防振ゴムブッシュ及びその製造方法

【解決課題】筒状のゴム弾性体の内部に中間スリーブを埋設した形態の防振ゴムブッシュを製造するに際して、中間スリーブに対する接着処理を不要として接着に要する工程を省略し、加硫成形後において絞り，圧入等の処理を施したときに中間スリーブの内側のゴム弾性体部分に対しても十分に予備圧縮を加えられるようにする。
【解決手段】内筒金具１２と外筒金具１４との間に筒状のゴム弾性体１６を配して内筒金具１２，外筒金具１４に固着するとともに、ゴム弾性体１６の肉厚方向中間部にＰＰＥ樹脂から成る中間スリーブ１８を同心状に埋設固着する。その防振ゴムブッシュ１０を製造するに際して、加硫成形後に絞り，圧入等を加えたとき中間スリーブ１８の縮径方向の弾性変形に基づいて内側ゴム弾性体部分１６Ｂに対し全体的に且つ均等に予備圧縮を加える。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は防振ゴムブッシュ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、内筒金具の外側に筒状のゴム弾性体を固着した形態の防振ゴムブッシュが、自動車のサスペンション装置等における防振部材として広く用いられている。この種形態の防振ゴムブッシュにおいて、ゴム弾性体の肉厚方向中間部位に中間スリーブ（インターリング）を同心状に埋設し、その補強効果によって防振ゴムブッシュの軸方向，軸直角方向のばね定数比を大きく設定するといったことが行われている。
【０００３】従来、この中間スリーブとしては金属製のものが用いられており、そしてその中間スリーブには、内筒金具を成形型のキャビティにセットしてキャビティ内にゴム材料を注入し、これを加硫成形して防振ゴムブッシュを製造する際、中間スリーブの外側にもまた内側にも十分にゴム材料が回り込んで流動できるようにスリットが設けられるのが通例である。
【０００４】ところでこのように中間スリーブとして金属製のものを用いる場合、中間スリーブとゴム弾性体との加硫接着のために予め中間スリーブに対して接着処理を施しておくことが必要である。
【０００５】しかしながらこの接着処理に際しては、ブラスト処理及び化成皮膜処理等の表面処理後下塗り接着剤及び上塗り接着剤の二種類の接着剤を塗布処理しなければならず、加えて接着剤を塗布した後の乾燥処理も必要であることから、防振ゴムブッシュの製造工程数が多くなり、製造コスト増大の要因となっていた。また、接着剤によって中間スリーブとゴム弾性体とを固着する場合接着の信頼性の問題が残るし、また接着剤の塗り残しがあったりすると耐久性に悪影響が及ぶ問題がある。
【０００６】防振ゴムブッシュにおいては、加硫成形後において耐久性向上の目的のために絞り，圧入等の処理、即ち外周面側から縮径方向に加圧変形力を加えてゴム弾性体に予備圧縮を加えることが一般に行われる。その際、上記中間スリーブに設けたスリットは圧縮力を伝達する部分として作用する。
【０００７】即ち、中間スリーブの外側のゴム弾性体部分に生じた圧縮力がスリットを通じて内側のゴム弾性体部分に伝達され、これにより中間スリーブの外側のゴム弾性体部分のみならず内側のゴム弾性体部分にも予備圧縮が加えられる。
【０００８】しかしながら、この場合スリット近傍部分においてゴム弾性体に大きな歪が発生し、防振ゴムブッシュの使用時に繰返し力が加わると、この部分から亀裂が発生・進行しやすいといった問題があるとともに、金属パイプにスリット加工を施すことは加工工数がかかり、コスト上の問題がある。
【０００９】一方、このような防振ゴムブッシュにおける中間スリーブとしてポリアミド樹脂から成るものを用いることも提案されている。このポリアミド製の中間スリーブは、ゴム弾性体との接着性が他の樹脂材から成るものに比べて良好であるが、一方においてかかるポリアミド製の中間スリーブの場合、防振ゴムブッシュの加硫成形時、具体的にはゴム弾性体の加硫成形時の熱及び圧力で変形を起こしてしまうといった困難な問題がある。
【００１０】防振ゴムブッシュの加硫成形温度は例えば１４０〜１６０℃と高温であり、しかも加硫成形時にはゴム材料の注入による大きな圧力が中間スリーブに対して作用するために、これら成形時の熱及び圧力によって中間スリーブが変形を起こしてしまうのである。而して中間スリーブが変形を起こしてしまうと、中間スリーブ本来の機能が発揮されず、防振ゴムブッシュにおけるばね特性，耐久性が設計通りに得られない問題を生ずる。
【００１１】その対策として、（イ）中間スリーブを厚肉化し或いはリブ形成することによって剛性を高める方法、（ロ）加硫成形条件を変更する方法（低温加硫且つ長時間化）、或いは（ハ）加硫成形時において中間スリーブに作用する圧力を弱めるべくゴム材料の注入ゲートを成形型に追加する方法等が考えられるが、（イ）の方法の場合には寸法上の制約が多く、また十分な剛性を中間スリーブに付与することが困難である問題があり、また（ロ）の方法の場合、加硫成形時間が長時間化し、更に（ハ）の方法の場合には型設計上ゲートの追加が困難であったりゲート部分におけるバリ取りの問題があり、何れも防振ゴムブッシュの量産性を阻害するのみならず、それらの対策を施しても尚十分に中間スリーブの変形を防止できないといった問題がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような課題を解決するためになされたものである。而して請求項１は防振ゴムブッシュに係るもので、剛性内筒部材の外周面に筒状のゴム弾性体を固着するとともに、該ゴム弾性体の肉厚方向中間部位においてＰＰＥ樹脂から成る中間スリーブを該ゴム弾性体内部に埋設固着したことを特徴とする（請求項１）。
【００１３】また請求項２の防振ゴムブッシュは、請求項１において、前記ＰＰＥ樹脂から成る中間スリーブが補強ガラス繊維をＰＰＥベースポリマーを基準として５〜２５重量％の範囲で含有していることを特徴とする（請求項２）。
【００１４】請求項３は防振ゴムブッシュの製造方法に係るもので、前記剛性内筒部材及び中間スリーブを成形型のキャビティにセットした状態でゴム材料を該キャビティに注入して前記ゴム弾性体を加硫成形すると同時に前記剛性内筒部材及び中間スリーブと一体化し、しかる後成形品に対して圧入，絞り加工等外周面側から縮径方向に加圧変形力を加える処理を施して中間スリーブの外周側と内周側の該ゴム弾性体を予備圧縮状態とすることを特徴とする（請求項３）。
【００１５】
【作用及び発明の効果】上記のように、本発明は防振ゴムブッシュにおけるスリーブをＰＰＥ樹脂にて構成したことを特徴とするものである。ここでＰＰＥ樹脂は、ポリフェニレンエーテルを主成分とし、ポリアルケニレン，スチレン重合物等を配合した熱可塑性樹脂組成物である。このＰＰＥ樹脂は、事前に接着処理を施さなくても防振ゴムブッシュ、具体的にはゴム弾性体、特にＳＢＲを含有するゴム弾性体の加硫成形時にゴム弾性体との一体接着が可能である特長を有しており（ポリマーの熱相溶性に基づく）、従って本発明によれば、従来必要とされていた中間スリーブに対する接着処理を不要となし得て、接着処理に要していた工程を省略することができ、防振ゴムブッシュの生産性を大幅に高め得、コストも低減することができる。
【００１６】このＰＰＥ樹脂はまた高温での変形抵抗が大きく、且つ常温において弾性変形能に優れている特長を有している。即ち本発明によれば、防振ゴムブッシュの加硫成形時において中間スリーブが熱により或いはゴム材料の注入圧力により変形するのを防止でき、従って中間スリーブに本来の機能を十全に発揮させ得て、防振ゴムブッシュに設計通りのばね特性，耐久性を付与することが可能であるとともに、常温において防振ゴムブッシュに絞り，圧入等の処理を施したとき、中間スリーブの縮径弾性変形に基づいて中間スリーブの内側のゴム弾性体部分に対しても十分に且つ全体に亘って均一に予備圧縮を与えることが可能となるといった優れた効果が得られる。
【００１７】本発明においては、ＰＰＥ樹脂に対して補強ガラス繊維を含有させることが望ましい（請求項２）。この場合において、補強ガラス繊維を５％以上含有させることによりＰＰＥ樹脂の熱変形抵抗を効果的に高めることができる。一方において２５％を超えて含有させると、熱変形抵抗は増大するものの接着性が望ましくないレベルまで低下してしまう。
【００１８】請求項３の製造方法は、防振ゴムブッシュの加硫成形後において、これに縮径方向の加圧変形力を加えてゴム弾性体に予備圧縮を与えるもので、本製造方法によれば、ＰＰＥ樹脂から成る中間スリーブの大きな弾性変形能を利用して、中間スリーブの内側のゴム弾性体部分に対しても十分に且つ全体に亘って均等に予備圧縮を与えることができ、防振ゴムブッシュの耐久性能を効果的に高めることができる。
【００１９】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。図１において、１０は本例の防振ゴムブッシュであって、剛性内筒部材としての円筒形状の内筒金具１２と、剛性外筒部材としての円筒形状の外筒金具１４と、それらの間に介設され且つ内筒金具１２，外筒金具１４のそれぞれに加硫接着された円筒形状のゴム弾性体１６とを有している。尚、ゴム弾性体１６の材質はＮＲ／ＳＢＲ系である。
【００２０】ゴム弾性体１６の内部には、その肉厚方向中間位置においてＰＰＥ樹脂から成る中間スリーブ１８が同心状に埋設されており、この中間スリーブ１８によってゴム弾性体１６が外側ゴム弾性体部分１６Ａと内側ゴム弾性体部分１６Ｂとに分かれている。
【００２１】但し中間スリーブ１８には、図２に詳しく示しているようにほぼ全面に亘って小径の貫通孔２０が均等に分散形成されており、この貫通孔２０を通じて中間スリーブ１８の外側ゴム弾性体部分１６Ａと内側ゴム弾性体部分１６Ｂとが互につながった状態となっている。
【００２２】ここで中間スリーブ１８は、接着剤によらないでゴム弾性体１６に対して接着固定されている。これら中間スリーブ１８とゴム弾性体１６との接着は界面におけるポリマーの熱相溶性に基づく。
【００２３】この防振ゴムブッシュ１０は、例えば次のようにして製造することができる。即ち、内筒金具１２，外筒金具１４及び中間スリーブ１８を加熱状態の成形金型のキャビティにセットし、その状態でゴム材料を射出成形により成形金型のキャビティ内に注入し、加硫成形する。
【００２４】その際のゴム材料の射出及び加硫成形温度は１４０〜１６０℃程度の高温であり、ＰＰＥ樹脂から成る中間スリーブ１８とゴム弾性体１６とはその加硫成形時に同時に接着一体化される。
【００２５】またゴム材料の射出，加硫成形時において、キャビティ内部に注入されたゴム材料は中間スリーブ１８の貫通孔２０を通じてその外側から内側にも十分に回り込んで流動し、これによって外側ゴム弾性体部分１６Ａと内側ゴム弾性体部分１６Ｂとが貫通孔２０部分でつながった状態となるとともに、貫通孔２０を通じてのゴム材料の流れによって、中間スリーブ１８に対するゴム材料注入時の圧力の作用が軽減し、中間スリーブ１８の変形が抑制される。
【００２６】本例において、中間スリーブ１８には補強ガラス繊維がベースポリマーを基準として２０重量％含有されており、この結果、中間スリーブ１８における熱変形抵抗が高められている。但し補強ガラス繊維の含有量は多過ぎるとゴム弾性体１６との接着性が阻害され、逆に少な過ぎると中間スリーブ１８の熱変形抵抗の向上の程度が少なくなることから、一定の量範囲で含有させることが望ましい。
【００２７】図３は、補強ガラス繊維（ＧＦ）の含有量と熱変形抵抗性，接着性との関係を示している。図示のように熱変形抵抗性と接着性とは相反する関係に立っており、補強ガラス繊維の含有量が増大すれば熱変形抵抗は増大するが一方で接着性は低下する。これは中間スリーブ１８とゴム弾性体１６との接着が加熱下でのポリマーの相溶性によることに基づく。
【００２８】本発明の防振ゴムブッシュにおける中間スリーブ１８に含有させる補強ガラス繊維の含有量としては、熱変形温度が１０℃以上高くなる５％から、接着力が補強ガラス繊維を含有しない場合の約半分となる２５％までの範囲とするのが良好である。
【００２９】本例の防振ゴムブッシュ１０は、上記に従って加硫成形された後に絞り，圧入等の処理、即ち外周面から縮径方向に加圧変形力を加える処理が施され、以てゴム弾性体１６に予備圧縮が付加された状態で使用される。これにより防振ゴムブッシュ１０に対して良好な耐久性能が付与される。
【００３０】その絞り，圧入等の処理に際して、本例の防振ゴムブッシュ１０の場合、ＰＰＥ樹脂から成る中間スリーブ１８が優れた弾性変形能を有しているため、外側ゴム弾性体部分１６Ａのみならず内側ゴム弾性体部分１６Ｂに対しても十分に予備圧縮が加えられる特長を有する。
【００３１】即ち、本例の防振ゴムブッシュ１０においては、加硫成形時には中間スリーブ１８が良好な熱変形抵抗を示して中間スリーブ１８の熱，圧力による変形が防止される一方、常温での絞り，圧入等の処理の際には中間スリーブ１８が良好に弾性変形してゴム弾性体１６に対し均等に予備圧縮を与えるべく作用する。
【００３２】図４は本例の防振ゴムブッシュ１０におけるこのような優れた特長を、中間スリーブとしてポリアミドから成るものを用いた場合との比較において示したものである。図４に示しているようにＰＰＥ樹脂から成る中間スリーブ１８は、ポリアミド（ＰＡ）樹脂から成る中間スリーブに対して加硫成形時の高温状態下では曲げ弾性率、つまり熱変形抵抗性が高く、一方において製品の使用温度である６０℃以下の温度では曲げ弾性率が小さく、弾性変形能に優れていることが分かる。本例の防振ゴムブッシュ１０は、ＰＰＥ樹脂から成る中間スリーブのこのような特長を巧みに利用したものである。
【００３３】図６は、図５に示す方法に従って常温（２３℃）において中間スリーブ１８単体を軸直角方向に圧縮試験したときの結果を、ＰＡ樹脂（ポリアミド樹脂）から成る中間スリーブとの比較において示したものである（但しこの試験は貫通孔２０の形成されていない中間スリーブ１８に対して行った）。ここでＰＰＥ樹脂から成る中間スリーブは補強ガラス繊維を２０％含有させたもの，ＰＡ樹脂から成る中間スリーブは補強ガラス繊維を３０％含有させたものを用いた。
【００３４】この結果から、ＰＰＥ樹脂から成る中間スリーブ１８の場合、ＰＡ樹脂から成る中間スリーブに対して常温では約２０％程度弾性変形能が高く、従って内側ゴム弾性体部分１６Ｂに対して大きな予備圧縮を与え得ることが分かる。
【００３５】上記のように、本例によれば防振ゴムブッシュ１０製造に際して従来必要とされていた中間スリーブ１８に対する接着処理を不要となし得て、接着処理に要していた工程を省略することができ、防振ゴムブッシュ１０の生産性を大幅に高めることができ、コストも低減することができる。
【００３６】また加硫成形後において絞り或いは圧入処理するに際し、中間スリーブ１８の弾性変形能に基づいて内側ゴム弾性体部分１６Ｂに対しても十分に且つ全体に均等に予備圧縮を与えることができ、以て防振ゴムブッシュ１０の耐久性能を効果的に高めることができる。
【００３７】尚、上例では中間スリーブ１８に対して円形の貫通孔２０を形成するようにしているが、図７（Ａ）に示しているように中間スリーブ１８に対して円周方向に延びる形態の貫通孔２２を形成したり、或いは（Ｂ）に示しているように縦方向に延びる貫通孔２４を形成し、更にはまた（Ｃ）に示しているように斜めに延びる形態の貫通孔２６を形成することも可能であるし、また本発明は外筒金具１４を有しない防振ゴムブッシュに対して適用することも可能であるし、またその外筒金具１４が軸直角方向に二分割された二つ割タイプの防振ゴムブッシュに対しても適用可能であるなど、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である防振ゴムブッシュの縦断面及び横断面形状を示す図である。
【図２】図１における防振ゴムブッシュの中間スリーブの形状を示す斜視図である。
【図３】図２の中間スリーブにおける補強ガラス繊維の含有率と熱変形抵抗性，接着性との関係を示す図である。
【図４】図２の中間スリーブにおける温度と曲げ弾性率との関係をポリアミド樹脂から成る中間スリーブとの比較において示す図である。
【図５】図２の中間スリーブに対する圧縮試験方法を示す説明図である。
【図６】図５の方法にて試験を行った結果を示す図である。
【図７】図２の中間スリーブの他の形態例を示す図である。
【符号の説明】
１０防振ゴムブッシュ
１２内筒金具
１４外筒金具
１６ゴム弾性体
１６Ａ外側ゴム弾性体部分
１６Ｂ内側ゴム弾性体部分
１８中間スリーブ
２０，２２，２４，２６貫通孔

【特許請求の範囲】
【請求項１】剛性内筒部材の外周面に筒状のゴム弾性体を固着するとともに、該ゴム弾性体の肉厚方向中間部位においてＰＰＥ樹脂から成る中間スリーブを該ゴム弾性体内部に埋設固着したことを特徴とする防振ゴムブッシュ。
【請求項２】請求項１において、前記ＰＰＥ樹脂から成る中間スリーブが補強ガラス繊維をＰＰＥベースポリマーを基準として５〜２５重量％の範囲で含有していることを特徴とする防振ゴムブッシュ。
【請求項３】請求項１又は２の防振ゴムブッシュの製造方法であって、前記剛性内筒部材及び中間スリーブを成形型のキャビティにセットした状態でゴム材料を該キャビティに注入して前記ゴム弾性体を加硫成形すると同時に前記剛性内筒部材及び中間スリーブと一体化し、しかる後成形品に対して圧入，絞り加工等外周面側から縮径方向に加圧変形力を加える処理を施して中間スリーブの外周側と内周側の該ゴム弾性体を予備圧縮状態とすることを特徴とする防振ゴムブッシュの製造方法。

【図１】