WO2021124819A1 - トーショナルダンパ - Google Patents

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rubber ring
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torsional damper
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彰吾 草原
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Nok株式会社
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    • 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
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    • 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
    • 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
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/02—Materials; Material properties solids
    • F16F2224/025—Elastomers

Definitions

  • the present invention relates to a torsional damper.
  • the torsional damper (hereinafter, also referred to as TVD) has a function of reducing the torsional vibration of the crankshaft by the action of a rubber ring that is attached to the tip of the crankshaft and is fitted between the hub and the vibration ring (mass). It is a product to be equipped.
  • the TVD may also have a function as a crank pulley that transmits power to auxiliary machinery (alternator, air conditioner, water pump) via a belt.
  • Patent Document 1 is a torsional damper having a damper hub attached to a rotating shaft and rotating integrally with the rotating shaft, and an inertial ring attached to the damper hub via a rubber member.
  • the member is made of a rubber composition containing EPDM as a main component, and the rubber member mounted between the damper hub and the inertial ring has a loss coefficient (tan ⁇ pi) of 0 when the surface temperature is 60 ⁇ 5 ° C.
  • an object of the present invention is to provide a torsional damper having a structure in which the rubber ring is extremely unlikely to be damaged by heat generation.
  • the present inventor paid attention to the structure of the torsional damper on the premise that heat generation is unavoidable as a result of applying thermal energy to the TVD. Then, the structure of the torsional damper, in which the temperature of the rubber ring does not easily rise even if heat is generated, has been studied diligently. As a result, it was found that the temperature of the rubber ring of the torsional damper having a specific structure does not easily rise, and the present invention was completed.
  • the present invention is the following (i) to (iv).
  • (I) A hub that is fixed to a rotating shaft and has an outer peripheral surface on the circumference centered on the rotating shaft.
  • An annular vibrating ring having an inner peripheral surface having a diameter larger than that of the outer peripheral surface of the hub on the circumference centered on the rotation axis.
  • a loss coefficient (loss coefficient when the surface temperature is 60 ⁇ 5 ° C., which exists in a compressed state between the outer peripheral surface of the hub and the inner peripheral surface of the vibrating ring and is composed of a rubber composition containing EPDM as a main component.
  • a rubber ring with a tan ⁇ ) of 0.18 or more With When subjected to the resonance point tracking method, the maximum surface temperature (Tmax) of the rubber ring at the time of continuous vibration at the resonance point and the vibration ring wall thickness (a) are determined. Equation (1): Tmax ⁇ -2.7a + 124.3 Equation (2): 1.6 ⁇ a A torsional damper that meets the requirements. (Ii) When subjected to the resonance point tracking method, the maximum surface temperature (Tmax) of the rubber ring at the time of continuous vibration at the resonance point and the vibration ring wall thickness (a) are determined.
  • Equation (3) Tmax ⁇ -12.2a + 129.5 The torsional damper according to (i) above, which satisfies the above conditions.
  • Tmax maximum surface temperature of the rubber ring at the time of continuous vibration at the resonance point and the vibration ring wall thickness (a) are determined.
  • Equation (4) Tmax ⁇ 7.7a + 16.1 The torsional damper according to (i) or (ii) above, which satisfies the above conditions.
  • the above equation (2) is the equation (2'): 1.6 ⁇ a ⁇ 9 The torsional damper according to any one of (i) to (iii) above, which satisfies the above conditions.
  • FIG. 1 It is the schematic perspective view which illustrated the embodiment of the torsional damper of this invention. It is a schematic cross-sectional perspective view of the torsional damper shown in FIG. It is a schematic cross-sectional perspective view for demonstrating the manufacturing method of the torsional damper shown in FIG. It is the schematic cross-sectional perspective view of the torsional damper used for the resonance point tracking method. It is a graph which shows the example of the surface temperature of a rubber ring when the resonance point tracking method is performed. It is a graph which shows the relationship between the vibrating ring wall thickness (mm), and the maximum temperature (Tmax) which reaches the surface of a rubber ring.
  • mm vibrating ring wall thickness
  • Tmax maximum temperature
  • the present invention has a hub that is fixed to a rotating shaft and has an outer peripheral surface on the circumference centered on the rotating shaft, and a larger diameter than the outer peripheral surface of the hub on the circumference centered on the rotating shaft.
  • An annular vibrating ring having an inner peripheral surface and a rubber composition existing in a compressed state between the outer peripheral surface of the hub and the inner peripheral surface of the vibrating ring and containing EPDM as a main component, and having a surface temperature.
  • a rubber ring having a loss coefficient (tan ⁇ ) of 0.18 or more when the temperature is 60 ⁇ 5 ° C.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating an embodiment of the torsional damper of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional perspective view of the torsional damper shown in FIG.
  • the torsional damper 1 of the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2 can be used by being attached to the tip of the crankshaft of an engine of a vehicle or the like.
  • the torsional damper 1 has a function of absorbing the torsional resonance of the crankshaft and suppressing engine vibration and noise. Further, it may also serve as a drive pulley (crank pulley) that transmits power to the auxiliary equipment via a belt for the rotation of the crankshaft.
  • the torsional damper 1 has a hub 3, a vibrating ring 5, and a rubber ring 7.
  • the hub 3 includes a boss portion 31, a stay portion 33, and a rim portion 35.
  • the boss portion 31 is provided at the central portion in the radial direction of the hub 3.
  • the boss portion 31 is fixed to the tip of the crankshaft (rotating shaft), and the hub 3 is rotationally driven around the rotating shaft X.
  • the stay portion 33 extends radially from the boss portion 31.
  • the rim portion 35 is provided on the outer peripheral side of the stay portion 33.
  • the rim portion 35 has a cylindrical shape, and a vibrating ring 5 is connected to the outer peripheral side of the rim portion 35 via a rubber ring 7.
  • the outer peripheral surface of the rim portion 35 exists on the circumference centered on the rotation axis X.
  • each of the boss portion 31, the stay portion 33, and the rim portion 35 can be formed by using a metal material such as cast iron as a raw material. Further, each of the boss portion 31, the stay portion 33, and the rim portion 35 is preferably made of flake graphite cast iron, spheroidal graphite cast iron, hot-rolled steel sheet for automobile structure, or the like. Examples of flake graphite cast iron include FC100, FC150, FC200, FC250, FC300, FC350 and the like.
  • Examples of spheroidal graphite cast iron are FCD350-22, FCD350-22L, FCD400-18, FCD400-18L, FCD400-15, FCD450-10, FCD500-7, FCD600-3, FCD700-2, FCD800-2, FCD400- 18A, FCD400-18AL, FCD400-15A, FCD500-7A, FCD600-3A, etc. can be mentioned.
  • Examples of rolled steel sheets for automobile structures include SAPH310, SAPH370, SAPH410, SAPH440 and the like.
  • the vibrating ring 5 is arranged on the outer side in the radial direction of the hub 3.
  • the inner peripheral surface of the vibrating ring 5 has a larger diameter than the outer peripheral surface of the hub 3. This inner peripheral surface exists on the circumference centered on the crankshaft (rotating shaft X).
  • a pulley groove 51 on which a belt is hung is provided on the outer peripheral surface of the vibrating ring 5.
  • the pulley groove 51 functions as a pulley for power transmission.
  • the vibrating ring 5 can be formed by using a metal material such as cast iron as a raw material. Further, the vibrating ring 5 is preferably made of flake graphite cast iron. This is because flake graphite cast iron has an excellent ability to absorb vibrations and also has excellent wear resistance. Examples of flake graphite cast iron include FC100, FC150, FC200, FC250, FC300, FC350 and the like.
  • the rubber ring 7 is inserted in the gap between the outer peripheral surface of the hub 3 and the inner peripheral surface of the vibrating ring 5.
  • the rubber ring 7 plays a role of reducing torsional vibration of the crankshaft generated during traveling of a vehicle or the like to prevent damage, and reducing noise and vibration of engine vibration.
  • the rubber ring 7 is made by vulcanizing a rubber composition containing ethylene / propylene / diene ternary copolymer (EPDM) as a main component, preferably carbon black or process oil, into a cylindrical shape or the like by, for example, a conventionally known method. Can be obtained by doing.
  • the rubber composition preferably contains EPDM in an amount of 10 to 60% by mass or more, more preferably 15 to 55% by mass, more preferably 20 to 50% by mass, and further containing 30 to 50% by mass. preferable.
  • the amount of carbon black is preferably 40 to 130 parts by mass, more preferably 50 to 100 parts by mass, and further preferably 60 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of EPDM.
  • the rubber composition may contain zinc oxide, stearic acid, an antiaging agent, a peroxide, a cross-linking agent and the like.
  • the rubber ring 7 has a loss coefficient (tan ⁇ ) of 0.18 or more, preferably 0.18 to 0.40, and 0.19 to 0.35 when the surface temperature is 60 ⁇ 5 ° C. More preferably, it is more preferably 0.20 to 0.28.
  • the loss coefficient (tan ⁇ ) when the surface temperature is 60 ⁇ 5 ° C. means a value obtained by measuring by a resonance point tracking method (natural frequency measurement) by a high-frequency vibration tester.
  • the measurement by the resonance point tracking method shall be performed under the following conditions.
  • the method for producing such a torsional damper of the present invention is not particularly limited.
  • it can be manufactured by the following method.
  • a hub 30 and a vibrating ring 50 as shown in FIG. 3 are prepared, and a torque improving liquid is applied thereto by means such as spraying.
  • a torque improving liquid a solution in which a silane coupling agent is mainly dissolved in a hydrocarbon solution (solvent) such as toluene or xylene can be used.
  • the torque improving liquid is preferably applied to the portion of the hub 30 and the vibrating ring 50 that comes into contact with the rubber ring 70, that is, the inner peripheral surface of the vibrating ring 50 and the outer peripheral surface of the rim portion of the hub 30.
  • a rubber ring coated with the fitting liquid is press-fitted into the gap (gap portion 80) between the hub 30 and the vibrating ring 50 by using a press-fitting jig such as a press machine.
  • the width of the gap in the gap 80 is narrower than the thickness of the rubber ring 70.
  • the thickness of the rubber ring 70 / the width of the gap of the gap 80 is preferably about 0.6 to 0.9.
  • the rubber ring exists in a compressed state between the outer peripheral surface of the hub and the inner peripheral surface of the vibrating ring.
  • the present inventor has various structures with different wall thickness (a), fitting width (b), rubber thickness (c), fitting diameter (d), and hub fitting portion wall thickness (e).
  • a damper was prepared and the effect on the temperature of the rubber ring was examined.
  • the vibrating ring wall thickness (a) means the thickness of the vibrating ring 5 in the radial direction (direction perpendicular to the rotation axis X) as shown in FIG.
  • the radial thickness of the vibrating ring 5 is measured at 10 randomly selected points. , The value obtained by averaging them is defined as the vibrating ring wall thickness (a).
  • the fitting width (b) means the length of the rim portion 35 of the hub 3 in the rotation axis X direction.
  • the fitting width (b) is not constant in the rotation axis X direction, the length of the longest portion of the rim portion 35 of the hub 3 in the rotation axis X direction is defined as the fitting width (b).
  • the rubber thickness (c) means the thickness of the rubber ring 7 in the radial direction (direction perpendicular to the rotation axis X) as shown in FIG.
  • the rubber thickness (c) is not constant in the radial direction of the rubber ring 7 as shown in FIG. 2, the thickness of the rubber ring 7 in the radial direction is measured at 10 randomly selected points, and these are measured. Let the value obtained by averaging the rubber thickness (c).
  • the fitting diameter (d) means the diameter of the outer peripheral surface of the rim portion 35 in the hub 3. Further, the fitting diameter (d) means the shortest diameter among the diameters (outer diameters) of the outer peripheral surface of the rim portion 35. Therefore, as in the embodiment shown in FIG. 2, when the rim portion 35 is meandering with respect to the rotation axis X direction, the point closest to the rotation axis X on the outer peripheral surface thereof (in the case of FIG. 2, the rotation axis X). It shall mean the diameter at the center point in the direction).
  • the hub fitting portion wall thickness (e) means the thickness of the rim portion 35 in the hub 3 in the radial direction (direction perpendicular to the rotation axis X).
  • the hub fitting portion wall thickness (e) means a thickness other than the portion of the rim portion 35 that is connected to the stay portion 33.
  • 10 is randomly selected in the direction perpendicular to the rotation axis X. At points, the thickness of the rim portion 35 in the radial direction (excluding the portion connected to the stay portion 33) is measured, and the value obtained by averaging them is taken as the hub fitting portion wall thickness (e).
  • the present inventor has the embodiment shown in FIG. 4, in which the vibration ring wall thickness (a), the fitting width (b), the rubber thickness (c), the fitting diameter (d), and the hub fitting portion wall thickness (d).
  • Tortional dampers having various structures with different e) were prepared, and each torsional damper was subjected to the above-mentioned resonance point tracking method, and the maximum surface temperature (Tmax) of the rubber ring at that time was measured.
  • the maximum temperature (Tmax) reached on the surface of the rubber ring by the resonance point tracking method shall be measured under the following conditions.
  • Vibration amplitude ⁇ 0.05 deg -Phase at vibration: -90 deg ⁇ Test time: Until the surface temperature of the rubber ring saturates ⁇ Atmospheric temperature: 23 ⁇ 3 °C -Rubber surface measurement method: Non-contact type surface thermometer
  • the surface temperature of the rubber ring of the torsional damper was measured using a non-contact surface thermometer.
  • An example of the measurement result is shown in FIG.
  • the surface temperature of the rubber ring (vertical axis in FIG. 5) gradually rises from the start of the test and saturates after about 30 minutes have passed.
  • the surface temperature of the rubber ring at the time of saturation was defined as the maximum temperature reached by the surface of the rubber ring (Tmax) in the torsional damper having the structure.
  • the present inventor has different vibration ring wall thickness (a), fitting width (b), rubber thickness (c), fitting diameter (d), and hub fitting portion wall thickness (e).
  • the torsional dampers having various structures were subjected to the resonance point tracking method, and the maximum temperature (Tmax) reached on the surface of the rubber ring at that time was measured. Then, it was found that the maximum temperature (Tmax) reached on the surface of the rubber ring strongly depends on the wall thickness (a) of the vibrating ring, and the temperature of the rubber ring does not rise in the region shown in FIG.
  • the area can be expressed by an equation as follows. Equation (1): Tmax ⁇ -2.7a + 124.3 Equation (2): 1.6 ⁇ a
  • the plot in FIG. 6 shows the relationship between the vibrating ring wall thickness (a, unit is mm) measured by the above resonance point tracking method and the maximum temperature reached on the surface of the rubber ring (Tmax, unit is ° C.). It is data. The data is shown in Table 1.
  • the maximum surface temperature (Tmax) of the rubber ring is lower than 120 ° C.
  • the rubber ring used in the present invention is a rubber ring composed of a rubber composition containing EPDM as a main component and having a loss coefficient (tan ⁇ ) of 0.18 or more when the surface temperature is 60 ⁇ 5 ° C. Such a rubber ring is not easily damaged when the maximum surface temperature (Tmax) is 120 ° C. or lower.
  • the torsional damper of the present invention preferably satisfies the formula (3).
  • the torsional damper of the present invention preferably satisfies the formula (4).
  • the wall thickness (a) of the vibrating ring is 1.6 mm or more as compared with the formula (2), but more preferably 2.0 mm or more. Further, the vibrating ring wall thickness (a) is preferably 10.0 mm or less, more preferably 9.0 mm or less, more preferably 8.5 mm or less, and preferably 8.0 mm or less. More preferred.
  • the rubber ring is extremely unlikely to be damaged due to heat generation.
  • a proposal for example, the torsional damper described in Patent Document 1 to suppress heat generation of a rubber ring by adjusting the material of the rubber ring.
  • the technical idea of suppressing heat generation of the rubber ring by adjusting the structure of the torsional damper, specifically, the thickness of the vibrating ring in the radial direction (vibration ring wall thickness). did not exist. It can be said that the present invention is not an invention that can be easily conceived by those skilled in the art in that the technical idea is shown and the region where the heat generation of the rubber ring can be suppressed is shown by a concrete mathematical formula. ..

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Abstract

発熱によるゴムリングの破損が極めて生じ難いトーショナルダンパの提供を課題とする。回転軸に固定され、前記回転軸を中心とする円周上に外周面を有するハブと、前記回転軸を中心する円周上に、前記ハブの前記外周面よりも径が大きい内周面を有する環状の振動リングと、前記ハブの前記外周面と前記振動リングの前記内周面との間に圧縮状態で存在し、ＥＰＤＭを主成分とするゴム組成物からなり、表面温度が６０±５℃のときの損失係数（ｔａｎδ）が０．１８以上であるゴムリングと、を備え、共振点追跡法に供した場合に、共振点での連続加振時における前記ゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）と、振動リング肉厚（ａ）とが特定の関係式を満たすトーショナルダンパによって解決する。

Description

トーショナルダンパ
　本発明はトーショナルダンパに関する。
　トーショナルダンパ（以下、ＴＶＤともいう）は、クランクシャフトの先端に取り付けられ、ハブと振動リング（マス）との間に嵌合させるゴムリングの作用により、クランクシャフトの捩り振動を低減させる機能を備える製品である。
　また、ＴＶＤはベルトを介して補機類（オルタネーター、エアコン、ウォーターポンプ）へ動力を伝達するクランクプーリーとしての機能も備える場合がある。
　クランクシャフトの捩り振動の共振域付近又はそれを超えると、ＴＶＤのハブと振動リング間に捩り方向の相対振動が発生し、ＴＶＤのゴムリングが発熱する。その結果、その温度がゴムリングの耐熱温度以上となると、ゴムリングが破損する可能性がある。
　これに関する従来法として、例えば特許文献１に記載のものが挙げられる。
　特許文献１には、回転軸に取り付けられ、前記回転軸と一体的に回転するダンパハブと、前記ダンパハブにゴム部材を介して装着された慣性リングと、を有するトーショナルダンパであって、前記ゴム部材は、ＥＰＤＭを主成分とするゴム組成物からなり、前記ダンパハブと前記慣性リングとの間に装着された前記ゴム部材は、表面温度が６０±５℃の時の損失係数（ｔａｎδｐｉ）が０．２７以上であり、前記トーショナルダンパの共振点での連続加振時における前記ゴム部材の表面最高到達温度（Ｔmax）は、以下の式　Ｔmax＝α×ｌｎ（ｔａｎδｐｉ）＋β≦１００（式中、αは－４６．９～－６０．４の範囲の係数を表し、βは＋９．４～＋２７．７の範囲の係数を表す）を満たす、トーショナルダンパが記載されている。そして、このようなトーショナルダンパは、ダンパハブと慣性リングとの間に装着されるゴム部材の温度上昇を抑制することができるので、耐久性の向上したトーショナルダンパを提供することができると記載されている。
特開２０１８－９６４５５号公報
　しかしながら、上記の特許文献１に記載のトーショナルダンパであっても、その構造によっては、発熱によってゴムリングの温度が上昇してしまう可能性がある。
　本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、発熱によるゴムリングの破損が極めて生じ難い構造を備えるトーショナルダンパを提供することを目的とする。
　本発明者はＴＶＤに熱エネルギーが付与された結果、発熱することは避けられないことを前提として、トーショナルダンパの構造に着目した。そして、発熱したとしてもゴムリングの温度が上昇し難いトーショナルダンパの構造について、鋭意検討を重ねた。
　その結果、特定の構造を備えるトーショナルダンパは、ゴムリングの温度が上昇し難いことを見出し、本発明を完成させた。
　本発明は以下の（i）～（iv）である。
（i）回転軸に固定され、前記回転軸を中心とする円周上に外周面を有するハブと、
　前記回転軸を中心する円周上に、前記ハブの前記外周面よりも径が大きい内周面を有する環状の振動リングと、
　前記ハブの前記外周面と前記振動リングの前記内周面との間に圧縮状態で存在し、ＥＰＤＭを主成分とするゴム組成物からなり、表面温度が６０±５℃のときの損失係数（ｔａｎδ）が０．１８以上であるゴムリングと、
　を備え、
　共振点追跡法に供した場合に、共振点での連続加振時における前記ゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）と、振動リング肉厚（ａ）とが、
　式（１）　：　Ｔmax≦－２．７ａ＋１２４．３
　式（２）　：　１．６≦ａ
を満たす、トーショナルダンパ。
（ii）共振点追跡法に供した場合に、共振点での連続加振時における前記ゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）と、振動リング肉厚（ａ）とが、
　さらに、
　式（３）　：　Ｔmax≧－１２．２ａ＋１２９．５
を満たす、上記（i）に記載のトーショナルダンパ。
（iii）共振点追跡法に供した場合に、共振点での連続加振時における前記ゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）と、振動リング肉厚（ａ）とが、
　さらに、
　式（４）　：　Ｔmax≧７．７ａ＋１６．１
を満たす、上記（i）または（ii）に記載のトーショナルダンパ。
（iv）前記式（２）が
　式（２´）　：　１．６≦ａ≦９
を満たす、上記（i）～（iii）のいずれかに記載のトーショナルダンパ。
　本発明によれば、発熱によるゴムリングの破損が極めて生じ難い構造を備えるトーショナルダンパを提供することができる。
本発明のトーショナルダンパの実施態様を例示した概略斜視図である。 図１に示したトーショナルダンパの概略断面斜視図である。 図１に示したトーショナルダンパの製造方法を説明するための概略断面斜視図である。 共振点追跡法に供したトーショナルダンパの概略断面斜視図である。 共振点追跡法を行った場合のゴムリングの表面温度の例を示すグラフである。 振動リング肉厚（ｍｍ）とゴムリング表面到達最高温度（Ｔmax）との関係を示すグラフである。
＜トーショナルダンパの例示＞
　本発明について説明する。
　本発明は、回転軸に固定され、前記回転軸を中心とする円周上に外周面を有するハブと、前記回転軸を中心する円周上に、前記ハブの前記外周面よりも径が大きい内周面を有する環状の振動リングと、前記ハブの前記外周面と前記振動リングの前記内周面との間に圧縮状態で存在し、ＥＰＤＭを主成分とするゴム組成物からなり、表面温度が６０±５℃のときの損失係数（ｔａｎδ）が０．１８以上であるゴムリングと、を備え、共振点追跡法に供した場合に、共振点での連続加振時における前記ゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）と、振動リング肉厚（ａ）とが、式（１）：Ｔmax≦－２．７ａ＋１２４．３、式（２）：１．６≦ａを満たす、トーショナルダンパである。
　このようなトーショナルダンパを、以下では「本発明のトーショナルダンパ」ともいう。
　初めに、本発明のトーショナルダンパを、図１、図２を用いて説明する。
　図１は、本発明のトーショナルダンパの実施態様を例示した概略斜視図であり、図２は図１に示したトーショナルダンパの概略断面斜視図である。
　図１、図２に例示する実施態様のトーショナルダンパ１は、車両等のエンジンのクランクシャフトの先端に取り付けて用いることができる。トーショナルダンパ１は、クランクシャフトの捩り共振を吸収し、また、エンジンの振動、騒音を抑制する機能を備える。さらに、クランクシャフトの回転をベルトを介して補器へ動力を伝達する駆動プーリー（クランクプーリー）としての役割をも果たす場合もある。
　トーショナルダンパ１はハブ３と、振動リング５と、ゴムリング７とを有する。
　ハブ３は、ボス部３１、ステー部３３およびリム部３５からなる。
　ボス部３１は、ハブ３における径方向の中央部に設けられている。ボス部３１がクランクシャフト（回転軸）の先端に固定され、ハブ３が回転軸Ｘを中心に回転駆動する。
　ステー部３３は、ボス部３１から径方向に伸びている。
　リム部３５は、ステー部３３の外周側に設けられている。リム部３５は円筒状であり、リム部３５の外周側にゴムリング７を介して振動リング５が連結される。
　リム部３５の外周面は、回転軸Ｘを中心とする円周上に存在している。
　ボス部３１、ステー部３３およびリム部３５の各々は、鋳鉄等の金属材料等を原料として用いて成形することができる。
　また、ボス部３１、ステー部３３およびリム部３５の各々は、特に、片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、自動車構造用熱間圧延鋼板等からなることが好ましい。片状黒鉛鋳鉄の例としては、FC100、FC150、FC200、FC250、FC300、FC350等を挙げることができる。球状黒鉛鋳鉄の例としては、FCD350-22、FCD350-22L、FCD400-18、FCD400-18L、FCD400-15、FCD450-10、FCD500-7、FCD600-3、FCD700-2、FCD800-2、FCD400-18A、FCD400-18AL、FCD400-15A、FCD500-7A、FCD600-3A等を挙げることができる。自動車構造用圧延鋼板の例としては、SAPH310、SAPH370、SAPH410、SAPH440等を挙げることができる。
　振動リング５は、ハブ３の径方向外側に配置されている。振動リング５の内周面はハブ３の外周面よりも径が大きい。この内周面は、クランクシャフト（回転軸Ｘ）を中心とする円周上に存在している。
　また、振動リング５の外周面にベルトが掛かるプーリ溝５１が設けられている。プーリ溝５１は動力伝達用のプーリとして機能する。
　振動リング５は鋳鉄等の金属材料等を原料として用いて成形することができる。
　また、振動リング５は片状黒鉛鋳鉄からなることが好ましい。片状黒鉛鋳鉄は振動を吸収する能力が優れており、耐摩耗性にも優れているためである。片状黒鉛鋳鉄の例としては、FC100、FC150、FC200、FC250、FC300、FC350等を挙げることができる。
　ゴムリング７は、ハブ３の外周面と、振動リング５の内周面との間隙部に挿入されている。ゴムリング７は車両等の走行中に発生するクランクシャフトの捩じれ振動を低減させて破損を防止したり、エンジン振動の騒音や振動を低減したりする役割を果たす。
　ゴムリング７は、エチレン・プロピレン・ジエン三元コポリマー（ＥＰＤＭ）を主成分とし、その他に好ましくはカーボンブラックやプロセスオイルを含むゴム組成物を、例えば従来公知の方法によって円筒形等に加硫成形することによって得ることができる。
　ゴム組成物は配合量としてＥＰＤＭを１０～６０質量以上含むことが好ましく、１５～５５質量％含むことがより好ましく、２０～５０質量％含むことがより好ましく、３０～５０質量％含むことがさらに好ましい。
　また、ＥＰＤＭ１００質量部に対してカーボンブラックが４０～１３０質量部であることが好ましく、５０～１００質量部であることがより好ましく、６０～８０質量部であることがさらに好ましい。
　ここでゴム組成物は、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、過酸化物、架橋剤等を含んでもよい。
　ゴムリング７は、表面温度が６０±５℃のときの損失係数（ｔａｎδ）が０．１８以上であり、０．１８～０．４０であることが好ましく、０．１９～０．３５であることがより好ましく、０．２０～０．２８であることがさらに好ましい。
　ここで、表面温度が６０±５℃のときの損失係数（ｔａｎδ）は、高周波振動試験機による共振点追跡法（固有振動数測定）によって測定して得られる値を意味するものとする。なお、共振点追跡法による測定は、以下の条件において行うものとする。
・加振振幅：±０．０５ｄｅｇ
・加振時位相：－９０ｄｅｇ
・雰囲気温度：２３±３℃
・ゴム表面測定方法：非接触式表面温度計
＜製法＞
　このような本発明のトーショナルダンパを製造する方法は特に限定されない。
　例えば次のような方法によって製造することができる。
　初めに、図３に示すようなハブ３０および振動リング５０を用意し、ここへスプレー等の手段によってトルク向上液を塗布する。トルク向上液として、主としてシランカップリング剤をトルエン、キシレン等の炭化水素溶液（溶媒）に溶解させた溶液を用いることができる。トルク向上液はハブ３０および振動リング５０におけるゴムリング７０と接触する部位、すなわち、振動リング５０における内周面と、ハブ３０のリム部の外周面に塗布することが好ましい。
　そして、図３に示すように、ハブ３０と振動リング５０との隙間（間隙部８０）へ、嵌合液を塗布したゴムリングを、プレス機等の圧入治具等を用いて圧入する。ここでゴムリング７０の厚さよりも、間隙部８０の隙間の幅の方が狭いことが好ましい。具体的にはゴムリング７０の厚さ／隙間部８０の隙間の幅が０．６～０．９程度であることが好ましい。
　本発明のトーショナルダンパにおいてゴムリングは、ハブの外周面と振動リングの内周面との間に圧縮状態で存在する。
＜ゴムリングの温度に影響を与えるトーショナルダンパの構造の検討＞
　本発明者は、振動リング肉厚（ａ）、嵌合幅（ｂ）、ゴム厚（ｃ）、嵌合径（ｄ）、ハブ嵌合部肉厚（ｅ）が異なる様々な構造のトーショナルダンパを用意し、ゴムリングの温度への影響を検討した。
　ここで振動リング肉厚（ａ）は、図４に示すように、振動リング５の径方向（回転軸Ｘに垂直な方向）における厚さを意味する。図２に示した態様のように、振動リング５の径方向において振動リング肉厚（ａ）が一定ではない場合、無作為に選んだ１０点において振動リング５の径方向の厚さを測定し、それらを平均して得た値を振動リング肉厚（ａ）とする。
　嵌合幅（ｂ）は、図４に示すように、ハブ３のリム部３５における回転軸Ｘ方向における長さを意味する。回転軸Ｘ方向において嵌合幅（ｂ）が一定ではない場合、ハブ３のリム部３５の回転軸Ｘ方向における最も長い部分の長さを嵌合幅（ｂ）とする。
　ゴム厚（ｃ）は、図４に示すように、ゴムリング７の径方向（回転軸Ｘに垂直な方向）における厚さを意味する。図２に示した態様のように、ゴムリング７の径方向においてゴム厚（ｃ）が一定ではない場合、無作為に選んだ１０点においてゴムリング７の径方向における厚さを測定し、それらを平均して得た値をゴム厚（ｃ）とする。
　嵌合径（ｄ）は、図４に示すように、ハブ３におけるリム部３５の外周面の直径を意味する。また、嵌合径（ｄ）はリム部３５の外周面の直径（外径）のうち、最も短い径を意味するものとする。したがって、図２に示す態様のように、リム部３５が回転軸Ｘ方向に対して蛇行している場合、その外周面における最も回転軸Ｘに近い点（図２の場合であれば回転軸Ｘ方向における中心点）における直径を意味するものとする。
　ハブ嵌合部肉厚（ｅ）は、図４に示すように、ハブ３におけるリム部３５の径方向（回転軸Ｘに垂直な方向）における厚さを意味する。ここでハブ嵌合部肉厚（ｅ）は、リム部３５におけるステー部３３と結合している部分以外の厚さを意味する。また、図２に示した態様のように、回転軸Ｘに垂直な方向においてハブ嵌合部肉厚（ｅ）が一定ではない場合、回転軸Ｘに垂直な方向において、無作為に選んだ１０点においてリム部３５の径方向における厚さ（ステー部３３と結合している部分を除く）を測定し、それらを平均して得た値をハブ嵌合部肉厚（ｅ）とする。
　本発明者は、図４に示した態様であって、振動リング肉厚（ａ）、嵌合幅（ｂ）、ゴム厚（ｃ）、嵌合径（ｄ）、ハブ嵌合部肉厚（ｅ）が異なる様々な構造のトーショナルダンパを用意し、各々のトーショナルダンパを前述の共振点追跡法に供し、その際のゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）を測定した。なお、共振点追跡法によるゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）測定は、以下の条件において行うものとする。
・加振振幅：±０．０５ｄｅｇ
・加振時位相：－９０ｄｅｇ
・試験時間：ゴムリングの表面温度がサチレートするまで
・雰囲気温度：２３±３℃
・ゴム表面測定方法：非接触式表面温度計
　このような共振点追跡法を行いながら、トーショナルダンパのゴムリングの表面温度を非接触式表面温度計を用いて測定した。
　測定結果の例を図５に示す。
　図５に示すように、ゴムリングの表面温度（図５の縦軸）は試験開始から徐々に上昇し、３０分程度が経過するとサチレートする。
　サチレートしたときのゴムリングの表面温度を、その構造のトーショナルダンパにおけるゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）とした。
　本発明者は、上記のようにして、振動リング肉厚（ａ）、嵌合幅（ｂ）、ゴム厚（ｃ）、嵌合径（ｄ）、ハブ嵌合部肉厚（ｅ）が異なる様々な構造のトーショナルダンパについて共振点追跡法に供し、その際のゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）を測定した。
　そして、ゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）は、振動リング肉厚（ａ）に強く依存し、図６に示す領域において、ゴムリングの温度が上昇しないことを見出した。
　その領域を式で表すと、以下の通りとなる。
　式（１）　：　Ｔmax≦－２．７ａ＋１２４．３
　式（２）　：　１．６≦ａ
　なお、図６におけるプロットは、上記の共振点追跡法を行って実測した振動リング肉厚（ａ、単位はｍｍ）とゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax、単位は℃）との関係を示すデータである。そのデータを表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図６に示すように、式（１）および式（２）で表される領域は、ゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）が１２０℃よりも低くなる。ここで、本発明で用いるゴムリングは、ＥＰＤＭを主成分とするゴム組成物からなり、表面温度が６０±５℃のときの損失係数（ｔａｎδ）が０．１８以上であるゴムリングであるが、このようなゴムリングは表面到達最高温度（Ｔmax）が１２０℃以下であると破損し難い。
　そして、図６に示すプロットの位置から判断すると、式（３）：Ｔmax≧－１２．２ａ＋１２９．５を満たす場合であれば、ゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）は十分に低く、破損する恐れはないと考えられる。したがって、本発明のトーショナルダンパは、式（３）を満たすことが好ましい。
　また、図６に示すプロットの位置から判断すると、式（４）：Ｔmax≧７．７ａ＋１６．１を満たす場合であれば、ゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）は十分に低く、破損する恐れはないと考えられる。したがって、本発明のトーショナルダンパは、式（４）を満たすことが好ましい。
　また、振動リング肉厚（ａ）は式（２）より１．６ｍｍ以上であるが、２．０ｍｍ以上であることがより好ましい。
　また、振動リング肉厚（ａ）は１０．０ｍｍ以下であることが好ましく、９．０ｍｍ以下であることがより好ましく、８．５ｍｍ以下であることがより好ましく、８．０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
　以上に詳述した本発明のトーショナルダンパは、発熱によるゴムリングの破損が極めて生じ難い。
　従来、ゴムリングの材質を調整することでゴムリングの発熱を抑制する提案（例えば特許文献１に記載のトーショナルダンパ）は存在した。
　しかし、本発明のように、トーショナルダンパの構造、具体的には、振動リングの径方向における厚さ（振動リング肉厚）を調整することで、ゴムリングの発熱を抑制するという技術的思想は存在していなかった。
　本発明は、当該技術的思想を示したうえで、さらにゴムリングの発熱を抑制することができる領域を具体的な数式で示したこと等において、当業者が容易に想到できる発明ではないと言える。
　１　　トーショナルダンパ
　３、３０　　ハブ
　３１　ボス部
　３３　ステー部
　３５　リム部
　５、５０　　振動リング
　５１　プーリ溝
　７、７０　　ゴムリング
　Ｘ　回転軸
　この出願は、２０１９年１２月２０日に出願された日本出願特願２０１９－２３０１６６を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。

Claims (4)

  1. 　回転軸に固定され、前記回転軸を中心とする円周上に外周面を有するハブと、
    　前記回転軸を中心する円周上に、前記ハブの前記外周面よりも径が大きい内周面を有する環状の振動リングと、
    　前記ハブの前記外周面と前記振動リングの前記内周面との間に圧縮状態で存在し、ＥＰＤＭを主成分とするゴム組成物からなり、表面温度が６０±５℃のときの損失係数（ｔａｎδ）が０．１８以上であるゴムリングと、
    　を備え、
    　共振点追跡法に供した場合に、共振点での連続加振時における前記ゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）と、振動リング肉厚（ａ）とが、
    　式（１）　：　Ｔmax≦－２．７ａ＋１２４．３
    　式（２）　：　１．６≦ａ
    を満たす、トーショナルダンパ。
  2. 　共振点追跡法に供した場合に、共振点での連続加振時における前記ゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）と、振動リング肉厚（ａ）とが、
    　さらに、
    　式（３）　：　Ｔmax≧－１２．２ａ＋１２９．５
    を満たす、請求項１に記載のトーショナルダンパ。
  3. 　共振点追跡法に供した場合に、共振点での連続加振時における前記ゴムリングの表面到達最高温度（Ｔmax）と、振動リング肉厚（ａ）とが、
    　さらに、
    　式（４）　：　Ｔmax≧７．７ａ＋１６．１
    を満たす、請求項１または２に記載のトーショナルダンパ。
  4. 　前記式（２）が
    　式（２´）　：　１．６≦ａ≦９
    を満たす、請求項１～３のいずれかに記載のトーショナルダンパ。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021124820A1 (ja) * 2019-12-20 2021-06-24 Nok株式会社 トーショナルダンパ
KR20220075429A (ko) * 2019-12-20 2022-06-08 에누오케 가부시키가이샤 토셔널 댐퍼

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000320613A (ja) * 1999-05-14 2000-11-24 Nok Vibracoustic Kk トルク変動吸収ダンパ
JP2015129543A (ja) * 2014-01-07 2015-07-16 Nok株式会社 トルク変動吸収ダンパ
KR20160126687A (ko) * 2015-04-24 2016-11-02 엔오케이 가부시키가이샤 토크 변동 흡수 댐퍼
JP2018096455A (ja) 2016-12-13 2018-06-21 株式会社フコク トーショナルダンパ
JP2018105313A (ja) * 2016-12-22 2018-07-05 Nok株式会社 トルク変動吸収ダンパ

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6386065B1 (en) * 2000-07-25 2002-05-14 The Gates Corporation Dual ring damper
JP2007009073A (ja) 2005-06-30 2007-01-18 Nissin Kogyo Co Ltd ダンパー用ゴム部材
CN204283528U (zh) * 2014-10-28 2015-04-22 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 一种vvt驱动器
CN106894298B (zh) * 2017-01-10 2018-12-21 西南交通大学 浮置板轨道隔振器
WO2018194162A1 (ja) 2017-04-21 2018-10-25 Nok株式会社 トーショナルダンパー用ゴム組成物及びトーショナルダンパー
JP7021963B2 (ja) 2018-01-30 2022-02-17 株式会社フコク ゴム部材およびそれを用いたダンパー

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000320613A (ja) * 1999-05-14 2000-11-24 Nok Vibracoustic Kk トルク変動吸収ダンパ
JP2015129543A (ja) * 2014-01-07 2015-07-16 Nok株式会社 トルク変動吸収ダンパ
KR20160126687A (ko) * 2015-04-24 2016-11-02 엔오케이 가부시키가이샤 토크 변동 흡수 댐퍼
JP2018096455A (ja) 2016-12-13 2018-06-21 株式会社フコク トーショナルダンパ
JP2018105313A (ja) * 2016-12-22 2018-07-05 Nok株式会社 トルク変動吸収ダンパ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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