(57)【要約】【課題】繊維やウィスカーなどを用いずに、耐摩耗性に優れ、長期間使用した場合であっても低摩擦係数を維持しうるウェイトローラー、および耐熱性に優れたウェイトローラーを提供すること。【解決手段】遠心式変速機の駆動プーリーに使用されるウェイトローラーであって、その外周面に架橋樹脂からなる表面層が形成されてなるウェイトローラー。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心式変速機の駆動プーリーに使用されるウェイトローラーであって、その外周面に架橋樹脂からなる表面層が形成されてなるウェイトローラー。
【請求項２】
架橋樹脂が６０％以上の架橋度を有する請求項１記載のウェイトローラー。
【請求項３】
架橋樹脂がポリアミド６、ポリアミド６６およびポリブチレンテレフタレートからなる群より選ばれた少なくとも１種の樹脂を架橋させてなる架橋樹脂である請求項１または２記載のウェイトローラー。
【請求項４】
表面層がフッ素樹脂粉末および／または超高分子量ポリエチレン粉末を含有してなる請求項１〜３いずれか記載のウェイトローラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェイトローラーに関する。さらに詳しくは、例えば、自動二輪車などのベルト変速機などの駆動プーリーに使用されるウェイトローラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機用ウェイトローラーは、自動二輪車などの原動機の回転数の変化によって原動機の原動軸から受動軸への変速を自動的に行うための駆動プーリーに使用されている。一般に、ウェイトローラーには、該ウェイトローラーが駆動プーリー内で摺動するため、耐摩耗性と低摩擦係数を有することが要求され、原動機の近傍で使用される場合には、高温に加熱されるため、耐熱性が要求される。
【０００３】
自動変速機のウェイト装置において、駆動軸に固定された押え板と該押え板と可動フェースの背面との間で摺動されるウェイトローラーの耐摩耗性が改善されたウェイトローラーとして、アラミド繊維からなる補強材が添加された樹脂からなる周表面を有するウェイトローラー（例えば、特許文献１および２参照）、ウィスカー（針状結晶）などの補強材を混入した樹脂からなる外周部を有するウェイトローラー（例えば、特許文献３および４参照）などが提案されている。
【０００４】
しかし、補強材として、繊維やウィスカーなどが用いられた樹脂からなる外周面を有するウェイトローラーは、原動機の稼働時に押え板と可動フェースの背面との間で摺動するため、摩耗によって外周面からこれら繊維の端部が突出するようになり、摩擦係数が大きくなったり、押え板などに傷をつけるおそれがある。
【０００５】
また、ウェイトローラーには、耐摩耗性と低摩擦係数を有することに加えて、耐熱性にも優れたウェイトローラーの開発が待ち望まれている。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２４３４９号公報
【特許文献２】特開２００１−３４３０５５号公報
【特許文献３】特開平９−４２３９６号公報
【特許文献４】特開平１１−３１５８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、繊維やウィスカーなどを用いずに、耐摩耗性に優れ、長期間使用した場合であっても低摩擦係数を維持しうるウェイトローラーを提供することを課題とする。本発明は、また、耐熱性にも優れたウェイトローラーを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、遠心式変速機の駆動プーリーに使用されるウェイトローラーであって、その外周面に架橋樹脂からなる表面層が形成されてなるウェイトローラーに関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のウェイトローラーは、繊維やウィスカーなどが用いられていないので、耐摩耗性に優れ、しかも長期間使用した場合であっても低摩擦係数を維持するという効果を奏する。また、本発明のウェイトローラーは、優れた耐熱性も有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のウェイトローラーは、前記したように、その外周面に架橋樹脂からなる表面層が形成されている点に、１つの大きな特徴がある。本発明のウェイトローラーは、このように外周面に架橋樹脂からなる表面層が形成されているので、従来のように、わざわざ繊維やウィスカーなどを添加しなくても、優れた耐摩耗性および耐熱性を発現させ、しかも長期間使用した場合であっても低摩擦係数を維持することができるのみならず、繊維やウィスカーなどを添加した場合の欠点も解消するという優れた効果を発現する。
【００１１】
また、本発明のウェイトローラーは、その外周面に架橋樹脂からなる表面層が形成されているので、表面硬度が高いことから過酷な使用条件下で使用された場合であっても優れた耐油性および耐久性を発現し、静音化にも貢献するものである。
【００１２】
本明細書において、ウェイトローラーの外周面に形成される表面層を構成する架橋樹脂は、架橋構造を有する樹脂を意味する。
【００１３】
架橋樹脂に用いられる樹脂としては、例えば、ポリアミド６（別称ナイロン−６）、ポリアミド６６（別称ナイロン−６，６）、ポリアミド４６（別称ナイロン−４，６）などのポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステルなどが挙げられる。これらの中では、ポリアミド６、ポリアミド６６およびポリブチレンテレフタレートは、耐摩耗性に優れ、また成形温度が比較的低温であることから、本発明のウェイトローラーに好適に使用しうるものである。
【００１４】
架橋樹脂に用いられる樹脂には、動摩擦係数の低減のため、必要により、潤滑剤を配合してもよい。潤滑剤の代表例としては、ポリテトラフルオロエチレン粉末などのフッ素樹脂粉末、超高分子量ポリエチレン粉末などの樹脂粉末などが挙げられる。これらの樹脂粉末の粒子径は、樹脂中における分散安定性を良好にするとともに、押さえ板や可動フェースなどに傷をつけがたくする観点から、通常、１０〜７０μｍ、好ましくは２０〜５０μｍの範囲内にあることが望ましい。なお、前記超高分子量ポリエチレンとは、粘度平均分子量が１００万〜５００万、好ましくは２００万〜４００万を有するポリエチレンを意味する。潤滑剤の量は、本発明の目的が阻害されない範囲内で適宜調整することが好ましいが、通常、樹脂中における含有率は、３〜２０重量％、好ましくは５〜１５重量％であることが望ましい。
【００１５】
架橋樹脂の架橋度は、優れた耐摩耗性および耐熱性を発現させるとともに、長期間使用した場合であっても低摩擦係数を維持する観点から、６０％以上、好ましくは６５％以上、さらに好ましくは７０％以上であることが望ましい。なお、架橋樹脂の架橋度の上限値は、高ければ高いほど耐摩耗性および耐熱性が向上することから、好ましい。したがって、架橋樹脂の架橋度の上限値は、１００％であることが望ましい。
【００１６】
架橋樹脂からなる表面層は、例えば、ウェイトローラーの芯材の外周面に、架橋樹脂を構成する樹脂層を形成した後、該樹脂層に電子線などを照射することにより、樹脂を架橋させて表面層を形成させる方法、架橋樹脂を構成する樹脂にあらかじめ架橋剤を添加しておき、ウェイトローラーの芯材の外周面に、架橋樹脂を構成する樹脂層を形成した後、該樹脂層に電磁波を照射したり、加熱することにより、樹脂を架橋させて表面層を形成させる方法などによって製造することができるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの方法の中では、前者の方法がその操作が簡便であるのみならず、架橋度が高い表面層を形成させることができるので、耐摩耗性および耐熱性を高める観点から、好ましい。
【００１７】
次に、本発明のウェイトローラーを図面に基づいて説明するが、本発明は、かかる図面に記載の実施態様のみに限定されるものではない。図１は、本発明のウェイトローラー１の概略縦断面図である。
【００１８】
図１において、ウェイトローラー１は、芯材２とその外周面に形成された表面層３を有する。
【００１９】
芯材２に用いられる材料としては、例えば、鋼材、真鍮、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属材料が挙げられるが、本発明はかかる例示のみに限定されるものではない。芯材２の形状および大きさは、駆動プーリーに応じて適宜決定すればよく、特に限定されない。その一例として、例えば、直径１０〜２０ｍｍ、高さ５〜１５ｍｍ程度の円柱形の芯材２が挙げられる。
【００２０】
芯材２の外周面に形成される表面層３の厚さは、耐摩耗性、ウェイトローラーに要求される芯材２の重量などを考慮して、０．３〜２ｍｍ、好ましくは０．４〜１．５ｍｍ、より好ましくは０．５〜１ｍｍであることが望ましい。
【００２１】
また、表面層３の形状は、特に限定がなく、芯材２の外周面に存在させることができる形状であればよい。表面層３の形状の代表的な例としては、円筒形状が挙げられる。この円筒形状は、両端に開口部を有する円筒形状であってもよく、一方の開口部が完全に封鎖されている円筒形状であってもよく、あるいは両端に開口部を有し、その一方の開口部の一部分が封鎖されていてもよい。図１に示された表面層３は、円筒形状を有し、その開口部の一方の一部分が封鎖されている。
【００２２】
表面層３を形成する部材として、未架橋の樹脂を用い、あらかじめ射出成形などによって所定形状となるように成形された成形体を用いることができる。この成形体を用いる場合には、芯材２と表面層３とは、成形された表面層３に芯材２をアウトサート成形またはインサート成形することにより、一体化させることができる。この場合、表面層３の内径と芯材２の外径とを同一にするか、あるいは表面層３の内径をやや小さめにしておき、押圧により表面層３内に芯材２を挿入したり、表面層３のみを加熱することにより、該表面層３を膨張させてその内径を大きくし、その内部に芯材２を挿入した後、冷却することにより、表面層３の内径と芯材２とを熱嵌合により一体化させることもできる。
【００２３】
表面層３を形成する部材として、未架橋の樹脂からなる成形体を用いる場合には、その成形体に芯材２を挿入する前に、該樹脂を架橋させてもよく、あるいはその成形体に芯材２を挿入した後に、該樹脂を架橋させてもよい。後者の場合、架橋前にすでに芯材２が挿入されているので、その表面層３を均一に架橋させる観点から、例えば、電子線などの電磁波の照射により架橋させる場合には、芯材２が挿入された表面層３を回転させながら、その表面層３を架橋させることが好ましい。
【００２４】
表面層３に用いられている樹脂を電磁波を照射することにより架橋させる方法としては、例えば、ポリプロピレンなどの樹脂製のコンテナなどのボックス内に未架橋の樹脂からなる表面層３を形成する成形体を入れ、このボックスをコンベアに載置して電磁波照射装置に導入することにより、容易に行うことができる。この場合、その電磁波照射における加速電圧および照射線量は、所望の架橋度を有する架橋樹脂が得られるように調整される。通常、加速電圧は２〜３ＭｅＶであり、照射線量は５０〜２００ｋＧｙであることが好ましい。
【００２５】
かくして得られる本発明のウェイトローラーは、繊維やウィスカーなどが用いられておらず、耐摩耗性や耐熱性に優れ、長期間使用した場合であっても低摩擦係数を維持するので、例えば、ベルト変速機などの駆動プーリーに使用されるウェイトローラーとして、好適に使用しうるものである。
【実施例】
【００２６】
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００２７】
実施例１
表面層３を構成する樹脂として、ポリアミド６６〔住友電工ファインポリマー（株）製、商品名：テラリンク〕を用い、この樹脂１００重量部に対してポリテトラフルオロエチレン粒子（粒子径の範囲：１０〜５０μｍ）を１０重量部の割合で混合し、均一な組成となるように２８０℃で混練した後、射出成形により、図１に示される形状（外径：１４．８ｍｍ、内径：１２．４５ｍｍ、高さ：１１．７ｍｍ）の表面層３の成形体を成形し、該成形体の内部空間に芯材２（直径：１２．５ｍｍ、高さ：１１．０ｍｍ、材質：真鍮）を挿入し、インサート成形によって両者を一体化させ、未架橋のウェイトローラーを得た。
【００２８】
次に、得られた未架橋のウェイトローラーに、加速電圧が３ＭｅＶの電子線を照射し、前記樹脂を架橋させることにより、架橋樹脂からなる表面層が外周面に形成されたウェイトローラーを製造した。
【００２９】
得られたウェイトローラーの表面層に用いられている架橋樹脂の架橋度は、ＪＩＳ  Ｃ３００５に規定のゲル化率から求めたところ、７０％であり、ＪＩＳ  Ｋ７２０９の規定にしたがって求めた吸湿率は、０．８％であった。
【００３０】
次に、得られたウェイトローラーの物性として、摩耗量および動摩擦係数を以下の方法に準じて調べるとともに、走行試験を行った。その結果、摩耗量は０．１５ｍｇであり、動摩擦係数は０．０７であった。また、走行試験の結果、いずれのウェイトローラーにも摩耗や異状が観察されなかった。
【００３１】
以上の結果から、実施例１で得られたウェイトローラーは、耐摩耗性に優れているとともに、自動二輪車の走行時における発動機による加熱に対しても十分な耐熱性を有することがわかる。
【００３２】
〔摩耗量および動摩擦係数の測定方法〕
ＪＩＳ  Ｋ７２１８「プラスチックの滑り摩耗試験方法」に準じて試験を行った。すなわち、得られたウェイトローラの表面層と同じ材質からなる表面が円滑な平板を射出成形により成形し、得られた平板を回転速度５００ｒｐｍで回転させながら、その平板に荷重４．４ＭＰａの押圧を１０分間加えたときの摩耗量および動摩擦係数を測定した。
【００３３】
〔走行試験〕
自動二輪車〔ヤマハ発動機（株）製、商品名：ヤマハ・アクシス１００〕の無段変速機に装着されているウェイトローラー６個のうち、３個を得られたウェイトローラー３個と交換し、約６００ｋｍの走行距離となるように、エンジンを稼働させて自動二輪車の後輪を回転させた後、使用したウェイトローラー６個を取り出し、目視により観察した。
【００３４】
比較例１
実施例１において、得られた未架橋のウェイトローラーに電子線を照射しなかった以外は、実施例１と同様にして、ウェイトローラーを製造した。得られたウェイトローラーの表面層に用いられている樹脂の架橋度は、０％であり、吸湿率は、１．４％であった。
【００３５】
次に、得られたウェイトローラーの物性として、実施例１と同様にして摩耗量および動摩擦係数を調べたところ、摩耗量は、１３．４ｍｇであり、動摩擦係数は０．１２であった。
【００３６】
以上の結果から、比較例１で得られたウェイトローラーは、その外周面に架橋樹脂からなる表面層が形成されていないため、耐摩耗性に劣り、動摩擦係数が実施例１と対比して大きいことがわかる。
【００３７】
比較例２
実施例１において、ポリテトラフルオロエチレン粒子の代わりにガラス繊維（直径：１３μｍ、平均長さ：３ｍｍ）を用い、樹脂１００重量部に対して１０重量部の割合でガラス繊維を混合し、均一な組成となるように２８０℃で混練した後、射出成形することによって未架橋のウェイトローラーを製造し、このウェイトローラーに、電子線を照射しなかった以外は、実施例１と同様にしてウェイトローラーを製造した。得られたウェイトローラーの表面層に用いられている樹脂の架橋度は、０％であり、吸湿率は、１．４％であった。
【００３８】
次に、得られたウェイトローラーの物性として、実施例１と同様にして摩耗量および動摩擦係数を調べたところ、摩耗量は、１３．２ｍｇであり、動摩擦係数は０．１１であった。また、実施例１と同様にして、走行試験を行ったところ、ウェイトローラーが摺動する原動機の押え板および可動フェースの背面に、ガラス繊維によるものと思われる細かい傷が発生していた。
【００３９】
以上の結果から、比較例２で得られたウェイトローラーは、いずれも、動摩擦係数が実施例１と対比して大きく、耐摩耗性に劣るとともに、自動二輪車の走行時に原動機の押え板および可動フェースの背面に傷をつけることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のウェイトローラーは、例えば、自動二輪車などのベルト変速機などの駆動プーリーに使用されるウェイトローラーとして好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のウェイトローラーの概略断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ウェイトローラー
２  芯材
３  表面層
【図１】
2006177468.tif 000003