JP3952164B2 - ダンパの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸に発生する捩り振動等を吸収するために装着される捩りダンパの製造方法であって、特に、封入した作動液の粘性を利用して減衰を得るものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転軸に発生する捩り振動等を吸収するために装着される捩りダンパの一種として、回転軸の軸端に取り付けられる円盤状のハブと、その外周部の軸方向一側に配置された環状質量体とを、ゴム状弾性材料からなる環状弾性体を介して弾性的に連結すると共に、ハブ側と環状質量体側との間に狭い密閉隙間（チャンバ）を形成して、このチャンバに適当な粘性を有するシリコーンオイル等の作動液を封入した構造を備えるものがあり、ビスカスラバーダンパとも呼ばれている。この種のダンパは、環状質量体と環状弾性体とで構成される副振動系が、所定の捩り共振周波数を有し、その周波数領域で捩り方向へ共振運動することによる動的吸振作用によって、回転軸の捩り振動を吸収すると共に、環状質量体及びばね部材の相対変位に伴いチャンバ内で剪断を受ける作動液の粘性によって、振動に対する減衰力を得るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来構造のダンパは、その製造において、ハブ、環状質量体及び環状弾性体の間に形成されたチャンバへ、シリコーンオイル等の作動液を封入する際には、チャンバ内を真空引きする必要があった。また、作動液を封入するチャンバは、粘性による高減衰を得るためにハブと環状質量体との間の隙間を極力小さくしてあり、しかも封入されるシリコーンオイル等は粘性が高いため、チャンバへの充填に時間がかかり、生産性が低いといった問題が指摘される。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、チャンバへ作動液を充填する際にチャンバの真空引きを行う必要がなく、かつ充填に要する時間を短縮することの可能なダンパの製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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の発明に係るダンパの製造方法は、ハブに、内周筒部及びその外周側の外周筒部とこれら両筒部間の外周径方向部からなる収容部を、前記内周筒部に対して前記外周径方向部のなす角度、及びこの外周径方向部に対して前記外周筒部のなす角度が、それぞれ製品状態での角度よりも開いた状態となるように成形する工程と、前記収容部内に環状質量体を収容すると共にこの環状質量体の内周側と前記収容部の内面との間にゴム状弾性材料からなる環状弾性体を介在させる工程と、前記収容部内に作動液を注入する工程と、前記収容部の容積を減少させるように前記ハブを変形させることによって、前記環状質量体と前記収容部との間の隙間を狭めると共にこの隙間全体に前記作動液を行きわたらせる工程と、前記環状質量体の外周側と前記収容部の内面との間をシール部材で密閉する工程とからなる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る製造方法によって製造されたダンパを、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。なお、以下の説明において、正面とは図１における左側、背面とは図１における右側のことである。
【０００７】
図１に示されるように、本形態のダンパは、円周方向へ連続した収容部１０が屈曲形成されたハブ１と、このハブ１の収容部１０内に適当な隙間をもって収容された環状質量体２と、この環状質量体２の内周面とハブ１（収容部１０）の内面との間に介在された環状弾性体３と、環状質量体２の外周側とハブ１（収容部１０）の内面との間を密閉するシール部材４と、収容部１０、環状質量体２、環状弾性体３及びシール部材４により形成された密閉状のチャンバＣＨ内に封入された作動液Ｓとにより構成される。
【０００８】
ハブ１は、鋼鈑等の金属板を打ち抜き屈曲して製作されたものであって、軸孔１１ａにおいて図示されていない自動車エンジンのクランクシャフト等の軸端に装着される内周径方向部１１と、その外周から正面側へ屈曲形成された内周筒部１２と、この内周筒部１２の正面側の端部から外周側へ展開する外周径方向部１３と、その外周端部から背面側へ屈曲形成された外周筒部１４とを有する。収容部１０は、内周筒部１２、外周径方向部１３及び外周筒部１４からなるものであって、背面側へ開放された形状を有し、円周方向へ連続している。
【０００９】
環状質量体２は、金属材料からなるものであって、ハブ１の収容部１０内に遊嵌状態に収容可能な大きさに形成され、すなわち外径が収容部１０における外周筒部１４の内周面１４ａより僅かに小径であり、内径が収容部１０における内周筒部１２の外周面１２ａよりも大径であり、軸方向幅が収容部１０の軸方向深さよりも僅かに小さい。したがって、環状質量体２の外周面２ａは収容部１０における外周筒部１４の内周面１４ａと近接対向しており、内側面２ｂは収容部１０における外周径方向部１３の内側面１３ａと近接対向している。また、背面寄りの外周部には、円周方向に連続した外周段差部２ｃが形成されている。
【００１０】
環状弾性体３は、ゴム状弾性材料で環状に成形されたものであって、ハブ１の内周筒部１２の外周面１２ａと、これに径方向に対向する環状質量体２の内周面２ｄとの間に圧入嵌着され、径方向圧縮による十分な摩擦力をもって、前記内周筒部１２の外周面１２ａ及び環状質量体２の内周面２ｄに密接している。
【００１１】
シール部材４は、ハブ１の外周筒部１４の内周面１４ａにおける背面側の端部に形成された内周段差部１４ｂに圧入嵌着された金属製の外周スリーブ４１と、環状質量体２の外周段差部２ｃの外周面に圧入嵌着された金属製の内周スリーブ４２と、これら両スリーブ４１，４２の対向周面間に円周方向に連続してゴム状弾性材料により一体的に加硫成形された弾性膜４３とからなる。この弾性膜４３は、径方向幅に比較して軸方向厚さが十分に小さく、このためチャンバＣＨの内圧によって軸方向へ変形可能であり、かつ捩り変形を受けた時の単位体積あたりの歪が均一になるように、外周側ほど薄肉に形成されている。
【００１２】
シール部材４の内側から、ハブ１の収容部１０における外周筒部１４の内周面１４ａと環状質量体２の外周面２ａとの間、及び前記収容部１０における外周径方向部１３の内側面１３ａと環状質量体２の内側面２ｂとの間を経て環状弾性体３の内側に達する密閉状のチャンバＣＨは、ハブ１と環状質量体２が相対運動した時に、このチャンバＣＨ内に介在する作動液Ｓが、剪断を受けることによる効果的な減衰力を生じるように、十分に狭いものとなっている。また、作動液Ｓとしては、非圧縮性であって適当な粘性を有するシリコーンオイル等が好適に用いられる。
【００１３】
以上の構成を供える本形態のダンパにおいて、環状質量体２と、環状弾性体３と、シール部材４の弾性膜４３とで構成される副振動系は、環状質量体２の慣性質量と、環状弾性体３及び弾性膜４３のばね定数とにより決まる捩り共振周波数（捩り方向固有振動数）を有する。したがって、予めこの捩り共振周波数を、例えばクランクシャフトの捩り振動の振幅が最も大きくなる周波数帯域に同調させて設定しておくことによって、この周波数帯域の捩り振動が入力された時に、環状質量体２、環状弾性体３及び弾性膜４３からなる副振動系が捩り方向へ共振し、その共振によるトルクは、入力振動のトルクと方向が逆であるため、クランクシャフトの捩れ角のピークを有効に低減することができる。
【００１４】
また、クランクシャフトからの捩り振動入力、あるいはこれに伴う環状質量体２、環状弾性体３及び弾性膜４３からなる副振動系の捩り方向共振運動によって、ハブ１と環状質量体２が円周方向に相対変位すると、先に説明したように、ハブ１と環状質量体２との間の狭いチャンバＣＨ内で、作動液Ｓが円周方向への剪断を受けるので、その粘性によって、入力振動を有効に減衰する。
【００１５】
ところで、チャンバＣＨ内の作動液Ｓには、回転に伴って遠心力が作用するので、外周側ほど高圧になるような圧力傾度を生じ、密閉隙間Ｇの外周側の圧力は、回転数の上昇に比例して大きくなる。また、外部雰囲気温度の上昇や、環状弾性体３及びシール部材４の捩り方向反復変形動作に伴う発熱によって、作動液Ｓが熱膨張するので、チャンバＣＨの内圧が上昇する。しかし本形態によれば、チャンバＣＨの外周側の開口部を密封しているシール部材４は、弾性膜４３が軸方向へ変形することによってチャンバＣＨの圧力変化を吸収するので、チャンバＣＨの圧力によって環状弾性体２が軸方向へ変位してチャンバＣＨが拡大するようなことがなく、したがって安定した減衰特性を維持することができる。
【００１６】
図２は図１に示される形態のダンパの製造方法を示す説明図である。まず図２（Ａ）において、ハブ１は、内周筒部１２に対して外周径方向部１３のなす角度、及びこの外周径方向部１３に対して外周筒部１４のなす角度が、それぞれ図１に示される製品状態での角度よりも適宜開いた状態となるように、収容部１０がプレス等により予備成形されている。
【００１７】
次に、ハブ１の前記収容部１０内に環状質量体２を遊嵌状態に収容し、ハブ１の内周筒部１２の外周面１２ａと、これに径方向に対向する環状質量体２の内周面２ｄとの間に、ゴム状弾性材料で環状に加硫成形した環状弾性体３を、圧入嵌着する。環状弾性体３は、径方向の肉厚が、収容部１０内に環状質量体２を同心的に収容した時の環状質量体２と内周筒部１２との対向隙間よりも適宜厚肉に成形されており、したがって、径方向に対する所定の圧縮代をもって圧入される。
【００１８】
なお、圧入の際には、ハブ１の内周筒部１２の外周面１２ａと環状質量体２の内周面２ｄ、あるいは環状弾性体３の内周面及び外周面に、前記内周筒部１２及び環状質量体２と環状弾性体３との嵌合面における滑りトルクを増大させるためのカップリング剤を塗布することが好ましい。また、環状弾性体３は、その内端３ａが、環状質量体２の内側面２ｂと対応する位置あるいはそれよりも内側へ達するように圧入することが望ましい。
【００１９】
次に、収容部１０内に作動液Ｓを注入する。このとき、図２（Ａ）のように、ハブ１の外周径方向部１３が収容部１０の下面（底面）となるようにして、作動液Ｓを注入する。収容部１０は製品状態よりも開いた形状にあるため、作動液Ｓは、環状質量体２の内側面２ｂとその下側でテーパ状をなして開いた外周径方向部１３との間に注ぎ込まれていく。先に説明したように、作動液Ｓとしては、高粘性のシリコーンオイル等が採用されるが、収容部１０の内面と環状質量体２との隙間が大きく開いており、しかも環状質量体２の外周側で全周が開放されているので、真空引きをする必要もなく、円滑に注入することができる。
【００２０】
また、環状弾性体３の内端３ａが、環状質量体２の内側面２ｂと対応する位置あるいはそれよりも内側へ達しているので、環状弾性体３の内端３ａの下側に空気が閉じ込められることはない。なお、作動液Ｓの注入量は、図１に示される製品状態でのチャンバＣＨの容積に相当する量とする。
【００２１】
次に、図２（Ｂ）に示されるように、ハブ１の収容部１０内に作動液Ｓが注入された状態を維持しつつ、外周径方向部１３を円盤状となるように変形させ、更に図２（Ｃ）に示されるように、外周筒部１４を円筒状に絞り変形させる。そしてこれによって、収容部１０の容積が減少すると共に、環状質量体２と外周径方向部１３との間の隙間Ｇ１及び外周筒部１４との間の隙間Ｇ２が狭まるので、これに伴って、作動液Ｓは、隙間全体に行きわたる。
【００２２】
上述のように、高粘性の作動液Ｓを注入した後で、ハブ１の収容部１０を変形させてその外周径方向部１３及び外周筒部１４と環状質量体２との隙間Ｇ１，Ｇ２を狭めるので、優れた減衰を得るのに必要な、十分に狭い隙間（チャンバ）を形成することができる。
【００２３】
次に、環状質量体２の外周段差部２ｃと、ハブ１の外周筒部１４の内周段差部１４ｂとの間に、図２（Ｃ）に示されるようにシール部材４を嵌着することによって、作動液Ｓが充填されたチャンバＣＨを密閉する。シール部材４は、金型内に外周スリーブ４１と、内周スリーブ４２とを互いに同心的にセットして、その対向周面間にゴム状弾性材料で弾性膜４３を一体的に加硫成形することによって製作されたものであり、外周スリーブ４１がハブ１の外周筒部１４の内周段差部１４ｂに所要の締め代をもって密嵌されると共に、内周スリーブ４２が環状質量体２の外周段差部２ｃに所要の締め代をもって密嵌される。そしてこれによって、作動液ＳがチャンバＣＨの全域に封入された状態となり、図１に示される製品が得られる。
【００２４】
なお、シール部材４を嵌着する際に、密閉チャンバＣＨ内に空気が閉じ込められてしまうことがないように、例えばハブ１の外周筒部１４を円筒状に変形させる前に、予めシール部材４の内周スリーブ４２を環状質量体２の外周段差部２ｃに圧入嵌着しておき、その後で前記外周筒部１４を円筒状に変形させてシール部材４の外周スリーブ４１と嵌着させることによって、空気を排出しながらチャンバＣＨを密閉しても良い。
【００２５】
また、図示の形態では、ハブ１と環状質量体２の内周面２ｄとの間に環状弾性体３を圧入嵌合した嵌合タイプのダンパとしたが、例えば、環状質量体２の内周面と、その内周側に同心的に配置された金属スリーブとの間に、ゴム状弾性材料からなる環状弾性体３を一体的に加硫成形（加硫接着）し、この加硫成形後に前記金属スリーブをハブ１の内周筒部１２の外周面１２ａに圧入嵌着することによって、環状質量体２を収容部１０内に収容すると共にハブ１に連結したブッシュタイプとする等、本発明は、他の構造のビスカスラバーダンパにも適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るダンパの製造方法によれば、ハブに形成した収容部へ作動液を注入した後で、ハブを変形させることにより作動液をチャンバ全体に行きわたらせるので、作動液を封入するためにチャンバ内を真空引きする必要がなく、ハブと環状質量体との間の隙間を極力小さくして作動液の粘性による高減衰を得ることができ、しかも封入される作動液が高粘性であっても容易に封入できるので、充填に時間がかからず、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造方法によって製造されたダンパを、その軸心と直交する平面で切断して示す断面図である。
【図２】本発明に係るダンパの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ハブ
１０ 収容部
１１ 内周径方向部
１２ 内周筒部
１３ 外周径方向部
１４ 外周筒部
１４ｂ 内周段差部
２ 環状質量体
２ｃ 外周段差部
３ 環状弾性体
４ シール部材
４１ 外周スリーブ
４２ 内周スリーブ
４３ 弾性膜
ＣＨ チャンバ
Ｓ 作動液

Claims (1)

1. ハブ（１）に、内周筒部（１２）及びその外周側の外周筒部（１４）とこれら両筒部（１２，１４）間の外周径方向部（１３）からなる収容部（１０）を、前記内周筒部（１２）に対して前記外周径方向部（１３）のなす角度、及びこの外周径方向部（１３）に対して前記外周筒部（１４）のなす角度が、それぞれ製品状態での角度よりも開いた状態となるように成形する工程と、
   前記収容部（１０）内に環状質量体（２）を収容すると共にこの環状質量体（２）の内周側と前記収容部（１０）の内面との間にゴム状弾性材料からなる環状弾性体（３）を介在させる工程と、
   前記収容部（１０）内に作動液（Ｓ）を注入する工程と、
   前記収容部（１０）の容積を減少させるように前記ハブ（１）を変形させることによって、前記環状質量体（２）と前記収容部（１０）との間の隙間を狭めると共にこの隙間全体に前記作動液（Ｓ）を行きわたらせる工程と、
   この環状質量体（２）の外周側と前記収容部（１０）の内面との間をシール部材（４）で密閉する工程と、
   からなることを特徴とするダンパの製造方法。

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