JP5809543B2 - Safety experience device for hand-held rotary tools - Google Patents

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Description

本発明は、手持ち回転工具の安全体感装置に係り、特に、グラインダや回転鋸等の回転刃を持った手持ち回転工具の安全体感装置に関する。   The present invention relates to a safety experience device for a hand-held rotary tool, and more particularly to a safety experience device for a hand-held rotary tool having a rotary blade such as a grinder or a rotary saw.

工場や建設現場などの、いわゆる作業現場には、様々な労働災害リスクが潜在しており、その発生防止、発生時の原因究明、および再発防止対策は、非常に重要な課題とされてきている。   There are a variety of occupational accident risks at so-called work sites such as factories and construction sites, and their prevention, investigation of the cause of occurrence, and prevention of recurrence have become very important issues. .

特に、建設現場では、使用頻度の高いグラインダや丸鋸などの、いわゆる手持ち回転工具による災害頻度が高い。具体的な災害事例としては、次のようなものを挙げることができる。まず第1に、作業姿勢や作業位置を変えようとした時に、回転中の砥石や刃が体の一部に触れることによる損傷がある。第2に、機器に対して規格外や、用途外の換え刃や砥石を使用したことによる刃や砥石の破損、および破損により飛散した刃や砥石への接触による負傷がある。さらに第3として、回転中の砥石や刃が被削物や被切断物などの被加工物に当たって弾き飛ばされる、いわゆるキックバック現象により、砥石や刃が体の一部に当たって損傷する場合などがある。   Particularly at construction sites, the frequency of disasters caused by so-called hand-held rotary tools such as grinders and circular saws that are frequently used is high. Specific examples of disasters include the following. First, when trying to change the work posture or work position, there is damage due to the rotating grindstone or blade touching a part of the body. Second, there is damage to the blades and grindstones caused by using non-standard or non-use replacement blades or grindstones for the equipment, and injury due to contact with the blades or grindstones scattered by the breakage. Thirdly, there is a case where the grindstone or blade hits a part of the body due to a so-called kickback phenomenon in which the rotating grindstone or blade hits a workpiece such as a workpiece or a workpiece to be blown away. .

このような被災事例の中、熟練した作業者であっても体験することのあるキックバック現象については、広く作業者にその感覚を知ってもらい、その危険性を認識把握してもらう必要性が高い。   Of these disaster cases, there is a need for a wide range of workers to know the sense of kickback phenomenon that even experienced workers can experience, and to recognize and understand the dangers. high.

このような、作業の危険性を認識するための技術としては、例えば非特許文献1に開示されているようなヴァーチャルリアリティーシステムがある。非特許文献1に開示されているシステムは、表示画面に映像として、作業状態と作業者の手が映し出され、被験者が画面に映し出された作業者の手を操るというものである。そして、被験者の操る作業者の手が画面上の回転体や刃物などに近づくことにより、巻き込みや切断といった事故が生じ、これに関連付けられた映像が再現される。
このようなシステムによれば、被験者は、実際に損傷を負う事無く、作業の危険性を視覚的に擬似体験することができる。
As a technique for recognizing the danger of such work, for example, there is a virtual reality system as disclosed in Non-Patent Document 1. The system disclosed in Non-Patent Document 1 is such that the working state and the operator's hand are displayed as images on the display screen, and the subject manipulates the operator's hand displayed on the screen. Then, when the operator's hand operated by the subject approaches the rotating body or the blade on the screen, an accident such as entrainment or cutting occurs, and an image associated therewith is reproduced.
According to such a system, the subject can visually experience the danger of work without actually being damaged.

また、作業現場における各種作業に潜む災害についての情報を知るための技術が、特許文献1に開示されている。特許文献1に開示されている技術は、建設工事の現場において、過去に発生した多数の労働災害について、その対象となった作業や状況等の原因をデータベース化し、端末への入力情報に基づいて、該当する災害を表示するというものである。   A technique for knowing information about disasters lurking in various operations at a work site is disclosed in Patent Document 1. The technology disclosed in Patent Document 1 is based on the information input to the terminal, creating a database of the causes of work and situations that have been the subject of many occupational accidents that have occurred in the past at construction sites. The corresponding disaster is displayed.

このようなシステムによれば、作業者が実際に行う作業について、どのような点に気をつければ、同様な災害を避けることができるかを、事前に知ることができる。   According to such a system, it is possible to know in advance what kind of points should be taken into consideration for the work actually performed by the worker so that a similar disaster can be avoided.

さらに非特許文献2、3には、建設現場や工場などにおいて使用する機器を安全に使用するための訓練を行うための装置が開示されている。   Further, Non-Patent Documents 2 and 3 disclose apparatuses for performing training for safely using equipment used at a construction site or a factory.

特開平6−44211号公報JP-A-6-44211

「労働災害擬似体験VRシステム セーフマスター はさまれ・巻き込まれ災害編 カタログ」、ソリッドレイ研究所"Labor accident simulated experience VR system Safe Master sandwiched and involved disaster catalog", Solid Ray Laboratory 「溶接訓練支援システム カタログ」、リンカーンエレクトリックジャパン株式会社"Welding Training Support System Catalog", Lincoln Electric Japan Co., Ltd. 「複合現実感を用いた汎用工作機械の操作訓練 日本人間工学会関東支部大会講演集 巻:40th、頁:120−121」、御簾納陽介、他4名"Operation training of general-purpose machine tools using mixed reality" Japan Ergonomics Society Kanto Chapter Conference Lecture Volume: 40th, pages: 120-121, Yosuke Onata, 4 others

上記非特許文献1によれば、労働災害を視覚的に感じとることができる。また、特許文献1に開示されているシステムによれば、労働災害の原因となる危険性の高い状態を事前に知ることが可能となる。
また、非特許文献2、3に開示されている装置によれば、各種装置や工具の扱い方を学ぶことができる。
According to the said nonpatent literature 1, an occupational accident can be visually felt. Further, according to the system disclosed in Patent Document 1, it is possible to know in advance a high-risk state that causes an occupational accident.
Further, according to the devices disclosed in Non-Patent Documents 2 and 3, it is possible to learn how to handle various devices and tools.

しかし、いずれのシステム、装置においても、機器に生じるトラブルや衝撃を被験者自体が受けることは無い。このため、労働災害の実状は認知しているものの、それがどのように危険であるかを感じとることが難しい。   However, in any system or apparatus, the subject itself is not subject to troubles or shocks that occur in the equipment. For this reason, although we recognize the actual situation of occupational accidents, it is difficult to sense how dangerous it is.

そこで本発明では、手持ち回転工具を用いた際に生ずることがある、いわゆるキックバック現象の衝撃を被験者が体感することのできる安全体感装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a safety sensation apparatus that allows a subject to experience the impact of a so-called kickback phenomenon that may occur when using a hand-held rotary tool.

上記目的を達成するための本発明に係る手持ち回転工具の安全体感装置は、少なくとも手持ち回転工具の持ち手部を有する工具本体と、前記持ち手部を基点とした前記工具本体の先端側に設けられる回転刃相当部と、前記回転刃相当部が擬似被加工物へ接触した際の物理的変位を感知する感知部と、前記回転刃相当部と前記疑似被加工物の接触位置における前記回転刃相当部の接線方向左側へ前記工具本体を移動させるアクチュエータと、前記感知部から出力される変位信号を得ることにより、前記アクチュエータを稼動させる稼動信号を出力する制御部と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a safety sensation device for a hand-held rotary tool according to the present invention is provided at least on a tool body having a handle portion of a hand-held rotary tool and on the tip side of the tool body with the handle portion as a base A rotating blade equivalent portion, a sensing portion for sensing physical displacement when the rotary blade equivalent portion contacts the pseudo workpiece, and the rotary blade at a contact position of the rotary blade equivalent portion and the pseudo workpiece. An actuator for moving the tool main body to the left side in the tangential direction of the corresponding portion; and a control unit for outputting an operation signal for operating the actuator by obtaining a displacement signal output from the sensing unit. To do.

また、上記のような特徴を有する手持ち回転工具の安全体感装置において、前記制御部は、前記変位信号が、予め定めた閾値に達したか否かを判断する比較器を備え、前記変位信号が前記閾値に達した場合に、前記稼動信号を出力するようにすると良い。このような構成とすることにより、擬似被加工物に対する回転刃相当部の押し付け圧力に応じてアクチュエータを作動させることができる。   Further, in the safety sensation device for a hand-held rotary tool having the above-described features, the control unit includes a comparator that determines whether or not the displacement signal has reached a predetermined threshold value, and the displacement signal is The operation signal may be output when the threshold is reached. By setting it as such a structure, an actuator can be operated according to the pressing pressure of the rotary blade equivalent part with respect to a pseudo workpiece.

また、上記のような特徴を有する手持ち回転工具の安全体感装置において、前記アクチュエータは、エアシリンダと前記エアシリンダに空気を供給する空気供給手段であり、前記エアシリンダと前記空気供給手段との間には、前記稼動信号が入力されない非稼動状態では前記エアシリンダにおけるシリンダ室またはロッド室を外部へ開放し、前記稼動信号が入力された稼動状態では前記エアシリンダと前記空気供給手段との間の空気供給経路を構成する電磁弁を備えるようにすることができる。このような構成とすることにより、工具本体を瞬時的に移動させることが実現できる。   In the safety sensation device for a hand-held rotary tool having the above-described features, the actuator is an air cylinder and air supply means for supplying air to the air cylinder, and the air cylinder is provided between the air cylinder and the air supply means. In the non-operating state in which the operation signal is not input, the cylinder chamber or the rod chamber in the air cylinder is opened to the outside, and in the operating state in which the operation signal is input, the air cylinder and the air supply means are not connected. An electromagnetic valve constituting the air supply path can be provided. By setting it as such a structure, moving a tool main body instantaneously is realizable.

また、上記のような構成において、前記工具本体と前記エアシリンダとの連結部に、リンク機構を備えるようにすると良い。このような構成とすることにより、エアシリンダを連結した工具本体を動かす際の自由度が向上する。   In the above-described configuration, a link mechanism may be provided at a connection portion between the tool main body and the air cylinder. By setting it as such a structure, the freedom degree at the time of moving the tool main body which connected the air cylinder improves.

また、上記のような特徴を有する手持ち回転工具の安全体感装置において、前記アクチュエータは、前記工具本体に連結されたワイヤと、前記稼動信号の入力により前記ワイヤを巻き取る巻取り手段とから成るようにすることもできる。   In the safety sensation apparatus for a hand-held rotary tool having the above-described features, the actuator includes a wire connected to the tool body and a winding unit that winds the wire in response to an input of the operation signal. It can also be.

また、上記のような構成において前記ワイヤは、予め定められた張力を維持する自動巻取り機構が附帯した他の回転軸に接続され、前記巻取り手段の回転軸と前記他の回転軸との間には、前記稼動信号の入力により作動して前記巻取り手段の回転軸の動力を前記他の回転軸に伝達する電磁クラッチが設けられるようにするとよい。このような構成とすることで、他の回転軸と巻取り手段の回転軸との間の動力伝達を実行・解除することができる。   Further, in the configuration as described above, the wire is connected to another rotating shaft attached with an automatic winding mechanism for maintaining a predetermined tension, and the rotating shaft of the winding means and the other rotating shaft are connected to each other. In the meantime, it is preferable to provide an electromagnetic clutch that is operated by the input of the operation signal and transmits the power of the rotating shaft of the winding means to the other rotating shaft. With such a configuration, power transmission between another rotating shaft and the rotating shaft of the winding means can be executed / released.

また、上記のような構成において、前記制御部は、前記稼動信号の出力時間を定めるタイマ機能を備えるようにしても良い。このような機能を備えることにより、ワイヤの過剰巻取りを防止することができる。   In the above configuration, the control unit may include a timer function that determines an output time of the operation signal. By providing such a function, excessive winding of the wire can be prevented.

また、上記のような特徴を有する手持ち回転工具の安全体感装置では、手持ち回転工具を使用する際の各動作に合わせた音声が記録された記憶手段と、前記音声を可聴音として出力する音声出力手段と、前記記憶手段に記憶された音声の中から、前記工具本体の動作に合った音声を選択して前記音声出力手段へ出力する音声再生部と、を備えるようにすると良い。このような構成とすることにより、被験者の動作(被験者が操る手持ち回転工具の動き)に応じて音声が切り替わり、作業の臨場感を向上させることができる。   In the hand-held rotary tool safety sensation apparatus having the features as described above, a storage means in which a sound corresponding to each operation when using the hand-held rotary tool is recorded, and a sound output for outputting the sound as an audible sound And a sound reproducing unit that selects a sound suitable for the operation of the tool body from the sound stored in the storage means and outputs the sound to the sound output means. By setting it as such a structure, a sound switches according to a test subject's operation | movement (movement of the hand-held rotary tool which a test subject operates), and the realistic feeling of work can be improved.

また、上記のような特徴を有する手持ち回転工具の安全体感装置では、前記工具本体の位置、および姿勢を検出する検出手段と、少なくとも検出手段によって検出された工具本体の位置、および予め定められた前記擬似被加工物の位置に基づいて、手持ち回転工具の動きを示す映像を生成する画像生成部と、前記画像生成部によって、生成された映像を視認可能に写し出す表示手段と、を備えるようにすると良い。このような構成とすることで、安全体験を行う際の視覚的効果を高めることができる。   Further, in the safety sensation device for a hand-held rotating tool having the above-described features, the detection means for detecting the position and posture of the tool main body, the position of the tool main body detected by at least the detection means, and a predetermined value An image generation unit that generates an image showing the movement of the hand-held rotating tool based on the position of the pseudo workpiece, and a display unit that displays the image generated by the image generation unit so as to be visible. Good. With such a configuration, the visual effect when performing a safety experience can be enhanced.

さらに、上記のような特徴を有する手持ち回転工具の安全体感装置において、前記画像生成部は、前記手持ち回転工具による作業状態を模した付加映像を加えて前記映像の生成を行うようにすると良い。付加映像として、研削時の火花や、キックバック時の擬似災害映像などを用いることで、より臨場感を高めることができる。   Furthermore, in the safety sensation apparatus for a hand-held rotary tool having the above-described characteristics, the image generation unit may generate the video by adding an additional video imitating a working state of the hand-held rotary tool. By using sparks at the time of grinding, simulated disaster images at the time of kickback, and the like as additional images, it is possible to further enhance the sense of reality.

上記のような特徴を有する手持ち回転工具の安全体感装置によれば、被験者は、手持ち回転工具を用いた際に生ずることがあるキックバック現象の衝撃を安全に体感することができる。   According to the safety sensation apparatus for a hand-held rotary tool having the above-described characteristics, the subject can safely experience the impact of the kickback phenomenon that may occur when using the hand-held rotary tool.

第1の実施形態に係る安全体感装置の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the safety experience apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る安全体感装置使用時における動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement at the time of use of the safety experience apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る安全体感装置の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the safety experience apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る安全体感装置の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the safety experience apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る安全体感装置の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the safety experience apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施形態に係る安全体感装置の変形形態を示す図である。It is a figure which shows the deformation | transformation form of the safety experience apparatus which concerns on 4th Embodiment.

以下、本発明に係る手持ち回転工具の安全体感装置に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、手持ち回転工具として、電動式のグラインダを例に挙げて説明するが、これは手持ち回転工具の一例に過ぎない。よって、手持ち回転工具を丸鋸とした場合であったり、動力をエアとした場合であっても、その適応性に影響を及ぼすことは無い。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment according to a safety experience device for a hand-held rotary tool according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, an electric grinder will be described as an example of a hand-held rotating tool, but this is merely an example of a hand-held rotating tool. Therefore, even when the hand-held rotary tool is a circular saw or when the power is air, the adaptability is not affected.

本実施形態に係る手持ち回転工具の安全体感装置(以下、単に安全体感装置10と称す)は、模擬グラインダ12と、アクチュエータ19、制御部30、および擬似被加工物100を基本として構成される。   A hand-held rotary tool safety sensation apparatus (hereinafter simply referred to as a safety sensation apparatus 10) according to the present embodiment is configured based on a simulated grinder 12, an actuator 19, a control unit 30, and a simulated workpiece 100.

模擬グラインダ12は、安全体感装置10を構成する対象となる手持ち工具を模した模擬回転工具の一具体例である。模擬グラインダ12は、少なくとも工具本体14と、回転刃相当部16、および荷重センサ18を有する。工具本体14は、少なくとも手持ち回転工具の持ち手部分を担う部位であり、望ましくは、対応する手持ち回転工具の持ち手部分の形態を模したものであると良い。形態が、実際の工具に似ていることにより、模擬体験の臨場感が向上するからである。   The simulated grinder 12 is a specific example of a simulated rotating tool that imitates a hand-held tool that is a target constituting the safety experience device 10. The simulated grinder 12 has at least a tool body 14, a rotary blade equivalent portion 16, and a load sensor 18. The tool main body 14 is a part that bears at least the handle part of the hand-held rotary tool, and preferably, the tool main body 14 imitates the form of the handle part of the corresponding hand-held rotary tool. This is because when the form is similar to an actual tool, the realism of the simulated experience is improved.

回転刃相当部16は、詳細を後述する擬似被加工物100への回転刃(砥石や鋸刃等)の接触状態を再現するための部位である。このため、その形態について特に問うものでは無いが、対応する手持ち回転工具における回転刃の形態を模したものであることが望ましい。上記工具本体14と同様に、実際の工具に似ていることにより、擬似体験の臨場感が向上するからである。   The rotary blade equivalent part 16 is a part for reproducing the contact state of the rotary blade (grinding stone, saw blade, etc.) to the pseudo workpiece 100 described in detail later. For this reason, although it does not ask in particular about the form, it is desirable to imitate the form of the rotary blade in the corresponding hand-held rotary tool. This is because, similar to the tool main body 14, the realistic experience of the simulated experience is improved by resembling an actual tool.

本実施形態では、工具本体14と回転刃相当部16との間に、感知部としての荷重センサ18が設けられている。本実施形態で用いる荷重センサ18は、擬似被加工物100への回転刃相当部16の押し付け荷重を検出する役割を担う。このため、荷重センサ18の検出軸は、対応する手持ち回転工具における回転刃相当部16の押し付け方向に沿うように設けられることが望ましい。回転刃相当部16の押し付け方向と荷重センサ18の検出軸方向を一致させることで、押し付け時における荷重検出精度が向上するからである。荷重センサ18は、検出した荷重を変位信号(電圧)として詳細を後述する制御部30へと出力される。なお、荷重センサ18としては、圧縮型ロードセルや、加速度センサ等であれば良い。   In the present embodiment, a load sensor 18 as a sensing unit is provided between the tool body 14 and the rotary blade equivalent unit 16. The load sensor 18 used in the present embodiment plays a role of detecting the pressing load of the rotary blade equivalent portion 16 on the pseudo workpiece 100. For this reason, it is desirable that the detection axis of the load sensor 18 be provided along the pressing direction of the rotary blade equivalent portion 16 in the corresponding hand-held rotary tool. This is because by making the pressing direction of the rotary blade equivalent portion 16 coincide with the detection axis direction of the load sensor 18, the load detection accuracy at the time of pressing is improved. The load sensor 18 outputs the detected load as a displacement signal (voltage) to the control unit 30 described later in detail. Note that the load sensor 18 may be a compression load cell, an acceleration sensor, or the like.

アクチュエータ19は、工具本体14を強制的に移動する(弾き飛ばす)ことのできる動作が可能であれば、その形態は問わない。本実施形態では、アクチュエータ19の動作ユニットとして、エアシリンダ20を用いる構成とした。エアシリンダ20は、シリンダ部22とロッド部24とを有する。図1に示すエアシリンダ20は、片側ロッド型のものであり、シリンダ部22には、シリンダ室とロッド室が設けられることとなり、シリンダ室側にエアが供給された場合には、ロッド部24が伸張し、ロッド室側にエアが供給された場合には、ロッド部24が収縮する。いずれの場合においても、エアを供給される側と反対側の室(ロッド室またはシリンダ室)は、大気開放されることとなる。   The actuator 19 may be in any form as long as it can perform an operation capable of forcibly moving (flicking off) the tool body 14. In the present embodiment, the air cylinder 20 is used as the operation unit of the actuator 19. The air cylinder 20 has a cylinder part 22 and a rod part 24. The air cylinder 20 shown in FIG. 1 is of a single-sided rod type, and the cylinder portion 22 is provided with a cylinder chamber and a rod chamber. When air is supplied to the cylinder chamber side, the rod portion 24 is provided. Is extended and the rod portion 24 contracts when air is supplied to the rod chamber side. In any case, the chamber (rod chamber or cylinder chamber) on the opposite side to the side to which air is supplied is opened to the atmosphere.

このような構成とされるエアシリンダ20は、シリンダ部22側、あるいはロッド部24側のいずれか一方の端部が、固定部材102に固定され、他方の端部が工具本体14に接続される。本実施形態では、シリンダ部22側を固定部材102に固定し、ロッド部24側を工具本体14に接続する構成とした。なお、シリンダ部22と固定部材102との固定部、およびロッド部24と工具本体14との接続部には、それぞれリンク機構38,40が備えられる。工具本体14を被験者の手によって動かすことを可能にするためである。リンク機構38,40としては、自在継手のように、縦横斜め、回転など、様々な動きに対応可能なものであると良い。工具本体14を任意の位置へ、任意の角度で動かすことが可能となり、実際の手持ち回転工具の持ち方、使用姿勢等を体現することが可能となるからである。   In the air cylinder 20 configured as described above, one end of the cylinder portion 22 side or the rod portion 24 side is fixed to the fixing member 102, and the other end portion is connected to the tool body 14. . In the present embodiment, the cylinder portion 22 side is fixed to the fixing member 102 and the rod portion 24 side is connected to the tool body 14. Note that link mechanisms 38 and 40 are provided at the fixing portion between the cylinder portion 22 and the fixing member 102 and the connecting portion between the rod portion 24 and the tool main body 14, respectively. This is because the tool body 14 can be moved by the hand of the subject. As the link mechanisms 38 and 40, like a universal joint, it is good to be able to respond | correspond to various motions, such as diagonally and vertically, and rotation. This is because the tool main body 14 can be moved to an arbitrary position and at an arbitrary angle, and an actual holding method of the hand-held rotating tool, a usage posture, and the like can be embodied.

シリンダ部22には、エアチューブなどにより構成される空気供給路42a,42bを介して、空気供給手段としてのエアコンプレッサ26が接続されている。そして、シリンダ部22とエアコンプレッサ26との間に位置する空気供給路42a,42bには、電磁弁28が設けられている。   An air compressor 26 as an air supply means is connected to the cylinder portion 22 via air supply paths 42a and 42b constituted by an air tube or the like. An electromagnetic valve 28 is provided in the air supply passages 42 a and 42 b located between the cylinder portion 22 and the air compressor 26.

電磁弁28は、ON状態においては、シリンダ部22側の空気供給路42aとエアコンプレッサ26側の空気供給路42bとを接続する。一方、OFF状態では、シリンダ部22側の空気供給路42aを大気に開放し、エアコンプレッサ26側の空気供給路42bを閉塞する。電磁弁28のON、OFF制御は、詳細を後述する制御部30から出力される稼動信号の入力により成される。なお、本実施形態では、シリンダ部22側の空気供給路42aは、シリンダ室に接続されており、ロッド室側は、常時開放されている。このような構成とすることにより、稼動信号の入力が無い状態では、被験者が工具本体14を自在に操ることが可能となる。   In the ON state, the solenoid valve 28 connects the air supply path 42a on the cylinder portion 22 side and the air supply path 42b on the air compressor 26 side. On the other hand, in the OFF state, the air supply path 42a on the cylinder part 22 side is opened to the atmosphere, and the air supply path 42b on the air compressor 26 side is closed. ON / OFF control of the solenoid valve 28 is performed by inputting an operation signal output from a control unit 30 described later in detail. In the present embodiment, the air supply path 42a on the cylinder portion 22 side is connected to the cylinder chamber, and the rod chamber side is always open. By adopting such a configuration, the subject can freely operate the tool body 14 in a state where no operation signal is input.

ここで、本実施形態では、被験者の視点を基準として、固定部材102を模擬グラインダ12の右側に配置し、ロッド部24と工具本体14の接続箇所が工具本体14の先端側に位置する構成とした。   Here, in the present embodiment, with the subject's viewpoint as a reference, the fixing member 102 is disposed on the right side of the simulated grinder 12, and the connection portion between the rod portion 24 and the tool body 14 is positioned on the distal end side of the tool body 14. did.

グラインダは通常、作業状態において右回転となるように砥石が回転する。このため、エアシリンダ20と工具本体14との関係を上記のようなものとすることで、エアシリンダ20におけるロッド部24が伸張した際には、模擬グラインダ12には、工具本体14における持ち手部分を基点として左回転の力、すなわち回転刃の回転方向と逆方向へ向かう力が加えられることとなる。これにより、グラインダ作業時におけるいわゆるキックバック現象を再現することができる。   The grinder usually rotates the grindstone so that it rotates clockwise in the working state. For this reason, the relationship between the air cylinder 20 and the tool main body 14 is as described above, so that when the rod portion 24 of the air cylinder 20 extends, the simulated grinder 12 has a handle in the tool main body 14. From the portion as a base point, a counterclockwise force, that is, a force in the direction opposite to the rotation direction of the rotary blade is applied. Thereby, the so-called kickback phenomenon at the time of grinder work can be reproduced.

制御部30は、少なくとも増幅回路32と、コンパレータ回路34、および論理演算回路36を有する。増幅回路32は、上述した荷重センサ18からの変位信号が入力される回路であり、変位信号として入力された微弱電圧を、後述する閾値電圧と比較可能な電圧にまで増幅させて出力する役割を担う。なお、電圧の増幅率は、予め設定しておく。   The control unit 30 includes at least an amplifier circuit 32, a comparator circuit 34, and a logic operation circuit 36. The amplifying circuit 32 is a circuit to which the displacement signal from the load sensor 18 described above is input, and plays a role of amplifying the weak voltage input as the displacement signal to a voltage that can be compared with a threshold voltage described later and outputting it. Bear. The voltage amplification factor is set in advance.

コンパレータ回路34は、増幅回路32からの出力電圧と、予め定められた閾値電圧とを比較する比較器である。増幅回路32からの出力電圧と閾値電圧とを比較した結果を論理演算回路36へと出力する。コンパレータ回路34からの出力は例えば、増幅回路32からの出力電圧<閾値電圧であった場合には、出力電圧を0Vとし、増幅回路32からの出力電圧>閾値電圧であった場合には、出力電圧を所定電圧とすれば良い。なお、ここでいう所定電圧とは、論理演算回路36の駆動電圧であれば良い。   The comparator circuit 34 is a comparator that compares the output voltage from the amplifier circuit 32 with a predetermined threshold voltage. The result of comparing the output voltage from the amplifier circuit 32 with the threshold voltage is output to the logic operation circuit 36. For example, when the output voltage from the amplifier circuit 32 is smaller than the threshold voltage, the output from the comparator circuit 34 is 0 V, and when the output voltage from the amplifier circuit 32 is larger than the threshold voltage, the output is output. The voltage may be a predetermined voltage. The predetermined voltage here may be a driving voltage of the logic operation circuit 36.

論理演算回路36は、例としてタイマとリレーで構成される。すなわち、論理演算回路36への入力電圧が所定電圧であった場合にはタイマが起動し、設定時間(例えば0.5秒)の間だけリレーをONして電磁弁28へ動作電圧を出力する。つまり、エアシリンダ20はタイマの設定時間内だけ伸張され、その後大気開放状態に戻る。このような構成とすることで、あたかも一瞬だけグラインダに何らかの外力が加わったような感覚を体験可能となる。   The logical operation circuit 36 includes a timer and a relay as an example. That is, when the input voltage to the logical operation circuit 36 is a predetermined voltage, the timer is started, and the relay is turned on for a set time (for example, 0.5 seconds) to output the operating voltage to the solenoid valve 28. . That is, the air cylinder 20 is expanded only within the set time of the timer, and then returns to the atmospheric release state. By adopting such a configuration, it is possible to experience a feeling as if some external force is applied to the grinder for a moment.

擬似被加工物100は、模擬グラインダ12における回転刃相当部16を押し付ける部材である。擬似被加工物100を備えることにより、回転刃相当部16を押し付けた際の力加減を体感することができると共に、被験者に手持ち回転工具による研削、あるいは切断等を行っているという臨場感を与えることができる。   The pseudo workpiece 100 is a member that presses the rotary blade equivalent portion 16 of the simulated grinder 12. By providing the pseudo workpiece 100, it is possible to feel the force applied when the rotary blade equivalent portion 16 is pressed, and to give the subject a sense of reality that grinding or cutting with a hand-held rotary tool is performed. be able to.

次に、本実施形態に係る安全体感装置10の被験者による体感状態と、装置の動作について説明する。被験者はまず、模擬グラインダ12における工具本体14を把持する。現段階においては、工具本体14に接続されたエアシリンダ20におけるロッド部24は、伸縮自在な状態である。このため、被験者は、工具本体14をエアシリンダ20におけるロッド部24の伸縮範囲内において自由に動かすことができる。   Next, the experience state by the subject of the safety experience device 10 according to the present embodiment and the operation of the device will be described. The subject first holds the tool body 14 in the simulated grinder 12. At the present stage, the rod portion 24 in the air cylinder 20 connected to the tool main body 14 is in an extendable state. Therefore, the subject can freely move the tool body 14 within the expansion / contraction range of the rod portion 24 of the air cylinder 20.

次に、被験者は、模擬グラインダ12における回転刃相当部16を擬似被加工物100に接触させ、模擬グラインダ12による研削状態を体現する。ここで、上述したように、工具本体14はフリーな状態であるため、被験者は、グラインダを使用する際の実際の作業姿勢を採ることも可能となる。また、アクチュエータ19は、荷重センサ18から出力される変位信号(増幅回路32によって増幅された電圧)が、閾値電圧を超えない限り稼動しないため、荷重の少ない研削状態では、通常の研削状態を体感することができる。   Next, the test subject brings the rotary blade equivalent portion 16 in the simulated grinder 12 into contact with the simulated workpiece 100 to embody the grinding state by the simulated grinder 12. Here, since the tool main body 14 is in a free state as described above, the subject can also take an actual working posture when using the grinder. The actuator 19 does not operate unless the displacement signal output from the load sensor 18 (the voltage amplified by the amplifier circuit 32) exceeds the threshold voltage, so that the normal grinding state can be experienced in a grinding state with a small load. can do.

被験者による研削状態の体感中に、擬似被加工物100に対する回転刃相当部16の押し付け荷重が大きくなり、変位信号が閾値電圧を超えた場合には、電磁弁28がON状態となり、エアコンプレッサ26からシリンダ室へと空気が供給される。これにより図2に示すように、エアシリンダ20におけるロッド部24は瞬時に伸張状態となり、ロッド部24の先端に連結された工具本体14は、ロッド部24の伸張と同時に、持ち手部分を基準として反時計回りの力を受けて弾き飛ばされることとなる。   While the subject is experiencing the grinding state, when the pressing load of the rotary blade equivalent portion 16 against the pseudo workpiece 100 increases and the displacement signal exceeds the threshold voltage, the electromagnetic valve 28 is turned on and the air compressor 26 is turned on. Air is supplied from the cylinder chamber. As a result, as shown in FIG. 2, the rod portion 24 of the air cylinder 20 is instantly extended, and the tool body 14 connected to the tip of the rod portion 24 is simultaneously extended with the handle portion as a reference. As a result, it will be blown off by receiving counterclockwise force.

このような動作により、被験者は、模擬グラインダ12が強制的に移動させられる(弾き飛ばされる)衝撃を体感することができる。これにより、被験者は、キックバック現象によるグラインダの強制移動に、自己の動作が反応しきれない可能性が高い事を知ることができ、キックバック現象発生時においても負傷する可能性の低い作業姿勢等を検討することが可能となる。   By such an operation, the subject can experience an impact in which the simulated grinder 12 is forcibly moved (flipped). This allows the subject to know that his / her movement is unlikely to respond to the forced movement of the grinder due to the kickback phenomenon, and the work posture is less likely to be injured when the kickback phenomenon occurs. Etc. can be considered.

上記実施形態では、エアシリンダ20の固定部材102を模擬グラインダ12の右側に配置し、空気供給路42aをシリンダ室側に接続する旨記載した。しかしながらこのような構成は、ロッド部24の伸張によりキックバック現象を再現する場合の要素であり、ロッド部24の収縮を用いる場合には、次のような構成とすることができる。   In the embodiment described above, the fixing member 102 of the air cylinder 20 is disposed on the right side of the simulated grinder 12, and the air supply path 42a is connected to the cylinder chamber side. However, such a configuration is an element for reproducing the kickback phenomenon by the extension of the rod portion 24. When the contraction of the rod portion 24 is used, the following configuration can be adopted.

すなわち、固定部材102を模擬グラインダ12の左側に配置する。なお、この際の左右は、工具本体14を把持した被験者の視点を基準とする。また、シリンダ部22に接続される空気供給路42aは、ロッド室側に接続する。このような構成とすることで、エアコンプレッサ26からの空気の供給により、ロッド部24の収縮が成され、上記実施形態と同様なキックバック現象を再現することが可能となるからである。   That is, the fixing member 102 is disposed on the left side of the simulated grinder 12. Note that the left and right in this case are based on the viewpoint of the subject holding the tool body 14. Moreover, the air supply path 42a connected to the cylinder part 22 is connected to the rod chamber side. With such a configuration, the supply of air from the air compressor 26 causes the rod portion 24 to contract, and the kickback phenomenon similar to that in the above embodiment can be reproduced.

なお、固定部材102の配置位置は、回転刃の回転方向や、模擬グラインダ12を強制移動させる際の方法を押しにするか引きにするか、および模擬グラインダ12による作業姿勢等により異なる。具体的には、模擬グラインダ12の強制移動を押しにより実施する場合には、回転刃の回転方向側(右回転であれば右側)、引きにより実施する場合には、回転方向と逆側(回転方向が右回転の場合には左側)に配置することとなる。   The arrangement position of the fixing member 102 differs depending on the rotation direction of the rotary blade, whether the method for forcibly moving the simulated grinder 12 is pushed or pulled, the working posture of the simulated grinder 12, and the like. Specifically, when the forced movement of the simulated grinder 12 is performed by pushing, the rotating blade is in the direction of rotation (right side if rotating right), and when it is performed by pulling, the direction opposite to the rotating direction (rotation) If the direction is clockwise, it will be placed on the left side.

次に、本発明の手持ち回転工具の安全体感装置に係る第2の実施形態について、図3を参照しつつ説明する。
本実施形態に係る安全体感装置10aの殆どの構成は、上述した第1の実施形態に係る安全体感装置10と同様である。よって、その構成を同一とする箇所には、図面に同一符号を付して、その詳細な説明は省略することとする。
Next, 2nd Embodiment which concerns on the safety experience apparatus of the hand-held rotary tool of this invention is described, referring FIG.
Most configurations of the safety sensation apparatus 10a according to this embodiment are the same as those of the safety sensation apparatus 10 according to the first embodiment described above. Therefore, portions having the same configuration are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態に係る安全体感装置10aと、第1の実施形態に係る安全体感装置10との相違点は、キックバック現象を再現するためのアクチュエータにある。具体的には、第1の実施形態では、アクチュエータ19の動作ユニットとしてエアシリンダ20を用いたのに対し、本実施形態では、アクチュエータ19aの動作ユニットとして電動モータ44を用い、この電動モータ44によってワイヤ54を巻き取ることでキックバック現象を再現する構成とした。   The difference between the safety sensation apparatus 10a according to this embodiment and the safety sensation apparatus 10 according to the first embodiment resides in an actuator for reproducing the kickback phenomenon. Specifically, in the first embodiment, the air cylinder 20 is used as the operation unit of the actuator 19, whereas in the present embodiment, the electric motor 44 is used as the operation unit of the actuator 19a. The kickback phenomenon is reproduced by winding the wire 54.

電動モータ44には、回転軸56(他の回転軸)、電磁クラッチ46、定荷重伝達プーリー48、ワイヤ巻取りプーリー52が附帯されている。回転軸56は、電動モータ44の回転軸(不図示)と物理的に切り離された回転軸であり、詳細を後述する定荷重伝達プーリー48、およびワイヤ巻取りプーリー52を支持する回転軸としての役割を担う。   A rotating shaft 56 (another rotating shaft), an electromagnetic clutch 46, a constant load transmission pulley 48, and a wire take-up pulley 52 are attached to the electric motor 44. The rotating shaft 56 is a rotating shaft physically separated from a rotating shaft (not shown) of the electric motor 44, and serves as a rotating shaft that supports a constant load transmission pulley 48 and a wire take-up pulley 52, which will be described in detail later. Take a role.

電磁クラッチ46は、電動モータ44の回転軸(不図示)の回転力を回転軸56に伝達する役割を担う。電磁クラッチ46は、制御部30からの稼動信号を受けることにより稼動し、電動モータ44による回転力を回転軸56に伝達し、回転軸56を強制回転させる。なお、回転軸56は、軸受け等に保持され、電磁クラッチ46が稼動していない状態においては、回転自在とされている。   The electromagnetic clutch 46 plays a role of transmitting a rotational force of a rotating shaft (not shown) of the electric motor 44 to the rotating shaft 56. The electromagnetic clutch 46 operates by receiving an operation signal from the control unit 30, transmits the rotational force of the electric motor 44 to the rotating shaft 56, and forcibly rotates the rotating shaft 56. The rotating shaft 56 is held by a bearing or the like, and is rotatable when the electromagnetic clutch 46 is not operating.

定荷重伝達プーリー48には、定荷重伝達ベルト58が巻回され、附帯する自動巻取り機構としての定荷重バネ50による発生荷重を回転軸56に伝達する構成とされている。これにより、詳細を後述するワイヤ巻取りプーリー52に巻き取られるワイヤ54に、所定の張力を持たせた状態で、巻取り、送り出しを行うことが可能となる。   A constant load transmission belt 58 is wound around the constant load transmission pulley 48, and a load generated by a constant load spring 50 as an accompanying automatic winding mechanism is transmitted to the rotary shaft 56. As a result, the wire 54 wound around the wire winding pulley 52, which will be described in detail later, can be wound and sent out with a predetermined tension.

ワイヤ巻取りプーリー52には、ワイヤ54が巻回され、定荷重バネ50の作用、あるいは電磁クラッチ46により伝達される電動モータ44の回転力の作用による回転軸56の回転と共に回転する。すなわち、回転軸56の回転が自由回転である場合には、定荷重バネ50や、被験者による模擬グラインダ12の引っ張り動作により、ワイヤ54の巻取り、あるいは送り出しが成される。一方、回転軸56の回転が強制回転である場合には、電動モータ44の回転により、ワイヤ54の巻取りが成される。なお、ワイヤ54と工具本体14との接続部には、リンク機構38が設けられている。   A wire 54 is wound around the wire take-up pulley 52 and rotates together with the rotation of the rotary shaft 56 by the action of the constant load spring 50 or the action of the rotational force of the electric motor 44 transmitted by the electromagnetic clutch 46. That is, when the rotation of the rotating shaft 56 is a free rotation, the wire 54 is wound or sent out by the pulling operation of the constant load spring 50 or the simulated grinder 12 by the subject. On the other hand, when the rotation of the rotating shaft 56 is forced rotation, the wire 54 is wound by the rotation of the electric motor 44. A link mechanism 38 is provided at the connection portion between the wire 54 and the tool body 14.

本実施形態では、キックバック現象をワイヤ54の巻取り、すなわち「引き」により再現する構成としている。このため、アクチュエータ19aの動作ユニットである電動モータ44は、模擬グラインダ12の左側に固定されることとなる。   In the present embodiment, the kickback phenomenon is reproduced by winding the wire 54, that is, by “pulling”. For this reason, the electric motor 44 which is an operation unit of the actuator 19a is fixed to the left side of the simulated grinder 12.

このような構成の安全体感装置10aでは、擬似被加工物100(図1参照)に対する被験者による回転刃相当部16の押し付け荷重が閾値の範囲内、すなわち荷重センサ18の出力電圧(増幅回路による増幅後の電圧)が、閾値電圧よりも小さい場合には、模擬グラインダ12を自在に操作することができる。電動モータ44、および電磁クラッチ46が稼動状態に無い場合、ワイヤ54には、定荷重バネ50による張力維持の引っ張り荷重のみが作用することとなるからである。   In the safety sensation apparatus 10a having such a configuration, the pressing load of the rotary blade equivalent portion 16 by the subject on the pseudo workpiece 100 (see FIG. 1) is within a threshold range, that is, the output voltage of the load sensor 18 (amplification by the amplification circuit). If the later voltage is smaller than the threshold voltage, the simulated grinder 12 can be freely operated. This is because when the electric motor 44 and the electromagnetic clutch 46 are not in an operating state, only the tensile load for maintaining the tension by the constant load spring 50 acts on the wire 54.

一方、荷重センサ18の出力電圧が閾値電圧を超えた場合には、制御部30から、電動モータ44と電磁クラッチ46に対して稼動信号が出力される。電動モータ44と電磁クラッチ46に対して稼動信号が入力されると、電動モータ44は回転力を発生し、電磁クラッチ46が回転軸56に対して電動モータ44の回転力を伝達する。これにより、ワイヤ54はワイヤ巻取りプーリー52に高速で巻き取られ、工具本体14は、ワイヤ巻取り方向へと強制移動され、キックバック現象が再現される。   On the other hand, when the output voltage of the load sensor 18 exceeds the threshold voltage, an operation signal is output from the control unit 30 to the electric motor 44 and the electromagnetic clutch 46. When an operation signal is input to the electric motor 44 and the electromagnetic clutch 46, the electric motor 44 generates a rotational force, and the electromagnetic clutch 46 transmits the rotational force of the electric motor 44 to the rotating shaft 56. As a result, the wire 54 is wound around the wire winding pulley 52 at a high speed, and the tool body 14 is forcibly moved in the wire winding direction to reproduce the kickback phenomenon.

このような構成の安全体感装置10aであっても、上記第1の実施形態に係る安全体感装置10と同様な効果を得ることができる。なお、本実施形態を採用する際には、制御部30に対し、稼動信号の出力時間を定めるタイマ機能を備えることが望ましい。ワイヤ54を過剰に巻取ることを防ぐことができ、ワイヤ54の過剰巻取りによる機器の破損等を防ぐことができるからである。   Even with the safety sensation apparatus 10a having such a configuration, the same effects as those of the safety sensation apparatus 10 according to the first embodiment can be obtained. When adopting the present embodiment, it is desirable to provide the control unit 30 with a timer function that determines the output time of the operation signal. This is because excessive winding of the wire 54 can be prevented, and damage to the device due to excessive winding of the wire 54 can be prevented.

次に、本発明の手持ち回転工具の安全体感装置に係る第3の実施形態について、図4を参照して説明する。本実施形態は、説明を簡単化するために、第1の実施形態の変形形態として示すこととする。よって、その構成を同一とする箇所には、図面に同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   Next, 3rd Embodiment which concerns on the safety experience apparatus of the hand-held rotary tool of this invention is described with reference to FIG. In order to simplify the description, the present embodiment will be shown as a modification of the first embodiment. Therefore, portions having the same configuration are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態に係る安全体感装置10bは、音声再生部60、および音声出力手段としてのスピーカ70を備えている。音声再生部60は、模擬グラインダ12の動作に連動させて、予め記憶しておいた音声信号をスピーカ70へ出力する役割を担う。   The safety sensation apparatus 10b according to the present embodiment includes an audio reproduction unit 60 and a speaker 70 as audio output means. The sound reproducing unit 60 plays a role of outputting a sound signal stored in advance to the speaker 70 in conjunction with the operation of the simulated grinder 12.

音声再生部60は、例えば、論理演算回路62、再生回路64、メモリ66、および増幅回路68等を有する。本実施形態における論理演算回路62には、少なくとも3つの信号入力ポートと、1つの信号出力ポートが設けられており、信号入力ポートに入力された信号の組み合わせに基づいて、“00、01、10”といったデジタル信号を出力する(出力を2進数とする場合)。   The audio reproduction unit 60 includes, for example, a logical operation circuit 62, a reproduction circuit 64, a memory 66, an amplifier circuit 68, and the like. The logic operation circuit 62 in the present embodiment is provided with at least three signal input ports and one signal output port. Based on the combination of signals input to the signal input ports, “00, 01, 10 Is output (when the output is binary).

本実施形態では、3つの信号入力ポートのうち、第1入力ポートへの入力信号を模擬グラインダ12のダミー電源スイッチ(不図示)の入力信号とする。また、第2入力ポートへの入力信号を、荷重センサ18からの出力信号(変位信号)とする。そして、第3入力ポートへの入力信号は、制御部30からの出力信号(稼動信号)とする。   In the present embodiment, of the three signal input ports, an input signal to the first input port is used as an input signal for a dummy power switch (not shown) of the simulated grinder 12. Further, an input signal to the second input port is an output signal (displacement signal) from the load sensor 18. An input signal to the third input port is an output signal (operation signal) from the control unit 30.

このような入力条件の下、第1入力ポートへの信号の入力があった場合には、出力ポートからの出力信号として、“00”を出力する。そして、第1入力ポートと第2入力ポートへの信号の入力があった場合には、出力ポートからの出力信号として、“01”を出力する。さらに、第1〜第3入力ポート全てへの信号の入力があった場合には、出力ポートからの出力信号として、“10”を出力する。   When a signal is input to the first input port under such input conditions, “00” is output as an output signal from the output port. When a signal is input to the first input port and the second input port, “01” is output as an output signal from the output port. Further, when a signal is input to all of the first to third input ports, “10” is output as an output signal from the output port.

再生回路64は、論理演算回路62からの出力信号に基づいて、メモリ66に記憶された音声データを選択し、音声信号として増幅回路68へと出力する役割を担う。具体的には、本実施形態においてメモリ66には、空転音データ66aと、研削音データ66b、および衝撃音データ66cが記憶されている。空転音データ66aは、グラインダ操作時に生ずる空転音を記憶した音声データである。また、研削音データ66bは、グラインダにおける砥石を被削物に接触させた際に生ずる音を記憶した音声データである。さらに、衝撃音データ66cは、キックバック現象が生じたことを効果的に体感させるための擬似的な音声データであり、例えば炸裂音などであれば良い。   The reproduction circuit 64 plays a role of selecting audio data stored in the memory 66 based on an output signal from the logic operation circuit 62 and outputting the audio data to the amplifier circuit 68 as an audio signal. Specifically, in the present embodiment, the memory 66 stores idling sound data 66a, grinding sound data 66b, and impact sound data 66c. The idling data 66a is voice data in which idling sound generated when the grinder is operated is stored. Further, the grinding sound data 66b is sound data in which a sound generated when the grindstone in the grinder is brought into contact with the work is stored. Further, the impact sound data 66c is pseudo sound data for effectively experiencing the occurrence of the kickback phenomenon, and may be a burst sound, for example.

再生回路64は、上記のような音声データが記憶されたメモリ66から、論理演算回路62からの出力信号に基づいて、予め定められた音声データを選択し、再生する。論理演算回路62からの出力信号と選択・再生される音声データとの関係は、次のようなものである。まず、論理演算回路62からの出力信号が“00”であった場合には、空転音データ66aが選択・再生される。次に、出力信号が“01”であった場合には、研削音データ66bが選択・再生される。さらに、出力信号が“10”であった場合には、衝撃音データ66cが選択・再生される。このような構成によれば、模擬グラインダ12の動作に応じて音声データが再生されることとなり、安全体感装置10bを使用する被験者の臨場感を高めることができる。   The reproduction circuit 64 selects and reproduces predetermined audio data based on the output signal from the logic operation circuit 62 from the memory 66 storing the audio data as described above. The relationship between the output signal from the logical operation circuit 62 and the audio data to be selected / reproduced is as follows. First, when the output signal from the logic operation circuit 62 is “00”, the idle sound data 66a is selected and reproduced. Next, when the output signal is “01”, the grinding sound data 66b is selected and reproduced. Further, when the output signal is “10”, the impact sound data 66c is selected and reproduced. According to such a configuration, the audio data is reproduced according to the operation of the simulated grinder 12, and the presence of the subject using the safety sensation apparatus 10b can be enhanced.

再生された音声データは、音声信号として増幅回路68へ出力されて増幅され、スピーカ70から、可聴音として出力される。
このような構成の安全体感装置10bであれば、被験者の災害体験(キックバック体験)をよりリアルに再現することが可能となる。
The reproduced audio data is output to the amplifier circuit 68 as an audio signal, amplified, and output from the speaker 70 as an audible sound.
With the safety experience device 10b having such a configuration, it is possible to more realistically reproduce the disaster experience (kickback experience) of the subject.

次に、図5を参照して、本発明の手持ち回転工具の安全体感装置に係る第4の実施形態について説明する。本実施形態に係る安全体感装置10cも、その基本的な構成は、上述した第1〜第3の実施形態に係る安全体感装置10〜10bと同一としながら視覚的効果を高めた点を特徴とする。よって、その機能を同一とする構成については、図面に同一符号を付して、その詳細な説明は省略することとする。   Next, with reference to FIG. 5, 4th Embodiment which concerns on the safety experience apparatus of the hand-held rotary tool of this invention is described. The safety sensation apparatus 10c according to the present embodiment is also characterized in that the basic configuration is the same as that of the safety sensation apparatuses 10 to 10b according to the first to third embodiments described above, and the visual effect is enhanced. To do. Therefore, about the structure which makes the function the same, the same code | symbol shall be attached | subjected to drawing and the detailed description shall be abbreviate | omitted.

本実施形態では具体的構成として、角度センサ76と、画像生成部72、および表示手段74を付加した点を特徴とする。角度センサ76は、被験者の手によって動かされる模擬グラインダ12の位置や姿勢を検出する検出手段である。本実施形態では、模擬グラインダ12とエアシリンダ20、およびエアシリンダ20と固定部材102をそれぞれ接続するリンク機構38,40に、少なくとも2軸、模擬グラインダ12側(リンク機構38側)において望ましくは3軸の動作検出が可能な角度センサ76を設ける構成とした。   This embodiment is characterized in that an angle sensor 76, an image generation unit 72, and display means 74 are added as a specific configuration. The angle sensor 76 is detection means for detecting the position and posture of the simulated grinder 12 that is moved by the hand of the subject. In this embodiment, the link mechanisms 38 and 40 that connect the simulated grinder 12 and the air cylinder 20 and the air cylinder 20 and the fixing member 102 are preferably at least two axes on the simulated grinder 12 side (link mechanism 38 side). An angle sensor 76 capable of detecting shaft motion is provided.

このような構成とすることにより、エアシリンダ20の先端に接続された模擬グラインダ12の位置と傾き(姿勢)をデータ(以下、姿勢信号と称す)として取得することが可能となる。   With such a configuration, the position and inclination (posture) of the simulated grinder 12 connected to the tip of the air cylinder 20 can be acquired as data (hereinafter referred to as a posture signal).

画像生成部72は、被験者の操る模擬グラインダ12の動きに合わせて動作するグラインダや、グラインダの回転刃が被加工物に接触することによって生ずる火花等を再現した映像を作成する部位である。画像生成部72には、荷重センサ18から出力される変位信号と、角度センサ76から出力される姿勢信号とが入力される。そして、入力された各種信号の情報に基づいて、予め記憶されているグラインダ画像や持ち手画像、被加工物画像、および火花画像等を組み合わせて研削状態を模した映像が作成される。   The image generation unit 72 is a part that creates an image that reproduces a grinder that operates in accordance with the movement of the simulated grinder 12 that the subject manipulates, a spark that is generated when the rotating blade of the grinder contacts the workpiece, and the like. The image generation unit 72 receives the displacement signal output from the load sensor 18 and the attitude signal output from the angle sensor 76. Based on the input information of the various signals, a video imitating the grinding state is created by combining previously stored grinder images, handle images, workpiece images, spark images, and the like.

表示手段74は、画像生成部72により作成された映像を視認可能な状態で表示するための手段である。本実施形態では、安全体感装置10cとしての臨場感を高めるために、表示手段74として、ヘッドマウント型のディスプレイを採用することとした。これにより、被験者の視野全体がディスプレイとなり、臨場感が向上する。   The display unit 74 is a unit for displaying the video created by the image generation unit 72 in a visible state. In the present embodiment, a head-mounted display is employed as the display means 74 in order to enhance the sense of reality as the safety sensation apparatus 10c. As a result, the entire field of view of the subject becomes a display, and the presence is improved.

このような構成とすることにより、模擬グラインダ12では再現することが困難な火花やキックバック現象再現時の事故映像などの付加映像を加えることが可能となる。このため、実際の作業を行っているという臨場感が出せると共に、労働災害発生時の様子を視覚的にも認識することができる。よって、肉体的な体感と視覚的な体感を同時に得ることができ、体感装置としての効果を高めることができる。   With such a configuration, it is possible to add additional images such as sparks that are difficult to reproduce with the simulated grinder 12 and accident images during reproduction of the kickback phenomenon. For this reason, it is possible to give a sense of realism that actual work is being performed, and to visually recognize the situation when an occupational accident occurs. Therefore, a physical experience and a visual experience can be obtained at the same time, and the effect as the experience apparatus can be enhanced.

また、本実施形態では、映像のみを付加する構成としているが、図6に示すように、映像に加え、第2の実施形態で付加したような音声も付加する構成としても良い。すなわち、音声再生部60とスピーカ70を付加し、映像と共にその映像に合致した音声を再生する構成とするのである。このような構成とすることで、安全体感装置10cを使用した際の臨場感をより高めることができる。   In the present embodiment, only the video is added. However, as shown in FIG. 6, in addition to the video, the audio added in the second embodiment may be added. In other words, the audio playback unit 60 and the speaker 70 are added, and the audio that matches the video is played along with the video. By setting it as such a structure, the realistic sensation at the time of using the safety experience apparatus 10c can be raised more.

また、上記実施形態ではいずれも、変位信号を出力する感知部として、荷重センサ18を用いる旨記載した。しかしながら、本発明を構成する上で感知部は、荷重センサ18に限る必要は無い。すなわち、感知部として、歪みゲージや、スイッチなどを用いても良い。歪みゲージを用いた場合には、回転刃相当部16を擬似被加工物100に押し付けた際の回転刃相当部16、あるいは回転刃相当部16と工具本体14との接続部分の歪みを検出するようにすれば良い。また、スイッチを採用した場合には、回転刃相当部16の先端等に押し込み式のスイッチを配置し、回転刃相当部16の押し付け荷重が、スイッチの押し戻し荷重を超えた場合に、アクチュエータ19,19aが作動するようにすれば良い。   In the above-described embodiments, the load sensor 18 is described as the sensing unit that outputs the displacement signal. However, in configuring the present invention, the sensing unit need not be limited to the load sensor 18. That is, a strain gauge or a switch may be used as the sensing unit. When the strain gauge is used, the distortion of the rotary blade equivalent portion 16 or the connecting portion between the rotary blade equivalent portion 16 and the tool body 14 when the rotary blade equivalent portion 16 is pressed against the pseudo workpiece 100 is detected. You can do that. When a switch is used, a push-type switch is arranged at the tip of the rotary blade equivalent portion 16 and the actuator 19, when the pressing load of the rotary blade equivalent portion 16 exceeds the push-back load of the switch, What is necessary is just to make 19a operate | move.

10………安全体感装置、12………模擬グラインダ、14………工具本体、16………回転刃相当部、18………荷重センサ、19………アクチュエータ、20………エアシリンダ、22………シリンダ部、24………ロッド部、26………エアコンプレッサ、28………電磁弁、30………制御部、32………増幅回路、34………コンパレータ回路、36………論理演算回路、38………リンク機構、40………リンク機構、42a………空気供給路、42b………空気供給路、100………擬似被加工物、102………固定部材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ......... Safety sensation apparatus, 12 ......... Mim grinder, 14 ......... Tool body, 16 ......... Rotating blade equivalent part, 18 ......... Load sensor, 19 ......... Actuator, 20 ...... Air cylinder , 22 ......... Cylinder, 24 ......... Rod, 26 ......... Air compressor, 28 ......... Solenoid valve, 30 ......... Control, 32 ......... Amplifier circuit, 34 ......... Comparator circuit, 36... Logic operation circuit 38... Link mechanism 40 40 Link mechanism 42 a Air supply path 42 b Air supply path 100 Pseudo workpiece 102 102 ... fixed member.

Claims (10)

少なくとも手持ち回転工具の持ち手部を有する工具本体と、
前記持ち手部を基点とした前記工具本体の先端側に設けられる回転刃相当部と、
前記回転刃相当部が擬似被加工物へ接触した際の物理的変位を感知する感知部と、
前記回転刃相当部と前記疑似被加工物の接触位置における前記回転刃相当部の接線方向左側へ前記工具本体を移動させるアクチュエータと、
前記感知部から出力される変位信号を得ることにより、前記アクチュエータを稼動させる稼動信号を出力する制御部と、
を備えることを特徴とする手持ち回転工具の安全体感装置。
A tool body having at least a handle portion of a hand-held rotary tool;
A rotary blade equivalent portion provided on the tip side of the tool body with the handle portion as a base point ;
A sensing unit for sensing physical displacement when the rotary blade equivalent part contacts the pseudo workpiece;
An actuator for moving the tool body to the left side in the tangential direction of the rotary blade equivalent portion at the contact position of the rotary blade equivalent portion and the pseudo workpiece;
A control unit that outputs an operation signal for operating the actuator by obtaining a displacement signal output from the sensing unit;
A safety sensation device for a hand-held rotary tool characterized by comprising:
前記制御部は、前記変位信号が、予め定めた閾値に達したか否かを判断する比較器を備え、
前記変位信号が前記閾値に達した場合に、前記稼動信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の手持ち回転工具の安全体感装置。
The control unit includes a comparator that determines whether the displacement signal has reached a predetermined threshold value;
The safety sensation device for a hand-held rotary tool according to claim 1, wherein the operation signal is output when the displacement signal reaches the threshold value.
前記アクチュエータは、エアシリンダと前記エアシリンダに空気を供給する空気供給手段であり、
前記エアシリンダと前記空気供給手段との間には、前記稼動信号が入力されない非稼動状態では前記エアシリンダにおけるシリンダ室またはロッド室を外部へ開放し、前記稼動信号が入力された稼動状態では前記エアシリンダと前記空気供給手段との間の空気供給経路を構成する電磁弁を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の手持ち回転工具の安全体感装置。
The actuator is an air supply means for supplying air to the air cylinder and the air cylinder,
Between the air cylinder and the air supply means, the cylinder chamber or the rod chamber in the air cylinder is opened to the outside in a non-operating state where the operating signal is not input, and in the operating state where the operating signal is input, the cylinder The safety sensation device for a hand-held rotary tool according to claim 1 or 2, further comprising an electromagnetic valve constituting an air supply path between an air cylinder and the air supply means.
前記工具本体と前記エアシリンダとの連結部に、リンク機構を備えたことを特徴とする請求項3に記載の手持ち回転工具の安全体感装置。   The safety sensation device for a hand-held rotating tool according to claim 3, wherein a link mechanism is provided at a connecting portion between the tool body and the air cylinder. 前記アクチュエータは、前記工具本体に連結されたワイヤと、
前記稼動信号の入力により前記ワイヤを巻き取る巻取り手段とから成ることを特徴とする請求項1または2に記載の手持ち回転工具の安全体感装置。
The actuator includes a wire coupled to the tool body;
The safety sensation device for a hand-held rotary tool according to claim 1, further comprising winding means for winding the wire in response to an input of the operation signal.
前記ワイヤは、予め定められた張力を維持する自動巻取り機構が附帯した他の回転軸に接続され、
前記巻取り手段の回転軸と前記他の回転軸との間には、
前記稼動信号の入力により作動して前記巻取り手段の回転軸の動力を前記他の回転軸に伝達する電磁クラッチが設けられたことを特徴とする請求項5に記載の手持ち回転工具の安全体感装置。
The wire is connected to another rotating shaft attached with an automatic winding mechanism that maintains a predetermined tension,
Between the rotating shaft of the winding means and the other rotating shaft,
The safety experience of a hand-held rotary tool according to claim 5, wherein an electromagnetic clutch is provided that operates in response to the input of the operation signal and transmits the power of the rotary shaft of the winding means to the other rotary shaft. apparatus.
前記制御部は、前記稼動信号の出力時間を定めるタイマ機能を備えることを特徴とする請求項5または6に記載の手持ち回転工具の安全体感装置。   The said control part is provided with the timer function which determines the output time of the said operation signal, The safety experience apparatus of the hand-held rotary tool of Claim 5 or 6 characterized by the above-mentioned. 手持ち回転工具を使用する際の各動作に合わせた音声が記録された記憶手段と、
前記音声を可聴音として出力する音声出力手段と、
前記記憶手段に記憶された音声の中から、前記工具本体の動作に合った音声を選択して前記音声出力手段へ出力する音声再生部と、を備えたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の手持ち回転工具の安全体感装置。
A storage means in which a sound corresponding to each operation when using a hand-held rotary tool is recorded;
Sound output means for outputting the sound as an audible sound;
8. An audio reproduction unit that selects an audio that matches the operation of the tool body from the audio stored in the storage means and outputs the selected audio to the audio output means. The safety experience apparatus of the hand-held rotary tool of any one of these.
前記工具本体の位置、および姿勢を検出する検出手段と、
少なくとも検出手段によって検出された工具本体の位置、および予め定められた前記擬似被加工物の位置に基づいて、手持ち回転工具の動きを示す映像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部によって、生成された映像を視認可能に写し出す表示手段と、を備えたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の手持ち回転工具の安全体感装置。
Detecting means for detecting the position and orientation of the tool body;
An image generation unit that generates an image showing the movement of the hand-held rotary tool based on at least the position of the tool body detected by the detection unit and the predetermined position of the pseudo workpiece;
The safety sensation device for a hand-held rotating tool according to any one of claims 1 to 8, further comprising display means for projecting the image generated by the image generation unit so as to be visible.
前記画像生成部は、前記手持ち回転工具による作業状態を模した付加映像を加えて前記映像の生成を行うことを特徴とする請求項8または9に記載の手持ち回転工具の安全体感装置。
The safety sensation device for a hand-held rotary tool according to claim 8 or 9, wherein the image generation unit generates the video by adding an additional video imitating a working state of the hand-held rotary tool.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019003007A (en) * 2017-06-14 2019-01-10 三徳商事株式会社 Pain sensation reproduction device and simulated experience provision system
JPWO2018235733A1 (en) * 2017-06-23 2020-05-21 新東工業株式会社 Safety and health regulation interlocking device and safety and health regulation interlocking method
JP6891684B2 (en) * 2017-07-18 2021-06-18 東京電力ホールディングス株式会社 Tool flipping experience device
JP7057560B2 (en) * 2017-11-06 2022-04-20 アジアクリエイト株式会社 Grinder experience device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4731024A (en) * 1987-04-17 1988-03-15 Kavanagh Hilary F Children's amusement center
JPH07308321A (en) * 1994-05-17 1995-11-28 Hitachi Ltd Apparatus for processing graphic display article and operation simulation apparatus and rotating force generating apparatus to be used therefor
JP2779370B2 (en) * 1996-03-21 1998-07-23 川崎重工業株式会社 Method and apparatus for simulating electric artificial sensation
JPH10337374A (en) * 1997-06-05 1998-12-22 Yutaka Denshi Seisakusho:Kk Rod shaking device for fishing machine
JP3024968B1 (en) * 1998-12-25 2000-03-27 川崎重工業株式会社 Simulation processing method and apparatus
FR2808366B1 (en) * 2000-04-26 2003-12-19 Univ Paris Vii Denis Diderot VIRTUAL REALITY LEARNING METHOD AND SYSTEM, AND APPLICATION IN ODONTOLOGY
JP3780877B2 (en) * 2001-06-25 2006-05-31 日立プラント建設株式会社 Suspended load handling simulation training device and suspended load handling education system
DE102004049938B4 (en) * 2004-10-13 2006-11-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device and method for the simulation of haptic perceptible vibrations of an object
JP5560489B2 (en) * 2009-03-27 2014-07-30 株式会社システック Worker education device for preventing electrical accidents
JP5594677B2 (en) * 2009-03-30 2014-09-24 株式会社システック Electric accident prevention simulator
JP5324506B2 (en) * 2010-03-25 2013-10-23 麒麟麦酒株式会社 Simulated experience device

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