JP2002321171A - 手持ち式工具装置用の位置決め装置 - Google Patents

手持ち式工具装置用の位置決め装置

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JP2002321171A JP2002107927A JP2002107927A JP2002321171A JP 2002321171 A JP2002321171 A JP 2002321171A JP 2002107927 A JP2002107927 A JP 2002107927A JP 2002107927 A JP2002107927 A JP 2002107927A JP 2002321171 A JP2002321171 A JP 2002321171A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具を所定の加工個所に位置決めするため
に、手持ち式工具装置と一体的に設けることのできる位
置決め装置を提案する。 【解決手段】 工具（２）を作動方向（Ａ）に推進する
手持ち式工具装置（３）を対象とする位置決め装置は、
手持ち式工具装置に固定可能とした非接触型の測距手段
（４）を具える。この測距手段（４）は、測定方向
（Ｍ，Ｍ’，Ｍ”）に沿って対象物（６）までの距離を
測るための少なくとも１個の距離センサ（５）と、その
測定値を予め設定可能とされた目標値（Ｓ）と比較する
と共に、その比較結果に応じた信号を出力するための演
算ユニット（７）とを具え、測定方向（Ｍ，Ｍ’）が少
なくとも部分的に作動方向（Ａ）に対して直角に指向す
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハンマードリル、
ファスナ打ち込み装置、丸のこ等の手持ち式工具装置に
おいて、作動方向に沿って推進する工具を所定位置に位
置決めするための位置決め装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、建設現場において、ある作業工
程を連続的に遂行するために工具を当接させる加工個所
は、指定対象物に対して作動方向から側方の横方向へ絶
対的又は増加的に距離を設定するのが普通である。指定
対象物とは、作動方向に対して平行に延在する壁、縁
部、天井、床等、任意の構造部材である。このような場
合、全ての加工個所につき、作業準備段階で作業者がマ
ーキングを施し、あるいは各作業ステップの間に作業者
が巻尺等により補助的計測を行うことにより、工具装置
を位置決めする。
【０００３】米国特許第４９８４３７１号明細書は、ミ
ラー照準器として形成された受動的な光学位置決め装置
を記載している。この場合、工具装置を縁部に対して所
定の横方向の距離だけ離間した加工個所に当接させる。
この位置決め装置は、使用者が視認するための照準機構
と共に、手持ち式工具装置としてのチェーンソーに一体
的に設けられる。
【０００４】ドイツ特許第２８３８９６８号明細書は、
超音波エコー装置、高周波レーダ装置又は三角測量用の
光学レーザ装置を有する電子式深部ストッパを、作動方
向に対して平行な方向における測距手段として具えるハ
ンマードリルを記載している。
【０００５】米国特許第４６８３４９３号明細書は、光
学的に拡散したレーザを使用するフライス工具を記載し
ている。このレーザは、横方向に放射され、受動映像シ
ステムの光源として機能するものである。
【０００６】米国特許第４８９３０２５号明細書は、位
置決め用に複数の光学的測距手段を具えるロボットハン
ド用センサシステムを記載している。
【０００７】ドイツ特許第１９８３６８１２号明細書
は、変調した光学レーザを測距手段として具える手持ち
式レーザ測距装置を記載している。この測距装置では、
複数の異なる個別測定を演算アルゴリズムにより実行す
ることにより、対象面までの最短距離を決定する。
【０００８】
【発明の課題】本発明の課題は、工具を所定の加工個所
に位置決めするために、手持ち式工具装置と一体的に設
けることのできる位置決め装置を提案することである。
【０００９】
【課題の解決手段】この課題を解決するため、本発明に
よる位置決め装置は、請求項１に記載された事項を特徴
とするものである。また、本発明の好適な実施形態は、
従属請求項に記載したとおりである。
【００１０】本発明による位置決め装置は、工具を作動
方向に推進する手持ち式工具装置を対象とするものであ
り、工具装置に固定可能とした非接触型の測距手段を具
え、該測距手段が、測定方向に沿って対象物までの距離
を測るための少なくとも１個の距離センサと、その測定
値を予め設定可能とされた目標値と比較すると共に、そ
の比較結果に応じた信号を出力するための演算ユニット
とを具え、測定方向が少なくとも部分的に作動方向に対
して直角に指向することを特徴とする。
【００１１】本発明によれば、非接触型測距手段の測定
方向を作動方向に対して直角に指向させることにより、
工具装置の前進に拘わりなく、常に、作動方向に対して
直角をなし、通常はワーク表面を形成する面内に測定方
向が限定される。この面内では、通常、横方向の目標値
を目標距離として設定する。目標値は、キー等の入力手
段により入力され、信号化回路はブザー、発光ダイオー
ド、デジタル・ディスプレイ等、通常の出力手段を選択
的に作動させる。工具装置が、一体的に固定される位置
決め装置又は相対回転可能な位置決め装置と共に作動方
向を中心として回動することにより、上記の面内で測定
方向を選択し、又は設定することができる。
【００１２】位置決め装置は、工具装置に組み合わせ可
能なモジュールとして構成するのが有利であり、特に、
グリップ内又は集塵吸引部材内に組み込むのが好適であ
る。この場合には、位置決め装置を所要に応じて簡便か
つ迅速に工具装置に着脱することが可能である。
【００１３】少なくとも距離センサ又は測定ビームを横
方向の測定方向に転向させる傾斜ミラー等の転向手段
を、作動方向に沿い、工具先端部に近接配置するのが有
利である。工具装置がワーク面に当接する際、ワーク面
の垂線に対する作動方向の角度誤差により生じる測定値
の横方向誤差は、最小限に抑えることが可能である。
【００１４】距離センサ及び／又は転向手段を、軸線方
向に弾性力の作用下で可動に配置するのが有利である。
工具装置がワーク面に当接すると、転向手段はワーク面
に接触すると共に工具の前進を阻害しない限度で可能な
限り近傍に配置される。
【００１５】距離センサ及び／又は転向手段は、作動方
向に自由に回動可能とし、非対称に配分した質量を具え
るのが有利である。重力方向から外れた水平等の作動方
向では、測定方向が受動的に優先して指向される。ま
た、測定方向が能動的に優先して指向される場合には、
加速度センサ等により捕捉可能な重力方向を基準とし
て、演算ユニットにより能動回動可能とした転向手段を
電気的に制御するのが有利である。
【００１６】代替的に、距離センサ及び／又は転向手段
を、少なくとも一次元において９０°だけ回動・係止可
能とするのが有利である。測定方向は、作動方向に対し
て直角の面内又は作動方向に対して平行の面内で設定可
能であり、後者の場合には位置決め装置事態が深部スト
ッパとして機能する。
【００１７】さらに代替的に、距離センサ及び／又は電
気機械的もしくはマイクロ・マシン的な偏向手段を、測
定方向に少なくとも一次元的に走査領域内で振動可能と
すると共に、演算ユニットにより振動周期内の極大距離
を決定するための演算アルゴリズムを実行するのが有利
である。走査領域内では、測定方向が構造部材の面又は
至近の縁部、あるいは最も遠く離れたコーナーに対して
自動的に鉛直方向とされる。レーザビームの場合、偏向
手段を回転ミラー、プリズム、光ファイバ又はレーザ・
ダイオードとして形成するのが有利である。
【００１８】少なくとも２系統または３系統の距離セン
サ及び／又は転向手段を設け、それらを測定方向に関し
て互いに９０°の角度で配置するのが有利である。この
場合、独立した２方向又は３方向での測距が可能であ
り、例えば、横方向の位置決め及び深度が捕捉可能とな
る。
【００１９】位置決め装置は、電力供給網に依存しない
電源として、バッテリー、又は工具装置の交流電磁界が
貫通する誘導コイルを具えるのが有利である。この場
合、工具装置には電源ケーブルが不要となる。
【００２０】位置決め装置は、実際の測定値を目標値と
して記憶手段に入力するための単一の入力手段を具える
のが有利である。この場合には、極めて簡便かつ確実な
入力が建設現場においても可能となる。
【００２１】信号化手段を工具装置の制御手段に制御可
能に接続するのが有利である。例えば、目標値±１ｃｍ
等として適宜に設定しうる公差領域内に測定値が収まる
場合にのみ、工具装置の目的に適った作動が制御手段に
より選択的に切替可能とされる。ファスナ打ち込み装置
の場合には、打ち込まれたファスナ間に最低距離を遵守
することが可能である。
【００２２】距離センサは、可視領域のレーザビームを
発する光学的アクティブセンサで構成するのが有利であ
る。この距離センサは、位相計又はパルス・タイマとし
て変調され、あるいは変調されずに三角測量法に則って
作動する。その結果、作業者は横方向の測定方向を直に
見ることができる。
【００２３】
【好適な実施形態】以下、本発明を図示の好適な実施形
態について更に具体的に説明する。
【００２４】図１に示す位置決め装置１は、作動方向Ａ
に工具２を推進する手持ち式工具装置３に固定され、パ
ルス時間に基くレーザビームによる測距手段４を有す
る。測距手段４は、工具装置３の対称軸線Ｘ，Ｙ，Ｚを
指向する互いに直角の３測定方向Ｍ，Ｍ’，Ｍ”に沿っ
て、距離センサ５から反射する対象物６までの距離Ｅを
測るための３個のレーザ・ダイオードを含む距離センサ
５と、目標値Ｓを記憶した演算ユニット７とを具える。
演算ユニット７は、距離センサ５と、入力手段としての
単一の設定部材８と、出力手段９としての発光ダイオー
ドに対して信号伝達可能に接続する。作動方向Ａと平行
な測定方向Ｍ”において、測距手段４は、電子式深部ス
トッパとする。位置決め装置１は、付加グリップ１０と
結合すると共に、規格化されたモジュールとして手持ち
式工具装置１に組み合わせ可能とされている。付加グリ
ップ１０内には、演算ユニット７に接続したバッテリー
１１を内蔵する。
【００２５】図２に示す手持ち式工具装置３の位置決め
装置１において、手持ち式工具装置３の付加グリップ１
０には、距離センサ５と、これに接続した演算ユニット
７とを有するレーザビームによる測距手段４を具える。
相互に結合され、互いに９０°の角度で傾斜した２個の
ミラーにより、可視領域内のレーザビームのための転向
手段１２，１２’を構成する。転向手段１２，１２’
は、工具２の先端部近傍で、作動方向Ａに対して平行に
固定した機械的な深度ストッパ用のロッド１３に対して
相対回転可能に配置される。転向手段１２，１２’の非
対称的に配置した質量により、測定方向Ｍ，Ｍ’は重力
Ｇによって自立的に垂直上方の対象物６としてのカバー
を指向すると共に、対象物及び作動方向Ａに対して直角
に指向する。
【００２６】図３に示す測距手段４の距離センサ５は、
偏向手段１４としての電気機械式カンチレバーによって
振動しつつ走査領域Ｂから突出するレーザ・ダイオード
を具え、工具装置３の軸線方向に弾性力の作用下で可動
とした集塵吸引部材１６において、ワーク面に接触する
吸引ヘッド１５に固定されると共に、作動方向Ａに対し
２平面内で各９０°だけ回動・係止可能とされている。
その結果、選択された走査領域Ｂ内では、対象物６であ
る側面に対して鉛直の測定方向Ｍが、演算ユニット７で
確定する最小測定値について決定される。
【００２７】図４に示す手持ち式工具装置３としてのフ
ァスナ打ち込み装置は、打ち込むべきファスナのため
に、演算ユニット７を有するレーザビーム型の測距手段
４を具える。測距手段の信号化回路は、スイッチ７を介
し、工具装置３の制御手段１８と制御可能に接続する。
赤外線レーザビームは走査領域Ｂ内でねじれ振動すると
共に所定の角度をなして偏向される。このレーザビーム
は、ガイド部材１９に配置した転向手段１２としての切
頭円錐形状のミラー面に照射され、作動方向Ａに対して
横方向に半空間を走査する。演算ユニット７により検出
可能な測定方向Ｍの最小測定値には、対象物６として既
に打ち込まれた隣接するファスナまでの距離Ｅが対応す
る。演算ユニット７に記憶された目標値Ｓにより、ファ
スナの最小距離が限定される。この最小距離では、制御
手段１８に基づき、工具装置３の作動が解除スイッチ２
０により制止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による位置決め装置の一実施例を示す
略図である。
【図２】 本発明による位置決め装置の他の実施例を示
す略図である。
【図３】 本発明による位置決め装置の他の実施例を示
す略図である。
【図４】 本発明による位置決め装置の他の実施例を示
す略図である。
【符号の説明】
１ 位置決め装置 ２ 工具 ３ 工具装置 ４ 測距手段 ５ 距離センサ ６ 対象物 ７ 演算ユニット ８ 入力手段 ９ 出力手段 １０ 付加グリップ １１ バッテリー １２ 転向手段 １３ 深部ストッパーロッド １４ 駆動手段 １５ 吸引ヘッド １６ 集塵吸引部材 １７ スイッチ １８ 制御手段 １９ ガイド部材 ２０ 解除スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス ダッス スイス国 9468 ザックス ガーディッチ ュ （番地なし)

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工具（２）を作動方向（Ａ）に推進する
    手持ち式工具装置（３）を対象とする位置決め装置であ
    って、該工具装置に固定可能とした非接触型の測距手段
    （４）を具え、該測距手段（４）が、測定方向（Ｍ，
    Ｍ’，Ｍ”）に沿って対象物（６）までの距離を測るた
    めの少なくとも１個の距離センサ（５）と、その測定値
    を予め設定可能とされた目標値（Ｓ）と比較すると共
    に、その比較結果に応じた信号を出力するための演算ユ
    ニット（７）とを具え、測定方向（Ｍ，Ｍ’）が少なく
    とも部分的に作動方向（Ａ）に対して直角に指向するこ
    とを特徴とする位置決め装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の位置決め装置において、
    該位置決め装置を工具装置（３）に組み合わせ可能なモ
    ジュールとして構成し、好適にはグリップ（１０）内又
    は集塵吸引部材（１６）内に組み込むことを特徴とする
    位置決め装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の位置決め装置に
    おいて、少なくとも１個の距離センサ（５）及び／又は
    偏向手段（１２，１２’）を、作動方向（Ａ）に沿い、
    工具先端部（１３）に近接配置したことを特徴とする位
    置決め装置。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れか一項に記載の位置
    決め装置において、少なくとも１個の距離センサ（５）
    及び／又は転向手段（１２，１２’）を、軸線方向に可
    動に配置したことを特徴とする位置決め装置。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れか一項に記載の位置
    決め装置において、少なくとも１個の距離センサ（５）
    及び／又は転向手段（１２，１２’）を、作動方向
    （Ａ）に関して、自由回転可能とすると共に非対称的に
    配置した質量を具える構成とし、又は加速センサと結合
    した演算ユニット（７）により能動回転可能としたこと
    を特徴とする位置決め装置。
  6. 【請求項６】 請求項１〜４の何れか一項に記載の位置
    決め装置において、少なくとも１個の距離センサ（５）
    及び／又は転向手段（１２，１２’）を、少なくとも一
    次元において９０°だけ回動・係止可能としたことを特
    徴とする位置決め装置。
  7. 【請求項７】 請求項１〜４の何れか一項に記載の位置
    決め装置において、少なくとも１個の距離センサ（５）
    及び／又は転向手段（１２，１２’）を、測定方向
    （Ｍ，Ｍ’，Ｍ”）に少なくとも一次元的に駆動手段
    （１４）により走査領域（Ｂ）内で振動可能とすると共
    に、演算ユニット（７）により振動周期内の測定極値を
    決定するための演算アルゴリズムを実行することを特徴
    とする位置決め装置。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７の何れか一項に記載の位置
    決め装置において、少なくとも２系統または３系統の距
    離センサ（５）及び／又は転向手段（１２，１２’）を
    具え、それらを測定方向（Ｍ，Ｍ’，Ｍ”）に関して９
    ０°の角度で配置することを特徴とする位置決め装置。
  9. 【請求項９】 請求項１〜８の何れか一項に記載の位置
    決め装置において、電源としてバッテリー（１１）、又
    は工具装置の交流電磁界が貫通する誘導コイルを具える
    ことを特徴とする位置決め装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜９の何れか一項に記載の位
    置決め装置において、実際の測定値を目標値（Ｓ）とし
    て記憶手段に入力するための入力手段（８）を具えるこ
    とを特徴とする位置決め装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜１０の何れか一項に記載の
    位置決め装置において、信号化手段を手持ち式工具装置
    （３）の制御手段（１８）に接続したことを特徴とする
    位置決め装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１〜１１の何れか一項に記載の
    位置決め装置において、距離センサ（５）を、可視領域
    のレーザビームを発する光学的アクティブセンサで構成
    したことを特徴とする位置決め装置。
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