特許ウォッチ

公開番号2025101085
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023217670
出願日2023-12-25
発明の名称穿孔装置
出願人株式会社シブヤ
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類B28D 1/14 20060101AFI20250630BHJP(セメント,粘土,または石材の加工)
要約【課題】穿孔装置の大型化やコスト高を招くことなく穿孔具の種類を判別し、最適な穿孔運転の制御を実現する。
【解決手段】自複数種類の穿孔具が着脱可能な回転軸12及び回転軸を回転させるドリルモータ13を有する穿孔ユニット10と、穿孔ユニットを穿孔具11による穿孔方向に自動で送る自動送りユニット20とを備えた穿孔装置1において、回転軸の軸方向に穿孔ユニットを進退させる送りモータ21と、ドリルモータを起動した際の穿孔具の振動データを取得する加速度センサ22と、加速度センサが取得した振動データに基づいて、回転軸に装着されている穿孔具の種類を判別する穿孔具判別処理を実行し、穿孔具判別処理で判別した穿孔具の種類に基づいて、ドリルモータ又は送りモータの少なくとも一方を制御する制御部24と、を備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
複数種類の穿孔具が着脱可能な回転軸及び当該回転軸を回転させるドリルモータを有する穿孔ユニットと、当該穿孔ユニットを前記穿孔具による穿孔方向に自動で送る自動送りユニットとを備えた穿孔装置において、
前記回転軸の軸方向に前記穿孔ユニットを進退させる送りモータと、
前記ドリルモータを起動した際の前記穿孔具の振動データを取得する加速度センサと、
前記加速度センサが取得した振動データに基づいて、前記回転軸に装着されている前記穿孔具の種類を判別する穿孔具判別処理を実行し、前記穿孔具判別処理で判別した前記穿孔具の種類に基づいて、前記ドリルモータ又は前記送りモータの少なくとも一方を制御する制御部と、を備える穿孔装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記穿孔具判別処理において、第１の口径を有する第１の穿孔具と、前記第１の口径とは異なる第２の口径を有する第２の穿孔具との判別が可能に構成され、前記第１の穿孔具が前記回転軸に装着されている場合と、前記第２の穿孔具が前記回転軸に装着されている場合とで、前記ドリルモータ及び前記送りモータの回転速度を異なる回転速度とする、請求項１に記載の穿孔装置。
【請求項３】
前記ドリルモータの回転力は、複数の歯車を有する減速機構を介して前記回転軸へ伝達され、
前記制御部は、前記ドリルモータを起動及び停止させて前記ドリルモータと前記回転軸との間の前記減速機構おける前記歯車の噛み合い状態を調整し、前記回転軸を所定の停止位置とする軸位置調整運転を行い、前記軸位置調整運転の後、前記ドリルモータを再び起動させた際に前記加速度センサで取得された前記穿孔具の振動データに基づいて前記穿孔具判別処理を実行する、請求項１に記載の穿孔装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記加速度センサの出力信号に基づいて穿孔方向を判別する方向判別処理を実行し、前記方向判別処理で判別した穿孔方向に基づいて、前記ドリルモータ又は前記送りモータの少なくとも一方を制御する、請求項１に記載の穿孔装置。
【請求項５】
前記送りモータの回転情報を取得するロータリエンコーダを備え、
前記制御部は、前記ロータリエンコーダの出力信号に基づいて、前記穿孔具の穿孔深さを算出し、算出した穿孔深さに基づいて、前記ドリルモータ又は前記送りモータの少なくとも一方を制御する、請求項１から４のいずれか１項に記載の穿孔装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記ドリルモータを停止させた状態で前記送りモータを回転させて前記穿孔具を被穿孔物表面に押し当てることにより、穿孔装置の撓み量を、被穿孔物の穿孔中に生じる撓み量に対応する撓み量とし、その押し当てた位置を前記穿孔方向の原点として、前記ロータリエンコーダの出力信号に基づいて穿孔深さを算出する、請求項５に記載の穿孔装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記穿孔具の先端が被穿孔物表面から所定の穿孔深さに達するまでの初期穿孔期間において、前記ドリルモータの回転速度を、当該初期穿孔期間を超えた期間における穿孔運転よりも遅くするドリルモータ低速制御を実行する、請求項５に記載の穿孔装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記穿孔具の先端が被穿孔物表面から所定の穿孔深さに達するまでの初期穿孔期間において、前記送りモータの回転速度を、当該初期穿孔期間を超えた期間における穿孔運転よりも遅くする送りモータ低速制御を実行する、請求項５に記載の穿孔装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記穿孔具の先端が被穿孔物表面から所定の穿孔深さに達するまでの初期穿孔期間において、前記送りモータの正転と逆転を繰り返す送りモータ正逆転制御を実行する、請求項５に記載の穿孔装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばコンクリート構造物等の穿孔作業を行う穿孔装置の技術分野に属する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物等の穿孔作業において、ビットと呼ばれる穿孔具を回転駆動して、被穿孔物に円形の孔を形成する穿孔装置が使用される。穿孔装置は、自動送りユニットによって穿孔具を穿孔方向に自動で送ることにより、穿孔作業の自動化が可能になる。自動送りユニットを備える穿孔装置には、穿孔具の先端が被穿孔物表面から所定の穿孔深さに達するまでの初期穿孔期間を手動で行い初期穿孔期間を超えると自動送りユニットで送りながら穿孔するセミオート型と、被穿孔物表面から全て自動送りユニットで送りながら穿孔するフルオート型がある。
【０００３】
ところで、穿孔具の先端が被穿孔物表面から所定の穿孔深さに達するまでの初期穿孔期間は、穿孔具の種類や穿孔方向等の条件に応じて適切な制御を行わなければ円滑かつ迅速に穿孔できない。例えば、大口径の穿孔具を装着した場合は、小口径の穿孔具を装着した場合よりも、穿孔具を穿孔方向へ送る送りモータ及び穿孔具を回転駆動するドリルモータの回転速度を遅くする必要がある。そのため、フルオート型の穿孔装置では、装着された穿孔具の口径（定格時の穿孔具の回転数）を選択する選択スイッチが設けられたものがある。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示された穿孔機には、操作パネルに穿孔具の寸法を選択するビット寸法選択器が設けられている。作業者が、ビット寸法選択器を操作した後、始動スイッチを押下して穿孔機を動作させることで、寸法に応じて穿孔具の回転数が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特公平７－００４８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ドリルモータに整流子モータが採用されるのが一般的であるが、このようなモータを搭載したフルオート型の穿孔装置は電気的に定格時のドリルモータ回転数を可変することが困難である。そのため、予め穿孔具の口径を設定するためだけに選択スイッチを設けることは、穿孔装置の大型化やコスト高を招く。また、選択スイッチの切り替えは作業者が行うため、人為的なミスが生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、穿孔装置の大型化やコスト高を招くことなく穿孔具の種類を判別し、最適な穿孔運転の制御を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、加速度センサが取得した穿孔具の振動データによって穿孔具の種類を判別できるようにした。
【０００９】
第１の発明は、複数種類の穿孔具が着脱可能な回転軸及び当該回転軸を回転させるドリルモータを有する穿孔ユニットと、当該穿孔ユニットを前記穿孔具による穿孔方向に自動で送る自動送りユニットとを備えた穿孔装置において、
前記回転軸の軸方向に前記穿孔ユニットを進退させる送りモータと、
前記ドリルモータを起動した際の穿孔具の振動データを取得する加速度センサと、
前記加速度センサが取得した振動データに基づいて、前記回転軸に装着されている穿孔具の種類を判別する穿孔具判別処理を実行し、前記穿孔具判別処理で判別した穿孔具の種類に基づいて、前記ドリルモータ又は前記送りモータの少なくとも一方を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、加速度センサを備えることで、加速度センサが取得した穿孔具の振動データの特徴から、穿孔具の口径等の種類を判別可能であるため、選択スイッチを設ける必要がなく、穿孔装置の大型化やコスト高を招くおそれがない。また、制御部によって穿孔具の種類が自動で判別されて、穿孔運転が適切に制御されるため、人為的なミスが生じるおそれもない。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許