JPH1149950A - エンジン部品用金具代用樹脂部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高温時の剛性が良好であるとともに、温度変化
によって振動特性が大きく悪化せず、長期に渡って使用
可能なエンジン部品用金具代用樹脂部材を提供する。 【解決手段】下記の（Ａ）および（Ｂ）成分を含有し、
上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の重量基準配合比（Ａ／
Ｂ）が、Ａ／Ｂ＝８５／１５〜５０／５０の範囲に設定
されている樹脂組成物を成形してなるという構成をと
る。 （Ａ）脂肪族系ポリアミド。 （Ｂ）芳香族カルボン酸から誘導される部分と、脂肪族
ジアミンから誘導される部分とからなる繰り返し単位を
有する半芳香族系ポリアミド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等のエンジ
ン部品の金具代替品として用いられる、エンジン部品用
金具代用樹脂部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等の軽量化を図り、燃費を
低減し省エネルギーに寄与することを目的として、サス
ペンションブッシュ、エンジンマウントブラケット、ト
ルクロッド等に用いられている金具を、樹脂材料からな
る部材に置換することが盛んに行われている。例えば、
エンジンマウントブラケットには、ポリアミド６６をベ
ースポリマーとしこれにガラス繊維等の補強材を含有さ
せ適宜の成形法により成形した樹脂部材が採用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記樹脂部材は、常温
時の剛性については充分良好なものであるため、常に常
温下で使用する用途であれば、問題なく使用することが
できる。しかしながら、この部材を、上述したエンジン
マウントブラケットといったエンジン関連の部品用途に
用いると、エンジン駆動時の高温雰囲気によって、樹脂
が劣化して、剛性が不十分になるという問題が生じてい
る。このため、エンジンマウントブラケット等において
は、金属代替品としての機能を果たすことができず、長
期使用ができない。したがって、高温時における剛性が
良好である樹脂部材が切望されている。

【０００４】さらに、エンジンは、駆動の際、熱を発生
するだけでなく、振動の発生源にもなるため、その周辺
に用いる部材には、振動特性が良好であることが求めら
れている。しかしながら、この振動特性は、温度変化に
よって大きく悪化してしまうものであり、このように振
動特性が大きく悪化してしまうと、長期に渡って使用す
ることができないという問題が生じる。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、高温時の剛性が良好であるとともに、温度変化
によって振動特性が大きく悪化せず、長期に渡って使用
可能なエンジン部品用金具代用樹脂部材の提供をその目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のエンジン部品用金具代用樹脂部材は、下記
の（Ａ）および（Ｂ）成分を含有し、上記（Ａ）成分と
（Ｂ）成分の重量基準配合比（Ａ／Ｂ）が、Ａ／Ｂ＝８
５／１５〜５０／５０の範囲に設定されている樹脂組成
物を成形してなるという構成をとる。 （Ａ）脂肪族系ポリアミド。 （Ｂ）芳香族カルボン酸から誘導される部分と、脂肪族
ジアミンから誘導される部分とからなる繰り返し単位を
有する半芳香族系ポリアミド。

【０００７】すなわち、この発明者は、高温時の剛性が
良好であるとともに、温度変化によって振動特性が大き
く悪化せず、長期使用が可能なエンジン部品用金具代用
樹脂部材を得るため、一連の研究を重ねた。その過程
で、前述の樹脂部材において、高温時の剛性が不十分で
あったり、振動特性が大きく悪化したりするのは、ポリ
アミド６６のガラス転移温度（Ｔｇ）が５０〜６０℃と
いう低い温度域にあることを突き止めた。すなわち、エ
ンジン周辺の温度は、エンジン駆動前では常温である
が、エンジン駆動時には１００℃前後にまで昇温するた
め、上記ガラス転移温度（Ｔｇ）を大幅に越えるように
なり、樹脂部材の剛性が不十分となったり、振動特性が
悪化したりしてしまうのである。そこで、上記ポリアミ
ド６６に代えて、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高く、剛直
な芳香環成分を有する半芳香族系ポリアミドを採用する
ことを試みた。しかしながら、これを用いて成形した樹
脂部材は、剛性や振動特性に関しては良好になるもの
の、成形精度が悪いうえ、コストがかかるため、製品と
して難点があることが判明した。そこで、ポリアミド６
６をはじめとする脂肪族系ポリアミドと半芳香族系ポリ
アミドとをブレンドすることを想起し、種々検討を重ね
た。その結果、脂肪族系ポリアミドおよび半芳香族系ポ
リアミドを、特定の配合割合で配合した樹脂組成物を用
いることにより、エンジン部品用金具代用樹脂部材とし
て好ましい特性が得られ、しかも高品質な製品が得られ
ることを見いだし、本発明に到達した。

【０００８】なお、本発明において、「エンジン部品」
とは、エンジン本体に用いる部材はもちろん、その周辺
にあって、エンジンの駆動によって温度が大きく変化す
る部分に用いられる、エンジンマウントブラケット等の
部材をも包含する概念で用いている。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００１０】本発明のエンジン部品用金具代用樹脂部材
（以下単に「樹脂部材」という）は、脂肪族系ポリアミ
ド〔（Ａ）成分〕と半芳香族系ポリアミド〔（Ｂ）成
分〕とを含有する樹脂組成物を用いて形成されている。

【００１１】上記脂肪族系ポリアミド〔（Ａ）成分〕と
しては、特に限定するものではないが、ポリアミド４
６、ポリアミド６６（以下「ＰＡ６６」という）、ポリ
アミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド６、ポリ
アミド１１、ポリアミド１２、ＰＡ６６とポリアミド６
の共重合体、ＰＡ６６とポリアミド６１０の共重合体、
ＰＡ６６とポリアミド６１２の共重合体等があげられ
る。これらは単独で用いてもよいし、二種以上併用して
もよい。なかでも、弾性率や、寸法安定性が良好であ
り、これら特性を得られる樹脂部材に付与できるという
理由から、ＰＡ６６が好ましい。

【００１２】上記脂肪族系ポリアミド〔（Ａ）成分〕と
ともに用いられる半芳香族系ポリアミド〔（Ｂ）成分〕
は、芳香族カルボン酸から誘導される部分と、脂肪族ジ
アミンから誘導される部分とからなる繰り返し単位を有
するものである。

【００１３】上記芳香族カルボン酸としては、特に限定
するものではないが、テレフタル酸、イソフタル酸等が
あげられる。なお、目的を損なわない範囲内で、上記芳
香族カルボン酸に加えて、コハク酸、アジピン酸、スベ
リン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の脂肪族カルボン
酸を併用してもよい。

【００１４】上記脂肪族ジアミンとしては、ヘキサメチ
レンジアミン、テトラメチレンジアミン、２，５−ジメ
チルヘキサメチレンジアミン等があげられる。

【００１５】上記半芳香族系ポリアミド〔（Ｂ）成分〕
は、例えば、つぎのようにして作製することができる。
すなわち、上記芳香族カルボン酸と脂肪族ジアミンの塩
から重縮合反応することによって作製することができ
る。なお、このような重合は、従来公知の溶融重合法、
固相重合法、溶液重合法、界面重合法等によって行うこ
とができる。

【００１６】上記半芳香族系ポリアミド〔（Ｂ）成分〕
のガラス転移温度（Ｔｇ）は、９０〜１３０℃の範囲に
設定されていることが好ましい。より好ましくは、１０
０〜１２５℃である。すなわち、この範囲内であれば、
得られる樹脂部材の高温時の剛性が良好で、かつ振動特
性が大きく悪化することがない。なお、本発明における
ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＤＳＣ（示差走査熱量測
定）または動的粘弾性のｔａｎδピークにより測定され
る値のことである。

【００１７】なお、上記半芳香族系ポリアミド〔（Ｂ）
成分〕は、前述のようにして作製することができるが、
市販品を用いてもよい。このようなものとしては、例え
ばアモデルＡ−１０００（アモコポリマー社製）、ザイ
テルＨＴＮ（デュポン社製）が知られている。

【００１８】上記脂肪族系ポリアミド〔（Ａ）成分〕と
半芳香族系ポリアミド〔（Ｂ）成分〕の重量基準配合比
（Ａ／Ｂ）は、Ａ／Ｂ＝８５／１５〜５０／５０の範囲
に設定されていなければならない。すなわち、脂肪族系
ポリアミド〔（Ａ）成分〕が８５を上回ると（半芳香族
系ポリアミドが１５を下回る）と、高温時の剛性が不十
分となり、しかも振動特性が大きく悪化し、得られる樹
脂部材を長期に渡って使用することができないからであ
る。逆に、脂肪族系ポリアミド〔（Ａ）成分〕が５０を
下回る（半芳香族系ポリアミドが５０を上回る）と、高
温時の剛性および振動特性については問題がないもの
の、成形精度や疲労強度が悪いため、成形品の品質が悪
かったり、長期使用ができないものであったりするから
である。

【００１９】本発明に用いる樹脂組成物には、上記脂肪
族系ポリアミド〔（Ａ）成分〕および半芳香族系ポリア
ミド〔（Ｂ）成分〕に加えて、ガラス繊維、炭素繊維、
マイカ、タルク、カオリン、ウオラストナイト、炭酸カ
ルシウム、チタン酸カリウム等の無機充填剤を含有させ
てもよい。これらは単独で用いてもよいし、二種以上併
用してもよい。なかでも、得られる樹脂部材の剛性を良
好にできるという理由から、ガラス繊維が好ましい。

【００２０】また、上記樹脂組成物には、上記無機充填
剤以外の他の添加剤を必要に応じて適宜に配合すること
ができる。上記他の添加剤としては、熱安定剤、紫外線
吸収剤、酸化防止剤、滑剤、核剤、帯電防止剤、離型
剤、染料系着色剤、顔料系着色剤、難燃剤、可塑剤、他
の樹脂等を配合してもよい。

【００２１】本発明に用いる樹脂組成物は、例えばつぎ
のようにして調製することができる。すなわち、まず、
先に述べたようにして半芳香族系ポリアミド〔（Ｂ）成
分〕を作製するか、あるいは市販品を準備する。つい
で、上記半芳香族系ポリアミド〔（Ｂ）成分〕と、脂肪
族系ポリアミド〔（Ａ）成分〕とを所定の配合割合とな
るようにするとともに、必要に応じて適宜の充填剤を準
備し、これらを一軸または二軸の押出機を用いて溶融混
練して、ペレット化した樹脂組成物を得ることができ
る。

【００２２】このようにして得られる樹脂組成物のガラ
ス転移温度（Ｔｇ）は、８８〜９１℃程度に設定されて
いることが好ましい。すなわち、この程度であれば、高
温時の剛性が充分で、かつ振動特性が良好な樹脂部材を
得ることができるからである。

【００２３】本発明の樹脂部材は、上記樹脂組成物を、
射出成形法等の適宜の成形法により成形することによっ
て得ることができる。

【００２４】このようにして得られた樹脂部材は、脂肪
族系ポリアミド〔（Ａ）成分〕と、半芳香族系ポリアミ
ド〔（Ｂ）成分〕が特定の範囲で配合された樹脂組成物
によって形成されているため、高温時の剛性が良好で、
しかも振動特性が温度変化によって大きく悪化しない。
このため、この樹脂部材は長期に渡って使用することが
できる。また、上記半芳香族系ポリアミド〔（Ｂ）成
分〕を、上記脂肪族系ポリアミド〔（Ａ）成分〕より多
く使用することがないので、上記樹脂組成物は、成形加
工性が良好となっている。したがって、上記樹脂部材
は、成形精度の高い製品となっている。

【００２５】本発明の樹脂部材は、上記のような特性を
備えていることから、エンジンマウントブラケット（以
下この段落において「ブラケット」という）、エンジン
トルクロッド、トーショナルダンパー、ラジエターサポ
ート等として用いることができる。なかでも、ブラケッ
トとして用いることが好ましい。上記ブラケットを用い
たエンジンマウントの一例を図１および図２に示す。こ
のエンジンマウント１は、ブラケット２の円筒部内周面
に、ゴムブッシュ４を接合保持しており、このゴムブッ
シュ４の中空部に、内筒金具３が挿通されている。な
お、５は、車体にエンジンマウント１を取り付けるため
のインサート金具である。

【００２６】つぎに、実施例について、比較例と併せて
説明する。

【００２７】

【実施例１〜３、比較例１〜４】下記の表１に示す各成
分を同表に示す配合割合となるようブレンドし、このブ
レンド物にガラス繊維（旭ファイバーガラス社製の０３
ＪＡ４１６）を樹脂組成物全体に対して５０重量％とな
るよう添加したのち、二軸押出機を用いて溶融混練し、
ペレット状の樹脂組成物を得た。なお、樹脂組成物のガ
ラス転移温度（Ｔｇ）を、前述の方法にて測定し、同表
に併せて示した。つぎに、上記ペレットを８０℃、窒素
雰囲気下で２４時間乾燥した後、射出成形機にて成形し
て、樹脂試験片（１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×厚み６．
３ｍｍ）を作製した。

【００２８】

【表１】

【００２９】このようにして得られた樹脂試験片につい
て、下記の方法にて、曲げ強度、曲げ弾性率および疲労
強度を測定し、その結果を表２に示した。

【００３０】〔曲げ強度〕２５℃における曲げ強度およ
び１００℃における曲げ強度を、ＡＳＴＭ Ｄ７９０に
準じて測定した。なお、上記１００℃における曲げ強度
については、１００℃雰囲気内に１時間放置したのち測
定した。なお、上記曲げ強度は、剛性の代表的な指標と
なるものである。

【００３１】〔曲げ弾性率〕２５℃における曲げ弾性率
および１００℃における曲げ弾性率を、ＡＳＴＭＤ７９
０に準じて測定した。なお、上記１００℃における曲げ
弾性率については、１００℃雰囲気内に１時間放置した
のち測定した。そして、これらの測定値の比〔（１００
℃における曲げ弾性率／２５℃における曲げ弾性率）×
１００〕を算出した。なお、上記曲げ弾性率は、振動特
性の代表的な指標となるものである。

【００３２】〔疲労強度〕ＡＳＴＭ Ｄ６７１の方法Ｂ
に準じて測定した。

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】上記表２および表３の結果から、実施例品
はすべて、ＰＡ６６と、半芳香族系ポリアミドとが特定
の配合割合で配合された樹脂組成物により成形されたも
のであるため、曲げ強度や曲げ弾性率が良好であり、剛
性や振動特性が良好であるといえる。

【００３６】これに対して、比較例１品は、半芳香族系
ポリアミドを用いないで成形したものであるため、高温
（１００℃）の曲げ強度が非常に悪く、また曲げ弾性率
比も非常に悪い。逆に、比較例２品は、ＰＡ６６を用い
ず、半芳香族系ポリアミドを用いて成形したものである
ため、高温（１００℃）時の曲げ強度や曲げ弾性率比は
良好である。しかしながら、この比較例２品は、疲労強
度が非常に悪く、また成形精度も非常に悪い。比較例３
品は、半芳香族系ポリアミドが少なすぎるため、高温
（１００℃）時の曲げ強度や曲げ弾性率比が悪い。比較
例４品は、半芳香族系ポリアミドが多すぎるため、疲労
強度が非常に悪く、また成形精度が非常に悪い。このよ
うに、比較例品はすべて、高品質とはいえないものにな
っている。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明の樹脂部材は、脂
肪族系ポリアミド〔（Ａ）成分〕と、半芳香族系ポリア
ミド〔（Ｂ）成分〕を特定の配合割合で配合してなる樹
脂組成物によって形成されているため、高温時の剛性が
良好で、しかも振動特性が温度変化によって大きく悪化
しないものとなっている。このため、エンジン部品用途
に適したものとなる。さらに、上記樹脂組成物は成形加
工性が良好であるため、本発明の樹脂部材は、成形精度
が高く、高品質な製品となる。また、半芳香族系ポリア
ミド〔（Ｂ）成分〕よりも脂肪族系ポリアミド〔（Ａ）
成分〕を多く（または同量）用いるため、半芳香族系ポ
リアミド〔（Ｂ）成分〕のみをベースポリマーとして用
いる場合や、半芳香族系ポリアミド〔（Ｂ）成分〕を多
く用いる場合と比較して、コスト的に有利であるという
利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンマウントの一例を示す正面図である。

【図２】上記エンジンマウントの底面図である。

【符号の説明】

２ エンジンマウントブラケット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の（Ａ）および（Ｂ）成分を含有
   し、上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の重量基準配合比（Ａ
   ／Ｂ）が、Ａ／Ｂ＝８５／１５〜５０／５０の範囲に設
   定されている樹脂組成物を成形してなることを特徴とす
   るエンジン部品用金具代用樹脂部材。 （Ａ）脂肪族系ポリアミド。 （Ｂ）芳香族カルボン酸から誘導される部分と、脂肪族
   ジアミンから誘導される部分とからなる繰り返し単位を
   有する半芳香族系ポリアミド。