JP2021142607A - 作業工具 - Google Patents
作業工具 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021142607A JP2021142607A JP2020042976A JP2020042976A JP2021142607A JP 2021142607 A JP2021142607 A JP 2021142607A JP 2020042976 A JP2020042976 A JP 2020042976A JP 2020042976 A JP2020042976 A JP 2020042976A JP 2021142607 A JP2021142607 A JP 2021142607A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- work
- power supply
- unit
- threshold value
- main body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 153
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 description 40
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 32
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 32
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 9
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 5
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Portable Power Tools In General (AREA)
Abstract
Description
このような作業工具の中には、使用者が安定した状態で作業工具を使用できるように、本体部に補助ハンドルが装着された作業工具がある。
例えば、特許文献1には、使用者が補助ハンドルをしっかり持たずに使用して怪我をする等の事故の発生を防止するために、使用者による補助ハンドルの把持を検出して出力トルクの制限を行う電動工具について開示されている。
すなわち、上記公報に開示された作業工具では、使用者の個人の技量差(作業工具の操作が上手な人、下手な人)については考慮されていない。このため、使用者が補助ハンドルを握る力が異なる場合には、個人の技量差によっては、操作者の意に反する出力トルクになるおそれがあった。
ここで、電源情報検出部において検出される作業前および作業中の電源部の情報には、例えば、作業開始直前の電圧からの作業中の電圧の変化(低下した電圧)、作業中の電源部の温度変化(上昇した温度)、電源部に設けられた電源制御部の制御内容(電圧低下に応じた制御指令)等が含まれる。
この結果、使用者の技量差に応じて安全性の高い適切な制御を行うことができる。
ここでは、電源部の情報に基づいて推定された使用者の技量レベルの高低に応じて、モータの動作を停止させるために設定された閾値を選択する。
これにより、技量レベルが高い使用者に対しては、モータの動作を停止させるために設定された閾値を高くするとともに、技量レベルが低い使用者に対しては、安全性を考慮してモータの動作を停止させるために設定された閾値を低くする等の制御を実施することができる。
これにより、推定された技量レベルが高い場合には、モータの動作を停止させるために設定された閾値が高い作業モードを選択するとともに、推定された技量レベルが低い場合には、安全性を考慮して、モータの動作を停止させるために設定された閾値が低い作業モードを選択することができる。
ここでは、例えば、電圧の変化等の電源部の情報が、第1時間閾値までに所定の閾値を超えた場合には、必要以上の消費電力になっているため推定される技量レベルが低いと判断し、低い技量レベルに応じた作業モードが選択される。
ここでは、例えば、作業直前の電圧からの電圧の変化(低下した電圧値)または温度変化(上昇温度)等の電源部の情報が、第1時間閾値までに所定の閾値を超えなかったものの、第1時間閾値よりも長い第2時間閾値までに所定の閾値を超えた場合には、技量レベルが普通と判断し、現在の作業モードが維持される。
これにより、推定される使用者の技量レベルに合わせて作業モードを維持することで、通常の技量レベルの使用者に適した作業モードでの作業を実施させることができる。
ここでは、例えば、作業直前の電圧からの電圧の変化(低下した電圧値)または温度変化(上昇温度)等の電源部の情報が、第1時間閾値よりも長い第2時間閾値までに所定の閾値を超えなかった場合には、技量レベルが高いと判断し、現在の作業モードからより高い技量レベルに応じた作業モードが選択される。
ここでは、電源情報検出部によって検出される電源部の情報には、作業時における作業直前の電圧からの電圧の変化(作業中に低下した電圧値)、または温度変化(作業中に上昇した温度)、電源部を制御する電源制御部の制御内容(電圧低下に応じた制御指令等)が含まれる。
これにより、作業直前の電圧からの電圧の変化、または温度変化、電源部を制御する電源制御部の制御内容を検出することで、使用者の技量レベルを簡易的に推定することができる。
ここで、本体部に装着される補助ハンドルは、本体部と一体化された構成であってもよいし、本体部に対して着脱可能な構成であってもよい。
これにより、把持部を把持した力の大きさに応じて、例えば、モータの動作を停止させるか否かを決定する等の制御を実施することができる。
これにより、例えば、検出された保持ハンドルの把持力が許容範囲である場合にのみ、モータの動作を許可することができる。
よって、把持力が所定値よりも小さい場合には、モータの動作を禁止することで、使用者の安全性を向上させることができる。
この結果、使用者の安全性を確保するとともに、使用者の技量差を考慮して適切な制御を行うことができる。
これにより、補助ハンドルへの給電が接点方式の構成と比較して、接点部分が露出しないため、補助ハンドルが装着されていない状態で露出した接点部における短絡や錆等の発生を防止することができる。
この結果、補助ハンドルを備えた構成において、使用環境の制約を受けることなく使用することができる。
ここでは、作業中に生じる作業工具の挙動(ブレ)を検出するために、例えば、加速度センサ、ジャイロセンサ等の挙動検出部が設けられている。
これにより、作業中に生じる作業工具の挙動(ブレ)の検出結果に基づいて、モータの動作を停止させる等の制御を実施することができる。
これにより、作業中に生じる作業工具の挙動(ブレ)が許容範囲である場合にのみ、モータの動作を許可することができる。
よって、作業中の作業工具のブレが所定量以上である場合には、モータの動作を禁止することで、使用者の安全性を向上させることができる。
ここでは、挙動検出部における検出結果に応じてモータの動作を停止させる制御において、1度検出すると停止させる第1閾値と、所定回数以上検出すると停止させる第2閾値という2つの閾値が設定されている。
この結果、作業工具のブレ量に応じて、即座に停止させる、あるいは所定条件を満たした場合に停止させるという段階的な制御を実施することができる。
ここで、高速低トルクモードは、例えば、電動ドライバを用いたネジ締め作業等で選択され、低速高トルクモードは、例えば、ディスクグラインダを用いた研磨作業等で選択される。
これにより、作業工具を用いた作業内容に応じて、適切なモードを選択することで、当該作業に最適な回転速度および出力トルクで作業を行うことができる。
これにより、使用者が補助ハンドルをしっかり持たずに使用して怪我をする等の事故発生リスクが大きい低速高トルクモードにおけるブレ量の閾値を、高速低トルクモードよりも小さい値とすることで、ブレが生じたら早めにモータの動作を停止させる等の安全性の高い制御を行うことができる。
ここでは、高速低トルクモードおよび低速高トルクモードの少なくとも一方には、補助ハンドルを把持する力に関する閾値が段階的に設定されている。
これにより、作業内容等に応じた適切なモード、段階を設定して作業を行うことで、使用者の安全性を確保しつつ、作業工具を用いた作業を適切に実施することができる。
ここでは、加速度センサ等の挙動検出部が、補助ハンドル側に設けられており、作業中に本体部に生じた挙動(ブレ)を間接的に検出する。
ここでは、補助ハンドルの端部に、加速度センサ等の挙動検出部を配置している。
これにより、補助ハンドルのブレが生じた場合にもっとも変位量が大きくなる端部(接続側とは反対側)に挙動検出部が配置されていることで、補助ハンドルのブレ量を精度よく検出することができる。
ここでは、挙動検出部として、加速度センサを用いている。
これにより、安価な構成により、作業工具に生じたブレを検出することができる。
なお、以下で説明する内容は、本発明に係る一実施形態を示したものに過ぎず、本実施形態で説明される構成によって、本発明が限定されることを意図するものではない。
本実施形態に係る電動工具10は、図1に示すように、バッテリ(図示せず)から電力を供給されるブラシレスモータ(モータ17)によって、先端部分に装着されたドライバ、ドリル等の先端工具30を回転駆動させることで、ネジ締め、ネジ緩め、穴開け等の各種作業に使用される。
電動工具10は、図1および図2に示すように、本体部11と、本体部11に着脱可能な状態で取り付けられる補助ハンドル20とを備えている。
本体部11は、内蔵されたバッテリ(図示せず)から電力が供給されて駆動されるモータ17を備えており、先端部分に着脱可能な状態で装着された各種先端工具30を交換しながら各種作業を行う。
本体部11は、図1に示すように、先端部分に先端工具30が装着されモータ17(図3参照)によって回転駆動される回転部12と、作業時に使用者の右手で把持されるメインハンドル13と、操作量に応じてモータ17(図3参照)を駆動する操作部(トリガスイッチ)14と、補助ハンドル20が装着される被接続部15とを備えている。また、本体部11は、図3に示すように、内部に、制御部16と、モータ17と、非接触給電部18aと、電源部18bと、信号受信部(受信部)19とを備えている。
メインハンドル13は、図1に示すように、本体部11における下面から下向きに延伸する使用者の持ち手部分であって、図1に示す電動工具10では、作業時に使用者の右手によって把持される。
円筒部15aは、図2に示すように、本体部11の左側面に対して略垂直に配置されており、円筒部分の内周面側に、補助ハンドル20が挿入された状態で取り付けられる。また、円筒部15aの内周面には、径方向外側に向かって凹む第1凹部(位置合わせ部)15aaと、第2凹部(位置合わせ部)15abとが形成されている。
第2凹部15abは、図2に示すように、円筒部15aの内周面における第1凹部15aaと対向する位置に形成されており、補助ハンドル20側の円筒部23の外周面に形成された第2凸部23abが挿入される。
着脱ボタン15bは、図2に示すように、円筒部15aの外周面に配置されており、押下操作されることによって、補助ハンドル20が保持された状態から離脱可能な状態へ移行させる。
制御部16は、図3に示すように、操作部14、電源部18bおよび信号受信部19と接続されている。そして、制御部16は、操作部14から受信した操作量信号に基づいて、モータ17の回転数を制御する。また、制御部16は、信号受信部19を介して受信した加速度センサ28における検出結果(ブレ量)と、補助ハンドル20の把持部21を使用者が把持したことを示す把持検出信号(把持力)とに応じて、モータ17の動作を許可するか否かを判定する。
モータ17は、図3に示すように、電力によって駆動され、先端工具30(回転部12)に対して回転駆動力を付与する。
電源部18bは、例えば、交換可能な状態で本体部11に装着されるバッテリであって、図3に示すように、制御部16等に対して電力を供給する。そして、電源部18bは、電圧検出部(電源情報検出部)18baと、温度センサ(電源情報検出部)18bbとを有している。
温度センサ18bbは、作業開始前の電源部18bの温度と、作業中に上昇した電源部18bの温度とを検出して、制御部16へ送信する。そして、制御部16は、温度センサ18bbにおいて検出された作業前の電源部18bの温度と、作業中に上昇した電源部18bの温度との差となる上昇温度を算出し、作業中に上昇した電源部18bの温度に応じて、後述するモータ17の制御を行う。
信号受信部(受信部)19は、図3に示すように、補助ハンドル20側の信号送信部26を介して、補助ハンドル20側に設けられた圧力センサ25および加速度センサ28における検出結果を受信する。
補助ハンドル20は、例えば、モータ17が高トルクの回転駆動力を出力する作業を実施する際等において、安定した状態で作業を実施することができるように、使用者の左手によって把持される。そして、補助ハンドル20は、図1に示すように、本体部11の左側面に設けられた被接続部15に対して、着脱可能な状態で取り付けられる。
補助ハンドル20は、図1に示すように、把持部21と、接続部22と、円筒部23と、を備えている。また、補助ハンドル20は、内部に、図3に示すように、非接触受電部24と、圧力センサ25と、信号送信部(送信部)26と、把持検出信号処理部27と、加速度センサ(挙動検出部)28とを備えている。
接続部22は、図2に示すように、本体部11の被接続部15の円筒部15aに対して接続される部分であって、本体部11に向かって突出する挿入軸22aを有している。
円筒部23は、図1に示すように、本体部11の被接続部15を構成する円筒部15aの内周面側に挿入される。これにより、補助ハンドル20は、本体部11の左側面に対して位置合わせが行われる。そして、円筒部23の外周面には、径方向内側に向かって突出する第1凸部(位置合わせ部)23aaと、第2凸部(位置合わせ部)23abとが形成されている。
第2凸部23abは、図2に示すように、円筒部23の外周面における第1凸部23aaの反対側に形成されており、本体部11側の円筒部15aの内周面に形成された第2凹部15abに沿って挿入される。
これにより、補助ハンドル20側の第1凸部23aaと第2凸部23abとが、本体部11側の第1凹部15aaと第2凹部15abとに沿ってそれぞれ挿入される。この結果、補助ハンドル20の挿入軸22aを中心とする回転方向における位置決めを行うことができる。
よって、補助ハンドル20の挿入軸22aを中心とする回転方向における位置決めを確実に行うことができる。
ここで、圧力センサ25は、図4(a)に示すように、補助ハンドル20の把持部21の深部に、長手方向に沿って延伸するように配置された圧力センサ25aが用いられる。これにより、使用者によって把持部21が把持されると、圧力センサ25が把持を検出し、把持力に応じた信号を把持検出信号処理部へと送信する。
信号送信部(送信部)26は、図3に示すように、圧力センサ25において検出された把持検出信号と、加速度センサ28において検出された補助ハンドル20の挙動(ブレ量)を示す挙動検出信号とを、本体部11の信号受信部19へと送信する。
加速度センサ(挙動検出部)28は、補助ハンドル20の挙動(作業時に生じるブレ量)を検出するために設けられており、図3に示すように、検出したブレ量を信号送信部26へ送信する。また、加速度センサ28は、図4(a)および図4(b)に示すように、補助ハンドル20における端部に配置されている。
本実施形態の電動工具10における本体部11に対する補助ハンドル20の接続構造について、図5(a)および図5(b)を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、図5(a)および図5(b)に示す構成では、説明の便宜上、本体部11側の構成は、被接続部15のみを示しており、被接続部15以外の構成は図示を省略している。
すなわち、本実施形態では、補助ハンドル20は、図5(a)に示すように、上述した補助ハンドル20側の挿入軸22aが、本体部11側の挿入孔15cに挿入されるとともに、円筒部23の外周面が、本体部11の被接続部15の円筒部15aの内周面側に挿入された状態で挿入される。
これにより、非接触給電部18aから非接触受電部24に対する給電効率を向上させることができる。
これにより、信号送信部26から信号受信部19に対する信号送信効率を向上させることができる。
本実施形態の電動工具10では、図6(a)および図6(b)に示すように、補助ハンドル20側の挿入軸62aの先端に係止部(ロック機構)62bが設けられており、本体部11側に被係止部(ロック機構)56cが設けられた構成であってもよい。
図6(a)は、本体部11側の被接続部15に対して補助ハンドル20側の接続部22(円筒部23)が接続される直前の状態の電動工具10を示している。
図6(a)に示す状態から、本体部11の被接続部15に対して補助ハンドル20の接続部22を近接させていくと、挿入軸62aの先端に設けられた係止部62bが、本体部11の円筒部15aの中心に設けられたロック解除ボタン56の挿入孔56aに沿って挿入される。
これにより、本体部11に対して補助ハンドル20が保持されて離脱できない状態とすることで、使用者は安定した状態で補助ハンドル20付きの電動工具10を使用することができる。
このとき、ロック解除ボタン56は、径方向内側に向かって押し込まれることで、ロック解除ボタン56の一部である挿入孔56aも径方向内側に向かって移動する。
この結果、図7(b)に示すように、補助ハンドル20の挿入軸62aを本体部11の挿入孔56aから引き抜いて、本体部11から補助ハンドル20を取り外すことができる。
本実施形態の電動工具10では、補助ハンドル20が装着された状態でより安全性の高い状態で作業を行うためのモータ17の動作許可制御が実施される。このモータ17の動作許可制御について、図8に示すフローチャートを用いて説明すれば、以下の通りである。
ここで、「低速高トルクモード」に設定されている場合には、ステップS12へ進み、設定されていない場合には、ステップS16へ進む。
制御部16には、図11に示すように、高い回転速度で低いトルクを出力するようにモータを制御する「高速低トルクモード」と、高速低トルクモードよりも低い回転速度で高いトルクを出力するようにモータを制御する「低速高トルクモード」とが設定されている。
ステップS11において判定される「低速高トルクモード」は、モータ17から付与される回転速度は比較的低速であるものの、高いトルクが付与されるモードであって、回転速度よりもトルクが必要な作業時に選択される。そして、この「低速高トルクモード」は、他のモードと比較して、高いトルクが出力されるため、使用者は電動工具10をしっかりと把持した状態で作業を行う必要がある。よって、ステップS11では、最初に、「低速高トルクモード」であるか否かの判定が行われる。
次に、ステップS13では、本体部11に補助ハンドル20が装着されているか否かの判定が行われる。ここで、補助ハンドル20が本体部11に装着されている場合には、ステップS14へ進む。一方、補助ハンドル20が装着されていない場合には、「低速高トルクモード」の作業を実施するための条件を満たしていないと判断し、ステップS18へ進み、モータ17の動作を禁止して処理を終了する。
ここで、補助ハンドル20の有無の検出は、本体部11側の信号受信部19において、補助ハンドル20側の信号送信部26との間の通信が行われるか否か等によって判定すればよい。あるいは、補助ハンドル20の装着を検出するセンサ等を用いて、補助ハンドル20の有無を判定してもよい。
ここで、把持値が動作許可把持値の範囲内である場合には、「低速高トルクモード」の作業を実施するための条件を満たしていると判断し、ステップS15へ進み、モータ17の動作を許可して処理を終了する。
次に、ステップS16では、ステップS11において「低速高トルクモード」ではないと判定された、あるいはステップS14において、把持値が動作許可把持値の範囲よりも小さいと判定されているため、「低速高トルクモード」よりも使用条件が緩い「高速低トルクモード」の制御Noを呼び出す。
ここで、把持値が動作許可把持値の範囲内である場合には、「高速低トルクモード」の作業を実施するための条件を満たしていると判断し、ステップS15へ進み、モータ17の動作を許可して処理を終了する。
本実施形態の電動工具10では、以上のように、補助ハンドル20を用いた安全性の高い作業が要求される「低速高トルクモード」等の作業時において、補助ハンドル20の把持を検出するとともに、把持力の大きさ(把持値)が設定されたモードに応じた範囲内であるか否かを判定して、範囲内である場合のみ、モータ17の動作を許可することで、補助ハンドル20付きの電動工具10を用いてより安全性の高い作業を行うことができる。
本実施形態の電動工具10では、図8に示す処理に続いて、作業中に低下した電源部18bの電圧値を算出し、算出された電圧値に応じて動作許可閾値を設定する制御が実施される。このモータ17の動作許可制御について、図9に示すフローチャートを用いて説明すれば、以下の通りである。
次に、ステップS22では、電源部18bの電圧検出部18baが、作業中における電源部18bの電圧値V1を検出する。
次に、ステップS23では、ステップS21において検出された作業開始時(前)における電源部18bの初期電圧値V0と、ステップS22において検出された作業中の電源部18bの電圧値V1と、を比較して、作業中に低下した電圧値V(=V0−V1)を算出する。
ここで、上述したように、制御部16は、図11に示すように、高速低トルクモードおよび低速高トルクモードという2つの作業モードを有しており、使用者自身による設定あるいは作業時の電圧降下等に応じて自動的に適切な作業モードが設定される。
なお、ステップS24の現在の制御Noの取得は、ステップS21〜S23よりも前に実施されてもよい。
ここで、作業中に低下した電源部18bの電圧値Vが、5分以内に、電圧閾値を超えた場合には、ステップS26へ進み、電圧閾値を超えていない場合には、ステップS27へ進む。
これにより、ステップS26では、より強く補助ハンドル20を把持しないと動作許可されない技量レベルが低い使用者向けのモードに変更されたため、使用者の技量レベルに応じた適切な作業モードで作業を実施することができる。
ここで、作業中に低下した電源部18bの電圧値Vが、5分〜10分の間に、電圧閾値を超えた場合には、ステップS28へ進み、電圧閾値を超えていない場合には、ステップS29へ進む。
これにより、ステップS28では、作業中に低下した電源部18bの電圧値Vから推定される使用者の技量レベルが、現在設定されている作業モード(制御No)に合っていると判断し、作業モードを変更することなく維持する。よって、使用者の技量レベルに応じた適切な作業モードで作業を実施することができる。
これにより、ステップS29では、より弱い把持力で補助ハンドル20を把持して問題がない技量レベルが高い使用者向けのモードに変更されたため、使用者の技量レベルに応じた適切な作業モードで作業を実施することができる。
図9に示す作業モード(モータ17の動作停止用閾値)の設定制御は、上述した作業中に低下した電圧値を用いた制御に限らず、温度センサ18bbによって検出される作業中に上昇した電源部18bの温度を用いて実施されてもよい。
ここで、温度センサ18bbによって検出される作業中に上昇した電源部18bの温度を用いて実施される作業モード(モータ17の動作停止用閾値)の設定制御について、図14〜図15(b)を用いて説明すれば以下の通りである。
次に、ステップS52では、ステップS51において検出された作業中の電源部18bの温度T1が所定の温度(例えば、40℃)を超えたか否かを判定する。
ここで、検出温度T1が40℃を超えた場合には、ステップS54へ進み、40℃以下である場合には、ステップS51へ戻る。
次に、ステップS53では、制御部16が、現在、設定されている作業モード(制御No.H3)を取得する。なお、ステップS53の現在の制御Noの取得は、ステップS51〜S52よりも前に実施されてもよい。
ここで、5秒ごとにONにされるフラグは、例えば、図15(b)に示すように、フラグNo.F1から順にF2,F3,F4・・・nと、5秒ごとに検出される温度とともに、図示しない記憶部等に保存される。
ここで、1つ前のフラグ(すなわち、5秒前)と比較して上昇した電源部18bの温度Tが、温度閾値(10℃)を超えた場合には、ステップS56へ進み、温度閾値(10℃)を超えていない場合には、ステップS57へ進む。
次に、ステップS56では、ステップS55において、1つ前のフラグ温度と比較して上昇した電源部18bの温度Tが、温度閾値(10℃)を超えた(図15(a)の実線参照)と判定されたため、制御部16は、使用者の技量レベルが低いために電源部18bに負荷が掛かり、電源部18bの温度が急激に上昇したと推定し、技量レベルが低い使用者に対応する作業No.H2に変更して設定する。
これにより、ステップS56では、より強く補助ハンドル20を把持しないと動作許可されない技量レベルが低い使用者向けのモードに変更されたため、使用者の技量レベルに応じた適切な作業モードで作業を実施することができる。
一方、ステップS57では、ステップS55において、1つ前のフラグ温度との比較において上昇した電源部18bの温度Tが温度閾値(10℃)を超えていないと判定された後、フラグNo.100を超えたか否か(40℃を超えてから500秒を経過したか否か)を判定する。
ステップS58では、ステップS55において作業中の電源部18bの上昇温度が10℃を超えておらず、かつステップS57において、フラグNoが100を超えた(図16(a)の破線参照)と判定されたため、制御部16は、使用者の技量レベルが普通よりも高いために作業中の急激な温度上昇がなかったと推定し、技量レベルが高い使用者に対応する作業No.H4へ変更して維持する。
図15(a)の温度上昇グラフと図16(a)の温度上昇グラフとを比較すると、技量レベルが高い人の曲線(図16(a))では、フラグF3‐F4間で2℃の温度上昇であるが、技量レベルが低い人の曲線(図15(a))では、12℃の温度上昇が見られた。
これにより、ステップS58では、より弱い把持力で補助ハンドル20を把持しても問題がない技量レベルが高い使用者向けのモードに変更されたため、使用者の技量レベルに応じた適切な作業モードで作業を実施することができる。
一方、ステップS59では、ステップS55において作業中の電源部18bの上昇温度が10℃を超えておらず、かつステップS57において、フラグNoが100を超えていないと判定されたため、制御部16は、作業中に電源部18bの急激な温度は見られないものの引き続き、フラグNo.100までの観察が必要と推定し、技量レベルが普通の使用者に対応する作業No.H3のまま、変更せずに維持したまま、ステップS54へ戻る。
本実施形態の電動工具10では、上述した補助ハンドル20を把持する把持力に応じてモータ17の動作許可制御を行うとともに、図12に示すように、電動工具10の挙動(ブレ量)を検出し、ブレ量が所定範囲を超えている場合には、モータ17の動作を停止させるように制御を行う。
具体的には、図12に示すように、まず、ステップS31において、本体部11側の制御部16は、信号送信部26および信号受信部19を介して、補助ハンドル20側の把持部21の端部に設けられた加速度センサ28において検出される挙動検出信号を取得する。
これにより、制御部16は、電動工具10にブレが生じていることを認識することができる。
ここで、挙動検出信号が、図13(a)に示すように、予め設定された第1の挙動検出閾値を超えている場合には、ステップS33へ進む。一方、挙動検出信号が、図13(b)に示すように、予め設定された第1の挙動検出閾値を超えていない場合には、ステップS27へ進む。
次に、ステップS34では、制御部16が、第1の挙動検出閾値を超えた時(ブレ量が大きい時)における補助ハンドル20の把持力の大きさ(把持値)を、圧力センサ25から取得する。
図11には、設定された作業モードの制御Noごとの制御テーブルの動作許可把持値の範囲を含む制御テーブルが示されている。
これにより、使用者の技量によっては、各作業モードの制御Noに応じた動作許可把持値の範囲内であってもブレ量が大きくなる場合には、使用者の技量が低いと判断してモータ17の動作を許可する把持値の範囲を、図13(c)に示すように、より大きな値の範囲に変更することができる。
さらに、ステップS37では、ステップS32において、取得した挙動検出信号が第1の挙動検出閾値を超えていないと判定されているため、ブレ量は比較的小さいものと思われる。そこで、ステップS37では、図13(b)に示すように、所定時間(例えば、60sec)内において、第1の挙動検出閾値よりも小さい第2の挙動検出閾値を設定し、取得した挙動検出信号が第2の挙動検出閾値を超えたか否かを判定する。
次に、ステップS38では、ステップS37において第2の挙動検出閾値を超えたと判定されたため、制御部16は、処理フラグをONにする。
ここで、検出された挙動検出信号の値が第2の挙動検出閾値を超えた所定回数(例えば、5回)を超えている場合には、ステップS40へ進む。一方、検出された挙動検出信号の値が第2の挙動検出閾値を超えた所定回数(例えば、5回)を超えていない場合には、ステップS43へ進む。
次に、ステップS42では、ステップS41の照合の結果を踏まえて、図13(c)に示すように、動作許可把持値の範囲をより大きい範囲に変更したテーブルに更新し、ステップS31へ戻る。
よって、使用者の技量に応じて動作許可把持値の範囲を適正化することで、使用者の安全性を確保するとともに、使用者の技量差を考慮して適切な制御を行うことができる。
次に、ステップS44では、ステップS38においてONにした処理フラグをOFFにして、ステップS31へ戻る。
また、第1の挙動検出閾値は超えないものの第2の挙動検出閾値を超えるブレ量が発生し、かつ所定時間内に所定回数を超えるまで発生した場合には、モータ17の駆動を停止させて安全性を確保するとともに、より強い力で把持していないとモータ17の動作が許可されないようにテーブルを書き換えることができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(A)
上記実施形態では、作業中に低下した電源部18bの電圧を検出する電圧検出部18baと、作業中に上昇した電源部18bの温度を検出する温度センサ18bbとが、それぞれ設けられた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
また、例えば、電源部に電源制御部が設けられている場合には、図9に示す作業モード(モータ17の動作停止用閾値)の設定制御は、上述した作業中に低下した電源部の電圧、作業中に上昇した電源部の温度に限らず、電圧低下に応じて制御部に対して送信される電源制御部の制御指令等を用いて行われてもよい。
この場合でも、間接的に、作業中に低下した電源部の電圧等を認識することができるため、上記と同様の効果を奏することができる。
上記実施形態では、本体部11に対して補助ハンドル20が装着された電動工具10に対して、本発明が適用された例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、補助ハンドルのない本体部だけの電動工具(作業工具)に対して、本発明が適用された構成であってもよい。
上記実施形態では、図11に示すように、各作業モード(高速低トルク、低速高トルク)の制御Noごとにそれぞれ動作許可閾値、動作許可把持値の範囲が設定されている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
また、各作業モード(高速低トルク、低速高トルク)の制御Noごとにそれぞれ設定された第1・第2の挙動検出閾値についても同様に、図11に示す値に限らず、作業工具の種類、作業内容等に応じて、より大きい値、あるいはより小さい値で適切に設定されていてもよい。
上記実施形態では、電動工具10の作業時における挙動を検出する加速度センサ28が、補助ハンドル20側に設けられている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、加速度センサ等の挙動検出部が、本体部側に設けられた構成であってもよい。
また、加速度センサ等の挙動検出部は、本体部側と補助ハンドル側とにそれぞれ設けられていてもよい。
なお、加速度センサ等の挙動検出部は、本体部側に設けられている場合でも、できるだけ端部に配置されていることが好ましい。これにより、挙動検出部が本体部の中心付近に設けられた構成と比較して、本体部に生じたブレ量を検出し易くすることができる。
上記実施形態では、本体部11と補助ハンドル20との間における信号の送受信を非接触通信によって実施する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本体部と補助ハンドルとの間の通信が接触した状態で信号の送受信を行う方式であってもよい。
上記実施形態では、電動工具10の作業時における挙動を検出する挙動検出部として、加速度センサ28を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、加速度センサの代わりに、ジャイロセンサ等の他のセンサを用いてもよい。
上記実施形態では、本体部11に設けられた電源部18bから供給される電力によってモータ17が駆動される電動工具10を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、電源ケーブルを介して電力がモータに供給され、モータが駆動される電動工具であってもよい。
この場合には、電源部の情報として、電源ケーブルの温度等の他の情報が用いられればよい。
上記実施形態では、使用者の右手でメインハンドル13、左手で補助ハンドル20が把持される電動工具10を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、使用者の左手でメインハンドル、右手で補助ハンドルが把持されるように、補助ハンドルが装着された電動工具であってもよい。
上記実施形態では、電動工具10のモータ(モータ)17を駆動するための操作部として、引き量(操作量)に応じてモータ(モータ)17の出力トルクを調整するトリガスイッチを用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、トリガスイッチの代わりに、ON/OFFスイッチ等の他のスイッチを用いてもよい。
上記実施形態では、本発明に係る作業工具として、電動ドライバ等の電動工具10に対して本発明を適用した例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、電動ドライバ以外にも、グラインダ、ジグソー、チェーンソー等の各種作業を行う作業工具に対して、本発明が適用されてもよい。
上記実施形態では、電源部18bの情報として、作業開始前の電源部18bの初期電圧から作業中に低下した電圧の変化、または、温度センサ18bbによって検出された作業中の電源部18bの上昇温度が検出される例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
上記実施形態では、本体部11に着脱可能な状態で取り付けられる補助ハンドル20を含む電動工具10に対して、本発明が適用された例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本体部に対して着脱不能に固定された補助ハンドルを含む電動工具(作業工具)に対して本発明が適用されてもよい。
11 本体部
12 回転部
13 メインハンドル
14 操作部
15 被接続部
15a 円筒部
15aa 第1凹部
15ab 第2凹部
15b 着脱ボタン
15c 挿入孔
16 制御部
17 モータ
18a 非接触給電部
18b 電源部
18ba 電圧検出部(電源情報検出部)
18bb 温度センサ(電源情報検出部)
19 信号受信部
20 補助ハンドル
21 把持部
22 接続部
22a 挿入軸
23 円筒部
23aa 第1凸部
23ab 第2凸部
24 非接触受電部
25 圧力センサ(把持検出部)
25a,25b 圧力センサ(把持検出部)
26 信号送信部
27 把持検出信号処理部
28 加速度センサ(挙動検出部)
30 先端工具
56 ロック解除ボタン
56a 挿入孔
56b 弾性部材
56c 被係止部
62a 挿入軸
62b 係止部
Claims (19)
- 装着された先端工具を駆動させて所定の作業を行う作業工具であって、
本体部と、
前記本体部に設けられており、電力を供給する電源部と、
前記本体部に設けられており、前記電源部から電力が供給されて前記先端工具を駆動するモータと、
前記本体部に設けられており、作業前および作業中の前記電源部の情報を検出する電源情報検出部と、
前記本体部に設けられており、前記電源情報検出部において検出された前記電源部の情報に基づいて推定される使用者の技量レベルに応じて、前記モータの動作を制御する制御部と、
を備えている作業工具。 - 前記制御部は、前記電源部の情報に基づいて推定される前記使用者の技量レベルに応じて、前記モータの動作を停止させるために設定された閾値を選択する、
請求項1に記載の作業工具。 - 前記制御部は、前記モータの動作を停止させるために設定された前記閾値を含む複数の作業モードを有しており、前記電源部の情報に基づいて推定される使用者の技量レベルに応じて、現在設定されている第1作業モードから第2作業モードへ変更するか否かを決定する、
請求項2に記載の作業工具。 - 前記制御部は、前記電源部の情報が、第1時間閾値までに所定の閾値を超えた場合には、推定される前記使用者の技量レベルに合わせて前記作業モードを変更する、
請求項3に記載の作業工具。 - 前記制御部は、前記電源部の情報が、前記第1時間閾値よりも長い第2時間閾値までに所定の閾値を超えた場合には、前記作業モードを維持する、
請求項4に記載の作業工具。 - 前記制御部は、前記電源部の情報が、前記第1時間閾値よりも長い第2時間閾値までに所定の閾値を超えない場合には、推定される前記使用者の技量レベルに合わせて前記作業モードを変更する、
請求項4に記載の作業工具。 - 前記電源部の情報には、作業直前の電圧からの電圧の変化、前記電源部を制御する電源制御部の制御内容、前記電源部の温度変化が含まれる、
請求項1から6のいずれか1項に記載の作業工具。 - 前記本体部に対して取り付けられており作業時に前記使用者によって把持される補助ハンドルであって、前記使用者による前記補助ハンドルを把持した把持力を検出する把持検出部と、前記把持検出部における検出結果を前記本体部へ送信する送信部と、を有する補助ハンドルを、さらに備えている、
請求項1から7のいずれか1項に記載の作業工具。 - 前記本体部に設けられており、前記送信部から送信された前記把持検出部の検出結果を受信する受信部を、さらに備え、
前記制御部は、前記把持検出部における検出結果に応じて、前記モータの動作を停止させるか否かを決定する、
請求項8に記載の作業工具。 - 前記本体部に設けられており、前記補助ハンドルに対して非接触の状態で電力を供給する非接触給電部をさらに備えており、
前記補助ハンドルは、前記非接触給電部から供給される電力を受電する非接触受電部を、有している、
請求項8または9に記載の作業工具。 - 前記本体部の挙動を検出する挙動検出部を、さらに備えている、
請求項1から10のいずれか1項に記載の作業工具。 - 前記制御部は、前記挙動検出部における前記挙動の検出結果に基づいて、前記モータの動作を許可するか否かを決定する、
請求項11に記載の作業工具。 - 前記制御部は、前記挙動検出部における検出結果について、一回でも超えると前記モータの動作を停止させる第1閾値と、前記第1閾値よりも小さく所定時間内に所定回数以上超えると前記モータの動作を停止させる第2閾値と、を有している、
請求項11または12に記載の作業工具。 - 前記制御部は、高回転速度で低いトルクを出力するように前記モータを制御する高速低トルクモードと、前記高速低トルクモードよりも低回転速度で高いトルクを出力するように前記モータを制御する低速高トルクモードと、を有している、
請求項11から13のいずれか1項に記載の作業工具。 - 前記制御部は、前記低速高トルクモードでは、前記挙動検出部において検出された検出結果について、前記高速低トルクモードにおいて設定されており前記モータの動作を停止させる閾値よりも小さい閾値を設定する、
請求項14に記載の作業工具。 - 前記使用者によって把持された把持力を検出する把持検出部を有する補助ハンドルを、さらに備え、
前記高速低トルクモードおよび前記低速高トルクモードの少なくとも一方は、前記把持検出部における検出結果について設定された前記把持力の閾値が複数段階で設定されている、
請求項14または15に記載の作業工具。 - 前記挙動検出部は、前記補助ハンドルに設けられている、
請求項16に記載の作業工具。 - 前記挙動検出部は、前記補助ハンドルにおける前記本体部との接続部分とは反対側の端部付近に設けられている、
請求項17に記載の作業工具。 - 前記挙動検出部は、加速度センサである、
請求項11から18のいずれか1項に記載の作業工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020042976A JP7363609B2 (ja) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 作業工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020042976A JP7363609B2 (ja) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 作業工具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021142607A true JP2021142607A (ja) | 2021-09-24 |
JP7363609B2 JP7363609B2 (ja) | 2023-10-18 |
Family
ID=77765653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020042976A Active JP7363609B2 (ja) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 作業工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7363609B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023238593A1 (ja) * | 2022-06-08 | 2023-12-14 | パナソニックホールディングス株式会社 | 電動工具システム |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013233636A (ja) * | 2012-05-10 | 2013-11-21 | Panasonic Corp | 電動工具 |
JP2017121681A (ja) * | 2016-01-06 | 2017-07-13 | 株式会社マキタ | 通信アダプタ及び電動作業機システム |
WO2020070823A1 (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | 京セラ株式会社 | 工具管理装置、工具管理システム、工具管理方法、及び工具 |
JP2020157446A (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | オムロン株式会社 | 作業工具およびこれを備えた制御システム |
-
2020
- 2020-03-12 JP JP2020042976A patent/JP7363609B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013233636A (ja) * | 2012-05-10 | 2013-11-21 | Panasonic Corp | 電動工具 |
JP2017121681A (ja) * | 2016-01-06 | 2017-07-13 | 株式会社マキタ | 通信アダプタ及び電動作業機システム |
WO2020070823A1 (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | 京セラ株式会社 | 工具管理装置、工具管理システム、工具管理方法、及び工具 |
JP2020157446A (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | オムロン株式会社 | 作業工具およびこれを備えた制御システム |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023238593A1 (ja) * | 2022-06-08 | 2023-12-14 | パナソニックホールディングス株式会社 | 電動工具システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7363609B2 (ja) | 2023-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11701759B2 (en) | Electric power tool | |
US7795829B2 (en) | Electric power tool and method for operating same | |
US7410006B2 (en) | Power tool anti-kickback system with rotational rate sensor | |
US9475180B2 (en) | Power tool having rotary input control | |
CN107263406B (zh) | 具有可拆卸辅助把手的电动工具 | |
JP3740694B2 (ja) | 電動工具 | |
US8091650B2 (en) | Power tool guard | |
USRE44993E1 (en) | Power tool anti-kickback system with rotational rate sensor | |
JP6676777B2 (ja) | 最適化された電子スリッピングクラッチの休止挙動 | |
JP2021142607A (ja) | 作業工具 | |
JP2021142605A (ja) | 作業工具 | |
EP2749376B1 (en) | Power tool having rotary input control | |
CN113195169A (zh) | 旋转工具 | |
JP2021142601A (ja) | 作業工具 | |
JP2021142600A (ja) | 作業工具 | |
JP3807444B2 (ja) | 携帯用工具の操作方法 | |
JP4399866B2 (ja) | 電動工具 | |
JP3553589B2 (ja) | 携帯用工具 | |
JP4649834B2 (ja) | 携帯用工具 | |
JP3856040B2 (ja) | 携帯用工具 | |
JP3807445B2 (ja) | 携帯用工具 | |
CN117897258A (zh) | 具有悬挂装置的手持式加工器具 | |
JP3553587B2 (ja) | 携帯用工具 | |
JP4051370B2 (ja) | 電動工具 | |
JP3553588B2 (ja) | 携帯用工具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230111 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230904 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230905 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230918 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7363609 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |