JP5495059B2

JP5495059B2 - 穿孔工具

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Publication number: JP5495059B2
Application number: JP2010171506A
Authority: JP
Inventors: 和隆岩田; 貴啓大久保; 智志阿部
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: JP2012030315A

Description

本発明は穿孔工具に関し、特に先端工具により被穿孔材が穿孔された深さを測定可能な穿孔工具に関する。

従来からドリルビットを回転させると共にドリルビットに打撃力を加えて被穿孔材を穿孔するハンマドリル等の穿孔工具が知られている。穿孔工具は打撃力を発生させるために、モータと、シリンダと、シリンダ内に配置されたピストンと、モータの回転力をピストンの往復運動に変換する運動変換機構と、ピストンにより駆動される打撃子と、打撃子が衝突する中間子とを備えている。また、穿孔工具の先端部には先端工具が装着され、打撃子が中間子に衝突することにより、中間子を介して打撃力が先端工具に伝達されるように構成されている。また、モータの回転力が先端工具に伝達されて先端工具はその軸心を中心として回転するように構成されている。

また、穿孔工具には先端工具の延出方向に平行に延出するゲージが設けられている。先端工具が被穿孔材に対して穿孔してゆき、所望の深さまで穿孔したときにゲージの延出端が被穿孔材の表面に当接することで、所望の深さまで穿孔したことを穿孔工具のユーザは認識することができるように構成されている。このようなハンマドリルは、例えば特開２００９−２４１２２９号公報（特許公報１）に記載されている。

特開２００９−２４１２２９号公報

しかし、従来の穿孔工具ではゲージが設けられていたため、穿孔の際にゲージが邪魔になることがある。そこで、本発明は、ゲージを備えていない構成で所望の深さまで穿孔したことをユーザが認識することができる穿孔工具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、先端部と後端部とを有し、被穿孔材に対して穿孔する先端工具を該先端部に取り付け可能なハウジングと、該ハウジングに収容された動力発生源と、該動力発生源により発生した動力を該先端工具に伝達する動力伝達部と、該ハウジングに設けられ該被穿孔材の表面までの距離に対応する電圧を出力可能な距離センサと、第１の増幅率で該電圧を増幅可能な第１電圧増幅手段と、第２の増幅率で該電圧を増幅可能な第２電圧増幅手段と、該第１電圧増幅手段又は該第２電圧増幅手段により増幅された該電圧を読取り、該距離センサから該被穿孔材の表面までの距離を該電圧に基づいて判断する判断手段と、を備える穿孔工具を提供している。

ハウジングに設けられ被穿孔材の表面までの距離に対応する電圧を出力可能な距離センサと、第１の増幅率で電圧を増幅可能な第１電圧増幅手段と、第２の増幅率で電圧を増幅可能な第２電圧増幅手段と、第１電圧増幅手段又は第２電圧増幅手段により増幅された電圧を読取り、距離センサから被穿孔材の表面までの距離を電圧に基づいて判断する判断手段と、を備えるため、先端工具には短いものや長いものがあるが、短い先端工具が取り付けられ距離センサから被穿孔材の表面までの距離が短い場合であっても、長い先端工具が取り付けられ距離センサから被穿孔材の表面までの距離が長い場合であっても、場合に応じて、第１の増幅率により増幅されて得られた電圧に基づいて、又は第２の増幅率により増幅されて得られた電圧に基づいて、距離センサから被穿孔材の表面までの距離の判断を行うことができる。

ここで、該判断手段は読取可能な該電圧の上限値及び下限値を有し、該第１の増幅率で増幅されて得られた該電圧が該上限値と該下限値との間の値を有する場合には、該第１の増幅率により増加されて得られた該電圧に基づいて該距離センサから該被穿孔材の表面までの距離を判断することが好ましい。

判断手段は読取可能な電圧の上限値及び下限値を有し、第１の増幅率で増幅されて得られた電圧が上限値と下限値との間の値を有する場合には、第１の増幅率により増加されて得られた電圧に基づいて距離センサから被穿孔材の表面までの距離を判断するため、短い先端工具が取り付けられ距離センサから被穿孔材の表面までの距離が短い場合であっても、長い先端工具が取り付けられ距離センサから被穿孔材の表面までの距離が長い場合であっても、第１の増幅率により増幅されて得られた電圧、又は第２の増幅率により増幅されて得られた電圧を、判断手段の読取可能な電圧の上限値と下限値との間の値を有するようにすることができ、所定の誤差の範囲内で距離センサから被穿孔材の表面までの距離の測定を行うことができる。

また、該距離センサは、該ハウジングの後端部から先端部へと向かう方向において所定の領域をなし該被穿孔材の表面が該所定の領域内に位置しているときには所定の誤差の範囲内で該距離センサから該被穿孔材の表面までの距離の測定が可能な有効測定範囲を有し、各該増幅率で増幅されて得られた該電圧の範囲であって該上限値と該下限値との間となる該電圧の範囲に対応する該距離センサから該被穿孔材の表面までの距離の範囲は、該有効測定範囲内においてそれぞれ異なる領域をなし、該異なる領域の総和は該有効測定範囲を含むことが好ましい。

距離センサは、ハウジングの後端部から先端部へと向かう方向において所定の領域をなし被穿孔材の表面が所定の領域内に位置しているときには所定の誤差の範囲内で距離センサから被穿孔材の表面までの距離の測定が可能な有効測定範囲を有し、各増幅率で増幅されて得られた電圧の範囲であって上限値と下限値との間となる電圧の範囲に対応する距離センサから被穿孔材の表面までの距離の範囲は、有効測定範囲内においてそれぞれ異なる領域をなし、異なる領域の総和は有効測定範囲を含むため、距離センサの有効測定範囲内の全領域において、所定の誤差の範囲内で距離センサから被穿孔材の表面までの距離の測定を行うことができる。

また、該電圧増幅手段は２つの該増幅率で該電圧を常時増幅することが好ましい。電圧増幅手段は２つの増幅率で電圧を常時増幅するため、判断手段は、２つの増幅率で増幅されて得られた電圧を選択することができ、構成を複雑にせずに済み、距離の出力のための処理に時間が係ることを極力抑えることができる。

また、該ハウジングの後端部から先端部へと向かう方向における該ハウジングの先端から該先端工具の先端までの領域は、取り付け可能な全ての該先端工具について該有効測定範囲内にあることが好ましい。

ハウジングの後端部から先端部へと向かう方向におけるハウジングの先端から先端工具の先端までの領域は、取り付け可能な全ての先端工具について有効測定範囲内にあるため、取り付け可能な全ての先端工具について、所定の誤差の範囲内で距離センサから被穿孔材の表面までの距離の測定を行うことができる。

以上より本発明は、ゲージを備えていない構成で所望の深さまで穿孔したことをユーザが認識することができる穿孔工具を提供することができる。

本発明の実施の形態による穿孔工具を示す断面図。本発明の実施の形態による穿孔工具のエア流路を示す要部断面図。本発明の実施の形態による穿孔工具の距離センサを示す要部断面図。本発明の実施の形態による穿孔工具の制御回路部、インバータ回路部、及び電動モータ等を示す回路図。本発明の実施の形態による穿孔工具の距離センサの有効測定範囲を示すグラフ。本発明の実施の形態による穿孔工具における各増幅率毎の出力電圧と測定距離との関係を示すグラフ。本発明の実施の形態による穿孔工具における動作を示すフローチャート。

本発明による穿孔工具の実施の形態について図１乃至図７を参照しながら説明する。図１に示すように、穿孔工具１はロータリーハンマドリルであり、ハンドル部１０と、モータハウジング２０と、ギヤハウジング６０とによりハウジングが構成されている。以下の説明では図１における左側を穿孔工具１の後端側、右側を穿孔工具１の先端側と定義し、図１における上側を穿孔工具１の上側、下側を穿孔工具１の下側と定義して説明する。ハウジングの先端と後端とを結ぶ方向におけるハウジングの長さ、即ち図１における左右方向における長さは３０ｃｍ〜４０ｃｍ程度である。

ハンドル部１０は略Ｕ字状をなしており、その上部は、モータハウジング２０の一部であって後述の電動モータ２１を収容している部分２０Ａとプラスチックで一体成型され、ハンドル部１０はモータハウジング２０の一部をなしている。ハンドル部１０の後部１０Ａ下部には、電源ケーブル１１が取付けられていると共に、スイッチ機構１２が内蔵されている。スイッチ機構１２には、使用者によって操作可能なトリガ１３が機械的に接続されている。電源ケーブル１１はスイッチ機構１２を図示せぬ外部電源に接続しており、トリガ１３を操作することにより、スイッチ機構１２と図示せぬ外部電源との接続と断続とが切換えられる。また、ハンドル部１０の後部１０Ａであってトリガ１３よりもすぐ下の部分は、ハンドル部１０の後部１０Ａを穿孔工具１のユーザが把持したときに、中指と薬指によって把持される部分たる把持部１０Ｃをなす。

ハンドル部１0の前部１０Ｂには距離センサ１４が設けられている。距離センサ１４は、ハンドル部１０の前部１０Ｂの上部に設けられており、後端部側から先端部側へと向かう方向において、距離センサ１４に対向配置される図示せぬ被穿孔材と距離センサ１４との間の距離を測定可能である。距離センサ１４が設けられている位置は、電源ケーブル１１及び後述の先端工具２を除いた穿孔工具１の重心近傍の位置、即ち、ハンドル部１０とモータハウジング２０とギヤハウジング６０とから構成されるハウジング（これら内部に収容されている部材を含む）の重心近傍の位置である。この位置は、ハンドル部１０の後部１０Ａの把持部１０Ｃと、穿孔工具１の先端部に相当するギヤハウジング６０の先端部６０Ａとを結ぶ仮想直線Ｉ上である。また、この位置は、ギヤハウジング６０の先端部６０Ａから距離Ｌｓだけ後端側へ向かった位置である。

距離センサ１４は、図３に示すようにその略全体が樹脂製のカバー１４Ａにより覆われている。カバー１４Ａの後部はゴムからなる弾性部材１４Ｂを介してハンドル部１０の前部１０Ｂの上部に固定されている。距離センサ１４は後述のようにマイコン１１０（図４）に電気的に接続されており、また、マイコン１１０は後述の電動モータ２１に電気的に接続されている。マイコン１１０は判断手段に相当する。また、距離センサ１４は図示せぬ入力部の穴深さ設定ボタン１１７（図４）に電気的に接続されており、穴深さ設定ボタン１１７においては後述のように所望の穿孔深さを入力可能である。入力される穿孔深さの値は、より具体的には、３ｃｍ〜６ｃｍ程度である。

距離センサ１４は赤外線センサにより構成されており、赤外線の波長は８５０ｎｍ程度であり、有効測定範囲を有している。より具体的には、図５に示すように、距離センサ１４からの距離がＬ１よりも小さい場合には、僅かな電圧変動が大きな距離差として検出されてしまうため出力が安定せず、距離の値の誤差が大きく、所定の誤差の範囲内で距離の測定を行うことができない。また、距離センサ１４からの距離がＬ２よりも大きい場合には、電圧値が小さく距離センサ１４からの距離に基づいて距離出力として電圧が十分に出力されないため、分解能が低く、距離の値の誤差が大きく、所定の誤差の範囲内で距離の測定を行うことができない。ハウジングの先端部から後端部へと向かう方向において、図１に示すように最も距離センサ１４に近い有効測定範囲の端縁から距離センサ１４までの距離をＬ１とし、最も距離センサ１４から遠い有効測定範囲の端縁から距離センサ１４までの距離をＬ２としたときに、図１に示すように、ハウジングの先端側におけるＬ１の端からＬ２の端までの所定の領域Ｌｕにわたって有効測定範囲は存在する。被穿孔材の表面がＬｕ内に位置しているときには、±１．５ｍｍ以内の誤差の範囲内で距離の測定が可能である。Ｌ１と、Ｌ２と、Ｌｓと、後述のＬｂとは、Ｌ１≦Ｌｓ且つＬｓ＋Ｌｂ≦Ｌ２の関係を満たしている。ハウジングの先端部と後端部とを結ぶ方向における有効測定範囲の長さは７０ｃｍ程度であり、Ｌ１は１０ｃｍ程度であり、Ｌ２は８０ｃｍ程度である。

モータハウジング２０内には電動モータ２１が収納されている。電動モータ２１はＡＣブラシレスモータにより構成されており、後述のマイコン１１０により回転の制御が行われる。電動モータ２１は出力軸２２を備えており出力軸２２は回転駆動力を出力する。出力軸２２の基部には軸流ファン２２Ａが出力軸２２と同軸的に一体回転可能に設けられている。

図２に示すように軸流ファン２２Ａの下方には、下方へ延出し更に先端側へ延出して、距離センサ１４の上部、先端側の部分、及び後端側の部分にそれぞれ対向する空間へ連通するエア流路２０ａが形成されている。軸流ファン２２Ａが回転することにより、図２に示す矢印のように、モータハウジング２０の後部に形成された空気流入口からのエアが電動モータ２１近傍に流れ、エア流路２０ａを流れ、距離センサ１４の上部及び後端側の部分の近傍を流れて、距離センサ１４が冷却される。また、エア流路２０ａを流れてきたエアは距離センサ１４の先端側の部分の近傍を流れ、後述の先端工具２による穿孔により生じた切粉が距離センサ１４に付着することを防止する。エア流路２０ａは先端側エア流路及び後端側エア流路に相当する。

ギヤハウジング６０は樹脂成型されて構成されており、モータハウジング２０の先端側に設けられている。ギヤハウジング６０内には、第１中間シャフト６１が、出力軸２２を延ばすように同軸的に配置され、軸受６３により回転可能に支承されている。第１中間シャフト６１の後端は出力軸２２と連結している。第１中間シャフト６１の先端には第４ギヤ６１Ａが設けられている。また、ギヤハウジング６０内には、出力軸２１と平行に第２中間シャフト７２が、軸受７２Ｂによってその軸心を中心に回転可能に支承されている。

第２中間シャフト７２の後端部には、第４ギヤ６１Ａと噛合する第５ギヤ７１が同軸固定されている。第２中間シャフト７２の先端側にはギヤ部７２Ａが形成され、後述する第６ギヤ７３と噛合している。ギヤハウジング６０内であって第２中間シャフト７２の上方の位置には、シリンダ７４が設けられている。シリンダ７４は第２中間シャフト７２と平行に延びて回転可能に支承されている。第６ギヤ７３はシリンダ７４の外周に固定され、上述したギヤ部７２Ａとの噛合により、シリンダ７４はその軸心を中心として回転可能である。

シリンダ７４の先端側には工具保持部１５が設けられており、後述の先端工具２が着脱自在に取付けられる。第２中間シャフト７２の中間部分には、バネによって後端側へ付勢されるクラッチ７６がスプライン係合されており、クラッチ７６は、ギヤハウジング６０に設けられた図示せぬチェンジレバによってハンマドリル・モードとドリルモードとを切換え可能である。クラッチ７６の電動モータ２１側には、回転運動を往復運動に変換する運動変換部８０が第２中間シャフト７２に回転可能に外装されている。運動変換部８０の腕部８０Ａは、第２中間シャフト７２の回転により穿孔工具１の前後方向に往復動作可能に設けられている。

シリンダ７４内にはピストン８２が設けられている。ピストン８２は、第２中間シャフト７２と平行な方向に往復運動可能且つシリンダ７４内で摺動可能に装着されている。ピストン８２内には打撃子８３が内装されており、シリンダ７４内であってピストン８２と打撃子８３の間には空気室８４が画成される。打撃子８３の空気室側の反対位置には、中間子８５がシリンダ７４内にピストン８２の運動方向に摺動可能に支承されている。中間子８５の打撃子側反対位置には、図示せぬ先端工具２が位置している。よって打撃子８３は中間子８５を介して先端工具２を打撃可能である。

クラッチ７６がハンマドリル・モードに切換えられているときには、クラッチ７６により第２中間シャフト７２と運動変換部８０とが結合している。運動変換部８０は、ピストンピン８１を介して、シリンダ７４内に設けられたピストン８２と連動するように接続されるように構成されている。

先端工具２はドリルビットであり、その先端部に図１に示すようにドリル２Ａを有しており、回転及びその軸方向へ往復動することにより図示せぬ被穿孔材に対して穿孔する。先端工具２は、工具保持部１５に対して着脱可能であり、交換可能である。また、交換可能な先端工具２は、穿孔工具１を製造しているメーカー純正のものだけでも、長手方向における長さが９０ｍｍ程度のものから４５０ｍｍ程度のものまでといった具合に様々であり、また、先端がドリル２Ａとなっておらず他の形状となっているものもある。しかし、先端工具２のメーカー純正の先端工具２であれば、いずれを取り付けた場合であっても、ハウジングの後端部から先端部へと向かう方向におけるギヤハウジング６０の先端部６０Ａから先端工具２の先端までの領域は、有効測定範囲内にある。工具保持部１５に着脱可能な先端工具２であって長手方向における長さが最大のものを工具保持部１５に装着したときに、ハウジングの後端部から先端部へと向かう方向におけるギヤハウジング６０の先端部６０Ａから先端工具２の先端までの距離をＬｂとする。

次に、図４を用いて、マイコン１１０を含む制御回路部と、インバータ回路部１０２及び電動モータ２１の回路構成について説明する。制御回路部は、スイッチ操作検出回路１１１と、印加電圧設定回路１１２と、距離深さ設定回路１１３と、原点位置設定回路１１４と、回転子位置検出回路１１５と、穴深さ制御機能オン・オフボタン１１６と、制御信号出力回路１１９と、増幅回路Ａと、増幅回路Ｂと、を備えている。

スイッチ操作検出回路１１１は、トリガ１３の押込の有無を検出し、マイコン１１０へ出力する。印加電圧設定回路１１２は、トリガ１３から出力された目標値信号に応じて、インバータ回路部１０２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を駆動するためのＰＷＭ駆動信号のＰＷＭデューティを設定し、マイコン１１０へ出力する。

穴深さ制御機能オン・オフボタン１１６はマイコン１１０に接続されている。穴深さ制御機能オン・オフボタン１１６を切換えることにより、後述の穴深さ設定ボタン１１７により設定された穴の深さで穿孔を行うか、当該設定された穴の深さに係らず穿孔を行うか、の切換えを行うことができる。

距離深さ設定回路１１３には、穿孔しようとする穴の深さに設定を行うための穴深さ設定ボタン１１７が接続されている。原点位置設定回路１１４には、穿孔しようとする穴に対する原点位置に穿孔工具１をセットしたときに押圧することで原点位置の設定を行うための原点位置設定ボタン１１８が接続されている。

回転子位置検出回路１１５は、ホールＩＣ２１Ａから出力された回転位置検出信号に基づいて電動モータ２１のロータの回転位置を検出し、マイコン１１０へ出力する。増幅回路Ａ及び増幅回路Ｂには、距離センサ１４が接続されている。

マイコン１１０は、印加電圧設定回路１１２からの出力に基づいてＰＷＭデューティーの目標値を算出する。また、回転子位置検出回路１１５からの出力に基づいて、適切に通電するステータ巻線を決定し、出力切替信号Ｈ１〜Ｈ３およびＰＷＭ駆動信号Ｈ４〜Ｈ６を生成する。ＰＷＭ駆動信号Ｈ４〜Ｈ６はＰＷＭデューティーの目標値の大きさに基づいてデューティー幅が決定されて出力される。制御信号出力回路１１９は、マイコン１１０で生成された出力切替信号Ｈ１〜Ｈ３及びＰＷＭ駆動信号Ｈ４〜Ｈ６をインバータ回路部１０２に出力する。

インバータ回路部１０２には、商用電源２０１からの交流電力が整流回路１０１を介して給電される。インバータ回路部１０２では、出力切替信号Ｈ１〜Ｈ３およびＰＷＭ駆動信号Ｈ４〜Ｈ６に基づきスイッチング素子が駆動されて、通電されるステータ巻線が決定される。さらにＰＷＭ駆動信号はＰＷＭデューティーの目標値でスイッチングされている。これにより、電動モータ２１の三相のステータ巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に電気角１２０度の三相交流電圧が順に印加されることとなる。

増幅回路Ａでは、距離センサ１４から出力された電圧を第１の増幅率で増幅可能である。また、増幅回路Ｂでは、距離センサ１４から出力された電圧を第１の増幅率よりも大きな第２の増幅率で増幅可能である。増幅回路Ａ及び増幅回路Ｂにおいては、穿孔工具１の動作時に常時電圧が増幅され出力される。また、マイコン１１０により構成されている演算部は、図６に示すように、読取可能な電圧の上限値Ｖｍａｘと下限値Ｖｍｉｎとを有しており、この範囲内のみ電圧値を読取れるように構成されている。増幅回路Ａは第１電圧増幅手段に相当し、増幅回路Ｂは第２電圧増幅手段に相当する。

増幅回路Ａにより増幅され出力された電圧は、図６において曲線Ｖａで示されている。増幅回路Ｂにより増幅され出力された電圧は、図６において曲線Ｖｂで示されている。上限値Ｖｍａｘと下限値Ｖｍｉｎとの間に位置しているＶａの部分であって、所定の誤差の範囲内で電圧値に対する距離を測定可能な距離の範囲は、ＬＡ１以上ＬＡ２以下である。上限値Ｖｍａｘと下限値Ｖｍｉｎとの間に位置しているＶｂの部分であって、所定の誤差の範囲内で電圧値に対する距離を測定可能な距離の範囲は、ＬＢ１以上ＬＢ２以下である。マイコン１１０（図４）は、後述のようにＶａ、Ｖｂのうちのいずれか一方を選択して当該選択した電圧値に基づいて、図示せぬ被穿孔材と距離センサ１４との間の距離を判断する。即ち、増幅回路Ａと増幅回路Ｂとを用いることにより、図６に示すように、距離センサ１４からの距離がＬＡ１以上ＬＢ２以下となる範囲において、所定の誤差の範囲内で距離の測定を可能とすることができるように構成されている。

以上の構成の穿孔工具１の電動モータ２１の駆動時には、電動モータ２１の回転出力は第１中間シャフト６１、第４ギヤ６１Ａ、及び第５ギヤ７１を介して第２中間シャフト７２に伝わる。第２中間シャフト７２の回転は、ギヤ部７２Ａと第６ギヤ７３との噛合によりシリンダ７４に伝わり、図示せぬ先端工具２に回転力が伝えられる。クラッチ７６をハンマドリル・モードに移動させると、クラッチ７６が運動変換部８０と結合し、第２中間シャフト７２の回転駆動力が運動変換部８０に伝わる。運動変換部８０では回転駆動力がピストンピン８１を介してピストン８２の往復運動に変換される。ピストン８２の往復運動により打撃子８３とピストン８２との間に画成された空気室８４中の空気の圧力は上昇及び低下を繰り返し、打撃子８３に打撃力を付与する。打撃子８３が前進して中間子８５の後端面に衝突し、中間子８５を介して打撃力が図示せぬ先端工具２に伝達される。このようにしてハンマドリル・モードでは図示せぬ先端工具２に回転力と打撃力が同時に付与される。

クラッチ７６がドリルモードにあるときは、クラッチ７６は第２中間シャフト７２と運動変換部８０との接続を断ち、第２中間シャフト７２の回転駆動力のみがギヤ部７２Ａ、第６ギヤ７３を介してシリンダ７４に伝達される。よって、図示せぬ先端工具２には回転力のみが付与される。

穿孔時のマイコン１１０の制御は次のように行われる。先ずトリガ１３が操作されてオンになったか否かの判断を行う（Ｓ１）。トリガ１３がオンになっていなければ（Ｓ１：ＮＯ）、使用者による原点位置設定ボタン１１８の押圧により原点位置の設定を行い（Ｓ１０）、使用者による穴深さ設定ボタン１１７の押圧により距離の設定値の記憶を行い（Ｓ１１）、トリガ１３が操作されてオンになったか否かの判断を行う（Ｓ１）。

トリガ１３が操作されてオンになっていれば（Ｓ１：ＹＥＳ）、モータ起動開始し（Ｓ２）、Ｖａ及びＶｂをマイコン１１０が検出する（Ｓ３）。次に、ＶｂがＶｍａｘよりも小さいか否かの判断を行う（Ｓ４）。ＶｂがＶｍａｘよりも小さければ（Ｓ４：ＹＥＳ）、次に、ＶｂがＶｍｉｎよりも大きいか否かの判断を行う（Ｓ５）。ＶｂがＶｍｉｎよりも大きければ（Ｓ５：ＹＥＳ）、Ｖｂに対応する、図示せぬ被穿孔材と距離センサ１４との間の距離を判断する（Ｓ６）。次に、判断した距離が、Ｓ１１において設定し記憶した距離へ到達したか否かの判断を行う（Ｓ７）。判断した距離が、Ｓ１１において設定し記憶した距離へ到達していれば（Ｓ７：ＹＥＳ）、モータを停止させる（Ｓ８）。

Ｓ４においてＶｂがＶｍａｘよりも小さくなければ（Ｓ４：ＮＯ）、次に、ＶａがＶｍａｘよりも小さいか否かの判断を行う（Ｓ１２）。ＶａがＶｍａｘよりも小さければ（Ｓ１２：ＹＥＳ）、次に、ＶａがＶｍｉｎよりも大きいか否かの判断を行う（Ｓ１３）。ＶａがＶｍｉｎよりも大きければ（Ｓ１３：ＹＥＳ）、次に、Ｖａに対応する、図示せぬ被穿孔材と距離センサ１４との間の距離を判断し（Ｓ１４）、次に、判断した距離が、Ｓ１１において設定し記憶した距離へ到達したか否かの判断を行う（Ｓ７）。判断した距離が、Ｓ１１において設定し記憶した距離へ到達していれば（Ｓ７：ＹＥＳ）、モータを停止させる（Ｓ８）。

Ｓ５においてＶｂがＶｍｉｎよりも大きくなければ（Ｓ５：ＮＯ）、次に、ＶａがＶｍａｘよりも小さいか否かの判断を行う（Ｓ１２）。ＶａがＶｍａｘよりも小さければ（Ｓ１２：ＹＥＳ）、次に、ＶａがＶｍｉｎよりも大きいか否かの判断を行う（Ｓ１３）。ＶａがＶｍｉｎよりも大きければ（Ｓ１３：ＹＥＳ）、次に、Ｖａに対応する、図示せぬ被穿孔材と距離センサ１４との間の距離を判断し（Ｓ１４）、次に、判断した距離が、Ｓ１１において設定し記憶した距離へ到達したか否かの判断を行う（Ｓ７）。判断した距離が、Ｓ１１において設定し記憶した距離へ到達していれば（Ｓ７：ＹＥＳ）、モータを停止させる（Ｓ８）。

Ｓ１２においてＶａがＶｍａｘよりも小さくなければ（Ｓ１２：ＮＯ）、次に、トリガ１３がオフになっているか否かの判断を行う（Ｓ１５）。同様に、Ｓ１３においてＶａがＶｍｉｎよりも大きくなければ（Ｓ１３：ＮＯ）、次に、トリガ１３がオフになっているか否かの判断を行う（Ｓ１５）。トリガ１３がオフになっている場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、トリガ１３が操作されてオンになったか否かの判断を再び行う（Ｓ１）。トリガ１３がオフになっていない場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、再びＶａ及びＶｂをマイコン１１０が検出する（Ｓ３）。

Ｓ７において、判断した距離が、Ｓ１１において設定し記憶した距離へ到達していなければ（Ｓ７：ＮＯ）、次に、トリガ１３がオフになっているか否かの判断を行う（Ｓ１５）。トリガ１３がオフになっている場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、トリガ１３が操作されてオンになったか否かの判断を再び行う（Ｓ１）。トリガ１３がオフになっていない場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、再びＶａ及びＶｂをマイコン１１０が検出する（Ｓ３）。

Ｓ８におけるモータの停止後には、トリガが操作されオフになっているか否かの判断を行う（Ｓ９）。トリガが操作されてオフになっている場合には（Ｓ９：ＹＥＳ）、トリガ１３が操作されオンになったか否かの判断を再び行う（Ｓ１）。トリガがオフになっていない場合には（Ｓ９：ＮＯ）、トリガが操作されオフになっているか否かの判断を再び行う（Ｓ９）。

上述のように距離センサ１４と、増幅回路Ａと、増幅回路Ｂと、マイコン１１０と、を備えるため、先端工具２には短いものや長いものがあるが、短い先端工具２が取り付けられ距離センサ１４から図示せぬ被穿孔材の表面までの距離が短い場合であっても、長い先端工具２が取り付けられ距離センサ１４から図示せぬ被穿孔材の表面までの距離が長い場合であっても、場合に応じて、第１の増幅率により増幅されて得られた電圧に基づいて、又は第２の増幅率により増幅されて得られた電圧に基づいて、距離センサ１４から図示せぬ被穿孔材の表面までの距離の判断を行うことができる。

また、マイコン１１０は読取可能な電圧の上限値及び下限値を有し、第１の増幅率で増幅されて得られた電圧が上限値と下限値との間の値を有する場合には、第１の増幅率により増加されて得られた電圧に基づいて距離センサ１４から図示せぬ被穿孔材の表面までの距離を判断するため、短い先端工具２が取り付けられ距離センサ１４から図示せぬ被穿孔材の表面までの距離が短い場合であっても、長い先端工具２が取り付けられ距離センサ１４から図示せぬ被穿孔材の表面までの距離が長い場合であっても、第１の増幅率により増幅されて得られた電圧、又は第２の増幅率により増幅されて得られた電圧を、マイコン１１０の読取可能な電圧の上限値と下限値との間の値を有するようにすることができ、所定の誤差の範囲内で距離センサ１４から図示せぬ被穿孔材の表面までの距離の測定を行うことができる。従って、２つの異なる増幅率でセンサ出力を増幅することにより、１つの増幅率だけでセンサ出力を増幅する場合に比べて、測定距離の範囲を広くとることが可能となる。

距離センサ１４は、ハウジングの後端部から先端部へと向かう方向において所定の領域をなし図示せぬ被穿孔材の表面が所定の領域内に位置しているときには所定の誤差の範囲内で距離センサ１４から図示せぬ被穿孔材の表面までの距離の測定が可能な有効測定範囲を有し、各増幅率で増幅されて得られた電圧の範囲であって上限値と下限値との間となる電圧の範囲に対応する距離センサ１４から図示せぬ被穿孔材の表面までの距離の範囲は、有効測定範囲内においてそれぞれ異なる領域ＬＡ１〜ＬＡ２、ＬＢ１〜ＬＢ２をなし、異なる領域ＬＡ１〜ＬＡ２、ＬＢ１〜ＬＢ２の総和ＬＡ１〜ＬＢ２は有効測定範囲Ｌｕを含むため、距離センサ１４の有効測定範囲Ｌｕ内の全領域において、所定の誤差の範囲内で距離センサ１４から図示せぬ被穿孔材の表面までの距離の測定を行うことができる。

増幅回路Ａ、増幅回路Ｂは第１の増幅率、第２の増幅率でそれぞれ電圧を常時増幅するため、マイコン１１０は、２つの増幅率で増幅されて得られた電圧を選択することができ、構成を複雑にせずに済み、距離の出力のための処理に時間が係ることを極力抑えることができる。

ハウジングの後端部から先端部へと向かう方向におけるハウジングの先端から先端工具２の先端までの領域は、取り付け可能な全ての先端工具２について有効測定範囲内にあるため、取り付け可能な全ての先端工具２について、所定の誤差の範囲内で距離センサ１４から図示せぬ被穿孔材の表面までの距離の測定を行うことができる。

本発明の穿孔工具は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施の形態では、増幅回路Ａ、増幅回路Ｂの二つの回路を有していたが、二つに限定されず、複数の増幅回路が設けられていればよい。

また、使用時には、常時増幅回路Ａ、増幅回路Ｂの二つの回路は電圧の増幅を行っていたが、常時行わず、どちらか一方の増幅回路を選択して増幅を行うようにしてもよい。

また、本実施の形態では穿孔工具１はロータリーハンマドリルであったが、ロータリーハンマドリルに限定されない。被穿孔材に対して穿孔する工具であればよい。

本発明のハンマドリルは、被穿孔材に対して先端工具によって所望の深さまで穿孔する穿孔工具の分野において特に有用である。

１・・・穿孔工具２・・・先端工具１０・・・ハンドル部１０Ｃ・・・把持部１４・・・距離センサ１４Ｂ・・・弾性部材１５・・・工具保持部２０・・・モータハウジング２１・・・電動モータ２２・・・出力軸２２Ａ・・・軸流ファン２０ａ・・・エア流路６０・・・ギヤハウジング６０Ａ・・・ギヤハウジングの先端部１１０・・・マイコンＡ、Ｂ・・・増幅回路

Claims

先端部と後端部とを有し、被穿孔材に対して穿孔する先端工具を該先端部に取り付け可能なハウジングと、
該ハウジングに収容された動力発生源と、
該動力発生源により発生した動力を該先端工具に伝達する動力伝達部と、
該ハウジングに設けられ該被穿孔材の表面までの距離に対応する電圧を出力可能な距離センサと、
第１の増幅率で該電圧を増幅可能な第１電圧増幅手段と、
第２の増幅率で該電圧を増幅可能な第２電圧増幅手段と、
該第１電圧増幅手段又は該第２電圧増幅手段により増幅された該電圧を読取り、該距離センサから該被穿孔材の表面までの距離を該電圧に基づいて判断する判断手段と、を備えることを特徴とする穿孔工具。
該判断手段は読取可能な該電圧の上限値及び下限値を有し、該第１の増幅率で増幅されて得られた該電圧が該上限値と該下限値との間の値を有する場合には、該第１の増幅率により増加されて得られた該電圧に基づいて該距離センサから該被穿孔材の表面までの距離を判断することを特徴とする請求項１記載の穿孔工具。
該距離センサは、該ハウジングの後端部から先端部へと向かう方向において所定の領域をなし該被穿孔材の表面が該所定の領域内に位置しているときには所定の誤差の範囲内で該距離センサから該被穿孔材の表面までの距離の測定が可能な有効測定範囲を有し、
各該増幅率で増幅されて得られた該電圧の範囲であって該上限値と該下限値との間となる該電圧の範囲に対応する該距離センサから該被穿孔材の表面までの距離の範囲は、該有効測定範囲内においてそれぞれ異なる領域をなし、該異なる領域の総和は該有効測定範囲を含むことを特徴とする請求項２記載の穿孔工具。
該電圧増幅手段は２つの該増幅率で該電圧を常時増幅することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の穿孔工具。
該ハウジングの後端部から先端部へと向かう方向における該ハウジングの先端から該先端工具の先端までの領域は、取り付け可能な全ての該先端工具について該有効測定範囲内にあることを特徴とする請求項３記載の穿孔工具。