WO2012035813A1

WO2012035813A1 - 電動手工具

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Publication number: WO2012035813A1
Application number: PCT/JP2011/059622
Authority: WO
Inventors: 真人風間; 秀二中村; 則和増田
Original assignee: 株式会社アルファ
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2012-03-22
Also published as: JP2012061541A

Abstract

　電動手工具は、使用時状態と不使用時状態との間を手動で移行操作可能な状態可変部分１を備える。電動手工具の動作は、状態可変部分１の状態を検出し、状態可変部分１の使用時状態が検出されているときに認証ＩＤに対する認証を行い、認証ＩＤに対する認証成立を条件として加工先端部４の作動を可能にする、ことによって制御される。

Description

電動手工具

　本発明は、電動手工具に関するものである。

　使用に当たって所定の認証動作を要求することにより盗難等を防止することのできる電動手工具としては、特許文献１に記載のものが知られている。

　この従来例において、電動手工具にはドリル等の加工先端部の動作開始スイッチとなるトリガと、工具利用者が所持する認証用機器を認証するための認証回路部が設けられており、認証回路部における認証成立を条件にトリガによる工具の作動が可能とされる。

　しかし、上述した従来例において、認証が成立した後、トリガを操作すると、工具先端部が動作するために、例えば、工具先端部の取り付け、あるいはハンドル部のセッティングが不完全である等、安全な作業のために必要な準備が完了していなくても作業が開始される。このため、安全性の確保という点においては、不十分であるという問題がある。

ＵＳ２００６／０１７９４７３

　本発明の一以上の実施例は、安全な作業を保証することのできる電動手工具、および、その動作制御方法を提供する。

　本発明の一以上の実施例によれば、電動手工具は、使用時状態と不使用時状態との間を手動で移行操作可能な予め管理対象として指定された状態可変部分１と、ハウジング２内に収容された電気的駆動装置３と、駆動要求に対する電気的駆動装置３の駆動の可否を決定する動作可否設定部５と、状態可変部分１の使用時状態を検出する可変部検出ユニット６と、可変部検出ユニット６における使用時状態の検出を条件に動作が開始され入力された認証ＩＤに対する認証成立を条件に前記動作可否設定部５を動作可能状態にセットする認証部７と、を備えてもよい。

　また、本発明の一以上の実施例によれば、使用時状態と不使用時状態との間を手動で移行操作可能な状態可変部分１を備えた電動手工具の動作制御方法は、状態可変部分１の状態を検出する工程と、状態可変部分１の使用時状態が検出されているときに認証ＩＤに対する認証を行う工程と、認証ＩＤに対する認証成立を条件として加工先端部４の作動を可能にする工程と、を備えてもよい。

　その他の特徴および効果は、実施例の記載および添付のクレームより明白である。

図１（ａ）は、典型的実施例の電動手工具の側面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の要部断面図である。図１（ｃ）は補助ハンドルを示す正面図である。図２（ａ）～図２（ｃ）は、ドリルビット検出部の動作を示す説明図である。図２（ａ）は、ドリルビット装着前を示す。図２（ｂ）はスライダを操作した状態を示す。図２（ｃ）はドリルビット装着状態を示す。図３は、補助ハンドル検出部を示す説明図である。図４は、電動手工具の機能ブロック図である。図５は、電動手工具の動作を示すフローチャートである。図６は、図５の変形例を示すフローチャートである。

　電動手工具は、ハウジング２内に収容されるモータ等の電気的駆動装置３を使用して加工先端部４を動作させるハンドリング可能な工具である。電動手工具には、ドリル装置、ハンマードリル装置、電動式多針タガネ装置、丸鋸装置等が含まれる。加工先端部４には、例えば、ドリル装置におけるドリルビット、ハンマードリル装置におけるドリルビット、あるいはチゼルが含まれる。加工先端部４は、ハウジング２に着脱可能か否かを問わない。

　電動手工具は、例えば、ハンマードリル装置における着脱、あるいは可動式の補助ハンドル８、深さゲージ９等、使用時状態と不使用時状態との間を手動で移行操作する部分を有している。これらの内、安全上等の配慮から状態管理が必要な部分を状態可変部分１として選択できる。すなわち、ハンマードリル装置においては、補助ハンドル８等、緩んでいたり、正規の位置にセットされていない状態で作業を行った場合、安全性に問題の発生すると思われる部分が状態可変部分１として選択され、可変部検出ユニット６により使用時状態にあるか否かが判定される。

　可変部検出ユニット６は、安全運転に必要な固定状態等の達成に対応して、使用時状態を検出する。このため、認証部７の動作を可変部検出ユニット６における使用時状態の検出を条件にすることにより、状態可変部分１が不完全な状態では、認証部７による認証動作、すなわち、工具の運転を開始することができない。この結果、不完全段取り状態での運転を確実に防止でき、工具の安全性が向上する。

　また、可変部検出ユニット６における使用時状態の検出は、認証部７における認証動作の開始条件であり、動作可否設定部５の動作可能状態へのセット条件とされていない。このため、例えば、認証成立後に状態可変部分１のセットを行うことによっては、動作可否設定部５を動作可能状態にセットすることはできない。この結果、認証成立後に、不用意にトリガレバ１０等が操作された状態で状態可変部分１のセットを完了させた場合、状態可変部分１のセットと同時に加工先端部４が動作するようなことが完全に防止され、安全性がより向上する。

　さらに、可変部検出ユニット６における使用時状態の検出は、認証部７の作動条件としての機能に加え、運用中における状態可変部分１の監視手段として利用することができる。この場合、動作可否設定部５は、予め指定された状態可変部分１の可変部検出ユニット６における使用時状態が解消された際に動作可能状態を解消するように構成され、この構成により、作業途中での状態可変部分１の固定状態の緩み等による安全性の低下を早期に発見することが可能になる。

　この場合、動作可否設定部５を、可変部検出ユニット６の使用時状態への復帰とともに動作可能状態に復帰するように構成すると、再度の認証操作が不要となるために、操作性が良好になり、かつ、作業者は、現在行っている操作が状態可変部分１の調整であることを意識しているために、不用意にトリガ等を操作して加工先端部４を作動させる虞が少ないために、安全性を低下させることもない。

　認証部７には、例えば、暗証符号照合装置、指紋認証等の生体認証装置等種々のものが使用できる。ＲＦＩＤ認証装置を認証部７に使用すると、工具の小型化を図ることができる上に、使い勝手も向上する。

　このような電動手工具によれば、必要な準備が完了するまで加工先端部が動作しないために、安全な作業を保証することができる。

＜典型的実施例＞
　図１（ａ）～図１（ｃ）に、典型的実施例としてのハンマードリルを示す。ハンマードリルは、ハウジング２内にモータ（電気的駆動装置３）を収容してハンドリング可能に形成される。ハウジング２の前端部にはチャック部１１が配置され、適宜のギア列１２を介してモータ３の動力が伝達される。

　また、ハウジング２には、ハンドル部１３と補助ハンドル８が設けられ、ハンドル部１３の内側壁面にトリガレバー１０が枢軸１０ａ周りに回転操作自在に装着される。

　かかる電動手工具の使用に際し、チャック部１１へのドリルビット（加工先端部４）の装着、補助ハンドル８の使用位置への固定、および必要に応じ、加工深さを測定するための深さゲージ９が装着される。

　これら電動手工具の使用に際しての段取り作業時に操作される可動部分、あるいは装着部分のうち、安全確保等の目的で状態監視が必要なものは、状態可変部分１として選択され、可変部検出ユニット６による状態監視が行われる。

　典型的実施例において、ドリルビット４、および補助ハンドル８を状態可変部分１とし、各々に可変部検出ユニット６が設けられる。

　図２（ａ）～図２（ｃ）にチャック部１１の構造を示す。チャック部１１は、ドリルビット４の後端部に形成されるストッパ凹部４ａに係止可能な係止爪１４ａを先端部に備えた回転軸１４、回転軸１４に外嵌される外筒１５、および回転軸１４に外嵌され、回転軸１４と外筒１５に対してスライド自在なスライダ１６を有して構成される。スライダ１６には後端部に向けて開放されるバネ受け凹部１６ａが設けられるとともに、回転軸１４にはフランジ１４ｂが設けられ、スライダ１６は、一端がフランジ１４ｂに、他端がバネ受け凹部１６ａの天井壁に当接する圧縮スプリング１７により前方に付勢され、スライダ１６の後方ストローク終端にマイクロスイッチ１８が配置される。

　ドリルビット４のチャック部１１への装着は、図２（ａ）の状態からスライダ１６を後方にスライドさせることにより始められる。図２（ｂ）に示すように、スライダ１６を後方にスライドさせると、スライダにより外方への拡開が規制されていた係止爪１４ａに外方への拡開スペースが与えられる。この状態でドリルビット４を押し込むと、係止爪１４ａはドリルビット４に押されて一旦外方に弾性変形してドリルビット４の通過を許容し、ストッパ凹部４ａに正対した位置で再び弾性的に原位置に復帰してストッパ凹部４ａに係止する。この状態で、ドリルビット４は空転不能、かつ、抜去不能にチャック部１１に連結され、次いで、スライダ１６への操作力を解除すると、図２（ｃ）に示すように、スライダ１６は圧縮スプリング１７の復元力により原位置に復帰し、ドリルビット４の装着作業が終了する。

　図４に示すように、ドリルビット４の装着を検出するための可変部検出ユニット６（ドリルビット検出部６ａ）は制御ユニット１９に組み込まれて上記マイクロスイッチ１８の出力をカウントし、常時ＯＦＦ状態のマイクロスイッチ１８の１回目のＯＮ状態への遷移によりドリルビット４の装着完了を示す段取完了信号を出力し、２回目のＯＮ状態への遷移により段取り完了信号のリセット信号を出力する。

　図３に補助ハンドル８の詳細を示す。補助ハンドル８は、ハンドル部１３と協働して作業者にハンドリング手段を提供するために設けられ、作業姿勢により、図１（ｃ）における実線位置と、鎖線位置との間で位置変更することができる。作業中の補助ハンドル８の不用意な移動は作業の安全性を著しく低下させるために固定装置２０が装着される。固定装置２０は、補助ハンドル８の自由端部に形成されるネジ杆２０ａと、ネジ杆２０ａに螺合されるナット部材２０ｂに一端が連結されてハウジング２の外周に巻装される締結バンド２０ｃとを有する。ナット部材２０ｂはカバー２１に設けられたストッパ２１ａにより回転が規制され、また、ネジ杆２０ａの先端には、支承プレート２２が連結される。

　補助ハンドル８の固定操作は、補助ハンドル８を所定位置にセットした後、補助ハンドル８を軸長周りに回転させて行われる。補助ハンドル８の回転によりナット部材２０ｂは上方に移動して締結バンド２０ｃのハウジング２への締め付け力を増加させ、該補助ハンドル８のハウジング２に対する空転動作が規制される。

　締結バンド２０ｃによる締結力は、ハウジング２に組み込まれた圧力センサ２３により検出され、補助ハンドル検出部６ｂは、圧力センサ２３からの検出力が所定の閾値を超えた場合に締結完了を示す段取完了信号を出力する。

　さらに、上記ハウジング２には、認証部７、トリガ検出スイッチ２４、制御装置２５、およびＬＥＤ２６が格納される。

　図４に示すように、典型的実施例においては、認証部７にはＲＦＩＤ認証装置が使用される。ＲＦＩＤ認証装置は、認証可能ＩＤを格納するＩＤ格納部７ａと、利用者が所持するＲＦＩＤタグ２７と近距離交信してＲＦＩＤタグ２７に固有のＩＤを取得するＲＦＩＤリーダ／ライタ７ｂとを有して構成され、ＲＦＩＤリーダ／ライタ７ｂにより読み取ったＩＤがＩＤ格納部７ａのＩＤと一致している場合には、認証成立信号を後述する制御ユニット１９に出力する。

　典型的実施例において、ＲＦＩＤタグ２７には、利用者が好みの物に貼り付けて保持可能なシールタグが使用される。図１（ｂ）に示すように、ＲＦＩＤタグ２７を作業者が常時身につけている携帯電話２９等に貼り付けておくことができる。この結果、ＲＦＩＤタグ２７の紛失等を防ぐことができる。

　制御装置２５には、電源調整部２５ａ、モータ駆動回路２５ｂ、および制御ユニット１９が構築されており、商用電源３０、あるいはバッテリからの供給電力は電源調整部２５ａにおいて降圧、あるいは必要時にＡＣ-ＤＣ変換されて制御ユニット１９に供給され、さらに、モータ駆動回路２５ｂに給電される。

　制御ユニット１９は、制御部１９ａにより制御される可変部検出ユニット６、モータ制御部１９ｂ、トリガ検出部１９ｃ、表示制御部１９ｄ、認証確認部１９ｅ、および動作可否設定部５を有し、制御部１９ａは、ドリルビット検出部６ａ、および補助ハンドル検出部６ｂの双方が段取完了信号を出力している場合、認証可能信号を上記認証部７に出力する。

　認証部７は、制御ユニット１９からの認証可能信号の通知を受けて認証動作モードに遷移し、認証動作モード下でのみＲＦＩＤタグ２７に対する照合動作を行い、上述したように、認証が成立すると、認証成立信号を制御ユニット１９に出力し、これを受けた制御部１９ａは、認証確認部１９ｅに認証済みフラグをセットするとともに、動作可否設定部５に動作許可フラグをセットし、さらに表示制御部１９ｄにＬＥＤ２６のドライブ電流を供給してＬＥＤ２６を点灯させ、利用者に利用可能状態であることを知らせる。

　トリガ検出部１９ｃは、トリガレバー１０への操作により作動するトリガ検出スイッチ２４の出力を監視し、制御部１９ａがこのトリガ検出部１９ｃを介してトリガレバー１０への操作を検出すると、動作可否設定部５に動作許可フラグがセットされているかを問い合わせる。動作可否設定部５に動作許可フラグがセットされていると、モータ制御部１９ｂを経由してモータ駆動回路２５ｂに給電してモータ３を回転させ、ドリルビット４を作動させる。

　トリガ検出スイッチ２４からトリガ検出部１９ｃへの出力には、トリガレバー１０のＯＮ／ＯＦＦ情報に加えてトリガレバー１０の引き込み深さに関する情報が含まれており、モータ制御部１９ｂは、モータ駆動回路２５ｂに供給される電流値を引き込み深さに応じて調整し、モータ３の回転数を制御する。

　図５に制御ユニット１９の動作フローを示す。まず、電源が投入されると（ステップ１００）、制御が開始され（ステップ１０１）、フラグ、変数等のリセット、初期化が実行される（ステップ１０２）。次いで、表示制御部１９ｄによりＬＥＤ２６を消灯して表示状態の初期化を行い（ステップ１０３）、補助ハンドル検出部６ｂ、およびドリルビット検出部６ａの状態から補助ハンドル８の固定検出（ステップ１０４）、およびドリルビット４の装着完了状態への移行を待つ（ステップ１０５、１０５－１）。

　可変部検出ユニット６に段取完了信号がセットされると、認証確認部１９ｅの認証済みフラグによって認証済みか否かが判定される（ステップ１０６）。

　ステップ１０６において認証成立済みでない場合、ＬＥＤ２６を点滅させて作業者に認証操作を促し（ステップ１０７）、認証が成立すると（ステップ１０８）、作業者に使用可能状態であることを知らせるためにＬＥＤ２６を点灯し（ステップ１０９）、さらに、動作可否設定部５に動作許可フラグをセットする（ステップ１１０）。

　この状態でトリガレバー１０への操作がトリガ検出部１９ｃにより検出され（ステップ１１１）、操作種がＯＮ操作の場合、すなわち、トリガレバー１０が引かれた場合には（ステップ１１２）、動作可否設定部５に動作許可フラグがセットされているか否かを判定する（ステップ１１３）。ステップ１１３において動作許可フラグが確認されると、モータ制御部１９ｂはモータ駆動回路２５ｂを作動させてモータ３を回転させ（ステップ１１４）、トリガレバー１０への操作の終了を待つ。また、ステップ１１２でトリガレバー１０への操作がＯＦＦ操作である場合、すなわち、トリガレバー１０がＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移した場合には、モータ３を停止して再度のＯＮ操作を待つ（ステップ１１２-１）。

　一方、例えば、運転途中で補助ハンドル８が緩んで可変部検出ユニット６における段取完了信号がリセットされると、認証確認部１９ｅにおける認証済みフラグが確認され（ステップ１０５-１）、認証済みの場合には、ＬＥＤ２６を消灯して作業者に利用可能状態の解除を知らせ（ステップ１０５-２）、動作許可フラグをリセットした後（ステップ１０５-３）、モータ３停止の機会を与えて固定装置の締め直しを促す。

　この後、固定装置の締め直しにより、可変部検出ユニット６の段取完了信号がセットされると、認証済みフラグが確認され（ステップ１０６）、認証済みの場合、再度の認証を求めることなく動作許可フラグをセットし（ステップ１１０）、トリガレバー１０の操作を待つ。

　以上、可変部検出ユニット６の全てに対して電気手工具の運用中の全期間にわたって固定装置の緩み等を検出する場合を示したが、可変部検出ユニットの一部に対しては、運用開始時のみの確認で済ませるように構成することができる。

　図６は、ドリルビット４の装着状態の検出を運用開始時においてのみ実行する場合の変形例を示すもので、ステップ１０４でのドリルビット４検出ステップは制御開始直前にのみ実行され、運用時においては、ステップ１０５の補助ハンドル８固定検出のみが実行される。

　１　　　　状態可変部分
　２　　　　ハウジング
　３　　　　電気的駆動装置
　４　　　　加工先端部
　５　　　　動作可否設定部
　６　　　　可変部検出ユニット
　７　　　　認証部

Claims

　使用時状態と不使用時状態との間を手動で移行操作可能な予め管理対象として指定された状態可変部分（１）と、
　ハウジング（２）内に収容された電気的駆動装置（３）と、
　駆動要求に対する前記電気的駆動装置（３）の駆動の可否を決定する動作可否設定部（５）と、
　前記状態可変部分（１）の使用時状態を検出する可変部検出ユニット（６）と、
　前記可変部検出ユニット（６）における使用時状態の検出を条件に動作が開始され、入力された認証ＩＤに対する認証成立を条件に前記動作可否設定部（５）を動作可能状態にセットする認証部（７）と、
　を具備する、
　電動手工具。
　前記状態可変部分（１）は、着脱式加工先端部（４）を含む、請求項１記載の電動手工具。
　前記動作可否設定部（５）は、予め指定された状態可変部分（１）の可変部検出ユニット（６）における使用時状態が解消された際に、動作可能状態を解消する、請求項１または２記載の電動手工具。
　前記動作可否設定部（５）は、前記可変部検出ユニット（６）の使用時状態への復帰とともに、動作可能状態に復帰する、請求項３記載の電気手工具。
　使用時状態と不使用時状態との間を手動で移行操作可能な状態可変部分（１）を備えた電動手工具の動作制御方法であって、
　前記状態可変部分（１）の状態を検出し、
　前記状態可変部分（１）の使用時状態が検出されているときに、認証ＩＤに対する認証を行い、
　前記認証ＩＤに対する認証成立を条件として加工先端部（４）の作動を可能にする、
　電動手工具の動作制御方法。