(57)【要約】【課題】密封式油圧ダンパのダイヤフラムゴム膜の放熱性を改良したガスバリヤ構造およびその作製方法を提供する。【解決手段】密封式油圧ダンパのダイヤフラムを構成するゴム膜１０のガスバリヤ構造であって、上記ゴム膜１０の表面に形成されたアルミニウム薄膜１４と、該アルミニウム薄膜１４上に形成されたフレキシブルＤＬＣ膜１８とを備え、上記アルミニウム薄膜１４と上記フレキシブルＤＬＣ膜１８とが両者間に介在するアルミニウム・シリコン共晶層１６により相互に接合されていることを特徴とするガスバリヤ構造。【選択図】図２
2008051210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封式油圧ダンパのダイヤフラムを構成するゴム膜のガスバリヤ構造であって、
上記ゴム膜の表面に形成されたアルミニウム薄膜と、該アルミニウム薄膜上に形成されたフレキシブルＤＬＣ膜とを備え、上記アルミニウム薄膜と上記フレキシブルＤＬＣ膜とが両者間に介在するアルミニウム・シリコン共晶層により相互に接合されていることを特徴とするガスバリヤ構造。
【請求項２】
請求項１において、上記ゴム膜のイオンボンバード粗化面に上記アルミニウム薄膜が形成されていることを特徴とするガスバリヤ構造。
【請求項３】
請求項１記載のガスバリヤ構造の作製方法であって、下記工程：
前記ゴム膜上に、水素ガス雰囲気中にて温度１２０℃以下で、上記アルミニウム薄膜を形成する工程、および
上記アルミニウム薄膜上に、６０℃以下の低温プラズマＣＶＤによりＤＬＣ膜を形成する工程
を含んで成ることを特徴とするガスバリヤ構造の作製方法。
【請求項４】
請求項２記載のガスバリヤ構造の作製方法であって、前記アルミニウム薄膜を形成する工程の前に、前記ゴム膜の表面をイオンボンバード処理により粗化する工程を更に含むことを特徴とするガスバリヤ構造の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封式油圧ダンパのダイヤフラムゴム膜のガスバリヤ構造およびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン動弁機構の熱膨張、摩耗による各部寸法変化を吸収し、バルブ突き上げを防止するためにタペットクリアランスが設けられている。図１に示す密封式油圧ダンパ（ラッシュアジャスタ）１は、このタペットクリアランスを常に規定範囲内に維持調整する。図中、上方に開放し下端が閉塞している筒形本体（ボディ）２内に、往復摺動可能にプランジャ３が挿入されている。プランジャ３の中央部にはステム部４が突設され、ステム部４の上端と筒形本体２の間には、両者を互いに接続して開放端を覆うダイヤフラム５が装着されている。
【０００３】
ダイヤフラム５は、フロロシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐油性、耐熱性の優れたゴム膜から成る。ダイヤフラム５に覆われたリザーバ室６内の封入油が、外気と接触して劣化しないように、ゴム膜５のガスバリヤ性を高めるために、これまでに種々の対策がなされている。
【０００４】
特許文献１には、ダイヤフラムゴム膜上に接着した樹脂、金属等のガス不透過膜の割れ、剥離等の破損防止のために、ゴム膜上に保護膜を介してガス不透過膜を設け、さらに保護膜で覆った構造が開示されている。
【０００５】
さらに、ガス不透過膜としてアルミニウムをゴムに蒸着させる（非特許文献１）、軟質基材の表面に炭素膜（ＤＬＣ）を形成する（特許文献２）、密着性良好な炭素膜を形成する（特許文献３）、油圧ラッシュアジャスタのダイヤフラム構造（非特許文献２）などが開示されている。
【０００６】
しかし、密封油圧式ダンパのダイヤフラムゴム膜として、ガスバリヤ性を更に高める必要があった。
【０００７】
そこで、ゴムやプラスチックなどの軟質基材のガスバリヤ性を狙って、内面にＤＬＣ膜を施工した飲料用ＰＥＴボトルなどが製品化されていることに着目した。
【０００８】
しかし、密封式油圧ダンパのダイヤフラムに上記飲料ボトルにおけるＤＬＣ膜をそのまま適用しても十分なガスバリヤ性を得ることはできない。
【０００９】
すなわち、再び図１を参照すると、密封式油圧ダンパ１の場合は、プランジャ３が筒形本体２と摺動する際に摩擦熱が発生する。この場合、ガスバリヤ対策としてダイヤフラムゴム膜５に従来のＤＬＣ膜をコーティングしてあると、放熱性が不十分なため、リザーバ室６内の封入油の温度が上昇し、ゲル化等により油劣化が起きる。
【００１０】
【特許文献１】実公平５−３３３２８号公報
【特許文献２】特開２００２−１２１６６９号公報
【特許文献３】特開２０００−９６２３３号公報
【非特許文献１】発明協会公開技法２００４−５０５０３９
【非特許文献２】発明協会公開技法２００３−５０３８０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、密封式油圧ダンパのダイヤフラムゴム膜の放熱性を改良したガスバリヤ構造およびその作製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、密封式油圧ダンパのダイヤフラムを構成するゴム膜のガスバリヤ構造であって、
上記ゴム膜の表面に形成されたアルミニウム薄膜と、該アルミニウム薄膜上に形成されたフレキシブルＤＬＣ膜とを備え、上記アルミニウム薄膜と上記フレキシブルＤＬＣ膜とが両者間に介在するアルミニウム・シリコン共晶層により相互に接合されていることを特徴とするガスバリヤ構造が提供される。
【００１３】
更に、本発明によれば、上記本発明のガスバリヤ構造の作製方法であって、下記工程：
前記ゴム膜上に、水素ガス雰囲気中にて温度１２０℃以下で、上記アルミニウム薄膜を形成する工程、および
上記アルミニウム薄膜上に、６０℃以下の低温プラズマＣＶＤによりＤＬＣ膜を形成する工程
を含んで成ることを特徴とするガスバリヤ構造の作製方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のガスバリヤ構造においては、フレキシブルＤＬＣ膜によりガスバリヤ性を確保した上で、ゴム膜に直接接したアルミニウム薄膜のヒートシンク作用により放熱性を高めることができる。
【００１５】
更に、フレキシブルＤＬＣ膜とアルミニウム薄膜とは両者間に介在するアルミニウム・シリコン共晶層により強固に接合されているので、ダイヤフラムの伸縮動作によって剥離することがなく、優れたガスバリヤ性と放熱性とを常に兼備できる。
【００１６】
本発明のガスバリヤ構造の作製方法においては、ゴム膜上へのアルミニウム薄膜の形成を、水素ガス雰囲気中で１２０℃以下の低温で行なうことにより、アルミニウム薄膜の酸化を防止できる。また、アルミニウム薄膜上へのＤＬＣ膜の形成を、６０℃以下の低温プラズマＣＶＤで行なうことにより、下地のアルミニウム薄膜の劣化を起こすことが無い上、ＤＬＣ膜に水素が含有されていても、後の１００℃程度の低温加熱により容易に脱水素することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図２に、本発明の望ましい実施形態によるゴム膜のガスバリヤ構造を模式的に示す。
【００１８】
図示したガスバリヤ構造は、ダイヤフラム５（図１）を構成するゴム膜１０上に、アルミニウム薄膜１４、アルミニウム・シリコン共晶層１６、フレキシブルＤＬＣ膜１８がこの順で積層されて構成されている。ゴム膜１０の表面１２は予めイオンボンバード処理により粗面化されており、機械的なアンカー効果によりアルミニウム薄膜１４がゴム膜１０の表面に強固に接合されている。
【００１９】
アルミニウム薄膜１４とフレキシブルＤＬＣ膜１８とは、両者間に生成しているアルミニウム・シリコン共晶層１６により相互に強固に接合されている。アルミニウム・シリコン共晶層１６は、フレキシブルＤＬＣ膜１８の形成過程に付随して生成する。これは下記の理由による。
【００２０】
フレキシブルＤＬＣ膜１８は、図３に示すように、アモルファスカーボン中に不純物としてＳｉ、Ｈを含んでいる。このうちのＳｉはＣと共有結合しているが、同時に、下地のＡｌと極めて微細な共晶層を形成する。これにより、この共晶層が上層のＣと下層のＡｌとを強固に結合する。
【００２１】
このようにして、本発明のガスバリヤ構造は、基材であるゴム膜１０が粗化面１２によりアルミニウム薄膜１４と強固に接合され、同時に、アルミニウム薄膜１４がＡｌ-Ｓｉ共晶層によりフレキシブルＤＬＣ膜１８と強固に接合されているので、ゴム膜１０の伸縮に良く追従して変形可能であり、フレキシブルＤＬＣ膜によるガスバリヤ性とアルミニウム薄膜による放熱性とを安定して発揮することができる。
【００２２】
本発明の望ましい実施形態によるガスバリヤ構造の作製方法は下記のように行なうことができる。
【００２３】
まず、基材となるゴム膜１０としては、フロロシリコーンゴム、フッ素ゴムとの耐油性、耐熱性の良いゴム膜を選定する。
【００２４】
次に、上記ゴム膜の表面１２をＡｒイオン等によるイオンボンバード処理により粗化する。これにより同時にゴム膜表面が清浄化される。いずれも、その上に形成するアルミニウム薄膜の密着性を高める効果がある。
【００２５】
次に、上記イオンボンバード処理済のゴム膜表面に、水素雰囲気中にて温度１２０℃以下で、スパッタリング等の低温製膜法により、アルミニウム薄膜１４を形成する。膜厚は１５ｎｍ程度あるいはそれ以下とし、十分な熱伝導性を確保しつつ、ゴム膜の伸縮変形に対して追従できる延性をも兼備させる。
【００２６】
次に、アルミニウム薄膜１４上に、フレキシブルＤＬＣ膜１８を形成する。これは下記の手順１）〜２）で行なう。
【００２７】
１）前処理：アルミニウム薄膜表面の清浄化
真空中にて、水素プラズマクリーニングにより、アルミニウム薄膜１４の表面の自然酸化膜その他の汚染物質を除去し、新鮮なアルミニウム表面を露出させる。これによりフレキシブルＤＬＣ膜の密着性を高める。この方法の詳細は、特許第３３５５８９２号に開示されている。
【００２８】
２）本処理：フレキシブルＤＬＣ膜の形成
上記浄化処理後のアルミニウム薄膜上に、温度６０℃以下の低温プラズマＣＶＤによりフレキシブルＤＬＣ膜を形成する。具体的には、例えば特許文献２に開示された方法により、原料としてメタン（ＣＨ４）とテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を用いる。このＤＬＣ形成過程において、原料由来の不純物として数％含まれるＳｉが前述のようにアルミニウム薄膜のＡｌと共晶層を形成し、Ａｌ薄膜とＤＬＣ膜との接合層として作用する。また、同じく原料由来の不純物としてＨも存在しているが、これはＡｌ薄膜とＤＬＣ膜との密着性には実質的に影響を及ぼさない。
【００２９】
上記の処理により本発明の望ましい実施形態によるガスバリヤ構造が得られる。
【００３０】
更に望ましい実施形態においては、ＤＬＣ膜の形成後に、窒素等の不活性ガス中にて１００℃以上に３０分程度保持する後処理を行ない、上記の残留水素を除去することができる。これにより、従来公知のように、ＤＬＣ膜の熱伝導率は水素の除去により向上する。
【００３１】
このように脱水素したＤＬＣ膜は３００Ｗ／ｍｋ程度の高熱伝導率が得られるものと推定される。これはＳｉを含有しないＤＬＣ膜で得られる熱伝導率が数十Ｗ／ｍｋであるのに対して極めて高い熱伝導率である。また一般にアルミニウム蒸着膜で得られる熱伝導率が１７０〜２００Ｗ／ｍｋであるのと比較してもむしろ高い値であり、ゴム膜に対するヒートシンクとしてのアルミニウム薄膜の作用が有効に活用でき、外部への高い放熱性が実現できる。
【００３２】
さらに、アルミニウム薄膜形成時に、ゴムを引張った状態で施工することにより、ゴムが元の状態に戻った時にアルミニウム薄膜はしわしわになるが、その状態でＤＬＣ膜を成膜する方法がある。本方法によれば、製品状態で伸び縮みしてもアルミニウム膜やＤＬＣ膜に亀裂を発生させることがない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように本発明のガスバリヤ構造は、ダイヤフラムのガスバリヤ性と放熱性とを兼備したことにより、プランジャと本体との摺動時により摩擦熱が発生しても、封入油の昇温を抑制することができ、封入油とダイヤフラムの熱劣化を抑制して作動寿命を向上できる。
【００３４】
このように本発明によれば、密封式油圧ダンパのダイヤフラムゴム膜の放熱性を改良したガスバリヤ構造およびその作製方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のガスバリヤ構造を適用するダイヤフラムを備えた密封式油圧ダンパ（ラッシュアジャスタ）の縦断面図である。
【図２】本発明のガスバリヤ構造の断面図である。
【図３】フレキシブルＤＬＣ膜の分子構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０    ゴム膜
１２    ゴム膜１０の粗化面
１４    アルミニウム薄膜
１６    Ａｌ-Ｓｉ共晶層
１８    フレキシブルＤＬＣ膜
【図１】
2008051210.tif 000003
【図２】
2008051210.tif 000004
【図３】
2008051210.tif 000005