KR20050054871A - 비틀림 댐퍼의 제조방법 - Google Patents

비틀림 댐퍼의 제조방법 Download PDF

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츠토무 가노
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엔오케이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 허브 및 환형상 매스의 사이에 환형상 고무를 압입할 때 고무에 굴곡이 발생되는 것을 억제할 수 있으며, 이로써 비틀림 댐퍼의 변형에 대한 내구성을 향상시킬 수 있고, 또한 압입시의 압입 하중을 대폭 저감시킬 수 있어 허브 내경부에 대한 환형상 매스의 축방향 및 지름방향의 진동 정밀도를 향상시킬 수 있는 비틀림 댐퍼의 제조방법을 제공하기 위한 것이다. 상기 목적을 달성하기 위하여, 허브와 환형상 매스의 사이에 축방향의 일측으로부터 환형상 고무를 압입하여 이루어지는 비틀림 댐퍼의 제조방법에 있어서, 허브 및 환형상 매스의 환형상 고무 압입면에 실란커플링제를 도포하고, 도포 후에 소요 시간 동안 방치하여 실란커플링제를 건조시키고, 건조 후에 허브 및 환형상 매스 또는 환형상 고무 중 어느 한 쪽에 윤활유 등의 감합용 액체를 도포하고, 도포 후에 허브와 환형상 매스의 사이에 환형상 고무를 압입하도록 하였다.

Description

비틀림 댐퍼의 제조방법{METHOD OF PRODUCING TORTIONAL DAMPER}
본 발명은, 엔진의 크랭크축(crankshaft) 등의 회전축에 발생하는 비틀림 진동을 흡수하기 위해 이용되는 비틀림 댐퍼의 제조방법에 관한 것이다.
일본특허 공개 공보 제2001-27287호(출원인:NOK Vibracoustic co., Ltd) 에는, 금속으로 이루어진 허브(hub)와 그 외주에 배치된 환형상 매스(annular mass)의 대향면 사이에 환형상의 고무를 압입할 때 실란커플링제를 위치시킴으로써, 압입 후에 허브와 환형상 고무의 사이, 환형상 고무와 환형상 매스의 사이의 슬라이딩 토크(sliding torque)를 대폭 증대시킬 수 있다는 우수한 기술이 게재되어 있다.
그러나, 실란커플링제는 도포되고 나서 건조될때까지 소요되는 시간이 비교적 길기 때문에, 도포한 후에 바로 환형상 고무를 압입하면, 실란커플링제는 점착성을 띠고 있으므로, 압입성이 악화되고 고무가 크게 휜 상태로 압입되어, 비틀림 댐퍼의 내구성이 저하되는 결함이 발생하는 경우가 있다.
또한, 일본특허 공개 공보 제2001-263423호에 게재된 바와 같이, 종래 유기실란을 미끄럼 방지제 및 압입시의 윤활제로서 사용하는 기술이 개발되었지만, 압입시의 압입 하중이 크기 때문에, 압입한 후에 고무에 잔류 응력이 많이 남으며, 이로 인해 허브 내경부에 대한 환형상 매스의 축방향 및 지름방향의 진동 정밀도를 현저히 저하시키게 된다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 허브 및 환형상 매스의 사이에 환형상 고무를 압입할 때 고무에 굴곡이 발생되는 것을 억제할 수 있으며, 이로써 비틀림 댐퍼의 변형에 대한 내구성을 향상시킬 수 있는 비틀림 댐퍼의 제조방법을 제공하는 데 있다. 또한 이에 덧붙여, 압입시의 압입 하중을 대폭 저감시킬 수 있어, 허브 내경부에 대한 환형상 매스의 축방향 및 지름방향의 진동 정밀도를 향상시킬 수 있는 비틀림 댐퍼의 제조방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 제조방법에 따라 제조된 비틀림 댐퍼의 절반을 절단한 단면도이고,
도 2는 상기 제조방법의 공정 설명도이며, 그리고
도 3은 축방향에 대한 진동 정밀도의 측정위치를 도시한 설명도이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 따른 비틀림 댐퍼의 제조방법은, 허브와 환형상 매스의 사이에 축방향의 일측으로부터 환형상 고무를 압입하여 이루어지는 비틀림 댐퍼의 제조방법에 있어서, 상기 허브 및 환형상 매스의 환형상 고무 압입면에 실란커플링제를 도포하고, 도포 후에 소요 시간 동안 방치하여 상기 실란커플링제를 건조시키며, 건조 후에 상기 허브 및 환형상 매스 또는 환형상 고무 중 어느 한 쪽에 윤활유 등의 감합용 액체를 도포하고, 도포 후에 상기 허브와 환형상 매스의 사이에 환형상 고무를 압입하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 청구항 2에 따른 비틀림 댐퍼의 제조방법은, 상기 청구항 1에 기재된 제조방법에 있어서, 허브 및 환형상 매스의 환형상 고무 압입면에 화학적 표면처리를 하지 않고 실란커플링제를 도포하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성을 구비한 본 발명의 청구항 1에 따른 제조방법과 같이, 허브 및 환형상 매스의 환형상 고무 압입면에 실란커플링제를 도포하고, 도포 후에 소요 시간 동안 방치하면 실란커플링제가 건조된다. 도포되고 나서 건조될때까지 소요되는 시간은 조건에 따라 다르지만 2시간 정도가 적합하다. 실란커플링제를 충분히 건조시키면 그 점착성을 제거할 수 있고, 점착성이 제거되면 환형상 고무를 비교적 원활히 압입할 수 있다. 환형상 고무가 원활히 압입되면, 환형상 고무는 균일하게 압입되어 고무의 내부 응력이 균일해지고, 따라서 소기의 목적대로 비틀림 댐퍼의 변형에 대한 내구성을 향상시킬 수 있게 된다. 실란커플링제를 도포할 때, 허브 및 환형상 매스의 환형상 고무 압입면에는 화학적 표면처리를 할 필요가 없다(청구항 2).
또한, 실란커플링제를 건조시킨 후, 허브 및 환형상 매스 또는 환형상 고무 중 어느 한 쪽에 윤활유 등의 감합용 액체를 도포하고 나서 허브와 환형상 매스의 사이에 환형상 고무를 압입하면, 압입시의 마찰 저항을 대폭 저감시킴으로써 압입시의 압입 하중을 저감시킬 수 있고, 고무의 내부 응력이 균일해진다. 따라서, 압입 작업이 용이해지는 동시에 소기의 목적대로 비틀림 댐퍼의 변형에 대한 내구성을 향상시킬 수 있게 되며, 더불어 허브 내경부에 대한 환형상 매스의 축방향 및 지름방향의 진동 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
상기 실란커플링제에는 아민계나 우레탄계가 있는데, 그 중 아민계 실란커플링제(아미노기 함유 실란커플링제)로서는 γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-아미노프로필메틸디에톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필트리에톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디에톡시실란, γ-우레이도(ureido)프로필트리메톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-벤질-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-비닐벤질-γ-아미노프로필트리에톡시실란 등이 있다.
또한, 우레탄계 실란커플링제(이소시아네이트기 함유 실란커플링제)로서는, γ-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, γ-이소시아네이트프로필메틸디메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필메틸디에톡시실란 등이 있다.
또한, 본 발명에서는 허브 및 환형상 매스의 환형상 고무 압입면에 도포하는 성분으로서, 아민계나 우레탄계 이외의 실란커플링제도 사용할 수 있는데, 이러한 실란커플링제로서는, γ-멜캅토프로필트리메톡시실란, γ-멜캅토프로필트리에톡시실란, γ-멜캅토프로필메틸디메톡시실란, γ-멜캅토프로필메틸디에톡시실란 등의 멜캅토기 함유 실란류와, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, β-(3, 4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, β-(3, 4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란 등의 에폭시기 함유 실란류와, β-카르복시에틸트리에톡시실란, β-카르복시에틸페닐비스(2-메톡시에톡시)실란, N-β-(카르복시메틸)아미노에틸-γ-아미노프로필트리메톡시실란 등의 카르복시실란류와, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-메타크릴로일옥시프로필메틸디메트리메톡시실란, γ-아크로일옥시프로필메틸트리에톡시실란 등의 비닐형 불포화기 함유 실란류와, γ-클로로프로필트리메톡시실란 등의 할로겐함유 실란류와, 트리스(트리메톡시시릴)이소시아누레이트 등의 이소시아누레이트실란류가 있다. 또한, 이들을 변성한 유도체인 아미노 변성 시릴폴리머, 시릴화 아미노폴리머, 불포화 아미노실란착체, 블록이소시아네이트실란, 페닐아미노장쇄알킬실란, 아미노시릴화 실리콘, 시릴화 폴리에스테르 등도 사용할 수 있다.
상기 실란커플링제는 한 종류로만 사용해도 되지만, 두 종류 이상을 혼합해서 사용해도 무방하다.
또한, 상기 윤활유로는 방향족 탄화수소화합물 및 가소제, 연화제 등이 있다. 가소제에는 프탈산 유도체 등이 있고, 또한 연화제에는 파라핀계의 연화제 등이 있다.
상기 윤활유는 한 종류로만 사용해도 되지만, 두 종류 이상을 혼합해서 사용해도 무방하다.
또한, 본 출원은 다음과 같은 실시형태를 포함한다.
① 허브와 환형상 매스의 사이에 축방향으로부터 환형상 고무를 압입하는 타입의 비틀림 댐퍼.
② 허브와 환형상 고무의 사이 및 환형상 고무와 환형상 매스의 사이에 실란커플링제를 위치시킨다.
③ 각 부품의 실란커플링제 도포면에는 화학적 표면 처리를 하지 않는다.
④ 허브와 환형상 매스간의 환형상 고무 압입면에 실란커플링제를 스프레이 도포한다.
⑤ 실란커플링제를 도포한 부품은 2시간 이상 방치하여 건조시킨다.
⑥ 실란커플링제를 건조시킨 후에 허브 및 환형상 매스, 또는 환형상 고무 중 어느 한 쪽에 윤활유 등의 감합용 액체를 도포하고 나서 환형상 고무를 압입한다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 대해 도면에 기초하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 제조방법에 따라 제조된 비틀림 댐퍼(1)의 절반을 절단한 단면을 도시하는 것으로서, 상기 비틀림 댐퍼(1)는 자동차 엔진 등의 크랭크축(도시생략)에 부착되는 허브(2)와, 상기 허브(2)의 외주측에 중심이 같도록 이간되어 배치된 환형상 매스(질량체라고도 함;3)와, 상기 허브(2)와 환형상 매스(3)의 대향면 사이에 축방향의 일측으로부터 압입되어 고정된 환형상 고무(탄성체라고도 함;4)를 구비하며, 환형상 고무(4)를 통해 허브(2)와 환형상 매스(3)가 서로 탄성적으로 연결된 구조로 되어 있다.
허브(2)는 소정의 금속재료에 의해 환형상으로 형성되어 있으며, 크랭크축의 축단부에 부착되는 보스부(2a)와, 상기 보스부(2a)로부터 지름 방향 외측을 향해 일체로 성형된 원판형상의 기립부(2b)와, 상기 기립부(2b)의 외주단부에 일체로 성형된 림(rim)부(2c)를 일체로 구비한다.
환형상 매스(3) 또한 소정의 금속재료에 의해 환형상으로 형성되어 있으며, 허브(2)의 림부(2c) 외주측에 중심이 같도록 이간되어 배치되고, 외주면에는 풀리 홈(3a)이 형성되어 있다. 상기 풀리 홈(3a)은 크랭크축의 회전토크를 무단 벨트(endless belt)를 통해 각종 보조 기기에 전달하기 위해 설치되어 있다.
환형상 고무(4)는 소정의 고무재료에 의해 환형상으로 형성되어 있으며, 허브(2)의 림부(2c) 외주면과 이에 대향되는 환형상 매스(3)의 내주면 사이에 필요 압축량으로 압입되어 끼워져 있다.
또한, 허브(2)의 림부(2c)와 환형상 고무(4)의 사이 및 환형상 고무(4)와 환형상 매스(3)의 사이에는 실란커플링제(도시생략)가 각각 위치한다. 상기 실란커플링제는 고무와 금속간의 가압 접촉면의 슬라이딩 토크를 증대시키는데 뛰어난 효과를 발휘하는 것으로서, 허브(2), 환형상 고무(4), 환형상 매스(3)가 서로 견고하게 유지된 상태가 되기 때문에, 슬라이딩 토크를 현저히 증대시켜, 해당 댐퍼(1)의 동적인 진동흡수 동작 등에 의해 커다란 토크가 입력되었을 때 허브(2)의 림부(2c)와 환형상 고무(4)의 사이 또는 환형상 고무(4)와 환형상 매스(3)의 사이에서 회전방향으로 슬라이딩이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또, 상기 실란커플링제는 수용성이기 때문에, 이것을 해당 댐퍼(1)의 제조과정에서 소정 장소에 도포하기 위해서는, 예컨대, 에탄올 수용액이나 기타 알콜 수용액으로 희석하고 나서 사용하게 된다.
다음으로, 상기 비틀림 댐퍼(1)의 제조방법을 설명한다.
즉, 먼저 허브(2), 환형상 매스(3) 및 환형상 고무(4)를 각각 부품형상으로 형성하여 허브(2) 및 환형상 매스(3)에 대해서는 탈지처리하고, 이어서 도 2에 도시한 바와 같이, 허브(2)의 외주측에 환형상 매스(3)를 셋팅하여 상기 허브(2)와 환형상 매스(3)의 사이에 축방향의 일측으로부터 환형상 고무(4)를 압입하는데, 이러한 압입공정에 앞서, 허브(2) 및 환형상 매스(3)의 환형상 고무 압입면(2d, 3b), 즉 허브(2)의 림부(2c) 외주면과 환형상 매스(3)의 내주면에 각각 실란커플링제를 도포한다. 이 때, 스프레이법으로 도포하는 것이 바람직하다. 환형상 고무 압입면(2d, 3b)에는 화학적 표면처리를 하지 않는다. 이어서, 도포 후에 허브(2) 및 환형상 매스(3)를 각각 2시간 이상 방치하여 실란커플링제를 건조시킨다. 이 때에는 공기 건조가 적합하다. 건조 후, 허브(2) 및 환형상 매스(3)의 환형상 고무 압입면(2d, 3b) 사이에 축방향의 일측으로부터 환형상 고무(4)를 압입한다.
상기한 바와 같이, 허브(2) 및 환형상 매스(3)의 환형상 고무 압입면(2d, 3b)에 화학적 표면처리없이 실란커플링제를 도포하고, 도포 후에 2시간 이상 방치하여 실란커플링제를 건조시키면, 실란커플링제는 충분히 건조된다. 실란커플링제를 충분히 건조시키면 그 점착성을 제거할 수 있고, 점착성이 제거되면 환형상 고무(4)를 원활히 압입할 수 있다. 환형상 고무(4)가 원활히 압입되면, 상기 환형상 고무(4)는 균일하게 압입되어 고무의 내부 응력이 균일해지고, 따라서 소기의 목적대로 비틀림 댐퍼(1)의 변형에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 공정 중에 실란커플링제를 건조시킨 단계에서, 허브(2) 및 환형상 매스(3)의 환형상 고무 압입면(2d, 3b), 즉 허브(2)의 림부(2c) 외주면 및 환형상 매스(3)의 내주면에 윤활유를 도포하거나, 또는 환형상 고무(4)의 내주면 및 외주면에 윤활유를 도포하고 나서, 허브(2) 및 환형상 매스(3)의 환형상 고무 압입면(2d, 3b)간에 축방향의 일측으로부터 환형상 고무(4)를 압입하도록 할 수도 있으며, 이와 같이 하면, 압입시의 마찰저항을 대폭 저감시켜, 압입할 때의 압입 하중을 저감시킬 수 있고, 환형상 고무(4)의 내부응력이 균일해진다. 따라서, 압입작업이 용이해지는 동시에 소기의 목적대로 비틀림 댐퍼(1)의 변형에 대한 내구성을 향상시킬 수 있으며, 아울러 허브(2) 내경부(도 3의 A부)에 대한 환형상 매스(3)의 축방향 및 지름방향의 진동 정밀도를 향상시킬 수 있다. 도포방법은 침지법이어도 무방하다.
본 발명의 발명자들이 실시한 비교 시험에 따르면, 하기의 표 1에 나타낸 바와 같이, 실란커플링제 도포공정, 건조공정 및 윤활유 도포공정을 각각 실시한 것(실시예)은, 실란커플링제 도포공정이 없는 경우(비교예 1), 건조공정이 없는 경우(비교예 2, 3), 윤활유 도포공정이 없는 경우(비교예 3, 4)에 비해, 압입시의 필요 하중을 23~28kN에서 18kN으로 저감시킬 수 있고, 축방향 진동 정밀도를 0.22~0.33mm에서 0.15mm로 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 축방향 진동 정밀도의 측정 위치는, 도 3에 도시한 바와 같이 환형상 매스(3;환형상 매스(3)의 단면부)의 허브(2) 내경부(A;보스부(2a) 내경면)에 대한 것이다.
실란커플링제 건조 윤활유 압입시 필요 하중 축방향 진동 정밀도
비교예 1 없음 - 있음 25kN 0.25mm
비교예 2 있음 없음 있음 23kN 0.22mm
비교예 3 있음 없음 없음 27kN 0.32mm
비교예 4 있음 있음 없음 28kN 0.33mm
실시예 있음 있음 있음 18kN 0.15mm
진동 정밀도:N=25개의 평균
본 발명은 다음과 같은 효과를 거둔다.
즉, 상기와 같이 구성된 본 발명의 청구항 1에 따른 비틀림 댐퍼의 제조방법에서는, 허브 및 환형상 매스의 환형상 고무 압입면에 실란커플링제를 도포하고, 도포 후에 소요 시간 동안 방치하여 실란커플링제를 건조시키도록 하였기 때문에, 실란커플링제의 점착성을 제거하여 허브 및 환형상 매스의 사이에 환형상 고무를 압입할 때 고무에 굴곡이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 소기의 목적대로 비틀림 댐퍼의 변형에 대한 내구성을 향상시킬 수 있어, 내구성이 우수한 댐퍼 제품을 제공할 수 있다.
또한, 이에 덧붙여, 실란커플링제를 건조시킨 후, 허브 및 환형상 매스 또는 환형상 고무 중 어느 한 쪽에 윤활유를 도포하고 나서 환형상 고무를 압입하도록 하였기 때문에, 압입시의 마찰 저항을 대폭 저감시켜 압입할 때의 압입 하중을 저감시킬 수 있고 고무의 내부 응력이 균일해진다. 따라서, 압입작업이 용이해지는 동시에 소기의 목적대로 비틀림 댐퍼의 변형에 대한 내구성을 향상시킬 수 있으며, 또한 이와 더불어, 허브 내경부에 대한 환형상 매스의 축방향 및 지름방향의 진동 정밀도를 향상시킬 수 있기 때문에, 생산성의 향상 및 품질의 향상을 실현할 수 있다.
또한, 청구항 2에 기재된 바와 같이, 상기 실란커플링제를 도포할 때 허브 및 환형상 매스의 환형상 고무 압입면에는 화학적 표면처리를 할 필요가 없다.

Claims (2)

  1. 허브(2)와 환형상 매스(3) 사이에 축방향의 일측으로부터 환형상 고무(4)를 압입하여 이루어지는 비틀림 댐퍼(1)의 제조방법에 있어서,
    상기 허브(2) 및 환형상 매스(3)의 환형상 고무 압입면(2d, 3b)에 실란커플링제를 도포하고, 도포 후에 소요 시간 동안 방치하여 상기 실란커플링제를 건조시키며, 건조 후에 상기 허브(2)와 상기 환형상 매스(3) 또는 상기 환형상 고무(4) 중 어느 한 쪽에 윤활유 등의 감합용 액체를 도포하고, 도포 후에 상기 허브(2)와 상기 환형상 매스(3) 사이에 상기 환형상 고무(4)를 압입하는 것을 특징으로 하는,
    비틀림 댐퍼의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 허브(2) 및 상기 환형상 매스(3)의 환형상 고무 압입면(2d, 3b)에 화학적 표면처리를 하지 않고 실란커플링제를 도포하는 것을 특징으로 하는,
    비틀림 댐퍼의 제조방법.
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