(57)【要約】【課題】焼き付け塗装時にクリープ変形しない高い耐クリープ性を有すると共に、耐衝撃性にも優れており、しかも、ガイドレールに対して攻撃性を有さない樹脂製部材を備えた、スライドドア用のガイドローラを提供する。【解決手段】ベースレジンと、繊維径φ８μｍ以下の炭素繊維、およびウィスカからなる群より選ばれた少なくとも１種の強化繊維と、衝撃性改質材とを含み、１２０℃での曲げ弾性率が５０００〜１５０００ＭＰａである樹脂組成物を用いて、転がり軸受９の外輪３の外周１０を被覆して、ガイドレール１８上を転動するローラの外周面１１を構成する樹脂製部材１２を形成した、車両用のスライドドア用のガイドローラ１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けたガイドレール上を転動して、前記車両の乗降口を、スライドドアで閉鎖した状態と、前記スライドドアを、車両外方へ振り出すと共に、車両と平行に移動させて乗降口を開放させた状態との間で、前記スライドドアを案内するためのガイドローラであって、内輪および外輪と、前記内輪と外輪との間に配設される転動体とを備え、前記内輪がスライドドアに取り付けられる転がり軸受と、前記転がり軸受の外輪の外周に一体に被覆されて、前記ガイドレール上を転動するローラの外周面を構成する樹脂製部材とを備えると共に、前記樹脂製部材が、ベースレジンと、繊維径φ８μｍ以下の炭素繊維、およびウィスカからなる群より選ばれた少なくとも１種の強化繊維と、衝撃性改質材とを含み、１２０℃での曲げ弾性率が５０００〜１５０００ＭＰａである樹脂組成物によって形成されていることを特徴とするガイドローラ。
【請求項２】
ベースレジンが、ポリアミド６Ｔ、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、およびポリアミド９Ｔからなる群より選ばれた少なくとも１種の樹脂である請求項１に記載のガイドローラ。
【請求項３】
強化繊維の、樹脂組成物の総量中に占める割合が５〜４０質量％である請求項１に記載のガイドローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車等の車体の乗降口を開閉するためのスライドドアを、前記車体に設けたガイドレール上を転動することによって、開閉のために、前記ガイドレールに沿って案内するためのガイド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共に、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、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ため、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まで、広く普及しつつある。スライドドアを、前記のように開閉動作させるためには、車体に設けたガイドレール上を転動して、前記スライドドアを、前記２状態間で案内するためのガイドローラが用いられる。
【０００３】
また、ガイドローラとしては、内輪および外輪と、前記内輪と外輪との間に配設される転動体とを備え、前記内輪がスライドドアに取り付けられる転がり軸受と、前記転がり軸受の外輪の外周に一体に被覆されて、前記ガイドレール上を転動するローラの外周面を構成する樹脂製部材とを備えたものが、一般的に用いられる（特許文献１）。転がり軸受の外輪の外周を樹脂製部材で被覆するのは、スライドドアの開閉時の静粛性を高めるためである。前記樹脂製部材は、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等を用いて形成されるのが一般的である。これは、スライドドアが、車体との色目を揃えるために、ガイドローラを組み込んで、車体に組み付けた状態で、前記車体と共に焼き付け塗装されるため、ガイドローラの樹脂製部材には、焼き付けの温度でクリープ変形しない高い耐クリープ性が求められるためである。
【特許文献１】特開平１１−３３４３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記従来の樹脂は、高い耐クリープ性を保持できるものの、いずれも靭性が低いことから、耐衝撃性の更なる向上が求められている。高い耐クリープ性を維持しながら、耐衝撃性を向上させるためには、前記樹脂に、強化繊維としてガラス繊維を含有させるのが一般的であるが、ガラス繊維は、金属製のガイドレールに対して攻撃性を有するため、ガイドローラを構成する樹脂製部材には、前記ガラス繊維を含有させることはできない。また、前記樹脂に、ガラス繊維以外の他の強化繊維を配合しても、前記ガラス繊維と同等程度まで樹脂の靭性を高めて、耐衝撃性を向上することはできない。
【０００５】
本発明の目的は、焼き付け塗装時にクリープ変形しない高い耐クリープ性を有すると共に、耐衝撃性にも優れており、しかも、ガイドレールに対して攻撃性を有さない樹脂製部材を備えた、スライドドア用のガイドローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、発明者は、樹脂製部材のもとになる樹脂組成物を構成する各成分について、検討を行った。その結果、ベースレジンとして、耐熱性が高い上、適度な柔軟性を有するものを用いると共に、前記ベースレジンを、柔軟で、ガイドレールに対して攻撃性を有さない上、樹脂の剛性を高めて耐クリープ性を向上させる効果を有する、繊維径φ８μｍ以下の炭素繊維、および繊維長が著しく小さいため、やはりガイドレールに対して攻撃性を有さない上、樹脂の剛性を高めて耐クリープ性を向上させる効果を有するウィスカからなる群より選ばれた少なくとも１種の強化繊維、および樹脂の靭性を高めて、耐衝撃性を向上する効果を有する衝撃性改質材と併用して、１２０℃での曲げ弾性率が５０００〜１５０００ＭＰａである樹脂組成物を構成すればよいことを見出した。すなわち、前記各成分の相乗効果によって、焼き付け塗装時にクリープ変形しない高い耐クリープ性を有すると共に、これまでより耐衝撃性にも優れており、しかも、ガイドレールに対して攻撃性を有さない樹脂製部材を備えたガイドローラを提供することが可能となる。
【０００７】
したがって、本発明は、車両に設けたガイドレール上を転動して、前記車両の乗降口を、スライドドアで閉鎖した状態と、前記スライドドアを、車両外方へ振り出すと共に、車両と平行に移動させて乗降口を開放させた状態との間で、前記スライドドアを案内するためのガイドローラであって、内輪および外輪と、前記内輪と外輪との間に配設される転動体とを備え、前記内輪がスライドドアに取り付けられる転がり軸受と、前記転がり軸受の外輪の外周に一体に被覆されて、前記ガイドレール上を転動するローラの外周面を構成する樹脂製部材とを備えると共に、前記樹脂製部材が、ベースレジンと、繊維径φ８μｍ以下の炭素繊維、およびウィスカからなる群より選ばれた少なくとも１種の強化繊維と、衝撃性改質材とを含み、１２０℃での曲げ弾性率が５０００〜１５０００ＭＰａである樹脂組成物によって形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
前記本発明のガイドローラに用いる、前記の条件を満足するベースレジンとしては、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、およびＰＡ９Ｔからなる群より選ばれた少なくとも１種の樹脂が挙げられる。また、強化繊維の、樹脂組成物の総量中に占める割合は５〜４０質量％であるのが好ましい。強化繊維の割合が前記範囲未満では、前記強化繊維を配合することによる、樹脂の剛性を高めて耐クリープ性を向上させる効果が不十分になるおそれがあり、前記範囲を超える場合には、余剰の強化繊維が樹脂の靭性を低下せしめるので、耐衝撃性を向上させる効果が不十分になるおそれがある。
【０００９】
衝撃性改質材としては、ポリオレフィン、およびエラストマーからなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましく、前記衝撃性改質材の、樹脂組成物の総量中に占める割合が２〜５質量％であるのが好ましい。衝撃性改質材の割合が前記範囲未満では、前記衝撃性改質材を配合することによる、樹脂の靭性を高めて耐衝撃性を向上させる効果が不十分になるおそれがあり、前記範囲を超える場合には、余剰の衝撃性改質材が樹脂の剛性を低下せしめるので、耐クリープ性を向上させる効果が不十分になるおそれがある。
【００１０】
本発明のガイドローラの具体的な形状としては、転がり軸受の外輪の外周の、軸方向に沿う幅方向の一方の端縁に、外輪の径方向外方へ突出された第一凸条が設けられ、かつ、前記外周の、幅方向の中心より、他方の端縁側の領域に、前記第一凸条よりも突出高さが小さい、外輪の径方向外方へ突出された第二凸条が設けられていると共に、樹脂製部材が、前記外周の、第一凸条より他方の端縁側の領域に、第二凸条を埋没させた状態で、一体に被覆されているのが好ましい。ガイドローラは、通常、スライドドアを開閉するために車両外方へ振り出すことによって、転がり軸受の中心軸が、ガイドレールの表面とほぼ水平とされた状態で、前記ガイドレール上を転動すると共に、前記スライドドアを車両の乗降口に押し込んで、乗降口を閉鎖した際には、前記転がり軸受の中心軸が、ガイドレールの表面に対して傾斜した状態で、前記ガイドレール上に当接して、スライドドアを支持する働きをする。
【００１１】
そのため、ローラの外周面を構成する樹脂製部材には、ガイドレール上を転動する際に、前記外周面に、転がり軸受の軸方向と直交する方向から加えられる荷重（スライドドアの重量）に耐えて、圧壊したりしないことが求められるだけでなく、閉鎖時に、前記外周面に、転がり軸受の軸方向と直交する方向に対して斜め方向から加えられる荷重にも耐えて、例えば先に説明したように、特に焼き付け塗装時に、クリープ変形を生じたり、軟化した樹脂製部材が、前記中心軸の傾斜に沿って、転がり軸受の外輪の外周の幅方向にずれたり、外輪から脱落したりしないことも求められる。そこで、特許文献１に記載の発明においては、外輪の外周に浅い凹溝を形成すると共に、樹脂製部材を、前記凹溝を埋めるように形成することで、前記樹脂製部材が幅方向にずれたり、外輪から脱落したりするのを抑制しているが、浅い凹溝では、前記抑制効果が十分に得られないという問題がある。
【００１２】
これに対し、先に説明した構造を採用したガイドローラを、スライドドアによって車両の乗降口を閉鎖した状態において、樹脂製部材の外周面の、第二凸条を埋没させた領域が、ガイドレールの表面に当接される方向に向けて、スライドドアに組み付けた場合には、例えば焼き付け塗装時に、樹脂製部材中に埋没させた前記第二凸条によって、樹脂製部材を下支えして、そのクリープ変形を、さらに確実に、防止することができる。また、軟化した樹脂製部材が、中心軸の傾斜に沿って、転がり軸受の外輪の外周の幅方向にずれるのを、前記ずれの方向に設けた第一凸条によって防止できるため、前記ずれや、外輪からの脱落が発生するのを防止することもできる。
【００１３】
前記の構造を有するガイドローラは、転がり軸受を保持する保持部と、
前記保持部に保持される転がり軸受の外輪との間で、樹脂製部材の形状に対応する空間を形成する型窩と、
外輪の外周の、幅方向の他方の端縁に対応する位置で、前記型窩に繋がれた、型窩内に樹脂を注入するためのディスクゲートと、
を有する金型を用いて、前記保持部に転がり軸受を保持させた状態で、型窩内に、ディスクゲートを通して樹脂組成物を注入して樹脂製部材が形成されることで製造されているのが好ましい。前記構成によれば、ディスクゲートを通して、型窩内に、その周方向にほぼ均等に、樹脂組成物を注入できるため、樹脂製部材の真円度を高めて、ガイドローラの静粛性をさらに高めると共に、前記樹脂製部材の、特に周方向の強度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明のガイドローラの、実施の形態の一例を示す断面図である。図１を参照して、この例のガイドローラ１は、内輪２および外輪３と、前記内輪２と外輪３との間に配設される転動体４と、前記転動体４を保持する保持器５と、内外両輪２、３間をシールする密封シール６、７とを備え、前記内輪２が、スライドドアの支軸８に取り付けられる転がり軸受９と、前記転がり軸受９の外輪３の外周１０に一体に被覆されて、ローラの外周面１１を構成する樹脂製部材１２とを備えている。
【００１５】
前記のうち、樹脂製部材１２は、本発明では、ベースレジンと、繊維径φ８μｍ以下の炭素繊維、およびウィスカからなる群より選ばれた少なくとも１種の強化繊維と、衝撃性改質材とを含み、日本工業規格ＪＩＳ  Ｋ７１７１：１９９４「プラスチック−曲げ特性の試験方法」に所載の測定方法に則って測定される、１２０℃での曲げ弾性率が５０００〜１５０００ＭＰａである樹脂組成物によって形成される。
【００１６】
本発明において、樹脂組成物の、１２０℃での曲げ弾性率が５０００〜１５０００ＭＰａに限定されるのは、曲げ弾性率が前記範囲未満では、樹脂組成物の耐熱性が不十分で、樹脂製部材が、焼き付け塗装時にクリープ変形しやすくなるという問題を生じるためである。また、前記範囲を超える場合には、樹脂組成物の柔軟性が不足して、樹脂製部材の耐衝撃性が低下するためである。なお、高い耐熱性と、良好な耐衝撃性とを兼ね備えた樹脂製部材を形成することを考慮すると、樹脂組成物の曲げ弾性率は、前記範囲内でも７０００〜１３０００ＭＰａ、特に８０００〜１２０００ＭＰａであるのが好ましい。
【００１７】
ベースレジンとしては、ＰＡ６Ｔ、ＰＰＳ、ＰＡＩ、ＰＥＩ、ＰＳＦ、ＰＥＳ、ＰＥＫ、ＰＥＥＫ、ＴＰＩ、およびＰＡ９Ｔからなる群より選ばれた少なくとも１種の樹脂が挙げられる。中でもＰＡ９Ｔが、適度な柔軟性を有する上、高い耐クリープ性を有するため、好適に使用される。
強化繊維の、樹脂組成物の総量中に占める割合は５〜４０質量％、中でも１０〜４０質量％、特に１５〜３０質量％であるのが好ましい。強化繊維の割合が前記範囲未満では、前記強化繊維を配合することによる、樹脂の剛性を高めて耐クリープ性を向上させる効果が不十分になるおそれがあり、前記範囲を超える場合には、余剰の強化繊維が樹脂の靭性を低下せしめるので、耐衝撃性を向上させる効果が不十分になるおそれがある。
【００１８】
なお、強化繊維のうち炭素繊維の繊維径は、ガイドレールに対する攻撃性を生じるのを防止しながら、樹脂の剛性を高めて耐クリープ性を向上させることを考慮すると、前記８μｍ以下の範囲内でも１μｍ以上、特に４〜８μｍであるのが好ましい。また、強化繊維のうちウィスカとしては、チタン酸カリウム系ウィスカ、炭化ケイ素系ウィスカ、窒化ケイ素系ウィスカ、アルミナ系ウィスカ、グラファイト系ウィスカ等の１種または２種以上が挙げられる。
【００１９】
また、ウィスカとしては、単純な針状のものの他、中心結晶から、複数の針状結晶が放射状に伸びた形状のもの等を用いることもでき、後者のウィスカは形状異方性が小さいことから、樹脂製部材を均一に補強する効果に優れている。なお、ウィスカは、ガイドレールに対する攻撃性を生じるのを防止しながら、樹脂の剛性を高めて耐クリープ性を向上させることを考慮すると、前記単純な針状のものの場合、その繊維長が５〜１００μｍであるのが好ましく、繊維径が０．１〜３μｍ、特に０．５〜１μｍであるのが好ましい。また、後者のウィスカにおいては、中心結晶から伸びる針状結晶の本数が３〜８本、特に３〜６本であるのが好ましい。また、個々の針状結晶の繊維長が０．１〜１０μｍ、特に０．５〜５μｍであるのが好ましく、繊維径が０．１〜３μｍ、特に０．５〜１μｍであるのが好ましい。
【００２０】
衝撃性改質材としては、ポリオレフィン、およびエラストマーからなる群より選ばれた少なくとも１種が用いられ、このうちポリオレフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン等が挙げられる。また、エラストマーとしては、天然ゴムの他、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリルにトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム等の合成ゴムや、スチレン系、ウレタン系、エステル系、ポリアミド系等の熱可塑性エラストマー等が挙げられる。衝撃性改質材は、それぞれ、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
衝撃性改質材の、樹脂組成物の総量中に占める割合は２〜５質量％であるのが好ましい。衝撃性改質材の割合が前記範囲未満では、前記衝撃性改質材を配合することによる、樹脂の靭性を高めて耐衝撃性を向上させる効果が不十分になるおそれがあり、前記範囲を超える場合には、余剰の衝撃性改質材が樹脂の剛性を低下せしめるので、耐クリープ性を向上させる効果が不十分になるおそれがある。樹脂組成物には、前記各成分の機能を阻害しない範囲で、例えば着色剤等の、種々の添加剤を含有させてもよい。
【００２２】
図１を参照して、図の例のガイドローラ１では、外輪３の外周１０の、軸方向に沿う幅方向の一方（図において左側）の端縁に、外輪３の径方向外方へ突出された第一凸条１３が設けられていると共に、前記外周１０の、幅方向の中心（Ｃ−Ｃ線で示す）より他方の端縁側（図において右側）の領域に、前記第一凸条１３よりも突出高さが小さい、外輪３の径方向外方へ突出された第二凸条１４が設けられている。そして、樹脂製部材１２は、前記外周１０の、第一凸条１３より他方の端縁側の領域に、第二凸条１４を埋没させた状態で、一体に被覆されている。なお、図において符合１５は、外輪３の内周に設けた転動体４の軌道面１６に対応させて、前記外輪３の外周に設けた、外輪３の肉厚を確保するための膨出部である。
【００２３】
図２は、スライドドア１７を開閉するために車両外方へ振り出した状態における、ガイドローラ１の部分を拡大した正面図、図３は、前記状態における、ガイドローラ１の拡大断面図である。また、図４は、前記スライドドア１７を車両の乗降口に押し込んで、乗降口を閉鎖した状態における、ガイドローラ１の部分を拡大した正面図、図５は、前記状態における、ガイドローラ１の拡大断面図である。
【００２４】
図１〜図３を参照して、スライドドア１７を開閉するために車両外方へ振り出した際に、ガイドローラ１は、転がり軸受９の中心軸Ｓが、ガイドレール１８の表面とほぼ水平とされた状態で、前記ガイドレール１８上を転動し、また図１、図４、図５を参照して、前記ガイドローラ１は、スライドドア１７を車両の乗降口に押し込んで、乗降口を閉鎖した際には、前記転がり軸受９の中心軸Ｓが、ガイドレール１８の表面に対して傾斜した状態で、前記ガイドレール１８上に当接して、スライドドア１７を支持する働きをする。
【００２５】
図１の例のガイドローラ１は、スライドドア１７によって車両の乗降口を閉鎖した、図４の状態において、図５に見るように、樹脂製部材１２の外周面の、第二凸条１４を埋没させた領域が、ガイドレールの表面に当接される方向に向けて、スライドドアに組み付けられ、それによって、例えば焼き付け塗装時に、樹脂製部材１２中に埋没させた前記第二凸条１４によって、樹脂製部材１２を下支えして、そのクリープ変形を、さらに確実に、防止することができる。また、軟化した樹脂製部材１２が、中心軸Ｓの傾斜に沿って、転がり軸受９の外輪３の外周の、図５中に黒矢印で示す幅方向にずれるのを、前記ずれの方向に設けた第一凸条１３によって防止できるため、前記ずれや、外輪３からの脱落が発生するのを防止することもできる。
【００２６】
図１を参照して、図の例のガイドローラ１は、転がり軸受９を保持する保持部と、
前記保持部に保持される転がり軸受９の外輪３との間で、樹脂製部材１２の形状に対応する空間を形成する型窩と、
外輪３の外周１０の、幅方向の他方の端縁に対応する、図中に白矢印で示す位置で、前記型窩に繋がれた、型窩内に樹脂を注入するための、外輪３の周方向に環状に繋がったディスクゲートと、
を有する金型を用いて、前記保持部に転がり軸受９を保持させた状態で、型窩内に、ディスクゲートを通して樹脂組成物を注入して樹脂製部材１２を形成して製造される。これにより、ディスクゲートを通して、型窩内に、その周方向にほぼ均等に、樹脂組成物を注入できるため、樹脂製部材１２の真円度を高めて、ガイドローラ１の静粛性をさらに高めると共に、前記樹脂製部材１２にウェルドライン等の成形不良が発生するのを防止して、特に、その周方向の強度を向上することができる。
【００２７】
なお、本発明のガイドローラは、図の例のものには限定されない。先に説明した所定の曲げ強度を有するベースレジンと、繊維径φ８μｍ以下の炭素繊維、およびウィスカからなる群より選ばれた少なくとも１種の強化繊維と、衝撃性改質材とを含む樹脂組成物を用いて樹脂製部材が形成されていれば、その構造等は、任意に選択することができる。その他、本発明の要旨を変更しない範囲で、種々の変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のガイドローラの、実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】スライドドアを開閉するために車両外方へ振り出した状態における、ガイドローラの部分を拡大した正面図である。
【図３】図２の状態における、ガイドローラの拡大断面図である。
【図４】前記スライドドアを車両の乗降口に押し込んで、乗降口を閉鎖した状態における、ガイドローラ１の部分を拡大した正面図である。
【図５】図４の状態における、ガイドローラの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…ガイドローラ、２…内輪、３…外輪、４…転動体、５…保持器、６…密封シール、７…密封シール、８…支軸、９…転がり軸受、１０…外周、１１…外周面、１２…樹脂製部材、１３…第一凸条、１４…第二凸条、１５…膨出部、１６…軌道面、１７…スライドドア、１８…ガイドレール、Ｓ…中心軸
【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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