JP2014062598A - 防振ゴム部材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 防振ゴム部材3Rは、エラストマー321Rと、ブリード性潤滑剤322Rと、を含有する自己潤滑ゴム製のゴム弾性体32Rと、ゴム弾性体32Rの表面のうち摺動面の内側に配置される摺動内面の少なくとも一部を覆い、メルカプト基を持つ樹脂330Rと、ポリテトラフルオロエチレン粒子335Rおよび超高分子量ポリエチレン粒子336Rを含む固体潤滑剤と、を含有し、ゴム弾性体32Rの変形に追従して変形可能な被膜33Rと、被膜33Rの表面の少なくとも一部を覆い、ゴム弾性体32Rから被膜33Rを透過して被膜33Rの表面に滲み出たブリード性潤滑剤322Rを含んで形成され、該摺動面の少なくとも一部を形成する潤滑膜34Rと、を備えてなる。
【選択図】 図5
Description
本実施形態は、本発明の防振ゴム部材を、ストッパとして具現化したものである。
まず、本実施形態のストッパの配置について説明する。図1に、本実施形態のストッパの配置図を示す。図1に示すように、車両8の前輪付近には、サスペンション80、ハブユニット81、ドライブシャフト83などの部材が配置されている。サスペンション80は、スプリング800R、ショックアブソーバ801R、ロアサスペンションアーム84Rなどを備えている。ロアサスペンションアーム84Rは、鋼製であって、略V字板状を呈している。ロアサスペンションアーム84Rの前端(V字一端)には、ブッシュ収容筒部840Rが形成されている。ブッシュ収容筒部840Rの内部には、ロアアームブッシュ4Rが圧入されている。ストッパ3Rは、ロアアームブッシュ4Rの前方に、配置されている。ブラケット5Rは、鋼製であって、上方に開口するC字状を呈している、ブラケット5Rは、車両8のボディ(図略)に固定されている。ストッパ3Rおよびブッシュ収容筒部840R(ロアアームブッシュ4R)は、ブラケット5RのC字開口内部に収容されている。ボルト841Rおよびナット842Rにより、ストッパ3Rおよびロアアームブッシュ4Rは、ブラケット5Rに、揺動可能に取り付けられている。ストッパ3Rは、ブッシュ収容筒部840Rが、ブラケット5Rに、直接的に摺接するのを抑制している。ブッシュ収容筒部840Rは、本発明の相手側部材に含まれる。
次に、本実施形態のストッパ3Rの構造について説明する。図2に、本実施形態のストッパおよびロアアームブッシュがブラケットに装着された状態の軸方向(前後方向)断面図を示す。図3に、本実施形態のストッパの斜視図を示す。図4に、本実施形態のストッパの分解斜視図を示す。図5に、図2の枠V内の拡大図を示す。なお、図5は、本実施形態のストッパ3Rの機能を説明するための、模式図である。図2〜図5に示すように、本実施形態のストッパ3Rは、円板30Rと、ゴム部材本体31Rと、を備えている。
次に、本実施形態のストッパ3Rの材質について、図5を参照しながら説明する。ゴム弾性体32Rは、自己潤滑ゴム製である。ゴム弾性体32Rは、NR(天然ゴム)とBR(ブタジエンゴム)とのブレンドゴム(以下、単に「ブレンドゴム」と称す。)321Rと、ブリード性潤滑剤322Rと、を備えている。ブリード性潤滑剤322Rとしては、融点が異なる二種類のオレイン酸アミドが用いられている。ブレンドゴム321Rは、本発明のエラストマーに含まれる。
次に、本実施形態のロアアームブッシュ4Rおよびブラケット5Rの構造について、図2を参照しながら、簡単に説明する。ロアアームブッシュ4Rは、内筒金具40Rと外筒金具41Rとゴム部材42Rとを備えている。内筒金具40Rは、鋼製であって、円筒状を呈している。内筒金具40Rの内部には、ボルト841Rが挿通されている。外筒金具41Rは、鋼製であって、円筒状を呈している。外筒金具41Rは、内筒金具40Rの径方向外側に配置されている。外筒金具41Rは、ブッシュ収容筒部840Rに圧入されている。ゴム部材42Rは、ゴム製であって、内筒金具40Rと外筒金具41Rとの間に介在している。ゴム部材42Rと内筒金具40Rと外筒金具41Rとは、架橋接着されている。
次に、本実施形態のストッパ3Rの製造方法について説明する。本実施形態のストッパ3Rの製造方法は、組成物調製工程と、架橋工程と、脱脂工程と、塗布工程と、焼成工程と、を有している。図6に、架橋工程後、脱脂工程前のゴム弾性体の拡大断面図を示す。図7に、脱脂工程後、塗布工程前のゴム弾性体の拡大断面図を示す。図8に、塗布工程後、焼成工程前のゴム弾性体の拡大断面図を示す。図9に、焼成工程中のゴム弾性体の拡大断面図を示す。図10に、焼成工程後の本実施形態のストッパの拡大断面図を示す。なお、図6〜図10に示すのは、いずれも図5に対応する部位である(図6〜図10においては、図5を90°回転して示している)。
次に、本実施形態のストッパ3Rおよびその製造方法の作用効果について説明する。本実施形態のストッパ3Rの潤滑膜34Rは、ブッシュ収容筒部840Rに摺接する。また、例えば潤滑膜34Rの一時的な膜切れなどにより、潤滑膜34Rが不足する部分が摺動面にある場合には、当該部分から被膜33Rが表出し、ブッシュ収容筒部840Rに摺接する。すなわち、潤滑膜34Rが不足する場合であっても、被膜33Rがブッシュ収容筒部840Rに摺接する。ここで、被膜33Rは、ゴム弾性体32Rから滲み出たブリード性潤滑剤322R、PTFE粒子335R、およびUHPE粒子336Rを含有する。したがって、被膜33Rとブッシュ収容筒部840Rとの間の摩擦抵抗は小さい。加えて、被膜33Rの耐摩耗性は高い。また、固体潤滑剤を構成するUHPE粒子336Rの割合は、70質量%である。これにより、所望の摩擦抵抗および耐摩耗性を有する被膜33Rを、実現することができる。
本実施形態のストッパと、第一実施形態のストッパと、の相違点は、被膜が微小孔を有する点である。また、本実施形態のストッパの製造方法と、第一実施形態のストッパの製造方法と、の相違点は、被膜を形成する塗料に微小孔形成剤を配合する点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
図11に、本実施形態のストッパにおける前出図2の枠V内に相当する部分の拡大図を示す。図11は、図5と同様、本実施形態のストッパの機能を説明するための、模式図である。図11中、図5と対応する部位については、同じ符号で示す。
本実施形態のストッパの製造方法は、組成物調製工程と、架橋工程と、脱脂工程と、塗布工程と、焼成工程と、を有している。組成物調製工程、架橋工程、および脱脂工程については、第一実施形態のストッパの製造方法と同じである。したがって、ここでは説明を割愛する。
本実施形態のストッパおよびその製造方法は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態のストッパおよびその製造方法と同様の作用効果を有する。また、本実施形態のストッパにおいては、被膜33Rが、複数の微小孔332Rを有する。微小孔332Rは、ゴム弾性体32Rから滲み出たブリード性潤滑剤322Rを、貯留することができる。このため、高温下において、ゴム弾性体32R中のブリード性潤滑剤322Rの滲出速度が、被膜33Rを透過する速度を上回っても、余剰分のブリード性潤滑剤322Rは、被膜33R中の微小孔332Rに貯留される。よって、ブリード性潤滑剤322Rは、被膜33Rとゴム弾性体32Rとの界面に溜まりにくい。これにより、本実施形態のストッパにおいては、高温下においても、被膜33Rがゴム弾性体32Rから剥離しにくい。したがって、本実施形態のストッパは、耐久性に優れる。
本実施形態は、本発明の防振ゴム部材を、スタビライザブッシュとして具現化したものである。
まず、本実施形態のスタビライザブッシュの配置について説明する。図14に、本実施形態のスタビライザブッシュの配置図を示す。図14に示すように、車両9の前輪付近には、サスペンション90、ハブユニット91、ステアリングギヤ92、ドライブシャフト93などの部材が配置されている。サスペンション90は、スプリング900L、900R、ショックアブソーバ901L、901R、ロアサスペンションアーム902L、902R、スタビライザバー903などを備えている。スタビライザバー903は、鋼製であって、前方にC字状に膨出する長軸パイプ状を呈している。スタビライザバー903の左右方向両端は、ロアサスペンションアーム902L、902Rに連結されている。スタビライザバー903の中央部分の左右二箇所は、スタビライザブッシュ1L、1R、ブラケット2L、2Rを介して、車両9のボディ(図略)に連結されている。このように、スタビライザブッシュ1L、1Rは、スタビライザバー903と、車両9のボディと、の間に介装されている。スタビライザブッシュ1L、1Rは、前輪から入力される振動が、スタビライザバー903を介して、車両9のボディに伝達されるのを抑制している。スタビライザバー903は、本発明の相手側部材に含まれる。
次に、本実施形態のスタビライザブッシュ1L、1Rの構造について説明する。左右二つのスタビライザブッシュ1L、1Rの構成は同じである。以下、左側のスタビライザブッシュ1Lの構成について説明し、当該説明をもって右側のスタビライザブッシュ1Rの構成についての説明を兼ねるものとする。
次に、本実施形態のスタビライザブッシュ1L、1Rの材質について説明する。図18に、図17の枠XVIII内の拡大図を示す。なお、図18は、本実施形態のスタビライザブッシュ1L、1Rの機能を説明するための、模式図である。
次に、本実施形態のブラケット2L、2Rの構造について説明する。左右二つのブラケット2L、2Rの構造は同じである。以下、左側のブラケット2Lの構造について説明し、当該説明をもって右側のブラケット2Rの構造についての説明を兼ねるものとする。図15〜図17に示すように、本実施形態のブラケット2Lは、鋼製であって、ブッシュ保持部20Lと、一対の固定部21Lと、を備えている。
本実施形態のスタビライザブッシュ1L、1Rの製造方法は、組成物調製工程と、架橋工程と、脱脂工程と、塗布工程と、焼成工程と、を有している。架橋工程において円板30R(図2参照)をキャビティにインサートする必要がない点以外は、第一実施形態のストッパの製造方法と同様である。したがって、ここでは説明を割愛する。
次に、本実施形態のスタビライザブッシュ1L、1Rおよびその製造方法の作用効果について説明する。本実施形態のスタビライザブッシュ1L、1Rおよびその製造方法は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態のストッパおよびその製造方法と同様の作用効果を有する。
本実施形態のスタビライザブッシュと、第三実施形態のスタビライザブッシュと、の相違点は、被膜が微小孔を有する点である。また、本実施形態のスタビライザブッシュの製造方法と、第三実施形態のスタビライザブッシュの製造方法と、の相違点は、被膜を形成する塗料に微小孔形成剤を配合する点である。この点において、本実施形態のスタビライザブッシュの製造方法は、架橋工程において円板30R(図2参照)をキャビティにインサートする必要がない点以外は、第二実施形態のストッパの製造方法と同様である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
本実施形態のスタビライザブッシュと、第四実施形態のスタビライザブッシュと、の相違点は、スタビライザブッシュを製造する際、被膜の微小孔形成剤として、ブリード性潤滑剤ではなく、発泡剤を使用する点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
以上、本発明の防振ゴム部材およびその製造方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
第四実施形態のスタビライザブッシュ(前出図19参照)を、実施例のサンプルとした。すなわち、実施例のサンプルの被膜は、固体潤滑剤としてPTFE粒子およびUHPE粒子を含有すると共に、微小孔を有する。これに対して、固体潤滑剤としてPTFE粒子のみを含有し、微小孔を有する被膜を備えるスタビライザブッシュを、参考例のサンプルとした。また、固体潤滑剤としてPTFE粒子のみを含有し、微小孔を有しない被膜を備えるスタビライザブッシュを、比較例のサンプルとした。参考例および比較例のサンプルの被膜中、PTFE粒子の含有量は、シリコーン樹脂100質量部に対して80質量部である。また、使用したPTFE粒子は、実施例のサンプルにおけるPTFE粒子と同じである。
まず、各サンプルを、ブラケット2Lにより、ジグ(第三実施形態の車両9のボディ95の下面に相当)に固定した(前出図15〜図17参照)。次に、各サンプルの保持孔100Lに、シャフト(第三実施形態のスタビライザバー903に相当)を挿通した。それから、トルクレンチを用いて、シャフトを軸周りに±15°捩った。そして、シャフトに加わるトルクを測定した。シャフトとサンプルとの間の摩擦抵抗が小さい場合、シャフトに加わるトルクは小さくなる。反対に、シャフトとサンプルとの間の摩擦抵抗が大きい場合、シャフトに加わるトルクは大きくなる。±15°の捩りを1回として、シャフトを10万回捩り、所定の回数にてトルクを測定した。
図21に、トルクの測定結果を示す。図21に示すように、比較例のサンプルにおいては、捩り回数の増加と共にトルクが増加した。また、参考例のサンプルにおいては、比較例のサンプルよりも、トルクの増加幅が小さくなった。これに対して、実施例のサンプルにおいては、捩りを繰り返しても、トルクはほとんど増加しなかった。つまり、サンプルとシャフトとの間の摩擦抵抗の増加が抑制された。
10L:ゴム弾性体、11L:被膜、12L:潤滑膜、20L:ブッシュ保持部、21L:固定部、30R:円板、31R:ゴム部材本体、32R:ゴム弾性体、33R:被膜、34R:潤滑膜、35R:塗料、40R:内筒金具、41R:外筒金具、42R:ゴム部材、50R:前壁、51R:後壁、80:サスペンション、81:ハブユニット、83:ドライブシャフト、84R:ロアサスペンションアーム、90:サスペンション、91:ハブユニット、92:ステアリングギヤ、93:ドライブシャフト、95:ボディ。
100L:保持孔、101L:切断部、102L:ブレンドゴム(エラストマー)、103L:ブリード性潤滑剤、104L:フランジ部、110L:シリコーン樹脂、112L:微小孔、113L:微小孔形成剤、115L:PTFE粒子(固体潤滑剤)、116L:UHPE粒子(固体潤滑剤)、200L:フランジ部、210L:ボルト挿通孔、211L:ボルト、300R:ボルト挿通孔、320R:リブ、321R:ブレンドゴム(エラストマー)、322R:ブリード性潤滑剤、330R:シリコーン樹脂、332R:微小孔、333R:原料、334R:微小孔形成剤、335R:PTFE粒子(固体潤滑剤)、336R:UHPE粒子(固体潤滑剤)、500R:ボルト挿通孔、510R:ボルト挿通孔、800R:スプリング、801R:ショックアブソーバ、840R:ブッシュ収容筒部(相手側部材)、841R:ボルト、842R:ナット、900L:スプリング、900R:スプリング、901L:ショックアブソーバ、901R:ショックアブソーバ、902L:ロアサスペンションアーム、902R:ロアサスペンションアーム、903:スタビライザバー(相手側部材)、950L:凹部、951L:ボルト止着孔。
C:クリアランス、S:締め代。
Claims (13)
- 相手側部材の振動の少なくとも一部を吸収すると共に、該相手側部材に相対的に摺接する摺動面を備えてなる防振ゴム部材であって、
エラストマーと、ブリード性潤滑剤と、を含有する自己潤滑ゴム製のゴム弾性体と、
該ゴム弾性体の表面のうち前記摺動面の内側に配置される摺動内面の少なくとも一部を覆い、メルカプト基、ビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、アミノ基から選ばれる一種以上の官能基を持つ樹脂と、ポリテトラフルオロエチレン粒子および超高分子量ポリエチレン粒子を含む固体潤滑剤と、を含有し、該ゴム弾性体の変形に追従して変形可能な被膜と、
該被膜の表面の少なくとも一部を覆い、該ゴム弾性体から該被膜を透過して該被膜の表面に滲み出た該ブリード性潤滑剤を含んで形成され、該摺動面の少なくとも一部を形成する潤滑膜と、
を備えてなることを特徴とする防振ゴム部材。 - 前記超高分子量ポリエチレン粒子の平均粒子径は、1μm以上30μm以下である請求項1に記載の防振ゴム部材。
- 前記被膜は、前記固体潤滑剤を、前記樹脂100質量部に対して10質量部以上70質量部以下含有する請求項1または請求項2に記載の防振ゴム部材。
- 前記固体潤滑剤に含まれる前記超高分子量ポリエチレン粒子の割合は、該固体潤滑剤の全体を100質量%とした場合の10質量%以上90質量%以下である請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の防振ゴム部材。
- 前記被膜は、前記ゴム弾性体から滲み出た前記ブリード性潤滑剤を貯留可能な複数の微小孔を有する請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の防振ゴム部材。
- 複数の前記微小孔の少なくとも一部には、前記ゴム弾性体から滲み出た前記ブリード性潤滑剤が貯留されている請求項5に記載の防振ゴム部材。
- 前記ゴム弾性体は前記相手側部材が配置される保持孔を有しており、前記摺動内面は該保持孔の内周面である請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の防振ゴム部材。
- 請求項1に記載の防振ゴム部材の製造方法であって、
架橋反応により、エラストマーと、ブリード性潤滑剤と、を含有する自己潤滑ゴム製のゴム弾性体を作製する架橋工程と、
該ゴム弾性体の表面のうち前記摺動面の内側に配置される摺動内面を脱脂する脱脂工程と、
脱脂後の該摺動内面に、メルカプト基、ビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、アミノ基から選ばれる一種類以上の官能基を持つ熱硬化性樹脂と、ポリテトラフルオロエチレン粒子および超高分子量ポリエチレン粒子を含む固体潤滑剤と、を含有する塗料を塗布する塗布工程と、
該塗料が塗布された該ゴム弾性体を焼成することにより、該摺動内面に該塗料からなる被膜を形成すると共に、該ゴム弾性体の該ブリード性潤滑剤を該被膜を透過して該被膜の表面に滲み出させ、該被膜の表面に該ブリード性潤滑剤を含む潤滑膜を形成する焼成工程と、
を有することを特徴とする防振ゴム部材の製造方法。 - 請求項5に記載の防振ゴム部材の製造方法であって、
架橋反応により、エラストマーと、ブリード性潤滑剤と、を含有する自己潤滑ゴム製のゴム弾性体を作製する架橋工程と、
該ゴム弾性体の表面のうち前記摺動面の内側に配置される摺動内面を脱脂する脱脂工程と、
脱脂後の該摺動内面に、メルカプト基、ビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、アミノ基から選ばれる一種以上の官能基を持つ熱硬化性樹脂と、ポリテトラフルオロエチレン粒子および超高分子量ポリエチレン粒子を含む固体潤滑剤と、焼成時に放出されることにより被膜に微小孔を形成する微小孔形成剤と、を含有する塗料を塗布する塗布工程と、
該塗料が塗布された該ゴム弾性体を焼成することにより、該塗料から該微小孔形成剤を放出させながら該摺動内面に該被膜を形成すると共に、該ゴム弾性体の該ブリード性潤滑剤を該被膜を透過して該被膜の表面に滲み出させ、該被膜の表面に該ブリード性潤滑剤を含む潤滑膜を形成する焼成工程と、
を有することを特徴とする防振ゴム部材の製造方法。 - 前記微小孔形成剤は、ブリード性潤滑剤および発泡剤から選ばれる一種以上からなる請求項9に記載の防振ゴム部材の製造方法。
- 前記微小孔形成剤は、ブリード性潤滑剤からなり、
前記潤滑膜は、前記ゴム弾性体に含有される前記ブリード性潤滑剤、および該微小孔形成剤の両方から形成される請求項9に記載の防振ゴム部材の製造方法。 - 前記微小孔形成剤は、前記ゴム弾性体に含有される前記ブリード性潤滑剤の少なくとも一種を含む請求項10または請求項11に記載の防振ゴム部材の製造方法。
- 前記微小孔形成剤の配合量は、前記被膜を形成する固形分全体を100質量%とした場合の0.5質量%以上20質量%以下である請求項9ないし請求項12のいずれかに記載の防振ゴム部材の製造方法。
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