JP2001263423A - ダンパおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
嵌合タイプのダンパおよびその製造方法であり、新品時
はもちろんのこと、熱老化試験後、耐久試験後であって
も、大きな滑りトルクを増大させるものである。 【解決手段】 金属部品からなるハブ1とゴム状弾性体
3との間、および金属部品からなる質量体2とゴム状弾
性体3との間に、滑り止め剤としてオルガノシランであ
るγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン4を固着
したものである。
Description
に、内燃機関のクランクシャフトなどの回転駆動系に生
起する捩り振動を吸収するトーショナルダンパに関する
ものである。
質量体の間に加硫接着したゴム状弾性体に、ハブを圧入
した接着タイプのダンパ、ハブおよび質量体の面に接
着剤を塗布し、この接着剤が塗布されたハブと質量体の
間に加硫成形したゴム状弾性体を圧入した接着タイプの
ダンパ、ハブと質量体の間に、未加硫ゴムを充填し、
この未加硫ゴムを加硫接着した接着タイプのダンパ、
ハブと質量体の間に、加硫成形したゴム状弾性体を圧入
した嵌合(非接着)タイプのダンパ、などが提案されて
いる。
量体を接続する高分子弾性体が圧縮状態で嵌合されてい
るため、接着タイプのダンパに比べて、製造が簡単でか
つ耐久性が高いことは周知であるが、反面、高負荷時
に、金属部品からなるハブとゴム状弾性体の間、または
金属部品からなる質量体とゴム状弾性体の間に回転方向
の滑りが生じることがある。
は、この滑りを防止すべく滑りトルクを増大(向上)さ
せるため、ハブまたは質量体の嵌合面にショットブラ
スト処理をする方法、ゴム状弾性体自身に粘着性をも
たせる方法、ポリメチレンポリフェニルポリイソシア
ネートをハブとゴム状弾性体の界面、質量体とゴム状弾
性体の界面に介在させる方法が提案されている。
するダンパとして、嵌合後接着タイプのダンパがある。
このダンパの製造方法は、ハブおよび/または質量体の
ゴムに対接する各面に接着剤を塗布する第1の工程と、
この塗布した接着剤を乾燥する第2の工程と、この乾燥
した接着剤の上にオイルなどの圧入液を塗布する第3の
工程と、別に加硫したゴムをハブと質量体の間に圧入す
る第4の工程と、余分な圧入液を除去する第5の工程
と、この組み付けたダンパを加熱してハブおよび質量体
とゴムを接着する第6の工程からなる。
ダイナミックダンパで使用するゴム状弾性体の耐熱性向
上等を目的として、質量体とゴム状弾性体とをシラン系
接着剤で接合した構成が開示されている。実施例では、
耐熱性を有するゴム状弾性体として、エチレン・アクリ
ルゴム、アクリロニトリルゴムが例示され、シラン系接
着剤としては、Y−4310(ロードコーポレーション
社製、商品名)が例示されている。
ト処理をする嵌合タイプのダンパは、製造が簡単である
が、高スベリトルクが得られない。
もたせた嵌合タイプのダンパは、耐久性が低いこと、製
造工程が複雑であること、圧入が困難であることであ
る。
リイソシアネートを介在させる嵌合タイプのダンパは、
圧入を容易にするため、ハブまたは質量体の嵌合面に圧
入オイルを塗布する塗布工程、圧入した後にこの圧入オ
イルを除去するための洗浄工程を必要とするため、製造
工数が増加すること、毒性を有するため、安全性に問題
があり、高コストになる。
塗布し、別途加硫成形したゴムを圧入し、加熱接着させ
た後接着タイプのダンパは、接着剤を塗布、乾燥させる
工程、圧入オイルを除去するための洗浄工程を必要とす
るため、製造工数が増加する。さらに、圧入に際し、ゴ
ムと、ゴムを固着する金具面に形成した接着剤層との摩
擦により、接着剤層が部分的にそぎ落されることがあ
り、接着むらが生じ易い。
は、上述した種々の欠点がある。
させることが可能な嵌合タイプであり、特に、新品時は
もちろんのこと、熱老化試験後、耐久試験後であって
も、大きな滑りトルクを持つ嵌合タイプのダンパおよび
その製造方法の提供にある。
らなるハブと高分子弾性体との間、および/または金属
部品からなる質量体と高分子弾性体との間に固着させる
滑り止め剤として、オルガノシランを選ぶことにより、
ハブと質量体の間隙への高分子弾性体の圧入において、
オルガノシラン溶液を圧入液として使用することがで
き、滑り止め剤と圧入液を共通のものとして使用可能で
あることを見出した。
または質量体における高分子弾性体に対接させ、固着さ
せる面に関して、本発明によれば、金属メッキ層やクロ
メート処理などの防錆あるいは接着性を改善する被膜の
形成、すなわち化学的表面処理を施さなくとも充分な固
着強度が得られることがわかった。
対接させ、固着させる面および高分子弾性体におけるハ
ブまたは質量体に対接させ、固着させる面において、一
方の高分子弾性体の表面とオルガノシランとの間には、
高分子弾性体の表面に存在する反応基がオルガノシラン
と反応しやすいので化学的固着機構が生じて固着力が得
られるが、他方のハブまたは質量体の金属表面とオルガ
ノシランとの間には、化学的表面処理を施されていない
金属表面においては錆などが生じやすいため、安定した
化学的固着機構が生じづらく、充分な固着力が得づら
い。しかしながら、上記金属表面とオルガノシランとの
間には、化学的固着機構を補うに充分な物理的固着機構
が形成され、充分な固着強度を奏しているものと推測さ
れる。
面を微視的に見れば、多数の凹凸が発生していると考え
られ、この凹凸に接触したオルガノシランが固着して、
固着したオルガノシランと金属表面の凹凸とが互いに嵌
合した状態であると考えられ、この嵌合力が、すなわち
物理的固着力として働くものと考えられる。
の面粗度が大きい方が、固着カが高くなるが、面粗度が
余りに大きすぎれば、高分子弾性体が金属表面の凹凸に
追従しきれなくなるため、高分子弾性体と金属表面間に
介在するオルガノシランの厚みにばらつきが大きくなる
ので、有効な係合力を生じる有効面積が減少し、固着力
は低下する。強い固着力を得るには、金属表面の面粗度
を機械加工などによって、十点平均粗さで、5〜50μ
mRz(JIS B0601)の範囲であれば、安定し
て強い固着力を得られるので特に好ましい。
前記化学的固着機構を補うに充分な物理的固着機構を生
じさせることはできず、50μmRzを越える場合に
は、金属表面との上記有効面積が減少して固着力は低下
する。
を設けるメッキ処理や表面活性をコントロールする化成
処理などをいう。
オルガノシランが介在する高分子弾性体と金属表面の間
では、上述の如く、物理的固着機構が存在するため、使
用に際し、イレギュラー的に高トルクが加わって、高分
子弾性体と金属表面間で滑りが生じても、接着した場合
とは異なり、一定の範囲で機能回復が可能であるので、
過大のトルクの入力によって一気に機能を失する可能性
が低い。これは、嵌合状態にあった凹凸面が、多少ずれ
ても、ずれた位置にて、ある程度再嵌合するためである
と考えられる。
方からゴムなどの高分子弾性体を圧入する嵌合タイプの
ダンパにおいて、金属部品からなるハブと高分子弾性体
との間および/または金属部品からなる質量体と上記高
分子弾性体との間に滑り止め剤としてオルガノシランを
固着したことを特徴とする。
および/または前記質量体の高分子弾性体を固着する金
属面は、化学的表面処理がなされていないことを特徴と
する。上記ハブの高分子弾性体を固着する金属面および
/または上記質量体の高分子弾性体を固着する金属面の
面粗度は、5〜50μmRz(JIS B0601)の
範囲であることを特徴とする。
方からゴムなどの高分子弾性体を圧入する嵌合タイプの
ダンパの製造方法において、ハブおよび質量体と対接す
る高分子弾性体の各なくとも一方の面に、滑り止め剤と
してオルガノシラン溶液を塗布する第1の工程と、この
オルガノシラン溶液を塗布された高分子弾性体をハブと
質量体の間に圧入する第2の工程と、ダンパを加熱して
溶剤を除去するとともにオルガノシランが上記高分子弾
性体の表面と上記ハブおよび質量体の少なくとも一方の
面とで反応して固着する第3の工程とを備えたことを特
徴とする。
方からゴムなどの高分子弾性体を圧入する嵌合タイプの
ダンパの製造方法において、上記高分子弾性体の各面が
対接する上記ハブと上記質量体の少なくとも一方の面
に、滑り止め剤としてオルガノシラン溶液を塗布する第
1の工程と、前記第1の工程終了後の上記ハブと上記質
量体との間に、上記高分子弾性体を圧入する第2の工程
と、ダンパを加熱して溶剤を除去するとともにオルガノ
シランが上記ハブおよび上記質量体の少なくもと一方の
表面と上記高分子弾性体の表面とで反応して固着する第
3の工程とを備えたことを特徴とする。
おいて、上記オルガノシランで固着される上記ハブおよ
び/または上記質量体の高分子弾性体と対接する少なく
とも一方の面は、化学的表面処理をしていないことを特
徴とする。上記ハブの高分子弾性体を固着する金属面お
よび/または上記質量体の高分子弾性体を固着する金属
面の面粗度は、5〜50μmRz(JIS B060
1)の範囲であることを特徴とする。
ダンパの一実施例を示す断面図であり、図2は図1の一
部分解した断面図である。これらの図において、1はハ
ブであり、このハブ1は所定の金属によって環状に作ら
れており、自動車エンジンなどの内燃機関のクランクシ
ャフト(図示せず)の端部外周に取り付けられる。ハブ
1の外周金属面には、メッキ処理などの化学的表面処理
が施されていない。
金属によって環状に作られており、このハブ1の外周側
で、かつ同心状に離間して配置される。質量体2の内周
金属面にも、メッキ処理などの化学的表面処理が施され
ていない。
あり、このゴム状弾性体3は下記シラン化合物を介して
上記ハブ1と上記質量体2の間に圧入される。なお、こ
のゴム状弾性体3には圧入代が設定されているが、この
圧入代だけでは、高負荷時には回転方向に滑りが生じ
る。
ルカプトプロピルトリメトキシシランであり、このγ−
メルカプトプロピルトリメトキシシラン4はそれぞれ上
記ハブ1と上記ゴム状弾性体3の間、上記ゴム状弾性体
3と上記質量体2の間を固着する。
補機(図示せず)に回転トルクを伝達するため、プーリ
溝2Aが設けられている。
品からなるハブ1とゴム状弾性体3との間、および金属
部品からなる質量体2とゴム状弾性体3との間に、滑り
止め剤としてオルガノシランであるγ−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン4を固着したことにより、滑り
トルク(滑りが発生する限界トルク)を大幅に増大する
ことができた。
造方法について説明する。
であるγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン4を
溶剤、例えばトルエンに溶解して、γ−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン溶液を作る。
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン溶液を塗布す
る。そして、このγ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン溶液が塗布されたゴム状弾性体3をハブ1と質量
体2の間に圧入する。
メルカプトプロピルトリメトキシシラン溶液が塗布され
て圧入されたゴム状弾性体3からなるダンパを恒温槽に
入れ、例えば120℃で3時間加熱する。
キシシラン溶液の溶剤であるトルエンは、放出され除去
されるため、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ンは加熱反応により固着し、ハブ1と質量体2とを連結
することができる。
認するため、評価試験を実施した。試験に供する嵌合タ
イプのダンパは、図1の通りの形状のものとし、その外
径163mmのものを採用した。
6、実施例は表1の通りである。
実施例は表2の通りである。
施例は表3の通りである。
らなるハブとゴム状弾性体との間、および金属部品から
なる質量体とゴム状弾性体との間に、滑り止め剤として
オルガノシランであるγ−メルカプトプロピルトリメト
キシシラン4を固着したことによって、新品時における
滑りトルクを大幅に増大することができ、かつ、耐熱性
に優れ、熱老化試験後、耐久試験後であっても、滑りト
ルクが減少することなく、大きな滑りトルクを維持する
ことを確認することができた。
のハブ1、質量体2の金属面の面粗度と滑りトルクとの
関係について調べた。
質量体2であるプーリ2B(2)は、ねずみ鋳鉄FC2
50材を用いて概形形状に鋳造成形し、プーリ溝2A、
高分子弾性体を固着する金属面などを切削加工により所
望の形状に形成し、高分子弾性体を固着する金属面の内
径128mm、高分子弾性体を固着する金属面の高さ2
5mmのプーリ2Bを製作した。
概形形状に鋳造成形し、ボス部、高分子弾性体を固着す
る金属面などを切削加工により、所望の形状に成形し、
高分子弾性体を固着する金属面の外径122mm、高分
子弾性体を固着する金属面の高さ25mmのハブ1を製
作した。上記プーリ2Bおよびハブ1の高分子弾性体を
固着する金属面について、切削時の速度を調整して、面
粗度5,10,15,28,40,50μmRz(JI
S B0601)とし、6種の試験用金具部材とした。
込む高分子弾性体としては、EPDM材を過酸化物加硫
して、ゴム硬度65°Hs(JIS K6253タイプ
Aデュロメータ)のリング状のゴムリング3Aをゴム状
弾性体3として製作した。
類のプーリ2Bを脱脂洗浄後乾燥し、プーリ2Bおよび
ハブ1の間隙に圧入治具を用いて、前述のγ一メルカプ
トプロピルトリメトキシシラン溶液をディッピング塗布
した上記ゴムリング3A(3)を圧縮率40%で圧入し
て組み付けた。このとき、ゴムリング3Aは同じものを
用いた(6種類の実施例とも)。次に、恒温槽にて12
0℃×3Hr加熱して、その後自然冷却し、本願発明の
実施例としての試験用ダンパとした。
たプーリ2Bおよびハブ1のうち高分子弾性体を固着す
る金属面の面粗度20μmRz(JIS B0601)
のものに関し、脱脂洗浄後乾燥し、プーリ2Bおよびハ
ブ1の間隙に圧入治具を用いて、圧入オイルをディッピ
ング塗布したゴムリング3Aを圧入して組み付けた。こ
のとき、ゴムリング3Aは実施例と同様のものを用い
た。次に、恒温槽にて120℃×3Hr加熱し、その後
自然冷却し、試験用ダンパとした。
用のダンパを固定し、図示せぬ試験装置にセットして、
ダンパの回転方向滑りトルクを測定した。室温(RT)
にて、上記試験治具の回転側固定部材11に、上記方法
にて製作した試験用ダンパのプーリ2Bの側部を滑らぬ
ようボルト11aにて挟持して固定し、検出側固定部材
12に、ハブ1に設けたねじ穴をボルト12aで止めて
固定した。なお、図3では、試験治具および試験用のダ
ンパの中心線から上半分の様子示す断面で示している。
ぬ回転力を付与する駆動装置に固定し、検出側固定部材
12は、試験装置の図示せぬ滑りトルク検出用ロードセ
ルに固定した。そして、回転側固定部材11を試験用ダ
ンパの回転軸に沿って、回転速度1.4×10-2rad
/secにて回転させ、プーリ2Bとゴムリング3Aと
ハブ1間にスリップが生じるまでの最大トルクを検出側
固定部材12に締結された検出用ロードセルにて測定し
た。測定結果を、表4および図4のグラフで示した。な
お、図中○が実施例で、△が比較例である。
m、15μmと粗くなる程、滑りトルクが800N・
m、933N・m、1029N・mと大きくなることが
わかる。しかし、金属面粗度が20μm、28μm、4
0μmとさらに大きくなっても、滑りトルクは、102
9N・m、1029N・m、1029N・mと横這いと
なり、面粗度が40μmより大きくなると、滑りトルク
は減少し始めることがわかった。図4では、面粗度が5
0μmで960N・mの滑りトルクを示している。
粗度20μmで400N・mの滑りトルクを示した。
子弾性体を固着する金属面となるオルガノシランと接触
する金属面に化学的表面処理を施さず、且つこの高分子
弾性体を固着する金属面の面粗度5〜50μmRz(J
IS B0601)にした本実施例のダンパは、比較例
に対し約2倍以上の高滑りトルクを有し、従来技術によ
る圧入嵌合タイプに比べて優れていることがわかる。ま
た、面粗度15〜40μmの範囲においては、安定的な
高滑りトルクを示すことがわかる。
体3の両面にオルガノシランであるγ−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン4の溶液を塗布した場合を説明
したが、これに限定せず、環状のハブ1の外周面、およ
び環状の質量体2の内周面にオルガノシランであるγ−
メルカプトプロピルトリメトキシシラン4の溶液を塗布
してもよいことはもちろんである。
体3の両面にγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン4の溶液を塗布した場合、環状のハブ1の外周面、お
よび環状の質量体2の内周面にγ−メルカプトプロピル
トリメトキシシラン4の溶液を塗布した場合を説明した
が、これに限定せず、γ−メルカプトプロピルトリメト
キシシラン4を塗布してもよいことはもちろんである。
使用したゴム状弾性体3は、ハブ1と質量体2との双方
で、オルガノシランで固着された構成について説明した
が、オルガノシランによる固着は、ゴム状弾性体3とハ
ブ1との間、またはゴム状弾性体3と質量体2との間の
いずれか一方であっても構わない。
メルカプトプロピルトリメトキシシランを用いたが、こ
れに限定せず、(a)ビニルトリス(βメトキシエトキ
シ)シラン、(b)ビニルトリエトキシシラン、(c)
ビニルトリメトキシシラン、(d)γ−(メタクリロキ
シプロピル)トリメトキシシラン、(e)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、
(f)γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
(g)γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラ
ン、(h)N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン、(i)N−β(アミノエチル)γ
−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、(j)γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン、(k)N−フェニ
ル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、(l)ビ
ニルトリクロルシラン、(m)γ−クロロプロピルトリ
メトキシシランなどを用いてもよいことはもちろんであ
る。
体を用いたが、これに限定しないことはもちろんであ
る。
るダンパは、ハブと質量体の間に軸方向の一方からゴム
状弾性体を圧入する嵌合タイプのダンパであって、ハブ
と高分子弾性体の間および/または質量体と高分子弾性
体との間にオルガノシランを介在させて滑り止め剤とし
て使用したものであるので、高い固着強度および高い耐
久性を有するものである。
ける高分子弾性体との対接面は、化学的表面処理を施し
ていないので、工程を簡略化でき、安価なダンパとする
ことができる。
ける高分子弾性体との対接面の表面粗度を5〜50μm
Rzの範囲にすることにより、より固着力の強いダンパ
とすることができる。
方法では、ハブと質量体の間隙に高分子弾性体を圧入す
る際に、オルガノシラン溶液を圧入液として使用するた
め、オルガノシランがハブおよび/または質量体と高分
子弾性体との間に確実に介在させることができ、そのま
ま、加熱して滑り止め剤として機能させるため、確実な
固着力が得られる。
または質量体と高分子弾性体との対接面に塗布し、乾燥
させて、接着剤層を形成しておく必要がないので、圧入
に際して高分子弾性体とハブおよび/または質量体の対
接面との摩擦であらかじめ形成した接着剤層をそぎ落と
すことが無いので、確実に固着でき、簡単で安価なダン
パを製造することができるなどの効果がある。
示す断面図である。
断面説明図である。
図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 ハブと質量体の間に軸方向の一方からゴ
ムなどの高分子弾性体を圧入する嵌合タイプのダンパに
おいて、 金属部品からなる上記ハブと上記高分子弾性体との間お
よび/または金属部品からなる上記質量体と上記高分子
弾性体との間に滑り止め剤としてオルガノシランを固着
したことを特徴とするダンパ。 - 【請求項2】 上記ハブの高分子弾性体を固着する金属
面および/または上記質量体の高分子弾性体を固着する
金属面は、化学的表面処理がなされていないことを特徴
とする請求項1記載のダンパ。 - 【請求項3】 上記ハブの高分子弾性体を固着する金属
面および/または上記質量体の高分子弾性体を固着する
金属面の面粗度は、5〜50μmRz(JIS B06
01)の範囲であることを特徴とする請求項1又は2記
載のダンパ。 - 【請求項4】 ハブと質量体の間に軸方向の一方からゴ
ムなどの高分子弾性体を圧入する嵌合タイプのダンパの
製造方法において、 上記ハブおよび上記質量体と対接する高分子弾性体の少
なくとも一方の面に、滑り止め剤としてオルガノシラン
溶液を塗布する第1の工程と、 このオルガノシラン溶液を塗布された高分子弾性体をハ
ブと質量体の間に圧入する第2の工程と、 ダンパを加熱して溶剤を除去するとともにオルガノシラ
ンが上記高分子弾性体の表面と上記ハブおよび質量体の
少なくとも一方の面とで反応して固着する第3の工程と
を備えたことを特徴とするダンパの製造方法。 - 【請求項5】 ハブと質量体の間に軸方向の一方からゴ
ムなどの高分子弾性体を圧入する嵌合タイプのダンパの
製造方法において、 上記高分子弾性体の各面が対接する上記ハブおよび上記
質量体の少なくとも一方の面に、滑り止め剤としてオル
ガノシラン溶液を塗布する第1の工程と、 前記第1の工程終了後の上記ハブおよび質量体との間
に、上記高分子弾性体を圧入する第2の工程と、 ダンパを加熱して溶剤を除去するとともにオルガノシラ
ンが上記ハブおよび上記質量体の少なくとも一方の表面
と上記高分子弾性体の表面とで反応して固着する第3の
工程とを備えたことを特徴とするダンパの製造方法。 - 【請求項6】 上記オルガノシランで固着される上記ハ
ブおよび/または上記質量体の高分子弾性体と対接する
少なくとも一方の面は、化学的表面処理がなされていな
いことを特徴とする請求項4又は5に記載のダンパの製
造方法。 - 【請求項7】 上記ハブの高分子弾性体を固着する金属
面および/または上記質量体の高分子弾性体を固着する
金属面の面粗度は、5〜50μmRz(JIS B06
01)の範囲であることを特徴とする請求項4乃至6の
いずれか1項に記載のダンパの製造方法。
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