(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式(iv)：
【化１】
0005769013.tif 000007
〔式中ａは４〜９の数を示す。〕
で表される繰り返し単位、および式(iii)：
【化２】
0005769013.tif 000008
〔式中ｂは９〜１１の数を示す。〕
で表される繰り返し単位の、質量比Ｗｉｖ／Ｗｉｉｉ＝６０／４０の共重合体のみをベースレジンとして含む樹脂組成物によって、環状に形成したことを特徴とするローラ。
【請求項２】
前記樹脂組成物は、その総量の２５質量％以上、４０質量％以下の炭素繊維をも含んでいる請求項１に記載のローラ。
【請求項３】
内輪および外輪と、前記内輪および外輪の間に配設された転動体とを含む転がり軸受を備え、かつ前記転がり軸受の外輪の外周を覆うように、前記請求項１または２に記載のローラが配設されたことを特徴とするローラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば乗用車等の乗降口を開閉するためのスライドドアをガイドレールに沿ってガイドするためのローラ装置と、前記ローラ装置に組み込まれる樹脂製のローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通常のヒンジ型のドアに代えて、あるいは通常のドアと組み合わせて、車体側面の乗降口を閉鎖した状態と、車体外方へ振り出すとともに車体と平行に移動させて乗降口を開放させた状態との間で開閉することができるスライドドアが、従来のバン型の車両だけでなく、普通乗用車や小型乗用車等の様々なタイプの車両にも広く普及しつつある。スライドドアは、通常のドアに比べ大きく開き、しかもドアを開けてもスペースをとらないという利点がある。
【０００３】
車体に設けたガイドレール上を転動することで、前記スライドドアを、前記２状態間で案内して開閉動作させるために、ローラ装置が用いられる。
前記ローラ装置としては、内輪および外輪と、前記内輪および外輪の間に配設された転動体とを備え、前記内輪がスライドドアに取り付けられた転がり軸受を備えたものが一般的に用いられる。
【０００４】
前記外輪には、その外周を覆うように、前記ガイドレール上を転動する外周面を構成する樹脂製のローラを配設するのが好ましい。かかる樹脂製のローラを設けることにより、スライドドアの開閉時の静粛性を高めることができる。
ローラは、耐摩耗性に優れたナイロン４６、ナイロン６６等の汎用の脂肪族ナイロンをベースレジンとして含む樹脂組成物によって形成するのが一般的である。
【０００５】
しかし、例えばスライドドアをその上下方向の中間部でガイドするセンターローラ部に組み込まれるローラ装置等の、スライドドアを開いた状態で車外に露出されることのあるローラ装置のローラを、前記脂肪族ナイロンを含む樹脂組成物によって形成した場合には、当該脂肪族ナイロンの吸水性が高いために、露出された状態で雨水等に接すると、吸水によってローラが膨潤して寸法が大きく変化して、スライドドア開閉のトルクが上昇するといった問題を生じる場合がある。
【０００６】
また脂肪族ナイロンは、海水中に含まれ、あるいは道路の融雪剤としても使用される塩化カルシウムに対する耐性が低く、当該塩化カルシウムに接すると劣化して強度等が大幅に低下するという問題もある。
脂肪族ナイロンの中でもナイロン１１、ナイロン１２等は、前記ナイロン４６、ナイロン６６等に比べて吸水性が低く、かつ塩化カルシウムに対する耐性に優れている。しかし、前記ナイロン１１、ナイロン１２等は耐クリープ性が低いという問題がある。
【０００７】
スライドドアは、車体との色目を揃えるために、ローラ装置を組み込んで車体に組み付けた状態で、前記車体と共に焼付け塗装するのが望ましく、ローラには、かかる焼付け時に、スライドドアの重さが加わった状態でクリープ変形しない高い耐クリープ性が求められる。
しかし、ナイロン１１、ナイロン１２等をベースレジンとするローラは、前記焼付けに耐え得る耐クリープ性を有さず熱変形量が大きいため、かかるローラを含むローラ装置を、焼付け塗装を前提としたスライドドアに組み込むことはできない。
【０００８】
ナイロン９Ｔ、ナイロン６Ｔ等の芳香族ナイロンは、脂肪族ナイロンのうちナイロン４６、ナイロン６６等に比べて吸水性が低く、かつ塩化カルシウムに対する耐性に優れる上、ナイロン１１、ナイロン１２等に比べて耐クリープ性にも優れている。
しかし芳香族ナイロンは、前記各種脂肪族ナイロンに比べて耐摩耗性が低いため、かかる芳香族ナイロンをベースレジンとして含む樹脂組成物によってローラを形成した場合には、繰り返し転がりによって前記ローラの表面が大きく摩耗したり剥離したりしてスライドドアのスムースな開閉ができなくなる場合がある。
【０００９】
そこで、脂肪族ナイロンと芳香族ナイロンとをアロイ化してローラを形成することが検討されている（特許文献１〜３等参照）。
ところが前記アロイ中で、脂肪族ナイロンと芳香族ナイロンとは完全に相溶化する訳ではなく、いわゆる海−島構造を構成するため、結晶化度が低下する傾向にある。
そのため、特にガイドレールに対する高い面圧での摺動時に、耐摩耗性の向上効果が得られないという問題を生じる。ローラ装置のローラは、スライドドアの開閉時に、ガイドレールに対して単に転動するだけでなく、転動しながら摺動もするため、前記のように高い面圧での摺動が発生する場合がある。
【００１０】
また、脂肪族ナイロンと芳香族ナイロンとをアロイ化したローラは、芳香族ナイロンに比べて耐クリープ性が低いという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−３１５４８３号公報
【特許文献２】特開２００６−１３８３３４号公報
【特許文献３】特許第４３５７１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、吸水性が低く、かつ塩化カルシウムに対する耐性に優れるとともに、耐クリープ性や耐磨耗性にも優れた樹脂製のローラと、前記ローラを組み込んだローラ装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明は、式(iv)：
【００１４】
【化１】
0005769013.tif 000002
【００１５】
〔式中ａは４〜９の数を示す。〕
で表される繰り返し単位、および式(iii)：
【００１６】
【化２】
0005769013.tif 000003
【００１７】
〔式中ｂは９〜１１の数を示す。〕
で表される繰り返し単位の、質量比Ｗｉｖ／Ｗｉｉｉ＝６０／４０の共重合体のみをベースレジンとして含む樹脂組成物によって、環状に形成したことを特徴とするローラ（１２）である。
この構成によれば、ベースレジンとして前記共重合体のみを含む樹脂組成物によって環状に形成することで、吸水性が低く、かつ塩化カルシウムに対する耐性に優れるとともに、耐クリープ性や耐磨耗性にも優れた樹脂製のローラを形成することができる。
【００１８】
すなわち前記共重合体は、ナイロン６Ｔ、ナイロン９Ｔ等の芳香族ナイロンに相当する前記式(iv)で表される繰り返し単位、および脂肪族ナイロンのうちナイロン１１、ナイロン１２等に相当する前記式(iii)で表される繰り返し単位によって形成されるため、ナイロン４６、ナイロン６６等に比べて吸水性が著しく低い上、塩化カルシウムに対する耐性に優れている。
【００１９】
また前記共重合体は、前記式(iv)で表される繰り返し単位の作用によって、前記芳香族ナイロンと同等の高い耐クリープ性を有する上、前記式(iii)で表される繰り返し単位の作用によって、脂肪族ナイロンと同等またはそれ以上の高い耐摩耗性をも兼ね備えている。
そのため、ベースレジンとして前記共重合体のみを含む樹脂組成物によってローラを形成することができ、形成されたローラは、脂肪族ナイロンと芳香族ナイロンのアロイのように海−島構造を構成せずに均一相を呈するため、結晶化度が低下して前記耐摩耗性や耐クリープ性が低下するのを防止することもできる。
【００２０】
ただし本発明の構成は、前記共重合体を１種単独で使用する場合に限定されるものではない。
なお括弧付き算用数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表す。以下の請求項においても同様である。
【００２１】
請求項２記載の発明は、前記樹脂組成物は、その総量の２５質量％以上、４０質量％以下の炭素繊維をも含んでいる請求項１に記載のローラである。
この構成によれば、ローラの耐摩耗性、耐クリープ性をさらに向上することができる。
請求項３記載の発明は、内輪（２）および外輪（３）と、前記内輪および外輪の間に配設された転動体（４）とを備えた転がり軸受（６）を有するとともに、前記転がり軸受の外輪の外周（１１）を覆うように、前記本発明のローラが配設されていることを特徴とするローラ装置（１）である。
【００２２】
この構成によれば、前記のように吸水性が低く、かつ塩化カルシウムに対する耐性に優れるため車外に露出されても膨潤したり劣化したりせず、また焼付け塗装に対応した高い耐クリープ性を有する上、耐磨耗性にも優れたローラを備えることにより、乗用車等の乗降口を開閉するためのスライドドア等に好適に適用できるローラ装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、吸水性が低く、かつ塩化カルシウムに対する耐性に優れるとともに、耐クリープ性や耐磨耗性にも優れた樹脂製のローラと、前記ローラを組み込んだローラ装置とを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のローラ装置の、実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】前記ローラ装置をセンターローラ部に組み込んだスライドドアの概略を示す斜視図である。
【図３】前記センターローラ部の要部を拡大して示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例、比較例において樹脂組成物の耐摩耗性を評価するために実施した耐摩耗試験の試験方法を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〈ローラおよびローラ装置〉
図１は、本発明のローラ装置の、実施の形態の一例を示す断面図である。
図１を参照して、この例のローラ装置１は、内輪２、外輪３、前記内輪２および外輪３の間に配設された転動体としての複数の玉４、および前記複数の玉４を内輪２、外輪３間で略等間隔に保持するための保持器５を含む転がり軸受６を備えている。
【００２６】
このうち内輪２は、例えば軸受鋼等によって環状に形成され、その外周面７の幅方向の中央には、前記玉４を転動させるための軌道を構成する環状の軌道溝８が、径方向内方へ凹入させて設けられている。
また外輪３は、同様に軸受鋼等によって環状に形成され、その内周面９の幅方向の中央には、前記玉４を転動させるための軌道を構成する環状の軌道溝１０が、径方向外方へ凹入させて設けられている。
【００２７】
外輪３の外周面１１には、当該外周面１１を全周に亘って覆うように、ローラ１２が配設されている。
前記外輪３とローラ１２とは、外周面１１の幅方向の、図では２箇所に、径方向内方へ凹入させて形成された環状の凹溝１３と、ローラ１２の内周面１４の、前記凹溝１３に対応する位置に、径方向内方へ突出させて設けた環状の凸条１５とを互いに嵌め合わせた状態で一体化されている。
【００２８】
前記外輪３とローラ１２とは、例えばローラ１２の外形に対応した型窩を有する金型内に転がり軸受６をセットした状態で、前記型窩内に、ローラ１２のもとになる樹脂組成物を注入する、いわゆるインサート成形等によって互いに一体化することができる。
外輪３の内周面９の、軌道溝１０の両側には、内輪２と外輪３との間をシールするシール１６の基部１７を嵌め合わせて固定するための環状のシール溝１８が、軌道溝１０と平行に設けられて、前記シール１６が固定されている。
【００２９】
また内輪２の外周面７の、軌道溝８の両側には、環状の凹溝１９が、軌道溝８と平行に設けられおり、前記凹溝１９に、前記シール１６のシールリップ２０の先端が挿入されて、内外両輪２、３間がシール１６によってシールされている。
図２は、前記ローラ装置をセンターローラ部に組み込んだスライドドアの概略を示す斜視図である。また図３は、前記センターローラ部の要部を拡大して示す斜視図である。
【００３０】
図２、図３を参照して、この例のローラ装置１は、例えばスライドドア２１をその上下方向の中間部で、車体２２の外面に設けたガイドレール２３に沿ってガイドするためのセンターローラ部２４に、好適に組み込むことができる。
前記センターローラ部２４は、前記ガイドレール２３の長さ方向と略直交方向に延びる中心軸Ｌ１を中心として、スライドドア２１に対して略水平方向に首振り可能に設けられたヘッド２５を備えている。
【００３１】
またヘッド２５は、その中心軸Ｌ２が前記中心軸Ｌ１と直交方向に延びる支軸２６を備えており、前記支軸２６に、前記ローラ装置１の内輪２が取り付けられている。これによりローラ装置１の外輪３およびローラ１２は、ヘッド２５に対して、前記中心軸Ｌ２を中心として回転自在に支持されている。
前記ローラ装置１は、外輪３およびローラ１２をガイドレール２３上で転動させることによって、スライドドア２１を支持しながら、図２に示すように車体側面の乗降口を閉鎖した状態と、図示していないが車体外方へ振り出すとともに車体と平行に移動させて乗降口を開放させた状態との間で案内して開閉動作させるために機能する。
【００３２】
ローラ装置１の両側には、一対の補助ローラ２７が設けられている。補助ローラ２７は、その中心軸Ｌ３が前記中心軸と平行に設けられており、図示していないがガイドレール２３の内側面に当接しながら転動することで、スライドドア２１の外れ止めとして機能する。
〈樹脂組成物〉
前記ローラ装置１のローラ１２は、式(iv)：
【００３３】
【化３】
0005769013.tif 000004
【００３４】
〔式中ａは４〜９の数を示す。〕
で表される繰り返し単位、および式(iii)：
【００３５】
【化４】
0005769013.tif 000005
【００３６】
〔式中ｂは９〜１１の数を示す。〕
で表される繰り返し単位の、質量比Ｗｉｖ／Ｗｉｉｉ＝６０／４０の共重合体のみをベースレジンとして含む樹脂組成物によって、前記のように環状に形成される。
前記共重合体は、ナイロン６Ｔ、ナイロン９Ｔ等の芳香族ナイロンに相当する前記式(iv)で表される繰り返し単位、および脂肪族ナイロンのうちナイロン１１、ナイロン１２等に相当する前記式(iii)で表される繰り返し単位によって形成されるため、ナイロン４６、ナイロン６６等に比べて吸水性が著しく低い上、塩化カルシウムに対する耐性に優れている。
【００３７】
また前記共重合体は、前記式(iv)で表される繰り返し単位の作用によって、前記芳香族ナイロンと同等の高い耐クリープ性を有する上、式(iii)で表される繰り返し単位の作用によって、脂肪族ナイロンと同等またはそれ以上の高い耐摩耗性をも兼ね備えている。
そのため、ベースレジンとして前記共重合体のみを含む樹脂組成物によってローラを形成することができ、形成されたローラは、脂肪族ナイロンと芳香族ナイロンのアロイのように海−島構造を構成せずに均一相を呈するため、結晶化度が低下して前記耐摩耗性や耐クリープ性が低下するのを防止することもできる。
【００３８】
したがって、前記共重合体のみをベースレジンとして含む樹脂組成物によって環状に形成することで、吸水性が低く、かつ塩化カルシウムに対する耐性に優れているとともに、耐クリープ性や耐磨耗性にも優れたローラ１２を得ることができる。
【００３９】
前記共重合体における、式(iv)で表される繰り返し単位と、式(iii)で表される繰り返し単位の質量比Ｗｉｖ／Ｗｉｉｉは６０／４０に限定される。
前記範囲より式(iv)で表される繰り返し単位の割合が少ない場合には、当該繰り返し単位による、ローラ１２の耐クリープ性を維持する効果が得られないおそれがある。一方、前記範囲より式(iii)で表される繰り返し単位の割合が少ない場合には、当該繰り返し単位による、ローラ１２の耐摩耗性を向上する効果が得られないおそれがある。
【００４０】
前記共重合体としては、これに限定されないが、例えば式(iv)中のａが６、式(iii)中のｂが１０で、かつ質量比Ｗｉｖ／Ｗｉｉｉが６０／４０である、東洋紡績(株)製のバイロアミド（登録商標）ＭＪ−３００等が挙げられる。
ベースレジンとしては、先に説明したように基本的には、前記共重合体を１種単独で使用するのが、海−島構造を生じさせずに均一相を構成する点、および構成を簡略化する点で好ましい。
【００４１】
ただし、前記質量比Ｗｉｖ／Ｗｉｉｉの異なる２種以上の共重合体を併用して、ベースレジンの全体での質量比Ｗｉｖ／Ｗｉｉｉを調整するようにしてもよい。また、特に前記共重合体と良好な相溶性を有し、海−島構造を生じさせるおそれのない他のナイロンの１種または２種以上を、ベースレジンとして併用してもよい。
前記樹脂組成物は、従来同様に強化繊維を含んでいてもよい。
【００４２】
強化繊維としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、繊維状の珪灰石（ウォラストナイト）、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ繊維、金属繊維（銅、鋼、ステンレス鋼等）、芳香族ポリアミド（アラミド）繊維、チタン酸カリウムウィスカー、グラファイトウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、アルミナウィスカー等の１種または２種以上が挙げられる。
【００４３】
特に、ローラの耐摩耗性や耐クリープ性を向上する効果に優れた炭素繊維が好ましい。
炭素繊維の配合割合は、樹脂組成物の総量の２５質量％以上、４０質量％以下であるのが好ましい。
配合割合が前記範囲未満では、炭素繊維を配合することによる、ローラの耐摩耗性や耐クリープ性を向上する効果が十分に得られないおそれがある。また、前記範囲を超える場合には、樹脂組成物を調製するために各成分を配合して混練したりするのが困難になるおそれがある。
【００４４】
前記樹脂組成物には、さらに必要に応じて、例えばポリオレフィンやエラストマ等の衝撃性改質剤、着色剤等の従来公知の種々の添加剤を、任意の割合で配合してもよい。
【実施例】
【００４５】
〈実施例１〉
式(iv)で表される繰り返し単位と、式(iii)で表される繰り返し単位とからなる共重合体であって、式(iv)中のａが６、式(iii)中のｂが１０で、かつ質量比Ｗｉｖ／Ｗｉｉｉが６０／４０であるベースレジンに、強化繊維としての炭素繊維を配合して樹脂組成物を調製した。炭素繊維の配合割合は、樹脂組成物の総量の３０質量％であった。
【００４６】
〈比較例１〉
式(iv)で表される繰り返し単位と、式(iii)で表される繰り返し単位とからなる共重合体であって、式(iv)中のａが６、式(iii)中のｂが１０で、かつ質量比Ｗｉｖ／Ｗｉｉｉが７０／３０であるベースレジンを用いたこと以外は実施例１と同様にして、樹脂組成物を調製した。
【００４７】
〈比較例２〉
ベースレジンとしてナイロン４６（ＰＡ４６）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、樹脂組成物を調製した。
〈比較例３〉
ベースレジンとしてナイロン６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、樹脂組成物を調製した。
【００４８】
〈比較例４〉
ベースレジンとしてナイロン１１（ＰＡ１１）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、樹脂組成物を調製した。
〈荷重たわみ温度測定〉
前記各実施例、比較例で調製した樹脂組成物を用いて、日本工業規格ＪＩＳ  Ｋ７１９１−１：２００７（ＩＳＯ７５−１：２００４）「プラスチック−荷重たわみ温度の求め方−第１部：通則」において規定された試験片を作製し、前記規格、およびＪＩＳ  Ｋ７１９１−２：２００７（ＩＳＯ７５−２：２００４）「プラスチック−荷重たわみ温度の求め方−第２部：プラスチック及びエボナイト」に所載のＡ法（荷重１．８ＭＰａ）に則って荷重たわみ温度を測定して耐クリープ性を評価した。
【００４９】
〈吸水率測定〉
前記各実施例、比較例のうち比較例１、２で調製した樹脂組成物を用いて、日本工業規格ＪＩＳ  Ｋ７２０９：２０００「プラスチック−吸水率の求め方」において規定された試験片を作製し、前記規格に所載のＤ法に則って吸水量を測定して吸水性を評価した。
【００５０】
〈耐摩耗試験〉
前記各実施例、比較例で調製した樹脂組成物を用いて、図４に示すように有底円筒状で、かつその外径が２５ｍｍ、内径が１５ｍｍの試験片２８を作製した。
平盤上に、中心軸Ｌ４を中心として１２０°ずつの角度を設けて等角度で、自転しないように３本の鋼製のコロ２９を固定した上に、前記試験片２８を、開口側を下にして、その中心軸Ｌ５が前記中心軸Ｌ４と一致するように、図中に太線の矢印で示すように当接させた。
【００５１】
次いで試験片２８を、２００Ｎの圧接力でコロ２９に圧接させながら、中心軸Ｌ５を中心として０．５ｍ／秒の回転速度で１０秒間連続回転させたのち１０秒間停止させる動作を２時間に亘って連続して実施したのち、試験片２８の高さＨの変化量を摩耗量として測定して耐摩耗性を評価した。
摩耗量は、高さＨが減少する方向に変化した場合を（＋）、逆に高さＨが増加する方向に変化した場合を（−）として表すこととする。比較例４は、下記表１に示すように高さＨが増加した。この原因としては熱膨張等が考えられる。また比較例３は試験中に溶融して破損したため高さＨを測定することができなかった。
【００５２】
以上の結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
0005769013.tif 000006
【００５４】
表１の結果より、ベースレジンとして式(iii)(iv)で表される繰り返し単位からなる共重合体を用いることにより、従来のナイロン４６に比べて吸水性を低く抑えることができる上、上記繰り返し単位の質量比Ｗｉｖ／Ｗｉｉｉを６０／４０とすることにより、良好な耐摩耗性を維持しながら、耐クリープ性を向上できることが判った。
【符号の説明】
【００５５】
１：ローラ装置、２：内輪、３：外輪、４：玉（転動体）、５：保持器、６：転がり軸受、７：外周面、８：軌道溝、９：内周面、１０：軌道溝、１１：外周面、１２：ローラ、１３：凹溝、１４：内周面、１５：凸条、１６：シール、１７：基部、１８：シール溝、１９：凹溝、２０：シールリップ、２１：スライドドア、２２：車体、２３：ガイドレール、２４：センターローラ部、２５：ヘッド、２６：支軸、２７：補助ローラ、２８：試験片、２９：コロ
【図１】
0005769013.tif 000009
【図２】
0005769013.tif 000010
【図３】
0005769013.tif 000011
【図４】
0005769013.tif 000012