JP6752065B2 - ポリアミド樹脂組成物及びそれを用いた自転車部品 - Google Patents

Description

本発明はポリアミド樹脂組成物及びそれを用いた自転車部品に関する。

従来より、自転車部品には金属部品が使用されていたが、昨今に求められる軽量化の観点から、金属部品の一部は樹脂部品に置き換わっている。

自転車部品を構成する樹脂組成物としては、ポリアミド樹脂および繊維状強化材を含むものが、引張強度および引張伸度等の機械的物性の観点から好ましく使用されている（特許文献１〜３）。

特開２００６−７７９９号公報 特開２００６−１４２９７３号公報 特開２０１４−１６２４５０号公報

本発明の発明者等は、上記の樹脂組成物を用いて製造された自転車部品は吸水時の寸法安定性が十分ではないという新たな問題を見い出した。

例えば、ロードレース用の自転車はユーザーにより組立および分解が行われる。自転車のボトムブラケットは筒状部材（シェル）の両端に樹脂製アダプタの一部が圧入されており、組立時においては、当該アダプタを自転車のフレームのハンガー部に圧入して取り付ける。分解時においては、アダプタをボトムブラケットハンガーから取り外す。ボトムブラケット、特にアダプタ等の自転車部品は製造後、ユーザーの手に渡るまで、運搬等により数週間〜数か月の時間を要する。

このようなアダプタを上記の樹脂組成物を用いて製造した場合、当該アダプタは運搬時に湿気により、僅かに寸法変化するため、ユーザーにとって、アダプタの取り付け作業および取り外し作業は極めて困難な作業となっていた。

寸法安定性の問題は、長時間にわたる海外への運搬時に樹脂部品が吸湿する場合、および自転車の組立後、分解前に、樹脂部品が雨水等による吸水を起こす場合において、特に顕著であった。

本発明は、機械的物性だけでなく、寸法安定性にも十分に優れた樹脂部品を製造することができる樹脂組成物、および当該樹脂組成物を用いて製造された自転車部品を提供することを目的とする。

本発明は、ポリアミド樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂を含む樹脂組成物、および該樹脂組成物を含む自転車部品に関する。

本発明の樹脂組成物を用いて製造された部品（例えば、自転車部品）は、機械的物性だけでなく、寸法安定性にも十分に優れている。

本発明の自転車部品としての第１実施態様のボトムブラケット用アダプタを含むボトムブラケット組立体の装着状態を示す概略断面図である。 図１のアダプタ近傍の概略拡大断面図である。 本発明の自転車部品としての第２実施態様のボトムブラケット用アダプタ近傍の概略拡大断面図である。 本発明の自転車部品としての第３実施態様のボトムブラケット用アダプタ近傍の概略拡大断面図である。 実施例において寸法安定性を評価するための試験片の形状を示す図である。

［樹脂組成物］
本発明の樹脂組成物はポリアミド樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂を含む。

本発明で用いられるポリアミド樹脂は、アミノカルボン酸、ラクタムあるいはジアミンとジカルボン酸（それらの一対の塩も含む）、またはこれらの混合物を主たる原料とするアミド結合を主鎖内に有した重合体である。アミノカルボン酸としては、６−アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸等がある。ラクタムとしてはε−カプロラクタム、ω−ウンデカノラクタム、ω−ラウロラクタム等がある。ジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４−／２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、２，４−ジメチルオクタメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１−アミノ−３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン、３，８−ビス（アミノメチル）トリシクロデカン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）メタン、２，２−ビス（４−アミノシクロヘキシル）プロパン、ビス（アミノプロピル）ピペラジン、アミノエチルピペラジン等が挙げられる。またジカルボン酸としては、アジピン酸、スべリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、２−クロロテレフタル酸、２−メチルテレフタル酸、５−メチルイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ジグリコール酸等がある。またこれらジアミンとジカルボン酸は一対の塩として用いることもできる。

寸法安定性および機械的物性（特に引張伸度）のさらなる向上の観点から、好ましいポリアミド樹脂はモノマー成分としてジアミンおよびジカルボン酸を含むポリアミド樹脂であり、より好ましいポリアミド樹脂はモノマー成分としてヘキサメチレンジアミンおよび炭素数１０〜１２のジカルボン酸を含むポリアミド樹脂（以下、単に「ポリアミド樹脂Ａ」ということがある）であり、さらに好ましいポリアミド樹脂はヘキサメチレンジアミンと炭素数１０〜１２のジカルボン酸とのみからなるポリアミド樹脂である。炭素数１０〜１２のジカルボン酸としては、例えば、セバシン酸、ドデカン二酸が挙げられる。

ポリアミド樹脂Ａが、ヘキサメチレンジアミンおよび炭素数１０〜１２のジカルボン酸以外に、含んでもよい他のモノマー成分として、上記したアミノカルボン酸、ラクタム、ジアミンおよびジカルボン酸からなる群から選択される１種以上のモノマーが挙げられる。

ポリアミド樹脂Ａはジアミンとジカルボン酸とのみからなるポリアミド樹脂であることが好ましい。この場合、ポリアミド樹脂Ａにおけるヘキサメチレンジアミンの含量割合は全ジアミンに対して通常５０モル％以上であり、好ましくは７０％以上、より好ましくは９０％以上である。ポリアミド樹脂Ａにおける炭素数１０〜１２のジカルボン酸の含量割合は全ジカルボン酸に対して通常５０モル％以上であり、好ましくは７０％以上、より好ましくは９０％以上である。

ヘキサメチレンジアミンと炭素数１０〜１２のジカルボン酸とのみからなるポリアミド樹脂の具体例として、例えば、ポリアミド６１０およびポリアミド６１２が挙げられる。

ポリアミド樹脂の相対粘度は特に制限はなく、機械的物性のさらなる向上および流動性および成形性の向上の観点から、溶媒として９６％硫酸を用い、温度２５℃、濃度１ｇ／１００ｍｌの条件で求めた相対粘度で１．５〜５．０の範囲であることが好ましく、２．０〜４．０の範囲であることがより好ましい。

ポリアミド樹脂は通常、公知の溶融重合法で、あるいはさらに固相重合法を併用して製造することもできるし、または市販品として入手することもできる。好ましいポリアミド樹脂の市販品として、例えば、ポリアミド６１０（アルケマ社製ＨＩＰＲＯＬＯＮ ７０ＮＮ）、ポリアミド６１２（アルケマ社製ＨＩＰＲＯＬＯＮ ９０Ｎ）が挙げられる。

本発明で用いられるポリブチレンテレフタレート樹脂はモノマー成分としてテレフタル酸および１，４−ブタンジオールを含む熱可塑性ポリエステル樹脂である。

ポリブチレンテレフタレート樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲で、モノマー成分として、テレフタル酸および１，４−ブタンジオール以外に、他のジカルボン酸および他のジオール、ならびにヒドロキシカルボン酸およびラクトン化合物からなる群から選択される１種以上のモノマーを含んでもよい。

他のジカルボン酸として、例えば、イソフタル酸、オルトフタル酸、クロルフタル酸、ニトロフタル酸、２，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、メチルテレフタル酸、４，４’−ビフェニルジカルボン酸、２，２’−ビフェニルジカルボン酸、４，４’−ビフェニルエーテルジカルボン酸、４，４’−ジフェニルメタンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルイソプロピリデンジカルボン酸、１，２−ビス（４ーカルボキシフェノキシ）エタン、５−ナトリウムスルホイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸；シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、オクタデカンジカルボン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸等の脂肪族ジカルボン酸；１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸等が挙げられる。

他のジオールとして、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、１，１０−デカンジオール等の脂肪族ジオール；１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１，２−シクロヘキサンジメタノール等の脂環式ジオール；ビスフェノールＡおよびビスフェノールＳ等のビスフェノール類およびそれらのエチレンオキサイド付加体、ハイドロキノン、レゾルシノール等の芳香族ジオール等が挙げられる。

ヒドロキシカルボン酸として、例えば、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、ｐ−（２−ヒドロキシエトキシ）安息香酸、６−ヒドロキシカプロン酸等が挙げられる。
ラクトン化合物として、例えば、δ−バレロラクトン、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等が挙げられる。

ポリブチレンテレフタレート樹脂はジカルボン酸とジオールとのみからなることが好ましい。この場合、ポリブチレンテレフタレート樹脂におけるテレフタル酸の含量割合は全ジカルボン酸に対して通常５０モル％以上であり、好ましくは７０％以上、より好ましくは９０％以上である。ポリブチレンテレフタレート樹脂における１，４−ブタンジオールの含量割合は全ジオールに対して通常５０モル％以上であり、好ましくは７０％以上、より好ましくは９０％以上である。ポリブチレンテレフタレート樹脂は、寸法安定性および機械的物性のさらなる向上の観点から、モノマー成分としてテレフタル酸および１，４−ブタンジオールのみを含むポリブチレンテレフタレートが好ましい。

ポリブチレンテレフタレート樹脂には、上記したモノマー以外に、難燃性を付与するために有機リン化合物が共重合されていてもよい。

ポリブチレンテレフタレート樹脂の極限粘度は特に制限はなく、機械的物性のさらなる向上および成形性の向上の観点から、０．５０ｄｌ／ｇ以上であることが好ましく、０．７０〜１．２０ｄｌ／ｇであることがより好ましい。

ポリブチレンテレフタレート樹脂の融点は通常、２３０℃以下であり、寸法安定性および機械的物性のさらなる向上の観点から、１９０〜２３０℃である。

ポリアミド樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂との質量比率（ポリアミド樹脂／ポリブチレンテレフタレート樹脂）は特に限定されず、通常９５／５〜５／９５であり、寸法安定性および機械的物性のさらなる向上の観点から、好ましくは９５／５〜３０／７０、より好ましくは９２／８〜５０／５０、さらに好ましくは８５／１５〜７７／２３である。ポリアミド樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂それぞれは二種以上組み合わせて用いてもよく、この場合、二種以上の合計量が上記範囲内であることが好ましい。

本発明の樹脂組成物が、ポリブチレンテレフタレート樹脂の代わりに、ポリエチレンテレフタレートを含んでも、十分な寸法安定性および十分な引張強度は得られない。本発明の樹脂組成物が、ポリブチレンテレフタレート樹脂を含まないと、十分な寸法安定性は得られない。本発明の樹脂組成物が、ポリアミド樹脂を含まないと、十分な寸法安定性および十分な引張伸度は得られない。

本発明の樹脂組成物は、ポリアミド樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂以外に、他のポリマーを含んでもよい。他のポリマーとしては、例えば、他のポリエステル樹脂、エラストマーが挙げられる。他のポリエステル樹脂として、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート／テレフタレート、ポリブチレンイソフタレート／テレフタレート、ポリエチレンテレフタレート／シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、シクロヘキシレンジメチレンイソフタレート／テレフタレート、ポリ（ｐ−ヒドロキシ安息香酸／エチレンテレフタレート）、植物由来の原料である１，３−プロパンジオールからなるポリテトラメチレンテレフタレート等が挙げられる。本段落における「／」は「および」を意味し、その左側に記載のモノマーと右側に記載のモノマーをともに含むことを意味する。

エラストマーは耐衝撃性および耐熱性の観点から好ましく、例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等の熱可塑性エラストマーが挙げられる。耐熱性が一番良好であることからポリエステル系エラストマーがより好ましい。

他のポリマーの含有割合は特に限定されず、ポリアミド樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂との合計量１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは１質量部以下である。本発明の樹脂組成物は、寸法安定性および機械的物性のさらなる向上の観点から、他のポリマーを含まないことが好ましい。

本発明の樹脂組成物は、寸法安定性および機械的物性のさらなる向上の観点から、繊維状補強材をさらに含むことが好ましい。

繊維状補強材としては、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アスベスト繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、全芳香族ポリアミド繊維、ポリベンズオキサゾール繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維、ケナフ繊維、竹繊維、麻繊維、バガス繊維、高強度ポリエチレン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、チタン酸カリウム繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維、スチール繊維、セラミックス繊維、玄武岩繊維等が挙げられる。これらの繊維状補強材は二種以上組み合わせて用いてもよい。特に機械的物性および入手しやすさの観点から、炭素繊維、ガラス繊維および金属繊維からなる群から選択される一種以上の繊維状補強材が好適に用いられる。金属繊維としては、上記繊維状補強材のうち、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、チタン酸カリウム繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維、スチール繊維が挙げられる。寸法安定性および機械的物性のさらなる向上の観点から、繊維状補強材は炭素繊維またはガラス繊維の少なくとも一方を含むことが好ましく、少なくとも炭素繊維を含むことがより好ましい。

炭素繊維および／またはガラス繊維を用いる場合、当該繊維はシランカップリング剤で表面処理されていることが好ましい。シランカップリング剤は、集束剤に分散され、ガラス繊維を束ねるための集束剤として表面処理されていてもよい。シランカップリング剤としては、ビニルシラン系、アクリルシラン系、ウレイドシラン系、エポキシシラン系、アミノシラン系等が挙げられるが、ポリアミド樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂と炭素繊維および／またはガラス繊維との密着効果を得やすい点で、アミノシラン系カップリング剤が特に好ましい。

繊維状補強材の繊維長は特に限定されず、寸法安定性および機械的物性のさらなる向上および成形性の向上の観点から、０．１〜７ｍｍのものが好ましく、０．５〜６ｍｍのものがさらに好ましい。繊維状補強材の繊維径は特に限定されず、機械的物性のさらなる向上の観点から、３〜２０μｍのものが好ましく、５〜１３μｍのものがさらに好ましい。繊維状補強材の断面形状は、丸形状、長方形、それ以外の異形断面であってもよい。

繊維状強化材の含有量は、ポリアミド樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂との合計量１００質量部に対して、通常は５質量部以上、特に５〜６０質量部であり、寸法安定性および機械的物性のさらなる向上の観点から、好ましくは１５〜５０質量部である。寸法安定性および機械的物性のさらなる向上および軽量化の観点からは、繊維状強化材の含有量は、ポリアミド樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂との合計量１００質量部に対して、好ましくは１７〜５０質量部であり、より好ましい含有量は繊維状補強材の種類により異なる。例えば、炭素繊維のより好ましい含有量は１７〜３０質量部である。また例えば、ガラス繊維のより好ましい含有量は２５〜５０質量部である。

本発明の樹脂組成物は、顔料、熱安定剤、酸化防止剤、耐候剤、難燃剤、可塑剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、繊維状強化材以外の充填材、結晶核材等を添加してもよい。熱安定剤や酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール類、リン化合物、ヒンダードアミン、イオウ化合物、銅化合物、アルカリ金属のハロゲン化物が挙げられる。難燃剤としては、例えば、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、無機系難燃剤が好ましく、環境面から、非ハロゲン系難燃剤がより好ましい。非ハロゲン系難燃剤としては、例えば、リン系難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水和金属化合物、メラミン系、グアニジン系等の窒素含有化合物、硼酸塩、モリブデン化合物等の無機系化合物が挙げられる。繊維状強化材以外の充填材としては、例えば、無機充填材、有機充填材が挙げられる。無機充填材としては、例えば、層状珪酸塩、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、ワラストナイト、シリカ、ケイ酸カルシウム、黒鉛、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カルシウム、アルミノ珪酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、ガラスバルーン、三酸化アンチモン、ゼオライト、ハイドロタルサイトが挙げられる。有機充填材としては、例えば、澱粉、セルロース微粒子、木粉、おから、モミ殻、フスマ等の天然に存在するポリマーやこれらの変性品が挙げられる。結晶核材としては、例えば、無機結晶核材、有機結晶核剤いずれでもよい。無機結晶核材としては、例えば、カオリンが挙げられる。有機結晶核材としては、例えば、ソルビトール化合物、安息香酸およびその化合物の金属塩、燐酸エステル金属塩、ロジン化合物が挙げられる。

本発明の樹脂組成物は、ポリアミド樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂、ならびに所望により添加される繊維状補強材、上記他のポリマーおよび上記添加剤を十分にドライブレンドすることにより得ることができる。本発明の樹脂組成物はまた、当該ドライブレンドにより得られた混合物を、二軸押出機により溶融混練し、ダイより吐出された溶融樹脂をストランド状に引き取り、冷却固化し、ペレット状にカッティングしてペレット状態で得てもよい。混練温度はポリアミド樹脂の融点以上、ポリアミド樹脂の融点＋１００℃未満の範囲が好ましい。

本明細書中、寸法安定性とは、成形品の状態で湿気、吸湿または吸水によっても寸法が変化し難い特性をいう。
機械的物性とは、成形品における強度および伸度等の一般的な物理的特性を包含し、例えば、引張強度および引張伸度を含む。

［樹脂部品］
本発明の樹脂組成物は、あらゆる分野における樹脂部品、特に寸法安定性が要求される樹脂部品の製造に有用である。寸法安定性が要求される樹脂部品としては、例えば、自転車用樹脂部品、自動車部品、電気電子部品、雑貨、土木建築用品等広範な用途に使用できる。自動車部品としては、例えば、エンジンカバー、エアインテークマニホールド、スロットルボディ、エアインテークパイプ、ラジエタータンク、ラジエターサポート、ラジエターホース、ラジエターグリル、タイミングベルトカバー、ウォーターポンプインレット、ウォーターポンプアウトレット、クーリングファン、ファンシュラウド、エンジンマウント等のエンジン周辺部品、プロペラシャフト、スタビライザーバーリンケージロッド、アクセルペダル、ペダルモジュール、シールリング、ベアリングリテーナー、ギア等の機構部品、オイルパン、オイルフィルターハウジング、オイルフィルターキャップ、オイルレベルゲージ、燃料タンク、燃料チューブ、フューエルカットオフバルブ、キャニスター、フューエルデリバリーパイプ、フューエル充填材ネック、フューエルセンダーモジュール、燃料配管用継手等の燃料・配管系部品、ワイヤーハーネス、リレーブロック、センサーハウジング、エンキャプシュレーション、イグニッションコイル、ディストリビューター、サーモスタットハウジング、クイックコネクター、ランプリフレクタ、ランプハウジング、ランプエクステンション、ランプソケット等の電装系部品、リアスポイラー、ホイールカバー、ホイールキャップ、カウルベントグリル、エアアウトレットルーバー、エアスクープ、フードバルジ、フェンダー、バックドア、シフトレバーハウジング、ウインドーレギュレータ、ドアロック、ドアハンドル、アウトサイドドアミラーステー等の各種内外装部品が挙げられる。電気電子部品としては、例えば、コネクタ、ＬＥＤリフレクタ、スイッチ、センサー、ソケット、コンデンサー、ジャック、ヒューズホルダー、リレー、コイルボビン、抵抗器、ＩＣ、ＬＥＤのハウジング等が挙げられる。

樹脂部品は、本発明の樹脂組成物を、例えば、射出成形法、押出し成形法、プレス成形法等の成形法により成形加工することにより得ることができる。

例えば射出成形法を用いる場合、射出成形機としては、特に限定されるものではないが、例えばスクリューインライン式射出成形機またはプランジャ式射出成形機等が挙げられる。射出成形機のシリンダー内で加熱溶融された樹脂組成物は、ショットごとに計量され、金型内に溶融状態で射出され、所定の形状で冷却、固化された後、成形体として金型から取り出される。射出成形時の樹脂温度は、「ポリアミド樹脂の融点＋１００℃」未満の温度に設定し、ポリアミド樹脂組成物を加熱溶融することができる。樹脂組成物の加熱溶融時には、用いる樹脂組成物（ペレット）は十分に乾燥されたものを用いることが好ましい。含有する水分量が多いと、射出成形機のシリンダー内で樹脂が発泡し、最適な成形体を得ることが困難となることがある。射出成形に用いる樹脂組成物（ペレット）の水分率は、樹脂組成物１００質量％中、好ましくは０．３質量％未満、より好ましくは０．１質量％未満である。

［自転車部品］
本発明は特に、前記した樹脂組成物を含む自転車部品も提供する。本発明の自転車部品は、上記した樹脂部品と同様の方法により得ることができる。

本発明の自転車部品は、筒状部材への嵌入により取り付けられる取付部品（以下、単に「取付部品」という）であってもよいし、回転部材を回転可能に支持する軸受を保持する保持部品（以下、単に「保持部品」という）であってもよいし、またはこれらの部品以外の他の部品であってもよい。本発明において、嵌入は、圧力により押し込む圧入およびねじにより中に入れるねじ込みを包含する概念で用いる。

取付部品としては、例えば、ボトムブラケットのアダプタまたはハンドルバーの先端に嵌入される嵌入型スイッチ等が挙げられる。

保持部品としては、例えば、ボトムブラケットのアダプタ、ブレーキレバーもしくはシフトレバーのブラケット、またはディレイラーもしくはリムブレーキキャリパーのリンク部材等が挙げられる。

他の自転車部品として、シフトレバーの操作部、コンポジットスプロケット、アシストドライブユニットのハウジング、電気変速機のモーターユニットハウジング、バッテリホルダ等が挙げられる。

［ボトムブラケットのアダプタ］
以下、本発明の自転車部品の一例として、ボトムブラケットのアダプタを図１〜図４を用いて詳しく説明する。本発明のボトムブラケット用アダプタは、図１および図２において第１ベアリング支持部材２４ａに対応し、図３において第１ベアリング支持部材１２４ａに対応し、図４において第１ベアリング支持部材２２４ａに対応する。図１は本発明の自転車部品としての第１実施態様のボトムブラケット用アダプタを含むボトムブラケット組立体の装着状態を示す概略断面図である。図２は図１のアダプタ近傍の概略拡大断面図である。図３は本発明の自転車部品としての第２実施態様のボトムブラケット用アダプタ近傍の概略拡大断面図である。図４は本発明の自転車部品としての第３実施態様のボトムブラケット用アダプタ近傍の概略拡大断面図である。

（第１実施態様）
図１において、第１実施態様による自転車用ボトムブラケット組立体１０は、自転車のクランク軸６０を両端支持するために、自転車のフレームの筒状のハンガー部１２に設けられる。クランク軸６０は中空の軸であり、クランク軸６０の第１端（図１左端）には、第１クランク６２ａが装着され、第２端（図１右端）には、複数のスプロケット６４を有する第２クランク６２ｂが装着される。自転車用ボトムブラケット組立体１０は、第１ボトムブラケット組立体１０ａと、第２ボトムブラケット組立体１０ｂと、異物侵入防止用の筒状部材２０と、を備える。第１ボトムブラケット組立体１０ａは、自転車のハンガー部１２の図１左側の第１開口端１２ａに装着される。第２ボトムブラケット組立体１０ｂは、自転車のハンガー部１２の図１右側の第２開口端１２ｂに装着される。筒状部材２０は、第１ボトムブラケット組立体１０ａと第２ボトムブラケット組立体１０ｂの間に配置される。第１ボトムブラケット組立体１０ａと第２ボトムブラケット組立体１０ｂとは、ハンガー部１２の軸方向の中心位置Ｃ１に対して実質的に線対称に設けられる。第１ボトムブラケット組立体１０ａおよび第２ボトムブラケット組立体１０ｂの断面形状は、クランク軸６０の軸芯Ｃ２を回転中心とする概ね円形に形成される。

第１ボトムブラケット組立体１０ａは、第１ベアリングユニット２２ａと、第１ベアリング支持部材２４ａと、を主に有する。第２ボトムブラケット組立体１０ｂは、第２ベアリングユニット２２ｂと、第２ベアリング支持部材２４ｂと、を主に有する。第１ボトムブラケット組立体１０ａと第２ブラケット組立体１０ｂとは実質的に同じ構成である。したがって、以降の説明では、第１ボトムブラケット組立体１０ａについて、図２を用いて詳細に説明し、第２ボトムブラケット組立体１０ｂについては、図１を用いて、その構成の概略を説明する。

図２に示すように、第１ベアリングユニット２２ａは、第１外輪２６ａと、第１内輪２８ａと、第１外輪２６ａと第１内輪２８ａとの間に配置される第１転動体３０ａと、を有する転がり軸受である。この実施例においては、第１内輪２８ａは第１外輪２６ａよりも軸方向外側に延びるように、第１内輪２８ａの軸方向の長さは第１外輪２６ａの軸方向の長さよりも長く形成されている。ここで、軸方向外側とは、クランク軸６０の軸芯Ｃ２に沿ってハンガー部１２の中心位置Ｃ１から遠い側である。また、軸方向内側とは、クランク軸６０の軸芯Ｃ２に沿って中心位置Ｃ１に近い側である。第１内輪２８ａと第１クランク６２ａの間には、第１クランク６２ａに接触する第１カバー部材４０ａが設けられる。第１カバー部材４０ａは、第１クランク６２ａおよび第１内輪２８ａの間に配置されるとともに、第１内輪２８ａとクランク軸６０の外周面の間に延びる。第１外輪２６ａの軸方向外側の側面と第１内輪２８ａの外周面との間には、第１シール部材４２ａが装着される。これにより、第１ベアリングユニット２２ａの軸方向外側から軸方向内側への異物の侵入を防止する。

第１ベアリング支持部材２４ａは、第１ハンガー取付部３２ａと、第１ベアリング取付部３４ａと、第１鍔部３６ａと、第１筒状部材取付部３８ａと、を有する。第１ハンガー取付部３２ａは、ハンガー部１２の第１開口端１２ａに挿入される第１外表面４４ａを有する。第１実施態様では、第１外表面４４ａは、ハンガー部１２の第１開口端１２ａに圧入状態で挿入される。すなわち、第１外表面４４ａは第１開口端１２ａにしまり嵌めで嵌合する。第１ベアリング取付部３４ａは、第１ベアリングユニット２２ａが挿入される第１内表面４６ａを有する。

図２に示すように、第１鍔部３６ａは、ハンガー部１２の第１開口端１２ａ側の端面に接触して配置される。これにより、第１ベアリング支持部材２４ａが軸方向に位置決めされる。第１筒状部材取付部３８ａは、第１外表面４４ａよりも小径な筒状に形成される。第１筒状部材取付部３８ａの内周面に、筒状部材２０の第１端の外周面が連結される。第１筒状部材取付部３８ａの内周面と筒状部材２０の第１端の外周面との間には、Ｏリング５８が設けられている。このＯリング５８によってハンガー部１２の内部から第１ベアリングユニット２２ａへの異物の侵入を防止できる。

筒状部材２０は、図１に示すように、第１端が第１ベアリング支持部材２４ａの第１筒状部材取付部３８ａに取り付けられ、第２端が第２ベアリング支持部材２４ｂの第２筒状部材取付部３８ｂに取り付けられる。

第２ボトムブラケット組立体１０ｂは、図１に示すように，第１ボトムブラケット組立体１０ａの各構成要素の符号ａに代えて符号ｂを付した構成要素を有している。例えば、第２ボトムブラケット組立体１０ｂの第２ベアリングユニット２２ｂは、図１に示すように、第２外輪２６ｂと、第２内輪２８ｂと、第２外輪２６ｂと第２内輪２８ｂとの間に配置される第２転動体３０ｂと、を有する。第２ベアリング支持部材２４ｂは、第２ハンガー取付部３２ｂと、第２ベアリング取付部３４ｂと、第２鍔部３６ｂと、第２筒状部材取付部３８ｂと、を有する。第２ハンガー取付部３２ｂ、第２ベアリング取付部３４ｂ、第２鍔部３６ｂ、および第２筒状部材取付部３８ｂの構成は、第１ベアリング支持部材２４ａの構成と同じであるため、説明を省略する。

第１ボトムブラケット組立体１０ａを組み立てるときには、適宜の押圧治具によって第１ベアリングユニット２２ａの第１外輪２６ａを押圧し、第１ベアリングユニット２２ａを第１ベアリング支持部材２４ａの第１内表面４６ａに挿入する。

（第２実施態様）
図３に示す、第２実施態様に係る第１ボトムブラケット組立体１１０ａでは、第１ベアリング支持部材１２４ａがハンガー部１１２の第１開口端１１２ａに螺合している。したがって、ハンガー部１１２の第１開口端は雌ネジ部を有し、第１ベアリング支持部材１２４ａの第１ハンガー取付部１３２ａの第１外表面１４４ａは雄ネジ部を有する。鍔部１３６ａには、第１ベアリング支持部材１２４ａを工具によって回すための工具係止部１３６ｃが形成される。その他の構成は、第１実施態様と同様なため、図３に符号だけを付して説明を省略する。

（第３実施態様）
図４に示す第３実施態様に係る第１ボトムブラケット組立体２１０ａでは、第１ベアリング支持部材２２４ａにおいて、ハンガー部２１２に挿入される第１ハンガー取付部２３２ａの位置が第２実施態様と異なる。第３実施態様では、第１ハンガー取付部２３２ａの第１外表面２４４ａが、第１ベアリングユニット２２ａが取り付けられる第１ベアリング取付部３４ａの第１内表面４６ａよりも軸方向内側に配置される。第１ベアリング支持部材２２４ａの第１外表面２４４ａは、雄ネジ部を有し、ハンガー部２１２の第１開口端２１２ａは、雌ネジ部を有する。第１内表面４６ａは大径部２３６ａの内周側に配置される。大径部２３６ａの外周面には、工具によって第１ベアリング支持部材２２４ａを回すための工具係止部２３６ｃが形成される。その他の構成は、第１実施形態と概ね同様なため、図４に符号だけを付して説明を省略する。第３実施態様において、第１外表面２４４ａを第１開口端２１２ａに圧入固定してもよい。

前記第１〜第３実施態様では、内輪と外輪との軸方向長さが異なる転がり軸受を第１ベアリングユニットに用いたが、内輪と外輪との軸方向長さが同じ転がり軸受を用いてもよい。また、シール付きの転がり軸受を用いてもよい。
前記第１〜第３実施態様では、中空のクランク軸を支持するボトムブラケットを開示したが、中実のクランク軸を支持するボトムブラケットであってもよい。
前記第１〜第３実施態様では、転動体がボール状の玉軸受けをベアリングユニットに用いたが、これに限定されず、転動体がローラー状のころ軸受けや、その他ブッシュ等の周知の軸受けを用いてもよい。

（本発明のポリアミド樹脂組成物をボトムブラケットのアダプタに使用することによる効果）
・吸水による寸法変化が少ないため、フレームのハンガー部への圧入によるアダプタの取り付けおよび取り外しを安定して容易に行うことができる。
・吸水によりアダプタが膨張すると、ハンガー部への取付および取り外し作業が困難になるだけでなく、第１および第２実施形態のようなベアリング取付部をハンガー部内部に挿入するタイプのボトムブラケット組立体の場合、アダプタからベアリング（軸受）への圧力が増加し、軸受の摺動性が悪化する。本発明によれば、アダプタの寸法変化による軸受の摺動性悪化を抑制できる。

第２および第３実施形態のごとくねじ込みによりハンガー部へ取付るアダプタの場合、雄ネジ部と雌ネジ部の螺合を安定して容易に行うことができる。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制限されるものではない。評価方法および原料は次の通りである。

１．評価方法
（１）引張強度
樹脂組成物ペレットを用いて、１３０℃で５時間の事前乾燥をおこなったのち、東芝社製射出成形機ＥＣ−１００Ｓにて、シリンダー温度２６０℃、金型温度８０℃で、ＩＳＯ２０７５３に準拠の試験片を作製した。
得られた試験片について、株式会社島津製作所社製ＡＵＴＯＧＲＡＰＨ ＡＧ−Ｘ ｐｌｕｓを用いて、２３℃の雰囲気下、ＩＳＯ５２７−１およびＩＳＯ５２７−２に準拠して、引張強度を測定した。
Ｓ（最良）：１６０ＭＰａ≦引張強度；
Ａ（優秀）：１５０ＭＰａ≦引張強度＜１６０ＭＰａ；
Ｂ（良好）：１４０ＭＰａ≦引張強度＜１５０ＭＰａ；
Ｃ（可）：１３０ＭＰａ≦引張強度＜１４０ＭＰａ（実用上問題なし）；
Ｄ（不合格）：引張強度＜１３０ＭＰａ（実用上問題あり）。

（２）引張伸度
引張強度の評価方法で得られた試験片について、株式会社島津製作所社製ＡＵＴＯＧＲＡＰＨ ＡＧ−Ｘ ｐｌｕｓを用いて、２３℃の雰囲気下、ＩＳＯ５２７−１およびＩＳＯ５２７−２に準拠して引張伸度を測定した。
Ｓ（最良）：２．５％≦引張伸度；
Ａ（優秀）：２．２％≦引張伸度＜２．５％；
Ｂ（良好）：１．９％≦引張伸度＜２．２％；
Ｃ（可）：１．６％≦引張伸度＜１．９％（実用上問題なし）；
Ｄ（不合格）：引張伸度＜１．６％（実用上問題あり）。

（３）寸法安定性
樹脂組成物ペレットを用いて、１３０℃で５時間の事前乾燥をおこなったのち、東芝社製射出成形機ＥＣ−１００Ｓにて、射出成形をおこない、図５に示す形状の試験片を作製した。図５における数字の単位は「ｍｍ」である。金型は、試験片が有する円形の外周において、等間隔に８個のゲートを有するものを用いた。シリンダー温度は、２６０℃とし、射出速度は１５０ｍｍ／ｓ、保圧は５０ＭＰａ、金型温度は８０℃とした。
得られた試験片を１４０℃で２４時間乾燥をおこない、吸水処理前の寸法をマイクロメーターを用いて求める。その後８５℃の水中にて８９時間吸水処理をおこない、処理前後の寸法から、以下の式により、寸法変化率を求めた。寸法は直径方向の最大値を用いた。寸法変化率は小さいほど好ましい。
寸法変化率（％）＝（吸水処理後の寸法−吸水処理前の寸法）×１００／（吸水処理前の寸法）
ＳＳ（最良）：寸法変化率≦０．０７％；
Ｓ（特優）：０．０７＜寸法変化率≦０．１５％；
Ａ（優秀）：０．１５％＜寸法変化率≦０．２３％；
Ｂ（良好）：０．２３％＜寸法変化率≦０．３１％
Ｃ（可）：０．３１％＜寸法変化率０．３９％（実用上問題なし
Ｄ（不合格）：０．３９％＜寸法変化率（実用上問題あり）。

（４）比重
引張強度の評価方法で得られた試験片を２３℃の雰囲気下で水中に懸垂し、株式会社島津製作所社製分析天びんＡＵＸ１２０を用いて、試験片に作用する浮力を測定し、比重ｐを求めた。
ｐ＝［Ｗ_α／（Ｗ_α−Ｗ_１）］×ｐ_１
ｐ：比重；
Ｗ_α：空気中で測定された試験片の質量；
Ｗ_１：水中で測定された試験片の質量：
ｐ_１：使用された水の比重。

２．原料
ＰＡ６１２：ポリアミド６１２（アルケマ株式会社、ＨＩＰＲＯＬＯＮ ９０Ｎ、相対粘度２．２、融点２１５℃）
ＰＡ６１０：ポリアミド６１０（アルケマ株式会社、ＨＩＰＲＯＬＯＮ ７０ＮＮ、相対粘度２．５、融点２２２℃）
ＰＡ６：ポリアミド６（ユニチカ株式会社、Ａ１０３０ＳＲ、相対粘度２．５）
ＰＡ６６：ポリアミド６６（ユニチカ株式会社、Ｅ２０００、相対粘度２．７）
ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート（長春人造樹脂株式会社、ＰＢＴ−１２００Ｍ、極限粘度が０．８３ｄｌ／ｇ、融点２２７℃）
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート（ユニチカ株式会社、ＭＡ−１３４４、極限粘度が０．７２ｄｌ／ｇ、融点２５６℃）
ＣＦ：炭素繊維（日本ポリマー産業株式会社、ＣＦＥＰＵ−ＨＣ、繊維長６ｍｍ、繊維径６μｍ）
ＧＦ：ガラス繊維（ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｉｎｃ．、ＨＰ３７８６、繊維長３ｍｍ、繊維径１０μｍ）

３．樹脂組成物ペレットの製造
実施例１
ＰＡ６１２（８０質量部）、ＰＢＴ（２０質量部）おおびＣＦ（２０質量部）を十分にドライブレンドした。得られた混合物を、二軸押出機（東芝機械社製ＴＥＭ３７ＢＳ型）により、バレル温度２５０〜２７０℃、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、吐出２０ｋｇ／時間の条件で、ベントを用いながら溶融混練した。ダイより吐出された溶融樹脂をストランド状に引き取り、冷却水で満たしたバットを通過させて冷却固化した後、ペレット状にカッティングして樹脂組成物ペレットを得た。樹脂組成物ペレットを用いて、上記した評価方法により、評価した。

実施例２〜３２および比較例１〜３
表１〜表４に記載の材料を当該表に記載の量で用いたこと以外、実施例１と同様の方法により、樹脂組成物ペレットを得た。樹脂組成物ペレットを用いて、上記した評価方法により、評価した。

各実施例／比較例で得られた樹脂組成物について組成分析をおこなったところ、仕込みの組成と同じであった。高分解能核磁気共鳴装置（日本電子社製ＥＣＡ−５００ ＮＭＲ）を用いて、^１Ｈ−ＮＭＲ分析することにより、それぞれの共重合成分のピーク強度から樹脂組成を求めた（分解能：５００ＭＨｚ、溶媒：重水素化トリフルオロ酢酸、温度：室温）。

本発明の樹脂組成物は、樹脂部品、特に寸法安定性が要求される樹脂部品（例えば、自転車用樹脂部品）の製造に有用である。

１０ 自転車用ボトムブラケット組立体
１０ａ，１１０ａ，２１０ａ 第１ボトムブラケット組立体
１０ｂ 第２ボトムボトムブラケット組立体
１２，１１２，２１２ ハンガー部
１２ａ，１１２ａ，２１２ａ 第１開口端
１２ｂ 第２開口端
２０ 筒状部材
２２ａ 第１ベアリングユニット
２２ｂ 第２ベアリングユニット
２４ａ，１２４ａ，２２４ａ 第１ベアリング支持部材（アダプタ）
２４ｂ 第２ベアリング支持部材
３２ａ，１３２ａ，２３２ａ 第１ハンガー取付部
３２ｂ 第２ハンガー取付部
３４ａ 第１ベアリング取付部
３４ｂ 第２ベアリング取付部
４４ａ，１４４ａ，２４４ａ 第１外表面
４６ａ 第１内表面

Claims (20)

1. ポリアミド樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂を含む、自転車部品を製造するための樹脂組成物であって、
   前記ポリアミド樹脂がモノマー成分としてヘキサメチレンジアミンおよび炭素数１０〜１２のジカルボン酸を含むポリアミド樹脂であり、
   前記ポリアミド樹脂と前記ポリブチレンテレフタレート樹脂とが９２／８〜７７／２３の質量比率で含まれ、
   前記樹脂組成物が繊維状強化材をさらに含み、
   前記繊維状強化材が、前記ポリアミド樹脂と前記ポリブチレンテレフタレート樹脂との合計量１００質量部に対して、１５〜６０質量部で含まれる、樹脂組成物。
2. 前記ポリアミド樹脂がポリアミド６１０またはポリアミド６１２である、請求項１に記載の樹脂組成物。
3. 前記繊維状強化材が炭素繊維またはガラス繊維の少なくとも一方を含む、請求項１または２に記載の樹脂組成物。
4. 前記樹脂組成物が、前記ポリアミド樹脂および前記ポリブチレンテレフタレート樹脂以外に、他のポリマーを含み、
   前記他のポリマーの含有割合が、前記ポリアミド樹脂と前記ポリブチレンテレフタレート樹脂との合計量１００質量部に対して、１０質量部以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂組成物。
5. 前記他のポリマーが、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート／テレフタレート、ポリブチレンイソフタレート／テレフタレート、ポリエチレンテレフタレート／シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、シクロヘキシレンジメチレンイソフタレート／テレフタレート、ポリ（ｐ−ヒドロキシ安息香酸／エチレンテレフタレート）、ポリテトラメチレンテレフタレート、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマーからなる群から選択される、請求項４に記載の樹脂組成物。
6. ポリアミド樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂を含む樹脂組成物を含む自転車部品であって、
   前記ポリアミド樹脂がモノマー成分としてヘキサメチレンジアミンおよび炭素数１０〜１２のジカルボン酸を含むポリアミド樹脂であり、
   前記ポリアミド樹脂と前記ポリブチレンテレフタレート樹脂とが９２／８〜７７／２３の質量比率で含まれ、
   前記樹脂組成物が繊維状強化材をさらに含み、
   前記繊維状強化材が、前記ポリアミド樹脂と前記ポリブチレンテレフタレート樹脂との合計量１００質量部に対して、１５〜６０質量部で含まれる、自転車部品。
7. 前記ポリアミド樹脂がポリアミド６１０またはポリアミド６１２である、請求項６に記載の自転車部品。
8. 前記繊維状強化材が炭素繊維またはガラス繊維の少なくとも一方を含む、請求項６または７に記載の自転車部品。
9. 前記樹脂組成物が、前記ポリアミド樹脂および前記ポリブチレンテレフタレート樹脂以外に、他のポリマーを含み、
   前記他のポリマーの含有割合が、前記ポリアミド樹脂と前記ポリブチレンテレフタレート樹脂との合計量１００質量部に対して、１０質量部以下である、請求項６〜８のいずれかに記載の自転車部品。
10. 前記他のポリマーが、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート／テレフタレート、ポリブチレンイソフタレート／テレフタレート、ポリエチレンテレフタレート／シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、シクロヘキシレンジメチレンイソフタレート／テレフタレート、ポリ（ｐ−ヒドロキシ安息香酸／エチレンテレフタレート）、ポリテトラメチレンテレフタレート、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマーからなる群から選択される、請求項９に記載の自転車部品。
11. 前記自転車部品が、筒状部材への嵌入により取り付けられる取付部品である、請求項６〜１０のいずれかに記載の自転車部品。
12. 前記嵌入が圧入またはねじ込みである、請求項１１に記載の自転車部品。
13. 前記取付部品が、ボトムブラケットのアダプタまたはハンドルバーの先端に嵌入される嵌入型スイッチである、請求項１１または１２に記載の自転車部品。
14. 前記自転車部品が、回転部材を回転可能に支持する軸受を保持する保持部品である、請求項６〜１０のいずれかに記載の自転車部品。
15. 前記保持部品が、ボトムブラケットのアダプタ、ブレーキレバーもしくはシフトレバーのブラケット、またはディレイラーもしくはリムブレーキキャリパーのリンク部材である、請求項１４に記載の自転車部品。
16. ポリアミド樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂を含む樹脂組成物を含む自転車部品であって、
    前記ポリアミド樹脂がモノマー成分としてヘキサメチレンジアミンおよび炭素数１０〜１２のジカルボン酸を含むポリアミド樹脂であり、
    前記樹脂組成物が繊維状強化材をさらに含み、
    前記繊維状強化材が、前記ポリアミド樹脂と前記ポリブチレンテレフタレート樹脂との合計量１００質量部に対して、５〜６０質量部で含まれ、
    前記自転車部品が、筒状部材への嵌入により取り付けられる取付部品である、自転車部品。
17. 前記嵌入が圧入またはねじ込みである、請求項１６に記載の自転車部品。
18. 前記取付部品が、ボトムブラケットのアダプタまたはハンドルバーの先端に嵌入される嵌入型スイッチである、請求項１６または１７に記載の自転車部品。
19. ポリアミド樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂を含む樹脂組成物を含む自転車部品であって、
    前記ポリアミド樹脂がモノマー成分としてヘキサメチレンジアミンおよび炭素数１０〜１２のジカルボン酸を含むポリアミド樹脂であり、
    前記樹脂組成物が繊維状強化材をさらに含み、
    前記繊維状強化材が、前記ポリアミド樹脂と前記ポリブチレンテレフタレート樹脂との合計量１００質量部に対して、５〜６０質量部で含まれ、
    前記自転車部品が、回転部材を回転可能に支持する軸受を保持する保持部品である、自転車部品。
20. 前記保持部品が、ボトムブラケットのアダプタ、ブレーキレバーもしくはシフトレバーのブラケット、またはディレイラーもしくはリムブレーキキャリパーのリンク部材である、請求項１９に記載の自転車部品。

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