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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024033696
(43)【公開日】2024-03-13
(54)【発明の名称】ウエイトローラ
(51)【国際特許分類】
F16H 9/18 20060101AFI20240306BHJP
C08L 77/00 20060101ALI20240306BHJP
C08L 77/10 20060101ALI20240306BHJP
C08L 27/18 20060101ALI20240306BHJP
【ＦＩ】
F16H9/18 A
C08L77/00
C08L77/10
C08L27/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022137448
(22)【出願日】2022-08-31
(71)【出願人】
【識別番号】000005061
【氏名又は名称】バンドー化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000280
【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小林 奎佑
【テーマコード（参考）】
3J050
4J002
【Ｆターム（参考）】
3J050AA02
3J050BA03
3J050BB08
3J050CA02
3J050DA03
4J002BD15Y
4J002CL00W
4J002CL06X
4J002FA04X
4J002GM00
4J002GN00
(57)【要約】
【課題】 設定と異なるエンジン回転数域でのウエイトローラの移動を回避し、意図しないウエイトローラの移動による変速特性の変化を抑制することができるウエイトローラを提供する。
【解決手段】 円筒状の重量調整部材と、前記重量調整部材の外周面上に設けられた、樹脂組成物からなる被覆部材とを備えた円筒状のウエイトローラであって、前記樹脂組成物は、２８℃での押込み弾性率が３０００Ｎ／ｍｍ２以下である、ウエイトローラ。
【選択図】 図２
【解決手段】 円筒状の重量調整部材と、前記重量調整部材の外周面上に設けられた、樹脂組成物からなる被覆部材とを備えた円筒状のウエイトローラであって、前記樹脂組成物は、２８℃での押込み弾性率が３０００Ｎ／ｍｍ２以下である、ウエイトローラ。
【選択図】 図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
円筒状の重量調整部材と、前記重量調整部材の外周面上に設けられた、樹脂組成物からなる被覆部材とを備えた円筒状のウエイトローラであって、
前記樹脂組成物は、２８℃での押込み弾性率が３０００Ｎ／ｍｍ２以下である、ウエイトローラ。
前記樹脂組成物は、２８℃での押込み弾性率が３０００Ｎ／ｍｍ２以下である、ウエイトローラ。
【請求項2】
前記樹脂組成物は、ポリアミドと、アラミド繊維と、ポリテトラフルオロエチレンとを含有する、請求項１に記載のウエイトローラ。
【請求項3】
前記ポリアミドは、変性ポリアミド６Ｔである、請求項２に記載のウエイトローラ。
【請求項4】
前記変性ポリアミド６Ｔは、テレフタル酸と、ヘキサメチレンジアミンと、１１－アミノウンデカン酸又はウンデカンラクタムとの重縮合体である、請求項３に記載のウエイトローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウエイトローラに関する。
【背景技術】
【0002】
２輪スクータ等には、エンジンの回転数に応じて変速が自動的に行われる無段変速装置が用いられている。無段変速装置は、固定プレートと可動プレートとを有するプーリと、当該プーリに巻き掛けられたＶベルトと、可動プレートの背面側に、回転軸に固定された状態で取り付けられたガイドプレートと、ガイドプレートと可動プレートとの隙間に、プーリの径方向に移動可能に配置された円筒状のウエイトローラとを備えている。
【0003】
ガイドプレートと可動プレートとの隙間は、プーリの径方向外側に向かうにつれて狭くなっており、エンジンの回転数が増加してウエイトローラに加わる遠心力が大きくなると、ウエイトローラがプーリの径方向外側に移動する。この移動に伴って可動プレートの背面がウエイトローラに押され、可動プレートと固定プレートとで形成されるＶ字状の溝の幅が狭くなる。これによって、Ｖベルトのプーリへの巻き掛け半径は大きくなり、無段階変速が行われる。
【0004】
上記ウエイトローラとしては、円筒状のウェイトと、そのウェイトの外周面に被覆された樹脂製のカラーとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００１－３４３０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記無段変速装置では、ウエイトローラの表面に砂ぼこりや樹脂摩耗粉などのダストが付着すると、ウエイトローラの外周面とプーリとの間に隙間ができ、ウエイトローラの表面のプーリに対する摩擦係数が低下してしまうことがある。
この場合、本来であればウエイトローラが移動しないエンジン回転数域で、ウエイトローラが移動することがある。意図しないタイミングでのウエイトローラの移動は、変速特性の変化を生じる。例えば、設定よりも低い回転数でクラッチがつながってしまうことがある。
この場合、本来であればウエイトローラが移動しないエンジン回転数域で、ウエイトローラが移動することがある。意図しないタイミングでのウエイトローラの移動は、変速特性の変化を生じる。例えば、設定よりも低い回転数でクラッチがつながってしまうことがある。
【0007】
本発明は、設定よりも低いエンジン回転数域でのウエイトローラの移動を回避し、意図しないタイミングでのウエイトローラの移動による変速特性の変化を抑制できるウエイトローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
（１）本発明のウエイトローラは、円筒状の重量調整部材と、上記重量調整部材の外周面上に設けられた、樹脂組成物からなる被覆部材とを備えた円筒状のウエイトローラであって、
上記樹脂組成物は、２８℃での押込み弾性率が３０００Ｎ／ｍｍ２以下である。
上記樹脂組成物は、２８℃での押込み弾性率が３０００Ｎ／ｍｍ２以下である。
【0009】
上記ウエイトローラは、被覆部材を構成する樹脂組成物の押込み弾性率が３０００Ｎ／ｍｍ２以下に抑えられている。そのため、ウエイトローラの表面に砂ぼこりや樹脂摩耗粉などのダストが付着しても、ウエイトローラの表面とプーリの表面との間に隙間ができにくく、ウエイトローラの表面のプーリに対する摩擦係数が低下しにくい。そのため、上記ウエイトローラを用いた無段変速装置では、ウエイトローラの表面にダストが付着した場合に起こる、本来であればウエイトローラが移動しないエンジン回転数域でウエイトローラが移動してしまうことを回避することができる。
【0010】
（２）上記（１）のウエイトローラにおいて、上記樹脂組成物は、ポリアミドと、アラミド繊維と、ポリテトラフルオロエチレンとを含有する、ことが好ましい。
上記樹脂組成物は、耐摩耗性が良好で、摩擦係数が変動しにくく、相手材（プーリやガイドプレート）を傷付けにくい点でウエイトローラの被覆部材を構成する材料として好適である。
上記樹脂組成物は、耐摩耗性が良好で、摩擦係数が変動しにくく、相手材（プーリやガイドプレート）を傷付けにくい点でウエイトローラの被覆部材を構成する材料として好適である。
【0011】
（３）上記（２）のウエイトローラにおいて、上記ポリアミドは、変性ポリアミド６Ｔ（変性ナイロン６Ｔともいう）が好ましい。
この場合、ウエイトローラは、耐熱性及び寸法安定性が良好である。
この場合、ウエイトローラは、耐熱性及び寸法安定性が良好である。
【0012】
（４）上記（３）のウエイトローラにおいて、上記変性ポリアミド６Ｔは、テレフタル酸と、ヘキサメチレンジアミンと、１１－アミノウンデカン酸又はウンデカンラクタムとの重縮合体が好ましい。
この場合、上記樹脂組成物は、吸水性が低いため寸法安定性が更に良好で、吸水による強度低下も発生しにくい。また、上記樹脂組成物は、ウエイトローラの被覆部材に求められる要求特性を確保しつつ、押込み弾性率を低く抑えるのにも適している。
この場合、上記樹脂組成物は、吸水性が低いため寸法安定性が更に良好で、吸水による強度低下も発生しにくい。また、上記樹脂組成物は、ウエイトローラの被覆部材に求められる要求特性を確保しつつ、押込み弾性率を低く抑えるのにも適している。
【発明の効果】
【0013】
本発明のウエイトローラによれば、当該ウエイトローラを組み込んだ無段変速装置において、設定よりも低いエンジン回転数域でのウエイトローラの移動を回避し、意図しないウエイトローラの移動による変速特性の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】ウエイトローラを用いた無段変速装置の一部を示す断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係るウエイトローラの斜視図である。
【図6】実施例、比較例で測定した押込み弾性率の結果を示すグラフである。
【図7】摩擦摩耗試験を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態に係るウエイトローラについて、図面を参照しながら説明する。
上記ウエイトローラは、無段変速装置に組み込んで使用する。そこで、上記ウエイトローラが組み込まれた無段変速装置の一例を先に説明し、その後、本発明の実施形態に係るウエイトローラについて説明する。
上記ウエイトローラは、無段変速装置に組み込んで使用する。そこで、上記ウエイトローラが組み込まれた無段変速装置の一例を先に説明し、その後、本発明の実施形態に係るウエイトローラについて説明する。
【0016】
＜無段変速装置＞
図１は、本発明の実施形態に係るウエイトローラ１１を用いた無段変速装置の一部を示す断面図である。
この無段変速装置５０は、回転軸６１を軸として回転するプーリ５５と、プーリ５５のＶ字状溝に巻き掛けられたＶベルト５９と、ウエイトローラ１１と、ガイドプレート５７とを備えている。プーリ５５は、回転軸６１に固定された固定プレート５１と、回転軸６１の軸方向に移動自在となっている可動プレート５３とで構成される。
図１は、本発明の実施形態に係るウエイトローラ１１を用いた無段変速装置の一部を示す断面図である。
この無段変速装置５０は、回転軸６１を軸として回転するプーリ５５と、プーリ５５のＶ字状溝に巻き掛けられたＶベルト５９と、ウエイトローラ１１と、ガイドプレート５７とを備えている。プーリ５５は、回転軸６１に固定された固定プレート５１と、回転軸６１の軸方向に移動自在となっている可動プレート５３とで構成される。
【0017】
略円盤状のガイドプレート５７は、可動プレート５３の背面側に、ウエイトローラ１１を挟持できる隙間を空けて回転軸６１に固定されている。可動プレート５３とガイドプレート５７との間の隙間は、プーリ５５の径方向外側に向かうにつれて狭くなっている。
無段変速装置５０を構成するプーリ５５の材質は、例えば、ＡＤＣ１２等のアルミニウム合金である。また、ガイドプレート５７の材質は、例えば、浸炭窒化処理されたＳＰＣ等の鋼である。
無段変速装置５０を構成するプーリ５５の材質は、例えば、ＡＤＣ１２等のアルミニウム合金である。また、ガイドプレート５７の材質は、例えば、浸炭窒化処理されたＳＰＣ等の鋼である。
【0018】
この無段変速装置５０において、回転軸６１に連結されたエンジンの回転数が増加すると、ウエイトローラ１１がプーリ５５の径方向外側に移動する。すると、ウエイトローラ１１に押された可動プレート５３は、プーリ５５の溝幅が狭くなる方向に移動する。その結果、Ｖベルト５９の巻き掛け半径は大きくなり、無段階変速が行われる。
【0019】
無段変速装置５０では、ウエイトローラ１１が遠心力に応じて、プーリ５５及びガイドプレート５７のそれぞれと接触しながら移動する。
そのため、通常、ウエイトローラ１１のスムーズな移動を担保する観点から、ウエイトローラ１１の外周面のプーリ５５及びガイドプレート５７に対する摩擦係数は小さいことが好ましいと考えられている。
そのため、通常、ウエイトローラ１１のスムーズな移動を担保する観点から、ウエイトローラ１１の外周面のプーリ５５及びガイドプレート５７に対する摩擦係数は小さいことが好ましいと考えられている。
【0020】
＜ウエイトローラ＞
図２は、本発明の実施形態に係るウエイトローラ１１の斜視図である。図３は、図１のウエイトローラのＡ－Ａ線断面図である。
図２に示すように、ウエイトローラ１１は、円筒状の重量調整部材１３と、重量調整部材１３の外周面１３ａ上に設けられた樹脂組成物からなる被覆部材１２とを備え、全体として円筒形状を有している。被覆部材１２は、鍔部１２ａ、１２ｂを有しており、重量調整部材１３の外周面１３ａだけでなく、重量調整部材１３の端面１３ｂ、１３ｃの一部も覆っている。鍔部１２ａ、１２ｂを設けることにより、例えば重量調整部材１３の被覆部材１２からの脱落を防ぐことができる。
図２は、本発明の実施形態に係るウエイトローラ１１の斜視図である。図３は、図１のウエイトローラのＡ－Ａ線断面図である。
図２に示すように、ウエイトローラ１１は、円筒状の重量調整部材１３と、重量調整部材１３の外周面１３ａ上に設けられた樹脂組成物からなる被覆部材１２とを備え、全体として円筒形状を有している。被覆部材１２は、鍔部１２ａ、１２ｂを有しており、重量調整部材１３の外周面１３ａだけでなく、重量調整部材１３の端面１３ｂ、１３ｃの一部も覆っている。鍔部１２ａ、１２ｂを設けることにより、例えば重量調整部材１３の被覆部材１２からの脱落を防ぐことができる。
【0021】
被覆部材１２は、重量調整部材１３の外周面を覆う部分の厚さが、端部を除いてほぼ均一になっており、当該厚さは、例えば１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。被覆部材１２の厚さを小さくしすぎると、ヒートショックにより破断やクラックが生じやすくなり、被覆部材１２の厚さを大きくしすぎると、製造コストが上昇してしまう。
【0022】
被覆部材１２を構成する樹脂組成物は、２８℃での押込み弾性率が３０００Ｎ／ｍｍ２以下である。
上記樹脂組成物の押込み弾性率を３０００Ｎ／ｍｍ２以下とすることにより、ウエイトローラを組み込んだ無段変速装置５０において、ウエイトローラの表面にダストが存在した場合に起こり得る、本来であればウエイトローラが移動しないエンジン回転数域でウエイトローラが移動してしまうことを回避することができる。この理由は以下のように考えられる。
ウエイトローラ１１の外周面にダストが付着し、ウエイトローラ１１とプーリ５５との間にダストが介在した状態で、ウエイトローラ１１がプーリ５５に接触すると、ウエイトローラ１１の外周面（被覆部材）のプーリ５５に対する最大静止摩擦係数が、ウエイトローラ１１とプーリ５５との間にダストが介在しない場合に比べて低くなることがある。そして、ウエイトローラ１１の外周面のプーリ５５に対する最大静止摩擦係数が低くなると、エンジン回転数が低い領域（低回転領域）でウエイトローラ１１が移動してしまい、ウエイトローラ１１を備えた無段変速装置５０において、予期しない変速が生じることがある。
また、ウエイトローラ１１とガイドプレート５７との間にダストが介在した状態で、ウエイトローラ１１がガイドレール５７に接触する場合も同様に、ウエイトローラ１１の外周面のガイドプレート５７に対する最大静止摩擦係数が低くなることがあり、その結果、上述した低回転領域での予期しない変速が生じることがある。
即ち、ウエイトローラ１１の外周面にダストが付着した場合には、設定よりも低いエンジン回転数域でのウエイトローラ１１の移動が発生し、無段変速装置の変速特性が変化してしまうことがある。
上記樹脂組成物の押込み弾性率を３０００Ｎ／ｍｍ２以下とすることにより、ウエイトローラを組み込んだ無段変速装置５０において、ウエイトローラの表面にダストが存在した場合に起こり得る、本来であればウエイトローラが移動しないエンジン回転数域でウエイトローラが移動してしまうことを回避することができる。この理由は以下のように考えられる。
ウエイトローラ１１の外周面にダストが付着し、ウエイトローラ１１とプーリ５５との間にダストが介在した状態で、ウエイトローラ１１がプーリ５５に接触すると、ウエイトローラ１１の外周面（被覆部材）のプーリ５５に対する最大静止摩擦係数が、ウエイトローラ１１とプーリ５５との間にダストが介在しない場合に比べて低くなることがある。そして、ウエイトローラ１１の外周面のプーリ５５に対する最大静止摩擦係数が低くなると、エンジン回転数が低い領域（低回転領域）でウエイトローラ１１が移動してしまい、ウエイトローラ１１を備えた無段変速装置５０において、予期しない変速が生じることがある。
また、ウエイトローラ１１とガイドプレート５７との間にダストが介在した状態で、ウエイトローラ１１がガイドレール５７に接触する場合も同様に、ウエイトローラ１１の外周面のガイドプレート５７に対する最大静止摩擦係数が低くなることがあり、その結果、上述した低回転領域での予期しない変速が生じることがある。
即ち、ウエイトローラ１１の外周面にダストが付着した場合には、設定よりも低いエンジン回転数域でのウエイトローラ１１の移動が発生し、無段変速装置の変速特性が変化してしまうことがある。
【0023】
一方、被覆部材１２を構成する樹脂組成物は、押込み弾性率が３０００Ｎ／ｍｍ２以下であると、被覆部材１２の表面にダストが付着した状態で被覆部材１２がプーリ５５やガイドプレート５７に接触した際に、ダストが被覆部材１２内に沈み込む。その結果、ウエイトローラ１１の外周面のプーリ５５やガイドプレート５７に対する最大静止摩擦係数の低下を回避することができる。そのため、押込み弾性率が３０００Ｎ／ｍｍ２以下の樹脂組成物からなる被覆部材を備えたウエイトローラが組み込まれた無段変速装置は、設定よりも低いエンジン回転数域での意図しないウエイトローラの移動による変速特性の変化が発生しにくい。
【0024】
上記押込み弾性率は、２９００Ｎ／ｍｍ２以下が好ましい。
上記押込み弾性率は、１２００Ｎ／ｍｍ２以上が好ましい。上記押込み弾性率が１２００Ｎ／ｍｍ２未満では、ウエイトローラに掛かる荷重によって、被覆部材が塑性変形したり、さらには被覆部材が破損したりすることがある。
上記押込み弾性率は、１２００Ｎ／ｍｍ２以上が好ましい。上記押込み弾性率が１２００Ｎ／ｍｍ２未満では、ウエイトローラに掛かる荷重によって、被覆部材が塑性変形したり、さらには被覆部材が破損したりすることがある。
【0025】
上記押込み弾性率は、ＩＳＯ１４５７７－１に準拠して測定する。
ここで、測定機としては、ナノインデンターを使用し、測定環境温度は２８℃とする。また、試験片としては、ウエイトローラの被覆部材から切り出された、縦５ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ１ｍｍの試験片を使用する。
ここで、測定機としては、ナノインデンターを使用し、測定環境温度は２８℃とする。また、試験片としては、ウエイトローラの被覆部材から切り出された、縦５ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ１ｍｍの試験片を使用する。
【0026】
被覆部材１２を構成する樹脂組成物としては、例えば、ポリアミドをベース樹脂とし、有機繊維及び潤滑剤を含有する樹脂組成物が挙げられる。
ここで、ポリアミドをベース樹脂とするとは、樹脂組成物の構成材料中、ポリアミドの含有量が最も高いことを意味する。
上記ポリアミドの樹脂組成物全体に対する含有量は、６６質量％以上が好ましい。
ここで、ポリアミドをベース樹脂とするとは、樹脂組成物の構成材料中、ポリアミドの含有量が最も高いことを意味する。
上記ポリアミドの樹脂組成物全体に対する含有量は、６６質量％以上が好ましい。
【0027】
ポリアミドは、耐摩耗性、耐熱性、自己摺動性が良好であるとともに、有機繊維との親和性が高い点で、ベース樹脂として好ましい。
上記ポリアミドとしては、例えば、縮合重合タイプであるポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド６１０、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド１０Ｔ、開環重合タイプであるポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミド１２等が挙げられる。上記ポリアミドはこれらの共重合体であってもよい。また、複数種のポリアミドをブレンドしたものをベース樹脂としてもよい。
上記ポリアミドとしては、例えば、縮合重合タイプであるポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド６１０、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド１０Ｔ、開環重合タイプであるポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミド１２等が挙げられる。上記ポリアミドはこれらの共重合体であってもよい。また、複数種のポリアミドをブレンドしたものをベース樹脂としてもよい。
【0028】
上記ポリアミドとしては、変性ポリアミド６Ｔが好ましい。
変性ポリアミド６Ｔは、融点がポリアミド４６等よりも高いため耐熱性も良好である。更に、変性ポリアミド６Ｔは、吸水性が低く、寸法安定性に優れる。
上記変性ポリアミド６Ｔとしては、テレフタル酸と、ヘキサメチレンジアミンと、１１－アミノウンデカン酸又はウンデカンラクタムとの重縮合体が好ましい。このような構成の変性ポリアミド６Ｔは、吸水性が低いため寸法安定性が非常に優れている。また、吸水による強度の低下が小さい。更に、ウエイトローラの要求特性を確保しつつ、上記押込み弾性率を低く抑えるのにも適している。
上記変性ポリアミド６Ｔは、融点が３００℃以上３３０℃以下のものが好ましい。
変性ポリアミド６Ｔは、融点がポリアミド４６等よりも高いため耐熱性も良好である。更に、変性ポリアミド６Ｔは、吸水性が低く、寸法安定性に優れる。
上記変性ポリアミド６Ｔとしては、テレフタル酸と、ヘキサメチレンジアミンと、１１－アミノウンデカン酸又はウンデカンラクタムとの重縮合体が好ましい。このような構成の変性ポリアミド６Ｔは、吸水性が低いため寸法安定性が非常に優れている。また、吸水による強度の低下が小さい。更に、ウエイトローラの要求特性を確保しつつ、上記押込み弾性率を低く抑えるのにも適している。
上記変性ポリアミド６Ｔは、融点が３００℃以上３３０℃以下のものが好ましい。
【0029】
被覆部材１２を構成する樹脂組成物において、上記有機繊維の樹脂組成物全体に対する含有量は、例えば、１質量％以上１２質量％以下が好ましい。有機繊維の含有量を１質量％以上１２質量％以下とすることで、被覆部材１２におけるクラックや割れの発生を抑えることができる。
【0030】
上記有機繊維としては、例えば、引張弾性率が７Ｇｐａ以上１１０Ｇｐａ以下程度の繊維が用いられる。上記有機繊維としては、例えば、芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサザール）繊維等が挙げられる。
これらの有機繊維は、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
上記有機繊維（例えばアラミド繊維）の引張弾性率は、ＪＩＳ Ｌ １０１７（２００２）に準拠した方法で測定される。
これらの有機繊維は、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
上記有機繊維（例えばアラミド繊維）の引張弾性率は、ＪＩＳ Ｌ １０１７（２００２）に準拠した方法で測定される。
【0031】
上記有機繊維は、耐熱性が高く、強度に優れる観点から、アラミド繊維が好ましい。
上記アラミド繊維は、パラ系アラミド繊維であってもよいし、メタ系アラミド繊維であってもよい。
上記パラ系アラミド繊維の材料としては、例えば、コポリパラフェニレン－３，４’オキシジフェニレン・テレフタラミドや、ポリパラフェニレンテレフタラミド（ＰＰＴＡ）が挙げられる。上記メタ系アラミド繊維の材料としては、例えば、ポリメタフェニレンイソフタラミド（ＭＰＩＡ）が挙げられる。
上述のアラミド繊維の材料としては、物性が優れているという観点から、コポリパラフェニレン－３，４’オキシジフェニレン・テレフタラミドが好ましい。
上記アラミド繊維は、パラ系アラミド繊維であってもよいし、メタ系アラミド繊維であってもよい。
上記パラ系アラミド繊維の材料としては、例えば、コポリパラフェニレン－３，４’オキシジフェニレン・テレフタラミドや、ポリパラフェニレンテレフタラミド（ＰＰＴＡ）が挙げられる。上記メタ系アラミド繊維の材料としては、例えば、ポリメタフェニレンイソフタラミド（ＭＰＩＡ）が挙げられる。
上述のアラミド繊維の材料としては、物性が優れているという観点から、コポリパラフェニレン－３，４’オキシジフェニレン・テレフタラミドが好ましい。
【0032】
被覆部材１２中の有機繊維の径や長さは特に限定されないが、上記有機繊維の径は、例えば１０μｍ以上１６μｍ以下が好ましい。また、上記有機繊維の長さは、例えば１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下が好ましい。
【0033】
被覆部材１２を構成する樹脂組成物において、上記潤滑剤の樹脂組成物全体に対する含有量は、例えば１０質量％以上２０質量％以下が好ましい。潤滑剤の含有量を１０質量％以上２０質量％以下とすることで、動摩擦係数を低減しつつ、曲げ強度や引張強度を維持することができる。
【0034】
上記潤滑剤としては、例えば、液状タイプの潤滑剤、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系潤滑剤や、黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ホウ素などの固形タイプの潤滑剤等が挙げられる。
これらの潤滑剤は、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
上記潤滑剤としては、ＰＴＦＥが好ましい。良好な耐摩耗性を確保するのに適している。
これらの潤滑剤は、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
上記潤滑剤としては、ＰＴＦＥが好ましい。良好な耐摩耗性を確保するのに適している。
【0035】
上記樹脂組成物は、ベース樹脂、有機繊維、及び潤滑剤以外に、ウエイトローラの機能を損ねない範囲で他の成分を含有していてもよい。
上記他の成分としては、無機繊維や、樹脂組成物に配合されうる各種添加剤等が挙げられる。
上記無機繊維としては、例えば、カーボン繊維、ガラス繊維、バサルト繊維等が挙げられる。これらの無機繊維は、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
上記他の成分としては、無機繊維や、樹脂組成物に配合されうる各種添加剤等が挙げられる。
上記無機繊維としては、例えば、カーボン繊維、ガラス繊維、バサルト繊維等が挙げられる。これらの無機繊維は、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【0036】
重量調整部材１３は、被覆部材１２よりも比重の大きい材料で構成されていればよく、例えば快削鋼（ＳＵＭ２２、２３）や冷間圧造用炭素鋼線（ＳＷＣＨ）などの金属等で構成されていてもよい。重量調整部材１３の内径及び外径は任意に調整されればよい。
【0037】
次に、ウエイトローラ１１の製造方法を説明する。
上記ウエイトローラ１１は、樹脂組成物からなる円筒状の被覆部材１２の一方側（図３中、左側）から、重量調整部材１３を圧入することにより、重量調整部材１３の外周面が被覆樹脂１２で被覆されたウエイトローラ１１を製造することができる（以下、この製造方法を圧入製法ともいう）。
上記ウエイトローラ１１は、樹脂組成物からなる円筒状の被覆部材１２の一方側（図３中、左側）から、重量調整部材１３を圧入することにより、重量調整部材１３の外周面が被覆樹脂１２で被覆されたウエイトローラ１１を製造することができる（以下、この製造方法を圧入製法ともいう）。
【0038】
図４は、ウエイトローラ１１を構成する重量調整部材１３のみを示す断面図である。図５は、ウエイトローラ１１を構成する被覆部材１２のみを示す断面図である。
ウエイトローラ１１を圧入製法で製造するためには、重量調整部材１３と被覆部材とが下記の寸法関係を有していることが好ましい。
ウエイトローラ１１を圧入製法で製造するためには、重量調整部材１３と被覆部材とが下記の寸法関係を有していることが好ましい。
【0039】
即ち、被覆部材１２の一方側（図５中、左側）の鍔部１２ａの内周径Ｄ２、円筒状に形成した被覆部材の内周径をＤ３、重量調整部材１３の外周径をＤ０とした場合に、
・Ｄ０とＤ２との差（Ｄ０－Ｄ２）が、Ｄ０の０．０１５倍以上０．０３５倍以下であり、
・Ｄ３とＤ０との差（Ｄ３－Ｄ０）が、０ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である、
ことが好ましい。
・Ｄ０とＤ２との差（Ｄ０－Ｄ２）が、Ｄ０の０．０１５倍以上０．０３５倍以下であり、
・Ｄ３とＤ０との差（Ｄ３－Ｄ０）が、０ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である、
ことが好ましい。
【0040】
この場合、被覆部材１２を破損することなく、被覆部材１２に重量調整部材１３を圧入することができる。また、重量調整部材１３の圧入後に、被覆部材１２側に重量調整部材１３側から無理な応力が作用することがない。加えて、重量調整部材１３と被覆部材１２とが使用中に遊離することがなく、重量調整部材１３が被覆部材１２の鍔部１２ａから飛び出すこともない。そのため、長時間にわたって安定した状態で重量調整部材１３と被覆部材１２とを一体化しておくことができる。
【0041】
ウエイトローラ１１の製造方法は、インサート成形法等の上述した圧入製法以外の方法であってもよい。
【0042】
本発明の実施形態に係るウエイトローラは、上述したウエイトローラ１１に限定されるわけではなく、各部材の形状、構成、配置、構成材料、サイズ、製造条件等は、本発明の権利範囲内で適宜変更可能である。
本発明の権利範囲は、上述した実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更を含む。
本発明の権利範囲は、上述した実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更を含む。
【実施例0043】
以下、実施例によって本発明の実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明の実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。
【0044】
（樹脂組成物の準備）
被覆部材を作製するため樹脂組成物として、樹脂組成物Ａ及び樹脂組成物Ｂを準備した。
被覆部材を作製するため樹脂組成物として、樹脂組成物Ａ及び樹脂組成物Ｂを準備した。
【0045】
＜樹脂組成物Ａ＞
変性ポリアミド６Ｔ（テレフタル酸とヘキサメチレンジアミンと１１－アミノウンデカン酸との重縮合体、比重１．１５ｇ／ｃｍ３、融点３１５℃）と、アラミド繊維（パラ型、繊維径１２μｍ、繊維長さ１ｍｍ）と、ＰＴＦＥ（平均粒径９μｍ、融点３３０℃）とを所定の配合量で混合して調製した。
樹脂組成物Ａは、アラミド繊維の含有量を樹脂組成物全体に対して７質量％とし、ＰＴＦＥの含有量を樹脂組成物全体に対して１５質量％とした。
変性ポリアミド６Ｔ（テレフタル酸とヘキサメチレンジアミンと１１－アミノウンデカン酸との重縮合体、比重１．１５ｇ／ｃｍ３、融点３１５℃）と、アラミド繊維（パラ型、繊維径１２μｍ、繊維長さ１ｍｍ）と、ＰＴＦＥ（平均粒径９μｍ、融点３３０℃）とを所定の配合量で混合して調製した。
樹脂組成物Ａは、アラミド繊維の含有量を樹脂組成物全体に対して７質量％とし、ＰＴＦＥの含有量を樹脂組成物全体に対して１５質量％とした。
【0046】
＜樹脂組成物Ｂ＞
ＤＳＭ社製のＣＫ２０２０ＳＢＨを樹脂組成物Ｂとした。
ＤＳＭ社製のＣＫ２０２０ＳＢＨを樹脂組成物Ｂとした。
【0047】
（実施例１）
樹脂組成物Ａを金型で成型して被覆部材を作製した後、重量調整部材を被覆部材に圧入してウエイトローラを作製した。
ウエイトローラの寸法は、外径Ｄ１を２０ｍｍとし、高さＬを１２ｍｍとした。
被覆部材の厚さ（重量調整部材の外周面を覆う部分の厚さ）は１．５ｍｍとした。
重量調整部材の構成材料は、快削鋼（ＳＵＭ２２）とした。
樹脂組成物Ａを金型で成型して被覆部材を作製した後、重量調整部材を被覆部材に圧入してウエイトローラを作製した。
ウエイトローラの寸法は、外径Ｄ１を２０ｍｍとし、高さＬを１２ｍｍとした。
被覆部材の厚さ（重量調整部材の外周面を覆う部分の厚さ）は１．５ｍｍとした。
重量調整部材の構成材料は、快削鋼（ＳＵＭ２２）とした。
【0048】
（比較例１）
樹脂組成物Ａに代えて樹脂組成物Ｂを使用した以外は、実施例１と同様にしてウエイトローラを作製した。
樹脂組成物Ａに代えて樹脂組成物Ｂを使用した以外は、実施例１と同様にしてウエイトローラを作製した。
【0049】
（評価）
＜押込み弾性率の測定＞
実施例１及び比較例１のウエイトローラの被覆部材から、縦５ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ１ｍｍの試験片Ａを切り出した。得られた試験片Ａを乾燥させ、その後、試験片Ａの押し込み弾性率を測定した。
試験片Ａの乾燥は、８０℃、減圧下、１２時間の条件で、真空オーブンを用いて行った。
押込み弾性率は、ＩＳＯ１４５７７－１に準拠した方法で測定した。
ここで、測定機としてはナノインデンダー（エリオニクス社製）を使用し、測定端子としてはバーコビッチ型圧子を使用した。測定環境温度は２８℃とした。試験パラメータは、試験荷重５０ｍＮ、分割数５００、ステップ間隔２０ｍｓｅｃ、保持時間５０００ｍｓｅｃ、サンプリング数２００に設定した。
１個の試験片で３箇所測定を行い、その平均値を測定結果とした。
結果を図６に示した。
＜押込み弾性率の測定＞
実施例１及び比較例１のウエイトローラの被覆部材から、縦５ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ１ｍｍの試験片Ａを切り出した。得られた試験片Ａを乾燥させ、その後、試験片Ａの押し込み弾性率を測定した。
試験片Ａの乾燥は、８０℃、減圧下、１２時間の条件で、真空オーブンを用いて行った。
押込み弾性率は、ＩＳＯ１４５７７－１に準拠した方法で測定した。
ここで、測定機としてはナノインデンダー（エリオニクス社製）を使用し、測定端子としてはバーコビッチ型圧子を使用した。測定環境温度は２８℃とした。試験パラメータは、試験荷重５０ｍＮ、分割数５００、ステップ間隔２０ｍｓｅｃ、保持時間５０００ｍｓｅｃ、サンプリング数２００に設定した。
１個の試験片で３箇所測定を行い、その平均値を測定結果とした。
結果を図６に示した。
【0050】
＜被覆部材の物性評価＞
樹脂組成物Ａ、Ｂを用いて、所定の形状の試験片Ｂを射出成形で作製し、この試験片Ｂの最大静止摩擦係数を測定した。
また、最大静止摩擦係数としては、材質の異なる２種類の相手材に対する最大静止摩擦係数をスズキ式摩擦摩耗試験で測定した。
３個の試験片で測定を行い、その平均値を測定結果とした。
結果を表１に示した。
樹脂組成物Ａ、Ｂを用いて、所定の形状の試験片Ｂを射出成形で作製し、この試験片Ｂの最大静止摩擦係数を測定した。
また、最大静止摩擦係数としては、材質の異なる２種類の相手材に対する最大静止摩擦係数をスズキ式摩擦摩耗試験で測定した。
３個の試験片で測定を行い、その平均値を測定結果とした。
結果を表１に示した。
【0051】
（１）ＡＤＣ１２に対する最大静止摩擦係数の測定
図７は、スズキ式摩擦摩耗試験を説明するための図である。図７に示すように、試験片６２をＡＤＣ１２からなる円板状の相手材６０に接触させ、３００Ｎの荷重を掛けた状態で、０．２ｍｍ／ｓの速度で回転摺動させて、最大静止摩擦係数を測定した。
図７は、スズキ式摩擦摩耗試験を説明するための図である。図７に示すように、試験片６２をＡＤＣ１２からなる円板状の相手材６０に接触させ、３００Ｎの荷重を掛けた状態で、０．２ｍｍ／ｓの速度で回転摺動させて、最大静止摩擦係数を測定した。
【0052】
このときの測定条件は以下の通りである。
試験片Ｂ：ＪＩＳ Ｋ ７２１８（１９８６）に規定される摩耗試験のＡ法で使用される円筒状の試験片（図７中、試験片６２参照）。
試験片Ｂの寸法は、外径Φ２５．６ｍｍ、内径Φ２０ｍｍ、高さ１５ｍｍである。
相手材：表面粗さＲｚが５～１０μｍで、直径４０ｍｍ、厚さ３ｍｍのＡＤＣ１２製の円板（図７中、相手材６０参照）。
相手材の表面粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）の最大高さ（基準長さ０．８ｍｍ、評価長さ４ｍｍ）である。
試験機：スズキ式摩擦摩耗試験機（オリエンテック社製、ＥＦＭ－ＩＩＩ－Ｅ）
試験温度：雰囲気温度２５℃
試験片Ｂ：ＪＩＳ Ｋ ７２１８（１９８６）に規定される摩耗試験のＡ法で使用される円筒状の試験片（図７中、試験片６２参照）。
試験片Ｂの寸法は、外径Φ２５．６ｍｍ、内径Φ２０ｍｍ、高さ１５ｍｍである。
相手材：表面粗さＲｚが５～１０μｍで、直径４０ｍｍ、厚さ３ｍｍのＡＤＣ１２製の円板（図７中、相手材６０参照）。
相手材の表面粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）の最大高さ（基準長さ０．８ｍｍ、評価長さ４ｍｍ）である。
試験機：スズキ式摩擦摩耗試験機（オリエンテック社製、ＥＦＭ－ＩＩＩ－Ｅ）
試験温度：雰囲気温度２５℃
【0053】
さらに、相手材との接触面にダストが付着した試験片Ｂ′を使用した以外は、上記の方法と同様にしてＡＤＣ１２に対する最大静止摩擦係数を測定した。
ダストが付着した試験片Ｂ′は、ドライ状態の関東ロームＪＩＳ７種を試験片Ｂにおける相手材との接触面に指で薄く塗布して、準備した。このとき、塗布量は０．１～０．４ｍｇ／ｃｍ２とした。
ダストが付着した試験片Ｂ′は、ドライ状態の関東ロームＪＩＳ７種を試験片Ｂにおける相手材との接触面に指で薄く塗布して、準備した。このとき、塗布量は０．１～０．４ｍｇ／ｃｍ２とした。
【0054】
（３－２）ＳＰＣに対する最大静止摩擦係数の測定
相手材として下記の相手材を使用した以外は、上述した（３－１）と同様にして、ダストの付着していない試験片Ｂ、及びダストが付着した試験片Ｂ′の最大静止摩擦係数を測定した。
相手材：表面粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）の最大高さ、基準長さ０．８ｍｍ、評価長さ４ｍｍ）が３～６μｍで、直径４０ｍｍ、厚さ３ｍｍの浸炭窒化処理されたＳＰＣ製の円板。
相手材として下記の相手材を使用した以外は、上述した（３－１）と同様にして、ダストの付着していない試験片Ｂ、及びダストが付着した試験片Ｂ′の最大静止摩擦係数を測定した。
相手材：表面粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）の最大高さ、基準長さ０．８ｍｍ、評価長さ４ｍｍ）が３～６μｍで、直径４０ｍｍ、厚さ３ｍｍの浸炭窒化処理されたＳＰＣ製の円板。
【0055】
【表1】
【0056】
表１に結果を示した通り、樹脂組成物Ａは、ダストが付着した場合、ＡＤＣ１２に対する最大静止摩擦係数もＳＰＣに対する最大静止摩擦係数も増大する。ここで、最大静止摩擦係数が増大する理由は、ダストが樹脂組成物Ａの表面に埋没しやすく、埋没したダストは、相手材（ＡＤＣ１２、又はＳＰＣ）に引っ掛かり易くなるためと推測している。なお、エンジン回転数が上昇することでウエイトローラに発生する遠心力は、摩擦による摺動抵抗力よりも十分に大きいため、表１に示した程度の最大静止摩擦係数の増大であれば、ウエイトローラとしての使用上の問題はない。
一方、樹脂組成物Ｂは、ダストが付着した場合、ＡＤＣ１２に対する最大静止摩擦係数は増大するものの、ＳＰＣに対する最大静止摩擦係数は減少する。
既に説明した通り、ウエイトローラにおいて、外周面を構成する被覆部材の最大静止摩擦係数がダストの付着によって低くなると、設計よりも早いタイミングでのウエイトローラの移動が起こるようになる。
一方、樹脂組成物Ｂは、ダストが付着した場合、ＡＤＣ１２に対する最大静止摩擦係数は増大するものの、ＳＰＣに対する最大静止摩擦係数は減少する。
既に説明した通り、ウエイトローラにおいて、外周面を構成する被覆部材の最大静止摩擦係数がダストの付着によって低くなると、設計よりも早いタイミングでのウエイトローラの移動が起こるようになる。
【0057】
そのため、樹脂組成物Ａを被覆部材に用いた実施例１のウエイトローラは、設計よりも早いタイミングでのウエイトローラの移動が起こりにくいのに対して、樹脂組成物Ｂを被覆部材に用いた比較例１のウエイトローラは、設計よりも早いタイミングでのウエイトローラの移動が起こり易い。
これらのことから、所定の押込み弾性率を有する被覆部材を備えた本発明の実施形態に係るウエイトローラを使用すれば、無段変速装置において、設定よりも低いエンジン回転数域でウエイトローラが移動し、意図しないウエイトローラの移動による変速特性の変化が生じることを抑制できることが明らかである。
これらのことから、所定の押込み弾性率を有する被覆部材を備えた本発明の実施形態に係るウエイトローラを使用すれば、無段変速装置において、設定よりも低いエンジン回転数域でウエイトローラが移動し、意図しないウエイトローラの移動による変速特性の変化が生じることを抑制できることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【0058】
本発明ウエイトローラは、例えば、二輪スクータ等の無段変速装置に用いることができる。
【符号の説明】
【0059】
１１ ウエイトローラ
１２ 被覆部材
１２ａ、１２ｂ 鍔部
１３ 重量調整部材
１３ａ 外周面
１３ｂ、１３ｃ 端面
５０ 無段変速装置
５１ 固定プレート
５３ 可動プレート
５５ プーリ
５７ ガイドプレート
５９ Ｖベルト
６１ 回転軸
６０ 相手材
６２ 試験片
１２ 被覆部材
１２ａ、１２ｂ 鍔部
１３ 重量調整部材
１３ａ 外周面
１３ｂ、１３ｃ 端面
５０ 無段変速装置
５１ 固定プレート
５３ 可動プレート
５５ プーリ
５７ ガイドプレート
５９ Ｖベルト
６１ 回転軸
６０ 相手材
６２ 試験片
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】