JP2007071123A - ファンボス - Google Patents
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Abstract
【課題】軽量化,コスト低減および防振ゴム層の接着信頼性向上を図ることができるファンボスを提供する。
【解決手段】同軸的に設けられたポリアミド樹脂からなる略円筒状のファンボス本体1と内筒部材2とが、下記の(A)〜(D)を必須成分とする特殊なゴム組成物の加硫物からなる防振ゴム層3と化学的接着している。
(A)ジエン系ゴムまたはメチレン基を有するゴム。
(B)加硫剤。
(C)レゾルシノール系化合物。
(D)メラミン系樹脂。
【選択図】図1
【解決手段】同軸的に設けられたポリアミド樹脂からなる略円筒状のファンボス本体1と内筒部材2とが、下記の(A)〜(D)を必須成分とする特殊なゴム組成物の加硫物からなる防振ゴム層3と化学的接着している。
(A)ジエン系ゴムまたはメチレン基を有するゴム。
(B)加硫剤。
(C)レゾルシノール系化合物。
(D)メラミン系樹脂。
【選択図】図1
Description
本発明は、送風用ファン等のファンにおけるファンボスに関するものである。
一般に、空気調和機の室内機および室外機には、送風用ファンが設けられている。この送風用ファンとしては、その用途に応じて、ターボファン,プロペラファン,クロスフローファン等があげられる。このような送風用ファンの構成は、その中心に、略円筒状のファンボスが設けられ、このファンボスの外周部に、羽根部材が取り付けられている。
上記ファンボスは、送風用ファンを回転させるモータの回転シャフトに取り付けられる部分であり、通常、モータの回転シャフトからの振動を低減ないし遮断するために、図5に示すように、略円筒状のファンボス本体51の中空部に、略円筒状の防振部材Aが同軸的に内嵌されている。この防振部材Aとしては、上記モータの回転シャフトの軸受けとなる略円筒状の金属製内筒部材52と、この内筒部材52の外周面に形成される防振ゴム層53と、この防振ゴム層53の外周面を覆う略円筒状の金属製外筒部材54とからなるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平9−228993号公報(段落〔0016〕)
しかしながら、上記ファンボス用の防振部材Aは、金属部材(内筒部材52および外筒部材54)を構成要素としているため、市場ニーズである軽量化に難点がある。また、上記金属部材には、錆対策(防錆処理)が必要になるとともに、防振ゴム層53との接着面(内筒部材52の外周面および外筒部材54の内周面)に接着剤を塗布する必要があるため、製造コストが割高になるという難点もある。しかも、接着剤の塗布は、むら(塗布むら)になり易い〔特に、円筒状部材(外筒部材54)の内周面への接着剤の塗布は困難であるため、その塗布がむらになり易い〕ため、防振ゴム層53の接着信頼性が向上し難いという難点もある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、軽量化,コスト低減および防振ゴム層の接着信頼性向上を図ることができるファンボスの提供をその目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明のファンボスは、略円筒状ないし略円環状のファンボス本体と、このファンボス本体の中空部に同軸的に設けられた略円筒状の内筒部材と、これらファンボス本体と内筒部材との間に介在する防振ゴム層とからなるファンボスであって、上記ファンボス本体および内筒部材がポリアミド樹脂からなるとともに、上記防振ゴム層が、下記の(A)〜(D)を必須成分とするゴム組成物の加硫物からなり、上記ポリアミド樹脂からなるファンボス本体および内筒部材と化学的接着しているという構成をとる。
(A)ジエン系ゴムまたはメチレン基を有するゴム。
(B)加硫剤。
(C)レゾルシノール系化合物。
(D)メラミン系樹脂。
(A)ジエン系ゴムまたはメチレン基を有するゴム。
(B)加硫剤。
(C)レゾルシノール系化合物。
(D)メラミン系樹脂。
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、防振ゴム層を挟むファンボス本体および内筒部材の形成材料としてポリアミド樹脂を用いると、充分な剛性強度が得られ、従来の、金属部材(内筒部材および外筒部材)を構成要素としている防振部材を用いたものと同等に、送風用ファン等のファンにおけるファンボスとして使用できるとの知見を得た。しかも、金属部材を用いないため、軽量化することができる。さらに、接着剤の塗布工程を省く目的で、上記防振ゴム層の形成材料であるゴム組成物中に接着剤成分を配合することを想起し、ポリアミド樹脂からなるファンボス本体および内筒部材と防振ゴム層との接着性が高くなるよう、ゴム成分と接着剤成分との組み合わせについて各種の研究を続けた結果、ゴム成分として、ジエン系ゴムまたはメチレン基を有するゴムを用い、これと、特定の接着剤成分(レゾルシノール系化合物とメラミン系樹脂)とを組合わせ、これらを配合した特殊なゴム組成物を加硫すると、ポリアミド樹脂と化学的接着し、強力な接着力が得られることを見出し、本発明に到達した。
ここで、上記特殊なゴム組成物からなるゴム成分がポリアミド樹脂に対して強力な接着力を奏する理由は、以下のように推測される。すなわち、レゾルシノール系化合物が、主に架橋剤として作用するとともに、メラミン系樹脂が主に架橋助剤として作用し、加熱過程において、レゾルシノール系化合物が、メラミン系樹脂の分解により生じたHCHO(ホルムアルデヒド)を供与され、これが、レゾルシノール系化合物の芳香環とポリアミド樹脂のアミド結合(−CONH−)とを架橋(共有結合)するため、接着力が発揮されるものと思われる。これは、例えば、下記の式で表される。
したがって、本発明において、化学的接着とは、上記架橋反応による接着を意味する。そして、このような化学的接着により、防振ゴム層とポリアミド樹脂からなるファンボス本体および内筒部材とが強固に接着されているため、例えば、モータの回転シャフトが高回転で回転しても、接着力は維持され界面剥離が生じず、内筒部材がファンボス本体および防振ゴム層に対して空回りすることがない。また、このような化学的接着により、接着剤の使用も不要にできることから、接着剤塗布工程の省略も実現できるようになる。
なお、本発明において、「略円筒状」とは、円筒状のものだけでなく、円筒状の端縁にフランジ等が形成されたもの,円筒状の内周面や外周面に凸条や凹溝等が形成されたもの等を含む意味である。また、「略円環状」とは、円板の中心部分に同心的に丸穴が形成された円環状のものだけでなく、円環状の平面部分に貫通孔が形成されたもの,円環状の外周縁や内周縁が周方向に波形に形成されたもの等を含む意味である。
本発明のファンボスは、ファンボス本体および内筒部材をポリアミド樹脂からなるものとし、これらファンボス本体と内筒部材との間に、上記特殊なゴム組成物の加硫物からなる防振ゴム層を介在させることにより、この防振ゴム層と上記ファンボス本体および内筒部材とを化学的接着させている。このため、金属部材の使用を不要にすることができ、その結果、ファンボスを軽量化することができる。さらに、接着剤の使用も不要にすることができ、その結果、接着剤塗布工程が省略でき、ファンボスのコストを低減することができる。また、接着剤塗布工程がないことから、接着剤の塗布むらのおそれもなく、防振ゴム層の接着信頼性を向上させることができる。
さらに、上記内筒部材の外周面に、軸方向に延びる凸条または凹溝が形成されている場合には、内筒部材の外周面と防振ゴム層との接着面積が増加するため、接着信頼性がより向上する。しかも、上記凸条や凹溝が内筒部材の回転に対する抵抗になるため、内筒部材のファンボス本体および防振ゴム層に対する空回りがより一層防止される。
特に、上記(A)のジエン系ゴムが、天然ゴム(NR),ブタジエンゴム(BR),スチレン−ブタジエンゴム(SBR),イソプレンゴム(IR),アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)からなる群から選ばれた少なくとも一つのゴムであり、かつ上記(B)の加硫剤が、硫黄系加硫剤である場合には、上記架橋反応が、より円滑に行われ、防振ゴム層とポリアミド樹脂からなるファンボス本体および内筒部材との接着力が向上し、より強固に一体化されるようになる。
また、上記(A)のメチレン基を有するゴムが、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM),エチレン−プロピレンゴム(EPM),水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム(H−NBR)からなる群から選ばれた少なくとも一つのゴムであり、かつ上記(B)の加硫剤が、過酸化物加硫剤である場合にも、上記架橋反応が、より円滑に行われ、防振ゴム層とポリアミド樹脂からなるファンボス本体および内筒部材との接着力が向上し、より強固に一体化されるようになる。
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。但し、本発明は、これに限定されるわけではない。
図1および図2は、本発明のファンボスの一実施の形態を示している。この実施の形態のファンボスは、外向きフランジ付き円筒状のファンボス本体1の中空部に、略円筒状の内筒部材2が同軸的に設けられており、これらファンボス本体1と内筒部材2との間では、防振ゴム層3が、上記ファンボス本体1の内周面と内筒部材2の外周面とに接着一体化されている。そして、上記ファンボス本体1および内筒部材2は、ポリアミド樹脂からなり、上記防振ゴム層3は、後で説明する特殊なゴム組成物の加硫物からなっており、これにより、上記防振ゴム層3とファンボス本体1および内筒部材2との上記接着は、化学的接着となっている。さらに、この実施の形態では、上記内筒部材2の外周面に、軸方向に延びる凸条2aが形成され、その面に接着している上記防振ゴム層3の内周面は、上記凸条2aが形成されている内筒部材2の外周面に対応した形状になっている。
すなわち、本発明では、上記ファンボス本体1および内筒部材2の形成材料ならびに上記防振ゴム層3の形成材料を特定な材料とすることにより、上記防振ゴム層3とファンボス本体1および内筒部材2とが化学的接着するようにしている。
また、上記防振ゴム層3は、その形成の際に(特殊なゴム組成物を加硫する際に)、ファンボスの軸に向かって収縮するため、内筒部材2の外周面を押圧し、防振ゴム層3と内筒部材2との上記化学的接着が強力になる。これにより、モータの回転シャフトの軸受けとなる上記内筒部材2は、ファンボス本体1および防振ゴム層3に対して空回りすることがない。さらに、この実施の形態では、内筒部材2の外周面に、軸方向に延びる凸条2aが形成されているため、内筒部材2の外周面と防振ゴム層3との接着面積が増加するとともに、その凸条2aが内筒部材2の回転に対する抵抗となり、上記内筒部材2の空回りがより一層防止される。
なお、上記ファンボスは、送風用ファン等のファンの中心部に形成され、上記内筒部材2の中空部に、ファンを回転させるモータの回転シャフトが挿通されることにより、その回転シャフトに取り付けられるようになっている。そして、上記ファンは、このファンボスの外周部(本発明では、ファンボス本体1のフランジ)に、羽根部材がビス止め等により取り付けられて構成されている。
ここで、上記ファンボス本体1および内筒部材2の形成材料(ポリアミド)ならびに上記防振ゴム層3の形成材料(特殊なゴム組成物)について、より詳しく説明する。
上記ファンボス本体1および内筒部材2の形成材料であるポリアミドは、アミド結合(−CONH−)を繰り返し単位にもつ高分子化合物であれば特に限定はなく、例えば、重合形式により、以下のものがあげられる。
(a)ジアミンと二塩基酸との重縮合によるもの、例えば、ヘキサメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−または2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,3−または1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス(p−アミノシクロヘキシルメタン)、m−またはp−キシリレンジアミンのような脂肪族、脂環族または芳香族のジアミンと、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸のような脂肪族、脂環族または芳香族のジカルボン酸とから製造されるポリアミド。
(b)アミノカルボン酸の重縮合によるもの、例えば、6−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸のようなアミノカルボン酸から製造される結晶性または非結晶性のポリアミド。
(c)ラクタムの開環重合によるもの、例えば、ε−カプロラクタム、ω−ドデカラクタムのようなラクタムから製造されるポリアミド。
上記ファンボス本体1および内筒部材2の形成材料としては、上記ポリアミドの他、共重合ポリアミド、ポリアミドの混合物、あるいはこれらポリアミドと他の樹脂とのポリマーブレンド等が使用できる。上記ポリアミドの具体例としては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン46、ナイロン6とナイロン66との共重合体、芳香族ナイロン、非晶質ナイロン等があげられる。これらのなかでも、剛性および耐熱性が特に良好な点で、ナイロン6、ナイロン66、芳香族ナイロンが好ましい。そして、上記ファンボス本体1および内筒部材2は、曲げ弾性率が6000MPa以上で、TB120MPa以上になるよう設定することが好ましく、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、ウィスカー、粘度鉱物等を配合して補強しても差し支えない。また、上記ファンボス本体1の形成材料であるポリアミドと、内筒部材2の形成材料であるポリアミドとは、同じポリアミドであってもよいし、異なるポリアミドであってもよい。
上記防振ゴム層3の形成材料である特殊なゴム組成物は、特定の防振ゴム(A成分)と、加硫剤(B成分)と、レゾルシノール系化合物(C成分)と、メラミン系樹脂(D成分)とを用いて得ることができる。
上記特定の防振ゴム(A成分)としては、ジエン系ゴムまたはメチレン基を有するゴムが用いられる。上記ジエン系ゴムとしては、特に限定されるものではなく、具体的には、NR,BR,SBR,IR,NBR,H−NBR,クロロプレンゴム(CR),ブチルゴム(IIR),塩素化ブチルゴム(Cl−IIR),臭素化ブチルゴム(Br−IIR)等があげられる。なかでも、強度と耐油性からNR,NBRが好ましい。また、上記メチレン基を有するゴムとしては、具体的には、EPDM,EPM,H−NBR,アクリルゴム(ACM),ヒドリンゴム(ECO,CO),ウレタンゴム,水素添加スチレン−ブタジエンゴム(H−SBR),シリコーンゴム(Q),ビニル基含有シリコーンゴム(VMQ),フロロシリコーンゴム(FVMQ),フッ素ゴム(FKM)等があげられる。なかでも、強度と耐熱性からEPDM,H−NBRが好ましい。
上記加硫剤(B成分)としては、例えば、硫黄、塩化硫黄等の硫黄系加硫剤や、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、1,1−ジ−t−ブチルペルオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジベンゾイルペルオキシヘキサン、n−ブチル−4,4′−ジ−t−ブチルペルオキシバレレート、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルペルオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルペルオキシ−ジイソプロピルベンゼン、t−ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−t−ブチルペルオキシヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−t−ブチルペルオキシヘキシン−3、1,3ビス−(t−ブチルパーオキシ−イソ−プロピル)ベンゼン等の過酸化物加硫剤があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なかでも、硫黄、ジクミルパーオキサイドが好適に用いられる。
そして、上記A成分のジエン系ゴムが、NR,BR,SBR,IR,NBRからなる群から選ばれた少なくとも一つであり、かつ上記B成分の加硫剤が硫黄系加硫剤であると、架橋反応がより円滑に進むことによって、防振ゴム層3とファンボス本体1および内筒部材2との接着力が向上し、より強固に一体化されるようになるため、好ましい。また、上記A成分のメチレン基を有するゴムが、EPDM,EPM,H−NBRからなる群から選ばれた少なくとも一つであり、かつ上記B成分の加硫剤が過酸化物加硫剤であると、架橋反応がより円滑に進むことによって、防振ゴム層3とファンボス本体1および内筒部材2との接着力が向上し、より強固に一体化されるようになるため、好ましい。
上記加硫剤(B成分)の配合割合は、上記特定の防振ゴム(A成分)100重量部(以下「部」と略す)に対して、0.5〜10部の範囲が好ましい。すなわち、B成分が0.5部未満であると、架橋密度が低いため圧縮永久歪みが大きくなり、また接着性も低く、逆にB成分が10部を超えると、架橋密度が高くなりすぎ、耐久性も低下する傾向がみられるからである。
上記A成分およびB成分とともに用いられるレゾルシノール系化合物(C成分)としては、特に限定はなく、例えば、変性レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂,レゾルシン,レゾルシン・ホルムアルデヒド(RF)樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。これらのなかでも、低揮発性、低吸湿性、ゴムとの相溶性が優れる点で、変性レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂が好適に用いられる。
上記変性レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂としては、例えば、下記の一般式(1)〜(3)で表されるものがあげられる。このなかでも、下記の一般式(1)で表されるものが特に好ましい。
上記レゾルシノール系化合物(C成分)の配合割合は、上記特定の防振ゴム(A成分)100部に対して、0.1〜10部の範囲が好ましく、特に好ましくは0.5〜5部である。すなわち、C成分が0.1部未満であると、ポリアミド樹脂との接着性に劣り、逆にC成分が10部を超えると、ゴムの物性が低下するおそれがあるからである。
上記A〜C成分とともに用いられるメラミン系樹脂(D成分)としては、主に架橋助剤として作用し、ホルムアルデヒドを供与しうるものであれば特に限定はなく、例えば、ホルムアルデヒド・メラミン重合物のメチル化物,ヘキサメチレンテトラミン等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。これらのなかでも、低揮発性,低吸湿性,ゴムとの相溶性が優れる点で、ホルムアルデヒド・メラミン重合物のメチル化物が好適に用いられる。これらは、加硫工程等の加熱下において分解し、ホルムアルデヒドを系に供給する。
上記ホルムアルデヒド・メラミン重合物のメチル化物としては、例えば、下記の一般式(4)で表されるものが好適に用いられる。
そして、上記メラミン系樹脂(D成分)のなかでも、上記一般式(4)で表される化合物の混合物が好ましく、n=1の化合物が43〜44重量%、n=2の化合物が27〜30重量%、n=3の化合物が26〜30重量%の混合物が特に好ましい。
また、上記レゾルシノール系化合物(C成分)と、メラミン系樹脂(D成分)との配合比は、重量比で、C成分/D成分=1/0.5〜1/2の範囲が好ましく、特に好ましくはC成分/D成分=1/0.77〜1/1.5である。すなわち、D成分の重量比が0.5未満であると、ゴムの引張強さ(TB)や伸び(EB)等が若干悪くなる傾向がみられ、逆にD成分の重量比が2を超えると、接着性が飽和し接着力が安定するため、それ以上D成分の重量比を高くしても、コストアップにつながるのみで、それ以上の効果は期待できないからである。
なお、上記特殊なゴム組成物には、上記A〜D成分に加えて、カーボンブラック,プロセスオイル等を配合することが好ましい。
上記カーボンブラックの配合量は、上記防振ゴム(A成分)100部に対して30部以上が好ましく、特に好ましくは30〜150部の範囲である。
また、上記特殊なゴム組成物には、上記各成分に加えて、老化防止剤,加工助剤,架橋促進剤,白色充填剤,反応性モノマー,発泡剤等を必要に応じて適宜配合しても差し支えない。
上記特殊なゴム組成物は、上記A〜D成分および必要に応じてその他の成分を用いて常法により調製することができる。すなわち、加硫剤(B成分),レゾルシノール系化合物(C成分)およびメラミン系樹脂(D成分)を除いた各成分を予備混合した後、80〜140℃で数分間混練する。その後、得られた混練物に、加硫剤(B成分),レゾルシノール系化合物(C成分)およびメラミン系樹脂(D成分)を追加混合〔なお、レゾルシノール系化合物(C成分),メラミン系樹脂(D成分)は予備混合で添加しても差し支えない。〕し、これらをオープンロール等のロール類を用いて、ロール温度40〜70℃で5〜30分間混練した後、分出し、シート状またはリボン状のゴムを得ることができる。
本発明のファンボスは、上記材料を用い、例えば、つぎのようにして作製することができる。
すなわち、まず、上記ファンボス本体1および内筒部材2の形成材料(ポリアミド)を用い、金型成形等により、ファンボス本体1および内筒部材2を作製する。そして、これらファンボス本体1および内筒部材2を、防振ゴム層3用の成形金型内の所定位置にセットする。そして、前記のようにして調製された特殊なゴム組成物を、上記成形金型内に注入した後、加熱加硫(150〜180℃の温度で3〜30分程度)して架橋させる。これにより、ポリアミド樹脂からなるファンボス本体1と内筒部材2との間に防振ゴム層3が形成されてなるファンボスを得ることができる。なお、上記特殊なゴム組成物は、予め予備成形しておき、それをファンボス本体1と内筒部材2との間に挟んで加熱加硫してもよい。また、ファンボス本体1および内筒部材2の表面は、アルカリ洗浄液を用いて洗浄処理するか、あるいはアルカリ洗浄液と研磨材とを用いてウェットブラスト処理しても差し支えない。
また、本発明のファンボスは、上記のようにファンボス本体1,内筒部材2および防振ゴム層3を別工程で作製するのではなく、例えば、上記ファンボス本体1および内筒部材2の形成材料と、上記特殊なゴム組成物とを、インジェクション成型等の方法により一体成形するようにしても、得ることができる。このような製法により、ファンボス本体1,内筒部材2および防振ゴム層3を同時に架橋成形することができるため、その分、製造工程を削減することができ、製造コスト等の面において好ましい。
なお、上記実施の形態では、内筒部材2の外周面に、軸方向に延びる凸条2aを形成したが、その凸条2aに代えて凹溝を形成してもよいし、凸条2aと凹溝の両方を形成してもよい。また、凸条2aも凹溝も形成しなくてもよい。そして、上記凸条2aまたは凹溝を形成する場合は、その凸条2a等を内筒部材2の軸と平行に形成してもよいし、内筒部材2の軸に対して角度をつけて螺旋状に形成してもよい。
さらに、ファンボス本体1の内周面にも、軸方向に延びる凸条または凹溝を形成してもよい。これにより、ファンボス本体1に対する防振ゴム層3の空回りをより一層防止することができる。
また、上記実施の形態では、ファンボス本体1を外向きフランジ付き円筒状としたが、これに限定されるものではなく、単なる円筒状のものにしてもよいし、円環状,円環状の平面部分に貫通孔が形成されたもの,円環状の外周縁や内周縁が周方向に波形に形成されたもの等にしてもよい。
そして、上記実施の形態では、ファンボス本体1と羽根部材とを別体としたが、ファンボス本体1は、羽根部材と一体であってもよい。
また、上記実施の形態では、防振ゴム層3とファンボス本体1および内筒部材2との接着は、化学的接着でなされていて接着剤を用いていないが、場合によっては、補助的に、接着剤を用いてもよい。
このようにして得られた本発明のファンボスは、空気調和機の室内機および室外機に設けられる送風用ファン(ターボファン,プロペラファン,クロスフローファン等)のファンボスとして用いられるほか、パソコン等の家電機器に内蔵される冷却用ファン、換気用ファン等のファンボスとして用いられる。
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
〔ファンボス本体および内筒部材の作製〕
変性6−ナイロン(アーレンA335、三井化学社製)を用い、金型成形(100℃×4分間)により、ポリアミド樹脂からなるファンボス本体および内筒部材を作製した(図1参照)。ファンボス本体の寸法は、円筒部(フランジを除く部分)の外径45mm、軸方向の長さ28mmとした。また、内筒部材の寸法は、外径21mm、内径8mm、軸方向の長さ30mmとした。
変性6−ナイロン(アーレンA335、三井化学社製)を用い、金型成形(100℃×4分間)により、ポリアミド樹脂からなるファンボス本体および内筒部材を作製した(図1参照)。ファンボス本体の寸法は、円筒部(フランジを除く部分)の外径45mm、軸方向の長さ28mmとした。また、内筒部材の寸法は、外径21mm、内径8mm、軸方向の長さ30mmとした。
〔防振ゴム層形成材料〕
NR(RSS#3、JSR社製)100部と、酸化亜鉛(ZnO)5部と、ステアリン酸1部と、SRF(シーストS、東海カーボン社製)45部と、ナフテン系オイル(サンセン410、日本サン石油社製)3部とをバンバリーミキサーを用いて120℃で5分間混練し、ついで、前記一般式(1)で表される変性レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂(スミカノール620、住友化学工業社製)4部と、ホルムアルデヒド・メラミン重合物のメチル化物(スミカノール507A、住友化学工業社製)3.08部と、サンセラーCZ−G(三新化学社製)0.8部と、硫黄加硫剤(S−ptc、鶴見化学工業社製)3.45部とを追加混合し、オープンロールを用いて50℃で10分間混練し、防振ゴム層形成材料(ゴム組成物)を調製した。
NR(RSS#3、JSR社製)100部と、酸化亜鉛(ZnO)5部と、ステアリン酸1部と、SRF(シーストS、東海カーボン社製)45部と、ナフテン系オイル(サンセン410、日本サン石油社製)3部とをバンバリーミキサーを用いて120℃で5分間混練し、ついで、前記一般式(1)で表される変性レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂(スミカノール620、住友化学工業社製)4部と、ホルムアルデヒド・メラミン重合物のメチル化物(スミカノール507A、住友化学工業社製)3.08部と、サンセラーCZ−G(三新化学社製)0.8部と、硫黄加硫剤(S−ptc、鶴見化学工業社製)3.45部とを追加混合し、オープンロールを用いて50℃で10分間混練し、防振ゴム層形成材料(ゴム組成物)を調製した。
〔ファンボスの作製〕
まず、上記ファンボス本体および内筒部材を、防振ゴム層用の成形金型内の所定位置にセットした。そして、上記のようにして調製された防振ゴム層形成材料(ゴム組成物)を、上記成形金型内に注入した後、加熱加硫(170℃×20分間)して架橋させた。このようにして、図1に示すファンボスを作製した。
まず、上記ファンボス本体および内筒部材を、防振ゴム層用の成形金型内の所定位置にセットした。そして、上記のようにして調製された防振ゴム層形成材料(ゴム組成物)を、上記成形金型内に注入した後、加熱加硫(170℃×20分間)して架橋させた。このようにして、図1に示すファンボスを作製した。
ファンボス本体および内筒部材の形成材料として、上記実施例1における変性6−ナイロンに代えて、6,6−ナイロン(アラミンCM3001G−45、東レ社製)を用いた。また、防振ゴム層形成材料として、上記実施例1におけるNRに代えて、BR(BR02L、JSR社製)を用い、それ以外は実施例1と同様にして、防振ゴム層形成材料を調製した。そして、上記実施例1と同様にしてファンボスを作製した。
ファンボス本体および内筒部材の形成材料として、上記実施例1における変性6−ナイロンに代えて、6,6−ナイロン(アラミンCM3001G−45、東レ社製)を用いた。また、防振ゴム層形成材料として、上記実施例1におけるNRに代えて、SBR(SL556、JSR社製)を用い、それ以外は実施例1と同様にして、防振ゴム層形成材料を調製した。そして、上記実施例1と同様にしてファンボスを作製した。
ファンボス本体および内筒部材の形成材料として、上記実施例1における変性6−ナイロンに代えて、6,6−ナイロン(アラミンCM3001G−45、東レ社製)を用いた。また、防振ゴム層形成材料として、上記実施例1におけるNRに代えて、IR(IR2200、JSR社製)を用い、それ以外は実施例1と同様にして、防振ゴム層形成材料を調製した。そして、上記実施例1と同様にしてファンボスを作製した。
ファンボス本体および内筒部材の形成材料として、上記実施例1における変性6−ナイロンに代えて、6,6−ナイロン(アラミンCM3001G−45、東レ社製)を用いた。また、防振ゴム層形成材料は、上記実施例1のものに代えて、NBR(N260S、JSR社製)100部と、酸化亜鉛5部と、ステアリン酸1部と、SRF35部と、フタレート系可塑剤(DOP、大八化学社製)5部とをバンバリーミキサーを用いて120℃で5分間混練し、ついで、前記一般式(1)で表される変性レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂(スミカノール620)4部と、ホルムアルデヒド・メラミン重合物のメチル化物(スミカノール507A)3.08部と、サンセラーCZ−G0.8部と、硫黄加硫剤(S−ptc)2部とを追加混合し、オープンロールを用いて50℃で10分間混練して防振ゴム層形成材料を調製した。そして、上記実施例1と同様にしてファンボスを作製した。
ファンボス本体および内筒部材の形成材料として、上記実施例1における変性6−ナイロンに代えて、6−ナイロン(アラミンCM1011G−45、東レ社製)を用いた。また、防振ゴム層形成材料は、上記実施例1のものに代えて、EPDM(EP474、住友化学社製)100部と、酸化亜鉛5部と、ステアリン酸1部と、HAF(ショウブラックN330、昭和キャボット社製)45部と、ナフテン系オイル(サンセン410)5部とをバンバリーミキサーを用いて120℃で5分間混練し、ついで、前記一般式(1)で表される変性レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂(スミカノール620)4部と、ホルムアルデヒド・メラミン重合物のメチル化物(スミカノール507A)3.08部と、パークミルD−40(日本油脂社製)6.75部とを追加混合し、オープンロールを用いて50℃で10分間混練して防振ゴム層形成材料を調製した。そして、上記実施例1と同様にしてファンボスを作製した。
ファンボス本体および内筒部材の形成材料として、上記実施例1における変性6−ナイロンに代えて、6,6−ナイロン(アラミンCM3001G−45、東レ社製)を用いた。また、防振ゴム層形成材料は、上記実施例1のものに代えて、EPM(EP11、JSR社製)100部と、酸化亜鉛5部と、ステアリン酸1部と、HAF(ショウブラックN330)45部と、ナフテン系オイル(サンセン410)5部とをバンバリーミキサーを用いて120℃で5分間混練し、ついで、前記一般式(1)で表される変性レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂(スミカノール620)4部と、ホルムアルデヒド・メラミン重合物のメチル化物(スミカノール507A)3.08部と、パークミルD−40(日本油脂社製)6.75部とを追加混合し、オープンロールを用いて50℃で10分間混練して防振ゴム層形成材料を調製した。そして、上記実施例1と同様にしてファンボスを作製した。
ファンボス本体および内筒部材の形成材料として、上記実施例1における変性6−ナイロンに代えて、6,6−ナイロン(アラミンCM3001G−45、東レ社製)を用いた。また、防振ゴム層形成材料は、上記実施例1のものに代えて、H−NBR(ゼットポール2010、日本ゼオン社製)100部と、酸化亜鉛5部と、ステアリン酸1部と、SRF40部と、フタレート系可塑剤(DOP)10部とをバンバリーミキサーを用いて120℃で5分間混練し、ついで、前記一般式(1)で表される変性レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂(スミカノール620)4部と、ホルムアルデヒド・メラミン重合物のメチル化物(スミカノール507A)3.08部と、ペロキシモンF−40(日本油脂社製)6部とを追加混合し、オープンロールを用いて50℃で10分間混練して防振ゴム層形成材料を調製した。そして、上記実施例1と同様にしてファンボスを作製した。
〔比較例1〕
ファンボス本体に略円筒状の防振部材が同軸的に内嵌されているファンボスを作製した(図5参照)。すなわち、引き抜き加工により、真鍮製内筒部材およびアルミニウム製外筒部材を作製した。一方、防振ゴム層形成材料は、NR100部と、酸化亜鉛5部と、ステアリン酸1部と、SRF45部と、ナフテン系オイル(サンセン410)3部とをバンバリーミキサーを用いて120℃で5分間混練し、ついで、サンセラーCZ−G0.8部と、硫黄加硫剤(S−ptc)3.45部を追加混合し、オープンロールを用いて50℃で10分間混練して調製した。そして、上記真鍮製内筒部材の外周面およびアルミニウム製外筒部材の内周面に接着剤(ケムロック220、ロードファーイースト社製)をスプレー法により塗布した後、それらを、防振ゴム層用の成形金型内の所定位置にセットした。つぎに、上記防振ゴム層形成材料(ゴム組成物)を、上記成形金型内に注入した後、加熱加硫(170℃×20分間)して架橋させ、略円筒状の防振部材を得た。ついで、その防振部材の外周面に接着剤(ケムロック220、ロードファーイースト社製)を塗布した後、上記実施例1と同様のファンボス本体に同軸的に内嵌させインサート成形を行い、ファンボスを作製した。
ファンボス本体に略円筒状の防振部材が同軸的に内嵌されているファンボスを作製した(図5参照)。すなわち、引き抜き加工により、真鍮製内筒部材およびアルミニウム製外筒部材を作製した。一方、防振ゴム層形成材料は、NR100部と、酸化亜鉛5部と、ステアリン酸1部と、SRF45部と、ナフテン系オイル(サンセン410)3部とをバンバリーミキサーを用いて120℃で5分間混練し、ついで、サンセラーCZ−G0.8部と、硫黄加硫剤(S−ptc)3.45部を追加混合し、オープンロールを用いて50℃で10分間混練して調製した。そして、上記真鍮製内筒部材の外周面およびアルミニウム製外筒部材の内周面に接着剤(ケムロック220、ロードファーイースト社製)をスプレー法により塗布した後、それらを、防振ゴム層用の成形金型内の所定位置にセットした。つぎに、上記防振ゴム層形成材料(ゴム組成物)を、上記成形金型内に注入した後、加熱加硫(170℃×20分間)して架橋させ、略円筒状の防振部材を得た。ついで、その防振部材の外周面に接着剤(ケムロック220、ロードファーイースト社製)を塗布した後、上記実施例1と同様のファンボス本体に同軸的に内嵌させインサート成形を行い、ファンボスを作製した。
〔質量の比較〕
このようにして得られた実施例1〜8および比較例1の各ファンボスの質量を測定すると、実施例1〜8のファンボスはいずれも、比較例1のファンボスよりも軽量であった。
このようにして得られた実施例1〜8および比較例1の各ファンボスの質量を測定すると、実施例1〜8のファンボスはいずれも、比較例1のファンボスよりも軽量であった。
〔作製時間の比較〕
比較例1のファンボスの作製には、接着剤を塗布する工程があり、実施例1〜8の各ファンボスの作製よりも、時間を要した。
比較例1のファンボスの作製には、接着剤を塗布する工程があり、実施例1〜8の各ファンボスの作製よりも、時間を要した。
〔接着力の比較〕
実施例1〜8および比較例1の各ファンボスにおけるファンボス本体を固定した状態で、内筒部材を軸方向に50mm/分の速度で引っ張り破断させた。破断した時の荷重を接着力(MPa)とし、また破断面の状態(破壊状態)を測定・評価し、その結果を下記の表1に示した。なお、表中の破壊状態の欄において、「R100」とは、防振ゴム層のゴム部分(R)において100%破断したことを意味し、「R0」とは、防振ゴム層と内筒部材または外筒部材との界面部分において界面剥離を生じたため、ゴム部分(R)の破断割合が0%であることを意味する。
実施例1〜8および比較例1の各ファンボスにおけるファンボス本体を固定した状態で、内筒部材を軸方向に50mm/分の速度で引っ張り破断させた。破断した時の荷重を接着力(MPa)とし、また破断面の状態(破壊状態)を測定・評価し、その結果を下記の表1に示した。なお、表中の破壊状態の欄において、「R100」とは、防振ゴム層のゴム部分(R)において100%破断したことを意味し、「R0」とは、防振ゴム層と内筒部材または外筒部材との界面部分において界面剥離を生じたため、ゴム部分(R)の破断割合が0%であることを意味する。
この結果から、実施例1〜8の各ファンボスでは、比較例1のファンボスよりも、防振ゴム層の接着信頼性が高いことがわかる。
〔送風音の比較〕
上記実施例1および比較例1のファンボスにおけるファンボス本体のフランジに、6枚のブレード(羽根)が形成された羽根部材を、ビス止めすることにより取り付け、外径480mmのターボファンを作製した。そして、各ターボファンの回転数(rpm)を変えて、そのときの送風音(騒音レベル)を測定し、その結果を図3のグラフに示した。また、所定の回転数(300rpm,350rpm,400rpm,550rpm)での音圧レベルも測定し、その結果を図4(a)〜(d)のグラフに示した〔但し、図3および図4(a)〜(d)のグラフは、実施例1と比較例1とが一部重なっている〕。なお、上記羽根部材の形成材料は、ファンボス本体と同様とした。
上記実施例1および比較例1のファンボスにおけるファンボス本体のフランジに、6枚のブレード(羽根)が形成された羽根部材を、ビス止めすることにより取り付け、外径480mmのターボファンを作製した。そして、各ターボファンの回転数(rpm)を変えて、そのときの送風音(騒音レベル)を測定し、その結果を図3のグラフに示した。また、所定の回転数(300rpm,350rpm,400rpm,550rpm)での音圧レベルも測定し、その結果を図4(a)〜(d)のグラフに示した〔但し、図3および図4(a)〜(d)のグラフは、実施例1と比較例1とが一部重なっている〕。なお、上記羽根部材の形成材料は、ファンボス本体と同様とした。
この結果から、実施例1のファンボスを用いると、比較例1のファンボスを用いるよりも、送風音(騒音レベル)および音圧レベルを低くできることがわかる。
1 ファンボス本体
2 内筒部材
3 防振ゴム層
2 内筒部材
3 防振ゴム層
Claims (5)
- 略円筒状ないし略円環状のファンボス本体と、このファンボス本体の中空部に同軸的に設けられた略円筒状の内筒部材と、これらファンボス本体と内筒部材との間に介在する防振ゴム層とからなるファンボスであって、上記ファンボス本体および内筒部材がポリアミド樹脂からなるとともに、上記防振ゴム層が、下記の(A)〜(D)を必須成分とするゴム組成物の加硫物からなり、上記ポリアミド樹脂からなるファンボス本体および内筒部材と化学的接着していることを特徴とするファンボス。
(A)ジエン系ゴムまたはメチレン基を有するゴム。
(B)加硫剤。
(C)レゾルシノール系化合物。
(D)メラミン系樹脂。 - 上記内筒部材の外周面に、軸方向に延びる凸条または凹溝が形成されている請求項1記載のファンボス。
- 上記防振ゴム層とポリアミド樹脂からなるファンボス本体および内筒部材との化学的接着が、上記(C)のレゾルシノール系化合物を架橋剤とし、上記(D)のメラミン系樹脂を架橋助剤とする架橋反応によりなされている請求項1または2記載のファンボス。
- 上記(A)のジエン系ゴムが、天然ゴム,ブタジエンゴム,スチレン−ブタジエンゴム,イソプレンゴム,アクリロニトリル−ブタジエンゴムからなる群から選ばれた少なくとも一つのゴムであり、かつ上記(B)の加硫剤が、硫黄系加硫剤である請求項1または2記載のファンボス。
- 上記(A)のメチレン基を有するゴムが、エチレン−プロピレン−ジエンゴム,エチレン−プロピレンゴム,水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴムからなる群から選ばれた少なくとも一つのゴムであり、かつ上記(B)の加硫剤が、過酸化物加硫剤である請求項1または2記載のファンボス。
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