(57)【要約】【課題】電動式ＣＶＶＴ用減速機構のカムシャフトのトルク変動によって発生する異音を低減する電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットを提供する。【解決手段】本発明の電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットは、スプロケットと一体化したハウジングの内周面にボールベアリングの外輪に対向する内歯車を設け、内歯車の内歯と前記ボールベアリングの外輪との間にケージを介して複数のローラを配置した電動式ＣＶＶＴ用減速機構であって、ローラの外周部、ケージ、及び内歯に、衝撃を緩和するポリアミドイミド樹脂に分散されたエアロゲルを含むコーティング層が形成されたことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプロケットと一体化したハウジングの内周面に、ボールベアリングの外輪に対向する内歯車を設け、前記内歯車の内歯（ｉｎｎｅｒ  ｔｏｏｔｈ）と前記ボールベアリングの外輪との間にケージ（ｃａｇｅ）を介して複数のローラを配置した電動式ＣＶＶＴ用減速機構において、
前記ローラの外周部に衝撃を緩和するコーティング層が形成されたことを特徴とする電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニット。
【請求項２】
前記ケージには、前記ローラを支持するポケットが形成され、
前記ポケットの内側面には、衝撃を緩和するコーティング層が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニット。
【請求項３】
前記内歯のローラとの接触面には、衝撃を緩和するコーティング層が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニット。
【請求項４】
前記ケージには、前記ローラを支持するポケットが形成され、
前記ポケットの内側面及び前記内歯のローラとの接触面には、衝撃を緩和するコーティング層が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニット。
【請求項５】
スプロケットと一体化されたハウジングの内周面に、ボールベアリングの外輪に対向する内歯車を設け、前記内歯車の内歯と前記ボールベアリングの外輪との間にケージを介して複数のローラを配置する電動式ＣＶＶＴ用減速機構において、
前記ケージには、前記ローラを支持するポケットが形成され、前記ポケットの内側面及び前記内歯のローラとの接触面には、衝撃を緩和するコーティング層が形成されたことを特徴とする電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニット。
【請求項６】
前記コーティング層は、ポリアミドイミド樹脂、及び前記ポリアミドイミド樹脂に分散されたエアロゲルを含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニット。
【請求項７】
前記エアロゲルの内部には、前記ポリアミドイミド樹脂が２重量％以下で存在することを特徴とする請求項６に記載の電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニット。
【請求項８】
前記エアロゲルは、表面から最大直径の５％以上の深さには、前記ポリアミドイミド樹脂が存在しないことを特徴とする請求項６に記載の電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニット。
【請求項９】
前記エアロゲルそれぞれは、前記ポリアミドイミド樹脂に分散した状態で９２％〜９９％の気孔率を有することを特徴とする請求項６に記載の電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニット。
【請求項１０】
前記コーティング層は、５０μｍ乃至５００μｍの厚さを有することを特徴とする請求項６に記載の電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニット。
【請求項１１】
前記コーティング層は、前記ポリアミドイミド樹脂を１００重量部として対比した場合に、前記エアロゲル５〜５０重量部を含むことを特徴とする請求項６に記載の電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットに係り、より詳細には、減速機構が発生する異音を低減させられるようにした電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、連続可変バルブタイミング装置（ＣＶＶＴ；ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｖａｒｉａｂｌｅ  ｖａｌｖｅ  ｔｉｍｉｎｇ、又はＣａｍｓｈａｆｔ  ｐｈａｓｅｒ）は、エンジンのバルブ作動時期を調節する装置をいう。
自動車メーカーで多く使用する一般的な可変バルブタイミング装置は、ベーンタイプ（ｖａｎｅ−ｔｙｐｅ）の可変バルブタイミング装置で、相対的に小さい空間を占め、安価である利点がある。
【０００３】
しかし、このようなベーンタイプの可変バルブタイミング装置は、エンジンの潤滑オイルを使用するため、オイルの圧力が低い状態では、迅速で正確な応答を期待しにくいという欠点がある。
特に、エンジンが、アイドリング状態、高温状態、発進状態など、エンジンオイルの圧力が十分でない場合は、カムシャフトの相対的な位相変動が難しく、排気ガスが過剰に排出されたりする。
【０００４】
このような欠点を補完可能なバルブタイミングを、電動モータを使用して電気的に制御可能な電動式ＣＶＶＴに関する研究が活発に行われている。
例えば、電動式ＣＶＶＴは、エンジンのバルブを駆動するカムシャフトと、エンジンから回転力を受けてカムシャフトを回転駆動するスプロケットと、を相対回転可能に同軸上に配置し、電動モータの回転を、減速機構を介してカムシャフトに伝達することができる。
【０００５】
このような電動式ＣＶＶＴは、電動モータの出力軸の回転を減速機構を介してカムシャフトに伝達することによって、スプロケットに対する回転位相差を変化させ、エンジンバルブの開閉タイミングを変更することができる。
【０００６】
ここで、減速機構は、スプロケットと一体化したハウジングの内径面に、ボールベアリングの外輪に対向する内歯車を設け、内歯車の内歯とボールベアリングの外輪との間にケージを介して複数のローラを配置して構成されている。
しかし、前記のような減速機構では、ローラとケージとの間、及びローラと内歯との間に隙間（ｂａｃｋｌａｓｈ）が存在し、カムシャフトのトルク変動によるローラとケージ及びローラと内歯との衝撃によって、過度の異音（ｎｏｉｓｅ）が発生している。
【０００７】
この背景技術の部分に記載された事項は、発明の背景に対する理解を増進させるために作成されたものであって、この技術の属する分野における通常の知識を有する者にすでに知られている従来技術でない事項を含むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５３７６２８８号公報
【特許文献２】特開２００５−２１３３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、減速機構のローラとケージとの間及びローラと内歯との間の隙間で、カムシャフトのトルク変動によってローラがケージに衝突したり内歯に衝突して発生する異音を低減するようにした電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態に係る電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットは、スプロケットと一体化したハウジングの内周面にボールベアリングの外輪に対向する内歯車を設け、内歯車の内歯（ｉｎｎｅｒ  ｔｏｏｔｈ）とボールベアリングの外輪との間にケージ（ｃａｇｅ）を介して複数のローラを配置した電動式ＣＶＶＴ用減速機構において、
ローラの外周部に衝撃を緩和するコーティング層が形成されたことを特徴とする。
【００１１】
前記ケージには、ローラを支持するポケットが形成され、ポケットの内側面には、衝撃を緩和するコーティング層が形成されたことを特徴とする。
前記内歯のローラとの接触面には、衝撃を緩和するコーティング層が形成されたことを特徴とする。
前記ケージには、ローラを支持するポケットが形成され、ポケットの内側面及び内歯のローラとの接触面には、衝撃を緩和するコーティング層が形成されたことを特徴とする。
【００１２】
前記スプロケットと一体化されたハウジングの内周面に、ボールベアリングの外輪に対向する内歯車を設け、内歯車の内歯とボールベアリングの外輪との間にケージを介して複数のローラを配置する電動式ＣＶＶＴ用減速機構において、ケージには、ローラを支持するポケットが形成され、ポケットの内側面及び内歯のローラとの接触面には、衝撃を緩和するコーティング層が形成されたことを特徴とする。
【００１３】
前記コーティング層は、ポリアミドイミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂に分散されたエアロゲルを含むことを特徴とする。
前記エアロゲルの内部には、ポリアミドイミド樹脂が２重量％以下で存在することを特徴とする。
前記エアロゲルは、表面から最大直径の５％以上の深さには、ポリアミドイミド樹脂が存在しないことを特徴とする。
【００１４】
前記エアロゲルそれぞれは、ポリアミドイミド樹脂に分散した状態で９２％〜９９％の気孔率を有することを特徴とする。
前記コーティング層は、５０μｍ乃至５００μｍの厚さを有することを特徴とする。
前記コーティング層は、ポリアミドイミド樹脂を１００重量部として対比した場合に、エアロゲル５〜５０重量部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、電動式ＣＶＶＴ用減速機構のローラの外周部、ポケットの内側面、及び内歯とローラ接触面などにコーティング層を形成するため、ローラとケージとの間の隙間及びローラと内歯との間の隙間に関係なく、カムシャフトのトルク変動によってローラがケージに衝突したり内歯に衝突したりする時、コーティング層を介して衝撃を吸収及び緩和して衝撃異音を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の騒音低減ユニットが適用される電動式ＣＶＶＴ用減速機構を示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットを示す図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットを示す図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットを示す図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットを示す図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットを示す図である。
【図７】本発明の実施例で得られたコーティング層の表面を示す写真である。
【図８】本発明の実施例対比の、比較例で得られたコーティング層の表面を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に発明を実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されない。
本発明を明確に説明するために、説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一又は類似の構成要素については同一の参照符号を付す。
【００１８】
図面に示された各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために任意に示したもので、本発明が必ずしも図面に示されたものに限定されず、様々な部分及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。
また、これらの図面は、本発明の例示的な実施形態を説明するのに参照するためのものであるので、本発明の技術的な思想を、添付した図面に限定して解釈してはならない。
【００１９】
そして、下記の詳細な説明において、構成の名称を第１、第２などと区別したのは、その構成が同一であるのでこれを区別するためのもので、必ずしもその順序に限定されるものではない。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
また、明細書に記載された「・・・ユニット」、「・・・手段」、「・・・部」、「・・・部材」などの用語は、少なくとも１つの機能や動作をする包括的な構成の単位を意味する。
【００２０】
図１は、本発明の騒音低減ユニットが適用される電動式ＣＶＶＴ用減速機構を示す図である。
図１に示すように、本発明の騒音低減ユニットは、エンジンのバルブタイミングを電動モータとして電気的に制御可能な電動式ＣＶＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ）に適用可能である。
【００２１】
例えば、電動式ＣＶＶＴは、エンジンのバルブを駆動するカムシャフトと、エンジンから回転力を受けてカムシャフトを回転駆動するスプロケットと、を同軸上に相対回転可能に配置し、電動モータの回転を、減速機構１００を介してカムシャフトに伝達することができる。
したがって、電動式ＣＶＶＴは、電動モータの出力軸の回転を、減速機構１００を介してカムシャフトに伝達することによって、スプロケットに対する回転位相差を変化させてエンジンバルブの開閉タイミングを変更することができる。
【００２２】
ここで、本発明の実施形態が適用される減速機構１００は、スプロケット（図示せず）と一体化されたハウジング１の内周面に、ボールベアリング２の外輪３に対向する内歯車４を設け、その内歯車４の内歯（ｉｎｎｅｒ  ｔｏｏｔｈ）５とボールベアリング２の外輪３との間にケージ６（ｃａｇｅ）を介して複数のローラ７を配置して構成される。
【００２３】
この場合、前記内歯車４の内歯５には、ローラ７が転がり接触するラウンド形態のローラ接触面が形成されており、ケージ６には、ローラ７を支持する空間としてのポケット８が形成されている。
前記のように構成された電動式ＣＶＶＴ用減速機構１００は、特許文献１に記載されているので、本明細書においてその構成の詳細な説明は省略する。
【００２４】
本発明の騒音低減ユニットは、電動式ＣＶＶＴ用減速機構１００の作動時に、ローラ７とケージ６との間の隙間、及びローラ７と内歯５との間の隙間で、カムシャフトのトルク変動によって、ローラ７がケージ６に衝突したり内歯５に衝突したりして発生する異音を低減させる。
【００２５】
図２〜図６は、本発明の実施形態にかかる電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットを示す図である。
図２に示すように、本発明の実施形態にかかる電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットは、減速機構１００において、ローラ７の外周部に衝撃を緩和させるコーティング層１０が形成されている。
【００２６】
本発明の実施形態において、ローラ７とケージ６との間及びローラ７と内歯５との間に隙間があるため、前記コーティング層１０は、ポケット８の内側面と内歯５のローラ接触面、及びローラ７の外周面全体にコーティングが形成されてよい。
つまり、前記コーティング層１０は、ローラ７とケージ６との間であるか、ローラ７と内歯５との間の隙間であるかに関係なく、カムシャフトのトルク変動によってローラ７がケージ６に衝突したり、内歯５に衝突したりする時の衝撃を吸収及び緩和して衝撃異音を低減させることができる。
【００２７】
図３は、本発明の実施形態にかかる電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットの第１変形例を示す図であって、ローラ７の外周部及びポケット８の内側面に衝撃を緩和するコーティング層１０を形成した例を示す。
前記コーティング層１０は、ローラ７とケージ６との間及びローラ７と内歯５との間の隙間であるかに関係なく、カムシャフトのトルク変動によってローラ７がケージ６に衝突したり内歯５に衝突したりする時、衝撃を吸収及び緩和して衝撃異音を低減させるために、ローラ７の外周部及びポケット８の内側面にコーティングが形成されてもよい。
【００２８】
図４は、本発明の実施形態にかかる電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットの第２変形例を示す図であって、ローラ７の外周部及び内歯５のローラ接触面に衝撃を緩和するコーティング層１０を形成した例を示す。
前記コーティング層１０は、ローラ７とケージ６との間及びローラ７と内歯５との間の隙間に関係なく、カムシャフトのトルク変動によってローラ７がケージ６に衝突したり、内歯５に衝突したりする時、衝撃を吸収及び緩和して衝撃異音を低減させるために、ローラ７の外周部及び内歯５のローラ接触面にコーティングが形成されてよい。
【００２９】
図５は、本発明の実施形態にかかる電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットの第３変形例であって、ローラ７の外周部、ポケット８の内側面、及び内歯５のローラ接触面に衝撃を緩和するコーティング層１０を形成した例を示す。
前記コーティング層１０は、ローラ７とケージ６との間及びローラ７と内歯５との間の隙間であるかに関係なく、カムシャフトのトルク変動によってローラ７がケージ６に衝突したり、内歯５に衝突したりする時、衝撃を吸収及び緩和して衝撃異音を低減させるために、ローラ７の外周部、ポケット８の内側面、及び内歯５のローラ接触面にそれぞれコーティングが形成されてもよい。
【００３０】
図６は、本発明の実施形態にかかる電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットの第４変形例であって、ローラ７と直接的に衝突するポケット８の内側面、及び内歯５のローラ接触面に、衝撃を緩和するコーティング層１０を形成した例を示す。
前記コーティング層１０は、ローラ７とケージ６との間、及びローラ７と内歯５との間の隙間であるかに関係なく、カムシャフトのトルク変動によってローラ７がケージ６に衝突したり、内歯５に衝突したりする時、衝撃を吸収及び緩和して衝撃異音を低減させるために、ローラ７を除いたポケット８の内側面、及び内歯５のローラ接触面にコーティングが形成されてもよい。
【００３１】
以下、本発明の電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットに適用される騒音低減用コーティング層１０及びそのコーティング組成物に関してより詳細に説明する。
本発明の実施形態は、騒音低減用コーティング層として、高沸点有機溶媒又は水系溶媒に分散したポリアミドイミド樹脂、及び低沸点有機溶媒に分散したエアロゲルを含むコーティング組成物を提供する。
また、本発明の実施形態にかかる騒音低減用コーティング層は、ポリアミドイミド樹脂、及び前記ポリアミドイミド樹脂に分散したエアロゲルを含む。
【００３２】
本発明の具体的な一実施形態によれば、高沸点有機溶媒又は水系溶媒に分散したポリアミドイミド樹脂、及び低沸点有機溶媒に分散したエアロゲルを含むコーティング組成物を提供することができる。
【００３３】
本発明者らは、ポリアミドイミド樹脂及びエアロゲルをそれぞれ所定の溶媒に分散させた後、混合して得られるコーティング組成物、及びこれから得られるコーティング層が、高い機械的物性と耐久性とを有し、衝撃異音が発生する部位に適用されてその衝撃異音を吸収及び低減させることができることを実験により確認して本発明を完成した。
【００３４】
最近、断熱材、衝撃緩衝材、又は防音材などの分野において、エアロゲル（ａｅｒｏｇｅｌ）又はエアゲル（ａｉｒ−ｇｅｌ）を使用する方法が紹介されている。このようなエアロゲルは、毛髪の１万分の１程度の太さの微細糸が絡み合ってなる構造を有し、９０％以上の気孔率を有することを特徴とし、主な材質は、ケイ素酸化物、炭素、又は有機高分子である。
【００３５】
ただし、エアロゲルは、脆性が高く、小さい衝撃によっても簡単につぶれるなど、非常に脆弱な強度を示し、多様な厚さ及び形態への加工が難しく、またエアロゲルとその他の反応物とを混合する場合に、溶媒又は溶質がエアロゲルの内部に浸透して化合物の粘度が高くなって混合が不可能になるため、他の材料との複合化又は混合使用が困難で、多孔性のエアロゲルの特性を示すことができないという問題があった。
【００３６】
これに対し、前記一実施形態のコーティング組成物では、ポリアミドイミド樹脂が高沸点有機溶媒又は水系溶媒に分散した状態で存在し、エアロゲルが低沸点有機溶媒に分散した状態で存在するので、これによって、ポリアミドイミド樹脂の溶媒分散相及びエアロゲルの溶媒分散相とは、互いにかたまらず均一に混合可能であり、コーティング組成物も均質な組成を有することができる。
【００３７】
また、前記高沸点有機溶媒又は水系溶媒と、前記低沸点有機溶媒と、は容易に溶解又は混合しないため、ポリアミドイミド樹脂が高沸点有機溶媒又は水系溶媒に分散し、エアロゲルが低沸点有機溶媒に分散した状態で混合されてコーティング組成物を形成することによって、前記一実施形態のコーティング組成物が塗布されて乾燥される前までは、ポリアミドイミド樹脂とエアロゲルとの間の直接的な接触を最小化することができ、エアロゲルの内部や気孔にポリアミドイミド樹脂が浸透し又は含浸されるのを防止することができる。
【００３８】
また、前記低沸点有機溶媒は、高沸点有機溶媒又は水系溶媒と一定の親和力を有していて、低沸点有機溶媒に分散したエアロゲルが高沸点有機溶媒又は水系溶媒に分散したポリアミドイミド樹脂と物理的に混合されることによって均一に分布可能であって、高沸点有機溶媒又は水系溶媒内においてポリアミドイミド樹脂を均一に分布させる役割を果たすことができる。
【００３９】
これによって、前記一実施形態のコーティング組成物から得られるコーティング層は、ポリアミドイミド樹脂内にエアロゲルが均一に分散して、エアロゲルが有する物性を同等水準以上に確保することができ、高い機械的物性及び耐久性を実現することができる。
【００４０】
前述のように、前記一実施形態のコーティング組成物から得られるコーティング層は、エアロゲルの物性及び構造自体を同等水準に維持可能なため、高い機械的物性と耐久性を確保することができ、衝撃異音が発生する部位に適用されてその衝撃異音を吸収及び低減させることができる。
【００４１】
ここで、前記コーティング層は、図２〜図６に示すように、電動式ＣＶＶＴの減速機構において、ローラ７の外周部、ポケット８の内側面、及び内歯５のローラ接触面などに適用可能である。
一方、前記一実施形態のコーティング組成物は、前述した高沸点有機溶媒又は水系溶媒に分散したポリアミドイミド樹脂、及び低沸点有機溶媒に分散したエアロゲルを混合して形成されてもよい。
【００４２】
前記混合の方法は特に制限されるわけではなく、通常知られている物理的混合方法を使用することができる。例えば、前記２種類の溶媒分散相を混合し、これにジルコニアビーズを添加し、常温常圧の条件下、ボールミルを用いて１００〜５００ｒｐｍの速度で混合してコーティング組成物（コーティング溶液）を製造する方法が挙げられる。ただし、前記ポリアミドイミド樹脂及びエアロゲルそれぞれの溶媒分散相を混合する方法が前述した例に制限されるわけではない。
【００４３】
前記一実施形態のコーティング組成物は、繰り返し高温及び高圧の条件が加えられる内燃機関の内部で長時間維持可能な断熱材料や断熱構造などを提供することもでき、具体的には、前記一実施形態のコーティング組成物は、内燃機関の内部面又は内燃機関の部品のコーティングに使用可能であり、ひいては、前記のように衝撃異音が発生する電動式ＣＶＶＴ用減速機構の部品に騒音低減用として適用されてもよい。
【００４４】
前記一実施形態のコーティング組成物に含まれるポリアミドイミド樹脂は、特に限定されるものではないが、前記ポリアミドイミド樹脂は、好ましくは３，０００〜３００，０００、より好ましくは４，０００〜１００，０００の重量平均分子量を有することができる。
前記ポリアミドイミド樹脂の重量平均分子量が小さすぎると、前記コーティング組成物から得られるコーティング層、コーティングフィルム、又はコーティング膜の機械的物性や耐久性が十分に確保されにくいことがあり、前記エアロゲルの内部に高分子樹脂が浸透しやすくなり得る。
【００４５】
また、前記ポリアミドイミド樹脂の重量平均分子量が大きすぎると、コーティング組成物から得られるコーティング層、コーティングフィルム、又はコーティング膜の均一性又は均質性が低下することがあり、コーティング組成物内においてエアロゲルの分散性が低下したり、コーティング組成物を塗布する時、塗布装置のノズルなどが詰まったりする現象が現れることがあり、コーティング組成物を熱処理する時間が増えて熱処理温度が高くなり得る。
【００４６】
前記エアロゲルとしては、以前から知られている通常のエアロゲルを使用することができ、具体的には、ケイ素酸化物、炭素、ポリイミド、金属カーバイド、又はこれらの２種以上の混合物を含む成分のエアロゲルを使用することができる。前記エアロゲルは、好ましくは１００ｃｍ３／ｇ〜１，０００ｃｍ３／ｇ、より好ましくは３００ｃｍ３／ｇ〜９００ｃｍ３／ｇの比表面積を有することができる。
【００４７】
前記コーティング組成物は、ポリアミドイミド樹脂１００重量部に対比して、好ましくはエアロゲル５〜５０重量部、より好ましくは１０〜４５重量部を含むことができる。ここで、前記ポリアミドイミド樹脂及びエアロゲルの重量比は、分散溶媒を除いた固形分の重量比である。
【００４８】
前記ポリアミドイミド樹脂と対比して、エアロゲルの含有量が少なすぎると、例えば、前述したように、コーティング組成物から得られるコーティング層、コーティングフィルム、又はコーティング膜の断熱材料や断熱構造において熱伝導度及び密度を低下させにくいことがあり、十分な断熱性を確保しにくいことがあり、コーティング組成物から製造されるコーティング層の耐熱性が減少することがある。
【００４９】
また、前記高分子樹脂に対比して、前記エアロゲルの含有量が多すぎると、コーティング組成物から得られるコーティング層、コーティングフィルム、又はコーティング膜の機械的物性を十分に確保しにくいことがあり、コーティング組成物から製造されるコーティング層に亀裂が生じる現象が発生したり、コーティング層の塗膜の形態が堅固に維持されにくかったりすることがある。
【００５０】
前記高沸点有機溶媒又は水系溶媒中のポリアミドイミド樹脂の固形分含有量は特に限定されるものではないが、コーティング組成物の均一性や物性を考慮して、固形分含有量は５重量％〜７５重量％であってよい。
また、前記低沸点有機溶媒中のエアロゲルの固形分含有量も特に限定されるものではないが、コーティング組成物の均一性や物性を考慮して、固形分含有量は５重量％〜７５重量％であってよい。
【００５１】
前述のように、高沸点有機溶媒又は水系溶媒と低沸点有機溶媒とは、相互に容易に溶解又は混合されないため、前記一実施形態のコーティング組成物が塗布されて乾燥する前までは、ポリアミドイミド樹脂とエアロゲルとの間の直接的な接触を最小化することができ、エアロゲルの内部や気孔にポリアミドイミド樹脂が浸入する、又は含浸されるのを防止することができる。
【００５２】
具体的には、前記高沸点有機溶媒及び低沸点有機溶媒の間の沸点差が好ましくは１０℃以上、より好ましくは２０℃以上、又は１０〜２００℃であってよい。前記高沸点有機溶媒としては、１１０℃以上の沸点を有する有機溶媒を使用することができる。
【００５３】
このような高沸点溶媒の具体例としては、アニソール、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、及びエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ブチル、シクロヘキサノン、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（ＢＣＡ）、ベンゼン、ヘキサン、ＤＭＳＯ、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、又はこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
【００５４】
前記低沸点有機溶媒としては、１１０℃未満の沸点を有する有機溶媒を使用することができる。
このような低沸点有機溶媒の具体例としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｉｓｏ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、アセトン、メチレンクロライド、エチレンアセテート、イソプロピルアルコール、又はこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
一方、前記水系溶媒の具体例としては、水、メタノール、エタノール、エチルアセテート、又はこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
【００５５】
本発明者らは、前述した一実施形態のコーティング組成物を用いて高い機械的物性と耐久性を確保することができ、衝撃異音が発生する電動式ＣＶＶＴの減速機構の部品に適用されて衝撃異音を低減させることを主目的とするコーティング層を製造した。
【００５６】
前記コーティング層内においては、エアロゲルがポリアミドイミド樹脂の全体領域にわたって均一に分散しており、これによって、エアロゲルから実現される物性、例えば、衝撃緩衝又は防音特性をより容易に確保可能で、低い熱伝導度及び低い密度がより容易に確保可能で、また、前記ポリアミドイミド樹脂から発現される特性、例えば、高い機械的物性及び耐久性などが、ポリアミドイミド樹脂のみを用いる場合と同等水準以上に実現可能である。
【００５７】
ここで、前記コーティング層は、低い熱伝導度及び高い熱容量を有してもよいし、具体的には、コーティング層は、好ましくは０．６０Ｗ／ｍ以下、より好ましくは０．５５Ｗ／ｍ以下、又は０．６０Ｗ／ｍ〜０．２００Ｗ／ｍの熱伝導度を有することができ、前記コーティング層は、好ましくは１２５０ＫＪ／ｍ３Ｋ以下、より好ましくは１０００〜１２５０ＫＪ／ｍ３Ｋの熱容量を有することができる。
【００５８】
一方、前述のように、前記一実施形態のコーティング組成物は、高沸点有機溶媒又は水系溶媒に分散したポリアミドイミド樹脂、及び低沸点有機溶媒に分散したエアロゲルを含み、コーティング組成物が塗布されて乾燥される前までは、ポリアミドイミド樹脂とエアロゲルとの間の直接的な接触を最小化することができるため、最終製造された前記コーティング層に含まれるエアロゲルの内部や気孔にはポリアミドイミド樹脂が浸入したり、又は含浸されなくて済む。
【００５９】
具体的には、前記ポリアミドイミド樹脂に分散したエアロゲルの内部には、ポリアミドイミド樹脂が実質的に存在しなくてもよいし、例えば、前記エアロゲルの内部に、ポリアミドイミド樹脂が好ましくは２重量％以下、より好ましくは１重量％以下で存在することもできる。
また、前記コーティング層において、エアロゲルは、ポリアミドイミド樹脂に分散した状態で存在することができるが、この場合、エアロゲルの外部は、ポリアミドイミド樹脂と接触又は結合した状態であってもよいが、エアロゲルの内部には、ポリアミドイミド樹脂が存在しなくてもよい。具体的には、前記コーティング層に含まれるエアロゲルの表面から最大直径の５％以上の深さには、ポリアミドイミド樹脂が存在しなくてもよい。
【００６０】
前記エアロゲルの内部や気孔にはポリアミドイミド樹脂が浸入したり又は含浸されたりしないため、エアロゲルは、ポリアミドイミド樹脂に分散する前及び後に同等水準の気孔率を有することができ、具体的には、コーティング層に含まれるエアロゲルそれぞれは、ポリアミドイミド樹脂に分散した状態で９２％〜９９％の気孔率を有することができる。
【００６１】
前記実施形態のコーティング層は、高温及び高圧の条件が繰り返し加えられる内燃機関の内部で長時間維持可能な断熱材料や断熱構造などを提供することもでき、具体的には、前記実施形態のコーティング層は、内燃機関の内面又は内燃機関の部品、ひいては、衝撃異音が発生する電動式ＣＶＶＴの減速機構の部品に騒音低減用として適用されてもよい。
【００６２】
前記実施形態のコーティング層の厚さは、適用される分野又は位置や要求される物性によって決定可能であり、例えば、５０μｍ〜５００μｍの厚さであってもよい。
前記実施形態のコーティング層は、ポリアミドイミド樹脂１００重量部に対して、エアロゲルを好ましくは５〜５０重量部、より好ましくは１０〜４５重量部を含むことができる。
【００６３】
前記ポリアミドイミド樹脂に対して、エアロゲルの含有量が少なすぎると、コーティング層の熱伝導度及び密度を低下させにくいことがあり、十分な断熱性を確保しにくいことがあり、またコーティング層の耐熱性が減少することがある。
また、前記ポリアミドイミに対して、エアロゲルの含有量が多すぎると、コーティング層の機械的物性を十分に確保しにくいことがあり、コーティング層の亀裂が生じる現象が発生することがあり、また前記コーティング層の塗膜の形態が堅固に維持されにくいことがある。
【００６４】
前記ポリアミドイミド樹脂は、重量平均分子量は、好ましくは３，０００〜３００，０００、より好ましくは４，０００〜１００，０００を有することができる。
前記エアロゲルは、ケイ素酸化物、炭素、ポリイミド、及び金属カーバイドからなる群より選択された１種以上の化合物を含むことができる。
前記エアロゲルは、１００ｃｍ３／ｇ〜１，０００ｃｍ３／ｇの比表面積を有することができる。
【００６５】
前記ポリアミドイミド樹脂及びエアロゲルに関する具体的な内容は、前記一実施形態のコーティング組成物に関して上述した内容を含む。
一方、前記実施形態のコーティング層は、前記一実施形態のコーティング組成物を乾燥して得られる。前記一実施形態のコーティング組成物の乾燥に使用可能な装置や方法は、特に限定されるものではなく、常温以上の温度で自然乾燥する方法、又は５０℃以上の温度に加熱して乾燥する方法などを使用することができる。
【００６６】
例えば、前記一実施形態のコーティング組成物をコーティング対象物、例えば、電動式ＣＶＶＴ用減速機構の部品の外部面にコーティングし、５０℃〜２００℃の温度で半乾燥を１回以上行い、前記半乾燥されたコーティング組成物は、２００℃以上の温度で完全に乾燥してコーティング層を形成することができる。ただし、前記実施形態のコーティング層の具体的な製造方法がこれに限定されるものではない。
本発明を下記の実施例でより詳細に説明する。ただし、下記の実施例は本発明を例示するものに過ぎず、本発明の内容が下記の実施例によって限定されるものではない。
【００６７】
［実施例１〜３］
（１）コーティング組成物の製造
エチルアルコールに分散した多孔性シリカエアロゲル（比表面積約５００ｃｍ３／ｇ）と、キシレンに分散したポリアミドイミド樹脂（Ｓｏｌｖａｙ社製品、重量平均分子量約１１，０００）を、２０ｇの反応器に注入し、ジルコニアビーズを添加（４４０ｇ）し、常温常圧の条件下、１５０〜３００ｒｐｍの速度でボールミルを用いて攪拌して、コーティング組成物（コーティング溶液）を製造した。
（２）コーティング層の形成
前記（１）で得られたコーティング組成物を、スプレーコーティング方式で電動式ＣＶＶＴ用減速機構の部品の外面に塗布した。そして、前記部品上にコーティング組成物を塗布し、約１５０℃で約１０分間一次半乾燥した後に、コーティング組成物を再塗布し、約１５０℃で約１０分間二次半乾燥した。前記二次半乾燥後に、コーティング組成物を再塗布し、約２５０℃で約６０分間完全乾燥して、前記部品上にコーティング層を形成した。
【００６８】
［比較例１］
キシレンに分散したポリアミドイミド樹脂（Ｓｏｌｖａｙ社製品、重量平均分子量約１１，０００）溶液（ＰＡＩ溶液）を、スプレーコーティング方式で電動式ＣＶＶＴ用減速機構の部品の外部面に塗布した。
そして、前記部品上にＰＡＩ溶液を塗布し、約１５０℃で約１０分間一次半乾燥した後に、前記ＰＡＩ溶液を再塗布し、約１５０℃で約１０分間二次半乾燥した。二次半乾燥後に、ＰＡＩ溶液を再塗布し、約２５０℃で約６０分間完全乾燥して、前記部品上にコーティング層を形成した。
【００６９】
［比較例２］
（１）コーティング組成物の製造
多孔性シリカエアロゲル（比表面積約５００ｃｍ３／ｇ）と、キシレンに分散したポリアミドイミド樹脂（Ｓｏｌｖａｙ社製品、重量平均分子量約１１，０００）を、２０ｇの反応器に注入し、ジルコニアビーズを添加（４４０ｇ）し、常温及び常圧力の条件下、１５０〜３００ｒｐｍの速度でボールミルを用いて撹拌して、コーティング組成物（コーティング溶液）を製造した。
【００７０】
（２）コーティング層の形成
実施例１と同様の方法により、約２００μｍの厚さのコーティング層を形成した。
図７は、本発明の実施例で得られたコーティング層の表面を示す写真である。
図７に示すように、前記実施例１で製造されたコーティング層では、エアロゲルの内部にポリアミドイミド樹脂が浸透せず、エアロゲルは内部の気孔をほぼ９２％以上維持している点を確認することができる。
図８は、本発明の実施例対比の、比較例で得られたコーティング層の表面を示す写真である。
これに対し図８に示すように、比較例２で製造されたコーティング層では、エアロゲルの内部にポリアミドイミド樹脂が浸入して気孔をほとんど観察することができなかった。
【００７１】
これまで説明したような、本発明の実施形態にかかる電動式ＣＶＶＴ用減速機構の騒音低減ユニットは、ポリアミドイミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂に分散したエアロゲルを含み、機械的物性と耐久性を確保することができるコーティング層１０を、電動式ＣＶＶＴ用減速機構１００のローラ７の外周部、ポケット８の内側面、及び内歯５のローラ接触面などに形成している。
【００７２】
したがって、本発明の実施形態では、ローラ７とケージ６との間及びローラ７と内歯５との間の隙間に関係なく、カムシャフトのトルク変動によってローラ７がケージ６に衝突したり内歯５に衝突したりする時、前記コーティング層１０を介して衝撃を吸収及び緩和して衝撃異音を低減させることができる。
【００７３】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の技術的な思想は、本明細書で提示される実施例に制限されず、本発明の技術的な思想を理解する当業者は同一の技術的な思想の範囲内で、構成要素の付加、変更、削除、追加などにより他の実施例を容易に提案することができるが、これも本発明の権利範囲内に属する。
【符号の説明】
【００７４】
１    ハウジング
２    ボールベアリング
３    外輪
４    内歯車
５    内歯
６    ケージ
７    ローラ
８    ポケット
１０    コーティング層
１００    減速機構
【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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