JP6784477B2 - 摺動部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製の摺動部材の製造方法に関する。

ポリアミド６６は、軽量であり自己潤滑性が大きい等の理由から、たとえば、電動パワーステアリング減速機ギヤ、軸受樹脂保持器等の摺動部材に広く用いられている。たとえば、特許文献１は、ポリアミド６６と、銅熱安定剤と、芳香族ポリカルボジイミドと、無水マレイン酸でグラフトされたＥＰＤＭゴムからなる衝撃改質剤とを含有する樹脂組成物を用いて作製された電気パワーステアリング装置用のギヤを開示している。

一方、近年、自動車部品の小型化・高出力化の要求を受け、前記樹脂製の摺動部材に高い機械的強度・高い剛性が要求されている。そのため、ポリアミド６６にガラス繊維等の無機フィラーを充填することが行われている。たとえば、特許文献２は、ガラス繊維を含有するポリアミド６６と、ポリカルボジイミドとを含有する樹脂組成物を用いて作製された転がり軸受用の樹脂製保持器を開示している。

しかしながら、ガラス繊維を含有したポリアミド６６が高い面圧で接触摺動する場合、樹脂の摩耗が増大し易い。これは、樹脂中のガラス繊維が接触摺動に伴い脱落し、硬質な研磨剤のように作用し、樹脂を摩耗・剥離させるためである。

特表２００９−５３６８９１号公報 特開２０１１−３２３５６号公報

上記のような樹脂の摩耗・剥離を緩和するために、（１）ガラス繊維の表面を適切に処理することによって樹脂−ガラス繊維間の密着強度を向上させる、（２）ガラス繊維の径・形状を最適化することによってガラス繊維の相手攻撃性を緩和させる等の手法が考えられる。とりわけ、（３）樹脂の分子量を高くすることによって、樹脂の摩耗・剥離による亀裂の進展抵抗力を増大させる手法が効果的である。

しかしながら、（３）の手法を実施するため、予め高分子量化されたポリアミド６６にガラス繊維を混練する場合、次の問題が発生する。
・樹脂の粘度が高く、安定的に生産することが困難である（混練機のトルクオーバー、発熱、ストランドちぎれ等が発生）。
・樹脂の粘度が高く、ガラス繊維の分散不良や折損が発生し、樹脂の物性が低下する。

そのため、現在まで、高分子量で且つガラス繊維を含有するポリアミドは存在しておらず、小型・高出力化を狙った将来の用途に対し、十分な耐摩耗性を確保できていない。
そこで、本発明の目的は、機械的強度の向上と耐摩耗性の向上とを両立することができる摺動部材の製造方法を提供することである。

本発明の摺動部材（２０，４３）の製造方法は、混練機（２７）のシリンダ（３３）に前記ポリアミド樹脂（３９）を供給し、前記ポリアミド樹脂（３９）を練った後、前記シリンダ（３３）の途中で、前記練られた前記ポリアミド樹脂（３９）に前記フィラー（４０）を供給し、前記フィラー（４０）と同時に、または前記フィラー（４０）の供給箇所（３６ａ）よりも下流側（３６ｂ）でカルボジイミド結合を有する化合物（４１）を供給する工程を含み、前記摺動部材（２０，４３）を構成する樹脂（２６）の数平均分子量Ｍｎが、３０，０００以上であり、混練物の総量に対して０．５質量％〜４質量％の前記カルボジイミド結合を有する化合物（４１）を配合する（請求項１）。

上記の構成によれば、ポリアミド樹脂とフィラーとの混練時および射出成形時に、カルボジイミド結合を有する化合物の作用によって、ポリアミド樹脂の末端カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）と末端アミノ基（−ＮＨ_２）との脱水縮合反応を進行させることができる。
これにより、予め重合によって形成された複数のポリアミド樹脂の高分子鎖を、連鎖的につなげることができ、樹脂の分子量を高めることができる。

しかも、カルボジイミド結合を有する化合物は混練の途中で供給されるので、脱水縮合反応が過大になることによるポリアミド樹脂の分解を抑制することができる。そのため、ポリアミド樹脂の分子量を、従来にはないレベルにまで高めることができる。
また、カルボジイミド結合を有する化合物が供給されるまでは、ポリアミド樹脂は連鎖反応しておらず分子量も高くない状態である。この状態ではポリアミド樹脂の粘度も比較的低いので、このポリアミド樹脂とフィラーとを混練することによって、フィラーを樹脂全体に良好に分散させることができる。

その結果、優れた機械的強度および耐摩耗性を有する摺動部材を得ることができる。
また、ポリアミド樹脂、フィラーおよびカルボジイミド結合を有する化合物を混練機に同時に供給して混練を開始する場合、あるいはポリアミド樹脂およびカルボジイミド結合を有する化合物を同時に、混練機のメインフィーダ（最初）から投入して混練を開始する場合に比べて、混練機のトルクオーバー、発熱、ストランドちぎれ等の発生を低減することができる。その結果、摺動部材を安定的に生産することができる。
また、混練物の総量に対して０．５質量％〜４質量％の範囲でカルボジイミド結合を有する化合物を配合することによって、数平均分子量Ｍｎが３０，０００以上の樹脂を良好に得ることができる。一方、カルボジイミド結合を有する化合物が過量でないので、混練中の樹脂圧力（粘度）の増大、発熱および当該発熱に伴う、ポリアミド樹脂およびカルボジイミドの熱分解、フィラーの集束劣化による樹脂との密着強度の低下等のリスクを軽減することもできる。

本発明の摺動部材（２０，４３）の製造方法では、前記フィラー（４０）として、混練物の総量に対して１０質量％〜５０質量％のガラス繊維を配合してもよい（請求項２）。

この範囲でガラス繊維を配合することによって、摺動部材の摩耗の発生因子であるガラス繊維の量を抑えながら、摺動部材には十分な機械的強度を確保することができる。
本発明の摺動部材（２０，４３）の製造方法では、前記フィラー（４０）として、６μｍ〜１５μｍの径を有するガラス繊維を配合してもよい（請求項３）。
この範囲の径を有するガラス繊維を配合することによって、ガラス繊維とポリアミド樹脂との接触面積を比較的大きくできるので、摺動部材の機械的強度および剛性を良好に向上させることができる。すなわち、より少ないガラス繊維の量で機械的強度等を確保できるため、摺動部材の摩耗の発生因子であるガラス繊維の量を抑え、耐摩耗性を向上させることができる。また、ガラス繊維の径が小さいほど相手攻撃性が低いため、樹脂を摩耗・剥離させる影響が小さく、この点においても耐摩耗性を向上させることができる。

本発明の摺動部材（２０，４３）の製造方法では、前記カルボジイミド結合を有する化合物（４１）の供給後、前記ポリアミド樹脂（３９）、前記フィラー（４０）および前記カルボジイミド結合を有する化合物（４１）を含む混練物を前記混練機（２７）のノズル（３５）から射出するまでの時間は、１秒間〜１分間であってもよい（請求項４）。
本発明の摺動部材（２０，４３）の製造方法は、前記ノズル（３５）から射出された前記混練物を冷却固化して樹脂ペレット（２６）を形成する工程と、前記樹脂ペレット（２６）を溶融して射出することによって、前記摺動部材（２０，４３）を成形する工程とを含んでいてもよい（請求項５）。

また、本発明の摺動部材（２０，４３）の製造方法によって得られる摺動部材（２０，４３）は、ポリアミド樹脂（３９）とフィラー（４０）とを含有する樹脂（２６）で構成され、当該樹脂（２６）の数平均分子量Ｍｎが、３０，０００以上である。
この構成によれば、ポリアミド樹脂にフィラーが含有されているため、摺動部材に十分な機械的強度を確保することができる。また、樹脂の数平均分子量Ｍｎが、３０，０００以上であって亀裂の進展抵抗力に優れるため、フィラーによる樹脂の摩耗・剥離によって亀裂が生じても、その亀裂が進展する速度を小さくできる。その結果、樹脂の摩耗量を低減することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るウォームホイールが組み込まれた電動パワーステアリング装置の概略図である。 図２は、前記ウォームホイールの模式的な斜視図である。 図３は、前記ウォームホイールの製造のフロー図である。 図４は、原料樹脂の調製に関連する工程を説明するための図である。 図５は、カルボジイミドによる脱水縮合の反応機構を示す図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る転がり軸受を示す断面図である。 図７は、原料樹脂の調製に関連する工程を説明するための図である。 図８は、実施例、参考例および市販品の数平均分子量Ｍｎを示す図である。 図９は、実施例および参考例の引張破断伸び試験の結果を示す図である。 図１０は、実施例および参考例の摩擦摩耗試験の結果を示す図である。 図１１は、市販品の摩擦摩耗試験の結果を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るインターミディエイトシャフト５が組み込まれた電動パワーステアリング装置１の概略図である。
電動パワーステアリング装置１は、ハンドル２と一体回転可能に連結されたステアリングシャフト３、ステアリングシャフト３に自在継手４を介して連結されたインターミディエイトシャフト５、インターミディエイトシャフト５に自在継手６を介して連結されたピニオンシャフト７、およびピニオンシャフト７のピニオン歯７ａに噛み合うラック歯８ａを有して、自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー８を備えている。

ピニオンシャフト７およびラックバー８によって、ラックアンドピニオン機構からなる操舵機構９が構成されている。
ラックバー８は、車体に固定されるラックハウジング１０内に、図示しない複数の軸受を介して直線往復動自在に支持されている。ラックバー８の両端部はラックハウジング１０の両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッド１１が結合されている。

各タイロッド１１は、図示しないナックルアームを介して対応する操向輪１２に連結されている。
ハンドル２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、その回転が、ピニオン歯７ａおよびラック歯８ａによって自動車の左右方向に沿うラックバー８の直線運動に変換されて操向輪１２の転舵が達成される。

ステアリングシャフト３は、ハンドル２に連なる入力軸３ａと、ピニオンシャフト７に連なる出力軸３ｂとに分割されており、両軸３ａ、３ｂはトーションバー１３を介して同一の軸線上で相対回転可能に互いに連結されている。
トーションバー１３には、両軸３ａ、３ｂ間の相対回転変位量から操舵トルクを検出するためのトルクセンサ１４が設けられており、トルクセンサ１４のトルク検出結果がＥＣＵ（Electric Control Unit：電子制御ユニット）１５に与えられる。

ＥＣＵ１５では、トルク検出結果や、図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路１６を介して操舵補助用の電動モータ１７を駆動制御する。そして、電動モータ１７の出力回転が、減速機１８を介して減速されてピニオンシャフト７に伝達され、ラックバー８の直線運動に変換されて操舵が補助される。
減速機１８は、電動モータ１７により回転駆動される入力軸としてのウォームシャフト１９（小歯車）と、ウォームシャフト１９に噛み合うとともにステアリングシャフト３の出力軸３ｂに一体回転可能に連結される本発明の摺動部材の一例としてのウォームホイール２０（大歯車）とを備えている。

図２は、ウォームホイール２０の模式的な斜視図である。
ウォームホイール２０は、中心に貫通孔２１を有する円環状に形成されている。貫通孔２１には、ステアリングシャフト３の出力軸３ｂ（図１参照）が挿入される。
ウォームホイール２０は、一体物の樹脂成形品で構成されており、貫通孔２１から同心円状にスリーブ部２２および歯形成部２３を含む。スリーブ部２２および歯形成部２３は、互いに樹脂の連続層として形成されている。この実施形態では、スリーブ部２２は、円環状の領域として定義され、歯形成部２３は、スリーブ部２２の周囲領域である円環状の領域として定義される。歯形成部２３の外周には、周方向に沿って複数の歯２４が刻まれている。ここで、２つの領域（この実施形態では、スリーブ部２２と歯形成部２３）が連続層を形成している構成とは、２つの領域の間に物理的な境界面がないことを意味する。たとえば、樹脂材料の相違による材料相の結晶粒界等の境界は、スリーブ部２２と歯形成部２３との間に存在していてもよい。一方、物理的な境界面は、たとえば、金属製または樹脂製のスリーブ部の外周に歯形成部を別途射出成形したときに、当該スリーブ部と歯形成部との間に現れることがある。なお、図２では、明瞭化のため、スリーブ部２２と歯形成部２３との間に架空の境界２５を示している。

次に、ウォームホイール２０の製造方法を説明する。
図３は、ウォームホイール２０の製造のフロー図である。図４は、原料樹脂２６の調製に関連する工程を説明するための図である。図５は、カルボジイミド４１による脱水縮合の反応機構を示す図である。
ウォームホイール２０を製造するには、まず、ウォームホイール２０を構成する原料樹脂２６を調製する（Ｓ１）。原料樹脂２６の調製には、たとえば、図４に示す混練機２７を使用する。

混練機２７は、たとえば、本体２８、タンク２９、冷却水槽３０およびペレタイザ３１を主に備えている。
本体２８は、メインフィーダ３２、シリンダ３３、スクリュー３４およびノズル３５を備え、メインフィーダ３２とノズル３５との間（メインフィーダ３２の下流側）には、サイドフィーダ３６が取り付けられている。本体２８としては、特に制限されず、たとえば、二軸（多軸）押出機、一軸押出機等の公知の混練機を使用できる。

タンク２９の上流側には、攪拌機３７が備えられている。攪拌機３７で混合された原料は、タンク２９およびその下流側のベルト式重量計３８を介して、本体２８のメインフィーダ３２に供給される。
そして、原料樹脂２６を調製するには、まず、ポリアミド樹脂３９および任意の添加剤を、共通の投入箇所としてのメインフィーダ３２を介してシリンダ３３に供給する。ポリアミド樹脂３９および任意の添加剤は、それぞれ単体でタンク２９に投入して供給してもよいし、攪拌機３７で混合（ドライブレンド、マスターバッチ化）してから供給してもよい。

ポリアミド樹脂３９としては、たとえば、脂肪族ポリアミド（ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ１２、ＰＡ６１２、ＰＡ６１０、ＰＡ１１等）、芳香族ポリアミド（ＰＡ６Ｔ、ＰＡ９Ｔ、ＰＰＡ）等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、脂肪族ポリアミドを使用し、さらに好ましくは、ポリアミド６６（ＰＡ６６）を使用する。また、これらは、単独使用または２種以上併用することができる。使用するポリアミド樹脂の数平均分子量Ｍｎは、たとえば、１５，０００〜２５，０００であってもよい。また、メインフィーダ３２に投入するベース樹脂は、ポリアミド樹脂３９の他、たとえば、熱可塑性エラストマー（酸変性されたエチレン系エラストマー、ＥＧＭＡ、ＥＰＤＭ、ポリアミドエラストマー等）を含んでいてもよい。熱可塑性エラストマーを配合することで、耐衝撃性の向上を図ることができる。

また、ポリアミド樹脂３９の配合割合は、たとえば、原料樹脂２６の調製に使用する材料の総量に対して４５質量％〜９０質量％であってもよい。
また、任意の添加剤としては、好ましくは、潤滑剤を配合する。潤滑剤によって、原料樹脂２６の分子間の滑り効果を得ることができるので、ウォームホイール２０の成形時の粘度を低減することができる。そのため、原料樹脂２６の分子量が高くても比較的低い温度で成形できるので、成形時の樹脂の熱分解を抑制することができる。その結果、原料樹脂２６の分子量を高く維持したまま成形できるので、原料樹脂２６の機械的強度や耐摩耗性を良好に維持することができる。

潤滑剤としては、ウォームホイール２０を成形するときの原料樹脂２６の粘度を低減できるものであれば特に制限されない。たとえば、ステアリン酸金属塩等の金属石鹸系、パラフィンワックス、合成ポリエチレンワックス等の炭化水素系、ステアリン酸等の脂肪酸系、ステアリルアルコール等の高級アルコール系、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪族アミド系、アルコールの脂肪酸エステル等のエステル系、シリコーン系化合物等、公知の潤滑剤を使用できる。これらのうち、好ましくは、金属石鹸系を使用し、さらに好ましくは、ステアリン酸金属塩を使用する。潤滑剤を配合する場合の配合割合は、たとえば、原料樹脂２６の調製に使用する材料の総量に対して０．０１質量％〜１質量％であってもよい。

そして、シリンダ３３に供給されたポリアミド樹脂３９、および必要により加えた添加剤を、スクリュー３４の回転によって混練する。混練条件は、たとえば、シリンダ３３の温度が２７５℃〜３２５℃であり、スクリュー３４の回転速度が１００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍであってもよい。
次に、フィラー４０およびカルボジイミド結合を有する化合物（以下、単に「カルボジイミド」という）４１を、共通の投入箇所としてのサイドフィーダ３６を介して、シリンダ３３に同時に供給する。

使用するフィラー４０としては、たとえば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セルロース繊維等の短繊維状のフィラーや、ガラスフレーク等の板状のフィラー、あるいはカーボンナノチューブやカーボンナノファイバ等の微細強化が可能なフィラー等の１種または２種以上が挙げられる。これらのうち、好ましくは、短繊維状のフィラーを使用し、さらに好ましくは、ガラス繊維を使用し、とりわけ好ましくは、扁平形状のガラス繊維を使用する。扁平形状のガラス繊維を使用することによって、歯形成部２３の歯切り後の面粗さを低減することができる。

ガラス繊維を使用する場合、当該ガラス繊維は、６μｍ〜１５μｍの径を有していることが好ましい。この範囲の径を有するガラス繊維を配合することによって、原料樹脂２６においてガラス繊維とポリアミド樹脂との接触面積を比較的大きくできるので、ウォームホイール２０を成形したときに、スリーブ部２２の機械的強度および剛性を良好に向上させることができる。すなわち、より少ないガラス繊維の量でスリーブ部２２の機械的強度等を確保できるため、歯形成部２３の摩耗の発生因子であるガラス繊維の量を抑え、耐摩耗性を向上させることができる。また、ガラス繊維の径が小さいほど相手攻撃性が低いため、樹脂を摩耗・剥離させる影響が小さく、この点においても耐摩耗性を向上させることができる。さらに、ガラス繊維の相手攻撃性が低くなれば、ウォームホイール２０に噛み合うウォームシャフト１９への影響も小さくできるので、ウォームシャフト１９に対する硬化処理（たとえば、焼き入れ等の熱処理）の時間を短縮することもできる。

また、フィラー４０（ガラス繊維）の配合割合は、たとえば、原料樹脂２６の調製に使用する材料の総量に対して１０質量％〜５０質量％であってもよい。この範囲でガラス繊維を配合することによって、歯形成部２３の摩耗の発生因子であるガラス繊維の量を抑えながら、スリーブ部２２には十分な機械的強度を確保することができる。
使用するカルボジイミド４１としては、カルボジイミド基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−）を有する化合物であれば特に制限されず、カルボジイミド基を１つ有するモノカルボジイミドであってもよいし、カルボジイミド基を複数有するポリカルボジイミドであってもよい。また、脂肪族系カルボジイミド、芳香族系カルボジイミド、カルボジイミド変性体等のあらゆる種類のカルボジイミドを使用できる。これらのうち、好ましくは、脂肪族カルボジイミドが挙げられ、その具体的な市販品としては、たとえば、日清紡ケミカル社製「カルボジライト（登録商標）ＨＭＶ−１５ＣＡ」が挙げられる。

また、カルボジイミド４１の配合割合は、たとえば、原料樹脂２６の調製に使用する材料の総量に対して０．５質量％〜４質量％であってもよい。この範囲でカルボジイミド４１を配合することによって、数平均分子量Ｍｎが３０，０００以上の原料樹脂２６を良好に得ることができる。一方、カルボジイミド４１が過量でないので、混練中の樹脂圧力（粘度）の増大、発熱および当該発熱に伴う、ポリアミド樹脂３９およびカルボジイミド４１の熱分解、フィラー４０の集束劣化による樹脂との密着強度の低下等のリスクを軽減することもできる。

また、カルボジイミド４１は、カルボジイミド４１が粉末の場合には、たとえば、サイドフィーダ３６から単体で供給してもよいし、ポリアミド樹脂と混合（ドライブレンド、マスターバッチ化）してから供給してもよい。
そして、シリンダ３３内を移送中のポリアミド樹脂３９および必要により加えた添加剤からなる混練物に、フィラー４０およびカルボジイミド４１が加えられ、さらに混練する。カルボジイミド４１の供給から当該混練物をノズル３５から射出するまでの時間（カルボジイミド４１の混練時間）は、たとえば、１秒間〜１分間であってもよい。したがって、サイドフィーダ３６のノズル３５からの距離は、当該混練時間を目安に設定すればよい。

カルボジイミド４１の供給後、混練物をストランド状の原料樹脂２６としてノズル３５から射出し、冷却水槽３０で冷却固化した後、ペレタイザ３１でペレット化する。以上の工程を経て、フィラー４０が分散したポリアミド樹脂３９からなる原料樹脂２６が得られる。
ウォームホイール２０の製造に関して、次の工程は、スリーブ部２２および歯形成部２３の一体成形である（図３のＳ２）。この工程では、図示しない金型を準備し、この金型内に、図４の工程で得られた原料樹脂２６（ペレット）を溶融させて射出する。金型は、複数のウォームホイール２０が円筒状に連なった円筒構造物になるように成形する型を有していてもよい。その後、一定時間冷却して原料樹脂２６を固化させた後、一体成形されたウォームホイール２０の円筒構造物を金型から取り出す。そして、当該円筒構造物から円板状のウォームホイール２０を一つずつ切り出す。

最後に、ウォームホイール２０の歯形成部２３の歯切り（歯２４を形成）を行って（Ｓ３）、図２に示すウォームホイール２０が得られる。
以上の方法によれば、ポリアミド樹脂３９とフィラー４０との混練途中（ポリアミド樹脂３９とフィラー４０との混練開始時）でカルボジイミド４１を供給することによって、混練時および射出成形時に、カルボジイミド４１の作用によって、図５に示すように、ポリアミド樹脂３９（図５では、ポリアミド６６）の末端カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）と末端アミノ基（−ＮＨ_２）との脱水縮合反応を進行させることができる。これにより、予め重合によって形成された複数のポリアミド樹脂３９の高分子鎖を、連鎖的につなげることができ、樹脂の分子量を高めることができる。たとえば、当該反応後の原料樹脂２６の数平均分子量Ｍｎを、３０，０００以上にまで高めることができる。

しかも、カルボジイミド４１は混練の途中で供給されるので、脱水縮合反応が過大になることによるポリアミド樹脂３９の分解を抑制することができる。そのため、ポリアミド樹脂３９の分子量を、従来にはないレベルにまで高めることができる。
また、カルボジイミド４１が供給されるまでは、ポリアミド樹脂３９は連鎖反応しておらず分子量も高くない状態（たとえば、Ｍｎ＝２０，０００程度）である。この状態ではポリアミド樹脂３９の粘度も比較的低いので、このポリアミド樹脂３９とフィラー４０とを混練することによって、フィラー４０をポリアミド樹脂３９全体に良好に分散させることができる。

その結果、スリーブ部２２に要求される機械的強度・剛性および寸法安定性を確保することができる。また、樹脂の数平均分子量Ｍｎが、３０，０００以上であって亀裂の進展抵抗力に優れるため、フィラー４０による樹脂の摩耗・剥離によって亀裂が生じても、その亀裂が進展する速度を小さくできる。その結果、歯形成部２３の摩耗量を低減できるので、歯形成部２３に要求される耐摩耗性も達成することができる。

よって、ウォームホイール２０の芯間距離の変化量の増大を抑制できるので、当該変化量増大によるラトル音の発生を防止でき、耐久寿命を向上させることができる。特に、ウォームホイール２０に関しては、将来的に小型化が進められると、今まで以上に負荷が大きくなりウォームホイール２０の大きなトルクがかかることがある。そのような大きなトルクに対して耐摩耗性が低いとウォームホイール２０の耐久寿命が短くなるが、この実施形態のように優れた耐摩耗性を達成できるウォームホイール２０では、小型・高出力化を狙った将来の用途にも十分適応することができる。

また、ポリアミド樹脂３９、フィラー４０およびカルボジイミド４１を本体２８に同時に供給して混練を開始する場合、あるいはポリアミド樹脂３９およびカルボジイミド４１を同時に、混練機２７のメインフィーダ３２（最初）から投入して混練を開始する場合に比べて、本体２８のトルクオーバー、発熱、ストランドちぎれ等の発生を低減することができる。その結果、ウォームホイール２０を安定的に生産することができる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。
前述の実施形態では、ウォームホイール２０は、一体成形されたスリーブ部２２および歯形成部２３を備えているとしたが、たとえば、金属製のスリーブ部２２に、樹脂製の歯形成部２３が密着した構成であってもよい。この場合、歯形成部２３を、上記原料樹脂２６を用いて形成すればよい。

また、本発明の摺動部材は、前述のウォームホイール２０以外の各種ギヤ、樹脂製保持器等の摺動部材に適用することもできる。たとえば、図６に示すような転がり軸受４２の保持器４３に適用されてもよい。
転がり軸受４２は、互いの間に環状の領域４４を区画する一対の軌道部材としての内輪４５および外輪４６と、領域４４に配置され内輪４５および外輪４６に対して転動する複数の転動体としてのボール４７と、領域４４に配置され、各ボール４７を保持する保持器４３と、領域４４に充填されたグリースＧと、外輪４６に固定されて内輪４５と摺接する一対の環状のシール部材４８，４９とを備えている。

各シール部材４８，４９は、環状の芯金５０，５０と、この芯金５０，５０に焼き付けられた環状のゴム体５１，５１とを有している。各シール部材４８，４９は、その外周部が外輪４６の両端面に形成した溝部５２，５２に嵌められて固定されており、内周部が内輪４５の両端面に形成した溝部５３，５３に嵌められて固定されている。
グリースＧは、両輪４５，４６間に一対のシール部材４８，４９で区画された領域４４内に略一杯となるように封入されている。

また、本体２８は、図７に示すように、サイドフィーダ３６を二つ備えていてもよい。たとえば、サイドフィーダ３６は、第１サイドフィーダ３６ａと、第１サイドフィーダ３６ａよりも下流側の第２サイドフィーダ３６ｂとを含んでいてもよい。この場合、メインフィーダ３２からポリアミド樹脂３９の単体を供給し、第１サイドフィーダ３６ａからフィラー４０を供給し、第２サイドフィーダ３６ｂからカルボジイミド４１を供給してもよい。

また、フィラー４０は、ポリアミド樹脂３９とともにメインフィーダ３２を介してシリンダ３３に供給されてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

次に、本発明を実施例および参考例等に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。
＜実施例１＞
図４で示した構成の混練機２７において、旭化成ケミカルズ株式会社製のポリアミド６６（「１４０２Ｓ」数平均分子量Ｍｎ＝２３，０００）を６４．７質量％、日東紡績株式会社製のガラス繊維（「ＣＳ３ＰＥ−４５５Ｓ」）を３３．３質量％、および日清紡ケミカル株式会社製のカルボジイミド（カルボジライト（登録商標）「ＨＭＶ−１５ＣＡ」）を２質量％の割合で混練し、原料樹脂を得た。そして、その原料樹脂を用いて試験用サンプルを成形した。なお、ポリアミド６６をメインフィーダ３２に投入し、ガラス繊維およびカルボジイミドはサイドフィーダ３６に投入した。
＜参考例１＞
カルボジイミドをメインフィーダ３２に投入したこと以外は、実施例１と同じ条件で試験用サンプルを作製した。
＜参考例２＞
数平均分子量Ｍｎ＝２７，０００のポリアミド６６を使用したこと、ガラス繊維を１５質量％にしたこと、およびカルボジイミドを添加しなかったこと以外は、実施例１と同じ条件で試験用サンプルを作製した。
＜参考例３＞
カルボジイミドを添加しなかったこと以外は、実施例１と同じ条件で試験用サンプルを作製した。
＜市販品１＞
旭化成ケミカルズ社製のポリアミド６６（レオナ（登録商標）の非強化グレード「１５０２Ｓ」）を用いて試験用サンプルを成形した。ガラス繊維およびカルボジイミドは添加しなかった。
＜市販品２＞
デュポン社製のポリアミド６６（ザイテル（登録商標）「Ｅ５１ＨＳＢ ＮＣ０１０」）を用いて試験用サンプルを成形した。ガラス繊維およびカルボジイミドは添加しなかった。
＜市販品３＞
市販品１に、ラインケミージャパン株式会社製の芳香族カルボジイミド（「スタバックゾール（登録商標）Ｐ４００」）を１質量％添加して試験用サンプルを成形した。ガラス繊維は添加しなかった。
＜評価試験＞
（１）数平均分子量Ｍｎ
参考例３を除く試験用サンプルについて、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）によって数平均分子量Ｍｎを測定した。結果を図８に示す。図８の実施例１と参考例２の比較から、ポリアミド６６とカルボジイミドとを混練することによって、３０，０００以上の数平均分子量Ｍｎを達成できることが分かった。さらに、実施例１と参考例１との比較から、カルボジイミドをサイドフィーダ３６に投入する方が、メインフィーダ３２に投入するよりも分子量を高くすることができ、しかも、一般的な市販品１，２では達成し得ないレベルにまで分子量が高まっていることが分かった。
（２）引張破断伸び
実施例１、参考例１および参考例３について、ＪＩＳ Ｋ ７１６１に準拠して引張破断伸びを測定した。結果を図９に示す。図９から、カルボジイミドをサイドフィーダ３６に投入することによって（実施例１）、カルボジイミドをメインフィーダ３２に投入する場合（参考例１）や、カルボジイミドを添加しない場合（参考例３）に比べて、優れた引張破断伸び（機械的強度）を達成できることが分かった。
（３）摩擦摩耗試験
実施例１、参考例１〜３、および市販品１，３について、鈴木式摩擦摩耗試験を実施し、摩耗量（ｍｍ）を測定した。結果を図１０および図１１に示す。なお、試験の条件は、次の通りとした。

・４点金属ころ−樹脂リングによる摺動
・グリース潤滑
・試験温度：ＲＴ
・駆動−停止による断続接触
図１０から、カルボジイミドによって高分子量化された実施例１および参考例１では、カルボジイミドを添加していない参考例２および３に比べて耐摩耗性に優れていることが分かった。なお、参考例２の高さ減少量（摩耗量）は、実施例１および参考例１とほぼ同等であるが、これは、参考例２にはガラス繊維が実施例１および参考例１の約半分（１５質量％）しか含有されておらず、樹脂の摩耗の発生因子であるガラス繊維の絶対量が少ないためであると考えられる。

また、図１１からは、非強化高分子量グレードのポリアミド６６にカルボジイミドを添加しても、耐摩耗性の向上効果は得られないことが分かった。これは、グリース潤滑下の高面圧摺動下では、摩耗がほとんど発生せず、クリープ変形が主体であり、高分子量化による摩耗改善効果が発現しないためである。

２０…ウォームホイール、２２…スリーブ部、２３…歯形成部、２６…原料樹脂、２７…混練機、３３…シリンダ、３９…ポリアミド樹脂、４０…フィラー、４１…カルボジイミド、４３…保持器

Claims (5)

1. ポリアミド樹脂とフィラーとを含有する摺動部材の製造方法であって、
   混練機のシリンダに前記ポリアミド樹脂を供給し、前記ポリアミド樹脂を練った後、前記シリンダの途中で、前記練られた前記ポリアミド樹脂に前記フィラーを供給し、前記フィラーと同時に、または前記フィラーの供給箇所よりも下流側でカルボジイミド結合を有する化合物を供給する工程を含み、
   前記摺動部材を構成する樹脂の数平均分子量Ｍｎが、３０，０００以上であり、
   混練物の総量に対して０．５質量％〜４質量％の前記カルボジイミド結合を有する化合物を配合する、摺動部材の製造方法。
2. 前記フィラーとして、混練物の総量に対して１０質量％〜５０質量％のガラス繊維を配合する、請求項１に記載の摺動部材の製造方法。
3. 前記フィラーとして、６μｍ〜１５μｍの径を有するガラス繊維を配合する、請求項１または２に記載の摺動部材の製造方法。
4. 前記カルボジイミド結合を有する化合物の供給後、前記ポリアミド樹脂、前記フィラーおよび前記カルボジイミド結合を有する化合物を含む混練物を前記混練機のノズルから射出するまでの時間は、１秒間〜１分間である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の摺動部材の製造方法。
5. 前記ノズルから射出された前記混練物を冷却固化して樹脂ペレットを形成する工程と、
   前記樹脂ペレットを溶融して射出することによって、前記摺動部材を成形する工程とを含む、請求項４に記載の摺動部材の製造方法。

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