防振マウント装置
【課題】ばね部材の位置ずれを防ぎかつ良好な防振性を確保した防振マウント装置を提供する。
【解決手段】本発明の防振マウント装置は、支持体と被支持体の間に介装され、前記支持体に作用した振動を緩衝させて前記被支持体に伝達する防振マウント装置であって、前記被支持体の荷重支持方向に伸縮するばね部材と、前記ばね部材の伸縮方向に直交する方向の動きを規制するスプリングガイドとを備え、前記スプリングガイドには、前記ばね部材が当接すると、前記ばね部材の径方向断面で前記ばね部材と点接触状態で摺接する摺接部が形成されていることを特徴とする。
【解決手段】本発明の防振マウント装置は、支持体と被支持体の間に介装され、前記支持体に作用した振動を緩衝させて前記被支持体に伝達する防振マウント装置であって、前記被支持体の荷重支持方向に伸縮するばね部材と、前記ばね部材の伸縮方向に直交する方向の動きを規制するスプリングガイドとを備え、前記スプリングガイドには、前記ばね部材が当接すると、前記ばね部材の径方向断面で前記ばね部材と点接触状態で摺接する摺接部が形成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防振マウント装置に関し、特に建設機械におけるキャブと車体フレームとの間に介装される防振マウント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、不整地で作業するブルドーザやパワーショベル等の建設機械は、走行装置が取り付けられる車体フレーム上に運転・操作用のキャブが設けられている。このキャブは、一般の車両に比べて車体フレーム側から伝搬する外力が大きく、それに伴う振動が激しいので、制振装置として機能する防振マウント装置を介在させて車体フレームに装着されている。
【０００３】
そして、この防振マウント装置としては、いわゆる液体封入マウントと呼ばれるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の構成では、防振マウント装置は、上方に開口した容器を備えている。この容器の上部には円筒状の弾性体が取り付けられ、弾性体の中央部にはシャフトが上下方向に摺動自在に嵌挿されている。そして、容器とシャフトと弾性体とで液体封入室を形成している。この液体封入室内には、シリコーンオイル等の減衰液と、シャフトの下端部にボルトなどの取付手段で取り付られたダンパ部材と、スプリングコイル等で構成されたばね部材とが封入されている。
【０００４】
ダンパ部材は、下方に開口したカップ形状を成しており、ダンパ部材の内側上面と容器の底面との間に前記ばね部材が装着されている。そして、ダンパ部材の内側上面における周縁部には、内方へ向けて突出形成された環状の段差部が設けられている。この段差部の内周面部は、ばね部材の外周縁部と全周で当接し、スプリングガイドとして機能する。このため、ばね部材がその伸縮方向と交差する方向へ横ずれすることが規制される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２７９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、近年、ブルドーザやパワーショベル等の建設機械において、部品点数の削減および製造の簡易化などを目的として、キャブの外側を覆うＲＯＰＳ（Roll-Over Protective Structures）ガードを排する傾向にある。
このようなＲＯＰＳガードを備えていない建設機械のキャブには当該横転の際にオペレータを保護し得るだけの強度を付与すべく強度部材が付加されている。そのため、当該キャブの重量はＲＯＰＳガードを備えた建設機械のキャブに比べ著しく増しており、防振マウント装置には激しい動的荷重が加えられることになる。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構成では、ばね部材とダンパ部材の段差部との接触による拘束を考慮して、段差部におけるばね部材の伸縮方向の高さ（ガイド長）を非常に浅くする必要がある。このため、防振マウント装置に対して激しい動的荷重が与えられた際に、段差部がスプリングガイドとして十分に機能することができずに、ばね部材が位置ずれしてしまったり容器内で横倒れしてしまうおそれがある。
また、仮に、段差部におけるばね部材の伸縮方向の高さを高くして、ばね部材が位置ずれ等しない程度の十分なガイド長を確保したとしても、ばね部材とダンパ部材の段差部との接触による拘束の度合いが大きくなり、防振マウント装置の防振性が悪化してしまうおそれがある、という問題が一例として挙げられる。
【０００８】
本発明は、上述したような問題点に鑑みて、ばね部材の位置ずれを防ぎかつ良好な防振性を確保した防振マウント装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明に係る防振マウント装置は、
支持体と被支持体の間に介装され、前記支持体に作用した振動を緩衝させて前記被支持体に伝達する防振マウント装置であって、
前記被支持体の荷重支持方向に伸縮するばね部材と、
前記ばね部材の伸縮方向に直交する方向の動きを規制するスプリングガイドとを備え、
前記スプリングガイドには、前記ばね部材が当接すると、前記ばね部材の径方向断面で前記ばね部材と点接触状態で摺接する摺接部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係る防振マウント装置は、
前記スプリングガイドにおける前記ばね部材の伸縮方向に直交する方向の断面形状は、前記ばね部材の径方向断面形状と異なることを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係る防振マウント装置は、
前記スプリングガイドは、前記ばね部材が伸縮方向に直交する方向に変位していない中立状態で、前記摺接部と前記ばね部材との間に隙間が生じる形状に構成されていることを特徴とする。
【００１２】
第４発明に係る防振マウント装置は、
前記ばね部材は、コイルばねであり、
前記スプリングガイドは、前記コイルばねの内周縁で前記摺接部が摺接するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
第５発明に係る防振マウント装置は、
前記支持体側に設けられ、内部に振動減衰用の液体が封入されると共に、前記ばね部材が収納された液体封入部と、
前記液体封入部内に収納され、一端側が前記被支持体側に固定され、他端側が前記ばね部材に当接して、前記ばね部材の伸縮方向に沿って運動するダンパ部材とを備え、
前記ダンパ部材は、前記被支持体側に対して多角形状の頭部を備えた螺合部材によって固定され、
前記スプリングガイドは、前記螺合部材の多角形状の頭部として構成されていることを特徴とする。
【００１４】
第６発明に係る防振マウント装置は、
前記ばね部材は、コイルばねであり、
前記スプリングガイドは、前記コイルばねの外周縁で前記摺接部が摺接するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明によれば、スプリングガイドの摺接部とばね部材とは点接触するだけなので、接触による拘束の度合いを小さくすることができる。これにより、スプリングガイドとばね部材との良好な摺動状態を確保でき、かつ、ばね部材の位置ずれを防ぐことができる。
また、スプリングガイドの摺接部とばね部材とは点接触するだけなので充分なスプリングガイドの長さが確保でき、これにより、防振マウント装置に対して激しい動的荷重が加えられた際にも、ばね部材が横倒れすることを確実に防ぐことができる。
したがって、防振マウント装置は、ばね部材の位置ずれを防ぎかつ良好な防振性を確保できる。
なお、点接触状態は、１点で接触する場合に限らず、ばね部材の一部とスプリングガイドの一部との接触面積が小さく、接触による拘束の度合いが小さい状態であれば、線接触や面接触をも含むものであり、ばね部材の形状やサイズ、スプリングガイドの形状やサイズにより異なってくるものである。
【００１６】
第２発明によれば、スプリングガイドにおけるばね部材の伸縮方向に直交する方向の断面形状が、ばね部材の径方向断面形状と異なるので、ばね部材とスプリングガイドの摺接部とが当接した際に接触面積が小さなものとなり、接触による拘束の度合いを小さくできる。このため、スプリングガイドとばね部材との良好な摺動状態を確保でき、かつ、ばね部材の位置ずれを防ぐことができる。
【００１７】
第３発明によれば、ばね部材が位置ずれを起こさない程度の軽度の動的荷重を受ける際は、ばね部材とスプリングガイドの摺動部とは非接触状態となるので、ばね部材をスムーズに伸縮させることができる。
したがって、防振マウント装置は良好な防振性を確保することができる。
【００１８】
第４発明によれば、ばね部材の内側に長いガイド長を有したスプリングガイドを設けることが可能となるので、激しい動的荷重が加えられた際にも、ばね部材が横倒れすることを確実に防ぐことができる。
【００１９】
第５発明によれば、被支持体側にダンパ部材を固定するための螺合部材を、スプリングガイドとして兼用しているので、スプリングガイドとして特別な部品を要することなく、製造コストを安価に抑えることができる。そして、螺合部材の頭部の高さを適宜調節すれば好適なガイド長を得ることができ、螺合部材の頭部にて確実にばね部材が横倒れすることを防ぎ、かつ良好な摺動状態を得ることができる。
【００２０】
第６発明によれば、ばね部材の外側に長いガイド長を有したスプリングガイドを設けることが可能となるので、激しい動的荷重が加えられた際にも、ばね部材の横倒れを確実に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、本発明の防振マウント装置としての液体封入マウントをブルドーザに設けた構成を例示するが、これに限らない。すなわち、本発明の防振マウント装置は、液体封入マウント以外の防振マウント装置としても適用でき、また、本発明の防振マウント装置は支持体からの振動を被支持体に減衰して伝達するいずれの構成に対しても適用できる。
【００２２】
〔１〕第１実施形態
(1-1)全体構成
図１には、本発明の第１実施形態に係る液体封入マウントを採用した作業車両としてのブルドーザ１が示されている。このブルドーザ１は、掘削、運土、散土、盛土等の作業を行い、支持体としての車体２、および車体２上に設けられた被支持体としてのキャブ３を備えて構成されている。
なお、このブルドーザ１は、ブルドーザ１が横転した際にもオペレータを保護し得るだけの強度をキャブ３に付与してあるため、キャブ３の外側を覆うＲＯＰＳガードなどの保護部を備えていない。
【００２３】
車体２は、車体フレーム２１、走行装置２２、作業機２３を備えている。
車体フレーム２１は、図示しないエンジンが搭載される部分であり、このエンジンの後方側にキャブ３が設けられている。
走行装置２２は、車体フレーム２１の下部の両側に設けられたクローラ式走行装置であり、履帯２２１を備えている。走行装置２２の後方側には駆動用のスプロケット２２２が設けられ、前方側にはアイドラ２２３が設けられ、履帯２２１がスプロケット２２２およびアイドラ２２３に巻回されている。
【００２４】
作業機２３は、掘削、盛土等の作業を行う部分であり、フレーム２３１、ブレード２３２、リフトシリンダ２３３、およびチルトシリンダ２３４を備えている。
フレーム２３１は、走行装置２２の両側から走行方向前方に延びるアーム状部材であり、車体フレーム２１に対して揺動自在に設けられている。ブレード２３２は、ブルドーザ１を走行させた際、土砂等が当たる部分であり、フレーム２３１の先端部分に設けられている。リフトシリンダ２３３は、ブレード２３２を上下させるための油圧アクチュエータである。チルトシリンダ２３４は、ブレード２３２の幅方向の傾斜を変化させる油圧アクチュエータである。
【００２５】
キャブ３は、オペレータが乗車してブルドーザ１を操縦する運転室であり、一般の車両に比べて車体フレーム２１側から伝搬する外力が大きく、それに伴う振動が激しいので、緩衝支持するためにもキャブ３と車体フレーム２１との間に液体封入マウント４が介装される。
具体的には、キャブ３は、４つの液体封入マウント４を介して車体フレーム２１に４点支持されている。すなわち、液体封入マウント４は、ブルドーザ１の走行方向の前方両側（左右両側）に２箇所、走行方向の後方両側（左右両側）に２箇所、合計４箇所に設けられている。前方側に設けられた液体封入マウント４は、互いに左右方向に大きく離れた位置で、車体フレーム２１およびキャブ３のフロア板３１に固定されている。後方側に設けられた液体封入マウント４は、前方側よりも高い位置（ハイマウント）で、車体フレーム２１およびキャブ３のフロア板３１に固定されている。
【００２６】
(1-2)液体封入マウント４の構成
次に、液体封入マウント４の具体的な構成について、図２および図３に基づいて説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る液体封入マウントを示す側断面図である。図３は、液体封入マウントにおけるばね部材およびダンパ部材の位置関係を示す模式図である。
【００２７】
図２において、液体封入マウント４は、車体フレーム２１に作用した振動を緩衝させてキャブ３に伝達する。この液体封入マウント４は、シャフト４１と、マウントゴム４２と、ダストカバー４２５と、ダンパ部材４３と、容器４４と、ばね部材４５と、固定板４６と、を備えている。
これらシャフト４１と、マウントゴム４２と、容器４４と、固定板４６とで液体封入室Ｌとなる密閉空間が形成されている。そして、液体封入室Ｌの内部には、シリコーンオイルなどの減衰液が充填されており、さらに、ダンパ部材４３と、ばね部材４５と、が収納されている。
【００２８】
(1-2-1)シャフト４１の構成
シャフト４１は、キャブ３に固定され、キャブ３の動きと共に変位し、液体封入マウント４によって減衰された振動を最終的にキャブ３に伝達する部材である。このシャフト４１は、キャブ３の荷重支持方向に延びる中実軸状部材として構成され、雄ねじ部４１１と、段差部４１２と、雌ねじ部４１３とを備えて構成される。
【００２９】
雄ねじ部４１１は、シャフト４１の上端側に形成され、この雄ねじ部４１１に図示しないナットが螺合することにより、シャフト４１がキャブ３のフロア板３１に対して固定される。
段差部４１２は、前述の雄ねじ部４１１の基端側に形成され、雄ねじ部４１１の径よりも大きくなっている。この段差部４１２がキャブ３のフロア板３１に形成された孔部に嵌合することにより、段差部４１２にキャブ３の荷重が掛かり、また、キャブ３およびシャフト４１間のナットによる締め付け方向に直交する方向の相対的な動きが規制される。
雌ねじ部４１３は、シャフト４１の下端側に形成され、シャフト４１の中心軸と同一軸を有したねじ孔である。
【００３０】
(1-2-2)マウントゴム４２の構成
マウントゴム４２は、シャフト４１の水平方向の動きを吸収しつつ必要以上に変位が大きくならないようにその動きを規制する部分であり、シャフト４１の軸周りに円筒形プレート４２２および筒状のクッションラバー４２４を積層して構成される。具体的には、このマウントゴム４２は、リテーナ４２１と、円筒形プレート４２２と、スリーブ４２３と、クッションラバー４２４とを備えている。
【００３１】
リテーナ４２１は、例えば鋼材などにて円筒状に形成され、その内周面下部に嵌挿されているブッシュ４２１Ａにより、シャフト４１の外周面を軸方向に摺動自在とされている。このブッシュ４２１Ａは、例えば軸方向に分割した分割ベアリングにて構成されていて、シャフト４１の外周面との隙間を閉塞する。
また、リテーナ４２１の内周面上部には、オイルシール４２１Ｂとダストシール４２１Ｃとが装着されており、オイルシール４２１Ｂはシャフト４１の外周面との隙間を閉塞する。
【００３２】
円筒形プレート４２２は、例えば鋼材などにて円筒状に形成され、リテーナ４２１の外側に同心状に設けられている。
スリーブ４２３は、例えば鋼材などにて略円筒状に形成され、リテーナ４２１と同心状に円筒形プレート４２２の外側に設けられている。このスリーブ４２３は、固定板４６における円筒部４６３の内周面に一体的に接合されている。
【００３３】
クッションラバー４２４は、リテーナ４２１と円筒形プレート４２２との間、円筒形プレート４２２とスリーブ４２３との間にそれぞれ設けられたゴム部材であり、例えば加硫接着などにて一体的に固着されている。
以上により、リテーナ４２１と、円筒形プレート４２２と、スリーブ４２３と、クッションラバー４２４とで一体的な環状の積層構造が構成され、これと、シャフト４１と、固定板４６とにより液体封入室Ｌの上部を完全に密閉している。
【００３４】
(1-2-3)ダストカバー４２５の構成
ダストカバー４２５は、リテーナ４２１と、円筒形プレート４２２と、スリーブ４２３と、クッションラバー４２４との上部、および、シャフト４１の摺動部を覆うゴム製のカバー部材であり、各部への塵の侵入を防ぎ、各部間の摺動性等が損なわれることを防止している。
【００３５】
(1-2-4)ダンパ部材４３の構成
ダンパ部材４３は、ばね部材４５の伸縮運動、および、液体封入室Ｌ内の減衰液から受ける粘性抵抗により、車体フレーム２１からの振動をシャフト４１に減衰して伝達する。
すなわち、このダンパ部材４３は、例えば鋼材にて、下方に開口する有底円筒状に形成され、前述のように液体封入室Ｌ内に収納されている。
ダンパ部材４３の一端側、すなわち、ダンパ部材４３の底部は、ボルト４３１がシャフト４１の雌ねじ部４１３に螺合されたことにより、シャフト４１に固定されている。一方、ダンパ部材４３の底部の内側、すなわち、ダンパ部材４３の底部におけるシャフト４１が取り付けられる面の反対側の面は、ばね部材４５に当接している。
これにより、ダンパ部材４３は、ばね部材４５の伸縮方向に沿って運動し、ばね部材４５にて減衰された振動をシャフト４１に伝達する。これと共に、ダンパ部材４３は、液体封入室Ｌ内での運動において減衰液から粘性抵抗を受けるため、車体フレーム２１からの振動をさらに減衰してシャフト４１に伝達する。
【００３６】
なお、ダンパ部材４３の底部は、肉厚に形成されている。これはキャブ３がＲＯＰＳガードを備えていないことに対応するもので、これにより、ブルドーザ１が横転した際に過大な負荷が液体封入マウント４に掛かったとしても、車体フレーム２１からキャブ３が外れないだけの強度を確保できる。
【００３７】
ここで、ボルト４３１の頭部４３１Ａは、本発明におけるスプリングガイドを構成し、ばね部材の伸縮方向に直交する方向の動きを規制する。
具体的には、ボルト４３１の頭部４３１Ａは、ばね部材４５のコイル円形の内部に配設されており、図３に示すように、径方向断面形状が六角形の側面４３１Ｂを有している。
側面４３１Ｂにおける６つの角部４３１Ｃは、本発明における摺接部に相当し、ばね部材４５が当接すると、ばね部材４５の径方向断面で、ばね部材４５の内周縁と点接触状態で摺接する。
すなわち、ばね部材４５が伸縮方向に直交する方向に変位していない中立状態（図２および図３に示す状態）では、ばね部材４５の内周縁と角部４３１Ｃとの間に隙間が形成されている。また、ばね部材４５が伸縮方向に直交する方向に大きく変位してばね部材４５がボルト４３１に当接する状態では、角部４３１Ｃがばね部材４５の内周縁に点接触する。
【００３８】
(1-2-5)容器４４の構成
容器４４は、例えば鋼材にて、上方に開口する有底円筒状に形成された部材である。容器４４は、フランジ部４４１と、固定用孔部４４２と、ゴムストッパ４４３とを備えている。
【００３９】
フランジ部４４１は、容器４４の円筒部における開口端側に、径方向外側に向けて延出する状態で形成され、その外周縁の形状は略正方形となっている。このフランジ部４４１の外周縁における各辺の中央部には、それぞれ爪部４４１Ａが設けられており、この爪部４４１Ａを固定板４６に対してかしめることにより、容器４４と固定板４６とが一体的に連結されている。
固定用孔部４４２は、フランジ部４４１の４隅に穿設された円状孔であり、車体フレーム２１に対して液体封入マウント４全体を固定するための図示しないボルトが挿通される。
【００４０】
ゴムストッパ４４３は、フランジ部４４１と固定板４６とが連結された状態で、容器４４の円筒部における開口端側から径方向内側に向けて固定板４６の後述する孔部４６１までの間に亘って設けられたゴム部材である。このゴムストッパ４４３は、ダンパ部材４３が所定ストローク以上にわたって上動したときにダンパ部材４３に当接し、ダンパ部材４３がそれ以上上動することを防ぐ。
【００４１】
(1-2-6)ばね部材４５の構成
ばね部材４５は、コイルばねであり、キャブ３の荷重支持方向に伸縮し、車体フレーム２１側から伝搬する振動を減衰してシャフト４１に伝達する。このばね部材４５は、ダンパ部材４３における底部と、容器４４の底部との対向間に介装されている。また、ばね部材４５は、容器４４の底部にばね受け部材を設け、ダンパ部材４３における底部と当該ばね受け部材との対向間に介装してもよい。
なお、ばね部材４５の外周縁と、ダンパ部材４３の円筒部の内周面とは、互いに離間した状態となっている。これにより、ばね部材４５が位置ずれを起こさない程度の軽度の動的荷重を受けた際は、ばね部材４５とダンパ部材４３とは互いに接触せず、ばね部材４５がスムーズに伸縮できるようになっている。
【００４２】
(1-2-7)固定板４６の構成
固定板４６は、車体フレーム２１に固定する部分であり、例えば鋼材にて略正方形板状に形成されている。この固定板４６は、孔部４６１，４６２と、円筒部４６３とを備えている。
孔部４６１は、固定板４６の中央に穿設された円状の貫通孔であり、シャフト４１が挿通される。
孔部４６２は、固定板４６の４隅で容器４４の固定用孔部４４２に対応する位置に穿設された円状の貫通孔である。
【００４３】
円筒部４６３は、孔部４６１よりも大きな径寸法を有す状態で孔部４６１と同軸上に設けられており、固定板４６のキャブ３と対向する一端面に一体的に形成されている。そして、前述のように、円筒部４６３の内周面にはマウントゴム４２のスリーブ４２３が一体的に接合されている。
【００４４】
なお、この固定板４６は、肉厚に形成されている。これはダンパ部材４３と同様に、キャブ３がＲＯＰＳガードを備えていないことに対応するもので、これにより、ブルドーザ１が横転した際に過大な負荷が液体封入マウント４に掛かったとしても、車体フレーム２１からキャブ３が外れないだけの強度を確保できる。
【００４５】
(1-3)液体封入マウント４の作用
次に、上述の構成の液体封入マウント４の作用について説明する。
キャブ３は液体封入マウント４を介して車体フレーム２１に支持されている。すなわち、液体封入マウント４は、シャフト４１の一端側がキャブ３のフロア板３１にボルトにて固定され、固定板４６および容器４４のフランジ部４４１が車体フレーム２１に固定されている。
そして、ばね部材４５が中立状態にある場合、垂直方向の荷重はばね部材４５により支持されている。
【００４６】
ここで、キャブ３が水平方向に振動したときには、シャフト４１は、これを摺動可能に保持するリテーナ４２１を介して、リテーナ４２１に固着された円筒形プレート４２２、スリーブ４２３、クッションラバー４２４により弾性支持される。
【００４７】
キャブ３が鉛直方向上下に振動したときには、シャフト４１は、軸方向に摺動すると共に、ばね部材４５により弾性的に支持される。また、シャフト４１と一体となったダンパ部材４３が減衰液中を運動する際に減衰液から粘性抵抗を受けて、シャフト４１に対して減衰力が作用する。
【００４８】
そして、ブルドーザ１の使用時において、キャブ３に対して軽度の動的荷重が加えられた際、ばね部材４５が中立状態にあれば、ばね部材４５とボルト４３１の頭部４３１Ａとは非接触状態にあるので、シャフト４１はスムーズに摺動することが可能である。
また、ブルドーザ１が斜面を走行する場合など、ばね部材４５が伸縮方向に直交する方向に変位する状態となる場合は、ボルト４３１の頭部４３１Ａがばね部材４５の内周縁に当接し、ばね部材４５が位置ずれすることを防ぐ。この際、ボルト４３１における角部４３１Ｃとばね部材４５の内周部とが接触しても、接触面積が非常に小さいので接触による拘束の度合いが小さくて済み、シャフト４１はスムーズに摺動することが可能である。
【００４９】
そして、キャブ３に対して激しい動的荷重が加えられた場合でも、ボルト４３１頭部の側面４３１Ｂの高さを適宜調節して好適なガイド長を確保できるので、ばね部材４５の内側から、ボルト４３１の頭部４３１Ａにて確実にばね部材４５が横倒れすることを防ぐことができる。
なお、ボルト４３１頭部の側面４３１Ｂの高さを大きくしても、ボルト４３１における角部４３１Ｃとばね部材４５の内周縁とは点接触するだけなので、接触による拘束の度合いが大きくならず、液体封入マウント４の防振性が悪化してしまうことはない。
【００５０】
〔２〕第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について、図４および図５に基づいて説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る液体封入マウントを示す側断面図である。図５は、液体封入マウントにおけるばね部材およびダンパ部材の位置関係を示す模式図である。
なお、図４および図５に示す第２実施形態は、図１ないし図３に示した第１実施形態と、ダンパ部材においてのみ構成が異なるため、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００５１】
(2-1)ダンパ部材４７の構成
ダンパ部材４７は、例えば鋼材にて、下方に開口する有底円筒状に形成され、前述のように液体封入室Ｌ内に収納されている。そして、ダンパ部材４７の一端側、すなわち、ダンパ部材４７の底部は、ボルト４７１がシャフト４１の雌ねじ部４１３に螺合されたことにより、シャフト４１に固定されている。
【００５２】
このボルト４７１の頭部４７１Ａは、図２および図３に示すボルト４３１の頭部４３１Ａよりも小さく、ボルト４７１の頭部４７１Ａの側面とばね部材４５の内周部とは互いに離間した状態となっている。これにより、ばね部材４５が位置ずれを起こさない程度の軽度の動的荷重を受けた際は、ばね部材４５とボルト４７１の頭部４７１Ａとは互いに接触せず、ばね部材４５がスムーズに伸縮できるようになっている。
【００５３】
そして、ダンパ部材４７における円筒部４７２は、本発明におけるスプリングガイドを構成し、ばね部材４５の伸縮方向に直交する方向の動きを規制する。
具体的には、ダンパ部材４７における円筒部４７２は、ばね部材４５のコイル円形の外部に配設されており、図５に示すように、径方向断面形状が六角形の内周面４７２Ａを有している。
内周面４７２Ａにおける各面の略中央部は、本発明における摺接部に相当し、ばね部材４５が当接すると、ばね部材４５の径方向断面で、ばね部材４５の外周縁と点接触状態で摺接する。
すなわち、ばね部材４５が伸縮方向に直交する方向に変位していない中立状態（図４および図５に示す状態）では、ばね部材４５の外周縁と、内周面４７２Ａにおける各面の略中央部との間に隙間が形成されている。また、ばね部材４５が伸縮方向に直交する方向に大きく変位してばね部材４５が内周面４７２Ａに当接する状態では、内周面４７２Ａにおける各面の略中央部がばね部材４５の外周縁に点接触する。
【００５４】
(2-2)液体封入マウント４Ａの作用
次に、上述の構成の液体封入マウント４Ａの作用について説明する。なお、第１実施形態における液体封入マウント４と同様の作用については説明を省略する。
【００５５】
ブルドーザ１の使用時において、キャブ３に対して軽度の動的荷重が加えられた際、ばね部材４５が中立状態にあれば、ばね部材４５とダンパ部材４７の内周面４７２Ａとは非接触状態にあるので、シャフト４１はスムーズに摺動することが可能である。
また、ブルドーザ１が斜面を走行する場合など、ばね部材４５が伸縮方向に直交する方向に変位する状態となる場合は、ダンパ部材４７の内周面４７２Ａがばね部材４５の外周縁に当接し、ばね部材４５が位置ずれずることを防ぐ。この際、内周面４７２Ａにおける各面の略中央部とばね部材４５の外周部とが接触しても、接触面積が非常に小さいので接触による拘束の度合いが小さくて済み、シャフト４１はスムーズに摺動することが可能である。
【００５６】
そして、キャブ３に対して激しい動的荷重が加えられた場合、ダンパ部材４７の内周面４７２Ａの高さを適宜調節して好適なガイド長を確保できるので、ばね部材４５の外側から、ダンパ部材４７の内周面４７２Ａにて確実にばね部材４５が横倒れすることを防ぐことができる。
なお、ダンパ部材４７の内周面４７２Ａの高さを大きくしても、ダンパ部材４７の内周面４７２Ａの各面における略中央部とばね部材４５の外周縁とは点接触するだけなので、接触による拘束の度合いが大きくならず、液体封入マウント４の防振性が悪化してしまうことはない。
【００５７】
〔３〕実施形態の変形
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００５８】
前記実施形態では、液体封入マウント４，４Ａをブルドーザ１に設ける構成を例示したが、これに限らない。すなわち、本発明の防振マウント装置は、例えば、トラックなどの車両の座席などに対しても適用することができる。また、液体封入マウント４，４ＡをＲＯＰＳガードを備えていないキャブ３に対して設ける構成を例示したが、ＲＯＰＳガードを備えたキャブ３に対して設けたとしても何ら問題はない。
【００５９】
前記実施形態では、本発明の防振マウント装置として、液体封入室Ｌに減衰液を充填した液体封入マウント４，４Ａを例示したが、これに限らず、減衰液を充填しないスプリングマウントとして利用することもできる。
【００６０】
前記第１実施形態では、ボルト４３１の頭部４３１Ａをスプリングガイドとする構成を例示したが、これに限らない。すなわち、例えば、ボルト頭部の側面から径方向外側へ向けてリブ状に突出する摺動部を設ける構成など、ばね部材４５のコイル円形に点接触状態で内接するスプリングガイドを有する構成であればいずれでも構わない。また、スプリングガイドの径方向断面形状も六角形に限らず、いずれの多角形としてもよい。
【００６１】
前記第２実施形態では、ダンパ部材４７における内周面４７２Ａをスプリングガイドとする構成を例示したが、これに限らず、ばね部材４５のコイル円形に点接触状態で外接するスプリングガイドを有する構成であればいずれでも構わない。また、スプリングガイドの径方向断面形状も六角形に限らず、いずれの多角形としてもよい。
【００６２】
すなわち、例えば、図６に示すように、ダンパ部材４８の径方向断面形状が円形の内周面４８１に、内方に向けて突出したリブ状の摺接部４８２を設ける構成としてもよい。なお、図６は、前記第２実施形態の変形例におけるばね部材およびダンパ部材の位置関係を示す模式図である。このような構成でも、図６に示す液体封入マウント４Ｂは、前記第２実施形態と同様の作用効果を奏する。すなわち、摺接部４８２がばね部材４５の軸直交方向への動きを規制し、かつ、摺接部４８２にばね部材４５が当接する際には点接触状態で摺接するので、ばね部材４５の位置ずれを防ぎかつ良好な防振性を確保できる。なお、図６では、ダンパ部材４８の内周面４８１に３つの摺接部４８２を一体的に設ける構成を例示しているが、摺接部の数は４つ以上でもよい。また摺接部４８２の断面形状も三角形に限らず、ばね部材の外周に点接触する形状であればいずれの形状でも構わない。
【００６３】
前記第２実施形態では、ボルト４７１の頭部４７１Ａの側面とばね部材４５の内周部とは互いに離間した状態となっているとしたが、これに限らない。すなわち、図２および図３に示すような、ばね部材４５の内周縁にボルト４３１の頭部４３１Ａの側面を近接させて設ける構成と、図４および図５に示すような、ばね部材４５の外周縁にダンパ部材４７の内周面４７２Ａを近接させて設ける構成とを組み合わせてもよい。つまり、前記第１実施形態と前記第２実施形態とを組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、建設機械のキャブに対して利用できる他、支持体からの振動を被支持体に減衰して伝達するいずれの構成に対しても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液体封入マウントを採用したブルドーザを示す外観側面図である。
【図２】前記実施形態に係る液体封入マウントを示す側断面図である。
【図３】前記実施形態におけるばね部材およびダンパ部材の位置関係を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る液体封入マウントを示す側断面図である。
【図５】前記実施形態におけるばね部材およびダンパ部材の位置関係を示す模式図である。
【図６】前記実施形態の変形例におけるばね部材およびダンパ部材の位置関係を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
２…車体（支持体）
３…キャブ（被支持体）
４，４Ａ，４Ｂ…液体封入マウント（防振マウント装置）
４３…ダンパ部材
４３１…ボルト（螺合部材）
４３１Ａ…頭部（スプリングガイド）
４３１Ｃ…角部（摺接部）
４５…ばね部材
４７…ダンパ部材
４７２…円筒部（スプリングガイド）
４７２Ａ…内周面（摺接部）
４８…ダンパ部材
４８１…内周面
４８２…摺接部
Ｌ…液体封入室（液体封入部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防振マウント装置に関し、特に建設機械におけるキャブと車体フレームとの間に介装される防振マウント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、不整地で作業するブルドーザやパワーショベル等の建設機械は、走行装置が取り付けられる車体フレーム上に運転・操作用のキャブが設けられている。このキャブは、一般の車両に比べて車体フレーム側から伝搬する外力が大きく、それに伴う振動が激しいので、制振装置として機能する防振マウント装置を介在させて車体フレームに装着されている。
【０００３】
そして、この防振マウント装置としては、いわゆる液体封入マウントと呼ばれるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の構成では、防振マウント装置は、上方に開口した容器を備えている。この容器の上部には円筒状の弾性体が取り付けられ、弾性体の中央部にはシャフトが上下方向に摺動自在に嵌挿されている。そして、容器とシャフトと弾性体とで液体封入室を形成している。この液体封入室内には、シリコーンオイル等の減衰液と、シャフトの下端部にボルトなどの取付手段で取り付られたダンパ部材と、スプリングコイル等で構成されたばね部材とが封入されている。
【０００４】
ダンパ部材は、下方に開口したカップ形状を成しており、ダンパ部材の内側上面と容器の底面との間に前記ばね部材が装着されている。そして、ダンパ部材の内側上面における周縁部には、内方へ向けて突出形成された環状の段差部が設けられている。この段差部の内周面部は、ばね部材の外周縁部と全周で当接し、スプリングガイドとして機能する。このため、ばね部材がその伸縮方向と交差する方向へ横ずれすることが規制される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２７９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、近年、ブルドーザやパワーショベル等の建設機械において、部品点数の削減および製造の簡易化などを目的として、キャブの外側を覆うＲＯＰＳ（Roll-Over Protective Structures）ガードを排する傾向にある。
このようなＲＯＰＳガードを備えていない建設機械のキャブには当該横転の際にオペレータを保護し得るだけの強度を付与すべく強度部材が付加されている。そのため、当該キャブの重量はＲＯＰＳガードを備えた建設機械のキャブに比べ著しく増しており、防振マウント装置には激しい動的荷重が加えられることになる。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構成では、ばね部材とダンパ部材の段差部との接触による拘束を考慮して、段差部におけるばね部材の伸縮方向の高さ（ガイド長）を非常に浅くする必要がある。このため、防振マウント装置に対して激しい動的荷重が与えられた際に、段差部がスプリングガイドとして十分に機能することができずに、ばね部材が位置ずれしてしまったり容器内で横倒れしてしまうおそれがある。
また、仮に、段差部におけるばね部材の伸縮方向の高さを高くして、ばね部材が位置ずれ等しない程度の十分なガイド長を確保したとしても、ばね部材とダンパ部材の段差部との接触による拘束の度合いが大きくなり、防振マウント装置の防振性が悪化してしまうおそれがある、という問題が一例として挙げられる。
【０００８】
本発明は、上述したような問題点に鑑みて、ばね部材の位置ずれを防ぎかつ良好な防振性を確保した防振マウント装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明に係る防振マウント装置は、
支持体と被支持体の間に介装され、前記支持体に作用した振動を緩衝させて前記被支持体に伝達する防振マウント装置であって、
前記被支持体の荷重支持方向に伸縮するばね部材と、
前記ばね部材の伸縮方向に直交する方向の動きを規制するスプリングガイドとを備え、
前記スプリングガイドには、前記ばね部材が当接すると、前記ばね部材の径方向断面で前記ばね部材と点接触状態で摺接する摺接部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係る防振マウント装置は、
前記スプリングガイドにおける前記ばね部材の伸縮方向に直交する方向の断面形状は、前記ばね部材の径方向断面形状と異なることを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係る防振マウント装置は、
前記スプリングガイドは、前記ばね部材が伸縮方向に直交する方向に変位していない中立状態で、前記摺接部と前記ばね部材との間に隙間が生じる形状に構成されていることを特徴とする。
【００１２】
第４発明に係る防振マウント装置は、
前記ばね部材は、コイルばねであり、
前記スプリングガイドは、前記コイルばねの内周縁で前記摺接部が摺接するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
第５発明に係る防振マウント装置は、
前記支持体側に設けられ、内部に振動減衰用の液体が封入されると共に、前記ばね部材が収納された液体封入部と、
前記液体封入部内に収納され、一端側が前記被支持体側に固定され、他端側が前記ばね部材に当接して、前記ばね部材の伸縮方向に沿って運動するダンパ部材とを備え、
前記ダンパ部材は、前記被支持体側に対して多角形状の頭部を備えた螺合部材によって固定され、
前記スプリングガイドは、前記螺合部材の多角形状の頭部として構成されていることを特徴とする。
【００１４】
第６発明に係る防振マウント装置は、
前記ばね部材は、コイルばねであり、
前記スプリングガイドは、前記コイルばねの外周縁で前記摺接部が摺接するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明によれば、スプリングガイドの摺接部とばね部材とは点接触するだけなので、接触による拘束の度合いを小さくすることができる。これにより、スプリングガイドとばね部材との良好な摺動状態を確保でき、かつ、ばね部材の位置ずれを防ぐことができる。
また、スプリングガイドの摺接部とばね部材とは点接触するだけなので充分なスプリングガイドの長さが確保でき、これにより、防振マウント装置に対して激しい動的荷重が加えられた際にも、ばね部材が横倒れすることを確実に防ぐことができる。
したがって、防振マウント装置は、ばね部材の位置ずれを防ぎかつ良好な防振性を確保できる。
なお、点接触状態は、１点で接触する場合に限らず、ばね部材の一部とスプリングガイドの一部との接触面積が小さく、接触による拘束の度合いが小さい状態であれば、線接触や面接触をも含むものであり、ばね部材の形状やサイズ、スプリングガイドの形状やサイズにより異なってくるものである。
【００１６】
第２発明によれば、スプリングガイドにおけるばね部材の伸縮方向に直交する方向の断面形状が、ばね部材の径方向断面形状と異なるので、ばね部材とスプリングガイドの摺接部とが当接した際に接触面積が小さなものとなり、接触による拘束の度合いを小さくできる。このため、スプリングガイドとばね部材との良好な摺動状態を確保でき、かつ、ばね部材の位置ずれを防ぐことができる。
【００１７】
第３発明によれば、ばね部材が位置ずれを起こさない程度の軽度の動的荷重を受ける際は、ばね部材とスプリングガイドの摺動部とは非接触状態となるので、ばね部材をスムーズに伸縮させることができる。
したがって、防振マウント装置は良好な防振性を確保することができる。
【００１８】
第４発明によれば、ばね部材の内側に長いガイド長を有したスプリングガイドを設けることが可能となるので、激しい動的荷重が加えられた際にも、ばね部材が横倒れすることを確実に防ぐことができる。
【００１９】
第５発明によれば、被支持体側にダンパ部材を固定するための螺合部材を、スプリングガイドとして兼用しているので、スプリングガイドとして特別な部品を要することなく、製造コストを安価に抑えることができる。そして、螺合部材の頭部の高さを適宜調節すれば好適なガイド長を得ることができ、螺合部材の頭部にて確実にばね部材が横倒れすることを防ぎ、かつ良好な摺動状態を得ることができる。
【００２０】
第６発明によれば、ばね部材の外側に長いガイド長を有したスプリングガイドを設けることが可能となるので、激しい動的荷重が加えられた際にも、ばね部材の横倒れを確実に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、本発明の防振マウント装置としての液体封入マウントをブルドーザに設けた構成を例示するが、これに限らない。すなわち、本発明の防振マウント装置は、液体封入マウント以外の防振マウント装置としても適用でき、また、本発明の防振マウント装置は支持体からの振動を被支持体に減衰して伝達するいずれの構成に対しても適用できる。
【００２２】
〔１〕第１実施形態
(1-1)全体構成
図１には、本発明の第１実施形態に係る液体封入マウントを採用した作業車両としてのブルドーザ１が示されている。このブルドーザ１は、掘削、運土、散土、盛土等の作業を行い、支持体としての車体２、および車体２上に設けられた被支持体としてのキャブ３を備えて構成されている。
なお、このブルドーザ１は、ブルドーザ１が横転した際にもオペレータを保護し得るだけの強度をキャブ３に付与してあるため、キャブ３の外側を覆うＲＯＰＳガードなどの保護部を備えていない。
【００２３】
車体２は、車体フレーム２１、走行装置２２、作業機２３を備えている。
車体フレーム２１は、図示しないエンジンが搭載される部分であり、このエンジンの後方側にキャブ３が設けられている。
走行装置２２は、車体フレーム２１の下部の両側に設けられたクローラ式走行装置であり、履帯２２１を備えている。走行装置２２の後方側には駆動用のスプロケット２２２が設けられ、前方側にはアイドラ２２３が設けられ、履帯２２１がスプロケット２２２およびアイドラ２２３に巻回されている。
【００２４】
作業機２３は、掘削、盛土等の作業を行う部分であり、フレーム２３１、ブレード２３２、リフトシリンダ２３３、およびチルトシリンダ２３４を備えている。
フレーム２３１は、走行装置２２の両側から走行方向前方に延びるアーム状部材であり、車体フレーム２１に対して揺動自在に設けられている。ブレード２３２は、ブルドーザ１を走行させた際、土砂等が当たる部分であり、フレーム２３１の先端部分に設けられている。リフトシリンダ２３３は、ブレード２３２を上下させるための油圧アクチュエータである。チルトシリンダ２３４は、ブレード２３２の幅方向の傾斜を変化させる油圧アクチュエータである。
【００２５】
キャブ３は、オペレータが乗車してブルドーザ１を操縦する運転室であり、一般の車両に比べて車体フレーム２１側から伝搬する外力が大きく、それに伴う振動が激しいので、緩衝支持するためにもキャブ３と車体フレーム２１との間に液体封入マウント４が介装される。
具体的には、キャブ３は、４つの液体封入マウント４を介して車体フレーム２１に４点支持されている。すなわち、液体封入マウント４は、ブルドーザ１の走行方向の前方両側（左右両側）に２箇所、走行方向の後方両側（左右両側）に２箇所、合計４箇所に設けられている。前方側に設けられた液体封入マウント４は、互いに左右方向に大きく離れた位置で、車体フレーム２１およびキャブ３のフロア板３１に固定されている。後方側に設けられた液体封入マウント４は、前方側よりも高い位置（ハイマウント）で、車体フレーム２１およびキャブ３のフロア板３１に固定されている。
【００２６】
(1-2)液体封入マウント４の構成
次に、液体封入マウント４の具体的な構成について、図２および図３に基づいて説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る液体封入マウントを示す側断面図である。図３は、液体封入マウントにおけるばね部材およびダンパ部材の位置関係を示す模式図である。
【００２７】
図２において、液体封入マウント４は、車体フレーム２１に作用した振動を緩衝させてキャブ３に伝達する。この液体封入マウント４は、シャフト４１と、マウントゴム４２と、ダストカバー４２５と、ダンパ部材４３と、容器４４と、ばね部材４５と、固定板４６と、を備えている。
これらシャフト４１と、マウントゴム４２と、容器４４と、固定板４６とで液体封入室Ｌとなる密閉空間が形成されている。そして、液体封入室Ｌの内部には、シリコーンオイルなどの減衰液が充填されており、さらに、ダンパ部材４３と、ばね部材４５と、が収納されている。
【００２８】
(1-2-1)シャフト４１の構成
シャフト４１は、キャブ３に固定され、キャブ３の動きと共に変位し、液体封入マウント４によって減衰された振動を最終的にキャブ３に伝達する部材である。このシャフト４１は、キャブ３の荷重支持方向に延びる中実軸状部材として構成され、雄ねじ部４１１と、段差部４１２と、雌ねじ部４１３とを備えて構成される。
【００２９】
雄ねじ部４１１は、シャフト４１の上端側に形成され、この雄ねじ部４１１に図示しないナットが螺合することにより、シャフト４１がキャブ３のフロア板３１に対して固定される。
段差部４１２は、前述の雄ねじ部４１１の基端側に形成され、雄ねじ部４１１の径よりも大きくなっている。この段差部４１２がキャブ３のフロア板３１に形成された孔部に嵌合することにより、段差部４１２にキャブ３の荷重が掛かり、また、キャブ３およびシャフト４１間のナットによる締め付け方向に直交する方向の相対的な動きが規制される。
雌ねじ部４１３は、シャフト４１の下端側に形成され、シャフト４１の中心軸と同一軸を有したねじ孔である。
【００３０】
(1-2-2)マウントゴム４２の構成
マウントゴム４２は、シャフト４１の水平方向の動きを吸収しつつ必要以上に変位が大きくならないようにその動きを規制する部分であり、シャフト４１の軸周りに円筒形プレート４２２および筒状のクッションラバー４２４を積層して構成される。具体的には、このマウントゴム４２は、リテーナ４２１と、円筒形プレート４２２と、スリーブ４２３と、クッションラバー４２４とを備えている。
【００３１】
リテーナ４２１は、例えば鋼材などにて円筒状に形成され、その内周面下部に嵌挿されているブッシュ４２１Ａにより、シャフト４１の外周面を軸方向に摺動自在とされている。このブッシュ４２１Ａは、例えば軸方向に分割した分割ベアリングにて構成されていて、シャフト４１の外周面との隙間を閉塞する。
また、リテーナ４２１の内周面上部には、オイルシール４２１Ｂとダストシール４２１Ｃとが装着されており、オイルシール４２１Ｂはシャフト４１の外周面との隙間を閉塞する。
【００３２】
円筒形プレート４２２は、例えば鋼材などにて円筒状に形成され、リテーナ４２１の外側に同心状に設けられている。
スリーブ４２３は、例えば鋼材などにて略円筒状に形成され、リテーナ４２１と同心状に円筒形プレート４２２の外側に設けられている。このスリーブ４２３は、固定板４６における円筒部４６３の内周面に一体的に接合されている。
【００３３】
クッションラバー４２４は、リテーナ４２１と円筒形プレート４２２との間、円筒形プレート４２２とスリーブ４２３との間にそれぞれ設けられたゴム部材であり、例えば加硫接着などにて一体的に固着されている。
以上により、リテーナ４２１と、円筒形プレート４２２と、スリーブ４２３と、クッションラバー４２４とで一体的な環状の積層構造が構成され、これと、シャフト４１と、固定板４６とにより液体封入室Ｌの上部を完全に密閉している。
【００３４】
(1-2-3)ダストカバー４２５の構成
ダストカバー４２５は、リテーナ４２１と、円筒形プレート４２２と、スリーブ４２３と、クッションラバー４２４との上部、および、シャフト４１の摺動部を覆うゴム製のカバー部材であり、各部への塵の侵入を防ぎ、各部間の摺動性等が損なわれることを防止している。
【００３５】
(1-2-4)ダンパ部材４３の構成
ダンパ部材４３は、ばね部材４５の伸縮運動、および、液体封入室Ｌ内の減衰液から受ける粘性抵抗により、車体フレーム２１からの振動をシャフト４１に減衰して伝達する。
すなわち、このダンパ部材４３は、例えば鋼材にて、下方に開口する有底円筒状に形成され、前述のように液体封入室Ｌ内に収納されている。
ダンパ部材４３の一端側、すなわち、ダンパ部材４３の底部は、ボルト４３１がシャフト４１の雌ねじ部４１３に螺合されたことにより、シャフト４１に固定されている。一方、ダンパ部材４３の底部の内側、すなわち、ダンパ部材４３の底部におけるシャフト４１が取り付けられる面の反対側の面は、ばね部材４５に当接している。
これにより、ダンパ部材４３は、ばね部材４５の伸縮方向に沿って運動し、ばね部材４５にて減衰された振動をシャフト４１に伝達する。これと共に、ダンパ部材４３は、液体封入室Ｌ内での運動において減衰液から粘性抵抗を受けるため、車体フレーム２１からの振動をさらに減衰してシャフト４１に伝達する。
【００３６】
なお、ダンパ部材４３の底部は、肉厚に形成されている。これはキャブ３がＲＯＰＳガードを備えていないことに対応するもので、これにより、ブルドーザ１が横転した際に過大な負荷が液体封入マウント４に掛かったとしても、車体フレーム２１からキャブ３が外れないだけの強度を確保できる。
【００３７】
ここで、ボルト４３１の頭部４３１Ａは、本発明におけるスプリングガイドを構成し、ばね部材の伸縮方向に直交する方向の動きを規制する。
具体的には、ボルト４３１の頭部４３１Ａは、ばね部材４５のコイル円形の内部に配設されており、図３に示すように、径方向断面形状が六角形の側面４３１Ｂを有している。
側面４３１Ｂにおける６つの角部４３１Ｃは、本発明における摺接部に相当し、ばね部材４５が当接すると、ばね部材４５の径方向断面で、ばね部材４５の内周縁と点接触状態で摺接する。
すなわち、ばね部材４５が伸縮方向に直交する方向に変位していない中立状態（図２および図３に示す状態）では、ばね部材４５の内周縁と角部４３１Ｃとの間に隙間が形成されている。また、ばね部材４５が伸縮方向に直交する方向に大きく変位してばね部材４５がボルト４３１に当接する状態では、角部４３１Ｃがばね部材４５の内周縁に点接触する。
【００３８】
(1-2-5)容器４４の構成
容器４４は、例えば鋼材にて、上方に開口する有底円筒状に形成された部材である。容器４４は、フランジ部４４１と、固定用孔部４４２と、ゴムストッパ４４３とを備えている。
【００３９】
フランジ部４４１は、容器４４の円筒部における開口端側に、径方向外側に向けて延出する状態で形成され、その外周縁の形状は略正方形となっている。このフランジ部４４１の外周縁における各辺の中央部には、それぞれ爪部４４１Ａが設けられており、この爪部４４１Ａを固定板４６に対してかしめることにより、容器４４と固定板４６とが一体的に連結されている。
固定用孔部４４２は、フランジ部４４１の４隅に穿設された円状孔であり、車体フレーム２１に対して液体封入マウント４全体を固定するための図示しないボルトが挿通される。
【００４０】
ゴムストッパ４４３は、フランジ部４４１と固定板４６とが連結された状態で、容器４４の円筒部における開口端側から径方向内側に向けて固定板４６の後述する孔部４６１までの間に亘って設けられたゴム部材である。このゴムストッパ４４３は、ダンパ部材４３が所定ストローク以上にわたって上動したときにダンパ部材４３に当接し、ダンパ部材４３がそれ以上上動することを防ぐ。
【００４１】
(1-2-6)ばね部材４５の構成
ばね部材４５は、コイルばねであり、キャブ３の荷重支持方向に伸縮し、車体フレーム２１側から伝搬する振動を減衰してシャフト４１に伝達する。このばね部材４５は、ダンパ部材４３における底部と、容器４４の底部との対向間に介装されている。また、ばね部材４５は、容器４４の底部にばね受け部材を設け、ダンパ部材４３における底部と当該ばね受け部材との対向間に介装してもよい。
なお、ばね部材４５の外周縁と、ダンパ部材４３の円筒部の内周面とは、互いに離間した状態となっている。これにより、ばね部材４５が位置ずれを起こさない程度の軽度の動的荷重を受けた際は、ばね部材４５とダンパ部材４３とは互いに接触せず、ばね部材４５がスムーズに伸縮できるようになっている。
【００４２】
(1-2-7)固定板４６の構成
固定板４６は、車体フレーム２１に固定する部分であり、例えば鋼材にて略正方形板状に形成されている。この固定板４６は、孔部４６１，４６２と、円筒部４６３とを備えている。
孔部４６１は、固定板４６の中央に穿設された円状の貫通孔であり、シャフト４１が挿通される。
孔部４６２は、固定板４６の４隅で容器４４の固定用孔部４４２に対応する位置に穿設された円状の貫通孔である。
【００４３】
円筒部４６３は、孔部４６１よりも大きな径寸法を有す状態で孔部４６１と同軸上に設けられており、固定板４６のキャブ３と対向する一端面に一体的に形成されている。そして、前述のように、円筒部４６３の内周面にはマウントゴム４２のスリーブ４２３が一体的に接合されている。
【００４４】
なお、この固定板４６は、肉厚に形成されている。これはダンパ部材４３と同様に、キャブ３がＲＯＰＳガードを備えていないことに対応するもので、これにより、ブルドーザ１が横転した際に過大な負荷が液体封入マウント４に掛かったとしても、車体フレーム２１からキャブ３が外れないだけの強度を確保できる。
【００４５】
(1-3)液体封入マウント４の作用
次に、上述の構成の液体封入マウント４の作用について説明する。
キャブ３は液体封入マウント４を介して車体フレーム２１に支持されている。すなわち、液体封入マウント４は、シャフト４１の一端側がキャブ３のフロア板３１にボルトにて固定され、固定板４６および容器４４のフランジ部４４１が車体フレーム２１に固定されている。
そして、ばね部材４５が中立状態にある場合、垂直方向の荷重はばね部材４５により支持されている。
【００４６】
ここで、キャブ３が水平方向に振動したときには、シャフト４１は、これを摺動可能に保持するリテーナ４２１を介して、リテーナ４２１に固着された円筒形プレート４２２、スリーブ４２３、クッションラバー４２４により弾性支持される。
【００４７】
キャブ３が鉛直方向上下に振動したときには、シャフト４１は、軸方向に摺動すると共に、ばね部材４５により弾性的に支持される。また、シャフト４１と一体となったダンパ部材４３が減衰液中を運動する際に減衰液から粘性抵抗を受けて、シャフト４１に対して減衰力が作用する。
【００４８】
そして、ブルドーザ１の使用時において、キャブ３に対して軽度の動的荷重が加えられた際、ばね部材４５が中立状態にあれば、ばね部材４５とボルト４３１の頭部４３１Ａとは非接触状態にあるので、シャフト４１はスムーズに摺動することが可能である。
また、ブルドーザ１が斜面を走行する場合など、ばね部材４５が伸縮方向に直交する方向に変位する状態となる場合は、ボルト４３１の頭部４３１Ａがばね部材４５の内周縁に当接し、ばね部材４５が位置ずれすることを防ぐ。この際、ボルト４３１における角部４３１Ｃとばね部材４５の内周部とが接触しても、接触面積が非常に小さいので接触による拘束の度合いが小さくて済み、シャフト４１はスムーズに摺動することが可能である。
【００４９】
そして、キャブ３に対して激しい動的荷重が加えられた場合でも、ボルト４３１頭部の側面４３１Ｂの高さを適宜調節して好適なガイド長を確保できるので、ばね部材４５の内側から、ボルト４３１の頭部４３１Ａにて確実にばね部材４５が横倒れすることを防ぐことができる。
なお、ボルト４３１頭部の側面４３１Ｂの高さを大きくしても、ボルト４３１における角部４３１Ｃとばね部材４５の内周縁とは点接触するだけなので、接触による拘束の度合いが大きくならず、液体封入マウント４の防振性が悪化してしまうことはない。
【００５０】
〔２〕第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について、図４および図５に基づいて説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る液体封入マウントを示す側断面図である。図５は、液体封入マウントにおけるばね部材およびダンパ部材の位置関係を示す模式図である。
なお、図４および図５に示す第２実施形態は、図１ないし図３に示した第１実施形態と、ダンパ部材においてのみ構成が異なるため、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００５１】
(2-1)ダンパ部材４７の構成
ダンパ部材４７は、例えば鋼材にて、下方に開口する有底円筒状に形成され、前述のように液体封入室Ｌ内に収納されている。そして、ダンパ部材４７の一端側、すなわち、ダンパ部材４７の底部は、ボルト４７１がシャフト４１の雌ねじ部４１３に螺合されたことにより、シャフト４１に固定されている。
【００５２】
このボルト４７１の頭部４７１Ａは、図２および図３に示すボルト４３１の頭部４３１Ａよりも小さく、ボルト４７１の頭部４７１Ａの側面とばね部材４５の内周部とは互いに離間した状態となっている。これにより、ばね部材４５が位置ずれを起こさない程度の軽度の動的荷重を受けた際は、ばね部材４５とボルト４７１の頭部４７１Ａとは互いに接触せず、ばね部材４５がスムーズに伸縮できるようになっている。
【００５３】
そして、ダンパ部材４７における円筒部４７２は、本発明におけるスプリングガイドを構成し、ばね部材４５の伸縮方向に直交する方向の動きを規制する。
具体的には、ダンパ部材４７における円筒部４７２は、ばね部材４５のコイル円形の外部に配設されており、図５に示すように、径方向断面形状が六角形の内周面４７２Ａを有している。
内周面４７２Ａにおける各面の略中央部は、本発明における摺接部に相当し、ばね部材４５が当接すると、ばね部材４５の径方向断面で、ばね部材４５の外周縁と点接触状態で摺接する。
すなわち、ばね部材４５が伸縮方向に直交する方向に変位していない中立状態（図４および図５に示す状態）では、ばね部材４５の外周縁と、内周面４７２Ａにおける各面の略中央部との間に隙間が形成されている。また、ばね部材４５が伸縮方向に直交する方向に大きく変位してばね部材４５が内周面４７２Ａに当接する状態では、内周面４７２Ａにおける各面の略中央部がばね部材４５の外周縁に点接触する。
【００５４】
(2-2)液体封入マウント４Ａの作用
次に、上述の構成の液体封入マウント４Ａの作用について説明する。なお、第１実施形態における液体封入マウント４と同様の作用については説明を省略する。
【００５５】
ブルドーザ１の使用時において、キャブ３に対して軽度の動的荷重が加えられた際、ばね部材４５が中立状態にあれば、ばね部材４５とダンパ部材４７の内周面４７２Ａとは非接触状態にあるので、シャフト４１はスムーズに摺動することが可能である。
また、ブルドーザ１が斜面を走行する場合など、ばね部材４５が伸縮方向に直交する方向に変位する状態となる場合は、ダンパ部材４７の内周面４７２Ａがばね部材４５の外周縁に当接し、ばね部材４５が位置ずれずることを防ぐ。この際、内周面４７２Ａにおける各面の略中央部とばね部材４５の外周部とが接触しても、接触面積が非常に小さいので接触による拘束の度合いが小さくて済み、シャフト４１はスムーズに摺動することが可能である。
【００５６】
そして、キャブ３に対して激しい動的荷重が加えられた場合、ダンパ部材４７の内周面４７２Ａの高さを適宜調節して好適なガイド長を確保できるので、ばね部材４５の外側から、ダンパ部材４７の内周面４７２Ａにて確実にばね部材４５が横倒れすることを防ぐことができる。
なお、ダンパ部材４７の内周面４７２Ａの高さを大きくしても、ダンパ部材４７の内周面４７２Ａの各面における略中央部とばね部材４５の外周縁とは点接触するだけなので、接触による拘束の度合いが大きくならず、液体封入マウント４の防振性が悪化してしまうことはない。
【００５７】
〔３〕実施形態の変形
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００５８】
前記実施形態では、液体封入マウント４，４Ａをブルドーザ１に設ける構成を例示したが、これに限らない。すなわち、本発明の防振マウント装置は、例えば、トラックなどの車両の座席などに対しても適用することができる。また、液体封入マウント４，４ＡをＲＯＰＳガードを備えていないキャブ３に対して設ける構成を例示したが、ＲＯＰＳガードを備えたキャブ３に対して設けたとしても何ら問題はない。
【００５９】
前記実施形態では、本発明の防振マウント装置として、液体封入室Ｌに減衰液を充填した液体封入マウント４，４Ａを例示したが、これに限らず、減衰液を充填しないスプリングマウントとして利用することもできる。
【００６０】
前記第１実施形態では、ボルト４３１の頭部４３１Ａをスプリングガイドとする構成を例示したが、これに限らない。すなわち、例えば、ボルト頭部の側面から径方向外側へ向けてリブ状に突出する摺動部を設ける構成など、ばね部材４５のコイル円形に点接触状態で内接するスプリングガイドを有する構成であればいずれでも構わない。また、スプリングガイドの径方向断面形状も六角形に限らず、いずれの多角形としてもよい。
【００６１】
前記第２実施形態では、ダンパ部材４７における内周面４７２Ａをスプリングガイドとする構成を例示したが、これに限らず、ばね部材４５のコイル円形に点接触状態で外接するスプリングガイドを有する構成であればいずれでも構わない。また、スプリングガイドの径方向断面形状も六角形に限らず、いずれの多角形としてもよい。
【００６２】
すなわち、例えば、図６に示すように、ダンパ部材４８の径方向断面形状が円形の内周面４８１に、内方に向けて突出したリブ状の摺接部４８２を設ける構成としてもよい。なお、図６は、前記第２実施形態の変形例におけるばね部材およびダンパ部材の位置関係を示す模式図である。このような構成でも、図６に示す液体封入マウント４Ｂは、前記第２実施形態と同様の作用効果を奏する。すなわち、摺接部４８２がばね部材４５の軸直交方向への動きを規制し、かつ、摺接部４８２にばね部材４５が当接する際には点接触状態で摺接するので、ばね部材４５の位置ずれを防ぎかつ良好な防振性を確保できる。なお、図６では、ダンパ部材４８の内周面４８１に３つの摺接部４８２を一体的に設ける構成を例示しているが、摺接部の数は４つ以上でもよい。また摺接部４８２の断面形状も三角形に限らず、ばね部材の外周に点接触する形状であればいずれの形状でも構わない。
【００６３】
前記第２実施形態では、ボルト４７１の頭部４７１Ａの側面とばね部材４５の内周部とは互いに離間した状態となっているとしたが、これに限らない。すなわち、図２および図３に示すような、ばね部材４５の内周縁にボルト４３１の頭部４３１Ａの側面を近接させて設ける構成と、図４および図５に示すような、ばね部材４５の外周縁にダンパ部材４７の内周面４７２Ａを近接させて設ける構成とを組み合わせてもよい。つまり、前記第１実施形態と前記第２実施形態とを組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、建設機械のキャブに対して利用できる他、支持体からの振動を被支持体に減衰して伝達するいずれの構成に対しても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液体封入マウントを採用したブルドーザを示す外観側面図である。
【図２】前記実施形態に係る液体封入マウントを示す側断面図である。
【図３】前記実施形態におけるばね部材およびダンパ部材の位置関係を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る液体封入マウントを示す側断面図である。
【図５】前記実施形態におけるばね部材およびダンパ部材の位置関係を示す模式図である。
【図６】前記実施形態の変形例におけるばね部材およびダンパ部材の位置関係を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
２…車体（支持体）
３…キャブ（被支持体）
４，４Ａ，４Ｂ…液体封入マウント（防振マウント装置）
４３…ダンパ部材
４３１…ボルト（螺合部材）
４３１Ａ…頭部（スプリングガイド）
４３１Ｃ…角部（摺接部）
４５…ばね部材
４７…ダンパ部材
４７２…円筒部（スプリングガイド）
４７２Ａ…内周面（摺接部）
４８…ダンパ部材
４８１…内周面
４８２…摺接部
Ｌ…液体封入室（液体封入部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と被支持体の間に介装され、前記支持体に作用した振動を緩衝させて前記被支持体に伝達する防振マウント装置であって、
前記被支持体の荷重支持方向に伸縮するばね部材と、
前記ばね部材の伸縮方向に直交する方向の動きを規制するスプリングガイドとを備え、
前記スプリングガイドには、前記ばね部材が当接すると、前記ばね部材の径方向断面で前記ばね部材と点接触状態で摺接する摺接部が形成されていることを特徴とする防振マウント装置。
【請求項２】
請求項１に記載の防振マウント装置において、
前記スプリングガイドにおける前記ばね部材の伸縮方向に直交する方向の断面形状は、前記ばね部材の径方向断面形状と異なることを特徴とする防振マウント装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の防振マウント装置において、
前記スプリングガイドは、前記ばね部材が伸縮方向に直交する方向に変位していない中立状態で、前記摺接部と前記ばね部材との間に隙間が生じる形状に構成されていることを特徴とする防振マウント装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の防振マウント装置において、
前記ばね部材は、コイルばねであり、
前記スプリングガイドは、前記コイルばねの内周縁で前記摺接部が摺接するように構成されていることを特徴とする防振マウント装置。
【請求項５】
請求項４に記載の防振マウント装置において、
前記支持体側に設けられ、内部に振動減衰用の液体が封入されると共に、前記ばね部材が収納された液体封入部と、
前記液体封入部内に収納され、一端側が前記被支持体側に固定され、他端側が前記ばね部材に当接して、前記ばね部材の伸縮方向に沿って運動するダンパ部材とを備え、
前記ダンパ部材は、前記被支持体側に対して多角形状の頭部を備えた螺合部材によって固定され、
前記スプリングガイドは、前記螺合部材の多角形状の頭部として構成されていることを特徴とする防振マウント装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の防振マウント装置において、
前記ばね部材は、コイルばねであり、
前記スプリングガイドは、前記コイルばねの外周縁で前記摺接部が摺接するように構成されていることを特徴とする防振マウント装置。
【請求項１】
支持体と被支持体の間に介装され、前記支持体に作用した振動を緩衝させて前記被支持体に伝達する防振マウント装置であって、
前記被支持体の荷重支持方向に伸縮するばね部材と、
前記ばね部材の伸縮方向に直交する方向の動きを規制するスプリングガイドとを備え、
前記スプリングガイドには、前記ばね部材が当接すると、前記ばね部材の径方向断面で前記ばね部材と点接触状態で摺接する摺接部が形成されていることを特徴とする防振マウント装置。
【請求項２】
請求項１に記載の防振マウント装置において、
前記スプリングガイドにおける前記ばね部材の伸縮方向に直交する方向の断面形状は、前記ばね部材の径方向断面形状と異なることを特徴とする防振マウント装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の防振マウント装置において、
前記スプリングガイドは、前記ばね部材が伸縮方向に直交する方向に変位していない中立状態で、前記摺接部と前記ばね部材との間に隙間が生じる形状に構成されていることを特徴とする防振マウント装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の防振マウント装置において、
前記ばね部材は、コイルばねであり、
前記スプリングガイドは、前記コイルばねの内周縁で前記摺接部が摺接するように構成されていることを特徴とする防振マウント装置。
【請求項５】
請求項４に記載の防振マウント装置において、
前記支持体側に設けられ、内部に振動減衰用の液体が封入されると共に、前記ばね部材が収納された液体封入部と、
前記液体封入部内に収納され、一端側が前記被支持体側に固定され、他端側が前記ばね部材に当接して、前記ばね部材の伸縮方向に沿って運動するダンパ部材とを備え、
前記ダンパ部材は、前記被支持体側に対して多角形状の頭部を備えた螺合部材によって固定され、
前記スプリングガイドは、前記螺合部材の多角形状の頭部として構成されていることを特徴とする防振マウント装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の防振マウント装置において、
前記ばね部材は、コイルばねであり、
前記スプリングガイドは、前記コイルばねの外周縁で前記摺接部が摺接するように構成されていることを特徴とする防振マウント装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２７８３４２（Ｐ２００７−２７８３４２Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０３０７８（Ｐ２００６−１０３０７８）
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【出願人】（０００１３６３５４）株式会社フコク (97)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【出願人】（０００１３６３５４）株式会社フコク (97)
【Ｆターム（参考）】
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