JPS62297557A - 耐バ−スト性に優れたト−シヨナルダンパ− - 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】 く技術分野） 本発明は、耐バースト性に優れたトーショナルダンパ−
に係り、特にトーショナルダンパーラ構成するダンパー
プーリとダンパーマスとの間に介装せしめられる弾性体
を形成するゴム組成物に関するものである。

（従来技術とその問題点） 近年、車の省燃費対策から、ガソリンエンジンも軽量化
が進められているが、その軽量化は、エンジンの低剛性
化に結び付き、ひいては振動騒音が太き（なる問題を発
生している。この対策として、ディーゼルエンジンに、
そのクランクシャフトの捩り共振破損防止用として適用
されているトーショナルダンパ−が、ガソリンエンジン
にも取り付けられ、そのクランクシャフトの涙り振動を
低減することにより、振動騒音を押さえるようにした機
構が採用されている。

ところで、このようなトーショナルダンパ−においては
、例えばクランクシャフト等の回転軸に固定されるボス
部を備えたダンパープーリと、該ダンパープーリに対し
て半径方向外側に且つ同心的に配置される円筒状のダン
パーマスとを含み、それらダンパープーリとダンパーマ
スとの間に、緩衝体としてのゴム等の弾性材料からなる
円筒状の弾性体が介装されてなる構造が採用され、クラ
ンクシャフト等における捩り振動の共振振幅を小さくす
ることによって、かかる機関騒音を低下させることが、
その目的とされているが、このトーショナルダンパ−を
構成する弾性体を形成するゴム材料の必要特性としては
、（ａ）７０℃〜１００℃の高温環境下での減衰力、（
ｂ）捩り、軸直力が繰り返し入力されることからの耐久
疲労性、（ｃ）調整されたダイナミックダンパー機能と
しての共振周波数の変化が少ないことからの動的特性の
熱履歴に対する低変化性、（ｄ）エンジン高速回転時に
惹き起こされるゴム材料の発熱破壊が為されてはならな
いことからの耐バースト性、及び（ｅ）動的特性の温度
変化が小さいこと等が挙げられている。

このトーショナルダンパ−を構成する弾性体材料の必要
性能に対して、現在、Ｔ　ＴＲ，Ｃ−１１Ｒ，ＮＲ／Ｓ
ＢＲ，ＣＲ，ＮＢＲの材料をもって対応しているが、そ
のうちのＩ　ＩＲ，Ｃ−１１Ｒについては特に軸直方向
の耐久性及び耐バースト性が問題であり、またＮＲ／Ｓ
ＢＲについては高温時の減衰力が問題となり、更にＣＲ
材料についてはバランスがとれているものの、その熱履
歴に対する動特性の変化が大きい問題が内在しているの
であり、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１１ＲＳＣ−Ｉ　ＩＲと同様に大きく、
特に低温でのゴムのガラス化からくる動バネ特性の増大
は大きな問題である。しかしながら、現在は、各エンジ
ンの特性に合わせて、不充分ながらもＮＲ／ＳＢＲ材料
或いは材料材料を主力として使用しているのが実情であ
る。

さらに、近年、車両の商品性乃至は機能の向上のために
、エンジンのＤＯＨＣ化、ターボ化、スーパーチャージ
ャー化が進み、より一層の高出力、高回転化が図られて
きているが、それらのエンジンに、通常使用されている
ＮＲ／ＳＢＲ或いはＣＲからなるゴム材料を用いたトー
ショナルダンパ−を取り付けた場合にあっては、規定以
上のエンジンの高速回転、即ちオーバーラン時にトーシ
ョナルダンパ−がバーストしてしまい、安全なエンジン
の高速回転化が達成し得なくなってしまう問題があるこ
とが明らかとなった。このため、前述したトーショナル
ダンパ−の必要特性を満たし、且つエンジンの高速回転
に耐え得るゴム材料の提供が望まれているのである。

（解決手段） ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その特徴とするところは、回転軸の
振動を吸収すべく、該回転軸に取り付けられるトーショ
ナルダンパ−において、該ダンパーを構成するダンパー
プーリとダンパーマスとの間に介装せしめられる弾性体
を、水添率：５０〜９８％、アクリロニトリル量＝３０
〜５０％の水添ＮＢＲからなるゴム材料にて形成したこ
とにある。

ところで、かかる本発明に従う水添ＮＢＲからなるゴム
材料にて形成された弾性体を有するトーショナルダンパ
−は、一般に、第１図に示される如き構造を有するもの
である。即ち、この図において、１０は、金属製のダン
パープーリーであって、その中心部に位置する円筒状の
ボス部１２において、内燃機関のクランクシャフト等の
所定の回転軸に取り付けられるようになっており、また
その径方向外側に同心的な円筒部１４を一体的に有して
いる。そして、このようなダンパープーリ１０に対して
、その円筒部１４の外周部に、所定のスリーブ状のゴム
弾性体１６を介して、円筒状の金属製ダンパーマス１８
が取り付けられているのである。

なお、このダンパーマス１８は、その外周面に所定の■
ベルト等が巻き掛けられる■溝等を有しており、このダ
ンパーマス１８と薄肉の金属スリーブ２０との間にゴム
弾性体１６が通常の加硫成形手法にて加硫接着せしめら
れ、そしてこの金属スリーブ２０が、ダンパープーリ１
０の円筒部１４の外周面に圧入せしめられることによっ
て、かかるゴム弾性体１６に所定の予備圧縮が加えられ
るようになっている。尤も、この金属スリーブ２０は、
ゴム弾性体１６とダンパーマス１８との間に配置されて
も良く、その場合においては、ダンパープーリ１０の円
筒部１４と金属スリーブ２０との間にゴム弾性体１６が
加硫成形され、それに対してダンパーマス１８が圧入せ
しめられることとなる。

従って、このような構造のトーショナルダンパ−にあっ
ては、そのようなダンパーマス１８が、それが取り付け
られた所定の回転軸に発生せしめられる捩り振動に対す
る副振動系として機能し、かかる槻り振動に対する動的
吸振器として有効に作用し、以てクランクシャフト等の
回転軸の捩り振動の共振振幅を小さくして、機関騒音を
効果的に低下させることができるのである。

本発明は、かくのごとき構造のトーショナルダンパ−に
おいて、ダンパープーリ　（１０）とダンパーマス（１
８）との間に介装せしめられる弾性体く１６）を、水添
率が５０〜９８％、アクリロニトリル量が３０〜５０％
の水添ＮＢＲからな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、耐バースト性等の
特性に優れたトーショナルダンパ−を完成し得たのであ
る。

ところで、本発明に用いられろ水添ＮＢＲは、アクリロ
ニトリルとブタジェン、更に必要ならばイソプレン、■
、３−ペンタジェン等の共役ジエン単量体等とを共重合
して得られる共重合体ゴム中の二重結合を部分水素化す
ることによって得られるものであり、そのような共重合
体ゴムの部分水素化は、通常の方法（特公昭４５−３９
２７５号公報、特開昭５０−７１６８１号公報等参照）
によって行なわれるものである。

そして、本発明にあっては、そのような水添ＮＢＲ中の
アクリロニトリル量は、重量において、３０〜５０％の
範囲内となるようにされる。けだし、アクリロニトリル
含量が５０％よりも多くなると、樹脂化を起こしてゴム
弾性が低下して、ゴムとしての使用が困難となるからで
あり、また３０％に満たないアクリロニトリル量では、
耐熱性が低下したり、減衰性が低下し、更には耐油性が
低下して、ＮＢＲとしての特徴を喪失するようになるか
らである。また、本発明におけるＮＢＲの水添率、換言
すれば水素添加の割合が、高い程、改良効果は増大する
が、硫黄加硫系にて加硫するために、水素未添加の二重
結合がある程度残存している必要があり、そのためには
水添率が９８重量％以下とする必要があるのであり、一
方水素未添加の共役ジエンが多過ぎると、改良効果が低
くなるところから、本発明においては、水添率は少なく
とも５０重量％以上とする必要があるのである。

また、このような水添率：５０〜９８％、アクリロニト
リル量：３０〜５０％の水添ＮＢＲには、その１００重
量部に対して、カーボンブラック：２０〜８０重量部、
好ましくは３０〜５０重量部、ＮＢＲ配合に通常使用さ
れるＤＯＰ　（ジオクチルフタレート）、ＤＯ８（ジオ
クチルセパセード）、ＤＢＰ　（ジブチルフタレート）
、ＴＣＰ（トリクレジルホスフェート）　、ＤＯＡ　（
ジオクチルアジペート）等の可塑剤若しくは軟化剤とし
゛この液状ＮＢＲ：５〜３０重量部が配合され、またチ
ウラム系加硫促進剤或いはスルフェンアミド系加硫促進
剤等を併用した低硫黄加硫系を用い、必要に応して老化
防止剤等を配合せしめてなるコンパウンドとして、前記
した構造のトーショナルダンパ−におけるゴム弾性体（
１６）として、その加硫成形に用いられることとなる。

なお、このように、低硫黄加硫系を用いることにより、
得られるゴム弾性体のへクリ性の改良や耐熱性の改良に
有利に寄与し得るのである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は、トーショナ
ルダンパ−の弾性体を、特定の水添率及びアクリロニト
リル量の水添ＮＢＲからなるゴム材料にて形成せしめた
ものであって、これによりトーショナルダンパ−の必要
特性を満たしながら、耐バースト性等の特性を著しく向
上せしめ得たものであって、近年における車両のエンジ
ンの詩速回転化に対応し得るトーショナルダンパ−とし
て有利に使用され得るようにしたところに、本発明の大
きな工業的意義が存するのである。

（実施例） 以下に本発明の実施例を示し、本発明を更に具体的に明
らかにするが、本発明がそのような実施例の記載によっ
て前置限定的に解釈されるものではないことが、理解さ
れるべきである。

また、本発明は、上記した具体例や以下に例示の実施例
の他にも、本発明の主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形、改良、修正等を加
えた状態において実施され得るものであり、本発明が、
そのような実施形態のものをもその範囲に含むべきもの
であること、言うまでもないところである。

まず、下記第１表に示される６種類のゴム材料について
、その物性の検討を行った。なお、ここでは、耐バース
ト性については、ゴムの発熱破壊であることから、グツ
ドリッチフレクツメータを用いて検討し、また高温時の
減衰力および動的特性の温度の依存性については、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Ｖ
ＥＭ７００Ｄ）を用いて検討し、更に動的特性の熱履歴
に対する経時変化は、ＪＩＳ−に−６３０１に規定され
たダンベル物性の中の硬度変化にて検討した。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、１００°Ｃの
高温雰囲気中におけるｔａｎδ　（減衰力）が、０．１
５以上、また０℃および７０゛Ｃにおける動的弾性率（
ＥＩ）の比：Ｅ、　　（０″Ｃ）／Ｅ、（７０°Ｃ）が
４．０以下であり、且つグツトリッチフレクツメータで
ブローアウトがなく、更に１２０’ＣＸ　７　Ｑ時間の
熱履歴に対する経時変化（硬度差：ΔＨｓ）が１０以下
を満足する材料は、水添ＮＢＲＬかないことがわかる。

これは、同じアクリロニトリル（ＡＣＮ）量３７％のＮ
ＢＲと同じＡＣＮＩＪ３７％の水添ＮＢＲと比較すると
、高温時のｔａｎδが大きく且つ低温時の動的弾性率の
変化が小さいという特徴と、水素添加することにより耐
熱性が向上し、老化での硬度変化が小さいという差が生
じて、ダンパル性能にはうってつけの性質を持っている
ためと判断される。

次いで、かかる６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トーショナルダンパ−を作製し、
それぞれの型品性能を調査した。

なお、それぞれのトーショナルダンパ−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、耐久性につい
ては軸直荷重耐久試験、高温時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。

かかる第２表の結果から明らかなように、本発明に従う
水添ＮＢＲからなるゴム材料を用いて得られたトーショ
ナルダンパ−にあっては、その耐バースト性が優れてお
り、比較的成績の良いＮＲ／ＳＢＲ，ＣＲ或いはＮＢＲ
材料を用いた場合と比べても、２倍以上の耐バースト抵
抗力があることが認められるのである。また、軸直荷重
耐久試験においても、ＣＲ材料並みの繰返し疲労耐久性
を持っていることがわかる。さらに、この耐久性は、抗
張力が水添ＮＢＲを使用した場合において非常に高い力
を示すように、ポリマーとカーボンの補強性が優れてい
ることに起因していると考えられる。

なお、本発明において、水添ＮＢＲからなるゴム材料を
用いる他のメリットとしては、加硫接着工程が通常の設
備工程を用いて行なわれ得、また通常の加硫接着用接着
剤が使用可能であり、それ故ダンパーを作製する上での
コストアンプがないこと、および通常の耐熱ポリマーで
は必要な二次加硫が、水添ＮＢＲには、それが硫黄加硫
である限りにおいて、不必要であることを挙げることが
できる。そして、これが、また、硫黄加硫可能な水添率
範囲を存する本発明に従う水添ＮＢＲの使用上の利点と
なっているのである。

また、先に述べたところでもあるが、本発明に従う水添
ＮＢＲには、公知の各種の配合剤を配ぐせしめることが
可能であり、例えばホワイト力、−ボンの使用等、通常
のＮＢＲに対する配合処方力適用され、そのような配合
処方に従って弾性体苓形成したトーショナルダンパ−に
あっても、本が明の範幡に含まれるものであることは、
言うまでもないところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う水添ＮＢＲからなるゴム材料を
用いて形成されるトーショナルダンパの一例を示す半断
面図である。 １０：ダンパープーリ　１２；ボス部 工４：円筒部　　　　　１６：ゴム弾性体１８：ダンパ
ーマス　　２０：金属スリーブ第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸の振動を吸収すべく、該回転軸に取り付けられる
   トーショナルダンパーにして、該ダンパーを構成するダ
   ンパープーリとダンパーマスとの間に介装せしめられる
   弾性体を、水添率：５０〜９８％、アクリロニトリル量
   ：３０〜５０％の水添ＮＢＲからなるゴム材料にて形成
   したことを特徴とする耐バースト性に優れたトーショナ
   ルダンパー。