(57)【要約】【課題】高周波数域においても動ばね定数を低く抑えるとともに、優れた制振作用を発揮させて広い周波数範囲に亘って良好な防振性能を確保できるようにする。【解決手段】ゴム状弾性材製弾性体３とケース２とにより形成される空間部８に高粘性液体４が封入され、空間部８まで突出させたスタッド１の先端には、載荷荷重とスタッド重量の合計質量に対して２％以上の質量を有し、低周波数域の振動付加時にスタッド１と共に軸方向（ａ−ｂ方向）に往復変位して高粘性液体４に対する攪拌機能を有する質量体５が、弾性支持部材６を介して弾性支持させている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の取付部を構成するスタッドと他方の取付部を構成するケースとがゴム状弾性材製の弾性体を介して連結され、前記ケースとゴム状弾性材製弾性体とにより形成される空間部には高粘性液体が封入されているとともに、前記空間部にまで突出させたスタッドの下端には、スタッドへの振動付加に伴って該スタッドと共にスタッド軸方向へ往復変位して高粘性液体に対する攪拌機能を有する質量体が取付けられている高粘性液体封入式防振装置において、
前記質量体とスタッドとの間には、弾性支持部材が介在されていることを特徴とする高粘性液体封入式防振装置。
【請求項２】
前記質量体は、通常状態でスタッドに負荷される載荷荷重とスタッド重量の合計質量に対して２％以上の質量を有するものである請求項１に記載の高粘性液体封入式防振装置。
【請求項３】
前記弾性支持部材が、前記質量体の一部から構成されている請求項１または２に記載の高粘性液体封入式防振装置。
【請求項４】
前記質量体とスタッドとの間に介在される弾性支持部材が、水平前後方向と水平左右方向とでばね定数の異なる形状に形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の高粘性液体封入式防振装置。
【請求項５】
前記質量体とスタッドとの間に介在される弾性支持部材が、水平方向と上下方向とでばね定数の異なる形状に形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の高粘性液体封入式防振装置。
【請求項６】
前記質量体の一部が、高粘性液体の封入空間部の外部にまで延出して配置されており、その外部延出質量体部分の外周面とケースに形成の孔の内周面との間は弾性シール材を介在して密封されている請求項１ないし５のいずれかに記載の高粘性液体封入式防振装置。
【請求項７】
前記質量体が、前記スタッドへの取付部を中心として内外方向に分割された複数の分割質量体から構成され、スタッドと最内側分割質量体との間及び内外方向で隣接する分割質量体間にそれぞれ弾性支持部材が介在されている請求項１ないし６のいずれかに記載の高粘性液体封入式防振装置。
【請求項８】
前記ケースと弾性体とがゴム状弾性材から一体に形成されており、その一体弾性体の内部空間部に、高粘性液体が封入されているとともに、前記質量体が内装されている請求項１ないし７のいずれかに記載の高粘性液体封入式防振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械における機体フレームとキャビンとの間に介装して機体フレームに加わる振動を減衰し、キャビンに伝達される振動を減少するといったような防振性能を発揮させるべく用いられる高粘性液体封入式防振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の高粘性液体封入式防振装置として、従来、例えば建設機械におけるキャビン等への取付部を有するスタッドと機体フレーム等への取付部を構成するケースとをゴム状弾性材製の弾性体を介して連結し、前記ケースとゴム状弾性材製弾性体とにより形成される空間部にシリコーンオイル等の高粘性液体を封入するとともに、前記空間部にまで突出させたスタッドの一端に、そのスタッドへの振動付加に伴い該スタッドと一体にスタッド軸方向へ往復変位する攪拌板を剛接合したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２６１７２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の高粘性液体封入式防振装置においては、スタッドを通じて低周波数域の振動が付加されたとき、そのスタッドと共に攪拌板が軸方向に往復変位して高粘性流体を振動方向に対して略直角方向に流動させることにより、高粘性流体に生じるずりせん断応力の働きで減衰力が発揮されて低周波振動に対して良好な振動絶縁性、つまり、防振性能を発揮させることが可能である。
【０００５】
しかしながら、上記した従来の高粘性液体封入式防振装置では、攪拌板によって一つの共振点が設定され、動ばね定数の低下ポイントがその一点に限られているに過ぎず、振動周波数が大きい高周波数域になるに従って動ばね定数は次第に高くなるために、装置の実使用状態で想定される広い周波数範囲に亘って所定の防振性能を確保することはできないという問題があった。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、高周波数域においても動ばね定数を低く抑えるとともに、優れた制振作用を発揮させて広い周波数範囲に亘って良好な防振性能を確保することができる高粘性液体封入式防振装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る高粘性液体封入式防振ゴム装置は、一方の取付部を構成するスタッドと他方の取付部を構成するケースとがゴム状弾性材製の弾性体を介して連結され、前記ケースとゴム状弾性材製弾性体とにより形成される空間部には高粘性液体が封入されているとともに、前記空間部にまで突出させたスタッドの下端には、スタッドへの振動付加に伴って該スタッドと共にスタッド軸方向へ往復変位して高粘性液体に対する攪拌機能を有する質量体が取付けられている高粘性液体封入式防振装置において、前記質量体とスタッドとの間には、弾性支持部材が介在されていることを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成の本発明によれば、低周波数域の振動付加時には、スタッドと共に質量体が軸方向に往復変位して高粘性液体を振動方向に対して略直角方向に流動させることにより、高粘性液体に生じるずりせん断応力の働きで減衰力が発揮されて低周波振動に対して良好な振動絶縁性が得られる。一方、高周波数域の振動付加時には、質量体のマス効果による弾性支持部材の弾性変形によって動吸振機能が生起されて動ばね定数の上昇が抑制されることになるため、ゴム状弾性材製弾性体が本来有している振動絶縁性が有効に活用されて高周波振動に対しても優れた防振性能が発揮される。
【０００９】
また、質量体のマス効果によって、高周波振動時の変位が少なく抑えられるために、振動の収束時間が短くなるといった優れた制振作用も発揮されることになり、上述の動ばね定数の上昇抑制作用と相俟って、当該防振装置を実際に取付け使用する状態で想定される広い周波数範囲に亘って所定の防振性能を確保することが可能である。
【００１０】
本発明に係る高粘性液体封入式防振装置において、上述したような高周波域の振動付加時における動ばね定数の上昇抑制作用及び制振作用を確実に達成するためには、請求項２に記載のように、前記質量体を、通常状態でスタッドに負荷される載荷荷重とスタッド重量の合計質量に対して２％以上の質量を有するものに設定することが望ましい。
【００１１】
また、本発明に係る高粘性液体封入式防振装置において、請求項３に記載のように、前記弾性支持部材を、質量体の一部から構成することにより、高周波数域の振動付加時における動ばね定数を一層低下させることができる。
【００１２】
また、本発明に係る高粘性液体封入式防振装置において、請求項４及び／又は請求項５に記載のように、前記質量体とスタッドとの間に介在される弾性支持部材を、水平前後方向と水平左右方向、あるいは、水平方向と上下方向とでばね定数の異なる形状に形成することにより、高周波数域の振動付加時におけるそれぞれの方向の質量体の共振周波数を任意に設定して、それぞれの方向での防振周波数を調整することができる。これによって、最大で３軸６自由度という複数の軸方向、軸周り方向の防振性能を効果的に向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る高粘性液体封入式防振装置において、請求項６に記載のように、前記質量体の一部を、高粘性液体の封入空間部の外部にまで延出して配置し、その外部延出質量体部分の外周面とケースに形成の孔の内周面との間は弾性シール材を介在して密封する構成を採用することにより、マス効果を増大して防振性能の更なる向上を図ることができる。
【００１４】
さらに、本発明に係る高粘性液体封入式防振装置において、請求項７に記載のように、前記質量体を、前記スタッドへの取付部を中心として内外方向に分割された複数の分割質量体から構成し、スタッドと最内側分割質量体との間及び内外方向で隣接する分割質量体間にそれぞれ弾性支持部材を介在させることにより、マス効果による共振周波数を複数点に設定してそれら複数の共振点において動ばね定数を低下させることができ、防振周波数範囲をより拡大することができる。
【００１５】
さらにまた、本発明に係る高粘性液体封入式防振装置を構成するにあたって、請求項８に記載のように、前記ケースと弾性体とをゴム状弾性体から一体に形成し、その一体弾性体の内部空間部に高粘性液体を封入するとともに、質量体を内装する形態に構成することによって、防振装置全体の構成部品数を少なくして低コスト化、コンパクト化を図ることができるだけでなく、高周波振動に対する防振性能を一層高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第１実施例を示す縦断面図であり、この防振装置２０は、一方への取付部となる雄ねじ部７が溶接等により固着されている軸状のスタッド１と、他方への取付部となり一方が開放された円筒形のケース２とが、円錐台形のゴム状弾性材製の弾性体３を介して同心状に固定連結されている。
【００１７】
前記ケース２とゴム状弾性材製の弾性体３とにより形成される空間部８にはシリコーンオイル等の高粘性液体４が封入されているとともに、前記スタッド１の先端が空間部８にまで突出されている。この空間部８にまで突出されたスタッド１の一端中央部には、弾性支持部材６を介して高粘性液体４に対する攪拌機能を有する円形の質量体５が弾性支持されている。この質量体５は、前記スタッド１に負荷される載荷荷重Ｗとスタッド１の重量の合計質量に対して２％以上の質量を有しており、前記スタッド１への低周波数域の振動付加時に該スタッド１と共に矢印ａ−ｂで示すスタッド軸方向に往復変位するように構成されている。
【００１８】
このような第１実施例の高粘性液体封入式防振装置２０は、例えば雄ねじ部７を建設機械におけるキャビンの側壁にねじ込み固定するととともに、ケース２を機体フレーム側に固定支持させて用いられるものであって、かかる使用状態で低周波数域の振動が付加された時には、スタッド１と共に加振板５がスタッド軸方向（ａ−ｂ方向）に往復変位して高粘性液体４が振動方向に対して略直角方向に流動し、この流動により、高粘性液体４にずりせん断応力が働いて減衰力が発揮されるため、低周波振動に対して良好な振動絶縁性が得られる。
【００１９】
また、高周波数域の振動が付加された時には、質量体５のマス効果による弾性支持部材６の弾性変形によって質量体５が共振して動吸振機能が生起されるために、動ばね定数の上昇は抑制されることになり、ゴム状弾性材製弾性体３が本来有している振動絶縁性が有効に活用されて高周波振動に対しても優れた防振性能が発揮される。
【００２０】
また、質量体５のマス効果によって、高周波振動時のスタッド１の変位は少なく抑えられるために、振動の収束時間が短くなるといった優れた制振作用も発揮されることになり、上述の動ばね定数の上昇抑制作用と相俟って、当該防振装置２０を実際に取付け使用する状態で想定される広い周波数範囲に亘って所定の防振性能を確保することが可能である。
【００２１】
図２は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第２実施例を示す縦断面図であり、この防振装置２０では、前記弾性支持部材６が質量体５の一部、具体的には円形質量体５の径内側中央部から構成されたものであり、その他の構成は図１に示した第１実施例と同一であるため、該当部分に同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
【００２２】
この第２実施例の高粘性液体封入式防振装置２０も基本的に第１実施例と同様に、広い周波数範囲に亘り優れた防振性能を確保することが可能であるが、特に、高周波数域の振動付加時における動ばね定数を一層低下させることができる。
【００２３】
図３は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第３実施例を示す縦断面図であり、この防振装置２０では、前記質量体５を大きくして、その一部５Ａをケース２の底壁部２Ａに形成した孔９を通して空間部８の外部にまで延出配置し、その外部延出質量体部分５Ａの外周面と孔９の内周面との間に弾性シール材１０を介在させて高粘性液体４の封入空間部８を密封したものであり、その他の構成は図１に示した第１実施例と同一であるため、該当部分に同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
【００２４】
この第３実施例の高粘性液体封入式防振装置２０では、大きな質量体５，５Ａの使用によりマス効果が増大されるために、高周波数域の振動付加時における防振性能を更に向上することができる。
【００２５】
図４は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第４実施例を、また、図５は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第５実施例をそれぞれ示す縦断面図であり、これらの防振装置２０では、前記質量体５が、スタッド１への取付部を中心として内外方向に分割され同心に配置された複数（図面上では二つで示すが、三つ以上でもよい）の円筒状または有底円筒状の分割質量体５ａ，５ｂから構成されているとともに、前記弾性支持部材６が、スタッド１と最内側分割質量体５ａとの間及び内外で隣接する分割質量体５ａ，５ｂ間にそれぞれ介在された分割弾性支持部材６ａ，６ｂから構成されたものであり、その他の構成は図１に示した第１実施例と同一であるため、該当部分に同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
【００２６】
これら第４実施例及び第５実施例の高粘性液体封入式防振装置２０の場合は、質量体５が内外で複数に分割され、それら分割質量体５ａ，５ｂが別々に分割弾性支持部材６ａ，６ｂで弾性支持されているので、マス効果による共振周波数を複数点に設定してそれら複数の共振点において動ばね定数を低下させることができるため、防振周波数範囲をより拡大することができる。
【００２７】
図６の（ａ），（ｂ）は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第６実施例を、また、図７の（ａ），（ｂ）は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第７実施例をそれぞれ示す要部の拡大縦断面図及びその横断面図であり、これら防振装置２０では、前記弾性支持部材６を、水平前後方向と水平左右方向（図面上のｘ−ｙ方向）並びに上下方向（図面上のｚ方向）でそれぞればね定数が異なるような形状に形成するとともに、質量体５も各弾性支持部材６の形状に対応するような形状に形成して弾性支持部材６に弾性支持させたものである。なお、これら第６及び第７実施例におけるその他の構成は、第１実施例と同様であるため、図示は省略する。
【００２８】
これら第６実施例及び第７実施例の高粘性液体封入式防振装置２０においては、高周波数域の振動付加時におけるそれぞれの方向の質量体５の共振周波数を任意に設定して、それぞれの方向で防振周波数を調整することができる。これによって、複数の軸方向、最大で３軸６自由度の防振性能を効果的に向上させることができる。
【００２９】
図８は本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第８実施例を示す半縦断面図であり、この防振装置２０では、前記ケース２と弾性体３とをゴム状弾性体１１から一体に形成し、その一体弾性体１１の内部空間部８に高粘性液体４を封入するとともに、高粘性液体４の封入空間部８に質量体５を内装する形態に構成したものである。
【００３０】
この第８実施例の高粘性液体封入式防振装置２０は、ケース２と弾性体３との共用構成によって、防振装置全体の構成部品数を少なくして低コスト化、コンパクト化を図ることができるだけでなく、高周波振動に対する防振性能を一層高めることができる。
【００３１】
なお、本発明は、油圧ショベル等の建設機械における機体フレームとキャビンとの間に介装して用いられる防振装置として特に有効であるが、これに限定されるものでなく、特に、上記第６実施例や第７実施例の防振装置は、例えば自動車用エンジンマウント等として有効に適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上要するに、本発明によれば、低周波数域の振動付加時には、スタッドと質量体との軸方向への往復変位に伴い高粘性液体に生じるずりせん断応力の働きによるロスファクタにより低周波振動に対して良好な振動絶縁性を確保できるだけでなく、高周波数域の振動付加時には、質量体のマス効果により動吸振機能が生起されて動ばね定数の上昇を抑制することと、変位を少なく抑えて振動の収束時間を短くするといった優れた制振作用とが相俟って、当該防振装置を実際に取付け使用する状態で想定される広い周波数範囲に亘って所定の防振性能を確保することができるという効果を奏する。
【００３３】
特に、請求項７の構成を採用することにより、マス効果による共振周波数を複数点に設定しそれら複数の共振点において動ばね定数の低下を図ることができるので、防振周波数範囲を一層拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第２実施例を示す縦断面図である。
【図３】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第３実施例を示す縦断面図である。
【図４】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第４実施例を示す縦断面図である。
【図５】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第５実施例を示す縦断面図である。
【図６】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第６実施例を示し、（ａ）はその要部の拡大縦断面図、（ｂ）はそれの横断面図である。
【図７】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第７実施例を示し、（ａ）はその要部の拡大縦断面図、（ｂ）はそれの横断面図である。
【図８】本発明に係る高粘性液体封入式防振装置の第８実施例を示す半縦断面図である。
【符号の説明】
１  スタッド
２  ケース
３  ゴム状弾性材製弾性体
４  高粘性液体
５  質量体
５ａ，５ｂ  分割質量体
６  弾性支持部材
６ａ，６ｂ  分割弾性支持部材
７  雄ねじ部（一方への取付部）
８  空間部
９  孔
１０  弾性シール材
１１  一体弾性体
２０  高粘性液体封入式防振装置
Ｗ  載荷荷重
【図１】
2004353816.tif 000003
【図２】
2004353816.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004353816.tif 000006
【図５】
2004353816.tif 000007
【図６】
2004353816.tif 000008
【図７】
2004353816.tif 000009
【図８】
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