JP2012071409A - Power tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電動工具に関し、特に先端工具により被加工部材に対して穿孔する電動工具に関する。 The present invention relates to a power tool, and more particularly to a power tool that drills a workpiece with a tip tool.
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加工部材を穿孔するハンマドリル等の電動工具が知られている。電動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、電動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。 2. Description of the Related Art Conventionally, a power tool such as a hammer drill that rotates a drill bit and applies a striking force to the drill bit to drill a workpiece is known. In order to generate a striking force, the electric power tool generates a striking force, a motor, a cylinder, a piston disposed in the cylinder, a motion conversion mechanism that converts the rotational force of the motor into a reciprocating motion of the piston, and a striking element driven by the piston. And a meson which the striker collides with. Further, a tip tool is attached to the tip of the electric tool, and the striking force is transmitted to the tip tool via the intermediate when the striker collides with the meson. Further, the rotational force of the motor is transmitted to the tip tool so that the tip tool rotates about its axis.
また、電動工具はセンサを備えており、センサは先端工具の軸方向が被加工部材の表面に対して垂直であることを検出する。先端工具の軸方向が被加工部材の表面に対して垂直でないことが検出されたときには、その旨をユーザに対して報知する。このようなハンマドリルは、例えば特開2008−51611号公報(特許公報1)や特許第3988055号公報(特許公報2)に記載されている。 The electric tool includes a sensor, and the sensor detects that the axial direction of the tip tool is perpendicular to the surface of the workpiece. When it is detected that the axial direction of the tip tool is not perpendicular to the surface of the workpiece, this is notified to the user. Such hammer drills are described, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-51611 (Patent Publication 1) and Japanese Patent No. 3988055 (Patent Publication 2).
しかし、従来の電動工具ではセンサを用いて先端工具の軸方向が被加工部材の表面に対して垂直でないことを検出し、更に検出した結果をユーザに報知するというように構成及び制御が複雑になっており、電動工具の低価格化や小型化を図ることが困難であった。 However, the conventional power tool uses a sensor to detect that the axial direction of the tip tool is not perpendicular to the surface of the workpiece, and to notify the user of the detected result, which makes the configuration and control complicated. Therefore, it has been difficult to reduce the price and size of the power tool.
そこで、本発明は、先端工具の軸方向が被加工部材の表面に対して垂直か否かを検出でき、且つ低価格化や小型化を図ることができる電動工具を提供することを目的とする。 Then, this invention aims at providing the electric tool which can detect whether the axial direction of a front-end tool is perpendicular | vertical with respect to the surface of a workpiece, and can aim at price reduction and size reduction. .
上記目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、該ハウジング内に収容され、被加工部材を加工する先端工具を駆動するモータと、該ハウジング内に収容され該モータの駆動力を該先端工具に伝達する駆動力伝達部と、該被加工部材の表面に対して、該被加工部材の表面における一の方向と該一の方向に垂直の方向とにそれぞれ所定の領域で広がりを有して該一の方向と該一の方向に垂直の方向とにおいてそれぞれ対称的に映し出される可視光像又は可視光像群を照射する可視光線像照射手段と、を備える電動工具を提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides a housing, a motor housed in the housing and driving a tip tool for machining a workpiece, and a driving force of the motor housed in the housing. A driving force transmitting portion that transmits to a tool, and has a predetermined area extending in one direction on the surface of the workpiece and a direction perpendicular to the one direction relative to the surface of the workpiece; And a visible light image irradiating means for irradiating a visible light image or a visible light image group projected symmetrically in the one direction and in a direction perpendicular to the one direction.
被加工部材の表面に対して、被加工部材の表面における一の方向と一の方向に垂直の方向とにそれぞれ所定の領域で広がりを有して一の方向と一の方向に垂直の方向とにおいてそれぞれ対称的に映し出される可視光像又は可視光像群を照射する可視光線像照射手段を備えるため、一の方向においてバランスの取れた可視光像又は可視光像群となるように、且つ当該一の方向に垂直の方向においてでバランスの取れた可視光像又は可視光像群となるように、電動工具をユーザが保持することで、先端工具の長手方向を被加工部材の表面に対して垂直な位置関係とすることができる。 With respect to the surface of the member to be processed, one direction on the surface of the member to be processed and a direction perpendicular to the one direction each have a spread in a predetermined region, and the direction perpendicular to the one direction and the one direction In order to provide a visible light image irradiating means for irradiating a visible light image or a visible light image group projected symmetrically in each of the above, so that the balanced visible light image or visible light image group in one direction is obtained, and The user holds the power tool so that a visible light image or a group of visible light images that are balanced in a direction perpendicular to one direction is held by the user so that the longitudinal direction of the tip tool is relative to the surface of the workpiece. It can be a vertical positional relationship.
ここで、該可視光像は略十字形状をなすことが好ましい。可視光像は略十字形状をなすため、被加工部材に対する電動工具の傾きによって上下左右における可視光像の歪を視認しやすくすることができる。この結果、より容易に先端工具の長手方向を被加工部材の表面に対して垂直な位置関係とすることができる。 Here, it is preferable that the visible light image has a substantially cross shape. Since the visible light image has a substantially cross shape, the distortion of the visible light image in the upper, lower, left and right directions can be easily recognized by the inclination of the power tool with respect to the workpiece. As a result, the longitudinal direction of the tip tool can be more easily positioned perpendicular to the surface of the workpiece.
また、該可視光線像照射手段は、光源と、該被加工部材の表面と該光源との間に配置され該可視光像又は該可視光像群を該被加工部材の表面上の所定領域内に集中させるためのレンズと、を備えることが好ましい。 The visible light image irradiating means is disposed between the light source, the surface of the workpiece, and the light source, and the visible light image or the group of visible light images within a predetermined region on the surface of the workpiece. And a lens for concentrating on.
可視光線像照射手段は光源とレンズとを備えるため、可視光像又は可視光像群を被加工部材の表面上の所定領域内に集中させることができる。この結果、可視光像又は可視光像群がより明確に映し出され、より容易に先端工具の長手方向を被加工部材の表面に対して垂直な位置関係とすることができる。 Since the visible light image irradiating means includes the light source and the lens, the visible light image or the visible light image group can be concentrated in a predetermined region on the surface of the workpiece. As a result, a visible light image or a visible light image group is displayed more clearly, and the longitudinal direction of the tip tool can be more easily set in a vertical relationship with the surface of the workpiece.
また、該可視光線照射手段は、該レンズと該被加工部材の表面との間に配置され該可視光像又は該可視光像群と相似形状の貫通孔が形成された投影板を備えることが好ましい。 The visible light irradiation means may include a projection plate disposed between the lens and the surface of the workpiece and having a through hole having a shape similar to the visible light image or the visible light image group. preferable.
可視光線照射手段は、レンズと被加工部材の表面との間に配置され可視光像又は可視光像群と相似形状の貫通孔が形成された投影板を備えるため、簡易な構成で略十字形状の可視光像を被加工部材の表面に映し出すことができる。 The visible light irradiation means includes a projection plate disposed between the lens and the surface of the workpiece and having a through hole having a shape similar to that of the visible light image or the visible light image group. This visible light image can be projected on the surface of the workpiece.
以上より本発明は、先端工具の軸方向が被加工部材の表面に対して垂直か否かを検出でき、且つ低価格化や小型化を図ることができる電動工具を提供することができる。 As described above, the present invention can provide an electric tool that can detect whether the axial direction of the tip tool is perpendicular to the surface of the workpiece, and can be reduced in price and size.
本発明の実施の形態による電動工具について図1乃至図3に基づき説明する。図1に示すように電動工具1は具体的にはハンマドリルであり、メインカバー2と、ギヤカバー3と、モータ4と、中間軸部5と、シリンダ部6と、先端部7とにより構成される。メインカバー2とギヤカバー3とはハウジングに相当し、メインカバー2はハンドル部21と、把持部22とモータカバー部23とにより構成される。先端部7には先端工具8が着脱自在に装着される。先端工具8が延びる方向を前方向として定義し、逆を後方向として定義する。また、ハンドル部21が延出している方向を下方向と定義し、逆を上方向として定義する。
A power tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the electric power tool 1 is specifically a hammer drill, and includes a main cover 2, a
ハンドル部21には、トリガ21Aと、電源ケーブル21Bと、図示せぬ可視光像照射スイッチとが設けられている。電源ケーブル21Bは図示せぬ電源と接続可能である。電動工具1のユーザがトリガ21Aを押込むことにより、電源ケーブル21Bから電源がモータ4に電源が供給される。図示せぬ可視光像照射スイッチは、電動工具1のユーザによりオンにされることにより後述の光源25から可視光線を照射するように構成されている。
The
把持部22はギヤカバー3から下方向に延出しており、下部でハンドル部21と接続している。把持部22の前部には、距離センサ24と、光源25とが設けられている。距離センサ24と光源25とは互いに隣接している。距離センサ24は、赤外線センサにより構成されている。距離センサ24は、被加工部材10の表面であって、後述の先端工具8の軸方向において距離センサ24に対向する被加工部材10の表面の部分から距離センサ24までの距離を測定可能である。
The
光源25はLEDにより構成されており、光源25の前方には、凸レンズ25Aが設けられている。更に、凸レンズ25Aの前方であって把持部22の外郭に相当する部分には、図2に示されるような略十字形状の貫通孔25aが形成された投影板25Bが設けられている。貫通孔25aはより具体的には、中心部が略円形状をなしており、当該中心部から図3の上下左右にそれぞれ延出し且つ延出するにつれて幅が広くなるような扇形形状の部分を有している。
The
光源25から照射された可視光線は、凸レンズ25Aを通過し、貫通孔25aを通過することで、被加工部材10の表面であって穿孔部11近傍に、即ち、距離センサ24によって距離が測定される被加工部材10の表面の部分に、図1に示されるような略十字形状の可視光像を映し出す。このため、この部分の周囲に凹凸がある場合であっても、電動工具1のユーザが被加工部材の表面の平坦な部分から距離センサ24までの距離を測定することによって、先端工具8による穿孔深さの検知を正しく行うことができる。光源25、凸レンズ25A、投影板25Bは可視光線像照射手段に相当する。把持部22の後部には、ケーブルによって距離センサ24及び光源25と接続される回路基板26が設けられている。
Visible light emitted from the
モータカバー部23内には、回転軸41が前後方向に延びるようにモータ4が配置されている。回転軸41の前部にはモータ4を冷却するための冷却ファン42が回転軸41と同軸的に一体回転可能に設けられている。回転軸41の前端部には、第1ピニオンギヤ43が回転軸41と同軸的に一体回転可能に設けられている。
The motor 4 is disposed in the motor cover portion 23 so that the rotation shaft 41 extends in the front-rear direction. A
モータカバー部23の上部には、操作盤27が設けられている。操作盤には穿孔深さ検知機能及び穿孔深さ報知機能のON/OFFを切替るスイッチ、穿孔深さ設定値Ldの数値を入力するパネル、ゼロ点調整ボタンなどが設けられている。
An
中間軸部5は、軸部51と、第1ギヤ52と、カム部53と、運動変換部54と、第2ピニオンギヤ55とから主に構成されている。軸部51は、軸方向が前後方向に指向してギヤカバー3内に配置され、軸受によってギヤカバー3に回転可能に支承されている。第1ギヤ52は、軸部51の後部に軸部51と同軸的に一体回転可能に設けられており、第1ピニオンギヤ43と噛合している。第1ギヤ52に隣接するように、カム部53が設けられている。カム部53は、略半球状に構成されており、軸部51と同軸回転可能に設けられている。カム部53の外面には、後述するボール55Aが係合する溝53aが形成されている。
The
運動変換部54は、略環状をなしてカム部53を環装しており、環状の内部に複数のボール55Aを備えている。運動変換部54の上部は、上方に延出する腕部55Bを有しており、後述するピストン62の後端に接続されている。
The
運動変換部54の前方にはバネによって後方に付勢されるクラッチ56が設けられている。クラッチ56は、図示せぬチェンジレバーによってハンマドリルモードとドリルモードとを切替可能である。クラッチ56の前方には、第2ピニオンギヤ56が軸部51と同軸的に一体回転可能に設けられている。第2ピニオンギヤ55は後述するシリンダギヤ65と噛合している。
A clutch 56 that is urged rearward by a spring is provided in front of the
シリンダ部6は、シリンダ61と、ピストン62と、打撃子63と、中間子64とから主に構成されている。シリンダ61は、略筒状に構成されてギヤカバー3内において軸心を中心として回転可能かつ前後動可能に支持されている。また、シリンダ61の前部には、第2ピニオンギヤ55と噛合するシリンダギヤ65が設けられている。よってシリンダ61は軸部51と常時連動している。シリンダ61の前部には後述する係止部71が挿入されるシリンダ溝61aが形成されている。
The
ピストン62は空気室62aを画成する筒状に構成されると共に、シリンダ61内に配置され、後端に腕部55Bが接続されている。腕部55Bと接続されることにより、ピストン62は、シリンダ61内で前後に往復運動可能である。空気室62aを画成する壁部分であってピストン62の側面部分には、複数の空気孔62bが形成されている。
The
打撃子63は、ピストン62の空気室62a内においてピストン62に対して往復摺動可能に配置されている。打撃子63は、ピストン62が後側から前側へと移動した際に、空気室62a内の圧縮された空気の圧力により、前側へと移動可能である。
The
中間子64は、シリンダ61内において、打撃子63と先端部7との間でシリンダ61に対して摺動可能に配置されている。よって打撃子63が前側に移動して中間子64を打撃した際に、その打撃力は中間子64を介して先端部7に装着された先端工具8に加えられる。
The
先端部7は係止部71を有する。係止部71は上下方向にのみ移動可能であり、先端工具8に形成された先端工具溝8aと係合可能である。先端工具8と係止部71が係合した状態では、シリンダ61と先端工具8とは前後方向に移動可能かつ軸方向に回転不能となる。
The distal end portion 7 has a locking
次に、図2を参照しながら電動工具1の制御回路について説明する。モータ4はインナーロータ型で、一対のN極およびS極を含む永久磁石(マグネット)を埋め込んで構成された回転子(マグネットロータ)4Aと、回転子4Aの回転位置を検出するために60°毎に配置された3つの回転位置検出素子(ホールIC)4a、4b、4cと、回転位置検出素子4a、4b、4cからの位置検出信号に基づいて電気角120°の電流の通電区間に制御される固定子4Bとから構成される。
Next, the control circuit of the electric tool 1 will be described with reference to FIG. The motor 4 is an inner rotor type, and a rotor (magnet rotor) 4A constituted by embedding a permanent magnet (magnet) including a pair of N poles and S poles, and 60 ° for detecting the rotational position of the
FET回路部91は、3相ブリッジ形式に接続された6個のFET(以下、「トランジスタ」という。)Q1〜Q6から構成される。ブリッジ接続された6個のトランジスタQ1〜Q6の各ゲートは制御信号出力回路92に接続されている。これによって、6個のトランジスタQ1〜Q6は、制御信号出力回路92から入力されたスイッチング素子駆動信号によってスイッチング動作を行い、FET回路部91に印加される電源の直流電圧をモータ4の固定子4Bへ供給する。
The
制御部9は、制御信号出力回路92と、電流検出回路93と、印加電圧設定回路94と、回転方向設定回路95と、距離センサ24と、光源25と、ライト設定入力回路97と、回転角度検出回路98と、回転子位置検出回路99と電気的に接続されている。これらの回路は回路基板26上に設けられている。制御部9は、図示されていないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するためのCPU、後述するフローチャートに相当するプログラムや制御データを記憶するためのROM、データを一時記憶するためのRAM、タイマ等を含むマイコンによって構成される。電流検出回路93はモータ4に流れている電流を検出するための回路であり、検出電流は制御部9に入力される。
The
印加電圧設定回路94は、トリガ21Aの押込み量に応答してモータ4の印加電圧、すなわちPWM信号のデューティ比を設定するための回路である。回転方向設定回路95は、モータ4の図示せぬ正逆切替レバー96による正方向回転または逆方向回転の操作を検出してモータ4の回転方向を設定するための回路である。ライト設定入力回路97は、穿孔深さ検知機能及び穿孔深さ報知機能のON/OFFや穿孔深さ設定値Ldなどを検出する回路である。回転子位置検出回路99は、3つの回転位置検出素子の出力信号に基づいて回転子4Aと固定子4Bとの関係位置を検出するための回路である。回転角度検出回路98は、単位時間内にカウントされる回転子位置検出回路99からの検出信号の数に基づいてモータ4の回転角度を検出する回路である。
The applied
制御信号出力回路92は、制御部9からの出力に基づいてトランジスタQ1〜Q6にPWM信号を供給する。PWM信号のパルス幅の制御によって各電機子巻線へ供給する電力を調整して設定した回転方向へのモータ4の回転数を制御することができる。
The control
次に電動工具1の動作について説明する。クラッチ56がハンマドリルモードの位置にあるときは、運動変換部54と軸部51とが結合している。この状態で作業者がトリガ21Aを押込むことにより、モータ4の回転が第1ピニオンギヤ43、第1ギヤ53、第2ピニオンギヤ55、シリンダギヤ65を介してシリンダ61及び先端工具8に付与される。同時に、運動変換部53が回転することにより腕部55Bが前後方向に揺動しピストン62も前後方向に往復動する。このことにより打撃子63、中間子64を介して先端工具8に打撃力が付与される。このような構成により、先端工具8には打撃力と回転力が同時に付与される。
Next, the operation of the electric power tool 1 will be described. When the clutch 56 is in the hammer drill mode position, the
クラッチ56がドリルモードの位置にあるときは、クラッチ56は運動変換部と軸部51との接続を断ち、軸部51の回転力のみが第2ピニオンギヤ55及びシリンダギヤ65を介してシリンダ61に伝達される。このことにより、先端工具8には回転力のみが付与される。
When the clutch 56 is in the drill mode position, the clutch 56 disconnects the motion conversion portion and the
ハンマドリルモード、ドリルモードのいずれの場合であっても、電動工具1のユーザは図示せぬ可視光像照射スイッチをオンにして、光源25から可視光線を照射する。このことにより、被加工部材10の表面であって穿孔部11近傍に、図4に示すような略十字形状の可視光像を映し出す。図4に示すように上下左右にバランスのよい可視光像となっている場合には、ユーザは先端工具8の長手方向が被加工部材10の表面に対して垂直に位置していることを認識し、その状態で電動工具1を保持したまま穿孔を行う。図5に示すように、上下左右にバランスのよい可視光像とはなっていない場合には、ユーザは、電動工具1の保持している姿勢を変えることで先端工具8の長手方向を変化させて、図4に示すように上下左右にバランスのよい可視光像とさせる。このことで、先端工具8の長手方向が被加工部材10の表面に対して垂直に位置していることをユーザは認識し、その状態で電動工具1を保持して穿孔を行う。なお、図4、図5においては、説明の便宜上斜線で塗りつぶされた箇所を可視光像の部分としている。
In either the hammer drill mode or the drill mode, the user of the power tool 1 turns on a visible light image irradiation switch (not shown) and irradiates visible light from the
可視光像を照射する光源25、凸レンズ25A、投影板25Bを備えているため、上下左右でバランスの取れた可視光像となるように電動工具1をユーザが保持することで、先端工具8の長手方向を被加工部材の表面に対して垂直な位置関係とすることができる。
Since the
また、可視光像は略十字形状をなすため、被加工部材に対する電動工具1の傾きによって上下左右における可視光像の歪を視認しやすくすることができる。この結果、より容易に先端工具8の長手方向を被加工部材の表面に対して垂直な位置関係とすることができる。
In addition, since the visible light image has a substantially cross shape, the distortion of the visible light image in the upper, lower, left, and right directions can be easily recognized by the inclination of the power tool 1 with respect to the workpiece. As a result, the longitudinal direction of the
また、被加工部材の表面と光源25との間に配置された凸レンズ25Aを備えるため、可視光像を被加工部材の表面上の所定領域内に集中させることができる。この結果、可視光像がより明確に映し出され、より容易に先端工具8の長手方向を被加工部材の表面に対して垂直な位置関係とすることができる。
Moreover, since the
また、凸レンズ25Aと被加工部材の表面との間に配置され、可視光像と相似形状の貫通孔25aが形成された投影板25Bを備えるため、簡易な構成で略十字形状の可視光像を被加工部材の表面に映し出すことができる。
In addition, since the
本発明による電動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された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、被加工部材10の表面には略十字形状の可視光像が映し出されたが、略十字形状に限定されない。また1つの可視光像に限定されず、小さな可視光像が複数映し出される可視光像群であってもよい。この場合であっても、可視光像群は、被加工部材の表面に対して、被加工部材の表面における一の方向と一の方向に垂直の方向とにそれぞれ所定の領域で広がりを有して一の方向と一の方向に垂直の方向とにおいてそれぞれ対称的に映し出される。
The power tool according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the gist of the invention described in the claims. For example, a visible light image having a substantially cross shape is projected on the surface of the
また、光源25にはLEDが用いられていたが、これに限定されず、ハロゲンランプ、ガスランプ、白熱電球、蛍光ランプ、HIDランプ、ELランプ、無電極ランプ、レーザなどが用いられてもよい。
Moreover, although LED was used for the
また、光源25及び距離センサ24は把持部22に設けられていたが、光源25及び距離センサ24の位置は両者が互いに隣接し、穿孔部の近傍を照射可能な場所であれば電動工具1のどこに設けられていてもよい。
Moreover, although the
また、電動工具1はハンマドリルであったが、ハンマドリル以外の電動工具にも適用することができる。例えば、インパクトドライバや電動ドリルなどにも適用することができる。 Moreover, although the electric tool 1 was a hammer drill, it is applicable also to electric tools other than a hammer drill. For example, the present invention can be applied to an impact driver or an electric drill.
本発明の電動工具は、被加工部材の表面に対して先端工具の延出方向を垂直にして作業を行う必要のある穿孔工具の分野において特に有用である。 The electric power tool of the present invention is particularly useful in the field of drilling tools that need to work with the extending direction of the tip tool perpendicular to the surface of the workpiece.
1・・・電動工具 2・・・メインカバー 3・・・ギヤカバー 4・・・モータ 8・・・先端工具 25・・・光源 25A・・・凸レンズ 25B・・・投影板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric tool 2 ...
Claims (4)
該ハウジング内に収容され、被加工部材を加工する先端工具を駆動するモータと、
該ハウジング内に収容され該モータの駆動力を該先端工具に伝達する駆動力伝達部と、
該被加工部材の表面に対して、該被加工部材の表面における一の方向と該一の方向に垂直の方向とにそれぞれ所定の領域で広がりを有して該一の方向と該一の方向に垂直の方向とにおいてそれぞれ対称的に映し出される可視光像又は可視光像群を照射する可視光線像照射手段と、を備えることを特徴とする電動工具。 A housing;
A motor that is housed in the housing and drives a tip tool for processing the workpiece;
A driving force transmitting portion housed in the housing and transmitting the driving force of the motor to the tip tool;
The one direction and the one direction each having a spread in a predetermined region in one direction on the surface of the workpiece and a direction perpendicular to the one direction with respect to the surface of the workpiece And a visible light image irradiating means for irradiating a visible light image or a visible light image group that is symmetrically projected in a direction perpendicular to the power tool.
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