JPS60190B2 - 防振ハンドル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は防振ハンドル装置に係り、特にさく岩機等の手
持式の振動性機械に装着され、それら機械からの有害振
動がハンドル部たる握り部材に伝達されるのを十分に防
止し得る防振ハンドル装置に関する。

従釆、さく岩機等の手持式の振動性機械の防振対策は、
振動性機械の振動源とハンドルとの間に防振ゴムやばね
を介設して振動を絶縁するというものであった。

しかしながら、このような方法では、ごく岩機などのよ
うな、．均鮫的に高周波の激しい振動に対する振動絶縁
効果は期待できず、白ろう病などの振動障害を引き起す
有害振動を防止することは困難であった。また、ある程
度の振動絶縁効果が得られたとしても、防振ゴムやばね
定数の小さな‘まねの介在により、操作が柔〈なり振動
性機械がふらつきその的確な操作ができないという問題
があった。本発明は上記従来の問題点を有効に解決すべ
く創案されたものである。

本発明の目的は、さく岩機等の振動性機械のハンドルに
生ずる有害振動を充分に防振できると共に、振動性機械
の操作性を向上し得る防振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実施例の説明に先立ち、本発
明の原理を従来の振動絶縁器の原理と比較しつつ説明す
る。

第１図には、従来の振動絶縁器の振動系の原理図を示す
。

図中、１は左右方向に周波数の、振幅Ｘｉで振動する振
動源であり、振動源１には、ばね定数Ｋのばね２を介し
て質量Ｍのハンドル３が取り付けられている。振動源１
の振動は、ばね２を介してハンドル３に伝達されハンド
ル３は加振される。ハンドル３の振幅をＸとするならば
、振幅比×／Ｘｉは周波数のの関数として次式で表わさ
れる。Ｑｎ２ 希ｗ＝芯で・肌ｏ’ ここに、のｎ＝ノＫ／Ｍであり、のｎはハンドル３の固
有振動数である。

ｍ式の振動応答曲線は、第３図の曲線ａとなる。第３図
のグラフの横髄は、加振周波数のｎと固有振動数のとの
比入＝糸縦軸‘ま森でぁり、両軸とも対数目盛となって
いる。曲線はり明らかなように入が仏り相当に大きくな
いと、Ｘノ幻が小さくならない。

つまり、加振周波数のが非常に高周波の振動源にしか振
動絶縁効果が得られない。より低周波城の加振周波数山
の振動に対しても振動減衰効果をもたせるためには、固
有振動数の＝ノＫ／Ｍを小さくする必要がある。ノＫ／
Ｍを４・さくするには、Ｋを小さくするか、またはＭを
大きくすればよい。しかしながら、Ｋを小さくすると、
振動源１に対するハンドル３の操作が柔らかくなり、振
動源１にふらつきが生じ、またＭを大きくとればハンド
ル３が重くなりこの蟹ハンドルとしては好ましくない。
結局、従来の振動絶縁器では、防振‘性と操作性とを兼
ね備えることは不可能である。次に、本発明の振動系の
原理図を第２図に示す。

本発明の振動系は、振動源１に、ばね定数ｋ，のばね４
を介して質量ｍ，の衝撃ダンパ型の重り５を取り付け、
この重り５に更にばね定数ｋ２のばね６を介して質量ｍ
２のハンドル７を連結したものである。重り５内には、
振動自在な振動重り５ａが内蔵されている。第２図の振
動系においては、振動源１の振幅Ｘｉとハンドル７の振
幅Ｘとの比はとなる。

■式の振動応答曲線は、２個の共振点＾．，入２（入．
＜＾２）を有し、第３図の曲線ｂのごとくなる。曲線ａ
と曲線ｂとを比較するに、共振点入２付近より高周波側
では曲線ｂの振動減衰特性は曲線ａに比べ極めて優れて
いることがわかる。しかし、重り５を取り付けることに
よって、高周波側に第２番目の共振点が現われ、この対
策が必要となる。

そこで、本発明では、重り５を一体物とせずに、重り５
内に振動可能な振動重り５ａを設けて共振点入２ にお
ける振動応答曲線のピークを取り除いている。共振点入
２ は、重り５の共振点でもあり、重り５は共振点入２
で激しく振動することになる。従って、重り５の振動
によってその内部を振動する振動重り５ａの共振周波数
を入２ に設定しておけば、共振点入２で振動重り５ａ
も共振点入２にて激しく振動し重り５内壁面との衝突を
繰り返し、重り５の振動を打ち消すように作用する。こ
のため、共振点入２のピークは、第４図のごとく除去さ
れ、共振点入２ における振動源１の振動エネルギーは
、振動重り５ａの衝突によって熱エネルギーに変換吸収
される。また、共振点入２以上の振動に対しては、重り
５の振動は小さくなるので、重り５は実質的に一体物と
して振動し、第３図のｂと等しくなる。それ故本願発明
では、結局、第４図に示すような優れた振動遮断特性を
得ることができる。以下に、本発明の好適一実施例を説
明する。

第５図において、１川まさく岩機等の振動源であり、振
動源１０は図中、上下方向に振動する。振動源１０上部
には、左右対称に１対のロッド状の支持部材１１，１１
がコイルスプリング１２，１３によりそれぞれ上下方向
に振動自在に設けられている。支持部材１１は、振動源
１０１こ取り付け固定された筒体状の取付部材１４を挿
通させて設けられている。取付部材１４両端の関口には
、コイルスプリング１２，１３をそれぞれ受け止める‘
まね受け１５，１６が取り付けられると共に、取付部材
１４内の支持部村１１には一部拡淫したばね受け部１１
ａが形成されている。支持部材１１は、ばね受け１５，
１６とばね受け部１１ａとの間にそれぞれ介談されたコ
イルスプリング１２，１３により弾発支持されている。
また、ばね受け１５，１６の内周面部には、支持部材１
１の横振れを規制し且つ緩衝材として機能するブッシュ
１７，１８が設けられている。支持部材１１，１１の上
端部間には、支持部材１１，１１の上端間方向に軸心を
有する密閉筒体状のケーシング１９が水平に設けられて
いる。

ケーシング１９両端からはウェイトシャフト２０，２０
がそれぞれ外方に延出させて形成されている。ウエイト
シャフト２０，２川こはねじが切ってあり、ウェイトシ
ャフト２０，２０は支持部材１１，１１上端のめねじが
施された筒状の継手部１１ｂ，１１ｂにそれぞれ螺着さ
れ、ケーシング１９はウェイトシャフト２０，２０によ
り支持部材１１，１１に取り付け固定される。ケーシン
グ１９内には、ケーシング１９の内径よりわずかに小径
な振動質量体２１が設けられている。振動質量体２１は
筒体状の主ウェイト２１ａと主ウェイト２１ａ内に鉄挿
された補助ウェイト２１ｂとからなっている。振動質量
体２１とケーシング１９内壁面との間には、わずかな間
隙があり、振動質量体２１はケーシング１９が振動する
ことにより上下方向および水平方向（前後、左右方向）
にケーシング１９内を相対振動可能に構成されている。
また、ケーシング１９上部の側壁には、振動質量体２１
とケーシング１９内壁面との間の上下方向の間隙を調節
するボルト２２がケーシング１９を貫通させて螺着され
ている。また、振動質量体２１の主ウェイト２１ａには
、ボルト２２先端が挿入される調節用の挿入孔２３が形
成されている。ボルト２２には、ボルト２２のゆるみ止
めのためにナット２４が取り付けられている。また、支
持部材１１，１１上端の継手部１１０，１１ｂには、左
右に対称に張り出させて長尺なボルト状のハンドルシャ
フト２５，２５が取り付けられている。

ハンドルシャフト２５の基端部は、継手部１１ｂに螺着
されウェイトシャフト２０端部に当援させて設けられて
いる。ハンドルシャフト２５，２５には、これらを覆う
握り部村２６，２６がそれぞれ設けられている。握り部
材２６は、その両端部に拡径されたつば部２６ａ，２６
ｂを有する筒体状をなし、ハンドルシャフト２５より離
間させて設けられている。つば部２６ａ，２６ｂとハン
ドルシャフト２５との間には、それぞれコイルスプリン
グ２７，２８が介設され、コイルスプリング２７，２８
により握り都村２６はハンドルシャフト２５に弾発支持
されている。コイルスプリング２７，２８は、ハンドル
シャフト２５の周万向に沿って９０度間隔にそれぞれ４
個ずつ設けられている。コイルスプリング２７両端を「
つば部２６ａとハンドルシャフト２５とに固定するため
に、つば部２６ａにはスプリング受け２９ａが取り付け
られ、またハンドルシャフト２５にはこれに螺着され、
コイルスプリング２７が挿入され支持される支持孔３０
ａを有するスプリング台座３０が設けられている。また
、コイルスプリング２８側にも同様にして、つば部２６
ｂにはスプリング受け２９ｂが取り付けられ、またハン
ドルシャフト２５にはスプリング台座部３１が一体的に
形成されている。次に本実施例の防振作用について述べ
る。

さく岩機等の振動源１０の作動により、これに取り付け
固定された取付部材１４，１４は上下に激しく振動する
。

取付部材１４，１４の振動は、それぞれコイルスプリン
グ１２，１３を介して支持部材１１，１１に伝達され、
更にそれら上端の継手部１１ｂ，１１ｂからウェイトシ
ャフト２０，２０とハンドルシャフト２５，２５に伝え
られる。ほぼ同位相のウエイトシャフト２０，２０の振
動によりケーシング１９およびケーシング１９内の振動
質量体２１は加振される。また、ハンドルシャフト２５
振動により、これらにコイルスプリング２７，２８を介
して連結された握り部材２６，２６が加振され、その振
動が操作者に伝えられることになる。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してみ
ると、本実施例のコイルスプリング１２，１３が第２図
のばね４に相当し、また、支持部材１１、ウェイトシャ
フト２０、ケーシング１９、振動質量体２１およびハン
ドルシャフト２５が重り５にほぼ相当する。

また振動質量体２１が振動重り６ａに、コイルスプリン
グ２７，２８がばね６に、更に握り都材２６がハンドル
７にほぼ相当することがわかる。従って、コイルスプリ
ング１２，１３や２７，２８のばね定数、支持部材１１
、振動質量体２１、ハンドルシャフト２５、握り部材２
６、ケーシング１９等の質量や寸法などを適宜設定する
ことにより、握り部材２６の振動応答曲線は第３図、曲
線ｂに示すような、２つの共振点を有し高周波側の曲線
の傾斜が急な優れた遮断特性を示すこととなる。更に、
振動質量体２１の質量やボルト２２により調節される振
動質量体２１とケーシング１９内壁面との間の上下方向
の間隙を調整することにより、ケーシング１９内の振動
質量体２１の共振周波数を握り部村２６の高周波側の共
振周波数に一致させることができる。このため、握り都
材２６の高周波側の共振ピークに当る振動源１０からの
原振動は、振動質量体２１のケーシング１９への激しい
衝突によって打ち消され、熱エネルギーに変換される。
こうして「結局比較的に高周波の有害な振動源１０の原
振動は、握り都材２６に伝達されることなく、第４図に
示すごとき極めて優れた振動遮断特性を得ることができ
ることとなる。また、ハンドルシャフト２５の径を大き
くとり且つ支持部村１１にハンドルシャフト２５と反対
側に振動質量体２１を設けてバランスさせているので、
本ハンドル装置は耐久性があり、操作性も良好である。
第６図、第７図には振動実験の測定結果を示す。

第６図は従来のシンカ−のハンドル部に伝達される振動
加速度を示し、また第７図は、同一のシンカーに上記実
施例のハンドル装置を取り付けたときに握り部材２６に
伝達される振動加速度を示している。図より明らかなよ
うに、本発明に係るハンドル装置は優れた振動遮断効果
を有し、有害な原振動はほぼ完全に遮断できることが確
認された。なお第６図、第７図中、Ｇは重力加速度であ
る。なお、上記実施例においては、振動質量体２１は一
体物であるが、適宜複数に分割した分割片の集合体とし
たり、あるいはケーシング内にケ−シング内壁面に当援
可能に振動質量体をばね等で支持するようにしてもよい
。

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、さく
岩機等の振動性機械に実質上剛体的に連結されるにも掬
わらず、有害振動をほぼ完全に遮断でき「白ろう病など
の振動障害を防止し得ると共に、ハンドルの操作性を向
上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、振動絶縁器の振動系の原理図、第２図は本発
明の振動系を示す原理図、第３図、第４図は従来の振動
絶縁器の振動応答曲線と本発明装置の振動応答曲線を示
すグラフ、第５図は本発明に係るハンドル装置の一実施
例を示す部分断面正面図、第６図は従釆のシンカ−のハ
ンドル部に伝達される振動加速度を示すグラフ、第７図
は同シンカーに第５図のハンドル装置を装着した際にそ
の握り部村に伝達される振動加速度を示すグラフである
。 図中、１０‘ま振動源、１１は支持部材、１２，１３は
コイルスプリング、１９はケーシング、２川まウェイト
シャフト、２１は振動質量体、２２はボルト（調節手段
）、２５はハンドルシャフト、２６は握り都材、２７，
２８はコイルスプリングである。 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 第Ｔ図 図 町 藤

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 振動源に弾発部材を介して連結され振動源の振動方
   向に振動自在に設けられた支持部材と、該支持部材にこ
   れより直交させて延出されたハンドルシヤフトと、該ハ
   ンドルシヤフトと離間しつつこれを覆うように設けられ
   ハンドルシヤフトに弾発部材を介して支承された握り部
   材と、上記支持部材にこれより上記ハンドルシヤフトと
   反対方向に延出されたウエイトシヤフトと、該ウエイト
   シヤフトの先端に設けられたケーシングと、該ケーシン
   グ内に振動可能に遊嵌された振動質量体とを備えたこと
   を特徴とする防振ハンドル装置。 ２ 上記ケーシングに、上記振動質量体の振動許容範囲
   を調節する調節手段に設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の防振ハンドル装置。