JP3706513B2 - Method of manufacturing torsional vibration damper for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関用ねじり振動緩衝器の製造方法、詳しくは耐久性に富む内燃機関用ねじり振動緩衝器を能率的に製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ディ−ゼルエンジンなどねじり振動の大きな内燃機関の場合、ねじり振動緩衝器(ト−ションダンパ−)をそのクランクシャフトの一端に取付け、ねじり振動を緩衝吸収することが行われている。この内燃機関用ねじり振動緩衝器は図1に示す様に、内燃機関のクランクシャフトの一端に固定される円板状の取付板1と、この取付板1の外径より小さく、この取付板1の表裏両面に同心円状に接着された環状のゴム製弾性体2と、このゴム製弾性体2を表裏両面から挟む様に接着された径の大きな金属製慣性質量体6とからなり、取付板1と金属製慣性質量体6との間に形成されている空間15内に粘性液体16を封入したものである。なお、図中37は粘性液体注入孔であり、空間15内に粘性液体16を注入した後は埋栓38で封止される。又、40は溶接箇所を示す。
【0003】
これをディ−ゼルエンジンなど内燃機関のクランクシャフトの一端に取付けると、取付板1はクランクシャフトに直結されている為、回転振動を伴いながら回転するが、ゴム製弾性体2を介して取付板1に接続されている金属製慣性質量体6は慣性によってなめらかに回転しようとするので、この金属製慣性質量体6と取付板1の運動の差をゴムの弾性力及び粘性液体16のせん断抵抗によって吸収し、ねじり振動を緩和させようとするものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この内燃機関用ねじり振動緩衝器においては、粘性液体16を封入する為、取付板1と金属製慣性質量体6との間に空間15が形成されており、従来の製造方法においては、この空間15を形成するには2回に分けてゴムの加硫成形を行うことが必要であった。即ち、図2に示す様に、まず始めに取付板1の表裏にゴム製弾性体2を加硫接着し、次に、図3に示す様に、金属製慣性質量体6をその両側から加硫接着する。その後、金属製慣性質量体6,6の接合部の外周39を溶接し、粘性液体注入孔37から空間15内に粘性液体16を注入して図1に示す様な内燃機関用ねじり振動緩衝器としていたのである。金属製慣性質量体6とゴム製弾性体2とは金属及びゴムという材質の違いにより、加硫接着の際、温度膨張係数において10倍程の違いが生ずる。この為、加硫の際に熱を加えると、金属製慣性質量体6とゴム製弾性体2の接着面でゴムにすべりが生じてしまうことは避けられなかった。加硫接着中にすべりが生じると、当然接着に悪影響が生じる。一般的には内周側に比べ、外周側の方がすべりが大きい為、外周部において接着不良が生じやすい。この発明は内燃機関用ねじり振動緩衝器において、この金属製慣性質量体6とゴム製弾性体2との間に接着不良が生じることなく、確実強固に両者が接着した品質の高い内燃機関用ねじり振動緩衝器を能率よく製造出来る方法を提供せんとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、円板状をなした取付板1の表裏に、前記取付板1の外径より大きな外径を有した環状体をその半径方向に分割した外観を呈する扇形をなし、内縁が上方に屈曲せしめられてつば部17となっている扇状スペ−サ−18を、前記つば部17がそれぞれ表裏方向を向く様に放射状にすき間なく配列し、前記扇状スペ−サ−18の内径より小さな内径で扇状スペ−サ−18の外径とほぼ同じ外径を有した肉厚環状をなし、上面19が平坦状に形成され、下面の外径寄りの位置に幅の広い環状突条20が形成された金属製慣性質量体6を、その環状突条20をその内周壁21が扇状スペ−サ−18のつば部17の内側に密着する様に扇条スペ−サ−18に圧接させ、有底筒形をなし、筒内部に加硫成形用ゴム生地23を充填できる様になっており、底面外側には前記金属製慣性質量体6の内径より若干小さな径を有し、扇状スペ−サ−18と金属製慣性質量体6の厚さ合計と一致する厚さを有する円柱状押圧体25を同心円状に形成した加硫成形型22を、その円柱状押圧体25が取付板1の中央部に、本体底面26の外側部分が金属製慣性質量体6の上面にそれぞれ密着する様に表裏から圧接し、金属製慣性質量体6の内径側下面とこれに対向した取付板1の上面との間に形成されている環状の空間に加硫成形型22の本体底面26に設けられたベントホ−ル27を通して、加硫成形用ゴム生地23を圧入加熱して取付板1の表裏に環状ゴム製弾性体2を加硫成形し、この加硫成形型22を取付板1及び金属製慣性質量体6から分離した後、金属製慣性質量体6の環状突条20の下面と扇状スペ−サ−18の上面との間に、つば部17の高さ以上のギャップ30が出来る様に、金属製慣性質量体6をそれぞれ表裏方向に強制的に引き離し、この引き離しによって形成されたギャップ30から扇状スペ−サ−18を金属製慣性質量体6外に撤去し、その後、ゴム製弾性体2の弾性的収縮力によって金属製慣性質量体6を元の位置に戻させ、一対の金属製慣性質量体6の間に形成される外周縁のすき間を覆う様に、その外周縁に金属帯体12を囲繞せしめてその接合面を溶接し、しかる後に扇状スペ−サ−18の撤去跡に形成された環状の空間15に粘性液体16を封入して内燃機関用ねじり振動緩衝器を製造することにより、上記課題を解決した。
【0006】
【発明の実施の形態】
この発明に係る内燃機関用ねじり振動緩衝器の製造方法についての説明に先立ち、図4を参照しながら、この発明によって製造された内燃機関用ねじり振動緩衝器の構成について説明する。図4はその断面図であり、図中1は円板状をなした取付板で、その表裏両面にはゴム製弾性体2が同心円状に固定されている。このゴム製弾性体2には前記取付板1より外径が小さい肉厚環状をなし、その内周縁上面には上方に立上った突起条3が、その外側には平坦部4がそれぞれ一体的に形成されており、外周縁下部には内径方向に向って円弧状にえぐられたオ−バ−ハング溝5が形成されている。一方、図中6は金属製慣性質量体であり、その内径は前記ゴム製弾性体2の内径より大きく、その外径は前記取付板1の外径より大きく、肉の厚い環状をなしている。そして、この金属製慣性質量体6は肉厚の小さい内径側部分7と肉厚の大きな外径側部分8とが段差9によって一体的に形成されており、内径側部分7の下面10は前記ゴム製弾性体2の上面及びその外周縁の形状に一致する凹面形状となっており、外周側部分8には幅の広い環状突条20が形成されており、外周側部分8の厚さは対向する取付板1表面との間に空隙14が生じる程度となっている。又、この金属製慣性質量体6の外周縁下端には凹穿溝11が形成されている。そして、この金属製慣性質量体6は前記ゴム製弾性体2をその表裏から挟み込む様に、これに強固に加硫接着され、対向した凹穿溝11,11の間には図5に示す様な金属帯材12が囲繞せしめられ、この金属帯材12の両端突き合せ部41,41及び側縁の接合部13は溶接され、この金属帯材12によって一対の金属製慣性質量体6,6の外周は気密状態を保って結合されている。そして、前記オ−バ−ハング溝5及び空隙14によって形成される環状の空間15内には粘性液体16が封入されている。37は金属製慣性質量体6の上面から裏面にかけてあけられた粘性液体注入孔、38はこれを封止する埋栓である。なお、金属帯材12は、凹穿溝11内において金属製慣性質量体6の外周を囲繞しているが、図6に示すものの様に、凹穿溝11を特に形成せず、金属製慣性質量体6の外周に図7に示す様な金属環材36を直接嵌め込み、その接合箇所を溶接する場合もある。
【0007】
ここにおいて、この内燃機関用ねじり振動緩衝器の製造方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。まずはじめに、図8に示す平面図、図9に示す断面図の様に、取付板1の周縁部の表裏に、扇形をなし、内縁が上方に屈曲されてつば部17となっている扇状スペ−サ−18を前記つば部17がそれぞれ取付板1の表裏方向を向く様に放射状にすき間なく配置する。なお、この扇状スペ−サ−18の外径は前記取付板1の外径より大きく形成されている。次に、図10に示す様に、前記扇状スペ−サ−18の内径より小さな内径で扇状スペ−サ−18の外径とほぼ同じ外径を有する肉厚環状をなし、上面19が平坦状に形成され、下面の外径よりの位置に幅の広い環状突条20が形成された金属製慣性質量体6を、その環状突条20の内周壁21が扇状スペ−サ−18のつば部17の内側に密着する様に扇状スペ−サ−18にかぶせ、その上から図11に示す様に加硫成形型22を圧接する。
【0008】
加硫成形型22は、有底筒形をなし、筒内部は加硫成形用ゴム生地23を充填するポット部24となっており、底面外側には前記金属製慣性質量体6の内径よりわずかに小さい径を有し、扇状スペ−サ−18と金属製慣性質量体6の厚さ合計と一致する厚さを有する円柱状押圧体25が同心円状に一体的に形成されており、この円柱状押圧体25の側面と本体底面26との間にはベントホ−ル27が連通せしめられている。更に、この加硫成形型22のポット部24には加硫成形用ゴム生地23を押圧するピストン28が挿入されており、このピストン28の上端には加硫プレス用熱板29が取付けられており、このピストン28に押圧力及び加硫用の熱が加えられる様になっている。そして、この一対の加硫成形型22,22を金属製慣性質量体6にその表裏から圧接し、ピストン28を加熱しつつスライドさせると、ポット部24中に充填されている加硫成形用ゴム生地23はベントホ−ル27を通り、図12に示す様に、金属製慣性質量体6の内径側下面10、これに対向した取付板の上面及び円柱状押圧体25の側壁との間に形成される環状の空間に流れ込み、加圧及び加熱によって取付板1及び金属製慣性質量体6に強固に接着したゴム製弾性体2が形成される。この実施の形態においては、加硫成形用ゴム生地23に約150℃の熱を加えながら、約49000N(50t)の圧力で空間内に圧送し、約15分間この加熱加圧を継続した。
【0009】
この様にしてゴム製弾性体2の加硫成形を完了した後、図13に示す様に、加硫成形型22を取付板1及び金属製慣性質量体6から分離せしめ、更に扇状スペ−サ−18を取付板1と金属製慣性質量体6との間から撤去する。しかし、この扇状スペ−サ−18の内側にはつば部17があり、このつば部17は金属製慣性質量体6の内側面に引っかかっているのでそのままでは外側に引き抜くことは不可能なので、金属製慣性質量体6を図14に示す様に強制的に表裏方向へ引き離し、取付板1の表面と金属製慣性質量体6との間に形成されるギャップ30を通して、この扇状スペ−サ−18の撤去を行う。この金属製慣性質量体6の引き離しは凹穿溝11の段差部にフックをかけて引っ張るなど適宜手段を用いて実施しても良いが、この引き離しには約9800N(10t)もの力が必要であり、無理に力を加えると金属製慣性質量体6が変形したり、歪んでしまうおそれがある。従って、図15に示す様に金属製慣性質量体6の表面からその内側にかけてあらかじめめねじ31を設けておき、加硫成形時にはボルト(図示省略)で栓をしておき加硫成形完了後にこのボルトをはずし、めねじ31に金具32を螺合し、この金具32を利用して強制的に引き離す様にすれば金属製慣性質量体6の変形や歪みを防ぐことが出来る。
【0010】
なお、ゴム製弾性体2は取付板1と金属製慣性質量体6に強固に接着しているので、この金属製慣性質量体6の引き離しの際には図14及び図15に示す様にゴム製弾性体2の内周壁43、外周壁44は共に大きくくびれることになる。このとき、あまり引き離し量が多過ぎるとゴム製弾性体2に裂け目が生じたり剥れが生じる恐れがあるので、引き離し量は環状突条20の高さの70〜80%にとどめるべきである。なお、ゴム製弾性体2の材質、硬度、形状によっても引き離し量の限界に差が生じることはもちろんである。そして、この扇状スペ−サ−18の撤去が終ると、図16に示す様にこの扇状スペ−サ−18の撤去跡には環状の空間15が形成される。
【0011】
その後、図17に示す様に一対の金属製慣性質量体6,6の外周対向面のすき間を覆う様に金属帯材12をその凹穿溝11内に嵌め込み、その両端突き合せ部及び側縁接合部を気密を保つ様に溶接して一対の金属製慣性質量体6,6の結合を完成させる。更にその後、扇状スペ−サ−18の撤去跡に形成された環状の空間15にあらかじめ設けられている粘性液体注入孔37から粘性液体33を注入し、この注入後粘性液体注入孔37を埋栓38で封止して内燃機関用ねじり緩衝器を完成させる。なお、上記実施の形態においては金属帯材12を用いて一対の金属製慣性質量体6,6の結合を行ったが、図7に示す様な金属環材36を用い、この金属環材36を金属製慣性質量体6,6の外周に嵌め込み、接合部を溶接することによってその結合を行う様にしても良いが、この場合には溶接時の熱収縮に十分な注意を払う必要がある。
【0012】
又、上記製造方法によってゴム製弾性体2の加硫成形を行った場合、ゴム製弾性体2の内周壁43にはベントホ−ル27の跡42が残ってしまうが、これを防ぐ為には加硫成形型22による加硫成形が終了した後、図18に示す様に別の加硫成形型34をセットして再度加圧と加熱を行えばベントホ−ル27の跡42は消えて平滑な内周壁面とすることができる。又、この加硫成形型34をセットする前に、図19に示す様にゴム製弾性体2の内周壁43にカバ−ゴム35をセットし、その外側から加硫成形型34による加硫成形を行っても良い。図20はこの様にして製造した内燃機関用ねじり振動緩衝器の断面図である。又、この場合にはゴム製弾性体2の本体に天然ゴムなどの振動に強い素材を、カバ−ゴム35にブチルゴムなどの耐熱性、耐候性に富む素材をそれぞれ用いることができ、全体としてより耐久性にすぐれた製品を得ることができる。
【0013】
更に、図21に示すものの様に、ベントホ−ル27の取付位置自体を変え、金属製慣性質量体6の内径側部分7に設けられた透孔45を通して加硫成形用ゴム生地23を圧入する様にしても良く、この様にした場合には金属製慣性質量体6に透孔45をあける手間はかかるが、ゴム製弾性体2の周壁にベントホ−ル跡が残ることはなくなり、図18に示す様な処理は不要となる。
【0014】
【発明の効果】
この発明に係る内燃機関用ねじり振動緩衝器の製造方法は上述の通りの構成を有するものであり、ゴム製弾性体2は取付板1と金属製慣性質量体6との間に一回の加硫成形によって形成される為、従来の製造方法によって作られたものの様にゴムと金属の温度膨張係数の違いによって接着面にすべりが生じるおそれはなく、より確実強固な接着となり、耐久性にすぐれた品質の一定した内燃機関用ねじり振動緩衝器を得ることができる。ちなみに、加硫成形を2回に分けて行う従来タイプの内燃機関用ねじり緩衝器における破断力は、約117600N(12t)であったが、この発明に係る方法によって製造した内燃機関用ねじり振動緩衝器におけるそれは約196000N(20t)であり、この点からも本件発明のものの方が耐久性にすぐれていることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 内燃機関用ねじり振動緩衝器の従来例の断面図。
【図2】 その製造の一工程を示す断面図。
【図3】 その製造の一工程を示す断面図。
【図4】 この発明に係る方法によって製造された内燃機関用ねじり振動緩衝器の断面図。
【図5】 図4に示す実施形態において用いる金属帯材12の斜視図。
【図6】 他の実施形態の断面図。
【図7】 図6に示す実施形態において用いる金属環材36の斜視図。
【図8】 この発明に係る内燃機関用ねじり振動緩衝器の製造方法の一実施形態の最初の工程を説明する為の取付板1と扇状スペ−サ−18の平面図。
【図9】 同じくその断面図。
【図10】 同じく、次の工程を示す取付板1、扇状スペ−サ−18、金属製慣性質量体6が組合された状態の断面図。
【図11】 同じく、更に次の工程を示す加硫成形型22を取付けた状況の断面図。
【図12】 同じく、加硫成形用ゴム生地23を圧入している状況の断面図。
【図13】 同じく、加硫成形型22を取りはずした状況の断面図。
【図14】 同じく、扇状スペ−サ−18を撤去する為、金属製慣性質量体6を引き離した状態の断面図。
【図15】 同じく、金具32を用いた場合の断面図。
【図16】 同じく、扇状スペ−サ−18の撤去後の状況を示した断面図。
【図17】 同じく、一対の金属製慣性質量体6,6の結合封止状況を説明する為の断面図。
【図18】 他の実施形態を示す断面図。
【図19】 更に、他の実施形態を示す断面図。
【図20】 更に、他の実施形態を示す断面図。
【図21】 更に、他の実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
1 取付板
2 ゴム製弾性体
3 突起条
4 平坦部
5 オ−バ−ハング溝
6 金属製慣性質量体
7 内径側部分
8 外径側部分
9 段差
10 下面
11 凹穿溝
12 金属帯材
13 接合部
14 空隙
15 空間
16 粘性液体
17 つば部
18 扇状スペ−サ−
19 上面
20 環状突条
21 内周壁
22 加硫成形型
23 加硫成形用ゴム生地
24 ポット部
25 円柱状押圧体
26 本体底面
27 ベントホ−ル
28 ピストン
29 加硫プレス用熱板
30 ギャップ
31 めねじ
33 粘性液体
34 加硫成形型
35 カバ−ゴム
36 金属環材
37 粘性液体注入孔
38 埋栓
39 外周
40 溶接箇所
41 両端突き合せ部
42 ベントホ−ルの跡
43 ゴム製弾性体2の内周壁
44 ゴム製弾性体2の外周壁
45 透孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a torsional vibration damper for an internal combustion engine, and more particularly to a method for efficiently producing a torsional vibration damper for an internal combustion engine that is rich in durability.
[0002]
[Prior art]
In the case of an internal combustion engine having a large torsional vibration such as a diesel engine, a torsional vibration damper (torsion damper) is attached to one end of the crankshaft to absorb and absorb the torsional vibration. As shown in FIG. 1, the torsional vibration damper for an internal combustion engine includes a disc-shaped mounting plate 1 fixed to one end of a crankshaft of the internal combustion engine, and an outer diameter of the mounting plate 1. An annular rubber
[0003]
When this is attached to one end of a crankshaft of an internal combustion engine such as a diesel engine, the mounting plate 1 is directly connected to the crankshaft, so that it rotates with rotational vibration. Since the metal
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In this torsional vibration damper for an internal combustion engine, a
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has a fan-like shape in which a circular body having an outer diameter larger than the outer diameter of the mounting plate 1 is divided in the radial direction on the front and back of the mounting plate 1 having a disk shape, and the inner edge is upward. The fan-
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Prior to the description of the method for manufacturing the torsional vibration damper for the internal combustion engine according to the present invention, the configuration of the torsional vibration damper for the internal combustion engine manufactured according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view thereof, in which 1 is a disc-shaped mounting plate, and rubber
[0007]
Here, an embodiment of a method for manufacturing the torsional vibration damper for an internal combustion engine will be described with reference to the drawings . First, as shown in the plan view of FIG. 8 and the cross-sectional view of FIG. 9, a fan-shaped spacer is formed in which a fan shape is formed on the front and back of the peripheral portion of the mounting plate 1 and the inner edge is bent upward to form a
[0008]
The
[0009]
After completing the vulcanization molding of the rubber
[0010]
Since the rubber
[0011]
Thereafter, as shown in FIG. 17, the
[0012]
Further, when the rubber
[0013]
Further, as shown in FIG. 21, the mounting position itself of the
[0014]
【The invention's effect】
The method for manufacturing a torsional vibration damper for an internal combustion engine according to the present invention has the configuration as described above, and the rubber
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional example of a torsional vibration damper for an internal combustion engine.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one process of the manufacturing.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one process of the manufacturing.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a torsional vibration damper for an internal combustion engine manufactured by the method according to the present invention.
5 is a perspective view of a
FIG. 6 is a cross-sectional view of another embodiment.
7 is a perspective view of a
FIG. 8 is a plan view of the mounting plate 1 and the fan-shaped
FIG. 9 is a sectional view of the same.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which the mounting plate 1, the fan-shaped
FIG. 11 is a cross-sectional view of a situation where a
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state where a rubber material for
FIG. 13 is a cross-sectional view of the
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state where the metal inertia
FIG. 15 is a cross-sectional view when a
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the situation after the fan-shaped
FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining the joint sealing state of a pair of metal
FIG. 18 is a cross-sectional view showing another embodiment.
FIG. 19 is a cross-sectional view showing still another embodiment.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing still another embodiment.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing another embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Mounting plate
2 Rubber elastic body
3 protrusions
4 flat part
5 Overhang groove
6 Inertial mass body made of metal
7 Inner diameter side
8 Outer diameter side
9 Step 10
19
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