JP6324855B2 - コンクリート仕上げツールと共に使用する振動機構 - Google Patents

Description

[関連出願]
本出願は、２０１３年７月２２日に出願したアメリカ合衆国特許出願第１３／９４７，７２０号の一部継続特許出願である。

本発明は、コンクリート仕上げツール用の新規で有用な振動離脱装置に関する。

フロート、ジョインター、スクリードなどのコンクリート仕上げツールは、新たに注がれたコンクリート塊に対して調整した特定の仕上げ表面を提供するのに使用される。このようなコンクリート仕上げツールの従来の使用方法では、施工者が、コンクリート塊が硬化、あるいは乾燥する前にツールを新たに注がれたコンクリートの表面上で動かす。通常は当該ツールを前後に動かして仕上げる。

コンクリート仕上げツールに振動を加えることが、なめらかな表面といった表面特性をつくる助けとなり、またジョインターの場合は、仕上がったコンクリート板の亀裂を制御する溝を有することが認識されている。

従来、コンクリート仕上げツールに振動を提供する様々なツールが提案されてきた。例えば、アメリカ合衆国特許第６，２３１，３３１号、第６，９８８，８５１号、第７，０９７，３８４号、及び第８，２３０，７６０号では、外付けモーターをハンドルあるいはシャフトに取り付けて、ケーブルあるいはギア機構を使用することにより遠隔継振動機構にリンクさせたコンクリート振動装置を開示している。

アメリカ合衆国特許第６，１３９，２１７号は、コンクリート仕上げツールのハンドル内に動力源を取り付け、コンクリートに近傍の仕上げツールの上部に位置する振動機に動力を供給するコンクリート仕上げツールを開示している。

アメリカ合衆国特許第５，６３２，５６９号と第７，４６５，１２１号は、携帯型のセメント及びコンクリートの仕上げツールを開示しており、これはツールのハンドル構造内に振動機が配置されており、ハンドル内にあるバッテリにより動力を得ている。これらのツールは、振動機構に与える電力制御によるもの以外の、ハンドル内の振動の制御方法は、開示していない。

独立型であり、コンクリート仕上げツールのハンドルと端部の間に位置しており、振動機構の最適な振動を可能にするコンクリート仕上げツール用の振動供給装置であり、建築技術において、著しい進歩である。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある。
（先行技術文献）
（特許文献）
（特許文献１） 米国特許第６，１３９，２１７号明細書
（特許文献２） 米国特許第５，６３２，５６９号明細書
（特許文献３） 米国特許第５，２３４，２８３号明細書
（特許文献４） 米国特許第２，７４０，３３６号明細書
（特許文献５） 米国特許第３，２３７，８９６号明細書
（特許文献６） 米国特許第３，１８８，０５４号明細書
（特許文献７） 米国特許第５，７９６，１８８号明細書
（特許文献８） 米国特許第７，４６５，１２１号明細書
（特許文献９） 米国特許第７，０９７，３８４号明細書
（特許文献１０） 米国特許第６，９７６，９０９号明細書
（特許文献１１） 米国特許第８，２６２，４４０号明細書
（特許文献１２） 米国特許第６，２３１，３３１号明細書
（特許文献１３） 米国特許第５，９８８，８５１号明細書
（特許文献１４） 米国特許第８，２３０，７６０号明細書
（特許文献１５） 米国特許第８，４３９，６００号明細書
（特許文献１６） 米国特許出願公開第２００８／００５０１７７号明細書
（特許文献１７） 米国特許出願公開第２００５／００３６８３７号明細書

本発明による新規で有用なコンクリート仕上げツール用の振動供給装置をここに示すものとする。

本発明の装置は、ハウジングの内面あるいは壁によって形成されたチャンバを有するハンジングを利用するものである。ハウジングの大きさは振動機と、振動機に電力を供給するための電池を収容できるサイズである。

ハウジングのチャンバ内に位置する振動機は、ハウジング内壁内に振動機を取り囲んでこれに接触している弾性環を具える。この弾性環は、チャンバ内で振動機とハウジング内面の間にスペースをあけた関係を形成する。さらに、アンカが、ハウジング内面と振動機の間に存する環によって形成されたスペースをあけた関係で、チャンバ内に振動機を保持している。

第１アダプタは、コンクリート仕上げツールのハンドルにハウジングを着脱自在に接続し、第２アダプタは、コンクリート仕上げツールの端部にハウジングを着脱自在に接続している。

少なくとも一のスペーサが、電池とハウジング内壁の間に配置されている。ホルダも、ハウジングチャンバ内に電池を固定するのに用いられる。このように、スペーサとホルダは、振動機の振動による電池へのダメージを取り除いている。

本発明の振動機構に関する別の実施例は、ハウジングと共に使用される振動機構であり、第１アダプタと第２アダプタが、コンクリート仕上げツールのハンドルと端部にハウジングを接続している。この振動機構は、ハウジングのチャンバ内に配置されているサポートを利用する。サポートには、サポートを通るボアが形成されている。サポートのボア内にはロータが配置されており、サポートに対して向きを変えたり、回転するように構成されている。ロータは、ロータから外側へ向けて延びるシャフトと、シャフトから離れてロータに取り付けられた加重ボディを具え、振動を生み出している。

振動機構には、出力シャフトを有するモータが設けられており、上述したバッテリのようなエネルギ源を用いている。スプリングなどの弾性リンクが、モータの外側シャフトをサポートから延びるロータのシャフトに連結している。

このような振動機構は、“Ｏ”リングのような弾性バンドも具えており、これはサポートの外面を少なくとも部分的に取り囲んでおり、ハウジングの内面と接触している。振動は、このような弾性バンドを介してロータからハウジングに伝わる。

新規で有用なコンクリート仕上げツール用の振動供給装置が提供されているのは明白である。

従って、本発明の目的は、コンクリート仕上げツールのハンドルと端部の間に配置した着脱自在のコンクリート仕上げツール用の振動供給装置を提供することである。

本発明の別の目的は、ハウジング内で弾性的につり下がっている振動機を利用しており、ハウジングの内壁と振動機との間に配置してある弾性環の使用により振動を供給可能であるコンクリート仕上げツール用の振動供給装置を提供することである。

本発明の別の目的は、ハウジングに振動を伝達する弾性バンドを具え、モータシャフトと偏心重を有するロータのシャフトとの間に弾性リンク機構を具える振動機構を提供することである。

本発明の別の目的は、フロート、ジョインタ、スクリードなどの様々な仕上げツールの端部に適合するコンクリート仕上げツール用の振動供給装置を提供することである。

本発明のさらなる別の目的は、コンクリート仕上げツールに組み込むのが簡単で、使用するのに操作とメンテナンスが容易であるコンクリート仕上げツール用の振動供給装置を提供することである。

本発明のさらなる別の目的は、比較的軽量で、コンパクトな構造のため取り扱いが簡単なコンクリート仕上げツールのための振動供給装置を提供することである。

本発明は、別の目的と利点、特に特定の特性と特徴については、以下に続く明細書で明らかとなるであろう。

図１は、コンクリート仕上げツールのハンドルと端部の間に設置した本発明の振動供給装置を部分的に分解、切断した断面図である。 図２は、図１の線２−２の断面図である。 図３は、図１の線３−３の断面図である。 図４は、本発明の振動供給装置を具えるコンクリート仕上げツールの側面部立面図である。 図５は、断面図に描かれたハウジングと共に本出願のツールにおいて有用な振動機構の別の実施形態の正面立面図である。 図６は、図５の線６−６の断面図である。

発明のさらなる理解のために、以下の発明の実施形態の詳細な説明に符号が付されており、この符号は、上述の図面の説明と併用されるべきである。

本発明の様々な側面は、上述の図面の説明を参照して以下に述べる好ましい実施形態から理解される。

振動機構全体の一実施形態が、図面中に数字１０で示されている。図４に示した通り、装置１０は、コンクリート仕上げツール１２に振動を与える。図１に示した通り、装置１０は、装置の一要素として、金属、プラスチック、木、などの硬質、あるいは中硬質材料で作られた円筒状管の形をしたハウジング１４を含む。例えば、ハウジング１４の構造にはアルミニウム管で十分である。ハウジング１４は、以下の明細書中でさらに詳細に説明する現存のコンクリート仕上げツールに収容設置できるようなサイズである。

さらに、図１を参照すると、振動機２２は、ハウジング１４のチャンバ２０内に配置されていることが確認できる。振動機２２は、ニューヨーク州，ニューヨーク市のＳｕｒｐｌｕｓ Ｔｒａｄｅｒｓ社によって販売されているモデル番号ＴＳ７７０，４．０−１４ ＶＤＣ，直径が１．４インチである“Ｇｒａｎｄ Ｄａｄｄｙ Ｖｉｂｒａｔｏｒ”という名称で販売されている振動機の形態を取る。最も重要なことは、振動機は、振動機２２の端部２６で振動機の周囲を取り囲む弾性環２４によってチャンバ４０内に支持されている。環２４は、ゴム、プラスチックあるいはその他同様の材料でできている。図１及び図２の通り、弾性環２４は、ハウジング１４の内壁あるいは表面１８と振動機２２の間にスペース２８を形成する。従って、振動は、図１の、振動ライン３０によって示されており、振動機２２によって与えられる振動が、ハウジング１４と、弾性環２４を経由してハウンジング１４に連結されている仕上げツールの端部に伝わる。図２から明らかなように、振動機２２は、弾性環２４に直接接触している外面プラスチックシース２３を具える。さらに、振動機２２の偏心ディスク２５が、モータープレート２７から延びているのがわかる。偏心ディスクは、振動を生成するに際して矢印２９の方向に回転する。コンクリート仕上げツール１２へのハウジング１４の連結は、後述する。アンカ３２が、振動機２２とハウジング１４の間の空間２８を形成維持している。アンカ３２は、図１と図３の通り、ハウジング１４を通って延在し、振動機２２の端部３８を支えるセットスクリュー３４と３６として示されている。このように、図４に示す通り、振動機２２は、仕上げツールの端部６６の近傍の、端部２６で動くようにバイアスされている。ハウジング１４の内面１８へ振動機２２が直接接触すると、仕上げツール１２への振動供給が大きく妨げられる。

再び図１を参照すると、ハウジング１４のチャンバ２０内には、電池４０も設置されているのが確認できる。この電池は、カリフォルニア州，ロックリンにあるＢａｔｔｅｒｉｅｓ Ｐｌｕｓ社から入手可能な品番ＴＥＣ９００１２で１４．４ ｖｏｌｔ ＮｉＣＡＤ，１２ ｃｅｌｌ，４，０００ ＭＡＨの電池である。電池１４の末端に取り付けられたスペーサ４２と４４の摩擦による動きに逆らってバッテリ４０は、チャンバ２０内に配置あるいは固定されている。その結果、電池１４は、ハウジング１４のチャンバ２０内にぴったりと収まっている。しかしながら、ハウジング１４に追加のスクリュを通して、スペーサ４２と４４をはめ込みチャンバ２０（図示せず）内で電池４０がすべらないようにしてもよい。電気スイッチと標準コネクタ４６は、バッテリ４０を振動機２２に電気的に接続してハウジング１４の外側から振動機２２を起動させるようにしてもよい。

また、第１アダプタ４８は、装置１０にあり、ハウジング１４のチャンバ２０内に収まるフランジ５０を具える。ハウジング１４を通るセットスクリュー５２と５４は、チャンバ１４内に配置されたときにフランジ５０と係合して、ハウジング１４内に第１アダプタを保持している。第１アダプタは、プレート５６とプレート５６に溶接されたチューブ５８を具える。図４において、チューブ５８は、コンクリート仕上げツール１２のハンドル６０に接続され、図面に描かれた実施形態では、装置１０に対してメス型端部としての役割を果たす。セットスクリュ６２は、ハンドル６０を貫通してチューブ５８に係合して、ハンドル６０に装置１０を保持している。

図１に示す、第２アダプタ６４は、コンクリート仕上げツール１２の端部６６に装置１０を接続している。コンクリート仕上げツール１２は、図４ではフロートとして記載されている。アダプタ６４は、フランジ６６を具え、このフランジ６６は、ハウジング１４のチャンバ２０内に収まり、セットスクリュ７０と７２によってハウジング内に固定されている。中空ボス７４は、フランジ６８に溶接されており、フランジ６８から外側へ延びるチューブ７６を具える。セットスクリュ７８と８０は、中空ボス７４内にチューブ７６保持している。

図４を参照すると、チューブ７６は、オス型接続具として作用しており、コンクリート仕上げツールの端部６６の連結器８２内に収まっている。セットスクリュ８４は、端部６６にチューブ７６を保持しており、従って、端部６６に装置１０を保持している。チューブ７６上の従来のバネ負荷ボタンは、端部６６の連結器８２内の開口と相互作用してセットスクリュ８４の代わりに、迅速な着脱機構として作用する。

図５及び図６を参照すると、振動機構の別の実施形態９２が描かれている。振動機構９２は、図１におけるハウジング１４内の振動供給装置１０の代替品として用いられている。つまり、振動機構９２は、図１で示す振動機とモーター２２の代わりとして装置１０内で使用される。また、振動機構９２は、図１から図４に記載されているコンクリート仕上げツール１４用の接続機構を介して端部６６とハンドル６０に接続されている。振動機構９２は、一要素としてハウジングチャンバー２０内に設置されているサポート９４を具える。サポート９４は、外面９６とそれを通るボア９８を具える。“Ｏ”リング１００は、湿ったコンクリートに使用するときにコンクリート仕上げツール１４の一部として、振動機構９２からハウジング１４に振動を伝えるよう作用する。これは、図６に振動ライン１０２として概略的に描かれている。

図５及び図６を参照すると、ロータ１０４は、サポート９４のボア９８内にある。ローラベアリング１０６は、ローラベアリング１０６とサポート９４の間の空間を満たしている。図６が最も明確に示しているが、ローラベアリング１０６は、具体的には、サポート９４のショルダー１０８とスプリングクリップ１１０の反対側にある。ロータ１０４は、チャンバ２０内でモーター１１４に向かって延在するシャフト１１２を具えており、これは、図１に描かれている振動機２２と同様にバッテリで動く。さらに、ロータ１０４は、ロータ１０４内に埋め込まれており、偏心状態（ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ ｍａｎｎｅｒ）でシャフト１１２から離れた位置にある加重ボディ１１６を具える。言うまでもなく、シャフト１１６は、図６に示す矢印１２０に従って軸１１８の周囲を回転して振動を生成する。開口１２２と１２４は、ロータ１２２を貫通しており、ハウジング１４のチャンバ２０へのアクセス用窓として作用する。

再び図６を参照すると、モータ１１４は、出力シャフト１２６を具えている。弾性環１２８は、ロータ１０４のシャフト１１２をモーター１１４の出力シャフト１２６に連結する。図６に示す通り、弾性環１２８は、コイルばねの形をとっている。このように、モータ１１４は、ロータ１０４の回転により生じた振動から大幅に離れている。マウント１３０は、サポート９４に連結しており、一対のフランジによりモーター１１４を定位置に保持するよう作用している。図６に一のフランジ１３２が想像線で描かれている。

弾性バンドは、“Ｏ”リング１００の形態をしており、サポート９４を取り囲みハウジング１４の内面１８とサポート９４の外面９６に接触している。ロータ１０４で生じた振動は、ロータ１０４とロータサポート９４からハウジング１４に伝わる。

図４に示す通り、作動中は、ユーザがコンクリート仕上げツールのハンドル６０と端部６６の間に装置１０を挿入する。第１アダプタ４８のチューブ５８は、中空ハンドル６０内に収まっている。同様に、第２アダプタ６４は、端部６６の中空アダプタ８４に収まっているチューブ７６を使用することによりコンクリート仕上げツール１０の端部６６への装置１０の接続を可能にする。セットスクリュ６２と８４は、アダプタ４８と６４をコンクリート仕上げツール１２のハンドル６０と端部６６にそれぞれ連結する。図４に示す通り、装置１０を一旦取り付けると、柔らかいコンクリート塊８８の表面８６上を動いてコンクリート仕上げツール１２は、表面８６上に特定の仕上げを行う。図４に示すように、コンクリート仕上げツールがフロートの場合、なめらかな表面８６が生成される。しかしながら、他のコンクリート仕上げツールを使うと、ジョインタを使った場合のように粗い表面を生成する、またはコンクリート塊８０の中に溝ができる。そうはいうものの、装置のケーシング１４内の振動機２２から生じる振動は、アダプタ６４を介しコンクリート仕上げツール１２へ伝達するようにバイアスされている。これは振動ライン９０によって示されている。

さらに、図５及び図６に示す通り、装置１０は振動機構９２を使用した場合と同様に作用し、ハウジング１４内に振動機構９２を設置することにより振動機２２の代用となる。

上述の記載では、本発明の実施形態を、発明の開示を完璧にするために発明の詳細な説明に明記してあるが、多数の変更が発明の精神と原理から逸脱することなく記載されていることは、当業者にとって明白である。

Claims (13)

1. ハンドルと端部を有するコンクリート仕上げツールと共に使用する振動機構であって
   、
   ａ．ハウジングであって、当該ハウジングの内面により形成されたチャンバを内部に有するハウジングと、
   ｂ．前記ハウジングチャンバ内に配置されたサポートであって、外面と当該サポートを貫通するボアを具えるものである、前記サポートと、
   ｃ．前記サポートの前記外面を少なくとも部分的に取り囲み、且つ前記ハウジングの内面と接触している弾性環と、
   ｄ．前記サポートの前記ボア内に配置され、前記サポ−トに対して回転するように構成されたロータであって、さらに、当該ロータから外側へ延びるシャフトと、当該ロータに連結された加重ボディと、を具えるものである、前記ロータと、
   ｅ．出力シャフトを有するモータと、
   ｆ．前記モータの前記出力シャフトを前記ロータの前記シャフトに接続する弾性リンクと、
   を有することを特徴とする振動機構。
2. 請求項１に記載の機構において、前記モータが前記ハウジングチャンバ内に位置することを特徴とする機構。
3. 請求項１に記載の機構において、前記弾性リンクがバネを具えることを特徴とする機構。
4. 請求項１に記載の機構において、前記弾性環が"Ｏ"リングを具えることを特徴とする機構。
5. 請求項１に記載の機構において、当該機構がさらにマウントを具え、当該マウントが前記ハウジングチャンバ内に前記モータを支持していることを特徴とする機構。
6. 請求項１に記載の機構において、当該機構がさらにベアリングを具え、当該ベアリングが前記サポートと前記ロータの間に位置することを特徴とする機構。
7. 請求項６に記載の機構において、前記モータが前記ハウジングチャンバ内に位置することを特徴とする機構。
8. 請求項６に記載の機構において、前記弾性リンクが、バネを具えることを特徴とする機構。
9. 請求項６に記載の機構において、前記弾性環が、"Ｏ"リングを具えることを特徴とする機構。
10. 請求項６に記載の機構において、当該機構がさらにマウントを具え、当該マウントが前記ハウジングチャンバ内で前記モータを支持することを特徴とする機構。
11. 請求項１に記載の機構において、当該機構がさらに、前記ハウジングを前記コンクリート仕上げツールの前記ハンドルに着脱自在に固定するように構成された第１のアダプタと、前記ハウジングを前記コンクリート仕上げツールの前記端部に着脱自在に固定するように構成された第２のアダプタと、を具えることを特徴とする機構。
12. 請求項６に記載の機構において、当該機構がさらに、前記ハウジングを前記コンクリート仕上げツールの前記ハンドルに着脱自在に固定するように構成された第１のアダプタと、前記ハウジングを前記コンクリート仕上げツールの前記端部に着脱自在に固定するように構成された第２のアダプタと、を具えることを特徴とする機構。
13. 請求項１に記載の機構において、前記加重ボディが、前記ロータの前記シャフトから離間して前記ロータに連結されていることを特徴とする機構。

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