JP2006220200A - 防振構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 防振構造体10は、金属基材11,12に弾性を有する材料で形成された防振材本体13が樹脂接着剤17により接着固定されてなる。樹脂接着剤17は、シランカップリング剤を含有している。
【選択図】図1
Description
上記樹脂接着剤は、シランカップリング剤を含有していることを特徴とする。
防振材本体にシランカップリング剤を含有した樹脂接着剤を付着させる工程と、
金属基材を上記樹脂接着剤の硬化温度域に昇温させる工程と、
上記昇温させた上記金属基材の被接着面と上記防振材本体の上記樹脂接着剤の付着部とを圧接させる工程と、
を経ることで製造することができる。
加硫成形された防振ゴム本体の内周面及び外周面のそれぞれにシランカップリング剤を含有した樹脂接着剤を付着させる工程と、
内筒を上記樹脂接着剤の硬化温度域に昇温させる工程と、
上記昇温させた上記内筒を上記樹脂接着剤を付着させた上記防振ゴム本体に挿入する工程と、
外筒を上記樹脂接着剤の硬化温度域に昇温させる工程と、
上記樹脂接着剤を付着させた上記防振ゴム本体を上記昇温させた上記外筒に挿入する工程と、
を経ることで製造することができる。
内筒の外周面にハロゲン化エラストマーを主成分とするゴム接着剤を付着させ、該ゴム接着剤を付着させた該内筒を覆うように防振ゴム本体となる未加硫ゴム組成物を設け、該内筒と該防振ゴム本体との一体物を加硫成形する工程と、
上記内筒と一体に成形された上記防振ゴム本体の外周面にシランカップリング剤を含有した樹脂接着剤を付着させる工程と、
外筒を上記樹脂接着剤の硬化温度域に昇温させる工程と、
上記樹脂接着剤を付着させた上記防振ゴム本体を上記昇温させた上記外筒に挿入する工程と、
を経ることで製造することができる。
実施形態1としてブッシュタイプの防振構造体10について説明する。
小径及び大径の一対の金属筒11a,12aのそれぞれの表面に、樹脂塗料の焼付塗膜やリン酸亜鉛被膜やノンクロム被膜からなる表面被膜11b,12bを形成させ、図2に示すような内筒(金属基材)11及び外筒(金属基材)12を作製する。なお、表面被膜11b,12bを形成させずに、金属筒11a,12aに対して、脱脂及び洗浄のためのウエットブラスト処理を施すようにしてもよい。
防振ゴム本体13の内周面及び外周面のそれぞれに、脱脂、洗浄、酸化被膜の除去のための表面処理を施す。表面処理は、例えば、次亜塩素酸ナトリウム溶液や塩素化シアヌール酸溶液の表面塗布等を挙げることができる。
図4(a)に示すように、内筒11及び外筒12を同心状に配置すると共に、把持具14aにより保持された環状電磁石14bを外筒12を囲うように配置する。
図5に示すように、昇温した内筒11及び外筒12をそれらが同心状に配置されるように載置台18aに設置する。載置台18aには、内筒設置用凹部18b及び外筒設置用凹部18cが形成されており、それらに内筒11及び外筒12をそれぞれ嵌め入れる。
内筒11及び外筒12の間隙に防振ゴム本体13を圧入した状態で1〜10秒間放冷する。
実施形態2として実施形態1とは異なる構成のブッシュタイプの防振構造体について説明する。
小径及び大径の一対の金属筒21a,22aのそれぞれの表面に、樹脂塗料の焼付塗膜やリン酸亜鉛被膜やノンクロム被膜からなる表面被膜21b,22bを形成させ、内筒(金属基材)21及び外筒(金属基材)22を作製する。なお、表面被膜21b,22bを形成させずに、金属筒21a,22aに対して、脱脂及び洗浄のためのウエットブラスト処理を施すようにしてもよい。
内筒21の外周面にハロゲン化エラストマーを主成分とするゴム接着剤を塗布し、そのゴム接着剤を塗布した内筒21を覆うように天然ゴム等の未架橋ゴム組成物を設け、これらを所定の金型にセットして所定時間加熱及び加圧することにより、図7に示すような内筒21と防振ゴム本体23との一体物を加硫成形する。このとき、内筒21と防振ゴム本体23とは、ゴム接着剤により接着される。ゴム接着剤は、具体的には、例えば、米国ヒューソンケミカル社製の商品名 ケムロック220、ケムロック250、ケムロック252などである。
内筒21と一体となった防振ゴム本体23の外周面に、脱脂、洗浄、酸化被膜の除去のための表面処理を施す。表面処理は、例えば、次亜塩素酸ナトリウム溶液や塩素化シアヌール酸溶液の表面塗布等を挙げることができる。
図8(a)及び9に示すように、外筒22をロッド24により把持すると共に、図8(b)及び9に示すような強磁性体28aを挟んだシングルターンの電磁誘導加熱用ワークコイル25aを、外筒22の内側に挿入する。
昇温した外筒22を載置台に設置する。
外筒22に防振ゴム本体23を圧入した状態で所定時間放冷する。
実施形態3としてマウンティングラバータイプの防振構造体30について説明する。
ドーナツ形状の金属板から中心部に突起部が形成された金属成形体31aをプレス成形する。その金属成形体31aの表面に樹脂塗料の焼付塗膜やリン酸亜鉛被膜やノンクロム被膜からなる表面被膜31bを形成させた内側金属基材31を作製する。同様に、ドーナツ形状の金属板から皿型の金属成形体32aをプレス成形する。その金属成形体32aの表面に樹脂塗料の焼付塗膜やリン酸亜鉛被膜やノンクロム被膜からなる表面被膜32bを形成させた外側金属基材32を作製する。なお、表面被膜31b,32bを形成させずに、金属成形体31a,32aに対して、脱脂及び洗浄のためのウエットブラスト処理を施すようにしてもよい。
防振ゴム本体33の内周面及び外周面のそれぞれに、脱脂、洗浄、酸化被膜の除去のための表面処理を施す。表面処理は、例えば、次亜塩素酸ナトリウム溶液や塩素化シアヌール酸溶液の表面塗布等を挙げることができる。
図13に示すように、載置台38の上に置いた内側金属基材31を、とぐろ型に形成された電磁誘導加熱用ワークコイル35aで覆われるように配置する。また、図14に示すように、外側金属基材32を、とぐろ型に形成された電磁誘導加熱用ワークコイル35bを覆うように配置する。
図15に示すように、載置台38に載置された昇温した内側金属基材31の上に、樹脂接着剤37が塗布された防振ゴム本体33及び外側金属基材32を順に積層し、これらに上方から圧力をかけて複合化させる。このとき、内側金属基材31の突起部が防振ゴム本体33の中心の穴に嵌まり、防振ゴム本体33が外側金属基材32の凹部に嵌まる。また、樹脂接着剤37が硬化して、内側金属基材31と防振ゴム本体33とが接着されると共に、外側金属基材32と防振ゴム本体33とが接着され、全体が一体化する。
内側金属基材31と外側金属基材32との間に防振ゴム本体33を挟んで上方から圧力をかけた状態で所定時間放冷する。
実施形態1として自動車のチェンジレバーの防振構造体40について説明する。
キャップ型に形成された金属製の上側レバー部材41及びロッド状に形成された下側レバー部材42を準備する。下側レバー部材42には、ロッド状本体部421の小及び中の円柱部分の表面に樹脂塗料の焼付塗膜やリン酸亜鉛被膜やノンクロム被膜からなる表面被膜42bを形成させる。なお、表面被膜42bを形成させずに、ロッド状本体部421に対して、脱脂及び洗浄のためのウエットブラスト処理を施すようにしてもよい。
防振ゴム本体43の内周面及び外周面のそれぞれに、脱脂、洗浄、酸化被膜の除去のための表面処理を施す。表面処理は、例えば、次亜塩素酸ナトリウム溶液や塩素化シアヌール酸溶液の表面塗布等を挙げることができる。
図18に示すように、上側レバー部材41を載置台48aに固定し、マルチターンの電磁誘導加熱用ワークコイル45aのコイル内に上側レバー部材41の筒状本体部412を位置付ける。
図20に示すように、昇温した上側レバー部材41を別の載置台48dに固定し、樹脂接着剤47が塗布された防振ゴム本体43をその上側レバー部材42に挿入すると共に、昇温させた下側レバー部材42を防振ゴム本体43に挿入することにより、上側レバー部材41及び下側レバー部材42をそれぞれ防振ゴム本体43に固定する。
上側レバー部材42及び下側レバー部材41を防振ゴム本体43に固定した状態で1〜10秒間放冷する。
<試験評価サンプル>
上記実施形態2と同タイプであるブッシュタイプの防振構造体の以下の試験評価サンプルをそれぞれ数個ずつ作成した。それらの構成については表1にも示す。
アルミニウム製の小径及び大径の一対の金属筒に、各々、ウエットブラスト処理を施した内筒及び外筒を作製した。
室温硬化型樹脂接着剤として、シランカップリング剤の日本ユニカー社製の商品名A−189を、イソシアネート系ウレタン樹脂接着剤固形分100質量部に対して固形分15.8質量部(イソシアネート系ウレタン樹脂接着剤100gに対して5g)となるように添加したものを用いたことを除いて発明例1と同一構成の防振構造体を発明例2とした。
室温硬化型樹脂接着剤として、シランカップリング剤の日本ユニカー社製の商品名A−189を、イソシアネート系ウレタン樹脂接着剤固形分100質量部に対して固形分31.6質量部(イソシアネート系ウレタン樹脂接着剤100gに対して10g)となるように添加したものを用いたことを除いて発明例1と同一構成の防振構造体を発明例3とした。
室温硬化型樹脂接着剤として、シランカップリング剤の日本ユニカー社製の商品名A−189を、イソシアネート系ウレタン樹脂接着剤固形分100質量部に対して固形分63.2質量部(イソシアネート系ウレタン樹脂接着剤100gに対して20g)となるように添加したものを用いたことを除いて発明例1と同一構成の防振構造体を発明例4とした。
アルミニウム製の小径及び大径の一対の金属筒に、各々、ウエットブラスト処理を施すのではなく、表面にリン酸亜鉛被膜を形成させたことを除いて発明例2と同一構成の防振構造体を発明例5とした。金属筒表面へのリン酸亜鉛被膜の形成は、金属筒を脱脂処理液に攪拌しながら5分間浸漬して脱脂し、次いで、表面調整処理液に30秒間付着させて表面調整を図り、続いて、リン酸亜鉛被膜形成処理液に攪拌しながら5分間浸漬して被膜を形成し、その後、純水(室温)で30秒間洗浄することにより行った。
アルミニウム製の小径及び大径の一対の金属筒に、各々、ウエットブラスト処理を施すのではなく、表面にノンクロム被膜を形成させたことを除いて発明例2と同一構成の防振構造体を発明例6とした。金属筒表面へのノンクロム被膜の形成は、金属筒を脱脂処理液に攪拌しながら浸漬して脱脂し、洗浄後、ノンクロム被膜形成処理液に攪拌しながら浸漬して被膜を形成し、その後、純水で洗浄することにより行った。
シランカップリング剤として日本ユニカー社製の商品名A−187(エポキシシラン)を用いたことを除いて発明例2と同一構成の防振構造体を発明例7とした。
シランカップリング剤として日本ユニカー社製の商品名A−187(エポキシシラン)を用いたことを除いて発明例5と同一構成の防振構造体を発明例8とした。
シランカップリング剤として日本ユニカー社製の商品名A−187(エポキシシラン)を用いたことを除いて発明例6と同一構成の防振構造体を発明例9とした。
シランカップリング剤が添加されていない室温硬化型樹脂接着剤を用いたことを除いて発明例1と同一構成の防振構造体を比較例1とした。
シランカップリング剤が添加されていない室温硬化型樹脂接着剤を用いたことを除いて発明例5と同一構成の防振構造体を比較例2とした。
シランカップリング剤が添加されていない室温硬化型樹脂接着剤を用いたことを除いて発明例6と同一構成の防振構造体を比較例3とした。
外筒の内周面にシランカップリング剤型プライマーを塗布して被膜を形成したことを除いて比較例1と同一構成の防振構造体を比較例4とした。
−破壊試験−
発明例1〜9及び比較例1〜3のそれぞれについて、JIS K6854−1に準拠して破壊試験を行った。具体的には、図21に示すように、サンプル支持台51に形成された貫通孔の周縁に外筒52が位置付けられるように防振構造体50のサンプルをセットし、島津製作所社製のオートグラフ試験機55に取り付けた押圧治具53を50mm/minのスピードで下方に移動させて内筒54を押圧し、内筒54及び防振ゴム本体56が外筒52から外れるように破壊させた。そして、外筒の内周面、つまり、破壊面を目視にて観察し、破壊面がゴムである割合、つまり、ゴム凝集破壊している部分の面積割合をゴム破壊率として求めた。
発明例1〜9及び比較例1〜3のそれぞれについて、JIS Z2371に準拠して塩水噴霧後破壊試験を行った。具体的には、5% NaClaq.、35℃、45%RTの雰囲気を実現するスガ試験機社製の塩水噴霧試験機に防振構造体のサンプルを入れて72時間放置後、軽く水洗いして常温で乾燥させた。また、放置時間を720時間として同様の操作を行った。そして、上記と同様の破壊試験を行った。
発明例2〜6のそれぞれについて、熱老化後破壊試験を行った。具体的には、70℃に温度設定されたタバイエスペック社製のデジタル温度指標調節器に防振構造体のサンプルを入れて240時間放置後、取り出して室温で冷却した。そして、上記と同様の破壊試験を行った。
発明例2〜4及び比較例4のそれぞれについて、温間破壊試験を行った。具体的には、上記と同様の破壊試験を所定温度に設定したチャンバー内で行った。試験温度は、−35℃、70℃、100℃及び120℃の4水準とした。また、破壊試験は、サンプルの防振構造体を30分間、試験温度に設定したチャンバ内に放置した後に行った。
試験結果を表1に示す。
(試験評価2)
<試験評価サンプル>
外筒の昇温温度を100℃、110℃、120℃、130℃、・・・220℃、230℃及び240℃として、試験評価1の発明例2と同タイプの15種のブッシュタイプの防振構造体を作成し、試験評価用サンプルとした。
各試験評価用サンプルについて、試験評価1と同様の破壊試験を行った。また、破壊面の観察によりゴム破壊率を求めるだけでなく、破壊荷重も計測した。
試験結果を表2に示す。
<試験評価サンプル>
アルミニウム板(A−5052)と天然ゴム組成物板とを試験評価1の発明例2で用いた室温硬化型樹脂接着剤で接着して、JIS K6256に基づき、90度はくり試験評価用サンプルを数個作成した。室温硬化型樹脂接着剤は、120℃のオーブンに20分間入れることにより硬化させた。
上記試験評価用サンプルについて、JIS K6256に基づいて90度はくり試験を行った。そして、破壊面を目視にて観察し、破壊面がゴムである割合、つまり、ゴム凝集破壊している部分の面積割合をゴム破壊率として求めた。
試験結果を表3に示す。
11,21 内筒(金属基材)
12,22 外筒(金属基材)
13,23,33,43 防振ゴム本体(防振材本体)
17,27,37,47 樹脂接着剤
31 内側金属基材
32 外側金属基材
41 上側レバー部材(金属基材)
42 下側レバー部材(金属基材)
Claims (9)
- 金属基材に弾性を有する材料で形成された防振材本体が樹脂接着剤により接着固定されてなる防振構造体であって、
上記樹脂接着剤は、シランカップリング剤を含有していることを特徴とする防振構造体。 - 請求項1に記載された防振構造体において、
上記金属基材がアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されていることを特徴とする防振構造体。 - 請求項1に記載された防振構造体において、
上記樹脂接着剤は、ポリオールとイソシアネートとからなるイソシアネート系ウレタン樹脂接着剤に、上記シランカップリング剤としてγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランが添加されたものであることを特徴とする防振構造体。 - 請求項3に記載された防振構造体において、
上記樹脂接着剤は、上記イソシアネート系ウレタン樹脂接着剤100質量部に対する上記γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランの含有量が3〜100質量部であることを特徴とする防振構造体。 - 互いに同心状に間隔をおいて配置された金属製の内筒及び外筒と、それらの間に介装された円筒ゴム状の防振ゴム本体と、を備え、該内筒及び該外筒のうち少なくとも一方に該防振ゴム本体が樹脂接着剤により接着固定されてなる防振構造体であって、
上記樹脂接着剤は、シランカップリング剤を含有していることを特徴とする防振構造体。 - 請求項5に記載された防振構造体において、
上記防振ゴム本体は、露出した端面が平面に形成されていることを特徴とする防振構造体。 - 金属基材に弾性を有する材料で形成された防振材本体が樹脂接着剤により接着固定されてなる防振構造体の製造方法であって、
防振材本体にシランカップリング剤を含有した樹脂接着剤を付着させる工程と、
金属基材を上記樹脂接着剤の硬化温度域に昇温させる工程と、
上記昇温させた上記金属基材の被接着面と上記防振材本体の上記樹脂接着剤の付着部とを圧接させる工程と、
を備えていることを特徴とする防振構造体の製造方法。 - 互いに同心状に間隔をおいて配置された金属製の内筒及び外筒と、それらの間に介装された円筒ゴム状の防振ゴム本体と、を備え、該内筒及び該外筒のそれぞれに防振ゴム本体が樹脂接着剤により接着固定された防振構造体の製造方法であって、
加硫成形された防振ゴム本体の内周面及び外周面のそれぞれにシランカップリング剤を含有した樹脂接着剤を付着させる工程と、
内筒を上記樹脂接着剤の硬化温度域に昇温させる工程と、
上記昇温させた上記内筒を上記樹脂接着剤を付着させた上記防振ゴム本体に挿入する工程と、
外筒を上記樹脂接着剤の硬化温度域に昇温させる工程と、
上記樹脂接着剤を付着させた上記防振ゴム本体を上記昇温させた上記外筒に挿入する工程と、
を備えていることを特徴とする防振構造体の製造方法。 - 互いに同心状に間隔をおいて配置された金属製の内筒及び外筒と、それらの間に介装された円筒ゴム状の防振ゴム本体と、を備え、該内筒に該防振ゴム本体がハロゲン化エラストマーを主成分とするゴム接着剤により接着固定されている一方、該外筒に該防振ゴム本体が樹脂接着剤により接着固定された防振構造体の製造方法であって、
内筒の外周面にハロゲン化エラストマーを主成分とするゴム接着剤を付着させ、該ゴム接着剤を付着させた該内筒を覆うように防振ゴム本体となる未加硫ゴム組成物を設け、該内筒と該防振ゴム本体との一体物を加硫成形する工程と、
上記内筒と一体に成形された上記防振ゴム本体の外周面にシランカップリング剤を含有した樹脂接着剤を付着させる工程と、
外筒を上記樹脂接着剤の硬化温度域に昇温させる工程と、
上記樹脂接着剤を付着させた上記防振ゴム本体を上記昇温させた上記外筒に挿入する工程と、
を備えていることを特徴とする防振構造体の製造方法。
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