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2014年09月15日

ゴムの接着によるひずみついて 「凹んじゃいます!!」

今回は金具にゴムを加硫接着させたときにおこるひずみについての話です。
(加硫接着とは金属への接着剤塗布後に未加硫ゴムと圧着し加熱する方法です。)
接着を行うと「ヒケ」と呼ばれるひずみが起こります。
(ひずみのことをヒケと言います。)
ヒケはゴム特有のものではなく樹脂や金属の鋳造ものにもみられる現象です。
実際に下の写真の金具(真鍮)を使用し、金具の溝にゴム(NBR)を加硫接着してみました。
上の3つの溝の深さは1㎜で、下の3つの溝の深さは2㎜になっています(写真1)。
左から50・70・90の硬さのゴムを使用しました(写真2)。
140915-01.JPG
 (写真1) 
140915-02.JPG
 (写真2)
写真2では光の加減ですが硬さ50のゴムが一番ヒケているのが分かります。
また断面を見るために写真2の金具を切断してみました。
(金具は両面加硫接着できるように製作しています。)
上が1㎜、下が2㎜の溝になっています(写真3)。
140915-03.JPG
  (写真3)
写真3では1㎜のほうはヒケの様子が分かりにくいですが、
2㎜のほうは硬さ50>70>90とヒケていることが分かります。
表面の凹凸をレーザースキャンによって測定し、近似線で表してみました。
 140915-04.jpg
このグラフから、ゴムの硬さが柔らかく、またゴム部が厚い方が、
ヒケが大きくなっていることが分かります。
更に、材料が違うとヒケはどのくらい違うのか、FKMを使用し調べてみました。
FKMは70(材料違い2種類)・90の硬さのゴムを使用しました。
 
140915-05.jpg
NBRの硬さ70の材料とFKMの硬さ70の材料を比べると
FKMの方がヒケていることがわかります。
また硬さ90を比べてもFKMの方がヒケています。
ゴム材料はそのものの収縮(縮み)もありますが、
加硫接着時にも材料によるヒケの違いがあります。
今回はあるNBRとFKMを使用し金具の溝の深さも1㎜と2㎜のみで、
その金具の溝にゴムを埋めるという方法でしたが、ゴム材料や
金具の溝の深さ、加硫接着をする金具の形などによる
ヒケの差は一定ではありません。
ゴムと金具の加硫接着をする時には、ヒケのことも少し考え
『寸法』や『ゴムを接着する金具』、『製品の設計』にひと工夫
されているのですね。
では次回をお楽しみに。
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