防振装置

【課題】部品点数を多くすることなく、コンパクトでかつ十分な耐久性を得ることのできる防振装置の提供。
【解決手段】内筒４、外リング６及びゴム状弾性体８で防振ゴム１０を構成する。外リング６を内筒４の外側に配置する。外リング６をフレーム側部材５に取り付ける。内筒４の外端部に端板７を設ける。内筒４、外リング６及び端板７間にゴム状弾性体８を配置する。防振ゴム１０をフレーム側部材５の両面側に設ける。両内筒４間に案内部材９を介在させて一体化する。内筒４をエンジン側ブラケット３に取り付ける。案内部材９が外リング６と径方向に対向して内筒４を上下方向に案内する。エンジン２を弾性的に支持して振動を抑制しつつ、水平方向の変位によるゴム状弾性体８の損傷を防止する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建設機械に装備されたエンジンの振動を抑制するための防振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建設機械などに装備されるエンジンは、ゴム状弾性体を有する防振装置を介して弾性的に支持され、エンジン自体が発する振動や、凹凸面の走行や掘削作業時の車体の振動に起因するエンジンの振動を抑制している。
【０００３】
防振装置は、エンジンを鉛直支持する一組の防振装置と、エンジンを傾斜支持する一組の防振装置とを組み合わせて、エンジンを４点支持することが多い。この防振装置は、鉛直支持用の防振装置が、振動する重量物であるエンジンを鉛直方向に効果的に弾性支持し、傾斜支持用の防振装置が、鉛直方向の力に加えて、エンジンの振動に伴う水平方向の力を受けるようになっている。
【０００４】
ただ、鉛直支持用の防振装置は、水平方向の力を十分に受けることができず、傾斜支持用の防振装置の位置を中心にしてエンジン全体が水平に回動する方向に振動することにより、鉛直支持用の防振装置がせん断方向（水平方向）に大きく変位する。鉛直支持用の防振装置のせん断方向の変位は、ゴム状弾性体に亀裂を生じさせやすく、この亀裂を防止して耐久性を向上させるには、防振装置を大きくする必要がある。
【０００５】
これに対して、図１７に示すように、特許文献１は、鉛直支持用の一組の防振装置１０１と、傾斜支持用の二組の防振装置１０２、１０３とでエンジン１０４を支持し、さらに、鉛直支持用の防振装置１０１をエンジン１０４の重心位置の近傍に配置した防振装置を開示している。この特許文献１の防振装置は、エンジン１０４が重心位置を中心として水平に回動する方向に振動したとしても、鉛直支持用の防振装置１０１がせん断方向に大きく変形するのを抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−５９６８１号公報（段落番号００３８、００４７、００５６、００６３、図５〜図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示された防振装置は、個々の防振装置をコンパクトに設定しつつ、その耐久性を高めることができる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１の防振装置は、エンジンを６点支持する分、４点支持する場合よりも部品点数が多くなり、組立工数が増加すると共に、全体としての取付スペースも大きくなる。
【０００９】
本発明は、部品点数を多くすることなく、コンパクトでかつ十分な耐久性を得ることのできる防振装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る防振装置は、エンジン側部材に取り付けられる内筒と、この内筒の外側に配置されてフレーム側部材に取り付けられる外リングと、内筒の端部に設けられた端板と、内筒、外リング及び端板間に配置されたゴム状弾性体とを備えたものであり、内筒及び外リングのうちの一方に、他方と径方向に対向して内筒をその中心軸方向に案内する案内部材を設けたものである。
【００１１】
上記構成によれば、内筒をその中心軸方向に案内する案内部材を設けるので、内筒の中心軸方向の変位を許容しつつ、内筒の中心軸と直交する方向の変位を規制することができる。これにより、エンジンを弾性的に支持してエンジンの振動を抑制しつつ、中心軸と直交する方向に変位することによるゴム状弾性体の損傷を防止することができ、部品点数を多くすることなく、防振装置の小型化を図り、かつ十分な耐久性を得ることができる。
【００１２】
なお、案内部材を設けることにより、内筒の中心軸と直交する方向の変位が規制されるものの、エンジンを内筒の中心軸方向に弾性的に支持することによって、エンジン自体が発する振動を十分に抑制することができる。さらに、内筒の中心軸方向を例えば上下方向のように強い力が作用する方向に合わせることにより、走行時や掘削作業時に、車体の振動に起因するエンジンの振動のうちの大部分を抑制することができる。
【００１３】
また、フレーム側部材の両面側に、内筒、外リング及びゴム状弾性体からなる二つの防振ゴムを設け、この二つの防振ゴムを、その内筒の外端部に端板を設けると共に、これらと別体に形成した案内部材を両内筒間に介在させて一体化した構成も採用することができる。
【００１４】
この構成によれば、フレーム側部材の両面側に防振ゴムを設けるので、バウンド時及びリバウンド時のいずれにおいても、エンジンの振動を抑制することができる。さらに、案内部材を別体に形成するので、ゴム状弾性体の加硫成形などにおいて、製造上の制約を受けにくく、設計の自由度を高めることができる。
【００１５】
別体に形成した案内部材は、両内筒間に介在させることにより、外リングの内側に配置して案内部材としての機能を発揮させることができる。しかも、案内部材の周囲を外リングが覆うので、防振装置を組み立てながら装着する際に、案内部材が落下するのを阻止して、防振装置の組立性を向上させることができる。
【００１６】
また、案内部材を別体に形成する場合、案内部材の周縁部に、内筒の端部に係止される段差を形成した構成も採用することができる。
【００１７】
この構成によれば、案内部材の周縁部に形成した段差を内筒の端部に係止することができるので、防振装置を組み立てる際に、案内部材がずれるのを阻止して、防振装置の組立性を向上させることができる。しかも、防振装置を組み立てた後は、案内部材が外リングから受ける反力によって内筒の端部から外れるのを阻止することができ、内筒を中心軸方向に確実に案内することができる。
【００１８】
また、案内部材と外リングとの間に、内筒の中心軸と直交する方向の移動を許容する隙間を設けた構成も採用することができる。
【００１９】
この構成によれば、案内部材と外リングとの間に隙間を設けるので、隙間の大きさの範囲で、内筒をその中心軸と直交する方向に移動させることができ、エンジン側部材とフレーム側部材の間に防振部材を容易に設置することができる。案内部材及び外リング間の隙間の大きさは、内筒の移動によってゴム状弾性体に損傷を生じさせない程度の範囲内で適宜設定することができ、各部品や部材の寸法誤差などを十分に吸収することができる。
【００２０】
また、端板に、その周縁部からゴム状弾性体の外周側に突出する筒部を形成し、この筒部とゴム状弾性体との間に隙間を設けた構成も採用することができる。
【００２１】
この構成によれば、端板から突出する筒部とゴム状弾性体との間に隙間を設けるので、ゴム状弾性体を中心軸方向に圧縮変形させる際、その一部を筒部及びゴム状弾性体間の隙間に逃がすことができ、防振装置の剛性を小さくすることができる。しかも、ゴム状弾性体の圧縮変形によって筒部及びゴム状弾性体間の隙間が閉じられた後は、さらに圧縮変形させたゴム状弾性体の逃げるスペースが閉じられている分、防振装置の剛性を大きくすることができる。したがって、筒部及びゴム状弾性体間の隙間の大きさを適宜調整して、防振装置を様々なばね特定に設定することができ、防振装置の設計の自由度を高めることができる。
【００２２】
また、筒部を、その先端が内筒の径方向において外リングとラップする位置に設定し、外リングと当接して内筒の中心軸方向の移動を制限するストッパとした構成も採用することができる。
【００２３】
この構成によれば、内筒が中心軸方向に過度に変位した際、内筒端部の端板から突出する筒部の先端を外リングに当接させて、内筒の中心軸方向の移動を制限することができる。しかも、筒部の先端を外リングと径方向にラップする位置に設定するので、筒部がフレーム側部材に直接に当接するのを阻止して、フレーム側部材の塗装剥げによる錆や構造的な損傷を防止することができる。
【００２４】
また、上記の外リングとしては、円板状のものや筒状のものを例示することができ、さらに、外リングとして外筒を採用する場合、端板を省略することもできる。
【００２５】
すなわち、本発明は、エンジン側部材に取り付けられる内筒と、該内筒の外側に配置されてフレーム側部材に取り付けられる外筒と、前記内筒及び外筒間に配置されたゴム状弾性体とを備え、前記内筒及び外筒のうちの一方に、他方と径方向に対向して前記内筒をその中心軸方向に案内する案内部材が設けられたことを特徴とする防振装置を提供する。
【発明の効果】
【００２６】
以上のとおり、本発明によると、内筒をその中心軸方向に案内する案内部材を設けるので、エンジンを弾性的に支持してエンジンの振動を抑制しつつ、中心軸と直交する方向に変位することによるゴム状弾性体の損傷を防止することができる。これにより、各防振装置をコンパクトかつ十分な耐久性に設定して、建設機械などのエンジンを支持する防振装置の個数を例えば４つ程度まで少なくすることができ、その部品点数の合計を少なくして組立工数を少なくすると共に、全体としての取付スペースを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る防振装置をブラケットに装着した状態を示す斜視図
【図２】防振装置の配置図で、（ａ）はエンジンの側面側から見た図、（ｂ）はエンジンの正面側から見た図
【図３】防振装置の分解斜視図
【図４】防振装置の断面図
【図５】防振ゴムの斜視図
【図６】防振ゴムの側面図
【図７】防振ゴムの平面図
【図８】防振ゴムの断面図
【図９】案内部材の斜視図
【図１０】案内部材の側面図
【図１１】案内部材の平面図
【図１２】案内部材の断面図
【図１３】フレーム側ブラケットとエンジン側ブラケットとの間に防振装置を装着する手順を示す図
【図１４】案内部材を配置する様子を示す図
【図１５】内筒の中心軸と直交する方向における荷重と変位との関係を示す図
【図１６】内筒の中心軸方向における荷重と変位との関係を示す図
【図１７】従来の防振装置の配置を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る防振装置を実施するための形態について、図面を用いて説明する。
【００２９】
図１〜図４に示すように、防振装置１は、建設機械などに装備されるエンジン２を鉛直方向に弾性的に例えば４点支持して、その振動を抑制するためのものであり、エンジン側部材としてのエンジン側ブラケット３に取り付けられる内筒４と、内筒４の外側に配置されてフレーム側部材としてのフレーム側ブラケット５に取り付けられる外リング６と、内筒４の外端部に設けられた端板７と、内筒４、外リング６及び端板７間に配置されたゴム状弾性体８と、外リング６と径方向に対向して内筒４をその中心軸方向に案内する案内部材９とを備えている。
【００３０】
図１〜図８に示すように、この防振装置１は、フレーム側ブラケット５の両面側に、内筒４、外リング６及びゴム状弾性体８から構成した防振ゴム１０を設けて、フレーム側ブラケット５を挟むように二つの防振ゴム１０を一体化した構造とされる。二つの防振ゴム１０は、両内筒４のそれぞれの外端部に端板７を設けると共に、これらと別体に形成した案内部材９を両内筒４間に介在させ、両内筒４の中央穴にボルト１１を挿通して中心軸方向に締結することによって一体化される。
【００３１】
フレーム側ブラケット５の両面側に防振ゴム１０を設けることにより、バウンド時及びリバウンド時のいずれにおいても、上下の防振ゴム１０のいずれかの圧縮を伴ってエンジン２を支持することができる。
【００３２】
内筒４は、例えば金属製の直管状とされて、その中心軸方向を上下方向に合わせて配置され、エンジン２の振動に伴って、外端部に設けられた端板７と共に上下方向に移動するようになっている。
【００３３】
外リング６は、例えば冷間圧延鋼板などの金属製で、その内周縁に筒部１２を有する断面Ｌ字形のリング状とされ、その筒部１２をフレーム側ブラケット５の取付穴に嵌合して、フレーム側ブラケット５の上下面に取り付けられる。
【００３４】
端板７は、例えば金属製で、内筒４の中央穴４ａと略同径の中央穴７ａを有する円板状とされ、その周縁部に、ゴム状弾性体８の外周側に突出する筒部１３が形成されている。筒部１３は、その先端が内筒４の径方向において外リング６の外周部とラップする位置に設定され、外リング６と当接して内筒４の中心軸方向の移動を制限するストッパとして機能する。筒部１３がストッパとして機能する際、その先端が外リング６と当接するので、筒部１３がフレーム側ブラケット５に直接接触するのを阻止することができ、フレーム側ブラケット５の塗装剥げによる錆や構造的な損傷を生じることはない。
【００３５】
ゴム状弾性体８は、例えば耐熱性のある天然ゴムからなるリング状とされ、内筒４及び端板７の移動に伴って、外リング６と端板７との間で中心軸方向に弾性変形するようになっている。ゴム状弾性体８は、その内周面が内筒４の外周面に加硫接着されると共に、内端側の端面が外リング６の表面に加硫接着され、内筒４及び外リング６と一体化されて防振ゴム１０を構成する。なお、案内部材９を別体に形成するので、加硫型の組立についての制約を受けることなく、ゴム状弾性体８の形状を自由に設定することができる。
【００３６】
このゴム状弾性体８は、自由状態において両端面が内筒４の両端よりも中心軸方向に突出する大きさに形成され（図５〜図８参照）、二つの防振ゴム１０をボルト１１で締結して一体化する際に、フレーム側ブラケット５と端板７との間で中心軸方向に予圧縮するようになっている。ゴム状弾性体８の両端面を内筒４よりも突出させるので、ゴム状弾性体８の予圧縮が両側に振り分けられ、中心軸方向のせん断ひずみを軽減しつつ、十分な予圧縮量が得られる。
【００３７】
ゴム状弾性体８の両端面には、周方向に連続するスリット１４が凹設され、このスリット１４の形状を適宜設定して、ゴム状弾性体８を所望のばね特性や歪特性に設定するようになっている。スリット１４の外径は、端板７の筒部１３によって設定される案内部材９の移動範囲において、案内部材９の外径よりも大きく設定され、内筒４が案内部材９を伴って中心軸方向に移動する際にゴム状弾性体８と案内部材９とが接触するのを防止する。
【００３８】
ゴム状弾性体８の外周面と端板７の筒部１３との間には隙間１５が設けられ、内筒４及び端板７の移動に伴って中心軸方向に圧縮されたゴム状弾性体８が径方向に膨らむのを許容する。隙間１５は、ゴム状弾性体８が十分に圧縮されることによって閉じられ、内筒４及び端板７のさらなる移動に対するゴム状弾性体８の径方向の膨らみを規制して、防振装置１の剛性を高める。これにより、隙間１５の大きさを適宜設定して防振装置１を様々なばね特性に設定することができ、防振装置１の設計の自由度を高めることができる。
【００３９】
図１〜図１２に示すように、案内部材９は、例えば炭素鋼などの金属製で、内筒４の中央穴４ａと略同径の中央穴９ａを有するリング状とされ、その周縁部に、内筒４の端部に係止される段差１６が形成されている。段差１６は、例えば１ｍｍ程度以上の大きさに設定され、この段差１６を内筒４の端部に係止して、両端板７、両内筒４及び案内部材９の各中央穴７ａ、４ａ、９ａにボルト１１を挿通して締結することにより、案内部材９が二つの防振ゴム１０の内筒４と一体化される。
【００４０】
この案内部材９は、フレーム側ブラケット５の板厚よりも厚く設定され、外リング６の筒部１２と径方向に対向して内筒４をその中心軸方向に案内する。これにより、案内部材９が、内筒４の中心軸方向の移動を阻害することなく、内筒４の水平方向の移動を制限し、ゴム状弾性体８が水平方向にせん断変形することによる損傷を防止して、防振装置１の耐久性を高める。
【００４１】
案内部材９と外リング６との間に、内筒４の中心軸と直交する方向の移動を許容する隙間１７が設けられ、防振装置１をフレーム側ブラケット５に組み付ける際に、各部材や部品の寸法誤差を吸収するようになっている。この隙間１７の大きさ（Ｉ）は、外リング６の外周部と端板７の筒部１３とのラップ長さ（Ｌ）よりも小さく設定され、筒部１３の先端が外リング６とラップする位置から水平方向にずれてフレーム側ブラケット５に直接接触するのを阻止する。
【００４２】
また、案内部材９は、外リング６と異なる材料から形成することにより、両者間の凝着や磨耗を防止する。さらに、案内部材９の周縁部にＲまたは面取りを設けて、ゴム状弾性体８や外リング６の損傷を防止する。
【００４３】
次に、フレーム側ブラケットとエンジン側ブラケットとの間に防振装置を装着する手順を説明する。
【００４４】
図１３に示すように、まず、外リング６の筒部１２をフレーム側ブラケット５の取付穴に上面側から嵌合して、上側の防振ゴム１０をフレーム側ブラケット５の上面側に取り付け、その防振ゴム１０に端板７を被せる（図１３(ａ)、（ｂ）参照）。
【００４５】
次いで、端板７の上にエンジン側ブラケット３を載置して、このエンジン側ブラケット３のボルト孔と、端板７及び内筒４の中央穴７ａ、４ａとに、上側からボルト１１を挿通する（図１３(ｃ)参照）。
【００４６】
下側の端板７に防振ゴム１０を重ね、さらに、防振ゴム１０の内筒４に段差１６を係止するよう案内部材９を重ねてセットする。案内部材９は、円形かつ上下対称の方向性のない構造であり、しかも、案内部材９の周囲を外リング６の筒部１２が取り囲んで、案内部材９のずれ落ちを阻止するので、防振装置１の組立性を高めることができる（図１４参照）。
【００４７】
セットした端板７、内筒４及び案内部材９の中央穴７ａ、４ａ、９ａに、フレーム側ブラケット５の下面側に突出するボルト１１を挿通し、このボルト１１にナットを締め付けて防振装置１の装着が完了する（図１３（ｄ）参照）。
【００４８】
上記構成によれば、防振装置１に案内部材９を設けて、内筒４の上下方向の移動を阻害することなく、内筒４の水平方向の移動を制限するので、ゴム状弾性体８の水平方向のせん断変形による損傷を防止することができる。これにより、建設機械などに装備されるエンジン２を弾性的に支持して、そのエンジン２自体が発する振動や、凹凸面の走行や掘削作業時の車体の振動に起因するエンジン２の振動を抑制しつつ、防振装置１の耐久性を高めることができる。
【００４９】
また、案内部材９と外リング６との間に隙間１７を設けるので、各部材や部品の寸法誤差を吸収することができ、防振装置１のフレーム側ブラケット５への組み付けを容易にすることができる。
【００５０】
図１５は、内筒４に作用する水平方向の荷重と、内筒４の水平変位との関係を例示する図であり、縦軸は内筒４に作用する水平方向の荷重を示し、横軸は内筒４の水平変位を示す。この図１５は、外リング６の内径を一定とし、案内部材９の外径が異なる３種類の関係を示したものであり、案内部材９の外径を、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に小さく設定している（φＡ＜φＢ＜φＣ）。
【００５１】
図１５に示すように、隙間１７を設けることにより、水平変位が小さい範囲では、防振装置１の水平方向の剛性を小さくすることができ、内筒４を水平方向に容易に変位させて、各部材や部品の寸法誤差などを吸収することができる。また、水平変位が大きくなって隙間１７が閉じられた後は、防振装置１の水平方向の剛性が大きくなって、水平方向のさらなる変位を規制する。隙間１７の大きさは、各部品の干渉などを考慮して適宜設定することができる。
【００５２】
また、ゴム状弾性体８の外周面と端板７の筒部１３との間に隙間１５を設けるので、その隙間１５が残った状態と、ゴム状弾性体８の圧縮量が大きくて隙間１５が閉じられた状態とで、防振装置１の剛性を変えることができる。これにより、防振装置１を様々なばね特性に設定することができ、防振装置１の設計の自由度を高めることができる。
【００５３】
図１６は、内筒４に作用する上下方向の荷重と、内筒４の上下変位との関係を例示する図であり、縦軸は内筒４に作用する上下方向の荷重を示し、横軸は内筒４の上下変位を示す。この図１６は、筒部１３の内径を一定とし、ゴム状弾性体８の外径が異なる３種類の関係を示したものであり、ゴム状弾性体８の外径を、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に大きく設定している（φＡ＞φＢ＞φＣ）。
【００５４】
図１６に示すように、隙間１５を設けることにより、上下変位が小さい範囲では、防振装置１の上下方向の剛性を小さくすることができ、上下変位が大きくなって隙間１５が閉じられた後は、防振装置１の上下方向の剛性が大きくすることができる。
【００５５】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、ゴム状弾性体８を内筒４、外リング６及び端板７間に配置するだけでなく、断面Ｌ字形の外リング６に代えて外筒を設けると共に、端板７を省略し、内筒及び外筒間にゴム状弾性体を配置するようにしてもよい。この場合、内筒及び外筒間で、ゴム状弾性体が中心軸方向にせん断変形しながら力を伝達する。
【００５６】
また、内筒４に案内部材９を設ける代わりに、外リングや外筒に案内部材を設けた構成も採用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１防振装置
２エンジン
３エンジン側ブラケット
４内筒
４ａ中央穴
５フレーム側ブラケット
６外リング
７端板
７ａ中央穴
８ゴム状弾性体
９案内部材
９ａ中央穴
１０防振ゴム
１１ボルト
１２筒部
１３筒部
１４スリット
１５隙間
１６段差
１７隙間

【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン側部材に取り付けられる内筒と、該内筒の外側に配置されてフレーム側部材に取り付けられる外リングと、前記内筒の端部に設けられた端板と、前記内筒、外リング及び端板間に配置されたゴム状弾性体とを備え、前記内筒及び外リングのうちの一方に、他方と径方向に対向して前記内筒をその中心軸方向に案内する案内部材が設けられたことを特徴とする防振装置。
【請求項２】
前記フレーム側部材の両面側に、前記内筒、外リング及びゴム状弾性体からなる二つの防振ゴムが設けられ、該二つの防振ゴムが、その内筒の外端部に前記端板を設けると共に、これらと別体に形成された前記案内部材を両内筒間に介在させて一体化されたことを特徴とする請求項１に記載の防振装置。
【請求項３】
前記案内部材の周縁部に、内筒の端部に係止される段差が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の防振装置。
【請求項４】
前記案内部材と外リングとの間に、前記内筒の中心軸と直交する方向の移動を許容する隙間が設けられたことを特徴とする請求項２又は３に記載の防振装置。
【請求項５】
前記端板に、その周縁部から前記ゴム状弾性体の外周側に突出する筒部が形成され、該筒部とゴム状弾性体との間に隙間が設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の防振装置。
【請求項６】
前記筒部は、その先端が内筒の径方向において外リングとラップする位置に設定され、外リングと当接して内筒の中心軸方向の移動を制限するストッパとされたことを特徴とする請求項５に記載の防振装置。
【請求項７】
エンジン側部材に取り付けられる内筒と、該内筒の外側に配置されてフレーム側部材に取り付けられる外筒と、前記内筒及び外筒間に配置されたゴム状弾性体とを備え、前記内筒及び外筒のうちの一方に、他方と径方向に対向して前記内筒をその中心軸方向に案内する案内部材が設けられたことを特徴とする防振装置。

【図１】