CN103238007B - 防振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不增加部件数量、小型且能够得到足够耐久性的防振装置。具体而言，由内筒（4）、外圈（6）以及橡胶状弹性体（8）构成防振构件（10）。将外圈（6）配置于内筒（4）的外侧。将外圈（6）安装于车架侧构件（5）。将端板（7）设置于内筒（4）的外端部。在内筒（4）、外圈（6）以及端板（7）之间配置橡胶状弹性体（8）。将防振构件（10）设置于车架侧构件（5）的两面侧。将导向构件（9）设置于两个内筒（4）之间进行一体化。将内筒（4）安装于发动机侧托架（3）。导向构件（9）与外圈（6）径向对置且将内筒（4）向上下方向引导。从而能够弹性支撑发动机（2）抑制振动的同时，防止由水平方向的位移引起的橡胶状弹性体（8）的损坏。

Description

防振装置
技术领域
本发明涉及一种用于抑制例如装配于建筑机械的发动机的振动的防振装置。
背景技术
通常，装配于建筑机械等的发动机通过具有橡胶状弹性体的防振装置被弹性支撑，从而抑制发动机自身产生的振动、或起因于行驶在凹凸路面或挖掘作业时的车体振动的发动机振动。
防振装置多为将铅垂支撑发动机的一组防振装置、和倾斜支撑发动机的一组防振装置组合而四点支撑发动机的结构。对该防振装置而言，铅垂支撑用防振装置在铅垂方向有效地弹性支撑振动的作为重量物体的发动机；倾斜支撑用防振装置不仅受到铅垂方向的作用力，而且还受到伴随发动机振动的水平方向的作用力。
不过，对铅垂支撑用防振装置而言，由于无法得到足够的水平方向的作用力，因此以倾斜支撑用防振装置的位置为中心，发动机整体向水平转动的方向振动，由此铅垂支撑用防振装置向剪切方向（水平方向）产生较大位移。铅垂支撑用防振装置的剪切方向的位移容易使橡胶状弹性体产生龟裂，因此为了防止该龟裂并提高耐久性需要增大防振装置。
对此，如图17所示，专利文献1公开了用一组铅垂支撑用防振装置101、和两组倾斜支撑用防振装置102、103来支撑发动机104，进而将铅垂支撑用防振装置101配置于发动机104的重心位置附近的防振装置。对该专利文献1的防振装置而言，即使发动机104沿着以重心位置为中心水平转动的方向振动，也能够抑制铅垂支撑用防振装置101向剪切方向的较大变形。
现有技术文献：
专利文献
专利文献1:特开2005-59681号公报（0038、0047、0056、0063段、图5-图7）
发明内容
发明要解决的课题
另外，专利文献1中公开的防振装置能够将每个防振装置小型化设定，同时能够提高其耐久性。
然而，对专利文献1的防振装置而言，由于是六点支撑发动机的形式，因此与四点支撑的情况相比，部件数量增加，组装工作量增加，并且整体的安装空间也变大。
本发明的目的在于提供一种不增加部件数量、小型且能够得到足够耐久性的防振装置。
解决课题的方法
为达到上述目的，本发明的防振装置具备：内筒，其安装于发动机侧构件；外圈，其配置于该内筒的外侧并安装于车架侧构件；端板，其设置于内筒端部；橡胶状弹性体，其配置在内筒、外圈以及端板之间，其中，在内筒和外圈中的一方设置有与另一方在径向上对置且将内筒向其中心轴方向引导的导向构件。
根据上述结构，由于设置有将内筒向其中心轴方向引导的导向构件，因此能够容许内筒在中心轴方向上的位移，同时能够限制内筒在垂直相交于中心轴的方向的位移。由此，能够弹性支撑发动机而抑制发动机振动的同时，能够防止因垂直相交于中心轴的方向的位移所引起的橡胶状弹性体的损坏，在不增加部件数量的情况下，实现防振装置的小型化，且能够得到足够的耐久性。
此外，通过设置导向构件，虽然限制了内筒在垂直相交于中心轴的方向的位移，但是通过向内筒的中心轴方向弹性支撑发动机，从而能够充分抑制发动机自身产生的振动。进而，将内筒的中心轴方向与例如上下方向这样的施加强作用力的方向对齐，由此能够抑制在行驶时或挖掘作业时车体振动引起的发动机振动中的大部分振动。
另外，也可采用如下结构：在车架侧构件的两面侧设有包括内筒、外圈以及橡胶状弹性体两个防振构件，通过在其内筒的外端部设置端板，并且将与这些另行形成的导向构件设置在两个内筒之间，由此使该两个防振构件形成一体。
根据该结构，由于在车架侧构件的两面侧设有防振构件，因此即使在跳动时期和反弹时期中的任一时期，也能够抑制发动机的振动。而且，由于另行形成了导向构件，因此在橡胶状弹性体的硫化成型等时，很难受到制造上的制约，能够提高设计自由度。
另行形成的导向构件设置在两个内筒之间，从而配置在外圈内侧发挥作为导向构件的功能。而且，由于导向构件的周围被外圈所包覆，因此在组装的同时安装防振装置时，能够阻止导向构件的脱落，由此能够提高防振装置的组装性。
另外，在另行形成导向构件时，也可以采用如下结构：在导向构件的周缘部形成有卡止于内筒端部的阶梯部的结构。
根据该结构，由于能够将形成于导向构件周缘部的阶梯部卡止于内筒端部，因此能够阻止组装防振装置时导向构件的偏移，由此能够提高防振装置的组装性。而且，在组装防振装置后，能够阻止导向构件因来自外圈的反作用力从内筒端部脱离的现象，并能够确切地向中心轴方向引导内筒。
另外，也可以采用如下结构：在导向构件和外圈之间设置有间隙，该间隙用于容许内筒在垂直相交于中心轴的方向的移动。
根据该结构，由于在导向构件和外圈之间设有间隙，因此在间隙尺寸范围内，能够将内筒向垂直相交于其中心轴的方向移动，并且能够容易在发动机侧构件和车架侧构件之间设置防振构件。在内筒的移动不使橡胶状弹性体产生损坏的范围内，可以适当设定导向构件和外圈之间的间隙大小，从而能够充分吸收各部件或构件的尺寸误差等。
另外，也可以采用如下结构：在端板形成有筒部，该筒部从其周缘部向橡胶状弹性体的外周侧突出，并且在该筒部和橡胶状弹性体之间设置有间隙。
根据该结构，由于在突出于端板的筒部和橡胶状弹性体之间设有间隙，因此当将橡胶状弹性体向中心轴方向压缩变形时，能够使其一部分进入筒部和橡胶状弹性体之间的间隙，从而能够降低防振装置的刚性。而且，当筒部和橡胶状弹性体之间的间隙因橡胶状弹性体的压缩变形而闭合后，防振装置的刚性能够增大相当于：进一步压缩变形的橡胶状弹性体所减少的避让空间的大小。因此，能够通过适当调整筒部和橡胶状弹性体之间的间隙大小而将防振装置设定成特定的各种弹簧，从而能够提高防振装置的设计自由度。
另外，也可以采用如下结构：将筒部设定于其顶端在内筒径向上与外圈搭接的位置，并与外圈抵接而起到限制内筒在中心轴方向的移动的限制器作用。
根据该结构，当内筒过度地向中心轴方向位移时，使从内筒端部的端板突出的筒部顶端抵接于外圈，由此能够限制内筒在中心轴方向的移动。而且，由于筒部顶端设定于径向上与外圈搭接的位置，因此能够阻止筒部直接抵接于车架侧构件的现象，从而能够防止由车架侧构件的涂漆脱落而引起的生锈或结构性损坏。
另外，作为上述外圈，可以例举出圆板状构件或筒状构件，而且，当作为外圈采用外筒时，也可以省略端板。
即，本发明提供一种振装置，其特征在于，具备：内筒，其安装于发动机侧构件；外筒，其配置于该内筒的外侧并安装于车架侧构件；橡胶状弹性体，其配置在所述内筒和外筒之间；其中，在所述内筒和外筒中一方设置有与另一方在径向上对置且将所述内筒向其中心轴方向引导的导向构件。
发明的效果
如上所述，根据本发明，由于设置有将内筒向其中心轴方向引导的导向构件，因此能够弹性支撑发动机而抑制发动机振动的同时，能够防止因垂直相交于中心轴的方向的位移所引起的橡胶状弹性体的损坏。由此，能够将各防振装置设定得小型且具有足够的耐久性，由此能够将支撑建筑机械等的发动机的防振装置数量减少至例如四个左右，从而减少其部件数量的总和并减少组装时的工作量，并且能够减小整体的安装空间。
附图说明
图1是表示本发明的防振装置安装于托架的状态的立体图。
图2是防振装置的配置图，（a）是从发动机侧面观察时的图，（b）是从发动机正面观察时的图。
图3是防振装置的分解立体图。
图4是防振装置的剖面图。
图5是防振构件的立体图。
图6是防振构件的侧视图。
图7是防振构件的俯视图。
图8是防振构件的剖面图。
图9是导向构件的立体图。
图10是导向构件的侧视图。
图11是导向构件的俯视图。
图12是导向构件的剖面图。
图13是表示将防振装置安装在车架侧托架和发动机侧托架之间的步骤的图。
图14是表示导向构件的配置状况的图。
图15是表示在与内筒中心轴垂直相交的方向上负载和位移关系的图。
图16是表示在内筒中心轴方向上负载和位移关系的图。
图17是表示现有防振装置的配置的剖面图。
具体实施方式
以下，参考附图对用于实施本发明防振装置的方案进行说明。
如图1-图4所示，防振装置1是在铅垂方向上例如以四点弹性支撑装配于建筑机械等的发动机2而抑制其振动的装置，具备：内筒4，其安装于作为发动机侧构件的发动机侧托架3；外圈6，其配置于内筒4的外侧并安装于作为车架侧构件的车架侧托架5；端板7，其设置于内筒4的外端部；橡胶状弹性体8，其配置在内筒4、外圈6以及端板7之间；导向构件9，其与外圈6在径向上对置并将内筒4向其中心轴方向引导。
如图1-图8所示，该防振装置1为如下结构：在车架侧托架5的两面侧设置包括内筒4、外圈6以及橡胶状弹性体8的防振构件10，并且以夹持车架侧托架5的方式将两个防振构件10一体形成。在两个内筒4的各自的外端部设置端板7，并且将与这些另行形成的导向构件9设置在两个内筒4之间，进而将螺栓11插通于两个内筒4的中央孔以使在中心轴方向上紧固，由此使两个防振构件10形成一体。
通过在车架侧托架5的两面侧设置防振构件10，即使在跳动时期和反弹时期中的任一时期，也能够随上下防振构件10中任一个的压缩而支撑发动机2。
内筒4例如形成为金属直管状，其中心轴方向与上下方向对齐而配置，并且随发动机2的振动、与设置于外端部的端板7一起在上下方向上移动。
外圈6例如为冷轧钢板等金属制品，呈其内周缘具有筒部12的、截面为L字形的环状；将该筒部12嵌合于车架侧托架5的安装孔，由此安装于车架侧托架5的上下面。
端板7例如为金属制品，呈具有与内筒4的中央孔4a大致相同直径的中央孔7a的圆板状；在其周缘部形成有向橡胶状弹性体8的外周侧突出的筒部13。筒部13设定于其顶端在内筒4的径向上与外圈6的外周部搭接的位置，与外圈6抵接而起到限制内筒4在中心轴方向移动的功能的限制器作用。当筒部13起到限制器的功能时，由于其顶端与外圈6抵接，因此能够阻止筒部13直接接触于车架侧托架5，并且不产生由车架侧托架5的涂漆脱落而引起的生锈或结构性损坏。
例如，橡胶状弹性体8呈由耐热性天然橡胶构成的环状，并随着内筒4和端板7的移动，在外圈6和端板7之间向中心轴方向弹性变形。对橡胶状弹性体8而言，其内周面硫化粘结于内筒4的外周面，并且内端侧的端面硫化粘结于外圈6的表面，由此与内筒4和外圈6一体形成，从而构成防振构件10。此外，由于另行形成导向构件9，因此不会受到有关硫化模具组装的制约，从而能够自由设定橡胶状弹性体8的形状。
该橡胶状弹性体8以在自由状态下其两端面比内筒4的两端更向中心轴方向突出的大小而形成（参照图5-图8），当用螺栓11紧固两个防振构件10而形成一体时，在车架侧托架5和端板7之间产生向中心轴方向的预压缩。由于将橡胶状弹性体8的两端面设置得比内筒4更突出，因此橡胶状弹性体8的预压缩被分配于两侧，从而减轻中心轴方向的剪切应变的同时，能够得到足够的预压缩量。
在橡胶状弹性体8的两端面，凹陷设置有周方向上连续的切口14，通过适当设定该切口14的形状，能够将橡胶状弹性体8设定成所期望的弹簧特性或应变特性。在由端板7的筒部13设定的导向构件9的移动范围内，将切口14的外径设定得比导向构件9的外径大，从而防止当内筒4随导向构件9向中心轴方向移动时橡胶状弹性体8与导向构件9的接触。
间隙15设置在橡胶状弹性体8的外周面和端板7的筒部13之间，用于容许随内筒4和端板7的移动而向中心轴方向压缩的橡胶状弹性体8的径向膨胀。当橡胶状弹性体8被充分压缩时间隙15闭合，并且间隙15用于限制内筒4和端板7进一步移动时橡胶状弹性体8的径向膨胀，由此提高防振装置1的刚性。由此，能够通过适当设定间隙15的大小而将防振装置1设定成各种弹簧特性，并且能够提高防振装置1的设计自由度。
如图1-图12所示，导向构件9例如，为碳素钢等金属制品，呈具有与内筒4中央孔4a大致相同直径的中央孔9a的环状；在其周缘部形成有卡止于内筒4端部的阶梯部16。阶梯部16例如被设定为1mm左右以上的大小，将该阶梯部16卡止于内筒4的端部，并将螺栓11插通于两端板7、两内筒4以及导向构件9的各个中央孔7a、4a、9a并紧固，由此导向构件9与两个防振构件10的内筒4形成一体。
对该导向构件9而言，其厚度被设定得大于车架侧托架5的板厚，与外圈6的筒部12在径向上对置用于将内筒4向其中心轴方向引导。由此，导向构件9以不阻碍内筒4在中心轴方向的移动的方式限制内筒4在水平方向的移动，并且防止橡胶状弹性体8因水平方向的剪切变形而受损的现象，从而提高防振装置1的耐久性。
在导向构件9和外圈6之间设置有间隙17，该间隙17用于容许内筒4在垂直相交于中心轴的方向的移动，当将防振装置1安装于车架侧托架5时，吸收各构件或部件的尺寸误差。该间隙17的大小（I）设定为小于外圈6的外周部和端板7的筒部13的搭接长度（L），由此阻止由筒部13顶端从与外圈6搭接的位置向水平方向的偏离而直接接触车架侧托架5的现象。
另外，导向构件9由与外圈6不同的材料而形成，由此防止两者之间的粘合或磨损。进而，在导向构件9的周缘部设置R或者倒角，由此防止橡胶状弹性体8或外圈6的损坏。
接着，对在车架侧托架和发动机侧托架之间安装防振装置的步骤进行说明。
如图13所示，首先，从上面侧将外圈6的筒部12嵌合于车架侧托架5的安装孔，并且将上侧防振构件10安装于车架侧托架5的上面侧，由此将端板7覆盖于该防振构件10（参照图13（a）、（b））。
接着，在端板7上载置发动机侧托架3，并从上侧将螺栓11插通于该发动机侧托架3的螺栓孔、端板7以及内筒4的中央孔7a、4a（参照图13（c））。
在下侧端板7放置防振构件10，进而，以阶梯部16卡止于防振构件10的内筒4的方式安装导向构件9。导向构件9是圆形且上下对称的无方向性结构，而且，由于外圈6的筒部12包围导向构件9的周围，从而阻止导向构件9的滑落，因此能够提高防振装置1的组装性（参照图14）。
在安装的端板7、内筒4以及导向构件9的中央孔7a、4a、9a，插通向车架侧托架5的下面侧突出的螺栓11，将螺母紧固于该螺栓11完成防振装置1的安装（参照图13（d））。
根据上述结构，将导向构件9设置于防振装置1，并且以不阻碍内筒4在上下方向的移动的方式限制内筒4在水平方向的移动，因此能够防止橡胶状弹性体8因水平方向的剪切变形而受损的现象。由此，能够弹性支撑装备于建筑机械等的发动机2，在抑制其发动机2自身产生的振动、或行驶凹凸路面或挖掘作业时车体振动引起的发动机2的振动，同时能够提高防振装置1的耐久性。
另外，由于在导向构件9和外圈6之间设有间隙17，因此能够吸收各构件或部件的尺寸误差，并且能够容易安装于防振装置1的车架侧托架5。
图15是例示作用于内筒4的水平方向的负载、和内筒4的水平位移之间关系的图，纵轴表示作用于内筒4的水平方向的负载，横轴表示内筒4的水平位移。该图15表示外圈6的内径恒定时、导向构件9的外径不同的三种类型的关系，导向构件9的外径按（A）、（B）、（C）的顺序变小的形式被设定
如图15所示，通过设置间隙17，能够在水平位移小的范围内减小防振装置1在水平方向的刚性，并且容易使内筒4向水平方向位移，由此能够吸收各构件或部件的尺寸误差等。另外，水平位移变大而使间隙17闭合后，防振装置1在水平方向的刚性将变大，由此限制水平方向上进一步的位移。考虑到各部件之间的干扰等，可以适当地设定间隙17的大小。
另外，由于在橡胶状弹性体8的外周面和端板7的筒部13之间设有间隙15，因此在留有该间隙15的情况和橡胶状弹性体8的压缩量变大而使得间隙15闭合的情况下，能够改变防振装置1的刚性。由此，能够将防振装置1设定为各种弹簧特性，并能够提高防振装置1的设计自由度。
图16是例示作用于内筒4的上下方向的负载、和内筒4的上下位移之间关系的图，纵轴表示作用于内筒4的上下方向的负载，横轴表示内筒4的上下位移。该图16表示筒部13的内径恒定时、橡胶状弹性体8的外径不同的三种类型的关系，橡胶状弹性体8的外径按（A）、（B）、（C）的顺序变大的形式设定
如图16所示，通过设置间隙15，能够在上下位移小的范围内减小防振装置1在上下方向的刚性，并且上下位移变大而使间隙15闭合后，能够增大防振装置1在上下方向的刚性。
此外，本发明并不限于上述实施方案，可以在本发明的范围内实施适当的变更。例如，不仅将橡胶状弹性体8可以配置在内筒4、外圈6以及端板7之间，也可以代替截面L字形外圈6而设置外筒，并且可以省略端板7而在内筒和外筒之间配置橡胶状弹性体。在该情况下，橡胶状弹性体在内筒和外筒之间向中心轴方向剪切变形的同时传递作用力。
另外，本发明也可采用将导向构件设置于外圈或外筒的结构来代替导向构件9设置于内筒4的结构，
产业上的可利用性
本发明的防振装置适合用于例如装配于建筑机械而抑制发动机振动的用途
附图标记说明
1   防振装置
2   发动机
3   发动机侧托架
4   内筒
4a  中央孔
5   车架侧托架
6   外圈
7   端板
7a  中央孔
8   橡胶状弹性体
9   导向构件
9a  中央孔
10  防振构件
11  螺栓
12  筒部
13  筒部
14  切口
15  间隙
16  阶梯部
17  间隙

Claims (7)

1.一种防振装置，其特征在于，具备：内筒，其安装于发动机侧构件；外圈，其配置于该内筒的外侧并安装于车架侧构件；端板，其设置于所述内筒端部；橡胶状弹性体，其配置在所述内筒、外圈以及端板之间，其中，在所述内筒和外圈中的一方设置有与另一方在径向上对置且将所述内筒向其中心轴方向引导的导向构件。
2.权利要求1所述的防振装置，其特征在于，在所述车架侧构件的两面侧设有包括所述内筒、外圈以及橡胶状弹性体的两个防振构件，通过在其内筒的外端部设置所述端板，并将与这些另行形成的所述导向构件设置在两个内筒之间，由此使该两个防振构件形成一体。
3.权利要求2所述的防振装置，其特征在于，在所述导向构件的周缘部形成有卡止于内筒端部的阶梯部。
4.权利要求2所述的防振装置，其特征在于，在所述导向构件和外圈之间设置有间隙，该间隙用于容许所述内筒在垂直相交于中心轴的方向的移动。
5.权利要求1-4中任一项所述的防振装置，其特征在于，在所述端板形成有筒部，该筒部从其周缘部向所述橡胶状弹性体的外周侧突出，并且在该筒部和橡胶状弹性体之间设置有间隙。
6.权利要求5所述的防振装置，其特征在于，
所述筒部设定于其顶端在内筒径向上与外圈搭接的位置，并与外圈抵接而起到限制内筒在中心轴方向的移动的限制器作用。
7.一种防振装置，其特征在于，具备：
内筒，其安装于发动机侧构件；外筒，其配置于该内筒的外侧并安装于车架侧构件；橡胶状弹性体，其配置在所述内筒和外筒之间；其中，在所述内筒和外筒中一方设置有与另一方在径向上对置且将所述内筒向其中心轴方向引导的导向构件。
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