沖擊旋轉(zhuǎn)工具的制作方法
【專利摘要】沖擊旋轉(zhuǎn)工具(10)具備：驅(qū)動源(11)，從電池組(V)供給電力，經(jīng)由驅(qū)動軸(13)使錘部(14)旋轉(zhuǎn)；控制部(50)，控制該驅(qū)動源(11)。所述控制部(50)，通過PWM控制來限制所述電池組(V)的電壓高時(shí)的擊打力，并且控制所述驅(qū)動源(11)，以在所述電池組(V)的電壓下降的情況下也確保擊打力。
【專利說明】
沖擊旋轉(zhuǎn)工具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及沖擊旋轉(zhuǎn)工具。【背景技術(shù)】
[0002]典型的沖擊旋轉(zhuǎn)工具具備:電池組、馬達(dá)、減速機(jī)構(gòu)、以及旋轉(zhuǎn)錘。通過旋轉(zhuǎn)錘的擊打，輸出脈沖狀的扭矩(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003]沖擊旋轉(zhuǎn)工具用于緊固螺栓或螺釘?shù)染o固部件的情況下，需要避免過度的緊固和不充分的緊固。在此，以往例的沖擊工具的控制電路通過對錘部的擊打數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并在該計(jì)數(shù)達(dá)到基準(zhǔn)擊打數(shù)時(shí)停止擊打，從而避免過度的緊固。該控制電路計(jì)算與擊打能量成比例的錘部的擊打速度，并在計(jì)算出的擊打速度為基準(zhǔn)擊打速度以下時(shí)對基準(zhǔn)擊打數(shù)進(jìn)行修正，從而避免不充分的緊固。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-118910號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]沖擊旋轉(zhuǎn)工具用于各種各樣的旋轉(zhuǎn)作業(yè)。例如，在將螺栓和被緊固部件硬聯(lián)結(jié)的旋轉(zhuǎn)作業(yè)中，沖擊旋轉(zhuǎn)工具的馬達(dá)的負(fù)荷在緊固結(jié)束之前急劇地上升。在將螺栓和被緊固部件軟聯(lián)結(jié)的旋轉(zhuǎn)作業(yè)中，馬達(dá)的負(fù)荷從螺栓落位的時(shí)刻到緊固結(jié)束時(shí)刻為止緩慢地上升。電池組的電壓下降時(shí)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)作業(yè)的種類不同，馬達(dá)的輸出(或扭矩)有時(shí)較大地下降，有時(shí)幾乎不下降。例如，根據(jù)電池組的電壓，扭矩的精度可能會不夠。
[0008]本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠維持扭矩精度的沖擊旋轉(zhuǎn)工具。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)方案的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，具備:驅(qū)動源，從電池組供給電力，經(jīng)由驅(qū)動軸使錘部旋轉(zhuǎn);輸出軸，通過所述錘部的擊打而旋轉(zhuǎn);擊打檢測部，檢測所述錘部的擊打;旋轉(zhuǎn)速度檢測部，檢測所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)速度;旋轉(zhuǎn)角檢測部，檢測從所述擊打檢測部上次檢測到擊打直至下一次檢測到擊打?yàn)橹沟膿舸蜷g隔內(nèi)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)角；扭矩計(jì)算部， 根據(jù)基于由所述旋轉(zhuǎn)速度檢測部檢測的所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算出的所述擊打間隔內(nèi)的輸入旋轉(zhuǎn)平均速度來計(jì)算擊打能量，基于計(jì)算出的擊打能量和由所述旋轉(zhuǎn)角檢測部檢測的擊打間隔內(nèi)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)角來計(jì)算緊固扭矩；以及控制部，基于由所述扭矩計(jì)算部計(jì)算出的所述緊固扭矩，控制所述驅(qū)動源。所述控制部，通過PWM控制來限制所述電池組的電壓高時(shí)的擊打力，并且控制所述驅(qū)動源，以在所述電池組的電壓下降的情況下也確保擊打力。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，提供了一種能夠維持扭矩精度的沖擊旋轉(zhuǎn)工具。通過示出本發(fā)明的技術(shù)思想的示例的附圖和以下的記載，本發(fā)明的其他方式及優(yōu)點(diǎn)變得明確?！靖綀D說明】
[0011]圖1是實(shí)施方式的沖擊旋轉(zhuǎn)工具的框圖。
[0012]圖2是用于說明圖1的沖擊旋轉(zhuǎn)工具的特性的圖表，橫軸表示扭矩，左軸表示旋轉(zhuǎn)速度，右軸表示電流。
[0013]圖3是用于說明圖2中的區(qū)域的示意圖。
[0014]圖4是用于說明因電流而不同的上限擊打速度的圖。
[0015]圖5是用于說明電池組的電壓和擊打速度的關(guān)系的圖。
[0016]圖6是用于說明擊打速度和緊固扭矩的關(guān)系的圖。[〇〇17]圖7是用于說明由使用者設(shè)定的基準(zhǔn)扭矩和上限擊打速度的關(guān)系的圖。[〇〇18]圖8是用于說明另一例中的基準(zhǔn)扭矩和上限擊打速度的關(guān)系的圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]以下基于【附圖說明】沖擊旋轉(zhuǎn)工具10的一個(gè)實(shí)施方式。沖擊旋轉(zhuǎn)工具10是手持式， 例如是沖擊螺絲刀或沖擊扳手等。如圖1所示，沖擊旋轉(zhuǎn)工具10具有作為驅(qū)動源起作用的馬達(dá)11。馬達(dá)11例如是有刷馬達(dá)或無刷馬達(dá)等直流馬達(dá)。馬達(dá)11與減速器12連接。馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由減速器12傳遞到驅(qū)動軸13。錘部14經(jīng)由未圖示的凸輪機(jī)構(gòu)安裝在驅(qū)動軸13上。錘部 14能夠在驅(qū)動軸13上沿軸方向移動。彈簧15對錘部14朝向輸出軸16的前端即前方施力。
[0020]輸出軸16具備砧座17。當(dāng)錘部14在前方位置旋轉(zhuǎn)時(shí)，砧座17與錘部14卡合。輸出軸 16未被施加負(fù)荷時(shí)，錘部14和輸出軸16—體地旋轉(zhuǎn)。輸出軸16被施加規(guī)定值以上的負(fù)荷時(shí)， 錘部14抵抗彈簧15的施加力而在驅(qū)動軸13上后退。在錘部14和砧座17的卡合解除的時(shí)刻， 錘部14 一邊旋轉(zhuǎn)一邊前進(jìn)，擊打砧座17而使輸出軸16旋轉(zhuǎn)。
[0021]驅(qū)動軸13作為包含錘部14和砧座17的沖擊機(jī)構(gòu)的輸入軸起作用。輸出軸16作為包含錘部14和砧座17的沖擊機(jī)構(gòu)的輸出軸起作用。[〇〇22]沖擊旋轉(zhuǎn)工具10可以具備馬達(dá)傳感器20,該馬達(dá)傳感器20檢測馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)，例如采用頻率發(fā)生器(FG)。馬達(dá)傳感器20生成具有與馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)速度相應(yīng)的脈沖寬度或脈沖間隔的脈沖信號。沖擊旋轉(zhuǎn)工具10具有檢測錘部14的擊打的擊打檢測部31。擊打檢測部 31例如根據(jù)由麥克風(fēng)30錄取的擊打音來檢測擊打的發(fā)生。擊打檢測部31也可以取代麥克風(fēng) 30,或者除了麥克風(fēng)30之外還通過加速度傳感器來檢測擊打。擊打檢測部31也可以如日本特開2000-354976號公報(bào)所示那樣，基于馬達(dá)傳感器20的脈沖信號的脈沖寬度或脈沖間隔的變化來檢測擊打。擊打檢測部31將檢測信號供給至輸出旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部41。[〇〇23]馬達(dá)傳感器20的脈沖信號優(yōu)選為經(jīng)由波形整形電路21被供給至輸出旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部41和輸入旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算部42。[〇〇24]輸入旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算部42基于馬達(dá)傳感器20的脈沖信號，運(yùn)算沖擊機(jī)構(gòu)的輸入旋轉(zhuǎn)速度，將運(yùn)算結(jié)果供給至扭矩計(jì)算部40。沖擊機(jī)構(gòu)的輸入旋轉(zhuǎn)速度例如是驅(qū)動軸13的旋轉(zhuǎn)速度，但也可以是馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)速度。由輸入旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算部42計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)速度也可以直接或間接地反饋給控制部50。[〇〇25]輸出旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部41基于擊打檢測部31的檢測信號及馬達(dá)傳感器20的脈沖信號， 運(yùn)算沖擊機(jī)構(gòu)的輸出旋轉(zhuǎn)角，將運(yùn)算結(jié)果供給至扭矩計(jì)算部40。輸出旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部41例如運(yùn)算從擊打檢測部31上次檢測到擊打的時(shí)刻到檢測到最新的擊打的時(shí)刻為止的期間(擊打間隔)內(nèi)的輸出軸16的旋轉(zhuǎn)角。
[0026]扭矩計(jì)算部40基于兩運(yùn)算部41、42的運(yùn)算結(jié)果，推測當(dāng)前的緊固扭矩，將當(dāng)前的緊固扭矩的推測值供給至緊固判定部43。[〇〇27]基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部44根據(jù)使用者的手動操作來設(shè)定或選擇基準(zhǔn)扭矩?；鶞?zhǔn)扭矩設(shè)定部44可以是機(jī)械式的開關(guān)，也可以是存儲所設(shè)定或選擇的基準(zhǔn)扭矩的存儲器。作為優(yōu)選的一例，基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部44根據(jù)旋轉(zhuǎn)式撥盤的旋轉(zhuǎn)位置，階梯式或無階梯式地變更設(shè)定扭矩。 旋轉(zhuǎn)式的撥盤上，可以按照基準(zhǔn)扭矩從小到大的順序具有“1”、“2”、…“8”、“9”的9個(gè)位置和基準(zhǔn)扭矩為無限大的“關(guān)閉”位置。[〇〇28]緊固判定部43將當(dāng)前的緊固扭矩的推測值與基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部44設(shè)定的基準(zhǔn)扭矩進(jìn)行比較。在當(dāng)前的緊固扭矩超過基準(zhǔn)扭矩的時(shí)刻，緊固判定部43向控制部50發(fā)出馬達(dá)停止要求?？刂撇?0按照馬達(dá)停止要求，控制馬達(dá)驅(qū)動電路51，阻斷從例如是充電池的電池組 V的供電而將馬達(dá)11停止。[〇〇29]控制部50與能夠由使用者進(jìn)行拉拽操作的觸發(fā)TR電連接，基于使用者對觸發(fā)TR的操作，經(jīng)由馬達(dá)驅(qū)動電路51控制馬達(dá)11的驅(qū)動。
[0030]電流檢測電路52檢測向馬達(dá)11供給的電流值，將檢測到的電流值供給至控制部 5 0。電流檢測電路5 2例如與馬達(dá)11和電池組V之間的節(jié)點(diǎn)連接。
[0031]輸出旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部41可以直接檢測輸出軸16的旋轉(zhuǎn)角，但是也可以根據(jù)馬達(dá)傳感器20的脈沖信號來運(yùn)算輸出軸16的旋轉(zhuǎn)角。例如，輸出旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部41根據(jù)馬達(dá)傳感器20 的脈沖信號來運(yùn)算驅(qū)動軸13的旋轉(zhuǎn)角A RM，根據(jù)該A RM，按照下式來運(yùn)算擊打間隔內(nèi)的輸出軸16的旋轉(zhuǎn)角A r。
[0032]Ar=( ARM/K)-RI
[0033]在此，K是從馬達(dá)11到輸出軸16的減速比。RI是錘部14的空轉(zhuǎn)角，在錘部14相對于砧座17每旋轉(zhuǎn)1次便卡合3次的構(gòu)造的情況下，空轉(zhuǎn)角RI為2V3。[〇〇34]扭矩計(jì)算部40能夠按照下式來計(jì)算緊固扭矩T。在此，J是輸出軸16(及砧座17)的慣性力矩，《是擊打間隔的驅(qū)動軸平均旋轉(zhuǎn)速度，C1是用于從驅(qū)動軸平均旋轉(zhuǎn)速度co換算到擊打能量(或緊固扭矩)的系數(shù)。
[0035]T=(JXC1X o2)/2X Ar
[0036]在此，擊打間隔的驅(qū)動軸平均旋轉(zhuǎn)速度co，例如能夠通過將擊打間隔中的馬達(dá)傳感器20的脈沖信號的脈沖數(shù)除以擊打間隔時(shí)間來求出。
[0037]本例的扭矩計(jì)算部40可以由標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)構(gòu)成，具備計(jì)測擊打和擊打之間的時(shí)間的計(jì)時(shí)器、以及對馬達(dá)傳感器20的脈沖信號的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。
[0038]另外，只要能夠準(zhǔn)確地計(jì)測錘部14沖擊到砧座17的瞬間的錘部14的角速度，就能夠準(zhǔn)確地計(jì)算擊打能量。但是，錘部14沿著驅(qū)動軸13向軸方向移動并受到?jīng)_擊反力，所以難以在錘部14配置轉(zhuǎn)子編碼器，因此難以準(zhǔn)確地計(jì)測錘部14的瞬間的角速度。在此，實(shí)施方式的扭矩計(jì)算部40基于驅(qū)動軸平均旋轉(zhuǎn)速度來計(jì)算擊打能量(近似值)。
[0039]在錘部14和馬達(dá)11之間配置彈簧15的構(gòu)造，計(jì)算出的緊固扭矩有時(shí)會產(chǎn)生誤差。 此外，電池組V的電壓下降所引起的馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)速度的下降、以及與觸發(fā)TR的操作相應(yīng)的快速控制所引起的馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)速度的變化，對于計(jì)算出的緊固扭矩來說也是誤差的原因。
[0040]在此，優(yōu)選為取代所述系數(shù)C1而使用以驅(qū)動軸平均旋轉(zhuǎn)速度為變量的修正函數(shù)F( ?)來推測緊固扭矩T。[0041 ] T=(JXF( 〇 ) X o2)/2X Ar[〇〇42]修正函數(shù)F( ? )能夠使用實(shí)際的沖擊旋轉(zhuǎn)工具而通過實(shí)驗(yàn)預(yù)先求出。例如，驅(qū)動軸平均旋轉(zhuǎn)速度《越小，則修正函數(shù)F( co )的值即修正系數(shù)越大。計(jì)算出的緊固扭矩根據(jù)驅(qū)動軸平均旋轉(zhuǎn)速度《而被修正，能夠提高緊固扭矩的推測精度，以期望的緊固扭矩進(jìn)行準(zhǔn)確的緊固作業(yè)。[〇〇43]例如，研究了作為旋轉(zhuǎn)角傳感器的馬達(dá)傳感器20的分辨率為24脈沖/旋轉(zhuǎn)、減速比率K為8、錘部14相對于砧座17每旋轉(zhuǎn)1次則卡合2次的參考例。通過1次擊打而輸出軸16完全不旋轉(zhuǎn)的情況下，擊打間隔的脈沖數(shù)成為(1 /2) X 8 X 24 = 96脈沖。通過1次擊打而輸出軸16 旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，擊打間隔的脈沖數(shù)成為((1/2) + (1/4)) X8 X 24 = 144脈沖。即，在擊打間隔內(nèi)從馬達(dá)傳感器20輸出了 144脈沖時(shí)，根據(jù)48脈沖(=144 一 96)而輸出軸16旋轉(zhuǎn)90度。另外，螺釘?shù)男D(zhuǎn)角A r和與其相當(dāng)?shù)妮敵雒}沖數(shù)為，1.875度時(shí)1脈沖、3.75度時(shí)2脈沖、5.625度時(shí)3 脈沖、7.5度時(shí)4脈沖、45度時(shí)24脈沖、90度時(shí)48脈沖。
[0044]在參考例中，考慮緊固扭矩非常大的情況。輸出軸16的旋轉(zhuǎn)角為3度的情況下，檢測到的輸出脈沖數(shù)為1或2。檢測到的輸出脈沖數(shù)為1的情況下，通過前述的算式得到的推測扭矩是檢測到的輸出脈沖數(shù)為2時(shí)的2倍。即，高扭矩的情況下，推測扭矩產(chǎn)生大的誤差，控制部50可能會使馬達(dá)11誤停止。以非常高的分辨率來檢測驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)角的傳感器，雖然能夠減小誤差，但是沖擊旋轉(zhuǎn)工具10的成本變高，并不優(yōu)選。[〇〇45]在此，實(shí)施方式的控制部50不是從擊打間隔內(nèi)計(jì)數(shù)的馬達(dá)傳感器20的脈沖信號的脈沖數(shù)減去錘部14的旋轉(zhuǎn)量的脈沖數(shù)(參考例中為96)，而是減去低于“96”的偏置(offset) 數(shù)(例如94)。偏置數(shù)為94的情況下，輸出軸旋轉(zhuǎn)角為3度時(shí)的檢測脈沖數(shù)成為3或4。檢測脈沖數(shù)為3時(shí)的推測扭矩是檢測脈沖數(shù)為4時(shí)的推測扭矩的約1.3倍。通過采用偏置數(shù)，能夠減少誤差。另外，這時(shí)可以進(jìn)行將扭矩推測式的分子設(shè)為2或3倍的修正。伴隨著上述偏置數(shù)的采用的脈沖數(shù)的誤差，在輸出軸旋轉(zhuǎn)角大的情況下(例如90度)，相對于無偏置的48脈沖，成為有偏置的50脈沖，所以該誤差低到了可以忽視的程度。
[0046]圖2表示馬達(dá)11的N-T特性線和1-T特性線。圖2的無負(fù)荷區(qū)域與圖3所示的緊固作業(yè)開始前tl及緊固作業(yè)開始緊之后t2這樣的幾乎無負(fù)荷及低負(fù)荷的緊固作業(yè)狀態(tài)對應(yīng)，電流較低。圖2的高負(fù)荷區(qū)域與圖3所示的緊固結(jié)束緊之前t3這樣的負(fù)荷急劇上升而產(chǎn)生沖擊的緊固作業(yè)狀態(tài)對應(yīng)，有時(shí)會發(fā)生電流的急劇上升。[〇〇47]在此，控制部50通過PWM控制來控制馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)速度?？刂撇?0根據(jù)由輸入旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算部42運(yùn)算出的旋轉(zhuǎn)速度及/或電池組V的電壓、及/或根據(jù)從電流檢測電路52反饋的電流值，變更用于控制馬達(dá)11的控制信號的占空比。
[0048]在圖4的例子中，在由電流檢測電路52檢測的電流低于電流閾值TI的無負(fù)荷區(qū)域時(shí)，控制部50不限制上限擊打速度(上限馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度)。在電流與電流閾值TI相同或更大的高負(fù)荷區(qū)域時(shí)，控制部50較低地限制上限旋轉(zhuǎn)速度。在無負(fù)荷區(qū)域中，馬達(dá)11能夠高速旋轉(zhuǎn)，能夠縮短緊固作業(yè)時(shí)間。在高負(fù)荷區(qū)域，通過限制馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)速度，能夠維持高負(fù)荷區(qū)域中的扭矩精度。優(yōu)選為，在沖擊旋轉(zhuǎn)工具10的負(fù)荷上升到發(fā)生沖擊的高負(fù)荷區(qū)域時(shí)，電流閾值TI與由電流檢測電路52檢測的電流值相等。電流閾值TI有時(shí)被稱作沖擊判斷閾值。 電流和上限擊打速度(限制值)的映射(圖4)例如保存在控制部50中。
[0049]優(yōu)選為，如圖5所示，上限馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度的限制值被設(shè)定為與電池組V的電壓為沖擊旋轉(zhuǎn)工具10的預(yù)想使用電壓范圍的下限電壓VL時(shí)的馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)速度相等的值。通過將上限馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度限制為限制值，能夠減小在預(yù)想使用電壓范圍內(nèi)電池組V的電壓高時(shí)和低時(shí)的擊打力的差。優(yōu)選為，當(dāng)電池組V的電壓低于下限電壓VL時(shí)，控制部50判斷為電壓下降，禁止馬達(dá)11的驅(qū)動。預(yù)想使用電壓范圍的下限電壓VL也可以根據(jù)基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部44設(shè)定的基準(zhǔn)扭矩來變更。
[0050]圖6表示擊打速度和緊固扭矩的關(guān)系。不需要高緊固扭矩時(shí)，可以降低擊打速度。 在此優(yōu)選為，如圖7所示，基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部44設(shè)定的基準(zhǔn)扭矩越低，控制部50越降低上限擊打速度。例如，通過由使用者較低地設(shè)定基準(zhǔn)扭矩，即使在電池組V的電壓低時(shí)，沖擊旋轉(zhuǎn)工具10也能夠使用?；鶞?zhǔn)扭矩和上限擊打速度(限制值)的映射(圖7)例如保存在控制部50中。
[0051]接下來說明實(shí)施方式的效果。
[0052](1)控制部50，通過PWM控制來限制電池組V的電壓高時(shí)的擊打力，并且控制所述馬達(dá)11，以在所述電池組V的電壓下降的情況下也確保擊打力。通過限制電池組V的電壓高時(shí)的擊打力，只要電池組V的電壓處于使用設(shè)想范圍，無論電池組V的電壓如何，都能夠維持扭矩精度。沖擊旋轉(zhuǎn)工具1 〇無論旋轉(zhuǎn)作業(yè)的種類如何，都能夠穩(wěn)定地輸出期望的扭矩。
[0053](2)在由扭矩計(jì)算部40計(jì)算出的緊固扭矩成為基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部44設(shè)定的基準(zhǔn)扭矩以上時(shí)，控制部50將馬達(dá)11停止。由此，能夠抑制過度的緊固。
[0054](3)基于由電流檢測電路52檢測到的電流和沖擊判斷閾值TI而判斷為沖擊旋轉(zhuǎn)工具10的負(fù)荷上升到發(fā)生沖擊的高負(fù)荷區(qū)域時(shí)，控制部50使馬達(dá)11的上限旋轉(zhuǎn)速度(也稱作目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度)下降。通過僅在高負(fù)荷區(qū)域限制馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)速度，沖擊旋轉(zhuǎn)工具10在無負(fù)荷區(qū)域能夠在短時(shí)間內(nèi)將螺釘或螺栓等緊固部件緊固。通過維持沖擊時(shí)的扭矩精度，沖擊旋轉(zhuǎn)工具10能夠抑制過度的緊固及不充分的緊固。
[0055](4)當(dāng)電池組V的電壓下降到無法輸出擊打力的程度(例如低于預(yù)想使用電壓范圍的下限電壓VL)時(shí)，控制部50禁止馬達(dá)11的驅(qū)動。例如，沖擊旋轉(zhuǎn)工具10無法輸出擊打力時(shí)， 能夠抑制緊固作業(yè)繼續(xù)。[〇〇56](5)基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部44能夠設(shè)定基準(zhǔn)扭矩、及/或能夠切換基準(zhǔn)扭矩的設(shè)定和非設(shè)定，所以使用者的便利性提高。[〇〇57](6)控制部50控制馬達(dá)11，以輸出與基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部44設(shè)定的基準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的一定的擊打力。例如使用者對基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部44設(shè)定了比較低的基準(zhǔn)扭矩時(shí)，能夠生成與該基準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的一定的擊打力的下限電壓(預(yù)想使用電壓范圍的下限電壓VL)下降(參照圖 5)，所以通過基準(zhǔn)扭矩的設(shè)定，能夠延長沖擊旋轉(zhuǎn)工具10的可用時(shí)間。[〇〇58]另外，上述實(shí)施方式也可以如下那樣變更。
[0059]控制部50可以在當(dāng)前的緊固扭矩為基準(zhǔn)扭矩以上時(shí)立即使馬達(dá)11停止，也可以在扭矩計(jì)算部40計(jì)算出的緊固扭矩成為基準(zhǔn)扭矩以上、并且由擊打檢測部31檢測到的擊打數(shù)的計(jì)數(shù)值達(dá)到規(guī)定擊打數(shù)時(shí)使馬達(dá)11停止。
[0060]基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部44被切換到“關(guān)閉”狀態(tài)的情況下，控制部50也可以將扭矩限制解除。例如如圖8所示，通過將與“關(guān)閉”狀態(tài)對應(yīng)的上限擊打數(shù)足夠大或無限大地設(shè)定，實(shí)際上相當(dāng)于將扭矩限制解除。通過由操作者在電池組V的電壓高的情況下將基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部 44切換到“關(guān)閉”狀態(tài)，沖擊旋轉(zhuǎn)工具10的扭矩限制被解除，能夠得到高扭矩。[0061 ]基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部44可設(shè)定的基準(zhǔn)扭矩的階段數(shù)可以適當(dāng)變更。[〇〇62] 控制部50可以通過公知的方法來監(jiān)視或推測電池組V的電壓。例如，控制部50可以包含用于監(jiān)視電池組V的電壓的公知的電壓監(jiān)視電路，可以經(jīng)由馬達(dá)驅(qū)動電路51或公知的電壓檢測電路來間接地監(jiān)視電池組V的電壓，也可以基于電流和旋轉(zhuǎn)速度和電壓推測算法來推測電池組V的電壓。
[0063]pmi控制包括:例如電池組V的電壓越高，則用于控制馬達(dá)11的控制信號的占空比越下降。
[0064]馬達(dá)驅(qū)動電路51也可以包含在控制部50中。運(yùn)算部41、42、扭矩計(jì)算部40及緊固判定部43也可以包含在控制部50中。[〇〇65] 控制部50、馬達(dá)驅(qū)動電路51、運(yùn)算部41、42、扭矩計(jì)算部40及緊固判定部43中的幾個(gè)或全部也可以由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)處理器來實(shí)現(xiàn)。例如，通過由單一的計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行RAM、R0M、EEPR0M等計(jì)算機(jī)可讀取的存儲介質(zhì)中保存的程序代碼，來實(shí)現(xiàn)控制部50、馬達(dá)驅(qū)動電路51、運(yùn)算部41、42、扭矩計(jì)算部40及緊固判定部43。[〇〇66]本發(fā)明包含以下的實(shí)施例。[〇〇67][1]在一例中，沖擊旋轉(zhuǎn)工具(10)具備:驅(qū)動源(11)，從電池組(V)供給電力，經(jīng)由驅(qū)動軸(13)使錘部(14)旋轉(zhuǎn);輸出軸(16)，通過所述錘部(14)的擊打而旋轉(zhuǎn);擊打檢測部 (31)，檢測所述錘部(14)的擊打;旋轉(zhuǎn)速度檢測部(42)，檢測所述驅(qū)動軸(13)的旋轉(zhuǎn)速度； 旋轉(zhuǎn)角檢測部(41)，檢測由所述擊打檢測部(31)上次檢測到擊打直至下一次檢測到擊打?yàn)橹沟膿舸蜷g隔內(nèi)的所述輸出軸(16)的旋轉(zhuǎn)角；扭矩計(jì)算部(40)，根據(jù)基于由所述旋轉(zhuǎn)速度檢測部(42)檢測到的所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)速度而計(jì)算出的所述擊打間隔內(nèi)的輸入旋轉(zhuǎn)平均速度來計(jì)算擊打能量，基于計(jì)算出的擊打能量和由所述旋轉(zhuǎn)角檢測部(41)檢測到的擊打間隔內(nèi)的所述輸出軸(16)的旋轉(zhuǎn)角來計(jì)算緊固扭矩；以及控制部(50)，基于由所述扭矩計(jì)算部(40)計(jì)算出的所述緊固扭矩來控制所述驅(qū)動源(11)。所述控制部(50)，通過PWM控制來限制所述電池組(V)的電壓高時(shí)的擊打力，并且控制所述驅(qū)動源(11)，以在所述電池組(V)的電壓下降的情況下也確保擊打力。
[0068][2]在另一例中，沖擊旋轉(zhuǎn)工具(10)還具備基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部(44)，該基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部(44)用于供使用者手動地設(shè)定或變更基準(zhǔn)扭矩，在由所述扭矩計(jì)算部(40)計(jì)算出的緊固扭矩成為所述基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部(44)設(shè)定的基準(zhǔn)扭矩以上時(shí)，所述控制部(50)使所述驅(qū)動源 (11)停止。
[0069][3]在另一例中，沖擊旋轉(zhuǎn)工具(10)還具備基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部(44)，該基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部(44)用于供使用者手動地設(shè)定或變更基準(zhǔn)扭矩，在由所述扭矩計(jì)算部(40)計(jì)算出的緊固扭矩成為所述基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部(44)設(shè)定的基準(zhǔn)扭矩以上、并且由所述擊打檢測部(31)檢測到的擊打數(shù)的計(jì)數(shù)值達(dá)到規(guī)定擊打數(shù)時(shí)，所述控制部(50)使所述驅(qū)動源(11)停止。
[0070][4]在另一例中，沖擊旋轉(zhuǎn)工具(10)還具備電流檢測部(52)，該電流檢測部(52)檢測向所述驅(qū)動源(11)供給的電流，在由所述電流檢測部(52)檢測到的電流與沖擊判斷閾值 (TI)相同或更大時(shí)，所述控制部(50)使所述驅(qū)動源(11)的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度下降。[〇〇71][5]在另一例中，在所述電池組(V)的電壓下降到無法輸出所述擊打力的水平時(shí)，所述控制部(50)禁止所述驅(qū)動源(11)的驅(qū)動。
[0072][6]在另一例中，沖擊旋轉(zhuǎn)工具(10)還具備基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部(44)，該基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部(44)用于供使用者手動地設(shè)定或變更基準(zhǔn)扭矩，所述基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部(44)能夠切換基準(zhǔn)扭矩的設(shè)定和非設(shè)定。
[0073][7]在另一例中，沖擊旋轉(zhuǎn)工具(10)還具備基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部(44)，該基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部(44)用于供使用者手動地設(shè)定或變更基準(zhǔn)扭矩，所述控制部(50)控制所述驅(qū)動源，以輸出與所述基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部(44)設(shè)定的基準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的一定的擊打力。[〇〇74][8]在另一例中，沖擊旋轉(zhuǎn)工具(10)具備:馬達(dá)(11)，從電池組(V)供給電力，經(jīng)由驅(qū)動軸(13)使錘部(14)旋轉(zhuǎn)；輸出軸(16 )，通過所述錘部的擊打而旋轉(zhuǎn)；馬達(dá)驅(qū)動電路 (51)，與所述馬達(dá)和所述電池組連接；以及控制部，直接或間接地監(jiān)視所述電池組的電壓， 并且經(jīng)由所述馬達(dá)驅(qū)動電路控制所述馬達(dá)，所述控制部根據(jù)所述電池組的電壓對所述馬達(dá)進(jìn)行PWM控制，以將所述電池組電壓為第1電壓時(shí)的擊打力限制為與所述電池組的電壓為低于所述第1電壓的第2電壓時(shí)的擊打力相同。
[0075][9]在另一例中，所述控制部(50)在所述電池組(V)的電壓越高時(shí)，越使用于控制所述馬達(dá)(11)的控制信號的占空比下降。
[0076][10]在另一例中，所述第1電壓是所述電池組(V)的預(yù)想使用電壓范圍的上限電壓或其附近的電壓，所述第2電壓是所述預(yù)想使用電壓范圍的下限電壓或其附近的電壓。
[0077]也可以將實(shí)施方式、變更例、實(shí)施例適當(dāng)?shù)亟M合。[〇〇78]本發(fā)明不限于上述的例示。例如，例示的特征不應(yīng)解釋為本發(fā)明所必需的特征，而本發(fā)明的主題存在于比公開的特定實(shí)施方式的全部特征更少的特征。本發(fā)明由權(quán)利要求來限定，包含與權(quán)利要求均等的范圍內(nèi)的全部變更。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，具備:驅(qū)動源，從電池組供給電力，經(jīng)由驅(qū)動軸使錘部旋轉(zhuǎn)；輸出軸，通過所述錘部的擊打而旋轉(zhuǎn)；擊打檢測部，檢測所述錘部的擊打；旋轉(zhuǎn)速度檢測部，檢測所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)速度；旋轉(zhuǎn)角檢測部，檢測從所述擊打檢測部上次檢測到擊打直至下一次檢測到擊打?yàn)橹沟?擊打間隔內(nèi)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)角；扭矩計(jì)算部，根據(jù)基于由所述旋轉(zhuǎn)速度檢測部檢測的所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算出的 所述擊打間隔內(nèi)的輸入旋轉(zhuǎn)平均速度來計(jì)算擊打能量，基于計(jì)算出的擊打能量和由所述旋 轉(zhuǎn)角檢測部檢測的擊打間隔內(nèi)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)角來計(jì)算緊固扭矩；以及控制部，基于由所述扭矩計(jì)算部計(jì)算出的所述緊固扭矩，控制所述驅(qū)動源，所述控制部，通過PWM控制來限制所述電池組的電壓高時(shí)的擊打力，控制所述驅(qū)動源， 以在所述電池組的電壓下降的情況下也確保擊打力。2.如權(quán)利要求1所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，還具備基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部，該基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部用于供使用者手動地設(shè)定或變更基準(zhǔn)扭 矩，由所述扭矩計(jì)算部計(jì)算出的緊固扭矩為所述基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部設(shè)定的基準(zhǔn)扭矩以上時(shí)， 所述控制部使所述驅(qū)動源停止。3.如權(quán)利要求1所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，還具備基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部，該基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部用于供使用者手動地設(shè)定或變更基準(zhǔn)扭 矩，在由所述扭矩計(jì)算部計(jì)算出的緊固扭矩成為所述基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部設(shè)定的基準(zhǔn)扭矩以 上、并且由所述擊打檢測部檢測出的擊打數(shù)的計(jì)數(shù)值達(dá)到規(guī)定擊打數(shù)時(shí)，所述控制部使所 述驅(qū)動源停止。4.如權(quán)利要求1或2所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，還具備電流檢測部，該電流檢測部檢測向所述驅(qū)動源供給的電流，由所述電流檢測部檢測出的電流與沖擊判斷閾值相同或比其更大時(shí)，所述控制部使所 述驅(qū)動源的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度下降。5.如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，當(dāng)所述電池組的電壓下降到無法輸出所述擊打力的水平時(shí)，所述控制部禁止所述驅(qū)動 源的驅(qū)動。6.如權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，還具備基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部，該基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部用于供使用者手動地設(shè)定或變更基準(zhǔn)扭 矩，所述基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部能夠切換基準(zhǔn)扭矩的設(shè)定和非設(shè)定。7.如權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，還具備基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部，該基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部用于供使用者手動地設(shè)定或變更基準(zhǔn)扭 矩，所述控制部控制所述驅(qū)動源，以輸出與所述基準(zhǔn)扭矩設(shè)定部設(shè)定的基準(zhǔn)扭矩相應(yīng)的一定的擊打力。8.—種沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，具備:馬達(dá)，從電池組供給電力，經(jīng)由驅(qū)動軸使錘部旋轉(zhuǎn)；輸出軸，通過所述錘部的擊打而旋轉(zhuǎn)；馬達(dá)驅(qū)動電路，與所述馬達(dá)和所述電池組連接；以及控制部，直接或間接地監(jiān)視所述電池組的電壓，并且經(jīng)由所述馬達(dá)驅(qū)動電路控制所述 馬達(dá)，所述控制部根據(jù)所述電池組的電壓來對所述馬達(dá)進(jìn)行PWM控制，以將所述電池組電壓 為第1電壓時(shí)的擊打力限制成與所述電池組的電壓為低于所述第1電壓的第2電壓時(shí)的擊打 力相同。9.如權(quán)利要求8所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，所述電池組的電壓越高，所述控制部越使用于控制所述馬達(dá)的控制信號的占空比下降。10.如權(quán)利要求8或9所述的沖擊旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，所述第1電壓是所述電池組的預(yù)想使用電壓范圍的上限電壓或其附近的電壓，所述第2電壓是所述預(yù)想使用電壓范圍的下限電壓或其附近的電壓。
【文檔編號】B25B21/02GK105980111SQ201580007643
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年2月23日
【發(fā)明人】宮崎博, 椿本浩幸
【申請人】松下知識產(chǎn)權(quán)經(jīng)營株式會社