JP2004225829A - トーショナルダンパの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハブ１と環状マス２の互いの対向周面１ａ，２ａ間へ環状ゴム３を圧入する際の圧入荷重の増大を来すことなく、ハブ１、環状ゴム３及び環状マス２間のスベリトルクを増大させる。
【解決手段】金属からなるハブ１の外周面１ａと、このハブ１の外周側に配置した金属からなる環状マス２の内周面２ａ、又はこの周面１ａ，２ａ間に圧入する環状ゴム３の内周面３ａ及び外周面３ｂに、スプレー又は浸漬法によってシランカップリング剤を塗布した後、スプレー又は浸漬法によって潤滑液を塗布してから、この環状ゴム３を、前記周面１ａ，２ａ間に圧入することによって、ハブ１と環状マス２が環状ゴム３を介して互いに弾性的に連結されたトーショナルダンパを得る。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエンジンのクランク軸等、回転軸に発生する捩り振動を吸収するトーショナルダンパの製造技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の内燃機関のクランク軸に回転に伴って生じる捩り振動（回転方向の振動）を吸収するトーショナルダンパは、クランク軸に固定される金属製のハブの外周に環状ゴムを介して金属製の環状マスを同心的かつ弾性的に連結した構成を備え、捩り方向への共振による動的吸振効果によって、特定の回転数域における捩り振動を低減するものである。トーショナルダンパには、嵌合型トーショナルダンパと呼ばれるものがあり、この種のものは、環状に成形したゴムをハブと環状マスの対向周面間に軸方向一方から圧入嵌合することによって製作される。
【０００３】
嵌合型トーショナルダンパは、ハブ、環状ゴム、環状マスの互いの結合が、圧入時のゴムの圧縮反力による摩擦抵抗にのみ依存されるため、入力トルクが大きくなった時に、ハブ又は環状マスと環状ゴムとの嵌合面間で円周方向の滑りを生じるおそれがある。したがって、このような滑りの発生を防止するためには、ハブと環状ゴムと環状マスの間のスベリトルクを向上させる必要がある。
【０００４】
嵌合型トーショナルダンパにおけるハブ、環状ゴム、環状マス間のスベリトルクを向上させるための典型的な従来の技術として、下記の特許文献１には、ハブと、その外周側に配置した環状マスとの対向周面間に、環状ゴムを圧入する際に、ハブと環状マスの対向周面又は環状ゴムに、シランカップリング剤を塗布することが記載されている。すなわち、ハブ及び環状マスと環状ゴムとの嵌合面に介在させたシランカップリング剤がスベリトルクの増大に著しい効果を発揮するものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２７２８７
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の技術によれば、シランカップリング剤は速乾性であるため、ハブ及び環状マスの互いの対向周面、又は前記対向面間に圧入する環状ゴムに塗布したシランカップリング剤が短時間で乾燥してしまい、このため環状ゴムを圧入する際に、シランカップリング剤の粘着性の発現によって、ハブ及び環状マスとの摩擦抵抗の増大によって圧入荷重が増大してしまう問題が指摘される。しかも、圧入荷重の増大によって、圧入過程で環状ゴムに内部応力によるうねり変形を生じ、これによって環状ゴムの耐久性が低下したり、環状マスの軸方向振れ精度が悪化して、回転中の環状マスの首振り運動が増大するおそれがあった。
【０００７】
本発明は上述のような問題に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、ハブと環状マスの互いの対向周面間へ環状ゴムを圧入する際の圧入荷重の増大を来すことなく、ハブ、環状ゴム及び環状マス間のスベリトルクを増大させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従来の技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るトーショナルダンパの製造方法は、金属からなるハブと、このハブの外周側に配置した金属からなる環状マスの互いの対向周面、又はこの対向周面間に圧入する環状ゴムに、カップリング剤を塗布した後、潤滑液を塗布してから、この環状ゴムを、前記対向周面間に圧入嵌合するものである。そして、このようにすることにより、環状ゴムを圧入するときの荷重が、嵌合面にシランカップリング剤を塗布した後で潤滑液を塗布せずに環状ゴムを圧入する場合よりも低下し、しかも、嵌合面にシランカップリング剤を塗布せずに潤滑液を塗布して環状ゴムを圧入する場合よりも、更に前記荷重を低下することができる。
【０００９】
ここで、カップリング剤は、ゴムと金属との摩擦力を増大させ、すなわちハブ及び環状マスと環状ゴムを互いに強固に嵌着された状態として、ハブ又は環状マスと環状ゴムの嵌合面間で円周方向の滑りが発生するのを有効に防止する作用を有するものであり、例えば先に挙げた特許文献１に記載されたアミン系のシランカップリング剤（アミノ基含有シランカップリング剤）やウレタン系のシランカップリング剤（イソシアネート基含有シランカップリング剤）、あるいはそれ以外のシランカップリング剤や、これらを変性した誘導体であるアミノ変性シリルポリマー、シリル化アミノポリマー、不飽和アミノシラン錯体、ブロックイソシアネートシラン、フェニルアミノ長鎖アルキルシラン、アミノシリル化シリコーン、シリル化ポリエステル等を用いることができる。
【００１０】
潤滑液は、ハブと環状マスの対向周面間へ環状ゴムを圧入する際の潤滑を図るものであって、芳香族炭化水素化合物及び可塑剤、軟化剤等が使用可能である。芳香族炭化水素化合物は、例えばドライクリーニングの溶剤や、各種希釈剤、工業用エアゾールとして用いられるものであり、可塑剤及び軟化剤は、ゴムの加工性を良くするためにゴム材料の添加剤として用いられているものであって、このうち可塑剤としては、フタル酸誘導体などが使用可能であり、軟化剤としては、例えばパラフィン系の軟化剤が使用可能である。また、これらの潤滑液は、１種類のみ選択しても良いが、２種類以上を混合して使用することもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るトーショナルダンパの製造方法を、ハブの軸心を通る平面で切断して示す半断面図、図２は、製造されたトーショナルダンパを軸心を通る平面で切断した半断面及びその環状マスの軸方向振れ精度測定方法を示す説明図である。すなわち、図１において、参照符号１は、図示されていない内燃機関のクランク軸の軸端に取り付けられるハブであり、参照符号２は、ハブ１の外周側に同心的に離間配置された環状マスであり、参照符号３は、ハブ１及び環状マス２の対向周面間に、軸方向一方から圧入嵌合される環状ゴムである。
【００１２】
ハブ１は金属材料で鋳造されたものであって、クランク軸の軸端に取り付けられる内周側のボス部１１と、そこから外周側へ展開した円盤部１２と、その外周部に形成されたリム部１３とを有する。環状マス２も金属材料で鋳造されたものであって、前記リム部１３の外周側に配置され、外周面に、クランク軸の回転力を図示されていないＶベルトを介して各種補機へ伝達するためのプーリ部２１が形成されており、プーリ部２１の軸方向一端の円周方向一箇所には、点火時期制御等のためのクランク角の被検出部であるタイミングマーク溝２１ａが形成されている。環状ゴム３は、ゴム状弾性材料によって環状（円筒状）に加硫成形されたものである。
【００１３】
ハブ１（リム部１３）の外周面１ａ及びこれに径方向に対向される環状マス２の内周面２ａは、図示の断面において、互いに対応して径方向へ緩やかにうねった形状に形成されている。そして、これらの対向周面１ａ，２ａには、予めボンデ処理等の化学的表面処理による粗面化を施さずにカップリング剤を塗布し、乾燥させる。塗布の方法としては、ハブ１の外周面１ａ及び環状マス２の内周面２ａにカップリング剤をスプレー塗布する方法や、あるいはハブ１及び環状マス２を、カップリング剤を満たした液槽中に浸漬する方法が採用可能である。カップリング剤としては、先に説明したシランカップリング剤を、例えばエタノール水溶液又は他のアルコール水溶液で希釈したものが好適に使用される。
【００１４】
また、カップリング剤は、ハブ１の外周面１ａ及び環状マス２の内周面２ａとの嵌合面となる環状ゴム３の内周面３ａ及び外周面３ｂに塗布しても良い。この場合の塗布方法も、スプレー塗布による方法や、カップリング剤を満たした液槽中に浸漬する方法が採用可能である。
【００１５】
次に、ハブ１の外周面１ａ及び環状マス２の内周面２ａと、環状ゴム３の内周面３ａ及び外周面３ｂのうち、いずれか一方、例えばカップリング剤が塗布されていない側に、潤滑液を塗布してから、環状ゴム３を、ハブ１の外周面１ａと環状マス２の内周面２ａとの間に軸方向一方から圧入する。このとき、カップリング剤は乾燥しているので、その粘着による圧入抵抗は発生せず、環状ゴム３の内周面３ａ及び外周面３ｂと、ハブ１の外周面１ａ及び環状マス２の内周面２ａとの摩擦抵抗による圧入荷重は、潤滑液を塗布しない場合に比較して顕著に低下するため、圧入作業を容易に行うことができる。しかも驚くべきことには、前記圧入荷重は、後述の計測結果からもわかるように、シランカップリング剤を塗布せずに潤滑液を塗布した場合よりも、更に小さなものになる。
【００１６】
なお、潤滑液としては、先に説明した芳香族炭化水素化合物及び可塑剤、軟化剤等が使用される。これらは、ゴム材質中に吸収されやすく、かつ適度の揮発性があるため、このような吸収や揮発によって嵌合面から除去されやすく、洗浄による除去もしやすく、シランカップリング剤との相性も良く、しかも、ゴム材料へのダメージを与えないため、好適である。また、シランカップリング剤は速乾性であるため、乾燥後、その塗布面に潤滑液を塗布することもできる。
【００１７】
なお、環状ゴム３の圧入嵌合後は、その嵌合面に残留する潤滑液を、必要に応じて、洗浄剤等により除去する。
【００１８】
このようにして製造されたトーショナルダンパは、図２に示されるように、ハブ１と環状マス２が、環状ゴム３を介して互いに弾性的に連結され、環状ゴム３とハブ１及び環状マス２との互いの嵌合面に、シランカップリング剤（不図示）が介在した構造を有する。ハブ１の外周面１ａ及び環状マス２の内周面２ａは、互いに対応して径方向へ緩やかにうねった形状となっているため、環状ゴム３も、これに倣った蛇行形状となり、これによって、環状マス２の軸方向への脱落を有効に防止することができる。
【００１９】
上述した圧入工程において、潤滑液の塗布によって圧入荷重が低下し、環状ゴム３のうねり変形や内部残留応力の発生が抑制される結果、このトーショナルダンパは、環状ゴム３の耐久性低下や、回転時の環状マス２の軸方向振れ精度も大幅に改善されたものとなる。そして、圧入時に塗布した潤滑液が除去されることによって、ハブ１と環状ゴム３の嵌合面及び環状マス２と環状ゴム３の嵌合面におけるスベリトルクが、環状ゴム３の嵌合面であるハブ１の外周面１ａ及び環状マス２の内周面２ａに、ボンデ処理等の化学的表面処理による粗面化を行わなくても、シランカップリング剤によって著しく増大するため、動的吸振動作等による大トルク入力時にハブ１又は環状マス２と環状ゴム３の嵌合面間で円周方向の滑りが発生するのを有効に防止することができる。
【００２０】
下記の表１は、本発明の製造方法による効果を検証するために、環状ゴム３を圧入する際の圧入荷重と、製造後におけるトーショナルダンパの環状マス２の軸方向振れ精度を計測した結果を示すものである。なお、これらの計測に供されるトーショナルダンパは、図１に示される断面形状のものとし、軸方向振れ精度は、図２に示されるように、トーショナルダンパを軸心Ｏの周りに回転させ、これに伴う環状マス２の一端面の軸方向変位量を、位置センサ１０によって計測したものである。
【表１】

【００２１】
上記計測結果から明らかなように、嵌合面にシランカップリング剤を塗布してから、環状ゴムの圧入時に潤滑液を塗布した実施例１〜実施例４は、圧入荷重及び軸方向振れ精度が、嵌合面にシランカップリング剤を塗布した後、潤滑液を塗布せずに環状ゴムを圧入した比較例２よりも改善されているばかりでなく、嵌合面にシランカップリング剤を塗布せずに、環状ゴムの圧入時に潤滑液を塗布した比較例１よりも更に改善されていることがわかる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るトーショナルダンパの製造方法によれば、金属からなるハブ及び環状マスと環状ゴムとの嵌合面に、カップリング剤を塗布した後、潤滑液を塗布してから、環状ゴムを、ハブと環状マスの間に圧入嵌合することによって、環状ゴムを圧入するときの荷重が、嵌合面にシランカップリング剤を塗布した後で潤滑液を塗布せずに環状ゴムを圧入する場合よりも低下することは勿論、嵌合面にシランカップリング剤を塗布せずに潤滑液を塗布して環状ゴムを圧入する場合よりも低下する。したがって、環状ゴムの圧入作業が容易になるばかりでなく、圧入過程での環状ゴムのうねり変形や内部残留応力の発生が抑制され、環状ゴムの耐久性低下や、環状マスの軸方向振れ精度を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトーショナルダンパの製造方法を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【図２】製造されたトーショナルダンパをその軸心を通る平面で切断した半断面及びその環状マスの軸方向振れ精度測定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ハブ
１ａ 外周面（対向周面）
２ 環状マス
２ａ 内周面（対向周面）
３ 環状ゴム

Claims (1)

1. 金属からなるハブ（１）と、このハブ（１）の外周側に配置した金属からなる環状マス（２）の互いの対向周面（１ａ，２ａ）、又はこの対向周面（１ａ，２ａ）間に圧入する環状ゴム（３）に、カップリング剤を塗布した後、潤滑液を塗布してから、この環状ゴム（３）を、前記対向周面（１ａ，２ａ）間に圧入嵌合することを特徴とするトーショナルダンパの製造方法。

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