CN101516575A - 手持工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种手持工具，所述手持工具包括第一动力源、具有与所述第一动力源不同的特性的第二动力源以及动作部，该动作部在来自所述第一动力源和所述第二动力源中的至少一方的动力的作用下进行动作，以紧固紧固件。

Description

手持工具

技术领域

本发明涉及使螺钉或钉子等紧固件旋转并拧入或者打入的手持工具。

背景技术

近年来，为了适应建筑方法的变化，需要各种各样的紧固件。例如，最近外隔热法正在被人们所重视。在该方法中，为了将隔热材料固定在外侧，采用了长度为150mm到200mm的长且大的木螺钉。作为紧固木螺钉的手持工具，已知有气动冲击钻(日本特开2003-326473号公报)和电动钻。

气动冲击钻搭载有能够得到高转矩的气动马达，此外电动钻搭载有高速的电动马达。在进行长且大的木螺钉的紧固作业时，需要高速地旋转并将木螺钉拧入。因此，通常采用能够得到高转矩的、由气动马达驱动的气动冲击钻。

在利用气动冲击钻紧固长度在100mm以上的长且大的木螺钉时，能够以高转矩将木螺钉紧固。然而，为了得到要产生高转矩的气动马达所需的动力，仅旋转拧入一根木螺钉就需要消耗大约40升的大量压缩空气。如果压缩空气的消耗量过多，则供给压缩空气的空气压缩机的压力显著降低，因此存在不能连续地进行紧固作业的问题。

另一方面，在利用电动钻旋转拧入长且大的木螺钉时，由于需要较高的拧入转矩，因此电动马达的负荷较大。因而，对于在电动钻的便携性方面所容许的马达来说，受到损伤的可能性较高。

像这样，在通过旋转将以往没有的紧固件拧入或者打入到对象部件中的情况下，要求以手持工具也能够完成。

发明内容

本发明的一个以上的实施例提供了能够根据作业的种类、负荷大小等有效地进行作业的手持工具。

根据本发明的一个以上的实施例，所述手持工具的特征在于，包括：第一动力源；具有与第一动力源不同的特性的第二动力源；以及动作部，其借助来自第一动力源和第二动力源中的至少一方的动力进行动作，以紧固紧固件。

根据本发明的一个以上的实施例，所述手持工具的特征在于，该手持工具还可以包括能够在第一动力源和第二动力源之间传递动力的动力切换单元。

根据本发明的一个以上的实施例，所述手持工具的特征在于，动力切换单元能够切断第一动力源和第二动力源之间的动力传递。

根据本发明的一个以上的实施例，所述手持工具的特征在于，该手持工具还可以包括控制电路，其控制第一动力源和第二动力源，并驱动第一动力源和第二动力源中的至少一方。

根据本发明的一个以上的实施例，所述手持工具的特征在于，该手持工具还可以包括设定开关，其能够对第一动力源被驱动的时间和第二动力源被驱动的时间中的至少一方进行设定。该情况下，控制电路基于由设定开关设定的第一动力源被驱动的时间和第二动力源被驱动的时间中的至少一方来驱动第一动力源和第二动力源中的至少一方。

根据本发明的一个以上的实施例，所述手持工具的特征在于，第一动力源可以包括由电力驱动的电动马达，第二动力源可以包括由压缩空气驱动的气动马达。该情况下，动作部借助来自电动马达和气动马达中的至少一方的动力进行旋转，使紧固件旋转并进行紧固。

根据本发明的一个以上的实施例，所述手持工具的特征在于，该手持工具还可以包括检测电动马达的电流值的传感器。该情况下，控制电路在传感器所检测出的电流值达到预定值时使电动马达停止，并驱动气动马达。

根据本发明的一个以上的实施例，所述手持工具的特征在于，该手持工具还可以包括检测电动马达的转速的传感器，控制电路在传感器所检测出的转速达到预定转速时使电动马达停止，并驱动气动马达。

根据本发明的一个以上的实施例，所述手持工具的特征在于，该手持工具还包括：提供向气动马达供给的压缩空气的空气供给管道；把来自气动马达的排出空气排出的空气排出管道；以及从空气排出管道分支形成、且沿电动马达的侧壁进行配置的空气冷却管道，电动马达被通过空气冷却管道的排出空气冷却。

根据本发明的一个以上的实施例，手持工具包括特性不同的动力源(例如，电动马达和气动马达)，因此能够根据紧固件的旋转或打入等作业种类、负荷大小等，以最能发挥各动力源特性的方式使动作部(例如钻头)动作。因而，能够高效地完成广泛的作业。

附图说明

图1是作为本发明的一个实施例的手持工具的冲击钻的示意图。

图2是冲击钻的控制系统的方框图。

图3是冲击钻的动作流程图。

图4是本发明的其他实施例的冲击钻的控制系统的方框图。

标号说明：

2：气动马达

3：电动马达

4：动力切换机构

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行详细的说明。

如图1所示，冲击钻包括工具主体1以及配置于工具主体1内部的气动马达2和电动马达3。气动马达2和电动马达3经由减速机构3a和动力切换机构4以直列式配置。在气动马达2的前部设有对气动马达2的输出轴6的旋转进行击打的击打产生机构5。输出轴6突出于工具主体1的前方，钻头8(动作部)经由钻头保持套筒7安装在输出轴6上。

在工具主体1的前部的下部配置有向气动马达2供给压缩空气的空气供给管道9和用于将从气动马达2中排出的空气排出到排气孔10的空气排出管道11。在空气供给管道9中设有气动马达2的正转用和反转用的两个路径。在空气供给管道9中安装有空气软管接头12，空气供给管道9经由空气软管接头12连接到空气软管13上。空气软管13的端部连接到空气压缩机等空气供给源上。在空气供给管道9的基部设有电磁阀14。电磁阀14分别对正转用和反转用的两个路径的空气供给管道9进行开闭。

从空气排出管道11的中间部分支形成空气冷却管道15，空气冷却管道15沿电动马达3的侧壁进行配置。

在工具主体1的后部的下部连续形成有把手16。在把手16的前方配置有马达操作用扳机17。在把手16的上部设有与扳机17的操作联动的操作开关18以及使气动马达2正反旋转的正反旋转切换开关19。可从外部对正反旋转切换开关19进行操作。

如图1、图2所示，在把手16的内部配置有马达的控制电路20。在控制电路20中设有开关21和开关22。如后所述，开关21基于对电动马达3的转速和负荷电流的检测值来关闭或者打开供给电力的电路31。具体来说，开关21在电动马达3的转速或负荷电流的检测值达到预定值时关闭电路31，停止对电动马达3的电力供给。开关22与开关21联动，在开关21接通时关闭电磁阀14，在开关21断开时打开电磁阀14。在把手16的下侧设有作为电源的充电电池23。

接着，对冲击钻的动力切换，即，气动马达2和电动马达3的切换进行说明。

电动马达3具有顺畅的旋转加速特性，气动马达2具有适于高速、高转矩的特性。优选的是，在使木螺钉24旋转并拧入木材25中时，在拧入的初期比较缓慢地旋转，然后以高速旋转并紧固。因此，根据本发明的一个实施例，冲击钻被设定为：在最初通过电动马达3将木螺钉24拧入，然后切换成气动马达2。气动马达2和电动马达3经由动力切换机构4结合起来，通过动力切换机构4切换两个马达的动力。动力切换机构4能够采用通过单向离合器仅向一个方向传递动力或者行星齿轮单元的空转模式。

如果在使气动马达2动作时，也使电动马达3动作，则电动马达3作为发电机成为气动马达2的负荷。因此，在该情况下，通过动力切换机构4切断两个马达的动力传递，减轻气动马达2的负荷。在仅驱动电动马达3的时候，气动马达2和电动马达3通过动力切换机构4(行星齿轮单元或者单向离合器等)直接连接。此时，虽然气动马达2的转子也一同转动，但气动马达2仅进行空转。因此，气动马达2不会成为电动马达3的旋转负荷。

对木螺钉24的负荷，随着木螺钉24的旋转并拧入木材25中而增大。在将木螺钉24拧入到何种程度后将动力从电动马达3切换到气动马达2的判断，是基于根据电动马达3的转速或负荷电流的信息推断出输出轴6的转矩、转速后的结果。如图2所示，电动马达3的转速和负荷电流能够通过设置传感器30检测出来。例如，传感器30为检测电动马达3的转速的转速检测传感器时，可以预先求出在对木螺钉24的负荷达到预定负荷时(即，木螺钉24的拧入量达到预定量时)的、电动马达3的转速，并且在传感器30检测到预定的转速时切换动力。或者，当传感器30为检测电动马达3的负荷电流的电流检测传感器时，可以预先测定木螺钉24的负荷达到预定负荷时(即，木螺钉24的拧入量达到预定量时)的、电动马达3的电流值，在传感器30检测到该电流值时切换动力。

基于负荷电流的检测值切换动力的情况下，在开始拧入时，开关21接通，在使向电动马达3供给电力的电路31关闭的同时，开关22将电磁阀14关闭。在传感器30检测到预定的电流值时，开关21断开，切断供给电力的电路31，同时开关22将电磁阀14打开，向空气供给管道9供给压缩空气，切换动力。另外，在无需高转矩的轻负荷作业中(例如，在使木螺钉24穿过形成于内窗框上的孔而将内窗框固定于窗框上时)，仅以电动马达3进行拧入作业，气动马达2不动作。

接着，参照图3对本发明的一个实施例中的冲击钻的动作进行说明。首先，使钻头8的前端与木螺钉24的头部槽卡合，将操作开关18接通后，电动马达3动作。由此，钻头8与电动马达3的输出轴6一起旋转。接着，击打产生机构5动作，开始拧紧。在拧入的初期不需要较大的转矩，因此能够将木螺钉24可靠地拧入到木材25中。随着拧入的推进，对木螺钉24的负荷逐渐增大(即，所需的转矩逐渐增大)。因此，当将木螺钉24的长度的百分之几十拧入到木材25中，检测到电动马达3的预定的转速(木螺钉24的预定拧入量)或者预定的电流值后，自动地断开开关21，与此联动地使开关22接通，将电磁阀14打开，从而使电动马达3的旋转停止，同时从空气供给源经由空气供给管道9向气动马达2供给压缩空气，气动马达2被驱动。电动马达3停止后，通过动力切换机构4切断电动马达3的动力传递，切换成仅气动马达2进行动作。在气动马达2被驱动后，由于击打产生机构5也进行动作，因此钻头8借助伴随着击打的旋转力以高转矩将木螺钉24的剩余部分拧入到木材25中。在达到预定的拧入量后，作业者对扳机18进行操作而断开操作开关18。操作开关18断开后，自动地断开开关22，由此关闭电磁阀14，停止压缩空气的供给，停止气动马达2的旋转。由此，木螺钉24的拧紧结束。

另外，当在开始拧入后发现拧入位置错误时，必须使刚刚拧入的木螺钉24反向旋转。该情况下，正反旋转切换开关19接通。由此，反转用的电磁阀14打开，气动马达2反转。在气动马达2反转时，电动马达3也同时反向旋转，但是不会通过动力切换机构4将电动马达3的旋转传递到气动马达2。因此，冲击钻仅在气动马达2的驱动下进行动作。

另外，电动马达3负担的负荷越大流过的电流越多，从而发热。此外，气动马达2的排出空气通过减压时的隔热膨胀而被冷却。因此，经由空气冷却管道15将被减压而变成低温的排出空气的一部分排出，由此能够有效地冷却电动马达3，其中，空气冷却管道15从空气排出管道11分支形成、且沿电动马达3的侧壁配置。

根据本发明的一个实施例的冲击钻，在拧入初期的低转矩过程中，利用由充电电池驱动的气动马达3的动力拧入，在需要高转矩时，自动地切换到气动马达2的动力。因此，能够抑制压缩空气的消耗量，即使是长且大的木螺钉，也能够将其连续地打入。

另外，在图3所示的动作流程中，根据其特性选择性地切换电动马达3和气动马达2并使其动作。如图4所示，根据本发明的其他实施例，冲击钻具有时间设定电路40以及设定开关41，以设定分别进行电动马达3和气动马达2的启动或停止的开关21、22的接通或断开时间。通过切换动力的时间，能够设定以气动马达2作为主动力源，以电动马达3为从动力源，或者相反地，以气动马达2为从动力源，以气动马达为主动力源。此外，也可以仅使任意一方的马达动作。

例如，通过设定开关41的动作，根据螺钉的长度，能够选择仅以电动马达3完成拧紧的功能(轻负荷的短螺钉的情况)，或者选择仅以气动马达2进行拧紧的功能。这样，由于能够自由地设定电动马达3的驱动和气动马达2的驱动，因此能够提供可以应对多种作业条件的冲击钻。

进而，也可以形成下述的并列结构：不设置动力切换机构4，而是使电动马达3与气动马达2的轴直接连接，在加速时设定为由电动马达3的顺畅旋转所支配的动作，在气动马达2动作时以电动马达3对气动马达2的转矩进行辅助。这样，能够同时发挥电动马达3和气动马达2的特性，高效地进行作业。

可以根据紧固件的旋转、打入等作业的种类、负荷的大小等适当地选择是在驱动电动马达3后切换气动马达2，还是在驱动气动马达2后切换电动马达3，是形成切换电动马达3和气动马达2的结构还是并列结构。

另外，上述实施例中的手持工具为具有使木螺钉旋转的动作机构的冲击钻，然而本发明也能够适用于打钉机、将螺钉先打入少许后再进行紧固的螺钉打入机、钻头工具等各种手持工具中。

参照特定的实施例对本发明进行了详细说明，然而本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围内进行各种变更和修正。

本申请基于2006年9月15日提出的日本专利申请2006-250772，在此引用其内容作为参照。

工业实用性

本发明提供能够根据作业的种类、负荷的大小等有效地进行作业的手持工具。

Claims (11)

1.一种手持工具，其特征在于，

包括：

第一动力源；

具有与所述第一动力源不同的特性的第二动力源；

以及动作部，其借助来自所述第一动力源和所述第二动力源中的至少一方的动力进行动作，以紧固紧固件。

2.根据权利要求1所述的手持工具，其特征在于，

所述手持工具还包括能够在所述第一动力源和所述第二动力源之间传递动力的动力切换单元。

3.根据权利要求2所述的手持工具，其特征在于，

所述动力切换单元能够切断所述第一动力源和所述第二动力源之间的动力传递。

4.根据权利要求1所述的手持工具，其特征在于，

所述手持工具还包括控制电路，该控制电路控制所述第一动力源和所述第二动力源，并驱动所述第一动力源和所述第二动力源中的至少一方。

5.根据权利要求4所述的手持工具，其特征在于，

所述手持工具还包括设定开关，该设定开关能够对所述第一动力源被驱动的时间和所述第二动力源被驱动的时间中的至少一方进行设定，

所述控制电路基于由所述设定开关设定的所述第一动力源被驱动的时间和所述第二动力源被驱动的时间中的至少一方来驱动所述第一动力源和所述第二动力源中的至少一方。

6.根据权利要求1所述的手持工具，其特征在于，

所述第一动力源包括由电力驱动的电动马达，

所述第二动力源包括由压缩空气驱动的气动马达，

所述动作部借助来自所述电动马达和所述气动马达中的至少一方的动力进行旋转，使紧固件旋转并进行紧固。

7.根据权利要求6所述的手持工具，其特征在于，

所述手持工具还包括控制电路，该控制电路控制所述电动马达和所述气动马达，并驱动所述电动马达和所述气动马达中的至少一方。

8.根据权利要求7所述的手持工具，其特征在于，

所述手持工具还包括检测所述电动马达的电流值的传感器，

所述控制电路在所述传感器所检测出的电流值达到预定值时使所述电动马达停止，并驱动所述气动马达。

9.根据权利要求7所述的手持工具，其特征在于，

所述手持工具还包括检测所述电动马达的转速的传感器，

所述控制电路在所述传感器所检测出的转速达到预定转速时使所述电动马达停止，并驱动所述气动马达。

10.根据权利要求7所述的手持工具，其特征在于，

所述手持工具还包括设定开关，该设定开关能够对所述电动马达被驱动的时间和所述气动马达被驱动的时间中的至少一方进行设定，

所述控制电路基于由所述设定开关设定的所述电动马达被驱动的时间和所述气动马达被驱动的时间中的至少一方来驱动所述电动马达和所述气动马达中的至少一方。

11.根据权利要求6所述的手持工具，其特征在于，

所述手持工具还包括：

提供向所述气动马达供给的压缩空气的空气供给管道；

把来自所述气动马达的排出空气排出的空气排出管道；以及

从所述空气排出管道分支形成、且沿所述电动马达的侧壁进行配置的空气冷却管道，

所述电动马达被通过所述空气冷却管道的排出空气冷却。

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