專(zhuān)利名稱(chēng)：沖擊工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的方案涉及ー種由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)且實(shí)現(xiàn)了新的撞擊機(jī)構(gòu)部的沖擊工具，并且特別涉及一種能夠防止在不執(zhí)行沖擊操作的緊固模式下出現(xiàn)脫離操作的沖擊工具。
背景技術(shù)：
沖擊工具利用電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)撞擊機(jī)構(gòu)部以向砧施加扭矩和撞擊力，從而間歇地將旋轉(zhuǎn)沖擊カ傳遞到端部工具并且執(zhí)行諸如擰緊螺釘之類(lèi)的操作。近年來(lái)，無(wú)刷DC電動(dòng)機(jī)廣泛地用作驅(qū)動(dòng)源。無(wú)刷DC電動(dòng)機(jī)為例如不帶電刷(整流電刷)的DC (直流)電動(dòng)機(jī)，并且在定子側(cè)使用線(xiàn)圈(繞組線(xiàn))且在轉(zhuǎn)子側(cè)使用磁體(永磁體)并且將在逆變器電路中驅(qū)動(dòng)的電カ順序地供給至預(yù)定線(xiàn)圈以使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。逆變器電路利用諸如FET (場(chǎng)效應(yīng)晶體管)或IGBT (絕緣柵型雙極晶體管)之類(lèi)的高容量輸出晶體管形成并且由大電流驅(qū)動(dòng)。無(wú)刷DC電動(dòng)機(jī)具有比帶電刷的DC電動(dòng)機(jī)的扭矩特性更佳的扭矩特性，并且能夠通 過(guò)更強(qiáng)的力將螺釘、螺栓等緊固至被加工部件。JP-A-2009-728888公開(kāi)了ー種使用無(wú)刷DC電動(dòng)機(jī)的沖擊工具的實(shí)例。在JP-A-2009-728888中，沖擊工具具有連續(xù)旋轉(zhuǎn)型沖擊機(jī)構(gòu)部。當(dāng)扭矩通過(guò)動(dòng)カ傳遞機(jī)構(gòu)部(減速機(jī)構(gòu)部)施加到心軸上時(shí)，與心軸接合而能夠沿心軸的旋轉(zhuǎn)軸方向移動(dòng)的撞錘旋轉(zhuǎn)，從而使與撞錘抵接的站旋轉(zhuǎn)。撞錘和站分別具有兩個(gè)撞錘突出部(撞擊部)，兩個(gè)撞錘突出部分別相互對(duì)稱(chēng)地布置在旋轉(zhuǎn)平面上的兩個(gè)位置處。這些突出部位于使得突出部沿旋轉(zhuǎn)方向彼此接合的位置處。旋轉(zhuǎn)撞擊カ通過(guò)突出部的接合傳遞。撞錘設(shè)置為在圍繞心軸的環(huán)形區(qū)域內(nèi)相對(duì)于心軸沿軸向自由地滑動(dòng)。倒V形(大致三角形)凸輪槽設(shè)置在撞錘的內(nèi)周表面上。V形凸輪槽沿軸向設(shè)置在心軸的外周表面。撞錘借助插入到設(shè)置于心軸上的凸輪槽和設(shè)置于撞錘上的凸輪槽之間的滾珠(鋼球)旋轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題在現(xiàn)有技術(shù)的動(dòng)カ傳遞機(jī)構(gòu)部中，心軸和撞錘被布置在凸輪槽中的滾珠支撐。布置在撞錘后端處的彈簧能夠使撞錘相對(duì)于心軸沿軸向向后后退。因此，電動(dòng)機(jī)借助凸輪機(jī)構(gòu)間接地驅(qū)動(dòng)撞錘。這樣，用于將動(dòng)力從心軸傳遞至撞錘的動(dòng)カ傳遞部的部件數(shù)量變大。相應(yīng)地，要求心軸和撞錘之間的安裝精度高，從而增加了制造成本。同時(shí)，在現(xiàn)有技術(shù)的沖擊工具中，為了控制沖擊機(jī)構(gòu)不操作(也就是說(shuō)，為了不進(jìn)行撞擊)，例如，需要采用限制撞錘的后退操作的機(jī)構(gòu)。也就是說(shuō)，在所謂的鉆進(jìn)模式下，不能夠使用JP-A-2009-728888的沖擊工具。此外，即使當(dāng)實(shí)現(xiàn)了用于控制撞錘的后退操作的鉆進(jìn)模式，也需要単獨(dú)設(shè)置離合器機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)在扭矩達(dá)到預(yù)定緊固扭矩時(shí)中斷動(dòng)カ傳遞的離合器操作。這樣，實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)模式或者在沖擊工具中采用離合器情況下的鉆進(jìn)模式均會(huì)導(dǎo)致成本增加。因此，本發(fā)明的目的是提供這樣ー種沖擊工具即，所述沖擊工具能夠通過(guò)具有簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的撞錘和砧來(lái)實(shí)現(xiàn)沖擊機(jī)構(gòu)，并且還能夠在不操作沖擊機(jī)構(gòu)的所謂鉆進(jìn)模式下使用。本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)模式的沖擊工具通過(guò)將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法設(shè)計(jì)為以小于360度的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度來(lái)驅(qū)動(dòng)撞錘和砧，所述沖擊工具能夠極大地抑制螺釘?shù)鹊拿撾x。本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種沖擊工具所述沖擊工具控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)以便能夠精確地響應(yīng)來(lái)自緊固物體的緊固負(fù)荷的增加。問(wèn)題的解決方案 下面將對(duì)本發(fā)明的代表性特征進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供一種沖擊工具，包括電動(dòng)機(jī)；減速機(jī)構(gòu)，其減小所 述電動(dòng)機(jī)的扭矩；撞錘，其與所述減速機(jī)構(gòu)的輸出部連接；以及砧，其能夠相對(duì)于所述撞錘擺動(dòng)，其中，所述撞錘由所述電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，并且所述沖擊工具能夠以如下模式操作鉆進(jìn)模式，通過(guò)使所述撞錘沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)以使所述砧旋轉(zhuǎn)，從而使安裝在所述砧上的端部工具旋轉(zhuǎn)；以及沖擊模式，在所述撞錘間歇地撞擊所述砧的同時(shí)，使安裝在所述砧上的端部工具旋轉(zhuǎn)。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二方案，在所述沖擊工具中，所述撞錘能夠相對(duì)于所述砧以小于360度的旋轉(zhuǎn)角度擺動(dòng)。此外，根據(jù)本發(fā)明的第三方案，在所述沖擊工具中，在所述鉆進(jìn)模式下可以間歇地驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。此外，根據(jù)本發(fā)明的第四方案，在所述沖擊工具中，可以通過(guò)向所述電動(dòng)機(jī)交替地供給用于使所述電動(dòng)機(jī)沿正向旋轉(zhuǎn)的第一電流和用于在短時(shí)間段內(nèi)使所述電動(dòng)機(jī)沿反向旋轉(zhuǎn)的第二電流來(lái)間歇地驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。此外，根據(jù)本發(fā)明的第五方案，在所述沖擊工具中，可以通過(guò)交替地反復(fù)執(zhí)行向所述電動(dòng)機(jī)供給所述第一電流以及在短時(shí)間段內(nèi)停止向所述電動(dòng)機(jī)供給電流來(lái)間歇地驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。此外，根據(jù)本發(fā)明的第六方案，在所述沖擊工具中，可以計(jì)算所述第一電流的積分值，并且當(dāng)所述積分值達(dá)到預(yù)定值時(shí)，可以從供給所述第一電流切換到供給所述第二電流或者停止電流供給。此外，根據(jù)本發(fā)明的第七方案，在所述沖擊工具中，供給所述第二電流或者停止電流供給的所述短時(shí)間段可以是預(yù)先設(shè)定的預(yù)定時(shí)間。此外，根據(jù)本發(fā)明的第八方案，在所述沖擊工具中，可以監(jiān)視所述第一電流的值，并且當(dāng)所述第一電流的值達(dá)到預(yù)定值時(shí)，可以停止所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。此外，根據(jù)本發(fā)明的第九方案，在所述沖擊工具中，可以監(jiān)視所述第一電流的積分值達(dá)到預(yù)定值所需的時(shí)間，并且當(dāng)所述時(shí)間等于或小于預(yù)定值時(shí)，可以停止所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，或者可以將模式轉(zhuǎn)換至所述沖擊模式。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明的第一方案，由于撞錘由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的所述沖擊工具包括鉆進(jìn)模式，即，通過(guò)使所述撞錘沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)以使所述砧旋轉(zhuǎn)，從而使安裝在所述砧上的端部工具旋轉(zhuǎn)；以及沖擊模式，即，在撞錘間歇地撞擊砧的同時(shí)，使安裝在砧上的端部工具旋轉(zhuǎn)，所以能夠在所述沖擊工具中實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)模式。盡管通過(guò)行星齒輪減速機(jī)構(gòu)來(lái)降低撞錘的速度，但由于撞錘不具有諸如凸輪機(jī)構(gòu)之類(lèi)的有意設(shè)置的容差部，所以電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力能夠無(wú)損失地傳遞至所述撞錘。根據(jù)本發(fā)明的第二方案，由于撞錘能夠相對(duì)于砧以小于360度的旋轉(zhuǎn)角度擺動(dòng)，也就是說(shuō)，撞錘不能夠相對(duì)于砧連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，所以撞錘不需要沿軸向移動(dòng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的沖擊機(jī)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的第三方案，由于電動(dòng)機(jī)被間歇地驅(qū)動(dòng)以使所述撞錘沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，因此能夠極大減少所謂脫離的發(fā)生，例如，端部工具的刀頭越過(guò)螺釘頭。根據(jù)本發(fā)明的第四方案，由于通過(guò)向所述電動(dòng)機(jī)交替地供給用于使所述電動(dòng)機(jī)沿正向旋轉(zhuǎn)的第一電流和用于在短時(shí)間段內(nèi)使所述電動(dòng)機(jī)沿反向旋轉(zhuǎn)的第二電流來(lái)間歇地驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)，因此當(dāng)?shù)谝浑娏鞯墓┙o停止時(shí)，由端部工具產(chǎn)生的緊固扭矩暫時(shí)大幅下 降。因此，即使當(dāng)端部工具的刀頭試圖越過(guò)螺釘頭時(shí)，端部工具的刀頭也能在扭矩下降過(guò)程中再次與螺釘頭有效接合，從而能夠極大減少脫離的發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明的第五方案，由于通過(guò)交替地反復(fù)執(zhí)行向所述電動(dòng)機(jī)供給所述第一電流以及在短時(shí)間段內(nèi)停止向所述電動(dòng)機(jī)供給電流來(lái)間歇地驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)，因此當(dāng)?shù)谝浑娏鞯墓┙o停止時(shí)，由端部工具產(chǎn)生的緊固扭矩暫時(shí)略微下降。因此，即使當(dāng)端部工具的刀頭試圖越過(guò)螺釘頭時(shí)，端部工具的刀頭也能在扭矩下降過(guò)程中再次與螺釘頭有效接合，從而能夠極大減少脫離的發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明的第六方案，計(jì)算所述第一電流的積分值，并且當(dāng)所述積分值達(dá)到預(yù)定值時(shí)，從供給所述第一電流切換到供給所述第二電流或者停止電流供給。這樣，在有效地使得由端部工具的刀頭產(chǎn)生的緊固扭矩下降的同時(shí)，能夠測(cè)量出引起脫離的緊固扭矩量。根據(jù)本發(fā)明的第七方案，由于供給所述第二電流或者停止電流供給的所述短時(shí)間段是預(yù)先設(shè)定的預(yù)定時(shí)間，所以能夠在緊固扭矩的下降影響端部工具的旋轉(zhuǎn)下降之前重新開(kāi)始第一電流的供給。因此，能夠在可以基本忽略緊固扭矩的變化的狀態(tài)下執(zhí)行由鉆進(jìn)模式實(shí)現(xiàn)的緊固操作。根據(jù)本發(fā)明的第八方案，監(jiān)視所述第一電流的值，并且當(dāng)所述第一電流的值達(dá)到預(yù)定值時(shí)，停止所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)緊固扭矩達(dá)到預(yù)定值時(shí)，能夠自動(dòng)地停止電動(dòng)機(jī)。通過(guò)這種方式，由于能夠通過(guò)電子方式實(shí)現(xiàn)離合器單元而無(wú)需使用機(jī)械式離合器機(jī)構(gòu)，所以能夠抑制電動(dòng)工具的制造成本的增加。根據(jù)本發(fā)明的第九方案，監(jiān)視所述第一電流的積分值達(dá)到預(yù)定值所需的時(shí)間，并且當(dāng)所述時(shí)間等于或小于預(yù)定值時(shí)，停止所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，或者將模式轉(zhuǎn)換至所述沖擊模式。這樣，當(dāng)緊固扭矩達(dá)到預(yù)定值時(shí)，能夠使電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止。通過(guò)這種方式，由于離合器單元能夠以電子方式實(shí)現(xiàn)而無(wú)需使用機(jī)械式離合器機(jī)構(gòu)，所以能夠抑制電動(dòng)工具的制造成本的增加。此外，當(dāng)需要更大的緊固扭矩時(shí)，能夠?qū)@進(jìn)模式轉(zhuǎn)換成沖擊模式。因此，能夠縮短利用沖擊操作進(jìn)行完整緊固操作所需的時(shí)間。上述目的和其它目的以及新穎特征將通過(guò)下面給出的說(shuō)明書(shū)和附圖的描述變得顯而易見(jiàn)。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的沖擊工具的整體結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的沖擊工具的外觀(guān)的透視圖；圖3是圖I所示的撞擊機(jī)構(gòu)附近的部分的放大剖視圖；圖4是示出圖I所示的撞錘和砧的構(gòu)造的透視圖；圖5是示出從不同角度看到的圖I所示的撞錘和砧的構(gòu)造的透視圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的沖擊工具的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的功能框圖；圖7 (7A、7B、7C、7D)是沿著圖3中的線(xiàn)A-A截取的剖視圖，用于說(shuō)明“連續(xù)驅(qū)動(dòng)模 式”下的撞錘的驅(qū)動(dòng)控制；圖8 (8A、8B、8C、8D、8E、8F)是沿著圖3中的線(xiàn)A-A截取的剖視圖，用于說(shuō)明“間歇驅(qū)動(dòng)模式”下的撞錘的驅(qū)動(dòng)控制；圖9是示出在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的沖擊工具的“連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式”下電動(dòng)機(jī)的基本驅(qū)動(dòng)電流控制的電流波形圖；以及圖10是示出在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的沖擊工具的“脫離防止模式”下電動(dòng)機(jī)的間歇驅(qū)動(dòng)電流控制的電流波形圖。
具體實(shí)施例方式第一示例性實(shí)施例下文中，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在下面的說(shuō)明中，上下方向、前后方向以及左右方向?qū)?yīng)于圖I和圖2中所示的方向。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的沖擊工具I的整體結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖。沖擊工具I使用可被充電而用作電源的電池組30以及作為驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)撞擊機(jī)構(gòu)40的電動(dòng)機(jī)3，沖擊工具I旋轉(zhuǎn)并且撞擊作為輸出軸的砧46以將連續(xù)扭矩或間歇撞擊カ傳遞至圖中未示出的諸如螺絲刀頭等端部工具，從而緊固螺釘或螺栓。電動(dòng)機(jī)3為無(wú)刷DC電動(dòng)機(jī)并且容納在當(dāng)從側(cè)表面看時(shí)形成為大致T形的殼體6(見(jiàn)圖2)的管狀主干部6a中。殼體6形成為可分開(kāi)為彼此基本対稱(chēng)的左右兩個(gè)部件，并且這些部件由多個(gè)螺釘固定到一起。因此，在分開(kāi)的殼體6中的一個(gè)殼體(在示例性實(shí)施例中為左側(cè)殼體)中，形成有多個(gè)螺釘凸臺(tái)20。在另ー個(gè)殼體(右側(cè)殼體)中，形成有多個(gè)螺孔(圖中未示出)。電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)軸19被軸承17b和軸承17a支撐以便自由地旋轉(zhuǎn)，軸承17b設(shè)置于主干部6a的后端側(cè)，軸承17a設(shè)置于中部附近的部分中。在電動(dòng)機(jī)3的后部中，設(shè)有安裝有六個(gè)開(kāi)關(guān)元件10的板7。通過(guò)開(kāi)關(guān)元件10控制逆變器以使電動(dòng)機(jī)3旋轉(zhuǎn)。在板7的前部側(cè)，安裝有諸如霍爾元件或霍爾IC等旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)元件58以檢測(cè)轉(zhuǎn)子3a的位置。在與殼體6的主干部6a大致成直角一體延伸的抓握部6b的上部中，設(shè)有開(kāi)關(guān)觸發(fā)器8和正向/反向切換桿14。在開(kāi)關(guān)觸發(fā)器8中，設(shè)有觸發(fā)器操作部8a，觸發(fā)器操作部8a受圖中未示出的彈簧推壓而從抓握部6b突出。在抓握部6b的下部中，容納有控制電路板9,控制電路板9具有通過(guò)觸發(fā)器操作部8a來(lái)控制電動(dòng)機(jī)3的速度的功能。在形成于殼體6的抓握部6b的下部中的電池保持部6c中，可拆除地安裝有電池組30，在電池組30中容納有諸如鎳氫電池單元或鋰離子電池單元等多個(gè)電池單元。在電動(dòng)機(jī)3的前部中，設(shè)有冷卻扇18，冷卻扇18安裝在旋轉(zhuǎn)軸19上并且與電動(dòng)機(jī)3同步旋轉(zhuǎn)。借助冷卻扇18，從設(shè)置于主干部6a的后部中的進(jìn)氣口 26a和26b抽吸空氣。抽吸的空氣從多個(gè)狹縫26c (見(jiàn)圖2)排放到殼體6的外部，多個(gè)狹縫26c形成在殼體6的主干部6a中以及冷卻扇18的徑向外周側(cè)附近。撞擊機(jī)構(gòu)40由兩個(gè)部分形成，即，砧46和撞錘41。撞錘41被固定成將行星齒輪減速機(jī)構(gòu)21的多個(gè)行星齒輪的旋轉(zhuǎn)軸連接到一起。撞錘41不包括具有心軸、彈簧、凸輪槽、滾珠等的凸輪機(jī)構(gòu)，這不同于當(dāng)前廣泛使用的公知的沖擊機(jī)構(gòu)。砧46和撞錘41通過(guò)裝配軸和形成在旋轉(zhuǎn)中心附近的裝配孔彼此連接，以使得在砧46和撞錘41之間僅可以進(jìn)行小于一圈的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。站46與輸出軸部形成一體，圖中未不出的端部工具安裝在輸出軸部上。在砧的前端中，形成有安裝孔46a，安裝孔46a在軸向上具有六邊形截面形狀。砧46的后側(cè)與撞錘41的裝配軸連接并且被位于軸向中部附近的部分處的金屬軸承16a支撐以相對(duì)于外殼5自由地旋轉(zhuǎn)。外殼5由金屬一體形成為容納撞擊機(jī)構(gòu)40和行星齒輪減速機(jī)構(gòu)21,并且外殼5安裝至殼體6的前側(cè)。此外，外殼5的外周側(cè)被由樹(shù)脂制成的罩蓋11覆蓋以防止熱傳遞并且實(shí)現(xiàn)吸收沖擊的效果。在砧46的端部中，形成有用于保持端部工具的端部工具保持單元。 通過(guò)使套筒15前后移動(dòng)來(lái)拆除和安裝端部工具。在沖擊工具I中，當(dāng)拉動(dòng)觸發(fā)器操作部8a以開(kāi)始驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3時(shí)，通過(guò)行星齒輪減速機(jī)構(gòu)21降低電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速，并且以與電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速成預(yù)定比率的轉(zhuǎn)速直接驅(qū)動(dòng)撞錘41。當(dāng)撞錘41旋轉(zhuǎn)時(shí)，其扭矩傳遞至砧46，以使砧46以與撞錘41的速度相同的速度開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。圖2是示出圖I所示的沖擊工具I的外觀(guān)的透視圖。殼體6由三個(gè)部分(6a、6b和6c)形成。在冷卻扇18的徑向外周側(cè)附近，形成有用于排出冷卻空氣的狹縫26c。此外，在電池保持部6c的上表面中，設(shè)有控制面板31。在控制面板31上，布置有各種操作按鈕或顯示燈。例如，布置有用于開(kāi)啟和關(guān)閉LED燈12的開(kāi)關(guān)或者用于確認(rèn)電池組30的殘余電量的按鈕。此外，在電池保持部6c的側(cè)表面上，設(shè)有用于切換沖擊工具I的操作模式(鉆進(jìn)模式、沖擊模式)的按鈕開(kāi)關(guān)32。當(dāng)操作員向右按壓按鈕開(kāi)關(guān)32時(shí)，交替地切換鉆進(jìn)模式和沖擊模式。在電池組30中，設(shè)有解除按鈕30a。通過(guò)在使電池組30向前移動(dòng)的同時(shí)按壓位于左右兩側(cè)的解除按鈕30a，能夠?qū)㈦姵亟M30從電池保持部6c上拆除。在電池保持部6c的左右兩側(cè)，設(shè)有由金屬制成的可拆除的帶掛鉤33。在圖2中，帶掛鉤安裝至沖擊工具I的左偵U。然而，帶掛鉤33可拆除并安裝至沖擊工具I的右側(cè)。在電池保持部6c的后端部附近，安裝有條帶34。圖3是圖I所示的撞擊機(jī)構(gòu)40附近的部分的放大剖視圖。行星齒輪減速機(jī)構(gòu)21為行星齒輪類(lèi)型，與電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)軸19的端部連接的恒星齒輪21a用作驅(qū)動(dòng)軸(輸入軸)，并且多個(gè)行星齒輪21b在固定到主干部6a上的外齒輪21d內(nèi)旋轉(zhuǎn)。行星齒輪21b的多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸21c由具有行星齒輪托架功能的撞錘41支撐。撞錘41作為行星齒輪減速機(jī)構(gòu)21的從動(dòng)軸(輸出軸)以預(yù)定減速比沿著與電動(dòng)機(jī)3的方向相同的方向旋轉(zhuǎn)?？梢曰谥T如待緊固的主對(duì)象(螺釘或螺栓)、電動(dòng)機(jī)3的輸出以及所需的緊固扭矩等因素來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定減速比。在示例性實(shí)施例中，減速比設(shè)定為使得撞錘41的轉(zhuǎn)速約為電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速的1/8至1/15。
在主干部6a中的兩個(gè)螺釘凸臺(tái)20的內(nèi)周側(cè)，設(shè)有內(nèi)罩蓋22。內(nèi)罩蓋22是通過(guò)將諸如塑料之類(lèi)的合成樹(shù)脂一體成型制成的。在后部中，形成有筒形部。筒形部保持軸承17a，軸承17a固定電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)軸19以使旋轉(zhuǎn)軸19自由地旋轉(zhuǎn)。此外，在內(nèi)罩蓋22的前側(cè)，設(shè)有具有不同直徑的兩個(gè)筒形階部。在小階部中，設(shè)有滾珠型軸承16b。在大的筒形階部中，從前側(cè)插入有外齒輪21d的一部分。由于外齒輪21d附接至內(nèi)罩蓋22而不能自由旋轉(zhuǎn)并且內(nèi)罩蓋22附接至殼體6的主干部6a而不能自由旋轉(zhuǎn)，因此外齒輪21d在非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下固定到殼體6。此外，在外齒輪21d的外周部中，設(shè)有凸緣部，該凸緣部形成為外徑大。在凸緣部和內(nèi)罩蓋22之間設(shè)有0形圈23。油脂(圖中未示出)被設(shè)于撞錘41和砧46的旋轉(zhuǎn)部分。0形圈23用于進(jìn)行密封以使油脂不會(huì)泄漏到內(nèi)罩蓋22偵U。在本示例性實(shí)施例中，撞錘41用作保持行星齒輪21b的多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸21c的行星齒輪托架。因此，撞錘41的后端部延伸到軸承16b的內(nèi)圈的內(nèi)周偵彳。此外，撞錘41的后側(cè)的內(nèi)周部布置在用于容納安裝在電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)軸19上的恒星齒輪21a的筒形內(nèi)空間中。在撞錘41前側(cè)的中心軸線(xiàn)附近，裝配軸41a形成為沿軸向向前突出的軸部。裝配軸41a裝配到形成在砧46后側(cè)的中心軸線(xiàn)附近的柱形裝配孔46f中。裝配軸41a和裝配孔46f被支 撐為相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。下文中參照?qǐng)D4和圖5，對(duì)圖I和圖2中所示的撞擊機(jī)構(gòu)40的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的撞錘41和砧46的構(gòu)造的透視圖。在圖4中，從斜前部觀(guān)察撞錘41，而從斜后部觀(guān)察砧46。圖5是示出撞錘41和砧46的構(gòu)造的透視圖，不出了從斜后部觀(guān)察撞銀41的不意圖以及從斜如部觀(guān)察站' 46的局部圖。撞銀41包括從筒形主體部41b徑向突出的兩個(gè)葉片部41c和41d。葉片部41d和41c分別包括沿軸向突出的突出部。此外，葉片部41c和41d分別包括一組撞擊部和心軸部(spindle portion)。葉片部41c的外周部形成為以扇形形狀展開(kāi)。在葉片部41c的外周部上形成有沿軸向向前突出的突出部42。以扇形形狀展開(kāi)的部分和突出部42同時(shí)用作撞擊部(撞擊棘爪)且用作心軸部。在突出部42的周向兩側(cè)形成有撞擊側(cè)表面42a和42b。撞擊側(cè)表面42a和42b 二者均形成為平面并且具有適當(dāng)?shù)慕嵌纫员闩c砧46的被撞擊側(cè)表面有效地形成面接觸，稍后說(shuō)明。另ー方面，在葉片部41d中，外周部形成為以扇形形狀展開(kāi)。因此，葉片部41d的外周部的質(zhì)量變大，從而用作心軸部。此外,形成有從葉片部41d的徑向中部附近的部分沿軸向向前突出的突出部43。突出部43用作撞擊部(撞擊棘爪)。在周向兩側(cè)處，形成有撞擊側(cè)表面43a和43b。撞擊側(cè)表面43a和43b 二者均形成為平面并且沿周向具有適當(dāng)?shù)慕嵌纫员闩c砧46的被撞擊側(cè)表面有效地形成面接觸，稍后說(shuō)明。在主體部41b的軸線(xiàn)附近以及前側(cè)，形成有裝配到砧46的裝配孔46f中的裝配軸41a。在主體部41b的后側(cè)，形成有兩個(gè)盤(pán)形部44a和44b以及連接部44c，從而具有行星齒輪托架的功能，連接部44c在兩個(gè)周向位置處將盤(pán)形部連接到一起。分別在盤(pán)形部44a和44b的兩個(gè)周向位置處,形成有通孔44d。兩個(gè)行星齒輪21b布置在盤(pán)形部44a和44b之間(見(jiàn)圖3)，并且行星齒輪21b的旋轉(zhuǎn)軸21c (見(jiàn)圖3)安裝至通孔44d內(nèi)。在盤(pán)形部44b的后側(cè)，形成有以筒形形狀延伸的筒形部44e。筒形部44e的外周側(cè)由軸承16b的內(nèi)圈支撐。此外，恒星齒輪21a布置在筒形部44e的內(nèi)部空間44f 中(見(jiàn)圖3)。優(yōu)選地，考慮到強(qiáng)度和重量，通過(guò)金屬的一體成型而形成圖4和圖5中所示的撞錘41和砧46。砧46包括兩個(gè)葉片部46c和46d，兩個(gè)葉片部46c和46d從筒形主體部46b沿徑向突出。在葉片部46c的外周附近，形成有沿軸向向后突出的突出部47。在突出部47的周向兩側(cè)，形成有被撞擊側(cè)表面47a和47b。另一方面,在葉片部46d的徑向中部附近,形成有沿軸向向后突出的突出部48。在突出部48的周向兩側(cè)，形成有被撞擊側(cè)表面48a和48b。當(dāng)撞錘41正向旋轉(zhuǎn)(沿緊固螺釘?shù)姆较蛐D(zhuǎn))時(shí)，撞擊側(cè)表面42a抵靠在被撞擊側(cè)表面47a上，同時(shí)撞擊側(cè)表面43a抵靠在被撞擊側(cè)表面48a上。此外，當(dāng)撞錘41反向旋轉(zhuǎn)(沿松開(kāi)螺釘?shù)姆较蛐D(zhuǎn))時(shí)，撞擊側(cè)表面42b抵靠在被撞擊側(cè)表面47b上，同時(shí)撞擊側(cè)表面43b抵靠在被撞擊側(cè)表面48b上。確定突出部42、43、47和48的形狀以使上述抵靠同時(shí)發(fā)生。如上所述，根據(jù)撞錘41和砧46，由于在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)彼此對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)部分中進(jìn)行撞擊，因此撞擊過(guò)程中的平衡良好，從而沖擊工具I在撞擊過(guò)程中幾乎不會(huì)擺動(dòng)。此外，由于撞擊側(cè)表面分別設(shè)置在突出部的周向兩側(cè)，因此不僅在正向旋轉(zhuǎn)過(guò)程中能夠進(jìn)行撞擊，而且在反向旋轉(zhuǎn)過(guò)程中也能夠進(jìn)行撞擊。這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)方便的沖擊工具。此外，由于撞錘41撞擊砧46的方向僅為周向并且撞錘41不會(huì)沿軸向也不會(huì)向前撞擊砧，所以在沖擊模式期間端部工具不會(huì)多余地按壓緊固部件。因此，當(dāng)將木螺釘?shù)染o固到木材中時(shí)存在優(yōu) 勢(shì)。下面將參照?qǐng)D6對(duì)電動(dòng)機(jī)3的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作進(jìn)行說(shuō)明。圖6是示出電動(dòng)機(jī)3的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。在本示例性實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)3由三相無(wú)刷DC電動(dòng)機(jī)形成。無(wú)刷DC電動(dòng)機(jī)是所謂的內(nèi)轉(zhuǎn)子型并且包括轉(zhuǎn)子3a，其包括具有多組(在本示例性實(shí)施例中為兩組)N極和S極的永磁體；定子3b，其包括星形連接的三相定子繞組U、V和W ;以及三個(gè)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)元件(霍爾元件)58，其沿周向以預(yù)定間隔，例如，以60°的角度間隔布置以檢測(cè)轉(zhuǎn)子3a的旋轉(zhuǎn)位置。根據(jù)來(lái)自旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)元件58的位置檢測(cè)信號(hào)，控制向定子繞組U、V和W供給電流的方向和時(shí)間，并且使電動(dòng)機(jī)3旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)元件58設(shè)于板7上與轉(zhuǎn)子3a的永磁體3c相反的位置處。電子元件包括逆變器電路52，逆變器電路52具有以三相橋接形式連接的諸如FET之類(lèi)的六個(gè)開(kāi)關(guān)元件Q I至Q6。六個(gè)橋接的開(kāi)關(guān)元件Ql至Q6的柵極分別與安裝于控制電路板9上的控制信號(hào)輸出電路53連接，而六個(gè)開(kāi)關(guān)元件Ql至Q6的漏極和源極分別與星形連接的定子繞組U、V和W連接。這樣，六個(gè)開(kāi)關(guān)元件Ql至Q6根據(jù)從控制信號(hào)輸出電路53輸入的開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)(驅(qū)動(dòng)信號(hào)H4、H5和H6)執(zhí)行切換操作以通過(guò)將施加到逆變器電路52的電池組30的DC電壓視為三相(U相、V相和W相)電壓Vu、Vv、Vw，將電力供給至定子繞組U、V和W。用于驅(qū)動(dòng)六個(gè)開(kāi)關(guān)元件Ql至Q6的柵極的開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)(三相信號(hào))所連接的三個(gè)負(fù)極電源側(cè)開(kāi)關(guān)元件Q4、Q5和Q6分別作為脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(PWM信號(hào))H4、H5和H6供應(yīng)，并且通過(guò)安裝到控制電路板9上的計(jì)算單元51根據(jù)開(kāi)關(guān)觸發(fā)器8的觸發(fā)器操作部8a的操作量(行程)的檢測(cè)信號(hào)來(lái)改變PWM信號(hào)的脈沖寬度(占空比)，從而調(diào)節(jié)供給電動(dòng)機(jī)3的電量并且控制電動(dòng)機(jī)3的啟動(dòng)/停止以及轉(zhuǎn)速。此處，PWM信號(hào)供給至逆變器電路52的正極電源側(cè)開(kāi)關(guān)元件Ql至Q3或負(fù)極電源側(cè)開(kāi)關(guān)元件Q4至Q6。開(kāi)關(guān)元件Ql至Q3或開(kāi)關(guān)元件Q4至Q6高速切換以控制從電池組30的DC電壓分別供給至定子繞組U、V和W的電力。在本示例性實(shí)施例中，由于PWM信號(hào)供給至負(fù)極電源側(cè)開(kāi)關(guān)元件Q4至Q6，因此控制PWM信號(hào)的脈沖寬度，可以調(diào)節(jié)分別供給至定子繞組U、V和W的電力并且可以控制電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速。
在沖擊工具I中，設(shè)有用于切換電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)方向的正向/反向切換桿14。每當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定電路62檢測(cè)到正向/反向切換桿14的變化時(shí)，旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定電路62切換電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向并且將控制信號(hào)發(fā)送至計(jì)算單元51。計(jì)算單元51包括中央處理單元(CPU)，其用于根據(jù)處理程序和數(shù)據(jù)來(lái)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)；R0M，其用于存儲(chǔ)處理程序或控制數(shù)據(jù)；RAM，其用于臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；計(jì)時(shí)器等部件，這些部件在圖中未示出?？刂菩盘?hào)輸出電路53根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定電路62和轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路54的輸出信號(hào)生成交替地切換預(yù)定開(kāi)關(guān)元件Ql至Q6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到控制信號(hào)輸出電路53。因此，電流交替地供應(yīng)至定子繞組U、V和W的預(yù)定繞組，從而使轉(zhuǎn)子3a沿著設(shè)定的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，基于施加電壓設(shè)定電路61的輸出控制信號(hào)將施加到負(fù)極電源側(cè)開(kāi)關(guān)元件Q4至Q6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為PWM調(diào)制信號(hào)輸出。電流檢測(cè)電路59測(cè)量供應(yīng)至電動(dòng)機(jī)3的電流值，并且電流值被反饋給計(jì)算單元51，以便將電流調(diào)節(jié)為設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電力?？梢韵蛘龢O電源側(cè)開(kāi)關(guān)元件Ql至Q3提供PWM信號(hào)。轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路55是利用輸入的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路54的多個(gè)信號(hào)來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速并且把轉(zhuǎn)速輸出至計(jì)算單元51的電路。撞擊沖擊傳感器56檢測(cè)施加到砧46上的沖 擊水平，并且撞擊沖擊傳感器56的輸出通過(guò)撞擊沖擊檢測(cè)電路57輸入至計(jì)算單兀51。撞擊沖擊傳感器56能夠通過(guò)安裝至砧46上的應(yīng)變計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)利用撞擊沖擊傳感器56的輸出以預(yù)定扭矩完成緊固操作吋，電動(dòng)機(jī)3可自動(dòng)停止。在根據(jù)示例性實(shí)施例的沖擊工具I中，電動(dòng)機(jī)能夠在下面所述的三種驅(qū)動(dòng)模式
(I)至(3)下旋轉(zhuǎn)。(I)連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式A (不具有電子離合器功能)(2)連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式B (具有電子離合器功能)(3)間歇驅(qū)動(dòng)模式在連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式A下，簡(jiǎn)單地控制電動(dòng)機(jī)3，使撞錘連續(xù)旋轉(zhuǎn)從而使砧沿ー個(gè)方向連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。在連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式A下，由于未使用離合器機(jī)構(gòu)，所以為了使電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)停止，操作員需要關(guān)掉開(kāi)關(guān)觸發(fā)器8。在連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式B下，簡(jiǎn)單地控制電動(dòng)機(jī)3，使撞錘連續(xù)旋轉(zhuǎn)從而使砧沿ー個(gè)方向連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式B與連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式A基本相同。然而，由于通過(guò)電子方式實(shí)現(xiàn)了離合器機(jī)構(gòu)，所以操作員不需要關(guān)掉開(kāi)關(guān)觸發(fā)器8。即使當(dāng)連續(xù)拉動(dòng)開(kāi)關(guān)觸發(fā)器8時(shí)，如果扭矩達(dá)到預(yù)定扭矩值，電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)也自動(dòng)停止。隨后將對(duì)通過(guò)電子離合器機(jī)構(gòu)控制電動(dòng)機(jī)3的自動(dòng)停止的方法進(jìn)行說(shuō)明。在間歇驅(qū)動(dòng)模式下，撞錘正向旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)以撞擊砧，并且間歇地驅(qū)動(dòng)砧以利用強(qiáng)的撞擊扭矩使端部工具旋轉(zhuǎn)。由于撞錘41需要正向旋轉(zhuǎn)以及反向旋轉(zhuǎn)來(lái)撞擊砧46，因此需要以獨(dú)特的方式來(lái)控制電動(dòng)機(jī)3。獨(dú)特的控制方法用于間歇驅(qū)動(dòng)模式，這能夠由根據(jù)本示例性實(shí)施例的撞錘41和砧46來(lái)實(shí)現(xiàn)。在間歇驅(qū)動(dòng)模式下，由于撞錘41進(jìn)行撞擊，所以與連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式相比毎次的緊固角度較小。因此，當(dāng)通過(guò)沖擊操作來(lái)進(jìn)行緊固時(shí)，在所需扭矩低的緊固的初期階段中，在連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式A下驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3。當(dāng)待被緊固物體的反作用力強(qiáng)且所需緊固扭矩增大時(shí)，將連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式切換到間歇驅(qū)動(dòng)模式。因此，能夠縮短在沖擊模式下進(jìn)行緊固所需的總時(shí)間。下面將參照?qǐng)D7 (7A、7B、7C、7D)和圖 8 (8A、8B、8C、8D、8E、8F)對(duì)撞錘 41 和石占 46的旋轉(zhuǎn)操作進(jìn)行說(shuō)明。圖7是沿著圖3中的線(xiàn)A-A截取的剖視圖并且為用于對(duì)上述“連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式A和B”下的撞錘41的基本驅(qū)動(dòng)控制進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。從這些剖視圖中能夠理解從撞錘41沿軸向突出的突出部42和43與從砧46沿軸向突出的突出部47和48之間的位置關(guān)系。在緊固操作期間(在正向旋轉(zhuǎn)期間)砧46的旋轉(zhuǎn)方向在圖7中為逆時(shí)針?lè)较?。通過(guò)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3，撞錘41按圖7A、圖7B、圖7C和圖7D的次序旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)3使撞錘41沿箭頭標(biāo)記71、72、73和74所示的方向連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，所以撞錘41按壓砧46的后部。在撞錘41的撞擊側(cè)表面42a和43a與砧46的被撞擊側(cè)表面47a和48a形成接觸的狀態(tài)下，站46也沿箭頭標(biāo)記所示的方向同步地旋轉(zhuǎn)。如上所述，在根據(jù)示例性實(shí)施例的沖擊工具I中，在緊固操作期間負(fù)荷小的狀態(tài)下，通過(guò)利用電動(dòng)機(jī)3僅使撞錘41旋轉(zhuǎn)，砧46也能夠同步旋轉(zhuǎn)。因此，能夠利用安裝在安裝孔46a中的端部工具來(lái)執(zhí)行緊固操作或鉆進(jìn)操作，這與常規(guī)的驅(qū)動(dòng)器鉆具類(lèi)似。圖8是沿著圖3中的線(xiàn)A-A截取的剖視圖并且為用于對(duì)沖擊工具I的上述“間歇驅(qū)動(dòng)模式”下的撞錘41的基本驅(qū)動(dòng)控制進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。在“間歇驅(qū)動(dòng)模式”下，不僅撞錘41沿ー個(gè)方向旋轉(zhuǎn),而且通過(guò)以獨(dú)特的方法驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3使撞錘41前后移動(dòng),從而使撞 錘41撞擊站46。圖8A是示出初始狀態(tài)的圖，所述初始狀態(tài)為在“連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式”切換到“間歇驅(qū)動(dòng)模式”之后緊接的狀態(tài)。通過(guò)從該狀態(tài)開(kāi)始電動(dòng)機(jī)3的反向旋轉(zhuǎn)，撞錘41沿箭頭標(biāo)記81所示的方向(與砧46的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向)旋轉(zhuǎn)。由于撞錘41能夠相對(duì)于砧46以小于360度的旋轉(zhuǎn)角度擺動(dòng)，所以當(dāng)電動(dòng)機(jī)3反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以?xún)H使撞錘41從圖8A所示的狀態(tài)反向地旋轉(zhuǎn)。此時(shí),姑46的旋轉(zhuǎn)保持停止。當(dāng)電動(dòng)機(jī)3反向旋轉(zhuǎn)至與圖8B所示的狀態(tài)接近的狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)3的反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)停止。然而，撞錘41由于慣性而沿箭頭標(biāo)記82所示的方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)并且反向旋轉(zhuǎn)至圖SC所示的位置。當(dāng)將沿正旋轉(zhuǎn)方向的驅(qū)動(dòng)電流供給至電動(dòng)機(jī)3以使電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，恰在圖SC所示的位置之前，撞錘41沿箭頭標(biāo)記83所示的方向的旋轉(zhuǎn)停止而開(kāi)始沿箭頭標(biāo)記84所示的方向旋轉(zhuǎn)(沿正向旋轉(zhuǎn))。此處，撞錘41的旋轉(zhuǎn)方向被反轉(zhuǎn)的位置稱(chēng)為“反向位置”。在本示例性實(shí)施例中，從旋轉(zhuǎn)開(kāi)始至撞錘41的反向位置處的旋轉(zhuǎn)角度約為240度。該反向角度可在最大可反向角度內(nèi)任意設(shè)定并且優(yōu)選地依照由撞擊產(chǎn)生的緊固扭矩的要求值來(lái)設(shè)定。當(dāng)撞錘41的旋轉(zhuǎn)方向被反轉(zhuǎn)時(shí)，撞錘41再次正向旋轉(zhuǎn)。如圖8D所示，突出部42再次經(jīng)過(guò)突出部48的外周側(cè)，同時(shí)突出部43經(jīng)過(guò)突出部47的內(nèi)周側(cè)，并且撞錘加速并且沿箭頭標(biāo)記85所示的方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。通過(guò)這種方式，為了容許突出部42和43 二者經(jīng)過(guò)，突出部42的內(nèi)徑Rh2形成為比突出部48的外徑Rai大，以使突出部42和48 二者彼此不碰撞。類(lèi)似地，突出部43的外徑Rhi形成為比突出部47的內(nèi)徑Ra2小，以使突出部43和47 ニ者彼此不碰撞。根據(jù)這種位置關(guān)系，撞錘41和砧46的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度能夠形成為大于180度，并且能夠確保撞錘41相對(duì)于砧46存在足夠的反向角度量。反向角度表示在撞錘41撞擊砧46之前的加速區(qū)。然后，當(dāng)撞錘41沿箭頭標(biāo)記86所示的方向加速并且旋轉(zhuǎn)至圖SE所示的狀態(tài)時(shí)，突出部42的撞擊側(cè)表面42a與突出部47的被撞擊側(cè)表面47a碰撞。同時(shí)，突出部43的撞擊側(cè)表面43a與突出部48的被撞擊側(cè)表面48a碰撞。通過(guò)這種方式，由于撞錘在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)彼此相反的兩個(gè)位置處與砧碰撞，所以撞錘41以良好的平衡性撞擊砧46。由于該撞擊，如圖8F所不，撞錘41撞擊站' 46的后部以使站' 46沿箭頭標(biāo)記87所示的方向旋轉(zhuǎn)。因此，利用由撞擊引起的旋轉(zhuǎn)來(lái)緊固被緊固部件。撞錘41包括作為在徑向上位于同心位置(等于或大于Rh2且等于或小于Rh3的位置)處的唯一突起部的突出部42以及作為位于同心位置(等于或小于Rhi的位置)處的唯一突起部的突出部43。此外，砧46具有作為在徑向上位于同心位置(等于或大于Ra2且等于或小于Ra3的位置)處的唯一突起部的突出部47以及作為位于同心位置(等于或小于Rai的位置)處的唯一突起部的突出部48。如上所述，在“間歇驅(qū)動(dòng)模式”下，電動(dòng)機(jī)3沿正向和反向交替旋轉(zhuǎn)以使撞錘41沿正向和反向交替旋轉(zhuǎn)，以便撞擊站46。在下文中，下面將參照?qǐng)D9和圖10對(duì)根據(jù)示例性實(shí)施例的沖擊工具I的“連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式”下的電動(dòng)機(jī)3的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行說(shuō)明。圖9是示出在圖7中所述的“連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式”下電動(dòng)機(jī)3的基本控制方法的電流波形圖。在圖9中，橫軸表示消逝時(shí)間t (微秒)，而縱軸表示供給至電動(dòng)機(jī)3的驅(qū)動(dòng)電流I (A)。當(dāng)操作員在時(shí)點(diǎn)t拉動(dòng)觸發(fā)器操作部8a時(shí)，電動(dòng)機(jī)3啟動(dòng)。此時(shí)，在由電流檢測(cè)電路59檢測(cè)到的電流值90之中，在緊接著旋轉(zhuǎn)開(kāi)始之后供 給所謂的啟動(dòng)電流，即如箭頭標(biāo)記91所示的大電流。然后，當(dāng)轉(zhuǎn)子3a開(kāi)始旋轉(zhuǎn)并加速時(shí)，電流值90減小。最終，在電動(dòng)機(jī)3的目標(biāo)轉(zhuǎn)速附近，電流值停留在箭頭標(biāo)記92所示的值。然而，當(dāng)來(lái)自安裝在砧46上的端部工具的緊固反作用力增大時(shí)，從砧46傳遞至撞錘41的反作用力增大。因此，為了保持電動(dòng)機(jī)3以目標(biāo)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，計(jì)算單元51控制供給至電動(dòng)機(jī)3的電流增大。結(jié)果，電流值90如箭頭標(biāo)記93所示逐漸增大。然后，在箭頭標(biāo)記94所示的點(diǎn)處，由于電流達(dá)到截止電流Ic，因此計(jì)算單元51視為完成了通過(guò)所需緊固扭矩實(shí)現(xiàn)的緊固操作。然后，在鉆進(jìn)模式下，計(jì)算單元51停止向逆變器電路52供給PWM信號(hào)以使電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)停止。另一方面，在沖擊模式下，計(jì)算單元51視為在“連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式”下緊固扭矩達(dá)到了最大緊固扭矩，并且將“連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式”切換至圖8所述的“間歇驅(qū)動(dòng)模式”以通過(guò)撞錘41的撞擊使砧46旋轉(zhuǎn)。在圖9中，任意設(shè)定截止電流Ic的值。例如,截止電流的值可設(shè)定為對(duì)應(yīng)于由用戶(hù)按多個(gè)級(jí)別設(shè)定的值。此外，計(jì)算單元51監(jiān)視電流值90是否超過(guò)截止電流Ic。然而，由于啟動(dòng)電流緊接在電動(dòng)機(jī)3啟動(dòng)之后流動(dòng)，因此電流值90可以超過(guò)截止電流Ic。因此，在緊接著啟動(dòng)之后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)，優(yōu)選的是，設(shè)置不將電流值90的值與截止電流Ic進(jìn)行比較的停滯時(shí)間95?？煽刂茷?，在經(jīng)過(guò)停滯時(shí)間95之后，開(kāi)始將電流值90與截止電流Ic進(jìn)行比較。圖10是在改進(jìn)的“連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式”即“脫離防止模式”下電動(dòng)機(jī)3的控制方法的電流波形圖，該方法是本發(fā)明的最具特點(diǎn)的控制方法。從圖10可以理解到，供給至電動(dòng)機(jī)3的電流值100被控制為不是連續(xù)供給而是間歇供給。此外，在將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿正旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的預(yù)定量正向電流供給至電動(dòng)機(jī)之后(例如，在h處)，在短時(shí)間內(nèi)U1至t2)供給用于使電動(dòng)機(jī)沿反向旋轉(zhuǎn)的預(yù)定反向電流Ir，然后，再次供給正向電流。在時(shí)點(diǎn)h處，由于電動(dòng)機(jī)3以預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，因此即使此時(shí)在短時(shí)間內(nèi)供給反向電流，電動(dòng)機(jī)3本身也不反向旋轉(zhuǎn)，并且撞錘41繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。扭矩僅稍微減小。此外，由于撞錘41的旋轉(zhuǎn)是以大約1/15的減速比傳遞過(guò)來(lái)的，并且由于行星齒輪減速機(jī)構(gòu)21或者撞錘41和砧46的公差，撞錘41的旋轉(zhuǎn)幾乎不減弱?？雌饋?lái)撞錘41的旋轉(zhuǎn)扭矩僅在時(shí)點(diǎn)&至12期間暫時(shí)滑落。在該時(shí)間期間，由于諸如木螺釘之類(lèi)的緊固部件由于慣性而繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，砧46的旋轉(zhuǎn)扭矩會(huì)如同撞錘的旋轉(zhuǎn)扭矩暫時(shí)滑落一樣下降，并且撞錘41的撞擊側(cè)表面42a和43a可與站46的被撞擊側(cè)表面47a和48a分離。分離的距離根據(jù)來(lái)自緊固部件的反作用力的值而不同。在一些情況下，僅砧46向前移動(dòng)，從而使撞錘I與砧46分離大約幾度的旋轉(zhuǎn)角度。然而，撞錘41的旋轉(zhuǎn)方向不變。也就是說(shuō)，撞錘41僅沿相同方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。在時(shí)點(diǎn)t2處，當(dāng)正向電流再次供給至電動(dòng)機(jī)3時(shí)，電流值100如箭頭標(biāo)記103所示突然升高，再次下降，并且如箭頭標(biāo)記104所示根據(jù)負(fù)荷的升高而逐漸増大。然后，在時(shí)點(diǎn)t3處，向電動(dòng)機(jī)3供給沿正向的旋轉(zhuǎn)電流變成向電動(dòng)機(jī)3供給預(yù)定的反向電流Ir。時(shí)點(diǎn)tpt3和t5作為供給反向電流Ir的定時(shí)被設(shè)定成使得由橫軸和沿正向的電流值100形成的閉合區(qū)域的面積是恒定的，即，下文所述數(shù)學(xué)表達(dá)式I成立。[數(shù)學(xué)表達(dá)式I]/ Idt=I 脈沖=恒量
I表示供給至電動(dòng)機(jī)3的電流(A), I 表示預(yù)先設(shè)定的預(yù)定值(閾值)。計(jì)算單元51開(kāi)始基于電流檢測(cè)電路59的輸出根據(jù)例如每微秒的電壓值依照數(shù)學(xué)表達(dá)式I來(lái)計(jì)算積分。開(kāi)始定時(shí)為時(shí)點(diǎn)O、tp t2、t4和t6。當(dāng)計(jì)算值達(dá)到積分值I ##時(shí),計(jì)算單元51控制待供給至電動(dòng)機(jī)3的反向電流Ir。通常，在緊固木螺釘時(shí)，隨著緊固操作進(jìn)行得更多，從緊固材料接收到的反作用力増加。也就是說(shuō)，電流值100逐漸増大。同時(shí)，由于1_恒定，t2和t3之間、t4和t5之間以及t6和t7之間的時(shí)間段逐漸變短。然而，作為供給至電動(dòng)機(jī)3的反向脈沖的反向電流Ir的值和將反向電流供給至電動(dòng)機(jī)的時(shí)間段是恒定的。值Ir或供給時(shí)間段可以預(yù)先設(shè)定并且存儲(chǔ)在計(jì)算單元51中包含的微計(jì)算機(jī)中。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的沖擊工具1，由于供給至電動(dòng)機(jī)3的電流值100被監(jiān)視，并且每當(dāng)進(jìn)行預(yù)定量的驅(qū)動(dòng)時(shí)都供給少量的反向脈沖，所以旋轉(zhuǎn)扭矩每次都下降，如同在砧46旋轉(zhuǎn)期間旋轉(zhuǎn)扭矩暫時(shí)滑落一祥，從而有效地恢復(fù)砧46與螺釘頭的接合。因此，能夠有效地恢復(fù)端部工具與螺釘頭的可能發(fā)生脫離的接合狀態(tài)。這樣，在連續(xù)執(zhí)行緊固操作的同時(shí)，能夠有效地防止脫離的發(fā)生。在本示例性實(shí)施例中，可以如圖9所述相同的方式通過(guò)監(jiān)視截止電流Ic來(lái)確認(rèn)緊固操作是否完成。即，計(jì)算単元51連續(xù)監(jiān)視供給至電動(dòng)機(jī)3的電流值100以判定電流值100是否超過(guò)截止電流Ic。當(dāng)電流值100超過(guò)截止電流Ic吋，計(jì)算單元51視為以預(yù)定緊固扭矩完成了緊固操作并且停止電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)與撞擊操作一起進(jìn)行緊固操作吋，圖10中所示的“脫離防止模式”可切換至如圖8所示的“間歇驅(qū)動(dòng)模式”。此處，緊接在電動(dòng)機(jī)3啟動(dòng)之后或者緊接在供給正向電流之后(時(shí)點(diǎn)t2、t4、t6)，與圖9類(lèi)似地設(shè)置停滯時(shí)間110。優(yōu)選的是，在經(jīng)過(guò)停滯時(shí)間10之后，開(kāi)始將電流值100與截止電流Ic進(jìn)行比較。在本示例性實(shí)施例中，作為用于通過(guò)“脫離防止模式”完成緊固操作的另ー評(píng)估方法，判定供給正向電流期間的單位時(shí)間，即0和h之間、t2和t3之間、t4和t5之間或者t6和t7之間的時(shí)間是否短于預(yù)定閾值。當(dāng)所述時(shí)間短于閾值時(shí)，可以控制電動(dòng)機(jī)3停止或者可以控制“脫離防止模式”切換至“間歇驅(qū)動(dòng)模式”。如上所述,根據(jù)本不例性實(shí)施例，在將相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度小于ー圈的撞錘和站用于使砧沿恒定方向(ー個(gè)方向)旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)工具中，不僅能夠容易地實(shí)現(xiàn)沖擊模式，而且能夠容易地實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)模式。此外，由于在鉆進(jìn)模式下在緊固時(shí)執(zhí)行如圖10所示的間歇控制，所以能夠大幅降低所謂脫離的發(fā)生率，脫離是指端部工具的刀頭越過(guò)螺釘?shù)穆葆旑^。已經(jīng)依照本示例性實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限于此，并且可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)的改變。例如，在上述示例性實(shí)施例的圖10中，控制反向電流Ir以在ti至t2、t3至t4、t5至t6以及t7至t8期間將反向電流供給至電動(dòng)機(jī)3。然而，可以停止電流的供給(1=0)，或者可以供給極其接近于0的正向電流來(lái)替代反向電流Ir的供給。此外，盡管在說(shuō)明書(shū)中對(duì)沖擊工具進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明不限于此，而是可應(yīng)用于具有如下連接機(jī)構(gòu)的電動(dòng)工具該連接機(jī)構(gòu)能夠相對(duì)地旋轉(zhuǎn)大約幾度至幾十度或者在旋轉(zhuǎn)方向上具有預(yù)定公差。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明的方案，提供一種能夠通過(guò)具有簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的撞錘和砧來(lái)實(shí)現(xiàn)沖擊機(jī)構(gòu)并且還能夠在不操作沖擊機(jī)構(gòu)的所謂鉆進(jìn)模式下使用的沖擊工具。根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種通過(guò)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法以小于360度的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度驅(qū)動(dòng)撞錘和砧而實(shí)現(xiàn)了極大抑制螺釘?shù)让撾x的鉆進(jìn)模式的沖擊工具。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)以便能夠精確地對(duì)來(lái)自緊固物體的緊固負(fù)荷的增加作出響應(yīng)的沖擊工具。
權(quán)利要求
1.一種沖擊工具,包括 電動(dòng)機(jī)； 減速機(jī)構(gòu)，其減小所述電動(dòng)機(jī)的扭矩； 撞錘，其與所述減速機(jī)構(gòu)的輸出部連接；以及 砧，其能夠相對(duì)于所述撞錘擺動(dòng)， 其中，所述撞錘由所述電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，并且 所述沖擊工具能夠以如下模式操作 鉆進(jìn)模式，通過(guò)使所述撞錘沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)以使所述砧旋轉(zhuǎn)，從而使安裝在所述砧上的端部工具旋轉(zhuǎn)；以及 沖擊模式，在所述撞錘間歇地撞擊所述砧的同時(shí)，使安裝在所述砧上的端部工具旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的沖擊工具，其中， 所述撞錘能夠相對(duì)于所述砧以小于360度的旋轉(zhuǎn)角度擺動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沖擊工具，其中， 在所述鉆進(jìn)模式下所述電動(dòng)機(jī)被間歇地驅(qū)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沖擊工具，其中， 通過(guò)向所述電動(dòng)機(jī)交替地供給用于使所述電動(dòng)機(jī)沿正向旋轉(zhuǎn)的第一電流和用于在短時(shí)間段內(nèi)使所述電動(dòng)機(jī)沿反向旋轉(zhuǎn)的第二電流來(lái)間歇地驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沖擊工具，其中， 通過(guò)交替地反復(fù)執(zhí)行向所述電動(dòng)機(jī)供給所述第一電流以及在短時(shí)間段內(nèi)停止向所述電動(dòng)機(jī)供給電流來(lái)間歇地驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的沖擊工具，其中， 計(jì)算所述第一電流的積分值，并且 當(dāng)所述積分值達(dá)到預(yù)定值時(shí)，從供給所述第一電流切換到供給所述第二電流或者停止電流供給。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的沖擊工具，其中， 供給所述第二電流或者停止電流供給的所述短時(shí)間段是預(yù)先設(shè)定的預(yù)定時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的沖擊工具，其中， 監(jiān)視所述第一電流的值，并且 當(dāng)所述第一電流的值達(dá)到預(yù)定值時(shí)，停止所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的沖擊工具，其中， 監(jiān)視所述第一電流的積分值達(dá)到預(yù)定值所需的時(shí)間，并且 當(dāng)所述時(shí)間等于或小于預(yù)定值時(shí)，停止所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，或者將模式轉(zhuǎn)換至 所述沖擊模式。
全文摘要
一種沖擊工具(1)包括電動(dòng)機(jī)(3)；減速機(jī)構(gòu)(21)，其減小電動(dòng)機(jī)(3)的扭矩；撞錘(41)，其與減速機(jī)構(gòu)(21)的輸出部連接；以及砧(46)，其能夠相對(duì)于撞錘(41)擺動(dòng)，其中，所述撞錘(41)由電動(dòng)機(jī)借助減速機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)，沖擊工具(1)能夠以如下模式操作鉆進(jìn)模式，通過(guò)使撞錘(41)沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)以使砧(46)旋轉(zhuǎn)，從而使安裝在砧(46)上的端部工具旋轉(zhuǎn)；以及沖擊模式，在撞錘(41)間歇地撞擊砧(46)的同時(shí)，使安裝在砧(46)上的端部工具旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)B25B23/147GK102770241SQ20118001049
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月22日
發(fā)明者山口勇人, 益子弘識(shí), 西河智雅 申請(qǐng)人:日立工機(jī)株式會(huì)社