JP4429616B2

JP4429616B2 - Power tool

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Publication number: JP4429616B2
Application number: JP2003081399A
Authority: JP
Inventors: 正彦酒向
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP2004283991A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力工具に関する。詳しくは、動力工具に対する被測定物の位置等を検知するための技術に関する。ここで「動力工具」とは、動力工具と一体となって使用され動力工具を補助するための補助装置（例えば、エア工具に圧縮空気を供給するコンプレッサ、電動工具に電力を供給する発電機等）をも含む意味で使用する。
【０００２】
【従来の技術】
電動工具、木工機、エア工具等の動力工具では、動力工具に対する被測定物（例えば、ワーク、作業者等）の位置や速度等を検出する検出装置を備え、この検出装置による検出結果に応じてその駆動源を制御すること等が行われている（例えば、特許文献１，特許文献２）。
特許文献１には、人体と鋸刃との接触を検知する検出装置を備えたテーブルソーが開示されている。この検出装置は、人体の導電性とワーク（木材）の導電性との相違を利用する。すなわち、人体が鋸刃と接触したときに鋸刃を介して検出される人体の電位は、ワーク（木材）が鋸刃と接触したときに鋸刃を介して検出されるワーク（木材）の電位と比較して高くなる。このため、検出装置は鋸刃の電位をモニターし、その電位を閾値と比較することで人体と鋸刃が接触したか否かを検出する。人体と鋸刃が接触したことが検出されると、モータへの通電を遮断して鋸刃を緊急停止する。
特許文献２には、工具本体とワークとの距離を測定する検出装置を備えたドリルが開示されている。この検出装置は、ワーク表面に光を投光する光源と、ワーク表面からの反射光を受光する受光器とにより構成される。工具本体とワークとの距離が変化すると、受光器で観測される反射光の位置が変化する。この反射光の位置の変化によって工具本体とワークとの距離が求められる。工具本体とワークとの距離が求められるとドリル穴の深さが分かるため、測定された距離をもとに加工を停止することで決められた深さの穴を加工する。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許出願公開第２００２／１７３３６号
【特許文献２】
特開平１−５０２４１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の動力工具に装備された検出装置は、人体と鋸刃が接触したことを検出する接触式の検出装置であった。したがって、人体と回転中の鋸刃との接触を未然に防止することはできなかった。一方、特許文献２に記載の動力工具に装備された検出装置は非接触式の検出装置ではあるが、加工時に発生する粉塵等によって検出できなくなってしまった。
【０００５】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、非接触により被測定物を検知でき、かつ、粉塵等が発生しても安定して検知可能な検出装置を備えた動力工具を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記課題を解決するため、本願に係る第１の動力工具は、ワークを加工する工具と、工具を駆動する駆動源と、電波を送信すると共にその電波を受信することで、動力工具に対する作業者の位置及び速度を検知する検出装置と、検出装置で検知された作業者の位置及び速度に基づいて動力工具を制御する制御装置と、を備えている。そして、検出装置の電波送信部と電波受信部の少なくとも一方が１又は複数のマイクロストリップアンテナを有することを特徴とする。
上記の動力工具では、電波によって被測定物（作業者）の位置及び速度を検知するため、非接触で、かつ、加工時に粉塵等が発生しても安定して被測定物を検知することができる。また、小型・省スペース化が可能なマイクロストリップアンテナを利用するため、アンテナが動力工具設計時の制約となり難く、また、作業者の邪魔になり難い。
なお、電波送信部と電波受信部にそれぞれ異なるアンテナを装備することもできるし、電波送信部と電波受信部を同一アンテナにより構成することもできる。
また、上記「マイクロストリップアンテナ」は動力工具の表面に埋設されていることが好ましい。
【０００７】
なお、検出装置の電波送信部と電波受信部の少なくとも一方は、複数のマイクロストリップアンテナ又はパッチアンテナを有することが好ましい。複数のマイクロストリップアンテナ又はパッチアンテナ（マイクロストリップアンテナの一種）を用いることで、所望の指向性を得ることができる。したがって、被測定物を効率的に検知することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上述した本発明に係る動力工具は下記に示す形態で好適に実施することができる。
（形態１）動力工具は、木質系材料を加工する電動工具又は木工機である。例えば、テーブルソー、マイターソー、スライド丸鋸、ジグソー等である。
（形態２）形態１において、マイクロストリップアンテナから送信される電波の周波数がおよそ１Ｇ〜３０ＧＨｚの範囲内である。例えば、分厚い木材を透過させるためには電波の周波数を低い方から選択することが好ましく、電波の指向性を上げるためには電波の周波数を高い方から選択することが好ましい。また、検出装置は、木質系材料（含水率の低いワーク）とそれ以外の物体（含水率が高い物体）との電波反射率の違いから両者を識別する。
（形態３）マイクロストリップアンテナは、ストリップ導体と、ストリップ導体と対向するグランド側導体と、ストリップ導体とグランド側導体との間に配される誘電体層を備える。
（形態４）形態３において、誘電体層は誘電体（例えば、テフロン（登録商標）樹脂、ガラス繊維エポキシ樹脂、等）の板材（以下、誘電体基板という）により構成することができる。なお、使用する電波の周波数が１ＧＨｚ以上とする場合は、テフロン（登録商標）樹脂の誘電体を用いることが好ましい。
（形態５）形態３において、誘電体基板の表面には凹部が形成される。この凹部にストリップ導体が収容される。
（形態６）形態４又は５において、グランド側導体には凹部が形成される。この凹部に誘電体基板が収容される。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明を具現化した一実施例について図面を参照して説明する。まず、動力工具に装備される検出装置の一構成例について説明する。図１は検出装置の一構成例を示すブロック図である。図１に示す検出装置１０はドップラー型のレーダ装置であり、動力工具に対して相対的に移動する被測定物の位置と速度を検出する。被測定物は装備される動力工具に応じて種々に設定することができる（例えば、ワーク，人体等）。検出装置１０は、電波を送受信するための送受信アンテナ３０を備える。送受信アンテナ３０にはマイクロストリップアンテナが用いられている。送受信アンテナ３０の構成については後で詳述する。
【００１０】
送受信アンテナ３０には、発振回路１４を介してクロック回路１２が接続されている。クロック回路１２は、発振回路１４から出力される信号の周波数を周期的に２段階に切換えると共に、切替スイッチ１８の状態を切替える。したがって、発振回路１２から出力される信号の周波数は、図２に示すように、周期的（１周期＝２×ｔｓ）に高周波数Ｈと低周波数Ｌに切替えられる。また、発振回路１２から出力される信号（すなわち、送受信アンテナ３０から送信される電波）の周波数が切替わるのと同時に、送受信アンテナ３０からの信号（すなわち、送受信アンテナ３０で受信される電波）を処理する回路（２０ａ〜２４ａと２０ｂ〜２４ｂ）も切替えられる。
【００１１】
また、送受信アンテナ３０には、ダイオードミクサ１６が接続されている。ダイオードミクサ１６は、送受信アンテナ３０で受信される電波、すなわち、送受信アンテナ３０から送信される電波と反射体（被測定物）で反射された電波を合成し、その合成波を出力する回路である（いわゆる、検波回路）。
ここで、ダイオードミクサ１６からの出力は、反射体が検出装置１０方向（すなわち、動力工具方向）に移動しているか否かにより変化する。すなわち、反射体が移動していない場合、反射体により反射された電波の周波数と、送受信アンテナ３０から送信された電波の周波数は同一周波数となる。一方、反射体が移動している場合、反射体により反射された電波の周波数は、ドップラー効果によって、送受信アンテナ３０から送信された電波の周波数とは異なる周波数となる。このため、反射体が移動している場合、近接する異なる２つの周波数の電波が干渉し、ダイオードミクサ１６の出力波形にうなりが発生する。検出装置１０は、このうなりの周波数によって反射体の移動速度を計測する。
また、ダイオードミクサ１６からの出力は、送受信アンテナ３０から出力される電波の周波数によっても変化する。検出装置１０では、２つの周波数の電波が反射体により反射されて発生するうなりの位相差から反射体の位置を計測している。
【００１２】
ダイオードミクサ１６には、切替スイッチ１８を介して、２つの回路群が接続される。すなわち、一方は増幅回路２０ａとフィルタ回路２２ａと波形整形回路２４ａで構成され、他方は増幅回路２０ｂとフィルタ回路２２ｂと波形整形回路２４ｂで構成される。一方の回路群は送受信アンテナ３０から一方の周波数の電波が送信されている時にダイオードミクサ１６と接続され、他方の回路群は送受信アンテナ３０から他方の周波数の電波が送信されている時にダイオードミクサ１６と接続される。増幅回路２０ａ，２０ｂは送受信アンテナ３０で受信した電波による信号を増幅し、フィルタ回路２２ａ，２２ｂは増幅回路２０ａ，２０ｂで増幅された信号からノイズを除去する。波形整形回路２４ａ，２４ｂは、フィルタ回路２２ａ，２２ｂから出力された信号の波形を整形する。
【００１３】
波形整形回路２４ａ，２４ｂは位相差計測回路２６ｂと接続され、波形整形回路２４ａのみが速度計測回路２６ａに接続されている。位相差計測回路２６ｂは各周波数の電波を送信したときに観測されたうなりの位相差（すなわち、反射体の距離）を計測する計測回路であり、速度計測回路２６ａは一方の周波数の電波を送信したときに観測されたうなりの位相差（すなわち、反射体の速度）を計測する回路である。
【００１４】
ここで、送受信アンテナ３０（すなわち、マイクロストリップアンテナ）の構成について図３を参照して説明する。図３は送受信アンテナ３０の構成例を示す図である。
図３（ａ）に示す送受信アンテナ３０ａは、ストリップ線路３２ａと、誘電体基板３４ａと、平面導体３６ａとにより構成される。平面導体３６ａは、ストリップ線路３２ａと比較して大きな面積を有する。動力工具のボディ（ハウジング）が導電性の材料（例えば、アルミ製の金属板）で構成されている場合は、そのボディを平面導体３６ａとして利用することができる。平面導体３６ａはグランドに接続されている。なお、平面導体３６ａは、必ずしも平面である必要はない。
誘電体基板３４ａは平面導体３６ａの表面に配される。誘電体基板３４ａは板状の誘電体であり、例えば、テフロン（登録商標）樹脂を好適に用いることができる。誘電体基板３４ａの厚みは、例えば、１ｍｍ程度とすることができる。
ストリップ線路３２ａは誘電体基板３４ａの表面３４ｓに配される。ストリップ線路３２ａは導電性の材料によって構成され、例えば、銅箔（厚み３５μｍ程度）を用いることができる。ストリップ線路３２ａは給電線に接続されている。
【００１５】
かかる構成において、ストリップ線路３２ａに発振回路１４からの信号が入力すると、ストリップ線路３２ａと平面導体３６ａ間の電圧が変動し、ストリップ線路３２ａと平面導体３６ａの間から電波が送信される。送信される電波は、誘電体基板３４ａの表面３４ｓ側に照射される。したがって、誘電体基板３４ａの表面３４ｓ側に被測定物がくるように、動力工具に送受信アンテナ３０ａが配される。例えば、被測定物と対向する動力工具の表面に送受信アンテナ３０ａを配設することができる。
また、送受信アンテナ３０ａから送信される電波は、およそ１ＧＨｚ以上の電波を用いることが好ましい。例えば、２４．２ＧＨｚのマイクロ波を用いることができる。電波の周波数を高く設定することで、その指向性を上げ、被測定物の検出精度を向上することができるためである。なお、送受信アンテナ３０ａから送信される電波の周波数は、被測定物の性質等に応じて適宜変更することができる。
なお、図３（ａ）に示す例では、ストリップ線路３２ａが銅箔であり、動力工具の種類によっては磨耗等によって破壊される可能性がある。このような場合は、送受信アンテナ３０ａを動力工具のハウジング内に収容することが好ましい。なお、ハウジングには送受信アンテナ３０ａからの電波を透過する透過窓を設けることが好ましい。
【００１６】
図３（ｂ）〜（ｇ）は、送受信アンテナ３０の他の構成例を示している。図３（ｂ）に示す例では、図３（ａ）のストリップ線路３２ａに換えてストリップ導体３２ｂを用いている。ストリップ導体３２ｂは、導電性の板材（例えば、アルミ製の金属板）により構成される。ストリップ導体３２ｂとすることで、磨耗や打撃に対して強度を向上することができる。この場合は、送受信アンテナ３０ｂを直接、動力工具の表面に配することが好ましい。
なお、ストリップ導体３２ｂは、ある程度の厚み（例えば、１ｍｍ程度）を有する。このため、誘電体基板３４ｂに凹部を設け、この凹部にストリップ導体３２ｂを収容するようにしてもよい。ストリップ導体３２ｂが凹部に収容された状態では、ストリップ導体３２ｂの表面と誘電体基板３４ｂの表面とが一致することが好ましい。
【００１７】
図３（ｃ）に示す例では、誘電体基板３４ｃに凹部を設ける厚みが無いため、誘電体基板３４ｃのストリップ導体３２ｃが配されない部分に充填材３８ｃを配するようにしている。充填材３８ｃによって、ストリップ導体３２ｃの表面と充填材３８ｃの表面を一致させることができる。充填材３８ｃは、絶縁体で、かつ、誘電損失の少ないものであることが好ましい。充填材３８ｃとしては、例えば、樹脂やセメント等を用いることができる。
【００１８】
また、図３（ｂ）に示す例のように誘電体基板３４ｂを広範囲に配することが好ましくない場合や、図３（ｃ）に示す例のように充填材３８ｃを広範囲に配することが好ましくない場合には、それぞれ図３（ｄ），（ｅ）に示す構造をとることもできる。すなわち、図３（ｄ）に示す例では、平面導体３６ｄに凹部を形成し、この凹部に誘電体基板３４ｄ及びストリップ導体３２ｄを収容する。これにより、誘電体基板３４ｄの表面積を小さくできる。また、図３（ｅ）に示す例でも同様に、平面導体３６ｅに凹部を設け、この凹部に誘電体基板３４ｅ及びストリップ導体３２ｅを収容し、残りの部分に充填材３８ｅを充填する。
なお、図３（ｄ），（ｅ）に示す例では、さらに図３（ｆ），（ｇ）に示すように平面導体３６ｆ，３６ｇの片側の壁を傾斜面３７ｆ，３７ｇとすることもできる。この場合、送信される電波は傾斜面３７ｆ，３７ｇ側に伝わり易くなり、好ましい電磁界（検知領域）を形成することができる。
【００１９】
次に、本発明の一実施例に係るテーブルソーについて図面を参照して説明する。図４は本実施例に係るテーブルソーの斜視図を示している。図４に示すようにテーブルソー４０は、木質系のワークＷを切断するものであって、ワークＷが置かれるテーブル４４を備える。テーブル４４は、金属製（例えば、アルミ材）の板材により構成されている。テーブル４４の上方には丸鋸４２の一部が突出する。テーブル４４の下方にはモータＭ（図示省略；ただし、図７に図示）が配設されており、モータＭが回転することによって丸鋸４２が回転するようになっている。
【００２０】
図５にテーブル４４の表面に配置された検出装置５０が示されている。図５に示すようにテーブル４４の表面には、電波を送受信する送受信機５２と、複数のマイクロストリップアンテナ又はパッチアンテナ５４ａ〜５４ｄ（以下、単にパッチアンテナという）が配されている。送受信機５２は、図１に示す各回路１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６の機能を果たしている。送受信機５２は、丸鋸４２の後方（すなわち、作業者側と反対の方向）に配されている。
パッチアンテナ５４ａ〜５４ｄはマイクロストリップアンテナの一種であり、図１に示す送受信アンテナ３０の機能を果たしている。パッチアンテナ５４ａ〜５４ｄは、丸鋸４２の左右両側に２つずつ、前後方向に離間して配置されている。
【００２１】
図６にパッチアンテナ５４ａ部分の断面図が示されている。図６に示すようにパッチアンテナ５４ａは、ストリップ又はパッチ５６（以下、単にパッチという）と、誘電体基板５８と、テーブル４４により構成されている。すなわち、パッチ５６は図３のストリップ導体３２に相当し、誘電体基板５８は図３の誘電体基板３４に相当し、テーブル４４は図３の平面導体３６に相当する。
テーブル４４には凹部が形成され、その凹部に誘電体基板５８を収容している。また、誘電体基板５８には凹部が形成され、その凹部にパッチ５６を収容している。図６から明らかなように、テーブル４４と誘電体基板５８とパッチ５６の各表面は一致している。したがって、テーブル４４上でワークＷを摺動させる際に、パッチ５６や誘電体基板５８が邪魔になることはない。また、パッチアンテナ５４ａはテーブル４４内に埋め込まれるため、テーブル４４の下方に配置される各種機構（例えば、丸鋸４２を傾動させる機構等）の設計上の支障となることはない。
なお、他のパッチアンテナ５４ｂ，５４ｃ，５４ｄも、上述したパッチアンテナ５４ａと同一構成である。
【００２２】
図５に示すように、上述した送受信機５２とパッチアンテナ５４ａ〜５４ｄは給電線Ｌで接続されている。この給電線Ｌには２つのフェイズシフタ５６ａ，５６ａが配されている。すなわち、パッチアンテナ５４ａとパッチアンテナ５４ｃの間にフェイズシフタ５６ａ、パッチアンテナ５４ｂとパッチアンテナ５４ｄの間にフェイズシフタ５６ａが配されている。これによって、図５の右図に示すように、パッチアンテナ５４ａ〜５４ｄの電波送受信方向を作業者側に変化させている。したがって、検出装置５０はテーブル４４から上方に突出する丸鋸４２の周辺部分（特に、作業者側）を移動する被測定物を監視することができる。
なお、パッチアンテナ５４ａ〜５４ｄの寸法、個数、配置等は、被測定物の特性に応じて適宜設定することができる。
【００２３】
次に、図７を参照してテーブルソー４０の制御装置６０について説明する。制御装置６０はテーブル４４の下方に配置されている。制御装置６０は、マイクロコンピュータ６２と、マイクロコンピュータ６２に接続されたメモリ回路６４（本実施例では、ＥＥＰＲＯＭ）を備える。マイクロコンピュータ６２はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭとＩ／Ｏが１チップ化されたものである。マイクロコンピュータ６２のＲＯＭには、後で詳述するモータＭの駆動を自動的に停止するための制御プログラム等が記憶されている。
上述した検出装置（レーダ）５０は制御装置６０に接続され、検出装置５０から出力される反射体の速度と位置がマイクロコンピュータ６２に入力するようになっている。また、電源回路５６は、駆動回路５４を介してモータＭに接続されると共に、マイクロコンピュータ６２に接続されている。電源回路５６は、外部商用電源に接続可能となっており、外部商用電源から供給される電力をマイクロコンピュータ６２とモータＭに供給する。さらに、マイクロコンピュータ６２には、モータＭを起動するためのモータスイッチ５２が接続されている。
【００２４】
次に、上述のように構成されるテーブルソー４０によりワークＷを切断する際の手順（マイクロコンピュータ９２の処理）を、図８に示すフローチャートを参照して説明する。
テーブルソー４０を用いてワークＷを切断するためには、まず、作業者は電源スイッチをＯＮにしてマイクロコンピュータ６２へ電力の供給を開始する。この際、モータスイッチ５２はＯＦＦされているため、丸鋸４２が回転を開始することはない。
【００２５】
電源スイッチがＯＮされると、図８に示すように、マイクロコンピュータ６２は、モータスイッチ５２がＯＮされるまで待機する（Ｓ１）。モータスイッチ５２がＯＮされると〔ステップＳ１でＹＥＳ〕、マイクロコンピュータ６２は駆動回路５４に出力する駆動信号をＯＮにして電源回路５６からモータＭへの電力供給を開始し、同時に検出装置５０を作動させる。これによって、丸鋸４２が回転を開始し、検出装置５０からは周期的に測定結果が出力されることとなる。そして、マイクロコンピュータ６２は、まず、検出装置５０からの出力（電波送受信方向内を移動する物体（被測定物）の速度と位置）を取り込む（Ｓ３）。
ステップＳ５では、ステップＳ３で取り込まれた検出装置５０（すなわち、パッチアンテナ５４ａ〜５４ｄ）から物体までの距離が設定値以下となるか否かを判断する。
測定された距離が設定値を越える場合〔ステップＳ５でＮＯ〕は、ステップＳ１に戻ってステップＳ１からの処理を繰り返す。すなわち、検出装置５０から物体までの距離が充分に大きいので、丸鋸４２と物体が接触する可能性が低いと判断し、モータスイッチ５２がＯＮされている限りモータＭを駆動する。
一方、測定された距離が設定値以下となる場合〔ステップＳ５でＹＥＳ〕はステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ステップＳ３で取り込まれた物体の速度が設定速度以下か否かを判断する。ステップＳ３で取り込まれた物体の速度が設定速度以下の場合〔ステップＳ６でＹＥＳ〕はステップＳ１に戻り、ステップＳ３で取り込まれた物体の速度が設定速度を越える場合〔ステップＳ６でＮＯ〕はステップＳ７に進んでモータＭを緊急停止する。
したがって、検出装置５０から物体までの距離が短く、かつ、その検出装置５０側（すなわち、丸鋸４２に近づく方向）への移動速度が大きい場合は、回転する丸鋸４２と物体との接触する可能性が高いとして、モータＭの駆動を停止する。一方、検出装置５０から物体までの距離が短くても、その検出装置５０側（すなわち、丸鋸４２に近づく方向）への移動速度が小さい場合は、作業者がワークＷを正常に送っているとして、モータＭの駆動を継続する。
【００２６】
上述した説明から明らかなように、検出装置５０は丸鋸４２の周辺（特に、丸鋸４２の前方）を移動する物体を監視し、丸鋸４２とワークＷ以外の物体の接触の可能性を事前に検出し、モータＭの駆動を停止する。したがって、ワーク以外の物体と回転する丸鋸４２との接触を回避することが可能となる。
【００２７】
なお、上述した実施例は、種々に変形・改良して実施することができる。例えば、図９に示す例では、丸鋸４２の後方に送信装置７０を、丸鋸４２の前方（作業者側）に受信装置７６を配設する。送信装置７０は、送信機７４とパッチアンテナ７２ａ，７２ｂを備え、これらは給電線Ｌにより接続されている。また、受信装置７６は、受信機７４とパッチアンテナ７８ａ，７８ｂを備え、これらは給電線Ｌにより接続されている。このような構成とすることで、送信装置７０と受信装置７６の間（つまり、丸鋸４２近傍）にある被測定物を検知することができる。
また、図１０に示すように、丸鋸４２の後方に送受信機８４を配置し、丸鋸４２の左右両側にパッチアンテナ８６ａ〜８６ｃ，８８ａ〜８８ｃをそれぞれ配するようにしてもよい。すなわち、パッチアンテナの配置や数等については、種々の形態をとることができる。
さらに、上述した実施例では、ドップラーレーダ方式により被測定物を検知するようにしたが、被測定物を検知する方式としては他の方式を採用するようにしてもよい。例えば、送受信アンテナから電波（周波数およそ１〜３０ＧＨｚ；好ましくは１０ＧＨｚ前後）をパルス状に送信し、その電波の反射波を送受信アンテナで受信する。含水率の低い物体（例えば、木材）は電波反射率が低く、含水率の高い物体（例えば、手や指等）は電波反射率が高い。したがって、送受信アンテナで受信した反射波のピーク値によって物体の種類（すなわち、ワークかそれ以外の物体か）を判断することができる。
なお、上述した実施例は、テーブルソーに関するものであったが、本発明に係る技術は、その他の電動工具、例えば、マイターソー，スライドテーブルソー等に適用することができる。
【００２８】
以上、マイクロストリップアンテナを有する検出装置により電波センシングを行うテーブルソーについて詳細に説明したが、このような検出装置は種々の動力工具に応用することができる。
【００２９】
（１）本願に係る検出装置は大型ハンマに適用することができる。すなわち、大型ハンマでは、作業時の振動によって工具のみならず作業者の身体まで震動する。特に、震動が大きくなると作業者の頭部まで震動する。一方、ハンマをワークに押し当てる力を弱めることで作業者に伝わる震動を軽減することはできるが、ハンマをワークに押し当てる力を弱めると作業効率の低下を招く。そこで、作業者の頭部の揺れ等を上記検出装置により検出し、その揺れをキャンセルするように構成することができる。
具体的には、本願発明に係るハンマは、カウンタバランスと、カウンタバランスによって作業者に伝達される震動をキャンセルするキャンセル機構とを備える。ハンマは、作業者に向って電波を送信することで、作業者のハンマに対する動きを検出する検出装置を備える。電波センシング方式としては、例えば、ドップラーレーダ方式を採用することができる。また、検出装置のアンテナ（すなわち、マイクロストリップアンテナ）は、作業者の頭部に向って電波が送信できる位置に配設する。例えば、ハウジングの上面に埋設する。そして、検出装置で検出される作業者の頭部の揺れに応じてキャンセル機構を駆動する制御装置をさらに備える。
なお、ハウジング内にピックアップを別途設けて、このピックアップによる測定値と検出装置による検出値を比較演算して、カウンタバランスを適正に調節するようにしてもよい。
【００３０】
（２）本願に係る検出装置はジグソーに適用することができる。ジグソーは、シューの裏面を木材等に押し当て、この状態のままジグソーを移動させることで木材等の切断を行う。木材はその含水量や厚みに応じて切断負荷が変化する。そこで、上記検出装置により木材の水分量や厚みを検出し、その検出値をモータ回転数にフィードバックすることで加工の仕上りを向上させることができる。
具体的には、シューの裏面（好ましくは、鋸刃から見て切断方向）にマイクロストリップアンテナを埋設する。電波センシング方式としては、例えば、パルス状に電波を送信し、その反射波を受信するパルス方式とすることができる。制御装置は、マイクロストリップアンテナで受信した反射波のピーク値によって、ワークの水分量やワークの厚みを判断する。そして、この水分量と厚みに応じてモータの回転数を制御する。なお、水分量やワークの厚みは、インディケータ等によって作業者に表示するようにしてもよい。
さらに、鋸刃がワークの支持台を切断しそうになったり、釘等の異物を発見した場合は、制御装置は警告を行ったり、モータを停止させるようにしてもよい。
【００３１】
（３）本願に係る検出装置は動力工具（例えば、コンプレッサ）の盗難防止に利用することができる。すなわち、コンプレッサのハウジング上面にはマイクロストリップアンテナが埋設される。電波センシング方式としては、例えば、ドップラーレーダ方式を採用する。なお、マイクロストリップアンテナの電力は、コンプレッサに別途装着したバッテリから供給されるようにすることができる。
かかる構成において、コンプレッサに人が近づいたり、コンプレッサを移動させようとすると、マイクロストリップアンテナによりこれを検知し、警告を発したり、コンプレッサの機能を停止させる。これによって、コンプレッサの盗難を防止することができる。
なお、コンプレッサの所有者は発信機を携帯することで、コンプレッサが発信機からの電波を受信しているときは、上記警告を発したり、機能を停止させないようにすればよい。
【００３２】
以上、本発明のいくつかの実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る検出装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１の検出装置から送信される電波の周波数と時間との関係を示す図。
【図３】マイクロストリップアンテナの構成を示す図。
【図４】テーブルソーの斜視図。
【図５】テーブルソーのテーブル面を上方から見た図と側方から見た図を併せて示す図。
【図６】テーブルに埋設されたアンテナ部の断面図。
【図７】テーブルソーの制御構成を示すブロック図。
【図８】制御装置で行われる処理のフローチャート。
【図９】テーブル上面に配されるパッチアンテナの他の例を示す図。
【図１０】テーブル上面に配されるパッチアンテナのさらに他の例を示す図。
【符号の説明】
３０・・送受信アンテナ
３２ａ・・ストリップ線路
３４・・誘電体基板
３６・・平面導体
３８・・充填材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power tool. Specifically, the present invention relates to a technique for detecting the position of an object to be measured with respect to a power tool. Here, the “power tool” is an auxiliary device that is used integrally with the power tool and assists the power tool (for example, a compressor that supplies compressed air to the air tool, a generator that supplies power to the electric tool, etc. ) Is also used to mean.
[0002]
[Prior art]
A power tool such as an electric tool, a woodworking machine, or an air tool is provided with a detection device that detects the position and speed of an object to be measured (for example, a workpiece, an operator, etc.) with respect to the power tool. The drive source is controlled (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
Patent Document 1 discloses a table saw including a detection device that detects contact between a human body and a saw blade. This detection device uses the difference between the conductivity of the human body and the conductivity of the workpiece (wood). That is, the potential of the human body detected through the saw blade when the human body comes into contact with the saw blade is the potential of the work (wood) detected through the saw blade when the workpiece (wood) comes into contact with the saw blade. Higher than Therefore, the detection device monitors the potential of the saw blade and compares the potential with a threshold value to detect whether the human body and the saw blade are in contact with each other. When it is detected that the human body and the saw blade are in contact with each other, the power to the motor is cut off and the saw blade is urgently stopped.
Patent Document 2 discloses a drill including a detection device that measures the distance between a tool body and a workpiece. This detection device is composed of a light source that projects light onto the work surface and a light receiver that receives light reflected from the work surface. When the distance between the tool body and the workpiece changes, the position of the reflected light observed by the light receiver changes. The distance between the tool body and the workpiece is determined by the change in the position of the reflected light. When the distance between the tool body and the workpiece is obtained, the depth of the drill hole can be determined. Therefore, the hole having the determined depth is machined by stopping machining based on the measured distance.
[0003]
[Patent Document 1]
US Patent Application Publication No. 2002/17336
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 1-502412
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The detection device provided in the power tool described in Patent Document 1 is a contact-type detection device that detects that the human body and the saw blade are in contact with each other. Therefore, the contact between the human body and the rotating saw blade cannot be prevented in advance. On the other hand, the detection device provided in the power tool described in Patent Document 2 is a non-contact type detection device, but cannot be detected due to dust or the like generated during processing.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a detection device that can detect an object to be measured in a non-contact manner and can detect stably even if dust or the like is generated. It is to provide a power tool.
[0006]
[Means, actions and effects for solving the problems]
In order to solve the above problems, the first power tool according to the present application is: A tool for machining a workpiece, a drive source for driving the tool, a detection device that detects the position and speed of the operator with respect to the power tool by transmitting and receiving the radio wave, and detected by the detection device And a control device that controls the power tool based on the position and speed of the operator. And At least one of the radio wave transmitter and radio wave receiver of the detection device One or more It has a microstrip antenna.
In the above power tool, the object to be measured is detected by radio waves. (Worker) position and speed Therefore, even when dust or the like is generated during processing, the object to be measured can be detected stably. In addition, since a microstrip antenna that can be reduced in size and saved in space is used, the antenna is less likely to be a restriction when designing a power tool, and is unlikely to interfere with an operator.
The radio wave transmitting unit and the radio wave receiving unit can be provided with different antennas, respectively, or the radio wave transmitting unit and the radio wave receiving unit can be configured by the same antenna.
The “microstrip antenna” is preferably embedded in the surface of the power tool.
[0007]
In addition, At least one of the radio wave transmitter and radio wave receiver of the detection device Is Has multiple microstrip antennas or patch antennas It is preferable. Desired directivity can be obtained by using a plurality of microstrip antennas or patch antennas (a kind of microstrip antenna). Therefore, the object to be measured can be detected efficiently.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The power tool according to the present invention described above can be suitably implemented in the form shown below.
(Mode 1) The power tool is an electric tool or a woodworking machine for processing a wood-based material. For example, table saw, miter saw, slide circular saw, jigsaw and the like.
(Form 2) In form 1, the frequency of the radio wave transmitted from the microstrip antenna is in the range of approximately 1 G to 30 GHz. For example, in order to transmit thick wood, it is preferable to select the frequency of the radio wave from the lower side, and in order to increase the directivity of the radio wave, it is preferable to select the frequency of the radio wave from the higher side. Further, the detection device identifies both from the difference in radio wave reflectance between the wood-based material (work having a low water content) and the other object (the object having a high water content).
(Mode 3) The microstrip antenna includes a strip conductor, a ground-side conductor facing the strip conductor, and a dielectric layer disposed between the strip conductor and the ground-side conductor.
(Embodiment 4) In Embodiment 3, the dielectric layer can be composed of a dielectric (eg, Teflon (registered trademark) resin, glass fiber epoxy resin, etc.) plate material (hereinafter referred to as a dielectric substrate). When the frequency of the radio wave used is 1 GHz or more, it is preferable to use a dielectric of Teflon (registered trademark) resin.
(Embodiment 5) In Embodiment 3, a recess is formed on the surface of the dielectric substrate. A strip conductor is accommodated in the recess.
(Embodiment 6) In Embodiment 4 or 5, a recess is formed in the ground-side conductor. A dielectric substrate is accommodated in the recess.
[0009]
【Example】
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings. First, a configuration example of a detection device provided in a power tool will be described. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the detection apparatus. A detection apparatus 10 shown in FIG. 1 is a Doppler type radar apparatus, and detects the position and speed of an object to be measured that moves relative to a power tool. The object to be measured can be set variously according to the power tool to be equipped (for example, workpiece, human body, etc.). The detection apparatus 10 includes a transmission / reception antenna 30 for transmitting / receiving radio waves. A microstrip antenna is used as the transmission / reception antenna 30. The configuration of the transmission / reception antenna 30 will be described in detail later.
[0010]
The clock circuit 12 is connected to the transmission / reception antenna 30 via the oscillation circuit 14. The clock circuit 12 periodically switches the frequency of the signal output from the oscillation circuit 14 to two stages and switches the state of the changeover switch 18. Therefore, the frequency of the signal output from the oscillation circuit 12 is switched periodically between the high frequency H and the low frequency L as shown in FIG. 2 (1 period = 2 × ts). At the same time as the frequency of the signal output from the oscillation circuit 12 (that is, the radio wave transmitted from the transmission / reception antenna 30) is switched, the signal from the transmission / reception antenna 30 (that is, the radio wave received by the transmission / reception antenna 30) is changed. The circuits to be processed (20a-24a and 20b-24b) are also switched.
[0011]
A diode mixer 16 is connected to the transmission / reception antenna 30. The diode mixer 16 is a circuit that synthesizes a radio wave received by the transmission / reception antenna 30, that is, a radio wave transmitted from the transmission / reception antenna 30 and a radio wave reflected by a reflector (measurement object), and outputs the synthesized wave. (So-called detection circuit).
Here, the output from the diode mixer 16 changes depending on whether or not the reflector is moving in the direction of the detection device 10 (that is, in the direction of the power tool). That is, when the reflector is not moving, the frequency of the radio wave reflected by the reflector and the frequency of the radio wave transmitted from the transmission / reception antenna 30 are the same frequency. On the other hand, when the reflector is moving, the frequency of the radio wave reflected by the reflector is different from the frequency of the radio wave transmitted from the transmission / reception antenna 30 due to the Doppler effect. For this reason, when the reflector is moving, radio waves of two different frequencies adjacent to each other interfere with each other, and a beat occurs in the output waveform of the diode mixer 16. The detection apparatus 10 measures the moving speed of the reflector based on the beat frequency.
The output from the diode mixer 16 also varies depending on the frequency of the radio wave output from the transmission / reception antenna 30. In the detection apparatus 10, the position of the reflector is measured from the phase difference between the beats generated when the radio waves of two frequencies are reflected by the reflector.
[0012]
Two circuit groups are connected to the diode mixer 16 via a changeover switch 18. That is, one is composed of an amplifier circuit 20a, a filter circuit 22a, and a waveform shaping circuit 24a, and the other is composed of an amplifier circuit 20b, a filter circuit 22b, and a waveform shaping circuit 24b. One circuit group is connected to the diode mixer 16 when a radio wave of one frequency is transmitted from the transmission / reception antenna 30, and the other circuit group is a diode mixer 16 when a radio wave of the other frequency is transmitted from the transmission / reception antenna 30. Connected. The amplifier circuits 20a and 20b amplify the signal by the radio wave received by the transmission / reception antenna 30, and the filter circuits 22a and 22b remove noise from the signals amplified by the amplifier circuits 20a and 20b. The waveform shaping circuits 24a and 24b shape the waveforms of the signals output from the filter circuits 22a and 22b.
[0013]
The waveform shaping circuits 24a and 24b are connected to the phase difference measurement circuit 26b, and only the waveform shaping circuit 24a is connected to the speed measurement circuit 26a. The phase difference measurement circuit 26b is a measurement circuit that measures the beat phase difference (that is, the distance of the reflector) observed when radio waves of each frequency are transmitted, and the speed measurement circuit 26a transmits radio waves of one frequency. This is a circuit that measures the phase difference of the beats observed when the image is detected (that is, the speed of the reflector).
[0014]
Here, the configuration of the transmission / reception antenna 30 (that is, the microstrip antenna) will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the transmission / reception antenna 30.
The transmission / reception antenna 30a shown in FIG. 3A includes a strip line 32a, a dielectric substrate 34a, and a planar conductor 36a. The planar conductor 36a has a larger area than the strip line 32a. When the body (housing) of the power tool is made of a conductive material (for example, an aluminum metal plate), the body can be used as the planar conductor 36a. The planar conductor 36a is connected to the ground. The planar conductor 36a does not necessarily have to be a plane.
The dielectric substrate 34a is disposed on the surface of the planar conductor 36a. The dielectric substrate 34a is a plate-like dielectric, and for example, a Teflon (registered trademark) resin can be suitably used. The thickness of the dielectric substrate 34a can be about 1 mm, for example.
The strip line 32a is disposed on the surface 34s of the dielectric substrate 34a. The strip line 32a is made of a conductive material, and for example, a copper foil (thickness of about 35 μm) can be used. The strip line 32a is connected to a feeder line.
[0015]
In such a configuration, when a signal from the oscillation circuit 14 is input to the strip line 32a, the voltage between the strip line 32a and the planar conductor 36a varies, and radio waves are transmitted between the strip line 32a and the planar conductor 36a. The transmitted radio wave is applied to the surface 34s side of the dielectric substrate 34a. Therefore, the transmitting / receiving antenna 30a is arranged on the power tool so that the object to be measured comes to the surface 34s side of the dielectric substrate 34a. For example, the transmission / reception antenna 30a can be disposed on the surface of the power tool facing the object to be measured.
Moreover, it is preferable to use a radio wave of about 1 GHz or more as a radio wave transmitted from the transmission / reception antenna 30a. For example, a microwave of 24.2 GHz can be used. This is because by setting the frequency of the radio wave high, the directivity can be increased and the detection accuracy of the object to be measured can be improved. In addition, the frequency of the radio wave transmitted from the transmission / reception antenna 30a can be appropriately changed according to the property of the object to be measured.
In the example shown in FIG. 3A, the strip line 32a is a copper foil, and depending on the type of the power tool, there is a possibility that the strip line 32a is broken due to wear or the like. In such a case, it is preferable to accommodate the transmitting / receiving antenna 30a in the housing of the power tool. The housing is preferably provided with a transmission window that transmits radio waves from the transmission / reception antenna 30a.
[0016]
FIGS. 3B to 3G show other configuration examples of the transmission / reception antenna 30. In the example shown in FIG. 3B, a strip conductor 32b is used instead of the strip line 32a shown in FIG. The strip conductor 32b is made of a conductive plate material (for example, an aluminum metal plate). By setting it as the strip conductor 32b, intensity | strength can be improved with respect to abrasion or a hit | damage. In this case, it is preferable to arrange the transmitting / receiving antenna 30b directly on the surface of the power tool.
The strip conductor 32b has a certain thickness (for example, about 1 mm). For this reason, a recess may be provided in the dielectric substrate 34b, and the strip conductor 32b may be accommodated in the recess. In the state where the strip conductor 32b is accommodated in the recess, it is preferable that the surface of the strip conductor 32b and the surface of the dielectric substrate 34b coincide.
[0017]
In the example shown in FIG. 3C, since the dielectric substrate 34c does not have a thickness for providing a recess, the filler 38c is disposed on a portion of the dielectric substrate 34c where the strip conductor 32c is not disposed. The surface of the strip conductor 32c and the surface of the filler 38c can be matched by the filler 38c. The filler 38c is preferably an insulator and has a small dielectric loss. As the filler 38c, for example, resin, cement, or the like can be used.
[0018]
Further, it is not preferable to dispose the dielectric substrate 34b over a wide range as in the example shown in FIG. 3B, or the filler 38c may be disposed over a wide range as in the example shown in FIG. 3C. If it is not preferable, the structures shown in FIGS. 3D and 3E can be taken. That is, in the example shown in FIG. 3D, a recess is formed in the planar conductor 36d, and the dielectric substrate 34d and the strip conductor 32d are accommodated in the recess. Thereby, the surface area of the dielectric substrate 34d can be reduced. Similarly, in the example shown in FIG. 3E, a concave portion is provided in the planar conductor 36e, the dielectric substrate 34e and the strip conductor 32e are accommodated in the concave portion, and the filler 38e is filled in the remaining portion.
In the example shown in FIGS. 3 (d) and 3 (e), the walls on one side of the planar conductors 36f and 36g can be inclined surfaces 37f and 37g as shown in FIGS. 3 (f) and 3 (g). . In this case, the transmitted radio wave is easily transmitted to the inclined surfaces 37f and 37g side, and a preferable electromagnetic field (detection region) can be formed.
[0019]
Next, a table saw according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 shows a perspective view of the table saw according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the table saw 40 cuts a wood-based workpiece W and includes a table 44 on which the workpiece W is placed. The table 44 is made of a metal (for example, aluminum) plate material. A part of the circular saw 42 protrudes above the table 44. A motor M (not shown; shown in FIG. 7) is disposed below the table 44, and the circular saw 42 rotates as the motor M rotates.
[0020]
FIG. 5 shows the detection device 50 arranged on the surface of the table 44. As shown in FIG. 5, a transmitter / receiver 52 that transmits and receives radio waves and a plurality of microstrip antennas or patch antennas 54 a to 54 d (hereinafter simply referred to as patch antennas) are arranged on the surface of the table 44. The transceiver 52 performs the functions of the circuits 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, and 26 shown in FIG. The transceiver 52 is arranged behind the circular saw 42 (that is, in the direction opposite to the worker side).
The patch antennas 54a to 54d are a kind of microstrip antenna, and fulfill the function of the transmission / reception antenna 30 shown in FIG. Two patch antennas 54 a to 54 d are arranged on the left and right sides of the circular saw 42, spaced apart in the front-rear direction.
[0021]
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the patch antenna 54a portion. As shown in FIG. 6, the patch antenna 54 a includes a strip or patch 56 (hereinafter simply referred to as a patch), a dielectric substrate 58, and a table 44. That is, the patch 56 corresponds to the strip conductor 32 of FIG. 3, the dielectric substrate 58 corresponds to the dielectric substrate 34 of FIG. 3, and the table 44 corresponds to the planar conductor 36 of FIG.
A recess is formed in the table 44, and the dielectric substrate 58 is accommodated in the recess. The dielectric substrate 58 is formed with a recess, and the patch 56 is accommodated in the recess. As is apparent from FIG. 6, the surfaces of the table 44, the dielectric substrate 58, and the patch 56 are coincident with each other. Therefore, when the workpiece W is slid on the table 44, the patch 56 and the dielectric substrate 58 do not get in the way. Further, since the patch antenna 54a is embedded in the table 44, it does not hinder the design of various mechanisms (for example, a mechanism for tilting the circular saw 42) disposed below the table 44.
The other patch antennas 54b, 54c, 54d have the same configuration as the patch antenna 54a described above.
[0022]
As shown in FIG. 5, the transceiver 52 and the patch antennas 54 a to 54 d described above are connected by a feeder line L. Two phase shifters 56a and 56a are arranged on the feeder line L. That is, the phase shifter 56a is disposed between the patch antenna 54a and the patch antenna 54c, and the phase shifter 56a is disposed between the patch antenna 54b and the patch antenna 54d. As a result, the radio wave transmission / reception directions of the patch antennas 54a to 54d are changed to the worker side as shown in the right diagram of FIG. Therefore, the detection device 50 can monitor the object to be measured that moves in the peripheral portion (particularly, the operator side) of the circular saw 42 protruding upward from the table 44.
Note that the dimensions, number, arrangement, and the like of the patch antennas 54a to 54d can be appropriately set according to the characteristics of the object to be measured.
[0023]
Next, the control device 60 of the table saw 40 will be described with reference to FIG. The control device 60 is disposed below the table 44. The control device 60 includes a microcomputer 62 and a memory circuit 64 (EEPROM in this embodiment) connected to the microcomputer 62. The microcomputer 62 has a CPU, ROM, RAM, and I / O integrated on a single chip. The ROM of the microcomputer 62 stores a control program for automatically stopping driving of the motor M, which will be described in detail later.
The detection device (radar) 50 described above is connected to the control device 60, and the speed and position of the reflector output from the detection device 50 are input to the microcomputer 62. The power supply circuit 56 is connected to the motor M through the drive circuit 54 and is also connected to the microcomputer 62. The power supply circuit 56 can be connected to an external commercial power supply, and supplies power supplied from the external commercial power supply to the microcomputer 62 and the motor M. Further, a motor switch 52 for starting the motor M is connected to the microcomputer 62.
[0024]
Next, a procedure when the workpiece W is cut by the table saw 40 configured as described above (processing of the microcomputer 92) will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
In order to cut the workpiece W using the table saw 40, first, the worker turns on the power switch and starts supplying power to the microcomputer 62. At this time, since the motor switch 52 is OFF, the circular saw 42 does not start rotating.
[0025]
When the power switch is turned on, as shown in FIG. 8, the microcomputer 62 waits until the motor switch 52 is turned on (S1). When the motor switch 52 is turned on (YES in step S1), the microcomputer 62 turns on the drive signal output to the drive circuit 54 and starts supplying power from the power supply circuit 56 to the motor M. At the same time, the detection device 50 is turned on. Operate. As a result, the circular saw 42 starts rotating, and the measurement results are periodically output from the detection device 50. The microcomputer 62 first takes in the output from the detection device 50 (the speed and position of the object (measurement object) moving in the radio wave transmission / reception direction) (S3).
In step S5, it is determined whether or not the distance from the detection device 50 (that is, the patch antennas 54a to 54d) captured in step S3 to the object is equal to or less than a set value.
If the measured distance exceeds the set value [NO in step S5], the process returns to step S1 and the processing from step S1 is repeated. That is, since the distance from the detection device 50 to the object is sufficiently large, it is determined that the possibility of contact between the circular saw 42 and the object is low, and the motor M is driven as long as the motor switch 52 is ON.
On the other hand, if the measured distance is equal to or smaller than the set value [YES in step S5], the process proceeds to step S6. In step S6, it is determined whether or not the speed of the object captured in step S3 is equal to or lower than the set speed. If the speed of the object captured in step S3 is equal to or lower than the set speed (YES in step S6), the process returns to step S1, and if the speed of the object captured in step S3 exceeds the set speed (NO in step S6), step Proceeding to S7, the motor M is urgently stopped.
Therefore, when the distance from the detection device 50 to the object is short and the moving speed toward the detection device 50 side (that is, the direction approaching the circular saw 42) is high, the rotating circular saw 42 and the object come into contact with each other. Since the possibility is high, the driving of the motor M is stopped. On the other hand, even if the distance from the detection device 50 to the object is short, if the moving speed toward the detection device 50 side (that is, the direction approaching the circular saw 42) is low, the worker is sending the workpiece W normally. Then, the driving of the motor M is continued.
[0026]
As is apparent from the above description, the detection device 50 monitors an object moving around the circular saw 42 (particularly in front of the circular saw 42), and detects the possibility of contact between the circular saw 42 and an object other than the workpiece W. Detection is performed in advance, and driving of the motor M is stopped. Therefore, it is possible to avoid contact between an object other than the workpiece and the rotating circular saw 42.
[0027]
The above-described embodiments can be implemented with various modifications and improvements. For example, in the example illustrated in FIG. 9, the transmission device 70 is disposed behind the circular saw 42, and the reception device 76 is disposed in front of the circular saw 42 (on the worker side). The transmitter 70 includes a transmitter 74 and patch antennas 72a and 72b, which are connected by a feeder line L. The receiving device 76 includes a receiver 74 and patch antennas 78a and 78b, which are connected by a feeder line L. By adopting such a configuration, it is possible to detect an object to be measured located between the transmission device 70 and the reception device 76 (that is, in the vicinity of the circular saw 42).
Further, as shown in FIG. 10, a transmitter / receiver 84 may be disposed behind the circular saw 42, and patch antennas 86 a to 86 c and 88 a to 88 c may be disposed on both the left and right sides of the circular saw 42. That is, the arrangement and number of patch antennas can take various forms.
Further, in the above-described embodiment, the object to be measured is detected by the Doppler radar method, but other methods may be adopted as a method for detecting the object to be measured. For example, a radio wave (frequency approximately 1 to 30 GHz; preferably around 10 GHz) is transmitted in a pulse form from a transmission / reception antenna, and a reflected wave of the radio wave is received by the transmission / reception antenna. An object with a low water content (for example, wood) has a low radio wave reflectance, and an object with a high water content (for example, a hand or a finger) has a high radio wave reflectance. Therefore, it is possible to determine the type of object (that is, whether it is a workpiece or another object) based on the peak value of the reflected wave received by the transmitting / receiving antenna.
In addition, although the Example mentioned above was related with a table saw, the technique which concerns on this invention is applicable to other electric tools, for example, a miter saw, a slide table saw, etc.
[0028]
As described above, the table saw that performs radio wave sensing with the detection device having the microstrip antenna has been described in detail, but such a detection device can be applied to various power tools.
[0029]
(1) The detection apparatus according to the present application can be applied to a large hammer. That is, in a large hammer, the vibration of the work vibrates not only to the tool but also to the worker's body. In particular, when the vibration becomes large, it shakes to the operator's head. On the other hand, the vibration transmitted to the worker can be reduced by weakening the force that presses the hammer against the work, but if the force that presses the hammer against the work is weakened, the work efficiency decreases. Therefore, it is possible to configure such that the shaking of the operator's head or the like is detected by the detection device and the shaking is canceled.
Specifically, the hammer according to the present invention includes a counter balance and a cancel mechanism that cancels vibrations transmitted to the worker by the counter balance. The hammer includes a detection device that detects a movement of the worker relative to the hammer by transmitting radio waves toward the worker. As the radio wave sensing method, for example, a Doppler radar method can be adopted. The antenna of the detection device (that is, the microstrip antenna) is disposed at a position where radio waves can be transmitted toward the operator's head. For example, it is embedded in the upper surface of the housing. The apparatus further includes a control device that drives the cancel mechanism according to the shaking of the operator's head detected by the detection device.
Note that a separate pickup may be provided in the housing, and the counter balance may be adjusted appropriately by comparing and calculating the measured value by the pickup and the detected value by the detection device.
[0030]
(2) The detection apparatus according to the present application can be applied to a jigsaw. The jigsaw presses the back of the shoe against wood or the like, and cuts the wood or the like by moving the jigsaw in this state. The cutting load of wood varies depending on its moisture content and thickness. Therefore, the finish of processing can be improved by detecting the moisture content and thickness of the wood by the above-described detection device and feeding back the detected value to the motor rotation speed.
Specifically, the microstrip antenna is embedded on the back surface of the shoe (preferably, the cutting direction as viewed from the saw blade). As the radio wave sensing system, for example, a pulse system that transmits radio waves in a pulse shape and receives the reflected waves can be used. The control device determines the moisture content of the workpiece and the thickness of the workpiece based on the peak value of the reflected wave received by the microstrip antenna. And the rotation speed of a motor is controlled according to this moisture content and thickness. Note that the amount of moisture and the thickness of the workpiece may be displayed to the operator by an indicator or the like.
Furthermore, if the saw blade is likely to cut the work support or if a foreign object such as a nail is found, the control device may give a warning or stop the motor.
[0031]
(3) The detection device according to the present application can be used to prevent theft of a power tool (for example, a compressor). That is, a microstrip antenna is embedded in the upper surface of the compressor housing. As the radio wave sensing method, for example, a Doppler radar method is adopted. Note that the power of the microstrip antenna can be supplied from a battery separately attached to the compressor.
In such a configuration, when a person approaches the compressor or tries to move the compressor, this is detected by the microstrip antenna, and a warning is issued or the function of the compressor is stopped. As a result, theft of the compressor can be prevented.
The owner of the compressor may carry the transmitter so that the warning is not issued or the function is not stopped when the compressor receives radio waves from the transmitter.
[0032]
Although several embodiments of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a detection apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the frequency of radio waves transmitted from the detection device of FIG. 1 and time.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a microstrip antenna.
FIG. 4 is a perspective view of a table saw.
FIG. 5 is a view showing both a view of the table surface of the table saw as viewed from above and a view as viewed from the side.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an antenna portion embedded in a table.
FIG. 7 is a block diagram showing a control configuration of a table saw.
FIG. 8 is a flowchart of processing performed by the control device.
FIG. 9 is a view showing another example of the patch antenna arranged on the upper surface of the table.
FIG. 10 is a view showing still another example of the patch antenna arranged on the upper surface of the table.
[Explanation of symbols]
30 ・・ Transceiver antenna
32a stripline
34. ・ Dielectric substrate
36 ・・ Planar conductor
38 .. Filler

Claims

A tool for machining a workpiece;
A drive source for driving the tool;
A detection device that detects the position and speed of the operator with respect to the tool by transmitting the radio wave and receiving the radio wave;
A control device for controlling the power tool based on the position and speed of the worker detected by the detection device,
A power tool, wherein at least one of a radio wave transmission unit and a radio wave reception unit of a detection device has one or a plurality of microstrip antennas.

It further has a table for placing the workpiece,
A part of the tool protrudes above the table, and is a circular saw for processing a workpiece sent by the operator on the upper surface of the table.
The microstrip antenna or patch antenna is embedded in the surface of the table,
The detection device detects the distance from the circular saw to the worker and the speed of the worker in the direction approaching the circular saw,
2. The control device according to claim 1, wherein when the detected distance from the circular saw to the worker is equal to or less than a set value and the detected speed of the worker exceeds the set speed, the drive source is stopped. Power tools.

The power tool according to claim 1, wherein the detection device includes a phase shifter that changes a radio wave transmission direction to an operator side.

The power tool is a large hammer, further comprising a counter balance and a cancel mechanism for canceling vibration transmitted to the operator by the counter balance,
2. The power tool according to claim 1, wherein the detection device detects shaking of the operator's head, and the control device drives a cancel mechanism in accordance with the detected shaking of the operator's head .