(57)【要約】【課題】  回転体の転動性を容易にしながら、回転体の製造時と使用時の精度を向上させ、回転部品の製造時の低コストを達成するとともに、回転部品の応用範囲を大きくする。【解決手段】  回転部品は、樹脂製支持部品と回転体との組み合わせにより構成されるが、樹脂製支持部品成形時の樹脂硬化により回転体が樹脂製支持部品に一体にかつ一部を露出させた状態に支持され、回転体が使用時に回転可能となる程度に固定される。  回転部品の製造時において、金型の成形キャビティーに回転体を繰り出して挿入し、成形キャビティーの中で合わせ目よりも回転体を突出させた状態に位置決めした状態にして、溶融状態の樹脂が供給される。【選択図】  図４
2005335260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製支持部品（１）と回転体（２）との組み合わせにより構成される回転部品（Ｘ）であって、樹脂製支持部品成形時の樹脂硬化により回転体が樹脂製支持部品に一体にかつ一部を露出させた状態に支持されることを特徴とする回転部品。
【請求項２】
樹脂製支持部品（１）に対して回転体（２）が使用時に回転可能となる程度に固定されることを特徴とする請求項１記載の回転部品。
【請求項３】
回転体（２）の突出量が、回転半径よりも小さく設定されることを特徴とする請求項１または２記載の回転部品。
【請求項４】
樹脂製支持部品（１）と回転体（２）との組み合わせにより構成される回転部品（Ｘ）を製造する方法であって、対をなす金型の合わせ目（Ｆａ，Ｆｂ）に配された成形キャビティー（１２）に回転体を繰り出して挿入する工程と、成形キャビティーの中で前記合わせ目よりも回転体を突出させた状態に位置決めする工程と、溶融状態の樹脂を成形キャビティーに供給して回転体の一部を露出させた状態の樹脂製支持部品を形成する工程とを有する回転部品の製造方法。
【請求項５】
成形キャビティー（１２）の中で、回転体（２）が回転体位置決めピン（１６）に接触させることにより位置決めされることを特徴とする請求項４記載の回転部品の製造方法。
【請求項６】
樹脂製支持部品（１）と回転体（２）との組み合わせにより構成される回転部品（Ｘ）を製造する金型装置であって、合わせ目（Ｆａ，Ｆｂ）に成形キャビティー（１２）を有する対をなす金型と、回転体を回転体供給ピン（２４）の先端で成形キャビティーに向けて繰り出す回転体供給手段（２０）と、成形キャビティーの中に臨まされ回転体に接触させて位置決めを行う回転体位置決めピン（１６）とを具備する金型装置。
【請求項７】
回転体供給手段（２０）には、成形キャビティー（１２）に接続状態の回転体供給通路（２２）が所望数配され、回転体供給通路には、回転体供給ピン（２４）の先端により押し出される回転体（２）を１個ずつ供給するとともに、次の回転体の供給を制限するシャッター（２５）が配されることを特徴とする請求項６記載の金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部品とその製造方法および金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転部品の中で、ヒンジや軸受け部品は、回転部分に球体を使用することにより、回転の円滑化を図ることができる。
【０００３】
回転部品の球体としては、ボールやローラーなどが実用化されており、例えばボールベアリング、ローラーベアリングとして供用されている。
これらボールやローラーは、多くは鋼製で内外輪の間に転動（転がり）自在状態に収納される構造であり、回転時の転がり摩擦を低減するようにしている。
かかる回転部品（軸受け）は、構造が上記したように比較的複雑であることに起因して、コストダウンを図ることが困難である。
【０００４】
最近、急速に普及拡大傾向がある携帯電話には、特許文献１に示すようなヒンジが使用され、対をなす樹脂・鋼・セラミック製のヒンジ部材の間に、球体を埋設固定する技術や、球体をインサート成形法によってヒンジ部材の一方とともに製造する技術が開示されている。
インサート成形に関する技術としては、特許文献２〜４に示すものがあり、これらは、樹脂成形金型内に、インサート材を嵌め込むなどにより固定状態に支持しておき、溶融樹脂注入と樹脂硬化によって一体化を図るものである。
しかし、ヒンジ部材などで球体を埋設固定しまうと、転がり摩擦が大きくなって回転の円滑化が損なわれ、球体などにあっては、金型内部への固定が難しく、かつ溶融樹脂の注入によって球体などが移動し易く、位置精度を損なう可能性がある。
【特許文献１】特開２００３−２３９９４５号公報
【特許文献２】特開２００３−１０３５６３号公報
【特許文献３】特開２００３−２４６００９号公報
【特許文献４】特開平６−３２８４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では、インサート成形法を適用しながら、以下の課題を解決しようとしている。
（１）回転体の転動性確保を容易にすること。
（２）回転体の製造精度を向上させること。
（３）製造時の低コストを達成すること。
（４）回転部品の応用範囲を大きくすること。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、回転部品とその製造方法および金型装置を提供するものである。
《回転部品》
回転部品は、回転体を回転可能に支持するものであり、樹脂製支持部品と回転体との組み合わせにより構成される。
回転部品は、樹脂製支持部品成形時の樹脂硬化により、回転体が樹脂製支持部品に一体に支持された状態でかつ回転体の一部を露出させた状態に作製される。
回転体は、望ましくは使用時において、樹脂製支持部品に対して回転可能となる程度に一体化される。
回転体の概念には、球状の他に、ロール状などのいわゆる回転体を包含する。
樹脂製支持部品は、エンジニアリングプラスチックの射出成形により形成される。エンジニアリングプラスチックには、ポリアセタール樹脂、そのガラスフィラー入り、比較的硬質の他の樹脂などを包含する。
回転部品が軸受けとして使用される場合には、回転体を複数とすることが望ましく、その際に、転動用部品に回転体を回転可能に接触させて使用される。
回転部品がキャスター（家具、ピアノ、旅行用かばんなどの底部に配される移動用車輪）である場合には、回転体自体が床面などを転動する。
《回転部品の製造方法および金型装置》
回転部品は、対をなす金型の合わせ目に配された成形キャビティーに、予め回転体を挿入しておき、樹脂供給手段により溶融状態の樹脂を射出した後、樹脂を硬化させることにより一体形成される。
回転体は、成形キャビティーに回転体位置決めピンを露出状態に予め待機させておくとともに、回転体供給手段を作動させて、回転体供給ピンの先端で回転体を成形キャビティーに向けて繰り出し、回転体を回転体位置決めピンに接触させて繰り出し量を設定する。
回転体は、回転体供給手段により成形キャビティーに所望数供給される。
回転体供給手段には、成形キャビティーに接続状態の回転体供給通路が所望数配され、回転体供給通路には、回転体供給ピンの先端により押し出される回転体を１個ずつ供給するとともに、次の回転体の供給を制限するシャッターが配される。
シャッターには、回転体の先端で押されることにより開放して回転体および回転体供給ピンを通過させ、回転体供給ピンの後退時に回転体供給通路を狭めて回転体の通過を阻止する復元手段が配される。
対をなす金型の合わせ目には、回転部品の生産性を高めかつコスト低下を図るために、複数組の成形キャビティー、回転体供給手段、回転体供給通路などが配される。
【発明の効果】
【０００７】
（１）回転部品を樹脂製支持部品と回転体とで構成し、一体成形することにより低コスト化を図ることができる。
（２）樹脂製支持部品の射出成形により回転体を一時固定することにより、回転体を回転可能に支持し転がり摩擦を低減することができる。
（３）金型内に回転体を位置決め状態で固定する技術の採用により、回転部品の製造精度を向上させることができる。
（４）樹脂製支持部品の形状制限を少なくし、かつ回転体との組み合わせにより、回転部品を広範囲の分野に応用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に適用される回転部品は、回転体を回転可能に支持するもので、樹脂製支持部品と望ましくは金属製の回転体との組み合わせにより構成され、樹脂製支持部品成形時の樹脂硬化により、回転体が樹脂製支持部品に対して一体に支持された状態でかつ回転体の一部を露出させた状態に作製されるとともに、回転体が、使用時において、樹脂製支持部品に支持されたまま回転可能に支持される。
回転部品が軸受けとして使用される場合には、回転体を複数にして転動用部品に回転体を接触させて転動状態とする。
回転部品は、対をなす金型の合わせ目に配された成形キャビティーに、予め回転体を挿入しておき、溶融状態の樹脂を射出することにより一体形成される。
成形キャビティーには、回転体位置決めピンを露出状態に予め待機させておき、回転体を成形キャビティーに向けて繰り出し、回転体を回転体位置決めピンに接触させて回転体の位置決めを行い、その回りで樹脂製支持部品の表面に対する突出量を回転体の半径未満の適宜値に設定する。
金型内には、成形キャビティーに接続状態の回転体供給通路が所望数配され、回転体供給通路には、繰り出される回転体を１個ずつ供給するための手段や、次の回転体の供給を制限する手段が配される。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明の実施例１における金型装置の開いた状態を示しており、符号Ａは可動金型、Ｂは固定金型である。
【００１０】
可動金型Ａおよび固定金型Ｂは、対をなして便宜上一方を可動、他方を固定と称しており、その合わせ面（合わせ目）Ｆａ，Ｆｂには、図１および図２に示すように、成形用入れコマ１Ａ，１Ｂが嵌め込み状態で着脱可能に配される。
【００１１】
可動金型Ａおよび成形用入れコマ１Ａには、図２ないし図４に示すように、樹脂供給手段１０から溶融樹脂が射出される成形キャビティー１１が形成される。
【００１２】
成形キャビティー１１には、固定金型Ｂに開けられた樹脂注入通路１２と、この樹脂注入通路１２に接続状態の樹脂分岐通路１３と、この樹脂分岐通路１３に接続状態の樹脂連結通路１４と、この樹脂連結通路１４に接続状態の樹脂射出通路１５とが連結状態に配される。
【００１３】
また、成形キャビティー１１には、図３および図４に示すように、露出状態に予め待機させて回転体２の位置を設定するための回転体位置決めピン１６と、イジェクトプレート１７の操作により成形キャビティー１１に突出させて成形された回転部品Ｘを可動金型Ａから取り出すためのイジェクトピン１８とが配される。
【００１４】
なお、成形キャビティー１１は、可動金型Ａと固定金型Ｂとの合わせ面（合わせ目）Ｆａ，Ｆｂに配された成形用入れコマ１Ａ，１Ｂを合わせることにより形成され、リターンピン１９で可動金型Ａと固定金型Ｂとを分離・離間させることにより開放される。
金型の開閉手段の詳細については、公知技術が適用されるため説明を省略する。
【００１５】
一方の固定金型Ｂには、図１ないし図４に示すように、成形用入れコマ１Ｂに対して接続状態の前述した樹脂注入通路１２と、回転体供給手段２０とが配される。
【００１６】
回転体供給手段２０には、回転体２を合わせ面（合わせ目）Ｆｂに対して送り出すために、成形用入れコマ１Ｂまで接続状態の回転体供給通路２１および回転体送込み通路２２と、回転体２を一つずつ合わせ面（合わせ目）Ｆｂから成形キャビティー１１の内部に繰り出すための回転体突出し手段（ボール突出し手段）２３と、回転体突出し手段２３の作動時に先端で回転体２を押し出す回転体供給ピン２４と、この回転体供給ピン２４の先端に形成されて回転体２の上下左右の位置ずれを抑制するための凹部２４ａと、回転体送込み通路２２の途中でかつ回転体供給通路２１および回転体送込み通路２２の交差箇所近傍に介在して回転体２の繰り出しを１個ずつに設定するためのシャッター２５と、シャッター２５を狭めて回転体２の通過を抑制するためのスプリングなどの復元手段２６とが配される。
【００１７】
なお、実施例１では、回転体供給通路２１が鉛直方向に、回転体送込み通路２２がこれに接続状態でかつ水平方向に形成されている。
【００１８】
図５は、実施例１の金型（可動金型Ａ、固定金型Ｂ）によって、回転部品Ｘを複数同時に成形した場合の成形品Ｙを示すもので、成形キャビティー１１、樹脂注入通路１２、樹脂分岐通路１３、樹脂連結通路１４、樹脂射出通路１５の形状に対応して射出樹脂が固化することにより、注入部Ｙ１２、分岐部Ｙ１３、連結部Ｙ１４、射出部Ｙ１５によって、複数の回転部品Ｘが繋がった状態で得られる。
【００１９】
次いで、回転部品Ｘについて補足説明する。
図６は、回転部品Ｘの詳細を示し、例えば、
【特許文献１】特開２００３−２３９９４５号公報に示されるヒンジなどに使用するもので、樹脂製支持部品１には、回転体２を通常は固定状態に、かつ組み付け後などの必要に応じて回転可能に支持するための回転受け座１ａと、他の部品に組み付ける際に使用されるハブ１ｂおよび中心穴１ｃと、成形時に回転体位置決めピン１６により形成されて回転体位置決めピン１６を抜き取るための位置決めピン用穴１ｄとを有するものとされる。
【００２０】
実施例１の金型装置（可動金型Ａ、固定金型Ｂ）によって、回転部品Ｘを製造する場合について、さらに詳細に説明する。
【００２１】
可動金型Ａおよび固定金型Ｂを閉じた状態として、回転体供給手段２０の作動により回転体供給通路２１から、図４に鎖線で示すように、待機させた回転体供給ピン２４の先端位置の回転体送込み通路２２に回転体２を落とし込み、回転体突出し手段（ボール突出し手段）２３の作動で回転体供給ピン２４により回転体２を成形キャビティー１１の中に繰り出し、回転体２を回転体位置決めピン１６の先端に押し付けることにより、図３および図４に示す位置のように、可動金型Ａおよび固定金型Ｂの合わせ面（合わせ目）Ｆａ，Ｆｂよりも、回転体２の半径未満の寸法（適宜値）だけ突出させたまま、回転体位置決めピン１６および回転体供給ピン２４により挟んだ状態で成形キャビティー１１の中に固定する。
この際に、回転体供給ピン２４の凹部２４ａに回転体２を嵌め合わせた状態とすることにより、回転体２の各方向の位置決めが正確になされる。
【００２２】
樹脂供給手段１０の作動により溶融状態の樹脂を樹脂注入通路１２、樹脂分岐通路１３、樹脂連結通路１４、樹脂射出通路１５経由で成形キャビティー１１に射出した後、樹脂を硬化させると、成形キャビティー１１の中に、樹脂製支持部品１と回転体２とが一体化した成形品Ｙ（図５に示す複数の回転部品Ｘを連結した状態のもの）が完成する。
【００２３】
成形品Ｙは、リターンピン１９により可動金型Ａおよび固定金型Ｂを開き、イジェクトプレート１７でイジェクトピン１８の先端で樹脂製支持部品１を押し出すことにより可動金型Ａから取り出される。
また、個々の回転部品Ｘにあっては、図５に鎖線で示す切断線Ｃで切り離すことにより分離される。
【００２４】
可動金型Ａおよび固定金型Ｂを開いた状態とした際には、図４の鎖線で示すように、回転体供給ピン２４が待機状態に戻される。
回転体供給ピン２４を鎖線位置まで戻すと、シャッター２５にあっては、復元手段２６の作動で回転体送込み通路２２を狭める位置に戻され、回転体２にあっては、図４に鎖線で示すように、回転体供給ピン２４とシャッター２５との間に１個落とされる。
なお、再度、回転体供給ピン２４を繰り出すときには、回転体供給ピン２４の側部で次の回転体２の落下が抑制され、繰り出される回転体２は、シャッター２５を押し開いて通過させる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
回転部品は、回転体を回転可能に支持し得るものであれば、回転体をボール状のものに限定するものではなく、また樹脂製支持部品は、エンジニアリングプラスチック以外のプラスチックでも成形可能であるため、ロール状などの広範囲の回転体や回転部分を支持する軸受けやキャスターなどにも適用可能である。
樹脂製支持部品に対しての回転体の突出量は、通常回転半径未満で設定されるが、絶対的なものではなく、回転受け座の形状や他の転動用部品との組み合わせ状態により適宜設定される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１を示す金型装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施例１を示す金型装置の展開図である。
【図３】本発明の実施例１の金型内における成形状態を示す正断面図である。
【図４】本発明の実施例１における金型への回転体の供給状態を示す正断面図である。
【図５】本発明の実施例１における回転部品の成形状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例１における成形対象品の回転部品を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
Ｘ‥‥回転部品、Ａ‥‥可動金型、Ｂ‥‥固定金型、Ｆａ，Ｆｂ‥‥合わせ面（合わせ目）、１Ａ，１Ｂ‥‥成形用入れコマ、１‥‥樹脂製支持部品、１ａ‥‥回転受け座、１ｂ‥‥ハブ、１ｃ‥‥中心穴、１ｄ‥‥位置決めピン用穴、２‥‥回転体、１０‥‥樹脂供給手段、１１‥‥成形キャビティー、１２‥‥樹脂注入通路、１３‥‥樹脂分岐通路、１４‥‥樹脂連結通路、１５‥‥樹脂射出通路、１６‥‥回転体位置決めピン、１７‥‥イジェクトプレート、１８‥‥イジェクトピン、１９‥‥リターンピン、２０‥‥回転体供給手段、２１‥‥回転体供給通路、２２‥‥回転体送込み通路、２３‥‥回転体突出し手段（ボール突出し手段）、２４‥‥回転体供給ピン、２４ａ‥‥凹部、２５‥‥シャッター、２６‥‥復元手段、Ｙ‥‥成形品、Ｙ１２‥‥注入部、Ｙ１３‥‥分岐部、Ｙ１４‥‥連結部、Ｙ１５‥‥射出部、Ｃ‥‥切断線。
【図１】
2005335260.tif 000003
【図２】
2005335260.tif 000004
【図３】
2005335260.tif 000005
【図４】
2005335260.tif 000006
【図５】
2005335260.tif 000007
【図６】
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