CN103453067A - 密封有粘性流体的阻尼器以及抗振性组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种密封有粘性流体的阻尼器以及用于该密封有粘性流体的阻尼器中的抗振性组合物。所述密封有粘性流体的阻尼器是将内部密封有粘性流体即抗振性组合物的密闭容器固定在支持体与被支持体之间，通过抗振性组合物的粘性阻力将支持体与被支持体之间传输的振动进行衰减的密封有粘性流体的阻尼器，其即使在高温下使用，或者即使在较长的一段时间内重复振动的环境中使用，抗振特性也无变化。所述粘性流体是将从平均分子量为50×104～600×104、且平均粒径为10μm～200μm、优选为10μm～160μm的聚乙烯或者尼龙中选出的至少一种耐热性树脂颗粒与防松弛剂分散于粘性液体中而得的粘性流体。
Description
技术领域
本发明涉及在包含车载用、民用在内的音响设备、视频设备、信息设备、各种精密设备、冰箱等家电制品等中使用的抗振技术，更具体地说，涉及对支持体与被支持体之间传输的振动进行衰减的密封有粘性流体的阻尼器，以及能够在该密封有粘性流体的阻尼器中密封的、且通过该流体的粘性阻力而对所传输的振动进行衰减的抗振性组合物。
背景技术
盘片设备是在使盘片高速旋转的同时，通过光学拾取器或磁头等非接触式读取装置，从盘片中再现记录数据的设备。此时，由于盘片或非接触式读取装置的动作，会发生内乱振动。另外，如果是车载用或便携式的盘片设备时，会伴随着行驶或携带而发生外乱振动或冲击。这种内乱振动或外乱振动、冲击作用于机构支架时，会发生无法以软件方法来校正的再现错误。还有，为了防止此再现错误的发生，在机构支架与再现装置的机壳之间组装密封有粘性流体的阻尼器来衰减振动。这种密封有粘性流体的阻尼器例如在日本特开2007－154185号公报（专利文献1）等中已被记载。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007－154185号公报
发明内容
发明要解决的问题
在该密封有粘性流体的阻尼器中密封的粘性流体，通过使二氧化硅粉末等固体颗粒（填料）分散于硅胶等粘性液体中，来形成粘稠的抗振性组合物。但是，由这种无机物形成的固体颗粒的比重比较高，因此相对于粘性液体的分散不充分，从而会在抗振性组合物之中沉降，抗振特性存在不稳定的情形。为此，针对抗振特性无变化的要求越来越高。
为此，本发明是对应于这种要求而提出的，本发明提供一种抗振特性稳定、且随着时间的推移难以变化的密封有粘性流体的阻尼器，以及在该密封有粘性流体的阻尼器中密封的抗振性组合物。
解决问题的方法
实现上述目的的密封有粘性流体的阻尼器以如下方式构成。
一种密封有粘性流体的阻尼器，该阻尼器是将内部密封有粘性流体即抗振性组合物的密闭容器固定在支持体与被支持体之间，通过抗振性组合物的粘性阻力而对支持体与被支持体之间传输的振动进行衰减的密封有粘性流体的阻尼器，其特征在于，抗振性组合物是将耐热性树脂颗粒分散于粘性液体中而得的粘性流体。
由于是将内部密封有粘性流体即抗振性组合物的密闭容器固定在支持体与被支持体之间的密封有粘性流体的阻尼器，因此能够通过抗振性组合物的粘性阻力而对支持体与被支持体之间传输的振动进行衰减。
并且，由于抗振性组合物是将耐热性树脂颗粒分散于粘性液体中而得的粘性流体，因此即使在高温下，或在较长的一段时间内重复振动的环境中使用的情况下，也难以引起颗粒的变形或分散状态的变化，能够获得稳定的振动衰减效果。
耐热性树脂颗粒的平均分子量可以为50×104～600×104。由于耐热性树脂颗粒的平均分子量为50×104～600×104，因此即使在高温下，或在较长的一段时间内重复振动的环境中，也难以引起粘性液体中的耐热性树脂颗粒的变形或分散状态的变化，能够获得稳定的振动衰减效果。
另外，耐热性树脂颗粒的平均粒径可以为10μm～200μm、优选为10μm～160μm。由于耐热性树脂颗粒的平均粒径为10μm～200μm、优选为10μm～160μm，因此容易分散到粘性液体中，且能够获得稳定的分散体。而且，能够使得到的粘性流体具有期望的粘度。
耐热性树脂颗粒可以是从聚乙烯或者尼龙中选出的至少一种树脂颗粒。由于耐热性树脂颗粒是选自聚乙烯或者尼龙，因此能够缩小与粘性液体之间的比重差。从而能够制得稳定的密封有粘性流体的阻尼器。
可以得到在粘性流体中进一步含有二氧化硅或者碳酸钙的密封有粘性流体的阻尼器。由于除了耐热性树脂颗粒以外还含有二氧化硅或者碳酸钙的无机颗粒，因此这些颗粒成为防松弛剂（粘度调节剂），能够制得更为稳定的密封有粘性流体的阻尼器。
耐热性树脂颗粒优选其熔点为130℃以上。当熔点为130℃以上时，即使粘性流体被搅拌而会有温度上升，耐热性树脂颗粒也能够稳定地分散到粘性液体中，从而难以引起随着时间的推移的抗振特性的变化。
并且，也提供能够用于上述密封有粘性流体的阻尼器的抗振性组合物。
抗振性组合物可以是作为将平均分子量为50×104～600×104的耐热性树脂颗粒分散于粘性液体中而得的粘性流体的抗振性组合物。由于是将平均分子量为50×104～600×104的耐热性树脂颗粒分散于粘性液体中而得的抗振性组合物，因此，即使在高温下，或在较长的一段时间内重复振动的环境中，也难以引起粘性液体中的耐热性树脂颗粒的变形或分散状态的变化，能够获得稳定的振动衰减效果。
另外，该抗振性组合物中的耐热性树脂颗粒的平均粒径可以为10μm～200μm、优选为10μm～160μm。由于耐热性树脂颗粒的平均粒径为10μm～200μm、优选为10μm～160μm，因此能够使耐热性树脂颗粒容易地分散到粘性液体中，且能够得到稳定的分散体。而且，能够使得到的粘性流体具有期望的粘度。
耐热性树脂颗粒可以是从聚乙烯或者尼龙中选出的至少一种树脂颗粒。由从聚乙烯或者尼龙中选出的耐热性树脂颗粒所形成的抗振性组合物能够使耐热性树脂颗粒与粘性液体的比重差变小，是稳定的抗振性组合物。
这种抗振性组合物，优选由粘性流体构成，并能够通过该流体的粘性阻力而对被传输的振动进行衰减，其中，粘性流体是将从平均分子量为50×104～600×104、且平均粒径为10μm～200μm、优选为10μm～160μm的聚乙烯或者尼龙中选出的至少一种耐热性树脂颗粒与防松弛剂分散于粘性液体中而得的粘性流体。如果是这样的抗振性组合物的话，可以使颗粒稳定地分散至粘性液体中，即使受到温度变化或振动，也难以随着时间的推移而引起变化。
另外，这种抗振性组合物可以由粘性流体构成，并能够通过该流体的粘性阻力而对被传输的振动进行衰减，其中，粘性流体是将从平均分子量为50×104～600×104、且平均粒径为10μm～200μm、优选为10μm～160μm的聚乙烯或者尼龙中选出的至少一种耐热性树脂颗粒分散于粘性液体中而得的粘性流体。如果是这种抗振性组合物，通过分散有颗粒的粘性液体，能够使抗振性得以发挥。
发明的效果
根据本发明的密封有粘性流体的阻尼器以及能够在该密封有粘性流体的阻尼器中密封的抗振性组合物，其抗振特性在受到振动的条件下的变化较少且比较稳定。并且也很难随着温度而变化，即使在经历了严苛的温度条件或振动条件后，也比较稳定，且随着时间的推移，其抗振性能的变化较少。
附图说明
图1为一实施形态的密封有粘性流体的阻尼器的剖视图。
符号说明
10 轴
11 密封有粘性流体的阻尼器
12 粘性流体（抗振性组合物）
13 周壁部
14 柔性膜部
15 搅拌筒部
16 机壳
18 密闭容器
具体实施方式
下面，进一步对密封有粘性流体的阻尼器11以及内置于该密封有粘性流体的阻尼器11内的粘性流体12即抗振性组合物进行详细说明，其中，密封有粘性流体的阻尼器11是在内置有机构支架的盘片设备中，对在机构支架（被支持体）、与保持机构支架的盘片设备的机壳（支持体）之间传输的振动进行衰减。
图1所示的密封有粘性流体的阻尼器11，通过由硬质树脂形成的圆筒形状的周壁部13、固定于其一端的由橡胶状弹性体形成的柔性膜部14、以及使轴10插入并保持该轴10的搅拌筒部15来形成容器主体，该容器主体与由硬质树脂形成的盖体16固定，从而形成为密闭容器18。另外，在该密闭容器18的内部，密封有起到振动衰减作用的抗振性组合物，即粘性流体12。
成为柔性膜部14及搅拌筒部15的橡胶状弹性体，是由合成橡胶或热塑性弹性体（TPE）形成。例如，可以采用：硅橡胶或聚氨酯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、乙烯丙烯橡胶等合成橡胶，或者苯乙烯系TPE、烯烃系TPE、聚氨酯系TPE、聚酯系TPE等热塑性弹性体。
周壁部13或盖体16可以使用硬质树脂或金属作为材料，但从易于成型及轻量化的角度来看，优选采用硬质树脂，特别优选能与上述橡胶状弹性体一体成型的热塑性树脂。如果以部件的尺寸精度、耐热性、机械强度、耐用性、可靠性等所需性能、以及轻量化或加工性为目的来考虑时，可以列举：聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚亚苯基氧化物树脂（ポリフェニレンオキシド樹脂）、聚苯硫醚树脂、聚氨酯树脂、聚苯醚树脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）、改性聚苯醚树脂、有机硅树脂、聚酮树脂、液晶聚合物等热塑性树脂，这些树脂可以单独使用，或者作为复合材料使用。另外，在这些热塑性树脂中添加粉末状或纤维状的金属、玻璃、填料等填充剂，可以提高尺寸精度及耐热性。
密封于密闭容器内的粘性流体12，用于在密闭容器内通过粘性流动而吸收振动能量，因此要求具有适当粘度、在密闭容器内的时间稳定性、以及耐热性等。为此，需采用使粘性液体、与不溶于该粘性液体的固体颗粒相混合而得的粘性流体12。
更具体地说，作为粘性液体可以采用：包含二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基氢化硅油、氟改性硅氧烷油等在内的硅油，聚α烯烃油，石蜡油，聚乙二醇油等各种矿物油、植物油、合成油，且适合采用粘度随温度变化小的、耐热性优异的硅油。
固体颗粒可以采用耐热性树脂颗粒，平均分子量优选为50×104～600×104，进一步优选为100×104～350×104。这是因为：如果平均分子量小于50×104，则熔体流动指数的值变大，耐热性变差。另外，如果平均分子量大于600×104，则冲击强度变弱，耐热性树脂颗粒的品质难以稳定，其结果是作为抗振性组合物的品质也容易变得不稳定。并且，当平均分子量处于100×104～350×104的范围内时，由于可确保在实际的使用环境温度内的耐热性，因此优选。
另外，其粒径优选为平均粒径为10μm～200μm，进一步优选为10μm～160μm。如果平均粒径小于10μm时，由于分散到粘性液体中比较困难，因此难以提升品质的稳定。另外，如果平均粒径大于200μm时，难以实现所定的粘性，振动衰减效果容易变得不充分。另外，如果平均粒径为10μm～160μm，则由于向粘性液体中的分散良好，容易得到所定的粘度，也难以随着时间的推移而引起变化。
耐热性树脂颗粒可以是聚乙烯、或者尼龙6、尼龙12、尼龙66等尼龙等等具有耐热性的热塑性树脂颗粒或热固性树脂颗粒。特别是，如果为聚乙烯或尼龙颗粒的话，由于比重也轻且容易分散，因此优选。
在聚乙烯或尼龙颗粒之中，优选使用聚乙烯颗粒。这是因为，通过与二氧化硅或碳酸钙粉末等进行混合，在其稳定性保持较高状态的同时，还能够容易进行粘度调整。
作为耐热性树脂颗粒的耐热性指标，可以设定其熔点在130℃以上。如果熔点低于130℃，则可能会由于粘性流体被搅拌时发生的热而导致耐热性树脂颗粒熔化。该熔点是按照ASTM D2117的标准进行测定。
上述所定的耐热性树脂颗粒在不逊于期望的分散性能的范围内，以使分散性能与单独的耐热性树脂颗粒的情况相比得到提高为目的、或以调整粘度为目的，还可以添加其他固体颗粒。例如可以列举：硅树脂粉末、碳酸钙粉末、聚甲基倍半硅氧烷粉末（ポリメチルシルセスキオキサン粉末）、湿式二氧化硅颗粒、干式二氧化硅颗粒、玻璃微珠、玻璃微球、结晶性硅酸钾的Zonolite（結晶性ケイ酸カリウムのゾノライト）、碱性硫酸镁、硅酸铝高岭土等无机类微粉末或对这些颗粒施以表面处理后的物质，它们可以分别单独使用，或者组合后根据需要来混合使用。
在这种固体颗粒中，优选添加相对于上述所定的耐热性树脂颗粒能够发挥防松弛剂（粘度调节剂）功能的二氧化硅或碳酸钙粉末。
粘性液体与固体颗粒的混合比，按重量比大致为30：70～70：30，优选60：40～40：60，更优选55：45～45：55。另外，相对于上述所定的耐热性树脂颗粒的除此以外的固体颗粒的比率按重量%为0%～20%。
另外，固体颗粒优选为粒状，不太优选为扁平状或棒状。这是因为，形成为粒状的固体颗粒在粘性液体中较为稳定，也难以随着时间的推移而引起变化。另外，尽可能优选孔洞少的非多孔质的固体颗粒。这是因为，多孔质体的情形下，由于粘性液体向固体颗粒中的吸附变多，随着时间的推移吸附量容易发生变化，因此难以获得稳定的性质。
由这些材料形成的密封有粘性流体的阻尼器11，可以通过硬质树脂材与软质弹性体的双色成型等成形方法来形成。例如：对上述所定的由橡胶状弹性体形成的搅拌筒部15、柔性膜部14、以及由硬质树脂形成的周壁部13通过双色成型、插入成型等变成一体来形成为容器主体后，填充粘性流体12，再将容器主体与盖体16加以固定，来密封粘性流体12。由于周壁部13与盖体16均由硬质树脂形成，因此容器主体与盖体16的固定优选进行超声波熔合。
实施例
制造了图1所示的密闭容器18的直径为15mm、高为10mm的密封有粘性流体的阻尼器。周壁部13、盖体16采用聚丙烯树脂，柔性膜部14、搅拌筒部15采用苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（以下简称「SEBS」）。另外，作为密封于密闭容器18内的粘性流体12，采用混合了以下所示的粘性液体与固体颗粒的抗振性组合物。并且，将密封有抗振性组合物存在差异的粘性流体的阻尼器作为试样1～试样8。
试样1采用了在100重量份的粘性液体中混合有60重量份的固体颗粒，进一步添加有5重量份的防松弛剂，并充分混合而得的粘性流体。将25℃下的粘度约为20000mPa·s、比重为0.974的硅油作为所述粘性液体，将平均分子量为200×104、平均粒径约为30μm、比重为0.94、熔点为136℃的高密度高分子量聚乙烯颗粒作为所述固体颗粒，将二氧化硅作为所述防松弛剂。
试样2除了使用平均分子量为50×104、平均粒径约为110μm、熔点为130℃的高分子量聚乙烯颗粒来代替试样1的固体颗粒以外，采用了与试样1相同的方法来混合而得的粘性流体。
试样3除了使用平均分子量为200×104、平均粒径约为110μm、熔点为130℃的高分子量聚乙烯颗粒来代替试样1的固体颗粒以外，采用了与试样1相同的方法来混合而得的粘性流体。
试样4除了使用平均分子量为350×104、平均粒径约为150μm、熔点为130℃的高分子量聚乙烯颗粒来代替试样1的固体颗粒以外，采用了与试样1相同的方法来混合而得的粘性流体。
试样5除了使用平均分子量为570×104、平均粒径约为160μm、熔点为130℃的高分子量聚乙烯颗粒来代替试样1的固体颗粒以外，采用了与试样1相同的方法来混合而得的粘性流体。
试样6除了使用平均分子量为20000、平均粒径约为55μm、熔点为185℃的尼龙12颗粒来代替试样1的固体颗粒以外，采用了与试样1相同的方法来混合而得的粘性流体。
试样7除了使用平均分子量为2×104、平均粒径约为15μm～25μm、熔点为105℃的低密度聚乙烯颗粒来代替试样1的固体颗粒以外，采用了与试样1相同的方法来混合而得的粘性流体。
并且，对于这些试样进行了以下所示的振动特性试验。
试样8除了不添加试样1中的防松弛剂以外，采用了与试样1相同的方法来得到的粘性流体。
并且，对于这些试样进行了以下所示的振动特性试验。
振动特性试验：在将重量209g的被支持体由三个密封有粘性流体的阻尼器来支持的方式加以组合的振动试验装置中，安装上密封有前述抗振性组合物的试样1～试样7的任意之一的密封有粘性流体的阻尼器，将该振动试验装置固定于振动台。并且，在使温度在常温（23℃）→高温（110℃）→常温（23℃）进行变化的温度条件下，以恒定加速度9.8m/s2（1G）、频率7Hz～200Hz的范围，在上下方向（Z方向）进行振动，求出共振频率fo（Hz）。相对于共振频率fo（Hz）下的机壳加速度a1，测定被支持体的加速度a2，按20Log（a2/a1）的关系式来换算，求得共振倍率Q（dB）。该结果示于下面的表1。
表1
在试样1～试样6、试样8中，无论是共振倍率Q还是共振频率fo几乎没有变化，是稳定的，可知抗振性能的变化几乎没有。相反在试样7中，无论是共振倍率Q还是共振频率fo均有较大变化，可知随着时间的推移，抗振性能发生变化。
此外，上述实施形态只是本发明的一个例子，本发明并不限定于这种形态，而理应包含不违背本发明精神的任意变化形态。例如：密封有粘性流体的阻尼器11的形状可以是公知的密封有粘性流体的阻尼器的形状，也可以是不具有树脂制周壁部的密封有粘性流体的阻尼器，或是具有搅拌筒部15几乎不向阻尼器内部突出的轴接合部的密封有粘性流体的阻尼器。
Claims (10)
1.一种密封有粘性流体的阻尼器，是将内部密封有粘性流体即抗振性组合物的密闭容器固定在支持体与被支持体之间，通过抗振性组合物的粘性阻力而对支持体与被支持体之间传输的振动进行衰减的密封有粘性流体的阻尼器，
其特征在于，抗振性组合物是将耐热性树脂颗粒分散于粘性液体中的粘性流体。
2.如权利要求1所述的密封有粘性流体的阻尼器，其中，耐热性树脂颗粒的熔点为130℃以上。
3.如权利要求1所述的密封有粘性流体的阻尼器，其中，耐热性树脂颗粒是从聚乙烯或者尼龙中选出的至少一种树脂颗粒。
4.如权利要求1所述的密封有粘性流体的阻尼器，其中，耐热性树脂颗粒的平均分子量为50×104～600×104。
5.如权利要求1所述的密封有粘性流体的阻尼器，其中，耐热性树脂颗粒的平均粒径为10μm～200μm。
6.如权利要求5所述的密封有粘性流体的阻尼器，其中，所述耐热性树脂颗粒的平均粒径为10μm～160μm。
7.如权利要求1所述的密封有粘性流体的阻尼器，其中，粘性流体中进一步含有二氧化硅或者碳酸钙。
8.一种抗振性组合物，由粘性流体构成，并能够通过该流体的粘性阻力而对被传输的振动进行衰减，其中，粘性流体是将从平均分子量为50×104～600×104、且平均粒径为10μm～200μm的聚乙烯或者尼龙中选出的至少一种耐热性树脂颗粒分散于粘性液体中而得的粘性流体。
9.如权利要求8所述的抗振性组合物，其中，所述耐热性树脂颗粒的平均粒径为10μm～160μm。
10.如权利要求8或9所述的抗振性组合物，其中，所述粘性流体是在粘性流体中进一步分散有防松弛剂的粘性流体。
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