(57)【要約】  切削動作、研磨動作、又は研削動作を提供する切削工具の機構１１が開示される。機構１１は、径方向外側に延びる歯１９を有する内側円形部品１７と、径方向内側に延びる内歯２７を有する周囲円形部品２５とを備える。円形部品１７及び２５は、それらの歯１９及び２７を係合させることにより協働する。一方の円形部品の回転によって他方の円形部品が、歯の係合によって制限される状態において軌道運動、振動運動、又は衝突運動で動かされる。回転運動を伝達する入力継手８１が設けられ、上記軌道運動、振動運動、又は衝突運動をブレード１３に伝達するように出力継手３７が設けられる。更なる実施形態において、周囲円形部品２５は、外側に延びる歯を設け、その外側に延びる歯と協働してより複雑な軌道運動、振動運動、又は衝突運動を提供するように、内側に延びる歯を有する更なる外側円形部品によって囲むことができる。【選択図】図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転運動を軌道運動、振動運動、又は衝突運動に変換する、切削、研磨、又は研削用の工具において用いる機構であって、該機構は、
径方向外側に延びる歯部材を有する内側円形部品と、
径方向内側に延びる内歯部材を有する周囲円形部品と、
を備え、
前記内側円形部品は、前記周囲円形部品の前記内歯部材の数よりも少数の歯部材を有し、
前記内側円形部品は、該内側円形部品の歯部材が前記周囲円形部品の歯部材と係合することにより、前記周囲円形部品と協働し、
一方の前記円形部品が回転すると、他方の前記円形部品が前記歯部材の前記係合によって制限される状態で動き、該他方の円形部品に軌道運動、振動運動、又は衝突運動をもたらすことができ、
該機構は、該機構に回転運動を伝達する入力継手を備え、１つの前記円形部品は、前記軌道運動、前記振動運動、又は前記衝突運動を伝達する出力継手を備える、機構。
【請求項２】
前記出力継手は、完成した工具においてブレードが締結されるフランジ又は取付け点である、請求項１に記載の機構。
【請求項３】
前記出力継手は、前記周囲円形部品と連結され、前記入力継手は、前記内側円形部品と連結される、請求項１又は２に記載の機構。
【請求項４】
前記出力継手は、前記内側円形部品と連結され、前記入力継手は、前記周囲円形部品と連結される、請求項１又は２に記載の機構。
【請求項５】
前記周囲円形部品は、径方向外側に延びる外歯部材を有し、前記機構は、径方向内側に延びる内歯部材を有する外側円形部品を備え、
前記周囲円形部品は、前記外側円形部品の前記内歯部材の数よりも少数の外歯部材を備え、
前記周囲円形部品は、該周囲円形部品の歯部材が前記外側円形部品の歯部材と係合することにより、前記外側円形部品と協働する、請求項１又は２に記載の機構。
【請求項６】
回転運動を軌道運動、振動運動、又は衝突運動に変換する、切削、研磨、又は研削用の工具において用いる機構であって、該機構は、
径方向外側に延びる歯部材を有する内側円形部品と、
径方向内側に延びる内歯部材及び径方向外側に延びる外歯部材を有する周囲円形部品と、
径方向内側に延びる内歯部材を有する外側円形部品と、
を備え、
前記内側円形部品は、該内側円形部品の歯部材が前記周囲円形部品の歯部材と係合することにより、前記周囲円形部品と協働し、
前記周囲円形部品は、該周囲円形部品の歯部材が前記外側円形部品の歯部材と係合することにより、前記外側円形部品と協働し、
前記内側円形部品は、前記周囲円形部品の前記内歯部材の数よりも少数の歯部材を有し、前記周囲円形部品は、前記外側円形部品の前記内歯部材の数よりも少数の外歯部材を有し、
一方の前記円形部品が回転すると、もう一方の前記円形部品が前記歯部材の前記係合によって制限される状態で動き、前記他方の円形部品に軌道運動、振動運動、又は衝突運動をもたらし、
該機構は、該機構に回転運動を伝達する入力継手を備え、１つの前記円形部品は、前記軌道運動、前記振動運動、又は前記衝突運動を伝達する出力継手を備える、機構。
【請求項７】
前記内側円形部品は、前記周囲円形部品の前記内歯部材の数よりも１つ少ない歯部材を有し、前記周囲円形部品は、前記外側円形部品の前記内歯部材の数よりも１つ少ない外歯部材を有する、請求項６に記載の機構。
【請求項８】
前記出力継手は前記周囲円形部品と連結され、前記入力継手は前記内側円形部品と連結され、前記外側円形部品は固定子として抑制される、請求項６又は７に記載の機構。
【請求項９】
前記出力継手は前記周囲円形部品と連結され、前記入力継手は前記外側円形部品と連結され、前記内側円形部品は固定子として抑制される、請求項６又は７に記載の機構。
【請求項１０】
前記出力継手は前記周囲円形部品と連結され、前記入力継手は前記内側円形部品と連結され、前記外側円形部品は、該外側円形部品に回転運動を伝達する更なる入力継手に連結される、請求項６又は７に記載の機構。
【請求項１１】
前記入力継手と前記更なる入力継手とは独立して駆動され、前記入力継手を駆動するモーターと前記更なる入力継手を駆動するモーターとの回転速度の独立した制御、又は、前記回転運動の前記回転速度の差動制御がもたらされる、請求項１０に記載の機構。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具であって、前記入力継手に回転運動を伝達するように連結されるモーターを備える、工具。
【請求項１３】
請求項１０に記載の機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具であって、該工具は、前記入力継手及び前記更なる入力継手に回転運動を伝達するように連結されるモーターを備え、前記入力継手に伝達される前記回転運動と、前記更なる入力継手に伝達される前記回転運動とは反対方向である、工具。
【請求項１４】
前記入力継手と前記更なる入力継手とに反対方向の回転運動を伝達する伝動構成部品を備える、請求項１３に記載の機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具。
【請求項１５】
請求項１１に記載の機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具であって、該工具は、前記入力継手に回転運動を伝達するように連結される第１のモーターを備え、また、前記更なる入力継手に回転運動を伝達するように連結される第２のモーターを備え、前記第１のモーターと前記第２のモーターとの相対速度は、前記出力継手の前記運動を調整するように制御可能である、工具。
【請求項１６】
前記モーターは油圧式の回転モーターであり、弁を用いて、該油圧モーターに対する流れ／圧力を変更し、相対的な差速制御を実行する、請求項１５に記載の切削、研磨、又は研削用の工具。
【請求項１７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具であって、該工具は、前記入力継手に回転運動を伝達するように連結されるモーターを備え、また、前記出力継手に取り付けられ、該出力継手の軸の片側から径方向に延びるブレードを備え、また、該ブレードから周方向に離間して前記出力継手の前記軸の片側から延びる、前記出力継手の運動を部分的に制限する固定具を備える、工具。
【請求項１８】
前記ブレードは弧状の形態である、請求項１７に記載の切削、研磨、又は研削用の工具。
【請求項１９】
前記固定具は、前記ブレードが前記出力継手に取り付けられる場所の周方向において略反対の周方向位置から延び、前記出力継手に相対して取り付けられ、前記固定具の効果は、前記固定継手の一部を前記シャーシに固定すること及び前記ブレードの運動を増大させることである、請求項１７又は１８に記載の切削、研磨、又は研削用の工具。
【請求項２０】
前記固定具は、弾性を有する可撓性部材を含む、請求項１７、１８、又は１９に記載の切削、研磨、又は研削用の工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具、研削工具、及び研磨工具に関し、特に、工具に切削動作／研削動作／研磨動作をもたらす機構及びこのような機構が組み込まれる工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術の以下の記載は、本発明の理解を促進することのみを意図している。以下の記載は、言及される要素が本願の優先日現在において一般的な共通知識の一部であったことの承認又は容認ではないことが理解されるべきである。
【０００３】
「含む」という用語又はその変形は、文脈によって別途要求されない限り本明細書全体を通して、記載されている完全体（integer）又は完全体の群の包含を意味するものであり、いかなる他の完全体又は完全体の群の排除を意味するものではないと理解される。
【０００４】
振動動作又は軌道動作を用いる、レンガを含む材料に切り込むことができる工具が、本発明者によって過去に開発されている。これらの工具は、特許文献１及び特許文献２に記載されており、Ａｒｂｏｒｔｅｃｈ及びＡｌｌｓａｗという商標で製造及び販売されている。これらの工具は、正反対の（opposed：逆位相の）軌道を交互のプッシュプル振動運動で動く、２つの並んだ歯付きブレードを備える。これらの工具は、脆い材料及びレンガ構造物等のいくらか比較的硬質の材料の切削に特に優れているが、いくつかの他のより硬質の材料、特により硬質のコンクリート及び強化鋼を含むコンクリートの切削は特に困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際出願第ＰＣＴ／ＡＵ１９９２／００００７１号
【特許文献２】国際出願第ＰＣＴ／ＡＵ２００８／００１７３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一目的は、硬質の材料及び岩石の切削を可能にする工具に用いる機構を提供することである。また、本発明の一目的は、種々の異なる形態のこのような機構を用いる工具を様々な形態で提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、回転運動を軌道運動、振動運動、又は衝突運動に変換する、切削、研磨、又は研削用の工具において用いる機構であって、本機構は、
径方向外側に延びる歯部材を有する内側円形部品と、
径方向内側に延びる内歯部材を有する周囲円形部品と、
を備え、
上記内側円形部品は、上記周囲円形部品の内歯部材の数よりも少数の歯部材を有し、
上記内側円形部品は、この内側円形部品の歯部材が上記周囲円形部品の歯部材と係合することにより、上記周囲円形部品と協働し、
一方の上記円形部品が回転すると、他方の上記円形部品が上記歯部材の係合によって制限される状態で動き、この他方の円形部品に軌道運動、振動運動、又は衝突運動をもたらすことができ、
本機構は、本機構に回転運動を伝達する入力継手を備え、１つの上記円形部品は、上記軌道運動、上記振動運動、又は上記衝突運動を伝達する出力継手を備える、機構が提供さ
れる。
【０００８】
出力継手は、完成した工具においてブレードが締結されるフランジ又は取付け点としてもよいし、ブレードと上記円形部品とを単一構成体として一体に形成してもよい。したがって、出力継手は単に、上記円形部品と、切削面、研磨面、若しくは研削面との間に延びる部品又は部分である。
【０００９】
本機構は、協働する部品間に歯数差があり、これにより歯が互いに沿って互いに乗り上げることが可能になることに基づき、出力継手が取り付けられる円形部品にその結果としての運動をもたらすように動作する。
【００１０】
上記内側円形部品は、上記周囲円形部品の内歯部材の数よりも１つ少ない歯部材を有することが好ましい。
【００１１】
上記出力継手は、上記周囲円形部品と連結され、上記入力継手は、上記内側円形部品と連結することが好ましい。
【００１２】
代替的には、上記出力継手は、上記内側円形部品と連結され、上記入力継手は、上記周囲円形部品と連結される。
【００１３】
上記周囲円形部品は、径方向外側に延びる外歯部材を有し、本機構は、径方向内側に延びる内歯部材を有する外側円形部品を備え、
上記周囲円形部品は、上記外側円形部品の内歯部材の数よりも少数の外歯部材を備え、
上記周囲円形部品は、これらの周囲円形部品の歯部材が上記外側円形部品の歯部材と係合することにより、上記外側円形部品と協働することが好ましい。
【００１４】
上記周囲円形部品は、上記外側円形部品の内歯部材の数よりも１つ少ない外歯部材を有することが好ましい。
【００１５】
したがって、本発明の第２の態様によれば、回転運動を軌道運動、振動運動、又は衝突運動に変換する、切削、研磨、又は研削用の工具において用いる機構であって、本機構は、
径方向外側に延びる歯部材を有する内側円形部品と、
径方向内側に延びる内歯部材及び径方向外側に延びる外歯部材を有する周囲円形部品と、
径方向内側に延びる内歯部材を有する外側円形部品と、
を備え、
上記内側円形部品は、これらの内側円形部品の歯部材が上記周囲円形部品の歯部材と係合することにより、上記周囲円形部品と協働し、
上記周囲円形部品は、これらの周囲円形部品の歯部材が上記外側円形部品の歯部材と係合することにより、上記外側円形部品と協働し、
上記内側円形部品は、上記周囲円形部品の内歯部材の数よりも少数の歯部材を有し、上記周囲円形部品は、上記外側円形部品の内歯部材の数よりも少数の外歯部材を有し、
一方の上記円形部品が回転すると、もう一方の上記円形部品が上記歯部材の係合によって制限される状態で動き、上記他方の円形部品に軌道運動、振動運動、又は衝突運動をもたらし、
本機構は、本機構に回転運動を伝達する入力継手を備え、１つの上記円形部品は、上記軌道運動、上記振動運動、又は上記衝突運動を伝達する出力継手を備える、機構が提供される。
【００１６】
上記内側円形部品は、上記周囲円形部品の内歯部材の数よりも１つ少ない歯部材を有し、上記周囲円形部品は、上記外側円形部品の内歯部材の数よりも１つ少ない外歯部材を有することが好ましい。
【００１７】
出力継手は上記周囲円形部品と連結され、上記入力継手は上記内側円形部品と連結され、外側円形部品は固定子として抑制されることが好ましい。
【００１８】
代替的には、出力継手は上記周囲円形部品と連結され、上記入力継手は上記外側円形部品と連結され、内側円形部品は固定子として抑制されることが好ましい。
【００１９】
更なる一代替形態として、出力継手は上記周囲円形部品と連結され、上記入力継手は上記内側円形部品と連結され、外側円形部品は、外側円形部品に回転運動を伝達する更なる入力継手に連結されることが好ましい。入力継手と更なる入力継手とは、一緒に駆動してもよいし、独立して駆動してもよい。
【００２０】
入力継手と更なる入力継手とは独立して駆動され、入力継手を駆動するモーターと更なる入力継手を駆動するモーターとの回転速度の独立した制御、又は、回転運動の回転速度の差動制御がもたらされることが好ましい。
【００２１】
本発明の第３の態様によれば、上述した機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具が提供される。本工具は、入力継手に回転運動を伝達するように連結されるモーターを備える。このモーターは、電気モーターとしてもよいし、小型ＩＣエンジン、空気作動モーター、又は油圧モーターとしてもよい。
【００２２】
本発明の第４の態様によれば、上述した機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具が提供される。本工具は、入力継手及び更なる入力継手に回転運動を伝達するように連結されるモーターを備える。入力継手に伝達される回転運動と更なる入力継手に伝達される回転運動とは、反対方向であるものとすべきであり、すなわち結果として本質的に機構全体が回転する。
【００２３】
入力継手と更なる入力継手とに反対方向の回転運動を伝達する伝動構成部品を備えることが好ましい。
【００２４】
モーターは、差動駆動機構を介して、操作者が入力継手及び更なる入力継手に対する回転運動の差速を変更することを可能にするように連結されることが好ましい。これは、差動機構の出力の選択的な制動によって達成することができる。
【００２５】
本発明の第５の態様によれば、上述の機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具であって、本工具は、入力継手に回転運動を伝達するように連結される第１のモーターを備え、また、更なる入力継手に回転運動を伝達するように連結される第２のモーターを備え、第１のモーターと第２のモーターとの相対速度は、出力継手の運動を調整するように制御可能である、工具が提供される。
【００２６】
モーターは油圧式の回転モーターであり、弁を用いて、油圧モーターに対する流れ／圧力を変更し、相対的な差速制御を実行することが好ましい。
【００２７】
本発明の第６の態様によれば、上述の機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具であって、本工具は、入力継手に回転運動を伝達するように連結されるモーターを備え、また、出力継手に取り付けられ、出力継手の軸の片側から径方向に延びるブレードを備え、また、このブレードから周方向に離間して出力継手の軸の片側から延びる、出力継手の運動
を部分的に制限する固定具を備える、工具が提供される。
【００２８】
ブレードは弧状の形態であることが好ましい。
【００２９】
固定具は、上記ブレードが上記出力継手に取り付けられる場所の周方向において略反対の周方向位置から延びることが好ましく、上記出力継手に相対して取り付けられる。固定具の効果は、固定継手の一部をシャーシに固定すること及び上記ブレードの運動を増大させることである。
【００３０】
上記固定具は、弾性を有する可撓性部材を含むことが好ましい。この固定具は、１個のばね鋼の形態としてもよい。
【００３１】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る機構及びこれらの機構が組み込まれる工具のいくつかの好ましい実施形態を以下の記載において説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図２】第１の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図３】第１の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図４】第１の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図５】第１の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図６】第２の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図７】第２の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図８】第２の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図９】第２の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図１０】第２の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図１１】第３の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図１１ａ】図１１のブレードのブレード先端の軌跡を示す図である。
【図１２】第３の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図１２ａ】図１２のブレードのブレード先端の軌跡を示す図である。
【図１３】第３の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図１３ａ】図１３のブレードのブレード先端の軌跡を示す図である。
【図１４】第３の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図１４ａ】図１４のブレードのブレード先端の軌跡を示す図である。
【図１５】第３の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図１５ａ】図１５のブレードのブレード先端の軌跡を示す図である。
【図１６】第３の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図１６ａ】図１６のブレードのブレード先端の軌跡を示す図である。
【図１７】第３の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図１７ａ】図１７のブレードのブレード先端の軌跡を示す図である。
【図１８】第１の実施形態の機構を用いる、完成した切削、研磨、又は研削用の工具の一実施形態の等角図である。
【図１９】第４の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードアセンブリの側面図である。
【図１９ａ】第４の実施形態におけるブレードの底部に関して、ブレード先端の軌跡を示す図である。
【図２０】第４の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードアセンブリの側面図である。
【図２１】第５の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードアセンブリの側面図である。
【図２１ａ】第５の実施形態におけるブレードの底部に関して、ブレード先端の軌跡を示す図である。
【図２２】第５の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードアセンブリの側面図である。
【図２３】第５の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードアセンブリの側面図である。
【図２４】第４の実施形態の機構を用いる、完成した切削、研磨、又は研削用の工具の一実施形態の等角図である。
【図２５】図２４の工具を部分的に分解して示す等角図である。
【図２６】第３の実施形態の機構を用いる工具の一部の右側斜視図である。
【図２７】図２６の工具の一部の左側斜視図である。
【図２８】第１の実施形態、第２の実施形態、又は第３の実施形態において用いることができる機構の異なる形態の平面図である。
【図２９】第１の実施形態、第２の実施形態、又は第３の実施形態において用いることができる機構の別の異なる形態の平面図である。
【図３０】第１の実施形態、第２の実施形態、又は第３の実施形態において用いることができる機構の更なる異なる形態の平面図である。
【図３１】第６の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【図３２】第７の実施形態における、切削、研磨、又は研削用の工具に用いる機構及びブレードを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１〜図５に示す第１の実施形態は、回転運動を軌道運動、振動運動、又は衝突運動に変換する機構１１である。この運動は、切削、研磨、又は研削用の工具１５において使用されるブレード１３に伝達することができる。工具は、コンクリートの切削という特有の用途を有する。工具は、粉塵災害を発生させることなく、さらには、工具の不具合につながり得る過剰な熱及び内部応力を発生させることなく、高速ダイヤモンド切削ブレードに匹敵するか又は高速ダイヤモンド切削ブレードを上回る速度でコンクリートを切削することが可能である。更なる利点は、以下の頁で述べる。
【００３４】
第１の実施形態の機構１１は、内側コグ１７の形態の内側円形部品を備える。内側コグ１７は、内側コグ１７の周面２１から径方向外側に延びる歯１９（図１を参照）の形態の
歯部材を有する。歯１９は、内側コグ１７にわたって延びるとともに内側コグ１７の中心軸から離間する、谷部が介在する山部を有する。歯（山部及び谷部）の形状は、略正弦波状である。使用時、この第１の実施形態では、内側コグ１７は、工具１５のシャーシ２３に固定されて、固定子を形成する。
【００３５】
機構１１は、浮動コグ２５の形態の周囲円形部品を備える。浮動コグ２５は、合致する歯１９に干渉しながら係合するように径方向内側に延びる内側延在歯２７の形態の内歯部材と、径方向外側に延びる外側延在歯２９の形態の外歯部材とを有する。歯２７及び２９は、軸方向に延び浮動コグ２５の中心軸から離間する、谷部が介在する山部を有し、略正弦波状の形状を有する。
【００３６】
機構１１は、外側コグ３１の形態の外側円形部品を備える。外側コグ３１は、合致する歯２９に干渉しながら係合するように径方向内側に延びる内側延在歯３３の形態の内歯部材を有する。歯３３は、軸方向に延び外側コグ３１の中心軸から離間する、谷部が介在する山部を有し、略正弦波状の形状である。
【００３７】
内側コグ１７は、その歯１９の領域において、浮動コグ２５のその内側に延びる歯２７の領域における平均内周よりも小さい平均外周を有する。内側コグ１７は、浮動コグ２５の内側に延びる歯２７の数よりも少数の歯１９を有する。内側コグ１７の歯１９の領域は、周囲円形部品の制限領域（confines）内に収まるので、（歯の波形状を考慮に入れても）浮動コグの歯２７の領域の平均内周よりも小さい平均外周を有するものとみなすことができる。
【００３８】
同様に、浮動コグ２５は、その外側に延びる歯２９の領域において、外側コグ３１のその内側に延びる歯３３の領域の平均内周よりも小さい平均外周を有する。浮動コグ２５は、外側コグ３１の内側に延びる歯３３の数よりも少数の外側に延びる歯２９を有する。
【００３９】
内側コグ１７部品は、歯１９が歯２７と噛み合うことによって浮動コグ２５と協働し、浮動コグ２５は、歯２９が歯３３と噛み合うことによって外側コグ３１と協働する。噛み合う歯は、最大の効率及び最小の力損失を得るように合致するピッチを有する。
【００４０】
内側コグと外側コグ３１とは、共通の中心軸延在部３５を有するのに対し、浮動コグ２５の中心軸延在部は、共通の中心軸延在部３５からずれている。動作時、浮動コグ２５の中心軸延在部は、噛み合う歯によって規定されるように、共通の中心軸延在部３５の回りで軌道運動する。
【００４１】
この第１の実施形態では、フランジ３７を備えるブレードマウントの形態の出力継手が設けられる。フランジ３７には、リベット４３によってブレード１３が取り付けられる。フランジ３７は、浮動コグ２５に固定され、機構１１の動作により浮動コグ２５に伝達される運動に応じて浮動コグ２５とともに動く。ブレードには、切削歯４５が設けられる。
【００４２】
上述したように、内側コグ１７は、回転を可能にしないように工具１５のシャーシ２３に固定され、したがって固定子を形成する。入力継手（図示せず）が、矢印４７で示す回転方向における回転運動を外側コグ３１に伝達する。外側コグ３１と、浮動コグ２５と、内側コグ１７との相対位置が、印４９、５１、及び５３でそれぞれ示されている。コグ３１、２５、及び１７の相対運動の進行は、図１〜図５に示す１サイクルのシーケンスで示されており、これは外側コグ３１を僅かにのみ回転させる。理解することができるように、外側コグ３１を比較的僅かに回転させるためには、浮動コグ２５を高速で振動させる。浮動コグ２５に取り付けられているブレード４１は、矢印５５で示す方向に回転し、浮動コグ２５の１振動サイクルにつき、５７に示す距離を移動する。動作時、ブレード４１の
歯は、５９で示す経路を追跡する。
【００４３】
図１〜図５では、歯１９が歯２７と完全に噛み合う位置は６１で示され、歯２９が歯３３と完全に噛み合う位置は６３で示されている。
【００４４】
第２の実施形態が図６〜図１０に示されている。第２の実施形態は、外側コグ３１が、回転を可能にしないように工具１５のシャーシ２３に固定され、したがって固定子を形成することを除き、第１の実施形態と構造は同じである。入力継手（図示せず）が、矢印４７で示す回転方向における回転運動を内側コグ１７に伝達する。外側コグ３１と、浮動コグ２５と、内側コグ１７との相対位置は、印４９、５１、及び５３でそれぞれ示されている。コグ３１、２５、及び１７の相対運動の進行は、図６〜図１０に示す１サイクルのシーケンスで示されており、これは内側コグ１７を僅かにのみ回転させる。理解することができるように、内側コグ１７を比較的僅かに回転させるためには、浮動コグ２５を高速で振動させる。浮動コグ２５に取り付けられているブレード４１は、矢印５５で示す方向に回転し、浮動コグ２５の１振動サイクルにつき、５７で示す距離を移動する。動作時、ブレード４１の歯は、５９で示す経路を追跡する。
【００４５】
図６〜図１０では、歯１９が歯２７と完全に噛み合う位置は６１で示され、歯２９が歯３３と完全に噛み合う位置は６３で示されている。
【００４６】
第３の実施形態が図１１〜図１７に示されている。第３の実施形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態と構造は同じである。第３の実施形態では、入力継手（図示せず）が、矢印４７で示す回転方向における回転運動を内側コグ１７に伝達する。更なる入力継手（図示せず）が、矢印６７によって示す回転方向における回転運動を外側コグ３１に伝達する。２つの入力継手は、同じモーターによって同じ速度で駆動することができる一方で、２つの別個の入力部を有する機構を構成することにより、２つの別個のモーターを、それらの速さ（及び方向、ひいては速度）を独立して制御しながら使用し、それにより浮動コグ２５、ひいてはブレード１３の歯４５の異なる運動経路を伝達することが可能になる。
【００４７】
浮動コグ２５に取り付けられているブレード１３は、矢印５５で示す方向に回転する。動作時、ブレード４１の歯は、５９で示す経路を追跡する。
【００４８】
図１１では、上記機構の内側コグ１７が、＋４（時計回り）の外側コグ３１駆動速度に対して−１４（反時計回り）の速度で駆動される場合の経路５９が示されている。ブレードは、５５で示すように略時計回りに回転し、ブレード１３の歯経路５９が振動運動を規定する。ここでは、回転中のブレードの歯４５が追跡する振動運動は、中心軸３５から離れ、中心軸３５から離れて配置される最大点７１に達し、その後、滑らかな曲線で中心軸３５の方へ戻り、次に、再び中心軸３５から離れるように最小点７３から滑らかに進んで、最大点７１に達し、以下同様に続く。
【００４９】
図１２では、上記機構の内側コグ１７が、＋４（時計回り）の外側コグ３１駆動速度に対して−８（反時計回り）の速度で駆動される場合の経路５９が示されている。ブレードは、５５で示すように略時計回りに回転し、ブレード１３の歯経路５９は振動運動を規定する。回転中のブレードの歯４５が追跡する運動は、最小点７３から進んで中心軸３５から離れ、中心軸３５から離れて配置される最大点７１に達し、その後、中心軸３５の方へ戻り、次に、再び中心軸３５から離れるように滑らかに進んで、最大点７１に達し、以下同様に続く。一方で、最大点７１に概ね達すると、ブレード進行方向は反時計回りに反転し、その後、最大点を通過すると再び時計回り方向に反転して続行する（すなわち、ブレードの歯４５は、最大点７１に達すると反転ループを実行する）。
【００５０】
図１３では、上記機構の内側コグ１７が、＋４（時計回り）の外側コグ３１駆動速度に対して−５（反時計回り）の速度で駆動される場合の経路５９が示されている。ブレードは、５５で示す反時計回りでは全体にわたって非常に低速で回転し、ブレード１３の歯経路５９の主な動きが振動運動を規定する。ここでは、回転中のブレードの歯４５が追跡する運動は、略円形である。最大点７１において材料に衝突する場合の歯４１の軌跡は、略反時計回りであり、行程の最上部分において時計回りに反転して最小位置７３に向かう。
【００５１】
図１４では、上記機構の内側コグ１７が、＋４（時計回り）の外側コグ３１駆動速度に対して−４（反時計回り）の速度で駆動される場合の経路５９が示されている。ブレードは、５５で示す時計回りでは全体にわたって低速で回転し、ブレード１３の歯経路５９の動きが振動運動を規定する。ここでは、回転中のブレードの歯４５が追跡する運動は、略円形である。最大点７１に向かって材料に衝突する場合の歯４１の軌跡は、略時計回りであり、行程の最上部分において反時計回りに反転して最小点７３に達する。
【００５２】
図１５では、上記機構の内側コグ１７が、＋５（時計回り）の外側コグ３１駆動速度に対して−４（反時計回り）の速度で駆動される場合の経路５９が示されている。ブレードは、５５で示すように時計回りに低速で回転し、ブレード１３の歯経路５９の動きが振動運動を規定する。ここでは、回転中のブレードの歯４５が追跡する振動運動は、略円形である。材料に衝突する場合の歯４１の軌跡は、略時計回りであり、行程の最上部分においてほんの短時間で反時計回りに反転して最小点７３に向かう。ブレードが最大点７１に達することによる切削される材料との衝突に向けて、ブレードの時計回り速度は、図１４に示すように動作される場合の速度よりも速い。
【００５３】
図１６では、上記機構の内側コグ１７が、＋８（時計回り）の外側コグ３１駆動速度に対して−４（反時計回り）の速度で駆動される場合の経路５９が示されている。ブレードは、５５で示すように時計回りに回転し、ブレード１３の歯経路５９の運動が図１１に示す振動運動とは本質的に正反対の振動運動を規定する。ここでは、回転中のブレードの歯４５が追跡する振動運動は、略円形である。材料に衝突する場合の歯４１の軌跡は、略時計回りであり、歯が中心軸３５に最も近位になる最小点７３まで減速し、その後、最小点７３に達すると中心軸から離れ、最大点７１に達する。最大点７１を通る運動は滑らかな曲線であり、最大点７１において最大ブレード先端速度が生じる。
【００５４】
図１７では、上記機構の内側コグ１７が、＋１４（時計回り）の外側コグ３１駆動速度に対して−４（反時計回り）の速度で駆動される場合の経路５９が示されている。ブレードは、図１６に示す動作パラメーターによるよりも大きい速度で、５５で示すように時計回りに回転する。ブレード１３の歯経路５９の動きが、図１６に示す振動運動と類似の振動運動を規定する。ここでは、回転中のブレードの歯４５が追跡する振動運動は、略円形である。最大点７１に向かって材料に衝突する場合の歯４１の軌跡は、略時計回りであり、歯が中心軸３５の最も近位になる最小点７３に向かって或る領域まで減速するが、時計回り方向に動き続け、その後、最小点７３に達すると中心軸から離れる。
【００５５】
第１の実施形態、第２の実施形態、及び第３の実施形態のブレードは、直径が約４００ｍｍであり、入力シャフト速度は、通常、１００ＲＰＭ（回毎分）〜数千ＲＰＭの範囲とすることができる。トライアック制御電気モーター又はそれと同等に制御される電気モーター等の速度可変モーターを用いることができ、その入力シャフト速度の調整能力が、切削動作を最適化することができる固有共振を得るように作業者によって実際に利用される。
【００５６】
入力シャフトの回転は、入力シャフトの回転周波数の数倍の軌道動作／振動動作に変換
される。入力シャフト角速度と軌道周波数／振動周波数との比は、噛み合うコグの歯の数によって決まる。ブレードの到達距離は、浮動コグの歯のピッチ及び高さと、浮動コグの許容可能な偏心運動とによって決まる。
【００５７】
ブレード直径が増大すると、必要とされる入力シャフト速度は下がることが理解される。より大きい機構を備える数メートルという非常に大きい直径のブレードは、効果的な岩石の切削のために、数ＲＰＭ〜数十ＲＰＭの入力シャフト速度しか必要としない場合がある。同様に、ブレード直径が減少するとともに機構サイズが減少すると、入力シャフト速度は、数千ＲＰＭ〜数万ＲＰＭに増大する可能性がある。
【００５８】
図１８を参照すると、第１の実施形態の機構１１が組み込まれる切削工具１５が示されている。切削工具１５は、ユーザー操作可能スイッチ（図示せず）によって制御される電気モーター１０３を備える。電気モーター１０３は、ギアボックスハウジング１０７内に収容される傘歯車組を介して、駆動プーリー１０５と連結される。駆動プーリー１０５は、ベルトを介して、より大きい直径の被駆動プーリー１０９を駆動する。駆動プーリー１０５と、より大きい直径の被駆動プーリー１０９とは、減速駆動部を形成し、被駆動プーリー１０９が駆動プーリー１０５よりも低い回転速度で回転するようになっている。駆動プーリー１０９は、機構１１の中心軸延在部３５に沿って配置される入力継手１１１を回転させるように回転するよう連結される。図１８では、機構１１と、入力継手１１１と、被駆動プーリー１０９と、円形ブレード１３とが、機構１１の中心軸延在部３５を通る断面で示されている。
【００５９】
工具１５のシャーシ２３は、ギアボックスハウジング１０７と堅固に連結され、シャーシ２３から延びるハブ１１３が設けられて、回転しないように内側コグ１７を固定する固定点を提供する。入力継手１１１は、被駆動プーリー１０９に隣接して、玉軸受軌道輪１１５上でブシュ１１７を介してハブ１１３に取り付けられ、入力継手１１１がハブ１１３に対して回転することを可能にする。外側コグ３１は、入力継手１１１に対して回転するように取り付けられ、矢印４７で示す方向に回転する。
【００６０】
工具１５の動作時、ブレード１３は、コンクリート及び石を切削するのに特に効果的な軌道運動、振動運動、又は衝突運動で動かされる。この切削動作の結果として、切削部から重力によって落下し、空気中を漂うことがない粉の形態の切り屑が生じる。
【００６１】
第４の実施形態が図１９、図１９ａ、及び図２０に示されている。第４の実施形態は、コンクリートの切削に用いることができる切削工具１５である。図１９及び図２０は、ブレードに伝達される１軌道運動サイクルの１シーケンスの一部を示している。切削工具には、本発明に係る機構１１が組み込まれており、内側コグ１７の形態の内側円形部品を備える。内側コグ１７は、内側コグ１７の周面２１から径方向外側に延びる歯１９の形態の歯部材を有する。歯１９は、内側コグ１７にわたって延びるとともに内側コグ１７の中心軸から離間する、谷部が介在する山部を有する。歯（山部及び谷部）の形状は、略正弦波状である。使用時、この第４の実施形態では、内側コグ１７は入力継手８１に固定され、入力継手８１は、モーターによって動力を与えられる場合、４７で示す方向に内側コグ１７を回転させる。
【００６２】
機構１１は、浮動コグ２５の形態の周囲円形部品を備える。浮動コグ２５は、合致する歯１９と干渉しながら係合するように径方向内側に延びる内側延在歯２７の形態の内歯部材を有する。歯２７は、軸方向に延び浮動コグ２５の中心軸から離間する、谷部が介在する山部を有し、略正弦波状の形状である。
【００６３】
浮動コグ２５は、浮動コグ２５に堅固に取り付けられるハウジング８３によって囲まれ
る。ハウジング８３の底部８５には出力継手８７が設けられる。出力継手８７は下方に延び、前方大端部及び後方小端部を有する単一の弧状ブレード１３を取り付ける取付け点８９を有する。脚部９１が、ハウジング８３の頂部９３から取付け点９５まで延びる。脚部９１は、取付け点９５によってばね鋼ストリップ部材９７等の弾性部材に取り付けられる。ばね鋼ストリップ部材９７は、その反対側の端部９９では工具１５のシャーシに取り付けられる。このシャーシは、工具用のモーターが取り付けられ、入力継手８１が回転するように取り付けられるシャーシと共通である。
【００６４】
脚部９１の頂部を取り付けることによって枢動点が設けられ、その結果として、入力コグ１７が浮動コグ２５に複雑なカム作用を伝達する。この構成により、ブレード１３の歯４５は、入力継手８１及び内側コグ１７の回転速度に比較した場合、相対的に高い周波数で楕円形の経路５９を通って軌道運動する。歯が動く経路は５９で示されており、図面に見られるように反時計回り経路を含む。ここでは、ブレード１３が大端部に向かう方向に動くときに、歯４５が削り動作を行う（excavating）。
【００６５】
脚部９１の頂部を取り付けることにより形成される、浮動コグ２５に複雑なカム作用を伝達する枢動点の効果は、枢動点に対する機構１１の略反対側に位置するブレードの有効な切削動作を６０度〜約７０度の最大範囲を有する円弧に制限することである。この結果として、ブレードは、前述の実施形態におけるように完全に円形のブレードである必要がない。ブレードは、扇形であることしか必要でなく、ブレードの製造費用が節減される。しかしながら、完全な円形のブレードがこのような機構に必要とされる状況があり得る。このような状況は、図３２に示す第７の実施形態を参照して後述する。
【００６６】
第５の実施形態が図２１、図２１ａ、図２２、及び図２３に示されている。図２１、図２２、及び図２３は、ブレードに伝達される軌道運動の１サイクルのシーケンスを示している。第５の実施形態は、回転されるのは外側コグであり、一方で内側コグは回転軌道運動をブレード１３に出力するように連結される点で、第４の実施形態と異なる。第５の実施形態の切削工具１５には、本発明に係る機構１１が組み込まれており、内側コグ１７の形態の内側円形部品を備える。内側コグ１７は、内側コグ１７の周面２１から径方向外側に延びる歯１９の形態の歯部材を有する。歯１９は、内側コグ１７にわたって延びるとともに内側コグ１７の中心軸から離間する、谷部が介在する山部を有する。歯（山部及び谷部）の形状は、略正弦波状である。
【００６７】
機構１１は、外側コグ３１の形態の周囲円形部品を備える。外側コグ３１は、合致する歯１９と干渉しながら係合するように径方向内側に延びる内側延在歯２７の形態の内歯部材を有する。歯２７は、軸方向に延び外側コグ３１の中心軸から離間する、谷部が介在する山部を有し、略正弦波状の形状である。
【００６８】
この第５の実施形態の外側コグ３１は、入力継手８１に固定され、入力継手８１は、モーターによって動力を与えられる場合、外側コグ３１を４７で示す方向に回転させる。
【００６９】
内側コグ１７は、ハウジング８３に堅固に固定されるとともにハウジング８３によって囲まれる。ハウジング８３の底部８５には出力継手８７が設けられる。出力継手８７は下方に延び、単一の弧状ブレード１３を取り付ける取付け点８９を有する。脚部９１が、ハウジング８３の頂部９３から取付け点９５まで延びる。脚部９１は、取付け点９５によってばね鋼部材９７等の弾性部材に取り付けられる。ばね鋼部材９７は、その反対側の端部９９では工具１５のシャーシに取り付けられる。このシャーシは、工具用のモーターが取り付けられ、入力継手８１が回転するように取り付けられるシャーシと共通である。
【００７０】
脚部９１の頂部を取り付けることによって枢動点が設けられ、その結果として、入力コ
グ１７が浮動コグ２５に複雑なカム作用を伝達する。この構成により、ブレード１３の歯４５は、入力継手８１及び内側コグ１７の回転速度と比較した場合、相対的に高い周波数で楕円形の経路５９を通って軌道運動する。
【００７１】
図２４及び図２５を参照すると、第４の実施形態の機構と同様の機構１１が組み込まれている切削工具１５が示されている。切削工具１５は、ユーザー操作可能スイッチ２０４によって制御される電気モーター２０３を備える。電気モーター２０３は、ギアボックスハウジング２０７内に収容される傘歯車組を介して駆動プーリー２０５と連結される。駆動プーリー２０５は、ベルト２１０を介して、より大きい直径の被駆動プーリー２０９を駆動し、駆動プーリー２０５と、より大きい直径の被駆動プーリー２０９とは、減速駆動部を形成し、被駆動プーリー２０９が駆動プーリー２０５よりも低い回転速度で回転するようになっている。被駆動プーリー２０９は、機構１１の中心軸延在部に沿って配置される入力継手８１を回転させるために回転するように連結される。
【００７２】
工具１５のシャーシ２３は、ギアボックスハウジング２０７と堅固に結合され、プーリー２０９によって駆動されるように入力継手シャフト８１を取り付ける軸受マウントを提供する。入力継手シャフト８１の回転により、内側コグ１７が回転される。上述のように、浮動コグ２５は、浮動コグ２５に堅固に取り付けられるハウジング８３によって囲まれる。ハウジング８３の底部８５には出力継手８７が設けられる。出力継手８７は下方に延び、ブレード１３を取り付ける取付け点８９を有する。脚部９１が、ハウジング８３の頂部９３から取付け点９５まで延びる。脚部９１は、取付け点９５によってばね鋼部材９７等の弾性部材に取り付けられる。ばね鋼部材９７は、その反対側の端部９９では工具１５のシャーシ２３（工具用のモーターが取り付けられ、入力継手８１が回転するように取り付けられるシャーシと共通である）に取り付けられる。
【００７３】
脚部９１の頂部を取り付けることによって枢動点が設けられ、その結果として、入力コグ１７が浮動コグ２５に複雑なカム作用を伝達する。この構成により、ブレード１３の歯４５は、入力継手８１及び内側コグ１７の回転速度と比較した場合、相対的に高い周波数で楕円形の経路５９を通って軌道運動する。
【００７４】
使用時、工具は、モーター２０３及びスイッチ２０４の後方に位置するハンドル２１５の周囲において片手で把持され、ハンドル２１５を把持する手の人差し指でスイッチ２０４を操作することができるようになっており、上方ハンドル２１７によって他方の手で把持される。ハンドル２１５及び２１７は、工具の重心がブレード１３と同じ平面に位置するように配置され、工具の把持によって重心が不適当に移動しない。
【００７５】
工具１５の動作時、ブレード１３は、コンクリート及び石を切削するのに特に効果的である軌道運動、振動運動、又は衝突運動で動かされる。切削動作の結果として、切削部から重力によって落下し、空気中を漂うことがない粉の形態の切り屑が生じる。工具のこの実施形態は、図１８に示す実施形態よりもコンパクトである。
【００７６】
第４の実施形態と同じ構成の機構を用いる図２４及び図２５に示す工具は、切削歯の動きが本出願人の以前の米国特許第５，４５６，０１１号の切削歯の動きと同様であるが、コンクリート等のはるかにより硬質の材料を切削することが可能な切削装置を提供する。これは、米国特許第５，４５６，０１１号に記載の機構では可能でなかった。さらに、米国特許第５，４５６，０１１号に記載の機構は、ブレードが相乗的に働くので、並んで取り付けられる２つのブレードを必要としていた。それに対し、本発明は、ただ１つのブレードで、以前の機構よりも更に一層効果的に機能する。第４の実施形態と同じ構成の機構を用いる図２４及び図２５に示す工具は、はるかにより高い周波数で機能することが可能であり、米国特許第５，４５６，０１１号に記載の機構の限界とみなされていた高熱問題
及び疲労問題を克服する。
【００７７】
図面に見て取ることができるように、図２４及び図２５に示す実施形態では、工具は、内歯車２５を有するコンロッド９１、８７を効果的に備え、コンロッド９１、８７は、入力継手シャフト８１によって形成される取付け軸に取り付けられる回転コグ１７（外歯を有する）によって、内側から駆動される。コンロッドの内歯車よりも、少なくとも１つ歯が少ない回転コグ１７であって、両者には歯の総数差がある（この実施形態では、歯の総数差は１である）。コンロッドの頂端部９５は、ばね９７又は枢動機構に結合され、コンロッドの歯車部分が内側コグ１７の回転によって軌道運動で動かされる間、コンロッドの頂部は主に上下運動で動かされるよう制限されるようになっている。コンロッドの軌道運動は、内側コグ１７の回転の反対方向である。ブレード１３が、コンロッドの頂端部９５の枢動結合部から離れるように延びるコンロッドの他方の端部に固定される結果として、ブレード１３の端部にある歯が、回転する駆動歯車の反対方向において同様に楕円運動を規定する。
【００７８】
楕円運動の相対軸は、コンロッドの歯車と内側コグ１７との相対的な歯の寸法（短軸）、及び、枢動取付け部９５から内側コグ１７までの間の距離と、内側コグ１７からブレード１３の端部までの距離との比（長軸）によって規定される。すなわち、コンロッドの長さに対してブレードが長いほど、歯の楕円運動が長くなる。
【００７９】
この構成の利益は、駆動されるコグ１７が比較的低速で回転する結果として、コンロッド及びブレードの高速の軌道回転が生じることである。例えば、駆動歯車が１０の歯を有し、コンロッドが１１の歯を有する場合、駆動歯車の各１回転につき、コンロッドは、反対方向に１０回の軌道運動を強制される。米国特許第５，４５６，０１１号に記載の機構の問題は、駆動機構が軌道運動と同じｒｐｍで回転する必要があり、その結果の力がすぐに軸受に対して大きすぎるものとなるので、より硬質の材料を切削するのに必要とされる周波数が制限されることであった。本発明では、駆動歯車を支持する軸受は比較的低速で回転し、軸受がコンロッド及びブレードの高周波数の軌道運動に影響を及ぼすことはない。
【００８０】
本発明及び米国特許第５，４５６，０１１号に記載の機構の双方では、楕円経路において、歯は、（歯が切削される材料に当たることによる）衝撃と、歯が楕円の終端部まで進むことによる削り運動との組合せを行い、その後、材料から上昇して離れ、楕円の前部に進み、これを再び開始する。
【００８１】
米国特許第５，４５６，０１１号に記載の機構では、材料に当たる歯の力はブレードに沿って戻り、その大部分が、オフセットカムを支持する軸受に直接通過する。これらの衝撃力は、特に、軸受が高速及び高温で回転している場合、軸受を容易に損傷させる可能性がある。このことは、米国特許第５，４５６，０１１号に記載の機構が、より軟質のレンガ又は組積構造物（masonry）の切削に制限され、コンクリート等のより硬質の材料を切削するのに用いることができない主な理由である。
【００８２】
本発明の軌道運動は、オフセットカムによって引き起こされるのではなく、上述した外歯車と内歯車との構成関係によって引き起こされる。この構成では、比が非常に近いことに起因して多数の歯が同時に係合し、この結果として非常に強力な力の伝達が生じ、これらの力が、軸受を径方向に通ってではなく軸受に対して同心に作用することが留意される。また、駆動歯車を支持する軸受は、はるかにより低いｒｐｍで駆動され、したがって、動作中、損傷があったとしても大幅に少なく維持される。
【００８３】
上記実施形態に従って作製される特定の工具のうちの２つは、手で操作される可搬工具
であるが、本発明は、鉱業及び土木業における岩石切削作業に用いることができる大型の油圧駆動式の機械に規模を拡大することができることが想定され、作業環境における粉塵の低減を含む著しい労働安全衛生上の利益をもたらす。このような工具の一例が図２６及び図２７に示されている。図２６及び図２７に示す工具１５は、２つのアーム２３３を有する二叉の構成のシャーシプレート２３１を備える。各アーム２３３の端部２３５には、心棒２３９を支持する軸受ブロック２３７が取り付けられる。また、シャーシ２３１から離れて、２つの油圧モーター２４１及び２４３が取り付けられる。２つの油圧モーター２４１及び２４３は、それぞれスプロケット２４５、２４６、２４７、２４８とチェーン２４９、２５０との減速駆動部を介して機構１１に連結される。油圧モーター２４１は、スプロケット２４５及び２４６とチェーン２４９とを介して入力継手２５１を駆動し、それにより内側コグ１７を駆動する。油圧モーター２４３は、スプロケット２４７及び２４８とチェーン２５０とを介して入力継手２５３を駆動し、それにより外側コグ３１を駆動する。双方のモーター２４１及び２４３が同じ方向に（すなわち、スプロケット側から見た場合の反時計回りに）回転する。また、双方のモーター２４１及び２４３のそれぞれが油圧スロットル２５５及び２５７によって制御され、それにより、各油圧モーター２４１及び２４３の相対速度を制御して、図１１〜図１７に示すように相対的な速度関係によって機構を制御し、図１１ａ〜図１７ａに示すように軌道／振動軌跡をもたらすことができる。
【００８４】
使用時、この二重駆動工具１５は、油圧ポンプを備える車両に取り付けられ、制御部２５５及び２５７が円形ブレード１３及びモーター２４１及び２４３から離れた位置にあることが予想される。
【００８５】
第３の実施形態の二重駆動構成は、切削工具を動作させながら、異なる岩石層の硬度に対処するようにユーザーがこの工具を切り替えることが可能になる。
【００８６】
これらの実施形態の全てにおいて、周囲コグは、周囲コグに囲まれるコグよりも１つ多い歯を有する。周囲コグが、周囲コグに囲まれるコグよりも２つ以上多い歯、例えば、２つ多い歯、３つ多い歯、及び４つ多い歯、又はこれよりも更に多い歯を有する様々な構成が可能である。さらに、記載の実施形態の全てにおいて、外側コグと浮動コグとのコグ差は１歯であり、浮動コグと内側コグとのコグ差も１歯であり、簡潔に１：１の差と称する。ひいては、２：２、３：３、及び４：４の差が可能であり、例えば１：２、２：１、１：３、３：１、２：３、及び３：２等の混合差も可能である。歯の差が増大する場合、浮動歯車が歯飛びする可能性があることが認識されるが、機構内で必然的に発生する求心力がコグを噛み合い状態に維持することがわかっている。さらに、歯飛びを防止するように浮動歯車を限度内にガイドする機構を設けることができる。
【００８７】
図２８を参照すると、内側コグ１７と浮動コグ２５との噛み合う歯の総数差が１であるのに対し、外側コグ３１と浮動コグ２５との噛み合う歯の総数差は２である。また、図２８では、外側コグ３１と浮動コグ２５との噛み合う歯のピッチが、内側コグ１７と浮動コグ２５との噛み合う歯のピッチよりも小さいことを見て取ることができる。
【００８８】
図２９を参照すると、内側コグ１７と浮動コグ２５との噛み合う歯の総数差及び外側コグ３１と浮動コグ２５との噛み合う歯の総数差の双方が２である。双方の場合において、２つの噛み合う歯のピッチが実質的に同じである。
【００８９】
図３０を参照すると、内側コグ１７と浮動コグ２５との噛み合う歯の総数差が２であるのに対し、外側コグ３１と浮動コグ２５との噛み合う歯の総数差は３である。また、図３０では、外側コグ３１と浮動コグ２５との噛み合う歯のピッチが内側コグ１７と浮動コグ２５との噛み合う歯のピッチよりも大きいことを見て取ることができる。
【００９０】
図３１では、切削／研磨／研削用の工具に用いる機構１１が示されている。機構は、浮動コグ２５の形態の内側円形部品と、外側コグ３１の形態の周囲円形部品とを備える。入力継手（図示せず）が、外側コグ３１に回転運動をもたらす。浮動コグ２５は、フランジ３７の形態の出力継手に連結される。フランジ３７には、リベット４３によって円形ブレード１３が取付け及び固定される。
【００９１】
浮動コグ２５は、その外側に延びる歯２９の領域において、外側コグ３１のその内側に延びる歯３３の領域における内周よりも小さい外周を有する。浮動コグ２５は、外側コグ３１の内側に延びる歯３３の数よりも少数の外側に延びる歯２９を有する。見て取ることができるように、外側コグの噛み合う歯と浮動コグの噛み合う歯との歯の差は１である。
【００９２】
浮動コグ２５は、浮動コグ２５の歯２９が外側コグ３１の歯３３と噛み合うことにより、外側コグ３１と協働する。噛み合う歯は、最大の効率及び最小の力損失を得るように合致するピッチを有する。
【００９３】
内側に延びる歯２７を有する浮動コグが示されているが、歯２７はいかなるものとも連係せず、全体として省いてもよい。歯２７は、この実施形態が第１の実施形態に由来するので示されているだけである。この第６の実施形態では、内側コグ１７（固定子）は除去されている。外側コグ３１は、モーターによって入力シャフト（図示せず）を介して比較的低速で回転駆動され、それにより、ブレード１３を伴う浮動コグ２５を同様に回転させる。ブレードが切削される材料２５９と接触する場合、ブレードは、最初失速して振動を開始し、材料２５９に打撃運動を伝達する。モーター及び入力シャフトの速度が増大すると、ブレード１３は振動を続けながら回転も開始し、ひいては打撃動作の結果として生じる材料を移動及び除去する。モーター及び入力シャフトの速度を制御することにより、ブレードの回転比を打撃に関して変更することができる。
【００９４】
代替的な一実施形態において、第２の実施形態の機構は、その外側コグ３１を除去することができ、内側コグ１７は、等価の効果を得るように浮動コグ２５と協働することができる。しかし、第６の実施形態におけるように外側コグを介して駆動することが、より優れた機械的利点を提供する。
【００９５】
図３２を参照すると、第７の実施形態が示されている。第７の実施形態は、第６の実施形態と構造は同一であるが、一方の端部２６３がブレード１３に取り付けられ、他方の端部２６５が工具シャーシに取り付けられる追加のリンク機構２６１を備える。リンク機構２６１の機能は、ブレード１３の回転の失速を起こすことである。このことは、取付け機構（attachment）２６９に対向する部分２６７において歯４５を軌道運動させ、この場合、この運動を切削動作として用いることができる。リンク機構２６１の効果は、第４の実施形態の部材９７の効果と等価であり、部分２６７におけるブレードの動作は、第４の実施形態のブレードの動作と同じである。第７の実施形態のブレード１３には、リンク機構２６１を取り付けるための複数の径方向に離間する穴を設けることができ、それにより、部分２６７における歯の鈍部において、ブレードを回転させてリンク機構２６１を異なる径方向位置に取り付けることができる。
【００９６】
これらの実施形態の全ては、ブレードの歯が、材料に衝突して材料から離れるように跳ね返る切削動作を提供すると考えられている。これは、圧縮力に強いが引張力に弱いコンクリート及び同様の材料の性質を利用するものと考えられている。コンクリートの切り屑にするには（to get a chip in concrete）、ブレードの歯は、歯の前部では圧縮力を発生し、そのすぐ後に引張力を発生するように、衝突を通じてコンクリートを十分に捉えながら（get enough purchase through impact）、衝突に対して直角の方向に移動する必要
があると考えられている。引張力は、反動波（rebound wave）に起因して割れを伝播すると考えられている。割れは、短い距離だけ前方に進み、次に上方に進む。反動波は、ブレードの歯が切削される材料に衝突して材料から跳ねる場合、最も良好に生じると考えられている。
【００９７】
本発明の範囲は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されないことが理解されるべきである。
【図１】
2016536157.tif 000003
【図２】
2016536157.tif 000004
【図３】
2016536157.tif 000005
【図４】
2016536157.tif 000006
【図５】
2016536157.tif 000007
【図６】
2016536157.tif 000008
【図７】
2016536157.tif 000009
【図８】
2016536157.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１１ａ】
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【図１２】
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【図１２ａ】
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【図１３】
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【図１３ａ】
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【図１４】
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【図１４ａ】
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【図１５】
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【図１５ａ】
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【図１６】
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【図１６ａ】
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【図１７】
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【図１７ａ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図１９ａ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２１ａ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年9月18日(2015.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、回転運動を軌道運動、振動運動、又は衝突運動に変換する、切削、研磨、又は研削用の工具において用いる切削、研磨、又は研削工具の機構であって、本機構は、
径方向外側に延びる歯部材を有する内側円形部品と、
径方向内側に延びる内歯部材を有する周囲円形部品と、
を備え、
上記内側円形部品は、上記周囲円形部品の内歯部材の数よりも少数の歯部材を有し、
上記内側円形部品は、この内側円形部品の歯部材が上記周囲円形部品の歯部材と係合することにより、上記周囲円形部品と協働し、
一方の上記円形部品が回転すると、他方の上記円形部品が上記歯部材の係合によって制限される状態で動き、この他方の円形部品に軌道運動、振動運動、又は衝突運動をもたらすことができ、
本機構は、本機構に回転運動を伝達する入力継手を備え、１つの上記円形部品は、上記軌道運動、上記振動運動、又は上記衝突運動を伝達する出力継手を備え、
上記出力継手は、完成した工具においてブレードが締結され、
上記完成した工具における上記ブレードは、上記入力継手の中心軸から最も離れた位置と、上記前記入力継手の中心軸に最も近い位置と、の間を振動する、機構が提供される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
したがって、本発明の第２の態様によれば、回転運動を軌道運動、振動運動、又は衝突運動に変換する、切削、研磨、又は研削用の工具において用いる切削、研磨、又は研削工具の機構であって、本機構は、
径方向外側に延びる歯部材を有する内側円形部品と、
径方向内側に延びる内歯部材及び径方向外側に延びる外歯部材を有する周囲円形部品と
、
径方向内側に延びる内歯部材を有する外側円形部品と、
を備え、
上記内側円形部品は、これらの内側円形部品の歯部材が上記周囲円形部品の歯部材と係合することにより、上記周囲円形部品と協働し、
上記周囲円形部品は、これらの周囲円形部品の歯部材が上記外側円形部品の歯部材と係合することにより、上記外側円形部品と協働し、
上記内側円形部品は、上記周囲円形部品の内歯部材の数よりも少数の歯部材を有し、上記周囲円形部品は、上記外側円形部品の内歯部材の数よりも少数の外歯部材を有し、
一方の上記円形部品が回転すると、もう一方の上記円形部品が上記歯部材の係合によって制限される状態で動き、上記他方の円形部品に軌道運動、振動運動、又は衝突運動をもたらし、
本機構は、本機構に回転運動を伝達する入力継手を備え、１つの上記円形部品は、上記軌道運動、上記振動運動、又は上記衝突運動を伝達する出力継手を備え、
上記出力継手は、完成した工具においてブレードが締結され、
上記完成した工具における上記ブレードは、上記入力継手の中心軸から最も離れた位置と、上記前記入力継手の中心軸に最も近い位置と、の間を振動する、機構が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明の第３の態様によれば、上述した機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具が提供される。本工具は、出力継手に取り付けられたブレードを備え、また、入力継手に回転運動を伝達するように連結されるモーターを備える。このモーターは、電気モーターとしてもよいし、小型ＩＣエンジン、空気作動モーター、又は油圧モーターとしてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明の第４の態様によれば、上述した機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具が提供される。本工具は、入力継手及び更なる入力継手に回転運動を伝達するように連結されるモーターを備える。入力継手に伝達される回転運動と更なる入力継手に伝達される回転運動とは、反対方向であるものとすべきであり、すなわち結果として本質的に機構全体が回転する。ブレードは、出力継手に取り付けられている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明の第５の態様によれば、上述の機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具であって、本工具は、出力継手に取り付けられたブレードを備え、また、前記入力継手に回転運動を伝達するように連結される第１のモーターを備え、また、更なる入力継手に回転運動を伝達するように連結される第２のモーターを備え、第１のモーターと第２のモーターとの相対速度は、出力継手の運動を調整するように制御可能である、工具が提供される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転運動を軌道運動、振動運動、又は衝突運動に変換する、切削、研磨、又は研削用の工具において用いる切削、研磨、又は研削工具の機構であって、該機構は、
径方向外側に延びる歯部材を有する内側円形部品と、
径方向内側に延びる内歯部材を有する周囲円形部品と、
を備え、
前記内側円形部品は、前記周囲円形部品の前記内歯部材の数よりも少数の歯部材を有し、
前記内側円形部品は、該内側円形部品の歯部材が前記周囲円形部品の歯部材と係合することにより、前記周囲円形部品と協働し、
一方の前記円形部品が回転すると、他方の前記円形部品が前記歯部材の前記係合によって制限される状態で動き、該他方の円形部品に軌道運動、振動運動、又は衝突運動をもたらすことができ、
該機構は、該機構に回転運動を伝達する入力継手を備え、１つの前記円形部品は、前記軌道運動、前記振動運動、又は前記衝突運動を伝達する出力継手を備え、
前記出力継手は、完成した工具においてブレードが締結され、
前記完成した工具における前記ブレードは、前記入力継手の中心軸から最も離れた位置と、前記前記入力継手の中心軸に最も近い位置と、の間を振動する、機構。
【請求項２】
前記出力継手は、完成した工具においてブレードが締結されるフランジ又は取付け点である、請求項１に記載の機構。
【請求項３】
前記出力継手は、前記周囲円形部品と連結され、前記入力継手は、前記内側円形部品と連結される、請求項１又は２に記載の機構。
【請求項４】
前記出力継手は、前記内側円形部品と連結され、前記入力継手は、前記周囲円形部品と連結される、請求項１又は２に記載の機構。
【請求項５】
前記周囲円形部品は、径方向外側に延びる外歯部材を有し、前記機構は、径方向内側に延びる内歯部材を有する外側円形部品を備え、
前記周囲円形部品は、前記外側円形部品の前記内歯部材の数よりも少数の外歯部材を備え、
前記周囲円形部品は、該周囲円形部品の歯部材が前記外側円形部品の歯部材と係合することにより、前記外側円形部品と協働する、請求項１又は２に記載の機構。
【請求項６】
回転運動を軌道運動、振動運動、又は衝突運動に変換する、切削、研磨、又は研削用の工具において用いる切削、研磨、又は研削工具の機構であって、該機構は、
径方向外側に延びる歯部材を有する内側円形部品と、
径方向内側に延びる内歯部材及び径方向外側に延びる外歯部材を有する周囲円形部品と、
径方向内側に延びる内歯部材を有する外側円形部品と、
を備え、
前記内側円形部品は、該内側円形部品の歯部材が前記周囲円形部品の歯部材と係合することにより、前記周囲円形部品と協働し、
前記周囲円形部品は、該周囲円形部品の歯部材が前記外側円形部品の歯部材と係合する
ことにより、前記外側円形部品と協働し、
前記内側円形部品は、前記周囲円形部品の前記内歯部材の数よりも少数の歯部材を有し、前記周囲円形部品は、前記外側円形部品の前記内歯部材の数よりも少数の外歯部材を有し、
一方の前記円形部品が回転すると、もう一方の前記円形部品が前記歯部材の前記係合によって制限される状態で動き、前記他方の円形部品に軌道運動、振動運動、又は衝突運動をもたらし、
該機構は、該機構に回転運動を伝達する入力継手を備え、１つの前記円形部品は、前記軌道運動、前記振動運動、又は前記衝突運動を伝達する出力継手を備え、
前記出力継手は、完成した工具においてブレードが締結され、
前記完成した工具における前記ブレードは、前記入力継手の中心軸から最も離れた位置と、前記前記入力継手の中心軸に最も近い位置と、の間を振動する、機構。
【請求項７】
前記内側円形部品は、前記周囲円形部品の前記内歯部材の数よりも１つ少ない歯部材を有し、前記周囲円形部品は、前記外側円形部品の前記内歯部材の数よりも１つ少ない外歯部材を有する、請求項６に記載の機構。
【請求項８】
前記出力継手は前記周囲円形部品と連結され、前記入力継手は前記内側円形部品と連結され、前記外側円形部品は固定子として抑制される、請求項６又は７に記載の機構。
【請求項９】
前記出力継手は前記周囲円形部品と連結され、前記入力継手は前記外側円形部品と連結され、前記内側円形部品は固定子として抑制される、請求項６又は７に記載の機構。
【請求項１０】
前記出力継手は前記周囲円形部品と連結され、前記入力継手は前記内側円形部品と連結され、前記外側円形部品は、該外側円形部品に回転運動を伝達する更なる入力継手に連結される、請求項６又は７に記載の機構。
【請求項１１】
前記入力継手と前記更なる入力継手とは独立して駆動され、前記入力継手を駆動するモーターと前記更なる入力継手を駆動するモーターとの回転速度の独立した制御、又は、前記回転運動の前記回転速度の差動制御がもたらされる、請求項１０に記載の機構。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具であって、前記出力継手に取り付けられたブレードを備え、また、前記入力継手に回転運動を伝達するように連結されるモーターを備える、工具。
【請求項１３】
請求項１０に記載の機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具であって、該工具は、前記入力継手及び前記更なる入力継手に回転運動を伝達するように連結されるモーターを備え、前記入力継手に伝達される前記回転運動と、前記更なる入力継手に伝達される前記回転運動とは反対方向であり、また、前記出力継手に取り付けられたブレードを備える、工具。
【請求項１４】
前記入力継手と前記更なる入力継手とに反対方向の回転運動を伝達する伝動構成部品を備える、請求項１３に記載の機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具。
【請求項１５】
請求項１１に記載の機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具であって、該工具は、前記出力継手に取り付けられたブレードを備え、また、前記入力継手に回転運動を伝達するように連結される第１のモーターを備え、また、前記更なる入力継手に回転運動を伝達するように連結される第２のモーターを備え、前記第１のモーターと前記第２のモーターとの相対速度は、前記出力継手の前記運動を調整するように制御可能である、工具。
【請求項１６】
前記モーターは油圧式の回転モーターであり、弁を用いて、該油圧モーターに対する流れ／圧力を変更し、相対的な差速制御を実行する、請求項１５に記載の切削、研磨、又は研削用の工具。
【請求項１７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の機構を備える切削、研磨、又は研削用の工具であって、該工具は、前記入力継手に回転運動を伝達するように連結されるモーターを備え、また、前記出力継手に取り付けられ、該出力継手の軸の片側から径方向に延びるブレードを備え、また、該ブレードから周方向に離間して前記出力継手の前記軸の片側から延びる、前記出力継手の運動を部分的に制限する固定具を備える、工具。
【請求項１８】
前記ブレードは弧状の形態である、請求項１７に記載の切削、研磨、又は研削用の工具。
【請求項１９】
前記固定具は、前記ブレードが前記出力継手に取り付けられる場所の周方向において略反対の周方向位置から延び、前記出力継手に相対して取り付けられ、前記固定具の効果は、前記固定継手の一部を前記シャーシに固定すること及び前記ブレードの運動を増大させることである、請求項１７又は１８に記載の切削、研磨、又は研削用の工具。
【請求項２０】
前記固定具は、弾性を有する可撓性部材を含む、請求項１７、１８、又は１９に記載の切削、研磨、又は研削用の工具。
【国際調査報告】
2016536157.tif 000044
2016536157.tif 000045
2016536157.tif 000046