JP2001027287A - トーショナルダンパ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハブ１、環状ゴム３及び環状マス２間のスベ
リトルクを大幅に増大させ、しかも製造上の問題のない
嵌合式のトーショナルダンパを提供する。 【解決手段】 金属からなるハブ１と、その外周側に配
置した金属からなる環状マス２との対向周面間に、環状
ゴム３を圧入する際に、ハブ１と環状マス２の対向周面
又は前記環状ゴム３に、シランカップリング剤を塗布す
ることによって、ハブ１及び環状マス２と環状ゴム３と
の嵌合面に、前記シランカップリング剤を介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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
ーショナルダンパ及びその製造技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等のエンジンの駆動は、吸気、圧
縮、爆発（膨張）及び排気の各行程を繰り返しながら行
われ、ピストンの往復運動をクランク軸の回転運動に変
換しているため、このクランク軸には、回転に伴って捩
り振動（回転方向の振動）が生じる。そしてこのような
捩り振動の増大による不具合の発生を防止するため、前
記クランク軸の軸端には、トーショナルダンパが取り付
けられる。

【０００３】トーショナルダンパは、クランク軸に取り
付けられるハブの外周にゴムを介して環状マスを同心的
かつ弾性的に連結した構成を備え、ゴムのばね定数と、
質量体の慣性質量とによって決まる一定の捩り方向固有
振動数を有し、そ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、嵌合式トーショナルダン
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ため、ゴムを加
硫接着した構造のものに比較して安価に提供できるとい
った利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この嵌
合式トーショナルダンパにおいては、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
る摩擦抵抗に依存されるため、動的吸振動作等による入
力トルクが大きくなると、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ことがあり、ゴ
ムを加硫接着した構造のものに比較して適用可能な範囲
が著しく制限されているのが現状である。したがって、
この種のトーショナルダンパには、滑りが発生する時の
入力トルク値（スベリトルク）の向上が求められてい
た。

【０００５】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、その主な技術的課題は、ハブ、環状ゴ
ム及び環状マス間のスベリトルクを大幅に増大させ、し
かも製造上の問題のない嵌合式のトーショナルダンパを
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者は、製造上の安全
性や製造設備の汚染抑制を考慮し、環状ゴムとハブ及び
環状マスとの嵌合面へ介在させる物質の研究を重ねた結
果、シランカップリング剤がスベリトルクの増大に著し
い効果を発揮することを確認して本発明の完成に到っ
た。

【０００７】すなわち、上述した技術的課題を解決する
手段として、本発明に係るトーショナルダンパは、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
なる環状マスと、前記ハブと環状マスとの対向周面間に
圧入嵌合した環状ゴムとを備え、前記環状ゴムとハブ又
は環状マスとの互いの嵌合面に、シランカップリング剤
を介在させたものである。

【０００８】また、上記トーショナルダンパの製造にお
いては、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との対向周面間に、環状ゴム
を圧入する際に、予め前記ハブと環状マスの対向周面又
は前記環状ゴムにシランカップリング剤を塗布する。

【０００９】ここで、シランカップリング剤には、アミ
ン系やウレタン系のものがあり、このうちアミン系シラ
ンカップリング剤（アミノ基含有シランカップリング
剤）としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミ
ノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルメチルジエトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）
アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノ
エチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジ
エトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシ
ラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、Ｎ−ベンジル−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、Ｎ−ビニルベンジル−γ−アミノプロピルト
リエトキシシラン等がある。

【００１０】また、ウレタン系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）として
は、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、
γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−
イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン等があ
る。

【００１１】また、本発明においては、環状ゴムとハブ
又は環状マスとの互いの嵌合面に介在させる成分とし
て、アミン系やウレタン系以外のシランカップリング剤
も使用可能である。そしてこのようなシランカップリン
グ剤としては、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メ
ルカプトプロピルメチルジエトキシシラン等のメルカプ
ト基含有シラン類や、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシ
ラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル
トリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘ
キシル）エチルトリエトキシシラン等のエポキシ基含有
シラン類や、β−カルボキシエチルトリエトキシシラ
ン、β−カルボキシエチルフェニルビス（２−メトキシ
エトキシ）シラン、Ｎ−β−（カルボキシメチル）アミ
ノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等の
カルボキシシラン類や、ビニルトリメトキシシラン、ビ
ニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプ
ロピルメチルジメトリメトキシシラン、γ−アクロイル
オキシプロピルメチルトリエトキシシラン等のビニル型
不飽和基含有シラン類や、γ−クロロプロピルトリメト
キシシラン等のハロゲン含有シラン類や、トリス（トリ
メトキシシリル）イソシアヌレート等のイソシアヌレー
トシラン類がある。また、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も用いるこ
とができる。

【００１２】上記シランカップリング剤は、一種類のみ
で使用しても良いが、二種類以上を混合使用しても良
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、嵌合式トーショナルダン
パを、その軸心を通る平面で切断して示すものである。
このトーショナルダンパは、図示されていない自動車エ
ンジン等のクランク軸の軸端に取り付けられるハブ１
と、その外周側に同心的に離間配置された環状マス２と
の対向周面間に環状ゴム３が圧入嵌合され、この環状ゴ
ム３を介して前記ハブ１と環状マス２が互いに弾性的に
連結された構造を有する。

【００１４】ハブ１は金属材料で成形されたものであっ
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プーリ部１３及びリム部１４とを有
する。環状マス２も金属材料からなるものであって、前
記ハブ１のリム部１４の外周側に配置され、外周面にプ
ーリ部２１が形成されている。前記プーリ部１３，２１
は、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ものである。

【００１５】環状ゴム３は、ゴム材料によって環状に成
形されたものであって、ハブ１のリム部１４の外周面
と、これに径方向に対向する環状マス２の内周面との間
に所要の圧縮代をもって圧入嵌合されている。また、環
状ゴム３と前記リム部１４及び環状マス２との嵌合面に
は、それぞれシランカップリング剤が介在されている。

【００１６】発明者の研究によれば、シランカップリン
グ剤は、ゴム材料と金属との圧接面におけるスベリトル
クの増大に優れた効果を発揮する。したがって、ハブ
１、環状ゴム３、環状マス２が互いに強固に保持された
状態になって、スベリトルクを著しく増大させ、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。

【００１７】また、シランカップリング剤は水溶性であ
るため、このトーショナルダンパの製造過程で環状ゴム
３とハブ１のリム部１４及び環状マス２との圧接面へ介
在させるには、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を、前記リム部１４の外周面
及び環状マス２の内周面に塗布し、環状ゴム３を前記リ
ム部１４の外周面と環状マス２の内周面との間に軸方向
一側から圧入する。

【００１８】この場合、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン等、シランカップリング剤を希釈するエタノー
ル水溶液中のエタノール濃度は、７０〜８０％とするこ
とが望ましいが、それ以外（０〜９０％）でも十分にス
ベリトルクの向上を実現することができる。

【００１９】以下、本発明による効果を確認するために
実施したスベリトルク評価試験について説明する。な
お、これらの試験に供されるトーショナルダンパは、図
１に示される構造のものとし、環状ゴム３の材料として
はＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）又はＶＡＭＡ
Ｃ（デュポン社商品名；エチレン・アクリレートゴム）
を用いた。ＥＰＤＭ及びＶＡＭＡＣの配合諸元は表１の
とおりである。

【表１】

【００２０】また、この評価試験に供されるトーショナ
ルダンパは、嵌合面への介在成分を、環状ゴム３又は金
属（ハブ１及び環状マス２）側に塗布してから、環状ゴ
ム３をハブ１と環状マス２の間に環状ゴム３を嵌合し、
次にアルカリ洗浄液に浸漬して、嵌合液（潤滑油）を洗
浄したものである。なお、前記介在成分としてポリメチ
レンポリフェニルイソシアネートを用いたものは、嵌合
後、１２０℃×２２時間の熱処理を実施し、シランカッ
プリング剤はエタノール水溶液（７５％重量比）で１:
１（重量比）希釈したものを用いた。

【００２１】スベリトルクの測定方法は、ハブ１と環状
マス２を固定した後に、５ｋｇ刻みで円周方向の荷重を
かけ、この状態を１分間保持する。そしてこの保持時間
内にハブ１と環状マス２の相対的な捩り変位が２度未満
であれば、更に前記荷重を５ｋｇ増大させて１分間保持
する。そして、保持時間中にハブ１と環状マス２の相対
的な捩り変位が２度以上となった場合のトルクをスベリ
トルクとした。

【００２２】このスベリトルク評価試験の結果は、表２
のとおりであった。

【表２】

【００２３】すなわち、上記表２に示される試験結果
を、各供試体について説明すると、次のとおりである。 実施例１，２；嵌合面の介在成分としてアミン系シラン
カップリング剤が用いられており、圧入嵌合するゴム材
料に依存せずにスベリトルクの向上効果が得られた。ま
た、嵌合後の熱処理を行わなくても、従来技術によるス
ベリトルク向上方法（比較例１）の約１．３倍、接着成
分を用いない場合（比較例２）の２倍のスベリトルク向
上効果が得られた。また、熱老化後のスベリトルク低下
は発生しなかった。 実施例１，３；嵌合面の介在成分としてアミン系シラン
カップリング剤が用いられており、環状ゴム３に塗布す
るか、金属（ハブ１及び環状マス２）側に塗布するかに
関係なく、スベリトルク向上効果が得られた。 実施例４；嵌合面の介在成分としてウレタン系シランカ
ップリング剤が用いられており、環状ゴム嵌合後の熱処
理を行わなくても、従来技術によるスベリトルク向上方
法（比較例６）と同等以上のスベリトルク向上効果が得
られた。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明によれば、
金属からなるハブ及び環状マスとその対向周面間に圧入
した環状ゴムとの互いの嵌合面に、シランカップリング
剤を介在させることによって、前記嵌合面におけるスベ
リトルクが大幅に向上するので、大きな捩り変位の入力
時にハブと環状ゴム間あるいは環状ゴムと環状マスとの
間にスベリが発生するのを有効に防止することができ
る。しかも製造上の安全性及び製造設備を汚染する問題
もないといった優れた効果が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るトーショナルダンパ
をその軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【符号の説明】

１ ハブ １１ ボス部 １２ 円盤部 １３ プーリ部 １４ リム部 ２ 環状マス ２１ プーリ部 ３ 環状ゴム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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）と、 前記ハブ（１）と環状マス（２）との対向周面間に圧入
   嵌合した環状ゴム（３）とを備え、 前記環状ゴム（３）とハブ（１）又は環状マス（２）と
   の互いの嵌合面に、シランカップリング剤を介在させた
   ことを特徴とするトーショナルダンパ。
2. 【請求項２】 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）
   との対向周面間に、環状ゴム（３）を圧入する際に、前
   記ハブ（１）と環状マス（２）の対向周面又は前記環状
   ゴム（３）に、シランカップリング剤を塗布することを
   特徴とするトーショナルダンパの製造方法。