CN102596513A - 电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动工具。电动工具利用具有驱动侧齿轮（138、221）、以及与该驱动侧齿轮（138、221）啮合卡合的被动侧齿轮（139、231）的驱动机构来驱动尖端工具（119、219），由此使该尖端工具进行规定的加工作业，所述电动工具对因驱动侧齿轮（138、221）与被动侧齿轮（139、231）之间的啮合卡合而产生的轴向或者径向的力进行测量，由此检测作用于尖端工具（119、219）的扭矩的状态，并且根据该检测到的扭矩的状态来进行对驱动机构的驱动控制。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及电动工具，该电动工具在尖端工具意外锁定的情况等之下，能够防止反作用扭矩作用于工具主体。

背景技术

日本特开2002－156010号公报（专利文献1）公开了具有利用行星齿轮机构作为安全离合器的结构的手持式的电动工具。在电锤钻之类的电动工具中，在进行锤钻操作时，与锤钻头旋转方向相反的扭矩、即反作用扭矩作用于工具主体侧。进而，在锤钻操作中锤钻头意外锁定的情况下，作用于工具主体侧的反作用扭矩增大，从而存在工具主体摆动的可能性。在上述公报的电动工具中，利用由作为控制单元的制动蹄构成的接触部件按压并保持行星齿轮机构中的外轮部件，当在钻孔操作中尖端工具意外锁定时，解除基于接触部件的对外轮部件的保持，由此消除作用于工具主体侧的反作用扭矩，避免工具主体摆动。

上述公报所记载的电动工具利用行星齿轮机构构成扭矩限制器，由于利用行星齿轮机构的关系而在结构方面变得大型化，从而在这点上还存在改进的余地。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种改进后的电动工具，该电动工具能够利用简单的结构来检测进行加工操作时作用于尖端工具的扭矩的状态。

为了实现上述课题，根据本发明的优选方式，构成利用如下手持式的电动工具，该电动工具利用具有驱动侧齿轮、以及与该驱动侧齿轮啮合卡合的被动侧齿轮的驱动机构来驱动尖端工具，由此使该尖端工具进行规定的加工作业。典型地说，虽然本发明中的“电动工具”相当于通过驱动尖端工具进行击打以及进行旋转来进行锤钻作业的电锤钻、或者通过驱动尖端工具进行旋转来对被加工材料进行钻孔作业的电钻，但也适当地包含通过驱动尖端工具进行旋转来对被加工材料进行磨削或者研磨作业的电动圆盘磨床等磨削、研磨工具、或者进行对被加工材料的切割作业的圆盘锯等旋转式切割机、或者进行螺纹拧紧作业的螺纹拧紧机等。

在本发明中，作为特征性的结构，形成为如下结构：对因驱动侧齿轮与被动侧齿轮之间的啮合卡合而产生的轴向或者径向的力进行测量，由此检测作用于尖端工具的扭矩的状态，并且根据该检测到的扭矩的状态来对驱动机构进行驱动控制。此外，典型地说，本发明中的“检测扭矩的状态”的部件能够适当地使用采用了应变仪的检测器亦即测力传感器。并且，作为本发明中的“根据扭矩的状态来对驱动机构进行驱动控制”的部件，在利用检测部件测量所得的力达到预先规定的设定值的情况下，适当地包含利用离合器来切断驱动机构的动力传递的方式、或者对马达切断通电的方式、或者对驱动机构的旋转动作施加制动的方式等。

根据本发明，形成为对因驱动机构中通常所具备的已有的齿轮的啮合卡合而产生的轴向或者径向的力进行测量的结构，由此能够利用简单的结构来检测作用于尖端工具的扭矩的状态。

根据本发明的又一方式，由锥齿轮构成驱动侧齿轮。锥齿轮在结构上具有产生轴向的轴向载荷的特性。本发明能够利用这样的锥齿轮的特性来合理地检测作用于尖端工具的扭矩的状态。

根据本发明的又一方式，在由锥齿轮构成驱动侧齿轮的情况下，锥齿轮是斜齿锥齿轮或者曲齿锥齿轮。在锥齿轮中，与直齿锥齿轮相比较，斜齿锥齿轮或者曲齿锥齿轮的因齿轮的啮合卡合而产生的轴向上的轴向载荷更大。根据本发明，通过在锥齿轮中使用斜齿锥齿轮或者曲齿锥齿轮，能够提高检测部件的检测精度。

根据本发明的又一方式，电动工具具有将驱动侧齿轮支承为旋转自如的滚动轴承，检测扭矩状态的检测部件形成为对作用于滚动轴承的非旋转部分的轴向上的轴向载荷进行测量的结构。此外，本发明中的“滚动轴承”可以应用使用球作为转动体的球轴承、使用滚子的滚子轴承中的任意一方。根据本发明，由于形成为对作用于滚动轴承的非旋转部分的轴向载荷进行测量的结构，因此能够避免在载荷传递区域中因相对移动而导致的磨损问题。

根本本发明的又一方式，尖端工具构成为锤钻头，该锤钻头进行长轴方向上的直线动作和绕长轴方向进行旋转动作，由此对被加工材料进行锤钻作业。进而，检测部件设置在配置于朝锤钻头传递扭矩的动力传递路径的中间区域的中间轴上。例如，在朝锤钻头传递扭矩的最终轴（刀夹）的情况下，输入扭矩以外的外力的可能性较高。与此相比，扭矩以外的外力难以作用于专用于扭矩传递的中间轴，因此，通过形成为测量作为轴向或者径向的反作用力而在中间轴产生的轴向载荷或者径向载荷的结构，能够进行稳定的测量。

根据本发明的又一方式，驱动机构的驱动控制通过切断朝向尖端工具的扭矩传递而完成。具体地说，作为对驱动机构进行驱动控制的部件而具备扭矩切断机构，该扭矩切断机构根据检测到的扭矩状态来切断从驱动机构朝尖端工具的扭矩传递。根据本发明，通过切断朝尖端工具的扭矩传递，能够防止过大的反作用扭矩作用于电动工具。

根据本发明的又一方式，扭矩切断机构由电磁离合器构成，该电磁离合器具有：驱动侧旋转部件；被动侧旋转部件；施力部件，该施力部件进行施力，以便通过使所述两旋转部件相互分离来切断扭矩的传递；以及电磁线圈，该电磁线圈因对其通电而克服施力部件的作用力，通过使所述两旋转部件相互接触来传递扭矩。即，形成为如下结构：扭矩传递的切断通过解除电磁离合器的连接来进行。根据本发明，通过利用电磁离合器作为扭矩切断机构，能够使对离合器的控制变得容易、且能够实现小型化。

根据本发明，提供了改进为能够利用简单的结构来检测进行加工作业时作用于尖端工具的扭矩状态的电动工具。通过参照本说明书、权利要求书、附图，能够立刻理解本发明的其他特征、作用以及效果。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的电锤钻的整体结构的侧剖视图。

图2是放大示出图1的局部的剖视图。

图3是对本发明的第二实施方式进行说明的剖视图。

图4是示出本发明的第三实施方式所涉及的电动圆盘锯的整体结构的侧剖视图。

图5是放大示出图4的局部的剖视图。

具体实施方式

为了实现对本发明所涉及的“电动工具”的制造及使用、以及对该“电动工具”的结构单元的使用，能够与其它结构或方法不同地、或与其它结构或方法组合地使用以下及以上记载所涉及的结构或方法。本发明的代表性的实施方式还包括上述这些结构或方法的组合，参照附图对其进行详细说明。以下的详细说明不过是向本领域技术人员公开示出用于实施本发明的优选应用例的详细信息，本发明的技术范围并不局限于该详细说明，而是基于权利要求书的记载而被限定。因此，在广义的意义上，以下详细说明中的结构及方法步骤的组合并非实施本发明所必需的，在与附图的参照标号一起记载的详细说明中，不过是公开了本发明的代表性的方式而已。

（本发明的第一实施方式）

以下，参照图1～图4对本发明的第一实施方式进行详细说明。本实施方式使用电动式的电锤钻作为电动工具的一例来进行说明。如图1所示，概括地观察，本实施方式所涉及的电锤钻101构成为以如下部件作为主体：作为工具主体的主体部103，该主体部103形成电锤钻101的外部轮廓；锤钻头119，该锤钻头119经由空心状的刀夹137而以装卸自如的方式安装于该主体部103的前端区域（图示左侧）；手柄109，该手柄109连接于主体部103的与锤钻头119相反的一侧，且由操作者握持。锤钻头119被刀夹137保持为能够进行在该锤钻头119的长轴方向上的相对的直线动作。锤钻头119与本发明中的“尖端工具”对应。另外，为了方便说明，将锤钻头119侧称作前侧，将手柄109侧称作后侧。

主体部103构成为包括：马达壳体105，该马达壳体105收纳有驱动马达111；以及齿轮壳体107，该齿轮壳体107收纳有运动转换机构113、击打单元115以及动力传递机构117。由驱动马达111、运动转换机构113、击打单元115以及动力传递机构117构成本发明中的“驱动机构”。驱动马达111配置为，其旋转轴线（输出轴111a）形成与主体部103的长轴方向（锤钻头119的长轴方向）大致正交的纵向（图1中的上下方向）。驱动马达111的扭矩（旋转输出）在被运动转换机构113适当地转换为直线运动之后传递至击打单元115，经由该击打单元115而产生锤钻头119的长轴方向（图1中的左右方向）上的击打力。由运动转换机构113以及击打单元115构成“击打驱动机构”。

并且，在动力传递机构117对旋转速度适当地减速之后，驱动马达111的扭矩经由刀夹137传递至锤钻头119，从而该锤钻头119沿周向进行旋转动作。另外，驱动马达111通过对配置于手柄109的触发器109a进行拉动操作而被通电驱动。由动力传递机构117构成“旋转驱动机构”。

如图2所示，运动转换机构113构成为以如下部件作为主体：第一驱动齿轮121，该第一驱动齿轮121形成于驱动马达111的输出轴（旋转轴）111a，且在水平面内被驱动旋转；被动齿轮123，该被动齿轮123与该第一驱动齿轮121啮合卡合；曲轴122，该曲轴122固定有该被动齿轮123；曲板125，该曲板125与曲轴122共同在水平面内进行旋转；曲柄臂127，该曲柄臂127经由偏心轴126以松动嵌合状与该曲板125连接；以及作为驱动件的活塞129，该活塞129经由连结轴128而安装于该曲柄臂127。驱动马达111的输出轴111a与曲轴122配置为相互平行并且沿横向排列。由上述曲轴122、曲板125、偏心轴126、曲柄臂127、活塞129构成曲柄机构。活塞129配置为在气缸141内滑动自如，伴随着驱动马达111被通电驱动而沿着该气缸141进行锤钻头长轴方向上的直线动作。

击打单元115构成为以如下部件作为主体：作为击打件的撞击器143，该撞击器143配置为在气缸141的缸筒内壁滑动自如；以及作为中间件的击打螺栓145，该击打螺栓145以滑动自如的方式配置于刀夹137，并且将撞击器143的动能传递至锤钻头119。气缸141具有由活塞129以及撞击器143分隔而成的空气室141a。撞击器143经由伴随着活塞129的滑动动作所产生的空气室141a的压力变动（空气弹簧）而被驱动，与以滑动自如的方式配置于刀夹137的击打螺栓145碰撞（击打），经由该击打螺栓145向锤钻头119传递击打力。即，驱动锤钻头119进行击打的运动转换机构113以及击打单元115形成为与驱动马达111直接连结的结构。

动力传递机构117构成为以第二驱动齿轮131、第一中间齿轮132、第一中间轴133、电磁离合器134、第二中间齿轮135、机械式扭矩限制器147、第二中间轴136、小锥齿轮138、大锥齿轮139以及刀夹137作为主体，将驱动马达111的扭矩传递至锤钻头119。第二驱动齿轮131固定于驱动马达111的输出轴111a，与第一驱动齿轮121共同在水平面内被驱动旋转。在扭矩传递路径上，位于输出轴111a的下游侧的第一中间轴133以及第二中间轴136配置为与输出轴111a平行并且沿横向排列。作为离合器搭载用的轴而具备第一中间轴133，该第一中间轴133配置于输出轴111a与第二中间轴136之间，并且被始终与第二驱动齿轮131啮合卡合的第一中间齿轮132经由电磁离合器134驱动旋转。此外，将速度比设定为第一中间齿轮132与第二驱动齿轮131大致等速。

电磁离合器134在驱动马达111与锤钻头119之间、换言之是在输出轴111a与第二中间轴136之间，传递扭矩或者切断扭矩的传递，构成扭矩切断机构。即，具备电磁离合器134，在锤钻操作中，当作用于主体部103侧的反作用扭矩因锤钻头119意外锁定而异常增大时，该电磁离合器134用作通过将扭矩传递切断来防止主体部103摆动的单元，并且该电磁离合器134设定在第一中间轴133上。如上所述，驱动锤钻头119进行旋转的动力传递机构117形成为经由电磁离合器134来传递或者切断驱动马达111的扭矩的结构。此外，电磁离合器134在第一中间轴133的长轴方向上配置在第一中间齿轮132的上方，比第一中间齿轮132更靠近撞击器143的动作轴线（击打轴线）。

电磁离合器134构成为以如下部件作为主体：圆形杯状的驱动侧旋转部件161和圆盘状的被动侧旋转部件163，该驱动侧旋转部件161与该被动侧旋转部件163在长轴方向上相互对置；作为施力部件的弹簧盘167，该弹簧盘167始终朝向解除该驱动侧旋转部件161与被动侧旋转部件163的结合（摩擦接触）的方向施力；以及电磁线圈165，该电磁线圈165因对其通电而克服弹簧盘167的作用力，由此使驱动侧旋转部件161与被动侧旋转部件163结合。

作为驱动侧离合器部的驱动侧旋转部件161具有朝向下方突出的轴部（突起部）161a，该轴部161a安装为相对于第一中间轴133能够绕长轴方向进行相对旋转，并且，在该轴部161a的外表面固定有第一中间齿轮132。因此，形成驱动侧旋转部件161与第一中间齿轮132一体地旋转的结构。另一方面，作为被动侧离合器部的被动侧旋转部件163具有朝向下方突出的轴部（突起部）163a，该轴部163a通过固定于第一中间轴133的长轴方向的一端（上端）侧而与该第一中间轴133一体化。由此，被动侧旋转部件163相对于驱动侧旋转部件161相对旋转自如。进而，如果将与被动侧旋转部件163的轴部163a一体化后的第一中间轴133视作轴部163a的一部分，则该轴部163a与驱动侧旋转部件161的轴部161a形成为在同轴上配置于径向的内外的结构。即，被动侧旋转部件163的轴部163a配置于径向内侧，驱动侧旋转部件161的轴部161a配置于径向外侧。由驱动侧旋转部件161的轴部161a、被动侧旋转部件163的轴部163a以及第一中间轴133构成离合器轴。

并且，驱动侧旋转部件161形成为如下结构：在径向上被分割成内周区域162a与外周区域162b，并且两区域162a、162b借助弹簧盘167而接合成能够进行长轴方向上的相对移动，外周区域162b设定为与被动侧旋转部件163摩擦接触的可动部件。对于以上述方式构成的电磁离合器134，驱动侧旋转部件161的外周区域162b因基于来自控制器157的指令的电磁线圈165的电流断续而沿长轴方向进行位移，从而通过与被动侧旋转部件163结合（摩擦接触）来传递扭矩，或者通过解除结合来切断扭矩的传递。

并且，构成为：在第一中间轴133的长轴方向的另一端（下端）固定有第二中间齿轮135，该第二中间齿轮135的扭矩经由机械式扭矩限制器147而传递至第二中间轴136。作为针对施加于锤钻头119的过载的安全装置而具备机械式扭矩限制器147，在超过设计值（以下也称作最大传递扭矩值）的过大的扭矩作用于锤钻头119时，切断朝向锤钻头119的扭矩传递，上述机械式扭矩限制器147同轴地安装在该第二中间轴136上。

机械式扭矩限制器147具有：驱动侧部件148，该驱动侧部件148具有与第二中间齿轮135啮合卡合的第三中间齿轮148a，并且以松动嵌合状嵌合于第二中间轴136；以及空心状的被动侧部件149，该被动侧部件149以松动嵌合状嵌合于第二中间轴136，并且通过键149a进行连结。进而，虽然为了方便而对详细内容省略了图示，但上述机械式扭矩限制器147构成为：如果作用于第二中间轴136的扭矩值（相当于作用在锤钻头119的扭矩值）在利用弹簧147a预先规定的最大传递扭矩值以下，则在驱动侧部件148与被动侧部件149间传递扭矩，当作用于第二中间轴136的扭矩值超过最大传递扭矩值时，则切断驱动侧部件148与被动侧部件149之间的扭矩传递。另外，速度比设定为驱动侧部件148的第三中间齿轮148a相对于第二中间齿轮135减速。

形成为如下结构：从第一中间轴133经由机械式扭矩限制器147而朝第二中间轴136传递的扭矩，以旋转速度从一体地形成于该第二中间轴136的小锥齿轮138朝与该小锥齿轮138啮合卡合、且在铅直面内旋转的大锥齿轮139减速的方式传递，进而，大锥齿轮139的扭矩经由作为与该大锥齿轮139结合的最终输出轴的刀夹137而朝锤钻头119传递。第二中间轴136被上下的轴承（球轴承）151、152支承为旋转自如，下部的轴承152收纳于安装在齿轮壳体107的杯状的轴承外罩153。

当将驱动马达111的扭矩传递至锤钻头119时，因在结构上与大锥齿轮139之间的啮合卡合而在小锥齿轮138产生轴向以及径向的力（驱动反作用力），该力作为轴向载荷以及径向载荷分别作用于与小锥齿轮138一体的第二中间轴136。在本实施方式中形成为如下结构：利用作为应变式测力传感器的测力传感器155检测该载荷中的轴向载荷，根据该检测到的轴向载荷来判别作用于锤钻头119的扭矩状态。小锥齿轮138与本发明中的“驱动侧齿轮”对应，大锥齿轮139与本发明中的“被动侧齿轮”对应，测力传感器155与本发明中的“检测单元”对应。

小锥齿轮138与大锥齿轮139在该大锥齿轮139的铅直面内下部区域啮合卡合，因此，如图2中箭头所示，轴向载荷朝下作用于第二中间轴136。在齿轮壳体107的下部区域，测力传感器155呈固定状地安装成与用于收纳第二中间轴136的下部的轴承152的轴承外罩153的轴向端面对置，该测力传感器155的测量部分配置为与轴承外罩153的轴向端面、即与第二中间轴136的长轴方向交差的方向的平面接触的状态。进而，形成为对经由第二中间轴136、下部的轴承152以及轴承外罩153而输入的轴向载荷进行测量的结构。在本实施方式中，作为小锥齿轮138，使用形成为齿线在相对于旋转轴倾斜扭转的方向上穿过的曲齿锥齿轮。通过采用曲齿锥齿轮，能够得到比齿线与旋转轴平行地穿过的直齿锥齿轮更大的轴向上的轴向载荷。

利用测力传感器155测量所得的测量值朝控制器157输出。控制器157形成为如下结构：在从测力传感器155输入的测量值达到预先规定的指定载荷值的情况下，对电磁离合器134的电磁线圈165输出通电切断指令，解除该电磁离合器134的结合。此外，虽然为了方便而省略图示，但对于指定载荷值，通过对指定载荷值调整单元（例如刻度盘）的外部操作，操作者能够利用手动操作来任意地变更（能够调整）。并且，利用指定载荷值调整单元进行调整的指定载荷值，被限制在比通过机械式扭矩限制器147的弹簧147a设定的最大传递扭矩值低的范围内。控制器157构成离合器控制装置，与本发明中的“控制单元”对应。

在以上述方式构成的电锤钻101中，当把持手柄109的操作者通过对触发器109a进行拉动操作而对驱动马达111进行通电驱动时，利用伴随着活塞129经由运动转换机构113而沿着气缸141呈直线状地进行滑动动作所产生的该气缸141的空气室141a内的空气的压力变化、即空气弹簧的作用，撞击器143在气缸141内进行直线运动。撞击器143通过与击打螺栓145碰撞而将其动能传递至锤钻头119。

另一方面，驱动马达111的扭矩经由动力传递机构117而传递至刀夹137。由此，该刀夹137在铅直面内被旋转驱动，并且锤钻头119与该刀夹137一起一体地旋转。这样，锤钻头119进行轴向的锤击动作和周向的钻孔动作，对被加工材料（混凝土）进行锤钻操作（开孔操作）。

此外，本实施方式所涉及的电锤钻101使上述锤钻头119进行锤击动作和周向的钻孔动作，除了锤钻模式下的作业方式之外，还能够切换到使锤钻头119仅进行钻孔动作的钻孔模式下的作业方式，或者切换到使锤钻头119仅进行锤击动作的锤击模式下的作业方式。进而，控制器157构成为，当切换到（被检测出）锤钻头119进行周向的钻孔动作的作业模式（锤钻模式以及钻孔模式）时，输出对电磁离合器134的电磁线圈165通电的指令。由于模式的切换机构与本发明无直接关系，因此省略其说明。

在上述锤钻作业中，如前所述，测力传感器155测量在小锥齿轮138以及第二中间轴136产生的轴向载荷值，并将其输出至控制器157。进而，当锤钻头119因某种原因而意外锁定而该锤钻头119的反作用扭矩增大时，伴随与此，作用于小锥齿轮138以及第二中间轴136的轴向载荷也增大。进而，当从测力传感器155输入到控制器157的轴向载荷的测量值达到指定的指定载荷值时，控制器157输出用于将电磁离合器134的结合解除的电磁线圈165的通电切断指令。因此，切断电磁线圈165的通电，电磁力伴随与此而消失，从而利用弹簧盘167的作用力拉动驱动侧旋转部件161的外周区域162b使其与被动侧旋转部件163分离。

即，在锤钻头119意外锁定这样的情况下，电磁离合器134从扭矩传递状态切换到扭矩切断状态，切断从驱动马达111朝锤钻头119的扭矩传递。由此，能够防止由锤钻头119锁定所引起的作用于主体部103的过大的反作用扭矩而使该主体部103摆动的情况。基于控制器157进行的电磁离合器134从扭矩传递状态朝向扭矩切断状态的切换控制，与本发明中的“驱动机构的驱动控制”对应。

如上所述，根据本实施方式，形成为如下结构：将朝向锤钻头119传递驱动马达111的扭矩时因小锥齿轮138与大锥齿轮139之间的啮合卡合而产生的轴向的力作为第二中间轴136的轴向载荷，利用测力传感器155来测量该轴向载荷，并基于其测量结果来检测作用于锤钻头119的扭矩的状态。即，在本实施方式中，由于在将驱动马达111的扭矩传递至锤钻头119的动力传递机构117中，形成为利用测力传感器155来测量因已有部件、亦即小锥齿轮138与大锥齿轮139之间的啮合卡合而产生的轴向载荷的结构，因此能够利用简单的结构来检测作用于锤钻头119的扭矩的状态。

并且，在本实施方式中，由于在作为锥齿轮而已知的直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮、曲齿锥齿轮中，利用传递扭矩时产生最大的轴向载荷的曲齿锥齿轮，因此，能够提高测力传感器155的测量精度。

并且，在本实施方式中，测力传感器155形成为从轴承152的非旋转部分、亦即外圈152a经由轴承外罩153而承受第二中间轴136的轴向载荷的结构。因此，由于以非旋转状态进行轴向载荷朝向测力传感器155的传递，因而不会产生磨损问题。

并且，在本实施方式中，形成为利用测力传感器155来测量配置于动力传递机构117中的动力传递路径上的中间区域的第二中间轴136的轴向载荷的结构。该第二中间轴136是专用于扭矩传递的轴，例如与最终轴、亦即刀夹137相比较，外力几乎不起作用。因此，通过形成为测量第二中间轴136的轴向载荷的结构，能够进行稳定的测量。并且，在测量轴向载荷的结构的情况下，难以受轴振摆的影响，从这一点来看也能够进行稳定的测量。

并且，在本实施方式中，由于使用电磁离合器134作为将驱动马达111朝向锤钻头119的扭矩传递切断的单元，因此，能够容易地进行扭矩的切断控制。

在配置于第二中间轴136上的机械式扭矩限制器147中，驱动侧部件148的第三中间齿轮148a设定为以大速度比相对于第二中间齿轮135减速。因此，机械式扭矩限制器147成为大径重物。因此，在该实施方式中，形成为如下结构：使机械式扭矩限制器147的被动侧部件149经由键149a而与第二中间轴136连结，由此允许该机械式扭矩限制器147进行长轴方向上的相对移动。由此，基于测力传感器171的对第二中间轴136的轴向载荷的测量难以受到重物、亦即机械式扭矩限制器147的振动或者重量的影响，能够稳定地检测轴向载荷。

（本发明的第二实施方式）

接下来，参照图3对本发明的第二实施方式进行说明。该实施方式是第一实施方式的变更例。即，在电锤钻101中形成为如下结构：当将驱动马达111的扭矩向锤钻头119传递时，将因小锥齿轮138与大锥齿轮139之间的啮合卡合而产生的轴向以及径向中的径向的力作为第二中间轴136的径向载荷来检测，除此以外的结构与前述第一实施方式相同。因此，对于与第一实施方式相同的结构部件，省略或者简化其说明。

如图3所示，在该实施方式中形成为如下结构：在用于收纳第二中间轴136的下部的轴承152的杯状的轴承外罩153的外周区域配置测力传感器171，经由下部的轴承152以及轴承外罩153来测量第二中间轴136的径向载荷。进而，测量所得的测量值朝控制器157输出。在图3中利用箭头示出作用于第二中间轴136的径向载荷。

因此，在锤钻作业中，当锤钻头119意外锁定而该锤钻头119的扭矩增大时，伴随与此，作用于小锥齿轮138以及第二中间轴136的径向载荷也增大。进而，当从测力传感器155输入到控制器157的径向载荷的测量值达到指定的指定载荷值时，控制器157对电磁线圈165输出用于将电磁离合器134的结合解除的通电切断指令。因此，电磁离合器134从扭矩传递状态切换到扭矩切断状态，切断从驱动马达111朝锤钻头119的扭矩传递，由此，能够防止主体部103因作用于该主体部103的过大的反作用扭矩而摆动。

根据以上述方式构成的第二实施方式，能够得到与前述第一实施方式相同的作用效果。

此外，在上述第一以及第二实施方式中，虽然形成为在测力传感器155的测量值超过指定载荷值的情况下切断电磁离合器134的扭矩传递的结构，但也设想例如操作者在将指定载荷值设定得较高之后，预先以防备锤钻头119锁定这样的姿态进行加工作业。因此，为了应对这样的状态，在控制器157中能够构成为，监测从测力传感器155输出的扭矩的平均值，当判断为扭矩异常上升时，或者当根据每单位时间内的扭矩值的上升率而判断为扭矩异常上升时，解除电磁离合器134与第一中间齿轮132的结合。当形成为这样的结构时，若锤钻头119意外锁定，则能够可靠地进行基于电磁离合器134的扭矩传递的切断。在该情况下，也可以调整扭矩急剧上升时的上升率。

并且，在第一以及第二实施方式中，虽然利用电磁离合器134作为扭矩切断机构进行了说明，但为了代替电磁离合器134，也能够使用对驱动马达111切断通电的通电切断装置、或者使旋转运动停止、减速的制动器等。

并且，在第一以及第二实施方式中，虽然对作为驱动侧齿轮的小锥齿轮138一体地形成于第二中间轴136的情况进行了说明，但也可以使其形成为分体结构，变更为利用键或者花键嵌合等而连结为能够沿轴向进行相对移动的结构。

（本发明的第三实施方式）

接下来，参照图4以及图5对本发明的第三实施方式进行说明。本实施方式是应用于电动圆盘锯201的例子。电动圆盘锯201可能产生如下现象：在由圆盘状的刀片（的刀刃）219进行的对被加工材料的切断作业中，在过大的扭矩作用于该刀片219这样的情况下，上述刀片219朝向切断方向的后方下降且浮起，即产生所谓的反冲。本实施方式以防止或者减轻该反冲作为课题。

如图4所示，概括地说，本实施方式所涉及的电动圆盘锯201具有：基体202，该基体202能够载置在被加工材料上；作为工具主体的圆盘锯主体部203，该圆盘锯主体部203与该基体202连接。另外，为了方便而未对被加工材料进行图示。

圆盘锯主体部203构成为以如下部件作为主体：刀片套204，该刀片套204将在铅直面内进行旋转的圆板状的刀片219的大致上半部分覆盖；马达壳体205，该马达壳体205收纳驱动马达211；齿轮壳体207，该齿轮壳体207收纳动力传递机构217；以及手柄（把手部）209，通过操作者把持该手柄209来对电动圆盘锯201进行操作。刀片219对应于本发明中的“尖端工具”，由驱动马达211以及动力传递机构217构成本发明中的“驱动机构”。另外，刀片套204与齿轮壳体207以相互接合的方式一体化，并且，利用螺栓206将马达壳体205与齿轮壳体207接合。并且，手柄209一体状地设置在马达壳体205的上方，并且具备用于对驱动马达211进行通电驱动的触发器开关（为了方便而省略图示）。

驱动马达211配置为，其旋转轴线（输出轴211a）方向与刀片219的旋转轴线平行，因此成为与切断作业时的电动圆盘锯201的移动方向正交的方向。驱动马达211的输出轴211a大体呈水平状地延伸，并且在轴向的两端部分别被轴承（球轴承）213、215支承为旋转自如。

如图5所示，在输出轴211a的一端（前端）部侧（刀片219侧），驱动齿轮221通过与输出轴211a花键嵌合的方式而安装成在允许长轴方向上的相对移动的状态下与输出轴211a一体转动。在驱动齿轮221的刀片219侧（驱动马达211的相反侧）端部，形成有直径比齿部小的轴部221a，该轴部221a被轴承（球轴承）223支承为在齿轮壳体207旋转自如。轴承223被杯状的轴承外罩225支承于刀片套204。

如图4所示，动力传递机构217构成为以安装于输出轴211a的驱动齿轮221、与该驱动齿轮221啮合卡合的被动齿轮231、以及供该被动齿轮231安装的刀片轴233作为主体。刀片轴233配置为与驱动马达211的输出轴211a平行，长轴方向的一端侧被轴承（球轴承）235支承为在刀片套204旋转自如，另一端侧被轴承（滚针轴承）237支承为在齿轮壳体207旋转自如。被动齿轮231通过压入而与刀片轴233结合，并被安装成与刀片轴233一体旋转。另外，刀片219以装卸自如的方式安装于刀片轴233的前端。

在本实施方式中，驱动齿轮221与被动齿轮231均由斜齿轮（HelicalGear）构成。因此，当驱动刀片219进行旋转时，若在相互啮合卡合的驱动齿轮221与被动齿轮231之间进行扭矩传递，则轴向以及径向的力、即轴向载荷和径向载荷作用于该驱动齿轮221。在本实施方式中，如图5中利用箭头所示，设定为在驱动齿轮221朝输出轴211a的前端侧（刀片219侧）产生轴向载荷，并形成为如下结构：利用作为应变式测力传感器的测力传感器255检测该轴向载荷，根据该检测到的轴向载荷来判别作用于刀片219的扭矩状态。驱动齿轮221对应于本发明中的“驱动侧齿轮”，被动齿轮231对应于本发明中的“被动侧齿轮”，测力传感器255对应于本发明中的“检测单元”。

测力传感器255在驱动齿轮221的前端区域（输出轴211a的前端区域），以与轴承外罩225对置的方式呈固定状地安装于刀片套204，该测力传感器255的测量部分配置为与轴承外罩225的轴向端面、即与驱动齿轮221的轴向交差的方向上的平面接触。进而，形成为对经由驱动齿轮221、轴承223以及轴承外罩225而输入的轴向载荷进行测量的结构。

利用测力传感器255测量所得的测量值，朝对驱动马达211进行驱动控制的控制器（为了方便而省略图示）输出。控制器形成为如下结构，在从测力传感器255输入的测量值达到预先规定的指定载荷值的情况下，输出用于使驱动马达211停止的通电切断指令。基于控制器的通电切断指令的对驱动马达211的停止控制对应于本发明中的“对驱动机构的驱动控制”。此外，关于指定载荷值，优选构成为，通过对指定载荷值调整单元（例如刻度盘）的外部操作，操作者能够利用手动操作任意地变更（能够调整）。

在以上述方式构成的电动圆盘锯201中，操作者把持电动圆盘锯201的手柄209，通过对触发器开关进行拉动操作而对驱动马达211进行通电驱动，由此驱动刀片219进行旋转，然后，通过将基体202的前端部载置于应当切断的被加工材料上、并使该基体202朝前方移动，能够进行基于刀片219的对该被加工材料的切断作业。

在上述切断作业中，如前所述，测力传感器255对产生于驱动齿轮221的轴向载荷进行测量并将其向控制器输出。进而，当作用于刀片219的扭矩因某种原因而增大时，伴随与此，作用于驱动齿轮221的轴向载荷也增大。进而，当从测力传感器255输入至控制器的轴向载荷的测量值达到指定的指定载荷值时，控制器对驱动马达211输出通电切断指令。由此，该驱动马达211停止，从而能够防止或者减轻过大的扭矩作用于刀片219的情况下的电动圆盘锯201的反冲。

如上所述，在本实施方式中，由于在将驱动马达211的扭矩传递至刀片219的动力传递机构217中，形成为对因作为已有部件的驱动齿轮221与被动齿轮231之间的啮合卡合而产生的轴向的轴向载荷进行测量的结构，因此与第一实施方式的情况相同，能够利用简单的结构来判别作用于刀片219的扭矩的状态。

并且，在本实施方式中，测力传感器255形成为从轴承223的非旋转部分、亦即外圈223a经由轴承外罩225而承受驱动齿轮221的轴向载荷的结构。因此，由于在非旋转状态下进行轴向载荷朝向测力传感器255的传递，因而不会产生磨损问题。并且，在形成为测量轴向载荷的结构的情况下，难以受到轴振摆的影响，从这一点来看也能够进行稳定的测量。

此外，虽然为了方便而省略图示，但作为上述第三实施方式的变形例，也能够形成为如下结构：利用测力传感器255测量安装于刀片轴233的被动齿轮231的轴向载荷，由此检测作用于刀片219的扭矩状态。

用于安装被动齿轮231的刀片轴233是外力（振动）经由刀片219而沿轴向以及径向发挥作用的轴。因此，在利用测力传感器255检测作用于被动齿轮231的轴向载荷的结构的情况下，输入至刀片轴233的外力会对测力传感器255的检测精度产生不良影响。

因此，在该变形例中，在本实施方式中形成为如下结构：经由键或者花键嵌合将被动齿轮231以能够一体旋转、且能够进行长轴方向上的相对移动的方式连结于刀片轴233，并且，将轴承237从图示的滚针轴承变更为例如球轴承，利用测力传感器（为了方便而省略图示）检测经由该球轴承而发挥作用的被动齿轮231的轴向载荷，或者形成为如下结构：将用于收纳球轴承的轴承外罩设置为与被动齿轮231的轴向一端侧抵接，进而，利用测力传感器（为了方便而省略图示）检测经由该球轴承以及轴承外罩而发挥作用的被动齿轮231的轴向载荷。

即，根据变形例，以上述方式构成电动工具，由此不会受到作用于刀片轴234的外力的影响，能够利用测力传感器稳定地测量作用于该刀片轴234上的被动齿轮231的轴向载荷。进而，基于该被测量所得的测量值来检测作用于刀片219的扭矩的状态，在过大的扭矩作用于刀片219的情况下，通过切断驱动马达211的通电来停止刀片219的旋转驱动，从而能够防止或者减轻电动圆盘锯201的反冲。

此外，在第三实施方式以及变形例中，虽然在判断为刀片219的扭矩状态异常的情况下，通过切断驱动马达211的通电来停止对刀片219的旋转驱动，但也能够变更为例如进行使驱动马达211的旋转速度降至适当速度这样的速度控制的结构。

并且，虽然利用电锤钻101与电动圆盘锯201作为电动工具的一例进行了说明，但也能够应用于除此之外的电动工具，例如应用于在磨削、研磨作业中使用的电动圆盘磨床、或者进行螺纹拧紧作业的螺纹拧紧机等。

鉴于上述发明的主旨，能够构成下述方式。

（方式1）

“根据技术方案6所记载的电动工具，其特征在于，

所述电动工具具有收纳所述滚动轴承的轴承外罩，所述测力传感器在与所述轴承外罩的轴向端面的平面抵接的状态下被配置。”

（方式2）

“根据技术方案6或方式1所记载的电动工具，其特征在于，

所述电动工具具有扭矩限制器，在超过预先规定的最大传递扭矩值的扭矩作用于所述尖端工具的情况下，该扭矩限制器切断朝向该尖端工具的扭矩传递，所述扭矩限制器安装成相对于与所述驱动齿轮共同旋转的轴能够一体旋转，且能够沿长轴方向进行相对移动。”

（方式3）

“根据技术方案1～5中任一方案所记载的电动工具，其特征在于，

所述电动工具具有将所述驱动侧齿轮支承为旋转自如的滚动轴承，检测所述扭矩的状态的检测部件对径向上作用于所述滚动轴承的非旋转部分的径向载荷进行测量。”

（方式4）

“根据技术方案1所记载的电动工具，其特征在于，

所述尖端工具构成为刀片，该刀片通过绕轴进行旋转动作来进行对被加工材料的切断作业。”

（方式5）

“根据方式4所记载的电动工具，其特征在于，

所述驱动侧齿轮安装成相对于所述马达的轴能够一体旋转、且能够沿长轴方向进行相对移动，所述电动工具具有将所述驱动侧齿轮支承为旋转自如的滚动轴承，检测所述扭矩的状态的检测部件由测力传感器构成，该测力传感器对作用于所述滚动轴承的非旋转部分的轴向上的轴向载荷进行测量。”

（方式6）

“根据方式4所记载的电动工具，其特征在于，

所述被动侧齿轮安装成相对于所述刀片的轴能够一体旋转、且能够沿长轴方向进行相对移动，检测所述扭矩的状态的检测部件由测力传感器构成，该测力传感器对作用于所述被动侧齿轮的轴向上的轴向载荷进行测量。”

附图标记说明

101：电锤钻（电动工具）；103：主体部（工具主体）；105：马达壳体；107：齿轮壳体；109：手柄；109a：触发器；111：驱动马达（驱动机构）；111a：输出轴；113：运动转换机构（驱动机构）；115：击打单元（驱动机构）；117：动力传递机构（驱动机构）；119：锤钻头（尖端工具）；121：第一驱动齿轮；122：曲轴；123：被动齿轮；125：曲板；126：偏心轴；127：曲柄臂；128：连结轴；129：活塞；131：第二驱动齿轮；132：第一中间齿轮；133：第一中间轴；134：电磁离合器（离合器）；135：第二中间齿轮；136：第二中间轴；137：刀夹；138：小锥齿轮（驱动侧齿轮）；139：大锥齿轮（被动侧齿轮）；141：气缸；141a：空气室；143：撞击器；145：击打螺栓；147：机械式扭矩限制器；147a  ：弹簧；148：驱动侧部件；148a：第三中间齿轮；149：被动侧部件；149a：键；151：上部的轴承；152：下部的轴承；152a：外圈；153：轴承外罩；155：测力传感器（检测单元）；157：控制器（控制单元）；161：驱动侧旋转部件；161a：轴部；162a：内周区域；162b：外周区域；163：被动侧旋转部件；163a：轴部；165：电磁线圈；167：弹簧盘；171：测力传感器（检测单元）；201：电动圆盘锯（电动工具）；202：基体；203：圆盘锯主体部（工具主体）；204：刀片套；205：马达壳体；206：螺栓；207：齿轮壳体；209：手柄；211：驱动马达（驱动机构）；211a：输出轴；213：轴承；215：轴承；217：动力传递机构（驱动机构）；219：刀片（尖端工具）；221：驱动齿轮（驱动侧齿轮）；221a：轴部；223：轴承；225：轴承外罩；231：被动齿轮（被动侧齿轮）；233：刀片轴；235：轴承；237：轴承；255：测力传感器（检测单元）。

Claims (8)

1.一种电动工具，

该电动工具利用具有驱动侧齿轮、以及与该驱动侧齿轮啮合卡合的被动侧齿轮的驱动机构来驱动尖端工具，由此使该尖端工具进行规定的加工作业，

所述电动工具的特征在于，

对因所述驱动侧齿轮与所述被动侧齿轮之间的啮合卡合而产生的轴向或者径向的力进行测量，由此检测作用于所述尖端工具的扭矩的状态，并且根据该检测到的扭矩的状态来进行对所述驱动机构的驱动控制。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

作为检测所述扭矩的状态的检测部件，具有测力传感器，该测力传感器测量作用于所述驱动齿轮的轴向的轴向载荷、或者作用于径向的径向载荷。

3.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

作为进行对所述驱动机构的驱动控制的部件，具有扭矩切断机构，该扭矩切断机构根据检测到的扭矩的状态来切断从所述驱动机构朝所述尖端工具的扭矩传递。

4.根据权利要求1或2所述的电动工具，其特征在于，

所述驱动侧齿轮由锥齿轮构成。

5.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于，

所述锥齿轮是斜齿锥齿轮或者曲齿锥齿轮。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述电动工具具有将所述驱动侧齿轮支承为旋转自如的滚动轴承，检测所述扭矩的状态的检测部件对作用于所述滚动轴承的非旋转部分的轴向上的轴向载荷进行测量。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述尖端工具构成为锤钻头，该锤钻头进行长轴方向上的直线动作以及绕长轴方向进行旋转动作，由此对被加工材料进行锤钻作业，

检测所述扭矩的状态的检测部件设置在中间轴上，该中间轴配置于将扭矩向所述锤钻头传递的动力传递路径的中间区域。

8.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于，

所述扭矩切断机构由电磁离合器构成，该电磁离合器具有：驱动侧旋转部件；被动侧旋转部件；施力部件，该施力部件进行施力，以便通过使所述两旋转部件相互分离来切断扭矩的传递；以及电磁线圈，该电磁线圈因对其通电而克服所述施力部件的作用力，通过使所述两旋转部件相互接触来传递扭矩。

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