JP7174660B2 - 集塵システム - Google Patents

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Description

本発明は、動力工具と集塵装置とを含む集塵システムに関する。
先端工具を駆動することで被加工材に対して加工作業を行う動力工具と、動力工具に取り付けられて、加工作業で発生した粉塵を収集する集塵装置とを含む集塵システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2018―58188号公報
特許文献1に開示されている集塵システムでは、動力工具単体としての動作の最適化は図られているが、集塵システム全体としての動作の制御に関しては、いまだ改善の余地がある。
本発明は、動力工具と集塵装置とを備えた集塵システムの制御に関する改善を提供することを課題とする。
本発明の一態様によれば、先端工具を駆動することで、被加工材に対する加工作業を行うように構成された動力工具と、動力工具に取り外し可能に装着され、加工作業で発生した粉塵を収集するように構成された集塵装置とを備えた集塵システムが提供される。動力工具は、少なくとも1つのバッテリ装着部と、第1モータと、駆動機構と、本体ハウジングとを備える。少なくとも1つのバッテリ装着部の各々は、バッテリを着脱可能に構成されている。第1モータは、バッテリから供給される電力で動作するように構成されている。駆動機構は、第1モータの動力によって、先端工具を駆動するように構成されている。本体ハウジングは、第1モータおよび駆動機構を収容する。更に、集塵システムは、集塵システム全体の状態に応じて、動力工具および集塵装置の少なくとも一方の動作を制御するように構成された制御装置を備えている。なお、制御装置は、動力工具に設けられても、集塵装置に設けられてもよい。また、制御装置は、複数の制御回路を含んでもよい。この場合、複数の制御回路のうち少なくとも1つが動力工具に設けられ、少なくとも1つが集塵装置に設けられてもよい。
本態様の集塵システムでは、制御装置は、動力工具のみならず、集塵システム全体の状態に応じて、動力工具および集塵装置の少なくとも一方の動作を制御する。よって、集塵システム全体に適した制御の実現が可能となる。
本発明の一態様において、駆動機構は、少なくとも、先端工具を駆動軸周りに回転駆動するドリル動作を遂行可能に構成されていてもよい。そして、制御装置は、特定の判断基準に従って、本体ハウジングの駆動軸周りの過度な回転が生じると判断すると、先端工具の回転駆動を停止させるように構成されていてもよい。制御装置は、更に、集塵システム全体の重量に応じて、判断基準を変更するように構成されていてもよい。本態様の動力工具には、少なくとも1つのバッテリと、集塵装置とが着脱可能である。よって、装着されるバッテリと集塵装置の種類によって、集塵システム全体としての重量は異なる。重量が異なれば、集塵システム全体の駆動軸周りの回転しやすさも異なる。これに対し、本態様によれば、集塵システム全体の重量に応じた判断基準に従って、過度な回転の可能性を適切に判断し、先端工具の回転駆動を停止させることが可能となる。
なお、本態様における過度な回転が生じるか否かの判断には、いかなる公知の方法が採用されてもよいが、典型的には、本体ハウジングの過度な回転状態に対応する何らかの指標値(物理量)と、基準値との比較結果に基づいて判断が行われる。この場合、判断基準の変更は、例えば、指標値と比較される基準値の変更を通じて、あるいは、指標値の算出に用いられる係数の変更を通じて実現されうる。
本発明の一態様において、集塵装置は、第2モータと、第2モータによって回転駆動され、集塵用の空気流を生成するように構成されたファンとを備えていてもよい。そして、制御装置は、集塵システム全体の重量に応じて第2モータの回転速度を設定するように構成されていてもよい。集塵システム全体の重量が異なれば、粉塵の発生状態も異なりうる。これに対し、集塵システム全体の重量に応じて第2モータの回転速度を設定することで、適切な集塵力を得ることが可能となる。
本発明の一態様において、集塵装置は、第2モータと、第2モータによって回転駆動され、集塵用の空気流を生成するように構成されたファンとを備えてもよい。そして、制御装置は、集塵システムの姿勢に応じて第2モータの回転速度を設定するように構成されていてもよい。集塵システムの姿勢が異なれば、粉塵の発生状態も異なりうる。これに対し、集塵システムの姿勢に応じて第2モータの回転速度を設定することで、適切な集塵力を得ることが可能となる。
本発明の一態様において、駆動機構は、少なくとも、先端工具を駆動軸に沿って直線状に駆動するハンマ動作を遂行可能に構成されていてもよい。そして、制御装置は、被加工材の加工面に対する駆動軸の角度に応じて第2モータの回転速度を設定するように構成されていてもよい。ハンマ動作による加工作業時に加工面に対する駆動軸の角度、つまり、加工面に対する先端工具の角度が異なれば、粉塵の発生状態も異なりうる。これに対し、先端工具の角度に応じて第2モータの回転速度を設定することで、適切な集塵力を得ることが可能となる
本発明の一態様において、駆動機構は、第1動作モードと第2動作モードとを含む複数の動作モードを有してもよい。第1動作モードは、駆動機構が先端工具を駆動軸周りに回転駆動するドリル動作を少なくとも行う動作モードである。第2動作モードは、駆動機構が先端工具を駆動軸に沿って直線状に駆動するハンマ動作のみを行う動作モードである。そして、制御装置は、第1動作モードと第2動作モードとでは、異なる回転速度で第2モータを駆動するように構成されていてもよい。ドリル動作が行われる場合と、ハンマ動作のみが行われる場合とでは、粉塵の発生状態も異なりうる。これに対し、第1動作モードと第2動作モードとでは異なる回転速度で第2モータを駆動することで、適切な集塵力を得ることが可能となる。
本発明の一態様において、駆動機構は、ドリル動作の遂行時に駆動軸周りに回転するように構成された回転部材を含んでもよい。集塵装置システムは、回転部材の回転を検出するように構成された検出装置を更に備えてもよい。そして、制御装置は、検出装置の検出結果に基づいて、駆動機構が第1動作モードおよび第2動作モードのどちらで動作しているかを判別するように構成されていてもよい。本態様によれば、制御装置は、回転検出装置の検出結果に基づいて、動作モードに応じた適切な回転速度で第2モータを駆動することができる。
第1実施形態に係る集塵システムの断面図である。 集塵システムの電気的構成を示すブロック図である。 駆動モータの駆動制御処理のフローチャートである。 集塵システムの全体重量と加速度の閾値との対応関係の一例を模式的に示す図である。 集塵モータの駆動制御処理のフローチャートである。 集塵システムの全体重量と集塵モータの回転速度との対応関係の一例を模式的に示す図である。 第2実施形態における集塵モータの駆動制御処理のフローチャートである。 本体角度と集塵モータの回転速度との対応関係の一例を模式的に示す図である。 第3実施形態に係る集塵システムを上から見たときの加工面に対する駆動軸の角度を示す説明図である。 集塵システムの電気的構成を示すブロック図である。 集塵モータの駆動制御処理のフローチャートである。 第4実施形態に係る集塵システムの部分断面図である。 集塵システムの電気的構成を示すブロック図である。 集塵モータの駆動制御処理のフローチャートである。 第4実施形態の変形例に係る集塵システムの部分断面図である。 第4実施形態の別の変形例に係る集塵システムの部分断面図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
[第1実施形態]
図1~図6を参照して、第1実施形態に係る集塵システム1Aについて説明する。図1に示すように、本実施形態の集塵システム1Aは、ハンマドリル2Aと、集塵装置7Aとを含む。ハンマドリル2Aは、駆動モータ31の動力によって、取り外し可能に装着された先端工具91を駆動することで、加工作業(ハツリ作業や穴あけ作業)を行うように構成されている。より詳細には、ハンマドリル2Aは、先端工具91を駆動軸A1に沿って直線状に駆動するハンマ動作と、先端工具91を駆動軸A1周りに回転駆動するドリル動作とを遂行可能に構成されている。ハンマ動作によってハツリ作業が行われ、ドリル動作によって穴あけ作業が行われる。また、集塵装置7Aは、ハンマドリル2Aに取り外し可能に装着され、加工作業で発生した粉塵を収集するように構成されている。
まず、図1を参照して、ハンマドリル2Aの概略構成について説明する。
図1に示すように、ハンマドリル2Aの外郭は、主に、本体ハウジング21と、ハンドル25によって形成されている。本体ハウジング21は、駆動機構35を収容する駆動機構収容部22と、駆動モータ31を収容するモータ収容部23と、コントローラ5を収容するコントローラ収容部24とを含み、全体としては側面視略Z字状に形成されている。
駆動機構収容部22は、長尺の箱状体として形成されており、駆動軸A1に沿って延在している。駆動機構収容部22の駆動軸A1方向における一端部内には、先端工具91を着脱可能なツールホルダ39が配置されている。モータ収容部23は、長尺の箱状体として形成されており、駆動機構収容部22の駆動軸A1方向におけるもう一方の端部から、駆動軸A1から離れる方向に突出している。駆動モータ31は、モータシャフト311の回転軸が駆動軸A1に交差する方向(詳細には、駆動軸A1に対して斜め方向)に延在するように、モータ収容部23内に配置されている。
なお、以下の説明では、便宜上、駆動軸A1の軸方向(駆動軸A1方向ともいう)をハンマドリル2Aの前後方向と規定し、ツールホルダ39が設けられている一端部側をハンマドリル2Aの前側(先端領域側ともいう)、反対側を後側と規定する。また、駆動軸A1に直交する方向であって、モータシャフト311の回転軸の軸方向に対応する方向をハンマドリル2Aの上下方向と規定し、モータ収容部23が突出する方向を下方向、反対方向を上方向と規定する。更に、前後方向および上下方向に直交する方向を、左右方向と規定する。
コントローラ収容部24は、本体ハウジング21のうち、モータ収容部23の上下方向の略中央部(駆動モータ31の本体部が収容されている領域)から後方に延在する矩形箱状の部分である。コントローラ収容部24には、コントローラ5が収容されている。また、本実施形態では、コントローラ収容部24の下端部(コントローラ5の下側の部分)には、バッテリ(バッテリパック)93を着脱可能なバッテリ装着部245が前後方向に2つ並んで設けられている。本実施形態では、ハンマドリル2Aおよび集塵装置7Aは、バッテリ93から供給される電力により動作する。
ハンドル25は、全体としては側面視略C字状に形成されており、両端部が本体ハウジング21の後端部に連結されている。ハンドル25は、使用者によって把持される把持部26を有する。把持部26は、本体ハウジング21の後方に離間して配置され、駆動軸A1に交差するように、概ね上下方向に延在している。把持部26の上端部の前部には、使用者による押圧操作(引き操作)が可能なトリガ261が設けられている。
以下、ハンマドリル2Aの物理的構成の詳細について説明する。
まず、本体ハウジング21およびその内部構造について説明する。
図1に示すように、駆動機構収容部22には、駆動機構35が収容されている。駆動機構35は、駆動モータ31の動力によって、先端工具91を駆動するように構成されている。本実施形態では、駆動機構35は、運動変換機構と、打撃機構と、回転伝達機構とを含む。運動変換機構は、モータシャフト311の回転運動を直線運動に変換して打撃要素に伝達する機構であって、本実施形態では、揺動部材を用いた運動変換機構が採用されている。打撃機構は、直線状に動作して先端工具91を打撃することで、先端工具91を駆動軸A1に沿って直線状に駆動する機構であって、本実施形態では、ストライカとインパクトボルトとを含む。回転伝達機構は、モータシャフト311の回転運動を減速した上でツールホルダ39に伝達することで、先端工具91を回転駆動する機構であって、複数のギアを含む。ハンマドリル2Aの動作モード(ハンマドリルモード、ドリルモード、ハンマモード)は、使用者によるモード切替ダイアル(図示略)の操作に応じて、モード切替機構(図示略)によって、運動変換機構または回転伝達機構における動力の伝達が適宜遮断されることによって切り替えられる。なお、このような駆動機構35およびモード切替機構の構成については周知であるため、詳細な説明については省略する。
上述のように、モータ収容部23は、駆動機構収容部22の後端部に接続して下方に延びている。モータ収容部23の上側部分には、駆動モータ31が収容されている。本実施形態では、駆動モータ31として、直流ブラシレスモータが採用されている。駆動モータ31は、ステータとロータとを含むモータ本体部と、ロータから延設されてロータと一体的に回転するモータシャフト311とを備えている。モータシャフト311の回転軸は、駆動軸A1に対して斜め下前方に延びている。
また、モータ収容部23の上端部の後部には、変速ダイアルユニット231が収容されている。詳細な図示は省略するが、変速ダイアルユニット231は、使用者がモータ収容部23の外部から回動操作可能なダイアルと、回路基板に搭載された可変抵抗器とを含む。ダイアルは、使用者が駆動モータ31の回転速度を設定するための操作部材である。可変抵抗器は、ダイアルの回動位置に応じた抵抗値を出力する。変速ダイアルユニット231は、図示しない配線によってコントローラ5に接続されており、ダイアルの回動操作に応じた抵抗値(つまり、設定された回転速度)を示す信号を、コントローラ5に出力する。
また、モータ収容部23の下側部分(つまり、駆動モータ31よりも下側の領域)の後部には、加速度センサユニット63が支持されている。詳細な図示は省略するが、加速度センサユニット63は、ケースと、ケースに収容された基板と、基板に搭載された加速度センサ631(図2参照)とを含む。本実施形態では、加速度センサ631は、本体ハウジング21の駆動軸A1周りの回転状態を示す指標値(物理量)としての加速度を検出する。なお、本実施形態では、加速度センサユニット63は、駆動軸A1から離れたモータ収容部23の下端部内で、駆動軸A1の真下に配置されている。この位置では、駆動軸A1周りの本体ハウジング21の回転は、左右方向の動きとしてとらえうる。よって、加速度センサ631は、少なくとも左右方向の加速度を検出するように構成される。本実施形態では、前後、左右、上下の3方向の加速度を検出可能な3軸加速度センサが採用されている。加速度センサ631は、検出した加速度に対応する信号(以下、加速度信号という)を、図示しない配線を介してコントローラ5に出力するように構成されている。詳細は後述するが、本実施形態では、加速度信号は、先端工具のロック状態に起因する過度な回転が生じるか否か(キックバック発生の可能性)の判断に用いられる。
更に、モータ収容部23の下側部分の前端部には、集塵装置7Aを固定するための凹部が設けられている。この凹部には、集塵装置7Aのコネクタ715と電気的に接続可能に構成されたコネクタ59が設けられている。
コントローラ収容部24には、コントローラ5が収容されている。詳細な図示は省略するが、コントローラ5は、ケースと、ケースに収容された基板と、基板に搭載された制御回路50等(図2参照)を含む。詳細は後述するが、本実施形態では、コントローラ5は、トリガ261の操作状態と本体ハウジング21の駆動軸A1周りの回転状態とに基づいて、駆動モータ31の駆動を制御するように構成されている。
また、上述のように、コントローラ収容部24の下端部には、2つのバッテリ装着部245が設けられている。つまり、ハンマドリル2Aには、2つのバッテリ93を装着可能である。ハンマドリル2Aは、バッテリ93が1つのみ装着された場合でも、2つ装着された場合でも、動作可能である。ハンマドリル2Aは、2つのバッテリ93が装着された状態で使用されることが一般的であるが、例えば、2つのバッテリ93の使用可能時間(所謂ランタイム)を長くするために、1つのバッテリ93のみが装着された状態で(より低電圧で)使用されることも可能である。また、バッテリ装着部245には、図1に示すバッテリ93とは種類(例えば、電圧、容量)が異なるバッテリ93も装着可能である。
各バッテリ装着部245は、バッテリ93をスライド係合可能な係合構造(図示略)と、バッテリ93の係合に伴って、バッテリ93に電気的に接続可能な端子部246(図2参照)とを有する。なお、バッテリ装着部245およびバッテリ93の構成自体は周知であるため、ここでは簡単に説明すると、端子部246は、電源端子および通信端子とを有する。これらの電源端子と通信端子は、バッテリ93がバッテリ装着部245に装着されると、夫々、バッテリ93の電源端子および通信端子に接続される。電源端子の接続に伴い、バッテリ93からハンマドリル2Aに電力が供給される。また、通信端子の接続に伴い、バッテリ93の種類を示す信号(以下、バッテリ信号という)が、バッテリ93から、端子部246を介してコントローラ5へ入力される。
次に、ハンドル25およびその内部構造について説明する。
図1に示すように、ハンドル25は、把持部26と、上側連結部28と、下側連結部29とを含む。把持部26は、上述のように、上下方向に延在するように配置されており、上端部の前部には、トリガ261が設けられている。把持部26は、長尺の筒状に形成されており、その内部にはスイッチ263が収容されている。スイッチ263は、常時にはオフ状態で維持され、トリガ261の引き操作に応じてオン状態とされる。つまり、スイッチ263は、トリガ261の操作および操作の解除を検出可能に構成されている。また、スイッチ263は、図示しない配線によってコントローラ5(詳細には、制御回路50)に接続されており、オン状態の場合、コントローラ5に対し、トリガ261の操作量に対応する信号(以下、トリガ信号という)を出力する。上側連結部28は、把持部26の上端部から前方に延在し、本体ハウジング21の上後端部に連結される部分である。下側連結部29は、把持部26の下端部から前方に延在し、本体ハウジング21の中央後端部に連結される部分である。また、下側連結部29は、コントローラ収容部24の上側に配置されている。
本実施形態では、ハンドル25は、本体ハウジング21に対して相対移動可能に弾性連結されている。より詳細には、上側連結部28の前端部と駆動機構収容部22の後端部の間には、弾性部材281が介在している。一方、下側連結部29は、左右方向に延在する支持シャフト291を介して、モータ収容部23に対して回動可能に支持されている。このような構成によって、本体ハウジング21からハンドル25(把持部26)への振動伝達の抑制が図られている。
次に、集塵装置7Aについて説明する。なお、集塵装置7Aはハンマドリル2Aに装着された状態で使用されるため、以下の説明では、便宜上、集塵装置7Aの方向を、ハンマドリル2Aに装着されたときの集塵装置7Aの方向に合わせて規定する。
まず、集塵装置7Aの概略構成について説明する。図1に示すように、集塵装置7Aは、本体ハウジング70と、ダストケース73と、摺動部75と、粉塵移送路77とを備えている。本体ハウジング70は、ハンマドリル2Aの本体ハウジング21に着脱可能に構成されている。本体ハウジング70には、集塵モータ711と、集塵モータ711によって回転駆動され、集塵用の空気流を形成するように構成されたファン713とが収容されている。ダストケース73は、粉塵を収容するための容器であって、本体ハウジング70に取り外し可能に装着されている。摺動部75は、本体ハウジング70によって、前後方向に摺動可能に保持されている。また、摺動部75は、粉塵を吸引するための吸引口754を有し、先端工具91の先端を被覆可能なカバー部753を備えている。粉塵移送路77は、吸引口754から吸引された粉塵が移送される通路であって、摺動部75内を通り、ダストケース73に接続されている。
集塵モータ711が駆動され、ファン713が回転すると、加工作業によって生じた粉塵が空気と共に吸引口754から吸い込まれ、粉塵移送路77を通ってダストケース73に流入する。ダストケース73では、粉塵のみがフィルタ735によって空気から分離され、収容される。粉塵が分離された後の空気は、本体ハウジング70に設けられた排気口(図示略)から排出される。このようにして、集塵システム1Aでは、ハンマドリル2Aによる加工作業で生じた粉塵が、集塵装置7Aによって収集される。
以下、集塵装置7Aの詳細構成について説明する。
図1に示すように、本体ハウジング70は、側面視略Z状の中空体として形成されており、摺動ガイド部701と、コネクタ部703と、モータ収容部705とを含む。
摺動ガイド部701は、矩形箱状の部分であって、本体ハウジング70の上端部を構成している。摺動ガイド部701は、前後方向に延在する内部空間を有する。摺動ガイド部701の前端部には、内部空間を外部に連通させる開口が設けられている。周知の構成であるため詳細な説明および図示は省略するが、摺動ガイド部701の内部には、摺動部75を前後方向に摺動可能に保持するための構成が設けられている。
コネクタ部703は、摺動ガイド部701の後端部の下側に設けられ、上下方向に延在している。コネクタ部703の後壁部には、後方に突出する凸部が設けられている。この凸部には、ハンマドリル2Aのコネクタ59と電気的に接続可能なコネクタ715が設けられている。
モータ収容部705は、コネクタ部703の下側に設けられ、コネクタ部703よりも後方に延在する矩形箱状部分であって、本体ハウジング70の下端部を構成する。なお、周知の構成であるため詳細な説明および図示は省略するが、モータ収容部705の左右の上端には、前後方向に延びる一対のガイドレールが設けられている。また、ハンマドリル2Aのモータ収容部23の左右側面の下端部には、前後方向に延びる一対のガイド溝が設けられている。集塵装置7Aは、ガイドレールとガイド溝とのスライド係合を介して、ハンマドリル2Aの本体ハウジング21に装着される。なお、ハンマドリル2Aには、図1に示す集塵装置7Aとは種類(例えば、本体ハウジング70の大きさ、摺動部75の長さ)が異なる集塵装置7Aも装着可能である。集塵装置7Aが本体ハウジング21に装着されると、コネクタ部703の凸部がモータ収容部23の凹部に嵌合するとともに、コネクタ715がコネクタ59と電気的に接続する。
このようなコネクタ715、59による接続構造は周知であるため、ここでは簡単に説明すると、コネクタ59、715は、夫々、電源端子および通信端子とを有する。集塵装置7Aがハンマドリル2Aに装着されると、コネクタ715の電源端子と通信端子は、夫々、コネクタ59の電源端子および通信端子に接続される。電源端子の接続に伴い、コネクタ59、715を介してバッテリ93から集塵装置7Aに電力が供給される。また、通信端子の接続に伴い、集塵装置7Aの種類を示す信号(以下、集塵装置信号という)が、集塵装置7Aのコントローラ8から、コネクタ715、59を介してコントローラ5へ入力される。
モータ収容部705には、集塵モータ711と、ファン713と、コントローラ8とが収容されている。より詳細には、集塵モータ711は、モータシャフトが前後方向に延在するように配置されている。なお、本実施形態では、集塵モータ711としてブラシを有するモータが採用されている。ファン713は、集塵モータ711の本体部(ステータおよびロータ)の前側で、モータシャフトに固定されており、モータシャフトと一体的に回転する。なお、ファン713は遠心ファンである。モータ収容部705の前壁部には、ファン713の吸込み領域に対向するように開口が設けられている。詳細な図示は省略するが、コントローラ5は、ケースと、ケースに収容された基板と、基板に搭載された制御回路80等(図2参照)を含む。集塵装置7Aが上述のように本体ハウジング21に装着されると、コントローラ8は、コネクタ715、59を介して、ハンマドリル2Aのコントローラ5に接続される。詳細は後述するが、本実施形態では、コントローラ8は、トリガ261の操作状態に基づいて、集塵モータ711の駆動を制御するように構成されている。
図1に示すように、ダストケース73は、矩形箱状の容器であって、粉塵を含む空気流が流入する流入口と、粉塵が分離された後の空気流が流出する流出口とを有する。流出口は、モータ収容部705のファン713の前側に設けられた開口と連通している。ダストケース73の内部には、フィルタ735が配置されている。フィルタ735を通過した空気流は、流出口を介してダストケース73からモータ収容部705に流入し、排気口(図示略)から集塵装置7Aの外部へ排出される。
図1に示すように、摺動部75は、全体としては側面視略L字状の筒状部材であって、前後方向に直線状に延在する第1筒状部751と、第1筒状部751の前端部から上方に延びる第2筒状部752とを含む。カバー部753は、第2筒状部752の上端部に設けられており、先端工具91の先端を被覆可能に構成されている。吸引口754は、前後方向にカバー部753を貫通している。摺動部75は、常時、第1筒状部751の一部が摺動ガイド部701内に配置され、カバー部753を含む第2筒状部752が摺動ガイド部701から前方へ突出した状態で、本体ハウジング70に保持されている。
図1に示すように、粉塵移送路77は、摺動部75内を延在して、吸引口754とダストケース73の流入口とを接続する通路である。吸引口754から吸引された粉塵は、粉塵移送路77を通ってダストケース73まで移送される。本実施形態では、粉塵移送路77は、摺動部75の一部(第2筒状部752)と、ホース771と、ホース接続部775によって規定されている。ホース771は、蛇腹状に形成され、伸縮自在とされている。ホース771の一端部は、第2筒状部752の下端部に連結されている。ホース771の他端部は、摺動部75の後端から後方に突出し、ホース接続部775の一端部に連結されている。ホース接続部775の他端部は、流入口を介してダストケース73内に配置されている。このような構成により、吸引口754とダストケース73とを接続する粉塵移送路77が形成されている。
また、本実施形態では、ホース771には、バネ772が装着されている。本実施形態では、バネ772には、圧縮コイルバネが採用されている。摺動部75は、バネ772の弾性力によって、常時、本体ハウジング70から突出する方向、つまり前方に付勢されている。このため、摺動部75に対して後方へ向かう外力が作用しない状態(以下、初期状態ともいう)では、摺動部75は、初期位置(図1に示す位置)で保持される。先端工具91の先端とカバー部753とが被加工材に押し付けられた状態で、加工作業(例えば、穴あけ作業)が行われると、加工作業の進行に従い、バネ772の付勢力に抗して摺動部75が本体ハウジング70の内部に押し込まれる。そして、加工作業が終了し、押付けが解除されると、摺動部75は、バネ772の弾性力で、初期位置に復帰する。
以下、図2を参照して、ハンマドリル2Aおよび集塵装置7Aの電気的構成について説明する。
ハンマドリル2Aは、コントローラ5の基板に搭載された制御回路50と、駆動回路51と、電流検出アンプ55とを備えている。また、制御回路50には、ホールセンサ53、スイッチ263、変速ダイアルユニット231、加速度センサ631、端子部246、およびコネクタ59が電気的に接続されている。
本実施形態では、制御回路50は、CPU、ROM、RAM、タイマ等を含むマイクロコンピュータで構成されている。駆動回路51は、6つの半導体スイッチング素子を用いた三相ブリッジ回路を含む。電流検出アンプ55は、駆動モータ31に流れる電流をシャント抵抗によって電圧に変換し、更にアンプによって増幅した信号を制御回路50に出力する。ホールセンサ53は、駆動モータ31の各相に対応して配置される3つのホール素子を備えており、ロータの回転位置を示す信号を、制御回路50に出力する。上述のように、スイッチ263は、トリガ261の引き操作に応じて、トリガ261の操作量に対応するトリガ信号を、制御回路50に出力する。変速ダイアルユニット231は、ダイアルの回動操作を介して設定された回転速度に対応する信号を、制御回路50に出力する。加速度センサ631は、検出した加速度に対応する加速度信号を、制御回路50に出力する。端子部246は、バッテリ93から入力されるバッテリ信号を、制御回路50に出力する。
制御回路50は、ホールセンサ53、電流検出アンプ55、スイッチ263、変速ダイアルユニット231、加速度センサユニット63、端子部246等から入力された各種信号に基づいて、駆動モータ31の駆動を開始し、または停止する。また、駆動モータ31の回転速度を適宜設定し、回転速度に応じて各スイッチング素子の駆動デューティ比を設定し、これに応じた制御信号を駆動回路51に出力する。このようにして、制御回路50は、駆動モータ31の駆動を制御する。
集塵装置7Aは、コントローラ8の基板に搭載された制御回路80および駆動回路81を備えている。また、制御回路80には、コネクタ715が電気的に接続されている。本実施形態では、制御回路80は、制御回路50と同様、CPU、ROM、RAM、タイマ等を含むマイクロコンピュータで構成されている。駆動回路81は、スイッチング素子を備えている。
上述のように、集塵装置7Aが本体ハウジング21に装着されると、制御回路80は、コネクタ715、59を介して、ハンマドリル2Aの制御回路50に電気的に接続される。これに応じて、制御回路80は、制御回路50に集塵装置7Aの種類を示す集塵装置信号を出力する。なお、集塵装置7Aの種類は、例えば、制御回路50のROMに予め記憶されている。また、制御回路50は、制御回路80に接続されている間、少なくとも、スイッチ263からのトリガ信号と、後述の重量信号を、制御回路80に出力する。制御回路80は、駆動回路81のスイッチング素子のオン・オフ状態を切り替えることで、集塵モータ711の駆動を開始または停止する。また、集塵モータ711の回転速度を適宜設定し、これに応じた電流をスイッチング素子に流す。このようにして、制御回路80は、集塵モータ711の駆動を制御する。
集塵システム1Aにおける動作制御について説明する。なお、本実施形態では、ハンマドリル2Aの駆動モータ31の駆動は、ハンマドリル2Aの制御回路50によって制御される一方、集塵装置7Aの集塵モータ711の駆動は、集塵装置7Aの制御回路80によって別個に制御される。
まず、図3を参照して、ハンマドリル2Aの制御回路50(詳細には、CPU)によって実行される駆動モータ31の駆動制御処理の詳細について説明する。なお、駆動モータ31の駆動制御処理は、バッテリ93がバッテリ装着部245に装着されることでハンマドリル2Aへの電力供給が開始されると開始され、電力供給が停止されると終了される。なお、以下の説明および図では、処理中の各「ステップ」を「S」と簡略表記する。
図3に示すように、制御回路50はまず、トリガ信号を監視し、トリガ261が引き操作されてスイッチ263がオン状態とされるまで待機する(S211:NO、S211)。スイッチ263がオン状態とされると(S211:YES)、制御回路50は、バッテリ信号に基づいて、装着されているバッテリ93の数および種類を特定する(S212)。なお、上述したように、2つのバッテリ装着部245には、バッテリ93が1つのみ装着される場合と、2つ装着される場合とがある。2つのバッテリ93が装着されている場合、S212では、夫々のバッテリ93の種類が特定される。
続いて、制御回路50は、集塵装置信号の入力の有無に基づき、集塵装置7Aが装着されているか否かを判断する(S213)。集塵装置7Aが装着されている場合には(S213:YES)、制御回路50は、集塵装置信号に基づいて、集塵装置7Aの種類を特定する(S214)。集塵装置7Aが装着されていない場合には(S213:NO)、制御回路50は、そのままS215の処理に移行する。
制御回路50は、集塵システム1Aの全体重量に応じて、先端工具91のロック状態に起因する過度な回転が生じるか否か(キックバック発生の可能性)の判断に用いる閾値を設定する(S215)。
より詳細には、制御回路50は、S212で特定されたバッテリ93の数および種類と、S214で特定された集塵装置7Aの種類に基づいて、集塵システム1Aの全体重量を特定する。バッテリ93の重量は、種類(特に、容量)に応じて異なる。また、集塵装置7Aの重量は、その種類に応じて異なる。よって、集塵システム1A全体としての重量は、バッテリ93の数および種類、ならびに、集塵装置7Aの装着の有無および集塵装置7Aの種類に基づいて特定可能である。なお、バッテリ93の容量とその重量との対応関係、集塵装置7Aの種類とその重量との対応関係、およびハンマドリル2A自体の重量は、例えば、制御回路50のROMに予め記憶される。制御回路50は、これらの情報を参照して、集塵システム1A全体の重量を特定することができる。なお、制御回路50は、特定した集塵システム1A全体の重量に対応する信号(以下、重量信号という)を、集塵装置7Aの制御回路80に出力する。
更に、本実施形態では、制御回路50は、集塵システム1Aの全体重量と閾値について予め定められた対応関係に基づいて、閾値を設定する。対応関係を規定する情報(以下、対応関係情報という)は、例えば、制御回路50のROMに予め記憶される。
図4は、本実施形態で採用可能な対応関係情報を模式的に例示するものである。この例では、閾値は、全体重量が最小重量Wminから最大重量Wmaxまで増加するにつれて、最大値Amaxから最小値Aminまで段階的に低くなることが規定されている。これは、先端工具91のロック状態が生じた場合、集塵システム1Aの全体重量が小さいほど、集塵システム1Aは駆動軸A1周りに回転しやすくなり、集塵システム1Aの全体重量が大きいほど、集塵システム1Aは駆動軸A1周りに回転しにくくなることを考慮したものである。なお、この対応関係は、ハンマドリル2Aに装着可能な複数種類のバッテリ93の各々と、複数種類の集塵装置7Aの各々を組み合わせたときの集塵システム1Aの全体重量と、これに対応する最適な閾値とを、実際の測定に基づいて特定することで作成される。なお、図4は単なる例示であり、対応関係情報はこの例に限られるものではない。
図3に示すように、制御回路50は、閾値を設定した後、駆動モータ31を駆動する(S216)。なお、制御回路50は、一律の回転速度で駆動モータ31を駆動してもよいが、本実施形態では、トリガ261の操作量(操作割合)に応じて設定された回転速度で駆動モータ31を駆動する。具体的には、変速ダイアルユニット231によって設定された回転速度が、トリガ261の最大操作量に対応する回転速度(つまり、最高回転速度)として用いられる。そして、制御回路50は、最高回転速度とトリガ信号が示すトリガ261の操作量(操作割合)に基づいて駆動モータ31の回転速度を算出し、その回転速度で駆動モータ31を駆動する。
制御回路50は、加速度センサ631から出力される最新の加速度信号に基づいて、駆動軸A1周りの回転状態を示す左右方向の加速度を特定し、特定した加速度が、S215で設定された閾値を超えるか否かを判断する(S217)。加速度が閾値を超える場合(S217:YES)、制御回路50は、駆動モータ31の駆動を停止することで、先端工具91の駆動を停止し(S219)、S211の処理に戻る。一方、加速度が閾値を超えなければ(S217:NO)、制御回路50は、トリガ信号に基づき、スイッチ263がオフ状態とされたか否かを判断する(S218)。スイッチ263がオフ状態でなければ(S218:NO)、制御回路50は、トリガ261の操作量に応じた回転速度で駆動モータ31の駆動を継続する(S216)。スイッチ263オフ状態とされると(S218:YES)、制御回路50は、駆動モータ31の駆動を停止し(S219)、S211の処理に戻る。
次に、集塵装置7Aの制御回路80(詳細には、CPU)によって実行される集塵モータ711の駆動制御処理の詳細について説明する。なお、集塵モータ711の駆動制御処理は、バッテリ93がバッテリ装着部245に装着されることでハンマドリル2Aを介して集塵装置7Aへの電力供給が開始されると開始され、電力供給が停止されると終了される。
図5に示すように、制御回路80はまず、トリガ信号を監視し、トリガ261が引き操作されてスイッチ263がオン状態とされるまで待機する(S711:NO、S711)。スイッチ263がオン状態とされると(S711:YES)、制御回路80は、ハンマドリル2Aの制御回路50からの重量信号に基づいて、集塵システム1Aの全体重量を特定する(S712)。
制御回路80は、集塵システム1Aの全体重量に応じて集塵モータ711の回転速度を設定する(S713)。本実施形態では、制御回路80は、集塵システム1Aの全体重量と集塵モータ711の回転速度について予め定められた対応関係に基づいて、回転速度を設定する。対応関係を規定する情報(対応関係情報という)は、例えば、制御回路80のROMに予め記憶される。
図6は、本実施形態で採用可能な対応関係情報を模式的に例示するものである。この例では、集塵モータ711の回転速度は、集塵システム1Aの全体重量が所定の閾値W1以下の間は回転速度RLとされ、全体重量が閾値W1を超えると、回転速度RLよりも高い回転速度RHに変更されることが規定されている。これは、高出力化のために、バッテリ93が1つではなく2つ使用されたり、ある程度電圧が高く重量も大きいバッテリ93が使用されたりすると、加工作業で生じる粉塵も増加する傾向にあることを考慮したものである。対応関係情報は、複数種類のバッテリ93の各々と集塵装置7Aとを組み合わせたときの集塵システム1Aの全体重量と、これに対応する最適な回転速度とを、実際の測定に基づいて特定することで作成される。なお、図6は単なる例示であり、対応関係情報はこの例に限られるものではない。
図5に示すように、制御回路80は、集塵モータ711を設定した回転速度で駆動する(S714)。なお、本実施形態では、制御回路80は、集塵モータ711を一律の回転速度で駆動するが、駆動モータ31と同様、対応関係情報を参照して設定された回転速度を最高回転速度として、トリガ261の操作量に応じて回転速度を設定してもよい。制御回路80は、トリガ信号に基づき、スイッチ263がオフ状態とされるまで、設定した回転速度で集塵モータ711の駆動を継続し(S715:NO、S714)、スイッチ263オフ状態とされると(S715:YES)、集塵モータ711の駆動を停止し(S716)、S711の処理に戻る。
以上に説明したように、本実施形態では、ハンマドリル2Aの制御回路50(詳細には、CPU)は、本体ハウジング21の駆動軸A1周りの回転状態に対応する加速度と閾値との比較結果に基づいて、過度な回転が生じるか否かを判断する。また、制御回路50は、集塵システム1A全体の重量に応じて閾値を設定する。ハンマドリル2Aには、1つまたは2つのバッテリ93と、集塵装置7Aとが着脱可能である。よって、装着されるバッテリ93の数および種類、ならびに集塵装置7Aの装着の有無および集塵装置7Aの種類によって、集塵システム1A全体としての重量は異なる。上述のように、重量が異なれば、集塵システム1A全体の駆動軸A1周りの回転しやすさも異なる。特に、本実施形態では、全体重量が大きくなるほど設定される閾値は小さくなる。よって、本実施形態の制御回路50は、集塵システム1A全体の重量に応じた閾値を用いて過度な回転の可能性を適切に判断し、先端工具91の回転駆動を停止させることができる。
また、本実施形態では、集塵装置7Aの制御回路80(詳細には、CPU)は、集塵システム1A全体の重量に応じて、集塵モータ711の回転速度を設定する。上述のように、集塵システム1A全体の重量が異なれば、粉塵の発生状態も異なりうる。これに対し、本実施形態の集塵システム1Aは、全体の重量に応じた適切な集塵力を発揮することが可能となる。
[第2実施形態]
図7および図8を参照して、第2実施形態に係る集塵システム1Aについて説明する。本実施形態の集塵システム1Aは、第1実施形態の集塵システム1A(図1および図2参照)と同一の構成を有する。一方、本実施形態では、集塵システム1Aの動作制御に関しては、第1実施形態とは一部異なる処理が行われる。以下では、第1実施形態と同一の構成および処理の内容については、同一の符号を付して、適宜、その説明および図示を省略または簡略化し、主に、第1実施形態と異なる構成および/または処理の内容について説明する。この点については、これ以降の実施形態でも同様である。
本実施形態では、ハンマドリル2Aの制御回路50(詳細には、CPU)によって実行される駆動モータ31の駆動制御処理の内容は、基本的に第1実施形態と同一である。これに加え、制御回路50は、加速度センサ631からの加速度信号を、コネクタ59、715を介して、集塵装置7Aの制御回路80に出力する。
制御回路80(詳細には、CPU)によって実行される集塵モータ711の駆動制御処理は、次の通りである。図7に示すように、制御回路80はまず、トリガ信号を監視し、トリガ261が引き操作されてスイッチ263がオン状態とされるまで待機する(S731:NO、S731)。スイッチ263がオン状態とされると(S731:YES)、制御回路80は、集塵システム1Aの姿勢を特定する(S732)。第1実施形態で説明したように、加速度センサ631は、3軸方向加速度センサであって、重力加速度も検出している。よって、制御回路80は、検出された3方向の加速度に基づいて、例えば、重力方向に対する加速度センサ631の検出軸の傾斜角度、ひいては重力方向に対する駆動軸A1の傾斜角度(以下、本体角度という)を、重力方向を基準とした集塵システム1Aの姿勢として特定することができる。
制御回路80は、S732で特定した集塵システム1Aの姿勢(本体角度)に応じて集塵モータ711の回転速度を設定する(S733)。本実施形態では、制御回路80は、本体角度と集塵モータ711の回転速度について予め定められた対応関係に基づいて、回転速度を設定する。本体角度と集塵モータ711の回転速度との対応関係情報は、例えば、制御回路80のROMに予め記憶される。
図8は、本実施形態で採用可能な対応関係情報を模式的に例示するものである。この例では、駆動軸A1が水平方向に延在するときの本体角度が0度、駆動軸A1が鉛直方向(重力方向)下向きに延在するときの本体角度が―90度、鉛直方向上向きに延在するときの本体角度が90度と定義される。そして、集塵モータ711の回転速度は、本体角度が―30度から30度までの間の範囲にあるときを中心として、―30度から―90度までの範囲では段階的に低くなり、30度から90度までの範囲では段階的に高くなることが規定されている。これは、上向きで加工作業が行われると、粉塵が自重で使用者の方向に落下する可能性がある一方、下向きの場合は地面に落下することを考慮したものである。対応関係情報は、集塵システム1Aの姿勢に対応する最適な回転速度を、実際の測定に基づいて特定することで作成される。なお、図8は単なる例示であり、対応関係情報はこの例に限られるものではない。
図7に示すように、制御回路80は、集塵モータ711を設定した回転速度で駆動する(S734)。制御回路80は、トリガ信号に基づき、スイッチ263がオフ状態とされるまで、設定した回転速度で集塵モータ711の駆動を継続し(S735:NO、S734)、スイッチ263がオフ状態とされると(S735:YES)、集塵モータ711の駆動を停止し(S736)、S731の処理に戻る。
以上に説明したように、本実施形態の集塵システム1Aでは、集塵装置7Aの制御回路80は、集塵システム1Aの姿勢(本体角度)に応じて集塵モータ711の回転速度を設定する。上述のように、集塵システム1Aの姿勢が異なれば、粉塵の発生状態も異なりうる。これに対し、本実施形態の集塵システム1Aは、姿勢に応じた適切な集塵力を発揮することができる。
[第3実施形態]
図9~図11を参照して、第3実施形態に係る集塵システム1Cについて説明する。本実施形態の集塵システム1Cは、第1実施形態の集塵システム1A(図1および図2参照)とは、構成の一部が異なる。また、集塵システム1Cの動作制御に関しても、第1実施形態とは一部異なる処理が行われる。
まず、本実施形態の集塵システム1Cの構成について説明する。集塵システム1Cは、第1実施形態とは構成の一部が異なるハンマドリル2Cと、第1実施形態と同一の構成を有する集塵装置7A(図1および図2参照)とを含む。
具体的には、図9および図10に示すように、ハンマドリル2Cは、2つの距離センサ65を備えている。なお、図9では、理解をより容易とするため、集塵装置7Aの図示は省略されている。本実施形態では、距離センサ65として、赤外線方式の周知の距離センサが採用されている。2つの距離センサ65は、本体ハウジング21の前端部の左側部および右側部に設けられており、夫々、左方向と右方向に赤外光を照射し、受光した反射光に基づいて、被加工材の加工面との距離Lを検出するように構成されている。先端工具91の先端が被加工材に押し付けられ、駆動軸A1が被加工材の加工面に対して傾斜した状態で加工作業が行われるときには、距離センサ65によって検出される距離Lは、加工面に対する駆動軸A1の角度θに対応する。距離センサ65は、制御回路50に電気的に接続されており、検出した距離L(角度θ)に対応する信号(以下、距離信号という)を、制御回路50に出力するように構成されている。
次に、本実施形態における集塵システム1Cの動作制御について説明する。
本実施形態では、ハンマドリル2Cの制御回路50(詳細には、CPU)によって実行される駆動モータ31の駆動制御処理の内容は、基本的に第1実施形態と同一である。これに加え、制御回路50は、距離センサ65からの距離信号を、コネクタ59、715を介して、集塵装置7Aの制御回路80に出力する。
制御回路80(詳細には、CPU)によって実行される集塵モータ711の駆動制御処理は、次の通りである。図11に示すように、制御回路80はまず、トリガ信号を監視し、トリガ261が引き操作されてスイッチ263がオン状態とされるまで待機する(S751:NO、S751)。スイッチ263がオン状態とされると(S751:YES)、制御回路80は、距離信号に基づいて、距離センサ65と加工面との距離Lを特定する(S752)。
制御回路80は、特定した距離Lに応じて、集塵モータ711の回転速度を設定する(S753)。本実施形態では、制御回路80は、距離Lと集塵モータ711の回転速度について予め定められた対応関係(角度θと集塵モータ711の回転速度との対応関係ともいえる)に基づいて、回転速度を設定する。距離Lと集塵モータ711の回転速度との対応関係情報は、例えば、制御回路80のROMに予め記憶される。詳細は図示しないが、本実施形態では、集塵モータ711の回転速度は、距離Lが所定の閾値以上の場合には回転速度RLとされ、距離Lが所定の閾値よりも小さい場合、回転速度RLよりも高い回転速度RHとされることが規定されている。これは、距離Lがある程度短い、つまり角度θがある程度小さい状態で先端工具91によって加工作業(特に、ハツリ作業)が行われると、加工作業で生じる粉塵も増加する傾向にあることを考慮したものである。対応関係情報は、距離L(角度θ)に対応する最適な回転速度を、実際の測定に基づいて特定することで作成される。
制御回路80は、集塵モータ711を設定した回転速度で駆動する(S754)。制御回路80は、トリガ信号に基づき、スイッチ263がオフ状態とされるまで、設定した回転速度で集塵モータ711の駆動を継続し(S755:NO、S754)、スイッチ263オフ状態とされると(S755:YES)、集塵モータ711の駆動を停止し(S756)、S751の処理に戻る。
以上に説明したように、本実施形態の集塵システム1Cでは、集塵装置7Aの制御回路80は、被加工材の加工面に対する駆動軸A1の角度θに応じて集塵モータ711の回転速度を設定する。上述のように、加工作業(特に、ハツリ作業)時に加工面に対する駆動軸A1の角度、つまり、加工面に対する先端工具91の角度が異なれば、粉塵の発生状態も異なりうる。これに対し、本実施形態の集塵システム1Cは、先端工具91の角度に応じた適切な集塵力を発揮することができる。なお、上述の例に代えて、集塵モータ711の回転速度は、距離Lに応じて比例的(線形)または二次関数的(非線形)に変更されてもよいし、段階的に変更されてもよい。
[第4実施形態]
図12~図14を参照して、第4実施形態に係る集塵システム1Dについて説明する。本実施形態の集塵システム1Dは、第1実施形態の集塵システム1A(図1および図2参照)とは、構成の一部が異なる。また、集塵システム1Dの動作制御に関しても、第1実施形態とは一部異なる処理が行われる。
まず、本実施形態の集塵システム1Dの構成について説明する。集塵システム1Dは、第1実施形態とは構成の一部が異なるハンマドリル2Dおよび集塵装置7Dとを含む。
具体的には、図12に示すように、ハンマドリル2Dは、ツールホルダ39の外周部に固定された磁石86を備えている。ツールホルダ39は、モード切替ダイアル(図示略)を介して、ドリル動作を伴う動作モード、つまり、ハンマドリルモードおよびドリルモードの何れか一方が選択された場合、駆動機構35の回転伝達機構によって回転駆動される。このとき、磁石86は、ツールホルダ39と一体的に回転する。一方、集塵装置7Dは、本体ハウジング70(詳細には、摺動ガイド部701)の上端部に配置された回転センサ85を備えている。より詳細には、回転センサ85は、前後方向において、磁石86と同じ位置に配置される。回転センサ85は、ホール素子を備えたセンサであって、磁石86が所定の検出範囲内に配置されると、磁石86を検出する。
本実施形態では、回転センサ85は、磁石86が駆動軸A1の真下に配置されると、磁石86を検出するように構成されている。よって、ツールホルダ39が回転駆動されていない場合(つまり、駆動機構35全体が駆動されていない場合、または回転伝達機構が駆動されていない場合)には、回転センサ85が磁石86を検出しない状態または磁石86を検出する状態が継続することになる。一方、ツールホルダ39が回転駆動されている場合(つまり、回転伝達機構が駆動されている場合)には、回転センサ85は、磁石86を検出しない状態と、検出する状態とを交互に繰り返すことになる。このようにして、回転センサ85は、ツールホルダ39の回転を検出する。図13に示すように、回転センサ85は、制御回路80に電気的に接続されており、検出結果を示す信号(以下、回転信号という)を、制御回路80に出力するように構成されている。
次に、本実施形態における集塵システム1Dの動作制御について説明する。
本実施形態では、ハンマドリル2Dの制御回路50(詳細には、CPU)によって実行される駆動モータ31の駆動制御処理の内容は、基本的に第1実施形態と同一である。
集塵装置7Dの制御回路80(詳細には、CPU)によって実行される集塵モータ711の駆動制御処理は、次の通りである。図14に示すように、制御回路80はまず、トリガ信号を監視し、トリガ261が引き操作されてスイッチ263がオン状態とされるまで待機する(S771:NO、S771)。スイッチ263がオン状態とされると(S771:YES)、制御回路80は、回転センサ85からの回転信号に基づいて、駆動機構35が、ドリル動作(ツールホルダ39の回転駆動)を伴う動作モード(つまり、ハンマドリルモードまたはドリルモード)と、ハンマ動作のみの動作モード(つまり、ハンマモード)のうち、どちらで動作しているかを判別する(S772)。
制御回路80は、特定した動作モードに応じて、集塵モータ711の回転速度を設定する(S773)。本実施形態では、制御回路80は、動作モードと集塵モータ711の回転速度について予め定められた対応関係に基づいて、回転速度を設定する。動作モードと集塵モータ711の回転速度との対応関係情報は、例えば、制御回路80のROMに予め記憶される。詳細は図示しないが、本実施形態では、集塵モータ711の回転速度は、動作モードがハンマドリルモードまたはドリルモードの場合には回転速度RHとされ、動作モードがハンマモードの場合には、回転速度RHよりも低い回転速度RLとされることが規定されている。これは、ハンマモードでハツリ作業が行われるときよりも、ハンマドリルモードまたはドリルモードで穴あけ作業が行われるときの方が、より細かい粉塵が周囲に拡散する傾向にあることを考慮したものである。なお、この対応関係は、ハンマドリルモードおよびドリルモードに対応する最適な回転速度と、ハンマモードに対応する最適な回転速度とを、実際の測定に基づいて特定することで作成される。
制御回路80は、集塵モータ711を設定した回転速度で駆動する(S774)。制御回路80は、トリガ信号に基づき、スイッチ263がオフ状態とされるまで、設定した回転速度で集塵モータ711の駆動を継続し(S775:NO、S754)、スイッチ263オフ状態とされると(S775:YES)、集塵モータ711の駆動を停止し(S776)、S771の処理に戻る。
以上に説明したように、本実施形態の集塵システム1Dでは、集塵装置7Dに、ツールホルダ39の回転を検出可能な回転センサ85が設けられている。そして、制御回路80が、回転センサ85の検出結果に基づいて、ハンマドリル2Dの動作モードを判別し、動作モードに応じて集塵モータ711の回転速度を設定する。上述のように、ドリル動作が行われる場合と、ハンマ動作のみが行われる場合とでは、粉塵の発生状態も異なりうる。これに対し、本実施形態の集塵システム1Dは、動作モードに応じた適切な集塵力を発揮することができる。また、本実施形態では、回転センサ85と制御回路80とが、何れも集塵装置7Dに設けられている。このため、制御回路80は、回転信号に関しては、ハンマドリル2Dの制御回路50との通信が不要であり、処理効率に優れている。
なお、磁石86および回転センサ85は、図12の例とは異なる位置に配置されてもよい。この場合、駆動機構35のうち、ドリル動作を伴う動作モードでの駆動時に駆動軸A1周りに回転する部材に磁石86が設けられ、磁石86を検出可能な位置に回転センサ85が設けられればよい。
例えば、図15に示す集塵システム1Eのように、磁石86は、ハンマドリル2Eのチャック38の外周部に配置されてもよい。チャック38は、ツールホルダ39に装着されており、ツールホルダ39と一体的に回転する。一方、回転センサ85は、集塵装置7Eの本体ハウジング70の上端部に配置され、チャック38の回転を検出して、回転信号を制御回路80に出力するように構成されればよい。
また、例えば、図16に示す集塵システム1Fのように、回転センサ85はハンマドリル2Fに設けられてもよい。この場合、回転センサ85は、本体ハウジング21のうち、潤滑剤が封入される領域の外部に配置される。図16の例では、回転センサ85は、ハンマドリル2Fのバレル部215に配置されている。バレル部215は、本体ハウジング21の前端部を構成する円筒状の部分であって、補助ハンドル95(一部のみ図示)を着脱可能に構成されている。図示は省略するが、回転センサ85は、制御回路50に電気的に接続されて、回転信号を制御回路50に出力し、制御回路50は、この回転信号を制御回路80に出力すればよい。
図15および図16の変形例においても、制御回路80は、第4実施形態と同様、ハンマドリル2E、2Fの動作モードに応じた適切な回転速度で集塵モータ711を駆動することができる。
上記実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下に示す。集塵システム1A、1C、1D、1E、1Fの各々は、「集塵システム」の一例である。ハンマドリル2A、2C、2D、2E、2Fの各々は、「動力工具」の一例である。先端工具91は、「先端工具」の一例である。集塵装置7A、7D、7Eの各々は、「集塵装置」の一例である。バッテリ装着部245、駆動モータ31、駆動機構35、本体ハウジング21は、夫々、「バッテリ装着部」、「第1モータ」、「駆動機構」の一例である。制御回路50および制御回路80は、「制御装置」の一例である。集塵モータ711、ファン713は、夫々、「第2モータ」、「ファン」の一例である。ツールホルダ39、チャック38の各々は、「回転部材」の一例である。回転センサ85は、「検出装置」の一例である。
なお、上記実施形態は単なる例示であり、本発明に係る打撃工具は、例示された集塵システム1A、1C、1D、1E、1F(以下、単に集塵システム1A等という)の構成や処理の内容に限定されるものではない。例えば、第1~第4実施形態の各々で例示された構成および処理の内容は、他の実施形態で例示された構成および処理の内容の1つまたは複数と組み合わせて採用されうる。また、第1~第4実施形態の各々で例示された構成および処理の内容の一部は、適宜、省略されうる。
以下に、採用可能な更なる変更について例示する。なお、これらの変更は、これらのうちいずれか1つのみ、あるいは複数が、実施形態に示す集塵システム1A等、あるいは各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。
上記実施形態では、先端工具を駆動することで、加工作業を行うように構成された動力工具の一例として、ハンマドリル2A、2C、2D、2E、2F(以下、単にハンマドリル2A等という)が挙げられている。しかしながら、集塵システム1A等で採用可能な動力工具は、ハンマドリル2A等に限られるものではなく、粉塵が発生しうる加工作業(例えば、穴あけ作業、ハツリ作業)に用いられるいかなる動力工具(典型的には、穿孔工具、打撃工具)が採用されてもよい。例えば、ハンマドリル2A等に代えて、電動ハンマ、振動ドリル、電動ドリルが採用されてもよい。また、ハンマドリルモードとハンマモードのみを有するハンマドリルが採用されてもよい。
上記実施形態では、ハンマドリル2A等の制御回路50および集塵装置7A、7D、7E(以下、単に集塵装置7A等という)の制御回路80は、互いから独立して、駆動モータ31および集塵モータ711の駆動を制御する。しかしながら、例えば、制御回路50が、上述の駆動モータ31および集塵モータ711の駆動制御処理を両方とも行ってもよい。また、上述の駆動モータ31および集塵モータ711の駆動制御処理の各々が、複数の制御回路で分散処理されてもよい。なお、上記実施形態では、制御回路50、80が、CPU等を含むマイクロコンピュータによって構成される例が挙げられている。しかしながら、制御回路50、80は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuits)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのプログラマブル・ロジック・デバイスで構成されていてもよい。
第1実施形態では、先端工具91のロック状態に起因する過度な回転が生じるか否か(キックバック発生の可能性)の判断に、加速度が用いられている。しかしながら、過度な回転に関する判断方法は、この例に限られるものではない。例えば、本体ハウジング21の駆動軸A1周りの回転状態に対応する指標値として、本体ハウジング21の速度、角速度、または角加速度が採用され、対応する閾値が適宜設定されてもよい。また、先端工具91に対する負荷に対応する指標値(例えば、駆動モータ31の負荷電流、バッテリ93の温度変化)が、加速度等に代えて、または加速度等とあわせて採用され、対応する閾値が適宜設定されてもよい。
第4実施形態およびその変形例では、ハンマドリル2D、2E、2Fの動作モードを判別するための構成として、磁界検出式の回転センサ85が設けられている。しかしながら、回転センサ85に代えて、例えば、光学式のセンサが採用されてもよい。また、ツールホルダ39やチャック38の回転を検出する以外の方法で、動作モードの判別が行われてもよい。例えば、モード切替ダイアル(図示略)の切替位置(つまり、選択された動作モードに対応する位置)に応じて異なる信号を出力するように構成された接触式または非接触式の検出装置が採用されてもよい。
ハンマドリル2A等の本体ハウジング21、ハンドル25の構成および連結構造や、ハンマドリル2A等の内部構造(駆動モータ31、駆動機構35、コントローラ5等)の構成および配置は、適宜変更されうる。例えば、駆動モータ31は、ブラシを有するモータであってもよい。駆動機構35には、揺動部材を用いた運動変換機構ではなく、クランク機構を用いた運動変換機構が採用されてもよい。
バッテリ装着部245は、ハンドル25に設けられる代わりに、本体ハウジング21に設けられていてもよい。また、バッテリ装着部245の数(つまり、装着可能なバッテリ93の数)は2つに限られず、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
集塵装置7Aの構成についても、適宜変更が可能である。例えば、本体ハウジング70、摺動部75および粉塵移送路77の形状や配置、ハンマドリル2Aに対する着脱構造、集塵モータ711およびファン713の構成は、適宜変更されうる。例えば、集塵モータ711はブラシレスモータであってもよい。また、上述のように、ハンマドリル2A等の制御回路50が、駆動モータ31および集塵モータ711の駆動を制御する場合には、コントローラ8は、制御回路80を備えず、駆動回路81のみを備えていてもよい。
また、例えば、上記実施形態では、集塵装置7A等に、集塵用の空気流を形成するためのファン713と、ファン713を回転駆動するように構成された集塵モータ711とが収容されている。しかしながら、集塵装置7A等は、ファン713および集塵モータ711を備えなくてもよい。この場合、集塵装置7A等が装着されるハンマドリル2A等またはその他の動力工具に、集塵用のファンが設けられ、駆動モータ31によって回転駆動されればよい(例えば、特開2017-221986参照)。この場合、例えば、制御回路50は、図3に示す駆動制御処理のS216において、駆動モータ31を、S215で特定した集塵システム1A等の全体重量に応じた回転速度で駆動してもよい。
更に、本発明および上記実施形態の趣旨に鑑み、以下の態様が構築される。以下の態様は、上述の実施形態とその変形例、および各請求項に記載された発明の1つまたは複数と組み合わされて採用されうる。
[態様1]
前記少なくとも1つのバッテリ装着部には、複数種類のバッテリを選択的に装着可能である。
[態様2]
前記制御装置は、前記少なくとも1つのバッテリ装着部に装着されている前記バッテリの種類を判別し、前記バッテリの種類に基づいて前記重量を特定するように構成されている。
[態様3]
前記少なくとも1つのバッテリ装着部は、複数のバッテリ装着部を含み、
前記制御装置は、前記複数のバッテリ装着部に装着されている前記バッテリの数を判別し、前記数に基づいて前記重量を特定するように構成されている。
[態様4]
前記本体ハウジングには、複数種類の集塵装置を選択的に装着可能である。
[態様5]
前記制御装置は、前記動力工具に装着されている前記集塵装置の種類を判別し、前記集塵装置の種類に基づいて前記重量を特定するように構成されている。
[態様6]
前記本体ハウジングは、前記集塵装置を着脱可能に構成されるとともに、第1コネクタを有し
前記集塵装置は、前記本体ハウジングへの装着に伴って前記第1コネクタに接続可能な第2コネクタを有し、
前記制御装置は、前記動力工具に設けられ、前記第1コネクタと前記第2コネクタとが接続されると、前記集塵装置の種類を判別するように構成されている
[態様7]
前記動力工具は、前記駆動軸周りの前記本体ハウジングの回転状態に対応する指標値を検出するように構成された検出装置を更に備え、
前記制御装置は、前記指標値と所定の基準値との比較結果に基づいて、前記過度な回転が生じるか否かの判断を行うように構成されており、
前記制御装置は、前記重量に応じて前記基準値を設定するように構成されている。
上記実施形態の加速度センサ631は、本態様における「検出装置」の一例である。
[態様8]
態様7において、
前記検出装置は、前記指標値として、速度、加速度、角速度、または角加速度を検出するように構成されており、
前記制御装置は、前記重量が大きくなるほど前記基準値を小さい値に変更するように構成されている。
[態様9]
前記制御装置は、
前記動力工具に設けられ、前記動力工具の動作を制御するように構成された第1制御装置と、
前記集塵装置に設けられ、前記集塵装置の動作を制御するように構成された第2制御装置とを含む。
上記実施形態の制御回路50、80は、夫々、本態様における「第1制御装置」、「第2制御装置」の一例である。
更に、重量が異なる複数種類のバッテリおよび集塵装置を着脱可能な動力工具に関し、バッテリおよび/または集塵装置が装着された状態での制御に関する改善を提供することを目的として、態様10が構築される。態様10は、単独で、あるいは、上述の実施形態とその変形例、態様1~9、および各請求項に記載された発明の1つまたは複数と組み合わされて採用されうる。
[態様10]
先端工具を駆動することで、被加工材に対する加工作業を行うように構成された動力工具であって、
各々がバッテリを着脱可能に構成された少なくとも1つのバッテリ装着部と、
前記バッテリから供給される電力で動作するように構成された第1モータと、
前記第1モータの動力によって、前記先端工具を駆動するように構成された駆動機構と、
前記第1モータおよび前記駆動機構を収容するとともに、前記加工作業で発生した粉塵を収集するように構成された集塵装置を選択的に装着可能に構成された本体ハウジングと、
前記動力工具に装着された少なくとも1つのバッテリおよび/または前記集塵装置の重量に応じて、前記動力工具の動作を制御するように構成された制御装置とを備えたことを特徴とする動力工具。
1A、1C、1D、1E、1F:集塵システム、2A、2C、2D、2E、2F:ハンマドリル、21:本体ハウジング、215:バレル部、22:駆動機構収容部、23:モータ収容部、231:変速ダイアルユニット、24:コントローラ収容部、245:バッテリ装着部、246:端子部、25:ハンドル、26:把持部、261:トリガ、263:スイッチ、28:上側連結部、281:弾性部材、29:下側連結部、291:支持シャフト、31:駆動モータ、311:モータシャフト、35:駆動機構、38:チャック、39:ツールホルダ、5:コントローラ、50:制御回路、51:駆動回路、53:ホールセンサ、55:電流検出アンプ、59:コネクタ、63:加速度センサユニット、631:加速度センサ、65:距離センサ、7A、7D、7E:集塵装置、70:本体ハウジング、701:摺動ガイド部、703:コネクタ部、705:モータ収容部、711:集塵モータ、713:ファン、715:コネクタ、73:ダストケース、735:フィルタ、75:摺動部、751:第1筒状部、752:第2筒状部、753:カバー部、754:吸引口、77:粉塵移送路、771:ホース、772:バネ、775:ホース接続部、8:コントローラ、80:制御回路、81:駆動回路、85:回転センサ、86:磁石、91:先端工具、93:バッテリ、95:補助ハンドル、A1:駆動軸

Claims (6)

  1. 先端工具を駆動することで、被加工材に対する加工作業を行うように構成された動力工具と、前記動力工具に取り外し可能に装着され、前記加工作業で発生した粉塵を収集するように構成された集塵装置とを備えた集塵システムであって、
    前記動力工具は、
    各々がバッテリを着脱可能に構成された少なくとも1つのバッテリ装着部と、
    前記バッテリから供給される電力で動作するように構成された第1モータと、
    前記第1モータの動力によって、前記先端工具を駆動するように構成された駆動機構と、
    前記第1モータおよび前記駆動機構を収容する本体ハウジングと、を備え、
    前記集塵装置は、
    第2モータと、
    前記第2モータによって回転駆動され、集塵用の空気流を生成するように構成されたファンとを備え、
    前記集塵システムは、前記集塵システム全体の状態に応じて、前記動力工具および前記集塵装置の少なくとも一方の動作を制御するように構成された制御装置を備え
    前記制御装置は、前記集塵システム全体の重量を特定し、予め定められて記憶された前記重量と前記第2モータの回転速度との対応関係に基づいて、前記第2モータの前記回転速度を設定するように構成されていることを特徴とする集塵システム。
  2. 先端工具を駆動することで、被加工材に対する加工作業を行うように構成された動力工具と、前記動力工具に取り外し可能に装着され、前記加工作業で発生した粉塵を収集するように構成された集塵装置とを備えた集塵システムであって、
    前記動力工具は、
    各々がバッテリを着脱可能に構成された少なくとも1つのバッテリ装着部と、
    前記バッテリから供給される電力で動作するように構成された第1モータと、
    前記第1モータの動力によって、前記先端工具を駆動するように構成された駆動機構と、
    前記第1モータおよび前記駆動機構を収容する本体ハウジングと、を備え、
    前記集塵装置は、
    第2モータと、
    前記第2モータによって回転駆動され、集塵用の空気流を生成するように構成されたファンとを備え、
    前記集塵システムは、前記集塵システム全体の状態に応じて、前記動力工具および前記集塵装置の少なくとも一方の動作を制御するように構成された制御装置を備え、
    前記制御装置は、前記集塵システムの姿勢を特定し、予め定められて記憶された前記集塵システムの前記姿勢と前記第2モータの回転速度との対応関係に基づいて、前記第2モータの前記回転速度を設定するように構成されていることを特徴とする集塵システム。
  3. 先端工具を駆動することで、被加工材に対する加工作業を行うように構成された動力工具と、前記動力工具に取り外し可能に装着され、前記加工作業で発生した粉塵を収集するように構成された集塵装置とを備えた集塵システムであって、
    前記動力工具は、
    各々がバッテリを着脱可能に構成された少なくとも1つのバッテリ装着部と、
    前記バッテリから供給される電力で動作するように構成された第1モータと、
    前記第1モータの動力によって、前記先端工具を駆動するように構成された駆動機構と、
    前記第1モータおよび前記駆動機構を収容する本体ハウジングと、を備え、
    前記集塵装置は、
    第2モータと、
    前記第2モータによって回転駆動され、集塵用の空気流を生成するように構成されたファンとを備え、
    前記集塵システムは、前記集塵システム全体の状態に応じて、前記動力工具および前記集塵装置の少なくとも一方の動作を制御するように構成された制御装置を備え、
    前記駆動機構は、少なくとも、前記先端工具を駆動軸に沿って直線状に駆動するハンマ動作を遂行可能に構成されており、
    前記制御装置は、前記被加工材の加工面に対する前記駆動軸の角度を特定し、予め定められて記憶された前記角度と前記第2モータの回転速度との対応関係に基づいて、前記第2モータの前記回転速度を設定するように構成されていることを特徴とする集塵システム。
  4. 先端工具を駆動することで、被加工材に対する加工作業を行うように構成された動力工具と、前記動力工具に取り外し可能に装着され、前記加工作業で発生した粉塵を収集するように構成された集塵装置とを備えた集塵システムであって、
    前記動力工具は、
    各々がバッテリを着脱可能に構成された少なくとも1つのバッテリ装着部と、
    前記バッテリから供給される電力で動作するように構成された第1モータと、
    前記第1モータの動力によって、前記先端工具を駆動するように構成された駆動機構と、
    前記第1モータおよび前記駆動機構を収容する本体ハウジングと、を備え、
    前記集塵装置は、
    第2モータと、
    前記第2モータによって回転駆動され、集塵用の空気流を生成するように構成されたファンとを備え、
    前記集塵システムは、前記集塵システム全体の状態に応じて、前記動力工具および前記集塵装置の少なくとも一方の動作を制御するように構成された制御装置を備え、
    前記駆動機構は、前記先端工具を駆動軸周りに回転駆動するドリル動作を少なくとも行う第1動作モードと、前記先端工具を前記駆動軸に沿って直線状に駆動するハンマ動作のみを行う第2動作モードとを含む複数の動作モードを有し、
    前記制御装置は、前記第1動作モードと前記第2動作モードとでは、異なる回転速度で前記第2モータを駆動するように構成されていることを特徴とする集塵システム。
  5. 請求項に記載の集塵システムであって、
    前記駆動機構は、前記ドリル動作の遂行時に前記駆動軸周りに回転するように構成された回転部材を含み、
    前記集塵システムは、前記回転部材の回転を検出するように構成された検出装置を更に備え、
    前記制御装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記駆動機構が前記第1動作モードおよび前記第2動作モードのどちらで動作しているかを判別するように構成されていることを特徴とする集塵システム。
  6. 請求項1~5の何れか1つに記載の集塵システムであって、
    前記駆動機構は、少なくとも、前記先端工具を駆動軸周りに回転駆動するドリル動作を遂行可能に構成されており、
    前記制御装置は、前記駆動軸周りの前記本体ハウジングの回転状態に対応する指標値と閾値との比較結果に基づいて、前記本体ハウジングの前記駆動軸周りの過度な回転が生じると判断すると、前記先端工具の回転駆動を停止させるように構成されており、
    前記制御装置は、前記集塵システム全体の重量を特定し、予め定められて記憶された前記重量と前記閾値との対応関係に基づいて、前記閾値を設定するように構成されていることを特徴とする集塵システム。
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