WO2020040290A1 - 懸架用コイルばね装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a suspension coil spring device used for a suspension mechanism of a vehicle such as an automobile.
- This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-157586 for which it applied to Japan on August 24, 2018, and uses the content here.
- a suspension coil spring device including a compression coil spring is used for a suspension mechanism of a vehicle such as an automobile. If a stepping stone or the like collides with the compression coil spring while the automobile is running, the compression coil spring may be broken. For this reason, the surface of the compression coil spring is protected by the coating film.
- the compression coil spring is held by a spring seat that absorbs vibration. Foreign matter such as sand may be interposed between the compression coil spring and the spring seat.
- a coating film is formed on the surface of the compression coil spring, but when the compression coil spring expands and contracts with hard foreign matter such as sand sandwiched between the compression coil spring and the spring seat, the coating film peels off and rust In some cases, the surface of the compression coil spring may be damaged due to the generated or caught foreign matter. Rust is formed on the scratch, and when the rust increases, the compression coil spring may be broken.
- Patent Literature 1 proposes a suspension coil spring device in which a vibration isolating rubber is attached to a compression coil spring for the purpose of protecting the space between the compression coil spring and the spring seat.
- the compression coil spring and the vibration isolation rubber are joined by an adhesive.
- an object of the present invention is to provide a suspension coil spring device which has an excellent adhesive force, has an adhesive layer capable of suppressing deterioration of a coating film and a vibration-proof rubber, and is excellent in productivity.
- one embodiment of the present invention has the following structure.
- a compression coil spring having a coating film, a vibration isolating rubber, and an adhesive layer for joining the compression coil spring and the vibration isolating rubber, wherein the adhesive layer is a cured product of a reactive hot melt adhesive.
- a suspension coil spring device [2] The suspension coil spring device according to [1], wherein the reactive hot melt adhesive has a softening temperature of 40 to 200 ° C. [3] The suspension coil spring device according to [1] or [2], wherein a softening temperature of the adhesive layer is 40 to 250 ° C.
- the adhesive layer is excellent in adhesive strength and can suppress the deterioration of the coating film and the vibration-proof rubber, and the productivity is excellent.
- FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II shown in FIG. 1.
- the suspension coil spring device of the present invention includes a compression coil spring, a vibration isolating rubber, and an adhesive layer.
- An embodiment of a suspension coil spring device of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
- the suspension coil spring device 1 of the present embodiment includes a compression coil spring 10 and an anti-vibration rubber 20.
- the compression coil spring 10 is formed in a spiral shape, and includes a first terminal portion 10a and a second terminal portion 10b.
- the first terminal portion 10 a and the vibration-proof rubber 20 are joined via an adhesive layer 30.
- the second terminal portion 10b may be housed in a spring holding member (not shown).
- the suspension coil spring device 1 can be used, in particular, in a suspension mechanism of a motor vehicle, in which case it cooperates with a damper to dampen or dampen the vertical movement of the vehicle.
- a coating film 14 is formed on the compression coil spring 10 so as to protect the element wire (wire) 12 from impact of stepping stones and corrosion.
- the coating film 14 of the first terminal portion 10 a and the vibration-proof rubber 20 are joined via an adhesive layer 30.
- the compression coil spring 10 includes a wire 12 and a coating film 14 on the surface of the wire 12.
- the strand 12 has a circular cross section.
- Examples of the material of the strand 12 include spring steel, hardened spring steel, and fiber-reinforced plastic.
- Examples of the material of the coating film 14 include an epoxy resin.
- the heat-resistant temperature of the coating film 14 is preferably 160 to 210 ° C.
- the heat-resistant temperature of the coating film 14 is equal to or higher than the above lower limit, the coating film 14 is not easily deteriorated when the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20 are joined using an adhesive.
- the heat-resistant temperature of the coating film 14 is equal to or lower than the upper limit, the material of the coating film 14 easily adheres to the strands 12.
- the heat-resistant temperature refers to a temperature at which a rubber product or the like can maintain its function without being deformed or deteriorated without receiving a force.
- the heat-resistant temperature of the coating film 14 is measured according to JIS K 5600-6-3.
- the anti-vibration rubber 20 is formed in a region including the lower end of the first terminal portion 10 a of the compression coil spring 10.
- the anti-vibration rubber 20 is formed so as to rise along the outer side surface of the compression coil spring 10.
- the anti-vibration rubber 20 is made of a material having rubber elasticity. Examples of the material of the vibration isolation rubber 20 include natural rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, urethane rubber, and the like.
- the heat-resistant temperature of the vibration-isolating rubber 20 is preferably from 80 to 300 ° C, more preferably from 120 to 180 ° C.
- the vibration-proof rubber 20 When the heat-resistant temperature of the vibration-proof rubber 20 is equal to or higher than the above lower limit, the vibration-proof rubber 20 is not easily deteriorated when the compression coil spring 10 and the vibration-proof rubber 20 are joined using an adhesive. When the heat-resistant temperature of the vibration-proof rubber 20 is equal to or lower than the upper limit, the vibration-proof rubber 20 is easily formed.
- the heat-resistant temperature of the vibration-proof rubber 20 is measured based on JISK6257: 2017.
- the adhesive layer 30 joins the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20.
- the adhesive layer 30 is located between the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20.
- the adhesive layer 30 is a cured product of a reactive hot melt adhesive.
- the reactive hot melt-based adhesive refers to an adhesive that melts when heated and has reactivity. Reactivity refers to moisture curing, ultraviolet curing, or both moisture curing and ultraviolet curing properties.
- a cured product is a material that has been softened and flowed by heating a thermoplastic resin, solidifies by cooling, and an initial condensate of a moisture-curable resin or an ultraviolet-curable resin is cross-linked by moisture or ultraviolet light or the like. And insoluble.
- the components of the reactive hot melt adhesive include urethane prepolymers.
- Reactive hot melt adhesives generally have different softening temperatures before and after curing.
- the softening temperature of the reactive hot melt adhesive is referred to as a first softening temperature
- the softening temperature of the adhesive layer 30 is referred to as a second softening temperature. It is general that the second softening temperature is higher than the first softening temperature.
- the first softening temperature and the second softening temperature may be the same.
- the softening temperature refers to a temperature at which a solid substance that is amorphous and does not have a distinct melting point starts to soften and deform.
- the softening temperature is determined by a differential scanning calorimeter (DSC). Specifically, the measurement can be performed using a DSC DSC7000X manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation as a differential scanning calorimeter at a heating rate of 10 ° C./min, a temperature range of ⁇ 100 to 300 ° C., and an atmosphere of nitrogen gas at 40 mL / min.
- DSC differential scanning calorimeter
- the first softening temperature is preferably 40 to 200 ° C, more preferably 100 to 180 ° C.
- the reactive hot melt-based adhesive is easily stored.
- the first softening temperature is equal to or lower than the upper limit, deterioration of the coating film 14 and the vibration-proof rubber 20 is easily suppressed.
- the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20 can be easily joined in a short time.
- the second softening temperature is preferably from 40 to 250 ° C, more preferably from 100 to 250 ° C.
- the strength of the adhesive layer 30 is easily improved.
- the second softening temperature is equal to or lower than the above upper limit, peeling of the adhesive layer 30 from the compression coil spring 10 or the vibration-proof rubber 20 is easily suppressed.
- the first softening temperature is preferably lower than the heat resistant temperature of the coating film 14.
- the difference ( ⁇ T 1 ) between the heat-resistant temperature and the first softening temperature of the coating film 14 is preferably 10 ° C. or more, more preferably 30 ° C. or more.
- ⁇ T 1 is equal to or larger than the lower limit, the coating film 14 is not easily deteriorated when the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20 are joined.
- the upper limit of ⁇ T 1 is not particularly limited, and for example, 100 ° C. is preferable.
- the first softening temperature is preferably lower than the heat-resistant temperature of the vibration isolation rubber 20.
- the difference ( ⁇ T 2 ) between the heat-resistant temperature and the first softening temperature of the vibration-proof rubber 20 is preferably 10 ° C. or more, more preferably 30 ° C. or more.
- ⁇ T 2 is equal to or larger than the lower limit, when the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20 are joined, the vibration isolating rubber 20 is hardly deteriorated.
- the upper limit of ⁇ T 2 is not particularly limited, and for example, 100 ° C. is preferable.
- the thickness of the adhesive layer 30 is preferably 5 to 3000 ⁇ m, more preferably 100 to 3000 ⁇ m. When the thickness of the adhesive layer 30 is equal to or larger than the above lower limit, the compression coil spring 10 and the vibration-proof rubber 20 are easily bonded sufficiently. When the thickness of the adhesive layer 30 is equal to or less than the upper limit, the strength of the adhesive layer 30 is easily improved.
- the adhesive layer 30 preferably does not have tackiness.
- Tackiness refers to stickiness that occurs on the surface of a substance. If the adhesive layer 30 does not have tackiness, it is easy to suppress adhesion of foreign substances such as sand.
- the tackiness can be evaluated by, for example, attaching an adhesive tape to the surface of the adhesive layer 30 and measuring a force when the adhesive tape is peeled off.
- the method of manufacturing the suspension coil spring device 1 of the present invention includes a step of forming the coating film 14 on the strand 12 and a step of joining the compression coil spring 10 and the vibration-proof rubber 20.
- a step of forming the coating film 14 on the strand 12 a step of subjecting the strand 12 to zinc phosphate treatment, applying a coating material to be the material of the coating layer 14, and drying (single coating) is exemplified.
- double coating can also be used as a process of forming the coating film 14 on the strand 12. Double coating is a process in which a thin base layer (base coat) is deposited on a zinc phosphate layer, and then an outer layer (top coat) thicker than the base layer.
- the coating material include an epoxy powder coating.
- the compression coil spring 10 having the coating 12 formed on the surface of the strand 12 is obtained.
- a depression is provided in the vibration isolating rubber 20, and a heated reactive hot-melt adhesive is poured into the depression, and the compression coil spring 10 is inserted into the depression. And then cooling and curing the reactive hot melt adhesive poured into the depression.
- the operation of cooling and curing the reactive hot-melt adhesive poured into the depression includes a cooling process of cooling the reactive hot-melt adhesive and a reaction process of further curing the reactive hot-melt adhesive. Including.
- the temperature at which the reactive hot melt adhesive is poured is preferably lower than the heat resistant temperature of the coating film 14.
- the difference ( ⁇ T 3 ) between the heat resistant temperature of the coating film 14 and the temperature at which the reactive hot melt adhesive is poured is preferably 10 ° C. or more, more preferably 30 ° C. or more.
- ⁇ T 3 is equal to or more than the above lower limit, the coating film 14 is not easily deteriorated when the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20 are joined.
- the upper limit of ⁇ T 3 is not particularly limited, and for example, 100 ° C. is preferable.
- the temperature at which the reactive hot-melt adhesive is poured is preferably lower than the heat-resistant temperature of the vibration-proof rubber 20.
- the difference ( ⁇ T 4 ) between the heat-resistant temperature of the vibration-isolating rubber 20 and the temperature at which the reactive hot-melt adhesive is poured is preferably 10 ° C. or more, more preferably 30 ° C. or more.
- ⁇ T 4 is equal to or larger than the lower limit, when the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20 are joined, the vibration isolating rubber 20 is hardly deteriorated.
- the upper limit of ⁇ T 4 is not particularly limited, and for example, 100 ° C. is preferable.
- the cooling treatment a treatment for keeping the ambient temperature at the time of pouring the reactive hot-melt adhesive at room temperature (25 ° C.), a treatment for lowering the ambient temperature to below the room temperature after pouring the reactive hot-melt adhesive, and a depression And blowing the reactive hot-melt adhesive poured into the adhesive to cool the adhesive.
- a process of blowing and cooling the reactive hot melt adhesive poured into the depression is preferable.
- the ambient temperature in the cooling treatment is preferably 1 to 40 ° C, more preferably 10 to 30 ° C, and even more preferably 24 to 26 ° C.
- the strength of the adhesive layer 30 is easily improved.
- the compression coil spring 10 and the vibration-proof rubber 20 are easily joined in a shorter time. As a result, the productivity of the suspension coil spring device 1 is easily improved.
- the relative humidity in the reaction treatment is preferably 10% or more, more preferably 50% or more.
- the upper limit of the relative humidity is not particularly limited, and is preferably, for example, 95%.
- the irradiation time of ultraviolet light in the reaction treatment is preferably 3 to 5 seconds.
- the ultraviolet irradiation time in the reaction treatment is equal to or longer than the above lower limit, the compression coil spring 10 and the vibration-proof rubber 20 are easily sufficiently joined.
- the ultraviolet irradiation time in the reaction treatment is equal to or less than the upper limit, the compression coil spring 10 and the vibration-proof rubber 20 are easily joined in a short time. As a result, the productivity of the suspension coil spring device 1 is easily improved.
- the wavelength of the ultraviolet ray in the reaction treatment is preferably from 200 to 450 nm, more preferably from 200 to 380 nm.
- the wavelength of the ultraviolet ray in the reaction treatment is equal to or more than the lower limit, deterioration of the coating film 14 and the vibration-proof rubber 20 is easily suppressed.
- the wavelength of the ultraviolet light in the reaction treatment is equal to or less than the above upper limit, the compression coil spring 10 and the vibration-proof rubber 20 are easily bonded sufficiently.
- the step of joining the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20 includes a reaction treatment, which further promotes the curing of the reactive hot melt adhesive, and the adhesive force between the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20 Can be further enhanced.
- the time required for the step of joining the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20 is preferably 15 seconds or less. When the time required for the step of joining the compression coil spring 10 and the vibration isolation rubber 20 is equal to or less than the above upper limit, the productivity of the suspension coil spring device 1 is easily improved.
- the time required for the step of joining the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20 is preferably, for example, 5 seconds or more from the viewpoint of sufficiently hardening the reactive hot melt adhesive.
- the suspension coil spring device 1 in which the adhesive layer 30 is located between the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20 is obtained by the step of joining the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20.
- the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20 can be joined in a short time. Can be. Further, since the reactive hot melt adhesive is used, the adhesive strength between the compression coil spring 10 and the vibration isolating rubber 20 can be increased.
- the compression coil spring 10 is a cylindrical coil spring.
- Various types of compression coil springs may be used.
- the specific shape and dimensions of the wires of the compression coil spring, the number of turns, the material, and the spring constant, as well as the wires constituting the compression coil spring and the shape and The dimensions, arrangement, etc. may be changed in various ways. Further, the present invention can be applied to a suspension mechanism of a vehicle other than an automobile.
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Abstract
この懸架用コイルばね装置(1)は、塗膜を有する圧縮コイルばね(10)と、防振ゴム(20)と、圧縮コイルばね(10)と防振ゴム(20)とを接合する接着層とを備え、前記接着層が反応性ホットメルト系接着剤の硬化物である。
Description
本発明は、自動車等の車両の懸架機構に使用される懸架用コイルばね装置に関する。
本願は、2018年8月24日に日本に出願された特願2018-157586号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2018年8月24日に日本に出願された特願2018-157586号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
自動車等の車両の懸架機構には、圧縮コイルばねを備える懸架用コイルばね装置が用いられる。自動車の走行中に飛び石等が圧縮コイルばねに衝突すると、圧縮コイルばねが折損する原因となる。このため、圧縮コイルばねの表面は、塗膜によって保護されている。
懸架用コイルばね装置において、圧縮コイルばねは、振動を吸収するばね座によって保持されている。圧縮コイルばねとばね座との間に、砂等の異物が挟まれることがある。圧縮コイルばねの表面には塗膜が形成されているが、圧縮コイルばねとばね座との間に砂等の硬い異物が挟まった状態で圧縮コイルばねが伸縮すると、塗膜が剥がれて錆が生じたり、挟まった異物によって圧縮コイルばねの表面が傷ついたりすることがある。この傷に錆が生じ、錆が大きくなると、圧縮コイルばねが折損する原因となる。
圧縮コイルばねとばね座との間を保護することを目的に、特許文献1には、圧縮コイルばねに防振ゴムを取り付けた懸架用コイルばね装置が提案されている。特許文献1の懸架用コイルばね装置では、圧縮コイルばねと防振ゴムとは、接着剤によって接合されている。
しかしながら、圧縮コイルばねと防振ゴムとを接合する力(接着力)が弱いと、圧縮コイルばねと防振ゴムとの間に砂等の異物が入り込む場合がある。
懸架用コイルばね装置の製造にあたっては、圧縮コイルばねと防振ゴムとを短時間で接合し、生産性を高めることが求められている。
加えて、圧縮コイルばねの表面の塗膜及び防振ゴムを劣化させることなく、圧縮コイルばねと防振ゴムとを接合することが求められている。
懸架用コイルばね装置の製造にあたっては、圧縮コイルばねと防振ゴムとを短時間で接合し、生産性を高めることが求められている。
加えて、圧縮コイルばねの表面の塗膜及び防振ゴムを劣化させることなく、圧縮コイルばねと防振ゴムとを接合することが求められている。
そこで、本発明は、接着力に優れ、塗膜及び防振ゴムの劣化を抑制できる接着層を備え、生産性に優れる懸架用コイルばね装置を目的とする。
鋭意検討を重ねた結果、本発明者等は、懸架用コイルばね装置の圧縮コイルばねと防振ゴムとを接合する接着剤として、反応性ホットメルト系接着剤を用いることで、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明の一態様は、以下の構成を有する。
[1]塗膜を有する圧縮コイルばねと、防振ゴムと、前記圧縮コイルばねと前記防振ゴムとを接合する接着層とを備え、前記接着層が反応性ホットメルト系接着剤の硬化物である、懸架用コイルばね装置。
[2]前記反応性ホットメルト系接着剤の軟化温度が、40~200℃である、[1]に記載の懸架用コイルばね装置。
[3]前記接着層の軟化温度が、40~250℃である、[1]又は[2]に記載の懸架用コイルばね装置。
すなわち、本発明の一態様は、以下の構成を有する。
[1]塗膜を有する圧縮コイルばねと、防振ゴムと、前記圧縮コイルばねと前記防振ゴムとを接合する接着層とを備え、前記接着層が反応性ホットメルト系接着剤の硬化物である、懸架用コイルばね装置。
[2]前記反応性ホットメルト系接着剤の軟化温度が、40~200℃である、[1]に記載の懸架用コイルばね装置。
[3]前記接着層の軟化温度が、40~250℃である、[1]又は[2]に記載の懸架用コイルばね装置。
本発明の懸架用コイルばね装置によれば、接着力に優れ、塗膜及び防振ゴムの劣化を抑制できる接着層を備え、生産性に優れる。
<懸架用コイルばね装置>
本発明の懸架用コイルばね装置は、圧縮コイルばねと、防振ゴムと、接着層とを備える。
本発明の懸架用コイルばね装置の一実施形態について、以下に、図面を用いて詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態の懸架用コイルばね装置1は、圧縮コイルばね10と、防振ゴム20とを備える。圧縮コイルばね10は、螺旋形に成形されており、第一の端末部分10aと、第二の端末部分10bとを備える。
本発明の懸架用コイルばね装置は、圧縮コイルばねと、防振ゴムと、接着層とを備える。
本発明の懸架用コイルばね装置の一実施形態について、以下に、図面を用いて詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態の懸架用コイルばね装置1は、圧縮コイルばね10と、防振ゴム20とを備える。圧縮コイルばね10は、螺旋形に成形されており、第一の端末部分10aと、第二の端末部分10bとを備える。
図2に示すように、第一の端末部分10aと、防振ゴム20とは、接着層30を介して接合している。第二の端末部分10bは、ばね保持部材(不図示)内に収容され得る。懸架用コイルばね装置1は、特に自動車の懸架機構において使用可能であり、この場合、ダンパと協働して車両の鉛直方向運動を緩衝あるいは減衰する。
圧縮コイルばね10には、素線(ワイヤ)12を飛び石の衝突や腐食から保護する塗膜14が形成されている。第一の端末部分10aの塗膜14と、防振ゴム20とは、接着層30を介して接合している。
圧縮コイルばね10には、素線(ワイヤ)12を飛び石の衝突や腐食から保護する塗膜14が形成されている。第一の端末部分10aの塗膜14と、防振ゴム20とは、接着層30を介して接合している。
[圧縮コイルばね]
圧縮コイルばね10は、素線12と、素線12の表面の塗膜14とを備える。
素線12は、断面が円形である。素線12の素材としては、ばね鋼や、硬化処理されたばね鋼、繊維強化されたプラスチック等が挙げられる。
塗膜14の素材としては、エポキシ系樹脂等が挙げられる。
圧縮コイルばね10は、素線12と、素線12の表面の塗膜14とを備える。
素線12は、断面が円形である。素線12の素材としては、ばね鋼や、硬化処理されたばね鋼、繊維強化されたプラスチック等が挙げられる。
塗膜14の素材としては、エポキシ系樹脂等が挙げられる。
塗膜14の耐熱温度は、160~210℃が好ましい。塗膜14の耐熱温度が上記下限値以上であると、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接着剤を用いて接合する際に、塗膜14が劣化しにくい。塗膜14の耐熱温度が上記上限値以下であると、素線12に塗膜14の素材が付着しやすい。
なお、本明細書において、耐熱温度とは、ゴム製品等が力を受けない状態で変形及び変質しないでその機能を保てる温度をいう。
塗膜14の耐熱温度は、JIS K 5600-6-3に準拠して測定される。
なお、本明細書において、耐熱温度とは、ゴム製品等が力を受けない状態で変形及び変質しないでその機能を保てる温度をいう。
塗膜14の耐熱温度は、JIS K 5600-6-3に準拠して測定される。
[防振ゴム]
防振ゴム20は、圧縮コイルばね10の第一の端末部分10aの下端を含む領域に形成されている。防振ゴム20は、圧縮コイルばね10の外方の側面に沿って立ち上がるように形成されている。
防振ゴム20は、ゴム弾性を有する材料からなる。防振ゴム20の材料としては、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。
防振ゴム20の耐熱温度は、80~300℃が好ましく、120~180℃がより好ましい。防振ゴム20の耐熱温度が上記下限値以上であると、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接着剤を用いて接合する際に、防振ゴム20が劣化しにくい。防振ゴム20の耐熱温度が上記上限値以下であると、防振ゴム20を成形しやすい。
防振ゴム20の耐熱温度は、JIS K 6257:2017に準拠して測定される。
防振ゴム20は、圧縮コイルばね10の第一の端末部分10aの下端を含む領域に形成されている。防振ゴム20は、圧縮コイルばね10の外方の側面に沿って立ち上がるように形成されている。
防振ゴム20は、ゴム弾性を有する材料からなる。防振ゴム20の材料としては、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。
防振ゴム20の耐熱温度は、80~300℃が好ましく、120~180℃がより好ましい。防振ゴム20の耐熱温度が上記下限値以上であると、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接着剤を用いて接合する際に、防振ゴム20が劣化しにくい。防振ゴム20の耐熱温度が上記上限値以下であると、防振ゴム20を成形しやすい。
防振ゴム20の耐熱温度は、JIS K 6257:2017に準拠して測定される。
[接着層]
接着層30は、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する。接着層30は、圧縮コイルばね10と防振ゴム20との間に位置する。
接着層30は、反応性ホットメルト系接着剤の硬化物である。本明細書において、反応性ホットメルト系接着剤とは、加熱すると溶融し、反応性を有する接着剤をいう。反応性とは、湿気硬化、紫外線硬化、又は湿気硬化と紫外線硬化の両方の性質のことをいう。
また、本明細書において、硬化物とは、熱可塑性樹脂の加熱により軟化流動した状態のものが冷却により固化し、湿気硬化性樹脂又は紫外線硬化性樹脂の初期縮合物が湿気又は紫外線等によって架橋して不溶不融となったものをいう。
接着層30は、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する。接着層30は、圧縮コイルばね10と防振ゴム20との間に位置する。
接着層30は、反応性ホットメルト系接着剤の硬化物である。本明細書において、反応性ホットメルト系接着剤とは、加熱すると溶融し、反応性を有する接着剤をいう。反応性とは、湿気硬化、紫外線硬化、又は湿気硬化と紫外線硬化の両方の性質のことをいう。
また、本明細書において、硬化物とは、熱可塑性樹脂の加熱により軟化流動した状態のものが冷却により固化し、湿気硬化性樹脂又は紫外線硬化性樹脂の初期縮合物が湿気又は紫外線等によって架橋して不溶不融となったものをいう。
反応性ホットメルト系接着剤の成分としては、ウレタンプレポリマー等が挙げられる。
反応性ホットメルト系接着剤では、硬化の前後で、一般に軟化温度が異なる。本明細書では、反応性ホットメルト系接着剤の軟化温度を第一軟化温度といい、接着層30の軟化温度を第二軟化温度という。第一軟化温度と第二軟化温度とでは、第二軟化温度の方が高いことが一般的である。第一軟化温度と第二軟化温度とは同じであってもよい。
なお、本明細書において、軟化温度とは、非晶質で明確な融点を持たない固形物質が、軟化して変形を起こし始める温度をいう。
軟化温度は、示差走査熱量計(DSC)によって求められる。具体的には、示差走査熱量計として日立ハイテクノロジーズ社製のDSC DSC7000Xを用い、昇温速度:10℃/min、温度範囲:-100~300℃、雰囲気:窒素ガス40mL/minで測定できる。
反応性ホットメルト系接着剤では、硬化の前後で、一般に軟化温度が異なる。本明細書では、反応性ホットメルト系接着剤の軟化温度を第一軟化温度といい、接着層30の軟化温度を第二軟化温度という。第一軟化温度と第二軟化温度とでは、第二軟化温度の方が高いことが一般的である。第一軟化温度と第二軟化温度とは同じであってもよい。
なお、本明細書において、軟化温度とは、非晶質で明確な融点を持たない固形物質が、軟化して変形を起こし始める温度をいう。
軟化温度は、示差走査熱量計(DSC)によって求められる。具体的には、示差走査熱量計として日立ハイテクノロジーズ社製のDSC DSC7000Xを用い、昇温速度:10℃/min、温度範囲:-100~300℃、雰囲気:窒素ガス40mL/minで測定できる。
第一軟化温度は、40~200℃が好ましく、100~180℃がより好ましい。第一軟化温度が上記下限値以上であると、反応性ホットメルト系接着剤を保存しやすい。第一軟化温度が上記上限値以下であると、塗膜14及び防振ゴム20の劣化を抑制しやすい。加えて、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを短時間で接合しやすい。
第二軟化温度は、40~250℃が好ましく、100~250℃がより好ましい。第二軟化温度が上記下限値以上であると、接着層30の強度を向上しやすい。第二軟化温度が上記上限値以下であると、圧縮コイルばね10又は防振ゴム20と接着層30との剥離を抑制しやすい。
第一軟化温度は、塗膜14の耐熱温度よりも低いことが好ましい。塗膜14の耐熱温度と第一軟化温度との差(ΔT1)は、10℃以上が好ましく、30℃以上がより好ましい。ΔT1が上記下限値以上であると、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する際に、塗膜14が劣化しにくい。ΔT1の上限値は特に限定されず、例えば、100℃が好ましい。
第一軟化温度は、防振ゴム20の耐熱温度よりも低いことが好ましい。防振ゴム20の耐熱温度と第一軟化温度との差(ΔT2)は、10℃以上が好ましく、30℃以上がより好ましい。ΔT2が上記下限値以上であると、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する際に、防振ゴム20が劣化しにくい。ΔT2の上限値は特に限定されず、例えば、100℃が好ましい。
接着層30の厚さは、5~3000μmが好ましく、100~3000μmがより好ましい。接着層30の厚さが上記下限値以上であると、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とが充分に接合しやすい。接着層30の厚さが上記上限値以下であると、接着層30の強度を向上しやすい。
接着層30は、タック性を有しないことが好ましい。タック性とは、物質の表面に生じるべたつきのことをいう。接着層30がタック性を有しないと、砂等の異物の付着を抑制しやすい。タック性は、例えば、接着層30の表面に粘着テープを貼付し、粘着テープを剥がすときの力を計測することにより評価できる。
<懸架用コイルばね装置の製造方法>
本発明の懸架用コイルばね装置1の製造方法は、素線12に塗膜14を形成する工程と、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する工程とを有する。
素線12に塗膜14を形成する工程としては、素線12をリン酸亜鉛処理し、次いで塗膜14の材料となるコーティング材料を塗装し、乾燥する工程(シングルコーティング)が挙げられる。素線12に塗膜14を形成する工程としては、ダブルコーティングも使用可能である。ダブルコーティングは、リン酸亜鉛層上に薄い基層(ベースコート)を付着し、その後基層よりも厚い外層(トップコート)を付着する工程である。
コーティング材料としては、エポキシ粉体塗料等が挙げられる。
本発明の懸架用コイルばね装置1の製造方法は、素線12に塗膜14を形成する工程と、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する工程とを有する。
素線12に塗膜14を形成する工程としては、素線12をリン酸亜鉛処理し、次いで塗膜14の材料となるコーティング材料を塗装し、乾燥する工程(シングルコーティング)が挙げられる。素線12に塗膜14を形成する工程としては、ダブルコーティングも使用可能である。ダブルコーティングは、リン酸亜鉛層上に薄い基層(ベースコート)を付着し、その後基層よりも厚い外層(トップコート)を付着する工程である。
コーティング材料としては、エポキシ粉体塗料等が挙げられる。
素線12に塗膜14を形成する工程により、素線12の表面に塗膜14が形成された圧縮コイルばね10が得られる。
圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する工程としては、防振ゴム20に窪みを設け、加熱した反応性ホットメルト系接着剤を前記窪みに流し込む操作と、その窪みに圧縮コイルばね10をはめ込み、次いで、前記窪みに流し込んだ反応性ホットメルト系接着剤を冷却し、硬化させる操作とが挙げられる。
前記窪みに流し込んだ反応性ホットメルト系接着剤を冷却し、硬化させる操作は、反応性ホットメルト系接着剤を冷却する冷却処理と、反応性ホットメルト系接着剤をさらに硬化させる反応処理とを含む。
前記窪みに流し込んだ反応性ホットメルト系接着剤を冷却し、硬化させる操作は、反応性ホットメルト系接着剤を冷却する冷却処理と、反応性ホットメルト系接着剤をさらに硬化させる反応処理とを含む。
反応性ホットメルト系接着剤を流し込む温度は、塗膜14の耐熱温度よりも低いことが好ましい。塗膜14の耐熱温度と反応性ホットメルト系接着剤を流し込む温度との差(ΔT3)は、10℃以上が好ましく、30℃以上がより好ましい。ΔT3が上記下限値以上であると、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する際に、塗膜14が劣化しにくい。ΔT3の上限値は特に限定されず、例えば、100℃が好ましい。
反応性ホットメルト系接着剤を流し込む温度は、防振ゴム20の耐熱温度よりも低いことが好ましい。防振ゴム20の耐熱温度と反応性ホットメルト系接着剤を流し込む温度との差(ΔT4)は、10℃以上が好ましく、30℃以上がより好ましい。ΔT4が上記下限値以上であると、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する際に、防振ゴム20が劣化しにくい。ΔT4の上限値は特に限定されず、例えば、100℃が好ましい。
冷却処理としては、反応性ホットメルト系接着剤を流し込むときの雰囲気温度を室温(25℃)に保つ処理、反応性ホットメルト系接着剤を流し込んだ後に雰囲気温度を室温よりも低くする処理、窪みに流し込まれた反応性ホットメルト系接着剤に送風し冷却する処理等が挙げられる。圧縮コイルばね10と防振ゴム20とをより短時間で接合する観点から、冷却処理としては、窪みに流し込まれた反応性ホットメルト系接着剤に送風し冷却する処理が好ましい。
冷却処理における雰囲気温度は、1~40℃が好ましく、10~30℃がより好ましく、24~26℃がさらに好ましい。冷却処理における雰囲気温度が上記下限値以上であると、接着層30の強度を向上しやすい。冷却処理における雰囲気温度が上記上限値以下であると、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とをより短時間で接合しやすい。その結果、懸架用コイルばね装置1の生産性を向上しやすい。
反応処理における相対湿度は、10%以上が好ましく、50%以上がより好ましい。相対湿度が上記下限値以上であると、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とをより短時間で接合しやすい。その結果、懸架用コイルばね装置1の生産性を向上しやすい。相対湿度の上限値は特に限定されず、例えば、95%が好ましい。
反応性ホットメルト系接着剤を紫外線硬化(UV硬化)する場合、反応処理における紫外線照射時間は、3~5秒が好ましい。反応処理における紫外線照射時間が上記下限値以上であると、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを充分に接合しやすい。反応処理における紫外線照射時間が上記上限値以下であると、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを短時間で接合しやすい。その結果、懸架用コイルばね装置1の生産性を向上しやすい。
反応処理における紫外線の波長は、200~450nmが好ましく、200~380nmがより好ましい。反応処理における紫外線の波長が上記下限値以上であると、塗膜14及び防振ゴム20の劣化を抑制しやすい。反応処理における紫外線の波長が上記上限値以下であると、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを充分に接合しやすい。
圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する工程が、反応処理を含むことで、反応性ホットメルト系接着剤の硬化をさらに促進し、圧縮コイルばね10と防振ゴム20との接着力をより高めることができる。
圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する工程に要する時間は、15秒以下が好ましい。圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する工程に要する時間が上記上限値以下であると、懸架用コイルばね装置1の生産性を向上しやすい。圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する工程に要する時間は、反応性ホットメルト系接着剤を充分に硬化する観点から、例えば、5秒以上が好ましい。
圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを接合する工程により、圧縮コイルばね10と防振ゴム20との間に接着層30が位置する懸架用コイルばね装置1が得られる。
以上説明したように、本実施形態の懸架用コイルばね装置1によれば、反応性ホットメルト系接着剤を用いているため、圧縮コイルばね10と防振ゴム20とを短時間で接合することができる。
さらに、反応性ホットメルト系接着剤を用いているため、圧縮コイルばね10と防振ゴム20との接着力を高めることができる。
さらに、反応性ホットメルト系接着剤を用いているため、圧縮コイルばね10と防振ゴム20との接着力を高めることができる。
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、圧縮コイルばね10は、円筒コイルばねであるが、車両の仕様に応じて、たる型コイルばね、鼓型コイルばね、テーパコイルばね、不等ピッチコイルばね、その他のばね等、種々の形態の圧縮コイルばねであってもよい。
なお、本発明を実施するに当たって、圧縮コイルばねの素線の具体的な形状や寸法、巻き数、材料、ばね定数をはじめとして、圧縮コイルばねを構成する素線や、防振ゴムの形状や寸法、配置等を種々に変更して実施してもよい。
また、本発明は、自動車以外の車両の懸架機構に適用することもできる。
また、本発明は、自動車以外の車両の懸架機構に適用することもできる。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
1 懸架用コイルばね装置
10 圧縮コイルばね
10a 第一の端末部分
10b 第二の端末部分
12 素線
14 塗膜
20 防振ゴム
30 接着層
10 圧縮コイルばね
10a 第一の端末部分
10b 第二の端末部分
12 素線
14 塗膜
20 防振ゴム
30 接着層
Claims (3)
- 塗膜を有する圧縮コイルばねと、防振ゴムと、前記圧縮コイルばねと前記防振ゴムとを接合する接着層とを備え、
前記接着層が反応性ホットメルト系接着剤の硬化物である、懸架用コイルばね装置。 - 前記反応性ホットメルト系接着剤の軟化温度が、40~200℃である、請求項1に記載の懸架用コイルばね装置。
- 前記接着層の軟化温度が、40~250℃である、請求項1又は2に記載の懸架用コイルばね装置。
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