JP4303225B2 - 連結用軸受 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも２つの機素を弾性連結する連結用軸受であって、第一の固定装置と第二の固定装置とを含んでおり、これら固定装置が、振動遮断体として形成されたエラストマー手段によって機械的に連結される連結用軸受に関する。

この種の連結用軸受は、特に、例えば、地面や道路表面を圧縮、舗装するために使用される振動ローラーの運転キャビンにおいて、作動ツールに発生する典型的な機械振動を遮断するキャビンの軸受として使用される。

車両の快適性と運転力学は、シャーシフレームのキャリブレーションにより決定的に左右される。また、このシャーシフレームのに概念に加えて、シャーシフレームと、例えば、運転キャブまたは運転キャビンといったシャーシの構成部分と、を接合するゴム性支持体の弾性挙動も決め手となる。例えば、ゴムのようなエラストマーは、構成空間の要請が小さくて済むこと、伸張性が大きいこと、密度が小さいことから、振動する機素（例えば、運転キャビン、モータ）と固定要素（例えば、機械フレーム、モータフレームなど）との機械的な結合の分離に寄与する。

シャーシフレーム軸受は、多くの場合、相互に接合された内パイプと外パイプとを有するスリーブ軸受である。加硫の際、収縮により弾性の引張応力が発生する。この引張応力は、その後、外径を減少するキャリブレーション過程を経て軽減される。そして、これらの軸受は、シャーシフレームの構成要素の軸受アイ（bearing eye）に、圧入によって、挿入される。

また、そのような、いわゆるゴム−金属軸受は、振動遮断に加えて、強度に振動する機素に対して優れた遮音性能をも堤供する。最新のパワフルな駆動概念および重量を軽減した車両構造は、新たなかつより強い振動を励振する。該振動は、ゴムー金属軸受の動特性のキャリブレーションにより目標とされる方法で遮断される。このような軸受は、異なった領域に適用可能なように変更され、種々に調整されたエラストマーのルートを介してモータサスペンションのバネ弾性力および制動力を伝達する。その際、軸受は、弾性力等をフレーム又は車体に伝達する前に、支障を来す振動の伝達を遮断する。

エラストマー混合物は、異なる用途の使用に鑑みて、部分的に開発されている。また、エラストマー混合物は、関連するポリマーの種類と化学品の全てをベースにして適用される。

運転キャブの軸受は、フレームと運転キャブの間に遊びがなく、弾性のある、振動減衰接続がなされているので、主に運転力学、運転の快適性、および運転者との同調維持の最適化に寄与する。振動の干渉と運転キャブ内の騒音を防ぐために、快適性を提供する、遮音性の高い軸受が開発され、使用されている。ゴム−金属素子は、例えば、振動を遮断するための単一円筒状ゴムブロックなど、自由な形状に形成されたコンパクトな要素として、或いは嵌め合わせ素子又は接続素子として発展し使用されてきた。

嵌め合わせバネの場合は、エラストマーにかかる張力が、可能な限り均一で、変形による妨害を受けることなく伝達されることが、作用領域における充分な圧縮を通じて保証されなければならい。

一般的に、連結用軸受は、振動遮断体として形成されたエラストマーを介して機械的に連結された２個の固定装置を含んで構成される。通常使用される連結用軸受種類には、いわゆるスリーブ（又はブッシュ）バネとよばれるものがあり(サイレントブロックとも呼ばれることもある)、これは、直径の異なる２つのスリーブが、加硫されたエラストマー手段により結合されたものである。この場合、外側スリーブは、例えば、フレームの軸受箱に嵌め込まれるように構成される。また、両端が外側スリーブよりも突出し、その外側スリーブより多少、長く形成された内側スリーブに、強く振動する要素とフレームとを結合するネジが差し込まれる。ここで、内側スリーブに作用する振動は、径方向に設けられたエラストマーにより減衰され、外側スリーブ、ひいてはフレームには、減弱した振動だけが伝達される。

この連結用軸受は、常に箱内に支承されていなければならず、それにより設計上の多様性が制限されるという問題がある。加えて、連結用軸受は、長手方向軸の機械的な垂直励振を吸収するのに適していない。さらに、固定素子の揺動時に、該固定素子が、外側スリーブの収容素子（フレーム）に容易に干渉するので、機械的な遮断を行うことができなくなり、振動が妨げられずに伝達されるという問題もある。さらにまた、衝撃により、要素および／またはフレームの破壊が発生することもあり得る。

フレームとモータとの間に、より大きな遊びとなる隙間を提供するために、２枚のディスクと、該２枚のディスクの間に介在する加硫されたエラストマーとを含むゴムバッファが知られている。この場合、第一のディスクと第二のディスクのそれぞれは、例えば、ネジなどの固定装置によりフレームとモータとに結合される。モータ振動は、ディスク間に設けられたエラストマーにより減衰される。

この場合、長手方向軸に対して垂直に機械的励振が発生すると、とりわけ引張応力の場合、少なくとも１枚のディスクがエラストマーから外れる可能性がある不都合がある。この問題を解決するために、ゴムバッファのそれぞれの端部に、固定装置に差し込まれて、エラストマーと確実に結合される（例えば、加硫等によって）ネジ付きロッドを形成する構成が知られている。しかし、ここでは、ゴムバッファを挿入するための設計上の遊隙が、ネジ付きロッドにより制限されるという問題がある。その上、このゴムバッファの取付は、ネジ付きロッドの両端をネジナットで締めて、モータとフレームをそれぞれ引き寄せなければならないので、もっぱら複雑困難で、取り付けに長時間を要することになる。更に、ゴムバッファは、ネジ付きロッドをきつく締結するための複雑な加硫方法を経て製造されるため、製造コストが高くなる。

このような連結用軸受の断面図を、図３ａ、図３ｂに示してある。

図３ａに、モータＭを固定するためのネジＳが貫通して差し込まれ固定されている、フレームＲ内に嵌め込まれたスリーブバネＨを示す。ここでは、モータＭから発生する振動は、ネジＳを伝わり、内側スリーブと外側スリーブとの間に介在するエラストマーＥにより減衰され、わずかな振動だけがフレームＲに伝わるのみである。ここでの問題は、モータＭが、小さな角度領域内で揺動するため、フレームＲに干渉する可能性があり、これにより損傷を引き起す可能性があることである。

図３ｂは、従来技術のゴムバッファＧを示す。ゴムバッファＧは、モータＭとフレームＲとの間の接続素子として用いられ、該モータＭとフレームＲとを引き寄せることができる。この際、モータＭの振動は、ゴムバッファの構成要素であるエラストマーＥにより減衰され、わずかな振動だけがフレームＲに伝えられるのみである。ゴムバッファＧのそれぞれの端部には、プレートＴ１，Ｔ２が取り付けられており、これらのプレートには、それぞれネジ付きロッドが固定されている。また、これらネジ付きロッドのそれぞれは、フレームＲとモータＭに結合される。プレートは、引張応力下でゴムバッファから容易に外れる可能性があるため、ネジ付きロッドは、固定装置（図示略）によりエラストマー内に固定される。ここでの問題は、ネジ付きロッドを特殊形成するので、制限された唯一の組み立て可能性しかないことである。その上、この組み立ては、困難で長時間を要する。

従って、本発明の課題は、前述したタイプの連結用軸受を改良して、迅速かつ容易に組み立てが可能で、垂直励振および水平励振を良好に遮断することができる、製造コストが安価な連結用軸受を提供することである。

上記課題は、本願請求項１に記載の連結用軸受により解決される。

本発明の基本思想は、第一の固定装置が、エラストマーの中央を長手方向に貫通して延びる収容スリーブとして形成され、第二の固定装置が、収容スリーブに対してほぼ垂直に設けられた固定フランジとして形成され、固定フランジの内側領域がエラストマー内にあり、固定フランジの外側領域がエラストマーの外部に突出することである。

このように連結用軸受を形成することで、連結用軸受は、まず、収容スリーブにネジを差し込んで、該ネジの他端をフレームに固定することにより、迅速かつ容易にフレームに固定できる。このため、フレームに、前記ネジに対応するネジ山を設けることができる。このようにして、連結用軸受の下部、すなわち、エラストマーの下部がフレーム上に設けられる。固定フランジは、エラストマーを介して機械的にフレームと連結され、モータのための固定装置として機能する。この構成により、水平方向の励振、外的な妨害振動の良好な遮断が、運転方向、運転方向を横切る方向にも保証されるようになる。従って、長手方向における連結用軸受の弾性定数値は、その長手方向に対して垂直な弾性定数値の２倍から４倍（例えば、５８５Ｎ／ｍｍ^２）となり得る。他の有利な効果としては、発生するキャビン引き抜き力（ＤＩＮ３４７１によるＲＯＰＳテスト）が、ネジを通じて伝達されることが挙げられる。

エラストマーの上端には、外径がエラストマーの外径とほぼ一致し、内径が連結用軸受の上端における収容スリーブの外径とほぼ一致するディスクが取り付けられていると、より好適である。この構成により、エラストマーには、固定ネジの締結により予め均一初期応力が加えられるので、連結用軸受は、均一かつより良い振動遮断を提供することができるようになる。この際、ディスクと収容スリーブとは、連結用軸受を締め付け状態で、ディスクが収容スリーブと係合するよう形成することができる。あるいは、ディスクと収容スリーブとを、一つの部材から形成することもできる。

ディスクと固定フランジとは、ディスクが負荷を受けた場合、該ディスクを固定フランジが補強支持できるように構成すると、より好適である。また、ディスクの外径が、固定フランジのボア径より大きいと好都合である。これにより、キャビン引き抜き力は、収容するスリーブに固着されているディスクに伝達され、このような負荷を受けた場合、ディスクは固定フランジに補強支持される。

エラストマーの下部に、収容スリーブとほぼ平行に、つまり長手方向に、連結用軸受の所定の高さまで延びる、径方向の溝部が形成されていると、より好適である。この形成の長所は、溝部が、垂直方向の弾性定数を水平方向の弾性定数から分離させ、これにより弾性強度が相互独立に影響を受けることができる点にある。この領域で単に揺動することは、固定フランジの簡単な調整をも許すので、これにより、初期の固定位置から少しずれた固定すべき素子、例えばモータなどを固定フランジに結合することがより簡易になる。つまり、この許容範囲により、モータを固定素子と迅速かつ容易に結合することができるようになる。

その際、径方向の溝部は、収容スリーブに隣接して延びていると、より好適である。径方向の溝部の形態は、様々なバリエーションを採用することができ、溝部が大きくなると許容範囲も大きくなる。更に、この許容範囲は、径方向の溝部がエラストマー内に形成される高さに伴って大きくなる。しかし、その高さは、連結用軸受の全高よりも低く形成されなくてはならない。

収容スリーブが、上部において、円錐形状を有していると、より好適である。この構成は、組み立ての際の補助となる。

固定フランジが、ほぼ矩形に形成され、かつ内側ボアを有すると、より好適である。この場合、内側ボアは、その直径が収容スリーブの直径よりも大きいので、固定フランジと収容スリーブとの間に十分なエラストマーが存在するように形成される。他の形態では、固定フランジの外側領域に固定用孔を設けることができる。この場合、これらの固定用孔が、固定フランジの端部領域に設けられると有利である。これらの固定用孔に、例えばモータなどを固定するネジを貫通して差し込むことができる。

好ましくは、エラストマーは、その固定フランジを設ける部分および／またはその下部領域で、ビード状に形成されると有利である。この構成により、固定フランジは、エラストマーと係合し、しっかりした結合が保証される。

以下、本発明の好適な一実施例を、添付図面により詳述する。

図１ａと図１ｂは、それぞれ、運転キャビンを振動ローラー（図示略）のフレームに固定するための連結用軸受１０を示す。連結用軸受１０は、エラストマー１２を含んで構成され、その中央を長手方向に収容スリーブ１４が延びる。エラストマー１２の外部には、固定フランジ１６が設けられ、固定フランジ１６はエラストマー１２としっかりと結合されている。エラストマー１２の上端には、連結用軸受１０を押圧する場合に、収容スリーブ１４と機械的にきつく係合するディスク１８が設けられている。

図１ａに示された連結用軸受１０は、ディスク１８と収容スリーブ１４とが一つの部材として形成されている。

図１ｂに示した連結用軸受１０において、ディスク１８と収容スリーブ１４とは、連結用軸受１０を締め付けた状態で、ディスク１８が収容スリーブ１４と係合するように形成されている。エラストマー１２の下部には、環状円筒形の溝部２０が形成され、この溝部２０は、収容スリーブ１４とほぼ平行して延びている。この径方向の溝部２０は、連結用軸受１０の使用状態において、該連結用軸受１０が長手方向に簡易に揺動することを可能にする。これにより、固定フランジに固定すべき素子を、迅速かつ容易に固定することができるようになる。図１ａと図１ｂに示した連結用軸受１０で、エラストマーは、それぞれ固定フランジ１６部分において、ビード状に凸状に形成されている。また、エラストマーは、連結用軸受１０の下部において、ビード状に凸状に形成されている。

図２は、図１に示した連結用軸受１０のＩ−Ｉ線断面図である。固定フランジは、矩形に形成され、各角部にそれぞれ固定用孔２２を含んで構成される。この断面図では、径方向に幅を有する収容スリーブ１４、該収容スリーブ１４に続く溝部２０、および、該溝部２０に接するエラストマー１２が見られる。

本発明の一実施例に従う連結用軸受の縦断面図。 本発明の他の実施例に従う連結用軸受の縦断面図。 図１ａ、図１ｂに示した、本発明の各実施例に従う連結用軸受のＩ−Ｉ線断面図。 従来技術に従う連結用軸受。 従来技術に従う連結用軸受。

符号の説明

１０ 連結用軸受
１２ エラストマー
１４ 収容スリーブ
１６ 固定フランジ
１８ ディスク
２０ 溝部

Claims (10)

1. 第一の固定装置と第二の固定装置を含んで構成され、当該固定装置が振動遮断体として形成されたエラストマー（１２）を介して機械的に連結され、前記第一の固定装置が、前記エラストマー（１２）の中央を長手方向に延びる収容スリーブ（１４）として形成され、前記第二の固定装置が、前記収容スリーブ（１４）に対してほぼ垂直に設けられた固定フランジ（１６）として形成され、前記固定フランジ（１６）の内側領域がエラストマー（１２）内にあり、前記固定フランジ（１６）の外側領域がエラストマー（１２）の外部に突出する、少なくとも２つの機素を弾性接続する連結用軸受（１０）であって、
   前記エラストマー（１２）の下部は、全体的に凸状に形成され、その下端から、前記収容スリーブ（１４）とほぼ平行で且つ前記連結用軸受の所定の高さまで延びる環状円筒形の径方向の溝部（２０）が形成されており、
   前記径方向の溝部（２０）は、前記収容スリーブ（１４）のストレート部に直接隣接して延び、
   前記所定の高さは、前記固定フランジ（１６）部分よりも高く形成され、且つ、前記連結用軸受（１０）の全高よりも低く形成されていることを特徴とする連結用軸受（１０）。
2. 前記エラストマー（１２）の上端には、外径が前記エラストマー（１２）の外径とほぼ一致し、内径が前記連結用軸受（１０）の上端における前記収容スリーブ（１４）の外径とほぼ一致するディスク（１８）が設けられる請求項１に記載の連結用軸受（１０）。
3. 前記ディスク（１８）と前記収容スリーブ（１４）とは、前記連結用軸受（１０）を取り付けた状態で、前記ディスク（１８）が前記収容スリーブ（１４）に係合するように構成されている請求項２に記載の連結用軸受（１０）。
4. 前記ディスク（１８）と収容スリーブ（１４）とが、一つの部材で形成されている請求項２に記載の連結用軸受（１０）。
5. 前記ディスク（１８）と収容スリーブ（１４）は、負荷を受けた場合、前記ディスク（１８）が固定フランジ（１６）において補強支持されるように形成されている請求項２〜４のいずれか１項に記載の連結用軸受（１０）。
6. 前記ディスク（１８）の外径が固定フランジ（１６）のボア径より大きい請求項５に記載の連結用軸受（１０）。
7. 前記収容スリーブ（１４）が、上部において、円錐形状を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の連結用軸受（１０）。
8. 前記固定フランジ（１６）が、ほぼ矩形形状に形成され、内側ボアを含んで構成される請求項１〜７のいずれか１項に記載の連結用軸受（１０）。
9. 前記固定フランジ（１６）の外側領域に、固定用孔（２２）が設けられている請求項１〜８のいずれか１項に記載の連結用軸受（１０）。
10. 前記エラストマー（１２）は、その外側領域において凹状に形成され、且つ、前記固定フランジ（１６）が前記エラストマー（１２）と係合するように、前記固定フランジ（１６）部分においてビード状に凸状に突出させて形成される請求項１〜９のいずれか１項に記載の連結用軸受（１０）。

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