JP2008051611A

JP2008051611A - 角度表示装置

Info

Publication number: JP2008051611A
Application number: JP2006227264A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kurahashi; 正幸倉橋
Original assignee: MYU LOON KK; MYU-LOON KK
Current assignee: MYU LOON KK; MYU-LOON KK
Priority date: 2006-08-24
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2008-03-06

Abstract

【課題】電動ドリル等で一定の角度で穴あけ加工を行う場合、作業に伴う角度計測、及び加工中の角度計測を同時に行える手段が無く、両手がふさがることで高所作業では危険が伴った。距離センサーと制御回路で構成する片手で操作でき加工中でも角度を視認、計測できる角度表示装置を提案する。
【解決手段】電動ドリル等の回転軸円周上の上下左右方向に反射型距離センサー１、２、３、４を配置し、反射干渉を防ぐための順次駆動回路５、計測時間比較回路６、計測値表示回路７、上下方向角度表示装置８、左右方向角度表示装置９、電源１０、スイッチ１１、ハウジング１２で構成される角度表示装置。電動ドリルに装着するため片手で操作でき、ドリル軸回転中、暗所、作業者の姿勢、利き腕、加工対象物の傾斜、円筒面、球面に関わらず角度の視認、計測が可能であり、加工中でも角度修正が容易な角度表示装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動ドリル等でタッピングビス、ねじ締め、穴あけ加工を手持ちで行う場合に、加工対象物に対する上下左右２方向の回転軸の角度が容易に計測でき、片手で操作できる角度表示装置に関するものである。

従来の電動ドリル等で加工対象物に手持ちで穴あけ加工する場合、目視、水平器、分度器などを添えておおむね垂直、水平、角度を計測した後穴あけ加工するのが一般的であり、建築、製作現場等で加工方法として広く普及している。
垂直アダプターを使用する方法では正確な穴あけは可能だが加工対象物に傷をつける恐れがあった。また角度の変更調整が作業中には困難な面があった。

手持ちゆえに作業者の体勢、視線位置、穴あけ位置により角度の誤差が累積し加工穴が対象物に対して一定の角度に開けられない問題点があった。またその修正には、再び目視、水平器で再計測を行う必要があり作業工程を中断せざるを得ない問題点があった。この作業には両手での作業が必要であった。

作業環境が過酷な建築、製作現場において、この欠点は操作性に関して大きな障害である。具体的には、右手に電動ドリルを持ち、左手に分度器、水平器を添えて穴あけ加工する場合、加工中は計測できない問題があり、穴あけ位置変更に伴なって再度の計測が必要であった。高所作業では両手がふさがるため体勢の維持ができず転落の危険があった。
特公平１０−１１８８１８特公平０９−０４７９０９谷腰欣司著「超音波とその使い方」日刊工業新聞社１９９４年

解決しようとする問題点は、従来の電動ドリル等で加工対象物に一定の角度を持って穴あけ、ねじ締め加工を手持ちで行う場合、片手にドリル、もう片手に分度器などを持ち穴あけ加工前に角度計測する必要があった。

穴あけ加工直前に手を持ち換える場合があり誤差が生じた。また穴あけ加工中の角度計測が不可能だった。連続した穴あけ加工には再度角度計測が必要であった。一連の作業の間や目視計測する場合体勢を変える必要があり、両手がふさがることで高所作業では危険が伴った。

本発明は電動ドリル等の回転軸円周上の上下左右方向に反射型距離センサーを配置し、反射干渉を防ぐため反射型距離センサーを時間差を持って順次駆動する。加工対象物からの上下、左右対称位置のセンサー反射信号の時間差を各々比較計測する。信号の時間差がない場合に角度表示装置の中立位置に表示し、信号の時間差があった場合に角度表示装置の中立位置からプラス位置またはマイナス位置に表示する。

本発明の角度表示装置は、電動ドリルに装着するため片手で操作できる。ドリル軸回転中も計測が可能で速やかな傾き修正が可能である。電動ドリル後端に角度表示装置があるので作業者側の広範囲から利き腕に関わらず視認が可能である。また角度表示装置は発光するので暗所、作業者の姿勢に関わらず角度表示装置の視認が可能である。

加工対称物は水平面、垂直面である必要は無く、傾斜面、円筒面、球面に対しても穴あけ加工する角度が容易に計測できる。

穴あけ加工に従い加工対象面とハウジングの距離が変化する場合でも継続して角度表示が可能で、穴あけ加工中の角度修正が容易に可能である。

反射型距離センサー１、２、３、４、センサーの順次駆動回路５、計測時間比較回路６、計測値表示回路７、上下方向角度表示装置８、左右方向角度表示装置９、電源１０、スイッチ１１、ハウジング１２等の簡単な部品構成とする。反射式距離センサーは現時点では防滴形超音波センサー、赤外線距離センサーが望ましい。反射干渉を防ぐため反射型距離センサー１、２、３、４を時間差を持って順次駆動する順次駆動回路５。上下、左右対称位置の反射型距離センサー１、２、３、４の反射信号の時間差を各々比較する計測時間比較回路６、計測値表示回路７はコンパクトにまとめる。

上下方向角度表示装置８、左右方向角度表示装置９は棒型ＬＥＤアレイまたは連続配置のＬＥＤを十字方向にドリル後端部に配置する構成が視認性の点で望ましい。上下方向、左右方向でＬＥＤの発光色を変えることにより遠方からでも上下左右方向の視認が可能である。十字のクロス部分は２色発光ＬＥＤを使用し、ドリル回転軸が垂直状態の時にのみ別の発光色で表示できる。

電源１０は電動ドリルのバッテリーを使用しスイッチ１１は２段階スイッチとし電動ドリルと共通にして、電動ドリルのモーターが回転する前段階から角度表示装置を駆動することで準備段階の角度計測と加工中の連続した角度計測が可能になる。

図１は、本発明の１実施例の図であって、反射型距離センサー１、２、３、４（反対側）、順次駆動回路５、計測時間比較回路６、計測値表示回路７、上下方向角度表示装置８、左右方向角度表示装置９、電源１０、スイッチ１１、ハウジング１２を電動ドリルに装着した場合で、ドリル後端に上下方向角度表示装置８、左右方向角度表示装置９を配置した構成を表す。

ハウジング１２上の上下方向に配置された反射式距離センサー１、２、左右方向に配置された反射式距離センサー３、４、各センサーの順次駆動回路５、計測時間比較回路６、計測値表示回路７、上下方向角度表示装置８、左右方向角度表示装置９、電源１０、スイッチ１１、ハウジング１２、で構成される。加工対象面に対する電動ドリル回転軸の上下左右方向の傾きは上下方向角度表示装置８、左右方向角度表示装置９に個別に表示される。

図２−１は、計測例として加工対象物に対し電動ドリル回転軸が垂直方向状態での角度表示装置の動作を示す。

図２−２は、計測例として加工対象物に対し電動ドリル回転軸が下方向に−１０°傾いた状態での角度表示装置の動作を示す。

図３−１は電動ドリル回転軸が垂直方向状態での角度表示装置の動作タイムチャートを示す。反射式距離センサー１、２の干渉を防ぐため順次駆動回路５で駆動する場合の駆動時間差をＸ、上部の反射式距離センサー１への反射時間をＡ１、下部の反射式距離センサー２への反射時間をＢ１とする。

図３−２は電動ドリル回転軸が下方向に−１０°傾いた状態での角度表示装置の動作タイムチャートを示す。反射式距離センサー１、２の干渉を防ぐため順次駆動回路５で駆動する場合の駆動時間差をＸ。上部の反射式距離センサー１への反射時間をＡ２、下部の反射式距離センサー２への反射時間をＢ２とする。

図３−３は、電動ドリル後端の図であって、前述のＡ１＝Ｂ１ならば上下方向角度表示装置の中立位置に表示することを示す。Ａ２＞Ｂ２の場合、上下方向角度表示装置の中立位置から上方に表示することを示す。作業者は角度表示装置の表示位置を目視することにより、加工対象物に対しての電動ドリル回転軸角度を認識できる。

左右方向角度表示装置９の構成、駆動、動作は上下方向と同等なので説明は省略する。

図４の実施例は、電動ドリルによる穴あけ加工が進行した状態での角度表示装置の動作とタイムチャートを示す。反射式距離センサー１、２の干渉を防ぐため順次駆動回路５で駆動する場合の駆動時間差Ｘ、上部の反射式距離センサー１への反射時間をＡＡ１、下部の反射式距離センサー２への反射時間をＢＢ１とする。加工対象物と反射式距離センサーを配置したハウジング１２の距離が縮まっても（あるいは拡大しても）ＡＡ１＝ＢＢ１の状態は保たれ、角度表示装置の中立位置に表示することを示す。作業者は穴あけ加工に伴い加工対象物からの距離が変化する場合でも継続して角度の認識が可能で、穴あけ加工中の角度修正が容易に可能である。

図５の実施例は加工対象物が円筒面であった場合の角度表示装置の動作とタイムチャートを示す。
上下方向に配置された反射式距離センサー１、２は図２−１と同等な動作をする。左方向の反射式距離センサー３への反射時間をＣ１、右方向の反射式距離センサー４への反射時間をＤ１とする。Ｃ１＝Ｄ１ならば計測値表示回路７で左右方向角度表示装置９の中立位置に表示することを示す。円筒面の加工対象物に対しても電動ドリル回転軸角度を認識できる。

反射式距離センサー、順次駆動回路、計測時間比較回路、計測値表示回路、上下左右方向角度表示装置、電源、スイッチをひとつのハウジングに納めれば、脱着可能な角度表示装置を構成でき、他種の電動ドリルに限らず、他の工具に応用が可能である。

角度表示装置の実施方法を示した説明図である。（実施例１）角度表示装置の動作、計測方法を示した説明図である。（実施例２）角度表示装置の動作とタイムチャート、表示方法を示した説明図である。（実施例２）角度表示装置と加工対象物との距離が変化した場合の動作とタイムチャートを示した説明図である。（実施例３）加工対象物が円筒面の場合の動作とタイムチャートを示した説明図である。（実施例４）

符号の説明

１反射式距離センサー上
２反射式距離センサー下
３反射式距離センサー左
４反射式距離センサー右
５順次駆動回路
６計測時間比較回路
７計測値表示回路
８上下方向角度表示装置
９左右方向角度表示装置
１０電源
１１スイッチ
１２ハウジング

Claims

反射型距離センサーを電動ドリル等の回転軸円周方向に上下左右対称に配置したハウジング、反射信号を時間差をおいて計測する回路、上下左右各対称配置のセンサーからの反射信号の時間差を比較計測する回路、その時間差を角度として視認せしめる表示装置、以上の部品構成を電動ドリルに装着し加工対象物と上下左右反射型距離センサーとの距離を比較計測することにより加工対象物に対するドリル回転軸の２方向の角度を視認計測しながら片手で加工作業できることを特徴とする角度表示装置。