となる。
【００２０】
なお、第一キャビティ型１０２には、射出装置のノズル１３１が接続されるスプール１２２と、熱硬化性樹脂Ｒを射出するゲート１２０と、スプール１２２−ゲート１２０間を連通するランナー１２１が形成されている。ゲート１２０は環状のフィルムゲートよりなり、成形用空間１１１における樹脂成形部１０の外周円筒部１１の側面に対応する位置に設けられている。
【００２１】
そして、各キャビティ型１０１，１０２，１０３が、射出される熱硬化性樹脂毎に定められる樹脂硬化温度Ｔ１以上に温度保持される。なお、入れ子である軸受本体２０は、樹脂硬化温度Ｔ１よりも低温の予熱温度Ｔ２に予熱された状態で、キャビティ１１０内の予め定められた領域に外輪２１の外周面２１ａを露出する形で配置されている。
【００２２】
この状態で、シリンダ温度が樹脂硬化温度Ｔ１よりも低温の予め定められた温度ＴＳ以上となると、射出装置のノズル１３１から流動化された熱硬化性樹脂Ｒ（流動樹脂Ｒ１）が射出可能となる。射出の際、流動樹脂Ｒ１は、図２（ｂ）に示すように、スプール１２２からランナー１２１に導入され、ランナー内１２１にて拡がってその先端部に到達する。そして、該先端部に到達した流動樹脂Ｒ１は、環状のフィルムゲート１２０を通ってキャビティ１１０の成形用空間１１１に射出される。このときフィルムゲート１２０から射出された流動樹脂Ｒ１は、フィルムゲート１２０通過時の摩擦により、樹脂硬化温度Ｔ１以上で、かつゲート１２０通過前よりも粘性の低い流動樹脂Ｒ２となって、キャビティ１１０内に射出される。射出される時間は予め定められた時間ｔ２である。
【００２３】
この流動樹脂Ｒ２は、成形用空間１１１に射出されると、成形用空間１１１内を外周面側から内周面側に向けてラジアル方向内向きに流動する。これにより、樹脂Ｒ２の充填は、ゲート１２０側、即ち成形用空間１１１内における樹脂成形部１０の外周面側から開始され、外輪２１の外周面２１ａ側、即ち成形用空間１１１内における樹脂成形部１０の内周面側にて完了する。上記射出時間ｔ２が経過すると、図示されないゲートピンによりフィルムゲート１２０からの射出が遮断され、成形用空間１１１内への射出が止まる。射出終了後も、キャビティ型１０１，１０２，１０３は、樹脂硬化温度Ｔ１以上に温度保持される。保持される時間は予め定められた時間ｔ１である。これにより、外輪２１の外周面にラジアル方向の厚みを有する樹脂成形部１０が成形され、軸受付きプーリ１が完成される。
【００２４】
そして、成形が完了すると型開きを行い、図示しないイジェクターピンによって、軸受付きプーリ１をキャビティ型１０２から離型する。
【００２５】
上記のように完成された軸受付きプーリ１では、流動樹脂Ｒ２が射出される工程において、早い段階で射出された樹脂Ｒ２ほど、成形用空間１１１内のゲート１２０から遠い位置、即ち、外輪２１の外周面２１ａ側、さらに言えば、外輪２１の外周面２１ａのアキシャル方向側端部２１ｂ側に到達する。そして、この早い段階で射出された樹脂Ｒ２ほど、キャビティ１１０内にて硬化温度Ｔ１以上に保持される時間が長い。このため、外輪２１の外周面２１ａ側に充填されている樹脂Ｒ、さらに言えば、外輪２１の外周面２１ａのアキシャル方向側端部２１ｂ側に充填されている樹脂Ｒが、ゲート１２０近傍の樹脂成形部１０の外周面側（外周円筒部１１側）よりも高強度となった。
【００２６】
従来の軸受付きプーリの製造方法では、特許文献１のように、樹脂成形部１０を軸受本体２０の外周面側に成形する際に、ゲート１２０が、キャビティ１１０内に入れ子として配置される軸受本体２０に近い側に形成されていた。例えば、図３に示すように、ゲート１２０が、キャビティ型２０１，２０２，２０３が形成する成形用空間１１１における、樹脂成形部１０の内周円筒部１３の側面に対応する位置に設けられていた。このため、最も強度を必要とする樹脂成形部１０の内周円筒部１３に対応する成形用空間１１１に充填された樹脂Ｒ２の硬化保持時間が短かった。これに対し、本実施例の軸受付きプーリ１の製造方法では、ゲート１２０が軸受本体２０からラジアル方向外側の遠い位置にあるため、内周円筒部１３に対応する成形用空間１１１に充填された樹脂Ｒ２の硬化保持時間が長く、その部分に十分な強度が確保されるようになっている。
【００２７】
また、本発明の軸受付きプーリ１の製造方法により成形された樹脂成形部１０には、外周円筒部１１の側面位置にゲートカット部（ゲート痕）１１ａが形成される。本実施例においては、樹脂成形部１０の外周円筒部１１の側面に沿って環状に形成される。このため、軸受本体２０と樹脂成形部１０との熱膨張差によってゲートカット部１１ａに内部応力が作用した場合でも、当該内部応力がポイント的に集中して作用する惧れがない。即ち、ポイント的に形成されるゲートカット部１１ａのように、内部応力が一箇所に集中的に作用して形成されるのではなく、樹脂成形部１０の外周円筒部１１の側面に沿って環状に分散されて作用することになる。従って、ゲートカットの際のクラック発生を効果的に抑制できる。また、図３に示す従来の軸受付きプーリ１´のゲートカット部（ゲート痕）１３ａとは異なり、ゲートカット部１１ａが軸受本体２０から遠い位置にあるので、ゲートカットの際に発生する過大な応力の影響、場合によってはゲートカットの際に生じた樹脂成形部１０の割れの影響を軸受本体２０が受け難くなっている。なお、ゲート位置は、プーリ１の外周円筒部１１の側面の中でも、最外径部（より遠い位置）の方が好ましい。
【００２８】
なお、本実施例における金型１００（キャビティ型１０１，１０２，１０３）を硬化温度Ｔ１以上に保持される期間は、流動化された熱硬化性樹脂Ｒ２を充填する予め定められた充填期間ｔ２と、充填期間ｔ２後に設定され充填された熱硬化性樹脂Ｒ２を硬化させるための予め定められた硬化保持期間ｔ１とに限られている。これらの期間は、キャビティ１１０内に入れ子として配置された軸受のシールやグリースの劣化、金属部の焼きなまりの進行等が生じ難いよう定められている。
【００２９】
以上、本発明の実施例を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００３０】
例えば、樹脂成形部付軸受装置をガイドローラに適用できる。具体的には、樹脂成形部付軸受装置を車両のスライドドア支持用の転がり軸受装置に適用できる。スライドドア支持用の転がり軸受装置は、樹脂成形部付軸受装置における樹脂成形部が、軸受本体の外輪外周面を密着して被う形で形成され、該樹脂成形部の外周面をローラー面として前記車両の車体側に設けられるレールのレール面に接触する形で配置することで該レール上を転動しつつ前記スライドドアを支持するものであり、上記本発明の製造方法の適用により、軸受外周面と固着する樹脂成形部の内周面側（内径側）に十分な強度が確保される。そして、流動状態の熱硬化性樹脂を金型の成形用空間に射出するためのゲートは、該成形用空間に対し樹脂成形部の内周面よりも外周面に近い側に設けることができ、このように樹脂成形部が成形されてなるスライドドア支持用の転がり軸受装置には、該樹脂成形部の外周面側にゲートカット部が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の樹脂成形部付軸受装置の一実施形態を示す断面図。
【図２】本発明の樹脂成形部付軸受装置を製造する製造方法の一実施例を示す断面図。
【図３】従来の樹脂成形部付軸受装置を製造する製造方法の一実施例を示す断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１  軸受付きプーリ（樹脂成形部付軸受装置）
１０  樹脂成形部
２０  軸受本体（転がり軸受）
２１  外輪
２１ａ  外輪の外周面
２２  内輪
２３  転動体
１１  外周円筒部
１２  中間部
１３  内周円筒部
Ｒ（Ｒ１，Ｒ２）  熱硬化性樹脂
１００  金型
１１０  キャビティ
１１１  成形用空間
１２０  フィルムゲート（ゲート）
【図１】
2008105206.tif 000003
【図２】
2008105206.tif 000004
【図３】
2008105206.tif 000005