Monitoring apparatus for electrically powered equipment, electrically powered hand tool machine, power supply unit, and method of driving monitoring apparatus for the electrically powered equipment

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、電動機器用の監視装置、電動ハンドツールマシン、給電装置、および電動機器用の監視装置の駆動方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】こんにちの電動ハンドツールマシン、例えばハンドボーリング機またはバッテリ式ドリルなどでは駆動温度は監視されておらず、このことは２つの観点から問題が生じる。 【０００３】その１つは機器固有の最大温度を超えたとき、電動ハンドツールマシンや給電に使用されるバッテリなどが損なわれかねないということである。 このことはそれぞれのユーザが電動ハンドツールマシンの機械的負荷が特に強い場合に注意しなければならない。 【０００４】もう１つはバッテリが低温で放電されるとその寿命が著しく低下するという点である。 特に電動ハンドツールマシンが冷空間で長く保管されていた場合には、これを利用する前にバッテリをまず駆動温度までウォームアップしなければならない。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電動ハンドツールマシンの駆動パラメータを監視して適切な制御を行えるようにすることである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】この課題は、電気負荷および／または給電装置の第１の駆動パラメータを検出するために第１のセンサが設けられており、この第１のセンサは第１の駆動パラメータに依存してスイッチング過程を制御するためにスイッチングエレメントの制御入力側および／または光学的および／または音響的表示ユニットに接続されている構成により解決される。 【０００７】課題はまた、電動機器の電気負荷および／
または電動機器の給電装置の第１の駆動パラメータを検出するステップと、第１の駆動パラメータと設定された最大値および／または設定された最小値とを比較するステップと、最大値が上方超過された場合または最小値が下方超過された場合に、比較の結果を表す信号を光学的および／または音響的に表示するか、および／または電気負荷を給電装置から分離するステップとを有することにより解決される。 【０００８】 【発明の実施の形態】本発明は電動ハンドツールマシンの監視装置に関しており、センサを用いて電動ハンドツールマシンの駆動パラメータが検出され、検出された駆動パラメータに依存してスイッチングエレメントが駆動され、このスイッチングエレメントにより電気負荷が給電装置から分離されたり、再接続されたりする。 【０００９】スイッチングエレメントのパラメータに依存した駆動は直接に行ってもよいし、または評価ユニットを中間に接続し、例えば他のパラメータを考慮して行ってもよく、これらを選択することができる。 【００１０】これに代えてまたはこれに加えて、検出すべき駆動パラメータに対するセンサにより表示ユニットも駆動され、ユーザは検出された駆動パラメータの値の質または量を表示から知ることができる。 ここで表示ユニットは本発明の範囲では音響信号および／または光信号を送出する。 【００１１】表示ユニットは例えば検出された駆動パラメータが設定された限界値を上方超過または下方超過したときに音響警報信号を出力する警報器から成る。 【００１２】また表示ユニットを検出された駆動パラメータが設定された限界値を上方超過または下方超過したときに点灯する信号灯から形成することもできる。 【００１３】さらに表示ユニットを例えば目盛を有する計器または数値表示ユニットとして構成することにより、検出された駆動パラメータの量を表示することもできる。 【００１４】本発明の有利な実施形態では、監視される駆動パラメータは電動ハンドツールマシンまたは電流供給に用いられるバッテリの温度である。 ただし本発明で監視される駆動パラメータは温度に限定されない。 本発明の範囲内で、例えば電流消費量、給電電圧、または電動ハンドツールマシンに収容される電気エネルギなど別の駆動パラメータを検出することもできる。 【００１５】さらにセンサは監視すべき駆動パラメータの測定を直接に行ってもよいし、また間接的に行ってもよいことに注意されたい。 例えば駆動温度は直接に温度計で測定することもできるし、温度に依存する抵抗値を測定して間接的に求めることもできる。 【００１６】本発明の別の実施形態では、２つのセンサが設けられ、一方のセンサは検出される電気負荷の駆動パラメータを検出し、他方のセンサは所属の給電装置の駆動パラメータを検出する。 ２つのセンサを使用すると有利である。 なぜなら一方では電動ハンドツールマシン内の電気負荷が加熱され、他方では給電装置が負荷のもとで種々の強さに加熱されるからである。 したがって有利には一方のセンサが電動ハンドツールマシンのモータの駆動温度を検出し、他方のセンサがバッテリの駆動温度を検出する。 電動ハンドツールマシンの遮断はこれら２つの駆動温度に依存して行われ、双方に対してそれぞれの限界値が設定される。 この限界値は給電装置および電気負荷のそれぞれの熱負荷量を考慮して定められる。 【００１７】さらに２つ以上のセンサを使用して、種々の駆動パラメータを検出したり、電動ハンドツールマシンの種々の位置での駆動パラメータを検出したりすることもできる。 【００１８】有利には比較器ユニットが設けられ、この比較器ユニットは検出された駆動パラメータと設定された最大値または最小値とを比較し、比較の結果に依存してスイッチングエレメントを駆動する。 【００１９】一般に、監視されている駆動パラメータが設定された最大値を上回ると遮断が行われ、電動ハンドツールマシンまたはこれに属する給電装置の損傷が回避される。 有利には電動ハンドツールマシンは監視されている駆動パラメータが設定された最小値を下回った場合にも自動的に遮断される。 なぜなら例えば低温でのバッテリの放電はバッテリの寿命を短縮してしまうからである。 【００２０】複数のセンサを設けた前述のバリエーションでは各センサに対して比較器ユニットが設けられ、個々のセンサの出力信号が個別に評価される。 例えば第１
の比較器ユニットは電動ハンドツールマシンのモータの駆動パラメータと設定された最大値および／または最小値とを比較し、第２の比較器ユニットは所属の給電ユニットの駆動温度と設定された最大値および／または最小値とを比較する。 この場合２つの比較器ユニットの最大値および最小値は、電動ハンドツールマシンおよび給電装置での熱負荷量を考慮して、それぞれ異なって定めることができる。 【００２１】電動ハンドツールマシンの遮断は制御可能なスイッチングエレメント、例えばリレー、パワートランジスタまたはバイメタルスイッチによって行われる。 【００２２】さらに本発明は前述の監視装置を備えた電動ハンドツールマシンに関する。 本発明の監視装置は従来の電動ハンドツールマシンにも組み込み可能であり、
例えば駆動温度などを監視することができる。 【００２３】ただしこれに代えて、本発明の監視装置を給電装置（例えばバッテリパックなど）に集積し、こうした装置の駆動温度を監視することもできる。 【００２４】さらに本発明は前述の装置の駆動方法に関する。 【００２５】また本発明の監視装置の個々のコンポーネントはほぼ任意に電動機器および給電装置（例えばバッテリパック）へ分割することができる。 したがってスイッチングエレメントを例えば電動機器内または給電装置内に選択的に配置することができる。 同様にセンサも電動機器内または給電装置内に選択的に配置することができる。 さらに評価ユニットも電動機器内または給電装置内に選択的に配置可能である。 ここでコンポーネントを電動機器内に配置するか、給電装置内に配置するかの選択は任意に組み合わせて行うことができる。 【００２６】なお本発明は監視装置の個々のコンポーネント（スイッチングエレメント、センサ、比較器ユニットまたは評価ユニット）を前述の２つの機器に分割して配置することに限定されない。 【００２７】例えばハンドツールマシンにバッテリパックから電流を供給することができるが、ここで付加的にマイタギヤアタッチメントが取り付けられる。 この場合温度センサをマイタギヤアタッチメント内に配置し、スイッチングエレメントをバッテリパック内に集積してもよい。 【００２８】つまり本発明の範囲内で３つ、４つまたはそれ以上のユニットを共働させ、個別にまたは共通に本発明の監視装置を組み立てることができる。 その場合に本発明の個々の監視装置のコンポーネントは任意に個別のユニットへ分割することができる。 【００２９】 【実施例】他の利点を以下に図を参照しながら説明する。 図には本発明の実施例が示されている。 図と以下の説明と特許請求の範囲とには本発明の特徴が組み合わせて示されている。 したがって当該の分野の技術者はこれらの特徴を個別に、または組み合わせて有利に実施することができる。 【００３０】図１に示されている実施例はハンドツールマシンの温度監視に用いられる。 このハンドツールマシンは例えばバッテリ駆動されるハンドボーリング機である。 【００３１】電流供給はここではバッテリパック（蓄電池）１０によって行われる。 このバッテリは制御可能なスイッチングエレメント１２を介してエレクトロモータ１４に接続されており、ハンドツールマシンを駆動する。 さらにハンドツールマシンは制御電子回路と操作エレメントとを有しているが、これらは図の簡単化のために示していない。 【００３２】エレクトロモータ１４の駆動温度を測定するために、ハンドツールマシンは出力側に相応の温度信号Ｔ _{ＭＯＴＯＲ}を出力する温度センサ１６を有している。 【００３３】この温度センサ１６の出力側は比較器ユニット１８に接続されており、このユニットはエレクトロモータ１４のその時点での駆動温度Ｔ _{ＭＯＴＯＲ}と設定された最小値Ｔ _ＭＩＮ１および最大値Ｔ _ＭＡＸ１とを比較する。 最小値Ｔ _ＭＩＮ１が下方超過された場合および最大値Ｔ _ＭＡＸ１が上方超過された場合には、比較器ユニット１８は論理ハイレベルの制御信号を出力し、それ以外の場合には論理ローレベルの信号を出力する。 【００３４】さらに監視装置はバッテリパック１０の駆動温度を測定して相応の温度信号Ｔ _ＡＫＫＵを出力する温度センサ２０を有している。 【００３５】温度信号Ｔ _ＡＫＫＵも同様に比較器ユニット２２へ供給され、ここで測定された駆動温度と設定された最小値Ｔ _ＭＩＮ２および最大値Ｔ _ＭＡＸ２とが比較される。 最小値Ｔ _ＭＩＮ２が下方超過された場合および最大値Ｔ _ＭＡＸ２が上方超過された場合には、比較器ユニット１８は論理ハイレベルの制御信号を出力し、それ以外の場合には論理ローレベルの信号を出力する。 【００３６】２つの比較器ユニット１８、２２の出力側はＯＲ素子２４に接続されており、この素子によりスイッチングエレメント１２の制御入力側が駆動され、エレクトロモータ１４がスイッチオンまたはスイッチオフされる。 【００３７】またＯＲ素子２４は信号灯から成る表示ユニット２６へも接続されている。 許容される温度領域を外れると表示ユニット２６の信号灯が点灯され、これによりユーザは自動停止が機能エラーに基づくのではなくオーバーヒートまたは低温に起因するものであると識別することができる。 【００３８】以下に図２のフローチャートに則して本発明の駆動方法を説明する。 【００３９】この場合エンドレスループとしてまずエレクトロモータ１４の駆動温度Ｔ _{ＭＯ ＴＯＲ}が測定され、
続いてこの値が比較器ユニット１８で設定された最大値Ｔ _{Ｍ ＡＸ１}および最小値Ｔ _ＭＩＮ１と比較される。 設定された温度範囲を外れると比較器ユニット１８はＯＲ素子２４を介してスイッチングエレメント１２を駆動し、
これによりエレクトロモータ１４がスイッチオフされる。 【００４０】さらに温度センサ２０によりバッテリパック１０の駆動温度が測定され、比較器ユニット２２によりこれと設定された限界値、すなわち最大値Ｔ _ＭＡＸ２
および最小値Ｔ _ＭＩＮ２とが比較される。 許容された温度領域を外れると比較器ユニット２２により同様にスイッチングエレメント１２が駆動され、エレクトロモータ１４がスイッチオフされる。 【００４１】エレクトロモータ１４の駆動温度およびバッテリパック１０の駆動温度がともに許容温度領域内にある場合には、ＯＲ素子２４の入力側にはローレベルの信号が生じ、エレクトロモータ１４はターンオンされるか、オンのまま作業を続行する。 【００４２】設定される温度限界値、すなわちＴ
_ＭＩＮ１ 、Ｔ _ＭＡＸ１ 、Ｔ _ＭＩＮ２ 、Ｔ _{Ｍ ＡＸ２}はここではエレクトロモータ１４およびバッテリパック１０に対してそれぞれ異なっており、それぞれの温度負荷量を考慮することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の監視装置のブロック回路図である。 【図２】図１に示された監視装置の駆動方法のフローチャートである。 【符号の説明】 １０ バッテリパック１２ スイッチングエレメント１４ エレクトロモータ１６、２０ 温度センサ１８、２２ 比較器ユニット２４ ＯＲ素子２６ 表示ユニット

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