説明

防振部材

【課題】防振ゴムが強固に取付金具に加硫接着された防振部材を提供する。
【解決手段】防振部材10は、防振ゴム13が加硫接着剤を介して取付金具11,12に加硫接着されている。防振ゴム13は、クロロプレンゴムを原料ゴムとし、該原料ゴムに対してシランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されたゴム組成物で形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は防振ゴムが加硫接着剤を介して取付金具に一体に設けられた防振部材に関する。
【背景技術】
【0002】
防振ゴムを用いた防振部材が広く実用化されている。
【0003】
特許文献1には、クロロプレンゴム100重量部に対し、酸化亜鉛1〜15重量部、酸化マグネシウム0.2重量部以下、加硫促進剤0.1重量部以下、及び分子内に少なくとも1個以上のエポキシ基を含有するグリシジルアミン化合物0.1〜10重量部が配合された防振ゴム用クロロプレンゴム組成物が開示されている。
【0004】
特許文献2には、クロロプレン系ゴム100重量部に対し、エポキシ当量が350〜1000、臭素含有量が10〜60重量%の臭素化エポキシ樹脂0.3〜20重量部を含有することを特徴とするクロロプレン系ゴム組成物と金属との加硫接着体からなる自動車用防振部材が開示されている。
【特許文献1】特許第3852171号公報
【特許文献2】特許第3957425号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、防振ゴムが強固に取付金具に加硫接着された防振部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の防振部材は、防振ゴムが加硫接着剤を介して取付金具に加硫接着されたものであって、
上記防振ゴムは、クロロプレンゴム(以下、「CR」という。)を原料ゴムとし、該原料ゴムに対してシランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されたゴム組成物で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、防振ゴムが、CRを原料ゴムとし、その原料ゴムに対してシランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されたゴム組成物で形成されているので、防振ゴムが強固に取付金具に加硫接着されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、実施形態について詳細に説明する。
【0009】
図1は本実施形態に係るセンターベアリングサポート10(防振部材)を示す。このセンターベアリングサポート10は、自動車の車体の下面に吊設され、車体の下側に設けられるプロペラシャフトをベアリングを介して弾性的に支持する部材である。
【0010】
本実施形態に係るセンターベアリングサポート10は、間隔をおいて同心状に設けられた内環11及び外環12とそれらの間に設けられてそれぞれに加硫接着剤を介して加硫接着した防振ゴム13とを備えている。
【0011】
内環11は、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属で筒状に形成されており、第1筒状部11aと、その軸方向の一方端に不連続に階段状に小径化して続いた第2筒状部11bと、さらにその軸方向の一方端に不連続に階段状に小径化して続いた第3筒状部11cとを有する。内環11は、例えば、外径が30〜80mm、高さが20〜60mm、及び肉厚が1〜5mmである。
【0012】
外筒も、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属で一方端に外向きに広がるようにフランジ12aが設けられた筒状に形成されている。外環12は、例えば、外径が60〜110mm、高さが20〜40mm、及び肉厚が2〜5mmである。
【0013】
防振ゴム13は、原料ゴムに所定のゴム配合剤が配合された未加硫ゴム組成物が加熱及び加圧されて加硫成型されたゴム組成物で形成されている。防振ゴム13は、内環11の第1筒状部11aの外周面に加硫接着され、そこから外向きに第2筒状部11b側に膨出してベロー部13aを形成し、そして、外環12の内周面に加硫接着された構造を有する。
【0014】
防振ゴム13を形成するゴム組成物の原料ゴムはCRである。CRは、例えば、ムーニー粘度が40〜80ML1+4(100℃)である。原料ゴムは、単一種のグレードのCRで構成されていてもよく、また、複数種のグレードのCRがブレンドされて構成されていてもよい。後者の場合、原料ゴムは、例えば、ゲル含有量や結晶化速度やムーニー粘度が相互に異なる複数のグレードのCRのブレンドゴムで構成されていてもよい。なお、原料ゴムには、後述の防振ゴム13が強固に内環11及び外環12に加硫接着される効果に影響を及ぼさない範囲で天然ゴム(NR)、エチレン−α−オレフィンエラストマー(EPR、EPDM)、スチレンブタジエン共重合体(SBR)、アクリロニトリルブタジエン共重合体(NBR)、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)、水素添加アクリロニトリルブタジエン共重合体(H−NBR)、アクリル酸アルキルエステル−2−クロロエチルビニルエーテル共重合体(ACM)、アクリル酸アルキルエステルアクリロニトリル共重合体(ANM)、シリコンゴム、フッ素ゴム等が含まれていてもよい。
【0015】
防振ゴム13を形成するゴム組成物には、ゴム配合剤としてシランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されている。このように防振ゴム13が、CRを原料ゴムとし、その原料ゴムに対してシランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されたゴム組成物で形成されているので、防振ゴム13が強固に内環11及び外環12に加硫接着されることとなる。
【0016】
シリカは、例えば、平均粒径が1.5〜8.0μm、pHが8、表面積が10〜20m/g、吸油量が40〜60ml/100gである。シリカは、単一種のグレードが配合されていてもよく、また、複数種のグレードが混合されて配合されていてもよい。後者の場合、シリカは、例えば、平均粒径やpHや表面積や強熱減量や吸油量が相互に異なる複数のグレードが混合されて配合されていてもよい。シリカの配合量は、原料ゴム100質量部に対して5〜40質量部であることが好ましく、7〜20質量部であることがより好ましい。
【0017】
シランカップリング剤としては、例えば、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシ系シランカップリング剤;3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−(N−フェニル)アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系シランカップリング剤;ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルメチルジメトキシシランなどのビニル系シランカップリング剤;3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのメタクリル酸系シランカップリング剤;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシランなどのメルカプト及びサルファ系シランカップリング剤;3−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどのウレイド系シランカップリング剤;3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシランなどのイソシアネート系シランカップリング剤等が挙げられる。シリカは、これらのうちエポキシ系シランカップリング剤で処理されたものが配合されていることが好ましい。シリカは、単一種のシランカップリング剤で表面処理されたものが配合されていてもよく、また、複数種のシランカップリング剤で表面処理されたものが混合されて配合されていてもよい。
【0018】
なお、シランカップリング剤で表面処理されたシリカの市販品としては、例えば、ホフマンミネラル社製の商品名アクティジルEM(エポキシ系シランカップリング剤処理品)、アクティジルAM(アミン系シランカップリング剤処理品)等が挙げられる。
【0019】
ゴム配合剤としては、その他に、例えば、ゴム軟化剤、カーボンブラックなどの補強材、加硫促進助剤、加工助剤、老化防止剤、加硫促進剤等が配合されていてもよい。
【0020】
ゴム軟化剤としては、例えば、パラフィン系オイルやナフテン系オイルといった石油系軟化剤、パラフィンワックスなどの鉱物油系軟化剤、ひまし油、なたね油などの植物油系軟化剤等が挙げられる。ゴム軟化剤は、単一種が配合されていてもよく、また、複数種が配合されていてもよい。ゴム軟化剤の配合量は、原料ゴム100質量部に対して例えば5〜30質量部である。
【0021】
補強材のカーボンブラックとしては、例えば、チャネルブラック;SAF、ISAF、N−339、HAF、N−351、MAF、FEF、SRF、GPF、ECF、N−234などのファーネスブラック;FT、MTなどのサーマルブラック;アセチレンブラックが挙げられる。カーボンブラックは、単一種が配合されていてもよく、また、複数種が配合されていてもよい。カーボンブラックの配合量は、原料ゴム100質量部に対して例えば10〜80質量部である。
【0022】
加硫促進助剤としては、例えば、酸化マグネシウムや酸化亜鉛といった金属酸化物等が挙げられる。加硫促進助剤は、複数種が配合されていることが好ましい。加硫促進助剤の配合量は、原料ゴム100質量部に対していずれも例えば1.5〜10.0質量部であり、合計が例えば3.0〜20.0質量部である。
【0023】
加工助剤としては、例えば、ステアリン酸等が挙げられる。加工助剤は、単一種が配合されていてもよく、また、複数種が配合されていてもよい。加工助剤の配合量は、原料ゴム100質量部に対して例えば0.5〜4.0質量部である。
【0024】
老化防止剤としては、例えば、ナフチルアミン系、ジフェニルアミン系、p−フェニレンジアミン系、キノリン系、ヒドロキノン誘導体、モノフェノール系、ポリフェノール系、チオビスフェノール系、ヒンダートフェノール系、亜リン酸エステル系のもの等が挙げられる。老化防止剤は、単一種が配合されていてもよく、また、複数種が配合されていてもよい。老化防止剤の配合量は、原料ゴム100質量部に対して例えば0.5〜8.0質量部である。
【0025】
加硫促進剤としては、例えば、グァニジン系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チオ尿素系、チウラム系、ジチオカルバメート系、ザンテート系のものが挙げられる。加硫促進剤は、単一種が配合されていてもよく、また、複数種が配合されていてもよい。加硫促進剤の配合量は、原料ゴム100質量部に対して例えば1.0〜8.0質量部である。
【0026】
なお、防振ゴム13を形成するゴム組成物には、例えば、硫黄、硫黄化合物、オキシム類、ニトロソ化合物、ポリアミン、有機過酸化物等の架橋剤が配合されていてもよい。
【0027】
加硫接着剤としては、例えば、単一剤で構成される一層型加硫接着剤、金属側に塗布されるプライマーとその上に塗布されてゴム側となる上塗り剤とで構成される二層型加硫接着剤が挙げられる。前者の具体例としては、例えば、ロード・ファー・イースト社のケムロックXJ150、6100、6108、6126、6254等が挙げられる。後者のプライマーの具体例としては、ロード・ファー・イースト社のケムロック205、207、208、200、200K、204等が挙げられる。後者の上塗り剤の具体例としては、ロード・ファー・イースト社のケムロック6108、6110、6125、6225等が挙げられる。
【0028】
加硫接着剤は、汎用の塩化ゴム系接着剤であってもよく、高架橋型のポリオレフィン系接着剤であってもよい。前者の具体例としては、例えば、ロード・ファー・イースト社のケムロック6110が挙げられる。この加硫接着剤は、キシレン77質量%、テトラクロロエチレン0.3質量%、カーボンブラック1〜5質量%、塩化ゴム系樹脂10〜15質量%、及び合成樹脂5〜10質量%を含有するものである。後者の具体例としては、例えば、ロード・ファー・イースト社のケムロック6108が挙げられる。この加硫接着剤は、キシレン77質量%、酸化亜鉛1〜5質量%、カーボンブラック1〜5質量%、合成樹脂10〜15質量%、変性ポリエチレン5〜10質量%、及び四塩化炭0.01質量%未満を含有するものである。シランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されていることによる防振ゴム13の内環11及び外環12への接着力が高められる効果がより顕著となるという観点からはポリオレフィン系接着剤が好ましい。
【0029】
以上の構成の本実施形態に係るセンターベアリングサポート10は、自動車の車体の下面に吊設され、そして、第1筒状部11aにプロペラシャフトに外嵌されたベアリングが内嵌され、それによってプロペラシャフトをベアリングを介して弾性的に支持する。従って、内環11及び外環12が取付金具を構成する。
【0030】
次に、本実施形態に係るセンターベアリングサポート10の製造方法について説明する。
【0031】
まず、バンバリーミキサー等のゴム混練機に原料ゴムを投入して素練りし、しかる後、シランカップリング剤で表面処理されたシリカを含むゴム配合剤を投入してそれらを混練することにより未加硫ゴム組成物を得る。
【0032】
一方、内環11の第1筒状部11aの外周面及び外環12の内周面のそれぞれ、つまり、ゴム接着面にプライマーを塗布して乾燥させ、その上に上塗り剤を塗布して乾燥させる。加硫接着剤層の厚さは例えば3〜5μmである。なお、一層型加硫接着剤を用いる場合には、内環11の外周面及び外環12の内周面のそれぞれにそれをを塗布して乾燥させればよい。
【0033】
未加硫ゴム組成物と内環11及び外環12とを成形型にセットして加熱及び加圧する。このとき、未加硫ゴム組成物が加硫して防振ゴム13が成型されると共に内環11及び外環12のそれぞれに加硫接着されて一体化する。ここで、成型加硫条件は、例えば、温度が130〜180℃、圧力が10.0〜15.0MPa、及び時間が4〜30分である。
【0034】
なお、本実施形態では、センターベアリングサポート10を防振部材として例示したが、特にこれに限定されるものではなく、図2(a)及び(b)に示す丸型防振ゴム部材であってもよく、図2(c)に示すストッパ部材であってもよく、図2(d)に示すフートマウント部材であってもよく、図2(e)に示すラバーブッシュであってもよく、図2(f)に示す吊型防振ゴム部材であってもよく、図2(g)に示すグロメットであってもよい。
【実施例】
【0035】
(ゴム組成物)
以下の実施例1及び2並びに比較例1〜3のゴム組成物を作製した。なお、それぞれの配合は表1にも示す。
【0036】
<実施例1>
CR(電気化学工業社製 商品名:デンカクロロプレンDCR36)を原料ゴムとし、この原料ゴム100質量部に対し、エポキシ系シランカップリング剤で表面処理されたシリカ(ホフマンミネラル社製 商品名:アクティジルEM)7質量部、ゴム軟化剤(日清オイリオグループ社製 なたね油)20質量部、MAFカーボンブラック(東海カーボン社製 商品名:シースト116)55質量部、加硫促進助剤1(神島化学社製 商品名:スターマグM、酸化マグネシウム)4質量部、加硫促進助剤2(正同化学社製 亜鉛華、酸化亜鉛)5質量部、加工助剤(日油社製 商品名:ステアリン酸つばき)1質量部、老化防止剤1(大内新興化学社製 商品名:ノクラック6C)2質量部、老化防止剤2(大内新興化学社製 商品名:ノクラックRD(224))0.5質量部、加硫促進剤1(大内新興化学社製 商品名:ノクセラーDM−P)1質量部、加硫促進剤2(三新化学社製 商品名:サンセラー22−C)1質量部を配合して混練した未加硫ゴム組成物を実施例1とした。
【0037】
<実施例2>
エポキシ系シランカップリング剤で表面処理されたシリカの代わりにアミノ系シランカップリング剤で表面処理されたシリカ(ホフマンミネラル社製 商品名:アクティジルAM)を原料ゴム100質量部に対して7質量部配合したことを除いて実施例1と同一構成の未加硫ゴム組成物を実施例2とした。
【0038】
<比較例1>
エポキシ系シランカップリング剤で表面処理されたシリカを配合していないことを除いて実施例1と同一構成の未加硫ゴム組成物を比較例1とした。
【0039】
<比較例2>
エポキシ系シランカップリング剤で表面処理されたシリカの代わりにエポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製 商品名:jER828)を原料ゴム100質量部に対して3質量部配合したことを除いて実施例1と同一構成の未加硫ゴム組成物を比較例2とした。
【0040】
<比較例3>
エポキシ系シランカップリング剤で表面処理されたシリカの代わりにシランカップリング剤で表面処理されていないシリカ(ホフマンミネラル社製 商品名:シリチンZ86)を原料ゴム100質量部に対して7質量部配合したことを除いて実施例1と同一構成の未加硫ゴム組成物を比較例3とした。
【0041】
【表1】

(試験評価方法)
<接着試験>
実施例1及び2並びに比較例1〜3のそれぞれについて、JIS K6256の金属片とゴムの90度はく離試験に基づいてはく離強さを測定した。また、破壊状態をゴム部の破損をR、ゴム部と加硫接着剤間の破損をRC、加硫接着剤間の破損をCP、及び金属と加硫接着剤間の破損をMと分類し、それらの割合を目視にて評価した。加硫接着剤は、プライマーとしてロード・ファー・イースト社のケムロック205、及び上塗り剤としてロード・ファー・イースト社のケムロック6108を用いた。
【0042】
<ゴム硬さ>
実施例1及び2並びに比較例1〜3のそれぞれについて、プレス成形加工によりゴムシートを作成した。成型条件は温度を170℃及び時間を15分とした。そして、ゴムシートから試験片を切り出し、JIS K6253に基づいてタイプAデュロメータを用いてゴム硬さを測定した。
【0043】
<引張強さ及び切断時伸び並びに100%モジュラス>
ゴムシートから試験片を切り出し、JIS K6251に基づいて引張強さ及び切断時伸びを測定した。また、そのときの100%モジュラスを求めた。
【0044】
<引裂き強さ>
ゴムシートから試験片を切り出し、JIS K6252に基づいて引裂き強さを測定した。
【0045】
<反発弾性率>
ゴムシートから試験片を切り出し、JIS K6255に基づいて反発弾性率を求めた。
【0046】
<比重>
ゴムシートから試験片を切り出し、JIS K6268に基づいて比重を測定した。
【0047】
<圧縮永久歪み>
ゴムシートから試験片を切り出し、JIS K6262に基づいて試験温度を100℃及び試験時間を22時間として圧縮永久歪みを測定した。
【0048】
<耐熱老化性>
ゴムシートから試験片を切り出し、JIS K6257に基づいて熱老化条件を温度120℃及び時間7時間として熱老化させ、その後、ゴム硬さ、引張強さ、及び切断時伸びを測定し、また、100%モジュラスを求めた。なお、ゴム硬さはJIS K6253に基づいてタイプAデュロメータを用いて測定した。引張強さ及び切断時伸びはJIS K6251に基づいて測定した。
【0049】
そして、ゴム硬さ、引張強さ、切断時伸び、及び100%モジュラスの変化率を算出した。
【0050】
(試験評価結果)
試験結果を表2に示す。
【0051】
【表2】

剥離強さは、実施例1が12.6N/mm、実施例2が12.0N/mm、比較例1が8.8N/mm、比較例2が13.3N/mm、及び比較例3が8.8N/mmであった。剥離形態は、実施例1がR100%、実施例2がR95%/RC5%、比較例1がR10%/RC90%、比較例2がR100%、及び比較例3がR10%/RC90%であった。
【0052】
ゴム硬さは、実施例1が62、実施例2が62、比較例1が61、比較例2が57、及び比較例3が63であった。
【0053】
引張強さは、実施例1が17.7MPa、実施例2が16.9MPa、比較例1が17.2MPa、比較例2が11.0MPa、及び比較例3が16.6MPaであった。切断時伸びは、実施例1が340%、実施例2が320%、比較例1が310%、比較例2が540%、及び比較例3が310%であった。100%モジュラスは、実施例1が4.5MPa、実施例2が4.5MPa、比較例1が4.4MPa、比較例2が2.2MPa、及び比較例3が4.5MPaであった。
【0054】
引裂き強さは、実施例1が34kN/mm、実施例2が38kN/mm、比較例1が33kN/mm、比較例2が39kN/mm、及び比較例3が39kN/mmであった。
【0055】
反発弾性率は、実施例1が44%、実施例2が45%、比較例1が48%、比較例2が39%、及び比較例3が44%であった。
【0056】
比重は、実施例1が1.394、実施例2が1.395、比較例1が1.375、比較例2が1.371、及び比較例3が1.396であった。
【0057】
耐熱老化性について、ゴム硬さの変化率は、実施例1が+4%、実施例2が+3%、比較例1が+4%、比較例2が+11%、及び比較例3が+3%であった。引張強さの変化率は、実施例1が−7%、実施例2が−5%、比較例1が−4%、比較例2が+53%、及び比較例3が−3%であった。切断時伸びの変化率は、実施例1が−1%、実施例2が−2%、比較例1が+6%、比較例2が−37%、及び比較例3が−3%であった。100%モジュラスの変化率は、実施例1が+10%、実施例2が+8%、比較例1が−2%、比較例2が+141%、及び比較例3が+10%であった。
【0058】
以上の結果から、接着性は、シランカップリング剤で表面処理されたシリカを含む実施例1及び2、並びにエポキシ樹脂を含む比較例2が、比較例1及び3よりも優れることが分かる。その一方、比較例1を標準的な防振ゴム組成物であるとすると、実施例1及び2並びに比較例3は比較例1に類似する物性を有しているのに対し、比較例2はそれらとは異なる物性を有している、特に耐熱老化性については著しく異なる物性を有していることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本発明は防振ゴムが加硫接着剤を介して取付金具に一体に設けられた防振部材について有用である。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】本実施形態に係るセンターベアリングサポートの縦断面図である。
【図2】(a)〜(g)はその他の防振部材を示す図である。
【符号の説明】
【0061】
10 センターベアリングサポート(防振部材)
11 内環(取付金具)
12 外環(取付金具)
13 防振ゴム

【特許請求の範囲】
【請求項1】
防振ゴムが加硫接着剤を介して取付金具に加硫接着された防振部材であって、
上記防振ゴムは、クロロプレンゴムを原料ゴムとし、該原料ゴムに対してシランカップリング剤で表面処理されたシリカが配合されたゴム組成物で形成されていることを特徴とする防振部材。
【請求項2】
請求項1に記載された防振部材において、
上記シランカップリング剤がエポキシ系シランカップリング剤であることを特徴とする防振部材。
【請求項3】
請求項1又は2に記載された防振部材において、
上記加硫接着剤がポリオレフィン系接着剤であることを特徴とする防振部材。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2010−138241(P2010−138241A)
【公開日】平成22年6月24日(2010.6.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−314186(P2008−314186)
【出願日】平成20年12月10日(2008.12.10)
【出願人】(000201869)倉敷化工株式会社 (282)
【Fターム(参考)】