JP2004074404A - 多機能手工具装置のａｔｃ安全モジュール及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保護すべきモードで常に機能するＡＴＣ安全モジュールを有する多機能手工具装置の得る。
【解決手段】少なくとも部分的に軸線方向の打撃を行うツール収容部７と、ツール収容部７と電動モータ６との間の伝動経路に配置した安全クラッチ８と、手操作するハウジングと、及び角運動を感知するねじれセンサ３を有するＡＴＣ安全モジュール１を具えた多機能手工具装置において、ＡＴＣ安全モジュール１に軸線方向移動センサ４を接続する。ハウジングのねじれ運動の算出を行う第１ステップと、ねじれ量がねじれ限界値１３ａを越えた際にバイナリの制御信号５を生ずる第２ステップと、電動モータ６とツール収容部７との間の伝動を確実に遮断する最終ステップとよりなるＡＴＣ安全モジュール１の制御方法は、第１ステップでハウジングの軸線方向移動の算出をも付加的に行い、また第２ステップで軸線方向移動量が軸線方向限界値１３ｂを越えた際にバイナリの制御信号５の抑止がかかるようにする。
【選択図】図１

Description

　本発明は、多機能手工具装置、特に、チゼル機能を有する組み合わせハンマーのための安全モジュール並びにその制御方法に関するものである。

　手工具装置を回転動作させているときに、ツールが加工材にかみつきを生じて動かなくなると、好ましくないハウジングのねじれを生じ、この動きがユーザーの手に伝わる。この作用を回避するため、従来、多重の安全モジュールを使用し、例えば、角加速度に基づくねじれ信号により電動モータとツールとの間の伝動経路を確実に遮断するようにしている。チゼルを装着してハウジングが激しく移動する打撃のみの動作モードで、例えば、チゼルが滑ったような場合、激しい打撃移動がそのまま持続し、このような状況でユーザーが伝動経路の遮断をすることは望めない。

　ねじれ運動を２回積分するＡＴＣ安全モジュールを設けた手工具装置がある（例えば、特許文献１参照）。
独国特許公開第１９６２８９４５号

　この特許文献１には、当業者がＡＴＣ安全モジュールについて理解できる程度に記載されている。

　アンチトルク制御（ＡＴＣ）安全モジュールを設けた回転ツールのための回転手工具装置があり（例えば、特許文献２参照）、このＡＴＣ安全モジュールは、ハウジングの許容できないほどのねじれがあったときに駆動系統を遮断し、多軸加速度測定装置により許容範囲の空間的運動を検出し、ファジー論理装置によって評価し、運動が許容範囲に低下したときＡＴＣ安全モジュールは遮断を停止する。異なる動作モードは、ＡＴＣ安全モジュールによって認識されない。
独国特許第４３３４９３３号明細書

　角加速度を感知するねじれセンサを有するＡＴＣ安全モジュールを設けたチゼル機能付き回転及び打撃のコンビネーションハンマーがある（例えば、特許文献３参照）。この場合、ＡＴＣ安全モジュールはコンビネーションハンマーの動作モードを動作選択スイッチに設けたホールセンサを介して判定し、ＡＴＣ安全モジュールは、打撃専用モードに関してはオフ状態に切り替わる。特に、純粋な打撃チゼルモードではＡＴＣ安全モジュールは動作しなくなり、一方打撃ドリルモード又は回転ドリルモードでは動作する。しかし、切り替えの遅延によって、実際のモードは動作選択スイッチの制御ですぐには生ずることはなく、従って、ＡＴＣ安全モジュールは短い期間に誤ったモードを検出し、回転運動の際に保護されるべきモードで動作しなくなることがあり、特に、依然として回転モードで動作しているのに、打撃専用モードに切り替わるのは都合が悪い。
独国特許公開第１９９４２１５６号公報

　従って、本発明の目的は、保護すべきモードで常に機能するＡＴＣ安全モジュールを有する多機能手工具装置の得るにある。

　この目的を達成するため、本発明は少なくとも部分的に軸線方向の打撃を行うツール収容部と、このツール収容部と電動モータとの間の伝動経路に配置した安全クラッチと、手操作するハウジングと、及び角運動を感知するねじれセンサを有するＡＴＣ安全モジュールを具えた多機能手工具装置において、ＡＴＣ安全モジュールに軸線方向移動センサを接続したことを特徴とする。

　本発明によれば、ＡＴＣ安全モジュールに軸線方向運動センサを組み合わせたことにより、ＡＴＣ安全モジュールは、軸線方向情報も利用し、これにより、ＡＴＣ安全モジュールから、大きな軸線方向運動に関連して保護を受けずに済むモードを認識することができる。

　ＡＴＣ安全モジュールのための制御方法は、ハウジングのねじれ運動の算出を行う第１ステップと、ねじれ量がねじれ限界値を越えた際にバイナリの制御信号を生ずる第２ステップと、電動モータとツール収容部との間の伝動を確実に遮断する最終ステップとよりなる制御方法において、前記第１ステップでハウジングの軸線方向移動の算出をも付加的に行い、また第２ステップで軸線方向移動量が軸線方向限界値を越えた際にバイナリの制御信号の抑止がかかるようにしたことを特徴とする。

　伝動経路の遮断のための制御信号を抑止することによって、大きな軸線方向運動による実際的に打撃専用モードとなったときに初めてＡＴＣ安全モジュールの有効性がなくなるようになる。

　好適な実施例においては、第２ステップで、バイナリのねじれ制御信号及びバイナリの軸線方向制御信号を生じ、論理和回路で制御信号を生ずるようにする。これにより、双方の比較操作は互いに分離することができる。

　更に、本発明の好適な実施例においては、算出した軸線方向移動を時間に関して２回積分する。これにより、軸線方向運動における算出した値が軸線方向加速度値に変換され、また軸線方向の振幅を軸線方向制限値と比較することができる。

　次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。

　図示のように、ツール軸線Ａに関連して回転及び打撃運動する手工具装置をＡＴＣ安全モジュール１に組み合わせることによって、ブロック回路図に示す制御プロセスは、マイクロコントローラ２内部の制御アルゴリズムとして実施され、このマイクロコントローラ２の入力側には、ツール軸線Ａの向きに関連する角加速度センサの形式のねじれセンサ３と、ツール軸線に関連して軸線方向の加速度センサの形式の軸線方向移動センサ４を接続し、マイクロコントローラ２の出力側には、電動モータ６とツール収容部７との間の安全クラッチ８を制御するための制御信号５を生ずる。ブロック回路図に示すように、計算されたねじれ量及び軸線方向移動量を２段の積分器９で積分し、並びに乗算器１０で係数を乗算し、最終的に加算器１１で、比較器１２ａ，１２ｂのための共通する二次運動方程式の形式として加算し、これら計算値をねじれ限界値１３ａ又は軸線方向移動限界値１３ｂと比較する。比較器１２ａのバイナリのねじれ制御信号１４ａ及び比較器１２ｂのバイナリの軸線方向制御信号１４ｂを、後置した論理和回路１５でバイナリの制御信号５として結合する。

本発明による制御方法を説明するブロック回路図である。

符号の説明

　　１　ＡＴＣ安全モジュール
　　２　マイクロコントローラ
　　３　ねじれセンサ
　　４　軸線方向移動センサ
　　５　制御信号
　　６　電動モータ
　　７　ツール収容部
　　８　安全クラッチ
　　９　積分器
　１０　乗算器
　１１　加算器
12a,12b 比較器
１３ａ　ねじれ限界値
１３ｂ　軸線方向移動限界値
１４ａ　ねじれ制御信号
１４ｂ　軸線方向制御信号
　１５　論理和回路

Claims (4)

1. 　少なくとも部分的に軸線方向の打撃を行うツール収容部（７）と、このツール収容部（７）と電動モータ（６）との間の伝動経路に配置した安全クラッチ（８）と、手操作するハウジングと、及び角運動を感知するねじれセンサ（３）を有するＡＴＣ安全モジュール（１）を具えた多機能手工具装置において、ＡＴＣ安全モジュール（１）に軸線方向移動センサ（４）を接続したことを特徴とする多機能手工具装置。
2. 　請求項１記載のＡＴＣ安全モジュール（１）の制御方法であって、ハウジングのねじれ運動の算出を行う第１ステップと、ねじれ量がねじれ限界値（１３ａ）を越えた際にバイナリの制御信号（５）を生ずる第２ステップと、電動モータ（６）とツール収容部（７）との間の伝動を確実に遮断する最終ステップとよりなる制御方法において、前記第１ステップでハウジングの軸線方向移動の算出をも付加的に行い、また第２ステップで軸線方向移動量が軸線方向限界値（１３ｂ）を越えた際にバイナリの制御信号（５）の抑止がかかるようにしたことを特徴とする制御方法。
3. 　前記第２ステップで、バイナリのねじれ制御信号（１４ａ）及びバイナリの軸線方向制御信号（１４ｂ）を生じ、論理和回路で制御信号（５）を生ずるようにした請求項２記載の方法。
4. 　前記第１ステップで、算出した軸線方向移動を時間に関して２回積分する請求項２又は３記載の方法。

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