JP2010270850A

JP2010270850A - 防振装置

Info

Publication number: JP2010270850A
Application number: JP2009124004A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Sato; 宣明佐藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2010-12-02

Abstract

【課題】減衰板４４の外周を囲むケースの周壁４０Ｃ側へ減衰板４４が移動して振動を減衰する場合における減衰効果を向上させる。
【解決手段】軸方向Ｓに直交する軸直方向に沿って機械本体から振動が入力された場合には、減衰板４４がケース４０の周壁４０Ｃ側へ移動して液体を攪拌する。この場合において、減衰板４４が内筒５０まで移動すると、内筒５０が減衰板４４に押される。内筒５０が減衰板４４に押されて移動することにより、液体が攪拌されると、減衰板４４のみで液体を攪拌する場合に比べて、液体の攪拌量が増加するので、減衰効果を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、トラクター等の農業用機械やブルドーザ等の建設用機械のキャビンマウントなどとして用いられる防振装置に関する。

キャビンマウントなどとして用いられる防振装置としては、特許文献１に開示される液体封入式防振ゴム及び特許文献２に開示される液体封入式マウントが公知である。
特許文献１の液体封入式防振ゴムは、公開公報の図１に示すように、剛性材料から成る外筒１とこの外筒１の中央に配した剛性材料から成る中央部材２との間にゴム状弾性体３を設けるとともに、このゴム状弾性体３の一方の端面側に液体を封入するためのケーシング４を設け、このケーシング４内に中央部材２の一端に取付けられた減衰板７を配して構成されている。また、ケーシング４内に面するゴム状弾性体３の端面を減衰板７に向けて膨出させてストッパ８を形成し、減衰板７により区分されるケーシング４内の２つのスペース９間を連通させる孔を減衰板７には設けずに、減衰板７の周囲とケーシング４との間の間隙を液体が流れるように構成されている。

特許文献２の液体封入式マウントは、公開公報の図１に示すように、外部からの振動を直接受けるケース１と、一端が植込みボルト８を介して振動保護部に固定したスタッド２と、中心部にスタッド２が固定され、周縁部がケース１に密着固定した弾性体６と、上記ケース１に上記弾性体６とから構成される密閉された液室７と、空気を内蔵した可撓性の緩衝体１１と、上記液室１２に少なくとも１個の緩衝体１１を収納した後にこの液室１２に満杯にいれた非圧縮性粘性液３と、上記スタッド２の他端に固定され、上記液室１２の非圧縮性粘性液３中に位置決めされる減衰板４とを備えている。

特開平７−１６７１９６号公報（図１）特開平８−３３８４６８号公報（図１）

ここで、上記の特許文献１の構成において、装置の軸方向（上下方向）に沿って振動が入力された場合では、減衰板７が、ケーシング４の周壁に沿って上下動し、液体を攪拌して振動を減衰する。一方、装置の軸直方向（水平方向）に沿って振動が入力された場合では、減衰板７がケーシング４の周壁側へ移動し、液体を攪拌して振動を減衰する。減衰板７がケーシング４の周壁側へ移動して振動を減衰させる場合には、減衰板７が上下動する場合に比べ、減衰板７が液体を押す面積が小さいため、液体が攪拌されにくく減衰効果が小さい。

上記の特許文献２の構成においても、同様に、装置の軸方向（上下方向）に沿って振動が入力された場合では、減衰板４が、ケース１の周壁に沿って上下動し、液体を攪拌して振動を減衰する。一方、装置の軸直方向（水平方向）に沿って振動が入力された場合では、減衰板４がケース１の周壁側へ移動し、液体を攪拌して振動を減衰する。減衰板４がケース１の周壁側へ移動して振動を減衰させる場合には、減衰板４が上下動する場合に比べ、減衰板４が液体を押す面積が小さいため、液体が攪拌されにくく減衰効果が小さい。

本発明は、上記事実を考慮し、減衰板の外周を囲むケースの周壁側へ減衰板が移動して振動を減衰する場合における減衰効果を向上させることを目的とする。

本発明の請求項１に係る防振装置は、振動発生部及び振動受部の一方に取り付けられる第１取付部材と、振動発生部及び振動受部の他方に取り付けられる第２取付部材と、前記第１取付部材と前記第２取付部材とを連結し、前記振動発生部からの振動入力により変形して前記第１取付部材を前記第２取付部材に対して変位させる弾性体と、前記第２取付部材に連結され、液体が封入された液室が内部に形成されたケースと、前記第１取付部材の一端部に設けられ、外周が前記ケースの周壁で囲まれ、前記第１取付部材が前記第２取付部材に対して変位することにより前記液室内で移動して前記液体を攪拌し、その攪拌により前記振動発生部からの振動を減衰させる減衰板と、前記液室内に移動可能に収容され、前記ケースの周壁と前記減衰板との間に配置され、前記減衰板の外周を囲む筒体と、を備える。

この構成によれば、第１取付部材又は第２取付部材を通じて、振動発生部から振動が入力されると、弾性体が弾性変形して第１取付部材を第２取付部材に対して変位させる。
第１取付部材が第２取付部材に対して変位することにより、減衰板が液室内で移動して液体を攪拌し、その攪拌により、振動発生部から振動受部に伝わる振動を減衰させる。

ここで、本発明の請求項１の構成では、減衰板がケースの周壁側へ移動して液体を攪拌する場合には、減衰板が、ケースの周壁と減衰板との間に配置された筒体まで移動すると、筒体が減衰板に押される。筒体が減衰板に押されて移動することにより、液体が攪拌されると、減衰板のみで液体を攪拌する場合に比べて、液体の攪拌量が増加するので、減衰効果を向上させることができる。

本発明の請求項２に係る防振装置は、請求項１の構成において、前記減衰板と前記筒体との隙間は、前記筒体と前記ケースの周壁との隙間より小さくされている。
この構成によれば、振動が入力されて、減衰板が筒体の内壁に沿って筒体に対して相対移動する際における粘性抵抗が大きくなり、減衰力を向上できる。

本発明の請求項３に係る防振装置は、請求項１又は請求項２の構成において、前記筒体と前記ケースとの間に配置され、前記液体を吸収し、圧縮されることによりその吸収した液体を排出する吸収部材、を備える。

この構成によれば、減衰板がケースの周壁側へ移動して液体を攪拌する場合には、減衰板が、ケースの周壁と減衰板との間に配置された筒体を押すことで、筒体とケースとの間に配置された吸収部材が圧縮されて、吸収部材に吸収された液体が排出される。吸収部材への圧縮が解除されると、吸収部材が液体を吸収する。これにより、液体の攪拌量が増加するので、減衰効果を向上させることができる。

本発明は、上記構成としたので、減衰板の外周を囲むケースの周壁側へ減衰板が移動して振動を減衰する場合における減衰効果を向上させることができる。

図１は、本実施形態に係る防振装置の構成を示す側断面図であって、図２の１−１線断面図である。図２は、本実施形態に係る防振装置の構成を示す平面図である。図３は、本実施形態に係る防振装置において、減衰板がケースの周壁側へ移動した状態を示す側断面図である。図４は、本実施形態に係る防振装置において、減衰板がケースの周壁側へ移動した状態を示す図３の４−４線断面図である。図５は、本実施形態に係る防振装置において、筒体とケースとの間に吸収部材を配置した構成を示す側断面図である。図６は、図５に示す構成において、減衰板がケースの周壁側へ移動した状態を示す側断面図である。図７は、図５に示す構成において、減衰板がケースの周壁側へ移動した状態を示す図６の７−７線断面図である。図８は、図１に示す構成において、減衰板と内筒との隙間を内筒と周壁との隙間より小さくした構成を示す断面図である。

以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
（本実施形態に係る防振装置１０の構成）
まず、本実施形態に係る防振装置１０の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る防振装置１０の構成を示す側断面図である。

本実施形態に係る防振装置１０は、農業用機械又は建設用機械における振動受部であるキャブ（運転室）を振動発生部である機械本体へ支持するキャビンマウントとして適用されるものである。なお、図中の符号Ｓは装置の軸心を示し、この軸心に沿った方向を装置の軸方向Ｓとして以下の説明を行う。

防振装置１０は、図１に示すように、キャブ側に取り付けられる第１取付部材１２と、機械本体側に取り付けられる第２取付部材２０と、第１取付部材１２と第２取付部材２０とを連結するゴム弾性体１６と、第２取付部材２０に連結されたケース４０とを備えている。

なお、防振装置１０は、図１に示すように、後述の植込みボルト２８が上側に位置し、後述の液室４６が下側に位置する向きで使用されるのが通例であるが、これに限られるものではない。また、振動が発生する振動発生部が第２取付部材２０側に取り付けられ、振動を受ける振動受部が第１取付部材１２側に取り付けられる構成であってもよい。この場合には、防振装置１０の上下を図１と逆向きにして、防振装置１０を装着することが考えられる。また、防振装置としては、キャビンマウントに適用されるものに限られず、エンジンマウントなど種々のものに適用することが可能である。

第２取付部材２０は、外筒２２及び中間筒２４を含んで構成されている。外筒２２は、略円筒形状の円筒部２２Ａと、円筒部２２Ａの一端から径方向外側に延出されたフランジ部２２Ｂと、を備えて構成されている。
円筒部２２Ａとフランジ部２２Ｂとは、一体に構成されており、外筒２２を屈曲させることにより、円筒部２２Ａ及びフランジ部２２Ｂが形成されている。フランジ部２２Ｂは、４隅が丸みを帯びた四角形状に形成されている（図２参照）。

中間筒２４は、略円筒形状の円筒部２４Ａと、円筒部２４Ａの一端から径方向外側に延出されたフランジ部２４Ｂと、を備えて構成されている。円筒部２４Ａとフランジ部２４Ｂとは、一体に構成されており、中間筒２４を屈曲させることにより、円筒部２４Ａ及びフランジ部２４Ｂが形成されている。
円筒部２４Ａは、外筒２２の円筒部２２Ａよりも小径の略円筒形状とされ、外筒２２の径方向内側に同軸的に配置されている。フランジ部２４Ｂは、図２に示すように、フランジ部２２Ｂと同様に、４隅が丸みを帯びた四角形状に形成されている。このフランジ部２４Ｂは、外筒２２のフランジ部２２Ｂと接合されている。

外筒２２のフランジ部２２Ｂ及び中間筒２４のフランジ部２４Ｂには、防振装置１０を機械本体に連結するためのボルト穴２３が穿孔されており、フランジ部２２Ｂ及びフランジ部２４Ｂが不図示のボルトにより、建設機械又は農業機械の機械本体のフレーム（不図示）に連結される。
なお、ボルト穴２３は、図２に示すように、具体的には、外筒２２のフランジ部２２Ｂ及び中間筒２４のフランジ部２４Ｂの４つの隅部に形成されている。また、第２取付部材２０の形状及び配置位置などは、上記に限定されるものではなく、種々の構成とすることが可能である。

第１取付部材１２は、外径が第２取付部材２０の内径よりも小径の略円柱状とされ、第２取付部材２０と同軸的に、かつ、第２取付部材２０よりも軸方向Ｓ外側（図１における上側）に突出して配置されている。第１取付部材１２の軸方向一端部（図１における上側の端部）には、植込みボルト２８の一端部（図１における下側の端部）がねじ止めされている。
植込みボルト２８は、軸方向Ｓに沿って延びており、第１取付部材１２の軸方向一端から軸方向Ｓ外側（図１における上側）突出している。

乗員が搭乗する図示しないキャブに、植込みボルト２８の他端部（図１における上側の端部）がねじ止めされて、キャブに第１取付部材１２が連結される。これにより、キャブが、第１取付部材１２を介して支持されるようになっている。
なお、第１取付部材１２の形状及び配置位置などは、上記に限定されるものではなく、種々の構成とすることが可能である。例えば、第１取付部材１２は、植込みボルト２８が配置される一端部側が太く、他端側に向かって細くなるテーパー形状とされていてもよい。

ゴム弾性体１６は、第１取付部材１２の外周に配置され、第２取付部材２０が、ゴム弾性体１６の外周に配置されている。具体的には、ゴム弾性体１６は、第１取付部材１２の外周に加硫接着されると共に、外筒２２の円筒部２２Ａの内周に加硫接着されており、環状に形成されている。また、ゴム弾性体１６は、中間筒２４のフランジ部２４Ｂの接合面とは反対側の反対面（図１における上面）に加硫接着されると共に、中間筒２４の円筒部２４Ａの内周に円筒部２４Ａの外周側をも覆うように加硫接着されている。さらに、ゴム弾性体１６は、ケース４０の内周にも加硫接着されている。

これにより、第２取付部材２０の外筒２２及び中間筒２４と第１取付部材１２とが弾性的に連結されており、ゴム弾性体１６の弾性変形により、第１取付部材１２が第２取付部材２０に対して変位可能とされている。

ゴム弾性体１６の軸方向一端面（図１における下面）には、第１取付部材１２の外周を囲むように、環状の凹部１６Ａが形成されている。凹部１６Ａが形成されることにより、凹部１６Ａの外周には、凸部１６Ｂが形成されている。
ゴム弾性体１６の軸方向他端面（図１における上面）には、第１取付部材１２の外周を囲むように、環状の凹部１６Ｃが形成されている。凹部１６Ｃが形成されることにより、凹部１６Ｃの外周には、凸部１６Ｄが形成されている。

凹部１６Ａと凹部１６Ｃとは、第１取付部材１２の軸方向に沿って配置されている。凸部１６Ｂと凸部１６Ｄとも、同様に、第１取付部材１２の軸方向に沿って配置されている。
凹部１６Ａ及び凹部１６Ｃの形成部位におけるゴム弾性体１６の軸方向長さは、凸部１６Ｂと凸部１６Ｄの形成部位におけるゴム弾性体１６の軸方向長さよりも短くされており、凹部１６Ａ及び凹部１６Ｃの形成部位において、ゴム弾性体１６が変形しやすくなっている。

これにより、凹部１６Ａ及び凹部１６Ｃの形成部位が、第１取付部材１２を変位させる可動部としての機能を有し、凸部１６Ｂと凸部１６Ｄの形成部位が、凸部１６Ｂ及び凸部１６Ｄ側に変位した場合における第１取付部材１２の変位量を規制する規制部として機能する。中間筒２４は、凸部１６Ｂと凸部１６Ｄとの間に埋め込まれており、凸部１６Ｂと凸部１６Ｄとの間のゴム弾性体１６を補強し、凸部１６Ｂと凸部１６Ｄの形成部位におけるゴム弾性体１６の変形を抑制している。
なお、ゴム弾性体１６の形状及び配置位置などは、上記に限定されるものではなく、種々の構成とすることが可能である。

ケース４０は、略円筒形状の円筒部４０Ａと、円筒部４０Ａの軸方向一端側の開口を閉鎖する閉鎖部４０Ｂとを備えて構成されている。円筒部４０Ａの軸方向他端側が第２取付部材２０の外筒２２の円筒部２２Ａに溶接されて固定されている。閉鎖部４０Ｂの外周縁部と円筒部４０Ａの外周縁部とは、かしめられて固定されている。

ケース４０内部には、液体が封入された液室４６が形成されている。液室４６は、閉鎖部４０Ｂと反対側において、第１取付部材１２とゴム弾性体１６とで閉鎖されている。液室４６内には、シリコンオイル等の高粘度の液体が充填されている。また、液室４６には、空気も含まれている。なお、液室４６には、空気が含まれていない構成であってもよい。
ケース４０の円筒部４０Ａの一部が、液室４６の外周を囲む周壁４０Ｃとされている。周壁４０Ｃにおいては、ゴム弾性体１６が膜状に形成され、ケース４０の周壁４０Ｃを覆っている。

なお、ケース４０の形状及び配置位置などは、上記に限定されるものではなく、種々の構成とすることが可能である。例えば、円筒部４０Ａ及び閉鎖部４０Ｂは一体で構成されていてもよい。また、閉鎖部４０Ｂがダイヤフラムで構成され、液室４６が拡縮する構成であってもよい。

第１取付部材１２には、植込みボルト２８が設けられた端部とは反対側の端部に、減衰板４４が設けられている。この減衰板４４は、中央部がボルト４８により第１取付部材１２にねじ止めされている。
減衰板４４は、第１取付部材１２の径方向外側において閉鎖部４０Ｂ側（図１における下側）に傾斜し、さらにその径方向外側において、閉鎖部４０Ｂ側（図１における下側）に折り曲げられて、減衰板４４の外周部に環状部４４Ａが形成されている。環状部４４Ａの外周面は、ケース４０の周壁４０Ｃに沿って配置されている。

減衰板４４は、外周がケース４０の周壁４０Ｃに囲まれており、液室４６の液体に浸っている。
第１取付部材１２が第２取付部材２０に対して変位すると、第１取付部材１２に設けられた減衰板４４が液室４６内で移動して、液体を攪拌し、その攪拌により振動発生部からの振動を減衰させるようになっている。
なお、減衰板４４の形状及び配置位置などは、上記に限定されるものではなく、種々の構成とすることが可能である。

また、液室４６には、筒体の一例としての内筒５０が移動可能に収容されている。内筒５０は、減衰板４４の外周を囲む筒体であり、ケース４０の周壁４０Ｃと減衰板４４との間に配置されている。

内筒５０は、外径が液室４６の内径より小さく、内径が減衰板４４の外径よりも大きくされている。内筒５０は、自由状態で液室４６に収容されており、いずれの部材に対しても固定されていない。
減衰板４４と内筒５０との隙間は、内筒５０と周壁４０Ｃとの隙間と同等の大きさとされている。なお、減衰板４４と内筒５０との隙間及び内筒５０と周壁４０Ｃとの隙間は、任意に設定することが可能であり、減衰板４４と内筒５０との隙間を内筒５０と周壁４０Ｃとの隙間よりも大きくしたり、後述のように減衰板４４と内筒５０との隙間を内筒５０と周壁４０Ｃとの隙間よりも小さくしたりすることが可能である。
なお、内筒５０には、切欠、孔、スリットなどが形成されていても良く、種々の構成とすることが可能である。

（本実施形態の作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。
防振装置１０では、機械本体側で振動が発生した場合は、第１取付部材１２を介して振動がゴム弾性体１６に伝達され、ゴム弾性体１６が弾性変形することにより振動が吸収されて減衰され第２取付部材２０に連結されたキャブ側に振動が伝達され難くなる。

また、ゴム弾性体１６が弾性変形することにより、第１取付部材１２が第２取付部材２０に対して変位する。第１取付部材１２が第２取付部材２０に対して変位することにより、減衰板４４が液室４６内で移動して液体を攪拌し、その攪拌により液体流動の粘性抵抗に基づく減衰作用が発生し、機械本体からキャブに伝わる振動を減衰させる。

ここで、軸方向Ｓに直交する軸直方向に沿って機械本体から振動が入力された場合には、減衰板４４がケース４０の周壁４０Ｃ側へ移動して液体を攪拌する。この場合において、減衰板４４が内筒５０まで移動すると、図３及び図４に示すように、内筒５０が減衰板４４に押される。内筒５０が減衰板４４に押されて移動することにより、液体が攪拌されると、減衰板４４のみで液体を攪拌する場合に比べて、液体の攪拌量が増加するので、減衰効果を向上させることができる。

また、内筒５０がない構成においては、減衰板４４と周壁４０Ｃとが直接接触することになるが、本実施形態の場合においては、周壁４０Ｃは、内筒５０と接触するので、周壁４０Ｃの内面に対する接触面積が広くなり、周壁４０Ｃへの応力が分散される。これにより、ケース４０への衝突によるケース４０の劣化を抑制できる。

なお、図５に示すように、液体を吸収し圧縮されることによりその吸収した液体を排出する吸収部材５２を、内筒５０とケース４０との間に配置する構成であってもよい。
この構成では、吸収部材５２は、減衰板４４の外周を囲む筒状に形成されており、液室４６に移動可能に収容されている。
吸収部材５２としては、例えば、多孔質部材が用いられる。多孔質部材としては、例えば、ウレタンスポンジなどの発泡部材が用いられる。

この構成によれば、軸方向Ｓに直交する軸直方向に沿って機械本体から振動が入力された場合には、減衰板４４がケース４０の周壁４０Ｃ側へ移動して液体を攪拌する。この場合において、減衰板４４が内筒５０まで移動すると、図６及び図７に示すように、内筒５０が減衰板４４に押される。内筒５０が減衰板４４に押されて移動することにより、内筒５０が吸収部材５２を圧縮し、吸収部材５２が吸収していた液体が、吸収部材５２から排出される。吸収部材５２への圧縮が解除されると、吸収部材５２が液体を吸収する。これにより、吸収部材５２がない場合に比べて、液体の攪拌量が増加するので、減衰効果を向上させることができる。
また、周壁４０Ｃは、吸収部材５２を介して内筒５０と接触するので、周壁４０Ｃへの応力が分散される。これにより、ケース４０への衝突によるケース４０の劣化を抑制できる。

また、図８に示すように、減衰板４４と内筒５０との隙間を、内筒５０と周壁４０Ｃとの隙間より小さくする構成としても良い。この構成によれば、防振装置１０の軸方向Ｓに沿って振動が入力されて、減衰板４４が内筒５０の内壁に沿って内筒５０に対して相対移動する際における粘性抵抗が大きくなり、減衰力を向上できる。
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。

１０防振装置
１２第１取付部材
１６ゴム弾性体
２０第２取付部材
４０ケース
４０Ｃ周壁
４４減衰板
４６液室
５０内筒（筒体）
５２吸収部材

Claims

振動発生部及び振動受部の一方に取り付けられる第１取付部材と、
振動発生部及び振動受部の他方に取り付けられる第２取付部材と、
前記第１取付部材と前記第２取付部材とを連結し、前記振動発生部からの振動入力により変形して前記第１取付部材を前記第２取付部材に対して変位させる弾性体と、
前記第２取付部材に連結され、液体が封入された液室が内部に形成されたケースと、
前記第１取付部材の一端部に設けられ、外周が前記ケースの周壁で囲まれ、前記第１取付部材が前記第２取付部材に対して変位することにより前記液室内で移動して前記液体を攪拌し、その攪拌により前記振動発生部からの振動を減衰させる減衰板と、
前記液室内に移動可能に収容され、前記ケースの周壁と前記減衰板との間に配置され、前記減衰板の外周を囲む筒体と、
を備える防振装置。
前記減衰板と前記筒体との隙間は、前記筒体と前記ケースの周壁との隙間より小さくされている請求項１に記載の防振装置。
前記筒体と前記ケースとの間に配置され、前記液体を吸収し、圧縮されることによりその吸収した液体を排出する吸収部材、
を備える請求項１又は請求項２に記載の防振装置。