JP2007229888A - ハンドドリル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワーク表面が如何なる角度で傾斜していても、ワーク表面に対するドリル刃やドライバービット等の傾きを正確に検出して報知する。
【解決手段】各距離センサ１１ａ〜１１ｃによりワーク２６表面から該各センサ１１ａ〜１１ｃまでのそれぞれの距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを測定し、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを用いて、ワーク２６表面に対するハンドドリル装置本体の傾斜方向と傾斜角度を求めているので、ハンドドリル装置１が振動していても、あるいはワーク２６表面が如何なる角度で傾斜していても、ハンドドリル装置本体に装着されているドリル刃やドライバービット等の傾きを正確に検出して報知することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、穴あけやネジ締め等の加工に用いられるハンドドリル装置に関する。

周知の様にハンドドリル装置は、手持ちの電動工具であり、ドリル刃やドライバービット等を装着されて、木材、金属、合成樹脂等のワークに穴あけやネジ締め等の加工を施すために用いられる。この様な加工に際しては、ハンドドリル装置の姿勢を適宜に保持し、加工の進行程度を常に把握しなければ、加工精度の低下を直ちに招く。

このため、例えば特許文献１では、装置本体に水平器もしくは水準器を取り付け、この水準器もしくは水平器内の気泡の位置を見て、装置本体に装着されたドリル刃を水平もしくは鉛直に保持することを可能にしている。

また、特許文献２では、超音波を利用して、ワークに対する装置本体の位置を検出し、この位置の変化に基づいて装置本体の移動距離を求め、この移動距離が規定値に達したときに加工を停止させている。
特開平１０−１１８８１８号公報 特開２００３−３４０６１９号公報

しかしながら、特許文献１の様に水平器もしくは水準器を用いる場合は、ハンドドリル装置の振動により水平器もしくは水準器内の気泡が振動したり分裂するので、ワークの加工中にハンドドリル装置の正確な姿勢を認識することが困難であった。

また、ワーク表面が鉛直面や水平面であれば、水平器もしくは水準器を見て、装置本体に装着されたドリル刃を水平もしくは鉛直に保持し、ドリル刃をワーク表面に対して垂直に立てて、ワークに垂直な孔を開けることができるが、例えばワーク表面が傾斜角度４５度であるときには、水平器もしくは水準器を見ても、ドリル刃がワーク表面に対して垂直に保持されているかどうかを確認することができなかった。更に、水平器もしくは水準器の種類によっては、左右前後方向全ての傾きを見ることができず、左右方向の傾き又は前後方向の傾きだけしか見ることができないので、加工精度を十分に向上させることができなかった。

一方、特許文献２では、超音波を利用して、装置本体の移動距離を求めているが、ワーク表面に対するドリル刃の角度を常に一定に保持しなければ、装置本体の移動距離を正確に求めることができないにもかかわらず、ドリル刃の角度を一定に保持するための方法が明確に記載されていないので、加工精度を十分に向上させているとは言えなかった。

そこで、本発明は、前述の課題に鑑み考案されたものであり、ハンドドリル装置が振動していても、あるいはワーク表面が如何なる角度で傾斜していても、ワーク表面に対するドリル刃やドライバービット等の傾きを正確に検出して報知したり、また装置本体の移動距離を正確に検出して報知することが可能なハンドドリル装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、ワークの加工に用いられるハンドドリル装置において、前記ハンドドリル装置本体の少なくも３箇所と前記ワーク間のそれぞれの距離を測定する測距手段と、前記測距手段により測定された各距離に基づいて前記ワークに対する前記ハンドドリル装置本体の傾きを演算して求める演算手段と、前記演算手段により求められた傾きに応じた表示を行う表示手段とを備えている。

また、前記演算手段は、前記測距手段により測定された各距離に基づいて前記ワークに対する前記ハンドドリル装置本体の位置を演算して求め、該ハンドドリル装置の加工動作に伴う該位置の変位量を該ハンドドリル装置の移動距離として求め、前記表示手段は、前記演算手段により求められた該ハンドドリル装置の移動距離に応じた表示を行っている。

更に、前記演算手段は、該演算手段により求められた傾きが規定の範囲に入っているか否かを判定し、入っているときに前記ハンドドリル装置の加工動作に伴う該ハンドドリル装置の移動距離を求めている。

また、本発明においては、前記ハンドドリル装置の加工動作の開始を指示するために操作されるトリガを備え、前記トリガの操作に応答して、前記測距手段による測距、前記演算手段による演算、及び前記表示手段による表示を開始している。

あるいは、前記表示手段による表示を指示するために操作される操作手段を備え、前記操作手段の操作に応答して、前記測距手段による測距、前記演算手段による演算、及び前記表示手段による表示を開始している。

また、本発明においては、前記演算手段は、該演算手段により求められた傾きが規定の範囲から外れているか否かを判定し、外れているときに前記ハンドドリル装置の加工動作を微動にするかもしくは停止させている。

あるいは、前記演算手段は、該演算手段により求められた前記ハンドドリル装置の移動距離が規定の目標値に達したか否かを判定し、達したときには前記ハンドドリル装置の加工動作を微動にするかもしくは停止させている。

この様な本発明によれば、ハンドドリル装置本体の少なくも３箇所とワーク間のそれぞれの距離を測定し、この測定された各距離に基づいてワークに対するハンドドリル装置本体の傾きを演算して求め、この求められた装置本体の傾きに応じた表示を行っている。

ここで、ワークに対してハンドドリル装置本体が傾くと、この傾きに応じてワーク表面から装置本体の３箇所までのそれぞれの距離が変化するので、これらの距離を測定すれば、これらの距離に基づいてワーク表面に対する装置本体の傾きを求めることができる。また、ハンドドリル装置の振動が測距手段による距離の測定に影響を与えることはないので、各距離を正確に測定して、装置本体の傾きも正確に求めることができる。従って、ワーク表面が如何なる角度で傾斜していても、あるいはハンドドリル装置が振動していても、ワーク表面に対するドリル刃やドライバービット等の傾きを正確に検出して報知することができる。

また、測定された各距離に基づいてワークに対するハンドドリル装置本体の位置を演算して求め、ハンドドリル装置の加工動作に伴う装置本体の位置の変位量をハンドドリル装置の移動距離として求め、この移動距離に応じた表示を行っている。

例えば、ハンドドリル装置本体の３箇所の中心を装置本体の原点とすると、ワークに対する装置本体の原点の位置の変化に伴い、ワーク表面から３箇所までのそれぞれの距離が変化するので、これらの距離の変化から原点の変位量を導出することができる。この原点の変位量は、装置本体の移動距離に相当するので、装置本体の移動距離を正確に検出して報知することができる。更に、この移動距離は、ハンドドリル装置本体の加工長さに対応するので、この移動距離を報知すれば、加工の進行程度の把握に役立つ。

更に、ハンドドリル装置本体の傾きが規定の範囲から外れているときに、ハンドドリル装置の移動距離を求めている。

これにより、ドリル刃やドライバービット等の傾斜角度が略一定に維持されているときの移動距離が求められ、移動距離を正確に求めることができる。仮に、ドリル刃やドライバービット等の傾斜角度が変化しているときの移動距離が求められると、この移動距離の誤差が大きくなる。

また、ハンドドリル装置の加工動作の開始を指示するために操作されるトリガの操作に応答して、測距、演算、及び表示を開始している。

これにより、ハンドドリル装置の加工動作中にハンドドリル装置本体の傾きや移動距離が報知される。

あるいは、表示を指示するために操作される操作手段の操作に応答して、測距、演算、及び表示を開始している。

これにより、ハンドドリル装置の加工動作中であるか否かにかかわらず、所望のときにハンドドリル装置本体の傾き等が報知される。

また、ハンドドリル装置本体の傾きが規定の範囲から外れているときに、ハンドドリル装置の加工動作を微動にするかもしくは停止させている。

これにより、ハンドドリル装置本体の傾きが大きくずれたときには、加工動作が遅くなるか停止することになり、加工誤差を抑制したり、危険を回避することができる。

あるいは、ハンドドリル装置本体の移動距離が規定の目標値に達したときに、ハンドドリル装置の加工動作を微動にするかもしくは停止させている。

この様にハンドドリル装置本体の移動距離が規定の目標値に達したときに、加工動作を遅くするか停止させると、加工の終了を作業者に察知させることができ、加工誤差を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、本発明のハンドドリル装置の一実施形態を示す正面図、側面図、及び背面図である。本実施形態のハンドドリル装置１は、駆動部２、駆動部２の先端に取り付けられたチャック３、駆動部２の下側に突設された把持部４、及び把持部４の下端に設けられた電源部５を備えている。

駆動部２は、円筒状筐体２ａにモーター（動力伝達機構を含む）を内蔵しており、このモーターの回転出力軸にチャック３が接続固定されている。チャック３は、周知の様にドリル刃やドライバービットをモーターの回転出力軸の延長線上で着脱自在に把持するものであり、チャック３が駆動部２のモーターにより回転駆動されて、チャック３により把持されているドリル刃やドライバービットも回転駆動される。

また、駆動部２の円筒状筐体２ａの中央付近周面には、３つの距離センサ１１ａ〜１１ｃが配置固定されている。各距離センサ１１ａ〜１１ｃは、例えば円筒状筐体２ａ内のモーターの回転出力軸の中心線と直交する仮想平面上に配置され、かつ該モーターの回転出力軸周りに１２０度の角度間隔を開けて円筒状筐体２ａの周面に位置決めされている。

更に、駆動部２の背面２ｂには、ハンドドリル装置本体の移動距離等を表示する表示部１２、背面２ｂをその正面から見た状態で前後左右方向に配置された４つの発光部１３ａ〜１３ｄ、及び４つのボタンスイッチ１４ａ〜１４ｄが配置されている。

把持部４は、人の手により握られる部位であり、ここが握られて、ハンドドリル装置１が手持ちで支持される。また、把持部４上側には、モーターの動作開始を指示するために操作されるトリガ１５が設けられている。更に、把持部４下端の電源部５は、充電可能な２次電池であり、ハンドドリル装置１に電力を供給する。

図２は、本実施形態のハンドドリル装置１の構成を示すブロック図である。本実施形態のハンドドリル装置１は、チャック３を回転駆動するモーター２１（動力伝達機構を含む）、モーター２１の駆動回路２２、モーター２１の動作開始を指示するためのトリガ１５、各距離センサ１１ａ〜１１ｃ、表示部１２、各発光部１３ａ〜１３ｄ、各ボタンスイッチ１４ａ〜１４ｄ、電源部５、各距離センサ１１ａ〜１１ｃにより測定されたそれぞれの距離を一時的に記憶する記憶部２３、及び演算部２４を備えている。

駆動回路２２は、電源部５からの電力供給を受け、トリガ１５の操作に応答して駆動信号をモーター２１に加え、モーター２１を駆動制御する。また、駆動回路２２は、演算部２４によって制御されて、モーター２１の回転速度を低下させたり、モーター２１を停止させる。

各距離センサ１１ａ〜１１ｃは、ハンドドリル装置１により加工されるワーク表面に対するそれぞれの距離を測定するためのものである。例えば、図３に示す様にハンドドリル装置１のチャック３によりドリル刃２５を把持して、ハンドドリル装置１によりワーク２６に穴あけ加工を施すに際し、各距離センサ１１ａ〜１１ｃによりワーク２６表面から該各センサ１１ａ〜１１ｃまでのそれぞれの距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを測定する。

各距離センサ１１ａ〜１１ｃは、超音波信号を用いたり、光信号（レーザ光等）を用いて、距離を測定しており、三角測量、位相計測、タイムオブフライト、フォーカス、位相変位、帰還シグナルの強度等の方法により距離を測定する。各距離センサ１１ａ〜１１ｃは、周期的に測定を行って、それぞれの測定値を記憶部２３に一時的に記憶する。演算部２４は、各距離センサ１１ａ〜１１ｃの測定値が記憶部２３に記憶される度に、これらの測定値を読み出し、これらの測定値を用いて、ワーク２６表面から各距離センサ１１ａ〜１１ｃまでのそれぞれの距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを演算して求める。

例えば、タイムオブフライトの方法では、超音波信号や光信号を送信して、反射され戻って来た超音波信号や光信号を受信し、信号の送信から受信までの時間を測定し、この時間に基づいて距離を求める。

そして、演算部２４は、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを用いて、ワーク２６表面に対するハンドドリル装置本体（モーター２１の回転出力軸）の傾斜方向と傾斜角度を求める。ここで、ワーク２６表面に対してハンドドリル装置本体が傾くと、傾斜方向と傾斜角度に応じて各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃが変化する。従って、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃが分かれば、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃに対応するハンドドリル装置本体の傾斜方向と傾斜角度を演算して求めることができる。

例えば、ワーク２６表面に対してハンドドリル装置１のモーター２１の回転出力軸並びにドリル刃２５が垂直に保持されている場合は、ワーク２６表面に対してモーター２１の回転出力軸と直交する仮想平面が平行になるので、ワーク２６表面から該仮想平面上の各距離センサ１１ａ〜１１ｃまでのそれぞれの距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃが等しくなる。従って、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃが等しいときには、ワーク２６表面に対するハンドドリル装置本体の傾斜角度が９０度ということになる。すなわち、ワーク２６表面に対してハンドドリル装置本体が垂直に保たれる。

また、ワーク２６表面に対してハンドドリル装置１のモーター２１の回転出力軸並びにドリル刃２５が距離センサ１１ａ側に傾いている場合は、ワーク２６表面に対して距離センサ１１ａが接近し、他の距離センサ１１ａ〜１１ｃが離間するので、距離Ｌａが短くなって、他の距離Ｌｂ、Ｌｃが長くなり、またハンドドリル装置本体の傾斜角度に応じて各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃが決まる。従って、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃに応じてハンドドリル装置本体の傾斜方向と傾斜角度を求めることができる。

同様に、ワーク２６表面に対してハンドドリル装置本体がいずれの方向に傾斜しても、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃに応じてハンドドリル装置本体の傾斜方向と傾斜角度を求めることができる。

こうして演算部２４は、ハンドドリル装置本体の傾斜方向と傾斜角度を求めると、加工精度を保つための第1許容角度範囲を記憶部２３から読み出し、傾斜角度と第１許容角度範囲を比較して、傾斜角度が第１許容角度範囲に入っているか外れているかを判定する。そして、外れていると判定すると、駆動部２の背面２ｂの各発光部１３ａ〜１３ｄのうちの装置本体の傾斜方向にある発光部を選択して、この発光部を発光させる。

ここでは、図４に示す様に駆動部２の背面２ｂの中心Ｐｏ及び各発光部１３ａ〜１３ｄの位置を基準にして、８つの方向範囲Ｐ１〜Ｐ８を設定している。４つの方向範囲Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７は、各発光部１３ａ〜１３ｄをそれぞれ含む扇形状の範囲であり、また他の４つの方向範囲Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８は、各方向範囲Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７間に挟まれる扇形状の範囲である。

演算部２４は、ハンドドリル装置本体の傾斜角度が第１許容角度範囲から外れていると判定すると、傾斜方向が各方向範囲Ｐ１〜Ｐ８のいずれに入るかを判定して、各発光部１３ａ〜１３ｄを選択的に点灯させて、ハンドドリル装置本体の傾斜方向を報知する。例えば、傾斜方向が方向範囲Ｐ１に入るならば、方向範囲Ｐ１の発光部１３ａを点灯させて、この方向範囲Ｐ１にハンドドリル装置１が傾いていることを報知する。また、傾斜方向が方向範囲Ｐ２に入るならば、方向範囲Ｐ２を挟む２つの発光部１３ａ、１３ｂを点灯させて、この方向範囲Ｐ２にハンドドリル装置１が傾いていることを報知する。

例えば、第１許容角度範囲を８７度〜９３度に設定したならば、ハンドドリル装置本体の傾斜角度が８７度未満になるか９３度を超えたときに、ハンドドリル装置本体の傾斜角度が第１許容角度範囲から外れていると判定され、更に傾斜方向が各方向範囲Ｐ１〜Ｐ８のいずれに入るかが判定されて、各発光部１３ａ〜１３ｄが選択的に点灯され、ハンドドリル装置本体の傾斜方向が報知される。

従って、各発光部１３ａ〜１３ｄが点灯しない様にハンドドリル装置本体の姿勢を調節すれば、ハンドドリル装置本体の傾斜角度を第１許容角度範囲に入れることができ、ワーク２６表面に対してハンドドリル装置本体を略垂直に保持することができ、加工精度の低下を防止することができる。

第1許容角度範囲は、ワーク２６表面とハンドドリル装置本体間の相対的な値であるから、ワーク２６が地面に対して水平であっても、鉛直であっても、あるいは傾斜していても、ワーク２６表面に対してハンドドリル装置本体を略垂直に保持することができる。

また、演算部２４は、危険作業を回避するための第２許容角度範囲（第２許容角度範囲＞第１許容角度範囲）を記憶部２３から読み出し、傾斜角度と第２許容角度範囲を比較して、傾斜角度が第２許容角度範囲に入っているか外れているかを判定する。そして、外れていると判定すると、駆動回路２２を制御して、モーター２１の回転速度を低下させるか、モーター２１を停止させる。これにより、ワーク２６表面に対するハンドドリル装置本体の傾斜角度が過度に大きいときにハンドドリル装置１による加工の進行速度が遅くされたり加工が停止され、ハンドドリル装置１の不適切な使用状態による危険が回避される。

更に、演算部２４は、傾斜角度が第２許容角度範囲に再び入ると、駆動回路２２を制御して、モーター２１の回転速度を元に戻して、ハンドドリル装置１による加工動作を再開させる。

第１及び第２許容角度範囲は、後で詳しく述べる様に駆動部２の背面２ｂの各ボタンスイッチ１４ａ〜１４ｄを選択的に操作することにより表示部１２の画面上で設定され、記憶部２３に記憶される。従って、第１及び第２許容角度範囲を任意に設定することができる。

一方、演算部２４は、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを用いて、ワーク２６表面に対するハンドドリル装置１の位置を繰り返し演算して求め、ハンドドリル装置１の加工動作に伴う装置本体の位置の変位量をハンドドリル装置本体の移動距離として求める。この移動距離は、ハンドドリル装置１による加工長さに相当し、例えばドリル刃２５により切削された孔の深さに相当する。

例えば、図３に示す様に各距離センサ１１ａ〜１１ｃが位置決めされた仮想平面とモーターの回転出力軸の中心線とが直交する点をハンドドリル装置本体の原点ｏとすると、この原点ｏは、各距離センサ１１ａ〜１１ｃの中心に位置する。ワーク２６表面から各距離センサ１１ａ〜１１ｃまでのそれぞれの距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを用いて、ワーク２６表面から原点ｏまでの距離Ｌoを求めることができ、よってワーク２６表面に対する原点ｏの位置を求めることができる。

ここで、ワーク２６表面から各距離センサ１１ａ〜１１ｃまでのそれぞれの距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃが等しい場合は、ワーク２６表面から原点ｏまでの距離Ｌoも各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃに等しくなる。

また、距離Ｌａが短く、他の距離Ｌｂ、Ｌｃが長い場合は、ワーク２６表面から原点ｏまでの距離Ｌoが距離Ｌａと他の距離Ｌｂ、Ｌｃ間の値になり、距離Ｌoを幾何学的に求めることができる。

同様に、ワーク２６表面に対してハンドドリル装置本体がいずれの方向に傾斜していても、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃに応じて距離Ｌｏを幾何学的に求めることができる。

そして、ハンドドリル装置１の加工動作中に、ワーク２６表面から装置本体の原点ｏまでの距離Ｌoを繰り返し求めれば、最初に求めた距離Ｌoと最後に求めた距離Ｌoの差（ハンドドリル装置本体の移動距離）をハンドドリル装置１による加工長さとして求めることができる。

演算部２４は、先に述べた様にハンドドリル装置本体の傾斜角度を求めて、この傾斜角度が第１許容角度範囲に入っているときに、ワーク２６表面から原点ｏまでの距離Ｌoを求める。これは、ハンドドリル装置本体の傾斜角度が第１許容角度範囲から外れているときには、ワーク２６表面に対してハンドドリル装置本体が略垂直に保持されているとはいえないので、距離Ｌoを正しく求めることができないためである。

そして、演算部２４は、最初の距離Ｌoと最後の距離Ｌoの差をハンドドリル装置１による加工長さとして求めると、この加工長さを表示部１２に表示する。また、演算部２４は、加工長さの目標値を記憶部２３から読み出し、加工長さと目標値を比較して、加工長さが目標値に達したか否かを判定し、目標値に達すると、この旨を表示部１２に表示する。これにより、加工の進行状況が詳しく報知される。

例えば、ハンドドリル装置１による加工を開始する直前に、ドリル刃２５をワーク２６表面に当接させた状態で最初の距離Ｌoを求め、ハンドドリル装置１による加工中に距離Ｌoを繰り返し求めて、その度に、最後の距離Ｌoを更新して行き、最初の距離Ｌoと最後の距離Ｌoの差をハンドドリル装置１による加工長さとして求め、この加工長さを表示部１２に表示する。また、加工長さが目標値に達すると、この旨を表示部１２に表示して報知する。

また、演算部２４は、ハンドドリル装置本体の傾斜角度が第２許容角度範囲から外れたときと同様に、ハンドドリル装置１による加工長さが目標値に達したときにも、駆動回路２２を制御して、モーター２１の回転速度を低下させるか、モーター２１を停止させる。例えば、ドリル刃２５により切削された孔の深さが目標値に達しときに、ドリル刃２５による切削の進行速度を遅くしたり、切削を停止させる。これにより、作業者が加工作業の終了を察知することができ、ハンドドリル装置１による加工を適時に停止させることが容易になり、加工誤差を抑制することができる。

目標値は、後で詳しく述べる様に駆動部２の背面２ｂの各ボタンスイッチ１４ａ〜１４ｄを選択的に操作することにより表示部１２に表示されながら設定され、記憶部２３に記憶される。従って、目標値を任意に設定することができる。

この様な各距離センサ１１ａ〜１１ｃによる距離の測定、演算部２４による演算とモーター２１の制御、及び表示部１２による表示は、トリガ１５が操作されて、駆動回路２２によりモーター２１が回転されているときに行われる。このため、作業者は、加工作業中に、ハンドドリル装置本体の姿勢を適宜に調節して、ワーク２６表面に対してハンドドリル装置本体を略垂直に保持することができ、またハンドドリル装置１による加工長さが目標値に達したことを知ることができ、ハンドドリル装置１による加工を適時に終了することができる。

また、それらの測定、演算、制御、及び表示等は、駆動部２の背面２ｂの各ボタンスイッチ１４ａ〜１４ｄの選択的な操作により指示されたときにも行われる。これにより、作業者は、所望のときに、例えばワーク２６の加工開始前に、ハンドドリル装置本体の姿勢を適宜に調節したり、ドリル刃２５をワーク２６表面に当接させた状態でワーク２６表面から原点ｏまでの最初の距離Ｌoを設定することができる。

次に、本実施形態のハンドドリル装置１による傾きや加工長さの表示等の処理過程を、図５のフローチャートを参照しつつ整理して説明する。

まず、図３の状態で、駆動部２の背面２ｂの各ボタンスイッチ１４ａ〜１４ｄの選択的な操作によりワーク２６表面から原点ｏまでの最初の距離Ｌoの設定が指示される。これに応答して各距離センサ１１ａ〜１１ｃによる測定が行われ、各距離センサ１１ａ〜１１ｃの測定値が記憶部２３に記憶される（各ステップＳ１０１〜Ｓ１０６）。演算部２４は、各距離センサ１１ａ〜１１ｃの測定値が記憶部２３に記憶されると、これらの測定値を読み出し、これらの測定値を用いて、ワーク２６表面から各距離センサ１１ａ〜１１ｃまでのそれぞれの距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを演算して求め、更に各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを用いて、ワーク２６表面に対するハンドドリル装置本体の傾斜角度を求める（ステップＳ１０７）。

そして、演算部２４は、加工精度を保つための第1許容角度範囲を記憶部２３から読み出して、ハンドドリル装置本体の傾斜角度が第1許容角度範囲に入っているか外れているかを判定し（ステップＳ１０８）、入っていれば（ステップＳ１０８で「正常範囲」）、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを用いて、ワーク２６表面からハンドドリル装置本体の原点ｏまでの最初の距離Ｌoを求め、最初の距離Ｌoを記憶部２３に記憶する。このとき、演算部２４は、最初の距離Ｌoを求めただけであって、最後の距離Ｌｏをまだ求めていないので、ハンドドリル装置１による加工長さを「０」に設定して、この加工長さ「０」を表示部１２に表示する（ステップＳ１０９）。この後、ステップＳ１０１に戻る。

引き続いて、トリガ１５の操作により加工動作の開始が指示されると、駆動回路２２によりモーター２１が駆動されて、ドリル刃２５が回転駆動され、加工が開始される。また、トリガ１５の操作に応答して各距離センサ１１ａ〜１１ｃによる測定が再び行われ、それらの測定値が記憶部２３に記憶される（各ステップＳ１０１〜Ｓ１０６）。演算部２４は、これらの測定値を記憶部２３から読み出し、これらの測定値を用いて、ワーク２６表面から各距離センサ１１ａ〜１１ｃまでのそれぞれの距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを演算して求め、更にワーク２６表面に対するハンドドリル装置本体の傾斜角度を求める（ステップＳ１０７）。

そして、演算部２４は、ハンドドリル装置本体の傾斜角度が第1許容角度範囲に入っているか外れているかを判定し（ステップＳ１０８）、入っていれば（ステップＳ１０８で「正常範囲」）、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを用いて、ワーク２６表面からハンドドリル装置本体の原点ｏまでの最後の距離Ｌoを求める。このとき、演算部２４は、最後の距離Ｌoを求めたことから、最初の距離Ｌoと最後の距離Ｌoとの差をハンドドリル装置１による加工長さとして求め、この加工長さを表示部１２に表示する。また、演算部２４は、加工長さの目標値を記憶部２３から読み出し、加工長さが目標値に達しているならば、この旨を表示部１２に表示する。更に、演算部２４は、加工長さが目標値に達しているならば、駆動回路２２を制御して、モーター２１の回転速度を低下させるか、モーター２１を停止させる（ステップＳ１０９）。この後、ステップＳ１０１に戻る。

以降同様に、トリガ１５が操作されて、加工動作が継続している間は、各ステップＳ１０１〜Ｓ１０９が繰り返され、その度に、最後の距離Ｌoが更新されて、最初の距離Ｌoと最後の距離Ｌoとの差が加工長さとして求められ、加工長さが表示され、加工長さが目標値に設定したときには、この旨が表示され、モーター２１の回転速度が低下されたり、モーター２１が停止される。

従って、各ボタンスイッチ１４ａ〜１４ｄの選択的な操作によりワーク２６表面から原点ｏまでの最初の距離Ｌoの設定が指示されると、加工動作開始直前の最初の距離Ｌoが初期設定され、引き続いてトリガ１５の操作により加工動作の開始が指示されると、加工動作中に、最後の距離Ｌoが繰り返し求められて更新され、その度に、加工長さが求められて表示され、加工長さが目標値に設定したときには、この旨が表示され、モーター２１の回転速度が低下されたり、モーター２１が停止される。これにより、ハンドドリル装置１による加工を進行させて適時に停止させることが容易になる。

次に、その様な加工動作に際し、演算部２４は、ハンドドリル装置本体の傾斜角度が第1許容角度範囲から外れると（ステップＳ１０８で「正常範囲外」）、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを用いて、ワーク２６表面に対するハンドドリル装置本体の傾斜方向を求め（ステップＳ１１０）、各発光部１３ａ〜１３ｄを選択的に発光させて、ハンドドリル装置本体の傾斜方向を報知する（各ステップ１１１、Ｓ１１２）。このため、作業者は、各発光部１３ａ〜１３ｄが点灯しない様にハンドドリル装置本体の姿勢を調節して、ハンドドリル装置本体の傾斜角度を第１許容角度範囲に入れ、ワーク２６表面に対してハンドドリル装置本体を略垂直に保持することができる。これにより、加工精度が保たれる。

引き続いて、演算部２４は、危険作業を回避するための第２許容角度範囲を記憶部２３から読み出して、ハンドドリル装置本体の傾斜角度が第２許容角度範囲に入っているか外れているかを判定し（ステップＳ１１３）、入っていれば（ステップＳ１１３で「指示角度」）、ステップＳ１０１に戻る。

また、演算部２４は、ハンドドリル装置本体の傾斜角度が第２許容角度範囲から外れていると（ステップＳ１１３で「危険角度」）、駆動回路２２を制御して、モーター２１の回転速度を低下させるか、モーター２１を停止させる（ステップＳ１１４）。これにより、ハンドドリル装置１による加工の進行速度が遅くされたり加工が停止され、ハンドドリル装置１の不適切な使用による危険が回避される。

このとき、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７と同様の処理が行われて、ワーク２６表面から各距離センサ１１ａ〜１１ｃまでのそれぞれの距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃが求められ、ワーク２６表面に対するハンドドリル装置本体の傾斜角度が求められる（ステップＳ１１５）。そして、演算部２４は、ハンドドリル装置本体の傾斜角度が第２許容角度範囲に入っているか外れているかを判定し（ステップＳ１１６）、外れていれば（ステップＳ１１６で「Ｎｏ」）、ステップＳ１１３に戻る。

また、演算部２４は、ハンドドリル装置本体の傾斜角度が第２許容角度範囲に入っていると（ステップＳ１１６で「Ｙｅｓ」）、駆動回路２２を制御して、モーター２１の回転速度を元に戻す（ステップＳ１１７）。これにより、ハンドドリル装置１による加工動作が再開される。この後、ステップＳ１０１に戻る。

次に、第１許容角度範囲、第２許容角度範囲、及び加工長さの目標値等を設定するための処理過程を、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。

まず、駆動部２の背面２ｂのメニューボタンスイッチ１４ａの操作により加工長さの目標値の設定が指示されると、これに応答して演算部２４は、加工長さの目標値を設定するための画面を表示部１２に表示する。この画面には、記憶部２３内のデフォルトの目標値又は以前に設定された目標値が表示される。この状態で、各増減ボタンスイッチ１４ｂ、１４ｃの操作により目標値の増減が指示されると、演算部２４は、表示部１２の画面上の目標値を増減し、引き続くセットボタンスイッチ１４ｄの操作に応答して画面上の目標値を設定して、この目標値を記憶部２３に記憶する（ステップＳ２０１）。これにより、図５のステップＳ１０９において加工長さと比較される任意の目標値が決定される。各増減ボタンスイッチ１４ｂ、１４ｃの操作による目標値の増減は、例えば０．１ミリ単位で行われる。

引き続いて、メニューボタンスイッチ１４ａの操作により加工動作の制御の設定が指示されると、これに応答して演算部２４は、加工動作の制御を設定するための画面を表示部１２に表示する。この画面には、「モーター２１の回転速度の低下」及び「モーター２１の停止」が表示される。この状態で、各増減ボタンスイッチ１４ｂ、１４ｃの操作により「モーター２１の回転速度の低下」及び「モーター２１の停止」のいずれかが指示されると、演算部２４は、「モーター２１の回転速度の低下」及び「モーター２１の停止」のうちの指示された方を設定して記憶部２３に記憶する（ステップＳ２０２）。これにより、図５のステップＳ１０９において加工長さが目標値に達したときにモーター２１の回転速度を低下させるか、モーター２１を停止させるかが決定される。

また、メニューボタンスイッチ１４ａの操作により第１及び第２許容角度範囲の設定が指示されると、これに応答して演算部２４は、第１及び第２許容角度範囲を設定するための画面を表示部１２に表示する。この画面には、記憶部２３内のデフォルトの第１及び第２許容角度範囲又は以前に設定された第１及び第２許容角度範囲が表示される。この状態で、各増減ボタンスイッチ１４ｂ、１４ｃ及びセットボタンスイッチ１４ｄの選択的な操作により、第１及び第２許容角度範囲別に、許容範囲の増減が指示されて、表示部１２の画面上で許容角度範囲が増減して設定される。演算部２４は、表示部１２の画面上で第１及び第２許容角度範囲が設定されると、第１及び第２許容角度範囲を記憶部２３に記憶する（ステップＳ２０３）。これにより、図５のステップＳ１０８、Ｓ１１３、及びＳ１１６において傾斜角度と比較される第１及び第２許容角度範囲が決定される。

引き続いて、メニューボタンスイッチ１４ａの操作により加工動作の制御の設定が指示されると、これに応答して演算部２４は、加工動作の制御を設定するための画面を表示部１２に表示する。この状態で、各増減ボタンスイッチ１４ｂ、１４ｃの操作により「モーター２１の回転速度の低下」及び「モーター２１の停止」のいずれかが指示されると、演算部２４は、「モーター２１の回転速度の低下」及び「モーター２１の停止」のうちの指示された方を設定して記憶部２３に記憶する（ステップＳ２０４）。これにより、図５のステップＳ１１４において傾斜角度が第２許容角度範囲から外れたときにモーター２１の回転速度を低下させるか、モーター２１を停止させるかが決定される。

また、メニューボタンスイッチ１４ａの操作によりワーク２６表面から原点ｏまでの最初の距離Ｌoの設定が指示されると、これに応答して演算部２４は、先に述べた様に図５のステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理を行って、ワーク２６表面から各距離センサ１１ａ〜１１ｃまでのそれぞれの距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを求め（ステップＳ２０５）、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを用いて、ワーク２６表面からハンドドリル装置本体の原点ｏまでの最初の距離Ｌoを求め、最初の距離Ｌｏを記憶部２３に記憶する（ステップＳ２０６）。

この様に本実施形態のハンドドリル装置１では、各距離センサ１１ａ〜１１ｃによりワーク２６表面から該各センサ１１ａ〜１１ｃまでのそれぞれの距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを測定し、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを用いて、ワーク２６表面に対するハンドドリル装置本体の傾斜方向と傾斜角度を求めているので、ワーク２６表面が如何なる角度で傾斜していても、あるいはハンドドリル装置１が振動していても、ハンドドリル装置本体に装着されているドリル刃やドライバービット等の傾きを正確に検出して報知することができる。このため、作業者は、ドリル刃やドライバービット等の傾きを察知しながら、ワーク２６の加工を高精度で進めることができる。

更に、ハンドドリル装置本体の傾斜角度が過度に大きくなったときには、モーター２１の回転速度を低下させるか、モーター２１を停止させているので、ハンドドリル装置１の不適切な使用による危険が回避される。

また、各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを用いて、ワーク２６表面から原点ｏまでの最初の距離Ｌo及び最後の距離Ｌoを求め、最初の距離Ｌoと最後の距離Ｌoとの差（ハンドドリル装置本体の移動距離）をハンドドリル装置１による加工長さとして求め、加工長さを表示したり、加工長さが目標値に達した旨を表示している。このため、作業者は、加工の進行状況を知ることができる。

更に、加工長さが目標値に達したときには、モーター２１の回転速度を低下させるか、モーター２１を停止させているので、作業者が加工の終了を察知することができ、ハンドドリル装置１による加工を適時に停止させることが容易になり、加工誤差を抑制することができる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、距離センサの個数を４つ以上にしても良い。また、ハンドドリル装置は、電源コードを通じて商用交流電源に接続されるもの、激しい振動を伴うコンクリート用のもの等のいずれでも構わない。

（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、本発明のハンドドリル装置の一実施形態を示す正面図、側面図、及び背面図である。 図１のハンドドリル装置の構成を示すブロック図である。 図１のハンドドリル装置による加工動作状態を示す斜視図である。 図１のハンドドリル装置の各発光部による表示形態を説明するために用いた図である。 図１のハンドドリル装置による距離の測定や傾きの表示等の処理過程を示すフローチャートである。 図１のハンドドリル装置における第１許容角度範囲、第２許容角度範囲、及び加工長さの目標値等を設置するための処理過程を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ハンドドリル装置
２ 駆動部
３ チャック
４ 把持部
５ 電源部
１１ａ〜１１ｃ 距離センサ
１２ 表示部
１３ａ〜１３ｄ 発光部
１４ａ〜１４ｃ ボタンスイッチ
１５ トリガ
２１ モーター
２２ 駆動回路
２３ 記憶部
２４ 演算部
２５ ドリル刃
２６ ワーク

Claims (7)

1. ワークの加工に用いられるハンドドリル装置において、
   前記ハンドドリル装置本体の少なくも３箇所と前記ワーク間のそれぞれの距離を測定する測距手段と、
   前記測距手段により測定された各距離に基づいて前記ワークに対する前記ハンドドリル装置本体の傾きを演算して求める演算手段と、
   前記演算手段により求められた傾きに応じた表示を行う表示手段とを備えることを特徴とするハンドドリル装置。
2. 前記演算手段は、前記測距手段により測定された各距離に基づいて前記ワークに対する前記ハンドドリル装置本体の位置を演算して求め、該ハンドドリル装置の加工動作に伴う該位置の変位量を該ハンドドリル装置の移動距離として求め、
   前記表示手段は、前記演算手段により求められた該ハンドドリル装置の移動距離に応じた表示を行うことを特徴とする請求項１に記載のハンドドリル装置。
3. 前記演算手段は、該演算手段により求められた傾きが規定の範囲に入っているか否かを判定し、入っているときに前記ハンドドリル装置の加工動作に伴う該ハンドドリル装置の移動距離を求めることを特徴とする請求項２に記載のハンドドリル装置。
4. 前記ハンドドリル装置の加工動作の開始を指示するために操作されるトリガを備え、
   前記トリガの操作に応答して、前記測距手段による測距、前記演算手段による演算、及び前記表示手段による表示を開始することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハンドドリル装置。
5. 前記表示手段による表示を指示するために操作される操作手段を備え、
   前記操作手段の操作に応答して、前記測距手段による測距、前記演算手段による演算、及び前記表示手段による表示を開始することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハンドドリル装置。
6. 前記演算手段は、該演算手段により求められた傾きが規定の範囲から外れているか否かを判定し、外れているときには前記ハンドドリル装置の加工動作を微動にするかもしくは停止させることを特徴とする請求項１に記載のハンドドリル装置。
7. 前記演算手段は、該演算手段により求められた前記ハンドドリル装置の移動距離が規定の目標値に達したか否かを判定し、達したときには前記ハンドドリル装置の加工動作を微動にするかもしくは停止させることを特徴とする請求項２又は３に記載のハンドドリル装置。

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