JP2007009932A - トーショナルダンパの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】嵌合型トーショナルダンパを容易に製造する方法を提供する。
【解決手段】金属板の成形体からなるハブ１の外周部に円錐筒状に形成された外周筒部１３と、その内周側に同心的に配置した環状質量体２との間に、ゴム状弾性材料で環状に成形された弾性体３を遊嵌状態に介在させ、前記外周筒部１３を内周側へ円筒状に絞り加工することにより、前記外周筒部１３、弾性体３及び環状質量体２を互いに圧接させる。また、前記外周筒部１３の外周面に形成されたプーリ溝１３ａの仕上加工が、前記外周筒部１３の絞り加工後の転造によって行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば内燃機関のクランク軸等の回転軸に、捩り振動を吸収するために装着されるトーショナルダンパを製造する技術に関する。

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、ゴム状弾性材料からなる環状の弾性体を介して金属製の環状質量体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、例えば下記の特許文献１及び特許文献２に開示されているような、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、環状に成形した弾性体を、ハブと環状質量体の対向周面間の環状隙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。

しかしながら、この種の嵌合型トーショナルダンパは、ハブと環状質量体の間に弾性体を圧入する際の圧入抵抗が大きく、しかも、予め塗布したカップリング剤が乾燥によって粘着性を発現することによっても、圧入抵抗が増大するため、圧入過程で弾性体にうねり変形を生じ、これによって弾性体の耐久性が低下したり、環状質量体の軸方向振れ精度が悪化して、回転中の環状質量体の首振り運動が増大するおそれがあった。しかも、嵌合型のトーショナルダンパは、ハブ又は環状質量体と弾性体との嵌合面間で滑りを生じたり、弾性体が破損したような場合は、ハブから弾性体及び環状質量体が脱落するおそれがあった。
特開平０６−１５９４３９号公報 特開２００４−２２５８２９号公報

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、嵌合型トーショナルダンパを容易に製造する方法を提供することにある。

上述した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、金属板の成形体からなるハブの外周部に形成された外周筒部と、その内周側又は外周側に同心的に配置した環状質量体との間に、ゴム状弾性材料で環状に成形された弾性体を遊嵌状態に介在させ、前記外周筒部を内周側又は外周側へ塑性加工することにより、前記外周筒部、弾性体及び環状質量体を互いに圧接させることを特徴とするものである。

請求項２の発明に係るトーショナルダンパの製造方法は、請求項１に記載の方法において、ハブの外周筒部が予め円錐筒状に成形され、この外周筒部と環状質量体との間に弾性体を遊嵌状態に介在させた後、前記外周筒部を円筒状に塑性加工することを特徴とするものである。

請求項３の発明に係るトーショナルダンパの製造方法は、請求項１に記載の方法において、ハブの外周筒部の先端部に、弾性体及び環状質量体の軸方向変位を規制するストッパが予め形成されることを特徴とするものである。

請求項４の発明に係るトーショナルダンパの製造方法は、金属板の成形体からなるハブの外周部に形成された外周筒部にプーリ溝を予備成形し、この外周筒部とその内周側に同心的に配置した環状質量体との間に、ゴム状弾性材料で環状に成形された弾性体を遊嵌状態に介在させ、前記外周筒部を内周側へ塑性加工することにより、前記外周筒部、弾性体及び環状質量体を互いに圧接させ、前記プーリ溝を、転造により仕上加工することを特徴とするものである。

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、弾性体をハブの外周筒部と環状質量体との間に配置する工程と、弾性体に予圧縮を与える工程が別であるため、ハブの外周筒部と環状質量体の間に軸方向一方から弾性体を圧入するといった方法によらずに、弾性体をハブの外周筒部と環状質量体の間に適当な径方向圧縮状態で嵌合させることができ、このため嵌合型トーショナルダンパを容易に製造することができる。

請求項２の発明に係るトーショナルダンパの製造方法によれば、ハブの外周筒部が予め円錐筒状に成形されているので、この外周筒部と環状質量体との間への弾性体の組み込みが容易であり、外周筒部を円筒状に塑性加工することにより前記弾性体に容易に径方向圧縮を与えることができる。

請求項３の発明に係るトーショナルダンパの製造方法によれば、ハブの外周筒部から弾性体及び環状質量体の脱落を生じない嵌合型トーショナルダンパを、容易に製造することができる。

請求項４の発明に係るトーショナルダンパの製造方法によれば、プーリ溝の仕上加工が、ハブの外周筒部の寸法を確保するための転造によって同時に行われるため、少ない加工工程で、ハブの外周筒部をプーリとしたトーショナルダンパを製造することができる。

以下、本発明に係るトーショナルダンパの製造方法について、図示の好適な実施の形態を参照しながら説明する。まず図１は、本発明の方法により製造された嵌合型のトーショナルダンパの一例を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図で、図１における左側が正面側、すなわち車両のフロント側であり、図１における右側が背面側、すなわち不図示の内燃機関が存在する側である。

図１に示されるトーショナルダンパは、車両の内燃機関のクランク軸（不図示）の軸端に取り付けられるハブ１と、このハブ１の外周筒部１３の内周側に同心的かつ相対変位可能な状態で配置された環状質量体２と、前記外周筒部１３と環状質量体２との間に圧接状態に嵌合された弾性体３とからなる。

ハブ１は、厚手の鋼板やアルミニウム板等の金属板をプレス成形することによって製作されたものであって、クランク軸の軸端への固定部である軸孔１１ａが形成されたボス部１１と、その正面側の端部から外周側へ延在された円盤部１２と、その外周端部から正面側へ延在された外周筒部１３と、更にこの外周筒部１３の正面側の端部から内周側へ屈曲したストッパ１４とを有する。

ハブ１の円盤部１２には、複数の通孔１２ａが等位相間隔で開設されている。また、このハブ１（外周筒部１３）は、ベルトを巻き掛けて補機へ回転力を伝達するためのプーリとして機能するものであって、外周筒部１３の外周面には、ポリＶ溝１３ａが形成されている。なお、ポリＶ溝１３ａは、請求項４に記載されたプーリ溝に相当するものである。

環状質量体２は、鉄系等の金属で製作されたものであって、単純な円環状に形成され、ハブ１の外周筒部１３の内周側、言い換えればハブ１の円盤部１２の正面側に配置されている。

弾性体３は、例えば耐熱性、耐寒性及び機械的強度に優れたゴム状弾性材料によって環状に成形され、ハブ１の外周筒部１３の内周面と、これに径方向に対向する環状質量体２の円筒面状外周面との間に、適当に径方向に圧縮された状態で嵌着されている。また、この弾性体３の軸方向両端は、ハブ１における円盤部１２の外周部及びストッパ１４の内側面と接触している。

環状質量体２と弾性体３は、所定の回転数域で捩り方向（円周方向）へ共振する副振動系を構成しており、その捩り方向固有振動数（共振周波数）は、環状質量体２の円周方向慣性質量と、弾性体３の捩り方向剪断ばね定数によって、クランク軸の捩り振動の振幅が極大となる振動数域（クランク軸の捩り共振周波数域）に設定されている。

上述の構成を備える図１の嵌合型トーショナルダンパは、ハブ１のボス部１１の軸孔１１ａにおいて、図示されていないボルト及びキー等によって内燃機関のクランク軸の軸端に固定され、前記内燃機関の駆動時に、クランク軸と共に回転されるものである。そして、クランク軸の回転中に、ハブ１を介して入力される捩り振動が、クランク軸の振幅が極大となる振動数域になると、環状質量体２と弾性体３とによって構成される副振動系が、入力振動と逆位相の振動波形で共振し、すなわちその共振によるトルクは入力振動のトルクと逆方向に生じるため、クランク軸の捩り振動のピークを有効に低減する動的吸振効果（ダイナミックダンパ効果）を発揮するものである。

ここで、ハブ１の外周筒部１３の内周面は、転造等によるポリＶ溝１３ａの成形によって、このポリＶ溝１３ａと対応する凹凸条１３ｂが円周方向へ連続して形成されており、弾性体３の外周面は、この凹凸条１３ｂに倣って変形された状態で嵌合している。したがって、ハブ１の外周筒部１３と弾性体３とのとの間には、滑りが生じにくいものとなっている。また、ハブ１の外周筒部１３からの弾性体３及び環状質量体２の脱落は、ハブ１の円盤部１２及びストッパ１４によって阻止される。

図２〜図５は、本発明に係るトーショナルダンパの製造方法の好ましい実施の形態として、上述のように構成された図１の嵌合型トーショナルダンパを製造するための工程を示すものである。なお、これらの図でも、左側が正面側であり、右側が背面側である。

まず図２は、図１の嵌合型トーショナルダンパを製造する方法において、ハブ１、環状質量体２及び弾性体３の分離状態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。この図２に示されるように、ハブ１は、予めその外周筒部１３が正面側（ストッパ１４側）で大径となるような円錐筒状に予備成形されており、その外周面のポリＶ溝１３ａは、仕上が施されていない状態に加工されている。また、前記外周筒部１３の正面側の端部から内周側へ延びるストッパ１４は、図示のように円周方向に連続した形状、あるいは所定の間隔で断続した形状であって、先端が正面側へ突出するように傾斜しており、その内径（断続形状の場合は各先端を通る仮想円周の径）φ１は、少なくとも環状質量体２及び弾性体３が通過することのできる大きさとなっている。

次に、図３は、図１のトーショナルダンパを製造する方法において、ハブ１、環状質量体２及び弾性体３を径方向に組み合わせた状態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。すなわち、この図３に示されるように、ハブ１の外周筒部１３の内周側に環状質量体２を同心的に配置し、両者間に弾性体３を介在させる。そして、ハブ１の外周筒部１３の内周面と環状質量体２の外周面との間の隙間δは、弾性体３の径方向肉厚ｔよりも大きいため、前記隙間δへの弾性体３の介入を、容易に行うことができる。

ハブ１の外周筒部１３と環状質量体２との間に弾性体３を介在させるには、ハブ１の外周筒部１３と環状質量体２の間に弾性体３を挿入しても良いし、あるいは弾性体３を外挿した環状質量体２を前記外周筒部１３の内周に挿入しても良いが、弾性体３が不用意にずれることのないように、環状質量体２の外周面に保持されるようにすることが好ましい。

次に、図４は、図１のトーショナルダンパを製造する方法において、ハブ１の外周筒部１３を内周側へ円筒状に塑性加工した状態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。すなわち、先に説明した図３の組み合わせ状態では、正面側（ストッパ１４側）で大径となるような円錐筒状であった外周筒部１３を、図４に示されるように、円筒状に絞り加工すると共に、ストッパ１４の端面カシメ、すなわち軸心Ｏと略垂直な状態にカシメ加工する。

そしてこの工程によって、ハブ１の外周筒部１３、弾性体３及び環状質量体２が互いに圧接状態となり、弾性体３が前記外周筒部１３と環状質量体２との間で径方向に予圧縮されると共に、この予圧縮により外周筒部１３と環状質量体２との間から突出した軸方向両端が、ハブ１における円盤部１２の外周部及びストッパ１４の内側面と接触され、ストッパ１４の内径が、図２に示されるφ１から、環状質量体２の外径よりも小径のφ１’に縮径される。

次に、図５は、図１のトーショナルダンパを製造する方法において、ハブ１の外周筒部１３の仕上加工状態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。この仕上加工には、外周面に前記外周筒部１３におけるポリＶ溝１３ａと対応する成形用環状凹凸４ａが形成された転造ダイス４を用い、ハブ１をその軸心Ｏの周りに回転させながら、この転造ダイス４をポリＶ溝１３ａに押し付けてその軸心Ｏ’の周りに従動回転させることにより、外周筒部１３の径寸法を高精度に仕上成形する。このため、弾性体３の径方向予圧縮も高精度にすることができる。

また、プレス成形等によって、先の図２に示されるようにハブ１を予備成形する過程では、その外周筒部１３におけるポリＶ溝１３ａは仕上がなされておらず、しかも図４の絞り加工に伴って、外周筒部１３と共にポリＶ溝１３ａも変形を受ける。したがって、この絞り加工後に、図５に示されるように、転造ダイス４の成形用環状凹凸４ａによって、ポリＶ溝１３ａを高精度に仕上げることができる。

なお、上述の形態では、ハブ１の外周筒部１３にポリＶ溝１３ａが形成され、その内周側に弾性体３を介して環状質量体２を設けたトーショナルダンパを製造する方法について説明したが、環状質量体２を、外周筒部１３の外周側に弾性体３を介して環状質量体２を設けたトーショナルダンパの製造にも、本発明を適用することができる。この場合、金属板の成形体からなるハブ１の外周部に形成された外周筒部１３と、その外周側に同心的に配置した環状質量体２との間に、ゴム状弾性材料で環状に成形された弾性体３を遊嵌状態に介在させ、前記外周筒部１３を外周側へ塑性加工することにより、外周筒部１３、弾性体３及び環状質量体２を互いに圧接させる。

またこの場合、ハブ１の外周筒部１３をその開放端部が小径となるような円錐筒状に成形しておき、弾性体３を遊嵌させた後、外周筒部１３をその内周側から拡径させて円筒状に塑性加工する。

嵌合型のトーショナルダンパの一例を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。 図１のトーショナルダンパを製造する方法において、ハブ、環状質量体及び弾性体の分離状態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。 図１のトーショナルダンパを製造する方法において、ハブ、環状質量体及び弾性体を径方向に組み合わせた状態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。 図１のトーショナルダンパを製造する方法において、ハブの外周筒部を内周側へ円筒状に塑性加工した状態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。 図１のトーショナルダンパを製造する方法において、ハブの外周筒部の仕上加工状態を、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 外周筒部
１３ａ ポリＶ溝（プーリ溝）
１３ｂ 凹凸条
１４ ストッパ
２ 環状質量体
３ 弾性体
４ 転造ダイス
４ａ 成形用環状凹凸
Ｏ，Ｏ’ 軸心

Claims (4)

1. 金属板の成形体からなるハブ（１）の外周部に形成された外周筒部（１３）と、その内周側又は外周側に同心的に配置した環状質量体（２）との間に、ゴム状弾性材料で環状に成形された弾性体（３）を遊嵌状態に介在させ、前記外周筒部（１３）を内周側又は外周側へ塑性加工することにより、前記外周筒部（１３）、弾性体（３）及び環状質量体（２）を互いに圧接させることを特徴とするトーショナルダンパの製造方法。
2. ハブ（１）の外周筒部（１３）が予め円錐筒状に成形され、この外周筒部（１３）と環状質量体（２）との間に弾性体（３）を遊嵌状態に介在させた後、前記外周筒部（１３）を円筒状に塑性加工することを特徴とする請求項１に記載のトーショナルダンパの製造方法。
3. ハブ（１）の外周筒部（１３）の先端部に、弾性体（３）及び環状質量体（２）の軸方向変位を規制するストッパ（１４）が予め形成されることを特徴とする請求項１に記載のトーショナルダンパの製造方法。
4. 金属板の成形体からなるハブ（１）の外周部に形成された外周筒部（１３）にプーリ溝（１３ａ）を予備成形し、この外周筒部（１３）とその内周側に同心的に配置した環状質量体（２）との間に、ゴム状弾性材料で環状に成形された弾性体（３）を遊嵌状態に介在させ、前記外周筒部（１３）を内周側へ塑性加工することにより、前記外周筒部（１３）、弾性体（３）及び環状質量体（２）を互いに圧接させ、前記プーリ溝（１３ａ）を、転造により仕上加工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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