JP2013516588A - 炉後硬化を伴わないエチレン−アクリル接合ピストン - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2010年1月8日に提出された、米国暫定特許出願連続番号第61/293307号に対する優先権を主張し、ここに引用により援用される。
1. 発明の分野
この発明は、自動式の変速機のピストンの金属材料に結合するのに好適なエラストマーおよびその製造方法に関する。
自動式の変速機のピストンは、典型的には、クラッチ、ギアシフト、ブレーキバンドを油圧で係合し作動させるよう、および他の機械的な動作を実行するよう、用いられる。自動式の変速機のピストンは、強度、信頼性、および長い耐用寿命を有さなければならず、なぜならば、そのようなピストンの故障は変速機全体の故障に至る場合があるからである。したがって、ピストンとピストンが沿って移動するシリンダまたはシャフトとの間において流体を封止するために、ゴムまたはエラストマーのリングが、ピストンの金属成分のまわりにしばしば配置される。エラストマー封止は、摩擦による摩耗に対して大きな抵抗をあたえて耐用寿命を改善し、ピストンの全体的な強度に寄与する。
この発明の1つの局面は、自動式の変速機で用いられるピストンを提供し、それは、金属材料から形成された円筒形部分、および円筒形部分に結合したエラストマーを含む。エラストマーは、エラストマーの総重量に基いて、25〜75重量%の量のエチレン−アクリルポリマーおよび少なくとも0.5重量%の量の硬化剤を含む。エチレンアクリルポリマーは、エチレンアクリルポリマーの総重量に基いて、アクリル酸メチルを40〜70重量%の量で、およびエチレンモノマーを20〜60重量%の量で含む。エラストマーは、一期間の間少なくとも100℃の温度にエラストマーを連続的に晒すことによって硬化させられる。エラストマーは、第2の期間の間少なくとも100℃の温度にエラストマーを連続的に晒さずに硬化させられる。
自動式の変速機のための例示的なピストン20は、金属材料から形成された円筒形部分22を含み、円筒形部分22に結合されたエラストマー24が、図1に示される。ピストン20を製造する方法は後硬化ステップなしで円筒形部分22にエラストマーを結合するステップを含む。
エラストマーは、エラストマーを円筒形部分22に結合するステップ中において、後硬化ステップなしで硬化される。エラストマーは、一期間の間少なくとも100℃の温度にエラストマーを連続的に晒すことによって硬化させられ、第2の期間の間少なくとも100℃の温度にエラストマーを連続的に晒さずに硬化させられる。
表1のエラストマーのある物性を試験するために実験が行われた。試験された物性は、典型的には自動式の変速機の金属ピストン20に接合したエラストマーに関連する物性だった。そのような属性はしばしば自動車産業規格を満たさなければならない。試験、手順および対応する試験結果は表2にリスト化される。
第2の実験を行って、後硬化ステップなしで形成した表1のエラストマーのある物性を、後硬化ステップで形成された比較例のエラストマーの物性と比較した。
この出願は、2010年1月8日に提出された、米国暫定特許出願連続番号第61/293307号に対する優先権を主張し、ここに引用により援用される。
1. 発明の分野
この発明は、自動化された変速機のピストンの金属材料に結合するのに好適なエラストマーおよびその製造方法に関する。
自動式の変速機のピストンは、典型的には、クラッチ、ギアシフト、ブレーキバンドを油圧で係合し作動させるよう、および他の機械的な動作を実行するよう、用いられる。自動式の変速機のピストンは、強度、信頼性、および長い耐用寿命を有さなければならず、なぜならば、そのようなピストンの故障は変速機全体の故障に至る場合があるからである。したがって、ピストンとピストンが沿って移動するシリンダまたはシャフトとの間において流体を封止するために、ゴムまたはエラストマーのリングが、ピストンの金属成分のまわりにしばしば配置される。エラストマー封止は、摩擦による摩耗に対して大きな抵抗をあたえて耐用寿命を改善し、ピストンの全体的な強度に寄与する。
この発明の1つの局面は、自動化された変速機で用いられるピストンを提供し、それは、金属材料から形成された円筒形部分、および円筒形部分に結合したエラストマーを含む。エラストマーは、エラストマーの総重量に基いて、25〜75重量%の量のエチレン−アクリルポリマーおよび少なくとも0.5重量%の量の硬化剤を含む。エチレンアクリルポリマーは、エチレンアクリルポリマーの総重量に基いて、アクリル酸メチルを40〜70重量%の量で、およびエチレンモノマーを20〜60重量%の量で含む。エラストマーは、一期間の間少なくとも100℃の温度にエラストマーを連続的に晒すことによって硬化させられる。エラストマーは、第2の期間の間少なくとも100℃の温度にエラストマーを連続的に晒さずに硬化させられる。
自動化されたまたは自動式の変速機のための例示的なピストン20は、金属材料から形成された円筒形部分22を含み、円筒形部分22に結合されたエラストマー24が、図1に示される。ピストン20を製造する方法は後硬化ステップなしで円筒形部分22にエラストマーを結合するステップを含む。
エラストマーは、エラストマーを円筒形部分22に結合するステップ中において、後硬化ステップなしで硬化される。エラストマーは、一期間の間少なくとも100℃の温度にエラストマーを連続的に晒すことによって硬化させられ、第2の期間の間少なくとも100℃の温度にエラストマーを連続的に晒さずに硬化させられる。
表1のエラストマーのある物性を試験するために実験が行われた。試験された物性は、典型的には自動化された変速機の金属ピストン20に接合したエラストマーに関連する物性だった。そのような属性はしばしば自動車産業規格を満たさなければならない。試験、手順および対応する試験結果は表2にリスト化される。
第2の実験を行って、後硬化ステップなしで形成した表1のエラストマーのある物性を、後硬化ステップで形成された比較例のエラストマーの物性と比較した。
Claims (20)
- 自動式の変速機で用いられるピストンであって:
金属材料から形成された円筒形部分と、
前記円筒形部分に結合されたエラストマーとを含み、
前記エラストマーは前記エラストマーの総重量に基いて25〜75重量%の量のエチレン−アクリルポリマーを含み、
前記エチレンアクリルポリマーは、前記エチレンアクリルポリマーの総重量に基いて、アクリル酸メチルを40〜70重量%の量で、およびエチレンモノマーを20〜60重量%の量で含み、
前記エラストマーは前記エラストマーの総重量に基いて少なくとも0.5重量%の量で硬化剤を含み、
前記エラストマーは、一期間の間少なくとも100℃の温度に前記エラストマーを連続的に晒すことによって硬化させられ、第2の期間の間少なくとも100℃の温度に前記エラストマーを連続的に晒さずに硬化させられる、ピストン。 - 前記エラストマーが前記円筒形部分に結合された後、前記ピストンは後硬化ステップなしで形成される、請求項1に記載のピストン。
- 前記エラストマーはアミド架橋を含む、請求項1に記載のピストン。
- 前記エラストマーは、エラストマーの架橋の総量に基いて、0〜5%の量でイミド架橋を含む、請求項1に記載のピストン。
- 前記エチレン−アクリルポリマーは、前記エチレン−アクリルポリマーの総重量に基いて10重量%までの量で硬化部位モノマーを含む、請求項1に記載のピストン。
- 前記エチレン−アクリルポリマーの前記硬化部位モノマーは以下の化学構造を有し、
- 前記硬化剤はヘキサメチレンジアミンを含む、請求項1に記載のピストン。
- 前記エチレンアクリルポリマーは、前記エチレンアクリルポリマーの総重量に基いて、前記アクリル酸メチルを50〜60重量%の量で、前記エチレンモノマーを35〜50重量%の量で、および硬化部位モノマーを酸性で0.5〜5重量%の量で含む、請求項1に記載のピストン。
- 前記エラストマーは一期間の間少なくとも100℃で硬化させられる、請求項1に記載のピストン。
- 前記エラストマーは前記円筒形部分に結合される一方で硬化させられる、請求項1に記載のピストン。
- 前記エラストマーは、前記エラストマーの潜在的な引張り強さの70〜90%の引張り強さを含む、請求項1に記載のピストン。
- 前記円筒形部分上に置かれる化成被覆と、前記化成被覆上に置かれる接着剤と、前記接着剤上に置かれる前記エラストマーとを含む、請求項1に記載のピストン。
- 前記円筒形部分は周囲を呈し、前記円筒形部分内およびその前記周囲に沿って軸方向に延在する少なくとも1つの溝を含む、請求項1に記載のピストン。
- 前記円筒形部分は、前記円筒形部分内に径方向に延在する複数個の削除部を含む、請求項1に記載のピストン。
- 前記エラストマーは、前記エチレンアクリルポリマーを35〜65重量%の量で、前記硬化剤を0.5〜5重量%の量で含み、前記硬化剤は、ヘキサメチレンジアミンを含み、前記エラストマーはさらに、30〜50重量%の量の充填剤、およびアミド架橋を含む、請求項1に記載のピストン。
- 自動式の変速機で用いられるピストンを形成する方法であって:
エラストマーの総重量に基いて、25〜75重量%の量のエチレン−アクリルポリマーおよび少なくとも0.5重量%の量の硬化剤を含むエラストマーをあたえるステップを含み、エチレンアクリルポリマーは、エチレンアクリルポリマーの総重量に基いて、アクリル酸メチルを40〜70重量%の量で、およびエチレンモノマーを20〜60重量%の量で含み、前記方法はさらに、
金属材料から形成された円筒形部分にエラストマーを結合するステップを含み、
前記結合するステップはエラストマーを硬化させるステップを含み、前記硬化させるステップは、一期間の間少なくとも100℃の温度にエラストマーを連続的に晒すこと、および第2の期間の間少なくとも100℃の温度にエラストマーを連続的に晒さないことを含む、方法。 - 前記結合するステップの後に後硬化ステップを含まない、請求項16に記載の方法。
- 前記硬化するステップは前記エラストマーにおいてアミド架橋を形成するステップを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記エラストマーを硬化させるステップは、エラストマーの架橋の総量に基いて0〜5%の量でイミド架橋を形成するステップ含む、請求項16に記載の方法。
- 前記硬化させるステップは一期間の間少なくとも100℃の温度にある、請求項16に記載の方法。
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