JP2018071703A - ダンパゴム部材およびトーショナルダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】使用標準温度における損失係数が大きく、且つ低温から高温までの損失係数の低下が少ないダンパゴム部材と、このダンパゴム部材を有するトーショナルダンパを提供する。【解決手段】トーショナルダンパ１０のハブ１１と慣性リング１２との間に装着されるダンパゴム部材１３は、トーショナルダンパ１０に装着前の状態において、使用標準温度における損失係数（ｔａｎδi）が０．３３以上で、高温側使用温度における損失係数（ｔａｎδｈ）と使用標準温度における損失係数（ｔａｎδｉ）との損失係数比（ｔａｎδｈ／ｔａｎδｉ）が０．８６以上であり、低温側使用温度における貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｌ）と、使用標準温度における貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｉ）との比（Ｅ’ｐｌ／Ｅ’ｐｉ）が６．９以下である。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の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該回転軸の捩り振動を吸収するトーショナルダンパに用いて好適なダンパゴム部材およびそれを用いたトーショナルダンパに関する。

車両の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回転を被駆動機器に伝達するトーショナルダンパは、回転軸に取り付けられるハブと、ハブの径方向外方に配置される慣性リングとを有し、ハブの外周面と慣性リングの内周面との間隙部にはゴム部材が介在している。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、エンジン振動の騒音や振動を低減する役割をする。

特許文献１には、エチレン・プロピレンゴムを含むゴム組成物を架橋して得られ、−４０℃〜１５０℃における損失係数（ｔａｎδ）が０．３５を超えるダンパ用ゴム部材が開示されている。

特許文献２には、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を主材料とし、損失係数の温度依存性が５０℃の温度変化あたり１５％以内の変化率となるように設定されたゴム部材を加硫接着したラバーダンパ装置が開示されている。

特許文献３には、トーショナルダンパのハブと慣性リングとに架橋され、約１２０℃〜１４０℃の高温雰囲気でも優れた耐熱性を示すトーショナルダンパ用ＥＰＤＭ組成物が開示されている。

特開２００７−００９０７３号公報 特開平１１−２１０８３２号公報 特許第４１４０４１５号明細書

トーショナルダンパに適用されるゴム部材は、トーショナルダンパの実使用時の標準的な温度（使用標準温度ともいう）における損失係数（ｔａｎδ）が高く、且つ高温側においても損失係数（ｔａｎδ）の低下が少ないように設計する必要がある。

しかしながら、従来のこの種のダンパゴム部材は、使用標準温度における損失係数（ｔａｎδ）を高く設計すると、高温側における損失係数（ｔａｎδ）の低下が顕著になり、高温使用時においてトーショナルダンパの捩り振動低減効果が充分に得られなくなるという問題があった。

本発明の目的は、使用標準温度における損失係数が大きく、且つ高温側における損失係数の低下が少ないダンパゴム部材およびそれを用いたトーショナルダンパを提供することにある。

本発明の他の目的は、低温領域から高温領域に亘って優れた捩り振動低減特性を示すダンパゴム部材およびそれを用いたトーショナルダンパを提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明のダンパゴム部材は、トーショナルダンパに用いられるダンパゴム部材であって、前記トーショナルダンパに装着前の状態において、使用標準温度における損失係数（ｔａｎδi）が０．３３以上で、高温側使用温度における損失係数（ｔａｎδｈ）と前記使用標準温度における損失係数（ｔａｎδｉ）との損失係数比（ｔａｎδｈ／ｔａｎδｉ）が０．８６以上であり、低温側使用温度における貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｌ）と、前記使用標準温度における貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｉ）との比（Ｅ’ｐｌ／Ｅ’ｐｉ）が６．９以下である。

本発明のトーショナルダンパは、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、を有し、前記ダンパハブと前記慣性リングとの間に介在された前記ダンパゴム部材は、使用標準表面温度での損失係数（ｔａｎδｐｉ）が０．２７以上で、高温側使用表面温度における損失係数（ｔａｎδｐi）と前記使用標準表面温度における損失係数（ｔａｎδｐｉ）との損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）が０．６２以上である。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。

本発明によれば、使用標準温度における損失係数が大きく、且つ高温側における損失係数の低下が少ないダンパゴム部材およびそれを用いたトーショナルダンパを提供することができる。

本発明によれば、低温領域から高温領域に亘って優れた捩り振動低減特性を示すダンパゴム部材およびそれを用いたトーショナルダンパを提供することができる。

本発明の一実施の形態であるトーショナルダンパを示す斜視図である。 図１に示すトーショナルダンパの一部破断斜視図である。 図１に示すトーショナルダンパの組み立て方法を示す一部破断斜視図である。 図１に示すトーショナルダンパのダンパゴム部材を構成するダンパゴム組成物に含まれるカーボンブラックの量と損失係数（ｔａｎδ）との関係を示すグラフである。 図１に示すトーショナルダンパのダンパゴム部材を構成するゴム組成物に含まれるカーボンブラックのヨウ素吸着量およびＤＢＰ吸油量の最適範囲を示すグラフである。

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、本発明の一実施の形態であるトーショナルダンパを示す斜視図であり、図２は、図１に示すトーショナルダンパの一部破断斜視図である。

本実施の形態のトーショナルダンパ１０は、自動車のエンジンのクランクシャフトの先端に装着され、当該クランクシャフトの回転をオルタネータやパワーステアリングなどの被駆動機器に伝達するために使用されるものであり、ダンパハブ１１と、慣性リング１２と、環状のダンパゴム部材１３とを備える。

ダンパハブ１１は、径方向に伸びるディスク部１１ａと、その径方向中央部に一体に設けられたボス部１１ｂとを有し、ボス部１１ｂがクランクシャフトの先端に締結されて中心軸Ｃを中心に回転駆動される。ダンパハブ１１は、ＦＣ２５０、ＦＣＤ４５０などの鋳鉄からなる。

慣性リング１２は、ダンパハブ１１の径方向外方に配置されており、その外周面にベルトが掛かるプーリ溝１２ａが設けられて動力伝達用のプーリを構成している。慣性リング１２は、ＦＣ２５０などの鋳鉄からなる。

ダンパハブ１１と慣性リング１２との間に介在する環状のダンパゴム部材１３は、ダンパハブ１１の中心軸Ｃに同軸の外周面と、この外周面に対向する慣性リング１２の内周面との間隙部に挿入され、自動車の走行中に発生するクランクシャフトの捩り振動を低減させて破損を防止し、エンジン振動の騒音や振動を低減する。

本実施の形態のトーショナルダンパ１０に使用されるダンパゴム部材１３は、トーショナルダンパ１０に装着される前の状態において、使用標準温度における損失係数（ｔａｎδi）が０．３３以上で、高温側使用温度における損失係数（ｔａｎδｈ）と上記使用標準温度における損失係数（ｔａｎδｉ）との損失係数比（ｔａｎδｈ／ｔａｎδｉ）が０．８６以上であり、低温側使用温度における貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｌ）と、上記使用標準温度における貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｉ）との比（Ｅ’ｐｌ／Ｅ’ｐｉ）が６．９以下である、という特性を有する。

ここで、使用標準温度とは実使用時の標準的な温度を意味し、代表的な例としては６０℃におけるダンパゴム部材１３の測定温度、ダンパゴム部材１３をトーショナルダンパ１０に装着した場合には、６０℃±５℃におけるダンパゴム部材１３の表面測定温度が挙げられる。また、高温側使用温度とは実使用時に想定される温度を意味し、代表的な例としては１２０℃におけるダンパゴム部材１３の測定温度、ダンパゴム部材１３をトーショナルダンパ１０に装着した場合には、１２０℃±５℃におけるダンパゴム部材１３の表面測定温度が挙げられる。さらに、低温側使用温度とは寒冷地における実使用時の標準的な温度であり、代表的な例としては−３０℃におけるダンパゴム部材１３の測定温度、ダンパゴム部材１３をトーショナルダンパ１０に装着した場合には、−３０℃±５℃におけるダンパゴム部材１３の表面測定温度が挙げられる。

損失係数（ｔａｎδ、損失正接ともいう）は、ダンパゴム部材１３の動的粘弾性（＝損失弾性率／貯蔵弾性率から測定される数値であり、この数値が大きいほど、ダンパゴム部材の振動低減性能が高いことを意味する。また、損失係数比は損失係数（ｔａｎδ）の温度依存性を表す指標であり、高温側使用温度における損失係数（ｔａｎδｈ）と使用標準温度における損失係数（ｔａｎδｉ）との損失係数比（ｔａｎδｈ／ｔａｎδｉ）が大きい（１に近い）ことは、使用標準温度から高温側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、言い換えると温度変化に伴う損失係数（ｔａｎδ）の低下が少ないことを意味する。

さらに、貯蔵弾性率比は、低温領域〜通常使用温度までの貯蔵弾性率の変化の度合いを表すものであり、貯蔵弾性率比が小さい（例えば、６．９以下）ほど低温での振動低減性能が維持できることを意味する。

上記のような特性を有する本実施の形態のダンパゴム部材１３は、エチレン・プロピレン・ジエン三元コポリマー（ＥＰＤＭ）１００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５０重量部以上がそれぞれ添加され、且つ上記ＥＰＤＭのポリマー分率が２０重量％以上４０重量％以下であるダンパゴム組成物を常法により所定形状（本例では円筒形）に加硫成形することによって得られたものである。

ダンパゴム組成物中のカーボンブラック量とダンパゴム部材の損失係数（ｔａｎδ）との間には相関関係があり、図４に示すように、カーボンブラック量の増加に比例して損失係数（ｔａｎδ）も大きくなる。従って、ダンパゴム組成物にはＥＰＤＭ１００重量部に対してカーボンブラック１００重量部以上を添加することが好ましい。

また、カーボンブラックの粒径とダンパゴム組成物の損失係数（ｔａｎδ）との間にも相関関係があり、カーボンブラックの粒径が小さいほど、損失係数が大きくなる。

換言すると、カーボンブラックのヨウ素吸着量が多いほど、カーボンブラックの粒径が小さくなり、ダンパゴム組成物の損失係数が大きくなる。また、ＤＢＰ(可塑剤：フタル酸ジブチル(Dibutyl phthalate))吸油量が多いほど、カーボンブラックのストラクチャーが大きくなり、導電性が向上するため、ダンパ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。

そして、ヨウ素吸着量およびＤＢＰ吸油量については、後述するように、ヨウ素吸着量およびＤＢＰ吸油量が所定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（図５参照）。

また、後述するにように、トーショナルダンパの耐久性を向上させるため、３００％伸長時のモジュラス（Ｍｐａ）と５０％伸長時のモジュラス（Ｍｐａ）との比（３００％伸長時モジュラス／５０％伸長時モジュラス）を比較的大きく（例えば、７．２以上）とすることが望ましい。３００％伸長時のモジュラス（Ｍｐａ）と５０％伸長時のモジュラス（Ｍｐａ）との比（３００％伸長時モジュラス／５０％伸長時モジュラス）比が７．２より小さい場合には、外力を加えたときのダンパゴム部材の歪が大きくなり、耐久時にダンパゴム部材が破損したりする場合がある。

ダンパゴム組成物には、加硫剤として、過酸化物、共架橋剤などが含有される。

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、
など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、
トリメチロー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、ダンパゴム組成物には、上記した成分の他、周知のゴム添加剤（プロセスオイル（鉱物油）、可塑剤、亜鉛華、ステアリン酸亜鉛、老化防止剤など）が含有される。

本実施の形態のトーショナルダンパ１０は、上記のようなダンパゴム組成物を加硫成形して環状のダンパゴム部材１３を作製した後、図３に示すように、ダンパハブ１１のボス部１１ｂが鉛直方向となるようにダンパハブ１１と慣性リング１２とを支持台（図示せず）上に配置した状態で、プレスなどの圧入治具を用いてダンパハブ１１の外周面と慣性リング１２の内周面との間隙部１４にダンパゴム部材１３を圧入することによって製造される。このようにして製造された部品を圧入タイプトーショナルダンパという。

ダンパハブ１１と慣性リング１２との間隙部１４にダンパゴム部材１３を圧入する際の圧力は、ダンパゴム部材１３の圧縮率が１０％以上５０％以下になるような圧力とすることが好ましい。ダンパゴム部材１３の圧縮率が１０％未満の場合は、トーショナルダンパ１０のスリップトルクが所望の値とならず、ベルトに動力が伝わり難くなる。また、５０％より大きな圧縮率では、ダンパゴム部材１３に応力集中が発生し、耐久性が劣化してしまうため好ましくない。

なお、ダンパゴム部材１３の圧縮率は、１０％以上３０％未満がより好ましい。圧縮率がこの範囲内であれば、特に、耐久試験において、慣性リング１２あるいはダンパハブ１１との摩擦によるゴム摩耗粉の発生を抑えることができ、良好な耐久性が得られる。さらに圧入性が良好であり、安定した寸法精度を実現できる。

トーショナルダンパ１０の製造方法としては、上記した圧入法の他、ダンパゴム部材１３を構成するダンパゴム組成物をダンパハブ１１と慣性リング１２との間隙部１４に注入して加熱する加硫接着法がある。加硫接着法により製造された部品を加硫接着タイプトーショナルダンパという。

加硫接着法によれば、圧入法に比べてダンパゴム部材の本来の特性を発揮し易いが、接着不良を引き起こし易く、ダンパハブ１１や慣性リング１２との接着力を高めるための調整が必要となる。圧入法ではダンパゴム部材１３が圧縮されるので、ダンパゴム組成物本来の特性が多少犠牲になるが、圧入という簡易な工程で接着不良を低減できる利点がある。

（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。

＜ダンパゴム部材の製造＞
（ダンパゴム組成物の調整工程）
まず、３．５リットルの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１００重量部、プロセスオイル５０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排出した。続いて、排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。

次に、上記の生地をロール間隔４ｍｍとして６インチロールに巻き付けて過酸化物として、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、および共架橋剤としてトリメチロー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、続いて丸め通しを５回行った後、シート状に成形した。

（ダンパゴム組成物の加硫工程）
次に、上記のシートを金型にセットし、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、さらに１５０℃の恒温槽にて６時間の加熱処理を行った。

また、ダンパゴム組成物の組成比を変えた以外は上記と同様の方法で表１、表２に示す実施例２〜実施例１１および比較例１のダンパゴム部材（試験片）を作製した。ただし、実施例１〜実施例７、実施例１１、比較例１では、ヨウ素吸着量およびＤＢＰ吸油量が図５に示す範囲にあるカーボンブラック１を使用したが、実施例８ではカーボンブラック２、実施例９ではカーボンブラック３、実施例１０ではカーボンブラック４をそれぞれ使用した。なお、実施例１〜実施例１１、比較例１で用いた加硫前のダンパゴム組成物をそれぞれ組成物１〜１１、比較組成物１とする。また、組成物１〜１１、比較組成物１により形成されたダンパゴム部材を試験片１〜１１、比較試験片１とする。

＜ダンパゴム部材の評価＞
１．下記条件によりＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて各ダンパゴム部材（試験片１〜試 験片１１、比較試験片１）の６０℃における損失係数（ｔａｎδi）、１２０℃における損失係数（ｔａｎδｈ）および損失係数比（ｔａｎδｈ／ｔａｎδｉ）、並びに−３０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｌ）と６０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｉ）との（Ｅ’ｐｌ／Ｅ’ｐｉ）をそれぞれ測定した。結果を表１、表２に示す。

測定器：上島製作所製 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

２．ＪＩＳ Ｋ６２５３に基づいてデュロメータＡを使用し、１秒以内に読み取る方式で各ダンパゴム部材（試験片１〜試験片１１、比較試験片１）の硬さを測定した。結果を表１、表２に示す。

３．ＪＩＳ Ｋ６２５１に基づいて各ダンパゴム部材試験片（実施例１〜実施例１１、比較例１）の引張強さ（Ｍｐａ）、伸び（％）およびモジュラス（３００％伸長時のモジュラス、５０％伸長時のモジュラスおよびそれらの比）を測定した。結果を表１、表２に示す。

＜圧入タイプトーショナルダンパの評価＞
１．上記ダンパゴム部材（試験片１〜試験片１１、比較試験片１）と同一組成の環状のダンパゴム部材（図３のダンパゴム部材１３参照）を作製し、ハブと慣性リングとの間隙部に圧縮率１０〜５０％で圧入してトーショナルダンパを製造した。言い換えれば、上記組成物１〜１１、比較組成物１を用いて環状のダンパゴム部材１３を作製し、圧入してトーショナルダンパを製造した。そして、表１、表２に示すように、実施例１ａ〜１１ａ、比較例１ａとして、組成物１〜１１、比較組成物１を用いた圧入タイプトーショナルダンパの評価を行った。

トーショナルダンパ（実施例１ａ〜実施例１１ａ、比較例１ａ）に装着されたダンパゴム部材の表面温度６０℃における損失係数（ｔａｎδｐｉ）、ダンパゴム部材の表面温度１２０℃における損失係数（ｔａｎδｐｈ）および損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）並びに低温性（−３０℃／６０℃Ｆｎ比）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）で測定した。低温性（−３０℃／６０℃Ｆｎ比）とは、−３０℃における固有振動数と６０℃における固有振動数との比であり、低温時の捩り振動特性に影響する。

＜測定条件＞
・ゴム温度：６０±５℃、１２０±５℃、−３０±５℃
・加振振幅：±１．７×１０^-3rad（±０．１°）
・スイープ速度：１００Ｈｚ/ｍｉｎ

２．市販の捩り振動試験機を用い、下記測定方法および測定条件によりトーショナルダンパ（実施例１ａ〜実施例１１ａ、比較例１ａ）のクランク捩じれ低減効果および耐久性の評価を行った。クランク捩じれ低減効果については、比較例１ａと比べてより効果があったものを「○（丸）」と、比較例１ａと比べて高い効果があったものを「◎（２重丸）」とした。耐久性については、規定回数前にゴムの破損のあったものを「×（バツ）」と、規定回数後にゴム部の表面に凹凸のあったものを「△（三角）」と、規定回数後に僅かなゴム摩耗粉の付着のあったものを「○（丸）」と、規定回数後にゴム部の外観に異常のなかったものを「◎（２重丸）」とした。結果を表１、表２に示す。

＜測定方法＞
・雰囲気温度１００℃の恒温槽中でダンパゴム部材の温度を安定させる。

・ハブを固定した状態でトーショナルダンパを一定荷重で左右に捩り振幅を加える。

＜測定条件＞
・雰囲気温度：±５℃
・加振振幅（負荷トルク）：耐久初期のダンパゴム部材の剪断歪みが３０％以上となる負荷
トルク
・加振周波数：１０Ｈｚ
耐久回数：１×１０⁷回
＜加硫接着タイプトーショナルダンパの評価＞
上記ダンパゴム部材試験片（実施例１〜実施例１１、比較例１）の加硫前のダンパゴム組成物を加硫剤と共にダンパハブと慣性リングとの間隙部に注入・加熱する加硫接着法によりトーショナルダンパを作製した。言い換えれば、上記組成物１〜１１、比較組成物１を、ダンパハブと慣性リングとの間隙部に注入・加熱することによりトーショナルダンパを製造した。そして、表１、表２に示すように、実施例１ｂ〜１１ｂ、比較例１ｂとして、組成物１〜１１、比較組成物１を用いた加硫接着タイプトーショナルダンパの評価を行った。

上記圧入タイプトーショナルダンパの評価に用いた方法と同様の方法により、ダンパハブと慣性リングとの間隙部に接着形成されたトーショナルダンパ（実施例１ｂ〜実施例１１ｂ、比較例１ｂ）のダンパゴム部材の表面温度６０℃における損失係数（ｔａｎδｐｉ）、表面温度１２０℃における損失係数（ｔａｎδｐｈ）および損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）を、それぞれ測定すると共に、クランク捩じれ低減効果および耐久性の評価を行った。クランク捩じれ低減効果および耐久性の評価については、上記圧入タイプトーショナルダンパの場合と同様に行った。なお、クランク捩じれ低減効果については、比較例１ｂと比べて評価した。結果を表１、表２に示す。

＜ｔａｎδと振動低減特性の関係について＞
表１、表２に示すように、実施例１ａ〜実施例１１ａの圧入タイプトーショナルダンパは、比較例１ａの圧入タイプトーショナルダンパより、クランク捩じれ低減効果が大きかった。また、実施例１ｂ〜実施例１１ｂの加硫接着タイプトーショナルダンパも、比較例１ｂより、クランク捩じれ低減効果が大きかった。すなわち、比較例１ａ、１ｂのトーショナルダンパでは、６０℃での損失係数が０．３３未満となっており、クランク捩じれ低減効果が実施例１ａ〜実施例１１ａおよび実施例１ｂ〜実施例１１ｂより劣っていた。

そして、圧入タイプトーショナルダンパ（実施例１ａ〜実施例１１ａ）および加硫接着タイプトーショナルダンパ（実施例１ｂ〜実施例１１ｂ）では、損失係数が本来のダンパゴム部材単体（ダンパゴム部材試験片、実施例１〜実施例１１）よりもやや低下する。このように、ダンパゴム部材をトーショナルダンパに装着することで、装着前に比べて損失係数が若干低下するものの、圧入タイプおよび加硫接着タイプともに、ダンパゴム部材の表面温度６０℃での損失係数が０．２７以上となっており、優れた捩じり振動低減特性を示すことが判明した。

さらに、圧入タイプトーショナルダンパ（実施例１ａ〜実施例１１ａ）および加硫接着タイプトーショナルダンパ（実施例１ｂ〜実施例１１ｂ）では、ダンパゴム部材の表面温度６０℃における損失係数（ｔａｎδｐｉ）、表面温度１２０℃における損失係数（ｔａｎδｐｈ）および損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）が、０．６２以上であり、高温領域においても優れた捩り振動低減特性を示すことが判明した。

＜モジュラスと耐久性について＞
表１、表２に示すように、圧入タイプトーショナルダンパ（実施例１ａ〜実施例１１ａ）および加硫接着タイプトーショナルダンパ（実施例１ｂ〜実施例１１ｂ）の双方において、それぞれ、比較例１ａ、１ｂより、耐久性が高かった。

これに対し、比較試験片１の３００％伸長時のモジュラスと、５０％伸長時のモジュラスとの比が７．２未満となっており、実施例１〜実施例１１の試験片１〜１１より上記比が低かった。

以上の考察により、３００％伸長時のモジュラスと、５０％伸長時のモジュラスとの比が７．２以上であるダンパゴム部材をトーショナルダンパに組み込むことで、優れた耐久性を示すことが判明した。

また、表１、表２に示すように、耐久性は、３００％伸長時のモジュラスと、５０％伸長時のモジュラスとの比に加え、３００％伸長時のモジュラスおよび５０％伸長時のモジュラスが、ともに大きいほど良好な耐久性を示す。

以上の観点から、３００％伸長時のモジュラスと、５０％伸長時のモジュラスとの比が７．２以上、３００％伸長時のモジュラスが９．０以上であるダンパゴム部材をトーショナルダンパに用いることが好ましい。また、耐久性の評価が高かった実施例２、３、４、８、９より、３００％伸長時のモジュラスと５０％伸長時のモジュラスとの比について、９．６以上とすることがさらに好ましい。また、３００％伸長時のモジュラスおよび５０％伸長時のモジュラスについて、３００％伸長時のモジュラスを１３．２以上、５０％伸長時のモジュラスを１．３２以上とすることがさらに好ましい。

＜貯蔵弾性率と低温効果について＞
実施例１〜実施例１１のダンパゴム部材は、ダンパゴム部材の低温使用温度における、貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｌ）と、標準使用温度における貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｉ）との比（Ｅ’ｐｌ／Ｅ’ｐｉ）が６．９以下となる。これに対し、比較例１のダンパゴム部材では、上記比（Ｅ’ｐｌ／Ｅ’ｐｉ）が６．９を超え、貯蔵弾性率が実施例１〜実施例１１より劣っていた。

ここで、組成物１〜組成物１１のＥＰＤＭポリマー中のエチレン重量比率は５８％であり、これに対して比較組成物１のＥＰＤＭポリマー中のエチレン重量比率は６２％である。ＥＰＤＭポリマー中のエチレンの重量比率が高くなると、貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｌ）と、貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｉ）との比（Ｅ’ｐｌ／Ｅ’ｐｉ）が大きくなり、低温特性が悪化する。

以上の考察により、ダンパゴム部材の低温側使用温度における、貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｌ）と、使用標準温度における貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｉ）との比（Ｅ’ｐｌ／Ｅ’ｐｉ）が６．９以下である実施例１〜実施例１１のダンパゴム部材は、低温領域においても優れた貯蔵弾性率を示し、低温でも振動低減性能を維持できる。このようなダンパゴム部材をトーショナルダンパに組み込むことで、トーショナルダンパの低温性（−３０℃／６０℃Ｆｎ比）が向上することが判明した。

以上のとおり、実施例１〜実施例１１のダンパゴム部材によれば、６０℃での損失係数が０．３３以上で、１２０℃における損失係数と６０℃における損失係数との損失係数比が０．８６以上である優れた特性を示す。そして、これらのダンパゴム部材をトーショナルダンパに組み込んだ場合においても、低温領域から高温領域に亘って優れた捩り振動低減特性と耐久性を示した。

＜ダンパゴム組成物について＞
以下に、ダンパゴム組成物について、好ましい範囲を説明する。

（ａ）ＥＰＤＭポリマーについて
上記実施例においては、ポリマーとして、ＥＰＤＭを用いた。そして、ＥＰＤＭとして、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。なお、ダンパゴム組成物のオイル添加量（プロセスオイル量）は、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とする。第１グレード（１Ｇ）、油展グレード（ＯＧ）およびプロセスオイル量（ＰＯ）の各重量部の関係は、以下のとおりである。油展グレードのポリマーを使用することで、プロセスオイル量を抑制でき、ポリマーやカーボンブラックの分散性を向上させることができる。

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する。

第１グレード（１Ｇ）の添加量（重量部数）をＡ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。

ここで、Ｄは、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）となる。

また、実施例１〜実施例１１（組成物１〜組成物１１）と、比較例１（比較組成物１）との対比から、プロセスオイルは５０重量部以上が好ましい。

さらに、ＥＰＤＭポリマー重量比率（ポリマー分率ともいう）は２０％以上４０％以下であることが好ましい。ＥＰＤＭポリマー重量比率２０％未満では、ゴム組成物の粘着性が上がり、製造上の練り加工性が悪化する。一方、ＥＰＤＭポリマー重量比率が４０％より大きいと損失係数が低下してしまう。

なお、ＥＰＤＭポリマー重量比率［％］＝ＥＰＤＭポリマー重量部数÷重量部数合計×１００である。

（ｂ）カーボンブラックについて
前述したとおり、ダンパゴム組成物中のカーボンブラック量とダンパゴム部材の損失係数（ｔａｎδ）との間には相関関係があり、カーボンブラック量の増加に比例して損失係数（ｔａｎδ）も大きくなる。従って、ダンパゴム組成物にはＥＰＤＭ１００重量部に対してカーボンブラック１００重量部以上を添加することが好ましい。

また、カーボンブラックの粒径とダンパゴム組成物の損失係数（ｔａｎδ）との間にも相関関係があり、カーボンブラックの粒径が小さいほど、損失係数が大きくなる。換言すると、カーボンブラックのヨウ素吸着量が多いほど、カーボンブラックの粒径が小さくなり、損失係数が大きくなる。

また、ＤＢＰ吸油量が多いほど、カーボンブラックのストラクチャーが大きくなり、導電性が向上するため、ダンパ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。

例えば、図５に示すように、ヨウ素吸着量が７０ｍｇ／ｇ以上１８５ｍｇ／ｇ以下であり、ＤＢＰ吸油量が４０ｍｌ／１００ｇ以上１２０ｍｌ／１００ｇ以下であるカーボンブラックを用いることが好ましい。

また、耐久性の観点から、実施例２、実施例３、実施例４、実施例８、実施例９に示されるようにカーボン１、カーボン２、カーボン３を用いることがより好ましい。

よって、ヨウ素吸着量が８０ｍｇ／ｇ以上１８５ｍｇ／ｇ以下であり、ＤＢＰ吸油量が７５ｍｌ／１００ｇ以上１１２ｍｌ／１００ｇ以下であるカーボンブラックを用いることがより好ましい。

なお、図５のヨウ素吸着量およびＤＢＰ吸油量の数値は、中心値を示し、各々±７ｍｇ／ｇ（ｍｌ／１００ｇ）の許容範囲を有する。

（ｃ）加硫剤について
加硫剤としては、過酸化物、共架橋剤などが添加される。加硫剤の添加および加熱による架橋反応によりダンパゴム部材が形成される。

以上、本発明のダンパゴム部材およびトーショナルダンパについて詳述したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、本発明のトーショナルダンパは、クランクシャフトのみならず、エンジンのカムシャフトなどの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、外周面にプーリ溝が形成されていないタイプの慣性リングを有するトーショナルダンパや、ボス部を備えていないハブを有するトーショナルダンパなどにも適用することができる。

１０ トーショナルダンパ
１１ ダンパハブ
１１ａ ディスク部
１１ｂ ボス部
１２ 慣性リング
１２ａ プーリ溝
１３ ダンパゴム部材
１４ 間隙部

Claims (7)

1. トーショナルダンパに用いられるダンパゴム部材であって、
   前記トーショナルダンパに装着前の前記ダンパゴム部材は、使用標準温度における損失係数（ｔａｎδi）が０．３３以上で、高温側使用温度における損失係数（ｔａｎδｈ）と前記使用標準温度における損失係数（ｔａｎδｉ）との損失係数比（ｔａｎδｈ／ｔａｎδｉ）が０．８６以上であり、
   低温側使用温度における貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｌ）と、前記使用標準温度における貯蔵弾性率（Ｅ’ｐｉ）との比（Ｅ’ｐｌ／Ｅ’ｐｉ）が６．９以下である、ダンパゴム部材。
2. 請求項１記載のダンパゴム部材において、
   前記ダンパゴム部材は、ゴム組成物を加硫成形したものであって、
   前記ゴム組成物は、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重量部以上がそれぞれ添加され、前記ＥＰＤＭのポリマー分率が２０％以上４０％以下である、ダンパゴム部材。
3. 請求項２記載のダンパゴム部材において、
   前記ゴム組成物に添加された前記カーボンブラックは、ヨウ素吸着量が７０ｍｇ／ｇ以上１８５ｍｇ／ｇ以下であり、ＤＢＰ吸油量が４０ｍｌ／１００ｇ以上１２０ｍｌ／１００ｇ以下である、ダンパゴム部材。
4. 請求項１または２記載のダンパゴム部材において、
   ３００％伸長時のモジュラスと５０％伸長時のモジュラスとの比が７．２以上である、ダンパゴム部材。
5. 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、
   前記ダンパハブにダンパゴム部材を介して装着された慣性リングと、
   を有したトーショナルダンパであって、
   前記ダンパゴム部材として、請求項１記載のダンパゴム部材を用いた、トーショナルダンパ。
6. 請求項５記載のトーショナルダンパにおいて、
   前記ダンパゴム部材は、前記ダンパハブと前記慣性リングとの間に１０％以上の圧縮率で圧入される、トーショナルダンパ。
7. 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、
   前記ダンパハブにダンパ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、
   前記ダンパハブと前記慣性リングとの間に介在された前記ダンパゴム部材は、使用標準表面温度での損失係数（ｔａｎδｐｉ）が０．２７以上で、高温側使用表面温度における損失係数（ｔａｎδpi）と前記使用標準表面温度における損失係数（ｔａｎδｐｉ）との損失係数比（ｔａｎδｐｈ／ｔａｎδｐｉ）が０．６２以上である、トーショナルダンパ。

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