防振マウント
【課題】 振幅の大きな振動を減衰させるのに加えて、微小振動を吸収することができる防振マウントを提供する。
【解決手段】 ケーシング１２内には弾性体１４を介して筒状容器１５を取付けると共に、筒状容器１５内には取付軸１８を設ける。また、筒状容器１５の底部１６Ｂと取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間にはばね部材２０を設けると共に、筒状容器１５の蓋体１７と取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間には圧電アクチュエータ２１を挟持する。さらに、筒状容器１５の底部１６Ｂには、粘性液体２３中に位置して可動板２４を設ける。これにより、弾性体１４、可動板２４等によって振幅の大きな振動を減衰させることができると共に、ばね部材２０、圧電アクチュエータ２１等によって振幅の小さな微小振動を吸収することができる。
【解決手段】 ケーシング１２内には弾性体１４を介して筒状容器１５を取付けると共に、筒状容器１５内には取付軸１８を設ける。また、筒状容器１５の底部１６Ｂと取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間にはばね部材２０を設けると共に、筒状容器１５の蓋体１７と取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間には圧電アクチュエータ２１を挟持する。さらに、筒状容器１５の底部１６Ｂには、粘性液体２３中に位置して可動板２４を設ける。これにより、弾性体１４、可動板２４等によって振幅の大きな振動を減衰させることができると共に、ばね部材２０、圧電アクチュエータ２１等によって振幅の小さな微小振動を吸収することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建設機械の旋回フレームとキャブとの間、鉄道車両の走行装置と車体との間、工場の床と機械装置との間等、一の部材上に他の部材を取付けるときに両者間に用いて好適な防振マウントに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の旋回フレーム上に防振マウントを介して設けられたキャブと、上部旋回体の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより大略構成されている。
【０００３】
ここで、防振マウントは、掘削作業時の振動、下部走行体の走行時の振動がフレームからキャブに伝わるのを抑え、運転室内の居住性を高めるものである。そして、この種の防振マウントとして、旋回フレームに取付けられるケーシングと、該ケーシング内に粘性液体を封入した状態で固着された弾性体と、該弾性体に固着されキャブに取付けられる取付軸と、該取付軸に設けられ粘性液体が流通するときに抵抗力を与える減衰力発生部材とにより構成された液体封入式の防振マウントが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０８６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来技術では、振動の振幅が小さくなるに従って動ばね定数が増大し、かつ損失係数が減少する傾向がある。即ち、振動が小さいときには、動ばね定数の増大と損失係数の減少によって振動伝達率が増大し、振動吸収特性が低下する傾向がある。このため、従来技術では、例えば走行振動やエンジン振動のように、継続的な微小振動が発生する状況では、旋回フレームの振動がキャブに伝わり易くなり、乗り心地が悪化するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、振幅の大きな振動を減衰させるのに加えて、微小振動を吸収することができる防振マウントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために請求項１の発明による防振マウントは、ケーシングと、該ケーシングに設けられた弾性材料からなる弾性体と、該弾性体に設けられ、軸方向の一側に軸挿通孔を有すると共に軸方向の他側が底部となった筒状容器と、該筒状容器に挿入され、基端側が該筒状容器内に位置し先端側が該筒状容器の軸挿通孔から突出した取付軸と、前記筒状容器の内部に設けられ、伸張または縮小によって該取付軸を前記筒状容器に進入する方向または前記筒状容器から突出する方向に変位させる圧電アクチュエータと、前記筒状容器の内部に設けられ、該圧電アクチュエータに予圧縮荷重を作用させる付勢部材とからなり、前記圧電アクチュエータは、前記筒状容器側と取付軸側とのうち少なくともいずれか一方に対して固着しない状態で取付けられ、前記弾性体と圧電アクチュエータは、前記筒状容器を介して荷重伝達経路上で直列に配置する構成としている。
【０００８】
請求項２の発明は、前記筒状容器は、軸方向の一側が開口すると共に軸方向の他側が閉塞された有底筒状に形成され、前記圧電アクチュエータ、取付軸の基端側および付勢部材を内部に収容する筒部材と、前記取付軸が挿通される軸挿通孔を有して該筒部材の開口側に設けられ、該筒部材の底部との間に前記圧電アクチュエータ、取付軸の基端側および付勢部材を挟持する蓋体とによって構成している。
【０００９】
請求項３の発明は、前記取付軸の基端側には、前記圧電アクチュエータと付勢部材との間に挟持されるフランジ部を設ける構成としている。
【００１０】
請求項４の発明では、前記圧電アクチュエータは、前記取付軸の軸方向に向けて積層された複数の圧電素子によって構成している。
【００１１】
請求項５の発明では、前記ケーシングと取付軸とのうち少なくともいずれか一方の振動を検出する振動検出手段を設け、前記圧電アクチュエータには、該振動検出手段による検出信号に基づいて当該圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御する制御手段を接続して設け、該制御手段は、前記振動検出手段による検出信号に基づいて前記圧電アクチュエータで振動を吸収するための制御信号を演算し、該制御信号を前記圧電アクチュエータに出力する構成としている。
【００１２】
請求項６の発明では、前記ケーシングは、軸方向の一側が開口すると共に軸方向の他側が閉塞された有底筒状に形成され、前記弾性体は、該ケーシング内に粘性液体を封入した状態で該ケーシングの開口側を閉塞し、前記筒部材の底部側には、前記粘性液体中に位置して前記弾性体の弾性変形に応じて粘性液体が流通するときに抵抗力を与える減衰力発生部材を設ける構成としている。
【００１３】
請求項７の発明では、前記圧電アクチュエータは、伸張したときに前記付勢部材に抗して前記筒状容器に進入する方向に前記取付軸を変位させ、縮小したときに前記付勢部材の付勢力によって前記筒状容器から突出する方向に前記取付軸を変位させる構成としている。
【００１４】
請求項８の発明では、前記圧電アクチュエータは、伸張したときに前記付勢部材に抗して前記筒状容器から突出する方向に前記取付軸を変位させ、縮小したときに前記付勢部材の付勢力によって前記筒状容器に進入する方向に前記取付軸を変位させる構成としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、弾性体と圧電アクチュエータとを筒状容器を介して荷重伝達経路上で直列に設けたから、振幅の大きな振動は弾性体を用いて減衰させることができると共に、振幅の小さい振動は圧電アクチュエータを用いて吸収することができる。このため、ケーシングが取付けられた一の部材から取付軸が取付けられた他の部材に伝わる振動を、振幅の大小に拘らず、弾性体と圧電アクチュエータとによって減衰させ、吸収することができる。この結果、防振マウント全体として、大きな振幅の振動と微小振幅の振動とに対する振動吸収効果を両立することができる。これにより、例えば弾性体では振幅の小さい微小振動を吸収できないときでも、この微小振動を圧電アクチュエータを用いて吸収することができる。
【００１６】
また、微小振動の吸収には圧電アクチュエータを用いるから、他のアクチュエータを用いた場合に比べて、制御信号に対する応答性を向上することができる。このため、より高い周波数範囲に亘って防振効果を得ることができる。一方、一般的に、圧電アクチュエータは引張り応力に対して機械的な強度が不足する傾向がある。これに対し、本発明では、圧電アクチュエータはケーシング側と取付軸側とのうち少なくともいずれか一方に対して固着しない状態で取付ける構成としたから、圧電アクチュエータに引張り応力が作用することがなく、圧電アクチュエータの信頼性、耐久性を高めることができる。
【００１７】
さらに、付勢部材は圧電アクチュエータを予め圧縮する予圧縮荷重を作用させるから、振動によって圧電アクチュエータががた付くことがなくなる。このため、圧電アクチュエータが伸張するときの力を速やかに取付軸とケーシングとの間に作用させることができ、時間遅延が生じることなく振動を減衰させることができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、筒部材の底部と蓋体との間に圧電アクチュエータ、取付軸の基端側および付勢部材を挟持する構成としたから、付勢部材は、筒部材の底部と蓋体との間で圧電アクチュエータを軸方向に予め圧縮することができる。このため、振動によって圧電アクチュエータががた付くことがなく、予圧縮した状態で筒部材の底部と蓋体との間に圧電アクチュエータを保持することができる。また、取付軸の基端側は圧電アクチュエータおよび付勢部材と一緒に挟持されるから、圧電アクチュエータの伸張、縮小に応じて取付軸の基端側を軸方向に変位させることができる。このため、圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御することによって、取付軸の軸方向に生じる振動を吸収することができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、取付軸の基端側には圧電アクチュエータと付勢部材との間に挟持されるフランジ部を設けたから、付勢部材は、フランジ部を介して圧電アクチュエータに対して予圧縮荷重を作用させることができる。また、取付軸のフランジ部は圧電アクチュエータと付勢部材との間に挟持されるから、圧電アクチュエータの伸張、縮小に応じて取付軸のフランジ部を軸方向に変位させることができる。このため、圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御することによって、取付軸の軸方向に生じる振動を吸収することができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、圧電アクチュエータは複数の圧電素子を積層する構成としたから、圧電アクチュエータは各圧電素子の厚さ寸法の変化を累積することができる。このため、圧電アクチュエータの厚さ寸法を大きく変化させることができるから、取付軸を軸方向に向けて大きく変位させることができる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、制御手段は振動検出手段による検出信号に基づいて圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御する構成としたから、制御手段は、例えば振動検出手段によって検出した振動から弾性体で減衰させることができない振幅の小さい微小振動を抽出し、該微小振動を相殺するための制御信号を演算することができる。このとき、制御手段は制御信号を圧電アクチュエータに出力するから、圧電アクチュエータは制御信号に応じて伸張、縮小し、微小振動を減衰させることができる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、ケーシング内には粘性液体を封入すると共に、筒部材の底部側には粘性液体中に位置する減衰力発生部材を設ける構成としている。ここで、ケーシングまたは取付軸に振動が生じたときには、弾性体が弾性変形して筒部材が変位すると共に、筒部材の変位に伴って粘性液体が流通する。このとき、減衰力発生部材は、粘性液体の流通に対して抵抗力を与えるから、該抵抗力によって振動を減衰させることができる。
【００２３】
請求項７の発明によれば、圧電アクチュエータが伸張したときには、付勢部材に抗して筒状容器に進入する方向に取付軸を変位させ、圧電アクチュエータが縮小したときには、付勢部材の付勢力によって筒状容器から突出する方向に取付軸を変位させる。このため、圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御することによって、取付軸の軸方向に生じる振動を吸収することができる。
【００２４】
さらに、取付軸が筒状容器に進入するときには、圧電アクチュエータが伸張する力（伸張力）を用いるのに対し、取付軸が筒状容器から突出するときには、付勢部材の付勢力を用いる。このように付勢部材を用いて圧電アクチュエータを縮小するから、圧電アクチュエータの軸方向の両端側は、筒状容器および取付軸のいずれにも固着する必要がない。ここで、圧電アクチュエータの両端側を筒状容器および取付軸に固着した場合には、取付軸が軸方向に振動するのに伴って、圧電アクチュエータに圧縮応力と引張り応力とが作用する。これに対し、本発明では、圧電アクチュエータの両端側は筒状容器および取付軸のいずれにも当接するだけでよいから、圧電アクチュエータに引張り応力が作用することがなく、圧電アクチュエータの信頼性、耐久性を高めることができる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、圧電アクチュエータが伸張したときには、付勢部材に抗して筒部材から突出する方向に取付軸を変位させ、圧電アクチュエータが縮小したときには、付勢部材の付勢力によって筒部材に進入する方向に取付軸を変位させる。このため、圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御することによって、取付軸の軸方向に生じる振動を吸収することができる。
【００２６】
さらに、取付軸が筒状容器から突出するときには、圧電アクチュエータが伸張する力（伸張力）を用いるのに対し、取付軸が筒部材に進入するときには、付勢部材の付勢力を用いる。このように付勢部材を用いて圧電アクチュエータを縮小するから、圧電アクチュエータの軸方向の両端側は、筒部材および取付軸のいずれにも固着する必要がない。このため、圧電アクチュエータの両端側は筒部材および取付軸のいずれにも当接するだけでよいから、圧電アクチュエータに引張り応力が作用することがなく、圧電アクチュエータの信頼性、耐久性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態による防振マウントを、油圧ショベルの旋回フレームとキャブとの間に適用した場合を例に挙げ、図１ないし図６を参照しつつ説明する。
【００２８】
図中、１は油圧ショベルで、該油圧ショベル１の車体は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とにより構成され、上部旋回体３の前部側には、掘削作業用の作業装置４が俯仰動可能に設けられている。
【００２９】
そして、上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回可能に設けられた後述の旋回フレーム５（一の部材）と、該旋回フレーム５上に取付けられた後述のキャブ８（他の部材）とを備えている。
【００３０】
５は上部旋回体３のベースをなす一方の部材としての旋回フレームで、旋回フレーム５は、図２および図３に示すように、下部走行体２に取付けられるセンタフレーム６を有し、該センタフレーム６の前部左側には、後述のキャブ８を下側から支持するキャブ支持部７が設けられている。
【００３１】
そして、センタフレーム６は、厚肉な鋼板からなる底板６Ａと、該底板６Ａ上を前，後方向に延びる縦板（図示せず）とにより大略構成されている。また、キャブ支持部７は、前，後方向に離間して底板６Ａから左，右方向に延びた２本の横梁７Ａ，７Ｂと、該各横梁７Ａ，７Ｂの左端側を連結し前，後方向に延びた側枠７Ｃと、横梁７Ａから前側に突出し側枠７Ｃと平行して前，後方向に延びた縦梁７Ｄと、横梁７Ａよりも前側に位置して側枠７Ｃと縦梁７Ｄとを左，右方向で連結する前枠７Ｅとにより大略構成されている。
【００３２】
８は後述の防振マウント１１を介して旋回フレーム５のキャブ支持部７上に支持された他方の部材としてのキャブで、該キャブ８は旋回フレーム５上に運転室を画成するものである。ここで、キャブ８は、例えば薄肉な鋼板にプレス加工、溶接加工等を施すことにより、前面部８Ａ、後面部８Ｂ、左，右の側面部８Ｃ（左側のみ図示）、および上面部８Ｄによって囲まれた箱状に形成されている。そして、キャブ８の下端側には床板用ブラケット８Ｅが設けられ、該床板用ブラケット８Ｅには、キャブ８の底部をなす床板９が取付けられている。
【００３３】
また、床板９の下面側には、ボルト穴１０Ａを備えた保持金具１０が固着されている。そして、保持金具１０は、後述する防振マウント１１の取付軸１８をねじ止め固定し、取付軸１８を保持するものである。
【００３４】
１１は旋回フレーム５のキャブ支持部７とキャブ８との間に設けられた４個の防振マウントで、これら各防振マウント１１は、キャブ支持部７の横梁７Ｂとキャブ８の床板９との間に左，右に離間して２個配置されると共に、キャブ支持部７の前枠７Ｅとキャブ８の床板９との間に左，右に離間して２個配置され、旋回フレーム５の振動がキャブ８に伝わるのを抑えるものである。そして、各防振マウント１１は、図４に示すように、後述のケーシング１２、弾性体１４、筒部材１６、取付軸１８、ばね部材２０、圧電アクチュエータ２１、粘性液体２３、可動板２４等からなる液体封入式マウントとして構成されている。
【００３５】
１２は旋回フレーム５のキャブ支持部７に取付けられたケーシングで、該ケーシング１２は、軸方向の一側（上端側）が開口部となった中空な円筒部１２Ａと、該円筒部１２Ａの上端側に一体形成されたフランジ部１２Ｂと、円筒部１２Ａの軸方向の他側（下端側）を閉塞する底板部１２Ｃとにより有底円筒状に形成されている。そして、ケーシング１２は、フランジ部１２Ｂに挿通した２個のボルト１３を用いてキャブ支持部７に締結される構成となっている。
【００３６】
１４はケーシング１２の開口部を閉塞した状態でケーシング１２に固着された弾性体で、該弾性体１４は、ケーシング１２内に後述の粘性液体２３を封入するものである。ここで、弾性体１４は、例えばゴム等の弾性材料により形成され、ケーシング１２を施蓋する厚肉蓋部１４Ａと、該厚肉蓋部１４Ａの中心部に穿設された取付孔１４Ｂとを備えている。そして、厚肉蓋部１４Ａは、ケーシング１２の円筒部１２Ａの内周面に固着され、取付孔１４Ｂには後述の筒部材１６が固着されている。これにより、弾性体１４は、ケーシング１２と筒部材１６との間に設けられている。
【００３７】
１５は弾性体１４に取付けられた筒状容器で、該筒状容器１５は、後述する筒部材１６と蓋体１７とによって構成され、軸方向の一側に軸挿通孔１７Ｃを有すると共に軸方向の他側が底部１６Ｂとなった有底円筒状に形成されている。そして、筒状容器１５は、その内部にばね部材２０、圧電アクチュエータ２１および取付軸１８のフランジ部１８Ｂを収容している。
【００３８】
１６は弾性体１４内を軸方向に挿通して設けられた筒部材で、該筒部材１６は、軸方向の中間部位が弾性体１４の取付孔１４Ｂに接着、溶着等の手段を用いて固着されることにより、ケーシング１２の中心部に配置されている。また、筒部材１６は、軸方向の一側（上端側）が開口した中空な円筒部１６Ａと、該円筒部１６Ａの軸方向の他側（下端側）を閉塞する底部１６Ｂと、前記円筒部１６Ａの上端側に位置する開口部１６Ｃとにより有底円筒状に形成されている。そして、開口部１６Ｃの内周面には、後述する蓋体１７を螺着するための雌ねじが設けられている。
【００３９】
１７は筒部材１６の開口側（上端側）に設けられた蓋体で、該蓋体１７は、中心側が貫通した円環状に形成され、その外周側には雄ねじ部１７Ａが形成されている。また、蓋体１７は、筒部材１６の底部１６Ｂとの間に後述する圧電アクチュエータ２１、取付軸１８のフランジ部１８Ｂおよびばね部材２０を挟持する。そして、蓋体１７は、雄ねじ部１７Ａを筒部材１６の開口部１６Ｃに螺合することによって、筒部材１６に取付けられ、後述する圧電アクチュエータ２１の上端に当接する。これにより、蓋体１７は、ばね部材２０と共に軸方向の予圧を与えた状態で筒部材１６内に圧電アクチュエータ２１を保持している。
【００４０】
また、蓋体１７は、キャブ８の保持金具１０と対面している。このとき、蓋体１７と保持金具１０との間には、例えば数十μｍ〜数ｍｍ程度の隙間が形成されている。この隙間によって、筒部材１６は、軸方向に対する変位が許容されている。
【００４１】
さらに、蓋体１７の中心側には、例えばスリーブ軸受等からなる軸受１７Ｂが取付けられている。そして、軸受１７Ｂ内には後述の取付軸１８を挿通するための軸挿通孔１７Ｃが形成され、軸受１７Ｂは、取付軸１８を軸方向に変位可能に支持する。
【００４２】
１８は筒部材１６内に挿入して設けられた取付軸で、該取付軸１８は、ケーシング１２に対して軸方向に変位可能に設けられている。また、取付軸１８は、軸方向に沿って筒部材１６の底部１６Ｂ付近まで延びる長尺なロッド部１８Ａと、筒部材１６内に位置して該ロッド部１８Ａの基端側に設けられた円板状のフランジ部１８Ｂと、ロッド部１８Ａの先端側に位置して筒状容器１５の軸挿通孔１７Ｃから突出した雄ねじ部１８Ｃとによって構成されている。ここで、フランジ部１８Ｂは、筒部材１６の底部１６Ｂに対面して配置されている。そして、フランジ部１８Ｂと底部１６Ｂとの間には、後述のばね部材２０が取付けられると共に、フランジ部１８Ｂと蓋体１７との間には、圧電アクチュエータ２１が取付けられる。これにより、フランジ部１８Ｂは、ばね部材２０と圧電アクチュエータ２１との間に挟持されている。
【００４３】
一方、取付軸１８の雄ねじ部１８Ｃは、キャブ８の床板用ブラケット８Ｅに挿通されると共に、床板９の保持金具１０とナット１９とが螺着される。これにより、取付軸１８は、キャブ８に取付けられる構成となっている。
【００４４】
２０は筒部材１６内の底部１６Ｂ側に設けられた付勢部材としてのばね部材で、該ばね部材２０は、例えば皿ばねによって構成され、筒部材１６の底部１６Ｂと取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間に挟持されている。そして、ばね部材２０は、取付軸１８の軸方向の振動に対して後述の圧電アクチュエータ２１と並列に作用するように配置されている。また、ばね部材２０は、取付軸１８に作用するキャブ８の荷重Ｆ1よりも大きなばね力Ｆ2（付勢力）を有している。このため、ばね部材２０は、筒状容器１５から突出する方向に取付軸１８を付勢し、フランジ部１８Ｂが底部１６Ｂから離間した状態で取付軸１８を支持すると共に、後述の圧電アクチュエータ２１に予圧縮荷重を作用させている。
【００４５】
２１は筒部材１６の開口部１６Ｃと取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間に設けられた円筒状の圧電アクチュエータで、該圧電アクチュエータ２１は、例えば取付軸１８の軸方向に向けて積層された複数の圧電素子２１Ａによって構成されている。また、圧電アクチュエータ２１は、その中心側に取付軸１８を挿通するための挿通孔２１Ｂが形成されている。そして、圧電アクチュエータ２１は、挿通孔２１Ｂ内に取付軸１８のロッド部１８Ａが挿通された状態で筒部材１６内に取付けられ、蓋体１７と取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間に挟持されている。これにより、圧電アクチュエータ２１は、筒状容器１５を介してケーシング１２と取付軸１８との間の荷重伝達経路上で弾性体１４に対して直列に配置されている。
【００４６】
このとき、取付軸１８は、ばね部材２０によって筒部材１６から突出する方向に付勢されているから、圧電アクチュエータ２１には、フランジ部１８Ｂを介してばね部材２０の付勢力が作用する。このため、圧電アクチュエータ２１は、電圧が印加されてない状態でも、ばね部材２０によって予め圧縮する力（予圧縮荷重）が付与されている。
【００４７】
また、圧電アクチュエータ２１は、信号ケーブル２１Ｃを介して後述する制御装置２８に接続されている。そして、圧電アクチュエータ２１の両端側には、制御装置２８から制御信号Ｓ3としての電圧が印加される。このとき、圧電アクチュエータ２１は、例えば一端側に対して他端側に正の電圧を印加して制御信号Ｓ3を大きくすると、ばね部材２０に抗して軸方向に伸張する。一方、圧電アクチュエータ２１は、制御信号Ｓ3を小さくすると、ばね部材２０の圧縮力によって軸方向に縮小する。このように、圧電アクチュエータ２１は、制御信号Ｓ3に応じて軸方向に対して数百μｍ（例えば１００μｍ程度）の範囲で伸張、縮小する。これにより、圧電アクチュエータ２１が伸張したときには、取付軸１８は、ばね部材２０に抗して筒部材１６に進入する方向に変位する。一方、圧電アクチュエータ２１が縮小したときには、取付軸１８は、ばね部材２０の付勢力によって筒部材１６から突出する方向に変位する。このため、圧電アクチュエータ２１は、制御装置２８からの制御信号Ｓ3に応じて取付軸１８を軸方向に変位させることができ、ケーシング１２、取付軸１８に作用する振動を吸収することができる。
【００４８】
なお、制御信号Ｓ3が印加されていないとき（圧電アクチュエータ２１の両端の電位差が零のとき）には、圧電アクチュエータ２１は最縮小し、取付軸１８は筒部材１６に対して最上昇する。一方、最大の制御信号Ｓ3が印加されたとき（圧電アクチュエータ２１の両端の電位差が最大のとき）には、圧電アクチュエータ２１は最伸張し、取付軸１８は筒部材１６に対して最下降する。そして、最大の制御信号Ｓ3に対して半分程度のオフセット電圧Ｖ0（オフセット信号）が印加されたときに、圧電アクチュエータ２１の長さ寸法は最縮小と最伸張との間の中立長さとなり、取付軸１８は最上昇位置と最下降位置との間の中立位置に配置されるものである。
【００４９】
また、圧電アクチュエータ２１の軸方向の両端は、蓋体１７とフランジ部１８Ｂとにそれぞれ当接するものの、蓋体１７とフランジ部１８Ｂに固着（接着）されていない。このため、圧電アクチュエータ２１には、筒部材１６、取付軸１８等によって圧縮応力は作用するものの、引張り応力は作用しない構成となっている。
【００５０】
さらに、ばね部材２０の付勢力（ばね力Ｆ2）は、キャブ８の通常の振動によってばね部材２０が圧縮され、圧電アクチュエータ２１が蓋体１７とフランジ部１８Ｂとの間で遊んでしまうことがない程度の強さに設定されている。これにより、圧電アクチュエータ２１による振動吸収作用を安定して作用させることができる。一方、圧電アクチュエータ２１は、ばね部材２０の付勢力に対抗して取付軸１８（フランジ部１８Ｂ）を押し下げるのに十分な伸張力Ｆ3（Ｆ3＞Ｆ2）を発生させることができる構成となっている。
【００５１】
２２はケーシング１２内に画成された流体室で、該流体室２２は、ケーシング１２と弾性体１４と筒部材１６とによって囲まれた密閉空間として構成されている。そして、流体室２２内には、例えばシリコン油等の大きな粘性を有する粘性液体２３が封入されている。
【００５２】
２４は流体室２２内に位置して筒部材１６の下端側（底部１６Ｂ側）に設けられた減衰力発生部材としての可動板で、該可動板２４は、筒部材１６の下端側にボルト２５を用いて固着されている。そして、可動板２４は、流体室２２内に封入した粘性液体２３に常時浸されており、弾性体１４が弾性変形するときに筒部材１６と共に粘性液体２３中を上，下方向（軸方向）に移動するものである。
【００５３】
また、ケーシング１２の円筒部１２Ａと可動板２４との間には環状の隙間からなる環状通路２６が形成されている。そして、環状通路２６は、粘性液体２３が流通可能な液体通路を形成している。従って、可動板２４が粘性液体２３中を上，下方向に移動し、粘性液体２３がケーシング１２と可動板２４との間の環状通路２６を流れるときに、この粘性液体２３に抵抗力が与えられる構成となっている。このように、粘性液体２３および可動板２４は、振動を減衰させる減衰力を発生させるから、弾性体１４と共に大きな振幅の振動を減衰させる減衰力発生機構を構成するものである。
【００５４】
２７はキャブ支持部７に取付けられた振動検出手段としての加速度センサで、該加速度センサ２７は、防振マウント１１の近傍に配置されると共に、後述の制御装置２８に接続されている。そして、加速度センサ２７は、キャブ支持部７およびケーシング１２に作用する軸方向（上，下方向）の加速度を検出し、該加速度に対応した電流、電圧等の検出信号Ｓ0を制御装置２８に向けて出力する。
【００５５】
２８は圧電アクチュエータ２１および加速度センサ２７に接続された制御装置（制御手段）で、該制御装置２８は、図５に示すように、後述するシグナルコンディショナ２９、フィルタ３０、ゲイン調整器３１、リミッタ３２および加算器３３によって構成されている。そして、制御装置２８は、加速度センサ２７による検出信号Ｓ0に基づいて圧電アクチュエータ２１で振動を吸収するための制御信号Ｓ3を演算し、該制御信号Ｓ3を圧電アクチュエータ２１に出力する。これにより、制御装置２８は、加速度センサ２７からの検出信号Ｓ0に基づいて圧電アクチュエータ２１の伸張、縮小を制御するものである。
【００５６】
２９は加速度センサ２７に接続されたシグナルコンディショナで、該シグナルコンディショナ２９は、例えば加速度センサ２７に向けて駆動用の電源電圧を供給すると共に、加速度センサ２７による検出信号Ｓ0を加速度に応じた電圧値（加速度信号Ｓ1）に変換する。このため、シグナルコンディショナ２９から出力される加速度信号Ｓ1は、加速度センサ２７が取付けられている部位の加速度に比例して変化する。
【００５７】
３０はシグナルコンディショナ２９の後段に接続されたフィルタで、該フィルタ３０は、例えばバタワース２次のローパスフィルタ（低域通過フィルタ）によって構成され、シグナルコンディショナ２９による加速度信号Ｓ1を圧電アクチュエータ２１のたわみ量（変位）に応じた変位信号Ｓ2に変換する。また、フィルタ３０は、カットオフ周波数が例えば１Ｈｚに設定され、図６に示すような伝達関数を有する。このフィルタ３０の伝達関数では、ゲイン（利得）の絶対値は理論変位と異なるものの、５Ｈｚ以上ではほぼ変位に比例する出力を得ることができる。また、１Ｈｚ以下ではほぼ変位に比例する出力となるので、加速度変位変換処理におけるドリフト成分（オフセットノイズ）等の低周波数成分の影響を受け難くすることができる。このため、フィルタ３０から出力される制御信号Ｓ3を用いることによって、圧電アクチュエータ２１は加速度計測におけるドリフト成分等の低周波数成分を除去することができる。
【００５８】
３１はフィルタ３０の後段に接続されたゲイン調整器で、該ゲイン調整器３１は、図５に示すように、圧電アクチュエータ２１の許容電圧に応じてフィルタ３０から出力された変位信号Ｓ2のゲイン（利得）を調整する。これにより、変位信号Ｓ2は、その振幅（電圧振幅）が圧電アクチュエータ２１の許容電圧よりもやや大きくなるように調整される。
【００５９】
３２はゲイン調整器３１の後段に接続されたリミッタで、該リミッタ３２は、変位信号Ｓ2の振幅が圧電アクチュエータ２１の許容電圧範囲に収まるように、ゲイン調整器３１から出力された変位信号Ｓ2の振幅を厳密に制限する。
【００６０】
３３はリミッタ３２の後段に接続された加算器で、該加算器３３は、リミッタ３２から出力される変位信号Ｓ2に対して、圧電アクチュエータ２１を中立長さにするためのオフセット電圧Ｖ0を加算し、制御信号Ｓ3を出力する。そして、加速度が作用しないときには、加算器３３は、制御信号Ｓ3としてオフセット電圧Ｖ0を出力する。このとき、圧電アクチュエータ２１は、中立長さに保持される。一方、加速度が作用したときには、加算器３３は、制御信号Ｓ3としてオフセット電圧Ｖ0に加速度に応じた変位信号Ｓ2を加算し、該加算値に応じた電圧を出力する。このとき、圧電アクチュエータ２１は、変位信号Ｓ2に応じて中立長さから伸張または縮小する。
【００６１】
本実施の形態による防振マウント１１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について図４ないし図６を参照しつつ説明する。
【００６２】
まず、防振マウント１１は、ケーシング１２をボルト１３によって旋回フレーム５のキャブ支持部７に取付けると共に、取付軸１８の雄ねじ部１８Ｃをナット１９によってキャブ８の床板９に取付ける。これにより、防振マウント１１は、旋回フレーム５上でキャブ８を弾性的に支持する。
【００６３】
そして、例えば油圧ショベル１の走行時、掘削作業時のように、旋回フレーム５が大きな振幅で振動したときには、弾性体１４が、ケーシング１２と筒部材１６との間で上，下方向に弾性変形し、この弾性体１４の変形によって旋回フレーム５からキャブ８に伝わる振動を抑制することができる。
【００６４】
このとき、筒部材１６に固定された可動板２４は、弾性体１４の弾性変形に応じて粘性液体２３中を上，下方向に移動する。このため、粘性液体２３は、ケーシング１２と可動板２４との間の環状通路２６を介して流通する。これにより、粘性液体２３が環状通路２６を流通するときに該粘性液体２３に与えられる粘性抵抗、流動抵抗により、筒部材１６の上，下方向の移動に対して大きな減衰力が付与され、その結果、キャブ８に伝わった振動を減衰することができる。
【００６５】
このように、例えば０．５ｍｍ以上の大きな振幅の振動に対しては、弾性体１４は低剛性な振る舞いをすると共に、可動板２４は粘性液体２３を十分に攪拌する。このため、防振マウント１１全体としては低ばね定数、高減衰の特性となるから、キャブ８の振動を抑制することができる。
【００６６】
一方、例えば０．５ｍｍ以下の小さな振幅の振動に対しては、弾性体１４は高剛性な振る舞いをすると共に、可動板２４の変位も小さくなって粘性液体２３の動きも小さくなる。このため、小さな振幅の振動は、弾性体１４、可動板２４等では吸収することができず、筒部材１６に伝達される。このとき、加速度センサ２７は旋回フレーム５の振動を検出するから、制御装置２８は、加速度センサ２７による検出信号Ｓ0に基づいて制御信号Ｓ3を演算し、圧電アクチュエータ２１に出力する。
【００６７】
ここで、キャブ８に上向きの加速度が作用するときには、制御信号Ｓ3はオフセット電圧Ｖ0に対してこの加速度に応じた変位信号Ｓ2を加算した電圧となる。このため、圧電アクチュエータ２１は、制御信号Ｓ3に応じて中立長さから伸張し、取付軸１８を押し下げる。このように、キャブ８に上向きの変位が生じたときには、防振マウント１１は、圧電アクチュエータ２１が伸張することによってキャブ８を押し下げ、キャブ８に生じる上向きの変位を相殺する。
【００６８】
一方、キャブ８に下向きの加速度が作用するときには、加速度の向きが逆になるから、変位信号Ｓ2は負の値となる。このため、制御信号Ｓ3は、オフセット電圧Ｖ0に対してこの加速度に応じた変位信号Ｓ2を減算した電圧となる。このとき、圧電アクチュエータ２１は、ばね部材２０の圧縮力によって中立長さから縮小するから、ばね部材２０は取付軸１８を押し上げる。このように、キャブ８に下向きの変位が生じたときには、防振マウント１１は、ばね部材２０によってキャブ８を押し上げ、キャブ８に生じる下向きの変位を相殺する。
【００６９】
この結果、防振マウント１１は、大きな振幅の振動は弾性体１４および可動板２４等を用いて吸収、減衰できると共に、小さな振幅の振動は圧電アクチュエータ２１等を用いて吸収することができる。このため、旋回フレーム５に生じた振動がキャブ８に伝達することがなく、キャブ８の乗り心地を改善することができる。
【００７０】
かくして、本実施の形態では、圧電アクチュエータ２１は、伸張したときには、ばね部材２０に抗して筒状容器１５に進入する方向に取付軸１８を変位させ、縮小したときには、ばね部材２０の付勢力によって筒状容器１５から突出する方向に取付軸１８を変位させる。このため、圧電アクチュエータ２１の伸張、縮小を制御することによって、取付軸１８の軸方向に生じる振動を吸収することができる。
【００７１】
また、ケーシング１２と取付軸１８との間に弾性体１４と圧電アクチュエータ２１とを筒状容器１５を介して荷重伝達経路上で直列に並べて配置したから、振幅の大きな振動は弾性体１４を用いて減衰させることができると共に、振幅の小さい振動は圧電アクチュエータ２１を用いて吸収することができる。このため、ケーシング１２が取付けられた旋回フレーム５から取付軸１８が取付けられたキャブ８に伝わる振動を、振幅の大小に拘らず、弾性体１４と圧電アクチュエータ２１とによって減衰させ、吸収することができる。この結果、防振マウント１１全体として、大きな振幅の振動と微小振幅の振動とに対する振動吸収効果を両立することができる。これにより、例えば弾性体１４では振幅の小さい微小振動を吸収できないときでも、この微小振動を圧電アクチュエータ２１を用いて吸収することができる。
【００７２】
さらに、取付軸１８が筒状容器１５に進入するときには、圧電アクチュエータ２１が伸張する力を用いるのに対し、取付軸１８が筒状容器１５から突出するときには、ばね部材２０の付勢力を用いる。このように、ばね部材２０を用いて圧電アクチュエータ２１を縮小するから、圧電アクチュエータ２１の軸方向の両端側は、筒状容器１５および取付軸１８のいずれにも固着する必要がなく、筒状容器１５および取付軸１８のいずれにも当接するだけでよい。このため、圧電アクチュエータ２１に引張り応力が作用することがなく、圧電アクチュエータ２１の信頼性、耐久性を高めることができる。
【００７３】
また、筒部材１６の底部１６Ｂと取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間にはばね部材２０を設けると共に、蓋体１７と取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間には圧電アクチュエータ２１を設ける構成としたから、ばね部材２０は、取付軸１８に対して筒部材１６から突出する方向に付勢力を付加すると共に、圧電アクチュエータ２１に対して蓋体１７と取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間で予め圧縮される予圧縮荷重を付加することができる。このため、振動によって圧電アクチュエータ２１ががた付くことがなく、予圧縮した状態で筒部材１６の蓋体１７と取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間に圧電アクチュエータ２１を挟持することができる。
【００７４】
また、本実施の形態では、圧電アクチュエータ２１に対してオフセット電圧Ｖ0を加算した制御信号Ｓ3を印加し、ばね部材２０の予圧縮荷重に抗して圧電アクチュエータ２１を予め中立長さに伸張させる構成とした。このため、制御信号Ｓ3をオフセット電圧Ｖ0に対して増減させることによって、取付軸１８を上，下いずれの方向にも変位させることができ、上，下両方向の振動を吸収することができる。
【００７５】
また、ばね部材２０の付勢力によって圧電アクチュエータ２１の両端側は常に筒部材１６と取付軸１８とに接触するから、圧電アクチュエータ２１が伸張するときの力を速やかに取付軸１８に作用させることができ、時間遅延が生じることなく振動を減衰させることができる。
【００７６】
また、微小振動の吸収には圧電アクチュエータ２１を用いるから、他のアクチュエータを用いた場合に比べて、制御信号Ｓ3に対する応答性を向上することができる。このため、より高い周波数範囲に亘って防振効果を得ることができる。さらに、圧電アクチュエータ２１は複数の圧電素子２１Ａを積層する構成としたから、各圧電素子２１Ａの厚さ寸法の変化を累積することができる。このため、圧電アクチュエータ２１全体の厚さ寸法を大きく変化させることができるから、取付軸１８を軸方向に向けて大きく変位させることができる。
【００７７】
また、制御装置２８は加速度センサ２７による検出信号Ｓ0に基づいて圧電アクチュエータ２１の伸張、縮小を制御する構成としたから、制御装置２８は、例えば加速度センサ２７によって検出した振動から弾性体１４で減衰させることができない振幅の小さい微小振動を抽出し、該微小振動を相殺するための制御信号Ｓ3を演算することができる。このとき、制御装置２８は制御信号Ｓ3を圧電アクチュエータ２１に出力するから、圧電アクチュエータ２１は制御信号Ｓ3に応じて伸張、縮小し、微小振動を吸収することができる。
【００７８】
さらに、ケーシング１２内には粘性液体２３を封入すると共に、筒部材１６の底部１６Ｂ側には粘性液体２３中に位置する可動板２４を設ける構成としている。このため、ケーシング１２または取付軸１８に振動が生じたときには、弾性体１４が弾性変形して筒部材１６が軸方向に変位すると共に、筒部材１６の変位に伴ってケーシング１２と可動板２４との間の環状通路２６を粘性液体２３が流通する。このとき、可動板２４は、粘性液体２３の流通に対して抵抗力を与えるから、該抵抗力によって振動を減衰させることができる。
【００７９】
次に、図７は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、筒部材の底部と取付軸のフランジ部との間に圧電アクチュエータを配置すると共に、筒部材の蓋体と取付軸のフランジ部との間に付勢部材を配置する構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８０】
４１は本実施の形態による防振マウントで、該防振マウント４１は、第１の実施の形態による防振マウント１１とほぼ同様に、ケーシング１２、弾性体１４、筒状容器１５、取付軸４２、ばね部材４３、圧電アクチュエータ４４等によって構成されている。
【００８１】
４２は筒状容器１５内に挿入して設けられた取付軸で、該取付軸４２は、第１の実施の形態による取付軸１８とほぼ同様に、軸方向に沿って筒部材１６の開口部１６Ｃ付近まで延びる短尺なロッド部４２Ａと、筒部材１６内に位置して該ロッド部４２Ａの基端側に設けられた円板状のフランジ部４２Ｂと、ロッド部４２Ａの先端側に位置して筒状容器１５の軸挿通孔１７Ｃから突出した雄ねじ部４２Ｃとによって構成されている。ここで、フランジ部４２Ｂは、筒状容器１５の蓋体１７に対面して配置されると共に、後述するばね部材４３と圧電アクチュエータ４４との間に挟持されている。そして、取付軸４２は、キャブ８の床板用ブラケット８Ｅを挿通した状態で雄ねじ部４２Ｃが床板９の保持金具１０とナット１９とに螺着され、キャブ８に取付けられている。
【００８２】
４３は筒部材１６内の開口部１６Ｃ側に設けられた付勢部材としてのばね部材で、該ばね部材４３は、第１の実施の形態によるばね部材２０と同様に例えば皿ばねによって構成されている。但し、ばね部材４３は、筒状容器１５の蓋体１７と取付軸４２のフランジ部４２Ｂとの間に挟持されている。そして、ばね部材４３は、取付軸４２の軸方向の振動に対して後述の圧電アクチュエータ４４と並列に作用するように配置されている。また、ばね部材４３は、取付軸４２に作用するキャブ８の荷重よりも大きなばね力（付勢力）を有している。このため、ばね部材４３は、筒状容器１５に進入する方向に取付軸４２を付勢し、フランジ部４２Ｂが蓋体１７から離間した状態で取付軸４２を支持すると共に、後述の圧電アクチュエータ４４に予圧縮荷重を作用させている。
【００８３】
４４は筒部材１６の底部１６Ｂと取付軸４２のフランジ部４２Ｂとの間に設けられた円柱状の圧電アクチュエータで、該圧電アクチュエータ４４は、第１の実施の形態による圧電アクチュエータ２１とほぼ同様に、複数の圧電素子４４Ａによって構成されている。そして、圧電アクチュエータ４４は、筒部材１６内に取付けられ、筒部材１６の底部１６Ｂと取付軸４２のフランジ部４２Ｂとの間に挟持されている。これにより、圧電アクチュエータ４４は、筒状容器１５を介してケーシング１２と取付軸４２との間の荷重伝達経路上で弾性体１４に対して直列に配置されている。
【００８４】
このとき、取付軸４２は、ばね部材４３によって筒部材１６に進入する方向に付勢されているから、圧電アクチュエータ４４には、フランジ部４２Ｂを介してばね部材４３の付勢力が作用する。このため、圧電アクチュエータ４４は、電圧が印加されてない状態でも、ばね部材４２によって予圧縮荷重が付与されている。
【００８５】
また、圧電アクチュエータ４４は、信号ケーブル４４Ｂを介して供給される制御装置（図示せず）に接続され、制御装置からの制御信号に応じて伸張、縮小する。そして、圧電アクチュエータ４４が伸張したときには、取付軸４２は、ばね部材４３に抗して筒状容器１５から突出する方向に変位する。一方、圧電アクチュエータ４４が縮小したときには、取付軸４２は、ばね部材４３の付勢力によって筒状容器１５に進入する方向に変位する。このため、圧電アクチュエータ４４は、制御信号に応じて取付軸４２を軸方向に変位させることができ、ケーシング１２、取付軸４２に作用する振動を吸収することができる。
【００８６】
また、圧電アクチュエータ４４の軸方向の両端は、筒部材１６の底部１６Ｂとフランジ部１８Ｂとにそれぞれ当接するものの、底部１６Ｂとフランジ部１８Ｂに固着（接着）されていない。このため、圧電アクチュエータ４４には、筒部材１６、取付軸４２等によって圧縮応力は作用するものの、引張り応力は作用しない構成となっている。
【００８７】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。即ち、本実施の形態では、第１の実施の形態による防振マウント４１に比べて、圧電アクチュエータ４４とばね部材４３との軸方向の配置関係が逆になり、圧電アクチュエータ４４の伸張、縮小に対する取付軸４２の変位の方向が逆になっている。しかし、圧電アクチュエータ４４による微小振動の吸収効果等は、第１の実施の形態とほぼ同様に奏するものである。
【００８８】
次に、図８は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、粘性液体および可動板を省く構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８９】
５１は本実施の形態による防振マウントで、該防振マウント５１は、第１の実施の形態による防振マウント１１とほぼ同様に、ケーシング５２、弾性体１４、筒状容器１５、取付軸１８、ばね部材２０、圧電アクチュエータ２１等によって構成されている。
【００９０】
５２は旋回フレーム５のキャブ支持部７に取付けられたケーシングで、該ケーシング５２は、軸方向の両側が開口部となった中空な円筒部５２Ａと、該円筒部５２Ａの上端側に一体形成されたフランジ部５２Ｂとにより円筒状に形成されている。そして、ケーシング５２は、フランジ部５２Ｂに挿通した２個のボルト１３を用いてキャブ支持部７に締結される構成となっている。
【００９１】
但し、ケーシング５２は、第１の実施の形態によるケーシング１２と異なり、底板部を省く構成となっている。このため、ケーシング５２内には、流体室および粘性液体は設けられていない。また、筒状容器１５の下端側にも、可動板は設けられておらず、可動板および粘性液体による減衰力は付与しない構成となっている。
【００９２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、粘性液体および可動板を省く構成としたから、可動板等に基づく減衰力は発生しないものの、防振マウント５１の構成を簡略化することができ、製造コストを低減することができる。
【００９３】
なお、前記第３の実施の形態では、第１の実施の形態による取付軸１８、ばね部材２０、圧電アクチュエータ２１等を用いる構成としたが、第２の実施の形態による取付軸４２、ばね部材４３、圧電アクチュエータ４４等を用いる構成としてもよい。
【００９４】
また、前記各実施の形態では、加速度センサ２７は旋回フレーム５に設ける構成としたが、ケーシング１２，５２に設ける構成としてもよい。また、加速度センサは、キャブや取付軸に設ける構成としてもよく、旋回フレームとキャブとの両方に設ける構成としてもよい。
【００９５】
また、前記各実施の形態では、振動検出手段には加速度センサ２７を用いる構成としたが、例えば速度センサ等を用いる構成としてもよい。
【００９６】
また、前記各実施の形態では、付勢部材として皿ばねからなるばね部材２０，４３を設ける構成としたが、コイルばね等を用いる構成としてもよい。
【００９７】
また、前記各実施の形態では、制御装置２８はアナログ回路で構成したが、シグナルコンディショナ２９の出力をＡ／Ｄ変換し、加算器３３の出力をＤ／Ａ変換すれば、シグナルコンディショナ２９と加算器３３との間はディジタル信号処理を行う構成としてもよい。
【００９８】
さらに、前記各実施の形態では、防振マウント１１，４１，５１を、油圧ショベル１の旋回フレーム５とキャブ８との間に設けた場合を例に挙げている。しかし、本発明はこれに限らず、例えば鉄道車両の走行装置と車体との間、自動車の車体フレームとエンジンとの間、工場の床と機械装置との間等、一の部材上で他の部材を防振支持する防振マウントとして広く適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１の実施の形態による防振マウントを備えた油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】図１中の旋回フレーム、キャブ等を拡大して示す一部破断の正面図である。
【図３】旋回フレームのキャブ支持部、防振マウント等を図２中の矢示III−III方向からみた断面図である。
【図４】第１の実施の形態による防振マウントを示す断面図である。
【図５】図４中の圧電アクチュエータおよび加速度センサに接続された制御装置を示すブロック図である。
【図６】周波数に対するフィルタの利得および位相を示す特性線図である。
【図７】第２の実施の形態による防振マウントを示す断面図である。
【図８】第３の実施の形態による防振マウントを示す断面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１１，４１，５１ 防振マウント
１２，５２ ケーシング
１４ 弾性体
１５ 筒状部材
１６ 筒部材
１６Ｂ 底部
１６Ｃ 開口部
１７ 蓋体
１８，４２ 取付軸
１８Ｂ，４２Ｂ フランジ部
２０，４３ ばね部材（付勢部材）
２１，４４ 圧電アクチュエータ
２１Ａ，４４Ａ 圧電素子
２３ 粘性液体
２４ 可動板（減衰力発生部材）
２７ 加速度センサ（振動検出手段）
２８ 制御装置（制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建設機械の旋回フレームとキャブとの間、鉄道車両の走行装置と車体との間、工場の床と機械装置との間等、一の部材上に他の部材を取付けるときに両者間に用いて好適な防振マウントに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の旋回フレーム上に防振マウントを介して設けられたキャブと、上部旋回体の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより大略構成されている。
【０００３】
ここで、防振マウントは、掘削作業時の振動、下部走行体の走行時の振動がフレームからキャブに伝わるのを抑え、運転室内の居住性を高めるものである。そして、この種の防振マウントとして、旋回フレームに取付けられるケーシングと、該ケーシング内に粘性液体を封入した状態で固着された弾性体と、該弾性体に固着されキャブに取付けられる取付軸と、該取付軸に設けられ粘性液体が流通するときに抵抗力を与える減衰力発生部材とにより構成された液体封入式の防振マウントが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０８６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来技術では、振動の振幅が小さくなるに従って動ばね定数が増大し、かつ損失係数が減少する傾向がある。即ち、振動が小さいときには、動ばね定数の増大と損失係数の減少によって振動伝達率が増大し、振動吸収特性が低下する傾向がある。このため、従来技術では、例えば走行振動やエンジン振動のように、継続的な微小振動が発生する状況では、旋回フレームの振動がキャブに伝わり易くなり、乗り心地が悪化するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、振幅の大きな振動を減衰させるのに加えて、微小振動を吸収することができる防振マウントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために請求項１の発明による防振マウントは、ケーシングと、該ケーシングに設けられた弾性材料からなる弾性体と、該弾性体に設けられ、軸方向の一側に軸挿通孔を有すると共に軸方向の他側が底部となった筒状容器と、該筒状容器に挿入され、基端側が該筒状容器内に位置し先端側が該筒状容器の軸挿通孔から突出した取付軸と、前記筒状容器の内部に設けられ、伸張または縮小によって該取付軸を前記筒状容器に進入する方向または前記筒状容器から突出する方向に変位させる圧電アクチュエータと、前記筒状容器の内部に設けられ、該圧電アクチュエータに予圧縮荷重を作用させる付勢部材とからなり、前記圧電アクチュエータは、前記筒状容器側と取付軸側とのうち少なくともいずれか一方に対して固着しない状態で取付けられ、前記弾性体と圧電アクチュエータは、前記筒状容器を介して荷重伝達経路上で直列に配置する構成としている。
【０００８】
請求項２の発明は、前記筒状容器は、軸方向の一側が開口すると共に軸方向の他側が閉塞された有底筒状に形成され、前記圧電アクチュエータ、取付軸の基端側および付勢部材を内部に収容する筒部材と、前記取付軸が挿通される軸挿通孔を有して該筒部材の開口側に設けられ、該筒部材の底部との間に前記圧電アクチュエータ、取付軸の基端側および付勢部材を挟持する蓋体とによって構成している。
【０００９】
請求項３の発明は、前記取付軸の基端側には、前記圧電アクチュエータと付勢部材との間に挟持されるフランジ部を設ける構成としている。
【００１０】
請求項４の発明では、前記圧電アクチュエータは、前記取付軸の軸方向に向けて積層された複数の圧電素子によって構成している。
【００１１】
請求項５の発明では、前記ケーシングと取付軸とのうち少なくともいずれか一方の振動を検出する振動検出手段を設け、前記圧電アクチュエータには、該振動検出手段による検出信号に基づいて当該圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御する制御手段を接続して設け、該制御手段は、前記振動検出手段による検出信号に基づいて前記圧電アクチュエータで振動を吸収するための制御信号を演算し、該制御信号を前記圧電アクチュエータに出力する構成としている。
【００１２】
請求項６の発明では、前記ケーシングは、軸方向の一側が開口すると共に軸方向の他側が閉塞された有底筒状に形成され、前記弾性体は、該ケーシング内に粘性液体を封入した状態で該ケーシングの開口側を閉塞し、前記筒部材の底部側には、前記粘性液体中に位置して前記弾性体の弾性変形に応じて粘性液体が流通するときに抵抗力を与える減衰力発生部材を設ける構成としている。
【００１３】
請求項７の発明では、前記圧電アクチュエータは、伸張したときに前記付勢部材に抗して前記筒状容器に進入する方向に前記取付軸を変位させ、縮小したときに前記付勢部材の付勢力によって前記筒状容器から突出する方向に前記取付軸を変位させる構成としている。
【００１４】
請求項８の発明では、前記圧電アクチュエータは、伸張したときに前記付勢部材に抗して前記筒状容器から突出する方向に前記取付軸を変位させ、縮小したときに前記付勢部材の付勢力によって前記筒状容器に進入する方向に前記取付軸を変位させる構成としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、弾性体と圧電アクチュエータとを筒状容器を介して荷重伝達経路上で直列に設けたから、振幅の大きな振動は弾性体を用いて減衰させることができると共に、振幅の小さい振動は圧電アクチュエータを用いて吸収することができる。このため、ケーシングが取付けられた一の部材から取付軸が取付けられた他の部材に伝わる振動を、振幅の大小に拘らず、弾性体と圧電アクチュエータとによって減衰させ、吸収することができる。この結果、防振マウント全体として、大きな振幅の振動と微小振幅の振動とに対する振動吸収効果を両立することができる。これにより、例えば弾性体では振幅の小さい微小振動を吸収できないときでも、この微小振動を圧電アクチュエータを用いて吸収することができる。
【００１６】
また、微小振動の吸収には圧電アクチュエータを用いるから、他のアクチュエータを用いた場合に比べて、制御信号に対する応答性を向上することができる。このため、より高い周波数範囲に亘って防振効果を得ることができる。一方、一般的に、圧電アクチュエータは引張り応力に対して機械的な強度が不足する傾向がある。これに対し、本発明では、圧電アクチュエータはケーシング側と取付軸側とのうち少なくともいずれか一方に対して固着しない状態で取付ける構成としたから、圧電アクチュエータに引張り応力が作用することがなく、圧電アクチュエータの信頼性、耐久性を高めることができる。
【００１７】
さらに、付勢部材は圧電アクチュエータを予め圧縮する予圧縮荷重を作用させるから、振動によって圧電アクチュエータががた付くことがなくなる。このため、圧電アクチュエータが伸張するときの力を速やかに取付軸とケーシングとの間に作用させることができ、時間遅延が生じることなく振動を減衰させることができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、筒部材の底部と蓋体との間に圧電アクチュエータ、取付軸の基端側および付勢部材を挟持する構成としたから、付勢部材は、筒部材の底部と蓋体との間で圧電アクチュエータを軸方向に予め圧縮することができる。このため、振動によって圧電アクチュエータががた付くことがなく、予圧縮した状態で筒部材の底部と蓋体との間に圧電アクチュエータを保持することができる。また、取付軸の基端側は圧電アクチュエータおよび付勢部材と一緒に挟持されるから、圧電アクチュエータの伸張、縮小に応じて取付軸の基端側を軸方向に変位させることができる。このため、圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御することによって、取付軸の軸方向に生じる振動を吸収することができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、取付軸の基端側には圧電アクチュエータと付勢部材との間に挟持されるフランジ部を設けたから、付勢部材は、フランジ部を介して圧電アクチュエータに対して予圧縮荷重を作用させることができる。また、取付軸のフランジ部は圧電アクチュエータと付勢部材との間に挟持されるから、圧電アクチュエータの伸張、縮小に応じて取付軸のフランジ部を軸方向に変位させることができる。このため、圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御することによって、取付軸の軸方向に生じる振動を吸収することができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、圧電アクチュエータは複数の圧電素子を積層する構成としたから、圧電アクチュエータは各圧電素子の厚さ寸法の変化を累積することができる。このため、圧電アクチュエータの厚さ寸法を大きく変化させることができるから、取付軸を軸方向に向けて大きく変位させることができる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、制御手段は振動検出手段による検出信号に基づいて圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御する構成としたから、制御手段は、例えば振動検出手段によって検出した振動から弾性体で減衰させることができない振幅の小さい微小振動を抽出し、該微小振動を相殺するための制御信号を演算することができる。このとき、制御手段は制御信号を圧電アクチュエータに出力するから、圧電アクチュエータは制御信号に応じて伸張、縮小し、微小振動を減衰させることができる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、ケーシング内には粘性液体を封入すると共に、筒部材の底部側には粘性液体中に位置する減衰力発生部材を設ける構成としている。ここで、ケーシングまたは取付軸に振動が生じたときには、弾性体が弾性変形して筒部材が変位すると共に、筒部材の変位に伴って粘性液体が流通する。このとき、減衰力発生部材は、粘性液体の流通に対して抵抗力を与えるから、該抵抗力によって振動を減衰させることができる。
【００２３】
請求項７の発明によれば、圧電アクチュエータが伸張したときには、付勢部材に抗して筒状容器に進入する方向に取付軸を変位させ、圧電アクチュエータが縮小したときには、付勢部材の付勢力によって筒状容器から突出する方向に取付軸を変位させる。このため、圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御することによって、取付軸の軸方向に生じる振動を吸収することができる。
【００２４】
さらに、取付軸が筒状容器に進入するときには、圧電アクチュエータが伸張する力（伸張力）を用いるのに対し、取付軸が筒状容器から突出するときには、付勢部材の付勢力を用いる。このように付勢部材を用いて圧電アクチュエータを縮小するから、圧電アクチュエータの軸方向の両端側は、筒状容器および取付軸のいずれにも固着する必要がない。ここで、圧電アクチュエータの両端側を筒状容器および取付軸に固着した場合には、取付軸が軸方向に振動するのに伴って、圧電アクチュエータに圧縮応力と引張り応力とが作用する。これに対し、本発明では、圧電アクチュエータの両端側は筒状容器および取付軸のいずれにも当接するだけでよいから、圧電アクチュエータに引張り応力が作用することがなく、圧電アクチュエータの信頼性、耐久性を高めることができる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、圧電アクチュエータが伸張したときには、付勢部材に抗して筒部材から突出する方向に取付軸を変位させ、圧電アクチュエータが縮小したときには、付勢部材の付勢力によって筒部材に進入する方向に取付軸を変位させる。このため、圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御することによって、取付軸の軸方向に生じる振動を吸収することができる。
【００２６】
さらに、取付軸が筒状容器から突出するときには、圧電アクチュエータが伸張する力（伸張力）を用いるのに対し、取付軸が筒部材に進入するときには、付勢部材の付勢力を用いる。このように付勢部材を用いて圧電アクチュエータを縮小するから、圧電アクチュエータの軸方向の両端側は、筒部材および取付軸のいずれにも固着する必要がない。このため、圧電アクチュエータの両端側は筒部材および取付軸のいずれにも当接するだけでよいから、圧電アクチュエータに引張り応力が作用することがなく、圧電アクチュエータの信頼性、耐久性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態による防振マウントを、油圧ショベルの旋回フレームとキャブとの間に適用した場合を例に挙げ、図１ないし図６を参照しつつ説明する。
【００２８】
図中、１は油圧ショベルで、該油圧ショベル１の車体は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とにより構成され、上部旋回体３の前部側には、掘削作業用の作業装置４が俯仰動可能に設けられている。
【００２９】
そして、上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回可能に設けられた後述の旋回フレーム５（一の部材）と、該旋回フレーム５上に取付けられた後述のキャブ８（他の部材）とを備えている。
【００３０】
５は上部旋回体３のベースをなす一方の部材としての旋回フレームで、旋回フレーム５は、図２および図３に示すように、下部走行体２に取付けられるセンタフレーム６を有し、該センタフレーム６の前部左側には、後述のキャブ８を下側から支持するキャブ支持部７が設けられている。
【００３１】
そして、センタフレーム６は、厚肉な鋼板からなる底板６Ａと、該底板６Ａ上を前，後方向に延びる縦板（図示せず）とにより大略構成されている。また、キャブ支持部７は、前，後方向に離間して底板６Ａから左，右方向に延びた２本の横梁７Ａ，７Ｂと、該各横梁７Ａ，７Ｂの左端側を連結し前，後方向に延びた側枠７Ｃと、横梁７Ａから前側に突出し側枠７Ｃと平行して前，後方向に延びた縦梁７Ｄと、横梁７Ａよりも前側に位置して側枠７Ｃと縦梁７Ｄとを左，右方向で連結する前枠７Ｅとにより大略構成されている。
【００３２】
８は後述の防振マウント１１を介して旋回フレーム５のキャブ支持部７上に支持された他方の部材としてのキャブで、該キャブ８は旋回フレーム５上に運転室を画成するものである。ここで、キャブ８は、例えば薄肉な鋼板にプレス加工、溶接加工等を施すことにより、前面部８Ａ、後面部８Ｂ、左，右の側面部８Ｃ（左側のみ図示）、および上面部８Ｄによって囲まれた箱状に形成されている。そして、キャブ８の下端側には床板用ブラケット８Ｅが設けられ、該床板用ブラケット８Ｅには、キャブ８の底部をなす床板９が取付けられている。
【００３３】
また、床板９の下面側には、ボルト穴１０Ａを備えた保持金具１０が固着されている。そして、保持金具１０は、後述する防振マウント１１の取付軸１８をねじ止め固定し、取付軸１８を保持するものである。
【００３４】
１１は旋回フレーム５のキャブ支持部７とキャブ８との間に設けられた４個の防振マウントで、これら各防振マウント１１は、キャブ支持部７の横梁７Ｂとキャブ８の床板９との間に左，右に離間して２個配置されると共に、キャブ支持部７の前枠７Ｅとキャブ８の床板９との間に左，右に離間して２個配置され、旋回フレーム５の振動がキャブ８に伝わるのを抑えるものである。そして、各防振マウント１１は、図４に示すように、後述のケーシング１２、弾性体１４、筒部材１６、取付軸１８、ばね部材２０、圧電アクチュエータ２１、粘性液体２３、可動板２４等からなる液体封入式マウントとして構成されている。
【００３５】
１２は旋回フレーム５のキャブ支持部７に取付けられたケーシングで、該ケーシング１２は、軸方向の一側（上端側）が開口部となった中空な円筒部１２Ａと、該円筒部１２Ａの上端側に一体形成されたフランジ部１２Ｂと、円筒部１２Ａの軸方向の他側（下端側）を閉塞する底板部１２Ｃとにより有底円筒状に形成されている。そして、ケーシング１２は、フランジ部１２Ｂに挿通した２個のボルト１３を用いてキャブ支持部７に締結される構成となっている。
【００３６】
１４はケーシング１２の開口部を閉塞した状態でケーシング１２に固着された弾性体で、該弾性体１４は、ケーシング１２内に後述の粘性液体２３を封入するものである。ここで、弾性体１４は、例えばゴム等の弾性材料により形成され、ケーシング１２を施蓋する厚肉蓋部１４Ａと、該厚肉蓋部１４Ａの中心部に穿設された取付孔１４Ｂとを備えている。そして、厚肉蓋部１４Ａは、ケーシング１２の円筒部１２Ａの内周面に固着され、取付孔１４Ｂには後述の筒部材１６が固着されている。これにより、弾性体１４は、ケーシング１２と筒部材１６との間に設けられている。
【００３７】
１５は弾性体１４に取付けられた筒状容器で、該筒状容器１５は、後述する筒部材１６と蓋体１７とによって構成され、軸方向の一側に軸挿通孔１７Ｃを有すると共に軸方向の他側が底部１６Ｂとなった有底円筒状に形成されている。そして、筒状容器１５は、その内部にばね部材２０、圧電アクチュエータ２１および取付軸１８のフランジ部１８Ｂを収容している。
【００３８】
１６は弾性体１４内を軸方向に挿通して設けられた筒部材で、該筒部材１６は、軸方向の中間部位が弾性体１４の取付孔１４Ｂに接着、溶着等の手段を用いて固着されることにより、ケーシング１２の中心部に配置されている。また、筒部材１６は、軸方向の一側（上端側）が開口した中空な円筒部１６Ａと、該円筒部１６Ａの軸方向の他側（下端側）を閉塞する底部１６Ｂと、前記円筒部１６Ａの上端側に位置する開口部１６Ｃとにより有底円筒状に形成されている。そして、開口部１６Ｃの内周面には、後述する蓋体１７を螺着するための雌ねじが設けられている。
【００３９】
１７は筒部材１６の開口側（上端側）に設けられた蓋体で、該蓋体１７は、中心側が貫通した円環状に形成され、その外周側には雄ねじ部１７Ａが形成されている。また、蓋体１７は、筒部材１６の底部１６Ｂとの間に後述する圧電アクチュエータ２１、取付軸１８のフランジ部１８Ｂおよびばね部材２０を挟持する。そして、蓋体１７は、雄ねじ部１７Ａを筒部材１６の開口部１６Ｃに螺合することによって、筒部材１６に取付けられ、後述する圧電アクチュエータ２１の上端に当接する。これにより、蓋体１７は、ばね部材２０と共に軸方向の予圧を与えた状態で筒部材１６内に圧電アクチュエータ２１を保持している。
【００４０】
また、蓋体１７は、キャブ８の保持金具１０と対面している。このとき、蓋体１７と保持金具１０との間には、例えば数十μｍ〜数ｍｍ程度の隙間が形成されている。この隙間によって、筒部材１６は、軸方向に対する変位が許容されている。
【００４１】
さらに、蓋体１７の中心側には、例えばスリーブ軸受等からなる軸受１７Ｂが取付けられている。そして、軸受１７Ｂ内には後述の取付軸１８を挿通するための軸挿通孔１７Ｃが形成され、軸受１７Ｂは、取付軸１８を軸方向に変位可能に支持する。
【００４２】
１８は筒部材１６内に挿入して設けられた取付軸で、該取付軸１８は、ケーシング１２に対して軸方向に変位可能に設けられている。また、取付軸１８は、軸方向に沿って筒部材１６の底部１６Ｂ付近まで延びる長尺なロッド部１８Ａと、筒部材１６内に位置して該ロッド部１８Ａの基端側に設けられた円板状のフランジ部１８Ｂと、ロッド部１８Ａの先端側に位置して筒状容器１５の軸挿通孔１７Ｃから突出した雄ねじ部１８Ｃとによって構成されている。ここで、フランジ部１８Ｂは、筒部材１６の底部１６Ｂに対面して配置されている。そして、フランジ部１８Ｂと底部１６Ｂとの間には、後述のばね部材２０が取付けられると共に、フランジ部１８Ｂと蓋体１７との間には、圧電アクチュエータ２１が取付けられる。これにより、フランジ部１８Ｂは、ばね部材２０と圧電アクチュエータ２１との間に挟持されている。
【００４３】
一方、取付軸１８の雄ねじ部１８Ｃは、キャブ８の床板用ブラケット８Ｅに挿通されると共に、床板９の保持金具１０とナット１９とが螺着される。これにより、取付軸１８は、キャブ８に取付けられる構成となっている。
【００４４】
２０は筒部材１６内の底部１６Ｂ側に設けられた付勢部材としてのばね部材で、該ばね部材２０は、例えば皿ばねによって構成され、筒部材１６の底部１６Ｂと取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間に挟持されている。そして、ばね部材２０は、取付軸１８の軸方向の振動に対して後述の圧電アクチュエータ２１と並列に作用するように配置されている。また、ばね部材２０は、取付軸１８に作用するキャブ８の荷重Ｆ1よりも大きなばね力Ｆ2（付勢力）を有している。このため、ばね部材２０は、筒状容器１５から突出する方向に取付軸１８を付勢し、フランジ部１８Ｂが底部１６Ｂから離間した状態で取付軸１８を支持すると共に、後述の圧電アクチュエータ２１に予圧縮荷重を作用させている。
【００４５】
２１は筒部材１６の開口部１６Ｃと取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間に設けられた円筒状の圧電アクチュエータで、該圧電アクチュエータ２１は、例えば取付軸１８の軸方向に向けて積層された複数の圧電素子２１Ａによって構成されている。また、圧電アクチュエータ２１は、その中心側に取付軸１８を挿通するための挿通孔２１Ｂが形成されている。そして、圧電アクチュエータ２１は、挿通孔２１Ｂ内に取付軸１８のロッド部１８Ａが挿通された状態で筒部材１６内に取付けられ、蓋体１７と取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間に挟持されている。これにより、圧電アクチュエータ２１は、筒状容器１５を介してケーシング１２と取付軸１８との間の荷重伝達経路上で弾性体１４に対して直列に配置されている。
【００４６】
このとき、取付軸１８は、ばね部材２０によって筒部材１６から突出する方向に付勢されているから、圧電アクチュエータ２１には、フランジ部１８Ｂを介してばね部材２０の付勢力が作用する。このため、圧電アクチュエータ２１は、電圧が印加されてない状態でも、ばね部材２０によって予め圧縮する力（予圧縮荷重）が付与されている。
【００４７】
また、圧電アクチュエータ２１は、信号ケーブル２１Ｃを介して後述する制御装置２８に接続されている。そして、圧電アクチュエータ２１の両端側には、制御装置２８から制御信号Ｓ3としての電圧が印加される。このとき、圧電アクチュエータ２１は、例えば一端側に対して他端側に正の電圧を印加して制御信号Ｓ3を大きくすると、ばね部材２０に抗して軸方向に伸張する。一方、圧電アクチュエータ２１は、制御信号Ｓ3を小さくすると、ばね部材２０の圧縮力によって軸方向に縮小する。このように、圧電アクチュエータ２１は、制御信号Ｓ3に応じて軸方向に対して数百μｍ（例えば１００μｍ程度）の範囲で伸張、縮小する。これにより、圧電アクチュエータ２１が伸張したときには、取付軸１８は、ばね部材２０に抗して筒部材１６に進入する方向に変位する。一方、圧電アクチュエータ２１が縮小したときには、取付軸１８は、ばね部材２０の付勢力によって筒部材１６から突出する方向に変位する。このため、圧電アクチュエータ２１は、制御装置２８からの制御信号Ｓ3に応じて取付軸１８を軸方向に変位させることができ、ケーシング１２、取付軸１８に作用する振動を吸収することができる。
【００４８】
なお、制御信号Ｓ3が印加されていないとき（圧電アクチュエータ２１の両端の電位差が零のとき）には、圧電アクチュエータ２１は最縮小し、取付軸１８は筒部材１６に対して最上昇する。一方、最大の制御信号Ｓ3が印加されたとき（圧電アクチュエータ２１の両端の電位差が最大のとき）には、圧電アクチュエータ２１は最伸張し、取付軸１８は筒部材１６に対して最下降する。そして、最大の制御信号Ｓ3に対して半分程度のオフセット電圧Ｖ0（オフセット信号）が印加されたときに、圧電アクチュエータ２１の長さ寸法は最縮小と最伸張との間の中立長さとなり、取付軸１８は最上昇位置と最下降位置との間の中立位置に配置されるものである。
【００４９】
また、圧電アクチュエータ２１の軸方向の両端は、蓋体１７とフランジ部１８Ｂとにそれぞれ当接するものの、蓋体１７とフランジ部１８Ｂに固着（接着）されていない。このため、圧電アクチュエータ２１には、筒部材１６、取付軸１８等によって圧縮応力は作用するものの、引張り応力は作用しない構成となっている。
【００５０】
さらに、ばね部材２０の付勢力（ばね力Ｆ2）は、キャブ８の通常の振動によってばね部材２０が圧縮され、圧電アクチュエータ２１が蓋体１７とフランジ部１８Ｂとの間で遊んでしまうことがない程度の強さに設定されている。これにより、圧電アクチュエータ２１による振動吸収作用を安定して作用させることができる。一方、圧電アクチュエータ２１は、ばね部材２０の付勢力に対抗して取付軸１８（フランジ部１８Ｂ）を押し下げるのに十分な伸張力Ｆ3（Ｆ3＞Ｆ2）を発生させることができる構成となっている。
【００５１】
２２はケーシング１２内に画成された流体室で、該流体室２２は、ケーシング１２と弾性体１４と筒部材１６とによって囲まれた密閉空間として構成されている。そして、流体室２２内には、例えばシリコン油等の大きな粘性を有する粘性液体２３が封入されている。
【００５２】
２４は流体室２２内に位置して筒部材１６の下端側（底部１６Ｂ側）に設けられた減衰力発生部材としての可動板で、該可動板２４は、筒部材１６の下端側にボルト２５を用いて固着されている。そして、可動板２４は、流体室２２内に封入した粘性液体２３に常時浸されており、弾性体１４が弾性変形するときに筒部材１６と共に粘性液体２３中を上，下方向（軸方向）に移動するものである。
【００５３】
また、ケーシング１２の円筒部１２Ａと可動板２４との間には環状の隙間からなる環状通路２６が形成されている。そして、環状通路２６は、粘性液体２３が流通可能な液体通路を形成している。従って、可動板２４が粘性液体２３中を上，下方向に移動し、粘性液体２３がケーシング１２と可動板２４との間の環状通路２６を流れるときに、この粘性液体２３に抵抗力が与えられる構成となっている。このように、粘性液体２３および可動板２４は、振動を減衰させる減衰力を発生させるから、弾性体１４と共に大きな振幅の振動を減衰させる減衰力発生機構を構成するものである。
【００５４】
２７はキャブ支持部７に取付けられた振動検出手段としての加速度センサで、該加速度センサ２７は、防振マウント１１の近傍に配置されると共に、後述の制御装置２８に接続されている。そして、加速度センサ２７は、キャブ支持部７およびケーシング１２に作用する軸方向（上，下方向）の加速度を検出し、該加速度に対応した電流、電圧等の検出信号Ｓ0を制御装置２８に向けて出力する。
【００５５】
２８は圧電アクチュエータ２１および加速度センサ２７に接続された制御装置（制御手段）で、該制御装置２８は、図５に示すように、後述するシグナルコンディショナ２９、フィルタ３０、ゲイン調整器３１、リミッタ３２および加算器３３によって構成されている。そして、制御装置２８は、加速度センサ２７による検出信号Ｓ0に基づいて圧電アクチュエータ２１で振動を吸収するための制御信号Ｓ3を演算し、該制御信号Ｓ3を圧電アクチュエータ２１に出力する。これにより、制御装置２８は、加速度センサ２７からの検出信号Ｓ0に基づいて圧電アクチュエータ２１の伸張、縮小を制御するものである。
【００５６】
２９は加速度センサ２７に接続されたシグナルコンディショナで、該シグナルコンディショナ２９は、例えば加速度センサ２７に向けて駆動用の電源電圧を供給すると共に、加速度センサ２７による検出信号Ｓ0を加速度に応じた電圧値（加速度信号Ｓ1）に変換する。このため、シグナルコンディショナ２９から出力される加速度信号Ｓ1は、加速度センサ２７が取付けられている部位の加速度に比例して変化する。
【００５７】
３０はシグナルコンディショナ２９の後段に接続されたフィルタで、該フィルタ３０は、例えばバタワース２次のローパスフィルタ（低域通過フィルタ）によって構成され、シグナルコンディショナ２９による加速度信号Ｓ1を圧電アクチュエータ２１のたわみ量（変位）に応じた変位信号Ｓ2に変換する。また、フィルタ３０は、カットオフ周波数が例えば１Ｈｚに設定され、図６に示すような伝達関数を有する。このフィルタ３０の伝達関数では、ゲイン（利得）の絶対値は理論変位と異なるものの、５Ｈｚ以上ではほぼ変位に比例する出力を得ることができる。また、１Ｈｚ以下ではほぼ変位に比例する出力となるので、加速度変位変換処理におけるドリフト成分（オフセットノイズ）等の低周波数成分の影響を受け難くすることができる。このため、フィルタ３０から出力される制御信号Ｓ3を用いることによって、圧電アクチュエータ２１は加速度計測におけるドリフト成分等の低周波数成分を除去することができる。
【００５８】
３１はフィルタ３０の後段に接続されたゲイン調整器で、該ゲイン調整器３１は、図５に示すように、圧電アクチュエータ２１の許容電圧に応じてフィルタ３０から出力された変位信号Ｓ2のゲイン（利得）を調整する。これにより、変位信号Ｓ2は、その振幅（電圧振幅）が圧電アクチュエータ２１の許容電圧よりもやや大きくなるように調整される。
【００５９】
３２はゲイン調整器３１の後段に接続されたリミッタで、該リミッタ３２は、変位信号Ｓ2の振幅が圧電アクチュエータ２１の許容電圧範囲に収まるように、ゲイン調整器３１から出力された変位信号Ｓ2の振幅を厳密に制限する。
【００６０】
３３はリミッタ３２の後段に接続された加算器で、該加算器３３は、リミッタ３２から出力される変位信号Ｓ2に対して、圧電アクチュエータ２１を中立長さにするためのオフセット電圧Ｖ0を加算し、制御信号Ｓ3を出力する。そして、加速度が作用しないときには、加算器３３は、制御信号Ｓ3としてオフセット電圧Ｖ0を出力する。このとき、圧電アクチュエータ２１は、中立長さに保持される。一方、加速度が作用したときには、加算器３３は、制御信号Ｓ3としてオフセット電圧Ｖ0に加速度に応じた変位信号Ｓ2を加算し、該加算値に応じた電圧を出力する。このとき、圧電アクチュエータ２１は、変位信号Ｓ2に応じて中立長さから伸張または縮小する。
【００６１】
本実施の形態による防振マウント１１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について図４ないし図６を参照しつつ説明する。
【００６２】
まず、防振マウント１１は、ケーシング１２をボルト１３によって旋回フレーム５のキャブ支持部７に取付けると共に、取付軸１８の雄ねじ部１８Ｃをナット１９によってキャブ８の床板９に取付ける。これにより、防振マウント１１は、旋回フレーム５上でキャブ８を弾性的に支持する。
【００６３】
そして、例えば油圧ショベル１の走行時、掘削作業時のように、旋回フレーム５が大きな振幅で振動したときには、弾性体１４が、ケーシング１２と筒部材１６との間で上，下方向に弾性変形し、この弾性体１４の変形によって旋回フレーム５からキャブ８に伝わる振動を抑制することができる。
【００６４】
このとき、筒部材１６に固定された可動板２４は、弾性体１４の弾性変形に応じて粘性液体２３中を上，下方向に移動する。このため、粘性液体２３は、ケーシング１２と可動板２４との間の環状通路２６を介して流通する。これにより、粘性液体２３が環状通路２６を流通するときに該粘性液体２３に与えられる粘性抵抗、流動抵抗により、筒部材１６の上，下方向の移動に対して大きな減衰力が付与され、その結果、キャブ８に伝わった振動を減衰することができる。
【００６５】
このように、例えば０．５ｍｍ以上の大きな振幅の振動に対しては、弾性体１４は低剛性な振る舞いをすると共に、可動板２４は粘性液体２３を十分に攪拌する。このため、防振マウント１１全体としては低ばね定数、高減衰の特性となるから、キャブ８の振動を抑制することができる。
【００６６】
一方、例えば０．５ｍｍ以下の小さな振幅の振動に対しては、弾性体１４は高剛性な振る舞いをすると共に、可動板２４の変位も小さくなって粘性液体２３の動きも小さくなる。このため、小さな振幅の振動は、弾性体１４、可動板２４等では吸収することができず、筒部材１６に伝達される。このとき、加速度センサ２７は旋回フレーム５の振動を検出するから、制御装置２８は、加速度センサ２７による検出信号Ｓ0に基づいて制御信号Ｓ3を演算し、圧電アクチュエータ２１に出力する。
【００６７】
ここで、キャブ８に上向きの加速度が作用するときには、制御信号Ｓ3はオフセット電圧Ｖ0に対してこの加速度に応じた変位信号Ｓ2を加算した電圧となる。このため、圧電アクチュエータ２１は、制御信号Ｓ3に応じて中立長さから伸張し、取付軸１８を押し下げる。このように、キャブ８に上向きの変位が生じたときには、防振マウント１１は、圧電アクチュエータ２１が伸張することによってキャブ８を押し下げ、キャブ８に生じる上向きの変位を相殺する。
【００６８】
一方、キャブ８に下向きの加速度が作用するときには、加速度の向きが逆になるから、変位信号Ｓ2は負の値となる。このため、制御信号Ｓ3は、オフセット電圧Ｖ0に対してこの加速度に応じた変位信号Ｓ2を減算した電圧となる。このとき、圧電アクチュエータ２１は、ばね部材２０の圧縮力によって中立長さから縮小するから、ばね部材２０は取付軸１８を押し上げる。このように、キャブ８に下向きの変位が生じたときには、防振マウント１１は、ばね部材２０によってキャブ８を押し上げ、キャブ８に生じる下向きの変位を相殺する。
【００６９】
この結果、防振マウント１１は、大きな振幅の振動は弾性体１４および可動板２４等を用いて吸収、減衰できると共に、小さな振幅の振動は圧電アクチュエータ２１等を用いて吸収することができる。このため、旋回フレーム５に生じた振動がキャブ８に伝達することがなく、キャブ８の乗り心地を改善することができる。
【００７０】
かくして、本実施の形態では、圧電アクチュエータ２１は、伸張したときには、ばね部材２０に抗して筒状容器１５に進入する方向に取付軸１８を変位させ、縮小したときには、ばね部材２０の付勢力によって筒状容器１５から突出する方向に取付軸１８を変位させる。このため、圧電アクチュエータ２１の伸張、縮小を制御することによって、取付軸１８の軸方向に生じる振動を吸収することができる。
【００７１】
また、ケーシング１２と取付軸１８との間に弾性体１４と圧電アクチュエータ２１とを筒状容器１５を介して荷重伝達経路上で直列に並べて配置したから、振幅の大きな振動は弾性体１４を用いて減衰させることができると共に、振幅の小さい振動は圧電アクチュエータ２１を用いて吸収することができる。このため、ケーシング１２が取付けられた旋回フレーム５から取付軸１８が取付けられたキャブ８に伝わる振動を、振幅の大小に拘らず、弾性体１４と圧電アクチュエータ２１とによって減衰させ、吸収することができる。この結果、防振マウント１１全体として、大きな振幅の振動と微小振幅の振動とに対する振動吸収効果を両立することができる。これにより、例えば弾性体１４では振幅の小さい微小振動を吸収できないときでも、この微小振動を圧電アクチュエータ２１を用いて吸収することができる。
【００７２】
さらに、取付軸１８が筒状容器１５に進入するときには、圧電アクチュエータ２１が伸張する力を用いるのに対し、取付軸１８が筒状容器１５から突出するときには、ばね部材２０の付勢力を用いる。このように、ばね部材２０を用いて圧電アクチュエータ２１を縮小するから、圧電アクチュエータ２１の軸方向の両端側は、筒状容器１５および取付軸１８のいずれにも固着する必要がなく、筒状容器１５および取付軸１８のいずれにも当接するだけでよい。このため、圧電アクチュエータ２１に引張り応力が作用することがなく、圧電アクチュエータ２１の信頼性、耐久性を高めることができる。
【００７３】
また、筒部材１６の底部１６Ｂと取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間にはばね部材２０を設けると共に、蓋体１７と取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間には圧電アクチュエータ２１を設ける構成としたから、ばね部材２０は、取付軸１８に対して筒部材１６から突出する方向に付勢力を付加すると共に、圧電アクチュエータ２１に対して蓋体１７と取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間で予め圧縮される予圧縮荷重を付加することができる。このため、振動によって圧電アクチュエータ２１ががた付くことがなく、予圧縮した状態で筒部材１６の蓋体１７と取付軸１８のフランジ部１８Ｂとの間に圧電アクチュエータ２１を挟持することができる。
【００７４】
また、本実施の形態では、圧電アクチュエータ２１に対してオフセット電圧Ｖ0を加算した制御信号Ｓ3を印加し、ばね部材２０の予圧縮荷重に抗して圧電アクチュエータ２１を予め中立長さに伸張させる構成とした。このため、制御信号Ｓ3をオフセット電圧Ｖ0に対して増減させることによって、取付軸１８を上，下いずれの方向にも変位させることができ、上，下両方向の振動を吸収することができる。
【００７５】
また、ばね部材２０の付勢力によって圧電アクチュエータ２１の両端側は常に筒部材１６と取付軸１８とに接触するから、圧電アクチュエータ２１が伸張するときの力を速やかに取付軸１８に作用させることができ、時間遅延が生じることなく振動を減衰させることができる。
【００７６】
また、微小振動の吸収には圧電アクチュエータ２１を用いるから、他のアクチュエータを用いた場合に比べて、制御信号Ｓ3に対する応答性を向上することができる。このため、より高い周波数範囲に亘って防振効果を得ることができる。さらに、圧電アクチュエータ２１は複数の圧電素子２１Ａを積層する構成としたから、各圧電素子２１Ａの厚さ寸法の変化を累積することができる。このため、圧電アクチュエータ２１全体の厚さ寸法を大きく変化させることができるから、取付軸１８を軸方向に向けて大きく変位させることができる。
【００７７】
また、制御装置２８は加速度センサ２７による検出信号Ｓ0に基づいて圧電アクチュエータ２１の伸張、縮小を制御する構成としたから、制御装置２８は、例えば加速度センサ２７によって検出した振動から弾性体１４で減衰させることができない振幅の小さい微小振動を抽出し、該微小振動を相殺するための制御信号Ｓ3を演算することができる。このとき、制御装置２８は制御信号Ｓ3を圧電アクチュエータ２１に出力するから、圧電アクチュエータ２１は制御信号Ｓ3に応じて伸張、縮小し、微小振動を吸収することができる。
【００７８】
さらに、ケーシング１２内には粘性液体２３を封入すると共に、筒部材１６の底部１６Ｂ側には粘性液体２３中に位置する可動板２４を設ける構成としている。このため、ケーシング１２または取付軸１８に振動が生じたときには、弾性体１４が弾性変形して筒部材１６が軸方向に変位すると共に、筒部材１６の変位に伴ってケーシング１２と可動板２４との間の環状通路２６を粘性液体２３が流通する。このとき、可動板２４は、粘性液体２３の流通に対して抵抗力を与えるから、該抵抗力によって振動を減衰させることができる。
【００７９】
次に、図７は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、筒部材の底部と取付軸のフランジ部との間に圧電アクチュエータを配置すると共に、筒部材の蓋体と取付軸のフランジ部との間に付勢部材を配置する構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８０】
４１は本実施の形態による防振マウントで、該防振マウント４１は、第１の実施の形態による防振マウント１１とほぼ同様に、ケーシング１２、弾性体１４、筒状容器１５、取付軸４２、ばね部材４３、圧電アクチュエータ４４等によって構成されている。
【００８１】
４２は筒状容器１５内に挿入して設けられた取付軸で、該取付軸４２は、第１の実施の形態による取付軸１８とほぼ同様に、軸方向に沿って筒部材１６の開口部１６Ｃ付近まで延びる短尺なロッド部４２Ａと、筒部材１６内に位置して該ロッド部４２Ａの基端側に設けられた円板状のフランジ部４２Ｂと、ロッド部４２Ａの先端側に位置して筒状容器１５の軸挿通孔１７Ｃから突出した雄ねじ部４２Ｃとによって構成されている。ここで、フランジ部４２Ｂは、筒状容器１５の蓋体１７に対面して配置されると共に、後述するばね部材４３と圧電アクチュエータ４４との間に挟持されている。そして、取付軸４２は、キャブ８の床板用ブラケット８Ｅを挿通した状態で雄ねじ部４２Ｃが床板９の保持金具１０とナット１９とに螺着され、キャブ８に取付けられている。
【００８２】
４３は筒部材１６内の開口部１６Ｃ側に設けられた付勢部材としてのばね部材で、該ばね部材４３は、第１の実施の形態によるばね部材２０と同様に例えば皿ばねによって構成されている。但し、ばね部材４３は、筒状容器１５の蓋体１７と取付軸４２のフランジ部４２Ｂとの間に挟持されている。そして、ばね部材４３は、取付軸４２の軸方向の振動に対して後述の圧電アクチュエータ４４と並列に作用するように配置されている。また、ばね部材４３は、取付軸４２に作用するキャブ８の荷重よりも大きなばね力（付勢力）を有している。このため、ばね部材４３は、筒状容器１５に進入する方向に取付軸４２を付勢し、フランジ部４２Ｂが蓋体１７から離間した状態で取付軸４２を支持すると共に、後述の圧電アクチュエータ４４に予圧縮荷重を作用させている。
【００８３】
４４は筒部材１６の底部１６Ｂと取付軸４２のフランジ部４２Ｂとの間に設けられた円柱状の圧電アクチュエータで、該圧電アクチュエータ４４は、第１の実施の形態による圧電アクチュエータ２１とほぼ同様に、複数の圧電素子４４Ａによって構成されている。そして、圧電アクチュエータ４４は、筒部材１６内に取付けられ、筒部材１６の底部１６Ｂと取付軸４２のフランジ部４２Ｂとの間に挟持されている。これにより、圧電アクチュエータ４４は、筒状容器１５を介してケーシング１２と取付軸４２との間の荷重伝達経路上で弾性体１４に対して直列に配置されている。
【００８４】
このとき、取付軸４２は、ばね部材４３によって筒部材１６に進入する方向に付勢されているから、圧電アクチュエータ４４には、フランジ部４２Ｂを介してばね部材４３の付勢力が作用する。このため、圧電アクチュエータ４４は、電圧が印加されてない状態でも、ばね部材４２によって予圧縮荷重が付与されている。
【００８５】
また、圧電アクチュエータ４４は、信号ケーブル４４Ｂを介して供給される制御装置（図示せず）に接続され、制御装置からの制御信号に応じて伸張、縮小する。そして、圧電アクチュエータ４４が伸張したときには、取付軸４２は、ばね部材４３に抗して筒状容器１５から突出する方向に変位する。一方、圧電アクチュエータ４４が縮小したときには、取付軸４２は、ばね部材４３の付勢力によって筒状容器１５に進入する方向に変位する。このため、圧電アクチュエータ４４は、制御信号に応じて取付軸４２を軸方向に変位させることができ、ケーシング１２、取付軸４２に作用する振動を吸収することができる。
【００８６】
また、圧電アクチュエータ４４の軸方向の両端は、筒部材１６の底部１６Ｂとフランジ部１８Ｂとにそれぞれ当接するものの、底部１６Ｂとフランジ部１８Ｂに固着（接着）されていない。このため、圧電アクチュエータ４４には、筒部材１６、取付軸４２等によって圧縮応力は作用するものの、引張り応力は作用しない構成となっている。
【００８７】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。即ち、本実施の形態では、第１の実施の形態による防振マウント４１に比べて、圧電アクチュエータ４４とばね部材４３との軸方向の配置関係が逆になり、圧電アクチュエータ４４の伸張、縮小に対する取付軸４２の変位の方向が逆になっている。しかし、圧電アクチュエータ４４による微小振動の吸収効果等は、第１の実施の形態とほぼ同様に奏するものである。
【００８８】
次に、図８は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、粘性液体および可動板を省く構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８９】
５１は本実施の形態による防振マウントで、該防振マウント５１は、第１の実施の形態による防振マウント１１とほぼ同様に、ケーシング５２、弾性体１４、筒状容器１５、取付軸１８、ばね部材２０、圧電アクチュエータ２１等によって構成されている。
【００９０】
５２は旋回フレーム５のキャブ支持部７に取付けられたケーシングで、該ケーシング５２は、軸方向の両側が開口部となった中空な円筒部５２Ａと、該円筒部５２Ａの上端側に一体形成されたフランジ部５２Ｂとにより円筒状に形成されている。そして、ケーシング５２は、フランジ部５２Ｂに挿通した２個のボルト１３を用いてキャブ支持部７に締結される構成となっている。
【００９１】
但し、ケーシング５２は、第１の実施の形態によるケーシング１２と異なり、底板部を省く構成となっている。このため、ケーシング５２内には、流体室および粘性液体は設けられていない。また、筒状容器１５の下端側にも、可動板は設けられておらず、可動板および粘性液体による減衰力は付与しない構成となっている。
【００９２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、粘性液体および可動板を省く構成としたから、可動板等に基づく減衰力は発生しないものの、防振マウント５１の構成を簡略化することができ、製造コストを低減することができる。
【００９３】
なお、前記第３の実施の形態では、第１の実施の形態による取付軸１８、ばね部材２０、圧電アクチュエータ２１等を用いる構成としたが、第２の実施の形態による取付軸４２、ばね部材４３、圧電アクチュエータ４４等を用いる構成としてもよい。
【００９４】
また、前記各実施の形態では、加速度センサ２７は旋回フレーム５に設ける構成としたが、ケーシング１２，５２に設ける構成としてもよい。また、加速度センサは、キャブや取付軸に設ける構成としてもよく、旋回フレームとキャブとの両方に設ける構成としてもよい。
【００９５】
また、前記各実施の形態では、振動検出手段には加速度センサ２７を用いる構成としたが、例えば速度センサ等を用いる構成としてもよい。
【００９６】
また、前記各実施の形態では、付勢部材として皿ばねからなるばね部材２０，４３を設ける構成としたが、コイルばね等を用いる構成としてもよい。
【００９７】
また、前記各実施の形態では、制御装置２８はアナログ回路で構成したが、シグナルコンディショナ２９の出力をＡ／Ｄ変換し、加算器３３の出力をＤ／Ａ変換すれば、シグナルコンディショナ２９と加算器３３との間はディジタル信号処理を行う構成としてもよい。
【００９８】
さらに、前記各実施の形態では、防振マウント１１，４１，５１を、油圧ショベル１の旋回フレーム５とキャブ８との間に設けた場合を例に挙げている。しかし、本発明はこれに限らず、例えば鉄道車両の走行装置と車体との間、自動車の車体フレームとエンジンとの間、工場の床と機械装置との間等、一の部材上で他の部材を防振支持する防振マウントとして広く適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１の実施の形態による防振マウントを備えた油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】図１中の旋回フレーム、キャブ等を拡大して示す一部破断の正面図である。
【図３】旋回フレームのキャブ支持部、防振マウント等を図２中の矢示III−III方向からみた断面図である。
【図４】第１の実施の形態による防振マウントを示す断面図である。
【図５】図４中の圧電アクチュエータおよび加速度センサに接続された制御装置を示すブロック図である。
【図６】周波数に対するフィルタの利得および位相を示す特性線図である。
【図７】第２の実施の形態による防振マウントを示す断面図である。
【図８】第３の実施の形態による防振マウントを示す断面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１１，４１，５１ 防振マウント
１２，５２ ケーシング
１４ 弾性体
１５ 筒状部材
１６ 筒部材
１６Ｂ 底部
１６Ｃ 開口部
１７ 蓋体
１８，４２ 取付軸
１８Ｂ，４２Ｂ フランジ部
２０，４３ ばね部材（付勢部材）
２１，４４ 圧電アクチュエータ
２１Ａ，４４Ａ 圧電素子
２３ 粘性液体
２４ 可動板（減衰力発生部材）
２７ 加速度センサ（振動検出手段）
２８ 制御装置（制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
該ケーシングに設けられた弾性材料からなる弾性体と、
該弾性体に設けられ、軸方向の一側に軸挿通孔を有すると共に軸方向の他側が底部となった筒状容器と、
該筒状容器に挿入され、基端側が該筒状容器内に位置し先端側が該筒状容器の軸挿通孔から突出した取付軸と、
前記筒状容器の内部に設けられ、伸張または縮小によって該取付軸を前記筒状容器に進入する方向または前記筒状容器から突出する方向に変位させる圧電アクチュエータと、
前記筒状容器の内部に設けられ、該圧電アクチュエータに予圧縮荷重を作用させる付勢部材とからなり、
前記圧電アクチュエータは、前記筒状容器側と取付軸側とのうち少なくともいずれか一方に対して固着しない状態で取付けられ、
前記弾性体と圧電アクチュエータは、前記筒状容器を介して荷重伝達経路上で直列に配置してなる防振マウント。
【請求項２】
前記筒状容器は、軸方向の一側が開口すると共に軸方向の他側が閉塞された有底筒状に形成され、前記圧電アクチュエータ、取付軸の基端側および付勢部材を内部に収容する筒部材と、
前記取付軸が挿通される軸挿通孔を有して該筒部材の開口側に設けられ、該筒部材の底部との間に前記圧電アクチュエータ、取付軸の基端側および付勢部材を挟持する蓋体とによって構成してなる請求項１に記載の防振マウント。
【請求項３】
前記取付軸の基端側には、前記圧電アクチュエータと付勢部材との間に挟持されるフランジ部を設ける構成としてなる請求項１または２に記載の防振マウント。
【請求項４】
前記圧電アクチュエータは、前記取付軸の軸方向に向けて積層された複数の圧電素子によって構成してなる請求項１，２または３に記載の防振マウント。
【請求項５】
前記ケーシングと取付軸とのうち少なくともいずれか一方の振動を検出する振動検出手段を設け、
前記圧電アクチュエータには、該振動検出手段による検出信号に基づいて当該圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御する制御手段を接続して設け、
該制御手段は、前記振動検出手段による検出信号に基づいて前記圧電アクチュエータで振動を吸収するための制御信号を演算し、該制御信号を前記圧電アクチュエータに出力する構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の防振マウント。
【請求項６】
前記ケーシングは、軸方向の一側が開口すると共に軸方向の他側が閉塞された有底筒状に形成され、
前記弾性体は、該ケーシング内に粘性液体を封入した状態で該ケーシングの開口側を閉塞し、
前記筒部材の底部側には、前記粘性液体中に位置して前記弾性体の弾性変形に応じて粘性液体が流通するときに抵抗力を与える減衰力発生部材を設ける構成としてなる請求項１，２，３，４または５に記載の防振マウント。
【請求項７】
前記圧電アクチュエータは、伸張したときに前記付勢部材に抗して前記筒状容器に進入する方向に前記取付軸を変位させ、縮小したときに前記付勢部材の付勢力によって前記筒状容器から突出する方向に前記取付軸を変位させる構成としてなる請求項１，２，３，４，５または６に記載の防振マウント。
【請求項８】
前記圧電アクチュエータは、伸張したときに前記付勢部材に抗して前記筒状容器から突出する方向に前記取付軸を変位させ、縮小したときに前記付勢部材の付勢力によって前記筒状容器に進入する方向に前記取付軸を変位させる構成としてなる請求項１，２，３，４，５または６に記載の防振マウント。
【請求項１】
ケーシングと、
該ケーシングに設けられた弾性材料からなる弾性体と、
該弾性体に設けられ、軸方向の一側に軸挿通孔を有すると共に軸方向の他側が底部となった筒状容器と、
該筒状容器に挿入され、基端側が該筒状容器内に位置し先端側が該筒状容器の軸挿通孔から突出した取付軸と、
前記筒状容器の内部に設けられ、伸張または縮小によって該取付軸を前記筒状容器に進入する方向または前記筒状容器から突出する方向に変位させる圧電アクチュエータと、
前記筒状容器の内部に設けられ、該圧電アクチュエータに予圧縮荷重を作用させる付勢部材とからなり、
前記圧電アクチュエータは、前記筒状容器側と取付軸側とのうち少なくともいずれか一方に対して固着しない状態で取付けられ、
前記弾性体と圧電アクチュエータは、前記筒状容器を介して荷重伝達経路上で直列に配置してなる防振マウント。
【請求項２】
前記筒状容器は、軸方向の一側が開口すると共に軸方向の他側が閉塞された有底筒状に形成され、前記圧電アクチュエータ、取付軸の基端側および付勢部材を内部に収容する筒部材と、
前記取付軸が挿通される軸挿通孔を有して該筒部材の開口側に設けられ、該筒部材の底部との間に前記圧電アクチュエータ、取付軸の基端側および付勢部材を挟持する蓋体とによって構成してなる請求項１に記載の防振マウント。
【請求項３】
前記取付軸の基端側には、前記圧電アクチュエータと付勢部材との間に挟持されるフランジ部を設ける構成としてなる請求項１または２に記載の防振マウント。
【請求項４】
前記圧電アクチュエータは、前記取付軸の軸方向に向けて積層された複数の圧電素子によって構成してなる請求項１，２または３に記載の防振マウント。
【請求項５】
前記ケーシングと取付軸とのうち少なくともいずれか一方の振動を検出する振動検出手段を設け、
前記圧電アクチュエータには、該振動検出手段による検出信号に基づいて当該圧電アクチュエータの伸張、縮小を制御する制御手段を接続して設け、
該制御手段は、前記振動検出手段による検出信号に基づいて前記圧電アクチュエータで振動を吸収するための制御信号を演算し、該制御信号を前記圧電アクチュエータに出力する構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の防振マウント。
【請求項６】
前記ケーシングは、軸方向の一側が開口すると共に軸方向の他側が閉塞された有底筒状に形成され、
前記弾性体は、該ケーシング内に粘性液体を封入した状態で該ケーシングの開口側を閉塞し、
前記筒部材の底部側には、前記粘性液体中に位置して前記弾性体の弾性変形に応じて粘性液体が流通するときに抵抗力を与える減衰力発生部材を設ける構成としてなる請求項１，２，３，４または５に記載の防振マウント。
【請求項７】
前記圧電アクチュエータは、伸張したときに前記付勢部材に抗して前記筒状容器に進入する方向に前記取付軸を変位させ、縮小したときに前記付勢部材の付勢力によって前記筒状容器から突出する方向に前記取付軸を変位させる構成としてなる請求項１，２，３，４，５または６に記載の防振マウント。
【請求項８】
前記圧電アクチュエータは、伸張したときに前記付勢部材に抗して前記筒状容器から突出する方向に前記取付軸を変位させ、縮小したときに前記付勢部材の付勢力によって前記筒状容器に進入する方向に前記取付軸を変位させる構成としてなる請求項１，２，３，４，５または６に記載の防振マウント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２５６０４３（Ｐ２００８−２５６０４３Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９７４３２（Ｐ２００７−９７４３２）
【出願日】平成１９年４月３日（２００７．４．３）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月３日（２００７．４．３）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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