沖擊工具的制作方法
【專利摘要】一種沖擊工具，包括由馬達驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的撞錘（5）以及利用通過撞錘（5）的旋轉(zhuǎn)來沖擊并將沖擊力傳輸至尖端工具的砧（6）。在馬達和撞錘（5）之間，設(shè)置有第一和第二環(huán)形齒輪（41A，42A），且第一和第二行星齒輪機構(gòu)（41）和（42）布置為將馬達的旋轉(zhuǎn)力傳遞至撞錘（5）。馬達、撞錘（5）、砧（6）、以及第一和第二環(huán)形齒輪（41A，42A）容納在殼體（2）中。第二環(huán)形齒輪（42A）在第二環(huán)形齒輪（42A）被保持的同時與殼體（2）接合的保持位置以及第二環(huán)形齒輪（42A）不與殼體（2）接合且相對于殼體（2）可旋轉(zhuǎn)的非保持位置之間是可移動的。
【專利說明】沖擊工具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種沖擊工具。尤其地，本發(fā)明涉及一種通過對馬達進行轉(zhuǎn)速控制產(chǎn)生沖擊力的沖擊工具。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上，用于緊固螺絲構(gòu)件，例如螺母及螺栓的沖擊工具已經(jīng)為公知。這種類型的沖擊工具包括，作為例子，用于通過撞錘的循環(huán)沖擊力將在旋轉(zhuǎn)方向上的沖擊力傳輸給螺絲構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。具有該結(jié)構(gòu)的沖擊工具包括馬達，由馬達驅(qū)動的撞錘，由撞錘沖擊的砧，并保持有尖端工具，即，撞擊(打擊)工具。
[0003]在該沖擊工具中，安裝在殼體中的馬達通過使用從可充電電池提供的電力或從電源線在外部提供的電力來驅(qū)動，撞錘被馬達經(jīng)由減速機構(gòu)單元旋轉(zhuǎn)，并且砧通過用于緊固的旋轉(zhuǎn)撞錘來沖擊。更詳細(xì)地，如專利文獻I所公開的，無刷電機用作馬達，并且通過瞬時的占空比控制重復(fù)執(zhí)行正反向旋轉(zhuǎn)，由此向前旋轉(zhuǎn)撞錘，或反向地在砧上產(chǎn)生沖擊力。在該沖擊工具中，由于在馬達上的轉(zhuǎn)速控制由占空比控制來執(zhí)行，因此安裝尖端工具的砧的轉(zhuǎn)數(shù)由通過將馬達的轉(zhuǎn)數(shù)乘以減速機構(gòu)單元的減速比所得到的值計算得到。
[0004]引用列表
[0005]專利文獻
[0006]PTLl:公開出版號為2011-31314的日本專利申請
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題
[0008]然而，依賴于所要緊固的要處理的構(gòu)件的材料或螺絲的類型等等，尖端工具的轉(zhuǎn)數(shù)也許被期望更多地減少或增加。
[0009]本發(fā)明的一個優(yōu)選目的是提供一種能夠?qū)⒓舛斯ぞ叩霓D(zhuǎn)數(shù)控制在較寬范圍的沖
擊工具。
[0010]技術(shù)方案
[0011]本發(fā)明的沖擊工具包括:馬達；撞錘，其由所述馬達驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；砧，其被所述撞錘利用旋轉(zhuǎn)沖擊，并將沖擊力傳輸至尖端工具；若干個行星齒輪機構(gòu)，它們插入所述馬達和所述撞錘之間，分別具有環(huán)形齒輪，并將所述馬達的旋轉(zhuǎn)力傳輸至所述撞錘；以及殼體，容納所述馬達、所述撞錘、所述砧、以及每一個所述環(huán)形齒輪。所述環(huán)形齒輪之中，至少一個環(huán)形齒輪被配置為可移動，以在所述環(huán)形齒輪與所述殼體接合以及被所述殼體保持的保持位置和所述環(huán)形齒輪不與所述殼體接合且相對于所述殼體可旋轉(zhuǎn)的非保持位置之間移動。
[0012]當(dāng)環(huán)形齒輪設(shè)置在保持位置時，具有一個該環(huán)形齒輪的行星齒輪機構(gòu)減速以將旋轉(zhuǎn)力傳輸至砧。另一方面，當(dāng)環(huán)形齒輪設(shè)置在非保持位置時，具有一個該環(huán)形齒輪的行星齒輪機構(gòu)不減速且旋轉(zhuǎn)力被傳輸至砧。在這種方式中，減速比可以在兩級變化，即，環(huán)形齒輪的保持位置和非保持位置。[0013]優(yōu)選地，所述沖擊工具的所述殼體具有與一個環(huán)形齒輪接合的接合單元；所述一個環(huán)形齒輪具有與所述接合單元接合的被接合單元；并且所述接合單元和所述被接合單元被配置為能夠在保持位置彼此接合且在非保持位置變得不能彼此接合。在該沖擊工具中，環(huán)形齒輪可以被可靠地制造成不能在保持位置相對于殼體旋轉(zhuǎn)，且該環(huán)形齒輪可以被制造成能在非保持位置相對于殼體旋轉(zhuǎn)。
[0014]優(yōu)選地，所述沖擊工具還包括:操作單元，其能夠操作在所述保持位置和所述非保持位置之間的所述環(huán)形齒輪；并且所述操作單元暴露于所述殼體的外表面。在該沖擊工具中，該環(huán)形齒輪可以通過操作單元在保持位置和非保持位置之間容易地切換。
[0015]所述環(huán)形齒輪優(yōu)選地包含在若干個行星齒輪機構(gòu)中的直接驅(qū)動撞錘旋轉(zhuǎn)的行星齒輪機構(gòu)中。在該沖擊工具中，環(huán)形齒輪在行星齒輪機構(gòu)的保持位置和非保持位置之間以最低轉(zhuǎn)數(shù)切換，從而易于切換。
[0016]優(yōu)選地，所述馬達為無刷電機；所述沖擊工具還包括用于對所述馬達進行轉(zhuǎn)速控制的控制單元；并且所述控制單元被配置為能夠利用分別設(shè)置在所述保持位置和非保持位置上的一個環(huán)形齒輪改變所述轉(zhuǎn)速控制。在該沖擊工具中，當(dāng)以不同的減速比執(zhí)行沖擊操作時，在馬達上可以執(zhí)行最優(yōu)的轉(zhuǎn)速控制。
[0017]優(yōu)選地，所述沖擊工具還包括:檢測裝置，其檢測位于所述保持位置和所述非保持位置的所述一個環(huán)形齒輪的位置；并且所述控制單元基于所述檢測裝置的檢測結(jié)果執(zhí)行所述轉(zhuǎn)速控制。在該沖擊工具中，通過該控制單元，可以容易地檢測保持位置或非保持位置。
[0018]有益效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明的沖擊工具，尖端工具的轉(zhuǎn)數(shù)可以被控制在較寬范圍內(nèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的沖擊工具的截面圖；
[0021]圖2表示圖1的部分的放大截面圖；
[0022]圖3表示在圖1所示的沖擊工具中的減速機構(gòu)的分解透視圖；
[0023]圖4表示沖擊工具的控制電路圖；
[0024]圖5A表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的位于保持位置的沖擊工具的沖擊的時序示意圖；
[0025]圖5B表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的位于非保持位置的沖擊工具的沖擊的時序示意圖；
[0026]圖6表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的沖擊工具的沖擊時序的變化流程圖。
【具體實施方式】
[0027]根據(jù)本發(fā)明的沖擊工具的實施例將參考圖1-6來描述。如圖1所示，具體地，沖擊工具I用于緊固螺栓、螺母、或自攻螺釘，如木螺釘。沖擊工具I主要由殼體2、馬達3，齒輪機構(gòu)4，撞錘5以及砧6構(gòu)成，并且馬達3由作為電源的可充電電池7驅(qū)動。當(dāng)作為螺絲構(gòu)件的螺母或螺栓被緊固時，在緊固的開始用于旋轉(zhuǎn)的載荷幾乎不能施加在砧上，并且在緊固完成之前該載荷立即突然增大。相比之下，當(dāng)作為螺絲構(gòu)件的自攻螺釘被緊固時，從緊固的開始旋轉(zhuǎn)載荷就添加到了砧上。[0028]殼體2主要由主殼體21，撞錘殼22，以及接合單元23構(gòu)成。主殼體21為尼龍6制成的樹脂殼體，且包括主體單元21A以及從主體單元21A延伸的把手21B,主體單元21A具有馬達3及容置在其中的其它部件，還包括嵌在其中的撞錘殼22。主體單元21A和把手21B具有限定在其中的容納空間，且殼體2由彼此近似對稱的殼體件構(gòu)成，使用在將在下面進一步描述的垂直方向和縱向方向上延伸的平面，該殼體件將殼體分為兩個部分。容納空間具有對應(yīng)于主體單元2的內(nèi)側(cè)的部，上述馬達3、齒輪機構(gòu)4、撞錘5、以及砧6在該部中同軸地布置在從一端側(cè)到另一端側(cè)的線上。這些馬達3、齒輪機構(gòu)4、撞錘5以及砧6所布置在的線的軸向被定義為縱向方向，馬達3所在的一側(cè)為后側(cè)。而且，與縱向方向垂直的方向被定義為垂直方向，把手21B從主體單元21A延伸的方向作為向下方向，以及與縱向方向和垂直方向都垂直的方向被定義為水平方向，將圖1的上側(cè)作為正方向。
[0029]在主體單元21A中，排氣口和進氣口(未示出)形成在馬達3的靠前和靠后的位置以及主體單元21A的左側(cè)表面位置和右側(cè)表面位置。在主殼體21中，終端單元24布置在把手21B的下端位置，該終端單元24具有安裝在其上并與之電連接的電池7。在終端單元24的上部，布置有控制馬達3的旋轉(zhuǎn)的控制電路單元100和光照射的照射單元26，這將在下面進一步描述。在把手21B的基部，設(shè)置了由操作者操作的觸發(fā)器25，并且與觸發(fā)器25連接的切換單元25A以及控制電路單元100也被設(shè)置以控制到馬達3的傳導(dǎo)。通過操作觸發(fā)器25，產(chǎn)生為將在下面進一步描述的馬達驅(qū)動電路裝置33提供電力和停止電力之間的切換。而且，在把手21B的基部以及在觸發(fā)器25的上方，設(shè)置了用于切換馬達3的旋轉(zhuǎn)方向的正向/反向切換桿25B。
[0030]在殼體2中，在其前端以及撞錘5的下方，設(shè)置有照射單元26，其與控制電路單元100連接并具有用于朝向前側(cè)(尖端工具的尖端側(cè))照射的LED。
[0031]撞錘殼22由金屬制成，形成為具有錐形前端的柱狀體，并布置在主體單元21A的前端位置。撞錘殼22的前端部從主體單元21A的前端朝向前方暴露，且其后端部連接至主體單元21A以便與馬達3同軸。在撞錘殼22的前端部，設(shè)置了可旋轉(zhuǎn)地支撐砧6的軸承22A。
[0032]如圖3所示，接合單元23配置為冠狀體，具有等距離地圍繞在其外圓周上的六個突起，并且如圖2所示，插入到撞錘殼22中以便將在下面進一步描述的第二環(huán)形齒輪42A定位于該冠狀體內(nèi)部。在上述若干個突起固定在撞錘殼22上的情況下，接合單元23被配置為不能夠向前移動或向后移動或旋轉(zhuǎn)。凸部23A設(shè)置在接合單元23的內(nèi)圓周表面的前端位置，并且設(shè)置在將在下面進一步描述的第二環(huán)形齒輪42A的外圓周部的前方。凸部23A由等距離地布置在接合單元23的內(nèi)圓周表面的圓周方向并朝向后方延伸的若干個脊形突起構(gòu)成。
[0033]止推軸承23B布置在接合單元23的前端表面上以承受將在下面進一步描述的與撞錘5 —體形成的第二行星齒輪架42D的后表面。在第二行星齒輪架42D由該止推軸承23B所承受的情況下，抑制了發(fā)生在砧6和撞錘5上的壓力在軸向上向?qū)⒃谙旅孢M一步描述的第一行星齒輪機構(gòu)41、馬達3、以及其它部件的傳輸。
[0034]主體單元21A設(shè)置有能夠在縱向方向上操作將在下面進一步描述的第二環(huán)形齒輪42A的操作單元27。操作單元27由操作鈕27A、安裝在操作鈕27A上的接合單元27B以及高/低檢測單元27C構(gòu)成。操作鈕27A被支撐到主體單元21A以便能夠前后移動，并且在主體單元21A的上部暴露于主體單元21A的外表面。如圖3所示,接合單元27B由彎曲為近似C形的線構(gòu)成，且C形的兩端都連接至將在下面進一步描述的第二環(huán)形齒輪42A。如圖2所示，高/低檢測單元27C由微型開關(guān)構(gòu)成，并布置在操作鈕27A的后方。當(dāng)檢測到操作鈕27A已經(jīng)向后移動時，高/低檢測單元27C輸出該檢測至控制電路單元100。
[0035]如圖1所示，馬達3為直流(DC)無刷電機，且主要包括定子31，轉(zhuǎn)子32，以及馬達驅(qū)動電路裝置33。定子31被配置為柱狀體以形成馬達3的外殼，其中形成為具有線圈(未示出)，且具有由主外殼21保持的外圓周表面。
[0036]轉(zhuǎn)子32布置為能夠在定子31中旋轉(zhuǎn)，且在旋轉(zhuǎn)軸位置上設(shè)置有轉(zhuǎn)子軸32A，轉(zhuǎn)子軸32A在縱向方向上延伸以便與轉(zhuǎn)子32同軸及一體旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子軸32A的前端，風(fēng)扇32B和第一小齒輪32C被安裝，以便與轉(zhuǎn)子軸32A同軸及一體旋轉(zhuǎn)，并且軸承32D也被安裝以便被將在下面進一步描述的框架體4A所支撐。在轉(zhuǎn)子軸32A的后端，安裝有軸承32E，以將轉(zhuǎn)子軸32A支撐到主體單元21A上。利用這些軸承32D和32E，轉(zhuǎn)子軸32A被支撐為能夠旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子軸32A和風(fēng)扇32B—體旋轉(zhuǎn)的情況下，來自未示出的進氣口的氣流通過主體單元21A中的容納空間傳送到未示出的排氣口。
[0037]具有電路基片的馬達驅(qū)動電路裝置33布置在定子31的后方并固定在定子31上。馬達驅(qū)動電路裝置33包括若干個開關(guān)元件Q1-Q6 (圖4)。隨著定子31的未示出的線圈通電，轉(zhuǎn)子32的旋轉(zhuǎn)被控制。
[0038]在主體單元21A中，齒輪機構(gòu)4布置在馬達3的前側(cè)。如圖2所示，齒輪機構(gòu)4由第一行星齒輪機構(gòu)41和第二行星齒輪機構(gòu)42構(gòu)成，使用框架體42A作為外殼。
[0039]如圖3所示，第一行星齒輪機構(gòu)41包括第一環(huán)形齒輪41A，三個第一行星齒輪41B,以及第一行星齒輪架41D,利用第一小齒輪32C(圖2)作為恒星齒輪,并配置為具有5.0的減速比。第一環(huán)形齒輪41A配置為冠狀體，圍繞其外圓周設(shè)置有若干個突起，與馬達3的旋轉(zhuǎn)軸同軸布置，并通過若干個突起固定在框架體4A上以便不能夠旋轉(zhuǎn)。三個第一行星齒輪41B可旋轉(zhuǎn)地安裝，分別具有在第一行星齒輪架41D上的第一針狀軸41C。當(dāng)安裝了第一行星齒輪41B,第一行星齒輪架41D被布置在第一環(huán)形齒輪41A內(nèi)部以便三個第一行星齒輪41B分別與第一環(huán)形齒輪41A嚙合。在第一行星齒輪架41D的前表面，向前突出的第二小齒輪41E與第一行星齒輪架41D的中心軸同軸布置。
[0040]第二行星齒輪機構(gòu)42包括第二環(huán)形齒輪42A，三個第二行星齒輪42B，以及第二行星齒輪架42D,使用第二小齒輪41E作為恒星齒輪,并配置為第二小齒輪41E具有2.0的減速比。第二環(huán)形齒輪42A與馬達3的旋轉(zhuǎn)軸同軸布置，且具有在靠近外圓周表面后端的位置圍繞圓周的線狀凹槽42a。在外圓周表面的前端位置形成有凹部42b，其朝向前端開口，并且是在縱向方向上延伸的凹槽形狀的被接合單元。該凹部42b被配置為能夠與凸部23A相接合。在凹槽42a中，插入有形成為近似C形的接合單元27B的兩個端。由于凹槽42a形成在圍繞圓周的線形上，第二環(huán)形齒輪42A能夠相對于接合單元27B旋轉(zhuǎn)，并與接合單元27B一起前后移動。第二環(huán)形齒輪42A向前移動導(dǎo)致凹部42b與凸部23A接合的位置被定義為保持位置，而第二環(huán)形齒輪42A向后移動導(dǎo)致凹部42b與凸部23A分離的位置被定義為非保持位置。在圖1和圖2中，位于保持位置的第二環(huán)形齒輪42A被以第二環(huán)形齒輪42A-1進行說明，并且位于非保持位置的第二環(huán)形齒輪42A被以第二環(huán)形齒輪42A-2進行說明。[0041 ] 三個第二行星齒輪42B安裝在第二行星齒輪架42D上以便能夠分別隨著第二滾針42C旋轉(zhuǎn)。當(dāng)安裝了第二行星齒輪42B，第二行星齒輪架42D被布置在第二環(huán)形齒輪42A內(nèi)部以便三個第二行星齒輪42B分別與第二環(huán)形齒輪42A嚙合。
[0042]如圖2所示，在第二行星齒輪架42D的前表面上，朝向前方突出的旋轉(zhuǎn)支撐單元42E被布置為與第二行星齒輪架42D的中心軸同軸，且旋轉(zhuǎn)支撐單元42E由砧6可旋轉(zhuǎn)地支撐。
[0043]撞錘5由成對的爪部5IA構(gòu)成。成對的爪部5IA分別布置在第二行星齒輪架42D的前表面以及布置在旋轉(zhuǎn)支撐單元42E的外圓周位置上，成對的爪部51A從撞錘5的前端朝向前方突出，被布置在圍繞軸彼此相隔180度的位置，且在軸周圍彼此對稱的形成。
[0044]砧6配置為在縱向方向上延伸的柱狀體，并且由撞錘殼22通過軸承22A可旋轉(zhuǎn)地支撐。在砧6的后端，提供了開口朝向后方且通過向前鉆孔來形成的孔6a。旋轉(zhuǎn)支撐單元42E安裝在孔6a中。在這種方式中，旋轉(zhuǎn)支撐單元42E被可旋轉(zhuǎn)地支撐。在砧6的前端部，提供了安裝未示出的插座的尖端工具安裝單元61。
[0045]尖端工具安裝單元61主要由若干個滾珠62和操作單元63構(gòu)成，該若干個滾珠62能夠突出到形成于砧6的前端的插入孔6b內(nèi)側(cè)，該操作單元63通過彈簧向后偏置并在被向后壓時與滾珠62鄰接，導(dǎo)致滾珠62突出到插入孔6b內(nèi)部從而與未示出的尖端工具接合。翼部64 —體地設(shè)置在站6的后端表面。
[0046]翼部64布置在圍繞砧6的中心軸彼此相隔180度的位置，且在孔6a的外圓周位直分別形成圍繞軸對稱的形狀。各翼部64的后端從站' 6的后端表面朝向后方突出，以便定位于爪部51A的前端表面的后方。翼部64被配置為與砧6的中心軸在徑向上的距離等于爪部51A與第二行星齒輪架42D的中線軸在徑向上的距離。在爪部51A在圓周方向上鄰接這些翼部64的情況下，圍繞軸線的旋轉(zhuǎn)力被從撞錘5傳輸至站6。由于爪部51A與翼部64強烈地接觸，因此來自撞錘5的旋轉(zhuǎn)沖擊力被傳輸至砧6。
[0047]然后，將參考圖4描述控制電路單元100與馬達3之間的關(guān)系?？刂齐娐穯卧?00包括作為微計算機的計算單元110、切換操作檢測單元111、外加電壓設(shè)置電路112、旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置電路113、電流檢測電路114、轉(zhuǎn)子位置檢測電路115、旋轉(zhuǎn)角度檢測電路116、以及減速切換檢測單元117。
[0048]切換操作檢測電路111檢測觸發(fā)器25是否已經(jīng)被按下，并輸出檢測結(jié)果至計算單元110。外加電壓設(shè)置電路112設(shè)置脈寬調(diào)制(Pulse-Width Modulation，PWM)驅(qū)動信號的PWM占空比，該脈寬調(diào)制驅(qū)動信號用于根據(jù)由觸發(fā)器25輸出的目標(biāo)值信號來驅(qū)動馬達驅(qū)動電路裝置33的任一開關(guān)元件Q1-Q6，然后輸出設(shè)定的占空比至計算單元110。旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置電路113具有與之連接的正向/反向切換桿25B，來限定尖端工具安裝單元61的旋轉(zhuǎn)方向。電流檢測電路114檢測電池7和馬達驅(qū)動電路裝置33之間的電流量。轉(zhuǎn)子位置檢測電路115基于霍爾開關(guān)(Hall IC)34輸出的旋轉(zhuǎn)位置檢測信號檢測馬達3的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，并且然后輸出檢測結(jié)果至計算單元110。旋轉(zhuǎn)角度檢測電路116基于轉(zhuǎn)子位置檢測電路115的檢測結(jié)果檢測馬達3的旋轉(zhuǎn)角度。減速切換檢測單元117基于高/低檢測單元27C輸出的信號檢測第二環(huán)形齒輪42A是否位于保持位置或非保持位置。具體地，當(dāng)信號被輸入時，檢測到第二環(huán)形齒輪42A-1位于非保持位置。當(dāng)沒有輸出信號被輸入時，檢測到第二環(huán)形齒輪42A-1位于保持位置。
[0049]計算單元110基于來自外加電壓設(shè)置電路112的輸出計算PWM占空比的目標(biāo)值。計算單元110基于來自轉(zhuǎn)子位置檢測電路115的輸出確定用于適當(dāng)傳導(dǎo)的定子繞組，并生成輸出切換信號H1-H3以及PWM驅(qū)動信號H4-H6。PWM驅(qū)動信號H4-H6分別與其基于PWM占空比的目標(biāo)值的量級所確定的占空比寬度一起輸出?？刂菩盘栞敵鲭娐?19輸出該輸出切換信號H1-H3以及在計算單元110生成的PWM驅(qū)動信號H4-H6至馬達驅(qū)動電路裝置33。
[0050]計算單元110基于來自減速切換檢測單元117的輸出結(jié)果控制馬達3的旋轉(zhuǎn)。該控制具有兩種類型，即，高模式和低模式，分別對應(yīng)于非保持位置和保持位置。這些模式將在下面進一步詳細(xì)描述。
[0051]來自電池7的直流電被提供給馬達驅(qū)動電路裝置33。在馬達驅(qū)動電路裝置33中，基于輸出切換信號H1-H3以及PWM驅(qū)動信號H4-H6開關(guān)兀件被驅(qū)動，從而確定用于傳導(dǎo)的定子繞組。進一步地，PWM驅(qū)動信號被切換到PWM占空比的目標(biāo)值。在這種方式下，三相交流電壓以120度的電角度被順序地應(yīng)用到馬達3的三相定子繞組(U，V，以及W)。此外，在馬達驅(qū)動電路裝置33中，基于經(jīng)由控制信號輸出電路119的來自計算單元110的信號，開關(guān)元件被驅(qū)動以使轉(zhuǎn)子軸32A停止旋轉(zhuǎn)。
[0052]計算單元110包括存儲裝置120，存儲裝置120為諸如ROM的存儲工具。存儲裝置120的功能為存儲工具，在流程表單中存儲有各種值，這將在下面進一步描述。
[0053]在上述結(jié)構(gòu)的沖擊工具I中，作為尖端工具的插座安裝在尖端工具安裝單元61上。當(dāng)螺栓或螺母被緊固時，優(yōu)選具有低扭矩和高速旋轉(zhuǎn)的操作性能。因此，操作該操作鈕27A向后側(cè)移動以將第二環(huán)形齒輪42A移動至后方的非保持位置。通過該移動，釋放凸部23A與凹部42b之間的接合，且第二環(huán)形齒輪42A進入無限制狀態(tài)并變得能夠繞中心軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)诙h(huán)形齒輪42A可旋轉(zhuǎn)時，通過第二行星齒輪機構(gòu)42的減速沒有執(zhí)行，并且用于輸出的第二小齒輪41E的轉(zhuǎn)數(shù)，即通過第一行星齒輪機構(gòu)41減少了的第一小齒輪32C的轉(zhuǎn)數(shù)，成為了尖端工具安裝單元61的轉(zhuǎn)數(shù)。由于第一行星齒輪機構(gòu)41的減速比為5.0，考慮到馬達3的15000rpm的轉(zhuǎn)數(shù)，尖端工具安裝單元61以15000/5=3000rpm來旋轉(zhuǎn)。通過這些，尖端工具安裝單元61能夠以高速旋轉(zhuǎn)，從而允許螺栓或螺母以優(yōu)良的操作性能來緊固。
[0054]另一方面，當(dāng)作為尖端工具的螺旋鉆頭安裝在尖端工具安裝單元61上來緊固自攻螺釘時，優(yōu)選具有低旋轉(zhuǎn)和高扭矩的操作性能。因此，操作該操作鈕27A向前側(cè)移動以將第二環(huán)形齒輪42A移動到前方的保持位置。通過該移動，凸部23A和凹部42b彼此接合，且第二環(huán)形齒輪42A處于限制狀態(tài)變得不能旋轉(zhuǎn)。在第二環(huán)形齒輪42A變得不能旋轉(zhuǎn)的情況下，通過第二行星齒輪機構(gòu)42進一步地減少了第二小齒輪41E的轉(zhuǎn)數(shù)，且被傳輸至尖端工具安裝單元61。由于第一行星齒輪機構(gòu)41的減速比是5.0，而第二行星齒輪機構(gòu)42的減速比是2.0，考慮到馬達3的轉(zhuǎn)數(shù)為15000rpm，尖端工具安裝單元61能夠以15000/ (5*2)=1500rpm來旋轉(zhuǎn)。在這種方式下，尖端工具可以在高扭矩下以低速旋轉(zhuǎn)，從而允許自攻螺釘以優(yōu)良的操作性能來緊固。
[0055]如圖5A和圖5B所示的示意圖，沖擊工具I通過輕微地反向旋轉(zhuǎn)而向前旋轉(zhuǎn)撞錘5，以便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)沖擊力。圖5A示出了在低模式下提供給馬達3的電流的波形，圖5B示出了在高模式下提供給馬達3的電流的波形。通過控制馬達3的PWM占空比的控制電路單元100執(zhí)行電流波形的切換的操作。例如，當(dāng)?shù)诙h(huán)形齒輪42A設(shè)置在保持位置時，馬達3的PWM占空比如圖5A所示由控制電路單元100設(shè)置，以便作為低模式發(fā)揮最佳沖擊力。另一方面，當(dāng)?shù)诙h(huán)形齒輪42A移動到非保持位置時，設(shè)置為高模式，且與第二環(huán)形齒輪A布置在保持位置時的狀態(tài)相比減小了減速比。因此，如圖5B所示，當(dāng)撞錘5反向旋轉(zhuǎn)時撞錘的轉(zhuǎn)數(shù)增加。具體地，由于第二行星齒輪機構(gòu)42的減速比為2.0,當(dāng)控制撞錘5以便在保持位置以α度反向旋轉(zhuǎn)時，如果在非保持位置執(zhí)行類似的控制，則撞錘5以2.0a度反向旋轉(zhuǎn)，這可能阻止合適的沖擊的發(fā)生。由于這個原因，高/低檢測單元27C檢測保持位置或非保持位置，并基于該檢測結(jié)果，控制電路單元100設(shè)置最優(yōu)PWM占空比。[0056]具體地，如圖6中的流程圖所示，在程序啟動之后且在步驟SOl開啟電源之后，程序進入步驟S02，檢測減速切換，具體地，在步驟S03，確定狀態(tài)是否處于高模式，即，第二環(huán)形齒輪42Α是否位于非保持位置。
[0057]當(dāng)步驟S03中做出了否定的判定時，程序進入步驟S04，這里計算單元110從存儲裝置120調(diào)用低模式控制參數(shù)以設(shè)置低模式?；谠撛O(shè)置，在步驟S05中定義了馬達3的正向旋轉(zhuǎn)時間Tl，在步驟S06中定義了馬達3的反向旋轉(zhuǎn)時間Τ2，并且在步驟S07中定義了應(yīng)用于馬達3的電流閾值II。在步驟S05-S07中定義了這些值之后，程序進入步驟S08，在能夠利用觸發(fā)器25的操作驅(qū)動馬達3的狀態(tài)中等待。
[0058]另一方面，當(dāng)步驟S03中做出了肯定的判定時，程序進入步驟S09，這里計算單元110從存儲裝置120調(diào)用高模式控制參數(shù)以設(shè)置高模式。基于該設(shè)置，在步驟SlO中定義了馬達3的正向旋轉(zhuǎn)時間Tl’(=T1/G1)，在步驟Sll中定義了馬達3的反向旋轉(zhuǎn)時間T2’(=T2/G1)，在步驟S12中定義了應(yīng)用于馬達3的電流閾值II’(=I1*G1)。這里，Gl表示上述第二行星齒輪機構(gòu)42的減速比2.0。在步驟S10-S12中定義了這些值之后，程序進入步驟S08，在能夠利用觸發(fā)器25的操作驅(qū)動馬達3的狀態(tài)中等待。
[0059]當(dāng)馬達3的轉(zhuǎn)子軸32A的角速度為常數(shù)時，撞錘5的旋轉(zhuǎn)角度與旋轉(zhuǎn)時間成正比，與減速比成反比。因此，由于高模式下的減速比是低模式下的減速比的兩倍，正向旋轉(zhuǎn)時間Tl’和反向旋轉(zhuǎn)時間T2’是其在低模式下的一半。因此，高模式下的撞錘5的旋轉(zhuǎn)角度等于低模式下的撞錘5的旋轉(zhuǎn)角度。
[0060]當(dāng)馬達3中轉(zhuǎn)子軸32A的運轉(zhuǎn)扭矩是常量時，提高撞錘5的運轉(zhuǎn)扭矩以便能夠與減速比成正比。因此，當(dāng)高模式下的運轉(zhuǎn)扭矩為低模式下的運轉(zhuǎn)扭矩的一半時，伴隨著電流閾值Il的加倍，轉(zhuǎn)子軸32A的運轉(zhuǎn)扭矩加倍。因此，高模式下的撞錘5的運轉(zhuǎn)扭矩等于低模式下的撞錘5的運轉(zhuǎn)扭矩。
[0061]通過以這種方式設(shè)置Tl’、T2’、以及Ι1，在高模式下的沖擊感與低模式下沖擊感之間的變化能夠降低，來改善沖擊工具I的操作性能。
[0062]在根據(jù)本實施例的沖擊工具I中，通過將第二環(huán)形齒輪42A，即一個環(huán)形齒輪，移動到保持位置或非保持位置，可以容易地改變減速比。該移動也可以利用操作單元27容易地執(zhí)行，且第二環(huán)形齒輪42A可以在保持位置和非保持位置之間容易地切換。
[0063]由于馬達3為無刷電機，其旋轉(zhuǎn)控制簡單。因此，馬達3的特性可以分別在保持位置和非保持位置下的高模式和低模式之間切換，從而實現(xiàn)最優(yōu)控制。而且，通過采用無刷電機，例如，能夠通過來自馬達3的霍爾開關(guān)34的信號和減速比連續(xù)計算撞錘5的正向旋轉(zhuǎn)角度和反向旋轉(zhuǎn)角度，且應(yīng)用于馬達3的正向旋轉(zhuǎn)信號及反向旋轉(zhuǎn)信號可能會遭受反饋控制從而撞錘5的正向旋轉(zhuǎn)角度和反向旋轉(zhuǎn)角度與減速比的增大成反比。根據(jù)該反饋控制，可以獲得更精確的沖擊時機。尤其地，當(dāng)馬達3的轉(zhuǎn)數(shù)不是常量時控制變得高效。[0064]由于高/低檢測單元27C根據(jù)操作鈕27A的操作檢測保持位置或非保持位置，因此能夠容易地檢測到保持位置或非保持位置。注意到，由于該檢測，可能直接檢測出第二環(huán)形齒輪42A的位置。
[0065]在本實施例中，作為在保持位置和非保持位置之間運動一個環(huán)形齒輪，設(shè)置了第二行星齒輪機構(gòu)42，其定位于動力傳輸路徑所包含的若干個行星齒輪機構(gòu)中的最下游，在該動力傳輸路徑中馬達3位于最上游，而砧6位于最下游。第二行星齒輪機構(gòu)42具有的在其機構(gòu)的結(jié)構(gòu)中的齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)小于第一行星齒輪機構(gòu)41的結(jié)構(gòu)中的齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)，并因此凸部23A和凹部42b能夠容易地彼此接合。在這種方式下，第二環(huán)形齒輪42A能夠在保持位置和非保持位置之間容易地移動。
[0066]雖然本實施例的沖擊滾輪包括兩個行星齒輪機構(gòu)，但其并不限于此，且本發(fā)明可以應(yīng)用于包括例如三個行星齒輪機構(gòu)的沖擊工具。而且，雖然有關(guān)減速的切換操作僅作用于一個環(huán)形齒輪，有關(guān)減速的切換操作可以在另一個環(huán)形齒輪上進一步執(zhí)行。
[0067]工業(yè)實用性
[0068]該沖擊工具用于為螺絲構(gòu)件提供沖擊力，將螺絲構(gòu)件緊固至緊固件。
【權(quán)利要求】
1.一種沖擊工具，其特征在于，包括: 馬達； 撞錘，其由所述馬達驅(qū)動旋轉(zhuǎn)； 砧，其被所述撞錘利用旋轉(zhuǎn)沖擊，并將沖擊力傳輸至尖端工具； 若干個行星齒輪機構(gòu)，它們插入所述馬達和所述撞錘之間，分別具有環(huán)形齒輪，并將所述馬達的旋轉(zhuǎn)力傳輸至所述撞錘；以及 殼體，其容納所述馬達、所述撞錘、所述砧、以及每一個所述環(huán)形齒輪， 所述環(huán)形齒輪之中的至少一個環(huán)形齒輪是可移動的，以在所述環(huán)形齒輪與所述殼體接合且被所述殼體保持的保持位置和所述環(huán)形齒輪不與所述殼體接合且相對于所述殼體可旋轉(zhuǎn)的非保持位置之間移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊工具，其特征在于， 所述沖擊工具的所述殼體具有與一個環(huán)形齒輪接合的接合單元； 所述一個環(huán)形齒輪具有與所述接合單元接合的被接合單元；以及所述接合單元和所述被接合單元被配置為能夠在所述保持位置彼此接合且在所述非保持位置變得不能彼此接合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沖擊工具，其特征在于， 所述沖擊工具還包括:操作單元，其能夠操作在所述保持位置和所述非保持位置之間的所述環(huán)形齒輪；并且 所述操作單元暴露于所述殼體的外表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的沖擊工具，其特征在于， 所述環(huán)形齒輪優(yōu)選地包含在若干個行星齒輪機構(gòu)中的直接驅(qū)動撞錘旋轉(zhuǎn)的行星齒輪機構(gòu)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的沖擊工具，其特征在于， 所述馬達為無刷電機； 所述沖擊工具還包括用于對所述馬達進行轉(zhuǎn)速控制的控制單元；并且所述控制單元被配置為能夠利用分別設(shè)置在所述保持位置和所述非保持位置上的一個環(huán)形齒輪改變所述轉(zhuǎn)速控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的沖擊工具，其特征在于， 所述沖擊工具還包括:檢測裝置，其檢測位于所述保持位置和所述非保持位置的所述一個環(huán)形齒輪的位置；并且 所述控制單元基于所述檢測裝置的檢測結(jié)果執(zhí)行所述轉(zhuǎn)速控制。
【文檔編號】B25B21/02GK103648723SQ201280032258
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月31日
【發(fā)明者】高橋滋, 大森和博 申請人:日立工機株式會社