(57)【要約】【課題】外観品質や寸法精度の低下をもたらすことがないように成形品質の向上を図り、本来の軽量化が図れるようにしたゴム組成物を提供する。【解決手段】ガラスバルーンと熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤を併用するかたちで原料ゴム中に混練りしたゴム組成物であり、ガラスバルーンの添加量を１０〜３０重量部とし、ガラスバルーンの添加量を熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤の添加量で除した両者の混合比を１０〜１００としてある。望ましくは、ガラスバルーンの耐圧強度を８０ＭＰａ以上とする。かかるゴム組成部は、例えば自動車のステアリングホールカバーを金型を用いて射出成形する際の材料として使用する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスバルーンと熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤を原料ゴム中に混練りしてあり、
上記ガラスバルーンの添加量を１０〜３０重量部とし、
上記ガラスバルーンの添加量を熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤の添加量で除した両者の混合比を１０〜１００としてあることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
上記ガラスバルーンの耐圧強度が８０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
自動車車体の車室とエンジンルームとを隔離している隔壁に形成されたシャフト挿通穴に挿通されたステリングシャフトの周囲を覆っているとともに、エンジンルーム側から隔壁に圧接してシャフト挿通穴とステリングシャフトとの間をシールするステアリングホールカバーであって、
上記請求項１または２に記載のゴム組成物で形成されていることを特徴とするステアリングホールカバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物とそのゴム組成物を用いたステアリングホールカバーに関し、特にゴム組成物の軽量化のための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ゴム組成物の軽量化のための手段として、原料ゴムに有機系発泡剤や熱膨張性マイクロカプセルを練り込むようにした技術が例えば押出成形法の分野で公知である。
【０００３】
また、上記有機系発泡剤や熱膨張性マイクロカプセルに代えてガラスバルーンに代表される中空セラミックバルーンを原料ゴムに練り込むことで、上記と同様のゴム組成物の軽量化を図った技術が例えば特許文献１にて提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４１３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、有機系発泡剤や熱膨張性マイクロカプセルを用いた前者の技術では、押出成形法では有効であっても、金型の密閉空間に原料ゴムを射出・注入して所定の製品形状に成形する金型成形法では、金型内での膨張または発泡が均一にならず、製品の寸法精度が十分でなかったり、あるいは製品の表面に凹凸が発生するなど、外観品質の向上の上で限界がある。これらの不具合は、例えば金型の一部（コア）を一成形サイクルのなかで積極的に動かすいわゆるコアバック成形法とすることである程度は解消することができるものの、コア可動機構の付加により金型装置のコストアップを招くこととなって好ましくない。
【０００６】
また、中空セラミックバルーンを用いた後者の技術では、射出成形法のもとで射出装置からゴム原料を金型に射出・注入する際に、中空セラミックバルーンが損傷または破損してしまい、期待したほどの軽量化効果が得られないという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、金型装置の改変等を伴うことなく、外観品質や寸法精度の低下をもたらすことがないように成形品質の向上を図り、もって本来の軽量化が図れるようにしたゴム組成物とそのゴム組成物を用いたステアリングホールカバーを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ガラスバルーンと熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤とを併用することを前提に、ガラスバルーンと熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤を原料ゴム中に混練りしたものであり、上記ガラスバルーンの添加量を１０〜３０重量部とし、上記ガラスバルーンの添加量を熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤の添加量で除した両者の混合比（配合比）を１０〜１００としてあることを特徴とするゴム組成物である。
【０００９】
ガラスバルーンと熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤との混合比を１０〜１００としているのは、混合比が１０未満では製品表面に凹凸等が発生して外観不良を招きやすく、混合比が１００を超えると期待した軽量化効果が得られないためである。
【００１０】
より具体的には、請求項２に記載のように、上記ガラスバルーンの耐圧強度が８０ＭＰａ以上であることが望ましい。
【００１１】
かかるゴム組成物の好適な使用例としては、自動車のステアリングホールカバーを挙げることができる。ステアリングホールカバー（ステアリングシャフトカバーまたはグロメットと称されることもある。）とは、自動車車体の車室とエンジンルームとを隔離している隔壁（ダッシュパネル）に形成されたシャフト挿通穴に挿通されたステリングシャフトの周囲を覆っているとともに、エンジンルーム側から隔壁に圧接してシャフト挿通穴とステリングシャフトとの間をシールする機能を有しているものである。
【００１２】
したがって、本発明では、ガラスバルーンと熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤とを併用することで、射出により原料ゴムが金型内を流動する際に熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤の発泡（膨張）が開始されることになり、金型壁面と原料ゴムとの接触圧力が軽減されることで、ガラスバルーンの破損または損傷が抑制されることになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ガラスバルーンと熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤とを併用することで、ガラスバルーンの破損または損傷が抑制されるので、ガラスバルーンの添加量に応じた軽量化効果が効率的に得られるほか、熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤の添加量は相対的に少ないので、製品の寸法精度不良や表面の凹凸等の外観不良の発生がなく、成形品質が向上する。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、原料ゴムに混練りするガラスバルーンの耐圧強度を８０ＭＰａ以上とすることで、射出装置における原料ゴム混練過程でのガラスバルーンの破損を抑制することができ、先に述べた軽量化効果がより効率的に得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ステアリングホールカバーの射出成形時の模式的説明図で、（Ａ）は従来例を示す説明図、（Ｂ）は本発明に係るゴム組成物での説明図。
【図２】本発明に係るステアリングホールカバーが適用される自動車のステアリング装置周りの断面説明図。
【図３】図２に示すステアリングホールカバーを単体状態で表側から見た斜視図。
【図４】図２に示すステアリングホールカバーを単体状態で裏側から見た斜視図。
【図５】図２に示すステアリングホールカバーの組付状態での拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係るゴム組成物のより具体的な実施の形態を実施例１〜９として比較例１〜５とともに表１に示す。
【００１７】
原料ゴムの基材としてＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン共重合体）を用いた。ここでは、ＪＳＲ株式会社製の「ＪＳＲ  ＥＰ５７Ｆ」を用いた。
【００１８】
加硫助剤には亜鉛華を用いた。ここでは、ハクスイテック株式会社製の酸化亜鉛華２種を用いた。
【００１９】
補強剤にはＭＡＦカーボン（カーボンブラック）を用いた。ここでは、新日化カーボン株式会社製の「ニテロン♯１０」を用いた。
【００２０】
軟化剤にはパラフィンオイルを用いた。ここでは、ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社製の「プロセス  Ｐ−３００」を用いた。
【００２１】
充填剤として中空ガラスバルーンを用いた。中空ガラスバルーンは化学的に安定な不溶性ガラス（例えばソーダ石灰硼珪酸ガラス）でつくられたガラス微小中空球粉体で、粒子径が１６〜６５μｍ程度（メジアン径）、真密度が０．１３〜０．６０ｇ／ｃｍ3程度の真球状のものである。ここでは、ガラスバルーンＡとしてスリーエムジャパン株式会社製の３Ｍグラスバブルズ（「３Ｍ」は登録商標）のうちグレード「ｉＭ１６Ｋ」を、ガラスバルーンＢとしてスリーエムジャパン株式会社製の３Ｍグラスバブルズ（「３Ｍ」は登録商標）のうちグレード「Ｋ４６」をそれぞれ用いた。
【００２２】
ここで、上記ガラスバルーンＡとガラスバルーンＢとを比較した場合、両者は粒子径および耐圧強度の点で比較的大きく相違しており、ガラスバルーンＡの粒子径が２０μｍ程度、耐圧強度が１１０ＭＰａ程度であるのに対し、ガラスバルーンＢの粒子径が４０μｍ程度、耐圧強度が４１ＭＰａ程度とされている。
【００２３】
また、上記中空ガラスバルーンと併用する充填剤として熱膨張性マイクロカプセルを用いた。熱膨張性マイクロカプセルはその名のとおり外殻（シェル）が熱可塑性樹脂で内部（コア）に脂肪族炭化水素が封入されていて、直径が１０〜３０μｍ程度マイクロカプセル構造の微粒子であり、加熱により５〜７倍程度に膨張する特性があるものである。ここでは、大日精化工業株式会社製の「ダイフォームＶ３０７−Ｔ」を用いた。
【００２４】
さらに、上記中空ガラスバルーンと併用することを前提に、上記熱膨張性マイクロカプセルに代えて用いる充填剤として有機系発泡剤を用いた。ここでは、三協化成株式会社製の有機系発泡剤「セルマイクＺ−６７６」を用いた。
【００２５】
加硫促進剤（ＣＢＳ）として大内新興化学工業株式会社製の「ノクセラーＣＺ」を、加硫促進剤（ＤＰＴＴ）として川口化学工業株式会社製の「アクセルＴＲＡ」を、加硫促進剤（ＴＭＴＤ）として大内新興化学工業株式会社製の「ノクセラーＴＴ」をそれぞれ用いた。
【００２６】
加硫剤として硫黄（Ｓ）を用い、ここでは細井化学工業株式会社製の微粉硫黄２００メッシュを用いた。
【００２７】
表１では、基材であるＥＰＤＭを１００としたときのそれぞれの配合資材の配合割合を重量部で示している。表１の比較例１〜５および実施例１〜９共に、後述する製品としてのステアリングホールカバーのサンプルを金型を用いた射出成形にて成形した上で、充填剤混合比、外観（凹凸）品質および比重の各項目で評価した。
【００２８】
ここで、充填剤混合比とは、基材であるＥＰＤＭに充填剤として添加されるガラスバルーンＡの添加量またはガラスバルーンＢの添加量を同じく充填剤として添加される熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤の添加量で除した両者の混合比を言う。
【００２９】
外観品質とは、成形したサンプルの寸法精度と共に外表面の凹凸の有無を目視にて観察して結果である。
【００３０】
また、比重は軽量化を評価する上での重要な指標であり、当然ことながら１未満であることが望ましい。
【００３１】
表１から明らかなように、比較例１では、充填剤としてガラスバルーンＡ、ガラスバルーンＢ、熱膨張性マイクロカプセルおよび有機系発泡剤のうちのいずれもが全く添加されていないため、外観品質は良好であっても、比重は１を超えており、当然のことながら所期の目的である軽量化が図られていない。
【００３２】
比較例２では、充填剤として熱膨張性マイクロカプセルが２０重量部添加されているものの、外観品質が不良であり、しかも比重は１を超えており、熱膨張性マイクロカプセルの添加量の割には十分な軽量化が図られていない。
【００３３】
比較例３では、充填剤としてガラスバルーンＡが１０重量部添加されていて、外観品質は良好であり、しかも比重は１を下回っているものの、ガラスバルーンＡの添加量の割には十分な軽量化が図られていない。
【００３４】
比較例４では、充填剤としてガラスバルーンＡが２０重量部添加されているとともに、同じく充填剤として熱膨張性マイクロカプセルが４重量部添加されていて、比重は１を下回っていて軽量化は図られているものの、外観品質が不良である。
【００３５】
比較例５では、充填剤としてガラスバルーンＡが２０重量部添加されているとともに、熱膨張性マイクロカプセルが０．１６重量部添加されていて、一見すると外観品質および軽量化（比重）共に要求性能を満たしているかの印象を受ける。その一方、充填剤混合比が１２５と極端に高く、充填剤としてガラスバルーンＡが同じ２０重量部添加されている後述の実施例２と比較すると明らかなように、比重が１を下回ってはいても、ガラスバルーンＡの添加量の割には比重の低減効果が緩慢であり、必ずしも効率良く軽量化が図られていないことになる。
【００３６】
表１の実施例１では、充填剤としてガラスバルーンＡが１０重量部、熱膨張性マイクロカプセルが０．２重量部それぞれ添加されていて、外観品質が良好であるとともに、比重が１を下回っていて、ガラスバルーンおよび熱膨張性マイクロカプセルの添加量に応じた相応の軽量化が図られている。
【００３７】
実施例２では、充填剤としてガラスバルーンＡが２０重量部、熱膨張性マイクロカプセルが０．５重量部それぞれ添加されていて、外観品質が良好であるとともに、比重が実施例１よりもさらに下回っていて、実施例１と同様に、ガラスバルーンおよび熱膨張性マイクロカプセルの添加量に応じた相応の軽量化が図られている。
【００３８】
実施例３では、充填剤としてガラスバルーンＢが２０重量部、熱膨張性マイクロカプセルが０．５重量部それぞれ添加されていて、外観品質が良好であるとともに、比重が１を下回っていて、実施例１と同様に、ガラスバルーンおよび熱膨張性マイクロカプセルの添加量に応じた相応の軽量化が図られている。
【００３９】
実施例４では、充填剤としてガラスバルーンＡが２０重量部、熱膨張性マイクロカプセルが０．２５重量部それぞれ添加されていて、この熱膨張性マイクロカプセルの添加量のみが実施例２と相違している。この実施例４では、外観品質が良好であるとともに、比重が１を下回っていて、実施例２と同様に、ガラスバルーンおよび熱膨張性マイクロカプセルの添加量に応じた相応の軽量化が図られている。
【００４０】
実施例５では、充填剤としてガラスバルーンＡが２０重量部、熱膨張性マイクロカプセルが０．２重量部それぞれ添加されていて、この熱膨張性マイクロカプセルの添加量のみが実施例２と相違している。この実施例５では、外観品質が良好であるとともに、比重が１を下回っていて、実施例２と同様に、ガラスバルーンおよび熱膨張性マイクロカプセルの添加量に応じた相応の軽量化が図られている。
【００４１】
実施例６では、充填剤としてガラスバルーンＡが２０重量部、熱膨張性マイクロカプセルが２重量部それぞれ添加されていて、この熱膨張性マイクロカプセルの添加量のみが実施例２と相違している。この実施例６では、外観品質が良好であるとともに、比重が１を下回っていて、実施例２と同様に、ガラスバルーンおよび熱膨張性マイクロカプセルの添加量に応じた相応の軽量化が図られている。
【００４２】
実施例７では、充填剤としてガラスバルーンＡが３０重量部、熱膨張性マイクロカプセルが１．５重量部それぞれ添加されていて、外観品質が良好であるとともに、比重が１を下回っていて、実施例１と同様に、ガラスバルーンおよび熱膨張性マイクロカプセルの添加量に応じた相応の軽量化が図られている。特に、この実施例７では、ガラスバルーンＡの添加量が他の実施例と比べて最も多く、そのために軽量化の指標である比重が他の実施例と比べて最も小さくなっていて、ガラスバルーンの添加量に応じて最も効率的に軽量化が図られているものと理解することができる。
【００４３】
実施例８では、充填剤としてガラスバルーンＡが２０重量部、有機系発泡剤が２重量部それぞれ添加されていて、外観品質が良好であるとともに、比重が１を下回っていて、ガラスバルーンおよび有機系発泡剤の添加量に応じた相応の軽量化が図られている。
【００４４】
実施例９では、充填剤としてガラスバルーンＡが２０重量部、有機系発泡剤が０．２５重量部それぞれ添加されていて、この有機系発泡剤の添加量のみが実施例８と相違している。この実施例９では、外観品質が良好であるとともに、比重が１を下回っていて、ガラスバルーンおよび有機系発泡剤の添加量に応じた相応の軽量化が図られている。
【００４５】
以上の比較例１〜５および実施例１〜９から明らかなように、製品の外観品質および軽量化の指標である比重について、それら双方の要求品質を満たすためには、充填剤であるガラスバルーンＡまたはガラスバルーンＢの採用に加えて、熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤を併用することが必須であり、その場合に、充填剤であるガラスバルーンＡまたはガラスバルーンＢの添加量が１０〜３０重量部でなければならないことになる。
【００４６】
同時に、製品の外観品質および軽量化の指標である比重について、それら双方の要求品質を満たすためには、表１の充填剤混合比を、先に述べたように、中空ガラスバルーン（ガラスバルーンＡまたはガラスバルーンＢ）の添加量を熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤の添加量で除した両者の混合比、と定義した場合に、その充填剤混合比が１０〜１００でなければならないことになる。
【００４７】
【表１】
2017031343.tif 000002
【００４８】
ここで、充填剤である中空ガラスバルーンとして使用するガラスバルーンＡとガラスバルーンＢとを比較した場合に、ガラスバルーンＡの耐圧強度が１１０ＭＰａ程度であるのに対し、ガラスバルーンＢの耐圧強度が４１ＭＰａ程度であることは先に述べたとおりである。この場合に、成形過程でのガラスバルーンの損傷または破損を防止する上では耐圧強度が高いことが望ましく、また諸元が異なる他社製のガラスバルーンを使用することも想定されることから、いずれの場合にも、使用するガラスバルーンの耐圧強度としては８０ＭＰａ以上であることが望ましい。
【００４９】
また、上記実施例１〜９において、中空ガラスバルーン（ガラスバルーンＡまたはガラスバルーンＢ）に加えて熱膨張性マイクロカプセルまたは有機系発泡剤を併用することの利点は、次のように説明することができる。
【００５０】
図１は金型を用いた射出成形に際して射出装置から金型内への原料ゴムの射出注入時の状態を模式的に示している。同図（Ａ）に示すように、原料ゴムにガラスバルーンのみを練り込んだだけでは、金型Ｍ内への原料ゴムの射出・注入時に、射出圧力を受けて、原料ゴムに練り込まれたガラスバルーンが金型壁面に衝突することで破損が発生しやすい傾向がある。
【００５１】
これに対して、熱膨張性マイクロカプセルの併用により、原料ゴムにガラスバルーンとともに熱膨張性マイクロカプセルを練り込んである場合には、同図（Ｂ）に示すように、金型Ｍ内への原料ゴムの射出・注入時点でマイクロカプセルの膨張が進行していることで、金型壁面に対する原料ゴムの衝突圧力が軽減され、結果として原料ゴムの練り込まれているガラスバルーンの破損が緩和または抑制されることになる。このことは、破損せずに中空体のまま製品内に残されるガラスバルーンの量が相対的に多いことを意味し、比重が１を下回るようになって製品の軽量化に大きく寄与することができるとともに、製品の外表面に露出するような凹凸の発生もなく、併せて外観品質の向上にも寄与することができる。
【００５２】
また、外観品質の向上ために、従来のようなコアバック成形法を採用する必要もないので、既存の金型で無理なく対応することができ、コア可動機構の付加により金型装置のコストアップを招くこともない。
【００５３】
図２〜５は上記実施例１〜９のゴム組成物を用いて成形された製品の一例であるステアリングホールカバー６をステアリング装置に適用した場合の例を示している。
【００５４】
図２は自動車のステアリング装置周りの縦断面図であり、１はステアリングホイール、２はアッパシャフト２ａと中間シャフト２ｂおよびロアシャフト２ｃのほかそれらの間に介装された継手３ａ，３ｂとからなるステアリングシャフト、４はステアリングシャフト２に連係されたステアリングギヤボックスである。また、５は車室Ｒ１とエンジンルームＲ２とを隔離形成している隔壁としてのダッシュパネルであり、このダッシュパネル５にシャフト挿通穴５ａが形成されていて、ロアシャフト２ｃがダッシュパネル５を貫通するようにしてシャフト挿通穴５に挿通されている。
【００５５】
そして、シャフト挿通穴５ａに挿通されたロアシャフト２ｃのうちエンジンルームＲ２側の部分をステアリングホールカバー６が覆っているとともに、ステアリングホールカバー６はエンジンルームＲ２側からダッシュパネル５に圧接してシャフト挿通穴５ａとロアシャフト２ｃとの間を水密的にシールしている。
【００５６】
ステアリングホールカバー６は、図３〜５に示すように、全体としては略変形カップ状または変形皿状のものであり、ロアシャフト２ｃの外周を覆う筒状基部７と、この筒状基部７の一端側に設けられ、ステアリングギヤボックス４の上端部に設けられた円筒部４ａに外嵌する第１シール部８と、筒状基部７の他端外周側へと延設されることにより撓み変形自在に構成された比較的薄肉の可撓部９を介して設けられ、シャフト挿通穴５ａのエンジンルームＲ２側の周縁であるシール面５ｂに当接する第２シール部１０と、を有している。なお、図２〜５に示したステアリングホールカバー６は、本出願人等の出願に係る特開２０１５−５５３２６号公報に開示されているものである。
【００５７】
このような構造のステアリングホールカバー６は、先に述べた実施例１〜９のいずれかのゴム組成物により一体構造のものとして成形される。
【００５８】
なお、本発明に係るゴム組成物は、先に例示したステアリングホールカバー６以外にも、当該ステアリングホールカバー６と同等の弾性特性が要求される他の弾性部品の成形にも適用することができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５９】
６…ステアリングホールカバー
Ｍ…金型
【図１】
2017031343.tif 000003
【図２】
2017031343.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017031343.tif 000006
【図５】
2017031343.tif 000007