(57)【要約】【課題】形状的な工夫ではなく、且つ、材料的な見地からも新規な構成で、自在軸継手用ブーツの滑り性乃至耐擦れ磨耗性の向上が可能なゴム成形品用のゴム配合物を提供すること。【解決手段】原料ゴムにカーボンブラック（ＣＢ）を含む副資材を配合してなる自在軸継手等のゴム成形品用のゴム配合物。ＣＢに加えて又はＣＢの代替副資材として、高真球度で剛性微粒体（例えば、アトマイズ法で調製されたステンレス微粒子ｐの集合体）を、ゴム母材Ｍの滑り性乃至耐擦れ磨耗性の向上剤として含有させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ゴムにカーボンブラック（ＣＢ）を含む副資材を配合してなるゴム成形品用のゴム配合物であって、
前記ＣＢに加えて又は前記ＣＢの代替副資材として、高真球度の剛性微粒体を、表面滑り性乃至耐擦れ磨耗性の向上剤として含有することを特徴とするゴム配合物。
【請求項２】
前記剛性微粒体の平均粒径が30〜100 μmであることを特徴とする請求項１記載のゴム配合物。
【請求項３】
前記剛性微粒体が、水アトマイズ法またはガスアトマイズ法で調製された金属粉体又はセラミック粉体であることを特徴とする請求項２記載のゴム配合物。
【請求項４】
前記剛性微粒体の含有量が1〜30 phrであることを特徴とする請求項１、２又は３記載のゴム配合物。
【請求項５】
前記剛性微粒体がブランク（非含有処方）における成形品の表面硬さが50〜80 IRHD（JIS K 6253）を示すものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一記載のゴム配合物。
【請求項６】
前記原料ゴムがクロロプレンゴム系であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一記載のゴム配合物。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一記載のゴム配合物で射出成形されてなることを特徴とするゴム製自在軸継手用ブーツ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な表面滑り性乃至耐擦れ磨耗性に優れたゴム配合物に関する。詳しくは、本発明は、ゴム製蛇腹ブーツのようなゴム表面（例えば山部）相互の擦れ現象が発生するゴム成形品に好適なゴム配合物及び該ゴム配合物で成形されてなる自在軸継手（等速ジョイント）用ブーツに係る。
【０００２】
ここではゴム成形品として上記自在軸継手用ブーツを例に採り説明する。ゴム部表面が金属製の他部材と圧接擦れするゴム成形品にも本発明のゴム配合物は適用可能である。
【０００３】
なお、自在軸継手用ブーツの適用分野は、自動車、並びに、工作機械、建設機械その他産業機械の自在軸継手に及ぶ。
【０００４】
また、本明細書及び特許請求の範囲で、「微粒体」というときは「微粒子の集合体」を意味する。
【背景技術】
【０００５】
従来、自在軸継手用ブーツとして、例えば、下記構成の分割タイプの自在軸継手用ブーツが、本願出願人と同一人により提案されている（特許文献１の「特許請求の範囲」等参照）。
【０００６】
「ゴム状弾性体で形成され、小径リング部と大径リング部との間が蛇腹部とされ、前記小径リング部から大径リング部まで母線に沿って分割されるとともに、該分割位置の両側に形成される厚肉部と、該厚肉部より薄肉で略同一肉厚とされ周方向で連結する一般部とを備え、
前記厚肉部には、一方の端縁に沿って形成され、先端に膨出係合部を備えた帯状の咬合部と、他方の端縁に沿って、前記膨出係合部と係合する係合溝を備えた帯状の被咬合部とからなるシールファスナが形成された構成の自在軸継手用ブーツ。」
通常、自在軸継手用ブーツは、自在軸継手に装着して、自在軸継手の立体角回転運動に伴いブーツに屈曲運動が生じた場合、ブーツの表面側の山部相互の磨耗が発生し易い（特許文献１段落０００６、特許文献２段落０００６、特許文献３段落００１８、特許文献4段落０００３等参照）。
【０００７】
特に、自在軸継手用ブーツは、山部相互の径が異なるため、自在軸継手の継手シャフトを高速で且つ大きな立体角で、立体角回転運動させた場合、周速の違いに起因するゴム表面相互（山部相互）間で圧接擦れが発生する。この傾向は、回転速度及び回転立体角が大きい程、さらには、大径側である程顕著となり擦れ磨耗を促進させる。
【０００８】
このため、上記各特許文献においては、種々の形状的な工夫がされた自在軸継手用ブーツが提案されている。
【０００９】
なお、本発明の特許性に影響を与えるものではないが、材料的な見地から耐擦れ磨耗性を向上させる技術として、滑剤の１種である高級脂肪酸アミドを多量配合したクロロプレンゴム組成物（配合物）が特許文献４において提案されている。
【特許文献１】特許２７１４６３５号公報（特許請求の範囲等参照）
【特許文献２】特開２００３−２４７６４７号公報（特許請求の範囲、段落０００６等参照）
【特許文献３】特開２００５−３０４８号公報（特許請求の範囲、段落００１８等参照）
【特許文献４】特開２００５−３３０３４４号公報（特許請求の範囲等参照、段落０００３等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような形状的な工夫ではなく、且つ、材料的な見地からも新規な構成で、自在軸継手用ブーツの表面滑り性乃至耐擦れ磨耗性の向上が可能なゴム成形品用のゴム配合物及びゴム製自在軸継手用ブーツ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】
【００１１】
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意努力をした結果、下記構成のようなゴム配合物で自在軸継ぎ手用ブーツを成形すれば、擦れ現象が発生しても滑り性が向上して磨耗が促進されず耐久性が向上できることを知見して、下記構成のゴム配合物に想到した。
【００１２】
原料ゴムにカーボンブラック（ＣＢ）を含む副資材を配合してなるゴム成形品用のゴム配合物であって、
前記ＣＢに加えて又は前記ＣＢの代替副資材として、高真球度で相対的に低摩擦係数を有する剛性微粒を、滑り性乃至耐擦れ磨耗性向上剤として含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
真球度の高い微粉体である剛性微粒をゴム配合物中に含有させることにより、ゴム成形品の母材Ｍの表面部に、球状の剛性粒子ｐが分散かつ部分露出した状態で配される。この結果、ゴム部材相互の直接擦れ接触が、剛性微粒相互乃至剛性微粒とゴムとの点的接触となる。したがって滑り性（摺動性）が向上するとともに耐擦れ磨耗性も向上する（図２参照）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のゴム配合物の望ましい形態について説明をする。以下の説明で配合単位を示す「部」乃至「％」は、特に断らない限り質量単位とする。「ｐｈｒ」は「part(s)
per hundred parts of rubber」の略号で、ゴム成分１００部に対する副資材の配合部数を示す。
【００１５】
ここでは、ゴム成形品としては、図１に示すような自在軸継手用ブーツを例に採り説明する。本発明のゴム配合物は、自在軸継手用ブーツに限定されず、ゴム表面相互に圧接擦れが発生するゴム成形品、さらには、金属製の他部材との間に圧接擦れが発生する、ピストンリング、０リング、オイルシール等のゴムシール部品にも適用可能である。
【００１６】
自在軸継手用ブーツ１０は、図１に示す如く、大径リング部１２と小径リング部１４との間が蛇腹部１６とされている。そして、自在軸継手のハウジング１８に大径リング部１２を嵌着し、かつ、継手シャフト２０に小径リング部１４を嵌着して、自在軸継手に組み付ける。なお、自在軸継手のハウジング１８内のベアリング部（図示せず）にはグリースが封入されている。そして、自在軸継手の運転時には、継手シャフト２０が高速（回転数400〜600 rpm）で立体角回転運動をする。このとき、蛇腹部１６の山部相互間には、周速差に基づく圧接擦れが発生する。
【００１７】
そして、上記構成の自在軸継手用ブーツの成形用材料として好適なゴム配合物は、基本的に、原料ゴムにカーボンブラック（ＣＢ）を含む副資材を配合してなるものである。
【００１８】
ここで原料ゴムとしては、特に限定されないが、自在軸継手用ブーツの場合、耐候性及び耐油性等が要求されるため、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム(ＥＰＤＭ)、水添ニトリルゴム（ＮＢＲ）等を好適に使用できる。
【００１９】
例えば、ＣＲの硫黄加硫系配合物の場合、下記のような基本配合処方とする。
【００２０】
原料ゴム（ＣＲ：非硫黄変性）                  １００部
カーボン                                ４０〜１００部
加硫剤（硫黄／金属酸化物併用系）            ５〜１０部
老化防止剤（アミン系）                        １〜５部
加硫促進剤（酸化亜鉛）                        ２〜４部
可塑剤（アジピン酸エステル系）            １０〜２０部
軟化剤（プロセスオイル）                  １０〜２０部
滑剤（高級脂肪酸アミド）                      １〜５部
ここで原料ゴムとしては、上記では非硫黄変性としたが、硫黄変性であってもよい。
【００２１】
カーボンとしては、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＨＭＦなどのソフトカーボンや、ＳＡＦ、ＨＡＦ、ＭＡＦなどのハードカーボンを使用でき、それらの併用であってもよい。
【００２２】
また、加硫系は、硫黄／金属酸化物併用系とした、硫黄加硫系又は金属酸化物系さらには過酸化物系の単独加硫系であってもよい。
【００２３】
加硫促進剤としては、上記加硫剤を兼ねる酸化亜鉛（亜鉛華）とともに、通常、チオウレア系の加硫促進剤を併用する。さらに、グアニジン系、チアゾール系、チウラム系等の老化防止剤と代替乃至併用できる。
【００２４】
アミン系老化防止剤としては、例えば、ナフチルアミン系、ジフェニルアミン系、ｐ−フェニレンジアミン系のいずれでもよく、それらを併用してもよい。さらには、他のキノリン系、ヒドロキノン誘導体、フェノール系、ヒンダードフェノール系、亜リン酸エステル系等の老化防止剤と代替乃至併用できる。
【００２５】
可塑剤としては、アジピン酸エステル系に限らず、他のジエステル系（フタル酸エステル系、セバシン酸エステル系、アゼライン酸エステル系）と代替乃至併用できる軟化剤（加工助剤）としては、プロセスオイル（ナフテン系、パラフィン系、芳香族系）に限らず、植物油（なたね油、あまに油、ひまし油）と代替乃至併用できる。通常、少量のステアリン酸も併用する。
【００２６】
滑剤と使用する高級脂肪酸アミドとしては、オレイン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、リノール酸アミド等を使用できる。
【００２７】
なお、本発明の場合、ゴム表面の耐摩耗性を表面滑り性の向上で対応するため、固体潤滑剤（固体微粒体）を、適宜、含有させてもよい。固体潤滑剤としては、黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、フッ素樹脂等の各種粉体を使用可能である。
【００２８】
そして、上記構成のゴム配合物の剛性微粒体がブランク（非含有処方）における成形品の表面硬さは50〜80 IRHD（JIS K 6253：以下同じ。）、より普通には60〜70 IRHDとする。柔らかすぎては、ブーツ等に成形して擦れ磨耗現象が発生したとき、剛性微粒体の保持が困難で脱落しやすく、硬すぎては、ブーツの立体角運動が円滑に行い難く、かえってブーツ表面等に亀裂等が発生し易くなる。
【００２９】
上記構成において、本発明においては、高真球度で相対的に剛性微粒体を、滑り性乃至耐擦れ磨耗性の向上剤として含有させる。
【００３０】
ここで、高真球度とは、扁平率が、20％以内（縦横比８／１０以上）、望ましくは１０％以内（縦横比９／１０以上）のものをいう。
【００３１】
また、剛性微粒体としては、通常、鋼微粒体（特にステンレス微粒体）を使用する。ステンレス微粒体は、さび難く、汎用性に富む。また、ステンレス微粒体は、高比重（約8.9）であることにより、ブーツのようなリング状成形品を射出成形するに際して、成形品の外面側に偏在し易い。したがって、より表面滑り性乃至耐擦れ磨耗性の向上が期待できる。
【００３２】
なお、鋼微粒体は、他の金属球乃至セラミック球と代替乃至併用できる。セラミック微粒体としては、金属酸化物の他に、前述の二硫化モリブデン等の硫化物、窒化ホウ素のような窒化物、さらには、炭化物、ホウ化物等を使用可である。さらには、適宜、フッ素樹脂微粒体等の硬質樹脂微粒体も代替乃至併用できる。
【００３３】
そして、上記剛性微粒体は、水アトマイズ法またはガスアトマイズ法で調製された金属粉又はセラミック粉とすることが望ましい。アトマイズ法で調製することにより粒径の揃った真球度の高いものを調製し易い。
【００３４】
なお、ガスアトマイズ粉は高真球度の粒が得やすい。水アトマイズ粉は製造コストが安価である。
【００３５】
上記剛性微粒体の粒径は、微粒体の材質にもよるが、普通10〜100μm、より普通には、20〜50μmとする。基本的には、粒径が小さい程、滑り性が向上するとされている。干渉部材に対する見掛け上の接触面積が小さくなるためである。
【００３６】
剛性微粒体の粒度分布は、それぞれの成形品の要求特性に応じて、分球して粒度をそろえてもよいが、広がりがあっても、本発明の表面滑り性乃至耐擦れ磨耗性の向上が期待できる。
【００３７】
上記剛性微粒体の配合量は、普通、1〜30 phr、より普通には2〜15 phr含有させる。
【００３８】
剛性微粒体の配合部数が少なくては、本発明の目的（擦れ磨耗の低減効果）を奏し難い。配合部数が多いと、ゴム物性（耐亀裂性等）に悪影響が出て来やすい。
【００３９】
上記構成のゴム配合物は、汎用の混練機、例えば、一軸押出機、二軸押出機、ロール、バンバリーミキサ、ニーダ、高せん断ミキサなどを用いて混練して成形用ゴム材料とする。そして、射出成形乃至ブロー射出成形等により、自在軸継手用ブーツを製造する。このときの加硫条件も従来と変わらず、例えば、170〜200℃×2〜5 minの範囲で適宜設定する。
【００４０】
こうして製造した自在軸継手用ブーツは、自在軸継手に図１に示すように装着して使用する。
【００４１】
この場合、継手シャフトが、高速で大きな立体角回転運動をした場合、従来と同様、蛇腹部における山部相互に周速差に基づく圧接擦れが発生する。
【００４２】
しかし、本実施形態では、図２に示す如く、剛性微粒子ｐが、ゴム母材（ブーツ）Ｍの表面部に、多数の球状の微粒子ｐが分散・部分露出した状態で存在する。この結果、ゴム表面相互に擦れ現象が発生しようとした場合、ゴム表面相互の直接的な擦れが、剛性微粒子相互乃至剛性微粒子とゴム母材Ｍとの点的接触となる。したがって、滑り性（摺動性）が向上するとともに耐磨耗性も向上することが期待できる。そして、剛性微粒子は、通常、耐磨耗性に優れ滑り性も相対的に良好な金属微粒子又はセラミック微粒子が、相対的に硬質なゴム母材で保持されているため磨耗量も少なく脱落することもない。したがって、長期間に亘り、良好な耐摩耗性が維持され、結果的にブーツに磨耗に伴う破れ等が発生せず、ブーツの耐久性が格段に向上する。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明の実施例について説明をする。
【００４４】
下記処方のゴム配合物を、混練後、射出成形（加硫条件：184℃×2.5 min）して、図1に示す蛇腹ブーツを製造した。
【００４５】
原料ゴム（ＣＲ：非硫黄変性）          １００部
カーボン(ＳＲＦ／ＭＡＦ併用)            ５０部
ステンレス微粒体（平均粒径：30μm）     １０部
加硫剤（硫黄／ＭｇＯ併用）                ９部
老化防止剤（アミン系）                  １０部
加硫促進剤（酸化亜鉛）                    ２部
可塑剤（アジピン酸エステル系）          １５部
軟化剤（プロセスオイル）                １５部
滑剤（高級脂肪酸アミド）                  ２部
こうして製造した自在軸継手用ブーツは、上記組成において、ステンレス微粒体をすべてカーボンにしてカーボン６０部とした従来組成のゴム配合物で成形した蛇腹部に磨耗による破れが発生した期間（常温耐久促進試験：125 ｈ）の倍以上の時間運転しても、蛇腹部のいずれの箇所にも磨耗による破れは発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を適用する自在軸継手用ブーツの装着態様断面図である。
【図２】滑り性乃至耐擦れ磨耗性向上の作用説明モデル図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０    自在軸継手用ブーツ（分割ブーツ）
１２    大径リング部
１４    小径リング部
１６    蛇腹部
Ｍ      ゴム母材
ｐ      剛性微粒子
【図１】
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【図２】
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