(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムトラックおよびカムフォロワ手段を備えた工具において、前記カムトラックおよびカムフォロワ手段は互いに係合されており、使用時に、前記カムフォロワ手段が２つの運動度すなわち運動様式を有し、第１運動度すなわち運動様式がカムトラックにより規定され、第２運動度すなわち運動様式がカムトラックの対向壁間の跳ね返りにより規定されるように、カムトラックの少なくとも一部の幅がカムフォロワ手段の幅より大きいことを特徴とする工具。
【請求項２】
前記カムフォロワ手段およびカムトラックは互いに緩く嵌合されていることを特徴とする請求項１記載の工具。
【請求項３】
カムフォロワ手段がカムトラック内に係合されまたは配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の工具。
【請求項４】
前記カムフォロワ手段は、カムトラックに沿って移動しかつカムトラックの対向壁間で往復動されるようにしてカムトラック内で走行できることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の工具。
【請求項５】
前記カムフォロワ手段の幅は、カムトラックの少なくとも一部の幅の９０％、８０％、７０％、６０％または５０％より小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の工具。
【請求項６】
前記カムフォロワ手段の幅は、カムトラックの少なくとも一部の幅の１０−９０％または４０−８０％の範囲内にあることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の工具。
【請求項７】
使用に際し、ワーク表面に当てられていない場合には、カムフォロワ手段は、実質的にカムトラックのみにより規定される経路に沿って従動することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の工具。
【請求項８】
前記カムトラックおよびカムフォロワ手段は、使用に際し、ワーク表面に当てられていない場合には、カムフォロワ手段は、カムトラックの一方の壁の谷から他方の壁の他方の谷までの実質的に真直な経路内で移動することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の工具。
【請求項９】
使用に際し、ワーク表面に当てられている場合には、カムフォロワ手段は、実質的にカムトラックにより、およびワーク表面からの工具の跳ね返りおよび／またはカムトラックの壁からのカムフォロワ手段の跳ね返りにより規定される経路に沿って従動することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の工具。
【請求項１０】
前記第１運動度すなわち運動様式はカムトラックにより定められる周波数を有することを特徴とすると特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の工具。
【請求項１１】
前記第２運動度すなわち運動様式は第１運動度すなわち運動様式より高い周波数を有することを特徴とすると特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の工具。
【請求項１２】
前記第２運動度すなわち運動様式の周波数は、工具が適用されるワーク表面に基いて変化することを特徴とする請求項１０または１１項記載の工具。
【請求項１３】
前記第１運動度すなわち運動様式により、工具の工具ビットの実質的に長手方向の行程が引起こされ、および／または第２運動度すなわち運動様式により、工具の工具ビットの実質的に長手方向の振動が引起こされることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載の工具。
【請求項１４】
前記カムフォロワ手段の幅は、全カムトラックの幅よりも小さいことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載の工具。
【請求項１５】
前記カムトラックは閉円形トラックからなることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項記載の工具。
【請求項１６】
前記カムフォロワ手段は少なくとも１つのピンを有することを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項記載の工具。
【請求項１７】
前記カムトラックの側面すなわち壁は、実質的に平行であるか、或いは平行でないことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項記載の工具。
【請求項１８】
前記カムトラックの幅は一定であるか、カムトラックの長さに沿って変化していることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項記載の工具。
【請求項１９】
前記カムトラックの幅は、カムトラックの長さに沿って実質的に一定であることを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項記載の工具。
【請求項２０】
前記カムトラックの幅は、カムトラックの山と谷との間のカムトラックの部分より、山および／または谷の部分の方が大きいことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項記載の工具。
【請求項２１】
前記カムトラックは凹んでおり、カムフォロワ手段がカムトラック内に受入れられていることを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項記載の工具。
【請求項２２】
前記カムトラックは、波形からなることを特徴とする請求項１から２１のいずれか１項記載の工具。
【請求項２３】
前記カムトラックの対向壁の山および／または谷は、互いに一致するか、或いは、互いにオフセットしていることを特徴とする請求項１から２２のいずれか１項記載の工具。
【請求項２４】
前記工具は、動力工具または手持ち形工具であることを特徴とする請求項１から２３のいずれか１項記載の工具。
【請求項２５】
外部電源により給電されることを特徴とする請求項１から２４のいずれか１項記載の工具。
【請求項２６】
バッテリから給電されることを特徴とする請求項１から２５のいずれか１項記載の工具。
【請求項２７】
前記カムトラックまたはカムフォロワ手段は、回転駆動手段により回転駆動されることを特徴とする請求項１から２６のいずれか１項記載の工具。
【請求項２８】
工具ビットの駆動手段、取付け構造および出力構造がハウジング内に設けられており、該出力構造は、出力軸を往復軸線方向運動するように駆動でき、駆動手段は、工具の外部から実質的にシールされていることを特徴とする請求項１から２７のいずれか１項記載の工具。
【請求項２９】
スクレーパ、ペイントストリッパ、壁紙ストリッパ、たがね、冷たがね、動力スペードまたはハンマーであることを特徴とする請求項１から２８のいずれか１項記載の工具。
【請求項３０】
ダウンホール工具あることを特徴とする請求項１から２９のいずれか１項記載の工具。
【請求項３１】
海洋生長物除去工具または汚れ除去工具からなることを特徴とする請求項１から２７のいずれか１項記載の工具。
【請求項３２】
ハウジング、
回転駆動手段、
外周面の周囲に延びているカムトラックを備えたシリンダカム、
工具ビットを解放可能に保持する装着構造の１つ以上を有し、カムトラックおよびカムフォロワ手段の一方が駆動手段により駆動され、
装着構造がカムトラックおよびカムフォロワ手段の一方に関連しており、回転駆動手段を作動させることにより装着構造が駆動されて往復動し、
カムトラックの少なくとも一部が、或る振幅および波長をもつ波の形状を有し、波は、前方行程セクションおよび後方行程セクションを有し、これらのセクションは、使用時に、装着構造をそれぞれ前方および後方に駆動することを特徴とする請求項１から３１のいずれか１項記載の工具。
【請求項３３】
互換性を有する複数の工具ビットが設けられていることを特徴とする請求項３２記載の工具。
【請求項３４】
使用時に、カムフォロワ手段は、カムトラックに沿った運動により規定される第１運動度すなわち運動様式と、カムトラックの壁の間の運動により規定される第２運動度すなわち運動様式とを有することを特徴とする請求項１から３３のいずれか１項記載の工具。
【請求項３５】
主電源、外部電源またはバッテリにより給電され、または油圧または空気圧により駆動されることを特徴とする請求項１から３４のいずれか１項記載の工具。
【請求項３６】
前記工具は、少なくとも１つのカムトラックおよび少なくとも１つのカムフォロワ手段を有し、前記工具は、前記少なくとも１つのカムトラックおよび前記少なくとも１つのカムフォロワ手段の一方に連結された少なくとも１つの工具ビットまたはヘッドと、前記少なくとも１つのカムトラックおよび前記少なくとも１つのカムフォロワ手段の他方に連結された回転駆動手段とをさらにを有することを特徴とする請求項１から３５のいずれか１項記載の工具。
【請求項３７】
前記工具は、少なくとも第１カムフォロワ手段および少なくとも１つの他のカムフォロワ手段を有していることを特徴とする請求項１から３６のいずれか１項記載の工具。
【請求項３８】
前記工具は、それぞれの連結手段により前記第１カムフォロワ手段に連結されたそれぞれの第１工具ビットまたはヘッドと、他のそれぞれの連結手段により前記少なくとも１つの他のカムフォロワ手段の１つに連結された少なくとも１つのそれぞれの他の工具ビットまたはヘッドとを有していることを特徴とする請求項３７記載の工具。
【請求項３９】
前記少なくとも第１カムフォロワ手段および前記少なくとも１つの他のカムフォロワ手段の少なくとも１つが、使用時に、前記少なくとも１つのカムトラックの１つに関連していることを特徴とする請求項３７または３８記載の工具。
【請求項４０】
前記工具が複数のカムトラックを有し、前記少なくとも第１カムフォロワ手段が前記複数のカムトラックの１つに関連しており、前記少なくとも１つの他のカムフォロワ手段の少なくとも１つが前記複数のカムトラックの別の１つに関連していることを特徴とする請求項３７または３８記載の工具。
【請求項４１】
前記少なくとも第１カムフォロワ手段および前記少なくとも１つの他のカムフォロワ手段は実質的に同じであることを特徴とする請求項３７から４０のいずれか１項記載の工具。
【請求項４２】
前記少なくとも第１カムフォロワ手段および前記少なくとも１つの他のカムフォロワ手段は異なっていることを特徴とする請求項３７から４１のいずれか１項記載の工具。
【請求項４３】
前記少なくとも１つのカムトラックの前記１つおよび前記少なくとも１つのカムトラックの前記別の１つは実質的に同じであり、前記第１カムフォロワ手段および少なくとも1つの他のカムフォロワ手段は別々にまたは同時に回転されることを特徴とする請求項４０から４２のいずれか１項記載の工具。
【請求項４４】
前記少なくとも１つのカムトラックの前記１つおよび前記少なくとも１つのカムトラックの前記別の１つは実質的に異なっており、前記第１カムフォロワ手段および前記少なくとも１つのカムフォロワ手段は別々にまたは同時に回転され、前記少なくとも１つのカムトラックの前記１つおよび前記少なくとも１つのカムトラックの前記別の１つは互いに同位相であるか位相がずれていることを特徴とする請求項４０から４２のいずれか１項記載の工具。
【請求項４５】
前記第１運動度すなわち運動様式は約５０００−１００００サイクル／分の周波数で作動することを特徴とする請求項１から４４のいずれか１項記載の工具。
【請求項４６】
カムトラックおよびカムフォロワ手段を有する工具であって、使用時に、カムフォロワ手段は、カムトラックに沿った運動により規定される第１運動度すなわち運動様式と、カムトラックの対向壁間の跳ね返りにより規定される第２運動度すなわち運動様式とを有することを特徴とする、工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具の改善および工具に関する改善に関する。本発明はまた、カム作動形カム作動形装置またはカム作動形動力工具に関し、より詳しくは、回転駆動手段により駆動される往復動工具ビットを備えた工具または動力工具に関する（但しこれらに限定されない）。本発明はまた、動力工具、特に、例えば日曜大工（ＤＩＹ）用、プロフェッショナル／同業者用マーケット用および海用マーケット用の比較的軽量なすなわち手持ち形の動力工具に関する。本発明はまた、例えば井戸またはボアホールの掘削に使用するダウンホール工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの形式の往復動動力工具が、種々の仕事、例えばスクレーパ、ソー（鋸）、ハンマー等に使用されている。一般に、このような工具は油圧または空気圧により駆動されるが、このような動力は、工具自体と組合わせて、騒音が大きくかつ嵩張るコンプレッサ等を用いる必要があり、このような工具の多用性が制限される。また、このような工具は、高い往復動速度を容易にまたは効率的に達成することはできない。
【０００３】
他の構成は、例えば電気モータにより付与される回転運動を工具ビットの往復運動に変換することである。この変換を達成する１つの手段は、カムトラックを支持するカムを回転駆動するのにモータを使用すること、およびカムトラック内にぴったり嵌合する１対のカムフォロワを備えた工具ビットを提供することである。カムが回転すると、カムフォロワがカムトラック（一般に、正弦波カムトラック）に沿って前後に駆動され、これにより工具ビットが前後に駆動される。このような構成は、同じ発明者による下記特許文献１および２に開示されており、これらの特許文献は本願に援用する。
【０００４】
同じ発明者による下記特許文献３（該特許文献の内容も本願に援用する）には、海洋生長物を除去する手持ち形スクレーパ等のポータブル動力工具であって、ハウジングと、工具ビットの駆動手段および装着構造とを備えたポータブル動力工具が開示されている。このポータブル動力工具では、ポータブル動力工具のハウジング内に、出力軸を軸線方向に往復駆動して工具ビットを駆動する出力構造が配置され、かつ駆動手段が工具の外部から実質的にシールされている。
【０００５】
これも同じ発明者による下記特許文献４（この内容も本願に援用する）には、ハウジングと、回転駆動手段と、シリンダカムであって、この外周面の回りに形成されたカムトラックを備えたシリンダカムと、該カムトラック内で走行するカムフォロワ手段と、工具ビットの装着構造とを有する動力工具が開示されている。カムおよびカムフォロワ手段の一方が駆動手段により駆動され、装着構造が、カムおよびカムフォロワ手段の一方に関連しており、これにより、回転駆動手段を作動させると装着構造が往復駆動される。この動力工具では、カムトラックの少なくとも一部が、或る振幅および波長を有する波の形状をなしている。この波は、前方行程セクション（forward throw section）および後方行程セクションを形成しており、使用時に、装着構造をそれぞれ前方および後方に駆動する。前方行程セクションまたは後方行程セクションの少なくとも一方が、同振幅および同波長の正弦波カムトラックにより伝達される前方加速度および後方加速度より大きい前方加速度および後方加速度を、それぞれ装着構造に伝達する。
【０００６】
従来技術には多数の問題が認識されている。例えば、工具が特に荒々しい用途、例えば船体スクレーピングに使用される場合には、改善された工具の提供が望まれていることが判明している。これは、工具の適当な効率的機能、例えば、好ましくは下に横たわる物体例えば船体を傷付けることなく船体付着物または堆積物を除去する機能の確保するためには必要である。
【０００７】
他の問題は、有効に作業する上で、従来技術の工具に要求される入力動力の大きさに関するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】英国特許ＧＢ ２ ２１９ ９５８ Ａ明細書
【特許文献２】国際特許公開ＷＯ ９３／１１９１０号明細書
【特許文献３】国際特許公開ＷＯ ０１／６０５６４号明細書
【特許文献４】国際特許公開ＷＯ ０２／１４０２８号明細書
【特許文献５】国際特許公開ＷＯ ０１／６０５９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の少なくとも１つの態様の少なくとも１つの実施形態の目的は、従来技術の１つ以上の問題および／または欠点を解消しまたは少なくとも軽減することにある。
【００１０】
本発明の少なくとも１つの態様の少なくとも１つの実施形態の目的は、改善された工具、例えば動力工具、手持ち形動力工具および／または例えば船舶汚れ防止工具等のスクレーパ工具を提供することにある。
【００１１】
本発明の少なくとも１つの態様の少なくとも１つの実施形態の目的は、従来技術の工具よりも小さい動力、例えば約１０−６０ワットで済む改善された工具、例えば一般に、非プロフェッショナル用および手持ち形工具では２０−２５ワット、およびプロフェッショナル用または商業用では４０−５０ワットの動力で済む改善された工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１態様によれば、少なくとも１つのカムトラックおよび少なくとも１つのカムフォロワ手段を備えた工具であって、少なくとも１つのカムトラックの少なくとも一部の幅がそれぞれの少なくとも１つのカムフォロワ手段の幅より大きいことを特徴とする工具が提供される。
【００１３】
従って、カムフォロワ手段およびカムトラックは互いに緩く嵌合されている。これは、カムフォロワ手段がカムトラック内にぴったりまたはきつく嵌合されている従来技術の構成とは異なっている。好ましくは、カムトラックおよびカムフォロワ手段は互いに、例えば一方が他方の中に係合されている。
【００１４】
好ましくは、カムフォロワ手段がカムトラック内に係合されまたは配置されている。
【００１５】
カムフォロワ手段は、カムトラック内で走行、例えばカムトラックに沿って移動しかつカムトラックの対向壁間で往復行程運動（thrown）される。
【００１６】
カムフォロワ手段の幅は、カムトラックの少なくとも一部の幅の９０％、８０％、７０％、６０％または５０％より小さくできる。
【００１７】
カムフォロワ手段の幅は、カムトラックの少なくとも一部の幅の１０−９０％または４０−８０％の範囲内に定めることができる。
【００１８】
使用に際し、ワーク表面に当てられていない場合（無負荷の場合）には、カムフォロワ手段は、実質的にカムトラックのみにより規定される経路に沿って従動する。
【００１９】
カムトラックおよびカムフォロワ手段は、使用に際し、ワーク表面に当てられていない場合には、カムフォロワ手段は、カムトラックの一方の壁の谷から他方の壁の他方の谷までの実質的に真直な経路内で、好ましくは、トラックの壁に途中で衝突することなく移動する。
【００２０】
使用に際し、ワーク表面に当てられている場合（負荷されている場合）には、カムフォロワ手段は、実質的にカムトラックにより、およびワーク表面からの工具の跳ね返りおよび／またはカムトラックの壁からのカムフォロワ手段の跳ね返りにより規定される経路に沿って従動する。
【００２１】
したがって後者の場合には、カムフォロワ手段は２つの運動度すなわち運動様式を有し、第１運動度すなわち運動様式はカムトラックにより規定され、第２運動度すなわち運動様式はカムトラックの対向壁間の跳ね返りにより規定される。
【００２２】
第１運動度すなわち運動様式はカムトラックにより定められる周波数を有する。
【００２３】
第２運動度すなわち運動様式は第１運動度すなわち運動様式より高い周波数を有する。第２運動自由度の周波数は、工具が適用されるワーク表面に基いて変化する。
【００２４】
第１運動度すなわち運動様式により、工具の工具ビットの実質的に長手方向の行程が引起こされる。
【００２５】
第２運動度すなわち運動様式により、工具の工具ビットの実質的に長手方向の振動が引起こされる。
【００２６】
カムフォロワ手段の幅は、全カムトラックの幅よりも小さくできる。
【００２７】
カムトラックは閉（円形）トラックからなり、カムシリンダ上に設けることができる。
【００２８】
カムフォロワ手段は少なくとも１つのピンで構成でき、好ましくは少なくとも１対の対向ピンで構成できる。
【００２９】
カムトラックの側面すなわち壁は、実質的に平行であるか、或いは平行でない。
【００３０】
カムトラックの幅は一定であるか、カムトラックの長さに沿って変化させることができる。
【００３１】
第１実施形態では、カムトラックの幅は、カムトラックの長さに沿って実質的に一定である。
【００３２】
第２実施形態では、カムトラックの幅は、カムトラックの山と谷との間のカムトラックの部分より、山および／または谷の部分の方が大きい。
【００３４】
カムトラックは、例えば正弦波または非正弦波の波形で構成できる。
【００３５】
カムトラックの対向壁の山および／または谷は、互いに一致させることもできるし、互いにオフセットさせることもできる。
【００３６】
工具は、動力工具、または手持ち形動力工具のような手持ち形工具であるのが有利である。
【００３７】
工具は、外部電源、例えば主電源（例えば１１０Ｖ／２４０Ｖ）により、または低電圧電源（例えば１２Ｖ）、例えば自動車または船舶／ボートから給電されるのが有利である。或いは、工具は、例えばバッテリパックのようなバッテリから給電されるのが有利である。
【００３８】
或いは、工具は油圧を動力源とすることもできる。
【００３９】
或いは、工具は例えば圧縮空気のような空気圧を動力源とすることもできる。
【００４０】
カムトラックまたはカムフォロワ手段は、例えば電気モータまたは油圧モータまたは空気圧モータのような回転駆動手段により回転駆動されるのが有利である。
【００４１】
特に有利な実施形態では、工具は、例えばフジツボスクレーパまたは船体スクレーパのような海洋生長物除去工具または汚れ除去工具として構成される。
【００４２】
工具には、少なくとも１つのカムトラックおよび少なくとも１つのカムフォロワ手段の一方に連結された少なくとも１つの工具ビットまたはヘッドを設けることができる。
【００４３】
例えば前記特に有利な実施形態では、工具はハウジングと、駆動手段と、工具ビットの装着構造とを有し、ハウジング内には、工具ビットを駆動すべく出力軸を軸線方向に往復動するように駆動できる出力構造が設けられ、かつ駆動手段は工具の外部から実質的にシール（流体の侵入からシール）されている。この構成により、工具を水中または水分を含む環境内で使用することが可能になる。
【００４５】
工具は、スクレーパ、ペイントストリッパ、壁紙ストリッパ、たがね、冷たがね、動力スペードまたはハンマー等として構成できる。
【００４６】
更に別の実施形態では、工具には、少なくとも第１カムフォロワ手段および少なくとも１つの他のカムフォロワ手段を設けることができる。
【００４７】
この場合には、工具には、例えば軸のようなそれぞれの連結手段により少なくとも第１カムフォロワ手段に連結されたそれぞれの第１工具ビットまたはヘッドを設けることができる。
【００４８】
この場合、工具には、例えば軸のようなそれぞれの連結手段により少なくとも１つの他のカムフォロワ手段の１つに連結された少なくとも１つの他のそれぞれの工具ビットまたはヘッドを設けることができる。
【００４９】
他の実施形態の一態様では、少なくとも第１カムフォロワ手段および少なくとも１つの他のカムフォロワ手段の少なくとも１つを、少なくとも１つのカムトラックの１つに関連させる（例えば、使用時にカムトラックの回りで走行させる）ことができる。
【００５０】
他の実施形態の他の態様では、少なくとも第１カムフォロワ手段を少なくとも１つのカムトラックの１つに関連させることができ、少なくとも１つの他のカムフォロワ手段の少なくとも１つを少なくとも１つのカムトラックの他方に関連させることができる。
【００５１】
一態様および他の態様では、少なくとも１つのカムフォロワ手段および少なくとも１つの他のカムフォロワ手段は、例えば互いに別々に回転できるが、実質的に同じである。この構成では、少なくとも１つのカムフォロワ手段および他の少なくとも１つのカムフォロワ手段は、使用時に、例えば互いに９０°または１８０°位相がずれているが、それぞれの工具ビットおよび他の工具ビットに実質的に同じ運動を伝達する。
【００５２】
或いは、一態様および他の態様では、少なくとも１つのカムフォロワ手段および少なくとも１つの他のカムフォロワ手段は、互いに別々に回転できるが、例えばサイズを異ならせることができる。この構成では、少なくとも１つのカムフォロワ手段および他の少なくとも１つのカムフォロワ手段が、使用時に、異なる運動をそれぞれの工具ビットおよび他の工具ビットに伝達する。この構成では、工具ビットは、使用時に、ワーク表面に一方向の衝撃を与え、他の工具ビットは、ワーク表面に他方向の衝撃を与える。
【００５３】
他の態様では、少なくとも１つのカムトラックおよび少なくとも１つの他のカムトラックは、任意であるが互いに位相がずれていても、実質的に同じである。少なくとも１つのカムフォロワ手段および少なくとも１つの他のカムフォロワ手段は、別々にまたは同時に回転できる。この構成により、少なくとも１つのカムフォロワ手段の工具ビットおよび少なくとも１つの他のカムフォロワ手段の工具ビットは、例えば互いに位相がずれていても、使用時に、同じ態様で運動を引起こされる。
【００５４】
他の態様では、少なくとも１つのカムトラックおよび少なくとも１つの他のカムトラックを実質的に異ならせることができる。少なくとも１つのカムフォロワ手段および少なくとも１つの他のカムフォロワ手段は、別々にまたは同時に回転される。更に、少なくとも１つのカムトラックおよび少なくとも１つの他のカムトラックおよび少なくとも１つの他のカムトラックは、互いに同位相であるか、異なる位相にすることができる。この構成により、少なくとも１つのカムフォロワ手段の工具ビットおよび少なくとも１つの他のカムフォロワ手段の工具ビットは、使用時に、互いにずれた位相であるか同位相であるかにかかわらず、異なる態様で運動される。
【００５５】
工具はダウンホール工具として構成できる。
【００５６】
工具は、
ハウジング、
電気モータのような回転駆動手段、
外周面の周囲に延びているカムトラックを備えたシリンダカム、
工具ビットを（解放可能に）保持する装着構造の１つ以上を有し、カムトラックおよびカムフォロワ手段の一方が駆動手段により駆動され、
装着構造がカムトラックおよびカムフォロワ手段の一方に関連しており、回転駆動手段を作動させることにより装着構造が駆動されて往復動し、
カムトラックの少なくとも一部が、或る振幅および波長をもつ波の形状を有し、波は、前方行程セクションおよび後方行程セクションを有し、これらのセクションは、使用時に、装着構造をそれぞれ前方および後方に駆動する。
【００５７】
互換性を有する複数の工具ビットを設けることができる。
【００５８】
本発明の第２態様によれば、カムトラックおよびカムフォロワ手段を有する工具であって、使用時に、カムフォロワ手段は、カムトラックに沿った運動により規定される第１運動度すなわち運動様式と、カムトラックの対向壁間の跳ね返りにより規定される第２運動度すなわち運動様式とを有することを特徴とする、工具が提供される。
【００５９】
上記本発明の第１態様の特徴は、単独でまたは第１態様の特徴と組み合せて、第２態様の工具においても得られるものであり、これらの特徴は、単に簡明化の理由から再度反復して述べることはしない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
下記添付図面を参照して、本発明の実施形態を単なる例示として以下に説明する。
【図１】従来技術による工具のカムトラックおよびカムフォロワの構成を示す図面である。
【図２】本発明の一実施形態による工具を前方および一側方から見た斜視図である。
【図３】図２の工具を前方および一側方から見た分解図である。
【図４】図２の工具の一部を備えたカムトラックおよびカムフォロワの構成を示す図面であり、工具がワーク表面に適用されていないときのカムフォロワの経路を示すものである。
【図５】図４のカムトラックおよびカムフォロワの構成を示す図面であり、工具がワーク表面に適用されているときのカムフォロワの経路を示すものである。
【図６】第１変更形態によるカムトラックおよびカムフォロワの構成を示す図面であり、工具が第１ワーク表面に適用されているときのカムフォロワの経路を示すものである。
【図７】図６の第１変更形態によるカムトラックおよびカムフォロワの構成を示す図面であり、工具が第２ワーク表面に適用されているときのカムフォロワの第２経路を示すものである。
【図８】図６の第１変更形態によるカムトラックおよびカムフォロワの構成を示す図面であり、工具が第３ワーク表面に適用されているときのカムフォロワの経路を示すものである。
【図９（ａ）】本発明の他の実施形態による他の形態のカムトラックおよびカムフォロワの構成の一態様を示す図面である。
【図９（ｂ）】本発明の他の実施形態による他の形態のカムトラックおよびカムフォロワの構成の他の態様を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
最初に図１を参照すると、ここには、従来技術による工具のカムトラックＡおよびカムフォロワ手段Ｂの構成が示されている。この構成は、前述の同じ発明者により従来技術に開示されているものである。
【００６２】
図１から理解されようが、カムフォロワ手段ＢはカムトラックＡ内にぴったり嵌合しており、カムフォロワ手段Ｂの幅ＷBはカムトラックＡの幅ＷAと実質的に同じであるため、カムフォロワ手段ＢとカムトラックＡとの間には、遊びが殆どまたは全くない。したがって、使用時に、カムフォロワ手段Ｂは図示のトラックＣに沿って従動し、１つの運動自由度があるに過ぎない。カムトラックＡは、壁Ｄ、Ｅを有している。このような構成の従来技術による工具はそれ以前の技術に比べて優れていることは判明しているが、特に、このような工具を船体スクレーパ等の荒々しい用途に使用する場合には更なる改善が望まれている。
【００６３】
図１には、回転カムドラムＦの周囲に切削された平行面形カムトラックＡすなわち波形トラックすなわちカムスロットが示されている。カムトラックＡと係合しているところが示されている円形のカムフォロワ手段Ｂは、カムトラックＡの幅とほぼ同じ直径を有している。明白であるが、カムドラムＦが回転すると、カムフォロワ手段Ｂは正確に波形の形状に沿って従動する。図１において、トラックすなわち経路Ｃは、カムトラックＡの幅の中心の破線により示されている。
【００６４】
ここで図２−図５を参照すると、ここには、カムトラックＡおよびカムフォロワＢの構成を有する本発明の一実施形態による工具（全体を参照番号５で示す）が示されている。
【００６５】
工具５は、カムトラックＡと、該カムトラックＡ内で走行できるカムフォロワ手段Ｂを有し、カムトラックＡの少なくとも一部の幅ＷAは、カムフォロワ手段Ｂの幅ＷBより大きい。
【００６６】
したがって、カムフォロワ手段Ｂは、カムトラックＡ内に緩く嵌合している。このことは、カムトラックＡ内にカムフォロワ手段Ｂがぴったり嵌合している、図１に例示した従来技術と対比をなしている。カムフォロワ手段Ｂは、カムトラックＡ内でおよびカムトラックＡの回りで走行できる。
【００６７】
カムフォロワ手段Ｂの幅は、一般に、カムトラックＡの少なくとも一部の幅の９０％および８０％より小さく、好ましくは約７０％、６０％または５０％より小さく選択される。
【００６８】
使用に際し、ワーク表面（図示せず）に当てて置かれない場合には、カムフォロワ手段Ｂは、実質的にカムトラックＡのみによっ規定される経路Ｃに沿って従動する（図４参照）。
【００６９】
使用に際し、ワーク表面に当てて置かれる場合には、カムフォロワ手段Ｂは、カムトラックＡと、ワーク表面からの工具５の工具ビット１０の跳ね返り（ricochet）および／またはカムトラックＡの壁からのカムフォロワ手段Ｂの跳ね返りとにより規定される経路Ｃに沿って従動する（図５参照）。
【００７０】
したがって後者の場合、カムフォロワ手段Ｂは２つの運動度すなわち運動様式、すなわちカムトラックＡにより定められる第１運動度すなわち運動様式と、カムトラックＡの対向壁Ｄ、Ｅ間の跳ね返りにより定められる第２運動度すなわち運動様式とを有している。第２運動度すなわち運動様式は、「振動」と呼ぶことにする。
【００７１】
第１運動度すなわち運動様式は、カムトラックＡにより定められる周波数を有している。第２運動度すなわち運動様式は、第１運動度すなわち運動様式の周波数より高い周波数を有している。第２運動度すなわち運動様式の周波数は、一般に、工具５が適用されるワーク表面に基いて変化する。したがって、第２運動度すなわち運動様式は、ワーク表面の硬さに基いて「セルフチューニング」される。
【００７２】
第１運動度すなわち運動様式は、工具５の工具ビット１０の実質的に長手方向の行程（throw）を生じさせる。第２運動度すなわち運動様式は、工具５の工具ビット１０の実質的に長手方向の振動を生じさせる。
【００７３】
カムトラックＡは、閉トラック（円形トラック）からなりかつカムシリンダＦに設けられている。
【００７４】
カムフォロワ手段Ｂは、少なくとも１つのピン、この実施形態では少なくとも１対の対向ピン１５からなる。
【００７５】
カムトラックＡの側面すなわち壁Ｄ、Ｅは、この実施形態では実質的に平行である。しかしながら、変更形態では、これを少なくとも非平行にすることができる。カムトラックＡの幅は一定にすることもできるし、またはカムトラックＡの長さに沿ってまたはカムトラックＡの回りで変えることができる。
【００７６】
この実施形態では、カムトラックＡは凹んでおり、この中にカムフォロワ手段Ｂが受入れられている。或いは一変更形態では、カムフォロワ手段を凹ませて、カムトラックがその中に受入れられるように構成できる。
【００７７】
カムトラックＡは、波形、この実施形態では正弦波の形状を有している。或いは、波形は非正弦波にすることができる。
【００７８】
第１カムトラックの壁Ｄの山（ピーク）および／または谷（トラフ）は、第２カムトラックの壁Ｅの山および／または谷と一致させてもよいし、オフセットさせることもできる。
【００７９】
工具５は、動力工具または手持ち形工具例えば手持ち形動力工具であるのが有利である。工具５は、外部電源例えば主電源（例えば１１０Ｖ／２４０Ｖ）または例えば自動車または船舶／ボートからの低電圧電源（例えば１２Ｖ）で駆動できる。或いは、工具はバッテリで駆動することもできる。
【００８０】
しかしながら、他の実施形態では、工具を、油圧または空気圧例えば圧縮空気で駆動することも考えられる。
【００８１】
特に有利な実施形態では、工具は、例えば海洋生長物除去工具または汚れ除去工具、フジツボスクレーパまたは船体スクレーパ等のスクレーピング工具からなる。
【００８２】
工具５は、少なくとも１つのカムトラックＡおよび少なくとも１つのカムフォロワ手段Ｂに連結された少なくとも１つの工具ビットすなわちヘッドを有している。
【００８３】
工具５は更に、少なくとも１つのカムトラックＡおよび少なくとも１つのカムフォロワ手段Ｂの他方に連結された少なくとも１つの回転駆動手段を有している。
【００８４】
以下により詳細に説明するように、工具５は、ハウジングと、駆動手段と、工具ビット１０の装着構造とを有し、ハウジング内には、出力軸を軸線方向に往復動させて工具ビット１０を駆動する出力構造が設けられている。また、駆動手段は、工具５の外部から実質的にシール（例えば流体の侵入に対してシール）される。これにより、工具５を水中または水分を含む環境内で使用できる。他の有利な実施形態では、工具５は便利屋または商人が使用する工具として構成される。
【００８５】
工具５は、スクレーパ、ペイントストリッパ、壁紙ストリッパ、たがね、冷たがね、動力スペード、ハンマー等として構成できる。
【００８６】
他の実施形態では、工具は、ダウンホ−ルに使用でき、ダウンホール工具として構成できる。
【００８７】
工具は、
ハウジング、
回転駆動手段、
外周面の周囲に延びているカムトラックＡを備えたシリンダカムＦ、
工具ビット１０を（解放可能に保持する）装着構造の１つ以上を有し、カムトラックＡおよびカムフォロワ手段Ｂの一方が駆動手段により駆動され、
装着構造がカムトラックＡおよびカムフォロワ手段Ｂの一方に関連しており、回転駆動手段を作動させることにより装着構造が駆動されて往復動し、
カムトラックＡの少なくとも一部が、或る振幅および波長をもつ波の形状を有し、波は、前方行程セクションおよび後方行程セクションを有し、これらのセクションは、使用時に、装着構造をそれぞれ前方および後方に駆動する。
【００８８】
以上から理解されようが、工具はカムトラックＡおよびカムフォロワ手段Ｂを有し、使用時に、カムフォロワ手段Ｂは、カムトラックＡに沿う運動により規定される第１運動度すなわち運動様式と、カムトラックＡの壁Ｄと壁Ｅとの間の運動により規定される第２運動度すなわち運動様式とを有している。
【００８９】
工具５は、プラスチックハウジング２０と、スクレーパブレード２５の形態をなす工具ビット１０とを有している。ブレード２５は、内部モータ（後述）により駆動される往復動軸３０上に取付けられている。動力ケーブル３５の一端はケーシング２０内に入り、他端は、電源例えばボートに配置されたバッテリ（図示せず）に接続される。ケーシング２０はまた操作ボタンすなわちトリガ機構４０（該機構４０には、任意であるが、「デッドマンズハンドル」安全装置を設けることができる）と、工具５を保持したときに使用者の指を保護すべく配置されたハンドガード４５とを有している。
【００９０】
図３の分解図には、工具５の内部部品が示されている。
【００９１】
動力ケーブル３５は、回転出力軸５０を駆動する低出力回転モータ４５に接続されている。本発明に使用されかつ１２−２４Ｖ、２−４Ａで作動する、或る意味で「低出力」の一般的モータであり、これは、数百ワットより大きい出力で作動する既存の往復動動力工具用の慣用モータとは異なるものである。
【００９２】
回転出力軸５０にはシリンダカム５５が取付けられており、該シリンダカム５５は、周方向に配置されたカムトラックＡ（この実施形態では実質的に正弦波である）を有している。
【００９３】
カムトラックＡ内にはカムフォロワ手段Ｂが受入れられており、カムフォロワ手段Ｂは、フレーム６０を介して出力軸６５に連結された１対のピンまたはスタッド１５からなる。出力軸６５には多数の部品７０と、スクレーパブレード２５を出力軸６５に固定する機能を有するカバー７５とが取付けられている。工具５は更にブレードホルダ７６を有している。本発明の或る実施形態では、工具５を種々の用途に使用できるようにするため、互換可能な複数のブレード７０が用意できる。
【００９４】
使用に際し、電気回転モータ４５は回転出力軸５０を駆動し、該出力軸５０は、正弦波カムトラックＡを支持するカム５５を回転させる。
【００９５】
ピンまたはスタッド１５は、カムフォロワ手段Ｂとして機能しかつカム５５の回転運動により軸線方向往復動として駆動される。ピンまたはスタッド１５はフレーム６０に取付けられ、フレーム６０自体は出力軸６５を介して工具ブレード１５に連結されている。一般に、回転モータ４５は、慣用の往復動モータと比べ比較的少ない無駄な発熱で、ブレード１５を１４，０００サイクル／分の速度で軸線方向に往復駆動できる。
【００９６】
かくして本発明は、水分または他の有害環境からシールでき、したがって数ある他の用途のうちでも海洋生長物除去装置として使用するのに適している工具５を提供する。駆動手段は、ハウジングに設けられたスロットすなわちベントにより、冷却は全く不要である。シーリング手段は、上記特許文献５に開示されているように設けることができる。
【００９７】
ここで図４を参照して説明すると、小径カムフォロワ手段Ｂは、前後の移動限界内で、カムトラックＡの湾曲頂セクションと底セクションとの間で激しく衝突する。負荷を受けない自由状態では、カムフォロワ手段Ｂは、図４に破線で示すように、波の極端部の間で真直またはほぼ真直な線を描くことができる。
【００９８】
このため、実際に、波形がカムフォロワＢの経路を単に規定する場合よりも激しい態様で機構が挙動するという予期しない認識が得られた。この高度の激しさは、この効果をもつあらゆる機構に、適用分野においてより効率的な性能を実際に付与する。
【００９９】
したがって一変更形態では、この波形（すなわち壁Ｄ、Ｅ）は、依然としてその平行な側面形状を保持しつつ、カムフォロワ手段Ｂにより規定される実際の経路Ｃによりぴったりと適合させることができる。
【０１００】
ここで図５を参照して説明すると、カムトラックＡおよびカムフォロワＢの構成は、必ずしも自由でかつ負荷を受けない状態で走行するとは限らない。この例は、WAVEBLADE（商標）船体汚れ除去工具である。このカム機構は、非常に硬い性質を有しかつ海水に接触しまたは海水から露出している表面に強固に付着している汚れを効率的に除去するブレード１５を駆動する。このような表面に当って、ブレード１５は、機構を介して衝撃を後方に伝達する。これにより、小径カムフォロワ手段Ｂは、波の一方の側壁Ｄから他方の側壁Ｅにリバウンドすなわち跳ね返り、同時に、波形によりカムフォロワ手段Ｂには往復経路Ｃを通る変化が伝達される。ワーク表面の性質および接触パターンに基いて機構が作動し、カムフォロワ手段Ｂの真の経路Ｃは、図５に示すようにかなり変化できる。図５に示す運動パターンは規則的であるが、実際には、パターンは前述のように非常に変化しがちであり、決して規則的ではない。
【０１０１】
図６を参照すると、ここには、第１変更形態によるカムトラックＡおよびカムフォロワＢの構成が示されている。この構成は図４および図５の構成と同様であり、同様な部分は同じ符号で示されている。
【０１０２】
この構成では、カムトラックＡの壁Ｄ、Ｅは平行ではなく、波形の山および谷で幅が大きくなっている。
【０１０３】
図６には、工具５が所与の第１ワーク表面に当てられているときのカムフォロワＢの経路Ｃが示されている。図７には、工具５が所与の第２ワーク表面に当てられているときのカムフォロワＢの経路Ｃが示されている。図８には、工具５が所与の第３ワーク表面に当てられているときのカムフォロワＢの経路Ｃが示されている。
【０１０４】
再び図６、図７および図８を参照すると、カムトラックＡの波は、少なくとも一部が平行ではなく、一方から他方へと緩やかに変化している側壁Ｄ、Ｅを有している。この場合、カムトラックＡは、山および谷部分で幅広になっている。これにより、変化を、機構の性能を高めまたは機構の特性を良好に変化させる跳ね返り作用に誘導する効果が得られる。
【０１０５】
図６、図７および図８に示す図面は、早期に前述したように、実際には多くの変化が生じるので、運動の実際でない概念を伝えることを意味している。
【０１０６】
図９（ａ）および図９（ｂ）に示す更に別の実施形態では、工具５は、少なくとも第１フォロワ手段Ａと、少なくとも１つの他のカムフォロワ手段Ｂとを有している。
【０１０７】
この場合、工具５は、例えば軸Ｄのようなそれぞれの連結手段により例えば少なくとも第１カムフォロワ手段Ｂに連結されたそれぞれの第１工具ビットすなわちヘッドＣを有している。
【０１０８】
この場合、工具５は、例えば軸Ｄのような連結手段により例えば少なくとも１つの他のカムフォロワ手段Ｂの１つに連結された少なくとも１つの他のそれぞれの工具ビットすなわちヘッドＣを有している。
【０１０９】
他の実施形態の１つの態様（図９（ａ））では、少なくとも第１カムフォロワ手段Ｂおよび少なくとも１つの他のカムフォロワ手段Ｂの少なくとも１つが、少なくとも１つのカムトラックＡに関連（例えば、使用時に周囲を走行）している。
【０１１０】
この実施形態の他の態様（図９（ｂ））では、少なくとも第１カムフォロワ手段Ｂが少なくとも１つのカムトラックＡの一方に関連しており、かつ少なくとも１つの他のカムフォロワ手段Ｂの少なくとも１つが少なくとも１つのカムトラックＡの他方に関連している。
【０１１１】
一方の態様（図９（ａ））および他の態様（図９（ｂ））では、少なくとも１つのカムフォロワ手段Ｂおよび少なくとも１つの他のカムフォロワ手段Ｂは実質的に同じであるが、例えば互いに別々に回転できるように構成されている。この態様では、カムフォロワ手段Ｂおよび他の少なくとも１つのフォロワ手段Ｂは、使用時に、例えば互いに９０°または１８０°ずれた位相で、実質的に同じ運動をそれぞれの工具ビットＣおよび他の工具ビットＣに伝達する。
【０１１２】
或いは、図９（ａ）の一態様および図９（ｂ）の他の態様では、少なくとも１つのカムフォロワ手段Ｂおよび少なくとも１つの他のカムフォロワ手段Ｂは、例えばサイズを異ならせることができるが、互いに別々に回転させることができる。この態様では、少なくとも１つのカムフォロワ手段Ｂおよび少なくとも１つの他のカムフォロワ手段Ｂは実質的に同じであるが、例えば互いに別々に回転できるように構成されている。この態様では、カムフォロワ手段Ｂおよび他の少なくとも１つのフォロワ手段Ｂは、使用時に、異なる運動をそれぞれの工具ビットＣおよび他の工具ビットＣに伝達できる。このような構成により、使用時に、工具ビットＣは、１つのワーク表面に一方向の衝撃を加え、他の工具ビットＣは他のワーク表面に他方向の衝撃を加える。
【０１１３】
他の態様（図９（ｂ））では、少なくとも１つのカムトラックＡおよび少なくとも１つの他のカムトラックＡは実質的に同じ構成できる。しかしながら、任意であるが、互いに位相をずらし、少なくとも１つの他のカムフォロワ手段Ｂを別々にまたは同時に回転させることができる。このような構成により、使用時に、少なくとも１つのカムフォロワ手段Ｂの工具ビットＣおよび少なくとも１つの他のカムフォロワ手段Ｂの工具ビットＣは、例えば互いに位相をずらすことがあっても、同じ態様で運動させることができる。
【０１１４】
他の態様（図９（ｂ））では、少なくとも１つのカムトラックＡおよび少なくとも１つの他のカムトラックＡは実質的に異ならせることができる。少なくとも１つのカムフォロワ手段Ｂおよび少なくとも１つの他のカムフォロワ手段Ｂは別々にまたは同時に回転させることができる。また、少なくとも１つのカムトラックＡおよび少なくとも１つの他のカムトラックＤは互いに同じ位相にするか、位相をずらすことができる。このような構成により、使用時に、少なくとも１つのカムフォロワ手段Ｂの工具ビットＣおよび少なくとも１つの他のカムフォロワ手段Ｂの工具ビットＣは、例えば互いに位相をずらすか同じ位相であるとしても、異なる態様で運動させることができる。
【０１１５】
上記説明にかかる本発明の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。非制限的な例として、本発明の工具の工具ビットの第１運動度すなわち運動様式（長手方向行程）は、約５，０００−１０，０００サイクル／分の周波数で作動する。カムフォロワ手段したがって工具ビットの第２運動度すなわち運動様式（振動）は、一般に、第１運動度すなわち運動様式の周波数の約１０−２０倍にすることができる。
【符号の説明】
【０１１６】
５  工具
１０  工具ビット
２０  ハウジング（ケーシング）
４５  モータ
Ａ  カムトラック
Ｂ  カムフォロワ手段
Ｃ  トラック
Ｄ  壁
Ｅ  壁
Ｆ  回転カムドラム（カムシリンダ）
ＷA  カムトラックの幅
ＷB  カムフォロワ手段の幅
【図１】
0005611038.tif 000002
【図２】
0005611038.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005611038.tif 000008
【図８】
0005611038.tif 000009
【図９（ａ）】
0005611038.tif 000010
【図９（ｂ）】
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