JP7437879B2 - 可搬型工作機 - Google Patents

Description

本発明は、可搬型工作機に関し、より詳細には工作機本体を電磁石によって被加工物に対して固定して使用するようにした可搬型工作機に関する。

電磁石によって被加工物に対して固定して使用するようにされた可搬型の穿孔機が知られている（特許文献１）。この穿孔機は、穿孔工具を回転させるためのモータの駆動を開始及び停止させるためのモータスイッチと、電磁石の駆動を開始及び停止させるための電磁石スイッチとを備えており、安全性を考慮して電磁石スイッチがＯＦＦとなっていて電磁石が駆動していない状態ではモータスイッチをＯＮにしてもモータは駆動しないようになっている。また、モータが駆動している状態で電磁石スイッチをＯＦＦにするとモータへの電力供給も遮断されて電磁石と共にモータの駆動も停止するようになっている。

特許第６１７４４３２号公報

上述の従来の穿孔機においては、モータが回転駆動していた場合でも電磁石の駆動が停止されるとモータの駆動も同時に停止されるようになっている。そのため、穿孔機が電磁石で固定されていない状態でモータが駆動されることはない。しかしながら、モータ及びモータに駆動連結されたアーバーや穿孔工具は、モータへの電力供給が遮断されてモータの駆動が停止された後も、慣性によってある程度の時間は回転を続ける。そのため、電磁石の駆動が停止されると同時にモータの駆動が停止された場合、モータや穿孔工具は電磁石による穿孔機の固定が解除された状態で回転を続けることになる。特に穿孔加工中にこのような状態となった場合には、穿孔工具が被加工物から受ける反力によって穿孔機が振り回される虞がある。

そこで本発明は、上述のようにして工作機本体が振り回されること防止するようにした可搬型工作機を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、
先端工具が取り付けられる先端工具取付部、及び前記先端工具取付部を回転駆動するためのモータ、を有する工作機本体と、
前記工作機本体を被加工物に対して固定するための電磁石と、
前記モータ及び前記電磁石の駆動を制御する制御部と、
前記電磁石の駆動を停止させるための電磁石スイッチと、
を備え、
前記制御部は、前記モータが駆動している状態で前記電磁石スイッチが前記電磁石を停止させるように操作されたときに、前記電磁石の駆動を停止せずに前記モータの駆動を停止するようにされた、可搬型工作機を提供する。

当該可搬型工作機においては、モータが駆動している状態で電磁石スイッチが電磁石を停止させるように操作されたときに、電磁石の駆動は停止せずにモータの駆動を停止するようになっている。そのため、電磁石の駆動は、モータの駆動を停止させた後でなければ停止させることができない。これにより、従来の穿孔機のようにモータと電磁石とを同時に停止させて慣性により回転を続ける先端工具が被加工物から受ける反力によって工作機本体が振り回されることを防止することが可能となる。

また、前記制御部は、前記モータが駆動していない状態で前記電磁石スイッチが前記電磁石を停止させるように操作された状態が所定時間未満であったときには、前記電磁石の駆動を停止しないようにすることができる。

このような構成により、電磁石スイッチを誤って一時的に操作してしまった場合に電磁石の駆動が不意に停止されることを防止することが可能となる。

さらには、前記モータの駆動を開始及び停止させるためのモータスイッチを更に備え、前記制御部は、前記電磁石が駆動していない状態で前記モータスイッチが操作されても前記モータの駆動を開始しないようにすることができる。

以下、本発明に係る可搬型工作機の実施形態を添付図面に基づき説明する。

本発明の一実施形態に係る可搬型工作機の側面図である。 図１の可搬型工作機の断面図である。 図１の可搬型工作機の機能ブロック図である。 本発明の可搬型工作機の動作を示す第１のフローチャートである。 本発明の可搬型工作機の動作を示す第２のフローチャートである。 本発明の可搬型工作機の動作を示す第３のフローチャートである。

本発明の一実施形態に係る可搬型工作機１は、図１に示すように、工作機本体１０と、工作機本体１０の下側に固定された固定部１２と、工作機本体１０の後方に着脱可能に取り付けられたバッテリ１４とを備える。工作機本体１０は、図２に示すように、環状カッター１６（先端工具）が着脱可能に取り付けられる先端工具取付部１８と、先端工具取付部１８を回転駆動するためのモータ２０とを備えている。先端工具取付部１８とモータ２０とは複数のギヤからなるギヤ機構２２を介して駆動連結されている。工作機本体１０にはレバー２４が取り付けられており、このレバー２４を枢動させることで先端工具取付部１８を環状カッター１６とともに上下動させることができるようになっている。固定部１２は、リング状の第１コイル２６を有する第１電磁石２８と、同じくリング状の第２コイル３０を有する第２電磁石３２とを備える。当該可搬型工作機１を磁性体材料の上に載置した状態でこれら第１コイル２６及び第２コイル３０に電力を供給すると、第１電磁石２８と第２電磁石３２とによって生じる磁気吸着力によって、工作機本体１０が磁性体材料に対して固定される。当該可搬型工作機１は、第１電磁石２８と第２電磁石３２とによって工作機本体１０を被加工物に対して固定した状態で、モータ２０によって回転された環状カッター１６を被加工物に押し当てることで、被加工物の穿孔加工を行うようにした穿孔機である。

図１に示すように、工作機本体１０の側面には、モータ２０の駆動を開始するためのモータ駆動スイッチ３４と、モータ２０の駆動を停止するためのモータ停止スイッチ３６と、第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動を開始及び停止させるための電磁石スイッチ３８とが配置されている。工作機本体１０の側面にはさらに、照明スイッチ４０も配置されている。照明スイッチ４０は、工作機本体１０の前方下面に配置された図示しない照明装置を点灯及び消灯するために使用される。これらのスイッチ３４、３６、３８、４０はいずれも、押している間だけＯＮ状態となり手を離すとＯＦＦ状態に戻るモーメンタリスイッチである。

図２に示すように、固定部１２にはさらに、第１磁気センサ４２と第２磁気センサ４４とが取り付けられている。第１磁気センサ４２は、第１電磁石２８の上方位置に配置されていて、第１電磁石２８の周囲の磁束密度を測定するようになっている。また第２磁気センサ４４は、第２電磁石３２の上方位置に配置されていて、第２電磁石３２の周囲の磁束密度を測定するようになっている。

当該可搬型工作機１は、工作機本体１０内に制御回路基板４６を有し、制御回路基板４６にはモータ２０や第１電磁石２８及び第２電磁石３２などを制御するための制御部４８（図３）が設けられている。バッテリ１４を工作機本体１０に装着すると、バッテリ１４から制御用電源回路５０を介して制御部４８に電力が供給されて制御部４８が起動する。制御部４８は、モータ駆動スイッチ３４とモータ停止スイッチ３６の操作状態に応じてモータ２０の駆動を制御する。具体的には、モータ駆動スイッチ３４が押されてＯＮ状態となるとモータ２０の駆動を開始し、モータ停止スイッチ３６が押されてＯＮ状態となるとモータ２０の駆動を停止する。制御部４８は、モータ制御部５２に制御信号を送信してモータ２０の回転速度を制御する。また制御部４８は、モータ電流検出部５４でモータ２０に流れる電流量を検出してモータ２０の負荷状況を監視している。制御部４８は、第１電磁石２８及び第２電磁石３２が駆動していない状態で電磁石スイッチ３８が押されてＯＮ状態となると第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動を開始し、第１電磁石２８及び第２電磁石３２が駆動している状態で電磁石スイッチ３８が押されてＯＮ状態となると第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動を停止する。制御部４８は、コイル制御回路５６を介して第１コイル２６及び第２コイル３０に供給する電力を制御する。第１コイル２６と第２コイル３０は直列に接続されているため、第１コイル２６と第２コイル３０に供給される電力は通常同じになる。コイル断線検出回路５８は、第１コイル２６と第２コイル３０に流れる電流を検知して第１コイル２６と第２コイル３０の断線を検出する。第１コイル２６又は第２コイル３０の断線が検出された場合には、制御部４８は制御を停止する。

図４乃至図６のフローチャートに基づいて、当該可搬型工作機１の動作を以下に説明する。図４に示すように、工作機本体１０にバッテリ１４を装着して制御部４８に電力が供給されると制御部４８による制御が開始される（Ｓ１０）。制御が開始されたときに電磁石スイッチ３８の状態を確認し（Ｓ１２）、電磁石スイッチ３８がＯＦＦでない状態、すなわち電磁石スイッチ３８がＯＮになっている状態、が５秒継続した場合には（Ｓ１４）、ＬＥＤ表示器６０を点滅させて警告表示をする（Ｓ１６）。このとき電磁石スイッチ３８はＯＮとなっているが制御部４８は第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動を開始しない。これは、制御が開始されると同時に第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動が開始されて不意に磁気吸着することを防止するためである。電磁石スイッチ３８がＯＦＦであった場合には（Ｓ１２）、電磁石スイッチ３８がＯＮになるまで待機し（Ｓ１８）、電磁石スイッチ３８がＯＮになると第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動が開始される（Ｓ２０）。なお、第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動が開始される前にモータ駆動スイッチ３４がＯＮになっても、制御部４８はモータ２０の駆動を開始しない。

第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動が開始されると、図５に示すように、第１磁気センサ４２が第１電磁石２８の周囲の磁束密度を測定する（Ｓ２２）。同様に第２磁気センサ４４が第２電磁石３２の周囲の磁束密度を測定する（Ｓ２４）。そして、第１磁気センサ４２の出力値を所定の基準電圧Ｘ[Ｖ]と比較する（Ｓ２６）。第１磁気センサ４２の出力値がＸ[Ｖ]以上である場合には、続いて第２磁気センサ４４の出力値を同じ基準電圧Ｘ[Ｖ]と比較して（Ｓ２８）、第２磁気センサ４４の出力値もＸ[Ｖ]以上である場合には、ＬＥＤ表示器６０の青色ＬＥＤが点灯する（Ｓ３０）。第１磁気センサ４２と第２磁気センサ４４の出力値がともに基準電圧Ｘ[Ｖ]以上である場合には、第１電磁石２８と第２電磁石３２の周囲に十分な大きさの磁束が形成されており、第１電磁石２８及び第２電磁石３２が当該可搬型工作機１を保持するのに十分な力で磁気吸着している。ＬＥＤ表示器６０の青色ＬＥＤは、工作機本体１０が第１電磁石２８と第２電磁石３２によって適正に固定されていることを意味する。第１磁気センサ４２の出力値がＸ[Ｖ]未満であるが（Ｓ２６）Ｘ[Ｖ]よりも小さい所定の基準電圧Ｙ[Ｖ]以上であり（Ｓ３２）、第２磁気センサ４４の出力値もＹ[Ｖ]以上である場合には（Ｓ３４）、ＬＥＤ表示器６０の黄色ＬＥＤが点灯する（Ｓ３６）。又は、第１磁気センサ４２の出力値はＸ[Ｖ]以上であるが（Ｓ２６）、第２磁気センサ４４の出力値がＸ[Ｖ]未満（Ｓ２８）且つＹ[Ｖ]以上である場合にも（Ｓ３４）、ＬＥＤ表示器６０の黄色ＬＥＤが点灯する（Ｓ３６）。黄色ＬＥＤの点灯は、工作機本体１０を固定するのに必要最低限の磁気吸着力は生じているが、適正な力では固定されていないことを意味する。第１磁気センサ４２の出力値がＹ[Ｖ]未満であるか（Ｓ３２）、又は第２磁気センサ４４の出力値がＹ[Ｖ]未満である場合には（Ｓ３４）、ＬＥＤ表示器６０の赤色ＬＥＤが点灯する（Ｓ３８）。赤色ＬＥＤは、第１電磁石２８及び第２電磁石３２による固定が十分ではなく、加工作業中に当該可搬型工作機１が位置ずれをしたり落下したりする虞があることを意味している。ここで測定された第１磁気センサ４２の出力値と第２磁気センサ４４の出力値は制御回路基板４６のメモリにそれぞれ保存される（Ｓ４０、Ｓ４２）。ここでは、第１磁気センサ４２と第２磁気センサ４４の保存された出力値をそれぞれα[Ｖ]、β[Ｖ]とする。モータ駆動スイッチ３４がＯＮである場合には（Ｓ４４）、モータ２０の駆動が開始される（Ｓ４５）。モータ駆動スイッチ３４がＯＮになっておらず（Ｓ４４）且つ電磁石スイッチ３８もＯＮになっていない間は（Ｓ４６）、上記制御（Ｓ２２～Ｓ４２）が繰り返し行われる。

電磁石スイッチ３８が押されてＯＮになり（Ｓ４６）、その状態が２秒経過してから（Ｓ４８）電磁石スイッチ３８がＯＦＦに戻ると（Ｓ５０）、制御部４８は第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動を停止する（Ｓ５２）。言い換えれば、電磁石スイッチ３８がＯＮになっても、２秒以内にＯＦＦに戻った場合には、第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動は停止されない。これにより、誤って電磁石スイッチ３８を一時的に押してしまったときに第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動が不意に停止されてしまうことを防止している。第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動が停止されると（Ｓ５２）、制御部４８による制御は一旦終了する（Ｓ５４）。

モータ駆動スイッチ３４が押されてＯＮになり（Ｓ４４）、モータ２０の駆動が開始されると（Ｓ４５）、図６に示すように、再び第１磁気センサ４２による第１電磁石２８の周囲の磁束密度の測定と（Ｓ５６）、第２磁気センサ４４による第２電磁石３２の周囲の磁束密度の測定（Ｓ５８）が行われる。次いで、第１磁気センサ４２の出力値を以前に測定して保存していた出力値α[Ｖ]と比較する（Ｓ６０）。今回の第１磁気センサ４２の出力値がα[Ｖ]未満である場合には赤色ＬＥＤを点灯する。同様に第２磁気センサ４４の出力値を以前に測定して保存していた出力値β[Ｖ]と比較して（Ｓ６２）、今回の第２磁気センサ４４の出力値がβ[Ｖ]未満である場合には赤色ＬＥＤを点灯する。赤色ＬＥＤが点灯する上記状態においては、第１電磁石２８及び第２電磁石３２の周囲の磁束密度が前回の測定時よりも小さくなっており固定部１２が磁性体材料から浮き上がった可能性があるため、制御部４８は安全のためにモータ２０の駆動を停止する（Ｓ６６）。第１磁気センサ４２の出力値がα[Ｖ]以上であり且つ第２磁気センサ４４の出力値がβ[Ｖ]以上である場合には、α[Ｖ]及びβ[Ｖ]の値を今回の第１磁気センサ４２及び第２磁気センサ４４の出力値にそれぞれ更新する（Ｓ６８、Ｓ７０）。モータ停止スイッチ３６が押されてＯＮにされている場合には（Ｓ７２）、制御部４８はモータ２０の駆動を停止する（Ｓ６６）。モータ停止スイッチ３６がＯＮにされていない状態、すなわちモータ２０がまだ駆動している状態で、電磁石スイッチ３８が押されてＯＮにされた場合には（Ｓ７４）、制御部４８は、第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動を停止せずに、モータ２０の駆動を停止する（Ｓ６６）。電磁石スイッチ３８がＯＦＦである場合には（Ｓ７４）、Ｓ５６に戻り、上記制御を繰り返す。モータ２０の駆動が停止された後に電磁石スイッチ３８がＯＦＦに戻ると（Ｓ７６）、図５に示す制御に戻る。

当該可搬型工作機１においては、上述の通り、モータ２０が駆動されている状態で電磁石スイッチ３８が第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動を停止するように操作されたときに、第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動は停止せずにモータ２０の駆動を停止するようになっている（Ｓ７４、Ｓ６６）。すなわち、第１電磁石２８及び第２電磁石３２は、モータ２０が駆動している状態では停止することができず、モータ２０の駆動が停止した状態においてのみ、その駆動を停止することができるようになっている。そのため、環状カッター１６がまだ回転している状態で第１電磁石２８及び第２電磁石３２の駆動が停止されて、環状カッター１６が被加工物から受ける反力などで工作機本体１０が振り回されることを防止することが可能となる。

以上に本発明の実施形態について説明をしたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、環状カッターではなくドリルなどの他の先端工具が取り付けられるようにした工作機としてもよい。また、各スイッチは、モーメンタリスイッチではなく、オルタネートスイッチとしてもよい。上記実施形態ではモータスイッチが、モータの駆動を開始するためのモータ駆動スイッチと、モータの駆動を停止するためのモータ停止スイッチとにより構成されているが、電磁石スイッチと同様に１つのスイッチにより構成してもよい。逆に電磁石スイッチを電磁石駆動スイッチと電磁石停止スイッチの２つからなる構成にしてもよい。また、電磁石及び磁気センサの数や所定時間は適宜変更可能である。本実施形態においては、バッテリを電源として利用しているが、ＡＣ電源などの外部電源に接続するようにしてもよい。なお、本発明における電磁石には、コイルを有する可逆性永久磁石を備え、このコイルに電流を流すことにより可逆性永久磁石の極性を変えて、被加工物に対する吸着及び離脱を行うようにしたものも含まれる。

１ 可搬型工作機
１０ 工作機本体
１２ 固定部
１４ バッテリ
１６ 環状カッター
１８ 先端工具取付部
２０ モータ
２２ ギヤ機構
２４ レバー
２６ 第１コイル
２８ 第１電磁石
３０ 第２コイル
３２ 第２電磁石
３４ モータ駆動スイッチ
３６ モータ停止スイッチ
３８ 電磁石スイッチ
４０ 照明スイッチ
４２ 第１磁気センサ
４４ 第２磁気センサ
４６ 制御回路基板
４８ 制御部
５０ 制御用電源回路
５２ モータ制御部
５４ モータ電流検出部
５６ コイル制御回路
５８ コイル断線検出回路
６０ ＬＥＤ表示器

Claims (3)

1. 先端工具が取り付けられる先端工具取付部、及び前記先端工具取付部を回転駆動するためのモータ、を有する工作機本体と、
   前記工作機本体を被加工物に対して固定するための電磁石と、
   前記モータ及び前記電磁石の駆動を制御する制御部と、
   前記電磁石の駆動を停止させるための電磁石スイッチと、
   を備え、
   前記制御部は、前記モータが駆動している状態で前記電磁石スイッチがＯＮ状態になったときに、前記電磁石の駆動を停止せずに前記モータの駆動を停止し、前記電磁石の駆動は、前記電磁石スイッチがＯＦＦ状態に戻った後に再度ＯＮ状態となり所定時間経過してからＯＦＦ状態に戻るまで続けられるようにされた、可搬型工作機。
2. 前記制御部は、前記モータが駆動していない状態で前記電磁石スイッチが前記電磁石を停止させるように操作された状態が所定時間未満であったときには、前記電磁石の駆動を停止しないようにされた、請求項１に記載の可搬型工作機。
3. 前記モータの駆動を開始及び停止させるためのモータスイッチを更に備え、
   前記制御部は、前記電磁石が駆動していない状態で前記モータスイッチが操作されても前記モータの駆動を開始しない、請求項１又は２に記載の可搬型工作機。
   
   

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