CN102216642A - 衬套组装体的制造方法和隔振橡胶衬套 - Google Patents
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Abstract
本发明提供衬套组装体的制造方法和隔振橡胶衬套。该方法与以往相比,能够飞跃性地提高具有树脂制外筒的隔振橡胶衬套相对于对象构件的防脱力。当将具有树脂制外筒(12)的隔振橡胶衬套(10)通过其外周面沿轴向压入组装到具有圆形内周面的筒状金属制的对象构件(38)中时,以使由比外筒(12)硬的硬质材料构成的硬质粉状体附着在外筒(12)的外周面上的状态,将隔振橡胶衬套(10)压入到对象构件(38)中,以在外筒(12)的外周面与对象构件(38)的内周面之间夹持有硬质粉状体的状态,将外筒(12)和对象构件(38)组装成嵌合状态,构成衬套组装体(36)。
Description
技术领域
本发明涉及将隔振橡胶衬套压入从而组装在筒状金属制的对象构件中而构成的衬套组装体的制造方法和作为衬套组装体的构成构件的隔振橡胶衬套。
背景技术
自以往,作为车辆的隔振橡胶构件,包括圆筒状的刚性的外筒和内筒以及橡胶弹性体的隔振橡胶衬套被广泛用作汽车的纵臂衬套、转矩杆衬套等,上述橡胶弹性体以弹性连结上述外筒和内筒的状态与该外筒和内筒硫化粘接成一体。
将该隔振橡胶衬套通过其外筒的外周面沿轴向压入组装到具有圆形内周面的筒状金属制的对象构件中,从而该隔振橡胶衬套与筒状的对象构件一起组建成衬套组装体。
以往,该隔振橡胶衬套的外筒由金属制成,当将该隔振橡胶衬套以其金属制的外筒的外表面与对象构件之间留有规定的过盈量的方式压入到对象构件中时,基于产生于外筒的外周面与对象构件的内周面之间的较强的摩擦力,能够良好地防止隔振橡胶衬套自对象构件脱落,以及防止隔振橡胶衬套旋转。
另外,近年来为了使隔振橡胶衬套轻量化,进行了外筒树脂化的研究,在该情况下,若仅将隔振橡胶衬套的外筒压入组装在对象构件中,即仅为只利用树脂制的外筒的外周面与对象构件的内周面之间的摩擦力将隔振橡胶衬套固定在对象构件中的方式,则即使在初期以规定的过盈量将该隔振橡胶衬套压入,也由于其固定力、即防止隔振橡胶衬套相对于对象构件脱离的力(防脱力)较弱,在加载有外部作用力时,有导致隔振橡胶衬套相对于对象构件发生错位或有时自对象构件脱落的可能。
因此,对于采用树脂制的外筒的隔振橡胶衬套,人们自以往一直研究、提出用于解决上述问题的对策。
图10表示该种隔振橡胶衬套的一例(在下述专利文献1中公开)。
在图10中,附图标记200表示隔振橡胶衬套,该隔振橡胶衬套200包括呈圆筒状的树脂制的外筒202、金属制的内筒204、和以弹性连结上述外筒202和内筒204的状态将该外筒202和内筒204硫化粘接成一体的橡胶弹性体206。
附图标记208表示具有圆形内周面的金属制的筒状的对象构件,将隔振橡胶衬套200通过其外筒202的外周面沿轴向压入到该对象构件208的内部,从而将隔振橡胶衬套200以嵌合状态保持在对象构件208中。
树脂制的外筒202在轴向的一端侧(图中的下端侧)具有环状的凸缘部210,通过使该凸缘部210与对象构件208的轴向端面抵接,能够防止隔振橡胶衬套200向图10中的上方脱落。
另外,外筒202在与凸缘部210相反侧的轴向另一端侧且自对象构件208沿轴向突出的部分上具有局部为厚壁的卡合部(防脱部)218,该卡合部218具有彼此反向倾斜的倾斜面214、216,在将隔振橡胶衬套200压入到对象构件208中后,使该卡合部218与对象构件208的轴向端面、详细而言与凸缘部210的相反侧的轴向端面卡合,从而防止隔振橡胶衬套200自对象构件208向图10中的下方脱落。
但在该图10所示的隔振橡胶衬套中,虽然与未在隔振橡胶衬套200上添加特别的应对结构的情况相比,能够在一定程度上提高相对于对象构件208的隔振橡胶衬套200的固定力,但其提高程度较小,不能获得充分的防止隔振橡胶衬套200自对象构件208脱落的防脱力,且在旋转方向上隔振橡胶衬套200也有可能相对于对象构件208旋转。
于是,当隔振橡胶衬套200相对于对象构件208沿轴向发生错位或沿旋转方向发生错位时,不能发挥隔振橡胶衬套200的作为目标的本来具有的隔振功能,且有时隔振橡胶衬套200可能因外部作用力的加载而自对象构件208脱落。
作为其他对策,以往公知一种为了增大隔振橡胶衬套相对于对象构件的固定力、主要是防脱力,对对象构件的内周面进行喷砂处理,从而提高对象构件的内周面的表面粗糙度的方法。
例如在下述专利文献2的第38段中公开了对图7的比较例制品2的对象构件的内周面实施喷砂处理的技术。
但在该种利用喷砂处理使对象构件的内周面具有凹凸的方法中,也不能充分提高隔振橡胶衬套的防脱力。
专利文献1:日本实开平5-77637号公报
专利文献2:日本特开2004-176803号公报
发明内容
本发明以上述情况为背景,目的在于提供与以往相比能够飞跃性地提高具有树脂制外筒的隔振橡胶衬套相对于对象构件的防脱力的衬套组装体的制造方法和作为该衬套组装体的构成构件的隔振橡胶衬套。
涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第一技术方案提供一种衬套组装体的制造方法,将隔振橡胶衬套通过其外筒的外周面沿轴向压入组装到具有圆形内周面的筒状金属制的对象构件中,从而构成该衬套组装体,上述隔振橡胶衬套包括圆筒状的树脂制的外筒、刚性的内筒和以弹性连结上述外筒和内筒的状态与该外筒和内筒硫化粘接成一体的橡胶弹性体,其特征在于,以在上述树脂制外筒的外周面且与上述对象构件的内周面嵌合的部分上附着有由比该外筒硬的硬质材料构成的硬质粉状体的状态,将上述隔振橡胶衬套压入到上述对象构件中,以在该外筒的外周面与该对象构件的内周面之间夹持有该硬质粉状体的状态,将上述外筒和对象构件组装成嵌合状态,制造上述衬套组装体。
涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第二技术方案在涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第一技术方案所述的衬套组装体的制造方法的基础上,其特征在于,使上述硬质粉状体以嵌入上述外筒的外周面的状态附着于该外周面而保持在该外周面上,将上述隔振橡胶衬套压入到上述对象构件中。
涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第三技术方案在上述涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第二技术方案所述的衬套组装体的制造方法的基础上,其特征在于,对上述外筒的外周面实施喷砂处理,将用作喷射材料的上述硬质粉状体以嵌入该外筒的外周面的状态附着于该外周面而保持在该外周面上。
涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第四技术方案在上述涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第一~第三技术方案中任意一项所述的衬套组装体的制造方法的基础上,其特征在于,上述硬质粉状体是陶瓷粉状体。
涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第五技术方案在上述涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第四技术方案所述的衬套组装体的制造方法的基础上,其特征在于,上述硬质粉状体是氧化铝粉状体。
涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第六技术方案在上述涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第一~第五技术方案中任意一项所述的衬套组装体的制造方法的基础上,其特征在于,在上述对象构件的内周面上形成有由阳离子电沉积涂装获得的环氧树脂的树脂涂膜。
涉及隔振橡胶衬套的本发明的第一技术方案提供一种隔振橡胶衬套,该隔振橡胶衬套包括圆筒状的树脂制的外筒、刚性的内筒和以弹性连结上述外筒和内筒的状态与该外筒和内筒硫化粘接成一体的橡胶弹性体,该隔振橡胶衬套通过该外筒的外周面沿轴向压入组装到具有圆形内周面的筒状金属制的对象构件中,其特征在于,在上述树脂制外筒的外周面且与上述对象构件嵌合的部分上,附着有由比该外筒硬的硬质材料构成的硬质粉状体。
涉及隔振橡胶衬套的本发明的第二技术方案在上述涉及隔振橡胶衬套的本发明的第一技术方案所述的隔振橡胶衬套的基础上,其特征在于,使上述硬质粉状体以嵌入上述外筒的外周面的状态附着于该外周面。
涉及隔振橡胶衬套的本发明的第三技术方案在上述涉及隔振橡胶衬套的本发明的第二技术方案所述的隔振橡胶衬套的基础上,其特征在于,通过将上述硬质粉状体用作喷射材料而对上述外筒的外周面进行喷砂处理,使该硬质粉状体以嵌入外周面的状态附着于该外周面。
涉及隔振橡胶衬套的本发明的第四技术方案在上述涉及隔振橡胶衬套的本发明的第一~第三技术方案中任意一项所述的隔振橡胶衬套的基础上,其特征在于,上述硬质粉状体是陶瓷粉状体。
涉及隔振橡胶衬套的本发明的第五技术方案在上述涉及隔振橡胶衬套的本发明的第四技术方案所述的隔振橡胶衬套的基础上,其特征在于,上述硬质粉状体是氧化铝粉状体。
如上所述,在上述涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第一技术方案中,以在树脂制外筒的外周面且与对象构件的内周面嵌合的部分上附着有由比外筒硬的硬质材料构成的硬质粉状体的状态,将上述隔振橡胶衬套压入到对象构件中,以在树脂制的外筒的外周面与对象构件的内周面之间夹持有该硬质粉状体的状态,将上述外筒和对象构件组装成嵌合状态。
采用本发明,如在后续说明中清楚地确认到的那样,能够飞跃性地提高隔振橡胶衬套相对于对象构件的防脱力。
这是因为,附着在树脂制外筒的外周面上的硬质粉状体以向对象构件压入的状态形成为嵌入外筒的外周面的状态,且自外筒的外周面突出的部分在由压入操作产生的较强的紧固力的作用下,至少沿径向较强地推压筒状对象构件的内周面,或者形成为硬质粉状体嵌入对象构件的内周面的状态,由此利用由硬质粉状体产生的固定效果飞跃性地提高隔振橡胶衬套相对于对象构件的防脱力(和旋转方向的阻力)。
在本发明中,隔振橡胶衬套的树脂制外筒可以采用各种各样的材质。
详细而言,作为该外筒的构成树脂,可以采用热塑性树脂、热固性树脂等,其中优选采用相对于振动输入的耐冲击强度优异、成形性优异的热塑性树脂。
另外,作为热塑性树脂材料,可以采用聚酰亚胺(包括芳香族聚酰亚胺、改性聚酰亚胺)、聚酯(包括改性聚酯)、聚丙烯、聚碳酸酯、聚缩醛、聚苯硫醚、改性聚苯醚等,其中优选在强度、由填充材料产生的加强效果、成本的平衡方面优异的聚酰亚胺。
另外,作为为了加强上述树脂材料而配合或混合在树脂材料中的填充材料,除了可以采用玻璃纤维、碳纤维、芳香族聚酰胺纤维、硼纤维、铝纤维、金属纤维、碳化硅纤维、玻璃珠、晶须、硅灰石、高岭石、滑石、云母、碳纳米管(Carbon nanotube)之外,还可以采用由硅酸镁或硅酸铝的层构成的层状硅酸盐,例如蒙脱石、锂皂石、蛭石、多水高岭石等,其中从加强效果大、成本低的观点出发,优选采用玻璃纤维。
另外,根据使用部位的不同,有时也采用不含有填充材料的非强化树脂材料。
需要注意的是,在本发明中,作为树脂材料,可以特别优选地采用在聚酰胺66(PA66)中混合在聚合物基体中占30%(质量百分比)以上、最好40%以上的作为填充材料的玻璃纤维后得到的材料。
另外,作为硬质粉状体,可以采用金属系、无机系的材料,但其中更优选采用无机系的材料。
另外,作为无机系材料,可以采用陶瓷系、硅砂、熔渣(矿石的精炼熔渣(矿渣))和其他系统的材料,此外作为陶瓷系材料,可以采用氧化铝、碳化硅、氮化硅、锆石、玻璃和其他材料,其中,作为无机系材料,特别优选采用比金属硬的陶瓷系材料。
在采用比金属硬质的材料作为硬质粉状体时,还能期待使硬质粉状体嵌入对象构件的内周面的金属面或提高其嵌入力。
另外,在使硬质粉状体附着于树脂制外筒的外周面时,最好对外筒的外周面的与对象构件嵌合的嵌合面的至少20%以上的面积实施硬质粉状体的附着处理。
在该涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第一技术方案中,最好将硬质粉状体以预先嵌入树脂制外筒的外周面的状态保持于外周面(涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第二技术方案)。
采用该种方式,能够在隔振橡胶衬套被压入到对象构件中之前,有效防止附着在树脂制外筒的外周面上的硬质粉状体自外筒的外周面脱落。
在该情况下,可以对外筒的外周面实施喷砂处理,将被用作喷射材料的硬质粉状体以嵌入外筒的外周面的状态附着于外周面而保持在该外周面上(涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第三技术方案)。
以往,虽然对筒状的对象构件进行喷砂处理,但并不公知像该涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第三技术方案那样地,以将硬质粉状体附着于树脂制的外筒为目的来对该外筒实施喷砂处理。
在该涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第三技术方案中,由于能够用上述那样的喷砂处理使硬质粉状体附着于树脂制外筒的外周面,因此能够利用喷射时的碰撞力使硬质粉状体有效地嵌入外筒的外周面,从而能够加强保持力以及提高固定效果。
另外,对于外筒的整个外周面、详细而言,对于与对象构件嵌合的嵌合面的整个表面,能够将硬质粉状体以均匀地分散在该表面上以及嵌入该表面的状态附着于该表面,从而能够提高由相对于对象构件压入隔振橡胶衬套而产生的固定的品质。
在进行该喷砂处理时,作为硬质粉状体,特别优选采用上述陶瓷系的硬质粉状体。
在采用该种陶瓷系的硬质粉状体作为喷射材料时,粉状体粒子的颗粒与作为喷射对象的工件即树脂制的外筒的外周面、放入有工件的容器等反复抵接,也就是说在反复喷射的过程中该颗粒裂开或粉碎,粒度逐渐减小。
结果,通常喷射材料具有一定宽度的粒度分布。在该情况下,粒度大的喷射材料的使外筒的表面凹凸化的效果较大,但该喷射材料在与外筒的外周面碰撞后容易弹回,被保持在外筒的外周面上的效率较低。
另一方面,粒度小的喷射材料的使外筒的外周面粗糙化的效果较小,但该喷射材料不易弹回,容易嵌入外筒的外周面而保持在该外周面上。特别是通过嵌入由粒度较大的材料形成的凹部,不易自外筒的外周面脱落,呈现保持力增加的倾向。
在该涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第三技术方案中,也可以采用铁等金属作为喷射材料,但铁等金属的相对于树脂制外筒的冲击力过大,可能使外筒裂开。
针对该点,优选采用比铁等金属轻且硬的陶瓷粉状体、特别是氧化铝粉状体作为喷射材料,使该氧化铝粉状体以嵌入外筒的外周面的状态附着于该外周面。
该陶瓷粉状体、优选氧化铝粉状体的粉状体粒子在喷射的作用下容易裂开,且由于该裂开,粉状体粒子变成有棱角的形状,其角部容易嵌入外筒的外周面。
在本发明的制造方法中,无论是否以上述的喷射处理将硬质粉状体附着于外筒的外周面,都最好采用陶瓷粉状体作为该硬质粉状体(涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第四技术方案),且在陶瓷粉状体中,特别优选采用氧化铝粉状体(涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第五技术方案)。
在本发明中,当将隔振橡胶衬套压入到对象构件中时,最好预先在对象构件的内周面上形成由阳离子电沉积涂装获得的环氧树脂的树脂涂膜(涉及衬套组装体的制造方法的本发明的第六技术方案)。
在本发明中,在不对对象构件的内周面实施阳离子电沉积涂装地将内周面作为金属的露出面而直接将隔振橡胶衬套压入的情况下,虽然能够确认到也能在附着于树脂制外筒构件的外周面上的硬质粉状体的作用下提高防脱力,但特别在如上所述地在对象构件的内周面形成了由阳离子电沉积涂装获得的环氧树脂的树脂涂膜的情况下,如后述明示的那样,能够确认到隔振橡胶衬套的防脱力得到飞跃性的提高。
在阳离子电沉积涂装处理中,将被涂物(这里是金属制的对象构件)浸渍在放入有电沉积涂料的槽内,将该被涂物作为阴极,在该阴极与浸渍在槽内的阳极之间施加电压,使涂料粒子向阴极的被涂物进行电泳,利用电气化学反应使涂料粒子在被涂物上析出而形成膜,之后进行烧焊而使该膜硬化,从而能够在对象构件的内周面上形成均匀且与该内周面牢固地粘接的涂料粒子的膜。并且,所形成的环氧树脂的涂膜本身也较硬,强度较高。
之所以通过上述那样地预先在对象构件的内周面上形成由阳离子电沉积涂装获得的树脂涂膜而能够特别飞跃性地提高隔振橡胶衬套的防脱力,是因为附着在树脂制外筒上的硬质粉状体形成为也嵌入对象构件的内周面的涂膜的状态,由此能够有效提高隔振橡胶衬套的防脱力。
另外,为了利用硬质粉状体向对象构件的内周面的涂膜嵌入而提高隔振橡胶衬套的防脱力,需要使该树脂涂膜以能经得住隔振橡胶衬套的防脱力的作用的那样的强度与对象构件粘接,并且该树脂涂膜本身也需要具有高强度,在这一点上,由阳离子电沉积涂装获得的环氧树脂的树脂涂膜满足该条件。
另外,为了利用硬质粉状体嵌入树脂涂膜而提高防脱力,最好采用比该环氧树脂的树脂涂膜硬的材料作为硬质粉状体。
接下来,在上述涉及隔振橡胶衬套的本发明的第一~第五技术方案中,涉及的是作为涉及上述衬套组装体的制造方法的本发明中的衬套组装体的构成构件的隔振橡胶衬套,通过使硬质粉状体附着在树脂制外筒的外周面上而构成该隔振橡胶衬套,在向对象构件中压入该隔振橡胶衬套时,能够在该隔振橡胶衬套与对象构件之间获得较强的固定力,实现飞跃性地高于以往的防脱力。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的隔振橡胶衬套的图。
图2是图1的剖视图。
图3是将该实施方式的隔振橡胶衬套表示成衬套组装体的局部剖侧视图。
图4是该实施方式的衬套组装体的组装步骤的说明图。
图5是隔振橡胶衬套的防脱力的测量方法的说明图。
图6是比较地表示进行了喷砂处理的外筒截面上的表面状态和未进行喷砂处理的外筒截面上的表面状态的显微镜照片的图。
图7是表示喷砂处理与防脱力的关系的图。
图8是比较地表示进行了喷砂处理的外筒外表面的状态和未进行喷砂处理的外筒外表面的状态的显微镜照片、铝映射图像和硅映射图像的图。
图9是表示外筒的表面处理与防脱力的关系的图。
图10是表示以往的隔振橡胶衬套的一例的图。
具体实施方式
接下来,根据附图详细说明将本发明应用在作为车辆的后纵臂衬套的隔振橡胶衬套中、以及应用在该隔振橡胶衬套的组装体中的情况下的实施方式。
在图1和图2中,附图标记10表示本实施方式的隔振橡胶衬套,该隔振橡胶衬套10包括圆筒状的外筒12、同为圆筒状的内筒14和以弹性连结该外筒12和内筒14的状态将该外筒12和内筒14硫化粘接成一体的橡胶弹性体16。
内筒14由金属制成,这里由铝合金的挤压构件构成,该内筒14沿周向形成有多个沿轴向贯穿的空穴18。
另一方面,外筒12是由硬质树脂构成的树脂制构件。这里,作为构成该外筒12的树脂,可以采用聚酰胺66树脂。在该聚酰胺66树脂中含有占聚合物基体质量百分比为33%的作为加强材料的玻璃纤维。
但也可以采用其他材质的树脂构成外筒12。
在该外筒12的轴向上的一端(图2中的右端)一体地形成有向径向外侧伸出的沿周向呈环状的凸缘部20。
橡胶弹性体16也是绕轴向形成为圆筒状,如图1的(B)所示,在该橡胶弹性体16中以在端面方向上将内筒14夹在中间地彼此面对的状态设置有一对沿轴向贯穿的形态的空洞部22。
详细而言,在沿周向相隔180°的两处位置设置有空洞部22。
另外,如图2所示,在橡胶弹性体16上以与外筒12中的凸缘部20重叠的状态设置有橡胶凸缘部24。
这里,空洞部22如图1的(B)所示,包括:狭缝状部25,其沿周向呈圆弧状延伸;一对端部26,其形成为在该狭缝状部25的两端分别向径向内侧和径向外侧凹陷的形状。
这里,一对空洞部22形成为在图1的(B)中上下对称的形状。
另外,在各空洞部22中,各端部26和狭缝状部25也形成为在图1的(B)中上下对称的形状。
在橡胶弹性体16中设置有将上述空洞部22夹在中间而沿径向相对的内周侧橡胶止动部28和外周侧橡胶止动部30。
当内筒14和外筒12在图1的(B)中沿上下方向发生了相对位移时,上述内周侧橡胶止动部28和外周侧橡胶止动部30利用由彼此的抵接而产生的止动作用,限制内筒14和外筒12在该上下方向上产生过大的相对位移。
附图标记32表示利用弹性变形发挥本来具有的隔振作用的橡胶主体部,在端面方向上的与一对空洞部22的相对方向正交的方向上,隔振橡胶衬套10的外筒12与内筒14之间被该橡胶主体部32填埋,该部分成为实心部。图中的附图标记34表示该实心部。
在图3中,附图标记38表示供隔振橡胶衬套10组装的对象构件,该对象构件38是具有圆形内周面的金属制圆筒状构件,臂40自该对象构件38延伸。另外,图3是与图2相对应的图,在隔着中心线的一方(图3中的上侧)表示外筒12的外周面。
隔振橡胶衬套10通过外筒12的外周面以规定的过盈量沿轴向压入到该对象构件38的内周面中,利用该对象构件38将隔振橡胶衬套10保持成嵌合状态。
通过将隔振橡胶衬套10组装到该对象构件38中,构成衬套组装体36。
利用下述这样的制造方法制造该种根据本实施方式的衬套组装体36。即,在本实施方式中,在使由比树脂制外筒12硬的硬质材料构成的硬质粉状体附着在树脂制的外筒12的外周面上、详细而言附着在与对象构件38嵌合的嵌合面上的状态下,将隔振橡胶衬套10压入组装在对象构件38中,构成衬套组装体36。由此,以在外筒12的外周面与对象构件38的内周面之间夹持有硬质粉状体的状态,将外筒12和对象构件38组装成嵌合状态,制造衬套组装体36。另外,优选硬质粉状体是陶瓷粉状体,更优选是氧化铝粉状体。此外,最好在供外筒12嵌合的对象构件38的内周面上形成由阳离子电沉积涂装获得的环氧树脂的树脂涂膜。
在上述那样的制造方法中,也可以只进行使硬质粉状体仅(不嵌入)附着于外筒12的外周面的操作,在该状态下也可以将隔振橡胶衬套10压入到对象构件38中,或者对外筒12的外周面实施喷砂处理,将作为喷射材料的硬质粉状体以嵌入外筒12的外周面的状态附着于该外周面而保持在外筒12的外周面上,在该状态下将隔振橡胶衬套10压入组装在对象构件38中。
在前者的情况下,有时也可以在硫化成形隔振橡胶衬套10之前的阶段,使硬质粉状体附着于单体状态的树脂制外筒12的外周面,但通常是在硫化成形了隔振橡胶衬套10之后,使硬质粉状体预先附着于外筒12的外周面。
另一方面,在对外筒12的外周面进行喷砂处理而将硬质粉状体以嵌入外周面的状态附着于该外周面的情况下,下述方法是有利的,即,如图4所示,对在硫化成形隔振橡胶衬套10之前的单体状态的外筒12实施喷砂处理(图4的(Ⅰ)),使硬质粉状体附着于该外周面,之后使用该外筒12如图4的(Ⅱ)所示硫化成形隔振橡胶衬套10,然后将硫化成形后的隔振橡胶衬套10压入到对象构件38中(图4的(Ⅲ))。
采用本实施方式,能够将隔振橡胶衬套10相对于对象构件38的固定力形成为高强度,飞跃性地提高隔振橡胶衬套10相对于对象构件38的防脱力。
下面具体地检验该点。
本发明人当初以通过使外筒12的外周面形成为凹凸形状(通过提高表面粗糙度)而提高隔振橡胶衬套10的防脱力为目的,对外筒12实施了以氧化铝粉状体作为喷射材料的喷砂处理(空气式喷砂处理),结果确定了隔振橡胶衬套10的防脱力得到飞跃性提高的事实。
因此,为了确认是否真的可以通过将外筒12的外周面形成为凹凸形状(使表面粗糙化、即提高表面粗糙度)来提高隔振橡胶衬套10的防脱力,检验了下述(a)~(c)点的可能性。
(a)外筒12含有玻璃纤维,利用喷砂处理使该玻璃纤维以表面起毛的状态露出而提高了防脱力的可能性。
(b)通过利用喷砂处理使外筒12的外周面粗糙化而提高了防脱力的可能性。
(c)利用喷砂处理将喷射材料喷射到外筒12的外周面上而使该喷射材料嵌入外周面,结果在隔振橡胶衬套10被压入到对象构件38中的状态下,喷射材料位于隔振橡胶衬套10与对象构件之间,利用固定效果提高了隔振橡胶衬套10的防脱力的可能性。
Ⅰ.外筒12的截面观察
首先,为了确认上述(a)所述的事项、即是否能够利用喷砂处理使玻璃纤维的表面起毛,利用SEM(扫描式电子显微镜)观察了未进行喷砂处理的外筒12的横截面和进行了喷砂处理的外筒12的横截面。
结果如图6所示。
如图6所示,未进行喷砂处理的外筒12的横截面的表面是平滑的,相对于此,进行了喷砂处理的外筒12的横截面的表面理所当然地呈现表面粗糙的状态,即在表面上形成有较深的凹凸形状。
另外,以下述条件进行的喷砂处理。
喷射材料:氧化铝粉末(使用(株)不二制作所生产的フジランダムA36(初期粒度为595~500μm),化学成分和莫氏硬度如下述表1所示)
射出压力(气压):0.57±0.1MPa
喷嘴直径:Φ6.8~Φ9.0mm(平均直径)
装置:(株)不二制作所生产的SG-4BL-304型
表1
(化学成分:质量百分比)
成分 | Al2O3 | TiO2 | SiO2 | Fe2O3 | Na2O | ZrO2 | MgO |
96.63 | 2.40 | 0.60 | 0.20 | 0.02 | 0.13 | 0.02 |
真比重…3.93g/cm3
莫氏硬度…9.0
如图6所示,没有特别确认到玻璃纤维向表面的露出、起毛,由此得出并非是利用玻璃纤维的起毛、即,并非是因为玻璃纤维成为阻力而提高了隔振橡胶衬套10的防脱力的这一见解。
另外,在图6的(B)中的(b)中确认到沿表面的凹凸形状集合地存在黑色的点。该黑色的点的集合是被用作喷射材料的氧化铝的粉状体。
Ⅱ.表面粗糙度对防脱力的影响
接下来,检验了上述(b)所述的事项、即是否能够利用喷砂处理使外筒12的表面粗糙而提高隔振橡胶衬套10的防脱力。
Ⅱ-1.表面粗糙度的测量结果(下述表2和表3中的数值表
示针对试样数量n=2的情况测量了两处后得到的平均值)
对于未进行喷砂处理的外筒12的表面、进行了喷砂处理的外筒12的表面和进行了湿式喷砂处理的外筒12的表面(喷砂处理的对象是外筒12的整个表面。以下相同),分别测量了硫化前后的表面粗糙度。
硫化前的测量结果如表2所示,硫化后的测量结果如表3所示。
(1)硫化前
表2
硫化前 (单位:μm)
(2)硫化后:使用与表1的测量品同批(lot)的处理品进行硫化(但不是用表1的测量品进行硫化)
表3
硫化后 (单位:μm)
(3)表面粗糙度的偏差(硫化前)
由于同时对许多个外筒12进行了喷砂处理,因此这里确认到在对所有105个外筒12进行了喷砂处理时的表面粗糙度的偏差。结果如表4所示。
另外,在上述表2、表3和表4中,Ra是JIS B0601所规定的中心线平均粗糙度,Rmax是最大高度,Rz是10个点的平均粗糙度。
表4
(单位:μm)
平均值 | Max.-Min. | |
Ra | 2.6 | 0.9 |
Rmax | 32.4 | 12.0 |
Rz | 23.8 | 9.7 |
(4)喷砂处理的有无及处理条件的不同与防脱力的关系
对未进行喷砂处理的外筒12、以干式的方式进行了由气体喷射进行的喷砂处理的外筒12和由水流进行的湿式喷砂处理的外筒12,分别测量了防脱力。
结果如下述表5所示。
表5
防脱力测量
另外,以下述方式测量了防脱力。
即,如图5所示,将隔振橡胶衬套10压入组装到具有与上述对象构件38相同形状的内周面的金属制圆筒状的夹具42中,然后以将夹具42载置在基座44上的状态,利用按压夹具46对外筒12施加脱落方向的按压力,测量了届时的防脱力。
另外,在本试验中,使用在圆筒状的夹具42的内周面形成有由阳离子电沉积涂装获得的环氧树脂的树脂涂膜的构件进行了测量。
这里,由阳离子电沉积涂装获得的树脂涂膜的厚度为10~30μm左右。
另一方面,外筒12的外径、夹具42的内径如表5所示,且夹具42的在图中上下方向上的长度L为52mm。
另外,表5中的变形量是从当初的外径减去按照图5进行了拔出操作后的外径后得到的值。
根据表2可知,进行了喷砂处理的外筒12和进行了湿式喷砂处理的外筒12的表面均比未进行喷砂处理的外筒12的表面粗糙,进行了湿式喷砂处理的外筒12的表面比进行了喷砂处理的外筒12的表面更加粗糙。
例如,在表2中,未进行喷砂处理的外筒的Rz为6.1,相对于此进行了喷砂处理的外筒的Rz为19.8,且进行了湿式喷砂处理的外筒的Rz为31.5(均为平均值)。
因而,在通过增加表面粗糙度来提高防脱力的方面,应该是进行了湿式喷砂处理的外筒最能提高防脱力,但实际上从表5的结果来看,得到的是不同结果。
即,未进行喷砂处理的外筒的防脱力(在此指在产生脱离时所施加的力)为8.90kN、9.10kN,相对于此进行了湿式喷砂处理的外筒的防脱力分别为13.50kN、13.60kN,比未进行喷砂处理的外筒更大程度地提高了防脱力,但其提高的程度并没有很大。
相对于此,进行了喷砂处理的外筒的防脱力为27.30kN、26.80kN,比进行了湿式喷砂处理的外筒更大程度地提高了防脱力(进行了湿式喷砂处理的外筒的防脱力大约为进行了喷砂处理的外筒的防脱力的一半)。
图7综合表示上述结果。
根据上述结果,得出外筒12的表面粗糙度本身并不能提高隔振橡胶衬套10的防脱力的这一见解。
因而,利用喷砂处理飞跃性地提高防脱力是基于其他理由。
另外,根据表3可知,硫化使外筒12的表面粗糙度降低,这是因为,硫化时外筒12被按压在成形模具的内表面上,届时的热量和压力使外筒12的外周面平滑化。
Ⅲ.外筒12的表面(外周面)的观察
接下来,检验了上述(c)所述的事项、即是否能够利用喷射材料嵌入外筒12的外周面所产生的固定效果来提高隔振橡胶衬套10的防脱力。
Ⅲ-1.利用SEM照片和映射来确认外筒12的外周面状态
对于未进行喷砂处理的外筒、进行了喷砂处理的外筒和进行了湿式喷砂处理的外筒,分别利用扫描型电子显微镜观察了这些外筒的表面,且确认了存在于表面的来自氧化铝(Al2O3)的Al的存在状态以及一并确认了Si的存在状态和分布情况。
结果如图8所示。
另外,使用日立扫描电子显微镜S-3400N((株)日立ハイテクノロジ一ズ生产),利用能量分散型X射线分析装置测量了Al映射和Si映射。
根据测量结果确认到,进行了喷砂处理的外筒在表面以分散状态存在很多Al,另一方面进行了湿式喷砂处理的外筒存在微量Al,但与进行了喷砂处理的外筒相比,其Al的量和分布极少。
由此能够确认到,进行了喷砂处理的外筒12在表面(外周面)上附着有大量的氧化铝粉状体,且进行了湿式喷砂处理的外筒12在表面上几乎没有附着氧化铝的粉状体。
进行了喷砂处理的外筒与进行了湿式喷砂处理的外筒之所以产生上述差别,是因为喷砂处理利用气体喷射氧化铝粉状体,相对于此湿式喷砂处理使用的是水流,因此氧化铝粉状体被冲刷掉。
另外,由于在外筒12所含有的玻璃纤维中也含有Al2O3,因此在进行了湿式喷砂处理的外筒的Al映射图像和Si映射图像中位于与Si同一位置的Al来自玻璃纤维。
Ⅲ-2.利用荧光X射线分析法对Al进行定量分析
接下来,对未进行喷砂处理的外筒、进行了喷砂处理的外筒和进行了湿式喷砂处理的外筒,分别利用荧光X射线分析法对表面的氧化铝附着量(严密地说为Al的存在量)进行了定量分析。
结果如表6所示。
表6
另外,在进行荧光X射线分析时,当将X射线照射在试样上时,自照射处产生元素固有的荧光X射线。因而,能够利用该荧光X射线确定元素。
另外,由于所产生的荧光X射线的强度与元素的浓度成正比,因此通过测量该荧光X射线的强度,能够对元素进行定量分析。
根据结果可确认到,进行了喷砂处理的外筒上的来自氧化铝的Al为0.115(cps/μA)的量。
另外,cps是counts per second,表示每秒的计数。
Ⅳ.由表面处理的不同产生的防脱力的测量结果
为了确认氧化铝粉状体对防脱力的帮助,对未进行喷砂处理的外筒和进行了湿式喷砂处理的外筒分别进行了只将氧化铝粉状体撒在这些外筒上的涂敷处理(涂敷处理的对象是外筒12的整个外周面),对进行了喷砂处理的外筒的表面进行清洗处理(使用尼龙海绵用流水对每个外筒的表面擦拭三分钟地进行清洗),对向隔振橡胶衬套10的防脱力的影响进行了确认试验。
结果如表7和图9所示。
另外,在外筒为树脂制的外筒12的情况下,有在压入后的作为时效变化的变形(永久应变)和随着该变形产生的应力缓和所引发的防脱力下降的这些固有问题,因此这里对于在进行了作为变形促进试验的热老化试验(以80℃的温度保持42个小时的热老化试验)和冷却保持试验(以-40℃的温度放置三个小时)时的防脱力,也进行了测量。
这里,-40℃的温度的放置试验是这样的试验,即,由于相对于金属制的对象构件,树脂制外筒12的由冷却产生的收缩的量较大,由此存在防脱力下降的问题,因此该试验用于确认该防脱力的下降是何种程度。
在施加了热老化+低温放置的条件的外筒中,对于未进行喷砂处理的外筒和进行了湿式喷砂处理的外筒,分别对该外筒中的未涂敷氧化铝的外筒进行了测量,且对于进行了喷砂处理的外筒,分别对未进行清洗处理的外筒和进行了清洗处理的外筒进行了测量。
根据上述表7和图9的结果可知,在未进行喷砂处理的外筒、进行了湿式喷砂处理的外筒中,即使是只进行了由仅将氧化铝粉状体撒在外筒上的涂敷操作所实现的附着,也能飞跃性地提高防脱力。
但在进行了上述那样地由仅将氧化铝粉状体撒在外筒上的涂敷操作所实现的附着的情况下,不能将氧化铝粉状体牢固地保持在外筒12的外周面上,因此可能因用手触摸该外筒或与其他物体的接触而使氧化铝粉状体自外筒12的外周面脱落。
相对于此,利用喷出处理使氧化铝粉状体附着在外筒12的外周面上的做法,即使进行强力的清洗,防脱力也不会下降,氧化铝粉状体也不会脱落。
这说明氧化铝粉状体以嵌入外筒12的外周面的状态被牢固地保持在该外周面上,不会因清洗而自外周面脱落。
在表7中,施加了上述热老化+低温放置的条件后的防脱力为7.20kN、7.40kN、7.10kN,这些值是充分的值。
接下来,为了详细地确认在阳离子电沉积涂装的作用下形成在对象构件38的内周面上的环氧树脂的树脂涂膜的影响防脱力的效果,在对树脂制外筒12进行了喷砂处理的基础上,使用在内周面上形成有树脂涂膜和未形成树脂涂膜的夹具作为图5所示的圆筒状的夹具42,进行了防脱力的比较测量。
另外,在上述说明的试验中,如上所述作为外筒12,采用在聚酰胺66树脂中含有质量百分比为33%的玻璃纤维的材料,这里,作为外筒12,采用在聚酰胺66树脂中含有质量百分比为50%的玻璃纤维的材料。
此外,在上述试验中,采用短纤维(在成形外筒12之前的树脂粒度状态下长度为300μm的纤维)作为玻璃纤维,但这里采用长纤维(同样在成形外筒12之前的树脂粒度状态下长度为10mm的纤维)作为玻璃纤维。
另外,在本试验中,也一并测量了下述情况下的防脱力,即,相对于利用阳离子电沉积涂装在内周面形成有树脂涂膜的圆筒状夹具42,先将对外筒12实施了喷砂处理的隔振橡胶衬套10压入到该夹具42中,然后再拔出该隔振橡胶衬套10,之后相对于拔出操作后的同一夹具42,将进行了与再次拔出的隔振橡胶衬套10不同的喷砂处理的隔振橡胶衬套10压入到该夹具42中,并拔出该隔振橡胶衬套10,测量了该情况下的防脱力(表8中的“夹具再利用”栏)。
另外,在本试验中,作为喷射材料,采用与上述试验相同的喷射材料进行了喷砂处理。
另外,喷砂条件是:射出压力为0.57MPa,喷嘴直径为Φ9.2mm。
另外,在阳离子电沉积涂装中,采用关西ペイント(株)公司生产的HG350E(商品名称)作为涂料。此时所产生的树脂涂膜的膜厚为25~30μm。
另外,表8的“有阳离子电沉积涂装”栏、“无阳离子电沉积涂装”栏和“夹具再利用”栏的测量均是在试样数量为3个的情况下进行的。
如图8的结果所示,无阳离子电沉积涂装的情况下的防脱力(kN)为23.5、24.0、24.0,平均大约为24,相对于此有阳离子电沉积涂装的情况下的防脱力(kN)为42.0、42.0、41.5,平均大约为42,与无阳离子电沉积涂装的情况相比,有阳离子电沉积涂装的隔振橡胶衬套10的防脱力得到飞跃性的提高(无阳离子电沉积涂装的情况下的防脱力比有阳离子电沉积涂装低大约40%)。
由此可知,通过预先对对象构件38实施阳离子电沉积涂装,能够极其有效地提高防脱力。
另外,在夹具再利用、即在拔出先压入的隔振橡胶衬套10后压入另一不同的新的隔振橡胶衬套10的情况下,防脱力为28.0、31.0、31.0(平均大约为30),与有阳离子电沉积涂装的情况相比,防脱力下降了大约30%左右。
这是因为,通过将先压入的隔振橡胶衬套10拔出,届时内周面上的树脂涂膜的一部分被剥落,结果防脱力下降。
但与无阳离子电沉积涂装的情况相比,防脱力仍是一定程度上的较高的值。
并且这也说明,由阳离子电沉积涂装获得的树脂涂膜在提高防脱力方面是有效地发挥作用的。
另外,在表8的结果中,有阳离子电沉积涂装的隔振橡胶衬套10的防脱力的平均值为42kN,该值是例如比表7的防脱力28.5、27.3(进行了喷砂处理)大接近一倍的值。
该防脱力的不同是在结果如表8所示的试验中,树脂所含有的玻璃纤维是长纤维且含有质量百分比为50%的较多的该长纤维的试验条件的效果。
另外,根据表8的结果可知,即使在未实施阳离子电沉积涂装的情况下,通过预先用喷砂处理使硬质粉状体附着在树脂制外筒12的外周面上,仍能提高防脱力。
如上述试验所示,在采用对内周面实施有阳离子电沉积涂装的夹具42的情况下,在未对树脂制外筒12进行喷砂处理的隔振橡胶衬套10中,防脱力是进行了喷砂处理的隔振橡胶衬套10的防脱力的大约三分之一的较低的值。
另一方面,如表8的结果所示,在对外筒12进行了喷砂处理的隔振橡胶衬套10中,即使在未对夹具42实施阳离子电沉积涂装的情况下,与实施了阳离子电沉积涂装的情况相比,也能将防脱力的下降程度抑制在大约40%左右。
实施了阳离子电沉积涂装的夹具和未实施阳离子电沉积涂装的夹具的内周面均是溜滑的平滑状态,且内周面的物理性状大致相同,在未对外筒12实施喷砂处理的情况下,这两种夹具的防脱力几乎相等。
在采用未进行阳离子电沉积涂装的夹具42的情况下,与进行了阳离子电沉积涂装的夹具相比,能够将防脱力的下降程度抑制在40%左右,这是由利用喷砂处理使硬质粉状体附着在树脂制外筒12的外周面上的效果所得到的(防脱力下降三分之一和下降40%的差取决于由硬质粉状体发挥的作用的有无),这说明即使在未对对象构件38实施阳离子电沉积涂装的情况下,也能以通过预先利用喷砂处理将硬质粉状体附着在外筒12上的操作来提高防脱力。
同样,无论是否实施了阳离子电沉积涂装,对象构件38、即这里为夹具42的内周面的物理性状几乎相同,因此在仅使树脂制的外筒12的外周面粗糙化的情况下,对夹具42实施阳离子电沉积涂装或者不实施阳离子电沉积涂装,防脱力均应相等,但实际上如表8的结果所示,实施了阳离子电沉积涂装的情况和未实施阳离子电沉积涂装的情况的防脱力存在很大差异。这是利用喷砂处理将硬质粉状体附着在外筒12的外周面上的效果,即证明了硬质粉状体的存在能够明显帮助提高防脱力。
另外,树脂所含有的长纤维的玻璃纤维在成形外筒12时断开而变短,且因为断开,出现了各种各样的长度,对于通过使用长纤维而能够获得较大的外筒12的刚性且能飞跃性地提高防脱力的原因,若该原因在于树脂制的外筒所含有的玻璃纤维是长纤维这一点上,则即使在制品成形的状态下,外筒12内所含有的玻璃纤维中的大部分理所当然也能依旧保持成一定长度以上的长纤维。例如当在成形品中含有1mm以上的玻璃纤维时,作为加强材料,能够识别出配合在树脂材料中的比以往的300μm长的长纤维。
根据上述的检验结果可知,采用本实施方式,在进行了向对象构件38中压入隔振橡胶衬套10的组装操作之后,能够比以往飞跃性地提高隔振橡胶衬套10的防脱力。
以上,详细说明了本发明的实施方式,但这只是一个例示。
例如在本发明中,可以采用除上述氧化铝之外的其他各种硬质粉状体,并且关于使硬质粉状体附着于树脂制的外筒12的外周面的方法,也可以采用其他各种方法等等,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够以进行了各种变更后得到的实施方式来实施本发明。
附图标记说明
10、隔振橡胶衬套;12、外筒;14、内筒;16、橡胶弹性体;36、衬套组装体;38、对象构件。
Claims (11)
1.一种衬套组装体的制造方法,将隔振橡胶衬套通过其外筒的外周面沿轴向压入组装到具有圆形内周面的筒状金属制的对象构件中,从而构成该衬套组装体,上述隔振橡胶衬套包括圆筒状的树脂制的外筒、刚性的内筒和以弹性连结上述外筒和内筒的状态与该外筒和内筒硫化粘接成一体的橡胶弹性体,其特征在于,
以在上述树脂制外筒的外周面且与上述对象构件的内周面嵌合的部分上附着有由比该外筒硬的硬质材料构成的硬质粉状体的状态,将上述隔振橡胶衬套压入到上述对象构件中,以在该外筒的外周面与该对象构件的内周面之间夹持有该硬质粉状体的状态,将上述外筒和对象构件组装成嵌合状态,制造上述衬套组装体。
2.根据权利要求1所述的衬套组装体的制造方法,其特征在于,
使上述硬质粉状体以嵌入上述外筒的外周面的状态附着于该外周面而保持在该外周面上,将上述隔振橡胶衬套压入到上述对象构件中。
3.根据权利要求2所述的衬套组装体的制造方法,其特征在于,
对上述外筒的外周面实施喷砂处理,将用作喷射材料的上述硬质粉状体以嵌入该外筒的外周面的状态附着于该外周面而保持在该外周面上。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的衬套组装体的制造方法,其特征在于,
上述硬质粉状体是陶瓷粉状体。
5.根据权利要求4所述的衬套组装体的制造方法,其特征在于,
上述硬质粉状体是氧化铝粉状体。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的衬套组装体的制造方法,其特征在于,
在上述对象构件的内周面上形成有由阳离子电沉积涂装获得的环氧树脂的树脂涂膜。
7.一种隔振橡胶衬套,该隔振橡胶衬套包括圆筒状的树脂制的外筒、刚性的内筒和以弹性连结上述外筒和内筒的状态与该外筒和内筒硫化粘接成一体的橡胶弹性体,该隔振橡胶衬套通过该外筒的外周面沿轴向压入组装到具有圆形内周面的筒状金属制的对象构件中,其特征在于,
在上述树脂制外筒的外周面且与上述对象构件嵌合的部分上,附着有由比该外筒硬的硬质材料构成的硬质粉状体。
8.根据权利要求7所述的隔振橡胶衬套,其特征在于,
使上述硬质粉状体以嵌入上述外筒的外周面的状态附着于该外周面。
9.根据权利要求8所述的隔振橡胶衬套,其特征在于,
通过将上述硬质粉状体用作喷射材料而对上述外筒的外周面进行喷砂处理,使该硬质粉状体以嵌入该外周面的状态附着于该外周面。
10.根据权利要求7~9中任意一项所述的隔振橡胶衬套,其特征在于,
上述硬质粉状体是陶瓷粉状体。
11.根据权利要求10所述的隔振橡胶衬套,其特征在于,
上述硬质粉状体是氧化铝粉状体。
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