CN110678669A - 扭转减振器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使用具备高减振性能的橡胶部件时也可以抑制摩擦粉末的生成、提高橡胶部件的耐久性的扭转减振器。本发明的扭转减振器1在该扭转减振器共振时的该橡胶部件的表面温度60±5℃的该橡胶部件的损耗系数(tanδpi)大于0.23,压入到该扭转减振器状态的橡胶部件的剪切应变大于35%且低于60%,轮毂外周面25A和惯性环内周面3A的间隙部5的表面粗糙度为4μm以上30μm以下,且在橡胶部件4的入口侧形成倾斜间隙部52的轮毂外周面25A和惯性环内周面3A,具备表面粗糙度小于形成主压缩间隙部51的轮毂外周面25A和惯性环内周面3A的摩擦减少区域53。
Description
技术领域
本发明涉及在发动机的曲轴或凸轮轴等旋转轴上安装,吸收该旋转轴的扭转振动的扭转减振器。
背景技术
以往,在车辆搭载的发动机的曲轴或凸轮轴等旋转轴的一端,为了吸收该旋转轴的转速变动产生的扭转振动,安装有扭转减振器。通常,在发动机的曲轴上安装的扭转减振器被用作为减振滑轮,经由动力传递用的传动带将发动机动力的一部分传递至发动机辅机。
该扭转减振器具有曲轴的前端安装在凸台部的轮毂、及在该轮毂的径向外侧配置的惯性环,在轮毂外周面与惯性环内周面的间隙部插入有橡胶部件。该橡胶部件具有降低车辆行驶过程中产生的旋转轴的扭转振动来防止旋转轴的破损、及减轻从发动机传输的振动或该振动导致的噪音的功能。此时,就插入到惯性环与轮毂之间的橡胶部件而言,在该惯性环与轮毂之间产生在圆周方向相互错位的扭转移动。此时,施加在橡胶部件的扭转振动引起的负荷达到一定程度以上时,橡胶部件会产生裂纹。尤其是,已知在使用高减振橡胶部件的情形,耐久性会降低。
例如,专利文献1公开了一种在轮毂的外周面设置圆筒面部和锥形的应力缓和部,并在所述轮毂的外周侧配置的质量体的内周面设置与所述圆筒面部相向的圆筒面部和与所述应力缓和部相向的锥形的应力缓和部,从轴向一侧将橡胶状弹性材料制的弹性体压入到所述轮毂与所述质量体之间的技术方案。并且,该专利文献1公开了在弹性体的与所述应力缓和部接触的部分设置没有凹凸的平滑面,从而在压入弹性体时抑制该弹性体的弯曲,在所述弹性体的与所述圆筒面部接触的部分设置用于保持粘合剂或润滑用油的凹凸,从而实现牢固的结合的技术。
并且,专利文献2公开了一种从轴向的一侧将橡胶等高分子弹性体压入到金属零件构成的轮毂与质量体之间的嵌合型减振器的技术方案。根据该技术方案,用于固定轮毂和/或质量体的高分子弹性体的金属面的面粗糙度为5~50μmRz,通过在这些轮毂与高分子弹性体之间和/或所述质量体与所述高分子弹性体之间固定有机硅烷来作为防滑剂,能够得到固定力高的减振器。
再者,以提供防振特性长期不变、具有耐久性的扭转减振器为目的,专利文献3公开了一种在压入环状弹性体的轮毂的外周面与环状质量体的内周面之间构成的间隙部具备主间隙部及副间隙部的技术方案,其中,主间隙部以压缩状态保持轴向中心部的环状弹性体,副间隙部形成轴向两端部的至少一个端部具有比主间隙部大的间隙,将该端部以压缩状态保持在环状弹性体的端部的压缩力保持部。
并且,以在利用弹簧-质量体系的共振来得到动态减振效果的扭转减振器中,在不依赖质量体的质量增大的前提下提高抑振性能为目的,专利文献4公开了一种在轮毂与质量体之间插入与该轮毂和质量体中的至少一方可滑动接触的滑动轴承的技术方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-44344号公报
专利文献2:日本特开2011-263423号公报
专利文献3:日本特开2010-151217号公报
专利文献4:日本特开2015-38366号公报
发明内容
发明要解决的问题
为了提高这类扭转减振器的动态减振效果,加大惯性环的质量是有效的,但近年来以提高车辆的燃油效率为目的,对于扭转减振器的轻量化提出了要求,因而开始探讨采用具有高减振特性的橡胶部件。
然而,在考虑到压入操作性而在轴向的压入侧端部形成有压缩量逐步减小的锥形部的情形,在被压入侧端部夹持的压缩量低的橡胶部件边缘部连续施加一定的负荷时,就具有高减振特性的橡胶部件而言,与轮毂或惯性环的表面相互摩擦导致的磨损变得显著,磨损的部分会产生裂纹,橡胶部件的耐久性变差。并且,使用具有高减振特性的橡胶部件时可以减少扭转振动,但出于高减振化的目的添加的添加物会导致橡胶部件的耐磨损性降低,因而与凹凸大的表面相互摩擦后,该橡胶部件的摩擦粉末增多。
因此,目前市场上对于在使用具备高减振性能的橡胶部件时也可以抑制摩擦粉末的生成、提高橡胶部件的耐久性的扭转减振器提出了要求。
解决问题的方法
鉴于这些问题,本发明人进行了潜心研究,结果得到了以下的扭转减振器。即,本发明提供一种扭转减振器,该扭转减振器具备固定在旋转轴并具备大致与该旋转轴呈同心圆状的外周面的轮毂、具备与该轮毂外周面相向并大致与该外周面呈同心圆状的内周面的惯性环、及压入到该轮毂外周面与该惯性环内周面的间隙部的橡胶部件,其特征在于,
在该扭转减振器共振时的该橡胶部件的表面温度60±5℃的橡胶部件的损耗系数(tanδpi)大于0.23,用高温时的辅机的合计负荷转矩进行测定时的压入到该扭转减振器的状态的橡胶部件的剪切应变大于35%且低于60%,
该间隙部具备主压缩间隙部及倾斜间隙部,所述主压缩间隙部由该轮毂外周面与该惯性环内周面形成并用于压缩保持该橡胶部件,所述倾斜间隙部形成在该轮毂外周面端部与该惯性环内周面端部,并随着接近端面向该轮毂外周面与该惯性环内周面分离的方向倾斜,
形成该主压缩间隙部和倾斜间隙部的该轮毂外周面和该惯性环内周面的表面粗糙度为4μm以上30μm以下,且在形成该倾斜间隙部的轮毂外周面和惯性环内周面,具备与形成该主压缩间隙部的轮毂外周面和惯性环内周面相比表面粗糙度小的摩擦减少区域。
作为本发明的扭转减振器,优选所述摩擦减少区域的所述轮毂外周面与所述惯性环内周面的表面粗糙度为4μm以上15μm以下,该摩擦减少区域以外的轮毂外周面与所述惯性环内周面的表面粗糙度大于15μm且在30μm以下。
本发明的扭转减振器中,优选下述式(1)表示的所述橡胶部件的径向平均压缩率由所述主压缩间隙部的平均压缩率与所述倾斜间隙部的平均压缩率来定义,所述主压缩间隙部为30%以上40%以下,所述倾斜间隙部为10%以上20%以下。
其中,t0为压入前的橡胶部件的厚度,tn为压入到空隙部时的各区域的橡胶部件的厚度,L0为扭转减振器的宽度方向的长度,Ln为空隙部的各区域的宽度方向的长度,n为压缩率不同的区域的数量,为2~7的整数。
作为本发明的扭转减振器,优选所述倾斜间隙部的倾斜角度为25°以上且低于40°。
作为本发明的扭转减振器中使用的橡胶部件,优选在压入前的该橡胶部件多次施加1.4MPa的拉伸应力时的延伸率大于34%且低于62%。
作为本发明的扭转减振器,优选在扭转减振器共振时的所述橡胶部件的表面温度120±5℃的该橡胶部件的损耗系数(tanδph)为0.21以上,在该扭转减振器共振时的所述橡胶部件的表面温度120±5℃的所述橡胶部件的损耗系数(tanδph)与在扭转减振器共振时的所述橡胶部件的表面温度60±5℃的所述橡胶部件的损耗系数(tanδpi)的损耗系数比(tanδph/tanδpi)为0.66以上。
作为本发明的扭转减振器,优选压入前的所述橡胶部件的60℃时的损耗系数(tanδi)为0.39以上,在120℃时的损耗系数(tanδh)与在60℃时的损耗系数(tanδi)的损耗系数比(tanδh/tanδi)为0.87以上。
作为本发明的扭转减振器中使用的橡胶部件,优选压入前的所述橡胶部件的拉伸50%时的模量大于1.28Mpa且低于1.82MPa。
本发明的扭转减振器中,压入前的所述橡胶部件为橡胶组合物的硫化成形物,该橡胶组合物中,优选相对于EPDM100重量份,添加有碳黑100重量份以上、操作油40重量份以上,所述EPDM的聚合物组分率为20重量%以上40重量%以下。
作为本发明的橡胶组合物,优选所述碳黑的碘吸附量为70mg/g以上185mg/g以下。
并且,作为本发明的橡胶组合物,优选所述碳黑的DBP吸油量为40cm3/100g以上120cm3/100g以下。
发明的效果
根据本发明,即便使用具有易于磨损的高减振特性的橡胶部件,由于在轮毂与惯性环的间隙部形成的该间隙部的倾斜间隙部的表面粗糙度小于压缩保持橡胶部件的主压缩间隙部,也可以显著抑制该橡胶部件与倾斜间隙部相互摩擦导致的摩擦粉末的生成。其结果,可以提高扭转减振器的耐久性,同时通过使用高减振特性的橡胶部件,可以减少扭转振动,可以实现扭转减振器的轻量化。
附图说明
图1为采用本发明的实施方式的扭转减振器的立体图。
图2为图1的扭转减振器的部分截断立体图。
图3为压入橡胶部件前的扭转减振器的部分截断立体图。
图4为图1的扭转减振器的局部放大剖面图。
图5为图4的局部放大剖面图。
图6为实施例及比较例的扭转减振器的耐久性能曲线图。
符号的说明
1扭转减振器、2轮毂、3惯性环、3A内周面、3B外周面、3C滑轮槽(滑轮部)、4橡胶部件(压入后)、5间隙部、21凸台部、22轴孔、23键槽、24轮缘部、25筒状部、25A外周面(轮毂外周面)、41橡胶部件(压入前)、51主压缩间隙部、52倾斜间隙部、52A,52B倾斜面、53摩擦减少区域
具体实施方式
以下,基于附图来详细说明本发明的实施方式。图1为采用本发明的实施方式的扭转减振器1的立体图,图2为图1的扭转减振器的部分截断立体图,图3为橡胶部件压入前的扭转减振器1的部分截断立体图。
本发明的扭转减振器在车辆等搭载的发动机等的曲轴或凸轮轴等未图示旋转轴的一端安装,用于吸收该旋转轴的转速变动产生的扭转振动。该扭转减振器安装有动力传递用的未图示传动带,可以将经由旋转轴传输的发动机动力的一部分传递给发动机辅机。
本实施方式的扭转减振器1具备固定在旋转轴并具备大致与该旋转轴呈同心圆状的外周面的轮毂2、具备与该轮毂2外周面相向并大致与该外周面呈同心圆状的内周面的惯性环3、及压入到该轮毂2外周面与该惯性环3内周面的间隙部的环状的橡胶部件4。
具体地说,轮毂2具备旋转轴的前端固定的凸台部21、从该凸台部21向外径方向延伸的圆盘状的轮缘部24、及在该轮缘部24的外周形成并在所述旋转轴的轴向延伸的筒状部25,这些由铸铁等金属材料或酚醛树脂等树脂材料等一体成形。作为构成轮毂2的铸铁,例如,可以使用FC250或FCD450等。轮毂2的凸台部21形成有旋转轴的前端插入固定的轴孔22和键槽23,由于旋转轴的前端紧固在该凸台部21,该轮毂2以旋转轴的中心轴C为中心旋转驱动。本实施方式中,轮毂2的筒状部25的外周面25A相当于本发明中提到的大致与旋转轴呈同心圆状的外周面。
惯性环3与轮毂2相同,由铸铁等金属材料或金属和树脂的复合材料构成,出于扭转减振器1得到指定的动态减振效果的观点,具备指定的质量。作为构成惯性环3的铸铁,例如,可以使用FC250等。在该惯性环3的外周面3B形成有用于加挂向发动机辅机传输动力的未图示传动带的滑轮槽3C,从而构成动力传递用的滑轮。该惯性环3呈在所述旋转轴的轴向延伸的圆筒状,该惯性环3的内径以指定的尺寸大于轮毂2的外径。该惯性环3与轮毂2同轴配置,因而该惯性环内周面3A与轮毂2的筒状部25的外周面25A(以下,简称为“轮毂外周面25A”)具有指定的间隔,大致呈同心圆状。如图3所示,该惯性环内周面3A与轮毂外周面25A的间隔被用作为压入橡胶部件41的间隙部5。
就上述的压入到轮毂2与惯性环3的间隙部5的橡胶部件41而言,具有减少曲轴等旋转轴的扭转振动来防止破损,以及减少从发动机传递的振动或该振动导致的噪音的作用。作为本发明,尤其是在将易于产生磨损的减振效果优异的高减振橡胶部件用作为橡胶部件的情形,可以发挥抑制摩擦粉末生成的效果。以下,将在间隙部5压入前的橡胶部件设为橡胶部件41,将压入后的橡胶部件设为橡胶部件4来进行说明。
本发明中的扭转减振器的特征在于,该间隙部具备利用轮毂外周面和惯性环内周面压缩保持橡胶部件的主压缩间隙部、及随着接近扭转减振器的端面向轮毂外周面与惯性环内周面逐步分离的方向倾斜的倾斜间隙部,形成该主压缩间隙部和倾斜间隙部的轮毂外周面和惯性环内周面的表面粗糙度以10点平均粗糙度(Rzjis,JIS B0601-1994)计为4μm以上30μm以下,且在形成倾斜间隙部的轮毂外周面和惯性环内周面,具备与形成主压缩间隙部的轮毂外周面和惯性环内周面的表面粗糙度相比表面粗糙度小的摩擦减少区域。
本实施方式中,如图3及图4所示,在轮毂外周面25A与惯性环内周面3A之间形成的间隙部5具备压缩保持橡胶部件4的主压缩间隙部51、及用于使该橡胶部件41在该间隙部5的压入操作易于进行的倾斜间隙部52。
上述的主压缩间隙部51的剖面可以为在橡胶部件4的压入方向自一端起至另一端的、与旋转轴的距离为一定的直线形状,也可以如图4所示,呈现该主压缩间隙部51的橡胶部件4的压入方向中心部的剖面在内径方向或外径方向凹陷的凹部形状。主压缩间隙部51采用该凹部形状时,可以有效地抑制扭转振动导致的、橡胶部件4向从轮毂2与惯性环3的间隙部5脱出的方向进行移动的问题。就采用这种剖面形状的主压缩间隙部51而言,橡胶部件4的压缩率不是整齐划一,在局部会有所不同。例如,如图4所示,主压缩间隙部51中存在压缩率不同的L1~L3的各区域,各区域分别具有t1~t3所示的间隙尺寸。因此,作为上述的该主压缩间隙部51的橡胶部件4的压缩率,采用考虑到部分压缩率的差后利用加权平均算出的径向平均压缩率。此外,具备凹部的区域(例如,图4所示的区域L2)中,采用该区域的宽度方向中央的厚度。该径向平均压缩率可以用以下的式(1)表示。
其中,t0为压入前的橡胶部件的厚度,tn为压入到空隙部时的各区域的橡胶部件的厚度,L0为扭转减振器的宽度方向的长度,Ln为空隙部的各区域的宽度方向的长度,n为压缩率不同的区域的数量,为2~7的整数。
这里,利用图4来说明采用式(1)时的一个具体例子。图4中,就压入到主压缩间隙部51的橡胶部件4而言,压缩率各自不同的各区域L1~L3的厚度为t1、t2、t3,就压入到倾斜间隙部52的橡胶部件而言,各区域L4、L5的厚度为t4、t5。这里,t1≠t2≠t3≠t4≠t5。并且,如图3所示,将压入前的橡胶部件41的厚度设为t0。下述式(2)示出了此时的径向平均压缩率(%)。
{((t0-t1)/t0)×(L1/L0)+((t0-t2)/t0)×(L2/L0)+((t0-t3)/t0)×(L3/L0)+((t0-t4)/t0)×(L4/L0)+((t0-t5)/t0)×(L5/L0)}×100……(2)
此时,上述式(2)的第1项~第3项的总和为主压缩间隙部51的径向平均压缩率,第4项~第5项的总和为倾斜间隙部52的径向平均压缩率。由此,图4中示出了主压缩间隙部51与倾斜间隙部52的压缩率不同区域的数量合计为5个的情形。本发明中,在主压缩间隙部51没有凹部而是整体均匀的情形,主压缩间隙部51的压缩率不同的区域的数量n=1。在两个倾斜间隙部52中的另一方不扩展、而是主压缩间隙部51延伸形成的情形,只是倾斜间隙部52的另一方具有压缩率不同的区域,因而倾斜间隙部52的压缩率不同的区域n=1。因此,在这种情形,主压缩间隙部51与倾斜间隙部52的压缩率不同的区域合计为n=2,压缩率不同的区域的总数2为最小值。并且,就主压缩间隙部51的压缩率不同的区域而言,图4所示的状态为最大的3,两个倾斜间隙部52各自具有拐点并扩展时的该倾斜间隙部52的压缩率不同的区域的数量分别为n=2,倾斜间隙部52最大为4。因此,主压缩间隙部51与倾斜间隙部52合计的压缩率不同区域的总数7为最大值。
此外,上述的橡胶部件4的主压缩间隙部51的径向平均压缩率优选为30%以上40%以下。这是由于压入到主压缩间隙部51的橡胶部件4的压缩量为30%以上40%以下时,可以防止橡胶部件4产生裂纹,并可以赋予充分的压接力、防止橡胶部件4的扭转移动的缘故。
并且,倾斜间隙部52形成在主压缩间隙部51的橡胶部件4的压入方向的端部,该倾斜间隙部52可以设置在压入橡胶部件4一侧的端部,也可以设置在两端。倾斜间隙部52由轮毂外周面25A的压入方向的端部及惯性环内周面3A的压入方向的端部、即随着接近外侧向这些外周面25A和内周面3A分离的方向倾斜的各倾斜面52A,52B构成。该倾斜面52A,52B的剖面形状可以是平面,也可以是曲面。
该倾斜间隙部52在主压缩间隙部51的两端辅助性地压缩保持被压入的橡胶部件4的端部。该倾斜间隙部52对于橡胶部件4的径向压缩率优选为10%以上20%以下。具体地说,就该倾斜间隙部52对于橡胶部件4的径向平均压缩率而言,与上述的主压缩间隙部51对于橡胶部件4的径向平均压缩率相同地用上述式(1)表示时,优选为10%以上20%以下。图4所示的本实施方式的倾斜间隙部52具有压缩率随着接近外侧下降的L4~L5各区域,各区域分别具有t4~t5所示的间隙尺寸。形成倾斜间隙部52的各区域以指定的倾斜度随着接近端面而扩展,因而t4及t5为各区域的宽度方向中心位置的橡胶部件4的厚度。
此时,该倾斜间隙部52的径向平均压缩率不为零、而是10%以上20%以下,从而可以避免施加在该橡胶部件4的压接力在橡胶部件4的端部完全消失的问题。由此,在该橡胶部件4的端部加载扭转移动的拉伸载荷后,可以减少在与构成倾斜间隙部52的倾斜面52A,52B之间产生的摩擦,可以抑制该橡胶部件4的端部产生皱褶、裂纹等不良情况。
并且,构成该倾斜间隙部52的该倾斜面52A,52B的倾斜角度、即该倾斜面52A或52B与构成主压缩间隙部51的轮毂外周面25A或惯性环内周面3A形成的角度θ优选为25°以上且低于40°。倾斜面52A或52B为曲面时,如图5所示,该角度θ为该曲面的切线D与构成主压缩间隙部51的轮毂外周面25A或惯性环内周面3A形成的角度。各倾斜面52A,52B的倾斜角度在该范围时,可以确保主压缩间隙部51对于橡胶部件4的压缩面积,可以将倾斜间隙部52中的橡胶部件4的径向平均压缩率维持在10%以上20%以下的范围,橡胶部件4可以得到良好的压入操作性。
就形成具备上述主压缩间隙部51和倾斜间隙部52的间隙部5的轮毂外周面25A和惯性环内周面3A的表面粗糙度而言,以10点平均粗糙度(Rzjis,JIS B0601-1994)计为4μm以上30μm以下,在构成倾斜间隙部52的各倾斜面52A,52B具备与构成主压缩间隙部51的轮毂外周面25A及惯性环内周面3A相比表面粗糙度小的摩擦减少区域53。此外,摩擦减少区域53是指至少为所压入的橡胶部件4密合的区域,该摩擦减少区域53也可以遍布所述各斜面52A,52B整体。就表面粗糙度的调节而言,可以通过机械加工或化学处理等表面处理由金属材料、树脂材料、或金属与树脂的复合材料等构成的轮毂外周面25A或惯性环内周面3A来进行。
本发明中,具体地说,摩擦减少区域53的轮毂外周面25A和惯性环内周面3A的表面粗糙度以10点平均粗糙度(Rzjis,JIS B0601-1994)计为4μm以上15μm以下,该摩擦减少区域53以外的轮毂外周面25A和惯性环内周面3A的表面粗糙度以10点平均粗糙度(Rzjis,JISB0601-1994)计为大于15μm且在30μm以下。
在构成倾斜间隙部52的轮毂外周面25A、即倾斜面52A和惯性环内周面3A、即倾斜面52B形成有与构成主压缩间隙部51的轮毂外周面25A及惯性环内周面3A的表面粗糙度相比表面粗糙度小的、如以10点平均粗糙度(Rzjis,JIS B0601-1994)计为4μm以上15μm以下的摩擦减少区域53,因而该倾斜间隙部52的表面变得光滑。由此,可以减小倾斜间隙部52中的橡胶部件4的端部与各倾斜面52A,52B的摩擦阻力,显著抑制这些相互摩擦导致的该橡胶部件4的摩擦粉末的生成。
如图5的局部放大图所示,上述摩擦减少区域53可以自主压缩间隙部51一侧直至倾斜间隙部52来形成,而不是在倾斜间隙部52与主压缩间隙部51的边界形成。此时,摩擦减少区域53如以尺寸d的大小自主压缩间隙部51的边缘附近起来形成,而不是在从主压缩间隙部51的端部向扩展的方向倾斜的倾斜间隙部52开始的位置形成。由此,与主压缩间隙部51和倾斜间隙部52中的橡胶部件4的径向压缩率的拐点相比,表面粗糙度变化的拐点更为靠近主压缩间隙部51,因而可以使施加在该橡胶部件4的压缩率拐点的应力分散在主压缩间隙部51边缘附近。因此,可以更为有效地避免施加在橡胶部件4的局部应力导致的橡胶部件4的裂纹。
作为本发明的扭转减振器1,具备在扭转减振器共振时的橡胶部件4的表面温度60±5℃的该橡胶部件4的损耗系数(tanδpi)大于0.23的高减振特性。因此,可以得到优异的减振效果。
并且,作为本发明的扭转减振器1,在扭转减振器共振时的橡胶部件4的表面温度120±5℃的该橡胶部件4的损耗系数(tanδph)为0.21以上,在该扭转减振器共振时的橡胶部件4的表面温度120±5℃的该橡胶部件4的损耗系数(tanδph)与在扭转减振器共振时的橡胶部件4的表面温度60±5℃的该橡胶部件4的损耗系数(tanδpi)的损耗系数比(tanδph/tanδpi)优选为0.66以上。
在扭转减振器共振时的橡胶部件4的表面温度120±5℃的橡胶部件4的损耗系数(tanδph)与在扭转减振器共振时的橡胶部件4的表面温度60±5℃的该橡胶部件4的损耗系数(tanδpi)的损耗系数比(tanδph/tanδpi)为表示损耗系数(tanδ)的温度依赖性的指标。高温使用时的橡胶部件4的损耗系数(tanδph)与标准使用时的橡胶部件4的损耗系数(tanδpi)的损耗系数比(tanδph/tanδpi)大(接近1)是指自标准使用温度至高温使用温度的温度范围内的损耗系数(tanδ)的温度依赖性小,即是指随着温度变化的损耗系数(tanδ)的降低少。本发明中,该橡胶部件4在表面温度120±5℃时的该橡胶部件4的损耗系数(tanδph)与橡胶部件4在表面温度60±5℃时的该橡胶部件4的损耗系数(tanδpi)的损耗系数比(tanδph/tanδpi)为0.66以上,橡胶部件在自60℃至120℃的温度范围内的随着温度变化的损耗系数的变化小,从而在自标准使用温度至高温使用温度的范围内具有优异的振动吸收特性。
并且,本发明中,在压入到减振器状态的橡胶部件4的剪切应变为大于35%且低于60%,更优选为45%以上55%以下。这里提到的橡胶部件4的剪切应变相当于相对橡胶应变,本发明中为用高温时辅机的总负荷转矩乘以一定的安全系数的转矩进行测定的值。此外,已知该剪切应变越大时,振动减振性能越高。本发明中,采用该条件下的橡胶部件4的剪切应变大于35%且低于60%的橡胶部件4。该条件下的橡胶部件4的剪切应变在大于35%且低于60%的范围时,可以确保指定的振动吸收特性,长期使用时也难以产生橡胶部件的断裂或橡胶磨损导致的摩擦粉末生成等,可以满足作为扭转减振器的耐久性。进而,该条件下的橡胶部件4的剪切应变在45%以上55%以下的范围时,可以确保指定的振动吸收特性,可以得到更高的耐久性。
进而,就本发明中使用的橡胶部件41而言,在60℃时的损耗系数(tanδi)优选为0.39以上,在120℃时的损耗系数(tanδh)与在60℃时的损耗系数(tanδi)的损耗系数比(tanδh/tanδi)优选为0.87以上。这是由于将这种橡胶部件41用在扭转减振器1时,自通常使用温度至高温为止均可以展现优异的振动吸收特性的缘故。
并且,就本发明中使用的橡胶部件41而言,优选具有在该橡胶部件41多次施加1.4MPa的拉伸应力时的延伸率大于34%且低于62%的特性。这是由于该延伸率为34%以下时,扭转减振器安装后难以得到所期望的振动吸收性能,62%以上时在恒定转矩难以得到所期望的耐久性的缘故。
进而,就本发明中使用的橡胶部件41而言,优选具有拉伸50%时的模量大于1.28Mpa、低于1.82MPa的特性。这是由于该拉伸50%时的模量在1.28MPa以下时难以满足作为扭转减振器的耐久性,该拉伸50%时的模量为1.82MPa以上时橡胶的炼制加工性、硫化成形性变差的缘故。
作为具备上述特性的橡胶部件41,例如,可以通过硫化成形乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)或以有机硅为主成分的橡胶组合物来得到。具体地说,可以用已知的方法硫化成形相对于EPDM100重量份添加了碳黑100重量份以上、操作油40重量份以上的橡胶组合物,从而形成指定形状(本实施例中,圆筒状)。碳黑量会极大影响该橡胶组合物硫化成形得到的橡胶部件的损耗系数(tanδ),相对于EPDM 100重量份少于100重量份时,该橡胶组合物硫化成形得到的橡胶部件的损耗系数(tanδ)变小,难以实现上述的高减振性能。
并且,本发明中,该橡胶组合物的EPDM的聚合物组分率优选为20重量%以上40重量%以下。这里,EPDM的聚合物组分率用以下式(3)表示。
EPDM的聚合物组分率(重量%)=EPDM聚合物重量份数/总重量份数×100……(3)
该EPDM的聚合物组分率低于20重量%时,橡胶组合物的粘合性上升,制造过程中的炼制加工性变差,EPDM的聚合物组分率为40重量%以上时,损耗系数(tanδ)会低于期望值。
并且,上述橡胶组合物中含有的碳黑的粒径越小越好。所含有的碳黑的粒径越小时,该橡胶组合物硫化成形得到的橡胶部件的损耗系数(tanδ)越大。并且,该碳黑的碘吸附量越大时,该碳黑的粒径越小。因此,就该橡胶组合物中含有的碳黑而言,优选采用碘吸附量在70mg/g以上185mg/g以下范围的碳黑。并且,该碳黑的DBP(增塑剂:邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate))吸油量越大时,该碳黑的结构越大、导电性增强。因此,就该橡胶组合物中含有的碳黑而言,优选采用DBP吸油量在40cm3/100g以上120cm3/100g以下范围的碳黑。由此,将含有该碳黑的橡胶组合物硫化成形得到的橡胶部件安装在扭转减振器时,可以防止扭转减振器的带电、提高耐久性。
此外,作为上述橡胶组合物中使用的硫化剂,可以使用过氧化物或共交联剂等。具体地说,作为过氧化物,可以使用1,1-双(叔丁基过氧)环己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己炔-3、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧)己烷、1,3-二(2-叔丁基过氧基异丙基)苯、二叔丁基过氧化物、二枯基过氧化物、4,4-二(叔丁基过氧)戊酸正丁酯、叔丁基枯基过氧化物等。
作为共交联剂,可以使用三烯丙基异氰酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基氰尿酸酯、苯醌二肟、1,2-聚丁二烯等。
并且,除上述的成分以外,作为已知的橡胶添加剂,橡胶组合物中可以含有操作油(矿物油)或增塑剂、氧化锌、硬脂酸锌、抗老化剂等。
通过上述的构成,制造扭转减振器1的过程中,在未图示的支持台上大致呈同心圆状地配置轮毂2和惯性环3,如图3所示,在轮毂2与惯性环3的间隙部5压入圆筒状的橡胶部件41。此时,间隙部5比橡胶部件41的径向厚度窄小,因而用未图示夹具压缩橡胶部件41,同时将之压入到该间隙部5内。
进而,本发明中,在该间隙部5的压入方向的端部形成有随着接近外侧逐步扩展的倾斜间隙部52,因而可以沿着间隙尺寸大于主压缩间隙部51的倾斜间隙部52顺畅地压入橡胶部件41。尤其是,形成本发明的倾斜间隙部52的轮毂外周面25A和惯性环内周面3A具备与形成主压缩间隙部51的轮毂外周面25A和惯性环内周面3A相比表面粗糙度小的、如以10点平均粗糙度(Rzjis,JIS B0601-1994)计为4μm以上且低于15μm的摩擦减少区域53,因而在采用具有易于产生磨损的高减振特性的橡胶部件的情形,也可以有效地抑制压入操作时的皱纹等导致的橡胶部件4的裂纹生成,且通过使用减振效果优异的橡胶部件,可以得到减振效果优异、且耐久性高的扭转减振器。
并且,就压入到惯性环3与轮毂2的间隙部5的橡胶部件4而言,在惯性环3与轮毂2之间产生在圆周方向相互错位的扭转移动,但该橡胶部件4被轮毂外周面25A和惯性环内周面3A压缩保持在主压缩间隙部51,因而可以抑制扭转移动。尤其是,本发明中,就上述摩擦减少区域53以外的主压缩间隙部51的轮毂外周面25A及惯性环内周面3A的表面粗糙度而言,要大于构成倾斜间隙部52的各倾斜面52A,52B的粗糙度,例如,以10点平均粗糙度(Rzjis,JIS B0601-1994)计为大于15μm且在30μm以下,从而可以确保主压缩间隙部51中的橡胶部件4与外周面25A及内周面3A之间的物理固定力,可以抑制扭转移动。
并且,就在轮毂2与惯性环3的间隙部5的倾斜间隙部52形成的摩擦减少区域53的表面粗糙度而言,要小于压缩保持橡胶部件4的主压缩间隙部,例如,以10点平均粗糙度(Rzjis,JIS B0601-1994)计为4μm以上15μm以下。因此,在被该倾斜间隙部52保持的橡胶部件4即便产生扭转移动,也可以显著地遏制构成该倾斜间隙部52的各倾斜面52A,52B与橡胶部件4相互摩擦后磨损的问题。因此,在使用具有易于产生磨损的高减振特性的橡胶部件的情形,也可以有效地抑制该橡胶部件4与构成该倾斜间隙部52的各倾斜面52A,52B的摩擦导致的摩擦粉末生成的问题,同时可以显著地抑制该橡胶部件4生成皱纹或裂纹的问题。
实施例
以下,说明本发明的实施例。
一、扭转减振器用橡胶部件的制造及评价
1)橡胶组合物的调制工序
实施例1~实施例3中,首先在班伯里混炼机中投入EPDM 100重量份,在转速40rpm塑炼1分钟后,投入碳黑140重量份、操作油70重量份、氧化锌5重量份、硬脂酸锌1重量份、抗老化剂2重量份混炼2分钟,进而混炼1分钟后,从班伯里混炼机中取出混炼物。随后,将取出的混炼物缠绕在辊间隔为5mm的12寸辊上来成形为片状,将成形后的坯料在室温放置12小时以上。这里,碳黑采用碘吸附量为110mg/g、DBP吸油量为70cm3/100g的碳黑。此外,碘吸附量可以具有±7mg/g、DBP吸油量可以具有±7cm3/100g的波动范围。
其次,将上述坯料缠绕在辊间隔为4mm的6寸辊上,掺混作为过氧化物的2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷3.5重量份和作为共交联剂的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2重量份,左右切割翻炼各3次、卷绕挤压5次后,成形为片状。
实施例1与实施例2除了使用的EPDM不同以外,其他条件相同。即,所使用的市售EPDM中乙烯重量比率与充油量不同,实施例1中使用充油EPDM,实施例2中使用非充油EPDM。实施例3中,除了将作为过氧化物的2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷改为2.5重量份以外,与实施例1的条件相同。各实施例1~实施例3的橡胶组合物的组成比及EPDM聚合物组分率与评价一并示于后述的表1中。此时,考虑到市售的EPDM中含有的充油量来调整所添加的操作油量,形成了上述的重量比。
具体地说,实施例1的EPDM是将乙烯重量比率55%以下的第1级别和充油量40重量份以上的充油级别混合,乙烯重量比率为58%。此时,第1级别(1G)、充油级别(OG)及操作油量(PO,充油级别减去聚合物中含有的油后的量)的各重量份的关系如下所述。
即,将第1级别(1G)的添加量(重量份数)设为A、将所使用的充油级别的EPDM聚合物为100重量份时的聚合物与充油的总重量份数设为D时,充油级别(OG)的添加量(重量份数)B为(100-A)×D/100。并且,使用充油级别(OG)时的操作油的添加量(重量份数)C为(不使用充油EPDM时的操作油添加量)-(A+B-100)。这里,将充油EPDM级别混合来使用时,以第1级别的EPDM聚合物与除去充油EPDM级别的充油后的EPDM聚合物的合计为100重量份来进行换算并示出。
由此,使用充油级别的聚合物时,可以抑制混炼时添加的操作油量,提高碳黑的分散性并提高拉伸强度和延伸率。
2)橡胶组合物的硫化工序
其次,将上述橡胶组合物的调制工序中得到的坯料置于模具中,在180℃进行10分钟的加压硫化来制作2mm厚的橡胶片,进而在150℃的恒温槽中进行了6小时的加热处理。
并且,除了改变扭转减振器橡胶组合物的组成比以外,用与上述相同的方法制作了表1所示的比较例1、比较例2的橡胶部件(试验片)。此外,实施例1~实施例3、比较例1~比较例2中使用的硫化前的橡胶组合物分别为组合物1~组合物3、比较组合物1~比较组合物2。并且,组合物1~组合物3、比较组合物1~比较组合物2硫化成形的橡胶部件分别为试验片1~试验片3、比较试验片1~比较试验片2。比较例2中,使用了与实施例1~3、比较例1不同的过氧化物(二枯基过氧化物)3.5重量份。
3)橡胶部件(试验片1~试验片3、比较试验片1~比较试验片2)的评价
a)损耗系数(tanδi,tanδh)及损耗系数比(tanδh/tanδi)的评价
依据JIS K6394,在以下条件测定了60℃的损耗系数(tanδi)、120℃的损耗系数(tanδh)及120℃与60℃的损耗系数比(tanδh/tanδi)。测定结果示于表1中。
<测定条件>
测定器:上岛制作所制粘弹性分析仪YR-7130
变形方法:拉伸
频率:100Hz
振幅:±1%
预加负荷:480mN
试验片形状:由硫化成形后的片状橡胶部件制得的20mm(抓距)×4mm(宽度)×2mm(厚度)的长条形片材
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 比较例1 | 比较例2 | |
组合物 | 组合物1 | 组合物2 | 组合物3 | 比较组合物1 | 比较组合物2 |
EPDM | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
碳黑 | 140 | 140 | 140 | 80 | 140 |
操作油 | 70 | 70 | 70 | 20 | 70 |
氧化锌 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
硬脂酸锌 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
抗老化剂 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
过氧化物1 | 3.5 | 3.5 | 2.5 | 3.5 | |
过氧化物2 | 3.5 | ||||
共交联剂 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
总重量份数 | 323.5 | 323.5 | 322.5 | 213.5 | 323.5 |
EPDM聚合物组分率(%) | 30.9 | 30.9 | 31.0 | 46.8 | 30.9 |
试验片 | 试验片1 | 试验片2 | 试验片3 | 比较试验片1 | 比较试验片2 |
硬度 | 70 | 70 | 70 | 73 | 70 |
拉伸强度(MPa) | 17.6 | 12.6 | 14.7 | 15.6 | 17.1 |
延伸(%) | 360 | 300 | 400 | 320 | 410 |
50%模量(MPa) | 1.42 | 1.48 | 1.3 | 1.82 | 1.28 |
300%模量(MPa) | 14.2 | 13.8 | 9.5 | 14.8 | 11.2 |
300%模量/50%模量比 | 10.0 | 9.3 | 7.3 | 8.1 | 8.8 |
应力14MPa时的延伸率(%) | 44 | 50 | 54 | 34 | 62 |
tanδi(60℃) | 0.39 | 0.41 | 0.42 | 0.29 | 0.40 |
tan δh(120℃) | 0.34 | 0.36 | 0.39 | 0.26 | 0.35 |
tanδh/tanδi | 0.87 | 0.88 | 0.93 | 0.90 | 0.88 |
扭转减振器 | 实施例1a | 实施例2a | 实施例3a | 比较例1a | 比较例2a |
tanδpi(60℃) | 0.32 | 0.33 | 0.34 | 0.23 | 0.33 |
tanδph(120℃) | 0.21 | 0.26 | 0.25 | 0.16 | 0.21 |
tanδph/tanδpi | 0.66 | 0.79 | 0.74 | 0.70 | 0.64 |
耐久试验时的橡胶应变(%) | 45 | 50 | 55 | 35 | 60 |
恒定转矩下的耐久性 | ○ | ○ | ○ | ◎ | × |
摩擦粉末的生成程度 | △ | △ | △ | ○ | × |
b)硬度的评价
依据JIS K6253,用硬度计A以在1秒内读取的方式测定了橡胶部件的硬度。测定结果示于表1中。
c)拉伸强度、延伸率、模量的评价
依据JIS K6251,分别测定了拉伸50%时模量、拉伸300%时模量及拉伸300%时模量/拉伸50%时模量之比。此外,试验片的形状是哑铃5号形状。测定结果示于表1中。
d)应力1.4MPa时的延伸率(%)
评价了在以下的测定条件多次施加重复应力时的橡胶延伸率(%)。测定结果示于表1中。
<测定条件>
拉伸速度:100mm/分钟
应力施加方法:从0MPa扫描至1.4MPa后再返回0MPa,再扫描至1.4MPa,该操作反复进行10~50次左右。
试验片形状:哑铃5号形状(依据JIS K6251)
二、扭转减振器的制造及评价
1)扭转减振器的制造
制作与上述橡胶部件(试验片1~试验片3、比较试验片1~比较试验片2)相同组成的环状减振器用的橡胶部件(图3的橡胶部件41)后,压入到轮毂2与惯性环3的间隙部5来制造了实施例1a~实施例3a、比较例1a~比较例2a的扭转减振器。
此时,轮毂2和惯性环3用上述的铸铁、酚醛树脂或金属与树脂的复合材料等制造。调整这些轮毂2与惯性环3的间隙部5中的橡胶部件4的径向平均压缩率,使之在主压缩间隙部51为30%~40%、在倾斜间隙部52为10%~20%。此时的倾斜间隙部52的倾斜角度为25°~35°,构成主压缩间隙部51及倾斜间隙部52的轮毂外周面25A与该惯性环内周面3A的10点平均粗糙度(Rzjis,JIS B0601-1994)均在大于15μm且在30μm以下的范围。
2)扭转减振器的评价
a)损耗系数(tanδpi,tanδph)及损耗系数比(tanδph/tanδpi)的评价
利用高频振动试验机的共振扫频法(固有振动数测定),并用非接触式表面温度计在以下的条件测定了压入到扭转减振器的橡胶部件4在表面温度60±5℃时的该橡胶部件4的损耗系数(tanδpi)、橡胶部件4在表面温度120±5℃时的该橡胶部件4的损耗系数(tanδph)及损耗系数比(tanδph/tanδpi)。测定结果示于表1中。
<测定条件>
橡胶部件表面温度:60±5℃、120±5℃
施加振幅:±1.7×10-3rad(±0.1°)
扫频速度:100Hz/分钟
b)剪切应变(%)的评价
橡胶部件4的剪切应变(耐久试验时的橡胶应变)(%)为将施加一定振幅时的环状橡胶部件的圆周方向的变形量除以环状橡胶部件的厚度得到的值再乘以100的值。本实施例中,在以下的试验条件进行了测定。此外,以下条件的施加振幅(负荷转矩)为在与扭转减振器的滑轮槽3C(滑轮部)经由传动带连接的空调、交流发电机、水泵等辅机施加的负荷转矩进行合计的转矩乘以一定的安全系数的值。测定结果示于表1中。
<测定条件>
环境温度:100±3℃
施加振幅(负荷转矩):±180N/m
施加频率:10Hz
c)恒定转矩耐久性的评价
就恒定转矩耐久性的评价而言,通过利用橡胶部件4的剪切应变的测定方法,并至耐久试验次数1.0×107次为止测定压入到减振器的橡胶部件4的剪切应变(%)的变化来进行了确认。图6示出了该恒定转矩耐久性的评价中得到的扭转减振器的耐久性能曲线图。上述表1中,将恒定转矩耐久性的评价结果在指定的试验次数后橡胶部件4的外观没有异常的表示为“◎”,在指定的试验次数后橡胶部件4的外观确认变形的表示为“○”,至指定的试验次数为止橡胶部件4破损的表示为“×”。
d)橡胶摩擦粉末的评价
橡胶摩擦粉末的评价在以下的条件进行,目测确认了橡胶摩擦粉末的生成程度。
<测定条件>
橡胶剪切应变:±45%(橡胶扭转角度=±1.59deg.)
环境温度:23±3℃
施加频率:30Hz
试验次数:7.7×106次
上述表1中,将橡胶摩擦粉末的生成程度的结果在指定的试验次数后摩擦粉末的附着极少的表示为“○”,在指定的试验次数后确认存在少量的摩擦粉末附着的表示为“△”,在指定的试验次数后确认存在大量的摩擦粉末附着的表示为“×”。
e)压入到扭转减振器的橡胶部件的剪切应变与橡胶摩擦粉末的关系
如图6所示,就比较例1a的扭转减振器的橡胶部件4而言,对于恒定负荷转矩,橡胶部件4的剪切应变为35%,几乎无法确认摩擦粉末的生成。并且,就采用对于恒定负荷转矩,橡胶部件4的剪切应变为60%的橡胶部件4的比较例2a的橡胶部件而言,在达到指定的试验次数前发生断裂,也生成了大量的摩擦粉末。相对于此,就实施例1~实施例3的扭转减振器的橡胶部件的剪切应变而言,在45%以上55%以下对于恒定负荷转矩具有适宜的橡胶剪切应变,因而至指定的试验次数为止橡胶部件4没有断裂,但生成了少量的橡胶摩擦粉末。
因此,出于极力抑制耐久性评价中的橡胶摩擦粉末生成的观点,将用上述表1的实施例1~实施例3的橡胶组合物制作的橡胶部件41压入到扭转减振器后,将可能导致橡胶摩擦粉末生成的、构成由扭转减振器的轮毂外周面25A与惯性环内周面3A形成的倾斜间隙部52的各倾斜面52A,52B表面的10点平均粗糙度(Rzjis,JIS B0601-1994)变更为了4μm~15μm,由此观察了橡胶摩擦粉末的生成状況。以下的表2中示出了变更各倾斜面52A,52B的表面粗糙度时的橡胶摩擦粉末确认试验的结果。此外,表2中“摩擦粉末生成程度”的“○”、“△”、“×”的评价结果为与表1相同的含义。
表2中,比较例3a~比较例5a为用于确认倾斜间隙部52的表面粗糙度变更后的橡胶摩擦粉生成状況的对比例,使用了与实施例1~实施例3相同的橡胶部件。就比较例3a~比较例5a而言,径向平均压缩率及主压缩间隙部51的10点平均粗糙度(Rzjis,JIS B0601-1994)与实施例1a~实施例3a相同,只是构成倾斜间隙部52的各倾斜面52A,52B的10点平均粗糙度(Rzjis,JIS B0601-1994)为20μm这一点有所不同。
表2
由表2可知,构成倾斜间隙部52的倾斜面52A,52B的表面粗糙度小时,摩擦粉末少。由此可知,构成倾斜间隙部52的倾斜面52A,52B以10点平均粗糙度(Rzjis,JIS B0601-1994)计为4μm以上15μm以下时,与采用剪切应变小的橡胶部件的情形相同,可以抑制摩擦粉末的生成。
由以上可知,使间隙部5的入口部分的倾斜间隙部的表面粗糙度小于压缩保持橡胶部件4的主压缩间隙部,例如,使其以10点平均粗糙度(Rzjis,JIS B0601-1994)计为4μm以上15μm以下时,即便是具备在减振器共振时的橡胶部件4的表面温度60℃的损耗系数(tanδpi)为0.23以上、且橡胶部件4的剪切应变为45%以上55%以下的高减振特性的橡胶部件,也可以有效地抑制与构成倾斜间隙部的各倾斜面摩擦导致的摩擦粉末的生成,显著抑制皱纹或裂纹的生成。由此可知,通过使倾斜间隙部的表面粗糙度变得光滑,用具备易于磨损的高减振特性的橡胶部件可以长期维持指定的防振特性。
此外,上述实施方式中说明了扭转减振器安装在曲轴或凸轮轴的情形,但本发明不局限于此,可以适用在减少各种旋转轴的扭转振动的情形。进而,本发明的具有高减振性能的橡胶部件还可以适用在车辆等使用的扭转减振器以外的各种用途。
产业实用性
作为本发明的扭转减振器,轮毂外周面与惯性环内周面的间隙部的表面粗糙度为4μm以上30μm以下,且该间隙部的倾斜间隙部的表面粗糙度小于压缩保持橡胶部件的主压缩间隙部的表面粗糙度,因而在倾斜间隙部难以产生磨损,且与以往的橡胶部件相比耐久性好,尤其适用于采用具有高减振特性的橡胶部件的情形。
Claims (11)
1.一种扭转减振器,该扭转减振器具备固定在旋转轴并具备大致与该旋转轴呈同心圆状的外周面的轮毂、具备与该轮毂外周面相向并大致与该外周面呈同心圆状的内周面的惯性环、及压入到该轮毂外周面与该惯性环内周面的间隙部的橡胶部件,其特征在于,
在该扭转减振器共振时的该橡胶部件的表面温度60±5℃的橡胶部件的损耗系数(tanδpi)大于0.23,用高温时的辅机的合计负荷转矩进行测定时的压入到该扭转减振器的状态的橡胶部件的剪切应变大于35%且低于60%,
该间隙部具备主压缩间隙部及倾斜间隙部,所述主压缩间隙部由该轮毂外周面与该惯性环内周面形成并用于压缩保持该橡胶部件,所述倾斜间隙部形成在该轮毂外周面端部与该惯性环内周面端部,并随着接近端面向该轮毂外周面与该惯性环内周面分离的方向倾斜,
形成该主压缩间隙部和倾斜间隙部的该轮毂外周面和该惯性环内周面的表面粗糙度为4μm以上30μm以下,且在形成该倾斜间隙部的轮毂外周面和惯性环内周面,具备与形成该主压缩间隙部的轮毂外周面和惯性环内周面相比表面粗糙度小的摩擦减少区域。
2.如权利要求1所述的扭转减振器,其中,所述摩擦减少区域的所述轮毂外周面和所述惯性环内周面的表面粗糙度在4μm以上15μm以下,该摩擦减少区域以外的轮毂外周面和所述惯性环内周面的表面粗糙度大于15μm且在30μm以下。
3.如权利要求1或2所述的扭转减振器,其中,下述式(1)表示的所述橡胶部件的径向平均压缩率由所述主压缩间隙部的平均压缩率与所述倾斜间隙部的平均压缩率来定义,所述主压缩间隙部为30%以上40%以下,所述倾斜间隙部为10%以上20%以下,
其中,t0为压入前的橡胶部件的厚度,tn为压入到空隙部时的各区域的橡胶部件的厚度,L0为扭转减振器的宽度方向的长度,Ln为空隙部的各区域的宽度方向的长度,n为压缩率不同的区域的数量,为2~7的整数。
4.如权利要求1~3中任意一项所述的扭转减振器,其中,所述倾斜间隙部的倾斜角度为25°以上且低于40°。
5.如权利要求1~4中任意一项所述的扭转减振器,其中,在压入前的所述橡胶部件多次施加1.4Mpa的拉伸应力时的延伸率大于34%且低于62%。
6.如权利要求1~5中任意一项所述的扭转减振器,其中,在扭转减振器共振时的所述橡胶部件的表面温度120±5℃的所述橡胶部件的损耗系数(tanδph)为0.21以上,
在该扭转减振器共振时的所述橡胶部件的表面温度120±5℃的所述橡胶部件的损耗系数(tanδph)与在扭转减振器共振时的所述橡胶部件的表面温度60±5℃的所述橡胶部件的损耗系数(tanδpi)的损耗系数比(tanδph/tanδpi)为0.66以上。
7.如权利要求1~6中任意一项所述的扭转减振器,其中,压入前的所述橡胶部件在60℃的损耗系数(tanδi)为0.39以上,在120℃的损耗系数(tanδh)与在60℃的损耗系数(tanδi)的损耗系数比(tanδh/tanδi)为0.87以上。
8.如权利要求1~7中任意一项所述的扭转减振器,其中,压入前的所述橡胶部件的拉伸50%时的模量大于1.28Mpa且低于1.82MPa。
9.如权利要求1~8中任意一项所述的扭转减振器,其中,压入前的所述橡胶部件为橡胶组合物的硫化成形物,
该橡胶组合物中,相对于EPDM100重量份,添加有碳黑100重量份以上、操作油40重量份以上,所述EPDM的聚合物组分率为20重量%以上40重量%以下。
10.如权利要求9所述的扭转减振器,其中,所述碳黑的碘吸附量为70mg/g以上185mg/g以下。
11.如权利要求8~10中任意一项所述的扭转减振器,其中,所述碳黑的DBP吸油量为40cm3/100g以上120cm3/100g以下。
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KR20220075429A (ko) * | 2019-12-20 | 2022-06-08 | 에누오케 가부시키가이샤 | 토셔널 댐퍼 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10196719A (ja) * | 1997-01-09 | 1998-07-31 | Toyoda Gosei Co Ltd | ダンパプーリ |
JPH1144344A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-16 | Nok Megurasutikku Kk | ダンパ |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10196719A (ja) * | 1997-01-09 | 1998-07-31 | Toyoda Gosei Co Ltd | ダンパプーリ |
JPH1144344A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-16 | Nok Megurasutikku Kk | ダンパ |
JP2010151217A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Fukoku Co Ltd | トーショナルダンパ |
CN102802936B (zh) * | 2009-06-30 | 2015-02-11 | 盖茨公司 | 具有层压橡胶元件的粘结部件和制备方法 |
CN104854189A (zh) * | 2013-07-25 | 2015-08-19 | Nok株式会社 | 扭力减振器用epdm组合物 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113217578A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-06 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种轴系调频装置及发动机 |
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