防振支撐裝置的製作方法
2023-09-10 04:21:25 2
專利名稱：防振支撐裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種能夠對部件之間的負荷進行支撐同時防止部件之間振動傳送的防振支撐裝置。
背景技術：
土木建築作業中使用的作業用車輛，即建築機械包括油壓挖土機、油壓起重機、推土機、輪式裝載機、大型挖土機、鏟式裝料機、自卸貨車等。這種建築機械包括設置有下部移動體的車體和搭載在車體上的稱作駕駛室殼的駕駛室(司機室)以及安裝在車體上的作業用附屬裝置。所述下部移動體可以為使用履帶的履帶車式、使用軌道運載工具的軌道式和使用車輪的車輪式。例如在油壓挖土機中，車體包括下部移動體和可自由轉動地設置在下部移動體上的旋轉臺，將前附屬裝置安裝在旋轉臺上，同時在旋轉臺上還組裝有司機室、發動機和動力分配機構等。前附屬裝置包括可上下方向自由擺動地安裝在上部旋轉體上的懸臂以及可自由擺動地安裝在懸臂前端上的臂，鏟鬥安裝在所述臂的前端上。
在以這種油壓機為首的各種建築機械中，為了使作業時或行進時的振動不傳送到司機室，將駕駛室即司機室通過具有防振功能(防振性)的防振支撐裝置搭載在車體上。作為這種防振支撐裝置，例如如專利文獻1所示那樣包括固定在車體上的本體箱、固定在該本體箱內側的橡膠等彈性體和固定在駕駛室內並貫通彈性體的栓柱，並將固定在所述栓柱上的阻尼板浸泡在被封入本體箱內的矽油等阻尼液中的所謂的液體封入式支架是眾所周知的。此時，彈性體具有支撐駕駛室的負荷同時使從車體向司機室的振動傳送速度延遲(緩和衝擊的振動傳送)的彈性支撐功能，阻尼板具有通過在阻尼液內移動而產生剪切阻力，從而對從車體傳送到司機室的振動進行吸收並使其消散的阻尼功能。
但是在這種支架中，由於司機室的負荷由彈性體支撐，且作為彈性體需要使用能夠抵禦司機室負荷的硬質材料。因而，不能充分提高由彈性體所形成的振動吸收性，且難以提高乘坐舒適性。因此，例如在專利文獻2所示的防振支撐裝置中，栓柱相對於彈性體沿軸向自由移動地安裝，同時在本體箱和栓柱之間設置了彈簧，由該彈簧支撐司機室的負荷，由彈性體吸收栓柱的徑向振動，同時由其彈性對栓柱的徑向位移進行控制。從而，由於對司機室負荷進行支撐的彈簧非常柔軟，所以能夠實現乘坐舒適性的改善。
專利文獻1特開平8-189544號公報(第2-3頁、圖1)專利文獻2特開2003-357238號公報(第2-3頁、圖2)發明內容然而，如果為了提高乘坐舒適性而將彈簧的彈簧常數設定得很小，則每單位負荷的栓柱位移量增大，因而如果司機室的重量出現差異，則其安裝高度的偏差增大。而且由於通常支架設置在司機室的四個角上，因而在司機室的重心從中心偏離的情況下，施加在各個支架上的負荷將出現差異，從而，各個支架的下沉量出現偏差，難以將司機室維持在水平狀態。而且根據司機室的類型，存在預先裝配或後裝配司機室防護裝置等各種選擇品的情形，存在對應於種類，重量和重心位置出現差異的情形。因而為了將司機室以規定的平面度安裝在規定高度上，必須使用具有對應於司機室重量和重心位置等的彈簧的支架。因而在將防振支撐裝置應用在其它品種的產量少的司機室時，其零部件數量增加，而且部件管理繁瑣，防振支撐裝置的成本增大。
本發明的目的是提高防振支撐裝置的通用性並降低成本。
本發明的防振支撐裝置包括一端封閉的筒狀殼體、設置在所述殼體內的柱栓、收容在所述殼體內的阻尼液、固定在所述柱栓上並浸泡在所述阻尼液中的阻尼部件，其特徵在於，該裝置還包括彈性體，所述彈性體安裝在所述殼體上，且沿軸向可自由移動地對所述柱栓進行支撐，同時對所述柱栓相對於所述殼體在橫向上的相對位移進行阻止；以及空氣彈簧，所述空氣彈簧的一端直接或通過其它部件由所述柱栓支撐，同時另一端由所述殼體支撐。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於通過固定在所述柱栓上同時對所述空氣彈簧的空氣室進行閉塞的閉塞部件，使所述空氣彈簧的一端由所述柱栓支撐。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於所述空氣彈簧的一端通過鉚接固定在所述閉塞部件上。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於在所述彈性體的軸向兩端部上設置有止動器部，該止動器部與所述空氣彈簧的一部分或所述閉塞部件接觸，或者與所述阻尼部件接觸，以對所述柱栓相對於所述殼體的軸向相對位移量進行控制。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於當所述空氣彈簧的空氣室內的壓縮空氣洩漏時，所述空氣彈簧的一部分或所述閉塞部件與所述止動器部接觸。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於來自所述空氣彈簧的空氣室的壓縮空氣供給到所述殼體的液室內，所述殼體的液室內收容有所述阻尼液。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於通過所述柱栓和所述彈性體之間的間隙，從所述空氣室將壓縮空氣供給到所述液室內。
本發明的防振支撐裝置包括一端封閉的筒狀殼體、設置在所述殼體內的柱栓、收容在所述殼體內的阻尼液、固定在所述柱栓上並浸泡在所述阻尼液中的阻尼部件，其特徵在於，該裝置還包括一端直接或通過其它部件由所述柱栓支撐同時另一端由所述殼體支撐的空氣彈簧，由該空氣彈簧對所述柱栓相對於所述殼體在橫向上的相對位移進行阻止。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於通過固定在所述柱栓上同時對所述空氣彈簧的空氣室進行閉塞的閉塞部件，使所述空氣彈簧的一端由所述柱栓支撐。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於所述空氣彈簧的一端通過鉚接固定在所述閉塞部件上。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於所述殼體上安裝有橫向用止動器部件，該橫向用止動器部件在所述柱栓相對於所述殼體在橫向上的相對位移為規定距離以上時，與所述柱栓接觸。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於所述空氣彈簧為波紋管型。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於該防振支撐裝置具有對所述空氣彈簧外周面的至少一部分進行覆蓋的外筒部件。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於對所述空氣彈簧的空氣室和收容有所述阻尼液的所述殼體的液室進行隔離的隔離部件安裝在所述殼體上。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於所述隔離部件是隔板。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於所述隔板的中心部夾持在所述柱栓和所述阻尼部件之間從而被固定。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於由在軸向上相互組合的第1半體和第2半體形成所述殼體，所述隔板的外周部夾持在所述第1半體和環形部件之間或所述第2半體和環形部件之間從而被固定。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於與所述阻尼部件接觸且用於對所述柱栓相對於所述殼體在軸向上的相對位移量進行控制的軸向用止動器部件安裝在所述殼體的靠近所述隔離部件的所述液室一側。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於該防振支撐裝置具有設置在用於將壓縮空氣供給到所述空氣彈簧的空氣室內的空氣壓力源和所述空氣室之間的控制閥，該控制閥用於對所述空氣室內的空氣壓力進行控制。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於所述控制閥一體安裝。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於該防振支撐裝置還包括用於對所述柱栓相對於所述殼體在軸向上的相對位置進行檢測的位置檢測裝置，根據由所述位置檢測裝置檢測到的所述柱栓相對於所述殼體在軸向上的相對位置，對所述控制閥進行控制。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於所述殼體固定在建築機械的下部移動體上，所述柱栓固定在搭載於所述下部移動體上的駕駛室上。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於所述殼體固定在鐵道車輛的車底上，所述柱栓固定在鐵道車輛的車體上。
本發明的防振支撐裝置的特徵在於所述殼體固定在可自由轉動地對機動車的車輪進行支撐的車輪支撐部上，所述柱栓固定在所述機動車的車體上。
根據本發明，由於通過空氣彈簧承受施加在栓柱上的軸向負荷，因而通過空氣室的空氣壓力變化，能夠輕易地使同一防振支撐裝置對應於施加在栓柱上的軸向負荷變化。因而，該防振支撐裝置的通用性高，能夠降低其成本。
而且根據本發明，施加在殼體和栓柱之間的高頻振動由空氣彈簧吸收，低頻振動由阻尼部件和彈性體吸收。而且，針對施加在殼體和柱栓之間的衝擊輸入，由彈性體或空氣彈簧對栓柱的橫向位移量進行控制，可以由具有優良防振性能的空氣彈簧緩和上下方向的輸入負荷。由此，由空氣彈簧承受施加在栓柱上的軸向負荷，與由橡膠等彈性體承受施加在栓柱上的軸向負荷的情況相比，能夠降低對栓柱進行支撐的彈簧常數，因此能夠提高該防振裝置的防振性。
而且根據本發明，由於從空氣彈簧的空氣室向液室供給壓縮空氣，因而能夠提高收容在液室內的阻尼液的液壓，防止阻尼液的氣穴現象，從而能夠增大由阻尼部件所形成的阻尼力。而且，通過提高阻尼力，可使阻尼部件小型化，從而能夠使該防振支撐裝置小型、輕量化。
而且根據本發明，由於由止動器部對栓柱的軸向相對位移量進行控制，因而即使由空氣彈簧承受施加在栓柱上的軸向負荷，也能防止因過度負荷，栓柱相對於殼體的相對位移量過大，使得空氣彈簧損壞，而且能夠防止阻尼部件與殼體底面的機械性幹涉。
而且根據本發明，當空氣室內的壓縮空氣洩漏，空氣彈簧不發揮作用時，能夠由止動器部對栓柱的負荷進行支撐，而且，能夠防止阻尼部件與殼體底面的機械性幹涉。
而且根據本發明，通過設置對空氣彈簧外周面的至少一部分進行覆蓋的外筒部件，能夠防止空氣彈簧損壞，同時由空氣彈簧對栓柱相對於殼體的橫向相對位移進行阻止，能夠防止空氣彈簧過度剪切變形。
而且根據本發明，由於具有對空氣彈簧的空氣室和殼體的液室進行隔離的隔離部件，因而即使防振支撐裝置振動很大或傾斜，也能防止阻尼液向空氣室側移動。
而且根據本發明，在具有對空氣彈簧的空氣室和殼體的液室進行隔離的隔離部件的防振支撐裝置中，將與阻尼部件接觸且對柱栓相對於殼體在軸向上的相對位移量進行控制的軸向用止動器部件安裝在靠近隔離部件的液室一側，因而，即使在具有這種隔離部件的防振支撐裝置中，也能防止柱栓相對於殼體的相對位移量過大，因此能夠防止空氣彈簧產生過度延伸。
而且根據本發明，通過控制閥能夠輕易地對空氣室內的空氣壓力進行調整，因此能夠輕易地使空氣彈簧的彈力設定成與施加在殼體和栓柱之間的軸向負荷相對應的數值。因此，可以不受施加在栓柱上的負荷的限制，就能夠保持防振支撐裝置的高度恆定，使由防振支撐裝置支撐的部件的高度保持恆定。而且，通過根據栓柱相對於殼體在軸向的相對位置，對控制閥進行控制，能夠對應於施加在殼體和栓柱之間的軸向負荷的變化，自動地設定空氣室內的空氣壓力。由此，能夠輕易地設定空氣彈簧的彈力。
而且根據本發明，通過將本發明的防振支撐裝置應用在建築機械的下部移動體和駕駛室之間、鐵道車輛的車底和車體之間、機動車的車輪支撐部和車體之間，能夠降低傳送到駕駛室和車體的振動，從而能夠提高建築機械和鐵道車輛、機動車的乘坐舒適度。
圖1是顯示本發明的一種實施方式即設置了防振支撐裝置的油壓挖土機的側視圖；圖2是沿圖1所示線A-A的剖視圖；圖3是詳細顯示圖2所示支架的剖視圖；圖4是顯示圖2所示支架的控制體系的框圖；圖5是顯示空氣彈簧和板的固定方法的變形實施方式的剖視圖；圖6是顯示空氣彈簧在埋頭螺栓上的支撐方法的變形實施方式的剖視圖；圖7是顯示適合使用本發明防振支撐裝置的鐵道車輛的主視圖；圖8是顯示使用了本發明防振支撐裝置的載重汽車的關鍵部位的剖視圖；圖9是顯示本發明其它實施方式的防振支撐裝置的剖視圖；圖10是顯示將圖9所示的隔板應用在圖3所示支架上，並將彈性體在軸向上變短的情況的剖視圖。
具體實施例方式
下文將根據附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。
如圖1所示，建築機械即油壓挖土機10的車體11具有下部移動體12，將旋轉臺13可自由轉動地安裝在該下部移動體12上。下部移動體12是具有掛在鏈輪14上的軌道運載工具15的軌道式下部移動體，也可以是使用履帶的履帶車式和使用車輪的車輪式的下部移動體。懸臂16可上下方向自由擺動地安裝在旋轉臺13上，臂17可上下方向自由擺動地安裝在懸臂16的前端上，鏟鬥18可上下方向自由擺頭地安裝在臂17的前端上。為了在上下方向上擺動懸臂16，在旋轉臺13和懸臂16之間設置了油缸19a。為了在上下方向上擺動臂17，在臂17和懸臂16之間設置了油缸19b。此外，由油缸19c自由擺頭地驅動鏟鬥18。
稱作駕駛室殼的駕駛室也就是司機室20搭載在旋轉臺13上，由乘坐在司機室20內的駕駛員實施懸臂16、臂17和鏟鬥18和車體11的操作。司機室20形成為具有底壁部20a、頂板部20b、左右側壁部20c和前後側壁部20d的箱形。駕駛員進出司機室時開閉的車門21可自由開閉地安裝在左右側壁部20c上，在車門21和前後側壁部20d上設置了確保駕駛員外部視野的透明玻璃板22。
圖2是沿圖1中線A-A的剖視圖，在司機室20的底壁部20a和旋轉臺13之間安裝了在上下方向和水平方向能夠自由擺動地對司機室20進行彈性支撐的四個防振支撐裝置30(下文稱作支架30)。防振支撐裝置即所述支架30設置在司機室20的底壁部20a的四個角上，也就是四個支架30中的兩個支架左右間隔地設置在司機室20的前端部側，另外兩個支架左右間隔地設置在司機室20的後端部側。
圖3是詳細顯示圖2所示支架的剖視圖，圖4是顯示圖2所示支架的控制體系的框圖。
如圖3所示，所述支架30具有通過圖中未示的連接部件固定在設置於下部移動體12上方的旋轉臺13上的殼體31、和通過螺栓32固定在司機室20的底壁部20a上的柱栓33。殼體31具有與安裝板31a一體形成且作為第1半體的圓筒部31b、和形成為斷面呈杯形且作為第2半體的蓋部31c，通過使它們在軸向上相互組合，形成整體為一端封閉的筒狀。另一方面，柱栓33形成為斷面呈圓形的棒狀，沿殼體31的軸向也就是在車體11的上下方向沿軸向設置在殼體31的內側。
為了將柱栓33支撐在殼體31上，將彈性體34安裝在殼體31的圓筒部31b的內側，彈性體34例如可以由橡膠材料等形成為筒狀，柱栓33通過滑動軸承35和套筒36支撐在彈性體34的裡面。從而，柱栓33沿軸向可自由移動地通過彈性體34支撐，同時，柱栓33相對於殼體31的徑向也就是橫向的相對位移通過彈性體34的彈性進行控制。因而，殼體31和柱栓33之間的軸向也就是上下方向的振動或負荷不施加在彈性體34上。另一方面，通過彈性體34的彈性變形，可對柱栓33的橫向振動進行吸收。
在該支架30上，設置有用於對在作業或行進時所產生的殼體31和柱栓33之間的上下方向和橫向的振動或衝擊進行緩衝的阻尼結構40。阻尼結構40具有阻尼部件41，該阻尼部件41具有端板部41a和圓筒部41b，端板部41a固定在柱栓33的一端(蓋部31c側的端部)上。另一方面，由蓋部31c和彈性體34對殼體31的內部進行劃分，形成液室42。可以將例如矽油等阻尼液43收容在該液室42內。阻尼部件41浸泡在阻尼液43內，當上下方向或橫向振動施加在殼體31和柱栓33之間時，阻尼部件41在阻尼液43內移動，液室42的內部承受阻尼液43的粘性阻力。從而，柱栓33的振動能量變換為阻尼液43的運動能量。因此使得施加在柱栓33上的振動或衝擊衰減。從而通過該阻尼結構40使得殼體31和柱栓33之間的振動或衝擊衰減。
而且，在端板部41a上形成有使阻尼液43通過的通孔，能夠對阻尼力進行調整。
例如U形密封圈等唇形密封圈即密封部件44組裝在套筒36和柱栓33之間，且位於液室42側。該密封部件44設置成使唇部朝向液室42側，以防止阻尼液43從液室42洩漏。
在與殼體31的阻尼結構40的相反側上設置有空氣彈簧50。殼體31和柱栓33之間的軸向負荷由空氣彈簧50支撐。該空氣彈簧50由例如橡膠材料等形成為具有撓性的筒狀的波紋管型，其軸向一端通過其它部件也就是作為封閉部件的板51支撐於柱栓33的另一端。
此時，板51形成為具有圓盤狀的端板部51a和設置在端板部51a的外周上的圓筒部51b的蓋狀，由螺栓32將端板部51a的軸心部固定在柱栓33的另一端(司機室20側的端部)上。而且，空氣彈簧50的一端覆蓋在圓筒部51b的外周上，從其外側由皮帶52a連接而固定在圓筒部51b上。另一方面，空氣彈簧50的另一端覆蓋在殼體31的圓筒部31b的外周上，通過從外側由皮帶52b連接而固定在殼體31上，據此，空氣彈簧50支撐於殼體31上。
空氣彈簧50內側的一端由板51閉塞，另一端由殼體31和彈性體34閉塞，在空氣彈簧50的內側劃分形成空氣室53。如果從形成在板51上的吸排氣口55向該空氣室53供給壓縮空氣，則空氣室53內的空氣氣壓增高，從而在板51上產生沿軸向向上的彈力。通過該彈力對從司機室20施加在柱栓33上的軸向負荷進行支撐。也就是可以通過空氣彈簧50產生的彈力對司機室20的負荷進行支撐。
因而在該支架30上，由於殼體31和柱栓33之間的軸向負荷可以通過空氣彈簧50進行支撐，因而通過使空氣室53內的空氣氣壓變化，能夠對應於司機室20施加在柱栓33上的負荷的數值，輕易地改變空氣彈簧50的彈力。因而，即使在因司機室20的重量和重心位置不同等而導致施加在柱栓33上的負荷出現差異時，也能夠使用相同的支架30。因此能夠提高支架30的通用性，降低成本。而且與由固定在殼體31上的橡膠等彈性體直接支撐柱栓33的負荷的情況相比，由於使用空氣彈簧50能夠降低彈力，因而能夠提高支架30的振動吸收性。因而，從下部移動體12傳送到司機室20的振動由空氣彈簧50充分降低，因此司機室20也就是油壓挖土機10的乘坐舒適性提高。
而且在圖3所示情況下，是通過皮帶52a將空氣彈簧50的一端固定在板51上，但是並不局限於此，例如也可以如圖5所示，作為封閉部件的板51形成為圓盤狀，通過鉚接將空氣彈簧50的一端固定在板51的外周部上。此時，在空氣彈簧50的一端上形成有圓珠50a(半圓形嵌條)。板51的外周部向內側彎卷，從而覆蓋所述圓珠50a。從而一旦向空氣室53內供給壓縮空氣，則通過該空氣壓力，空氣彈簧50將以圓珠50a為支點向外側膨脹，產生自身密封功能，以提高板51和空氣彈簧50的固定部分的密封性。
因而通過將空氣彈簧50固定在板51上，能夠提高空氣室53的密閉性。而且，由於不使用皮帶52a等其它部件就能夠將空氣彈簧50固定在板51上，因此能夠減少支架30的部件數量也就是能夠降低成本。
而且在圖3所示的支架30中，通過板51使空氣彈簧50的一端支撐於柱栓33，但是並不局限於此，例如如圖6所示，也可以不使用板51，使空氣彈簧50的一端直接支撐於柱栓33。此時，空氣彈簧50的一端形成為比柱栓33的外徑還小的外徑，通過接合等固定在柱栓33的端面上。從而，空氣彈簧50的一端由柱栓33閉塞並被柱栓33支撐。
從而可以使空氣彈簧50的一端由柱栓33直接支撐，而不需要板51，因此能夠降低支架30的成本。
而且在圖示情況下，空氣彈簧50的一端上設置有外徑比柱栓33的外徑還小的開口部，但是並不局限於此，也可以形成為將其一端完全閉塞的袋狀。而且如圖6所示，在空氣彈簧50的一端由柱栓33直接支撐的情況下，例如可以在螺栓32的頂部上設置吸排氣口55，通過在該螺栓32的中心部上沿軸向形成的通路、和沿柱栓33的徑向形成的通路，將壓縮空氣供給到空氣室53內。
在該支架30中，通過使唇形密封圈即密封部件44的唇部朝向收容有阻尼液43的液室42側設置，能夠防止阻尼液43從液室42朝向空氣室53洩漏，同時通過柱栓33和彈性體34也就是套筒36之間的間隙，允許壓縮空氣從空氣室53向液室42流動。也就是密封部件44能夠防止阻尼液43從液室42朝向空氣室53洩漏，同時通過柱栓33和彈性體34也就是套筒36之間的間隙，能夠將空氣室53的壓縮空氣供給到液室42。由此，液室42的內壓也就是收容在液室42內的阻尼液43的液壓因從空氣室53供給的壓縮空氣而增大，因此能夠防止阻尼部件41在阻尼液43中移動時所產生的空洞現象也就是氣穴現象，進而能夠提高阻尼結構40的阻尼力。
從而，在該支架30中，由於將空氣室53的壓縮空氣供給到液室42，因而收容在液室42內的阻尼液43的液壓增大，因此能夠防止氣穴現象，由此能夠提高阻尼結構40即阻尼部件41的阻尼力。此外，由於阻尼力由施加在阻尼液43中的內壓和阻尼部件41的端板部41a的徑向截面積的乘積而確定，因而一旦內壓增大，則即使端板部41a的徑向截面積減少，也能產生相同程度的阻尼力。因而，阻尼部件41和殼體31等能夠小型化，由此能夠使支架30小型、輕量化。
另外，在本實施方式中，通過柱栓33和彈性體34之間的間隙，可以從空氣室53向液室42供給壓縮空氣，但是並不局限於此，只要能夠防止阻尼液43的洩漏，同時可以通過設置在其它部分上的供給通路等將壓縮空氣向液室42內供給即可。而且在本實施方式中，雖然將空氣室53的壓縮空氣向液室42供給，但是並不局限於此，也可以採用例如在柱栓33和彈性體34即套筒36之間除了設置密封部件44之外，還安裝防止壓縮空氣從空氣室53向液室42洩漏的密封部件，形成為不將空氣室53的壓縮空氣向液室42供給的結構。
在該支架30中，由空氣彈簧50支撐柱栓33的負荷，但當過度的負荷施加在殼體31和柱栓33之間時，擔心柱栓33相對於殼體31的相對位移量過大。因而，在彈性體34的軸向兩端部一體設置了從殼體31的圓筒部31b的端部朝向軸向突出的止動器部34a和34b。由所述止動器部34a和34b對柱栓33相對於殼體31在軸向的相對位移量也就是行程進行控制。
在柱栓33相對於殼體31向下方發生很大位移時，相對於圓筒部31b在板51側突出的止動器部34a與板51接觸，以阻止柱栓33進一步移動。而且，當空氣室53的壓縮空氣洩漏，空氣彈簧50不發揮作用時，板51與止動器部34a接觸，從而，柱栓33的負荷由止動器部34a也就是彈性體34支撐。相反，在柱栓33相對於殼體31向上方發生很大位移時，相對於圓筒部31b在液室42側突出的止動器部34b與阻尼部件41接觸，以阻止柱栓33進一步移動。而且如圖6所示，在空氣彈簧50的一端直接由柱栓33支撐時，空氣彈簧50自身面向止動器部34a的部分與止動器部34a接觸，以對柱栓33的行程進行控制。
因而，即使由空氣彈簧50對軸向負荷進行支撐，因為由止動器部34a和34b將柱栓33的行程限制在規定範圍內，因而，軸向上的負荷變大，而且，即使存在很大的振動輸入，柱栓33相對於殼體31的相對位移量也不會過多，因此能夠防止支架30的空氣彈簧50破損。而且在空氣室53的壓縮空氣洩漏，空氣彈簧50不發揮作用時，能夠由止動器部34a支撐柱栓33的負荷，而且能夠防止阻尼部件41與殼體31的底面的機械性幹涉。
通路56與形成在板50上的吸排氣口55相連，如圖4所示，空氣室53通過該通路56與空氣壓力源57相連。作為空氣壓力源57，使用搭載在車體11上且由圖中未示的發動機等驅動的壓縮機等。由空氣壓力源57排出的規定壓力的壓縮空氣通過通路56供給到各個支架30的空氣室53內。而且在空氣壓力源57和支架30之間設置有用於使壓縮空氣的波動或壓力下降減少的儲氣筒58(蓄壓器)或將壓縮空氣內的灰塵或冷凝水去除的過濾器59等。而且吸排氣口55並不局限於設置在板51上，例如可以設置在殼體31的圓筒部31b等能夠將壓縮空氣供給到空氣室53內的部件上。
在空氣壓力源57和各個支架30的空氣室53之間分別設置了調整閥(自動高度調整閥)60。供給到各個支架30的壓縮空氣也就是各個空氣室53的空氣壓力分別由這些調整閥60控制。如圖3所示，調整閥60具有作為固定在旋轉臺13上的控制閥的閥本體部60a和可自由擺動地設置在閥本體部60a上的控制杆60b。控制杆60b通過圖中未示的連杆等與柱栓33相連，與柱栓33的上下運動連動。而且，閥本體部60a由控制杆60b控制，如果對應於控制杆60b的位置而使空氣壓力源57和吸排氣口55連通，則將吸排氣口55切換到與外界大氣相連通的狀態，也就是控制杆60b具有作為對柱栓33相對於殼體31沿軸向的相對位置進行檢測的位置檢測裝置的功能。根據由控制杆60b檢測到的柱栓33相對於殼體31沿軸向的相對位置，對閥本體部60a進行控制。
通過這種結構，在從司機室20施加在柱栓33上的軸向負荷增加，司機室20的安裝高度低於規定位置時，通過與柱栓33連動的控制杆60b，將閥本體部60a切換到使空氣壓力源57和吸排氣口55連通的狀態。於是，從空氣壓力源57向吸排氣口55供給壓縮空氣，使空氣室53的空氣壓力也就是施加在柱栓33上的彈力變高，從而柱栓33將司機室20升高。相反當從司機室20施加在柱栓33上的軸向負荷減小，司機室20的安裝高度高於規定位置時，通過控制杆60b，將閥本體部60a切換為使吸排氣口55與大氣相通的狀態。從而，空氣室53的內部空氣壓力下降，施加在柱栓33上的彈力降低，因此司機室20的位置下降。當司機室20處於規定位置時，控制杆60b處於中立位置，空氣室53內部的空氣壓保持為一定並維持在該狀態。此時，各個支架30的控制分別由各自的調整閥60控制，例如即使在司機室20的重量或重心變化時，也與其相匹配，自動進行各個支架30的控制，以使司機室20的安裝高度和水平度始終保持恆定。
從而在該支架30上，由於根據柱栓33相對於殼體31的軸向相對位置，利用控制杆60b，可以對閥本體部60a進行自動控制，因而，空氣室53的氣壓能夠對應於施加在殼體31和柱栓33之間的軸向負荷變化而自動地設定。因而，能夠輕易地對該支架30的彈力進行設定。
另外，在本實施方式中，使用具有作為控制閥的閥本體部60a和作為位置檢測裝置的控制杆60b的調整閥60，可以根據柱栓33的相對位置對空氣室53的氣壓進行自動調整，但是並不局限於此，也可以由手動對閥本體部60a進行操作從而設定空氣壓。即使在此時，由於能夠由閥本體部60a輕易地對空氣室53的氣壓進行調整，因此能夠輕易地將空氣彈簧的彈力設定為與施加在殼體31和柱栓33之間的軸向負荷相對應的數值。
圖7是顯示適合使用本發明防振支撐裝置的鐵道車輛的主視圖，圖8是顯示使用了本發明防振支撐裝置的載重汽車的關鍵部位的剖視圖。而且在圖7和圖8中，對與上述部件相對應的部件使用相同的附圖標記。
如圖7所示，鐵道車輛71具有配置了與鋪設在路面上的導軌72結合的車輪73的車底74。通過由圖中未顯示的電動機等驅動源對車輪73進行驅動，使車輪73沿軌道72行進。在車底74上搭載了設置有駕駛室和乘客室的車體75。車體75與車底74同時行進。於是，在車底74和車體75之間安裝了與圖3所示支架30相同結構的防振支撐裝置76，也就是所謂的枕簧。此時防振支撐裝置76的殼體固定在車底74上，柱栓固定在車體75上。由此，車體75的負荷由防振支撐裝置76的空氣彈簧50支撐，同時在行進時所產生的車底74和車體75之間的振動由防振支撐裝置76吸收。
另一方面，圖8所示的載重汽車81是具有車輪82的機動車，車輪82通過例如車軸殼等也就是車輪支撐部83而可自由轉動地支撐在車軸82a上。該車輪支撐部83通過與圖3所示支架30相同結構的防振支撐裝置84安裝在車體85上，此時防振支撐裝置84的殼體固定在車輪支撐部83上，柱栓固定在車體85上。由此，車體85的負荷由防振支撐裝置84的空氣彈簧50支撐，同時在行進時所產生的車輪支撐部83和車體85之間的振動由防振支撐裝置84吸收。即使在此場合下，也可以由搭載在車體85上的調整閥60，自動地對車體85相對於車輪支撐部83的高度進行調整。
圖9是顯示本發明其它實施方式的防振支撐裝置的剖視圖，圖10是顯示將圖9所示的隔板應用在圖3所示支架上，並將彈性體在軸向變短的剖視圖。而且在圖9和圖10中，對與上述部件相應的部件使用相同的附圖標記。
在圖3所示支架30中，由安裝在殼體31上的彈性體34對柱栓33相對於殼體31在橫向上的相對位移進行控制，但是圖9所示防振支撐裝置也就是防振支撐裝置91上(下文簡稱為支架91)沒有設置彈性體34，而是由空氣彈簧50對柱栓33相對於殼體31在橫向上的相對位移進行控制。
此時，與板51重合地將外筒部件92安裝在柱栓33的司機室20一側的端部上，該外筒部件92例如由鋼板等形成，圓盤狀的底壁部92a由螺栓32固定在柱栓33的端部上。而且外筒部件92具有與底壁部92a一體成形的圓筒狀的外筒部92b，空氣彈簧50的外周面的至少一部分由該外筒部92b覆蓋。由此，通過外筒部件92對伴隨著柱栓33的移動而產生的空氣彈簧50在徑向上的變形進行阻止，從而能夠防止空氣彈簧50的過度剪切變形。而且，柱栓33利用空氣彈簧50的橫向剛性而保持在殼體31的軸芯位置附近。因而，即使在沒有設置彈性體34的場合下，由空氣彈簧50對柱栓33相對於殼體31在橫向上的相對位移進行阻止，也能夠將柱栓33保持在規定的位置上。
而且在圖示場合下，將外筒部件92安裝在支架91上，但是並不局限於此，也可以不安裝外筒部件92。而且在支架91上，如圖5所示，可以將空氣彈簧50的一端通過鉚接固定在板51上，或如圖6所示，直接由柱栓33對空氣彈簧50的一端進行支撐。
在該支架91上，將橫向用止動器部件93安裝在殼體31的內周面上，由該橫向用止動器部件93，對柱栓33的橫向行程進行控制。
該橫向用止動器部件93由橡膠材料等彈性材料形成為具有直徑遠比柱栓33的外徑大的通孔的圓筒狀，將柱栓33設置在該通孔內側。柱栓33在通常操作狀態下，不與該橫向用止動器部件93接觸，可以自由移動，但是在柱栓33相對於殼體31在橫向上也就是徑向上的相對位移在規定距離以上時，則與該橫向用止動器部件93接觸，以對進一步移動進行控制。從而，由該橫向用止動器部件93對柱栓33的橫向行程進行控制，能夠防止在過度負荷施加在柱栓33上時空氣彈簧50過度剪切變形。而且通過由橡膠材料等彈性材料形成該橫向用止動器部件93，能夠吸收與柱栓33接觸時的衝擊，從而防止支架91的損壞。
在圖3所示支架30中，空氣室53和液室42由密封部件44隔離，但是由於在該支架91上沒有設置彈性體34，因而，在殼體31上安裝了作為隔離部件的隔板94，由隔板94將空氣室53和液室42隔離。隔板94由橡膠材料等形成為具有撓性的圓盤狀，其中心部在夾持在柱栓33和阻尼部件41之間的狀態下被固定在柱栓33上。而且，環形部件95夾持在構成殼體31的圓筒部31b和蓋部31c之間，隔板94的外周部被夾持在圓筒部31b和環形部件95之間從而被固定在殼體31上。
由此，空氣室53和液室42由隔板94隔離，能夠防止空氣室53的壓縮空氣進入液室42內，或防止液室42內的阻尼液43進入空氣室53內。而且即使柱栓33沿軸向或橫向發生位移，由於隔板94可以與所述位移一致地進行自由的彈性變形，以跟隨柱栓33的運動，因而通過隔板94可使柱栓33的運動不受阻礙，因此能夠可靠地對空氣室53和液室42進行隔離。
而且作為隔離部件，並不局限於隔板94，例如可以是配置有能夠貫通柱栓33的通孔的圓盤狀隔離部件等，將其安裝在柱栓33上，能夠對空氣室53和液室42進行隔離。而且，也可以將隔板94的外周部夾持在蓋部31c和支架部件95之間並固定。
當在該支架91上施加很大的上下方向的振動時，由於必須對柱栓33相對於殼體31在軸向(向下方向)的相對位移量進行控制，因而，在橫向用止動器部件93的軸向一端(板51側)上形成了止動器部93a，當柱栓33相對於殼體31向下方位移很大時，該止動器部93a與板51接觸，以阻止柱栓33進一步移動。而且，在空氣室53的壓縮空氣洩漏，空氣彈簧50不發揮作用時，板51與止動器部93a接觸，由此，由橫向用止動器部件93對柱栓33的負荷進行支撐。也就是該止動器部93a具有與圖3所示支架30中的彈性體34的止動器部34a相同的功能。
另一方面，在由隔板94對空氣室53和液室42進行隔離的結構中，橫向用止動器部件93在液室42側的端部通過隔板94而與液室42隔離，因而能夠使橫向用止動器部件93的端部不與阻尼部件41接觸。因而在該支架91上，將軸向用止動器部件96安裝在殼體31的靠近隔板94的液室42的一側，使阻尼部件41與該軸向用止動器部件96接觸，以將柱栓33相對於殼體31在軸向上(向上方向)的相對位移量控制在規定範圍內。由此在因過度負荷而導致柱栓33相對於殼體31在軸向上的相對位移量過大時，能夠防止支架91的空氣彈簧50產生過度伸長。
而且，由該隔板94所形成的隔離結構並不局限於沒有設置彈性體34而由空氣彈簧50對柱栓33的橫向位移進行控制的支架91，也可以適用於圖3所示的支架30。此時如圖10所示，不配備安裝在套筒36和柱栓33之間的密封部件44。替換方案是，將與圖9所示的支架91相同結構的隔板94安裝在殼體31和柱栓33之間。即使在此場合下，也可以將軸向用止動器部件96安裝在殼體31的靠近隔板94的液室42的一側。
本發明並不局限於上述實施方式，在不脫離其要旨的範圍內能夠進行各種變更。例如在本實施方式中，作為空氣彈簧，使用波紋管型的空氣彈簧，但是並不局限於此，例如也可以使用隔板型或套筒型等具有撓性同時能夠對空氣室53進行劃分的空氣彈簧。
而且在本實施方式中，由具有位置檢測裝置功能的控制杆60b對殼體31和柱栓33的相對位置進行檢測，由該控制杆60b對作為控制閥的閥本體部60a進行控制，但是並不局限於此，例如也可以使用機械傳感器或電、磁傳感器對殼體31和柱栓33的相對位置進行檢測，由配置有輸入該檢測信號的CPU或存儲器等的控制裝置，對例如作為電磁閥等的閥本體部60a進行控制。
而且在本實施方式中，作為控制閥的閥本體部60a與支架30自身分開設置，但是並不局限於此，例如也可以將圖10所示的閥本體部60a固定在板51的端板部51a上等，以將閥本體部60a與支架30安裝為一體。
而且在本實施方式中，通過閥本體部60a，將空氣室53與空氣壓力源57相連，因此能夠輕易地增減空氣室53的空氣壓力，但是並不局限於此，也可以不設置閥本體部60a或空氣壓力源57，而在將壓縮空氣供給到空氣室53內直至規定的空氣壓力後，用栓對吸排氣口55進行封閉。
而且在本實施方式中，顯示了將本發明的防振支撐裝置應用在油壓挖土機10或鐵道車輛71、載重汽車81上的情況，但是並不局限於此，也可以將其應用在其它建築機械或車輛等中。而且，本發明的防振支撐裝置並不局限於建築機械或車輛，只要將其安裝在負荷或振動能夠相互傳送的部件之間，任意的部件之間均可以。
而且在本實施方式中，可以將四個防振支撐裝置30安裝在司機室20的底壁部20a的四個角上，但是並不局限於此，只要能夠對司機室20進行支撐，防振支撐裝置30的數量可以任意設定。
而且在本實施方式中，例示了在每個支架30上分別設置調整閥60，對每個支架30的空氣壓力分別進行控制的類型，但是也可以形成為以下結構在司機室20中央部的正下方設置用於對司機室20在上下方向的位置(高度)進行檢測的傳感器，根據該傳感器的輸出信息，對各個支架30的空氣壓力進行綜合控制。而且還可以形成為以下結構在司機室20前側的左右中央部和後側的左右中央部正下方分別設置用於對司機室20在上下方向的位置(高度)進行檢測的傳感器，根據設置在前側的傳感器的輸出信息，對前側左右各個支架30的空氣壓力進行控制，根據設置在後側的傳感器的輸出信息，對後側左右各個支架30的空氣壓力進行控制。此外，還可以形成為以下結構在司機室20左側的前後中央部和右側的前後中央部正下方分別設置用於對司機室20在上下方向的位置(高度)進行檢測的傳感器，根據設置在左側的傳感器的輸出信息，對左側前後各個支架30的空氣壓力進行控制，根據設置在右側的傳感器的輸出信息，對右側前後各個支架30的空氣壓力進行控制。
本發明適合用於對部件之間的負荷進行支撐，同時防止部件之間的振動傳送。
權利要求
1.一種防振支撐裝置，該裝置包括一端封閉的筒狀殼體、設置在所述殼體內的柱栓、收容在所述殼體內的阻尼液、固定在所述柱栓上並浸泡在所述阻尼液中的阻尼部件，其特徵在於，該裝置還包括彈性體，所述彈性體安裝在所述殼體上，且沿軸向可自由移動地對所述柱栓進行支撐，同時對所述柱栓相對於所述殼體在橫向上的相對位移進行阻止；以及空氣彈簧，所述空氣彈簧的一端直接或通過其它部件由所述柱栓支撐，同時另一端由所述殼體支撐。
2.根據權利要求1所述的防振支撐裝置，其特徵在於，通過固定在所述柱栓上同時對所述空氣彈簧的空氣室進行閉塞的閉塞部件，使所述空氣彈簧的一端由所述柱栓支撐。
3.根據權利要求2所述的防振支撐裝置，其特徵在於，所述空氣彈簧的一端通過鉚接固定在所述閉塞部件上。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的防振支撐裝置，其特徵在於，在所述彈性體的軸向兩端部上設置有止動器部，該止動器部與所述空氣彈簧的一部分或所述閉塞部件接觸，或者與所述阻尼部件接觸，以對所述柱栓相對於所述殼體的軸向相對位移量進行控制。
5.根據權利要求4所述的防振支撐裝置，其特徵在於，當所述空氣彈簧的空氣室內的壓縮空氣洩漏時，所述空氣彈簧的一部分或所述閉塞部件與所述止動器部接觸。
6.根據權利要求1-5中任意一項所述的防振支撐裝置，其特徵在於，來自所述空氣彈簧的空氣室的壓縮空氣供給到所述殼體的液室內，所述殼體的液室內收容有所述阻尼液。
7.根據權利要求6所述的防振支撐裝置，其特徵在於，通過所述柱栓和所述彈性體之間的間隙，從所述空氣室將壓縮空氣供給到所述液室內。
8.一種防振支撐裝置，該裝置包括一端封閉的筒狀殼體、設置在所述殼體內的柱栓、收容在所述殼體內的阻尼液、固定在所述柱栓上並浸泡在所述阻尼液中的阻尼部件，其特徵在於，該裝置還包括一端直接或通過其它部件由所述柱栓支撐同時另一端由所述殼體支撐的空氣彈簧，由該空氣彈簧對所述柱栓相對於所述殼體在橫向上的相對位移進行阻止。
9.根據權利要求8所述的防振支撐裝置，其特徵在於，通過固定在所述柱栓上同時對所述空氣彈簧的空氣室進行閉塞的閉塞部件，使所述空氣彈簧的一端由所述柱栓支撐。
10.根據權利要求9所述的防振支撐裝置，其特徵在於，所述空氣彈簧的一端通過鉚接固定在所述閉塞部件上。
11.根據權利要求8-10中任意一項所述的防振支撐裝置，其特徵在於，所述殼體上安裝有橫向用止動器部件，該橫向用止動器部件在所述柱栓相對於所述殼體在橫向上的相對位移為規定距離以上時，與所述柱栓接觸。
12.根據權利要求1-11中任意一項所述的防振支撐裝置，其特徵在於，所述空氣彈簧為波紋管型。
13.根據權利要求1-12中任意一項所述的防振支撐裝置，其特徵在於，該防振支撐裝置具有對所述空氣彈簧外周面的至少一部分進行覆蓋的外筒部件。
14.根據權利要求1-13中任意一項所述的防振支撐裝置，其特徵在於，對所述空氣彈簧的空氣室和收容有所述阻尼液的所述殼體的液室進行隔離的隔離部件安裝在所述殼體上。
15.根據權利要求14所述的防振支撐裝置，其特徵在於，所述隔離部件是隔板。
16.根據權利要求15所述的防振支撐裝置，其特徵在於，所述隔板的中心部夾持在所述柱栓和所述阻尼部件之間從而被固定。
17.根據權利要求15或16所述的防振支撐裝置，其特徵在於，由在軸向上相互組合的第1半體和第2半體形成所述殼體，所述隔板的外周部夾持在所述第1半體和環形部件之間或所述第2半體和所述環形部件之間從而被固定。
18.根據權利要求14-17中任意一項所述的防振支撐裝置，其特徵在於，與所述阻尼部件接觸且用於對所述柱栓相對於所述殼體在軸向上的相對位移量進行控制的軸向用止動器部件安裝在所述殼體的靠近所述隔離部件的所述液室一側。
19.根據權利要求1-18中任意一項所述的防振支撐裝置，其特徵在於，該防振支撐裝置具有設置在將壓縮空氣供給到所述空氣彈簧的空氣室內的空氣壓力源和所述空氣室之間的控制閥，該控制閥用於對所述空氣室內的空氣壓力進行控制。
20.根據權利要求19所述的防振支撐裝置，其特徵在於，所述控制閥一體安裝。
21.根據權利要求19或20所述的防振支撐裝置，其特徵在於，該防振支撐裝置還包括用於對所述柱栓相對於所述殼體在軸向上的相對位置進行檢測的位置檢測裝置，根據由所述位置檢測裝置檢測到的所述柱栓相對於所述殼體在軸向上的相對位置，對所述控制閥進行控制。
22.根據權利要求1-21中任意一項所述的防振支撐裝置，其特徵在於，所述殼體固定在建築機械的下部移動體上，所述柱栓固定在搭載於所述下部移動體上的駕駛室上。
23.根據權利要求1-21中任意一項所述的防振支撐裝置，其特徵在於，所述殼體固定在鐵道車輛的車底上，所述柱栓固定在鐵道車輛的車體上。
24.根據權利要求1-21中任意一項所述的防振支撐裝置，其特徵在於，所述殼體固定在可自由轉動地對機動車的車輪進行支撐的車輪支撐部上，所述柱栓固定在所述機動車的車體上。
全文摘要
防振支撐裝置(30)具有固定在旋轉臺(13)上的殼體(31)和固定在駕駛室(20)上的栓柱(33)。在殼體(31)和栓柱(33)之間設置有彈性體(34)。由彈性體(34)對栓柱(33)相對於殼體(31)在徑向上的相對位移進行阻止。而且在殼體(31)的下方設置了具有收容在液室(42)內的阻尼液(43)和固定在栓柱(33)上的阻尼部件(41)的阻尼結構(40)。而且，在殼體(31)的上方設置了兩端被支撐在栓柱(33)上或殼體(31)上的空氣彈簧(50)。由空氣彈簧(50)承受從司機室(20)傳送到栓柱(33)上的軸向負荷。
文檔編號F16F13/00GK101052821SQ20048004432
公開日2007年10月10日 申請日期2004年10月29日 優先權日2004年10月29日
發明者田中龍雄, 葛川光雄 申請人:株式會社富國