JP2022129997A - 防振マウント - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン振動などの高周波微小振幅振動から不整地走行や掘削作業時の衝撃的振動入力などの低周波大振幅振動まで、それぞれ効果的に振動絶縁する。【解決手段】防振マウントは、２つの部材間に介挿され、相対的に変位する一方の部材と他方の部材との間での振動の伝達を抑制する防振マウントであって、一端が一方の部材に取り付けられる軸部材と、一方の部材との距離を一定に保持するように軸部材の他端に取り付けられる固定プレートと、貫通孔を有し、軸部材が貫通孔を貫通した状態で固定プレートの上側に軸方向に変位可能に配置され、他方の部材に取り付けられる支持プレートと、軸部材の外周面に取り付けられ、一方の部材と固定プレートとの間で軸方向に予圧縮されたゴムスプリング部材と、ゴムスプリング部材の外周面に摺動可能に対向して接触し、軸部材の径方向へのゴムスプリング部材の変位を規制する内周面を有する壁部と、を具備する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば建設機械、農業機械、フォークリフトなどの産業機械、及び、電子機器、計測器、蓄電池などの精密機器に用いられる防振マウントに関する。

例えば、パワーショベルや大型トラクターの運転台では、その下部構造である運転台フロアフレームが防振マウントを介して車体フレームに取り付けられている。防振マウントにより運転台を弾性支持することで、作業時や走行時の乗り心地を良くすることができる。

特許文献１は、異なる硬度の円筒状の弾性部材を内外同軸状に組み合わせて一対のショック吸収ブッシングを形成し、スペーサをこのブッシングに収納し、これをキャブと車両フレームの間に配置するマウンティング装置を開示する。この軸方向に整合された弾性部材の対の一つの弾性部材（内周側弾性部材）が最初変形して小さなショック乃至振動を減衰させる一方、ショック及び振動の力が最初の対の弾性部材（内周側弾性部材）の限界を超えた時に第２の弾性部材（外周側弾性部材）がさらに接触し変形して、ショック及び振動を減衰する。つまり、小さなショック乃至振動については、内周側弾性部材がせん断変形して減衰し、内周側弾性部材の限界を超えるショック及び振動は、内周側弾性部材のせん断変形に加えて外周側弾性部材が圧縮変形して減衰する。

特表昭５６－５０１０５９号公報

特許文献１に記載のマウントは、上述のとおり、小さなショック乃至振動、すなわち微小振幅振動については、内周側弾性部材がせん断変形し、内周側弾性部材の限界を超えるショック及び振動、すなわち大振幅振動は、内周側弾性部材のせん断変形に加えて外周側弾性部材が圧縮変形して振動を吸収し減衰する。

具体的には、小さなショック乃至振動（微小振幅振動）は、肩部４８の変位、すなわち弾性部材３２、３６のせん断変形により吸収され、これを超えるショック及び振動（大振幅振動）は、弾性部材３４，３８に当接しその圧縮変形により吸収されることになる。ここで、弾性部材３４は、弾性部材３２よりも硬質であり、ほぼストッパとして機能し、振動の吸収性は低い。要するに、この特許文献１のマウントは、主として、内側の弾性部材（弾性部材３２，３６）により、ショック及び振動を吸収するものであるが、軸方向に分割された２つの弾性部材で構成されるため、一方向（上方向又は下方向）には、実質的に一方の弾性部材しか振動吸収に寄与せず、吸収できるストロークが短い。このため、特許文献１のマウントは、ストロークが短く、微小振動と大振幅振動の両方を好適にカバーすることはできない。従って、特許文献１に記載のマウントでは、アイドリング時エンジンの高周波微小振幅振動、不整地走行や掘削作業時の衝撃的振動、すなわち低周波大振幅振動など、多様な振動を十分に吸収し減衰できず、乗り心地があまり良くない。

以上の事情に鑑み、本発明の目的は、エンジン振動などの高周波微小振幅振動から不整地走行や掘削作業時の衝撃的振動入力などの低周波大振幅振動まで、それぞれ効果的に振動絶縁することができる防振マウントを提供することにある。

本発明の一形態に係る防振マウントは、２つの部材間に介挿され、相対的に変位する一方の部材と他方の部材との間での振動の伝達を抑制する防振マウントであって、一端が前記一方の部材に取り付けられる軸部材と、前記一方の部材との距離を一定に保持するように前記軸部材の他端に取り付けられる固定プレートと、貫通孔を有し、前記軸部材が前記貫通孔を貫通した状態で前記固定プレートの上側に軸方向に変位可能に配置され、前記他方の部材に取り付けられる支持プレートと、前記軸部材の外周面に取り付けられ、前記一方の部材と前記固定プレートとの間で前記軸方向に予圧縮されたゴムスプリング部材と、前記ゴムスプリング部材の外周面に摺動可能に対向して接触し、前記軸部材の径方向への前記ゴムスプリング部材の変位を規制する内周面を有する壁部と、を具備する。

本発明では、上下方向の低周波大振幅振動に対してはゴムスプリング部材が大きくたわむことができるので、大ストロークに対応でき、かつ、ゴムスプリング部材の内部減衰及びゴムスプリング部材の外周面と壁部の内周面との間で生じる摺動摩擦による減衰の両方が働いて、振動エネルギーを吸収し消散させることができる。その際に、壁部が、防振マウントに対する振動荷重入力の結果生じるゴムスプリング部材の径方向への変位を規制し、ゴムスプリング部材の外周面を壁部内周面に押し圧するので、ゴムスプリング部材が大きくたわむほどゴムスプリング部材の外周面と壁部の内周面間の摺動摩擦がより大きくなり、摺動摩擦による減衰をより高めることができる。つまり、たわみ量の増大に応じて、摺動摩擦による減衰がより大きくなる。

そして、上下方向の高周波微小振幅振動に対してはゴムスプリング部材の外周面が壁部の内周面に押し圧され、且つ、ゴムスプリング部材の外周面と壁部の内周面間の当接による静摩擦力を越えないとき、ゴムスプリング部材の圧縮変形とゴムスプリング部材の外周面と壁部の内周面間のゴムのせん断変形だけで高周波微小振動を吸収する。このとき、ゴムスプリング部材の外周面と壁部の内周面間の摺動が生じないため、当該当接部位に摩耗が生じない。

なお、ゴムスプリング部材が予圧縮されていることから、この予圧縮によってゴムスプリング部材に生じる圧縮荷重の範囲内の微小振動（荷重変動）は、変位として発現しない。つまり、ほぼ完全に振動絶縁することができる。

従って、本発明に係る防振マウントは、不整地走行や掘削作業時の衝撃的振動入力などの低周波大振幅振動からエンジンのアイドリング振動などの高周波微小振幅振動まで振動を効果的に吸収し減衰でき、振動絶縁することができる。

本発明の一形態に係る防振マウントでは、前記壁部の上部から連続して一体的に形成されたフランジ部をさらに具備し、前記支持プレートは、前記壁部の下部から連続して一体的に形成され、前記フランジ部、前記壁部及び前記支持プレートは、一体的なカップ部材として構成され、前記フランジ部が前記他方の部材に取り付けられることで、前記壁部及び前記支持プレートが前記他方の部材に支持され、前記カップ部材は、前記ゴムスプリング部材を収容する。

本発明では、壁部と支持プレートをカップ部材の一部として一体に構成し、さらに、壁部の上部に他方部材に締結可能なフランジ部を構成することで、カップ部材の内側に大きな空間を設けることができる。つまり、カップ部材の底部を構成する支持プレートと一方部材との距離を大きくできるので、このカップ部材に挿入されるゴムスプリング部材の体積を大きくすることができる。これにより、振動を吸収するゴムスプリング部材の変形許容体積が大きいので、ストロークを大きくとることができ、また、耐久性も高くすることができる。

本発明の一形態に係る防振マウントは、前記ゴムスプリング部材の外周面と摺接可能な内周面を有し、前記他方の部材と前記一方の部材とが近づくように相対的に変位したときに、前記一方の部材に当接可能で、弾性材からなるストッパ部であって、前記壁部の上部及び／又は前記壁部と一体的に形成されたフランジ部の上面に設けられたストッパ部をさらに具備しても良い。

本発明では、圧縮変形により径方向に向けて膨張するゴムスプリング部材の外周面の少なくとも上方部位は、壁部の上部及び／又はフランジ部上部に設けられた弾性材製のストッパ部の内周面に当接する。ここで、ゴムスプリング部材は、下方側が支持プレートにより規制されていることから、上下方向の圧縮変形時には、下方側に比べて上方側が大きく変位する。つまり、微小振幅時においてもゴムスプリング部材の上方部位は下方部位に比べて大きく変位することから、壁部側摺動面、すなわちストッパ部をゴムなどの弾性材で形成することで、ゴムスプリング部材の摩耗を抑えることができる。また、ストッパ部を弾性材で形成することにより、軸部材（一方側部材）の水平方向変位、特に支持プレート側を回転中心とするこじり変位を弾性的に吸収することができる。

本発明の一形態に係る防振マウントは、前記固定プレートと前記支持プレートとの間に緩衝ゴム部材をさらに具備しても良い。

本発明では、緩衝ゴム部材が例えば金属製のカップ部材と固定プレートとが直接接触することを防止することができる。さらに、メタルタッチを防止し衝撃を緩和することができる。支持プレートを挟んで予圧縮の一部を担うことができる。緩衝ゴム部材の変位により、固定プレートと支持プレートとの間の水平方向変位を許容することができる。

本発明の一形態に係る防振マウントでは、前記カップ部材は、前記ゴムスプリング部材の外周面と摺接可能な内周面を有し、前記他方の部材と前記一方の部材とが近づくように相対的に変位したときに、前記一方の部材に当接可能で、前記壁部の上部及び／又は前記フランジ部の上面に備えられ、弾性材からなるストッパ部と、前記固定プレートと前記支持プレートとの間に介在する緩衝ゴム部材と、硬質材製のカップ部材本体と、前記カップ部材本体の内周側に配置されたゴムからなる内側部とが一体的に形成されている。

本発明では、壁部の内周面がゴムからなることで、ゴムスプリング部材の外周部と壁部の内周面のとの間の摺動摩擦による摩耗を抑えることができる。また、ゴムスプリング部材にさらなる弾性を付与することができる。また、ゴムからなる壁部を有するカップ部材、ストッパ部及び緩衝ゴム部材を加硫接着して成形することにより一体に形成することができる。このカップ部材本体は、上記ゴムよりも硬く、剛性を有する樹脂や金属等の硬質材製とすることによりゴムスプリング部材を介して一方の部材の荷重を確実に支持するとともにゴムスプリング部材の径方向への膨張を確実に規制する。

本発明の一形態に係る防振マウントでは、前記壁部の内周面は、前記一方の部材から前記固定プレートに向かうに従って前記軸部材からの距離が小さくなるように、前記軸部材に対して傾斜している。

本発明では、壁部の傾斜によりゴムスプリング部材の上部での膨張規制が緩くなり、微小振幅又は大振幅時にける振動初期の摺動摩擦を小さくできるので、微小振幅領域又は大振幅時にける振動初期での振動吸収性が良くすることができる。また、壁部の傾斜の角度を調整することでゴムスプリング部材の外周面と壁部との間の摺動摩擦のコントロールが可能となる。さらに、こじり変形の許容度をコントロール可能となる。

本発明によれば、衝撃的振動入力に起因する低周波大振幅振動及び微小振動入力に起因する高周波微小振幅振動の両方の振動を効果的に吸収し振動絶縁することができる。

本発明の一実施形態に係る防振マウント（組み込み後）を示す断面図である。 防振マウントを示す分解断面図である。 防振マウントの一部を示す分解断面斜視図である。 防振マウントの一部を示す上面図である。 防振マウントの一部を示す部分断面図（動作時）である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る防振マウント（組み込み後）を示す断面図である。図２は、防振マウントを示す分解断面図である。図３は、防振マウントの一部を示す分解断面斜視図である。図４は、防振マウントの一部を示す上面図である。この図４においては、運転台フロアフレームを省略している。

防振マウント１は、産業機械（小型の建設機械など）の運転台フロアフレーム２（又は運転台フロアフレームに設置される固定プレート。以下同じ）（一方の部材）と車体フレーム３（他方の部材）との間に介挿される。例えば、車体フレーム３に対して４個の防振マウント１で運転台フロアフレーム２を支持し、これにより相対的に変位する運転台フロアフレーム２と車体フレーム３との間の振動の伝達が絶縁される。

防振マウント１は、軸部材１００と、固定プレート２００と、カップ部材３００と、ゴムスプリング部材４００と、を有する。

１．軸部材及び固定プレートの構造

軸部材１００は、スタッド１０１と、スリーブ１０５とを有する。スタッド１０１と、スリーブ１０５とは、典型的には金属製である。

スタッド１０１は、円柱形である。スタッド１０１の下端には、ナット１０２が固定される。スタッド１０１の上端の外表面には、ねじ山１０３が形成される。スリーブ１０５は、円筒状である。スリーブ１０５の内径は、固定プレート２００の貫通孔２０１の内径と略等しく、スタッド１０１の直径よりわずかに大きく、ナット１０２の上面１０４の直径より小さい。スタッド１０１にナット１０２とともにスリーブ１０５が装着されることで、軸部材１００が構成される。スタッド１０１としては、ナット１０２を含めて締結用ボルトを採用することができる。

固定プレート２００は、典型的には金属製である。固定プレート２００は、中心に貫通孔２０１を有する。貫通孔２０１の内径は、スタッド１０１の直径よりわずかに大きく、ナット１０２の上面１０４の直径より小さい。固定プレート２００は、カップ部材３００の貫通孔６０９を貫通して軸部材１００の他端に取り付けられる。具体的には、固定プレート２００の貫通孔２０１に、スタッド１０１が挿入され、固定プレート２００の上面２０３がスリーブ１０５の下端に突き当てられ、固定プレート２００の下面２０２がナット１０２の上面１０４に当接する。固定プレート２００は、スリーブ１０５の下端とナットの上面とで挟持されて固定される。

運転台フロアフレーム２は、貫通孔２ａを有する。貫通孔２ａの内径は、スタッド１０１の直径よりわずかに大きく、スリーブ１０５の直径より小さい。運転台フロアフレーム２の貫通孔２ａに、スタッド１０１が挿入される。運転台フロアフレーム２の下面２ｂは、スリーブ１０５の上端面に当接する。

スタッド１０１の上端の外表面に形成されたねじ山１０３に、ナット１０６が固定される。ナット１０６の下面は、運転台フロアフレーム２の上面２ｃに当接する。運転台フロアフレーム２は、スリーブ１０５の上端とナット１０６の下面とで挟持されて固定される。

上述の構造により、軸部材１００は、運転台フロアフレーム２と固定プレート２００との距離を一定に保つ。言い換えれば、軸部材１００のスリーブ１０５が、運転台フロアフレーム２の下面２ｂと、固定プレート２００の上面２０３との間で間隔規制部材として機能する。このため、運転台フロアフレーム２や車体フレーム３が振動しても、運転台フロアフレーム２と固定プレート２００との距離及び位置関係は常に一定である。
２．カップ部材の構造

カップ部材３００は、金属製のカップ部材本体５００と、ゴムカップ部材６００とを有する。カップ部材本体５００に対してゴムカップ部材６００を例えば加硫接着して成形することにより、一体的なカップ部材３００が作製される。カップ部材３００は、ゴムスプリング部材４００を収容する。

カップ部材本体５００は、壁部５０１と、支持プレート５０２と、フランジ部５０３とを有する。

壁部５０１は、円筒状である。壁部５０１の内周面５１０は、ゴムスプリング部材４００が圧縮され径方向に膨張しようとするとき、この膨張を規制するとともに支持する。壁部５０１は、例えば、軸部材１００の外周面１０７に対して平行である（傾斜しない）。円筒状の壁部５０１の直径は、固定プレート２００の直径より小さい。

支持プレート５０２は、カップ部材本体５００の固定プレート２００側の底部である。支持プレート５０２は、壁部５０１の下端５０４から連続して一体的に形成される。支持プレート５０２は、例えば固定プレート２００に対して平行である。支持プレート５０２の上面５０５はゴムスプリング部材４００の底面４０１に対向し、下面５０６は固定プレート２００の上面２０３に対向し、内面５０７は軸部材１００の外周面１０７に対向する。

フランジ部５０３は、壁部５０１の上端５０９から連続して一体的に形成される。フランジ部５０３は、取り付け用の孔５０８を有する。フランジ部５０３がこの取り付け用の孔５０８、ワッシャー３ｃにボルト３ｂを挿通させて車体フレーム３の取り付け用の孔３ａに締結される。フランジ部５０３が車体フレーム３に取り付けられることで、これと一体に形成された壁部５０１及び支持プレート５０２、すなわち、カップ部材３００が、車体フレーム３に取り付けられる。

ゴムカップ部材６００は、壁部６０１と、ストッパ部６０２と、ゴム支持プレート６０３とを有する。

壁部６０１は、円筒状である。壁部６０１は、内部に、カップ部材本体５００の壁部５０１を有する。言い換えれば、壁部６０１の下部６１４は、壁部５０１を覆う。一方、壁部６０１の上部を構成するストッパ部６０２は、内部にカップ部材本体５００の一部を有さない。ストッパ部６０２の径方向の厚さは、下部６１４の径方向の厚さより大きい。ストッパ部６０２の上面６１２は、運転台フロアフレーム２の下面２ｂと、空間７０４をあけて軸方向に対向する。壁部６０１は、内側部６０４を有する。内側部６０４は、壁部６０１の、カップ部材本体５００の壁部５０１の内周側に配置された部分である。このストッパ部６０２の内周面と内側部６０４は、段差のない、滑らかな面で構成されることがより好ましい。

本実施形態においては、ゴムスプリング部材４００が上方に抜けることを防止する抜け止め６１３を設けている。この抜け止め６１３は、ストッパ部６０２の上部６０５の内周面側に軸部材１００に向かって環状に突き出して設けられる。

ゴム支持プレート６０３は、ゴムカップ部材６００の底部であり、中心に貫通孔６０９を有する。貫通孔６０９は、軸部材１００が貫通する。ゴム支持プレート６０３は、軸部材１００が貫通孔６０９を貫通した状態で固定プレート２００の上側に軸方向に変位可能に配置される。貫通孔６０９の内径は、スリーブ１０５の外径より十分大きい。具体的には、貫通孔６０９の内周面と、軸部材１００の外周面１０７との間で所定の間隔を設けられている。つまり、ゴム支持プレート６０３（内側部６０８）の内周面は、軸部材１００の外周面１０７に空間７００をあけて対向する。このように所定の間隔（空間７００）が設けられた貫通孔６０９が軸部材１００の他端側の軸部材１００の径方向への変位を許容する変位許容部として機能する。ゴム支持プレート６０３は、内部に、カップ部材本体５００の支持プレート５０２を有する。言い換えれば、ゴム支持プレート６０３は、支持プレート５０２を覆う。ゴム支持プレート６０３は、緩衝ゴム部材６０７と、上部６０６と、内側部６０８とを有する。緩衝ゴム部材６０７は、カップ部材本体５００の支持プレート５０２の下面５０６と固定プレート２００の上面２０３との間に介在する。言い換えれば、緩衝ゴム部材６０７は、固定プレート２００とカップ部材３００の支持プレート５０２との対向面との間に介在する。緩衝ゴム部材６０７は、金属製の支持プレート５０２と金属製の固定プレート２００とが直接接触（メタルタッチ）することを防止する。ゴム支持プレート６０３（上部６０６）の上面６１１は、ゴムスプリング部材４００の底面４０１に接触する。以上のように、カップ部材３００は、金属製のカップ部材本体５００と、このカップ部材本体５００の内周側に配置されたゴムからなる内側部６０４とを有し、カップ部材３００は、ストッパ部６０２及び緩衝ゴム部材６０７とともに、一体的に形成されている。

３．ゴムスプリング部材の構造

ゴムスプリング部材４００は、主として軸方向の荷重を支持するため、ゴムカップ部材６００より高反発性の材料で作製される。一方、ゴムカップ部材６００は、ストッパ部６０２が運転台フロアフレーム２の下面２ｂに当接する際の衝撃を受け止め、エネルギーを消散するため、高減衰性の材料で作製される。ゴムスプリング部材４００とゴムカップ部材６００とを別材料で別体として作製するため、要求される特性により材料を選定し、組み合わせることができる。

ゴムスプリング部材４００は、貫通孔４１３を有し、略円筒状である。ゴムスプリング部材４００は、軸部材１００の軸方向に伸縮することが可能な形状を有する。具体的には、ゴムスプリング部材４００は、略円筒状であるとともに、外周面４０４及び内周面４０３に交互に設けられた、第１乃至第４の凹部４０５、４０６、４０７、４０８を有する。

第１及び第２の凹部４０５、４０６は、外周面４０４に設けられ、周方向環状に形成された窪みである。第３及び第４の凹部４０７、４０８は、内周面４０３に設けられ、周方向環状に形成された窪みである。第１の凹部４０５は、ゴムスプリング部材４００の上面４０２及び外周面４０４を切り欠くように、ゴムスプリング部材４００の、運転台フロアフレーム２側の端部（上面４０２）に設けられる。第２の凹部４０６は、外周面４０４の、ゴムスプリング部材４００の軸方向長さの略中央位置であって、第３及び第４の凹部４０７、４０８の略中間位置に設けられる。第３の凹部４０７は、内周面４０３の、第１及び第２の凹部４０５、４０６の略中間位置に設けられる。第４の凹部４０８は、内周面４０３の、第２の凹部４０６よりも下方（固定プレート２００側）に設けられる。第４の凹部４０８は、第１の凹部４０５と異なり、ゴムスプリング部材４００の底面４０１を切り欠かないように設けられる。言い換えれば、ゴムスプリング部材４００の下部４０９（第４の凹部４０８より下）は、ゴムスプリング部材４００の他の部分に比べて肉厚である。

ゴムスプリング部材４００の貫通孔４１３の内径は、スリーブ１０５の外径と略等しいことが好ましい。ゴムスプリング部材４００の貫通孔４１３は、軸部材１００に挿入される。ゴムスプリング部材４００の圧縮変形時には、外周面４０４が径方向外方に膨張するとともに、内周面４０３が径方向内方にも膨張するため、外周面４０４と壁部５０１（内側部６０４）の間、内周面４０３とスリーブ１０５の外周面１０７との間にも摺動が生じる。この摺動をコントロールするため、潤滑材を摺動面に塗布してもよい。この場合、ゴム材への影響が少ないモリブテングリスが好ましい。また、第２～第４の凹部は、上述の内外径方向への膨張の度合いをコントロールするために設けるものである。

ゴムスプリング部材４００の外径は、ゴムカップ部材６００の内径と略等しい又はゴムカップ部材６００の内径よりやや小さいことが好ましい。ゴムスプリング部材４００の貫通孔４１３に軸部材１００が挿入され、予圧縮によりゴムスプリング部材４００が圧縮変形されたとき、第１の凹部４０５の外周に、抜け止め６１３が嵌め込まれ、ゴムスプリング部材４０の上方へ抜け出すことを防止する。そして、第１の凹部４０５と第２の凹部４０６の間に形成される、径方向外方に突出する第１の凸部４１０は、ゴムスプリング部材４００が予圧縮により圧縮変形されたときに、カップ部材３００に設けられたストッパ部６０２の内周部に当接状態、又は、さらなる変形時に当接可能に配置される。ゴムスプリング部材４００の外周面４０４は、第２の凹部４０６を除いて、ゴムカップ部材６００の内側部６０４の内周面に当接し、底面４０１は、ゴム支持プレート６０３の上面６１１により支持される。

固定プレート２００、カップ部材３００及びゴムスプリング部材４００のそれぞれの貫通孔に軸部材１００を挿通して装着したとき、ゴムスプリング部材４００の上面４０２は、スリーブ１０５の上面よりも軸方向に上位（高い位置）にある。次いで、運転台フロアフレーム２の貫通孔２ａに、軸部材１００（スタッド１０１）を挿入し、運転台フロアフレーム２の下面２ｂが、スリーブ１０５の上面に当接するように、スタッド１０１にナット１０６を固定する。これにより、ゴムスプリング部材４００が軸方向に予圧縮される。

４．防振マウントの動作

本発明の防振マウントを使用する産業機械（建設機械等、不図示。以下同じ。）を例に防振マウントの動作を説明する。防振マウント１が設置された産業機械が不整地走行や掘削作業を行う際、路面ギャップや作業アームから車体に衝撃的振動が入力され、防振マウント１を介して運転台に振動が伝播されとき、運転台フロアフレーム２及び車体フレーム３が相対的に変位する。以下、説明を容易にするため、「運転台フロアフレーム２及び車体フレーム３の相対的な変位」を、運転台フロアフレーム２に対する車体フレーム３の変位として説明する。

軸部材１００及び固定プレート２００は運転台フロアフレーム２に対して固定されているため、運転台フロアフレーム２、軸部材１００及び固定プレート２００の相対的な位置関係は常に一定である。一方、カップ部材３００は車体フレーム３に対して固定され、ゴムスプリング部材４００は少なくともカップ部材３００に摺動可能に取り付けられる。このため、「運転台フロアフレーム２に対して車体フレーム３が変位する」と、カップ部材３００が変位しゴムスプリング部材４００が変形することになる。そこで、以下、カップ部材３００及びゴムスプリング部材４００の変位及び変形を説明する。

（１）軸方向の振動

図５は、防振マウントの一部を示す部分断面図（動作時）である。

産業機械の車体が軸方向上方に変位すると、車体フレーム３に対して固定されたカップ部材３００が、運転台フロアフレーム２に近づく方向（軸方向の上昇方向。以下単に「上昇方向」と称する）に変位する。すると、カップ部材３００は、ゴムスプリング部材４００を上昇方向に押し上げる。ゴムスプリング部材４００はカップ部材３００の支持プレート５０２の上昇により軸方向に圧縮され、この圧縮によりゴムスプリング部材４００のゴムボリュームが径方向に移動するので、径方向には膨張することになる。つまり、車体の振動を受けてゴムスプリング部材４００が軸方向に圧縮するとき、径方向に膨張したゴムスプリング部材４００の外周面がカップ部材３００の内側部６０４に押し付けられるとともに軸方向に変位、すなわち摺動する。よって、ゴムスプリング部材４００の変形で生じるゴムの内部減衰による振動減衰に加え、ゴムスプリング部材４００の外周面４０４が、カップ部材３００の内側部６０４に対して摺動摩擦による振動減衰（振動エネルギーを吸収し消散させる）が可能となる。特に、低周波大振幅振動時にはゴムスプリング部材４００が大きく圧縮するため、変位量に応じて径方向への膨張量も増え摺動摩擦が増大するので、本発明の防振マウントによる内部減衰及び摺動摩擦による減衰は、低周波大振幅振動を抑制するのに効果的である。

なお、壁部５０１を内包する壁部６０１の下部６１４は、ゴムスプリング部材４００の下部４０９の径方向の膨張を相対的により強く抑制する。言い換えれば、壁部５０１の内周面５１０は、径方向へのゴムスプリング部材４００の下部４０９の径方向の変位を規制する。

カップ部材３００が上昇方向に変位する結果、ゴムカップ部材６００の壁部６０１の上面が、運転台フロアフレーム２の下面２ｂに押し付けられるように当接する（図５）。ゴムカップ部材６００の壁部６０１の上面に位置するストッパ部６０２は、カップ部材３００が運転台フロアフレーム２の下面２ｂに当接する際の衝撃を緩衝的に受け止める。

ゴム支持プレート６０３の緩衝ゴム部材６０７（支持プレート５０２の下面５０６と固定プレート２００の上面２０３との間の部位）は、金属製の支持プレート５０２と金属製の固定プレート２００とが直接接触（メタルタッチ）することを防止する。緩衝ゴム部材６０７は、カップ部材３００と一体に形成されているが、別体として形成してもよく、また、固定プレート２００の上面２０３に設けても良い。

（２）径方向の振動

産業機械が径方向（水平方向）に振動すると、車体フレーム３に対して固定されたカップ部材３００が、水平方向に変位する。すると、所定の間隔（空間７００）が設けられた貫通孔６０９が軸部材１００の他端側の軸部材１００の径方向への変位を許容する変位許容部として機能する。具体的には、ゴムカップ部材６００のゴム支持プレート６０３の内周面が空間７００を狭めて軸部材１００の外周面１０７に接近する様に径方向に変位したり、ゴムカップ部材６００のゴム支持プレート６０３の内周面が軸部材１００の外周面１０７から遠ざかるように径方向に変位したり、を繰り返す。ゴムカップ部材６００のゴム支持プレート６０３は金属製の支持プレート５０２を内包する。ゴム支持プレート６０３の内側部６０８は、金属製の支持プレート５０２の内面５０７と、金属製の軸部材１００とが直接接触（メタルタッチ）することを防止し、振動により支持プレート５０２と軸部材１００とが相対的に接近する際の緩衝となる。また、緩衝ゴム部材６０７は、固定プレート２００とカップ部材３００が当接時の衝撃を緩衝するとともに径方向のズレをその弾性変形により許容する。

５．変形例

カップ部材本体５００の壁部５０１は、運転台フロアフレーム２から固定プレート２００に向かうに従って軸部材１００からの距離が小さくなるように、軸部材１００に対して傾斜してもよい（不図示）。要するに、カップ部材本体５００は、底部（支持プレート５０２）が最も狭く、フランジ部５０３側の開口が最も広くなるように、上に向かうに従って広がるカップ状でもよい。この場合、ゴムスプリング部材４００の上部４１１（運転台フロアフレーム２側）の径方向への押し圧が低くなるため、摺動抵抗も低くなる。これにより、低周波大振幅時の変位初期や高周波微小振幅時の摺動抵抗が低くなるため、変位開始時や微小振幅時の振動減衰性（振動エネルギーの消散）は下がるが素早く変位開始できるので、当該領域の振動絶縁性は高くすることができる。

ゴムスプリング部材４００は、軸部材１００の軸方向に伸縮することが可能な形状として、外周面４０４及び内周面４０３に交互に設けられた、第１乃至第４の凹部４０５、４０６、４０７、４０８を有する。これは一例であり、ゴムスプリング部材４００は、軸部材１００の軸方向に伸縮することが可能な形状であれば、限定されない。

６．結語

本発明では、壁部５０１と支持プレート５０２が所謂カップ状をなすように配置されており、その内方にゴムスプリング部材４００が収容されているので上下方向の低周波大振幅振動に対してゴムスプリング部材４００が大きくたわむことができる。よって、大ストロークに対応でき、かつ、ゴムスプリング部材４００の内部減衰及びゴムスプリング部材４００の外周面と内側部６０４（壁部）の内周面との間で生じる摺動摩擦による減衰の両方が働いて、振動エネルギーを吸収し消散させることができる。その際に、内側部６０４がゴムスプリング部材４００の径方向への変位を規制するので、変位量に応じてゴムスプリング部材４００の外周面の摺動摩擦がより大きくなり、摺動摩擦による減衰をより高めることができる。

また、上下方向の高周波微小振幅振動に対してはゴムスプリング部材４００が振動エネルギーを吸収し消散させることができ、さらにゴムスプリング部材４００が予圧縮されているので、この予圧縮による荷重範囲の荷重変動を吸収できるので、相手側に全く振動が伝播しない、つまりほぼ完全に振動絶縁することができる。

さらに、軸部材１００の他端側の軸部材１００の径方向への変位を許容する変位許容部（貫通孔６０９）を有するので、水平方向及びこじり方向の振動も許容することができる。

従って、本発明に係る防振マウント１は、不整地走行や掘削作業時の衝撃的振動入力などの低周波大振幅振動からエンジン振動などの高周波微小振幅振動まで、それぞれの振動を効果的に吸収し減衰し、振動絶縁することができる。

本発明では、壁部５０１、支持プレート５０２及びフランジ部５０３をカップ部材３００として一体に構成することで、車体フレーム３への取付自由度を高めることができ、カップ部材３００に収容されるゴムスプリング部材４００の軸方向長さを確保し易い。また、ストッパ部６０２の径方向内方に突出する抜け止め６１３を設けることで、ゴムスプリング部材４００の抜けを防止することができる。

本発明では、内側部６０４の傾斜によりゴムスプリング部材４００の上部での膨張規制が緩くなり、微小振幅であっても早く、比較的大きくたわむことができるので、低周波大振幅時の変位初期や高周波微小振幅時の振動吸収性を良くすることができる。つまり、内側部６０４の傾斜の角度によってゴムスプリング部材４００の外周面と内側部６０４との間の摺動摩擦のコントロールが可能となる。

本発明では、金属等の硬質部材が内挿されている内側部６０４が当接する位置のゴムスプリング部材４００の膨張に比べて、ストッパ部６０２が当接する位置のゴムスプリング部材４００の膨張の規制が緩くすることができるので、この位置でのゴムスプリング部材４００は柔らかく、また摺動摩擦も小さくコントロールすることができる。この場合、こじり変位により軸部材１００が倒れ変位してもゴムスプリング部材４００を介してストッパ部６０２に当接してもストッパ部６０２が変形するので、こじり変位を許容しつつ振動を絶縁することができる。

本発明では、内側部６０４がゴムからなることで、ゴムスプリング部材４００の外周部と内側部６０４の内周面のとの間の摺動摩擦及びゴムスプリング部材４００の膨張をコントロールすることができる。また、ゴムからなる内側部６０４を有するカップ部材３００、ストッパ部６０２及び緩衝ゴム部材を加硫接着して成形することにより一体に形成することができる。

本技術の各実施形態及び各変形例について上に説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ゴムに替えて樹脂エラストマーを使用することも可能である。また、本技術は、産業機械、精密機械の他、例えば、自動車などの輸送機器、家具、建築物などにも使用できる。

１ 防振マウント
１００ 軸部材
１０１ スタッド
１０２ ナット
１０３ ねじ山
１０４ 上面
１０５ スリーブ
１０６ ナット
１０７ 外周面
２ 運転台フロアフレーム
２００ 固定プレート
２０１ 貫通孔
２０２ 下面
２０３ 上面
２ａ 貫通孔
２ｂ 下面
２ｃ 上面
３ 車体フレーム
３００ カップ部材
３ａ 孔
３ｂ ボルト
３ｃ ワッシャー
４００ ゴムスプリング部材
４０１ 底面
４０２ 上面
４０３ 内周面
４０４ 外周面
４０５ 第１の凹部
４０６ 第２の凹部
４０７ 第３の凹部
４０８ 第４の凹部
４０９ 下部
４１０ 第１の凸部
４１１ 上部
４１２ 中央部
４１３ 貫通孔
５００ カップ部材本体
５０１ 壁部
５０２ 支持プレート
５０３ フランジ部
５０４ 下端
５０５ 上面
５０６ 下面
５０７ 内面
５０８ 孔
５０９ 上端
５１０ 内周面
６００ ゴムカップ部材
６０１ 壁部
６０２ ストッパ部
６０３ ゴム支持プレート
６０４ 内側部
６０５ 上部
６０６ 上部
６０７ 緩衝ゴム部材
６０８ 内側部
６０９ 貫通孔
６１１ 上面
６１２ 上面
６１３ 抜け止め
６１４ 下部
７００ 空間
７０１ 空間
７０４ 空間

Claims (6)

1. ２つの部材間に介挿され、相対的に変位する一方の部材と他方の部材との間での振動の伝達を抑制する防振マウントであって、
   一端が前記一方の部材に取り付けられる軸部材と、
   前記一方の部材との距離を一定に保持するように前記軸部材の他端に取り付けられる固定プレートと、
   貫通孔を有し、前記軸部材が前記貫通孔を貫通した状態で前記固定プレートの上側に軸方向に変位可能に配置され、前記他方の部材に取り付けられる支持プレートと、
   前記軸部材の外周面に取り付けられ、前記一方の部材と前記支持プレートとの間で前記軸方向に予圧縮されたゴムスプリング部材と、
   前記ゴムスプリング部材の外周面に摺動可能に対向して接触し、前記軸部材の径方向への前記ゴムスプリング部材の変位を規制する内周面を有する壁部と、
   を具備する防振マウント。
2. 請求項１に記載の防振マウントであって、
   前記壁部の上部から連続して一体的に形成されたフランジ部をさらに具備し、
   前記支持プレートは、前記壁部の下部から連続して一体的に形成され、
   前記フランジ部、前記壁部及び前記支持プレートは、一体的なカップ部材として構成され、
   前記フランジ部が前記他方の部材に取り付けられることで、前記壁部及び前記支持プレートが前記他方の部材に支持され、
   前記カップ部材は、前記ゴムスプリング部材を収容する
   防振マウント。
3. 請求項１又は２に記載の防振マウントであって、
   前記ゴムスプリング部材の外周面と摺接可能な内周面を有し、前記他方の部材と前記一方の部材とが近づくように相対的に変位したときに、前記一方の部材に当接可能で、弾性材からなるストッパ部であって、前記壁部の上部及び／又は前記壁部に一体的に形成されたフランジ部の上面に設けられたストッパ部
   をさらに具備する防振マウント。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の防振マウントであって、
   前記固定プレートと前記支持プレートとの間に緩衝ゴム部材
   をさらに具備する防振マウント。
5. 請求項２に記載の防振マウントであって、
   前記カップ部材は、
   前記ゴムスプリング部材の外周面と摺接可能な内周面を有し、前記他方の部材と前記一方の部材とが近づくように相対的に変位したときに、前記一方の部材に当接可能で、前記壁部の上部及び／又は前記フランジ部の上面に備えられ、弾性材からなるストッパ部と、
   前記固定プレートと前記支持プレートとの間に介在する緩衝ゴム部材と、
   硬質材製のカップ部材本体と、前記カップ部材本体の内周側に配置されたゴムからなる内側部と
   が一体的に形成されている
   防振マウント。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の防振マウントであって、
   前記壁部の内周面は、前記一方の部材から前記固定プレートに向かうに従って前記軸部材からの距離が小さくなるように、前記軸部材に対して傾斜している
   防振マウント。

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