JP2023128850A - 作業機 - Google Patents
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Abstract
【課題】作業性を向上させた作業機を提供する。【解決手段】作業機は、モータ12と、モータ12を支持するハウジングと、基準姿勢に対するハウジングの姿勢の変化量を検知する検知部18と、変化量を報知可能であって、変化量が閾値以上となった場合に報知内容を変更する報知部17,59と、を備え、閾値が変更可能である。【選択図】図2
Description
本発明は、作業機に関する。
特許文献1には、作業機の姿勢を報知する発光部を備える作業機が記載されている。
特許文献1に記載の作業機では、作業状態によっては姿勢の変化量が大きくなるため、発光部の報知内容が変化を繰り返すことになる。しかしながら、このような発光態様が作業者には煩わしく感じる場合もあり、作業性の改善が要望されていた。
本発明に係る作業機は、
モータと、
前記モータを支持するハウジングと、
基準姿勢に対する前記ハウジングの姿勢の変化量を検知する検知部と、
前記変化量を報知可能であって、前記変化量が閾値以上となった場合に報知内容を変更する報知部と、を備え、
前記閾値が変更可能である。
モータと、
前記モータを支持するハウジングと、
基準姿勢に対する前記ハウジングの姿勢の変化量を検知する検知部と、
前記変化量を報知可能であって、前記変化量が閾値以上となった場合に報知内容を変更する報知部と、を備え、
前記閾値が変更可能である。
本発明によれば、作業性を向上させた作業機を提供することができる。
<第1の実施の形態>
以下、図面を参照して第1の実施の形態の作業機について説明する。図1は、作業機として相手材である被加工物Wを穿孔するハンマドリル10の断面図である。尚、ハンマドリル10の各部の方向や上下などの位置等の説明の際には、図面を基準とする。
以下、図面を参照して第1の実施の形態の作業機について説明する。図1は、作業機として相手材である被加工物Wを穿孔するハンマドリル10の断面図である。尚、ハンマドリル10の各部の方向や上下などの位置等の説明の際には、図面を基準とする。
ハンマドリル10は、筐体としてのハウジング部11と、電動モータ12と、電動モータ12の回転力を伝達する回転力伝達機構13と、電動モータ12の回転を左右すなわち往復方向の動きに変換する変換機構14と、スリーブ15と、作業部としての打撃子16および先端工具38とを有する。ハンマドリル10は、電動モータ12の回転力をスリーブ15へ伝達する機能と、電動モータ12の回転力を打撃子16の打撃力に変換する機能とを有する。
<ハウジングについて>
ハウジング部11は中空に形成され、ハンマドリル10の外郭を構成する。ハウジング部11は、例えば、図1の紙面方向に分割される右側側面と左側側面を組み合わせて形成される。ハウジング部11は、駆動部として機能する電動モータ12と、作動部として機能する回転力伝達機構13、変換機構14、ピストン42、打撃子16及び中間打撃子39と、をハウジング部11の内部で支持する。ハウジング部11は、本体部112と、ハンドル部113とを有する。本体部112は、電動モータ12と、回転力伝達機構13と、変換機構14と、ピストン42、打撃子16と、中間打撃子39と、を本体部112の内部で支持する。ハンドル部113は、上下方向(仮想線A11と平行方向)に沿って延びる形状を有し、本体部112の後方の上部及び下部にて本体部112の後方に接続される。ハンドル部113は、ユーザとしての作業者によって把持される。作業者は、例えば一方の手で本体部112の一部を支え、他方の手で上述したハンドル部113を握った状態で、ハンマドリル10を使用する。
ハウジング部11は中空に形成され、ハンマドリル10の外郭を構成する。ハウジング部11は、例えば、図1の紙面方向に分割される右側側面と左側側面を組み合わせて形成される。ハウジング部11は、駆動部として機能する電動モータ12と、作動部として機能する回転力伝達機構13、変換機構14、ピストン42、打撃子16及び中間打撃子39と、をハウジング部11の内部で支持する。ハウジング部11は、本体部112と、ハンドル部113とを有する。本体部112は、電動モータ12と、回転力伝達機構13と、変換機構14と、ピストン42、打撃子16と、中間打撃子39と、を本体部112の内部で支持する。ハンドル部113は、上下方向(仮想線A11と平行方向)に沿って延びる形状を有し、本体部112の後方の上部及び下部にて本体部112の後方に接続される。ハンドル部113は、ユーザとしての作業者によって把持される。作業者は、例えば一方の手で本体部112の一部を支え、他方の手で上述したハンドル部113を握った状態で、ハンマドリル10を使用する。
<電動モータについて>
電動モータ(以下、単にモータとも称する)12は、本体部112内に収容される。モータ12は、ステータ及びロータを有するブラシレスモータであり、ロータの回転により駆動力を発生させる駆動部である。モータ12のロータは出力軸23に取り付けられている。出力軸23は、軸受により、第1仮想線A11を中心として回転可能に支持されている。モータ12のステータに電流が流れると回転磁界が形成されて、ロータ及び出力軸23が回転される。
電動モータ(以下、単にモータとも称する)12は、本体部112内に収容される。モータ12は、ステータ及びロータを有するブラシレスモータであり、ロータの回転により駆動力を発生させる駆動部である。モータ12のロータは出力軸23に取り付けられている。出力軸23は、軸受により、第1仮想線A11を中心として回転可能に支持されている。モータ12のステータに電流が流れると回転磁界が形成されて、ロータ及び出力軸23が回転される。
<回転力伝達機構について>
回転力伝達機構13は、本体部112内に収容され、モータ12の上方に配置される。回転力伝達機構13は中間シャフト28を有する。中間シャフト28は、本体部112内で軸受によって支持され、かつ、第2仮想線A21を中心として回転可能である。ここで、第1仮想線A11と第2仮想線A21とは、所定角度(例えば、90度)で交差して配置される。中間シャフト28の一方側の端部には従動ギヤが固定され、この従動ギヤと上記の出力軸23に設けられる駆動ギヤとが噛み合っている。これにより、モータ12の回転に伴い回転する出力軸23によって中間シャフト28が回転される。また、中間シャフト28の外周面に設けられたギヤと、スリーブ15の外周に取り付けられた伝達ギヤとが噛み合わされている。かかる構成により、中間シャフト28は、モータ12の回転に伴い回転する出力軸23の回転力をスリーブ15に伝達する。
回転力伝達機構13は、本体部112内に収容され、モータ12の上方に配置される。回転力伝達機構13は中間シャフト28を有する。中間シャフト28は、本体部112内で軸受によって支持され、かつ、第2仮想線A21を中心として回転可能である。ここで、第1仮想線A11と第2仮想線A21とは、所定角度(例えば、90度)で交差して配置される。中間シャフト28の一方側の端部には従動ギヤが固定され、この従動ギヤと上記の出力軸23に設けられる駆動ギヤとが噛み合っている。これにより、モータ12の回転に伴い回転する出力軸23によって中間シャフト28が回転される。また、中間シャフト28の外周面に設けられたギヤと、スリーブ15の外周に取り付けられた伝達ギヤとが噛み合わされている。かかる構成により、中間シャフト28は、モータ12の回転に伴い回転する出力軸23の回転力をスリーブ15に伝達する。
<スリーブについて>
スリーブ15は、本体部112内の前方に収容され、回転力伝達機構13の上方に配置される。スリーブ15は筒形状であり、図1中の第3仮想線A31に沿って配置される。スリーブ15は、工具支持孔37を有し、スリーブ15は、相手材である被加工物Wに対して穿孔を行う先端工具としてのドリルビット38を支持可能及び取付可能である。スリーブ15に取り付けられたドリルビット38は、スリーブ15に対して前後方向の前方側に延出する。換言すると、ハウジング部11は、ドリルビット38を前後方向に延出するように取り付け可能である。
スリーブ15は、本体部112内の前方に収容され、回転力伝達機構13の上方に配置される。スリーブ15は筒形状であり、図1中の第3仮想線A31に沿って配置される。スリーブ15は、工具支持孔37を有し、スリーブ15は、相手材である被加工物Wに対して穿孔を行う先端工具としてのドリルビット38を支持可能及び取付可能である。スリーブ15に取り付けられたドリルビット38は、スリーブ15に対して前後方向の前方側に延出する。換言すると、ハウジング部11は、ドリルビット38を前後方向に延出するように取り付け可能である。
スリーブ15がドリルビット38を支持すると、スリーブ15とドリルビット38とが一体回転可能である。スリーブ15の内部には中間打撃子39が設けられている。中間打撃子39は、スリーブ15に対して第3仮想線A31に沿った方向に移動可能である。
<変換機構について>
変換機構14は、本体部112内に収容される。変換機構14は、内輪40、外輪41及びピストン42を有する。内輪40は、中間シャフト28の外周面に取り付けられる。外輪41は、内輪40の外側に配置される。内輪40の外周面にカム溝が設けられ、このカム溝と外輪41との間に転動体が設けられている。
変換機構14は、本体部112内に収容される。変換機構14は、内輪40、外輪41及びピストン42を有する。内輪40は、中間シャフト28の外周面に取り付けられる。外輪41は、内輪40の外側に配置される。内輪40の外周面にカム溝が設けられ、このカム溝と外輪41との間に転動体が設けられている。
クラッチ43は、本体部112内に収容されている。クラッチ43は、中間シャフト28と内輪40との間の動力伝達経路を接続及び遮断する。クラッチ43は、中間シャフト28に取り付けられた円筒部材である。クラッチ43は、中間シャフト28の外周面に形成されたギヤに噛み合わされており、クラッチ43は中間シャフト28に対して第2仮想線A21に沿った方向に移動可能である。
ハンマドリル10の使用状態を切り替える作業選択部材(不図示)がハウジング部11に設けられている。作業選択部材は、例えばレバーである。作業者が作業選択部材を操作すると、クラッチ43が第2仮想線A21に沿った方向に作動される。作業者は作業選択部材を操作することにより、回転・打撃モードと、回転モードとの間でハンマドリル10の動作態様を切り替えることができる。回転・打撃モードは、スリーブ15に第3仮想線A31(前後方向)を中心軸とする回転力を加え、かつ、第3仮想線A31に沿った方向(前後方向)の打撃力を中間打撃子39に付加可能なモードである。回転モードは、スリーブ15に第3仮想線A31(前後方向)を中心軸とする回転力を加え、かつ、中間打撃子39に打撃力を付加しないモードである。
さらに、ハンマドリル10は、作業者によって作業選択部材が操作されることにより、ハンマドリル10の上述した作業部(ここでは打撃子16および先端工具38)の回転速度について、HIGHモードにするか、あるいはLOWモードにするかの切り替えができるようになっている。ここで、LOWモードとは、モータ12ひいては作業部の回転が所定速度以上にならないように制限する設定状態、言い換えると低速回転モードである。一方、HIGHモードとは、モータ12ひいては作業部の回転速度を制限しない設定状態、言い換えると高速回転許容モードである。なお、LOWモードとHIGHモードとの切り替えは、上述した回転・打撃モードと、回転モードと、のいずれにおいても行うことができる。
クラッチ43は、内輪40に対して係合及び解放可能である。回転・打撃モードが選択されると、クラッチ43が内輪40に係合され、動力伝達経路が接続される。回転モードが選択されると、クラッチ43が内輪40から解放され、動力伝達経路が遮断される。
外輪41はピストン42に連結されている。ピストン42は筒形状であり、第3仮想線A31に沿った方向に移動可能である。打撃子16は、ピストン42内に設けられており、打撃子16は、ピストン42に対して第3仮想線A31に沿った方向に移動可能である。
上述した回転力伝達機構13、ピストン42、スリーブ15、打撃子16及び中間打撃子39は、モータ12の回転により生じる駆動力により作動する作動部として機能する。かかる作動部は、モータ12の駆動力により、ドリルビット38に対して仮想線A31を中心軸とする回転力を付与する。
<ハンドル部について>
ハンドル部113は、下方側で本体部112に連結される箇所に設けられた装着部に、電池パック46が着脱可能に装着される。電池パック46は交流電源である。電池パック46は、収容ケースと、収容ケース内に設けられた、図2で後述するバッテリ46aおよびインバータ回路49と、を有する。バッテリ46aは、電池セルとも呼ばれ、一次電池又は二次電池の何れでもよい。電池セルとしては、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケルカドミウム電池の何れかを用いることができる。インバータ回路49は、後述するマイコン17の制御の下、バッテリ46aの直流電流を交流電流に変換し、変換後の交流電流をモータ12に出力する。
ハンドル部113は、下方側で本体部112に連結される箇所に設けられた装着部に、電池パック46が着脱可能に装着される。電池パック46は交流電源である。電池パック46は、収容ケースと、収容ケース内に設けられた、図2で後述するバッテリ46aおよびインバータ回路49と、を有する。バッテリ46aは、電池セルとも呼ばれ、一次電池又は二次電池の何れでもよい。電池セルとしては、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケルカドミウム電池の何れかを用いることができる。インバータ回路49は、後述するマイコン17の制御の下、バッテリ46aの直流電流を交流電流に変換し、変換後の交流電流をモータ12に出力する。
ハンドル部113の上方にはトリガ47が設けられている。トリガ47は、ハンドル部113に対して作動可能である。トリガ47は、スプリング等の弾性部材によりハンドル部113の外部(図1中の右側)に向けて付勢されている。このトリガ47に対して矢印D方向への操作力が加わると、トリガ47は上記の付勢力に抗して初期位置から移動する。トリガ47に対する操作力が解除されると、トリガ47は初期位置に戻る。
<制御系について>
図2は、ハンマドリル10の制御系統を示すブロック図である。図2に示すように、ハンマドリル10の制御系は、上述したモータ12、角度検出部18、およびインバータ回路49に加え、マイコン17(適宜、図1も参照)と、トリガセンサ47aと、電流検出部51と、回転位置検出部53と、が設けられる。尚、角度検出部18は、マイコン17に設けられている。より具体的には、角度検出部となるセンサは、マイコン17と同一基板上に実装されている。角度検出部18は、ドリルビット38の軸の向き(第3仮想線A31を参照)の水平方向または垂直方向に対する角度を検出する機能を担い、かかる軸が水平方向または垂直方向に向いている場合、0°(基準姿勢)である旨の信号を出力する。また、角度検出部18は、上記の軸の向きが水平方向または垂直方向から傾いている場合、当該傾斜角度(基準姿勢からの角度)を示す信号を出力する。このような角度検出部18は、例えば、加速度センサ、磁気センサ等により構成される。
図2は、ハンマドリル10の制御系統を示すブロック図である。図2に示すように、ハンマドリル10の制御系は、上述したモータ12、角度検出部18、およびインバータ回路49に加え、マイコン17(適宜、図1も参照)と、トリガセンサ47aと、電流検出部51と、回転位置検出部53と、が設けられる。尚、角度検出部18は、マイコン17に設けられている。より具体的には、角度検出部となるセンサは、マイコン17と同一基板上に実装されている。角度検出部18は、ドリルビット38の軸の向き(第3仮想線A31を参照)の水平方向または垂直方向に対する角度を検出する機能を担い、かかる軸が水平方向または垂直方向に向いている場合、0°(基準姿勢)である旨の信号を出力する。また、角度検出部18は、上記の軸の向きが水平方向または垂直方向から傾いている場合、当該傾斜角度(基準姿勢からの角度)を示す信号を出力する。このような角度検出部18は、例えば、加速度センサ、磁気センサ等により構成される。
また、ハンマドリル10は、ハウジング部11の外表面上に、装置の状態等を報知するためのLED59を有する。本実施の形態では、LED59は、赤色のLEDと緑色のLEDを備えている。LED59は、マイコン17に制御されて駆動電流が供給されると点灯する。LED59およびマイコン17は、本開示の報知部に対応する。また、以下は説明の便宜のため、LED59における赤色のLED、および緑色のLEDを、単に「赤色LED」、および「緑色LED」と称する場合がある。
マイコン17は、入力ポート、出力ポート、中央演算処理部、記憶部及びタイマー等を有するマイクロコンピュータである。
インバータ回路49は、複数のスイッチング素子を有し、モータ12のステータとバッテリ46aとの間の電気回路に設けられる。インバータ回路49は、マイコン17により制御されて、上記のスイッチング素子をそれぞれ単独でオン及びオフにすることにより、モータ12に交流電流を供給する。
トリガセンサ47aは、トリガ47が作業者により操作されると、作業者による操作を検出して信号(操作信号)をマイコン17に出力する。電流検出部51は、バッテリ46aからモータ12のステータに供給される電流値を検出して、マイコン17へ信号を出力する。
回転位置検出部53は、例えばホールICであり、ロータ及び出力軸23の回転方向における位置を検出して信号をマイコン17へ出力する。このとき、マイコン17は、回転位置検出部53からの検出信号の数に基づいて、モータ12の回転数を検出することができる。
<角度検出部について>
角度検出部18は、ハウジング部11ひいては先端工具(この例ではドリルビット38)の姿勢を検出する役割を担うブロックである。本実施の形態の角度検出部18は、ハウジング部11の姿勢の変化量を検知する検知部としての機能を担う。
角度検出部18は、ハウジング部11ひいては先端工具(この例ではドリルビット38)の姿勢を検出する役割を担うブロックである。本実施の形態の角度検出部18は、ハウジング部11の姿勢の変化量を検知する検知部としての機能を担う。
角度検出部18は、例えば加速度センサであり、ハウジング部11に加わるxyzの3軸方向に作用する加速度を電気信号に変換して、かかる電気信号をマイコン17に出力する。すなわち、角度検出部18は、ハウジング部11にかかる前後方向、上下方向及び左右方向の加速度を検出可能である。尚、加速度センサとして、圧電型、ピエゾ抵抗型、静電容量型、周波数変化型等の検出方式を用いるセンサを使用することができる。以下、かかる加速度センサを「姿勢センサ」とも称する。
ハンマドリル10のような作業機では、被加工物Wに対する加工(この例では穿孔)を行う際の姿勢が悪いと、作業効率が悪くなり、モータ12や作業部などに余計な負荷がかかることになる。このため、ハンマドリルでは、例えば図1に示すような先端工具が真横となる水平状態あるいは先端工具が真上または真下になる垂直状態を「基準姿勢」とし、かかる基準姿勢に対する角度のずれを、角度検出部18を通じてマイコン17で検出する。そして、基準姿勢に対する角度のずれが許容範囲言い換えると閾値を越えた場合、マイコン17の制御によりLED59を発光させる(例えば赤色LEDを点滅させる)ことによって、作業者に対して報知ないし警告することが望ましい。
<課題等>
一方で、従来の構成では、作業機の状態によっては、例えば作業機に激しい振動が発生するような使用状態の場合、姿勢の変化量が大きくなるため、発光部の報知内容が変化を繰り返す(例えば、緑色LEDの点灯と赤色LEDの点滅が繰り返される)ことになる。しかしながら、このような発光態様が作業者には煩わしく感じる場合もあり、作業性の改善が要望されていた。
一方で、従来の構成では、作業機の状態によっては、例えば作業機に激しい振動が発生するような使用状態の場合、姿勢の変化量が大きくなるため、発光部の報知内容が変化を繰り返す(例えば、緑色LEDの点灯と赤色LEDの点滅が繰り返される)ことになる。しかしながら、このような発光態様が作業者には煩わしく感じる場合もあり、作業性の改善が要望されていた。
本発明者らは、鋭意研究の末、発光部の報知内容(この例では許容または警告)の境目となる閾値を可変とする構成、特に、トリガの引き量の大/小またはモータの回転数に応じて許容値を高く/低くする構成が望ましいとの知見を得て、本開示の構成を提案するに至った。
すなわち、本開示の作業機は、モータ12と、モータ12を支持するハウジング部11と、基準姿勢に対するハウジング部11の姿勢の変化量を検知する検知部と、かかる変化量を報知可能であって、変化量が閾値以上となった場合に報知内容を変更する報知部と、を備え、閾値が変更可能である構成を有する。
より具体的には、本実施形態の作業機すなわちハンマドリル10では、閾値は、モータ12を駆動させるために作業者により操作される操作部の操作量(この例ではユーザである作業者により引かれるトリガ47の引き量)に応じて変わる構成とする。
また、本実施の形態のハンマドリル10では、上述した回転・打撃モードおよび回転モードのいずれにおいても、LOWモードの場合に閾値が変更可能な構成とする。言い換えると、本実施の形態のハンマドリル10では、上述した回転・打撃モードおよび回転モードのいずれにおいても、HIGHモードの場合には閾値の変更さらには姿勢変化の報知を行わない。これは、HIGHモードの場合にはハンマドリル10の振動ひいてはハウジング部11の姿勢変化が大きくなり、角度検出部18によるハウジング部11の姿勢の変化量を正確に検知することが困難になることによる。
以下、上述の構成を、図3以下を参照しながら、より詳細に説明する。以下は、基準姿勢に関し、上述した水平状態および垂直状態のうちの垂直状態を代表して説明する。
<トリガ47の引き量を増加させる場合>
図3は、本装置のLOWモードでの静止状態からユーザがトリガ47の引き量を次第に増加させてフル引き状態にまで移行した場合におけるトリガ47の引き量に対する基準状態(ここでは垂直状態)からの許容範囲(閾値角度)および、かかる範囲内/範囲外の場合の表示内容の一覧を示す表である。
図3は、本装置のLOWモードでの静止状態からユーザがトリガ47の引き量を次第に増加させてフル引き状態にまで移行した場合におけるトリガ47の引き量に対する基準状態(ここでは垂直状態)からの許容範囲(閾値角度)および、かかる範囲内/範囲外の場合の表示内容の一覧を示す表である。
表の左側から、「トリガの引き量(%)」、無負荷時にモータ12に流れる「電流量」、閾値としての「許容範囲」、許容範囲内での表示内容、および許容範囲外での表示内容を示している。この表に規定された内容は、テーブルデータとして所定の記憶媒体、例えばマイコン17内の記憶部メモリに格納され、後述するフローチャート(図10)での制御に用いることができる。なお、これらの点については、後述する図5に示す表の場合も同様である。
<引き量0%の場合>
図3中の表に示すように、本実施の形態では、トリガ47の引き量が0%の場合、モータ12に電流が供給されず(計測される電流値は0である)、先端工具が停止した状態を維持する。この場合、基準姿勢(垂直)からの許容範囲は±5°以内、言い換えると閾値角度は±5°であり、垂直からの姿勢変化が±5°以内であれば緑色のLEDが点灯し、垂直からの姿勢変化が±5°を越えた場合に範囲外であることを報知(警告)すべく赤色のLEDが点灯する。
図3中の表に示すように、本実施の形態では、トリガ47の引き量が0%の場合、モータ12に電流が供給されず(計測される電流値は0である)、先端工具が停止した状態を維持する。この場合、基準姿勢(垂直)からの許容範囲は±5°以内、言い換えると閾値角度は±5°であり、垂直からの姿勢変化が±5°以内であれば緑色のLEDが点灯し、垂直からの姿勢変化が±5°を越えた場合に範囲外であることを報知(警告)すべく赤色のLEDが点灯する。
なお、かかる停止状態では、穿孔作業に起因した振動等が発生しないため、姿勢センサ(角度検出部)は良好に能力を発揮し、垂直状態からの許容範囲±5°を正確に検知することができる。
<引き量1%以上~30%未満の場合>
続いて、トリガ47の引き量が1%以上~30%未満の範囲にある場合、モータ12に電流が供給され、通常は(「一般的な使用方法では」の意味であり、以下も同じ。)、被加工物Wへの穿孔動作が行われる。この段階でも、垂直からの許容範囲は±5°以内(閾値角度は±5°)であるが、垂直からの姿勢変化が±5°以内の場合に緑色のLEDが点滅する点で、トリガ47の引き量0%の場合と異なる。一方、垂直からの姿勢変化が±5°を越えた場合は、上述と同様に赤色のLEDが点灯する。
続いて、トリガ47の引き量が1%以上~30%未満の範囲にある場合、モータ12に電流が供給され、通常は(「一般的な使用方法では」の意味であり、以下も同じ。)、被加工物Wへの穿孔動作が行われる。この段階でも、垂直からの許容範囲は±5°以内(閾値角度は±5°)であるが、垂直からの姿勢変化が±5°以内の場合に緑色のLEDが点滅する点で、トリガ47の引き量0%の場合と異なる。一方、垂直からの姿勢変化が±5°を越えた場合は、上述と同様に赤色のLEDが点灯する。
なお、この段階では、かなり低速でモータ12が回転するように所定の電流が供給されるが、モータ12に実際に流れる電流は負荷(被加工物Wの材質など)によって異なるため、一律に定まるものではない。一方で、通常、トリガ47の引き量が100%に満たない場合には、例えばモータ12や種々の電気回路にダメージが発生する程の大電流はモータ12に供給されないため、この実施の形態では、テーブル中に電流値の許容値または閾値は規定されない。この点、トリガ47の引き量が30~60%の場合、60~90%の場合、および90~100%の場合も同様であり、後述する図5中の表の対応するトリガ引き量についても同様である。なお、トリガ引き量が100%の場合において大電流が検出された態様については後述する。
一般的な傾向として、たとえドリルビット38の往復動作を伴わず回転動作のみを行うLOWモードであっても、穿孔作業中でのトリガ47の引き量(%)が増えるほど、言い換えるとモータ12の回転数が上がるほど、ハウジング部11全体に発生する振動が大きくなり、結果として角度検出部18(姿勢センサ)の精度が低下していくおそれがある。
このため、本実施の形態では、トリガ47の引き量(ひいてはモータ12の回転数)に応じて、基準姿勢すなわち垂直方向に0°に対する閾値を、言い換えると許容範囲の角度を、段階的に緩める構成とした。かかる構成とすることにより、不正確な警告の発生が防止又は抑制され、また、警告発生の基準が緩やかになることから、ユーザが作業に集中できるようになる。
<引き量30%以上~60%未満の場合>
さらに、トリガ47の引き量が30%以上~60%未満の範囲に移行(増加)した場合、上述した引き量1%以上~30%未満の場合と比較して、より大きな電流がモータ12に供給され、被加工物Wへの穿孔速度も上がり、ハウジング部11全体に発生する振動が大きくなり、角度検出精度が低下し得る。
さらに、トリガ47の引き量が30%以上~60%未満の範囲に移行(増加)した場合、上述した引き量1%以上~30%未満の場合と比較して、より大きな電流がモータ12に供給され、被加工物Wへの穿孔速度も上がり、ハウジング部11全体に発生する振動が大きくなり、角度検出精度が低下し得る。
このような理由から、この段階では、垂直からの許容範囲は±10°以内(閾値角度は±10°)に緩められ、垂直からの姿勢変化が±10°以内であれば緑色LEDが点滅する。一方、垂直からの姿勢変化が±10°を越えた場合、赤色LEDが点灯し、許容範囲外であることを作業者に報知(警告)する。
<引き量60%以上~90%未満の場合>
続いて、トリガ47の引き量が60%以上~90%未満の範囲に移行(増加)した場合、上述した引き量30%以上~60%未満の場合と比較して、さらに大きな電流がモータ12に供給され、被加工物Wへの穿孔速度もより上がり、ハウジング部11全体に発生する振動がより大きくなり、角度検出精度が低下し得ると考えられる。
続いて、トリガ47の引き量が60%以上~90%未満の範囲に移行(増加)した場合、上述した引き量30%以上~60%未満の場合と比較して、さらに大きな電流がモータ12に供給され、被加工物Wへの穿孔速度もより上がり、ハウジング部11全体に発生する振動がより大きくなり、角度検出精度が低下し得ると考えられる。
このような理由から、この段階では、垂直からの許容範囲は±15°以内(閾値角度は±15°)に更に緩められ、垂直からの姿勢変化が±15°以内であれば緑色LEDが点滅する。一方、垂直からの姿勢変化が±15°を越えた場合、赤色LEDが点灯し、許容範囲外であることを作業者に報知(警告)する。
<引き量90%以上~100%未満の場合>
続いて、トリガ47の引き量が90%以上~100%未満の範囲に移行(増加)した場合、上述した引き量60%以上~90%未満の場合と比較して、さらに大きな電流がモータ12に供給され、被加工物Wへの穿孔速度もより上がり、ハウジング部11全体に発生する振動がより大きくなり、角度検出精度が低下し得ると考えられる。
続いて、トリガ47の引き量が90%以上~100%未満の範囲に移行(増加)した場合、上述した引き量60%以上~90%未満の場合と比較して、さらに大きな電流がモータ12に供給され、被加工物Wへの穿孔速度もより上がり、ハウジング部11全体に発生する振動がより大きくなり、角度検出精度が低下し得ると考えられる。
このような理由から、この段階では、垂直からの許容範囲は±20°以内(閾値角度は±20°)に更に緩められ、垂直からの姿勢変化が±20°以内であれば緑色LEDが点滅する。一方、垂直からの姿勢変化が±20°を越えた場合、赤色LEDが点灯し、許容範囲外であることを作業者に報知(警告)する。
<引き量100%の場合>
そして、トリガ47の引き量が100%すなわち最大限の値に移行(増加)した場合、上述した引き量90%以上~100%未満の場合と比較して、さらに大きな電流がモータ12に供給され、被加工物Wへの穿孔速度もより上がり、ハウジング部11全体に発生する振動がより大きくなる。そして、この段階では、結果として角度検出部18(姿勢センサ)の精度が著しく低下しており、角度検出精度が大幅に劣化しているものと考えられる。
そして、トリガ47の引き量が100%すなわち最大限の値に移行(増加)した場合、上述した引き量90%以上~100%未満の場合と比較して、さらに大きな電流がモータ12に供給され、被加工物Wへの穿孔速度もより上がり、ハウジング部11全体に発生する振動がより大きくなる。そして、この段階では、結果として角度検出部18(姿勢センサ)の精度が著しく低下しており、角度検出精度が大幅に劣化しているものと考えられる。
このような理由から、この段階では、図3中の表に示すように、垂直からの許容範囲および閾値角度の値は、規定されない。
一方で、この段階において、ハウジング部11の姿勢が基準姿勢からずれている場合、例えば被加工物Wの性質(厚み、硬度など)によっては負荷(物理的抵抗)が大きくなることから、モータ12の回転数が上がり難くなり、結果としてモータ12に供給される電流が過大になるおそれがある。このため、この段階では、モータ12に供給される電流を電流検出部51を通じて検出し、検出された電流が所定の電流閾値を超えた大電流(例えば数アンペア)であった場合、赤色LEDが点滅し、許容範囲外の大電流が流れていることを作業者に報知(警告)する。一方、検出された電流が所定の電流閾値を超えていない場合、緑色LEDが点滅する。
ここで、図2を再び参照すると、マイコン17は、上述したトリガ47の引き量の値(%)を、トリガセンサ47aの出力信号を受信することによって検出する。また、マイコン17は、角度検出部18の出力信号を受信することによって、ハウジング部11の姿勢(垂直度)を検出する。さらに、マイコン17は、図3に示すテーブルデータを読み込む或いは参照することにより、装置の姿勢(基準姿勢からのずれ)が許容範囲すなわち閾値内にあるか否かの判定を行う。そして、マイコン17は、図3に示すテーブルデータの規定に従って、LED59すなわち緑色LEDおよび赤色LEDの点灯または点滅の制御を行う。また、マイコン17は、電流検出部51の出力信号に基づいて、モータ12に供給される電流を検出するとともに、検出された電流が所定の電流閾値を超えた大電流であるか否かを判定し、当該判定結果に応じたLED59の制御すなわち赤色LEDを点滅させる処理を行う。マイコン17が主体となって行うこれらの処理または制御については、後述する図5,図7以降の処理についても同様である。
図4は、図3の表に示す内容を他の側面から説明するグラフである。このグラフでは、縦軸にハンマドリル10の角度(°)、横軸にトリガ47の引き量(%)を示している。また、グラフ中、実線L1は、プラス(+)方向の姿勢のずれ或いは姿勢センサの誤差量を仮想的に表すものである。同様に、実線L2は、マイナス(-)方向の姿勢のずれ或いは姿勢センサの誤差量の変化を仮想的に表すものである。これらの変化量は、グラフ中に実線L1,L2で示すように、線的ないしアナログ的に変化するものと考えられる。
これに対し、トリガ47の引き量に応じた許容範囲または閾値の変化は、図4のグラフ中に示すように、プラス(+)方向およびマイナス(-)方向のいずれも、階段状ないしデジタル的に変化するように設定される。
このような設定とすることにより、報知内容(この例では緑色LEDと赤色LEDの点灯または点滅)の種類を少なくして作業者に覚えやすくし、より簡素な報知を行うことで、作業性の向上および低コスト化を図ることができる。
<トリガ47の引き量を減少させる場合>
次に、図5等を参照して、トリガ47の引き量を減少させる場合の動作について説明する。ここで、図5は、本装置のLOWモードでの静止状態からユーザがトリガ47の引き量をフル引きすなわち100%の状態から次第に減少させて0%すなわちモータ12の静止状態まで移行する際の、トリガ47の引き量に対する基準状態(垂直状態)からの許容範囲(閾値角度)および、かかる範囲内/範囲外の場合の表示内容の一覧を示す表である。なお、上述した図3中の表と同一内容の場合、繰り返しの詳細説明を適宜省略する。
次に、図5等を参照して、トリガ47の引き量を減少させる場合の動作について説明する。ここで、図5は、本装置のLOWモードでの静止状態からユーザがトリガ47の引き量をフル引きすなわち100%の状態から次第に減少させて0%すなわちモータ12の静止状態まで移行する際の、トリガ47の引き量に対する基準状態(垂直状態)からの許容範囲(閾値角度)および、かかる範囲内/範囲外の場合の表示内容の一覧を示す表である。なお、上述した図3中の表と同一内容の場合、繰り返しの詳細説明を適宜省略する。
<引き量100%の場合>
トリガ47の引き量が100%すなわち最大限の値である場合、図5に示す表では、図3中の表と同じ内容が規定される。言い換えると、マイコン17は、電流検出部51の出力信号に基づいて、モータ12に供給される電流を検出するとともに、検出された電流が所定の電流閾値を超えた大電流であるか否かを判定し、当該判定結果に応じたLED59の制御すなわち赤色LEDを点滅させる処理を行う。
トリガ47の引き量が100%すなわち最大限の値である場合、図5に示す表では、図3中の表と同じ内容が規定される。言い換えると、マイコン17は、電流検出部51の出力信号に基づいて、モータ12に供給される電流を検出するとともに、検出された電流が所定の電流閾値を超えた大電流であるか否かを判定し、当該判定結果に応じたLED59の制御すなわち赤色LEDを点滅させる処理を行う。
<引き量90%以上~100%未満の場合>
続いて、トリガ47の引き量が90%以上~100%未満の範囲に減少(推移)した場合、上述した図3の表の場合と同様の動作が行われる。言い換えると、マイコン17は、トリガセンサ47aの出力信号によりトリガ47の引き量が90%以上~100%未満の範囲に減少したと判断した場合、角度検出部18の出力信号からハンマドリル10の姿勢を検出し、当該姿勢が基準姿勢から±20°以内であるか否かを判定し、判定結果に応じた報知制御を行う。具体的には、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±20°以内であると判定した場合、緑色LEDが点滅するようにLED59を制御して、許容範囲内であることを作業者に報知する。一方、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±20°を越えると判定した場合、赤色LEDが点灯するようにLED59を制御して、許容範囲外であることを作業者に報知する。
続いて、トリガ47の引き量が90%以上~100%未満の範囲に減少(推移)した場合、上述した図3の表の場合と同様の動作が行われる。言い換えると、マイコン17は、トリガセンサ47aの出力信号によりトリガ47の引き量が90%以上~100%未満の範囲に減少したと判断した場合、角度検出部18の出力信号からハンマドリル10の姿勢を検出し、当該姿勢が基準姿勢から±20°以内であるか否かを判定し、判定結果に応じた報知制御を行う。具体的には、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±20°以内であると判定した場合、緑色LEDが点滅するようにLED59を制御して、許容範囲内であることを作業者に報知する。一方、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±20°を越えると判定した場合、赤色LEDが点灯するようにLED59を制御して、許容範囲外であることを作業者に報知する。
<引き量60%以上~90%未満の場合>
続いて、トリガ47の引き量が60%以上~90%未満の範囲に減少(推移)した場合、上述した図3の表の場合と異なり、許容範囲(閾値)を±20°以内として範囲内/範囲外の判定および報知が行われる。言い換えると、マイコン17は、トリガセンサ47aの出力信号によりトリガ47の引き量が60%以上~90%未満の範囲に減少したと判断した場合、角度検出部18の出力信号からハンマドリル10の姿勢を検出し、当該姿勢が基準姿勢から±20°以内であるか否かを判定し、判定結果に応じた報知制御を行う。具体的には、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±20°以内であると判定した場合、緑色LEDが点滅するようにLED59を制御して、許容範囲内であることを作業者に報知する。一方、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±20°を越えると判定した場合、赤色LEDが点灯するようにLED59を制御して、許容範囲外であることを作業者に報知する。
続いて、トリガ47の引き量が60%以上~90%未満の範囲に減少(推移)した場合、上述した図3の表の場合と異なり、許容範囲(閾値)を±20°以内として範囲内/範囲外の判定および報知が行われる。言い換えると、マイコン17は、トリガセンサ47aの出力信号によりトリガ47の引き量が60%以上~90%未満の範囲に減少したと判断した場合、角度検出部18の出力信号からハンマドリル10の姿勢を検出し、当該姿勢が基準姿勢から±20°以内であるか否かを判定し、判定結果に応じた報知制御を行う。具体的には、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±20°以内であると判定した場合、緑色LEDが点滅するようにLED59を制御して、許容範囲内であることを作業者に報知する。一方、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±20°を越えると判定した場合、赤色LEDが点灯するようにLED59を制御して、許容範囲外であることを作業者に報知する。
<引き量30%以上~60%未満の場合>
続いて、トリガ47の引き量が30%以上~60%未満の範囲に減少(推移)した場合、上述した図3の表の場合と異なり、許容範囲(閾値)を±15°以内として範囲内/範囲外の判定および報知が行われる。言い換えると、マイコン17は、トリガセンサ47aの出力信号によりトリガ47の引き量が30%以上~60%未満の範囲に減少したと判断した場合、角度検出部18の出力信号からハンマドリル10の姿勢を検出し、当該姿勢が基準姿勢から±15°以内であるか否かを判定し、判定結果に応じた報知制御を行う。具体的には、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±15°以内であると判定した場合、緑色LEDが点滅するようにLED59を制御して、許容範囲内であることを作業者に報知する。一方、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±15°を越えると判定した場合、赤色LEDが点灯するようにLED59を制御して、許容範囲外であることを作業者に報知する。
続いて、トリガ47の引き量が30%以上~60%未満の範囲に減少(推移)した場合、上述した図3の表の場合と異なり、許容範囲(閾値)を±15°以内として範囲内/範囲外の判定および報知が行われる。言い換えると、マイコン17は、トリガセンサ47aの出力信号によりトリガ47の引き量が30%以上~60%未満の範囲に減少したと判断した場合、角度検出部18の出力信号からハンマドリル10の姿勢を検出し、当該姿勢が基準姿勢から±15°以内であるか否かを判定し、判定結果に応じた報知制御を行う。具体的には、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±15°以内であると判定した場合、緑色LEDが点滅するようにLED59を制御して、許容範囲内であることを作業者に報知する。一方、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±15°を越えると判定した場合、赤色LEDが点灯するようにLED59を制御して、許容範囲外であることを作業者に報知する。
<引き量1%以上~30%未満の場合>
続いて、トリガ47の引き量が1%以上~30%未満の範囲に減少(推移)した場合、上述した図3の表の場合と異なり、許容範囲(閾値)を±10°以内として範囲内/範囲外の判定および報知が行われる。言い換えると、マイコン17は、トリガセンサ47aの出力信号によりトリガ47の引き量が1%以上~30%未満の範囲に減少したと判断した場合、角度検出部18の出力信号からハンマドリル10の姿勢を検出し、当該姿勢が基準姿勢から±10°以内であるか否かを判定し、判定結果に応じた報知制御を行う。具体的には、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±10°以内であると判定した場合、緑色LEDが点滅するようにLED59を制御して、許容範囲内であることを作業者に報知する。一方、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±19°を越えると判定した場合、赤色LEDが点灯するようにLED59を制御して、許容範囲外であることを作業者に報知する。
続いて、トリガ47の引き量が1%以上~30%未満の範囲に減少(推移)した場合、上述した図3の表の場合と異なり、許容範囲(閾値)を±10°以内として範囲内/範囲外の判定および報知が行われる。言い換えると、マイコン17は、トリガセンサ47aの出力信号によりトリガ47の引き量が1%以上~30%未満の範囲に減少したと判断した場合、角度検出部18の出力信号からハンマドリル10の姿勢を検出し、当該姿勢が基準姿勢から±10°以内であるか否かを判定し、判定結果に応じた報知制御を行う。具体的には、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±10°以内であると判定した場合、緑色LEDが点滅するようにLED59を制御して、許容範囲内であることを作業者に報知する。一方、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±19°を越えると判定した場合、赤色LEDが点灯するようにLED59を制御して、許容範囲外であることを作業者に報知する。
<引き量0%の場合>
続いて、トリガ47の引き量が0%に減少(推移)した場合、モータ12に供給される電流値が0となり、先端工具が停止した状態となる。この場合、上述した図3の表の場合と同様に、(垂直)からの許容範囲は±5°以内となる。但し、図3と比較して分かるように、装置の姿勢が許容範囲外となった場合に赤色LEDを点滅させる処理を行う点で、赤色LEDを点灯させる図3の表の報知内容とは異なる。
続いて、トリガ47の引き量が0%に減少(推移)した場合、モータ12に供給される電流値が0となり、先端工具が停止した状態となる。この場合、上述した図3の表の場合と同様に、(垂直)からの許容範囲は±5°以内となる。但し、図3と比較して分かるように、装置の姿勢が許容範囲外となった場合に赤色LEDを点滅させる処理を行う点で、赤色LEDを点灯させる図3の表の報知内容とは異なる。
言い換えると、マイコン17は、トリガセンサ47aの出力信号によりトリガ47の引き量が0%に減少したと判断した場合、角度検出部18の出力信号からハンマドリル10の姿勢を検出し、当該姿勢が基準姿勢から±5°以内であるか否かを判定し、判定結果に応じた報知制御を行う。具体的には、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±5°以内であると判定した場合、緑色LEDが点灯するようにLED59を制御して、許容範囲内であることを作業者に報知する。一方、マイコン17は、検出された姿勢が基準姿勢(垂直0°)から±5°を越えると判定した場合、赤色LEDが点滅するようにLED59を制御して、許容範囲外であることを作業者に報知する。
図6は、基準姿勢に対する許容範囲の推移を、図3の表の例と図5の表の例とで比較して示すグラフである。図6に示すグラフでは、縦軸に許容範囲の値(°)を示し、横軸にトリガ47の引き量(%)を示している。また、グラフ中、図3の表すなわちトリガ47の引き量が0%から増えてゆく増加方向における許容範囲の推移を特性線Uで示し、図5の表すなわちトリガ47の引き量が100%から減ってゆく減少方向における許容範囲の推移を特性線Dで示している。
これら特性線UおよびDを比較して分かるように、基準姿勢に対する許容範囲、言い換えると閾値の値は、トリガ47の引き量に応じて変わる点で共通している。一方、トリガ47の引き量が増加方向の場合すなわち特性線Uと減少方向の場合すなわち特性線Dとでは、同一の引き量に対応する閾値(許容範囲)が互いに異なっている(但し、引き量0%、100%の場合を除く)。より具体的には、引き量0%、100%の場合以外は、トリガ47の引き量が減少方向すなわち特性線Dの方が、同増加方向すなわち特性線Uに比べて、閾値が大きい、言い換えれば許容範囲が広い。
次に、図7および図8を参照して、トリガ47の引き量と振動による角度ブレとの関係について説明する。ここで、図7は、トリガ47を引き始めた場合におけるトリガ47の引き量と振動による角度ブレとの関係を説明するグラフである。また、図8は、トリガ47の引き量がフルの状態から静止状態になるまでの、トリガ47の引き量と振動による角度ブレとの関係を説明するグラフである。なお、図7は、上述した図4と対応するグラフであり、許容範囲を示す階段状の特性については同じであるが、実線の意義が異なる。
すなわち、図4に示す実線L1,L2は仮想線であり、許容範囲を完全にはカバーしていない(許容範囲からはみ出している部分がある)。これに対し、図7に示す実線U1,U2は、本開示の特徴的な報知に従った作業者が、トリガ47のUPすなわち引き進み方向においてハンマドリル10の姿勢を修正した後の状態を示すものである。同様に、図8に示す実線D1,D2は、本開示の特徴的な報知に従った作業者が、トリガ47のDOWNすなわち引き緩め方向においてハンマドリル10の姿勢を修正した後の状態を示すものである。
図9は、図3~図8で説明した設定例が実機に適用された場合の、トリガ47の引き量、装置の検出角度、モータ12に流れる電流値の実測結果、およびLED59の表示内容を俯瞰的に示すタイムチャート図である。
かかるチャート図において、特性線CL1は、トリガセンサ47aの出力信号に基づくトリガセンサ47の引き量(%)である。また、特性線CL2は、角度検出部18の出力信号に基づくハンマドリル10の基準姿勢に対する検出角度(°)である。さらに、特性線CL3は、電流検出部51の出力信号に基づいて測定されたモータ12に流れる電流値である。
また、チャート図中、TH1~TH7は、図3~図6等で説明した閾値を示しており、TH1~TH4はトリガ47の引き進み方向における角度の閾値(閾値角度)、TH5は電流閾値、TH6およびTH7は、トリガ47の戻し方向における角度の閾値(閾値角度)を示す。
まず、図3を併せて参照しつつ、図9のチャートの左側から順次的に説明する。
トリガ47の引き量が0%の場合、閾値角度TH1は±5°(許容範囲は±5°以内)であるため、姿勢センサ(角度検出部18)およびマイコン17による検出結果に基づき、基準姿勢(垂直)からの姿勢変化が±5°以内の場合、緑色LEDが点灯している。一方、手振れなどの何等かの要因により、基準姿勢(垂直)からの姿勢変化が±5°を越えた場合、赤色LEDが点灯し、基準姿勢の範囲外である旨が報知(警告)されている。
続いて、トリガ47の引き量が1%以上になると、モータ12に電流が供給され、モータ12が回転して被加工物Wへの穿孔動作が開始される。この段階でも、閾値角度TH1は±5°すなわち垂直からの許容範囲は±5°以内であるが、垂直からの姿勢変化が±5°以内の場合に緑色LEDが点滅する点で、トリガ47の引き量0%の場合とは報知内容が異なることが分かる。一方、垂直からの姿勢変化が±5°を越えた場合は、上述と同様に赤色LEDが点灯する。
この後、トリガ47の引き量が30%以上および60%未満の範囲になると、モータ12に供給される電流が増加し(特性線CL3を参照)、閾値角度TH2は、±10°になる、言い換えると、垂直からの許容範囲が±10°以内に緩められるように切り替わる。したがって、この段階では、垂直からの姿勢変化が±10°以内の場合に緑色LEDが点滅し、かかる姿勢変化が±10°を越えた場合は、上述と同様に赤色LEDが点灯する。
続いて、トリガ47の引き量が60%以上および90%未満の範囲になると、モータ12に供給される電流が一層増加し(特性線CL3を参照)、閾値角度TH3は、±15°になる、言い換えると、垂直からの許容範囲が±15°以内に緩められるように切り替わる。したがって、この段階では、垂直からの姿勢変化が±15°以内の場合に緑色LEDが点滅し、かかる姿勢変化が±15°を越えた場合は、上述と同様に赤色LEDが点灯する。
さらに、トリガ47の引き量が90%以上および100%未満の範囲になると、モータ12に供給される電流がより一層増加し(特性線CL3を参照)、閾値角度TH4は、±20°になる、言い換えると、垂直からの許容範囲が±20°以内に緩められるように切り替わる。したがって、この段階では、垂直からの姿勢変化が±20°以内の場合に緑色LEDが点滅し、かかる姿勢変化が±20°を越えた場合は、上述と同様に赤色LEDが点灯する。
このように、垂直からの姿勢変化が閾値以内の場合に緑色LEDが点滅し、かかる姿勢変化が閾値を越えた場合に赤色LEDが点灯する動作は、トリガ47の引き量が100%に達するまでは同様である。但し、上述および図9に示すように、トリガ47の引き量の範囲に応じて閾値の角度が変わる、すなわちトリガ47の引き量が増えるに従って許容範囲の角度が緩められることが分かる。
そして、トリガ47の引き量が100%すなわち最大限の値となった場合、上述した引き量90%以上~100%未満の場合と比較して、さらに大きな電流がモータ12に供給され(特性線CL3を参照)、被加工物Wへの穿孔速度もより上がり、装置全体に発生する振動がより大きくなり得る。そして、この段階では、特性線CL2からも分かるように、角度検出部18の出力信号の信頼度が著しく低下しており、姿勢センサによる角度検出の精度ないし信頼性が失われているものと考えられる。一方で、この段階において、ハウジング部11の姿勢が基準姿勢からずれている場合、モータ12に対して過度な負荷がかかり、結果として大電流が供給されることになる(特性線CL3を参照)。
このため、本実施の形態では、トリガ47の引き量が100%すなわち最大限の値となった場合、角度検出の閾値を用いずに、モータ12に供給される電流に閾値すなわち電流閾値TH5を設けた。したがって、この段階では、モータ12に供給される電流が電流閾値TH5に達していない場合に緑色LEDが点滅し、モータ12に供給される電流が電流閾値TH5を越えた場合は、赤色LEDが点滅する(適宜、図3および図5を参照)。
さらに、図5を併せて参照しつつ、図9のチャート図中のトリガ47の引き量を100%から緩める場合について順次的に説明する。
図9に示す例ではトリガ47の引き量が100%の段階で穿孔作業が実質的に終了したため、その後、作業者によりトリガ47が急激に緩められた。このとき、トリガ47の引き量が60%以上の段階で閾値角度TH6が±20°に切り替わり、かつ、検出された角度は±20°以内に収まったため、緑色LEDが点滅した。そして、トリガ47の引き量が60%未満に下がった時点で閾値角度が±15°に切り替わり、このとき検出角度が15°を越えていたため、赤色LEDが点灯した。
このように、本実施の形態の作業機では、モータ12を駆動させるために作業者により操作される操作部の操作量(トリガ47の引き量)に応じて、基準姿勢からのずれの許容範囲を規定する閾値が切り換えられる(変化する)構成を備える。かかる構成を備えた作業機によれば、作業者の作業性を向上させることができる。
以下、図10を参照して、上述した動作に関しマイコン17が主体となって行う処理について説明する。図10は、本開示の作業機における特徴的な処理を説明するフローチャートである。
ステップS1において、マイコン17は、トリガセンサ47aの出力信号からトリガ47の引き量を検出ないし演算し、ステップS2に移行する。
ステップS2において、マイコン17は、トリガ47の引き量が100%であるか否かを判定する。ここで、マイコン17は、ステップS2でYESすなわちトリガ47の引き量が100%であると判定した場合、ステップS3に移行する。一方、マイコン17は、ステップS2でNOすなわちトリガ47の引き量が100%ではないと判定した場合、ステップS5に移行する。
ステップS3において、マイコン17は、電流検出部51の出力信号からモータ12に供給されている電流の値を検出ないし演算し、ステップS4に移行する。
ステップS4において、マイコン17は、モータ12に供給されている電流の値が、大電流であるか否か、言い換えると所定の電流閾値を超えているか否か、を判定する。
ここで、マイコン17は、ステップS4でYESすなわちモータ12に供給されている電流の値が電流閾値を超えていると判定した場合、ステップS8に移行する。
一方、マイコン17は、ステップS4でNOすなわちモータ12に供給されている電流の値が電流閾値を超えていないと判定した場合、ハンマドリル10の角度許容範囲を決定すべく、ステップS6に移行する。
ステップS2でトリガ47の引き量が100%ではない(NO)と判定した後のステップS5において、マイコン17は、トリガ47の引き量の変化値を確認し、ステップS6に移行する。
そして、ステップS6において、マイコン17は、ハンマドリル10の角度許容範囲を決定する。続くステップS7において、マイコン17は、ハウジング部11の基準姿勢に対してなす角度ひいてはドリルビット38の垂直度を検出し、ステップS8に移行する。
ステップS8において、マイコン17は、LED59(報知部)の表示内容を決定し、決定された表示内容で報知する処理を行う。この後、マイコン17は、トリガ47の引き量が0すなわちモータ12の駆動がオフになるまでは、上述したステップS1~ステップS8の処理を繰り返し実行し、トリガ47の引き量が0になった場合、当該フローの処理を終了する。
なお、上述したフロー中、ステップS2の処理を省略して、トリガ47の引き量に関わらずモータ12に供給されている電流の検出等を行う構成としてもよい。この場合、マイコン17は、トリガ47の引き量検出(ステップS1)の後にモータ12に供給されている電流値の検出(図10のステップS3)および大電流か否かの判定(同ステップS4)を遂行する。そして、マイコン17は、モータ12に供給されている電流値が大電流ではないと判定された場合(ステップS4:NO)、処理を図10のステップS5に移行すればよい。他の処理の内容および手順については同様である。
<変形例>
以下、上述した実施の形態の変形例について説明する。
以下、上述した実施の形態の変形例について説明する。
〔変形例1〕
上述した実施の形態では、閾値は、ユーザにより引かれるトリガ47の引き量に応じて変わる構成、具体的には、トリガ47の引き量の大/小に応じて許容値を高く/低くする構成とした。これに対する変形例として、閾値は、モータ12の回転数に応じて変わる構成、具体的には、モータ12の回転数の大/小(回転速度の高/低)に応じて許容値を高く/低くする構成としてもよい。なお、モータ12の回転数の大/小(回転速度の高/低)は、図2に示す回転位置検出部53の出力信号をマイコン17が受信しカウントすることによって検出することができる。
上述した実施の形態では、閾値は、ユーザにより引かれるトリガ47の引き量に応じて変わる構成、具体的には、トリガ47の引き量の大/小に応じて許容値を高く/低くする構成とした。これに対する変形例として、閾値は、モータ12の回転数に応じて変わる構成、具体的には、モータ12の回転数の大/小(回転速度の高/低)に応じて許容値を高く/低くする構成としてもよい。なお、モータ12の回転数の大/小(回転速度の高/低)は、図2に示す回転位置検出部53の出力信号をマイコン17が受信しカウントすることによって検出することができる。
かかる構成、言い換えると、検出(計測)されるモータ12の実際の回転数に応じて閾値を変化させる構成によれば、モータ12の回転速度が上がるほど閾値が大きな値となる(すなわち許容度が上がる)ので、被加工物Wに対する穿孔が進み作業機の振動等が増えるにつれて警告報知の基準が低くなる。言い換えると、被加工物Wへの穿孔作業の初期では標準的な基準で警告が行われ、当該作業が進むにつれて緩い基準で警告が行われるという、実態に即した警告動作が実現されるため、作業者の作業性が向上する。
〔変形例2〕
本実施の形態のオプション的な構成として、閾値は、モータ12の駆動時間に応じて変わる構成、具体的には、モータ12の駆動時間の長/短に応じて許容値を高く/低くする構成としてもよい。なお、モータ12の駆動時間の長/短(言い換えると回転が持続している時間)は、図2に示す回転位置検出部53の出力信号を受信するマイコン17が、かかる出力信号を監視することによって検出(計測)することができる。
本実施の形態のオプション的な構成として、閾値は、モータ12の駆動時間に応じて変わる構成、具体的には、モータ12の駆動時間の長/短に応じて許容値を高く/低くする構成としてもよい。なお、モータ12の駆動時間の長/短(言い換えると回転が持続している時間)は、図2に示す回転位置検出部53の出力信号を受信するマイコン17が、かかる出力信号を監視することによって検出(計測)することができる。
かかる構成、すなわち、検出(計測)されるモータ12の実際の駆動時間に応じて閾値を変化させる構成によれば、モータ12の駆動時間(回転持続時間)が長くなるほど閾値が大きな値となる(すなわち許容度が上がる)ので、被加工物Wに対する穿孔が進み作業機の振動等が増えるにつれて警告報知の基準が低くなる。言い換えると、被加工物Wへの穿孔作業の初期では標準的な基準で警告が行われ、当該作業が進むにつれて緩い基準で警告が行われるという、実態に即した警告動作が実現されるため、作業者の作業性が向上する。
〔変形例3〕
他の変形例として、閾値は、作業機による穿孔深さに応じて変わる構成、具体的には、穿孔深さの深い/浅いに応じて許容値を高く/低くする構成としてもよい。なお、穿孔深さは、作業機の筐体に設けられた公知の距離センサ(図示せず)を通じて、マイコン17によって検出(計測)することができる。
他の変形例として、閾値は、作業機による穿孔深さに応じて変わる構成、具体的には、穿孔深さの深い/浅いに応じて許容値を高く/低くする構成としてもよい。なお、穿孔深さは、作業機の筐体に設けられた公知の距離センサ(図示せず)を通じて、マイコン17によって検出(計測)することができる。
かかる構成、すなわち、検出(計測)される実際の穿孔深さに応じて閾値を変化させる構成によれば、被加工物Wに対する穿孔が進み被加工物Wとの距離が近くなるほど、閾値(許容度)が上がり、警告報知の基準が低く(緩やかに)なる。他の観点からは、被加工物Wへの穿孔作業では、その穿孔の深度が進むほど被加工物Wとドリルビット38との物理的な抵抗が増え、振動等が増大して作業機の姿勢が不安定になりやすい。したがって、この変形例の構成によれば、穿孔が進むにつれて緩い基準で警告が行われるという、実態に即した警告動作が実現されるため、作業者の作業性が向上する。
〔変形例4〕
他の変形例として、変更後の閾値をゼロとする構成としてもよい。具体的には、トリガ47の引き量が0%の場合には閾値角度は±5°に設定する一方、1%以上の場合には閾値角度を±0°に設定し、姿勢変化に関わらず常に赤色のLEDが点灯する構成としてもよい。この構成において、姿勢変化が閾値を超えるとLEDが消灯するようにしてもよく、この場合においてはトリガ47の引き量が1%以上になると姿勢変化に関わらず常にLEDは消灯する構成となる。尚、トリガ47の引き量が0%のときに姿勢変化が閾値角度を超えると赤色のLEDを点灯させ、トリガ47の引き量が1%以上のときに姿勢変化が閾値角度を超えるとLEDを消灯させるなど、変更後の報知内容を異ならせる構成としてもよい。
他の変形例として、変更後の閾値をゼロとする構成としてもよい。具体的には、トリガ47の引き量が0%の場合には閾値角度は±5°に設定する一方、1%以上の場合には閾値角度を±0°に設定し、姿勢変化に関わらず常に赤色のLEDが点灯する構成としてもよい。この構成において、姿勢変化が閾値を超えるとLEDが消灯するようにしてもよく、この場合においてはトリガ47の引き量が1%以上になると姿勢変化に関わらず常にLEDは消灯する構成となる。尚、トリガ47の引き量が0%のときに姿勢変化が閾値角度を超えると赤色のLEDを点灯させ、トリガ47の引き量が1%以上のときに姿勢変化が閾値角度を超えるとLEDを消灯させるなど、変更後の報知内容を異ならせる構成としてもよい。
この構成によれば、作業機の振動が大きくなるモータ12の駆動中(穿孔動作中)において、角度検知結果が報知されないことから、ユーザの煩雑さが解消され、作業性が向上する。
〔変形例5〕
他の変形例として、上述した角度の閾値を用いずに、モータ12に供給される電流の閾値(電流閾値)を用いる構成としてもよい。この場合、マイコン17は、電流検出部51の出力をモニタリングして、モータ12に供給される電流が電流閾値を超えた場合、姿勢の変化量が閾値未満であっても報知内容を変更する、例えば赤色LEDを点滅させて警告するように、LED59を制御する。
他の変形例として、上述した角度の閾値を用いずに、モータ12に供給される電流の閾値(電流閾値)を用いる構成としてもよい。この場合、マイコン17は、電流検出部51の出力をモニタリングして、モータ12に供給される電流が電流閾値を超えた場合、姿勢の変化量が閾値未満であっても報知内容を変更する、例えば赤色LEDを点滅させて警告するように、LED59を制御する。
なお、電流閾値(例えばnアンペアのnの値)は、上述した姿勢の変化量の閾値とは別個に、トリガ47の引き量に対応して定められることもできる。この場合、姿勢の変化量が閾値未満であっても、モータ12に供給される電流が過度に大きい場合には、報知部によって警告する(例えば、赤色LEDを点滅させる)ことができる。言い換えると、この構成は、報知部を、姿勢の変化量についての許容(緑色LEDの点灯)/警告(赤色LEDの点滅)のみならず、モータ12に供給される電流の許容(緑色LEDの点灯)/警告(赤色LEDの点滅)用としても使用する(兼用する)構成ということである。
加えて、姿勢の変化量に対する警告と、電流閾値を越えた場合の警告とを作業者が容易い識別できるようにするために、赤色LEDの点滅の周期を、前者の警告と後者の警告とで異なるものとするとよい、例えば、後者の警告をより短い周期で点滅させる或いはこの逆とする、さらには後者の警告を点滅ではなく点灯とすることが考えられる。
〔変形例6〕
さらに他の変形例として、上述した変化量の閾値は、ユーザが設定可能な値である構成としてもよい。より詳細には、ユーザがユーザインタフェース(リモートコントローラ、タッチパネルディスプレイなど)に入力する情報(閾値の数値など)を、作業機のマイコン17が、通信部(図示せず)を介して受信し、上述の記憶部ないし任意のメモリに保存(登録、更新)する構成とすればよい。
さらに他の変形例として、上述した変化量の閾値は、ユーザが設定可能な値である構成としてもよい。より詳細には、ユーザがユーザインタフェース(リモートコントローラ、タッチパネルディスプレイなど)に入力する情報(閾値の数値など)を、作業機のマイコン17が、通信部(図示せず)を介して受信し、上述の記憶部ないし任意のメモリに保存(登録、更新)する構成とすればよい。
〔変形例7〕
また、他の変形例として、報知部(ここではマイコン17)は、変化量(基準姿勢に対する作業機の角度)が閾値以上の場合に光源を消灯する構成、本例では、緑色、赤色のいずれのLEDもオフにする構成としてもよい。この構成によれば、ハウジング部11の姿勢が悪い場合、一律の消灯状態、言い換えると報知しない状態となることから、ユーザの煩雑さがなくなり、作業性の向上が図られる。
また、他の変形例として、報知部(ここではマイコン17)は、変化量(基準姿勢に対する作業機の角度)が閾値以上の場合に光源を消灯する構成、本例では、緑色、赤色のいずれのLEDもオフにする構成としてもよい。この構成によれば、ハウジング部11の姿勢が悪い場合、一律の消灯状態、言い換えると報知しない状態となることから、ユーザの煩雑さがなくなり、作業性の向上が図られる。
〔変形例8〕
さらに、他の変形例として、上述した変化量(基準姿勢に対するハウジング部11の角度)の閾値は、モータ12を駆動させるためにユーザにより引かれるトリガの引き量、モータ12の回転数、モータ12の駆動時間、および作業機による穿孔深さ、のいずれかの数値に関するヒステリシス特性を有する構成としてもよい。
さらに、他の変形例として、上述した変化量(基準姿勢に対するハウジング部11の角度)の閾値は、モータ12を駆動させるためにユーザにより引かれるトリガの引き量、モータ12の回転数、モータ12の駆動時間、および作業機による穿孔深さ、のいずれかの数値に関するヒステリシス特性を有する構成としてもよい。
図11は、上記のヒステリシス特性について説明するための、表示内容(表示色)と角度閾値との関係を示すグラフである。このグラフでは、縦軸に表示色(オンになる赤色LEDまたは緑色LED)を表し、横軸に変化量の閾値(角度閾値)を表している。また、グラフ中、特性線LRは赤色LEDがオンになる状態、特性線GRは緑色LEDがオンになる状態を示す。
図11に示す設定例では、ハンマドリル10の姿勢が基準角度(0°)から±4°までの範囲では許容範囲内として緑色LEDのみが点灯し、基準角度(0°)から+4°または-4°を超過した場合、許容範囲外(警告対象)として赤色LEDが点滅する。但し、+4°~+5°、および-4°~-5°の角度範囲では、依然として緑色LEDが点灯している状態である。
同様に、ハンマドリル10の姿勢が基準角度(0°)から±5°を越えている場合、許容範囲外(警告対象)として赤色LEDのみが点滅し、基準角度(0°)から+5°または-5°以内になった場合、許容範囲内として緑色LEDが点灯する。但し、+4°~+5°、および-4°~-5°の角度範囲では、依然として赤色LEDが点滅する。
このようにヒステリシス特性を有する構成、言い換えると、報知内容として緑色LEDの点灯と赤色LEDの点滅を併用する構成とすることにより、閾値付近において表示色(緑/赤)が頻繁に切り替えられることによる作業者の煩わしさを抑制することができ、作業性の向上を図ることができる。
なお、図11では、基準角度(0°)から+4°~+5°、および-4°~-5°の角度範囲においてヒステリシス特性を持たせる場合を例示したが、ヒステリシス特性を持たせる角度範囲について、この例に制限されないことは勿論である。
その他、上述した実施の形態および変形例は、本発明が適用された具体的な構成を説明するための例示に過ぎないものであり、他にも多くの変形、変更等が可能であることは勿論である。
例えば、上述した構成は、ハンマドリル以外の各種の作業機に適用することができる。また、上述した実施の形態および変形例の構成は、目的等に応じて適宜に組み合わせることができる。
10…ハンマドリル、11…ハウジング部、12…モータ、13…回転力伝達機構、14…変換機構、15…スリーブ、16…打撃子、17…マイコン、18…角度検出部、23…出力軸、38…ドリルビット(先端工具)、39…中間打撃子、46…電池パック、47…トリガ、47a…トリガセンサ、51…電流検出部、53…回転位置検出部。
Claims (13)
- モータと、
前記モータを支持するハウジングと、
基準姿勢に対する前記ハウジングの姿勢の変化量を検知する検知部と、
前記変化量を報知可能であって、前記変化量が閾値以上となった場合に報知内容を変更する報知部と、を備え、
前記閾値が変更可能である、
作業機。 - 前記閾値は、前記モータを駆動させるためにユーザにより引かれるトリガの引き量に応じて変更可能である、
請求項1に記載の作業機。 - さらに、前記トリガの引き量が増加方向の場合と減少方向の場合とでは、同一の引き量に対応する前記閾値が異なる、
請求項2に記載の作業機。 - 前記閾値は、前記モータの回転数に応じて変更可能である、
請求項1に記載の作業機。 - 前記閾値は、前記モータの駆動時間に応じて変更可能である、
請求項1に記載の作業機。 - 前記作業機は、穿孔用工具であり、
前記閾値は、前記作業機による穿孔深さに応じて変更可能である、
請求項1に記載の作業機。 - 前記閾値は、ゼロに変更可能である、
請求項1乃至6の何れか一項に記載の作業機。 - さらに、前記モータに供給される電流の電流閾値があり、
前記報知部は、前記電流閾値を超えた場合、前記変化量が閾値未満であっても報知内容を変更する、
請求項1乃至7の何れか一項に記載の作業機。 - 前記閾値は、ユーザが設定可能な値である、
請求項1乃至8の何れか一項に記載の作業機。 - 前記報知内容は、前記報知部が表示する色である、
請求項1乃至9の何れか一項に記載の作業機。 - 前記報知部は、前記変化量が閾値以上の場合に前記変化量の報知を停止する、
請求項1乃至10の何れか一項に記載の作業機。 - 前記閾値は、前記モータを駆動させるためにユーザにより引かれるトリガの引き量、前記モータの回転数、前記モータの駆動時間、および前記作業機による穿孔深さ、のいずれかの数値に関するヒステリシス特性を有するように設定されている、
請求項1乃至11の何れか一項に記載の作業機。 - 前記作業機は、作業部を回転させる回転モードと、前記作業部を回転および往復移動させる回転・打撃モードと、を切り替え可能であり、
前記報知部は、前記作業機の状態がいずれの前記モードであっても、作業部を低速回転させる設定の場合に前記変化量を報知し、前記作業機を高速回転させる設定の場合、前記変化量を報知しない、
請求項1乃至12の何れか一項に記載の作業機。
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