(57)【要約】【課題】ボイドが無く高強度で、寸法精度に優れる保持器を、圧縮専用の別機構や、ポケットのバリ取り作業を要することなく低コストで提供する。【解決手段】保持器形状と一致するキャビティが形成され、かつ、該キャビティの保持器円環部端面に対応する境界面の適所に設けた空洞に該空洞内を摺動する可動ピンを配設した成形用金型を用いるとともに、前記可動ピンを引いて該可動ピンの先端と前記境界面との間に空所を形成した状態で溶融樹脂組成物を射出して前記キャビティ及び前記空所を充填した後、前記溶融樹脂組成物が固化する前に前記可動ピンを移動して該可動ピンの先端を前記境界面と一致させ、ボイドの発生源となる固化時の樹脂収縮分を補完し、次いで、圧縮状態のまま前記溶融樹脂組成物を固化させて転がり軸受用保持器を製造する。また、このようにして得られた保持器を備える転がり軸受を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形法により合成樹脂製の転がり軸受用保持器を製造する方法であって、
保持器形状と一致するキャビティが形成され、かつ、該キャビティの保持器円環部端面に対応する境界面の適所に設けた空洞に該空洞内を摺動する可動ピンを配設した成形用金型を用いるとともに、前記可動ピンを引いて該可動ピンの先端と前記境界面との間に空所を形成した状態で溶融樹脂組成物を射出して前記キャビティ及び前記空所を充填した後、前記溶融樹脂組成物が固化する前に前記可動ピンを移動して該可動ピンの先端を前記境界面と一致させ、ボイドの発生源となる固化時の樹脂収縮分を補完し、次いで、圧縮状態のまま前記溶融樹脂組成物を固化させることを特徴とする転がり軸受用保持器の製造方法。
【請求項２】
保持器がころ軸受用であり、かつ、前記空洞を保持器柱部と対向して設けることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂の硬化後、成形用金型を開き、前記可動ピンを前記境界面を超えて移動させて保持器離型を行うことを特徴とする請求項１または２記載の転がり軸受用保持器の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の方法により得られることを特徴とする転がり軸受用保持器。
【請求項５】
請求項４記載の転がり軸受用保持器を備えることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂製の転がり軸受用保持器及びその製造方法に関する。また、本発明は、前記保持器を備える転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受においては、高速での回転に対応するために軽量で柔軟性に優れる合成樹脂製保持器が使用されることが多くなっている。合成樹脂製保持器は射出成形法で製造されるのが一般的であり、成形用金型のキャビティ内に溶融樹脂組成物を射出充填し、保圧、冷却して溶融樹脂組成物を固化させる。しかし、通常の射出成形法では、保持器が肉厚であると、冷却時に内部と外部との温度差に起因する体積収縮率差によるボイドが発生しやすい。そのため、大型の保持器では、成形時に発生したボイドにより、強度が低下することが多い。
【０００３】
通常、保圧を高くして樹脂の収縮分を補い、ボイドを発生させないようにすることが行われるが、むやみに保圧を高めると射出圧力に型締め力が負けてしまい、型開きが起きてバリの原因になる。また、ゲートから遠い位置では、圧力損失により十分な圧力が加えられず、ボイドの発生を抑えることができない。
【０００４】
そのため、保持器の設計を工夫してボイドの発生を抑えることも提案されている。例えば特許文献１では、円錐ころ軸受用の保持器において、円環部と柱部に肉盗み部を設けることにより、保持器を全体的に薄くするとともに厚さを均一にし、冷却速度を保持器全体で均一にして温度差を無くし、ボイドの発生を抑えている。しかしながら、保持器全体が肉薄になることから、ボイドが発生しなくとも、保持器そのものの強度が低くなるため、薄肉化には限度がある。
【０００５】
また、薄肉化することなくボイドの発生を抑える方法として射出圧縮成形法も知られている。この射出圧縮成形法は、射出充填後に成形用金型を移動させて樹脂に圧縮を加える方法であり、通常の射出成形と異なり、圧力損失することなく成形品全体に均一に高い圧力を加えることができ、それによりボイドの発生が抑制される。射出圧縮法としては、特許文献２〜４のように成形機の型締め機構を利用してキャビティが保持器形状と一致する寸前で可動側金型を待機させておき、そこへ溶融樹脂組成物を射出充填した後、キャビティが保持器形状と一致するまで可動側金型を移動して圧縮を加える方法や、特許文献５〜７のように圧縮専用の別機構を設け、固定金型（枠）と可動金型とを完全に型締めしておき、射出充填した後に圧縮専用の別機構に移して圧縮を行う方法等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７４７００６号公報
【特許文献２】特開平９−３９０４６号公報
【特許文献３】特開平８−３２３８１３号公報
【特許文献４】特開２００５−２３１２３９号公報
【特許文献５】特公平４−３０３２９号公報
【特許文献６】特開平６−２４６７９号公報
【特許文献７】特開平７−８０８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、保持器には転動体を保持するためのポケットがあるため、上記のような射出圧縮法で成形することは一般に困難とされている。即ち、ポケットを形成するには、キャビティを保持器の形状と一致するまで完全に型締めした後、溶融樹脂組成物を射出充填し、固化させる必要がある。しかし、上記のように、圧縮のためには樹脂を充填する時にキャビティを完全に型締めすることがないため、キャビティのポケット相当部分にも溶融樹脂組成物が入り込み、圧縮してもポケット部から樹脂が完全に排出されないために、得られる保持器のポケットにバリが残ったり、場合によってはポケットが形成されないことがある。そのため、バリ取り加工等が別途必要になり、コスト増を招くようになる。
【０００８】
また、本来の保持器の形状とは一致しない部分に入り込んだ溶融樹脂組成物を圧縮するため、圧縮の際に成形用金型に大きな圧力が加わり、成形用金型の損傷を起こすこともある。
【０００９】
更には、圧縮専用の別機構を付加する方法では、別機構の装置や設備、工程が必要となりコスト増になる。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ボイドが無く高強度で、寸法精度に優れる保持器を、圧縮専用の別機構や、ポケットのバリ取り作業を要することなく低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明では下記を提供する。
（１）射出成形法により合成樹脂製の転がり軸受用保持器を製造する方法であって、
保持器形状と一致するキャビティが形成され、かつ、該キャビティの保持器円環部端面に対応する境界面の適所に設けた空洞に該空洞内を摺動する可動ピンを配設した成形用金型を用いるとともに、前記可動ピンを引いて該可動ピンの先端と前記境界面との間に空所を形成した状態で溶融樹脂組成物を射出して前記キャビティ及び前記空所を充填した後、前記溶融樹脂組成物が固化する前に前記可動ピンを移動して該可動ピンの先端を前記境界面と一致させ、ボイドの発生源となる固化時の樹脂収縮分を補完し、次いで、圧縮状態のまま前記溶融樹脂組成物を固化させることを特徴とする転がり軸受用保持器の製造方法。
（２）保持器がころ軸受用であり、かつ、前記空洞を保持器柱部と対向して設けることを特徴とする上記（１）記載の転がり軸受用保持器の製造方法。
（３）前記樹脂の硬化後、成形用金型を開き、前記可動ピンを前記境界面を超えて移動させて保持器離型を行うことを特徴とする上記（１）または（２）記載の転がり軸受用保持器の製造方法。
（４）上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の方法により得られることを特徴とする転がり軸受用保持器。
（５）上記（４）記載の転がり軸受用保持器を備えることを特徴とする転がり軸受。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、キャビティに射出された溶融樹脂組成物が可動ピンの移動により圧縮され、ボイドの発生源となる固化時の樹脂収縮分が補完されるため、高強度の保持器が得られる。また、反りやヒケ、変形等を防止でき、寸法精度も向上する。更には、キャビティが保持器の形状と一致しているため、ポケットに溶融樹脂組成物が入り込むことがないためポケットのバリ取り作業が不要になり、更には圧縮専用の別機構も不要となるため、低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】円錐ころ軸受用保持器の一例を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）図１の円錐ころ軸受用保持器の製造に使用する成形用金型を示す一部断面図であり、溶融樹脂組成物を射出充填するときの状態を示す図、（Ｂ）充填した溶融樹脂組成物を固化させるときの状態を示す図である。
【図３】図２に示した成形用金型の空洞及び可動ピンの配置について他の例を示す図である。
【図４】図２に示した成形用金型の空洞及び可動ピンの配置について更に他の例を示す図である。
【図５】玉軸受用冠型保持器の一例を示す斜視図である。
【図６】図５の冠型保持器の製造に使用する成形用金型を示す一部断面図であり、溶融樹脂組成物を射出充填するときの状態を示す図、（Ｂ）充填した溶融樹脂組成物を固化させるときの状態を示す図である。
【図７】円筒ころ軸受用保持器の一例を示す斜視図である。
【図８】アンギュラ玉軸受用保持器の一例を示す斜視図である。
【図９】アンギュラ玉軸受用保持器の他の例を示す斜視図である。
【図１０】針状ころ軸受用保持器の一例を示す上面図及び側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は転がり軸受用保持器の一例である円錐ころ軸受用保持器１を示す斜視図であるが、上下の円環部１０Ａ、１０Ｂを複数の柱部１１で連結した形状を呈しており、両円環部１０Ａ，１０Ｂ及び隣接する柱部１１，１１により、円錐ころ（図示せず）を保持するためのポケット１２を形成している。
【００１６】
この円錐ころ軸受用保持器１を製造するために本発明では、図２に示す成形用金型２０を用いる。図２は成形用金型２０を円錐ころ軸受用保持器１の側面に対応して示す一部断面図であるが、型締めした際に、円錐ころ軸受用保持器１の形状に一致したキャビティ２１が形成されている。即ち、キャビティ２１は、上側の円環部１０Ａに相当する上側円環状空部２１Ａと、下側の円環部１０Ｂに相当する下側円環状空部２１Ｂと、柱部１１に相当する柱状空部２１Ｃとが連結して形成され、上側円環状空部２１Ａ、下側円環状空部２１Ｂ及び隣接する柱状空部２１Ｃ，２１Ｃとの間に、円錐ころ軸受用保持器１のポケット１２に対応するポケット部２２が形成される。更に、成形用金型２０には、キャビティ２１の下側円環状空部２１Ｂとの境界面２５の適所に、境界面２５に対して垂直方向に延びる空洞２６が設けられており、この空洞２６には図中上下方向に摺動する可動ピン３０が配設されている。
【００１７】
成形に際して先ず、（Ａ）に示すように、通常の射出成形法と同様にして、キャビティ２１の上側円環状空部２１Ａ、下側円環状空部２１Ｂ及び柱状空部２１Ｃが円錐ころ軸受用保持器１の形状と一致するように、成形用金型２０の型締めを行う。その際、可動ピン３０を引いて、即ち図の例では降下させて可動ピン３０の先端３０ａと、キャビティ２１の下側円環状空部２１Ｂの境界面２５との間に空所２７を形成する。そして、空所２７が形成された状態で、ゲート（図示せず）を通じて溶融樹脂組成物を射出充填する。これにより、キャビティ２１に加えて、空所２７も溶融樹脂組成物で充填される。
【００１８】
次いで、溶融樹脂組成物が固化する前に、（Ｂ）に示すように、可動ピン３０を図中上方に移動させて先端３０ａを、キャビティ２１の下側円環状空部２１Ｂの境界面２５に一致させる。これにより、空所２７に充填されていた溶融樹脂組成物がキャビティ２１に押し込まれ、溶融樹脂組成物がキャビティ２１の内部で圧縮される。
【００１９】
通常の円錐ころ軸受用保持器１の製造では、上側円環状空部２１Ａまたは下側円環状空部２１Ｂと、柱状空部２１Ｃとの連結部分にボイドが発生しやすい。尚、図２（Ａ）に、ボイドを模式的に「〇」で示す。しかし、上記の方法によれば、ボイドの発生源となる樹脂収縮分（空隙）が、空所２７の溶融樹脂組成物をキャビティ内に押し込むことにより補完される。従って、空所２７の体積は、樹脂収縮分を考慮して設定される。
【００２０】
そして、この圧縮状態のまま保持し、保圧及び冷却過程を経て溶融樹脂組成物を固化する。
【００２１】
その後、型を開くことで円錐ころ軸受用保持器１が得られるが、可動ピン３０を更に上昇させることにより、円錐ころ軸受用保持器１を成形用金型２０から容易に離型することができる。得られた円錐ころ軸受用保持器１は、溶融樹脂組成物が保持器形状に一致するキャビティ２１のみに充填され、固化したものであるため、ポケット１２にバリが発生することがなく、寸法精度の高いものとなる。
【００２２】
上記において、溶融樹脂組成物には制限はなく、例えばポリアミドやポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂にガラス繊維や炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカー等の繊維状補強材を配合したものが用いられる。また、成形時及び使用時の熱劣化を抑えるために、ヨウ化物系熱安定剤やアミン系熱安定剤を単独で、あるいは両方を添加してもよい。更に、耐衝撃性を改善するために、エチレンプロピレン非役ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴム系材料を配合してもよい。
【００２３】
また、空洞２６の数には制限がなく、一箇所でもよいが、複数箇所に設けることにより保持器全体にわたりボイドがなくなる。例えば、図３に示すように、各ポケット部２２の幅の中間位置に空洞２６を設けることができる。
【００２４】
また、上記では空洞２６をポケット部２２の幅の中間位置に設けているが、図４に示すように、柱状空部２１Ｃと対向するように設けることが好ましい。図２（Ａ）に示すように、上側円環状空部２１Ａまたは下側円環状空部２１Ｂと、柱状空部２１Ｃとの連結部分にボイドが発生しやすいため、空洞２６を柱状空部２１Ｃと対向するように設けることにより、ボイドが発生し難くなる。
【００２５】
更に、図示は省略するが、空洞２６を、キャビティ２１の上側円環状空部２１Ａの側に設けることもできる。
【００２６】
本発明の製造方法は、円錐ころ軸受用保持器１の他にも種々の保持器に適用できる。例えば、図５に示すような玉軸受用冠型保持器１Ａの製造にも適用できる。この冠型保持器１Ａは、円環状の基部１０Ｄの一方の側に、柱部１１Ａが等間隔で立設しており、隣接する一対の柱部１１Ａ，１１Ａにより、玉（図示せず）を保持するためのポケット１２Ａが形成されている。また、各柱部１１Ａは、平坦部１１Ｔの両側に一対の爪１１Ｘ，１１Ｙを備えている。
【００２７】
このような冠型保持器１Ａでは、柱部１１Ａが最も肉厚部分となり、柱部１１Ａの中央部分にボイドが発生しやすい。そこで本発明では、図６に示すように、保持器形状に一致するキャビティ２１が形成され、更に、柱部１１Ａの爪１１Ｘ，１１Ｙに相当する爪状空部１１ｘ、１１ｙの中間位置に空洞２６を設け、可動ピン３０を配設した形成用金型２０を用いる。尚、図６（Ａ）に、ボイドを模式的に「〇」で示す。そして、上記と同様に、（Ａ）に示すように可動ピン３０を引いて空所２７を形成した状態で溶融樹脂組成物を射出充填した後、（Ｂ）に示すように可動ピン３０を平坦部１１Ｔに相当する境界面１１ｔまで移動させて空所２７の溶融樹脂組成物をキャビティ２１に押し込み、ボイドの発生源となる樹脂収縮分を補完する。次いで、この状態を保持して固化を行うことにより、ボイドの無い冠型保持器１Ａが得られる。
【００２８】
尚、冠型保持器１Ａの製造に用いる成形用金型２０において、空洞２６を基部１０Ｄに対応する部分の境界面１０ｄに設けることもできる。
【００２９】
その他にも、例えば、図７に円筒ころ軸受用保持器１Ｂの一例を示すが、円筒ころ軸受用保持器１Ｂは離型のためにラジアルドロー金型（割り型）を使用する必要があり、キャビティを保持器形状と一致するまで完全に型締めせずに溶融樹脂組成物を射出充填すると、キャビティのポケット部に加えて、割り面にも溶融樹脂組成物が入り込んでしまう。そのため、従来の射出圧縮法ではポケット１２Ｂや割り面対応箇所でのバリ取り作業が必要であったが、本発明に従えばボイド防止に加えてバリ取り作業も不要になる。
【００３０】
更に、図８及び図９に示すようなアンギュラ玉軸受用保持器、図１０に示すような針状ころ軸受用保持器等の製造にも応用でき、それぞれの保持器に一致する形状のキャビティを有し、かつ、円環部端面に対応する境界面の適所、好ましくはポケット間の中間位置あるいは柱部に対向して空洞を設け、可動ピンを配設した成形用金型を用い、上記と同様の溶融樹脂組成物の射出充填、保持及び固化を行うことにより、ボイド防止に加えてポケットのバリ取り作業が不要になる。
【００３１】
本発明は、上記の如くして製造された保持器を備える転がり軸受を提供する。何れの保持器もボイドがなく高強度であり、耐久性に優れ高信頼性の転がり軸受となる。
【符号の説明】
【００３２】
１  円錐ころ軸受用保持器
１０Ａ，１０Ｂ  円環部
１１  柱部
１２  ポケット
２０  成形用金型
２１  キャビティ
２５  境界面
２６  空洞
２７  空所
３０  可動ピン
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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