JPH0378205B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、工作物への定着手段として電磁ベ
ースをフレームの下部に具え、また、正面部に環
状刃物を下向きに具えた電気ドリルを上下動可能
に設けた穿孔機に関する。

環状刃物は、その切削抵抗が小さいため、比較
的小容量の電気ドリルで小径から大径におよぶ穿
孔が可能となることを特徴にしている。しかしな
がら、所定の電気ドリルを用いて小径から大径に
およぶ穿孔を行うことは、切削抵抗の変動も大き
いことから電気ドリルにかかる負荷の変動もまた
大きいものとなる。換言するれば、所定の電気ド
リルに一定の送り速度を与えて穿孔を行うとき、
環状刃物が小径であるほど負荷抵抗による刃物の
破損が目立ち、逆に大径になるほど電気ドリルの
パワー不足乃至は焼損が目立つという結果は回避
できない。

そこで、かかる穿孔機を取り扱う作業者は環状
刃物および電気ドリルに大きな負荷をかけないよ
う常に気を配る必要があつた。しかし、環状刃物
の大小によつて刃物および電気ドリルの負荷のか
かりかたが違うために、相当に熟練しなければ少
なくとも刃物の破損事故を減少させるのがむづか
しいというのが現状で、改善がのぞまれていた。
また、穿孔作業が終つた後は直ちにその作業を停
止することが環状刃物の破損を防止する上でも、
電力を節約する上でも必要であつたが、その対策
も施こされていないのが現状であつた。

本発明は、環状刃物を具えた穿孔機が、取扱い
に熟練を要する点に鑑み、初心者でも容易に取扱
うことができるようにすると共に、穿孔用環状刃
物の破損、電気ドリルの焼損を未然に防止し、更
には電力の節約を図ることを目的として開発した
穿孔機に係るもので、切削抵抗の変化に応じて変
動する電気ドリルのモータの負荷を検出し、設定
レベル以上の負荷を検出したときに電気ドリルの
送りを自動的に一時停止して負荷の軽減を図る第
１検出部と、更に大きな負荷を検出したときに電
気ドリル駆動と当該電気ドリルの送りを共に自動
的に停止させるようにした第２検出部を環状刃物
の大径群と小径群の各々に対応させて回路を構成
し、環状刃物径によつて負荷レベルを選択できる
切換スイツチを設け、さらに、穿孔が終つたとき
に電気ドリルの送りモータと電気ドリルの回転を
停止させるようにしたことを特徴とするものであ
る。

以下に本発明を、図面に示す実施例に基いて説
明する。

第１図は本発明を実施した穿孔機の右側面図、
第２図は概要を示す斜面図で、１はフレーム、２
はフレーム１の下部に取り付けた電磁ベース、３
はフレーム１の正面部に手動、電動のいずれでも
昇降するように設置した電気ドリル、４は電気ド
リル３の自動送り用の送りモータ、５は電気ドリ
ル３のアーバーに装着した環状刃物で、本発明の
主要部たる操作回路はフレーム１に内蔵されてい
る。

第３図は操作回路のブロツク線図、第４図は操
作回路の詳細図で、電気ドリル３および送りモー
タ４の操作回路には電気ドリル３の負荷電流を電
圧の変化として検出する第１、第２の検出部と両
者３，４のオンオフ回路を有している。

交流電源部は、電磁ベース２の操作スイツチと
電気ドリル３および送りモータ４の操作スイツチ
を兼ねる起動スイツチ６を有し、電気ドリル３お
よび送りモータ４のオンオフ回路には、電気ドリ
ル３の起動停止回路および送りモータ４の起動停
止回路と両操作回路の切替回路を有している。

電気ドリル３の操作回路は電源の交流電圧を全
波整流する全波整流器７と、該整流器７の出力側
に接続され、コンデンサー８、固定抵抗９，１０
およびコンデンサー１１とで構成された平滑回路
と、該平滑回路の出力側に接続された第１のソリ
ツドステートリレー１２とからなり、該リレーが
作動すると該リレー１２の接点１２′で交流回路
が閉じ、電気ドリル３の駆動モータ３′を起動す
るように構成されている。

次に、送りモータ４の操作回路は、第１交流リ
レー１３の接点１３Ａと、第２交流リレー２４の
接点２４Ｂと、手動スイツチ１４とで構成されて
いる。

環状刃物５の切削抵抗の第１検出部は、電気ド
リル３の駆動モータ３′と直列に設けた固定抵抗
１５と、変圧器１６および全波整流器１７からな
り、固定抵抗１５の電圧を検出して、検出された
電圧は、固定抵抗１８，２０と可変抵抗１９とで
分圧され、コンデンサー２１の両端から第１定電
圧ダイオード２２を介して第２ソリツドステート
リレー２３に駆動信号電圧が印加され、固定抵抗
１５の電圧の値が、予め設定した電気ドリル３に
対する負荷のうち、低レベルの第１しきい値に達
したとき、前記第１定電圧ダイオード２２がオン
の状態となり、前記第２ソリツドステートリレー
２３が駆動され、該リレー２３の接点２３′が閉
じ、第２交流リレー２４が駆動して、該リレー２
４の接点２４Ｂによつて送りモータ４の電源回路
を切つて送りモータ４の回転を停止し、この送り
モータ４の停止によつて電気ドリル３の駆動モー
タ３′にかかる負荷を軽減することができるよう
に構成されている。

環状刃物５の切削抵抗の第２検出部は上記全波
整流器１７の出力側にあり、固定抵抗２５，２７
と可変抵抗２６およびコンデンサー２８、第２ダ
定電圧イオード２９と、斯る制御用素子群の出力
端に設けたコンデンサー３０の一方の端子にシリ
コン制御整流素子３１のゲートを、また、該シリ
コン制御整流素子３１の陰極はコンデンサー３０
の他方の端子に、陽極は前記全波整流器７の平滑
回路用固定抵抗９，１０の接合点に接続し、固定
抵抗１５の端子電圧が前記第１しきい値より大き
く設定した第２しきい値に対応する電圧に達した
とき、前記第２定電圧ダイオード２９とシリコン
制御整流素子３１とがオンとなり、前記第１ソリ
ツドステートリレー１２の入力が短絡され、該リ
レー１２の接点１２′が開放され電気ドリル３の
駆動モータ３′と送りモータ４を停止するように
構成されている。

３２は比較的小径な環状刃物を用いる場合と、
それよりも大径の環状刃物を用いる場合によつて
異なる負荷の制御レベルを選択する切換スイツチ
で、可変抵抗１９，１９′からの電圧が負荷の上
昇によつて増大し、コンデンサー２１にかかる電
圧値が第１定電圧ダイオード２２のツエナー電圧
より大きくなると、該第１定電圧ダイオード２２
はオンとなり、第２ソリツドステートリレー２３
のに電流が流れて作動状態となり、該リレー２３
の接点２３′が閉じ、引き続いて第２交流リレー
２４が動作し、それまでオン状態であつた接点２
４Ｂがオフとなり、電源回路が切れて送りモータ
４の回転を停止させるものであるが、負荷の制御
レベルは可変抵抗１９，１９′の細かな調整によ
つて、口径の異なる数種類ないし10数種類もの多
くの環状刃物５に適用できるようになつている。

なお上記切換スイツチ３２は、第１検出部と第
２検出部の各々に設けた可変抵抗１９，１９′と
可変抵抗２６，２６′とを切換える二連式のスイ
ツチである。

３３は第２交流リレー２４の駆動によつて点灯
する警報ランプ、３４は送りモータ４の回転速度
調整器である。

３５はシリコン制御整流素子３１のゲートに固
定抵抗を介して接続したリミツトスイツチで、電
気ドリル３をフレーム１の正面に昇降自在に支持
するスライド板３６に対向させて、フレーム１内
に固定されている。

３７はスライド板３６の内面に、蝶ねじ３８で
同板の運動方向（上下方向）に取付位置調整自在
に固定したスイツチ操作板で、工作物の厚みに合
わせて上下方向の所定の位置に固定し、環状刃物
５の先端が工作物を貫通した時に、当該スイツチ
操作片３７がリミツトスイツチ３５を操作し、シ
リコン制御整流素子３１の回路を短絡させること
ができるようになつている。

３９は電気ドリル３の手動昇降操作ハンドル、
４０はスイツチ６の操作ハンドル、４１は自動操
作を手動操作に切り換えるスイツチである。

次に上記実施例の作用を説明する。

電源スイツチ６を入れ、交流電源の電圧が全波
整流器７に印加されたとすると、全波整流された
直流電圧が、コンデンサー８、直列に接続された
固定抵抗９，１０およびコンデンサー１１で構成
された平滑回路を通り、第１ソリツドステートリ
レー１２に駆動信号電圧を印加し、該リレー１２
が作動して接点１２′がオンとなる。上記交流電
圧は、他方では電気ドリル３の駆動モータ３′に
印加して、電気ドリル３を回転させ、それと同時
に、第１交流リレー１３が作動すると、該リレー
接点１３Ａはオンとなり、１３Ｂはオフとなる。

送りモータ４の操作スイツチ１４を入れると、
送りモータ４は回転速度調整器３４で制御されて
所定の回転数で回転するから、電気ドリル３は作
業態勢を整え、穿孔作業を開始することになる。

上記穿孔作業は、電気ドリル３にかかる負荷
が、所定レベルの第１しきい値以下であればその
まま作業を続行するが、たとえば、環状刃物５の
刃先に切粉が詰り、排出されない状態が生じた
り、加工孔が次第に深くなつて来たために大きな
負荷がかかるようになると、負荷は第１しきい値
を超えることになる。本発明はこのような場合、
負荷状態を検出し、次のような制御が行われる。

環状刃物５の切削抵抗が増大し、電気ドリル３
の駆動モータ３′の負荷が増大すると、駆動モー
タ３′に流れる電流が上昇するから、このときの
変化、即ち、電流の上昇を駆動モータ３′に直列
に接続した固定抵抗１５で電圧の変化として検出
すると、当該抵抗１５の両端子間の電位差が増大
する。この電位差を変圧器１６で増大し、全波整
流器１７で全波整流した直流電圧に変換する。

今、切換スイツチ３２が第４図に示す状態に切
換えられていたとすると、上記直流電圧は固定抵
抗１８を通り、可変抵抗１９により比例配分され
た信号電圧がコンデンサー２１に充電されて行
く。

この信号電圧が上昇し、ツエナー電圧以上の充
電電圧になると、定電圧ダイオード２２に電流が
流れ、ソリツドステートリレー２３に駆動信号電
圧を印加して、リレー接点２３′をオンの状態に
する。そのため、第２交流リレー２４に交流電流
が流れ、リレー接点２４Ａはオンになり、接点２
４Ｂはオフになるから、警報ランプ３３は点灯
し、片や送りモータ４の電源回路は開かれて、送
りモータ４による電気ドリルの送りは停止して一
時穿孔作業を中断させる。そして回転している環
状刃物５の切削抵抗が減少すると、電気ドリル３
の負荷は小さくなるので、第１定電圧ダイオード
２２にかかる電圧がツエナー電圧以下になり、第
２ソリツドステートリレー２３に印加されていた
駆動信号電圧が０になり、リレー接点２３′が原
状に復し、交流リレー２４の接点２４Ｂが送りモ
ータ４の電源回路を再び閉成する。ここで送りモ
ータ４が起動して環状刃物５による穿孔作業が再
開される。

上記過程において、電気ドリル３の送りを止め
ても電気ドリル３の負荷を低減する効果が生じな
い場合には、変圧器１６によつて高電圧に変圧さ
れた電圧が全波整流器１７で全波整流されて、抵
抗２５、可変抵抗２６を通り、上記可変抵抗１９
で取り出した電圧より大きな信号電圧が、このと
き、比例配分されてコンデンサー２８に充電され
る。

この駆動信号電圧が負荷の上昇に伴つて上昇
し、第２定電圧ダイオード２９のツエナー電圧以
上に高まると、駆動信号電圧が当該ダイオード２
９を通り、シリコン制御整流素子３１のゲートに
印加し、その結果、シリコン制御整流素子３１は
導通状態となる。

該シリコン制御整流素子３１の陽極は前記全波
整流器１７の平滑回路を構成する固定抵抗９，１
０とを結んだ点に接続され、陰極はコンデンサー
３０の一側の間に接続されているから、シリコン
制御整流素子３１のゲートに駆動信号電圧が印加
し、シリコン制御整流素子３１が導通状態になる
と、前記第１ソリツドステートリレー１２の入力
側が短絡され、該リレー１２の接点１２′はオフ
となつて電源回路が切れ、電気ドリル３の駆動モ
ータ３′が停止する。このとき、第１交流リレー
１３の駆動電流も同時に断たれ、該リレー１３の
接点１３Ａはオフ、接点１３Ｂがオンとなり、警
報ランプ３３が再び点灯することになる。

このようにして、送りモータ４と電気ドリル３
の駆動モータ３′が共に回転を停止し、警報ラン
プ３３が点灯する状態になつたら、シリコン制御
整流素子３１の導通状態を切るために、スイツチ
６を操作して電気ドリル３の電源回路を切る。こ
の間、電気ドリル３の周辺を作業前の状態に戻し
てあらゆる負荷を取り除いて、再度、穿孔作業に
取りかかる。

環状刃物５が所定レベル以下の負荷のもとで穿
孔作業を行ない、やがて、環状刃物５の先端が工
作物の下面に出ると、穿孔作業が終る。このと
き、電気ドリル３を伴つて進行していたスライド
板３６がその内面にねじ止めしたスイツチ操作片
３７をしてリミツトスイツチ３５を操作し、同ス
イツチ３５の接点を閉じる。この結果、シリコン
制御整流素子３１の回路が短絡されて第１ソリツ
ドステートリレー１２の両端子間の電位差がなく
なり、リレー接点１２′はオフとなつて電源回路
が切れ、上記電気ドリル３の負荷が所定値以上に
なつた場合と同じく、電気ドリル３の駆動モータ
３′と送りモータ４を自動的に停止させる。

穿孔作業を終了したら、手動操作ハンドル３９
を逆回転させ電気ドリル３を上昇させ、環状刃物
を孔の外に出す。次に、穿孔機を別の位置に移動
する場合には、スイツチ操作ハンドル４０を上げ
て、スイツチ６の全接点をオフにし、フレーム１
の下部に取り付けた電磁ベース２を消磁させる。
この状態になると、この穿孔機は次の穿孔位置ま
で自由に移動することができる。

なお、上記穿孔作業において、負荷の検出と電
気ドリルの送りを自動から手動に切り換える場合
には、スイツチ４１をオフにすればよい。

以上、実施例に基いて本発明を説明したが、本
発明は、工作物に対して電磁石２をもつて定着可
能なフレームのスライド板上に電気ドリルを下向
きに具え、かつ、該電気ドリルに装備した環状刃
物を工作物に対して進出させるための送りモータ
を具え、上記電気ドリルおよび送りモータの操作
回路には、上記環状刃物の切削抵抗によつて上記
電気ドリルに流れる負荷電流の電圧変化を検出し
且つ該検出電圧が第１のしきい値を超えたときに
上記送りモータの電源回路のみを遮断して回転を
一時停止させる第１検出部と、該検出電圧が第１
のしきい値を超え第２のしきい値に達したときに
上記送りモータの電源回路と電気ドリルの電源回
路とを共に遮断する第２検出部とを具え、更に、
上記操作回路上には使用する環状刃物の直径群に
よつて負荷電流の許容レベルを選択できる切換ス
イツチを設けると共に上記操作回路には工作物に
対する穿孔が終つたときにスライド板に設けたス
イツチ操作片とフレーム１に設けたリミツトスイ
ツチによつて上記送りモータと電気ドリルの電源
回路を共に遮断するように構成したものであるか
ら、穿孔作業中に、過大な負荷がかかつた場合に
は、過負荷状態の運転を自動的に送りモータを一
時停止して環状刃物の破損、ドリルモータの焼損
を未然に防ぐ一方、負荷が解除されると自動的に
送りモータが回転して穿孔作業を開始しすること
ができ、また、更に過大な負荷がかかつた場合に
は、自動的に送りモータと電気ドリルの回転を停
止することができる。さらに、穿孔作業終了後は
自動的に送りモータと電気ドリルの回転が停止す
るから、手動操作にみられるような稼働率低下の
因もあわせて解消し、消費電力も少なくて済み、
安全な作業を円滑に遂行できるという効果があ
る。

しかも、特に本発明では、可変抵抗１９，１
９′、２６，２６′および切換スイツチ３２，３２
の操作によつて、口径の異なる多くの種類の環状
刃物５に対応させて幅広く使用することができる
という、會ての穿孔機には見られない効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すもので、第１図
は右側面図、第２図は全体構成の概要を示す斜視
図、第３図はブロツク線図、第４図は詳細回路図
である。 図面中、符号１……フレーム、２……電磁ベー
ス、３……電気ドリル、３′……ドリルモータ、
４……送りモータ、５……環状刃物、６……起動
スイツチ、７，１７……全波整流器、９，１５，
１８，２０，２０′，２５，２７，２７′……固定
抵抗、１２，２３……ソリツドステートリレー、
１３，２４……交流リレー、１９，１９′，２６，
２６′……可変抵抗、２２，２９……定電圧ダイ
オード、３１……シリコン制御整流素子、３２…
…切換スイツチ、３３……警報ランプ、３５……
リミツトスイツチ、３６……スライド板、３７…
…スイツチ操作片、４１……手動切換スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工作物に対して電磁石をもつて定着可能なフ
   レームのスライド板上に電気ドリルを下向きに具
   え、かつ、該電気ドリルに装備した環状刃物を工
   作物に対して進出させるための送りモータを具
   え、上記電気ドリルおよび送りモータの操作回路
   には、上記環状刃物の切削抵抗によつて上記電気
   ドリルに流れる負荷電流の電圧変化を検出し、且
   つ該検出電圧が第１のしきい値を超えたときに上
   記送りモータの電源回路のみを遮断して回転を一
   時停止させる第１検出部と、該検出電圧が第１の
   しきい値を超え第２のしきい値に達したときに上
   記送りモータの電源回路と電気ドリルの電源回路
   とを共に遮断する第２検出部とを具え、更に、上
   記操作回路上には使用する環状刃物の直径群によ
   つて負荷電流許容レベルを選択できる切換スイツ
   チを設けると共に上記操作回路には工作物に対す
   る穿孔が終つたときにスライド板に設けたスイツ
   チ操作片とフレームに設けたリミツトスイツチに
   よつて上記送りモータと電気ドリルの電源回路を
   共に遮断するように構成した穿孔機。