JPS6052915B2 - 防振用ハンドル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は防振用ハンドル装置に係り、特に削岩機等の
手持式振動機械のハンドルに生ずる振動を十分に防止で
きると共に、この種振動機械の操作性を向上し得る防振
用ハンドル装置に関する。

従来、削岩機等の手持式振動機械用ハンドルの防振に
は、主に、振動体とハンドルとの間またはハンドの周囲
に防振ゴムを設け、防振ゴムにより振動体の振動を絶縁
するという方法が採用されている。 しカルながら、ゴ
ムのような弾性部材の場合には、比較的に高い振動数域
の振動に対する振動絶縁効果は低く、削岩機のような激
しい振動の防止は因難であり、白ろう病等の労働災害を
引き起す有害振動の防止には未だ十分に満足なものが得
られなていないのが実情である。

また、ある程度の防振効果が得られとしても、防振ゴム
のような弾性部材を用いた場合には、ハンドルの操作が
やわらかく振動体に対して適確な操作ができない等の問
題があつた。 本発明は以上のような従来の問題点を有
効に解決するために創案されたものである。

本発明の目的は、削岩機等の手持式振動機械のハンド
ルに生ずる振動を十分に防止でき、この種振動機械の操
作性を向上し得る構造簡単な防振用ハンドル装置を提供
することにある。

まず、本発明に係る装置の防振作用の理解を容易にす
るために、振動学的に本発明と等価な振動系について第
１図に基づいて説明する。

第１図において、１は振動体であり、その上方にはば
ね定数にのばね２を介して質量Ｍの重り３が振動体１に
連結され、さらに重り３の上方にはばね定数にのばね４
を介して質量ｍの重り５が重り３に連結されている。

振動体１は上下方向に振幅ｕ、振動数ωで振動し、重り
３、５は振動体１により上下に加振される。このときの
重り３の振幅をＸとすると、振動体１の振幅ｕと重り３
の振幅Ｘとの間にはｌ−（ω） Ｉ■ｌ Ｍｍ６、４−ム゛■■■Ｍ）１２＋Ｋｋｌ゜゜゜゜゜゜
（１）なる関係が成り立つ。

（１）式から明らかなように、ω＝！ｋ／ｍなるように
適当に重り５の質量ｍまたはばね４のばね定数ｋを設定
すれば（１）式の分子は零となり、重り３の振幅ｘを零
にすることができる。

ω＝！ｋ／ｍなる振動数は重り５の固有振動数であり、
結局概略的に言えば振動体１の振動数ωと重り５の固有
振動数が一致し、かつ振動体１と重り５との振動の位相
が逆位相となりばね２，４を介して重り３に働く力が相
殺され重り３の振動は抑制されることになる。第３図は
振動数ωと１ｘ１ｕＩとの関係を定性的に示したグラフ
であり、振動数ω６＝Ｊｋ／ｍの近傍ではＩｘｌｕｌは
零に近い値となつており、第３図からもＫ，ｍの値を振
動体１の振動数ωに対してω＝Ｊｋ／ｍに設定すれば、
ほとんど重り３は振動しないことがわかる。

本発明の装置は原理的には重り３の一部をハンドル状に
形成して振動体の振動がハンドルに伝達されないように
したものである。第２図には、第１図の重り５が質量ｍ
１とＭ２との２つの重り６，７に分割され、重り６はば
ね定数ｋ１のばね８を介し、重り７はばね定数Ｋ２のば
ね９を介してそれぞれ重り３に連結されている例を示し
ている。

この例においてもＪｋ／ｍ＝！▼？＝Ｊ＠２となるよう
にＫｌ，ｍｌとＫ２，ｍ２とを設定するれば、振動数ω
に対する１ｘ１ｕ１のグラフは第３図と同じになる。こ
の例では第１図の重り５とばね４とをそれぞれ分割し小
型化することができる利点がある。以上に述べた原理に
基づいてこれを具体化した本発明の好適一実施例を次に
添付図面に従つて詳述する。

第４図において、１０は上下方向に振動する削岩機等の
振動体であり、１１は振動体１０に垂直！に連結される
断面円形の棒体である。

棒体１１の上，下の両端部には棒体１１より半径外方に
拡大形成された上板１２および底板１３がそれぞれ設け
られている。さらに底板１３には下方に突出させてねじ
部１４が形成され、ねじ部１４を振動体く１０に設けら
れたねじ穴（図示せず）にねじ止めすることにより棒体
１１が振動体１０に対して堅固に連結されるように構成
されている。１５はほぼ円筒体状の質量体であり、その
軸心を通る貫通孔１６には棒体１１が挿通されている。

質量体１５の棒体１１に沿う上下方向の滑らかな移動を
許容すると共に、質量体１５の水平方向の移動を規制す
るように、貫通孔１６の内径は棒体１１の外径よりわず
かに大きく形成されている。また質量体１５と上板１２
との間にはコイルばね１７が、質量体１５と底板１３と
の間にはコイルばね１８がそれぞれ設けられ、これらコ
イルばね１７，１８により質量体１５は支持されていｌ
る。質量体１５にその一端が埋め込まれ、さらに溶接止
めされ、他端の自由端が質量体１５の半径外方に水平に
張り出して板ばね１９ａが設けられている。

板ばね１９ａの先端には円筒状の重り２０ａが取り付け
られている。さらに有底筒体状の握り部材２１ａが板ば
ね１９ａと重り２０ａとから離間されつつこれらを覆い
、かつその開口端部２２が質量体１５に固設されている
。また質量体１５には板ばね１９ａ１重り２０ａ１握り
部材２１ａと同一構成でこれらとは反対方向に棒体１１
の軸心に関して対称となるように板ばね１９ｂ１重り２
０ｂ１握り部材２１ｂがそれぞれ設けられている。さら
に、棒体１１を軸としてその回りに質量体１５が回転す
ることを規制するために、第５図に示すように、質量体
１５には、握り部材２１ｂと直交する方向に水平に一部
突出させて突出部が設けられ、突出部２３には、その一
端が上板１２に取り付けられ、他端が鉛直下方へ延出さ
れて設けられた案内棒２４を挿通させる案内孔２５が設
けられている。

本実施例においては、質量体１５が第１の質量体であり
、コイルばね１７，１８が第１の弾発部材である。

また、重り２０ａ，２０ｂが第２の質量体であり、板ば
ね１９ａ，１９ｂが第２の弾発部材である。次に本実施
例の作用について述べる。

振動体１０が振動すると、その振動は底板１３、棒体１
１、上板１２へと伝達され、さらにコイルばね１７，１
８を介して質量体１５及び握り部材２１ａ，２１ｂへと
伝達され、質量体１５及び握り部材２１ａ，２１ｂは振
動する。

質量体１５の振動は板ばね１９ａ，１９ｂを介しそれぞ
れ重り２０ａ，２０ｂに伝達され、重り２０ａ，２０ｂ
は振動する。ところで、ここで本実施例の振動系と第２
図に示す振動系とを比較すると、本実施例の質量体１５
及ひ握り部材２１ａ，２１ｂは第２図の質量Ｍの重り３
に相当し、２個のコイルばね１７，１８ははね定数Ｋの
ばね２に相当することがわかる。

また、本実施例の重り２０ａ，２０ｂは第２図に示す質
量Ｍｌ，ｍ２の重り６，７にそれぞれ相当し、板ばね１
９ａ，１９ｂはばね定数Ｋｌ，ｋ２のばね８，９にそれ
ぞれ相当することがわかる。従つて、本実施例の重り２
０ａ，２０ｂの質量をそれぞれＭａ，ｍｂとし、板ばね
１９ａ，１９ｂの上下方向にばね定数をそれぞれＫａ，
Ｋ，とし、さらに振動体１０の上下方向の振動数ω″に
対してω″＝！Ｋａ／Ｍａ＝！Ｋｂ／Ｍｂなる条件を満
足するようにＭａ，ｋａとＭｂ，ｋｂとを設定すれば、
上述した原理的な説明から明らかなように、質量体１５
及び握り部材２１ａ，２１ｂはほとんど振動することは
ない。またたとえ、振動体１０の上下方向振動数ω″に
変動がある場合についても、その変動の下限振動数付近
と上限振動数付近とにそれぞれ！Ｋａ／ＭａとＶｋｂ／
Ｍｂとを位置させるようにＭａ，ｋａ及びＭｂ，ｋｂを
調整して定めておけばこの場合にも握り部材２１ａ，２
１ｂの振動を防止できる。実際に、本実施例の装置の振
動実験においても、振動体から握り部材２１すなわちハ
ンドルに伝わる振動は大幅に減衰され、白ろう病などの
労働災害を引き起こす有害振動はほぼ完全に防止できる
ことが確認されている。

振動体１０が上下方向以外の方向に時として振動あるい
は変動しても、棒体１１により握り部材２１ａ，２１ｂ
及び質量体１５の水平方向の変動は規制され、また案内
棒２４により握り部材２１ａ，２１ｂ及び質量体１５の
回転は規制される。

なお、上記実施例において、コイルばね１７，１８はど
ちらか一方だけに省略してもよい。また例えばコイルば
ね１８を２本のコイルばねに増やしてもよいし、コイル
ばねにかえてベローズ、輪ばねなどを用いても勿論よい
。さらに、板ばね１９ａ１重り２０ａ１握り部材２１ａ
と同一構成ものを更に質量体１５に取り付け、例えば３
方向にハンドルを設けてもよく、また板ばね１９ａ１重
り２０ａ１握り部材２１ａを省略したり、あるいは板ば
ね１９ａ１重り２０ａのみ省略する等してもよい。

握り部材２１ａ，２１ｂは板ばね１９ａ，１９ｂが振動
しても接触しないように離間されていればその形状はど
のようなものでもよく、適宜に開口部を設けてもよい。
板ばね１９ａ，１９ｂは棒ばね等にかえるのは自由であ
る。重り２０ａ，２０ｂをそれぞれ分割可能とし質量を
増減できるようにすることにより、あるいは重り２０ａ
，２０ｂの板ばね１９ａ，１９ｂ上の取付け位置を可変
とすることにより、重り２０ａ，２０ｂの固有振動数を
変えることができるように構成してもよい。また、棒体
１１の断面を例えは正方形状にし、質量体１５の貫通孔
１６も棒体１１にあわせて正方形状にし、質量体１５の
回転を規制させ、案内棒２牡突出部２３を省略してもよ
い。

以上の説明で明らかなように、本発明に係る装置を削岩
機等の手持式振動機械のハンドルとして用いれば、振動
機械で発生する有害振動のハンドルへの伝達はほぼ完全
に抑止できると共に、防振ゴム等のような弾性係数の大
きなものは用いていないので、振動機械に対する操作性
を一段と向上できる等の優れた効果を発揮することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の防振作用を説明するための
原理図、第２図は同防振作用を説明するための他の原理
図、第３図は第１図または第２図に示す質量Ｍの重りの
振幅と振動体の振動数との関係を示すグラフ、第４図は
本発明に係る装置を示す縦断面図、第５図は同側面図で
ある。 図中、１０は振動体、１１は棒体、１５は第１の質量体
（質量体）、１７，１８は第１の弾発部材（コイルばね
）、１９ａ，１９ｂは第２の弾発部材（板ばね）、２０
ａ，２０ｂは第２の質量体（重り）、２１ａ，２１ｂは
握り部材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 振動体に連結され振動体の振動方向にその軸を有す
   る棒体と、該棒体にその軸方向に沿つてスライド自在に
   嵌装された第１の質量体と、上記棒体と上記第１の質量
   体との間に介設され第１の質量体を棒体の軸方向に沿つ
   て振動可能に支持する第１の弾発部材と、上記第１の質
   量体の外側に第２の弾発部材を介して第１の質量体に連
   結された第２の質量体と、上記第１の質量体から延出さ
   れ上記第２の弾発部材と離間しつつこれを覆うように設
   けられた握り部材とを備えたことを特徴とする防振用ハ
   ンドル装置。