JPH05149331A - 防振ゴム - Google Patents

防振ゴム

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JPH05149331A
JPH05149331A JP31781691A JP31781691A JPH05149331A JP H05149331 A JPH05149331 A JP H05149331A JP 31781691 A JP31781691 A JP 31781691A JP 31781691 A JP31781691 A JP 31781691A JP H05149331 A JPH05149331 A JP H05149331A
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JP
Japan
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rubber
short fibers
short
dynamic
ratio
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP31781691A
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English (en)
Inventor
Katsuyoshi Fujiwara
勝良 藤原
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Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 動倍率を小さく、かつ軽量で小型とする。 【構成】 天然ゴム又は合成ゴムに、短繊維を5〜12
0重量部配合する。この短繊維は、繊維長さ0.3〜6
mmで、平均径0.3〜40μmである。短繊維は、断面
形状が楕円型、瓢箪型又は中空型状である。楕円型、瓢
箪型の場合はそのままで、中空型状の場合は押し潰した
形状で、長軸と短軸との比率が1/0.2〜1/0.9
8である。これによって、動倍率が低く、単純な形状
で、軽量かつ小型となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車等の車
両において用いられる防振ゴムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、自動車の発進時は低周波数で大
振幅の振動が生じるので、自動車に用いられる防振ゴム
としてはエンジンやプロペラシャフトの振動を押さえる
機能が要求される。また、自動車が高速回転になるに従
って高周波数の微小振動が生じるので、エンジンやプロ
ペラシャフトの振動を車体に伝達しない機能も要求され
る。
【0003】よって、静バネ定数が大きく動バネ定数の
小さい、つまり動倍率の小さい防振ゴムが要求される。
そのため、従来は、動倍率を小さくするために、液体を
内部に封入したり、複雑な形状に作成したりしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、動倍率を小
さくするために、液体を内部に封入したり、複雑な形状
に作成したりすると、防振ゴムの重量が増大し、配置の
ために大きなスペ−スを必要とする。
【0005】本発明は、動倍率が小さく、かつ軽量で小
型の防振ゴムを提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】通常のゴムは、低周波数
ではバネ定数が低く、周波数を上げていくほどバネ定数
が高くなるが、本発明では、ゴムの静的バネ定数はゴム
に配合されている充填剤の量と、充填剤とゴムの界面状
態に依存し、ゴムの動的バネ定数は、充填剤の量に依存
し、ゴムの静的バネ定数と動的バネ定数の比率である動
倍率は、通常のカ−ボンブラックを配合した場合と比較
して、短繊維をゴムに配合することにより低くなること
に着目してなしたものである。
【0007】つまり、静的バネ定数が要求される周波数
の低いゆっくりとした振動において、充填剤(短繊維)
とゴムの界面の結合力が小さいと、充填剤(短繊維)と
ゴムの界面がずれてしまい、応力緩和を起こしながら変
形することから、弾性率(バネ定数)が低くなる。しか
し、高周波数になるほど、充填剤(短繊維)とゴム界面
のずれによる応力緩和が少なくなり、充填剤の量にのみ
依存した弾性率(バネ定数)となり、動倍率が大きくな
ってしまう。この現象は、表面積の小さな短繊維の方
が、表面積の大きな短繊維よりも顕著に表れることか
ら、動倍率の小さな材料を得るためには短繊維の径が小
さくしかも界面とゴムが反応した形態のものが理想であ
る。
【0008】ところで、ゴムの混練時の短繊維の分散性
は、見掛けの短繊維の長さ(L)と短繊維の径(D)の
比率であるアスペクト比(L/D)に依存し、アスペク
ト比が大きいほど分散しにくい。
【0009】そこで、見掛けのアスペクト比を小さくし
たまま短繊維の表面積を大きくするべく検討した結果、
断面が瓢箪型、楕円型や中空型状にした短繊維を配合す
ることを着想したのである。尚、短繊維を、断面が瓢箪
型、楕円型のもののほかに、中空型状のものも含めるの
は、中空型状であると、ゴム中で繊維断面が瓢箪型や楕
円型になり、繊維断面の長軸が長くなるので、見掛けの
アスペクト比は小さくしかも繊維の表面積が大きくなる
からである。そして、それによって、短繊維の分散性を
損なうことなく、ゴムの動倍率を小さくすることができ
るからである。
【0010】そのための具体的手段として、請求項1の
発明は、天然ゴム又は合成ゴムに、短繊維を5〜120
重量部配合した構成とする。そして、請求項2の発明に
おいては、短繊維は、繊維長さ0.3〜6mmで、平均径
0.3〜40μmである。請求項3の発明においては、
短繊維は、断面形状が楕円型、瓢箪型又は中空型状で、
楕円型、瓢箪型の場合はそのまま、中空型状の場合は押
し潰された状態で、長軸と短軸との比率が1/0.2〜
1/0.98である。
【0011】ここで、短繊維の配合量を、ポリマ−10
0部に対して短繊維5〜120部としているのは、5部
より少ないと、動倍率低下の効果が少なく、120部よ
り多いと、ゴムの疲労寿命が小さくなり、実用化できな
いからである。
【0012】また、短繊維の径を断面の長軸と短軸の平
均値でみて平均径0.3〜40μmとしているのは、
0.3μmより小さくなると、短繊維がゴム中で均一に
分散できず、短繊維の未分散塊が異物となり、ゴムの動
的疲労性が低下するからであり、40μmより大きくな
ると、短繊維そのものが異物となり、ゴムの動的疲労性
を低下させてしまうからである。
【0013】短繊維の長さを0.3〜6mmとしているの
は、0.3mmより短いと、短繊維の補強効果が小さくな
り、静的バネ定数を上げることができないからであり、
また、短繊維が6mmより長くなると、混練により短繊維
を均一に分散させることができないことから、ゴムの疲
労寿命が小さくなり、実用化できないからである。
【0014】短繊維は、断面形状が楕円型、瓢箪型又は
中空型状で、楕円型、瓢箪型の場合はそのまま、中空型
状の場合は押し潰された状態で、長軸と短軸との比率が
1/0.2〜1/0.98としているのは、長軸と短軸
の比率が1/0.98より大きいと、ゴムの加工中に繊
維が割れて効果が得られないからであり、長軸と短軸と
の比率が1/0.2よりも小さいと、分散性や動倍率に
効果が得られないからである。
【0015】
【作用】請求項1の発明によれば、天然ゴム又は合成ゴ
ムに、短繊維を5〜120重量部配合したことにより、
動倍率が低下し、ゴムの疲労寿命が長くなる。
【0016】請求項2の発明によれば、短繊維は、繊維
長さ0.3〜6mmで、平均径0.3〜40μmとしてい
ることにより、ゴムの動的疲労性を損なうことなく、静
的バネ定数が高まる。
【0017】請求項3の発明によれば、短繊維は、断面
形状が楕円型、瓢箪型又は中空型状で、楕円型、瓢箪型
の場合はそのまま、中空型状の場合は押し潰された状態
で、長軸と短軸との比率が1/0.2〜1/0.98で
あるので、分散性よく、動倍率が小さくなる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に
説明する。
【0019】まず、表1〜表3に示す配合のポリマ−を
作成し、それぞれについて効果を確認した結果を表4〜
表7に示す。測定は、図1に示す形状の試料を用いて測
定した。すなわち、内筒1と外筒2との間に介装される
ゴム部材3として、本発明に係る防振ゴムを用いて測定
した。なお、ゴム部材3は、周回溝3aが形成されるよ
うに両筒1,2に加硫接着されている。各部の寸法は次
の通りである。R1 =2.5mm、R2 =5.5mm、R3
=9.5mm、H1 =20.5mm、H2 =12.5mm、φ
1 =63mm、φ2 =74mm、φ3 =85mmである。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】
【表4】
【0024】
【表5】
【0025】
【表6】
【0026】
【表7】
【0027】上記試験結果より、本発明例1〜3、比較
例1〜2より判るように、短繊維を増量するほど静的バ
ネ定数、動的バネ定数とも大きくなり、繊維量を多くし
た方が動倍率が小さくなる傾向がある。しかしながら、
繊維量を増やし過ぎると、短繊維の分散がうまくでき
ず、未分散塊が多く残ってしまいゴムの耐久寿命を著し
く悪くする。また、短繊維の配合量が少なすぎると、動
倍率を小さくする効果がほとんど得られない。
【0028】よって、短繊維の配合量は5〜120PH
Rの範囲、好ましくは10〜60PHRの範囲としなけ
ればならないことが判る。
【0029】本発明例1,4,5、比較例3,4で判る
ように、短繊維の太さは細い方が動倍率低下に効果があ
り、大きすぎると、動倍率が大きくなり、短繊維を配合
する効果が得られない。また、細すぎると、アスペクト
比が大きくなり、ゴム中で十分な分散ができないことに
より、ゴムの耐久寿命を悪化させる。よって、短繊維の
太さは平均径において0.3〜40μmが適当であり、
5〜30μmであることがより好ましい。
【0030】本発明例1,6,7,比較例5,6で判る
ように、短繊維の長さは長い方が動倍率を低くするが、
長すぎると、アスペクト比が大きくなり、ゴム中で十分
な分散ができない。また、短かすぎると、短繊維の配合
効果が得られず、動倍率が大きくなってしまう。よっ
て、短繊維の長さは平均長さで0.3〜6mm(好ましく
は0.6〜3mm)が適当である。
【0031】本発明例1,8〜10、比較例7,8で判
るように、短繊維の断面形状は瓢箪型、楕円型あるいは
中空型状等の異型状のものが、真円型のものよりもよ
く、真円型のものでは動倍率向上の効果が少なく、同一
のアスペクト比で同一の配合量にしても異型状の断面の
短繊維よりも動倍率が大きくなる。
【0032】これは、中空型状の短繊維の場合、短繊維
が分散するまでは、短繊維未分散塊で存在することか
ら、短繊維に圧縮力がかかりにくく、加硫時にかかる圧
力で短繊維が潰れ、表面積が増大することから、動倍率
が低下するのである。一方、楕円型や瓢箪型の場合は、
混練時は平均的な径に支配されたアスペクト比で短繊維
の分散性が決定し、動倍率については短繊維の表面積が
支配することから真円型の場合よりも動倍率が低下す
る。よって、短繊維の形状は中空型状の短繊維の場合は
押し潰した状態で、楕円型や瓢箪型の場合はそのまま、
短繊維の断面の長軸と短軸との比率が1/0.2〜1/
0.98(好ましくは1/0.4〜1/0.9)が適当
である。
【0033】本発明例1,11〜13、比較例9〜11
から判るように、短繊維の種類は特に制約されるもので
はなく、いずれの短繊維種でも同様のことがいえると思
われる。
【0034】本発明例1,14,15から判るように、
マトリックスゴムの種類も特に制約されるものではな
く、ポリマ−として天然ゴムのほかに、EPDM、CR
等の全てのエラストマ−に適用できる。また、マトリッ
クスゴムの配合剤は、通常ゴムに配合される加硫剤、加
硫促進剤、補強剤、老化防止剤などが通常通り配合さ
れ、何等制約されるものではない。
【0035】
【発明の効果】請求項1の発明は、天然ゴム又は合成ゴ
ムに、短繊維を5〜120重量部配合したので、動倍率
が低下し、ゴムの疲労寿命が長くなる。
【0036】請求項2の発明は、短繊維の繊維長さを
0.3〜6mmで、平均径を0.3〜40μmとしている
ことにより、ゴムの動的疲労性を損なうことなく、静的
バネ定数を高めることができる。
【0037】請求項3の発明は、短繊維の断面形状が楕
円型、瓢箪型又は中空型状で、楕円型、瓢箪型の場合は
そのまま、中空型状の場合は押し潰された状態で、長軸
と短軸との比率が1/0.2〜1/0.98となるよう
にしたので、分散性よく、動倍率が小さくなる。よっ
て、動倍率が小さく、単純な形状で軽量、かつ小さくす
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】試験に用いた試料の縱断面図である。
【符号の説明】
1 内筒 2 外筒 3 ゴム部材(防振ゴム)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 天然ゴム又は合成ゴムに、短繊維を5〜
    120重量部配合したことを特徴とする防振ゴム。
  2. 【請求項2】 短繊維は、繊維長さ0.3〜6mmで、平
    均径0.3〜40μmであるところの請求項1記載の防
    振ゴム。
  3. 【請求項3】 短繊維は、断面形状が楕円型、瓢箪型又
    は中空型状で、楕円型、瓢箪型の場合はそのまま、中空
    型状の場合は押し潰された状態で、長軸と短軸との比率
    が1/0.2〜1/0.98であるところの請求項2記
    載の防振ゴム。
JP31781691A 1991-12-02 1991-12-02 防振ゴム Withdrawn JPH05149331A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990311