JP5188147B2 - 防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベルなど建設機械のエンジンマウントに使用される防振装置に関するものである。

従来より、油圧ショベルなど建設機械のエンジンマウントに使用される防振装置として、例えば、特許文献１〜３には、金属製の内筒体と金属製のフランジ付き外筒体との間にゴム弾性体がその上端面及び外周部を露出するように一体に加硫接着されて構成され、内筒体の下端側の外周と外筒体の下端側の内周との間に挟まれたゴム弾性体の下端面に、上方へ比較的浅く入り込む凹溝が内筒体の外周に沿うように環状に形成されたものが開示されている。

この防振装置は上下一対で使用するものであり、各内筒体同士及び各外筒体のボス部同士をそれぞれ対向させて、エンジン側ブラケットに設けられた取付孔に嵌合されている。そして、上側の防振装置の上部に配置される建設機械の本体フレーム側ブラケットと、上下の防振装置の各内筒体とに締結ボルトを挿通し、この締結ボルトの頭部を本体フレーム側ブラケットの上面に当接させるとともに、締結ボルトの下側の防振装置の内筒体より下方に突出する下端部に受けブラケットを介して締結ナットを締め付けている。これにより、内筒体同士を突き合せてゴム弾性体に予圧縮量を付与した上でエンジンを搭載するようにしている。

図４は、エンジン側ブラケットを防振装置で保持した状態を示す模式図である。図４に示すように、エンジン４０における車体の本体フレーム４３と対向する面（図４ではエンジン４０の下面）には、金属製ストッパ４１が本体フレーム４３側に突出して設けられている。この金属製ストッパ４１は、防振装置１０，１０で防振支持されたエンジン４０が重心位置４２を中心に回動したときに本体フレーム４３と当接して、エンジン４０がそれ以上回動しないように規制するためのものであり、エンジン４０が大きく変位するのを防止している。これにより、エンジン４０の周辺領域に配置されている各種部材とエンジン４０とが干渉することが防止される。
実開昭５４−２８８１５号公報 実公昭６３−３７５３８号公報 実公平３−２８１９９号公報

しかしながら、従来の防振装置では、建設機械がバウンドした場合等にエンジンが振動したときの運動エネルギーを金属製ストッパで全て受け止めて吸収する構成としているため、大きな衝撃加速度が生じた場合に、金属製ストッパ及び本体フレームに作用する負荷が大きくなり、当接箇所が破損したり大きな衝突音が発生するおそれがあった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動発生時の運動エネルギーの一部を金属製ストッパが作用する前に吸収して衝撃加速度を低減することができる防振装置を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明は、外筒体のフランジ部に立設部と水平部とを形成し、この水平部の表面にゴムストッパ部を設けて運動エネルギーの一部を吸収するようにした。

具体的に、本発明は、筒状に形成され筒軸方向の片側端部に外周方向に張り出すフランジ部が設けられた外筒体と、筒状に形成されて該外筒体内に同心状に配置され且つその筒軸方向の片側端部が該外筒体の該フランジ部よりも筒軸方向外方に突出した内筒体と、該外筒体及び内筒体の間に設けられて両者を連結するゴム弾性体とを備えた防振装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、請求項１の発明は、前記フランジ部の外周縁部には、前記内筒体の突出方向に立設した立設部が全周にわたって一体に形成され、
前記立設部の先端周縁部には、前記外筒体の外周方向に張り出す水平部が一体に形成され、
前記水平部における前記内筒体の突出側表面には、その肉厚方向の頂面が該内筒体の突出側端面よりも低い位置に設定されたゴムストッパ部が設けられ、
前記ゴムストッパ部は、前記立設部及び前記水平部の表面全体を覆うように設けられていることを特徴とするものである。

請求項１に係る発明によれば、外筒体のフランジ部に立設部及び水平部を一体に設け、水平部における内筒体の突出側表面にゴムストッパ部を設けたから、エンジンが振動したときに、ゴムストッパ部と本体フレーム側ブラケットとを当接させて振動発生時の運動エネルギーの一部をゴムストッパ部で吸収することができる。すなわち、エンジン側に設けられた金属製ストッパが車両の本体フレームに当接してエンジンの変位が規制される前に、予めゴムストッパ部で運動エネルギーの一部を吸収するようにすれば、金属製ストッパが作用する際の衝撃加速度を低減させることができ、金属製ストッパと本体フレームとの当接箇所の破損や摩耗を防止したり衝突音を軽減する上で有利となる。

さらに、フランジ部の表面にゴムストッパ部を直接設けるのではなく、フランジ部の外周縁部から立設部を立設させてその先端周縁部から外周方向に張り出す水平部を設け、この水平部における内筒体の突出側表面にゴムストッパ部を設けるようにしたから、ゴムストッパ部のバネ特性を向上させる上で有利となる。

すなわち、フランジ部の表面にゴムストッパ部を直接設けた場合には、本体フレーム側ブラケットとゴムストッパ部との距離が離れているため、両者を当接させるためにゴムストッパ部のゴム厚を厚くしなければならない。しかし、ゴムストッパ部のゴム厚が厚いと弾力性が増してしまうため、振動発生時の運動エネルギーを十分に吸収する前に金属製ストッパが作用して衝撃加速度を十分に低減させることができなかったり、ゴムストッパ部の耐久性能が劣る等の不具合が懸念される。そこで、本発明の防振装置のように、フランジ部に対して立設部及び水平部を設けてゴムストッパ部の肉厚を最小限の厚さに抑えるようにすれば、振動発生時の運動エネルギーを十分に吸収した後で、エンジン側の金属製ストッパを作用させることができる。

また、フランジ部の立設部及び水平部の表面全体をゴムストッパ部で覆うようにしたから、立設部及び水平部の錆止め用のコーティング材としてゴムストッパ部を使用することができる。すなわち、金属製のフランジ部をプレス成形して立設部及び水平部を形成する場合には、立設部及び水平部に対して錆止め用の塗装処理等を施す必要があるが、本発明の防振装置のように、水平部における内筒体の突出側表面にゴムストッパ部を加硫接着する際に、合わせて立設部及び水平部の表面全体にもゴムストッパ部を加硫接着するようにしておけば、錆止め用の塗装工程を省くことができて、全体として作業効率が向上する。

このように、本発明によれば、外筒体のフランジ部に立設部及び水平部を設け、水平部における内筒体の突出側表面にゴムストッパ部を設けたから、エンジンが振動したときに、ゴムストッパ部と本体フレーム側ブラケットとを当接させて振動発生時の運動エネルギーの一部をゴムストッパ部で吸収することができる。すなわち、エンジン側に設けられた金属製ストッパが車両の本体フレームに当接してエンジンの変位が規制される前に、予めゴムストッパ部で運動エネルギーの一部を吸収するようにすれば、金属製ストッパが作用する際の衝撃加速度を低減させることができ、金属製ストッパと本体フレームとの当接箇所の破損や摩耗を防止したり衝突音を軽減する上で有利となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る防振装置の構成を示す側面断面図である。図１に示すように、この防振装置１０は、外筒体１１と、外筒体１１内に同心状に配置された内筒体１５と、外筒体１１及び内筒体１５の間に設けられた両者を連結するゴム弾性体２０とを備えている。

前記外筒体１１の筒軸方向の片側端部（図１において上側）には、外周方向に張り出すフランジ部１２が設けられている。このフランジ部１２の断面形状は、基端部において上方に向かって湾曲した湾曲部１２ａと、この湾曲部１２ａの外周縁部から外周方向へ水平に張り出す水平面部１２ｂとを有した形状とされている。なお、フランジ部１２は、湾曲部１２ａを設けることなく基端部から水平面部１２ｂを形成するようにしても構わない。

そして、フランジ部１２の水平面部１２ｂの外周縁部には、図１において上方に立設した立設部１３が全周にわたって形成されている。さらに、立設部１３の先端周縁部には、外筒体１１の外周方向に張り出す水平部１４が形成されている。なお、フランジ部１２、立設部１３及び水平部１４は、外筒体１１をプレス成形して折り曲げることで一体に形成されている。

前記内筒体１５は、外筒体１１内に同心状に配置され且つ上端部が外筒体１１のフランジ部１２（より正確には水平部１４）よりも上方に突出している。

前記ゴム弾性体２０は、外筒体１１及び内筒体１５の間に設けられ、その上端部２０ａ及び外周部２０ｂを露出するように一体に加硫接着されることにより構成されている。このゴム弾性体２０の外周部２０ｂは、フランジ部１２の上面を覆う下端部から上端部２０ａにかけて幅狭となるテーパ状に形成されている。

そして、前記内筒体１５の下端側の外周と外筒体１１の下端側の内周との間に挟まれたゴム弾性体２０の下端面には、全体的に上方へ深く入り込んだ凹溝２０ｃが内筒体１５の外周に沿うように環状に形成されている。

前記外筒体１１の水平部１４の上面には、その全周にわたってゴムストッパ部１６が環状に形成されている。このゴムストッパ部１６は、加硫接着によりゴム弾性体２０と一体に形成されたものであり、その肉厚方向の頂面（図１では上面）は、内筒体１５の上端面よりも低い位置に設定されている。さらに、このゴムストッパ部１６は、立設部１３の外周面及び水平部１４の下面を覆うように一体に形成されている。

このように、前記フランジ部１２の立設部１３及び水平部１４の表面全体をゴムストッパ部１６で覆うようにすれば、立設部１３及び水平部１４の錆止め用のコーティング材としてゴムストッパ部１６を使用することができる。すなわち、金属製のフランジ部１２をプレス成形して立設部１３及び水平部１４を形成する場合には、立設部１３及び水平部１４に対して錆止め用の塗装処理等を施す必要があるが、本発明の防振装置１０のように、水平部１４の上面にゴムストッパ部１６を加硫接着する際に、合わせて立設部１３及び水平部１４の表面全体にもゴムストッパ部１６を加硫接着するようにしておけば、錆止め用の塗装工程を省くことができて、全体として作業効率が向上する。

図２は、本実施形態に係る防振装置の使用状態を示す側面断面図である。図２に示すように、上下一対の防振装置１０，１０が、エンジン側ブラケット５０に設けた取付孔５１に各内筒体１５，１５同士及び各外筒体１１，１１の筒部１１ａ，１１ａ同士がそれぞれ対向するように嵌合されている。そして、下側の防振装置１０の下部に配置された建設機械の本体フレーム側ブラケット５２と、上下の防振装置１０，１０の各内筒体１５，１５に締結ボルト５３を挿通し、締結ボルト５３における上側の防振装置１０の内筒体１５より上方に突出した上端部に、本体フレーム側ブラケット５４を介して締結ナット５５を締め付ける。これにより、内筒体１５，１５同士を突き合せて防振装置１０，１０を予圧縮状態にセットした上でエンジン（図示せず）が搭載される。

ここで、大荷重が負荷されて振動が発生したときには、ゴムストッパ部１６と本体フレーム側ブラケット５２とが当接し、振動発生時の運動エネルギーの一部がゴムストッパ部１６で吸収される。すなわち、図４に示すように、エンジン４０側に設けられた金属製ストッパ４１が車両の本体フレーム４３に当接してエンジン４０の変位が規制される前に、予めゴムストッパ部１６で運動エネルギーの一部を吸収するようにすれば、金属製ストッパ４１が作用する際の衝撃加速度を低減させることができ、金属製ストッパ４１と本体フレーム４３との当接箇所の破損や摩耗を防止したり衝突音を軽減する上で有利となる。

さらに、前記フランジ部１２の表面にゴムストッパ部１６を直接設けるのではなく、フランジ部１２の外周縁部から立設部１３を立設させてその先端周縁部から外周方向に張り出す水平部１４を設け、この水平部１４の上面にゴムストッパ部１６を設けるようにしたから、ゴムストッパ部１６のバネ特性を向上させる上で有利となる。

すなわち、前記フランジ部１２の表面にゴムストッパ部１６を直接設けた場合には、本体フレーム側ブラケット５２とゴムストッパ部１６との距離が離れているため、両者を当接させるためにゴムストッパ部１６のゴム厚を厚くしなければならない。しかし、ゴムストッパ部１６のゴム厚が厚いと弾力性が増してしまうため、振動発生時の運動エネルギーを十分に吸収する前に金属製ストッパ４１が作用して衝撃加速度を十分に低減させることができなかったり、耐久性が悪くなる等の不具合が懸念される。そこで、本発明の防振装置１０のように、フランジ部１２に対して立設部１３及び水平部１４を設けてゴムストッパ部１６のゴム厚を最小限の厚さに抑えるようにすれば、振動発生時の運動エネルギーを十分に吸収することができる。

図３は、本実施形態に係る防振装置及び従来の防振装置の荷重と変位の関係を示すグラフ図である。なお、図３において、実線３１は本発明の防振装置、２点鎖線３２は従来の防振装置のバネ特性を示すものとする。また、符号３５はゴムストッパ部１６の作用開始位置、符号３６は金属製ストッパ４１の作用開始位置を示すものとする。

図３に示すように、本発明の防振装置１０では、振動発生時において、最初にゴムストッパ部１６が本体フレーム側ブラケット５２に当接して弾性変形し、続いて、エンジン側の金属製ストッパ４１が本体フレーム４３に当接してエンジンの変位が規制されるから、図３においてゴムストッパ部１６の作用開始位置３５から金属製ストッパ４１の作用開始位置３６までの区間において、斜線領域３３の面積に相当する運動エネルギーがゴムストッパ部１６で吸収され、金属製ストッパ４１が作用する際の衝撃加速度を低減できていることが分かる。

以上のように、本実施形態に係る防振装置１０によれば、外筒体１１のフランジ部１２に立設部１３及び水平部１４を設け、水平部１４の上面にゴムストッパ部１６を設けたから、エンジン４０が振動したときの運動エネルギーの一部をゴムストッパ部１６で吸収した後で、エンジン４０側に設けられた金属製ストッパ４１を本体フレーム４３に当接させて残りの運動エネルギーを吸収することができ、金属製ストッパ４１が作用する際の衝撃加速度を予めゴムストッパ部１６で低減することができ、衝突音を低減するとともに、部品の破損や摩耗を大幅に低減することができる。また、フランジ部１２に立設部１３及び水平部１４を設けてゴムストッパ部１６のゴム厚を最小限の厚さに抑えるようにしたから、振動発生時の運動エネルギーを十分に吸収することができる。

以上説明したように、本発明は、振動発生時の運動エネルギーの一部を金属製ストッパが作用する前に吸収して衝撃加速度を低減することができる防振装置を提供することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

本発明の実施形態に係る防振装置の構成を示す側面断面図である。 防振装置の使用状態を示す側面断面図である。 本実施形態に係る防振装置及び従来の防振装置の荷重と変位の関係を示すグラフ図である。 エンジン側ブラケットを防振装置で保持した状態を示す模式図である。

１０ 防振装置
１１ 外筒体
１２ フランジ部
１３ 立設部
１４ 水平部
１５ 内筒体
１６ ゴムストッパ部
２０ ゴム弾性体

Claims (1)

1. 筒状に形成され筒軸方向の片側端部に外周方向に張り出すフランジ部が設けられた外筒体と、筒状に形成されて該外筒体内に同心状に配置され且つその筒軸方向の片側端部が該外筒体の該フランジ部よりも筒軸方向外方に突出した内筒体と、該外筒体及び内筒体の間に設けられて両者を連結するゴム弾性体とを備えた防振装置であって、
   前記フランジ部の外周縁部には、前記内筒体の突出方向に立設した立設部が全周にわたって一体に形成され、
   前記立設部の先端周縁部には、前記外筒体の外周方向に張り出す水平部が一体に形成され、
   前記水平部における前記内筒体の突出側表面には、その肉厚方向の頂面が該内筒体の突出側端面よりも低い位置に設定されたゴムストッパ部が設けられ、
   前記ゴムストッパ部は、前記立設部及び前記水平部の表面全体を覆うように設けられていることを特徴とする防振装置。

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