(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス遮蔽用の樹脂層と、この樹脂層の両面に形成されるガス室側ゴム層および油室側ゴム層とを備えてなるダイヤフラムであって、上記樹脂層とガス室側ゴム層、および樹脂層と油室側ゴム層とが、塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤により接着されていることを特徴とするダイヤフラム。
【請求項２】
シェルと、このシェルの内部空間をガス室および油室に区画するダイヤフラムとを備えたアキュムレータであって、上記ダイヤフラムが、請求項１記載のダイヤフラムからなることを特徴とするアキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、産業車両等の油圧装置（油圧サスペンション，油圧自動クラッチ，パワーステアリング等）等に利用されるダイヤフラムおよびそれを用いたアキュムレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の油圧装置（例えば、油圧サスペンション，油圧自動クラッチ，パワーステアリング等）には、ガスの負荷圧力により体積が膨張，圧縮する特性を利用した、油圧のアキュムレータが使用されている。このアキュムレータは蓄圧機能を持つものであり、一般的に、金属製のシェルと、このシェル内に配設されシェルの内部空間を２室（ガス室および油室）に区画するダイヤフラムとで構成されており、窒素ガス等のガスがガス室に封入され、油室が流通孔を介して油圧装置の油圧回路に接続されて使用に供される。そして、上記アキュムレータは、流通孔から油室に流入する作動油により油室の圧力がガス室の圧力よりも大きくなると、上記ダイヤフラムが湾曲して弾性変形し、これによりガス室が圧縮され体積が小さくなるとともに、油室は拡大され作動油が蓄圧される。
【０００３】
上記アキュムレータに用いられるダイヤフラムとしては、体積効率，重量およびコストの点から、ゴム製ダイヤフラムが使用されてきた。また、近年、上記ゴム製ダイヤフラムを通じてガスの浸透および漏洩を防止するため、ガス遮蔽用の、例えば、ポリアミド樹脂やエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）等からなる樹脂層と、この樹脂層を介してガス室側に形成されるガス室側ゴム層と、上記樹脂層を介して油室側に形成される油室側ゴム層とから構成された、樹脂とゴムとの複合材料からなるダイヤフラムが量産化されている。そして、上記両ゴム層を形成するゴム材料は、その油圧回路に使用される油の種類により選定され、例えば、鉱物油の場合は、その鉱物油に対する耐油性という観点から、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）や水添ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）、エピクロロヒドリンゴム等のゴム材料が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２５４７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のダイヤフラムは、通常、上記樹脂層とガス室側ゴム層、および樹脂層と油室側ゴム層との接着は、塩素化ポリオレフィン系接着剤等により接着されており、また、各ゴム層と樹脂層との接着を強化するため、共架橋剤を多量に配合している。そのため、加硫時の熱等によって、上記接着層が硬くなってしまう。そして、使用時のダイヤフラムの屈曲等により、上記接着層に亀裂が生じ、これが樹脂層に伝播し、製品の耐久性が劣るという難点がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、樹脂層の亀裂の発生を抑制でき、耐久性に優れた、ダイヤフラムおよびそれを用いたアキュムレータの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明は、ガス遮蔽用の樹脂層と、この樹脂層の両面に形成されるガス室側ゴム層および油室側ゴム層とを備えてなるダイヤフラムであって、上記樹脂層とガス室側ゴム層、および樹脂層と油室側ゴム層とが、塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤により接着されているダイヤフラムを第１の要旨とする。
【０００７】
また、本発明は、シェルと、このシェルの内部空間をガス室および油室に区画する上記ダイヤフラムとを備えたアキュムレータを第２の要旨とする。
【０００８】
すなわち、本発明者らは、樹脂層の亀裂の発生を抑制でき、耐久性に優れたダイヤフラムを得るため、鋭意研究を重ねた。まず、従来使用されていた塩素化ポリオレフィン系接着剤等について、共架橋剤の量を減らして実験を重ねたが、亀裂の発生を充分に抑制することができず、また接着性も不充分であった。そこで、柔軟性に優れるゴム系（エラストマー系）の接着剤に着目し、実験を続けた結果、塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤を用いると、樹脂層の亀裂の発生を抑制でき、耐久性に優れることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本発明のダイヤフラムは、樹脂層とガス室側ゴム層、および樹脂層と油室側ゴム層とが、塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤により接着されている。この塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤は、従来の塩素化ポリオレフィン系接着剤等に比べて、柔軟性や耐液性に優れるため、接着層自身の亀裂の発生が非常に少ない。そのため、樹脂層に亀裂が伝播しにくくなり、樹脂層の亀裂の発生を抑制でき、製品の耐久性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１１】
本発明のダイヤフラムを用いたアキュムレータの一例を図１に示す。このアキュムレータは、シェル１，２と、シェル１，２の内部空間をガス室３および油室４に区画するダイヤフラム２０とを用いて構成されている。図１において、５はリング状保持材、６はポペット、７は油ポート８を持つプラグ、９はガスプラグ、１０は電子ビーム溶接部である。また、図１において、破線はダイヤフラム２０が変形した状態を示している。
【００１２】
上記シェル１，２としては、例えば、鉄製、アルミニウム系合金製等のものが好適に用いられる。
【００１３】
上記ダイヤフラム２０は、例えば、図２に示すように、ガス遮蔽用の樹脂層２１と、この樹脂層２１の両面に一体的に形成されたガス室側ゴム層２２および油室側ゴム層２３の３層から構成されている。
【００１４】
ここで、本発明においては、上記樹脂層２１とガス室側ゴム層２２、および樹脂層２１と油室側ゴム層２３とが、塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤により接着されているであって、これが本発明の最大の特徴である。
【００１５】
上記塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤のゴム成分としては、塩素化ポリブタジエンゴムが主成分として用いられるが、これに限定されるものではない。
【００１６】
また、上記塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤には、塩素化ポリブタジエンゴム等のゴム成分以外の添加剤を適宜に配合しても差し支えない。このゴム成分以外の添加剤としては、例えば、二酸化チタン、ジクロロヒドリン、カーボンブラック等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００１７】
つぎに、上記ガス室側ゴム層２２としては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ、Ｂｒ−ＩＩＲ等）、エピクロロヒドリンゴム、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）等のゴム成分を含有するゴム組成物が用いられる。これらのゴム成分は、単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００１８】
なお、上記ガス室側ゴム層２２を形成するゴム組成物には、上記Ｈ−ＮＢＲ等のゴム成分以外に、カーボンブラック、加硫剤、老化防止剤、可塑剤、酸化亜鉛、ステアリン酸等を適宜に配合しても差し支えない。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００１９】
また、上記油室側ゴム層２３としては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ、Ｂｒ−ＩＩＲ等）、エピクロロヒドリンゴム、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）等のゴム成分を含有するゴム組成物が用いられる。これらのゴム成分は、単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２０】
なお、上記油室側ゴム層２３を形成するゴム組成物には、上記Ｈ−ＮＢＲ等のゴム成分以外にカーボンブラック、加硫剤、老化防止剤、可塑剤、酸化亜鉛、ステアリン酸等を適宜に配合しても差し支えない。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２１】
また、上記樹脂層２１は、前記ガス室３に封入されたガスが透過するのを防止するものであり、その形成材料としては、ガス透過性の低い材料であれば特に限定はなく、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエチレンナフタレート等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。そして、上記樹脂層２１は、上記形成材料を用いてなる単層構造であってもよく、２層以上の多層構造であってもよい。
【００２２】
上記ＥＶＯＨとしては、特に限定するものではないが、エチレン含有量が２０〜６５重量％で、残りがビニルアルコールからなるものを用いることが好ましい。なかでもエチレン含有量が３２重量％のものが好適である。
【００２３】
上記ポリアミド樹脂としては、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６−１０、ナイロン６−１２等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。このようなポリアミド樹脂は、上記ナイロン６もしくはナイロン６６がベースに入っていれば、ＥＶＯＨの融点と近似することから、ナイロン６と他のナイロン樹脂等との各種の混合物を使用することが可能である。特に、上記ポリアミド樹脂と、ポリオレフィン樹脂とをブレンドして用いることが好ましい。このようにすると、ポリオレフィン樹脂が、吸水性に乏しいことから、ＥＶＯＨに対する吸水を防止するようになる。すなわち、ＥＶＯＨは吸水すると、耐ガスバリアー性が低下するからであり、ポリオレフィン樹脂はこれを防止する。
【００２４】
本発明のダイヤフラム２０は、例えばつぎのようにして製造することができる。すなわち、まず、前記ＥＶＯＨ、ポリアミド樹脂等のガス透過性の低い樹脂膜を、単独であるいは二種以上重ね合わせてガス遮蔽用の樹脂層（樹脂フィルム）２１を作製する。ついで、上記樹脂層（樹脂フィルム）２１の上下両面に、塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤を塗布し、上記ガス室側ゴム層２２および油室側ゴム層２３の両層形成材料をプレス機によってプレス成形し加硫接着する。このようにして、図２に示すような３層構造のダイヤフラム２０を製造することができる。
【００２５】
上記塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤の塗布方法としては、例えば、ディッピング、スプレー、ハケ塗り等があげられる。
【００２６】
このようにして得られた本発明のダイヤフラム２０は、上記樹脂層（樹脂フィルム）２１の厚みは、通常５０〜２１０μｍである。また、上記ガス室側ゴム層２２および油室側ゴム層２３のそれぞれの厚みは、通常、各々１〜４ｍｍであり、好ましくは各々１〜１．５ｍｍである。また、上記塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤からなる接着層（図示せず）の厚みは、２〜３０μｍの範囲が好ましく、特に好ましくは５〜１０μｍの範囲である。
【００２７】
本発明のアキュムレータは、上記構成からなるダイヤフラム２０を用い、例えばつぎのようにして製造することができる。すなわち、まず、上記のようにして製造したダイヤフラム２０を、図１に示すように、略半球殻状の２個の分割シェル１，２のうち下側の分割シェル２の開口部の内周縁にその周縁部を位置決めし、その周縁部をリング状保持材５の外周と下側の分割シェル２の開口部内周縁とで挟持固定して、下側の分割シェル２に取り付ける。つぎに、この下側の分割シェル２の開口に上側の分割シェル１の開口を突き合わし、電子ビーム溶接等を行う。このようにして、図１に示すようなアキュムレータを製造することができる。
【００２８】
また、本発明のアキュムレータにおけるシェルの形状としては、図１に示したような略半球殻状の２個の分割シェル１，２を突き合わせて略球殻に仕上げたものに限定されるものではなく、例えば、略殻状、筒状、箱状等各種形状のものを用いることが可能である。
【実施例】
【００２９】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００３０】
まず、実施例および比較例に先立ち、ゴム組成物を調製した。
【００３１】
〔ゴム組成物１の調製〕
下記の表１に示す各成分を同表に示す割合で配合し、これらをロールで混練してゴム組成物を調製した。
【００３２】
【表１】
0004937072.tif 000002
【００３３】
なお、上記表１に示した材料は、下記のとおりである。
【００３４】
〔Ｈ−ＮＢＲ〕
日本ゼオン社製、ゼットポール３１１０（ＡＮ量：２５重量％）
【００３５】
〔カーボンブラック〕
三菱化学社製、ダイアブラックＥ
【００３６】
〔老化防止剤(1) 〕
住友化学社製、スミライザーＭＢ
〔老化防止剤(2) 〕
大内新興化学社製、ノクラックＣＤ
【００３７】
〔加硫剤（パーオキサイド系）〕
化薬アクゾ社製、パーカドックス１４−４０
【００３８】
〔可塑剤〕
チッソ社製、ジオクチルフタレート
【００３９】
つぎに、上記ゴム組成物を用いて、ダイヤフラムを製造した。
【００４０】
〔実施例１〕
まず、ＥＶＯＨ（エチレン含有量３２％）およびポリアミド樹脂（ＰＡ）（ナイロン６）を準備し、これらを共押出して、ＰＡ／ＥＶＯＨ／ＰＡ／ＥＶＯＨ／ＰＡからなる５層構造の総厚み２ｍｍの樹脂層（樹脂シート）を作製した。つぎに、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）にて表面を拭き取り、塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤（ロームアンドハース社製、Ｐ６ＥＦ）をディッピング処理した後、風乾して、上記樹脂層の上下両面に、接着層（厚み１０μｍ）を形成した。つぎに、上記接着層の表面に、ガス室側ゴム層および油室側ゴム層の形成材料として、下記の表２に示す各ゴム組成物を用い、これらをコロで密着させ、１７０℃×２０分加硫接着した。このようにして、ガス室側ゴム層の厚みが１．３ｍｍであり、油室側ゴム層の厚みが１．３ｍｍのゴム−樹脂積層体シート（ダイヤフラム）を作製した。
【００４１】
〔比較例１〕
上記塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤に代えて、塩素化ポリオレフィン系接着剤（ロードファーイースト社製、Ｃ６１０８）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にしてゴム−樹脂積層体シート（ダイヤフラム）を作製した。
【００４２】
【表２】
0004937072.tif 000003
【００４３】
このようにして得られた実施例品および比較例品について、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。その結果を、上記表２に併せて示した。
【００４４】
〔物性評価〕
１００℃、１２０℃、１５０℃の各温度条件下で、各ゴム−樹脂積層体シートを鉱物油系オイル（ペントシンＣＨＦ−１１Ｓ）に７０時間浸漬した後、取り出し、ＪＩＳ  ３号ダンベルを打ち抜き、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５０に記載の方法に準じて、破断点強度（ＴＳ）および破断点伸び（ＥＢ）をそれぞれ測定した。なお、オイル浸漬前（ブランク）についても、同様に破断点強度（ＴＳ）および破断点伸び（ＥＢ）を測定した。
【００４５】
〔接着剥離試験〕
実施例および比較例と同様にして、ゴム−樹脂積層体シートを作製した。この際、シートの１／３程度をフィルムにてマスキングし、１８０度剥離試験用のチャック部を作製した。そして、１００℃、１２０℃、１５０℃の各温度条件下で、各ゴム−樹脂積層体シートを鉱物油系オイル（ペントシンＣＨＦ−１１Ｓ）に７０時間浸漬した後、取り出し、１インチの短冊試験片を作製し、１８０度剥離試験を行った。なお、オイル浸漬前（ブランク）についても、同様に１８０度剥離試験を行った。
【００４６】
〔樹脂層の状態〕
上記接着剥離試験後の樹脂層の外観を目視で観察した。評価は、樹脂層に亀裂が多数発生したものを×、樹脂層の亀裂の発生がごくわずかなものを○、樹脂層に亀裂が発生しなかったものを◎とした。
【００４７】
上記表２の結果から、塩素化ポリオレフィン系接着剤を用いた比較例１品は、塩素化ポリブタジエンゴム系接着剤を用いた実施例１品と比べて、熱負荷による物性低下が大きかった。また、接着剥離試験後の樹脂層の外観を観察すると、比較例１品は、接着層の硬化現象が著しく非常に脆くなっており、樹脂層に亀裂が多数発生した。これに対して、実施例１品は、接着層が柔軟であるため、樹脂層の亀裂の発生を抑制することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のダイヤフラムおよびアキュムレータは、自動車、産業車両等の油圧装置（油圧サスペンション，油圧自動クラッチ，パワーステアリング等）等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明のアキュムレータの一例を示す図（一部断面）である。
【図２】本発明のダイヤフラムの一例を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
２０  ダイヤフラム
２１  樹脂層
２２  ガス室側ゴム層
２３  油室側ゴム層
【図１】
0004937072.tif 000004
【図２】
0004937072.tif 000005