JP2004353817A

JP2004353817A - 高粘性液体封入式防振装置

Info

Publication number: JP2004353817A
Application number: JP2003154874A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Oku; 岳史奥
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】水平方向の荷重及びこじりやねじれなどの偏荷重が作用したとしても応力集中による構成要素の破損変形や劣化を抑制して、所期の防振性能を長期に亘り安定保持できるとともに、耐久性の著しい向上が図れるようにする。
【解決手段】ゴム状弾性材製弾性体３とケース２とにより形成される空間部１１に高粘性液体４が封入され、空間部１１まで突出させたスタッド１の尖端に、振動付加に伴いスタッド１と共に軸方向（ａ−ｂ方向）に往復変位する加振板５が取付けられている高粘性液体封入式防振装置２０において、水平方向からの衝撃振動を吸収緩和する積層ゴム構造の緩衝用弾性ゴム６を設けている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械における機体フレームとキャビンとの間に介装して機体フレームに加わる振動を減衰し、キャビンに伝達される振動を減少する場合や、自動車用のエンジンマウントのように、エンジン作動に伴って発生する振動が車体フレームに伝達されることを抑制する場合等に用いられる高粘性液体封入式防振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の一般的な高粘性液体封入式防振装置は、例えば建設機械におけるキャビン等への取付部を有するスタッドと機体フレーム等への取付部を構成するケースとをゴム状弾性材製の弾性体を介して連結し、前記ケースとゴム状弾性材製弾性体とにより形成される空間部にシリコーンオイル等の高粘性液体を封入するとともに、前記空間部にまで突出させたスタッドの先端部に、そのスタッドへの振動付加に伴い該スタッドと共にスタッド軸方向へ往復変位する加振板を取付けて構成されている。
【０００３】
そして、建設機械の運転に伴い振動が付加された時には、スタッドと共に加振板が軸方向に往復変位して高粘性流体を振動方向に対して略直角方向に流動させることにより、高粘性流体に生じるずりせん断応力の働きで減衰力が発揮されて良好な振動絶縁性、つまり、防振性能が発揮されるものである。
【０００４】
ところで、上記した一般的な高粘性液体封入式防振装置では、取付け使用状態で良好な防振性能を発揮させるために、ゴム状弾性材製弾性体の硬度を低くしてスタッド軸方向のばね定数を小さく設定している。そのため、水平方向の荷重が加わった時の撓みが大きくなって、横揺れが発生しやすいという問題がある。
【０００５】
このような一般的な高粘性液体封入式防振装置の有する問題、すなわち、横揺れ対策として、従来、ゴム状弾性材製弾性体を、その内部にスタッド軸方向に沿った剛性プレートを挟在させた円筒積層ゴム構造に構成することにより、水平方向の剛性及びばね定数を大きくして、横揺れの発生を低減するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２５７６３８号公報の図３、図４
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したような横揺れ対策が施された従来装置では、防振性能の保持及び耐久性の面で次のような問題があった。すなわち、実際の取付け使用状態では、水平方向（真横方向）からの荷重よりもむしろ、こじりやねじりなどの偏荷重の方が大きく作用するのであり、スタッド軸方向に沿う円筒積層ゴム構造の場合、偏荷重の作用により、ゴム層部、さらには加振板にこじり、ねじりの応力が集中してゴム層部や加振板が破損変形したり、ゴム層部が劣化したりしやすい。そのゴム層部及び加振板は所期の防振性能を発揮するための重要な構成要素であって、それらが破損変形したり劣化したりすることに伴い防振性能が次第に低下することになるばかりでなく、装置全体の耐久性も十分に確保することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、水平方向の荷重だけでなく、こじりやねじれなどの偏荷重が作用したとしても応力集中による構成要素の破損変形や劣化を抑制して、所期の防振性能を長期に亘り安定保持できるとともに、耐久性の著しい向上を図ることができる高粘性液体封入式防振装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る高粘性液体封入式防振ゴム装置は、一方の取付部を構成するスタッドと他方の取付部を構成するケースとがゴム状弾性材製の弾性体を介して連結され、前記ケースとゴム状弾性材製弾性体とにより形成される空間部には高粘性液体が封入されているとともに、前記空間部にまで突出させたスタッドの先端部には、そのスタッドへの振動付加に伴い該スタッドと共にスタッド軸方向へ往復変位する加振板が取付けられている高粘性液体封入式防振装置において、前記スタッド側もしくはケース側に、水平方向からの衝撃振動を吸収緩和する緩衝用弾性ゴムが設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
上記構成の本発明によれば、実際の取付け使用状態で水平方向の荷重だけでなく、こじりやねじりなどの偏荷重が作用した場合でも、緩衝用弾性ゴムの変形によってそれら荷重を吸収緩和してゴム状弾性材製弾性体及び加振板への応力集中を回避し、それら構成要素の破損変形や劣化を極力抑制することが可能であり、これによって、所期の防振性能が長期に亘って安定よく保持されるとともに、装置全体の耐久性向上が図れる。
【００１１】
本発明に係る高粘性液体封入式防振装置における緩衝用弾性ゴムとしては、高減衰ゴム単体を用いてもよいが、特に、請求項２に記載のように、内部に薄肉剛性板を挟在させた積層ゴム構造のものを用いることによって、垂直方向の剛性及びばね定数を大きく保って荷重支持機能を十分に確保しつつ、水平方向の剛性及びばね定数を小さくして、上述の防振性能の保持効果及び耐久性の向上効果を達成することができる。
【００１２】
また、上記構成の本発明に係る高粘性液体封入式防振装置における緩衝用弾性ゴムの配置にあたっては、防振しようとする主たる振動が加わる方向に応じて、請求項３に記載のように、スタッドと一方への取付部との間、あるいは、請求項４に記載のように、ケースと他方への取付部との間のいずれかに介設することによって、前記主たる振動を効果的に低減することができる。
【００１３】
また、実使用状態で主としてこじりなどの偏荷重が作用する条件下において積層ゴム構造の緩衝用弾性ゴムを用いる場合、請求項５に記載のように、この弾性ゴムを上向きもしくは下向きに突曲する湾曲形状に形成することによって、偏荷重を逃がしやすくなり、ゴム状弾性材製弾性体及び加振板といった防振性能上の重要な構成要素の破損変形や劣化を一層低減することができる。
【００１４】
さらに、上記構成の本発明に係る高粘性液体封入式防振装置において、請求項６に記載のように、前記ケースと前記緩衝用弾性ゴムの取付板との間に、上下及び水平方向の変位を所定範囲に制限するストッパーを設けることにより、鉛直荷重及び水平荷重や偏荷重の作用時における緩衝用弾性ゴムの変形を制限し、過度の変形による損傷等を防いで装置耐久性の一層の向上を図ることができる。
【００１５】
さらにまた、本発明に係る高粘性液体封入式防振装置において、請求項７に記載のように、前記ケースと弾性体と積層構造の緩衝用弾性ゴムとをゴム状弾性材から一体に形成し、その一体弾性体の内部空間部に、高粘性液体が封入されているとともに、前記加振板が内装されている形態とすることによって、上述のような防振性能の保持効果及び耐久性向上効果を有する装置をコンパクトに構成し、その適用性を拡大することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第１実施例を示す縦断面図であり、この防振装置２０は、後述する一方への取付部を有する軸状のスタッド１と、他方への取付部となり一方が開放された円筒形のケース２とが、円錐台形のゴム状弾性材製の弾性体３を介して同心状に固定連結されている。
【００１７】
前記ケース２とゴム状弾性材製の弾性体３とにより形成される空間部１１にはシリコーンオイル等の高粘性液体４が封入されているとともに、前記スタッド１の先端部が空間部１１にまで突出されている。この空間部１１にまで突出されたスタッド１の先端部中央には円形の加振板５が取付けられており、この加振板５は前記スタッド１への振動付加に伴い該スタッド１と共に矢印ａ−ｂで示すスタッド軸方向に往復変位する。
【００１８】
上記のごとき構成の高粘性液体封入式防振装置２０において、本第１実施例では、前記スタッド１の基端と前述した一方への取付部を構成する取付板７との間に、水平方向からの衝撃振動を吸収緩和するように複数の弾性ゴム層６ａと鋼板など複数枚の薄肉剛性板６ｂとが交互に積層されてなる積層ゴム構造の緩衝用弾性ゴム６が介設されている。
【００１９】
このような第１実施例の高粘性液体封入式防振装置２０は、既述したように、建設機械におけるキャビンの側壁等にスタッド１側の取付板７を固定する一方、機体フレームに固着のブラケット等にケース２を固定支持させることによって、キャビンと機体フレームとの間に介装して用いられる。かかる使用状態において、低周波数域の振動が付加されたときは、スタッド１と共に加振板５がスタッド軸方向（ａ−ｂ方向）に往復変位して高粘性液体４が振動方向に対して略直角方向に流動し、この流動により、高粘性液体４にずりせん断応力が働いて減衰力が発揮されることになり、低周波振動に対して良好な振動絶縁性、つまり、防振性能が得られる。
【００２０】
そして、上記使用状態において、キャビンの側壁等に側方から水平荷重あるいはこじりやねじりなどの偏荷重が作用した場合、積層ゴム構造の緩衝用弾性ゴム６における弾性ゴム層６ａがせん断変形して、それら荷重を吸収緩和することになるため、ゴム状弾性材製弾性体３及び加振板５への応力集中が回避されてそれらの破損変形や劣化を極力抑制することが可能である。これによって、上述したような防振性能を長期に亘って安定よく保持することができるとともに、防振装置２０全体の耐久性を向上することができる。
【００２１】
図２は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第２実施例を示す縦断面図であり、この防振装置２０では、前記積層ゴム構造の緩衝用弾性ゴム６及びこれに対応する取付板７の一部を略円弧状で上向きに突曲する湾曲形状に形成したものであり、その他の構成は図１に示した第１実施例と同一であるため、該当部分に同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
【００２２】
この第２実施例の高粘性液体封入式防振装置２０は、基本的に第１実施例と同様な優れた防振性能が得られるとともに、主として、こじりなどの偏荷重が作用する条件下で使用することにより、側方から作用する偏荷重をより滑らかに逃がしやすく、ゴム状弾性材製弾性体３及び加振板５といった本来の防振性能を発揮する上で重要な構成要素の破損変形や劣化を一層低減することができる。
【００２３】
なお、この第２実施例において、図２では、前記積層ゴム構造の緩衝用弾性ゴム６及びこれに対応する取付板７の一部を略円弧状で上向きに突曲する湾曲形状に形成したもので示したが、下向きに突曲する湾曲形状に形成しても同様な効果を達成することができる。
【００２４】
図３は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第３実施例を示す縦断面図であり、この防振装置２０では、前記ケース２から上方へ向けて断面略コ字形の筒部材８を固定突出させ、この筒部材８の上端張出部８ａと前記取付板７の下面に固定された断面略Ｌ字形の環状部材９とにより、上下方向及び水平方向の変位を所定範囲に制限するストッパー１０を構成させたものであり、その他の構成は図１に示した第１実施例と同一であるため、該当部分に同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
【００２５】
この第３実施例の高粘性液体封入式防振装置２０も、基本的に第１実施例と同様な防振性能と、水平荷重及び偏荷重に対する緩衝機能を発揮することができるが、特に、鉛直荷重及び水平荷重や偏荷重の作用時における緩衝用弾性ゴム６の変形を所定範囲に制限し、過度の変形による損傷等を防いで防振装置２０全体の耐久性を一層向上することができる。
【００２６】
なお、この第３実施例において、ストッパー１０を構成する筒部材８の上端張出部８ａに弾性部材１２を嵌着させておくことにより、変位制限時における衝撃も吸収して破損等をより低減することができる。
【００２７】
図４は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第４実施例を示す縦断面図であり、この防振装置２０では、前記ケース２の上端張出しフランジ部２Ａと他方への取付部となる取付板１３との間に、前記した積層ゴム構造の緩衝用弾性ゴム６を介設したものである。なお、この第４実施例の場合は、スタッド１の基端側に一方への取付部となる雄ねじ部１４が溶接等により固着されており、その他の構成は図１に示した第１実施例と同一であるため、該当部分に同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
【００２８】
図５は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第５実施例を示す縦断面図であり、この防振装置２０では、前記ケース２の底壁部２Ｂと他方への取付部となる雄ねじ部１５との間に、前記した積層ゴム構造の緩衝用弾性ゴム６を介設したものである。なお、この第５実施例の場合も、スタッド１の基端側に一方への取付部となる雄ねじ部１４が溶接等により固着されている。その他の構成は図１に示した第１実施例と同一であるため、該当部分に同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
【００２９】
これら第４実施例及び第５実施例の高粘性液体封入式防振装置２０は、例えば路面の凹凸等に起因して下部の機体フレーム側で発生する振動が上部のキャビンに伝達されることを低減するための防振に適用されるものであり、この場合も、水平方向の力のみでなく、こじりやねじり力も緩衝用弾性ゴム６における弾性ゴム層６ａのせん断変形により吸収緩和して本来の防振性能の低下及び耐久性の低下を極力抑制することができる。
【００３０】
なお、第４実施例においては、ケース２の周壁部２Ｃが緩衝用弾性ゴム６の変形を所定範囲に制限するためのストッパーとして働き、また、第５実施例においては、積層ゴム構造の緩衝用弾性ゴム６における最上部の薄肉剛性板６ｂを大径にしてその外周部分６ｂ１を下向きに折り曲げ、その折曲げ剛性板部分６ｂ１が緩衝用弾性ゴム６の変形を所定範囲に制限するためのストッパーとして機能するように構成しており、これによって、緩衝用弾性ゴム６の変形を所定範囲に制限し、過度の変形による損傷等を防いで防振装置２０全体の耐久性向上を図ることができる。
【００３１】
図６は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第６実施例を示す縦断面図であり、この防振装置２０では、前記ケース２とゴム状弾性材製弾性体３と積層ゴム構造の緩衝用弾性ゴム６とをゴム状弾性材から一体に形成し、その一体弾性体１６の内部空間部１７に高粘性液体４を封入するとともに、その高粘性液体４の封入空間部１７に前記加振板５を内装する形態に構成したものである。
【００３２】
この第６実施例の高粘性液体封入式防振装置２０は、ケース２と弾性体３と緩衝用弾性ゴム６とが共用一体化されているので、上述したような防振性能の保持効果及び耐久性向上効果を有する防振装置２０全体を小型コンパクトにして、その適用性を拡大することができる。
【００３３】
なお、本発明は、油圧ショベル等の建設機械における機体フレームとキャビンとの間に介装して用いられる防振装置として特に有効であるが、これに限定されるものでなく、例えば自動車用エンジンマウント等にも適用可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上要するに、本発明によれば、高粘性液体封入式防振装置が有する技術課題である横揺れ対策として、ゴム状弾性材製弾性体の内部にスタッド軸方向に沿った剛性プレートを挟在させた円筒積層ゴム構造を用いて水平方向の剛性及びばね定数を大きくするのではなく、緩衝用弾性ゴムを用いて水平方向からの衝撃振動を吸収緩和する対策を講じることにより、実際の取付け使用状態で横揺れの原因となる水平方向の荷重、さらには、こじりやねじり等の偏荷重が作用した場合、それら荷重を緩衝用弾性ゴムの変形によって吸収緩和してゴム状弾性材製弾性体及び加振板への応力集中を回避し、それら防振機能に関与する重要な構成要素の破損変形や劣化を極力抑制することができ、したがって、所期の防振性能を長期に亘って安定よく保持することができるとともに、装置全体の耐久性も著しく向上することができるという効果を奏する。
【００３５】
特に、請求項２に記載のような積層ゴム構造の緩衝用弾性ゴムを用いることによって、垂直方向の剛性及びばね定数を大きく保って荷重支持機能を十分に確保しつつ、水平方向の剛性及びばね定数を小さくして、上述の防振性能の保持効果及び耐久性の向上効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第２実施例を示す縦断面図である。
【図３】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第３実施例を示す縦断面図である。
【図４】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第４実施例を示す縦断面図である。
【図５】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第５実施例を示す縦断面図である。
【図６】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第６実施例を示す半縦断面図である。
【符号の説明】
１スタッド
２ケース
２Ａケースの上端張出しフランジ部
２Ｂケースの底壁部
２Ｃケースの周壁部
３ゴム状弾性材製弾性体
４高粘性液体
５加振板
６緩衝用弾性ゴム
６ａゴム層
６ｂ薄肉剛性板
７一方の取付板
１０ストッパー
１１空間部
１３他方の取付板
１４雄ねじ部（一方の取付部）
１５雄ねじ部（他方の取付部）
２０高粘性液体封入式防振装置

Claims

一方の取付部を構成するスタッドと他方の取付部を構成するケースとがゴム状弾性材製の弾性体を介して連結され、前記ケースとゴム状弾性材製弾性体とにより形成される空間部には高粘性液体が封入されているとともに、前記空間部にまで突出させたスタッドの先端部には、そのスタッドへの振動付加に伴い該スタッドと共にスタッド軸方向へ往復変位する加振板が取付けられている高粘性液体封入式防振装置において、
前記スタッド側もしくはケース側に、水平方向からの衝撃振動を吸収緩和する緩衝用弾性ゴムが設けられていることを特徴とする高粘性液体封入式防振装置。
前記緩衝用弾性ゴムが、その内部に薄肉剛性板を挟在させた積層ゴム構造に構成されている請求項１に記載の高粘性液体封入式防振装置。
前記緩衝用弾性ゴムが、前記スタッドと一方への取付部との間に介設されている請求項１または２に記載の高粘性液体封入式防振装置。
前記緩衝用弾性ゴムが、前記ケースと他方への取付部との間に介設されている請求項１または２に記載の高粘性液体封入式防振装置。
前記積層ゴム構造の緩衝用弾性ゴムが、上向きもしくは下向きに突曲する湾曲形状に形成されている請求項２に記載の高粘性液体封入式防振装置。
前記ケースと前記緩衝用弾性ゴムの取付板との間に、上下及び水平方向の変位を所定範囲に制限するストッパーが設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の高粘性液体封入式防振装置。
前記ケースと弾性体と積層構造の緩衝用弾性ゴムとがゴム状弾性材から一体に形成されており、その一体弾性体の内部空間部に、高粘性液体が封入されているとともに、前記加振板が内装されている請求項１または２に記載の高粘性液体封入式防振装置。