JP2015217731A

JP2015217731A - エンジン装置支持構造、及び、エンジン装置設置方法

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Publication number: JP2015217731A
Application number: JP2014101174A
Authority: JP
Inventors: 寿一野溝; Juichi Nomizo; 昌義川田; Masayoshi Kawada; 義一大貫; Giichi Onuki
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2015-12-07
Anticipated expiration: 2034-05-15
Also published as: US20170015186A1; JP6334254B2; EP3088226B1; CN106061781B; EP3088226A1; US9956862B2; EP3088226A4; WO2015174260A1; CN106061781A

Abstract

【課題】防振性能、及び、耐久性に優れたエンジン装置支持構造等を提供する。【解決手段】エンジン２２を有したエンジン装置２と、エンジン装置２が設置される設置部３と、エンジン装置２と設置部３とに連結されてエンジン装置２を支持する複数の弾性支持体とを備えたエンジン装置支持構造１において、複数の弾性支持体として、エンジン装置２の下面２０の下に配置されて複数の弾性支持体のうちエンジン２２の出力軸の回転中心に最も近い位置に設けられた第１の弾性支持体４Ａと、３つ以上の第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…とを備え、第１の弾性支持体４Ａが、互いに隣り合う第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂの中心を繋いで形成される平面視閉空間Ｘ内に設置されたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン装置が弾性支持体を介して設置部に取付けられたエンジン装置支持構造等に関する。

エンジン装置を設置部に設置する際に弾性支持体（弾性部材）を用いてエンジン装置を支持するようにしたエンジン装置支持構造が知られている（特許文献１等参照）。

特開２００５−２４７２４９号公報

しかしながら、上述したエンジン装置支持構造では、エンジンの一端側における両側面側にそれぞれ弾性支持体が設置されるとともに、エンジンの他端側における両側面側にそれぞれ弾性支持体が設置された構成であり、支持構造の防振性能を優先してばね定数が小さい弾性支持体を用いた場合、弾性支持体の変形が大きくなる可能性があるため、支持構造の耐久性改善の余地があり、逆に、支持構造の耐久性を優先してばね定数が大きい弾性支持体を用いた場合、支持構造の防振性能改善の余地がある。
本発明は、防振性能、及び、耐久性に優れたエンジン装置支持構造等を提供する。

本発明に係るエンジン装置支持構造は、エンジンを有したエンジン装置と、エンジン装置が設置される設置部と、エンジン装置と設置部とに連結されてエンジン装置を支持する複数の弾性支持体とを備えたエンジン装置支持構造において、複数の弾性支持体として、エンジン装置の下面の下に配置されて複数の弾性支持体のうちエンジンの出力軸の回転中心に最も近い位置に設けられた第１の弾性支持体と、３つ以上の第２の弾性支持体とを備え、第１の弾性支持体が、互いに隣り合う第２の弾性支持体の中心を繋いで形成される平面視閉空間内に設置されたので、第２の弾性支持体が個々に負担するエンジン装置の分担荷重が軽減することになるため、第２の弾性支持体としてばね定数が小さいゴムを用いることが可能となり、エンジン装置支持構造の防振性能を向上させることができるとともに、エンジン装置の荷重を第１の弾性支持体及び３つ以上の第２の弾性支持体で負担するので、エンジン装置支持構造の耐久性を向上させることができる。すなわち、防振性能、及び、耐久性に優れたエンジン装置支持構造を得ることができる。
また、第１の弾性支持体が、エンジン装置のローリング回転中心の真下に設置されたので、エンジン装置のローリング振動の伝達抑制効果が向上する。
また、第１の弾性支持体が、エンジン装置のピッチング回転中心の真下に設置されたので、エンジン装置のピッチング振動の伝達抑制効果が向上する。
また、第１の弾性支持体が、エンジン装置の重心の真下に設置されたので、エンジン装置のローリング振動の伝達抑制効果、及び、エンジン装置のピッチング振動の伝達抑制効果が向上する。
また、第１の弾性支持体が負担するエンジン装置の分担荷重が、個々の第２の弾性支持体が負担するエンジン装置の分担荷重よりも大きいことにより、３つ以上の第２の弾性支持体が個々に負担するエンジン装置の分担荷重が軽減することになるため、第２の弾性支持体としてばね定数が小さいゴムを用いることが可能となり、エンジン装置支持構造の防振性能をより向上させることができるとともに、エンジン装置の荷重を第１の弾性支持体及び３つ以上の第２の弾性支持体で負担するので、エンジン装置支持構造の耐久性をより向上させることができる。すなわち、防振性能、及び、耐久性に優れたエンジン装置支持構造を得ることができる。
また、エンジン装置を支持する第１の弾性支持体及び第２の弾性支持体の上下方向のばね定数は、第１の弾性支持体が第２の弾性支持体よりも大きいので、第１の弾性支持体が負担するエンジン装置の分担荷重が、個々の第２の弾性支持体が負担するエンジン装置の分担荷重よりも大きくなるように構成することが可能となり、防振性能、及び、耐久性に優れたエンジン装置支持構造を得ることができる。
また、弾性支持体は、ゴムを備えたので、エンジン装置支持構造の防振性能をより向上させることができる。
また、上述したエンジン装置支持構造を形成するためのエンジン装置設置方法によれば、設置部に連結された第１の弾性支持体及び第２の弾性支持体の上方から第１の弾性支持体及び第２の弾性支持体にエンジン装置を連結する場合に、エンジン装置の荷重が第２の弾性支持体よりも先に第１の弾性支持体に加わるように設けておき、その後、エンジン装置と第１の弾性支持体とを連結するとともにエンジン装置と第２の弾性支持体とを連結することによって、第１の弾性支持体及び第２の弾性支持体にエンジン装置の荷重を分担して負担させたので、エンジン装置の荷重を分担する３つ以上の第２の弾性支持体の荷重分担のバランスが悪くなる可能性がある場合において、上述したように、平面視閉空間内での第１の弾性支持体の設置場所を選定することによって、３つ以上の第２の弾性支持体がそれぞれ負担するエンジン装置の分担荷重を均等にすることが可能となり、安定したエンジン装置支持構造が得られる。

エンジン装置支持構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図（エンジン装置側面から見た図）、（ｃ）は右側面図（エンジン装置後方から見た図）。エンジン装置支持構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図（エンジン装置側面から見た図）、（ｃ）は右側面図（エンジン装置後方から見た図）。エンジン装置設置方法の手順を示す図。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

実施形態１
実施形態１によるエンジン装置支持構造１は、エンジン装置２と、設置部３と、複数の弾性支持体４とを備える。

例えば、油圧でアクチュエータが駆動される建機などの作業機械の場合、エンジン装置２は、図１に示すように、エンジン冷却用の冷却ファン２１を有したエンジン２２及びエンジン２２により駆動される油圧ポンプ２３を備えた構成であり、設置部３は、作業機械の機械室の床を構成する車体フレーム、又は、車体フレームに設けられた設置部である。
エンジン装置２は、例えば図１に示すように、エンジン２２の一端側（エンジン２２の図外の出力軸（クランク軸）の延長方向の一端側）に冷却ファン２１を備え、エンジン２２の他端側に油圧ポンプ２３を備える。

複数の弾性支持体４；４…としては、例えば、柱状弾性体としての柱状ゴム体を備えた弾性支持体を用いればよい。弾性支持体４は、一端部としての下部に設けられたブラケットやねじ棒等の取付部４１を介して振動受部としての設置部３に連結されるとともに、他端部としての上部に設けられたブラケットやねじ棒等の取付部４２を介して振動発生部としてのエンジン装置２に連結される。

複数の弾性支持体４；４…として、例えば、１つの第１の弾性支持体４Ａと、４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…とを備える。
第１の弾性支持体４Ａは、エンジン装置２の下面２０の下に配置されて、複数の弾性支持体４；４…のうちエンジン２２の出力軸の回転中心２２Ａに最も近い位置に設置される。
４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…は、エンジン装置２の下面２０の周辺側に配置される。すなわち、第２の弾性支持体４Ｂは、第１の弾性支持体４Ａよりもエンジン２２の出力軸の回転中心２２Ａから離れた位置、例えば、エンジン２２の一端側における両側面側にそれぞれ設置されるとともに、エンジン２２の他端側における両側面側にそれぞれ設置される。
言い換えれば、第１の弾性支持体４Ａが、互いに隣り合う第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂの中心を繋いで形成される平面視閉空間Ｘ内（図１（ａ）参照）に設置されることで、４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…が個々に負担するエンジン装置２の分担荷重が軽減することになるため、第２の弾性支持体４Ｂとしてばね定数が小さいゴムを用いることが可能となり、エンジン装置支持構造１の防振性能を向上させることができるとともに、エンジン装置２の荷重を第１の弾性支持体４Ａ及び４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…で負担するので、エンジン装置支持構造１の耐久性を向上させることができる。すなわち、防振性能、及び、耐久性に優れたエンジン装置支持構造１を得ることができる。

また、エンジン装置２の下面２０の周辺側に配置された４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…がそれぞれ負担するエンジン装置の分担荷重のばらつきを是正すべく、互いに隣り合う第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂの中心を繋いで形成される平面視閉空間Ｘ内での第１の弾性支持体４Ａの設置場所を選定することによって、４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…がそれぞれ負担するエンジン装置の分担荷重を均等にすることが可能となり、安定したエンジン装置支持構造１が得られる。
例えば、エンジン装置２は油圧ポンプ２３が取付けられている他端側が重いため、エンジン装置２の他端側の両方の側面を支持する第２の弾性支持体４Ｂが負担するエンジン装置の分担荷重が、エンジン装置２の一端側（冷却ファン２１側）の両方の側面を支持する第２の弾性支持体４Ｂが負担するエンジン装置の分担荷重よりも大きくなって、エンジン装置の荷重を分担する４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…の荷重分担のバランスが悪くなる場合や、エンジン装置２の重心位置と弾性支持体による各支持点との間の距離が均等ではなく、エンジン装置２の荷重を分担する４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…の荷重分担のバランスが悪くなる場合において、上述したように、平面視閉空間Ｘ内での第１の弾性支持体４Ａの設置場所を選定することによって、４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…がそれぞれ負担するエンジン装置２の分担荷重を均等にすることが可能となり、安定したエンジン装置支持構造１が得られる。
また、複数の弾性支持体４；４…として、柱状ゴム体を備えた弾性支持体を用いることによって、エンジン装置支持構造１の防振性能をより向上させることができる。

実施形態２
エンジン装置２のローリング回転軸となる出力軸の回転中心２２Ａと第１の弾性支持体４Ａを形成する柱状ゴム体の中心軸とが鉛直状態に直交するように第１の弾性支持体４Ａを設置する。すなわち、第１の弾性支持体４Ａを、例えば図１に示すように、エンジン装置２のローリング回転軸となる出力軸の回転中心２２Ａの真下、つまり、エンジン装置２のローリング回転中心の真下に設置することによって、エンジン装置２のローリング振動の伝達抑制効果が向上する。

実施形態３
第１の弾性支持体４Ａを、エンジン装置２のピッチング回転中心２２Ｂの真下に設置することによって、エンジン装置２のピッチング振動の伝達抑制効果が向上する。

実施形態４
図２に示すように、エンジン装置２の重心Ｇと第１の弾性支持体４Ａを形成する柱状ゴム体の中心軸とが鉛直状態に直交するように第１の弾性支持体４Ａを設置する。すなわち、第１の弾性支持体４Ａを、エンジン装置２のローリング回転中心２２Ａとエンジン装置２のピッチング回転中心２２Ｂとが直交する交差点であるエンジン装置２の重心Ｇの真下に設置することによって、エンジン装置２のローリング振動の伝達抑制効果、及び、エンジン装置２のピッチング振動の伝達抑制効果が向上する。

実施形態５
第１の弾性支持体４Ａが負担するエンジン装置２の分担荷重が、個々の第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…が負担するエンジン装置２の分担荷重よりも大きくなるように構成することで、４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…が個々に負担するエンジン装置の分担荷重が軽減することになるため、第２の弾性支持体４Ｂとして実施形態１よりもさらにばね定数が小さいゴムを用いることが可能となり、エンジン装置支持構造１の防振性能をより向上させることができるとともに、エンジン装置２の荷重を第１の弾性支持体４Ａ及び４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…で負担するので、エンジン装置支持構造１の耐久性をより向上させることができる。

実施形態６
第１の弾性支持体４Ａとして、上下方向（エンジン装置２を支持する方向）のばね定数が、第２の弾性支持体４Ｂの上下方向のばね定数よりも大きい第１の弾性支持体４Ａを用い、第１の弾性支持体４Ａが負担するエンジン装置２の分担荷重が、個々の第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…が負担するエンジン装置２の分担荷重よりも大きくなるように構成することで、第１の弾性支持体４Ａが負担するエンジン装置２の分担荷重が、個々の第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…が負担するエンジン装置２の分担荷重よりも大きくなるように構成することが可能となり、実施形態５で説明した効果を得ることができる。
例えば、第１の弾性支持体４Ａを構成する柱状ゴム体として、上下方向のばね定数が、第２の弾性支持体４Ｂを構成する柱状ゴム体の上下方向のばね定数よりも大きい柱状ゴム体を用いればよい。

実施形態７
また、第１の弾性支持体４Ａとしては、上下方向（エンジン装置２を支持する方向）のばね定数が当該上下方向と交差する方向のばね定数よりも大きい第１の弾性支持体４Ａ、換言すれば、上下ばねが硬く水平ばねが柔らかい、例えば、剛性比０．４以下の第１の弾性支持体４Ａを用いることにより、エンジン装置支持構造１の防振性能をより向上させることができるとともに、エンジン装置支持構造１の耐久性をより向上させることができる。
すなわち、防振性能、及び、耐久性に優れたエンジン装置支持構造１を得ることができる。
例えば、第１の弾性支持体４Ａを構成する柱状ゴム体として、剛性比０．４以下の柱状ゴム体を用いればよい。

実施形態８
次に実施形態１乃至実施形態７で説明したエンジン装置支持構造を形成するためのエンジン装置設置方法について説明する。
図３に示すように、複数の弾性支持体４；４…として、上述した１つの第１の弾性支持体４Ａと、３つ以上の第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…とを用い、設置部３に連結された第１の弾性支持体４Ａ及び第２の弾性支持体４Ｂの上方から第１の弾性支持体４Ａ及び第２の弾性支持体４Ｂにエンジン装置２を連結する場合に、エンジン装置２の荷重が第２の弾性支持体よりも先に第１の弾性支持体に加わるように、エンジン装置２の荷重が第１の弾性支持体４Ａ及び第２の弾性支持体４Ｂに加わっていない状態において第１の弾性支持体４Ａを第２の弾性支持体４Ｂよりも上方に設けておき（図３（ａ）参照）、その後、エンジン装置２と第１の弾性支持体４Ａとを連結するとともにエンジン装置２と第２の弾性支持体４Ｂとを連結することによって、第１の弾性支持体４Ａ及び第２の弾性支持体４Ｂにエンジン装置２の荷重を分担して負担させる（図３（ｂ）参照）ようにすれば、１つの第１の弾性支持体４Ａにエンジン装置２の荷重を多く負担させることができる。すなわち、図３（ｂ）に示すように、第１の弾性支持体４Ａに、第２の弾性支持体４Ｂに加わる荷重Ｆ２よりも大きい荷重Ｆ１を負担させることができる。従って、第２の弾性支持体４Ｂとしてばね定数が小さいゴムを用いることが可能となり、エンジン装置支持構造１の防振性能をより向上させることができるとともに、エンジン装置２の荷重を第１の弾性支持体４Ａ及び４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…で負担するので、エンジン装置支持構造１の耐久性をより向上させることができる。
また、エンジン装置２の荷重を分担する４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…の荷重分担のバランスが悪くなる可能性がある場合において、上述したように、平面視閉空間Ｘ内での第１の弾性支持体４Ａの設置場所を選定することによって、４つの第２の弾性支持体４Ｂ；４Ｂ…がそれぞれ負担するエンジン装置２の分担荷重を均等にすることが可能となり、安定したエンジン装置支持構造１が得られる。
また、第１の弾性支持体４Ａとして、上下方向（エンジン装置２を支持する方向）のばね定数が第２の弾性支持体４Ｂと同じ又は同等のものを用いて上述した効果が得られるようになり、この場合、同じ又は同等な第１の弾性支持体４Ａ及び第２の弾性支持体４Ｂを用いることができるので、弾性支持体４のコストを削減できる。
尚、第１の弾性支持体４Ａとして、上下方向（エンジン装置２を支持する方向）のばね定数が第２の弾性支持体４Ｂと異なるものを用いてもよい。

本発明においては、エンジン装置２の下面２０の下に配置されて複数の弾性支持体４；４…のうちエンジン２２の出力軸の回転中心２２Ａに最も近い位置に設けられた第１の弾性支持体４Ａが２つ以上であってもよい。

また、第２の弾性支持体４Ｂは、３つ以上であればよく、３つ以上の第２の弾性支持体４Ｂにより、互いに隣り合う第２の弾性支持体４Ｂの中心を繋いで形成される平面視閉空間Ｘ内に第１の弾性支持体４Ａが設置された構成のエンジン装置支持構造であればよい。

尚、第２の弾性支持体４Ｂとしては、例えば特開２００９−２２８７７０号公報に開示された防振装置を用いればよい。
即ち、ブラケット連結部及びボルト通し孔を備えた一対の防振ゴム構造体が一対のプレート間に挟み込まれるとともに、一対の防振ゴム構造体のブラケット連結部に連結されたブラケットの一端部が例えば振動発生部としてのエンジン装置２又は振動受部としての車体フレームなどの設置部３に連結され、一対のプレートのうちの１つのプレートが例えば振動受部としての車体フレームなどの設置部３又は振動発生部としてのエンジン装置２に連結されるサンドイッチタイプの防振装置を用いる。
一対の防振ゴム構造体は、それぞれ、筒内空間により形成されたボルト通し孔を備えた筒と、筒の外周を取り囲むように当該筒の外周に加硫接着などで連結された防振ゴムと、筒の他端側に位置する防振ゴムの他端面に取り付けられた筒の中心軸を中心とする環状体と、を備える。当該環状体は、筒の中心軸を中心軸とする筒と同軸で筒よりも大径の筒部と、当該筒部の一端より筒部の外側に延長するフランジとを有し、フランジの一方のフランジ面と防振ゴムの他端面とが加硫接着などで連結されている。
ブラケットの他端部に形成された連結孔内に、一方の防振ゴム構造体の筒部の他端側から当該筒部を挿入するとともに、他方の防振ゴム構造体の筒部の他端側から当該筒部を挿入することによって、一対の防振ゴム構造体の各筒の他端同士及び各筒部の他端同士を対向させ、かつ、一対の防振ゴム構造体の各フランジの他方のフランジ面間にブラケットの他端部の連結孔周囲の部分を挟み込む。そして、一方の防振ゴム構造体の筒の一端側に位置する防振ゴムの端面に一方のプレートを配置し、かつ、他方の防振ゴム構造体の筒の一端側に位置する防振ゴムの端面に他方のプレートを配置した後、一方のプレートに形成されたボルト通し孔、一対の防振ゴム構造体の各筒の内側であるボルト通し孔、他方のプレートに形成されたボルト通し孔にボルトを貫通させ、他方のプレートのボルト通し孔より外側に突出するボルトの先端側ねじ部にナットを締結することで、防振装置が形成される。
そして、当該防振装置のブラケットの一端部を例えばエンジン装置２に連結するとともに当該防振装置の他方のプレートを例えば設置部３に連結することによって、当該防振装置を第２の弾性支持体４Ｂとして機能させる。
以上説明したような防振装置を第２の弾性支持体４Ｂとして用いれば、車体のリバウンド時に第２の弾性支持体４Ｂがストッパーの役割を担うため、第１の弾性支持体４Ａに引張の力が入力されることを防止でき、第１の弾性支持体４Ａの耐久性が向上するという効果が得られる。

第２の弾性支持体４Ｂは、互いに異なる構造のものを用いてもよい。

弾性支持体４は、ゴムの代わりにばねを備えたものを用いてもよい。

また、エンジン装置における第２の弾性支持体との取付部が、第１の弾性支持体との取付部よりも上方に配置されていてもよい。

本発明は、農機、船舶、自動車などのエンジン装置支持構造、及び、エンジン装置設置方法にも適用可能である。例えば、エンジンとトランスミッションとを備えたエンジン装置、エンジン単体のエンジン装置等の支持構造、及び、エンジン装置設置方法にも適用可能である。

１エンジン装置支持構造、２エンジン装置、３設置部、
４Ａ第１の弾性支持体、４Ｂ第２の弾性支持体、
２０エンジン装置の下面、２２エンジン、Ｇ重心、Ｘ平面視閉空間。

Claims

エンジンを有したエンジン装置と、エンジン装置が設置される設置部と、エンジン装置と設置部とに連結されてエンジン装置を支持する複数の弾性支持体とを備えたエンジン装置支持構造において、
複数の弾性支持体として、エンジン装置の下面の下に配置されて複数の弾性支持体のうちエンジンの出力軸の回転中心に最も近い位置に設けられた第１の弾性支持体と、３つ以上の第２の弾性支持体とを備え、
第１の弾性支持体が、互いに隣り合う第２の弾性支持体の中心を繋いで形成される平面視閉空間内に設置されたことを特徴とするエンジン装置支持構造。
第１の弾性支持体が、エンジン装置のローリング回転中心の真下に設置されたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置支持構造。
第１の弾性支持体が、エンジン装置のピッチング回転中心の真下に設置されたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置支持構造。
第１の弾性支持体が、エンジン装置の重心の真下に設置されたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置支持構造。
第１の弾性支持体が負担するエンジン装置の分担荷重が、個々の第２の弾性支持体が負担するエンジン装置の分担荷重よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のエンジン装置支持構造。
エンジン装置を支持する第１の弾性支持体及び第２の弾性支持体の上下方向のばね定数は、第１の弾性支持体が第２の弾性支持体よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のエンジン装置支持構造。
弾性支持体は、ゴムを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のエンジン装置支持構造。
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のエンジン装置支持構造を形成するためのエンジン装置設置方法であって、
設置部に連結された第１の弾性支持体及び第２の弾性支持体の上方から第１の弾性支持体及び第２の弾性支持体にエンジン装置を連結する場合に、エンジン装置の荷重が第２の弾性支持体よりも先に第１の弾性支持体に加わるように設けておき、その後、エンジン装置と第１の弾性支持体とを連結するとともにエンジン装置と第２の弾性支持体とを連結することによって、第１の弾性支持体及び第２の弾性支持体にエンジン装置の荷重を分担して負担させたことを特徴とするエンジン装置設置方法。