專利名稱：無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用3相直流無刷電動機(jī)作為電動旋具等電動旋轉(zhuǎn)工具的驅(qū)動用電動機(jī)的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具；尤其涉及為了進(jìn)行根據(jù)無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的作業(yè)內(nèi)容、用所希望的推壓操作方式或手柄操作方式進(jìn)行驅(qū)動控制的選擇性操作，以及，為了進(jìn)行當(dāng)上述旋轉(zhuǎn)工具上作用了預(yù)先設(shè)定的預(yù)定值以上的負(fù)載扭矩時的上述無刷電動機(jī)的停止控制，作為檢測扭矩設(shè)定離合器機(jī)構(gòu)的離合動作的機(jī)構(gòu)、分別使用作為磁傳感器的霍爾元件，通過這樣使進(jìn)行上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制的控制機(jī)構(gòu)小型緊湊化，能夠?qū)⑦@樣的控制單元全部安裝配置到旋轉(zhuǎn)工具的握持部殼體內(nèi)，而且通過完全無觸點(diǎn)化來實(shí)現(xiàn)長壽命、免維護(hù)，能夠適當(dāng)并且高效地進(jìn)行螺栓等的定扭矩擰緊作業(yè)，并且能夠容易地提高扭矩的控制精度的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具。
背景技術(shù)：
以前，本申請人曾提出過具備自動通電切斷裝置的螺栓擰緊裝置，所述自動通電切斷裝置能夠在電動旋具中流過因外來扭矩引起的過負(fù)載電流時、電氣地檢測到這種情況并停止向電動機(jī)通電，同時使電動機(jī)的電樞短路給電動機(jī)施加電氣控制，使該電動機(jī)瞬間停止旋轉(zhuǎn)(參照專利文獻(xiàn)1)。即，該專利文獻(xiàn)1所記載的螺栓擰緊裝置為在具有由電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸的電動旋具中設(shè)置開關(guān)電路，當(dāng)上述電動機(jī)驅(qū)動時流過的負(fù)載電流變化到預(yù)定值以上的過負(fù)載電流時，檢測到這種情況并停止電動機(jī)驅(qū)動電流的供給，然后在經(jīng)過一定的時間后恢復(fù)電動機(jī)驅(qū)動電流的提供；并且在電動機(jī)電樞電路中設(shè)置切換機(jī)構(gòu)，當(dāng)上述開關(guān)電路進(jìn)行停止電動機(jī)驅(qū)動電流的供給的動作時、使上述電動機(jī)電樞電路短路，通過這樣給電動機(jī)施加電氣制動，使電動機(jī)能夠瞬間停止旋轉(zhuǎn)的裝置。
并且，以往一般采用DC電動機(jī)作為電動旋具的驅(qū)動電動機(jī)?，F(xiàn)在提倡采用無觸點(diǎn)化、防止產(chǎn)生噪音、扭矩大體積小、旋轉(zhuǎn)速度高以及壽命長等特性優(yōu)良，具有免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)的無刷電動機(jī)作為DC電動機(jī)，并已實(shí)用化。
可是，上述無刷電動機(jī)——例如3相直流無刷電動機(jī)在驅(qū)動控制時與現(xiàn)有技術(shù)的DC電動機(jī)的情況不同，需要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的驅(qū)動電路。作為這樣的驅(qū)動電路可以由檢測磁鐵轉(zhuǎn)子的磁極相對于磁鐵轉(zhuǎn)子的位置的磁傳感器(一般使用霍爾元件)、與上述轉(zhuǎn)子磁極的位置相對應(yīng)被勵磁以施加一定方向的旋轉(zhuǎn)力的驅(qū)動線圈(3相線圈)、以及驅(qū)動控制這些磁傳感器和驅(qū)動線圈的專用IC電路(3相全波電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的變換電路)構(gòu)成。
從這種觀點(diǎn)出發(fā)，作為可以采用上述無刷電動機(jī)的電動旋轉(zhuǎn)工具，本申請人提出過能夠根據(jù)作業(yè)內(nèi)容選擇用所希望的推壓操作方式或手柄操作方式選擇性地進(jìn)行驅(qū)動控制的電動旋轉(zhuǎn)工具的驅(qū)動開關(guān)方式(參照專利文獻(xiàn)2)。
即，該專利文獻(xiàn)2所記載的電動旋轉(zhuǎn)工具的驅(qū)動開關(guān)方式的結(jié)構(gòu)為在(1)設(shè)置了電動機(jī)、結(jié)合在該電動機(jī)的輸出軸上進(jìn)行螺栓擰緊等作業(yè)的螺絲刀頭等旋轉(zhuǎn)工具、驅(qū)動上述電動機(jī)使旋轉(zhuǎn)工具開始上述作業(yè)的驅(qū)動開關(guān)、檢測隨著上述作業(yè)結(jié)束而在旋轉(zhuǎn)工具中產(chǎn)生的負(fù)載扭矩的扭矩檢測單元、以及當(dāng)上述負(fù)載扭矩達(dá)到預(yù)先設(shè)定的扭矩值時使旋轉(zhuǎn)工具的驅(qū)動停止的扭矩設(shè)定自動停止機(jī)構(gòu)的電動旋轉(zhuǎn)工具中，將磁鐵與磁傳感器相組合分別構(gòu)成(2)使旋轉(zhuǎn)工具與螺栓等作業(yè)對象相抵接并推擠使其產(chǎn)生位移來進(jìn)行接通動作的推壓操作方式的驅(qū)動開關(guān)、和(3)推壓設(shè)置在電動旋轉(zhuǎn)工具的握把上的開關(guān)手柄使其產(chǎn)生位移來進(jìn)行接通動作的手柄操作方式的驅(qū)動開關(guān)，(4)將上述磁傳感器分別與電動機(jī)的通電電路相連接，選擇上述任意一種操作方式，利用選中的操作方式的磁傳感器的磁感知動作使通電電路接通動作來開始驅(qū)動電動機(jī)。
因此，如果采用這種結(jié)構(gòu)的電動旋轉(zhuǎn)工具的驅(qū)動開關(guān)方式的話，當(dāng)使用無刷電動機(jī)作為電動機(jī)時，能夠?qū)⑸鲜鲵?qū)動開關(guān)與電動機(jī)的驅(qū)動控制電路一起緊湊地容納配置到電動旋轉(zhuǎn)工具的握把殼體內(nèi)，利用完全無觸點(diǎn)化來實(shí)現(xiàn)長壽命和免維護(hù)，具有能夠使其操作簡單化等優(yōu)點(diǎn)。
并且，本申請人曾提出過能夠總是適當(dāng)并且高效率地進(jìn)行螺栓等定扭矩擰緊作業(yè)，并且能夠容易地達(dá)到使整個裝置小型、緊湊化和提高扭矩的控制精度的電動旋轉(zhuǎn)工具的扭矩控制方式的方案(參照專利文獻(xiàn)3)。
即，該專利文獻(xiàn)3所記載的電動旋轉(zhuǎn)工具的扭矩控制方式為這樣設(shè)定的方式在(1)設(shè)置內(nèi)置有電動機(jī)的握把，通過減速機(jī)構(gòu)將作為作業(yè)軸的從動軸結(jié)合到上述電動機(jī)的輸出軸上，設(shè)置具備當(dāng)上述從動軸上作用了預(yù)定值以上的負(fù)載扭矩時、切斷上述輸出軸與從動軸的卡合地進(jìn)行動作的凸輪卡合部的離合器機(jī)構(gòu)，設(shè)置結(jié)構(gòu)為將上述離合器機(jī)構(gòu)的動作點(diǎn)作為扭矩設(shè)定值使其能夠調(diào)節(jié)的扭矩設(shè)定機(jī)構(gòu)，并且設(shè)置有檢測上述離合器機(jī)構(gòu)的離合動作、同時進(jìn)行上述電動機(jī)的驅(qū)動停止控制的扭矩檢測機(jī)構(gòu)的電動旋轉(zhuǎn)工具中，(2)上述扭矩檢測機(jī)構(gòu)在上述離合器機(jī)構(gòu)的凸輪卡合部的凸輪卡合完全被解除、離合動作結(jié)束的狀態(tài)下，在進(jìn)行該檢測動作的同時進(jìn)行上述電動機(jī)的驅(qū)動停止控制。
因此，如果采用這種結(jié)構(gòu)的電動旋轉(zhuǎn)工具的扭矩控制方式，將上述扭矩檢測機(jī)構(gòu)與磁鐵和磁傳感器相組合，在凸輪卡合完全被解除的狀態(tài)下進(jìn)行檢測動作，通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠消除現(xiàn)有技術(shù)的使用機(jī)械開關(guān)機(jī)構(gòu)的扭矩檢測機(jī)構(gòu)中開關(guān)觸點(diǎn)產(chǎn)生的電火花或磨損以及給周圍電子設(shè)備或電子線路等帶來危害的問題，并且能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)成元件的小型、長壽命化，能夠使整個電動工具緊湊。
專利文獻(xiàn)1日本特公昭57-43389號公報專利文獻(xiàn)2日本特開2002-254346號公報專利文獻(xiàn)3日本特開2002-321166號公報但是，在采用上述專利文獻(xiàn)2所提出的驅(qū)動開關(guān)方式的電動旋轉(zhuǎn)工具和采用上述專利文獻(xiàn)3所提出的扭矩控制方式的電動旋轉(zhuǎn)工具中，為了完全無觸點(diǎn)化來實(shí)現(xiàn)長壽命和免維護(hù)，使用無刷電動機(jī)、而且用磁鐵與磁傳感器相組合的電子開關(guān)作為進(jìn)行該無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制用的開關(guān)機(jī)構(gòu)，通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠獲得具有上述專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3中公開的全部優(yōu)點(diǎn)的電動旋轉(zhuǎn)工具。
因此，本發(fā)明者進(jìn)行深入的研究和反復(fù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，構(gòu)成了具備下述單元的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具旋轉(zhuǎn)的直流無刷電動機(jī)，結(jié)合在該無刷電動機(jī)的輸出軸上的減速機(jī)構(gòu)，設(shè)置在上述減速機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)工具的軸結(jié)合部上的扭矩設(shè)定離合器機(jī)構(gòu)，能夠作為驅(qū)動控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路的驅(qū)動開關(guān)而選擇性地操作的手柄操作機(jī)構(gòu)和推壓操作機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)為通過上述驅(qū)動開關(guān)的手柄操作或上述驅(qū)動開關(guān)的推壓操作、驅(qū)動上述無刷電動機(jī)旋轉(zhuǎn)、通過檢測上述離合器機(jī)構(gòu)的離合動作使上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動停止的控制單元；完成了下述結(jié)構(gòu)的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具在作為上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)或推壓操作機(jī)構(gòu)上分別設(shè)置了用于檢測手柄操作或推壓操作的、作為磁傳感器的霍爾元件，并且在上述離合器機(jī)構(gòu)中設(shè)置了用于檢測離合動作的霍爾元件，用前者的霍爾元件根據(jù)驅(qū)動開關(guān)的操作信號驅(qū)動控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路、驅(qū)動無刷電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，用后者的霍爾元件根據(jù)離合器機(jī)構(gòu)的動作信號控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路使其停止、使無刷電動機(jī)的驅(qū)動停止。
即，如果采用上述結(jié)構(gòu)的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，不僅能夠總是適當(dāng)且高效率地進(jìn)行螺栓等定扭矩擰緊作業(yè)，并且能夠容易地達(dá)到使整個裝置小型、緊湊化和提高扭矩的控制精度，而且能夠消除現(xiàn)有技術(shù)的使用機(jī)械開關(guān)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動開關(guān)或扭矩檢測機(jī)構(gòu)等中的開關(guān)觸點(diǎn)產(chǎn)生的電火花或磨損以及給周圍電子設(shè)備或電子線路等帶來危害的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)成部件的小型、長壽命化。
并且，上述無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具可以用以下單元構(gòu)成上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路與獲得驅(qū)動無刷電動機(jī)的電源電壓的商用電源相連的AC/DC變換單元，將上述電源電壓變換成無刷電動機(jī)的驅(qū)動電壓的由半導(dǎo)體電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的變換電路，適合開/關(guān)控制上述變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體的驅(qū)動電路，檢測轉(zhuǎn)子相對于無刷電動機(jī)的勵磁線圈的位置的位置檢測電路，用于將根據(jù)上述位置檢測電路檢測到的位置檢測信號切換提供給上述勵磁線圈的電流的控制信號輸出給上述驅(qū)動電路的控制單元。
其中，在例如根據(jù)上述離合器機(jī)構(gòu)中設(shè)置的霍爾元件檢測到的離合器機(jī)構(gòu)的動作信號控制無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路使其停止時，切斷無刷電動機(jī)的驅(qū)動電力，并且控制操作無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路中設(shè)置的變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體使無刷電動機(jī)的勵磁線圈短路、進(jìn)行轉(zhuǎn)子的制動，通過這樣設(shè)定，能夠進(jìn)行無刷電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的緊急制動，能夠進(jìn)一步提高螺栓擰緊作業(yè)中扭矩的控制精度。
并且，在對能夠作為驅(qū)動控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路的驅(qū)動開關(guān)而選擇性地操作的手柄操作機(jī)構(gòu)和推壓操作機(jī)構(gòu)、中止其手柄操作或推壓操作的情況下，也與上述一樣切斷無刷電動機(jī)的驅(qū)動電力，同時控制操作無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路中設(shè)置的變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體使無刷電動機(jī)的勵磁線圈短路、進(jìn)行轉(zhuǎn)子的制動。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，在螺栓的緊固或擰下作業(yè)中，當(dāng)驅(qū)動開關(guān)中止時，能夠防止驅(qū)動裝置鉆頭空轉(zhuǎn)，能夠容易地達(dá)到作業(yè)的安全性和提高速度。
作為代表方案，本發(fā)明的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的結(jié)構(gòu)可以具備下述單元驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具旋轉(zhuǎn)的直流無刷電動機(jī)，結(jié)合在該無刷電動機(jī)的輸出軸上的減速機(jī)構(gòu)，檢測上述無刷電動機(jī)的負(fù)載電流的負(fù)載電流檢測單元，能夠作為驅(qū)動控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路的驅(qū)動開關(guān)而可選擇性地操作的手柄操作機(jī)構(gòu)和推壓操作機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)為通過手柄操作上述驅(qū)動開關(guān)或推壓操作上述驅(qū)動開關(guān)驅(qū)動上述無刷電動機(jī)旋轉(zhuǎn)、當(dāng)上述負(fù)載電流檢測單元檢測到的負(fù)載電流超過預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值時、進(jìn)行上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動停止的控制單元；可以采用下述結(jié)構(gòu)在作為上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)或推壓操作機(jī)構(gòu)中分別設(shè)置用于檢測手柄操作或推壓操作的、作為磁傳感器的霍爾元件，根據(jù)上述霍爾元件檢測到的驅(qū)動開關(guān)的操作信號驅(qū)動控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路、驅(qū)動無刷電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)上述負(fù)載電流檢測單元檢測到的負(fù)載電流超過設(shè)定值時停止控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路、使無刷電動機(jī)驅(qū)動停止。
因此，在這種結(jié)構(gòu)的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具中也與上述一樣，不僅能夠總是適當(dāng)且高效率地進(jìn)行螺栓等定扭矩擰緊作業(yè)，并且能夠容易地達(dá)到使整個裝置小型、緊湊化和提高扭矩的控制精度，而且能夠消除現(xiàn)有技術(shù)的使用機(jī)械開關(guān)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動開關(guān)或扭矩檢測機(jī)構(gòu)等中的開關(guān)觸點(diǎn)產(chǎn)生的電火花或磨損、以及給周圍電子設(shè)備或電子線路等帶來危害的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)成元件的小型、長壽命化。
并且，與上述一樣，在由負(fù)載電流檢測單元檢測到的負(fù)載電流超過設(shè)定值時停止控制無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路之際，切斷無刷電動機(jī)的驅(qū)動電力，同時開/關(guān)控制操作無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路中設(shè)置的變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體使無刷電動機(jī)的勵磁線圈短路、進(jìn)行轉(zhuǎn)子的制動，能夠進(jìn)行無刷電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的緊急制動，進(jìn)一步提高扭矩的控制精度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的就是要提供一種不僅能夠總是適當(dāng)且高效率地進(jìn)行螺栓等的定扭矩擰緊作業(yè)，并且能夠容易地達(dá)到使整個裝置小型、緊湊化和提高扭矩的控制精度，而且能夠消除現(xiàn)有技術(shù)的使用機(jī)械開關(guān)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動開關(guān)或扭矩檢測機(jī)構(gòu)等中的開關(guān)觸點(diǎn)產(chǎn)生的電火花或磨損、以及給周圍電子設(shè)備或電子線路等帶來危害的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)成部件的小型、長壽命化的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第1方案的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具具備驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具旋轉(zhuǎn)的直流無刷電動機(jī)；設(shè)置在該無刷電動機(jī)的輸出軸與旋轉(zhuǎn)工具的軸結(jié)合部上的扭矩設(shè)定離合器機(jī)構(gòu)；驅(qū)動控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路的驅(qū)動開關(guān)；以及，結(jié)構(gòu)為通過上述驅(qū)動開關(guān)的操作驅(qū)動上述無刷電動機(jī)旋轉(zhuǎn)、通過檢測上述離合器機(jī)構(gòu)的離合動作進(jìn)行上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動停止的控制單元；其特征在于設(shè)置對作為上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)或推壓操作機(jī)構(gòu)、檢測手柄操作或推壓操作的第1霍爾元件；并且設(shè)置對上述離合器機(jī)構(gòu)檢測離合動作的第2霍爾元件；構(gòu)成了這樣的控制單元，該控制單元根據(jù)上述第1霍爾元件檢測到的驅(qū)動開關(guān)的操作信號驅(qū)動控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路，來驅(qū)動無刷電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，根據(jù)上述第2霍爾元件檢測到的離合器機(jī)構(gòu)的動作信號停止控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路，使無刷電動機(jī)驅(qū)動停止。
本發(fā)明的第2方案的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的特征在于，還設(shè)置了進(jìn)行上述無刷電動機(jī)的正/反轉(zhuǎn)切換操作的正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)，并且設(shè)置了對上述正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)檢測正/反轉(zhuǎn)切換操作的第3霍爾元件；根據(jù)上述第3霍爾元件檢測到的正/反轉(zhuǎn)切換操作信號，通過上述控制單元使無刷電動機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的第3方案的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的特征在于，上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路由以下構(gòu)成連接到獲得用于驅(qū)動無刷電動機(jī)的電源電壓的商用電源上的AC/DC變換單元；用于將上述電源電壓變換成無刷電動機(jī)的驅(qū)動電壓的由半導(dǎo)體電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的變換電路；適當(dāng)開/關(guān)控制上述變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體的驅(qū)動電路；檢測轉(zhuǎn)子相對于無刷電動機(jī)的勵磁線圈的位置的位置檢測電路；以及，用于將根據(jù)上述位置檢測電路檢測到的位置檢測信號、切換提供給上述勵磁線圈的電流用的控制信號輸出給上述驅(qū)動電路的控制單元。
本發(fā)明的第4方案的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的特征在于，利用上述控制單元這樣進(jìn)行設(shè)定當(dāng)根據(jù)上述第2霍爾元件檢測到的離合器機(jī)構(gòu)的動作信號、停止控制無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路時，切斷無刷電動機(jī)的驅(qū)動電力，并且控制操作無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路中設(shè)置的變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體，使無刷電動機(jī)的勵磁線圈短路，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的制動。
本發(fā)明的第5方案的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的特征在于，當(dāng)中止上述作為無刷電動機(jī)的驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)的手柄操作或推壓操作機(jī)構(gòu)的推壓操作時，這樣設(shè)定來進(jìn)行無刷電動機(jī)的停止控制根據(jù)上述第1霍爾元件檢測到的驅(qū)動開關(guān)的操作中止信號，控制操作上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路中設(shè)置的變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體，使無刷電動機(jī)的勵磁線圈短路，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的制動。
本發(fā)明的第6方案的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具具備驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具旋轉(zhuǎn)的直流無刷電動機(jī)；檢測該無刷電動機(jī)的負(fù)載電流的負(fù)載電流檢測單元；驅(qū)動控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路的驅(qū)動開關(guān)；以及，結(jié)構(gòu)為通過上述驅(qū)動開關(guān)的操作驅(qū)動上述無刷電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)由上述負(fù)載電流檢測單元檢測到的負(fù)載電流超過預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值時進(jìn)行上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動停止的控制單元；其特征在于設(shè)置有對作為上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)或推壓操作機(jī)構(gòu)檢測手柄操作或推壓操作的第1霍爾元件；構(gòu)成了控制單元，該控制單元根據(jù)上述第1霍爾元件檢測到的驅(qū)動開關(guān)的操作信號驅(qū)動控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路，驅(qū)動無刷電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)上述負(fù)載電流檢測單元檢測到的負(fù)載電流超過設(shè)定值時停止控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路，使無刷電動機(jī)驅(qū)動停止。
本發(fā)明的第7方案的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的特征在于，還設(shè)置了進(jìn)行上述無刷電動機(jī)的正/反轉(zhuǎn)切換操作的正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)，并且設(shè)置了對上述正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)檢測正/反轉(zhuǎn)切換操作的第3霍爾元件；根據(jù)上述第3霍爾元件檢測到的正/反轉(zhuǎn)切換操作信號，通過上述控制單元使無刷電動機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的第8方案的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的特征在于，上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路由以下構(gòu)成用于獲得驅(qū)動無刷電動機(jī)用的電源電壓的AC/DC變換單元；用于將上述電源電壓變換成無刷電動機(jī)的驅(qū)動電壓的、與商用電源連接的、由半導(dǎo)體電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的變換電路；適當(dāng)開/關(guān)控制上述變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體的驅(qū)動電路；檢測轉(zhuǎn)子相對于無刷電動機(jī)的勵磁線圈的位置的位置檢測電路；以及，用于將根據(jù)上述位置檢測電路檢測到的位置檢測信號切換提供給上述勵磁線圈的電流的控制信號輸出給上述驅(qū)動電路的控制單元。
本發(fā)明的第9方案的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的特征在于，利用上述控制單元這樣設(shè)定當(dāng)上述負(fù)載電流檢測單元檢測到的負(fù)載電流超過設(shè)定值時，停止控制無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路，此時切斷無刷電動機(jī)的驅(qū)動電力，并且控制操作無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路中設(shè)置的變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體，使無刷電動機(jī)的勵磁線圈短路，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的制動。
本發(fā)明的第10方案的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的特征在于，當(dāng)中止作為上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)或推壓操作推壓操作機(jī)構(gòu)的手柄操作或者推壓操作時，這樣設(shè)定無刷電動機(jī)的停止控制根據(jù)上述第1霍爾元件檢測到的驅(qū)動開關(guān)的操作中止信號，控制操作上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路中設(shè)置的變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體，使無刷電動機(jī)的勵磁線圈短路，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的制動。
發(fā)明的效果如果采用本發(fā)明的方案1的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，使驅(qū)動開關(guān)和扭矩設(shè)定離合器機(jī)構(gòu)的操作或檢測動作無觸點(diǎn)化，不僅能夠總是適當(dāng)且高效率地進(jìn)行螺栓等定扭矩擰緊作業(yè)，并且能夠容易達(dá)到使整個裝置小型、緊湊化和提高扭矩的控制精度，而且能夠消除現(xiàn)有技術(shù)的使用機(jī)械開關(guān)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動開關(guān)或扭矩檢測機(jī)構(gòu)等中的開關(guān)觸點(diǎn)產(chǎn)生的電火花或磨損以及給周圍電子設(shè)備或電子線路等帶來危害，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)成元件的小型、長壽命化。
如果采用本發(fā)明的方案6的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，通過使驅(qū)動開關(guān)的操作無觸點(diǎn)化，并且用負(fù)載電流檢測單元進(jìn)行設(shè)定扭矩的檢測動作，不僅能夠總是適當(dāng)且高效率地進(jìn)行螺栓等定扭矩擰緊作業(yè)，并且能夠容易達(dá)到使整個裝置小型、緊湊化和提高扭矩的控制精度，而且能夠消除現(xiàn)有技術(shù)的使用機(jī)械開關(guān)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動開關(guān)或扭矩檢測機(jī)構(gòu)等中的開關(guān)觸點(diǎn)產(chǎn)生的電火花或磨損以及給周圍電子設(shè)備或電子線路等帶來危害的弊端，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)成元件的小型、長壽命化。
如果采用本發(fā)明的方案2和7的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，即使在設(shè)置了可以擰上螺栓和擰下螺栓的無刷電動機(jī)的正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)的情況下，通過使上述正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)的操作無觸點(diǎn)化，能夠期待與上述相同的優(yōu)良效果。
如果采用本發(fā)明的方案3和8的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，能夠使無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路的結(jié)構(gòu)緊湊，能夠與各自的霍爾元件一起成為一個整體容易地組裝到無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的握把部殼體的內(nèi)部而一體化，能夠低成本地制造整個無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具。
如果采用本發(fā)明的方案4和9的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，這種結(jié)構(gòu)的無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路中，通過使無刷電動機(jī)的勵磁線圈短路進(jìn)行轉(zhuǎn)子的緊急制動來進(jìn)行擰緊螺栓操作時用預(yù)定的螺栓擰緊扭矩擰緊螺栓結(jié)束后的無刷電動機(jī)的停止控制，由此能夠容易地提高扭矩的控制精度。
如果采用本發(fā)明的方案5和10的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，即使在中止手柄操作或推壓操作作為無刷電動機(jī)的驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)或推壓操作機(jī)構(gòu)的情況下，通過與上述無刷電動機(jī)的停止控制一樣通過使無刷電動機(jī)的勵磁線圈短路進(jìn)行轉(zhuǎn)子的緊急制動，來保持上述手柄操作或推壓操作的中止?fàn)顟B(tài)，并且不僅在擰上螺栓的情況下，就是在擰下螺栓的情況下也能夠達(dá)到適當(dāng)并且順暢的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的控制操作。


圖1是表示作為本發(fā)明的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的一個實(shí)施例的無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀的大致結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的說明圖。
圖2是本發(fā)明的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具中的無刷電動機(jī)的控制單元的實(shí)施例的控制系統(tǒng)圖。
圖3是本發(fā)明的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具中的無刷電動機(jī)的控制動作過程的流程圖。
圖4是表示作為本發(fā)明的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的其他實(shí)施例的電動旋具的大致結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的說明圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的實(shí)施例。
實(shí)施例1圖1為表示作為本發(fā)明的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的一個實(shí)施例的使用螺絲刀頭作為旋轉(zhuǎn)工具的無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀的大致結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的說明圖。即，圖1中參照符號10表示內(nèi)部安裝有無刷電動機(jī)12的無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀，該無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10設(shè)置有通過適當(dāng)?shù)臏p速機(jī)構(gòu)將結(jié)合保持螺絲刀頭14的從動軸結(jié)合到上述無刷電動機(jī)12的輸出軸上，具備當(dāng)上述從動軸上作用了預(yù)先設(shè)定的預(yù)定值以上的負(fù)載扭矩時、切斷上述輸出軸與從動軸的卡合地動作的凸輪卡合部的扭矩設(shè)定離合器機(jī)構(gòu)16。并且，在上述無刷電動機(jī)12的輸出軸與從動軸的結(jié)合部上，設(shè)置有通過沿軸線方向推壓操作上述螺絲刀頭14產(chǎn)生位移、起驅(qū)動開關(guān)的作用的推壓操作機(jī)構(gòu)18。而且，在內(nèi)置有上述無刷電動機(jī)12的無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀的握把殼體的外側(cè)面上，不僅設(shè)置有起驅(qū)動開關(guān)作用的手柄操作機(jī)構(gòu)20，而且設(shè)置有進(jìn)行上述無刷電動機(jī)12的正/反轉(zhuǎn)切換操作的正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)22。
并且，在本實(shí)施例的無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10中，如圖1所示在作為上述無刷電動機(jī)12的驅(qū)動開關(guān)設(shè)置的手柄操作機(jī)構(gòu)20和推壓操作機(jī)構(gòu)18上分別設(shè)置與適合檢測用的磁鐵相組合的第1霍爾元件31a、31b作為磁傳感器。并且，在上述扭矩設(shè)定離合器機(jī)構(gòu)16上設(shè)置與適合檢測用的磁鐵相組合的第2霍爾元件32作為磁傳感器。而且，在上述正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)22上設(shè)置與適合檢測用的磁鐵相組合的第3霍爾元件33作為磁傳感器。
此時，上述第1霍爾元件31a、31b可以像例如日本特開2002-254346號公報(上述專利文獻(xiàn)2)所公開的驅(qū)動開關(guān)(32、30)上設(shè)置的磁傳感器(33b、31b)一樣，設(shè)置在作為驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)20和推壓操作機(jī)構(gòu)18上。并且，上述第2霍爾元件32也可以像例如日本特開2002-321166號公報(上述專利文獻(xiàn)3)所公開的扭矩檢測機(jī)構(gòu)(42)上設(shè)置的磁傳感器(44)一樣，設(shè)置在扭矩設(shè)定離合器機(jī)構(gòu)16上。
另一方面，在上述無刷電動機(jī)12上連接配置有驅(qū)動控制電路40。然而，該無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40如圖2所示，由以下構(gòu)成連接在用于獲得驅(qū)動無刷電動機(jī)12用的電源電壓的商用電源P上的AC/DC變換單元42；將上述電源電壓變換成無刷電動機(jī)12的驅(qū)動電壓的由半導(dǎo)體3相全波電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的變換電路44；適當(dāng)開/關(guān)控制上述變換電路44的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體的驅(qū)動電路46；檢測轉(zhuǎn)子相對于無刷電動機(jī)12的勵磁線圈12a、12b、12c的位置的位置檢測電路48；以及，用于將根據(jù)上述位置檢測電路48檢測到的位置檢測信號切換提供給上述勵磁線圈12a、12b、12c的電流用的控制信號輸出給上述驅(qū)動電路46的控制單元50。
在這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10中，通過操作作為驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)20或推壓操作機(jī)構(gòu)18，輸出由第1霍爾元件31a或31b檢測到的驅(qū)動開關(guān)的操作狀態(tài)的手柄操作信號S31a或推壓操作信號S31b，輸入給控制單元50。因此，上述控制單元50根據(jù)這樣輸入的驅(qū)動開關(guān)的操作信號S31a或S31b將驅(qū)動控制信號S46a輸出給無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置的驅(qū)動電路46，通過變換電路44驅(qū)動控制無刷電動機(jī)12。另外，在這種情況下，輸出由無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置的位置檢測電路48檢測到的轉(zhuǎn)子相對于無刷電動機(jī)12的勵磁線圈12a、12b、12c的位置的位置檢測信號S48，輸入控制單元50中，同時上述控制單元50通過驅(qū)動電路46和變換電路44獲得用于切換提供給無刷電動機(jī)12的勵磁線圈12a、12b、12c的電流的控制信號作為上述驅(qū)動控制信號S46a(參照圖1和圖2)。通過這樣，無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10能夠進(jìn)行所需要的擰緊螺栓的作業(yè)。
接著，由無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10進(jìn)行螺栓擰緊作業(yè)，當(dāng)?shù)竭_(dá)所需要的擰緊螺栓的扭矩值、扭矩設(shè)定離合器機(jī)構(gòu)16進(jìn)行離合動作時，輸出由第2霍爾元件32檢測到的該動作狀態(tài)的離合器動作信號S32，輸入給控制單元50。然后，上述控制單元50根據(jù)輸入的該離合器機(jī)構(gòu)16的動作信號S32將停止控制信號S46b輸出給無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置的驅(qū)動電路46，通過變換電路44停止控制無刷電動機(jī)12(參照圖1和圖2)。通過這樣，無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10能夠完成所需要的螺栓擰緊作業(yè)。
另外，在本實(shí)施例中，在例如擰下螺栓的情況下，需要反向驅(qū)動無刷電動機(jī)12旋轉(zhuǎn)。在這種情況下可以采用這樣的結(jié)構(gòu)通過操作正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)22、輸出由第3霍爾元件33檢測到的正向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)的正/反轉(zhuǎn)切換操作信號S33，輸入到控制單元50中。接著，上述控制單元50根據(jù)上述正/反轉(zhuǎn)切換操作信號S33將驅(qū)動控制信號S46a輸出給無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置的驅(qū)動電路46，通過變換電路44驅(qū)動控制無刷電動機(jī)12使其正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)(參照圖1和圖2)。
并且，在本實(shí)施例中，在停止控制無刷電動機(jī)12的情況下，可以這樣設(shè)定上述控制單元50根據(jù)輸入的離合器機(jī)構(gòu)16的動作信號S32將停止控制信號S46b輸出無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置的驅(qū)動電路46中，此時切斷無刷電動機(jī)12的驅(qū)動電力，同時控制操作無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置的變換電路44的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體使無刷電動機(jī)12的勵磁線圈12a、12b、12c短路，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的緊急制動。
下面參照圖3所示的流程圖說明伴隨上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10進(jìn)行螺栓擰緊作業(yè)時進(jìn)行的無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制和停止控制時的控制過程。
隨著螺栓擰緊作業(yè)的開始，首先操作正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)22決定是驅(qū)動控制無刷電動機(jī)12使其正旋轉(zhuǎn)還是反旋轉(zhuǎn)(步-1)。該正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)22的操作狀態(tài)由第3霍爾元件33檢測，輸出獲得的正/反轉(zhuǎn)切換操作信號S33，輸入控制單元50中。然后上述控制單元50設(shè)定輸出給無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置的驅(qū)動電路46的驅(qū)動控制信號S46a，使無刷電動機(jī)12正轉(zhuǎn)地進(jìn)行驅(qū)動控制或者使其反轉(zhuǎn)地進(jìn)行驅(qū)動控制。
接著，操作作為驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)20或推壓操作機(jī)構(gòu)18(步驟-2)。此時，由第1霍爾元件31a或31b輸出手柄操作驅(qū)動開關(guān)的操作信號S31a或推壓操作驅(qū)動開關(guān)的操作信號S3 1b，輸入到控制單元50中。然后，上述控制單元50將驅(qū)動控制信號S46a輸出給無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置的驅(qū)動電路46，通過變換電路44驅(qū)動控制無刷電動機(jī)12(步驟-3)。如此這般，無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10進(jìn)行所需要的螺栓擰緊作業(yè)。
當(dāng)達(dá)到上述無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10進(jìn)行的所需要的螺栓擰緊作業(yè)時，扭矩設(shè)定離合器機(jī)構(gòu)16進(jìn)行離合動作(步驟-4)。此時，由第2霍爾元件32輸出離合器動作信號S32，輸入到控制單元50中。然后，上述控制單元50將停止控制信號S46b輸出給無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置的驅(qū)動電路46中，通過變換電路44控制無刷電動機(jī)12使其停止(步驟-5)。這樣一來，能夠完成無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10進(jìn)行的所需要的螺栓擰緊作業(yè)。另外，在繼續(xù)進(jìn)行螺栓擰緊作業(yè)的情況下，反復(fù)進(jìn)行上述步驟-2～步驟-5地設(shè)定。
另外，在進(jìn)行上述無刷電動機(jī)12的停止控制時(步驟-5)，可以像以上敘述的一樣這么設(shè)定切斷無刷電動機(jī)12的驅(qū)動電力，同時控制操作無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置的變換電路44的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體將無刷電動機(jī)12的勵磁線圈12a、12b、12c短路，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的緊急制動。
并且，在本實(shí)施例中，當(dāng)在操作上述作為驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)20或推壓操作機(jī)構(gòu)18(步驟-2)的過程中，中止手柄操作或推壓操作(步驟-6)時，與上述步驟-5一樣進(jìn)行無刷電動機(jī)12的停止控制(步驟-7)。即，此時這樣進(jìn)行設(shè)定切斷無刷電動機(jī)12的驅(qū)動電力，同時控制操作無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置的變換電路44的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體將無刷電動機(jī)12的勵磁線圈12a、12b、12c短路，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的緊急制動。
實(shí)施例2圖4為表示本發(fā)明的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的其他實(shí)施例的無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀的大致結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的說明圖。另外，在為了便于說明，對于與上述圖1所示的實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)部分，添加相同的參照符號，詳細(xì)的說明省略。即，本實(shí)施例的無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10′為省略了上述實(shí)施例中的扭矩設(shè)定離合器機(jī)構(gòu)16、在無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置了負(fù)載電流檢測單元(圖中未表示)的裝置。其他的結(jié)構(gòu)基本上與上述實(shí)施例1的無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10相同。
但是，在本實(shí)施例中，驅(qū)動控制無刷電動機(jī)12時驅(qū)動開關(guān)的操作與上述實(shí)施例完全相同(參照圖3的步驟-1～步驟-3)。于是，當(dāng)用無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10′進(jìn)行螺栓擰緊作業(yè)、達(dá)到所需要的螺栓擰緊扭矩值時，在本實(shí)施例中由將負(fù)載電流檢測單元(圖中未表示)檢測到的負(fù)載電流檢測信號S52輸入控制單元50中取代上述扭矩設(shè)定離合器機(jī)構(gòu)16進(jìn)行的離合動作(參照圖3的步驟-4)。因此這樣進(jìn)行設(shè)定上述控制單元50將輸入的負(fù)載電流檢測信號S52與預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)超過設(shè)定值時，將停止控制信號S46b輸出給無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置的驅(qū)動電路46，通過變換電路44控制無刷電動機(jī)12使其停止(參照圖3的步驟-5)。通過這樣，無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀10′能夠完成所需要的螺栓擰緊作業(yè)。
并且，本實(shí)施例可以與上述實(shí)施例一樣作如下設(shè)定當(dāng)進(jìn)行無刷電動機(jī)12的停止控制時(參照圖3的步驟-5)，切斷無刷電動機(jī)12的驅(qū)動電力，同時控制操作無刷電動機(jī)12的驅(qū)動控制電路40中設(shè)置的變換電路44的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體將無刷電動機(jī)12的勵磁線圈12a、12b、12c短路，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的緊急制動。
并且，本實(shí)施例也可以與上述實(shí)施例一樣作如下設(shè)定當(dāng)在操作上述作為驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)20或推壓操作機(jī)構(gòu)18(參照圖3的步驟-2)的過程中，中止手柄操作或推壓操作(參照圖3的步驟-6)時，與上述步驟-5一樣進(jìn)行無刷電動機(jī)12的停止控制(參照圖3的步驟-7)。
以上分別說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例的無刷電動機(jī)驅(qū)動螺絲刀，可以應(yīng)用于能夠由無刷電動機(jī)分別驅(qū)動控制的各種旋轉(zhuǎn)工具，此外，在不超出本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行多種設(shè)計變更。
權(quán)利要求
1.一種無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，具備驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具旋轉(zhuǎn)的直流無刷電動機(jī)；設(shè)置在該無刷電動機(jī)的輸出軸與旋轉(zhuǎn)工具的軸結(jié)合部上的扭矩設(shè)定離合器機(jī)構(gòu)；驅(qū)動控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路的驅(qū)動開關(guān)；以及，結(jié)構(gòu)為通過上述驅(qū)動開關(guān)的操作驅(qū)動上述無刷電動機(jī)旋轉(zhuǎn)、通過檢測上述離合器機(jī)構(gòu)的離合動作進(jìn)行上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動停止的控制單元；其特征在于設(shè)置對作為上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)或推壓操作機(jī)構(gòu)、檢測手柄操作或推壓操作的第1霍爾元件；并且設(shè)置對上述離合器機(jī)構(gòu)檢測離合動作的第2霍爾元件；構(gòu)成了這樣的控制單元，該控制單元根據(jù)上述第1霍爾元件檢測到的驅(qū)動開關(guān)的操作信號驅(qū)動控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路，來驅(qū)動無刷電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，根據(jù)上述第2霍爾元件檢測到的離合器機(jī)構(gòu)的動作信號停止控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路，使無刷電動機(jī)驅(qū)動停止。
2.如權(quán)利要求1所述的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，還設(shè)置了進(jìn)行上述無刷電動機(jī)的正/反轉(zhuǎn)切換操作的正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)，并且設(shè)置了對上述正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)檢測正/反轉(zhuǎn)切換操作的第3霍爾元件；根據(jù)上述第3霍爾元件檢測到的正/反轉(zhuǎn)切換操作信號，通過上述控制單元使無刷電動機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路由以下構(gòu)成連接到獲得用于驅(qū)動無刷電動機(jī)的電源電壓的商用電源上的AC/DC變換單元；用于將上述電源電壓變換成無刷電動機(jī)的驅(qū)動電壓的由半導(dǎo)體電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的變換電路；適當(dāng)開/關(guān)控制上述變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體的驅(qū)動電路；檢測轉(zhuǎn)子相對于無刷電動機(jī)的勵磁線圈的位置的位置檢測電路；以及，用于將根據(jù)上述位置檢測電路檢測到的位置檢測信號、切換提供給上述勵磁線圈的電流用的控制信號輸出給上述驅(qū)動電路的控制單元。
4.如權(quán)利要求1～3中的任一項(xiàng)所述的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，利用上述控制單元這樣進(jìn)行設(shè)定當(dāng)根據(jù)上述第2霍爾元件檢測到的離合器機(jī)構(gòu)的動作信號、停止控制無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路時，切斷無刷電動機(jī)的驅(qū)動電力，并且控制操作無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路中設(shè)置的變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體，使無刷電動機(jī)的勵磁線圈短路，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的制動。
5.如權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)所述的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，當(dāng)中止上述作為無刷電動機(jī)的驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)的手柄操作或推壓操作機(jī)構(gòu)的推壓操作時，這樣設(shè)定來進(jìn)行無刷電動機(jī)的停止控制根據(jù)上述第1霍爾元件檢測到的驅(qū)動開關(guān)的操作中止信號，控制操作上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路中設(shè)置的變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體，使無刷電動機(jī)的勵磁線圈短路，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的制動。
6.一種無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，具備驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具旋轉(zhuǎn)的直流無刷電動機(jī)；檢測該無刷電動機(jī)的負(fù)載電流的負(fù)載電流檢測單元；驅(qū)動控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路的驅(qū)動開關(guān)；以及，結(jié)構(gòu)為通過上述驅(qū)動開關(guān)的操作驅(qū)動上述無刷電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)由上述負(fù)載電流檢測單元檢測到的負(fù)載電流超過預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值時進(jìn)行上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動停止的控制單元；其特征在于設(shè)置有對作為上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)或推壓操作機(jī)構(gòu)檢測手柄操作或推壓操作的第1霍爾元件；構(gòu)成了控制單元，該控制單元根據(jù)上述第1霍爾元件檢測到的驅(qū)動開關(guān)的操作信號驅(qū)動控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路，驅(qū)動無刷電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)上述負(fù)載電流檢測單元檢測到的負(fù)載電流超過設(shè)定值時停止控制上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路，使無刷電動機(jī)驅(qū)動停止。
7.如權(quán)利要求6所述的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，還設(shè)置了進(jìn)行上述無刷電動機(jī)的正/反轉(zhuǎn)切換操作的正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)，并且設(shè)置了對上述正/反轉(zhuǎn)切換操作機(jī)構(gòu)檢測正/反轉(zhuǎn)切換操作的第3霍爾元件；根據(jù)上述第3霍爾元件檢測到的正/反轉(zhuǎn)切換操作信號，通過上述控制單元使無刷電動機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路由以下構(gòu)成用于獲得驅(qū)動無刷電動機(jī)用的電源電壓的AC/DC變換單元；用于將上述電源電壓變換成無刷電動機(jī)的驅(qū)動電壓的、與商用電源連接的、由半導(dǎo)體電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的變換電路；適當(dāng)開/關(guān)控制上述變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體的驅(qū)動電路；檢測轉(zhuǎn)子相對于無刷電動機(jī)的勵磁線圈的位置的位置檢測電路；以及，用于將根據(jù)上述位置檢測電路檢測到的位置檢測信號切換提供給上述勵磁線圈的電流的控制信號輸出給上述驅(qū)動電路的控制單元。
9.如權(quán)利要求6～8中的任一項(xiàng)所述的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，利用上述控制單元這樣設(shè)定當(dāng)上述負(fù)載電流檢測單元檢測到的負(fù)載電流超過設(shè)定值時，停止控制無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路，此時切斷無刷電動機(jī)的驅(qū)動電力，并且控制操作無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路中設(shè)置的變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體，使無刷電動機(jī)的勵磁線圈短路，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的制動。
10.如權(quán)利要求6～9中的任一項(xiàng)所述的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具，其特征在于，當(dāng)中止作為上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)或推壓操作推壓操作機(jī)構(gòu)的手柄操作或者推壓操作時，這樣設(shè)定無刷電動機(jī)的停止控制根據(jù)上述第1霍爾元件檢測到的驅(qū)動開關(guān)的操作中止信號，控制操作上述無刷電動機(jī)的驅(qū)動控制電路中設(shè)置的變換電路的由電橋結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半導(dǎo)體，使無刷電動機(jī)的勵磁線圈短路，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的制動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不僅能夠總是適當(dāng)且高效率地進(jìn)行螺栓等定扭矩擰緊作業(yè)，并且能夠容易地達(dá)到使整個裝置小型、緊湊化和提高扭矩的控制精度，而且能夠消除現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)觸點(diǎn)產(chǎn)生的電火花或磨損以及給周圍電子設(shè)備或電子線路等帶來危害的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)成元件的小型、長壽命化的無刷電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具。其中，設(shè)置檢測作為驅(qū)動開關(guān)的手柄操作機(jī)構(gòu)(20)或推壓操作機(jī)構(gòu)(18)的各種操作的第1霍爾元件(31a、31b)；并且設(shè)置檢測離合動作的第2霍爾元件(32)；根據(jù)上述第1霍爾元件(31a、31b)輸出的操作信號驅(qū)動直流無刷電動機(jī)(12)旋轉(zhuǎn)，根據(jù)上述第2霍爾元件(32)的動作信號停止驅(qū)動直流無刷電動機(jī)(12)地構(gòu)成控制單元(50)。
文檔編號B25B21/00GK1988984SQ20058002489
公開日2007年6月27日 申請日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者戶津勝行 申請人:戶津勝行