JPH02168043A - ダンパー付フライホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、内燃機関の出力軸における振動を低減するダ
ンパー機構を備えたフライホイールに係り、特にかかる
ダンパー機構の吸振性能および耐久性の向上が有利に図
られ得るダンパー付フライホイールに関するものである
。

（背景技術） 従来から、実開昭５２−７０２０３号公報や実開昭５５
−１５１９４０号公報、実開昭５８−１１９６４５号公
報、或いは実開昭６０−１５２８５５号公報等に示され
ているように、自動車等における内燃機関のクランクシ
ャフト（出力軸）に取り付けられるフライホイールに対
して、ダンパー機構（動的吸振器）を設けて、該出力軸
に惹起される振動を低減することが考えられている。

すなわち、クランクシャフトに取り付けられるフライホ
イールにあっては、第２図に示されているように、クラ
ンクシャフト２の曲げ振動によって、その回転中心を略
中心とした揺動的な軸方向の振動が惹起されることとな
るところから、該フライホイール４に対して、所定のマ
ス部材を、弾性体を介して径方向に弾性連結せしめてな
る構造の副振動系を設けて、該副振動系におけるフライ
ホイール４の軸方向の固有振動数を、クランクシャフト
２における曲げ方向の共振周波数にチューニングするこ
とによって、かかる副振動系が動的吸振器として機能せ
しめられ、それによってクランクシャフト２における曲
げ振動が低減され得ることとなるのである。

ところで、このようなフライホイールにあっては、内燃
機関の熱やクラッチフェーシングとの摩擦熱が及ぼされ
、低温域から８０〜１２０″Ｃ程度までの高温域に亘る
極めて広い温度環境に、長期間に亘って繰り返し晒され
ることとなるために、そこに取り付けられるダンパー機
構に対して、そのような広い温度環境下でも、優れた吸
振機能を充分な耐久性をもって安定して発揮することが
要求される。それ故、かかるフライホイール用のダンパ
ー機構を構成する弾性体の要求特性として、（ａ）耐熱
性に優れていること、（ｂ）高温下でも優れた減衰力を
発揮し得ること、（ｃ）動的特性の温度依存性が小さい
こと、（ｄ）動的特性の熱履歴による変化率が小さいこ
と、および（ｅ）高温下での耐バースト性に優れている
こと等が挙げられる。

そして、このダンパー機構を構成する弾性体の必要性能
に対して、現在では、ＩＩＲ，（１−ＩＩＲ，、ＮＲ／
ＳＢＲ，ＣＲ，ＮＢＲ，水添ＮＢＲ等の材料をもって対
応しているが、そのうちのＩＩＲ，Ｃ４−１１Ｒについ
ては高温下での耐バースト性が問題であり、またＮＲ／
ＳＢＲについては高温下での減衰力に問題があり、更に
ＣＲについては熱履歴に対する動的特性の変化率が大き
い問題を内在しており、更にまたＮＢＲ材料については
、動的特性の温度依存性が上記ＩＩＲ，（１−ＩＩＲと
同様に大きく、特に低温でのゴムのガラス化から（る動
ばね定数の増大は大きな問題であり、そしてまた、上記
１１Ｒ，Ｃ４−Ｉ　ＩＲ。

ＮＲ／ＳＢＲ，ＣＲ，ＮＢＲは何れも耐熱性に問題があ
り、唯一耐熱性の良好な水添ＮＢＲにあっては高温下で
の減衰力が低く且つ動的特性の温度依存性が大きいとい
った問題を有していた。即ち、従来から用いられている
弾性体は、何れも、上記要求特性を満足−するものでは
なく、上述の如きゴム材料を、不充分ながらも使用して
いるのが実情であり、要求特性を満足し得る弾性体材料
の提供が望まれていたのである。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として
為されたものであって、その解決課題とするところは、
ダンパー機構を構成する弾性体に適用することにより、
該ダンパー機構の吸振機能が、広い温度環境下において
極めて良好に且つ優れた耐久性をもって発揮され得るゴ
ム材料を明らかにし、以て内燃機関の出力軸における振
動を有利に吸収せしめ得るダンパー付フライホイールを
提供することにある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明にあって
は、内燃機関の出力軸に取り付けられて、該出力軸と一
体的に回転させられるフライホイールに対し、弾性体を
介して、所定のマス部材を弾性的に連結支持せしめてな
るダンパー付フライホイールにおいて、α−オレフィン
の炭素数が３〜８であり、且つエチレン含有量が３０〜
６０重量％であるエチレン−α−オし・フィン共重合体
ゴムを主体とするゴム材料を用いて形成されたゴム弾性
体によって、前記弾性体を構成せしめたことを、その特
徴とするものである。

（構成の具体的説明） 先ず、かかる本発明が適用されるダンパー付フライホイ
ールは、例えば、第１図に示されている如き構造を有す
るものである。即ち、かかる図において、１０は、略円
環板形状を呈する金属製のフライホイール本体であって
、外周面にリングギヤ１６を有していると共に、軸方向
一方の面がクラッチディスク１３の押し付けられるフェ
ーシング面１４とされており、その中心部に位置するボ
ス部１２において、内燃機関のクランクシャフトに対し
て取り付けられるようになっている。

そして、かかるフライホイール本体１０には、フェーシ
ング面１４とは反対側の面において、周方向全周に亘っ
て延びる環状の凹所１８が、同心的に形成されて、おり
、この凹所１８内に、ダンパ−マス２０が収容配置され
ているのである。

このダンパーマス２０は、厚肉円環形状を呈しており、
フライホイール本体１０の凹所１８内径よりも所定寸法
小さな外径にて形成されている。

また、該ダンパーマス２０の径方向外方には、所定距離
を隔てて、薄肉円筒状の取付金具２２が同心的に配置さ
れており、これら両部材２０．２２間に、環状のゴム弾
性体２４が、通常の加硫成形手法にて加硫接着せしめら
れていることにより、それらダンパーマス２０と取付金
具２２とがゴム弾性体２４にて弾性的に連結されてなる
一体加硫成形品として形成されている。そして、かかる
取付金具２２が、フライホイール本体ＩＯの凹所１８に
おける径方向外側の内周面２６に対して圧入されること
によって、ゴム弾性体２４に対して予備圧縮が加えられ
、また該ゴム弾性体２４を介して、ダンパーマス２０が
、フライホイール本体１０に対して同心的に位置せしめ
られて弾性的に支持せしめられている。

従って、このような構造のフライホイールにあっては、
クランクシャフトに曲げ方向の振動が惹起された際、そ
れによって生ぜしめられるフライホイール本体１０にお
ける軸方向の揺動的な振動（第２図参照）によって、そ
のダンパーマス２０が、ゴム弾性体２４の弾性変形に基
づいて振動せしめられるのであり、それ故これらダンパ
ーマス２０およびゴム弾性体２４からなる振動系が、か
かるクランクシャフトにおける曲げ振動に対するダンパ
ー機構（動的吸振器）として有効に作用し得ることとな
るのである。

なお、上述のダンパー付フライホイールは、あくまでも
、本発明が適用されるものの一例であり、本発明の適用
範囲がかかる具体的構造のものに限定されるものでない
ことは、本発明の目的から、当然に理解されるべきとこ
ろである。

そして、本発明は、かくの如き構造のダンパー付フライ
ホイールにおいて、ダンパー機構を構成するゴム弾性体
（２４）を、α−オレフィンの炭素数が３〜８であり、
且つエチレン含有量が３０〜６０重景％であるＥＰＭを
主体とするゴム材料にて形成するようにしたところに特
徴があり、それによって、広い温度環境下において良好
なる吸振性能が安定して且つ良好なる耐久性をもって発
揮され得るダンパー機構を備えたフライホイールを完成
し得たのである。

ところで、かかるゴム弾性体を形成するゴム材料の主成
分となるＥＰＭの１成分を構成するα−オレフィンとし
ては、炭素数が３〜８のものが用いられ、例えば、プロ
ピレン、１−ブテン、■−ペンテン、１−ヘキセン、４
−メチル−１−ペンテン、１〜オクテン、或いはこれら
の混合物を挙げることができるが、なかでもプロピレン
、１−ブテンが好ましく採用される。

また、本発明においては、ＥＰＭのもう一方の成分を構
成するエチレンに関して、そのＥＰＭ全体に対する含量
は、３０〜６０重量％の範囲とされる。なぜなら、エチ
レン含量が６０重量％を越えると、耐寒性や加工性が低
下してしまい、また３０重量％に満たなくても、耐寒性
の低下が認められるからである。なお、エチレンの含量
は、αオレフィンの種類等によって、適宜に設定される
こととなるが、α−オレフィンがプロピレンの場合、エ
チレン含量は３０〜６０重量％、特に４０〜６０重量％
とされることが好ましい。

そして、目的とするゴム弾性体を得るぺ（、上述した如
き特性を備えたＥＰＭからなるゴム材料に対して、公知
のゴム配合資材、例えば、補強剤や軟化剤、加工助剤、
老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等が適宜に配合される
こととなるのであり、そしてその後、通常の加硫成形手
法により成形されるのである。具体的に、かかるゴム配
合資材としては、例えば、ＥＰＭ１００重量部に対して
、補強剤としてのカーボンブラックが４０〜１００重量
部、好ましくは６０〜９０重量部と、可塑剤乃至は軟化
剤が１０〜４０重量部、好ましくは１５〜２０重量部、
更に必要に応じて適当な老化防止剤が適宜配合され、ま
た架橋剤としては、ヘンシイルバーオキサイドやジクミ
ルパーオキサイド、過酸化安息香酸ｔｅｒｔ−ブチル、
２．２−ジ（ｔｅｒｔ−プチルペルオ、キシ）ブタン等
の過酸化物を２〜７重量部混合して用いられることとな
る。

また、本発明においては、上述の如き特性を備えたＥＰ
Ｍを主成分とするものであれば良く、製品たるフライホ
イールが装着される内燃機関の特性等に応じ、かかるＥ
ＰＭに対して、上述の如き特性を備えないＥＰＭやＥＰ
ＤＭ等の他のゴム成分が添加、ブレンドされた複合ゴム
材料として用いることも、勿論可能である。

（実施例） 以下、上述の如き、本発明に従うダンパー付フライホイ
ールの効果をより具体的に明らかにすべく、そのダンパ
ー機構を構成する、ＥＰＭを主成分とするゴム材料を用
いて形成されたゴム弾性体の性能を測定した実験結果を
、実施例として示すこととするが、本発明が、そのよう
な実施例の記載によって、何等の制約を受けるものでな
いことは勿論であり、また、本発明には、以下の実施例
の他にも、更には上記の具体的記述以外にも、本発明の
趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づい
て種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであるこ
とが、理解されるべきである。

先ず、下記第１表に示される５種類のゴム材料について
、その物性の検討を行なった。なお、かかるゴム材料の
うち、本発明に係るＥＰＭ（Ｎα５）としては、α−オ
レフィンとしてプロピレンが用いられ、且つＥＰＭ全体
に対して４７重量％のエチレンを含有するものを用いた
。

また、ここでは、高温下での減衰力および動的特性の温
度に対する依存性については、動的粘弾性（横浜システ
ム株式会社製自動粘弾性測定装置：ＶＥＭ７００Ｄ）を
用いて検討し、更に動的特性の熱履歴に対する経時変化
および耐熱性については、Ｊ　ＩＳ−に−６３０１中の
引張試験に規定されるダンベル状試験片を用いた引張強
さ（ＴＩ）と切断時の伸び（Ｅ、）および同硬さ試験に
規定されるダンベル状試験片を用いたスプリング硬度（
Ｈ８）を用いて検討した。そして、その得られた結果を
下記の第１表に示した。

かかる第１表の結果から明らかなように、１２０℃の高
温雰囲気中におけるｔａｎ　δ（減衰力）が０．２以上
で且つ一２０゛Ｃ及び１００°Ｃにおける動的弾性率（
Ｅ、）の比：Ｅ＋（−２０”Ｃ）／Ｅ、＜１００℃）が
１０以下であり、また１５０’ｃＸ’？−０時間の熱履
歴に対する経時変化（硬度差：ΔＨ，）がｌＯ以下で且
１引張強さ（Ｔ、）及び切断時の伸び（Ｅ、）の変化率
が一１０以上を満足する材料は、本発明に係るＥＰＭＬ
かないことが解かる。

次いで、かかる５種のゴム材料を用いて、実際に第１図
に示される如き構造のダンパー付フライホイールを作製
し、それぞれの製品性能を調査した。なお、それぞれの
ダンパー付フライホイールにおける耐バースト性につい
ては、共振追跡発熱破壊試験にて評価し、また高温時の
減衰力については、共振倍率で評価した。その結果を、
下記第２表に示す。

あり、そしてそれ故、本発明に従えば、ダンパー機構の
所期の吸振機能が、広い温度環境下において良好に且つ
優れた耐久性をもって発揮され得、有利に実用に供され
得るダンパー付フライホイールが実現されることとなる
のであるヶ

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用されるダンパー付フライホイー
ルの一例を示す縦断面図である。また、第２図は、フラ
イホイールにおける、クランクシャフトの曲げ振動に起
因する振動形態を説明するための説明図である。 ｌＯ：フライホイール本体 ２０：ダンパーマス　　　２２：取付金具２４：ゴム弾
性体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の出力軸に取り付けられて、該出力軸と一体的
   に回転させられるフライホィールに対し、弾性体を介し
   て、所定のマス部材を弾性的に連結支持せしめてなるダ
   ンパー付フライホィールであって、 α−オレフィンの炭素数が３〜８であり、且つエチレン
   含有量が３０〜６０重量％であるエチレン−α−オレフ
   ィン共重合体ゴムを主体とするゴム材料を用いて形成さ
   れたゴム弾性体によって、前記弾性体を構成せしめたこ
   とを特徴とするダンパー付フライホィール。