JPH07251305A - チャック装置を備えた電動工具 - Google Patents

チャック装置を備えた電動工具

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JPH07251305A
JPH07251305A JP7025557A JP2555795A JPH07251305A JP H07251305 A JPH07251305 A JP H07251305A JP 7025557 A JP7025557 A JP 7025557A JP 2555795 A JP2555795 A JP 2555795A JP H07251305 A JPH07251305 A JP H07251305A
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sensor
chuck device
power tool
magnetic ring
opening width
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JP7025557A
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Thomas Leitenberger
ライテンベルガー トーマス
Julian Pfaundler
プファウンドラー ユリアン
Ottmar Seel
ゼール オットマル
Wolfgang Hirschburger
ヒルシュブルガー ヴォルフガング
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • G08C19/06—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage using variable inductance
    • G08C19/08—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage using variable inductance differentially influencing two coils
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動工具のチャック装置の開口幅を軸の静止
状態において既に検出可能にする。 【構成】 チャック装置１の開口幅Ｓを電動工具の電気
モータの静止状態で検出するようにセンサ５が形成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チャック装置を備えた
電動工具であって、チャック装置が、回転可能なチャッ
ク装置の開口幅を非接触に検出するための、電動工具に
固く結合された少なくとも１つのセンサを有しており、
さらに、該センサによって検出されたチャック装置の開
口幅に関連して電動工具のモータの回転数を制御するた
めの制御装置が設けられている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】チャック装置の開口幅を誘導センサによ
って非接触に検出することが既に公知である。チャック
装置の回転部分に磁化部分が取り付けられている。この
磁化部分はチャック装置の開角に関連して、定置のセン
サに対して相対摺動する。しかしながらこのようなチャ
ック装置の場合、チャック装置の開口幅は軸の回転時に
のみ検出されて、静止状態では検出されない。しかし、
伝動装置の好ましい変速ギヤ段の選択と相俟って最適な
モータ回転数に調節するために、電動工具の静止状態に
おいて既にチャック装置の開口幅を検出して、この際に
例えば使用しようとするドリルの直径を検出することが
多くの場合望ましい。このように電動工具の静止状態に
おいてドリル直径検出が必要となるのは、特に回転数を
自動調節するために、選ばれる変速ギヤ段も制御装置に
インプットしなければならない場合である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の電動工具を改良して、チャック装置の開
口幅を軸の静止状態において既に検出することができる
ような、チャック装置を備えた電動工具を提供すること
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、チャック装置の開口幅を電動工具
の電気モータの静止状態で検出するようにセンサが形成
されているようにした。
【０００５】
【発明の効果】本発明による電動工具の利点は、センサ
がチャック装置の開口幅を、既に軸静止時において検出
することである。不都合に選択された変速ギヤ段によっ
て生ぜしめられる恐れのある不都合な回転数調節がこれ
により回避される。さらに、操作者によって迅速にドリ
ル直径を規定することができ、この場合例えばはさみ尺
等のような付加的な測定手段が必要とならないので有利
である。
【０００６】請求項１に記載された電動工具の有利な構
成が請求項２以下に記載されている。センサによって、
モータスイッチ遮断時に磁気リングの位置に関連してほ
ぼ比例的な電圧信号が評価装置に供給される。従ってこ
の比例性のために、チャック装置の開口幅のために設け
られた表示装置を簡単にすることができる。このチャッ
ク装置は信号の比例性のために、複雑な補正素子を必要
としない。
【０００７】ホールセンサまたは磁気抵抗センサを使用
することにより、開口幅を軸停止時に検出することがで
きると有利である。それというのは、磁気リングの進入
深さがセンサの電界を変化させ、ひいてはこの変化がチ
ャック装置の開口幅のための尺度を成すからである。
【０００８】さらに、磁気リングが支持体に固定されて
おり、この支持体がチャック装置によって軸線方向に摺
動可能であると有利である。これにより磁気リングは前
製造することができ、組付け時には支持体に簡単に被せ
嵌めてロックすることができる。
【０００９】磁気リングの特に低廉な構成としては永久
磁石が適している。この磁気リングは連続的または部分
的に波状（正弦曲線状）に形成されてよい。磁気リング
は支持体に斜めに取り付けることもできる。この場合、
磁気リングはドラム形ワッシャのように作業する。軸が
回転すると、正弦曲線状の電圧がセンサに生ぜしめられ
る。この電圧の周期から、付加的に回転数を検出するこ
とができる。
【００１０】１つのセンサに２つのコイルを使用すると
特に有利である。それというのは妨害電磁界も温度の影
響も取り除くことができるからである。これにより、測
定装置は妨害に対して不安定でなくなる。第２のコイル
を、基準コイルとして形成して、この基準コイルが第１
のコイルと一緒にブリッジ回路の各ブリッジ辺に配置さ
れるように配置すると有利である。これにより、ブリッ
ジの横方向辺でタップ可能ないかに小さな電圧変化も十
分に正確に評価することができ、この場合、これらの電
圧変化が妨害信号によって重畳されることはない。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を概略的に示して
いる。チャック爪８を備えたチャック装置１は、チャッ
ク爪８が楔状の傾斜平面を介して、チャック装置の開閉
時に支持体７を軸線方向に遊びなしに軸２に沿って摺動
させるように形成されている。この支持体７は図１
（Ａ）に示したように円筒形に形成されて、ヘッド端部
に円錐形のリング４を支持している。この支持体７に
は、円筒形の磁気リング６が定置に配置されていると有
利である。軸２における遊びを回避するために、支持体
７は、図示されていないばねによってチャック爪８の傾
斜平面に押圧されている。この軸２は例えばハンドドリ
ルの駆動軸である。この場合、この軸は、図示されてい
ない伝動装置を介して、手工具の電気モータに機械的に
連結されている。軸２に沿った支持体７の運動空間に
は、ケーシング９に定置にセンサ５が配置されている。
このセンサはホールセンサまたは磁気抵抗センサとして
形成されている。このセンサ５はコイルＬとして形成さ
れると有利である。このコイルＬの接続線路は、図示さ
れていない公知の制御装置に接続されている。センサ５
と磁気リング６との間にはエアギャップが設けられてい
るので、磁気リング６とセンサ５とが互いに接触するこ
とはない。図２に示した線図から判るように、チャック
爪８が、緊定幅を形成する開口幅Ｓで開くとセンサ５の
コイルに電圧ＵAが形成されて、この電圧がセンサ電磁
界への磁気リング６の進入深さに応じてその値を変化さ
せるように、センサ５が構成されている。典型的な曲線
特性が図２に示されている。チャック装置の閉鎖時に
は、例えば電圧ＵAは最大である。チャック装置が開か
れると、磁気リング６がセンサ５の磁界に進入するの
で、電圧は減じられる。チャック爪がさらに開かれて、
この磁気リング６がセンサ５の磁界から進出すると、電
圧が負になり、量的には再び増大する。
【００１２】選択的に磁気リング６の代わりに、軟鉄シ
リンダがリング４に取り付けられていてよい。この場
合、センサ５はサポーティング磁界を備えたコイルまた
は磁気抵抗センサとして形成されている。
【００１３】図１に示した第１実施例の評価回路が図３
に示されている。図３に示されているように、センサ５
のコイルＬには前置抵抗Ｒvを介して、例えば５ボルト
において２ｋＨｚで作業する交流電圧発生器Ｇによって
電圧が供給される。この前置抵抗ＲvとコイルＬとの間
に印加される電圧は整流器Ｇlを介して整流され、次い
で増幅器Ｖに案内される。次いで増幅器の出力側で、基
礎電圧Ｕ0と差電圧ΔＵaとから構成された電圧が印加さ
れる。このような差電圧ΔＵaはチャック爪８の開口幅
Ｓに対して比例している。
【００１４】図４は、第１実施例に類似して形成された
第２実施例を示している。しかしながら、この第２実施
例の場合、センサは、磁界センサ（ホールセンサ）とし
て形成された互いに並置された２つのセンサＬ１，Ｌ２
を有している。両センサＬ１，Ｌ２の相互間隔は磁気シ
リンダの長さよりも大きい。これにより、両センサＬ
１，Ｌ２は磁石に関連してその遠域に位置している。図
５に示した線図には、各センサＬ１，Ｌ２の場所におい
て磁石が位置変化した場合の磁界強さ特性が示されてい
る。曲線２１はセンサＬ１の場所における磁界強さ特性
を示しており、曲線２２はセンサＬ２の場所における特
性曲線を示している。両曲線を割算することにより、チ
ャック装置の開口幅Ｓに対してほぼ比例する曲線２３が
得られる。このような割算により、例えば温度に起因す
るエラーが取り除かれるので有利である。
【００１５】第３実施例が図６〜８に示されている。こ
の第３実施例が第２実施例と異なるのは、センサ５が磁
界センサの代わりに２つのコイル６３，６４を有してい
る点である。これらのコイルは、これらのコイルのイン
ダクタンスが導磁性の金属シリンダの位置変化時に互い
に反対方向に変化するように巻かれている。図７は、両
コイル６３，６４を収容するために２つの室を有するコ
イル体１０を示している。インダクタンス変化を検出す
るために、図８に示されているように評価回路が設けら
れている。この評価回路においては、両コイル６３，６
４は２つの抵抗６１，６２と一緒にブリッジ回路内に配
置されている。このようなブリッジ回路には交流電圧発
生器６０によって電圧が供給される。中間タップが減算
器６５に供給される。この減算器はブリッジの中間辺に
おける差電圧を検出する。次いで整流器６６と増幅器６
７とのあとに、出力信号Ｕaが提供される。このような
出力信号Ｕaは磁気リングの進入深さに対して比例して
おり、ひいてはチャック装置の開口幅Ｓに対しても比例
している。
【００１６】図９および図１０に基づき機能形式を詳し
く説明する。図９はコイルを支持するためのコイル体１
０を概略的に示している。このコイル体は両室内で両コ
イル６３，６４を収容している。このコイル体１０の下
方には、磁気リング６が配置されている。この磁気リン
グは、チャック爪８の開口幅Ｓに関連して、コイル１０
の軸線に対して平行に運動する。図１０には、図９に示
した磁気リングの位置に対応する両コイル６３，６４の
磁界特性が示されている。コイル６３，６４に対する磁
気リングの相対運動により、両コイルのインダクタンス
が、図１０において符号ΔＬ１；ΔＬ２で示した曲線の
ように変化する。両曲線ΔＬ１，ΔＬ２の差は曲線ΔＬ
１−ΔＬ２に相当する。従ってこのような曲線には、符
号ＳMによって示されたような規定の開口幅が対応可能
である。これにより、両センサ信号の減算によって、簡
単な差動型センサが得られる。
【００１７】図１１および図１２は、ブリッジ辺に基準
素子を備えた、可変のインダクタンスを有する第４実施
例を示している。第３実施例の場合と類似して、この第
４実施例では、両コイル６３，６４のうちの一方のコイ
ルの代わりに基準コイル６４′が使用されている。この
基準コイル６４′は、この基準コイルが、磁気リング６
の代わりに使用された導磁性の金属シリンダ６′によっ
て完全に貫通されているように配置されている。このよ
うな配置関係は、周囲の各金属部分のジオメトリとは無
関係である。両コイルの相互間隔と、金属シリンダ
６′、有利には軟鉄シリンダの長さと、エアギャップと
に関連して測定装置を適当に寸法設定することにより、
差信号と開口幅Ｓとの間の良好な一次比例性が得られる
ように測定領域を変化させることができる。このような
配置関係には、支持体とシリンダとコイルとエアギャッ
プとに関する機械的な製造誤差は問題にならない。別の
利点は、電磁界による不都合な影響ならびに温度の影響
を考慮しないままで済むことである。このような簡単な
構造によって、製造も低廉に行われる。
【００１８】図１２は、距離Ｘもしくは開口幅Ｓに関連
した磁界強さの特性を示している。この曲線特性は、先
に述べた実施例の場合と似ている。位置ＳXでは、コイ
ル６３に対して距離ＳMが得られる。
【００１９】図１３〜図１５は第５〜第７実施例を示し
ている。これらの実施例の場合、チャック装置の開口幅
を検出するほかに、回転軸の回転数もしくはチャック装
置の回転数とを測定することができる。図４に示した第
２実施例から導出された第５実施例を示したものである
が、しかし、この第５実施例の磁気リング１０１は第２
実施例と異なって、全周にわたって均一には磁化されて
おらず、例えば正弦曲線状に磁化されている。このよう
な正弦曲線状の磁化は、磁気リング１０１の展開図に関
してプロットされている。下に図示された線図はこの磁
気リング１０１の周面における１個所Ｘの磁界強さ分布
ＨXを示している。開口幅Ｓの測定は図４で示したもの
と同じ形式で行われる。しかしながらさらにこの実施例
の場合、軸回転時に、測定された磁界強さの周期から軸
の回転数をも検出することができる。この検出は、例え
ば磁界強さの後続の２つの最大値の時間差もしくは最小
値の時間差から、周期もしくは軸の回転数が測定される
ことにより行われる。
【００２０】磁気リングの正弦曲線状の磁化の実用的な
第６実施例が図１４に示されている。この場合、磁気リ
ングにドラム形ワッシャの形で、全周にわたって傾斜し
て延びる磁化部が設けられている。これにより、磁気リ
ングが回転すると、１固定点に対してやはり正弦曲線状
に延びる電磁界が生ぜしめられる。このような磁界か
ら、前に述べたようにチャック装置の開角と回転数とが
算出される。
【００２１】図１５に示した第７実施例は、図１１およ
び図１２に示した第４実施例から導出されている。この
図１５においては、軟鉄シリンダ１２１は、この軟鉄シ
リンダが完全には閉じられておらず、ひいては一部が切
除されるように構成されている。センサ５のコイル体に
は、この切除部に対応する部分が取り付けられている。
チャック装置１の開口幅Ｓの検出は図１１および図１２
に対応して、両コイル６３，６４によって測定された磁
界強さの割算によって行われる。回転数を検出するため
には唯１つのコイルしか必要とならない。このコイルは
軟鉄シリンダにおける非対称性を検出する。このような
非対称性によって、軸２のその都度の完全な１回転を検
出することができるので、回転時間から回転数が算出さ
れる。測定された両磁界強さを割算することによって、
非対称性が取り除かれるので、部分的に中断された軟鉄
シリンダ１２１は不都合なく働く。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の概略図と磁気リングのための支持
体（Ａ）の図である。
【図２】第１実施例の線図である。
【図３】第１実施例の評価回路である。
【図４】第２実施例の概略図である。
【図５】第２実施例の線図である。
【図６】第３実施例である。
【図７】第３実施例の支持体の図である。
【図８】第３実施例の評価回路である。
【図９】第３実施例の断面図である。
【図１０】第３実施例の線図である。
【図１１】第４実施例の概略図である。
【図１２】第４実施例の線図である。
【図１３】第５実施例の概略図である。
【図１４】第６実施例の概略図である。
【図１５】第７実施例の概略図である。
【符号の説明】
１ チャック装置、 ２ 軸、 ４ リング、 ５ セ
ンサ、 ６ 磁気リング、 ６′ 金属シリンダ、 ７
支持体、 ８ チャックジョー、 ９ ケーシング、
１０ コイル体、 ２２，２３ 曲線、 ６０ 交流
電圧発生器、６１，６２ 抵抗、 ６３，６４ コイ
ル、 ６４′ 基礎コイル、 ６５ 減算器、 ６６
整流器、 ６７ 増幅器、 １０１ 磁気リング、 １
１１ ドラム形ワッシャ、 １２１ 軟鉄シリンダ、
Ｌ コイル、 Ｌ１，Ｌ２ センサ、 Ｇ 交流電圧発
生器、 Ｇl 整流器、 Ｒv 前置抵抗、 Ｓ 開口
幅、Ｖ 増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユリアン プファウンドラー ドイツ連邦共和国 フィルダーシュタット オーベレ バッハシュトラーセ 53 (72)発明者 オットマル ゼール ドイツ連邦共和国 ラインフェルデン−エ ヒテルディンゲン ハインブルネンヴェー ク 44 (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 エル ザ−ブレンシュトレーム−シュトラーセ 44

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 チャック装置を備えた電動工具であっ
    て、チャック装置が、回転可能なチャック装置の開口幅
    を非接触に検出するための、電動工具に固く結合された
    少なくとも１つのセンサを有しており、さらに、該セン
    サによって検出されたチャック装置の開口幅に関連して
    電動工具のモータの回転数を制御するための制御装置が
    設けられている形式のものにおいて、 チャック装置（１）の開口幅（Ｓ）を電動工具の電気モ
    ータの静止状態で検出するようにセンサ（５）が形成さ
    れていることを特徴とする、チャック装置を備えた電動
    工具。
  2. 【請求項２】 センサ（５）が、モータスイッチ遮断時
    に、開口幅（Ｓ）に対してほぼ比例的な電圧信号を供給
    するようになっている、請求項１記載の電動工具。
  3. 【請求項３】 センサ（５）が、定置のホールセンサま
    たは磁気抵抗センサ（Ｌ）を有しており、センサ（５）
    の作業領域でチャック装置（１）に、チャック装置
    （１）の開口幅（Ｓ）に応じて摺動可能なリング状の磁
    気リングまたは軟鉄シリンダ（６）が配置されており、
    磁気リングの位置もしくは軟鉄シリンダ（６）の位置を
    検出するようにセンサ（５）が形成されている、請求項
    １または２記載の電動工具。
  4. 【請求項４】 磁気リングもしくは軟鉄シリンダ（６）
    が支持体（７）に固定されており、該支持体が、チャッ
    ク装置（１）のチャック爪（８）によって軸線方向に遊
    びなしに摺動可能である、請求項３記載の電動工具。
  5. 【請求項５】 磁気リング（６）が永久磁石として形成
    されている、請求項３または４記載の電動工具。
  6. 【請求項６】 磁気リング（６）が全周にわたって正弦
    曲線状に磁化されている、請求項３または５記載の電動
    工具。
  7. 【請求項７】 センサ（５）が２つのコイル（６３，６
    ４）を有しており、両コイル（６３，６４）により測定
    された信号の商によって磁気リング（６）の位置が規定
    可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の
    電動工具。
  8. 【請求項８】 センサがコイル（６３）と基準コイル
    （６４′）とを有しており、該コイル（６３）と基準コ
    イル（６４′）とが評価回路の各ブリッジ辺に配置され
    ており、ブリッジ中間電圧が磁気リング（６）の位置の
    ための尺度を成している、請求項１から７までのいずれ
    か１項記載の電動工具。
  9. 【請求項９】 磁気リング（６）がドラム形ワッシャ
    （１１１）の形で磁化されている、請求項１から８まで
    のいずれか１項記載の電動工具。
  10. 【請求項１０】 磁気リングが軟鉄シリンダ（１２１）
    を有しており、該軟鉄シリンダの周面で一部（１２２）
    が切除されており、対応する軟鉄シリンダ部分（１２
    ２）がセンサ（５）の定置のコイル体に取り付けられて
    いる、請求項１から９までのいずれか１項記載の電動工
    具。
JP7025557A 1994-02-17 1995-02-14 チャック装置を備えた電動工具 Pending JPH07251305A (ja)

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