JP4504250B2 - プロテクター - Google Patents

Description

本発明は、自動車、二輪車、建設機械、農工機、産業機械などに用いられるダストカバーの周囲を覆うプロテクターに関し、詳しくはラフロードなどでダストカバーが破損するケースが多い用途に適用されるプロテクターに関する。

自動車などの足回り部品として、シャシーを支える為にボールジョイントが数多く使用されている。ボールジョイントにはジョイントの動きを滑らかにする為にグリースが封入され、その飛散防止と外部からのゴミや埃、水などの進入を防ぐ為に通常、ダストカバーで覆われている。

しかし、ダストカバーが破損し、封入グリースが外部に漏れ、ボールジョイント部にグリースがなくなると滑らかな動きがとれなくなるばかりでなく、焼きついて全く動かなくなることもある。そうなると自動車などは制御が効かなくなり、重大事故につながることもある。

また同様にダストカバーが破損し、ゴミや埃、水などがボールジョイント部に浸入すると異物の存在や発生する錆などでやはりボールジョイントが滑らに動かなくなることがある。

さらに、ダストカバーは、走行中の飛び石により頻繁に破損したり、また主にラフロードなどの走行では木の枝や、切り株に接触することで破損することもあった。

かかる問題を解消するために、従来、ダストカバーを保護するプロテクターが使用されている。

特許文献１〜３には、ダストカバーに組付けられた形のプロテクターが開示されているが、実際の作動の中で、プロテクターが脱落するおそれがあり、ダストカバーの動きが制約されたりしていた。

また特許文献４には、ダストカバーの上半分あるいはそれに近い形状のプロテクターが開示されているが、下半分はダストカバーが露出しており、プロテクターの効果は十分でない欠点がある。

さらに特許文献５、６には、ダストカバーに直接プロテクターを設けた技術が開示されている。

また特許文献７〜９には、ダストカバーの周囲を覆うプロテクターが開示されている。
特開昭６２−１４７１２２号公報 実開平２−１８９１７号公報 特開２００４−２５１２９０号公報 実開平７−４１０５３号公報 実開昭５４−５４７６９号公報 実開昭５７−２０３１６７号公報 実開昭５８−６００２２号公報 登録実用新案第２５６２９０８号公報 特表平２００４−５１９６４１号公報

しかるに、特許文献５〜９には、プロテクターの材質について、特許文献７で硬質ゴム又は樹脂製としている程度で、他の文献は格別開示していない。

しかし、特許文献７のように硬質ゴムや樹脂を用いた場合には、ダストカバーと接触した場合にダストカバーを破損させる問題がある。

そこで、本発明は、ダストカバーの耐久性向上、信頼性向上を図ることができるプロテクターを提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

本発明の上記課題は、以下の各発明によって解決される。

（請求項１）
アームに固定されたボールジョイントを保護する被覆材であるダストカバーを保護するプロテクターにおいて、該プロテクターが弾性体と固定部を有し、該固定部は前記アームに固定され、該弾性体が円筒状の硬度３０〜７２度（ＪＩＳデュロメータタイプＡ）に調整されたゴム材料からなり、該プロテクターとダストカバーとの距離で一番短い離間距離が３〜１０ｍｍであり、さらに、前記ゴム材料がニトリルゴム、またはクロロプレンゴムからなることを特徴とするプロテクター。

（請求項２）
前記ゴム材料がアクリロニトリルとブタジエンの共重合ゴムであることを特徴とする請求項１記載のプロテクター。

（請求項３）
前記ゴム材料が非イオウタイプのクロロプレンゴムであることを特徴とする請求項１記載のプロテクター。

本発明によれば、ダストカバーがプロテクターと接触してもダストカバーを磨耗したり、破損したりすることがなく、またダストカバーを飛び石、木の枝、切り株などから保護してダストカバーの耐久性を向上させることができ、その結果信頼性向上を図ることができる。

また本発明によれば、弾性体と固定部が一体化手段により一体化されることによって、プロテクターが作動中に脱落することがない。

以下、本発明の実施形態について詳述する。

図１は本発明に係るプロテクターの適用例を示す半裁断面図、図２は前記プロテクターの平面図である。

図において、１はダストカバーであり、ボールジョイント２を保護する被覆材である。ダストカバー１は非常に重要な保安部品であり、主にゴムや熱可塑性エラストマーから構成されている。具体的にゴムとしては、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、水素化ニトリルゴムなどを用いることができ、熱可塑性エラストマーとしては、ウレタン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマーなどを用いることができる。

３は例えばアームであり、前記ボールジョイント２を固定している。

４はプロテクターであり、弾性体４０と固定部４１によって構成され、固定部４１は図面上斜線部で示された領域に存在し、図示しない固定手段（例えばボルト・ナット）によって前記アーム３に固定される。

本発明において、ダストカバー１とプロテクター４は、図示のように離間させて配置することが好ましく、本発明の効果を良好に奏する上では、プロテクター４の先端部とダストカバー１の距離で一番短い離間距離はダストカバーの形状にもよるが、概ね一般に使用されるダストカバーでは３〜１０ｍｍの範囲が好ましい。

プロテクター４は、ダストカバー１の周りを覆い、外部からの飛び石や木の枝及び切り株に直接ダストカバーが接触しないようにするとともに、ダストカバー１が揺動や摺動の動きをしてプロテクター４に接触した際に、ダストカバー１を摩耗させないような材質のものが好ましい。

本発明において、プロテクター４を構成する弾性体４０の材質としては、硬度（ＪＩＳデュロメータＡ）３０〜７２度のクロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ウレタンゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴムおよびそれらのコンパウンドから選ばれるゴム材料が好ましい。

硬度（ＪＩＳデュロメータＡ）が３０度未満では、柔らかすぎ、実質的な強度が不足し、本来の目的である外部からの飛び石や木の枝及び切り株に対してのダストカバーの保護効果が十分得られない。

硬度（ＪＩＳデュロメータＡ）が７２度を越えると、ダストカバーが揺動や摺動の動きをして、この部品に接触した際に、ダストカバーよりも硬く、ダストカバーを摩耗させてしまい好ましくない。

固定部４１はプロテクターをアーム３やシャシーなどに確実に固定するために必要である。固定部４１は、金属や樹脂などが用いられ、実際の組付けでボルト締めした際に変形や割れが発生しないある程度硬いものが好ましい。

本発明に用いられるゴム材料は、ポリマー、充填剤、可塑剤、架橋剤、加工助剤などを目的の特性を得る為にバランスよく配合することで得られる。

ポリマーとしては、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ウレタンゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴムあるいはそれらのコンパウンドから選択される。

ニトリルゴムは、アクリロニトリルとブタジエンの共重合ゴムで、アクリロニトリル量は約１５〜５０ｗｔ％程度の範囲が好ましく、分子量は１０００〜数十万の範囲が好ましい。

アクリロニトリルとブタジエンの共重合ゴムは主に乳化重合により重合され、重合温度は、約２５℃以上のホットラバーおよび約１５℃以下のコールドラバーと呼ばれる両者とも使用することができる。アクリロニトリルとブタジエンの共重合ゴムは各種の市販ＮＢ
Ｒとして入手できる。

クロロプレンゴムは、例えばクロロプレン（２−クロロ−１，３−ブタジエン）を乳化重合して得られるゴムである。一般に重合時の分子量、均一性、安定性を得る為に調整剤を用いるが、この調整剤として、イオウ、またはチウラムジスルフィドのイオウ変性タイプ、またはメルカプタンなどの非イオウタイプがあり、両者とも使用することができる。クロロプレンゴムは、各種の市販ＣＲとして入手できる。

エチレンプロピレンジエンゴムは、エチレン／プロピレン／非共役ジエン３元共重合ゴムまたはエチレン／プロピレン２元共重合ゴムであり、中でもエチレン／プロピレン／非共役ジエン３元共重合ゴムが好ましく、エチレン／プロピレン／非共役ジエン３元共重合ゴムとしては、エチレン含有量が５０〜８０重量％、ヨウ素価は１０〜２５の範囲が好ましい。非共役ジエンゴムとしては、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、ジシクロオクタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン等が用いられる。エチレン／プロピレン／非共役ジエン３元共重合ゴムは各種の市販ＥＰＤＭを用いることができる。

充填剤としては、カーボンブラック、クレー、珪藻土、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、金属酸化物、マイカ、グラファイト、水酸化アルミニウムなどを用いることができる。また例えば各種の金属粉、ガラス粉、セラミックス粉、粒状あるいは粉末ポリマー等の粉末状固体充填剤；例えば、アミンおよびその誘導体、イミダゾール類、フェノール類およびその誘導体、ワックス類などの老化防止剤を本発明の効果を損なわない範囲で添加できる。

可塑剤としては、石油系軟化剤のアロマティック系、ナフテン系、パラフィン系軟化剤や各種合成可塑剤、植物油（ヒマシ油、ナタネ油）などが用いられる。具体的な合成可塑剤としては、フタレート系のＤＢＰ（ジブチルフタレート）、ＤＯＰ（ジオクチルフタレート）など、アジペ−ト系のＤＯＡ（ジオクチルアジペート）、ＢＸＡ（ジブチルグリコールアジペート）など、セバケート系のＤＯＳ（ジオクチルセバケート）、ＤＢＳ（ジブチルセバケート）など、ホスフェート系のＴＣＰ（トリクレジルホスフェート）、ＣＤＰ（クレジルジフェニルホスフェート）、ＴＢＰ（トリブチルホスフェート）、ＴＯＰ（トリクチルホスフェート）、ポリエーテル系、ポリエステル系などが挙げられる。

架橋剤としては、硫黄、有機含硫黄化合物、オキシム類のような有機加硫剤（例えばキノンジオキシム化合物）、有機過酸化物、金属酸化物、有機多価アミン化合物、変性フェノール樹脂などが挙げられる。これら架橋剤はゴム１００重量部当り約０．２〜１０重量部の範囲が好ましく、より好ましくは約０．５〜８重量部程度用いられる。具体的に硫黄としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄などがある。有機含硫黄化合物としてはテトラメチルチウラム、ジスルフィド、ジメチルジチオカルバミン酸セレンなどがある。
有機過酸化物としては、ジクミルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（tert−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ベンゾイルパーオキサイド、クミルパーオキサイド、１，３−ジ（tert−ブチルパーオキシ）イソプロピルベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（（tert−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｍ−トルオイルパーオキサイド、ジプロピオニルパーオキサイド等がある。金属酸化物としては、亜鉛華、酸化マグネシウム、リサージなどがある。

また各種の添加剤、例えば安定剤、粘着付与剤、離型剤、顔料、難燃剤、滑剤等を添加することができる。また、摩耗性、成形性などの改良のため、少量の熱可塑性樹脂やゴムの添加も可能である。更に、強度、剛性の向上のため短繊維等を本発明の効果を損なわない範囲で添加することもできる。

これらの配合物は加熱混練機、例えば、一軸押出機、二軸押出機、ロール、バンバリーミキサー、ブラベンダー、ニーダー、高剪断型ミキサーなどを用いて溶融・混練りし、さらに、有機パーオキサイドなどの架橋剤、架橋助剤などを添加し、これら必要な成分を同時に混合し、加熱溶融混練りすることにより、容易に製造することができる。

また、高分子有機材料と軟化剤とを混練りした熱可塑性材料を予め用意し、この材料を、ここに用いたものと同種か若しくは種類の異なる一種以上の高分子有機材料に更に混ぜ合わせて製造することもできる。

成形（架橋）は、公知の方法、例えば射出成形機、圧縮成形機、加硫プレスなどを用いて、一般に約１５０〜２００℃で約３〜６０分間加熱することによって行われ、必要に応じて約１５０〜２５０℃で約１〜２４時間程度加熱する二次架橋も行われる。

固定部４１に使用される金属材料としては、ＪＩＳ Ｇ ４０５１（機械構造用炭素鋼鋼材）に定められている炭素鋼やＪＩＳ Ｈ ４０００に定められているアルミニウム及びアルミニウム合金、ＪＩＳ Ｇ ４３０３、４３０４、４３０５に定められているステンレス鋼材、ＪＩＳ Ｈ ３１００に定められている銅および銅合金などが挙げられる。

また固定部４１に使用される樹脂材料としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、フッ素樹脂などが挙げられる。

固定部４１はプロテクター４をアーム３やシャシーなどに確実に固定するために必要である。そして固定部４１と弾性体４０は自動車などに組みつけられた後に固定部４１と弾性体４０が簡単に離脱しないよう、一体化手段により一体化させることが好ましい。

本発明において、一体化というのは、弾性体４０と固定部４１が一体化手段により一体化された後に通常の外的な要因によっては両者を物理的にあるいは機能的に分離が出来ない状態に至っていることを意味する。

前記一体化手段は、接着剤やプライマーなどにより化学的に一体化する手段でもよいし、又は嵌合などのような物理的に一体化する手段でもよい。

本発明において、固定部４１と弾性体４０を一体化させる接着剤としては、熱可塑性樹脂接着剤、熱硬化性樹脂接着剤、エラストマー系接着剤が好ましく、具体的に熱可塑性樹脂接着剤としては、酢酸ビニル系、塩化ビニル系、ポリビニルアルコール系、ポリビニルアセタール系、アクリル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系などである。

また熱硬化性樹脂接着剤としては、ユリア系、メラミン系、フェノール系、レゾルシノール系、エポキシ系、ポリウレタン系、ポリエステル系などである。エラストマー系接着剤としては、クロロプレン系、ニトリゴム系、ブチルゴム系、ポリサルファイド系、シリコーンゴム系などである。

以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１−３及び比較例１
（サンプル構成）
表１に示す各配合成分を３Ｌニーダで混練した後、表１に示す架橋剤を加えてゴムシートとし、１７０℃、１０分間のプレス成形（一次架橋）して１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×２ｍｍのスラブシート（テストシート）および製品を成形した。

得られた成形物について、以下の各項目の測定または評価を行った。

（評価方法）
（１）硬度
厚さ２ｍｍのテストシートを３枚重ね合せ、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準じて測定し、その結果を表１に示す。

（２）耐破性
厚さ２ｍｍのテストシートを１枚台座の上に置き、その上に円錐（先端Ｒ２、底面直径３０ｍｍ、重量６０ｇ）状の治具を置き、円柱状の重り（５００ｇ）をその上に落下させたときに貫通亀裂が発生する高さで耐破性を試験し、以下の評価基準に従い判定し、その結果を表１に示す。
＜評価基準＞
重り高さが２０ｍｍ以上：○
重り高さが２０ｍｍ未満：×

（３）製品耐久性
このプロテクターを取り付けたダストカバーの製品機能試験（室温揺動耐久試験）を行い、以下の評価基準に従い判定し、その結果を表１に示す。
＜評価基準＞
不具合なし：○
不具合あり：×
不具合とは、試験後の外観でダストカバーが摩耗もしくは破損している状態。この現象は試験中ダストカバーとプロテクターが擦れ合うことがあるために発生する。

実施例４、５及び比較例２
実施例１において、サンプル構成あるいは配合比などを表２に示すように代えた以外は同様にして、評価し、その結果を表２に示す。

本発明のプロテクターは、特にラフロードなどでダストカバーが破損するケースが多い用途に適用されるが、それ以外に、ダストカバーが取り付けられている自動車、二輪車、建設機械、農工機、産業機械などの各種用途に利用できる。

本発明に係るプロテクターの適用例を示す半裁断面図 図１のプロテクターの平面図

符号の説明

１：ダストカバー
２：ボールジョイント
３：アーム
４：プロテクター
４０：弾性体
４１：固定部

Claims (3)

1. アームに固定されたボールジョイントを保護する被覆材であるダストカバーを保護するプロテクターにおいて、該プロテクターが弾性体と固定部を有し、該固定部は前記アームに固定され、該弾性体が円筒状の硬度３０〜７２度（ＪＩＳデュロメータタイプＡ）に調整されたゴム材料からなり、該プロテクターとダストカバーとの距離で一番短い離間距離が３〜１０ｍｍであり、さらに、前記ゴム材料がニトリルゴム、またはクロロプレンゴムからなることを特徴とするプロテクター。
2. 前記ゴム材料がアクリロニトリルとブタジエンの共重合ゴムであることを特徴とする請求項１記載のプロテクター。
3. 前記ゴム材料が非イオウタイプのクロロプレンゴムであることを特徴とする請求項１記載のプロテクター。

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