专利名称：液体封入式支座的制作方法
技术领域：
本发明涉及液体封入式支座，特别是涉及安装在建设机械的驾驶室与车体框架之间的液体封入式支座。
背景技术：
目前，在不平整地面上作业的推土机或挖土机等建设机械，在安装有行驶装置的车体框架上配置有行驶、作业操纵用驾驶室。与通常的车辆相比，该驾驶室受到更大的来自车体框架侧的外力。因此，将驾驶室经由起到减振装置作用的防振支座装置安装在车体框
1 ο作为防振支座装置，已知所谓液体封入式支座的装置(例如，参考专利文献1)。图17示出了专利文献1公开的液体封入式支座90。液体封入式支座90具有杯状容器91、设置在容器91上方开口部的圆筒形板92、固定在圆筒形板92上的橡胶支座97、 固定在橡胶支座97上的轴环98、经由轴环98上下贯通的杆93、通过螺栓固定在杆93下端的阻尼板94、安装在阻尼板94下表面及容器91底面之间的弹簧95。在容器91内封入有硅酮油等高黏度流体96。在容器91内部，阻尼板94下侧为下液室911，上侧为上液室912。在圆筒形板92的圆筒部分上固定有弹性橡胶制橡胶支座97。在橡胶支座97上通过硫化接合等固定有上下贯通的圆筒状轴环98。在轴环98的内周面上安装有轴承102及密封环99，所述杆93经由轴承102及密封环99上下滑动自如地贯穿轴环98。并且，在上液室912的上方，由橡胶支座97下表面的凹部形成有空气室100。在如上所述的液体封入式支座90中，容器91及圆筒形板92的各凸缘部分通过螺栓固定在未图示的车体框架上，杆93的上端通过螺栓固定在未图示的驾驶室的下表面上。 由此，驾驶室经由弹簧95支撑于车体框架。驾驶室相对车体框架沿水平方向的振动通过杆93推压橡胶支座97时的橡胶支座 97的弹性变形来吸收并阻尼。另一方面，驾驶室相对车体框架沿上下方向的振动主要通过弹簧95的弹性变形来吸收，并且，通过阻尼板94在高黏度流体96中移动时的液体阻力来阻尼。下面，对上下振动的阻尼作用进一步详细说明。即，驾驶室在上下振动时，例如，如果杆93被压入容器91内部，则随着阻尼板94向下方移动，下液室911内的高黏度流体96 通过形成于阻尼板94的外周面与容器91的内周面之间的间隙101向上液室912移动，此时液体阻力(剪切阻力)产生阻尼力。如果被压入的杆93向上方移动，则相反，高黏度流体96从上液室912向下液室 911移动。另外，大都采用经由液体封入式支座来支撑安装在车辆中的发动机的结构(例如，参考专利文献2，3)。专利文献2公开的液体封入式支座通过具有弹性的支撑板对发动机进行减振并支撑，在支撑板的下方形成有流体室，流体室被具有节流孔的隔板上下分隔，下方的流体室由弹性体薄板封闭。如果例如支撑板因上下振动向下方沉降而发生变形，由于上方的流体室的容积减小，因此上方的流体室内的流体经由节流孔向下方的流体室移动。移动的流体通过节流孔时的流体阻力产生阻尼力。覆盖下方的流体室的弹性体薄板根据从上方移动到的流体量发生弹性变形，从而使下方的流体室的容积增大。如果支撑板返回到上方，则相反，由于上方的流体室容积增大，因此下方的流体室内的流体向上方侧移动。流体通过节流孔时的流体阻力产生阻尼力，专利文献2中的节流孔阻力作用与专利文献1的阻尼板产生的剪切阻力作用大致相同。专利文献3公开的液体封入式支座构成为，将阻尼板一体地设置在与专利文献2 大致相同的支撑板的下表面并收容在流体室内，因此，流体室被阻尼板依然分隔为上下。流体室的底部由弹性体薄板封闭，随着支撑板的变形引起的流体室容积的变化而发生弹性变形。这一点与专利文献2的技术基本相同。但是，在专利文献3中，阻尼力的产生原理与专利文献1大致相同，通过阻尼板在流体室内移动时的剪切阻力产生。另外，在专利文献2及专利文献3的液体封入式支座中，发动机等承载物经由刚性较大的橡胶制支撑板支撑，在承载物处于静止状态时，承载物的重量作为垂直方向的初始负载经由支撑板支撑。但是，在将这样的液体封入式支座用作建设机械的驾驶室的减振支座的情况下，必须使支撑板的刚性进一步提高。即，由于该液体封入式支座的水平方向的阻尼作用小，仅靠该液体封入座导致使驾驶室发生水平方向的晃动，影响驾乘感。因此，为了抑制晃动，必须提高水平刚性。其结果是，上下方向的刚性也增大，防振性能下降。作为避免发生该情况的措施，提出了例如通过橡胶制支撑板来抑制驾驶室沿水平方向的晃动以及上下方向的刚性下降(防振性能的提高)的建设机械用驾驶室支座(专利文献4)。与此相对，专利文献1的液体封入式支座构成为，驾驶室在水平方向上被刚性较大的橡胶支撑，垂直负载经由较柔韧的弹簧95被车体框架支撑，因此使上下的静态弹簧常数减小，从而能够消除输入低频振动时的颠簸感，从而改善了驾乘感。专利文献1 (日本)特开2003-113889号公报专利文献2 (日本)特开昭57-161331号公报专利文献3 (日本)特开平4-92139号公报专利文献4 (日本)特开平6-257638号公报尽管专利文献1 4公开的结构相异，但是液体封入式支座通常具有动态弹簧常数随着输入的振动频率变高而变大的防振特性，因而存在不能在较宽范围的频率下改善驾乘感的问题。即，不能使动态弹簧常数相对静态弹簧常数的上升量减小，从而在高频域下产生颠簸感，影响驾乘感。特别是在将专利文献2及专利文献3的液体封入式支座采用于如前所述的建设机械的情况下，通过增大支撑板的刚性，与专利文献1的液体封入式支座相比，低频域下的静态弹簧常数增大。因此，在高频域，由于在比专利文献1的液体封入式支座更大的静态弹簧常数上相加动态弹簧常数的上升量，因此动态弹簧常数增大，从而进一步影响驾乘感。在专利文献4的液体封入式支座中，尽管降低了上下方向的刚性，但是不能减小到专利文献1的程度。为了减小液体封入式支座的动态弹簧常数，例如在专利文献1中使液体的黏度减小会产生效果，但是，由于仅降低液体的黏度导致使低频域的阻尼系数过小，因此低频域的晃动未被阻尼，从而影响驾驶室的驾乘感。因而，为了在较宽的频域下改善驾乘感，希望得到与使用高黏度流体时相同的阻尼系数，并且，即使在高频域下也能够降低动态弹簧常数。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够在从低频域到高频域的较宽范围的输入振动下发挥良好的防振特性的液体封入式支座。液体封入式支座的杆的进退与高黏性流体的液体阻力产生反作用力。如果受到来自车体框架侧的外力，则在高黏度流体中混入空气，或者内压处于较低的状态，从而反作用力的产生相对振动的输入速度出现响应延迟。在本来没有响应延迟的情况下，如以下公式
(1)所示，流体阻力所产生的反作用力仅产生依存于振动的输入速度的阻尼力。以下公式
(2)表示振动的输入速度，以下公式(3)表示作为常数的阻尼系数。然而，如果反作用力出现响应延迟，则反作用力引起相位延迟θ，其结果如以下公式(4)所示，产生依存于振动的输入速度的反作用力即阻尼力以及依存于位移的反作用力即动态弹簧力。即，相对振动的总反作用力为阻尼力与动态弹簧力之和，仅在动态移动时产生作为弹簧力作用的所谓动态弹簧力。并且，输入振动的位移由以下公式( 表示。而且，动态弹簧力为动态弹簧常数与位移的乘积来表示，因此动态弹簧常数由以下公式(6)表示。[公式1][没有响应延迟情况下的反作用力]反作用力/⑴=阻尼力/。cos( 0 =阻尼系数(/Jx0 ).速度:
X (t) ... ( 1 )速度i (t) = X0 cos( 0 · · · ( 2 )阻尼系数(/。/、).··(3)其中，ω 激振角频率，t 时间。[存在响应延迟情况下的反作用力]反作用力f(t)= focos(Qt-0)=阻尼力(fQcose)coscot+动态弹簧力 (f0sin θ ) sin ω t." (4)位移-.x(t) = ( X0Iω ) ηω . . . ( 5 )动态弹簧常数(/Jx0) sin^ · · · ( 6 )其中，θ 因响应延迟而产生的相位延迟。根据上述公式(6)可知，动态弹簧常数是相位延迟θ与激振角频率ω的函数。 即，动态弹簧常数依存相位延迟而增大，频率越高激振角频率ω越高。由此，共振频率高于期望的防振特性，并且，阻尼力也降低，因此，驾驶室在低频域下也发生较大晃动。从而，为了抑制高频域下的动态弹簧常数的上升以改善驾乘感，重要的是需要防止空气混入高黏度流体，或者设置加压机构以消除响应延迟，从而更迅速地产生阻尼力。
为了实现以上想法并达到上述目的，本发明的液体封入式支座具有封入有高黏度流体的容器、设置在所述容器上部的橡胶支座、相对所述容器内的高黏度流体进退自如并贯穿所述橡胶支座的杆、一体地设置在所述杆的端部并配置在所述高黏度流体内的阻尼板、由所述容器的内周面与所述阻尼板的外周面之间的间隙形成的阻尼力生成机构、包括所述容器内部被所述阻尼板上下分割而成的上液室及下液室的主液室，在所述容器内以液密状态封入有高黏度流体，所述液体封入式支座具有加压机构，该加压机构在所述杆沿轴向移动时对封入的所述高黏度流体进行加压。根据本发明，由于高黏度流体被封入容器内，因此空气不会以气泡形式混在高黏度流体内，能够改善反作用力的生成相对于输入振动速度的响应性。并且，当阻尼板与杆一同在高黏度流体内向下方移动时，由容器的内周面与阻尼板的外周面之间的间隙形成的阻尼力生成机构产生阻尼力。此时，加压机构对高黏度流体加压以使被阻尼板分割的下液室内的高黏度流体迅速地向上液室移动。从而，能够由处于移动中途的阻尼力生成机构立即产生阻尼力，从而可靠地改善响应延迟。因此，在响应性得到改善的本发明中，对于输入振动大致仅产生阻尼力，而不产生动态弹簧力。从而，能够在从低频域到高频域的范围内降低动态弹簧常数，大幅度提高防振特性，从而达到本发明的目的。在本发明的液体封入式支座中，优选具有与所述主液室连通且容积能够变化的副液室，所述加压机构具有设置在所述主液室与所述副液室的连通部分上的节流孔。根据本发明，由于由所述节流孔形成加压机构，因此，在杆下降时高黏度流体通过该节流孔，此时下液室的内压因高黏度流体的液体阻力而能够可靠地升高，从而能够通过简单的结构来可靠地生成下液室与上液室的差压。另外，在下降后的杆上升时，由于流入上液室的高黏度流体只能通过间隙而返回下液室，因此，通过在杆下降时可靠地使液体流入上液室，在杆上升时也能够可靠地产生差压。尽管容器内的主液室的容积随着杆向下方移动而减小，但是，该减小的部分以副液室的容积增大的方式显现。在本发明的液体封入式支座中，优选在所述连通部分上设置有阀，该阀允许所述高黏度流体从所述副液室向所述主液室移动而禁止从所述主液室向所述副液室移动。根据本发明，通过在主液室与副液室的连通部分上设置例如止回阀，当所述高黏度流体从所述主液室流入所述副液室时，仅从节流孔通过而可靠地产生差压。当所述高黏度流体从副液室返回到主液室时，由于从节流孔与止回阀两处返回，从而能够更迅速地返回，进一步可靠地防止主液室内变成负压。另外，通过设置止回阀，能够使节流孔的开口面积相应地缩小，从而进一步可靠地产生差压，即使在需要更大的差压的情况下也能够较好的应对。在本发明的液体封入式支座中，优选所述加压机构是施加的压力在所述上液室与所述下液室之间产生的差压以上的加压机构。根据本发明，由于所述加压机构施加的压力在所述上液室与所述下液室之间产生的差压以上，因此，在振动输入时杆移动的情况下，能够使高黏度流体从下液室迅速地移动到上液室，由处于移动中途的阻尼力生成机构可靠地产生阻尼力。并且，在杆返回的情况下，通过加压机构的加压，能够避免主液室成为负压，能够使高黏度流体可靠地从副液室返回到主液室。在本发明的液体封入式支座中，优选使所述加压机构具有通过所述主液室的所述高黏度流体的移动而移动自如的自由活塞。在本发明的液体封入式支座中，优选使所述加压机构具有对所述自由活塞施力的螺旋弹簧、空气室、气体室中的任一个。根据以上发明，通过自由活塞及对其施力的螺旋弹簧、空气室、气体室中的一个能够容易地构成加压机构，并且，通过使自由活塞依靠所述主液室的所述高黏度流体的移动而自如移动，从而能够可靠地对主液室及副液室的整体进行加压，在上液室与下液室之间可靠地产生差压。在本发明的液体封入式支座中，优选使所述加压机构具有通过所述主液室的所述高黏度流体的移动而可动的可动膜。在本发明的液体封入式支座中，优选使所述加压机构具有对所述可动膜施力的空
气室或气体室。根据以上发明，空气室或气体室对可动膜施力，通过该可动膜能够可靠地应对随着杆的移动而产生的容积变化。在此，作为可动膜，可以采用弹性变形自如的橡胶膜、薄片状合成树脂膜等。在本发明的液体封入式支座中，优选具有安装在所述阻尼板与所述容器的底面部之间的弹簧，所述杆滑动自如地贯穿所述橡胶支座。根据本发明，在初始状态下，由于通过弹簧等支撑驾驶室等具有重量的承载物，因此能够使静态弹簧常数非常小，随之使动态弹簧常数也变小，从而能够进一步提高防振特性。本发明的液体封入式支座具有封入有高黏度流体的容器、设置在所述容器上部的橡胶支座、相对所述容器内的高黏度流体进退自如并贯穿所述橡胶支座的杆、一体地设置在所述杆的端部并配置在所述高黏度流体内的阻尼板、安装在所述阻尼板与所述容器的底面部之间的弹簧、由所述容器的内周面与所述阻尼板的外周面之间的间隙形成的阻尼力生成机构、包括所述容器内部被所述阻尼板上下分割而成的上液室及下液室的主液室，在所述容器内以液密状态封入有高黏度流体，所述液体封入式支座具有副液室，与所述主液室连通，容积能够因具有根据流入的所述高黏度流体的量移动的可动膜而变化；空气室或气体室，对所述可动膜施力；节流孔，设置在所述主液室与所述副液室的连通部分上。根据本发明，由于同时具有上述本发明的液体封入式支座，因此能够实现具有本发明目的以上的优异振动特性的液体封入式支座。
图1是表示本发明第一实施方式的液体封入式支座的剖视图。图2是表示本发明第二实施方式的液体封入式支座的剖视图。图3是表示本发明第三实施方式的液体封入式支座的剖视图。图4是表示本发明第四实施方式的液体封入式支座的剖视图。图5是表示本发明第五实施方式的液体封入式支座的剖视图。图6是表示本发明第六实施方式的液体封入式支座的剖视图。
图7是表示本发明第七实施方式的液体封入式支座的剖视图。图8是表示本发明第八实施方式的液体封入式支座的剖视图。图9是表示本发明第九实施方式的液体封入式支座的剖视图。图10是表示本发明第十实施方式的液体封入式支座的剖视图。图11是表示本发明第十一实施方式的液体封入式支座的剖视图。图12是用于说明本发明所使用的节流孔的形状设定的示意图。图13是表示用于说明本发明效果的频率与动态弹簧常数之间关系的图。图14是表示用于说明本发明效果的频率与损失系数之间关系的图。图15是表示用于说明本发明效果的频率与阻尼系数之间关系的图。图16是表示用于说明本发明效果的频率与振动传递率之间关系的图。图17是表示现有的液体封入式支座的剖视图。附图标记说明1 13液体封入式支座；22底面部；27自由活塞；29副液室；31，38螺旋弹簧；32主液室；33压缩空气；35，36作为可动膜的橡胶膜；37节流孔；39止回阀；91 容器；93 杆；94阻尼板；95 弹簧；96高黏度流体；97橡胶支座；101作为阻尼力生成机构的间隙；912 上液室；911 下液室。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的各实施方式进行说明。在各实施方式的说明中，对于与参照图17已说明的现有的液体封入式支座90相同的构成部件或具有相同功能的构成部件标注相同的附图标记，省略或简化在各实施方式中的说明。并且，对于在一个实施方式中已说明过构成部件，在其他实施方式中省略或简化其说明。[第一实施方式]图1示出了本发明第一实施方式的液体封入式支座1。在该液体封入式支座1中，容器91由筒状容器主体21、形成底面部分的圆板状的底面部22构成，容器主体21与底面部22互相接合。在底面部22的中央设置有上下贯通的贯通孔23。在贯通孔23上接合有筒状的液压缸部件对。液压缸部件M的上部侧进入容器91内，设置在液压缸部件对上端的开口部25在容器91内的下液室911内开口。液压缸部件对进入容器91内的部分作为弹簧 95支座的一部分起作用。液压缸部件M的下部侧被经由未图示的密封环螺纹接合的盖体沈封闭。在液压缸部件M的内部配置有上下滑动的自由活塞27。在自由活塞27上安装有一对轴承27A及密封环28，自由活塞27与液压缸部件M的彼此的滑动面之间被密封，可上下滑动。在液压缸部件M内部，自由活塞27的上部侧为液体封入式支座1的容积可变的副液室四，下部侧为空气室30。在空气室30内配置有具有规定弹性系数的螺旋弹簧31，该螺旋弹簧31对自由活塞27施加向上方的力。图1所示状态为自由活塞27的初始位置状态，即未输入振动的状态。在该状态下，自由活塞27位于开口部25的下方，处于平衡状态， 规定量的高黏度流体96进入副液室四内。另外，由下液室911与上液室912形成液体封入式支座1的主液室32，该主液室 32与液压缸部件M的副液室四通过所述开口部25相连通，通过螺旋弹簧31对自由活塞 27施力，副液室四与主液室32内的高黏度流体96预先被施加用于产生必要阻尼力所需的差压(必要差压)以上(大气压的数倍左右)的压力。即，在本实施方式中，由螺旋弹簧 31及自由活塞27形成本发明的加压机构。并且，在主液室32的上液室912上方没有像现有技术那样设置有空气室，主液室 32的整个内部以液密状态由高黏度流体96充满。因此，能够防止振动输入时高黏度流体 96中混入空气并以气泡的形式存在，从而抑制反作用力相对振动输入速度出现延迟。在如上所述的本实施方式的液体封入式支座1中，如果例如杆93因上下振动的输入而向下方滑动，则自由活塞27下降主液室32的容积减少量，副液室四的容积增加。此时，在主液室32内，由于预先被加压至必要差压以上，而且不会产生气泡，因此，即使在高频振动输入的情况下，也不会成为负压。即，能够使下液室911的内压瞬间大于上液室912 的内压以产生差压，无论在低频振动的输入还是高频振动的输入的情况下，都能够使下液室911内的高黏度流体96迅速地向上液室912内移动，不会相对振动的输入速度延迟地产生反作用力。由此，能够在较宽的振动的频域内仅产生与振动的输入速度成比例的阻尼力，抑制动态弹簧常数上升，从而改善驾乘感。在下降后的杆93上升时，由于流入上液室912内的高黏度流体96仅从间隙101 通过而返回下液室911，并且，副液室四内的高黏度流体96也随着杆93的上升而返回到主液室32，因此瞬间产生差压，从而能够防止响应延迟。并且，在本实施方式中，由于能够通过螺旋弹簧31任意设定作用力，因此能够应用于必要差压较大的场合。[第二实施方式]图2示出了本发明第二实施方式的液体封入式支座2。在液体封入式支座2中，在空气室30内取代螺旋弹簧31封入有压缩空气，并且，在盖体沈上设置有用于向空气室30 内注入压缩空气33的胶管心式(A〉A )等气阀34。S卩，由自由活塞27及压缩空气33形成本发明的加压机构。在这一点上第一实施方式与第二实施方式结构的不同。高黏度流体96以液密状态封入等其他结构与第一实施方式相同。在第一实施方式中使用了螺旋弹簧31，为了使作用力增大，可以使弹簧长度加长。 随之，液压缸部件M也变长。与此相对，在本实施方式中，由于使用压缩空气，即使在使作用力增大的情况下，也能够使液压缸部件M缩短，从而能够使结构变得紧凑。由此，在本实施方式中，在尺寸与第一实施方式相同的情况下，能够应对必要差压更大的场合。在本实施方式的液体封入式支座2中，由于空气室30内的压缩空气33也对自由活塞27施加向上的力，因此，能够与第一实施方式同样地对高黏度流体96加压，随着杆93 的移动，能够在下液室911与上液室912之间产生差压。并且，由于高黏度流体96以液密状态封入容器91内，因此不必担心气泡的产生。从而，与第一实施方式同样，能够在较宽的振动的频域下改善响应性，仅产生与振动的输入速度成比例的阻尼力，能够抑制动态弹簧常数上升，改善驾乘感。另外，在本实施方式中，液压缸部件对内填充空气而形成空气室30， 但也可以填充空气以外的氮气等任意气体而形成气体室。[第三实施方式]图3示出了本发明第三实施方式的液体封入式支座3。在液体封入式支座3中，使用设置在底面部22上的大径贯通孔23本身作为高黏度流体96的移动孔。底面部22下方的副液室四由封闭贯通孔23的弹性变形自如的薄橡胶膜35形成。并且，在底面部22的下表面通过螺栓紧固有从下方覆盖橡胶膜35的盖体沈，橡胶膜35的边缘插入设置在底面部22上的槽部22A，夹持在底面部22与盖体沈之间。其中， 橡胶膜35的边缘部分处于液密状态，以防止副液室四内的高黏度流体96泄漏。上方被橡胶膜35覆盖的盖体沈的内部成为从气阀34注入压缩空气33的空气室30。S卩，在本实施方式中，取代第一、第二实施方式中的自由活塞27使用橡胶膜35，并且，由于本实施方式的橡胶膜35较薄，厚度为数mm左右，弹性力较小，因此需要通过压缩空气进行加压，为此在空气室30内注入有与第二实施方式同样的压缩空气33。因此，在本实施方式中，由压缩空气33及橡胶膜35形成本发明的加压机构。另外，盖体沈也具有保护橡胶膜35的保护部件的作用。并且，在第一、第二实施方式中，在对自由活塞27施加的作用力较小等情况下，自由活塞27与液压缸部件M之间的滑动阻力阻碍自由活塞27的移动。与此相对，在本实施方式中，由于不存在滑动部分，橡胶膜35能够总是顺畅地可动，因此，在必要差压较小的情况下，也可以使作用力变小，能够在从较小差压到较大压差的较大范围内应对。在本实施方式中，如果杆93向下方滑动，则高黏度流体96以相当于主液室32的容积减少量从贯通孔23通过向下方移动。由此，橡胶膜35以向下方突出的方式膨胀变形， 该变形使副液室四的容积增加。此时，由于主液室32内的高黏度流体96预先通过压缩空气33施加有较大的压力，因此，在通过液密状态能够可靠地抑制气泡产生的基础上，与第一、第二实施方式同样能够提高相对在高频域下输入的振动的响应性，抑制动态弹簧常数上升，从而改善驾乘感。 另外，在盖体沈内除空气室30外，也可以是填充氮气等任意气体而形成的气体室。[第四实施方式]图4示出了本发明第四实施方式的液体封入式支座4。在液体封入式支座4中，取代第三实施方式的薄橡胶膜35而使用弹性力较大的厚橡胶膜36，即使在杆93延伸的状态下达到大气压，在杆93位于中立位置及向压缩方向滑动的状态下，该橡胶膜36的弹性力也使主液室32内加压至必要差压以上(大气压的数倍左右)。因此，在本实施方式中，未向空气室30内注入加压用压缩空气，而在盖体沈上设置了使未被压缩的空气通过的空气排出用节流孔21 S卩，由于橡胶膜36的弹性力比橡胶膜35大，因此仅由橡胶膜36构成本发明的加压机构。其他结构与第三实施方式大致相同。在本实施方式中，高黏度流体96也以液密状态封入，并且主液室32内通过橡胶膜 36进行加压，因此能够得到与第一至第三实施方式同样的效果，实现本发明的目的。[第五实施方式]图5示出了本发明第五实施方式的液体封入式支座5。在液体封入式支座5中，在液压缸部件M的上端设置有由直径比第一实施方式的开口部25小的开口构成的固定式节流孔37，并且，在空气室30内收容有螺旋弹簧38。螺旋弹簧38的弹性系数比第一实施方式的螺旋弹簧31小，因此螺旋弹簧38的作用力较小。其他结构与第一实施方式相同。艮口， 螺旋弹簧38对自由活塞27辅助性地施加向上部侧的力，主液室32内未被加压到第一实施方式的程度。在此，即使在螺旋弹簧38对自由活塞27施加的作用力比第一实施方式小的情况下，为了不使下液室911与上液室912成为负压而维持内压，设置有本实施方式的节流孔 37。因此，节流孔37不像专利文献2的节流孔那样作为阻尼力生成机构起作用。通过如上所述的结构，节流孔37所生成的阻尼力小到间隙101所生成的阻尼力的10%左右，从而可以忽略。以下实施方式中的节流孔37所生成的阻尼力，同样可以忽略。如果参考图12的示意图对节流孔37特别是其直径尺寸进行说明，则得到以下结论。在图12中省略了各部件的附图标记。以不使下液室911与上液室912成为负压的方式来确定节流孔37的尺寸。其中， 螺旋弹簧38的弹性系数K等规格值已知。首先确定在杆93被推入时即上液室912易于成为负压状态的必要阻尼力Fd。该阻尼力Fd确定后能够通过以下公式求出差压APd。其中，Ad为阻尼板94的径向截面积。Fd = APdXAdΔ Pd = Fd/Ad由于差压APd为下液室911的内压1 与上液室912的内压Pu的差，因此下式成立。Pb-Pu = Δ PdPu = Pb- Δ Pd另一方面，节流孔37的差压Δ Po、下液室911的内压1 、副液室四的内压ft·的关系如下。此时，内压ft·能够通过杆93的体积流入量、螺旋弹簧38的规格值、自由活塞27 的径向截面积求出。体积流入量是指杆93被压入主液室时压入部分的体积。Δ Po = Pb-PrPb = Δ Po+Pr因此，下式成立。Pu = Δ Po+Pr- Δ Pd
为了使上液室912的内压Pu为正，需要满足下式。Δ Po- Δ Pd+Pr > 0在该式中，由于Δ Pd及ft·如上所述已知，并且Δ Po是高黏度流体96的液体物理性质值、杆93的体积流入量来确定的节流孔通过流量Ql和节流孔37形状的函数，因此能够通过确定液体物理性质值及节流孔通过流量Ql来确定节流孔直径。另外，Ql =AsXv, As为杆93的径向截面积，ν为杆93的速度。下面，分析杆93被拉出时即下液室911易于成为负压的状态。该状态下的节流孔 37的差压ΔP0与上述相反，通过下式求出。Δ Po = Pr-PbPb = Pr- Δ Po为了使下液室911的内压ft·为正，需要满足下式。Pr-Δ Po >0在该式中，与上述同样，能够通过确定高黏度流体96的液体物理性质值及节流孔通过流量Ql来确定节流孔直径。根据以上说明可知，只要将节流孔37的直径尺寸设定在小于杆93下降时不使上液室912内成为负压的直径尺寸且大于杆93上升时不使下液室911内成为负压的直径尺寸的范围内即可。并且，在不能确定满足以上条件的节流孔37的直径尺寸的情况下，可变更螺旋弹簧38的规格值，然后使用同样的方法确定节流孔37的直径尺寸。另外，所述差压Δ Pd是高黏度流体96的物理性质值、阻尼板94的形状、阻尼板94 与容器主体21之间的间隙形状、杆93的速度ν的函数，通过确定差压APd，能够确定上述值。根据本实施方式，即使对主液室32内施加的压力比第一实施方式小，在主液室32 内的高黏度流体96随着杆93向下方的移动而向副液室四内移动时，也可以通过节流孔37 引起的液体阻力使主液室32特别是下液室911内的压力可靠地上升至如上所述产生的差压以上。从而，由于该压力的上升使主液室32内的下液室911与上液室912之间产生差压，因此高粘性液体96响应性良好地从间隙101流过，上液室912不会成为负压，与前述的液密状态结合，能够降低高频域下的动态弹簧常数，从而改善振动特性，以实现本发明的目的。并且，在杆93返回到上方时，流入上液室912内的高黏度流体返回到下液室911， 并且，副液室四内的高黏度流体96也返回到主液室32，副液室四的容积减小。此时，副液室四内的高黏度流体96从节流孔37通过而返回到主液室32。在本实施方式中，由于通过螺旋弹簧38辅助性地对副液室四进行加压，因此，通过如上所述地设定该加压力或节流孔37的形状(直径尺寸、长度尺寸等)，高黏度流体96被挤出而迅速地流向主液室32侧，因此不会使主液室32成为负压而恶化响应性。即，由自由活塞27及螺旋弹簧38形成本发明的辅助加压机构。[第六实施方式]在图6所示的第六实施方式的液体封入式支座6中，在空气室30内未收容有螺旋弹簧38，而只是在杆93位于图中最上方位置的状态下封入有压力为大致大气压的空气。具有节流孔37等的其他结构与第五实施方式相同。在如上所述的液体封入式支座6中，由于主要通过节流孔37的作用来使下液室 911内的压力上升，因此能够使下液室911与上液室912之间产生差压，改善相对于振动输入的响应性而降低动态弹簧常数，实现较宽频域下的良好的驾乘感。并且，由于高黏度流体96因自由活塞27下降而流入副液室29，空气室30内的空气被压缩，因此，此时的反作用力辅助性地对副液室四内进行加压，当杆93返回到上方时， 能够使副液室四内的高黏度流体96迅速地流向主液室32，防止主液室32内成为负压。即， 在本实施方式中，由自由活塞27及封入空气室30内的空气形成本发明的辅助加压机构。这样的实施方式对于必要差压为大气压左右的场合来说是有效的。[第七实施方式]在图7所示的第七实施方式的液体封入式支座7中，取代第六实施方式的自由活塞27形成有薄橡胶膜35，与第六实施方式同样，在底面部22上设置有节流孔37，在空气室 30内封入有杆93位于图中最上方位置时压力成为大致大气压的空气。在如上所述的液体封入式支座7中，随着杆93的移动而在主液室32与副液室四之间移动的高黏度流体96在节流孔37处的流体阻力，能够在下液室911与上液室912之间产生差压，得到与第六实施方式同样的效果。本实施方式对于必要差压为大气压程度的场合来说是有效的。并且，由于空气室30内的空气的收缩压(即由该收缩压产生的反作用力)辅助性地对副液室四进行加压，因此，当杆93返回到上方时，能够使副液室四内的高黏度流体96 迅速地返回到主液室32，从而依然能够防止主液室32内成为负压。在本实施方式中，由橡胶膜35及空气室30内的空气形成本发明的辅助加压机构。[第八实施方式]在图8所示的第八实施方式的液体封入式支座8中，与所述第七实施方式的不同之处在于，取代薄橡胶膜35而使用厚橡胶膜36，并且，在盖体沈上设置了空气排出用节流孔 26A。在如上所述的液体封入式支座8中，与第七实施方式的液体封入式支座7不同，不能期待空气室30内的空气的收缩压产生的反作用力，但是能够利用橡胶膜36的弹性力，当杆93返回到上方时，该橡胶膜36本身作为辅助加压机构起作用，能够使副液室四内的高黏度流体96顺畅地返回到主液室32。节流孔37的使用效果与第五至第七实施方式相同。[第九实施方式]图9所示的第九实施方式的液体封入式支座9为在第五实施方式的液体封入式支座5上加装止回阀39而构成。该止回阀39与节流孔37并列设置在液压缸部件的上端，允许高黏度流体96从副液室四流向主液室32，但禁止高黏度流体96从主液室32流向副液室四。另外，由节流孔37与止回阀39构成可变节流孔40。因此，在具有如上所述的止回阀39的液体封入式支座9中，除第五实施方式的液体封入式支座5的效果之外，还能起到以下效果。即，当移动到下方的杆93返回到上方时，作为辅助加压机构的自由活塞27及螺旋弹簧38辅助性地对副液室四进行加压，副液室四内的高黏度流体96从止回阀39通过而能够容易返回到主液室32，因此能够进一步可靠地防止主液室32内成为负压。并且，在本实施方式中，由于副液室四内的高黏度流体96从止回阀39通过而能够容易返回到主液室32，因此，即使使节流孔37的开口面积进一步减小，也能够可靠地使高黏度流体96返回。从而，通过采用开口面积进一步减小的节流孔37能够使下液室911 与上液室912的差压增大，因此能够应对产生更大的必要阻尼力的场合。另外，在本实施方式中使用了止回阀39，但是也可以使用具有同样功能的任意结构的阀。并且，通过设置多个阀，能够增大开阀时的开口量。[第十实施方式]图10所示的第十实施方式的液体封入式支座10为在第六实施方式的液体封入式支座6上加装止回阀39而构成，除各实施方式的效果以外，还能够起到在所述第九实施方式中说明的止回阀39的效果。尽管图示省略，通过将同样的止回阀39设置在第七实施方式的图7及第八实施方式的图8所示的液体封入式支座7，8上，也能够起到止回阀39产生的效果。[第十一实施方式]图11所示的第十一实施方式的液体封入式支座11的特征在于，使用了薄橡胶膜 35、设置有空气排出用节流孔2队的盖体沈及可变节流孔40。当杆93向下方移动时，该液体封入式支座13能够仅通过节流孔37的作用使下液室911的内压上升，并且，当杆93向上方移动时，能够通过止回阀39的作用抑制主液室32 内成为负压。在该液体封入式支座13中，也通过使用止回阀39能够使节流孔37的开口面积减小，因此能够应对产生更大的必要阻尼力的场合。以上对实施本发明的最优结构、方法等进行了说明，但是本发明并不限定于此。 即，尽管本发明主要对特定实施方式特别进行图示及说明，但是，本领域技术人员能够在不脱离本发明技术思想及目的的范围内，对上述实施方式的形状、数量及其他详细机构能够进行各种变形。因此，以上说明中对形状、数量等的限定仅是为了使本发明便于理解的示例性说明，并不对本发明进行限定，本发明也包括使用除上述形状、数量等限定的一部分或全部限定以外的部件名称进行的说明。在所述各实施方式中，副液室四设置在主液室32的下方，但也可以在主液室的侧方或上方设置副液室四，副液室相对主液室的设置位置是任意的。[效果的确认]图13 图16是表示用于说明本发明效果的图。具体而言，图13是表示频率(Hz) 与动态弹簧常数(N/mm)之间关系的图，图14是表示频率与损失系数(tan 6 )之间关系的图，图15是表示频率与阻尼系数(Ns/mm)之间关系的图，图16是表示频率与振动传递率之间关系的图。图中的各条线分贝表示本发明的液体封入式支座即所述第七实施方式的液体封入式支座7的特性、专利文献1公开的液体封入式支座的特性、专利文献4公开的液体封入式支座的特性。如图13所示，在专利文献4公开的液体封入式支座中，静态弹簧常数(频率为0 侧的动态弹簧常数)已经较大，因此动态弹簧常数随着频率增大而进一步增大，不能有效地减小振动。尽管未图示，在将专利文献2，3公开的液体封入式支座用作建设机械的驾驶室用支座的情况下，静态弹簧常数同样较大，因此在高频域下动态弹簧常数增大的倾向也大致相同。在专利文献1的液体封入式支座中，尽管静态弹簧常数较小，但是不能消除静态弹簧常数与高频域中的动态弹簧常数的差，高频域中的动态弹簧常数较大。因此，很难讲该液体封入式支座具有充分的防振特性。与此相对，在本发明的液体封入式支座7中，从低频域到高频域能够将动态弹簧常数抑制在较小，特别是能够使高频域的动态弹簧常数减小，因此能够大幅度提高防振特性。如图14所示，与专利文献1，4的液体封入式支座相比，本发明的液体封入式支座7 的损失系数(tan 6)从低频域到高频域都较大，可以确定本发明的液体封入式支座7具有更优异的值。图15示出了根据图13及图14的结果求出的阻尼系数。阻尼系数越大越难以产生晃动。如图15所示，本发明的液体封入式支座7的阻尼系数与专利文献1的液体封入式支座相比相同或以上。而且，根据第七实施方式或其他实施方式，在维持图13所示的动态弹簧常数的同时，能够得到与专利文献4同等的阻尼系数。即，根据本发明，在维持低动态弹簧常数的同时，能够使阻尼系数发生变化。这是为了使动态弹簧常数下降而不使用黏度较低的低黏度液体，使用高黏度流体，将阻尼系数维持在现有技术的同等以上而实现动态弹簧常数的降低的结果。如图16所示，专利文献1，4的液体封入式支座在7Hz、12Hz左右的频域下具有振动传递率的峰值，与此相对，本发明的液体封入式支座7不存在明显的峰值，具有振动传递率随着频率变高从初始状态开始降低的倾向，并且，比其他液体封入式支座的值小。因此， 可以确定液体封入式支座7的防振特性最好。即，根据本发明，能够抑制驾驶室在低频域下的晃动并且实现优异的防振性。工业实用性本发明的应用不限于支撑建筑机械、输送车辆、土木机械等的驾驶室的支座，也能够作为支撑发动机等重物的液体封入式支座来利用。
权利要求
1.一种液体封入式支座，其特征在于，具有 容器，封入有高黏度流体；橡胶支座，设置在所述容器上部；杆，相对所述容器内的高黏度流体进退自如并贯穿所述橡胶支座； 阻尼板，一体地设置在所述杆的端部并配置在所述高黏度流体内； 阻尼力生成机构，由所述容器的内周面与所述阻尼板的外周面之间的间隙形成； 主液室，包括所述容器内部被所述阻尼板上下分割而成的上液室及下液室； 在所述容器内以液密状态封入有高黏度流体，所述液体封入式支座具有加压机构，该加压机构在所述杆沿轴向移动时对封入的所述高黏度流体进行加压。
2.根据权利要求1所述的液体封入式支座，其特征在于， 具有副液室，该副液室与所述主液室连通且容积能够变化，所述加压机构具有设置在所述主液室与所述副液室的连通部分上的节流孔。
3.根据权利要求2所述的液体封入式支座，其特征在于，在所述连通部分上设置有阀，该阀允许所述高黏度流体从所述副液室向所述主液室移动而禁止从所述主液室向所述副液室移动。
4.根据权利要求1所述的液体封入式支座，其特征在于，所述加压机构是施加的压力在所述上液室与所述下液室之间产生的差压以上的加压机构。
5.根据权利要求1所述的液体封入式支座，其特征在于，所述加压机构具有通过所述主液室的所述高黏度流体的移动而移动自如的自由活塞。
6.根据权利要求5所述的液体封入式支座，其特征在于，所述加压机构具有对所述自由活塞施力的螺旋弹簧、空气室、气体室中的任一个。
7.根据权利要求1所述的液体封入式支座，其特征在于，所述加压机构具有通过所述主液室的所述高黏度流体的移动而可动的可动膜。
8.根据权利要求7所述的液体封入式支座，其特征在于， 所述加压机构具有对所述可动膜施力的空气室或气体室。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的液体封入式支座，其特征在于， 具有安装在所述阻尼板与所述容器的底面部之间的弹簧，所述杆滑动自如地贯穿所述橡胶支座。
10.一种液体封入式支座，其特征在于，具有 容器，封入有高黏度流体；橡胶支座，设置在所述容器上部；杆，相对所述容器内的高黏度流体进退自如并贯穿所述橡胶支座； 阻尼板，一体地设置在所述杆的端部并配置在所述高黏度流体内； 弹簧，安装在所述阻尼板与所述容器的底面部之间；阻尼力生成机构，由所述容器的内周面与所述阻尼板的外周面之间的间隙形成； 主液室，包括所述容器内部被所述阻尼板上下分割而成的上液室及下液室； 在所述容器内以液密状态封入有高黏度流体，所述液体封入式支座具有副液室,与所述主液室连通，容积能够因具有根据流入的所述高黏度流体的量可动的可动膜而变化；空气室或气体室，对所述可动膜施力·，节流孔,设置在所述主液室与所述副液室的连通部分上。
全文摘要
一种液体封入式支座，其具有以液密状态封入有高黏度流体(96)的容器(91)、设置在容器(91)上部的橡胶支座(97)、滑动自如地贯穿橡胶支座(97)的杆(93)、设置在杆(93)端部的阻尼板(94)、由容器(91)与阻尼板(94)之间的间隙构成的阻尼力生成机构、包括容器(91)内部被阻尼板(94)分割而成的上液室(912)及下液室(911)的主液室(32)、与主液室(32)连通的容积可变的副液室(29)、用于在杆(93)移动时使上液室(912)与下液室(911)之间产生差压的加压机构。
文档编号F16F13/26GK102171482SQ20098013906
公开日2011年8月31日 申请日期2009年10月2日 优先权日2008年10月3日
发明者光田慎治, 小西正之, 山下敏雄, 柏原真, 田丸正毅 申请人:株式会社小松制作所