JP2005121152A - 脈動吸収ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来と変わりなく簡易な構造で、長期にわたり脈動吸収効果の低下がなく良好な脈動吸収特性をもち耐久性に優れ、簡便で応用範囲の広い脈動吸収体として使用可能な脈動吸収ゴム組成物を提供することを課題とするものである。
【解決手段】圧力回路中に配置する脈動吸収体として用いられる脈動吸収ゴム組成物であって、弾性体からなる発泡体で形成され、該弾性体がエチレンプロピレンゴム、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのいずれかであることを特徴とする脈動吸収ゴム組成物、および、圧力回路中に配置する脈動吸収体として用いられる脈動吸収ゴム組成物であって、弾性体からなる発泡体で形成され、該発泡体が熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム組成物で構成され、該ゴム組成物を加熱発泡させることにより形成した独立気泡を有することを特徴とする脈動吸収ゴム組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、圧力回路中の圧力流体の脈動を低減するために使用される脈動防止装置に関し、具体的には圧力回路内を流れる圧力流体の圧力、流量脈動を効率よく吸収する脈動吸収体として使用される脈動吸収ゴム組成物に関する。

従来、圧力流体の脈動を抑制する手段として、ブラダ、ダイヤフラムの装着されるアキュムレーターでは合成ゴム製のブラダ、ダイヤフラムが用いられ（例えば特許文献１など）、ピストン型アキュムレーター型では該ピストンとバネの働き、ベローズ型アキュムレーターでは該ベローズが用いられて、圧力流体の圧力変動に応答して封入された気体の容積あるいはバネを変化させ圧力を抑制（吸収）していた。

このうち、インライン型アキュムレーターにおいては、略筒状に形成された外筒部にそれぞれ端蓋が取付けられ、前記両端の端蓋に接続された合成ゴムからなる膨らみ筒形状のブラダを配置して、該ブラダ内部を圧力流体流路とし、前記外筒部とブラダとの間にＮ_２高圧ガスなどのガスを封入せしめ、さらにブラダの内周側に該ブラダの過度の変形を抑えるために多数の孔が削設されたインナーチューブが配されている構成が一般的に用いられている脈動吸収構造であった。

しかしながら、このようなインライン型のアキュムレーターは、構造が複雑で高価である点が最大の欠点として挙げられ、また、使用用途が限られ、窒素高圧ガスに伴う面倒なメンテナンスも付いて回るなど一般化できない様々な欠点を持っており、このような欠点を解消するために、圧力回路内に発泡ゴムを装着して流体圧力の脈動を低減する脈動吸収体が用いられてきた（例えば特許文献２など）。
特開２００１−３４９３０１号公報（請求項１、請求項２、請求項３） 特開平１１−３１５９９０号公報

上記従来の脈動吸収体として使用された発泡ゴムにおいては、圧力流体内にて脈動が繰り返されると前記発泡ゴムの気泡内の空気が液体中に漏れるか、あるいはゴムを透過して発泡ゴム内に液体が浸透するなどして脈動防止効果が早期に低下する致命的な欠点を表わし、従ってこれも一般的に普及するに至っていなかった。また、弾性体を発泡させて形成した発泡体の表面にさらに抵透過性を有す薄膜を設けた脈動吸収体なども考えられたが、従来よりも複雑な構造となるため、その製造工程も複雑なものとなった。
本発明はこのような欠点に鑑み、従来と変わりなく簡易な構造で、長期にわたり脈動吸収効果の低下がなく良好な脈動吸収特性をもち耐久性に優れ、簡便で応用範囲の広い脈動吸収体として使用可能な脈動吸収ゴム組成物を提供することを課題とするものである。

本発明は、上記の課題を解決するためのものとして、請求項１の構成は、圧力回路中に配置する脈動吸収体として用いられる脈動吸収ゴム組成物であって、弾性体からなる発泡体で形成され、該弾性体がエチレンプロピレンゴム、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのいずれかであることを特徴とする脈動吸収ゴム組成物を提供する。

請求項２の構成は、圧力回路中に配置する脈動吸収体として用いられる脈動吸収ゴム組成物であって、弾性体からなる発泡体で形成され、該弾性体がフッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロピレンからなる３元系フッ素ゴムあるいはこれらのモノマーと共重合可能なモノマーを共重合したフッ素ゴムあるいはペルフルオロポリエーテル系フッ素ゴムのいずれかであることを特徴とする脈動吸収ゴム組成物を提供する。

請求項３の構成は、圧力回路中に配置する脈動吸収体として用いられる脈動吸収ゴム組成物であって、弾性体からなる発泡体で形成され、該発泡体が熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム組成物で構成され、該ゴム組成物を加熱発泡させることにより形成した独立気泡を有することを特徴とする脈動吸収ゴム組成物を提供する。

請求項４の構成は、請求項１または請求項２のいずれかにおいて、該発泡体が熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム組成物で構成され、該ゴム組成物を加熱発泡させることにより形成した独立気泡を有することを特徴とする脈動吸収ゴム組成物を提供する。

請求項５の構成は、請求項１乃至請求項４のいずれかにおいて、該発泡体がガス含有率２０％から９０％であることを特徴とする脈動吸収ゴム組成物を提供する。

請求項６の構成は、請求項１乃至請求項５のいずれかにおいて、該圧力回路中の流体がブレーキ油であることを特徴とする脈動吸収ゴム組成物を提供する。

請求項１の脈動吸収ゴム組成物においては、この発泡体を取り囲む弾性体を耐油性に優れたエチレンプロピレンゴム、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのいずれかとしたので、従来と変わりなく簡易な構造で、圧力回路中の液体の発泡体内への浸透や発泡体内のガスの漏れを防止でき、長期にわたり脈動吸収効果の低下がなく良好な脈動吸収特性をもち耐久性に優れたものとすることができる。また、構造および製造も従来と変わりないので、簡便で応用範囲の広いものとすることができる。

請求項２の脈動吸収ゴム組成物においては、この発泡体を取り囲む弾性体として、特に耐油性に優れたフッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロピレンからなる３元系フッ素ゴムあるいはこれらのモノマーと共重合可能なモノマーを共重合したフッ素ゴムあるいはペルフルオロポリエーテル系フッ素ゴムのいずれかとしたので、請求項１と同様な効果が得られ、より一層耐久性の高いものとすることができる。

請求項３の脈動吸収ゴム組成物においては、発泡体を熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム組成物で構成し、このゴム組成物を加熱発泡させることにより形成した独立気泡を有するように構成したので、独立気泡がそれぞれ樹脂で覆われており、このため、脈動が繰り返されても気泡内のガスが漏れることがなく、長期にわたり脈動吸収効果の低下がなく耐久性のよいものとすることができる。また、弾性体に熱膨張性のマイクロカプセルを配合し、加熱により発泡させるだけで形成できるので、簡便で応用範囲の広いものとすることができる。

請求項４の脈動吸収ゴム組成物においては、請求項１または請求項２のいずれかにおける発泡体を熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム組成物で構成し、このゴム組成物を加熱発泡させることにより形成した独立気泡を有するように構成したので、独立気泡がそれぞれ樹脂で覆われるとともに、さらにその周りを耐油性に優れた弾性体で取り囲む構成としたので、請求項１または請求項２のいずれかと同様な効果が得られ、さらにより一層耐久性の高いものとすることができる。

請求項５の脈動吸収ゴム組成物においては、請求項１乃至請求項４のいずれかにおける発泡体のガス含有率を２０％〜９０％としたことにより、請求項１乃至請求項４のいずれかと同様な効果が得られ、より一層脈動吸収特性に優れたものとすることができる。

請求項６の脈動吸収ゴム組成物においては、請求項１乃至請求項５のいずれかにおける脈動吸収ゴム組成物を圧力回路中の流体がブレーキ油である箇所に用いたことで、請求項１乃至請求項５のいずれかと同様な効果が得られ、さらに一層、長期にわたる脈動吸収効果を発揮するものとすることができる。

本発明による脈動吸収ゴム組成物の最良の形態として、圧力回路中に配置される脈動吸収体として用いられ、弾性体からなる発泡体からなり、この発泡体が熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム組成物でなる脈動吸収ゴム組成物について、以下に詳細に説明する。

本発明の一実施形態である脈動吸収ゴム組成物として使用されるゴム組成物を構成するポリマーは、耐ブレーキ油性を有するゴムであればよく、具体的にはエチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、水素化アクリロニトリルブタジエンゴムが使用可能である。このうち、フッ素ゴムにはフッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロピレンからなる３元系フッ素ゴムあるいはこれらのモノマーと共重合可能なモノマーを共重合したフッ素ゴムあるいはペルフルオロポリエーテル系フッ素ゴムなどを使用するのがより好ましい。

本発明の一実施形態である脈動吸収ゴム組成物として使用されるゴム組成物を構成する熱膨張性マイクロカプセルは、液状ガスを樹脂の殻で内包したもので構成され、その粒径は２から５０ミクロンで、これを加熱することにより約５倍〜１００倍の体積に膨張するものである。
そして、この液状ガスとしては、一般的には低分子量の炭化水素が用いられ、例えばエタン、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタンなどが使用可能であり、この殻を構成する樹脂としては、一般的には熱可塑性樹脂が用いられ、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＢＴ、フッ素樹脂、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合樹脂などが使用可能である。なお、好ましくはガスバリア性を有する樹脂、たとえば、ＰＥＴ、塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合樹脂などを使用するのがよい。

本発明の一実施形態である脈動吸収ゴム組成物に使用される熱膨張性マイクロカプセルの（その）使用量としては、ポリマー１００重量部に対し一般的には１〜３０部である。
また、本発明の脈動吸収ゴム組成物に使用される発泡体に含まれるガス含有率は２０％から９０％であり、好ましくは４０〜８０％である。このことは、ガス含有率が２０％より少ない場合は十分な脈動吸収効果が得られず、一方ガス含有率が９０％より多い場合は初期の脈動吸収特性に優れるものの耐久性においては満足しえないものとなるためである。

さらに、本発明の一実施形態である脈動吸収ゴム組成物は、必要に応じて、補強剤、充填剤、滑剤、加工助剤などを任意に配合することができる。本発明の脈動吸収ゴム組成物の調製方法は特に限定はなく、前記成分を添加してニーダ、バンバリーミキサ、オープンロールなどの通常の混練機によって混合することにより調製することができる。
このようにして調製したゴム組成物は通常１００℃〜２２０℃で約２分〜３０分間加硫発泡される。

本発明の一実施形態である脈動吸収ゴム組成物からなる脈動吸収体の製造方法は、このように予備成形されたゴム組成物をオープン加硫により加硫発泡してもよく、また、キャビティのなかに発泡するガス量を見込んでその量だけ減量した組成物の量を仕込み、加熱発泡と同時にキャビティ形状に成形してもよい。また、こうして形成された発泡体は、必要に応じて８０℃〜２２０℃の温度で約３０分〜２４時間熱処理を行ってもよい。

このようにして形成された独立気泡を持つ圧力脈動吸収ゴム組成物からなる脈動吸収体は、圧力回路中に配置して圧力流体を流通させ、例えば油圧回路中の各種制御機器によって発生する圧力流体の脈動、サージ圧を極めて効果的に抑えるものとなる。すなわち、この脈動吸収体の発泡体は内部にそれぞれ独立気泡の気体を保持しており弾性に富んだ風船形状を呈し、それぞれの発泡体は流体圧力によってその都度容積を変化させ該圧力変化を吸収するが、この吸収作用は前記圧力脈動吸収発泡体の全体部がそれぞれ効率良く働くものであり、液体の中に気体が分散した状態にて接触する近傍で変化した気泡容積を個々の気泡部分が柔軟に受け止め、そして、脈動、圧力変化等のない流体を他の装置へ圧送することができるものとなる。さらに、この脈動吸収体は独立気泡が樹脂でおおわれ、さらに構成する弾性体は耐ブレーキ油性にすぐれるゴムであることから、耐久性についても優れた脈動吸収体となる。

また、この脈動吸収体は、簡単な構造で小型に実現可能であるので配管や機器の中にインラインで容易に組込みあるいは脱抜することができ省スペースが計れ、弾性体故に造形が自由であるから流体の流れ抵抗が少ない形状が可能であり、圧力損失が極めて小さいものとなる。さらに、発泡体は脈動圧力に対して柔軟に容積変化するので高い周波数から低い周波数まで広い幅の周波数の脈動吸収が可能となる。

次に、具体的に本発明の脈動吸収ゴム組成物として、弾性体として水素化アクリルニトリルブタジエンゴム、フッ化ビニリデン−テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体またはシリコーンゴムを用い、マイクロカプセルの有無またはガス含有率の異なる実施例１〜３と比較例１〜２の脈動吸収ゴム組成物を用いた脈動吸収体を作製し、評価を行なった。表１に、実施例１〜３および比較例１〜２の詳細配合を示す。また、脈動吸収特性の評価結果として、表２に脈動吸収体のない場合（ブランク）、表３〜５に実施例１〜３の脈動吸収ゴム組成物を用いた脈動吸収体の場合、表６〜７に比較例１〜２の脈動吸収ゴム組成物を用いた脈動吸収体の場合を示す。

このように、実施例１〜３については、ブランクの場合に対して、非常に大きな脈動吸収効果がみられているのに対し、マイクロカプセルを含まない比較例１では、ブランクの場合とほとんど差が無く、脈動吸収効果がほとんど見られていない。また、マイクロカプセルを含んでいるが、ガス含有率が１０％と低い比較例２についても、脈動吸収効果はほとんどみられていない。

Claims (6)

1. 圧力回路中に配置する脈動吸収体として用いられる脈動吸収ゴム組成物であって、弾性体からなる発泡体で形成され、該弾性体がエチレンプロピレンゴム、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのいずれかであることを特徴とする脈動吸収ゴム組成物。
2. 圧力回路中に配置する脈動吸収体として用いられる脈動吸収ゴム組成物であって、弾性体からなる発泡体で形成され、該弾性体がフッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロピレンからなる３元系フッ素ゴムあるいはこれらのモノマーと共重合可能なモノマーを共重合したフッ素ゴムあるいはペルフルオロポリエーテル系フッ素ゴムのいずれかであることを特徴とする脈動吸収ゴム組成物。
3. 圧力回路中に配置する脈動吸収体として用いられる脈動吸収ゴム組成物であって、弾性体からなる発泡体で形成され、該発泡体が熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム組成物で構成され、該ゴム組成物を加熱発泡させることにより形成した独立気泡を有することを特徴とする脈動吸収ゴム組成物。
4. 請求項１または請求項２のいずれかにおいて、該発泡体が熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム組成物で構成され、該ゴム組成物を加熱発泡させることにより形成した独立気泡を有することを特徴とする脈動吸収ゴム組成物。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかにおいて、該発泡体がガス含有率２０％から９０％であることを特徴とする脈動吸収ゴム組成物。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかにおいて、該圧力回路中の流体がブレーキ油であることを特徴とする脈動吸収ゴム組成物。