JP2006152999A - 樹脂製カム・ギヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 より吸水性の低い樹脂製カム・ギヤを提供することを課題とする。さらに、耐摩耗性や、特に、長時間使用した際の耐久性に優れるカム・ギヤを提供することを課題とする。
【解決手段】 エンジンに使用する樹脂製カム・ギヤにおいて、この樹脂製カム・ギヤは、ポリアミド１００重量部に、５〜２０重量部の変性ポリオレフィンを添加した材料で構成する。この材料の有利性は次表の材料２及び材料６で表す。
【表７】

【効果】 総合評価から、ポリアミド１００重量部に、５〜２０重量部の変性ポリオレフィンを添加すれば、吸水性、耐久性及び耐摩耗性の点で高い性能が見込め、エンジンに好適な樹脂製カム・ギヤを提供することができる。

Description

本発明は、エンジンに内蔵する樹脂製カム・ギヤに関する。

エンジン部品の軽量化、加工費用低減などを達成するために、従来からエンジン部品の樹脂化が図られてきた（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−２７３４０３号公報（請求項１）

すなわち、特許文献１は、ナイロン４６等を用いて、射出成形法によりジャーナル部、カム部、カムギヤ部をシャフト部と一体に形成することを特徴とする。熱処理を省くことができるのでコストを下げることができるという利点がある。

草刈り機、芝刈り機、農業機械などに搭載する汎用エンジンでは、作業の性質上、運転停止の切換えが頻繁になる。エンジンが十分な暖気状態にならないような始動・停止を繰り返すと、クランクケース内やブローバイガス中の水蒸気がクランクケース内壁に結露し、水分がエンジン内へ侵入する可能性が高くなる。

このような汎用エンジンに、ナイロン４６製のエンジン部品を採用したところ、ギヤノイズと称する異音が徐々に高まるという不都合が発見された。
分解して調べたところ、ギヤやカムが大きくなっていることが分かった。正規の寸法より大きくなったため、当たりが悪くなり異音が発生するようになった。

寸法が大きくなった理由は、ナイロン４６が、水分を吸って膨潤したためであると考えられる。
このように起動、停止の頻度が高いエンジンには、吸水性の低い材料で、カム・ギヤを構成する必要がある。

本発明は、より吸水性の低い樹脂製カム・ギヤを提供することを課題とする。さらに、耐摩耗性や、特に、長時間使用した際の耐久性に優れるカム・ギヤを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、エンジンに使用する樹脂製カム・ギヤにおいて、
この樹脂製カム・ギヤは、ポリアミド１００重量部に、５〜２０重量部の変性ポリオレフィンを添加した材料で構成し、
前記ポリアミドを構成するジカルボン酸単位は、テレフタル酸単位を６０〜１００モル％含有し、
前記ポリアミドを構成するジアミン単位は、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタジアミン単位を６０〜１００モル％含有することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、変性ポリオレフィンの２３℃における引張り弾性率が５０ＭＰａ以下であることを特徴とする。

テレフタル酸６０〜１００モル％と、１，９−ノナンジアミンおよび／または２−メチル−１，８−オクタジアミン６０〜１００モル％と、を含むポリアミドは、ナイロン４６の吸水性のほぼ１／１０になる。すなわち、本発明のポリアミドは極低吸水性の材料である。
このようなポリアミドに、５〜２０重量部の変性ポリオレフィンを添加すると、耐久性並びに耐摩耗性が、変性ポリオレフィンを添加しないタイプのポリアミドに比較して、高まる。

エンジンに内蔵するカム・ギヤは、低吸水性だけでなく、耐久性並びに耐摩耗性が求められる。
請求項１によれば、エンジンに使用するカム・ギヤにおいて、低吸水性で且つ耐久性並びに耐摩耗性に優れた樹脂製カム・ギヤを提供することができる。

低吸水性能が発揮されることで、カム・ギヤの外径が増加することはなく、異音発生の増加を抑えることができ、エンジンの静音性能が維持できる。
耐久性並びに耐摩耗性に優れているため、高い面圧が作用する過酷な条件で使用するカム・ギヤの寿命を延ばすことができ、エンジンの保守点検期間を延ばすことができる。

請求項２では変性ポリオレフィンの２３℃における引張り弾性率が５０ＭＰａ以下とする。この結果、樹脂製カム・ギヤの耐久性を高めることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る樹脂製ガム・ギヤを備えたエンジンの要部断面図であり、エンジン１０は、シリンダヘッド一体型のシリンダブロック１１の上部にヘッドカバー１２を被せて動弁室１３を構成し、シリンダブロック１１の下部にクランクケース１４を備えたエンジンである。クランクケース１４は上下に分割可能なように上半体１５と下半体１６とで構成する。

これらの上半体１５と下半体１６との間に介在させるクランクシャフト１７に、駆動タイミングギヤ１８を設け、この駆動タイミングギヤ１８でシリンダブロック１１側に回転自在に支持した被動タイミングギヤ１９を回し、この被動タイミングギヤ１９に一体形成したカム２１を回すことができるように構成する。なお、被動タイミングギヤ１９に一体形成したカム２１の詳細構造は、後述する。

シリンダブロック１１に固定した支軸２２に一対のカムフォロアー２３、２４を揺動自在に取り付け、これらのカムフォロアー２３、２４からブッシュロッド２５、２６を延ばし、これらのプッシュロット２５、２６の先端にロッカアーム２７、２８を設ける。

カム２１を図反時計回りに回すと、一方のカムフォロアー２３が揺動し、ブッシュロッド２５が上昇し、ロッカアーム２７を突き上げる。ロッカアーム２７はシーソー形であるため図面手前が上がると、図面奥の部位が下がり、図面奥のバルブステム（図示せず）を押して、弁開状態にする。カム２１がさらに回るとカムフォロアー２３は戻り、弁は閉状態に戻る。次に他方のカムフォロアー２４が揺動し、同様の作用を行う。これで、エンジンの吸気弁及び排気弁を所定のタイミングで開閉させることができる。

草刈り機、芝刈り機、農業機械などに搭載する汎用エンジンでは、作業の性質上、運転停止の切換えが頻繁になる。エンジンが十分な暖気状態にならないような始動・停止を繰り返すと、クランクケース内やブローバイガス中の水蒸気がクランクケース内壁に結露し、水分がエンジン内へ侵入する可能性が高くなる。

図２は本発明に係る樹脂製カム・ギヤの詳細図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。
すなわち、樹脂製カム・ギヤ３０は、被動タイミングギヤ１９と、このギヤ１９に一体形成したカム２１とからなる。後述する実験を評価する際に、便利なように、ギヤ１９の外径をＡ、カム２１の最大径をＢとする。

上記樹脂製カム・ギヤ３０を構成する好適な材料を詳しく説明する。
本発明に用いられるポリアミドを構成するジカルボン酸単位は、テレフタル酸単位を６０〜１００モル％含有しており、７５〜１００モル％含有しているのが好ましく、９０〜１００モル％含有しているのがより好ましい。テレフタル酸単位の含有率が６０モル％未満の場合には、得られる樹脂製カム・ギヤの耐熱性が低下する。

上記ジカルボン酸単位は、４０モル％以下であれば、テレフタル酸単位以外の他のジカルボン酸を含んでいてもよく、該他のジカルボン酸単位としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、２−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、２，２−ジメチルグルタル酸、２，２−ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸などの脂肪族ジカルボン酸；１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，４−シクロへキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸；イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，４−フェニレンジオキシジ酢酸、１，３−フェニレンジオキシジ酢酸、ジフェン酸、ジ安息香酸、４，４’−オキシジ安息香酸、ジフェニルメタン−４，４’−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−４，４’−ジカルボン酸、４，４’−ビフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸から誘導される単位を挙げることができ、これらのうち１種または２種以上を用いることができる。

これらのなかでも芳香族ジカルボン酸から誘導される単位が好ましい。
これらの他のジカルボン酸単位の含有率としては、２５モル％以下であるのが好ましく、１０モル％以下であるのがより好ましい。さらに、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸などの多価カルボン酸から誘導される単位を、溶融成形が可能な範囲内で含んでいてもよい。

本発明に用いられるポリアミドを構成するジアミン単位は、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を６０〜１００モル％含有しており、７５〜１００モル％含有しているのが好ましく、９０〜１００モル％含有しているのがより好ましい。
１，９−ノナンジアミン単位および２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を併用する場合には、１，９−ノナンジアミン単位：２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位のモル比は、９０：１０〜５０：５０であるのが好ましく、８０：２０〜５０：５０であるのがより好ましい。
１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を上記の割合で含有するポリアミドを用いると、靱性、摺動性、耐熱性、成形性、低吸水性、軽量性に優れた樹脂製カム・ギヤが得られやすい。

上記のジアミン単位は、４０モル％以下であれば、１，９−ノナンジアミン単位および２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位以外の他のジアミン単位を含んでいてもよく、該他のジアミン単位としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、１，４−ブタンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、１，８−オクタンジアミン、１，１０−デカンジアミン、１，１２−ドデカンジアミン、３−メチル−１，５−ペンタンジアミン、２，４，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、５−メチル−１，９−ノナンジアミンなどの脂肪族ジアミン；シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミンなどの脂環式ジアミン；ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、キシレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテルなどの芳香族ジアミンから誘導される単位を挙げることができ、これらの１種または２種以上を用いることができる。これらの他のジアミン単位の含有率としては、２５モル％以下であるのが好ましく、１０モル％以下であるのがより好ましい。

本発明に用いられるポリアミドは、その分子鎖の末端基の１０％以上が末端封止剤により封止されているのが好ましい。分子鎖の末端基が末端封止剤により封止されている割合（末端封止率）としては、４０％以上であるのがより好ましく、６０％以上であるのがさらに好ましい。
末端封止率が１０％以上のポリアミドを用いると、本発明の樹脂製カム・ギヤを成形する際の溶融安定性が向上し、また、耐熱水性などの物性が優れた樹脂製カム・ギヤが得られ易くなる。

ポリアミドの末端封止率は、ポリアミドに存在するカルボキシル基末端、アミノ基末端及び末端封止剤によって封止された末端の数をそれぞれ測定し、下記の式（１）により求めることができる。各末端基の数は、^１Ｈ−ＮＭＲにより、各末端基に対応する特性シグナルの積分値より求めるのが精度、簡便さの点で好ましい。

末端封止率（％）＝［（Ａ−Ｂ）／Ａ］×１００ （１）
［式中、Ａは分子鎖末端基総数（これは通常、ポリアミド分子の数の２倍に等しい）を表し、Ｂはカルボキシル基末端およびアミノ基末端の合計数を表す。］

末端封止剤としては、ポリアミドの末端のアミノ基またはカルボキシル基との反応性を有する単官能性の化合物であれば特に制限はないが、反応性および封止末端の安定性などの点から、モノカルボン酸またはモノアミンが好ましく、取扱いの容易さなどの点から、モノカルボン酸がより好ましい。その他、無水フタル酸等の酸無水物、モノイソシアネート、モノ酸ハロゲン化合物、モノエステル類、モノアルコール類などを使用することもできる。

末端封止剤として使用されるモノカルボン酸としては、アミノ基との反応性を有するものであれば特に制限はなく、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ピバリン酸、イソ酪酸などの脂肪族モノカルボン酸；シクロヘキサンカルボン酸などの脂環式モノカルボン酸；安息香酸、トルイル酸、α−ナフタレンカルボン酸、β−ナフタレンカルボン酸、メチルナフタレンカルボン酸、フェニル酢酸などの芳香族モノカルボン酸；これらの任意の混合物を挙げることができる。これらのなかでも、反応性、封止末端の安定性、価格の点などから、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、安息香酸が好ましい。

末端封止剤として使用されるモノアミンとしては、カルボキシル基との反応性を有するものであれば特に制限はしなく、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミンなどの脂肪族モノアミン；シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミンなどの脂環式モノアミン；アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン、ナフチルアミンなどの芳香族モノアミン；これらの任意の混合物を挙げることができる。これらのなかでも、反応性、沸点、封止端末の安定性、価格などの点からブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリンが好ましい。

本発明に用いられるポリアミドは、結晶性ポリアミドを製造する方法として知られている任意の方法を用いて製造することができる。例えば、酸クロライドとジアミンを原料とする溶液重合法または界面重合法、ジカルボン酸とジアミンを原料とする溶融重合法、固相重合法、溶融押出重合法などの方法により製造することができる。

本発明に用いられるポリアミドは、例えば、最初にジアミン、ジカルボン酸、触媒および必要に応じて末端封止剤を一括して添加してナイロン塩を製造した後、２００〜２５０℃の温度において加熱重合して濃硫酸中３０℃における極限粘度［η］が０．１〜０．６ｄｌ／ｇのプレポリマーとし、さらに固相重合するか、あるいは溶融押出機を用いて重合を行うことにより製造することができる。プレポリマーの極限粘度［η］が０．１〜０．６ｄｌ／ｇの範囲内であると、後重合の段階においてカルボキシル基とアミノ基のモルバランスのずれや重合速度の低下が少なく、さらに分子量分布の小さな、各種物性や成形性に優れたポリアミドが得られる。

重合の最終段階を固相重合により行う場合、減圧下または不活性ガス流通下に行うのが好ましく、重合温度が２００〜２８０℃の範囲内であれば、重合速度が大きく、生産性に優れ、着色やゲル化を有効に押さえることができる。
重合の最終段階を溶融押出機により行う場合の重合速度としては、３７０℃以下であるのが好ましく、かかる条件で重合すると、ポリアミドの分解がほとんどなく、劣化の無いポリアミドが得られる。

本発明に用いられるポリアミドを製造するに際し、前記の末端封止剤の他に、例えば、触媒として、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、それらの塩またはエステルを添加することができる。上記の塩またはエステルとしては、リン酸、亜リン酸または次亜リン酸とカリウム、ナトリウム、マグネシウム、パラジウム、カルシウム、亜鉛、コバルト、マンガン、錫、タングステン、ゲルマニウム、チタン、アンチモン等の金属との塩；リン酸、亜リン酸または次亜リン酸のアンモニウム塩；リン酸、亜リン酸または次亜リン酸のエチルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、ヘキシルエステル、イソデシルエステル、オクタデシルエステル、デシルエステル、ステアリルエステル、フェニルエステルなどを挙げることができる。

本発明に用いられるポリアミドは、濃硫酸中３０℃の条件下で測定したる極限粘度［η］が０．６〜２．０ｄｌ／ｇであることが好ましく、０．７〜１．９ｄｌ／ｇであるのがより好ましく、０．８〜１．８ｄｌ／ｇであるのがさらに好ましい。
極限粘度が０．６ｄｌ／ｇ未満では得られる樹脂製カム・ギヤの機械的性質が低下し、２．０ｄｌ／ｇより大きいとポリアミドの流動性が低下し、樹脂製カム・ギヤを製造する際の成形性が悪化する傾向がある。

本発明に用いられる変性ポリオレフィンとしては、公知の変性ポリオレフィンであればどのようなものを使用してもよいが、たとえば、分子内にカルボキシル基、酸無水物基、および／またはエポシキ基等の官能基を有する変性ポリオレフィンを例示することができる。
このような変性ポリオレフィンは、分子内にカルボキシル基、酸無水物基、および／またはエポシキ基等の官能基を有する単量体を共重合あるいは付加させる方法などによって製造することができる。

上記した官能基を有する単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、フタル酸等のα，β−不飽和ジカルボン酸；無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水フタル酸等のα，β−不飽和ジカルボン酸無水物；グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基を有する化合物が挙げられる。これらの中でも、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水フタル酸等のα，β−不飽和ジカルボン酸無水物が好ましく、無水マレイン酸がより好ましい。

変性ポリオレフィンとしては、上記した官能基を有する単量体と、分子内にカルボキシル基、酸無水物基、および／またはエポキシ基等の官能基を有しないオレフィン系化合物の共重合体を例示することができる。上記した官能基を有しないオレフィン系化合物としては、例えばエチレン；プロピレン；１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン等の炭素数４〜２０のα−オレフィンなどを挙げることができ、これらの内の１種または２種以上を使用することができる。

このような変性ポリオレフィンは、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシルなどのα，β−不飽和カルボン酸エステル；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクロレイン、メタアクロレイン、エチルビニルエーテル、スチレン、酢酸ビニル等が共重合されていてもよい。

また、変性ポリオレフィンとしては、このような上記した官能基を有しないオレフィン系化合物からなる重合体に、上記した官能基を有する単量体を付加させたものを使用することもできる。上記した官能基を有する単量体の付加は、例えば、必要に応じて有機過酸化物等のラジカル開始剤の存在下に溶融混錬する方法などによって実施することができる。

このような変性ポリオレフィンは、例えば、１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、２，５−ノルボルナジエン等の非共役ジエン成分；ブタジエン、イソプレン、ピペリレン等の共役ジエン；酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルなどが共重合されていてもよい。
なお、変性ポリオレフィンが上記した非共役ジエンや共役ジエンから誘導される構造単位を有する場合、こうしたジエンに由来する脂肪族炭素−炭素二重結合は、必要に応じて水素添加されていてもよい。

変性ポリオレフィンとしては、得られるポリアミド組成物の耐衝撃性が優れる点から、エチレン、プロピレンおよび炭素数４〜２０のα−オレフィンからなる群より選ばれる化合物から構成されるオレフィン系重合体を基本骨格とするものを使用することが好ましく、ポリエチレン；ポリプロピレン；エチレン／プロピレン共重合体；エチレン／１−ブテン共重合体；エチレン／１−オクテン共重合体等のエチレン／α−オレフィン共重合体を基本骨格とするものを使用することが好ましい。

また、本発明において使用される変性ポリオレフィンの２３℃における引張り弾性率は、得られる樹脂製カム・ギヤの耐久性の点で、５０ＭＰａ以下であることが好ましく、３０ＭＰａ以下であることがさらに好ましい。なお、本明細書における引張り弾性率はＪＩＳ Ｋ ６９２２−２に準じて測定した値である。

さらに、本発明の樹脂製カム・ギヤを構成する材料には、必要に応じて、従来から公知の充填剤、銅系安定剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、結晶核剤、難燃剤、潤滑剤、他種ポリマーなどを含有させることもできる。

（実験例）
本発明に係る実験例を以下に述べる。なお、本発明は実験例に限定されるものではない。
○材料
本発明の目的は、汎用エンジンに用いる樹脂カム・ギヤにおいて、好適な材料を選択することにある。そのために、次に示す材料１〜材料６を準備した。

実験で採用する材料は全てポリアミドをベースとするものであり、このベースとなるポリアミドは、表１の「ポリアミドの特徴的構成」に示すとおりに、各種のものを準備した。なお、表１中の変性ポリオレフィンとしては、無水マレイン酸変性エチレン−プロピレン共重合体（無水マレイン酸の付加量：０．８重量％、２３℃における引張り弾性率は１０ＭＰａ）を使用し、材料１、２、４および５におけるポリアミドとしては、株式会社クラレ製、「ジェネスタＮ１０００Ａ」を使用し、また、材料６におけるポリアミドとしては、株式会社クラレ製、「ジェネスタＮ１０００Ｃ」を使用した。
また、表１中の粘度［η］は、濃硫酸中３０℃の条件下で測定した極限粘度［η］（ｄｌ／ｇ）を表す。

○吸水試験
図２のカム・ギヤ（なお、ギヤ１９の外径Ａは図面寸法で５７ｍｍ、カム２１の最大径Ｂは図面寸法で２８ｍｍとした。以下同様）を、各種の材料で成形してテスト品とし、これらのテスト品を９８℃の熱水に２００時間浸漬して吸水させた。試験前のギヤの外形寸法をＡ、試験後の外形寸法の増加量をΔＡとして、その結果を次の表でまとめた。

実験１は、材料が表１に示すＰＡ９Ｔであって、増加率（ΔＡ／Ａ、百分率）は０．３５％であった。
実験２は、材料がＰＡ９Ｔ＋５であって、増加率は０．３５％であった。
実験３は、材料がＰＡ４６であって、増加率は３．３０％であった。
この結果、ＰＡ４６に比較して、ＰＡ９ＴやＰＴ９Ｔ＋５は、増加率が約１／１０になり、低吸水性能が高いことが確認できた。

○耐久試験
図２のカム・ギヤを、各種の材料で成形してテスト品とし、これらのテスト品を図１のエンジン１０に組み込み、エンジン回転数７０００ｒｐｍ（毎分７０００回転）で運転して、カム・ギヤの状態を目視検査した。その結果を次の表でまとめた。

ＰＡ９Ｔは破損した。これに対して、ＰＡ４６とＰＡ９Ｔ＋５は破損がなく、良好であった。そこで、実験１及び実験３の評価は○、実験２の評価は×とした。

○摺動試験
樹脂カム・ギヤは摺動による摩耗が重要になる。そこで、各種の材料により平板を製造し、ＪＩＳ Ｋ ７２１８−Ａに準拠したスラスト摩耗試験を実施した。なお、鈴木式摩耗試験機械を用い、相手部材を液体用リング＃６００（材質Ｓ４５Ｃ）とし、２５０ｋｇ／ｃｍ^２の条件で押しつけ、６０℃のエンジンオイル雰囲気中で、秒速３０ｃｍの速度で１００分間摺動させた。

実験７〜実験１０は、変性ポリオレフィンの添加量を０（ゼロ）、１重量部、３重量部、５重量部と段階的に増加させてなるテスト品について行った。この結果、変性ポリオレフィンの添加量に比例して摩耗量が小さくなり、耐摩耗性が高まることが確認できた。
そして、実験後にテスト品の表面を観察したところ実験７〜９は、溶融などに伴う粗面が認められた。実験１０、１１は平滑面が維持できた。したがって、実験７〜９の評価は×、実験１０、１１の評価は○とした。

○カムの耐摩耗性試験
次にカムの耐摩耗性を試験した。すなわち、各種の材料で図２のテスト品を製造し、図１のエンジンに組み込んで、所定時間運転し、図２に示すカムの最大径Ｂにおける摩耗量を調べた。その内容及び結果を次表で説明する。

表の右から２番目のコラム※は、エンジン回転数や試験時間の差異を是正するための補正値を示す。すなわち、摩耗量は時間に比例し、速度（回転数）に比例するから、※は（カム寸法Ｂの摩耗量（μｍ）／（時間（ｈｒ）×エンジン回転数（ｒｐｍ））の算式で求めた。
評価は、※が２×１０^−４以下であれば○、それを超えると×にした。

以上の結果を次表にまとめる。まとめ方は、表２〜表５の各欄の右端に示した評価（○、×）を、表１に合成する形式にした。

材料１（ＰＡ９Ｔ）は表３〜表５で×であって、耐久性や耐摩耗性の点で難があるため、総合評価は×とした。
材料２（ＰＡ９Ｔ＋５）は表２〜表５で○であって、吸水性、耐久性及び耐摩耗性の点で高い性能を有するため、総合評価は○とした。

材料３（ＰＡ４６）は表２で×であって、吸水性の点で難があるため、総合評価は×とした。
材料４（ＰＡ９Ｔ＋１）と材料５（ＰＡ９Ｔ＋３）は表４で×であって、耐摩耗性の点で難があるため、総合評価は×とした。

材料６（ＰＡ９Ｔ＋２０）は、表２からＰＡ９Ｔベースであれば吸水性はクリアできることが確認できたので、実験は省いたが吸水性の欄に（○）を見込むことができる。
表３からＰＡ９Ｔに５重量部以上の変性ポリオレフィンを添加すれば耐久性はクリアできる。実験は省いたが耐久性の欄に（○）を見込むことができる。
表４からＰＡ９Ｔに５重量部以上の変性ポリオレフィンを添加すれば耐摩耗性はクリアできる。試験は省いたが耐久性の欄に（○）を見込むことができる。
表５で○である。
したがって、吸水性、耐久性及び耐摩耗性の点で高い性能が見込めるため、総合評価は○とした。

以上の総合評価から、ポリアミド１００重量部に、５〜２０重量部の変性ポリオレフィンを添加すれば、吸水性、耐久性及び耐摩耗性の点で高い性能が見込め、エンジンに好適な樹脂製カム・ギヤを提供することができる。

尚、本発明をカムのみ又はギヤのみに適用することは差し支えない。また、エンジンは、汎用エンジンの他、車載エンジンであってもよい。

本発明は、汎用エンジンに内蔵するカム・ギヤに好適である。

本発明に係る樹脂製ガム・ギヤを備えたエンジンの要部断面図である。 本発明に係る樹脂製カム・ギヤの詳細図である。

符号の説明

１０…エンジン、１９…ギヤ（被動タイミングギヤ）、２１…カム、３０…樹脂製カム・ギヤ。

Claims (2)

1. エンジンに使用する樹脂製カム・ギヤにおいて、
   この樹脂製カム・ギヤは、ポリアミド１００重量部に、５〜２０重量部の変性ポリオレフィンを添加した材料で構成し、
   前記ポリアミドを構成するジカルボン酸単位は、テレフタル酸単位を６０〜１００モル％含有し、
   前記ポリアミドを構成するジアミン単位は、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタジアミン単位を６０〜１００モル％含有することを特徴とする樹脂製カム・ギヤ。
2. 前記変性ポリオレフィンの２３℃における引張り弾性率が５０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１記載の樹脂製カム・ギヤ。

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