JP2003525131A - 震動を抑制する工具の柄 - Google Patents
震動を抑制する工具の柄Info
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- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Passenger Equipment (AREA)
Abstract
Description
本発明はまた、震動を抑制する工具の柄を有する衝撃工具に関する。
ときに、使用中に最大の力が加えられ、かつ、工具の制御を維持するために、柄
はしっかりと握られる。しかしながら、衝撃に際して、工具の柄に沿って工具の
柄の衝撃端部から使用者によって保持されているグリップ端部へと震動が伝播す
る。震動周波数及び/又は震動時間の低減によって、使用者の手と腕にかかる苦
痛な震動が減少し、使用者は柄のグリップ端部をしっかり握ることができる。こ
のようにして、使用者は、衝撃の間及びその後における工具の上手な制御を維持
することができる。
特許第1,401,896号には、弾性又は反発性を付与し、かつ、使用者の手
への衝撃と損傷を低減するために、金属ワイヤーが木製の柄の回りに巻かれてい
る。米国特許第479,032号もまた、回りに巻かれた金属ワイヤーを備えた
金属コアから作られたハンマーの柄を開示する。金属ワイヤーはまた、米国特許
第2,155,804号に開示される柄の回りにおいて、木製の柄を強化するた
めに用いられる。工具の柄の回りに巻かれたワイヤーの他の例は米国特許第1,
341,378号に開示される。
ために、多くの用途において木製の柄に取って代ってきた。このような工具の柄
とその構成は、ここに参考として挙げられた米国特許第3,770,033号、
同第5,375,486号、同第5,588,674号及び同第5,657,6
74号に開示されるように、この分野において公知である。しかしながら、木製
でない柄を用いる使用者へ伝播する震動は大きい。型成形されたプラスチックシ
ェルによって囲繞された内部金属コアを有するハンマーにおいて、これは特に真
実である。木製でない柄における震動抑制特性は、比較可能な木製の柄に比べて
100倍〜1000倍である。このような木製でない柄の長期間の使用は、手や
腕の筋肉を早期に疲れさせる。使用者の快適性と生産性の他に、長く使用するこ
とは、使用者の手、腕及び/又は肩に対する生理学的な損傷をもたらす。
の柔軟性材料によって震動を低減する一般的な方法を開示する。これら把持デバ
イスは、震動や擦傷から使用者の手を保護する。効果的にするために、工具を用
いる間、デバイスは使用者によって保持されなければならない。これらのデバイ
スは、典型的には、接着剤によって工具の柄の外面に取付けられる。参考文献に
示されるように、このようなデバイスは、定期的な交換を必要とする程に消耗す
るが、材料の設計と付属部品は取外しや交換に適合しなければならない。
柄に関し、コア部材は、グリップ端部からその長さ部分にわたって延出するチャ
ネルを有する。米国特許第5,657,674号は、クレイドルが結合された長
尺部材を含むハンマー本体で、クレイドルが長尺部材にほぼ垂直に延出するハン
マー本体を開示する。米国特許第5,704,259号では、震動を低減するた
めに、調整された震動吸収体が柄に取付けられている。米国特許第5,772,
541号は震動を低減するために器具にチャンバを設け、この器具が柄、ならび
に、チャンバ内に配置され自由に移動可能な弾性部材を備えている。米国特許第
5,911,795号に開示される柄はその内部に、そのコア部材の長さに沿っ
て離間した孔、ならびに、震動抑制キャニスターを有する。
及び/又は追加を必要とする。これらの変更や追加は、製造のコストと複雑性を
増加させる。柄の要素を追加することによって、柄の大きさと重量が増加し、柄
を使用する間にこれら要素が損傷する虞れも加わる。
は、工具の柄へ追加するキャニスター又はチャネルのような工具の柄の多くの再
設計に繋がり、かつ、現在適用できる製造方法を必要としない構造体が不用であ
る。有利な震動抑制特性を維持しつつ、工具の柄の魅力的で審美的な外観を変化
させることができる。
る工具の柄に関する。一つ以上の硬質の型成形層における少なくとも一部分が、
少なくとも中間部を覆う。最外硬質層は、グリップ端部を少なくとも部分的に囲
繞する部分を含むことができる。一つの特徴において、中間部を囲繞する最外硬
質層の部分は波状であり、かつ、グリップ端部を囲繞する最外硬質層の部分は波
状でない。
グリップ端部を囲繞する最外硬質層の部分も波状である。コアの中間部を囲繞す
る最外の型成形層の外面は、4〜11の波形を有する。波形は、最外の型成形層
の外面に沿って等間隔で区切られており、最外の型成形層の外周回りに延出する
。
を備えたコアを有する工具の柄を含む工具に関する。一つ以上の硬質の型成形層
における少なくとも一部分が、少なくとも中間部を囲繞する。硬質の型成形層は
、波状の外面を有する最外硬質層を含む。
する。ここで説明する実施態様は、本発明の制限されたものではない実施例であ
る。以下の実施態様の詳細な説明は、本発明を説明する実施態様に制限されるも
のではない。
及びグリップ端部4を型成形層が完全に覆う工具の柄1の好適な実施態様を示す
。中間部3を囲繞する型成形層5の外面は波状である。波状の型成形層5の外面
は、最外層の長さに沿った長手方向において等間隔をおいて設けられた複数の波
形を含む。図1に示される波形は、弧形状で工具の柄の外周に沿って延出する。
工具の柄を示す。図3は、線10−10に沿った長手方向の断面図である。コア
6のヘッドと係合する端部2、中間部3及びグリップ端部4は、型成形層5によ
って完全に覆われる。一連の波形15が、中間部2を覆う硬質層の外面の長さに
沿って延出する。図4は、コア6を囲繞する型成形層5を示す線11−11に沿
った断面図である。図5は、二つの型成形層がコア6を囲繞する他の実施態様を
示す線11−11に沿った断面図である。この実施態様では、内層20がコア6
を囲繞し、最外層5がコア6と内層20とを囲繞する。
魅力のある審美的な外観を与える。しかしながら、所望の柄の外観及び所望の震
動抑制効果によって、波形は三角形又は方形などの他の形状を有することができ
る。図面に示されるように、波形は、好ましくは、中間部を覆う外面の長さに沿
って、かつ、外面の外周の回りに均一に分布する。図面はまた、震動方向を横切
り、かつ、コア軸に一致した好適な波形配向を示す。しかしながら、所望の震動
抑制効果及び/又は所望の工具の柄の外観を達成するために、波形の分布と配向
を変化させることができる。例えば、波形は硬質層の外周の回りを部分的に延出
することができる。波形は、柄の対向する面に限って設けられ、これら対向面に
隣接する面には設けないことができる。外面に一つを超える一連の波形を設ける
ことができる。コア軸に対して角度をもって波形を配向させることができる。震
動方向を横切る配向が好ましいが、他の実施態様は、最外硬質層の外周の回りに
おいて螺旋状の波形を含む。
いて、約0.5〜1mm程度の小さな高さで、約12mmの周期(ピークからピ
ークまでの距離)をもった波形で観測された。他の実施態様では、波形の大きさ
を不均一にすることができ、特定の一連の波形において大きさと形状を変化させ
ることができる。所望の震動抑制レベル及び/又は審美的な外観を達成するため
に、波形の高さと周期を変化させることができる。所望の効果を達成するために
、同様に外面の波形の数を変化させることができる。典型的には、一つの波形よ
り多く、好ましくは一連の波形が設けられる。図7に示すように、中間部外面の
波形の好適な数は、4〜11の波形の範囲である。
る場所において、一つを超える一連の波形を設けることができる。図1及び2に
示されるような実施態様では、一連の波形は典型的には9〜11の波形を有する
。図7に示されるような実施態様では、一連の波形は4程度の少ない波形を有す
る。波形の最大数は、波形の大きさ、周期及び分布との関係において最外硬質層
の大きさによって制限される。
域の物理的特性によって、形状、数及び大きさなど、波形の特徴の様々な変更を
行なうことができる。
の間に位置する中間部3を覆う外層を通って伝播する震動が抑制される。したが
って、図1、2及び3に示されるように、コア6の少なくとも中間部3を覆う最
外層5部分が波状となっている。これらの図に示されるように、本発明の好適な
実施態様は、中間部を囲繞する最外層が波状面を有する工具の柄である。ヘッド
と係合する端部2及びグリップ端部4を囲繞する最外層は、波状ではない。本実
施態様による工具の柄は、典型的には、約9〜約11の波形を有する。
最外層が波状の外面を有することがでる。図7には、コアの中間部を囲繞する最
外層の一部分のみが波状の外面を有する他の実施態様が示される。グリップ端部
を囲繞する最外層には、波形が設けられていない。この実施態様では、中間部に
約4〜6の波形が設けられている。工具の柄の所望の震動抑制効果と外観が得ら
れるように、これらの波形の位置を変化させることができる。
に有利である。さらに、ここで参考として挙げた米国特許第5,056,381
号に開示されるものと同じ材料から作ることができる。コアのための好適な材料
は、米国特許第5,657,674号に開示されるスチールのような金属を含み
、金属又はスチールの骨格は、型成形されたプラスチックシェルによって囲繞さ
れる。典型的には、コアは繊維強化樹脂混合物から作られる。好適な樹脂は、エ
ポキシ樹脂、ポリエステル、ビニルエステルを含む。樹脂混合物を強化するのに
用いられる一方向性繊維は、繊維ガラス、カーボン繊維、繊維ガラス/カーボン
繊維、ケルバー(Kelvar)のようなアラミド繊維を含む。
75,486号、同第5,421,931号及び同第5,588,343号に開
示されるものを含む、コアと工具の柄の様々な内部構造体を用いることができる
。
することができる。多層構造体の例は、米国特許第5,421,931号に示さ
れている。柄における強度、可撓度及び重量のような所望の物理的特徴に、層の
構成及び特性は依存する。一層を超える硬質層があれば、最外硬質層の外面は震
動を抑制するように作用する波状面を有し、この震動は最外硬質層を介して使用
者に伝播し、かつ使用者に体感されるものである。図5に示される実施態様では
、内層20は硬質層である必要はない。しかしながら、内層20と層5の両方が
硬質であれば、層5がその外面が波状である最外硬質層となる。
。層材料の選択は、柄の強度、可撓度及び重量のような柄の所望の特徴に依存す
る。従来技術では、工具の柄を強くするために、コアの回りの層は硬質層を形成
する樹脂から型成形される。しかしながら、これらの層はまた、使用者に握られ
るグリップ端部に震動を伝播する。本発明では、硬質層を介してヘッドと係合す
る端部からグリップ端部へと伝播する衝撃震動を抑制するために、最外硬質層が
波状になっている。グリップ端部を覆う硬質層の外面に波形が設けられていない
場合でさえ、抑制効果が観察される。
又はポリエステルのような合成樹脂から形成することができる。工具の柄を強化
する効果により、エンジニアリング・プラスチックが特に好ましい。好適な実施
態様では、最外硬質層は、合成樹脂の連続層、好ましくはコアの回りに型成形さ
れた合成樹脂の連続層である。
を変化させることができる。図5に、コア6を囲繞する内層20を備えた二層構
造体が示される。最外硬質層5は、内層20とコア6の両方を囲繞する。本発明
の他の実施態様では、コア、ならびに、コアを覆う層は同じ材料から作られる。
この場合、最外硬質層がコアの外面を構成する。
有することができ、引抜成形のような公知の方法によって作ることができる。こ
こに参考として挙げた米国特許第5,421,931号に開示されるようなコア
作成方法もまた、用いることができる。公知のキャスティング法及びインジェク
ションモールディングのような型成形法によって、硬質の型成形層がコア上又は
他の層上に型成形される。このような方法は、工具の柄の連続した最外層を形成
する。最外硬質層を形成するのに用いられる型の内面に所望の数と大きさの波形
を設けることによって、最外の型成形層の波形が都合良く形成される。震動が波
形を通り放散するように、好ましくは最外硬質層の表面に波形が型成形される。
したがって、使用者に不快を生じさせ、損傷までも与える震動のエネルギーは吸
収され、グリップ領域には伝播しない。
広告されているハンマーを含む商業的に入手可能な同様のハンマーと比較した。
下記の試験で用いたハンマーの柄は、下記の大きさを有していた:工具の柄の長
さ−12.75インチ、グリップ端部の長さ−5.25インチ、工具と係合する
端部の長さ−1.5インチ、中間部の長さ−6インチ、コアの直径−1インチ、
中間層の厚さ−1/8インチ、及び最外層の厚さ−1/8〜1/4インチ。
に区切られて設けられた。波形の高さは0.5〜1mmの範囲であり、波形のピ
ーク間の距離は約12mmであった。
部から約9と7/8インチに配置した工作万力を用いて柄を固定した。二つの震
動加速計を四角いブロック上に取付け、次いで、取付ブラケットによって柄に固
定した。2.5インチ−ポンドのトルクを与えた二つのボルトを用いて、取付ブ
ラケットを柄に固定した。震動加速計をハンマーヘッドの最上端から約9.0イ
ンチに配置した。一方の震動加速計を垂直方向に配置し、他方の震動加速計を水
平方向に配置した。
うに、柄は、狭い側を水平面として置いた(泡のバランスで立証された)。12
インチ−ポンドと24インチ−ポンドのエネルギーを加えてハンマーを打ち、各
衝撃の結果は検量されたデータ取得システムによって同時に記録された。ハンマ
ーは、二つの衝撃試験にかけられた。衝撃点はハンマーヘッドの駆動端部の中央
であった。ハンマーの柄を固定するのに用いた万力には、75インチ−ポンドの
トルクが与えられた。
波数、震動の大きさ及び震動時間に関係する。高い周波数(短時間)は、低い(
長時間)震動より大きな影響を有する。大きな震動もまた大きな影響を有し、手
よりも速く検知される。震動の間の減少(抑制)によって、使用者の手への影響
が減少する。したがって、震動の周波数と時間を小さくすることは、ハンマーを
使用する間における使用者の手及び腕にとって有利である。
置した。
震動抑制において及び/又は震動周波数の低減において相当な改善を与えること
を、比較試験は示す。
のグリップ領域に震動が伝播する、全ての種類のハンマー、斧、つるはし、鉈、
鋤及び同様の衝撃工具を含む様々な衝撃工具に用いることができる。
い本発明の第1実施態様の斜視図である。
する本発明の工具の柄の第1実施態様の斜視図である。
態様の長手方向の断面図である。
面図である。
面図である。
本発明の工具の柄の第3実施態様の斜視図である。
具の柄の第4実施態様の斜視図である
面が波状である、請求項19に記載の工具の柄。
面が4〜6個の弧形状の波形を有する、請求項20に記載の工具の柄。
形を有する、請求項3に記載の工具の柄。
11個の弧形状の波形を有する、請求項23に記載の工具の柄。
態様の長手方向の断面図である。
面図である。
Claims (26)
- 【請求項1】 工具と係合する端部と、中間部と、グリップ端部とを有する
コアと、 少なくとも前記中間部の一部分を、完全に又は部分的に覆う一つ以上の硬質の
型成形層とを含み、 該一つ以上の硬質の型成形層が波状の外面を有する最外硬質層を含む、工具の
柄。 - 【請求項2】 前記最外硬質層が前記グリップ端部を覆う、請求項1に記載
の工具の柄。 - 【請求項3】 前記中間部を覆う前記最外硬質層の部分が波状であり、かつ
、前記グリップ端部を覆う前記最外硬質層の部分が波状でない、請求項2に記載
の工具の柄。 - 【請求項4】 前記中間部を覆う前記最外硬質層の外面が9〜11個の波形
を有する、請求項3に記載の工具の柄。 - 【請求項5】 前記中間部と前記グリップ端部とを覆う前記最外硬質層の外
面が波状である、請求項1に記載の工具の柄。 - 【請求項6】 前記コアの前記中間部を覆う前記最外硬質層の外面の一部分
が波状である、請求項5に記載の工具の柄 - 【請求項7】 前記コアの前記中間部を覆う前記最外硬質層の外面が4〜6
個の波形を有する、請求項6に記載の工具の柄。 - 【請求項8】 前記コアが、複合材料、金属、合成樹脂及びこれらの混合物
の群から選択される材料を含む、請求項1に記載の工具の柄。 - 【請求項9】 前記コアが円筒状であり、かつ、複合材料を含む、請求項8
に記載の工具の柄。 - 【請求項10】 前記材料が金属である、請求項8に記載の工具の柄。
- 【請求項11】 前記金属がスチールである、請求項9に記載の工具の柄。
- 【請求項12】 前記コアが円筒状であり、かつ、中実の合成樹脂を含む、
請求項8に記載の工具の柄。 - 【請求項13】 前記合成樹脂が、エポキシ樹脂、ポリエステル及びビニル
エステルからなる群から選択される、請求項12に記載の工具の柄。 - 【請求項14】 前記複合材料が繊維強化された合成樹脂であり、該強化さ
れた繊維が、繊維ガラス、カーボン繊維、ポリアラミド繊維及びこれらの混合物
からなる群から選択される、請求項9に記載の工具の柄。 - 【請求項15】 前記最外硬質層が合成樹脂からなる連続層を含む、請求項
1に記載の工具の柄。 - 【請求項16】 前記最外硬質層が、ビニルエステル樹脂、ナイロン誘導体
、ポリカーボネート樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される合成樹
脂を含む、請求項15に記載の工具の柄。 - 【請求項17】 前記最外硬質層が前記コアの回りに型成形され、前記波形
が前記最外硬質層の外面に型成形される、請求項1に記載の工具の柄。 - 【請求項18】 前記コアと該コアを覆う硬質の型成形層とが同じ材料を含
み、前記最外硬質層が前記コアの外面をなす、請求項1に記載の工具の柄。 - 【請求項19】 工具と係合する端部と、中間部と、グリップ端部とを有す
るコアと、 少なくとも前記中間部の一部分を、完全に又は部分的に覆う一つ以上の硬質の
型成形層とを含み、 該一つ以上の硬質の型成形層が波状外面を有する最外硬質層を含み、 前記波状外面が、前記最外硬質層の長さに沿って長手方向において区切られ、
かつ、前記最外硬質層の外周の回りに延出する複数の波形を含む、工具の柄。 - 【請求項20】 前記グリップ端部を覆う前記最外硬質層の外面が波状でな
い、請求項19に記載の工具の柄。 - 【請求項21】 前記コアの前記中間部を覆う前記最外硬質層の外面が9〜
11個の弧形状の波形を有する、請求項20に記載の工具の柄。 - 【請求項22】 前記コアの前記中間部の一部分を覆う前記最外硬質層の外
面が波状である、請求項19に記載の工具の柄 - 【請求項23】 前記コアの前記中間部を囲繞する前記最外の型成形層の外
面が4〜6個の弧形状の波形を有する、請求項22に記載の工具の柄。 - 【請求項24】 前記中間部を覆う前記最外硬質層の外面が4〜11個の波
形を有する、請求項3に記載の工具の柄。 - 【請求項25】 ヘッドと、該ヘッドに結合する工具の柄とを含む衝撃工具
であって、 前記工具の柄が、工具と係合する端部と、中間部と、グリップ端部とを有する
コアと、少なくとも前記中間部の一部分を完全に又は部分的に覆う一つ以上の硬
質の型成形層とを含み、該一つ以上の硬質の型成形層が波状の外面を有する最外
硬質層を含む、衝撃工具。 - 【請求項26】 ハンマー、斧、鉈、つるはし及び鋤からなる群から選択さ
れる、請求項25に記載の衝撃工具。
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