专利名称：动力工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及动力工具，更具体地，涉及输出旋转驱动力的电子脉冲驱动装置。
背景技术：
传统的动力工具主要包括沿单向旋转的锤，和由所述锤沿相同方向撞击的砧。 引用列表专利文献PLTl 日本专利申请公开 No. 2008-30766
发明内容
技术问题本发明的发明人开发了一种具有能够沿正向方向和反向方向旋转来撞击砧的锤的新型电子脉冲驱动装置。当电子脉冲驱动装置将在其端头端部处具有钻头部分的自攻螺钉拧入钢板中时，所述自攻螺钉必须在高速下旋转，以使所述钻头部分可以形成作为导向孔的钻孔。但是，如果在所述自攻螺钉的螺纹的部分旋入钢板中之后，已经保持自攻螺钉的高速旋转，则自攻螺钉的头部可在将所述自攻螺钉安放在钢板上时，从端部工具(钻头)分离。结果。所述自攻螺钉的头部可能剥除或断开。本发明的目的是提供一种能够防止紧固件头部断开的动力工具。问题的解决方案本发明的该目的和其他目的将通过一种动力工具获得。所述用于拧紧紧固件的动力工具包括马达、锤、砧和控制装置。所述锤可由所述马达沿正向方向间歇地或连续地旋转。所述砧由沿所述正向方向旋转的所述锤撞击。所述控制装置控制所述锤在第一旋转次数下连续地旋转，当从所述锤在所述第一旋转次数下的旋转经过预定时间时，在比所述第一旋转次数更低的第二旋转次数下间歇地旋转，并且当从所述锤在所述第二旋转次数下的旋转经过预定时间时，在比所述第二旋转次数更低的第三旋转次数下间歇地旋转。通过该结构，所述控制装置控制所述锤来连续地在第一旋转次数下旋转，并且在经过预定时间时，间歇地在第二旋转次数下旋转，然后在经过预定时间时，间歇地在第三旋转次数下旋转，由此防止紧固件被施加了过多的扭矩。优选地，所述动力工具还包括构造用于检测流动到所述马达的电流的检测装置，并且当由所述检测装置检测的电流超过预定值时，所述控制装置控制所述锤间歇地在所述第二旋转次数下旋转，并且当由所述检测装置检测的电流中的增大速率超过预定值时，所述控制装置控制所述锤间歇地在所述第三旋转速度下旋转。通过该结构，由于所述紧固件的紧固状态由所述检测装置检测到的电流确定，因此所述马达的旋转次数根据所述紧固状态以步进方式减小。优选地，所述锤可由所述马达交替地沿所述正向方向和反向方向旋转，并且所述控制装置控制所述锤在所述第一旋转次数下沿所述正向方向连续旋转，并且在从所述锤以所述第一旋转次数旋转经过预定时间时，沿所述正向方向和所述反向方向交替地以第二旋转次数旋转，然后当从所述锤在所述第二旋转次数下旋转经过预定时间时，在所述第三旋转次数下交替地沿所述正向方向和所述反向方向旋转。通过该结构，所述动力工具在所述锤可交替地沿所述正向方向和所述反向方向旋转时，比所述锤仅可沿所述正向方向旋转时以更高的扭矩拧紧紧固件。优选所述控制装置在所述紧固件安放在工件上时，控制所述锤在第三旋转次数下间歇地旋转。 通过该结构，所述动力工具可避免由于钻头向所述紧固件施加过大的扭矩造成紧固件的头部的断裂或剥除。根据另一方面，本发明提供一种动力工具。所述动力工具包括马达、锤、砧和控制装置。所述锤可由所述马达沿正向方向间歇地或连续地旋转。所述砧由沿所述正向方向旋转的所述锤撞击。所述控制装置控制所述锤以第一旋转速度连续地旋转，并且在从所述锤以所述第一旋转速度旋转过去预定时间时，在比所述第一旋转速度更低的第二旋转速度下间歇地旋转，然后，当所述从在所述第二旋转锁定下的旋转经过预定时间时，在比所述第二旋转速度更低的第三旋转速度下旋转。通过该结构，所述控制装置控制所述锤在所述第一旋转速度下连续地旋转，并且在已经过去预定时间时，在所述第二旋转速度下间歇地旋转，然后在已经过去预定时间时，在所述第三旋转速度下间歇地旋转，由此防止所述紧固件被提供过大的扭矩。优选地，所述动力工具还包括构造用于检测流到所述马达的电流的检测装置，并且当由所述检测装置检测到的电流超过预定值时，所述控制装置控制所述锤在所述第二旋转速度下间歇地旋转，并且当由所述检测装置检测到所述电流中的增大速率增大到预定值时，所述控制装置控制所述锤在所述第三旋转速率下间歇地旋转。通过该结构，由于所述紧固件的紧固状态根据由所述检测装置检测到的电流来确定，因此所述马达的旋转速度根据所述紧固状态以步进方式减小。优选地，所述锤可由所述马达交替地沿所述正向方向和所述反向方向旋转，所述控制装置控制所述锤在所述第一旋转速度下沿所述正向方向连续地旋转，并且当从所述锤在所述第一旋转速度下的旋转经过预定时间时，在所述第二旋转速度下沿所述正向方向和所述反向方向交替地旋转，然后，当从所述锤在所述第二旋转速度下的旋转经过预定时间时，在所述第三旋转速度下沿所述正向方向和所述反向方向交替地旋转。通过该结构，所述动力工具在所述锤可沿所述正向方向和反向方向旋转时，比所述锤仅可沿所述正向方向旋转时以在更高的扭矩下拧紧紧固件。优选地，所述控制装置控制所述锤在所述紧固件安放在工件上时，在第三旋转速度下间歇地旋转。通过该结构，所述动力工具可避免由于钻头向所述紧固件头部施加过大的扭矩而使所述紧固件的头部断裂或剥除。根据又一方面，本发明提供一种动力工具。所述用于拧紧紧固件的动力工具包括马达、锤、砧和电源装置。所述锤可由所述马达间歇地或连续地沿正向方向旋转。所述砧由沿所述正向方向旋转的锤撞击。电源装置向所述马达连续地提供电能，然后，当从所述电能的连续供给经过预定时间时，以第一循环周期向所述马达间歇地提供电能，然后，当从所述电能在所述第一循环周期中的间歇供给经过预定时间时，以比所述第一循环周期更短的第二循环周期向所述马达间歇地提供电能。通过该结构，由于所述电源装置在所述紧固操作的最后阶段以所述第二循环周期向所述马达提供电能，因此提供到所述紧固件的扭矩可降低。 根据又一方面，本发明提供一种用于使用动力工具拧紧紧固件的方法，所述动力工具包括马达、可由所述马达驱动沿正向方向间歇地或连续地旋转的锤，和由沿所述正向方向旋转的所述锤撞击的砧，所述方法包括第一控制所述锤在第一旋转次数下连续地旋转；当从所述第一控制经过预定时间时，第二控制所述锤在比所述第一旋转次数更低的第二旋转次数下间歇地旋转；和当从所述第二控制经过预定时间时，第三控制所述锤在比所述第二旋转次数更低的第三旋转次数下间歇地旋转。通过该结构，所述方法包括第一控制所述锤在第一旋转次数下连续地旋转；在经过所述预定时间时，第二控制所述锤在所述第二旋转次数下间歇地旋转，和在经过所述预定时间时，第三控制所述锤在第三旋转次数下间歇地旋转，由此防止所述紧固件被提供过大的扭矩。根据又一方面，本发明提供一种使用动力工具拧紧紧固件的方法，所述动力工具包括马达、可由所述马达驱动沿正向方向间歇地或连续地旋转的锤，和由沿所述正向方向旋转的所述锤撞击的砧，所述方法包括第一控制所述锤在第一旋转速度下连续地旋转；当从所述第一控制经过预定时间时，第二控制所述锤在比所述第一旋转速度更低的第二旋转速度下间歇地旋转；和当从所述第二控制经过预定时间时，第三控制所述锤在比所述第二旋转速度更低的第三旋转速度下间歇地旋转。通过该结构，所述方法包括第一控制所述锤在第一旋转速度下连续地旋转；在经过所述预定时间时，第二控制所述锤在所述第二旋转速度下间歇地旋转，和在经过所述预定时间时，第三控制所述锤在第三旋转速度下间歇地旋转，由此防止所述紧固件被提供过大的扭矩。本发明的有益的效果如上所述，提供了一种能够防止紧固件的头部被弄断的动力工具。
附图中图I是根据本发明的第一实施例的电子脉冲驱动装置的剖视图；图2是齿轮结构周围的分解立体视图；图3是显示电子脉冲驱动装置的风扇的后视立体视图；图4是电子脉冲驱动装置的框图；图5是示出紧固件以钻孔模式被紧固时的电子脉冲驱动装置的控制过程的曲线；
图6是示出紧固件以离合模式被紧固时的电子脉冲驱动装置的控制过程的曲线；图7是根据锤和砧之间的位置关系示出处于离合模式的控制过程的开始致动阶段的图示；图8是根据锤的旋转方向示出处于离合模式的控制过程的开始致动阶段的图示；图9是示出用于以脉冲模式拧紧紧固件的控制过程的曲线；图10是示出根据本发明第二实施例的以脉冲模式用于拧紧自攻螺钉的控制过程的曲线；图11是显示自攻螺钉以脉冲模式拧紧在钢板中时，自攻螺钉的各个状态的图示；和图12是显示根据本发明的修改形式，基于马达旋转方向的以离合模式的控制过 程的开始致动阶段的曲线。
具体实施例方式接下来，将参照图I到9，描述本发明的第一实施例。图I显示了用作第一实施例的动力工具的电子脉冲驱动装置I。电子脉冲驱动装置I主要由壳体2、马达3、锤装置4、砧装置5、逆变电路6、控制装置7和旋转位置检测元件8 (霍尔元件，图4)构成。壳体2由树脂材料形成，并且构成电子脉冲驱动装置I的外壳体。壳体2主要由基本上圆柱体部分21和从主体部分21延伸的手柄部分22构成。马达3布置在主体部分21内部，并且以其轴线与所述主体部分2 I的纵向方向一致取向。锤装置4和砧装置5在马达3的一个轴端上并置。在下面的描述中，向前和向后方向限定为平行于马达3的轴线的方向，正向方向(即朝向电子脉冲驱动装置I的前侧的方向)为从马达3朝向锤装置4和砧装置5。向后方向限定为从主体部分21朝向手柄部分22的方向，左和右方向限定为正交于所述向前和向后方向以及向上和向下方向的方向。锤壳体23布置在主体部分21内向前位置处，用于容纳锤装置4和砧装置5。锤壳体23由金属形成，并且基本上为漏斗状，其直径朝向面向前的前端逐渐变窄。锤壳体具有形成有开口 23a的前端部。锤壳体23还具有设置在锤壳体23的限定开口 23a的内壁上的承载金属23A，用于旋转地支撑砧装置5。灯2A保持在主体部分21中，在锤壳体23下方的并且靠近开口 23a的位置处。当后面描述为端部工具的钻头(未示出)安装在端部工具安装部51中时，灯2A可在钻头的前端附近发出光。转盘2B也设置在主体部分21上的灯2A的后侧处。转盘2B用于切换操作模式并且由操作者旋转地操作。灯2A和转盘2B都布置在主体部分21上基本上在其左-右中心的位置处。进气口和出气口(未示出)也形成在主体部分21中，通过所述进气口和出气口，通过后面描述的风扇32将外部空气吸入主体部分21中，并且从主体部分21排出。显示装置26布置在主体部分21的顶上，其后边缘处。显示装置26显示在钻孔模式、离合模式和脉冲模式中当前选定的操作模式。手柄部分22与主体部分21 —体构造，并且从主体部分21上的位置向下沿基本上其前到后中心的位置延伸。开关机构27嵌入手柄部分22中。电池24可拆卸地安装到手柄部分22的底端，用于将电能供给马达3等。扳机25设置在手柄部分22的底部中，从主体部分21在前侧上的用作使用者操作位置的位置处向前。
如图I中所示，马达3为无刷马达，主要由包括输出轴31的转子3A和与转子3A面对布置的定子3B。马达3布置在主体部分21中，以使输出轴31的轴沿前到后方向取向。输出轴31从转子3A的前和后端伸出，并且由轴承可旋转地支撑在主体部分21中伸出端处。风扇32布置在输出轴31的从转子3A向前伸出的部分上。风扇32与输出轴31 —体地并且同轴地旋转。小齿轮31A设置在输出轴31的从转子3A向前伸出的部分的最前端上。小齿轮31A与输出轴31 —体地并且同轴地旋转。锤装置4容纳在锤壳体23中，在马达3的前侧上。锤装置4主要包括齿轮机构41和锤42。如图2中所示,齿轮机构41为两级行星齿轮机构，并且包括外环齿轮41A,41B、分别由三个齿轮构成的行星齿轮41C和41D和支架41E，41F。外环齿轮41A，41B固定地安装在锤壳体23中。
将描述行星齿轮机构的第一级。三个行星齿轮41C围绕作为太阳齿轮的小齿轮31A设置，并且与小齿轮31A和外齿轮41A啮合。三个行星齿轮41C旋转地支撑在具有太阳齿轮41E1的支架41E上。通过该结构，当小齿轮31A旋转时，三个行星齿轮4C环绕小齿轮31A运行，以使通过该运行减速的旋转传递到支架41E的太阳齿轮41E1。类似地，马达的旋转在行星齿轮机构的第二级(41E1，41B, 41D，41F)中减速，然后传递到锤42。锤42限定在构成行星齿轮机构的行星支架的前部中。锤42包括布置在从行星支架的旋转中心偏移并且向前伸出的位置处的第一接合突出部42A，和布置在行星支架的旋转中心的与第一接合突出部42A的相对侧上的第二接合突出部42B。砧装置5布置在锤装置4的前部中，并且主要包括端部工具安装部51和砧52。端部工具安装部51形状为圆柱状，并且通过轴承金属23A旋转支撑在锤壳体23的开口 23a中。端部工具安装部51形成有插孔51a,所述插孔51a朝向端部工具安装部51的后端朝向端部工具安装部51的前端穿入，用于插入钻头(未示出)，并且卡盘51A设置在端部工具安装部51的前端处，用于保持钻头(未示出)。砧52布置在端部工具安装部51的后侧上的锤壳体23上，并且与端部工具安装部51 一体形成。砧52包括布置在从端部工具安装部51的旋转中心偏移并且向后伸出的位置处的第一接合突出部52A，和设置在端部工具安装部51的旋转中心的与第一接合突出部52A相对侧上的第二接合突出部52B。当锤42旋转时，第一接合突出部42A与第一接合突出部52A撞击，同时第二接合突出部42B和第二接合突出部52B撞击，由此将锤42的扭矩传递到砧52。通常，旋转体拥有的动能K由方程K=I ω 2/2表达。因此，通过应用布置在马达2和锤42之间的齿轮机构41，可使马达3的旋转次数高于锤42的旋转次数。在下面的描述中，“旋转次数”意思是每单位时间，例如约每分钟(rpm)旋转的次数。为了提高旋转动能K，马达3的旋转惯量Im设置成大于锤42的旋转惯量Ih。在第一实施例中，通常为环形的转轴32A设置在沿其外周边缘的风扇32的后侧，如图3中所示，并且转子3A的重量和直径增大来在转子3侧产生比锤42的旋转惯量Ih更大的旋转惯量Im。具体地，转子3A的直径D设置为22mm,而锤42的直径d设置为45mm。而且,转子3A的沿前向后方向的长度L(37. Imm)设置长于锤42沿前向后方向的长度I (26.6mm)。马达3的转动惯量Im设置为5. 8 X 10 . m2，马达3的旋转次数设置在O和17，OOOrpm之间，锤42的旋转惯量Ih设置为I. lX10_5kg.m2，并且锤42的旋转次数设置在O和1，IOOrpm之间。通过这些设置，马达3侧的旋转惯量Im大于锤42的旋转惯量Ih。通过该结构，锤42的尺寸可最小化，并且可获得更紧凑的动力工具。而且，钻孔模式过程中，旋转惯量的最小所需比率为Im:Ih=118 :1，而脉冲模式过程中，最小所需比率为Im:Ih=10:l。通过将锤42的尺寸减小到能够符合这些比率的程度，能使整个 电脉冲驱动装置I更紧凑。如图4中所示，逆变电路6由六个以三相桥形式连接的开关元件Q1_Q6(例如FET)构成。控制装置7安装在紧挨着电池24上方设置的电路上，并且连接到电池24、灯2A、转盘2B、扳机25、逆变电路6和显示装置26。控制装置7包括电流检测电路71、开关操作检测电路72、施加电压设置电路73、旋转方向设置电路74、转子位置检测电路75、旋转速度检测电路76和撞击检测电路77、计算单元78和控制信号输出电路79。旋转位置检测元件8与转子3A的永磁体3C相对设置，并且设置在沿转子3A的圆周方向的规定间距处(例如，每60度)。接下来将参照图4描述用于驱动马达3的控制系统的结构。在第一实施例中，马达3由3相无刷DC马达构造。该无刷DC马达的转子3A由多个(在第一实施例中为两个)永磁体3C构成，所述多个永磁体3C每一个具有N极和S极。定子3B由3相行星连接的定子线圈U，V和W构成。六个开关元件Q1-Q6的门连接到控制信号输出电路79，并且排放管或源连接到定子线圈U，V和W。通过该结构，开关元件Q1-Q6根据从控制信号输出电路79输出的开关元件驱动信号(驱动信号H4，H5，H6等)进行开关操作，并且通过将施加到逆变电路6的电池24的DC电压转变为3相(U相、V相和W相)电压Vu，Vv和Vw，将电能提供给定子线圈U，V和W。具体地，转子3A (定子线圈U，V和W)的旋转方向通过从控制信号输出电路79输入到正电源供给侧上的开关元件Q1，Q2和Q3上的输出开关信号H1，H2和H3来控制。脉宽调制信号(PWM信号)H4，H5和H6提供到负电源供给侧上的开关元件Q4，Q5和Q6，以控制到定子线圈U，V和W的电源供给量，即转子3A的旋转速度。电流检测电路71适于检测供到马达3的电流，并且将电流输出到计算单元78。开关操作检测电路72适于检测是否拉动扳机35，并且向计算单元78输出检测结果。施加的电压设置电路73根据扳机25的操作量(行程)将信号输出到计算单元78。电子脉冲驱动装置I还包括正转-倒转杆(未示出)，用于切换马达3的旋转方向。旋转方向设置电路74在检测到正转-倒转杆的操作时，向计算单元78输出用于切换马达3的旋转方向的信号。转子位置检测电路75适于根据来自旋转位置检测元件8的信号检测转子3A的位置，并且向计算单元78输出检测结果。旋转速度检测电路76适于根据来自旋转位置检测元件8的信号，检测马达3A的旋转次数，并且将检测结果输出到计算单元78。电子脉冲驱动装置I设置有冲击力检测传感器，用于检测砧52中产生的冲击的大小。在通过冲击检测电路77之后，将从冲击力检测传感器输出的信号输入计算单元78中。虽然附图中未示出，但是计算单元78由用于根据程序和控制数据输出驱动信号的中心处理器装置(CPU)、用于存储所述程序和控制数据的ROM、用于临时存储所述过程中的处理数据的RAM和计时器构成。计算单元78根据来自旋转方向设置电路74和转子位置检测电路75的输出信号产生输出开关信号H1，H2和H3，根据来自供给电压设置电路73的输出信号产生脉宽调制信号(PWM信号)H4，H5和H6，然后将其输出到控制信号输出电路79。PWM信号可输出到正电源侧上的开关元件Ql，A2和Q3，并且输出开关信号可输出到负电源供给侧上的开关元件Q4，Q5和Q6。接下来，将参照图5到9描述根据第一实施例的电子脉冲驱动装置I中可获得的操作模式。电子脉冲驱动装置I具有钻孔模式、离合模式和脉冲模式，总共三种操作模式。操作者可通过操作转盘2B切换操作模式。在钻孔模式中，锤42和砧52—体旋转。因此，该模式通常用于拧紧木螺钉等。在该模式中，电子脉冲驱动装置I随着紧固操作的进行，逐渐增大到马达3的电流供给，如图5中所示。在离合模式中，锤42和砧52如图6中所示一体旋转，然后马达3在流到马达3的·电流增大到目标值(目标扭矩)时自动停止。离合模式主要用于强调适当的拧紧扭矩时，例如当拧紧这样的装饰紧固件或者类似物时，所述装饰紧固件在紧固操作之后，在工件的外部保持可见。在脉冲模式中，如图9中所示，锤42和砧52 —体连续旋转，然后马达3的旋转方向在电流达到预定值(规定扭矩)时，在正向方向(抒紧方向)和倒转方向(松开方向)之间交替。脉冲模式主要用于拧紧外面不可见的使用区域上的长螺钉时。该模式可提供强拧紧力，同时减小来自工件的反作用力。接下来，将描述当第一实施例的电子脉冲驱动装置I进行紧固操作时，由控制装置7进行的控制过程。因为控制装置7在该模式中不进行任何特别控制，因此将省略对钻孔模式的控制过程的描述。本说明书将不考虑施加电流进行正转旋转时电流中的任何突然峰值，因为施加电流进行正常旋转时电流中的峰值对螺钉或螺栓拧紧没有帮助。电流中的这些峰值可通过提供例如约20ms的死时间被忽略。首先，将参照图6到8描述离合模式过程中的控制过程。图6是例如螺栓等紧固件(后文称为螺栓)以离合模式拧紧时的电子脉冲驱动装置I的控制过程的曲线。图7是以根据锤42和砧52之间的位置关系的控制过程的初始致动阶段示出的曲线。图8是示出根据锤42的旋转方向的控制过程的初始致动阶段的曲线。图7中，锤42和砧52之间沿其旋转方向的间隙角设置为约180度。在离合模式中，电流提供到马达3，同时锤42和砧52 —起旋转，并且当电流达到目标值(目标扭矩)时停止马达3的驱动。如果锤42和砧52可能在扳机拉动时分离，则砧52受到冲击，以使该超过目标值的冲击独自将扭矩传递到紧固件。该问题在已经拧紧的螺钉等的再拧紧时特别明显。因此，控制装置7向马达3施加启动前正转旋转电压，用于将锤42设置成与砧52接触(启动前操作)，而不旋转砧52。在第一实施例中，启动前正转电压设置为1.5V。启动前操作是用于在紧固操作之前，将锤42放置与砧52接触的控制。具体地，将启动前正转旋转电压设置为不使砧52由于接触锤42而被旋转的值。由于传统的电子脉冲驱动装置进行与锤和砧之间的距离(位置关系)无关的预定时间周期的启动前操作，因此传统的电子脉冲驱动装置在开始实际的紧固操作之前花费了过多的时间量。为了解决该问题，根据第一实施例的电子脉冲驱动装置I根据锤42和砧52之间的位置关系修改了启动前操作持续时间。具体地，如图7中所示，控制装置7在马达3的旋转次数小于阈值η (例如200rpm)时，确定锤42与砧52接触(检测载荷)。此时，控制装置7结束启动前操作,并且转换到接下来的控制过程,例如后面描述的软启动操作。通过该过程，控制装置7可结束启动前操作，并且在锤42和砧52之间的圆周距离如图7 (2)和(3)中所示时比圆周距离如图7 (I)中所示时更快速地转换到接下来的控制过程。在第一实施例中，控制装置7根据马达3的旋转次数的减少检测载荷在马达3上的增大(指示锤42和砧52之间的接触)，但是控制装置7可以可替代地根据电流的增大来检测载荷中的增大。如图6和7中所示，控制装置7在完成启动前操作之后，转换到软启动操作，并且在完成软启动操作之后，转换到正常控制。控制装置7在提供到马达3的电流增大到目标电流(通过调节转盘2B设置的目标扭矩)时自动切断到马达3的电力供给。软启动操是用·于以固定增大速率逐渐增大PWM信号的占空循环到目标值的控制过程，从而防止马达3致动时过大启动电流的产生。在第一实施例中，控制装置7在启动前操作和正常控制之间进行软启动操作，但是控制装置7也可在启动前操作后直接转换到正常控制，而不进行软启动操作。接下来，将参照图8描述在离合模式(以反向旋转锤42 )来松开紧固件的控制过程。在图8中所示的示例中，锤42和砧52成形为使其将沿圆周方向仅在一点处彼此接触。如上面所述，当电子脉冲驱动装置I正在拧紧螺栓(图8中顺时针旋转锤42)时，控制装置7在启动前操作中将锤42置于与砧52接触，如图8 (I)中所示，并且随后转换到软启动操作。但是，当在第一实施例中松开螺栓时(图8中逆时针旋转锤42)，则控制装置7如图8 (2)中所示，省略启动前操作。结果，锤的在紧接着接触砧之前的旋转速度在锤沿反向方向旋转时比锤沿正向方向旋转时更大，即控制装置7向马达供应的电能在锤沿反向方向开始旋转时，比锤在沿正向方向开始旋转时的大。在一些情况下，由于生锈或其他因素，拧紧的螺栓不可能通过施加与用于拧紧螺栓相同的力来松开。在其他情况下，螺钉不可能松开，因为螺钉和工件之间在紧固操作过程中的动力学摩擦系数小于所述螺钉和工件之间试图松开螺钉时的静摩擦系数。但是，根据第一实施例的电子脉冲驱动装置I在锤42沿反向方向旋转时，在软启动操作过程中加速了用于撞击砧52的锤42。因此，电子脉冲驱动装置I甚至在电子脉冲驱动装置I的扭矩设置为用于拧紧和松开的相同值时，仍可可靠地松开螺栓或螺钉。虽然在图8 (2)中的松开操作以软启动操作开始，但是紧固操作可直接从正常控制启动，即可省略软启动操作。接下来，将参照图9描述根据第一实施例的脉冲模式过程中的控制过程。图9是示出螺栓以脉冲模式拧紧时的控制过程的曲线。当电子脉冲驱动装置I的操作模式设置为脉冲模式，并且操作者压扳机25时，控制装置7以旋转次数A (例如17，OOOrpm)连续地驱动马达3。当马达3的扭矩达到预定值时，控制装置7将电子脉冲驱动装置I转换到脉冲模式，并且开始沿交替的正转和反向方向驱动马达3。由于脉冲模式用于通过撞击将拧紧力施加到紧固件上，因此在电子脉冲驱动装置I从连续旋转转换到脉冲模式时，钻头可容易地从紧固件的头部移开。因此，在脉冲模式中，电子脉冲驱动装置I在比旋转次数A低的旋转次数B (例如10，OOOrpm)下沿正向方向驱动马达3旋转。该结构减小施加到钻头的扭矩，防止钻头在电子脉冲驱动装置I转换到脉冲模式时，从紧固件的头部移开。在脉冲模式中，电子脉冲驱动装置I在正转和反转之间交替，但是电子脉冲驱动装置I可以可替代地在正转旋转和停止状态之间交替，例如假设马达3沿正向方向被驱动来间歇旋转。接下来，将参照图10和11描述根据本发明第二实施例的电子脉冲驱动装置201。图10是示出进行将自攻螺钉53以脉冲模式旋入钢板S中的控制过程的曲线。图11显示了将自攻螺钉53以脉冲模式拧紧到钢板S中时，自攻螺钉53的各种状态。自攻螺钉53在其端头上具有用于在钢板S中钻孔的钻头状刀片。如图11中所示，自攻螺钉53由螺钉头53A、承载表面53B、螺纹部分53C、螺纹端头53D和钻头部分53E构成。在第二实施例的脉冲模式中，控制装置7进行PWM控制，以改变马达3的旋转次数。当操作者首先压扳机25时(图10中的tl)，控制装置7开始以旋转次数a连续地驱动马达3。由于电子驱动装置201不强调以脉冲模式在适当扭矩下拧紧，因此没有进行针对离 合模式说明的与启动前操作对应的步骤。从图10中省略表示软启动操作的步骤来简化。由于自攻螺钉53的钻头部分53E在钻头部分53E与钢板S开始接触时，必须在钢板S中钻导向孔，如图11 (a)中所示，因此控制装置7驱动马达3来以高旋转次数a (例如17，OOOrpm)旋转，如图10中所示。在自攻螺钉53的端头前进到钢板S中远到足够螺纹端头53D到达钢板S之后，螺纹部分53C和钢板S之间产生的摩擦产生阻力，这使电流增大(参见图10和图11 (b))。当电流超过阈值C (11A，例如)时，控制装置7将操作模式转换为第一脉冲模式，以在正转旋转和反转旋转之间重复交替(图10中的t2)。在第二实施例的第一脉冲模式中，控制装置7沿正向方向在低于旋转次数a(图10
(2))的旋转次数b (例如6，OOOrpm)下驱动马达3。当承载表面53B安放在钢板S上(图11 (C))时，电流值突然增大。在第二实施例中，当电流中的增大速率超过预定值(图10中的t3)时，控制装置7转换到第二脉冲模式。在第二脉冲模式中，控制装置7在比旋转次数b低的阈值c (例如3，OOOrpm)下沿正向方向驱动马达3。即，在根据第二实施例的脉冲模式中，随着自攻螺钉53旋入钢板S中，马达3 (锤42)的旋转次数以步进模式下降，即锤42的旋转速度以步进方式下降。通过该控制，由于钻头没有向自攻螺钉53的头部施加过大的扭矩，因此电子脉冲驱动装置201可避免自攻螺钉53的头部断裂或剥除。虽然已经参照其特定实施例详细描述了本发明的电子脉冲驱动装置，但是对本领域技术人员显而易见的是，可在其中做出很多修改和改变而不偏离本发明的精神，本发明的范围由所附权利要求限定。第一实施例中所述的以离合模式松开(沿反向方向旋转)紧固件的控制过程可根据不同的方法实施。图12中的曲线示出离合模式的控制方法的修改形式。图12中的曲线
(I)显示了沿正向方向驱动马达3时的控制，而图12中的曲线(2)示出沿反向方向驱动马达3时的控制。如图12中所示，根据所述修改形式的电子驱动装置301在反转旋转的开始致动阶段过程中，比在正转旋转的初始致动阶段过程中以更大的PWM占空循环周期向马达3提供电能。结果，锤42撞击砧52沿反向方向比沿正向方向更强烈，有利于松开螺栓。但是，反转旋转的PWM占空循环周期设置在不产生过电流的范围内。代替上面所述的PWM占空循环周期的增大，电子脉冲驱动装置301可设置用于存储电荷的电容器，并且可简单地在反转旋转的初始致动阶段过程中向马达3提供存储的电能，来增大电能供给量，因此增大马达3的旋转次数。而且，电子脉冲驱动装置301可进行控制过程，以使用于反转旋转的锤42旋转来接触砧52的角度比用于正转旋转的更大。即，通过在反转驱动马达3之前正转旋转马达3非常短的时间，电子脉冲驱动装置301可增大锤42和砧52之间的角度(加速距离)，以使锤42更强烈地撞击砧52。附图标记列表I 电子脉冲驱动装置2 壳体 3 马达3A 转子4 锤装置5 砧装置42 锤52 砧7 控制装置
权利要求
1.一种用于拧紧紧固件的动力工具，包括 马达； 锤，其可由所述马达驱动间歇地或连续地沿正向方向旋转； 砧，其由沿所述正向方向旋转的所述锤撞击；和 控制装置，其控制所述锤以第一旋转次数连续地旋转，并且在从所述锤以第一旋转次数旋转经过预定时间时，以比所述第一旋转次数低的第二旋转次数间歇地旋转，然后，在从所述锤以所述第二旋转次数旋转经过预定时间时，以比所述第二旋转次数低的第三旋转次数间歇地旋转。
2.根据权利要求I所述的动力工具，还包括构造用于检测流到所述马达的电流的检测装置， 其中，当由所述检测装置检测的电流超过预定值时，所述控制装置控制所述锤以所述第二旋转次数间歇地旋转，并且当由所述检测装置检测的电流的增大速率超过预定值时，所述控制装置控制所述锤以所述第三旋转速度间歇地旋转。
3.根据权利要求I所述的动力工具，其中，所述锤可由所述马达驱动沿所述正向方向和反向方向交替地旋转，并且所述控制装置控制所述锤以所述第一旋转次数沿所述正向方向连续旋转，并且在从所述锤以所述第一旋转次数旋转经过预定时间时，以所述第二旋转次数沿所述正向方向和所述反向方向交替旋转，然后当从所述锤以所述第二旋转次数旋转经过预定时间时，以所述第三旋转次数沿所述正向方向和所述反向方向交替地旋转。
4.根据权利要求I所述的动力工具，其中，当所述紧固件安放在工件上时，所述控制装置控制所述锤以所述第三旋转次数间歇地旋转。
5.一种用于拧紧紧固件的动力工具，包括 马达； 锤，其可由所述马达驱动沿正向方向间歇地或连续地旋转； 砧，其由沿所述正向方向旋转的所述锤撞击；和 控制装置，其控制所述锤以第一旋转速度连续地旋转，并且在从所述锤以所述第一旋转速度旋转经过预定时间时，以比所述第一旋转速度低的第二旋转速度间歇地旋转，然后，当所述锤以所述第二旋转速度旋转经过预定时间时，以比所述第二旋转速度低的第三旋转速度间歇地旋转。
6.根据权利要求5所述的动力工具，还包括构造用于检测流到所述马达的电流的检测装置， 其中，当由所述检测装置检测到的电流超过预定值时，所述控制装置控制所述锤以所述第二旋转速度间歇地旋转，并且当由所述检测装置检测到所述电流中的增大速率增加到预定值时，所述控制装置控制所述锤以所述第三旋转速度间歇地旋转。
7.根据权利要求5所述的动力工具，其中，所述锤可由所述马达驱动交替地沿所述正向方向和所述反向方向旋转，所述控制装置控制所述锤以所述第一旋转速度沿所述正向方向连续地旋转，并且当从所述锤以所述第一旋转速度的旋转经过预定时间时，以所述第二旋转速度交替地沿所述正向方向和所述反向方向旋转，然后，当从所述锤以所述第二旋转速度的旋转经过预定时间时，以所述第三旋转速度交替地沿所述正向方向和所述反向方向旋转。
8.根据权利要求5所述的动力工具，其中，当所述紧固件安放在工件上时，所述控制装置控制所述锤以所述第三旋转速度间歇地旋转。
9.一种用于拧紧紧固件的动力工具，包括 马达； 锤，其由可所述马达驱动沿正向方向间歇地或连续地旋转； 砧，其由沿所述正向方向旋转的所述锤撞击；和 电源装置，其向所述马达连续地提供电能，然后，当从所述电能的连续供给经过预定时间时，以第一循环周期向所述马达间歇地提供电能，然后，当以所述第一循环周期间歇供给电能经过预定时间时，以比所述第一循环周期短的第二循环周期向所述马达间歇地提供电倉泛。
10.一种使用动力工具拧紧紧固件的方法，所述动力工具包括马达、可由所述马达驱动沿正向方向间歇地或连续地旋转的锤，和由沿所述正向方向旋转的所述锤撞击的砧，所述方法包括 第一控制所述锤以第一旋转次数连续地旋转； 当从所述第一控制经过预定时间时，第二控制所述锤以比所述第一旋转次数低的第二旋转次数间歇地旋转；和 当从所述第二控制经过预定时间时，第三控制所述锤以比所述第二旋转次数低的第三旋转次数间歇地旋转。
11.一种使用动力工具拧紧紧固件的方法，所述动力工具包括马达、可由所述马达驱动沿正向方向间歇地或连续地旋转的锤，和由沿所述正向方向旋转的所述锤撞击的砧，所述方法包括 第一控制所述锤以第一旋转速度连续地旋转； 当从所述第一控制经过预定时间时，第二控制所述锤以比所述第一旋转速度低的第二旋转速度间歇地旋转；和 当从所述第二控制经过预定时间时，第三控制所述锤以比所述第二旋转速度低的第三旋转速度间歇地旋转。
全文摘要
本发明提供一种用于拧紧紧固件的动力工具。所述动力工具包括马达、锤、砧和控制装置。所述锤可由所述马达沿正向方向间歇地或连续地旋转。所述砧由沿所述正向方向旋转的所述锤撞击。所述控制装置控制所述锤在第一旋转次数下连续地旋转，当从所述锤在所述第一旋转次数下的旋转经过预定时间时，在比所述所述第一旋转次数低的第二旋转次数下间歇地旋转，并且当从所述锤在所述第二旋转次数下的旋转经过预定时间时，在比所述第二旋转次数低的第三旋转次数下间歇地旋转。
文档编号B25B23/147GK102917842SQ201180026877
公开日2013年2月6日 申请日期2011年4月12日 优先权日2010年5月31日
发明者伊藤穰, 大森和博, 中村瑞穗, 西河智雅, 益子弘识 申请人:日立工机株式会社