JPH09168980A - 携帯用工具機械の動作遮断方法及びその装置 - Google Patents

携帯用工具機械の動作遮断方法及びその装置

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JPH09168980A
JPH09168980A JP29002796A JP29002796A JPH09168980A JP H09168980 A JPH09168980 A JP H09168980A JP 29002796 A JP29002796 A JP 29002796A JP 29002796 A JP29002796 A JP 29002796A JP H09168980 A JPH09168980 A JP H09168980A
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tool machine
portable tool
momentum
portable
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JP29002796A
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Thomas Leitenberger
ライテンベルガー トーマス
Ludwig Thome
トーメ ルートヴィッヒ
Wolfgang Hirschburger
ヒルシュブルガー ヴォルフガング
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D16/00—Portable percussive machines with superimposed rotation, the rotational movement of the output shaft of a motor being modified to generate axial impacts on the tool bit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常動作中に動作遮断がトリガされない携帯
用工具機械の動作遮断のための方法及び携帯用工具機械
を提供することである。 【解決手段】 上記課題は、異なる運動量の値が検出さ
れ、前記異なる運動量のうちの少なくとも２つの値がそ
れぞれの運動量の予め設定された閾値に到達するか又は
この閾値を超過する場合にのみ携帯用工具機械の回転動
作を遮断することによって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転動作運動する
携帯用工具機械、例えば電気ドリルないし衝撃式電気ド
リル又はハンマードリルの動作遮断のための方法であっ
て、前記携帯用工具機械の動作の際に前記携帯用工具機
械全体の空間的運動を特徴づける運動量の値が検出さ
れ、前記運動量として前記携帯用工具機械の受ける加速
度又は運動速度又は前記携帯用工具機械の移動した行路
距離が使用され、前記運動量の値に依存して、前記携帯
用工具機械の回転動作は、所定の閾値に到達するか又は
所定の閾値を超過する場合に遮断される、携帯用工具機
械の動作遮断のための方法及びこの方法を実施するため
の手段を有する携帯用工具機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】既に上記のような方法及び携帯用工具機
械が国際公開第８８/０６５０８号から公知である。こ
の方法及び携帯用工具機械においては、回転動作は、携
帯用工具機械全体の空間的運動を特徴づける１つの運動
量の値が所定の閾値を超過した場合に遮断される。確か
に、この公知の方法及び携帯用工具機械によってすでに
簡単なやり方で、使用者が制御できない又は制御しにく
い携帯用工具機械の動作状態の発生を識別することがで
きる。しかし、判断基準として使用される運動量及び設
定される閾値の大きさ次第で通常動作中でも動作遮断の
トリガが起こりうる。このように通常動作中に動作遮断
がトリガされることは回避されなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、通常
動作中に動作遮断がトリガされない携帯用工具機械の動
作遮断のための方法及び携帯用工具機械を提供すること
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、異なる運動
量の値が検出され、前記異なる運動量のうちの少なくと
も２つの値がそれぞれの運動量の予め設定された閾値に
到達するか又はこの閾値を超過した場合にのみ携帯用工
具機械の回転動作を遮断することによって解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の方法及び携帯用工具機械
は次のような利点を有する。すなわち、制御不能なブロ
ック状態を確実に識別することが保証され、通常動作中
の動作遮断のエラートリガが十分に回避される。
【０００６】従属請求項に記された手段によって本発明
の有利な改良実施例が可能である。とりわけ有利な点
は、それぞれの運動量の閾値（この閾値に到達するか又
はこの閾値を越えるとトリガ信号が生成される）がファ
ジーアルゴリズムによって設定されることである。
【０００７】
【実施例】本発明の２つの実施例を図面に示し以下に詳
しく説明する。
【０００８】図１には携帯用工具機械１０が図示されて
いる。この携帯用工具機械１０はケーシング１１によっ
て囲まれている。このケーシング１１の中に図１には図
示されていない駆動装置が収容されている。この駆動装
置は、破線で示された工具１２を回転軸１３を中心にし
て回転動作させるために使用される。このような携帯用
工具機械は例えばすでに国際公開第８８/０６５０８号
に記載されているのでここでは図示しない。
【０００９】この携帯用工具機械１０は、さらに工具１
２の回転動作を遮断するための手段１５を有している。
この手段１５は、この携帯用工具機械全体の空間的運動
を特徴づける所定の運動量の測定値を検出するための装
置１６を含んでいる。さらに、この手段１５は、装置１
６によって検出された測定値を所定の閾値と比較するた
めの比較装置１７、演算部１８そしてアクチュエータ１
９を含んでいる。この演算部１８によって比較装置１７
の比較結果が論理的に結合される。アクチュエータ１９
は携帯用工具機械１０の回転動作を場合に応じて遮断す
る。比較装置１７及び演算部１８は、アクチュエータ１
９を作動するためのトリガ信号を生成するための評価装
置を形成する。
【００１０】この実施例の場合、携帯用工具機械１０全
体の、すなわち携帯用工具機械１０のケーシング１１の
空間的運動を検出するための装置１６は、携帯用工具機
械１０が全体として移動した距離ｓと携帯用工具機械１
０の運動速度ｖとを検出できるように構成されている。
運動量ｓ、ｖのぞれぞれの値は、装置１６のセンサ２０
によって絶えず検出される。このセンサ２０は加速度測
定器として構成されており、加速度信号ａを生成する。
もし測定値がその都度所定の時間間隔で検出されるなら
ば、十分に小さい時間間隔を選択することによってほぼ
連続的な測定信号を生成することができる。このほぼ連
続的な測定信号は、安全のための遮断という目的に適し
ている。
【００１１】センサ２０によって並進加速度も、回転軸
１３を中心とする携帯用工具機械１０の回転加速度も検
出することができる。制御不能なブロック状態の場合に
おける安全のための遮断を行うためには、まず第１に回
転軸１３を中心とする携帯用工具機械１０のケーシング
１１の回転加速度が重要である。この理由から、センサ
２０は回転軸１３から距離ｒをおいて設置される。検出
されたそれぞれの加速度値ａから、時間に依存した積分
によって速度信号ｖと距離信号ｓが生成される。このた
めに装置１６は、速度信号ｖのための第１の積分器２１
と距離信号ｓのための第２の積分器２２とを有してい
る。両方の積分器２１、２２はこのためセンサ２０の出
力側に接続されている。
【００１２】信号ｖ及びｓは、所定の時点ｔにおける相
応の運動量すなわち速度及び距離の値をそれぞれ表す。
信号ｖ及びｓは比較装置１７に導かれ、ここで相応の閾
値ｖ′及びｓ′と比較される。この閾値ｖ′及びｓ′は
予め設定されており、それぞれの使用者に要求しうる限
界値に対応している。この限界値の範囲内では通常携帯
用工具機械１０の動作状態を使用者が制御できる。この
携帯用工具機械１０の動作中に工具１２のブロックが発
生する時には、ケーシング１１は実質的に回転軸１３を
中心に加速度運動しており、この携帯用工具機械１０が
使用者の手から離れてしまう危険がある。この際の携帯
用工具機械１０の加速度がセンサ２０によって検出さ
れ、積分器２１、２２によって速度信号ｖ及び距離信号
ｓに変換される。
【００１３】使用者が意識的に回転軸１３を中心にして
携帯用工具機械１０を旋回させることは通常動作中に十
分起こりうることである。特にハンマー動作において
は、動作に起因する加速度も生じうる。従って、制御不
能なブロック状態を識別するための信頼できる判断基
準、言い換えると、使用者の意識的な運動ないしは動作
に起因する通常の運動を危険な運動から区別する判断基
準を見つけなければならない。この理由から、安全のた
めの遮断は、少なくとも２つの条件が満たされた場合に
のみトリガされるように構成される。すなわち、この実
施例においては、行路距離ｓがその閾値ｓ′に到達する
か又はこの閾値ｓ′を超過するという条件と、速度ｖが
その閾値ｖ′に到達するか又はこの閾値ｖ′を超過する
という条件とが両方とも満たされた場合にのみ安全のた
めの遮断がトリガされるように構成される。この両方の
判定基準が満たされたかどうかは演算部１８によって識
別される。この演算部１８は比較信号ｓ≧ｓ′とｖ≧
ｖ′とを論理的ＡＮＤ結合してトリガ信号Ａを生成す
る。両方の条件が満たされた時に初めて演算部１８によ
ってアクチュエータ１９が作動される。このアクチュエ
ータ１９を例えば駆動軸における減結合部として及び/
又はモータの遮断のためのスイッチとして及び/又はケ
ーシング１１を駆動軸に急激に結合するための結合部と
して構成することができる。携帯用工具機械１０のケー
シング１１が回転運動しはじめた時に、これを停止させ
るためのとりわけ有利な安全のための遮断は、３つのア
クチュエータの関数全部を考慮することによって得られ
る。閾値ｓ′，ｖ′及びａ′を使用者が設定することも
できる。従って、例えば所定の使用状況に対して比較的
高い閾値を選択することができる。
【００１４】図２において、線図I及びIIには運動量ｓ
及びｖの値の時間的経過を、そして線図IIIには演算部
１８によって生成されるトリガ信号Ａの経過を例として
示す。線図I及びIIにはそれぞれの閾値ｓ′とｖ′とを
記入してある。この閾値は、使用者が制御できると思わ
れる携帯用工具機械１０の動作領域を限定する。この閾
値ｓ′、ｖ′はここでは一面的にしか示されていない、
すなわち１つの所定の運動方向に動作される携帯用工具
機械に対してしか示されていない。異なる運動方向が可
能ならば、別の運動方向に対しても相応の限界値を決定
することができる。線図Iでは、時点ｔ=ｔ2において閾
値ｖ′に到達している。しかし、運動量ｓの値がまだ危
険でない領域の範囲内にあるので、アクチュエータ１９
はこの時点ｔ2においては作動されない。時点ｔ=ｔ３に
おいてはじめて運動量ｓの値はこの運動量ｓに適用され
た限界値ｓ ′に到達する。この時点ｔ=ｔ３において、
安全のための遮断をトリガするための両方の条件が満た
され、その結果演算部１８がトリガ信号Ａを生成し、ア
クチュエータ１９を作動させる。このことによって安全
のための遮断が始動される。
【００１５】図３に図示した第２の実施例は、第１の実
施例とはただ信号処理の点でのみ異なっている。評価装
置１８′が設けられており、この評価装置１８′におい
て、運動量ｖ，ｓ及び/又はａのうちの少なくとも２つ
の値に依存してトリガ信号がファジーアルゴリズムによ
って生成される。ファジーアルゴリズムは一般に公知で
あり、従ってここでは詳しく説明しない。公開の目的の
ために、説明の代わりに関連する参考文献、例えば書籍
“Fuzzy-Logic”、Constantin von Altrock著、Verlag
Oldenburgと“Fuzzy-Logik”、Lilli著、Francis-Verla
gとを挙げておく。
【００１６】この第２の実施例では、それぞれの運動量
ｓ，ｖ，ａに対する閾値ｓ′，ｖ′，ａ′（運動量の値
がこの閾値に到達するか又はこの閾値を超過する場合に
アクチュエータ１９のトリガが行われる）をそれぞれ他
の量に依存して設定することができる。従って例えば第
１の実施例の場合のように２つの運動量ｓ及びｖを利用
する場合には、閾値ｓ′を低くしｖの値を比較的高くし
て動作遮断トリガを作動させることもできるし、反対に
ｖの値を比較的低く閾値ｓ′を比較的高く設定すること
もできる。同様に、閾値ｖ′を運動量ｓのその都度の値
に依存させることもできる。評価装置１８′は、この場
合マイクロコントローラによって形成される。全体とし
て、このような携帯用工具機械の多数の可能な運動状態
を考慮に入れた動作遮断が可能となる。
【００１７】本発明はここで示した実施例に限定される
ものではない。従って、トリガ信号Ａを生成するため
に、他の運動量又は全ての運動量を使用することもでき
る。本発明は、工具が回転動作し、しかもこの工具をブ
ロックした際にこの携帯用工具機械が使用者の手から離
れてしまう危険のあるあらゆる携帯用工具機械において
有利に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の評価装置を有する本発明の方法を実現し
た携帯用工具機械の原理的な概略図である。
【図２】異なる運動量及びこれらの運動量に所属するト
リガ信号の時間的な経過を示す線図である。
【図３】第２の評価装置を有する本発明の方法を実現し
た携帯用工具機械の原理的な概略図である。
【符号の説明】
１０ 携帯用工具機械 １１ ケーシング １２ 工具 １３ 回転軸 １５ 手段 １６ 装置 １７ 比較装置 １８ 演算部 １８´ 評価装置 １９ アクチュエータ ２０ センサ ２１ 第１の積分器 ２２ 第２の積分器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルートヴィッヒ トーメ ドイツ連邦共和国 ラインフェルデン−エ ヒターディンゲン イム ミュラー 17 (72)発明者 ヴォルフガング ヒルシュブルガー ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン ガイ ラーシュトラーセ 38

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転動作運動する携帯用工具機械（１
    ０）、例えば電気ドリルないし衝撃式電気ドリル又はハ
    ンマードリルの動作遮断のための方法であって、 携帯用工具機械（１０）の動作の際に前記携帯用工具機
    械（１０）全体の空間的運動を特徴づける運動量の値が
    検出され、前記運動量として前記携帯用工具機械（１
    ０）の受ける加速度（ａ）又は運動速度（ｖ）又は前記
    携帯用工具機械（１０）の移動した行路距離（ｓ）が使
    用され、 前記運動量の値に依存して、前記携帯用工具機械（１
    ０）の回転動作は、所定の閾値（ｓ′，ｖ′，ａ′）に
    到達するか又は該所定の閾値（ｓ′，ｖ′，ａ′）を超
    過する場合に遮断される、携帯用工具機械（１０）の動
    作遮断のための方法において、 異なる運動量の値が検出され、 前記異なる運動量のうちの少なくとも２つの値がそれぞ
    れの運動量に対して予め設定された閾値（ｖ′，ｓ′又
    はａ′）に到達するか又は該閾値（ ｖ′，ｓ′又は
    ａ′）を超過する場合にのみ前記携帯用工具機械（１
    ０）の回転動作を遮断することを特徴とする携帯用工具
    機械（１０）の動作遮断のための方法。
  2. 【請求項２】 運動量すなわち行路距離（ｓ）及び速度
    （ｖ）の値が検出され、 両方の運動量に所属する閾値（ｓ′及びｖ′）に到達す
    るか又は該閾値（ｓ′及びｖ′）を超過する場合に回転
    動作を遮断することを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 携帯用工具機械（１０）の駆動軸におけ
    る減結合によって及び/又は前記携帯用工具機械（１
    ０）の駆動モータの遮断によって及び/又は前記携帯用
    工具機械（１０）のケーシング（１１）を前記駆動軸に
    急激に結合することによって回転動作の遮断を行うこと
    を特徴とする請求項１又は２のうちの１項記載の方法。
  4. 【請求項４】 それぞれの運動量（ｓ，ｖ及び/又は
    ａ）の閾値（ｓ′，ｖ′及び/又はａ′）をファジーア
    ルゴリズムによって設定することを特徴とする請求項１
    〜３のうちの１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 回転動作運動する携帯用工具機械、例え
    ば電気ドリルないし衝撃式電気ドリル又はハンマードリ
    ルであって、 前記携帯用工具機械に回転動作を遮断するための手段
    （１５）が設けられており、 該手段（１５）は、前記携帯用工具機械（１０）全体の
    空間的運動を特徴づける運動量を検出するための装置
    （１６）と、前記運動量のそれぞれの値を所定の閾値
    （ｓ′，ｖ′又はａ′）と比較するための比較装置（１
    ７）とを含んでいる、回転動作運動する携帯用工具機械
    において、 前記装置（１６）は、異なる運動量（ｓ，ｖ又はａ）の
    それぞれの値を検出するために形成されており、 前記比較装置（１７）は、これらの値を前記運動量に所
    属する閾値（ｓ′，ｖ′又はａ′）と比較するために設
    けられており、 演算部（１８）が設けられており、 該演算部（１８）は、前記閾値（ｓ′，ｖ′又はａ′）
    のうちの少なくとも２つに到達するか又は前記閾値
    （ｓ′，ｖ′又はａ′）のうちの少なくとも２つを超過
    する場合に、アクチュエータ（１９）を動作遮断のため
    に作動させることを特徴とする携帯用工具機械。
  6. 【請求項６】 アクチュエータ（１９）は、携帯用工具
    機械（１０）の駆動軸における減結合部として及び/又
    はモータの遮断のためのスイッチとして及び/又は前記
    携帯用工具機械（１０）のケーシング（１１）を駆動軸
    に急激に結合するための結合部として構成されているこ
    とを特徴とする請求項５記載の携帯用工具機械。
  7. 【請求項７】 装置（１６）は運動量のその都度の測定
    値を検出するためにセンサ（２０）を有しており、 該センサ（２０）は、加速度測定器として構成されてお
    り、加速度信号を生成するために使用され、 更に別の運動量を求めるために積分素子（２１、２２）
    が設けられていることを特徴とする請求項５記載の携帯
    用工具機械。
  8. 【請求項８】 前記装置（１６）は、速度信号（ｖ）の
    ための第１の積分器（２１）と距離信号（ｓ）のための
    第２の積分器（２２）とを有することを特徴とする請求
    項７記載の携帯用工具機械。
  9. 【請求項９】 評価装置（１８′）が設けられており、 該評価装置（１８′）において、運動量（ｓ，ｖ及び/
    又はａ）の閾値（ｓ′，ｖ′及び/又はａ′）がファジ
    ーアルゴリズムによって設定されることを特徴とする請
    求項５記載の携帯用工具機械。
  10. 【請求項１０】 前記評価装置（１８´）はマイクロコ
    ントローラによって形成されていることを特徴とする請
    求項９記載の携帯用工具機械。
JP29002796A 1995-11-02 1996-10-31 携帯用工具機械の動作遮断方法及びその装置 Abandoned JPH09168980A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19540717 1995-11-02
DE19540717.2 1996-07-18
DE19628945.9 1996-07-18
DE19628945A DE19628945A1 (de) 1995-11-02 1996-07-18 Verfahren zum Unterbrechen der Antriebstätigkeit einer Handwerkzeugmaschine, sowie nach diesem Verfahren arbeitende Handwerkzeugmaschine

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