集成了襯套、支架的橫向穩定杆的製作方法

2023-07-15 10:40:26 1

專利名稱：集成了襯套、支架的橫向穩定杆的製作方法
技術領域：
本發明涉及將作為汽車等車輛用懸架裝置的一部分的橫向穩定杆與用於將其安裝於車體的橡膠襯套及支架一體化的集成了襯套、支架的橫向穩定杆。
背景技術：
橫向穩定杆是主要抑制車體的側傾(以車體前後方向為軸的旋轉運動)的構件。橡膠襯套被安裝於該橫向穩定杆與車體之間，使因路面狀況等輸入至橫向穩定杆的振動向車體的傳遞衰減，同時柔性地隨動於橫向穩定杆的動作，支撐車體。安裝於橫向穩定杆的橡膠襯套對應車輪(車體)的上下運動在橫向穩定杆的旋轉方向受力。同時，橡膠襯套由於支撐車體及振動的原因，受到垂直方向的力。現有的帶橡膠襯套的橫向穩定杆中，橫向穩定杆與橡膠襯套、及橡膠襯套與支架不粘接的非粘接型是主流。因此，存在水滲入非粘接部分時及氣溫低達_30°C這樣非常低溫時發生粘滑，產生雜音的問題。圖6顯示在非粘接型的帶橡膠襯套的橫向穩定杆發生粘滑時相對於橫向穩定杆的位移(橫向穩定杆扭轉等輸入)所產生的轉矩(輸出)。如圖6所不，由於在橫向穩定杆的位移和轉矩間產生位相的偏移，對處理性造成影響，損害操縱穩定性。還有，由於橫向穩定杆與橡膠襯套、及橡膠襯套與支架沒有通過粘接來一體化，因此在橫向穩定杆受到較大力時互相之間產生間隙。在該間隙有硬質的雜物侵入時，存在橫向穩定杆及支架受損，產生雜音的情況。甚至，砂子或石頭之類的硬質雜物侵入的狀態持續的話，有時產生磨損及折損等異常。對這些問題，一 直以來通過粘接採取各種對策，但是存在效果均不十分理想，或者高成本等問題。( I)硫化粘接工作法(專利文獻1、2 )專利文獻I公開了將橫向穩定杆及支架設置在模具內，在進行橡膠襯套的硫化成型的同時進行粘接的技術。但是，要在模具內設置金屬制的橫向穩定杆及支架，對模具就有強度及精度上的要求，而且也造成模具的耐久性下降。此外，通常，橫向穩定杆的長度為Im左右，因此存在包括模具等的設備大型化，要耗費巨大的成本的問題。還有，由於在硫化粘接後對橫向穩定杆等實施塗裝，在橡膠襯套和橫向穩定杆之間等易發生塗裝不良，導致可靠性的降低。而且，通常橫向穩定杆的塗裝所用的粉體塗裝、陽離子塗裝在乾燥(固化)時需要高溫、長時間的處理，因此存在可能產生硫化粘接的橡膠襯套的熱劣化的問題。另一方面，專利文獻2通過對支架在橡膠襯套的硫化成型時實施硫化粘接後，使用氯化橡膠類粘接劑，將硫化粘接了支架的橡膠襯套粘接於塗裝好的橫向穩定杆，籍此避免設備大型化等問題。但是，本發明者們根據公開的信息進行了試製，結果為了通過氯化橡膠類粘合劑將橡膠襯套粘接於橫向穩定杆，必須進行加熱處理，可以確認橡膠襯套熱劣化，強度降低40 50%。此外，該方法中，對橫向穩定杆必需上下2個帶橡膠襯套的支架，因此難以說成本上是有利的。
(2)後粘接工作法I (專利文獻3)專利文獻3中，作為控制(I)的方法引起的成本上升的方法，公開了對硫化橡膠進行硫化粘接的方法。該方法中，使用硫化橡膠消除(I)中所例舉的設備大型化引起的成本增加等缺點。但是，根據公開的內容以同一條件(10%壓縮、160°C、60分鐘加熱)進行了試製，結果確認了由熱劣化引起的橡膠襯套的大幅度的強度降低，在橡膠襯套的長期可靠性上存在問題。還有，在專利文獻3中，由於未將襯套與支架粘接、固定，因此無法解決在該部分產生的雜音及雜物侵入引起的磨損、折損的問題。(3)後粘接工作法2 (專利文獻4 6)專利文獻4公開了使用熱固性粘接劑的方法。該方法利用塗裝工序中的高溫塗裝處理(130 200°C、20分鐘)使粘接劑固化。但是，該方法也無法避免將硫化後的橡膠襯套長時間暴露於高溫下所引起的熱劣化。此外，由於該方法僅粘接橫向穩定杆和襯套，不粘接襯套和支架，因此無法防止雜物侵入該部分引起的雜音的產生和磨損、破損。還有，由於對未塗裝的橫向穩定杆粘接橡膠襯套後進行塗裝，因此在橫向穩定杆和橡膠襯套的邊界，發生殘留未塗裝部分等塗裝不良，來自塗裝不良部分的腐蝕加劇，長期使用時存在橫向穩定杆折損等問題。另一方面，專利文獻5及專利文獻6公開了對經電沉積塗裝或粉體塗裝的橫向穩定杆塗布熱固性粘接劑，粘接橡膠襯套的方法。但是，根據這些文獻記載的內容進行了試製，結果可知在這些方法中，由於粘接劑與橫向穩定杆或粘接劑與橡膠襯套的粘接力差，未達到橡膠斷裂。此外，這些方法中，僅通過夾壓襯套和支架來固定，而非進行粘接，因此仍存在在該部分產生的雜音及雜物侵入引起的磨損、折損的問題。(4)後粘接工作法3 (專利文獻7)專利文獻7公開了對塗裝好的橫向穩定杆用熱固性粘接劑粘接經氯化處理的橡膠襯套的方法。認為該方法通過進行氯化處理使橡膠襯套的粘接力提高。但是，根據所公開的信息進行試製的結果·可以確認橡膠表面因氯化處理而粗化，基於錨固效果粘接力有若干提高，但是僅僅依靠粘接劑，硫化粘接的粘接強度大大劣化，未達到橡膠斷裂。此外，該方法中僅依靠夾具固定襯套和支架，因此無法應對在該部分產生的雜音及雜物侵入引起的磨損、折損的問題。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本專利特許第3716750號公報專利文獻2:日本專利特開2006-123818號公報專利文獻3:日本專利特開2005-319850號公報專利文獻4:日本專利特開2001-270315號公報專利文獻5:日本專利特開2006-8082號公報專利文獻6:日本專利特開2006-27311號公報專利文獻7:日本專利特開平11-108096號公報發明的內容本發明的目的是以低廉的成本提供可以消除粘滑現象引起的雜音的產生及、雜物侵入間隙引起的雜音的產生及磨損引起的破損等問題，同時具有優異的操縱穩定性的集成了襯套、支架的橫向穩定杆。根據本發明的實施方式，提供具有如下特徵的集成了襯套、支架的橫向穩定杆，所述特徵是，具備橫向穩定杆和，安裝於上述橫向穩定杆的外周的橡膠襯套和，設置於上述橡膠襯套的外周、用於介以上述橡膠襯套將上述橫向穩定杆安裝於車體的底部的支架，上述橫向穩定杆具有胺類固化環氧塗料或含胺的陽離子塗料及形成於上述塗料上的含滷素給體類表面處理劑的表面處理層，上述橡膠襯套在內表面具有含齒素給體類表面處理劑的表面處理層，在上述橫向穩定杆和上述橡膠襯套之間介於各自的表面處理層，形成含胺類或有機醯肼類固化劑及環氧樹脂的粘接劑層。本發明的其他實施方式中，還較好是，上述支架在內表面具有胺類固化環氧塗料或含胺的陽離子塗料及形成於上述塗料上的含滷素給體類表面處理劑的表面處理層，上述橡膠襯套在外表面具有含齒素給體類表面處理劑的表面處理層，在上述支架和上述橡膠襯套之間介於各自的表面處理層，形成由胺類或有機醯肼類固化劑及環氧樹脂構成的粘接劑層。根據本發明的實施方式，通過將橫向穩定杆和橡膠襯套牢固地粘接固定，能夠以低廉的成本提供消除粘滑現象引起的雜音的產生及、雜物侵入間隙引起的雜音的產生及磨損引起的破損等問題，同時具有與採用硫化粘接的橡膠襯套粘接式的橫向穩定杆同等優異的操縱穩定性的集成了襯套、支架的橫向穩定杆。附圖簡要說明

圖1為本發明的實施方式的集成了襯套、支架的橫向穩定杆的立體圖。圖2為實施例製造的試驗片的立體圖及剖面圖。圖3為胺類固化環氧塗料與三氯異氰脲酸的反應前後的FT-1R圖表。

圖4為含胺的陽離子塗料與三氯異氰脲酸的反應前後的FT-1R圖表。圖5為胺類固化劑與三氯異氰脲酸的反應前後的FT-1R圖表。圖6為表示橫向穩定杆的位移與轉矩的關係的圖。本發明優選實施方式以下、對本發明的實施方式的集成了襯套、支架的橫向穩定杆作詳細的說明。圖1表示本發明的實施方式的集成了襯套、支架的橫向穩定杆I的立體圖。集成了襯套、支架的橫向穩定杆I具備橫向穩定杆2和，安裝於橫向穩定杆2的外周的2個橡膠襯套3和，設置於橡膠襯套3的外周、用於介以橡膠襯套3將橫向穩定杆2安裝於車體的底部的支架4。橫向穩定杆2在表面具有胺類固化環氧塗料或含胺的陽離子塗料(圖1中未圖示)及形成於塗料上的含滷素給體類表面處理劑的表面處理層(圖1中未圖示)。較好是支架4也同樣，在表面具有胺類固化環氧塗料或含胺的陽離子塗料(圖1中未圖示)及形成於塗料上的含滷素給體類表面處理劑的表面處理層(圖1中未圖示)。橡膠襯套3至少在內表面(橫向穩定杆2側)也具有含滷素給體類表面處理劑的表面處理層。橡膠襯套3較好是在外表面(支架4側)也具有含滷素給體類表面處理劑的表面處理層。在橫向穩定杆2與橡膠襯套3之間介於各自的表面處理層，形成含胺類或有機醯肼類固化劑及環氧樹脂的粘接劑層(圖1中未圖示)。較好是在支架4與橡膠襯套3之間也介於各自的表面處理層，形成含胺類或有機醯肼類固化劑及環氧樹脂的粘接劑層(圖1中未圖示)。本發明中，橫向穩定杆及支架的塗裝使用汽車用塗裝所常用的胺類固化環氧塗料或含胺的陽離子電沉積塗料。作為胺類固化環氧塗料，如日本專利特開平7-224234號公報所述，可例舉例如雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、線型酚醛清漆型環氧樹脂。固化劑可例舉固體胺、或有機酸醯肼。固體胺可例舉例如1，12-十二燒胺、4,4』 - 二氨基二苯甲燒、2,4-甲苯二胺，有機酸醯肼可例舉例如琥珀酸二醯肼、己二酸二醯肼、癸二酸二醯肼、間苯二甲酸二醯肼。含胺的陽離子電沉積塗料如日本專利特開2002-121491號公報所述，可例舉例如聚環氧樹脂與陽離子化劑的反應生成物、將多元羧酸與多元胺的縮聚物用酸質子化而得的生成物、將多異氰酸酯化合物與多元醇和一元或多元胺的加聚物用酸質子化而得的生成物。陽離子化劑可例舉例如伯胺、仲胺、叔胺、多元胺的胺化合物。在本發明中，用於形成表面處理層的表面處理劑可例舉將三氯異氰脲酸等滷代異氰脲酸、二溴甲基乙內醯脲、N-氯對甲苯磺醯胺等滷素給體溶於溶劑而得的表面處理劑。特別是，三氯異氰脲酸由於入手性、操作性好，粘接性的改善效果大，因此尤為理想。三氯異氰脲酸的溶劑可使用乙酸乙酯、甲基乙基酮、乙酸甲酯等。例如後述的實施例中，表面處理劑使用5%三氯異氰脲酸乙酸乙酯溶液，但並不限於此。在本發明中，形成粘接劑層的粘接劑例如使用作為2液混合型的粘接劑的雙酚F型環氧樹脂及使其固化的各種固化劑。只有在固化劑使用胺類固化劑或有機醯肼類固化劑時，能夠得到與表面處理層牢固的粘接力。環氧樹脂與各固化劑的混合比是，如果環氧樹脂中的環氧基的反應點的數量與固化劑的反應點的數量相等則為最佳，但不限於此。還有，在本發明中，進行橡膠表面的粗化處理時，使用具有JIS R6010中的粒度P150的研磨紙。粗化處理可 以使用粒度P80 P1200的範圍，特別好是P120 P360。只要是可以將橡膠表面物理粗化即可，作為進行粗化處理的方法並不特別限定於採用研磨紙的方法。在以下的實施例中，製造圖2所示的試驗片來評價。圖2 (a)為試驗片的立體圖、圖2 (b)為試驗片的首I]面圖。作為橫向穩定杆的代用品準備第I鋼材10，將其表面用胺類固化環氧塗料11塗裝。作為支架的代用品準備第2鋼材20，將其表面用含胺的陽離子電沉積塗料21塗裝。作為橡膠襯套的代用品準備直徑20mm、厚5mm的圓盤狀的硫化過的天然橡膠30。將第I鋼材10上的胺類固化環氧塗料11的表面、第2鋼材20上的含胺的陽離子電沉積塗料21的表面、及天然橡膠30的上下兩表面分別用5%三氯異氰脲酸的乙酸乙酯溶液處理，形成表面處理層12、22、31。在第I鋼材10和天然橡膠30之間介於各自的表面處理層12、31用環氧粘接劑粘接形成粘接劑層40。同樣地在第2鋼材20與天然橡膠30之間介於各自的表面處理層22、31用環氧粘接劑粘接形成粘接劑層40。此外，作為比較例製作不含圖2 (b)所示的任意的構成要素的試驗片來進行評價。各實施例及比較例的結構示於後述的表1、表2。對各試驗片，在相對於圓盤狀的天然橡膠的平面垂直的方向上進行拉伸試驗直至試驗片破壞，調查其破壞時的強度及破壞部位。對試驗片中的評價結果良好的材料的組合，製造將襯套形狀的天然橡膠粘接於橫向穩定杆及支架的樣品，沿橫向穩定杆的扭轉方向進行螺旋切削試驗直至試驗片破壞，也調查這時的強度及破壞部位。此外，對試驗片中的評價結果良好的材料的組合，評價耐水性，為此以襯套形狀在80°C溫水中浸潰120小時，其後取出至大氣中後，與上述同樣進行螺旋切削試驗直至樣品破壞。也調查這時的強度及破壞部位。接著，具體地說明實施例及比較例。(實施例1)準備第I鋼材，將其表面用胺類固化環氧塗料塗裝。準備第2鋼材，將其表面用含胺的陽離子電沉積塗料塗裝。此外，準備肖氏硬度Hs60的圓盤狀天然橡膠。將這些構件的表面用5%三氯異氰脲酸的乙酸乙酯溶液進行表面處理，形成表面處理層。接著，將這些通過含100份雙酚F型環氧樹脂-匕。夕口 > EXA835 (DIC株式會社(DIC社)制的商品名)及20份固化劑7 0工7 — FXR1OOO (富士化成工業株式會社制(冨士化成工業社製)的商品名)的熱固性環氧粘接劑粘接形成粘接劑層。這樣製得圖2所示的試驗片。進行試驗片的拉伸試驗的結果為，橡膠斷裂。其強度為68MPa。試製集成了襯套、支架的橫向穩定杆後進行螺旋切削試驗，結果在橡膠內部斷裂。其強度為152Ν.πι。此外，進行溫水浸潰後的螺旋切削試驗的結果為，在幾乎全部的粘接區域橡膠斷裂，發生部分粘接 劑的斷裂。該粘接劑的斷裂是由劣化引起的。還有，這時的粘接強度為129Ν.m。(實施例2)圓盤狀的天然橡膠使用肖氏硬度Hs85的天然橡膠。其他條件與實施例1同樣製造試驗片。進行試驗片的拉伸試驗的結果為，橡膠斷裂，強度為84MPa。試製集成了襯套、支架的橫向穩定杆後進行螺旋切削試驗，結果橡膠斷裂，強度為172N.m。此外，進行溫水浸潰後的螺旋切削試驗的結果為，發生在部分橡膠內部的斷裂，在除此以外的部分中，在比實施例1廣的範圍內發現粘接劑的斷裂。該粘接劑的斷裂是由劣化引起的，這時的粘接強度為136N.m。(實施例3)圓盤狀的天然橡膠使用肖氏硬度Hs55的天然橡膠。其他條件與實施例1同樣製造試驗片。進行試驗片的拉伸試驗的結果為，橡膠斷裂，強度為54MPa。試製集成了襯套、支架的橫向穩定杆後進行螺旋切削試驗，結果橡膠斷裂，強度為146N.m。此外，進行溫水浸潰後的螺旋切削試驗的結果為，在幾乎全部的粘接區域橡膠斷裂、在極少一部分區域發生粘接劑的斷裂。這是由粘接劑的劣化引起的，這時的粘接強度為119N.m。(實施例4)除了將環氧粘接劑的固化劑改為有機醯肼類的了務WT — PN23(味之素株式會社(味O素社)制)以外，以與實施例1相同的條件製造試驗片。混合比設定為環氧樹脂100份、固化劑30份。進行試驗片的拉伸試驗的結果為，橡膠斷裂，強度為62MPa。試製集成了襯套、支架的橫向穩定杆後進行螺旋切削試驗，結果橡膠斷裂，強度為155N.m。此外，進行溫水浸潰後的螺旋切削試驗的結果為，與實施例1同樣在幾乎全部的粘接區域發生橡膠斷裂，在一部分發現粘接劑的劣化，發生粘接劑的斷裂。再有，這時的粘接強度為127N.m。(實施例5)除了將環氧樹脂及固化劑改為市售的環氧類粘接劑Fosur320/322 (LORD株式會社(LORD社)制)以外，以與實施例1相同的條件製造試驗片。固化劑為胺類的固化劑。混合比為環氧樹脂100份、固化劑100份。進行試驗片的拉伸試驗的結果為，橡膠斷裂，強度為69MPa。試製集成了襯套、支架的橫向穩定杆後進行螺旋切削試驗，結果橡膠斷裂，強度為153N.m。此外，進行溫水浸潰後的螺旋切削試驗的結果為，與實施例1同樣在幾乎全部的粘接區域橡膠斷裂，發生部分粘接劑由劣化引起的斷裂。再有，這時的粘接強度為125Ν.πι。(實施例6)
對天然橡膠進行表面處理前，將粘接部用具有JIS R6010中的粒度Ρ150的研磨紙，進行表面的粗化後，進行表面處理。其他條件與實施例1同樣製造試驗片。進行試驗片的拉伸試驗的結果為，橡膠斷裂，強度為69MPa。試製集成了襯套、支架的橫向穩定杆後進行螺旋切削試驗，結果橡膠斷裂，強度為154N.m。此外，進行溫水浸潰後的螺旋切削試驗的結果為，未發現粘接強度的降低，完全在橡膠內部發生斷裂。再有這時的粘接強度為152N.m。(比較例I)不進行第I鋼材及第2鋼材的塗裝(胺類固化環氧塗料及含胺的陽離子電沉積塗料)，對鋼材表面實施表面處理，其他條件與實施例1相同製造試驗片。試驗片幾乎未顯示出粘結力，粘結劑從鋼材表面剝離。(比較例2)將第I鋼材的表面用胺類固化環氧塗料塗裝，但未實施表面處理。將第2鋼材的表面用含胺的陽離子電沉積塗料塗裝但未實施表面處理。其他條件與實施例1同樣製造試驗片。試驗片幾乎未顯示出粘接力，在鋼材表面，具體來說是在鋼材表面和粘接劑的界面剝離。(比較例3)未對圓盤狀天然橡膠實施表面處理。其他條件與實施例1同樣製造試驗片。試驗片幾乎未顯示出粘接力，在橡膠表面、具體來說是在橡膠表面與粘接劑的界面剝離。(比較例4)將環氧粘接劑的固化劑改為酸酐類固化劑二匕。夕口 > B570 (日立化成株式會社(日立化成社)制)，使用二甲基苄胺作為固化促進劑，除此以外以與實施例1相同的條件製造試驗片。混合比設定為環氧樹脂100份、固化劑80份、固化促進劑0.8份。進行試驗片的拉伸試驗的結果為，橡膠斷裂，其強度為24MPa。在斷裂面不連續地斑雜地觀察到鋼材表面和橡膠表面，在鋼材和粘接劑層的界面及橡膠和粘接劑層的界面兩個地方發生斷斷續續的剝離。(比較例5)除了將環氧粘接劑的固化劑改為聚硫醇類固化劑EH317(艾迪科株式會社(7 7力社)制)以外，以與實施例1相同的條件製造試驗片。混合比為環氧樹脂100份、固化劑60份。進行試驗片的拉伸試驗的結果為，在鋼材與粘接劑層的界面及橡膠與粘接劑的界面都發生剝離，其強度為17MPa。(比較例6)對未塗裝的鋼材，使用未硫化的天然橡膠，進行硫化粘接，製得試驗片。進行試驗片的拉伸試驗的結果為，橡膠斷裂，強度為65MPa。試製集成了襯套、支架的橫向穩定杆後進行螺旋切削試驗，結果在橡膠內部斷裂，強度為149N.m。此外，進行溫水浸潰後的螺旋切削試驗的結果為，在橡膠內部發生斷裂，此外未發現粘接力的降低。還有，這時的粘接強度為146N.m。粘接工序後，對與支架及橡膠襯套成一體的橫向穩定杆進行環氧粉體塗裝。其結果，在橡膠襯套與橫向穩定杆之間及支架與橡膠襯套之間產生細小的間隙，殘留未塗裝的部分，顯然成為耐久性不佳的原因的可能性大。下述表I表不上述實施例 1 6的條件,結果的一覽表。下述表2表不比較例I 7的條件、結果的一覽表。在表I及表2中，前半部分的〇表示進行何種處理，箭頭表示與左欄相同的值。在表I及表2中，評價一欄的標記表示以下的意思。〇:良好、Λ:尚可、X:不良。表I
權利要求
1.集成了襯套、支架的橫向穩定杆，其特徵在於，具備橫向穩定杆和，安裝於所述橫向穩定杆的外周的橡膠襯套和，設置於所述橡膠襯套的外周、用於介以所述橡膠襯套將所述橫向穩定杆安裝於車體的底部的支架， 所述橫向穩定杆具有胺類固化環氧塗料或含胺的陽離子塗料及形成於所述塗料上的含滷素給體類表面處理劑的表面處理層，所述橡膠襯套在內表面具有含齒素給體類表面處理劑的表面處理層，在所述橫向穩定杆和所述橡膠襯套之間介於各自的表面處理層，形成含胺類或有機醯肼類固化劑及環氧樹脂的粘接劑層。
2.如權利要求1所述的集成了襯套、支架的橫向穩定杆，其特徵在於，所述支架在內表面具有胺類固化環氧塗料或含胺的陽離子塗料及形成於所述塗料上的含滷素給體類表面處理劑的表面處理層，所述橡膠襯套在外表面具有含齒素給體類表面處理劑的表面處理層，在所述支架和所述橡膠襯套之間介於各自的表面處理層，形成含有胺類或有機醯肼類固化劑及環氧樹脂的粘接劑層。
3.如權利要求1或2所述的集成了襯套、支架的橫向穩定杆，其特徵在於，所述滷素給體類表面處理劑含有三氯異氰脲酸。
4.如權利要求1或2所述的集成了襯套、支架的橫向穩定杆，其特徵在於，形成所述粘接劑層的所述橡膠襯套的表面 被粗化。
全文摘要
集成了襯套、支架的橫向穩定杆，其具備橫向穩定杆和、安裝於橫向穩定杆的外周的橡膠襯套和、用於介以橡膠襯套將橫向穩定杆安裝於車體的底部的支架，橫向穩定杆具有胺類固化環氧塗料或含胺的陽離子塗料及形成於所述塗料上的含滷素給體類表面處理劑的表面處理層，橡膠襯套在內表面具有含滷素給體類表面處理劑的表面處理層，在橫向穩定杆和橡膠襯套之間介於各自的表面處理層，形成含胺類或有機醯肼類固化劑及雙酚類環氧樹脂的熱固性環氧粘接劑層。
文檔編號B60G21/055GK103249580SQ201180058789
公開日2013年8月14日 申請日期2011年12月7日 優先權日2010年12月7日
發明者諏訪泰亮, 夏目豐, 草川公一 申請人:日本發條株式會社