(57)【要約】本発明は、電動工具のための制御装置（１０）および制御装置を備えた電動工具（１２）に関している。制御装置（１０）は、ｉ−手作動式制御部材（１３０）を備えた動作制御インターフェース（１２８）、−保護のインピーダンス測定インターフェース（１３１）を含み、該制御装置においてインピーダンス測定インターフェースは、互いに電気的に絶縁されている第一の手接触電極（１３２）と第二の手接触電極（１３４）とを含み、また該制御装置において手接触電極（１３２、１３４）は、制御部材（１３０）上に設けられ、また、制御部材の手の寄りかかり領域にわたって広がる。本発明は、電動工具、とりわけ、例えば剪定ばさみである電動工具の制御、および、安全確保に応用される。【選択図】図８
2021504160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動工具のための制御装置であって、
−動作制御インターフェース（１２８）であって、手作動式制御部材（１３０）を備えており、静止位置と少なくとも１つの動作位置との間での制御部材の移動のための手の寄りかかり領域（２２）を有する動作制御インターフェース、
−保護のインピーダンス測定インターフェース（１３１）であって、互いに電気的に絶縁されている第一の手接触電極（１３２）と第二の手接触電極（１３４）とを含む保護のインピーダンス測定インターフェースを含み、
手接触電極（１３２、１３４）が、制御部材（１３０）上に設けられ、また、制御部材の手の寄りかかり領域（２２）にわたって広がる、電動工具のための制御装置。
【請求項２】
制御部材（１３０）が、吸湿性材料と疎水性材料のうちで選ばれる材料を含む電気絶縁セパレータ（３１）と第一の凹状部分（４０）のうちの少なくとも１つを有し、第一の凹状部分（４０）、セパレータ（３１）がそれぞれ、第一の手接触電極（１３２）と第二の手接触電極（１３４）との間に、手の寄りかかり領域（２２）にわたって広がる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第一の凹状部分（４０）が、角張った縁の起伏である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
制御部材（１３０）が細長い形をしており、また第一と第二の手接触電極（１３２、１３４）、および、前記第一の凹状部分（４０）が、制御部材（１３０）上で長手方向に広がる、請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
制御部材（１３０）が、レバー型引き金（１８）と押しボタン（１９）のうちの１つを含む、請求項２から４のいずれか一つに記載の装置。
【請求項６】
制御部材（１３０）がレバー（１８）を含み、該レバーにおいて、第一の凹状部分（４０）が、手の寄りかかり領域（２２）を形成するレバーの第一の面（５２）に広がる、請求項２から５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
レバー（１８）が、レバーの第一の面（５２）と反対側のレバーの第二の面（５４）に広がる少なくとも１つの第二の凹状部分（４２）を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
制御部材が、電気絶縁材料製の中心体（３０、３１）と、中心体の横側面上に付け加えられる導電性の材料製の取付け部品とを含み、取付け部品がそれぞれ、インピーダンス測定インターフェース（１３１）の第一の手接触電極（１３２）と第二の手接触電極（１３４）とを形成する、請求項２から５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】
インピーダンス測定インターフェース（１３１）が、制御装置の利用者によって着用される少なくとも１つの導電性の手袋（１３３）をそのうえ含む、請求項１から８のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
安全確保された電動工具（１２）であって、
−導電性の作動部材（１１２）、
−制御装置（１０）、
−作動部材の駆動用原動機（１２０）、
−利用者の作動部材（１１２）との接触を感知できる、電気的特性コンパレータ付き監視装置（１３１、１４２、１４３、１４４、１７４、１７５）、
−監視装置によって操作される、作動部材の緊急停止装置（１２０、１２６、１２７）、
を含み、
−制御装置（１０）が、請求項１から９のいずれか一つにかなっていること、
−作動部材の駆動用原動機が、制御装置（１０）の動作制御インターフェース（１２８）を介して制御されること、そして
−監視装置が、制御装置（１０）の保護のインピーダンス測定インターフェース（１３１）を含むことを特徴とする、安全確保された電動工具。
【請求項１１】
監視装置が、
−第一の電気回路（１４２）であって、第一の手接触電極（１３２）と、第一の電気インピーダンス（１５２）と作動部材（１１２）とを含み、利用者が前記第一の手接触電極（１３２）と作動部材（１１２）とに同時に接触するとき閉じうる第一の電気回路（１４２）、
−第二の電気回路（１４４）であって、第一と第二の手接触電極（１３２、１３４）と、第一の電気インピーダンス（１５２）と第二の電気インピーダンス（１５４）とを含み、利用者が第一と第二の手接触電極（１３２、１３４）とに同時に接触するとき閉じうる第二の電気回路、
−第一の電気回路のインピーダンスの特性、および、第二の電気回路のインピーダンスの特性の少なくとも１つの測定装置（１５６、１５８）、
−第一の電気回路（１４２）のインピーダンスの特性と、第二の電気回路（１４４）のインピーダンスの特性によって決まる少なくとも１つの閾値の特性とのコンパレータ（１７４）であって、閾値の特性を越えた場合に、緊急停止を引き起こすための緊急停止装置（１２０、１２６、１２７）に接続されているコンパレータ、
を有する、請求項１０に記載の工具。
【請求項１２】
第二の電気回路（１４４）がスイッチ（１７０）を含み、スイッチが、制御部材（１３０）が動作位置にあるとき第二の回路（１４４）を開くように、また制御部材（１３０）が静止位置にあるとき第二の回路を閉じるように動作制御インターフェース（１２８）によって操作され、測定装置（１５６、１５８）が、第二の電気回路（１４４）が開いているとき第一の電気回路（１４２）のインピーダンスの特性を測定するように、また第二の電気回路（１４４）が閉じているとき第二の電気回路（１４４）のインピーダンスの特性を測定するように設定される、請求項１１に記載の工具。
【請求項１３】
監視装置が、
−監視用電気回路（１４３）であって、第一の手接触電極（１３２）と作動部材（１１２）とを含み、利用者が前記第一の手接触電極（１３２）と作動部材（１１２）とに同時に接触するとき閉じうる監視用電気回路、
−第一の電気回路における監視用電流の発電機（１５６）、
−作動部材（１１２）と第二の手接触電極（１３４）との間の監視用電圧の測定装置（１４５）、
−監視用電圧によって決まる少なくとも１つの監視用電気的特性と、人体の導電インピーダンスの値を超えるインピーダンスの値によって決まる閾値の電気的特性とのコンパレータ（１７５）であって、監視用電気的特性が閾値の電気的特性を超えるとき緊急停止を引き起こすための緊急停止装置（１２０、１２６、１２７）に接続されているコンパレータ（１７５）、
を有する、請求項１０に記載の工具。
【請求項１４】
監視用電気的特性が、監視用電圧によって決まる電圧であり、また閾値の電気的特性が、人体の導電インピーダンスの値を超えるインピーダンスの値と監視用電流によって決まる閾値電圧である、請求項１３に記載の工具。
【請求項１５】
監視用電気的特性が、
−監視用電圧に等しい電圧、または監視用電圧によって決まる電圧であって、人体の導電インピーダンスの値を超えるインピーダンスの値と監視用電流との積に等しい閾値の電気的特性、
−監視用電圧と監視用電流とによって決まるインピーダンスの値であって、人体の導電インピーダンスの値を超えるインピーダンスの値によって決まるインピーダンスの値である閾値の特性、
−監視用電流に対する監視用電圧の比率であって、人体の導電インピーダンスの値を超えるインピーダンスの値に等しい閾値の特性、
のうちの１つである、請求項１２から１４のいずれか一つに記載の工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具のための制御装置とそのような制御装置を含む安全確保された工具とに関するものである。
【０００２】
制御装置とは、工具を作動もしくは停止させること、または、利用中の工具の動作を変更することを可能にする装置を意味する。動作の変更は、回転式作動部材を有する工具の場合における回転速度の連続的または離散的な方法での変更であり得る。それはまた作動部材の全部かまたは一部の相対位置の変更でもあり得る。電動剪定ばさみの具体的事例において、それは例えば、切断フックの上へ切断刃を開くことおよび閉じることである。
【０００３】
動作の変更はまた、工具の動作モードの変更も含み得る。例えば、剪定ばさみについて、それは刃の比例閉鎖式動作モードから、オンオフのインパルスによる動作モードへの移行であり得る。
【０００４】
工具の動作の変更はまた、動作の内径または範囲の変更でもあり得る。剪定ばさみに関して、やはりそれは例えば、切断フックに対する切断刃の最大の開きまたは刃の最大ストロークの変更の制御である。
【０００５】
利用者の怪我を防ぐことを目的とする、または利用者が工具の作動部材と不意に接触した場合には少なくとも、利用者の怪我の重症度を抑えることを目的とする自動緊急停止装置を工具が備えているとき、工具は、安全が確保されていると考えられる。
【０００６】
緊急停止装置は、緊急停止が、利用者の自発的な介入なく、怪我のリスクのある状況を検出しただけで始動するならば、自動であると見なされる。
【０００７】
本発明は、例えば丸鋸のような工作機械に応用され、または携帯用電動工具のための、またとりわけ、可動刃すなわち鋭いもしくは鈍い作動部材を有する切断工具に応用される。本発明はとりわけ、大ばさみ、剪定ばさみ、チェーンソー、のこぎり、グラインダーまたはドリルに応用される。
【背景技術】
【０００８】
工具の安全確保に関する現状技術の説明は、以下の文献によって示されている。
仏国特許出願公開第２７１２８３７号明細書、仏国特許出願公開第２７７９６６９号明細書、仏国特許出願公開第２８３１４７６号明細書、仏国特許出願公開第２８３８９９８号明細書、仏国特許出願公開第２８４６７２９号明細書、
仏国特許出願公開第２９６３０８１号明細書、仏国特許出願公開第３００１４０４号明細書、欧州特許出願公開第２４９０８６５号明細書、欧州特許出願公開第２８２５８１１号明細書、米国特許第５０２５１７５号明細書、米国特許第７３６５９５５号明細書、国際公開第２０１２／０２５４５６号明細書。
【０００９】
これらの文献は、利用者が負傷しないようにするための緊急停止装置を備えた電気制御の機械および工具に関している。
【００１０】
対象になる工具はとりわけ、植生を切るために片手だけでつかむ電動剪定ばさみであり得る。この場合、利用者は、電動剪定ばさみを片手でつかみ、そして空いているもう一方の手を、切られたまたは切られるべき植物の取扱いのために利用する。その場合、剪定ばさみをつかんでいない手が、切断の際に切断部材のすぐ近くにくるかまたは切断部材と接触するようになるとき、負傷するリスクがある。剪定ばさみまたは大ばさみの場合において、切断部材は多くは、固定刃すなわちフックおよび枢動刃の形を呈している。枢動刃は、フックの上での開いた位置と閉じた位置との間で枢動し、枢動刃とフックとの間でのせん断効果を伴う。特定の剪定ばさみの切断部材は、刃が開いた位置から閉じた位置へ移る際にせん断効果を実現するために互いの間で協働する２つの可動刃を有することもあり得る。
【００１１】
ドリル、グラインダー、丸鋸またはチェーンソーの場合において、切断部材は、軸の周りを回転するまたは平行移動する鋭い部分を有する。
【００１２】
せん断機、粉砕機または丸鋸のような工作機械の場合において、切断部材は、固定フレームとの関係において軸の周りを回転するまたは平行移動する鋭い部分の形を呈している。
【００１３】
手が切断部材のすぐ近くにあること、または、手が切断部材と接触したことを検出するために、さまざまな手段が用いられる。とりわけ、電波手段、刃上の電位検出手段、容量性手段、あるいはまた、インピーダンス測定手段が際立ち得る。
【００１４】
既知の安全装置は、通信の連係によって安全装置に電気的に接続される手袋、靴あるいはまたビーコンを利用している。連係は、有線による、または場合によっては、電波手段による連係であり得る。
【００１５】
手袋が利用される場合、手袋は、電気伝導体を備えており、また手袋と切断部材との間の測定回路を作り出す役目を持っている。同様に、導電性の靴は、地面に接続され、また利用者の体を含む測定回路を作り出すために利用されることができる。
【００１６】
切断工具に電気的に接続される電子ビーコン、導電性の手袋、導電性の靴、またはより一般的には、導電性の服の利用は、利用者の切断部材との接触を検出することを可能にする。導電性の服の切断部材との接触の検出に反応しての、切断作業の緊急停止は、場合によっては起こりうる怪我を回避するまたは怪我の重症度を抑えることを可能にする。
【００１７】
既知の安全装置はしかしながら、利用者にとっての困難または不都合をいくつか有する。それらの中でとりわけ以下、
−導電性の服と剪定ばさみとの間の有線の連係によって生じる不自由、
−導電性の服と剪定ばさみとの間の有線の連係を切断するリスク、
を指摘することができる。
【００１８】
親出願
本発明は、言及された、仏国特許出願公開第１７７１２５４号明細書および仏国特許出願公開第１７７１２５５号明細書中に開示されている発明の特徴のいくつかを採用するものである。本発明はそこから改良されたものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】仏国特許出願公開第２７１２８３７号明細書
【特許文献２】仏国特許出願公開第２７７９６６９号明細書
【特許文献３】仏国特許出願公開第２８３１４７６号明細書
【特許文献４】仏国特許出願公開第２８３８９９８号明細書
【特許文献５】仏国特許出願公開第２８４６７２９号明細書
【特許文献６】仏国特許出願公開第２９６３０８１号明細書
【特許文献７】仏国特許出願公開第３００１４０４号明細書
【特許文献８】欧州特許出願公開第２４９０８６５号明細書
【特許文献９】欧州特許出願公開第２８２５８１１号明細書
【特許文献１０】米国特許第５０２５１７５号明細書
【特許文献１１】米国特許第７３６５９５５号明細書
【特許文献１２】国際公開第２０１２／０２５４５６号
【特許文献１３】仏国特許出願公開第１７７１２５４号明細書
【特許文献１４】仏国特許出願公開第１７７１２５５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、現状技術の装置を用いて遭遇する困難を乗り越えることを目的とする。
【００２１】
本発明はまた、既存の制御装置を、操作機能、例えば作動部材の制御と安全機能とを同時に組み入れる改良された制御装置に替えることを提案することも目的とする。
【００２２】
本発明の別の目的は、制御装置と、とりわけ、安全機能に関して信頼できる人間工学に基づく制御装置を組み入れる工具とを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
これらの目的を達成するために、本発明はより具体的には、以下を含む、電動工具のための制御装置を提案する。
−動作制御インターフェースであって、手作動式制御部材を備えており、静止位置と少なくとも１つの動作位置との間での制御部材の移動のための手の寄りかかり領域を有する動作制御インターフェース、
−保護のインピーダンス測定インターフェースであって、互いに電気的に絶縁されている、第一の手接触電極と第二の手接触電極とを含む保護のインピーダンス測定インターフェース。
【００２４】
手接触電極は、制御部材上に設けられ、また制御部材の手の寄りかかり領域にわたって広がる。
【００２５】
制御装置は、電動工具、またとりわけ、電動切断工具の制御を目的とし得る。
【００２６】
制御装置の第一のインターフェースは、動作制御インターフェース、すなわち工具の動作を管理するインターフェースである。動作制御インターフェースは、インターフェースが電気信号を発する、電気信号を変更する、または制御回路の電気的特性、例えば制御回路の抵抗、容量、インダクタンスまたは信号の周波数を変更するという点で、電気的インターフェースであり得る。動作制御インターフェースの非常に簡単な表現において、該インターフェースは、電動機の電源回路の課電、または、供給停止の役目を果たすことができるスイッチに要約されることができる。動作制御インターフェースは、手作動式制御部材の移動または位置に応じて可変信号を発生させることを可能にする可変コンデンサ、可変抵抗器または電力制御装置も有し得る。制御インターフェースはさらに、制御部材の位置を測定し、また、この位置によって決まる信号を出す光学センサ、例えば距離センサを有し得る。
【００２７】
制御部材は、動作制御インターフェースの一部を成す。制御部材は、利用者が、本質的に制御部材を押さえつけることによって、または、制御部材の位置を変更することによって制御を行うことを可能にする。制御部材は、例えば押しボタンの形、レバー型引き金の形、またはトリガーの形であり得る。
【００２８】
動作制御インターフェースは、好ましくは、電気的インターフェースではあるが、それはまた、例えば駆動用熱機関の吸気で動く機械的インターフェースでもあり得る。
【００２９】
制御部材の移動は本質的に、工具の停止に相当する静止位置と、例えば工具の作業に相当する、少なくとも１つの動作位置との間で解釈される。工具の作業は本質的に、工具の作動部材の作動として理解される。この態様は、後で記述される。
【００３０】
より具体的には、制御部材は、いかなる制御も伝達されないし、また、制御装置を備えた工具が停止中、または、待機中である停止位置または静止位置にあることができる。制御部材はまた、単数または複数の動作位置にあることもでき、工具の単数または複数の動作状態または動作モードに対応するものであり、または制御部材の移動の振幅に比例した制御の場合には、工具の比例動作に対応するものである。
【００３１】
例として、比例制御は、ドリルやトリマの場合における可変回転速度を管理することができる。比例制御は、剪定ばさみのフックに対する剪定ばさみの切断刃の相対位置を管理することもできる。
【００３２】
制御部材が手によって、ただ１本の指、複数の指、または場合によっては、手のひらのような手の別の部分を用いて作動することを目的としているときに、制御部材は、手動であると考えられる。手は、素手か、または、導電性の手袋で完全に、またはとりわけ手が制御部材と接触するところで部分的に覆われ得る。
【００３３】
本明細書の続きにおける利用者の手の言及は、手が素手か、導電性の手袋で覆われるかということを決めてかかるものではなく、また制御を実行する手または指の部分を決めてかかるものではない。
【００３４】
制御部材の手の寄りかかり領域は、利用者が制御部材を作動させるとき、利用者の手と接触するようになる制御部材の単数または複数の部分を指す。
【００３５】
作動は例えば、制御部材の寄りかかり領域に圧力をかけることによって起こる。
【００３６】
制御装置の第二のインターフェースは、動作制御インターフェースとははっきり異なるものであり、インピーダンス測定インターフェースである。インピーダンス測定インターフェースとは、単数または複数のインピーダンス、および、意味を広げて、インピーダンスによって決まる単数または複数の電気的特性を測定または比較することを可能にするインターフェースを意味する。それは例えば、抵抗のインピーダンス、および／または、インピーダンスに比例して変化する電圧、および／または、電流である。とりわけ、インピーダンス測定インターフェースの第一と第二の電極は、同じ電気回路に属するかもしれないし、または比較すべき電気的特性を確立するためにはっきり異なる２つの電気回路に属するかもしれない。インピーダンス測定インターフェースの利用の可能性のより詳細な説明は、後で示される。
【００３７】
有利には、インピーダンス測定インターフェースの手接触電極が制御部材の寄りかかり領域に広がっているので、利用者がこの部材を押さえつけることによって制御部材をまさに作動させるときに、同時に２つの手接触電極を用いて、インピーダンス測定インターフェースと接触している利用者の手の存在を検出することが可能である。
【００３８】
付属的に、インピーダンス測定インターフェースは、制御装置の利用者によって着用される少なくとも１つの導電性の手袋を含み得る、または、該手袋と接続され得る。導電性の手袋とは、導電性の手袋の全体または、制御部材と接触する利用者の手の一部と接続した導電性の部分を有する手袋を意味する。それは例えば、手の指と接続した制御部材用の導電性の指サックである。手袋の導電特性は、インピーダンス測定インターフェースの手接触電極との接触インピーダンスを下げるためにインピーダンス測定インターフェースに触るようになりうる手袋の外側部分から解釈される。手袋の導電特性はまた、利用者の手に接触するようになる手袋の内側部分からも解釈される。この場合、内側の導電性の部分と外側の導電性の部分とは、利用者の手と手接触電極との間の接触を確立するために互いの間で電気的に接続されている。好ましくは、また手と手袋との間の低インピーダンスの接触の良好なレベルを確立するために、接触面積が大きいことが優遇され、また手袋の内側部分は完全に導電性であり得る。導電性の手袋は例えば、金属（銀、ステンレス鋼、ニッケルなど）製の導電性の繊維、または、炭素繊維ベースの導電性の繊維を有することができる。
【００３９】
制御部材に戻ると、またこの部材の有利な実施の可能性によると、この部材は、吸湿性材料と疎水性材料のうちで選ばれる材料を含む電気絶縁セパレータと第一の凹状部分のうちの少なくとも１つを有することができ、第一の凹状部分、セパレータはそれぞれ、第一の手接触電極と第二の手接触電極との間に、手の寄りかかり領域にわたって広がる。
【００４０】
第一の凹状部分、または、セパレータの機能は、制御部材上に蓄積し、また、このようにインピーダンス測定インターフェース上の利用者の接触の検出を狂わせうる湿気による、第一電極と第二電極との間の導電性のブリッジの形成を回避することである。制御部材上に蓄積しうる湿気は、周囲環境または利用者の汗に同時に由来し得る。例として、制御装置が剪定ばさみの一部を成す場合、制御部材の湿気は、雨の間、または、雨の後のブドウ畑や樹液の果樹園における、または露で覆われた植物上での、剪定ばさみの利用に起因し得る。
【００４１】
制御部材上の湿った薄膜の場合において、単数または複数の凹状部分は、薄膜の破断用バリアとなり得る。湿気がより多量である場合、単数または複数の凹状部分はそのうえ、毛細管現象によって湿気を閉じ込めるのに、または湿気の排出路または水路となるのに役立つことができる。
【００４２】
第一の凹状部分によって得られる薄膜破断用バリアをさらに改善するために、第一の凹状部分は、角張った縁の起伏であり得る。
【００４３】
また、制御部材は、湿気を吸収し、ついで、吸い寄せることができる、または反対に、湿気を押し返すことができるセパレータを有することもできる。該セパレータは、湿った薄膜を回避することを可能にし、またしたがって、手を使った接触がないときの２つの手接触電極間の低インピーダンスの意図しない接触を回避することができる。セパレータは、同じ効果を有しつつ、凹状部分に代わって設けられることもできるし、または凹状部分に加えて設けられることもできる。
【００４４】
セパレータは、吸湿性材料、例えば多孔質セラミックス製で実現されることができる。セパレータはまた、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、Ｔｅｆｌｏｎ（ポリテトラフルオロエチレン）のような疎水性材料、または疎水性材料製の独立気泡発泡体で実現されることもできる。セパレータは、塊であることもできるし、または表面被覆の形であることもできる。セパレータはさらに、手接触電極間の補強材となるために利用されることもできるし、または手接触電極の支持体となるために利用されることもできる。
【００４５】
制御部材が細長い形をしている好ましい形状によると、第一と第二の手接触電極、および前記第一の凹状部分は、制御部材上で長手方向に広がることができる。
【００４６】
制御部材は、さまざまな方法で実行されることができ、制御部材は例えば、レバー型引き金と押しボタンのうちの１つを含むことができる。
【００４７】
場合に応じて、制御部材の作動は、その基部に向かって制御部材を押さえるように、または枢動レバーの場合には制御部材を枢動させるように、制御部材を押さえつけることによってなされることができる。
【００４８】
制御部材がレバーである制御部材の特定実施可能性によると、第一の凹状部分は、手の寄りかかり領域を形成するレバーの第一の面に広がり得る。レバーは、レバーの第一の面と反対側のレバーの第二の面に広がる少なくとも１つの第二の凹状部分を有し得る。
【００４９】
第一の凹状部分および第二の凹状部分は例えば、単一または二分割のまたは隣接した複数の起伏の形であり得る。
【００５０】
制御部材がレバーである制御部材の別の実施可能性によると、第一の凹状部分は、レバーの第一の面と、レバーの第一の面と反対側のレバーの第二の面との間に、レバーを貫通する空洞を有することができる。貫通する空洞はこのように、例えば、湿気が、電極を有しないレバーの面の方へ流れることを可能にすることができる。空洞は、第二の面の正面に配置される場合によってはあり得る光学センサを介して制御部材のところの利用者の手の存在を検出することを可能にすることもできる。
【００５１】
レバーの第一の面とレバーの第二の面は例えば、レバーのピボットの軸に平行な面であり得る。面のうちの１つは、制御部材の寄りかかり領域となる、または寄りかかり領域の一部を成すことができ、このようにレバーを作動させるために利用者の指または手を受ける。
【００５２】
制御部材は、押しボタンにせよ、レバーにせよ、電気絶縁材料製の中心体と、中心体の横側面上に付け加えられる導電性の材料製の取付け部品とを含むことができ、取付け部品はそれぞれ、第一の手接触電極と第二の手接触電極とを形成するものである。
【００５３】
中心体の横側面は、静止位置と動作位置との間の制御部材の移動面に平行な側面と考えられる。中心体は、金属製の取付け部品またしたがって、手接触電極を互いの間で電気的に絶縁するのに役立つ。中心体はまた、金属製の取付け部品のための支持体としても役立つことができる。
【００５４】
制御部材は、利用者が寄りかかり領域上に掛けられた圧力を緩めるとき、動作位置から停止位置の方へ制御部材を戻す戻しばねによって運ばれることができる。
【００５５】
本発明はまた、以下を含む安全確保された電動工具にも関している。
−導電性の作動部材、
−作動部材から電気的に絶縁されている制御装置、
−作動部材の駆動用原動機、
−利用者の作動部材との接触を感知できる、電気的特性コンパレータ付き監視装置、
−監視装置によって操作される、作動部材の緊急停止装置。
【００５６】
本発明によると、
−先に記述された制御装置にかなっており、
−作動部材の駆動用原動機は、制御装置の動作制御インターフェースを介して制御され、そして
−監視装置は、制御装置の保護のインピーダンス測定インターフェースを含む。
【００５７】
工具は、工作機械または携帯用工具であり得る。それは、熱機関式工具、または、好ましくは電動機式工具であり得る。
【００５８】
緊急停止装置は、駆動用原動機のエネルギー供給を中断すること、および／または駆動用原動機にブレーキをかけること、および／または作動部材にブレーキをかけること、および／または作動部材を妨げることを機能とするさまざまな部材を有することができる。緊急停止はまた、作動部材の正常な動きを阻むこと、また場合によっては起こりうる作動中の部品の運動エネルギーを補うことを可能にする、対立する緊急作動を始動させることにもあり得る。
【００５９】
作動中の部品は、作動部材の作動中の部品、作動部材の駆動用原動機の作動中の部品、または原動機を作動部材に接続する、動力伝達装置の作動中の部品であり得る。
【００６０】
とりわけ、駆動用原動機が電動機であるとき、原動機の制御用電子基板は、電動機を利用する電磁ブレーキ機能を制御するために設けられることができる。電磁ブレーキはまた、原動機のフライホイールに作用することもできるし、あるいはまた作動部材に直接作用することもできる。
【００６１】
作動部材の全部または一部は、導電性の材料製である。
【００６２】
このことはしかしながら、場合によっては起こりうるその表面への絶縁被覆の有無について決めてかかるものではない。作動部材は、後で記述されるように、作動部材と利用者の容量性接触、または、抵抗の接触を介した工具の利用の監視に干渉しうる。
【００６３】
作動部材はとりわけ、切断部材であり得る。それは、大ばさみ、または、剪定ばさみの切断刃を有し得る。作動部材は、必要があれば、錐やフライスを備えた、ドリルやリッパーのコレットチャックを有することもできる。
【００６４】
本発明の制御装置は、二重の機能を有する。第一の機能は、利用者が工具の動作制御を行うことを可能にするインターフェース機能である。それは、工具の作動、工具の特定の動作モードの連動、または停止、もしくは、待機モードへの工具の戻りのような、オンオフの制御であり得る。制御はまた、例えば駆動用原動機および／または、作動部材の回転速度を管理する比例制御、または作動部材の全部か、もしくは、一部の移動比例制御でもあり得る。
【００６５】
制御装置はまた、制御装置のインピーダンス測定インターフェースを含む工具の監視装置を介した監視機能も有する。
【００６６】
監視装置の形状、および、インピーダンス測定インターフェースの利用のいくつかの可能性が、以下に記述される。
【００６７】
第一の可能性によると、監視装置は、
−第一の電気回路であって、第一の手接触電極と、第一の電気インピーダンスと作動部材とを含み、利用者が前記第一の手接触電極と作動部材とに同時に接触するとき閉じうる第一の電気回路、
−第二の電気回路であって、第一と第二の手接触電極と、第一の電気インピーダンスと第二の電気インピーダンスとを含み、利用者が第一と第二の手接触電極とに同時に接触するとき閉じうる第二の電気回路、
−第一の電気回路のインピーダンスの特性および第二の電気回路のインピーダンスの特性の少なくとも１つの測定装置、
−第一の電気回路のインピーダンスの特性と第二の電気回路のインピーダンスの特性によって決まる少なくとも１つの閾値の特性とのコンパレータであって、閾値の特性を越えた場合に緊急停止を引き起こすための緊急停止装置に接続されているコンパレータ、
を有し得る。
【００６８】
用語「第一のインピーダンス」または「第二のインピーダンス」はそれぞれ、抵抗成分ばかりでなく容量成分および／または誘導成分も有し得る単数または複数の電子部品を示す。好ましい実施において、第一のインピーダンスおよび第二のインピーダンスはそれぞれ、規定値の電気抵抗器のような電子部品によって形成され得る。第一のインピーダンスおよび第二のインピーダンスは、既知の定まった抵抗の値を有する。
【００６９】
さらに、第一および第二の電気回路に関して、「インピーダンスの特性」とは、第一の電気回路および第二の電気回路のインピーダンスそれぞれに関連した電圧値、電流値、抵抗の値、またはより一般的には、電気的特性を意味する。インピーダンスの特性は、測定装置によって確立される。閾値の特性もまた、第二の回路のインピーダンスの特性によって決まる電圧値、電流値、または、抵抗の値であり得る。閾値の特性はとりわけ、第二の電気回路のインピーダンスの特性に比例し得るか、このインピーダンスの特性に等しくあり得る。
【００７０】
利用者の手が、インピーダンス測定インターフェースの第一および第二の手接触電極と同時に接触することにより、第一および第二の手接触電極のそれぞれと手との間の接触インピーダンスの合計に本質的に相当するインピーダンスを用いて、利用者の手を介してこれらの電極を電気的に接続することが可能となる。
【００７１】
良好な物理的接触、および、電気的接触を保証するように、制御装置を作動させるために利用される利用者の手は、導電性の手袋で、少なくとも手の寄りかかり領域の正面にある手袋の表面のところで覆われることができ、接触インピーダンスを下げる。続く説明は、導電性の手袋を利用するかしないかについて決めてかかるものではなく、また先に示されたように、電極と接触するようになる手の部分について決めてかかるものではない。
【００７２】
利用者の手は、インピーダンス測定インターフェースの各手接触電極と接触する異なった部分と、またこうして各手接触電極に伴って異なり得る接触インピーダンスとを有する。これらの各インピーダンスは、利用者の手の状態、電極へのその圧力、電極の表面の状態、周囲環境、そしてもちろん、場合によってはありうる導電性の手袋の着用にも依る。
【００７３】
インピーダンス測定インターフェースの手接触電極の固有インピーダンス、および、監視装置の配線の固有インピーダンスを無視することによって、インピーダンス測定インターフェースの各手接触電極との手の接触インピーダンスは、第二の電気回路において第一の電気インピーダンスおよび第二の電気インピーダンスと直列にある。第一および第二の電気インピーダンスの値は、工具の製造時に固定された既知のものである。
【００７４】
第二の回路のインピーダンスの特性の測定装置は、これらのインピーダンスの合計を特徴づける値をそこから示す。
【００７５】
第一の手接触電極と、第一の電気インピーダンスと、導電性の作動部材とを含む第一の電気回路は、利用者がインピーダンス測定インターフェースに触っているとき、開いた回路のままである。ところで、回路が開いているとき、第一の電気回路の総インピーダンスは、ほぼ無限大であり、したがって必然的に第二の電気回路のインピーダンスを上回っている。
【００７６】
第一の電気回路はしかしながら、利用者が導電性の作動部材と第一の手接触電極とに同時に触るときに閉じる。本明細書の続きにおいて、単純化により、利用者が、インピーダンス測定インターフェースに触っていない手の指を用いて工具の作動部材に触ると考えられる。
【００７７】
作動部材に触る指の言及はしかしながら、作動部材に触りうる体の部分について決めてかかるものではない。本発明の安全装置の動作は、実際に、顔、前腕、脚、または、空いている手のような利用者の体の別の部分が作動部材と接触するときと同様である。
【００７８】
第一の電気回路が、インピーダンス測定インターフェースの第一の手接触電極との手の接触と接続した、作動部材との指の不意の接触によって閉じるとき、第一のインピーダンス、第一の手接触電極との手の接触インピーダンス、第一の手接触電極と接触している利用者の手と作動部材に触っている指との間の利用者の体のインピーダンス、作動部材との指の接触インピーダンスおよび作動部材は、第一の電気回路において直列に接続された状態である。
【００７９】
このように第一の電気回路のインピーダンスの特性の測定装置は、これらのインピーダンスの合計の値を示す。
【００８０】
電極のインピーダンス、配線のインピーダンスおよび作動部材のインピーダンスは、無視できると考えられる。また、インピーダンス測定インターフェースに触るように仕向けられる利用者の第一の手と作動部材に触るように仕向けられるもう一方の手との間の、利用者の体のインピーダンスのおおよその大きさはまた知られている。それは実際に、人体の導電率に関連しており、また１００００オームを下回る値を有する。しかしながら、第一と第二の電気回路における単数または複数の手接触電極との手の接触インピーダンスならびに指と作動部材との間の接触インピーダンスの値は、高い可変性を有し得、また大抵の場合、とりわけ弱い接触圧力の場合および低い導電率を有する手の皮膚の場合には、利用者の体のインピーダンスの値を大きく上回る。ところで、作動部材との指の接触による怪我をするリスクがあるとき、作動部材との指の接触インピーダンスの値は、利用者の体のインピーダンスの値と同じおおよその大きさ、さらには該値より低くなる。
【００８１】
作動部材が切断刃である具体的事例において、指は、刃が指に接触するようになるとき大きな弾力性を有するので、刃が指の表皮をまず切って軽い怪我を引き起こし得るには有意な圧力だけが伴われることとなり、その後で、切断し続けることによって深刻な怪我を負わせることになる。表皮レベルのひっかき傷のような軽い切り傷の場合、作動部材、この場合、切断刃と体の皮下部分との間の接触インピーダンスの値はそのとき、人体のインピーダンスの値を大きく下回っている。
【００８２】
このことからしたがって、重大な接触の場合の作動部材のところでの接触インピーダンスの値が、人体のインピーダンスの値を下回ることが結論づけられる。このおおよその大きさのインピーダンスの検出はそのとき、利用者の作動部材との瞬時の望まれない接触の存在を、非常に高い可能性をもって特定することを可能にする。
【００８３】
インピーダンス測定インターフェースに触る利用者の手の接触インピーダンスについては同様ではない。この接触インピーダンスは、より大幅に変化し得る。事実、第一の回路のインピーダンスの特性を単に測定しても、その測定だけでは、利用者と作動部材との間の接触の存在を特定することはできない。
【００８４】
作動部材による軽い怪我があるとすぐに、接触インピーダンスは、人体のインピーダンスより低い値に非常に素早く減少し、また接触インピーダンスは、深い切り傷または深刻な怪我があるときさらに減少して、数百オームという非常に低い値に達する。そのような接触の特徴的な閾値のインピーダンスは、全体的に低く、またいずれにせよ、人体のインピーダンスより低いおおよその大きさであると推定されるその値を考慮すると、利用者の手とインピーダンス測定インターフェースの第一の手接触電極との間の接触インピーダンスの可能な変化によって広く覆い隠される。したがってこのように、第一の回路のインピーダンスの特性を測定するだけでは、作動部材のところでの接触リスクの存在を、十分に信頼できる方法で特徴づけることはできない。
【００８５】
利用者の指と作動部材との間の接触の確実性を確立することを可能にし、また利用者の手とインピーダンス測定インターフェースとの間の接触特性の変化から解放されることを可能にする閾値の固定は、したがって重要である。
【００８６】
このことは、本発明によると、第二の回路のインピーダンスの特性から閾値の特性を固定することによって行われる。インピーダンス測定インターフェースの手接触電極との手の接触インピーダンスまたとりわけ第一の手接触電極との手の接触インピーダンスの影響から解放されることによって、第一の電気回路のインピーダンスを第二のインピーダンスのそれと比較対照させることが、このように可能である。第一の電気回路の高インピーダンスの値から第二の電気回路で実行される測定から決定される閾値より低い値への移行の場合、利用者と作動部材との間の非常に高い接触リスクの存在がそのとき決定される。緊急停止装置はそのとき作動する。
【００８７】
このように、また先に言及されたように、閾値の特性は、基準回路の役目を果たす第二の電気回路のインピーダンスの特性に応じて固定される。
【００８８】
第二の電気回路のインピーダンスは、第一のインピーダンスと、第二のインピーダンスと、手接触電極への手の接触インピーダンスとの合計に等しい。第一のインピーダンスと第二のインピーダンスとの合計は好ましくは、利用者の体の推定インピーダンスと、深刻な怪我のない作動部材への指の推定接触インピーダンスとの合計を上回る値に固定される。例えば、インピーダンスおよびインピーダンスの特性をオーム（Ω）で表すことによって、第一および第二のインピーダンスの累積値は、２０ｋΩを上回る、また好ましくは、１００ｋΩを上回るように選択され得る。体のインピーダンス、および、指の接触インピーダンスは、それぞれ１０ｋΩより低いと推定される。指の接触インピーダンスは、インピーダンス測定インターフェースに触る利用者の手が導電性の手袋で覆われているだけいっそう低い。
【００８９】
そのような場合において、また作動部材との指の接触がない場合、第一の回路のインピーダンスは、ほぼ無限大であり、また２０ｋΩ、または１００ｋΩを明らかに上回っている。怪我に起因するインピーダンスよりも高いインピーダンスの選択は、装置をさらにいっそう安全なものにすること、また軽い怪我も含めて、怪我を回避することを可能にする。
【００９０】
指が作動部材と接触するに至るとき、第一の電気回路における、利用者の体のインピーダンスおよび作動部材へのその指の接触インピーダンスはそのとき、第二の電気回路の第一および第二の電気インピーダンスの合計のインピーダンスの値より低くなる。このように第一の電気回路の測定されたインピーダンスの特性は、閾値のインピーダンスの特性よりも低くなり、または閾値の特性を少なくとも超える。
【００９１】
測定されるインピーダンスの特性が、電圧、電流または抵抗の値の形で表され得ることが想起される。場合に応じて、第一の回路のインピーダンスの特性が閾値の特性を上回る値から閾値の特性を下回る値に通過するとき（電圧、または、インピーダンスの場合）、または、閾値の特性を下回る値から閾値の特性を上回る値に通過するとき（電流の場合）、閾値は超えられる。
【００９２】
第一の電気インピーダンスの値および第二の電気インピーダンスの値が、利用者の体のインピーダンスと指の接触インピーダンスとの合計の推定値を必ずしも上回るものではないことに留意する必要がある。実際に、第二の回路のインピーダンスの特性に応じて、またとりわけ、このインピーダンスの特性に比例して閾値の特性を選択することにより、工具の安全化を最適にするように、比例係数を用いて閾値の特性を調整することが可能である。
【００９３】
好ましい実施形態によると、以下の特徴のうちの単数または複数もまた取り上げられることができる。
−第二の電気インピーダンスは、２０ｋΩを上回る抵抗の値、また好ましくは、１００ｋΩを上回る抵抗の値を有する、
−第一の電気インピーダンスは、第二の電気インピーダンスの抵抗の値に等しい抵抗の値を有する、
−第一の電気インピーダンス、および、第二のインピーダンスは、純抵抗である。
【００９４】
とりわけ、第一の電気インピーダンスは、２０ｋΩの値を上回る、第二の電気インピーダンスの抵抗の値に等しい抵抗の値を有し得、また第一の閾値の特性は、第二の回路のインピーダンスの特性に等しく選択され得る。
【００９５】
第一の電気回路のインピーダンスの特性の測定、および第二の電気回路のインピーダンスの特性の測定は、必ずしも同時に起こるとは限らず、作動部材の始動に応じて、またとりわけ、剪定ばさみの切断の始動に応じて交互でもあり得る。測定を交互に行うことはとりわけ、２つの回路のインピーダンスの特性を測定するためにただ１つの測定装置を利用することを可能にする。
【００９６】
この場合、第二の電気回路はスイッチを有することができ、スイッチは、動作始動の際に第二の回路を開くように、また動作始動がなく第二の回路を閉じるように、動作制御インターフェースによって操作され、測定装置は、第二の回路が開いているとき第一の電気回路のインピーダンスの特性を測定するように、また第二の回路が閉じているとき第二の電気回路のインピーダンスの特性を測定するように設定される。
【００９７】
用語「スイッチ」はここで、機能的な方法で理解される。それは、導電状態から阻止状態へ、またその逆に移る電気機械式スイッチ、またはトランジスタ式スイッチであり得る。
【００９８】
スイッチは、その開放が機械的にまたは電気的に制御部材の作動に管理されているとき、動作制御インターフェースによって操作されていると考えられる。
【００９９】
ここで話題になっている動作制御はとりわけ、作動部材が切断部材であるときの切断制御であり得る。
【０１００】
第一の電気回路のインピーダンスの特性と第二の電気回路のインピーダンスの特性の交互の測定の場合において、閾値は、第二の電気回路のインピーダンスの特性によって決まるものであり、定期的な時間間隔でおよび／またはこのインピーダンスの特性の新たな測定ごとに、変更および更新され得る。
【０１０１】
また、工具は、閾値の特性の保存メモリを有することができる。メモリは、新たな測定ごとに一新されることができ、また保存された値は、コンパレータに提供される。
【０１０２】
先に言及されたように、測定装置は、第一および第二の回路のインピーダンスを必ずしも測定するものではないが、少なくとも１つのインピーダンスの特性、すなわちインピーダンスに関連した特性を測定する。測定装置はとりわけ、第一と第二の電気回路と直列である電流源と、以下のうちの少なくとも１つとを有し得る。
−第一のインピーダンスの端子に並列接続される電圧計、
−第一のインピーダンスと直列接続される電流計または抵抗計。
【０１０３】
この場合、電圧計によって読み取られる電圧、または電流計によって読み取られる電流の強さ、または抵抗計によって読み取られるインピーダンスは、インピーダンスの特性として利用しうる。
【０１０４】
閾値の特性は、閾値の電圧、閾値のインピーダンスまたは閾値の電流として比較可能な方法で固定され得る。
【０１０５】
作動部材への指の接触による第一の電気回路の閉鎖は、その場合には、第一の回路を貫流する電流を増加させ、第一のインピーダンスの端子での電圧を減少させ、またはインピーダンスの特性を減少させ、またしたがって閾値の特性を超えることを引き起こす。
【０１０６】
改善された一実施形態によると、測定装置の電流源は、交流電流源であり得る。それは例えば、１０ｋＨｚの交流周波数を用いた電源である。
【０１０７】
交流電流源の利用は、導電性の作動部材が、とりわけその腐食を回避するために絶縁被覆で覆われうる工具を用いて本発明の実施を考慮することを可能にする。
【０１０８】
このことは例えば、剪定ばさみの刃が、切断時のカウンターブレードでのその滑りを容易にするようにＰＴＦＥ製の薄い被覆で覆われるときの場合であり得る。作動部材との指の接触は、この場合、主に容量性の接触であるだろう。
【０１０９】
続く説明は、インピーダンス測定インターフェースの利用と監視装置の形状の別の可能性に関している。
【０１１０】
形状のこの別の可能性によると、監視装置が、
−監視用電気回路であって、インピーダンス測定インターフェースの第一の手接触電極と作動部材とを含み、利用者が前記第一の手接触電極と作動部材とに同時に接触するとき閉じうる監視用電気回路、
−第一の電気回路における監視用電流の発電機、
−作動部材と第二の手接触電極との間の監視用電圧の測定装置、
−監視用電圧によって決まる少なくとも１つの監視用電気的特性と、人体の導電インピーダンスの値を超えるインピーダンスの値によって決まる閾値の電気的特性とのコンパレータであって、監視用電気的特性が閾値の電気的特性を超えるとき緊急停止を引き起こすための緊急停止装置に接続されているコンパレータ、
を有し得る。
【０１１１】
作動部材とインピーダンス測定インターフェースの第二の手接触電極との間の監視用電圧の測定装置は、好ましくは、電圧計のような、高インピーダンス測定装置であり得る。その内部インピーダンスは、監視用電気回路内を循環する電流を妨害しないように、監視用電気回路内の問題のインピーダンスを桁違いに上回る。それは例えば、１０ＭΩを上回る内部インピーダンスである。監視用電圧は、好ましくは、工具のアース電位に相当する作動部材の電位との関係において測定される。監視用電圧はまた、アースに対するまたは作動部材に対する固定電位との関係において測定または決定されることもできる。
【０１１２】
監視用電気的特性は、電圧、電流、インピーダンスの値あるいはまたコンダクタンス値の形で表されることができる特性であり得る。監視用電気的特性は、オームの法則を適用して、監視用電圧から確立される。
【０１１３】
人体の導電インピーダンスから確立される、またとりわけ人体のインピーダンスの値を超える値から確立される閾値の特性についても同様である。閾値の特性はまた、オームの法則を適用して、電圧、電流、インピーダンスの値またはコンダクタンス値、および電気回路のインピーダンスの値の形で確立されることもできる。
【０１１４】
監視用電気的特性、および、閾値の電気的特性のさまざまな表現の形が、本明細書の続きにおいて明確に述べられている。
【０１１５】
監視用電気回路は、先に言及されたように、第一の手接触電極と、導電性の作動部材とを含む。監視用電気回路は、利用者が、工具のインピーダンス測定インターフェースの第一の手接触電極と作動部材とに同時に触るときに閉じる。
【０１１６】
単純化により、利用者が、片手を使ってインピーダンス測定インターフェースの第一の手接触電極に触ること、また利用者がもう片方の手の指を使って作動部材に触り、この場合、指は怪我をするリスクがあることがやはり考えられる。この選択はしかしながら、作動部材に触る体の部分について、いかなる制限も意味するものではない。
【０１１７】
このように利用者が、インピーダンス測定インターフェースの第一の手接触電極と作動部材とに同時に触るとき、いくつかのインピーダンスが第一の手接触電極と作動部材との間の測定回路において直列になる。それは以下である。
−手と第一の手接触電極との間の接触インピーダンスであって、ＺＭ１と書き留められている、
−第一の手接触電極に触っている手ともう一方の手の指との間の、利用者の体のインピーダンスであって、ＺＣと書き留められている、および
−指と作動部材との間の接触インピーダンスであって、ＺＤと書き留められている。
【０１１８】
また、工具が剪定ばさみである具体的事例において、ＺＶは、植生のインピーダンス、例えばブドウの若枝のインピーダンスと、作動部材、この場合は刃によって切られる利用者の空いている手によって掴まれる物体上の、または植生上の指、またより一般的には、手の接触インピーダンスとの合計と指摘される。掴まれる物体は、その場合には固定用鉄線であり得る。他の工具について大きさＺＶは、切られるまたは加工される資材の、この資材が利用者の空いている手によって触られると仮定して、この資材との指の接触と接続したインピーダンスを特徴づける。
【０１１９】
第一の手接触電極の固有インピーダンスの値および作動部材の固有インピーダンスの値を無視することによって、監視用電気回路のＺＴと書き留められる総インピーダンスは、以下の３つの値を採用することができるであろう。
−作動部材が触られていないときの値、無限大ＺＴ＝∞
−指が作動部材に触っているときの値、ＺＴ＝ＺＭ１＋ＺＣ＋ＺＤ
−空いている手によって掴まれている資材が作動部材に触っているときの値、ＺＴ＝ＺＭ１＋ＺＣ＋ＺＶ
【０１２０】
利用者の体の、インピーダンス測定インターフェースに触っているその第一の手と作動部材に触りうるもう一方の手のその指との間のインピーダンスの値ＺＣのおおよその大きさは、容易に評価されることができる。それは、インピーダンスが１００００オームより低い値を有する人体の導電率である。
【０１２１】
第一の手接触電極との手の接触インピーダンスＺＭ１の値、ならびに指と作動部材との間の接触インピーダンスＺＤの値、または作動部材と接触している資材の介在インピーダンスを含むインピーダンスＺＶの値は、高い可変性を有し得、また大抵の場合、低い導電率を有する手の皮膚の一部を用いた弱い接触圧力の場合とりわけ、利用者の体のインピーダンスの値を大きく上回る。
【０１２２】
説明の続きにおいて、作動部材との指の直接接触にしか関わらない。実際に、介在資材との指の接触の状況は、利用者に対するリスクを発生させない。該状況は場合によっては、インピーダンスＺＶの値がＺＤに近いとき、すなわち介在資材が優れた導電体であるとき、緊急停止装置を始動させる可能性がある。
【０１２３】
しかしながら、作動部材との指の接触による怪我をするリスクがあるとき、指の接触インピーダンスＺＤの値は、利用者の体のインピーダンスＺＣの値と同じおおよその大きさであると評価され得、さらには該値より低くなり得る。この話題について先行の説明を参照することができる。
【０１２４】
ここでもまた、重大な接触の場合の作動部材のところでの接触インピーダンスの値が、人体のインピーダンスの値を下回ることが推定される。人体のインピーダンスのおおよその大きさのインピーダンスの検出はそのとき、利用者の作動部材との瞬時の望まれない接触の存在を、非常に高い可能性をもって特定することを可能にする。
【０１２５】
利用者の手と第一の手接触電極との間の接触インピーダンスＺＭ１については同様ではなく、その値はより大幅に変化し得、また事実、利用者の指と作動部材との間の接触の状況を覆い隠し得る。
【０１２６】
本発明の測定装置は、利用者の手と第一の手接触電極との間の接触インピーダンスＺＭ１から解放されることを可能にする。このことは、インピーダンス測定インターフェースの第二の手接触電極での電圧を測定することにより行われる。
【０１２７】
インピーダンス測定インターフェースの第二の手接触電極は、インピーダンス測定インターフェースに触る利用者の手を介して第一の手接触電極に接続される。手接触電極はこのように、２つの潜在的に高いインピーダンスによって直列に接続されている。それは、インピーダンス測定インターフェースの第一の手接触電極との手の接触インピーダンスＺＭ１と、第二の手接触電極との手の接触インピーダンスＺＭ２である。
【０１２８】
このように、第二の手接触電極が、第二の手接触電極との手の接触インピーダンスによって、利用者の体のインピーダンスに接続されることもまた考えられる。電圧測定装置の高い内部インピーダンスのため、第二の手接触電極で測定される電圧ＶＥ２、またより具体的には、この電極と工具のアースとの間の電位差は、Ｃと書き留められる利用者の手の内部の仮想点と、工具のアースに接続される作動部材との間で測定されうる電位差ＶＣとほぼ等しい。実際に、ゼロ、または、ほぼゼロの電流が、この内部の仮想点とインピーダンス測定インターフェースの第二の手接触電極との間を循環し、電位ＶＥ２と電位ＶＣがほぼ等価であることを保証し、これらの２つの電圧は、監視用電圧を構成するとみなされることができる。
【０１２９】
監視用電流の発電機は、監視用回路が閉じるとき、すなわち作動部材との利用者の直接または間接の接触の際に、監視用電流Ｉｓを監視用回路内で循環させる役目を持っている。
【０１３０】
発電機は、例えば電流源を有することができる。発電機は、電圧源を有することもできる。電流源、または、電圧源は、監視用回路内で直列に接続されることができる。
【０１３１】
監視用電流の発電機は、自律電源、例えば電池を利用することができる。それは、工具が駆動用電動機を備えた工具であるとき、工具の電気供給源、例えばバッテリ電源によってエネルギー供給されることもできる。
【０１３２】
発電機が電流源を有するとき、回路が閉じているときの電流の強さは、知られている。電流の強さはそのとき、監視用電流Ｉｓの強さに相当する。
【０１３３】
工具は、電気回路内に直列に、Ｚ１と認識される予め決められたインピーダンスの値を有する調整の電気インピーダンス、ならびに調整の電気インピーダンスの端子に電圧Ｖ１の測定装置を有することもできる。この電圧の測定はそのとき、監視用電流Ｉｓの強さを認識することもまた可能にする。実際に、監視用電流Ｉｓは、調整の電気インピーダンスの値に対する、調整の電気インピーダンスの端子で測定される電圧の比率に等しい。
【０１３４】
Ｉｓ＝Ｖ１／Ｚ１
【０１３５】
調整のインピーダンスの値Ｚ１の選択は、監視用回路内を循環する電流の強さに影響を及ぼしうる。
【０１３６】
それはしかしながら重大ではなく、その機能は本質的に、監視用電流の強さを決定することである。例えば、調整のインピーダンスの値は、１Ωと２００ｋΩとの間で選択されることができる。
【０１３７】
測定装置は、例えば電圧計であり、またとりわけ、コンパレータをそのうえ含む電子基板に組み込まれた電圧計である。
【０１３８】
利用者の体の累積インピーダンスＺを、ＶＥ２の測定および監視用電気回路内を循環する監視用電流Ｉｓの測定から認識することがこのように可能である。
【０１３９】
Ｚ＝ＺＣ＋ＺＤであり、また
【０１４０】
ＶＥ２＝Ｉｓ×Ｚである。すなわち
【０１４１】
Ｚ＝ＶＥ２／Ｉｓである。
【０１４２】
このインピーダンスは、人体のインピーダンスの値Ｚｃを超える、また好ましくは人体のインピーダンスの値Ｚｃを３倍超えるインピーダンス閾値Ｚｓｅｕｉｌと比較されることができる。とりわけ、人体のインピーダンスを超える値は２０ｋΩに等しく、また好ましくは、１００ｋΩより大きく選択されることができる。
【０１４３】
監視用電気的特性は、
−監視用電圧に等しい電圧、または監視用電圧によって決まる電圧であって、人体の導電インピーダンスの値を超えるインピーダンスの値と監視用電流との積に等しい閾値の電気的特性、
−監視用電圧と監視用電流とによって決まるインピーダンスの値であって、人体の導電インピーダンスの値を超えるインピーダンスの値によって決まるインピーダンスの値である閾値の特性、
−監視用電流に対する監視用電圧の比率であって、人体の導電インピーダンスの値を超えるインピーダンスの値に等しい閾値の特性、
のうちの１つであり得る。
【０１４４】
上に示されたように、監視用電気的特性は、監視用電圧によって決まる電圧であり得、また閾値の電気的特性は、人体の導電インピーダンスの値を超えるインピーダンスの値Ｚｓｅｕｉｌと監視用電流によって決まる閾値電圧であり得る。
【０１４５】
監視用電気的特性が監視用電圧ＶＥ２に等しい具体的事例において、閾値の電気的特性は、人体の導電インピーダンスの値を超えるインピーダンスの値と監視用電流との積に等しい電圧Ｖｓｅｕｉｌに等しくあり得る。
【０１４６】
この場合ＶＥ２とＶｓｅｕｉｌが比較される。
【０１４７】
ここでＶｓｅｕｉｌ＝Ｚｓｅｕｉｌ×Ｉｓである。
【０１４８】
ＶＥ２＞Ｖｓｅｕｉｌであるとき、工具の動作は正常である。
【０１４９】
ＶＥ２＜ＶｓｅｕｉｌまたはＶＥ２＝Ｖｓｅｕｉｌであるとき、緊急停止装置は始動する。
【０１５０】
監視用電気的特性が監視用電圧と監視用電流とによって決まるインピーダンスの値であるとき、閾値の特性は、人体の導電インピーダンスの値を超えるインピーダンスの値Ｚｓｅｕｉｌによって決まるインピーダンスの値であり得る。
【０１５１】
とりわけ、監視用電気的特性は監視用電流に対する監視用電圧の比率に等しいインピーダンスＺに等しくあり得、また閾値の特性は、人体の導電インピーダンスの値を超えるインピーダンスの値Ｚｓｅｕｉｌに等しくあり得る。
【０１５２】
この場合、Ｚ＞Ｚｓｅｕｉｌであるとき、工具の動作は正常である。
【０１５３】
しかしながら、Ｚ＜ＺｓｅｕｉｌまたはＺ＝Ｚｓｅｕｉｌであるとき、緊急停止装置は始動する。
【０１５４】
上述の大きさの一次関数のような別の監視用特性および別の閾値の特性もまた取り上げられることができる。コンダクタンスを比較することがさらに可能である。
【０１５５】
インピーダンスＺとインピーダンスＺｓｅｕｉｌとの間の比較、または先に言及されたように、監視用電圧ＶＥ２の電圧Ｖｓｅｕｉｌとの比較、あるいはまた、より一般的には、監視用電圧によって決まる別の監視用電気的特性の、人体のインピーダンスを超えるインピーダンスによって決まる閾値の電気的特性との比較は、コンパレータによって行われる。
【０１５６】
このために、Ｚｓｅｕｉｌ値、Ｖｓｅｕｉｌ値、またはより一般的には、人体のインピーダンスを超えるインピーダンスによって決まる閾値の電気的特性の値は、コンパレータに接続されるメモリの中にストックされることができる。メモリ内に含まれる閾値は、工具の製造時に固定されることができる。メモリへのアクセスもまた、必要な場合には、緊急停止装置の始動の感度を変更するように閾値を変更するために設けられることができる。
【０１５７】
発電機が電流源を有するとき、監視用電気回路内に直列に接続される調整のインピーダンスに、電流源は、並列に接続されることができる。先に言及されたように、オームの法則はそのとき、監視用回路内を循環する電流の値Ｉｓを決定することを可能にする。
【０１５８】
発電機は、交流電流式発電機でもあり得るし、または直流電流式発電機でもあり得る。交流電流式発電機は例えば、１０ｋＨｚの動作周波数を有する。先に示されたように、監視用交流電流の利用は、導電性の作動部材が電気絶縁層で覆われるときに装置が作動することを可能にする。
【０１５９】
付属的に、工具は、人体のインピーダンスの値を超えるインピーダンスの値を桁違いに超える値の、接地インピーダンスを有することができ、接地インピーダンスは、第二の手接触電極を作動部材に電気的に接続する。この場合、工具は、測定装置によって測定される監視用電圧がゼロのとき、そのうえ緊急停止と動作停止のうちの１つを引き起こすように設定されることができる。接地インピーダンスは、第二の手接触電極の浮遊電位を回避することを可能にする。
【０１６０】
その値は、第二の手接触電極に有意な電流を導入しないように、またこのように監視用電圧の測定に悪影響を及ぼさないように、非常に高く、例えば数百万オームである。また、接地インピーダンスのおかげで、手が第一と第二の手接触電極に同時に接触しなくても、監視用電圧が第二の電極のところでゼロであることが可能である。ゼロの電圧ＶＥ２の測定はそのとき、上に示されたように、工具の利用を禁止するために緊急停止装置を始動させること、または、単純に動作停止を始動させることを可能にする。
【０１６１】
必要な場合には、利用者が、とりわけ寒さから自分を守るために、導電性の手袋を着用し得ることに注目する必要がある。この場合、手袋との手の接触が、有意なインピーダンスの変化を発生させないこと、またとりわけ、インピーダンス測定インターフェースの手接触電極との手の直接接触の変化を上回るインピーダンスの変化を発生させないことが推定される。
【０１６２】
本発明の他の特徴および利点は、図面を参照して続く説明から明らかになるであろう。この説明は、例証としてかつ限定されないものとして与えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１．２】制御部材が静止位置にある、本発明にかなった制御装置の簡略図である。
【図３．４】制御部材が動作位置または作業位置にある、図１および図２の装置の図である。
【図５Ａ．５Ｂ．５Ｃ】それぞれ、本発明にかなった制御装置の制御部材を形成する押しボタンの斜視図、側面図、およびＡ−Ａ面に沿った横断面図である。
【図６Ａ．６Ｂ．６Ｃ】それぞれ、本発明にかなった制御装置の制御部材を形成するレバー型引き金の斜視図、側面図、およびＢ−Ｂ面に沿った横断面図である。
【図７】制御装置を利用する本発明にかなった安全確保された電動工具の実行の一可能性を示している機能面の概略図である。
【図８】制御装置を利用する本発明にかなった安全確保された電動工具の実行の別の可能性を示している機能面の概略図である。
【０１６４】
図面は、自由な縮尺で実現される。
【発明を実施するための形態】
【０１６５】
続く説明において、様々な図面の同一部分、類似部分、または、同等部分は、図面間での転記を容易にするように、同じ参照記号を用いて目印をつけられる。
【０１６６】
図１から図４は、作動部材を有する工具１２のための制御装置１０を示しており、ただし、工具は、その柄１４だけが示されている。柄は、利用者の手によってつかまれている。制御装置は、動作制御インターフェース１２８を含む。
【０１６７】
動作制御インターフェース１２８は、手作動式制御部材１３０と、作動部材を作動させるために制御信号を出すまたは変更するための、制御部材によって作動する単数または複数の電気部品２０とを含む。
【０１６８】
図１から図４で、動作制御インターフェースの電気部品２０は、単純なスイッチによって象徴されているが、だからといってこの部材の形状について決めてかかるものではなく、この部材はまた電力制御装置、光インターフェース、または制御信号を形成もしくは変更することを可能にする別の部品を有することもできる。
【０１６９】
電動工具の場合において、制御信号は、制御信号に応じた原動機の電気供給を管理する、作動部材の駆動用電動機の電源用電気基板の方へ向けられることができる。
【０１７０】
熱機関式工具の場合において、動作制御インターフェースは、電気的制御インターフェースまたは機械的制御インターフェースであり得る。
【０１７１】
図１および図３は、柄を握る利用者の手の指によって作動可能なレバー型引き金１８を含む制御部材１３０を示している。図１で、指は、制御部材１３０の手の寄りかかり領域２２に触っているが、だからといってレバー型引き金を押してはいない。それは、工具が静止、または、待機状態である、レバー型引き金の段階的な静止位置である。
【０１７２】
図３で、手の寄りかかり領域２２に触る指は、この手の寄りかかり領域に圧力をかけている。指は、レバー型引き金を枢動させ、そして制御インターフェース１２８は、工具を作動させる信号を発する、または、変更する。図３の制御部材１３０の位置は、動作位置を示している。
【０１７３】
同じように、図２および図４は、柄をつかんでいる手の指によってやはり作動される押しボタン１９を含む制御部材１３０を示している。指は、制御部材の手の寄りかかり領域２２と接触して示されている。図２は、押しボタンが取っ手１４の上に突き出ている静止位置における押しボタンに関連する。図４は、動作位置における制御部材に関連する。押しボタン１９は、手の寄りかかり領域２２と接触している指によってかけられる圧力によって、取っ手１４の中に押さえられている。
【０１７４】
押しボタン１９、または、レバー型引き金１８は、手作動式制御部材１３０を構成し、また動作制御インターフェース１２８の一部を成すが、以下で記述されるインピーダンス測定インターフェース１３１もまた構成する。
【０１７５】
図２での利用者の手が、導電性の手袋１３３で覆われていることを観察することができる。この手袋は、動作制御インターフェースの一部を成しているか、または少なくともそこに接続されている。この手袋は、インピーダンス測定インターフェース１３１との手または指の接触を改善することを可能にする。インピーダンス測定インターフェースと接触している手袋の部分だけが、導電性の被覆で覆われればよいことに注目することができる。導電性の被覆はただし、インピーダンス測定インターフェースと接触するようになるために手袋の外側にあるだけでなく、また利用者の皮膚とも接触するようになるように、手袋の内側にもある。外側の導電性の被覆および内側の導電性の被覆はそのとき、利用者の手をインピーダンス測定インターフェースと電気接触させるために電気的に接続されている。手袋の内側の導電性の被覆と利用者の皮膚との間の不完全接触を回避するために、内側の導電性の被覆は好ましくは、インピーダンス測定インターフェースの正面にくる部分だけに限定されない。手袋が、利用者の手と手袋との間の低い接触インピーダンスを保証するために、手と接触する大きな面積にわたって導電性であることが好ましく、このように、手とインピーダンス測定インターフェースとの間の低い接触インピーダンスが保証される。
【０１７６】
インピーダンス測定インターフェース１３１は、第一の手接触電極１３２と第二の手接触電極１３４とを主に含む。インピーダンス測定インターフェース１３１の手接触電極は、図５Ａおよび図５Ｃ、ならびに図６Ａおよび図６Ｃでよりよく見えるようになる。
【０１７７】
図５Ａは、手作動式制御部材１３０の一特定実施可能性、またより具体的には、工具の取っ手から突き出ている制御部材の部分を構成する押しボタン１９の一特定実施可能性の斜視図である。
【０１７８】
図５Ｃは、押しボタンの側面図を示している図５Ｂで示されたＡ−Ａ切断面に沿った、押しボタンの断面図である。該図は、押しボタンが、例えばプラスチック材料製の電気絶縁中心体３０を有し、その横側面３２、３４が、手接触電極１３２、１３４を形成する金属製の取付け部品を受けることを示している。中心体３０はまた、セパレータを有する、または、構成することもできる。セパレータはこの場合、多孔質セラミックスのような吸湿性材料、またはＰＴＦＥ、ＰＶＤＦのような疎水性材料、Ｔｅｆｌｏｎタイプの被覆、または疎水性材料製の独立気泡発泡体を含む。図５Ｃは、Ｔｅｆｌｏｎ製のそのようなセパレータ３１で覆われた中心体３０を示している。
【０１７９】
参照記号２２は、押しボタン１９の寄りかかり領域を示すものである。図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃが示しているように、押しボタンの中心体３０は、手接触電極間に凹状部分４０を設けるように、手接触電極に対して引っ込んでいる。凹状部分は、押しボタン上で長手方向に広がり、また手の寄りかかり領域にわたって広がる。
【０１８０】
図１から図４に戻ると、制御部材１３０の作動の際に、利用者の指が、手接触電極を互いの間で接続するように、凹状部分４０に垂直に広がっていることに注目することができる。
【０１８１】
図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは、手作動式制御部材１３０の別の実施可能性を示しており、ここで該制御部材は、レバー型引き金１８を含んでいる。レバー１８は、枢動軸５０を有し、また表示されていない工具のピボットに取り付けられる。ここで工具のピボットが、手接触電極を電気的に接続しないように、プラスチック材料製、または絶縁セラミックス製で作製されることが注目される。ピボットは、金属製材料でもあり得る。しかしながら、この場合、電極は、ピボットによって電気的に接続されないように、ピボットと接触しないように設定される。
【０１８２】
図６Ａ、および、図６Ｃは、レバー１８が、中心体３０を含み、その向かい合った側面が、手接触電極１３２、１３４を形成する金属製の取付け部品を受けることを示している。中心体は、電気絶縁材料製、例えばプラスチック材料製である。第一の凹状部分４０は、長手方向の溝の形である。該溝は、手の寄りかかり領域２２を形成する、レバー１８の第一の面５２を長手方向に貫く。第一の凹状部分４０は、手接触電極１３２、１３４の間に、手接触電極に平行して広がる。第一の凹状部分は、手の寄りかかり領域２２に対して中心体３０の引っ込みによって形成される。
【０１８３】
図６Ｃは、レバーの側面図を示している図６Ｂで示されたＢ−Ｂ切断面に沿った、レバー１８の断面図を示している。図６Ｃが示しているように、第二の凹状部分４２は、第一の面５２と反対側にある第二の面５４にわたって、やはり手接触電極間で長手方向にレバーを貫くことによって同様に広がっている。図６Ｃの例において、中心体３０は、吸湿性電気絶縁材料製、または、疎水性電気絶縁材料製で全体が作製されている。中心体はこのように、本発明の趣旨でのセパレータ３１を構成している。
【０１８４】
図７は、緊急停止装置を備え、また、先に記述されたような制御装置を利用する安全確保された電動工具１２を概略的に示している。工具１２は、作動部材１１２を備えている。それは例えば、電動剪定ばさみであり、その作動部材は、刃とフックとの間に捕らえられた枝や小枝を切断するように、フックの上へ閉じうる可動刃で形成される切断部材である。刃およびフックは、導電性の金属製部分である。それらは、腐食から保護されるため、また、互いに対するそれらの滑りを容易にするために、電気絶縁ポリマー層１１３で場合によっては覆われ得る。
【０１８５】
作動部材１１２は、基準電位となる工具のアース１１８に電気的に接続されている。
【０１８６】
工具１２はそのうえ、動力伝達機構１２２によって作動部材１１２に機械的に接続される駆動用電動機１２０を含む。
【０１８７】
駆動用原動機１２０は、電源１２４と原動機の制御用電子基板１２６とに接続されている。制御用電子基板１２６は、制御装置１０の動作制御インターフェース１２８の信号を受ける。
【０１８８】
動作制御インターフェースは、概略的に示されている手作動式制御部材１３０を含む。
【０１８９】
工具の駆動用電動機１２０の緊急停止装置１４０は、２つの電気回路１４２、１４４によって管理される。電気回路１４２、１４４は、工具の部品、またとりわけ、作動部材１１２を含むが、それだけでなく、工具を利用する人間の体の部分を含むこともできる。
【０１９０】
第一の電気回路１４２は、第一の電気インピーダンス１５２を形成する部品と、第一の手接触電極１３２と、作動部材１１２とを直列で含む。
【０１９１】
第一の電気インピーダンス１５２は、その値がＺ１と書き留められており、電気抵抗器のような単純な電子部品であり得る。
【０１９２】
その値は好ましくは、１００ｋΩ以上と定義される。
【０１９３】
第一の電気回路１４２は通常、開いた回路、したがってほぼ無限大の総インピーダンスを有する回路である。
【０１９４】
利用者が、制御装置１０のインピーダンス測定インターフェース１３１に触るとき、その手は、手接触電極１３２、１３４、またしたがって、第一の手接触電極１３２と接触するようになる。第一の電気回路１４２は、開いたままである。
【０１９５】
一方、利用者が、例えばその空いている手の指を使って作動部材１１２にもまた触るとき、利用者が第一の電気回路１４２を閉じる。この場合、第一の電気インピーダンス１５２は、第一の手接触電極１３２、第一の手接触電極１３２との利用者の手または指の接触インピーダンス１６０、利用者の体のインピーダンス１６２、作動部材１１２との指の接触インピーダンス１６４、そして最後に、作動部材１１２それ自体と、相次いで直列になる。
【０１９６】
ここで、工具１２が剪定ばさみである場合において、もし利用者が、切られようとしている枝、ブドウの若枝、さらには固定用鉄線のような電気伝導体を介して、作動部材１１２、この場合には刃に間接的に触ることがあるとすれば、回路がやはり閉じる可能性があろうことに注目することができる。この状況は、回路内に追加のインピーダンスを付け加えることになるだけであって、動作を再検討するものではない。単純化により、作動部材との指の直接接触の場合だけが、あとで言及される。
【０１９７】
インピーダンス測定インターフェースに触る手、または、指の接触インピーダンス１６０の値、体のインピーダンス１６２の値、および作動部材との指の接触インピーダンス１６４の値は、それぞれＺＭ１、ＺＣ、そしてＺＤと書き留められている。
【０１９８】
このように、第一の回路が閉じるとき、総インピーダンスＺ１４２は、以下のようである。
【０１９９】
Ｚ１４２＝Ｚ１＋ＺＭ１＋ＺＣ＋ＺＤ
【０２００】
配線のインピーダンス、および、切断部材のインピーダンスは、ここでは無視されている。
【０２０１】
第一の電気回路のインピーダンスの特性の測定装置が設けられる。図７の実施例において、該測定装置は、第一の回路１４２と直列の、交流電流源の形の発電機１５６と、第一のインピーダンス１５２と並列接続される電圧計１５８とを含む。電圧計によって測定される電圧の値は、この場合、本発明の趣旨での、第一の回路のインピーダンスの特性である。
【０２０２】
第二の電気回路１４４は、第一の電気インピーダンス１５２と、第一の手接触電極１３２と、第二の手接触電極１３４と、第二の電気インピーダンス１５４とを含む。
【０２０３】
第一の電気インピーダンスとまったく同じように、第二の電気インピーダンスは、好ましくは１００ｋΩを上回る、規定値の単純な抵抗器のような電子部品によって形成され得る。
【０２０４】
そのインピーダンスの値は、それが実数または複素数であっても、Ｚ２と書き留められる。
【０２０５】
第二の電気回路もまた、利用者が工具１２のインピーダンス測定インターフェース１３１に触っていないとき、開いた回路である。
【０２０６】
手接触電極１３２、１３４は実際に、互いに電気的に絶縁されている。
【０２０７】
しかしながら、利用者が、指、または、その手を制御部材１３０のインピーダンス測定インターフェース１３１の上に置くとき、その指、または、その手は、インピーダンス測定インターフェース１３１の第一と第二の手接触電極１３２、１３４を電気的に接続するようになる。ＺＭ１の値の、第一の手接触電極１３２との利用者の手または指の接触インピーダンス１６０、および、ＺＭ２と書き留められている値の、インピーダンス測定インターフェース１３１の第二の手接触電極１３４との利用者の手または指の接触インピーダンス１６１は、そのとき、第二の回路において直列に付け加えるようになる。
【０２０８】
この場合、第二の電気回路１４４のインピーダンスＺ１４４は、以下のようである。
【０２０９】
Ｚ１４４＝Ｚ１＋Ｚ２＋ＺＭ１＋ＺＭ２
【０２１０】
ところで、値ＺＭ１、および、値ＺＭ２は、同じ性質の接触に由来しており、それらの変化はしたがって類似している。第一の回路における値ＺＤについても同様であり、また各回路はこのように、同じ性質の接触インピーダンスの値を２つ有する。Ｚ１４２とＺ１４４との比較はそのとき、手接触電極との接触インピーダンスの変化から解放されること、またＺ２およびＺＭ２と比較してＺＣおよびＺＤを評価することによって、作動部材１１２との利用者の指の接触の状況を測定することを可能にする。
【０２１１】
測定装置はまた、第二の電気回路のインピーダンスの特性を確立するためにも設けられる。それは、記述される実施例において、第一の電気回路１４２とも連係して利用される、既に言及された発電機１５６と電圧計１５８である。第一の電気インピーダンス１５２の端子で測定される電圧は、第二の電子回路１４４の特性値である。
【０２１２】
ただ１つの測定装置だけが、第一、および、第二の電気回路１４２、１４４のインピーダンスの特性を測定するために設けられているので、交互の測定が設けられている。
【０２１３】
このために、第二の電気回路１４４は、第二の電気回路を開くまたは閉じることを可能にするスイッチ１７０を含む。
【０２１４】
スイッチ１７０は、電気機械タイプかもしれないし、または好ましくは、トランジスタ式電子スイッチであるかもしれない。
【０２１５】
スイッチ１７０は、静止位置において閉じるように、また、動作位置において開くように、動作制御インターフェース１２８に管理されている。
【０２１６】
動作制御がない場合、作動部材による利用者の切り傷のリスクは、低い、または、存在しない。第一の回路は、利用者が作動部材１１２に触らないと仮定して開いている。
【０２１７】
第二の回路のスイッチ１７０はそのとき閉じており、そして、第二の電気回路１４４の特性の測定を可能にする。ただし単一の値の電気的特性は、利用者が２つの手接触電極を同時に触らない場合、またしたがって、スイッチ１７０が閉じているにもかかわらず、回路１４４が開いているとき、測定されることができる。
【０２１８】
例えば、押しボタンまたはレバー型引き金を押すことによって、利用者が制御部材１３０を作動させるとき、第二の電気回路１４４のスイッチ１７０は、第一の電気回路１４２のインピーダンスの特性の測定を可能にするように開いている。
【０２１９】
第二の電気回路１４４のインピーダンスの特性の測定ごとに、このインピーダンスの特性の値、または、インピーダンスの特性に応じた値は、更新され、そして次回の測定までメモリ１７２の中に保存される。第二の電気回路１４４のインピーダンスの特性の測定、および、メモリ１７２の更新は、第二の電気回路のスイッチ１７０が閉じるごとに、または前記スイッチが閉じたままであるとき、予め決定された時間間隔で実行されることができる。
【０２２０】
記憶された値は、閾値の特性となる。
【０２２１】
メモリ１７２は、閾値の特性を基準値として提供するように、コンパレータ１７４の入力に接続される。
【０２２２】
コンパレータ１７４の第二の入力は、動作制御の際に、すなわち第二の電気回路１４４のスイッチ１７０が開いているとき、第一の電気回路のインピーダンスの特性を受ける。
【０２２３】
第一の電気回路のインピーダンスの特性はこのように、閾値と比較される。
【０２２４】
コンパレータ１７４の出力は、駆動用原動機１２０の制御用電子基板１２６に接続される。選択されたインピーダンスの特性に応じて、上回る、または、下回る値によって閾値をはみ出す場合、コンパレータは、駆動用原動機の制御用電子基板に向かって停止信号を発する。停止信号は、駆動用原動機および切断作業の緊急停止を始動させるために、電子基板によって利用される。緊急停止は例えば、駆動用原動機の電源回路の開放、または、切断部材の動きを止めるための原動機の操作を含み得る。
【０２２５】
付属的に、コンパレータは、インピーダンス測定インターフェース１３１の２つの手接触電極の同時の接触のないことを意味する単一の値の存在がメモリ１７２内にある場合、そのような停止信号を発することもあり得る。そのような状況は実際に、作動部材との利用者の不意の接触の検出を危うくしうる。
【０２２６】
駆動用原動機の制御用電子基板１２６はこのように、緊急停止装置１４０の一部を成す。緊急停止装置は、駆動用原動機の電源回路の開放用スイッチ１２７も有し得る。
【０２２７】
切断工具のとりわけ単純な実施において、第一の電気インピーダンス１５２および第二の電気インピーダンス１５４は、Ｚ１＝Ｚ２である同じ値、およそ１００ｋΩまたは２００ｋΩに固定されることができる。これらの値は、人体の推定されるインピーダンスまた切断部材との指の推定される接触インピーダンスを明らかに上回る。
【０２２８】
人体のインピーダンスは、１０ｋΩより低く推定される。作動部材との指の接触インピーダンスについても同様であり、該接触インピーダンスは、１０ｋΩより低く推定され、またむしろ、とりわけ発生しかかっている怪我に起因する場合１ｋΩのおおよその大きさと推定される。
【０２２９】
この実施例において、取り上げられた閾値の特性Ｚｓｅｕｉｌは、完全に、第二の回路の測定インピーダンスであり、すなわち以下の通りである。
【０２３０】
Ｚｓｅｕｉｌ＝Ｚ１４４＝Ｚ１＋Ｚ２＋ＺＭ１＋ＺＭ２
【０２３１】
第一の電気回路が開いているとき、そのインピーダンスＺ１４２は、ほぼ無限大であり、よって以下のようになる。
【０２３２】
Ｚ１４２＞Ｚｓｅｕｉｌ
【０２３３】
しかしながら、利用者がインピーダンス測定インターフェース１３１と作動部材１１２とを同時に触るとき、第一の電気回路のインピーダンスは、以下のようになる。
【０２３４】
Ｚ１４２＝Ｚ１＋ＺＭ１＋ＺＣ＋ＺＤ
【０２３５】
コンパレータ１７４はこうして、Ｚ１＋ＺＭ１＋ＺＣ＋ＺＤとＺ１＋ＺＭ１＋ＺＭ２＋Ｚ２とを比較する。
【０２３６】
２つの総インピーダンスにおけるＺ１とＺＭ１とを取り除くことによって、つまり、利用者の体のインピーダンスおよび作動部材との接触インピーダンスの合計を、値ＺＭ２だけ加算された電気インピーダンスＺ２と比較するということになる。
【０２３７】
このように、Ｚ２が、ＺＣおよびＺＤの推定値の合計を上回るように選択されるので、合計ＺＭ２＋Ｚ２は、ＺＣとＺＤとの合計を上回り、よってそのとき以下となる。
【０２３８】
Ｚ１４２＜Ｚｓｅｕｉｌ
【０２３９】
閾値は超えられ、そしてコンパレータは緊急停止信号を出す。
【０２４０】
参照記号１７６は、作動部材１１２に電気的に接続される検査電極を示している。それは、作動部材に触らずに緊急停止テストを可能にするために設けられる。実際に、インピーダンス測定インターフェースに触っている利用者が、その空いている手を使って、緊急停止を引き起こすために検査電極１７６を同時に触るだけでよい。
【０２４１】
制御用電子基板１２６は、場合によっては、緊急停止装置の良好な動作を保証するように、そのような定期的な検査作業を求めるように設定されることができる。
【０２４２】
切断部材の電位の監視用回路１７８もまた設けられる。それは、電圧計の周りに組み立てられ、また切断部材の電位が設定値と異なるとき緊急停止を引き起こすように、駆動用電動機１２０の制御用電子基板１２６にも接続されている。示された実施例において、切断部材の電位が、工具の基準電位によることが確認される。
【０２４３】
工具１２の実行の別の可能性が、図８によって示されており、また以下に記述される。
【０２４４】
図８の工具１２は、図７の工具と共通の部材をかなり有しており、その説明はここで再び行われない。図７、および、先行する説明を参照することができる。
【０２４５】
工具１２の駆動用電動機１２０の緊急停止装置１４０は、監視用電気回路１４３によって管理されている。
【０２４６】
図７の工具についてのように、監視用電気回路１４３は、工具の部品１１２を含むだけでなく、工具を利用する人間の体の部分を含むこともできる。
【０２４７】
監視用電気回路１４３は、とりわけ、調整のインピーダンス１５２と、インピーダンス測定インターフェース１３１の第一の手接触電極１３２と、作動部材１１２と、監視用電流の発電機１５６とを直列で含む。発電機は、電圧源または電流源であり得る。それは例えば、電池または電気バッテリである。調整のインピーダンス１５２は、電気インピーダンスの値Ｚ１が知られている単数、または、複数の電気部品で形成され得る。それは場合によっては、発電機１５６の中に含まれ得る。例えばそれは、例えば１００ｋΩである値を伴う電気抵抗器である。しかしながら、その値は重大ではない。その値は例えば、１Ωと２００ｋΩとの間に含まれ得る。調整のインピーダンス１５２の端子での電圧Ｖ１の測定はそのとき、監視用回路の中を循環する監視用電流Ｉｓを決定することを可能にする。
【０２４８】
調整のインピーダンス１５２は、発電機１５６が電流源であるときには必要ない。監視用電気回路１４３が閉じるとき、発電機はそのとき、Ｉｓと定義される値の電流を提供する。説明の続きにおいて、発電機は、電圧源と見なされるが、しかしながら、電圧源を電流源に替える可能性について決めてかかるものではない。
【０２４９】
利用者との接触がないとき、監視用電気回路１４３は通常、開いた回路、したがって、ほぼ無限大の総インピーダンス、および、ゼロ電流を有する回路である。
【０２５０】
利用者が、インピーダンス測定インターフェース１３１に触るとき、その手、または、その指は、手接触電極１３２、１３４またしたがって、第一の手接触電極１３２と接触するようになる。第一の電気回路１４３は、開いたままである。
【０２５１】
しかしながら、利用者が、例えば、その空いている手の指を使って作動部材１１２にも、また触るとき、監視用電気回路１４３は閉じられる。この場合、調整のインピーダンス１５２は、第一の手接触電極１３２、第一の手接触電極１３２との利用者の手、または、指の接触インピーダンス１６０、利用者の体のインピーダンス１６２、作動部材１１２との利用者の指の接触インピーダンス１６４、そして最後に、作動部材１１２と、相次いで直列になる。
【０２５２】
第一の手接触電極１６２との手、または、指の接触インピーダンス１６０の値、体のインピーダンス１６２の値、および作動部材との指の接触インピーダンス１６４の値は、それぞれＺＭ１、ＺＣ、そしてＺＤと書き留められている。
【０２５３】
このように、第一の回路が閉じるとき、総インピーダンスＺＴは、以下のようである。
【０２５４】
ＺＴ＝Ｚ１＋ＺＭ１＋ＺＣ＋ＺＤ
【０２５５】
配線のインピーダンスおよび作動部材のインピーダンスは、ここでは無視されている。
【０２５６】
ここで電圧源と見なされている発電機１５６のインピーダンスもまた無視される。
【０２５７】
監視用電気回路１４３が閉じるとき、発電機１５６は、監視用電流Ｉｓを回路内で循環させる。
【０２５８】
電流の値Ｉｓは、それが電流源を有するとき、電流発生器によって予め定義され得る。それは例えば、発電機が電圧源を含むとき、調整のインピーダンス１５２の端子で行われる電圧測定から決定されることもできる。Ｚ１の値である調整のインピーダンス１５２の端子での電圧Ｖ１の測定は、組み込まれた電圧計１５３によって行われる。
【０２５９】
電圧測定装置１４５、例えば、別の組み込まれた電圧計は、工具１２のアース１１８と第二の手接触電極１３４との間に接続される。それは、アース１１８と第二の手接触電極１３４との間の電位ＶＥ２、またはより具体的には、監視用電圧ＶＥ２を測定する。
【０２６０】
監視用電圧ＶＥ２、ならびに組み込まれた電圧計１５３によって出される電圧は、デジタル管理装置１７５に提供される。
【０２６１】
デジタル管理装置、例えば、マイクロコントローラ、または、専用の集積回路は、様々な作業を実行することを可能にする。
【０２６２】
第一の作業は、比率Ｖ１／Ｚ１を実現することにより、監視用電流Ｉｓを計算することにある。
【０２６３】
第二の作業は、監視用電圧、および、監視用電流からインピーダンスの値Ｚを計算することにあることができる。先行の説明を参照することによって、以下のように想起される。
【０２６４】
Ｚ＝ＺＣ＋ＺＤ＝ＶＥ２／Ｉｓ
【０２６５】
最後に、また主として、デジタル管理装置１７５は、コンパレータを構成する。
【０２６６】
デジタル管理装置はとりわけ、インピーダンスの値Ｚを、人体のインピーダンスの値を超える閾値Ｚｓｅｕｉｌと比較するために利用され得る。
【０２６７】
デジタル管理装置はさらに、監視用電圧ＶＥ２を、Ｖｓｅｕｉｌ＝Ｚｓｅｕｉｌ×Ｉｓのような閾値電圧Ｖｓｅｕｉｌと比較するために利用され得る。
【０２６８】
電圧が電圧閾値の下に低下するとき、またはインピーダンスがインピーダンス閾値の下に低下するとき、閾値の電気的特性は、それぞれ越えられ、そして緊急停止が始動する。
【０２６９】
比較は、デジタル管理装置１７５によってまた計算される上述のパラメータに依存している別のパラメータに基づいて実行されることができる。例えば、インピーダンスよりもむしろ、コンダクタンスを比較することが可能である。
【０２７０】
比較の後に、また、閾値の電気的特性が、選択される特性に応じて上回る値、または、下回る値によって超えられるとき、緊急停止装置１４０は始動する。
【０２７１】
デジタル管理装置のコンパレータによって利用される閾値の電気的特性、例えば、Ｖｓｅｕｉｌの値、または、Ｚｓｅｕｉｌの値は、デジタル管理装置１７５に接続されたメモリ１７２内に記憶されることができる。
【０２７２】
図８の例において、緊急停止装置はまた、駆動用電動機１２０の制御用電子基板１２６も有する。制御用電子基板１２６は、鎖線での連係によって示される緊急停止信号を受ける。原動機の制御用電子基板はこの場合、作動部材１１２の動きを阻むのに適した駆動用原動機の動きを始動させるように、および／または電動機の誘導性回路を利用することによって原動機、および、作動部材の電磁ブレーキを引き起こすように設定される。
【０２７３】
作動工具の動きのほぼ瞬時の停止がこのように得られる。
【０２７４】
作動部材１１２の停止の後、電気供給停止もまた実行され得る。電気供給停止は、スイッチ１２７によって、またとりわけ、デジタル管理装置１７５によって操作されるトランジスタ式スイッチによって実行され得る。
【０２７５】
デジタル管理装置１７５、またとりわけそれが構成するコンパレータ、ならびに駆動用原動機１２０の制御用電子基板１２６が、ただ１つの組み込まれた部品の形で実現されることができることに注目することが望ましい。
【０２７６】
参照記号１８０は、接地インピーダンスを示している。それは、図８の例において、第二の手接触電極１３４と工具１２のアース１１８との間に接続された１ＭΩ以上の電気抵抗器である。それは、第二の手接触電極１３４の浮遊電圧を回避することを可能にする。それはまた、第二の手接触電極が利用者の手、または、指と接触していないとき、第二の手接触電極１３４の電圧を、ゼロ値に固定することも、可能にする。
【０２７７】
電圧測定装置１４５によるゼロの監視用電圧の測定はこのように、工具の動作を禁止するために、または、緊急停止を引き起こすために、デジタル管理装置１７５によって活用されることができる。図８の例において、駆動用原動機１２０の電気供給は、監視用電圧の測定値がゼロである場合、単純に抑制されることができる。
【０２７８】
このことは例えば、切断部材との接触の検出を妨げうる絶縁手袋を着用している利用者によって工具が操作されるとき、工具の動作を妨げることを可能にする。
【０２７９】
接地インピーダンス１８０を貫流する電流または、インピーダンス測定インターフェース１３１の第二の手接触電極１３４と接触している利用者の指を貫流する電流はほぼゼロである。このように、第二の手接触電極１３４で測定される電位ＶＥ２は、インピーダンス測定インターフェース１３１に触る利用者の体の内部の想像上の点Ｃと作動部材１１２またしたがって工具のアースとの間で測定されるであろう電位ＶＣとほぼ同一である。
【０２８０】
参照記号１７６は、図７を参照して既に記述されたように、切断部材１２に電気的に接続される検査電極を示している。
【０２８１】
切断部材の電位の監視用回路１７８もまた設けられる。該監視用回路は、電圧計の周りに組み立てられ、また作動部材１１２の電位が設定値と異なるとき緊急停止を引き起こすために、電動機１２０の制御用電子基板１２６にも接続されている。示された実施例において、切断部材の電位が、工具のアース電位によることが確認される。電圧計は、デジタル管理装置と同じ電子基板の一部を成す組み込まれた部品であり得る。
【０２８２】
先行の説明において、作動部材の駆動用原動機は、電動機である。駆動用原動機が熱機関であるとき、制御用電子基板１２６は、燃料供給および／または点火の制御基板に替えられ得る。駆動用原動機が熱機関であるとき、原動機１２０に作用する、動力伝達装置１２２に作用する、または、直接に作動部材１１２に作用する電磁ブレーキ、もしくは、電気機械ブレーキは、速やかな緊急停止を引き起こすように、図７のコンパレータ１７４によって、または、図８のデジタル管理装置１７５によって操作されることができる。電磁ブレーキ、もしくは、電気機械ブレーキは、図面に示されていない。
【０２８３】
駆動用電動機の場合、電磁ブレーキが、原動機１２０自体によって直接、例えばそれらの相をショートさせることによって実行されることができる。
【符号の説明】
【０２８４】
２２    手の寄りかかり領域
１２８    動作制御インターフェース
１３０    手作動式制御部材
１３１    保護のインピーダンス測定インターフェース
１３２    第一の手接触電極
１３４    第二の手接触電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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