JP5336299B2

JP5336299B2 - 防振装置

Info

Publication number: JP5336299B2
Application number: JP2009191806A
Authority: JP
Inventors: 宣明佐藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2029-08-21
Also published as: JP2011043210A

Description

本発明は、振動発生部からの振動を吸収する防振装置に関し、例えば建設機械、農業機械等のキャビン内への振動の伝達を防止するキャビン用マウントに適用可能なものである。

従来、外筒内にゴム等で形成された弾性体を介して内筒が取り付けられると共に液室が構成され、キャビンへ内筒が連結されるような構造の防振装置が知られている。このような防振装置では、車体からの振動により軸方向に沿った相対変位が内外筒間に生じるようになっている。また、外筒の径方向の振動に対して、ストッパが設けられている。

特許文献１には、液室内の減衰板を弾性体で被覆して径方向のストッパとし、大きな径方向の振動が入力された場合に、外筒の内壁とストッパとが当たるように構成された弾性支持装置が開示されている。また、特許文献２には、外筒側に固定された固定減衰板を弾性体で被覆してストッパとし、大きな径方向の振動が入力された場合に、内筒とストッパとが当たるように構成されている。

しかしながら、特許文献１に開示されたストッパは、内筒に加硫形成されたゴムとは別に減衰板に形成されており、加硫工程が増え、生産性が低下する。また、特許文献２に開示されたストッパは、内筒（スタッド）に直接衝突するため、内筒へダメージを与えてしまう。

特開平６−５７９６０号公報特開２００９−２５２６号公報

本発明は上記事実を考慮して、より少ない製造工数で製造可能で、耐久性のすぐれた防振装置を得ることを課題とする。

本発明の請求項１に記載の防振装置は、振動発生部及び振動受け部の一方に連結される取付部と、前記取付部に連結された筒状の外筒と、を有する外側取付部材と、前記外筒の筒内側に一部が配置され、振動発生部及び振動受け部の他方に連結される内側取付部材と、前記内側取付部材と前記外側取付部材との間に配設されて前記内側取付部材と前記外側取付部材とを弾性的に連結する弾性体と、前記外筒の内側に構成され、液体が封入される液室と、前記内側取付部材に連結されて前記液室内に配置され、前記液室内で移動して減衰力を発生させる減衰板と、前記取付部の前記内側取付部材と対向する位置に配置され、前記弾性体と一体的に形成された弾性緩衝部材と、前記内側取付部材の前記減衰板よりも前記弾性体の取付側に連結され、前記弾性緩衝部材と対向配置された径方向ストッパ部材と、を備えている。

請求項１に係る防振装置では、取付部の内側取付部材と対向する位置に、弾性緩衝部材が配置されている。弾性緩衝部材は、弾性体と一体的に形成されている。防振装置に、径方向の大振動が入力されると、弾性体の弾性変形により、弾性緩衝部材と径方向ストッパ部材とが径方向に相対移動して当たり、過度な内側取付部材と外側取付部材の相対移動が阻止される。

上記構成によれば、弾性体と一体的に形成されている弾性緩衝部材を、製造工数を増加させることなく、弾性体の成形と同一工程で形成することができる。また、取付部に径方向ストッパ部材が当てられるので、外筒に当たる場合と比較して、外筒へのダメージが少ない。また、弾性緩衝部材を、弾性体と一体的に形成するので、弾性緩衝部材と弾性体とを同一工程で形成することができ、製造工数を少なくすることができる。
なお、請求項２に記載されているように、液室の隔壁の一部はゴム部材で構成することができる。

請求項３に記載の防振装置は、前記減衰板の外周部は、前記取付部と前記外筒の筒軸方向で対向配置されていることを特徴とする。

上記構成によれば、外筒の筒軸方向の振動に対しては、減衰板の外周部を取付部に当てることにより、ストッパとして機能させることができる。

請求項４に記載の防振装置は、前記内側取付部材が、筒状の内筒、及び、この内筒の筒内に挿入される取付ボルトを有し、前記内筒に前記弾性体が固着され、前記減衰板及び径方向ストッパ部材は前記取付ボルトに外挿されて取り付けられること、を特徴とする。

上記構成によれば、内側取付部材が内筒と取付ボルトに分かれているので、弾性体の固着と、減衰板及び径方向ストッパ部材の取り付けを、容易に行うことができる。

請求項５に記載の防振装置は、前記内側取付部材の前記減衰板よりも前記弾性体側に、前記径方向ストッパ部材よりも径方向長さが短いスペーサが連結されていること、特徴とする。

上記構成によれば、スペーサを設けることにより、弾性体との間の液体が流入可能な空間の容積を大きくすることができる。

本発明は上記構成としたので、より少ない製造工数で製造可能で、耐久性のすぐれた防振装置を得ることができる。

本発明の実施形態に係る防振装置の構成を示す軸方向に沿った断面図である。本発明の実施形態に係る防振装置の構成を示す径方向に沿った断面図である。本発明の実施形態に係る防振装置に軸方向の振動が入力した際の状態を示す断面図である。本発明の実施形態に係る防振装置の径方向の振動入力の際の状態を示す断面図である。本発明の実施形態の変形例に係る防振装置の構成を示す軸方向に沿った断面図である。本発明の実施形態の変形例に係る防振装置に軸方向の振動が入力した際の状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る防振装置について図面を参照して説明する。
図１及び図２には本実施形態の防振装置１０が示されている。この防振装置１０は、例えば、建設機械、農業機械等の車体に用いられる防振装置である。防振装置１０は、外側取付部材１２、内側取付部材１３を備えている。防振装置１０の主振動の入力方向を軸方向Ｓとして図示する。

図１に示すように、外側取付部材１２は、取付部２０及び外筒２２を備えている。取付部２０は、図２に示すように、四角板形状とされ板面の中央に開口２０Ａ（図１参照）が構成されている。取付部２０の４つの各角には、取付穴２０Ｈが構成され、不図示のボルトが取付穴２０Ｈに挿通されて締結され、取付部２０は車体側へ固定される。

外筒２２は、略円筒形状とされた筒部２２Ａ、及び、カシメ部２２Ｂを有している。筒部２２Ａは、筒軸が軸方向Ｓと一致すると共に取付部２０の板面と直交するように、取付部２０の下面２０Ｂ側に配置されている。カシメ部２２Ｂは、筒部２２Ａと一体的に形成され、筒部２２Ａよりも大径となるように径方向外側に屈曲されると共に、端部が径方向内側に折り返されている。

外筒２２は、取付部２０の下面２０Ｂと連結弾性部材１８を介して連結されている。連結弾性部材１８は、取付部２０の下面２０Ｂに接着されると共に、筒部２２Ａを覆い、カシメ部２２Ｂの内側に延出するように形成され、先端にシール部１８Ａが構成されている。

外筒２２のカシメ部２２Ｂには、底板２４がカシメ固定されている。底板２４は、略円板状とされ、板面中央に外側へ凸となる凹部２４Ａが構成され、外周端に凹部２４Ａの突出側と逆側に折り曲げられた端部２４Ｅを有している。底板２４の外周部は、外筒２２のカシメ部２２Ｂの内側に配置され、端部２４Ｅが軸方向Ｓでカシメ部２２に挟み込まれると共に、端部２４Ｅよりも径方向内側がシール部１８Ａを介してカシメ部２２Ｂに挟み込まれて、カシメ固定され、外筒２２の他端側開口を閉鎖している。

一方、内側取付部材１３は、内筒１４及び取付ボルト３０を備えている。内筒１４は、円筒状とされ、筒内に雌ネジ１４Ｎが構成されている。内筒１４は、外径が外筒２２の内径よりも小径とされ、筒軸が軸方向Ｓと一致するように配置されている。

内筒１４と外側取付部材１２の間には、弾性体１６が配置されている。弾性体１６は、内筒１４の外周と外側取付部材１２の取付部２０の上面とに接着され、内筒１４と取付部２０とを、弾性的に連結している。弾性体１６の軸方向Ｓの取付部２０と逆側には、第１凸面部１６Ａ、第２凸面部１６Ｂが形成されている。第１凸面部１６Ａは、凸面が内筒材１４の筒端と面一に形成されており、第２凸面部１６Ｂは、第１凸面部１６Ａよりも凸面が軸方向Ｓで取付部２０側に退避するように形成されている。弾性体１６の第１凸面部１６Ａと逆側には、凹部１６Ｃが構成されている。

弾性体１６は、取付部２０の開口２０Ａを構成する内壁を覆って弾性緩衝部材としての径方向ストッパゴム部１７Ａを構成するとともに、取付部２０の下面の径方向内側を覆って軸方向ストッパゴム部１７Ｂを構成し、連結弾性部材１８と一体的に構成されている。弾性体１６は、内筒１４、取付部２０、及び、外筒２２へ、加硫成形により一体成形することができる。

内筒１４の筒内には、取付ボルト３０が螺合されている。内筒１４と取付ボルト３０で、内側取付部材１３が構成されている。取付ボルト３０は、頭部３４、及び、軸部３２を有している。軸部３２には、頭部３４側に基端部３２Ａが構成され、基端部３２Ａよりも先端側に雌ネジ１４Ｎに螺合可能な雄ネジ部３２Ｂが形成されている。取付ボルト３０は、頭部３４が底板２４の凹部２４Ａと対向するように配置されている。取付ボルト３０の基端部３２Ａには、頭部３４側から順に減衰板３６、径方向ストッパ部材３８が取り付けられている。

減衰板３６は、外径が外筒２２の筒部２２Ａよりも小径で取付部２０の開口２０Ａよりも大径の円板状とされている。減衰板３６の外周端と連結弾性部材１８との間隔は、Ｄ１とされている。減衰板３６は、中央に構成された挿通穴３６Ａに取付ボルト３０が挿通されて、取付ボルト３０に取り付けられている。減衰板３６の外周上面３６Ｕは、軸方向ストッパゴム部１７Ｂと対向するように配置されている。

径方向ストッパ部材３８は、外径が取付部２０の開口２０Ａよりも小径の円板状とされている。径方向ストッパ部材３８は、中央に構成された挿通穴３８Ａに取付ボルト３０が挿通されて、減衰板３６上に積層されるように取付ボルト３０に取り付けられている。径方向ストッパ部材３８は、外周端面３８Ｂが径方向ストッパゴム部１７Ａと対向するように配置されている。外周端面３８Ａと径方向ストッパゴム部１７Ａとの間隔Ｄ２は、Ｄ１よりも狭く、Ｄ１＞Ｄ２となっている。

内筒１４は、取付ボルト３０の雄ネジ部３２Ｂが雌ネジ１４Ａに螺合され、頭部３４との間に、減衰板３６と径方向ストッパ部材３８とを挟み込んでいる。取付ボルト３０の雄ネジ部３２Ｂは、内筒１４から突出され、この雄ネジ部３２Ｂが乗員の搭乗する図示しないキャビンにねじ止められて、キャビンに内側取付部材１３が連結されている。これにより、防振装置１０がキャビンをフローティング支持するようになっている。

弾性体１６、連結弾性部材１８、外筒２２、及び、底板２４に囲まれた内側空間は、減衰板３６により仕切られており、この空間の底板２４側は液室４０とされている。液室４０には、粘性流体が充填されている。減衰板３６よりも弾性体１６の凹部１６Ｃ側は、空気室４２とされている。空気室４２には、空気が充填されている。なお、液室４０と空気室４２とは、減衰板３６が軸方向ストッパゴム部１７Ｂと離間した際に、互いに連通する。

次に、本実施形態の防振装置１０の製造方法について説明する。
まず、内筒１４、取付部２０、外筒２２を、弾性体１６及び連結弾性部材１８を形成する金型にセットし、弾性体１６、径方向ストッパゴム部１７Ａ、軸方向ストッパゴム部１７Ｂ、及び連結弾性部材１８を加硫成形する。

次に、取付ボルト３０に、減衰板３６、径方向ストッパ部材３８を外挿し、取付ボルト３０を内筒１４の雌ネジ１４Ａに螺合させ、減衰板３６及び径方向ストッパ部材３８を取付ボルト３０に固定する。減衰板３６は、軸方向ストッパゴム部１７Ｂに当接させ、空気室４２を構成する。そして、底板２４を外筒２２のカシメ部２２Ｂにカシメ固定して液室４０を構成し、不図示の注入口より、液体を液室４０へ充填する。これにより、防振装置１０が完成する。

本実施形態では、弾性体１６、径方向ストッパゴム部１７Ａ、軸方向ストッパゴム部１７Ｂ、及び連結弾性部材１８を、一回の加硫工程により製造できるので、製造工程を少なくすることができる。

次に本実施形態の防振装置１０の作用を説明する。
車体側から振動が入力すると、取付部２０を介して振動が弾性体１６に伝達され、弾性体１６の変形により振動が吸収されて減衰される。これにより、内側取付部材１３側に連結されたキャビンへ振動が伝達され難くなる。

振動入力による弾性体１６の変形に伴って、外側取付部材１２と内側取付部材１３とが軸方向Ｓに相対移動すると、図３に示すように、減衰板３６が液室４０内を移動し、液室４０内の液体が減衰板３６の外周と外筒２２との間を通って流動する。そして、液体の一部は、空気室４２側へ流入する。これにより、液体流動の粘性抵抗に基づく減衰作用で、減衰力を発生させることができ、防振効果を向上させることができる。このとき、空気室４２内には、圧縮可能な空気が充填されているので、液室４０及び空気室４２の容積が弾性体１６の変形により縮小しても、空気室４２内の空気を圧縮させて、非圧縮性である液体の圧力上昇を抑制することができる。

また、内筒１４の底板２４から離れる方向への移動は、減衰板３６の外周上面３６Ｕが軸方向ストッパゴム部１７Ｂに当たることにより阻止される。

さらに、振動入力による弾性体１６の変形に伴って、外側取付部材１２と内側取付部材１３とが径方向に相対移動すると、図４に示すように、径方向ストッパ部材３８の外周端面３８Ａが径方向ストッパゴム部１７Ａに当たり、過度な相対移動が阻止される。

本実施形態では、径方向の振動が入力された場合のストッパが、内側取付部材１３とは別部材の径方向ストッパ部材３８で構成されているので、内側取付部材１３へのダメージを少なくすることができる。また、径方向ストッパ部材３８と衝突するのは、直接車体側に取り付けられ外筒２２よりも強度の高い取付部２０なので、外筒２２にストッパを当てる場合と比較して、耐久性を向上させることができる。

また、径方向ストッパ部材３８は、外筒２２に衝突させることがないので、外筒２２の強度を、ストッパとして使用する場合ほど考慮する必要がなく、外筒２２の設計の自由度を高くすることができる。

なお、本実施形態では、減衰板３６と径方向ストッパ部材３８とを別部材としたが、一体的に構成することもできる。また、一体的に構成する場合、減衰板３６と径方向ストッパ部材３８の外径を同じにして１枚の板で構成し、軸方向ストッパゴム部１７Ｂに当てるストッパ部を径方向外側に突出するように溶接等により形成してもよい。

また、本実施形態では、外側取付部材１２の取付部２０と外筒２２とが連結弾性部材１８で連結されている例について説明したが、取付部２０と外筒２２とは、溶接により接合してもよい。特に、本実施形態のように連結弾性部材１８により連結することにより、一度のゴム加硫により連結することができ、溶接の必要がなく、製造工程を少なくすることができる。

また、図５に示すように、径方向ストッパ部材３８の厚みを薄くして、減衰板３６と径方向ストッパ部材３８の間に、スペーサ部材３７を介在させてもよい。スペーサ３７は、径方向ストッパ部材３６よりも小径の円板状として、中央に挿入穴３７Ａを穿孔することにより、取付ボルト３０に取り付けることができる。スペーサ部材３７を介在させることにより、空気室４２の容積を大きくすることができ、図６に示すように、液室４０及び空気室４２の容積が縮小した時の液体の圧力上昇抑制するための、空気の充填量を、調整することができる。

なお、上記実施形態において、振動発生部となる車体のフレーム側に外側取付部材１２の取付部２０を連結し、振動受け部となるキャビン側に内側取付部材１３を連結する構成としたが、この逆の構成としてもよい。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。

さらに、本実施形態においては、建設機械、農業機械等の車体に搭載されるキャビンの防振を目的としたが、本発明の防振装置は例えば車両のエンジン等、あるいは車両以外の他の用途にも用いられることはいうまでもなく、例えば振動を発生する部材の近辺で、防振装置が必要な部位をフローティング支持するようにしてもよい。

１０防振装置
１２外側取付部材
１３内側取付部材
１４内筒
１６弾性体
１７Ａ径方向ストッパゴム部
１７Ｂ軸方向ストッパゴム部
２０取付部
２２外筒
３０取付ボルト
３２軸部
３４頭部
３６減衰板
３７スペーサ部材
３８径方向ストッパ部材
４０液室
Ｓ軸方向

Claims

振動発生部及び振動受け部の一方に連結される取付部と、前記取付部に連結された筒状の外筒と、を有する外側取付部材と、
前記外筒の筒内側に一部が配置され、振動発生部及び振動受け部の他方に連結される内側取付部材と、
前記内側取付部材と前記外側取付部材との間に配設されて前記内側取付部材と前記外側取付部材とを弾性的に連結する弾性体と、
前記外筒の内側に構成され、液体が封入される液室と、
前記内側取付部材に連結されて前記液室内に配置され、前記液室内で移動して減衰力を発生させる減衰板と、
前記取付部の前記内側取付部材と対向する位置に配置され、前記弾性体と一体的に形成された弾性緩衝部材と、
前記内側取付部材の前記減衰板よりも前記弾性体の取付側に連結され、前記弾性緩衝部材と対向配置された径方向ストッパ部材と、
を備えた、防振装置。
前記液室の隔壁の一部がゴム部材で構成されていること、を特徴とする請求項１に記載の防振装置。
前記減衰板の外周部は、前記取付部と前記外筒の筒軸方向で対向配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の防振装置。
前記内側取付部材は、筒状の内筒、及び、この内筒の筒内に挿入される取付ボルトを有し、前記内筒に前記弾性体が固着され、前記減衰板及び径方向ストッパ部材は前記取付ボルトに外挿されて取り付けられること、を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の防振装置。
前記内側取付部材の前記減衰板よりも前記弾性体側に、前記径方向ストッパ部材よりも径方向長さが短いスペーサが連結されていること、特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の防振装置。