(57)【要約】高い制振効果を維持できる制振装置及び建設機械のバケットを提供する。このために、制振装置は、騒音を放射する母材（１１）に少なくとも内部の部位が固定される積層板（２０）を備え、内部の部位は、母材（１１）を所定の周波数の振動モードで振動させるときに振動モードの腹となる部位以外の部位（Ｇ）である。
2004023001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音を放射する母材（１１）に少なくとも内部の部位が固定される積層板（２０）を備え、
前記内部の部位は、前記母材（１１）を所定の周波数の振動モードで振動させるときに振動モードの腹となる部位以外の部位（Ｇ）である
ことを特徴とする制振装置。
【請求項２】
騒音を放射する母材（１１）に少なくとも内部の部位が固定される積層板（２０）を備え、
前記内部の部位は、前記母材（１１）を複数の周波数の各振動モードで振動させるときに複数の振動モードについて腹となる部位以外の部位（Ｇ）である
ことを特徴とする制振装置。
【請求項３】
建設機械のバケット（１０）の側板（１１）に少なくとも内部の部位が固定される積層板（２０）を備え、
前記内部の部位は、ｉ）一側の少なくとも一部に略円弧形状を有してなる前記側板（１１）の円弧中心Ｃと前記バケット（１０）の前記建設機械への取り付け側で前記略円弧形状から他の形状に移行する点Ａとを結ぶ線分ＣＡが前記積層板（２０）に交わる点Ｂと前記円弧中心Ｃとを結ぶ線分ＢＣの中点ｄおよび前記中点ｄ近傍からなる部位Ｄと、ｉｉ）前記線分ＣＡの中点ｆおよび前記中点ｆ近傍からなる部位Ｆと、ｉｉｉ）前記部位Ｄと前記部位Ｆとの間の領域と、からなる領域Ｇ内である
ことを特徴とする制振装置。
【請求項４】
側板（１１）と、
少なくとも一部が前記側板（１１）に接続する底板（１２）と、
前記側板（１１）に取り付けられる積層板（２０）とを備え、
前記側板（１１）の高さＨｓと前記底板（１２）の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である場合、前記側板（１１）と前記底板（１２）とが接続する部位の少なくとも一部の部位（１６）が、補強されている
ことを特徴とする建設機械のバケット。
【請求項５】
側板（１１）と、
少なくとも一部が前記側板（１１）に接続する底板（１２）と、
前記側板（１１）に取り付けられる積層板（２０）とを備え、
前記側板（１１）の高さＨｓと前記底板（１２）の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である場合、前記側板（１１）と前記底板（１２）とが接続する部位の内、振動モードの腹となる部位（Ｋ）が、補強されている
ことを特徴とする建設機械のバケット。
【請求項６】
側板（１１）と、
少なくとも一部が前記側板（１１）に接続する底板（１２）と、
前記側板（１１）に取り付けられる積層板（２０）と、
前記側板（１１）の高さＨｓと前記底板（１２）の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である場合、高さＨｓと前記底板（１２）の実質的な幅Ｗｐ′との比Ｗｐ′／Ｈｓが１．４７よりも小さくなるように前記側板（１１）と前記底板（１２）とを連結する連結部材（１５）とを備える
ことを特徴とする建設機械のバケット。
【請求項７】
側板（１１）と、
少なくとも一部が前記側板（１１）に接続する底板（１２）と、
前記側板（１１）の外側に取り付けられる積層板（２０）とを備え、
前記側板（１１）及び前記底板（１２）の内側であって、前記側板（１１）と前記底板（１２）とが接続する部位の少なくとも一部の部位（１６）が、補強されている
ことを特徴とする建設機械のバケット。
【請求項８】
請求の範囲１又は２記載の制振装置において、
前記母材（１１）は建設機械のバケット（２００）の側板（２１１）であり、さらに
少なくとも一部が前記側板（２１１）に接続する底板（２１２）を備え、
前記側板（２１１）の高さＨｓと前記底板（２１２）の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である場合、前記側板（２１１）と前記底板（２１２）とが接続する部位の少なくとも一部の部位（Ｋ）が、補強されている
ことを特徴とする制振装置。
【請求項９】
請求の範囲３記載の制振装置において、
少なくとも一部が前記側板（２１１）に接続する底板（２１２）を備え、
前記側板（２１１）の高さＨｓと前記底板（２１２）の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である場合、前記側板（２１１）と前記底板（２１２）とが接続する部位の少なくとも一部の部位（Ｋ）が、補強されている
ことを特徴とする制振装置。
【請求項１０】
請求の範囲１又は２記載の制振装置において、
前記母材（１１）は建設機械のバケット（２００）の側板（２１１）であり、さらに
少なくとも一部が前記側板（２１１）に接続する底板（２１２）を備え、
前記側板（２１１）の高さＨｓと前記底板（２１２）の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である場合、前記側板（２１１）と前記底板（２１２）とが接続する部位の内、振動モードの腹となる部位（Ｋ）が、補強されている
ことを特徴とする制振装置。
【請求項１１】
請求の範囲３記載の制振装置において、
少なくとも一部が前記側板（２１１）に接続する底板（２１２）を備え、
前記側板（２１１）の高さＨｓと前記底板（２１２）の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である場合、前記側板（２１１）と前記底板（２１２）とが接続する部位の内、振動モードの腹となる部位（Ｋ）が、補強されている
ことを特徴とする制振装置。
【請求項１２】
請求の範囲１又は２記載の制振装置において、
前記母材（１１）は建設機械のバケット（２００）の側板（２１１）であり、さらに
少なくとも一部が前記側板（２１１）に接続する底板（２１２）と、
前記側板（２１１）の高さＨｓと前記底板（２１２）の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である場合、高さＨｓと前記底板（２１２）の実質的な幅Ｗｐ′との比Ｗｐ′／Ｈｓが１．４７よりも小さくなるように前記側板（２１１）と前記底板（２１２）とを連結する連結部材（２１５）とを備える
ことを特徴とする制振装置。
【請求項１３】
請求の範囲３記載の制振装置において、
少なくとも一部が前記側板（２１１）に接続する底板（２１２）と、
前記側板（２１１）の高さＨｓと前記底板（２１２）の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である場合、高さＨｓと前記底板（２１２）の実質的な幅Ｗｐ′との比Ｗｐ′／Ｈｓが１．４７よりも小さくなるように前記側板（２１１）と前記底板（２１２）とを連結する連結部材（２１５）とを備えることを特徴とする制振装置。
【請求項１４】
請求の範囲１又は２記載の制振装置において、
前記母材（１１）は建設機械のバケット（２００）の側板（２１１）であり、
前記積層板（２２０）は前記側板（２１１）の外側に取り付けられ、さらに
少なくとも一部が前記側板（２１１）に接続する底板（２１２）を備え、
前記側板（２１１）及び前記底板（２１２）の内側であって、前記側板（２１１）と前記底板（２１２）とが接続する部位の少なくとも一部の部位（Ｋ）が、補強されている
ことを特徴とする制振装置。
【請求項１５】
請求の範囲３記載の制振装置において、
前記積層板（２２０）は前記側板（２１１）の外側に取り付けられ、さらに
少なくとも一部が前記側板（２１１）に接続する底板（２１２）を備え、
前記側板（２１１）及び前記底板（２１２）の内側であって、前記側板（２１１）と前記底板（２１２）とが接続する部位の少なくとも一部の部位（Ｋ）が、補強されている
ことを特徴とする制振装置。
【請求項１６】
所定枚数の内板（９１２）と、前記所定枚数の内板（９１２）の外側に設けられた外板（９１１）とを積層してなる積層板（９１０）を備え、
前記外板（９１１）と制振対象機械（９０１）とによって前記所定枚数の内板（９１２）を密閉に封じた
ことを特徴とする制振装置。
【請求項１７】
請求の範囲１又は２記載の制振装置において、
前記積層板（９１０）は、所定枚数の内板（９１２）と、前記所定枚数の内板（９１２）の外側に設けられた外板（９１１）とを積層してなり、
前記外板（９１１）と制振対象機械（９０１）とによって前記所定枚数の内板（９１２）を密閉に封じた
ことを特徴とする制振装置。
【請求項１８】
請求の範囲１７記載の制振装置において、
前記制振対象機械（９０１）は建設機械のバケット（３００）の側板（２１１）であり、
前記積層板（９１０）は前記側板（２１１）の外側に取り付けられ、さらに
少なくとも一部が前記側板（２１１）に接続する底板（２１２）を備え、
前記側板（２１１）及び前記底板（２１２）の内側であって、前記側板（２１１）と前記底板（２１２）とが接続する部位の少なくとも一部の部位（Ｋ）が、補強されている
ことを特徴とする制振装置。
【請求項１９】
請求の範囲３記載の制振装置において、
前記積層板（９１０）は、所定枚数の内板（９１２）と、前記所定枚数の内板（９１２）の外側に設けられた外板（９１１）とを積層してなり、
前記外板（９１１）と前記側板（２１１）とによって前記所定枚数の内板（９１２）を密閉に封じた
ことを特徴とする制振装置。
【請求項２０】
請求の範囲１９記載の制振装置において、
前記積層板（９１０）は前記側板（２１１）の外側に取り付けられ、さらに
少なくとも一部が前記側板（２１１）に接続する底板（２１２）を備え、
前記側板（２１１）及び前記底板（２１２）の内側であって、前記側板（２１１）と前記底板（２１２）とが接続する部位の少なくとも一部の部位（Ｋ）が、補強されている
ことを特徴とする制振装置。
【請求項２１】
請求の範囲７記載の建設機械のバケットにおいて、
前記積層板（９１０）は、所定枚数の内板（９１２）と、前記所定枚数の内板（９１２）の外側に設けられた外板（９１１）とを積層してなり、
前記外板（９１１）と前記側板（２１１）とによって前記所定枚数の内板（９１２）を密閉に封じた
ことを特徴とする建設機械のバケット。
【請求項２２】
請求の範囲１６記載の制振装置において、
前記積層板（１１０，１３０）は、所定枚数の内板（１１１，１３１）と、前記所定枚数の内板（１１１，１３１）の外側に設けられて、前記内板（１１１，１３１）とは異なる形状を有する外板（１１２，１３２）とを積層してなり、
前記内板（１１１，１３１）が制振対象機械の部材（１０３，１２８）に当接され、
前記外板（１１２，１３２）の周縁部に連続溶接を施して、前記積層板（１１０，１３０）を前記機械の部材（１０３，１２８）に結合させてなる
ことを特徴とする制振装置。
【請求項２３】
請求の範囲１６記載の制振装置において、
前記積層板（１１０，１３０）を前記機械の部材（１０３，１２８）に結合させるとき、更に、前記内板（１１１，１３１）の周縁部には複数箇所の溶接よりなる断続溶接が施される
ことを特徴とする制振装置。
【請求項２４】
請求の範囲１６又は２３記載の制振装置において、
前記機械の部材（１０３）は、前記積層板（１１０）の端部に当接可能な当接部材（１０８）を有し、
前記内板（１１１）は、前記外板（１１２）の周縁から突出し前記当接部材（１０８）に当接する当接部（１１１ｂ）を有し、
前記外板（１１２）の周縁と前記当接部材（１０８）との間に、前記内板（１１１）の当接部（１１１ｂ）に被さる連続溶接を施す
ことを特徴とする制振装置。
【請求項２５】
請求の範囲１６又は２３記載の制振装置において、
前記内板（１３１）は周縁部に、前記外板（１３２）の周縁形状に一致する複数の突出部（１３１ａ）を設け、
前記外板（１３２）の周縁部に連続溶接を施すことにより、前記内板（１３１）の複数の突出部（１３１ａ）を断続溶接する
ことを特徴とする制振装置。
【請求項２６】
請求の範囲２４記載の制振装置において、
前記内板（１１１）の当接部（１１１ｂ）の長さは、１００〜２８０ｍｍの間である
ことを特徴とする制振装置。
【請求項２７】
請求の範囲２５記載の制振装置において、
前記内板（１３１）の複数の突出部（１３１ａ）は、１００〜２８０ｍｍの間隔で設けられる
ことを特徴とする制振装置。
【請求項２８】
所定枚数の内板（９１２）と、前記所定枚数の内板（９１２）の外側に設けられ、前記所定枚数の内板（９１２）とは異なる形状を持った外板（９１１）とを積層してなる積層板（９１０）と、前記外板（９１２）と制振対象機械（９０１）を連結する部材（９１４，９１８）とを備え、前記外板（９１１）と前記制振対象機械（９０１）とが前記連結部材（９１４，９１８）とを介して結合される
ことを特徴とする制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、母材で発生する振動を抑制し母材から放射される騒音を低減させる制振装置、及び建設機械のバケットに関する。
【背景技術】  近年、建設機械には、特に夜間作業、住宅地において低騒音が要求されており、騒音を一定レベル以下に規制する騒音の法規制も各国で施行されている。例えば、バケットを含む作業機が備えられている油圧ショベルなどの建設機械の場合には、バケットが、騒音の主要な発生源であることが実験等によって確認されている。この作業機から放射される騒音のうち、約８０％はバケットからの放射音であるといわれている。
そこでバケット、とりわけバケットの側板で発生する振動を抑制し、側板から放射される騒音を低減させるべく、制振材をバケットに取り付ける試みがなされている。制振材として一般的なものはゴム、樹脂、アスファルトなどの粘弾性材と呼ばれるものである。
しかし建設機械は、作業機が土砂等に曝されるなど、過酷な状況で作業を行うことが多く、粘弾性材からなる制振材を建設機械の作業機に取り付けたとすると、耐久性に乏しいという問題が発生する。また粘弾性材は一般的に金属板によって拘束されるが、この金属板を溶接によって補修する際に粘弾性材が燃えてしまうという問題も発生している。この粘弾性材は高価であり騒音対策に費やされるコストが大きいという問題もある。
そこで耐久性が高く補修時に燃えることもない低コストな制振装置開発の要請に対し、本願の譲受入は積層板を開発し既に特許出願しており、日本特開２０００−２１９１６８号公報（又は米国特許６３３２５０９号公報）、日本特開２００２−４８１８８号公報などにより公知になっている。上記公報に関し、図２を流用して説明する。バケットの側板１１の上に、薄い鋼板２１（以下、薄板２１）を複数枚積層して積層板２０を構成する。積層板２０の更に上に、薄板２１を保護する比較的厚い鋼板３０（以下、保護板３０）を重ね、その周囲２０ａ（図１参照）を全周隅肉溶接又は断続的な隅肉溶接を行う、あるいは間欠的な栓溶接を行う、あるいはボルト締めによって固定するなどが記載されている。積層板２０は、鋼という耐久性が高く燃えにくく安価な材料で構成されているため、従来の粘弾性材が有していた問題点を解決することができる。
積層板２０が側板１１で発生する振動を抑制し、側板１１から放射される騒音を低減するメカニズムは、上記公報に記載されているが、図４Ａ及び図４Ｂを流用して説明する。即ち側板１１が振動すると、その振動が積層板２０に伝わり、積層板２０を構成する薄板２１、２１′が変形する。薄板２１、２１′が多重に重ねられた積層板２０では、層毎に変形量が異なる。即ち隣り合う薄板２１、２１′は、それぞれ曲率半径がｒ１、ｒ２と異なる。このため、元々変位がｘであった薄板２１、２１′は（図４Ａ参照）、振動による微小変形によって、変位がそれぞれＸ＋ΔＸ２、Ｘ＋ΔＸ１に変化し、両薄板２１、２１′間で相対変位ΔＸ２−ΔＸ１が生じる。相対変位ΔＸ２−ΔＸ１は薄板２１、２１′間で摩擦力（以下、層間摩擦力）を生じさせる。側板１１で発生する振動エネルギは、この層間摩擦力による熱エネルギに変換される。これにより側板１１で発生する振動が抑制され側板１１から放射される騒音が低減する。
したがって薄板２１、２１′は図４Ｂに示すように、独立して変形し相対変位ΔＸ２−ΔＸ１を生じることが制振を行うための条件である。そのため、逆に、両薄板２１、２１′が固定され一体のものとして機能すると、独立した変形が阻害され、相対変位が全く生じないか極めて少ないものとなり、制振効果は得られないか極めて少ししか得られない。
これに関し、図１を流用して説明する。従来では、積層板２０の周囲２０ａは溶接等によって側板１１に固定することにしている。しかし、各層の独立した変形を阻害せずに高い制振効果を得るために、積層板２０の内部（周囲２０ａを除いた部分の意味で使用する）は側板１１に固定していないのが、従来の一般的な構造であった。しかし積層板２０の内部を固定しないと、つぎのような問題が生じることが明らかになった。
まず第一に、製造時の溶接工程で発生する熱歪みによって、積層板２０を構成する薄板２１、２１′間に隙間が生じたり、側板１１と積層板２０の間に隙間が生じる。これにより、側板１１の振動時に薄板２１、２１′間で本来発生するはずである層間摩擦力は発生しないか殆ど発生しないこととなり、制振効果が全くなくなるか極めて少ないものとなる。
第二に、建設機械の実際の作業時には、バケットが岩石にぶつけられるなどして側板１１に過大な外力が加わることが多い。このため内部は固定されておらず周囲２０ａしか固定されていない積層板２０は、過大な外力によって容易に「浮き上がって」しまう。つまり積層板２０が側板１１から離れたり、薄板２１、２１′同士が離れてしまう。その結果、側板１１の振動時に薄板２１、２１′間で発生するはずである層間摩擦力が発生しないか殆ど発生しないこととなり、制振効果が全くなくなるか極めて少ないものとなる。
このように、高い制振効果を得るためには、薄板２１の変形を阻害しないように、積層板２０の内部を固定しないことが望ましい。しかし、積層板２０の内部を固定しないと、バケット製作時の熱歪みやバケット使用時の外力によって「浮き」が生じ、制振効果が失われるという問題があった。
また、建設機械のバケットの種類は、建設機械の大きさ、仕様、作業の用途などに応じて多岐に渡る。本発明者らは、大きさ、形状、寸法などが異なる各種バケットについて試験を行い、積層板を側板に取り付けたことによる効果を確認したところ、バケットの種類によってその効果が異なるという知見を見いだした。即ちバケットの種類によっては、側板が占める騒音寄与量が高いものもあれば側板の騒音寄与量が低く底板の騒音寄与量が高いものがある。この場合つぎの対策が考えられる。
（１）各種バケットについて騒音寄与量を測定し、底板の騒音寄与量が高いものについては底板についても騒音対策を施す。
（２）全種類のバケットについて一律に底板に騒音対策を施す。
しかし上記（１）の方法をとるときはバケットが新たに設計される毎に、騒音実験等を行う必要があり煩に耐えない。また上記（２）の方法をとるときは、騒音対策が不要なバケットについても騒音対策用の部品を追加する必要があり、コストが上昇する。
したがって底板について騒音対策が必要となる基準を、明確に定め、各種バケットのうち必要最小限のバケットについて、騒音実験などを行うことなく必要最小限の労力で騒音対策を施すことが望まれる。一方で、バケットの底板に騒音対策を施す場合には、側板と異なり積層板を取り付けることができないという事情がある。即ち建設機械の作業中に、バケットの底板は岩石に衝突するなどの機会が多く、側板と比較して過大な外力が作用し激しく摩耗する。このため底板に取り付けられている積層板が破壊されたり外れたりするおそれがあり、耐久性に乏しい。また積層板を底板に取り付けることでコストが上昇するという問題も発生する。
そこで、こうした事態を避けるために、底板を補強材によって補強することで底板の剛性を高めつつ制振を行うことが考えられる。バケットの種類によっては、バケットの側板のうち底板に近い部分に耐摩耗板という板厚の大きな補強材が取り付けられたものがあり、耐摩耗板の板厚を増し底板の制振を行うことが考えられる。しかし耐摩耗板の板厚を増すことはバケットの重量増加につながり、建設機械の性能に悪影響を与える。即ちバケットの重量が増加すると作業機の慣性モーメントが大きくなり、その分、カウンタウエイトを大きくする必要がある。カウンタウエイトを大きくすると建設機械の旋回半径が大きくなるという問題が発生する。このためバケットの底板の補強を、必要最小限の重量増加で行うことが望まれている。
また、機械の騒音低減に効果を有し、コンパクトで耐久性に優れた制振装置として、複数の板を部分的に結合した積層板を用いた制振装置が知られている。そして、部分的な結合としては、ボルト締め、栓溶接又は全周溶接が用いられている（例えば、上記日本特開２００２−４８１８８号公報の第３−５頁、及び第１−８図参照）。積層板を用いた制振装置においては、積層板を騒音発生部（振動部）に部分的に結合したので、騒音発生部が振動すると、振動部と積層板との間及び積層板を構成する板同士の間に微小な位置ズレや隙間が生じる。この微小な位置ズレや隙間は常に変化しながら次々に生起されるので、板間の摩擦や衝突が繰り返される。したがって、騒音発生部の振動エネルギは、これらの摩擦や衝突により熱エネルギに変換され、消散していくので、振動を減少させることができ、騒音を低減できる。
しかしながら、かかる従来技術においては、以下に述べるような問題点がある。即ち、油圧ショベルのバケットの側板に適用する場合、側板と積層板との部分結合にボルト締め又は栓溶接を用いると、積層板端面から雨水が浸入し板間に錆が発生して、制振性能が低下してしまう。錆防止のために側板と積層板との部分結合として積層板端面の全周溶接を用いると、積層板を構成する板同士を拘束し、微少な位置ずれなどの発生を阻害するため、制振性能が低下してしまう。
積層板の溶接部を保護することのできる例として、図２９に示すような積層板のバケット側板への適用が考えられる。バケット１０１は、略Ｃ形に湾曲させた底板１０２の両側に側板１０３，１０３をそれぞれ溶接し、さらに側板１０３，１０３及び底板１０２に口金板１０４，１０４，１０５をそれぞれ溶接してバケット１０１の開口部を形成している。口金板１０５には複数個のツース１０６が装着されている。底板１０２のツース取付部と反対側の端部には、油圧ショベルの作業機に連結するピンボス１０７を設置している。側板１０３の外側面周部には、底板１０２に沿うように耐摩耗板１０８が設けられている。側板１０３の外側面には、口金板１０４及び耐摩耗板１０８に囲まれるように積層板１５０が貼着されている。図３０に示すように、積層板１５０は、所定枚数を積層した薄い鋼板よりなる内板１５１と、内板１５１の外側に積層して内板１５１を保護し押さえる所定厚さを有する外板１５２とを備えている。側板１０３、内板１５１及び外板１５２それぞれの間が、略密着するように側板１０３に貼着されている。積層板１５０と耐摩耗板１０８との間には、積層板１５０及び耐摩耗板１０８を側板１０３に溶接する溶接代として隙間ｄ１が設けられている。また、図３１に示すように、積層板１５０と口金板１０４との間には、積層板１５０及び口金板１０４を側板１０３に溶接する溶接代として隙間ｄ２が設けられている。両隙間ｄ１，ｄ２は、例えば図３２Ａ及び図３２Ｂに示すように、隅肉溶接を２回繰り返すことにより埋められる。即ち、積層板１５０は全周溶接によりバケット１０１の側面に貼着されている。
上記構成によると、積層板１５０の内板１５１が振動エネルギを熱エネルギとして消散することにより掘削作業時の騒音を低減できる。さらに、バケット１０１の側面に設けられた積層板１５０は、全周溶接により積層板内部への雨水の浸入を防止して板間の錆の発生を防ぎ制振性能を維持できる。しかも、口金板１０４や耐摩耗板１０８がこの溶接部を掘削作業時の岩石等との衝突・摩擦から保護するので、積層板１５０の溶接部の摩耗・損傷を防止でき、積層板１５０の耐久性を向上できる。
しかしながら、上記耐摩耗板１０８を用いる場合であっても、以下のような問題点がある。
（１）振動エネルギを板同士の摩擦による熱エネルギに変換して消散する積層板は、拘束点が少ないほど制振性能が向上する。しかし、積層板１５０の内板１５１は、周囲を全周溶接することで全周を拘束され、制振性能が低下している。逆に、拘束点を減らして制振性能を向上するために、積層板１５０の周囲を断続溶接する場合、内部への雨水の浸入により錆が発生してしまう。
（２）製造時、積層板１５０と耐摩耗板１０８との間に、所定の隙間ｄ１を確保しなければ、十分な溶接品質を得ることができない。隙間ｄ１を確保しての内板１５１及び外板１５２の位置決めには多大な工数を要し、コスト高となる。
（３）溶接部の体積が大きいため、工数を要すると共にコスト高となる。逆に、溶接量を減少するために、積層板１５０の周囲を断続溶接すると、上記（１）と同様に内部への雨水の浸入により錆が発生してしまう。
（４）連続溶接時の熱歪みによる浮きや変形防止のため、積層板１５０と側板１０３を非常に多くの点で仮付けしておくことが必要であり、工数を要しコスト高である。
また、積層板を貼着する他の適用例として、例えば図３３に示すように、積層板１６０（所定枚数の内板１６１及び外板１６２を備える）を破砕機１７０のホッパ１７１の傾斜板１７２に貼着することがある。この場合、積層板内部への水等の異物の侵入を防止するため、全周溶接を用いることが考えられる。この場合も、上記（１）と同様に積層板１６０の内板１６１は周囲を全周溶接することで全周を拘束されるため、制振性能が低下する。逆に、拘束点を減らして制振性能を向上するために、積層板１６０の周囲を断続溶接すると、内部への水等の浸入により錆が発生してしまう。
【発明の開示】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するためになされたもので、積層板の内部の最適な部位を固定することで、製造時の熱歪みや使用時の外力によって「浮き」が生じて制振効果が失われることをなくすようにするとともに、積層板を構成する薄板の独立した変形を阻害しないようにして高い制振効果を維持できる制振装置を提供することを目的とする。また、バケットについて、騒音実験などを行うことなく必要最小限の労力で騒音対策を施すことができるようにし、更にバケットの底板の補強を、必要最小限の重量増加で行うことができる建設機械のバケットを提供することを目的とする。更には、制振性能に優れると共に、内部の錆の発生を防止できる制振装置を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するため、本発明に係る制振装置の第１は：騒音を放射する母材に少なくとも内部の部位が固定される積層板を備え；内部の部位は、母材を所定の周波数の振動モードで振動させるときに振動モードの腹となる部位以外の部位である；としている。
以下、本発明の構成による作用効果の一部について、分かりやすくするために図面及び図面参照符号を記載して説明する。但し、図面及び図面参照符号は単に一例を示すものであり、本発明を限定するものではない。上記第１構成によれば、図３に示すように、母材１１に積層板２０を固定する際に、母材１１を所定の周波数の振動モード１で振動させたときに振動モード１の腹となる部位Ｅ以外の部位Ｇを、固定する。
母材１１を所定周波数の振動モード１で振動させたとき、その振動による振幅の分布をとると、図５Ａに示すように、同一構造のものであっても部位によって振幅の大きさが異なる。即ち、振幅の大きな部位つまり振動モード１の腹となる部位（図５ＡのＰＨ）もあれば、振幅の小さな部位つまり振動モード１の節となる部位（図５ＡのＰＬ）もある。振幅が大きな部位では積層板２０を構成する薄板２１、２１′の変形量も大きく、層間摩擦力も大きい。
ここで仮に、振動モード１の腹となる部位Ｅで積層板２０を母材１１に固定したとすると、積層板２０を構成する薄板２１、２１′の独立した変形が阻害され、層間摩擦力が全くなくなるか極めて小さなものとなる。このため積層板２０による制振効果が得られないか、極めて僅かしか得られないことになる。そこで振動モード１の腹となる部位Ｅ以外の部位、具体的には振動モード１の節となる部位Ｇで、積層板２０を母材１１に固定する。
振動モード１の節となる部位Ｇは、元々、積層板２０を構成する薄板２１、２１′の変形が小さいか殆ど無い部位である。このため、この場所を固定したとしても失われる制振効果は極めて少ないか殆ど無いに等しいので、積層板２０を固定することによる制振効果への悪影響を最小限に抑えることができる。以上のように第１構成によれば、積層板２０の内部の最適な部位Ｇを固定するようにしたので、製造時の熱歪みや使用時の外力によって「浮き」が生じて制振効果が失われることがなくなる。更に、積層板２０を構成する薄板２１の独立した変形が阻害されることがなく、高い制振効果を維持できる。
制振装置の第２は：騒音を放射する母材に少なくとも内部の部位が固定される積層板を備え；内部の部位は、母材を複数の周波数の各振動モードで振動させるときに複数の振動モードについて腹となる部位以外の部位である；としている。
かかる第２構成によれば、図５Ａ〜図５Ｄに示すように、母材１１を積層板２０に固定する際に、母材１１を複数の周波数の各振動モード１、２、３、４で振動させたとき複数の振動モード１、２、３、４について腹となる部位、以外の内部の部位Ｇを、固定する。複数の周波数の各振動モード１、２、３、４について、積層板２０を構成する薄板２１、２１′の変形が小さいか殆ど無い部位Ｇを固定するようにしたので、複数の周波数に渡り積層板２０を固定することによる制振効果への悪影響を最小限に抑えることができ、複数の周波数成分が混じった騒音を低減することができる。
制振装置の第３は：建設機械のバケットの側板に少なくとも内部の部位が固定される積層板を備え；内部の部位は、ｉ）一側の少なくとも一部に略円弧形状を有してなる側板の円弧中心Ｃとバケットの建設機械への取り付け側で略円弧形状から他の形状に移行する点Ａとを結ぶ線分ＣＡが積層板に交わる点Ｂと円弧中心Ｃとを結ぶ線分ＢＣの中点ｄおよび中点ｄ近傍からなる部位Ｄと、ｉｉ）線分ＣＡの中点ｆ及び中点ｆ近傍からなる部位Ｆと、ｉｉｉ）部位Ｄと部位Ｆとの間の領域と、からなる領域Ｇ内である；としている。
即ち図５Ａ〜図５Ｄに示すように、側板１１を複数の周波数の各振動モード１、２、３、４で振動させたとき、いずれの周波数についても振動モードの腹以外となっている部位は、図１に示すように、領域Ｇであることが確認された。ここで、側板１１は、母材１１の具体的な一例である。第３構成により、側板１１に、領域Ｇ内のたとえば部位Ｄを固定すれば、積層板２０を固定することによる制振効果への悪影響を最小限に抑えることができる。
本発明に係る建設機械のバケットの第１は：側板と；少なくとも一部が側板に接続する底板と；側板に取り付けられる積層板とを備え；側板の高さＨｓと底板の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である場合、側板と底板とが接続する部位の少なくとも一部の部位が、補強されている；としている。
かかるバケットの第１構成によれば、底板について騒音対策が必要となる基準を、「側板高さＨｓと底板幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である」と明確に定め、この基準にしたがい底板を補強するようにしている。これにより、各種バケットのうち底板に騒音対策が必要なバケットのみについて、騒音実験等を行うことなく必要最小限の労力で騒音対策を施すことができる。
建設機械のバケットの第２は：側板と；少なくとも一部が側板に接続する底板と；側板に取り付けられる積層板とを備え；側板の高さＨｓと底板の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である場合、側板と底板とが接続する部位の内、振動モードの腹となる部位が、補強されている；としている。
かかるバケットの第２構成によれば、上記バケットの第１構成と同様に、底板について騒音対策が必要となる基準に従って、底板を補強するようにしているので、必要最小限の労力で騒音対策を施すことができる。更に、側板と底板とが接続している各部位のうち振動モードの腹となる部位を補強するようにしているので、底板の補強が必要最小限で済み、建設機械の性能に及ぼす悪影響を最小限に抑えることができる。
建設機械のバケットの第３は：側板と；少なくとも一部が側板に接続する底板と；側板に取り付けられる積層板と；側板の高さＨｓと底板の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である場合、高さＨｓと底板の実質的な幅Ｗｐ′との比Ｗｐ′／Ｈｓが１．４７よりも小さくなるように側板と底板とを連結する連結部材とを備える；としている。
かかるバケットの第３構成によれば、上記バケットの第１構成と同様、必要最小限の労力で騒音対策を施すことができる。また、比Ｗｐ′／Ｈｓが１．４７よりも小さくなるように、連結部材を取り付けることで底板からの放射音を低減させている。更に、比Ｗｐ′／Ｈｓが１．４７よりも小さくなった状態で、側板に積層板を取り付け側板からの放射音を低減させるようにしたので、バケットから放射される騒音を最も効率的に最大限に低減させることができる。
建設機械のバケットの第４は：側板と；少なくとも一部が側板に接続する底板と；側板の外側に取り付けられる積層板とを備え；側板及び底板の内側であって、側板と底板とが接続する部位の少なくとも一部の部位が、補強されている；としている。
かかる第４構成によれば、底板からの放射音が低減するので、バケットの側方の騒音のみならず、バケットの前方の騒音が低減する。また側方の騒音はバケット全体の高剛性化により、補強前より更に低減する。またバケットの内側接続部のみを補強したので、バケットの外側に耐摩耗板のような補強材を設ける場合と比較して、補強材の重量増加が少なくて済む。
制振装置の第４は、：所定枚数の内板と、所定枚数の内板の外側に設けられた外板とを積層してなる積層板を備え；外板と制振対象機械とによって所定枚数の内板を密閉に封じる；としている。この構成によれば、所定枚数の内板には、その変形を拘束する溶接部が無く、密閉に封じられることによって雨水の侵入による錆の発生もないため、良好な制振性能が得られる。
更に望ましくは、：所定枚数の内板と、所定枚数の内板の外側に設けられて、内板とは異なる形状を有する外板とを積層してなる積層板を備え；内板が制振対象機械の部材に当接され；外板の周縁部に連続溶接を施して、積層板を機械の部材に結合させてなる；とする。この構成によれば、積層板の外板を連続溶接（全周溶接）することにより、雨水の浸入を防止して板間の錆の発生を防止できる。
制振装置において：積層板を機械の部材に結合させるとき、更に、内板の周縁部には複数箇所の溶接よりなる断続溶接が施される；としてもよい。この構成によれば、内板の周縁部には断続溶接を用いて、内板の拘束度合いを低く抑えているので、優れた制振特性が得られ顕著な騒音低減効果を有する制振装置が得られる。
制振装置において：機械の部材は、積層板の端部に当接可能な当接部材を有し；内板は、外板の周縁から突出し当接部材に当接する当接部を有し；外板の周縁と当接部材との間に、内板の当接部に被さる連続溶接を施す；としてもよい。この構成によれば、所定枚数の内板は、機械側の当接部材に内板の当接部を当接することにより位置決めを容易に行なうことができる。また、連続溶接時の熱歪みによる浮きや変形防止のための仮付けが不要となり、製作工数及びコストを低減できる。さらに、機械側の当接部材は積層板の溶接部を保護するので、異物との衝突・摩擦から溶接部の損傷・摩耗を防止して積層板の耐久性を向上できる。
制振装置において：内板は周縁部に、外板の周縁形状に一致する複数の突出部を設け；外板の周縁部に連続溶接を施すことにより、内板の複数の突出部を断続溶接する；としてもよい。この構成によれば、外板の連続溶接工程により内板の突出部を溶接して断続溶接を構成できるので、製造工程が簡素で低コストとなる。また、内板の突出部は外板の周縁形状に略一致しているので、これらの部位を積層板の各板の位置決めに用いることにより、各内板と外板との位置決め作業が容易となり、低コストの制振装置が得られる。
制振装置において：内板の当接部の長さは、１００〜２８０ｍｍの間である；としてもよい。この構成によれば、内板の周縁部の断続溶接ピッチがテスト結果に基づく１００〜２８０ｍｍの間に設定されるので、非常に優れた騒音低減効果が得られる。
制振装置において：内板の複数の突出部は、１００〜２８０ｍｍの間隔で設けられる；としてもよい。この構成によれば、内板の周縁部の断続溶接ピッチがテスト結果に基づく１００〜２８０ｍｍの間に設定されるので、非常に優れた騒音低減効果が得られる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第１実施形態に係るバケットの側板を示すバケットの側面図である。
図２は、図１のバケットの側板の断面を示す図である。
図３は、第１実施形態を説明するための、振動モードの腹と節に対応して積層板の変形量を示す図である。
図４Ａ及び図４Ｂは、第１実施形態における、薄板の変形の説明図であって、
図４Ａは側板の非振動時を示し、
図４Ｂは側板の振動時を示す。
図５Ａ〜図５Ｄは、第１実施形態における、各振動モードで側板を振動させたときの振幅の大きさの分布図であって、図中のＰＬは“節”であり、ＰＨは“腹”であり、ＰＭは“中間（即ち、節ではないが振幅が小さい）”であり、
図５Ａは振動モード１を示し、
図５Ｂは振動モード２を示し、
図５Ｃは振動モード３を示し、
図５Ｄは振動モード４を示す。
図６は本発明の第２実施形態に係るバケットの斜視図である。
図７は図６の７−７断面に相当する説明図であって、バケット各部の寸法を示す図である。
図８Ａ及び図８Ｂは、第２実施形態における、連結部材が取り付けられたバケットを示し、
図８Ａは図６の８Ａ−８Ａ断面に相当する図であり、
図８Ｂはバケットの内側の斜視図である。
図９は第２実施形態における、側板高さと底板幅との比と、騒音寄与量との関係を示す図である。
図１０は第２実施形態における、所定周波数の振動モードでバケットを振動させたときの振幅の大きさの分布図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、第２実施形態の実施例における、バケットを備える油圧ショベルがトラックへの積込み作業を行う様子を示し、
図１１Ａは側面説明図であり、
図１１Ｂは上面説明図である。
図１２は本発明の第３実施形態に係るバケットの斜視図である。
図１３は第３実施形態に係るバケットの側面図である。
図１４は第３実施形態に係る積層板の斜視図である。
図１５Ａは図１３の１５Ａ−１５Ａ断面に対応する要部断面図である。
図１５Ｂは図１３の１５Ｂ−１５Ｂ断面に対応する要部断面図である。
図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃは第３実施形態に係る溶接状態を示す要部断面図であって、
図１６Ａは図１５Ａに示される隙間に断続溶接する場合を示し、
図１６Ｂは図１５Ａに示される隙間に連続溶接する場合を示し、
図１６Ｃは図１５Ｂに示される隙間に連続溶接する場合を示す。
図１７は第３実施形態に係る、内板の溶接ピッチと発生騒音レベルとの関係の測定データである。
図１８は第３実施形態の溶接ピッチの説明図である。
図１９Ａは第３実施形態に係る他の実施例である。
図１９Ｂは図１９Ａの１９Ｂ−１９Ｂ断面図である。
図２０は本発明の第４実施形態に係る自走式破砕装置の側面図である。
図２１は第４実施形態に係るホッパの斜視図である。
図２２は第４実施形態に係る傾斜壁面の平面図である。
図２３Ａは図２２の２３Ａ−２３Ａ断面図である。
図２３Ｂは図２２の２３Ｂ−２３Ｂ断面図である。
図２４は第４実施形態の溶接ピッチの説明図である。
図２５Ａ〜図２８は第３及び第４実施形態の変形例となる別態様の積層板の平面図であって、
図２５Ａは切欠き部が波形の例であり、
図２５Ｂは内板の周縁部に栓溶接用の孔を複数設ける例であり、
図２５Ｃは内板及び外板を共に側板に溶接する孔を複数設ける例であり、
図２６は内板の口金板側端部を外板周縁から突出させ、突出部に切欠き部を設ける例であり、
図２７は内板の口金板側端部に、複数の突出部及び切欠き部を設ける例であり、
図２８は内板の端部を外板の周縁から突出させ、突出部に切欠き部を複数設けて溶接で埋める例である。
図２９は従来技術に係るバケットの斜視図である。
図３０は溶接前の図２９の３０−３０断面図である。
図３１は溶接前の図２９の３１−３１断面図である。
図３２Ａ及び図３２Ｂは従来技術に係る溶接工程を示す図２９の要部断面図であって、
図３２Ａは１回目溶接後を示し、
図３２Ｂは２回目溶接後を示す。
図３３は従来技術に係る破砕機の斜視図である。
図３４は第３及び第４実施形態を組み合わせた実施例におけるバケットの斜視図である。
図３５は本発明の実施形態及び実施例におけるバケットの騒音エネルギ低減率を示す図表である。
図３６は第１〜第３実施形態を組み合わせた実施例におけるバケットの側面図である。
図３７Ａ、図３７Ｂ、図３７Ｃは所定枚数の内板を密閉に封じるように制振対象機械と外板とが結合された実施例を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。なお実施形態では、主として、バケットを含む作業機が備えられた油圧ショベルなどの建設機械を想定している。
第１実施形態として、建設機械のバケットの側板で発生する振動を抑制し、側板から放射される騒音を低減させる場合を説明する。図１は、第１実施形態の制振対象であるバケット１０の側板１１を、図２は側板１１の断面を示している。図２に示すようにバケット１０の側板１１上には、鋼の薄板２１が複数枚積層されており、積層板２０を構成している。積層板２０の更に上には、薄板２１を保護する比較的厚い鋼の保護板３０が重ねられており、図１にてハッチングにて示すように周囲２０ａが全周、隅肉溶接にて側板１１に固定されている。保護板３０は、薄板２１が土砂等によって摩耗することを防止するために設けられている。なお積層板２０の上に保護板３０を設けない実施も可能である。また積層板２０の周囲（周辺部）２０ａを側板１１に固定する方法としては、上述したように全周隅肉溶接によって固定する方法以外に、断続的な隅肉溶接、あるいは間欠的な栓溶接、あるいはボルト締めなどの任意の固定方法で固定することができる。これらの固定方法は、例えば日本特開２０００−２１９１６８号公報、米国特許６３３２５０９号公報及び日本特開２００２−４８１８８号公報に記載されている。
図４Ａ及び図４Ｂを参照して、積層板２０が側板１１で発生する振動を抑制し側板１１から放射される騒音を低減させるメカニズムについて説明する。図４Ｂに示すように、側板１１が振動すると、その振動が積層板２０に伝わり、積層板２０を構成する薄板２１、２１′が変形する。薄板２１、２１′が多重に重ねられた積層板２０では、層毎に変形量が異なる。即ち隣り合う薄板２１、２１′はそれぞれ曲率半径がｒ１、ｒ２と異なるので、元々変位がｘであった薄板２１、２１′は（図４Ａ参照）、振動による微小変形によって、変位がそれぞれＸ＋ΔＸ２、Ｘ＋ΔＸ１に変化する。これにより、両薄板２１、２１′間で、相対変位ΔＸ２−ΔＸ１が生じる。相対変位ΔＸ２−ΔＸ１は薄板２１、２１′間で摩擦力（以下層間摩擦力）を生じさせる。側板１１で発生する振動エネルギは、この層間摩擦力による熱エネルギに変換される。これにより側板１１で発生する振動が抑制され側板１１から放射される騒音が低減する。
したがって薄板２１、２１′は図４Ｂに示すように独立して変形し、相対変位ΔＸ２−ΔＸ１を生じることが、制振を行うための条件である。逆に、両薄板２１、２１′が固定され一体のものとして機能すると、独立した変形が阻害され相対変位ΔＸ２−ΔＸ１が全く生じないか極めて少ないものとなり、制振効果は得られないか、極めて小さな制振効果しか得られない。
図３は、母材１１を所定周波数の振動モード１で振動させたときに、振動モード１の腹、節に対応させて、積層板２０の変形量を示している。図５Ａは母材１１を上記振動モード１で振動させたとき、その振動による振幅の大きさの分布をとったものであり、各部位を、振幅の大きさに応じた異なる模様で示している。図５Ａにおいて、ＰＨで示す部位は振幅が大となっている腹の部位であり、ＰＬで示す部位は振幅が０つまり節の部位である。このように同一構造のものであっても部位によって振幅の大きさが異なり、振幅の大きな部位つまり振動モード１の腹となる部位もあれば、振幅の小さな部位つまり振動モード１の節となる部位もある。
図３に示すように振幅が大きな腹の部位Ｅでは積層板２０を構成する薄板２１、２１′の変形量も大きく層間摩擦力も大きい。ここで仮に、振動モード１の腹となる部位Ｅで積層板２０を母材１１に固定したとする。この場合、積層板２０を構成する薄板２１、２１′の独立した変形が阻害され、層間摩擦力が全くなくなるか極めて小さなものとなる。このため積層板２０による制振効果が得られないか極めて僅かな制振効果しか得られないことになる。そこで第１実施形態では、振動モード１の腹となる部位Ｅを避けそれ以外の部位、具体的には振動モード１の節となる部位Ｇで、積層板２０を母材１１に固定する。
一方、側板１１中で、振動モード１の節となる部位を確かめたところ、図１に示す領域Ｇであった。下側（一側）の一部に略円弧形状を有してなる側板１１の円弧中心Ｃとバケット１０の建設機械への取り付け側で略円弧形状から他の形状に移行する点Ａとを結ぶ線を線分ＣＡとし、線分ＣＡが積層板２０と交わる点をＢとし、点Ｂと円弧中心Ｃとを結ぶ線を線分ＢＣとする。領域Ｇは、線分ＢＣの中点ｄおよび中点ｄ近傍の部位Ｄ、線分ＣＡの中点ｆおよび中点ｆ近傍の部位Ｆ、並びに部位Ｄと部位Ｆとの間の領域、からなる。
そこで、バケット１０の側板１１に積層板２０を固定する際に、領域Ｇ内のたとえば部位Ｄを固定する。図２は積層板２０の部位Ｇを側板１１に固定する方法の一例を示している。図２に示すように、保護板３０、積層板２０を側板１１に至るまで貫くように孔５０を穿設して、孔５０に溶接材５１が満たされるように栓溶接を実施する。なお栓溶接以外にボルト締め等任意の固定手段によって固定してもよい。
振動モード１の節となる部位Ｇは、元々、積層板２０を構成する薄板２１、２１′の変形量が小さいか殆ど無い部位である。このため、この場所を固定したとしても失われる制振効果は極めて少ないか殆ど無いに等しいので、積層板２０を固定することによる制振効果への悪影響を最小限に抑えることができる。このように第１実施形態によれば、積層板２０の内部の最適な部位Ｇを固定するようにしたので、製造時の熱歪みや使用時の外力によって「浮き」が生じて制振効果が失われることがなくなる。しかも、積層板２０を構成する薄板２１の独立した変形が阻害されることがなく、高い制振効果を維持できる。尚、第１実施形態では、一の周波数の一の振動モードについて腹以外の部位を固定しているが、複数の周波数の各振動モードについて腹以外の部位を固定してもよい。
図５Ａ〜図５Ｄはそれぞれ、異なる周波数の振動モード１、２、３、４で側板１１を振動させたときの振幅の大きさの分布を示している。振動モード１、２、３、４で側板１１を振動させたとき、いずれの周波数についても、振動モードの腹以外となっている部位は、領域Ｇであった。領域Ｇは、図１に示されるように、部位Ｄ、部位Ｆ、及び部位Ｄと部位Ｆとの間の領域、からなる。従って、バケット１０の側板１１に積層板２０を固定する際、領域Ｇ内のたとえば部位Ｄを固定すれば、積層板２０を固定することによる制振効果への悪影響を最小限に抑えることができる。
なお第１実施形態では、振動モードを考慮して、側板１１に積層板２０を固定する際の内部における固定部位を定めているが、側板１１を積層板２０の周辺以外の部位で固定できればよい。このようにすることで、熱が加わることにより生じる浮き上がり等を防止することができる。特に、積層板２０の、周辺以外（内部）の部位（部位Ｇ又は領域Ｇ）及び周辺部２０ａが共に、側板（又は母材）１１に固定されることが好ましい。これにより、浮き上がり等をより確実に防止でき、かつ高い制振効果を維持できる。
第１実施形態では建設機械のバケット１０の側板１１を制振対象としているが、本発明は任意の母材を制振対象とする場合に適用することができる。即ち建設機械の作業機を構成する部材の内でバケット以外のブーム、アームを制振する場合に、本発明を適用してもよい。またブレードを備えた建設機械の場合には、ブレードを制振するために本発明を適用してもよい。またホッパを備えた破砕作業機械などに本発明を適用して、騒音発生源であるホッパを制振することもできる。また建設機械の脚回りを構成する履帯、トラックフレームなどを制振する場合に本発明を適用することができる。
また、エンジンや油圧ポンプなどのコンポーネントに積層板２０を取付け、制振を行うことができる。特に油圧ポンプの場合には、油圧ポンプで発生する脈動が配管に伝わることで発生する騒音が問題となる。油圧ポンプで問題となる周波数は、脈動の周波数とその倍音の周波数である。そこで第１実施形態と同様に、脈動周波数とその倍音の周波数の各振動モードについて振幅の大きさの分布を求め、各振動モードの腹以外となる部位を特定して、その部位を固定するようにすれば、油圧ポンプで発生する脈動による騒音を低減させることができる。
次に、第２実施形態として、建設機械のバケットで発生する振動を抑制し側板及び底板から放射される騒音を低減させる場合を説明する。図６は、第２実施形態の制振対象であるバケット１０の斜視図であり、図７はバケット１０の断面を示している。図６に示すようにバケット１０の側板１１上には、鋼の薄板が複数枚積層されており積層板２０を構成している。積層板２０の周囲２０ａは全周、隅肉溶接にて側板１１に固定されている。なお積層板２０を側板１１に固定する方法としては、上述したように全周隅肉溶接によって固定する方法以外に、断続的な隅肉溶接、あるいは間欠的な栓溶接、あるいはボルト締めなどの任意の固定方法で固定することができる。
側板１１の上端には口金板１３が取り付けられており、バケット１０の開口部が補強されている。底板１２にはツース１８が取り付けられているとともに、ブラケット１９が取り付けられている。ブラケット１９には、図１１Ａに示すアーム４１が取り付けられる。バケット１０の内側にあって、側板１１と底板１２とが接続しているコーナ部には、補強部材１４が固定されている。補強部材１４はバケット１０の強度を確保し剛性を向上させるために設けられている。
バケット１０の内側にあって、側板１１と底板１２とが接続しているコーナ部のうち、特定の部位Ｋ（図１０参照）には、側板１１と底板１２とを連結する梁状の連結部材１５が取り付けられている。連結部材１５は側板１１と底板１２とを連結することで、底板１２を補強して剛性を確保しつつ、底板１２から放射される騒音を低減させるために設けられている。
底板１２に連結部材１５を取り付ける基準について説明する。図９は、側板１１の高さＨｓと底板１２の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓを横軸にとり、縦軸に側板１１、底板１２の各騒音寄与量Ｔ１、Ｔ２をとっている。図９はバケット１０に積層板２０や連結部材１５が取り付けられていない状態で騒音寄与量を測定した結果を示している。バケット１０の底板１２の幅Ｗｐ、側板１１の高さＨｓは図７で定義される。
図９に示すように比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７未満の領域Ｎでは、底板１２の騒音寄与量Ｔ２が側板１１の騒音寄与量Ｔ１よりも小さくなっている。つまり、底板１２の騒音寄与量Ｔ２が側板１１の騒音寄与量Ｔ１よりも小さく、側板１１から放射される騒音の方が支配的であるので、側板１１に積層板２０を取り付けるだけでバケット１０から放射される騒音を低減することができる。底板１２を補強したとしてもバケット１０の騒音低減に殆ど寄与しないので、底板１２を補強する必要はない。そこで、比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７未満となっているバケット１０についてば、側板１１に積層板２０のみを取り付けることとし、連結部材１５の取り付けは省略される。
これに対して比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上の領域Ｑでは、底板１２の騒音寄与量Ｔ２が側板１１の騒音寄与量Ｔ１以上となっている。つまり底板１２から放射される騒音の方が支配的であるので、側板１１に積層板２０を取り付けるだけでは足りず、底板１２から放射される騒音を低減しなければ、バケット１０から放射される騒音を低減することができない。そこで、比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上となっているバケット１０については、側板１１に積層板２０を取り付ける以外に、図８Ａ及び図８Ｂに示すように側板１１と底板１２とを接続しているコーナ部１６に、連結部材１５が取り付けられる。
以上のように第２実施形態によれば、底板１２について騒音対策が必要となる基準を、「側板高さＨｓと底板幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上である」と明確に定め、この基準にしたがい底板１２を補強するようにしている。これにより、各種バケットのうち必要最小限のバケットについて、騒音実験等を行うことなく必要最小限の労力で騒音対策を施すことができる。このためバケットの設計、製造に費やされるコストが飛躍的に低減する。また新たにバケットを設計する際に設計段階の各部の寸法から、底板１２を補強すべきか否かを判断でき騒音実験等による確認が不要となるので設計から製造までの工程の短縮化を図ることが可能になる。
つぎに連結部材１５の取り付け位置、取り付け方法について各実施例を挙げて説明する。
（実施例１）  連結部材１５をコーナ部１６全域に渡り、取り付ける。
（実施例２）  底板１２から放射される騒音の主要な発生源を特定しその部位のみに連結部材１５を取り付ける。建設機械の実作業時における騒音の周波数スペクトルを分析したとき、大きなピークが発生している周波数帯の騒音を低減することが重要となる。そこで、大きなピークが発生している周波数帯の周波数で、バケット１０の振動モード解析を実施し、底板１２から放射される騒音の主要な発生源を探索する。図１０はバケット１０の代表的な振動モードの振幅の大きさの分布をとったものであり、各部位を、振幅の大きさに応じた濃淡で示している。なお図１０では、図６との対応を明確にするために、ツース１８、ブラケット１９の取付位置を示している。
図１０に示すように同一構造のものであっても部位によって振幅の大きさが異なり、振幅の大きな部位つまり振動モードの腹となる部位もあれば、振幅の小さな部位つまり振動モードの節となる部位もある。コーナ部１６のうち振動モードの腹となっている部位が、底板１２からの放射音の主要な発生源であると考えられる。そこで図１０の振幅の分布からコーナ部１６のうち振動モードの腹となっている部位Ｋを探索し、部位Ｋに連結部材１５を取り付ける。実施例２によれば、側板１１と底板１２とが接続しているコーナ部１６のうち、振動モードの腹となる部位Ｋのみに連結部材１５を取り付け補強するようにしたので、底板１２の補強が必要最小限で済み、建設機械の性能に及ぼす悪影響を最小限に抑えることができる。
（実施例３）  側板１１の高さＨｓと底板１２の実質的な幅Ｗｐ′との比Ｗｐ′／Ｈｓが１．４７よりも小さくなる態様で、連結部材１５を取り付ける。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、底板１２の両コーナ部１６にそれぞれ連結部材１５を取り付け、連結部材１５の連結部位１２ａ同士を結ぶ線分の長さを「実質的な底板幅Ｗｐ′」とする。ここで図９に示すように、連結部材１５を取り付ける前の比Ｗｐ／Ｈｓの値がＪ２であり、底板１２の騒音寄与量Ｔ２の方が支配的となっている領域Ｑにあったとする。領域Ｑで連結部材１５を取り付け底板１２からの放射音を低減することは、バケット１０の騒音を低減させる上で最も効率的である。
連結部材１５が取り付けられると、比Ｗｐ′／Ｈｓを値Ｊ２から値Ｊ１にすることができ、側板１１の騒音寄与量Ｔ１の方が支配的になっている領域Ｎに移行させることができる。領域Ｎは底板１２からの放射音が殆ど問題にならず側板１１からの放射音が問題になる領域である。領域Ｎで側板１１に積層板２０を取り付けることは、バケット１０の騒音を低減させる上で最も効率的である。
このように実施例３によれば、比Ｗｐ′／Ｈｓが１．４７よりも小さくなるように連結部材１５を取り付けることで、底板１２からの放射音を低減させる。比Ｗｐ′／Ｈｓが１．４７よりも小さくなった状態で、側板１１に積層板２０を取り付けて側板１１からの放射音を低減させるようにしたので、バケット１０から放射される騒音を最も効率的に最大限に低減させることができる。
（実施例４）  実施例２と実施例３とを組み合わせる実施も可能である。即ち図１０の振幅の分布からコーナ部１６の内で振動モードの腹となっている部位Ｋを探索し、部位Ｋに、比Ｗｐ′／Ｈｓが１．４７よりも小さくなる態様で、連結部材１５を取り付ける。
（実施例５）  上述した実施例１〜４では、梁状の連結部材１５を用いて底板１２のコーナ部１６の補強を行うようにしているが、図８Ａに破線で示すコーナ部１６を補強できさえすればよく、必ずしも梁状の連結部材１５を用いる必要はない。たとえばコーナ部１６に隙間が開くことなく補強部材を充填する実施も可能であり、従来の耐摩耗板と同様にバケット１０の内側ではなく外側に補強材を張り付ける実施も可能である。
（実施例６）  上述した実施例１〜５では、比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上となっているバケット１０について補強する場合を想定している。しかし比Ｗｐ／Ｈｓの数値いかんにかかわらず、バケット１０の内側つまり積層板２０の取付面とは反対側であって、側板１１と底板１２とが接続している部位に、連結部材１５等の補強材を取り付ける実施も可能である。この場合、補強材は側板１１と底板１２との内側接続部全域にわたり設けてもよく、内側接続部の一部に設けてもよい。
実施例６の効果について図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して説明する。図１１Ａ及び図１１Ｂは、バケット１０が油圧ショベル４０のアーム４１に取り付けられ、油圧ショベル４０がトラック４２への積込み作業を行う様子を示している。バケット１０に積層板２０が取り付けられてはいるが、連結部材１５等によって底板１２が補強されていない場合を想定する。この場合、積層板２０によって側板１１からの放射音は著しく低減するが、底板１２からの放射音は依然として大きいままである。したがってバケット１０の前方Ｓの騒音に対しては、十分な騒音低減効果が得られない。
これに対してバケット１０に積層板２０が取り付けられるとともに、連結部材１５等によって底板１２が補強された場合を想定する。この場合、底板１２が連結部材１５等により補強されることによって、騒音の原因となる振動の振幅が小さくなり、底板１２からの放射音が低減する。このためバケット１０の前方Ｓの騒音に対して十分な騒音低減効果が得られる。また底板１２からの放射音はバケット１０の側方Ｒの騒音にも影響を与える。このためバケット１０の側方Ｒも含めた全方向で騒音が十分に低減する。更に、バケット１０の内側接続部のみを補強したので、バケット１０の外側に耐摩耗板のような補強材を設ける場合と比較して、補強材の重量増加が少なくて済む。
次に、図１２〜図１６Ｃを用いて、第３実施形態について説明する。図１２に示すように、油圧ショベルの作業用アタッチメントであるバケット１０１は、略Ｃ形に湾曲させた底板１０２の左右両側に側板１０３，１０３をそれぞれ溶接している。さらに、側板１０３，１０３及び底板１０２に口金板１０４，１０４，１０５をそれぞれ溶接して、バケット１０１の開口部を形成している。口金板１０４，１０４，１０５は、掘削に伴う摩耗の激しい部位に装着される部材であり、その部材の厚さは底板１０２や側板１０３よりも厚く設定されている。口金板１０５には複数個のツース１０６が装着されている。底板１０２のツース取付部と反対側の端部外面には、油圧ショベルの作業機に連結するピンボス１０７を固設している。側板１０３の外側面周部には、底板１０２に沿うように耐摩耗板１０８が固設されている。
バケット１０１の側板１０３の外側面には、図１３にも示すように、口金板１０４及び耐摩耗板１０８に囲まれるように略半円形状の積層板１１０が貼着されている。積層板１１０の内部には、栓溶接用の孔１１０ａが設けられている。積層板１１０は、図１４に示すように、所定枚数を積層した薄い鋼板よりなる内板１１１と、内板１１１の外側に積層する外板１１２とを備えている。外板１１２は、内板１１１を押さえると共に掘削時の岩石との衝突や摩耗から内板１１１を保護するべく所定厚さを有する。
各内板１１１の略円弧状側の端部形状は耐摩耗板１０８の内周に略一致する形状であり、所定幅ｗの矩形の切欠き部１１１ａが略円弧状側端部の周方向両端を含む複数箇所に設けられている。切欠き部１１１ａに区切られることにより、耐摩耗板１０８の内周に当接する複数個の当接部１１１ｂが形成されている。切欠き部１１１ａの奥行きは、外板１１２と耐摩耗板１０８との隙間ｄ１に等しい。外板１１２の略円弧状側の端部形状は、耐摩耗板１０８の内周との間に溶接代として隙間ｄ１が形成される形状である。上記形状となっているので、切欠き部１１１ａにおいては、図１５Ａに示すように、積層板１１０は耐摩耗板１０８と隙間ｄ１を形成して離間している。当接部１１１ｂにおいては、図１５Ｂに示すように、積層板１１０は内板１１１が耐摩耗板１０８に当接し、かつ外板１１２が耐摩耗板１０８と隙間ｄ１を形成して離間している。即ち、当接部１１１ｂは外板１１２の周縁から隙間ｄ１ほど突出している。各内板１１１及び外板１１２は、口金板１０４との間に溶接代として隙間ｄ２（図示しないが、図３１と同様）が形成される形状（略直線）である。
バケット１０１の側面への積層板１１０の貼着工程は以下のようになる。まず、所定枚数の内板１１１を重ね、当接部１１１ｂを耐摩耗板１０８に当接させて内板１１１の位置決めを行う。次に、内板１１１の切欠き部１１１ａを利用して外板１１２の位置決めを行う。積層板１１０（内板１１１及び外板１１２）の位置決めが完了した後、切欠き部１１１ａを仮付けを兼ねて図１６Ａに示すように溶接で埋める。これにより、各内板１１１は断続溶接によりバケット１０１に取着される。次に、切欠き部１１１ａ及び当接部１１１ｂの隙間ｄ１を、図１６Ｂ及び図１６Ｃに示すように連続溶接により埋める。また、積層板１１０と口金板１０４との隙間ｄ２を、連続溶接により埋める。即ち、積層板１１０は、各内板１１１が耐摩耗板１０８側で断続溶接により、また外板１１２が連続溶接により、バケット１０１の側面に貼着されている。なお、好ましくは、孔１１０ａには栓溶接が施され、熱歪等に起因して発生する積層板１１０の各板の浮きを防止している。これにより積層板１１０は、側板１０３、内板１１１及び外板１１２それぞれの間が略密着するように側板１０３に貼着されている。
次に、上記構成による作動について説明する。側板１０３が弾性変形によって振動すると、溶接部よりこれが伝わって各内板１１１も弾性変形によって振動し、側板１０３と内板１１１との間及び内板１１１同士の間で伝播遅れや剛性の差による微小な位置ズレや隙間を生じながら摺動する。振動が持続する限り、この微小な位置ズレや隙間は常に変化しながら次々に生起されるので、それぞれの間で摩擦や衝突が繰り返される。すると、側板１０３の振動エネルギは、これらの摩擦や衝突により熱エネルギに変換されて消散していく。したがって、側板１０３の振動を減少させることができ、ひいては側板１０３から放射される騒音を低減できる。
言い換えるならば、各板はその拘束条件に応じて振動し、板間の微小な相対変位を生じるので，板同士の摩擦や衝突が生起される。この摩擦や衝突により、振動エネルギが熱エネルギに変換されるため、騒音の原因となる振動を減衰させることができる。特に板の密着度が高くなれば、板と板との間に隙間が生じることによる衝突現象よりも、板間の摩擦が主となり、より効率よく振動を減衰させることができる。
本実施形態による効果を説明する。本実施形態によれば、積層板１１０は外板１１２の連続溶接により積層板１１０内部への雨水の浸入を防止して板間の錆の発生を防ぎ、制振性能を維持できる。口金板１０４や耐摩耗板１０８がこの連続溶接部を掘削作業時の岩石等との衝突・摩擦から保護するので、積層板１１０の溶接部の摩耗・損傷を防止でき、積層板１１０の耐久性を向上できる。さらに、内板１１１は複数の切欠き部１１１ａの溶接により構成された断続溶接であり、全周溶接等の連続溶接に比べて拘束度合いが低いので、優れた制振特性が得られ顕著な騒音低減効果を有する制振装置が得られる。
製造上の効果として、所定枚数の内板１１１は、当接部１１１ｂを耐摩耗板１０８に突き当てるだけで位置決めができ、耐摩耗板１０８との溶接代の隙間ｄ１を確保する必要はない。これにより、外板１１２も内板１１１の切欠き部１１１ａを利用して容易に位置決めできるので、位置決め作業が容易で低コストの制振装置が得られる。耐摩耗板１０８との間の溶接が、切欠き部１１１ａの溶接による断続溶接と外板１１２の外周の連続溶接とにより完了するので、溶接量が少なく溶接工数を短縮でき、低コストの制振装置が得られる。熱歪みの発生を防止するため、従来では多くの仮付けを実施していた。しかし、本発明では切欠き部１１１ａの溶接が仮付けを兼ねるため、仮付け工程が省略できる上、連続溶接も少ないので、仮付けを兼用する切欠き部１１１ａの溶接箇所が少なくても熱歪みの発生が少ない。
ここで、騒音低減効果と内板１１１の溶接ピッチとの関係の確認テストの結果について説明する。積層板を用いた制振装置の騒音低減効果は、基本的に、積層板を拘束する点が少ないほど、つまり溶接部の長さが短いほど、大きい。これは、前述の作動説明からも分かるように、層間に相対変位を生じ易く、より大きな摩擦力が発生するためである。したがって、内板１１１の溶接ピッチは大きいほど良いと思われる。しかしながら、溶接ピッチが大き過ぎると、内板周縁部の局所的な振動によって内板同士が叩き合い、叩き音を発生するという相反する問題が生じる。
そこで、内板の溶接ピッチと発生騒音レベルとの関係を測定した。図１７は、その測定結果である。図１７によると、溶接ピッチを大きくすると徐々に騒音レベルが低下し、およそ１７０ｍｍのピッチで発生騒音が最も小さくなる。それよりもピッチを大きくすると前記叩き音によって騒音が徐々に大きくなり、およそピッチ２８０ｍｍで略一定レベルに収束することが分かる。この収束するレベルは、ピッチ１００ｍｍの時の騒音レベルに略等しい。従って、ピッチを１００ｍｍよりも小さくすると、その効果は、ピッチが１７０ｍｍよりも大きくて叩き音が発生しているときよりも低下してしまう。また、コスト低減の観点から溶接ピッチを大きくしたいときでも、２８０ｍｍを越えて大きくすると、叩き音によって騒音低減効果は小さくなってしまう。以上の結果、内板の溶接ピッチは１００ｍｍ〜２８０ｍｍの間に設定することが好ましい。
したがって、第３実施形態における内板１１１の溶接ピッチ、つまり当接部１１１ｂの周方向長さＬ１は、１００ｍｍ〜２８０ｍｍの間に設定することが好ましい。当接部１１１ｂの周方向長さＬ１は、図１８に示すように定義される。
第３実施形態では、内板１１１の周縁部に所定間隔で設けた切欠き部１１１ａを側板１０３に溶接することによって、内板１１１の周縁部を断続溶接する構成としている。しかし、これに限定されず、例えば図１９Ａ及び図１９Ｂに示すような他の実施例の積層板構成としてもよい。ここで、図１９Ａは他実施例の積層板の斜視図で、図１９Ｂはその１９Ｂ−１９Ｂ断面図である。
図１９Ａ及び図１９Ｂにおいて、バケット１０１の耐摩耗板１０８の内周形状に略等しい略半円形状の外周端部を有し、該周縁部に切欠き部を設けていない内板１１１Ａを複数枚積層する。この複数枚積層部の外側に、内板１１１Ａの径よりも所定長さｄ１だけ小さい径を有する外板１１２を積層して、積層板１１０Ａを構成する。積層板１１０Ａを、バケット１０１の側板１０３の外側面に、口金板１０４及び耐摩耗板１０８に囲まれるように貼着する。外板１１２の周縁部と耐摩耗板１０８及び口金板１０４との間を連続溶接することによって、外板１１２及び最外側の内板１１１Ａの周縁部のみが拘束される。この場合においても、全ての板が拘束されるわけではないので、拘束度合いが低くなり、優れた制振特性を得ることができる。また、積層板内部への雨水の侵入を防止して、板間の錆の発生を防ぎ、制振特性を長期間維持できる。
次に、図２０〜図２３Ｂを用いて、第４実施形態について説明する。第４実施形態は、積層板を自走式破砕装置のホッパに適用したものである。図２０に示すように、自走式破砕装置１２０は、履帯式の走行装置１２１を備えた基台１２２の後部に動力装置１２３を搭載すると共に、基台１２２の中央部に破砕機１２４を搭載している。基台１２２の前部に設けられたホッパ１２５に投入される被破砕物（例えば、岩石、コンクリートガラ、木材、建築廃材等）は、破砕機１２４により所定サイズに破砕され、基台１２２の下部から後方に延設される搬出装置１２６により後方に搬出される。
図２１に示すように、ホッパ１２５の中央部には投入される被破砕物を破砕機１２４に搬送するフィーダ１２７が設けられており、フィーダ１２７を囲むように、ホッパ１２５の傾斜壁面１２８，１２８，１２９が上方への開口部を形成している。ホッパ１２５の傾斜壁面１２８，１２８，１２９には、積層板１３０，１３０，１４０がそれぞれ貼着されている。各積層板１３０，１３０，１４０は、形状が異なるが構造は同様であるので、積層板１３０を例に挙げて以下に説明する。
図２２に示すように、積層板１３０は傾斜壁面１２８よりも一回り小さい外形形状であり、傾斜壁面１２８の中央部に貼着されている。積層板１３０の所定位置には、栓溶接用の孔１３０ａが設けられている。積層板１３０は、所定枚数を積層した薄い鋼板よりなる内板１３１と、内板１３１の外側に積層する外板１３２とを備えている。外板１３２は、内板１３１を押さえると共に被破砕物投入時の被破砕物との衝突や摩耗から内板１３１を保護すべく、所定厚さを有する。外板１３２の外形は積層板１３０の外形となっており、内板１３１は周縁部に、外板１３２の周縁形状に一致する複数の突出部１３１ａと、外板１３２の周縁形状に対して引っ込んた複数の切欠き部１３１ｂとを備えている。
ホッパ１２５の傾斜壁面１２８への積層板１３０の貼着工程は以下のようになる。まず、積層板１３０の隣接する２辺に当接する治具（図示せず）が設けられた作業台（図示せず）上で、所定枚数の内板１３１を重ね、その上に外板１３２を重ねた後、全ての板を治具に当接させて位置決めを行い、周縁の数箇所に仮溶接を施す。次に、仮溶接した積層板１３０を傾斜壁面１２８の所定位置に配置し、連続溶接（全周）により積層板１３０を傾斜壁面１２８に結合する。これにより、図２３Ａ及び図２３Ｂに示すように、外板１３２は連続溶接が行われるのに対し、各内板１３１は、切欠き部１３１ｂにおいては溶接されず、かつ複数の突出部１３１ａにおいてのみ傾斜壁面１２８に溶接される断続溶接が行われることになる。
図１７に示した測定データによると、第４実施形態における内板１３１の突出部１３１ａ間の間隔、即ち切欠き部１３１ｂの周方向長さＬ２は、１００ｍｍ〜２８０ｍｍの間に設定することが好ましい。切欠き部１３１ｂの周方向長さＬ２は、図２４に示すように定義される。
積層板１３０による騒音低減の作動は第３実施形態と同様であるので、その説明は省略する。第４実施形態による効果を説明する。本実施形態によれば、積層板１３０は外板１３２の連続溶接により、積層板１３０内部への雨水の浸入を防止して板間の錆の発生を防ぎ制振性能を維持できる。内板１３１は断続溶接であり、連続溶接（全周溶接）に比べて拘束度合いが低いので、優れた制振特性が得られ、顕著な騒音低減効果を有する制振装置が得られる。製造上の効果として、外板１３２の連続溶接工程により内板１３１の突出部１３１ａを溶接して断続溶接を構成できるので、製造工程が簡素で低コストとなる。また、所定枚数の内板１３１の突出部１３１ａは、外板１３２の外形に一致するので、各内板１３１と外板１３２との位置決め作業が容易となり、低コストの制振装置が得られる。
なお、本発明は第３及び第４実施形態に限定するものではなく、本発明の範囲内において変更や修正を加えても構わない。例えば、断続溶接による内板１１１の耐摩耗板１０８側の拘束個所（即ち切欠き部１１１ａ）を５箇所設ける例にて説明したが、必要とされる強度や、低減させたい騒音の周波数帯域に応じて適宜選択すればよい。
内板１１１に矩形の切欠き部１１１ａを設ける例にて説明したが、矩形に限定するものではなく、図２５Ａに示すように波形の切欠き部１１１ｃを設けてもよい。同様に、第４実施形態の内板１３１の切欠き部１３１ｂを波形としてもよい。タレットパンチプレス等で内板１１１を製作する場合には、端部に生じるかえりにより各内板１１１間に隙間が発生し制振性能が低下するため、通常、内板１１１はレーザ加工により製作される。このため、切欠き形状が波形であっても製作に支障はなく、さらに、強度的な要求により断続溶接の個所を多く要する場合には、矩形よりも波形のほうがレーザ切断長さが短くなり、生産性が向上する。
内板１１１に矩形の切欠き部１１１ａを設ける代わりに、図２５Ｂに示すように、内板１１１の耐摩耗板１０８側の周縁部に栓溶接用の孔１１１ｄを複数設けて、栓溶接により各内板１１１を側板１０３に拘束するように構成してもよい。孔１１１ｄの栓溶接により、内板１１１の周縁部が断続溶接される。図２５Ｃに示すように、内板１１１のみの拘束個所を設けずに、内板１１１を外板１１２と共に側板１０３に溶接する栓溶接用の孔１１０ａを複数個設けるようにしてもよい。孔１１０ａの栓溶接により、内板１１１と外板１１２が断続溶接され、上記実施形態と同様の効果が得られる。
積層板１１０においては、積層板１１０と口金板１０４との隙間ｄ２には、連続溶接を施す例であったが、この部分においても内板１１１を断続溶接にて拘束するようにしてもよい。即ち、図２６に示すように、内板１１１の口金板１０４側端部を外板１１２の周縁から突出させ、この突出部に切欠き部１１１ａを設け、切欠き部１１１ａを埋める溶接により断続溶接を構成すればよい。これによると、内板１１１の拘束個所が減少するので、さらに制振性能の優れた制振装置を得ることができる。
第４実施形態の技術を第３実施形態に付加することも可能である。即ち、図２７に示すように、内板１１１の口金板１０４側端部に、外板１１２の外形に一致する複数の突出部１１１ｅと、外板１１２の外形に対して引っ込んだ複数の切欠き部１１１ｆとを設ける。これにより、積層板１１０の口金板１０４側端部に連続溶接を施しても内板１１１は突出部１１１ｅが溶接されるだけの断続溶接となる。これによると、内板１１１の拘束個所が減少するので、さらに制振性能の優れた制振装置を得ることができる。
さらに、第３実施形態の技術を第４実施形態に付加することも可能である。即ち、図２８に示すように、傾斜壁面１２８に積層板１３０の隣接する２辺に当接可能な略Ｌ字形状の耐摩耗板１３８を取着すると共に、耐摩耗板１３８に対向する内板１３１の端部を耐摩耗板１３８に当接するように外板１３２の周縁から突出させ、この突出部に切欠き部１３１ｃを複数設ける。突出部には切欠き部１３１ｃに区切られることにより、耐摩耗板１３８に当接する複数個の当接部１３１ｄが形成される。この複数の切欠き部１３１ｃを溶接で埋めることにより断続溶接を構成した後、外板１３２を連続溶接することにより、積層板１３０が傾斜壁面１２８に貼着される。これによると、傾斜壁面１２８上で各内板１３１を耐摩耗板１３８に突き当てることにより位置決めすることができる。耐摩耗板１３８が耐摩耗板１３８側の溶接部を投入される被破砕物との衝突・摩擦から保護するので、積層板１３０の溶接部の摩耗・損傷を防止でき、積層板１３０の耐久性を向上できる。
上記第３及び第４実施形態では、積層板１１０，１３０の厚さ、即ち内板と外板との積層合計高さを耐摩耗板１０８，１３８の高さと略同じにする構成例で説明した。しかし、積層合計高さを耐摩耗板１０８，１３８の高さ以下に設定する方が好ましく、耐摩耗板により積層板の溶接部の摩耗・損傷をより確実に防止できる。積層板を貼着する機械の部材として、油圧ショベルのバケット１０１（側板３などの各構成部材も含む）及び自走式破砕装置１２０のホッパ１２５（傾斜壁面１２８などの各構成部材も含む）を例に挙げたが、ホイールローダのバケットや固定式の破砕設備のホッパに適用してもよいのは勿論のこと、騒音を低減したい任意の機械の部材に適用できる。以上説明したように、積層板の外板を連続溶接することにより、雨水の浸入を防止して板間の錆の発生を防止できると共に、積層板の内板を断続溶接して内板の拘束度合いを低く抑えているので、優れた制振特性が得られ顕著な騒音低減効果を有する制振装置が得られる。
第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせる実施例も可能である。即ち、図３４に示すように、バケット２００は第１実施形態と同様、側板２１１に積層板２２０を全周隅肉溶接２３０によって取り付けると共に、図１の部位Ｄに相当する位置にて積層板２２０の内部と側板２１１とが栓溶接２５０されている（栓溶接の最適化）。しかも、バケット２００は第２実施形態と同様、側板２１１と底板２１２とが接続しているコーナ部のうち、特定の部位Ｋ（図１０参照）に、側板２１１と底板２１２とを連結する梁状の連結部材２１５が取り付けられている。本実施例における側板２１１の高さＨｓと底板２１２の幅Ｗｐとの関係は、図９の領域Ｑ（即ち、比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上）にある。尚、図３４では、側板２１１と底板１２とが接続しているコーナ部に、補強部材２１４を固定しているが、補強部材２１４の使用を省略してもよい。
かかる組合せ実施例による騒音エネルギ低減率について、図３５で説明する。ここで、騒音エネルギ低減率Ｅｄは、積層板２２０及び／又は連結部材２１５取り付け前後の発生騒音エネルギを実験的に測定し、Ｅｄ＝［（取り付け前の発生騒音エネルギＥ１−取り付け後の発生騒音エネルギＥ２）／Ｅ１］×１００（％）として算出している。側板寄与分及び底板寄与分とは、側板及び底板からそれぞれ放射される音の低減率を示す。図３５中の“全体”とは、側板及び底板の各低減率に寄与率を乗じた後、合計した値である。本実施例での積層板２２０などの取り付け前のバケット２００において、側板寄与率は３９％、また底板寄与率は６１％であり、従って底板２１２からの放射音の寄与が大きいケースである。
図３５では、本実施例以外のいくつかの構成についても騒音エネルギ低減率Ｅｄを測定しており、各項目Ｎｏ．のバケット構成概要は次のとおりである。ここで、ベースとなるバケットは、積層板２２０及び連結部材２１５などの騒音低減部材取り付け前のバケットである。
項目１：積層板２２０を全周隅肉溶接２３０し、振動モードの“腹”の位置にて栓溶接（図示せず）。
項目２：積層板２２０を全周隅肉溶接２３０し、部位Ｄに相当する位置にて栓溶接２５０を施す。
項目３：積層板２２０を側板２１１に全周隅肉溶接２３０する際、製造コストが極めて高いことを無視して、積層板２２０に“浮き”が生じないようにして製造（栓溶接なし）。
項目４：部位Ｋに、連結部材２１５を取り付け（積層板なし）。
項目５：項目２と項目４とを併用。
項目６：項目２及び項目４の各騒音エネルギ低減率を算術的に加算。
項目７：項目１と項目４とを併用。
上記各項目のバケットにおける騒音エネルギ低減率について比較説明する。項目３は、理想的な積層板２２０の取り付け状態であるが、極めて高い製造コストであり、しかもバケット使用中の衝撃による浮き発生の問題があり、実用には適さない。一方、第１実施形態を採用した項目２であれば、理想的取付状態にほぼ近い低減率を達成出来ることが分かる。尚、実施形態１とは異なる項目１では、低減率が低い上に、底板２１２に対する効果も得られていない。これは、減衰効果の不足によって、底板２１２の振動エネルギを十分に消散できていないためと考えられる。項目４は、連結部材２１５のみの効果を調べるために実施した例であるが、側板寄与分の低減率が７％となっている。これは、底板２１２の補強も兼ねる連結部材２１５により、側板２１１周縁部の振動振幅が小さくなったためと推察される。以上のように、底板２１２の補強によって騒音が低減されるのは、バケット２００の剛性Ｙが高くなるためであり、積層板２２０によって騒音が低減されるのはバケット２００の減衰率ζが大きくなるためである。一定時間内の振動エネルギＥｖは“１／｛２Ｙζ・（１−ζ）１／２｝”に比例することが知られており、剛性向上と減衰性向上を同時に施せば、足し算以上の効果がある。
項目５は、第１実施形態（項目２）と第２実施形態（項目４）を共に採用した場合（即ち、図３４の本実施例）である。項目２及び項目４がそれぞれ独立に作用した場合、低減率は単なる足し算となり項目６になる。従って、項目５は、相乗効果によって足し算以上の効果が得られている。なお、腹に栓溶接を実施した場合（項目１）は底板に対する積層板の効果が無いため、連結部材を取り付けても効果が少なくなる（項目７）。
本実施例（図３４）では、側板２１１の高さＨｓと底板２１２の幅Ｗｐとの比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７以上の場合について述べたが、比Ｗｐ／Ｈｓが１．４７未満であっても、有用である。即ち、積層板２２０によって寄与率の大きい側板２１１の騒音エネルギが十分に下がり、相対的に底板２１２の寄与が高くなるような場合も、騒音エネルギ低減効果が得られる。
更に、第１〜第３実施形態を組み合わせる実施例も可能である。即ち、図３６に示す本実施例のバケット３００は、図３４の実施例に対し、ｉ）積層板３２０が、図１３の切欠き部１１１ａ及び当接部１１１ｂを有する内板１１１と外板１１２とを備える積層板１１０と同様に、切欠き部３１１ａ及び当接部３１１ｂを有する内板３１１と外板３１２とを備え、ｉｉ）第３実施形態と同様に、内板３１１を断続溶接し、かつ外板３１２を全周隅肉溶接している。
かかる実施例以外の構成についても騒音エネルギ低減率Ｅｄを測定しており、図３５にて説明する。項目８〜１２におけるバケット構成概要は次のとおりであるが、ベースとなるバケットは、上記と同様、騒音低減部材取り付け前のバケットである。
項目８：第３実施形態のように、積層板３２０の内板３１１を断続溶接し、かつ外板３１２を全周隅肉溶接するが、溶接の際、製造コストが極めて高いことを無視し、積層板３２０に“浮き”が生じないようにして製造（栓溶接なし）。
項目９：第３実施形態のように、積層板３２０の内板３１１を断続溶接し、かつ外板３１２を全周隅肉溶接し、更に振動モードの“腹”の位置での栓溶接（図示せず）を施す。
項目１０：第３実施形態のように、積層板３２０の内板３１１を断続溶接し、かつ外板３１２を全周隅肉溶接し、更に項目２を併用。
項目１１：項目１０と項目４とを併用。
項目１２：項目１０及び項目４の各騒音エネルギ低減率を算術的に加算。
上記項目８〜１２のバケットにおける騒音エネルギ低減率について比較説明する。項目８は、項目３と同様であり、低減率が高いものの、製造コストや浮きの問題により実用性が低い。項目９では、栓溶接を腹に実施したため、低減率が大幅に小さくなっている。項目９に対し、実施形態１と同様に部位Ｄに栓溶接２５０を施した項目１０場合、栓溶接の位置が最適化され、低減率を小さくすることなく、実用的な構造となる。項目１１（即ち、図３６の本実施例）は、項目１０に対し、さらに第２実施形態と同様に連結部材２１５を取り付けており、非常に大きな低減率が得られる。項目１１は、項目１２と比較すれば明らかなように、相乗効果によって足し算以上の効果が得られている。
ところで、上述した第３の実施形態、第４の実施形態では、積層板１１０、１３０の内板１１１、１３１に複数の切欠部１１１ａ、複数の突出部１３１ａを設け、これら複数の切欠部１１１ａ、複数の突出部１３１ａを、制振対象機械であるバケット１０１の側板１０３、ホッパ１２５の傾斜壁面１２８に溶接することで、内板１１１、１３１を断続溶接するようにしている。
しかし内板を断続溶接することなく外板を連続溶接することのみで、外板と制振対象機械とによって内板を密閉に封じて、積層板を制振対象機械に結合させてもよい。
すなわち図３７Ａに示す積層板９１０は、制振対象機械９０１上に積層される所定枚数の内板９１２と、これら所定枚数の内板９１２の更に外側に積層され、内板９１２よりも大きな面積を有する外板９１１とからなる。所定枚数の内板９１２は、制振対象機械９０１と外板９１１とによって挟まれた状態で、制振対象機械９０１と外板９１１とが全周溶接（全周溶接部を９１３で示す）される。これにより所定枚数の内板９１２が密閉に封じられるように制振対象機械９０１と外板９１１とが結合される。
この実施例によれば、所定枚数の内板９１２には、その変形を拘束する溶接部が無く、全周溶接によって雨水の侵入による錆の発生もないため、良好な制振性能が得られる。
図３７Ａでは、外板９１１を制振対象機械９０１に直接結合させているが、連結部材を介在させて制振対象機械９０１に結合させてもよい。
すなわち図３７Ｂに示す積層板９１０は、図３７Ａと同様に、制振対象機械９０１上に積層される所定枚数の内板９１２と、これら所定枚数の内板９１２の更に外側に積層され、内板９１２よりも大きな面積を有する外板９１１とからなる。これによって所定枚数の内板９１２は、制振対象機械９０１と外板９１１とによって挟まれる。更に外板９１１の全周には、連結部材９１４が配置される。そして外板９１１と連結部材９１４とが全周溶接（全周溶接部を９１６で示す）によって結合され、更に連結部材９１４と制振対象機械９０１とが全周溶接（全周溶接部を９１５で示す）によって結合される。これにより所定枚数の内板９１２が密閉に封じられるように制振対象機械９０１と外板９１１とが連結部材９１４を介して結合される。
この実施例によれば、所定枚数の内板９１２には、その変形を拘束する溶接部が無く、全周溶接によって雨水の侵入による錆の発生もないため、良好な制振性能が得られる。
また、たとえば栓溶接（栓溶接部を９１７で示す）によって事前に所定枚数の内板９１２と外板９１１とを結合させておいた上で、連結部材９１５の溶接を行うようにすれば、積層板９１０の制振対象機械９０１への位置決めを容易に行うことができ、製造コストを低減させることができる。また栓溶接の実施により積層板９１０の浮きを防止することができる。
更に連結部材を、積層板を位置決めするための治具として使用する実施も可能である。
すなわち図３７Ｃに示す積層板９１０は、制振対象機械９０１上に積層される所定枚数の内板９１２と、これら所定枚数の内板９１２の更に外側に積層され、内板９１２と同じ面積で同じ形状を有する外板９１１とからなる。これによって所定枚数の内板９１２は、制振対象機械９０１と外板９１１とによって挟まれる。更に外板９１１の全周には、連結部材９１８が配置される。連結部材９１８の内壁に、所定枚数の内板９１２、外板９１１が当接されることで、積層板９１０が位置決めされる。そして外板９１１と連結部材９１８とが全周溶接（全周溶接部を９２０で示す）によって結合され、更に連結部材９１８と制振対象機械９０１とが全周溶接（全周溶接部を９１９で示す）によって結合される。これにより所定枚数の内板９１２が密閉に封じられるように制振対象機械９０１と外板９１１とが連結部材９１８を介して結合される。
この実施例によれば、所定枚数の内板９１２には、その変形を拘束する溶接部が無く、全周溶接によって雨水の侵入による錆の発生もないため、良好な制振性能が得られる。
また、連結部材９１８を用いて、積層板９１０の制振対象機械９０１への位置決めを容易に行うことができ、製造コストを更に低減させることができる。
なお図３７Ａ、図３７Ｂ、図３７Ｃでは溶接によって結合しているが、溶接の代わりに接着剤やシール材を使用する実施も可能である。
また図３７Ａ、図３７Ｂ、図３７Ｃの制振対象機械９０１は、第３の実施形態、第４の実施形態で説明したのと同様に、たとえばバケット１０１の側板１０３、ホッパ１２５の傾斜壁面１２８などである。
また図３７Ａ、図３７Ｂ、図３７Ｃの積層板９１０を、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態、第４の実施形態で説明した実施態様と適宜組み合わせて実施してもよい。
【産業上の利用可能性】  本発明は、母材、側板などで発生する振動を抑制し母材などから放射される騒音を低減させる制振装置、及び建設機械のバケットとして有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【国際調査報告】
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