JP2008190614A - トーショナルダンパ、及び、トーショナルダンパの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレート接合部分への加硫接着の際の影響を防止する。
【解決手段】予め一体成形された第１マス部材２０Ａ、第２マス部材２０Ｂ、センタープレート１４へ、第１弾性連結体２６Ａ及び第２弾性連結体２６Ｂを加硫接着する。加硫接着は、第１コア４２Ａ、第２コア４２Ｂ、第１分割型４０Ａ、及び第２分割型４０Ｂを用いて行う。加硫接着後、センタープレート１４へ補強プレート１６を接合する。接合は、補強プレート１６の屈曲された内周端辺を、センタープレート１４の開口５０に圧入し加締止めすることにより行う。
【選択図】図７

Description

本発明は、エンジンのクランク軸等の捩り振動を低減するためのトーショナルダンパ、及び、このトーショナルダンパの製造方法に関するものである。

クランクシャフト等の回転軸の捩じり振動を吸収するためのトーショナルダンパとしては、例えば、特許文献１に記載されたトーショナルダンパが知られている。特許文献１に記載されたトーショナルダンパは、図９に示すように、クランクシャフトに取り付けられた円盤状の取付プレート１にラバー２を介してマス３が連結されている。そして、マス３とラバー２との間にスリット４が構成され、スリット４内には、取付プレート１に固定されたフリクションプレート６が配置されると共に、シリコンオイル（粘性流体）が充填されている。

特許文献１に記載のトーショナルダンパでは、クランク軸に捩り振動が発生すると、マス３と取付プレート１との間の相対移動、マス３とフリクションプレート６との間の相対移動が生じるが、ラバー２、シリコンオイルによって振動が抑制されている。

上記のような構成のトーショナルダンパでは、フリクションプレート６の取付プレート１への固定は、ラバー２を取付プレート１へ取り付ける前に行われる。

しかしながら、ラバー２を取付プレート１へ加硫接着により固定する場合、加硫前に化成処理を行うため、フリクションプレート６と取付プレート１との接合部分へ化成処理液が入り込み、加硫時に化成処理液が染み出して接着不良となることがあった。
特開２００２−１８８６９０号公報

本発明の目的は、上記事実を考慮してなされたものであり、プレート接合部分への加硫接着の際の影響を防止したトーショナルダンパ、及び、このトーショナルダンパの製造方法を提供することにある。

本発明の請求項１に係るトーショナルダンパの製造方法は、円盤状とされたセンタープレートの両側に各々設けられリング状とされた弾性連結体の内周端を前記センタープレートに加硫接着させると共に、外周端を前記センタープレートの外縁部を挟み込んで覆うと共に前記センタープレートの径方向内側に向かって開口された環状のダンパマスの内周端に加硫接着させ、その後、前記液体空間よりも前記センタープレートの径方向内側にリング板状の補強プレートを前記センタープレートと同軸的に接合するものである。

上記のトーショナルダンパの製造方法では、弾性連結体をセンタープレート及びダンパマスへ加硫接着した後に、補強プレートとセンタープレートとを接合する。したがって、加硫接着の際の化成処理による影響が接合部分へは及ばず、良好な接合状態を維持することができる。

本発明の請求項２に係るトーショナルダンパの製造方法は、前記センタープレートの中央部に回転軸を挿通可能な開口が形成され、前記補強プレートは内周端辺が前記開口に圧入されることにより接合されていること、を特徴とする。

上記のように、センタープレートと補強プレートを圧入により容易に接合することができる。

本発明の請求項３に係るトーショナルダンパは、円盤状とされ、回転軸に同軸的に連結されたセンタープレートと、前記センタープレートの外縁部を挟み込んで覆うと共に、前記センタープレートの径方向内側に向かって開口される環状のダンパマスと、前記センタープレートの両側に設けられ、各々、一端が前記ダンパマスの内周端に全周に亘って加硫接着されると共に、他端が前記センタープレートの一方の面に全周に亘って加硫接着された弾性連結体と、前記弾性連結体及び前記ダンパマスによって囲まれた液体空間に封入された粘性流体と、前記液体空間よりも前記センタープレートの径方向内側に前記センタープレートと同軸的に配置され、内周端辺が前記センタープレートの開口に圧入されたリング板状の補強プレートと、を備えている。

上記構成のトーショナルダンパでは、補強プレートは、液体空間よりもセンタープレートの径方向内側に配置されている。すなわち、補強プレートは液体空間の外側に配置されているので、弾性連結体をセンタープレート及びダンパマスへ加硫接着した後にセンタープレートへ接合することができる。

また、補強プレートは、センタープレートの開口に内周端辺を圧入することにより、接着剤等を用いることなく容易にセンタープレートへ接合することができる。

以上説明したように本発明のトーショナルダンパ、及び、トーショナルダンパの製造方法によれば、製造時におけるセンタープレートと補強プレートとの接合部分への加硫接着の際の影響を防止することができる。

以下、本発明の実施形態に係るトーショナルダンパ、及び、このトーショナルダンパの製造方法について図面を参照して説明する。

図１及び図２には、本発明の実施形態に係るトーショナルダンパが示されている。このトーショナルダンパ１０は、エンジンのクランクシャフト等の回転軸１２の端部に連結固定されるものであり、回転軸１２に生じる捩じり振動をダンパマス２０の質量効果、内部に封入された粘性流体Ｌの粘性抵抗等により低減するためのものである。

トーショナルダンパ１０は、円盤状のセンタープレート１４を備えている。センタープレート１４は、接合部などを有さず一体的に構成され、中央部に回転軸１２を挿通可能な開口５０が形成されている。トーショナルダンパ１０の開口５０周りの片面には、リング板状の補強プレート１６がセンタープレート１４と同軸的に接合されている。補強プレート１６は、内周端辺１６がセンタープレート１４側へ屈曲され、開口５０に圧入されると共にかしめ止めされている。

センタープレート１４及び補強プレート１６は、回転軸１２へボルト等により回転軸１２と共に回転するように同軸的に連結されている。センタープレート１４及び補強プレート１６の材料としては、鋼材、アルミ、繊維入り樹脂などを用いることができる。

センタープレート１４には、貫通孔１４Ａが複数箇所（本実施形態では６箇所）に形成されている。この貫通孔１４Ａは、後述する粘性流体Ｌを通過させるためのものである。

センタープレート１４は、図３にも示すように、径方向の外縁部が屈曲形状とされ、この部分に段差が構成されている。これにより、センタープレート１４の厚み方向の中央面をＣとすると、センタープレート１４の側端面１４Ｅは、中央面Ｃよりも回転軸１２方向のいずれか寄り（本実施形態では、後述する第１マス部材２０Ａ側）に配置されている。

トーショナルダンパ１０には、センタープレート１４の外縁部を全周に亘って覆うように環状のダンパマス２０が設けられている。ダンパマス２０は、回転軸１２と同軸的に配置され、センタープレート１４を挟んで一方側に配置される第１マス部材２０Ａと、他方側に配置される第２マス部材２０Ｂとにより構成されている。第１マス部材２０Ａと第２マス部材２０Ｂとは別体とされ、第１マス部材２０Ａ、第２マス部材２０Ｂは、各々一体成形されている。

第１マス部材２０Ａは、図３にも示すように、センタープレート１４の一方側の面と対向する第１対向部２２Ａ、及び、センタープレート１４の側端面１４Ｅよりも径方向外側でセンタープレート１４の厚み方向に沿って配置された第１外周部２４Ａを有している。第１対向部２２Ａと第１外周部２４Ａとは一体的に構成されている。第１対向部２２Ａには、径方向の外側に向かってセンタープレーと１４から離れるように段差が２段構成されている。段差により構成される最も内側のセンタープレート１４に近い部分を第１内側対向部２２Ａ−１、最も外側のセンタープレート１４から遠い部分を第１外側対向部２２Ａ−３、第１内側対向部２２Ａ−１と第１外側対向部２２Ａ−３の間の中間部分を第１中間対向部２２Ａー２という。第１外周部２４Ａの後述する第２外周部２４Ｂと突き合わされる端面は、第１対向部２２Ａの最もセンタープレート１４に近い部分（第１内側対向部２２Ａ−１）よりも中央面Ｃ側に張り出されている。第１外周部２４Ａの内側には、溝２４ＡＭが形成されている。

第２マス部材２０Ｂは、第１マス部材２０Ａと同一形状とされており、第２対向部２２Ｂ、及び、第２外周部２４Ｂを有している。第２マス部材２０Ｂは、第２対向部２２Ｂがセンタープレート１４と対向するように配置され、センタープレート１４を挟んで第１マス部材２０Ａと断面が線対称となるように配置されている。第２対向部２２Ｂは、第１対向部２２Ａと同様に、第２内側対向部２２Ｂ−１、第２中央対向部２２Ｂ−２、第２外側対向部２２Ｂ−３で構成されている。なお、第２外周部２４Ｂの内側には、溝２４ＡＭに対応するような溝は形成されていない。

第１マス部材２０Ａと第２マス部材２０Ｂとは、第１外周部２４Ａの端面と第２外周部２４Ｂの端面とが突き合わされて溶接により接合されている。溶接は、レーザービーム溶接により行われている。

第１マス部材２０Ａと第２マス部材２０Ｂとが接合された状態で、センタープレート１４の側端面１４Ｅは、外縁部が屈曲形成されていることから、第１外周部２４Ａ側のみに対向する。

トーショナルダンパ１０は、センタープレート１４とダンパマス２０との間隔を所定距離に保持するための、外周ベアリング部材３２、及び、複数個のボタンベアリング部材３４を備えている。

外周ベアリング部材３２は、センタープレート１４の側端面１４Ｅに全周に亘って設けられている。外周ベアリング部材３２は、第１外周部２４Ａの内側の溝２４ＡＭに係合されている。外周ベアリング部材３２は、第１外周部２４Ａと第２外周部２４Ｂとの接合部を避けて、第１外周部２４Ａに構成された溝２４ＡＭに係合されているので、接合部に形成されやすい段差部分に外周ベアリング部材３２が対向配置されることがない。したがって、ダンパマス２０との間での摺動がスムーズに行われる。

また、外周ベアリング部材３２により、ダンパマス２０の外周部とセンタープレート１４との距離が所定距離に保持されている。すなわち、センタープレート１４とダンパマス２０との間の径方向の間隔が所定距離に保持される。外周ベアリング部材３２は、ダンパマス２０との摺動性及び耐磨耗性を有する樹脂材料により構成されており、例えば、ＰＴＦＥ（Poly-Ｔetra-Fluoro-Ethylene）が好適に使用される。

なお、このように、センタープレート１４の径方向外端に外周ベアリング部材３２を配置することにより、ダンパマス２０との摺動面積を広くすることができる。

ボタンベアリング部材３４は、図４に示すように、略円柱状とされ側面に溝３４Ｍが形成されている。溝３４Ｍは、センタープレート１４の厚みよりも僅かに広幅とされている。ボタンベアリング部材３４は、センタープレート１４の、第１中央対向部２２Ａ−２、及び、第２中央対向部２２Ｂ−２と対向する部分に形成された取付孔１４Ｈに嵌め込まれている。（本実施形態では６個）。ボタンベアリング部材３４の両端面により、ダンパマス２０の第１中央対向部２２Ａ−２、及び、第２中央対向部２２Ｂ−２とセンタープレート１４との距離が所定距離に保持されている。すなわち、センタープレート１４とダンパマス２０との間の厚み方向の間隔が所定距離に保持される。ボタンベアリング部材３４も、ダンパマス２０との摺動性及び耐磨耗性を有する樹脂材料により成形されており、例えば、ＰＴＦＥ（Poly-Ｔetra-Fluoro-Ethylene）が好適に使用される。

トーショナルダンパ１０は、ダンパマス２０とセンタープレート１４とを弾性的に連結する第１弾性連結体２６Ａ、及び、第２弾性連結体２６Ｂを備えている。第１弾性連結体２６Ａ、及び、第２弾性連結体２６Ｂは、ゴムを成形素材とし、リング状に形成されている。

第１弾性連結体２６Ａは、一端部がダンパマス２０を構成する第１対向部２２Ａの回転軸１２側の端部に固着されている。第１弾性連結体２６Ａの他端部は、センタープレート１４の第１対向部２２Ａが対向している面に固着されている。

また、第２弾性連結体２６Ｂは、一端部が第２対向部２２Ｂの回転軸１２側の端部に固着されている。第２弾性連結体２６Ｂの他端部は、センタープレート１４の第２対向部２２Ｂが対向している面に固着されている。

第１弾性連結体２６Ａ及び第２対向部２２Ｂの他端部は、センタープレート１４の補強プレート１６よりも径方向外側に固着されている。したがって、補強プレート１６は、後述する液体空間３０よりもセンタープレート１４の径方向内側に配置される。

第１弾性連結体２６Ａ、及び、第２弾性連結体２６Ｂは、図３に示すように、断面形状がセンタープレート１４の厚み方向に膨らむ形状とされている。第１弾性連結体２６Ａ、及び、第２弾性連結体２６Ｂは、ダンパマス２０及びセンタープレート１４へ、全周に亘って加硫接着されている。この加硫接着により、この接着部分からの粘性流体Ｌの漏れが防止される。

ダンパマス２０、第１弾性連結体２６Ａ、及び、第２弾性連結体２６Ｂに囲まれた内側には、センタープレート１４の外縁部が挿入され、液体空間３０が構成されている。液体空間３０は、センタープレート１４により２つに仕切られ、各々に粘性流体Ｌが封入されている。粘性流体Ｌとしては、シリコンオイルを好適に用いることができる。なお、シリコンオイルの粘度は、１０万ｃｓ（センチトークス）〜１００万ｃｓの範囲であることが好ましい。

次に、本実施形態のトーショナルダンパ１０の製造方法について説明する。

まず、予め一体成形された第１マス部材２０Ａ、第２マス部材２０Ｂ、センタープレート１４へ、第１弾性連結体２６Ａ及び第２弾性連結体２６Ｂを接着する。ここでの接着は、加硫接着により行う。

加硫処理を行うために、図５に示すように、外側の分割型である第１分割型４０Ａ、第２分割型４０Ｂ、液体空間３０を構成するための第１コア４２Ａ、第２コア４２Ｂを用意する。第１コア４２Ａ、及び第２コア４２Ｂは、周方向に３分割されている。

第１分割型４０Ａ、及び、第２分割型４０Ｂには、注入孔４１が構成されている（図５、６では、第２分割型４０Ｂ側の注入孔４１のみ図示）。注入孔４１は、外側から、第１弾性連結体２６Ａ、及び、第２弾性連結体２６Ｂの形成される位置へ貫通されている。

第１分割型４０Ａ、第２分割型４０Ｂは、補強プレート１６がセンタープレート１４へ接合されていないことから、同一形状の型とすることができる。

図６に示すように、第１コア４２Ａ及び第２コア４２Ｂを、第１マス部材２０Ａとセンタープレート１４の間、及び、第２マス部材２０Ｂとセンタープレート１４の間に配置する。そして、第１分割型４０Ａ及び第２分割型４０Ｂで全体を挟み込む。第１コア４２Ａ及び第２コア４２Ｂの内周側には、第１分割型４０Ａ、第２分割型４０Ｂとの間に、各々第１弾性連結体２６Ａ、第２弾性連結体２６Ｂに対応する空間が構成される。第１マス部材２０Ａ、及び、第２マス部材２０Ｂは、第１分割型４０Ａ及び第２分割型４０Ｂ内で、完成状態よりもセンタープレート１４から離れた位置に配置されている。

この状態で、注入孔４１から、第１弾性連結体２６Ａ及び第２弾性連結体２６Ｂを形成するための未加硫ゴムを注入し、その後、加硫処理を行う。

加硫処理後の型抜きは、第１分割型４０Ａ及び第２分割型４０Ｂを取外した後、第１コア４２Ａ及び第２コア４２Ｂを抜き出す。このとき、第１マス部材２０Ａの第１外周部２４Ａ及び第２マス部材２０Ｂの第２外周部２４Ｂは、センタープレート１４側へオーバーハングしているため、このままでは抜き出すことが難しい。そこで、第１弾性連結体２６Ａ及び第２弾性連結体２６Ｂの弾性力を用いて、外側への開口部を広げながら抜き出す。このように、第１弾性連結体２６Ａ及び第２弾性連結体２６Ｂの弾性力を用いることにより、第１コア４２Ａ及び第２コア４２Ｂを抜き出すことができる。

次に、ボタンベアリング部材３４を取付孔１４Ｈへ嵌め込み、外周ベアリング部材３２をセンタープレート１４の側端面１４Ｅに接着する。この接着は、接着剤等を用いて行うことができる。

次に、第１マス部材２０Ａの第１外周部２４Ａと第２マス部材２０Ｂの第２外周部２４Ｂとを突き合わせ、レーザービーム溶接により接合する。これにより、液体空間３０が構成される。レーザービーム溶接によれば、比較的低温での溶接が可能なので、熱による外周ベアリング部材３２等の内部部材への影響を抑制することができる。

次に、センタープレート１４へ補強プレート１６を接合する。接合は、図７に示すように、補強プレート１６の屈曲された内周端辺１６Ａを、センタープレート１４の開口５０に圧入してかしめることにより行う。センタープレート１４及び補強プレート１６は、最終的には回転軸１２にボルト等で固定されるため、必ずしも強固に接合されている必要はない。

次に、液体空間３０へ粘性流体Ｌを充填する。ダンパマス２０には、軸心を挟んで略対象の位置に一対の貫通孔（不図示）が形成されており、一方の貫通孔から粘性流体Ｌを注入すると共に、他方の貫通孔から液体空間３０内の空気を吸入することにより、粘性流体Ｌの充填が行われる。なお、液体空間３０は、センタープレート１４により２つに仕切られているが、一方側から注入された粘性流体Ｌは、貫通孔１４Ａを通って、他方側へ流入される。粘性流体Ｌの充填後は、貫通孔へ閉栓部材を嵌め込んで閉栓する。

このようにして、トーショナルダンパ１０が組み立てられる。

本実施形態によれば、第１マス部材２０Ａと第２マス部材２０Ｂとが、ダンパマス２０の外周部分を構成する位置で接合されているので、第１弾性連結体２６Ａ及び第２弾性連結体２６Ｂを加硫接着させた後に、第１コア型４２Ａ及び第２コア型４２Ｂを抜き出すことができる。したがって、第１弾性連結体２６Ａ及び第２弾性連結体２６Ｂの両方をダンパマス２０及びセンタープレート１４へ加硫接着させることができる。これにより、接着剤による接着等と比較して、接着部分からの粘性流体Ｌの漏れを抑制することができる。

また、上記のように、第１弾性連結体２６Ａ及び第２弾性連結体２６Ｂの両方をダンパマス２０及びセンタープレート１４へ加硫接着させることができるので、液体空間３０を構成する際の、ダンパマス２０における接合部分は外周部分に１カ所だけとなる（第１マス部材２０Ａと第２マス部材２０Ｂとの接合部分）。したがって、複数箇所の接合部分を有している場合と比較して、組み立てを容易に行うことができると共に、粘性流体Ｌの漏れを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、第１マス部材２０Ａと第２マス部材２０Ｂとは、溶接により接合されているので、嵌入などによる接合と比較して、粘性流体Ｌの漏れを抑制することができる。

なお、本実施形態では、センタープレート１４の径方向の外縁部を屈曲形成し、側端面１４Ｅを第１マス部材２０Ａと対向するように配置させているが、必ずしも屈曲させる必要はなく、図８に示すように、センタープレート１４全体を平坦な形状としてもよい。特に、本実施形態のように屈曲させることにより、センタープレート１４の側端面１４Ｅは、第１マス部材２０Ａと第２マス部材２０Ｂとの接合部分に対向配置されない。したがって、第１マス部材２０Ａと第２マス部材２０Ｂとの接合部分に段差が生じていても、この段差部分に外周ベアリング部材３２が配置されることがなく、ダンパマス２０との摺動をスムーズに行わせることができる。

また、本実施形態では、加硫処理後に補強プレート１６をセンタープレート１４へ接合しているので、補強プレート１６とセンタープレート１４との接合部分に化成処理液が入り込む等、加硫処理による影響を受けることがなく良好な接合状態を維持することができる。

なお、本実施形態では、補強プレート１６を圧入後、かしめ止めしてセンタープレート１４へ接合しているが、圧入のみで接合してもよい。

また、接合は、圧入ではなく、溶接や接着剤によるものでもよい。特に、圧入による接合であれば、容易に接合することができる。

本発明の実施形態に係るトーショナルダンパの構成を示す一部に破断部分を含む斜視図である。 本発明の実施形態に係るトーショナルダンパの構成を示す径方向に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係るトーショナルダンパのダンパマス２０付近の構成を示す径方向に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係るトーショナルダンパのボタンベアリング部材及びその取付孔を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るトーショナルダンパの製造に用いられる金型とトーショナルダンパの各部材とを示す断面図である。 本発明の実施形態に係るトーショナルダンパの製造に用いられる金型内におけるトーショナルダンパの各部材の配置を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るトーショナルダンパのセンタープレートへ補強プレートを接合する前の状態を示す径方向に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係るトーショナルダンパの変形例を示す径方向に沿った一部断面図である。 従来のトーショナルダンパを示す径方向に沿った一部断面図である。

符号の説明

１０ トーショナルダンパ
１２ 回転軸
１４ センタープレート
１６ 補強プレート
２０ ダンパマス
２６Ａ 第１弾性連結体
２６Ｂ 第２弾性連結体
３２ 外周ベアリング部材
３４ ボタンベアリング部材
Ｌ 粘性流体

Claims (3)

1. 円盤状とされたセンタープレートの両側に各々設けられリング状とされた弾性連結体の内周端を前記センタープレートに加硫接着させると共に、外周端を前記センタープレートの外縁部を挟み込んで覆うと共に前記センタープレートの径方向内側に向かって開口された環状のダンパマスの内周端に加硫接着させ、
   その後、前記液体空間よりも前記センタープレートの径方向内側にリング板状の補強プレートを前記センタープレートと同軸的に接合する、トーショナルダンパの製造方法。
2. 前記センタープレートは中央部に回転軸を挿通可能な開口が形成され、前記補強プレートは内周端辺が前記開口に圧入されることにより接合されていること、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. 円盤状とされ、回転軸に同軸的に連結されたセンタープレートと、
   前記センタープレートの外縁部を挟み込んで覆うと共に、前記センタープレートの径方向内側に向かって開口される環状のダンパマスと、
   前記センタープレートの両側に設けられ、各々、一端が前記ダンパマスの内周端に全周に亘って加硫接着されると共に、他端が前記センタープレートの一方の面に全周に亘って加硫接着された弾性連結体と、
   前記弾性連結体及び前記ダンパマスによって囲まれた液体空間に封入された粘性流体と、
   前記液体空間よりも前記センタープレートの径方向内側に前記センタープレートと同軸的に配置され、内周端辺が前記センタープレートの開口に圧入されたリング板状の補強プレートと、
   を備えたトーショナルダンパ。

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