JP2009121588A

JP2009121588A - 防振ゴム

Info

Publication number: JP2009121588A
Application number: JP2007296045A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Hosato; 宏昭保都; Hideaki Kageyama; 英昭影山
Original assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2009-06-04

Abstract

【課題】ゴム弾性体の形状を工夫することにより、ゴム弾性体の下端面の外筒体の筒部に近い側に皺や亀裂が発生するのを抑制して耐久性能を高めた防振ゴムを提供する。
【解決手段】外筒体１１と内筒体１５との間に設けられたゴム弾性体２０の下端面に、内筒体１５寄りの位置で窪んだ凹部２１と、凹部２１の外周縁部に連続して水平方向に延びる水平面部２２と、水平面部２２の外周縁部に連続して下方に向かって垂直に延びる垂直面部２３とを、それぞれ外筒体１１の内周方向に沿って環状に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧ショベルなど建設機械のエンジンマウントに使用される防振ゴムに関するものである。

従来より、油圧ショベルなど建設機械のエンジンマウントに使用される防振ゴムが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。図５に一例として示すように、この防振ゴム６０は、フランジ部１２が設けられた金属製の外筒体１１と、外筒体１１内に同心状に配置された金属製の内筒体１５と、外筒体１１及び内筒体１５の間に設けられ両者を連結するゴム弾性体２０とを備えている。

前記ゴム弾性体２０は、その上端面２０ａ及び外周部２０ｂを露出するように一体に加硫接着されて構成されている。また、内筒体１５の下端側の外周と外筒体１１の下端側の内周との間に挟まれたゴム弾性体２０の下端面には、上方へ窪んだ凹部２１が内筒体１５の外周方向に沿って環状に形成されている。さらに、凹部２１の外周縁部に連続して外筒体１１の下端側に向かって垂直に延びる垂直面部２３が外筒体１１の内周方向に沿って環状に形成されている。

この防振ゴム１０は上下一対で使用するものであり、各内筒体１５，１５同士及び各外筒体１１，１１の筒部同士をそれぞれ対向させて、図示しないエンジン側ブラケットに設けられた取付孔に嵌合されている。そして、上側の防振ゴム１０の上部に配置される建設機械の図示しない本体フレーム側ブラケットと、上下の防振ゴム１０，１０の各内筒体１５，１５とに締結ボルトを挿通し、この締結ボルトの頭部を本体フレーム側ブラケットの上面に当接させるとともに、締結ボルトの下側の防振ゴム１０の内筒体１５より下方に突出する下端部に受けブラケットを介して締結ナットを締め付けている。これにより、内筒体１５，１５同士を突き合せてゴム弾性体２０に予圧縮量を付与した上でエンジンを搭載するようにしている。
特開２００６−２２６４３６号公報実公昭６３−３７５３８号公報実公平３−２８１９９号公報

しかしながら、従来の防振ゴムでは、建設機械がバウンドした場合等において、防振ゴムに過大な荷重が加わると、ゴム弾性体の凹部と垂直面部との境界部分に皺が発生しやすくなっていた。具体的に、凹部に連続して垂直面部を形成した構成のゴム弾性体では、凹部と垂直面部とがなす角度が鈍角であるため、ゴム弾性体が弾性変形して凹部の表面が垂直面部に当接するまでの変位量が大きくなり、凹部と垂直面部との境界部分に過大な圧縮応力が加わって境界部分に大きな皺が形成されてしまう。そのため、ゴム弾性体の弾性変形が繰り返されると、この皺を基点として亀裂が生じやすくなり、ゴム弾性体の耐久性能が悪くなるという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ゴム弾性体の形状を工夫することにより、ゴム弾性体の下端面の外筒体の筒部に近い側に皺や亀裂が発生するのを抑制して耐久性能を高めた防振ゴムを提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明は、ゴム弾性体の表面に形成された凹部と垂直面部との間に水平面部を連続的に形成するようにした。

具体的に、本発明は、筒状に形成され筒軸方向の一端側に外周方向に張り出すフランジ部が設けられた外筒体と、筒状に形成され該外筒体内に同心状に配置された内筒体と、該外筒体及び内筒体の間に設けられて両者を連結するゴム弾性体とを備えた防振ゴムを対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、請求項１の発明は、前記ゴム弾性体における前記外筒体の筒軸方向の他端側の表面には、前記内筒体寄りの位置で該外筒体の一端側に向かって窪んだ凹部と、該凹部の外周縁部に連続して水平方向に延びる水平面部と、該水平面部の外周縁部に連続して該外筒体の他端側に向かって垂直に延びる垂直面部とが、それぞれ該外筒体の内周方向に沿って環状に形成されていることを特徴とするものである。

請求項１に係る発明によれば、ゴム弾性体の表面に外筒体の一端側に向かって窪んだ凹部を設け、この凹部の外周縁部に水平面部及び垂直面部を連続的に形成したから、水平面部と垂直面部との境界部分に過大な圧縮応力が加わることを抑制でき、境界部分に亀裂が発生することを抑制する上で有利となる。

具体的に、従来の防振ゴムのように、ゴム弾性体の表面の凹部に連続して垂直面部を形成した構成のものでは、凹部と垂直面部とがなす角度が鈍角であるため、ゴム弾性体が弾性変形を開始してから凹部の内面が垂直面部に当接するまでのゴム弾性体の変位量が非常に大きく、凹部と垂直面部との境界部分に大きな圧縮応力が加わって皺が発生してしまう。そして、ゴム弾性体の弾性変形が繰り返し行われると、境界部分の皺を基点として亀裂が発生してしまう。

しかしながら、本発明の防振ゴムのように、ゴム弾性体の表面の凹部と垂直面部との間に水平面部を形成すれば、水平面部と垂直面部とがなす角度が直角であるため、ゴム弾性体が弾性変形を開始してから水平面部の表面が垂直面部に対して面接触するまでのゴム弾性体の変位量が従来の防振ゴムよりも小さくて済み、さらに、それ以上、水平面部と垂直面部との境界部分に圧縮応力が加わるのを抑制できるため、境界部分において皺や亀裂が発生することを抑制できる。

このように、本発明によれば、ゴム弾性体の表面に外筒体の一端側に向かって窪んだ凹部を設け、この凹部の外周縁部に水平面部及び垂直面部を連続的に形成したから、ゴム弾性体が弾性変形したときに、水平面部の表面が垂直面部に対して面接触して、それ以上、水平面部と垂直面部との境界部分に圧縮応力が加わるのを抑制でき、境界部分において皺や亀裂が発生することを抑制できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る防振ゴムの構成を示す側面断面図である。図１に示すように、この防振ゴム１０は、外筒体１１と、外筒体１１内に同心状に配置された内筒体１５と、外筒体１１及び内筒体１５の間に設けられた両者を連結するゴム弾性体２０とを備えている。

前記外筒体１１の筒軸方向の片側端部（図１において上側）には、外周方向に張り出すフランジ部１２が設けられている。

前記内筒体１５は、外筒体１１内に同心状に配置され且つ上端部が外筒体１１のフランジ部１２よりも上方に突出している。

前記ゴム弾性体２０は、外筒体１１及び内筒体１５の間に設けられ、その上端部２０ａ及び外周部２０ｂを露出するように一体に加硫接着されることにより構成されている。このゴム弾性体２０の外周部２０ｂは、フランジ部１２の上面を覆う下端部から上端部２０ａにかけて幅狭となるテーパ状に形成されている。また、外筒体１１のフランジ部１２の上面には、その全周にわたってゴムストッパ部１６が環状に形成されている。このゴムストッパ部１６は、加硫接着によりゴム弾性体２０と一体に形成されたものであり、その肉厚方向の頂面（図１では上面）は、内筒体１５の上端面よりも低い位置に設定されている。

また、図２に一部拡大して示すように、前記ゴム弾性体２０の下端面の内筒体１５寄りの位置には、上方へ窪んだ凹部２１が外筒体１１の内周方向に沿って環状に形成されている。そして、この凹部２１の外周縁部に連続して水平方向に延びる水平面部２２と、水平面部２２の外周縁部に連続して下方に向かって垂直に延びる垂直面部２３とが、それぞれ外筒体１１の内周方向に沿って環状に形成されている。

このように、本発明の防振ゴム１０のゴム弾性体２０の下端面には、凹部２１と垂直面部２３との間に水平面部２２を連続的に設けているため、図２において二点鎖線で示す従来の防振ゴムの凹部の内面と本発明の防振ゴムの凹部２１の内面及び水平面部２２とで区画された斜線領域３１の分だけ、従来の防振ゴムに比べてゴム厚が厚くなっている。そして、水平面部２２と垂直面部２３とがなす角度が直角であるため、水平面部２２と垂直面部２３との境界部分に加わる圧縮応力が小さくなり、境界部分において皺や亀裂が発生することを抑制することができる。

具体的に、従来の防振ゴムのように、ゴム弾性体２０の表面の凹部２１に連続して垂直面部２３を形成した構成のものでは、凹部２１と垂直面部２３とがなす角度が鈍角であるため、ゴム弾性体２０が弾性変形を開始してから凹部２１の内面が垂直面部２３に当接するまでのゴム弾性体２０の変位量が非常に大きく、凹部２１と垂直面部２３との境界部分に大きな圧縮応力が加わって皺が発生してしまう。そして、ゴム弾性体２０の弾性変形が繰り返し行われると、境界部分の皺を基点として亀裂が発生してしまう。

しかしながら、本発明の防振ゴム１０のように、ゴム弾性体２０の表面の凹部２１と垂直面部２３との間に水平面部２２を形成すれば、水平面部２２と垂直面部２３とがなす角度が直角であるため、ゴム弾性体２０が弾性変形を開始してから水平面部２２の表面が垂直面部２３に対して面接触するまでのゴム弾性体２０の変位量が従来の防振ゴムよりも小さくて済み、さらに、それ以上、水平面部２２と垂直面部２３との境界部分に圧縮応力が加わるのを抑制できるため、境界部分において皺や亀裂が発生することを抑制できる。

図３は、本実施形態に係る防振ゴムの使用状態を示す側面断面図である。図３に示すように、上下一対の防振ゴム１０，１０が、エンジン側ブラケット５０に設けた取付孔５１に各内筒体１５，１５同士及び各外筒体１１，１１の筒部１１ａ，１１ａ同士がそれぞれ対向するように嵌合されている。そして、下側の防振ゴム１０の下部に配置された建設機械の本体フレーム側ブラケット５２と、上下の防振ゴム１０，１０の各内筒体１５，１５に締結ボルト５３を挿通し、締結ボルト５３における上側の防振ゴム１０の内筒体１５より上方に突出した上端部に、本体フレーム側ブラケット５４を介して締結ナット５５を締め付ける。これにより、内筒体１５，１５同士を突き合せて防振ゴム１０，１０を予圧縮状態にセットした上でエンジン（図示せず）が搭載される。

ここで、前記防振ゴム１０に荷重が加わった場合には、ゴム弾性体２０が弾性変形して運動エネルギーを吸収するが、ゴム弾性体２０の変位量が所定量以上になると、水平面部２２の表面が垂直面部２３に面接触する。すなわち、ゴム弾性体２０において最も皺や亀裂が生じやすい、水平面部２２と垂直面部２３との境界部分にそれ以上圧縮応力が加わるのを抑制でき、境界部分において皺や亀裂が発生することが抑制できる。

なお、前記外筒体１１のフランジ部１２にゴムストッパ部１６を設けているので、振動発生時には、このゴムストッパ部１６と本体フレーム側ブラケット５２，５４とが当接し、振動発生時の運動エネルギーの一部がゴムストッパ部１６で吸収されるようになっている。

図４は、本実施形態に係る防振ゴム及び従来の防振ゴムの主応力と変位の関係を示すグラフ図である。図４において、実線４１は本発明の防振ゴム、二点鎖線４２は従来の防振ゴムの特性を示すグラフ線である。なお、図４に示すグラフ図では、最も皺や亀裂の発生しやすい境界部分における主応力と変位の関係を比較しており、具体的に、本発明の防振ゴム１０では水平面部２２と垂直面部２３との境界部分、従来の防振ゴムでは凹部２１と垂直面部２３との境界部分について比較するものとする。

図４に示すように、本発明の防振ゴム１０では、凹部２１と垂直面部２３との間に水平面部２２を連続的に設けたことにより、図２に示す斜線領域３１の分だけゴム厚が増しており、エンジン側ブラケット５０及び本体フレーム側ブラケット５２，５４に組み付けた変形初期の状態（Ａ点）において、従来の防振ゴムに比べて境界部分に圧縮応力が加わっていることが分かる。

そして、振動発生時には、グラフ線４１のＢ点において水平面部２２の表面が垂直面部２３に面接触して、その後の境界部分の変形が抑制され、Ｂ点からＣ点に至るまでのグラフ線４１の傾きが緩やかとなっていることから、圧縮応力の発生が鈍くなっており境界部分において皺や亀裂が発生することが抑制されていることが分かる。

一方、従来の防振ゴムでは、グラフ線４２のＤ点において凹部２１の表面が垂直面部２３に接触するが、このときには、既に境界部分に過大な圧縮応力が加わっているため、境界部分に皺や亀裂が発生しやすくなっていることが分かる。

以上のように、本実施形態に係る防振ゴム１０によれば、ゴム弾性体２０の下端面の内筒体１５寄りの位置に凹部２１を設け、この凹部２１の外周縁部に水平面部２２及び垂直面部２３を連続的に形成したから、ゴム弾性体２０が弾性変形したときに、水平面部２２の表面が垂直面部２３に対して面接触して、それ以上、水平面部２２と垂直面部２３との境界部分に圧縮応力が加わるのを抑制でき、境界部分において皺や亀裂が発生することを抑制できる。

以上説明したように、本発明は、ゴム弾性体の形状を工夫することにより、ゴム弾性体の下端面の外筒体の筒部に近い側に皺や亀裂が発生するのを抑制して耐久性能を高めた防振ゴムを提供することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

本発明の実施形態に係る防振ゴムの構成を示す側面断面図である。防振ゴムを一部拡大して示す側面断面図である。防振ゴムの使用状態を示す側面断面図である。本実施形態に係る防振ゴム及び従来の防振ゴムの主応力と変位の関係を示すグラフ図である。従来の防振ゴムの構成を示す側面断面図である。

符号の説明

１０防振ゴム
１１外筒体
１２フランジ部
１５内筒体
２０ゴム弾性体
２１凹部
２２水平面部
２３垂直面部

Claims

筒状に形成され筒軸方向の一端側に外周方向に張り出すフランジ部が設けられた外筒体と、筒状に形成され該外筒体内に同心状に配置された内筒体と、該外筒体及び内筒体の間に設けられて両者を連結するゴム弾性体とを備えた防振ゴムであって、
前記ゴム弾性体における前記外筒体の筒軸方向の他端側の表面には、前記内筒体寄りの位置で該外筒体の一端側に向かって窪んだ凹部と、該凹部の外周縁部に連続して水平方向に延びる水平面部と、該水平面部の外周縁部に連続して該外筒体の他端側に向かって垂直に延びる垂直面部とが、それぞれ該外筒体の内周方向に沿って環状に形成されていることを特徴とする防振ゴム。