JP2002020548A - 防振ゴム組成物及び防振装置 - Google Patents

防振ゴム組成物及び防振装置

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JP2002020548A
JP2002020548A JP2000206631A JP2000206631A JP2002020548A JP 2002020548 A JP2002020548 A JP 2002020548A JP 2000206631 A JP2000206631 A JP 2000206631A JP 2000206631 A JP2000206631 A JP 2000206631A JP 2002020548 A JP2002020548 A JP 2002020548A
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rubber
vibration
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rubber composition
mixture
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Toshiya Tsujimoto
敏也 辻本
Tomihiro Saki
富博 崎
Toshihiro Kakimoto
敏宏 柿本
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴム硬度を下げることなく防振装置、特に自
動車用円筒型エンジンマウントの動倍率を下げて、乗り
心地性を向上する防振ゴム組成物を提供する。 【解決手段】 天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブ
タジエンゴムなどのゴム成分に、シランカップリング剤
で処理された天然シリカを配合した防振ゴム組成物。天
然シリカとしては、微粒子球状構造のクオーツ粉末と六
角薄板状粒子構造のカオリナイトとの混合物が好適であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、防振ゴム組成物及
び防振装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、自動車などの車両の防振ゴムに用いられる防振ゴ
ム組成物には種々の配合があり、一般的には、天然ゴム
等のゴム成分に、カーボンブラック、硫黄、亜鉛華、老
化防止剤、加硫促進剤などの添加剤が添加されている。
【0003】しかしながら、従来の防振ゴム組成物で
は、得られる防振装置において静的バネ定数に対する動
的バネ定数の比である動倍率が高く、従って、乗り心地
が劣るという問題がある。また、一般に、動倍率は防振
ゴムのゴム硬度を下げることにより低下する傾向にある
が、動倍率を下げるためにゴム硬度を下げると、ゴム物
性が低下したり、製品性能上重要な静的バネ定数の低下
や、耐久性レベルの低下をきたし、結果として乗り心地
に劣るという問題がある。
【0004】そこで、本発明は、ゴム硬度を下げること
なく防振装置の動倍率を下げて、乗り心地性を向上する
ことができる防振ゴム組成物及び防振装置を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の点に
鑑みて鋭意検討していく中で、防振ゴム組成物に特定の
天然シリカを添加することにより、ゴム硬度を下げるこ
となく動倍率を下げることができることを見出し、本発
明を完成するに至った。
【0006】すなわち、本発明の防振ゴム組成物は、ゴ
ム成分と、シランカップリング剤で処理された天然シリ
カとを含有することを特徴とする。
【0007】本発明の防振装置は、軸部材と、この軸部
材を軸平行に取り囲む外筒と、軸部材と外筒とを弾力的
に結合するゴム弾性体とを備えてなる自動車用エンジン
マウントであって、該エンジンマウントの静的バネ定数
Ks(N/mm)に対する動的バネ定数Kd(N/m
m)の比である動倍率と、前記ゴム弾性体のゴム硬度H
s(°)とが、下記式(1)で示す関係を有することを
特徴とする。 Kd/Ks≦0.054Hs+1.1 …(1) このような特性を有する防振装置は、上記特定の天然シ
リカを含有する防振ゴム組成物を用いて、該ゴム組成物
の加硫成形体で前記ゴム弾性体を構成することにより得
ることができる。そして、式(1)の関係を満足する防
振装置であると、後述する実施例の結果にも示されてい
るように、乗り心地性に優れる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の防振ゴム組成物は、上記
したように、原料ゴムとなるゴム成分に、シランカップ
リング剤で処理された天然シリカを配合したものであ
る。該ゴム組成物には、通常、これらの他に、硫黄など
の加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤が添加され、さら
に、カーボンブラック、ステアリン酸、プロセスオイル
等の各種添加剤を必要に応じて添加することができる。
【0009】上記ゴム成分としては、ブタジエンゴム
(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリ
ルゴム(NBR)、イソプレンゴム(IR)、クロロプ
レンゴム(CR)等のジエン系ゴム、エチレンプロピレ
ンゴム(EPR、EPDM)、ブチルゴム(IIR)等
のオレフィン系ゴム、臭素化ブチルゴム(Br−II
R)等のハロゲン化ブチルゴム、その他ポリウレタンゴ
ム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、クロロ
スルホン化ポリエチレン等を含めた合成ゴム類、天然ゴ
ム等が例示され、これらを単独または2種以上混合して
用いることができる。これらの中でも、天然ゴム、ブタ
ジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムからなる群から
選択される少なくとも一種のゴムが好適であり、より具
体的には、天然ゴム単独、天然ゴムとブタジエンゴムの
併用、天然ゴムとスチレンブタジエンゴムの併用のいず
れかが好適である。
【0010】上記天然シリカとしては、球状粒子と六角
薄板状粒子との混合物が好適である。より詳細には、微
粒子球状構造のクオーツ粉末(SiO2)と、六角薄板状粒
子構造のカオリナイト(Al2SiO5(OH)4)とがゆるく混ざ
り合ったものが好適である。このような特有の構造によ
り防振ゴムの動倍率がさらに大きく低減される。なお、
クオーツとカオリナイトとの重量比は90:10〜7
5:25であることが好ましい。
【0011】本発明では、このような天然シリカをシラ
ンカップリング剤で処理したものを用いる。シランカッ
プリング剤としては、一分子中に、少なくとも1個以上
のアルコキシシリル基とそのほかの置換基を有する化合
物が単独で、あるいは2種以上を混合して使用可能であ
り、具体的には、例えば、β−(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、γ−グリシド
キシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチ
ル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N
−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシア
ネートプロピルトリメトキシシランやγ−イソシアネー
トプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート官能
性シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシ
ラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラ
ン、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(β−オキシメチルエトキシ)シラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルトリエトキシシラン、ビス(γ−
(トリエトキシシリル)プロピル)テトラサルファイド
(商品名Si−69、デグサ社製)などが挙げられる。
シランカップリング剤の処理量は、天然シリカの2〜1
0重量%であることが好ましい。
【0012】シランカップリング剤処理された天然シリ
カは、ゴム100重量部に対し、10〜40重量部配合
することが好適である。10重量部未満では、低動倍率
化の効果が十分でない場合があり、40重量部を越える
と、ゴム物性が低下し、また、動倍率が却って上昇する
場合がある。
【0013】本発明では、かかる特定の天然シリカをカ
ーボンブラックとともに併用することが好適である。カ
ーボンブラックを併用することにより、カーボンブラッ
クのみの配合系と同等レベルのゴム物性を保持すること
ができ、しかも、天然シリカのみの配合系に比べて格段
に動倍率を低減することができる。このように併用する
場合、天然シリカとカーボンブラックとの重量比が1
5:85〜60:40であることが好ましい。
【0014】次に、本発明の一実施形態に係る防振装置
である自動車用円筒型エンジンマウントについて図1を
参照して説明する。
【0015】図1に示すエンジンマウント(10)は、横
設した円筒状の金属製内筒(12)と、この内筒(12)を
軸平行に取り囲む円筒状の金属製外筒(14)と、内筒
(12)と外筒(14)との間に介装され、両者を加硫接着
手段により一体的に結合するゴム弾性体(16)とからな
る。ゴム弾性体(16)には、軸方向に貫通する複数の中
空部(18)が設けられている。このエンジンマウント
(10)は、車体への取り付けボルト(20)を備える車体
側ブラケット(22)の筒状部(24)に圧入した状態に組
み付けられる。そして、内筒(12)に不図示のエンジン
側ブラケットの軸部材が挿通され、これにより不図示の
エンジンを防振的に支承する。なお、このエンジンマウ
ント(10)では、矢印(A)の方向からエンジンの荷重
が負荷される。
【0016】このエンジンマウント(10)において、ゴ
ム弾性体(16)は、上述した本発明の防振ゴム組成物を
加硫成形してなるものであり、これにより、静的バネ定
数Ks(N/mm)に対する動的バネ定数Kd(N/m
m)の比である動倍率と、ゴム弾性体(16)のゴム硬度
Hs(°)とが、下記式(1)を満足するよう構成され
ている。 Kd/Ks≦0.054Hs+1.1 …(1) この式(1)を満たさない従来の円筒型エンジンマウン
トでは、後述する実施例にも示されているように、優れ
た乗り心地性を得ることができない。
【0017】ここで、静的バネ定数Ksは、JIS K
6385に準拠して、静的特性試験の両方向負荷方式に
おいて、内筒の軸直角方向(矢印Aの方向)に変位速度
20mm/分で−2.5mm〜+2.5mmの範囲のた
わみを3回負荷し、3回目の負荷過程での荷重−たわみ
の関係を測定し、この関係を用いて同規格に記載の計算
方法によりたわみの範囲=±1.25mmで算出され
る。
【0018】動的バネ定数Kdは、貯蔵バネ定数とも呼
ばれ、JIS K 6385に準拠して、動的性質測定試
験の非共振方法において、内筒の軸直角方向(矢印Aの
方向)に振動数100Hz、振幅±0.05mmで荷重
又はたわみを加えて荷重−たわみの関係を測定し、この
関係を用いて同規格に記載の計算方法により算出され
る。
【0019】ゴム硬度Hsは、JIS K6301に準
じて測定される。
【0020】なお、上記式(1)において、ゴム硬度H
sは45°〜65°であることが、エンジンマウントと
しての性能を満足させる上で好ましい。具体的には、ゴ
ム硬度Hs=約48°で動倍率Kd/Ks≦3.7、ゴ
ム硬度Hs=約52°で動倍率Kd/Ks≦3.9、ゴ
ム硬度Hs=約56°で動倍率Kd/Ks≦4.1であ
ることが好適である。
【0021】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。
【0022】(実施例1〜3及び比較例1〜3)天然ゴ
ム、ブタジエンゴム、FEFカーボンブラック、アクチ
シルPF−216(ホフマン・ミネラル社製の天然シリ
カ)および添加剤を、表1に示すとおり配合して、実施
例1〜3及び比較例1〜3の防振ゴム組成物を調製し
た。
【0023】ここで、アクチシルPF−216は、微粒
子球状構造のクオーツ粉末と六角薄板状粒子構造のカオ
リナイトとがゆるく混ざり合った天然シリカにシランカ
ップリング剤を処理したものである。クオーツとカオリ
ナイトとの重量比は80:20である。シランカップリ
ング剤は、ビス−(3−(トリエトキシシリル)−プロ
ピル)テトラサルファイドであり、天然シリカに対する
処理量は2重量%である。
【0024】また、上記添加剤は、アロマ系プロセスオ
イル3重量部、亜鉛華3号5重量部、ステアリン酸1重
量部、ワックス2重量部、老化防止剤6C(大内新興化
学(株)製)2重量部、老化防止剤RD(大内新興化学
(株)製)2重量部、硫黄1.5重量部、加硫促進剤CZ
(大内新興化学(株)製)1.5重量部、加硫促進剤TS
(大内新興化学(株)製)0.5重量部とした。
【0025】得られた各防振ゴム組成物について、ゴム
物性を評価するために所定寸法のテストピースを加硫成
形し、ゴム硬度Hs、引っ張り強さ、伸びおよび引裂強
さの各ゴム物性を測定した。測定方法は、ゴム硬度につ
いては上述した通りであり、引っ張り強さ及び伸びにつ
いてはJIS K6251に準ずる方法により、引裂強
さについてはJIS K6252に準ずる方法により行
った。結果を表1に示す。
【0026】また、上記各ゴム組成物を用いて、図1に
示す自動車用円筒型エンジンマウント(10)を作成し
た。その際、内筒(12)の外径を22mm、外筒(14)
の内径を75mmとした。得られた実施例1〜3および
比較例1〜3のエンジンマウントについて、静的バネ定
数、動的バネ定数及び動倍率の製品バネ特性を測定する
とともに、乗り心地を評価した。結果を表1に示す。各
測定方法及び評価方法は以下の通りである。
【0027】・静的バネ定数、動的バネ定数:上記した
とおりJIS K 6385に準拠して測定した。
【0028】・乗り心地:エンジンマウントを乗用車に
装着し、エンジン振動から伝達される車室内の振動及び
音レベル(こもり音)を測定し、振動やこもり音がほと
んどないものを「○」、あるものを「×」と評価した。
【0029】
【表1】
【0030】図2に、実施例1〜3及び比較例1〜3に
ついてのゴム硬度Hsに対する動倍率Kd/Ksの関係
を示した。
【0031】表1及び図2に示すように、比較例に対し
てカーボンブラックの半量をアクチシルPF−216で
置き換えた実施例1〜3のエンジンマウントでは、ゴム
硬度Hsをほぼ一定に維持しながら動倍率を大きく低減
することができ、上記式(1)の関係を満足していた。
そして、式(1)の関係を満足する実施例1〜3のエン
ジンマウントでは、いずれも乗り心地に優れていた。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ゴム硬度を下げることなく防振装置の動倍率を下げて、
乗り心地性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施形態に係る自動車用エンジンマ
ウントの側面図である。
【図2】実施例及び比較例のゴム硬度と動倍率との関係
を示したグラフである。
【符号の説明】
(10)……自動車用エンジンマウント (12)……内筒 (14)……外筒 (16)……ゴム弾性体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16F 15/08 F16F 15/08 D W (72)発明者 柿本 敏宏 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 Fターム(参考) 3D035 CA05 3J048 AA01 BA19 BD04 EA01 3J059 BA42 BC06 BC20 GA09 4J002 AC031 AC061 AC071 AC081 AC091 BB151 BB181 BB241 BB271 BD121 BG041 CK021 CP031 DJ016 DJ037 FA017 FA087 FB096 FB106 FB136 FB146 FB206 GM00 GN00

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ゴム成分と、シランカップリング剤で処理
    された天然シリカとを含有することを特徴とする防振ゴ
    ム組成物。
  2. 【請求項2】前記天然シリカが、球状粒子と六角薄板状
    粒子との混合物であることを特徴とする請求項1記載の
    防振ゴム組成物。
  3. 【請求項3】前記天然シリカが、微粒子球状構造のクオ
    ーツ粉末と六角薄板状粒子構造のカオリナイトとの混合
    物であることを特徴とする請求項1記載の防振ゴム組成
    物。
  4. 【請求項4】軸部材と、この軸部材を軸平行に取り囲む
    外筒と、軸部材と外筒とを弾力的に結合するゴム弾性体
    とを備えてなる自動車用エンジンマウントであって、 該エンジンマウントの静的バネ定数Ks(N/mm)に
    対する動的バネ定数Kd(N/mm)の比である動倍率
    と、前記ゴム弾性体のゴム硬度Hs(°)とが、下記式
    (1)で示す関係を有することを特徴とする防振装置。 Kd/Ks≦0.054Hs+1.1 …(1)
  5. 【請求項5】前記ゴム弾性体が、ゴム成分と、シランカ
    ップリング剤で処理された天然シリカとを含有する防振
    ゴム組成物の加硫成形体であることを特徴とする請求項
    4記載の防振装置。
  6. 【請求項6】前記天然シリカが、球状粒子と六角薄板状
    粒子との混合物であることを特徴とする請求項5記載の
    防振装置。
  7. 【請求項7】前記天然シリカが、微粒子球状構造のクオ
    ーツ粉末と六角薄板状粒子構造のカオリナイトとの混合
    物であることを特徴とする請求項5記載の防振装置。
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