JP3633769B2 - ダンパおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダンパおよびその製造方法に係り、更に詳しくは、内燃機関のクランクシャフト等の回転駆動系に生起される捩り振動を吸収するトーショナルダンパと、その製造方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ハブおよび質量体をゴム状弾性材製の弾性体を介して連結したトーショナルダンパが知られており、またその一種として、図７に示すように、径方向に並べたハブ５１および質量体５２の間に軸方向一方からゴム状弾性材製の弾性体５３を圧入する嵌合タイプのトーショナルダンパが知られている。
【０００３】
従来、この種の嵌合タイプのトーショナルダンパは、以下のようにして製造されている。
【０００４】
すなわち先ず、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、ハブ５１および質量体５２をそれぞれ別の材料部品６１，６２から製品形状となるように切削加工し、次いでこの切削加工したハブ５１および質量体５２を径方向に並べて、その間に軸方向一方から弾性体５３を圧入している。
【０００５】
したがってこの従来の製造方法によると、ハブ５１および質量体５２をそれぞれ別の材料部品６１，６２から切削加工しているために、この切削加工に多くの手間と時間がかかる不都合がある。また材料部品６１，６２に削り代や抜き勾配等といった無駄となる部分が多いことから、材料コスト（原材料費）が嵩む不都合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑み、切削加工にかかる手間と時間を削減することが可能であり、コスト的にも有利なダンパの製造方法を提供することを目的とする。またこのような方法によって製造することによりコスト的に有利なダンパを提供することを目的とする。更にまた、上記製造方法の一過程で形成される連結部を有効に利用して、ダンパの作動時に弾性体がハブおよび質量体の間から滑り抜けた場合でも、質量体がハブから軸方向一方（フロント側）に脱落しない構造を備えたダンパを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る発明は、ハブおよび質量体の間にゴム状弾性材製の弾性体を圧入する嵌合タイプのダンパを製造する方法であって、前記ハブおよび質量体が連結部を介して一体に繋った状態となるように、これらを一つの材料部品から一体に製作する工程と、前記工程で製作した一体のハブおよび質量体の間に弾性体を圧入し、そのとき加える荷重によって前記連結部を分断する工程とを有することを特徴とするダンパの製造方法を提供する。
【０００８】
また本発明の請求項２に係る発明は、ハブおよび質量体の間にゴム状弾性材製の弾性体を圧入する嵌合タイプのダンパであって、上記請求項１記載の方法によって製造されたことを特徴とするダンパである。
【０００９】
また本発明の請求項３に係る発明は、ハブおよび質量体の間にゴム状弾性材製の弾性体を圧入する嵌合タイプのダンパであって、上記請求項１記載の方法によって製造され、更に、上記圧入工程で分断された連結部が、弾性体がハブおよび質量体の間から滑り抜けた場合に質量体がハブから脱落しないためのストッパとして機能することを特徴するダンパである。
【００１０】
上記工程を備えた本発明の請求項１に係る発明のように、ハブおよび質量体が連結部を介して一体に繋った状態となるように、これらを一つの材料部品から一体に製作すれば、ハブおよび質量体についての切削加工が従来のように二度ではなく一度で済むために、この切削加工にかかる手間と時間を従来より削減することが可能となる。材料部品は一般に鋳物であり、一つの鋳物がハブおよび質量体を含むように、これを比較的大きめに鋳造することになるが、従来のハブおよび質量体それぞれのための二つの鋳物（図８参照）を個別に切削加工する場合と比較すれば、鋳造後の削り代、抜き勾配等といった無駄な部分のボリュームを格段に減らすことができる。
【００１１】
ハブおよび質量体は、ダンパの作動時に、弾性体の弾性変形限度内で相対回転し、これにより捩り振動を吸収するものである。したがって上記切削工程でハブおよび質量体を連結部を介して一体に繋った状態に製作した場合には、その後の工程で連結部を分断してハブおよび質量体を互いに分離する必要がある。切削工程の次の工程は、上記したように一般に弾性体の圧入工程であり、この弾性体圧入工程では、ハブおよび質量体の間に弾性体を圧入すべく、そのための荷重が加えられる。したがって、このとき加える荷重によって連結部を分断することにすれば、連結部を分断するために新たに一工程を付け足さなくても連結部を自動的に分断することができ、極めて効率が良い。したがって本発明では、上記切削工程で製作した一体のハブおよび質量体の間に弾性体を圧入し、そのとき加える荷重によって連結部を分断することにした。
【００１２】
弾性体圧入工程で加える荷重によって連結部を自動的に分断するには、この連結部を比較的薄肉として容易に分断し得るように形成するのが望ましい。またその一方で連結部は、ハブおよび質量体の間に弾性体を圧入する際に邪魔になるものであってはならない。したがってこれらの観点から、径方向に並べたハブおよび質量体の間に軸方向一方から弾性体を圧入する場合に、連結部をハブおよび質量体の間の間隙にあってその軸方向他端部か、またはその近傍に、薄肉状のものとして設けるのが好適である。
【００１３】
またダンパが自動車エンジン等のクランクシャフトの外周にハブをもって取り付けられた場合、作動中に万一、弾性体がハブおよび質量体の間から軸方向に滑り抜けるようなことがあると、質量体がハブに対してフリーとなるために、質量体が回転慣性力によってハブの外周から軸方向何れかに脱落することになる。
【００１４】
軸方向何れかの一方はエンジン側であり、質量体がこの方向に脱落した場合には、クランクシャフトがエンジン本体によって先止りとされているために、質量体はエンジンにぶつかってクランクシャフトから外れることがない。
【００１５】
これに対して、軸方向何れかの他方はクランクシャフトの先端側（フロント側）であって、こちらの方には、質量体がクランクシャフトから外れるのを阻止するようなものがない。したがって質量体がクランクシャフトから外れて周辺の機器を壊したり、酷いときには高速で回転しながら車外に飛び出すことさえある。
【００１６】
したがって質量体がフロント側に脱落するのを確実に防止する必要があり、このため本発明では、上記製造方法の一過程で形成される連結部を、この質量体の脱落防止構造に利用することにした。そして、このように上記製造方法の一過程で形成される連結部によって質量体の脱落を防止する構造とすれば、この連結部が本来、ハブおよび質量体を一体化するために設けられるものであるために、質量体脱落防止専用の部品または部分を新たに設ける必要がなく、よって効率良く質量体の脱落を防止することができる。
【００１７】
このような質量体脱落防止機能を連結部に持たせるため、連結部はこれを以下のように形成する。
【００１８】
すなわち、上記した弾性体圧入工程で分断される連結部が、分断後にハブ側に残される場合には、連結部を少なくともその先端部が質量体のフロント側に位置するように形成し、かつこの連結部の外径寸法を質量体の内径寸法より大きくなるように設定する。このようにすれば、質量体がフロント側に脱落しようとしたときに、質量体がその内周部で、ハブに対して一体の連結部に対して軸方向に係合し、よって質量体がフロント側に脱落するのを防止することが可能となる。
【００１９】
また反対に、上記した弾性体圧入工程で分断される連結部が、分断後に質量体側に残される場合には、連結部を少なくともその先端部がハブのエンジン側に位置するように形成し、かつこの連結部の内径寸法をハブの外径寸法より小さくなるように設定する。このようにすれば、質量体がフロント側に脱落しようとしたときに、質量体に対して一体の連結部がハブに対して軸方向に係合し、よって質量体がフロント側に脱落するのを防止することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
【００２１】
図１（Ａ）（Ｂ）および図２（Ｃ）（Ｄ）はそれぞれ、製造過程にあるトーショナルダンパを示しており、図２（Ｄ）が、弾性体圧入工程完了後のトーショナルダンパを示している。図３は、図１（Ｂ）または図２（Ｃ）におけるＥ部拡大図、図４は、図２（Ｄ）におけるＦ部拡大図である。
【００２２】
図２（Ｄ）に示すように、当該実施形態に係るトーショナルダンパは先ず、自動車エンジン等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を有しており、このハブ１の外周側に質量体（振動リングとも称する）２が同心的に配置されて、両部品１，２の間に間隙３が設定され、両部品１，２の間、すなわちこの間隙３に軸方向一方から弾性体（ゴムリングとも称する）４が圧入されており、この弾性体４を介してハブ１および質量体２が連結されている。
【００２３】
ハブ１は、所定の金属によって環状に成形されており、クランクシャフトに取り付けられる内周側筒状部１ａと、ディスク部１ｂと、外周側筒状部１ｃとを一体に備えており、この外周側筒状部１ｃの外周側に弾性体４を介して質量体２が連結されている。ディスク部１ｂには、孔状の肉盗み部１ｄが所要数、等配状（例えば三等配）に設けられている。質量体２は所定の金属によって環状に成形されている。弾性体４は所定のゴム状弾性材（加硫ゴム）によって環状に成形されている。各図断面図の右側がエンジン側、左側がフロント側である。
【００２４】
図４に拡大して示すように、ハブ１の外周側筒状部１ｃのフロント側端部が質量体２および弾性体４の各フロント側端部よりフロント側に突出していて、このハブ１の外周側筒状部１ｃのフロント側端部に環状を呈するストッパ５’が径方向外方に向けて一体成形されており、このストッパ５’の外周端部が質量体２のフロント側に配置され、かつその外径寸法φｘが質量体２の内径寸法φｙより大きく設定されている。ストッパ５’と質量体２の間およびストッパ５’と弾性体４の間にはそれぞれ適当な大きさの軸方向間隙６，７が設けられていて、ストッパ５’は質量体２および弾性体４に対してそれぞれ常態において非接触とされており、これによりストッパ５’が弾性体４の弾性変形および質量体２のハブ１に対する回転方向の相対変位を阻害することがないようになっている。
【００２５】
この図４の状態で、実機使用中に何らかの異変が生じて、弾性体４がハブ１および質量体２の間からエンジン側に滑り抜けるようなことがあると、質量体２がハブ１に対してフリーとなるために、矢印Ｇで示すように質量体２がフロント側に脱落しようとする場合があるが、この質量体２がその内周部で、ハブ１に対して一体のストッパ５’の外周端部に当接して軸方向に係合するために、質量体２がハブ１の外周からフロント側に脱落するのを未然に防止することができる。
【００２６】
上記構成のトーショナルダンパは、これを以下のようにして製作する。
【００２７】
すなわち先ず、図１（Ａ）に示すように、ハブ１および質量体２を材料部品である鋳物２１の段階で一体形状に荒加工し、次いで同図（Ｂ）に示すように、このハブ１および質量体２が連結部（結合部とも称する）５を介して一体に繋った形状となるように、これらを精密に機械加工する。連結部５は、後（のち）に上記したストッパ５’となるものであることから、これを以下のようなものに形成する。
【００２８】
すなわち、図３に拡大して示すように先ず、ハブ１の外周側筒状部１ｃのフロント側端部を、質量体２のフロント側端部よりフロント側に突出するように形成し、このハブ１の外周側筒状部１ｃのフロント側端部に、環状を呈する連結部５を径方向外方に向けて一体成形し、この連結部５をその外周端部で、質量体２のフロント側端部であってその内周縁部に一体に接続した形状とする。連結部５の外径寸法φｘは、これを質量体２の内径寸法φｙより大きく設定する。
【００２９】
また連結部５と質量体２の間に、後の弾性体圧入工程による連結部５の分断を容易にし、かつ分断箇所を特定するために、環状の凹部（切欠部とも称する）８を外周側に設けて、環状の薄肉部９を設けておく。
【００３０】
また更に、弾性体圧入工程において、ハブ１および質量体２の間の間隙３内の空気が弾性体４の圧入に伴って自動的に外部に抜け出るように、排気孔１０を所要数、等配状（例えば三等配）に設けておく。この排気孔９は、図１（Ａ）の鋳物２１の段階で既に、この鋳物２１に凹部２２を所要数、等配状（例えば三等配）に設けておき、切削工程の一部である間隙３の形成過程で、この凹部２２と間隙３とを連通させることにより形成する。
【００３１】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、ハブ１および質量体２の間の間隙３にエンジン側から弾性体４を圧入し、このときハブ１にも軸方向荷重をかけると、ハブ１および質量体２の間の間隙３に弾性体４が圧入されるとともに、環状の連結部５が全周に亙って自動的に分断され、これにより同図（Ｄ）または図４に示したようなストッパ５’を備えたトーショナルダンパとなる。
【００３２】
上記の製造方法は、以下の特徴を有している。
【００３３】
すなわち先ず、ハブ１および質量体２が連結部５を介して一体に繋った状態となるように、これらを一つの鋳物２１から一体に製作するようにしたために、ハブ１および質量体２についての切削加工が従来のように二度ではなく、一度で済む。また鋳造後の削り代、抜き勾配等といった無駄な部分のボリュームないし鋳肌面の加工部のボリュームを従来より格段に減らすことができる。また弾性体４の圧入工程で連結部５が自動的に分断されるために、連結部５を分断するために新たに一工程を追加する必要もない。
【００３４】
したがって、これらのことから、切削加工にかかる手間と時間を削減することができ、余分な手間と時間をかけずに連結部５を自動的に分断することができ、コスト的にも有利なトーショナルダンパの製造方法を提供することができる。またハブおよび質量体を個別に製作する場合と比較して、ハブ１および質量体２の同心精度を向上させることもできる。
【００３５】
また上記製造方法によって製造されるトーショナルダンパとしては、以下の特徴を有している。
【００３６】
すなわち、上記製造方法の一過程で形成される連結部５が、弾性体４がハブ１および質量体２の間から滑り抜けた場合に質量体２がハブ１の外周からフロント側に脱落しないためのストッパ５’として機能するために、質量体２がハブ１の外周からフロント側に脱落するのを確実に防止することができる。
【００３７】
したがって、上記製造方法によって製作されることによりコスト的に有利であるとともに、安全性の高いトーショナルダンパを提供することができる。
【００３８】
尚、ストッパ５’は分断後、ハブ１側ではなく、質量体２側に残されるようにしても良く、この場合には、ハブ１および質量体２を連結部５を介して一体に製作するときに、連結部５を以下のようなものに形成する。
【００３９】
すなわち、図５に示すように、質量体２のエンジン側端部（図上右端部）をハブ１の外周側筒状部１ｃのエンジン側端部よりエンジン側（図上右側）に突出するように形成し、この質量体２のエンジン側端部に、環状を呈する連結部５を径方向内方に向けて一体成形し、この連結部５をその内周端部で、ハブ１の外周側筒状部１ｃのエンジン側端部であってその外周縁部に一体に接続した形状とする。連結部５の内径寸法は、これをハブ１の外周側筒状部１ｃの外径寸法より小さく設定する。また連結部５とハブ１の外周側筒状部１ｃの間に、後の弾性体圧入工程による連結部５の分断を容易にし、かつ分断箇所を特定するために、環状の凹部８を内周側に設けて、環状の薄肉部９を設けておく。また更に、弾性体圧入工程において、ハブ１および質量体２の間の間隙３内の空気が弾性体４の圧入に伴って自動的に外部に抜け出るように、排気孔（図示せず）を所要数、等配状（例えば三等配）に設けておく。
【００４０】
この図５の一体品に対して、そのフロント側（図上左側）から弾性体４を圧入し、このとき質量体２にも軸方向荷重をかけると、ハブ１および質量体２の間の間隙３に弾性体４が圧入されるとともに、環状の連結部５が全周に亙って自動的に分断され、これにより図６に示すような、質量体２側にストッパ５’を備えたトーショナルダンパとなる。
【００４１】
そして、このトーショナルダンパにおいては、図６の状態で実機使用中に何らかの異変が生じて、弾性体４がハブ１および質量体２の間からフロント側に滑り抜けることがあると、質量体２がハブ１に対してフリーとなるために、質量体２がフロント側に脱落しようとする場合があるが、この質量体２に対して一体のストッパ５’がその内周端部でハブ１の外周側筒状部１ｃの外周部に当接して軸方向に係合するために、質量体２がハブ１の外周からフロント側に脱落するのを未然に防止することができることになる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００４３】
すなわち先ず、上記工程を備えた本発明の請求項１によるダンパの製造方法においては、ハブおよび質量体が連結部を介して一体に繋った状態となるように、これらを一つの材料部品から一体に製作するようにしたために、ハブおよび質量体についての切削加工が従来のように二度ではなく、一度で済む。また鋳造後の削り代、抜き勾配等といった無駄な部分のボリュームないし鋳肌面の加工部のボリュームを従来より格段に減らすことができる。また弾性体圧入工程で連結部が自動的に分断されるために、連結部を分断するために新たに一工程を追加する必要がない。
【００４４】
したがって、これらのことから、切削加工にかかる手間と時間を削減することができ、余分な手間と時間をかけずに連結部を自動的に分断することができ、コスト的にも有利なトーショナルダンパの製造方法を提供することができる。またハブおよび質量体を個別に製作する場合と比較して、ハブおよび質量体の同心精度を向上させることもできる。
【００４５】
また請求項２または３のように、上記製造方法によって製造されるダンパとしては、以下の特徴を有している。
【００４６】
すなわち、上記請求項１による製造方法の一過程で形成される連結部が、弾性体がハブおよび質量体の間から滑り抜けた場合に質量体が軸方向一方に脱落しないためのストッパとして機能するために、質量体が脱落するのを確実に防止することができる。したがって、上記製造方法によって製作されることによりコスト的に有利であるとともに、安全性の高いトーショナルダンパを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）および（Ｂ）とも、本発明の実施形態に係る製造方法の工程説明図であって、（Ａ）は鋳物の断面図、（Ｂ）はハブおよび質量体一体品の半裁側面図および断面図
【図２】（Ｃ）および（Ｄ）とも、本発明の実施形態に係る製造方法の工程説明図であって、（Ｃ）はハブおよび質量体一体品ならびに弾性体の断面図、（Ｄ）は圧入工程完了後のダンパの断面図
【図３】図１（Ｂ）または図２（Ｃ）におけるＥ部拡大図
【図４】図２（Ｄ）におけるＦ部拡大図
【図５】本発明の他の実施形態に係る製造方法の工程説明図であってハブおよび質量体一体品の要部断面図
【図６】本発明の他の実施形態に係る製造方法の工程説明図であって圧入工程完了後のダンパの要部断面図
【図７】従来技術に係るダンパの断面図
【図８】（Ａ）（Ｂ）とも、従来例に係る製造方法の工程説明図であって、（Ａ）は質量体成形用鋳物の断面図、（Ｂ）はハブ成形用鋳物の断面図
【符号の説明】
１ ハブ
１ａ 内周側筒状部
１ｂ ディスク部
１ｃ 外周側筒状部
１ｄ 肉盗み部
２ 質量体
３，６，７ 間隙
４ 弾性体
５ 連結部
５’ ストッパ
８，２２ 凹部
９ 薄肉部
１０ 排気孔
２１ 鋳物（材料部品）

Claims (3)

1. ハブ（１）および質量体（２）の間にゴム状弾性材製の弾性体（４）を圧入する嵌合タイプのダンパを製造する方法であって、
   前記ハブ（１）および質量体（２）が連結部（５）を介して一体に繋った状態となるように、これらを一つの材料部品（２１）から一体に製作する工程と、
   前記工程で製作した一体のハブ（１）および質量体（２）の間に弾性体（４）を圧入し、そのとき加える荷重によって前記連結部（５）を分断する工程とを有することを特徴とするダンパの製造方法。
2. ハブ（１）および質量体（２）の間にゴム状弾性材製の弾性体（４）を圧入する嵌合タイプのダンパであって、
   上記請求項１記載の方法によって製造されたことを特徴とするダンパ。
3. ハブ（１）および質量体（２）の間にゴム状弾性材製の弾性体（４）を圧入する嵌合タイプのダンパであって、
   上記請求項１記載の方法によって製造され、
   更に、上記圧入工程で分断された連結部（５）が、弾性体（４）がハブ（１）および質量体（２）の間から滑り抜けた場合に質量体（２）がハブ（１）から軸方向一方に脱落しないためのストッパ（５’）として機能することを特徴とするダンパ。

Images