JP4271178B2 - マウントラバー - Google Patents
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熱可塑性エラストマーと、該熱可塑性エラストマーに分散されたカーボンナノファイバーと、を含むエラストマー組成物で形成され、
前記エラストマー組成物は、30℃の動的弾性率に対する120℃の動的弾性率の割合である動的弾性率の保持率が10%以上であることを特徴とする。
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が0.7〜15nmかつ平均長さが0.5〜100μmとすることができる。
また、本発明にかかるマウントラバーにおいて、前記エラストマー組成物は、30℃及び120℃における動的弾性率がいずれも8MPa以上であることができる。
前記車両は、該車両の一部に固定されたマウント軸を有し、
前記ハウジングと前記マウント軸とを連結することができる。
ブレーキ液圧制御装置1は、車両例えば自動車の運転者がブレーキペダルを踏むことによってブレーキをかけた時に、各車輪のブレーキに作用するブレーキ液圧を制御するものである。特に、ブレーキ液圧制御装置1は、前記ブレーキ中にロック状態に入りそうになった車輪へのブレーキ液圧を減圧させ、車輪をロックさせることなく制御することができる。
本実施の形態にかかるマウントラバー50は、車両に取り付けられる被支持体であるブレーキ液圧制御装置1のハウジング10に複数例えば3箇所形成された有底の取付け穴52に嵌合されている。マウントラバー50は、図1〜3に示すように、例えば円筒状の外形を有し、取付け穴52の内径とほぼ同じ外径を有し、またマウントラバー50の一部は、ハウジング10の外表面から突出している。マウントラバー50は、ハウジング10とマウント軸42とを連結し、ブレーキ液圧制御装置1と、車両と、の間で振動を吸収する。マウントラバー50は、熱可塑性エラストマーと、該熱可塑性エラストマーに分散されたカーボンナノファイバーと、を含むエラストマー組成物で形成され、前記エラストマー組成物は、30℃の動的弾性率に対する120℃の動的弾性率の割合である動的弾性率の保持率が10%以上である。
まず、本実施の形態にかかる熱可塑性エラストマーは、分子量が好ましくは5000ないし500万、さらに好ましくは2万ないし300万である。熱可塑性エラストマーの分子量がこの範囲であると、熱可塑性エラストマー分子が互いに絡み合い、相互につながっているので、熱可塑性エラストマーは、凝集したカーボンナノファイバーの相互に侵入しやすく、したがってカーボンナノファイバー同士を分離する効果が大きい。熱可塑性エラストマーの分子量が5000より小さいと、熱可塑性エラストマー分子が相互に充分に絡み合うことができず、後の工程で剪断力をかけてもカーボンナノファイバーを分散させる効果が小さくなる。また、熱可塑性エラストマーの分子量が500万より大きいと、熱可塑性エラストマーが固くなりすぎて加工が困難となる。
本実施の形態にかかるカーボンナノファイバーは、平均直径が0.7〜15nmかつ平均長さが0.5〜100μmである。マウントラバーにおいて、カーボンナノファイバーの配合量は、熱可塑性エラストマー100重量部に対して、5〜80重量部であることが好ましい。エラストマー組成物におけるカーボンナノファイバーの配合量が5重量部よりも少ないとカーボンナノファイバーの補強効果が小さく、80重量部を超えると硬度や弾性率が高くなり好ましくない。このように非常に細いカーボンナノファイバーで補強することによって、高温における物性低下を小さくすることができる。なお、カーボンナノファイバーが0.7nmより細いものは入手が困難であり、15nmを越えるものは材料特性(補強効果)を得ることができないので好ましくない。
本実施の形態にかかるエラストマー組成物の製造方法としては、熱可塑性エラストマーとカーボンナノファイバーとを、オープンロール、単軸あるいは2軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダーなど公知の混合機に供給し、混練する方法が挙げられる。カーボンブラック及び繊維などのカーボンナノファイバー以外の充填材は、カーボンナノファイバーを供給する前に混合器に供給することが好ましい。
本実施の形態にかかるエラストマー組成物は、10Hz、30℃及び120℃における動的弾性率がいずれも8MPa以上である。また、このエラストマー組成物は、30℃から120℃への温度上昇に伴う動的弾性率の保持率が10%以上である。マウントラバーとしては、高温においても高い動的弾性率を安定して維持することが好ましく、特に、本実施の形態にかかる液圧マスタシリンダのリザーバタンクにおけるマウントラバーとして用いた場合、動的弾性率が8MPa以上であることが好ましい。また、本実施の形態にかかる液圧マスタシリンダのリザーバタンクにおけるマウントラバーとして用いた場合、30℃から120℃への温度上昇に伴う動的弾性率の保持率が10%以上であると、高温においても望ましい変形量を有する。
混練されたエラストマー組成物は、マウントラバーの形状例えば円筒形のキャビティを有した金型を用いて押出成形もしくは射出成形される。一般にゴム組成物を架橋成形してマウントラバーを得るが、本実施の形態にかかるマウントラバーは、熱可塑性エラストマーを用いているため架橋工程を経ることなく成形されれ、再利用(リサイクル)可能である。
(a)エラストマー組成物の作製
1)6インチオープンロール(ロール温度10〜20℃)に、熱可塑性エラストマーを投入して、ロールに巻き付かせた。
2)熱可塑性エラストマー100重量部(phr)に対して表1に示す量(重量部(phr))のカーボンナノファイバー(表1では「CNT13」と記載する)を熱可塑性エラストマーに投入した。このとき、ロール間隙を1.5mmとした。
3)カーボンナノファイバーを投入し終わったら、熱可塑性エラストマーとカーボンナノファイバーとの混合物をロールから取り出した。
4)ロール間隙を1.5mmから0.3mmと狭くして、混合物を投入して薄通しをした。このとき、2本のロールの表面速度比を1.1とした。薄通しは繰り返し10回行った。
5)ロールを所定の間隙(1.1mm)にセットして、薄通しした混合物を投入し、分出しした。
前記(a)で得られたエラストマー組成物を射出成形し、実施例1〜5および比較例1〜4のマウントラバーを得た。
実施例1〜5の各エラストマー組成物について、電子顕微鏡(SEM)を用いて、カーボンナノファイバー及びカーボンブラックの分散の状態を観察した。全てのサンプルでカーボンナノファイバー及びカーボンブラックが熱可塑性エラストマー中に均一に分散している様子が観察された。
各エラストマー組成物について、ゴム硬度(JISA)、引張強度(TB)および切断伸び(EB)を測定した。ゴム硬度(JISA)については、JIS K 6253によって測定した。TB及びEBについては、JIS K 6521−1993によって測定した。これらの結果を表1に示す。
各エラストマー組成物について、30℃及び120℃におけるE’(動的粘弾性率)をJIS K 6521−1993によって測定した。さらに、E’保持率(%)として30℃のE’に対する120℃のE’の割合(E’保持率(%)=E’(120℃)/E’(30℃)・100)を計算した。また、30℃におけるE’’(動的損失弾性率)を求め、30℃における損失正接(tanδ=E’’/E’)の最小値を計算して得た。これらの結果を表1に示す。
各エラストマー組成物について、動的粘弾性測定(JIS K 6394)によって流動温度を測定した。具体的には、流動温度は、幅5mm、長さ40mm、厚み1mmのサンプルに正弦振動(±0.1%以下)を与え、これによって発生する応力と位相差δを測定して求めた。このとき、温度は、−70℃から2℃/分の昇温速度で200℃まで変化させた。その結果を表1に示す。なお、表1において、200℃までサンプルの流動現象がみられない場合を「200℃以上」と記載した。
各マウントラバーのサンプルを、オープンロールで混練し、射出成形してマウントラバーを作成する工程を5回繰り返して製品(マウントラバー)が作成可能であるかどうかを評価した。その結果を表1に示す。なお、表1において、「○」は製品が作成可能であったことを示す。
マウントラバーの表面粘着性によって成形性を評価した。その結果を表1に評価を示す。表面の粘着性が低く成形が容易である場合には「○」を記入した。
各エラストマー組成物について、圧縮永久歪(JIS K6262)を測定した。圧縮永久歪は、150℃、70時間、25%圧縮の条件で行なった。圧縮永久歪は、マウントラバーのいわゆる耐ヘタリ性についての評価である。高温定荷重疲労は、120℃、2MPaの荷重を繰り返し与え、破断した回数を求めた。これらの結果を表1に示す。試験の繰り返し回数が10000回を超えたところで試験を中止し、表1には「○」を記入した。
各エラストマー組成物について、デマッチャ試験(屈曲伸張性試験)を行い、破断サイクル数によって耐屈曲性を評価した。デマッチャ試験は、試験機を300回転/分、変形量50%で屈曲させた。各エラストマー組成物の試験片は、高さ2×幅5×長さ23mmであった。その結果を表1に示す。試験のサイクル数が10000回を超えたところで試験を中止し、表1には「○」を記入した。
10 ハウジング
11 第1の面
12 第2の面
14 取付け凸部
20 カバー
21 ボルト
24 コネクタ
30 モーターケース
31 ボルト
40 マウント手段
42 マウント軸
42a 嵌合軸部
42b フランジ部
42c 回転規制部
42d ねじ軸部
48 ナット
50 マウントラバー
52 取付け穴
54 軸受穴
60 ブラケット
60a,60b 支持板部
70 車体フレーム
Claims (8)
- 車両と、該車両に取り付けられる被支持体と、の間で振動を吸収するマウントラバーであって、
熱可塑性エラストマーと、該熱可塑性エラストマーに分散されたカーボンナノファイバーと、を含むエラストマー組成物で形成され、
前記エラストマー組成物は、30℃の動的弾性率に対する120℃の動的弾性率の割合である動的弾性率の保持率が10%以上である、マウントラバー。 - 請求項1において、
前記エラストマー組成物は、前記熱可塑性エラストマー100重量部に対して、前記カーボンナノファイバーを5〜80重量部含み、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が0.7〜15nmかつ平均長さが0.5〜100μmである、マウントラバー。 - 請求項1または2において、
前記エラストマー組成物は、30℃及び120℃における動的弾性率がいずれも8MPa以上である、マウントラバー。 - 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記熱可塑性エラストマーは、オレフィン系熱可塑性エラストマーである、マウントラバー。 - 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記熱可塑性エラストマーは、スチレン系熱可塑性エラストマーである、マウントラバー。 - 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
前記エラストマー組成物は、30℃における損失正接(tanδ)が0.2以上である、マウントラバー。 - 請求項1ないし6のいずれかにおいて、
前記エラストマー組成物の流動温度は、150℃以上である、マウントラバー。 - 請求項1ないし7のいずれかにおいて、
被支持体は、ブレーキ液圧制御装置のハウジングであり、
前記車両は、該車両の一部に固定されたマウント軸を有し、
前記ハウジングと前記マウント軸とを連結する、マウントラバー。
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