JP4514694B2

JP4514694B2 - 積層防振ゴム

Info

Publication number: JP4514694B2
Application number: JP2005335841A
Authority: JP
Inventors: 裕雄轟; 青滋霊田; 紀由大図; 裕之山本
Original assignee: Bridgestone Corp; Sharp Corp; Bridgestone KBG Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Corp; Sharp Corp; Bridgestone KBG Co Ltd
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2025-11-21
Also published as: WO2007058363A1; JP2007139125A

Description

本発明は防振ゴムの新しい構造に関するものであり、拘束材を内蔵した積層防振ゴムに係るものである。

従来の防振ゴムは、その形状を改良することで多くの目的に対処してきたが、このような対処では近年の社会的要請には十分な対応ができないことが生じていた。このため、拘束材をゴム中に埋設することで、更には、これに粘弾性材料を組み合わせることでその要請に対処してきた（特許文献１〜３）。

特開平０５−２０２６３６号

特開２００４−３６６４８号

特開平０８−２１０４３７号

勿論、前者の防振ゴムがコスト的に優れていることは言うまでもないが、かかる防振ゴムには上下方向、場合によっては水平方向にも繰り返し歪みが加わるものである。かかる繰り返しの歪みによって拘束材とゴムとの接着の境界の接着力が低下し、かかる部位から剥離が生じ、又、歪みによって生じる変形したゴムと周囲の他の部材との接触があったりし、これによってゴムに亀裂が生じるおそれもあった。

更に、防振ゴムを成形する際に、モ−ルド内にセットされる拘束材が邪魔をして注入されたゴム材がモ−ルドの隅々にまで行きわたらないこともあり、製品不良も生じていた。更に又、モ−ルド内への拘束材のセット位置も不確実な場合が多く、ゴムを加硫成形した防振ゴムにあって、拘束材が所定の位置よりずれてしまうという欠点も散見されている。

本発明は前者の拘束材をゴム中に埋設した防振ゴムにあって、特に冷蔵庫や空調機のコンプレッサ−の脚、スタ−リングエンジン、リニア駆動のコンプレッサ−の支持等に好適な防振ゴムを提供することを目的とするものであり、上記したような拘束材を埋設した積層防振ゴムの欠点を解消した技術を提供することを目的とするものである。

本発明の第１の要旨は、環状の外周縁が防振ゴムの外縁を画定する環状平板拘束材と、この拘束材に対し交互に加硫接着により積層されてなるゴム層と、前記拘束材及びゴム層を貫いて形成した中央空域と、からなる防振ゴム基体と、この防振ゴム基体の上端に、前記中央空域に連なる空域を有する、振動源側に固定される環状首部が形成された防振ゴムであって、前記拘束材の内縁は前記ゴム層内に埋設されると共に拘束材の外縁はゴム層の外縁とほぼ一致し、かつ、拘束材の外縁の上下のゴム層に窪みを形成したもので、好ましくは、拘束材に挟まれたゴム層の外径（ΦＮ）を拘束材の外径（ΦＡ）と等しいかこれよりも内側とした積層防振ゴムにかかるものである。

そして、より具体的には、拘束材の内径（ΦＥ）、中央空域の内径（ΦＢ）、首部空域の内径（ΦＫ）、首部空域の外径（ΦＦ）とすると、ΦＥ＞ΦＦ≧ΦＢ＞ΦＫを有する（請求項３）積層防振ゴムである。

本発明の第２の要旨は、請求項１乃至７にて特定する積層防振ゴムの外形を画定する型を、当該積層防振ゴムの中央を縦方向に２分割したモ−ルドを用い、窪みを形成する周突条間に拘束材を挟み込んでモ−ルドを閉じ、当該拘束材の上下及び内縁側にキャビティを形成し、積層防振ゴムの環状首部に形成した注入口よりゴム材料を注入し、拘束材の内縁側のキャビティ内をゴム材料をもって充填しつつ拘束材の上下間のキャビティ内にもゴム材料を充填し、次いで、かかるゴム材料を加硫し、これをモ−ルド内より脱型させて得られたことを特徴とする積層防振ゴムの製法にかかるものである。

本発明の第１は以上の通りの構成をもつ積層防振ゴムであり、特に上下方向の支持剛性を確保した上で、水平方向のバネ定数を低減させた耐久性の高い防振ゴムであって、例えば水平方向に強力な起振力のあるコンプレッサ−に好適に用いられるものである。そして、生産性にも優れた構造としたものである。

本発明の第１の積層防振ゴムは、上下方向の支持剛性を確保した上で、水平方向のバネ定数を低減させた防振ゴムであって、特に言えば、加振によって上下動は勿論のことであるが、水平方向の振動に対しても十分な防振効果をもたらす防振ゴムを提供するものであり、通常は拘束材とゴムとの間の接着界面の剥離が起こるが、この剥離現象に対して対策を講じた防振ゴムを提供するものである。

拘束材としては、金属、セラミックス、プラスチックス等を用いることができるが、特定の効果を奏するためには金属材が最も好ましい。そして、この拘束材は平板状で環状の拘束材が用いられ得る。

積層するゴム材料としては各種の加硫ゴム又はゴム状弾性体が用いられる。ゴムとしては、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＩＩＲ、ＣＩＩＲ、ＣＲ、ＮＲ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲ等が挙げられる。

尚、耐候性等の向上を目的として、外表面部を耐候性に優れたゴム材料で被覆することは可能であり、被覆ゴム材料としては、例えば、ＩＩＲ、Ｕ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、ＣＳＭ、ＣＭ、ＣＲ等が挙げられる。

これらのゴム材料は単独で用いても、２種以上をブレンドして用いても、他の市販のゴム材料とのブレンドでも構わない。又、これらのゴム材料には、各種充填剤、例えば老化防止剤、可塑剤、軟化剤、オイル等の配合剤を混合する。

さて、本発明の第１における積層防振ゴムは、上下方向の支持剛性を確保した上で、水平方向のバネ定数を低減させた耐久性の高い防振ゴムであって、生産性にも優れた構造としたものである。そのため、拘束材の内縁はゴム層内に埋設され、拘束材の外縁はゴム層の外縁とほぼ一致し、かつ、拘束材の外縁の上下のゴム層に窪みを形成したことを特徴とするものである。このことにより、上下方向の支持剛性を確保した上で、水平方向のバネ定数を低減させる目的を達成し、しかも繰り返しの歪みにあっても拘束材とゴム層との接着界面が剥離することがなくなったものであり、耐久性は極めて向上したものである。即ち、水平方向に大きな歪みが加わった場合でも、接着界面のゴムが引っ張りを受けることがなくなり、ゴム層の窪み分だけ常に余裕をもって歪みに対処できることとなったものである。勿論、この窪みを形成したことによって防振ゴムとしての線形領域を広げることが可能となったものである。尚、このゴム層の窪みは防振ゴムの製造時にも大きな役割をなすものであり、この点については後述する。

更に具体的には、拘束材の外径（ΦＡ）、拘束材に挟まれたゴム層の外径（ΦＮ）とすると、ΦＡ≧ΦＮとしたものであり、これによって主として上下方向に負荷がかかった際でも拘束材間に挟まったゴム層の外縁は拘束材の外縁より外側にはみ出ることはなく、万一はみ出したとしても僅かであって、周囲の他の部材に衝突を繰り返すことがなく、この点での耐久性が向上することとなる。

拘束材の内径（ΦＥ）と中央空域の内径（ΦＢ）との関係は、ΦＥ＞ΦＢとするものであり、このことは拘束材の内縁はゴム層中に埋まっていることを意味する。このゴム層の存在により水平方向と鉛直方向のバネ特性をコントロ−ル可能としたものである。尚、この拘束材の内側のゴム層は防振ゴムの製造時に大きな役割をなすものであり、この点については後述する。

中央空域の内径（ΦＢ）と首部空域の内径（ΦＫ）の関係は、ΦＢ＞ΦＫとしたことにより、鉛直方向における受圧部Ｄを広くとることができることとなる。

拘束材の内径（ΦＥ）と首部の外径（ΦＦ）の関係は、ΦＥ＞ΦＦとしたことにより、拘束材の全面で鉛直方向の負荷に対応させることができたものである。

拘束材の内径（ΦＥ）、中央空域の内径（ΦＢ）、首部空域の内径（ΦＫ）、首部の外径（ΦＦ）との相互の関係は、ΦＥ＞ΦＦ≧ΦＢ＞ΦＫであり、ΦＢはΦＦと同じかこれよりもやや小さい方がよい。

拘束材の外径（ΦＡ）と中央空域の内径（ΦＢ）との関係は、ΦＡ／ΦＢ＝１．２〜１．６が好ましく、この範囲では座屈限界歪みが大きく取れ、かつ、低いバネ定数が得られることとなる。

本発明の第２である積層防振ゴムを製法は、積層防振ゴムの外形を区画するモ−ルド内の所定位置に拘束材をセットし、この状態にてゴム材料を流し込んで加硫する方法が最適である。しかるに、ゴム層の窪み（周溝）を形成するためには、モ−ルド内の所定の位置に周突条を形成することによって周溝が形成されるが、拘束材はこの周突条の間に挟めばよいこととなり、このため、積層防振ゴムにおける拘束材の配置が正確になるという特徴をも兼ね備えている。

そして、本発明の好ましい製法によれば、積層防振ゴムの中央を縦方向に２分割したモ−ルドを用い、拘束材を前記のようにモ−ルド内の周突条部に挟み込んでセットし、このモ−ルドのキャビティ内に溶融状態のゴム材料を流し込んで成形するのがよく、そのゴム材料の注入口を首部とし、更に拘束材間にはΦＥ−ΦＢにて構成されるモ−ルドの空域内をゴムが流下して充填されることになる。即ち、拘束材の内側のゴム層を構成する部位がゴムの流下する道となるもので、これによって、拘束材間に完全にゴムが充填されることとなる。そして、かかるゴム材料を加硫し、これをモ−ルド内より脱型させて得られることとなる。

以下、図面をもって本発明を更に詳細に説明する。図１は本発明の積層防振ゴムの斜視図であり、図２は正面図、図３は側面図、図４は底面図である。図中、１は金属製拘束材、２は拘束材１に挟まれたゴム層、３は拘束材１の上下のゴム層、４は環状首部である。この拘束材１の外縁１ａはゴム層３の外縁とほぼ一致し、拘束材１の外縁１ａの上下のゴム層２、３に外縁１ａを挟んで窪み（周溝）５が形成され、特に拘束材１にて挟まれたゴム層２の外縁２ａは拘束材１の外縁１ａよりも内側に後退して形成されている。尚、ゴム層２、３はＮＲ系ゴムが選ばれ、モ−ルド内にて拘束材１とゴム層２、３が加硫接着され一体化されたものである。

図５は中央断面図である。図中、６は中央空域、７は環状首部４の中央空域、８はボトム部であり、ここに穴８ａが形成されている。ΦＡは拘束材１の外径、ΦＥは拘束材１の内径、ΦＮは拘束材１にて挟まれたゴム層２の外径、ΦＢは中央空域６の内径、ΦＫは首部４における空域４ａの内径、ΦＦは首部４の外径を示す。又、Ｇは拘束材１の幅、Ｄは受圧部９の幅を示す。中央空域６と首部４の空域４ａとはテ−パ−面をもって連結されている。

かかる積層防振ゴムの実際の寸法について言えば、ΦＡは２４ｍｍ、ΦＥは１８ｍｍ、ΦＮは５ｍｍ、ΦＢは１５ｍｍ、ΦＫは１３ｍｍ、ΦＦは１７ｍｍである。又、防振ゴムの高さＨは２８．２ｍｍ、首部４の高さは４．２ｍｍ、ゴム層２の高さは５ｍｍ、ゴム層３は５．５ｍｍ、ボトム８の高さは３ｍｍ、穴８ａの内径は１０ｍｍ、拘束材１の厚さは１ｍｍであった。更に、ゴム層２の外縁２ａは、拘束材１の外縁１ａよりも０．５ｍｍ内側として形成され、窪み５は幅が１ｍｍ、深さが１．５ｍｍである。尚、拘束材の幅Ｇは３ｍｍ、受圧部Ｄの幅は４ｍｍである。

ここで得られた積層防振ゴムの目標バネ定数は水平方向に４Ｎ／ｍｍ、上下（圧縮）方向に２５Ｎ／ｍｍであったが、この目標値を完全にクリアできた。

更に、得られた積層防振ゴムの耐久性について言えば、拘束材１と接するゴム層２、３に窪み５を形成したため、特に水平方向の振動時にもゴム層２、３に大きな張力が働くことがなくなったもので、これによって拘束材とゴム間の剥離現象が大きく低減したものであり、耐久性が大きく改善されたことが分かった。

図６は本発明の第２にて用いられるモ−ルド１１の片側を示す内面側面図である。勿論このモ−ルド内面は本発明の第１の積層防振ゴムの外形を画定する形状が刻設されたものであり、特に拘束材の上下に窪み（周溝）５を形成するために拘束材一つに対し一対の周突条１２、１３が刻設されている。従って、この周突条１２、１３間に拘束材１を挟み込み、この状態でゴム材料をキャビティ内に注入することとなる。例えば、符号１４は首部に備えたゴム注入口を示すもので、注入されたゴム材料は拘束材１の内側のキャビティ内を流下して各部位に流れ込むこととなる。

尚、符号２１は中子であり、積層防振ゴムの内表面を画定する表面をもつもので、前記したゴム材料が流下するキャビティをも構成することとなる。言うまでもないが、一対のモ−ルド１１、１１をこの中子２１と組み合わせて完全なモ−ルドとなるものである。

本発明は以上の通りであり、特に上下方向の支持剛性を確保した上で、水平方向のバネ定数を低減させた耐久性の高い積層防振ゴムであって、防振ゴムとして広く採用可能であるが、特に言えば、水平方向に強力な起振力のあるスタ−リングエンジン、リニア駆動のコンプレッサ−に好適に用いられるものである。

図１は本発明の積層防振ゴムの斜視図である。図２は図１に示す防振ゴムの正面図である。図３は図１に示す防振ゴムの側面図である。図４は図１に示す防振ゴムの底面図である。図４は図１に示す防振ゴムの中央断面図である。図６は本発明の防振ゴムを製造するためのモ−ルドの内面側面図である。

符号の説明

１‥拘束材、
１ａ‥拘束材の外縁、
２‥拘束材に挟まれたゴム層、
２ａ‥拘束材にて挟まれたゴム層の外縁、
３‥拘束材の上下のゴム層、
４‥環状首部、
５‥窪み（周溝）、
６‥中央空域、
７‥環状首部空域、
８‥ボトム部、
８ａ‥ボトム部の穴、
１１‥モ−ルド、
１２、１３‥窪み（周溝）を形成する周突条、
１４‥ゴム注入口、
２１‥中子、
ΦＡ‥拘束材の外径、
ΦＢ‥中央空域の内径、
Ｄ‥受圧部の幅、
ΦＥ‥拘束材の内径、
ΦＦ‥首部の外径、
Ｇ‥拘束材の幅、
ΦＫ‥首部空域の内径、
ΦＮ‥拘束材にて挟まれたゴム層の外径。

Claims

環状の外周縁が防振ゴムの外縁を画定する環状平板拘束材と、この拘束材に対し交互に
加硫接着により積層されてなるゴム層と、前記拘束材及びゴム層を貫いて形成した中央空
域と、からなる防振ゴム基体と、この防振ゴム基体の上端に、前記中央空域に連なる空域
を有する、振動源側に固定される環状首部が形成された防振ゴムであって、前記拘束材の
内縁は前記ゴム層内に埋設されると共に拘束材の外縁はゴム層の外縁とほぼ一致し、かつ
、拘束材の外縁の上下のゴム層に窪みを形成したことを特徴とする積層防振ゴム。
拘束材の外径（ΦＡ）、拘束材に挟まれたゴム層の外径（ΦＮ）とすると、ΦＡ≧ΦＮ
である請求項１に記載の積層防振ゴム。
拘束材の内径（ΦＥ）、中央空域の内径（ΦＢ）、首部空域の内径（ΦＫ）、首部の外
径（ΦＦ）とすると、ΦＥ＞ΦＦ≧ΦＢ＞ΦＫである請求項１又は２に記載の積層防振ゴ
ム。
ΦＡ／ΦＢ＝１．２〜１．６である請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の積層防振ゴム。
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の積層防振ゴムの外形を画定する型を、当該積層防振ゴムの中央を縦方向に２分割したモ−ルドを用い、窪みを形成する周突条間に拘束材を挟み込んでモ−ルドを閉じ、当該拘束材の上下及び内縁側にキャビティを形成し、積層防振ゴムの環状首部に形成した注入口よりゴム材料を注入し、拘束材の内縁側のキャビティ内をゴム材料をもって充填しつつ拘束材の上下間のキャビティ内にもゴム材料を充填し、次いで、かかるゴム材料を加硫し、これをモ−ルド内より脱型させて得られたことを特徴とする積層防振ゴムの製法。