JP4676050B2 - 多機能手持ち工具マシン用オン／オフ又は切替装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多機能手持ち工具マシンに設けた切替操作装置を使用者が操作して動作モードを選択し、個別の電気的システム機能をオン／オフ又は切替える装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上述の多機能手持ち工具マシンのカテゴリには、例えば、丸鋸盤、振動グラインダ、ドリル装置、又はドリル駆動からたがね駆動に切り替えることができる組合せハンマーのような打撃ドリル装置がある。本発明は、この組合せハンマーに限定するものではない。
【０００３】
組合せハンマーでは工具は、ドリル駆動の際にはホルダヘッドとともに、回転又は打撃を伴う回転をするよう駆動され、たがね駆動を選択すると前後に打撃運動するよう駆動される。各工具をある一つの駆動状態から他の駆動状態に切り替えるのは、ハウジングに配置した切替ノブの回転又は２個の切替位置に摺動自在の切替キーによる既知の方法で行うことができる。ドリルハンマーは駆動効率が比較的高い部類の装置に属する。ドリル駆動を選択した場合には、例えば、「鉄筋」に突き当たった際に工具がブロッキングされて、装置ハウジングに作用する反動モーメントによって生ずるいわゆる回転事故を防止するため、このような工具マシンは、ハウジングの相対回転角度を算出するための切替装置付きの駆動電子装置を内蔵しているのが一般的である。工具のブロッキングによって急激に上昇する反動モーメントに基づいて生ずるハウジングの回転角度が数ミリ秒の短い時間内に所定値を超えた場合に、モータと工具ホルダとの間の迅速作用結合による駆動連鎖を遮断する。このような反動モーメントモニタ装置は、例えば、国際特許出願公開第ＷＯ８８０６５０８号公報、ドイツ国特許公告第４３４４８１７号公報、ヨーロッパ特許公開第６６６１４８号公報、又はドイツ国特許公開第１９６４１６１８号等の刊行物に記載されている。
【０００４】
使用者が他の駆動モード、例えば、たがね駆動を選択する場合には回転事故の問題は存在せず、工具はもはや回転駆動されない。たがね駆動では、ドリル駆動とは異なる他の電気的システム機能を行う。特に、組合せハンマーが理由なく切り替わるのは作業がむだに遅延するため好ましくはない。このことは、所定の用途、及び工具マシンを逆回転させることが不可避な作業にとっては重要であり、例えば、たがね等によって壁を貫通して打ち壊すため際に、たがねのいわゆる尖端をコンクリート構造の周縁及び端縁に貫通させた場合に、工具マシンを逆回転移動させる。換言すれば、たがね駆動を選択した場合にも、時間に基づく回転角度モニタ及び場合によっては駆動連鎖の遮断といった電気的システム機能を切り替えたり、工具マシンの駆動パラメータを切り替えたりすることが必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、作業モードを切り替える際に、例えば、組合せハンマーをドリル駆動からたがね駆動に切り替える際に、マシンの電子機器に情報を供給し、選択された駆動モードに適合する所定の電気的システム機能を保証することができる多機能手持ち工具マシンの切替装置を得るにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、相対位置が移動自在な２個の素子よりなる双安定スイッチを設け、切替操作装置の一方の切替位置で前記工具マシンの単独の電気的システム機能が動作し、他方の切替操作位置でその機能が無効になるよう切り替わることを特徴とする。動作モードの選択のために、使用者は手動で機械的な回転ノブ、摺動キー等を適切な方向に移動し、２個の相対移動可能な素子よりなるスイッチを移動させ、当該駆動モードに標準的な電気的システム機能が選択されるようデジタル情報を転送する。例えば、組合せハンマーの場合に、たがね動作を選択した際には、磁気結合の解除基準のための確認ルーチンを中断する。他の可能性がある場合には、たがね動作を選択した際に磁気結合のための実際の切替信号を遮断する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、図面につき本発明の好適な実施の形態を説明する。
【０００８】
図１には本発明による切替スイッチの実施の形態（第１実施例）を示す。電動組合ハンマーのハウジング（図示せず）内に線図的に示した切替ノブ１を配置し、このノブ１を互いに角度的に１８０°ずれた２個の位置間で双頭矢印７の方向に変位できるようにし、組合せハンマーの場合には「たがね」モード、及び「ハンマードリル」モードのいずれかを選択できるようにする。切替ノブ１には、一体形成の偏心クランクピン２を設け、このクランクピン２に連接棒を介して往復移動自在の切替ロッド３を回転自在に配置し、「ハンマードリル」モードを選択する際には実線で示した切替位置をとることができる。使用者が「たがね」モードを選択する場合には、切替ロッドを矢印９の右方向に移動し、これを点線で示す。切替ロッド３は装置ハウジングの内部に形成したガイド（図示せず）により案内する。切替ロッド３のクランクピン２側とは反対側の前方端部に切替用の磁石、特に永久磁石４を固着する。この切替用の永久磁石４は磁気センサ制御スイッチ、特にホール素子センサ5と連係動作し、このセンサを工具装置の制御及びモニタ電子機器６の切替部分に接続する。図示の「ハンマードリル」モード位置では、切替用の永久磁石４はホール素子センサ５から離れた位置をとる。ホール素子センサ５に接続したスイッチは、このとき例えば、オフ状態になる。回転ノブ１が「たがね」モードに回転すると、切替用の永久磁石４はホール素子センサ５にオーバーラップする領域に移動し、オフ位置からオン位置に切り替わる。「ハンマードリル」の切替位置即ち、ホール素子センサ５のオフ位置では、駆動装置の所定の駆動パラメータが選択され、反動モーメントのモニタが有効となり、使用者に危険な工具ブロッキング状態を検出したときには即座に、駆動装置と工具ホルダとの間の駆動連結における磁気結合（図示せず）を遮断することができるようにする。回転式切替ノブ１が「たがね」モードの位置にあるとき、ホール素子センサが動作して、例えば、オン状態になる。この場合、反動モーメントモニタのソフトウェアのルーチンを無効にし、及び／又は磁気結合のための実際の切替信号を阻止する。換言すれば、「たがね」モードを選択した場合には、作業中に組合せハンマーの不慮の切替を阻止し、作業及び／又は地中で、装置の突然の回転運動を生ずることを制限する。
【０００９】
【実施例】
図２にはクランク軸動作で往復移動する切替ロッド３を有する第２の実施例を示す。この実施例は装置の空間的条件に基づいて切替ロッド３によってクランクアーム８を駆動するようにしてもよい。
【００１０】
図３の実施例においては、装置の内部の永久磁石４を切替ノブ１に直接固定する。ホール素子センサ５を、駆動及びモニタ電子機器６から延在する接続ケーブル１２の回転式切替ノブ１の近傍部分に配置する。永久磁石４がホール素子センサ５から離れている「ハンマードリル」位置では反動モーメントをモニタする。「たがね」位置を選択すると、所定の駆動パラメータに基づいて反動モーメントのモニタを無効にする。
【００１１】
図４の実施例においては、切替ロッド３の少なくとも切替ノブ１に対応する端部に（部分的）ラック歯１１を設け、このラック歯１１に歯車１０を噛合させ、この歯車１０を装置の内部側に配置し、回転式切替ノブ１の軸に支持する。切替装置のためのこのような駆動機構によって、切替磁石４のホール素子センサ５に対する相対移動及び位置決めを確実かつ信頼性高く行うことができる。。
【００１２】
図５には、深刻な駆動条件、例えば、ドリル動作を選択したハンマードリルの工具ブロッキングを生じた際の上述の危険な反動モーメントをモニタする、又は、たがね駆動を選択した際のサブルーチンの流れをソフトウェア的に中断するためのアルゴリズムのサブルーチンのフローチャートの実施例を示す。図示のフローチャートのステップＳ１において、先ず、例えば、１個又はそれ以上の装置ハウジング内に配置した加速度センサによって連続的に又は極めて短い周期で計測した電子的に予めデジタル化した実際の値を用意し、この値は装置ハウジングに作用する加速力に関連するモーメントを表すものとする。ステップＳ２において、装置の制御及びモニタアルゴリズムのモニタサブルーチンを、少なくとも１個のモーメント実際値を利用してスタートする。ステップＳ３において、モーメントの実際値が予め判定された先行の実際値と大きく異なるか否かを判定する。大きく異なる場合、ステップ４において、先ず、工具装置のモータが動作しているか否かを判定する。モータが動作している場合、ステップ５において、測定した加速度値を２回積分した後に、ミリ秒の時間間隔内で、装置ハウジングの予想される回転角度が、測定した加速度の値に基づいているか否かを判定する。回転角度が測定した加速度の値に基づいている場合には、次のステップＳ６において、装置使用者が「たがね駆動」モード又は「ドリル駆動」モードのいずれを選択しているかを判定する。装置がドリル駆動に設定されており、測定した加速度の実際の値に対応している場合には、ステップＳ７において、磁気結合を開放してモータの駆動連鎖を工具ホルダから切り離し、急激に上昇する反動モーメントによって装置使用者に危険な装置の回転遠心力が発生しないようにする。
【００１３】
本発明の上述の実施例では、操作素子例えば、回転式切替ノブ１によって押し込みロッド３を介してオン‐オフ切替可能な双安定切替素子、例えば、永久磁石４によって動作可能なホール素子スイッチ５を操作するようにした。しかし、利用可能な空間が制限される適用例では、双安定切替素子として光磁気動作のスイッチ例えば、光電スイッチを使用することもできる。この場合、永久磁石４の代わりに極めて小さい半導体光源を使用することができ、切替装置の操作を光電受光及び切替素子により行うことができるようにすることができる。また図３の実施例においては、ホール素子センサスイッチ５の代わりに固定の光電素子を使用し、永久磁石４の代わりに、回転切替ノブ１の内部に張り出すプレート又は遮光素子を使用することができ、「たがね動作」モードを選択した際には、この遮光素子を光源と光電受光素子との間に配置した透光スリットに突出させ、発光素子と受光素子との間の光路を遮断するようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 多機能手持ち工具装置、特に組合せハンマーのための本発明によるオン‐オフ切替装置又は切替装置の好適な実施の形態（第１実施例）の線図的説明図である。
【図２】 切替装置の他の実施例（第２実施例）の説明図である。
【図３】 多くの用途のための、特に限定された空間条件に取り付けるのに好適な本発明による切替装置の他の実施例（第３実施例）の説明図である。
【図４】 本発明による切替装置の図１及び図２の実施例とは異なる更に他の実施例（第４実施例）の線図的説明図である。
【図５】 例えば、工具のブロッキングを生じた場合に、装置ハウジングに設けた加速度センサによって得られた深刻な加速度値に基づいて組合せハンマーの駆動連鎖を解除するよう切替可能なモニタ機能のプログラム‐サブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
1 切替ノブ
2 偏心クランクピン２
3 切替ロッド
4 永久磁石
5 ホール素子センサ
6 制御及びモニタ電子機器
8 クランクアーム
10 歯車
11 ラック歯
12 接続ケーブル

Claims (10)

1. 多機能手持ち工具マシンに設けた切替操作装置を使用者が操作して動作モードを選択し、個別の電気的システム機能をオン／オフ又は切替える装置であって、相対位置が移動自在な２個の素子よりなる双安定スイッチ（４，５）を設け、切替操作装置の一方の切替位置で前記工具マシンの単独の電気的システム機能が動作し、他方の切替操作位置でその機能が無効になるよう切り替わるよう構成した、該工具マシン用オン／オフ又は切替装置において、前記手持ち工具マシンを、ドリルハンマー又はたがねハンマーのいずれかを選択して使用する電気的組合せハンマーとし、切替操作装置の動作によりドリルモードからたがねモードに切り替わる際に、同時に動作する前記双安定スイッチ（４，５）が、前記ドリルモードを選択したときに工具のブロッキングで作用するシステム機能を無効にするよう切り替えるよう構成したことを特徴とする多機能手持ち工具マシン用オン／オフ又は切替装置。
2. 前記双安定スイッチを工具マシンに固定したホール素子スイッチ（５）とし、切替操作装置の動作の際にこのホール素子に永久磁石（４）が接近又は遠ざかることによって切り替わることができるようにした請求項１に記載の多機能手持ち工具マシン用オン／オフ又は切替装置。
3. 前記双安定スイッチを光電スイッチとし、切替操作装置の動作の際に励起光源が電気的感光切替素子に対して相対移動して切り替わるようにした請求項１記載の多機能手持ち工具マシン用オン／オフ又は切替装置。
4. 前記双安定スイッチを工具マシンに固定した光電スイッチとし、切替装置に結合した遮光素子を設け、切替操作装置の動作の際に前記遮光素子が一方の切替位置で光源とスイッチの光電受光部との間の光路に突出し、他方の切替位置で前記光路を開放するようにした請求項３記載の多機能手持ち工具マシン用オン／オフ又は切替装置。
5. 前記切替操作装置には、使用者によって選択的に切り替えることができる操作素子（１）を設け、この操作素子を機械的運動部分（２，３；２，３，８；１０，１１，３）に連結し、この機械的運動部分に双安定スイッチの可動素子（４）を固定した請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の多機能手持ち工具マシン用オン／オフ又は切替装置。
6. 前記操作素子を工具マシンハウジングに設けた摺動キーとし、この摺動キーに、双安定スイッチの可動素子を担持する移動ロッドを連結した請求項５記載の多機能手持ち工具マシン用オン／オフ又は切替装置。
7. 前記操作素子を工具マシンハウジングに設けた回転ノブ（１）とし、この回転ノブの軸に、双安定スイッチの可動素子（４）を担持する偏心移動ロッドを配置した請求項５記載の多機能手持ち工具マシン用オン／オフ又は切替装置。
8. 前記操作素子を工具マシンハウジングの内部に設けたクランクピン（２）を有する回転ノブ（１）とし、移動ロッドを動作させるクランク駆動部分に双安定スイッチの可動素子を固定した請求項５記載の多機能手持ち工具マシン用オン／オフ又は切替装置。
9. 前記操作素子を工具マシンハウジングに設けた回転ノブ（１）とし、この回転ノブの軸のハウジング内部側に、少なくとも部分的に歯を有する歯車（１０）を設け、この歯車を歯付きロッド（３，１１）に噛合させ、この歯付きロッドに双安定スイッチの可動素子を固定した請求項５記載の多機能手持ち工具マシン用オン／オフ又は切替装置。
10. 前記操作素子を工具マシンハウジングに設けた回転ノブ（１）とし、この回転ノブの軸のハウジング内部側に、回転ノブとともに回転可能な双安定スイッチの可動素子のための保持素子を設けた請求項５記載の多機能手持ち工具マシン用オン／オフ又は切替装置。

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