JP4764578B2 - 作業車両のキャブと車体フレーム間に取り付けられる液体封入式マウント - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業車両のキャブと車体フレーム間に取り付けられる液体封入式マウントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル等の作業車両においては、作業時や走行時に発生する振動や衝撃がキャブに伝達するのを低減するために、キャブを液体封入式マウントを介して車体フレームに装着している。
【０００３】
図１０は、従来の液体封入式マウントの第１例を示す断面図である。
底面を有する筒状のケース３１の内部に、スタッド３３の下端に取着された減衰部材３４が収納されている。減衰部材３４は、ケース３１の内径より少し小さい径を有する円盤形状をなし、その外周部とケース３１との間に環状の隙間を形成している。スタッド３３は、ケース３１の内部に挿入された筒状の弾性体３６の軸心位置に取着されており、筒状の弾性体３６を介してケース３１に保持されている。弾性体３６の下面には、凹部３６aが形成されている。弾性体３６により密封されたケース３１の内部には凹部３６a内の途中まで粘性液Ｌが封入されており、凹部３６a内の上部には粘性液Ｌにより密封された空気室が形成されている。
ケース３１及びスタッド３３はそれぞれキャブ及び車体フレームのいずれか一方に取りつけられる。車両に発生する振動や衝撃により、ケース３１とスタッド３３とが相対運動し、減衰部材３４が粘性液Ｌを攪拌する。このとき発生する減衰力により緩衝作用が働き、キャブに伝わる振動及び衝撃を少なくしている。
【０００４】
図１１は、従来の液体封入式マウントの第２例を示しており、大荷重が作用し大変位した場合でも、弾性体の破損を防ぐことのできる特開平７-１２７６８３号公報に記載された液体封入式マウントを示す断面図である。
底面を有する筒状のケース４１の内部に、スタッド４３の下端に取着された減衰部材４４が収納されている。上下に貫通するオリフィス孔４４aを有する減衰部材４４は、ケース４１の内径より少し小さい径を有する円盤形状をなし、その外周部とケース４１との間に環状の隙間を形成している。ケース４１と減衰部材４４との間にはコイルスプリング４８が設けられ、その上下端はそれぞれ、ケース４１の底面と減衰部材４４とに連結されている。ケース４１の上部に取着された筒状の弾性体４６の内周にスリーブ４７が取着されており、スタッド４３はスリーブ４７の内周に気密的に接して上下に摺動可能に保持されている。また、弾性体４６の下端にはベローズ４９が一体的に形成されており、ベローズ４９の下端部は減衰部材４４とスタッド４３との取付部に気密的に装着されている。弾性体４６、ベローズ４９及び減衰部材４４により密封されたケース４１の内部には、粘性液Ｌが封入されている。
スタッド４３に大荷重が作用してもスプリング４８により支持され、弾性体４６には荷重が作用しないので、弾性体４６の破損を防ぐことができる。そして、上下方向の緩衝は、減衰部材４４とスプリング４８とが行い、横方向の緩衝は弾性体４６が行う。この両方の緩衝作用により、キャブに伝わる振動及び衝撃を少なくしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の液体封入式マウントには、以下の問題がある。
減衰力は、減衰部材３４，４４の上側と下側との圧力差によりケース３１,４１との間の隙間で絞られて流れる粘性液Ｌの圧力損失により発生する。このため、スタッド３３，４３が下がる方向においては、減衰部材３４，４４の下側は高圧になり上側との圧力差も大きくなるので、大きな減衰力を得ることができる。
【０００６】
しかしながら、スタッド３３，４３が上がる方向においては、第１例の従来技術では凹部３６a内の空気が圧縮され、第２例の従来技術ではベローズ４９内部の空気が圧縮されてベローズ４９が収縮するので、減衰部材３４，４４の上側は十分に高圧になることはない。このため減衰部材３４，４４の上側と下側との圧力差は十分に大きくなることができずに、減衰力が低下してしまう。
さらに、上がる方向の大きな荷重がスタッド３３，４３にかかると、減衰部材３４，４４の上側の圧力が十分に高くならずに、しかも減衰部材３４，４４の両側で荷重に対応する圧力差が発生するため、減衰部材３４，４４の下側の圧力が低下してキャビテーションが発生してしまい、前記隙間を流れる粘性液Ｌの流量が極端に減少し、減衰力が大きく低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するため、優れた減衰性能を得ることができる液体封入式マウントを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、本発明は、弾性体と、弾性体を貫通するスタッドと、一端側が開口し、かつ他端側に底面を有する筒状をなし、内部に粘性液を収容し、前記一端側の開口部に前記弾性体及び前記スタッドを嵌挿することで前記粘性液が封入されるケースと、下方に開口したカップ形状をなし、前記粘性液に浸かる状態で前記スタッドに装着された減衰部材とを備えた作業車両のキャブと車体フレーム間に取り付けられる液体封入式マウントにおいて、前記ケースの粘性液に浸かる部分の壁面を、下方に行くにつれて内径が徐々に小さくなり、かつ上下で傾斜角度が異なるよう２段階の傾斜で形成し、前記減衰部材の外周側面を前記ケースの傾斜面に対向させ、前記減衰部材の外周側面と前記ケースの傾斜面との隙間を上方よりも下方側で狭くした構成としている。
【０００９】
本発明によると、ケースと減衰部材の外周側面との間の隙間がスタッドの下降即ち減衰部材の下降に伴って徐々に狭くなるので、この隙間を通る粘性液の圧力損失による減衰力を滑らかに大きくでき、振幅に応じて、即ち振幅が大きい時には大きな減衰力が得られる。さらに、ケースの傾斜面の傾斜角度を複数段に形成することにより、多段に減衰力を変化させることができるので、スタッド等がストッパに当接する前に減衰力を大きくするように設定して、ストッパ当接時の衝撃を緩衝することができる。また、ケースの複数の傾斜角度を任意に設定することで、減衰力を任意に設定できる。
【００１０】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する第１〜第５実施形態のうち、カップ形状の減衰部材及び下方に行くにつれて内径が徐々に小さくなり、かつ上下で傾斜角度が異なるよう２段階の傾斜で形成されるケースを採用した第４実施形態が本発明に含まれ、第１、第２、第３、第５実施形態は、本発明を理解するうえで参考となる実施形態である。
まず、図１に基づいて第１実施形態を説明する。図１（a）は、液体封入式マウントの平面図であり、図１（b）はそのＡ−Ａ断面図である。
ケース１１は、カップ部１１aと、取付孔１１b及び固定用爪１１cが設けられた取付板１１dとを有している。また、カップ部１１aの中間部のやや下よりには段差１１eが設けられ、段差１１eより下方のケース１１の内径は少し小さくなっている。
【００１１】
ケース１１の内部には、スタッド１３の下端にかしめ等の手段により固着された減衰部材１４が収納されている。減衰部材１４は、段差１１eより下方のケース内径より少し小さい径を有する円形をなし、その外周部とケース１１との間に環状の隙間Ｈ1を形成している。
スタッド１３は、上端部中心にネジ穴１３aを有する円柱形状で、上面端部には回り止めのピン５７が取着されている。
ケース１１の段差１１e部には、減衰板１５が装着されている。減衰板１５は、段差１１eより上方のケース１１の内径と略同一の外径を有する円盤形状をなし、その中心にはスタッド１３の外径より少し大きい径の孔１５aが設けられ、スタッド１３との間に環状の隙間Ｈ2を形成している。ここで、スタッド１３の外径及び減衰板１５の孔１５aの径は材料加工時に寸法精度が確保され、また弾性体１６の横方向弾性変形量もさほど大きくないから、寸法精度が保たれた安定した品質の隙間Ｈ2が形成される。
【００１２】
尚、上記減衰板１５は全体として環状に形成されており、一体で、又は複数の分割部材から構成されている。また、減衰板１５を上記のような段差１１e部に装着する構成以外に、例えばケース１１から内方に突出したピンや突出部材（図示せず）に装着するようにしてもよい。
【００１３】
スタッド１３は、筒状ケース１２と共に筒状の弾性体１６により互いに同心位置に接合されており、弾性体１６をケース１１に挿入することにより、弾性体１６を介してケース１１の軸心位置に保持されている。
筒状ケース１２は、ケース１１の内径より小さい径を有する円筒部１２aと、取付孔１２bが設けられた取付板１２cとを有している。なお、ケース１１の取付板１１dの取付孔１１bと、筒状ケース１２の取付板１２cの取付孔１２bとは、弾性体１６をケース１１に挿入して組み込んだ際に一致する位置関係にある。
【００１４】
筒状の弾性体１６は、ゴムや樹脂等から成形されると共に下面には所定の凹部１６aを有しており、ケース１１の段差１１eに減衰板１５を押し付けてケース１１に挿入されている。本実施形態では、前記凹部１６aは周方向に環状に形成されているが、これに限定されず、例えばスタッド１３を挟んで対向する位置に離散的に複数個（例えば２個）の凹部を設けてもよいし、また半径の異なる位置にそれぞれ凹部を設けてもよい。そして、ケース１１の固定用爪１１cを筒状ケース１２の取付板１２cの側面を包み込むように折り曲げかしめることにより、ケース１１に筒状ケース１２を固着し弾性体１６の装着を完成させている。
弾性体１６により密封されたケース１１の内部には、弾性体１６の凹部１６aの途中までシリコーンオイルなどの粘性液Ｌが封入されており、凹部１６a内の上部には粘性液Ｌにより密封された空気室が形成されている。なお、ケース１１の底面には粘性液Ｌの注入用の孔が設けられており、栓体５８により閉じられている。
上記構成により、ケース１１の内部は減衰部材１４及び減衰板１５により、下方からａ室１９a、ｂ室１９b、ｃ室１９cに分割される。なお、ａ室１９aとｂ室１９bとは環状隙間Ｈ1を介して連通しており、ｂ室１９bとｃ室１９cとは環状隙間Ｈ2を介して連通している。また、ｃ室１９cは前述の空気室を含んでいる。
【００１５】
車両に発生する振動や衝撃により、キャブなどの被マウント装置が下方に動く場合、スタッド１３は下方に押され、減衰部材１４の下側のａ室１９aは高圧になると共にｂ室１９bとの差圧が大きくなり、粘性液Ｌは環状隙間Ｈ1を通過しｂ室１９bに流れる。また、減衰板１５の両側においても差圧が生じ、スタッド１３の移動に伴いｃ室１９cの空気が圧縮され、粘性液Ｌは環状隙間Ｈ2を通過しｃ室１９cにも流れ込む。粘性液Ｌが環状隙間Ｈ1，Ｈ2にて絞られ流れる際の圧力損失により大きな減衰力を得ることができる。このとき、隙間Ｈ2の精度が確保されているので、隙間Ｈ2による安定した大きな減衰力が得られる。
【００１６】
キャブなどの被マウント装置が上方に動く場合、スタッド１３は上方に押され、減衰部材１４の上側のｂ室１９bは上方に減衰板１５が設けられていることにより、図１０の場合と異なりｂ室１９bは高圧になることができ、ａ室１９aとの差圧が大きくなると共に、粘性液Ｌは環状隙間Ｈ1を通過しａ室１９aに流れる。また、減衰板１５の両側においても差圧が生じ、粘性液Ｌは環状隙間Ｈ2を通過しｃ室１９cからｂ室１９bにも流れ込む。粘性液Ｌが環状隙間Ｈ1，Ｈ2を流れる際の抵抗により大きな減衰力を得ることができる。
さらに、上がる方向の大きな荷重がスタッド１３に作用した場合でも、ｂ室１９bを高圧にすることができ、荷重に対応してａ室１９aとの差圧が大きくなってもａ室１９aにてキャビテーションが発生する程度まではａ室１９aの圧力を低下させない。このため、キャビテーションの発生を防止できるので、粘性液Ｌの環状隙間Ｈ1，Ｈ2での流れを確保することにより大きな減衰力を得ることができる。
【００１７】
これにより、スタッド１３が上がるときも下がるときと同様に、減衰部材１４の上下の差圧を大きくできるので、上下両方向に対して良好な減衰力を得ることができると共に、減衰板１５での減衰力も得ることができる。このとき、同様に隙間Ｈ2の精度が確保されているので、隙間Ｈ2による安定した大きな減衰力が得られる。
横方向の衝撃がスタッド１３にかかった場合には、弾性体１６により緩衝することができる。
上がる方向に対しては、減衰板１５がストッパの機能を有しており、減衰部材１４を受け止める。この際、弾性体１６により段差１１eに押し付けられている減衰板１５は、弾性体１６を撓ませて上方に摺動可能であるので、減衰部材１４の減衰板１５への衝突を弾性体１６により緩衝することができる。
【００１８】
つぎに、図２に基づいて第２実施形態を説明する。図２（a）は、液体封入式マウントの平面図であり、図２（b）はそのＢ−Ｂ断面図である。
ケース２１は、カップ部２１aと、取付孔２１b及び固定用爪２１cが設けられた取付板２１dとを有している。また、カップ部２１aの中間部のやや上よりには段差２１eが設けられ、段差２１eより下方のケース２１の内径は少し小さくなっており、さらに先に向かって徐々に内径は小さくなっている。
【００１９】
ケース２１の内部には、スタッド２３の下端にボルト５９により固着された減衰部材２４が収納されている。減衰部材２４は、段差２１eより下方のケース内径より少し小さい径を有するカップ形状をなし、底面側を上に向けて固着されており、その外周部とケース２１との間に環状の隙間Ｈ1を形成している。また、底面には、後述する粘性液を封入した後に、減衰部材２４の下方に溜まる空気を上方に逃がすために、小孔２４aが設けられている。
ケース２１と減衰部材２４との間にはコイルスプリング２８が設けられている。カップ形状の減衰部材２４は、コイルスプリング２８の横ずれを防ぐリテーナとしての機能も有している。
【００２０】
スタッド２３は、上端部中心にネジ穴２３aを有する円柱形状で、上面端部には回り止めのピン５７が取着されている。スタッド２３の外周面には、二硫化モリブデン焼き付けや硬質クロムメッキ等の表面処理、またはリン酸マンガン被膜処理等の潤滑性を向上する表面処理が施されている。
スリーブ２７は円筒形で、銅・鉛系等の潤滑性の良好な材質、又は炭素鋼鋼管等にリン酸マンガン被膜処理等の表面処理が施されたものよりなり、スタッド２３と気密的に接する内径を有し、スタッド２３を軸方向に摺動自在に保持している。また、スリーブ２７は上端部と下端部の内面にそれぞれ周方向の溝を有し、上方の溝にはスクレーパ２７aを、下方の溝にはオイルシール２７bを装着している。スリーブ２７は、筒状ケース２２と共に筒状の弾性体２６により互いに同心位置に接合されており、弾性体２６をケース２１に挿入することにより、弾性体２６を介してケース２１の軸心位置でスリーブ２７の下端が段差２１eの近辺になるように保持されている。これにより、スタッド２３も弾性体２６及びスリーブ２７を介してケース２１の軸心位置に保持されている。
【００２１】
筒状ケース２２は、ケース２１の内径より小さい径を有する円筒部２２aと、取付孔２２bが設けられた取付板２２cとを有している。なお、ケース２１の取付板２１dの取付孔２１bと、筒状ケース２２の取付板２２cの取付孔２２bとは、弾性体２６をケース２１に挿入して組み込んだ際に一致する位置関係にある。
筒状の弾性体２６は、ゴムや樹脂等から成形されると共に下面には周方向の凹部２６aを有している。本実施形態では、凹部２６aは周方向に環状に形成されているが、これに限定されず、例えばスタッド２３を挟んで対向する位置に離散的に複数個（例えば２個）の凹部を設けてもよいし、また半径の異なる位置にそれぞれ凹部を設けてもよい。また、弾性体２６はその下面外周部よりも下方にスリーブ２７の下端が少し突出するようにスリーブ２７を包み込んで接合しており、ケース２１の前記段差２１eに減衰板２５を押し付けてケース２１に挿入されている。そして、ケース２１の固定用爪２１cを筒状ケース２２の取付板２２cの側面を包み込むように折り曲げかしめることにより、ケース２１に筒状ケース２２を固着し弾性体２６の装着を完成させている。
【００２２】
尚、減衰板２５は全体として環状に形成されており、一体で、又は複数の分割部材から構成されている。また、減衰板２５を上記のような段差２１e部に装着する構成以外に、例えばケース２１から内方に突出したピン、突出部材（図示せず）、又はケース２１の内面の前記テーパ部（内径が下方に向けて徐々に小さくなっている部位）に装着するようにしてもよい。
【００２３】
ケース２１の段差２１e部に装着された減衰板２５は、段差２１eより上方のケース２１の内径と略同一の外径を有する円盤形状をなし、その中心にはスリーブ２７下端部を包む弾性体２６の外径より少し大きい径の孔２５aが設けられ、スリーブ２７下端部の弾性体２６との間に環状の隙間Ｈ2を形成している。ここで、スリーブ２７の外径及び減衰板２５の孔２５aの径は材料加工時に寸法精度が確保され、また弾性体２６の横方向弾性変形量もさほど大きくなく、寸法精度が保たれた安定した品質の隙間Ｈ2が形成されるようにしている。
弾性体２６により密封されたケース２１の内部には、弾性体２６の凹部２６aの途中までシリコーンオイルなどの粘性液Ｌが封入されており、凹部２６a内の上部には粘性液Ｌにより密封された空気室が形成されている。なお、ケース２１の底面には粘性液Ｌの注入用の孔が設けられており、栓体５８により閉じられている。
上記構成により、ケース２１の内部は減衰部材２４及び減衰板２５により、下方からａ室２９a、ｂ室２９b、ｃ室２９cに分割される。なお、ａ室２９aとｂ室２９bとは環状隙間Ｈ1及び小孔２４aを介して連通しており、ｂ室２９bとｃ室２９cとは環状隙間Ｈ2を介して連通している。また、ｃ室２９cは前述の空気室を含んでいる。
【００２４】
本実施形態においても、スタッド２３に装着された減衰部材２４の上方にケース２１に装着された減衰板２５を設け、減衰部材２４及び減衰板２５によりケース２１の内部をａ室２９a、ｂ室２９b、ｃ室２９cに分割する構成となっているので、第１実施形態と同様の作用により上下両方向に対して良好な減衰力を得ることができる。このとき、同様に隙間Ｈ2の精度が確保されているので、隙間Ｈ2による安定した大きな減衰力が得られる。
【００２５】
また、スタッド２３がスリーブ２７により摺動可能に保持されているので、スタッド２３に大荷重が作用してもコイルスプリング２８により支持され、弾性体２６の破損を防止できる。また、図１１の従来技術にて説明したベローズでは、製作が複雑でかつ破損の可能性を有しているのに対し、潤滑性のよい表面処理を施したスタッド２３と、スクレーパ２７a及びオイルシール２７bを内面に有し潤滑性のよい材料よりなるスリーブ２７との組み合わせにより、コストが安く信頼性・耐久性が良好であり、粘性液Ｌの漏れを確実に防止できる。
【００２６】
さらに、段差２１eより下方のケース２１の内径は徐々に小さくなっているので、スタッド２３が下がり減衰部材２４が下がるにつれ、環状隙間Ｈ1は徐々に狭まり減衰力は滑らかに大きくなる。これにより、ストロークエンドでの衝撃を防止することができる。また、段差２１eより下方のケース２１の内径は徐々に小さくなっていて、減衰部材２４とケース２１との環状隙間Ｈ1は減衰部材２４の下端側が上端側よりも狭いので、ケース２１から受ける反力は下端側が徐々に大きくなる。このため、スタッド２３の上端部を首振りさせるような横方向振動（回転モーメント）に対しては、これを抑制して減衰させる反力の合力が減衰部材２４の下部に作用するので、大きな振動抑制効果が得られる。
【００２７】
また、スタッド２３がスリーブ２７を介して軸方向に摺動自在であるから、スタッド２３が下降するとき、弾性体２６を下方に引張ることがないので、弾性体２６の下面の凹部に形成した空気室の容量が維持され、ｂ室２９bから粘性液Ｌが空気室を含むｃ室２９ｃへ流入し易い。従って、この流入での圧力損失により大きな減衰力を得ることができる。
【００２８】
なお、本実施形態において、スタッド２３の潤滑性を向上する表面処理と、スリーブ２７を潤滑性の良好な材質よりなることとを共に実施した例にて説明したが、いずれか一方のみの実施でも同様の効果が得られる。
また、減衰部材２４の形状としてはカップ状に限定されず、例えば柱状、又は上方及び下方にそれぞれ開放した凹部を有するような断面Ｈ状であってもよく、これらの形状でも上記同様の減衰効果及び首振り振動抑制効果が得られる。
【００２９】
また、図３に示すように、スリーブ２７にＤＵブッシュ等のドライベアリング２７ｃを挿入した構成であってもよい。このとき、スタッド２４には硬質クロムメッキ処理を施す方が好ましい。
さらに、スクレーパ２７a及びオイルシール２７bの装着位置は上記実施形態で説明した位置に限定されず、例えば図３に示すようにスリーブ２７の上端部近傍に併設しても構わない。
【００３０】
次に、図４に基づいて第３実施形態を説明する。図４（a）は、液体封入式マウントの平面図であり、図４（b）はそのＣ−Ｃ断面図である。尚、図１の構成要素と同一の要素には、同一の符号を付している。
ケース５１は、カップ部５１aと、取付孔５１b及び固定用爪５１cが設けられた取付板５１dとを有している。また、カップ部５１aの中間部のやや下寄りには段差５１eが設けられ、段差５１eよりも下方のケース５１の内径は少し小さくなっている。さらに、段差５１eよりも下方のケース５１は内径が下方に向かって徐々に小さくなるテーパ形状を成しており、所定高さ位置までは傾斜角度α１で、これよりも下方では傾斜角度α２（但し、α１＜α２）で傾斜している。
【００３１】
ケース５１の内部には、スタッド１３の下端にかしめ等の手段により固着された減衰部材１４が収納されている。減衰部材１４は、前記傾斜角度α２のテーパ部の下端部のケース内径よりも少し大きい径を有する円形をなし、その外周部とケース５１との間に環状の隙間Ｈ1を形成している。
スタッド１３は、上端部中心にネジ穴１３aを有する円柱形状で、上面端部には回り止めのピン５７が取着されている。
ケース５１の段差５１e部には、減衰板１５が装着されている。減衰板１５は、段差５１eよりも上方のケース５１の内径と略同一の外径を有する円盤形状をなし、その中心にはスタッド１３の外径よりも少し大きい径の孔１５aが設けられ、スタッド１３との間に環状の隙間Ｈ2を形成している。
【００３２】
スタッド１３は、筒状ケース１２と共に筒状の弾性体１６により互いに同心位置に接合されており、弾性体１６をケース５１に挿入することにより、弾性体１６を介してケース５１の軸心位置に保持されている。
筒状ケース１２は、ケース５１の内径より小さい径を有する円筒部１２aと、取付孔１２bが設けられた取付板１２cとを有している。なお、ケース５１の取付板５１dの取付孔５１bと、筒状ケース１２の取付板１２cの取付孔１２bとは、弾性体１６をケース５１に挿入して組み込んだ際に一致する位置関係にある。
【００３３】
筒状の弾性体１６は、ゴムや樹脂等から成形されると共に下面には周方向の凹部１６aを有しており、ケース５１の前記段差５１eに減衰板１５を押し付けてケース５１に挿入されている。そして、ケース５１の固定用爪５１cを筒状ケース１２の取付板１２cの側面を包み込むように折り曲げてかしめることにより、ケース５１に筒状ケース１２を固着し、弾性体１６の装着を完成させている。
弾性体１６により密封されたケース５１の内部には、弾性体１６の凹部１６aの途中までシリコーンオイルなどの粘性液Ｌが封入されており、凹部１６a内の上部には粘性液Ｌにより密封された空気室が形成されている。なお、ケース５１の底面には粘性液Ｌの注入用の孔が設けられており、栓体５８により閉じられている。
上記構成により、ケース５１の内部は減衰部材１４及び減衰板１５により、下方からａ室１９a、ｂ室１９b、ｃ室１９cに分割される。なお、ａ室１９aとｂ室１９bとは環状隙間Ｈ1を介して連通しており、ｂ室１９bとｃ室１９cとは環状隙間Ｈ2を介して連通している。また、ｃ室１９cは前述の空気室を含んでいる。
【００３４】
車両に発生する振動や衝撃により、キャブなどの被マウント装置が下方に動く場合、スタッド１３は下方に押され、減衰部材１４の下側のａ室１９aは高圧になると共にｂ室１９bとの差圧が大きくなり、粘性液Ｌは環状隙間Ｈ1を通過しｂ室１９bに流れ込む。また、減衰板１５の両側においても差圧が生じ、スタッド１３の移動に伴いｃ室１９cの空気が圧縮され、粘性液Ｌは環状隙間Ｈ2を通過しｃ室１９cにも流れ込む。粘性液Ｌが環状隙間Ｈ1，Ｈ2にて絞られ流れる際の圧力損失により大きな減衰力を得ることができる。
【００３５】
このとき、ケース５１は下方に向けてテーパ形状を成しており、本例では２段階で徐々に内径が小さくなる傾斜角度を有している。このため、スタッド１３の下方への移動に伴って、減衰部材１４の外周部の環状隙間Ｈ1は２段階に減少するので、図５に示すように環状隙間Ｈ1での圧力損失による減衰力は２段階で徐々に大きくなる。即ち、振動の振幅の大きさに応じて減衰力を大きくできると共に、ストッパに当接する（例えば、減衰部材１４の下面部がケース５１の底面に当接する）前に減衰力を更に大きくしてストッパ当接時の衝撃（ごつんと当る感覚）を緩衝することができる。
尚、ケース５１は下方に向けて徐々に内径が小さくなり、かつ上下でその傾斜角度が異なるようなテーパ形状を成していればよく、上下でその傾斜角度が異なるような曲面のテーパ形状であっても良いことは勿論である。
【００３６】
また、キャブなどの被マウント装置が上方に動く場合、スタッド１３は上方に引っ張られ、減衰部材１４の上側のｂ室１９bは上方に減衰板１５が設けられていることにより、図１０の場合と異なりｂ室１９bは高圧になることができ、ａ室１９aとの差圧が大きくなると共に、粘性液Ｌは環状隙間Ｈ1を通過してａ室１９aに流れ込む。また、減衰板１５の両側においても差圧が生じ、粘性液Ｌは環状隙間Ｈ2を通過しｃ室１９cからｂ室１９bにも流れ込む。粘性液Ｌが環状隙間Ｈ1，Ｈ2を流れる際の圧力損失により大きな減衰力を得ることができる。
さらに、上がる方向の大きな荷重がスタッド１３に作用した場合でも、ｂ室１９bを高圧にすることができるので、荷重に対応してａ室１９aの圧力がｂ室１９bよりも下がったとしても、ａ室１９aにてキャビテーションが発生する程度まではａ室１９aの圧力を低下させない。このため、キャビテーションの発生を防止できるので、粘性液Ｌの環状隙間Ｈ1，Ｈ2での流れを確保することにより大きな減衰力を得ることができる。
【００３７】
これにより、スタッド１３が上がるときも下がるときと同様に、減衰部材１４の上下の差圧を大きくできるので、上下両方向に対して良好な減衰力を得ることができると共に、減衰板１５での減衰力も得ることができる。
横方向の衝撃がスタッド１３にかかった場合には、弾性体１６により緩衝することができる。
上がる方向に対しては、減衰板１５がストッパの機能を有しており、減衰部材１４を受け止める。この際、弾性体１６により段差５１eに押し付けられている減衰板１５は、弾性体１６を撓ませて上方に摺動可能であるので、減衰部材１４の減衰板１５への衝突を弾性体１６により緩衝することができる。このため、減衰部材１４及び減衰板１５が共に金属製であっても、また格別に衝突緩衝用弾性体を設けなくても、上記衝突を緩衝することができる。
【００３８】
つぎに、図６に基づいて第４実施形態を説明する。図６（a）は、液体封入式マウントの平面図であり、図６（b）はそのＤ−Ｄ断面図である。尚、図２の構成要素と同一の要素には、同一の符号を付している。
ケース６１は、カップ部６１aと、取付孔６１b及び固定用爪６１cが設けられた取付板６１dとを有している。また、カップ部６１aの中間部のやや上寄りには段差６１eが設けられ、段差６１eよりも下方のケース６１の内径は少し小さくなっている。さらに、段差６１eよりも下方のケース６１は内径が下方に向かって徐々に小さくなるテーパ形状を成しており、所定高さの中間位置までは傾斜角度α１で、これよりも下方では傾斜角度α２（但、α１＜α２）で傾斜している。
【００３９】
ケース６１の内部には、スタッド２３の下端にボルト５９により固着された減衰部材２４が収納されている。減衰部材２４は、前記傾斜角度α２のテーパ部の下端部のケース内径よりも少し大きい径を有する下方に開口したカップ形状をなし、底面側を上に向けて固着されている。減衰部材２４の外周側面はスタッド２３の軸芯方向（即ち上下動方向）に略平行に形成されていて、該外周側面とケース６１との間に環状の隙間Ｈ1を形成している。また、減衰部材２４の底面には、後述する粘性液を封入した後に、減衰部材２４のカップ形状内側に溜まる空気を上方に逃がすために、小孔２４aが設けられている。
ケース６１と減衰部材２４との間にはコイルスプリング２８が設けられている。カップ形状の減衰部材２４は、コイルスプリング２８の横ずれを防ぐリテーナとしての機能も有している。
【００４０】
スタッド２３は、上端部中心にネジ穴２３aを有する円柱形状で、上面端部には回り止めのピン５７が取着されている。スタッド２３の外周面には、二硫化モリブデン焼き付け又はマンガン系リン酸塩被膜生成等の潤滑性を向上する表面処理が施されている。
スリーブ２７は円筒形で、銅・鉛系等の潤滑性の良好な材質よりなり、スタッド２３と気密的に接する内径を有し、スタッド２３を軸方向に摺動自在に保持している。また、スリーブ２７は上端部と下端部の内面にそれぞれ周方向の溝を有し、上方の該溝にはスクレーパ２７aを、下方の該溝にはオイルシール２７bを装着している。スリーブ２７は、筒状ケース２２と共に筒状の弾性体２６により互いに同心位置に接合されており、弾性体２６をケース６１に挿入することにより、弾性体２６を介してケース６１の軸心位置でスリーブ２７の下端が段差６１eの近辺になるように保持されている。これにより、スタッド２３も弾性体２６及びスリーブ２７を介してケース６１の軸心位置に保持されている。
【００４１】
筒状ケース２２は、ケース６１の内径より小さい径を有する円筒部２２aと、取付孔２２bが設けられた取付板２２cとを有している。なお、ケース６１の取付板６１dの取付孔６１bと、筒状ケース２２の取付板２２cの取付孔２２bとは、弾性体２６をケース６１に挿入して組み込んだ際に一致する位置関係にある。
筒状の弾性体２６は、ゴムや樹脂等から成形されると共に下面には周方向の凹部２６aを有している。また、弾性体２６は、その下面外周部よりも下方にスリーブ２７の下端が少し突出するようにスリーブ２７を包み込んで接合しており、ケース６１の前記段差６１eに減衰板２５を押し付けてケース６１に挿入されている。そして、ケース６１の固定用爪６１cを筒状ケース２２の取付板２２cの側面を包み込むように折り曲げてかしめることにより、ケース６１に筒状ケース２２を固着し、弾性体２６の装着を完成させている。
【００４２】
ケース６１の段差６１e部に装着された減衰板２５は、段差６１eよりも上方のケース６１の内径と略同一の外径を有する円盤形状をなし、その中心にはスリーブ２７の下端部を包む弾性体２６の外径よりも少し大きい径の孔２５aが設けられ、スリーブ２７下端部の弾性体２６との間に環状の隙間Ｈ2を形成している。弾性体２６により密封されたケース６１の内部には、弾性体２６の凹部２６aの途中までシリコーンオイルなどの粘性液Ｌが封入されており、凹部２６a内の上部には粘性液Ｌにより密封された空気室が形成されている。なお、ケース６１の底面には粘性液Ｌの注入用の孔が設けられており、栓体５８により閉じられている。
上記構成により、ケース６１の内部は減衰部材２４及び減衰板２５により、下方からａ室２９a、ｂ室２９b、ｃ室２９cに分割される。なお、ａ室２９aとｂ室２９bとは環状隙間Ｈ1及び小孔２４aを介して連通しており、ｂ室２９bとｃ室２９cとは環状隙間Ｈ2を介して連通している。また、ｃ室２９cは前述の空気室を含んでいる。
【００４３】
本実施形態においても、スタッド２３に装着された減衰部材２４の上方にケース６１に装着された減衰板２５を設け、減衰部材２４及び減衰板２５によりケース６１の内部をａ室２９a、ｂ室２９b、ｃ室２９cに分割する構成となっているので、第１実施形態と同様の作用により、減衰部材２４の上方への移動時にｂ室２９b内を高圧にすることができ、上下両方向に対して良好な減衰力を得ることができる。
【００４４】
また、第２実施形態と同様に、スタッド２３がスリーブ２７により摺動可能に保持されているので、スタッド２３に大荷重が作用してもコイルスプリング２８により支持され、弾性体２６の破損を防止できる。また、潤滑性のよい表面処理を施したスタッド２３と潤滑性のよい材料よりなるスリーブ２７との組み合わせにより、コストが安く信頼性・耐久性が良好であり、粘性液Ｌの漏れを確実に防止できる。
【００４５】
さらに、段差６１eより下方のケース６１は下方に向けて２段階の傾斜で徐々に内径が小さくなるテーパ形状を成しているので、図５に示したものと同様に、スタッド２３が下がり減衰部材２４が下がるに伴って、環状隙間Ｈ1は徐々に２段階に狭まり、２段階で徐々に大きくなる減衰力が得られる。これにより、ストロークエンドでの（即ちストッパ当接時の）衝撃を防止することができる。
【００４６】
また、本実施例においては、ケース６１の内径を徐々に小さく成しており、減衰部材２４の外周側面とケース６１との環状隙間Ｈ１を上方よりも下方が狭くなるようにして、減衰部材２４の外周側面に作用する反力の合力が下方に生じるようにしている。即ち、図７に示すように、減衰部材２４の下端部での隙間Ｈ1Lは上端部での隙間Ｈ1Uよりも狭くなっているので、減衰部材２４の外周側面がケース６１に接近した時に粘性液Ｌを介してケース６１から受ける反力は、下端部での反力ＦＬが最も大きく、上端部での反力ＦＵが最も小さい。このため、減衰部材２４の外周側面に作用する反力の合力Ｆ０の作用点は外周側面の高さ方向中央部よりも下方位置となる。従って、例えばスタッド２３の上端部に首振りさせるような横方向振動が発生して該上端部に回転モーメントＭが作用した時に、減衰部材２４をケース６１に接近させるようなモーメントが発生するが、上記のようにケース６１から受ける反力の合力Ｆ０が減衰部材２４の外周側面の下方位置に作用するので、回転モーメントを抑制して前記首振り振動を減衰する効果が大きくなり、スタッド２３の振動を効果的に抑制できる。
【００４７】
尚、本実施形態においては、ケース６１は下方に向けて徐々に内径が小さくなり、かつ上下でその傾斜角度が異なるようなテーパ形状を成していればよく、上下でその傾斜角度が異なるような曲面のテーパ形状であっても良いことは勿論である。
【００４８】
また、スタッド２３がスリーブ２７を介して軸方向に摺動自在であるから、スタッド２３の下降のとき、弾性体２６を引張ることがないので、弾性体２６の下面の凹部に形成した空気室の容量が維持されて粘性液が空気室へ流入し易い。従って、この流入での圧力損失により大きな減衰力を得ることができる。
【００４９】
なお、本実施形態において、スタッド２３の首振り振動の抑制効果を得るために、減衰部材２４の外周側面とケース６１との環状隙間Ｈ１を上方よりも下方を狭くした構成として、ケース６１の内面を下方になるにつれて径が小さくなるようなテーパ形状とし、かつ減衰部材２４の外周側面をスタッド２３の軸方向に略平行な形状としたが、これに限定されず、例えば減衰部材２４の外径を上部よりも下部を大きくした構成としてもよい。このように、スタッド２３の首振り振動を抑制するためには、首振りの中心から離れるに従い、前記隙間Ｈ１が小さくなるようにすればよい。また、本発明には含まれないが、参考となる構成として、例えば図８に示すように、ケース６１のカップ部６１ｆの内面は円筒形状（即ちテーパ面を有していない形状）とし、かつ減衰部材２４ａの外径を上部よりも下部を大きくした構成としてもよい。
【００５０】
また、減衰部材２４，２４ａの形状としては上記のようなカップ状に限定されず、例えば柱状、又は上方及び下方にそれぞれ開放した凹部を有するような断面Ｈ状であってもよく、これらの形状でも上記同様の減衰効果及び首振り振動抑制効果が得られる。
【００５１】
以上説明した実施形態においては、減衰板１５，２５はそれそれ段差１１e，２１e，５１e，６１eによって下方への動きを拘束されている例にて説明したが、弾性体１６，２６の下面に接合する構造としても構わない。この場合には、段差５１e，６１eは不要となる。
【００５２】
次に、図９に基づいて第５実施形態を説明する。なお、これまでと同一構成要素には同一の符号を付す。
図９において、ケース７１は、上方に開口したカップ部７１aと、図示しない取付孔及び固定用爪７１cが設けられた取付板７１dとを有している。取付板７１dよりも下方のケース７１は内径が下方に向かって徐々に小さくなるテーパ形状を成しており、所定高さ位置までは傾斜角度α１で、これよりも下方では傾斜角度α２（但し、α１＜α２）で傾斜している。
【００５３】
ケース７１の内部には、スタッド７３の下端に固着された減衰部材７４が収納されている。減衰部材７４は下方に開口したカップ形状をなし、減衰部材７４の外周側面の下部には、ケース７１の上部のテーパ面と対向し、かつ傾斜角度α１と略等しい傾斜角度を有するテーパ部を形成しており、その外周側面とケース７１との間には環状の隙間Ｈ1を形成している。また、減衰部材７４の外周側面の上部には、傾斜角度β１で傾斜した上向きのテーパ部を形成している。なお、α１≦β１に設定している。さらに、減衰部材７４の底面には、粘性液を封入した後に、減衰部材７４のカップ形状内側に溜まる空気を上方に逃がすために、図示しない小孔が設けられている。
【００５４】
また、ケース７１と減衰部材７４との間にはコイルスプリング２８が設けられている。カップ形状の減衰部材７４は、コイルスプリング２８の横ずれを防ぐリテーナとしての機能も有している。
【００５５】
スタッド７３は、上端部中心にネジ穴７３aを有する円柱形状をなし、スリーブ２７内に摺動自在に嵌挿されている。スリーブ２７は前述と同様に上端部と下端部の内面に図示しないスクレーパ及びオイルシールを装着している。円筒状に構成された弾性体７６は、スリーブ２７の外側に複数の円筒形プレート７５ａ，７５ｂ，７５ｃを介して複数の積層弾性体７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄが同心状にして環状に積層され接着された積層構成となっている。積層弾性体７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄは、ゴムや樹脂等から成形される。
【００５６】
弾性体７６の下方には、円盤状のプレート７７がケース７１の取付板７１d及び外側の円筒形プレート７５ｃと共に固定用爪７１cによって一体的に固着されて配設されている。プレート７７の中央部にはスリーブ２７の外径よりも少し大きい径の孔が形成されており、プレート７７の前記中央孔部及び下面には弾性体７９が接着され、前記中央孔にスリーブ２７が挿入されている。スリーブ２７と前記中央孔部に設けた弾性体７９との間には、環状の隙間Ｈ2を形成している。
【００５７】
また、弾性体７９の下部には、減衰部材７４の外周側面の上部に形成した前記傾斜角度β１のテーパ部に対向し、かつ略傾斜角度β１で傾斜する環状のテーパ面を形成し、これに続く上部には傾斜角度β２（但し、β１＜β２，α２≦β２）で傾斜する環状のテーパ面を形成している。この弾性体７９と減衰部材７４の外周側面の上部との間には、環状の隙間Ｈ3を形成している。
【００５８】
弾性体７６とスタッド７３と弾性体７９とにより密封されたケース７１の内部には、弾性体７６とプレート７７との間の空間の途中までシリコーンオイルなどの粘性液Ｌが封入されており、上記空間内の上部には粘性液Ｌにより密封された空気室が形成されている。
以上の構成により、ケース７１の内部のオイル封入室は減衰部材７４とプレート７７に接着された弾性体７９とにより、下方からａ室２９a、ｂ室２９b、ｃ室２９cに分割される。なお、ａ室２９aとｂ室２９bとは環状隙間Ｈ1及び環状隙間Ｈ3を介して連通しており、ｂ室２９bとｃ室２９cとは環状隙間Ｈ2を介して連通している。また、ｃ室２９cは前述の空気室を含んでいる。
【００５９】
本実施形態によると、スタッド７３の上下動に伴い、減衰部材７４とケース７１との間の隙間Ｈ1、及び減衰部材７４と弾性体７９との間の隙間Ｈ3が徐々に増減するので、粘性液Ｌの前記上下隙間Ｈ1，Ｈ3での絞りによる圧力損失での減衰力が増減する。即ち、図５に示すように、運転室の荷重とバランスした中立位置からの減衰部材７４の下降に伴い、隙間Ｈ1がケース７１のテーパ面の傾斜角度α１では滑らかに狭くなり、傾斜角度α2の範囲に到達すると、これより更に急に狭くなることになり、減衰力は２段階に変化し、ストロークエンドでの手前で大きくなって、ストッパに当接時の衝撃を緩衝する。また、中立位置からの上昇に伴ない、同様に減衰力が徐々に上昇し、ストッパ当接手前で減衰力がさらに大きくなる。従って、このとき、下降方向の減衰力の増加の傾きよりも上昇方向の増加の傾きが大きい（即ち、α１≦β１、α２≦β２）ので、振動緩衝時の人間（オペレータ）にとって心地良い感覚にマッチする。
【００６０】
尚、ケース７１は下方に向けて徐々に内径が小さくなり、かつ上下でその傾斜角度が異なるようなテーパ形状を成していればよく、上下でその傾斜角度が異なるような曲面のテーパ形状であっても良い。また、弾性体７９の下部に形成している環状のテーパ面も、上下でその傾斜角度が異なるような曲面のテーパ形状であっても良い。これにより、段階的に傾斜角が変わるようなテーパ面を有するよりも滑らかに減衰力が増加する。
また、減衰部材７４の形状としては上記のようなカップ状に限定されず、例えば柱状、又は上方及び下方にそれぞれ開放した凹部を有するような断面Ｈ状であってもよく、これらの形状でも上記同様の減衰効果及び首振り振動抑制効果が得られる。
【００６１】
尚、以上説明した実施形態においては、減衰部材の径やケースの径等の寸法、及び弾性体や粘性液の特性等は、仕様によって変更可能であることは勿論である。
また、前記空気室は弾性体１６，２６，７６の下面の凹部により形成されているが、これに限定されず、例えば弾性体２６，７６とスリーブ２７とにより、又は弾性体１６，２６，７６とスタッド１３，２３とにより形成するようにしてもよい。さらに、隙間Ｈ2はｂ室２９bとｃ室２９cとを分離して上記空気室を形成するものであればよく、従って減衰板１５，２５と弾性体１６，２６、減衰板１５，２５とスタッド１３，２３、減衰板１５，２５とスリーブ２７、弾性体７９とスタッド７３、又は弾性体７９とスリーブ２７により形成してもよい。
また、減衰板１５，２５等をケースの段差部に装着しているがこの構成に限定されず、例えばケースから内方に突出させたピンや突出部材に装着するようにしてもよい。
【００６２】
以上説明したように、本発明によれば、スタッドに装着された減衰部材の上方に、ケース側に固定された減衰板を有しているので、スタッドが上方向の荷重を受けた場合であっても、スタッド側の減衰部材の上側をスタッドが下方向の荷重を受けた場合の減衰部材の下側と同様に高圧にできる。これにより、スタッド側の減衰部材の両側に大きな差圧を発生させることができ、スタッドが上方向に動かされる場合も下方向に動かされる場合と同様の大きな減衰力が得られる。
【００６３】
そして、このとき、減衰力がスタッドの上昇又は下降のストローク量に応じて徐々に大きくなるので、振動の振幅が大きくても確実に減衰力を発生させて振動を減衰させることができる。さらに、減衰部材のストロークエンドの手前で減衰力を大きくしてストロークエンドでの衝撃を和らげることができるので、運転室の居住性を向上できる。
また、減衰部材の外周側面とケースとの隙間が上方よりも下端部の方が小さくなっているので、粘性液Ｌを介してケース壁面から受ける反力は下方が大きく、その合力は減衰部材の下側に加わる。これにより、スタッドの上端部に横方向にかかる振動による回転モーメントに対して、これを小さくする方向のモーメントが減衰部材の下側に発生するので、横振動を抑制する効果が大きい。
【００６４】
また、スタッド側の減衰部材の両側に大きな差圧を発生させることができるので、スタッドに上方向の大きな荷重が作用した場合でも、キャビテーションの発生を防止でき、これにより、安定して大きな減衰力を得ることができる。
よって、良好な減衰性能を有する液体式マウントを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す平面図及び断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す平面図及び断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の他の態様を示す側面断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す平面図及び断面図である。
【図５】本発明のテーパ形状のケースの作用説明図である。
【図６】本発明の第４実施形態を示す平面図及び断面図である。
【図７】第４実施形態の隙間の作用説明図である。
【図８】本発明の第４実施形態の他の態様を示す側面断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態を示す断面図である。
【図１０】従来技術の液体封入式マウントの断面図である。
【図１１】従来技術の液体封入式マウントの断面図である。
【符号の説明】
１１，２１…ケース、１２，２２…筒状ケース、１３，２３…スタッド、１４，２４…減衰部材、１５，２５…減衰板、１６，２６…弾性体、２７…スリーブ、２８…コイルスプリング、７１…ケース、７３…スタッド、７４…減衰部材、７５ａ，７５ｂ，７５ｃ…円筒形プレート、７６…弾性体、７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ…積層弾性体、７７…プレート、７９…弾性体、Ｌ…粘性液。

Claims (1)

1. 弾性体と、
   弾性体を貫通するスタッドと、
   一端側が開口し、かつ他端側に底面を有する筒状をなし、内部に粘性液を収容し、前記一端側の開口部に前記弾性体及び前記スタッドを嵌挿することで前記粘性液が封入されるケースと、
   下方に開口したカップ形状をなし、前記粘性液に浸かる状態で前記スタッドに装着された減衰部材とを備えた作業車両のキャブと車体フレーム間に取り付けられる液体封入式マウントにおいて、
   前記ケースの粘性液に浸かる部分の壁面を、下方に行くにつれて内径が徐々に小さくなり、かつ上下で傾斜角度が異なるよう２段階の傾斜で形成し、
   前記減衰部材の外周側面を前記ケースの傾斜面に対向させ、前記減衰部材の外周側面と前記ケースの傾斜面との隙間を上方よりも下方側で狭くした
   ことを特徴とする作業車両のキャブと車体フレーム間に取り付けられる液体封入式マウント。

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