冲击工具的制作方法

专利名称：冲击工具的制作方法
技术领域：
本发明的ー些方面涉及ー种由电动机驱动并且实现了新型撞击机构部的冲击エ具，并且具体地说，涉及一种在进行冲击操作时可以检测紧固扭矩的量值而不用提供专用检测装置的冲击工具。
背景技术：
冲击工具通过使用电动机作为驱动源来驱动旋转撞击机构部，以向压砧施加扭矩和撞击力，从而间歇地将旋转撞击カ传递到端部工具以便执行诸如拧紧螺钉之类的操作。近几年，广泛使用无刷DC电动机作为驱动源。无刷DC电动机是例如不带电刷(整流电刷)的DC (直流)电动机，并且使用设置在定子侧上的线圈(绕组线)和设置在转子侧上的磁体(永磁体)并将由逆变器电路驱动的电カ顺序地施加到预定线圈以使转子旋转。逆变器电路利用诸如FET (场效应晶体管)或IGBT (绝缘栅双极晶体管)等高容量的输出晶体管构成并通过大电流驱动。无刷DC电动机与有刷DC电动机相比具有优良的扭矩特性，并且能够以 更强的力将螺钉、螺栓等紧固到被加工部件。JP-A-2009-72888公开了ー种使用无刷DC电动机的冲击工具的实例。在JP-A-2009-72888中，冲击工具具有连续旋转式冲击机构部。当扭矩经由动カ传递机构部(减速机构部)施加给心轴吋，以可移动方式沿着心轴的旋转轴方向与心轴接合的撞锤旋转，并且使抵靠在撞锤上的压砧旋转。撞锤和压砧分别具有两个撞锤突部(撞击部)，该撞锤突部分别布置在旋转平面上的两个彼此对称位置。这些突部位于它们沿着旋转方向彼此接合的位置。旋转撞击カ通过突部之间的接合传递。撞锤设置成在包围心轴的环形区域内相对于心轴沿轴向自由滑动。撞锤的内周面包括倒V形(大致三角形)的凸轮凹槽。V形凸轮凹槽沿着轴向设置在心轴的外周面上。撞锤经由插入设于心轴上的凸轮凹槽与设于撞锤上的凸轮凹槽之间的滚珠(钢珠)旋转。

发明内容
技术问题在现有技术的动力传递机构部中，心轴和撞锤经由布置在凸轮凹槽中的滚珠支撑。撞锤可以通过布置在其后端的弹簧而相对于心轴沿轴向向后后退。相应的是，电动机通过凸轮机构间接地驱动撞锤。因此，从心轴到撞锤的动カ传递部分的零件数増加，从而增加了制造成本。此外，很难减小工具主体的尺寸。另ー方面，在使用冲击工具的冲击机构进行紧固操作时，希望通过预定的紧固扭矩执行精确的紧固操作。那样的话，在心轴上设置诸如扭曲测量仪器或旋转变压器等扭矩检测单元以检测冲击过程中的扭矩。然而，扭矩检测单元的设置妨碍了冲击工具主体减小尺寸。此外，零件数量的增加导致高制造成本。因此，本发明的目的是提供一种冲击工具，该冲击工具可以通过具有简单结构的撞锤和压砧实现冲击机构并且可以以预定的紧固扭矩精确地执行紧固操作。
本发明的另ー个目的是提供一种紧凑并且轻便的冲击工具，该冲击工具实现了紧固扭矩的检测单元而不在压砧上安装例如扭曲测量仪器等传感器。本发明的另ー个目的是提供一种冲击工具，该冲击工具可以通过检测刚好在撞击之后提供至电动机的电流来精确检测紧固扭矩。问题的解决方案下面，将描述在本申请中公开的本发明的代表性特征。根据本发明的第一方面，提供了一种冲击工具，包括电动机；撞锤，所述撞锤与所述电动机连接；以及压砧，所述撞锤通过正转和反转交替地驱动所述电动机来撞击所述压砧，其中，根据刚好在撞击之后供应至所述电动机的电流的电流值来计算所述压砧的紧固扭矩的量值。此外，根据本发明的第二方面，在所述冲击工具中，可以在进行撞击之后的时间ta内继续向所述电动机提供沿着正向驱动电动机的驱动电流，并且在时间ta内检测电流值。
此外，根据本发明的第三方面，在所述冲击工具中，可以检测峰值电流值作为所述电流值。此外，根据本发明的第四方面，在所述冲击工具中，可以通过在撞击之后的电流值与在时间ta之后的电流值的平均值计算所述电流值。此外，根据本发明的第五方面，在所述冲击工具中，可以通过电流值曲线的斜度检测电流值。根据本发明的第六方面，提供了一种冲击工具，包括电动机；撞锤，所述撞锤与所述电动机连接；以及压砧，所述撞锤通过正转和反转交替地驱动所述电动机来撞击所述压砧，其中，检测刚好在撞击之后的电动机转速的降低，并且其中，根据降低程度来计算撞击的紧固扭矩的量值。此外，根据本发明的第七方面，在所述冲击工具中，可以在进行撞击之后的预定时间内继续提供使所述电动机沿着正向旋转的驱动电流，并且可以在停止提供所述驱动电流之后，检测所述电动机的转速的降低程度。此外，根据本发明的第八方面，在所述冲击工具中，可以在进行撞击之后的时间ta内继续提供所述驱动电流，并且可以在撞击之后，在经过时间ta之后开始的时间tb期间检测转速的降低程度。此外，根据本发明的第九方面，在所述冲击工具中，可以通过转速曲线的斜度检测转速的降低程度。此外，根据本发明的第十方面，在所述冲击工具中，可以通过在经过时间ta之后的转速曲线的值与在经过时间t。之后的转速曲线的值的平均值计算转速的降低程度。本发明的有益效果根据本发明的第一方面，因为根据刚好在撞击之后供应至所述电动机的电流值来计算所述压砧的紧固扭矩的量值，所以可以在不単独使用扭矩检测器(例如，扭曲传感器)的情况下实现扭矩检测单元，并且可以检测毎次撞击的紧固负荷以有效地影响电动机的控制，而且可以精确地进行紧固操作。根据本发明的第二方面，因为在进行撞击之后的时间ta内继续向所述电动机提供正向的驱动电流，所以可以降低传递至操作人员的冲击的反作用力，并且可以使用连续提供至电动机的驱动电流来检测紧固扭矩的量值。此外，因为在撞击之后的短时间内(例如，在时间ta内)检测紧固扭矩的量值，所以可以快速地检测紧固扭矩的量值。根据本发明的第三方面，因为检测峰值电流值作为电流值，所以通过使用用作电动机控制电路的电流检测电路,可以容易地检测峰值电流。根据本发明的第四方面，因为通过在冲击之后的电流值与在时间ta之后的电流值的平均值计算电流值，所以即使当负荷根据紧固物体或被紧固物体而时刻改变时，也可以精确地检测紧固扭矩的量值。根据本发明的第五方面，因为通过电流值曲线的斜度检测电流值，所以可以在不使用扭矩传感器的情况下检测负荷的量值(紧固扭矩值)。根据本发明的第六方面，因为检测刚好在撞击之后的电动机转速的降低并且根据降低程度来计算撞击的紧固扭矩的量值，所以可以在不単独使用扭矩检测器(例如，扭曲传感器)的情况下实现扭矩检测单元，并且可以在操作期间检测毎次撞击的紧固负荷以有效地影响电动机的控制，而且可以精确地进行紧固操作。 根据本发明的第七方面，因为在进行撞击之后的预定时间内继续向电动机提供使所述电动机沿着正向旋转的驱动电流，所以可以降低传递至操作人员的冲击的反作用力。此外，在停止提供所述驱动电流之后，检测所述电动机的转速的降低程度。因此，在不影响为撞击操作提供电动机驱动电流的情况下，可以检测每次撞击的紧固扭矩值。根据本发明的第八方面，因为在进行撞击之后的时间ta内继续提供所述驱动电流并且在撞击之后在经过时间ta之后开始的时间tb期间检测转速的降低程度，所以驱动电流的提供时期和紧固扭矩值的检测时期不会彼此重叠。因此，可以精确地检测紧固扭矩。根据本发明的第九方面，因为通过转速曲线的斜度检测转速的降低程度，所以可以在不使用扭矩传感器的情况下检测负荷的量值(紧固扭矩值)。根据本发明的第十方面，因为通过在经过时_ta之后的转速曲线的值与在经过时间t。之后的转速曲线的值的平均值计算转速的降低程度，所以即使当负荷根据紧固物体或被紧固物体而时刻改变时，也可以精确地检测紧固扭矩的量值。在下文中，对说明书和附图的描述将使得上述目的、其他目的以及新颖性特征变
得清楚。


图I是示出根据本发明的示例性实施例的冲击工具的整体结构的纵向剖视图；图2是示出根据本发明的示例性实施例的冲击工具的外观的透视图；图3是图I所示的撞击机构的周围部分的放大剖视图；图4是示出图I所示的撞锤和压砧的构造的透视图；图5是从不同角度示出图I所示的撞锤和压砧的构造的透视图；图6是示出根据本发明的示例性实施例的冲击工具的电动机的驱动控制系统的功能结构图；图7 (7A，7B，7C，7D)是沿着图3中的线A-A截取的剖视图，以说明撞锤在“连续驱动模式”下的驱动控制；图8 (8A，8B，8C. 8D，8E，8F)是沿着图3中的线A-A截取的剖视图，以说明撞锤在“间歇驱动模式”下的驱动控制；
图9是示出冲击工具操作期间的触发信号、逆变器电路的驱动信号、电动机的转速以及撞锤和压站的撞击状态的图表；图10是示出在图9所示的间歇驱动模式(2)下的逆变器电路的驱动信号、供应至电动机的操作电流以及电动机转速之间关系的图表；图11是示出在根据本发明的示例性实施例的冲击工具的间歇驱动模式(2)下的控制过程的流程图；以及图12是示出在根据本发明的第二示例性实施例的冲击工具的间歇驱动模式(2)下的控制过程的流程图。
具体实施例方式第一示例性实施例下面，将參考附图描述本发明的示例性实施例。在以下描述中，上下、前后和左右方向与图I和2中所示的方向相对应。图I是示出根据本发明的示例性实施例的冲击工具I的整体结构的纵向剖视图。冲击工具I使用可充电的电池组30作为电源且使用电动机3作为驱动撞击机构40的驱动源，并且旋转和撞击作为输出轴的压砧46，以将连续扭矩或间歇撞击カ传递到例如螺丝刀刀头等端部工具(未示出)，从而紧固螺丝或螺栓。电动机3是无刷DC电动机，并且被收纳在从侧面看大致呈T形的壳体6 (见图2)的管状主干部6a中。壳体6可拆分为两个大致対称的右部件和左部件，并且右部件和左部件由多个螺钉固定。因此，壳体6的被拆分的右部件和左部件中的一者(在本实施例中为左部件)形成有多个螺钉凸台20。另ー者(在本实施例中为右部件)形成有多个螺孔(未示出)。电动机3的旋转轴19由位于主干部6a的后端侧的轴承17b和在中部周围的部分中设置的轴承17a以可以自由旋转方式支撑。电动机3的后部设置有上面安装着六个开关元件10的板7。通过这些开关元件10来控制逆变器以使电动机3旋转。板7的前侧安装有诸如霍尔元件或霍尔IC等旋转位置检测元件58以检测转子3a的位置。握持部6b相对于壳体6的主干部6a几乎呈直角地整体延伸出来，并且在握持部6b的上部设置有开关触发器8和正向/反向切换杆14。开关触发器8的触发器操作部8a由弹簧(未示出)推压而从握持部6b突出来。用于通过触发器操作部8a来控制电动机3的速度的控制电路板9收纳在握持部6b的下部。电池保持部6c形成在壳体6的握持部6b的下部，并且在电池保持部6c中以可拆卸的方式安装有包括例如镍氢电池単元或锂离子电池单元等多个电池单元的电池组30。在电动机3的前部设置有冷却风扇18，该冷却风扇18安装在旋转轴19上并且与电动机3同步旋转。通过冷却风扇18，空气从设置在主干部6a的后部的空气入口 26a和26b吸入。所吸入的空气从形成在壳体6的主干部6a中并且位于冷却风扇18的径向外周侧周围的多条缝隙26c (见图2)排放到壳体6外部。撞击机构40由两部分形成，即由压砧46和撞锤41形成。撞锤41被固定并与行星齿轮减速机构21的多个行星齿轮的旋转轴连接在一起。与目前广泛使用的已知冲击机构不同，撞锤41不包括具有心轴、弹簧、凸轮凹槽、滚珠等的凸轮机构。压砧46和撞锤41通过配合轴和形成在其旋转中心周围的配合孔彼此连接，使得仅能在压砧46和撞锤41之间执行不足ー圈的相对旋转。压砧46与安装有端部工具(未示出)的输出轴部整体形成。压砧的前端形成有在轴向上呈六边形截面形状的安装孔46a。压砧46的后侧连接到撞锤41的配合轴41a，并且在轴向中心部附近的部分受金属轴承16a支撑以便可相对于外壳5自由旋转。外壳5由金属整体形成，用于收纳撞击机构40和行星齿轮减速机构21，并且安装在壳体6的前侧。此外，外壳5的外周侧覆盖有由树脂制成的罩盖11，以便防止热传递并且获得吸收冲击效果。压砧46的端部形成有用来保持端部工具的端部工具保持単元。通过向前和向后移动套筒15来拆卸和安装端部工具。在冲击工具I中，当拉动触发器操作部8a来开始驱动电动机3时，电动机3的转速通过行星齿轮减速机构21减低，并且撞锤41以与电动机3的转速成预定比例的转速直接被驱动。当撞锤41旋转时，其扭矩被传递到压砧46，使得压砧46开始以与撞锤41相同的速度旋转。
图2是示出图I所示的冲击工具I的外观的透视图。壳体6由三个部分(6a、6b和6c)形成。在冷却风扇18的径向外周侧周围形成有用于排放冷却空气的缝隙26c。此外，在电池保持部6c的上表面上设置有控制面板31。在控制面板31上布置有各种操作按钮或指示灯。例如，布置有用于开启/关闭LED灯12的开关和用于确认电池组30的剩余电量的按钮。此外，在电池保持部6c的侧面设置有用于切换冲击工具I的操作模式(钻进模式和冲击模式)的按钮开关32。当操作人员向右按压按钮开关32时，交替地切換钻进模式和冲击模式。电池组30设置有解除按钮30a。通过在按压位于左右两侧的解除按钮30a的同时向前移动电池组30，可以使电池组30与电池保持部6c分离。在电池保持部6c的左右两侧设置有由金属制成的可拆卸带挂钩33。在图2中，带挂钩安装在冲击工具I的左側。然而，带挂钩33可以拆卸并安装在冲击工具I的右側。在电池保持部6c的后端部周围安装有条带34。图3是图I所示的撞击机构40的周围部分的放大剖视图。行星齿轮减速机构21为行星式的，并且连接到电动机3的旋转轴19的端部处的恒星齿轮21a用作驱动轴(输入轴)，而多个行星齿轮21b在被固定到主干部6a上的外齿轮21d内旋转。行星齿轮21b的多个旋转轴21c由作为行星托架的撞锤41支撑。撞锤41作为行星齿轮减速机构21的从动轴(输出轴)，沿着与电动机3相同的方向以给定減速比旋转。可以基于诸如紧固主体部件(螺钉或螺栓)、电动机3的输出以及所需的紧固扭矩等因素来适当地设定该減速比。在示例性实施例中，减速比设定为使得撞锤41的转速变成电动机3的转速的约1/8至1/15。在主干部6a内部的两个螺钉凸台20的内周侧设置有内罩盖22。内罩盖22通过例如塑料等合成树脂的整体模塑而制造。在内罩盖的后侧形成有筒形部分。筒形部分保持以可自由旋转方式将电动机3的旋转轴19固定的轴承17a。此外，在内罩盖22的前侧设置有不同直径的两个筒形台阶状部分。滚珠轴承16b设置在直径较小的台阶状部分中。外齿轮21d的一部分从前侧插入直径较大的筒形台阶状部分。由于外齿轮21d以不可自由旋转的方式安装在内罩盖22上并且内罩盖22以不自由可旋转的方式安装在外壳6的主干部6a上，所以外齿轮21以不可旋转的状态被固定在外壳6上。此外，外齿轮21d的外周部包括形成有大外径的凸缘部。在该凸缘部与内罩盖22之间设置有0形圈23。油脂(未示出)被施加到撞锤41和压砧46的旋转部分。O形圈23的密封作用使得油脂不会泄漏到内罩盖22侧。在第一示例性实施例中，撞锤41起到保持行星齿轮21b的多个旋转轴21c的行星托架的作用。因此，撞锤41的后端部延伸到轴承16b的内环的内周侧。此外，撞锤41后侧的内周部布置在筒形内部空间中，该筒形内部空间容纳着与电动机3的旋转轴19连接的恒星齿轮21a。在撞锤41前侧的中心轴线周围形成配合轴41a作为轴向向前突出的轴部。配合轴41a与形成在压砧46后侧的中心轴线周围的筒形配合孔46f配合。配合轴41a和配合孔46f被支撑为两者可相对于彼此旋转。下面，将參考图4和图5描述图I和图2所示的撞击机构40的详细结构。图4是示出根据本发明示例性实施例的撞锤41和压砧46的构造的透视图。在图4中，撞锤41是从斜前部观看的，而压砧46是从斜后部观看的。图5是示出撞锤41和压砧46的构造的透视图，并且示出从斜后部观看撞锤41的视图和从斜前部观看压砧46的部分视图。撞锤41包括从筒形主体部41b径向突出的两个叶片部41c和41d。叶片部41d和41c分别包括轴 向突出的突出部。此外，叶片部41d和41c分别包括一组撞击部和配重部。叶片部41c的外周部形成为以扇形形状展开。在叶片部41c的外周部形成有从外周部轴向向前突出的突出部42。以扇形形状展开的部分和突出部42起到撞击部(撞击棘爪)的作用，同时起到配重部的作用。在突出部42的周向两侧形成有撞击侧表面42a和42b。两个撞击侧表面42a和42b都呈平表面，并且具有适当的角度以便与压砧46的被撞击侧表面(后文将描述)有效地进行表面接触。另ー方面，在叶片部41d中形成有以扇形形状展开的外周部。因此，叶片部41d的外周部的质量增加，从而用作配重部。此外，形成从叶片部41d的径向中心周围的部分轴向向前突出的突出部43。突出部43用作撞击部(撞击棘爪)。在突出部的周向两侧形成有撞击侧表面43a和43b。两个撞击侧表面43a和42b都呈平表面，并且在周向上具有适当的角度以便与压砧46的被撞击侧表面(后文将描述)有效地表面接触。在主体部41b的轴线周围并且在前侧形成配合轴41a，该配合轴与压砧46的配合孔46f配合。在主体部41b的后侧形成有两个圆盘部44a和44b以及在沿着周向的两个位置将圆盘部连接在一起的连接部44c，从而具有行星托架的作用。在圆盘部44a和44b的沿着周向的两个位置分别形成有通孔44d。在圆盘部44a和44b之间布置有两个行星齿轮21b (參见图3)，并且行星齿轮21b的旋转轴21c (參见图3)安装在通孔44d上。在圆盘部44b的后侧形成有以圆筒形状延伸的筒形部44e。筒形部44e的外周侧被轴承16b内环支撑。此外，在筒形部44e的内部空间44f中布置有恒星齿轮21a (參见图3)。出于强度和重量方面的考虑，图4和图5中所示的撞锤41和压砧46优选由金属整体模制形成。压砧46包括从筒形主体部46b径向突出的两个叶片部46c和46d。在叶片部46c的外周周围形成有轴向向后突出的突出部47。在突出部47的周向两侧形成有被撞击侧表面47a和47b。另ー方面，在叶片部46d的径向中心周围形成有轴向向后突出的突出部48。在突出部48的周向两侧形成有被撞击侧表面48a和48b。当撞锤41正转(沿紧固螺钉的方向旋转)时，撞击侧表面42a抵靠在被撞击侧表面47a上，同时撞击侧表面43a抵靠在被撞击侧表面48a上。此外，当撞锤41反转(沿松开螺钉的方向旋转)时，撞击侧表面42b抵靠在被撞击侧表面47b上，同时撞击侧表面43b抵靠在被撞击侧表面48b上。确定突出部42、43、47和48的形状，使得上述抵靠同时发生。如上文所述，根据撞锤41和压砧46，由于在关于旋转轴线呈中心対称的两个位置执行撞击，所以在撞击期间的平衡良好，并且冲击工具I在撞击期间很难晃动。此夕卜，由于撞击侧表面分别设置在突出部的周向两侧，所以不仅可以在正转期间进行冲击操作，而且可以在反转期间进行冲击操作。于是，可以实现ー种方便的冲击工具。此外，由于撞锤41仅沿着周向撞击压砧41，并且撞锤41不会沿着轴向也不会向前撞击压砧46，所以端部工具在冲击模式下通常不会推压被紧固部件。因此，当将木螺钉等紧固到木材内时具备优势。下面，将參考图6描述电动机3的驱动控制系统的结构和操作。图6是示出电动机3的驱动控制系统的结构的结构图。在示例性实施例中，电动机3由三相无刷DC电动机形成。无刷DC电动机为所谓的内转子式，并且具有转子3a、定子3b和三个旋转位置检测元件(霍尔元件)58,转子3a包括永磁体,永磁体包括多组(在示例性实施例中为两组)N极-S扱，定子3b包括星形连接的三相定子绕组U、V和W，旋转位置检测元件58沿着周向以给定间隔例如以60度的角度间隔布置以检测转子3a的旋转位置。基于来自旋转位置检测元件58的位置检测信号来控制定子绕组U、V和W的通电方向和时间，从而使电动机3旋转。旋 转位置检测元件58在板7上设置在与转子3a的永磁体3c相対的位置。电子元件包括具有以三相桥接形式连接的六个开关元件Ql至Q6 (例如，FET)的逆变器电路52。桥接的六个开关元件Ql至Q6的栅极(gate)分别与装载在控制电路板9上的控制信号输出电路53连接,六个开关元件Ql至Q6的漏极(drain)或源极(source)分别与星形连接的定子绕组U、V和W连接。因此，六个开关元件Ql至Q6根据从控制信号输出电路53输入的开关兀件驱动信号(H4、H5和H6的驱动信号)来执行切换操作，以通过把施加到逆变器电路52的电池组30的直流电压作为三相电压(U相、V相和W相)Vu、Vv, Vw的方式向定子绕组U、V和W供电。分别将用于驱动六个开关元件Ql至Q6的栅极且被三个负极电源侧开关元件Q4、Q5和Q6采用的开关元件驱动信号(三相信号)作为脉冲宽度调制信号(PWM信号)H4、H5和H6提供，并且装载在控制电路板9上的计算单元51根据开关触发器8的触发器操作部8a的操作量(行程)的检测信号来改变PWM信号的脉冲宽度(占空比)，从而调节供应至电动机3的供电量并且控制电动机3的起动/停止和转速。在本文中，PWM信号被供应至逆变器电路52的正极电源侧开关元件Ql至Q3或负极电源侧开关元件Q4至Q6。高速切换开关元件Ql至Q3或开关元件Q4至Q6来控制从电池组30的直流电压分别供应至定子绕组U、V和W的电力。在示例性实施例中，因为PWM信号被供应至负极电源侧开关元件Q4至Q6，所以控制PWM信号的脉冲宽度，从而可以调节分别供应至定子绕组U、V和W的电カ并且可以控制电动机3的转速。在冲击工具I中，提供用于切换电动机3的旋转方向的正向/反向切换杆14。每当旋转方向设定电路62检测到正向/反向切换杆14的变化时，旋转方向设定电路62便会切换电动机的旋转方向并且将控制信号发送至计算单元51。计算单元51包括基于处理程序和数据来输出驱动信号的中央处理单元(CPU)、存储处理程序或控制数据的ROM以及临时存储数据的RAM、计时器等，这些元件未在图中示出。控制信号输出电路53根据旋转方向设定电路62和转子位置检测电路54的输出信号生成交替地切换预定开关元件Ql至Q6的驱动信号，并且将该驱动信号输出到控制信号输出电路53。因此，电流交替地供应至定子绕组U、V和W的预定绕组，从而使转子3a沿着设定的旋转方向旋转。在这种情况下，基于施加电压设定电路61的输出控制信号将施加到负极电源侧开关元件Q4至Q6的驱动信号作为PWM调制信号输出。电流检测电路59测量供应至电动机3的电流值，并且电流值被反馈给计算单元51，以便将电流调节为设定的驱动电力。可以向正极电源侧开关元件Ql至Q3提供PWM信号。转速检测电路55是将转子位置检测电路54的多个信号作为输入来检测电动机3的转速并且把转速输出至计算单元51的电路。撞击冲击传感器56检测发生在压砧46上的冲击的水平并且将其输出通过撞击冲击检测电路57输入至计算单兀51。撞击冲击传感器56可以通过例如安装在控制电路板9上的加速度传感器实现。当利用撞击冲击传感器56的输出完成紧固操作时，电动机3可以自动停止。 可以在“连续驱动模式”和“间歇驱动模式”下驱动根据本示例性实施例的冲击エ 具I。“连续驱动模式”是如下的简单控制模式，其中连续地驱动并使撞锤旋转，从而使压砧沿着ー个方向连续旋转。“间歇驱动模式”是指如下的控制模式，其中使撞锤正转和停止或者使撞锤正转和反转，从而通过撞锤撞击压砧并在压砧上产生强的紧固扭矩。在“间歇驱动模式”下，因为需要使撞锤41正转和反转来撞击压砧46，所以执行电动机3的特殊驱动控制。间歇驱动模式的控制是可以由根据本示例性实施例的撞锤41和压砧46实现的独特的控制方法。在间歇驱动模式下，因为由撞锤41执行撞击操作，所以毎次的紧固角度小于在连续驱动模式下的紧固角度。因此，当通过撞击操作来执行紧固操作时，在所需扭矩可能较低的紧固操作的初始时期以连续驱动模式驱动冲击机构。当被紧固物体的反作用力较强并且所需的紧固扭矩增加吋，将连续驱动模式切換为间歇驱动模式。因此，可以缩短冲击模式的紧固操作所需要的总时间。现在，參考图7 (7A、7B、7C和7D)和图8 (8A、8B、8C、8D、8E和8F)描述撞锤41和压砧46的旋转操作。图7是沿着图3中的线A-A截取的剖视图并且是用于说明撞锤41在上述“连续驱动模式”下的基本驱动控制的视图。从这些剖视图可以理解从撞锤41轴向突出的突出部42和43与从压砧46轴向突出的突出部47和48之间的位置关系。压砧46在紧固操作期间(在正转期间)的旋转方向为图7中的逆时针方向。撞锤41通过电动机3的驱动按照图7A、图7B、图7C和图7D的顺序旋转。同吋，因为撞锤41受电动机3的驱动沿着箭头标记71、72、73和74所示的方向连续旋转，所以撞锤41从后部挤压压砧46。在撞锤41的撞击侧表面42和43a与压砧46的被撞击侧表面47a和48a接触的状态下，压砧46也沿着箭头标记所示的方向同步地旋转。在图7所示的“连续驱动模式”下，认为是在电动机3的用于驱动撞锤41的旋转扭矩大于从被紧固部件接受到的反作用力的状态下进行紧固操作。在紧固操作期间负荷较小的状态下，只有当电动机3使撞锤41旋转时，压砧46才可以同步地旋转。因此，在冲击模式下的紧固操作的初始时期，可以利用“连续驱动模式”来高速执行紧固操作。图8是沿着图3中的线A-A截取的剖视图并且是用于说明撞锤41在冲击工具I的上述“间歇驱动模式”下的基本驱动控制的视图。在“间歇驱动模式”下，撞锤41不仅沿着ー个方向旋转，而且通过用特殊方法驱动电动机3而使撞锤41前后移动，从而通过撞锤41撞击压砧46。图8A是示出初始状态的视图。该状态示出刚好在从其他驱动模式(例如，“连续驱动模式”)切换为“间歇驱动模式”之后的状态。电动机3从该状态起开始反转，使得撞锤41沿着箭头标记81所示的方向(与压站46的旋转方向相反的方向)旋转。撞锤41和压砧46可以相对旋转小于360度的角度，并且只有撞锤41可以从图8A所示的状态反转。当电动机3反转到接近图8B所示状态的状态时，电动机3的反转驱动停止，然而，撞锤41由于惯性而沿着箭头标记82所示的方向继续旋转并且反转到图SC所示的位置。刚好在图8C所示的位置之前，当将驱动电流沿着正转方向供应至电动机3以使电动机正转时，撞锤41的沿着箭头标记83所示的方向的旋转停止并开始沿着箭头标记84所示的方向旋转(沿着正向的旋转)。这里，撞锤41反向旋转的位置被称为“反向位置”。在本示例性实施例中，从开始反转到撞锤41的反向位置的旋转角度大约为240度。为了使撞锤41反转，需要使电动机3以行星齿轮减速机构21的減速比的倒数反转至该角度。该反向角度可以在最大反向角度内任意设定，并且优选根据撞击获得的紧固扭矩的量值的所需数值设定。当撞锤41反转时使撞锤41再次正转。如图8D所示，突出部42再次经过突出部48的外周侧，同时突出部43经过突出部47的内周侧，并且撞锤被加速并沿着箭头标记85所示的方向继续旋转。按照这种方式，为了使两个突出部42和43能够通过，使突出部42的 内径Rh2大于突出部48的外径RA1，因而突出部42和48不会彼此碰撞。类似的是，使突出部43的外径Rhi小于突出部47的内径RA2。因此，两个突出部43和47不会彼此碰撞。根据这种位置关系，可以使撞锤41与压砧46的相对旋转角度大于180度，并且可以保证撞锤41相对于压砧46存在足够的反向角度量。反向角度可以被设置为在撞锤41向压砧46施加撞击之前的加速区段。然后，当撞锤41沿着箭头标记86所示的方向加速并旋转到图8E所示的状态时，突出部42的撞击侧表面42a与突出部47的被撞击侧表面47a碰撞。同时，突出部43的撞击侧表面43a与突出部48的被撞击侧表面48a碰撞。按照这种方式，因为撞锤在相对于旋转轴线彼此相反的两个位置与压砧46碰撞，所以撞锤41可以向压砧46施加具有良好平衡的撞击。如图8F所示，由于上述撞击，压砧46被撞锤41撞击后部并沿着箭头标记87所示的方向旋转。因此，被紧固部件因撞击产生的旋转而被紧固。撞锤41包括突出部42，该突出部42是沿着直径方向位于同心位置(位于等于或大于Rh2并且等于或小于Rh3的位置)的唯一突出体；和突出部43，该突出部43是位于同心位置(位于等于或大于Rhi的位置)的唯一突出体。此外，压砧46具有突出部47，该突出部47是沿着直径方向位于同心位置(位于等于或大于Ra2并且等于或小于Ra3的位置)的唯一突出体；和突出部48，该突出部48是位于同心位置(位于等于或小于Rai的位置)的唯一突出体。如上文所述，在“间歇驱动模式”下，电动机3沿着正向和反向交替旋转以使撞锤41沿着正向和反向交替旋转，从而向压砧46施加撞击。现在，将參考图9描述根据示例性实施例的冲击工具I的驱动方法。在根据示例性实施例的冲击工具I中，压站46和撞锤41形成为使压站和撞锤可以以小于360度的旋转角度相对旋转。相应的，因为撞锤41不能相对于压砧46旋转ー圈或更多，所以它的旋转控制是独特的。图9是示出在冲击工具I操作期间的触发器信号、逆变器电路的驱动信号、电动机3的转速以及撞锤41和压砧46的撞击状态的视图。在各个曲线图中，水平轴线表示时间，并且各个水平轴线相互对应，使得可以相互对比曲线图的各个定吋。
在根据示例性实施例的冲击工具I中，在冲击模式的紧固操作的情况下，首先在电动机3的连续驱动模式下高速执行紧固操作。当所需的紧固扭矩值较大时，通过将连续驱动模式切換到电动机3的间歇驱动模式(I)来执行紧固操作。当所需的紧固扭矩值更大时，通过将间歇驱动模式(I)切換到间歇驱动模式(2)来执行紧固操作。在图9的从时间T1至时间T2的连续驱动模式下，计算单元51根据目标转速来控制电动机3。因此，计算単元51控制电动机3在启动之后加速,直到电动机3达到箭头标记85a所示的目标转速为止。在连续驱动模式下，压砧46在旋转时被撞锤41挤压。在本文中，撞锤41根据转子3a的连续旋转而同步地连续旋转。转子3a的转速与撞锤41的转速之比可以设为1:1，然而，优选设为预定减速比。此后，当来自安装在压砧46上的端部工具的紧固反作用力増加吋，因为从压砧46传递至撞锤41的反作用力増加，所以电动机3的转速如箭头标记85b所示地逐渐降低。因此，通过供应至电动机3的电流值来检测转速的降低。在时间T2，将连续驱动模式切換为电动机3的间歇驱动模式(I)。间歇驱动模式(I)是这样一种模式其中电动机3不是被连续驱动而是被间歇地驱动并且电动机3以脉冲方式被驱动，从而多次重复“[停止]-[正转驱动]”。在本文中，“以脉冲方式被驱动”是指这样ー种控制驱动，其中使施加到逆变器电路52的栅极信号能够 脉动以使供应至电动机3的驱动电流能够脉动，从而使电动机3的转速或输出扭矩能够脉动。通过重复具有较长周期(例如，约几十赫兹到一百几十赫兹)的驱动电流的ON (开)-0FF(关)来产生这种脉冲，使得从时间T2至时间T21关闭(停止)供应至电动机的驱动电流，从时间T21至时间T3打开(驱动)电动机的驱动电流，从时间T3至时间T31关闭(停止)驱动电流，并且从时间T31至时间T4打开驱动电流。当打开驱动电流时，执行PWM控制以控制电动机3的转速。脉冲的周期与控制占空比的周期(通常为几千赫兹)相比足够小。在图9所示的实例中，在自时间T2起的预定时间段内停止向电动机3供应驱动电流并且电动机3的转速降低到箭头标记86a所示的数值之后，计算单元51 (參见图6)将驱动信号83a发送到控制信号输出电路53，从而向电动机3供应脉冲驱动电流(驱动脉冲)以使电动机3加速。在加速期间的这种控制不一定意味着以100%的占空比驱动，而是可以意味着以小于100%的占空比控制。然后，撞锤41在箭头标记86b所示的位置与压砧46強烈碰撞，从而如箭头88a所示施加撞击カ。当撞击カ施加在压砧46上时，在预定时间段再次停止向电动机3供应驱动电流。在如箭头标记86c所示降低电动机3的转速之后,计算单元51将驱动信号83b发送到控制信号输出电路53以加速电动机3。然后，在箭头标记86d的点，撞锤41与压砧46強烈碰撞时，从而如箭头标记88b所示施加撞击力。在间歇驱动模 式(I)下，上述间歇驱动(重复电动机3的“[停止]-[正转驱动]”)被重复一次或多次。当需要更大的紧固扭矩时，间歇驱动模式(2)检测到这种状态并将间歇驱动模式(I)切換到旋转驱动模式。可以利用例如当施加箭头标记88b所示的撞击カ时电动机3的转速(在箭头标记86d附近的转速)来确定是否需要大的紧固扭矩。间歇驱动模式(2)是电动机3被间歇地驱动并以类似于间歇驱动模式(I)的脉冲方式驱动电动机3以重复多次“[停止]-[反转驱动]_[停止]-[正转驱动]”的模式。也就是说，在间歇驱动模式(2)下，因为不仅増加有电动机3的正转驱动而且还増加有电动机3的反转驱动，所以在撞锤41如图8所不相对于压站46反转了充分的相对角度之后,撞锤41沿着正转方向加速以便与压砧46強烈碰撞。以这种方式沿着正向和反向交替地驱动撞锤41，从而在压砧46中产生强的紧固扭矩。在图9中，当在时间T4将间歇驱动模式(I)切换为间歇驱动模式(2)吋，暂时停止电动机3的驱动。然后，负方向的驱动信号84a被发送至控制信号输出电路53而使电动机3反转。通过切换从控制信号输出电路53分别输出到各开关元件Ql至Q6的驱动信号(0N/OFF信号)的信号模式来实现正转和反转。当电动机3反转预定旋转角度(箭头标记87a)时，暂时停止电动机3的驱动。当电动机3的驱动停止时，因为不向电动机3提供驱动电压，所以电动机3借助惯性旋转。此后，因为开始沿着正转方向驱动电动机(箭头标记87b)，所以正方向的驱动信号84b被发送至控制信号输出电路53。在利用逆变器电路52进行旋转驱动操作时，驱动信号未被切換到加侧或减侧，然而，在图10中，为了便于理解进行旋转驱动操作的方向，驱动信号被分为并不意性地表不+方向和-方向。在电动机3的转速达到最大速度的部分附近，撞锤41与压砧46碰撞(箭头标记87c)。由于碰撞而产生紧固扭矩(箭头标记89a)，该紧固扭矩明显大于在间歇驱动模式(I)下产生的紧固扭矩(88a，88b)。在示例性实施例中，驱动信号在碰撞后的预定时间段内连续 提供至电动机。然而，可以控制提供至电动机3的驱动信号以在检测到箭头89a所示的碰撞时停止提供驱动信号。在这种情况下，当被紧固物体为螺栓、螺母等时，可以减小在撞击之后传递到操作人员手上的反作用力。如示例性实施例那样，即使在碰撞之后，也会因为向电动机3供应驱动电流，使得施加给操作人员的反作用力比连续驱动模式下的小。因此，间歇驱动模式适合于在中等负荷状态下的操作。此外，与强脉冲模式相比，紧固速度更快并且能有效地更大程度降低功耗。此后，暂时停止电动机3的驱动。然后，负方向的驱动信号84c被发送至控制信号输出电路53以使电动机3反转。然后，类似地重复“[停止]-[反转驱动]_[停止]-[正转驱动]”预定次数以利用强紧固扭矩执行紧固操作。操作人员在时间T9解除触发器操作以停止电动机3并完成紧固操作。不仅仅通过操作人员解除触发器操作来完成操作。当计算单元51确定利用设定的紧固扭矩完成了紧固操作吋，计算单元51可以控制停止电动机3的驱动。将在后面描述检测紧固扭矩的方法。图10示出了间歇驱动模式(2)的图9所示部分的控制，并且图10是示出发送至逆变器电路的驱动信号、供应至电动机的操作电流以及电动机的转速之间的关系的视图。当在时间T4将控制从间歇驱动模式(I)切換至间歇驱动模式(2)吋，计算单元51暂时停止电动机3的驱动。然后,计算单兀向控制信号输出电路53发送负方向的驱动信号84a以使电动机3反转。计算单元51在预定时间段内提供负方向的驱动信号84a，使得电动机3的转速达到箭头标记87a所示的预定反转速度。然后,计算单元51在时间P1内暂时停止电动机3的驱动。在该时间内，电动机3基本上保持反转速度并且借助惯性旋转。当经过停止时间P1吋，计算单元51开始驱动电动机3正转(箭头标记87b)。在正转驱动时间D1内进行正转驱动。刚好在经过D1之前(在时间T5),撞锤41与压砧46碰撞。因此，撞击施加在压砧46上，使得因撞击而在压砧46中产生强的紧固扭矩。默认值优选可以预先设置为刚好在间歇驱动模式(I)切換为间歇驱动模式(2)之后的时间P1和正转驱动时间Dp当在进行撞击操作之后经过时间ta吋，计算单元51对电动机3測量驱动电流值I1 (箭头标记90a所示的峰值的量值)。根据发明人等人的试验，认为在切換至间歇驱动模式(2)之后的刚好在第m次撞击之后峰值电流的量值Im与因撞击而产生的紧固扭矩值TRm大致成正比。在间歇驱动模式
(2)下的第m次撞击期间的紧固扭矩值TRm可以如下表述TRm=k A Im (k :比例常数,m=l, 2，. .，n)。扭矩值TRm用作设定下一反转电流之后的停止时间Pm+1和施加正转电流的正转驱动时间Dm+1的基准。基于获得的扭矩值TRm来设定停止时间Pm+1和正转驱动时间Dm+1。可以通过预定的计算表达式来计算设定停止时间Pm+1和正转驱动时间Dm+1的方法。此外，扭矩值TRm、停止时间Pm+1与正转驱动时间Dm+1之间的关系可以作为数据表预先存储在计算单元51的存储设备(未示出)中。然后，在測量到获得的峰值电流I1之后提供停止时间tb。然后，计算单元51提供负方向的驱动信号84c并且控制电动机3达到预定反转速度,例如,-3000rpm。当电动机达到箭头标记87e所示的预定反转速度吋，计算单元停止提供驱动信号84c。根据在第一次撞击过程中获得的紧固扭矩值TR1确定此时的停止时间P2。这里，当紧固扭矩值TRnri更大 时，优选使第m次的停止时间Pm增加更多。増加停止时间Pm是指在从图8B至图8C的范围内延长撞锤41因惯性而反转的时期。结果，撞锤41的反向角度变大并且反向位置位于后侦U。当撞锤41的反向角度变大时，下一撞击的预先转动距离变长。因此，当撞锤41向压砧46施加撞击时，正向的转速较大，从而可以产生更大的紧固扭矩值TR1^从箭头标记87f所示的点沿着正转方向加速的电动机3的转速在箭头标记87g所示的点处(即，时间T6)达到峰值，并且电动机向压砧46施加撞击。在进行撞击操作之后，当与第一次撞击类似地经过时间ta吋，计算单元51測量驱动电流值I2 (箭头标记90b所示的峰值的量值)并且使用上述表达式计算紧固扭矩值TR2。此后，计算单元在时间tb内暂时停止电动机3的驱动。然后重复相同的操作。在时间T7进行第三次撞击操作，并且在时间T8进行第四次撞击操作。此外，在各个撞击操作期间计算紧固扭矩值TRm并且确定停止时间Pm+1。然后，操作人员在时间T9解除触发器操作并停止电动机3。如上文所述，发明人等设立了一种通过利用驱动电流的峰值电流Im的量值检测紧固扭矩值TRm的方法。结果，在冲击工具中，可以根据紧固负荷的水平来控制并施加最优化的撞击，可以抑制浪费的能量损耗并且可以节省电カ。现在，将參考图11所示的流程图来描述根据本发明示例性实施例的冲击工具I的间歇驱动模式(2)的控制过程。首先，当完成图9所示的间歇驱动模式(I)的驱动时，将间歇驱动模式(I)转换为间歇驱动模式(2) (Slll)0在间歇驱动模式(2)中，如图10所示，按照以下顺序提供电流停止、使电动机3沿着反向旋转的电流、停止以及使电动机沿着正向旋转的电流，从而使撞锤41与压砧46碰撞。当提供沿着正向驱动电动机的电流时，根据恒流控制用例如50A的预定电流驱动电动机3以使撞锤41从初始位置沿着正向加速，从而撞锤41与压砧46碰撞。在该碰撞中，因为不仅可以利用撞锤41的惯性，而且还可以利用转子3a的惯性，所以即使相对较轻的撞锤41也可以产生强的撞击力。在间歇驱动模式(2)的第一次撞击期间，可以使用预先设定的默认值作为停止时间P1和正转驱动时间Dp当提供使电动机沿着反向旋转的电流时，进行恒流控制。然后，检测是否检测出撞击。当没有检测出撞击时，保持进程直到检测出撞击为止(S112)。利用撞击冲击传感器56 (见图6)检测撞击。当检测出撞击时，保持进程直到经过预定时间ta (S113)。当经过预定时间ta吋，测量电动机3的驱动电流并检测峰值电流Im (SlH)0通过利用电流检测电路59 (见图6)进行测量。
然后，基于获得的峰值电流Im计算紧固扭矩值TRm (S115)。随后，确定紧固扭矩值TRm是否达到预先设定的预定紧固扭矩或者操作人员是否关闭开关触发器8 (S116)。当紧固扭矩值达到预定紧固扭矩时或者当开关触发器8关闭时，停止电动机3的旋转(S121)，从而完成紧固操作。在S116中，当紧固扭矩值没有达到预定扭矩值时，并且当开关触发器8没有关闭吋，确定是否再经过停止时间tb(S卩，检测在撞击之后是否经过时间ta+tb)，并且当没有经过停止时间tb时,保持进程(SI 17)。当经过停止时间tb时，向电动机3提供使电动机沿着反向旋转的电流(S118)。然后，检测电动机3的转速是否达到预定反转速度(例如，-3000rpm),并且当转速没有达到预定反转速度吋，继续进行恒流控制并且保持进程直到电动机的转速达到预定反转速度为止(S119)。当电动机的转速达到预定反转速度吋，停止提供反转电流，根据在S115中获得的紧固扭矩值TRm和下一正转驱动的恒流控制值来计算停止时间Pm+1和正转驱动时间Dm+1，并且返回到Slll (S120)。在本文中，当紧固扭矩值TRm较大时，下一正转驱动的恒流控制值增加，而当紧固扭矩值TRm较小时，下一正转驱动的恒流控制值降低。恒流控制值与紧固扭矩值TRm之间的关系优选可以以数据表或函数的形式预先存储在计算 单元51的存储设备(未示出)中。如上文所述，在示例性实施例中，因为根据刚好在撞击之后向电动机3提供的驱动电流的量值来计算压砧的紧固扭矩的量值，所以可以在不単独使用扭矩检测器(例如，扭曲传感器)的情况下实现扭矩检测单元，并且可以检测毎次撞击的紧固负荷以有效地影响电动机的控制，而且可以精确地进行紧固操作。在S117中，在经过预定停止时间tb之后，向电动机3提供使电动机沿着反向旋转的电流。然而，当电动机3的转速降低到预定转速(例如，5000rpm)时，可以向电动机3提供使电动机3反转的电流。在示例性实施例中，根据刚好在撞击之后向电动机3提供的驱动电流的量值来计算压砧的紧固扭矩的量值。然而，也可以根据例如在撞击之后向电动机3提供的电流的量值与在时间ta之后向电动机3提供的电流的量值的平均值来计算压砧的紧固扭矩的量值。第二示例性实施例下面，将參考图10和图12描述根据本发明第二示例性实施例的冲击工具I的间歇驱动模式(2)的控制过程。在第二示例性实施例中，电动机3的控制方法与第一示例性实施例的控制方法相同。然而，不使用在撞击之后提供至电动机3的峰值电流Im来检测紧固扭矩值TRm，而是使用在撞击之后的电动机转速的降低程度来检测。在图10中，在箭头标记87c所示的时间，当在施加撞击之后经过时间1时，计算単元51在时间tb内暂时停止电动机3的驱动。同吋，计算单元51在经过时间tb期间监控电动机3转速的降低以计算转速曲线的斜度AR。斜度AN1表示刚好在撞击之后的较短时间段内继续提供驱动电流然后停止驱动电流之后的电动机3转速的降低程度。大的斜度AN1意味着撞击产生的紧固扭矩大。通过发明人等的实验，认识到紧固扭矩值TRm基本上与斜度ANm成反比。在间歇驱动模式(2)下的第m次撞击期间的紧固扭矩值TRm可以如下表述TRm=- a ANm (a :比例常数，m=l, 2， ，n)。此外，扭矩值TRm用作设定下一反转电流之后的停止时间Pm+1和施加正转电流的正转驱动时间Dm+1的基准。基于获得的扭矩值TRm来设定停止时间Pm+1和正转驱动时间Dm+1。可以通过预定的计算表达式来计算设定停止时间Pm+1和正转驱动时间Dm+1的方法。此外，扭矩值TRm、停止时间Pm+1与正转驱动时间Dm+1之间的关系可以作为数据表预先存储在计算单元51的存储设备(未示出)中。然后，刚好在測量出获得的斜度AN1之后(箭头标记87d)，计算单元51提供负方向的驱动信号84c并且控制电动机3达到预定反转速度,例如，-3000rpm。当计算单元控制电动机3的转速达到箭头标记87e所示的预定反转速度时,计算单元停止提供驱动信号84c。根据在第一次撞击过程中获得的紧固扭矩值TR1确定此时的停止时间P2。这里，当紧固扭矩值TRnri更大吋，优选使第m次的停止时间Pm増 加地更多。増加停止时间Pm是指在从图8B至图SC的范围内延长撞锤41因惯性而反转的时期。结果，撞锤41的反向角度变大并且反向位置位于后侧。当撞锤41的反向角度变大时，下一撞击的预先转动距离变长。因此，当撞锤41向压砧46施加撞击时，正向的转速较大，从而可以产生更大的紧固扭矩值TRm。从箭头标记87f所示的点沿着正向加速的电动机3的转速在箭头标记87g所示的点处(即，时间T6)达到峰值,并且电动机向压站46施加撞击。在进行撞击操作之后，当与第一次撞击类似地经过时间ta吋，计算单元51在时间tb内暂时停止电动机3的驱动。此时，计算单元51在时间tb内监控电动机3转速的降低程度以计算转速曲线的斜度AN2。计算单元重复相同的操作。在时间T7进行第三次撞击操作，并且在时间T8进行第四次撞击操作。此外，在各个撞击操作期间，计算単元计算紧固扭矩值了匕并且确定停止时间Pm+1。然后，操作人员在时间T9解除触发器操作并停止电动机3。现在，将參考图12所示的流程图来描述根据本发明的第二示例性实施例的冲击工具I的间歇驱动模式(2)的控制过程。首先，当完成图9所示的间歇驱动模式(I)的驱动时，将间歇驱动模式(I)转换为间歇驱动模式(2) (S131)。在间歇驱动模式(2)中，如图10所示,按照以下顺序提供电流停止、使电动机3沿着反向旋转的电流、停止以及使电动机沿着正向旋转的电流，从而使撞锤41与压砧46碰撞。然后，检测是否检测出撞击。当没有检测出撞击时，进程返S131。当检测出撞击时，保持进程直到经过预定时间ta (S133)。当经过预定时间ta时,停止提供使电动机3沿着正向旋转的电流并开始检测电动机3的旋转角度A 0(S134)。转子位置检测电路54可以通过利用设置在电动机3中的旋转位置检测部件58 (见图6)来检测旋转角度A 0。然后，检测电动机3的旋转角度直到在停止提供使电动机3沿着正向旋转的电流之后经过时间tb为止，从而获得旋转角度A 0并计算表示电动机3转速的降低程度的八心。如上述表达式所示，可以用该AN111来计算紧固扭矩值。随后，在S136中，确定紧固扭矩值是否达到预先设定的预定紧固扭矩或者操作人员是否关闭开关触发器8(S136)。当紧固扭矩值达到预定紧固扭矩时或者当开关触发器8关闭时，停止电动机3的旋转(S141)，从而完成紧固操作。在S136中，当紧固扭矩值没有达到预定扭矩值时，并且当开关触发器8没有关闭吋，确定是否再经过停止时间tb(S卩，检测在撞击之后是否经过时间ta+tb)，并且当没有经过停止时间tb时，保持进程(S137)。当经过停止时间tb时，向电动机3提供使电动机沿着反向旋转的电流(S138)。对使电动机3沿着反向旋转的电流应用恒流控制。然后，检测电动机3的转速是否达到预定反转速度(例如，-3000rpm)，并且当转速没有达到预定反转速度时，保持进程直到电动机的转速达到预定反转速度为止(S139)。当电动机的转速达到预定反转速度时，根据在S135中获得的紧固扭矩值TRm来计算停止时间Pm+1和正转驱动时间Dlrt以及下一正转驱动的恒流控制值，并且返回S131 (S140)o在本文中，当获得的A 0较大时，下一正转驱动的恒流控制值增加，而当△ 9较小时，下一正转驱动的恒流控制值降低。恒流控制值与旋转角度△ 9之间的关系优选可以以数据表的形式预先存储在计算单元51的存储设备(未示出)中，或者可以通过下述表达式计算恒流控制值=k*A0 (k:比例常数)。如上文所述，根据第二示例性实施例，因为刚好在撞击之后检测电动机转速的降低以根据降低程度来计算撞击的紧固扭矩的量值，所以可以在不単独使用扭矩检测器(例如，扭曲传感器)的情况下实现扭矩检测单元，并且可以检测毎次撞击的紧固负荷以有效地影响电动机的控制，而且可以精确地进行紧固操作。压砧的紧固扭矩的量值不仅可以通过检测电动机转速的降低来检测，而且还可以通过检测电动机的旋转角度量来检测。
在示例性实施例中，通过转速曲线的斜度来检测电动机转速的降低程度。然而，也 可以通过例如在经过时_ta之后的转速曲线的值与在经过预定时间之后的转速曲线的值的平均值来计算转速的降低程度。已经根据示例性实施例描述了本发明。然而，本发明不限于这些示例性实施例，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种形式和细节上的变化。例如，当描绘出水平轴线表示时间并且竖直轴线表示电流(也可以为转速或旋转角度)的曲线图时，可以根据电流的曲线面积(积分值)来改变电流控制值。本申请要求2010年3月11日提交的日本专利申请No. 2010-055011的优先权，通过引用方式将该申请的全部内容并入本文。エ业实用性根据本发明的ー个方面，提供了一种冲击工具，该冲击工具可以通过具有简单结构的撞锤和压砧实现一种冲击机构并且可以以预定的紧固扭矩精确地进行紧固操作。根据本发明的另ー个方面，提供了一种紧凑并且轻便的冲击工具，该冲击工具实现了紧固扭矩的检测单元而不在压砧上安装例如扭曲测量仪器等传感器。根据本发明的另ー个方面，提供了一种冲击工具，该冲击工具可以通过检测刚好在撞击之后提供至电动机的电流来精确地检测紧固扭矩。
权利要求
1.一种冲击工具,包括 电动机； 撞锤，所述撞锤与所述电动机连接；以及 压砧，所述撞锤通过正转和反转交替地驱动所述电动机来撞击所述压砧， 其中，根据刚好在撞击之后供应至所述电动机的电流的电流值来计算所述压砧的紧固扭矩的量值。
2.根据权利要求I所述的冲击工具， 其中，在进行撞击之后的时间ta内继续向所述电动机提供沿着正向驱动电动机的驱动电流，并且 在时间ta内检测电流值。
3.根据权利要求2所述的冲击工具， 其中，检测峰值电流值作为所述电流值。
4.根据权利要求2所述的冲击工具， 其中，通过在撞击之后的电流值与在时间ta之后的电流值的平均值计算所述电流值。
5.根据权利要求2所述的冲击工具， 其中，通过电流值曲线的斜度检测电流值。
6.—种冲击工具,包括 电动机； 撞锤，所述撞锤与所述电动机连接；以及 压砧，所述撞锤通过正转和反转交替地驱动所述电动机来撞击所述压砧， 其中，检测刚好在撞击之后的电动机转速的降低，并且 根据降低程度来计算撞击的紧固扭矩的量值。
7.根据权利要求6所述的冲击工具， 其中，在进行撞击之后的预定时间内继续提供使所述电动机沿着正向旋转的驱动电流，并且 在停止提供所述驱动电流之后，检测所述电动机的转速的降低程度。
8.根据权利要求7所述的冲击工具， 其中，在进行撞击之后的时间ta内继续提供所述驱动电流，并且 在撞击之后，在经过时间ta之后开始的时间tb期间检测转速的降低程度。
9.根据权利要求8所述的冲击工具， 其中，通过转速曲线的斜度检测转速的降低程度。
10.根据权利要求8所述的冲击工具， 其中，通过在经过时间ta之后的转速曲线的值与在经过时间t。之后的转速曲线的值的平均值计算转速的降低程度。
全文摘要
本发明公开了一种冲击工具，包括电动机；撞锤，所述撞锤与所述电动机连接；以及压砧，所述撞锤通过正转和反转交替地驱动所述电动机来撞击所述压砧，其中，根据刚好在撞击之后供应至所述电动机的电流的电流值来计算所述压砧的紧固扭矩的量值。
文档编号B25B23/147GK102770244SQ20118001068
公开日2012年11月7日 申请日期2011年3月11日 优先权日2010年3月11日
发明者山口勇人, 岩田和隆, 益子弘识, 西河智雅, 谷本英之, 高野信宏 申请人:日立工机株式会社