特開 2024-122123 防振支持装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024122123

(43)【公開日】2024-09-09

(54)【発明の名称】防振支持装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16F 9/084 20060101AFI20240902BHJP

   F16F 13/12 20060101ALI20240902BHJP

   F16F 13/20 20060101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

F16F9/084

F16F13/12

F16F13/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023029487

(22)【出願日】2023-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】000136354

【氏名又は名称】株式会社フコク

(74)【代理人】

【識別番号】110002664

【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所

(72)【発明者】

【氏名】今井 崇博

(72)【発明者】

【氏名】葛川 光雄

(72)【発明者】

【氏名】千葉 宇朗

(72)【発明者】

【氏名】宮本 修吏

【テーマコード（参考）】

3J047

3J069

【Ｆターム（参考）】

3J047CA17

3J047CB05

3J047FA01

3J047GA01

3J069AA24

3J069AA28

3J069AA34

(57)【要約】

【課題】空気バネ及び減衰機構の調整範囲を大きく確保することができるとともに、生産性を向上することができる防振支持装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】防振支持装置(1)は、減衰機構(4)が、液室(32)及び挿通孔(22a)を有するケーシング(22)と、ケーシング(22)内に収容されるスタッド(24)と、ケーシング(22)の内周面(22c)に固定されるとともにスタッド(24)が挿通されるブッシュ(26)と、ケーシング(22)内において減衰液(F)に浸され、ケーシング(22)の内周面(22c)との間に環状のオリフィス(30a)を形成する減衰板(30)と、ケーシング(22)の開口(22d)を閉塞する閉塞部材(12)とを備え、空気バネ(6)が、スタッド(24)の一端が固定される支持部材(10)と、ケーシング(22)の外周面(22f)との間の空間に空気を充填した空気室(44)を形成するベローズ(8)とを備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被防振体とベース部との間に設置され、減衰機構と空気バネとを備えた防振支持装置であって、
前記減衰機構は、
減衰液が封入された液室を形成し、筒高方向の一端に挿通孔を有する筒状のケーシングと、
前記ケーシング内に収容され、軸方向の一端が前記挿通孔から突出するスタッドと、
前記ケーシングの内周面に固定されるとともに、前記スタッドが挿通され、前記スタッドを前記軸方向に移動自在に支持する弾性体からなるブッシュと、
前記スタッドの前記軸方向の他端側に固定され、前記ケーシング内において前記減衰液に浸され、前記ケーシングの内周面との間に環状のオリフィスを形成する減衰板と、
前記ケーシングの前記筒高方向の他端に形成された開口を閉塞する閉塞部材と
を備え、
前記空気バネは、
前記スタッドの前記一端が固定される支持部材と、
一端が前記支持部材に気密に固定されるとともに、他端が前記ケーシングの外周面に気密に固定され、前記ケーシングの前記外周面との間の空間に空気を充填した空気室を形成するベローズと
を備える、防振支持装置。

【請求項2】

前記ケーシングの前記内周面は、前記筒高方向においてテーパ状をなしている、請求項１に記載の防振支持装置。

【請求項3】

前記ケーシングの前記内周面は、前記筒高方向の前記挿通孔に向けて縮径されたテーパ状をなしている、請求項２に記載の防振支持装置。

【請求項4】

前記閉塞部材は、前記ケーシングの内方に向けて膨出する弾性膜を有し、
前記弾性膜は、前記閉塞部材との間の空間に、前記液室の圧力に応じて湾曲変形することにより前記液室の圧力を調整する液圧調整室を形成する、請求項１に記載の防振支持装置。

【請求項5】

前記ベローズは、
その前記一端及び前記他端において、前記支持部材及び前記ケーシングの前記外周面にそれぞれ取り付けられる環状の固定端部と、
前記各固定端部からそれぞれ拡径して形成される環状の接続部と、
前記各接続部の間に形成される環状の胴部と
を有し、
前記胴部は、前記各接続部よりも肉厚が大きい、請求項１に記載の防振支持装置。

【請求項6】

前記減衰機構は、前記ケーシングの前記内周面に装着されるとともに前記減衰板の外周縁との間に前記オリフィスを存して離間するアダプタを備える、請求項１に記載の防振支持装置。

【請求項7】

前記減衰板は、多角形又は非真円の平面形状を有し、
前記アダプタの内周面は、径方向断面が前記減衰板の前記平面形状の相似形状をなす、請求項６に記載の防振支持装置。

【請求項8】

前記ケーシングの前記内周面には、前記軸方向に沿うとともに前記ケーシングの内方に延設される板状の減衰片が取り付けられ、
前記減衰板は、前記軸方向に沿うとともに前記減衰片と対向する縦減衰板を有する、請求項１に記載の防振支持装置。

【請求項9】

前記減衰板は、第１減衰板と、前記第１減衰板よりも小径に形成された第２減衰板と、前記第１減衰板及び前記第２減衰板の間に挟持されるスプリングとからなり、
前記第１減衰板及び前記第２減衰板のいずれか一方は、前記スタッドに固定され、前記第１減衰板及び前記第２減衰板のいずれか他方は、前記スプリングを介し前記スタッドに対して軸方向に移動自在に保持される、請求項１に記載の防振支持装置。

【請求項10】

前記第２減衰板は、前記スタッドに固定され、
前記第１減衰板は、前記第２減衰板よりも前記閉塞部材側に配置される、請求項９に記載の防振支持装置。

【請求項11】

請求項１に記載の防振支持装置の製造方法であって、
前記ケーシングの前記開口から前記ブッシュを挿入し、前記ケーシングの前記内周面に前記ブッシュを固定するブッシュ固定工程と、
前記減衰板を固定した前記スタッドを前記ケーシングの前記開口から挿入し、前記ブッシュに前記スタッドの前記一端側を挿通して前記挿通孔から突出させるスタッド挿通工程と、
前記ケーシング内に前記減衰液を充填する液充填工程と、
前記ケーシングの前記開口を前記閉塞部材で閉塞し、前記減衰液が封入された前記液室を形成する液室形成工程と、
前記ベローズの前記一端及び前記支持部材を前記スタッドの前記一端に固定する一端側固定工程と、
前記ベローズの前記他端を前記ケーシングの前記外周面に固定することにより前記空気室を形成する空気室形成工程と、
前記空気室に前記空気を充填する空気充填工程と
を含む、防振支持装置の製造方法。

【請求項12】

前記ケーシングは、前記ブッシュを固定する側の端部に、前記ブッシュが当接する端壁部を有し、
前記ブッシュ固定工程では、前記ケーシングの前記開口から前記ブッシュを挿入し、前記ケーシングの前記内周面に前記ブッシュを固定するととともに、前記端壁部に前記ブッシュを当接させる、請求項１１に記載の防振支持装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被防振部材とベース部材との間に設置され、被防振部材の荷重を支持するとともに部材間の振動伝達を防止する防振支持装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

パワーショベル、ブルドーザーなどの建設機械やトラクターなどの乗用農業機械といった産業用機械のオペレータ用シート（座席）に組み込まれる防振支持装置が知られている。この種の防振支持装置は、産業用機械の走行時や作業時に車体側に生じる振動がシートへ伝達することを防止し、作業に従事するオペレータの乗り心地を改善して疲労を軽減しようとするものである。当該防振支持装置は、オペレータ用シートに直接組み込めることから、特に小型の建設機械や農作業用機械に適している。

【0003】

特許文献１には、ベースフレームと、ベースフレームの上方に配置された座部フレームと、座部フレームをベースフレームに対して昇降可能に連結するＸリンクと、座部フレームを弾性的に支持するエアスプリングと、座席フレームの中立高さを調整する高さ調整機構とを備えた車両用座席のエアサスペンション装置が開示されている。この車両用座席のエアサスペンション装置は、ベースフレームと座部フレームとを連結するＸリンクに設けられたエアスプリングが、Ｘリンクを介して座部フレームを弾性的に支持するとともに、エアスプリングへの圧縮エアの導入及び排気を行うことにより座席フレームの中立高さを調整する。

【0004】

特許文献２には、一端が閉塞された筒状のケース（ケーシング）と、ケース内に配置されるスタッドと、ケース内に収容される減衰液と、スタッドに固定され減衰液に浸される減衰部材とを備えた防振支持装置が開示されている。この防振支持装置は、ケースに装着されてスタッドを軸方向に移動自在に支持するとともにスタッドのケースに対する横方向の相対変位を抑制する弾性体と、一端がスタッドに直接または他の部材を介して支持されるとともに他端がケースに支持される空気バネとを有する。

【0005】

上記防振支持装置は、部材間（被防振体とベース部との間）に設置され、振動の減衰に適する減衰機構と、この減衰機構の上部にセットされ、振動の吸収に適する空気バネ及び横方向の相対変位を抑制する弾性体とを備える。空気バネは、部材間の振動伝達を防止するとともに部材間の荷重を支持する。また、上記防振支持装置を建設機械のキャブ（運転室）と車体との間に取り付け、空気バネの空気室の圧力を調整することにより、キャブの高さ調整が可能となるとともに、空気バネのバネ力の設定を容易に行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１７－１５７３号公報

【特許文献2】国際公開第２００６／４６３０６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１の車両用座席のエアサスクッション装置は、ベースフレームから車両用座席に入力される振動がＸリンクのスライド変位に変換され、Ｘリンクに接続されたエアスプリングにより吸収される。従って、エアスプリングにより上下方向の振動は吸収できるが、振動減衰機構を持たないため吸収した振動が減衰せず、振動収束に時間がかかり乗り心地が悪い。また、振動がＸリンクのスライド変位に変換されるため、建設機械のように粉塵や雨水の侵入が懸念される環境下で使用する場合、粉塵や雨などからＸリンクのスライド機構を保護するためＸリンク全体を覆うダストカバーが必要となる。

【0008】

特許文献２の防振支持装置は、空気バネと減衰機構とが上下に分割して配置されている。従って、キャブ等の比較的重量物の防振支持に適するが、空気バネの空気容量が少なく、高さ調整範囲が小さくなり、また、スタッドに付与される荷重に応じた減衰性能の調整範囲が小さい。また、装置の組み立てが複雑となり、生産コストが増大する。

【0009】

本発明は、このような課題を鑑みてなされたもので、空気バネ及び減衰機構の調整範囲を大きく確保することができるとともに、生産性を向上することができる、防振支持装置及びその製造方法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】

【0010】

上記の目的を達成するべく、本発明の防振支持装置は、被防振体とベース部との間に設置され、減衰機構と空気バネとを備えた防振支持装置であって、減衰機構は、減衰液が封入された液室を形成し、筒高方向の一端に挿通孔を有する筒状のケーシングと、ケーシング内に収容され、軸方向の一端が挿通孔から突出するスタッドと、ケーシングの内周面に固定されるとともに、スタッドが挿通され、スタッドを軸方向に移動自在に支持する弾性体からなるブッシュと、スタッドの軸方向の他端側に固定され、ケーシング内において減衰液に浸され、ケーシングの内周面との間に環状のオリフィスを形成する減衰板と、ケーシングの筒高方向の他端に形成された開口を閉塞する閉塞部材とを備え、空気バネは、スタッドの一端が固定される支持部材と、一端が支持部材に気密に固定されるとともに、他端がケーシングの外周面に気密に固定され、ケーシングの外周面との間の空間に空気を充填した空気室を形成するベローズとを備える。

【0011】

また、本発明の防振支持装置の製造方法は、ケーシングの開口からブッシュを挿入し、ケーシングの内周面にブッシュを固定するブッシュ固定工程と、減衰板を固定したスタッドをケーシングの開口から挿入し、ブッシュにスタッドの一端側を挿通して挿通孔から突出させるスタッド挿通工程と、ケーシング内に減衰液を充填する液充填工程と、ケーシングの開口を閉塞部材で閉塞し、減衰液が封入された液室を形成する液室形成工程と、ベローズの一端及び支持部材をスタッドの一端に固定する一端側固定工程と、ベローズの他端を支持部材とケーシングの外周面に固定することにより空気室を形成する空気室形成工程と、空気室に空気を充填する空気充填工程とを含む。

【発明の効果】

【0012】

従って、本発明の防振支持装置及びその製造方法によれば、空気バネ及び減衰機構の調整範囲を大きく確保することができるとともに、生産性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】防振支持装置をシートに組付けた状態を斜め下方から見た斜視図である。

【図2】第１実施形態に係る防振支持装置の側面図である。

【図3】図２の防振支持装置の上面図である。

【図4】図２の防振支持装置の下面図である。

【図5】図２の防振支持装置の縦断面図である。

【図6】図２の防振支持装置の組み立て手順を示すフローチャートである。

【図7】第２実施形態に係る防振支持装置の縦断面図である。

【図8】第３実施形態に係る防振支持装置の側面図である。

【図9】図８の防振支持装置の縦断面図である。

【図10】第４実施形態に係る防振支持装置の縦断面図である。

【図11】図１０のスタッド、減衰板、及びアダプタの分解斜視図である。

【図12】第５実施形態に係る防振支持装置の縦断面図である。

【図13】図１２の減衰板の斜視図である。

【図14】図１３とは別形態となる減衰板の斜視図である。

【図15】図１３及び図１４とは別形態となる減衰板の斜視図である。

【図16】第６実施形態に係る防振支持装置の縦断面図である。

【図17】図１６において静止状態、すなわち振動入力がないときの減衰板の縦断面図である。

【図18】図１６においてスタッドが高周波微振動を受けたときの減衰板の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の各実施形態に係る防振支持装置及びその製造方法について図面を参照して説明する。図１は、防振支持装置（以下、単に装置ともいう）１をシート２に組付けた状態を斜め下方から見た斜視図を示す。装置１は、全体として略円柱状をなしている。シート２は、例えば建設機械の運転台に設置され、シート２の座面２ａと対向するシート２の下面２ｂに設けられたフレーム２ｃに、装置１の上部がボルトなどで固定される。装置１の下部は、運転台の図示しないフロアにボルトなどで固定される。すなわち、装置１は、被防振体としてのシート２と、装置１が設置されるベース部としてのフロアとの間に設置される。なお、後述する実施形態の説明において、上方とは、装置１に対してシート２側を指し、下方とは、装置1に対してベース部（フロア）側を指す。

【0015】

＜第１実施形態＞
図２は、第１実施形態に係る装置１の側面図、図３は、図２の装置１の上面図、図４は、図２の装置１の下面図をそれぞれ示す。装置１は、減衰機構４と空気バネ６とを備え、装置１の側面は空気バネ６を構成するベローズ８で覆われている。装置１の上下は、空気バネ６を構成する上側支持部材（支持部材）１０と、減衰機構４を構成する下側閉塞部材（閉塞部材）１２とでそれぞれ覆われている。

【0016】

ベローズ８は、ゴムなどの弾性体からなる筒状の弾性膜であり、上側支持部材１０には、空気バネ６の後述する空気室４４の圧力を調整するためのエアバルブ１４が配置されている。また、上側支持部材１０には、ベローズ８と減衰機構４を構成する後述のスタッド２４とを上側支持部材１０に固定するためのビス１６が配置されている。また、上側支持部材１０には、スタッド２４にシート２をボルトで固定する際にボルトを挿通するためのボルト挿通孔１７が形成されている。下側閉塞部材１２は、減衰機構４を構成する後述のケーシング２２のフランジ部２２ｅにビス１８で取り付けられる。また、下側閉塞部材１２には、運転台のフロアに装置１をボルトで固定するためのボルト孔２０が形成されている。

【0017】

図５は、図２の装置１の縦断面図を示す。装置１の減衰機構４は、ケーシング２２、スタッド２４、ブッシュ２６、ベアリング２８、減衰板３０、及び下側閉塞部材１２を備えている。ケーシング２２は、筒状をなし、減衰液Ｆが封入された液室３２を形成する。減衰液Ｆは、１００００～１０００００ｍｍ^２／ｓ（ｃＳｔ）程度の高い粘性を有する液体が好ましく、また、液室３２の容積に対して９０％以上の充填率で封入することが好ましいが、入力される振動や被防振体の重量により適当な充填率で適当な粘度の減衰液Ｆが選択される。減衰液Ｆとしては、例えばシリコーンオイルが好ましい。また、ケーシング２２は、筒高方向（各図において上下方向）の上端に挿通孔２２ａを有する。

【0018】

挿通孔２２ａは、ケーシング２２の上側端壁部（端壁部）２２ｂに形成される。ケーシング２２の内周面２２ｃは、筒高方向の挿通孔２２ａに向けて、すなわち上方に向けて縮径されたテーパ状をなしている。スタッド２４は、上側支持部材１０を介してシート２からの荷重を受ける円柱状の部材であり、ケーシング２２内に収容され、軸方向の上端（一端）が挿通孔２２ａから突出して配置される。スタッド２４の上部には、スタッド２４にシート２をボルトで固定する際にボルトが螺合されるボルト孔２５が形成されている。

【0019】

ブッシュ２６は、ゴムなどからなる筒状の弾性体２６ａと金属製の内筒部材２６ｂ及び外筒部材２６ｃとで構成されており、この外筒部材２６ｃがケーシング２２の内周面２２ｃに嵌合され、内筒部材２６ｂがその内周面に装着されたベアリング２８を介して挿通されたスタッド２４をブッシュ２６に対して摺動自在に支持する。内筒部材２６ｂの上部には、スタッド２４の外周面の摺動を許容するとともに、この外周面を液密にシールする環状の摺動シール３４が装着される。ブッシュ２６はスタッド２４を軸方向に移動自在に支持するとともに、スタッド２４の軸直角方向（スタッド２４の軸線における直角方向）及びこじり方向（スタッド２４の軸線に対する倒れ方向）の変位を弾性的に支持する。

【0020】

また、ブッシュ２６は、ケーシング２２への組付け前状態において、ブッシュ２６の外筒部材２６ｃの外径がケーシング２２の内周面２２ｃの内径よりも若干大きく形成されている。また、ブッシュ２６は、上方に向けて縮径されたテーパ状をなしているケーシング２２の内周面２２ｃの上端部位に強固に嵌合固定されている。なお、ケーシング２２の内周面２２ｃをテーパ状とせず、当該内周面２２ｃとブッシュ２６の外筒部材２６ｃとの篏合による締結を利用しない場合、内周面２２ｃに係止部を形成したり、別途係止部材を下方より差し込んでブッシュ２６を位置決めし固定しても良い。

【0021】

また、ブッシュ２６は、予め外筒部材２６ｃを絞り加工して縮径することにより筒状の弾性体２６ａに予圧縮を付与することができる。しかし、これに限らず、外筒部材２６ｃの絞り加工を採用せずに、軸方向に分割された外筒部材２６ｃを用いて外筒部材２６ｃの外径を変化可能にし、ケーシング２２への組付け時に内周面２２ｃの縮径によりブッシュ２６の外径が絞り込まれて筒状の弾性体２６ａに予圧縮が付与されるようにしても良い。

【0022】

減衰板３０は、スタッド２４の軸方向の下端側（他端側）にボルト３１で固定され、ケーシング２２内において減衰液Ｆに浸される。減衰板３０の外周縁とケーシング２２の内周面２２ｃとの間には、環状の隙間であるオリフィス３０ａが減衰液Ｆの狭小流路として形成される。シート２の動き、すなわち、シート２に固定されるスタッド２４の動きに追従して減衰板３０が液室３２において上下して減衰液Ｆを撹拌し、この際にオリフィス３０ａにおいて減衰液Ｆの流動が規制されて流動抵抗を生じせしめる。

【0023】

減衰機構４は、上記の流動抵抗により主として低周波領域の大振幅振動を効果的に減衰することができ、シート２の座り心地を向上させる。なお、本説明において、スタッド２４の動き或いは振動とは、被防振体であるシート２からの荷重入力による動き或いは振動のみならず、ベース部からの荷重入力によってケーシング２２とスタッド２４の間に生じる相対的な動き或いは振動も含む。

【0024】

下側閉塞部材１２は、ケーシング２２の筒高方向の下端（他端）に形成された開口２２ｄを閉塞する。詳しくは、ケーシング２２には、その筒高方向の下端を拡径することにより環状のフランジ部２２ｅが形成され、下側閉塞部材１２は、フランジ部２２ｅに図４に示したビス１８で固定される。また、下側閉塞部材１２は、ケーシング２２の内方に向けて膨出する弾性膜３６を有する。

【0025】

弾性膜３６は、ゴムなどの弾性体からなり、弾性膜３６の外周縁を下側閉塞部材１２とフランジ部２２ｅとの間に気密に挟持し、空気を封入して下側閉塞部材１２の上面に配置される。弾性膜３６は、液室３２の圧力に応じて湾曲変形することにより液室３２の圧力を調整する液圧調整室３８を形成する。

【0026】

空気バネ６は、上側支持部材１０及びベローズ８を備える。図３に示す本実施形態においては、上側支持部材１０は、ベローズ８の上端部と一体に加硫接着されることで、上側支持部材１０とベローズ８の間の気密を確保する。さらにベローズ８の一部が上側支持部材１０の下面に延出し、スタッド２４の上端と上側支持部材１０とで挟持され、ビス１６で固定されることでスタッド２４とベローズ８（上側支持部材１０）との間の気密を確保している。

【0027】

上側支持部材１０とベローズ８との気密に関して、加硫接着とせずに、別に用意した円環金具等で挟持して気密を確保しても良い。或いは、スタッド２４と上側支持部材１０との気密に関して、ベローズ８の一部を利用せずに、別に用意したパッキンを使用しても良い。なお、上側支持部材１０の下面に弾性体からなるクッション部４０をケーシング２２の上側端壁部２２ｂと当接可能に設けることで、過大変位時の衝撃的な当接を緩和している。

【0028】

ベローズ８は、固定端部８ａ、接続部８ｂ、及び胴部８ｃを備える。固定端部８ａは、環状をなし、ベローズ８の上端（一端）及び下端（他端）において、上側支持部材１０及びケーシング２２の外周面２２ｆにそれぞれ取り付けられる。接続部８ｂは、環状をなし、各固定端部８ａからそれぞれ拡径して形成される。胴部８ｃは、環状をなし、各接続部８ｂの間に形成される。本実施形態の場合、各固定端部８ａ、各接続部８ｂ、及び胴部８ｃは、略同一の肉厚であり、胴部８ｃは円筒状をなしている。

【0029】

詳しくは、ベローズ８の上端に形成される固定端部８ａは、加硫接着により上側支持部材１０に気密に固定される。ベローズ８の下端に形成される固定端部８ａは、ケーシング２２の下端側の外周面２２ｆにバンド状の取付金具４２で固定される。ベローズ８の下端に形成される固定端部８ａのケーシング２２の外周面２２ｆの固定部に篏合用溝を形成し、この篏合用溝にケーシング２２の下端側の外周面２２ｆを嵌め込んでケーシング２２を固定しても良い。

【0030】

これにより、ベローズ８の内周面８ｄとケーシング２２の外周面２２ｆとの間の空間に空気室４４が形成される。空気室４４にエアバルブ１４を介して空気を充填することにより空気バネ６が形成される。エアバルブ１４を操作して空気室４４の圧力を調整することにより、ベローズ８を上下方向に伸長又は縮短することができ、ひいては装置１の上下方向の長さを調整することができる。これにより、シート２の座面２ａの高さが調整可能となる。

【0031】

また、ベローズ８の伸長又は縮短に伴い、スタッド２４の上下方向の位置が調整可能となり、ひいてはケーシング２２内における減衰板３０の上下方向の位置が調整可能となる。ケーシング２２の内周面２２ｃを上方に向けて縮径するテーパ状に形成し、減衰板３０の上下方向の相対位置を調整することで、内周面２２ｃと減衰板３０との間に形成される環状のオリフィス３０ａの幅を調整でき、これにより、装置１の減衰性能の調整が可能となる。従って、要求されるシート２の座り心地などに応じて、装置１の減衰性能を好適に調整することができる。

【0032】

以上のように、本実施形態の装置１は、空気バネ６の内部に減衰機構４を組み込んで構成され、空気バネ６と減衰機構４とが装置１の径方向において重複して配置される。これにより、大きな容量を有する空気バネ６と調整可能な減衰機構４とを備えながらコンパクトな防振支持装置１とすることができる。空気室４４の容量が大きくベローズ８の変形量を大きくとれるため、シート２の座面２ａの高さ調整を行う際の調整範囲を大きく確保することができる。

【0033】

また、ケーシング２２内におけるスタッド２４ひいては減衰板３０の高さ位置を調整することでオリフィス３０ａの幅を適切に調整でき、スタッド２４に付与される荷重に応じた減衰性能の調整範囲を大きく確保することができる。例えば、建設機械の平坦地における走行振動、荒地における走行振動、掘削など作業時の振動等、それぞれに適する振動吸収性、振動減衰性に応じて減衰板３０の高さ位置を調整することができる。従って、種々のシート２、或いはシート２以外の種々の被防振体の振動吸収に装置１を適用することができる。

【0034】

特に、ケーシング２２の内周面２２ｃを上方に向けて縮径したテーパ状にすることにより、減衰板３０とケーシング２２の内周面２２ｃとの間に形成されるオリフィス３０ａの幅を減衰板３０の高さ位置に応じて連続的に変化させることができる。すなわち、減衰板３０が下方へ変位するときには減衰性が小さくなり、減衰板３０が上方に変位するときは減衰性が大きくなる。

【0035】

例えば、フロアに衝撃的な突き上げ荷重が入力されたとき、シート２の座面２ａ、ひいてはスタッド２４及び減衰板３０が下方に速い速度で大きく変位する。このとき、減衰板３０の下方変位に伴ってオリフィス３０ａの幅が増大することにより、減衰板３０に生じる減衰性が小さくなる。つまり、変位量に応じて減衰液Ｆの流動抵抗が緩和され、シート２に座するオペレータへの突き上げるような衝撃が抑制される。そして、減衰板３０が下がり切り、上方へ変位するときは、減衰板３０の変位量に応じて減衰性が大きく（減衰液Ｆの流動抵抗が大きく）なるため、入力された振動エネルギーを消散させて振動を収束させる。従って、装置１の減衰性能を従来に比して大幅に向上することができる。

【0036】

また、例えば、作業時にエンジン出力を得るためにエンジン回転数を高回転で維持することにより、高粘性である減衰液Ｆの流動が追い付かないほどの高周波微振動が入力されたとき、減衰板３０の下方に備えた液圧調整室３８の容量が変化して高周波微振動によるスタッド２４及び減衰板３０の変位を吸収するので、液圧調整室３８は、装置１の動ばね定数の上昇を抑制する。従って、装置１は、低周波領域から高周波領域に亘る入力振動に対して安定した振動吸収及び減衰性能を実現することができる。

【0037】

また、装置１は、空気バネ６の内部に減衰機構４を組み込んで構成され、空気バネ６のベローズ８が、減衰機構４のスタッド２４とブッシュ２６のベアリング２８との摺動部を覆うように配置される。これにより、ベローズ８は、スタッド２４とベアリング２８との摺動部に雨水や埃などのダストが入り込むことを防止し、ダストカバーとしても機能する。従って、ダストカバーを別途用意して組み付ける必要がないため、装置１の部品点数を削減することができ、装置１の製造コストを低減することができるとともに、装置１の軽量化を図ることができる。

【0038】

図６は、図２の装置１の組み立て手順のフローチャートを示す。装置１の組み立てが開始されると、先ず、ケーシング２２の開口２２ｄから別途用意したブッシュ２６を挿入し、ブッシュ２６の外周面（外筒部材）をケーシング２２の内周面２２ｃに固定する（Ｓ１：ブッシュ固定工程）。併せて、ブッシュ固定工程では、ケーシング２２の上側端壁部２２ｂの下面にブッシュ２６の上端を当接させることが好ましい。

【0039】

次に、予めボルト３１で減衰板３０を固定したスタッド２４をケーシング２２の開口２２ｄから挿入し、ブッシュ２６の内筒部材２８に装着したベアリング２８の内周面にスタッド２４の上端側を挿通して、ケーシング２２に設けた挿通孔２２ａから突出させる（Ｓ２：スタッド挿通工程）。次に、ケーシング２２内に減衰液Ｆを充填する（Ｓ３：液充填工程）。次に、ケーシング２２の開口２２ｄを下側閉塞部材１２で閉塞し、減衰液Ｆが封入された液室３２を形成する（Ｓ４：液室形成工程）。

【0040】

次に、ベローズ８の上側の固定端部８ａが気密に固定された上側支持部材１０をスタッド２４の上端にビス１６で固定する（Ｓ５：上側固定工程（一端側固定工程））。この際、ベローズ８の上側の固定端部８ａから上側支持部材１０の内面に沿って延出されたゴムなどの弾性材をスタッド２４と上側支持部材１０との間に挟み込み、スタッド２４と上側支持部材１０との間の気密性を確保することが好ましい。

【0041】

さらに、ベローズ８の下端、すなわち下側の固定端部８ａを取付金具４２でケーシング２２の外周面２２ｆに固定することにより空気室４４を形成する（Ｓ６：空気室形成工程）。次に、空気室４４にエアバルブ１４から空気を充填して（Ｓ７：空気充填工程）、装置１の組み立てが終了する。製造された装置１は、被防振体であるシート２のフレーム２ｃとベース部である運転台のフロアとの間に設置されて固定される。

【0042】

以上のように、本実施形態の装置１の製造方法は、ケーシング２２の開口２２ｄからブッシュ２６を挿入して固定し、減衰板３０を有するスタッド２４を挿入し、下側閉塞部材１２及び上側支持部材１０をそれぞれケーシング２２、スタッド２４に固定し、上側支持部材１０とケーシング２２の外周面２２ｆとにベローズ８を固定する。これにより、容易且つ簡素化された手順で、軸直角方向及びこじり方向に対して弾性を有する減衰機構４を空気バネ６の内部に組み込むことができる。従って、装置１の生産性を向上することができる。

【0043】

特に、ケーシング２２の内周面２２ｃが上方に向けて縮径したテーパ状とすることにより、ブッシュ固定工程において、固定前のブッシュ２６の外径を内周面２２ｃにおける固定部位の内径よりも若干大径にしておくことで、内周面２２ｃにブッシュ２６固定用の係止部を形成する必要も、また、別途、ブッシュ２６の位置決め用の位置決め部材を用意する必要もなく、ケーシング２２の内周面２２ｃにブッシュ２６を嵌合によって確実に固定することができる。

【0044】

また、当該ブッシュ固定工程において、ブッシュ２６の外筒部材２６ｃを径方向において予め絞り加工して弾性体２６ａに予圧縮を付与すること、また、外筒部材２６ｃとして、軸方向に分割し軸直角断面視で略円弧状の分割外筒部材を採用することで、ケーシング２２にセットする際に、上方に向けて縮径したテーパ状の内周面２２ｃの縮径に応じて予圧縮が付与されるものとしても良い。

【0045】

上記予圧縮により、いわゆるヘタリによるブッシュ２６の防振性能の低下を抑制することができるため、減衰機構４ひいては装置１の耐久性を向上することができる。また、ブッシュ２６をケーシング２２の内周面２２ｃに下方から挿入し固定すれば良いので、組み立てが容易であり、別途、ブッシュ固定用の部品を用意する必要が無い。また、ブッシュ２６を固定するための部材が不要となるため、装置１の部品点数を削減することができる。従って、装置１の製造コストを低減することができるとともに、装置１の軽量化を図ることができる。

【0046】

また、ブッシュ固定工程において、ケーシング２２の上側端壁部２２ｂにブッシュ２６を当接させることにより、ブッシュ２６の位置決めが容易である。また、上側端壁部２２ｂにブッシュ２６の上端部の押し圧が付与されるため、液室３２の減衰液Ｆの漏れを抑えることができる。この場合、上側端壁部２２ｂの下面とブッシュ２６の外筒部材側の上端部との間に図示せぬシール部材を挟持することがより好ましい。当該シール部材をブッシュ２６の弾性体と一体に形成しても良い。

【0047】

また、液室形成工程において、ケーシング２２の開口２２ｄを閉塞する下側閉塞部材１２の上面で、減衰板３０の直下に大気圧の空気（組み立て時）を封入した液圧調整室３８を形成することができる。液圧調整室３８を減衰板３０の直下に形成することで、スタッド２４に振動が印加され減衰板３０が高周波微振動するとき、減衰液Ｆを介して液圧調整室３８が変形して変位吸収するので、スタッド２４の振動が下側閉塞部材１２に振動が伝播されない。従って、装置１の防振性能をさらに高めることができる。当該液圧調整室３８には、必要に応じて圧縮空気を封入しても良い。

【0048】

＜第２実施形態＞
図７は、第２実施形態に係る装置１の縦断面図を示す。なお、以降の各実施形態の説明においては、主として第１実施形態と異なる構成を説明し、第１実施形態と同様の構成については説明を省略することがある。本実施形態の場合、ベローズ８の胴部８ｃは、ベローズ８の各接続部８ｂよりも肉厚が大きく形成されている。

【0049】

これにより、エアバルブ１４から空気室４４に空気を充填したとき、胴部８ｃの径方向における膨出が抑制され、主としてベローズ８の各接続部８ｂが伸長する。すなわち、胴部８ｃの膨出による圧力損失が抑えられ、空気室４４の圧力に比例して、スタッド２４ひいてはシート２の座面２ａを昇降させることができる。従って、空気室４４の圧力調整が容易となるとともに、空気バネ６をより一層効果的に作用させることができる。

【0050】

＜第３実施形態＞
図８は、第３実施形態に係る装置１の側面図を示し、図９は、図８の装置１の縦断面図を示す。本実施形態の場合、ベローズ８の胴部８ｃは蛇腹状に形成されている。胴部８ｃには、径方向の外方に突出した複数の、例えば２つの山部４６が形成される。胴部８ｃの各山部４６の間には谷部４８が形成され、谷部４８には金属製のリング５０が嵌め込まれている。リング５０は、空気室４４の圧力が上昇した際に谷部４８の径方向における膨出を抑制する。

【0051】

胴部８ｃを蛇腹状に形成したことにより、スタッド２４の上下方向における伸長しろをさらに大きく確保することができる。従って、シート２の座面２ａの高さ調整を行う際の調整範囲をさらに大きく確保することができる。また、ケーシング２２内におけるスタッド２４ひいては減衰板３０の高さ位置をさらに広範囲に亘って調整可能となる。これにより、スタッド２４に付与される荷重の変化に応じた減衰性能の調整範囲をさらに大きく確保することができる。

【0052】

＜第４実施形態＞
図１０は、第４実施形態に係る装置１の縦断面図を示す。本実施形態の場合、減衰機構４は、筒状のアダプタ５２を備え、アダプタ５２は、ケーシング２２の内周面２２ｃに装着されるとともに減衰板３０の外周縁との間にオリフィス３０ａを存して離間している。アダプタ５２は、例えば、樹脂又はゴムなどから形成され、ケーシング２２の内周面２２ｃに嵌め込んで固定する。このアダプタ５２は、減衰板３０がスタッド２４の過大変位により接触する場合を考慮して弾性を有することがより好ましい。

【0053】

また、アダプタ５２は、減衰板３０の可動範囲に亘る筒高方向の長さを有するのが好ましい。減衰機構４がアダプタ５２を備えることにより、ケーシング２２を変えなくとも、アダプタ５２の減衰板３０に対する相対位置を変更したり、アダプタ５２そのものを変更したりすることで、オリフィス３０ａの幅を自由に調整可能となる。従って、スタッド２４に付与される荷重の変化に応じた減衰性能の調整範囲をさらに大きく確保することができる。

【0054】

図１１は、図１０のスタッド２４、減衰板３０、及びアダプタ５２の分解斜視図を示す。減衰板３０は、多角形又は非真円の平面形状を有し、図１１に示すように、例えば六角形の平面形状を有する。アダプタ５２の内周面５２ａは、径方向断面が減衰板３０の平面形状の相似形状をなし、図１１の場合には例えば六角形をなす。これにより、ケーシング２２内において、スタッド２４の軸周方向における回動が減衰板３０において規制される。従って、スタッド２４が受けたねじり方向の回転変位をアダプタ５２と減衰板３０との当接にて規制することができる。

【0055】

＜第５実施形態＞
図１２は、第５実施形態に係る装置１の縦断面図を示し、図１３は、図１２の減衰板３０の斜視図を示す。本実施形態の場合、ケーシング２２の内周面２２ｃには、例えば２つの板状の減衰片５４が取り付けられている。各減衰片５４は、軸方向に沿うとともにケーシング２２の内方に延設される。

【0056】

また、本実施形態の減衰板３０は、軸方向に沿うとともに各減衰片５４とそれぞれ対向する縦減衰板３０ｂを有する。各縦減衰板３０ｂは、減衰板３０の外周縁と径方向において対向して位置付けられる。また、減衰板３０には、その周方向に縦減衰板３０ｂと隣接して減衰片５４が挿通可能な切欠部３０ｃが例えば２つ形成されている。本実施形態において、シート２にスタッド２４の軸周方向に回転する荷重が加わった場合、スタッド２４がその軸周方向に回動するのに伴い減衰板３０が回動する。その際、減衰片５４と縦減衰板３０ｂとの間のクリアランスに存在する減衰液Ｆの流動抵抗により減衰板３０の回動速度が抑制されるとともに、減衰板３０の過大な回転変位が規制される。

【0057】

図１４は、図１３とは別形態となる減衰板３０の斜視図を示し、当該減衰板３０の縦減衰板３０ｂは、ケーシング２２の内周面２２ｃに設けられた減衰片５４に対して平行に設けられ、図１３に示す減衰板３０と同様に減衰片５４が挿通可能な切欠部３０ｃが縦減衰板３０ｂと隣接して設けられている。本実施形態において、シート２にスタッド２４の軸直角方向の荷重が加わった場合、スタッド２４の変位に伴い減衰板３０が軸直角方向に変位する。減衰板３０の変位方向と対向するように減衰片５４及び縦減衰板３０ｂを配置することで、減衰片５４と縦減衰板３０ｂとの間のクリアランスに存在する減衰液Ｆの流動抵抗により、減衰板３０の変位速度が抑制されるとともに、減衰板３０の過大な変位が規制される。

【0058】

図１５は、図１３及び図１４とは別形態となる減衰板３０の斜視図を示し、当該減衰板３０の縦減衰板３０ｂは、図１４に示す減衰板３０において、縦減衰板３０ｂが立設されていない切欠部３０ｃの辺部に新たな縦減衰板３０ｂを追加したものである。これにより、切欠き部３０ｃの両辺の縦減衰板３０ｂが切欠部３０ｃに挿通される減衰片５４を挟んで対向して配置されることになる。従って、減衰片５４を挟み、減衰板３０がどちら側へ変位した場合でも、減衰板３０の変位速度が抑制されるとともに、減衰板３０の過大な変位が規制される。

【0059】

図１４又は図１５に示す減衰板３０を採用する本実施形態に関し、例えば、小型油圧ショベルのオペレータ用シートに本実施形態の防振支持装置１を採用する場合、ブーム及び運転台を備えた上部旋回部の旋回中心と運転台のシート位置とがオフセットして位置付けられることがある。上部旋回部の旋回停止時、シートには水平方向荷重が入力されるため、当該旋回方向と対向するように上記縦減衰板３０ｂ及び減衰片５４が配置された防振支持装置１を組み付けることが好ましい。

【0060】

図１３乃至図１５に示す縦減衰板３０ｂは、これらに限定されず、形状及び数、これに対応する切欠部３０ｃの形状及び数は、想定される振動（変位）に合わせて種々の形態が想定され得る。例えば、縦減衰板３０ｂを減衰板３０の上下面に設けても良いし、１枚の縦減衰板３０ｂを２枚の減衰片５４で挟むようにして対向配置することもできる。さらに、縦減衰板３０ｂ及び対応する減衰片５４を周方向に９０°ずらして４組配置することもできる。

【0061】

＜第６実施形態＞
図１６は、第６実施形態に係る装置１の縦断面図を示す。本実施形態の減衰板３０は、第１減衰板５６と、第１減衰板５６よりも小径に形成された第２減衰板５８と、第１減衰板５６及び第２減衰板５８の間に挟持されるスプリング６０とから構成されている。本実施形態の場合、第２減衰板５８はスタッド２４に固定され、第１減衰板５６はスプリング６０を介しスタッド２４に対して軸方向に移動自在に保持される。

【0062】

第１減衰板５６は、第２減衰板５８よりも下側閉塞部材１２側、すなわち下方に配置され、ボルト３１により第２減衰板５８との間に挟持されたスプリング６０に押圧付勢するようにスタッド２４に係止されている。つまり、第１減衰板５６は、第２減衰板５８に対して、スプリング６０に付勢された押圧付勢力を上回る上方圧力が付与されれば、上方に変位可能である。また、ケーシング２２の内周面２２ｃには、筒状のアダプタ５２が装着されている。アダプタ５２の内周面５２ａは、径方向断面が減衰板３０の平面形状の相似形状、すなわち円形状であるとともに、上方に向けて縮径されたテーパ状をなしている。

【0063】

図１７は、図１６において静止状態、すなわち振動入力がないときの減衰板３０の縦断面図を示す。図１８は、図１６においてスタッド２４が高周波微振動を受けて、スタッド２４に速い下方変位が生じたときの減衰板３０の縦断面図を示す。

【0064】

詳細には、スタッド２４の速い下方変位に伴って、第２減衰板５８も下方へ変位する。このとき、第１減衰板５６と下側閉塞部材１２との間に存在する高粘度の減衰液Ｆの流動が追い付かず、第１減衰板５６とその径方向で対向するケーシング２２の内壁面（図１６においては内周面５２ａ）との間に形成されるオリフィス３０ａから上方に減衰液Ｆがほとんど排出できない場合、減衰液Ｆは、スプリング６０のばね力に抗して第１減衰板５６を押し上げることで、第１減衰板５６と下方閉塞部材１２との間の容積をほぼ維持した状態であっても、スタッド２４及び第２減衰板５８の下方への変位を許容する。これにより、減衰液Ｆの流動速度を超える高周波微振動が入力された場合であっても、スプリング６０の許容変位以下であればスタッド２４の変位を阻害せず振動を吸収することができる。従って、シート２に着座するオペレータが、所謂突き上げ感を感じることがない。

【0065】

他方、スタッド２４に速い上方変位に伴って、第２減衰板５８及び第１減衰板５６の上方へ変位し、第２減衰板５８及び第１減衰板５６の上方に存在する減衰液Ｆがオリフィス３０ａから下方へほとんど排出できない場合、振動はブッシュ２６の弾性体２６ａにより吸収可能であり、また、シート２に着座するオペレータも上方への荷重を受けて抜重状態にあるため、オペレータの不快感は緩和される。

【0066】

なお、上述の通り、減衰板３０に入力される振動が速く、減衰液Ｆが第１減衰板５６のオリフィス３０ａを流動しないときは、第１減衰板５６による減衰は期待できない。しかし、第２減衰板５８を第１減衰板５６よりも小径に形成し、第１減衰板５６の縁部に形成されるオリフィス３０ａの幅よりも第２減衰板５８の縁部に形成されるオリフィス３０ａの幅を大きくすることにより、第２減衰板５８に起因する流動抵抗（減衰性）を一定程度付与することができる。

【0067】

従って、本実施形態においては、減衰板３０を１枚で構成したときよりも、適当な減衰性を付与することができる。例えば、速い高周波振動を吸収しながら、振動収束を早めることができる。つまり、本実施形態の減衰板３０において、スタッド２４に減衰液Ｆの流動が間に合わない程度の高周波微振動が入力された場合、第１減衰板５６がスプリング６０の付勢力に抗して変位することにより振動の伝播を抑制する一方、第２減衰板５８が小減衰を生じせしめて振動の収束を迅速に行うことができるのである。

【0068】

また、本実施形態の場合には、第１及び第２減衰板５６、５８の径寸法やスプリング６０のばね力を調整することにより、スタッド２４に付与される荷重、振動の大きさ、速さに応じた減衰性能の調整範囲をさらに大きく確保することができる。なお、スタッド２４に固定する第２減衰板５８は、第１減衰板５６よりも大径であっても良く、この場合、アダプタ５２の内周面５２ａは、下方に向けて縮径されたテーパ状に形成するのが好ましい。

【0069】

また、アダプタ５２の内周面５２ａは、テーパ状に限らず、第１及び第２減衰板５６、５８の径寸法に合わせた段形状であっても良い。また、アダプタ５２を設けない形態としても良い。また、第１減衰板５６をスタッド２４に固定し、第２減衰板５８をスプリング６０を介しスタッド２４に対して軸方向に移動自在に保持しても良い。

【0070】

以上で本発明の各実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。例えば、減衰板３０は、スタッド２４にボルト３１で固定されるが、かしめなどの固定手段であっても良い。これにより、装置１の生産性をさらに向上可能である。

【0071】

また、ケーシング２２の内周面２２ｃは、挿通孔２２ａに向けて、すなわち上方に向けて縮径されたテーパ状に形成されるが、下側閉塞部材１２に向けて、すなわち下方に向けて縮径されたテーパ状に形成しても良い。この場合であっても、減衰板３０とケーシング２２の内周面２２ｃとの間に形成されるオリフィス３０ａの幅を減衰板３０の高さ位置に応じて変化させることができる。従って、装置１の減衰性能を従来に比して向上可能である。

【0072】

また、本発明の装置１は、特に小型の建設機械や農作業用機械のシートに組み込むのに適しているが、戦闘用車両のシート等、走行時や作業時に相当の振動が入力されるシートにも適用することができる。また、車両のシートに限らず建設機械のキャブ等、種々の被防振体の防振に適用することができる。

【符号の説明】

【0073】

１ 防振支持装置
２ シート（被防振体）
４ 減衰機構
６ 空気バネ
８ ベローズ
８ａ 固定端部
８ｂ 接続部
８ｃ 胴部
１０ 上側支持部材（支持部材）
１２ 下側閉塞部材（閉塞部材）
２２ ケーシング
２２ａ 挿通孔
２２ｂ 上側端壁部（端壁部）
２２ｃ 内周面
２２ｄ 開口
２２ｆ 外周面
２４ スタッド
２６ ブッシュ
３０ 減衰板
３０ａ オリフィス
３０ｂ 縦減衰板
３２ 液室
３６ 弾性膜
３８ 液圧調整室
４４ 空気室
５２ アダプタ
５２ａ 内周面
５４ 減衰片
５６ 第１減衰板
５８ 第２減衰板
６０ スプリング
Ｆ 減衰液
Ｓ１ ブッシュ固定工程
Ｓ２ スタッド挿通工程
Ｓ３ 液充填工程
Ｓ４ 液室形成工程
Ｓ５ 上側固定工程（一端側固定工程）
Ｓ６ 空気室形成工程
Ｓ７ 空気充填工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】