减振装置的制作方法

专利名称：减振装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过抑制在母材中发生的振动而降低从母材发出的噪音 的减振装置、以及工程机械铲斗。
背景技术：
近年来，人们对工程机械要求特别是在夜间作业时在住宅区降低噪 音，而且各国也纷纷出台将噪音限制在一定程度以下的有关噪音的法规。 例如，在使用具备含铲斗的作业机的液压挖掘机等的情况下，己通过实验 等确认了其铲斗是噪音的主要发生源。据估计，在从该作业机发出的噪音 当中，约80%是从铲斗发出的噪音。因此，为了抑制从铲斗特别是从铲斗的侧板产生的振动并由此减少从 侧板发出的噪音，人们尝试了将减振材设置在铲斗上的方法。作为减振材， 一般使用橡胶、树脂、沥青等称为粘弹性材的材料。但是， 一般工程机械多在如作业机直接接触砂土等恶劣的环境下作 业，因此如果在工程机械的作业机上安装由粘弹性材料构成的减振材，则 会产生耐久性差的问题。另外，粘弹性材一般用金属板固定，但在通过焊 接修补该金属板的时候，会产生粘弹性材料燃烧的问题。而且，这些粘弹 性材料价格高，因此存在为了减少噪音而消耗的费用提高的问题。因此，针对开发耐久性高且修补时不燃烧的低价格的减振装置的要 求，本发明的受让人开发了层叠板并己提出专利申请，从而被日本特开 2000—219168号公报(或者美国专利6332509号公报)、日本特开2002— 48188号公报等所公开。关于上述公报，参照图2进行说明。在铲斗的侧 板11上层叠多片薄的钢板21 (以下称为薄板21)而构成层叠板20。而且，还记载有以下内容，即在层叠板20之上进一步重叠保护薄板21的比较厚的钢板30 (以下称为保护板30)，并对其周围20a (参照图1)进行全 周角焊或者间断角焊、或者进行间歇式塞焊、或者通过螺栓拧紧而进行固 定。在这里，由于层叠板20是由钢等耐久性高且不易燃烧的低价格材料 构成，因此可以解决以往的粘弹性材存在的问题。关于层叠板20抑制从侧板11产生的振动并降低从侧板11发出的噪 音的机构，上述公报中有所记载，下面参照图4A和图4B，进行说明。艮P， 当侧板ll振动时，该振动传达到层叠板20，使构成层叠板20的薄板21、 21'变形。对于重叠了多张薄板21、 21'的层叠板20，其每个层的变形量不 相同。即，相邻的薄板21、 21，的曲率半径分别为不相等的rl、 r2。因此， 原本的位移为x的薄板21、 21'(参照图4A)，通过由振动引起的微小变 形，其位移分别变为X+AX2、 X+AX1，从而在两个薄板21、 21'之间 产生相对位移AX2—AX1。相对位移AX2—AX1在薄板21、 21，之间产 生摩擦力(以下称为层间摩擦力)。从而，在侧板ll产生的振动能转换为 由该层间摩擦力引起的热能。由此，抑制从侧板11产生的振动，降低从 侧板ll产生的噪音。从以上说明可知，薄板21、 21，以如图4B所示的方式独立变形而生成 相对位移AX2—AX1是减振的条件。因此，反之，如果两个薄板21、 21' 固定为一体发挥功能，则阻碍独立变形，从而完全不产生或极少产生相对 位移，进而不能获得或极少获得减振效果。关于这一点，参照图l，进行说明。在以往，层叠板20的周围20a是 通过焊接等固定在侧板11上。但是，为了不阻碍各层独立的变形而获得 高的减振效果，以往一般采用不将层叠板20的内部(是指只使用除周围 20a以外的部分)固定在侧板ll上的结构。但是，如果不将层叠板20的 内部固定，则可明显产生以下的问题。第一个问题是由制造时的焊接工序中产生的热形变，在构成层叠板 20的薄板21、 21'间产生间隙的同时，在侧板11和层叠板20之间也产生 间隙。由此，本应在侧板11振动时在薄板21、 21'之间产生的层间摩擦力 根本不产生或者几乎不产生，从而不能获得或极少获得减振效果。第二个问题是在实际使用工程机械时，会常常出现如铲斗碰撞岩石等侧板11受过大外力的情况。因此，内部没有被固定而仅固定周围20a 的层叠板20，会受到该过大外力的作用而容易"鼓起"。即，层叠板20 从侧板11分离，且薄板21、 21'也会相互分离。其结果，本应在侧板11 振动时在薄板21、 21，之间产生的层间摩擦力根本不产生或者几乎不产生， 从而不能获得或极少获得减振效果。由以上说明可知，为了获得高的减振效果，是最好不固定层叠板20 的内部，以便不阻碍薄板21的变形。但是，如果不固定层叠板20的内部， 则会由伊斗作业时的热形变或者使用铲斗时的外力而产生"鼓起"现象， 从而带来失去减振效果的问题。另外，根据工程机械的大小、使用方法、作业的用途等，工程机械的 ,产斗有多个种类。本发明者们通过对大小、形状、尺寸等不相同的各种铲 斗进行试验的结果，确认了将层叠板安装在侧板上所获得的效果的同时， 还发现了根据萨斗种类的不同其效果也不同的事实。即，根据铲斗的种类， 不仅有侧板所占的噪音分量高的铲斗，也有侧板的噪音分量小且底板的噪 音分量高的伊斗。此时可考虑以下对策。(1) 对各种铲斗测定噪音分量，并对底板的噪音分量高的铲斗，对 其底板也实施噪音对策。(2) 对所有种类的铲斗， 一律在底板实施噪音对策。但是，在采用上述(1)方法的情况下，对每个新设计的铲斗都要进 行噪音实验等，因此非常繁琐。而在采用上述(2)方法的情况下，需要 对不需要噪音对策的铲斗，也要追加噪音对策用部件，因此会导致成本提 高。从而，最好先明确需对底板采取噪音对策的基准，仅对各种铲斗中的 必要最小限度的铲斗进行噪音实验等，用必要最小限度的劳力实施噪音对 策。另一方面，在对铲斗的底板实施噪音对策时，在很多情况下不能使用 不同于侧板的层叠板。即，在工程机械的作业过程中，铲斗的底板与岩石 产生冲撞等的机会多，且与侧板相比，会受到过大外力而容易磨损。因此， 安装在底板上的层叠板有可能会破坏或者剥离，其耐久性差。另外，由于 在底板上安装层叠板，因此会带来成本上升的问题。因此，为避免这样的情形的发生，可考虑一边通过用加固材加固底板而提高底板刚性、 一边进行减振的方法。即，可以考虑以下方法根据铲 斗的种类，可以在铲斗的侧板中的靠近底板的部分安装作为耐磨损板的板 厚大的加固材，且增加耐磨损板的板厚并进行底板的减振。但是，如果增 加耐磨损板的板厚，则会增加铲斗的重量，其结果给工程机械的性能带来 了不良影响。S卩，如果铲斗的重量增加，则作业机的惯性力矩也会相应增 大，因此需要增大相应量的平衡配重。如果增大平衡配重，则会引起工程 机械的旋转半径增大的问题。因此，最好在加固铲斗的底板时增加必要的 最小限度的重量。另外，作为有效降低机械的噪音且耐久性好的小型的减振装置，有使 用对多个板进行部分结合而成的层叠板的减振装置。而且，在进行部分结 合时，可使用螺栓拧紧方式、塞焊或者全周焊(例如可参照上述日本特开2002—48188号公报中的第3 5页，以及第1 8图)。在使用层叠板的减 振装置中，由于层叠板部分地与噪音产生部(振动部)结合，因此在振动 部和层叠板之间以及构成层叠板的板相互之间会产生微小的位置偏差或 者间隙。这样的微小位置偏差或者间隙会一边经常性变化一边连续不断地 产生，因此反复产生板间的摩擦或者冲撞。从而，噪音产生部的振动能就 会转换为这些由这些摩擦和冲撞引起的热能而被消除，进而能减少振动且 降低噪音。然而，在该以往技术中，存在以下问题。S卩，在适用于液压挖掘机的 铲斗的侧板的情况下，在对侧板和层叠板进行部分结合时若使用螺栓拧紧 或者塞焊等方式，则可能从层叠板剖面浸入雨水而使在板间生锈，从而降 低减振性能。而如果为了防止生锈而作为对侧板和层叠板进行部分结合的 方式而采用全周焊接，则构成层叠板的板相互约束，妨碍微小位置偏差等 的发生，从而降低减振性能。作为能够保护层叠板的焊接部的一例，可以考虑如图29所示的层叠 板的向铲斗侧板的应用。对于铲斗101，在大致弯曲成C形的底板102的 两侧分别焊接侧板103、 103，在向该侧板103、 103以及底板102分别焊 接镶板104、 104、 105，形成铲斗101的开口部。在镶板105上安装有多 个,产斗齿106。在底板102的与铲斗齿安装部相反一侧的端部，设置有连 结液压挖掘机的作业机的销毂(pinboss) 107。在侧板103的外侧面周部，沿着底板102设置有耐磨损板108。在侧板103的外侧面，以被镶板104 和耐磨损板108的方式安装有层叠板150。如图30所示，层叠板150具备 内板151，由层叠多片的薄的钢板而构成；规定厚度的外板152，层叠在 内板151的外侧来保护挤压内板151。以侧板103、内板151以及外板152 的分别之间大致密合的方式，粘贴在侧板103上。在层叠板150和耐磨损 板108之间，作为将层叠板150和耐磨损板108焊接在侧板103上的焊坑 (焊接的量)，设置间隙dl。另外，如图31所示，在层叠板150和镶板 104之间，作为将层叠板150和镶板104焊接在侧板103上的焊坑(焊接 的量)，设置间隙d2。如图32A、 32B所示，两个间隙dl、 d2是通过重复 进行两次角焊而被填充。即，层叠板150是通过全周焊接粘结在铲斗101、根据上述结构，通过使层叠板150的内板151将振动能转换为热能并 消除，从而降低挖掘作业时的噪音。另外，设置在铲斗101的侧面的层叠 板150，是通过全周焊接而防止雨水浸入到层叠板内部，从而抑制板间生 锈，维持减振性能。而且，由于镶板104和耐磨损板108能够在挖掘作业 时保护盖焊接部，使其免受岩石等的冲撞*摩擦，因此可以防止层叠板150 的焊接部的磨损，损伤，提高层叠板150的耐久性。然而，在使用上述耐磨损板108的情况下，存在以下问题。(1) 对于将振动能转换为由板相互间的摩擦引起的热能而消除的层 叠板，其约束点越少，减振性能越好。但是，由于层叠板150的内板151 的周围被进行全周焊接而被约束全周，因此其减振性能低下。相反，如果 为了通过减少约束点而提高减振性能，对层叠板150的周围进行间断焊接， 则雨水会浸入到其内部而生锈。(2) 在制造时，如果在层叠板150和耐磨损板108之间不能确保规 定的间隙dl，则不能获得足够的焊接质量。而为确保间隙dl而决定内板 151和外板152的位置时，需要更多工序数，其结果导致成本提高。(3) 由于焊接部的体积大，因此在需要更多工序数的同时还导致成 本提高。相反，如果为减少焊接量，而对层叠板150的周围进行间断焊接， 则与上述(1)的情况一样，雨水会浸入到其内部而生锈。(4) 为防止由连续焊接时的热形变引起的鼓起或者变形，需要对层叠板150和侧板103在非常多的点进行临时焊接，从而不仅需要工序，成本也会提高。另外，作为粘贴层叠板的另外的适用例，例如可以像如图33所示的 那样，可以将层叠板160 (具备规定数目的内板161和外板162)粘贴在 破碎机170的料斗171的倾斜板172上。此时，为防止水等物质侵入到层 叠板内部，可考虑采用全周焊接。在这种情况下，由于与上述(1)的情 况相同地通过对层叠板160的内板161的周围进行全周焊接而约束全周， 因此其减振性能差。相反，如果为减少约束点并提高减振性能，而对层叠 板160的周围进行间断焊接，则雨水会浸入到其内部而生锈。发明内容本发明鉴于以上的事实，其目的在于提供一种减振装置，其通过固定 层叠板内部的最佳部位，消除由制造时的热形变或者使用时的外力而产生 "鼓起"进而使减振效果消失的情况发生，同时，通过采用不阻碍构成层 叠板的薄板的独立变形的结构，维持高的减振效果。另外，关于铲斗，其目的还在于提供一种工程机械的铲斗，其可以不 必进行噪音实验等而仅用必要的最小限度的劳力实施噪音对策，而且，还 能以增加必要的最小限度的重量的方式加固铲斗的底板。此外，本发明的目的在于提供不仅减振性能良好而且能防止内部不生 锈的减振装置。为达到上述目的，根据本发明的第一方案，提供一种减振装置，其特征是具备层叠板，其至少内部的部位被固定在发出噪音的母材上；该内部的部位，是除了以规定频率的振动模式对母材进行振动时成为振动模式 的波节的部位。下面，为了对基于本发明的构成的作用效果的一部分容易理解，通过 附图和附图中的参照符号，进行说明。但是，附图和附图参照符号仅仅是表示一例，而不能限定本发明。根据上述第一结构，如图3所示，当在母 材11上固定层叠板20时，对于使母材11以规定频率的振动模式1振动 时成为振动模式1的波腹的部位E以外的部位G，进行固定。当用规定频率的振动模式1使母材11振动时，如果获取基于该振动的振幅分布，则如图5A所示，即使具有同样结构，根据部位的不同，振 幅大小也会不同。S卩，不仅有振幅大的部位即成为振动模式1的波腹的部位(图5A中的PH)，而且还有振幅小的部位即成为振动模式1的波节的 部位(图5A中的PL)。在振幅大的部位，构成层叠板20的薄板21， 21' 的变形量也大，其层间摩擦力也大。在这里，如果临时在成为振动模式1的波腹的部位E上固定层叠板 20的母材11，则构成层叠板20的薄板21、 21，的独立变形就会受阻，从而完全不产生或极少产生层间摩擦力。因此，在成为振动模式l的波腹的 部位E以外的部位，具体地说在成为振动模式l的波节的部位G，固定层 叠板20。成为振动模式1的波节的部位G原本就是构成层叠板20的薄板21、 21'的变形量很小或者几乎没有的部位。因此，即使固定该处，失去的减振 效果很小或者几乎没有减振效果即大致相等，因此可以将由固定层叠板20 引起的向减振效果的不良影响抑制到最小限度。就这样，根据第一构成， 由于固定了层叠板20内部的最佳部位G，因此可消除因制造时的热形变 或者使用时的外力而产生"鼓起"现象进而失去减振效果的事情发生。而 且，还不阻碍构成层叠板20的薄板21的独立变形，维持高的减振效果。根据本发明的第二发明方案，提供一种减振装置，其特征是具备层 叠板，其固定在发出噪音的母材的至少内部的部位；内部的部位，是除了 以多个频率的各振动模式对母材进行振动时成为多个振动模式的波节的 部位。根据第二实施方式，如图5A 5D所示，当在母材11上固定层叠板 20时，对于将母材11以规定频率的各振动模式1、 2、 3、 4振动时成为各 振动模式1、 2、 3、 4的波腹的部位以外的内部部位G，进行固定。由于 是固定了对于不同频率的振动模式l、 2、 3、 4,构成层叠板20的薄板21、 21，的变形很小或者几乎没变化的部位G，因此，可将经由多个频率而固定 层叠板20的对于减振效果的坏影响抑制到最小限度。根据本发明的第三发明方案，提供一种减振装置，其特征是具备层 叠板，其至少内部的部位固定在工程机械的铲斗的侧板上；内部的部位位于由以下各部位构成的区域G内，艮P:i) 由于线段CA与层叠板的周缘相交的点B和圆弧中心C的连接线 段BC的中点d以及中点d的附近构成的部位D，其中，线段CA是，连 结在一侧的至少一部分上具备大致圆弧形状而形成的侧板的圆弧中心C、 在伊斗的向工程机械安装的侧的从大致圆弧形状转移到其他形状的点A 而获得；ii) 由线段CA的中点f以及中点f附近构成的部位F;iii) 部位D和部位F之间的区域。艮P，如图5A 5D所示，当在不同频率的振动模式1、 2、 3、 4下使 侧板振动11时，在哪一个频率的情况下，成为振动模式的波腹以外的部 位都是如图l所示的那样，确认为区域G。在这里，侧板ll是母材ll的 具体一例。根据第三方案，如果在侧板11固定区域G内的例如部位D， 则可将由固定层叠板20而引起的对减振效果的不良影响抑制到最小限度。本发明的第一工程机械的铲斗的特征是具备侧板；至少一部分连 接侧板的底板；安装在侧板上的层叠板，在侧板的高度Hs和底板的宽度Wp之比Wp/Hs为1.47以上的情况下， 对侧板和底板相连接的部位的至少一部分的部位进行加固。根据铲斗的第一构成，将对于底板需要实施噪音对策的基准明确确定 为"侧板的高度Hs和底板的宽度Wp之比例Wp/Hs是1.47以上"，并根 据该基准，对底板进行加固。就这样，可对各种铲斗中的必要最小限度的 铲斗，不进行噪音实验等并以必要最小限度的劳力实施噪音对策。本发明的第二工程机械的铲斗的特征是具备侧板、至少一部分连 接侧板的底板、安装在侧板上的层叠板，在侧板的高度Hs和底板的宽度 Wp之比Wp/Hs为1.47以上的情况下，对侧板和底板连接的部位内的成为 振动模式的波腹的部位进行加固。根据铲斗的第二构成，与上述铲斗的第一构成一样，根据对于底板需 要实施噪音对策的基准，对底板进行加固。因此，能以必要最小限度的劳 力实施噪音对策。另外，由于仅加固在侧板和底板连结的各部位中的成为 振动模式的波腹的部位，因此，能将底板的加固实施为必要的最小限度， 且将影响工程机械性能的不良影响抑制为最小限度。本发明的第三工程机械的铲斗的特征是具备侧板、至少一部分连接侧板的底板、安装在侧板上的层叠板，并且还具备连结部件，其在侧板的高度Hs和底板的宽度Wp之比Wp/Hs为1.47以上的情况下，以使高度 Hs和底板的实质上的宽度Wp'之比Wp7Hs为小于1.47的方式连接侧板和 底板。根据铲斗的第三构成，与上述铲斗的第一构成相同，能以必要最小限 度的劳力实施噪音对策。另外，以将Wp，/Hs小于1.47的方式安装连结部 件，降低来自底板的发出音。而且，由于在WpVHs小于1.47的状态下是 通过在侧板上安装层叠板而降低来自侧板的发出音，因此，可以将铲斗发 出的噪音最有效且最大限度地降低。本发明的第四工程机械的铲斗的特征是具备侧板、至少一部分连接侧板的底板、安装在侧板的外侧的层叠板，对侧板和底板的内侧的、侧 板和底板连接的部位的至少一部分的部位进行加固。根据第四构成，由于能够降低来自底板的发出音，因此不仅能够降低 来自铲斗侧方的噪音，还可以降低铲斗前方的噪音。另外，由铲斗整体的 高刚性化，侧方噪音比加固前更低。另外，由于仅加固了铲斗的内侧连结 部，因此与在铲斗的外侧设置耐磨损板等加固材时相比，可以减少加固材 的重量增加。本发明的第四减振装置，具备层叠板，其是通过对在周缘部具有矩 形或波形的缺口部的规定张数的内板、和设置在规定张数的内板的外侧且具有与内板周缘部不同的形状的外板进行层叠而构成的；内板与减振对象 机械的部件对接；在外板的周缘部实施连续焊接，在内板的周缘部实施间 断焊接，而将层叠板结合到减振对象机械的部件上，由外板和机械的部件 封闭式密封所述规定张数的内板。根据该结构，通过对层叠板的外板进行 连续焊接(全周焊接)防止雨水浸入，而防止板间生锈。在减振装置中，还可以如下在将层叠板结合到减振对象机械的部件 上时，进一步在内板的周缘部实施基于多处焊接的间断焊接。根据该结构， 在内板的周缘部进行间断焊接，使内板的约束程度抑制为较低，因此可以 获得具有优良减振特性和显著噪音降低效果的减振装置。本发明的第五减振装置，具备层叠板，其是通过对在周缘部具有矩 形或波形的缺口部的规定张数的内板、和设置在规定张数的内板的外侧且具有与内板周缘部不同的形状的外板进行层叠而构成的；减振对象机械的 部件具有可对接于层叠板的端部的对接部件；内板具有从外板的周缘突出 而对接于对接部件的对接部；通过焊接填埋对接部彼此之间，将内板装在 减振对象机械的部件上，在外板的周缘和对接部件之间，进行被内板盖住 的连续焊接，由外板和减振对象机械的部件封闭式密封规定张数的内板。
根据该结构，规定张数的内板通过在机械侧的对接部件上对接内板的对接 部，而容易确定位置。另外，不需要进行为防止连续焊接时的热形变引起 的鼓起等变形而进行临时定位，从而减少了工序数和成本。另外，由于机 械侧的对接部见保护层叠板的焊接部，因此可以保护焊接部免受由与异物 之间的冲撞 摩擦引起的损伤 磨损，从而提高了层叠板的耐久性。
本发明的第六减振装置，具备层叠板，该层叠板对规定张数的内板、 和设置在规定张数内板的外侧的外板进行层叠而成的；在内板的周缘部设 置有与外板的周缘形状一致的多个突出部；通过在外板的周缘部实施连续 焊接，而对在内板的多个突出部进行间断焊接，由外板和减振对象机械的 部件封闭式密封规定张数的内板。根据该结构，由于能通过外板的连续焊 接工序、而进行对内板的突出部实施焊接的间断焊接，因此，不仅制造工 序减少了，而且成本变低了。另外，由于内板的突出部与外板的周缘形状 大致一致，因此可以将这些部位使用于确定层叠板的各板的位置，能够容 易进行各内板和外板之间的定位作业，获得低成本的减振装置。
在减振装置中，还可以内板的对接部经由矩形或波形的缺口部具有 多个，并且，各对接部的长度是100 280mm之间。根据该结构，由于内 板的周缘部的间断焊接间隔是基于测试结果而设置为100 280mm之间， 因此可以获得非常好的噪音降低效果。
在减振装置中，还可以内板的多个突出部以100 280mm的间隔被 设置。根据该结构，将内板的周缘部的间断焊接间隔基于测试结果设定为 100 280mm之间，获得非常良好的噪音降低效果。


图1是表示本发明的第一实施方式的铲斗的侧板的铲斗的侧视图。 图2是表示图1的铲斗的侧板剖面结构的图。图3是用于说明第一实施方式的、与振动模式的波腹和波节相对应的 层叠板的变形量的图。
图4A和图4B是用于说明第一实施方式的薄板的变形的说明图，其 中，图4A表示侧板非振动时的状态；图4B表示侧板振动时的状态。
图5A 5D是表示在第一实施方式中，用各振动模式使侧板振动时的 振幅大小的分布的图，且图中的PL表示"波节"、PH表示"波腹"、PM 表示"中间"(即，不是波节但振幅小)。
图5A表示振动模式1;图5B表示振动模式2;图5C表示振动模式3; 图5D表示振动模式4。
图6是表示本发明的第二实施方式的铲斗的立体图。
图7是相当于图6的7—7剖面的说明图，且表示了铲斗各部分尺寸。
图8A和图8B是表示第二实施方式的安装有连结部件的铲斗的图， 其中，图8A是相当于图6的8A—8A剖面的说明图9是表示第二实施方式的侧板高度和底板宽度之比、与噪音贡献量 之间的关系的图。
图10是表示第二实施方式的用规定频率的振动模式使铲斗振动时的
振幅大小的分布图。
图IIA和图11B是表示第二实施方式的实施例的、用具备铲斗的液
压挖掘机进行向卡车的装载作业的状况的图，其中，图IIA是侧视说明图，
图11B是俯视说明图。
图12是表示本发明的第三实施方式的铲斗的立体图。
图13是表示第三实施方式的铲斗的侧视图。
图14是表示第三实施方式的层叠板的立体图。
图15A是对应于图13的15A—15A剖面的要部剖面图。
图15B是对应于图13的15B — 15B剖面的要部剖面图。
图16A、 16B、 16C是表示第三实施方式的焊接状态的要部剖面图。
图16A是表示对图15A所示的间隙进行间断焊接的情况的说明图。
图16B是表示对图15A所示的间隙进行连续焊接的情况的说明图。
图16C是表示对图15B所示的间隙进行连续焊接的情况的说明图。
图17是表示第三实施方式的、内板的焊接间距和发出噪音级别之间的关系的测定数据。
图18是第三实施方式的焊接间距的说明图。
图19A是表示第三实施方式的另外的实施例。
图19B是图19A中的19B — 19B剖面图。
图20是本发明的第四实施方式的自行式破碎装置的侧视图。
图21是第四实施方式的料斗的立体图。
图22是第四实施方式的倾斜壁面的俯视图。
图23A是图22的23A—23A剖面图。
图23B是图22的23B—23B剖面图。
图24是第四实施方式的焊接间距的说明图。
图25A 28是作为第三和第四实施方式的变形例的其他样式的层叠 板的俯视图。
图25A是表示缺口部为波形的实例的图25B是表示在内板的周缘部设置多个塞焊用孔的实例的图25C是表示在内板和外板上都设置用于与侧板焊接的多个孔实例 的图26是表示使内板的镶板侧端部从外板周缘突出并在突出部设置缺 口部的实例的图27是表示在内板的镶板侧端部设置多个突出部以及缺口部的实例 的图28是表示使内板的端部从外板周缘突出并在突出部设置多个缺口 部再通过焊接填充的实例的图29是基于以往技术的铲斗的立体图。 图30是焊接前的图29的30 — 30剖面图。 图31是焊接前的图29的31—31剖面图。
图32A和图32B是表示基于以往技术的焊接工序的图29的要部剖面 图，其中，图32A是表示一次悍接后的状态的图，图32B是表示两次焊 接后的状态的图。
图33是基于以往技术的破碎机的立体图。
图34是对第三和第四实施方式进行组合构成的实施例的铲斗的立体图。
图35是表示在本发明的实施方式以及实施例的噪音能量降低率的图表。
图36是表示对第一 第三实施方式进行组合构成的实施例的铲斗的
图37A、 37B、 37C是表示将减振对象机械和外板以密闭封闭规定数 目的内板的方式结合的实施例的剖面图。
具体实施例方式
下面，参照附图，详细说明本发明的优选实施例。另外，在本实施方 式中，考虑具备带铲斗的作业机的液压挖掘机等工程机械。
作为第一实施方式，对抑制工程机械的铲斗的侧板产生的振动、降低 从侧板发出的噪音的情况进行说明。图1表示作为第一实施方式的减振对 象的铲斗10的侧板11;图2表示侧板11的剖面。如图2所示，在铲斗 10的侧板11上层叠多个钢制薄板21，构成层叠板20。在层叠板20上进 一步重叠保护薄板21的比较厚的钢制保护板30，且如图1的剖面线所示， 其周围20a利用全周焊接、角焊等方式固定在侧板ll上。保护板30是为 了防止薄板21被砂土等磨损而设置的。另外，也可以不在层叠板20上设 置保护板30。作为在将层叠板20的周围(周边部)固定在侧板ll上的方 法，除了可以采用上述的通过全周角焊固定的方法，还可以采用间断的角 焊、或者间歇的塞焊、或者螺栓拧紧等任意固定方法。这些固定方法记载 在例如日本特开2000—219168号公报、美国专利6332509号公报以及日 本特开2002—48188号公报中。
下面，参照图4A和图4B，对抑制层叠板20从侧部11发出振动并降 低从侧板11发出的噪音的机构进行说明。如图4B所示，当侧板11振动 时，该振动传达到层叠板20，使构成层叠板20的薄板21、 21'变形。对于 重叠多个薄板21、 21'的层叠板20，其每个层的变形量不相同。即，相邻 的薄板21、 21'的曲率半径分别为不相等的rl、 r2，因此，原本的位移为x 的薄板21、 21'(参照图4A)，通过由振动引起的微小变形，其位移分别 变为X+AX2、 X+AX1，从而在两个薄板21、 21，之间产生相对位移AX2 — AX1。相对位移AX2 —AX1在薄板21、 21，之间产生摩擦力(以下 称为层间摩擦力)。从而，在侧板ll产生的振动能转换为由该层间摩擦力 引起的热能。由此，抑制从侧板ll产生的振动，降低从侧板ll产生的噪
音
从而，薄板21、 21，以如图4B所示的方式独立变形而生成相对位移A X2 — AX1是用于减振的条件。相反，如果两个薄板21、 21'固定为一体发 挥功能，则阻碍独立变形，从而完全不产生或极少产生相对位移，进而不 能获得或极少获得减振效果。
图3时表示当以规定频率的振动模式1使母材11振动时，以对应于 震动模式1的波腹、波节的方式表示层叠板20的变形量的图。在图5A中， 表示当以上述振动模式1使母材11振动时的根据该振动的振幅大小的分 布，且以对应于振幅大小的方式按不同样式表示了各部位。在图5A中， 由PH表示的部位是振幅大的波腹部位，由PL表示的部位是振幅为0即 波节部位。这样，即使具有同样构造，但根据部位的不同振幅大小也不同， 即，既有成为振幅大的部位即振动模式1的波腹的部位，也有成为振幅小 的部位即振动模式1的波节的部位。
如图3所示，在振幅大的波腹部位E，构成层叠板20的薄板21、 21' 的变形量以及层间摩擦力都大。而与之相反，在成为振动模式1的波腹的 部位E，将层叠板20固定在母材11上。在这种情况下，阻碍了构成层叠 板20的薄板21、 21，独立变形，从而完全不产生或极少产生层间摩擦力。 因此，不能获得或极少获得基于层叠板20的减振效果。因此，在第一实 施方式中，在避开成为振动模式l的波腹的部位E的其他部位，具体地说 是在成为振动模式1的波节的部位G，将层叠板20固定在母材11上。
另一方面，在侧板11中明确了成为振动模式1的波节的部位，其结 果是如图1所示的区域G。将在下侧(一侧)的一部分上具备大致圆弧形 形状而构成的侧板11的圆弧中心C、和在铲斗10向工程机械的安装侧从 大致圆弧形状转移到其他形状的点A进行连接的连接线作为线段CA，将 该线段CA与层叠板20相交的点作为B，且将连结点B和圆弧中心C的 连接线作为线段BC。区域G包括线段BC的中点d和中点d的附近部 位D;线段CA的中点f和中点f的附近部位F;以及，部位D和部位F之间的区域。这样，当在铲斗IO的侧板11上固定层叠板20时，固定区域G内的例如部位D。图2表示将层叠板20的部位G固定在侧板11上的方法的一 例。如图2所示，以将保护板30、层叠板20贯通至侧板11的方式穿设孔 50，并以在孔50中充满焊接材51的方式实施塞焊。另外，除了塞焊，还 可以采用螺栓拧紧等任意的固定方法。成为振动模式1的波节的部位G原本就是构成层叠板20的薄板21、 2r的变形量很小或者几乎没有的部位。因此，即使固定该处，失去的减振 效果很小或者几乎没有减振效果即大致相等，因此可以将由固定层叠板20 引起的向减振效果的坏影响抑制到最小限度。就这样，根据第一实施方式， 由于固定了层叠板20内部的最佳部位G，因此可消除因制造时的热形变 或者使用时的外力而产生"鼓起"现象进而失去减振效果的事情发生。而 且，还不阻碍构成层叠板20的薄板21的独立变形，维持高的减振效果。 另外，在第一实施方式中，对于一个频率的一个振动模式，固定了波腹以 外的部位，但也可以对于多个频率的多个振动模式，固定波腹以外的部位。图5A 5D分别表示在不同频率的振动模式1、 2、 3、 4下使侧板振 动11时的振幅大小的分布。在以振动模式l、 2、 3、 4使侧板振动11时， 无论在哪一个频率的情况下，都将振动模式的成为波腹以外的部位作为了 区域G。如图1所示，区域G由部位D、部位F、以及部位D和部位F间 区域构成。从而，如果在向铲斗10的侧板11固定层叠板20时固定区域G 内的例如部位D，则可将由固定层叠板20而引起的对减振效果的坏影响 抑制到最小限度。另外，在第一实施方式中，是考虑到振动模式而规定了向侧板11固 定层叠板20时的在内部的固定位置，但只要在层叠板20的周边以外的部 位固定侧板11即可。由此，可防止由施加热而引起的鼓起等现象发生。 尤其优选以下方式，即，将层叠板20的周边以外(内部)的部位(部位G 或者区域G)以及周边部20a—同固定在侧板(或者母材)11上。由此， 不仅能防止鼓起等情况发生，且能维持高的减振效果。在第一实施方式中，将工程机械的铲斗10的侧板11作为了减振对象.， 但本发明可将任意的母材作为减振对象并实际应用。例如，在构成工程机械的作业机的部件内，对起重臂、悬臂进行减振的情况下，可应用本发明。 另外，对于具备刮板的工程机械，也可以应用本发明，对刮板减振。另外， 还可以将本发明应用于具备料斗的破碎作业机械等，作为噪音发生源的料 斗减振。另外，在对构成工程机械的行走部分的履带、履带架等进行减振 时，也可以应用本发明。另外，也可以在发动机或者液压泵等组件上安装层叠板20，进行减振。 尤其在使用液压泵时，存在由液压泵产生的脉动传达到配管中而产生噪音 的问题。在液压泵中成为问题的频率是脉动的频率及其谐音频率。在这里， 也可与第一实施方式一样，脉动频率及其谐音频率的在各振动模式下的振幅大小的分布，指定各振动模式的成为波腹以外的部位，并固定该部位， 这样可降低基于由液压泵引起的脉动的噪音。下面，作为第二实施方式，对抑制在工程机械的铲斗产生的振动、降 低从侧板和底板发出的噪音的情况进行说明。图6是作为第二实施方式的 减振对象的,产斗10的立体图；图7表示铲斗10的剖面。如图6所示，在铲斗10的侧板11上，构成有层叠多个钢制薄板而成的层叠板20。作为在 将层叠板20固定在侧板11的方法，除了可以采用上述的通过全周角焊固 定的方法，还可以采用间断的角焊、或者间歇的塞焊、或者螺栓拧紧等任 意固定方法。在侧板11的上端安装有镶板13，用于加固铲斗10的开口部。在底板 12上安装有铲斗齿18的同时，还安装有支架(bracket) 19。在支架19上 安装有如图11A所示的悬臂41。在铲斗10的内侧的、侧板11和底板12 连接的角落部，固定有加固部件14。该加固部件14是为了确保铲斗10 的强度并提高刚性而设置的。在铲斗10的内侧的、侧板11和底板12连接的角落部中的特定部位K (参照图10)，安装有连结侧板11和底板12的梁状的连结部件15。通过 连结侧板11和底板12而设置连结部件15，是为了加固底板12而确保刚 性的同时，降低从底板12发出的噪音。下面，对向底板12安装连结部件15的基准进行说明。在图9中，将 侧板11的高度Hs和底板12的宽度Wp之比例Wp/Hs作为横轴、将侧板 11、底板12的噪音贡献量T1、 T2作为纵轴。图9是表示以未在铲斗上安装层叠板20或连结部件15的状态测定噪音贡献量的结果。铲斗10的底 板12的宽度Wp和侧板11的高度Hs由图7定义。如图9所示，在Wp/Hs小于1.47的区域N中，底板12的噪音贡献量 T2小于侧板11的噪音贡献量Tl。即，底板12的噪音贡献量T2小于侧板 ll的噪音贡献量Tl，且从侧板ll发出的噪音处于支配地位，因此，仅通 过在侧板ll上安装层叠板20，即能降低铲斗IO发出的噪音。由于即使加 固底板12也不会对降低铲斗10的噪音没有多大贡献，因此没必要加固底 板12。因此，对于比值Wp/Hs小于1.47的铲斗10中，在侧板11上仅安 装层叠板20，省略连结部件15的安装。与之相对，在Wp/Hs为1.47以上的区域Q中，底板12的噪音贡献量 T2为侧板11的噪音贡献量T1以上。g卩，从底板12发出的噪音处于支配 地位，因此，仅在侧板11上安装层叠板20还不够，即如果不能降低从底 板12发出的噪音，则无法降低f产斗10发出的噪音。因此，对于比值Wp/Hs 为1.47以上的铲斗10中，除了在侧板11上安装层叠板20以外，还要像 图8A和图8B中所述的那样，在连接侧板11和底板12的角落部16设置 连结部件15。根据以上所述的第二实施方式，将对于底板12需要实施噪音对策的 基准明确确定为"侧板ll的高度Hs和底板12的宽度Wp之比例Wp/Hs 是1.47以上"，并根据该基准，对底板12进行加固。就这样，可对各种铲 斗中的必要最小限度的铲斗，不进行噪音实验等并以必要最小限度的劳力 实施噪音对策。因此，可大幅度降低设计、制造铲斗的费用。另外，在设 计新的铲斗时由于可从设计阶段的各部分的尺寸判断出是否应该对底板 12加固，因此可以谋求縮短从设计到制造的工序。下面，举各种实施例，说明连结部件15的安装位置及安装方法。 (实施例1)在角落部16的整个区域安装连结部件15。 (实施例2)指定从底板12发出噪音的主要发生源，仅对该部位安装连结部件15。 在对工程机械实际作业时的噪音的频率频谱进行分析时，降低产生高 峰值的频带的噪音很重要。因此，用产生大的峰值的频带的噪音，实施铲斗10的振动模式解析，寻找从底板12发出的噪音的主要发生源。图10 涉及铲斗10的代表性振动模式的振幅的大小分布，且根据振幅大小以不同的浓淡表示了各部位。在图中，为了明确与图6对应的关系，表示了铲 斗齿18、支架19的安装位置。如图10所示，即使是同一结构，根据部位的不同，其振幅也不相同， 即不仅有振幅大换言之成为振动模式的波腹的部位，也有振幅小换言之成 为振动模式的波节的部位。这里，认为角落部16的成为振动模式的波腹 的部位，是来自底板12的发出音的主要发生源。因此，从图10的振幅分 布中寻找出角落部16的成为振动模式的波腹的部位K，并在该部位K， 安装连结部件15。根据实施例2，由于仅在侧板11和底板12连结的角落 部16中的成为振动模式的波腹的部位K,安装连结部件15，因此，能将 底板12的加固实施为必要的最小限度，且将影响工程机械性能的坏影响 抑制为最小限度。(实施例3)以使侧板11的高度Hs和底板12的宽度Wp，之比例Wp，/Hs小于1.47 的方式，安装连结部件15。如图8A和8B所示，在底板12的两个角落部 16分别安装连结部件15，将连结部件15的连结部为12a彼此间的连结线 段的长度，作为"实际的底板宽度Wp'。在这里，如图9所示，将安装连 结部件15前的比例Wp/Hs的值设定为J2，处于底板12的噪音贡献量T2 处于支配地位的区域Q。在区域Q中安装连结部件15并降低从底板发出 的音，对于降低铲斗10的噪音方面最有效。在安装连结部件15之后，可将Wp'/Hs的值从J2变为Jl，并能位移 到侧板11的噪音贡献量Tl处于支配地位的区域N。区域N是从底板12 发出的发出音几乎不成为问题但是从侧板11发出的发出音成为问题的区 域。在区域N中在侧板11上安装层叠板20，对于降低铲斗10的噪音方面最有效o根据所述实施例3，以将Wp7Hs小于1.47的方式安装连结部件15， 降低来自底板12的发出音。由于在WpVHs小于1.47的状态下是通过在 侧板11上安装层叠板20而降低来自侧板11的发出音，因此，可以将铲斗IO发出的噪音最有效且最大限度地降低。 (实施例4)还可以对实施例2和实施例3进行组合实施。即，在由图10的振幅 分布寻找在角落部16内成为振动模式的波腹的部位K，并在该部位K， 以Wp7Hs小于1.47的状态安装连结部件15。(实施例5)在上述的实施例1 4中，是使用梁状的连结部件15加固了底板12 的角落部16，但是也可以仅加固在图8A中用虚线表示的角落部16，而不 一定使用梁状的连结部件15。例如，可以采用以下的实施方式以不在角 落部16上形成间隙的方式填充加固部件；或者，与以往的耐磨损板一样， 不是在铲斗10的内侧，而是在外侧贴上加固部件。(实施例6)在上述的实施例1 5中，对Wp/Hs为1.47以上的铲斗10进行加固 的情况进行了考虑。但是，也可以采用以下方式实施即，无论Wp/Hs 的值如何，均可在成为铲斗10的内侧即与层叠板20的安装面相反的一侧 的、侧板11和底板12连接的部位安装连结部件15等加固材。此时，可 在侧板11和底板12的内侧连接部的整个区域设置加固材，也可以在内侧 连接部的一部分上设置加固材。下面，对实施例6的效果，参照图11A和图11B进行说明。图11A 和图11B是表示将铲斗10安装在液压挖掘机40的悬臂41上且液压挖掘 机40向卡车42进行装载的形态的图。这里，考虑了虽然铲斗IO安装有 层叠板20、但是没有由连结部件15等对底板12进行加固的情况。在这 种情况下，虽然由于层叠板20的作用，明显降低了来自侧板ll的发出音， 但是来自底板12的发出音却依然处于很大的状态。从而，对于铲斗10的 前方S的噪音，不能获得充分的噪音降低效果。针对于此，又考虑了不仅在铲斗10上安装有层叠板20，而且由连结 部件15等对底板12进行加固的情况。此时，由于由连结部件15等对底板12进行了加固，因此，成为噪音的原因的振动振幅变小，降低了来自底板12的发出音。因此，对于铲斗10的前方S的噪音，能获得充分的噪 音降低效果。另外，来自底板12的发出音对铲斗10的侧方R的噪音也有 影响。因此，可以在包括铲斗10的侧方R的所有方向上充分降低噪音。 另外，由于仅加固了铲斗IO的内侧连结部，因此与在铲斗10的外侧设置 耐磨损板等加固材时相比，可以减少加固材的重量增加。接着，使用图12 16C，说明第三实施方式。如图12所示，作为液压 挖掘机的作业用附件的铲斗101，在弯曲为大致C形的底板102的左右两 侧上分别焊接有侧板103、 103。而且，在侧板103、 103以及底板102上 分别焊接镶板104、 104、 105，形成铲斗101的开口部。镶板104、 104、 105是安装在伴随着挖掘引起激烈摩擦的部位的部件，且该部件的厚度设 定为大于底板102或者侧板103的厚度。在镶板105上安装有多个铲斗齿 106。在底板102的与铲斗齿安装部相反一侧的端部，设置有连结液压挖 掘机的作业机的销毂(pin boss) 107。在侧板103的外侧面周部，沿着底 板102设置有耐磨损板108。在铲斗101的侧板103的外侧面，像如图13所示的那样，以被镶板 104和耐磨损板108包围的方式贴有大致半圆形状的层叠板110。在层叠 板110的内部，设置有塞焊用的孔110a。如图14所示，层叠板110具备 内板lll，由层叠规定数目的薄的钢板而构成；外板112，层叠在内板lll 的外侧。外板112，在挤压内板111的同时，具备保护内板111在挖掘时 免受与岩石之间的冲撞和磨损的厚度。各内板111的大致圆弧状侧的端部形状是与耐磨损板108的内周大致 一致的形状，且规定宽度w的矩形缺口部llla设置在包含大致圆弧状侧 端部的周向两端的多个位置上。通过用缺口部llla隔开，形成与耐磨损 板108的内周对接的多个对接部lllb。缺口部llla的宽度与外板12和耐 磨损板108之间的间隙dl相等。外板112的大致圆弧状侧的端部形状， 与内磨损部108的内周之间，作为焊坑(焊接的量)形成有间隙dl。由于 具有上述形状，在缺口部llla，如图15A所示，层叠板110与耐磨损板 108形成间隙dl间隔开。在对接部lllb，如图15B所示，层叠板110的 内板111与耐磨损板108对接，且外板112与耐磨损板108之间形成间隙dl间隔开。即，对接部lllb从外板112的周缘开始突出间隙dl的程度。 各内部111和外板112被形成为作为在与镶板104间作为焊坑形成间隙d2 (未图示，与图31相同)的形状(大致直线)。按以下方式进行向铲斗101的侧面粘贴层叠板110的工序。首先，重 叠规定张数的内板，将对接部lllb对接于耐磨损板108而决定内板111 的位置。接着，利用内板lll的缺口部llla，决定外板112的位置。在完 成层叠板110 (内板111和外板112)的定位之后，兼作临时定位来将缺 口部llla以如图16A所示的方式焊接填埋。由此，各内板111就以间断 焊接方式，安装在铲斗101上。接着，以如图16B和图16C所示的方式连 续焊接并填埋缺口部llla和对接部lllb之间的间隙dl。另外，用连续焊 接方式，填埋层叠板110和镶板104之间的间隙d2。即，对于层叠板IIO， 将各内板111在耐磨损板108侧间断焊接而将外板112以连续焊接方式， 设置在铲斗101的侧面。其中，优选在孔110a处实施塞焊，防止有热形 变引起的层叠板110的各板的鼓起。由此，层叠板110以将侧板103、内 板lll以及外板112各自大致密合的方式，设置在侧板103上。接着，对基于上述构成的工作状况进行说明。当侧板103有弹性变形 而振动，则焊接部传导该振动，使各内板lll也由弹性变形而振动，而侧 板103和内板111之间以及内板111彼此间却由传播滞后以及刚性差距等， 一边生成微小位置偏差一边进行滑动。只要该振动持续，则该微小的位置 偏差或者间隙就经常性地变化并不断发生，因此，各自间的摩擦和冲撞就 一直反复进行。这样，侧板103的振动能就会由它们之间的摩擦和冲撞而 转换为热能并消除。从而，可以减少侧板103的振动，进而减少由侧板103 发出的噪音。换言之，各板根据其约束条件而振动，并产生板间的微小相对位移， 因此可以产生板彼此间的摩擦和冲撞。根据该摩擦和冲撞，振动能就能转 换为热能，因此可以衰减成为噪音来源的振动。尤其在板间的密合度高的 情况下，与板和板之间的间隙产生的冲撞现象相比，板间的摩擦成为主要 因素，并更有效地衰减振动。下面说明本实施方式的效果。根据本实施方式，层叠板110通过与外 板112的连续焊接，防止了雨水浸入到层叠板110的内部而板间生锈，维持了减振性能。由于镶板104或者耐磨损板108可以在进行挖掘作业时保护该连续焊接部使其免受岩石等的冲撞 摩擦，因此可以防止层叠板110 的焊接部受磨损，损伤，提高层叠板HO的耐久性。另外，由于内板lll 是采用了通过多个缺口部llla的焊接而构成的间断焊接，而与全周焊接 相比其约束程度低，因此可以获得具有优良的减振特性而获得显著的噪音 降低效果的减振装置。在制造上的效果方面，规定数目的内板111仅通过将对接部lllb碰到 磨损部108即可定位，而没有必要确保与耐磨损板108之间的焊坑的间隙 dl。由此，外板112也可以利用内板111的缺口部llla而容易确定位置， 因此可获得定位作业变得容易且成本低的减振装置。由于与耐磨损板108 之间的焊接，是通过由缺口部的焊接而完成的间断焊接和外板112的外周 的连续焊接而完成，因此不仅焊接量少且焊接工序也能縮短，其结果能获 得低造价的减振装置。以往，为防止热形变的产生，实施了多个临时定位。 但是，在本发明中，由于缺口部llla的焊接兼作为临时定位，因此不仅 可以省略临时定位工序，另外，还由于连续焊接也很少，因此即使兼用作 临时定位的缺口部llla的焊接位置较少，也不会发生热形变。在这里，对噪音降低效果和内板lll的焊接间距之间的关系的确认测 试结果，进行说明。约束层叠板的点越少、即焊接部的长度越短，使用层 叠板的减振装置的噪音降低效果越大。这是因为在上述的动作说明中也 能知道的那样，容易在层间产生相对位移，从而产生更大的摩擦力的缘故。 从而认为内板lll的焊接间距越大越好。然而，如果焊接间距过大，则由 内板周缘部的局部的振动而产生内板彼此间的相互拍打现象，其结果产生 发出拍打音这样的相反的问题。因此，测定了内板的焊接间距和发出噪音级别之间的关系。图17表 示了其结果。根据图17可知 一增大焊接间距，则噪音级别渐渐降低， 而到大概170mm的间距处，发出噪音变得最小。如果将间距增大至比该 值更大，则由所述拍打音，噪音又渐渐增大，并大概在280mm处收敛于 大致一定的级别。该收敛时的级别与间距为100mm时的噪音级别大致相 等。从而，如果将间距设定为小于100mm，则其效果会变得低于间距大于 170mm而发出拍打音时的情况。另外，考虑到降低成本的问题，即使想增大焊接间距，如果超过280mm，则会由拍打音而减小噪音降低效果。以上 讨论的结果是，内板的焊接间距优选设定为100mm 280mm之间。从而，第三实施方式的内板111焊接间距、即对接部lllb的周向长度 Ll优选设定为100mm 280mm之间。其中，将对接部lllb的周向长度 Ll，以如图18所示的方式定义。在第三实施方式中，采用了通过将在内板111的周缘部以规定间隔设 置的缺口部llla焊接在侧板103上，从而对内板lll的周缘部进行间断焊 接的结构。但是，并不限定于此，例如可以是如图19A和19B所示的另 外的实施例的层叠板结构。在这里，图19A是另外的实施例的层叠板的立 体图，图19B是其19B — 19B剖面图。在图19A和19B中，具有与铲斗101的耐磨损板108的内周形状大致 相等的大致半圆形的外周端部，并层叠多个在该周缘部上不设置有缺口部 的内板111A。在该多片层叠部的外侧，层叠直径比内板111A的直径小规 定长度dl的外板112，构成层叠板IIOA。将层叠板IIOA，以被镶板104 和耐磨损板108包围的方式贴在铲斗101的侧板103的外侧面。通过对外 板112的周缘部和耐磨损板108以及镶板104之间进行连续焊接，仅约束 外板112和最外侧内板111A的周缘部。在这种情况下，由于不是约束全 部板，因此其约束程度低，能获得优良的减振特性。另外，可以防止雨水 浸入到层叠板内部，防止板间生锈，维持长时间的减振特性。接着，参照图20 图22，说明第四实施方式。在第四实施方式中， 将层叠板应用于自行式破碎装置的料斗。如图20所示，自行式破碎装置 120，在具备履带式行走装置121的基台122的后部搭载有动力装置123， 同时在基台122的中央部搭载有破碎机124。投入到设在基台122前部的 料斗125中的被破碎物(例如，岩石、混凝土类、木材、建筑废弃材料等)， 被破碎机124破碎为规定大小，并由从基台122的下部向后方延伸设置的 搬出装置126向后方搬出。如图21所示，在料斗125的中央部设置有将投入的被破碎物搬送到 破碎机124的送料部127，且料斗125的倾斜壁面128、 128、 129以包围 送料部127的方式形成朝上方的开口部。在料斗125的倾斜壁面128、 128、 129上分别贴有层叠板130、 130、 140。各层叠板130、 130、 140的形状不同但材料相同。下面，举例说明该层叠板130。如图22所示，层叠板130是比倾斜壁面128小一圈的外形形状，并 贴在倾斜壁面128的中央部。在层叠板130的规定位置设置有塞焊用的孔 130a。层叠板130具备层叠规定张数的薄钢板而构成的内板121、层叠 在内板131的外侧的外板132。为了在挤压内板131的同时保护内板131 免受投入被破碎物时与被破碎物之间的冲撞和摩擦，外板132具有规定厚 度。外板132的外形成为层叠板130的外形，且内板131在周缘部具备与 外板132的周缘形状一致的多个突出部131a、和从外板132的周缘形状向 内凹入的多个缺口部131b。向料斗125的倾斜壁面128贴层叠板130的粘贴工序采用以下方法。 首先，在设置有对接于层叠板130的邻接的2边的夹具(未图示)的工作 台(未图示)上，重叠规定张数的内板131，在其上面重叠外板132之后， 使全部的板与夹具对接而规定其位置，对周缘的多处进行临时焊接。接着， 将临时焊接的层叠板130与倾斜壁面128结合。由此，如图23A和图23B 所示，对外板132进行连续焊接，而对各内板131在缺口部131b处不进 行焊接，进行仅在多个突出部131a处焊接于倾斜壁面128上的间断焊接。根据图17所示的测定数据，第四实施方式的内板131的突出部131a 之间的间隔、即缺口部131b的周向长度L2优选设定为100mm 280mm 之间。缺口部131b的周向长度L2定义如图24所示。由于基于层叠板130的噪音降低动作与第三实施方式时相同，因此省 略其说明。下面，说明基于第四实施方式的效果。根据本实施方式，层叠 板130通过外板132的连续焊接，防止雨水进入到层叠板130内部，而防 止板间生锈，维持减振性能。由于内板131是间断焊接，且比起连续焊接 (全周焊接)的约束程度低，因此可获得具有优良减振特性和显著噪音降 低效果的减振装置。在制造上的效果方面，由于采用了以下构造，即，通 过外板132的连续焊接工序对内板131的突出部131a进行焊接而进行间 断焊接，因此，制造工序简单且成本低。另外，由于规定张数的内板131 的突出部131a与外板132的外形一致，因此能够容易进行各内板131和 外板132之间的定位作业，从而能获得低成本的减振装置。另外，本发明并不限定于第三和第四实施方式，而是在本发明的范围内可进行各种变更和修正。例如，这里是对将基于间断焊接的内板lll的耐磨损板108侧的约束位置(即缺口部llla)设为5个的实例进行了说明， 但也可以根据需要的强度或者需要降低的噪音的频带范围而适当选择为 其他个数。这里，是对在内板111上设置矩形缺口部llla的实例进行了说明，但 并不限定于矩形，还可以如图25A所示的那样设置波形的缺口部lllc。同 样，第四实施方式的内板131的缺口部131b也可以是波形。在用转塔式 冲床等而制作内板111时，由在端部产生的变化而在各内板111之间的间 隙产生减振性能的降低，因此内板111通常是通过激光加工而制造。从而， 即使缺口部形状为波形，其制造也不会有问题，而且，当由强度方面的要 求而需要多个位置的断续焊接时，与矩形相比，波形的激光切断长度更短， 因此能提高生产性。除了在内板111设置矩形的缺口部llla，还可以用以下方式替代，艮P， 如图25B所示，还可以在内板111的耐磨损板108侧的周缘部上设置多个 塞焊用的孔llld，并通过塞焊将各内板111约束于侧板103。通过孔llld 的塞焊，内板lll的周缘部被间断焊接。还可以采用以下方式，即如图25C 所示，不是仅在内板lll处设置约束点，而是设置多个将内板lll和外板 112共同焊接在侧板103上的塞焊用的孔110a。通过孔110a的塞焊，内板 111和外板112被间断焊接，获得与上述实施方式相同的效果。在这里，在层叠板IIO上采用了对层叠板110和镶板104之间的间隙 d2进行连续焊接的实例，在该部分也可以用间断焊接而约束内板111。艮口， 如图26所示，可采用以下结构将内板111的镶板104侧端部从外板112 的周缘突出，在该突出部上设置缺口部llla，并填充缺口部llla而进行 间断焊接。由此，可以减少内板lll的约束点，从而能获得进一步提高减 振性能的减振装置。第四实施方式的技术还可以附加到第三实施方式中。即，如图27所 示，在内板lll的镶板104侧端部，设置与外板112的外形一致的多个突 出部llle、以及相对于外板112的外形向内凹入的多个缺口部lllf。由此， 即使在层叠板110的镶板104侧端部实施连续焊接，内板111也进行仅是 突出部llle被焊接的间断焊接。由此，可以减少内板U1的约束点，从而能获得进一步提高减振性能的减振装置。另外，还可以将第三实施方式的技术附加到第四实施方式中。即，如图28所示，在倾斜壁面128上设置能对接于层叠板130的邻接的2边的 大致L字形状的耐磨损板138的同时，将与耐磨损板138相对的内板131 的端部以对接于耐磨损板138的方式从外板132的周缘突出，并在该突出 部设置多个缺口部131c。在突出部上，被缺口部131c所区分，形成对接 于耐磨损板138的多个对接部131d。通过用焊接方式填埋该多个缺口部 131c而构成间断焊接之后，对外板132进行连续焊接，从而使层叠板130 设置于倾斜壁面128上。由此，通过在倾斜壁面128上使各内板131与耐 磨损板138相互对上，从而能够定位。而且，由于耐磨损板138能够保护 耐磨损板138侧的焊接部，使其在投入时免受与被破碎物之间的岩石等的 冲撞*摩擦，因此可以防止层叠板130的焊接部的磨损*损伤，提高层叠 板130的耐久性。在上述第三和第四实施方式中，说明了层叠板110、 130的厚度、即 内板和外板的层叠合计高度与耐磨损板108、 138的高度大致相等的结构 例。但是，更优选内板和外板的层叠合计高度为耐磨损板108、 138的高 度以下，并用耐磨损板更有效地防止层叠板的焊接部的磨损*损伤。作为 贴有层叠板的机械部件，在这里举出了液压挖掘机的铲斗101 (包括侧板 3等各构成部件)以及自行式破碎装置120的料斗125 (包括倾斜壁面128 等各构成部件)等实例，但是当然也可以应用于轮式装载机的铲斗或者固 定式破碎装置的料斗等，即可以应用于需要降低噪音的任意机械的部件 上。如以上说明，通过对层叠板的外板进行连续焊接，可防止雨水进入以 及板间生锈，同时对层叠板的内板进行间断焊接而将内板的约束程度抑制 为较低，因此能够获得具有良好减振特性以及显著噪音降低效果的减振装 置。对第一实施方式和第二实施方式进行组合的实施例也是可能的。艮P， 如图34所示，铲斗200与第一实施方式相同，且在侧板211上通过全周 角焊230而安装层叠板220的同时，在相当于图1的部位D的位置，层叠 板220的内部和侧板211被实施塞焊(塞焊的最佳化)。而且，铲斗200 与第二实施方式时一样，在侧板211和底板212连结的角落部中，在特定的部位(参照图10)，安装连结侧板211和底板212的梁状的连结部件215。 本实施例中的侧板211的高度Hs和底板212的宽度Wp之间的关系为图9 的区域Q(即，其比Wp/Hs为1.47以上)。另外，在图34中，在侧板211 和底板212连结的角落部固定有加固部件214，但也可以省略该加固部件 214。关于采用各组合的实施例所带来的噪音能量降低率，通过图35说明。 在这里，噪音能量降低率Ed是按以下方式算出的，即，通过实验测定安 装层叠板220和/或连结部件215前后产生的噪音能量，并用算式Ed=[(安 装前产生的噪音能量E1 —安装后产生的噪音能量E2) /E1]X100 (%)算 出。侧板贡献量和底板贡献量是指从侧板和底板分别发出的音的降低率。 图35中的"整体"是指在侧板和底板的各降低率上乘以贡献率之后，合 计的值。对于本实施例中的层叠板220等的安装前的铲斗200，侧板贡献 率是39%、底板贡献率是61%，从而是从底板212发出的音的贡献更大 的实例。在图35中，对本实施例以外的几个构成测定了噪音能量降低率Ed， 而各项目No.的铲斗构成概要则如下所记载。在这里，作为基体的铲斗是 安装层叠板220和连结部件215等噪音降低部件之前的铲斗。项目h对层叠板220进行全周角焊230，在振动模式的"波腹"位 置进行塞焊(未图示)。项目2:对层叠板220进行全周角焊230，在相当于部位D的位置进 行塞焊。项目3*.在将层叠板220向侧板211进行全周角焊230时，忽视制造 费用极高的情况，以不在层叠板220上产生"鼓起"的方式制造(没有使 用塞焊)。项目4:在部位K安装连结部件215 (无层叠板)。 项目5:并用了项目2和项目4。项目6:对项目2和项目4的各噪音能量降低率进行算术相加运算。 项目7:并用了项目l和项目4。下面，对上述各项目的铲斗的噪音能量降低率，进行说明。项目3虽 然是理想的安装有层叠板220的状态，但是由于制造费用极高，且还存在使用中因冲击而产生鼓起现象等问题，因此不适于实际应用。另一方面， 在采用第一实施方式的项目2的情况下，可知以理想安装状态获得大致很 低的降低率。另外，与第一实施方式不同的项目l的情况下，不仅降低率 低，而且还不能获得对于底板212的效果。这里考虑，这是因为由衰减效果的不足，而未能充分消散底板212的振动能的缘故。项目4是为了仅调 查连结部件215的效果的实施的实例，其侧板贡献量的降低率是7%。其 原因推测如下由兼用作底板212的加固的连结部件215，侧板211的周 缘部的振动幅度变小的缘故。如以上说明，通过加固底板212而降低噪音 是由于底板212的刚性Y增大的缘故，而由层叠板220降低噪音是由于铲 斗200的衰减率5变大的缘故。可知一定时间内的振动能Ev与"1/{2YS '(H2) 1/2}"成比例，且同时实施刚性提高和衰减性提高，则可以 获得相加以上的效果。项目5是共同实施第一实施方式(项目2)和第二实施方式(项目4) 时(即，图34的本实施例)的情况。在当项目2和项目4分别独立作用 时，其衰减率单单是获得相加效果，成为项目6。而在项目5中，是通过 相乘效果获得相加以上的效果。另外，由于如果在波腹实施塞焊(项目1)， 则不能带来对于底板的层叠板的效果，因此安装连结部件也会使效果减少(项目7)。在本实施例(图34)中，是对侧板211的高度Hs和底板212的宽度 Wp之比Wp/Hs为1.47以上的情况进行了说明，但在Wp/Hs小于1.47的 情况下，也有用。即，由层叠板220能充分降低贡献率大的侧板211的噪 音，底板212的贡献相对变大的情况下，也能获得噪音能降低效果。而且，将第一 第三实施方式进行组合的实施例也是可能的。即，如 图36所示的本实施例的铲斗300，相对于图34的实施例，i) 与图13的具备具有缺口部llla以及对接部lllb的内板111以及 外板112的层叠板110 —样，层叠板320也具备具有缺口部311a以及对接 部311b的内板311以及外板312的层叠板110;ii) 与第三实施方式一样，对内板进行间断焊接，且对外板312进行 全周角焊。对本实施例以外的几个构成测定了噪音能量降低率Ed，并用图35，进行说明。在这里，项目8 12的铲斗的结构概要如下所述，但是作为基 体的铲斗是与上述的一样安装噪音降低部件之前的铲斗。项目8:如第三实施方式那样，对层叠板320的内板311进行间断焊 接，且对外板312进行全周角焊，但是在焊接时，忽视制造费用极高的情 况，以不在层叠板320上产生"鼓起"的方式制造(没有使用塞焊)。项目9:第三实施方式那样，对层叠板320的内板311进行间断焊接， 且对外板312进行全周角焊，并在振动模式的"波腹"的位置实施了塞焊 (未图示)。项目10:如第三实施方式那样，对层叠板320的内板311进行间断焊 接，且对外板312进行全周角焊，再并用了项目2。 项目11:并用了项目IO和项目4。项目12:对项目IO和项目4的各噪音能量降低率进行算术加法运算。 对上述项目8 12的铲斗的噪音能量降低率，进行比较说明。 项目8和项目3—样，虽然噪音能量降低率高，但是由于制造费用极 高且还存在产生鼓起现象等问题，因此不适于实际应用。在项目9中，由 于实施了塞焊，因此降低率大幅减小。与项目9相对，在与第一实施方式 相同的部位D上实施塞焊250的项目10的情况下，通过最佳化塞焊位置， 而可以不产生降低率减小，因此是能够实际应用的构造。与项目IO相比， 项目11 (即，图36的本实施例)还安装有与第二实施方式时相同的连结 部件215，因此可以获得非常大的降低率。将项目ll与项目12进行比较 可知，通过相乘效果能获得相加以上的效果。这样，在上述的第三、第四实施方式中，在层叠板110、 130的内板 111， 131上设置有多个缺口部llla、多个突出部131a，且通过将这些多 个缺口部llla、多个突出部131a焊接在作为减振对象机械的铲斗101的 侧板103、料斗125的倾斜壁面128，对内板lll、 131进行间断焊接。但是，也可以不对内板进行间断焊接，而仅通过对外板进行连续焊接， 由外板和减振对象机械，封闭密封内板，将层叠板结合到减振对象机械上。 艮P，图37所示的层叠板910由以下部分构成层叠在减振对象机械 901上的规定张数的内板912;层叠在这些规定张数的内板912的更外侧， 且具有大于内板912的面积的外板911。规定张数的内板912以被减振对象机械901和外板911夹着的状态，使减振对象机械901和外板911被全 周焊接(用913表示全周焊接部)。由此，减振对象机械901和外板911 以封闭密封规定张数的内板912的方式结合。根据该实施例，规定张数的内板912没有约束其变形的焊接部，且由 于通过全周焊接而防止了雨水浸入以及生锈，因此能获得良好的减振性 能。在图37A中，外板911和减振对象机械901是直接进行结合，但也可 以经由连结部件而相互结合。艮P，如图37B所示的层叠板910，与图37A时一样，由以下部分构成 层叠在减振对象机械901上的规定张数的内板912;和设置在所述规定张 数的内板912的更外侧且具备比所述内板912更大的面积的外板911。由 此，规定张数的内板912被减振对象机械901和外板911所夹持。而且， 外板911的全周上配置有连结部件914。而且，外板911和连结部件914 之间由全周焊接(用916表示全周焊接部)而结合，且连结部件914和减 振对象机械901由全周焊接(用915表示全周焊接部)而结合。由此，规 定张数的内板912以封闭式密封的方式经由连结部件914而将减振对象机 械901和外板911结合。根据该实施例，规定张数的内板912没有约束其变形的焊接部，且由 于通过全周焊接而防止了雨水浸入以及生锈，因此能获得良好的减振性 能。另外，如果在例如通过塞焊(用917表示塞焊部)事先结合规定张数 的内板912和外板911的前提下，进行连结部件914的悍接，则能容易进 行向减振对象机械901确定层叠板910的位置，因此能够进一步降低制造 成本。另外，通过实施塞焊，能够防止发生层叠板910的鼓起现象。而且，还可以按以下方式实施，即，将连结部件用作确定层叠板的位 置的夹具。艮P，如图37C所示的层叠板910，由以下部分构成层叠在减振对象 机械901上的规定张数的内板912;和设置在所述规定张数的内板912的 更外侧且具备与所述内板912相同面积和相同形状的外板911。由此，规 定张数的内板912被减振对象机械901和外板911所夹持。而且，外板911的全周上配置有连结部件918。通过在连结部件918的内壁对接规定张数的内板912、外板911，确定层叠板910的位置。而且，外板911和连结 部件918之间由全周焊接(用920表示全周焊接部)而结合，且连结部件 918和减振对象机械901由全周焊接(用919表示全周焊接部)而结合。 由此，规定张数的内板912以封闭式密封的方式经由连结部件918而将减 振对象机械901和外板911结合。根据该实施例，规定张数的内板912没有约束其变形的焊接部，且由 于通过全周焊接而防止了雨水浸入以及生锈，因此能获得良好的减振性 能。另外，通过使用连结部件918，容易相对减振对象机械901确定层叠 板910的位置，因此能够进一步降低制造成本。另外，在图37A、 37B、图37C中是通过焊接而结合，但是也可以通 过使用粘接剂或者密封材，替代焊接。另外，在图37A、 37B、图37C的减振对象机械901，与第三实施方 式、第四实施方式中说明的一样，是例如铲斗101的侧板103、料斗125 的倾斜壁面128。另外，还可以将图37A、 37B、图37C的层叠板910，与在第一实施 方式、第二实施方式、第三实施方式、第四实施方式中说明的实施方式进 行适当组合而实施。本发明可应用于抑制母材、侧板等产生的振动而降低从母材等发出的 噪音的减振装置、以及工程机械的铲斗。
权利要求
1.一种减振装置，其特征是具有层叠板(110、130)，其是通过对在周缘部具有矩形或波形的缺口部(111a、111c、131c)的规定张数的内板(111，131)、和被设置在所述规定张数的内板(111，131)的外侧且具有与所述内板(111，131)周缘部不同的形状的外板(112，132)进行层叠而成的；所述内板(111，131)与减振对象机械的部件(103、128)对接；在所述外板(112，132)的周缘部实施连续焊接，在所述内板(111，131)的周缘部实施间断焊接，而将所述层叠板(110，130)结合到所述减振对象机械的部件(103、128)上，由所述外板(112，132)和所述减振对象机械的部件(103、128)封闭式密封所述规定张数的内板(111，131)。
2. —种减振装置，其特征是具备层叠板(110)，该层叠板对规定张数的内板(111)、和设置在所 述规定张数内板(111)的外侧的外板(112)进行层叠而成的；减振对象机械的部件(103)具有可与所述层叠板(110)的端部对接 的对接部件(108);所述内板(111)具有从所述外板(112)的周缘突出并与所述对接部 件(108)对接的对接部(111b);通过焊接方式填埋所述对接部(111b)彼此之间，将所述内板(111) 装在所述减振对象机械的部件(103)上，在所述外板(112)的周缘和所述对接部件(108)之间，进行被所述 内板(111)覆盖住的连续焊接，由所述外板(112)和所述减振对象机械的部件(103)封闭式密封所 述规定张数的内板(111)。
3. 如权利要求2所述的减振装置，其特征是所述内板(111)的对接部(111b)经由矩形或波形的缺口部具有多个，并且，各对接部(lllb)的长度在100 280mm之间。
4. 一种减振装置，其特征是具备层叠板(130)，该层叠板对规定张数的内板(131)、和设置在所 述规定张数内板(131)的外侧的外板(132)进行层叠而成的；在所述内板(131)的周缘部设置有与所述外板(132)的周缘形状一 致的多个突出部(131a);通过在所述外板(132 )的周缘部实施连续焊接，而对在所述内板(131) 的多个突出部(131a)进行间断焊接，由所述外板(132)和减振对象机械的部件(128)封闭式密封所述规 定张数的内板(131)。
5. 如权利要求4所述的减振装置，其特征是所述内板(131)的多个突出部(131a)以100 280mm的间隔设置。
全文摘要
一种减振装置，其具有层叠板，其是通过对在周缘部具有矩形或波形的缺口部的规定张数的内板、和被设置在规定张数的内板的外侧且具有与内板周缘部不同的形状的外板进行层叠而成的；内板与减振对象机械的部件对接；在外板的周缘部实施连续焊接，在内板的周缘部实施间断焊接，而将层叠板结合到机械的部件上，由外板和机械的部件封闭式密封规定张数的内板。根据该结构，通过对层叠板的外板进行连续焊接(全周焊接)防止雨水浸入，而防止板间生锈。
文档编号F16F15/02GK101220844SQ20081000386
公开日2008年7月16日 申请日期2003年9月2日 优先权日2002年9月2日
发明者中川泰造, 中田国昭, 今村一哉 申请人:株式会社小松制作所