JP2005316539A - ペダル部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】
軽量であって、かつ、支軸機械的物性や摺動特性に優れたモジュール化されたペダル部品を提供する。
【解決手段】
(A)ポリエステルを主成分とする樹脂100重量部に対し、
(B)α−オレフィンとα,β−不飽和酸のグリシジルエステルを重合させたことにより得られるグリシジル基を含有する重合体0.1〜15重量部、
(C)分子量1万〜100万の直鎖状ポリオレフィン1〜30重量部および
(D)強化充填剤0〜100重量部
を含む樹脂組成物によって構成されるペダル支軸部と、熱可塑性樹脂を主成分とするペダルアームをモジュール化したペダル部品。
【選択図】 なし
軽量であって、かつ、支軸機械的物性や摺動特性に優れたモジュール化されたペダル部品を提供する。
【解決手段】
(A)ポリエステルを主成分とする樹脂100重量部に対し、
(B)α−オレフィンとα,β−不飽和酸のグリシジルエステルを重合させたことにより得られるグリシジル基を含有する重合体0.1〜15重量部、
(C)分子量1万〜100万の直鎖状ポリオレフィン1〜30重量部および
(D)強化充填剤0〜100重量部
を含む樹脂組成物によって構成されるペダル支軸部と、熱可塑性樹脂を主成分とするペダルアームをモジュール化したペダル部品。
【選択図】 なし
Description
本発明は、軽量で、支軸機械的物性や摺動特性に優れたモジュール化されたペダル部品に関する。
近年、自動車分野に於ける排気ガス規制などの観点から、自動車部品の軽量化が要求されるようになってきている。同時に、材料コスト低減などの経済性の要求も厳しくなってきている。
一方、自動車のペダル類、ギヤ・ナット類、プーリー類などの機構部品への適用については、低反りを含めた優れた寸法精度および摺動特性が特に要求され、その性能のより一層の向上が求められている。
一方、自動車のペダル類、ギヤ・ナット類、プーリー類などの機構部品への適用については、低反りを含めた優れた寸法精度および摺動特性が特に要求され、その性能のより一層の向上が求められている。
このような状況下で、ペダル部品は、自動車、オートバイ、農機具などの車両、ゲーム機、鍵盤楽器などさまざま分野で使用されている。ペダル部品は、一般的に、運転者、作業者、演奏者などの足に加えられた力を伝達し、駆動機械を制御するために使われる部品である。特に、自動車分野では、アクセル、ブレーキまたはクラッチペダルなどに使われる。通常、ペダル部品は、ペダルアームと該ペダルアームを支持するペダル支軸から構成されている。
ペダル支軸部の構造は、例えば特許文献1〜3に示されている。特許文献1〜3には、ペダルアームとブラケット(ペダル支軸部)の両者が金属製の場合、金属間接触による異音の発生があり、これを防止するためペダルアームに樹脂製のボスを取り付け、樹脂と金属とが接触するようにすることで異音の発生を抑止することができると記載されている(特許文献1〜3)。
一方、特許文献4〜8には、ペダルアームに樹脂を採用することが記載されている。そして、該樹脂の候補として、ポリアミドを筆頭にポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンエーテル(PPE)などの単独あるいはアロイ化された熱可塑性樹脂に、ガラス繊維を20〜70重量%添加した強化材料が好ましいと記載されている。このように、樹脂製のペダルアームを使用すれば、金属製のブラケット(ペダル支軸部)であっても、異音の発生の抑止効果を期待できると記載されている(特許文献4〜8)。
しかし、ペダルアームは、剛性が重要視されるため、ブラケットまたはボス部の摩耗の発生が危惧された。また、上記のようにガラス繊維が20〜70重量%も配合されており、かつ、必ずしも摺動特性に配慮されたものではないため、この点からも、ブラケットまたはボス部の摩耗の発生が危惧された。
さらに、特許文献7には、樹脂製のペダルアームがボス部と一体的に成形されたものが開示されている(特許文献7)。しかし、この場合、ボス部の摩耗の発生も危惧される。
しかし、ペダルアームは、剛性が重要視されるため、ブラケットまたはボス部の摩耗の発生が危惧された。また、上記のようにガラス繊維が20〜70重量%も配合されており、かつ、必ずしも摺動特性に配慮されたものではないため、この点からも、ブラケットまたはボス部の摩耗の発生が危惧された。
さらに、特許文献7には、樹脂製のペダルアームがボス部と一体的に成形されたものが開示されている(特許文献7)。しかし、この場合、ボス部の摩耗の発生も危惧される。
ところで、ポリブチレンテレフタレート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂に代表される熱可塑性ポリエステル樹脂は、加工性の容易さ、機械的物性、耐熱性、その他の物理的・化学的特性に優れ、さらに、吸水などによる寸法変化が小さいことが知られている。そのため、自動車部品、電気・電子機器部品その他の精密機器部品の分野に幅広く使用されている。特に寸法精度の厳しい部品においても、好ましく使用されている。さらに、熱可塑性ポリエステル樹脂の中でも、ポリブチレンテレフタレート樹脂は結晶化速度が速いため射出成形用途に好適であるとされている。
しかしながら、一般のポリブチレンテレフタレート樹脂は比重が高く、ポリアミドやポリフェニレンオキサイドなどの他の樹脂を採用する場合と比べると軽量化に逆行するものである。さらに、ポリブリレンテレフタレート樹脂は、結晶性樹脂であるため、成形収縮率が大きく成形品が反ってしまう。このような問題は、特に、異方性が大きい、ガラス繊維などの強化充填剤を配合した材料においては顕著である。さらに、成形品が反ると寸法精度に影響を与えるため、精密部品に採用する場合には特に問題が多い。加えて、一般のポリブチレンテレフタレート樹脂は、摺動時の摩耗が大きいなど摺動特性も不十分である。
一方、特許文献9には、ポリブチレンテレフタレート樹脂の成形収縮率の低減や軽量化を図る方法として、他の樹脂を配合することを述べている。具体的には、特許文献9には、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ゴム変性ポリスチレン樹脂および芳香族ポリカーボネート樹脂からなる樹脂組成物が、成形収縮率低減と軽量化を達成すると記載されている(特許文献9)。
また、特許文献10には、ポリエステル樹脂と、α−オレフィンとα,β−不飽和酸のグリシジルエステルからなるグリシジル基含有重合体と、分子量10万〜100万の単一組成からなる直鎖状ポリオレフィンと、脂肪族エステルとの4成分からなるポリエステル樹脂組成物が摺動特性を改良すると記載されている(特許文献10)。
ここで、上述のような樹脂を特定の構造体の一部に使用する場合、他の部品との関係を考慮した上で、摺動特性や成形収縮率の低減を検討する必要がある。
しかしながら、支軸部とペダルアームという、摺動特性や成形収縮率の影響を受けやすい部品同士の組み合わせであるペダル部品について、両者の特徴や機能などを踏まえた上での検討は全くなされていなかった。
実際、これまでに、摺動特性を改良できる素材、軽量化を図れる素材、成形収縮率の低減を図れる素材については、広く検討されているが、2以上の部品を組み合わせた場合、特に、支軸部とアーム部という特殊な用途と、部品同士の関係を踏まえた上では、これらの特性についての検討は、全くなされていない。
しかしながら、支軸部とペダルアームという、摺動特性や成形収縮率の影響を受けやすい部品同士の組み合わせであるペダル部品について、両者の特徴や機能などを踏まえた上での検討は全くなされていなかった。
実際、これまでに、摺動特性を改良できる素材、軽量化を図れる素材、成形収縮率の低減を図れる素材については、広く検討されているが、2以上の部品を組み合わせた場合、特に、支軸部とアーム部という特殊な用途と、部品同士の関係を踏まえた上では、これらの特性についての検討は、全くなされていない。
本発明は、上記課題を解決することを目的とするものであって、成形性および摺動特性のいずれにも優れた支軸部とペダルアームとをモジュール化したペダル部品であって、軽量であり、かつ、特に、自動車分野における走行感覚の優れた、ペダル部品を提供することである。
本発明は、鋭意検討を行った結果、ペダル支軸部およびペダルアーム部に、それぞれ、適した樹脂素材を採用することにより、上記課題を解決しうることを見出した。具体的には、以下の手段を採用した。
(1)(A)ポリエステルを主成分とする樹脂100重量部に対し、
(B)α−オレフィンとα,β−不飽和酸のグリシジルエステルを重合させたことにより得られるグリシジル基を含有する重合体0.1〜15重量部、
(C)分子量1万〜100万の直鎖状ポリオレフィン1〜30重量部および
(D)強化充填剤0〜100重量部
を含む樹脂組成物によって構成されるペダル支軸部と、熱可塑性樹脂を主成分とするペダルアームをモジュール化したペダル部品。
(B)α−オレフィンとα,β−不飽和酸のグリシジルエステルを重合させたことにより得られるグリシジル基を含有する重合体0.1〜15重量部、
(C)分子量1万〜100万の直鎖状ポリオレフィン1〜30重量部および
(D)強化充填剤0〜100重量部
を含む樹脂組成物によって構成されるペダル支軸部と、熱可塑性樹脂を主成分とするペダルアームをモジュール化したペダル部品。
(2)前記ポリエステルを主成分とする樹脂と前記直鎖状ポリオレフィンの、温度270℃、せん断速度1000sec-1における溶融粘度の比が1:0.3〜2.0の範囲である(1)に記載のペダル部品。
(3)前記直鎖状ポリオレフィンと前記グリシジル基を含有する重合体との重量配合比が1:0.05〜0.8である(1)または(2)に記載のペダル部品。
(3)前記直鎖状ポリオレフィンと前記グリシジル基を含有する重合体との重量配合比が1:0.05〜0.8である(1)または(2)に記載のペダル部品。
(4)前記(D)強化充填剤の配合量が10〜100重量部である(1)〜(3)のいずれかに記載のペダル部品。
(5)前記直鎖状ポリオレフィンの分子量が2万〜10万である(4)に記載のペダル部品。
(5)前記直鎖状ポリオレフィンの分子量が2万〜10万である(4)に記載のペダル部品。
(6)前記(A)ポリエステルを主成分とする樹脂が
(a)ポリエステル50〜96重量%、
(b)ゴム変性ポリスチレン系樹脂35〜3重量%および
(c)芳香族ポリカーボネート樹脂および/またはポリスチレン−無水マレイン酸重合体15〜1重量%を含む樹脂である(1)〜(5)のいずれかに記載のペダル部品。
(a)ポリエステル50〜96重量%、
(b)ゴム変性ポリスチレン系樹脂35〜3重量%および
(c)芳香族ポリカーボネート樹脂および/またはポリスチレン−無水マレイン酸重合体15〜1重量%を含む樹脂である(1)〜(5)のいずれかに記載のペダル部品。
(7)前記(C)分子量1万〜100万の直鎖状ポリオレフィンの配合量が、(A)ポリエステルを主成分とする樹脂100重量部に対し、10〜20重量部である請求項1〜6のいずれかに記載のペダル部品。
(8)前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレートおよびポリアセタールからなる群の中から選ばれた1つである請求項1〜7のいずれかに記載のペダル部品。
(8)前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレートおよびポリアセタールからなる群の中から選ばれた1つである請求項1〜7のいずれかに記載のペダル部品。
本発明の樹脂製ペダル支軸部と樹脂製ペダルアームをモジュール化することにより、軽量で異音などの発生しないペダル部品が得られた。本発明のペダル部品は、自動車に応用したときにドライバーに異音による不快感を与えることがなく、燃費もより向上させることが可能になった。
したがって、自動車、自転車、バイクなどの車両、その他広い用途範囲に適したペダルを提供することが可能になった。
したがって、自動車、自転車、バイクなどの車両、その他広い用途範囲に適したペダルを提供することが可能になった。
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。
尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
また、本発明における「重合体」には、単一のモノマーを重合してなる重合体の他、2種類以上のモノマーを重合して得られる共重合体も含む趣旨である。
尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
また、本発明における「重合体」には、単一のモノマーを重合してなる重合体の他、2種類以上のモノマーを重合して得られる共重合体も含む趣旨である。
本発明のペダル支軸部を構成する(A)ポリエステルを主成分とする樹脂は、(a)ポリエステルを主成分とするものであり、(a)ポリエステルのほかに、(b)ゴム変性ポリスチレン系樹脂、(c)芳香族ポリカーボネート樹脂及び/又は、ポリスチレン−無水マレイン酸重合体等を含んでいても良い。さらに、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、その他の樹脂を含んでいても良い。具体的には、他の熱可塑性樹脂(例えば、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリアセタールおよびポリフェニレンオキサイドなど)および/または熱硬化性樹脂(例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂およびエポキシ樹脂など)などを添加することができる。
本発明のペダル支軸部に用いることができる(a)ポリエステルとしては、本発明の趣旨を逸脱しない限り、公知のポリエステルを用いることができる。
ここで、ポリエステルとは、例えば、ジカルボン酸またはそのエステル誘導体とジオールの縮合反応によって得られるものであって、連鎖単位にエステル基を含有するものをいう。
ここで、ポリエステルとは、例えば、ジカルボン酸またはそのエステル誘導体とジオールの縮合反応によって得られるものであって、連鎖単位にエステル基を含有するものをいう。
ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ビフェニル−2,2'−ジカルボン酸、ビフェニル−3,3'−ジカルボン酸、ビフェニル−4,4'−ジカルボン酸、ビス(4,4'−カルボキシフェニル)メタン、アントラセンジカルボン酸および4,4'−ジフェニルエーテルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸および4,4'−ジシクロヘキシルジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸、ならびに、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸およびダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸が好ましく、芳香族ジカルボン酸がより好ましく、テレフタル酸がさらに好ましい。
ジオールとしては、炭素数2〜20(より好ましくは、炭素数2〜4)の脂肪族または脂環族ジオールならびにビスフェノール誘導体などが好ましく、炭素数2〜20(より好ましくは、炭素数2〜4)の脂肪族がより好ましい。
具体的には、テトラメチレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、4,4'−ジシクロヘキシルヒドロキシメタン、4,4'−ジシクロヘキシルヒドロキシプロパン、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加ジオール、グリセリンおよびトリメチロールプロパンなどのトリオールが好ましく、ジオールがより好ましく、テトラメチレングリコールおよびエチレングリコールがさらに好ましい。
具体的には、テトラメチレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、4,4'−ジシクロヘキシルヒドロキシメタン、4,4'−ジシクロヘキシルヒドロキシプロパン、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加ジオール、グリセリンおよびトリメチロールプロパンなどのトリオールが好ましく、ジオールがより好ましく、テトラメチレングリコールおよびエチレングリコールがさらに好ましい。
本発明で用いる(a)ポリエステルとしては、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、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンジメチルテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートおよびポリトリメチレンナフタレートが好ましく、ポリブチレンテレフタレートがより好ましい。ポリブチレンテレフタレートを採用することにより、成形がより容易になる。
ポリブチレンテレフタレートは、テレフタル酸を唯一のジカルボン酸単位とし、テトラメチレングリコールを唯一のジオール単位とするポリブチレンテレフタレート単独重合体が好ましい。もちろん、ジカルボン酸として、テレフタル酸以外のジカルボン酸1種以上および/またはジオールとして、テトラメチレングリコール以外のジオール1種以上を含むポリブチレンテレフタレート重合体であってもよい。テレフタル酸以外に含まれるジカルボン酸としては、イソフタル酸が好ましく、テトラメチレングリコール以外に含まれるジオールとしては、エチレングリコールが好ましい。
ポリブチレンテレフタレートは、機械的性質および耐熱性の点から、ジカルボン酸単位中のテレフタル酸の割合が70モル%以上の組成物が好ましく、90モル%以上の組成物がより好ましい。同様に、ジオール単位中のテトラメチレングリコールの割合が、70モル%以上の組成物が好ましく、90モル%以上の組成物がより好ましい。
ポリブチレンテレフタレート樹脂の固有粘度は、30℃、テトラクロルエタンとフェノールが1:1(重量比)の混合溶媒中で、0.5〜1.5dl/gが好ましく、0.6〜1.3dl/gがより好ましい。
尚、上記(A)で採用するポリエステルを主成分とする樹脂は、1種類のポリエステルであってもよく、2種類以上のポリエステルであってもよい。
上記(b)ゴム変性ポリスチレン樹脂は、例えば、ゴム質の重合体をポリスチレン中に混合した樹脂である。本発明のゴム変性ポリスチレン樹脂は、例えば、一般にハイインパクトポリスチレン(HIPS)と呼ばれているものである。
両者の混合方法は、単純な機械的ブレンド方法またはゴム質重合体の存在下にスチレン系単量体などをグラフト重合処方によって得る方法が好ましく、グラフト重合処方によって得る方法がより好ましい。グラフト重合処方によって得る方法を採用すると、良好な相溶性が得られる。
さらに、グラフト重合処方によって得る方法で得られたゴム変性ポリスチレン樹脂(グラフト重合体)に、別の方法で得られたポリスチレンを混合する、いわゆるグラフト−ブレンド方法も好ましい。
重合は、塊状重合、乳化重合、溶液重合あるいは懸濁重合などの方法が適用できる。
両者の混合方法は、単純な機械的ブレンド方法またはゴム質重合体の存在下にスチレン系単量体などをグラフト重合処方によって得る方法が好ましく、グラフト重合処方によって得る方法がより好ましい。グラフト重合処方によって得る方法を採用すると、良好な相溶性が得られる。
さらに、グラフト重合処方によって得る方法で得られたゴム変性ポリスチレン樹脂(グラフト重合体)に、別の方法で得られたポリスチレンを混合する、いわゆるグラフト−ブレンド方法も好ましい。
重合は、塊状重合、乳化重合、溶液重合あるいは懸濁重合などの方法が適用できる。
前記ゴム質の重合体は、ポリブタジエンもしくはスチレン−ブタジエン重合体または水添スチレン−ブタジエンブロック重合体などの共役ジエン系ゴムあるいはエチレン−プロピレン系重合体などの非共役ジエン系ゴムが好ましく、ポリブタジエンがより好ましい。
前記スチレン系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレンおよびブロモスチレンなどがあるが、これらのなかでもスチレンおよび/またはα−メチルスチレンを用いることが最適である。スチレン系単量体以外の単量体としては、アクリロニトリルおよびメチルメタクリレートなどのビニル単量体が挙げられる。
ゴム変性ポリスチレン樹脂中のゴム含有率は、1〜40重量%が好ましく、3〜30重量%がより好ましい。また、スチレン系単量体以外の単量体成分を含む場合、ゴム変性ポリスチレン樹脂中のゴムおよびスチレン系単量体成分含有率は、全体の90重量%以上が好ましく、さらに好ましくは95重量%以上である。
ゴム変性ポリスチレン樹脂の分子量を反映するメルトフローレートは、200℃、荷重5kgで0.5〜15g/10分が好ましく、1.0〜10g/10分がより好ましい。
本発明の(c)芳香族ポリカーボネート樹脂は、例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物またはこれと少量のポリヒドロキシ化合物を、ホスゲンまたは炭酸ジエステルと反応させることによって得られるものを採用できる。
芳香族ジヒドロキシ化合物としては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別称ビスフェノールA)、テトラメチルビスフェノールA、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、ハイドロキノン、レゾルシノールおよび4,4−ジヒドロキシジフェニルなどが挙げられ、好ましくはビスフェノールAが挙げられる。
芳香族ジヒドロキシ化合物としては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別称ビスフェノールA)、テトラメチルビスフェノールA、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、ハイドロキノン、レゾルシノールおよび4,4−ジヒドロキシジフェニルなどが挙げられ、好ましくはビスフェノールAが挙げられる。
芳香族ポリカーボネート樹脂としては、好ましくは、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンから誘導されるポリカーボネート樹脂、および2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンと他の芳香族ジヒドロキシ化合物とから誘導されるポリカーボネート重合体などが挙げられる。
芳香族ポリカーボネート樹脂の分子量は、溶媒としてメチレンクロライドを用い、温度25℃で測定された溶液粘度より換算した粘度平均分子量で、好ましくは10,000〜30,000であり、より好ましくは12,000〜20,000である。具体的には、光ディスク用材料として使用されているポリカーボネート樹脂が好適に使用できる。
本発明の(c)ポリスチレン−無水マレイン酸重合体は、重量平均分子量150,000〜400,000のものが好ましく、150,000〜250,000のものがさらに好ましい。
無水マレイン酸の含有率は、ポリスチレン−無水マレイン酸重合体の1〜40重量%が好ましく、2〜30重量%がより好ましく、3〜20重量%がさらに好ましい。これらの重合体の形態は、通常のコポリマーの他、ブロックコポリマーあるいはグラフトコポリマーであってもよい。本発明のポリスチレン−無水マレイン酸重合体の一例として、ノバ・ケミカル・ジャパン社から販売されているダイラーク(登録商標)が挙げられる。
無水マレイン酸の含有率は、ポリスチレン−無水マレイン酸重合体の1〜40重量%が好ましく、2〜30重量%がより好ましく、3〜20重量%がさらに好ましい。これらの重合体の形態は、通常のコポリマーの他、ブロックコポリマーあるいはグラフトコポリマーであってもよい。本発明のポリスチレン−無水マレイン酸重合体の一例として、ノバ・ケミカル・ジャパン社から販売されているダイラーク(登録商標)が挙げられる。
本発明のポリエステルを主成分とする樹脂を構成する組成比は、好ましくは、(a)ポリエステル樹脂50〜96重量%、(b)ゴム変性ポリスチレン樹脂35〜3%、および(c)芳香族ポリカーボネート樹脂またはスチレン−無水マレイン酸重合体15〜1重量%であり、より好ましくは(a)ポリエステル樹脂57〜93重量%、(b)ゴム変性ポリスチレン樹脂30〜5重量%および(c)芳香族ポリカーボネート樹脂またはスチレン−無水マレイン酸重合体13〜2重量%である。
ポリエステル成分が50重量%以上とすることにより、ポリエステル樹脂の特徴である引張(曲げ)強度、耐熱性、結晶性、成形性、流動性をより効果的に発現させることができる。一方、ポリエステル成分を96重量%以下とすることにより、ゴム変性ポリスチレン樹脂および芳香族ポリカーボネート樹脂による成形収縮率の低減化や軽量化をより効果的に行うことができる。すなわち、寸法精度の要求が厳しい場合には、上記(a)、(b)、(c)を含む樹脂の使用が好ましい。
ポリエステル成分が50重量%以上とすることにより、ポリエステル樹脂の特徴である引張(曲げ)強度、耐熱性、結晶性、成形性、流動性をより効果的に発現させることができる。一方、ポリエステル成分を96重量%以下とすることにより、ゴム変性ポリスチレン樹脂および芳香族ポリカーボネート樹脂による成形収縮率の低減化や軽量化をより効果的に行うことができる。すなわち、寸法精度の要求が厳しい場合には、上記(a)、(b)、(c)を含む樹脂の使用が好ましい。
本発明のペダル支軸部用樹脂組成物の(B)α−オレフィンとα,β−不飽和グリシジルエステルとからなるグリシジル基含有重合体(以下、グリシジル基含有重合体と呼ぶことがある)とは、例えば、ポリエステルおよび直鎖状ポリオレフィンと相溶性があり、ポリオレフィンを均一に分散する機能を有する樹脂である。
本発明におけるα−オレフィンとは、本発明の趣旨を逸脱しない限り特に定めるものではないが、好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜10のものである。この中でも、エチレン、プロピレン、ブテン−1およびペンテン−1などが好ましく、エチレンがより好ましい。
本発明におけるα,β−不飽和グリシジルエステルとは、例えば、下記の一般式(1)で表される化合物である。
本発明におけるα−オレフィンとは、本発明の趣旨を逸脱しない限り特に定めるものではないが、好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜10のものである。この中でも、エチレン、プロピレン、ブテン−1およびペンテン−1などが好ましく、エチレンがより好ましい。
本発明におけるα,β−不飽和グリシジルエステルとは、例えば、下記の一般式(1)で表される化合物である。
本発明におけるα,β−不飽和グリシジルエステルは、具体的には、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジルおよびイタコン酸グリシジルなどが挙げられる。α,β−不飽和グリシジルエステルは、1種類のみでも2種以上の混合物を用いてもよい。α,β−不飽和グリシジルエステルの中で特に好ましいのは、アクリル酸グリシジルおよびメタクリル酸グリシジルである。
α−オレフィンと、α,β−不飽和酸のグリシジルエステルからなるグリシジル基を含有する重合体は、α−オレフィン99.5〜60重量%と、α,β−不飽和グリシジルエステル0.5〜40重量%を重合させて得られるものが好ましく、α−オレフィン99〜70重量%と、α,β−不飽和グリシジルエステル1〜30重量%を重合させて得られるものがより好ましく、α−オレフィン98〜80重量%と、α,β−不飽和グリシジルエステル2〜20重量%を重合させて得られるものがさらに好ましい。
α,β−不飽和グリシジルエステルを0.5重量%以上にすることにより、ポリオレフィンの分散改良効果をより効果的に保つことができる。一方、α,β−不飽和グリシジルエステルを40重量%以下とすることにより、樹脂組成物の成形時の流動性の低下を防ぐことができる。
α,β−不飽和グリシジルエステルを0.5重量%以上にすることにより、ポリオレフィンの分散改良効果をより効果的に保つことができる。一方、α,β−不飽和グリシジルエステルを40重量%以下とすることにより、樹脂組成物の成形時の流動性の低下を防ぐことができる。
さらに、上記(B)には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、α−オレフィンおよびα,β−不飽和グリシジルエステルと重合可能な他のモノマーを重合させてもよい。この場合、追加するモノマーの含量は、好ましくは上記(B)の全体の40重量%未満の範囲、より好ましくは20重量%未満の範囲である。また、追加するモノマーの種類は、不飽和モノマーであることが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基およびブチル基などで置換された、アクリル酸類やメタクリル酸エステル類、酢酸ビニルおよびプロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類、アクリロニトリル、スチレン、一酸化炭素ならびに無水マレイン酸などが挙げられる。
上記(B)は、α−オレフィンとα,β−不飽和グリシジルエステル、さらに必要に応じて上記他のモノマーも合わせて、標準的なランダム重合法またはグラフト重合法などによって、容易に製造することができる。重合反応は不活性溶媒中で遂行する方法が好ましく、不活性溶媒としてはベンゼン、クロロホルムおよび四塩化炭素などが採用できる。
上記(B)の具体例としては、エチレン−メタクリル酸グリシジル重合体、エチレン−プロピレン−メタクリル酸グリシジル重合体、エチレン−メタクリル酸グリシジル−一酸化炭素重合体、エチレン−メタクリル酸グリシジル−酢酸ビニル重合体およびエチレン−メタクリル酸グリシジル−メタクリル酸メチル重合体などが挙げられ、中でも、エチレン−メタクリル酸グリシジル重合体およびエチレン−メタクリル酸グリシジル−メタクリル酸メチル重合体が好ましい。また、上記(B)の重合体は、1種類のみを含んでいてもよく、2種類以上を含んでいても良い。
このような重合体の一例として、住友化学社から製造・販売されているボンドファースト(登録商標)が挙げられる。
このような重合体の一例として、住友化学社から製造・販売されているボンドファースト(登録商標)が挙げられる。
グリシジル基含有重合体の配合量としては、樹脂組成物(A)100重量部に対し、0.1〜15重量部であり、好ましくは0.2〜10重量部である。グリシジル基含有重合体の配合量を0.1重量部以上とすることにより、ポリオレフィンの分散効果がより効果的となり、そのため摺動特性がより良好となり、機械的強度も向上する。一方、15重量部以下とすることにより、溶融粘度が高くなりすぎるのを効果的に防ぎ、コンパウンドおよび成型時のトラブルの発生を効果的に防ぐことができる。
次に、本発明において使用する(C)直鎖状ポリオレフィンは、平均分子量1万〜100万であり、好ましくは2万〜40万である。中でも後述するように、(D)強化充填剤を10〜100重量部配合する場合は、(C)直鎖状ポリオレフィンの平均分子量が2万〜10万のものを使用するのが好ましい。本発明でいう直鎖とは、実質的に側鎖を持たないポリオレフィンをいう。側鎖の多いいわゆる高圧法(低密度)ポリエチレン、または分子量の100万を超える超高分子ポリエチレンは、良好な摺動特性を発揮しないし、外観も不良であることによる。また分子量が1万未満の場合、一般に分子量が小さいと密度(結晶化度)が高くなるため、摺動性の改善効果は高くなる傾向にあるが、一方で機械的強度が低下する。
本発明で使用する直鎖状ポリオレフィンは、例えば、分子量1万〜10万のものとしては、射出、押出成形用として、また、10万〜100万のものとしては、インフレーションフィルム向けに一般に販売されているものを採用できる。さらに、本発明で採用するポリオレフィンとしては、高結晶性が好ましく、具体的には、高密度ポリエチレンやホモポリプロピレンが好ましく、高密度ポリエチレンがさらに好ましい。また、本発明で採用するポリオレフィンの比重は、0.94以上が好ましく、0.95以上がより好ましい。
本発明で使用する直鎖状ポリオレフィンは、例えば、分子量1万〜10万のものとしては、射出、押出成形用として、また、10万〜100万のものとしては、インフレーションフィルム向けに一般に販売されているものを採用できる。さらに、本発明で採用するポリオレフィンとしては、高結晶性が好ましく、具体的には、高密度ポリエチレンやホモポリプロピレンが好ましく、高密度ポリエチレンがさらに好ましい。また、本発明で採用するポリオレフィンの比重は、0.94以上が好ましく、0.95以上がより好ましい。
(C)直鎖状ポリオレフィンの配合量は、ポリエステル100重量部に対し、1〜30重量部であり、5〜20重量部が好ましく、10〜20重量部がより好ましい。配合量が1重量部より少ないと摺動特性の改善効果が期待できない。30重量部より多いと成型品に直鎖状ポリエチレンの遊離現象が認められ、耐磨耗性が悪化する。
また、本発明の樹脂組成物の(C)として採用する直鎖状ポリオレフィンは、1種類のみであってもよく、2種類以上を併用してもよい。
また、本発明の樹脂組成物の(C)として採用する直鎖状ポリオレフィンは、1種類のみであってもよく、2種類以上を併用してもよい。
本発明で使用する(A)ポリエステルを主成分とする樹脂の(a)ポリエステルと(C)直鎖状ポリオレフィンの温度270℃、せん断速度1000sec-1における溶融粘度の比は、1:0.3〜2.0の範囲であるのが好ましく、1:0.35〜1.8の範囲がより好ましい。
このような範囲とすることにより、ポリオレフィンをポリエステル樹脂内に、より均一に微細に分散させることができ、摺動特性の著しい向上が可能になる。
このような範囲とすることにより、ポリオレフィンをポリエステル樹脂内に、より均一に微細に分散させることができ、摺動特性の著しい向上が可能になる。
また本発明で使用する(B)グリシジル基含有重合体と(C)直鎖状ポリオレフィンの配合質量比は、1:0.05〜0.8の範囲内にするのが好ましく、1:0.25〜0.7の範囲内にするのがより好ましい。
このような範囲とすることにより、衝撃特性を改善するばかりか、摺動特性の更なる改善を図ることが可能となる。
このような範囲とすることにより、衝撃特性を改善するばかりか、摺動特性の更なる改善を図ることが可能となる。
本発明で使用する強化充填剤(D)は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜採用することができる。例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、ホウ素繊維、窒化ホウ素繊維、窒化ケイ素チタン酸カリウム繊維および金属繊維などの無機繊維、ならびに、芳香族ポリアミド繊維およびフッ素樹脂繊維などの有機繊維などを採用することができる。これらの強化充填剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中では無機充填剤が好適に使用され、特にガラス繊維が好適に使用される。強化充填剤の配合量は、樹脂組成物(A)100重量部に対して、0〜100重量部であり、10〜100重量部配合するのが好ましい。
強化充填剤を配合することにより、ペダル支軸部の荷重による変形をより効果的に防止することができるので好ましい。
強化充填剤を配合することにより、ペダル支軸部の荷重による変形をより効果的に防止することができるので好ましい。
強化充填剤(D)が無機繊維または有機繊維である場合、その平均繊維径は、1〜100μmが好ましく、2〜50μmが好ましく、3〜30μmがさらに好ましく、5〜20μmが特に好ましい。また、平均繊維長は、0.1〜20mmが好ましく、1〜10mmがより好ましい。
強化充填剤(D)は、ポリエステル樹脂との界面密着性を向上させるために、収束剤または表面処理剤で表面処理して使用するのが好ましい。収束剤または表面処理剤としては、例えば、エポキシ系化合物、アクリル系化合物、イソシアネート系化合物、シラン系化合物またはチタネート系化合物などの官能性化合物が挙げられる。強化充填剤(D)は、収束剤または表面処理剤により予め表面処理しておいてもよく、あるいは、ポリエステル組成物の調製の際に、強化充填剤(D)と別個に収束剤または表面処理剤を添加してもよい。
本発明で使用するガラス繊維としては、例えば、Eガラス、Cガラス、Aガラス、Sガラス、S−2ガラスなどの各種のガラス繊維が挙げられる。これらの中では、アルカリ分が少なく、電気的特性が良好なEガラスのガラス繊維が好適である。
ガラス繊維の平均繊維径は、1〜100μmが好ましく、2〜50μmがより好ましく、3〜30μmがさらに好ましく、5〜20μmが最も好ましい。平均繊維径を1μm以上とすることにより、より低コストでペダル部品を作製することができる。一方、平均繊維径を100μm以下とすることにより、引張強度をより高くすることができる。ガラス繊維の平均繊維長は、0.1〜20mmが好ましく、1〜10mmがより好ましい。平均繊維長を0.1mm以上とすることにより、ガラス繊維による補強効果をより効果的に発現させることができる。一方、平均繊維長を20mmを超えると、ポリエステル樹脂との溶融混練やポリエステル樹脂組成物の成形が容易でなくなる。
ガラス繊維は、表面処理剤による処理がなされたガラス繊維であることが好ましい。表面処理剤でガラス繊維の表面を処理することにより、ポリエステル樹脂とガラス繊維との界面に強固な接着または結合が生じるため、ポリエステル樹脂からガラス繊維へ応力が伝達され、ガラス繊維による補強効果がより効果的に発現する。
使用する表面処理剤は、例えば、ビニルトリクロロシランおよびメチルビニルジクロロシランなどのクロロシラン系化合物、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシランおよびγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアルコキシシラン系化合物、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランおよびγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのエポキシシラン系化合物、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよびγ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノシラン系化合物、アクリル系化合物、イソシアネート系化合物、チタネート系化合物ならびにエポキシ系化合物などを採用できる。
また、ガラス繊維は、収束剤による処理がなされたものであることが好ましい。収束剤でガラス繊維を処理することにより、ガラス繊維の取り扱い作業性が向上し、ガラス繊維の損傷を防止できる。収束剤は、例えば、酢酸ビニル樹脂、エチレン・酢酸ビニル重合体、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂およびポリエステル樹脂などの樹脂エマルジョンを採用できる。
本発明の樹脂組成物には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、他の添加剤を添加することができる。
例えば、炭素数12〜36の脂肪酸残基と炭素数1〜36のアルコール残基から成る脂肪酸エステル、パラフィンワックスおよびポリエチレンワックスの群から選ばれる離型剤を配合してもよく、この中でもポリエチレンワックスが好ましい。特に、ポリエステルの溶融粘度がポリオレフィンよりも低い場合には、ポリエチレンワックスは、分子量900〜8000のものを採用すると、ポリオレフィンの分散を良好にするのでより好ましい。ポリエチレンワックスは、本発明のペダル支軸部を構成する(A)ポリエステルを主成分とする樹脂に対して0.01〜2重量%が好ましい。
例えば、炭素数12〜36の脂肪酸残基と炭素数1〜36のアルコール残基から成る脂肪酸エステル、パラフィンワックスおよびポリエチレンワックスの群から選ばれる離型剤を配合してもよく、この中でもポリエチレンワックスが好ましい。特に、ポリエステルの溶融粘度がポリオレフィンよりも低い場合には、ポリエチレンワックスは、分子量900〜8000のものを採用すると、ポリオレフィンの分散を良好にするのでより好ましい。ポリエチレンワックスは、本発明のペダル支軸部を構成する(A)ポリエステルを主成分とする樹脂に対して0.01〜2重量%が好ましい。
本発明のペダル支軸部を構成する樹脂組成物には、有機リン化合物を配合してもよい。有機リン化合物は、有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物および有機ホスホナイト化合物などが好ましく、有機ホスフェート化合物がより好ましい。
有機ホスフェート化合物は、好ましくは下記式(2)で表される長鎖ジアルキルアシッドホスフェート化合物である。
炭素原子数8〜30のアルキル基としては、オクチル基、2−エチルヘキシル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、エイコシル基およびトリアコンチル基などが挙げられる。長鎖ジアルキルアシッドホスフェート化合物としては、ジオクチルホスフェート、ジ(2−エチルヘキシル)ホスフェート、ジイソオクチルホスフェート、ジノニルホスフェート、ジイソノニルホスフェート、ジデシルホスフェート、ジイソデシルホスフェート、ジラウリルホスフェート、ジトリデシルホスフェート、ジイソトリデシルホスフェート、ジミリスチルホスフェート、ジパルミチルホスフェート、ジステアリルホスフェート、ジエイコシルホスフェートおよびジトリアコンチルホスフェートなどが挙げられる。この中でも、ジステアリルホスフェート、ジパルミチルホスフェートおよびジミリスチルホスフェートが好ましい。
有機リン化合物の配合量は、本発明のペダル支軸部を構成する樹脂組成物100重量部に対し、0.01〜0.5重量部が好ましく、0.05〜0.3重量部がより好ましく、0.1〜0.2重量部がさらに好ましい。有機リン化合物の配合量を0.01重量部以上とすることにより、有機リン化合物が本来的に持っている材料の加熱安定性および熱滞留安定性をより効果的に発現させることができる。また、有機リン化合物の配合量を0.5重量部以下とすることにより、有機リン化合物が本来的に持っている他の性能についてもより効果的に発現させることができる。
また、有機リン化合物は、1種のみまたは2種以上を併用して使用してもよい。
また、有機リン化合物は、1種のみまたは2種以上を併用して使用してもよい。
本発明のペダル支軸部を構成する(A)ポリエステルを主成分とする樹脂には、本発明の目的を損なわない範囲で、上述の離型剤や有機リン化合物以外の各種の添加剤を配合することができる。該添加剤としては、結晶化促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、滑剤、顔料および染料を含む着色剤、発泡剤、架橋剤(エポキシ化合物、酸無水物、イソシアネート化合物など)、難燃剤および/または難燃助剤が挙げられる。
本発明の樹脂組成物の製造方法は、本発明の趣旨を逸脱しない限り公知の方法を広く採用することができ、溶融混練により製造するのが好ましい。溶融混練としては、熱可塑性樹脂について、従来から使用されている混練方法を広く採用できる。例えば各成分を、必要に応じて付加的成分と共に、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダーまたはV型ブレンダーなどにより均一に混合した後、一軸または多軸混練押出機、ロール、バンバリーミキサーまたはラボプラストミル(ブラベンダー)などで混練することができる。各成分は、付加的成分を含め、混練機に一括でフィードしても順次フィードしてもよい。また、付加的成分を含め各成分から選ばれた2種以上の成分を予め混合したものを用いてもよい。
本発明のペダル支軸部の成形加工方法は、特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂について一般に用いられている成形法、すなわち射出成形、中空成形、押出成形またはプレス成形などの成形法が適用できる。
ペダルアームに使用される樹脂材料は、熱可塑性樹脂であれば、特に定めるものではなく、例えば、特許文献4〜8に示されている樹脂を採用できる。具体的には、ポリアミド樹脂(PA6、PA66、PA46、PA610、PA612およびPA−MXD6など)、ポリエステル樹脂(PBT、PET、PTTなど)、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリプロピレン樹脂およびABS樹脂などが挙げられ、この中でもポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂およびポリアセタール樹脂がより好ましく、ポリアミド樹脂がさらに好ましい。ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂またはポリアセタール樹脂を採用することにより、成形性および剛性がより良好となり、さらに、ポリアミド樹脂を採用することにより、靭性および耐摩耗性がより良好となり好ましい。
また、ペダルアームに使用する熱可塑性樹脂に、強化充填剤を配合してもよい。強化充填剤としては、上記ペダル支軸部のところで記載したものを採用することができ、好ましくは、ガラス繊維である。強化充填剤の配合量は、好ましくは20〜70重量%である。
本発明のペダルアームで採用する熱可塑性樹脂は、1種類のみでも、2種類以上を用いても良い。
本発明のペダルアームで採用する熱可塑性樹脂は、1種類のみでも、2種類以上を用いても良い。
本発明で採用するペダル部品は、ペダルを有するものに広く採用できる。例をあげると、自動車、オートバイ、農機具、自転車などの車両、足踏みミシン、ごみ処理機、モップ絞り機械、介護用ベッド、楽器、ゲーム機などである。
本発明で採用するペダル部品の形状は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、それぞれの用途に応じて適宜定めることができる。
図1は、本発明のペダル部品の実施形態の一例を示したものであって、10は、ペダル部品を支持するブラケットを、11はブラケットの側面を表し、12は穴を示し支軸部15が挿通する。上記ブラケット10への上記ペダルアーム13の取り付けは、ペダルアーム13のボス14が、上記ブラケット10の一対の側板11,11間を介して、上記支軸部15が、上記ブラケット10の一方の側板11側から他方の側板11側に向けて挿通するように取り付ける。そして、前記他方の側板11から突出した支軸部15の先端部にシーズワッシャ16を取り付けて支軸部15の抜け止めを行う。
尚、本発明のペダル部品は、支軸部およびペダルアームを含むものであって、必ずしもブラケットやペダル部分が含まれるものを意図しているものでないことはいうまでもない(以下の実施形態についても同じ)。
図1は、本発明のペダル部品の実施形態の一例を示したものであって、10は、ペダル部品を支持するブラケットを、11はブラケットの側面を表し、12は穴を示し支軸部15が挿通する。上記ブラケット10への上記ペダルアーム13の取り付けは、ペダルアーム13のボス14が、上記ブラケット10の一対の側板11,11間を介して、上記支軸部15が、上記ブラケット10の一方の側板11側から他方の側板11側に向けて挿通するように取り付ける。そして、前記他方の側板11から突出した支軸部15の先端部にシーズワッシャ16を取り付けて支軸部15の抜け止めを行う。
尚、本発明のペダル部品は、支軸部およびペダルアームを含むものであって、必ずしもブラケットやペダル部分が含まれるものを意図しているものでないことはいうまでもない(以下の実施形態についても同じ)。
図2は、本発明のペダル部品の実施例の別の一例を示したものであって、Aはペダル支軸部となるピンを、20はペダルアームを、21はペダルアームに設けられたペダル支軸部のピンを挿通されるための穴を、22はペダル踏部をそれぞれ示している。ここで、図2(B)は、(A)の側面図である。本実施形態の場合、図3に示すように、ペダルアーム20は、固定具Bに支軸部Aを介して回転自在に支持されている。
また、本発明では、ブラケットとピンが一体化した構造(例えば、ペダルアームをブラケットにより外側または内側から支持する構造)であっても良い。この場合、該ブラケットの少なくともペダルアームと摺動する部分が本発明のペダル支軸部として特定の組成を示すものであれば本発明のペダル部品の範囲に含まれる。
また、本発明では、ブラケットとピンが一体化した構造(例えば、ペダルアームをブラケットにより外側または内側から支持する構造)であっても良い。この場合、該ブラケットの少なくともペダルアームと摺動する部分が本発明のペダル支軸部として特定の組成を示すものであれば本発明のペダル部品の範囲に含まれる。
さらに、本発明のペダルアームおよび支軸部は、上記特許文献1〜8、特開2004−038722号公報、特開2004−008625号公報、特開2003−312576号公報、特開2003−276671号公報、特開2003−137000号公報、特開2003−131750号公報、特開2003−112615号公報、特開2003−094979 号公報、特開2003−072666号公報、特開2003−011689号公報、特開2002−370631号公報、特開2002−242955号公報、特開2002−181078号公報、特開2002−173007号公報、 特開2002−085466号公報、特開2002−073185号公報、特開2002−067898号公報、特開2002−067729号公報、特開2002−059817号公報、特開2002−002429号公報、特開2001−219759号公報、特開2001−206273号公報、特開2001−206205号公報、特開2001−180325号公報、特開2001−138878号公報、特開2001−121988号公報、特開2001−114135号公報、特開2001−106042号公報、 特開2000−313319号公報、特開2000−312406号公報、特開2000−142549号公報、特開2000−129725号公報、特開2000−095076号公報、特開2000−085401号公報、特開2000−062496号公報、 特開2000−053065号公報、特開平11−348866号公報、特開平11−336129号公報、特開平11−301566号公報、特開平11−245782号公報、特開平11−227663号公報、特開平11−222156号公報、特開平11−198778号公報、特開平11−115698号公報、特開平11−070821号公報、特開平11−059350号公報、特開平11−059219号公報、特開平11−034825号公報、特開平10−310037号公報、特開平10−310036号公報、特開平10−297301号公報、特開平10−264785号公報、特開平10−226325号公報、特開平10−167034号公報、特開平10−147221号公報、特開平10−138889号公報、特開平10−100713号公報、特開平10−071903号公報、特開平10−016687号公報、特開平09−328061号公報、特開平09−290714号公報、特開平09−125463号公報、特開平09−112559号公報、特開平09−076887号公報、特開平09−024887号公報、特開平08−338455号公報、特開平08−297485号公報、特開平08−184372号公報、特開平08−151664号公報、特開平08−142818号公報、特開平08−132916号公報、特開平08−119079号公報、特開平08−093810号公報、特開平08−072680号公報、特開平08−058539号公報、特開平08−053091号公報、特開平08−042612号公報、特開平08−030346号公報、特開平08−022338号公報、特開平07−334262号公報、特開平07−329864号公報、特開平07−251650号公報、特開平07−317890号公報 または特開平07−223519号公報などに記載のペダルアームおよび支軸部の形状を採用できる。これらの公報では、これらの部分が金属や他の樹脂などで構成されているが、これを本発明の樹脂に代えて成形することができる
本発明では、ペダル支軸部を特定の樹脂組成物で作製し、かつ、ペダルアームも熱可塑性樹脂で作製し、これらをモジュール化することにより、軽量で異音などの発生しないペダル部品が得られ、自動車に応用したときにはドライバーに異音による不快感を与えることのなく、また燃費が向上するという効果が期待できる。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
1.ペダル支軸部用樹脂組成物の原料として、下記のものを採用した。
(A)ポリエステルを主成分とする樹脂
(a)ポリエステル樹脂として、ポリブチレンテレフタレート(以下、PBTと示す)を採用した。PBTは、固有粘度が0.85であり、270℃、せん断速度1000sec-1での溶融粘度が80Pa・secのもの(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、ノバデュラン5008)を採用した。
(b)ゴム変性ポリスチレン系樹脂として、ゴム(ポリブタジエン)の含有率が8.8重量%、平均のゴム粒子径が1.8μm、数平均分子量が92,000、重量平均分子量230,0000、メルトフローレート(温度200℃、荷重5kgf)1.8g/10分であるもの(A&M社製、ダイヤレックスHT478)(以下、HIPSと示す)を採用した。
(c−1)芳香族ポリカーボネート樹脂として、粘度平均分子量約15,000(三菱化学(株)製 芳香族ポリカーボネート樹脂粉末)を採用した(以下、PCと示す)。
(c−2)ポリスチレン−無水マレイン酸重合体として、無水マレイン酸の含有量が9重量%、重量平均分子量が240,000であり、メルトフローレート(温度230℃、荷重2.16kgf)が2.0g/10分のもの(ノバ・ケミカル・ジャパン社製、商品名:ダイラークD232)を採用した(以下、PSと示す)。
(A)ポリエステルを主成分とする樹脂
(a)ポリエステル樹脂として、ポリブチレンテレフタレート(以下、PBTと示す)を採用した。PBTは、固有粘度が0.85であり、270℃、せん断速度1000sec-1での溶融粘度が80Pa・secのもの(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、ノバデュラン5008)を採用した。
(b)ゴム変性ポリスチレン系樹脂として、ゴム(ポリブタジエン)の含有率が8.8重量%、平均のゴム粒子径が1.8μm、数平均分子量が92,000、重量平均分子量230,0000、メルトフローレート(温度200℃、荷重5kgf)1.8g/10分であるもの(A&M社製、ダイヤレックスHT478)(以下、HIPSと示す)を採用した。
(c−1)芳香族ポリカーボネート樹脂として、粘度平均分子量約15,000(三菱化学(株)製 芳香族ポリカーボネート樹脂粉末)を採用した(以下、PCと示す)。
(c−2)ポリスチレン−無水マレイン酸重合体として、無水マレイン酸の含有量が9重量%、重量平均分子量が240,000であり、メルトフローレート(温度230℃、荷重2.16kgf)が2.0g/10分のもの(ノバ・ケミカル・ジャパン社製、商品名:ダイラークD232)を採用した(以下、PSと示す)。
(B)α−オレフィンと、α,β−不飽和酸のグリシジルエステルからなるグリシジル基を含有する重合体
グリシジル基含有エチレン系重合体(住友化学工業(株)製、ボンドファースト7M、エチレン−グリシジルメタクリレート−アクリル酸メチル−エチレン−グリシジルメタクリレートのブロック共重合体)(以下、G−POと示す。)を採用した。
グリシジル基含有エチレン系重合体(住友化学工業(株)製、ボンドファースト7M、エチレン−グリシジルメタクリレート−アクリル酸メチル−エチレン−グリシジルメタクリレートのブロック共重合体)(以下、G−POと示す。)を採用した。
(C−1)直鎖状ポリオレフィンとして、270℃、剪断速度1000sec-1での溶融粘度90Pa・secで、分子量3.6万の高密度ポリエチレン(日本ポリエチレン製 ノバテックHJ490)(以下、PE−1と示す。)を採用した。
(C−2)直鎖状ポリオレフィンとして、270℃、剪断速度1000sec-1での溶融粘度400Pa・secで、分子量17万の高密度ポリエチレン(日本ポリエチレン製 ノバテックHB310)(以下、PE−2と示す)を採用した。
(C−3)直鎖状ポリオレフィンとして、270℃、剪断速度1000sec-1での溶解粘度測定不可で、分子量100万超の高密度ポリエチレン(三井化学製 ハイゼックス・ミリオンMIL−145M)(以下、PE−3と示す)を採用した。
(C−2)直鎖状ポリオレフィンとして、270℃、剪断速度1000sec-1での溶融粘度400Pa・secで、分子量17万の高密度ポリエチレン(日本ポリエチレン製 ノバテックHB310)(以下、PE−2と示す)を採用した。
(C−3)直鎖状ポリオレフィンとして、270℃、剪断速度1000sec-1での溶解粘度測定不可で、分子量100万超の高密度ポリエチレン(三井化学製 ハイゼックス・ミリオンMIL−145M)(以下、PE−3と示す)を採用した。
(D)強化充填剤として、ガラス繊維(日本電気硝子社製、T−187、平均径13μm、平均長さ3mm)(以下、GFと略す)を採用した。
尚、PBTやPEの溶融粘度は、東洋精機製キャピログラフ(型式:1C)を用い、樹脂温度270℃、せん断速度1000sec-1で測定した。
2.ペダルアーム用樹脂原料として、下記の熱可塑性樹脂を採用した。
(1)ポリアミド樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、ガラス繊維35%強化系ポリアミド、ノバミッド(登録商標)1015GH35)
(2)ポリブチレンテレフタレート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、ガラス繊維30%含有PBT、ノバデュラン(登録商標)5010G30)
(3)ポリアセタール樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、ガラス繊維25%含有POMのユピタール(登録商標)FG2025)
(1)ポリアミド樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、ガラス繊維35%強化系ポリアミド、ノバミッド(登録商標)1015GH35)
(2)ポリブチレンテレフタレート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、ガラス繊維30%含有PBT、ノバデュラン(登録商標)5010G30)
(3)ポリアセタール樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、ガラス繊維25%含有POMのユピタール(登録商標)FG2025)
上記(a)ポリブチレンテレフタレート(PBT)に、表1に示すとおり、各成分を配合して、実施例1〜6および比較例1〜4の樹脂試験片を成形した。
具体的には、各樹脂組成物を、押出機(スクリュー径直径30mm、L/D=28)を用いて、バレル設定温度260℃、回転数180rpmで混練した。得られたペレットを用い、射出成型機(住友重機械(株)製、型式SG-75、SYCAP-MIII)を使用して、シリンダ温度250℃、金型温度80℃の条件で、機械的物性測定用試験片を成形した。
具体的には、各樹脂組成物を、押出機(スクリュー径直径30mm、L/D=28)を用いて、バレル設定温度260℃、回転数180rpmで混練した。得られたペレットを用い、射出成型機(住友重機械(株)製、型式SG-75、SYCAP-MIII)を使用して、シリンダ温度250℃、金型温度80℃の条件で、機械的物性測定用試験片を成形した。
上記試験片は、下記試験方法により性能評価を行った。また、同じ条件で直径100mm、厚さ1.6mmの円板(ゲートは円周上の1点ゲートである。)を成形し、反り評価を実施した(円板反り)。
(1) 引張り強度および引張り伸度:ISO527に準拠して測定した。強度および伸度の単位は、順に、MPa、%である。
(2) 曲げ強度および曲げ弾性率:ISO178に準拠して測定した。強度および弾性率の単位は、いずれもMPaである。
(3)シャルピー衝撃試験:ISO179に準拠して測定した。ノッチ付き強度で、単位はKJ/m2 である。
(4)円板反り:円板の片端を平板に固定し、反対側が平板から浮き上がった距離を測定し反り(mm)とした。
(5)成形品表面剥離:円板反り測定用の円板10枚を連続成形し、表面剥離物の有無をチェックした。尚、表面剥離物の存在は、機械物性の測定において、あまり影響は現れないが、実成形品のウエルド強度の低下につながるので厳禁である。
(2) 曲げ強度および曲げ弾性率:ISO178に準拠して測定した。強度および弾性率の単位は、いずれもMPaである。
(3)シャルピー衝撃試験:ISO179に準拠して測定した。ノッチ付き強度で、単位はKJ/m2 である。
(4)円板反り:円板の片端を平板に固定し、反対側が平板から浮き上がった距離を測定し反り(mm)とした。
(5)成形品表面剥離:円板反り測定用の円板10枚を連続成形し、表面剥離物の有無をチェックした。尚、表面剥離物の存在は、機械物性の測定において、あまり影響は現れないが、実成形品のウエルド強度の低下につながるので厳禁である。
(6)動摩擦係数および摩耗量:射出成型機(住友重機械(株)製、型式SG-75SYCAP-MIII)で、シリンダー温度250℃、金型温度100℃で摺動特性測定用試験片(外径直径25、内径直径20、高さ15mm)を成形し、スラスト式摩擦摩耗試験機を用い動摩擦係数と摩耗量を評価した。
(6−1)耐摩耗性評価条件
a) 面圧値 : 0.49(MPa) [ = 5(kg/ cm2) ]
b) 周速度 : 113.4(mm/sec)
c) 試験時間 : 4920(min)、最長時 (評価途中で著しく摩耗を生じた場合にはその時点)で終了とした。
d) 摺動距離 : 33600(m)
e) 評価雰囲気 : 23(℃)、相対湿度50%
f) 試験片初期調湿状態 : 絶乾状態品
g) 摺動界面をアセトンにて脱脂後に評価
h) 可動側 : ペダルアーム用樹脂原料 / 固定側 :ペダル支軸部用樹脂原料
i) 試験機 : スラスト摩擦摩耗試験機(オリエンテック社製)
(6−1)耐摩耗性評価条件
a) 面圧値 : 0.49(MPa) [ = 5(kg/ cm2) ]
b) 周速度 : 113.4(mm/sec)
c) 試験時間 : 4920(min)、最長時 (評価途中で著しく摩耗を生じた場合にはその時点)で終了とした。
d) 摺動距離 : 33600(m)
e) 評価雰囲気 : 23(℃)、相対湿度50%
f) 試験片初期調湿状態 : 絶乾状態品
g) 摺動界面をアセトンにて脱脂後に評価
h) 可動側 : ペダルアーム用樹脂原料 / 固定側 :ペダル支軸部用樹脂原料
i) 試験機 : スラスト摩擦摩耗試験機(オリエンテック社製)
結果を下記表1および2に示す。ここで、表1において、(a)、(b)および(c)は、重量%でその比率を表しており、(A)、(B)、(C)および(D)は、(A)を100重量部に対する比(重量部)で表している。また、表1の摺動相手材PA−Gは、上記(1)ポリアミド樹脂である。
次に、図4に示すような、本発明の樹脂組成物からなるペダル支軸部に相当する構造を簡略化した部品(以下支軸部41と称す)および熱可塑性樹脂からなるペダルアームに相当する構造を簡略化した部品(以下ペダルアーム42と称す)を嵌合したペダル部品試験モデル40を用いて、摺動性を評価した。
具体的には、ペダルアーム42は、上記実施例1で採用した組成のものを、スクリューインライン射出成形機にてシリンダー温度250℃、金型温度80℃で成形して得た(長さ50mm,幅10mm、厚み5mm、摺動部の外径直径25、内径直径20.0)。支軸部41は、上記実施例1で採用した組成のものを、同じくシリンダー温度250℃、金型温度80℃成形して得た(摺動部の外形直径19.9、内径直径15、幅15mm)。そして、ペダルアーム42の内部に支軸部41を嵌合させて支軸部41を固定し、ペダルアーム42を回転させた。
得られたペダル部品の摺動性を以下の方法で1〜3の3段階で評価した。
得られたペダル部品の摺動性を以下の方法で1〜3の3段階で評価した。
支軸部41とペダルアーム42が手で簡単に摺動する 3
支軸部41とペダルアーム42が手で摺動できるが、抵抗を感じる 2
支軸部41とペダルアーム42を手で摺動する際にかなりの抵抗がある 1
支軸部41とペダルアーム42が手で摺動できるが、抵抗を感じる 2
支軸部41とペダルアーム42を手で摺動する際にかなりの抵抗がある 1
HDPEを配合したポリブチレンテレフタレート組成物が、スラスト式摩擦試験およびペダル部品試験モデルでの摺動試験においても、優れた摺動特性を示した(実施例2、3、5、6、実施例B)。
また、ペダルアームにおいて、(1)ガラス繊維強化ポリアミドが広く検討されているが、同種類のガラス繊維強化ポリアミドのみからなるペダル支軸部と組み合わせると、比較例Bに見られるように摺動性が悪く好ましくないことが認められた。
また、ペダルアームにおいて、(1)ガラス繊維強化ポリアミドが広く検討されているが、同種類のガラス繊維強化ポリアミドのみからなるペダル支軸部と組み合わせると、比較例Bに見られるように摺動性が悪く好ましくないことが認められた。
10 ブラケット
11 ブラケットの側板
12 穴
13 ペダルアーム
14 ボス
15 支軸部
16 シーズワッシャ
20 ペダルアーム
21 穴
22 ペダル踏部
A ペダル支軸部
B 固定具
40 ペダル部品試験モデル
41 ペダル支軸部
42 ペダルアーム
11 ブラケットの側板
12 穴
13 ペダルアーム
14 ボス
15 支軸部
16 シーズワッシャ
20 ペダルアーム
21 穴
22 ペダル踏部
A ペダル支軸部
B 固定具
40 ペダル部品試験モデル
41 ペダル支軸部
42 ペダルアーム
Claims (8)
- (A)ポリエステルを主成分とする樹脂100重量部に対し、
(B)α−オレフィンとα,β−不飽和酸のグリシジルエステルを重合させたことにより得られるグリシジル基を含有する重合体0.1〜15重量部、
(C)分子量1万〜100万の直鎖状ポリオレフィン1〜30重量部および
(D)強化充填剤0〜100重量部
を含む樹脂組成物によって構成されるペダル支軸部と、熱可塑性樹脂を主成分とするペダルアームをモジュール化したペダル部品。 - 前記ポリエステルを主成分とする樹脂と前記直鎖状ポリオレフィンの、温度270℃、せん断速度1000sec-1における溶融粘度の比が1:0.3〜2.0の範囲である請求項1に記載のペダル部品。
- 前記直鎖状ポリオレフィンと前記グリシジル基を含有する重合体との重量配合比が1:0.05〜0.8である請求項1または2に記載のペダル部品。
- 前記(D)強化充填剤の配合量が10〜100重量部である請求項1〜3のいずれかに記載のペダル部品。
- 前記直鎖状ポリオレフィンの分子量が2万〜10万である請求項4に記載のペダル部品。
- 前記(A)ポリエステルを主成分とする樹脂が
(a)ポリエステル50〜96重量%、
(b)ゴム変性ポリスチレン系樹脂35〜3重量%および
(c)芳香族ポリカーボネート樹脂および/またはポリスチレン−無水マレイン酸重合体15〜1重量%を含む樹脂である請求項1〜5のいずれかに記載のペダル部品。 - 前記(C)分子量1万〜100万の直鎖状ポリオレフィンの配合量が、(A)ポリエステルを主成分とする樹脂100重量部に対し、10〜20重量部である請求項1〜6のいずれかに記載のペダル部品。
- 前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレートおよびポリアセタールからなる群の中から選ばれた1つである請求項1〜7のいずれかに記載のペダル部品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004130707A JP2005316539A (ja) | 2004-04-27 | 2004-04-27 | ペダル部品 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012147845A1 (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | ウィンテックポリマー株式会社 | 無機充填材強化ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物及び当該樹脂組成物を成形してなる射出成形品 |
WO2012147847A1 (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | ウィンテックポリマー株式会社 | ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物、及び当該樹脂組成物から構成される射出成形品 |
JP2015028181A (ja) * | 2012-11-19 | 2015-02-12 | 三井化学株式会社 | ポリエステル樹脂組成物およびそれを含むカメラモジュール |
JP2016020452A (ja) * | 2014-07-15 | 2016-02-04 | 富士ゼロックス株式会社 | 樹脂組成物及び樹脂成形体 |
WO2020059300A1 (ja) * | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 豊田鉄工株式会社 | 樹脂製ペダルアーム |
-
2004
- 2004-04-27 JP JP2004130707A patent/JP2005316539A/ja active Pending
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WO2012147847A1 (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | ウィンテックポリマー株式会社 | ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物、及び当該樹脂組成物から構成される射出成形品 |
JP6018050B2 (ja) * | 2011-04-28 | 2016-11-02 | ウィンテックポリマー株式会社 | ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物、及び当該樹脂組成物から構成される射出成形品 |
JP6018049B2 (ja) * | 2011-04-28 | 2016-11-02 | ウィンテックポリマー株式会社 | 無機充填材強化ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物及び当該樹脂組成物を成形してなる射出成形品 |
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