JPH0439433A - 車両用防振ゴム部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、相互に直交する２つの方向でそれぞれ異なる
弾性率を有する車両用防振ゴム部品に関する。

（従来の技術） 一般に、自動車用防振ゴム部品の性能としては、乗員の
乗り心地を良くするために振動遮断性能を確保するとい
う観点からは、低荷重作用時に弾性率（ばね定数）が小
さいことが要求される一方、操縦安定性を確保するとい
う観点から、高荷重作用時に弾性率が大きいことが要求
される。

例えばサスペンションアームの結合部の防振ゴムを適用
する場合には、第１７図に示すように、サスペンション
ロアアーム３１の端部における開孔３１ａ内に非強化ゴ
ムからなる防振ゴム４１か嵌挿されてなり、また、防振
ゴム４１に内嵌する内筒４２は、中央部外径ｄ。が大き
な樽形外面形状になされている。このような構造では、
防振ゴム４１の中央部を薄肉になし、もって軸心線りに
直交する半径方向の弾性率を大きくすることかできるも
のの、軸心線り回りのねしりトルクに対しても同様に弾
性率が大きくなり（第１６図の破線参照）、上記要求を
満足することはできず、乗り心地の点で劣る。

ところで、マトリックスとしてのゴム中に強化繊維を分
散、複合化させることによって、その弾性率を大きくす
ることは良く知られているが、強化繊維に方向性を与え
ることなく無秩序に分散させた場合には、強化ゴムの特
性が方向によって異なることはない。しかるに、分散さ
せる強化繊維を一方向に配向した場合には、強化ゴムの
弾性率は、配向方向と、直交する方向とでは大きく相違
する。

このことを利用して、相互の直交する２つの方向でそれ
ぞれ異なる弾性率を有する車両用防振ゴム部品を製造す
るために、例えば特開昭６１−２９０２４３号公報に記
載されるように、一方向に配向させた短繊維で複合強化
してなる繊維強化ゴム層き、非強化ゴム層とを組合せて
形成したものが知られており、短繊維としては６．６ナ
イロン等の通常のポリアミド繊維が配合されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、そのような通常のポリアミド繊維を配合する
だけでは、短繊維の配向方向に対する補強性が小さく、
補強性を高めるためには短繊維を多量に配合する必要が
あり、そのようにすると、破壊特性が低下し、また、接
合される例えば金属部に対するゴム占有面積が小さくな
り、金属と接合する部分で剥がれ易くなる。それに加え
て、通常のポリアミド繊維のように補強性の小さな短繊
維を配合したゴムでは繊維配向方向とそれと直交する方
向の剛性の比が小さいことにより、中間に繊維の配合し
ている短繊維混合ゴム層を介設する必要があり、加工コ
ストが高くなる。

本発明は、相互の直交する２方向で異なる変形抵抗性を
有する車両用防振ゴム部品を提供することを目的とする
ものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、高弾性率の短繊維を用い、相互に直交する２
つの方向でそれぞれ異なる弾性率を有するものである。

上記目的を達成するための手段は、一方向に配向させた
短繊維で配合強化してなる短繊維強化ゴム単体で形成さ
れ、該短繊維強化ゴムが、１×１０７〜２　Ｘ　１０８
ｄｙｎ／ｃｍ２の弾性率を有するマトリックスゴムに、
８００　ｋｇ／ａｒｍ２以上の弾性率を有する短繊維が
１〜５０容量％配合されてなる構成てする。

（作用） 一方向に配向させた短繊維で配合強化してなる短繊維強
化ゴムで形成されているので、短繊維強化ゴムの弾性率
は繊維配向方向で大きく、該配向方向に直交する方向で
小さくなり、相互の直交する２方向で異なる変形抵抗性
を有する。特に、８００　ｋｇ／１ｍｍ２以上の弾性率
を有する短繊維を用いているので、繊維配向方向の弾性
率が大きく、かつ２方向での弾性率の差が大きくなり、
繊維配向方向の弾性率が従来のものと同程度の物を得る
場合には、繊維量を大幅に低減することができ、それに
よって金属との接着力を高めることが可能となる。

（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。

本発明に係る車両用防振ゴム部品は、一方向に配向させ
た短繊維で配合強化してなる短繊維強化ゴム単体で形成
され、相互に直交する２つの方向でそれぞれ異なる弾性
率を有するように構成されている。

しかして、上記短繊維強化ゴムは、ｌＸｌ×１０７〜２
　ｘ　１０８ｄｙｎ／ｃｍ２の弾性率を有するマトリッ
クスゴムに対し、８００　ｋｇ／ｍｍ２以上の弾性率を
有する短繊維（例えばバラ系アラミド繊維、メタ系アラ
ミド繊維）が１〜５０容量％配合されている。なお、短
繊維配合量は１〜５０容量％としているが、金属部との
接着力を確保するためには、短繊維配合量はできるかぎ
り少ない方がよい。

続いて、短繊維として用いる繊維径について評価した試
験について説明する。

繊維長さ３）、繊維径１４．３μ（２デニール）で、弾
性率か５　Ｘ　１０　’　ｄｙｎ／ｃｍ２であるバラ系
アラミド繊維を、マトリックスゴム中に一方向の配向で
分散させてなる短繊維強化ゴムをもって、ゴムＪＩＳＫ
３ＢＯ１のダンベル片を形成し、繊維添加量と５％引張
り弾性率との関係を、繊維配向方向（１）及び該配向方
向に直交する方向（■）（以下単に直交方向という）に
ついて調べ、その結果を第１図に示す。

第１図によれば、繊維添加量を変えることによって短繊
維強化ゴムの剛性を調整し得ること及び繊維配向方向（
Ｉ）では剛性の向上が顕著であり、直交方向（Ｉｆ）で
は、剛性の向上はわずかであることが判る。

また、繊維長さ３　ａｕｉ、繊維径１５．８μ（２デニ
ール）の低弾性率のポリアミド短繊維（６，６ナイロン
短繊維）を同様に配向した場合の繊維配向方向（ｍ）及
び直交方向（ｒＶ）に比較して、各方向における弾性率
の差が大きく、繊維配向方向の弾性率が同じ物を得るた
めには、高弾性率のアラミド短繊維を用いれば、繊維量
を大幅に減少することが可能となることが判る。

また、短繊維の配向による弾性率への影響を評価するた
めに行った試験について説明する。

第２図（ａ）〜（ｃ）に示す３種類の試験片ＩＡ。

ＩＢ、ＩＣを用意した。試験片ＩＡは直径５０ｍｍ×長
さ５０ｍｍの円柱形状の非強化ゴム体、試験片１Ｂ、Ｉ
Ｃは、共に、繊維長さ３　ａｍ、繊維径１５゜８μ（２
デニール）のバラ系ポリアミド短繊維１ａを、マトリッ
クスゴムであるゴム材１ｂ（試験片１Ａと同一材質）中
に一方向の配向で分散されてなる直径５０ａｍＸ長さ５
０ｍｍの短繊維強化ゴム体である。ただし、試験片ＩＢ
における短繊維は試験片ＩＢの両端面と平行な方向に配
向され、試験片ＩＣにおける短繊維は試験片１ｃの軸心
線と平行な方向に配向されている。

各試験片ＩＡ、ＩＢ、ＩＣに対し、軸心線方向（矢印参
照）に引張り力Ｆ及び圧縮カーＦを作用させて試験片Ｉ
Ａ、ＩＢ、ＩＣの軸心線方向の変形量を調べ、その結果
を第３図に示す。

第３図によれば、引張荷重、圧縮加重のいずれに対して
も、短繊維強化ゴムの弾性率が非強化ゴムに比して大き
く、また繊維配向方向の弾性率が直交方向に比して大き
いことが判る。

続いて、剪断荷重による影響を見るために、上記試験片
ＩＡ、ＩＢ、１．Ｃと同一の試験片と同一の試験片をそ
れぞれ１対用意し、第４図（ａ）〜（Ｃ）に示すように
、各１対の試験片間に挟み込んだ受圧片１１に対して矢
印方向の力を作用させて受圧片１１の変位量を調べ、そ
の結果を第５図に示す。

第５図によれば、短繊維強化ゴムの弾性率が非強化ゴム
に比して大きく、かつ繊維配向方向による弾性率の差は
少ないことが判る。

上記第３図及び第５図の結果を総括して表１に示す。引
張荷重、圧縮荷重、剪断荷重に対する各試験片ＩＡ、Ｉ
Ｂ、ＩＣの弾性率及びそれらの比（剛性比）を示してい
る。

表１ 上記表１によれば、荷重作用方間に強化繊維を配向する
ことにより、その方向における短繊維強化ゴムの剛性を
効果的に向上させる得ることが判る。

さらに、繊維添加量とゴム−金属板の接着力との関係に
ついて調べた結果を第６図に示す。

第６図によれば、添加する短繊維が高弾性率のパラ系ア
ラミド短繊維（Ｖ）でも低弾性率のポリアミド短繊維（
■）（具体的には６，６ナイロン短繊維）でも、短繊維
添加量に対するゴム−金属板の接着力の低下度は同程度
であり、金属板との接着力を維持するには短繊維添加量
をできる限り減少させるのがよいことがわかる。

続いて、上記車両用防振ゴム部品をフロントサスペンシ
ョン装置に適用された例について説明する。

フロントサスペンション装置を示す第７図において、２
１はナックル、２２はショックアブソーバ、２３はサス
ペンションロアアーム、２４はトレーリングアームであ
る。

このトレーリングアーム２４の端部には、第８図に示す
ように、１対の防振ゴム２５が取付けられており、該防
振ゴム２５を介してトレーリングアーム２４は車体フレ
ーム部材２６に結合されている。しかして、走行中、車
両に作用する車体前後方向の荷重がトレーリングアーム
２４によって支えられる。

上記防振ゴム２５は、第９図に示すように、環状の短繊
維強化ゴム単体で構成される異形筒状体で、マトリック
スゴムに、配向方向が軸心線りの方向と平行である強化
用短繊維が分散複合化されたものである。

かかる構造において、軸心線りの方向の荷重が防振ゴム
２５に作用した場合には、第１０図の荷重−変形特性曲
線にしたがって防振ゴム２５が変形し、軸心線りの方向
と直交する方向Ｍの荷重が防振ゴム２５に作用した場合
には、第１１図に実線で示す荷重−変形特性曲線にした
がって防振ゴム２５は変形する。

次いで、第１２図乃至第１６図に示す他の実施例につい
て説明する。

リヤサスペンション装置を示す第１２図において、３１
はサスペンションロアアームで、一端部が筒状の防振ゴ
ム３２を介して車輪ハウジングが結合され、他端部が同
じく筒状の防振ゴム３２を介して車体フレーム側部材に
結合されるようになっている。

サスペンションロアアーム３１の端部構造は、第１３図
及び第１４図に示すように、端部に形成された開孔３１
ａ内に、金属製の内筒３３に外嵌され短繊維が半径方向
に配向された筒状の防振ゴム３２が密に嵌挿されている
。

防振ゴム３２に対しては、方向Ｐの荷重（引張力、圧縮
力）と、軸心線り方向の回りの捩りトルク（剪断力）が
作用し、第１５図及び第１６図に示す特性で変形する。

すなわち、防振ゴム３２は、方向Ｐにおいては強化され
ていて大きな弾性率を有し、軸心線りの回りの捩りトル
クに対しては小さな弾性率を有するため、操縦安定性及
び乗り心地なる期待条件を効果的に満足し得る。

このように、防振ゴム３２によれば、相互に直交する２
方向の荷重に対して異なる変形抵抗性が得られ、懸架部
品であるラバーブツシュとして極めて優れた性能を発揮
し得る。

上記実施例では、本発明に係る防振ゴム部品を懸架部品
であるラバーブツシュに適用した例について説明したが
、そのほか、■エンジン部分（エンジンマウント、チェ
ーンダンパ、キャブレタマウント、トーショナルダンパ
）、■懸架部品（ストラットマウント、バンバゴム、ヘ
ルパーゴム、スプリングシート、ショクアブソーバ部品
、空気はね、■ボデ一部品（ボデーマウント、パンバガ
ード、マフラーサポート）、■駆動部品（ゴムカップリ
ング、センターベアリングサポート、クラッチ用ゴム）
等にも用いることができる。

（発明の効果） 本発明は、上記のように、一方向に配向させた短繊維で
配合強化してなる短繊維強化ゴムで形成しているので、
繊維強化ゴムの弾性率は繊維配向方向で大きく、該配向
方向に直交する方向で小さくなり、相互の直交する２方
向で異なる変形抵抗性を有する。特に、８００　ｋｇ／
■２以上の高弾性率を有する短繊維を用いているので、
繊維配向方向の弾性率が大きく、かつ繊維配向方向とそ
れに直交する方向との弾性率の差が大きくなり、繊維配
向方向の弾性率が従来のものと同程度の物を得る場合に
は、繊維量を大幅に低減することができ、それによって
金属との接着力を高めることが可能となる。

また、短繊維強化ゴム単体で形成されているため、通常
の低弾性率の短繊維を配合した繊維強化ゴム層と短繊維
を配合していない非強化ゴム層を組合わせた従来のもの
よりも、容易にかつ低コストで製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は短繊維強化ゴムの繊維添加量と５％弓張り弾性
率との関係を示す図、第２図（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ
非強化ゴム製試験片、及び繊維配向方向の異なる繊維強
化ゴム製試験片を示す図、第３図は各試験片の荷重と変
形量の関係を示す図、第４図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ
前記各試験片を用いた剪断試験方法を示す図、第５図は
上記剪断試験の結果を示す図、第６図は金属板との接着
力と繊維添加量との関係を示す図である。第７図は本発
明を適用したフロントサスペンション装置を示す要部斜
視図、第８図はその要部断面図、第９図は防振ゴムの断
面図、第１０図及び第１１図はそれぞれ防振ゴムの軸心
線方向及び直交方向における荷重と変形量との関係を示
す図、第１２図は他の実施例であるリヤサスペンション
装置を示す斜視図、第１３図はその要部断面図、第１４
図は第１３図におけるＡ−Ａ線断面図、第１５図及び第
１６図はそれぞれ軸心線方向荷重、捩りトルクによる防
振ゴムの変形特性を示す図である。 第１７図は従来例を示す第１３図と同様な図である。 ＩＡ、　ＬＢ、　ＩＣ・・・・・・試験片２５．４１・
・・・・・防振ゴム（車両用防振ゴム部品）ＬＡ、ＩＢ
、ＩＣ・・・・試験片 ２５．４１・・・・・・防振ゴム （車両用防振ゴム部品） 第１図 糧雑添ＤＤ量　（ｖｏｌ　’１０　） 第２図（Ｑ） 第２図（ｂ） 第２回（Ｃ） 第４図 回 晃１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）相互に直交する２つの方向でそれぞれ異なる弾性
   率を有する防振ゴム部品であって、 一方向に配向させた短繊維で配合強化してなる短繊維強
   化ゴム単体で形成され、 該短繊維強化ゴムが、１×１０＾７〜２×１０＾８ｄｙ
   ｎ／ｃｍ＾２の弾性率を有するマトリックスゴムに、８
   ００ｋｇ／ｍｍ＾２以上の弾性率を有する短繊維が１〜
   ５０容量％配合されてなることを特徴とする車両用防振
   ゴム部品。