專利名稱：減振裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及通過抑制在母材中發生的振動而降低從母材發出的噪音 的減振裝置、以及工程機械鏟斗。
背景技術：
近年來，人們對工程機械要求特別是在夜間作業時在住宅區降低噪 音，而且各國也紛紛出臺將噪音限制在一定程度以下的有關噪音的法規。 例如，在使用具備含鏟斗的作業機的液壓挖掘機等的情況下，己通過實驗 等確認了其鏟斗是噪音的主要發生源。據估計，在從該作業機發出的噪音 當中，約80%是從鏟斗發出的噪音。因此，為了抑制從鏟斗特別是從鏟斗的側板產生的振動并由此減少從 側板發出的噪音，人們嘗試了將減振材設置在鏟斗上的方法。作為減振材， 一般使用橡膠、樹脂、瀝青等稱為粘彈性材的材料。但是， 一般工程機械多在如作業機直接接觸砂土等惡劣的環境下作 業，因此如果在工程機械的作業機上安裝由粘彈性材料構成的減振材，則 會產生耐久性差的問題。另外，粘彈性材一般用金屬板固定，但在通過焊 接修補該金屬板的時候，會產生粘彈性材料燃燒的問題。而且，這些粘彈 性材料價格高，因此存在為了減少噪音而消耗的費用提高的問題。因此，針對開發耐久性高且修補時不燃燒的低價格的減振裝置的要 求，本發明的受讓人開發了層疊板并己提出專利申請，從而被日本特開 2000—219168號公報(或者美國專利6332509號公報)、日本特開2002— 48188號公報等所公開。關于上述公報，參照圖2進行說明。在鏟斗的側 板11上層疊多片薄的鋼板21 (以下稱為薄板21)而構成層疊板20。而且，還記載有以下內容，即在層疊板20之上進一步重疊保護薄板21的比較厚的鋼板30 (以下稱為保護板30)，并對其周圍20a (參照圖1)進行全 周角焊或者間斷角焊、或者進行間歇式塞焊、或者通過螺栓擰緊而進行固 定。在這里，由于層疊板20是由鋼等耐久性高且不易燃燒的低價格材料 構成，因此可以解決以往的粘彈性材存在的問題。關于層疊板20抑制從側板11產生的振動并降低從側板11發出的噪 音的機構，上述公報中有所記載，下面參照圖4A和圖4B，進行說明。艮P， 當側板ll振動時，該振動傳達到層疊板20，使構成層疊板20的薄板21、 21'變形。對于重疊了多張薄板21、 21'的層疊板20，其每個層的變形量不 相同。即，相鄰的薄板21、 21，的曲率半徑分別為不相等的rl、 r2。因此， 原本的位移為x的薄板21、 21'(參照圖4A)，通過由振動引起的微小變 形，其位移分別變為X+AX2、 X+AX1，從而在兩個薄板21、 21'之間 產生相對位移AX2—AX1。相對位移AX2—AX1在薄板21、 21，之間產 生摩擦力(以下稱為層間摩擦力)。從而，在側板ll產生的振動能轉換為 由該層間摩擦力引起的熱能。由此，抑制從側板11產生的振動，降低從 側板ll產生的噪音。從以上說明可知，薄板21、 21，以如圖4B所示的方式獨立變形而生成 相對位移AX2—AX1是減振的條件。因此，反之，如果兩個薄板21、 21' 固定為一體發揮功能，則阻礙獨立變形，從而完全不產生或極少產生相對 位移，進而不能獲得或極少獲得減振效果。關于這一點，參照圖l，進行說明。在以往，層疊板20的周圍20a是 通過焊接等固定在側板11上。但是，為了不阻礙各層獨立的變形而獲得 高的減振效果，以往一般采用不將層疊板20的內部(是指只使用除周圍 20a以外的部分)固定在側板ll上的結構。但是，如果不將層疊板20的 內部固定，則可明顯產生以下的問題。第一個問題是由制造時的焊接工序中產生的熱形變，在構成層疊板 20的薄板21、 21'間產生間隙的同時，在側板11和層疊板20之間也產生 間隙。由此，本應在側板11振動時在薄板21、 21'之間產生的層間摩擦力 根本不產生或者幾乎不產生，從而不能獲得或極少獲得減振效果。第二個問題是在實際使用工程機械時，會常常出現如鏟斗碰撞巖石等側板11受過大外力的情況。因此，內部沒有被固定而僅固定周圍20a 的層疊板20，會受到該過大外力的作用而容易"鼓起"。即，層疊板20 從側板11分離，且薄板21、 21'也會相互分離。其結果，本應在側板11 振動時在薄板21、 21，之間產生的層間摩擦力根本不產生或者幾乎不產生， 從而不能獲得或極少獲得減振效果。由以上說明可知，為了獲得高的減振效果，是最好不固定層疊板20 的內部，以便不阻礙薄板21的變形。但是，如果不固定層疊板20的內部， 則會由伊斗作業時的熱形變或者使用鏟斗時的外力而產生"鼓起"現象， 從而帶來失去減振效果的問題。另外，根據工程機械的大小、使用方法、作業的用途等，工程機械的 ,產斗有多個種類。本發明者們通過對大小、形狀、尺寸等不相同的各種鏟 斗進行試驗的結果，確認了將層疊板安裝在側板上所獲得的效果的同時， 還發現了根據薩斗種類的不同其效果也不同的事實。即，根據鏟斗的種類， 不僅有側板所占的噪音分量高的鏟斗，也有側板的噪音分量小且底板的噪 音分量高的伊斗。此時可考慮以下對策。(1) 對各種鏟斗測定噪音分量，并對底板的噪音分量高的鏟斗，對 其底板也實施噪音對策。(2) 對所有種類的鏟斗， 一律在底板實施噪音對策。但是，在采用上述(1)方法的情況下，對每個新設計的鏟斗都要進 行噪音實驗等，因此非常繁瑣。而在采用上述(2)方法的情況下，需要 對不需要噪音對策的鏟斗，也要追加噪音對策用部件，因此會導致成本提 高。從而，最好先明確需對底板采取噪音對策的基準，僅對各種鏟斗中的 必要最小限度的鏟斗進行噪音實驗等，用必要最小限度的勞力實施噪音對 策。另一方面，在對鏟斗的底板實施噪音對策時，在很多情況下不能使用 不同于側板的層疊板。即，在工程機械的作業過程中，鏟斗的底板與巖石 產生沖撞等的機會多，且與側板相比，會受到過大外力而容易磨損。因此， 安裝在底板上的層疊板有可能會破壞或者剝離，其耐久性差。另外，由于 在底板上安裝層疊板，因此會帶來成本上升的問題。因此，為避免這樣的情形的發生，可考慮一邊通過用加固材加固底板而提高底板剛性、 一邊進行減振的方法。即，可以考慮以下方法根據鏟 斗的種類，可以在鏟斗的側板中的靠近底板的部分安裝作為耐磨損板的板 厚大的加固材，且增加耐磨損板的板厚并進行底板的減振。但是，如果增 加耐磨損板的板厚，則會增加鏟斗的重量，其結果給工程機械的性能帶來 了不良影響。S卩，如果鏟斗的重量增加，則作業機的慣性力矩也會相應增 大，因此需要增大相應量的平衡配重。如果增大平衡配重，則會引起工程 機械的旋轉半徑增大的問題。因此，最好在加固鏟斗的底板時增加必要的 最小限度的重量。另外，作為有效降低機械的噪音且耐久性好的小型的減振裝置，有使 用對多個板進行部分結合而成的層疊板的減振裝置。而且，在進行部分結 合時，可使用螺栓擰緊方式、塞焊或者全周焊(例如可參照上述日本特開2002—48188號公報中的第3 5頁，以及第1 8圖)。在使用層疊板的減 振裝置中，由于層疊板部分地與噪音產生部(振動部)結合，因此在振動 部和層疊板之間以及構成層疊板的板相互之間會產生微小的位置偏差或 者間隙。這樣的微小位置偏差或者間隙會一邊經常性變化一邊連續不斷地 產生，因此反復產生板間的摩擦或者沖撞。從而，噪音產生部的振動能就 會轉換為這些由這些摩擦和沖撞引起的熱能而被消除，進而能減少振動且 降低噪音。然而，在該以往技術中，存在以下問題。S卩，在適用于液壓挖掘機的 鏟斗的側板的情況下，在對側板和層疊板進行部分結合時若使用螺栓擰緊 或者塞焊等方式，則可能從層疊板剖面浸入雨水而使在板間生銹，從而降 低減振性能。而如果為了防止生銹而作為對側板和層疊板進行部分結合的 方式而采用全周焊接，則構成層疊板的板相互約束，妨礙微小位置偏差等 的發生，從而降低減振性能。作為能夠保護層疊板的焊接部的一例，可以考慮如圖29所示的層疊 板的向鏟斗側板的應用。對于鏟斗101，在大致彎曲成C形的底板102的 兩側分別焊接側板103、 103，在向該側板103、 103以及底板102分別焊 接鑲板104、 104、 105，形成鏟斗101的開口部。在鑲板105上安裝有多 個,產斗齒106。在底板102的與鏟斗齒安裝部相反一側的端部，設置有連 結液壓挖掘機的作業機的銷轂(pinboss) 107。在側板103的外側面周部，沿著底板102設置有耐磨損板108。在側板103的外側面，以被鑲板104 和耐磨損板108的方式安裝有層疊板150。如圖30所示，層疊板150具備 內板151，由層疊多片的薄的鋼板而構成；規定厚度的外板152，層疊在 內板151的外側來保護擠壓內板151。以側板103、內板151以及外板152 的分別之間大致密合的方式，粘貼在側板103上。在層疊板150和耐磨損 板108之間，作為將層疊板150和耐磨損板108焊接在側板103上的焊坑 (焊接的量)，設置間隙dl。另外，如圖31所示，在層疊板150和鑲板 104之間，作為將層疊板150和鑲板104焊接在側板103上的焊坑(焊接 的量)，設置間隙d2。如圖32A、 32B所示，兩個間隙dl、 d2是通過重復 進行兩次角焊而被填充。即，層疊板150是通過全周焊接粘結在鏟斗101、根據上述結構，通過使層疊板150的內板151將振動能轉換為熱能并 消除，從而降低挖掘作業時的噪音。另外，設置在鏟斗101的側面的層疊 板150，是通過全周焊接而防止雨水浸入到層疊板內部，從而抑制板間生 銹，維持減振性能。而且，由于鑲板104和耐磨損板108能夠在挖掘作業 時保護蓋焊接部，使其免受巖石等的沖撞*摩擦，因此可以防止層疊板150 的焊接部的磨損，損傷，提高層疊板150的耐久性。然而，在使用上述耐磨損板108的情況下，存在以下問題。(1) 對于將振動能轉換為由板相互間的摩擦引起的熱能而消除的層 疊板，其約束點越少，減振性能越好。但是，由于層疊板150的內板151 的周圍被進行全周焊接而被約束全周，因此其減振性能低下。相反，如果 為了通過減少約束點而提高減振性能，對層疊板150的周圍進行間斷焊接， 則雨水會浸入到其內部而生銹。(2) 在制造時，如果在層疊板150和耐磨損板108之間不能確保規 定的間隙dl，則不能獲得足夠的焊接質量。而為確保間隙dl而決定內板 151和外板152的位置時，需要更多工序數，其結果導致成本提高。(3) 由于焊接部的體積大，因此在需要更多工序數的同時還導致成 本提高。相反，如果為減少焊接量，而對層疊板150的周圍進行間斷焊接， 則與上述(1)的情況一樣，雨水會浸入到其內部而生銹。(4) 為防止由連續焊接時的熱形變引起的鼓起或者變形，需要對層疊板150和側板103在非常多的點進行臨時焊接，從而不僅需要工序，成本也會提高。另外，作為粘貼層疊板的另外的適用例，例如可以像如圖33所示的 那樣，可以將層疊板160 (具備規定數目的內板161和外板162)粘貼在 破碎機170的料斗171的傾斜板172上。此時，為防止水等物質侵入到層 疊板內部，可考慮采用全周焊接。在這種情況下，由于與上述(1)的情 況相同地通過對層疊板160的內板161的周圍進行全周焊接而約束全周， 因此其減振性能差。相反，如果為減少約束點并提高減振性能，而對層疊 板160的周圍進行間斷焊接，則雨水會浸入到其內部而生銹。發明內容本發明鑒于以上的事實，其目的在于提供一種減振裝置，其通過固定 層疊板內部的最佳部位，消除由制造時的熱形變或者使用時的外力而產生 "鼓起"進而使減振效果消失的情況發生，同時，通過采用不阻礙構成層 疊板的薄板的獨立變形的結構，維持高的減振效果。另外，關于鏟斗，其目的還在于提供一種工程機械的鏟斗，其可以不 必進行噪音實驗等而僅用必要的最小限度的勞力實施噪音對策，而且，還 能以增加必要的最小限度的重量的方式加固鏟斗的底板。此外，本發明的目的在于提供不僅減振性能良好而且能防止內部不生 銹的減振裝置。為達到上述目的，根據本發明的第一方案，提供一種減振裝置，其特征是具備層疊板，其至少內部的部位被固定在發出噪音的母材上；該內部的部位，是除了以規定頻率的振動模式對母材進行振動時成為振動模式 的波節的部位。下面，為了對基于本發明的構成的作用效果的一部分容易理解，通過 附圖和附圖中的參照符號，進行說明。但是，附圖和附圖參照符號僅僅是表示一例，而不能限定本發明。根據上述第一結構，如圖3所示，當在母 材11上固定層疊板20時，對于使母材11以規定頻率的振動模式1振動 時成為振動模式1的波腹的部位E以外的部位G，進行固定。當用規定頻率的振動模式1使母材11振動時，如果獲取基于該振動的振幅分布，則如圖5A所示，即使具有同樣結構，根據部位的不同，振 幅大小也會不同。S卩，不僅有振幅大的部位即成為振動模式1的波腹的部位(圖5A中的PH)，而且還有振幅小的部位即成為振動模式1的波節的 部位(圖5A中的PL)。在振幅大的部位，構成層疊板20的薄板21， 21' 的變形量也大，其層間摩擦力也大。在這里，如果臨時在成為振動模式1的波腹的部位E上固定層疊板 20的母材11，則構成層疊板20的薄板21、 21，的獨立變形就會受阻，從而完全不產生或極少產生層間摩擦力。因此，在成為振動模式l的波腹的 部位E以外的部位，具體地說在成為振動模式l的波節的部位G，固定層 疊板20。成為振動模式1的波節的部位G原本就是構成層疊板20的薄板21、 21'的變形量很小或者幾乎沒有的部位。因此，即使固定該處，失去的減振 效果很小或者幾乎沒有減振效果即大致相等，因此可以將由固定層疊板20 引起的向減振效果的不良影響抑制到最小限度。就這樣，根據第一構成， 由于固定了層疊板20內部的最佳部位G，因此可消除因制造時的熱形變 或者使用時的外力而產生"鼓起"現象進而失去減振效果的事情發生。而 且，還不阻礙構成層疊板20的薄板21的獨立變形，維持高的減振效果。根據本發明的第二發明方案，提供一種減振裝置，其特征是具備層 疊板，其固定在發出噪音的母材的至少內部的部位；內部的部位，是除了 以多個頻率的各振動模式對母材進行振動時成為多個振動模式的波節的 部位。根據第二實施方式，如圖5A 5D所示，當在母材11上固定層疊板 20時，對于將母材11以規定頻率的各振動模式1、 2、 3、 4振動時成為各 振動模式1、 2、 3、 4的波腹的部位以外的內部部位G，進行固定。由于 是固定了對于不同頻率的振動模式l、 2、 3、 4,構成層疊板20的薄板21、 21，的變形很小或者幾乎沒變化的部位G，因此，可將經由多個頻率而固定 層疊板20的對于減振效果的壞影響抑制到最小限度。根據本發明的第三發明方案，提供一種減振裝置，其特征是具備層 疊板，其至少內部的部位固定在工程機械的鏟斗的側板上；內部的部位位于由以下各部位構成的區域G內，艮P:i) 由于線段CA與層疊板的周緣相交的點B和圓弧中心C的連接線 段BC的中點d以及中點d的附近構成的部位D，其中，線段CA是，連 結在一側的至少一部分上具備大致圓弧形狀而形成的側板的圓弧中心C、 在伊斗的向工程機械安裝的側的從大致圓弧形狀轉移到其他形狀的點A 而獲得；ii) 由線段CA的中點f以及中點f附近構成的部位F;iii) 部位D和部位F之間的區域。艮P，如圖5A 5D所示，當在不同頻率的振動模式1、 2、 3、 4下使 側板振動11時，在哪一個頻率的情況下，成為振動模式的波腹以外的部 位都是如圖l所示的那樣，確認為區域G。在這里，側板ll是母材ll的 具體一例。根據第三方案，如果在側板11固定區域G內的例如部位D， 則可將由固定層疊板20而引起的對減振效果的不良影響抑制到最小限度。本發明的第一工程機械的鏟斗的特征是具備側板；至少一部分連 接側板的底板；安裝在側板上的層疊板，在側板的高度Hs和底板的寬度Wp之比Wp/Hs為1.47以上的情況下， 對側板和底板相連接的部位的至少一部分的部位進行加固。根據鏟斗的第一構成，將對于底板需要實施噪音對策的基準明確確定 為"側板的高度Hs和底板的寬度Wp之比例Wp/Hs是1.47以上"，并根 據該基準，對底板進行加固。就這樣，可對各種鏟斗中的必要最小限度的 鏟斗，不進行噪音實驗等并以必要最小限度的勞力實施噪音對策。本發明的第二工程機械的鏟斗的特征是具備側板、至少一部分連 接側板的底板、安裝在側板上的層疊板，在側板的高度Hs和底板的寬度 Wp之比Wp/Hs為1.47以上的情況下，對側板和底板連接的部位內的成為 振動模式的波腹的部位進行加固。根據鏟斗的第二構成，與上述鏟斗的第一構成一樣，根據對于底板需 要實施噪音對策的基準，對底板進行加固。因此，能以必要最小限度的勞 力實施噪音對策。另外，由于僅加固在側板和底板連結的各部位中的成為 振動模式的波腹的部位，因此，能將底板的加固實施為必要的最小限度， 且將影響工程機械性能的不良影響抑制為最小限度。本發明的第三工程機械的鏟斗的特征是具備側板、至少一部分連接側板的底板、安裝在側板上的層疊板，并且還具備連結部件，其在側板的高度Hs和底板的寬度Wp之比Wp/Hs為1.47以上的情況下，以使高度 Hs和底板的實質上的寬度Wp'之比Wp7Hs為小于1.47的方式連接側板和 底板。根據鏟斗的第三構成，與上述鏟斗的第一構成相同，能以必要最小限 度的勞力實施噪音對策。另外，以將Wp，/Hs小于1.47的方式安裝連結部 件，降低來自底板的發出音。而且，由于在WpVHs小于1.47的狀態下是 通過在側板上安裝層疊板而降低來自側板的發出音，因此，可以將鏟斗發 出的噪音最有效且最大限度地降低。本發明的第四工程機械的鏟斗的特征是具備側板、至少一部分連接側板的底板、安裝在側板的外側的層疊板，對側板和底板的內側的、側 板和底板連接的部位的至少一部分的部位進行加固。根據第四構成，由于能夠降低來自底板的發出音，因此不僅能夠降低 來自鏟斗側方的噪音，還可以降低鏟斗前方的噪音。另外，由鏟斗整體的 高剛性化，側方噪音比加固前更低。另外，由于僅加固了鏟斗的內側連結 部，因此與在鏟斗的外側設置耐磨損板等加固材時相比，可以減少加固材 的重量增加。本發明的第四減振裝置，具備層疊板，其是通過對在周緣部具有矩 形或波形的缺口部的規定張數的內板、和設置在規定張數的內板的外側且具有與內板周緣部不同的形狀的外板進行層疊而構成的；內板與減振對象 機械的部件對接；在外板的周緣部實施連續焊接，在內板的周緣部實施間 斷焊接，而將層疊板結合到減振對象機械的部件上，由外板和機械的部件 封閉式密封所述規定張數的內板。根據該結構，通過對層疊板的外板進行 連續焊接(全周焊接)防止雨水浸入，而防止板間生銹。在減振裝置中，還可以如下在將層疊板結合到減振對象機械的部件 上時，進一步在內板的周緣部實施基于多處焊接的間斷焊接。根據該結構， 在內板的周緣部進行間斷焊接，使內板的約束程度抑制為較低，因此可以 獲得具有優良減振特性和顯著噪音降低效果的減振裝置。本發明的第五減振裝置，具備層疊板，其是通過對在周緣部具有矩 形或波形的缺口部的規定張數的內板、和設置在規定張數的內板的外側且具有與內板周緣部不同的形狀的外板進行層疊而構成的；減振對象機械的 部件具有可對接于層疊板的端部的對接部件；內板具有從外板的周緣突出 而對接于對接部件的對接部；通過焊接填埋對接部彼此之間，將內板裝在 減振對象機械的部件上，在外板的周緣和對接部件之間，進行被內板蓋住 的連續焊接，由外板和減振對象機械的部件封閉式密封規定張數的內板。
根據該結構，規定張數的內板通過在機械側的對接部件上對接內板的對接 部，而容易確定位置。另外，不需要進行為防止連續焊接時的熱形變引起 的鼓起等變形而進行臨時定位，從而減少了工序數和成本。另外，由于機 械側的對接部見保護層疊板的焊接部，因此可以保護焊接部免受由與異物 之間的沖撞 摩擦引起的損傷 磨損，從而提高了層疊板的耐久性。
本發明的第六減振裝置，具備層疊板，該層疊板對規定張數的內板、 和設置在規定張數內板的外側的外板進行層疊而成的；在內板的周緣部設 置有與外板的周緣形狀一致的多個突出部；通過在外板的周緣部實施連續 焊接，而對在內板的多個突出部進行間斷焊接，由外板和減振對象機械的 部件封閉式密封規定張數的內板。根據該結構，由于能通過外板的連續焊 接工序、而進行對內板的突出部實施焊接的間斷焊接，因此，不僅制造工 序減少了，而且成本變低了。另外，由于內板的突出部與外板的周緣形狀 大致一致，因此可以將這些部位使用于確定層疊板的各板的位置，能夠容 易進行各內板和外板之間的定位作業，獲得低成本的減振裝置。
在減振裝置中，還可以內板的對接部經由矩形或波形的缺口部具有 多個，并且，各對接部的長度是100 280mm之間。根據該結構，由于內 板的周緣部的間斷焊接間隔是基于測試結果而設置為100 280mm之間， 因此可以獲得非常好的噪音降低效果。
在減振裝置中，還可以內板的多個突出部以100 280mm的間隔被 設置。根據該結構，將內板的周緣部的間斷焊接間隔基于測試結果設定為 100 280mm之間，獲得非常良好的噪音降低效果。
圖1是表示本發明的第一實施方式的鏟斗的側板的鏟斗的側視圖。 圖2是表示圖1的鏟斗的側板剖面結構的圖。圖3是用于說明第一實施方式的、與振動模式的波腹和波節相對應的 層疊板的變形量的圖。
圖4A和圖4B是用于說明第一實施方式的薄板的變形的說明圖，其 中，圖4A表示側板非振動時的狀態；圖4B表示側板振動時的狀態。
圖5A 5D是表示在第一實施方式中，用各振動模式使側板振動時的 振幅大小的分布的圖，且圖中的PL表示"波節"、PH表示"波腹"、PM 表示"中間"(即，不是波節但振幅小)。
圖5A表示振動模式1;圖5B表示振動模式2;圖5C表示振動模式3; 圖5D表示振動模式4。
圖6是表示本發明的第二實施方式的鏟斗的立體圖。
圖7是相當于圖6的7—7剖面的說明圖，且表示了鏟斗各部分尺寸。
圖8A和圖8B是表示第二實施方式的安裝有連結部件的鏟斗的圖， 其中，圖8A是相當于圖6的8A—8A剖面的說明圖9是表示第二實施方式的側板高度和底板寬度之比、與噪音貢獻量 之間的關系的圖。
圖10是表示第二實施方式的用規定頻率的振動模式使鏟斗振動時的
振幅大小的分布圖。
圖IIA和圖11B是表示第二實施方式的實施例的、用具備鏟斗的液
壓挖掘機進行向卡車的裝載作業的狀況的圖，其中，圖IIA是側視說明圖，
圖11B是俯視說明圖。
圖12是表示本發明的第三實施方式的鏟斗的立體圖。
圖13是表示第三實施方式的鏟斗的側視圖。
圖14是表示第三實施方式的層疊板的立體圖。
圖15A是對應于圖13的15A—15A剖面的要部剖面圖。
圖15B是對應于圖13的15B — 15B剖面的要部剖面圖。
圖16A、 16B、 16C是表示第三實施方式的焊接狀態的要部剖面圖。
圖16A是表示對圖15A所示的間隙進行間斷焊接的情況的說明圖。
圖16B是表示對圖15A所示的間隙進行連續焊接的情況的說明圖。
圖16C是表示對圖15B所示的間隙進行連續焊接的情況的說明圖。
圖17是表示第三實施方式的、內板的焊接間距和發出噪音級別之間的關系的測定數據。
圖18是第三實施方式的焊接間距的說明圖。
圖19A是表示第三實施方式的另外的實施例。
圖19B是圖19A中的19B — 19B剖面圖。
圖20是本發明的第四實施方式的自行式破碎裝置的側視圖。
圖21是第四實施方式的料斗的立體圖。
圖22是第四實施方式的傾斜壁面的俯視圖。
圖23A是圖22的23A—23A剖面圖。
圖23B是圖22的23B—23B剖面圖。
圖24是第四實施方式的焊接間距的說明圖。
圖25A 28是作為第三和第四實施方式的變形例的其他樣式的層疊 板的俯視圖。
圖25A是表示缺口部為波形的實例的圖25B是表示在內板的周緣部設置多個塞焊用孔的實例的圖25C是表示在內板和外板上都設置用于與側板焊接的多個孔實例 的圖26是表示使內板的鑲板側端部從外板周緣突出并在突出部設置缺 口部的實例的圖27是表示在內板的鑲板側端部設置多個突出部以及缺口部的實例 的圖28是表示使內板的端部從外板周緣突出并在突出部設置多個缺口 部再通過焊接填充的實例的圖29是基于以往技術的鏟斗的立體圖。 圖30是焊接前的圖29的30 — 30剖面圖。 圖31是焊接前的圖29的31—31剖面圖。
圖32A和圖32B是表示基于以往技術的焊接工序的圖29的要部剖面 圖，其中，圖32A是表示一次悍接后的狀態的圖，圖32B是表示兩次焊 接后的狀態的圖。
圖33是基于以往技術的破碎機的立體圖。
圖34是對第三和第四實施方式進行組合構成的實施例的鏟斗的立體圖。
圖35是表示在本發明的實施方式以及實施例的噪音能量降低率的圖表。
圖36是表示對第一 第三實施方式進行組合構成的實施例的鏟斗的
圖37A、 37B、 37C是表示將減振對象機械和外板以密閉封閉規定數 目的內板的方式結合的實施例的剖面圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖，詳細說明本發明的優選實施例。另外，在本實施方 式中，考慮具備帶鏟斗的作業機的液壓挖掘機等工程機械。
作為第一實施方式，對抑制工程機械的鏟斗的側板產生的振動、降低 從側板發出的噪音的情況進行說明。圖1表示作為第一實施方式的減振對 象的鏟斗10的側板11;圖2表示側板11的剖面。如圖2所示，在鏟斗 10的側板11上層疊多個鋼制薄板21，構成層疊板20。在層疊板20上進 一步重疊保護薄板21的比較厚的鋼制保護板30，且如圖1的剖面線所示， 其周圍20a利用全周焊接、角焊等方式固定在側板ll上。保護板30是為 了防止薄板21被砂土等磨損而設置的。另外，也可以不在層疊板20上設 置保護板30。作為在將層疊板20的周圍(周邊部)固定在側板ll上的方 法，除了可以采用上述的通過全周角焊固定的方法，還可以采用間斷的角 焊、或者間歇的塞焊、或者螺栓擰緊等任意固定方法。這些固定方法記載 在例如日本特開2000—219168號公報、美國專利6332509號公報以及日 本特開2002—48188號公報中。
下面，參照圖4A和圖4B，對抑制層疊板20從側部11發出振動并降 低從側板11發出的噪音的機構進行說明。如圖4B所示，當側板11振動 時，該振動傳達到層疊板20，使構成層疊板20的薄板21、 21'變形。對于 重疊多個薄板21、 21'的層疊板20，其每個層的變形量不相同。即，相鄰 的薄板21、 21'的曲率半徑分別為不相等的rl、 r2，因此，原本的位移為x 的薄板21、 21'(參照圖4A)，通過由振動引起的微小變形，其位移分別 變為X+AX2、 X+AX1，從而在兩個薄板21、 21，之間產生相對位移AX2 — AX1。相對位移AX2 —AX1在薄板21、 21，之間產生摩擦力(以下 稱為層間摩擦力)。從而，在側板ll產生的振動能轉換為由該層間摩擦力 引起的熱能。由此，抑制從側板ll產生的振動，降低從側板ll產生的噪
音
從而，薄板21、 21，以如圖4B所示的方式獨立變形而生成相對位移A X2 — AX1是用于減振的條件。相反，如果兩個薄板21、 21'固定為一體發 揮功能，則阻礙獨立變形，從而完全不產生或極少產生相對位移，進而不 能獲得或極少獲得減振效果。
圖3時表示當以規定頻率的振動模式1使母材11振動時，以對應于 震動模式1的波腹、波節的方式表示層疊板20的變形量的圖。在圖5A中， 表示當以上述振動模式1使母材11振動時的根據該振動的振幅大小的分 布，且以對應于振幅大小的方式按不同樣式表示了各部位。在圖5A中， 由PH表示的部位是振幅大的波腹部位，由PL表示的部位是振幅為0即 波節部位。這樣，即使具有同樣構造，但根據部位的不同振幅大小也不同， 即，既有成為振幅大的部位即振動模式1的波腹的部位，也有成為振幅小 的部位即振動模式1的波節的部位。
如圖3所示，在振幅大的波腹部位E，構成層疊板20的薄板21、 21' 的變形量以及層間摩擦力都大。而與之相反，在成為振動模式1的波腹的 部位E，將層疊板20固定在母材11上。在這種情況下，阻礙了構成層疊 板20的薄板21、 21，獨立變形，從而完全不產生或極少產生層間摩擦力。 因此，不能獲得或極少獲得基于層疊板20的減振效果。因此，在第一實 施方式中，在避開成為振動模式l的波腹的部位E的其他部位，具體地說 是在成為振動模式1的波節的部位G，將層疊板20固定在母材11上。
另一方面，在側板11中明確了成為振動模式1的波節的部位，其結 果是如圖1所示的區域G。將在下側(一側)的一部分上具備大致圓弧形 形狀而構成的側板11的圓弧中心C、和在鏟斗10向工程機械的安裝側從 大致圓弧形狀轉移到其他形狀的點A進行連接的連接線作為線段CA，將 該線段CA與層疊板20相交的點作為B，且將連結點B和圓弧中心C的 連接線作為線段BC。區域G包括線段BC的中點d和中點d的附近部 位D;線段CA的中點f和中點f的附近部位F;以及，部位D和部位F之間的區域。這樣，當在鏟斗IO的側板11上固定層疊板20時，固定區域G內的例如部位D。圖2表示將層疊板20的部位G固定在側板11上的方法的一 例。如圖2所示，以將保護板30、層疊板20貫通至側板11的方式穿設孔 50，并以在孔50中充滿焊接材51的方式實施塞焊。另外，除了塞焊，還 可以采用螺栓擰緊等任意的固定方法。成為振動模式1的波節的部位G原本就是構成層疊板20的薄板21、 2r的變形量很小或者幾乎沒有的部位。因此，即使固定該處，失去的減振 效果很小或者幾乎沒有減振效果即大致相等，因此可以將由固定層疊板20 引起的向減振效果的壞影響抑制到最小限度。就這樣，根據第一實施方式， 由于固定了層疊板20內部的最佳部位G，因此可消除因制造時的熱形變 或者使用時的外力而產生"鼓起"現象進而失去減振效果的事情發生。而 且，還不阻礙構成層疊板20的薄板21的獨立變形，維持高的減振效果。 另外，在第一實施方式中，對于一個頻率的一個振動模式，固定了波腹以 外的部位，但也可以對于多個頻率的多個振動模式，固定波腹以外的部位。圖5A 5D分別表示在不同頻率的振動模式1、 2、 3、 4下使側板振 動11時的振幅大小的分布。在以振動模式l、 2、 3、 4使側板振動11時， 無論在哪一個頻率的情況下，都將振動模式的成為波腹以外的部位作為了 區域G。如圖1所示，區域G由部位D、部位F、以及部位D和部位F間 區域構成。從而，如果在向鏟斗10的側板11固定層疊板20時固定區域G 內的例如部位D，則可將由固定層疊板20而引起的對減振效果的壞影響 抑制到最小限度。另外，在第一實施方式中，是考慮到振動模式而規定了向側板11固 定層疊板20時的在內部的固定位置，但只要在層疊板20的周邊以外的部 位固定側板11即可。由此，可防止由施加熱而引起的鼓起等現象發生。 尤其優選以下方式，即，將層疊板20的周邊以外(內部)的部位(部位G 或者區域G)以及周邊部20a—同固定在側板(或者母材)11上。由此， 不僅能防止鼓起等情況發生，且能維持高的減振效果。在第一實施方式中，將工程機械的鏟斗10的側板11作為了減振對象.， 但本發明可將任意的母材作為減振對象并實際應用。例如，在構成工程機械的作業機的部件內，對起重臂、懸臂進行減振的情況下，可應用本發明。 另外，對于具備刮板的工程機械，也可以應用本發明，對刮板減振。另外， 還可以將本發明應用于具備料斗的破碎作業機械等，作為噪音發生源的料 斗減振。另外，在對構成工程機械的行走部分的履帶、履帶架等進行減振 時，也可以應用本發明。另外，也可以在發動機或者液壓泵等組件上安裝層疊板20，進行減振。 尤其在使用液壓泵時，存在由液壓泵產生的脈動傳達到配管中而產生噪音 的問題。在液壓泵中成為問題的頻率是脈動的頻率及其諧音頻率。在這里， 也可與第一實施方式一樣，脈動頻率及其諧音頻率的在各振動模式下的振幅大小的分布，指定各振動模式的成為波腹以外的部位，并固定該部位， 這樣可降低基于由液壓泵引起的脈動的噪音。下面，作為第二實施方式，對抑制在工程機械的鏟斗產生的振動、降 低從側板和底板發出的噪音的情況進行說明。圖6是作為第二實施方式的 減振對象的,產斗10的立體圖；圖7表示鏟斗10的剖面。如圖6所示，在鏟斗10的側板11上，構成有層疊多個鋼制薄板而成的層疊板20。作為在 將層疊板20固定在側板11的方法，除了可以采用上述的通過全周角焊固 定的方法，還可以采用間斷的角焊、或者間歇的塞焊、或者螺栓擰緊等任 意固定方法。在側板11的上端安裝有鑲板13，用于加固鏟斗10的開口部。在底板 12上安裝有鏟斗齒18的同時，還安裝有支架(bracket) 19。在支架19上 安裝有如圖11A所示的懸臂41。在鏟斗10的內側的、側板11和底板12 連接的角落部，固定有加固部件14。該加固部件14是為了確保鏟斗10 的強度并提高剛性而設置的。在鏟斗10的內側的、側板11和底板12連接的角落部中的特定部位K (參照圖10)，安裝有連結側板11和底板12的梁狀的連結部件15。通過 連結側板11和底板12而設置連結部件15，是為了加固底板12而確保剛 性的同時，降低從底板12發出的噪音。下面，對向底板12安裝連結部件15的基準進行說明。在圖9中，將 側板11的高度Hs和底板12的寬度Wp之比例Wp/Hs作為橫軸、將側板 11、底板12的噪音貢獻量T1、 T2作為縱軸。圖9是表示以未在鏟斗上安裝層疊板20或連結部件15的狀態測定噪音貢獻量的結果。鏟斗10的底 板12的寬度Wp和側板11的高度Hs由圖7定義。如圖9所示，在Wp/Hs小于1.47的區域N中，底板12的噪音貢獻量 T2小于側板11的噪音貢獻量Tl。即，底板12的噪音貢獻量T2小于側板 ll的噪音貢獻量Tl，且從側板ll發出的噪音處于支配地位，因此，僅通 過在側板ll上安裝層疊板20，即能降低鏟斗IO發出的噪音。由于即使加 固底板12也不會對降低鏟斗10的噪音沒有多大貢獻，因此沒必要加固底 板12。因此，對于比值Wp/Hs小于1.47的鏟斗10中，在側板11上僅安 裝層疊板20，省略連結部件15的安裝。與之相對，在Wp/Hs為1.47以上的區域Q中，底板12的噪音貢獻量 T2為側板11的噪音貢獻量T1以上。g卩，從底板12發出的噪音處于支配 地位，因此，僅在側板11上安裝層疊板20還不夠，即如果不能降低從底 板12發出的噪音，則無法降低f產斗10發出的噪音。因此，對于比值Wp/Hs 為1.47以上的鏟斗10中，除了在側板11上安裝層疊板20以外，還要像 圖8A和圖8B中所述的那樣，在連接側板11和底板12的角落部16設置 連結部件15。根據以上所述的第二實施方式，將對于底板12需要實施噪音對策的 基準明確確定為"側板ll的高度Hs和底板12的寬度Wp之比例Wp/Hs 是1.47以上"，并根據該基準，對底板12進行加固。就這樣，可對各種鏟 斗中的必要最小限度的鏟斗，不進行噪音實驗等并以必要最小限度的勞力 實施噪音對策。因此，可大幅度降低設計、制造鏟斗的費用。另外，在設 計新的鏟斗時由于可從設計階段的各部分的尺寸判斷出是否應該對底板 12加固，因此可以謀求縮短從設計到制造的工序。下面，舉各種實施例，說明連結部件15的安裝位置及安裝方法。 (實施例1)在角落部16的整個區域安裝連結部件15。 (實施例2)指定從底板12發出噪音的主要發生源，僅對該部位安裝連結部件15。 在對工程機械實際作業時的噪音的頻率頻譜進行分析時，降低產生高 峰值的頻帶的噪音很重要。因此，用產生大的峰值的頻帶的噪音，實施鏟斗10的振動模式解析，尋找從底板12發出的噪音的主要發生源。圖10 涉及鏟斗10的代表性振動模式的振幅的大小分布，且根據振幅大小以不同的濃淡表示了各部位。在圖中，為了明確與圖6對應的關系，表示了鏟 斗齒18、支架19的安裝位置。如圖10所示，即使是同一結構，根據部位的不同，其振幅也不相同， 即不僅有振幅大換言之成為振動模式的波腹的部位，也有振幅小換言之成 為振動模式的波節的部位。這里，認為角落部16的成為振動模式的波腹 的部位，是來自底板12的發出音的主要發生源。因此，從圖10的振幅分 布中尋找出角落部16的成為振動模式的波腹的部位K，并在該部位K， 安裝連結部件15。根據實施例2，由于僅在側板11和底板12連結的角落 部16中的成為振動模式的波腹的部位K,安裝連結部件15，因此，能將 底板12的加固實施為必要的最小限度，且將影響工程機械性能的壞影響 抑制為最小限度。(實施例3)以使側板11的高度Hs和底板12的寬度Wp，之比例Wp，/Hs小于1.47 的方式，安裝連結部件15。如圖8A和8B所示，在底板12的兩個角落部 16分別安裝連結部件15，將連結部件15的連結部為12a彼此間的連結線 段的長度，作為"實際的底板寬度Wp'。在這里，如圖9所示，將安裝連 結部件15前的比例Wp/Hs的值設定為J2，處于底板12的噪音貢獻量T2 處于支配地位的區域Q。在區域Q中安裝連結部件15并降低從底板發出 的音，對于降低鏟斗10的噪音方面最有效。在安裝連結部件15之后，可將Wp'/Hs的值從J2變為Jl，并能位移 到側板11的噪音貢獻量Tl處于支配地位的區域N。區域N是從底板12 發出的發出音幾乎不成為問題但是從側板11發出的發出音成為問題的區 域。在區域N中在側板11上安裝層疊板20，對于降低鏟斗10的噪音方面最有效o根據所述實施例3，以將Wp7Hs小于1.47的方式安裝連結部件15， 降低來自底板12的發出音。由于在WpVHs小于1.47的狀態下是通過在 側板11上安裝層疊板20而降低來自側板11的發出音，因此，可以將鏟斗IO發出的噪音最有效且最大限度地降低。 (實施例4)還可以對實施例2和實施例3進行組合實施。即，在由圖10的振幅 分布尋找在角落部16內成為振動模式的波腹的部位K，并在該部位K， 以Wp7Hs小于1.47的狀態安裝連結部件15。(實施例5)在上述的實施例1 4中，是使用梁狀的連結部件15加固了底板12 的角落部16，但是也可以僅加固在圖8A中用虛線表示的角落部16，而不 一定使用梁狀的連結部件15。例如，可以采用以下的實施方式以不在角 落部16上形成間隙的方式填充加固部件；或者，與以往的耐磨損板一樣， 不是在鏟斗10的內側，而是在外側貼上加固部件。(實施例6)在上述的實施例1 5中，對Wp/Hs為1.47以上的鏟斗10進行加固 的情況進行了考慮。但是，也可以采用以下方式實施即，無論Wp/Hs 的值如何，均可在成為鏟斗10的內側即與層疊板20的安裝面相反的一側 的、側板11和底板12連接的部位安裝連結部件15等加固材。此時，可 在側板11和底板12的內側連接部的整個區域設置加固材，也可以在內側 連接部的一部分上設置加固材。下面，對實施例6的效果，參照圖11A和圖11B進行說明。圖11A 和圖11B是表示將鏟斗10安裝在液壓挖掘機40的懸臂41上且液壓挖掘 機40向卡車42進行裝載的形態的圖。這里，考慮了雖然鏟斗IO安裝有 層疊板20、但是沒有由連結部件15等對底板12進行加固的情況。在這 種情況下，雖然由于層疊板20的作用，明顯降低了來自側板ll的發出音， 但是來自底板12的發出音卻依然處于很大的狀態。從而，對于鏟斗10的 前方S的噪音，不能獲得充分的噪音降低效果。針對于此，又考慮了不僅在鏟斗10上安裝有層疊板20，而且由連結 部件15等對底板12進行加固的情況。此時，由于由連結部件15等對底板12進行了加固，因此，成為噪音的原因的振動振幅變小，降低了來自底板12的發出音。因此，對于鏟斗10的前方S的噪音，能獲得充分的噪 音降低效果。另外，來自底板12的發出音對鏟斗10的側方R的噪音也有 影響。因此，可以在包括鏟斗10的側方R的所有方向上充分降低噪音。 另外，由于僅加固了鏟斗IO的內側連結部，因此與在鏟斗10的外側設置 耐磨損板等加固材時相比，可以減少加固材的重量增加。接著，使用圖12 16C，說明第三實施方式。如圖12所示，作為液壓 挖掘機的作業用附件的鏟斗101，在彎曲為大致C形的底板102的左右兩 側上分別焊接有側板103、 103。而且，在側板103、 103以及底板102上 分別焊接鑲板104、 104、 105，形成鏟斗101的開口部。鑲板104、 104、 105是安裝在伴隨著挖掘引起激烈摩擦的部位的部件，且該部件的厚度設 定為大于底板102或者側板103的厚度。在鑲板105上安裝有多個鏟斗齒 106。在底板102的與鏟斗齒安裝部相反一側的端部，設置有連結液壓挖 掘機的作業機的銷轂(pin boss) 107。在側板103的外側面周部，沿著底 板102設置有耐磨損板108。在鏟斗101的側板103的外側面，像如圖13所示的那樣，以被鑲板 104和耐磨損板108包圍的方式貼有大致半圓形狀的層疊板110。在層疊 板110的內部，設置有塞焊用的孔110a。如圖14所示，層疊板110具備 內板lll，由層疊規定數目的薄的鋼板而構成；外板112，層疊在內板lll 的外側。外板112，在擠壓內板111的同時，具備保護內板111在挖掘時 免受與巖石之間的沖撞和磨損的厚度。各內板111的大致圓弧狀側的端部形狀是與耐磨損板108的內周大致 一致的形狀，且規定寬度w的矩形缺口部llla設置在包含大致圓弧狀側 端部的周向兩端的多個位置上。通過用缺口部llla隔開，形成與耐磨損 板108的內周對接的多個對接部lllb。缺口部llla的寬度與外板12和耐 磨損板108之間的間隙dl相等。外板112的大致圓弧狀側的端部形狀， 與內磨損部108的內周之間，作為焊坑(焊接的量)形成有間隙dl。由于 具有上述形狀，在缺口部llla，如圖15A所示，層疊板110與耐磨損板 108形成間隙dl間隔開。在對接部lllb，如圖15B所示，層疊板110的 內板111與耐磨損板108對接，且外板112與耐磨損板108之間形成間隙dl間隔開。即，對接部lllb從外板112的周緣開始突出間隙dl的程度。 各內部111和外板112被形成為作為在與鑲板104間作為焊坑形成間隙d2 (未圖示，與圖31相同)的形狀(大致直線)。按以下方式進行向鏟斗101的側面粘貼層疊板110的工序。首先，重 疊規定張數的內板，將對接部lllb對接于耐磨損板108而決定內板111 的位置。接著，利用內板lll的缺口部llla，決定外板112的位置。在完 成層疊板110 (內板111和外板112)的定位之后，兼作臨時定位來將缺 口部llla以如圖16A所示的方式焊接填埋。由此，各內板111就以間斷 焊接方式，安裝在鏟斗101上。接著，以如圖16B和圖16C所示的方式連 續焊接并填埋缺口部llla和對接部lllb之間的間隙dl。另外，用連續焊 接方式，填埋層疊板110和鑲板104之間的間隙d2。即，對于層疊板IIO， 將各內板111在耐磨損板108側間斷焊接而將外板112以連續焊接方式， 設置在鏟斗101的側面。其中，優選在孔110a處實施塞焊，防止有熱形 變引起的層疊板110的各板的鼓起。由此，層疊板110以將側板103、內 板lll以及外板112各自大致密合的方式，設置在側板103上。接著，對基于上述構成的工作狀況進行說明。當側板103有彈性變形 而振動，則焊接部傳導該振動，使各內板lll也由彈性變形而振動，而側 板103和內板111之間以及內板111彼此間卻由傳播滯后以及剛性差距等， 一邊生成微小位置偏差一邊進行滑動。只要該振動持續，則該微小的位置 偏差或者間隙就經常性地變化并不斷發生，因此，各自間的摩擦和沖撞就 一直反復進行。這樣，側板103的振動能就會由它們之間的摩擦和沖撞而 轉換為熱能并消除。從而，可以減少側板103的振動，進而減少由側板103 發出的噪音。換言之，各板根據其約束條件而振動，并產生板間的微小相對位移， 因此可以產生板彼此間的摩擦和沖撞。根據該摩擦和沖撞，振動能就能轉 換為熱能，因此可以衰減成為噪音來源的振動。尤其在板間的密合度高的 情況下，與板和板之間的間隙產生的沖撞現象相比，板間的摩擦成為主要 因素，并更有效地衰減振動。下面說明本實施方式的效果。根據本實施方式，層疊板110通過與外 板112的連續焊接，防止了雨水浸入到層疊板110的內部而板間生銹，維持了減振性能。由于鑲板104或者耐磨損板108可以在進行挖掘作業時保護該連續焊接部使其免受巖石等的沖撞 摩擦，因此可以防止層疊板110 的焊接部受磨損，損傷，提高層疊板HO的耐久性。另外，由于內板lll 是采用了通過多個缺口部llla的焊接而構成的間斷焊接，而與全周焊接 相比其約束程度低，因此可以獲得具有優良的減振特性而獲得顯著的噪音 降低效果的減振裝置。在制造上的效果方面，規定數目的內板111僅通過將對接部lllb碰到 磨損部108即可定位，而沒有必要確保與耐磨損板108之間的焊坑的間隙 dl。由此，外板112也可以利用內板111的缺口部llla而容易確定位置， 因此可獲得定位作業變得容易且成本低的減振裝置。由于與耐磨損板108 之間的焊接，是通過由缺口部的焊接而完成的間斷焊接和外板112的外周 的連續焊接而完成，因此不僅焊接量少且焊接工序也能縮短，其結果能獲 得低造價的減振裝置。以往，為防止熱形變的產生，實施了多個臨時定位。 但是，在本發明中，由于缺口部llla的焊接兼作為臨時定位，因此不僅 可以省略臨時定位工序，另外，還由于連續焊接也很少，因此即使兼用作 臨時定位的缺口部llla的焊接位置較少，也不會發生熱形變。在這里，對噪音降低效果和內板lll的焊接間距之間的關系的確認測 試結果，進行說明。約束層疊板的點越少、即焊接部的長度越短，使用層 疊板的減振裝置的噪音降低效果越大。這是因為在上述的動作說明中也 能知道的那樣，容易在層間產生相對位移，從而產生更大的摩擦力的緣故。 從而認為內板lll的焊接間距越大越好。然而，如果焊接間距過大，則由 內板周緣部的局部的振動而產生內板彼此間的相互拍打現象，其結果產生 發出拍打音這樣的相反的問題。因此，測定了內板的焊接間距和發出噪音級別之間的關系。圖17表 示了其結果。根據圖17可知 一增大焊接間距，則噪音級別漸漸降低， 而到大概170mm的間距處，發出噪音變得最小。如果將間距增大至比該 值更大，則由所述拍打音，噪音又漸漸增大，并大概在280mm處收斂于 大致一定的級別。該收斂時的級別與間距為100mm時的噪音級別大致相 等。從而，如果將間距設定為小于100mm，則其效果會變得低于間距大于 170mm而發出拍打音時的情況。另外，考慮到降低成本的問題，即使想增大焊接間距，如果超過280mm，則會由拍打音而減小噪音降低效果。以上 討論的結果是，內板的焊接間距優選設定為100mm 280mm之間。從而，第三實施方式的內板111焊接間距、即對接部lllb的周向長度 Ll優選設定為100mm 280mm之間。其中，將對接部lllb的周向長度 Ll，以如圖18所示的方式定義。在第三實施方式中，采用了通過將在內板111的周緣部以規定間隔設 置的缺口部llla焊接在側板103上，從而對內板lll的周緣部進行間斷焊 接的結構。但是，并不限定于此，例如可以是如圖19A和19B所示的另 外的實施例的層疊板結構。在這里，圖19A是另外的實施例的層疊板的立 體圖，圖19B是其19B — 19B剖面圖。在圖19A和19B中，具有與鏟斗101的耐磨損板108的內周形狀大致 相等的大致半圓形的外周端部，并層疊多個在該周緣部上不設置有缺口部 的內板111A。在該多片層疊部的外側，層疊直徑比內板111A的直徑小規 定長度dl的外板112，構成層疊板IIOA。將層疊板IIOA，以被鑲板104 和耐磨損板108包圍的方式貼在鏟斗101的側板103的外側面。通過對外 板112的周緣部和耐磨損板108以及鑲板104之間進行連續焊接，僅約束 外板112和最外側內板111A的周緣部。在這種情況下，由于不是約束全 部板，因此其約束程度低，能獲得優良的減振特性。另外，可以防止雨水 浸入到層疊板內部，防止板間生銹，維持長時間的減振特性。接著，參照圖20 圖22，說明第四實施方式。在第四實施方式中， 將層疊板應用于自行式破碎裝置的料斗。如圖20所示，自行式破碎裝置 120，在具備履帶式行走裝置121的基臺122的后部搭載有動力裝置123， 同時在基臺122的中央部搭載有破碎機124。投入到設在基臺122前部的 料斗125中的被破碎物(例如，巖石、混凝土類、木材、建筑廢棄材料等)， 被破碎機124破碎為規定大小，并由從基臺122的下部向后方延伸設置的 搬出裝置126向后方搬出。如圖21所示，在料斗125的中央部設置有將投入的被破碎物搬送到 破碎機124的送料部127，且料斗125的傾斜壁面128、 128、 129以包圍 送料部127的方式形成朝上方的開口部。在料斗125的傾斜壁面128、 128、 129上分別貼有層疊板130、 130、 140。各層疊板130、 130、 140的形狀不同但材料相同。下面，舉例說明該層疊板130。如圖22所示，層疊板130是比傾斜壁面128小一圈的外形形狀，并 貼在傾斜壁面128的中央部。在層疊板130的規定位置設置有塞焊用的孔 130a。層疊板130具備層疊規定張數的薄鋼板而構成的內板121、層疊 在內板131的外側的外板132。為了在擠壓內板131的同時保護內板131 免受投入被破碎物時與被破碎物之間的沖撞和摩擦，外板132具有規定厚 度。外板132的外形成為層疊板130的外形，且內板131在周緣部具備與 外板132的周緣形狀一致的多個突出部131a、和從外板132的周緣形狀向 內凹入的多個缺口部131b。向料斗125的傾斜壁面128貼層疊板130的粘貼工序采用以下方法。 首先，在設置有對接于層疊板130的鄰接的2邊的夾具(未圖示)的工作 臺(未圖示)上，重疊規定張數的內板131，在其上面重疊外板132之后， 使全部的板與夾具對接而規定其位置，對周緣的多處進行臨時焊接。接著， 將臨時焊接的層疊板130與傾斜壁面128結合。由此，如圖23A和圖23B 所示，對外板132進行連續焊接，而對各內板131在缺口部131b處不進 行焊接，進行僅在多個突出部131a處焊接于傾斜壁面128上的間斷焊接。根據圖17所示的測定數據，第四實施方式的內板131的突出部131a 之間的間隔、即缺口部131b的周向長度L2優選設定為100mm 280mm 之間。缺口部131b的周向長度L2定義如圖24所示。由于基于層疊板130的噪音降低動作與第三實施方式時相同，因此省 略其說明。下面，說明基于第四實施方式的效果。根據本實施方式，層疊 板130通過外板132的連續焊接，防止雨水進入到層疊板130內部，而防 止板間生銹，維持減振性能。由于內板131是間斷焊接，且比起連續焊接 (全周焊接)的約束程度低，因此可獲得具有優良減振特性和顯著噪音降 低效果的減振裝置。在制造上的效果方面，由于采用了以下構造，即，通 過外板132的連續焊接工序對內板131的突出部131a進行焊接而進行間 斷焊接，因此，制造工序簡單且成本低。另外，由于規定張數的內板131 的突出部131a與外板132的外形一致，因此能夠容易進行各內板131和 外板132之間的定位作業，從而能獲得低成本的減振裝置。另外，本發明并不限定于第三和第四實施方式，而是在本發明的范圍內可進行各種變更和修正。例如，這里是對將基于間斷焊接的內板lll的耐磨損板108側的約束位置(即缺口部llla)設為5個的實例進行了說明， 但也可以根據需要的強度或者需要降低的噪音的頻帶范圍而適當選擇為 其他個數。這里，是對在內板111上設置矩形缺口部llla的實例進行了說明，但 并不限定于矩形，還可以如圖25A所示的那樣設置波形的缺口部lllc。同 樣，第四實施方式的內板131的缺口部131b也可以是波形。在用轉塔式 沖床等而制作內板111時，由在端部產生的變化而在各內板111之間的間 隙產生減振性能的降低，因此內板111通常是通過激光加工而制造。從而， 即使缺口部形狀為波形，其制造也不會有問題，而且，當由強度方面的要 求而需要多個位置的斷續焊接時，與矩形相比，波形的激光切斷長度更短， 因此能提高生產性。除了在內板111設置矩形的缺口部llla，還可以用以下方式替代，艮P， 如圖25B所示，還可以在內板111的耐磨損板108側的周緣部上設置多個 塞焊用的孔llld，并通過塞焊將各內板111約束于側板103。通過孔llld 的塞焊，內板lll的周緣部被間斷焊接。還可以采用以下方式，即如圖25C 所示，不是僅在內板lll處設置約束點，而是設置多個將內板lll和外板 112共同焊接在側板103上的塞焊用的孔110a。通過孔110a的塞焊，內板 111和外板112被間斷焊接，獲得與上述實施方式相同的效果。在這里，在層疊板IIO上采用了對層疊板110和鑲板104之間的間隙 d2進行連續焊接的實例，在該部分也可以用間斷焊接而約束內板111。艮口， 如圖26所示，可采用以下結構將內板111的鑲板104側端部從外板112 的周緣突出，在該突出部上設置缺口部llla，并填充缺口部llla而進行 間斷焊接。由此，可以減少內板lll的約束點，從而能獲得進一步提高減 振性能的減振裝置。第四實施方式的技術還可以附加到第三實施方式中。即，如圖27所 示，在內板lll的鑲板104側端部，設置與外板112的外形一致的多個突 出部llle、以及相對于外板112的外形向內凹入的多個缺口部lllf。由此， 即使在層疊板110的鑲板104側端部實施連續焊接，內板111也進行僅是 突出部llle被焊接的間斷焊接。由此，可以減少內板U1的約束點，從而能獲得進一步提高減振性能的減振裝置。另外，還可以將第三實施方式的技術附加到第四實施方式中。即，如圖28所示，在傾斜壁面128上設置能對接于層疊板130的鄰接的2邊的 大致L字形狀的耐磨損板138的同時，將與耐磨損板138相對的內板131 的端部以對接于耐磨損板138的方式從外板132的周緣突出，并在該突出 部設置多個缺口部131c。在突出部上，被缺口部131c所區分，形成對接 于耐磨損板138的多個對接部131d。通過用焊接方式填埋該多個缺口部 131c而構成間斷焊接之后，對外板132進行連續焊接，從而使層疊板130 設置于傾斜壁面128上。由此，通過在傾斜壁面128上使各內板131與耐 磨損板138相互對上，從而能夠定位。而且，由于耐磨損板138能夠保護 耐磨損板138側的焊接部，使其在投入時免受與被破碎物之間的巖石等的 沖撞*摩擦，因此可以防止層疊板130的焊接部的磨損*損傷，提高層疊 板130的耐久性。在上述第三和第四實施方式中，說明了層疊板110、 130的厚度、即 內板和外板的層疊合計高度與耐磨損板108、 138的高度大致相等的結構 例。但是，更優選內板和外板的層疊合計高度為耐磨損板108、 138的高 度以下，并用耐磨損板更有效地防止層疊板的焊接部的磨損*損傷。作為 貼有層疊板的機械部件，在這里舉出了液壓挖掘機的鏟斗101 (包括側板 3等各構成部件)以及自行式破碎裝置120的料斗125 (包括傾斜壁面128 等各構成部件)等實例，但是當然也可以應用于輪式裝載機的鏟斗或者固 定式破碎裝置的料斗等，即可以應用于需要降低噪音的任意機械的部件 上。如以上說明，通過對層疊板的外板進行連續焊接，可防止雨水進入以 及板間生銹，同時對層疊板的內板進行間斷焊接而將內板的約束程度抑制 為較低，因此能夠獲得具有良好減振特性以及顯著噪音降低效果的減振裝 置。對第一實施方式和第二實施方式進行組合的實施例也是可能的。艮P， 如圖34所示，鏟斗200與第一實施方式相同，且在側板211上通過全周 角焊230而安裝層疊板220的同時，在相當于圖1的部位D的位置，層疊 板220的內部和側板211被實施塞焊(塞焊的最佳化)。而且，鏟斗200 與第二實施方式時一樣，在側板211和底板212連結的角落部中，在特定的部位(參照圖10)，安裝連結側板211和底板212的梁狀的連結部件215。 本實施例中的側板211的高度Hs和底板212的寬度Wp之間的關系為圖9 的區域Q(即，其比Wp/Hs為1.47以上)。另外，在圖34中，在側板211 和底板212連結的角落部固定有加固部件214，但也可以省略該加固部件 214。關于采用各組合的實施例所帶來的噪音能量降低率，通過圖35說明。 在這里，噪音能量降低率Ed是按以下方式算出的，即，通過實驗測定安 裝層疊板220和/或連結部件215前后產生的噪音能量，并用算式Ed=[(安 裝前產生的噪音能量E1 —安裝后產生的噪音能量E2) /E1]X100 (%)算 出。側板貢獻量和底板貢獻量是指從側板和底板分別發出的音的降低率。 圖35中的"整體"是指在側板和底板的各降低率上乘以貢獻率之后，合 計的值。對于本實施例中的層疊板220等的安裝前的鏟斗200，側板貢獻 率是39%、底板貢獻率是61%，從而是從底板212發出的音的貢獻更大 的實例。在圖35中，對本實施例以外的幾個構成測定了噪音能量降低率Ed， 而各項目No.的鏟斗構成概要則如下所記載。在這里，作為基體的鏟斗是 安裝層疊板220和連結部件215等噪音降低部件之前的鏟斗。項目h對層疊板220進行全周角焊230，在振動模式的"波腹"位 置進行塞焊(未圖示)。項目2:對層疊板220進行全周角焊230，在相當于部位D的位置進 行塞焊。項目3*.在將層疊板220向側板211進行全周角焊230時，忽視制造 費用極高的情況，以不在層疊板220上產生"鼓起"的方式制造(沒有使 用塞焊)。項目4:在部位K安裝連結部件215 (無層疊板)。 項目5:并用了項目2和項目4。項目6:對項目2和項目4的各噪音能量降低率進行算術相加運算。 項目7:并用了項目l和項目4。下面，對上述各項目的鏟斗的噪音能量降低率，進行說明。項目3雖 然是理想的安裝有層疊板220的狀態，但是由于制造費用極高，且還存在使用中因沖擊而產生鼓起現象等問題，因此不適于實際應用。另一方面， 在采用第一實施方式的項目2的情況下，可知以理想安裝狀態獲得大致很 低的降低率。另外，與第一實施方式不同的項目l的情況下，不僅降低率 低，而且還不能獲得對于底板212的效果。這里考慮，這是因為由衰減效果的不足，而未能充分消散底板212的振動能的緣故。項目4是為了僅調 查連結部件215的效果的實施的實例，其側板貢獻量的降低率是7%。其 原因推測如下由兼用作底板212的加固的連結部件215，側板211的周 緣部的振動幅度變小的緣故。如以上說明，通過加固底板212而降低噪音 是由于底板212的剛性Y增大的緣故，而由層疊板220降低噪音是由于鏟 斗200的衰減率5變大的緣故。可知一定時間內的振動能Ev與"1/{2YS '(H2) 1/2}"成比例，且同時實施剛性提高和衰減性提高，則可以 獲得相加以上的效果。項目5是共同實施第一實施方式(項目2)和第二實施方式(項目4) 時(即，圖34的本實施例)的情況。在當項目2和項目4分別獨立作用 時，其衰減率單單是獲得相加效果，成為項目6。而在項目5中，是通過 相乘效果獲得相加以上的效果。另外，由于如果在波腹實施塞焊(項目1)， 則不能帶來對于底板的層疊板的效果，因此安裝連結部件也會使效果減少(項目7)。在本實施例(圖34)中，是對側板211的高度Hs和底板212的寬度 Wp之比Wp/Hs為1.47以上的情況進行了說明，但在Wp/Hs小于1.47的 情況下，也有用。即，由層疊板220能充分降低貢獻率大的側板211的噪 音，底板212的貢獻相對變大的情況下，也能獲得噪音能降低效果。而且，將第一 第三實施方式進行組合的實施例也是可能的。即，如 圖36所示的本實施例的鏟斗300，相對于圖34的實施例，i) 與圖13的具備具有缺口部llla以及對接部lllb的內板111以及 外板112的層疊板110 —樣，層疊板320也具備具有缺口部311a以及對接 部311b的內板311以及外板312的層疊板110;ii) 與第三實施方式一樣，對內板進行間斷焊接，且對外板312進行 全周角焊。對本實施例以外的幾個構成測定了噪音能量降低率Ed，并用圖35，進行說明。在這里，項目8 12的鏟斗的結構概要如下所述，但是作為基 體的鏟斗是與上述的一樣安裝噪音降低部件之前的鏟斗。項目8:如第三實施方式那樣，對層疊板320的內板311進行間斷焊 接，且對外板312進行全周角焊，但是在焊接時，忽視制造費用極高的情 況，以不在層疊板320上產生"鼓起"的方式制造(沒有使用塞焊)。項目9:第三實施方式那樣，對層疊板320的內板311進行間斷焊接， 且對外板312進行全周角焊，并在振動模式的"波腹"的位置實施了塞焊 (未圖示)。項目10:如第三實施方式那樣，對層疊板320的內板311進行間斷焊 接，且對外板312進行全周角焊，再并用了項目2。 項目11:并用了項目IO和項目4。項目12:對項目IO和項目4的各噪音能量降低率進行算術加法運算。 對上述項目8 12的鏟斗的噪音能量降低率，進行比較說明。 項目8和項目3—樣，雖然噪音能量降低率高，但是由于制造費用極 高且還存在產生鼓起現象等問題，因此不適于實際應用。在項目9中，由 于實施了塞焊，因此降低率大幅減小。與項目9相對，在與第一實施方式 相同的部位D上實施塞焊250的項目10的情況下，通過最佳化塞焊位置， 而可以不產生降低率減小，因此是能夠實際應用的構造。與項目IO相比， 項目11 (即，圖36的本實施例)還安裝有與第二實施方式時相同的連結 部件215，因此可以獲得非常大的降低率。將項目ll與項目12進行比較 可知，通過相乘效果能獲得相加以上的效果。這樣，在上述的第三、第四實施方式中，在層疊板110、 130的內板 111， 131上設置有多個缺口部llla、多個突出部131a，且通過將這些多 個缺口部llla、多個突出部131a焊接在作為減振對象機械的鏟斗101的 側板103、料斗125的傾斜壁面128，對內板lll、 131進行間斷焊接。但是，也可以不對內板進行間斷焊接，而僅通過對外板進行連續焊接， 由外板和減振對象機械，封閉密封內板，將層疊板結合到減振對象機械上。 艮P，圖37所示的層疊板910由以下部分構成層疊在減振對象機械 901上的規定張數的內板912;層疊在這些規定張數的內板912的更外側， 且具有大于內板912的面積的外板911。規定張數的內板912以被減振對象機械901和外板911夾著的狀態，使減振對象機械901和外板911被全 周焊接(用913表示全周焊接部)。由此，減振對象機械901和外板911 以封閉密封規定張數的內板912的方式結合。根據該實施例，規定張數的內板912沒有約束其變形的焊接部，且由 于通過全周焊接而防止了雨水浸入以及生銹，因此能獲得良好的減振性 能。在圖37A中，外板911和減振對象機械901是直接進行結合，但也可 以經由連結部件而相互結合。艮P，如圖37B所示的層疊板910，與圖37A時一樣，由以下部分構成 層疊在減振對象機械901上的規定張數的內板912;和設置在所述規定張 數的內板912的更外側且具備比所述內板912更大的面積的外板911。由 此，規定張數的內板912被減振對象機械901和外板911所夾持。而且， 外板911的全周上配置有連結部件914。而且，外板911和連結部件914 之間由全周焊接(用916表示全周焊接部)而結合，且連結部件914和減 振對象機械901由全周焊接(用915表示全周焊接部)而結合。由此，規 定張數的內板912以封閉式密封的方式經由連結部件914而將減振對象機 械901和外板911結合。根據該實施例，規定張數的內板912沒有約束其變形的焊接部，且由 于通過全周焊接而防止了雨水浸入以及生銹，因此能獲得良好的減振性 能。另外，如果在例如通過塞焊(用917表示塞焊部)事先結合規定張數 的內板912和外板911的前提下，進行連結部件914的悍接，則能容易進 行向減振對象機械901確定層疊板910的位置，因此能夠進一步降低制造 成本。另外，通過實施塞焊，能夠防止發生層疊板910的鼓起現象。而且，還可以按以下方式實施，即，將連結部件用作確定層疊板的位 置的夾具。艮P，如圖37C所示的層疊板910，由以下部分構成層疊在減振對象 機械901上的規定張數的內板912;和設置在所述規定張數的內板912的 更外側且具備與所述內板912相同面積和相同形狀的外板911。由此，規 定張數的內板912被減振對象機械901和外板911所夾持。而且，外板911的全周上配置有連結部件918。通過在連結部件918的內壁對接規定張數的內板912、外板911，確定層疊板910的位置。而且，外板911和連結 部件918之間由全周焊接(用920表示全周焊接部)而結合，且連結部件 918和減振對象機械901由全周焊接(用919表示全周焊接部)而結合。 由此，規定張數的內板912以封閉式密封的方式經由連結部件918而將減 振對象機械901和外板911結合。根據該實施例，規定張數的內板912沒有約束其變形的焊接部，且由 于通過全周焊接而防止了雨水浸入以及生銹，因此能獲得良好的減振性 能。另外，通過使用連結部件918，容易相對減振對象機械901確定層疊 板910的位置，因此能夠進一步降低制造成本。另外，在圖37A、 37B、圖37C中是通過焊接而結合，但是也可以通 過使用粘接劑或者密封材，替代焊接。另外，在圖37A、 37B、圖37C的減振對象機械901，與第三實施方 式、第四實施方式中說明的一樣，是例如鏟斗101的側板103、料斗125 的傾斜壁面128。另外，還可以將圖37A、 37B、圖37C的層疊板910，與在第一實施 方式、第二實施方式、第三實施方式、第四實施方式中說明的實施方式進 行適當組合而實施。本發明可應用于抑制母材、側板等產生的振動而降低從母材等發出的 噪音的減振裝置、以及工程機械的鏟斗。
權利要求
1.一種減振裝置，其特征是具有層疊板(110、130)，其是通過對在周緣部具有矩形或波形的缺口部(111a、111c、131c)的規定張數的內板(111，131)、和被設置在所述規定張數的內板(111，131)的外側且具有與所述內板(111，131)周緣部不同的形狀的外板(112，132)進行層疊而成的；所述內板(111，131)與減振對象機械的部件(103、128)對接；在所述外板(112，132)的周緣部實施連續焊接，在所述內板(111，131)的周緣部實施間斷焊接，而將所述層疊板(110，130)結合到所述減振對象機械的部件(103、128)上，由所述外板(112，132)和所述減振對象機械的部件(103、128)封閉式密封所述規定張數的內板(111，131)。
2. —種減振裝置，其特征是具備層疊板(110)，該層疊板對規定張數的內板(111)、和設置在所 述規定張數內板(111)的外側的外板(112)進行層疊而成的；減振對象機械的部件(103)具有可與所述層疊板(110)的端部對接 的對接部件(108);所述內板(111)具有從所述外板(112)的周緣突出并與所述對接部 件(108)對接的對接部(111b);通過焊接方式填埋所述對接部(111b)彼此之間，將所述內板(111) 裝在所述減振對象機械的部件(103)上，在所述外板(112)的周緣和所述對接部件(108)之間，進行被所述 內板(111)覆蓋住的連續焊接，由所述外板(112)和所述減振對象機械的部件(103)封閉式密封所 述規定張數的內板(111)。
3. 如權利要求2所述的減振裝置，其特征是所述內板(111)的對接部(111b)經由矩形或波形的缺口部具有多個，并且，各對接部(lllb)的長度在100 280mm之間。
4. 一種減振裝置，其特征是具備層疊板(130)，該層疊板對規定張數的內板(131)、和設置在所 述規定張數內板(131)的外側的外板(132)進行層疊而成的；在所述內板(131)的周緣部設置有與所述外板(132)的周緣形狀一 致的多個突出部(131a);通過在所述外板(132 )的周緣部實施連續焊接，而對在所述內板(131) 的多個突出部(131a)進行間斷焊接，由所述外板(132)和減振對象機械的部件(128)封閉式密封所述規 定張數的內板(131)。
5. 如權利要求4所述的減振裝置，其特征是所述內板(131)的多個突出部(131a)以100 280mm的間隔設置。
全文摘要
一種減振裝置，其具有層疊板，其是通過對在周緣部具有矩形或波形的缺口部的規定張數的內板、和被設置在規定張數的內板的外側且具有與內板周緣部不同的形狀的外板進行層疊而成的；內板與減振對象機械的部件對接；在外板的周緣部實施連續焊接，在內板的周緣部實施間斷焊接，而將層疊板結合到機械的部件上，由外板和機械的部件封閉式密封規定張數的內板。根據該結構，通過對層疊板的外板進行連續焊接(全周焊接)防止雨水浸入，而防止板間生銹。
文檔編號F16F15/02GK101220844SQ20081000386
公開日2008年7月16日 申請日期2003年9月2日 優先權日2002年9月2日
發明者中川泰造, 中田國昭, 今村一哉 申請人:株式會社小松制作所