JP2013049804A - ローラおよびローラ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
で表される繰り返し単位、式(ii):
で表される繰り返し単位からなる共重合体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。
そのため、ベースレジンとして基本的に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。
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。
で表される繰り返し単位、および式(iii):
で表される繰り返し単位からなる共重合体である請求項1に記載のローラである。
この構成によれば、共重合体は、先の式(i)(ii)で表される繰り返し単位を結合した、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を有するため、前記芳香族ナイロンとしての良好な耐クリープ性を、より一層良好に発現させることができる。
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4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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〈樹脂組成物〉
前記ローラ装置1のローラ12は、式(i):
で表される繰り返し単位、式(ii):
で表される繰り返し単位からなる共重合体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(i)(ii)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。
そのため、ベースレジンとして基本的に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。
前記共重合体としては、特に式(iv):
で表される繰り返し単位、および式(iii):
で表される繰り返し単位からなる共重合体が好ましい。
前記共重合体は、先の式(i)(ii)で表される繰り返し単位を結合した、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を有するため、前記芳香族ナイロンとしての良好な耐クリープ性を、より一層良好に発現させることができる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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2〉
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。
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。
記各実施例、比較例のうち実施例1、比較例1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。
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。
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3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2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。
Claims (4)
- 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または2に記載のローラ。
- 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ないし3のいずれか1項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。
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