JP4994196B2 - 防振装置 - Google Patents

Description

本発明は防振装置に関し、ランマー等に好適な防振装置に関する。

本発明に関し、例えば、略長方形板状をした基部材の長辺の両側中央部に、対向状に立設されるとともに、内側にＣ字状に湾曲する一対の立ち上がり片を有する二つの骨材（支持体）を備え、これら立ち上がり片を向かい合わせにした状態で両基部材を配置してブロック状の弾性部材中に埋設固定した防振装置が公知である（特許文献１）。

かかる防振装置をランマーの振動部と把持部との間に取り付ければ、防振効果を得ることができるとともに、立ち上がり片がストッパーの役目を果たし、弾性部材の所定以上の捩れを防止することができる。

また、ランマー等の本体とハンドルとの間に設けられる防振装置であって、防振ゴムの両側面に接着された側板（支持体）の中央部に、それぞれ内側に凹む窪み部が形成されていて、これら窪み部の間に形成された防振ゴムの括れ部を貫通する横孔内にピンを揺動可能に挿着した防振装置が公知である（特許文献２）。

かかる防振装置によれば、ランマーのハンドルをクレーンでつり上げても、ピンが左右の横孔に噛み合うため、ランマーの落下を防止することができる。
特許第３６５４５７５号公報 特開２００７−２２４５５１号公報

従来より、ランマーや削岩機、ハンマー等の激しく振動する振動工具では、振動障害が問題となっている。

例えば、締固め機械の一種であるランマーでは、その本体下部に設けられた衝撃板が激しく上下動することによって地面が締め固められるが、その振動がランマーを操作する作業者の手腕に伝わるため、過度な連続作業等、適正に使用しないと作業者の手指や前腕等の抹消神経や運動機能に障害を招くおそれがある。

そのため、この種の振動工具では、本体とハンドルとの間に特許文献１のような弾性部材を用いた防振装置を装着して、ハンドルに伝わる振動を軽減し、作業者の手腕に負担がかからないようにしている。

従って、かかる観点からすれば、防振装置の弾性部材はできるだけ軟らかくして振動を吸収できるようにするのが好ましいといえる。

一方、ランマー等の振動工具は一般に５０Ｋｇを超えるような重量物であるため、作業現場ではそのハンドルを引っ掛けてクレーンで積み卸しすることがある。ところがその場合、弾性部材に大きな負荷が作用することから防振装置の破損や性能低下を招く原因となっている。そこで、そのような場合でも支障のないように、先の特許文献２のような防振装置が提案されているのである。

しかしながら、特許文献２の防振装置では、厚みの小さい防振ゴムの括れ部にピンの中央部分だけが支持されていて、ピンの両端部は窪み部内の空間に突き出た状態になっていることから、クレーンでつり上げた場合には、ピンが比較的大きく揺動して不安定なうえ、弾性体への負荷も大きく、本来の機能が十分に発揮できないおそれがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主目的とするところは、激しく振動する振動工具の振動を効果的に軽減できるとともに、クレーンでつり上げる等して防振装置に大きな負荷が作用しても支障のない防振装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、一方の支持体に設けられた軸の先端部分を他方の支持体に設けられた軸掛部に挿入した状態で、両支持体を対向状に弾性体に埋設した。

具体的には、一方が振動体側に取り付けられ、他方が操作体側に取り付けられる一対の支持体を弾性体に埋設した防振装置であり、上記一対の支持体が、板状の支持プレートに突設される柱状の軸部を有する第１支持体と、板状の支持プレートに開口して上記軸部と係合する軸掛部を有する第２支持体と、で構成されていて、上記軸掛部の内径は、上記軸部の外径よりも大きく形成されており、上記軸部の先端部分が軸掛部に入り込んだ状態で、第１支持体と第２支持体とが対向状に配設されている構成とする。

この構成によれば、まず、ランマーであれば、衝撃板やエンジン等で構成されたランマー本体に相当する振動体と、ハンドルに相当する操作体とが、防振装置の一対の支持体に取り付けられる。その一方の支持体（第１支持体）には柱状の軸部が設けられていて、他方の支持体（第２支持体）にはその軸部の外径よりも大きく開口する軸掛部が設けられている。そして、これら一対の支持体が、軸部の先端部分を軸掛部に入れ込んだ状態で、対向状に弾性体中に埋設されて一体化されている。

すなわち、軸掛部の内径が軸部の外径よりも大きく、通常の使用状態では、操作体は弾性体を介して振動体に接続されることとなるため、振動体から操作体に伝わる振動を軽減することができる。

その上で、例えば、クレーンでつり上げる等、操作部に比較的大きな負荷が加わって支持対どうしが大きく相対変位すると、軸部は軸掛部に受け止められて、両支持体が直接的に力を作用し合うようになる。このとき、弾性体も軸部の変位に伴って変位するが、その変位量は軸掛部と軸部との間の隙間寸法によって規制される比較的小さなものであるため、弾性体の破損や性能低下を心配する必要がない。

そして、このように大きな負荷が加わる場合は両支持体で直接的に支持できることから、弾性体のばね特性を自由に軟らかくすることができ、振動体で発生する振動を効果的に吸収させることができる。

本発明の防振装置は、具体的には、上記第１及び第２支持体の各支持プレートが、略長板形状をしており、各支持プレートの長手方向の中心部に、軸部及び軸掛部がそれぞれ設けられ、各支持プレートの長手方向の両端部に、振動体側及び操作体側にそれぞれ取り付けるための取付部が設けられていて、両支持プレートが十字状に配設されているようにするとよい。

この場合、両支持プレートは単純な略長板形状をしているため、特に複雑な工程を経ることなく簡単に製造できる。

そして、その支持プレートの長手方向の中心部に軸部や軸掛部が設けられ、両端部に振動体や操作体に固定するための取付部が設けられていて、軸部及び軸掛部まわりに取付部が対称状に配置されているため、回転方向の動作が滑らかになる。また、両支持プレートを負荷のかかる方向に合わせて十字状に配置すれば、それだけ耐久性を向上させることができる。尚、十字状とは、Ｘ字状等、直交していない場合も含む概念である。

更に具体的には、上記弾性体を、断面十字状の柱体形状にして、上記支持体の各支持プレートを、弾性体の柱軸方向の両端部にそれぞれ配設するとよい。

弾性体は、例えば円柱形状や角柱形状等、様々な形状が考えられるが、断面十字状の柱体形状にして、各支持体をその柱軸まわりに回動するように配設すれば、防振装置の回動方向のばね特性を軟らかくすることができる。

また、上記軸掛部が、第２支持体の支持プレートの開口周縁から立ち上がる軸受壁を有するものとし、上記軸受壁を第１支持体側に向けた状態で第２支持体に配設することができる。

そうすると、軸部が軸掛部に受け止められる際には、軸部の先端部分の広い範囲が軸受壁で受け止められるため、多少ぐらついても軸部が軸掛部から外れることがない。

上記軸掛部の内側に位置する軸部の先端部分のまわりには、弾性体のない空隙部を形成してもよい。

そうすれば、空隙部では、軸部は弾性体から負荷を受けずに変位できるため、それだけ防振装置のばね特性を軟らかくできる。

また、上記空隙部は、軸部を挟んで対向状に形成された一対の部分空隙部で構成してもよい。

この場合、例えば前後方向等、部分空隙部を形成した特定の方向のばね特性を軟らかくすることができ、方向によってばね特性を変えたい場合に効果的である。

その他、上記軸掛部、及び軸部の少なくとも軸掛部の内側に位置する先端部分の各断面を、非正円形状にして、第２支持体が第１支持体の軸部のまわりに相対的に回動するとき、弾性体の捩りトルクが非線形に立ち上がるように構成してあってもよい。

ここで弾性体の捩りトルクが非線形に立ち上がるとは、トルクが、軸まわりの回転角の増加に応じて直線的に増加する、つまり増加割合が一定になっているのではなく、途中からその増加割合が大きくなることを意味する。

例えばランマーであれば、方向転換や段差の乗り越えをする場合はハンドルを操作してランマー本体を傾動させる必要があるが、その際、弾性体のばね特性が軟らかいとハンドル操作時の手応えが曖昧になって操作性が悪くなる。そこで、軸掛部等を非正円形状にして、非線形のトルクが発生するように構成することで、軟らかなばね特性で締め固め時の振動を効果的に吸収しながらも、方向転換等の際にはきびきびとしたハンドル操作ができるようになり、操作性が向上する。

上述したように、本発明の防振装置によれば、ランマー等の激しく振動する振動工具の振動を効果的に軽減できることに加え、クレーンでつり上げる等して過剰な負荷が加わっても破損や性能の低下を心配する必要がない。製造が容易で量産にも適しており、現場の要望に応じて多種多様なばね特性を付与することができるため、実用的にも優れている。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

本発明の防振装置１は、例えば、ランマーや削岩機、ハンマーなどの振動工具に適している。本実施形態ではランマーを例に詳しく説明する。

図１は、そのランマーの概略図を示しており、ランマーは、エンジンによって上下方向に変位駆動する衝撃板２を備えたランマー本体３（振動体）と、作業員が手にして操作し易いように金属パイプで構成されたハンドル４（操作体）とを備えている。

本実施形態の防振装置１は、このランマー本体３とハンドル４との間に介設されていて、左右一対の形で用いられている。詳細は後述するが、各防振装置１，１は、その回動軸ともなる軸部１１の軸心Ａを水平方向に向けた状態で、ランマー本体３又はハンドル４に締結固定される。

図２は、その防振装置１の全体の概略を示している。防振装置１は、ゴム弾性体５（図中、想像線で示す）と、このゴム弾性体５に埋設される金属製の一対の支持体６，６（図中、実線で示す）とを備えている。

各支持体６は、それぞれ構造が異なっており、板状の支持プレート１０（第１支持プレート１０ａ）に突設される柱状の軸部１１を有する第１支持体６ａと、板状の支持プレート１０（第２支持プレート１０ｂ）に開口して、軸部１１と係合する軸掛部１２を有する第２支持体６ｂとで構成されている。

図３に、その第１支持体６ａを示す。図に示すように、第１支持プレート１０ａは、プレス加工によって金属板から切り出された、やや長細い長板形状をしており、その長手方向及び幅方向の中央部には貫通孔１３が形成されていて、この貫通孔１３に、別体の円柱状の金属ピンが第１支持プレート１０ａに対し垂直方向にのびるようにかしめ固定され、軸部１１が構成されている。また、第１支持プレート１０ａの両端部には、ランマー本体３又はハンドル４のいずれかに締結固定するボルトを挿通するための一対のボルト孔１５，１５（取付部）が形成されている。両ボルト孔１５，１５は、軸部１１に対して点対称の位置に設けられている。

一方、図４は第２支持体６ｂを示しており、第２支持プレート１０ｂは、第１支持プレート１０ａと同じような長板形状をしている。第１支持体６ａの軸部１１の代わりに、その長手方向及び幅方向の中央部に軸掛部１２が形成されている点、厚み寸法が第１支持プレート１０ａに比べて薄い点で両者は異なっている。

軸掛部１２は、例えば、軸部１１の外径が１２ｍｍであれば軸掛部１２の内径を２４ｍｍとするように、軸部１１の外径よりも内径が大きく開口する円形の開口部１６と、その開口部１６の周縁から略垂直に立ち上がる環状の軸受壁１７とを備えている。軸受壁１７は、絞り加工によって第２支持プレート１０ｂと一体に形成されている。その絞り加工による変形を防止するために、第２支持プレート１０ｂの長手方向の中間部の左右両側には、鍔部１８，１８，・・が張り出し形成されている。

このように、各支持体６ａ，６ｂは簡単な部材で構成されているため、量産性に優れている。また、両支持プレート１０ａ，１０ｂの厚み寸法を同じにすれば、製造過程で共用可能になって部材や工数の削減を図ることができる。

これら支持体６ａ，６ｂは、図２に示すように、軸受壁１７と軸部１１とをそれぞれ向かい合わせて対向状にし、軸部１１の先端部分を、軸掛部１２の略中心部に入れ込んだ状態でゴム弾性体５に埋設されている。

また、図２、詳しくは図５に示すように、本実施形態のゴム弾性体５は、その軸方向から見て十字状の柱体形状をしており、その両端面に一端面が露出するように各支持体６ａ，６ｂの支持プレート１０ａ，１０ｂが十字状に配設されている。

これらゴム弾性体５の端面には、支持プレート１０の長手方向の両側の部分に、それぞれ比較的大径の円筒形状をした一対のボルト装着穴１９，１９が形成されていて、他方の支持プレート１０の他端面に突き当たるまでのびている。先のボルト孔１５は、このボルト装着穴１９の中央に位置するように配設されている。

そして、このボルト装着穴１９及びボルト孔１５を介して、本防振装置１はボルトでランマー本体３とハンドル４とに締結固定される。例えば、このとき、一方の支持プレート１０を上下方向にのびるようにランマー本体３に締結し、他方の支持プレート１０を前後方向にのびるようにハンドル４に締結すると、それぞれの動線に沿って一対のボルトが固定され、耐久性を向上させるうえで好ましい。

軸掛部１２の内側に位置する軸部１１の先端部のまわりには、図５に示されるように、全周にわたってリング状の空隙部２０が凹設されていて、ゴム弾性体５のばね特性が軟らかくなるように工夫されている。

また、軸部１１の先端は、第２支持プレート１１ｂの露出する一端面よりも僅かに内側に位置するように逃げ部２１が設けられていて、防振装置１に軸方向の負荷が作用しても、軸部１１の先端が第２支持プレート１１ｂから外方に突き出ないようになっている。

このように、防振装置１の第１支持体６ａと第２支持体６ｂとは、常態では直接接触せず、ゴム弾性体５を介して接続された状態（弾性支持状態）となっており、締め固め時に生じるランマー本体３の振動はゴム弾性体５によって吸収され、ハンドル４に伝わる振動が軽減される。

そして、図６に示すように、例えばハンドル４をクレーンで吊り上げて、同図に矢印で示すように、軸直方向（ゴム弾性体５の剪断方向）に大きな負荷が加わったときには、軸部１１の先端部分と軸掛部１２とが相対的に半径方向に変位し、最後には同図のように、軸掛部１２が軸部１１の先端部分を受け止めて直接的に支持する状態となる（直接支持状態）。このとき、ゴム弾性体５も変位はするが、その変位量は僅かであり、過剰な負荷がゴム弾性体５に加わることがない。

従って、ゴム弾性体５のばね特性は特に制限されずに自由に軟らかく調整することができるため、締め固め時にハンドル４に伝わる振動をさらに軽減することができる。

防振装置１の軸心Ａまわりのばね特性は、例えば、図７の（ａ）〜（ｃ）に示すように、ゴム弾性体５の形状を変更することによって調整できる。同図の（ａ）は断面十字形状をした上記実施形態の形状であるが、同図の（ｃ）のゴム弾性体５は円柱体形状をしており、同図の（ｂ）は、（ａ）と（ｃ）の形状の間の形状をしている。（ａ）から（ｃ）の断面形状に近づくに従って、軸心Ａまわりのゴム弾性体５の肉付き量が多くなる結果、軸心Ａまわりのばね特性、つまり捩りトルクを大きくすることができる。

図８は、本発明の防振装置１の別実施形態を示している。そこでは、上記実施形態での空隙部２０が、軸部１１を挟んで対向状に形成された一対の部分空隙部２０ａ，２０ａで構成されている。このように空隙部２０を形成することで、方向を選択して防振装置１のばね特性を軟らかなものとすることができる。例えば、ランマー本体３の振動方向に合わせて、この一対の部分空隙部２０ａ，２０ａが上下方向に沿うよう防振装置１を配設することで、よりいっそうランマー本体３の振動を吸収して、ハンドル４へ伝わる振動を軽減することができる。その一方で、前後や左右にハンドル４を操作する場合には、軸掛部１２と軸部１１との間にゴム弾性体５が介在している分、相対的にばね特性が硬くなっているため、ハンドル４の動きがランマー本体３によく伝わって操作性に優れる。

図９は、本発明の防振装置１の更に別の実施形態を示している。本実施形態では、防振装置１のばね特性が硬くなるように、上記の実施形態から空隙部２０のない構成となっている。尚、その他の構成は上記実施形態と同じである。

図１０、図１１は、また更に別の実施形態を示している。ランマーはその方向転換や段差の乗り越え等を行う場合、ハンドル４を操作してランマー本体３を傾動させる必要があるが、その際、物性上、ゴム弾性体５のばね特性が軟らかくなると、ハンドル４の操作時の手応えが曖昧になって操作性が悪くなるという不利がある。

そこで、本実施形態の防振装置１では、防振装置１の軸心Ａまわりの負荷の増大に対応してばね特性が変化するようにした。すなわち、軸掛部１２等を非正円形状にして、第１支持体６ａと第２支持体６ｂとが軸心Ａまわりに相対的に回動したとき、捩りトルクが非線形に立ち上がるように構成した。

ここで捩りトルクが非線形に立ち上がるとは、トルクが軸心Ａまわりの回転角の増加に応じて直線的に増加するのではなく、途中からその増加割合が大きくなることを意味する。例えば、図１２はその関係を概念的に示したものであるが、無負荷の状態（図の０位置）から両支持体６ａ，６ｂが相対的に回動すると、通常は、破線で示すようにトルクが直線的に変化するが、この実施形態では、実線で示すように回転角が大きくなるほど発生するトルクが大きく変化するように構成するのである。

具体的には、図１０に示すように、少なくとも軸掛部１２内に入り込んでいる軸部１１の先端部分、及び軸掛部１２の開口部１６及び軸受壁１７の各軸方向の断面を四角形状にするとともに、その軸部１１の先端部分及び開口部１６及び軸受壁１７の対角線が直交するように配置する。尚、軸部１１の先端部分と軸掛部１２の間にはゴム弾性体５が介在している。

こうすることで、軸部１１が軸掛部１２内で相対的に回動すると、捩りトルクは非線形に立ち上がるようになる。

また、図１１に示すように、少なくとも軸掛部１２内に入り込んでいる軸部１１の先端部分、及び軸掛部１２の開口部１６及び軸受壁１７の各軸方向の断面を楕円形状にするとともに、その軸部１１の先端部分及び開口部１６及び軸受壁１７の長軸及び短軸の向きが同じになるように配置してもよい。かかる構成によっても、捩りトルクが非線形に立ち上がるようにすることができる。尚、この具体例の軸部１１は、円柱形状の軸部１１の先端部分を楕円柱形状に変形させるだけでよいため、例えば、最初の実施形態の第１支持部材６ａからも作ることができ、汎用性に優れる。

本発明にかかる防振装置１は、前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

例えば、軸部１１は、その軸掛部１２に挿入される部分が少なくとも軸掛部１２の内径よりも小さければよく、それ以外の部分は軸掛部１２の内径よりも大きく形成してあってもよい。一対の部分空隙部２０ａ，２０ａは複数であってもよいし、これらを含む空隙部２０の深さや幅、長さ等寸法や位置は異なっていてもよい。そうすれば、より多様なばね特性を付与することができる。

支持体６の材質は、金属に限らず樹脂であってもよい。軸受壁１７は、筒状の別部材を第２支持プレート１０ｂに固定するものであってもよい。その場合、軸部１１は、その先端部分だけでなく中間部分まで軸掛部１２に入り込むようにすれば、確実に両者を係合させることができ、効果的である。

また、上記各実施形態は、適宜組み合わせて構成することもできる。例えば、図８と図１１の実施形態を組み合わせ、図１１の構成の防振装置１において、軸掛部１２内に位置する軸部１１の先端部分を軸方向に２分して、その基端側は同図の構成とし、その先端側に図８のような一対の部分空隙部２０ａ，２０ａを形成すれば、上下方向には相対的に軟らかく、回動方向にはトルクが非線形に立ち上がるばね特性を発揮させることができる。

ランマーの全体を示す概略図である。 本発明の防振装置の概略図である。 第１支持体を示す図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は側面図である。 第２支持体を示す図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は側面図である。 本発明の防振装置を示す図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。 本発明の防振装置に負荷が加わったときの状態を説明するための図である。 本発明の防振装置の弾性体の変形例を示す正面図である。 本発明の防振装置の別実施形態を示す図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。 本発明の防振装置の別実施形態を示す図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。 本発明の防振装置の別実施形態を示す図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。 本発明の防振装置の別実施形態を示す図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。 非線形のトルクを説明するための概念図である。

符号の説明

１ 防振装置
３ ランマー本体（振動体）
４ ハンドル（操作体）
５ ゴム弾性体（弾性体）
６ 支持体
６ａ 第１支持体
６ｂ 第２支持体
１０ 支持プレート
１１ 軸部
１２ 軸掛部
１５ ボルト孔（取付部）
１７ 軸受壁
２０ 空隙部
２０ａ 部分空隙部

Claims (7)

1. 一方が振動体側に取り付けられ、他方が操作体側に取り付けられる一対の支持体を弾性体に埋設した防振装置であって、
   上記一対の支持体が、
   板状の支持プレートに突設され、その軸心が水平方向に向けられる柱状の軸部を有する第１支持体と、
   板状の支持プレートに開口して上記軸部と係合する軸掛部を有する第２支持体と、
   で構成されていて、
   上記軸掛部の内径は、上記軸部の外径よりも大きく形成されており、
   上記軸掛部は、第２支持体の支持プレートの開口周縁から立ち上がる軸受壁を有し、
   上記軸部の先端部分が軸掛部に入り込んだ状態で、第１支持体と第２支持体とが対向状に配設されており、
   上記軸受壁の壁面が、上記軸部を受け止められるように当該軸部の周面と対向していることを特徴とする防振装置。
2. 請求項１に記載の防振装置において、
   上記第１及び第２支持体の各支持プレートが、略長板形状をしており、
   各支持プレートの長手方向の中心部に、軸部及び軸掛部がそれぞれ設けられ、
   各支持プレートの長手方向の両端部に、振動体側及び操作体側にそれぞれ取り付けるための取付部が設けられていて、
   両支持プレートが十字状に配設されていることを特徴とする防振装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の防振装置において、
   上記弾性体が、断面十字状の柱体形状をしており、
   上記支持体の各支持プレートが、弾性体の柱軸方向の両端部にそれぞれ配設されていることを特徴とする防振装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の防振装置において、
   上記軸受壁を第１支持体側に向けた状態で第２支持体が配設されていることを特徴とする防振装置。
5. 請求項４に記載の防振装置において、
   上記軸掛部の内側に位置する軸部の先端部分のまわりに、弾性体のない空隙部が形成されていることを特徴とする防振装置。
6. 請求項５に記載の防振装置において、
   上記空隙部が、軸部を挟んで対向状に形成された一対の部分空隙部で構成されていることを特徴とする防振装置。
7. 請求項１〜請求項４のいずれか１つ記載の防振装置において、
   上記軸掛部、及び軸部の少なくとも軸掛部の内側に位置する先端部分の各断面が、非正円形状をしており、
   第２支持体が第１支持体の軸部のまわりに相対的に回動するとき、弾性体の捩りトルクが非線形に立ち上がるように構成されていることを特徴とする防振装置。

Images