JPH06254715A - 往復運動工具の振動低減装置 - Google Patents
往復運動工具の振動低減装置Info
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- JPH06254715A JPH06254715A JP4388493A JP4388493A JPH06254715A JP H06254715 A JPH06254715 A JP H06254715A JP 4388493 A JP4388493 A JP 4388493A JP 4388493 A JP4388493 A JP 4388493A JP H06254715 A JPH06254715 A JP H06254715A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 往復運動工具の振動を減らす。
【構成】 往復運動工具の往復運動するスピンドル３の
内部に該往復運動方向に沿って伸びる空室１３を設け
る。空室内におもり１４を摺動自在に収納する。おもり
はスピンドル端に少なくとも１本のバネ１６を介して連
結する。スピンドルの運転角周波数は、おもり等の固有
振動数よりも大きくなるように設定する。おもりはスピ
ンドル内で摺動し、振動を吸収して往復運動工具の振動
を低減する。
内部に該往復運動方向に沿って伸びる空室１３を設け
る。空室内におもり１４を摺動自在に収納する。おもり
はスピンドル端に少なくとも１本のバネ１６を介して連
結する。スピンドルの運転角周波数は、おもり等の固有
振動数よりも大きくなるように設定する。おもりはスピ
ンドル内で摺動し、振動を吸収して往復運動工具の振動
を低減する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジグソー，レシプロソ
ー等の往復運動工具における振動低減装置に関する。
ー等の往復運動工具における振動低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】往復運動するスピンドルを有した往復運
動工具においては、スピンドルの質量が、動力伝達機構
中のギア等の回転運動の抵抗となる。そのため、ギア等
の回転運動が周期的に乱れ、往復運動工具には、スピン
ドルの運転周波数（＝ギアの回転数）に等しい振動数を
持った振動が、スピンドルの運動方向にて発生する。
動工具においては、スピンドルの質量が、動力伝達機構
中のギア等の回転運動の抵抗となる。そのため、ギア等
の回転運動が周期的に乱れ、往復運動工具には、スピン
ドルの運転周波数（＝ギアの回転数）に等しい振動数を
持った振動が、スピンドルの運動方向にて発生する。
【０００３】従来、往復運動工具においてそのような振
動を低減しようとする場合、スピンドルに動力を伝える
ためのベベルギア等にカウンターウエイトを取り付ける
ようにしている。
動を低減しようとする場合、スピンドルに動力を伝える
ためのベベルギア等にカウンターウエイトを取り付ける
ようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のようにカウンターウエイトをベベルギアに設ける方
式であると、スピンドルが直線運動をするのに対し、カ
ウンターウエイトは円運動をするので、バランスをとり
難いという問題がある。また、カウンターウエイトを設
置するためのスペースを設けなければならず、往復運動
工具がそれだけ大きくなり、複雑になるという問題もあ
る。
来のようにカウンターウエイトをベベルギアに設ける方
式であると、スピンドルが直線運動をするのに対し、カ
ウンターウエイトは円運動をするので、バランスをとり
難いという問題がある。また、カウンターウエイトを設
置するためのスペースを設けなければならず、往復運動
工具がそれだけ大きくなり、複雑になるという問題もあ
る。
【０００５】従って、本発明は、スピンドルの動きとバ
ランスを取り易くして振動低減効果を高めることがで
き、また、設置のためのスペースを別途設ける必要のな
い振動低減装置を提供することをその目的とする。
ランスを取り易くして振動低減効果を高めることがで
き、また、設置のためのスペースを別途設ける必要のな
い振動低減装置を提供することをその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、往復運動工具の往復運動するスピンドル
の内部に該往復運動方向に沿って伸びる空室が形成さ
れ、該空室内におもりが摺動自在に収納され、該おもり
はスピンドル端に少なくとも１本のバネを介して連結さ
れ、上記スピンドルの運転角周波数は下記不等式を満足
する領域内に設定された往復運動工具の振動低減装置の
構成を採用している。
め、本発明は、往復運動工具の往復運動するスピンドル
の内部に該往復運動方向に沿って伸びる空室が形成さ
れ、該空室内におもりが摺動自在に収納され、該おもり
はスピンドル端に少なくとも１本のバネを介して連結さ
れ、上記スピンドルの運転角周波数は下記不等式を満足
する領域内に設定された往復運動工具の振動低減装置の
構成を採用している。
【０００７】
【数２】 ここに、上記理論式は、図１のようなモデルを基にし
て、以下のようにして求められたものである。
て、以下のようにして求められたものである。
【０００８】ただし、各物理量は次の通りである。 ω：スピンドルの運転角周波数 Ｍ：スピンドルの外殻の質量 ｍ：おもりの質量 Ｋ：バネ定数 ｘ：スピンドルの変位 ｙ：おもりの変位 Ｆ：スピンドルの外殻が受ける力 Ｐ：おもりが受ける力 ω：スピンドルの運転角周波数 なお、バネの質量はおもり等の質量に比し極めて小さい
ので無視する。
ので無視する。
【０００９】
【数３】 であるから、おもりの振動の振幅Ｂは、
【００１０】
【数４】 また、（１）式と（３）式より、
【００１１】
【数５】 ここで、
【００１２】
【数６】 と置く。ただし、Ｍe は等価質量である。（４）式は図
２のようなグラフとして示される。図２において、おも
り及びバネからなる動吸振器の効果が現れるのは、 ｜Ｍe ｜＜Ｍ の場合である。従って、動吸振器の効果が現れる条件
は、（４）式より、
２のようなグラフとして示される。図２において、おも
り及びバネからなる動吸振器の効果が現れるのは、 ｜Ｍe ｜＜Ｍ の場合である。従って、動吸振器の効果が現れる条件
は、（４）式より、
【００１３】
【数７】 である。よって、スピンドルの運転角周波数ωを（５）
式に従うようにω0 より大きく設計することで振動を低
減できる。
式に従うようにω0 より大きく設計することで振動を低
減できる。
【００１４】特に、ωの値が
【００１５】
【数８】 のとき、Ｍe ＝０となり、このときスピンドルは外の系
から力を受けない。スピンドルの運転角周波数がこの条
件に近いほど、吸振効果が大きい。
から力を受けない。スピンドルの運転角周波数がこの条
件に近いほど、吸振効果が大きい。
【００１６】
【作用】往復運動工具の始動により、そのスピンドルは
刃物等を伴って上記不等式を満足する領域内の運転角周
波数で往復運動する。
刃物等を伴って上記不等式を満足する領域内の運転角周
波数で往復運動する。
【００１７】スピンドルの運動に伴い、おもりはスピン
ドルの空室内にて摺動運動し、バネは屈伸運動する。こ
れにより、おもりとバネは動吸振器としてスピンドルの
往復運動により生ずる振動を吸収し、往復運動工具に生
ずる振動を低減させる。
ドルの空室内にて摺動運動し、バネは屈伸運動する。こ
れにより、おもりとバネは動吸振器としてスピンドルの
往復運動により生ずる振動を吸収し、往復運動工具に生
ずる振動を低減させる。
【００１８】また、上記おもり及びバネは、スピンドル
の空室内に収納されているので、それらの設置スペース
を別途設ける必要がなく、それだけ往復運動工具が簡素
化される。
の空室内に収納されているので、それらの設置スペース
を別途設ける必要がなく、それだけ往復運動工具が簡素
化される。
【００１９】
【実施例】以下、図面に基づき本発明に係る往復運動工
具の振動低減装置の一実施例について説明する。
具の振動低減装置の一実施例について説明する。
【００２０】図１に例示される往復運動工具は、レシプ
ロソーである。該レシプロソーは、モータ１の動力を運
動伝達部２を介してスピンドル３に伝達し、鋸刃１２の
付いたスピンドル３を往復運動させるようになってい
る。
ロソーである。該レシプロソーは、モータ１の動力を運
動伝達部２を介してスピンドル３に伝達し、鋸刃１２の
付いたスピンドル３を往復運動させるようになってい
る。
【００２１】モータ１は、往復運動工具の本体フレーム
に取り付けられており、電源スイッチ（図示せず）がＯ
Ｎにされることにより、起動されるようになっている。
動力伝達部２は、上記モータ１の軸１ａの先に固着され
たピニオン４と、該ピニオン４と噛み合うベベルギア５
と、該ベベルギア５の端面に植設された偏心ピン６と、
該偏心ピン６と係合する溝部材７とを有している。ベベ
ルギア５のシャフト５ａは、ピニオン４の中心線と直角
に伸び、本体フレーム８に軸受９，１０を介して支持さ
れている。偏心ピン６はベベルギア５のシャフト５ａの
中心線からずれて配置され、その先端に取り付けられた
ローラ１１を介して溝部材７の溝内に摺動可能に入り込
んでいる。溝部材７は上記スピンドル３の中途にスピン
ドルの向きと直交するように固着されている。
に取り付けられており、電源スイッチ（図示せず）がＯ
Ｎにされることにより、起動されるようになっている。
動力伝達部２は、上記モータ１の軸１ａの先に固着され
たピニオン４と、該ピニオン４と噛み合うベベルギア５
と、該ベベルギア５の端面に植設された偏心ピン６と、
該偏心ピン６と係合する溝部材７とを有している。ベベ
ルギア５のシャフト５ａは、ピニオン４の中心線と直角
に伸び、本体フレーム８に軸受９，１０を介して支持さ
れている。偏心ピン６はベベルギア５のシャフト５ａの
中心線からずれて配置され、その先端に取り付けられた
ローラ１１を介して溝部材７の溝内に摺動可能に入り込
んでいる。溝部材７は上記スピンドル３の中途にスピン
ドルの向きと直交するように固着されている。
【００２２】スピンドル３は、本体フレーム８にガイド
部８ａを介して往復動自在に支持されている。また、ス
ピンドル３の先端部には、スピンドルの往復運動方向に
伸びる鋸刃１２が取り付けられている。
部８ａを介して往復動自在に支持されている。また、ス
ピンドル３の先端部には、スピンドルの往復運動方向に
伸びる鋸刃１２が取り付けられている。
【００２３】しかして、モータ１が始動すると、モータ
軸１ａ、ピニオン４、ベベルギア５が回転し、偏心ピン
６がベベルギア５のシャフト５ａの回りを図４の紙面に
垂直な面内で旋回運動する。偏心ピン６は、ローラ１１
を介し溝部材７の溝と係合しているので、溝部材７を図
上左右方向に往復運動させる。スピンドル３は、溝部材
７と一体であるから、同様に往復運動する。従って、鋸
刃１２による木材等の切断等が可能となる。
軸１ａ、ピニオン４、ベベルギア５が回転し、偏心ピン
６がベベルギア５のシャフト５ａの回りを図４の紙面に
垂直な面内で旋回運動する。偏心ピン６は、ローラ１１
を介し溝部材７の溝と係合しているので、溝部材７を図
上左右方向に往復運動させる。スピンドル３は、溝部材
７と一体であるから、同様に往復運動する。従って、鋸
刃１２による木材等の切断等が可能となる。
【００２４】スピンドル３の内部には、その往復運動方
向に沿って伸びる空室１３が形成され、該空室１３内に
おもり１４が摺動自在に収納されている。例えば、スピ
ンドル３は円筒であり、おもり１４は円柱形である。
向に沿って伸びる空室１３が形成され、該空室１３内に
おもり１４が摺動自在に収納されている。例えば、スピ
ンドル３は円筒であり、おもり１４は円柱形である。
【００２５】該おもり１４は、スピンドル３の両端に夫
々バネ１５，１６を介して連結されている。このバネは
１本のみ設けてスピンドル３の一端に連結することもで
きる。
々バネ１５，１６を介して連結されている。このバネは
１本のみ設けてスピンドル３の一端に連結することもで
きる。
【００２６】上記スピンドル３は、次の不等式を満足す
るの運転角周波数の領域内で駆動されるようになってい
る。
るの運転角周波数の領域内で駆動されるようになってい
る。
【００２７】
【数９】 ただし、ω：スピンドルの運転角周波数 Ｍ：スピンドルの外殻の質量 ｍ：おもりの質量 Ｋ：バネ定数 上述のようにスピンドル３が往復直線運動すると、スピ
ンドル３の空室１３内でおもり１４がスピンドル３の運
動方向と同じ方向に摺動する。それに伴い、バネ１５，
１６が伸縮運動する。
ンドル３の空室１３内でおもり１４がスピンドル３の運
動方向と同じ方向に摺動する。それに伴い、バネ１５，
１６が伸縮運動する。
【００２８】上記角周波数の領域内では、スピンドル３
の運転角周波数は、おもり及びバネからなる動吸振器の
固有振動数よりも高くなり、ベベルギア５に加わる抵抗
が低減され、ひいては往復運動工具に生ずる振動も低減
されることとなる。
の運転角周波数は、おもり及びバネからなる動吸振器の
固有振動数よりも高くなり、ベベルギア５に加わる抵抗
が低減され、ひいては往復運動工具に生ずる振動も低減
されることとなる。
【００２９】なお、この実施例の振動低減装置による振
動低減の程度は、図３の実験結果に示される通りであ
る。ただし、この実験における各物理量は次の通りであ
る。
動低減の程度は、図３の実験結果に示される通りであ
る。ただし、この実験における各物理量は次の通りであ
る。
【００３０】Ｍ＝０．１０３７８ｋｇ ｍ＝０．０２８８４ｋｇ ｋ＝０．３２３Ｎ／ｍ（１本） なお、バネ定数Ｋは、２本のバネでおもりを挟んだた
め、Ｋ＝２ｋ＝０．６４６Ｎ／ｍである。
め、Ｋ＝２ｋ＝０．６４６Ｎ／ｍである。
【００３１】図３は、スピンドル３の運転周波数ｆ（Ｈ
ｚ）とスピンドル３の加振力Ｆ（Ｎ）の関係を示し、曲
線Ａは、上記振動低減装置がない場合、曲線Ｂは、上記
振動低減装置が設けられた場合を夫々示している。
ｚ）とスピンドル３の加振力Ｆ（Ｎ）の関係を示し、曲
線Ａは、上記振動低減装置がない場合、曲線Ｂは、上記
振動低減装置が設けられた場合を夫々示している。
【００３２】曲線Ａより、スピンドル３の往復運動によ
る振動周波数が増加するにつれ、スピンドル３への加振
力は増加していることが分る。この曲線Ａと曲線Ｂとの
対比から明らかなように、運転周波数ｆ1 ＝２５．２Ｈ
ｚ以上の領域で、振動低減装置による加振力の低減効果
が現れる。
る振動周波数が増加するにつれ、スピンドル３への加振
力は増加していることが分る。この曲線Ａと曲線Ｂとの
対比から明らかなように、運転周波数ｆ1 ＝２５．２Ｈ
ｚ以上の領域で、振動低減装置による加振力の低減効果
が現れる。
【００３３】なお、共振周波数ｆ0 、等価質量Ｍe ＝Ｍ
の時の運転周波数ｆ1 及び等価質量Ｍe ＝０の時の運転
周波数ｆ2 を上記式（５）（６）等より算出すると、
の時の運転周波数ｆ1 及び等価質量Ｍe ＝０の時の運転
周波数ｆ2 を上記式（５）（６）等より算出すると、
【００３４】
【数１０】 となる。これに対し、図３のデータによると、ｆ0 ＝２
３．４Ｈｚ、ｆ1 ＝２５．２Ｈｚ、ｆ2 ＝２６．０Ｈｚ
であり、上記算出値と０．２〜０．９ずれているのみで
略一致している。
３．４Ｈｚ、ｆ1 ＝２５．２Ｈｚ、ｆ2 ＝２６．０Ｈｚ
であり、上記算出値と０．２〜０．９ずれているのみで
略一致している。
【００３５】
【発明の効果】本発明は以上のような構成を備えている
ので、スピンドルの運動方向に生ずる振動を低減し、ひ
いては往復運動工具に生ずる振動を低減することができ
る。
ので、スピンドルの運動方向に生ずる振動を低減し、ひ
いては往復運動工具に生ずる振動を低減することができ
る。
【００３６】また、おもりやバネはスピンドル内に収納
されるので、振動低減装置を設けるためのスペースをス
ピンドル外に別途設ける必要がなく、それだけ往復運動
工具を簡素化することができる。
されるので、振動低減装置を設けるためのスペースをス
ピンドル外に別途設ける必要がなく、それだけ往復運動
工具を簡素化することができる。
【図１】本発明の原理を説明するためのスピンドルのモ
デル図である。
デル図である。
【図２】スピンドルの運転角周波数ωと等価質量Ｍe と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図３】スピンドルの運転周波数ｆとスピンドルの加振
力Ｆとの関係を実測値に基づいて示すグラフである。
力Ｆとの関係を実測値に基づいて示すグラフである。
【図４】本発明に係る振動低減装置を備えた往復運動工
具の概略側面図である。
具の概略側面図である。
３…スピンドル １３…空室 １４…おもり １５，１６…バネ
【手続補正書】
【提出日】平成６年６月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】
【数８】 のとき、Ｍe ＝０となり、このときスピンドルは外の系
から力を受けない。スピンドルの運転角周波数がこの条
件に近いほど、吸振効果が大きい。
から力を受けない。スピンドルの運転角周波数がこの条
件に近いほど、吸振効果が大きい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】図４に例示される往復運動工具は、レシプ
ロソーである。該レシプロソーは、モータ１の動力を運
動伝達部２を介してスピンドル３に伝達し、鋸刃１２の
付いたスピンドル３を往復運動させるようになってい
る。
ロソーである。該レシプロソーは、モータ１の動力を運
動伝達部２を介してスピンドル３に伝達し、鋸刃１２の
付いたスピンドル３を往復運動させるようになってい
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 往復運動工具の往復運動するスピンドル
の内部に該往復運動方向に沿って伸びる空室が形成さ
れ、該空室内におもりが摺動自在に収納され、該おもり
はスピンドル端に少なくとも１本のバネを介して連結さ
れ、上記スピンドルの運転角周波数は下記不等式を満足
する領域内に設定されていることを特徴とする往復運動
工具の振動低減装置。 【数１】 ただし、ω：スピンドルの運転角周波数 Ｍ：スピンドルの外殻の質量 ｍ：おもりの質量 Ｋ：バネ定数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4388493A JPH06254715A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 往復運動工具の振動低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4388493A JPH06254715A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 往復運動工具の振動低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06254715A true JPH06254715A (ja) | 1994-09-13 |
Family
ID=12676139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4388493A Pending JPH06254715A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 往復運動工具の振動低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06254715A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1502687A1 (en) * | 1998-10-09 | 2005-02-02 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Reciprocating saw |
| US7096590B2 (en) | 1998-10-09 | 2006-08-29 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Reciprocating saw |
| JP2010124591A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-06-03 | Toshiba Corp | 回転電機 |
| KR101017549B1 (ko) * | 2009-03-11 | 2011-02-28 | 화낙 가부시끼가이샤 | 2 개의 챔버를 구비한 직선 구동 장치와 그 가이드 구조 |
| CN103198226A (zh) * | 2013-04-18 | 2013-07-10 | 北京工业大学 | 一种考虑摩擦的摆线锥齿轮振动特性分析方法 |
| EP3490748A4 (en) * | 2016-10-31 | 2019-08-28 | Nanjing Chervon Industry Co., Ltd. | LIFTING TOOL WITH LINEAR BALLARDS |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP4388493A patent/JPH06254715A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1502687A1 (en) * | 1998-10-09 | 2005-02-02 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Reciprocating saw |
| US7096590B2 (en) | 1998-10-09 | 2006-08-29 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Reciprocating saw |
| JP2010124591A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-06-03 | Toshiba Corp | 回転電機 |
| KR101017549B1 (ko) * | 2009-03-11 | 2011-02-28 | 화낙 가부시끼가이샤 | 2 개의 챔버를 구비한 직선 구동 장치와 그 가이드 구조 |
| CN103198226A (zh) * | 2013-04-18 | 2013-07-10 | 北京工业大学 | 一种考虑摩擦的摆线锥齿轮振动特性分析方法 |
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