JP3611639B2 - 歯車成形品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，ポリアミド樹脂と炭素繊維とからなる，歯車特性の良好なポリアミド樹脂複合材に関する発明であり，自動車関連機器の分野，電子・電機用機器の分野，一般産業機械部品分野等に用いられる樹脂製歯車の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の上記分野用の樹脂製歯車は，金属歯車に比べて軽量，自己潤滑性，耐腐蝕性，低騒音性，量産性等の特徴を有するため，金属製に代わって多方面に簡易に利用される。樹脂材料としては，その機械的特性や摺動特性の点から，ポリアセタール，ポリアミド樹脂が挙げられ，特に前者を主成分とする樹脂組成物は，比較的優れた歯車負荷特性を持ち，生産性も高い事より，歯車用樹脂材料として多用されている。
【０００３】
然しながら，近年樹脂製歯車への要望として，更に一層の高負荷，即ち歯元強度が高く，無潤滑仕様においても低摩耗性を保持しつつ，かつ低騒音，低摩擦音である，所謂「鳴き」を生じない，摺動特性の優れた長寿命のものが求められており，既存の材料では対応しきれなくなってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の樹脂製歯車，例えばポリアセタール樹脂（ＰＯＭと略記）の場合，その単体，若しくはそれとガラス繊維又は炭素繊維等による補強材充填組成物は，無潤滑下で負荷条件が厳しくなると，歯車の噛み合い摩擦による騒音，所謂「鳴き」現象が発生し，又歯面の摩擦も大となり，歯車寿命が低下する欠点が挙げられている。
【０００５】
又，当該ＰＯＭ樹脂を，グリースを初期塗布した潤滑条件下において使用した場合，炭素繊維を補強材として充填した組成物の摩耗は，寧ろ先の無潤滑仕様の場合以上に多くなる。この際，グリースは特別な物でなくても，シリコン系，リチウム系，フッ素系でも同様に，一般的に摩耗増大現象が起こり，グリースの調度が高い程，短期間で摩耗量が多くなる欠点がある。
【０００６】
他の樹脂製歯車，例えばポリアミド（ＰＡと略記）の場合，ＰＡ６，ＰＡ６６，ＰＡ４６等が知られるが，これらはポリアミド系樹脂の一般的特性として，吸水（湿）による機械的特性の経時的低下の現象が起こり，これに伴って歯車寿命も低下することにもなる。 これらＰＡ樹脂に，補強材を充填して強化組成物として使用した場合は，ポリアセタール歯車同様に，無潤滑下で負荷条件が厳しくなると，「鳴き」が発生し，グリース塗布による潤滑条件下では，同条件下で寧ろ無潤滑以上に摩耗が多くなる。
【０００７】
ＰＡ１２は，他のポリアミド系樹脂に較べ，一般的に軟らかいと言う欠点が有り，機械的に高負荷用途には不向きであったが，その軟質と謂う特徴を生かし，従来，単体（繊維等を配合しない無充填材）として消音歯車として用いられた記事（例えば「最近のプラスチック成形歯車」；”プラスッチック”誌ＶＯＬ．４１・Ｎｏ７，ｐ５５，工業調査会刊）がある。然し強度，弾性率が低いため高負荷条件下での使用には適さないとされていた。
【０００８】
また二硫化モリブデンやグラファイト，或いは四フッ化エチレン等の固体潤滑材を配合した組成物，又は含油組成物では，無潤滑下で「鳴き」の発生を防止出来る利点がある反面，組成物の機械特性がベースポリマー単体と較べて低下する欠点が有るため，高負荷条件での使用には適さない。
【０００９】
この様な高負荷用途に対して，本発明者等による特願平３ー１５２５５３号，特開平５ー３９４０５号に示される様な組成物を用いる先の提案がある。
即ち特願平３ー１５２５５３号には，マトリックスとして熱可塑性ポリエーテル芳香族ケトン，補強材としてピッチ系炭素繊維を配合した，歯車用組成物が提案されている。
又特願平３ー２１７８６２号には，マトリックスとしてポリアセタール樹脂，補強材として芳香族ポリアミド繊維，潤滑性付与材として４フツ化エチレン樹脂からなる，歯車用組成物も提案されている。
【００１０】
然しこれらを以てしても，更に進んだ産業分野における要求，特に低摩耗性，低騒音性，高歯元強度（高負荷）の要請を満たすには不充分となり，かつ材料コストも高い欠点が有った。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の様な，より進んだ産業上の要請に対し，従来技術が未だ充分でない点を補ない，歯元強度が高く，かつ吸水による強度の低下が少なく，無潤滑仕様において低摩耗，歯車噛み合い摩擦による「鳴き」の発生の無い，又潤滑（グリース初期塗布）仕様では，高摩耗化しない，多岐にわたる高度な要求に対処し得る，歯車成形品用の材料の，配合処方について種々研究を行った。
【００１２】
その結果，１）摺動特性に優れるポリアミド樹脂を選び，且つその中でも，この種のＰＡ樹脂の一般的な欠点である，吸水（湿）性による機械的強度の低下が特に少ない，ポリアミド１２の特徴を生かし，これをベースポリマーとして選んだ。
２）然し，このベースポリマーが軟らかく，強度が不足する欠点を補う為，補強材として特定の種類の炭素繊維を，３）特定量配合することにより，４）当該ベースポリマーの分子量分布，若しくは溶融粘度の最適範囲の選択と相まって，射出成形による製作が可能であり，且つ高強度，高弾性率を有し，「鳴き」が無く，摩耗量の少ない，吸湿等による性能の経時変化のない，高耐久性を有する所期の歯車材を得ることができた。
【００１３】
更に本願の対象とする組成物の構成成分について敷衍する。
本発明に謂うポリアミド１２とは，数平均分子量（Ｍｎと略記）が，（２〜６）×１０４ ，特に好ましくは（２〜４）×１０４ の範囲の，ポリアミド１２ 〔Ａ〕が適当である。この範囲の物が，所定の炭素繊維（Ｃ）を配合した組成物として，流動性等の点で射出成型可能で，且つ高強度を有する歯車のベースポリマーとなりうるからである。
【００１４】
若しくは，Ｍｎが（２〜６）×１０４ ，好ましくは（２〜４）×１０４ のポリアミド１２〔Ａ〕と，Ｍｎが（１〜２）×１０４ のポリアミド１２〔Ｂ〕との混合物で，１２〔Ａ〕と１２〔Ｂ〕の重量配合比が３〜８である混合物が適当である。この様にＭｎの小さい低分子量重合物を少量配合することにより，成形時の組成物の流れ特性が一段と良くなり，精密成形性と生産性の向上が達せられる。
【００１５】
此処に謂うポリアミド１２とは，ωーラウロラクタム，ωーアミノドデカン酸を原料モノマーとして，開環重合，縮重合等の公知の方法で高分子化して得られる，別称ナイロン１２とも言われる合成高分子化合物である。
【００１６】
また，数平均分子量（Ｍｎ）とは，分子量分布を持つ合成高分子の平均分子量を数平均法で表した値であり，下記のように定義される。
【００１７】
【数１】
ＭＮ ＝ Ｗ ／ Σ Ｎｉ ＝ Σ Ｎｉ ・ Ｍｉ ／ Σ Ｎｉ
【００１８】
但し Ｎｉ ：分子量 Ｍｉ の分子数 ， Ｗ ：分子量 Ｍの分子の重量
具体的には，氷点降下法，蒸気圧降下法，浸透圧法，又は末端基定量法等の熱力学的，化学的方法により測定される。
引用文献；「化学便覧（応用編）」７５７頁〔日本化学会〕改訂３版（丸善）「ポリエチレン樹脂」４６頁〔プラスチック材料講座４〕日刊工業新聞社
【００１９】
又，本発明に係るポリアミド１２樹脂は，他の異なる物性，即ち，当該樹脂の溶融温度２３００ Ｃ，剪断速度１０００／秒における溶融粘度（η）を以て，規定することも出来る。
この様な条件で測定したηが，（２〜８）×１０３ ポイズの範囲内であるポリアミド１２樹脂を用いても，先のＭｎを以て規定した樹脂と同様に，冒頭に記す本技術分野の課題を解決することが出来る。
【００２０】
高分子は単一の分子量のみから成る単分散高分子となることは非常に珍しく，一般的に或る分布を持った多分散高分子となっている。従って平均の値で示され，測定方法により数平均，重量平均，Ｚ平均分子量等で表示される。
そこで，本願のように数平均法で表した場合，〔数１〕に示す様な或る元となる高分子（Ｍｎ）に，この高分子よりはるかに分子量の低い（又は高い）高分子を添加すると，配合量により，Ｍｎ値が大きく変化することとなる。
従って，本願においては，数平均法（Ｍｎ）のみで定義するのでなく，溶融粘度（η）によっても，射出成形可能で，本願に謂う特性を落とさない，ベースポリマーの物性を規定した。 Ｍｎとηとは，それぞれ別個の物性表示法であり，独立して規定されうるものである。
尚，後記する実施例にて使用する樹脂については，同一樹脂について，Ｍｎ表示と，η表示とを併記した。
【００２１】
上記の理由により，下記の方法，条件で測定したηが，（２〜８）×１０３ ポイズであるポリアミド１２（Ｅ）と，ηが（０．８〜２）×１０３ ポイズであるポリアミド１２（Ｆ）との配合物であって，１２（Ｅ）／１２（Ｆ）の配合比が３〜８である樹脂配合物をベースポリマーに使用しても，同様に目的を達せられる。この様に溶融粘度の低い１２（Ｆ）を少量配合する事により，成形時の流れ特性が一段とよくなり，精密成形性と生産性の向上が達せられる。
【００２２】
溶融粘度を測定する装置並びに方法は，種々知られて居るが，本発明実験においては〔フローテスター；ＣＦＴー５００Ｃ（島津製作所製）〕を用い，上記の所定の条件下で測定した。
その装置の一例を図１０に，計算は下式によった。
【００２３】
【数２】
見掛けのＳｈｅａｒ Ｓｔｒｅｓｓ； τω＝ Ｐｒ／２Ｌ （Ｐａ）
見掛けのＳｈｅａｒ Ｒａｔｅ； γω＝ ４Ｑ／πｒ３ （ｓｅｃ−１）
見掛けのＶｉｓｃｏｓｉｔｙ； η ＝ τω／γω （Ｐａ・ｓ）
【００２４】
引用文献；「化学便覧（応用編）」７７０頁〔日本化学会〕改訂３版（丸善）
「フローテスター取扱説明書」（島津製作所刊）
ベースポリマーとなる樹脂の溶融粘度の測定結果は，図９及び〔００２１〕以降の供試試料の説明の欄に示す。
図９にても明らかな様に，樹脂の溶融粘度（η）は測定する温度，及び剪断速度により異なってくるので，本願においては２３００ Ｃ，１０００／秒に於ける値を以て規定することとした。
【００２５】
本発明に謂う炭素繊維（Ｃ）とは，各種グレードのＰＡＮ系（ポリアクリロニトリル原料）炭素繊維である。実施例１，７と比較例７との対比で明らかな様にピッチ系繊維では充分な性能の歯車が得られない。尚，ＰＡＮ系炭素繊維には，製法により汎用品，高強度品，高弾性品等，幾つかのグレードが知られるが，ポリアミドと繊維との密着性が同レベルであれば，これらのグレードによる歯車負荷特性に対する効果は大差ない。（図６）
この様な実験結果から，上記のベースポリマーに配する強化用繊維（Ｃ）としては，ＰＡＮ系炭素繊維に限定され，又特別な性能を要求される特注品を除き，一般的には経済性の点から，ＰＡＮ系の中でも比較的安価に入手し得る，汎用グレードＰＡＮ系炭素繊維が好ましい。
【００２６】
ベースポリマーに配する炭素繊維の配合量は，ポリマー量１００重量部に対して５〜４０部が好ましい。５部以下では補強効果の発現が少なく，４０部以上では溶融粘度が過大で，射出成形が難しくなる。又，歯面の肌合いも良くない。
【００２７】
本発明の組成物には，上記主成分，即ちポリアミド１２（Ａ）又は（Ａ＋Ｂ），若しくはポリアミド１２（Ｅ）又は（Ｅ＋Ｆ）及びＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）の他，高分子材料に一般的に加えられる各種添加剤（Ｄ）を，上述の樹脂組成物の特性を損なわない範囲で添加する事ができる。通常の添加剤とは，熱安定剤，酸化防止剤，耐候安定剤，離型剤，滑剤，可塑剤，潤滑剤，染顔料，帯電防止剤等である。
【００２８】
これらの主成分及び添加剤をタンブラー，或いはヘンシェルミキサー等で混合し，混合した配合物は，公知の一軸或いは二軸，溶融混練押出機により，ぺレット状混合物を得，更に公知の射出成形法にて成形体を得ることが出来る。
【００２９】
【発明実施の態様】
本発明は，上記の様にベースポリマーとして，吸水性による強度低下が比較的小さいポリアミド１２を特定し，且つ成形加工性の点から，その分子量（Ｍｎ），若しくは溶融粘度（η）を特定して，成形性を良くし，且つ軟らかく消音性に優れるが，強度，弾力性に劣る当該樹脂の欠点を補うため，ＰＡＮ系炭素繊維を特定し，且つこれを特定量配合する，これらの特定条件を組合せる事により，歯元強度が高く，無潤滑条件でも，潤滑条件でも，低騒音，低摩耗，高耐久性の歯車成形品を得る事が出来た。
以下に本発明を実施例により，比較例と対比しつつ発明実施の態様について具体的に説明する。
【００３０】
【実施例１〜７】
【比較例１〜７】
１）供試試料の調製
〔実施例１〕
ポリアミド１２（ＵＢＥナイロン３０３５Ｕ：宇部興産製：Ｍｎ３．５×１０４ ）１００重量部に，ＰＡＮ系炭素繊維（ベスファイトＨＴＡーＣ６ＮＲＳ：東邦レーヨン製：引張強度３７２０ＭＰａ，引張弾性率２３５ＧＰａ）３０重量部をミキサーで混合し，二軸スクリユー押出機にて射出成形用ペレットを得た。
尚，本例のベースポリマーとなる１２〔３０３５Ｕ〕の，溶融温度２３００ Ｃ，剪断速度１０００／秒における溶融粘度（η）は，図９の結果から５×１０３ であった。
尚，後記〔００４４〕に述べる，〔３０３５Ｕ〕単体の射出成形時の射出圧力は，図２（ａ）に参考例として示す。
【００３１】
〔実施例２〕
実施例１において，炭素繊維１９部を用いた他は，例１と同条件にて試料を調製した。
【００３２】
〔実施例３〕〔実施例４〕〔実施例５〕
ポリアミド１２（ＵＢＥナイロン３０３５Ｕ：Ｍｎ３．５×１０４ ），ポリアミド１２（ＵＢＥナイロン３０１４Ｕ：Ｍｎ１．４×１０４ ）を，Ａ／Ｂ＝７．５〔例３〕：４．７〔例４〕：３．３〔例５〕〔何れも重量比）で混合したブレンドポリアミド１２，１００重量部に，実施例１，２で用いた炭素繊維３０重量部をミキサーで混合し，同様にペレットを得た。
尚，本例のベースポリマーとなるポリアミド１２の，所定条件下のηは，図９の結果から，それぞれ３０３５Ｕは５×１０３ ，３０１４Ｕは１×１０３ ポイズであった。
【００３３】
〔実施例６〕
ポリアミド１２（ＵＢＥナイロン３０２４Ｕ：Ｍｎ２．４×１０４ ）１００部に，上記炭素繊維３０部を混合し，同様にペレットを得た。
尚，本例のベースポリマーとなる１２〔３０２４Ｕ〕の，所定条件下のηは，３．０×１０３ であった。
【００３４】
〔実施例７〕
ポリアミド１２（ＵＢＥナイロン３０３５Ｕ：Ｍｎ３．５×１０４ ）１００部に，ＰＡＮ系炭素繊維（ベスファイトＨＭ４０，Ｃ６ＵＲＳ，引張強度２７４０ＭＰａ，引張弾性率３８２ＧＰａ：東邦レーヨン製）３２部を混合し，同様にペレットを得た。
【００３５】
〔比較例１〕
ポリアミド１２（ＵＢＥナイロン１０１４Ｕ：Ｍｎ１．４×１０４ ）１００部に，実施例６と同じ炭素繊維３０部を混合し，同様にペレットを得た。
尚，本例のベースポリマーとなる１２〔３０１４Ｕ〕の，所定条件下のηは，図９の結果から１×１０３ であった。
【００３６】
〔比較例２〕
市販ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ・Ｍ９０，ポリプラスチックス社製）をそのまま，単体にて使用，本願材料と比較した。
【００３７】
〔比較例３〕
ポリアミド６（ＵＢＥナイロン１０３０Ｂ：Ｍｎ３．０×１０４ ）１００部に，上記炭素繊維２７部を混合し，同様にペレットを得た。
【００３８】
〔比較例４〕
ポリフタルアミド（アモデルＡー１０００ＨＮ：帝人アモコ製）１００部に，上記炭素繊維２６部を混合し，同様にペレットを得た。
【００３９】
〔比較例５〕
ポリアミド４６（ＴＷ４００：日本合成ゴム製）１００部に，上記炭素繊維
２６部を混合し，同様にペレットを得た。
【００４０】
〔比較例６〕
レオナＣＦ３００（旭化成製・市販品），ＰＡ６６／炭素繊維系材料品。
【００４１】
〔比較例７〕
ポリアミド１２（実施例６に同じ）に，ピッチ系炭素繊維（ダイヤリードＫ２２３Ｎ−Ｍ，引張強度２３００ＭＰａ，引張弾性率２１５ＧＰａ：三菱化学製）３４部を混合し，同様にペレットを得た。
【００４２】
２）試験方法
上記に例示の材料及び方法にてペレットを得，常法にて射出成形法により，下記〔００３８〕に記載の歯車を製作した。図１に示す動力吸収式，動的歯車試験機を用い，歯車の負荷能力並びに摩耗量等を評価した。
【００４３】
樹脂組成物の射出成形性の指標となる溶融時の流動性は，２０ｍｍ幅×１ｍｍ厚で，５０ｍｍ長を流れるのに必要な最低射出圧力で評価した（図２）。該歯車はインボリュウート歯車で，モジュール１．０：圧力角２００ ：歯数３０枚：歯幅８ｍｍ：取付ボス部内径２０ｍｍで，ＪＩＳ：Ｂ１７０１に準拠した標準歯車である。
【００４４】
３）試験結果
各種試料と射出成形時の射出（充填）圧力の関係についての試験結果を，図２に示す。圧力が低い方が流動性が良く，成形容易なことを示す。
又各種材料の歯車負荷特性に関する試験は，前記の同種歯車を組合せ，リチウム系グリース初期塗布仕様，回転数２００ ｒｐｍ，室温下にて測定した。結果を図３〜６に示す。
「鳴き」発生現象の有無については，同種歯車を組合せ，無潤滑仕様，無負荷にて，１時間運転させた後，２０〜１０００ｒｐｍ，曲げ応力：０〜５５ＭＰａの領域で評価した。結果を表１に示す。
歯車の歯面摩耗に関しては，同種歯車組合せ，リチウム系グリース初期塗布仕様，回転数２００ｒｐｍ，室温下，歯元曲げ応力５５ＭＰａの条件下で実験し，歯車面の摩耗高さ量を投影機にて測定した。結果を図７に示す。
【００４５】
図９は，ベースポリマーとなる基本成分樹脂について，炭素繊維を加えない状態で，溶融温度を２３００ Ｃに保って，剪断速度を変えた場合の粘度（η）を示す。本図のように（η）は溶融温度，剪断速度により変わるので，〔請求項〕の記載は２３００ Ｃ，１０００／秒における値で規定した。
【００４６】
４）試験結果からの所見
▲１▼ 図６は，炭素繊維の種類のみを変え，他の条件を同じくした比較実験の結果を示し，ＰＡＮ系炭素繊維を用いた場合（実施例１，７）は，ピッチ系の繊維を用いた場合（比較例７）よりも良好な成績を示している。
また，この図の実施例１（汎用品）と，実施例７（高弾性品）との対比から，ＰＡＮ系の炭素繊維であれば，製造プロセスや，物性に関係無く，共に高い負荷能力を有する歯車用樹脂組成物が得られる事が判った。
炭素繊維とベースポリマーとの配合比は，実施例１〜７の試料を用いた図２〜７の結果から，ベースポリマー１００重量部に対し炭素繊維が５〜４０部の範囲内であれば，射出成形性，製品強度，外観性とも良好な歯車を得ることができた。尚，図では示されていないが，試作実験を通じての所見事項として５部以下では強度向上効果が少なく，４０部以上では成形性，製品外観が悪くなることが認められた。
【００４７】
▲２▼ 特定のＭｎ，又はηを有するポリアミド１２（Ａ）もしくは（Ｅ）を用いた，本発明にかかる歯車成形品（図５・実施例１）は，同条件下でのポリアセタール（ＰＯＭ）歯車（図５・比較例２）や，他の種のポリアミド（ＰＡ）を使用した歯車（図５・比較例３，４，５）に較べ，高い負荷能力を有することが明らかである。
【００４８】
▲３▼ 又，無潤滑条件下での，「鳴き」の発生に関する試験でも，特定の条件を具備する実施例群の試料は，全部の試験条件下で「鳴き」が無いことが認められ，条件を具備しない比較例群の試料とは顕著に差が認められた。（表１）
【００４９】
▲４▼ 又，Ｍｎ，或いはηが稍小さいポリアミド１２を少量配合した場合（図２・ｄ，ｅ，ｆ）は，炭素繊維を更に配合しても，これらを配合しない場合（図２・ｂ，ｃ）と較べ，溶融時の流動性を向上させることが出来，結果として射出成形作業を一層容易にすることが出来た。（図２）
この様にＭｎ，或いはηが稍小さい成分を少量配合する事による機械的強度に及ぼす影響については，図３，４に示される様に，１２（Ａ）／１２（Ｂ）比，若しくは１２（Ｅ）／１２（Ｆ）比がが３〜８の範囲であれば，殆ど無視出来る程度であり，実質的に強度を落とさず，且つ成形性を向上させる両立効果が認められた。
【００５０】
▲５▼ 本発明に規定するポリアミド１２を使用した歯車（図７・実施例１及び２）は，他のポリアミド，例えばＰＡ６，４６，６６をベースポリマーとしたもの（比較例３，５，６）に比べて，摩耗が少ない。
【００５１】
▲６▼ 所定のＭｎ，或いはηの範囲であるＰＡ１２を用い，上記のように処方，調製された歯車は，図８に示される様に，他の種類のポリアミド樹脂，例えばＰＡ６，６６を用いた場合に比べ吸湿性が極めて少なく，結果として機械的強度，曲弾性率等の経時変化の小さい，性能の安定した歯車を得ることが出来た。
【００５２】
【発明の効果】
上記の処方により製作された本願発明に係る歯車成形品は，従来から広く使用されているポリアセタール系歯車や，他の種のポリアミド系歯車と較べて，歯元強度が高く，無潤滑仕様においても，噛み合い摩擦による「鳴き」の発生が無い，低騒音歯車が得られる。
又，潤滑仕様においても，グリース初期塗布下における歯車の歯面摩耗も，極めて低レベルで耐久性があり，且つ吸湿性が低いため性能の経時変化も小さい特徴がある。
上記のような利点が有りながら，射出成形性，製品外観性も良好であり，産業上，とくに精密機器用歯車として新規な製品を提供し得るものである。
【００５３】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】供試試料の評価に用いた歯車試験機である。
【図２】溶融樹脂の流動特性の測定結果を示す図である。
【図３】ＰＡＮ系材料と歯車負荷特性の関係を示す図である。
【図４】ＰＡ１２（Ｂ）とＰＡ１２（Ｃ）の配合比と歯元曲げ応力との関係を示す図である。
【図５】ベースポリマーの種類と歯車負荷特性の関係を示す図である。
【図６】炭素繊維の種類と歯車特性の関係を示す図である。
【図７】各種処方による歯車の摩耗特性の比較試験結果を示す図である。
【図８】各種処方による歯車の吸水特性の比較試験結果を示す図である。
【図９】ベースポリマーの溶融粘度と剪断速度との関係の測定結果を示す図である。
【図１０】ベースポリマーの溶融粘度を測定する装置の概略図である。
【符号の説明】
１ モーター
２ Ｖプーリー
３ 軸受箱
４ トルクメータ
５ 駆動歯車
６ 被動歯車
７ スリップリング
８ カップリング
９ パウダークラッチ
１１ ピストン
１２ バレル
１３ キャピラリー
Ｐ バレル内圧
Ｆ 押出荷重
Ｒ バレル半径
ｒ キャピラリー半径
Ｌ キャピラリー長さ
Ｑ フローレイト
【発明の属する技術分野】
本発明は，ポリアミド樹脂と炭素繊維とからなる，歯車特性の良好なポリアミド樹脂複合材に関する発明であり，自動車関連機器の分野，電子・電機用機器の分野，一般産業機械部品分野等に用いられる樹脂製歯車の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の上記分野用の樹脂製歯車は，金属歯車に比べて軽量，自己潤滑性，耐腐蝕性，低騒音性，量産性等の特徴を有するため，金属製に代わって多方面に簡易に利用される。樹脂材料としては，その機械的特性や摺動特性の点から，ポリアセタール，ポリアミド樹脂が挙げられ，特に前者を主成分とする樹脂組成物は，比較的優れた歯車負荷特性を持ち，生産性も高い事より，歯車用樹脂材料として多用されている。
【０００３】
然しながら，近年樹脂製歯車への要望として，更に一層の高負荷，即ち歯元強度が高く，無潤滑仕様においても低摩耗性を保持しつつ，かつ低騒音，低摩擦音である，所謂「鳴き」を生じない，摺動特性の優れた長寿命のものが求められており，既存の材料では対応しきれなくなってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の樹脂製歯車，例えばポリアセタール樹脂（ＰＯＭと略記）の場合，その単体，若しくはそれとガラス繊維又は炭素繊維等による補強材充填組成物は，無潤滑下で負荷条件が厳しくなると，歯車の噛み合い摩擦による騒音，所謂「鳴き」現象が発生し，又歯面の摩擦も大となり，歯車寿命が低下する欠点が挙げられている。
【０００５】
又，当該ＰＯＭ樹脂を，グリースを初期塗布した潤滑条件下において使用した場合，炭素繊維を補強材として充填した組成物の摩耗は，寧ろ先の無潤滑仕様の場合以上に多くなる。この際，グリースは特別な物でなくても，シリコン系，リチウム系，フッ素系でも同様に，一般的に摩耗増大現象が起こり，グリースの調度が高い程，短期間で摩耗量が多くなる欠点がある。
【０００６】
他の樹脂製歯車，例えばポリアミド（ＰＡと略記）の場合，ＰＡ６，ＰＡ６６，ＰＡ４６等が知られるが，これらはポリアミド系樹脂の一般的特性として，吸水（湿）による機械的特性の経時的低下の現象が起こり，これに伴って歯車寿命も低下することにもなる。 これらＰＡ樹脂に，補強材を充填して強化組成物として使用した場合は，ポリアセタール歯車同様に，無潤滑下で負荷条件が厳しくなると，「鳴き」が発生し，グリース塗布による潤滑条件下では，同条件下で寧ろ無潤滑以上に摩耗が多くなる。
【０００７】
ＰＡ１２は，他のポリアミド系樹脂に較べ，一般的に軟らかいと言う欠点が有り，機械的に高負荷用途には不向きであったが，その軟質と謂う特徴を生かし，従来，単体（繊維等を配合しない無充填材）として消音歯車として用いられた記事（例えば「最近のプラスチック成形歯車」；”プラスッチック”誌ＶＯＬ．４１・Ｎｏ７，ｐ５５，工業調査会刊）がある。然し強度，弾性率が低いため高負荷条件下での使用には適さないとされていた。
【０００８】
また二硫化モリブデンやグラファイト，或いは四フッ化エチレン等の固体潤滑材を配合した組成物，又は含油組成物では，無潤滑下で「鳴き」の発生を防止出来る利点がある反面，組成物の機械特性がベースポリマー単体と較べて低下する欠点が有るため，高負荷条件での使用には適さない。
【０００９】
この様な高負荷用途に対して，本発明者等による特願平３ー１５２５５３号，特開平５ー３９４０５号に示される様な組成物を用いる先の提案がある。
即ち特願平３ー１５２５５３号には，マトリックスとして熱可塑性ポリエーテル芳香族ケトン，補強材としてピッチ系炭素繊維を配合した，歯車用組成物が提案されている。
又特願平３ー２１７８６２号には，マトリックスとしてポリアセタール樹脂，補強材として芳香族ポリアミド繊維，潤滑性付与材として４フツ化エチレン樹脂からなる，歯車用組成物も提案されている。
【００１０】
然しこれらを以てしても，更に進んだ産業分野における要求，特に低摩耗性，低騒音性，高歯元強度（高負荷）の要請を満たすには不充分となり，かつ材料コストも高い欠点が有った。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の様な，より進んだ産業上の要請に対し，従来技術が未だ充分でない点を補ない，歯元強度が高く，かつ吸水による強度の低下が少なく，無潤滑仕様において低摩耗，歯車噛み合い摩擦による「鳴き」の発生の無い，又潤滑（グリース初期塗布）仕様では，高摩耗化しない，多岐にわたる高度な要求に対処し得る，歯車成形品用の材料の，配合処方について種々研究を行った。
【００１２】
その結果，１）摺動特性に優れるポリアミド樹脂を選び，且つその中でも，この種のＰＡ樹脂の一般的な欠点である，吸水（湿）性による機械的強度の低下が特に少ない，ポリアミド１２の特徴を生かし，これをベースポリマーとして選んだ。
２）然し，このベースポリマーが軟らかく，強度が不足する欠点を補う為，補強材として特定の種類の炭素繊維を，３）特定量配合することにより，４）当該ベースポリマーの分子量分布，若しくは溶融粘度の最適範囲の選択と相まって，射出成形による製作が可能であり，且つ高強度，高弾性率を有し，「鳴き」が無く，摩耗量の少ない，吸湿等による性能の経時変化のない，高耐久性を有する所期の歯車材を得ることができた。
【００１３】
更に本願の対象とする組成物の構成成分について敷衍する。
本発明に謂うポリアミド１２とは，数平均分子量（Ｍｎと略記）が，（２〜６）×１０４ ，特に好ましくは（２〜４）×１０４ の範囲の，ポリアミド１２ 〔Ａ〕が適当である。この範囲の物が，所定の炭素繊維（Ｃ）を配合した組成物として，流動性等の点で射出成型可能で，且つ高強度を有する歯車のベースポリマーとなりうるからである。
【００１４】
若しくは，Ｍｎが（２〜６）×１０４ ，好ましくは（２〜４）×１０４ のポリアミド１２〔Ａ〕と，Ｍｎが（１〜２）×１０４ のポリアミド１２〔Ｂ〕との混合物で，１２〔Ａ〕と１２〔Ｂ〕の重量配合比が３〜８である混合物が適当である。この様にＭｎの小さい低分子量重合物を少量配合することにより，成形時の組成物の流れ特性が一段と良くなり，精密成形性と生産性の向上が達せられる。
【００１５】
此処に謂うポリアミド１２とは，ωーラウロラクタム，ωーアミノドデカン酸を原料モノマーとして，開環重合，縮重合等の公知の方法で高分子化して得られる，別称ナイロン１２とも言われる合成高分子化合物である。
【００１６】
また，数平均分子量（Ｍｎ）とは，分子量分布を持つ合成高分子の平均分子量を数平均法で表した値であり，下記のように定義される。
【００１７】
【数１】
ＭＮ ＝ Ｗ ／ Σ Ｎｉ ＝ Σ Ｎｉ ・ Ｍｉ ／ Σ Ｎｉ
【００１８】
但し Ｎｉ ：分子量 Ｍｉ の分子数 ， Ｗ ：分子量 Ｍの分子の重量
具体的には，氷点降下法，蒸気圧降下法，浸透圧法，又は末端基定量法等の熱力学的，化学的方法により測定される。
引用文献；「化学便覧（応用編）」７５７頁〔日本化学会〕改訂３版（丸善）「ポリエチレン樹脂」４６頁〔プラスチック材料講座４〕日刊工業新聞社
【００１９】
又，本発明に係るポリアミド１２樹脂は，他の異なる物性，即ち，当該樹脂の溶融温度２３００ Ｃ，剪断速度１０００／秒における溶融粘度（η）を以て，規定することも出来る。
この様な条件で測定したηが，（２〜８）×１０３ ポイズの範囲内であるポリアミド１２樹脂を用いても，先のＭｎを以て規定した樹脂と同様に，冒頭に記す本技術分野の課題を解決することが出来る。
【００２０】
高分子は単一の分子量のみから成る単分散高分子となることは非常に珍しく，一般的に或る分布を持った多分散高分子となっている。従って平均の値で示され，測定方法により数平均，重量平均，Ｚ平均分子量等で表示される。
そこで，本願のように数平均法で表した場合，〔数１〕に示す様な或る元となる高分子（Ｍｎ）に，この高分子よりはるかに分子量の低い（又は高い）高分子を添加すると，配合量により，Ｍｎ値が大きく変化することとなる。
従って，本願においては，数平均法（Ｍｎ）のみで定義するのでなく，溶融粘度（η）によっても，射出成形可能で，本願に謂う特性を落とさない，ベースポリマーの物性を規定した。 Ｍｎとηとは，それぞれ別個の物性表示法であり，独立して規定されうるものである。
尚，後記する実施例にて使用する樹脂については，同一樹脂について，Ｍｎ表示と，η表示とを併記した。
【００２１】
上記の理由により，下記の方法，条件で測定したηが，（２〜８）×１０３ ポイズであるポリアミド１２（Ｅ）と，ηが（０．８〜２）×１０３ ポイズであるポリアミド１２（Ｆ）との配合物であって，１２（Ｅ）／１２（Ｆ）の配合比が３〜８である樹脂配合物をベースポリマーに使用しても，同様に目的を達せられる。この様に溶融粘度の低い１２（Ｆ）を少量配合する事により，成形時の流れ特性が一段とよくなり，精密成形性と生産性の向上が達せられる。
【００２２】
溶融粘度を測定する装置並びに方法は，種々知られて居るが，本発明実験においては〔フローテスター；ＣＦＴー５００Ｃ（島津製作所製）〕を用い，上記の所定の条件下で測定した。
その装置の一例を図１０に，計算は下式によった。
【００２３】
【数２】
見掛けのＳｈｅａｒ Ｓｔｒｅｓｓ； τω＝ Ｐｒ／２Ｌ （Ｐａ）
見掛けのＳｈｅａｒ Ｒａｔｅ； γω＝ ４Ｑ／πｒ３ （ｓｅｃ−１）
見掛けのＶｉｓｃｏｓｉｔｙ； η ＝ τω／γω （Ｐａ・ｓ）
【００２４】
「フローテスター取扱説明書」（島津製作所刊）
ベースポリマーとなる樹脂の溶融粘度の測定結果は，図９及び〔００２１〕以降の供試試料の説明の欄に示す。
図９にても明らかな様に，樹脂の溶融粘度（η）は測定する温度，及び剪断速度により異なってくるので，本願においては２３００ Ｃ，１０００／秒に於ける値を以て規定することとした。
【００２５】
本発明に謂う炭素繊維（Ｃ）とは，各種グレードのＰＡＮ系（ポリアクリロニトリル原料）炭素繊維である。実施例１，７と比較例７との対比で明らかな様にピッチ系繊維では充分な性能の歯車が得られない。尚，ＰＡＮ系炭素繊維には，製法により汎用品，高強度品，高弾性品等，幾つかのグレードが知られるが，ポリアミドと繊維との密着性が同レベルであれば，これらのグレードによる歯車負荷特性に対する効果は大差ない。（図６）
この様な実験結果から，上記のベースポリマーに配する強化用繊維（Ｃ）としては，ＰＡＮ系炭素繊維に限定され，又特別な性能を要求される特注品を除き，一般的には経済性の点から，ＰＡＮ系の中でも比較的安価に入手し得る，汎用グレードＰＡＮ系炭素繊維が好ましい。
【００２６】
ベースポリマーに配する炭素繊維の配合量は，ポリマー量１００重量部に対して５〜４０部が好ましい。５部以下では補強効果の発現が少なく，４０部以上では溶融粘度が過大で，射出成形が難しくなる。又，歯面の肌合いも良くない。
【００２７】
本発明の組成物には，上記主成分，即ちポリアミド１２（Ａ）又は（Ａ＋Ｂ），若しくはポリアミド１２（Ｅ）又は（Ｅ＋Ｆ）及びＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）の他，高分子材料に一般的に加えられる各種添加剤（Ｄ）を，上述の樹脂組成物の特性を損なわない範囲で添加する事ができる。通常の添加剤とは，熱安定剤，酸化防止剤，耐候安定剤，離型剤，滑剤，可塑剤，潤滑剤，染顔料，帯電防止剤等である。
【００２８】
これらの主成分及び添加剤をタンブラー，或いはヘンシェルミキサー等で混合し，混合した配合物は，公知の一軸或いは二軸，溶融混練押出機により，ぺレット状混合物を得，更に公知の射出成形法にて成形体を得ることが出来る。
【００２９】
【発明実施の態様】
本発明は，上記の様にベースポリマーとして，吸水性による強度低下が比較的小さいポリアミド１２を特定し，且つ成形加工性の点から，その分子量（Ｍｎ），若しくは溶融粘度（η）を特定して，成形性を良くし，且つ軟らかく消音性に優れるが，強度，弾力性に劣る当該樹脂の欠点を補うため，ＰＡＮ系炭素繊維を特定し，且つこれを特定量配合する，これらの特定条件を組合せる事により，歯元強度が高く，無潤滑条件でも，潤滑条件でも，低騒音，低摩耗，高耐久性の歯車成形品を得る事が出来た。
以下に本発明を実施例により，比較例と対比しつつ発明実施の態様について具体的に説明する。
【００３０】
【実施例１〜７】
【比較例１〜７】
１）供試試料の調製
〔実施例１〕
ポリアミド１２（ＵＢＥナイロン３０３５Ｕ：宇部興産製：Ｍｎ３．５×１０４ ）１００重量部に，ＰＡＮ系炭素繊維（ベスファイトＨＴＡーＣ６ＮＲＳ：東邦レーヨン製：引張強度３７２０ＭＰａ，引張弾性率２３５ＧＰａ）３０重量部をミキサーで混合し，二軸スクリユー押出機にて射出成形用ペレットを得た。
尚，本例のベースポリマーとなる１２〔３０３５Ｕ〕の，溶融温度２３００ Ｃ，剪断速度１０００／秒における溶融粘度（η）は，図９の結果から５×１０３ であった。
尚，後記〔００４４〕に述べる，〔３０３５Ｕ〕単体の射出成形時の射出圧力は，図２（ａ）に参考例として示す。
【００３１】
〔実施例２〕
実施例１において，炭素繊維１９部を用いた他は，例１と同条件にて試料を調製した。
【００３２】
〔実施例３〕〔実施例４〕〔実施例５〕
ポリアミド１２（ＵＢＥナイロン３０３５Ｕ：Ｍｎ３．５×１０４ ），ポリアミド１２（ＵＢＥナイロン３０１４Ｕ：Ｍｎ１．４×１０４ ）を，Ａ／Ｂ＝７．５〔例３〕：４．７〔例４〕：３．３〔例５〕〔何れも重量比）で混合したブレンドポリアミド１２，１００重量部に，実施例１，２で用いた炭素繊維３０重量部をミキサーで混合し，同様にペレットを得た。
尚，本例のベースポリマーとなるポリアミド１２の，所定条件下のηは，図９の結果から，それぞれ３０３５Ｕは５×１０３ ，３０１４Ｕは１×１０３ ポイズであった。
【００３３】
〔実施例６〕
ポリアミド１２（ＵＢＥナイロン３０２４Ｕ：Ｍｎ２．４×１０４ ）１００部に，上記炭素繊維３０部を混合し，同様にペレットを得た。
尚，本例のベースポリマーとなる１２〔３０２４Ｕ〕の，所定条件下のηは，３．０×１０３ であった。
【００３４】
〔実施例７〕
ポリアミド１２（ＵＢＥナイロン３０３５Ｕ：Ｍｎ３．５×１０４ ）１００部に，ＰＡＮ系炭素繊維（ベスファイトＨＭ４０，Ｃ６ＵＲＳ，引張強度２７４０ＭＰａ，引張弾性率３８２ＧＰａ：東邦レーヨン製）３２部を混合し，同様にペレットを得た。
【００３５】
〔比較例１〕
ポリアミド１２（ＵＢＥナイロン１０１４Ｕ：Ｍｎ１．４×１０４ ）１００部に，実施例６と同じ炭素繊維３０部を混合し，同様にペレットを得た。
尚，本例のベースポリマーとなる１２〔３０１４Ｕ〕の，所定条件下のηは，図９の結果から１×１０３ であった。
【００３６】
〔比較例２〕
市販ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ・Ｍ９０，ポリプラスチックス社製）をそのまま，単体にて使用，本願材料と比較した。
【００３７】
〔比較例３〕
ポリアミド６（ＵＢＥナイロン１０３０Ｂ：Ｍｎ３．０×１０４ ）１００部に，上記炭素繊維２７部を混合し，同様にペレットを得た。
【００３８】
〔比較例４〕
ポリフタルアミド（アモデルＡー１０００ＨＮ：帝人アモコ製）１００部に，上記炭素繊維２６部を混合し，同様にペレットを得た。
【００３９】
〔比較例５〕
ポリアミド４６（ＴＷ４００：日本合成ゴム製）１００部に，上記炭素繊維
２６部を混合し，同様にペレットを得た。
【００４０】
〔比較例６〕
レオナＣＦ３００（旭化成製・市販品），ＰＡ６６／炭素繊維系材料品。
【００４１】
〔比較例７〕
ポリアミド１２（実施例６に同じ）に，ピッチ系炭素繊維（ダイヤリードＫ２２３Ｎ−Ｍ，引張強度２３００ＭＰａ，引張弾性率２１５ＧＰａ：三菱化学製）３４部を混合し，同様にペレットを得た。
【００４２】
２）試験方法
上記に例示の材料及び方法にてペレットを得，常法にて射出成形法により，下記〔００３８〕に記載の歯車を製作した。図１に示す動力吸収式，動的歯車試験機を用い，歯車の負荷能力並びに摩耗量等を評価した。
【００４３】
樹脂組成物の射出成形性の指標となる溶融時の流動性は，２０ｍｍ幅×１ｍｍ厚で，５０ｍｍ長を流れるのに必要な最低射出圧力で評価した（図２）。該歯車はインボリュウート歯車で，モジュール１．０：圧力角２００ ：歯数３０枚：歯幅８ｍｍ：取付ボス部内径２０ｍｍで，ＪＩＳ：Ｂ１７０１に準拠した標準歯車である。
【００４４】
３）試験結果
各種試料と射出成形時の射出（充填）圧力の関係についての試験結果を，図２に示す。圧力が低い方が流動性が良く，成形容易なことを示す。
又各種材料の歯車負荷特性に関する試験は，前記の同種歯車を組合せ，リチウム系グリース初期塗布仕様，回転数２００ ｒｐｍ，室温下にて測定した。結果を図３〜６に示す。
「鳴き」発生現象の有無については，同種歯車を組合せ，無潤滑仕様，無負荷にて，１時間運転させた後，２０〜１０００ｒｐｍ，曲げ応力：０〜５５ＭＰａの領域で評価した。結果を表１に示す。
歯車の歯面摩耗に関しては，同種歯車組合せ，リチウム系グリース初期塗布仕様，回転数２００ｒｐｍ，室温下，歯元曲げ応力５５ＭＰａの条件下で実験し，歯車面の摩耗高さ量を投影機にて測定した。結果を図７に示す。
【００４５】
図９は，ベースポリマーとなる基本成分樹脂について，炭素繊維を加えない状態で，溶融温度を２３００ Ｃに保って，剪断速度を変えた場合の粘度（η）を示す。本図のように（η）は溶融温度，剪断速度により変わるので，〔請求項〕の記載は２３００ Ｃ，１０００／秒における値で規定した。
【００４６】
４）試験結果からの所見
▲１▼ 図６は，炭素繊維の種類のみを変え，他の条件を同じくした比較実験の結果を示し，ＰＡＮ系炭素繊維を用いた場合（実施例１，７）は，ピッチ系の繊維を用いた場合（比較例７）よりも良好な成績を示している。
また，この図の実施例１（汎用品）と，実施例７（高弾性品）との対比から，ＰＡＮ系の炭素繊維であれば，製造プロセスや，物性に関係無く，共に高い負荷能力を有する歯車用樹脂組成物が得られる事が判った。
炭素繊維とベースポリマーとの配合比は，実施例１〜７の試料を用いた図２〜７の結果から，ベースポリマー１００重量部に対し炭素繊維が５〜４０部の範囲内であれば，射出成形性，製品強度，外観性とも良好な歯車を得ることができた。尚，図では示されていないが，試作実験を通じての所見事項として５部以下では強度向上効果が少なく，４０部以上では成形性，製品外観が悪くなることが認められた。
【００４７】
▲２▼ 特定のＭｎ，又はηを有するポリアミド１２（Ａ）もしくは（Ｅ）を用いた，本発明にかかる歯車成形品（図５・実施例１）は，同条件下でのポリアセタール（ＰＯＭ）歯車（図５・比較例２）や，他の種のポリアミド（ＰＡ）を使用した歯車（図５・比較例３，４，５）に較べ，高い負荷能力を有することが明らかである。
【００４８】
▲３▼ 又，無潤滑条件下での，「鳴き」の発生に関する試験でも，特定の条件を具備する実施例群の試料は，全部の試験条件下で「鳴き」が無いことが認められ，条件を具備しない比較例群の試料とは顕著に差が認められた。（表１）
【００４９】
▲４▼ 又，Ｍｎ，或いはηが稍小さいポリアミド１２を少量配合した場合（図２・ｄ，ｅ，ｆ）は，炭素繊維を更に配合しても，これらを配合しない場合（図２・ｂ，ｃ）と較べ，溶融時の流動性を向上させることが出来，結果として射出成形作業を一層容易にすることが出来た。（図２）
この様にＭｎ，或いはηが稍小さい成分を少量配合する事による機械的強度に及ぼす影響については，図３，４に示される様に，１２（Ａ）／１２（Ｂ）比，若しくは１２（Ｅ）／１２（Ｆ）比がが３〜８の範囲であれば，殆ど無視出来る程度であり，実質的に強度を落とさず，且つ成形性を向上させる両立効果が認められた。
【００５０】
▲５▼ 本発明に規定するポリアミド１２を使用した歯車（図７・実施例１及び２）は，他のポリアミド，例えばＰＡ６，４６，６６をベースポリマーとしたもの（比較例３，５，６）に比べて，摩耗が少ない。
【００５１】
▲６▼ 所定のＭｎ，或いはηの範囲であるＰＡ１２を用い，上記のように処方，調製された歯車は，図８に示される様に，他の種類のポリアミド樹脂，例えばＰＡ６，６６を用いた場合に比べ吸湿性が極めて少なく，結果として機械的強度，曲弾性率等の経時変化の小さい，性能の安定した歯車を得ることが出来た。
【００５２】
【発明の効果】
上記の処方により製作された本願発明に係る歯車成形品は，従来から広く使用されているポリアセタール系歯車や，他の種のポリアミド系歯車と較べて，歯元強度が高く，無潤滑仕様においても，噛み合い摩擦による「鳴き」の発生が無い，低騒音歯車が得られる。
又，潤滑仕様においても，グリース初期塗布下における歯車の歯面摩耗も，極めて低レベルで耐久性があり，且つ吸湿性が低いため性能の経時変化も小さい特徴がある。
上記のような利点が有りながら，射出成形性，製品外観性も良好であり，産業上，とくに精密機器用歯車として新規な製品を提供し得るものである。
【００５３】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】供試試料の評価に用いた歯車試験機である。
【図２】溶融樹脂の流動特性の測定結果を示す図である。
【図３】ＰＡＮ系材料と歯車負荷特性の関係を示す図である。
【図４】ＰＡ１２（Ｂ）とＰＡ１２（Ｃ）の配合比と歯元曲げ応力との関係を示す図である。
【図５】ベースポリマーの種類と歯車負荷特性の関係を示す図である。
【図６】炭素繊維の種類と歯車特性の関係を示す図である。
【図７】各種処方による歯車の摩耗特性の比較試験結果を示す図である。
【図８】各種処方による歯車の吸水特性の比較試験結果を示す図である。
【図９】ベースポリマーの溶融粘度と剪断速度との関係の測定結果を示す図である。
【図１０】ベースポリマーの溶融粘度を測定する装置の概略図である。
【符号の説明】
１ モーター
２ Ｖプーリー
３ 軸受箱
４ トルクメータ
５ 駆動歯車
６ 被動歯車
７ スリップリング
８ カップリング
９ パウダークラッチ
１１ ピストン
１２ バレル
１３ キャピラリー
Ｐ バレル内圧
Ｆ 押出荷重
Ｒ バレル半径
ｒ キャピラリー半径
Ｌ キャピラリー長さ
Ｑ フローレイト
Claims (4)
- 数平均分子量（Ｍｎ）が，（２〜６）×１０４ であるポリアミド１２（Ａ）：１００重量部と，ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）：５〜４０重量部よりなる樹脂組成物を，成形してなる歯車成形品。
- 数平均分子量（Ｍｎ）が，（２〜６）×１０４ であるポリアミド１２（Ａ）と，Ｍｎが（１〜２）×１０４ であるポリアミド１２（Ｂ）との配合物であって，１２（Ａ）／１２（Ｂ）の配合（重量）比が３〜８であるポリアミド１２（Ａ＋Ｂ）樹脂配合物：１００重量部と，ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）：５〜４０重量部よりなる樹脂組成物を，成形してなる歯車成形品。
- 溶融温度２３０℃，剪断速度１０００／秒における溶融粘度（η）が，（２〜８）×１０3 ポイズであるポリアミド１２（Ｅ）；１００重量部と，ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）；５〜４０重量部よりなる樹脂組成物を，成形してなる歯車成形品。
- 溶融温度２３０℃，剪断速度１０００／秒における溶融粘度（η）が，（２〜８）×１０3 ポイズであるポリアミド１２（Ｅ）と，ηが（０．８〜２）×１０3 ポイズであるポリアミド１２（Ｆ）との配合物であって，１２（Ｅ）／１２（Ｆ）の配合比が３〜８であるポリアミド１２（Ｅ＋Ｆ）樹脂配合物；１００重量部と，ＰＡＮ系炭素繊維（Ｃ）；５〜４０重量部よりなる樹脂組成物を，成形してなる歯車成形品。
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