JP6882067B2 - トーショナルダンパ - Google Patents
トーショナルダンパ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6882067B2 JP6882067B2 JP2017101851A JP2017101851A JP6882067B2 JP 6882067 B2 JP6882067 B2 JP 6882067B2 JP 2017101851 A JP2017101851 A JP 2017101851A JP 2017101851 A JP2017101851 A JP 2017101851A JP 6882067 B2 JP6882067 B2 JP 6882067B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rubber member
- peripheral surface
- gap
- hub
- torsional damper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 245
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 245
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 113
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 105
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 105
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 39
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 31
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 claims description 29
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 24
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 20
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 19
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000010734 process oil Substances 0.000 claims description 10
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims description 7
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 6
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 28
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 22
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 21
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 5
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 4
- DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylhexane Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)CCC(C)(C)OOC(C)(C)C DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000681 Certain safety factor Toxicity 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- RIPYNJLMMFGZSX-UHFFFAOYSA-N (5-benzoylperoxy-2,5-dimethylhexan-2-yl) benzenecarboperoxoate Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(C)(C)CCC(C)(C)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 RIPYNJLMMFGZSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HGDULKQRXBSKHL-UHFFFAOYSA-N 1,1-bis(2-methylprop-2-enoyloxy)propyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OC(CC)(OC(=O)C(C)=C)OC(=O)C(C)=C HGDULKQRXBSKHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HSLFISVKRDQEBY-UHFFFAOYSA-N 1,1-bis(tert-butylperoxy)cyclohexane Chemical compound CC(C)(C)OOC1(OOC(C)(C)C)CCCCC1 HSLFISVKRDQEBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 1-[6-[4-(5-chloro-6-methyl-1H-indazol-4-yl)-5-methyl-3-(1-methylindazol-5-yl)pyrazol-1-yl]-2-azaspiro[3.3]heptan-2-yl]prop-2-en-1-one Chemical compound ClC=1C(=C2C=NNC2=CC=1C)C=1C(=NN(C=1C)C1CC2(CN(C2)C(C=C)=O)C1)C=1C=C2C=NN(C2=CC=1)C AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WVGXBYVKFQJQGN-UHFFFAOYSA-N 1-tert-butylperoxy-2-propan-2-ylbenzene Chemical compound CC(C)C1=CC=CC=C1OOC(C)(C)C WVGXBYVKFQJQGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BJELTSYBAHKXRW-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-triallyloxy-1,3,5-triazine Chemical compound C=CCOC1=NC(OCC=C)=NC(OCC=C)=N1 BJELTSYBAHKXRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTNISGZEGZHIS-UHFFFAOYSA-N 2-$l^{1}-oxidanyloxy-2-methylpropane Chemical group CC(C)(C)O[O] YKTNISGZEGZHIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRDXTHSSNCTAGY-UHFFFAOYSA-N 2-cyclohexylpyrrolidine Chemical compound C1CCNC1C1CCCCC1 KRDXTHSSNCTAGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXHAYMQZFGZUOG-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butylperoxyperoxyperoxy-2-methylpropane Chemical compound CC(C)(C)OOOOOOC(C)(C)C FXHAYMQZFGZUOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DBCAQXHNJOFNGC-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-1,1,1-trifluorobutane Chemical compound FC(F)(F)CCCBr DBCAQXHNJOFNGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKKRPWIIYQTPQF-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane trimethacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(CC)(COC(=O)C(C)=C)COC(=O)C(C)=C OKKRPWIIYQTPQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- -1 and in Example 1 Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N di-tert-butyl peroxide Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dimethacrylate Substances CC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(C)=C STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- DZCCLNYLUGNUKQ-UHFFFAOYSA-N n-(4-nitrosophenyl)hydroxylamine Chemical compound ONC1=CC=C(N=O)C=C1 DZCCLNYLUGNUKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 1
- 229920002589 poly(vinylethylene) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000012748 slip agent Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000004551 spreading oil Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 229920006027 ternary co-polymer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
- F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
- F16F15/124—Elastomeric springs
- F16F15/126—Elastomeric springs consisting of at least one annular element surrounding the axis of rotation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pulleys (AREA)
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捩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、当該回転軸の回転変動によって発生する捩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捩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捩れ移動が生じる。このとき、ゴム部材に加わる捩れ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。
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、捩り振動を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耐摩耗性が低下するため、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、当該トーショナルダンパ共振時における当該ゴム部材の表面温度６０±５℃でのゴム部材の損失係数（ｔａｎδｐｉ）が０．２３より大きく、当該トーショナルダンパに温度１００±３℃、加振振幅（負荷トルク）±１８０Ｎ／ｍ、加振周波数１０Ｈｚを与えたときの、当該トーショナルダンパに圧入された状態での当該ゴム部材の円周方向の変形量を当該ゴム部材の厚みで除算した値に１００を乗算した値（せん断歪み）が３５％より大きく６０％未満であり、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離間する方向に傾斜した傾斜間隙部とを備え、当該主圧縮間隙部と傾斜間隙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（Ｒｚ）が４μｍ以上３０μｍ以下であり、かつ、当該傾斜間隙部と当該主圧縮間隙部との境界よりも当該主圧縮間隙部側から当該傾斜間隙部にわたって形成された、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（Ｒｚ）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、前記摩擦低減領域の前記ハブ外周面と前記慣性リング内周面の表面粗さ（Ｒｚ）が４μｍ以上１５μｍ以下であり、当該摩擦低減領域以外のハブ外周面と当該慣性リング内周面の表面粗さ（Ｒｚ）が１５μｍより大きく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において、以下の式（１）で表される前記ゴム部材全体の径方向平均圧縮率は、前記主圧縮間隙部に圧入したゴム部材の平均圧縮率と前記傾斜間隙部に圧入したゴム部材の平均圧縮率とからなり、当該主圧縮間隙部の平均圧縮率が３０％以上４０％以下であり、当該傾斜間隙部の平均圧縮率が１０％以上２０％以下であることが好ましい。
ただし、ｔ０：圧入前のゴム部材の厚み
ｔｎ：空隙部に圧入したときの各領域におけるゴム部材の厚み
Ｌ０：トーショナルダンパの幅方向の長さ
Ｌｎ：空隙部の各領域の幅方向の長さ
ｎ：圧縮率が異なる領域の数であり、２〜７までの整数。
本発明に係るトーショナルダンパは、前記傾斜間隙部を構成する傾斜面と、前記主圧縮間隙部を構成する前記ハブ外周面又は前記慣性リング内周面とがなす傾斜角度が２５°以上４０°未満であることが好ましい。
本発明に係るトーショナルダンパは、トーショナルダンパ共振時における前記ゴム部材の表面温度１２０±５℃での損失係数（ｔａｎδｐｈ）が０．２１以上であり、当該トーショナルダンパ共振時における当該ゴム部材の表面温度１２０±５℃での損失係数（ｔａｎδｐｈ）と、当該トーショナルダンパ共振時における当該ゴム部材の表面温度６０±５℃での損失係数（ｔａｎδｐｉ）との損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）が０．６６以上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に用いるゴム部材は、圧入前の当該ゴム部材に１．４ＭＰａの引張応力を１０〜５０回加えたときの圧入前の当該ゴム部材の伸び率が３４％より大きく６２％未満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、圧入前の前記ゴム部材の６０℃における損失係数（ｔａｎδｉ）が０．３９以上で、１２０℃における損失係数（ｔａｎδｈ）と６０℃における損失係数（ｔａｎδｉ）との損失係数比（ｔａｎδｈ／ｔａｎδｉ）が０．８７以上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に用いるゴム部材は、圧入前の前記ゴム部材の５０％伸長時のモジュラスが１．２８ＭＰａより大きく、１．８２ＭＰａ未満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において、圧入前の前記ゴム部材は、ＥＰＤＭを主成分とするゴム組成物を加硫成形したものであって、当該ゴム組成物は、当該ＥＰＤＭ１００重量部に対して、ヨウ素吸着量が７０ｍｇ／ｇ以上１８５ｍｇ／ｇ以下でありＤＢＰ吸油量が４０ｃｍ ３ ／１００ｇ以上１２０ｃｍ ３ ／１００ｇ以下であるカーボンブラック１００重量部以上、プロセスオイル４０重量部以上が添加され、当該ゴム組成物の合計重量部に対する当該ＥＰＤＭの重量部比率（ＥＰＤＭのポリマー分率）が２０重量％以上４０重量％以下であることが好ましい。
本発明におけるゴム組成物は、前記カーボンブラックのヨウ素吸着量が７０ｍｇ／ｇ以上１８５ｍｇ／ｇ以下であることが好ましい。
また、本発明におけるゴム組成物は、前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が４０ｃｍ３／１００ｇ以上１２０ｃｍ３／１００ｇ以下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間隙部の表面粗さが、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間隙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、捩り振動を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。
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、図３はゴム部材の圧入前のトーショナルダンパ１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、当該回転軸の回転変動によって発生する捩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やフェノール樹脂等の樹脂材料等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あるいは金属と樹脂の複合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。図３に示すように、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４１を圧入する間隙部５とされる。
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４１は、クランクシャフト等の回転軸の捩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、ゴム部材として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。以下において、間隙部５に圧入する前のゴム部材をゴム部材４１とし、圧入後のゴム部材を４として説明する。
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間隙部とを備え、この主圧縮間隙部と傾斜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が十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）で４μｍ以上３０μｍ以下で、かつ、傾斜間隙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、図３及び図４に示すように、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４１の当該間隙部５への圧入作業を容易とするための傾斜間隙部５２とを備えている。
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、捩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。このような断面形状を採用した主圧縮間隙部５１は、ゴム部材４の圧縮率が一様ではなく部分的に異なる。例えば、図４に示すように、主圧縮間隙部５１には、圧縮率が異なるＬ１〜Ｌ３の各領域があり、各領域はそれぞれｔ１〜ｔ３に示す間隙寸法を有する。そこで、上述した当該主圧縮間隙部５１におけるゴム部材４の圧縮率として、部分的な圧縮率の差を考慮し加重平均により算出した径方向平均圧縮率を採用した。なお、凹部を備える領域（この場合領域Ｌ２）においては、当該領域における幅方向における中央の厚みを採用する。この径方向平均圧縮率は、以下の式（１）で表すことができる。
ただし、ｔ０：圧入前のゴム部材の厚み
ｔｎ：空隙部に圧入したときの各領域におけるゴム部材の厚み
Ｌ０：トーショナルダンパの幅方向の長さ
Ｌｎ：空隙部の各領域の幅方向の長さ
ｎ：圧縮率が異なる領域の数であり、２〜７までの整数。
ここで、式（１）を用いたときの具体例の１つについて図４を用いて説明する。図４において、主圧縮間隙部５１に圧入されたゴム部材４は、それぞれ圧縮率が異なる各領域Ｌ１〜Ｌ３の厚さがｔ１、ｔ２、ｔ３であり、傾斜間隙部５２に圧入されたゴム部材は、各領域Ｌ４、Ｌ５の厚さが、ｔ４、ｔ５である。ここでは、ｔ１≠ｔ２≠ｔ３≠ｔ４≠ｔ５とする。また、図３に示すように、圧入前のゴム部材４１の厚さをｔ０とする。このときの径方向平均圧縮率（％）を下記式（２）に示す。
（数４）
｛（（ｔ０−ｔ１）／ｔ０）×（Ｌ１／Ｌ０）＋（（ｔ０−ｔ２）／ｔ０）×（Ｌ２／Ｌ０）＋（（ｔ０−ｔ３）／ｔ０）×（Ｌ３／Ｌ０）＋（（ｔ０−ｔ４）／ｔ０）×（Ｌ４／Ｌ０）＋（（ｔ０−ｔ５）／ｔ０）×（Ｌ５／Ｌ０）｝×１００・・・（２）
｛（（ｔ０−ｔ１）／ｔ０）×（Ｌ１／Ｌ０）＋（（ｔ０−ｔ２）／ｔ０）×（Ｌ２／Ｌ０）＋（（ｔ０−ｔ３）／ｔ０）×（Ｌ３／Ｌ０）＋（（ｔ０−ｔ４）／ｔ０）×（Ｌ４／Ｌ０）＋（（ｔ０−ｔ５）／ｔ０）×（Ｌ５／Ｌ０）｝×１００・・・（２）
このとき、上記式（２）の第１項〜第３項までの総和が主圧縮間隙部５１の径方向平均圧縮率であり、第４項〜第５項までの総和が傾斜間隙部５２の径方向平均圧縮率である。このように、図４では、主圧縮間隙部５１と傾斜間隙部５２の圧縮率が異なる領域の数が合計で５つの場合を示している。本発明では、主圧縮間隙部５１に凹部がなく主圧縮間隙部５１全体が均一の場合には、主圧縮間隙部５１の圧縮率の異なる領域の数がｎ＝１となる。２つある傾斜間隙部５２の他の一方は拡開せず、主圧縮間隙部５１が延長して形成されている場合には、傾斜間隙部５２の他方のみが圧縮率が異なる領域を有するため、傾斜間隙部５２の圧縮率が異なる領域はｎ＝１となる。したがって、このような場合に、主圧縮間隙部５１と傾斜間隙部５２の圧縮率が異なる領域は合計でｎ＝２となり、圧縮率が異なる領域の合計数２が最小値となる。また、主圧縮間隙部５１の圧縮率の異なる領域は、図４に示す状態が最大である３となり、２つの傾斜間隙部５２の各々が変曲点を有して拡開する場合の当該傾斜間隙部５２の圧縮率の異なる領域の数は、それぞれがｎ＝２となり、傾斜間隙部５２は最大４となる。したがって、主圧縮間隙部５１と傾斜間隙部５２とを合計した圧縮率の異なる領域の合計数７が最大となる。
なお、上述したゴム部材４の主圧縮間隙部５１における径方向平均圧縮率は、３０％以上４０％以下であることが好ましい。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の捩れ移動を防止することができるからである。
また、傾斜間隙部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、この傾斜間隙部５２は、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。傾斜間隙部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。
当該傾斜間隙部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。当該傾斜間隙部５２によるゴム部材４の径方向圧縮率は、１０％以上２０％以下であることが好ましい。具体的には、当該傾斜間隙部５２によるゴム部材４の径方向平均圧縮率は、上述した主圧縮間隙部５１によるゴム部材４の径方向平均圧縮率と同様に、上述の式（１）にて表したとき、１０％以上２０％以下であることが好ましい。図４に示すように本実施の形態における傾斜間隙部５２は、圧縮率が外方にいくにしたがって低下していくＬ４〜Ｌ５の各領域があり、各領域はそれぞれｔ４〜ｔ５に示す間隙寸法を有する。傾斜間隙部５２を形成する各領域は、所定の傾きで端面にいくにしたがって拡開していくため、ｔ４及びｔ５は、各領域の幅方向における中心位置におけるゴム部材４の厚みとする。
このとき、当該傾斜間隙部５２における径方向平均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の端部に捩れ移動による引張荷重が負荷されて傾斜間隙部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、当該傾斜間隙部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５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、傾斜間隙部５２におけるゴム部材４の径方向平均圧縮率を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と傾斜間隙部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、傾斜間隙部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。なお、摩擦低減領域５３は、少なくとも圧入されるゴム部材４が密着される領域のことをいい、当該摩擦低減領域５３が前記各斜面５２Ａ、５３Ａ全体にわたっていてもよいことはもちろんである。当該表面粗さの調整は、金属材料、樹脂材料、若しくは、金属と樹脂の複合材料等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以下であり、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より大きく３０μｍ以下であることが好ましい。
傾斜間隙部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、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以下とする摩擦低減領域５３が形成されることにより、当該傾斜間隙部５２の表面が滑らかとなる。これにより、傾斜間隙部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。
上述した摩擦低減領域５３は、図５の部分拡大図に示すように、傾斜間隙部５２と主圧縮間隙部５１との境界よりも主圧縮間隙部５１側から傾斜間隙部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の端から拡開する方向に傾斜した傾斜間隙部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。これにより、主圧縮間隙部５１と傾斜間隙部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。
本発明のトーショナルダンパ１は、トーショナルダンパ共振時におけるゴム部材４の表面温度６０±５℃の当該ゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｉ）が０．２３より大きい高減衰特性を備えている。このため、優れた振動低減効果を奏する。
また、本発明におけるトーショナルダンパ１は、トーショナルダンパ共振時におけるゴム部材４の表面温度１２０±５℃での当該ゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｈ）が０．２１以上であり、当該トーショナルダンパ共振時におけるゴム部材４の表面温度１２０±５℃での当該ゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｈ）とトーショナルダンパ共振時におけるゴム部材４の表面温度６０±５℃での当該ゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｉ）との損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）が０．６６以上であることが好ましい。
トーショナルダンパ共振時におけるゴム部材４の表面温度１２０±５℃でのゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｈ）とトーショナルダンパ共振時におけるゴム部材４の表面温度６０±５℃での当該ゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｉ）との損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）は、損失係数（ｔａｎδ）の温度依存性を表す指標である。高温使用時におけるゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｈ）と使用標準時におけるゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｉ）との損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）が大きい（１に近い）ことは、使用標準温度から高温使用温度までの温度範囲における損失係数（ｔａｎδ）の温度依存性が小さい、すなわち、温度変化に伴う損失係数（ｔａｎδ）の低下が少ないことを意味し、本発明において、当該ゴム部材４の表面温度１２０±５℃における当該ゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｈ）とゴム部材４の表面温度６０±５℃における当該ゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｉ）との損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）が０．６６以上であるため、ゴム部材の６０℃から１２０℃までの温度範囲における温度変化に伴う損失係数の変化は少ないため、使用標準温度から高温側使用温度の範囲にわたり、優れた振動吸収特性を示すことが分かる。
また、本発明においてダンパに圧入した状態でのゴム部材４のせん断歪みは、３５％より大きく６０％未満、より好ましくは、４５％以上５５％以下である。ここで用いるゴム部材４のせん断歪みは、相対ゴム歪みに相当するものであり、本発明では、高温時における補機の合計負荷トルクに一定の安全係数を乗算したトルクで測定した値である。なお、当該せん断歪みが大きいほど、振動減衰性能が高いことがよく知られている。本発明では、当該条件下でのゴム部材４のせん断歪みは、３５％より大きく６０％未満であるゴム部材４を採用する。当該条件におけるゴム部材４のせん断歪みを３５％より大きく６０％未満の範囲とすることにより、所定の振動吸収特性を確保しつつ、長期間使用したとしてもゴム部材の破断やゴム摩耗による摩耗粉発生等が生じにくくなり、トーショナルダンパとして要求される耐久性を満たすことが可能となる。さらに、当該条件におけるゴム部材４のせん断歪みを４５％以上５５％以下の範囲とすることにより、所定の振動吸収特性を確保しつつ、より高い耐久性を実現することが可能となる。
さらに、本発明に用いるゴム部材４１は、６０℃における損失係数（ｔａｎδｉ）が０．３９以上で、１２０℃における損失係数（ｔａｎδｈ）と６０℃における損失係数（ｔａｎδｉ）との損失係数比（ｔａｎδｈ／ｔａｎδｉ）が０．８７以上であることが好ましい。このようなゴム部材４１をトーショナルダンパ１に用いることにより、通常使用温度から高温まで優れた動振動吸収を示すからである。
また、本発明に用いるゴム部材４１は、当該ゴム部材４１に１．４ＭＰａの引張応力を複数回加えたときの伸び率が３４％より大きく６２％未満である特性を有することが好ましい。当該伸び率が３４％以下であると、トーショナルダンパに装着した際に、所望の振動吸収性能が得られにくくなる問題があり、６２％以上であると定トルクにおいて所望の耐久性が得られにくくなる問題があるからである。
さらに、本発明に用いるゴム部材４１は、５０％伸長時のモジュラスが１．２８ＭＰａより大きく、１．８２ＭＰａ未満である特性を有することが好ましい。当該５０％伸長時のモジュラスが１．２８ＭＰａ以下であるとトーショナルダンパとして要求される耐久性を満たすことが困難となり、当該５０％伸長時のモジュラスが１．８２ＭＰａ以上であるとゴムの練り加工性、加硫成形性が悪化する問題があるからである。
上述したような特性を備えたゴム部材４１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を加硫成形することにより実現することができる。具体的には、ＥＰＤＭ１００重量部に対して、カーボンブラック１００重量部以上、プロセスオイル４０重量部以上が添加されたゴム組成物を周知の方法により所定形状（本実施例では、円筒状）に加硫成形することにより得ることができる。カーボンブラック量は、当該ゴム組成物を加硫成形して得られるゴム部材の損失係数（ｔａｎδ）に大きく影響し、ＥＰＤＭ１００重量部に対して１００重量部を下回ると、当該ゴム組成物を加硫成形して得られたゴム部材の損失係数（ｔａｎδ）が小さくなり、上述したような高い減衰性能を実現することが困難となる。
また、本発明において、当該ゴム組成物のＥＰＤＭのポリマー分率は、２０重量％以上４０重量％以下であることが好ましい。ここで、ＥＰＤＭのポリマー分率は、以下の式（３）により表される。
（数５）
ＥＰＤＭのポリマー分率（重量％）＝ＥＰＤＭポリマー重量部数÷合計重量部数×１００・・・（３）
ＥＰＤＭのポリマー分率（重量％）＝ＥＰＤＭポリマー重量部数÷合計重量部数×１００・・・（３）
当該ＥＰＤＭのポリマー分率が２０重量％未満では、ゴム組成物の粘着性が上昇し、製造過程における練り加工性が悪化し、また、ＥＰＤＭのポリマー分率が４０重量％以上では、損失係数（ｔａｎδ）が所望の値よりも低下してしまう。
また、上述したゴム組成物に含まれるカーボンブラックの粒径は小さいほど好ましい。含まれるカーボンブラックの粒径が小さいほど、当該ゴム組成物を加硫成形して得られるゴム部材の損失係数（ｔａｎδ）が大きくなる。また、当該カーボンブラックの粒径は、当該カーボンブラックのヨウ素吸着量が大きいほど、小さくなる。したがって、当該ゴム組成物に含まれるカーボンブラックは、ヨウ素吸着量が７０ｍｇ／ｇ以上１８５ｍｇ／ｇ以下の範囲であるカーボンブラックを用いることが好ましい。また、当該カーボンブラックは、当該カーボンブラックのＤＢＰ（可塑剤：フタル酸ジブチル（Ｄｉｂｕｔｙｌ ｐｈｔｈａｌａｔｅ）吸油量が大きいほど、ストラクチャーが大きくなり、導電性が向上する。したがって、当該ゴム組成物に含まれるカーボンブラックは、ＤＢＰ吸油量が４０ｃｍ３／１００ｇ以上１２０ｃｍ３／１００ｇ以下の範囲にあるカーボンブラックを用いることが好ましい。こうすることで、当該カーボンブラックを含むゴム組成物を加硫成形して得られるゴム部材をトーショナルダンパに装着したときに、トーショナルダンパの帯電を防止し、耐久性を向上させることができる。
なお、上述したゴム組成物に用いる加硫剤としては、過酸化物や、共架橋剤等を用いることができる。具体的に、過酸化物としては、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルペルオキシ）ヘキサン、１，３−ジ（２−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、ジｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、Ｎ−ブチル−４，４−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）バレレート、ｔｅｒｔ−ブチルクミルペルオキシド等を用いることができる。
共架橋剤としては、トリアリルイソシアネート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロ−ルプロパントリメタクリレート、トリアリルシアヌレート、キノンジオキシム、１，２−ポリブタジエンなどを用いることができる。
また、ゴム組成物には、上述した成分の他にも、周知のゴム添加剤としてプロセスオイル（鉱物油）や、可塑剤、亜鉛華、ステアリン酸亜鉛、老化防止剤などを含有することができる。
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３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４１を圧入する。この際において、間隙部５は、ゴム部材４１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４１を圧縮しながら当該間隙部５内に圧入する。
さらに、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拡開した傾斜間隙部５２が形成されているため、間隙寸法が主圧縮間隙部５１よりも大きい傾斜間隙部５２に沿って円滑にゴム部材４１を圧入することができる。特に、本発明における傾斜間隙部５２を形成するハブ外周面２５Ａと慣性リング内周面３Ａには、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、摩耗が生じやすい高減衰特性を備えたゴム部材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捩れ移動が生じるが、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、捩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、傾斜間隙部５２を構成する各傾斜面５２Ａ、５２Ｂより大きい粗さ、例えば、十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）で１５μｍより大きく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、捩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の傾斜間隙部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以下である。したがって、当該傾斜間隙部５２に保持されたゴム部材４に捩れ移動が生じたとしても、当該傾斜間隙部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、摩耗が生じやすい高減衰特性を備えたゴム部材を用いた場合であっても、当該ゴム部材４と当該傾斜間隙部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、同時に当該ゴム部材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。
１．トーショナルダンパ用ゴム部材の製造及び評価
（１）ゴム組成物の調整工程
実施例１〜実施例３は、まず、バンバリーミキサーにＥＰＤＭ１００重量部を投入し、回転数４０ｒｐｍで１分間素練りした後、カーボンブラック１４０重量部、プロセスオイル７０重量部、亜鉛華５重量部、ステアリン酸亜鉛１重量部、老化防止剤２重量部を投入して２分間混練し、さらに１分間混練した後、混練物をバンバリーミキサーから取り出した。続いて、取り出した混練物をロール間隔５ｍｍとした１２インチロールに巻き付けてシート状に成形し、成形した生地を室温にて１２時間以上放置した。ここで、カーボンブラックは、ヨウ素吸着量が１１０ｍｇ／ｇであり、ＤＢＰ吸油量が７０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを用いた。なお、ヨウ素吸着量は±７ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量は±７ｃｍ３／１００ｇの許容範囲を有する。
（１）ゴム組成物の調整工程
実施例１〜実施例３は、まず、バンバリーミキサーにＥＰＤＭ１００重量部を投入し、回転数４０ｒｐｍで１分間素練りした後、カーボンブラック１４０重量部、プロセスオイル７０重量部、亜鉛華５重量部、ステアリン酸亜鉛１重量部、老化防止剤２重量部を投入して２分間混練し、さらに１分間混練した後、混練物をバンバリーミキサーから取り出した。続いて、取り出した混練物をロール間隔５ｍｍとした１２インチロールに巻き付けてシート状に成形し、成形した生地を室温にて１２時間以上放置した。ここで、カーボンブラックは、ヨウ素吸着量が１１０ｍｇ／ｇであり、ＤＢＰ吸油量が７０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを用いた。なお、ヨウ素吸着量は±７ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量は±７ｃｍ３／１００ｇの許容範囲を有する。
次に、上述した生地をロール間隔４ｍｍとして６インチロールに巻き付けて、過酸化物としての２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン３．５重量部と共架橋剤としてのトリメチロ−ルプロパントリメタクリレート２重量部を練り込み、切り返しを左右３回ずつ行い、丸め通しを５回行った後、シート状に成形した。
実施例１と実施例２とは、用いたＥＰＤＭが異なる以外は、同じ条件とした。すなわち、用いた市販のＥＰＤＭはエチレン重量比率と油展オイル量が異なり、実施例１では油展ＥＰＤＭを用い、実施例２では、非油展ＥＰＤＭを用いた。実施例３は、過酸化物としての２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサンを２．５重量部とする以外は、実施例１と同じ条件とした。各実施例１〜実施例３のゴム組成物の組成比及びＥＰＤＭポリマー分率は、後述する表１に評価とあわせて示す。この際、市販のＥＰＤＭに含まれる油展オイル量を考慮して添加するプロセスオイル量を調整し、上述の重量比とした。
具体的には、実施例１におけるＥＰＤＭは、エチレン重量比率が５５％以下の第１グレードと、油展オイル量４０重量部以上の油展グレードとを混合してエチレン重量比率５８％とした。この際、第１グレード（１Ｇ）、油展グレード（ＯＧ）及びプロセスオイル量（ＰＯ。油展グレードのポリマーに含まれるオイルを差し引いた量）の各重量部の関係は、以下のとおりである。
すなわち、第１グレード（１Ｇ）の添加量（重量部数）をＡ、使用する油展グレードのＥＰＤＭポリマーを１００重量部としたときのポリマーと油展オイルの合計重量部数をＤとしたとき、油展グレード（ＯＧ）の添加量（重量部数）Ｂは、（１００−Ａ）×Ｄ／１００である。また、油展グレード（ＯＧ）を使用した場合のプロセスオイルの添加量（重量部数）Ｃは、（油展ＥＰＤＭを使用しない場合のプロセスオイル添加量）−（Ａ＋Ｂ−１００）である。ここでは、油展ＥＰＤＭグレードをブレンドして使用する場合は、第１グレードのＥＰＤＭポリマーと油展ＥＰＤＭグレードの油展オイルを除いたＥＰＤＭポリマーとの合計が１００重量部となるように換算して示している。
このように、油展グレードのポリマーを使用することで、混練時に添加するプロセスオイル量を抑制でき、カーボンブラックの分散性を向上させ、引張強さと伸びを向上させることができる。
（２）ゴム組成物の加硫工程
次に、上述のゴム組成物の調整工程において得られた生地を金型に収容し、１８０℃にて１０分間のプレス加硫を行って２ｍｍ厚のゴムシートを作製し、更に１５０℃の恒温槽にて６時間の加熱処理を行った。
次に、上述のゴム組成物の調整工程において得られた生地を金型に収容し、１８０℃にて１０分間のプレス加硫を行って２ｍｍ厚のゴムシートを作製し、更に１５０℃の恒温槽にて６時間の加熱処理を行った。
また、トーショナルダンパゴム組成物の組成比を変えた以外は、上記と同じ方法で表１に示す比較例１、比較例２のゴム部材（試験片）を作製した。なお、実施例１〜実施例３、比較例１〜比較例２で用いた加硫前のゴム組成物をそれぞれ組成物１〜組成物３、比較組成物１〜比較組成物２とする。また、組成物１〜組成物３、比較組成物１〜比較組成物２により加硫成形することにより形成されたゴム部材を試験片１〜試験片３、比較試験片１〜比較試験片２とする。比較例２は、実施例１〜３、比較例１とは異なる過酸化物（ジクミルペルオキシド）を３．５重量部用いた。
（３）ゴム部材（試験片１〜試験片３、比較試験片１〜比較試験片２）の評価
ａ）損失係数（ｔａｎδｉ、ｔａｎδｈ）及び損失係数比（ｔａｎδｈ／ｔａｎδｉ）の評価
６０℃における損失係数（ｔａｎδｉ）、１２０℃における損失係数（ｔａｎδｈ）及び１２０℃と６０℃の損失係数比（ｔａｎδｈ／ｔａｎδｉ）を、ＪＩＳ Ｋ６３９４に準拠して下記の条件で測定した。測定結果を表１に示す。
＜測定条件＞
・測定器：上島製作所製の粘弾性アナライザＹＲ−７１３０
・変形方法：引張
・周波数；１００Ｈｚ
・振幅：±１％
・プレロード：４８０ｍＮ
・試験片形状：加硫成形後のシート状ゴム部材から採取した。
２０ｍｍ（つかみ間隔）×４ｍｍ（幅）×２ｍｍ（厚さ）の短冊形状片
ａ）損失係数（ｔａｎδｉ、ｔａｎδｈ）及び損失係数比（ｔａｎδｈ／ｔａｎδｉ）の評価
６０℃における損失係数（ｔａｎδｉ）、１２０℃における損失係数（ｔａｎδｈ）及び１２０℃と６０℃の損失係数比（ｔａｎδｈ／ｔａｎδｉ）を、ＪＩＳ Ｋ６３９４に準拠して下記の条件で測定した。測定結果を表１に示す。
＜測定条件＞
・測定器：上島製作所製の粘弾性アナライザＹＲ−７１３０
・変形方法：引張
・周波数；１００Ｈｚ
・振幅：±１％
・プレロード：４８０ｍＮ
・試験片形状：加硫成形後のシート状ゴム部材から採取した。
２０ｍｍ（つかみ間隔）×４ｍｍ（幅）×２ｍｍ（厚さ）の短冊形状片
ｂ）硬さの評価
ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、デュロメータＡを使用し、１秒以内に読み取る方式でゴム部材の硬さを測定した。測定結果を表１に示す。
ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、デュロメータＡを使用し、１秒以内に読み取る方式でゴム部材の硬さを測定した。測定結果を表１に示す。
ｃ）引張強さ、伸び率、モジュラスの評価
ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して、５０％伸張時モジュラス、３００％伸張時モジュラス、３００％伸張時モジュラス／５０％伸張時モジュラス比をそれぞれ測定した。なお、試験片の形状はダンベル状５号形である。測定結果を表１に示す。
ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して、５０％伸張時モジュラス、３００％伸張時モジュラス、３００％伸張時モジュラス／５０％伸張時モジュラス比をそれぞれ測定した。なお、試験片の形状はダンベル状５号形である。測定結果を表１に示す。
ｄ）応力１．４ＭＰａ時の伸び率（％）
下記の測定条件で繰り返し応力を複数回加えたときのゴム伸び率（％）を評価した。測定結果を表１に示す。
＜測定条件＞
・引張速度：１００ｍｍ／ｍｉｎ
・応力印加方法：０ＭＰａから１．４ＭＰａまで掃引した後、再度０ＭＰａに戻し、再び１．４ＭＰａまで掃引、これを１０回〜５０回程度繰り返す。
・試験片形状：ダンベル状５号形（ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠）
下記の測定条件で繰り返し応力を複数回加えたときのゴム伸び率（％）を評価した。測定結果を表１に示す。
＜測定条件＞
・引張速度：１００ｍｍ／ｍｉｎ
・応力印加方法：０ＭＰａから１．４ＭＰａまで掃引した後、再度０ＭＰａに戻し、再び１．４ＭＰａまで掃引、これを１０回〜５０回程度繰り返す。
・試験片形状：ダンベル状５号形（ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠）
２．トーショナルダンパの製造及び評価
（１）トーショナルダンパの製造
上述したゴム部材（試験片１〜試験片３、比較試験片１〜比較試験片２）と同一組成の環状のダンパ用のゴム部材（図３のゴム部材４１）を作製し、ハブ２と慣性リング３との間隙部５に圧入して実施例１ａ〜実施例３ａ、比較例１ａ〜比較例２ａのトーショナルダンパを製造した。
（１）トーショナルダンパの製造
上述したゴム部材（試験片１〜試験片３、比較試験片１〜比較試験片２）と同一組成の環状のダンパ用のゴム部材（図３のゴム部材４１）を作製し、ハブ２と慣性リング３との間隙部５に圧入して実施例１ａ〜実施例３ａ、比較例１ａ〜比較例２ａのトーショナルダンパを製造した。
このとき、ハブ２と慣性リング３は前述した鋳鉄、フェノール樹脂或いは金属と樹脂の複合材料等により作製した。これらハブ２と慣性リング３との間隙部５におけるゴム部材４の径方向平均圧縮率は、主圧縮間隙部５１で３０％〜４０％とし、傾斜間隙部５２で１０％〜２０％となるように調整した。このときの傾斜間隙部５２の傾斜角度は２５°〜３５°とし、主圧縮間隙部５１及び傾斜間隙部５２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より大きく３０μｍ以下の範囲とした。
（２）トーショナルダンパの評価
ａ）損失係数（ｔａｎδｐｉ、ｔａｎδｐｈ）及び損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）の評価
トーショナルダンパに圧入したゴム部材４の表面温度６０±５℃における当該ゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｉ）、ゴム部材４の表面温度１２０±５℃における当該ゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｈ）及び、損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）を高周波振動試験機による共振スイープ法（固有振動数測定）により、非接触表面温度計を用いて下記の条件で測定した。測定結果を表１に示す。
＜測定条件＞
・ゴム部材表面温度：６０±５℃、１２０±５℃
・加振振幅：±１．７×１０−３ｒａｄ（±０．１°）
・スイープ速度：１００Ｈｚ／ｍｉｎ
ａ）損失係数（ｔａｎδｐｉ、ｔａｎδｐｈ）及び損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）の評価
トーショナルダンパに圧入したゴム部材４の表面温度６０±５℃における当該ゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｉ）、ゴム部材４の表面温度１２０±５℃における当該ゴム部材４の損失係数（ｔａｎδｐｈ）及び、損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）を高周波振動試験機による共振スイープ法（固有振動数測定）により、非接触表面温度計を用いて下記の条件で測定した。測定結果を表１に示す。
＜測定条件＞
・ゴム部材表面温度：６０±５℃、１２０±５℃
・加振振幅：±１．７×１０−３ｒａｄ（±０．１°）
・スイープ速度：１００Ｈｚ／ｍｉｎ
ｂ）せん断歪み（％）の評価
ゴム部材４のせん断歪み（耐久試験時のゴム歪み）（％）は、一定振幅を与えたときの環状ゴム部材の円周方向の変形量を環状ゴム部材の厚みで除算した値に１００を乗算した値である。本実施例では、以下の試験条件で測定した。なお、下記の条件下で加振振幅（負荷トルク）はトーショナルダンパのプーリー溝３Ｃ（プーリー部）にベルトを介して連結されるエアコン、オルタネータ、ウォーターポンプなどの補機に加わる負荷トルクを合計したトルクに一定の安全係数を乗算した値である。測定結果を表１に示す。
＜測定条件＞
・雰囲気温度：１００±３℃
・加振振幅（負荷トルク）：±１８０Ｎ／ｍ
・加振周波数：１０Ｈｚ
ゴム部材４のせん断歪み（耐久試験時のゴム歪み）（％）は、一定振幅を与えたときの環状ゴム部材の円周方向の変形量を環状ゴム部材の厚みで除算した値に１００を乗算した値である。本実施例では、以下の試験条件で測定した。なお、下記の条件下で加振振幅（負荷トルク）はトーショナルダンパのプーリー溝３Ｃ（プーリー部）にベルトを介して連結されるエアコン、オルタネータ、ウォーターポンプなどの補機に加わる負荷トルクを合計したトルクに一定の安全係数を乗算した値である。測定結果を表１に示す。
＜測定条件＞
・雰囲気温度：１００±３℃
・加振振幅（負荷トルク）：±１８０Ｎ／ｍ
・加振周波数：１０Ｈｚ
ｃ）定トルク耐久性の評価
定トルク耐久性の評価は、ゴム部材４のせん断歪みの測定方法を用いて、耐久試験回数１．０×１０７回まで、ダンパに圧入されたゴム部材４のせん断歪み（％）の変化を測定して確認した。当該定トルク耐久性の評価において得られたトーショナルダンパの耐久性能特性線図を図６に示す。上述した表１において、定トルク耐久性の評価結果は、規定の試験回数後にゴム部材４の外観に異常がなかったものを「◎」、規定の試験回数後にゴム部材４の外観に変形が確認されたものを「○」、規定の試験回数までにゴム部材４が破損したものを「×」とした。
定トルク耐久性の評価は、ゴム部材４のせん断歪みの測定方法を用いて、耐久試験回数１．０×１０７回まで、ダンパに圧入されたゴム部材４のせん断歪み（％）の変化を測定して確認した。当該定トルク耐久性の評価において得られたトーショナルダンパの耐久性能特性線図を図６に示す。上述した表１において、定トルク耐久性の評価結果は、規定の試験回数後にゴム部材４の外観に異常がなかったものを「◎」、規定の試験回数後にゴム部材４の外観に変形が確認されたものを「○」、規定の試験回数までにゴム部材４が破損したものを「×」とした。
ｄ）ゴム摩耗粉の評価
ゴム摩耗粉の評価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。
＜測定条件＞
・ゴムせん断歪：±４５％（ゴム捩れ角度＝±１．５９ｄｅｇ．）
・雰囲気温度：２３±３℃
・加振周波数：３０Ｈｚ
・試験回数：７．７×１０６回
ゴム摩耗粉の評価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。
＜測定条件＞
・ゴムせん断歪：±４５％（ゴム捩れ角度＝±１．５９ｄｅｇ．）
・雰囲気温度：２３±３℃
・加振周波数：３０Ｈｚ
・試験回数：７．７×１０６回
上述した表１において、ゴム摩耗粉の発生程度の結果は、規定の試験回数後に摩耗粉の付着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付着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付着が確認されたものを「×」とした。
ｅ）トーショナルダンパに圧入されたゴム部材のせん断歪みとゴム摩耗粉の関係
図６に示すように、比較例１ａのトーショナルダンパのゴム部材４は、一定負荷トルクに対してゴム部材４のせん断歪みが３５％であるゴム部材であるため、摩耗粉の発生も殆ど確認できなかった。また、一定負荷トルクに対してゴム部材４のせん断歪みが６０％であるゴム部材４を用いた比較例２ａのゴム部材は、規定の試験回数に至る前に破断してしまい、摩耗粉も大量に発生していた。これに対して、実施例１〜実施例３のトーショナルダンパのゴム部材のせん断歪みは、４５％以上５５％以下で一定負荷トルクに対して適度なゴムせん断歪みを有するため、規定の試験回数終了までゴム部材４の破断はなかったが、少量のゴム摩耗粉が発生した。
図６に示すように、比較例１ａのトーショナルダンパのゴム部材４は、一定負荷トルクに対してゴム部材４のせん断歪みが３５％であるゴム部材であるため、摩耗粉の発生も殆ど確認できなかった。また、一定負荷トルクに対してゴム部材４のせん断歪みが６０％であるゴム部材４を用いた比較例２ａのゴム部材は、規定の試験回数に至る前に破断してしまい、摩耗粉も大量に発生していた。これに対して、実施例１〜実施例３のトーショナルダンパのゴム部材のせん断歪みは、４５％以上５５％以下で一定負荷トルクに対して適度なゴムせん断歪みを有するため、規定の試験回数終了までゴム部材４の破断はなかったが、少量のゴム摩耗粉が発生した。
そこで、耐久性の評価におけるゴム摩耗粉の発生を極力抑制するために、前述の表１の実施例１〜実施例３のゴム組成物を用いて製作したゴム部材４１をトーショナルダンパに圧入し、ゴム摩耗粉発生の原因となっていると考えられるトーショナルダンパのハブ外周面２５Ａと慣性リング内周面３Ａで形成される傾斜間隙部５２を構成する各傾斜面５２Ａ、５２Ｂ表面の十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）を４μｍ〜１５μｍに変化させて、ゴム摩耗粉の発生状況を調べた。以下の、表２に各傾斜面５２Ａ、５２Ｂの表面粗さを変化させたゴム摩耗粉確認試験の結果を示す。なお、表２において「摩耗粉発生程度」の「○」、「△」、「×」の評価結果の意味は、表１と同じ意味である。
表２において、比較例３ａ〜比較例５ａは、傾斜間隙部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の対比例であり、実施例１〜実施例３と同様のゴム部材を用いた。比較例３ａ〜比較例５ａは、実施例１ａ〜実施例３ａと径方向平均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、傾斜間隙部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。
表２から、傾斜間隙部５２を構成する傾斜面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る。よって、傾斜間隙部５２を構成する傾斜面５２Ａ、５２Ｂを十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）が４μｍ以上１５μｍ以下となるように形成することで、せん断歪みが小さい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間隙部の表面粗さを、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以下とすることで、ダンパ共振時におけるゴム部材４の表面温度６０℃での損失係数（ｔａｎδｐｉ）が０．２３以上で、ゴム部材４のせん断歪みが４５％以上５５％以下の高減衰特性を備えたゴム部材であっても、傾斜間隙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。このように、傾斜間隙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捩り振動を低減するために適用することができる。さらに、本発明における高い減衰性能を示すゴム部材は、車両等に用いられるトーショナルダンパ以外にも、様々な用途に用いることができる。
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、当該間隙部の傾斜間隙部の表面粗さが、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、傾斜間隙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良好で、高い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（プーリー部）
４ ゴム部材（圧入後）
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）
４１ ゴム部材（圧入前）
５１ 主圧縮間隙部
５２ 傾斜間隙部
５２Ａ、５２Ｂ 傾斜面
５３ 摩擦低減領域
２ ハブ
３ 慣性リング
３Ａ 内周面
３Ｂ 外周面
３Ｃ プーリ溝（プーリー部）
４ ゴム部材（圧入後）
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）
４１ ゴム部材（圧入前）
５１ 主圧縮間隙部
５２ 傾斜間隙部
５２Ａ、５２Ｂ 傾斜面
５３ 摩擦低減領域
Claims (8)
- 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、
当該トーショナルダンパ共振時における当該ゴム部材の表面温度６０±５℃での当該ゴム部材の損失係数（ｔａｎδｐｉ）が０．２３より大きく、当該トーショナルダンパに温度１００±３℃、加振振幅（負荷トルク）±１８０Ｎ／ｍ、加振周波数１０Ｈｚを与えたときの、当該トーショナルダンパに圧入された状態での当該ゴム部材の円周方向の変形量を当該ゴム部材の厚みで除算した値に１００を乗算した値（せん断歪み）が３５％より大きく６０％未満であり、
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離間する方向に傾斜した傾斜間隙部とを備え、
当該主圧縮間隙部と傾斜間隙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（Ｒｚ）が４μｍ以上３０μｍ以下であり、かつ、当該傾斜間隙部と当該主圧縮間隙部との境界よりも当該主圧縮間隙部側から当該傾斜間隙部にわたって形成された、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（Ｒｚ）が小さい摩擦低減領域を備えることを特徴とするトーショナルダンパ。 - 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（Ｒｚ）が４μｍ以上１５μｍ以下であり、当該摩擦低減領域以外のハブ外周面と当該慣性リング内周面の表面粗さ（Ｒｚ）が１５μｍより大きく３０μｍ以下である請求項１に記載のトーショナルダンパ。
- 以下の式（１）で表される前記ゴム部材全体の径方向平均圧縮率は、前記主圧縮間隙部に圧入したゴム部材の平均圧縮率と前記傾斜間隙部に圧入したゴム部材の平均圧縮率とからなり、当該主圧縮間隙部の平均圧縮率が３０％以上４０％以下であり、当該傾斜間隙部の平均圧縮率が１０％以上２０％以下である請求項１または請求項２に記載のトーショナルダンパ。
ｔｎ：空隙部に圧入したときの各領域におけるゴム部材の厚み
Ｌ０：トーショナルダンパの幅方向の長さ
Ｌｎ：空隙部の各領域の幅方向の長さ
ｎ：圧縮率が異なる領域の数であり、２〜７までの整数。 - 前記傾斜間隙部を構成する傾斜面と、前記主圧縮間隙部を構成する前記ハブ外周面又は前記慣性リング内周面とがなす傾斜角度が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。
- トーショナルダンパ共振時における前記ゴム部材の表面温度１２０±５℃での損失係数（ｔａｎδｐｈ）が０．２１以上であり、
当該トーショナルダンパ共振時における当該ゴム部材の表面温度１２０±５℃での損失係数（ｔａｎδｐｈ）と、当該トーショナルダンパ共振時における当該ゴム部材の表面温度６０±５℃での損失係数（ｔａｎδｐｉ）との損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）が０．６６以上である請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のトーショナルダンパ。 - 圧入前の前記ゴム部材に１．４ＭＰａの引張応力を１０〜５０回加えたときの圧入前の当該ゴム部材の伸び率が３４％より大きく６２％未満である請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のトーショナルダンパ。
- 圧入前の前記ゴム部材の５０％伸長時のモジュラスが１．２８ＭＰａより大きく、１．８２ＭＰａ未満である請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のトーショナルダンパ。
- 圧入前の前記ゴム部材は、ＥＰＤＭを主成分とするゴム組成物を加硫成形したものであって、
当該ゴム組成物は、当該ＥＰＤＭ１００重量部に対して、ヨウ素吸着量が７０ｍｇ／ｇ以上１８５ｍｇ／ｇ以下でありＤＢＰ吸油量が４０ｃｍ ３ ／１００ｇ以上１２０ｃｍ ３ ／１００ｇ以下であるカーボンブラック１００重量部以上、プロセスオイル４０重量部以上が添加され、当該ゴム組成物の合計重量部に対する当該ＥＰＤＭの重量部比率（ＥＰＤＭのポリマー分率）が２０重量％以上４０重量％以下である請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のトーショナルダンパ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017101851A JP6882067B2 (ja) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | トーショナルダンパ |
| PCT/JP2018/018920 WO2018216567A1 (ja) | 2017-05-23 | 2018-05-16 | トーショナルダンパ |
| CN201880034259.4A CN110678669A (zh) | 2017-05-23 | 2018-05-16 | 扭转减振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017101851A JP6882067B2 (ja) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | トーショナルダンパ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018197572A JP2018197572A (ja) | 2018-12-13 |
| JP6882067B2 true JP6882067B2 (ja) | 2021-06-02 |
Family
ID=64396417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017101851A Active JP6882067B2 (ja) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | トーショナルダンパ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6882067B2 (ja) |
| CN (1) | CN110678669A (ja) |
| WO (1) | WO2018216567A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7048538B2 (ja) | 2019-04-25 | 2022-04-05 | ファナック株式会社 | 産業用ロボットとそのリーチ延長方法 |
| EP4080085A4 (en) * | 2019-12-20 | 2024-01-24 | Nok Corp | TORSION DAMPER |
| US20230003278A1 (en) * | 2019-12-20 | 2023-01-05 | Nok Corporation | Torsional damper |
| CN113217578B (zh) * | 2021-06-04 | 2023-03-21 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种轴系调频装置及发动机 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS639538U (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-22 | ||
| JPH0285543A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-27 | Toyoda Gosei Co Ltd | ダイナミックダンパ |
| JPH10196719A (ja) * | 1997-01-09 | 1998-07-31 | Toyoda Gosei Co Ltd | ダンパプーリ |
| JPH1144344A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-16 | Nok Megurasutikku Kk | ダンパ |
| JP2010151217A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Fukoku Co Ltd | トーショナルダンパ |
| US20100330352A1 (en) * | 2009-06-30 | 2010-12-30 | Gates Corporation | Bonded Part with Laminated Rubber Member and Method of Making |
| JP6327155B2 (ja) * | 2013-07-25 | 2018-05-23 | Nok株式会社 | トーショナルダンパー用ｅｐｄｍ組成物 |
-
2017
- 2017-05-23 JP JP2017101851A patent/JP6882067B2/ja active Active
-
2018
- 2018-05-16 CN CN201880034259.4A patent/CN110678669A/zh active Pending
- 2018-05-16 WO PCT/JP2018/018920 patent/WO2018216567A1/ja active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018216567A1 (ja) | 2018-11-29 |
| JP2018197572A (ja) | 2018-12-13 |
| CN110678669A (zh) | 2020-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6882067B2 (ja) | トーショナルダンパ | |
| WO2018079076A1 (ja) | ダンパゴム部材およびトーショナルダンパ | |
| JP6923315B2 (ja) | トーショナルダンパ | |
| JP7057684B2 (ja) | ゴム部材およびそれを用いたダンパー | |
| WO2009093465A1 (ja) | 摩擦伝動ベルト | |
| US7264249B2 (en) | Seal | |
| JP2010151217A (ja) | トーショナルダンパ | |
| JP6817539B2 (ja) | トーショナルダンパ | |
| EP4080084A1 (en) | Torsional damper | |
| EP4080086A1 (en) | Torsional damper | |
| JP4668677B2 (ja) | 伝動ベルト | |
| EP4080083A1 (en) | Torsional damper | |
| EP4080085A1 (en) | Torsional damper | |
| JP7472664B2 (ja) | 密封部材 | |
| JPH06249292A (ja) | 歯付ベルト | |
| JP2017048921A (ja) | 伝動ベルト | |
| WO2014057663A1 (ja) | 樹脂組成物及びそれを用いたシール部材 | |
| JP2006029493A (ja) | Ｖリブドベルト | |
| JP7476682B2 (ja) | 密封部材 | |
| JP2009030799A (ja) | プーリ構造体、及び、これを用いた補機駆動システム | |
| JP2004204914A (ja) | シールおよびこれを備えた転がり軸受 | |
| JP2004150591A (ja) | シール | |
| JP2012067786A (ja) | 摩擦伝動ベルト | |
| JP2005042896A (ja) | 車輪用転がり軸受 | |
| JP2003222147A (ja) | 車輪用転がり軸受 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200403 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210127 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210323 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210420 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210506 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6882067 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |