CN102317642A - 筒状弹性部件、减压盖以及该减压盖的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有优异的衰减特性且耐久性优异的筒状弹性部件、减压盖及该减压盖的制造方法。在将以工作轴(1)为轴心安装于工作轴(1)上的内筒部(2)和在内筒部(2)外侧以围绕内筒部(2)的方式在同轴上具有间隔地配置的外筒部(3)连接、并具有无泡沫弹性体(4b)和泡沫弹性体(4a)的筒状弹性部件(4)中,与内筒部(2)的抵接面中至少与内筒部(2)的外周侧端部的抵接面由无泡沫弹性体(4b)形成,与外筒部(3)的抵接面中至少与外筒部(3)的工作轴方向两内侧面的抵接面由泡沫弹性体(4a)形成。
Description
技术领域
本发明涉及能用作减压盖(strut mount)、上支架(upper support)、和弹跳限位器(bound stopper)等防振装置用弹性部件的筒状弹性部件、减压盖及该减压盖的制造方法。
背景技术
例如,为弹性限制车体和车轮之间产生的位移量,在汽车的悬架中配置有具备弹性部件的防振装置,作为该弹性部件通常使用橡胶。另外,近几年,从防振装置轻量化和防止防振装置所具有的弹性部件压缩变形时产生噪音的观点来看,有使用泡沫聚氨酯取代橡胶作为该弹性部件的倾向(例如,下述专利文献1和专利文献2)。但是,在具备这些专利文献记载的泡沫聚氨酯的防振装置中,由于行驶时等附着水和空气中水分的影响,泡沫聚氨酯有随时间变化而水解的倾向,其结果,会有泡沫聚氨酯的弹性特性变差的倾向、进而会有破损的倾向。
在下述专利文献3中,作为泡沫聚氨酯,记载了将以聚酯类多元醇、聚异氰酸酯、泡沫剂和氟类防水剂为必须成分的泡沫性组合物泡沫、硬化所得的泡沫聚氨酯。该泡沫聚氨酯使用氟类防水剂作为必须成分是最大的特征,根据这样的构成,在该专利文献3记载的发明中,提高泡沫聚氨酯的耐水解性作为其目的。但是,该专利文献3记载的泡沫聚氨酯以聚酯类多元醇为必须成分,因而依然容易水解。另外,在防振装置内局部变形时,该专利文献记载的泡沫聚氨酯容易发生龟裂和破损,在耐久性方面有问题。另外,在具备该专利文献记载的泡沫聚氨酯的防振装置中,在衰减特性这一点上还有进一步改良的余地。
现有技术文献
专利文献1:特开2002-264622号公报
专利文献2:特开2003-184937号公报
专利文献3:特开2004-293697号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于所述实际情况所作出的,其目的在于提供一种具有优异衰减特性且耐久性优异的筒状弹性部件、减压盖及该减压盖的制造方法。
解决问题的手段
本发明人为解决所述课题,如图3所示,反复进行了具备筒状弹性部件40的防振装置的耐久试验,该筒状弹性部件40是将以工作轴10为轴心安装于该工作轴10上的内筒部20和在内筒部20外侧以围绕该内筒部20的方式在同轴上具有间隔地配置的外筒部30连接的筒状弹性部件。其结果,发现即使在筒状弹性部件40与内筒部20的抵接面中,与内筒部20的外周侧端部20E的抵接面40E上也容易集中变形,特别是内筒部20的剖面形状为矩形形状时,在其角部容易集中变形,因而在该抵接面40E上容易发生龟裂。本发明是所述研究的结果,利用如下所述的构成来达到所述目的。
即,本发明的筒状弹性部件,其将以工作轴为轴心安装于所述工作轴上的内筒部和在所述内筒部外侧以围绕所述内筒部的方式在同轴上具有间隔地配置的外筒部连接、并具有无泡沫弹性体和泡沫弹性体,其特征在于,与所述内筒部的抵接面中至少与述内筒部的外周侧端部的抵接面由所述无泡沫弹性体形成,与所述外筒部的抵接面中至少与所述外筒部的工作轴方向两内侧面的抵接面由所述泡沫弹性体形成。
本发明的筒状弹性部件具有无泡沫弹性体和泡沫弹性体,与内筒部的抵接面中至少与内筒部的外周侧端部的抵接面由无泡沫弹性体形成。此处,该无泡沫弹性体与泡沫弹性体相比具有高弹性,且几乎不含有可能成为龟裂发生起点的气泡。由此,即使在筒状弹性部件的与内筒部的抵接面中,能防止在容易集中变形的与内筒部的外周侧端部的抵接面上发生龟裂。其结果,本发明的筒状弹性部件具有优异的耐久性。另外,本发明的筒状弹性部件的与外筒部的抵接面中至少与外筒部的工作轴方向两内侧面的抵接面由泡沫弹性体形成。如果筒状弹性部件的与外筒部的工作轴方向两内侧面的抵接面由泡沫弹性体形成,则筒状弹性部件将对外筒部和内筒部发挥均匀的衰减特性。其结果,本发明的筒状弹性部件具有优异的衰减特性。
在所述筒状弹性部件中,优选与所述内筒部的抵接面整体由所述无泡沫弹性体形成。若采用该构成,由于容易集中变形的与内筒部的抵接面整体由无泡沫弹性体形成,就能更有效地防止筒状弹性部件发生龟裂。
在所述筒状弹性部件中,优选所述无泡沫弹性体与所述泡沫弹性体的抵接面相对于工作轴方向大致垂直地延伸。若采用该构成,无泡沫弹性体与泡沫弹性体的抵接面的变形均匀化,因此,就能特别有效地防止筒状弹性部件发生龟裂。
在所述筒状弹性部件中,优选所述无泡沫弹性体与所述泡沫弹性体自粘结。若采用该构成,由于无泡沫弹性体与泡沫弹性体之间不需要有粘结剂层,就不会发生以粘结剂层为起点的龟裂,且不会有由于粘结剂层所产生的衰减特性变差。其结果,尤其能很均衡地提高筒状弹性部件的衰减特性和耐久性。
在所述筒状弹性部件中,优选地,设从与所述外筒部的工作轴方向内侧面的抵接面到与所述内筒部的抵接面的工作轴方向的高度为H,并设从与所述外筒部的工作轴方向内侧面的抵接面到所述无泡沫弹性体与所述泡沫弹性体的抵接面的工作轴方向的高度为H1时,0.4H≤H1≤0.9H。若采用该构成,能很平衡地均衡地提高筒状弹性部件的衰减特性与耐久性。
另外,本发明的减压盖具备筒状弹性部件,所述筒状弹性部件将以工作轴为轴心安装于所述工作轴上的内筒部和在所述内筒部外侧以围绕所述内筒部的方式在同轴上具有间隔地配置的外筒部连接、并具有无泡沫弹性体和泡沫弹性体,其特征在于,所述筒状弹性部件的与所述内筒部的抵接面中至少与述内筒部的外周侧端部的抵接面由所述无泡沫弹性体形成,所述筒状弹性部件的与所述外筒部的抵接面中至少与所述外筒部的工作轴方向两内侧面的抵接面由所述泡沫弹性体形成。
本发明的减压盖的内筒部和外筒部通过具有无泡沫弹性体和泡沫弹性体的筒状弹性部件连接。如上所述,由于该筒状弹性部件具有优异的衰减特性且耐久性优异,因此,具备该筒状弹性部件的减压盖也具有优异的衰减特性且耐久性优异。
在所述减压盖中,优选与所述内筒部的抵接面整体由所述无泡沫弹性体形成。另外,优选所述无泡沫弹性体与所述泡沫弹性体的抵接面相对于工作轴方向大致垂直地延伸。另外,优选所述无泡沫弹性体与所述泡沫弹性体自粘结。进而,优选地,设从与所述外筒部的工作轴方向内侧面的抵接面到与所述内筒部的抵接面的工作轴方向的高度为H,并设从与所述外筒部的工作轴方向内侧面的抵接面到所述无泡沫弹性体与所述泡沫弹性体的抵接面的工作轴方向的高度为H1时,0.4H≤H1≤0.9H。若采用这些构成,减压盖的衰减特性与耐久性特别优异。
另外,本发明的减压盖的制造方法,是具备筒状弹性部件的减压盖的制造方法,该筒状弹性部件是将以工作轴为轴心安装于所述工作轴上的内筒部和在所述内筒部外侧以围绕所述内筒部的方式在同轴上具有间隔地配置的外筒部连接、并具有无泡沫弹性体和泡沫弹性体的部件,其特征在于,具有如下工序:至少在与所述内筒部的外周侧端部的抵接面上形成所述无泡沫弹性体的第1工序,以及至少在与所述外筒部的工作轴方向两内侧面的抵接面上形成所述泡沫弹性体的第2工序。若采用该制造方法,就能有效地制造具有优异的衰减特性且耐久性优异的减压盖。
在所述减压盖的制造方法中,优选地,所述第2工序是在形成所述无泡沫弹性体后使所述泡沫弹性体与所述无泡沫弹性体自粘结的同时形成所述泡沫弹性体的工序。若采用该构成,无泡沫弹性体与泡沫弹性体粘结时,不需要形成粘结剂层,因此,就可以制造能防止由于粘结剂层所引起的衰减性与耐久性变差的减压盖。另外,由于能省略形成粘结剂层的工序,因此可以提高减压盖的生产率。
附图说明
图1是表示本发明的减压盖的剖面图的一个实例。
图2是表示本发明的筒状弹性部件的立体剖面图的一个实例。
图3是表示防振装置所具备的现有的筒状弹性部件中容易发生龟裂的位置的剖面图的一个实例。
附图标记说明
1:工作轴
2:内筒部
3:外筒部
4:筒状弹性部件
4a:泡沫弹性体
4b:无泡沫弹性体
具体实施方式
以下,对本发明的实施方案进行说明。图1是表示本发明的减压盖的剖面图的一个实例,图2是表示本发明的筒状弹性部件的立体剖面图的一个实例。
如图1所示,本发明的筒状弹性部件4是用于将以工作轴1为轴心安装于工作轴1的内筒部2和在内筒部2外侧以围绕内筒部2的方式在同轴上具有间隔地配置的外筒部3连接的部件。本实施方案的筒状弹性部件4通过从工作轴方向两侧夹持内筒部2的同时与外筒部3的内周面及工作轴方向两内侧面进行内接来连接内筒部2和外筒部3。
本发明的筒状弹性部件4具有无泡沫弹性体4b和泡沫弹性体4a,在与内筒部2的抵接面中至少与内筒部2的外周侧端部的抵接面由无泡沫弹性体4b形成,在与外筒部3的抵接面中至少与外筒部3的工作轴方向两内侧面的抵接面由泡沫弹性体4a形成。如图1和图2所示,在本实施方案的筒状弹性部件4中,与内筒部2的抵接面整体由无泡沫弹性体4b形成。若采用该构成,容易集中变形的与内筒部2的抵接面整体由无泡沫弹性体4b形成,因此,能更有效地防止筒状弹性部件4发生龟裂。
另外,如图1和图2所示,本实施方案的筒状弹性部件4以无泡沫弹性体4b与泡沫弹性体4a的抵接面相对于工作轴方向大致垂直地延伸的方式构成,无泡沫弹性体4b与泡沫弹性体4a自粘结。若采用该构成,由于无泡沫弹性体4b与泡沫弹性体4a的抵接面的变形均匀化,就能特别有效地防止筒状弹性部件4产生龟裂,并能消除设置粘结剂层时的不良影响。
在本实施方案的筒状弹性部件4中,设从与外筒部3的工作轴方向内侧面的抵接面到与内筒部2的抵接面的工作轴方向的高度为H,并设从与外筒部3的工作轴方向内侧面的抵接面到无泡沫弹性体4b与泡沫弹性体4a的抵接面的工作轴方向的高度为H1时,以0.4H≤H1≤0.9H的方式构成。若采用该构成,能更进一步均衡地提高筒状弹性部件4的衰减特性和耐久性。
作为本发明的筒状弹性部件4的构成材料之一的泡沫弹性体4a只要是具有一定程度的独立气泡的泡沫弹性体4a就可以,具体地,例如列举独立气泡率为70-98%的泡沫弹性体4a。另外,作为泡沫弹性体4a的比重,例举0.40-0.8。构成泡沫弹性体4a的材料并无特别限定,但为使其成为在达到轻量化的同时提高了耐久性和衰减特性的泡沫弹性体4a,优选以热塑性聚氨酯为原料得到的泡沫弹性体4a。以下对以热塑性聚氨酯为原料得到的泡沫弹性体4a进行说明。
以热塑性聚氨酯为原料得到的泡沫弹性体4a可以用公知的方法制造。但是,在本发明中,优选使用如下方法制造泡沫弹性体4a,即:将在熔融状态的热塑性聚氨酯组合物中混合超临界状态的非反应性气体而得到的非反应性气体溶解热塑性聚氨酯组合物注射成型的方法。利用该方法制造的泡沫弹性体4a(超临界泡沫弹性体)发泡状态均匀且具有高独立气泡率,因此具有优异的衰减特性且耐久性优异。
作为所述热塑性聚氨酯组合物,只要是包含热塑性聚氨酯作为主要成分的物质,则并无特别限定。但是,在本发明中,优选热塑性聚氨酯组合物是含有以聚醚类多元醇、聚内酯类多元醇和聚碳酸酯类多元醇中至少一种多元醇以及聚异氰酸酯为必须成分合成的热塑性聚氨酯、和以聚醚类多元醇和聚异氰酸酯为必须成分合成的以异氰酸酯为末端的预聚物的物质。在以含有热塑性聚氨酯和发挥交联剂作用的以异氰酸酯为末端的预聚物的热塑性聚氨酯组合物为原料得到的超临界泡沫弹性体中,会发现三维交联结构。其结果,该超临界泡沫弹性体耐弹力减弱性优异。另外,在使用的热塑性聚氨酯是以聚醚类多元醇、聚内酯类多元醇和聚碳酸酯类多元醇中的至少一种多元醇以及聚异氰酸酯为必须成分合成的、以异氰酸酯为末端的预聚物是以聚醚类多元醇和聚异氰酸酯为必须成分合成的情况下,以含有这些物质的热塑性聚氨酯组合物为原料得到的超临界泡沫弹性体耐水解性优异。结果,具有超临界泡沫弹性体的筒状弹性部件4耐久性优异。
作为所述聚醚类多元醇,可以列举聚丙二醇、聚丁二醇、聚己二醇等。作为聚内酯类多元醇,可以列举聚己内酯二醇、聚丙内酯二醇、聚戊内酯二醇等。作为聚碳酸酯类多元醇,可以列举乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇、壬二醇等多价醇、和碳酸二亚乙酯(diethylene carbonate)、碳酸二亚丙酯(dipropylene carbonate)等通过脱醇反应所得的多元醇。这些聚醚类多元醇、聚内酯类多元醇或聚碳酸酯类多元醇可以单独使用或两种以上的多元醇混合使用。
作为所述聚异氰酸酯,可以列举二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二甲基二苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、二异氰酸二甲苯酯、异佛尔酮二异氰酸酯等。这些聚异氰酸酯可以单独使用或两种聚异氰酸酯以上混合使用。
热塑性聚氨酯也可以是由除所述必须成分外还含有其他的多元醇、增链剂等作为任意成分的组合物合成的物质。不过,为提高超临界泡沫弹性体的耐水解性,优选其为由不含己二酸酯类多元醇的组合物合成的物质。
作为增链剂,使用两末端有活性氢的2官能增链剂。具体地,可以列举乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,6-己二醇、3-甲烷基1,5-戊二醇、新戊二醇、甲基辛二醇、1,9-壬二醇等脂肪族二醇类;1,4-环己二醇等脂环族二醇类;1,4-二(β-羟基乙氧基)苯、对苯二酚、间苯二酚、氯代对苯二酚、溴代苯对二酚、甲基对苯二酚、苯基对苯二酚、甲氧基对苯二酚、苯氧基对苯二酚、4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基二苯醚、4,4’-二羟基二苯基硫醚、4,4’-二羟基二苯砜、4,4’-二羟基二苯甲酮、4,4’-二羟基二苯基甲烷、双酚A、1,1-二(4-羟苯基)环己烷、1,2-二(4-羟基苯氧基)乙烷、1,4-二羟基萘、2,6-二羟基萘等芳香族二醇等。这些增链剂可以单独使用或两种以上增链剂混合使用。
作为以异氰酸酯为末端的预聚物,可以列举以聚醚类多元醇和聚异氰酸酯为必须成分合成的物质。作为聚醚类多元醇和聚异氰酸酯,可以使用与上述物质相同的物质。此处,以异氰酸酯为末端的预聚物的分子量优选数均分子量为3000以下,更优选2000以下。如果数均分子量超过3000,则超临界泡沫弹性体的耐弹力减弱性可能变差。另一方面,虽然以异氰酸酯为末端的预聚物的数均分子量下限并无特别限定,但优选地,常温下固体状态程度的数均分子量具体在550以上。
热塑性聚氨酯组合物除了所述热塑性聚氨酯和以异氰酸酯为末端的预聚物之外,根据需要还可以含有如下物质作为任意成分:除聚氨酯以外的其他的热塑性树脂、增塑剂、分散剂、相溶化剂、交联剂、交联助剂、操作油、颜料、防氧化剂、补强材料、着色剂、防水解剂、控泡剂等。
作为热塑性树脂,可以列举聚苯乙烯、丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丁烯、聚碳酸酯、聚缩醛、聚苯硫醚、聚苯醚、聚苯醚、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮等。将热塑性树脂与热塑性聚氨酯一起使用时,为很好地维持聚氨酯的特性,相对于热塑性聚氨酯100重量份,热塑性树脂的含量优选20重量份以下,更优选10重量份以下。
接着,对作为本发明的筒状弹性部件4的构成材料之一的无泡沫弹性体4b进行说明。作为构成无泡沫弹性体4b的材料,只要是能注射成型的材料就无特别限定,例如,可以列举橡胶、热塑性聚氨酯、或各种热塑性树脂。其中,如上所述,作为泡沫弹性体4a,使用以热塑性聚氨酯组合物为原料得到的超临界泡沫弹性体时,优选使用无泡沫弹性体4b作为热塑性聚氨酯。此时,由于无泡沫弹性体4b和超临界泡沫弹性体由相同的聚氨酯类材料构成,因此,特别是有粘合性提高的倾向。此外,作为无泡沫弹性体4b的比重例示0.9-1.2。
由于本发明的筒状弹性部件4具有优异的衰减特性且耐久性优异,因此作为减压盖、上支架、和弹跳限位器等防振装置用弹性部件特别有用。
接着对具备本发明的筒状弹性部件4的减压盖进行说明。
如图1所示,本发明的减压盖具备以工作轴1为轴心安装于工作轴1上的内筒部2、在内筒部2的外侧以围绕内筒部2的方式在同轴上具有间隔而配置的外筒部3以及所述筒状弹性部件4。如上所述,由于本发明的筒状弹性部件4具有优异的衰减特性且耐久性优异,因此具备该筒状弹性部件的减压盖也同样具有优异的衰减特性且耐久性优异。以下对本发明的减压盖的制造方法进行说明。
首先,将安装于工作轴1上的内筒部2和外筒部3具有间隔地配置在同轴上,该外筒部3在内筒部2外侧以围绕内筒部2的方式设置。接着,在与内筒部2的外周侧端部的抵接面上形成无泡沫弹性体4b(第1工序)。优选地,在第1工序中,在与内筒部2的抵接面整体上形成无泡沫弹性体4b。作为无泡沫弹性体4b的形成方法,并无特别限定,但优选通过将无泡沫弹性体4b的原料组合物注射成型来形成的方法。接着,在与外筒部3的工作轴方向两内侧面的抵接面上形成泡沫弹性体4a(第2工序)。优选地,在第2工序中,形成无泡沫弹性体4b后,使得与无泡沫弹性体4b进行自粘结的同时形成泡沫弹性体4a。为使无泡沫弹性体4b和泡沫弹性体4a更可靠地自粘结,优选地,泡沫弹性体4a通过将其原料组合物注射成型来形成,设无泡沫弹性体4b的软化点为T1、注射成型时的泡沫弹性体4a的树脂温度为T2时,T2-T1≥50(℃)。作为本发明中使用的无泡沫弹性体4b,例如可以列举软化点T1为50-110℃的无泡沫弹性体。
作为泡沫弹性体4a的形成方法,并无特别限定,但与无泡沫弹性体4b的形成方法同样地,优选通过将泡沫弹性体4a的原料组合物注射成型来形成的方法,特别优选将在熔融状态的热塑性聚氨酯组合物中混合超临界状态的非反应性气体所得到的非反应性气体溶解热塑性聚氨酯组合物注射成型的方法。利用该方法制造的超临界泡沫弹性体的泡沫状态均匀且具有高独泡率,因此具有优异的衰减特性且耐久性优异。以下对形成该超临界泡沫弹性体的方法进行说明。
在超临界泡沫弹性体的形成工序中包括:熔融工序,通过加热热塑性聚氨酯组合物来使其呈熔融状态;溶解工序,在熔融状态的热塑性聚氨酯组合物中混合超临界状态的非反应性气体,使其成为非反应性气体溶解热塑性聚氨酯组合物;以及注射成型工序,将非反应性气体溶解热塑性聚氨酯组合物注射成型。
(熔融工序)
首先,在熔融工序中,通过加热热塑性聚氨酯组合物使其呈熔融状态。具体地,将热塑性聚氨酯组合物用漏斗等送入注射成型机的树脂熔融筒内,通过在热塑性聚氨酯组合物的熔点或塑化温度以上的温度、具体为160-240℃的温度加热来使其呈熔融状态。
(溶解工序)
接着,在溶解工序中,在熔融状态的热塑性聚氨酯组合物中混合超临界状态的非反应性气体,使其成为非反应性气体溶解热塑性聚氨酯组合物。具体地,在注射成型机的树脂熔融筒内保持熔融状态的热塑性聚氨酯组合物中混合超临界状态的氮气、二氧化碳气体等非反应性气体并使其成为非反应性气体溶解热塑性聚氨酯组合物。例如,将超临界状态的非反应性气体从储藏液化(或气化)状态的非反应性气体的储气瓶注入定量泵中,在该定量泵内使其升压,并与在注射成型机的树脂熔融筒内保持熔融状态的热塑性聚氨酯组合物混合。此时,如果存在于树脂熔融筒内的非反应性气体为超临界状态,则相对于熔融状态的热塑性聚氨酯组合物的溶解扩散效果大幅提高,将在短时间内渗透于熔融状态的热塑性聚氨酯树脂组合物中。在溶解工序中,为使非反应性气体溶解热塑性聚氨酯组合物的温度在160-240℃范围内,注射成型机的树脂熔融筒内的设定温度优选165-245℃。
在溶解工序中,相对于热塑性聚氨酯组合物的非反应性气体的混合量优选0.01-5重量%,更优选0.05-3重量%。若采用该制造方法,可得到具有期望比重的超临界泡沫弹性体,具体为比重为0.40-0.8的超临界泡沫弹性体。
(注射成型工序)
接着,在注射成型工序中,将非反应性气体溶解热塑性聚氨酯组合物在与外筒部3的工作轴方向两内侧面的抵接面上注射成型。具体地,将存在于注射成型机的树脂熔融筒内的非反应性气体溶解热塑性聚氨酯组合物例如送入具备柱塞的注射装置,并在该注射装置中计量后注射成型。
在本实施方案的减压盖的制造方法中,如图1所示,以无泡沫弹性体4b与泡沫弹性体4a的抵接面相对于工作轴方向大致垂直地延伸的方式制作筒状弹性部件4。由此,能有效防止筒状弹性部件4发生龟裂,能制造耐久性优异的减压盖。
(实施例)
以下对具体显示本发明的构成与效果的实施例等进行说明。此外,对具有泡沫弹性体4a和无泡沫弹性体4b的筒状弹性部件4的各物性的评价以如下方式进行。
(1)独立气泡率
将泡沫弹性体4a以不含表皮层的方式切出20×20×25mm的样本形状,并使用空气比较式比重计930型(ベツクマン社制)来测定。独立气泡率是基于测定得到的计算值和样本容积值用以下式子算出。(独立气泡率(%))=100×(计算值)/(样本容积值)
(2)比重
将泡沫弹性体4a和无泡沫弹性体4b以不含表皮层的方式切出直径30mm×厚度12.5mm的圆柱形状,使用Sartorius-LA230S来测定。
(3)耐久性(静态弹簧常数Ks(N/mm)的变化率变为25%时的振动次数和龟裂发生部的龟裂深度)
将图2所示的筒状弹性部件4(Htotal=36mm、H=14mm、外径R1=55mm、内径R2=33mm))事先制作成在工作轴方向(图2中上下方向)上半等分形状的样本,并将具有该半等分形状的两个样本在工作轴方向上重叠,由此制作了图2所示的筒状弹性部件4。将该筒状弹性部件4以夹持与图1所示的减压盖结构相同的加振装置的内筒部2的方式设置在外筒部3内。其后,测定以负荷±4900N、加振频率2Hz施加任意次(n次)振动时的静态弹簧常数。此处,用以下式子计算了静态弹簧常数的变化率。
(静态弹簧常数的变化率(%))
=100×((n次振动后的静态弹簧常数)-(振动前的静态弹簧常数))/(振动前的静态弹簧常数)
用求出的静态弹簧常数的变化率变为25%时的振动次数和静态弹簧常数的变化率变为25%时龟裂发生部发生的龟裂深度(mm)来评价筒状弹性部件4的耐久性。该振动次数越多或龟裂发生部的龟裂深度越小,表示筒状弹性部件4的耐久性越优异。
(4)衰减特性(损耗因数/动/静态模量比)
衰减特性的评价是用损耗因数(tanδ)除以动/静态模量比(100Hz时的动态弹簧常数Kd(N/mm)/静态弹簧常数Ks(N/mm))的值来评价的。该值越大,表示筒状弹性部件4的衰减特性越优异。此处,评价衰减特性时使用的静态弹簧常数Ks(N/mm)和动态弹簧常数Kd(N/mm)以及损耗因数用以下方法测定。
(i)静态弹簧常数Ks(N/mm)
在常温下,从施加规定负荷的状态,根据JIS K6385在静态特性试验的两方向负荷方式下以位移速度10mm/分负载±4900N范围的挠曲力3次并测定第3次负载过程中的负荷-挠曲力的关系,用该关系并用JIS K6385中记载的计算方法来计算静态弹簧常数。
(ii)动态弹簧常数Kd(N/mm)
在常温下,从施加规定负荷的状态,根据JIS K6385在动态性质测定实验的非共振方式下,以频率100Hz、振幅±0.05mm施加挠曲力,并测定负荷-挠曲力的关系,用该关系并用JIS K6385中记载的计算方法来计算动态弹簧常数。
(iii)损耗因数(tanδ)
在常温下,从施加规定负荷的状态,根据JIS K6385在动态性质测定实验的非共振方式下,以频率15Hz、振幅±2.0mm施加挠曲力,并测定负荷-挠曲力的关系,用该关系并用JIS K6385中记载的计算方法来计算损耗因数。
实施例1
将图2所示的筒状弹性部件4在工作轴方向(图2中的上下方向)上半等分形状的模型内由无泡沫弹性体4b形成与内筒部2的抵接面整体。该无泡沫弹性体4b是将由含有聚丁二醇、1,4-二(β-羟基乙氧基)苯基和二苯基甲烷二异氰酸酯的组合物合成的热塑性聚氨酯(“ESTANE-58881”、Lubrizol社制)在90℃下干燥5小时后,用普通的注射成型方法使H2=2.5mm而形成的。
接着,将由含有聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯的组合物合成的热塑性聚氨酯(“PH-2285”、大日精化社制)100重量份和由含有聚丁二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯的组合物合成的以异氰酸酯为末端的预聚物(“クロスネ一トEM30”(数均分子量1800)、大日精化工业社制)5重量份从MuCell型注射成型机(日本制钢所社制)的漏斗送入树脂熔融筒内熔融,进而向树脂熔融筒内送入超临界状态的氮气使其相对于热塑性聚氨酯组合物为0.1重量%并混合后,将图2所示的筒状弹性部件4在工作轴方向(图2中的上下方向)上半等分形状的模型内进行注射成型,由此制作了在无泡沫弹性体4b上泡沫弹性体4a(超临界泡沫弹性体)自粘结、且无泡沫弹性体4b与泡沫弹性体4a的抵接面相对于工作轴方向大致垂直地延伸的筒状弹性部件4(H1=12mm、H1=0.828H)。将使用该筒状弹性部件4进行所述特性评价的结果表示在表1中。
实施例2
在实施例1中,使用由含有聚丁二醇、1,4-丁二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯的组合物合成的热塑性聚氨酯(“E380-MNAT”、日本聚氨酯工业社制)形成无泡沫弹性体4b,除此以外,用与实施例1同样的方法制作了筒状弹性部件4。将使用该筒状弹性部件4进行所述特性评价的结果表示在表1中。
比较例1
仅用由含有聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯的组合物合成的热塑性聚氨酯(“PH-2285”、大日精化社制)100重量份和由含有聚丁二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯的组合物合成的以异氰酸酯为末端的预聚物(“クロスネ一トEM30”(数均分子量1800)、大日精化工业社制)5重量份构成的泡沫弹性体4a(超临界泡沫弹性体)制作了与实施例1形状相同的筒状弹性部件4。将使用该筒状弹性部件4进行所述特性评价的结果表示在表1中。
比较例2
仅用由含有聚丁二醇、1,4-丁二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯的组合物合成的热塑性聚氨酯(“E380-MNAT”、日本聚氨酯工业社制)100重量份和由含有聚丁二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯的组合物合成的以异氰酸酯为末端的预聚物(“クロスネ一トEM30”(数均分子量1800)、大日精化工业社制)10重量份构成的泡沫弹性体4a(超临界泡沫弹性体)制作了与实施例1形状相同的筒状弹性部件4。将使用该筒状弹性部件4进行所述特性评价的结果表示在表1中。
比较例3
在实施例1中,以H2=1.0mm的方式形成无泡沫弹性体4b并以H1=13.5mm的方式形成泡沫弹性体4a(超临界泡沫弹性体),除此之外,用与实施例1同样的方法制作了筒状弹性部件4(H1=0.931H)。将使用该筒状弹性部件4进行所述特性评价的结果表示在表1中。
比较例4
在实施例1中,以H2=10.0mm的方式形成无泡沫弹性体4b并以H1=4.5mm的方式形成泡沫弹性体4a(超临界泡沫弹性体),除此之外,用与实施例1同样的方法制作了筒状弹性部件4(H1=0.310H)。将使用该筒状弹性部件4进行所述特性评价的结果表示在表1中。
(表1)
由表1的结果可知,实施例1和实施例2的筒状弹性部件4,即使反复进行100万次以上的振动也不会发生龟裂且耐久性优异,并且衰减特性优异。另外,可知,具备实施例1和实施例2的筒状弹性部件4的减压盖也同样具有优异的耐久性和衰减特性。
另一方面,可知,关于比较例1和比较例2的筒状弹性部件4,由于泡沫弹性体4a与内筒部2的外周侧端部抵接,因此10万次以下的振动次数就发生龟裂且耐久性变差。此外,关于衰减特性,比较例1和比较例2的筒状弹性部件4与实施例1和实施例2的筒状弹性部件4相比也变差了。
另外,可知,关于比较例3的筒状弹性部件4,由于与内筒部2的抵接面中无泡沫弹性体4b在工作轴方向上的厚度薄,因此15万次左右的振动次数就发生龟裂且耐久性变差。此外,关于衰减特性,比较例3的筒状弹性部件4与实施例1和实施例2的筒状弹性部件4相比也变差了。
另外,关于比较例4的筒状弹性部件4,由于泡沫弹性体4a的工作轴方向的厚度薄,因此,与实施例1和实施例2的筒状弹性部件4相比,衰减特性变得尤其差。
Claims (12)
1.一种筒状弹性部件,其将以工作轴为轴心安装于所述工作轴上的内筒部和在所述内筒部外侧以围绕所述内筒部的方式在同轴上具有间隔地配置的外筒部连接、并具有无泡沫弹性体和泡沫弹性体,其特征在于,
与所述内筒部的抵接面中至少与所述内筒部的外周侧端部的抵接面由所述无泡沫弹性体形成,
与所述外筒部的抵接面中至少与所述外筒部的工作轴方向两内侧面的抵接面由所述泡沫弹性体形成。
2.权利要求1所述的筒状弹性部件,其中与所述内筒部的抵接面整体由所述无泡沫弹性体形成。
3.权利要求2所述的筒状弹性部件,其中所述无泡沫弹性体与所述泡沫弹性体的抵接面相对于工作轴方向大致垂直地延伸。
4.权利要求1所述的筒状弹性部件,其中所述无泡沫弹性体与所述泡沫弹性体自粘结。
5.权利要求1所述的筒状弹性部件,其中设从与所述外筒部的工作轴方向内侧面的抵接面到与所述内筒部的抵接面的工作轴方向的高度为H,并设从与所述外筒部的工作轴方向内侧面的抵接面到所述无泡沫弹性体与所述泡沫弹性体的抵接面的工作轴方向的高度为H1时,0.4H≤H1≤0.9H。
6.一种减压盖,其具备将以工作轴为轴心安装于所述工作轴上的内筒部和在所述内筒部外侧以围绕所述内筒部的方式在同轴上具有间隔地配置的外筒部连接、并具有无泡沫弹性体和泡沫弹性体的筒状弹性部件,其特征在于,
所述筒状弹性部件的与所述内筒部的抵接面中至少与所述内筒部的外周侧端部的抵接面由所述无泡沫弹性体形成,所述筒状弹性部件的与所述外筒部的抵接面中至少与所述外筒部的工作轴方向两内侧面的抵接面由所述泡沫弹性体形成。
7.权利要求6所述的减压盖,其中与所述内筒部的抵接面整体由所述无泡沫弹性体形成。
8.权利要求7所述的减压盖,其中所述无泡沫弹性体与所述泡沫弹性体的抵接面相对于工作轴方向大致垂直地延伸。
9.权利要求6所述的减压盖,其中所述无泡沫弹性体与所述泡沫弹性体自粘结。
10.权利要求6所述的减压盖,其中设从与所述外筒部的工作轴方向内侧面的抵接面到与所述内筒部的抵接面的工作轴方向的高度为H,并设从与所述外筒部的工作轴方向内侧面的抵接面到所述无泡沫弹性体与所述泡沫弹性体的抵接面的工作轴方向的高度为H1时,0.4H≤H1≤0.9H。
11.一种减压盖的制造方法,是具备筒状弹性部件的减压盖的制造方法,该筒状弹性部件是将以工作轴为轴心安装于所述工作轴上的内筒部和在所述内筒部外侧以围绕所述内筒部的方式在同轴上具有间隔地配置的外筒部连接、并具有无泡沫弹性体和泡沫弹性体的部件,其特征在于,具有如下工序:
至少在与所述内筒部的外周侧端部的抵接面上形成所述无泡沫弹性体的第1工序;和
至少在与所述外筒部的工作轴方向两内侧面的抵接面上形成所述泡沫弹性体的第2工序。
12.权利要求11所述的减压盖的制造方法,其中所述第2工序是在形成所述无泡沫弹性体后使所述泡沫弹性体与所述无泡沫弹性体自粘结的同时形成所述泡沫弹性体的工序。
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