JP6817539B2 - トーショナルダンパ - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのクランクシャフトやカムシャフトなどの回転軸に装着されて当該回転軸のねじり振動を吸収するトーショナルダンパに関する。

従来より、車両に搭載されたエンジンのクランクシャフトやカムシャフトなどの回転軸の一端には、当該回転軸の共振によって発生するねじり振動を吸収するためにトーショナルダンパが装着されている。一般に、エンジンのクランクシャフトに装着されたトーショナルダンパは、ダンパプーリとして用いられ、動力伝達用のベルトを介してエンジン補機にエンジンの動力の一部を伝達する。

このトーショナルダンパは、ボス部にクランクシャフトの先端が取り付けられるハブと、当該ハブに対して径方向外方に配置される慣性リングとを有し、ハブ外周面と慣性リング内周面との間隙部にはゴム部材が介挿している。このゴム部材は、車両の走行中に発生する回転軸のねじり振動を低減させて回転軸の破損を防止し、エンジンから伝達される振動や当該振動により生じる騒音を低減する役割をする。このとき、慣性リングとハブの間に介挿されたゴム部材は、当該慣性リングとハブとの間において円周方向に相互にずれるねじれ移動が生じる。このとき、ゴム部材に加わるねじり振動による負荷が一定以上になると、ゴム部材に亀裂が発生する。特に、高減衰ゴム部材を用いた場合には、耐久性が低下することが知られている。

例えば、特許文献１には、ハブの外周面に円筒面部とテーパ状の応力緩和部を設けるとともに、前記ハブの外周側に配置される質量体の内周面に前記円筒面部に対向する円筒面部と前記応力緩和部に対向するテーパ状の応力緩和部を設け、前記ハブと前記質量体の間に軸方向一方からゴム状弾性材製の弾性体を圧入することが開示されている。当該特許文献１には、弾性体の前記応力緩和部に接する部分に、凹凸を有しない平滑面を設けて、弾性体の圧入時に当該弾性体がうねることを抑制し、前記弾性体の前記円筒面部に接する部分に、接着剤又は潤滑用の油を保有せしめる凹凸を設けて、強固な連結を図る技術が開示されている。

また、特許文献２には、金属部品からなるハブと質量体の間に軸方向の一方からゴムなどの高分子弾性体を圧入する嵌合タイプのダンパであって、ハブ及び／又は質量体の高分子弾性体を固着する金属面の面粗度が５〜５０μｍＲｚであり、これらハブと高分子弾性体との間及び／又は前記質量体と前記高分子弾性体との間に滑り止め剤としてオルガノシランを固着することにより、固着力の高いダンパの実現を図る技術が開示されている。

更に、特許文献３には、長期にわたり防振特性が変化することなく耐久性を有するトーショナルダンパを提供することを目的として、環状弾性体が圧入されるハブの外周面と環状質量体の内周面との間で構成される間隙部が、軸方向中央部の環状弾性体を圧縮状態で保持する主間隙部と、軸方向両端部の少なくとも一方の端部が、主間隙部よりも大きな間隙を有し、環状弾性体の端部に当該端部を圧縮状態で保持する圧縮力保持部を形成する副間隙部とを備えることが開示されている。

また、特許文献４には、ばね−質量系の共振による動的吸振効果を得るトーショナルダンパにおいて、質量体の質量増大に依存することなく制振性能を向上させることを目的として、ハブと質量体の間に、このハブと質量体のうち少なくとも一方と摺動可能に接触される滑り軸受けを介在させることが開示されている。

特開平１１−４４３４４号公報 特開２０１１−２６３４２３号公報 特開２０１０−１５１２１７号公報 特開２０１５−３８３６６号公報

ところで、この種のトーショナルダンパの動的吸振効果を向上させるためには、慣性リングの質量を増大させることが有効であるが、近年では、車両の燃費向上を目的として、トーショナルダンパの軽量化が求められているため、高減衰特性を備えたゴム部材の使用が検討されている。

しかし、圧入作業性を考慮して、軸方向の圧入側端部に、圧縮量を徐々に低減していくテーパ部が形成されている場合、圧入側端部に挟まれた圧縮量が低いゴム部材縁部に連続的な一定負荷が加わると、高減衰特性を有するゴム部材は、ハブや慣性リングの表面と擦れ合うことによって生じる摩耗が顕著になり、摩耗した部分に亀裂が発生し、ゴム部材の耐久性が悪くなる。また、高減衰特性を備えたゴム部材を用いることで、ねじり振動をより効率よく低減することができるが、高減衰化するために添加する添加物によりゴム部材の強度が低くなるため、当該ゴム部材は、凹凸が大きい表面と擦れ合うと摩耗粉の発生が多くなってしまう。

そのため、市場からは、高い減衰性能を備えたゴム部材を使用した場合においても、摩耗粉の発生を抑制してゴム部材の耐久性を向上させることができるトーショナルダンパの開発が要望されてきた。

そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、以下のトーショナルダンパを提供するに至った。すなわち、本発明に係るトーショナルダンパは、回転軸に固定され、当該回転軸と略同心円状の外周面を備えたハブと、当該ハブ外周面と対向し当該外周面と略同心円状の内周面を備えた慣性リングと、当該ハブ外周面と、当該慣性リング内周面との間隙部に圧入されたゴム部材とを備えたものであって、当該ゴム部材の圧入後のゴム表面温度６０±５℃における共振時の損失係数（ｔａｎδ）が０．３０以上であり、当該間隙部が、当該ハブ外周面と当該慣性リング内周面とにより形成される当該ゴム部材を圧縮保持する主圧縮間隙部と、当該ハブ外周面端部と当該慣性リング内周面端部に形成され、端面にいくにしたがって当該ハブ外周面と当該慣性リング内周面が徐々に離間する方向に傾斜した傾斜部とを備え、当該主圧縮間隙部と傾斜部を形成する当該ハブ外周面と当該慣性リング内周面の表面粗さが十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）で４μｍ以上３０μｍ以下であり、かつ、当該傾斜部を形成するハブ外周面と慣性リング内周面に、当該主圧縮間隙部を形成するハブ外周面と慣性リング内周面より表面粗さが小さい摩擦低減領域を備えることを特徴とする。

本発明に係るトーショナルダンパは、前記摩擦低減領域が、前記傾斜部と前記主圧縮間隙部との境界よりも前記主圧縮間隙部側から前記傾斜部にわたって形成されることが好ましい。

本発明に係るトーショナルダンパは、前記摩擦低減領域の前記ハブ外周面と前記慣性リング内周面の表面粗さが十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）で４μｍ以上１５μｍ未満であり、当該摩擦低減領域以外のハブ外周面と前記慣性リング内周面の表面粗さが十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）で１５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。

本発明に係るトーショナルダンパは、前記主圧縮間隙部における前記ゴム部材の半径方向圧縮率が３０％以上４０％以下であり、前記傾斜部における前記ゴム部材の半径方向圧縮率が１０％以上２０％以下であることが好ましい。

本発明に係るトーショナルダンパは、前記傾斜部の傾斜角度が２５°以上４０°未満であることが好ましい。

本発明によれば、摩耗しやすい高減衰特性を備えたゴム部材を用いても、ハブと慣性リングとの間隙部に形成された当該間隙部の傾斜部の表面粗さが、ゴム部材を圧縮保持する主圧縮間隙部よりも小さいため、当該ゴム部材が傾斜部と擦れ合って生じる摩耗粉の発生を著しく抑制することができる。結果としてトーショナルダンパの耐久性の向上を図ることができると同時に高減衰特性のゴム部材を用いることで、ねじり振動を効率的に低減することができるため、トーショナルダンパの軽量化を図ることができる。

本発明を適用した実施形態としてのトーショナルダンパの斜視図である。 図１のトーショナルダンパの部分破断斜視図である。 図１のトーショナルダンパの部分拡大断面図である。 他の実施例のトーショナルダンパの部分拡大断面図である。 ゴム部材の圧入直前のトーショナルダンパの部分破断斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明を適用した実施形態としてのトーショナルダンパ１の斜視図、図２は図１のトーショナルダンパの部分破断斜視図である。

本発明に係るトーショナルダンパは、車両等に搭載されたエンジン等のクランクシャフトやカムシャフト等の図示しない回転軸の一端に装着されて、当該回転軸の共振によって発生するねじり振動を吸収するものである。当該トーショナルダンパは、動力伝達用の図示しないベルトを装着することにより、エンジン補機に回転軸を介して伝達されたエンジンの動力の一部を伝達することができる。

本実施の形態に係るトーショナルダンパ１は、回転軸に固定され、当該回転軸と略同心円状の外周面を備えたハブ２と、当該ハブ２外周面と対向し当該外周面と略同心円状の内周面を備えた慣性リング３と、当該ハブ２外周面と、当該慣性リング３内周面との間隙部に圧入された環状のゴム部材４とを備えている。

具体的に、ハブ２は、回転軸の先端が固定されるボス部２１と、当該ボス部２１から外径方向に延在した円盤状のフランジ部２４と、当該フランジ部２４の外周に形成され、前記回転軸の軸方向に延在する筒状部２５とを備えており、これらが鋳鉄等の金属材料によって一体に成形されている。ハブ２を構成する鋳鉄としては、例えば、ＦＣ２５０やＦＣＤ４５０等を用いることができる。ハブ２のボス部２１は、回転軸の先端が挿入固定される軸孔２２とキー溝２３が形成されており、当該ボス部２１に回転軸の先端が締結されることにより、当該ハブ２は、回転軸の中心軸Ｃを中心に回転駆動される。本実施の形態において、ハブ２の筒状部２５の外周面２５Ａが、本発明でいう回転軸と略同心円状の外周面に相当する。

慣性リング３は、ハブ２と同様に鋳鉄等の金属材料からなるものであって、トーショナルダンパ１が所定の動的吸振効果を得るため、所定の質量を備えている。慣性リング３を構成する鋳鉄として、例えば、ＦＣ２５０等を用いることができる。この慣性リング３の外周面３Ｂには、エンジン補機への動力伝達用の図示しないベルトが掛けられるプーリ溝３Ｃが形成され、動力伝達用のプーリを構成している。当該慣性リング３は、前記回転軸の軸方向に延在する円筒状を呈しており、当該慣性リング３の内径は、ハブ２の外径よりも所定寸法大きく形成されている。この慣性リング３がハブ２と同軸的に配置されることにより、この慣性リング内周面３Ａと、ハブ２の筒状部２５の外周面２５Ａ（以下、単にハブ外周面２５Ａと称する）とは、所定の間隔を有し、略同心円状となる。この慣性リング内周面３Ａとハブ外周面２５Ａとの間隔は、ゴム部材４を圧入する間隙部５とされる。

本発明におけるトーショナルダンパは、当該間隙部が、ハブ外周面と慣性リング内周面とによってゴム部材を圧縮保持する主圧縮間隙部と、トーショナルダンパの端面にいくにしたがってハブ外周面と慣性リング内周面が徐々に離間する方向に傾斜した傾斜部とを備え、この主圧縮間隙部と傾斜部を形成するハブ外周面と慣性リング内周面の表面粗さが十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）で４μｍ以上３０μｍ以下で、かつ、傾斜部を形成するハブ外周面と慣性リング内周面に、主圧縮間隙部を形成するハブ外周面と慣性リング内周面の表面粗さより表面粗さが小さい摩擦低減領域を備えることを特徴とする。

本実施の形態において、ハブ外周面２５Ａと慣性リング内周面３Ａとの間に形成された間隙部５は、ゴム部材４を圧縮保持する主圧縮間隙部５１と、当該ゴム部材４の当該間隙部５への圧入作業を容易とするための傾斜部５２とを備えている。

主圧縮間隙部５１は、圧入されたゴム部材４を所定の圧縮状態で保持するため、例えば、ゴム部材４の圧縮率が１０％以上５０％未満となるように圧縮保持可能とする寸法に形成されていることが好ましい。ここで、ゴム部材４の圧縮率とは、トーショナルダンパの半径方向の圧縮率である。この半径方向圧縮率とは、図５の装着前（圧縮前）のゴム部材４の厚さ（径方向の厚さ寸法：ｔ_０）が装着（圧入）によって圧縮されて厚さが（ｔ_１）になることであり、半径方向圧縮率は、以下の式（１）で表される。

ゴム部材４の圧縮率が１０％未満の場合は、トーショナルダンパ１のスリップトルクが所望の値を確保することができず、慣性リング３に掛けられたベルトに動力が伝達し難くなるからである。また、ゴム部材４の圧縮率が５０％以上の場合は、ゴム部材４に応力が集中し、耐久性が低下するため好ましくないからである。本件発明において、当該ゴム部材４の主圧縮間隙部５１における圧縮率は、３０％以上４０％以下であることがより好ましい。主圧縮間隙部５１に圧入されたゴム部材４の圧縮量を３０％以上４０％以下の範囲に調整することにより、ゴム部材４の亀裂の発生を防止できると共に、十分な圧接力が付与されゴム部材４のねじれ移動を防止することができるからである。

傾斜部５２は、圧縮間隙部５１のゴム部材４の圧入方向における端部に形成されたものであり、実際にゴム部材４を圧入する側の端部のみならず、両端に設けられていても良い。傾斜部５２は、ハブ外周面２５Ａの圧入方向の端部と、慣性リング内周面３Ａの圧入方向の端部が、圧入方向における端面、すなわち、外方にいくにしたがってこれら外周面２５Ａと内周面３Ａとが徐々に離間する方向に傾斜する各傾斜面５２Ａ、５２Ｂにより構成される。当該傾斜面５２Ａ、５２Ｂの断面形状は、平面であっても、曲面であっても良い。

当該傾斜部５２は、圧入されたゴム部材４の端部を主圧縮間隙部５１の両端において、補助的に圧縮保持する。当該傾斜部５２によるゴム部材４の圧縮率は、圧縮前のゴム部材４の厚さ（径方向の厚さ寸法：ｔ_０）を１００％としたときに、１０％以上２０％以下であることが好ましく、当該傾斜部５２は徐々に拡開して形成されているため、圧縮率は１０％以上２０％以下の範囲で端面にいくにしたがって徐々に低下していくことが好ましい。このとき、当該傾斜部５２における圧縮率をゼロとはせずに、１０％以上２０％以下とすることにより、ゴム部材４の端部において、当該ゴム部材４に加わる圧接力が完全に解除されてしまうことを回避することができる。これにより、当該ゴム部材４の端部にねじれ移動による引張荷重が負荷されて傾斜部５２を構成する傾斜面５２Ａ、５２Ｂとの間で生じる摩擦を低減し、当該ゴム部材４の端部に皺が発生し、亀裂が生じる不都合を抑制することができる。

また、当該傾斜部５２を構成する当該傾斜面５２Ａ、５２Ｂの傾斜角度、すなわち、当該傾斜面５２Ａ又は５２Ｂと、主圧縮間隙部５１を構成するハブ外周面２５Ａ又は慣性リング内周面３Ａとがなす角度θは、２５°以上４０°未満であることが好ましい。傾斜面５２Ａ又は５２Ｂが曲面であるとき、当該角度θは、図４に示すように、当該曲面との接線Ｄと主圧縮間隙部５１を構成するハブ外周面２５Ａ又は慣性リング内周面３Ａとがなす角度であるものとする。各傾斜面５２Ａ、５２Ｂの傾斜角度を当該範囲に設定することで、主圧縮間隙部５１によるゴム部材４の圧縮面積を確保しつつ、傾斜部５２におけるゴム部材４の圧縮率を１０％以上２０％以下の範囲に維持することができ、ゴム部材４の良好な圧入作業性を得ることができる。

上述した主圧縮間隙部５１と傾斜部５２とを備えた間隙部５を形成するハブ外周面２５Ａと、慣性リング内周面３Ａの表面粗さは、十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）で４μｍ以上３０μｍ以下であり、傾斜部５２を構成する各傾斜面５２Ａ、５２Ｂに、主圧縮間隙部５１を構成するハブ外周面２５Ａ及び慣性リング内周面３Ａより表面粗さが小さい摩擦低減領域５３を備える。当該表面粗さの調整は、金属材料により構成されるハブ外周面２５Ａや慣性リング内周面３Ａを機械加工や化学処理などによる表面処理によって行うことができる。

本件発明では、具体的に、摩擦低減領域５３のハブ外周面２５Ａと慣性リング内周面３Ａの表面粗さが十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）で４μｍ以上１５μｍ未満であり、当該摩擦低減領域５３以外のハブ外周面２５Ａと慣性リング内周面３Ａの表面粗さが十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）で１５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。

傾斜部５２を構成するハブ外周面２５Ａ、すなわち、傾斜面５２Ａと、慣性リング内周面３Ａ、すなわち、傾斜面５２Ｂに、他の領域、この場合、主圧縮間隙部５１を構成するハブ外周面２５Ａ及び慣性リング内周面３Ａの表面粗さよりも小さい、例えば、十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）で４μｍ以上１５μｍ未満とする摩擦低減領域５３が形成されることにより、当該傾斜部５２の表面が滑らかとなる。これにより、傾斜部５２におけるゴム部材４の端部と各傾斜面５２Ａ、５２Ｂとの摩擦抵抗を小さくすることができ、これらが擦れ合って生じる当該ゴム部材４の摩耗粉の発生を著しく抑制することができる。

そして、摩擦低減領域５３以外のハブ外周面２５Ａ及び慣性リング内周面３Ａ、この場合、主圧縮間隙部５１を構成するハブ外周面２５Ａ及び慣性リング内周面３Ａの表面粗さを摩擦低減領域５３の表面粗さよりも大きく、例えば、十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）で１５μｍ以上３０μｍ以下とすることにより、主圧縮間隙部５１におけるゴム部材４と外周面２５Ａ及び内周面３Ａとの間における物理的固着力を確保することができる。よって、ゴム部材４がハブ２と慣性リング３との間において円周方向に生じるねじれ移動を主圧縮間隙部５１の形状による物理的固着力により、より大きなトルクまで防ぐことができる。

上述した摩擦低減領域５３は、図４の部分拡大図に示すように、傾斜部５２と主圧縮間隙部５１との境界よりも主圧縮間隙部５１側から傾斜部５２にわたって形成されていてもよい。この場合、主圧縮間隙部５１の端から徐々に拡開する方向に傾斜した傾斜部５２がはじまる位置よりも摩擦低減領域５３が、例えば、寸法ｄの分だけ主圧縮間隙部５１側寄りから形成されることとなる。よって、主圧縮間隙部５１と傾斜部５２におけるゴム部材４の径方向圧縮率の変曲点よりも表面粗さが変化する変曲点が主圧縮間隙部５１寄りに位置するため、当該ゴム部材４の圧縮率の変曲点に加わる応力を主圧縮間隙部５１寄りに分散させることができる。したがって、ゴム部材４に加わる局所的応力によるゴム部材４の亀裂をより一層効果的に回避することができる。

なお、上述した主圧縮間隙部５１の断面は、ゴム部材４の圧入方向に一端から他端にわたって、回動軸からの距離が一定とされたストレート形状であってもよく、図２〜図４に示すように、当該主圧縮間隙部５１のゴム部材４の圧入方向中央部の断面において、内径方向又は外径方向に凹んだ凹部形状を呈するものであっても良い。主圧縮間隙部５１に当該凹部形状を採用した場合には、ねじり振動によってゴム部材４がハブ２と慣性リング３との間隙部５から抜け出る方向に移動する不都合を効果的に抑制することができる。

上述したハブ２と慣性リング３との間隙部５に圧入されるゴム部材４は、クランクシャフト等の回転軸のねじり振動を低減させて破損を防止し、エンジンから伝達される振動や、当該振動により生じる騒音を低減させるものである。本発明は、ゴム部材４として、特に機械的強度が低く、摩耗が生じやすい振動減衰効果に優れた高減衰ゴム部材を用いた場合に、特に、摩耗粉発生抑制の効果を発揮することができる。

具体的に、本発明において用いるゴム部材４は、間隙部５への圧入後のゴム表面温度６０±５℃における共振時の損失係数（ｔａｎδ）が０．３０以上である高減衰特性を備えたゴム部材により回転軸の軸方向に延在した円筒状に構成されている。

損失係数（ｔａｎδ）は、材料的には貯蔵弾性率（Ｇ’）と損失弾性率（Ｇ’’）の比（Ｇ’’／Ｇ’）であって、材料が変形する際に当該材料がどのくらいエネルギーを吸収するかを表す係数である。当該損失係数の値が大きいほどエネルギーを吸収し、当該材料の振動減衰性能、すなわち、減衰性能が高いことを意味する。本発明におけるゴム部材４は、実使用時の標準的なゴム部材の表面温度である６０±５℃におけるトーショナルダンパの損失係数（ｔａｎδ）によって特定する。本発明におけるゴム部材４は、圧入後のゴム部材表面温度６０±５℃における共振時の損失係数（ｔａｎδ）が０．３０以上であるため、実使用時において振動減衰効果に優れたものであるといえる。

当該ゴム材料を構成するゴム組成物としては、例えば、エチレン・プロピレン・ジエン三元コポリマー（ＥＰＤＭ）やシリコーンを主成分とするゴム組成物により実現することができる。

以上の構成により、トーショナルダンパ１を製造する場合には、ハブ２と慣性リング３を図示しない支持台に略同心円状に配置して、図５に示すように、ハブ２と慣性リング３との間隙部５に円筒状のゴム部材４を圧入する。この際において、間隙部５は、ゴム部材４の径方向の厚みよりも狭く形成されているため、図示しない治具を用いてゴム部材４を圧縮しながら当該間隙部５内に圧入する。

本発明において、当該間隙部５の圧入方向における端部には、外方にいくにしたがって徐々に拡開した傾斜部５２が形成されているため、間隙寸法が主圧縮間隙部５１よりも大きい傾斜部５２に沿って円滑にゴム部材４を圧入することができる。特に、本発明における傾斜部５２を形成するハブ外周面２５Ａと慣性リング内周面３Ａに、主圧縮間隙部５１を形成するハブ外周面２５Ａと慣性リング内周面３Ａより表面粗さが小さい、例えば、十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）で４μｍ以上１５μｍ未満である摩擦低減領域５３を備えているため、機械的強度が低く、摩耗が生じやすい高減衰特性を備えたゴム部材４を用いた場合であっても、圧入作業時における皺等を原因とするゴム部材４の亀裂の発生を効果的に抑制することができ、しかも振動減衰効果が優れたゴム部材４を用いることにより、振動減衰効果に優れ、かつ、耐久性の高いトーショナルダンパを実現することができる。

また、慣性リング３とハブ２との間隙部５に圧入されたゴム部材４は、慣性リング３とハブ２との間において円周方向に相互にずれるねじれ移動が生じるが、当該ゴム部材４は、主圧縮間隙部５１においてハブ外周面２５Ａと慣性リング内周面３Ａとによって圧縮保持されているため、ねじれ移動が抑制される。特に、本発明では、上述した摩擦低減領域５３以外の主圧縮間隙部５１におけるハブ外周面２５Ａ及び慣性リング内周面３Ａの表面粗さは、傾斜部５２を構成する各傾斜面５２Ａ、５２Ｂより大きく、例えば、十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）で１５μｍ以上３０μｍ以下とすることにより、主圧縮間隙部５１におけるゴム部材４と外周面２５Ａ及び内周面３Ａとの間における物理的固着力を確保することができるため、より大きなトルクまでねじれ移動を抑制できる。

また、ハブ２と慣性リング３との間隙部５の傾斜部５２に形成された摩擦低減領域５３の表面粗さは、ゴム部材４を圧縮保持する主圧縮間隙部より小さく、例えば、十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）で４μｍ以上１５μｍ未満である。よって、当該傾斜部５２に保持されたゴム部材４の圧縮量を超えてねじれ移動が生じたとしても、当該傾斜部５２を構成する各傾斜面５２Ａ、５２Ｂとゴム部材４とが擦れ合って摩耗する不都合を著しく解消することができる。このため、機械的強度が低く、摩耗が生じやすい高減衰特性を備えたゴム部材４を用いた場合であっても、当該ゴム部材４と当該傾斜部５２を構成する各傾斜面５２Ａ、５２Ｂとの摩擦によって摩耗粉が発生する不都合を効果的に抑制することができ、当該ゴム部材４に皺や亀裂が発生する不都合を著しく抑制できる。

以下に、本発明の実施例について説明する。実施例１及び実施例２では、ゴム部材４としてＥＰＤＭを主成分とするゴム組成物を加硫成形により作製した円筒状の高減衰特性を備えたゴム部材を用いてトーショナルダンパを作製した。ハブ２と慣性リング３は前述した鋳鉄等により作製し、これらハブ２と慣性リング３との間隙部５における径方向圧縮率は、主圧縮間隙部５１で３０〜４０％とし、傾斜部５２で１０％〜２０％となるように調整した。このときの傾斜部５２の傾斜角度は２５°〜３５°とした。各実施例では、傾斜部５２を構成する各傾斜面５２Ａ及び５２Ｂにのみに摩擦低減領域５３を形成した。各実施例では、主圧縮間隙部５１を構成するハブ外周面２５Ａと当該慣性リング内周面３Ａの十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）をすべて１５μｍ〜３０μｍとした。本実施例では、傾斜部５２の表面粗さを変化させることによるゴム摩擦粉発生状況を確認するため、表１に示すように、実施例１及び実施例２のそれぞれについて、傾斜部５２を構成する各傾斜面５２Ａ、５２Ｂの十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）を４μｍ、９μｍ、１５μｍに変化させた。

比較例

比較例１では、実施例１と同様のゴム部材を用いた。比較例１は、実施例１と径方向圧縮率及び主圧縮間隙部５１の十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）は同様とし、傾斜部５２を構成する各傾斜面５２Ａ、５２Ｂの十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）を２０μｍとした点のみが異なる。

比較例２では、実施例２と同様のゴム部材を用いた。比較例２は、実施例２と径方向圧縮率及び主圧縮間隙部５１の十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）は同様とし、傾斜部５２を構成する各傾斜面５２Ａ、５２Ｂの十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）を２０μｍとした点のみが異なる。

＜圧入後ゴム部材の損失係数（ｔａｎδ）測定＞
各実施例１、実施例２及び比較例１、比較例２におけるトーショナルダンパに圧入したゴム部材による６０±５℃の損失係数（ｔａｎδ）は、非接触表面温度計及び高周波振動試験機による周波数スイープ法（固有振動数測定）により測定した。当該測定条件を以下に示す。
・ゴム部材温度：６０±５℃
・加振振幅：±８．７×１０^−４ｒａｄ（±０．０５ｄｅｇ．）
・スイープ速度：１００Ｈｚ／ｍｉｎ

＜ゴム摩耗粉発生確認試験＞
また、各実施例１、実施例２及び比較例１、比較例２について、ゴム摩耗粉の発生確認試験を行った。当該ゴム摩耗粉発生確認試験は以下の条件により行い、ゴム摩耗粉の発生程度を目視で確認した。上述した圧入後ゴム部材の損失係数（ｔａｎδ）の測定結果とあわせて、以下の表１に試験結果を示す。
・ゴムせん断歪：±４５％（ゴムねじれ角度＝±１．５９ｄｅｇ．）
・雰囲気温度：２３±３℃
・加振周波数：３０Ｈｚ
・試験回数：７．７×１０^６回

上述した表１において、規定の試験回数後の摩耗粉の発生が極めて少量であるものを「○」、規定の試験回数後に少量の摩耗粉の発生が確認されたものを「△」、規定の試験回数後に大量の摩耗粉の発生が確認されたものを「×」とした。

表２から、傾斜部５２を構成する各傾斜面５２Ａ、５２Ｂの表面粗さが小さいほど、摩耗粉が減少している傾向が把握でき、高減衰特性を備えたゴム部材を用いた場合であっても、十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）を４μｍ〜１５μｍとすることで、所定の機械的強度を備えたゴム部材を用いた場合と同様に、摩耗粉の発生を抑制できることが分かる。

以上のことから、間隙部５の圧入入口部分の傾斜部の表面粗さを、ゴム部材４を圧縮保持する主圧縮間隙部よりも小さく、例えば、十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）で４μｍ以上１５μｍ未満とすることで、ゴム部材の圧入後の表面温度６０℃における共振時の損失係数（ｔａｎδ）が０．３０以上である高減衰特性を備えたゴム部材であっても、傾斜部を構成する各傾斜面との摩擦によって摩耗粉が発生する不都合を効果的に抑制し、皺や亀裂が発生する不都合を著しく抑制することができることがいえる。したがって、このように、傾斜部の表面粗さを滑らかにすることで、摩耗しやすい高減衰特性を備えたゴム部材４を用いて、長期間、所定の防振特性を維持することができるといえる。

なお、上述した実施の形態では、トーショナルダンパは、クランクシャフトやカムシャフトに取り付けられる場合について説明しているが、本発明は、これに限定されることなく、種々の回転軸におけるねじり振動を低減するために適用することができる。

本発明にかかるトーショナルダンパは、ハブ外周面と慣性リング内周面との間隙部の表面粗さが４μｍ以上３０μｍ以下であり、かつ、当該間隙部の傾斜部の表面粗さが、ゴム部材を圧縮保持する主圧縮間隙部の表面粗さよりも小さいため、傾斜部における摩耗が生じにくく、従前のゴム部材よりも耐久性が低い高減衰特性を備えたゴム部材を用いる場合において、特に有用である。

１ トーショナルダンパ
２ ハブ
３ 慣性リング
３Ａ 内周面
３Ｂ 外周面
３Ｃ プーリ溝
４ ゴム部材
５ 間隙部
２１ ボス部
２２ 軸孔
２３ キー溝
２４ フランジ部
２５ 筒状部
２５Ａ 外周面（ハブ外周面）
５１ 主圧縮間隙部
５２ 傾斜部
５２Ａ、５２Ｂ 傾斜面
５３ 摩擦低減領域

Claims (4)

1. 回転軸に固定され、当該回転軸と略同心円状の外周面を備えたハブと、当該ハブ外周面と対向し当該外周面と略同心円状の内周面を備えた慣性リングと、当該ハブ外周面と、当該慣性リング内周面との間隙部に圧入されたゴム部材とを備えたトーショナルダンパであって、
   当該ゴム部材の圧入後の表面温度６０±５℃における共振時の損失係数（ｔａｎδ）が０．３０以上であり、
   当該間隙部が、当該ハブ外周面と当該慣性リング内周面とにより形成される当該ゴム部材を圧縮保持する主圧縮間隙部と、当該ハブ外周面端部と当該慣性リング内周面端部に形成され、端面にいくにしたがって当該ハブ外周面と当該慣性リング内周面が徐々に離間する方向に傾斜した傾斜部とを備え、
   当該主圧縮間隙部と傾斜部を形成する当該ハブ外周面と当該慣性リング内周面の表面粗さが４μｍ以上３０μｍ以下であり、当該傾斜部を形成するハブ外周面と慣性リング内周面に、当該主圧縮間隙部を形成するハブ外周面と慣性リング内周面より表面粗さが小さい摩擦低減領域を備え、
   当該摩擦低減領域が、前記傾斜部と前記主圧縮間隙部との境界よりも前記主圧縮間隙部側から前記傾斜部にわたって形成されたことを特徴とするトーショナルダンパ。
2. 前記摩擦低減領域の前記ハブ外周面と前記慣性リング内周面の表面粗さが４μｍ以上１５μｍ未満であり、当該摩擦低減領域以外のハブ外周面と前記慣性リング内周面の表面粗さが１５μｍ以上３０μｍ以下である請求項１に記載のトーショナルダンパ。
3. 前記主圧縮間隙部における前記ゴム部材の径方向圧縮率が３０％以上４０％以下であり、前記傾斜部における前記ゴム部材の径方向圧縮率が１０％以上２０％以下である請求項１又は請求項２に記載のトーショナルダンパ。
4. 前記傾斜部の傾斜角度が２５°以上４０°未満である請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のトーショナルダンパ。

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