CN102712086B - 动力工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种经改进的便携式动力工具,使用者在加工作业中能平稳地控制其输出部的输出转速。所述动力工具具有:电机(111);输出部(117),其被电机(111)驱动而转动;输出转速改变部(145、151、161、171),通过其平稳驱动电机(111)并且使输出部的输出转速无级变速。

Description

动力工具
技术领域
本发明涉及一种便携式动力工具,使用者能控制被其电机驱动的输出部的输出转速。
背景技术
在日本发明专利公开公报特开2004-237422号(专利文献1)中公开有如下一种便携式动力工具,使用者能够控制被其电机驱动的主轴的输出(转速)。公报中记载的动力工具为进行螺丝拧紧作业时所用的电钻,其具有:三级变速机构,其由行星齿轮机构构成;速度切换部,使用者从壳体外部进行操作时,其能在轴线方向上作直线滑动。使该速度切换部作滑动动作,使得行星齿轮机构的2个内齿轮中的其中之一固定在壳体上而选为非转动方式时,主轴作低速转动;使得另外一个内齿轮固定在壳体上而选为非转动方式时,主轴作中速转动;选为容许2个内齿轮都能转动且使该内齿轮的其中之一与行星架接合的方式时,主轴作高速转动。
另外,在行星齿轮机构和主轴之间设置有机械式离合机构。如果主轴的拧紧力矩超过规定数值时,由该离合机构切断动力从行星齿轮机构向主轴的传递。
机械式离合机构采用以下结构:使滚珠和离合器爪咬合或使2个离合器爪咬合时传递动力,而解除咬合状态时切断动力传递。因此在离合器产生动作前后会产生急剧的扭矩变化,使得使用者感到不舒服。
发明内容
鉴于上述情况,本发明的目的在于提供一种经改进的便携式动力 工具,使用者在加工作业中能平稳地控制其输出部的输出转速。
为了实现上述目的,本发明的一个实施方式中的动力工具具有:电机;输出部,其被电机驱动而转动;输出转速改变部,通过其平稳驱动电机并且使输出部的输出转速无级变速。作为本发明中的“无级变速”包括以下方式:输出部的输出转速从电机的平稳转动变为高速(增速)的方式;由高速变为低速(增速)的方式;输出转速为零的方式等。另外还广泛包括以下方式:输出部的输出转速在增速或减速时该增速或减速按一定的比例变化的方式和该增速或减速按不同比例变化的方式。另外,本发明中的“动力工具”,较为典型的是对螺钉或者螺栓进行拧紧作业时所用的电动螺丝机或电动扳手等拧紧工具,但也广泛包括进行打孔作业时所用的电钻、进行錾凿作业或打孔作业时所用的电镐或电锤、进行切割作业时所用的木工用或者金属加工用圆锯或电动切割机等。
采用本发明时,对于使电机的转速(速度)保持一定的平稳驱动状态,通过输出转速改变部能使输出部的输出转速无级变速,当使用动力工具进行所需的加工作业时,能在不产生冲击的状态下平稳变速,另外对于输出转速较高的作业或输出转速较低的作业,能将转速变为对应于作业状态的转速而使用。另外,采用本发明时,通过使得输出部的输出转速无级变速,若有预先确定的规定载荷作用于输出部时,能对该动力工具进行控制而使输出部的输出转速变为零。因此,若是通过输出部的转动动作而进行所需的加工作业的动力工具,如果作用于输出部的扭矩超过规定数值时,应设置有用于切断动力传递的机械式离合装置,但本发明能去掉该机械式离合装置,所以本发明能简化动力工具的结构,能减小动力工具的大小。
本发明的另一实施方式中的动力工具,其输出转速改变部由转动控制部构成,由所述转动控制部来控制反作用力承受部件的转动,由所述反作用力承受部件来承受输出动力的反作用力。这里所提到的“控制反作用力承受部件的转动”包括以下方式:使反作用力承受部件保持停止状态的方式;容许反作用力承受部件(自由)转动的方式; 主动使反作用力承受部件转动的方式。另外对于反作用力承受部件的转动方向,包括同于输出部的转动方向的方向和相反方向。
采用本发明时,通过采用由转动控制部来控制反作用力承受部件的转动的结构,使反作用力承受部件与输出部同向转动时能使输出部的转速增速,在使反作用力承受部件与输出部反向转动时能使输出部的转速减速以及使输出转速变为零。另外,使反作用力承受部件保持停止状态时,能使输出部的转速保持平稳驱动状态。
本发明的另一实施方式中的动力工具具有用于收装电机的作业工具机身。另外,电机具有:转子,由其对输出部进行驱动而使得该输出部转动;定子,由其使上述转子产生转动力矩,所述定子安装在作业工具机身上且能转动。另外,反作用力承受部件为定子,通过控制该定子的转动而控制输出部的输出转速。
采用本发明时,转子转动时反作用力承受部件为定子,通过控制定子的转动能使被该转子驱动而转动的输出部的输出转速无级变速。
本发明的另一实施方式中的动力工具具有定子转动阻力控制部,由所述定子转动阻力控制部对定子相对于作业工具机身的转动阻力进行控制以控制定子的转动。这里所提到的“对定子相对于作业工具机身的转动阻力进行控制”,意为以下方式:对该定子施加转动阻力以使定子不能相对于作业工具机身转动的方式;解除对该定子所施加的转动阻力而容许定子转动的方式。还有,作为用于施加转动阻力的定子转动阻力控制部,优选利用摩擦力(制动)的机构或者利用转动止动件的机构等。
采用本发明时,由定子转动阻力控制部对定子施加转动阻力而使该定子相对于作业工具机身呈固定状态时,能使电机的转子平稳驱动输出部,相反,解除施加给定子的转动阻力而从使该定子与作业工具机身呈非固定状态时,容许定子(自由)转动,这样能够通过转子使输出部减速而停止转动。
本发明的另一实施方式中的动力工具具有用于驱动定子的驱动动力源。采用本发明时,由驱动动力源来主动驱动定子,这样能够使 输出部的输出转速无级变速。即,驱动定子而使其与转子同向转动时能进一步使转子的转速增速,驱动定子而使其与转子反向转动时能使转子的转速减速而直至变为零。作为本发明的“驱动动力源”,优选使用伺服电机。
本发明的另一实施方式中的动力工具具有状态检测部,用于检测该动力工具的规定的作业状态。由状态检测部检测到动力工具的规定的作业状态时,控制定子的转动以使输出部的输出转速变为零。本发明中的“规定的作业状态”,较为典型的是作用于输出部的载荷由低载荷变为高载荷的作业状态,如果是螺丝拧紧机,指螺钉(螺栓)的头部或螺栓的轴线方向上的一个端面抵住被加工件的状态,另外,如果是电锤,则指工具头咬入被加工件中而锁止的状态。还有,本发明中的“状态检测部”,较为典型的是扭矩传感器。
采用本发明时,根据来自状态检测部的检测信号来控制定子的转动以使输出部的输出转速变为零,这样能结束或中断加工作业。
本发明的另一实施方式中的动力工具由电动拧紧工具构成,其具有:驱动轴,其被电机驱动而转动;从动轴,作为输出部,能将工具头安装在其上;减速机构,用于将驱动轴的转动传递给从动轴。通过工具头围绕长轴方向的转动动作进行拧紧作业,以将固定用部件拧到被加工件上。本发明中的“电动拧紧工具”,包括对作为固定用部件的螺钉进行拧紧作业时所用的电动螺丝机、对作为固定用部件的螺栓(螺母)进行拧紧作业时所用的电动扳手等。
本发明的另一实施方式中的动力工具,其减速机构具有:内齿轮,其被支承且能转动;太阳轮,其被驱动轴驱动而转动;行星轮,其连接在从动轴上并且与太阳轮和内齿轮啮合且围绕该太阳轮旋转。另外,输出转速改变部由内齿轮控制部构成,由该内齿轮控制部对内齿轮的转动进行控制以控制从动轴的转动。本发明中的“对内齿轮的转动进行控制”包括以下方式:使内齿轮呈固定(限制)状态的方式;解除该固定状态而呈容许转动状态的方式;或者主动驱动内齿轮而使其转动的方式。
向用于对固定用部件进行拧紧作业的电机通电而驱动它时,电机的转动动力从被驱动轴驱动而转动的太阳轮经行星轮传递给从动轴,该行星轮与该太阳轮以及内齿轮双方都啮合并且围绕该太阳轮旋转。采用本发明时,由内齿轮控制部切换为限制内齿轮转动的固定状态或解除了转动限制的容许转动状态,或者切换为固定状态或主动驱动状态,这样能够对从动轴的转动进行无级变速,以顺畅地通过工具头对固定用部件进行拧紧作业。
另外,采用本发明时,通过使从动轴的输出转速无级变速,若有预先确定的规定大小的扭矩作用于从动轴时,能对所述动力工具进行控制而使从动轴的转速变为零。因此,如果作用于从动轴的扭矩超过规定数值时,应设置有用于切断动力传递的机械式离合装置,但本发明能去掉该机械式离合装置,所以本发明能简化动力工具的结构,能减小动力工具的大小。
本发明的另一实施方式中的动力工具,其从动轴被控制为:被工具头转动的固定用部件抵住被加工件时,该从动轴由高速转动变为低速转动。采用本发明时,由于从动轴的扭矩不发生急剧变化,所以能通过固定用部件进行合适的拧紧作业。
本发明的另一实施方式中的动力工具具有用于收装电机的作业工具机身。内齿轮控制部由内齿轮转动阻力控制部构成,由该内齿轮转动阻力控制部对内齿轮相对于作业工具机身的转动阻力进行控制。这里提到的“对内齿轮相对于作业工具机身的转动阻力进行控制”,意为施加转动阻力而使内齿轮不能相对于作业工具机身转动的方式和解除转动阻力而容许内齿轮转动的方式。还有,作为内齿轮转动阻力控制部,优选利用摩擦力(制动)的机构或利用转动止动件的机构等。
采用本发明时,对内齿轮施加转动阻力而使该内齿轮相对于作业工具机身呈固定状态时,能对从动轴以设定好的转速平稳驱动,相反,解除施加给内齿轮的转动阻力而从使该内齿轮与作业工具机身呈非固定状态时,由于容许作为反作用力承受部件的内齿轮转动,所以, 从动轴会根据从动轴一侧的载荷(拧紧力矩)而无级减速,最后停止转动。因此,由于从动轴的扭矩不发生急剧变化,所以能顺畅地进行拧紧作业。
本发明的另一实施方式中的动力工具,内齿轮控制部为用于驱动内齿轮而使其转动的驱动动力源。作为本发明的“驱动动力源”,较为典型的是伺服电机。
采用本发明时,能通过驱动动力源主动驱动内齿轮以使从动轴的转速产生变速。即,驱动内齿轮而使其与太阳轮反向转动时能进一步使从动轴的转速增速,驱动内齿轮而使其与太阳轮同向转动时能使从动轴的转速减速而直至变为零。因此,例如在拧紧作业的开始到结束的过程中,在从开始到进行中的阶段内,利用电机以高于平稳驱动的速度对从动轴进行驱动以迅速进行拧紧作业,这有利于缩短拧紧作业时间。另外,在接近结束拧紧作业的阶段,对动力工具进行控制以使从动轴无级减速而在结束拧紧作业时转速变为零,这样能顺畅地进行拧紧作业。另外,作为使从动轴无级减速的方式还广泛包括以下方式:减速按一定的比例变化的方式或按不同比例变化的方式。
本发明的另一实施方式中的动力工具具有扭矩检测部,用于检测从内齿轮到工具头的转动传递路径中的扭矩数值。采用本发明时,通过在从内齿轮到工具头的转动传递路径中检测扭矩数值,这样易于设置扭矩检测部。
本发明的另一实施方式中的动力工具,当扭矩检测部检测到预先设定的设定扭矩数值时,由驱动动力源来驱动内齿轮而使其转动以使从动轴的转速变为零。本发明中的“检测到预先设定的设定扭矩数值时”,较为典型的是在进行拧紧作业时固定用部件抵住被加工件而检测到拧紧力矩有变动的时候,或是在拧紧作业进行时检测到因某种原因而引起的固定用部件的拧紧扭矩异常上升的时候。
因此,采用本发明,在对固定用部件进行拧紧作业时,当检测到固定用部件抵住被加工件时,或者在对固定用部件的拧紧作业进行时拧紧力矩发生异常时,据此由驱动动力源来驱动内齿轮而使其转动以 使从动轴的转速变为零,这样能结束或中断对固定用部件的拧紧作业。
【发明效果】
本发明提供一种经改进的便携式动力工具,使用者在加工作业中能平稳地控制其输出部的输出转速。对于本发明的其他特征、作用和效果,可通过参照本说明书、权利要求书、附图而了解到。
附图说明
图1是表示本发明第1实施方式的电动螺丝机的整体结构的侧向剖视图。
图2是表示电动螺丝机的主要部分的侧向剖视图。
图3是用于说明对驱动电机的定子(磁铁)的转动进行控制的小型电机的动作的图,图3中(A)表示控制为不转动的情况(停止状态),图3中(B)表示进行驱动而使转子的转速增速时的情况,图3中(C)表示进行驱动而使转子的转速减速时的情况。
图4是表示本发明第2实施方式的电动螺丝机的结构的侧向剖视图。
图5是用于说明制动装置的动作方式的图,图5中(A)表示制动状态,图5中(B)表示解除制动状态。
图6是表示制动片的主视图。
图7是表示制动片的侧视图。
图8是表示本发明第3实施方式的电动螺丝机的整体结构的侧向剖视图。
图9是表示电动螺丝机的主要部分的剖视图。
图10是用于说明对行星齿轮机构的内齿轮的转动进行控制的小型电机的动作的图,图10中(A)表示控制为不转动的情况(停止状态),图10中(B)表示进行驱动而使主轴的转速增速时的情况,图10中(C)表示进行驱动而使主轴的转速减速时的情况。
图11是表示用于说明进行拧紧作业时使用距离传感器控制小型 电机时的图,表示螺钉等的头部没抵住被加工件的状态。
图12是表示用于说明进行拧紧作业时使用距离传感器控制小型电机时的图,表示螺钉等的头部已抵住被加工件的状态。
图13是表示本发明第4实施方式的电动螺丝机的结构的侧向剖视图。
图14是用于说明摩擦离合装置的动作方式的图,图14中(A)表示离合器的接合状态(传递动力状态),图14中(B)表示离合器的切断状态(切断动力传递状态)。
具体实施方式
在以上和以下记载的结构乃至方法,是为了实现本发明的“动力工具”的制造和使用、以及该“动力工具”的技术特征的使用而产生的发明,与其他的结构乃至方法不同,或者可将上述内容组合使用。本发明的代表实施方式也包括上述组合,可以参照附图进行详细说明。在以下的详细说明中,仅限于向本领域技术人员讲述实施本发明优选实施方式的详细信息,本发明的技术范围并不局限于该详细说明,而是根据权利要求书的记载来确定。因此广义上讲,以下详细说明的结构或方法步骤的组合并非是实施本发明而全部需要的,在记载有附图的参照编号的详细说明中,以下内容仅公开本发明的代表实施方式。
(本发明第1实施方式)
下面参照图1~图3说明本发明第1实施方式。本实施方式以充电式电动螺丝机为例来说明便携式动力工具。如图1所示,总体来讲,本实施方式的电动螺丝机101主要具有:机身部103,由其构成电动螺丝机101的外轮廓;螺丝机工具头119,其作为顶端工具或工具头,经工具头保持器118以可拆下的方式安装在上述机身部103的顶端区域(图中的左侧);手柄(把手)109,其与机身部103连接为一体。机身部103对应于本发明的“作业工具机身”。另外在本实施方式中,为便于说明,将螺丝机工具头119一侧作为前侧,其相反一侧作为后侧。
机身部103主要包括:内侧壳体107,其用于收装驱动电机111、设置在该驱动电机111的前方(图1和图2中的左侧)的作为减速机构的行星齿轮机构113、主轴117等;外侧壳体105,由其形成外壳。驱动电机111对应于本发明的“电机”。外侧壳体105采用可左右分开的结构,通过使左右各半的壳体相互接合,可以构成能覆盖内侧壳体107的用于支承主轴117的顶端区域(前端部)以外区域的结构。另外,手柄109朝向与机身部103的长轴方向(螺丝机工具头119的长轴方向)相交的下方延伸,收装有作为驱动电机111的电源的电池的电池盒体108以能够拆下的方式安装在手柄109的延伸端部。
对设置在手柄109上的作为操作部件的扳机109a进行扣动操作时,对驱动电机111通电而驱动它。如图2所示,驱动电机111的转动动力从与电机轴112一起转动的驱动轴115经行星齿轮机构113传递给主轴117,在该主轴117处传递给被工具头保持器118保持的螺丝机工具头119。主轴117对应于本发明的“输出部”。
如图2所示,行星齿轮机构113包括:第1太阳轮121,其与驱动轴115形成一体;内齿轮(齿圈)123,其固定在内侧壳体107上且通过在圆筒的内侧形成轮齿而形成;第1行星轮125,其数量为多个,与第1太阳轮121和内齿轮123双方都啮合且围绕第1太阳轮121的转动轴线旋转(公转);第1行星架127,多个第1行星轮125支承在其上且能转动,而且该第1行星架127与第1太阳轮121同轴转动;第2太阳轮129,其围绕第1行星架127的转动轴线形成;第2行星轮131,其数量为多个,与第2太阳轮129和内齿轮123双方都啮合且围绕第2太阳轮129的转动轴线旋转(公转);第2行星架133,多个第2行星轮131支承在其上且能转动,而且该第2行星架133连接在主轴117上,上述行星齿轮机构113使驱动轴115的转速减速并传递给主轴117。另外,本实施方式中的行星齿轮机构113采用了用于支承第1行星轮125的第1行星架127和用于支承第2行星轮131的第2行星架133在轴线方向上2级连接的结构,但是并非一定要采用2级连接结构。 
驱动电机111包括定子(固定子)111A和转子(回转子)111B。在本实施方式中,将直流电机(DC电机)作为驱动电机111来使用,用于使转子111B产生转动力矩的定子111A由永磁铁构成。定子111A形成圆筒形,形成圆筒形的从动齿轮141压入嵌合在定子111A的外侧。从动齿轮141分别经轴线方向上的两端部的轴承142支承在外侧壳体105上且能转动。即,本实施方式中的驱动电机111的结构为:不仅具有绕组的转子111B与电机轴112一起转动,定子111A也容许转动。另外,电机轴112分别经长轴方向上的两端的轴承143支承在内侧壳体107上且能转动。
从动齿轮141上啮合有驱动齿轮144,该驱动齿轮144被作为伺服电机的小型电机145驱动而转动。即,可通过小型电机145主动地强制驱动本实施方式中的驱动电机111的定子111A。小型电机145为能改变转向的可反转电机,固定设置在外侧壳体105的内部空间中的驱动电机111的下方空间区域内,转动轴线与该驱动电机111的转动轴线平行。
图3中表示定子111A的转动控制方式。在小型电机145处于停止的状态(不进行转动驱动的状态)下,定子111A保持停止状态。此时,主轴117以被驱动电机111的转子111B驱动的行星齿轮机构113的减速比作平稳转动。以图中的(A)表示该平稳转动状态。另外,当转子111B转动时,定子111A受到圆周方向上的反作用力。小型电机145朝向相反于转子111B的转动方向(图中的顺时针方向)的方向(图中的逆时针方向)转动(以下也称为正转)时,作为反作用力承受部件的定子111A与从动齿轮141一起和转子111B同向(图中的顺时针方向)转动。由于定子111A和转子111B的相对转速一定,所以会加上因定子111A转动而产生的转速。这样,转子111B的转速增大,主轴117作增速转动。以图中的(B)表示该增速转动状态。相反,若小型电机145朝向与上述方向相反的方向(图中的顺时针方向)转动(以下也称为反转)时,定子111A与从动齿轮141一起和与转子111B的转动方向相反的方向(图中的逆时针方向)转动。由于定子111A和转子111B的相对转速一定,所以会减去因定子111A转动而产生的转速。这样,转子111B 的转速减小,主轴117作减速转动。以图中的(C)表示该减速转动状态。
像这样,采用本实施方式时,通过使小型电机145保持停止状态或者进行正转或反转的强制驱动,能够控制驱动电机111的定子111A的转动,这样能控制转子111B的转速,进而能控制主轴117的转速。小型电机145对应于本发明的“输出转速改变部”和“驱动动力源”,而且还是本发明的“控制反作用力承受部件的转动的转动控制部”。
如图2所示,在内侧壳体107的顶端区域设置有扭矩传感器147,用于检测进行拧紧作业时从内齿轮123到螺丝机工具头119的转动传递路径中的扭矩数值。扭矩传感器147对应于本发明的“状态检测部”和“扭矩传感器”,只要能检测出扭矩数值,不限定其形式。在本实施方式中,由扭矩传感器147来检测作用于主轴117的扭矩,由该扭矩传感器147检测到的扭矩数值输出给控制器149。控制器149作为用于控制驱动电机111和小型电机145的驱动状态的机构而设置。
对于具有上述结构的电动螺丝机101,在对作为固定用部件的螺钉或螺栓(以下称为螺钉等)进行拧紧作业时,在经由螺丝机工具头119而将螺钉等抵住作为作业对象物的被加工件上的状态下扣动操作扳机109a,向驱动电机111通电而驱动它时,经行星齿轮机构113驱动主轴117而使其转动。这样能经与主轴117一起转动的螺丝机工具头119对螺钉等进行拧紧作业。
对于上述螺钉等的拧紧作业,在本实施方式中采用以下结构:对扳机109a进行扣动操作时,通过控制器149向驱动电机111通电而驱动它,同时,小型电机145被驱动而以一定的速度正转,使驱动电机111的定子111A主动与转子111B同向转动。此时,如上所述,主轴117作增速转动。因此,采用本实施方式时,在螺钉等没抵住被加工件时的低载荷(低扭矩)状态下,以高于平稳驱动速度的一定的速度使安装在主轴117上的螺丝机工具头119转动,这样能迅速地对螺钉等进行拧紧作业,缩短拧紧作业时间。
另外,在本实施方式中采用以下结构:用扭矩传感器147来检测对螺钉等进行拧紧作业时的拧紧力矩并输入给控制器149,若检测到的扭矩数值超过设定扭矩数值时,通过该控制器149朝向反转一侧驱动小型电机145。另外,根据扭矩传感器147检测到的扭矩变动情况而朝向反转一侧驱动小型电机145时,该驱动小型电机145对定子111A转动的驱动被控制,主轴117、即转子111B的转速被减速而最终变为零。
因此,继续对螺钉等进行拧紧作业,螺钉等的头部抵住被加工件,作用于主轴117的扭矩数值随之超过设定扭矩数值时,驱动内齿轮123而使其转动,朝向反转一侧(减速一侧)驱动小型电机145,以使主轴117、即转子111B的转速变为零,这样能结束通过螺丝机工具头119进行的拧紧作业。像这样,采用本实施方式时,进行控制以在拧紧作业接近结束时使主轴117无级减速而转速变为零,这样能够以目标扭矩数值对螺钉等进行拧紧作业,进而结束该拧紧作业。因此,与使用机械式离合器切断动力传递而在拧紧作业结束时的扭矩产生急剧变化的情况相比,本实施方式中的扭矩不发生急剧变化,因此能顺畅地进行拧紧作业。此时,作为使主轴无级减速而使其转速变为零的方式还包括以下方式:减速按相同(一定的)比例变化的方式或按不同比例变化的方式。
另外,本实施方式采用以下结构:对螺钉等的拧紧作业结束时,即使使用者继续扣动操作扳机109a,驱动电机111和小型电机145的驱动也分别被停止。即,对于使驱动电机111和小型电机145停止驱动,例如可采用以下控制方法:使用由计时器构成的停止驱动检测部,在扭矩传感器147检测到设定扭矩数值后,在经过规定时间的时刻使两个电机111、145停止转动。或者也可以采用以下控制方法:使用由速度传感器或加速度传感器构成的停止驱动检测部,在检测到主轴117已停止转动时,据此使两个电机111、145停止转动。
在螺钉等抵住被加工件而随之产生扭矩变动时,使用扭矩传感器147检测该扭矩变动而对小型电机145的驱动状态进行控制,不仅如 此,用于检测拧紧作业时的异常状态时也可以使用该扭矩传感器147。即,在对螺钉等进行拧紧作业时检测到因某种原因而引起的螺钉等的拧紧扭矩变得异常高,该扭矩数值超过设定扭矩数值时,与上述情况一样,朝向反转一侧(减速一侧)驱动小型电机145以主动使该小型电机145转动,使得主轴117的转速变为零,这样能够在中途中止对螺钉等的拧紧作业。
若采用以下结构:在被驱动电机111驱动的驱动轴115和安装有螺丝机工具头119的主轴117之间设置机械式离合机构,当螺钉等抵住被加工件后拧紧力矩超过预先设定的设定扭矩数值时,使离合机构工作而切断动力传递,此时,由于离合机构插装在驱动轴115和主轴117之间,所以机身部103在长轴方向上的尺寸变长。然而采用本实施方式时,由于采用了用小型电机145对驱动电机111的定子111A进行转动控制的方式,所以可将该小型电机145并排设置在外侧壳体105的内部空间中的驱动电机111的下方区域内。这样,由于能缩短机身部103在长轴方向上的尺寸,所以从手柄109到螺丝机工具头119的顶端的距离变短,易于进行螺钉等的拧紧作业。
还有,在本实施方式中采用了以下结构:对扳机109a进行扣动操作,在向驱动电机111通电而使其驱动的同时向小型电机145通电而使其驱动,此时主轴117的转速增速。但是也可以采用以下结构:除了扳机109a以外,另行设置用于控制小型电机的开关,通过该小型电机用开关有选择地在保持小型电机145停止的状态和增速状态之间切换,或者是在保持停止的状态、增速状态和减速状态之间切换,在选定其中之一的状态下,对扳机109a进行扣动操作以向驱动电机111通电而使其驱动时,可以将小型电机145控制在选定的状态。
(本发明第2实施方式)
接下来参照图4~图7说明本发明第2实施方式。本实施方式中采用以下结构:关于对驱动电机111的定子111A的控制,由上述第1实施方式中的将小型电机145用作伺服电机而强制驱动的方式,变为利用摩擦阻力而在限制定子111A转动的固定状态和解除转动限制而容许转动 的转动容许状态之间进行切换。对于这一点以外的结构,与上述第1实施方式中的相同。因此对于与第1实施方式中的相同的结构部件,标注相同符号而省略其说明或予以简略。
在本实施方式中具有制动装置151,由其对定子111A施加转动阻力,该定子111A被保持(限制)为不能转动的状态,或解除对定子111A施加的转动阻力而容许该定子111A转动。如图4和图5所示,制动装置151设置在筒状定子111A的轴线方向上的一端侧,采用圆锥形结构,通过从轴线方向接触该定子111A的一端侧而限制该定子111A的转动。制动装置151对应于本发明的“输出转速改变部”、“控制反作用力承受部件的转动的转动控制部”和“定子转动阻力控制部”。
制动装置151主要包括:制动环152,其呈圆形且固定在定子111A的轴线方向上的一端部;制动片153,其呈环形,与制动环152同轴并且以互相面对的方式设置;螺线管155,通过其使制动片153相对于制动环152作接合或分离动作。互相面对的制动环152的接触面152a和制动片153的接触面153a分别由圆锥形锥面构成。
在施力弹簧157的作用下,与制动环152面对设置的制动片153处于始终使接触面153a与制动环152的接触面152a接触的状态。图5中(A)表示该状态。施力弹簧157由压缩螺旋弹簧构成,设置在制动片153和外侧壳体105的壁面之间。在制动片153的圆周上的一部分上设置有朝向径向外侧延伸的臂部154,螺线管155的可动铁心155a连接在该臂部154上。
螺线管155为柱塞式电磁铁,具有棒状可动铁心155a,对筒状螺线管主体部的励磁线圈通电或解除通电时,上述可动铁心155a在长轴方向(螺丝机工具头119的长轴方向)上作直线往复运动。螺线管155以其长轴方向与定子111A的长轴方向平行的设置状态固定在外侧壳体105上。螺线管155根据用于检测作用于主轴117的扭矩的扭矩传感器147的检测信号工作。即,由扭矩传感器147检测到设定扭矩数值时,根据来自控制器149的指令向励磁线圈通电,这样可动铁心155a做直线动作, 将制动片153拉离制动环152而解除定子111A的转动限制。图5中(B)表示该状态。
另外,如图6和图7所示,制动片153的圆周上的外表面上具有突部(爪)153b,其位于关于轴线对称的位置上,用于防止转动。为方便起见省略了其图示,该突部153b卡合在引导槽中且能滑动,该引导槽形成在外侧壳体105的壁面上且在螺丝机工具头119的长轴方向上延伸。这样有助于使制动片153相对于制动环152的推压动作变得平稳。
具有上述结构的制动装置151,平时对螺线管155的通电被切断。因此在施力弹簧157的弹力作用下,制动片153被推压接触在制动环152上,定子111A保持不能转动的状态。因此为了在该状态下对螺钉等进行拧紧作业,对扳机109a进行扣动操作而向驱动电机111通电以驱动它时,该驱动电机111的转动动力通过行星齿轮机构113传递给主轴117。因此,通过保持在主轴117上的螺丝机工具头119以驱动电机111的平稳驱动速度开始进行拧紧作业。
继续进行螺钉等的拧紧作业,该螺钉等的头部抵住被加工件而拧紧力矩变高,作用于定子111A的反作用力随之超过制动片153和制动环152的接触面153a、152a之间的摩擦力时,在制动片153和制动环152之间产生相对滑动,该定子111A开始朝向与转子111B的转动方向相反的方向转动,即呈同于图3中(C)的状态。因此主轴117的转速由高速减速为低速。该状态也称为半离合状态。
螺钉等的拧紧力矩数值进一步上升而超过设定扭矩数值时,通过扭矩传感器147和控制器149而向螺线管155的励磁线圈通电。这样可动铁心155a克服施力弹簧157的弹力而使制动片153与制动环152分离。因此,定子111A的转动限制被解除而容许该定子111A转动。这样,作用有载荷的转子111B停止转动,作为反作用力承受部件的定子111A转动,主轴117停止转动。这样结束对螺钉等的拧紧作业。与第1实施方式中的情况一样,驱动电机111停止驱动(切断向转子111B的绕组的通电),还切断向螺线管155的励磁线圈的通电。
像这样,采用本实施方式时,在对螺钉等进行拧紧作业时,从开始拧紧到螺钉等抵住被加工件的过程中,由制动装置151施加转动阻力而使定子111A不能转动,接近结束拧紧作业时,由制动装置151解除转动阻力而使定子111A能够转动,这样能以目标扭矩数值拧紧螺钉等而结束该拧紧作业。因此,与第1实施方式中的情况一样,与使用机械式离合器切断动力传递而在拧紧作业结束时的扭矩产生急剧变化的情况相比,本实施方式中的扭矩不发生急剧变化,因此能顺畅地进行拧紧作业。
另外,采用本实施方式时,由于将制动装置151用作向定子111A施加转动阻力的机构,使环形制动片153沿着轴线方向移动,在圆周方向上由整个制动片153推压定子111A的在轴线方向上的一端部的圆周面,所以本实施方式能将定子111A保持为平稳状态。
还有,在第2实施方式中,采用了利用制动装置151的摩擦阻力来限制定子111A转动的结构,但是也可用转动止动件代替它,此时,转动止动件在圆周方向上与定子111A卡合以限制该定子111A转动,沿轴线方向或径向方向作避让动作而解除上述卡合状态以容许定子111A转动。或者采用如下结构:利用摩擦阻力来限制定子111A转动时,用从径向方向推压保持的方式代替沿轴线方向推压保持的方式。
(本发明第3实施方式)
接下来参照图8~图12说明本发明第3实施方式。本实施方式中采用以下结构:由上述第1实施方式中的对驱动电机111的定子111A进行强制驱动的方式,变为对行星齿轮机构113中的作为反作用力承受部件的内齿轮123进行强制驱动的方式。对于与此无关的结构,与第1实施方式中的相同。因此对于与第1实施方式中的相同的结构部件,标注相同符号而省略其说明或予以简略。
如图8和图9所示,内齿轮123经其外侧的轴承(滚针轴承)135支承在机身部103(外侧壳体105或内侧壳体107)上且能转动。另外,在内齿轮123的外侧的长轴方向上的一部分区域内形成有外轮齿137。驱动齿轮163与该外轮齿137啮合,该驱动齿轮163被作为伺服电机的 小型电机161驱动而转动。即,能由小型电机161主动驱动本实施方式中的内齿轮123。小型电机161为能改变转向的可反转电机,设置在形成于外侧壳体105的内部空间中的驱动电机111的下方空间区域内的收装部106内,转动轴线与该驱动电机111的转动轴线平行。
图10中表示内齿轮123的转动控制方式。在小型电机161停止转动的状态(不进行转动驱动的状态)下,内齿轮123保持停止状态。此时,主轴117以被驱动电机111经由驱动轴115驱动的行星齿轮机构113的减速比作平稳转动。以图中的(A)表示该平稳转动状态。另外,当行星轮125、131围绕太阳轮121、129公转时,内齿轮123受到圆周方向上的反作用力。小型电机161朝向相反于太阳轮121、129的转动方向(图10中的顺时针方向)的方向(图10中的逆时针方向)转动(以下也称为正转)时,作为反作用力承受部件的内齿轮123和太阳轮121、129同向(图10中的顺时针方向)转动。因此会加上行星轮125、131围绕太阳轮121、129转动的转速。这样,主轴117的转速增大。以图中的(B)表示该增速转动状态。相反,若小型电机161朝向与上述方向相反的方向(图10中的顺时针方向)转动(以下也称为反转)时,会从内齿轮123的转速中减去行星轮125、131围绕太阳轮121、129转动的转速。这样,主轴117的转速减小。以图中的(C)表示该减速转动状态。驱动轴115对应于本发明的“驱动轴”,主轴117对应于本发明的“从动轴”。
像这样,采用本实施方式时,通过使小型电机161保持停止状态或者进行正转或反转的强制驱动,能够控制行星齿轮机构113的内齿轮123的转动,这样能控制主轴117的转速。小型电机161对应于本发明的“输出转速改变部”,“内齿轮控制部”和“驱动动力源”。
对于具有上述结构的电动螺丝机101,在对作为固定用部件的螺钉或螺栓(以下称为螺钉等)进行拧紧作业时,在经由螺丝机工具头119而将螺钉等抵住作为作业对象物的被加工件上的状态下扣动操作扳机109a,向驱动电机111通电而驱动它时,经行星齿轮机构113驱动主轴 117而使其转动。这样能经与主轴117一起转动的螺丝机工具头119对螺钉等进行拧紧作业。
对于上述螺钉等的拧紧作业,在本实施方式中采用以下结构:对扳机109a进行扣动操作时,通过控制器149向驱动电机111通电而驱动它,同时,小型电机161被驱动而以一定的速度正转,使内齿轮123主动与太阳轮121同向转动。此时,如上所述,主轴117作增速转动。因此,采用本实施方式时,在螺钉等没抵住被加工件时的低载荷(低扭矩)状态下,以高于平稳驱动速度的一定的速度使安装在主轴117上的螺丝机工具头119转动,这样能迅速地对螺钉等进行拧紧作业,缩短拧紧作业时间。
另外,在本实施方式中采用以下结构:用扭矩传感器147来检测对螺钉等进行拧紧作业时的拧紧力矩并输入给控制器149,若检测到的扭矩数值超过设定扭矩数值时,通过该控制器149朝向反转一侧驱动小型电机161。另外,根据扭矩传感器147检测到的扭矩变动情况而朝向反转一侧驱动小型电机161时,该驱动小型电机161对内齿轮123转动的驱动被控制,主轴117的转速被减速而最终变为零。扭矩传感器147对应于本发明的“状态检测部”和“扭矩传感器”,只要能检测出扭矩数值,不限定其形式。控制器149作为用于控制驱动电机111和小型电机161的驱动状态的机构而设置。
因此,继续对螺钉等进行拧紧作业,螺钉等的头部抵住被加工件,作用于主轴117的扭矩数值随之超过设定扭矩数值时,驱动内齿轮123而使其转动,朝向反转一侧(减速一侧)驱动小型电机161,以使主轴117的转速变为零,这样能结束通过螺丝机工具头119进行的拧紧作业。像这样,采用本实施方式时,进行控制以在拧紧作业接近结束时使主轴117无级减速而转速变为零,这样能够以目标扭矩数值对螺钉等进行拧紧作业,进而结束该拧紧作业。因此,与使用机械式离合器切断动力传递而在拧紧作业结束时的扭矩产生急剧变化的情况相比,本实施方式中的扭矩不发生急剧变化,因此能顺畅地进行拧紧作业。此时,作为使主轴无级减速而使其转速变为零的方式还包括 以下方式:减速按相同(一定的)比例变化的方式或按不同比例变化的方式。
另外,本实施方式采用以下结构:对螺钉等的拧紧作业结束时,即使使用者继续扣动操作扳机109a,驱动电机111和小型电机161的驱动也分别被停止。即,对于使驱动电机111和小型电机161停止驱动,例如可采用以下控制方法:使用由计时器构成的停止驱动检测部,在扭矩传感器147检测到设定扭矩数值后,在经过规定时间的时刻使两个电机111、161停止转动。或者也可以采用以下控制方法:使用由速度传感器或加速度传感器构成的停止驱动检测部,在检测到主轴117已停止转动时,据此使两个电机111、161停止转动。
在螺钉等抵住被加工件而随之产生扭矩变动时,使用扭矩传感器147检测该扭矩变动而对小型电机161的驱动状态进行控制,不仅如此,用于检测拧紧作业时的异常状态时也可以使用该扭矩传感器147。即,在对螺钉等进行拧紧作业时检测到因某种原因而引起的螺钉等的拧紧扭矩变得异常高,该扭矩数值超过设定扭矩数值时,与上述情况一样,朝向反转一侧(减速一侧)驱动小型电机161以主动使该小型电机161转动,使得主轴117的转速变为零,这样能够在中途中止对螺钉等的拧紧作业。
另外,本实施方式中的电动螺丝机101除了设置有扭矩传感器147以外,还可另行设置距离传感器165。该距离传感器165例如为光学或超声波传感器,如图9所示,以收装在外侧壳体105的前端侧内部的状态设置,向被加工件W所发射的光线或超声波被该被加工件W反射,根据发射-反射的时间来测定从螺钉等S的头部到被加工件的表面的距离。距离传感器165对应于本发明的“用于检测规定的作业状态的状态检测部”。
图11是表示螺钉等S的头部没抵住被加工件W的表面的状态。在该没抵住的状态下,小型电机161被控制成使主轴117的转速增速(正转)的状态。由距离传感器165检测到螺钉等S已抵住被加工件W时,该检测信号输入给控制器149,据此由控制器149对小型电机 161进行控制,对内齿轮123进行驱动以使其减速(反转)而使主轴117的转速变为零。图12是表示螺钉等S已抵住被加工件的状态。因此,使主轴117无级减速而使其转速变为零,这样能够以目标扭矩数值对螺钉等S进行拧紧作业,进而结束该拧紧作业。拧紧作业结束时,驱动电机111和小型电机161同时停止转动。
若采用以下结构:在被驱动电机111驱动的驱动轴115和安装有螺丝机工具头119的主轴117之间设置机械式离合机构,当螺钉等抵住被加工件后拧紧力矩超过预先设定的设定扭矩数值时,使离合机构工作而切断动力传递,此时,由于离合机构插装在驱动轴115和主轴117之间,所以机身部103在长轴方向上的尺寸变长。然而采用本实施方式时,由于采用了用小型电机161对内齿轮123进行控制的方式,所以可将该小型电机161并排设置在外侧壳体105的内部空间中的驱动电机111的下方区域内。这样,由于能缩短机身部103在长轴方向上的尺寸,所以从手柄109到螺丝机工具头119的顶端的距离变短,易于进行螺钉等的拧紧作业。
还有,在本实施方式中采用了以下结构:对扳机109a进行扣动操作,在向驱动电机111通电而使其驱动的同时向小型电机161通电而使其驱动,此时主轴117的转速增速。但是也可以采用以下结构:除了扳机109a以外,另行设置用于控制小型电机的开关,通过该小型电机用开关有选择地在保持小型电机161停止的状态和增速状态之间切换,或者是在保持停止的状态、增速状态和减速状态之间切换,在选定其中之一的状态下,对扳机109a进行扣动操作以向驱动电机111通电而使其驱动时,可以将小型电机161控制在选定的状态。
(本发明第4实施方式)
接下来参照图13~图14说明本发明第4实施方式。本实施方式中采用以下结构:关于对行星齿轮机构113的内齿轮123的控制,由上述第3实施方式中的将小型电机161用作伺服电机而主动强制驱动的方式,变为利用摩擦阻力而在限制内齿轮123转动的固定状态和解除转动限制而容许转动的转动容许状态之间进行切换。对于这一点以外的结构,与 上述第3实施方式中的相同。因此对于与第3实施方式中的相同的结构部件,标注相同符号而省略其说明或予以简略。
如图13所示,在本实施方式中具有摩擦离合装置171,由其对内齿轮123施加转动阻力,该内齿轮123被保持(限制)为不能转动的状态,或解除对内齿轮123施加的转动阻力而容许该内齿轮123转动。摩擦离合装置171设置在形成于外侧壳体105的驱动电机111的下方空间区域内的收装部106内,动作方向(轴线方向)与该驱动电机111的转动轴线平行。摩擦离合装置171对应于本发明的“输出转速改变部”、“内齿轮控制部”和“内齿轮转动阻力控制部”。
图14是对摩擦离合装置171进行放大表示的状态。如图所示,摩擦离合装置171主要包括:可动摩擦离合板173,其连接在内齿轮123上;固定摩擦离合板175,其与上述可动摩擦离合板173以互相面对的方式设置;螺线管177,通过其使固定摩擦离合板175相对于可动摩擦离合板173作接合或分离动作。在收装部106内设置有离合器轴179,其与内齿轮123的转动轴线平行。离合器轴179经轴承181安装在收装部106内且能转动,而且在该离合器轴179的轴线方向上的一端固定有可动摩擦离合板173,其轴线方向上的另一端上固定有与内齿轮123的外轮齿137啮合的齿轮183。这样能形成可动摩擦离合板173与内齿轮123连接的结构。
螺线管177为柱塞式电磁铁,具有:螺线管主体部177a,其呈筒状且卷绕有励磁线圈;可动铁心177b,其呈棒状,对励磁线圈通电或解除通电时,该可动铁心177b在螺线管主体部177a的长轴方向(螺丝机工具头119的长轴方向)上作直线往复运动。在可动铁心177b的顶端固定有固定摩擦离合板175。在作为离合器弹簧的螺旋弹簧185的作用下,固定摩擦离合板175始终受到与可动摩擦离合板173接近的方向上的弹力。由用于检测拧紧力矩并将检测结果输入给控制器149的扭矩传感器147检测到设定扭矩数值时,根据来自该控制器149的指令向螺线管177的励磁线圈通电,这样将固定摩擦离合板175拉离可动摩擦离合板173。
具有上述结构的摩擦离合装置171,平时对螺线管177的励磁线圈的通电被切断。因此,在螺旋弹簧185的弹力作用下,固定摩擦离合板175被推压接触在可动摩擦离合板173上以限制该可动摩擦离合板173转动。图14中(A)表示该状态。即,在固定摩擦离合板175被推压在可动摩擦离合板173上的离合器接合状态下,在固定摩擦离合板175和可动摩擦离合板173之间的摩擦力(转动阻力)的作用下,其外轮齿137和与可动摩擦离合板173形成一体的齿轮183啮合的内齿轮123以固定在机身部103一侧的状态被保持。
因此为了在该状态下对螺钉等进行拧紧作业,对扳机109a进行扣动操作而向驱动电机111通电以驱动它时,该驱动电机111的转动动力通过行星齿轮机构113传递给主轴117。因此,通过保持在主轴117上的螺丝机工具头119以驱动电机111的平稳驱动速度开始进行拧紧作业。
继续进行螺钉等的拧紧作业,该螺钉等的头部抵住被加工件而拧紧力矩变高,作用于内齿轮123的反作用力随之超过摩擦离合装置171的摩擦力时,在固定摩擦离合板175和可动摩擦离合板173的摩擦接触面之间产生相对滑动,该内齿轮123开始转动。因此主轴117的转速变为低速。该状态也称为半离合状态。
螺钉等的拧紧力矩数值进一步上升而超过设定扭矩数值时,通过扭矩传感器147和控制器149而向螺线管177的励磁线圈通电。这样可动铁心177a克服螺旋弹簧185的弹力而使固定摩擦离合板175与可动摩擦离合板173分离。图14中(B)表示该状态。因此,对内齿轮123的转动阻力被解除而容许该内齿轮123转动。即,作为反作用力承受部件的内齿轮123能够转动时,从驱动电机111向主轴117传递的转动动力被切断,因而该主轴117停止转动。这样结束对螺钉等的拧紧作业。与第1实施方式中的情况一样,驱动电机111停止驱动,还切断向螺线管177的励磁线圈的通电。
像这样,采用本实施方式时,在对螺钉等进行拧紧作业时,从开始拧紧到螺钉等抵住被加工件的过程中,由摩擦离合装置171施加转动阻力而使内齿轮123不能转动,接近结束拧紧作业时,由摩擦离合装置171 解除转动阻力而使内齿轮123能转动,也就是起到像离合器一样的作用,这样能以目标扭矩数值拧紧螺钉等而结束该拧紧作业。因此,与第1实施方式中的情况一样,与使用机械式离合器切断动力传递而在拧紧作业结束时的扭矩产生急剧变化的情况相比,本实施方式中的扭矩不发生急剧变化,因此能顺畅地进行拧紧作业。
另外,如图14所示,在本实施方式中,螺线管固定壳体187由2个零件构成:其中之一为呈筒状的螺线管保持部188,除了用于收装固定螺线管主体部177a以外,其轴线方向上的一端侧还形成有内螺纹188a;另外一个为壳体固定部189,其具有与螺线管保持部188的内螺纹188a旋合的外螺纹189a。这样,螺线管保持部188和壳体固定部189通过内螺纹188a和外螺纹189a的旋合结构而组装在一起。因此,螺线管保持部188和壳体固定部189通过围绕长轴线而相互转动,能调整在螺线管177的动作方向上的相对位置,这样能够适当地确定螺旋弹簧185的初期弹力。即,采用本实施方式时,能对摩擦离合装置171的摩擦力进行微调。
另外,采用本实施方式时,由于采用了利用摩擦离合装置171对内齿轮123的转动进行控制的方式,所以可将该摩擦离合装置171设置在外侧壳体105的内部空间中的驱动电机111的下方区域内并且与该驱动电机111并排。这样,由于能缩短机身部103在长轴方向上的尺寸,所以从手柄109到螺丝机工具头119的顶端的距离变短,易于进行螺钉等的拧紧作业。
还有,在第4实施方式中,采用了利用摩擦离合装置171的摩擦阻力来限制内齿轮123转动的结构,但是也可用转动止动件代替它,此时,转动止动件在圆周方向上与内齿轮123卡合以限制该内齿轮123转动,沿轴线方向或径向方向作避让动作而解除上述卡合状态以容许内齿轮123转动。
另外,在上述实施方式中,以电动螺丝机为例说明了动力工具,但本发明不仅适用于对螺钉等进行拧紧作业时所用的电动螺丝机、对螺栓·螺母进行拧紧作业时所用的电动扳手等拧紧工具,还适用于进 行打孔作业时所用的电钻、进行錾凿作业或打孔作业时所用的电镐或电锤、进行切割作业时所用的木工用或者金属加工用圆锯或电动切割机等。
鉴于本发明的主旨,可采用以下方式的结构。
(方式1)
技术方案4中的动力工具,上述定子转动阻力控制部为制动装置,该制动装置具有制动片,由该制动装置的制动片在轴线方向上推压上述定子的轴线方向上的一端部以限制该定子转动。
(方式2)
技术方案5中的动力工具,对上述定子进行驱动的驱动动力源为伺服电机,该伺服电机与上述电机并排设置在上述作业工具机身的内部空间内。
(方式3)
方式2中的动力工具,向上述电机通电而驱动该电机时,上述伺服电机也被通电而进行驱动,由该伺服电机对该电机的定子进行驱动而使上述输出部的转速增速。
(方式4)
方式2或3中的动力工具,具有用于检测上述动力工具的规定的作业状态的状态检测部,从上述状态检测部检测到动力工具的规定的作业状态时起再经过规定时间时,上述伺服电机和上述电机同时停止转动。
(方式5)
方式2或3中的动力工具,具有用于检测上述输出部是否处于停止状态的停止驱动检测部,当上述停止驱动检测部检测到输出部处于停止状态时,上述电机和伺服电机都停止转动。
(方式6)
技术方案9中的动力工具,上述内齿轮转动阻力控制部为摩擦离合装置,该摩擦离合装置与上述电机并排设置在上述作业工具机身的内部空间内。
(方式7)
方式6中的动力工具,上述摩擦离合装置具有:可动摩擦离合板,其连接在上述内齿轮上;固定摩擦离合板,其与该可动摩擦离合板以互相面对的方式设置;离合器弹簧,其用于限制上述内齿轮转动,对上述固定摩擦离合板施加弹力,以使该固定摩擦离合板推压接触在上述可动摩擦离合板上;螺线管,向其通电时,使上述固定摩擦离合板克服上述离合器弹簧的弹力而与上述可动摩擦离合板分离,以解除对上述内齿轮的转动限制。
(方式8)
技术方案10中的动力工具,上述驱动动力源为伺服电机,该伺服电机与上述电机并排设置在上述作业工具机身的内部空间内。
(方式9)
方式8中的动力工具,向上述电机通电而驱动该电机时,上述伺服电机也被通电而进行驱动,由该伺服电机对上述内齿轮进行驱动而使上述从动轴的转速增速。
(方式10)
方式8或9中的动力工具,具有用于检测从上述内齿轮到上述工具头的转动传递路径中的扭矩数值的扭矩检测部,从上述扭矩检测部检测到预先设定的设定扭矩数值时起再经过规定时间时,上述伺服电机和上述电机同时停止转动。
(方式11)
方式8或9中的动力工具,具有用于检测上述从动轴是否处于停止状态的停止驱动检测部,当上述停止驱动检测部检测到从动轴处于停止状态时,上述电机和伺服电机都停止转动。
【附图标记说明】
101,电动螺丝机(动力工具);103,机身部(作业工具机身);105,外侧壳体;106,收装部;107,内侧壳体;108,电池盒体;109,手柄;109a,扳机;111,驱动电机(电机);111A,定子(反作用力承受部件);111B,转子;112,电机轴;113,行星齿轮机构(减速机构);115,驱动轴;117,主轴(输出部)、(从动轴);118,工具 头保持器;119,螺丝机工具头(顶端工具)、(工具头);121,第1太阳轮;123,内齿轮(反作用力承受部件);125,第1行星轮;127,第1行星架;129,第2太阳轮;131,第2行星轮;133,第2行星架;135,轴承;137,外轮齿;141,从动齿轮;142,轴承;143,轴承;144,驱动齿轮;145,小型电机(输出转速改变部)、(驱动动力源);147,扭矩传感器(状态检测部)、(扭矩检测部);149,控制器;151,制动装置(输出转速改变部)、(转动控制部)、(定子转动阻力控制部);152,制动环;152a,接触面;153,制动片;153a,接触面;153b,突部;154,臂部;155,螺线管;155a,可动铁心;157,施力弹簧;161,小型电机(输出转速改变部);163,驱动齿轮;165,距离传感器(状态检测部);171,摩擦离合装置(输出转速改变部)、(内齿轮控制部)、(内齿轮转动阻力控制部);173,可动摩擦离合板;175,固定摩擦离合板;177,螺线管;177a,螺线管主体部;177b,可动铁心;179,离合器轴;181,轴承;183,齿轮;185,螺旋弹簧;187,螺线管固定壳体;188,螺线管保持部;188a,内螺纹部;189,壳体固定部;189a,外螺纹部。

Claims (12)

1.一种动力工具,其特征在于,具有:
电机;
输出部,其被上述电机驱动而转动;
状态检测部,由其检测上述动力工具的规定的作业状态;
反作用力承受部件,其配置为能够围绕着在上述输出部的旋转轴线方向延伸的轴线旋转,且承受作用于上述输出部的输出动力的反作用力,
输出转速改变部,由其平稳控制上述反作用力承受部件且使上述输出部的输出转速无级变速;
控制器,其根据上述状态检测部的检测信号对上述输出转速改变部进行驱动控制;
对应于由上述状态检测部检测到的规定的作业状态,上述控制器通过驱动控制上述输出转速改变部,使上述输出转速改变部控制上述反作用力承受部件围绕上述轴线的转速,使上述输出部的输出转速无级变速。
2.根据权利要求1所述的动力工具,其特征在于,
上述输出转速改变部由转动控制部构成,由所述转动控制部控制反作用力承受部件的转动。
3.根据权利要求2所述的动力工具,其特征在于,
具有收装上述电机的作业工具机身,
上述电机具有:转子,由其对上述输出部进行驱动而使该输出部转动;定子,由其使上述转子产生转动力矩,所述定子安装在上述作业工具机身上且能转动,
上述反作用力承受部件为上述定子,通过控制该定子的转动而对上述输出部的转速进行控制。
4.根据权利要求3所述的动力工具,其特征在于,
具有定子转动阻力控制部,由该定子转动阻力控制部对上述定子相对于上述作业工具机身的转动阻力进行控制以控制该定子的转动。
5.根据权利要求3所述的动力工具,其特征在于,
具有对上述定子进行驱动的驱动动力源。
6.根据权利要求5所述的动力工具,其特征在于,
由上述状态检测部检测到上述规定的作业状态时,控制上述定子的转动以使上述输出部的输出转速变为零。
7.根据权利要求1所述的动力工具,其特征在于,
该动力工具由电动拧紧工具构成,该电动拧紧工具具有:驱动轴,其被上述电机驱动而转动;从动轴,作为上述输出部,能够将工具头安装在其上;减速机构,由其将上述驱动轴的转动传递给所述从动轴,通过上述工具头围绕长轴方向的转动动作进行拧紧作业,以将固定用部件拧到被加工件上,
上述减速机构具有:内齿轮,其被支承且能转动;太阳轮,其被上述驱动轴驱动而转动;行星轮,其连接在上述从动轴上并且与上述太阳轮和上述内齿轮啮合且围绕该太阳轮旋转,
上述输出转速改变部由内齿轮控制部构成,由该内齿轮控制部对上述内齿轮的转动进行控制以控制上述从动轴的转动。
8.根据权利要求7所述的动力工具,其特征在于,
上述从动轴被控制为:被上述工具头转动的固定用部件抵住被加工件时,该从动轴由高速转动变为低速转动。
9.根据权利要求7或8所述的动力工具,其特征在于,
具有收装上述电机的作业工具机身,
上述内齿轮控制部由内齿轮转动阻力控制部构成,由该内齿轮转动阻力控制部对上述内齿轮相对于上述作业工具机身的转动阻力进行控制。
10.根据权利要求7或8所述的动力工具,其特征在于,
上述内齿轮控制部为对上述内齿轮进行驱动而使其转动的驱动动力源。
11.根据权利要求10所述的动力工具,其特征在于,
具有扭矩检测部,由其检测从上述内齿轮到上述工具头的转动传递路径中的扭矩数值。
12.根据权利要求11所述的动力工具,其特征在于,
当上述扭矩检测部检测到预先设定的设定扭矩数值时,由上述驱动动力源对上述内齿轮进行驱动而使其转动,以使上述从动轴的转速变为零。
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