JP2014156080A - 軸受の成形方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】寸法精度、機械的強度および摺動性に優れ、更に生産性にも優れる軸受の成形方法を提供する。
【解決手段】第1成形型11の端面に突設された挿通軸12に金属螺旋体13の内周面を挿通させる第1工程と、前記第1成形型11と、第2成形型14と、溶融樹脂15を射出するランナ16を備えた第3成形型17とを型締めして、前記金属螺旋体13を圧縮密着させ、該金属螺旋体13の外周面が露出するキャビティ空間18を形成する第2工程と、該キャビティ空間18に溶融樹脂15を充填する第3工程と、該溶融樹脂15が固化して金属螺旋体13と一体化した軸受10を、前記各成形型11・14・17を型開きした後、第2成形型14を突き出して挿通軸12から型抜きする第4工程とにより軸受10を成形する。
【選択図】図3

Description

本発明は、軸体をすべり回転させる合成樹脂製の軸受の成形方法に関するものである。
合成樹脂製のすべり軸受部品は、軽量で慣性力が小さく大量生産が可能であること等の理由から幅広く利用されている。近年、このような軸受部において、精密な真円度、精度の高い内径寸法並びに負荷荷重に対する高い機械的強度および摺動性が要求されている。
このような要求に応じた従来技術として、軸受部品の軸孔に筒状の電鋳部が、樹脂成形部にインサートモールドされた軸受が知られている(例えば、特許文献1)。
特開2009−292151号公報
しかしながら、前記特許文献1記載の発明では、インサートピンに電解メッキし、そのメッキを樹脂側に移すため、ピンに対する隙間が少なく、且つ面接触となるため、剥離郷土が弱く、製作が極めて困難であるという課題があった。
本発明は、前記課題を解決すべくなされたもので、寸法精度、機械的強度および摺動性に優れ、更に生産性にも優れた軸受の成形方法を提供しようとするものである。
本発明は、第1成形型の端面に突設された挿通軸に金属螺旋体の内周面を挿通させる第1工程と、前記第1成形型と、第2成形型と、溶融樹脂を射出するランナを備えた第3成形型とを型締めして、前記金属螺旋体を圧縮密着させ、該金属螺旋体の外周面が露出するキャビティ空間を形成する第2工程と、該キャビティ空間に溶融樹脂を充填する第3工程と、該溶融樹脂が固化して金属螺旋体と一体化した軸受を、前記各成形型を型開きした後、第2成形型を突き出して挿通軸から型抜きする第4工程とにより成形することを特徴とする軸受の成形方法、または
第1成形型の端面に突設された挿通軸に第1金属螺旋体の内周面を挿通させる第1工程と、前記第1成形型と、内周面に第2金属螺旋体を配置した第2成形型と、溶融樹脂を射出するランナを備えた第3成形型とを型締めして、第1金属螺旋体および第2金属螺旋体とを圧縮密着させ、前記第1金属螺旋体の外周面および第2金属螺旋体の内周面が露出するキャビティ空間を形成する第2工程と、該キャビティ空間に溶融樹脂を充填する第3工程と、該溶融樹脂が固化して第1金属螺旋体および第2金属螺旋体と一体化した軸受を、前記各成形型を型開きした後、第2成形型を突き出して挿通軸から型抜きする第4工程とにより成形することを特徴とする軸受の成形方法、
を提供することにより、上記課題を解決した。
本発明成形方法により成形された軸受は、滑動面は軸長すべてに対して金属螺旋体との点接触となるため、剥離強度が強く、通常高価であるベアリング、コロの代替品として使用することができると共に、寸法精度、機械的強度および摺動性に優れ、更に生産性にも優れた軸受の成形方法が提供される。
本発明の実施例1に係る軸受の成形方法の第1工程の工程図である。 本発明の実施例1に係る軸受の成形方法の第2・第3工程の工程図である。 本発明の実施例1に係る軸受の成形方法の第4工程の工程図である。 本発明の実施例1に係る軸受の成形方法によって成形された軸受の斜視図である。 本発明の実施例2に係る軸受の成形方法の第1工程の工程図である。 本発明の実施例2に係る軸受の成形方法の第2・第3工程の工程図である。 本発明の実施例2に係る軸受の成形方法の第4工程の工程図である。 本発明の実施例2に係る軸受の成形方法によって成形された軸受の斜視図である。
本発明の実施例1による軸受の成形方法を、図1〜図4に基づいて詳細に説明する。実施例1による軸受の成形方法は、第1成形型11の先端面に突設された挿通軸12に金属螺旋体13の内周面を挿通させる第1工程と、前記第1成形型11と、該第1成形型11の内周面に摺接して前後動する第2成形型14と、溶融樹脂15を射出するランナ16を備えた第3成形型17とを型締めして、前記金属螺旋体13を前記挿通軸12に密着圧縮させ、該金属螺旋体13の外周面が露出するキャビティ空間18を形成する第2工程と、該キャビティ空間18に溶融樹脂15を充填し、前記挿通軸12に前記金属螺旋体13を更に密着させる第3工程と、該溶融樹脂15が冷却固化して金属螺旋体13と一体化した軸受10を、前記成形型11・14・17を型開きした後、前記第2成形型14を前方へ突き出して挿通軸12から抜き出す第4工程とにより軸受10が成形される。
前記金属螺旋体13は、金属線を螺旋状に巻いて形成されたコイルバネを使用することができる。図示の金属螺旋体13は、線間に隙間のある圧縮コイルバネを例示しているが、線間に隙間のない引張バネを使用することもできる。なお、前記引張バネを使用する場合は、予めその長さを軸受10の高さに調整する必要がある。
そして、圧縮コイルバネを使用する場合は、その自然長が軸受10の高さ以上であり、線間の隙間をゼロに圧縮したときの高さが軸受10の高さ以下であるように調整する必要がある。軸受10の高さを超える自然長の圧縮バネを金属螺旋体13として用いる場合は、図2に示す型締めの際に圧縮されて、長さが軸受10の高さに自動調節される。前記自然長から圧縮された後の線間の隙間には、溶融樹脂が充填されるために、成形後の軸受10は金属螺旋体13がより緊密に一体化される。なお、図3においては、軸受10が横向きに図示されているが、実施例1において、「軸受10の高さ」とは、図3の軸受10を縦向きにした場合のことを意味する。
前記金属螺旋体13の内周面は、本発明方法によって成形された軸受10が、挿通される軸体(図示略)の外周面と摺接し、すべり軸受の要部を成す。このために、該金属螺旋体13の内周面は、寸法精度、機械的強度および摺動性等、すべり軸受に求められる要求を十分に満たす必要がある。前記金属螺旋体13をコイルバネとした場合は、前記のような要求に加え、更に優れた生産性も達成することができる。
そして、本発明軸受の成形方法において、金属螺旋体13の外周面が露出するキャビティ空間18は、第1成形型11、第2成形型14および第3成形型17を型合わせすることにより形成される。すなわち、キャビティ空間18を形成する軸受の成形型は、金属螺旋体13の内周面に沿って挿通する挿通軸12の一端が固定されると共に、軸受10の外周面を形成する凹状の内周壁面19を備え、且つ可動側取付枠20に基端部を固定された第1成形型11と、該可動側取付枠20に前後動可能に挿入されたシャフト21の先端に、前記挿通軸12よりやや大径の凹部22を備えた突出し筒23を突設した突出し作動板24を固定した第2成形型14と、溶融樹脂15を射出するランナ16を備え、且つ軸受10の他方の端面を形成する第3成形型17とにより形成されている。
前記第2成形型14の突出し筒23の外周面は、前記第1成形型11の前記内周壁面19の基部側に、該内周壁面19よりやや径小の摺接内周壁面25に摺接して、摺動自在となるように設置されている。また、前記第1成形型11の先端面には挿通軸12の基端部が固定されているので、図2に示す型締めの際に、第2成形型14の第1成形型11に対する挿入量を調整することにより、軸受10の高さを適宜調整することができる。更に、前記挿通軸12の外径寸法は、金属螺旋体13に要求される軸心ぶれ精度を満たすと共に、型抜きする際の軸受10の脱離が容易になるように設定される必要がある。
前記第3成形型17は、固定側取付枠26に基端部を固定され、且つ第1成形型11の先端壁面27に当接する当接壁面28が形成されると先に、該当接壁面28には前記挿通軸12の先端部が挿入して係止する挿入穴29が設けられている。これにより、連続的に高速で大量生産する場合であっても、軸受10に設けられる金属螺旋体13の軸心ぶれ精度が維持される。
前記挿通軸12の外径寸法は、金属螺旋体13に要求される軸心ぶれ精度を満たすと共に、型抜きする際の軸受10の脱離が容易になるように設定される。押出機30は、ホッパ31から供給される熱可塑性樹脂を、その溶融温度よりも高温で混練し溶融樹脂15にする。前記熱可塑性樹脂としては、特に限定する必要はなく、現在一般に使用されている射出成形することができる樹脂を適宜採用することができる。
そして、前記第1成形型11、第2成形型14および第3成形型17を型締めした後に、前記押出機30に連通するゲート32を経由して、前記第3成形型17に設けられたランナ16から溶融樹脂15をキャビティ空間18に射出すると、前記キャビティ空間18に前記溶融樹脂15が充填されると共に、金属螺旋体13の内径が挿通軸12に更に密着される。然る後、第1成形型11、第2成形型14および第3成形型17で冷却されて、前記溶融樹脂15が固化して金属螺旋体13と一体化し、該溶融樹脂15が固化して金属螺旋体13と一体化した軸受10を、前記各成形型11・14・17を型開きした後、前記第2成形型14を突き出して挿通軸12から型抜きすることにより、図4に示すような軸受10が形成される。
前記実施例1の成形方法によって成形された軸受10は、前記特許文献1記載の軸受と比較して、滑動面は軸長すべてに対して金属螺旋体13との点接触となるため、剥離強度が強く、通常高価であるベアリング、コロの代替品として使用することができる。
次に、本発明の実施例2による軸受の成形方法を図5〜図8に基づいて詳細に説明する。実施例2による軸受の成形方法は、第1成形型11の先端面に突設された挿通軸12に第1金属螺旋体41の内周面を挿通させる第1工程と、前記第1成形型11と、内周面に第2金属螺旋体42を配置した第2成形型14と、溶融樹脂15を射出するランナ16を備えた第3成形型17とを型締めして、前記第1・第2金属螺旋体41・42を前記挿通軸12および第2成形型14の内周面に圧縮密着させ、前記第1金属螺旋体41の外周面および第2金属螺旋体42の内周面がそれぞれ露出するキャビティ空間43を形成する第2工程と、該キャビティ空間43に溶融樹脂15を充填し、前記挿通軸12および第2成形型14の内周面に前記第1・第2金属螺旋体41・42に密着させる第3工程と、該溶融樹脂15が冷却・固化して第1金属螺旋体41および第2金属螺旋体42と一体化した軸受40を、前記各成形型11・14・17を型開きした後、前記第2成形型14を前方へ突き出して挿通軸12から型抜きする第4工程とにより軸受40が成形される。
すなわち、実施例2による軸受の成形方法は、前記実施例1による軸受の成形方法とは、第2工程において第2成形型14の内周面に第2金属螺旋体42を配置するという工程が加わるだけであって(実施例1の金属螺旋体13と実施例2の第1金属螺旋体41とは同一構成)、その他の工程は同一であるので、図面は共通部分は同一符号を使用して説明する。
前記第1金属螺旋体41および第2金属螺旋体42には、金属線を螺旋状に巻いて形成されたコイルバネを使用することができる。図示の第1金属螺旋体41および第2金属螺旋体42は、線間に隙間のある圧縮コイルバネを例示しているが、線間に隙間のない引張バネを使用することもできる。また、第2金属螺旋体42は、第2成形型14の内周面の内周壁面19の内径寸法と同等なコイルバネを圧入することにより、該第2成形型14の内周壁面19に摺接固定される。なお、前記引張コイルバネを使用する場合は、予めその長さを軸受40の高さに調整する必要がある。
そして、圧縮コイルバネを使用する場合は、その自然長が軸受40の高さ以上であり、線間の隙間をゼロに圧縮したときの高さが軸受40の高さ以下であるように調整する必要がある。軸受40の高さを超える自然長の圧縮バネを第1金属螺旋体41および第2金属螺旋体42として用いる場合は、図6に示すように、型締めの際に圧縮されて、長さが軸受40の高さに自動調節される。前記自然長から圧縮された後の線間の隙間には、溶融樹脂15が充填されるために、成形後の軸受40は第1・第2金属螺旋体41・42がより緊密に一体化される。なお、図7においては、軸受40が横向きに図示されているが、実施例2において、「軸受40の高さ」とは、図7の軸受40を縦向きにした場合のことを意味する。
前記第1金属螺旋体41の内周面は、本発明方法によって成形された軸受40が、挿通される軸体(図示略)の外周面と摺接し、すべり軸受の要部を成す。このために、該第1金属螺旋体41の内周面は、寸法精度、機械的強度および摺動性等、すべり軸受に求められる要求を十分に満たす必要がある。前記第1金属螺旋体41をコイルバネとした場合は、前記のような要求に加え、更に優れた生産性も達成することができる。
また、前記第2金属螺旋体42の外周面は、本発明によって成形された軸受40が、挿通される軸体(図示略)の内周面と摺接し、すべり軸受の要部を成す。このために、該第2金属螺旋体42の外周面は、寸法精度、機械的強度および摺動性等、すべり軸受に求められる要求を十分に満たす必要がある。前記第2金属螺旋体42をコイルバネとした場合は、前記のような要求に加え、更に優れた生産性も達成することができる。
そして、本発明軸受の成形方法において、第1金属螺旋体41の外周面および第2金属螺旋体42の内周面が露出するキャビティ空間43は、第1成形型12、第2成形型14および第3成形型17を型合わせすることにより形成される。すなわち、キャビティ空間43を形成する軸受の成形型は、第1金属螺旋体41の内周面に沿って挿通する挿通軸12の一端が固定されると共に、軸受40の一方の端面を形成する第1成形型11と、軸受40の外周面を形成する凹状の内周壁面19を備え、且つ可動側取付枠20に基端部を固定された第1成形型11と、該可動側取付枠20に前後動可能に挿入されたシャフト21の先端に、前記挿通軸12よりやや大径の凹部22を備えた突出し筒23を突設した突出し作動板24を固定した第2成形型14と、溶融樹脂15を射出するランナ16を備え、且つ軸受40の他方の端面を形成する第3成形型17とにより形成されている。
前記第2成形型14の突出し筒23の外周面は、前記第1成形型11の前記内周壁面19の基部側に、該内周壁面19よりやや径小に形成された摺接内周壁面25に摺接して、摺動自在となるように設置されている。また、前記第1成形型11の先端面には挿通軸12の基端部が固定されているので、図6に示す型締めの際に、第2成形型14の第1成形型11に対する挿入量を調整することにより、軸受40の高さを適宜調整することができる。更に、前記挿通軸12の外径寸法は、第1金属螺旋体41に要求される軸心ぶれ精度を満たすと共に、型抜きする際の軸受40の脱離が容易になるように設定される必要がある。
前記第3成形型17は、固定側取付枠26に基端部を固定され、且つ第1成形型11の先端壁面27に当接する当接壁面28が形成されると先に、該当接壁面28には前記挿通軸12の先端部が挿入して係止する挿入孔29が設けられている。これにより、連続的に高速で大量生産する場合であっても、軸受40に設けられる第1金属螺旋体41の軸心ぶれ精度が維持される。
前記挿通軸12の外径寸法は、第1金属螺旋体41に要求される軸心ぶれ精度を満たすと共に、型抜きする際の軸受40の脱離が容易になるように設定される。押出機30は、ホッパ31から供給される熱可塑性樹脂を、その溶融温度よりも高温で混練し溶融樹脂15にする。前記熱可塑性樹脂としては、特に限定する必要はなく、現在一般に使用されている射出成形することができる樹脂を適宜採用することができる。
そして、前記第1成形型11、第2成形型14および第3成形型17を型締めした後に、前記押出機30に連通するゲート32を経由して、第3成形型17に設けられたランナ16から溶融樹脂15をキャビティ空間43に射出すると、前記キャビティ空間43に前記溶融樹脂15が充填され、第1金属螺旋体41および第2金属螺旋体42は、挿通軸12に更に密着される。然る後、第1成形型11、第2成形型14および第3成形型17で冷却されて、該溶融樹脂15が固化して第1金属螺旋体41および第2金属螺旋体42と一体化し、該溶融樹脂15が固化して第1金属螺旋体41および第2金属螺旋体42と一体化した軸受40を、前記各成形型11・14・17を型開きした後、前記第2成形型14を突き出して挿通軸12から型抜きすることにより、図8に示すような軸受40が形成される。
前記実施例2の成形方法によって成形された軸受40は、前記特許文献1記載の軸受と比較して、滑動面は軸長すべてに対して第1金属螺旋体41および第2金属螺旋体42との点接触となるため、剥離強度が強く、通常高価であるベアリング、コロの代替品として使用することができる。
10…軸受、11…第1成形型、12…挿通軸、13…金属螺旋体、14…第2成形型、15…溶触樹脂、16…ランナ、17…第3成形型、18…キャビティ空間、19…凹状の内周壁面、20…可動側取付枠、21…シャフト、22…凹部、 23…突出し筒、24…突出し作動板、25…摺接内周壁面、26…固定側取付枠、27…先端壁面、28…当接壁面、29…挿入穴、30…押出機、31…ホッパ、32…ゲート、40…軸受、41…第1金属螺旋体、42…第2金属螺旋体、43…キャビティ空間。
本発明は、第1成形型の端面に突設された挿通軸に金属螺旋体の内周面を挿通させる第1工程と、前記第1成形型と、該第1成形型の凹状の内周壁面より基部側に設けられた、該凹状の内周壁面よりやや径小の摺接内周壁面に摺接して前後動する第2成形型と、溶融樹脂を射出するランナを備えた第3成形型とを型締めして、前記金属螺旋体を前記挿通軸に密着圧縮させ、該金属螺旋体の外周面が露出するキャビティ空間を形成する第2工程と、該キャビティ空間に溶融樹脂を充填し、前記挿通軸に前記金属螺旋体を密着させる第3工程と、該溶融樹脂が冷却固化して金属螺旋体と一体化した軸受を、前記各成形型を型開きした後、前記第2成形型を突き出して挿通軸から型抜きする第4工程とにより成形することを特徴とする軸受の成形方法。または、
第1成形型の端面に突設された挿通軸に第1金属螺旋体の内周面を挿通させる第1工程と、凹状の内周壁面に第2金属螺旋体を配置した第1成形型と、該第1成形型の凹状の内周壁面より基部側に設けられた、該凹状の内周壁面よりやや径小の摺接内周壁面に摺接して前後動する第2成形型と、溶融樹脂を射出するランナを備えた第3成形型とを型締めして、前記第1・第2金属螺旋体を前記挿通軸および第1成形型の凹状の内周壁面に圧縮密着させ、前記第1金属螺旋体の外周面および第2金属螺旋体の内周面がそれぞれ露出するキャビティ空間を形成する第2工程と、該キャビティ空間に溶融樹脂を充填し、前記挿通軸および第1成形型の凹状の内周壁面に前記第1・第2金属螺旋体を密着させる第3工程と、該溶融樹脂が冷却固化して第1金属螺旋体および第2金属螺旋体と一体化した軸受を、前記各成形型を型開きした後、前記第2成形型を突き出して挿通軸から型抜きする第4工程とにより成形することを特徴とする軸受の成形方法。
を提供することにより、上記課題を解決した。
本発明の実施例1による軸受の成形方法を、図1〜図4に基づいて詳細に説明する。実施例1による軸受の成形方法は、第1成形型11の先端面に突設された挿通軸12に金属螺旋体13の内周面を挿通させる第1工程と、前記第1成形型11と、該第1成形型11の凹状の内周壁面19より基部側に設けられた、該凹状の内周壁面19よりやや径小の摺接内周25に摺接して前後動する第2成形型14と、溶融樹脂15を射出するランナ16を備えた第3成形型17とを型締めして、前記金属螺旋体13を前記挿通軸12に密着圧縮させ、該金属螺旋体13の外周面が露出するキャビティ空間18を形成する第2工程と、該キャビティ空間18に溶融樹脂15を充填し、前記挿通軸12に前記金属螺旋体13を更に密着させる第3工程と、該溶融樹脂15が冷却固化して金属螺旋体13と一体化した軸受10を、前記成形型11・14・17を型開きした後、前記第2成形型14を前方へ突き出して挿通軸12から型抜きする第4工程とにより軸受10が成形される。
次に、本発明の実施例2による軸受の成形方法を図5〜図8に基づいて詳細に説明する。実施例2による軸受の成形方法は、第1成形型11の先端面に突設された挿通軸12に第1金属螺旋体41の内周面を挿通させる第1工程と、凹状の内周壁面19に第2金属螺旋体42を配置した第1成形型11と、該第1成形型11の凹状の内周壁面19より基部側に設けられた、該凹状の内周壁面19よりやや径小の摺接内周壁面25に摺接して前後動する第2成形型14と、溶融樹脂15を射出するランナ16を備えた第3成形型17とを型締めして、前記第1・第2金属螺旋体41・42を前記挿通軸12および第成形型1凹状の内周19に圧縮密着させ、前記第1金属螺旋体41の外周面および第2金属螺旋体42の内周面がそれぞれ露出するキャビティ空間43を形成する第2工程と、該キャビティ空間43に溶融樹脂15を充填し、前記挿通軸12および第成形型1凹状の内周19に前記第1・第2金属螺旋体41・42密着させる第3工程と、該溶融樹脂15が冷却固化して第1金属螺旋体41および第2金属螺旋体42と一体化した軸受40を、前記各成形型11・14・17を型開きした後、前記第2成形型14を前方へ突き出して挿通軸12から型抜きする第4工程とにより軸受40が成形される。
すなわち、実施例2による軸受の成形方法は、前記実施例1による軸受の成形方法とは、第2工程において第成形型11の凹状の内周19に第2金属螺旋体42を配置するという工程が加わるだけであって(実施例1の金属螺旋体13と実施例2の第1金属螺旋体41とは同一構成)、その他の工程は同一であるので、図面は共通部分は同一符号を使用して説明する。
前記第1金属螺旋体41および第2金属螺旋体42には、金属線を螺旋状に巻いて形成されたコイルバネを使用することができる。図示の第1金属螺旋体41および第2金属螺旋体42は、線間に隙間のある圧縮コイルバネを例示しているが、線間に隙間のない引張バネを使用することもできる。また、第2金属螺旋体42は、第成形型11の凹状の内周壁面19の内径寸法と同等なコイルバネを圧入することにより、該第成形型1凹状の内周壁面19に摺接固定される。なお、前記引張コイルバネを使用する場合は、予めその長さを軸受40の高さに調整する必要がある。

Claims (2)

  1. 第1成形型の端面に突設された挿通軸に金属螺旋体の内周面を挿通させる第1工程と、前記第1成形型と、第2成形型と、溶融樹脂を射出するランナを備えた第3成形型とを型締めして、前記金属螺旋体を圧縮密着させ、該金属螺旋体の外周面が露出するキャビティ空間を形成する第2工程と、該キャビティ空間に溶融樹脂を充填する第3工程と、該溶融樹脂が固化して金属螺旋体と一体化した軸受を、前記各成形型を型開きした後、第2成形型を突き出して挿通軸から型抜きする第4工程とにより成形することを特徴とする軸受の成形方法。
  2. 第1成形型の端面に突設された挿通軸に第1金属螺旋体の内周面を挿通させる第1工程と、前記第1成形型と、内周面に第2金属螺旋体を配置した第2成形型と、溶融樹脂を射出するランナを備えた第3成形型とを型締めして、第1金属螺旋体および第2金属螺旋体とを圧縮密着させ、前記第1金属螺旋体の外周面および第2金属螺旋体の内周面が露出するキャビティ空間を形成する第2工程と、該キャビティ空間に溶融樹脂を充填する第3工程と、該溶融樹脂が固化して第1金属螺旋体および第2金属螺旋体と一体化した軸受を、前記各成形型を型開きした後、第2成形型を突き出して挿通軸から型抜きする第4工程とにより成形することを特徴とする軸受の成形方法。
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