电动工具的制作方法

本公开总体上涉及一种电动工具，并且更具体地涉及包括触发器的电动工具。

背景技术：

已经公开了一种电动工具，其电机的转速根据触发器的位移量来改变(例如，参见专利文献1)。专利文献1中公开的电动工具包括变速开关。变速开关包括负载传感器和要被用户用手指拉动的触发器。负载传感器被配置为输出与触发器的拉动量(按压力)成比例的电压信号。控制电路部分被配置为基于来自负载传感器的输出信号，通过pwm控制来调节要提供给dc电机的电力。

负载传感器(压力感测单元)的输出根据触发器的拉动量(拉入量)的变化而连续变化。因此，例如，如果在使用电动工具作业的过程中，由于作业引起的振动改变了触发器的拉入量，则电机的转速可能变得不稳定。

引用文献列单

专利文献

专利文献1：jp2012-101326a

技术实现要素：

鉴于前述内容，本公开的目的是提供一种电动工具，其被配置为稳定电机的转速。

根据本公开的一个方面的电动工具包括电机、触发器、压力感测单元和控制电路。电机被配置为从电源接收电力以使前端工具旋转。触发器由工具本体可移动地保持。压力感测单元包括用于接收对应于触发器的拉入量的压力的压力接收单元，并且被配置为测量由压力接收单元接收的压力的大小。控制电路被配置为基于由压力感测单元测量到的测量压力来控制电机的转速。控制电路被配置为执行电机的转速的滞后控制，使得关于测量压力的电机转速在测量压力随时间增加的情况和测量压力随着时间减小的情况之间不同。

附图说明

图1是示出根据本公开的一个实施例的电动工具的框图；

图2是示出电动工具的外部透视图；

图3a是示出电动工具的触发器处于off位置时主开关和压力感测单元的状态的简化示意图。图3b是示出电动工具的触发器处于on位置时主开关和压力感测单元的状态的简化示意图；并且

图4是示出电动工具中的电机转速关于测量压力的特性的曲线图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的实施例。注意，下面描述的实施例仅是本发明的各种实施例的示例。只要实现本公开的目的，可以根据设计等对下面描述的实施例进行各种修改。

实施例

图1和2分别示出了本实施例的电动工具1的框图和外部透视图。本实施例的电动工具1是例如用于诸如螺栓和螺母的紧固部件的紧固作业的电动扳手。

如图2所示，电动工具1包括工具本体2。工具本体2包括具有管形状的本体部分21、从本体部分21的外周表面沿径向突出的把手22、以及附接部分23，电池组24可拆卸地附接至该附接部分。

本体部分21容纳电机4。电机4例如是直流电机，并且被配置为利用包括在电池组24中的电池241(电源)供应的电力旋转。电机4经由正向反向切换电路40、主开关6和驱动开关51(参见图1)电连接到电池241。

正向反向切换电路40包括桥接电路。桥接电路包括多个开关。正向反向切换电路40包括输出端子，电机4电连接在输出端子之间。正向反向切换电路40切换从电池241提供至电机4的直流电的方向，以便在正向旋转和反向旋转之间切换电机4的旋转方向。正向反向切换电路40包括正电极侧输入端子t1和负电极侧输入端子t2。正电极侧输入端子t1经由主开关6电连接到电池241的正电极端子。负电极侧输入端子t2经由驱动开关51电连接到电池241的负电极端子。此外，在正向反向切换电路40的正电极侧输入端子t1和负电极侧输入端子t2之间，电连接有再生二极管41。再生二极管41具有电连接到负电极侧输入端子t2的阳极和电连接到正电极侧输入端子t1的阴极。

驱动开关51包括例如n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。驱动开关51的漏极端子与正向反向切换电路40的负电极侧输入端子t2电连接，源极端子与电池241的负电极端子电连接。驱动开关51由控制电路5控制。

控制电路5包括例如微计算机并且被配置为输出用于控制驱动开关51的控制信号。控制信号直接或通过驱动电路将控制信号输出到驱动开关51的栅极端子以接通/断开驱动开关51。控制电路5基于将在后面描述的压力感测单元7的感测结果控制驱动开关51，以控制电机4的转速。具体地说，控制电路5控制驱动开关51。电路5通过基于例如脉冲宽度调制(pwm)系统控制驱动开关51来控制电机4的转速，采用该脉冲宽度调制(pwm)系统占空比是可调节的。

此外，控制电路5基于设置给工具本体2的把手22的正向反向切换开关222的状态来控制正向反向切换电路40。控制电路5控制正向反向切换电路40，使得电机4的旋转方向是由正向反向切换开关222设定的旋转方向。

此外，控制电路5利用从电源电路50供应的控制电力操作。电源电路50经由主开关6电连接到电池241。电源电路50执行从电池241供应的直流电力的直流转换以产生控制电力并将控制电力供应到控制电路5。

如图2所示，输出轴211在本体部分21的轴向方向上的一侧突出。输出轴211构造成随着电机4的旋转操作而旋转。用于紧固或松开紧固部件的具有圆柱形状的插座212(前端工具)可拆卸地附接至输出轴211。也就是说，电机4构造成从电池241接收电力以使插座212旋转。工人根据紧固部件的尺寸相应地选择要附接到输出轴211的插座212的尺寸。电动工具1能够通过电机4的旋转操作引起的插座212的旋转来执行紧固或松开紧固部件的作业。

工具本体2的把手22是要由工人抓握以进行作业的部分，并且设置有触发器3。触发器3是用于接通/断开电机4的旋转操作并调节电机4的转速的操作部分，并且被配置成可以缩回到把手22中。触发器3由工具本体2保持，以在触发器3从把手22突出且拉入量为零的off位置(参见图3a)和触发器3被拉动到把手22中并且拉入量对应于上限的on位置(参见图3b)之间可移动。触发器3接收弹簧在触发器3从把手22突出的方向上施加的力。

在把手22中，提供开关盒221。开关盒221容纳主开关6和压力感测单元7。

主开关6是用于接通/断开从电池241供应到电机4和电源电路50的电力的开关，并且包括固定触头61和可动触头62。

固定触头61设置在固定触头板610上。固定触头板610由开关盒221保持。固定触头板610通过导线电连接到电机4的正电极端子。

可动触头62设置给可动触头板620。可动触头板620由开关盒221保持，使得可动触头板620的一个边缘侧用作支撑点，可动触头板620的另一个边缘侧是可移动的。可动触头62设置在可动触头板620的所述另一个边缘侧，以面对固定触头61。可动触头板620通过导线电连接到电池241的正极端子。可动触头板620接收由弹簧在可动触头62与固定触头61分离的方向上施加的力。

可动触头板620构造成通过柱塞31移动，柱塞31具有杆形状并且连接到触发器3。具体地，柱塞31穿过形成在开关盒221中的孔并且其一端机械连接到触发器3。当被拉动时，触发器3在图3a和3b中向左移动。因此，当拉动触发器3时，柱塞31插入开关盒221的插入量增加。柱塞31具有外周表面，突出部分32从该外周表面突出。触发器3被拉动，并且柱塞31插入开关盒221的插入量因此增加，借此突出部分32克服弹簧的力推动可动触头板620的一端，以使该端朝向固定触头板610移动。即，当拉动触发器3时，可动触头板620被柱塞31的突出部分32推动，借此可动触头板620朝向固定触头板610移动。

如图3a所示，当触发器3处于off位置时，突出部分32位于可动触头板620的支撑点附近，并且因此可动触头62与固定触头61分离。即，当触发器3处于off位置时，主开关6处于off状态，并且中断从电池241向电机4和电源电路50的电力供应。而且，如图3b所示，当触发器3处于on位置时，突出部分32使可动触头板620的端部朝向固定触头板610移动，借此使可动触头62与固定触头61接触。即，当触发器3处于on位置，主开关6处于on状态，并且执行从电池241向电机4和电源电路50的电力供应。

压力感测单元7是用于调节电机4的转速的开关，并且包括压力接收单元71和支撑压力接收单元71的支撑构件72。压力感测单元7设置给由开关盒221保持的基板70，并且被构造为测量由压力接收单元71接收的压力大小。在本实施例中，压力感测单元7是例如其静电电容根据压力接收单元71接收的压力的大小而变化的电容式压力传感器。压力接收单元71构造成通过接收压力而变形，并且随着接收的压力增加，变形量增加。压力感测单元7被配置为根据压力接收单元71的变形量来改变静电电容的大小，并且静电电容的大小对应于由压力接收单元71接收的压力大小的感测结果(测量压力)。压力感测单元7将静电电容的大小(由压力接收单元71接收的压力的大小)转换为电信号，并将电信号输出到控制电路5，从而将感测结果(测量压力)输出到控制电路5。压力感测单元7不限于电容式压力传感器，而可以是例如电阻式压力传感器，其电阻值根据接收的压力而变化。

压力感测单元7设置成面对容纳在开关盒221中的可动压力板8。可动压力板8具有面向压力感测单元7的表面并且设置有从该表面突出的加压单元81。加压单元81由例如硬橡胶制成并且设置为面对压力接收单元71。

可动压力板8由开关盒221保持，使得可动压力板8的一个边缘侧用作支撑点，并且可动压力板8的另一个边缘侧是可移动的。可动压力板8接收由弹簧在加压单元81与压力接收单元71分离的方向上施加的力。可动压力板8构造成被柱塞31推动以朝向压力感测单元7移动。具体地，可动压力板8具有梯形截面，使得在所述另一边缘侧的厚度大于所述一个边缘侧。换句话说，可动压力板8具有第二表面802，该第二表面802相对于设置有加压单元81的第一表面801倾斜并且位于第一表面801的相反侧。当触发器3被拉动并且柱塞31插入开关盒221的插入量因此增加时，柱塞31的梢端与可动压力板8的第二表面802接触。也就是说，柱塞31的梢端与可动压力板8的倾斜表面(第二表面802)接触。这样，当柱塞31的插入量进一步增加时，柱塞31的梢端推动可动压力板8，同时沿该表面移动，使得可朝压力感测单元7移动。因此，加压单元81与压力接收单元71接触并向压力接收单元71施加压力，从而使压力接收单元71变形。由于可动压板8的第二表面802相对于第一表面801倾斜，因此随着柱塞31的插入量增加，由加压单元81施加到压力接收单元71的压力增加。也就是说，当触发器3被拉动时，可动压力板8被柱塞31的梢端推动并朝向压力感测单元7移动，因此，随着触发器3的拉入量增加，通过加压单元81施加到压力接收单元71的压力增加。注意，柱塞31的梢端可以具有倾斜表面，该倾斜表面构造成使得随着柱塞31的插入量增加，由加压单元81施加到压力接收单元71的压力增加。

这里，当触发器3从off位置被拉入，并且拉入量达到第一拉入量时，可动触头62与固定触头61接触，从而主开关6转换到on状态。当触发器3的拉入量达到大于第一拉入量的第二拉入量时，可动压力板8的加压单元81与压力感测单元7的压力接收单元71接触。然后，当触发器3的拉入量大于第二拉入量时，由加压单元81施加到压力接收单元71的压力更大。也就是说，当触发器3从off位置被拉入时，主开关6首先接通，然后，压力被施加到压力感测单元7。

如图2所示，工具本体2的附接部分23形成为平坦的平行六面体，并且电池组24可拆卸地附接到附接部分23的与把手22相反的一侧上的一个表面。电池组24包括壳体240(参见图2)，所述壳体形成为由树脂制成的平行六面体，并且电池241(例如，锂离子电池)容纳在壳体240中。

附接部分23容纳控制电路5。此外，附接部分23设置有操作面板231。操作面板231包括例如多个按钮开关232和多个发光二极管(led)233并且例如能够执行电动工具1的各种设置和电动工具1的待检查的状态。工人操作例如操作面板231(按钮开关232)以检查电池241的剩余容量等。此外，附接部分23设置有光源234。光源234包括例如led。光源234设置成在作业期间用光照射作业位置。光源234被配置为当主开关6接通时发光。

接下来，将参考图4描述控制电路5对电机4的转速的控制。控制电路5控制驱动开关51，使得当由压力感测单元7测量的测量压力(由压力接收单元71接收的压力)增加时，电机4的转速增加。

具体地，控制电路5以规定的周期对测量压力进行采样，并确定测量压力是随时间增大或是减小。也就是说，控制电路5确定触发器3是被拉向on位置或是朝向off位置返回。

控制电路5被配置为执行电机4的转速的滞后控制，使得关于相同的测量压力值电机4的转速在测量压力随时间增加的情况和测量压力随时间减少的情况之间不同。图4是表示电机4的转速相对于测量压力的特性曲线图。在图4中，y1是加压特性曲线，示出了在测量压力随时间增加的情况下的关于测量压力的电机4转速。在图4中，y2是减压特性曲线，示出了在测量压力随时间减小的情况下关于测量压力的电机4转速。

如加压特性曲线y1所示，当测量压力从下限值pmin增加到上限值pmax时，电机4的转速从速度s1连续增加。当测量压力达到压力值p1时，电机4的转速对应于上限值smax，并且当测量压力在从压力值p1到上限值pmax的范围内时，电机4的转速保持在上限值smax。

如减压特性曲线y2所示，当测量压力从上限值pmax减小到下限值pmin时，在测量压力在从上限值pmax到压力值p2的范围内时，转速保持在上限值smax。压力值p2是小于压力值p1的值。当测量压力从压力值p2减小时，电机4的转速从上限值smax连续减小到速度s2，并且当测量压力达到下限值pmin时，电机4的转速变为零，即电机4停止。速度s2高于速度s1。

测量压力的下限值pmin为零。也就是说，对应于下限值pmin的测量压力表明触发器3的拉入量在从零(off位置)到第二拉入量的范围内。此外，对应于上限值pmax的测量压力表明触发器3处于on位置。

如图4所示，将测量压力随时间增加的情况与测量压力随时间减小的情况进行比较。在这种情况下，在从下限值pmin到压力值p1的测量压力的范围内，在测量压力随时间减小的情况下，相对于测量压力的电机4转速总是大于测量压力随时间增加的情况。因此，执行电机4的转速的滞后控制。

控制电路5根据沿着加压特性曲线y1或减压特性曲线y2的测量压力随时间的变化来控制电机4的转速。

此外，当测量压力在规定范围内增大和减小时，控制电路5也将电机4的转速保持在恒定速度。例如，假设测量压力从下限值pmin增加到压力值p10(<压力值p1)。在这种情况下，控制电路5沿着加压特性曲线y1将电机4的转速提高到速度s10。这里，在减压特性曲线y2中，假设在电机4的转速为速度s10的情况下的测量压力对应于压力值p20(<压力值p10)。在测量压力从减压特性曲线y2上的压力值p10减小到压力值p20时，控制电路5将电机4的转速维持在速度s10。此外，当测量压力在压力值p20和压力值p10之间增加时，控制电路5也将电机4的转速保持在速度s10。也就是说，当测量压力在压力值p20和压力值p10之间的范围δp内增加和减小时，控制电路5将电机4的转速保持在速度s10。因此，即使当由于用电动工具1作业引起的振动改变触发器3的拉入量时，只要由于触发器3的拉入量的变化引起的测量压力的变化在δp范围内，电机4的转速就保持恒定的速度。

也就是说，当电机4的转速是在从下限值pmin到压力值p1的测量压力的范围内的速度sx时，即使测量压力在δpx范围内变化时，控制电路5也将电机4的转速保持在速度sx。范围δpx是电机4的转速在加压特性曲线y1上为速度sx处的压力值px1和电机4的转速在减压特性曲线y2上为速度sx处的压力值px2之间的范围。

此外，当测量压力降低到低于压力值p20时，控制电路5将电机4的转速沿着减压特性曲线y2从速度s10降低。或者，当测量压力增加到高于压力值p10时，控制电路5将电机4的转速沿着加压特性曲线y1从速度s10增加。

在上述示例中，已经描述了作为电动扳手的电动工具1，但是电动工具1不限于电动扳手，而是可以是另一包括电机4的电动工具，例如电动螺丝刀和电钻。

如上所述，第一方面的电动工具1包括电机4、触发器3、压力感测单元7和控制电路5。电机4被配置为从电池241接收电力(电源)以旋转插座212(前端工具)。触发器3由工具本体2可移动地保持。压力感测单元7包括用于接收对应于触发器3的拉入量的压力的压力接收单元71，并且被配置为测量由压力接收单元71接收的压力的大小。控制电路5被配置为基于由压力感测单元7测量的测量压力来控制电机4的转速。控制电路5被配置为执行电机4的转速的滞后控制，从而关于测量压力的电机4转速在测量压力随时间增加的情况和测量压力随时间减小的情况之间不同。

该配置使得电动工具1能够抑制电机4的转速的变化和稳定电机4的转速，即使当触发器3的拉入量由于例如因用电动工具1作业或用来拉动触发器3的手指的脉动所致的振动而改变时。

在根据参考第一方面的第二方面的电动工具1中，控制电路5优选地执行电机4的转速的滞后控制，使得相对于测量压力的电机4转速在测量压力随时间减小的情况下比在测量压力随时间增加的情况下要高。

该配置使得，即使在触发器3的拉入量的变化从增加转变为减小的情况下以及在触发器3的拉入量的变化从减小转变为增加的情况下，只要触发器3的拉入量的变化量在规定范围内，电动工具1也能够保持电机4的转速。

附图标记列表

1电动工具

2工具本体

212插座(前端工具)

241电池(电源)

3触发器

4电机

5控制电路

7压力感测单元

71压力接收单元