WO2007010649A1

WO2007010649A1 - 電気ドリル

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Publication number: WO2007010649A1
Application number: PCT/JP2006/307065
Authority: WO
Inventors: Kazuhiro Yamamoto
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Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2007-01-25
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Abstract

　予期しない斜めの穴をあけることを防止する機能を備えた電気ドリルを提供すること。更に、電気ドリルによる穴明け作業時に、穴明け方向がずれたときに、自動的にこれを感知し、穴明けを停止する電気ドリルを提供すること。被加工物(7)に対して垂直方向に穴明け加工する電気ドリル(1)であって、大地表面に対して平行に規定された傾斜センサ搭載面(8)に搭載された傾斜センサ(10)を備え、前記被加工物の表面に対して垂直方向に位置決めされた前記ドリルの回転軸線(C)が所定の角度以上に傾斜したとき、前記傾斜センサ(10)は、該傾斜を感知して前記電気ドリルの駆動電流を遮断する。

Description

明細書

電気ドリル

技術分野

[0001] 本発明は、対象物に対し適正な方向に穴をあけることのできる電気ドリルに関する。

背景技術

[0002] この技術分野の背景技術として、穴明け方向を感知する手段を備えた電気ドリルに関して次の特許文献がある。

特許文献 1：特開平 7-214408「水準器付のハンドタイプ電動ドリル」（公開日 1995年 8月 15日）

特許文献 2：特開平 10- 225810「ハンディー型電気ドリル」（公開日 1998年 8月 15日）発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 上記特許文献 1、 2は、水準器を備えた携帯用電気ドリルであり、作業者が水準器を目で見てドリルが対象物に対し垂直であることを確認し穴をあけるというものである

[0004] しかし、上記特許文献 1、 2では、対象物に対し垂直に穴をあけるには、作業者は穴をあけている間水準器を見続けなければならず、作業者の力の加減などによりドリルが傾!、てしまった時には、作業者がドリルの駆動を停止させるまで傾、た状態で穴をあけ続けてしまう t 、う問題がある。

[0005] 即ち、上記特許文献 1、 2では、ドリルは予期しない斜めの穴をあけることを防止する機能を備えて、なく、また文献の記載は力かる機能に何等言及して、な、。

課題を解決するための手段

[0006] 従って、本発明は、予期しない斜めの穴をあけることを防止する機能を備えた電気ドリルを提供することを目的とする。

[0007] 更に、本発明は、電気ドリルによる穴明け作業時に、穴明け方向がずれたときに、自動的にこれを感知し、穴明けを停止する電気ドリルを提供することを目的とする。

[0008] 更に、本発明は、電気ドリルによる穴明け作業時に、穴明け方向がずれて自動的に穴明けが停止した後に、穴明け方向を補正したとき、再び穴明け作業が再開される電気ドリルを提供することを目的とする。

[0009] 上記本発明の目的に鑑みて、本発明に係る電気ドリルは、被加工物に対して垂直方向に穴明け加工する電気ドリルであって、大地表面に対して平行に設置された傾斜センサ搭載面に搭載された傾斜センサを備え、前記被加工物の表面に対して垂直方向に位置決めされた前記ドリルの回転軸線が所定の角度以上に傾斜したとき、前記傾斜センサは、該傾斜を感知して前記電気ドリルの駆動電流を遮断する。

[0010] 更に、上記電気ドリルでは、大地表面に対し平行に設置された前記被加工物の表面上で、穴明け箇所を原点として、原点で互いに直交する軸を、作業者力も見て、被加工面の上方向に Y軸、右方向に X軸、穴明け方向に沿って作業者の手前方向に Z 軸と規定したとき、前記傾斜センサは、鉛直方向穴明けに際し、該被加工物の表面に対して垂直に位置決めされた前記ドリルの回転軸線が X軸方向又は Y軸方向に所定の角度以上に傾斜したとき、該傾斜を感知して前記電気ドリルの駆動電流を遮断する傾斜センサとしてもよ、。

[0011] 更に、上記電気ドリルでは、鉛直に設置された前記被加工物の表面上で、穴明け箇所を原点として、原点で互いに直交する軸を、作業者力も見て、被加工面の上方向に Y軸、右方向に X軸、穴明け方向に沿って作業者の手前方向に Z軸と規定したとき、前記傾斜センサは、水平方向穴明けに際し、該被加工物の表面に対して垂直に位置決めされた前記ドリルの回転軸線が Y軸方向に所定の角度以上に傾斜したとき、該傾斜を感知して前記電気ドリルの駆動電流を遮断する傾斜センサとしてもょ、

[0012] 更に、本発明に係る上記電気ドリルは、被加工物に対して穴明け加工する電気ドリルであって、前記電気ドリル内に大地表面に対して平行な傾斜センサ搭載面を規定したとき、該傾斜センサ搭載面に配置された傾斜センサを備え、該傾斜センサは、前記電気ドリルの回転軸線が穴明け開始時の穴明け方向から所定の角度以上に傾斜したとき、該傾斜センサは、該傾斜を感知して前記ドリル駆動電流を遮断してもよい。

[0013] 更に、上記電気ドリルでは、前記傾斜センサは、前記電気ドリルの回転軸線が穴明け開始時の穴明け方向から所定の角度以上に傾斜した後、再び所定の角度未満に戻ったとき、該傾斜センサは、前記電気ドリルの駆動電流を再度導通してもよい。

[0014] 更に、上記電気ドリルでは、更に、前記電気ドリル内に傾斜センサ搭載板を備え、該傾斜センサ搭載板は、穴明け作業開始時に、該傾斜センサ搭載板を大地表面に対して平行に固定可能にしてもよい。

[0015] 更に、上記電気ドリルでは、更に、加工面傾斜度設定ダイヤルを備え、該加工面傾斜度設定ダイヤルによって、穴明け作業開始時に、前記傾斜センサ搭載面を大地表面に対して平行に固定可能にしてもよい。

[0016] 更に、上記電気ドリルでは、更に、穴明け作業開始時に、前記傾斜センサ搭載面及び前記傾斜センサを回転し固定する手段を備えて!/、てもよ、。

[0017] 更に、本発明に係る電気ドリルは、被カ卩ェ物に対して垂直方向に穴明けカ卩ェする電気ドリルであって、前記電気ドリルに設置され、該電気ドリルの姿勢角度を検出する姿勢角度検出センサを備え、前記電気ドリルの姿勢角度が所定の角度以上に傾斜したとき、前記姿勢角度検出センサは、該傾斜を感知して前記電気ドリルの駆動電流を遮断する。

[0018] 更に、上記電気ドリルでは、前記姿勢角度検出センサは、ジャイロ、加速度センサ又は地磁気センサの内の 1つ以上を利用したモーションセンサであってよい。

発明の効果

[0019] 本発明によれば、予期しない斜めの穴をあけることを防止する機能を備えた電気ドリルを提供することができる。

[0020] 更に、本発明によれば、電気ドリルによる穴明け作業時に、穴明け方向がずれたときに、自動的にこれを感知し、穴明けを停止する電気ドリルを提供することができる。

[0021] 更に、本発明によれば、電気ドリルによる穴明け作業時に、穴明け方向がずれて自動的に穴明けが停止した後に、穴明け方向を補正したとき、再び穴明け作業が再開される電気ドリルを提供することができる。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]図 1は、電気ドリルで垂直方向の穴明けをする第 1実施形態を説明する図である。

[図 2]図 2は、図 1の第 1実施形態で穴明け作業時に電気ドリルが傾いた場合を説明する図である。

[図 3]図 3は、電気ドリルの電気回路の概要を示す図である。

[図 4]図 4は、穴明け時のドリル回転操作について説明する図である。

[図 5]図 5は、電気ドリルで水平方向の穴明けをする第 2実施形態を説明する図である。

[図 6]図 6は、第 2実施形態で穴明け作業時に電気ドリルが傾いた場合を説明する図である。

[図 7]図 7は、電気ドリルで、大地表面に対し角度 Θ度に位置する被加工物に対して、穴明けする第 3実施形態を説明する図である。

[図 8]図 8は、図 7の第 3実施形態で穴明け作業時に電気ドリルが傾いた場合を説明する図である。

[図 9]図 9は、電気ドリルで、大地表面に対し角度 Θ度に位置する被加工物に対して、被加工物の表面に対して穴明け方向が角度 α度をなす場合を説明する図である。

[図 10]図 10は、電気ドリルに取り付けられた加工面傾斜度設定ダイヤルを説明する図である。

[図 11]図 11は、ドリル本体の側面に配置された角度設定ダイヤルと、傾斜センサ搭載板を角度設定ダイヤルで設定された角度に回転して保持する手段とを備えた傾斜センサ角度設定手段を説明する図である。

符号の説明

1 :電気ドリル、 2 :ドリル本体、 3 :ドリル (刃先，チップ）、 4 :スィッチ部、 5 :把持部、 6 :チャック部、 7 :被加工物、 8 :傾斜センサ搭載面、 8-1 :傾斜センサ搭載板、 10 :傾斜センサ、 10χ:Χ方向一軸傾斜センサ、 10y:Y方向一軸傾斜センサ、 10z :Z方向一軸傾斜センサ、 10xy:XY方向二軸傾斜センサ、 11 :商用交流電源用プラグ、 12：加工面傾斜度設定ダイヤル、

M :ドリルのモータ、 C :正常時のドリル回転軸線、 Ca:傾斜時のドリル回転軸線、 H :被加工面 7の穴明け箇所、 h:傾斜センサ搭載面とドリル軸線との交点、 Θ：被加工物と大地表面のなす角度、 OC：被加工物表面とドリル軸線のなす角度、発明を実施するための最良の形態 [0024] 以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について詳細に説明する。なお、図面に示す同じ要素に対しては同じ参照符号を付して重複した説明を省略する。

[0025] 最初に、傾斜センサー付き電気ドリルについて一般的又は理論的に説明する。

[0026] 本出願書類では、「穴」には、電気ドリルにより加工される形状である全ての被加工形状を含み、例えば、貫通孔（「スルーホール」ともいう。）、非貫通孔（「盲孔」，「ブラインドホール」ともいう。）及び凹みを含むものとする。また、「電気ドリル」には、一般的な電気ドリルに加えて、振動ドリル，ハンマードリル，高速ドリル，エアドリル等の穴明け加工が可能な電動工具を含み、駆動電源として商用電源及び充電式電源を含むものとする。また、「穴明け角度」は、大地表面（図示せず。）に対する穴中心線又はドリル回転軸線のなす角度と規定する場合と、被加工物表面に対する穴中心線又はドリル回転軸線のなす角度と規定する場合とがあり、夫々、大地表面か被加工物表面かの基準を明らかにして規定する。

[0027] 図 1 (A)では、作業者 (図示せず。）が図の右側に居て、電気ドリル 1を操作する状況を想定している。図に示すように、電気ドリル 1は、一般に、ドリル本体 2と、ドリル（刃先，チップとも言う。） 3と、ドリルをドリル本体に固定するチャック部 6と、作業者がドリルを持つ把持部 5と、ドリルのモータ（図示せず。）の駆動電源の ON/OFF操作をするスィッチ部 4とを備えている。更に、本実施形態に係る電気ドリル 1は、傾斜センサ 1 0を有している。図を簡単にするため、駆動電源用の電気コード等は図示を省略する

[0028] 符号 7は、建造物，コンクリート，煉瓦等の被加工物を示す。一般に、この被加工物 7が大地表面に対してなす角度を Θ度とするが、図 1 (A)では被加工物 7は大地表面に対して平行に置かれているため Θ =ゼロである。被加工物 7表面の穴明け箇所を符号 Hで示す。また、穴明け方向（即ち、穴中心線又はドリル回転軸線)を符号 C で示す。

[0029] 被加工物 7及び傾斜センサ 10の位置関係を説明する都合上、図 1(B)にその詳細を示すように、被加工物 7の表面上で、穴明け箇所 Hを原点として、作業者から見て、上方向に Y軸、右方向に X軸、穴明け方向に沿って作業者の手前方向に Z軸の X YZ座標を規定する。

[0030] 図 1(A)に示すように、傾斜センサ 10の位置を特定するため、傾斜センサの取り付け箇所に大地表面に対して平行な小さな搭載面 8を規定し、この傾斜センサ搭載面 8とドリル軸線 Cとの交点を hと規定する。傾斜センサ搭載面 8は仮想の面であってよい。なお、傾斜センサ 10及び傾斜センサ搭載面 8の位置は、ドリル本体部 2の内部に限定されず、その周囲でもよい。

[0031] 傾斜センサ 10は、傾斜計とも呼ばれ、重力方向に吊した重りや液面と、水平面に対して傾いた搭載面 8との間の偏差を検出する装置である。傾斜センサ 10は、巿場で入手可能な、振り子型傾斜計，液面傾斜計等を利用できる。

[0032] [第 1実施形態:床および天井の穴明け (鉛直穴）]

図 1 (A)は、床および天井の穴明け (鉛直穴明け)を説明する図であり、具体的には電気ドリル 1で、大地表面に対し平行 (即ち、 Θ =ゼロ）に位置する被力卩ェ物 7に対して穴明けする実施形態を説明する図である。このとき、大地表面及び被加工物 7の表面に対する穴明け方向は角度 90度となる。

[0033] 図 1 (A)の床および天井の穴明けの場合、電気ドリル 1が傾かない正常状態では、傾斜センサ 10は水平に保持されているので、傾斜センサ搭載面 8は大地表面と平行である。

[0034] 穴明け作業時に、図 2に示すように、電気ドリル 1が傾き、本来のドリル回転軸線 C から傾斜して Caに移動すると、所望の方向に穴を明けることが出来なくなる。傾斜した時、大地表面に対して、ドリル本体 2と傾斜センサ搭載面 8とは一体に傾斜するので、傾斜センサ搭載面 8に設置された傾斜センサ 10は傾斜を感知し、ドリル駆動電流を遮断する。

[0035] 図 1 (C)は、ドリル軸線 Cに沿って作業者側力も見た、傾斜センサ搭載面 8に取り付けられた傾斜センサ 10の詳細を示す図である。傾斜センサ 10は、 X方向の傾斜を感知する一軸センサ ΙΟχと Y方向の傾斜を感知する一軸センサ 10yとを有している。好ましくは、これら 2個の一軸傾斜センサ ΙΟχと 10yとは直列接続されて、傾斜センサ 1 0を構成している。その代わりに、 X及び y方向の傾斜を感知する、 1個の二軸傾斜センサ lOxy (図示せず。）を用いて傾斜センサ 10を構成することもできる。 [0036] 図 3は、電気ドリル 1の電気回路の概要を示す図である。電気ドリル 1では、例えば、商用交流電源用プラグ 11から得られる交流電源に対して、ドリル 3の回転駆動用モータ Mと、このモータの ON/OFF操作スィッチ 4と、傾斜センサ 10とが、直列に接続されている。

[0037] 傾斜センサ 10は、ドリル 3が本来の回転軸線 C上にある正常な状態にある時、大地表面に対して常時平行に維持されている。電気ドリル 1が本来の回転軸線 Cから外れて傾斜が発生して、傾斜センサ 10が所定の角度以上の傾斜を感知した時、傾斜センサ 10は、ドリル駆動電源の通電を OFFにする構成となっている。この「所定の角度」は、傾斜センサ 10の感度の制限の下、任意に定めることが出来る。

[0038] なお、傾斜センサ 10が所定の角度以上の傾斜を感知した時、傾斜センサ 10がドリル駆動電源回路に設けられた遮断回路（図示せず。）を ONにして、駆動電流を遮断するような構成にしてもよヽ。

[0039] この傾斜センサー付き電気ドリル 1の使用方法を説明する。図 1 (A)に示すように、作業者は、ドリル 3の先端を被加工面 7の穴明け箇所 Hに押し付けて固定し、把持部 5を操作して被力卩ェ物 7の表面に対してドリル 3の回転軸線 Cが垂直方向になるように保持して、スィッチ 4を ONにする。このとき、傾斜センサ 10は大地表面に対して平行に維持されている。同様にして、傾斜センサ 10を取り付けた傾斜センサ搭載面 8も大地表面に対して平行に維持されて！、る。

[0040] ドリル 3の回転軸線 Cがぶれず (即ち、傾斜せずに）にドリル 3が回転軸線 Cに沿つて移動すれば、被加工物 7に対して、被加工物表面に垂直方向の穴明けをすることができる。

[0041] しかし、穴明け作業時にドリル 3が傾き、図 2に示すように、本来のドリル回転軸線 C から傾斜して Caに傾くと、所望の方向に穴を明けることが出来なくなる。ドリル搭載面 8は、当初、大地表面に対して平行と規定された面であり、またドリル本体 2に固定された面である。従って、傾斜時には、ドリル本体 2と傾斜センサ搭載面 8とは一体に傾斜するので、傾斜センサ搭載面 8に設置された傾斜センサ 10 (10x、 10y)も傾斜してこの傾斜を感知し、ドリル駆動電流を遮断する。この結果、予期せぬ方向への穴明けを防止することができる。 [0042] その後、作業者が、ドリル 3の傾きを鉛直方向に直すように補正操作して、再び本来のドリル回転軸線 Cに近づけると、傾斜センサ 10は ONとなり、穴明けを再開することが出来る。この結果、穴明けの際に、電気ドリル 1が傾斜すると駆動電流は遮断し、適正な穴明け方向に戻すと駆動電流は再接続し、再び傾斜すると遮断し、適正な穴明け方向に戻すと再接続して、結果的に所望の方向へ穴明けすることができる。

[0043] 次に、電気ドリルの回転操作について説明する。穴明けする場合、例えば他の障害物を避けて作業性を確保するため、電気ドリル 1をドリル回転軸線 cの周りに回転させた状態で作業したい場合がある。図 4(A)は、大地表面に対して角度 Θ度に配置された被力卩ェ物 7に対して、被力卩ェ物表面に垂直に穴明けする状態を示している。このとき、例えば他の障害物を避けて作業性を確保するため、電気ドリル 1を回転軸線 Cの周りに幾分回転させて作業したい場合がある。図 4(B)は、このような電気ドリル 1 をドリル回転軸線 Cの周りに回転させた状態で穴明け作業を行って、る場合である。

[0044] 図 1 (A)の鉛直方向の穴明けの場合、傾斜センサ搭載面 8は大地表面地に対して平行になっている。従って、図 4に関連して説明した電気ドリルの回転操作を行っても、傾斜センサ搭載面 8は大地表面地に対して平行状態を維持しながら回転軸線 C を中心に回るだけであり、傾斜センサ搭載面 8の上に搭載された傾斜センサ 10に傾斜は発生せず、ドリル駆動電流の遮断は生じない。即ち、垂直方向の穴明けでは、電気ドリルの回転操作を自由に行うことができる。

[0045] [第 2実施形態:壁の穴明け (水平穴) ]

図 5は、壁の穴明けを説明する図であり、具体的には電気ドリル 1で、大地表面に対し垂直 (即ち、 Θ = 90度）に位置する被力卩ェ物 7に対して、被力卩ェ物表面に垂直に穴明けする実施形態を説明する図である。このとき、大地表面に対する穴明け方向は角度ゼロとなる。図 5の水平方向穴明けの場合でも傾斜センサ 10は大地表面に平行に維持され、従って傾斜センサ搭載面 8も大地表面に対し平行となっている。

[0046] 穴明け作業時に、図 6 (A)に示すように、ドリル 3が傾き、ドリルの軸線が本来のドリル回転軸線 Cから傾斜して Caに移動すると、所望の方向に穴を明けることが出来なくなる。傾斜時には、ドリル本体 2と傾斜センサ搭載面 8とは一体に傾斜するので、傾斜センサ搭載面 8に設置された傾斜センサ 10はこの傾斜を感知し駆動電流を遮断する [0047] その後、作業者が、ドリル 3の傾きを水平に直すように補正操作して、再び本来のドリル回転軸線 Cに近づけると、傾斜センサ 10は ONとなり、穴明けを再開することが出来る。

[0048] 図 5の水平方向の穴明けの場合、傾斜センサ搭載面 8は大地表面に対して平行になっている。この場合、傾斜センサ搭載面 8とドリル回転軸線 Cは、線分として交わる（交線 h)。図 4に関連して説明したドリルの回転操作を行うと、傾斜センサ搭載面 8は交線 h (即ち、ドリル回転軸線 C)の周りに回転し、傾斜センサ 10は傾斜を感知して駆動電流を遮断してしまう。

[0049] 図 6 (B)は、ドリル軸線 Cに沿って作業者側から見た、傾斜センサ搭載面 8に取り付けられた傾斜センサ 10を説明する図である。上記回転操作に際して駆動電流の遮断を回避するために、傾斜センサ 10は、 Z軸に沿って配置された一軸傾斜センサ 10 zのみとする。或いは、直列接続された 2個の一軸傾斜センサ 10xと 10zの内、 X軸に沿って配置された一軸傾斜センサ 10xを常時 ONにしてドリル駆動電流を常時通電状態にしてもよい。回転操作を行っても、一軸傾斜センサ 10zは回転軸 C (Z軸）の周りを回るだけであり、 Z軸方向の傾斜は生じない。従って、回転動作による駆動電流の遮断は生じなくなる。

[0050] [第 3実施形態:任意の角度 Θの被加工物表面への垂直穴明け]

図 7は、電気ドリル 1で、大地表面に対し角度 Θ度に位置する被加工物 7に対して、穴明けする第 3実施形態を説明する図である。

[0051] 穴明け作業時に、図 8に示すように、ドリル 3が傾き、本来のドリル回転軸線 Cから傾斜して Caに移動すると、所望の方向に穴を明けることが出来なくなる。傾斜した時、大地表面に対して、ドリル本体 2と傾斜センサ搭載面 8とは一体に傾斜するので、傾斜センサ搭載面 8に設置された傾斜センサ 10は傾斜を感知し、ドリル駆動電流を遮断する。

[0052] その後、作業者が、ドリル 3の傾きを直すように補正操作して、再び本来のドリル回転軸線 Cに近づけると、傾斜センサ 10は ONとなり、穴明けを再開することが出来る。

[0053] この場合の回転操作について説明する。図 7で、傾斜センサ搭載面 8は、大地表面に対して平行状態である。電気ドリル 1を回転操作して保持すると、この回転動作に対応して、電気ドリル本体に固定の傾斜センサ搭載面 8は回転軸線 Cを中心に回転して、大地表面に対して傾斜してしまう。即ち、傾斜センサ 10はこの回転操作を感知して駆動電流を遮断する。従って、第 3実施形態では、作業時に電気ドリル 1を回転操作することはできない。ドリルを回転操作したい場合には、予め設けた適当なスイツチ（図示せず。 )により、傾斜センサ 10を不作動（常時、ドリル駆動電流 ON)にする必要がある。

[0054] [第 4実施形態:任意の角度 Θの被加工物表面への角度 exの穴明け]

第 1〜3の実施形態は、いずれも被加工物 7の表面に対して穴明け方向が垂直方向の場合である。更に一般ィ匕して、図 9に示すように、大地表面に対し角度 Θ度に位置する被加工物 7に対して、被加工物 7の表面に対して穴明け方向が角度 oc度をなす穴明けの場合を考察する。

[0055] このよう場合でも、正常状態では、傾斜センサ 10は大地表面に対して水平に保持される。即ち、傾斜センサ搭載面 8は大地表面に対して水平に規定される。本来のドリル回転軸線 Cから傾斜して移動すると、大地表面に対して、ドリル本体と傾斜センサ搭載面 8は一体に傾斜し、傾斜センサ搭載面 8に設置された傾斜センサ 10は傾斜を感知して駆動電流を遮断する。

[0056] その後、作業者が、電気ドリル 1の傾きを直すように補正操作して、再び本来のドリル回転軸線 Cに近づけると、傾斜センサ 10は ONとなり、穴明けを再開することが出来る。

[0057] また、電気ドリル 1の回転操作を行えば、傾斜センサ搭載面 8は回転軸 Cを中心に回転して傾き、傾斜センサ 10は傾斜を感知し、駆動電流を遮断してしまう。即ち、電気ドリルの回転操作はできな、。

[0058] [第 5実施形態:傾斜センサの角度設定手段]

上記第 1〜4実施形態は、夫々、穴明け方向が固定された電気ドリル 1に関する実施形態であった。第 5実施形態は、電気ドリル 1に傾斜センサ角度設定手段 11を備え、 1台でこれら第 1〜4実施形態の穴明けが可能な電気ドリル 1について記載する。

[0059] 第 5実施形態では、第 1〜4実施形態では仮想の面であってよいとされた傾斜センサ搭載面 8を、傾斜センサ搭載板 8-1として実体のある物とする。

[0060] 図 10は、任意の角度 Θ〖こ傾斜した被力卩ェ物 7の表面に対して垂直に穴明けをする電気ドリル 1について説明する。このドリル本体 1の側面には、加工面傾斜度設定ダィャル 12が備えられ、この加工面傾斜度設定ダイヤルの回転軸 dはドリルの回転軸 Cに対して垂直になっている。加工面傾斜度設定ダイヤル 12は、ドリルの回転軸じが大地表面に対して鉛直の時に傾斜度ゼロに設定される。

[0061] 図 11は、この加工面傾斜度設定ダイヤル 12を説明する図である。図 11では、左半分にドリル本体 2の側面から見た図 (即ち、加工面傾斜度設定ダイヤル 12を表面に見据えた図)を示し、右半分にドリル本体後方力も見た図 (即ち、作業者がドリル回転軸線 Cに沿って見た図）を示している。

[0062] 更に、図 11では上から下へ、図 11 (A)は図 1 (A)の床の穴明け（Θ =ゼロ）の場合、図 11 (B)は図 10の任意の任意の角度 0に傾斜した被力卩ェ物 7の表面対して垂直に穴明け（Θ )の場合、図 11 (C)は図 5の壁の穴明け（Θ = 90度）の場合、図 11 (D) は図 1 (A)を上下逆さにした天井の穴明け（ Θ = 180度）の場合を、順に示している。

[0063] 図 11 (A)に示すように、床に対する鉛直穴明けの場合、加工面傾斜度設定ダイヤル 12を角度ゼロに設定した時、傾斜センサ 10が備えられた傾斜センサ搭載板 8-1がドリル 2の回転軸 Cに対し垂直になる。

[0064] 例えば、図 11 (B)に示すように、加工面傾斜度設定ダイヤル 12を角度 Θ度回転させると、傾斜センサ 10が備えられた傾斜センサ搭載板 8-1が加工面傾斜度設定ダイャル 12の回転軸 dを軸に角度 Θ度だけ回転する。これにより、ドリルの回転軸 Cが被加工物表面に対し垂直の時に傾斜センサ 10が水平状態となる。ドリルの回転軸じが被加工物表面に対し垂直の状態力傾斜すると、傾斜センサ 10が傾斜を検出してドリル駆動電流を OFFにして、電気ドリル 1のモーターの回転を停止する。

[0065] このようなカ卩工面傾斜度設定ダイヤル 12を設け、被加工物 7の大地表面となす角度 0を設定することにより、 Θ =ゼロでは床の鉛直方向穴明け（図 11 (A) )、任意の角度 0の穴明け（図 11 (B) )、 0 = 90度では壁の水平方向穴明け（図 11 (C) )、 Θ = 180度では天井の鉛直方向穴明け（図 11 (D) )に夫々対応することが出来る。

[0066] 即ち、図 11 (A)に示すように、床に対する鉛直穴明けの場合、被加工物 7は大地表面に対して角度ゼロであり、ドリル軸線は鉛直方向であった。次に、被加工物 7が大地表面に対して任意の角度 Θに設置されている場合、被加工物表面に対して垂直に穴明けをするには、ドリル軸線 Cが鉛直方向から角度 Θだけ傾斜するように傾ける必要があり、一緒に角度 Θだけ傾斜した傾斜センサ搭載板 8-1を角度 Θだけ戻して水平になるように補正する必要がある。従って、加工面傾斜度設定ダイヤル 12を角度 Θに設定した場合、傾斜センサ搭載板 8-1は加工面傾斜度設定ダイヤル 12の回転軸 dを軸に角度 Θ度だけ回転する機構となっている。図 9のような角度 αの穴明けの場合でも、鉛直線に対するドリル軸線のなす角度を、加工面傾斜度設定ダイヤル 12に設定することにより、傾斜した傾斜センサ搭載板 8-1を水平に戻すことができる。こうして、電気ドリル 1に対して、加工面傾斜度設定ダイヤル 12を備えることにより、任意の角度に置かれた被力卩ェ物 7に対して穴明けをすることができる。

[0067] [第 6実施形態：ドリル回転軸線 Cに対して回転可能な傾斜センサ搭載板]

第 6実施形態として、本発明は、ドリル回転軸線 Cに対して回転可能な傾斜センサ搭載板を提供する。実施形態 1〜5では、床及び天井の穴明け (鉛直孔)以外に関しては、電気ドリル 1の回転操作は、傾斜センサ搭載面 10が傾くので出来ないと説明した。

[0068] しかし、傾斜センサ 10及び傾斜センサ搭載板 8-1を、ドリル回転軸線 Cに対して回転可能とすることにより、この問題を解決することが出来る。例えば、傾斜センサ 10及び傾斜センサ搭載板 8-1をドリル本体 2に対する取り付け可能なアタッチメントとし、このアタッチメントをドリル本体 2の後端部に対して、ドリル回転軸線 Cに対して回転可能に、（例えば、ねじ込み、入れ子式等により）取り付ける。

[0069] 電気ドリル 1の回転操作を行った場合、その回転角度だけこのアタッチメントを元に戻すように逆回転することにより、傾斜センサ搭載板 8-1は大地表面に対して平行となり、 X方向一軸傾斜センサ及び Υ方向一軸傾斜センサを機能させることが出来る。勿論、二軸傾斜センサを使用してもよい。

[0070] [第 7実施形態：ジャイロを用いた電気ドリル]

第 7実施形態として、本発明は、傾斜センサ 10の代わりに、ジャイロ，モーションセンサ等の姿勢角度を検出するセンサを用いた電気ドリルを提供する。設置対象の姿勢角度を検出するセンサとして、種々のセンサが知られている。例えば、傾斜センサ

10の代わりに、セラミックジャイロ、加速度センサ及び地磁気センサを組み合わせた東京都千代田区所在の NECトーキン株式会社で製造'販売されている 3Dモーションセンサや、加速度センサ及び地磁気センサを組み合わせた愛知県東海巿所在の愛知製鋼株式会社で製造'販売されているモーションコントロールセンサーを利用できる。

[0071] これらのセンサの出力は、 a (アルファ、ョ一角、 Z軸）、 β (ベータ、ピッチ角、 Υ軸）及び γ (ガンマ、ロール角、 X軸）として規定されている。これら各出力に対して適当な比較器を設けて、許容値を超えた場合に、電気ドリルの駆動電流を遮断する。

[0072] [第 8実施形態：レーザ距離計を用いた電気ドリル]

第 7実施形態として、本発明は、傾斜センサ 10の代わりに、レーザ距離計を用いた電気ドリルを提供する。レーザ距離計は、可視光を用いて非接触で距離を正確に測定することが出来る。例えば、電気ドリルに 3個のレーザ距離計を X軸方向、 Υ軸方向及び Ζ軸方向に向けて設置し、穴明け当初の電気ドリルの空間上の位置データを取り込み、穴明け作業時にこれら位置データが許容値を超えて変位した場合に、電気ドリルの駆動電流を遮断する。或いは、レーザ距離計は、電気ドリルの軸に垂直方向断面を時計文字盤として見たとき、 12時の位置に第 1のレーザ距離計、 3時の位置に第 2のレーザ距離計、 6時の位置に第 3のレーザ距離計、 9時の位置に第 4のレーザ距離計を、被加工物までの距離を夫々測定出来るように配置する。この状態で、穴明け作業開始時カゝら継続して夫々距離を測定する。第 1と第 3のレーザ距離計の測定距離の差分、或いは第 2と第 4のレーザ距離計の測定距離の差分により、電気ドリルの傾斜を検出することもできる。

[0073] 以上、本発明に係る傾斜センサー付き電気ドリルの実施形態及び実施例につ!、て記載したが、これらの記載は例示であって、この記載により本発明は何ら限定されるものではな!/、ことを承知された!、。

[0074] 当業者がなし得る変更 ·改良は本発明の技術的範囲内のものである。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載に基づ、て定められる。

Claims

請求の範囲

[1] 被加工物に対して垂直方向に穴明け加工する電気ドリルに於いて、

大地表面に対して平行に設置された傾斜センサ搭載面に搭載された傾斜センサを備え、

前記被加ェ物の表面に対して垂直方向に位置決めされた前記ドリルの回転軸線が所定の角度以上に傾斜したとき、前記傾斜センサは、該傾斜を感知して前記電気ドリルの駆動電流を遮断する、電気ドリル。

[2] 請求項 1に記載の電気ドリルに於いて、

大地表面に対し平行に設置された前記被加工物の表面上で、穴明け箇所を原点として、原点で互いに直交する軸を、作業者力も見て、被加工面の上方向に Y軸、右方向に X軸、穴明け方向に沿って作業者の手前方向に Z軸と規定したとき、前記傾斜センサは、鉛直方向穴明けに際し、該被加工物の表面に対して垂直に位置決めされた前記ドリルの回転軸線が X軸方向又は Y軸方向に所定の角度以上に傾斜したとき、該傾斜を感知して前記電気ドリルの駆動電流を遮断する傾斜センサである、電気ドリル。

[3] 請求項 1に記載の電気ドリルに於いて、

鉛直に設置された前記被加工物の表面上で、穴明け箇所を原点として、原点で互いに直交する軸を、作業者から見て、被加工面の上方向に Y軸、右方向に X軸、穴明け方向に沿って作業者の手前方向に Z軸と規定したとき、前記傾斜センサは、水平方向穴明けに際し、該被加ェ物の表面に対して垂直に位置決めされた前記ドリルの回転軸線が Y軸方向に所定の角度以上に傾斜したとき、該傾斜を感知して前記電気ドリルの駆動電流を遮断する傾斜センサである、電気ドリル。

[4] 被加工物に対して穴明け加工する電気ドリルに於いて、

前記電気ドリル内に大地表面に対して平行な傾斜センサ搭載面を規定したとき、該傾斜センサ搭載面に配置された傾斜センサを備え、該傾斜センサは、前記電気ドリルの回転軸線が穴明け開始時の穴明け方向から所定の角度以上に傾斜したとき、該傾斜センサは、該傾斜を感知して前記ドリル駆動電流を遮断する、電気ドリル。

[5] 請求項 1乃至 4の、ずれか一項に記載の電気ドリルに於!ヽて、前記傾斜センサは、前記電気ドリルの回転軸線が穴明け開始時の穴明け方向から所定の角度以上に傾斜した後、再び所定の角度未満に戻ったとき、該傾斜センサは、前記電気ドリルの駆動電流を再度導通する、電気ドリル。

[6] 請求項 1乃至 5のいずれか一項に記載の電気ドリルに於いて、更に、

前記電気ドリル内に傾斜センサ搭載板を備え、該傾斜センサ搭載板は、穴明け作業開始時に、該傾斜センサ搭載板を大地表面に対して平行に固定可能である、電気ドリル。

[7] 請求項 1乃至 6のいずれか一項に記載の電気ドリルに於いて、更に、

加工面傾斜度設定ダイヤルを備え、該加工面傾斜度設定ダイヤルによって、穴明け作業開始時に、前記傾斜センサ搭載面を大地表面に対して平行に固定可能である、電気ドリル。

[8] 請求項 1乃至 7のいずれか一項に記載の電気ドリルに於いて、更に、

穴明け作業開始時に、前記傾斜センサ搭載面及び前記傾斜センサを回転し固定する手段を備えている、電気ドリル。

[9] 被加工物に対して垂直方向に穴明け加工する電気ドリルに於いて、

前記電気ドリルに設置され、該電気ドリルの姿勢角度を検出する姿勢角度検出センサを備え、

前記電気ドリルの姿勢角度が所定の角度以上に傾斜したとき、前記姿勢角度検出センサは、該傾斜を感知して前記電気ドリルの駆動電流を遮断する、電気ドリル。

[10] 請求項 10に記載の電気ドリルにおいて、

前記姿勢角度検出センサは、ジャイロ、加速度センサ又は地磁気センサの内の 1つ以上を利用したモーションセンサである、電気ドリル。