(57)【要約】【課題】従来よりも耐摩耗性、静音性に優れた樹脂製歯車を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の樹脂製歯車は、ベース樹脂（Ａ）と変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）とを含有する樹脂材料で形成された樹脂製歯車である。前記ベース樹脂（Ａ）は、好ましくは、少なくとも一部が、ポリアミド樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、およびポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂（α）である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース樹脂（Ａ）と変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）とを含有する樹脂材料で形成された樹脂製歯車。
【請求項２】
前記ベース樹脂（Ａ）の少なくとも一部が、ポリアミド樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、およびポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂（α）である、請求項１に記載の樹脂製歯車。
【請求項３】
前記変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）が、酸変性超高分子量ポリエチレンである、請求項１または２に記載の樹脂製歯車。
【請求項４】
前記樹脂材料が、前記変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）を、前記ベース樹脂（Ａ）１００質量部に対して、０．１質量部以上５０質量部以下含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂製歯車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製歯車に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製歯車は、自動車、電気・電子機器等の分野で広く利用されている。しかし、このような分野における要求特性として、摺動特性の更なる向上、歯車の低騒音化、長寿命化といった点について、近年一層の改良が望まれている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００４−２４４５３６号）には、ポリオキシメチレンと、ポリエチレンワックスと、シリコーンとを特定の割合で含むポリオキシメチレン樹脂組成物製歯車が開示されている。特許文献１には、低分子量ポリエチレンワックスとシリコーンとを配合することで、歯車の騒音を低減することが開示されている。なお、この特許文献１には、歯車の耐摩耗性が向上することは示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４４５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、従来よりも耐摩耗性、静音性に優れた樹脂製歯車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らが鋭意検討した結果、ベース樹脂に変性超高分子量ポリエチレンを配合した樹脂材料を用いることにより、高い耐摩耗性を有するとともに静音性にも優れる樹脂製歯車が得られるとの知見を得、本発明を完成させた。
【０００７】
本発明は、例えば以下の［１］〜［４］に係る。
［１］  ベース樹脂（Ａ）と変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）とを含有する樹脂材料で形成された樹脂製歯車。
［２］  前記ベース樹脂（Ａ）の少なくとも一部が、ポリアミド樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、およびポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂（α）である、［１］に記載の樹脂製歯車。
［３］  前記変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）が、酸変性超高分子量ポリエチレンである、［１］または［２］に記載の樹脂製歯車。
［４］  前記樹脂材料が、前記変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）を、前記ベース樹脂（Ａ）１００質量部に対して、０．１質量部以上５０質量部以下含有する［１］〜［３］のいずれかに記載の樹脂製歯車。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の樹脂製歯車は、高い耐摩耗性を有するとともに静音性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、歯車騒音特性の評価を行う際の、歯車騒音試験機の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、歯車摩耗特性の評価を行う際の、ウォームギア試験機の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に本発明について具体的に説明する。
本発明の樹脂製歯車は、ベース樹脂（Ａ）と変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）とを含有する樹脂材料で形成された樹脂製歯車である。
【００１１】
［ベース樹脂（Ａ）］
前記ベース樹脂（Ａ）は、その種類に制限はなく、１種のみを用いてもよく、２種以上を用いてもよい。２種以上のベース樹脂を用いる場合には、その組み合わせおよび比率については、特に制限はない。
【００１２】
前記ベース樹脂（Ａ）の少なくとも一部が、ポリアミド樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、およびポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂（α）であることが好ましい。なお、ポリアミド樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、およびポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂（α）を、単に樹脂（α）とも記す。
【００１３】
前記ベース樹脂（Ａ）１００質量部中の、樹脂（α）の割合としては、１〜１００質量部であることが好ましく、１０〜１００質量部であることがより好ましく、５０〜１００質量部であることがさらに好ましい。
【００１４】
前記ポリアミド樹脂としては、脂肪族ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂および全芳香族ポリアミド樹脂が挙げられる。
前記脂肪族ポリアミド樹脂としては、例えば、ナイロン６（ＰＡ６）、ナイロン１１（ＰＡ１１）、ナイロン１２（ＰＡ１２）、ナイロン４６（ＰＡ４６）、ナイロン６６（ＰＡ６６）、ナイロン９２（ＰＡ９２）、ナイロン９９（ＰＡ９９）、ナイロン６１０（ＰＡ６１０）、ナイロン６１２（ＰＡ６１２）、ナイロン９１２（ＰＡ９１２）、ナイロン１０１０（ＰＡ１０１０）、ナイロン１０１２（ＰＡ１０１２）、ナイロン６とナイロン１２との共重合体（ＰＡ６／１２）、ナイロン６とナイロン６６との共重合体（ＰＡ６／６６）等が挙げられる。
【００１５】
前記半芳香族ポリアミド樹脂としては、例えば、ナイロン４Ｔ（ＰＡ４Ｔ）、ナイロン６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ナイロンＭＸＤ６（ＰＡＭＸＤ６）、ナイロン９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ナイロン１０Ｔ（ＰＡ１０Ｔ）、ナイロン１１Ｔ（ＰＡ１１Ｔ）、ナイロン１２Ｔ（ＰＡ１２Ｔ）、ナイロン１３Ｔ（ＰＡ１３Ｔ）等が挙げられる。
【００１６】
前記全芳香族ポリアミド樹脂としては、例えば、ポリ−p−フェニレンテレフタラミド(商品名ケブラー)等が挙げられる。
前記ポリアミド樹脂の市販品としては、例えば、東レ社製アミラン  ＣＭ１００７、ＤｕＰｏｎｔ社製ザイテル  １０１Ｌ等が挙げられる。
【００１７】
前記ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂としては、例えば市販品では、ポリプラスチックス社製ジュラコン  Ｍ９０−４４、デュポン社製デルリン、旭化成社製テナック、三菱エンジニアリングプラスチックス社製ユピタール、セラニーズ社製セルコン等が挙げられる。
【００１８】
前記ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂としては、例えば市販品では、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ＮＯＶＡＤＵＲＡＮ（ノバデュラン）、東レプラスチック精工株式会社製ＴＰＳ−ＰＢＴ、ポリプラスチックス社製ジュラネックス  ５００ＦＰ等が挙げられる。
【００１９】
前記ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂としては、例えば市販品では、帝人社製パンライト  Ｌ−１２２５Ｙ、出光興産社製タフロン、住化ポリカーボネート社製ＳＤポリカ、チーメイ社製ワンダーライト、帝人社製パンライト、三菱エンジニアリングプラスチックス社製ノバレックス、ユーピロン等が挙げられる。
【００２０】
前記ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂としては、例えば市販品では、ＤＩＣ社製  ＦＺ−２１００等が挙げられる。
前記ベース樹脂（Ａ）としては、樹脂（α）以外の樹脂（その他の樹脂とも記す）であってもよく、樹脂（α）と、その他の樹脂とを併用してもよい。
【００２１】
前記その他の樹脂としては、例えば低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリブテン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステル系エラストマーなどのポリエステル樹脂；ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム共重合体（ＡＳＡ樹脂）、アクリロニトリル−エチレンプロピレン系ゴム−スチレン共重合体（ＡＥＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート−ＡＢＳポリマーアロイ（ＰＣ・ＡＢＳ樹脂）ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール、ポリビニルアルコール、ロジン系樹脂、環状シクロオレフィン樹脂（ＣＯＰ樹脂）、環状シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ樹脂）、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）、ポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ）、ポリスルホン樹脂（ＰＳＵ樹脂）、ポリメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）等が挙げられる。
【００２２】
［変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）］
前記変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）は、超高分子量ポリエチレンを変性した重合体である。変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）は、好ましくは超高分子量ポリエチレンに官能基を導入したものである。官能基は極性基、非極性基のいずれでもよいが、極性基が好ましい。また、変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）は、酸変性超高分子量ポリエチレンであることが好ましい。
【００２３】
導入される官能基は、例えば、カルボキシル基、アミノ基、水酸基、シラノール基などが挙げられる。
酸で変性することで超高分子量ポリエチレンに極性基が導入される。
【００２４】
変性に用いる酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ナジック酸（商標）およびこれらの誘導体等が挙げられる。
【００２５】
［樹脂材料］
本発明に用いられる樹脂材料は、ベース樹脂（Ａ）と変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）とを含む。
【００２６】
前記樹脂材料は、前記変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）を、前記ベース樹脂（Ａ）１００質量部に対して、０．１質量部以上５０質量部以下含有することが好ましく、１質量部以上５０質量部以下含有することがより好ましい。
【００２７】
前記樹脂材料は、本発明の効果を損なわない範囲で、前記ベース樹脂（Ａ）と前記変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）以外の成分（他の成分とも記す）を含有していてもよい。に、前記他の成分としては、各種添加剤を含有することができる。
【００２８】
前記添加剤としては、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候剤、着色剤（染料、顔料等）、帯電防止剤、充填剤（フィラー）、難燃剤、難燃助剤、防曇剤、滑剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤、離型剤、発泡剤、粘着性付与剤、シール性改良剤、架橋剤、カップリング剤、界面活性剤等が挙げられる。
【００２９】
前記各種添加剤の含有量は、本発明の効果を損なわない範囲内であればよく、添加剤の種類や用途に応じて決定すればよく特に限定されないが、添加剤を用いる場合には、前記樹脂材料１００質量％中に、０．１〜３０質量％であることが好ましい。
【００３０】
前記樹脂材料の製造方法に制限はなく、公知の樹脂材料の製造方法を採用できる。
例えば、樹脂材料に含まれる各成分（例えば、ベース樹脂（Ａ）と変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）と、必要に応じて用いられる各種添加剤）をヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用いて混合した後、溶融混練する方法が挙げられる。
【００３１】
［樹脂製歯車］
本発明の樹脂製歯車は、前記樹脂材料で形成された歯車である。
前記樹脂製歯車の種類や形状としては、特に限定はなく、いかなる種類や形状の歯車であってもよい。前記樹脂製歯車としては、例えば、平歯車、はすば歯車、内歯車、ラック、やまば歯車、すぐばかさ歯車、はすばかさ歯車、まがりばかさ歯車、冠歯車、ゼロールベベルギア、ハイポイドギア、フェースギア、ねじ歯車、ウォームホイール（ウォームホギア）（例えば、円筒ウォームギア、鼓形ウォームギア）、ノビコフ歯車などが挙げられる。
【００３２】
また、前記樹脂製歯車のサイズについても特に限定はない。
本発明の樹脂製歯車は、耐摩耗性、静音性に優れているため、様々な分野で使用することができる。本発明の樹脂製歯車は、例えば、自動車、電気・電子機器、事務機器、産業機器等に使用することができる。
【００３３】
また、前記樹脂製歯車の作製方法としては特に限定されず、射出成形、丸棒や板などの素材からの切削加工など一般的な成形加工方法のいずれでもよい。
【実施例】
【００３４】
次に本発明について実施例を示してさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
ベース樹脂（Ａ）および変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）として、以下のものを使用した。
【００３５】
＜ベース樹脂（Ａ）＞
・ポリアミド６（ＰＡ６）：東レ社製アミラン  ＣＭ１００７
・ポリアセタール（ＰＯＭ）：ポリプラスチックス社製ジュラコン  Ｍ９０−４４
＜変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）＞
・三井化学製  変性超高分子量ポリエチレン  リュブマー(登録商標)ＬＹ１０４０
【００３６】
［実施例１、２、比較例１、２］
（樹脂材料の調製）
表１に示す配合量に従い、ベース樹脂（Ａ）と変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）を、二軸スクリュー押出機により溶融混練し、樹脂材料を得た。
【００３７】
（成形）
得られた樹脂材料を用いて、以下の条件で樹脂製歯車を成形した。
シリンダー温度：２４０℃（ＰＡ６）、１９０℃（ＰＯＭ）
金型温度：８０℃
樹脂製歯車として、以下の二種類の樹脂製歯車を成形した。
平歯車：モジュール１．０、歯数３０、基準円ピッチ径φ３０ｍｍ、歯幅５ｍｍ
ウォームホイール：歯数３０、基準円ピッチ径φ３０ｍｍ、歯幅１０ｍｍ
【００３８】
[評価]
＜歯車騒音特性＞
無響室を備えた歯車騒音試験機（図１）にて、下記の条件で前記平歯車をかみ合い走行させ、騒音特性を評価した。結果を表１に示す。
精密騒音計：（株）小野測器  ＬＡ−７５００
歯車かみ合い部分から騒音計までの距離：８０ｍｍ
トルク：２Ｎ・ｃｍ
回転速度：１５００ｒｐｍ
暗騒音：１８ｄＢ（Ａ）以下
【００３９】
＜歯車摩耗特性＞
ウォームギア試験機（図２）にて、下記の条件で前記ウォームホイールをかみ合い走行させ、歯車の摩耗特性を評価した。結果を表１に示す。
相手材ウォーム材質：Ｓ４５Ｃ
トルク：０．５Ｎ・ｍ
回転速度：２５００ｒｐｍ
回転数：１０００００回
【００４０】
【表１】
2020056506.tif 000002
【００４１】
変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）を含む樹脂材料から形成された樹脂製歯車は、変性超高分子量ポリエチレン（Ｂ）を含まず、同様のベース樹脂から形成された樹脂製歯車と比べて、優れた低騒音特性（静音性）を有していた。また、極めて高い耐摩擦摩耗性（耐摩耗性）を有していた。
【図１】
2020056506.tif 000003
【図２】
2020056506.tif 000004