JP2022061557A

JP2022061557A - 振動低減材

Info

Publication number: JP2022061557A
Application number: JP2020169546A
Authority: JP
Inventors: 正貴青山; Masaki Aoyama; 淳市弘中; Junichi Hironaka; 亮太小川; Ryota Ogawa; 英基永谷; Hidemoto Nagatani; 一成佐藤; Kazunari Sato; 詩瑶中本; Shion Nakamoto
Original assignee: Kajima Corp; Mitsui Chemicals Industrial Products Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Mitsui Chemicals Industrial Products Ltd
Priority date: 2020-10-07
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2022-04-19
Also published as: WO2022075009A1

Abstract

【課題】重機が走行する際の振動を効果的に低減することができ、かつ、重機が安定して走行することができる振動低減材を提供する。【解決手段】振動低減材２は、上面を重機４が走行する敷板６と、敷板６の下方に配置される合成樹脂製の網状シート８とを備える。網状シート８は、敷板６の下面と接触する複数の上側接触部１０ａ～１０ｅと、網状シート８が設置される面と接触する複数の下側接触部１２ａ～１２ｅとを有する。網状シート８が変形していない状態において、複数の上側接触部１０ａ～１０ｅの少なくとも一部の直下には下側接触部１２ａ～１２ｅが存在しない。【選択図】図３

Description

本発明は、クローラクレーンや油圧ショベル等の重機が走行する際の振動を低減するための振動低減材および振動低減方法に関する。

下記特許文献１には、建設工事現場等において重機が走行する際の振動を低減するための振動低減材が開示されている。この振動低減材は、熱硬化性樹脂である連続気泡ポリウレタンフォームと、その連続気泡ポリウレタンフォームの上に載置される敷板とによって構成されている。そして、この振動低減材においては、敷板上を重機が走行した際の振動を連続気泡ポリウレタンフォームによって吸収するようになっている。

特許第６０３０３７６号公報

しかしながら、上述の振動低減材においては、重機が走行する際の振動を効果的に低減するには、ポリウレタンフォームの厚さを比較的厚くする（５０～１５０ｍｍ程度）必要があることから、重機の重量によってポリウレタンフォームが変形してしまい、重機の走行が安定しにくいという問題がある。

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、重機が走行する際の振動を効果的に低減することができ、かつ、重機が安定して走行することができる振動低減材および振動低減方法を提供することである。

本発明の第１の局面によれば、上記課題を解決する以下の振動低減材が提供される。すなわち、重機が走行する際の振動を低減するための振動低減材であって、上面を重機が走行する敷板と、前記敷板の下方に配置される合成樹脂製の網状シートとを備え、前記網状シートは、前記敷板の下面と接触する複数の上側接触部と、前記網状シートが設置される面と接触する複数の下側接触部とを有し、前記網状シートが変形していない状態において前記複数の上側接触部の少なくとも一部の直下には前記下側接触部が存在しない振動低減材が提供される。

好ましくは、前記網状シートは、複数の上段筋と、前記複数の上段筋の下方に位置する複数の下段筋とを含む。前記上段筋および前記下段筋は互いに異なる位相で所定方向に延びる正弦波状に形成されており、前記上段筋のそれぞれは前記下段筋の３本以上に連結されているのが好適である。前記網状シートは、前記上側接触部から前記下側接触部に向かって傾斜する傾斜部を有するのが望ましい。前記網状シートはエラストマー製であるのが好都合である。前記網状シートの下方に付加敷板が配置されるのが好ましい。

本発明の第２の局面によれば、上記課題を解決する以下の振動低減方法が提供される。すなわち、重機が走行する際の振動を低減するための振動低減方法であって、上面を重機が走行する敷板を設置する工程と、前記敷板の下方に配置される合成樹脂製の網状シートを設置する工程とを含み、前記網状シートは、前記敷板の下面と接触する複数の上側接触部と、前記網状シートが設置される面と接触する複数の下側接触部とを有し、前記網状シートが変形していない状態において前記複数の上側接触部の少なくとも一部の直下には前記下側接触部が存在しない振動低減方法が提供される。

本発明によれば、網状シートが変形していない状態において複数の上側接触部の少なくとも一部の直下に下側接触部が存在しないので、上側接触部から網状シートに加えられる荷重を水平方向に分散して吸収することによって、網状シートが比較的薄くても重機が走行する際の振動を効果的に低減することができる。また、本発明によれば、網状シートを薄くすることができるので、重機が走行する際の網状シートの変形量が少なく、重機が安定して走行することができる。

本発明に従って構成された振動低減材の側面図。図１に示す網状シートの平面図。（ａ）図２におけるＡ－Ａ線断面図、（ｂ）図２におけるＢ－Ｂ線端面図、（ｃ）図２におけるＣ－Ｃ線端面図、（ｄ）図２におけるＤ－Ｄ線端面図、（ｅ）図２におけるＥ－Ｅ線断面図。実施例の網状シートおよび比較例の無孔シートの損失正接等を示す表。（ａ）クローラクレーンが走行した際の振動レベルを示すグラフ、（ｂ）油圧ショベルが走行した際の振動レベルを示すグラフ、（ｃ）振動ローラが走行した際の振動レベルを示すグラフ。図５（ａ）～図５（ｃ）における実線および点線の最大値、それぞれの最大値同士の差を示す表。

以下、本発明に従って構成された振動低減材の好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１に示すとおり、振動低減材２は、上面を油圧ショベル等の重機４が走行する敷板６と、敷板６の下方に配置される合成樹脂製の網状シート８とを備える。図示の実施形態では、１枚の網状シート８が地面の上に設置されているが、網状シート８と地面との間に付加敷板（たとえば敷板６と同一の板）が設置されていてもよい。網状シート８の上方および下方に敷板６を配置する（敷板６で網状シート８を挟みこむ）ことにより、網状シート８の劣化を抑制すると共に、振動低減効果を高めることができる。また、敷板６と地面との間において、網状シート８が２枚以上積層されていてもよい。

敷板６は、長方形状の鋼板等の適宜の金属材料から形成され得る。網状シート８は、重機４が敷板６の上面を走行する際の振動を吸収するものである。長方形状に形成され得る網状シート８の寸法は、たとえば、幅１～２ｍ程度、長さ１０ｍ程度、厚さ１０ｍｍ程度でよい。

網状シート８は、種々の合成樹脂から形成され得る。網状シート８用の合成樹脂としては、熱可塑性樹脂（たとえばオレフィン系樹脂、シリコン樹脂等）または熱硬化性樹脂（たとえばウレタン樹脂、イミド樹脂等）のいずれでもよい。合成樹脂の中でも、ゴム弾性を有するエラストマーから網状シート８が形成されているのが振動低減効果の観点から好適である。また、ゴム弾性を有するエラストマーから網状シート８が形成されている場合には、はさみ等を用いて簡単に裁断することができるので所要の大きさに調整することが容易であると共に、帯状の網状シート８を円筒状に容易に巻くことができ、網状シート８の運搬や設置、撤去、収容等を容易に行うことができる。

図２および図３を参照して説明すると、図示の実施形態の網状シート８は、複数の上段筋１０と、複数の上段筋１０の下方に位置する複数の下段筋１２とを含む２段構造である。図２を参照することによって理解されるとおり、上段筋１０および下段筋１２は、互いに異なる位相で所定方向に延びる正弦波状に形成されている。

図２に矢印Ｘで示す方向をＸ軸とし、図２に矢印Ｙで示す方向（Ｘ軸に直交する方向）をＹ軸とし、図２における上方をＹ軸の正の方向とすると、各上段筋１０の波形最大値（Ｙ軸方向最大値）は…、Ｘ_２、Ｘ_４、…の各点に位置し、各下段筋１２の波形最大値（Ｙ軸方向最大値）は…、Ｘ_１、Ｘ_３、…の各点に位置しており、各上段筋１０および各下段筋１２は、互いに異なる位相でＸ軸方向に延びる正弦波状に形成されている。なお、上段筋１０の振幅Ａ_１と下段筋１２の振幅Ａ_２とは、同一であってもよく相違していてもよい。また、図示の実施形態の上段筋１０のそれぞれは下段筋１２の３本に連結されているが、各上段筋１０は下段筋１２の４本以上に連結されていてもよい。

網状シート８は、敷板６の下面と接触する複数の上側接触部と、網状シート８が設置される設置面（地面または適宜の板の上面）と接触する複数の下側接触部とを有し、網状シート８が変形していない状態において複数の上側接触部の少なくとも一部の直下には下側接触部が存在しないのが重要である。網状シート８の上側接触部および下側接触部は、それぞれ網状シート８が変形していない状態における網状シート８の上端部分および下端部分である。

網状シート８は合成樹脂製であり、振動低減材２の上を重機が走行する際や、網状シート８の上に敷板６が載せられた際等には網状シート８が変形し得るところ、図示の実施形態の網状シート８においては、重機の走行等に起因する網状シート８の変形が生じていない状態において、上側接触部の少なくとも一部の直下に下側接触部が存在しないようになっており、網状シート８が変形した時には上側接触部の直下に下側接触部が存在していてもよい。

図示の実施形態においては、図３（ａ）～図３（ｅ）に示すとおり、各上段筋１０は、敷板６の下面と接触する複数の上側接触部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、…を有する。各下段筋１２は、網状シート８が設置される面（地面または適宜の板の上面）と接触する複数の下側接触部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、…を有する。なお、上側接触部１０ａ～１０ｅ、下側接触部１２ａ～１２ｅは、網状シート８の上側接触部および下側接触部の一部であり、網状シート８の上側接触部および下側接触部がこれらに限定されるものではない。

図２、図３（ａ）および図３（ｅ）を参照して説明を続けると、各上段筋１０および各下段筋１２の断面は矩形状であり、各上段筋１０および各下段筋１２は捻じれている。そして、網状シート８は、上側接触部１０ａから下側接触部１２ａに向かって横方向片側（図３における左側）に傾斜する片側傾斜部１４と、上側接触部１０ｅから下側接触部１２ｅに向かって横方向他側（図３における右側）に傾斜する他側傾斜部１６とを有する。このように、図示の実施形態の網状シート８は、片側傾斜部１４および他側傾斜部１６を有していることによって、上側接触部１０ａ、１０ｅの直下に下側接触部１２ａ、１２ｅが存在しないようになっている。

網状シート８においては、図３（ｂ）および図３（ｄ）に示すとおり、上段筋１０の直下に下段筋１２が位置しておらず、上側接触部１０ｂ、１０ｄの直下に下側接触部１２ｂ、１２ｄが存在していない。また、図３（ｃ）に示す端面においては、上段筋１０の直下に下段筋１２が位置しているが、上側接触部１０ｃの位置と下側接触部１２ｃの位置とが若干ずれており、上側接触部１０ｃの直下に下側接触部１２ｃが存在していない。

このように、図示の実施形態の振動低減材２においては、網状シート８の上側接触部１０ａ～１０ｅの直下に下側接触部１２ａ～１２ｅが存在しないことによって、上側接触部１０ａ～１０ｅから網状シート８に加えられる荷重を水平方向に分散して吸収することによって、網状シート８が比較的薄くても重機４が走行する際の振動を効果的に低減することができる。また、振動低減材２においては、網状シート８を薄くすることができるので、重機４が走行する際の網状シート８の変形量が少なく、重機４が安定して走行することができる。

上述の実施形態の網状シート８は上段筋１０および下段筋１２を有する２段構造であるが、本発明の網状シートは単段構造であってもよい。また、網状シート８の上段筋１０および下段筋１２は正弦波状以外の形態であってもよい。本発明の網状シートは、たとえば、それぞれ真直に延びる上段筋および下段筋が交差して網状をなしていてよく、この場合における上段筋と下段筋との網目形状は矩形状、菱形状、亀甲形状等の任意の形状が採用され得る。

ここで、本発明の実施例について図４を参照して説明する。実施例１は、オレフィン系熱可塑性エラストマーを用いて図２および図３に示すとおりの形状で製作した厚み１０ｍｍの網状シートであり、比較例１は、実施例１と同一の材料を用いて製作した厚み１０ｍｍの無孔シートである。実施例２は、実施例１よりも柔らかいオレフィン系熱可塑性エラストマーを用いて図２および図３に示すとおりの形状（実施例１と同一の形状）で製作した厚み１０ｍｍの網状シートであり、比較例２は、実施例２と同一の材料を用いて製作した厚み１０ｍｍの無孔シートである。

実施例１および２ならびに比較例１および２のそれぞれについて、ＪＩＳＫ６３９４：２００７に準拠した測定方法によって損失正接tanδを測定した。損失正接tanδは振動低減効果を示すひとつの指標であり、損失正接tanδの値が大きいほど振動低減効果が高いと考えられる。なお、損失正接tanδを測定した際の試験温度は２３℃であり、測定周波数は１～１００Ｈｚであり、静的荷重は１５０ｋＰａである。

図４に示すとおり、実施例１の損失正接tanδは０．１４～０．１６であり、比較例１の損失正接tanδは０．０８～０．１１であり、比較例１よりも実施例１の方が損失正接tanδの値が大きかった。また、実施例２の損失正接tanδは０．１４～０．１６であり、比較例２の損失正接tanδは０．１１～０．１４であり、比較例２よりも実施例２の方が損失正接tanδの値が大きかった。したがって、図２および図３に示す形状で製作した網状シートは、同一の材料で製作した無孔シートよりも振動低減効果が高いといえる。

なお、実施例１および２の硬さを測定したところ、図４に示すとおり、実施例１の材料は硬さ９０（デュロメーターＡ）であり、実施例２の材料は硬さ５３（デュロメーターＡ）であった。また、静的荷重１５０ｋＰａを加えた際の実施例１および２のひずみ率を測定したところ、実施例１は１６％であり、実施例２は５０％であった。

また、実施例１の網状シートを未舗装の地面と鋼鉄製の敷板との間に敷設して、敷板の上面を重機が走行した際の振動レベルを測定すると共に、網状シートを除去して未舗装の地面に敷設した鋼鉄製の敷板の上面を重機が走行した際の振動レベルを測定した。

図５（ａ）には、合成ゴム製パッドをクローラに装着した４．９トンクラス（吊上能力）のクローラクレーンが走行した際の振動レベルが示されており、図５（ｂ）には、合成ゴム製パッドをクローラに装着した０．２５ｍ^３クラス（バケット容量）の油圧ショベルが走行した際の振動レベルが示されており、図５（ｃ）には、４トンクラス（機体質量）の振動ローラが走行した際の振動レベルが示されている。図５（ａ）～図５（ｃ）においては、実施例１の網状シートを敷設した場合（網状シートあり）の振動レベルが実線で示されており、網状シートを除去した場合（網状シートなし）の振動レベルが点線で示されている。

図６には、図５（ａ）～図５（ｃ）における実線の最大値（実施例１の網状シートを敷設した場合（網状シートあり）における振動レベルの最大値）と、図５（ａ）～図５（ｃ）における点線の最大値（実施例１の網状シートを除去した場合（網状シートなし）における振動レベルの最大値）と、それぞれの最大値同士の差が示されている。図６に示すとおり、網状シートを敷設すると、４．９トンクラスのクローラクレーンの走行時の振動レベルの最大値が６ｄＢ低減し、０．２５ｍ^３クラスの油圧ショベルの走行時の振動レベルの最大値が１４ｄＢ低減し、４トンクラスの振動ローラの走行時の振動レベルの最大値が２０ｄＢ低減した。

次に、本発明の振動低減方法の好適実施形態について説明する。本実施形態では、まず、振動低減材２を設置する地面を造成する造成工程を実施する。造成工程では、振動低減材２を設置する地面を平滑に成型し、または、砕石等を敷き詰めて均す。

造成工程を実施した後、造成した地面に網状シート８を設置する網状シート設置工程を実施する。網状シート設置工程では、まず、円筒状に巻かれて梱包された網状シート８を設置位置近くの地面に荷下ろしする。次いで、円筒状に巻かれた網状シート８を人力等で展開する。この際は、網状シート８のずれ防止のため必要に応じて地面にアンカー等で網状シート８を固定するのが好ましい。また、網状シート８の相互のずれ防止のため必要に応じて溶着や接着等により網状シート８を相互に固定してもよい。

網状シート設置工程を実施した後、地面上に設置した網状シート８の上に敷板６を設置する敷板設置工程を実施する。敷板設置工程では、たとえば、敷板６にフック（図示していない。）を設け、クレーン等の揚重機により敷板６を吊り下げ、地面上に設置した網状シート８の上に敷板６を設置する。敷板６の相互のずれ防止のため必要に応じて溶接等により敷板６を相互に固定するのが好適である。これにより、敷板６の上部を走行する重機の安定走行が可能となる。これら網状シート設置工程および敷板設置工程により、振動低減材２を構築することができる。

なお、網状シート８の下方に付加敷板を設置する場合には、前記造成工程を実施した後、造成した地面に付加敷板を設置する付加敷板設置工程を実施する。付加敷板設置工程は、付加敷板（敷板６と同一の板でよい。）にフックを設け、クレーン等の揚重機により付加敷板を吊り下げ、地面上に設置する。付加敷板の相互のずれ防止のため必要に応じて溶接等により付加敷板を相互に固定してもよい。そして、付加敷板設置工程を実施した後、前記網状シート設置工程および前記敷板設置工程を順に実施する。これによって、敷板６と付加敷板とで網状シート８を挟みこむ形態の振動低減材を構築することができる。このような方法で構築された振動低減材２により、振動低減材２の上面を油圧ショベル等の重機４が走行する際に、実施例１記載のとおり、振動を効果的に低減させることができ、安定した走行が確保される。

２：振動低減材
４：重機
６：敷板
８：網状シート
１０：上段筋
１２：下段筋
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ：上側接触部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ：下側接触部
１４：片側傾斜部
１６：他側傾斜部

Claims

重機が走行する際の振動を低減するための振動低減材であって、
上面を重機が走行する敷板と、前記敷板の下方に配置される合成樹脂製の網状シートとを備え、
前記網状シートは、前記敷板の下面と接触する複数の上側接触部と、前記網状シートが設置される面と接触する複数の下側接触部とを有し、
前記網状シートが変形していない状態において前記複数の上側接触部の少なくとも一部の直下には前記下側接触部が存在しない振動低減材。
前記網状シートは、複数の上段筋と、前記複数の上段筋の下方に位置する複数の下段筋とを含む、請求項１に記載の振動低減材。
前記上段筋および前記下段筋は互いに異なる位相で所定方向に延びる正弦波状に形成されており、前記上段筋のそれぞれは前記下段筋の３本以上に連結されている、請求項２に記載の振動低減材。
前記網状シートは、前記上側接触部から前記下側接触部に向かって傾斜する傾斜部を有する、請求項１から３までのいずれかにに記載の振動低減材。
前記網状シートはエラストマー製である、請求項１から４までのいずれかに記載の振動低減材。
前記網状シートの下方に付加敷板が配置される、請求項１から５までのいずれかに記載の振動低減材。
重機が走行する際の振動を低減するための振動低減方法であって、
上面を重機が走行する敷板を設置する工程と、前記敷板の下方に配置される合成樹脂製の網状シートを設置する工程とを含み、
前記網状シートは、前記敷板の下面と接触する複数の上側接触部と、前記網状シートが設置される面と接触する複数の下側接触部とを有し、
前記網状シートが変形していない状態において前記複数の上側接触部の少なくとも一部の直下には前記下側接触部が存在しない振動低減方法。