JPH0673826B2

JPH0673826B2 - 防振ハンドル装置

Info

Publication number: JPH0673826B2
Application number: JP63128495A
Authority: JP
Inventors: 安治山口
Original assignee: 協和合金株式会社
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: KR900018496A; EP0343656A2; JPH01301078A; EP0343656A3; US5031273A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は防振ハンドル装置に係り、特に手持式振動工具
等の作用点から伝達される振動を実質的に遮断するハン
ドル装置に関する。

［従来の技術］一般に、さく岩機等の手持式振動工具あるいは振動機械
においては、そのハンドル部の有害振動が労働衛生上問
題となっている。これを解消すべく種々の防振ハンドル
が提案されているが、従来は主に工具本体とハンドルと
の間に防振ゴムやスプリングを挿入したものであって、
工具本体の加振振動数よりもハンドル系の固有振動数を
下げることで、ハンドルの振動絶縁効果をあげようとし
ている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら上記ハンドルでは、振動絶縁効果を高める
ためには、ハンドルの重量を増すか、弾性係数の小さい
柔らかな防振ゴムやスプリングを利用しなければならな
い。従って、この種のハンドルに要求される軽量化と操
作性（腰の強さ）との両方を同時に満足することができ
なかった。

また、振動工具からハンドルに伝達される振動には、振
動方向（上下方向、ｚ軸）の他、これに直交する水平方
向（ｘ軸）およびハンドル長手方向（ｙ軸）の三方向が
ある。近来にあっては、これら三方向性の振動全てを遮
断することが要求されており、従来のハンドル構造にお
いてはｙ軸方向の振動の絶縁効果は得られず、根本的解
決は不可能であった。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、三方向の振動が遮断
でき、しかも軽量且つ操作性のよいハンドル装置を提供
すべく創案されたものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、振動工具等の振動体に連結すべく設けられた
第一の棒体と、この第一の棒体に所定の屈曲角度を以て
接続された第二の棒体と、この第二の棒体の延出端に設
けられた質量体と、振動体に取り付けられ第一の棒体の
連結端部を振動体の振動方向の少なくとも一方側を開放
して囲繞する取付部材と、この取付部材と連結端部との
間に振動方向およびこれに直交する二方向で充填された
弾性体とを備え、棒体の長さ、質量体の質量及び弾性体
のばね定数を三方向の有害な振動を防止する節が発生す
るように構成したものである。

また上記第一の棒体は、第二の棒体が、振動方向に直交
するように保持すべく連結されるのが好ましい。弾性体
は防振ゴムであってよい。そして第一の棒体を、連結端
部の横断面が多角形に形成することが好ましい。

［作用］上記構成によって、弾性体は三方向にばね力を発揮し、
第二の棒体上には、振動方向と、振動方向に直交する二
方向の振動を実質的に遮断する振動の「節」が形成され
る。

また、第二の棒体が、振動方向に直交した構成において
は、この第二の棒体を握ることで操作性が確保されると
共に、弾性体のばね定数の調整ができる。そして第一の
棒体が横断面を多角形に形成されることで、最適なバネ
力が発生する。

［実施例］以下、本発明の実施例を、添付図面に従って説明する。

まず、二方向（ｚおよびｘ軸）振動を遮断するハンドル
装置を例示して、本発明の基本的な技術思想を説明して
おく。

第11図に示したハンドル装置11は、振動体本体12に付設
された有底筒体状の取付部材13に、弾性部材14を介して
棒体15をその長手軸方向に挿嵌させて連結させると共
に、その他端部に所定の質量ｍを有した重り16を設けて
ある。棒体15の一端は、長さｌだけ弾性部材14に囲繞さ
れており、そこから所定の長さＬだけ延出されている。

第13図は、コンピュータシミュレーションによるハンド
ル装置11の振動応答を示したものである。この振動応答
は、取付部材13の図中上下方向の変位z₁と、棒体15上の
ある点の上下方向変位z₀との比を縦軸に、励振振動数ω
を横軸にして表している。同図において、ω＝30Hz,400
Hz付近に二つの共振ピーク（P₁），（P₂）が現れてい
る。そしてこれらピーク（P₁），（P₂）の間には***振
点（ｐ）が現れており、振幅倍率零の区間の存在を示し
ている。すなわち振幅が零となる定常振動の「節」が生
じたことを意味している。このハンドル装置11の設計に
あたっては、有害な振動数、例えば60〜110Hzにおいて
振動モード形を求め、その「節」の位置を握るようにす
ることで、振動を実質的に遮断することになる。

一方、この共振ピーク（P₁），（P₂）は、このハンドル
装置11に二つの固有振動数があることを示している。す
なわち第12図に示したように、弾性部材14を所定のバネ
定数（k/2）を有したスプリングで置き換えて考える
と、固有振動数は、概略、次の式で表わされる。

ここにω_θ：棒体15の揺動による固有振動数 ωz: ″ 上下動〃従って、棒体15の囲繞長さl,延出長さＬおよび重り16の
質量ｍの選択によって、振動の「節」を任意の位置に生
じさせることができる。

そして第12図のモデルを第11図の平面視として考えれ
ば、振動のｘ軸成分に対しても同様に作用する。すなわ
ち、弾性部材14が水平側にも設けられていることで、ｘ
軸方向（振動方向）の有害な振動をも遮断することがで
きる。

第１図は、本発明に係る防振ハンドル装置の一実施例を
示したものであり、これまで説明した基本的技術思想に
基づくものである。即ちこの防振ハンドル装置は、第２
図に示すように、三方向（z,x,y軸）のバネ力に置き換
えることができるように構成したものである。また第３
図には、第12図と対応させたz,y軸面内の本発明のモデ
ル図を示している。

本実施例においては、振動体たる工具本体（図示せず）
に取り付けられる縦断面コ字状の取付部材21と、振動方
向（ｚ軸）に沿って設けられた第一の棒体22と、これに
接続され水平方向（ｙ軸）に延出された第二の棒体23
と、その延出端24に設けられた質量体たる重り25と、取
付部材21と第一の棒体22の連結端部との間に充填された
弾性体たる防振ゴム26とにより主として構成されてい
る。第一の棒体22と第二の棒体23とは、結合部材27を介
して、90度の屈曲角度を以て接続されている。

取付部材21は、第一の棒体22の連結端部（基端側）を三
方向（x,y,z）に所定の間隔を隔てて囲繞している。そ
して振動方向（ｚ）の一方である上側が開放され、第一
の棒体22が径方向（x,y）に変位してもこれに当接する
ことがないように形成されている。防振ゴム26は、所定
の弾性を有して成り、第一の棒体22の連結端部と取付部
材21の内壁との間に充填されている。本実施例にあって
は、高さ方向（ｚ）は取付部材21の底面29から取付部材
21の上方開口端を越えて結合部材27の下面28まで形成さ
れ、第一の棒体22の全長に亘って嵌合している。

また第二の棒体23は、この部分を握ることができるよう
に、周囲に吸振ゴム31を積層させている。この吸振ゴム
31の両端は、結合部材27と重り25とで挟まれるように区
画されている。

次に本実施例の作用を、上記の構成のコンピュータシュ
ミーション結果によって説明する。

第５図に示すように、振動源（ここでは取付部材21）を
振動させることにより、第二の棒体23上のＡ点の振動応
答には、第13図に示した二つ共振ピーク（P₁），（P₂）
の他に、これらの間の90Hz付近に第三の共振ピーク
（P₃）が現れている。そして、***振点（P₁），（P₂）
がこれらの間の60HZと100HZ付近に現れている。このこ
とは、固有振動数が、前述した上下方向、振動方向の他
の方向、即ち水平方向に生じたことを意味している。こ
の様子を、ｚ−ｙ平面の振動モード形で示したものが第
４図である。すなわち、60HZの定常振動下で第二の棒体
23のＡ点に一つの振動の節が現れ、100HZでも節が生じ
ている。

そしてこれは、第一の棒体22を剛体とみなすことで腕と
した慣性モーメント効果による振動に対する共振である
と考えられる。従って、第二の棒体23上には、第11図の
構成で生じた「節」の他に、第３図に示したｙ方向のバ
ネ力により、ｙ軸方向の振動を実質的に遮断する「節」
が生じたことになる。

そしてこの節は、一般的振動工具の基本振動に対し、充
分効果が期待できる範囲の帯域に設定できるものであ
る。すなわち、第11図の従来構成においては、ハンドル
軸方向（ｙ方向）の固有振動数は一般に振動工具と呼ば
れる20〜100HZ付近の基本振動数に対し、通常非常に高
くなり、現実的に効果は全く期待できない。

従って、第一の棒体22の長さと、第二の棒体23の長さ
と、重り25の質量と、防振ゴム26の特性（バネ定数）を
適宜選択することで、握り部分となる第二の棒体23に三
軸方向の有害な振動が発生するのを防止することができ
る。

次に本発明の第一の具体的実施例と示す。

第６図は、圧縮空気により駆動するチッピングハンマに
適用した防振ハンドル装置を示したものであり、バック
ヘッド61に一体的に形成された取付部材62に、防振ゴム
63を介して三方向で連結された第一の棒体64が一体的に
形成されている。防振ゴム63は、第一の棒体64に沿って
設けられ、握り部分となる第二の棒体65の周囲に延長さ
れている。この延長部分が、第二の棒体を囲繞する吸振
ゴム66を兼ねている。

また、第一の棒体64の軸に沿って圧縮空気通路67が形成
されていると共に、通路67を適宜開閉させるためのスイ
ッチ手段68が備えられている。

第７図に示すように、棒体64の基端側69の横断面形状は
略正方形で成り、ｚ軸回りのモーメント（ｘ軸方向への
揺動）には、角部が防振ゴム63に当接することで揺動方
向の操作性を確保するようになっている。また、x,y方
向の防振ゴム63との接合面の間隙あるいはその部材厚さ
を増減することで、簡単にバネ定数および、操作性たる
「腰の強さ」を調節できる。

また質量体に相当するものとして、第二の棒体65の端部
に設けられた膨出部70が形成されている。

この具体的実施例の作用を、本発明者らが既に行った振
動実験の結果により説明する。

振動の測定方法は、労働省通達63.1.8基発第11号「手持
ち動力工具の工具振動レベル測定方法について」によっ
た。測定点は、第二の棒体65上の、略重心位置とした。

第１表および第８図乃至第10図に、その測定結果を示
す。また比較のために、従来構成のハンドル装置の測定
結果も同時に示す。この結果を見ると、従来Ａに比べて
本発明Ｂは、ｘ軸、ｙ軸,x軸の全てにおいて、振動レベ
ル（VL値）に有意な差が認められた。即ち本具体的実施
例において、三方向の有害な振動を遮断することができ
た。

また、この第一の具体的実施例の振動体を、チッピング
ハンマとして説明したが、その他のピストン内蔵工具、
チェンソ等のエンジン内蔵工具、グラインダ等の回転工
具等にも適用され得るものである。

その適用例の振動実験結果として、電動ハンマ（第14図
乃至第16図および第２表参照）と小型さく岩機（第17図
乃至第19図および第３表参照）を例示する。この結果に
示されるように、いずれの場合においても振動レベル
（VL値）の有意な差が認められ、本発明の汎用性が証明
された。

次に本発明の第二の具体的実施例を第20図によって説明
する。

この防振ハンドル装置は、第一の棒体81が、振動方向
（ｚ軸）から約45度だけ傾斜されて設けられており、握
り部分となる第二の棒体82を水平方向（ｙ軸）に保持す
べく接続されている。即ち、第二の棒体82に対する屈曲
角度αとしては、約45度になっている。

そして第二の棒体82の延出端には、前記実施例と同様に
質量体（重り）83が設けられており、周囲には吸振ゴム
86が設けらてれている。

また取付部材84は、バックヘッド85から斜め上方に離間
された位置に形成され、第一の棒体81の周側を囲繞する
防振ゴム87を収容するようになっている。

従って防振ゴム87が発揮する三方向（x,y,z軸）のばね
定数は、前記第一の具体的実施例と比較して、屈曲角度
αに応じて、ｚ方向は小さく、ｙ方向は大きくなる。

この第二の具体的実施例によって前記と同様に行った振
動測定結果を第４表に示す。これら測定は、屈曲角度α
を三種類（90度,60度,45度）とし、従来構成と対比させ
ている。従来構成のうち、は在来ハンドル（防振機構
なし）、または二軸（x,z）防振ハンドル装置として
使用されているものである。

これらの結果において示されたように、屈曲角度αを小
さくするほど、ｙ軸方向の振動防止効果は弱まり、その
分、ｚ軸の防振効果が高められている。即ち、屈曲角度
αを適宜変更することで、振動体の特性に応じて、各振
動方向x,y,zの防振効果のバランスを調整し、防振ハン
ドル装置を構成できるものである。

また、第一の棒体の横断面形状としては、第７図に示し
たような四角形以外に、三角形あるいは他の多角形、さ
らには突起を有した不定形等であっても構わない。

［発明の効果］以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する。

（１）請求項１記載の構成によれば、三方向の有害な振
動を防止する節を発生させることで、握り部分の振動が
実質的に遮断でき、軽量化及び作業性向上が達成され
る。

（２）請求項２記載の構成によれば、屈曲角度を選択す
ることで、振動方向の防振効果バランスを調整できる。

（３）請求項３及び４記載の構成によれば、より作業性
等に優れた防振ハンドル装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る防振ハンドル装置の一実施例を示
した側断面図、第２図は第１図の防振ゴムの三方向のバ
ネ力を説明するための斜視図、第３図はそのz-y平面の
バネ力を説明するためのモデル図、第４図はz-y平面の
振動モード形を示した図、第５図は第１図の振動応答を
示した図、第６図は本発明の第一の具体的実施例を示し
た側面図、第７図は第６図中のVII-VII線矢視断面図、
第８図乃至第10図は第一の具体的実施例のそれぞれｘ
軸,y軸,z軸の揺動レベルを示した図、第11図は本発明を
説明するための二方向振動遮断ハンドル装置を示した側
断面図、第12図はそのモデル図、第13図はその振動応答
を示した図、第14図乃至第16図は電動ハンマに適用した
第一の具体的実施例のそれぞれｘ軸,y軸,z軸の振動レベ
ルを示した図、第17図乃至第19図は小型さく岩機に適用
した第一の具体的実施例のそれぞれｘ軸,y軸,z軸の振動
レベルを示した図、第20図は本発明の第二の具体的実施
例を示した側面図である。図中、21は取付部材、22は第一の棒体、23は第二の棒
体、25は質量体たる重り、26は弾性体たる防振ゴムであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動工具等の振動体に連結すべく設けられ
た第一の棒体と、該第一の棒体に所定の屈曲角度を以て
接続された第二の棒体と、該第二の棒体の延出端に設け
られた質量体と、上記振動体に取り付けられ上記第一の
棒体の連結端部を振動体の振動方向（ｚ）の少なくとも
一方側を開放して囲繞する取付部材と、該取付部材と上
記連結端部との間に上記振動方向（ｚ）およびこれに直
交する二方向（x,y）で充填された弾性体とを備え、上
記棒体の長さ，質量体の質量及び弾性体のばね定数を上
記三方向の有害な振動を防止する節が発生するように構
成したことを特徴とする防振ハンドル装置。
【請求項２】上記第一の棒体が、上記第二の棒体を、上
記振動方向（ｚ）に直交するように保持すべく上記振動
体に連結された請求項１記載の防振ハンドル装置。
【請求項３】上記弾性体が、防振ゴムである請求項１又
は２に記載の防振ハンドル装置。
【請求項４】上記第一の棒体が、連結端部の横断面が多
角形に形成された請求項３に記載の防振ハンドル装置。