CN103153548B

CN103153548B - 电动工具

Info

Publication number: CN103153548B
Application number: CN201180046626.0A
Authority: CN
Inventors: 铃木次郎; 渡边将裕
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2031-06-29
Also published as: EP2623267A4; JP5570930B2; JP2012071390A; EP2623267B1; WO2012042996A1; RU2013119688A; US20130175961A1; CN103153548A; EP2623267A1

Abstract

本发明的目的在于提供一种电动工具，通过使该电动工具的变速开关的扳机操作容易，来使电动工具的可用性提高。本发明的电动工具是根据变速开关的操作量来控制对电机的电力供给量的构成的电动工具，其构成为能够进行与反复进行上述变速开关的开启操作与关闭操作时同样地使对上述电机的电力供给量间歇地变化的间歇控制、和根据上述变速开关的操作量来使对电机的电力供给量连续地变化的连续控制。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及根据变速开关的操作量来控制对电机的电力供给量的构成的电动工具。

背景技术

与之相关的电动工具在专利文献1中有记载。

专利文献1的电动工具是充电式的冲击式电钻，其将DC电机作为驱动源。上述电动工具具备由开关元件构成的电机驱动电路，根据变速开关的扳动操作量而通过脉冲宽度调制（PWM）方式对施加至DC电机的电压进行控制。即、如图11的示意图所示那样构成为，对DC电机的电力供给量根据上述变速开关的扳动操作量而增减，以对上述DC电机的转速进行控制。

专利文献1：日本特开2009-50932号公报

对于冲击式电钻等旋转打击工具（电动工具），在螺钉紧固开始时使电动工具频繁地间歇驱动，一边调整螺钉的紧固量一边进行使用的情况较多。

但是，对于上述电动工具而言，为了进行间歇驱动，需要频繁地反复进行变速开关的开启操作、关闭操作。因此，对于使用者来说，变速开关的操作繁琐且负担大。

发明内容

本发明是为了解决上述问题点而提出的，本发明要解决的技术课题为，通过使电动工具的扳机操作容易进行来使电动工具的可用性提高。

上述课题通过各技术方案得以解决。

技术方案1的发明是根据变速开关的操作量来控制对电机的电力供给量的构成的电动工具，其特征在于，构成为能够进行间歇控制和连续控制，上述间歇控制是与反复进行上述变速开关的开启操作和关闭操作时同样地使对上述电机的电力供给量间歇地变化的控制，上述连续控制是根据上述变速开关的操作量使对电机的电力供给量连续地变化的控制。

在此，间歇控制与PWM控制不同，是即使将变速开关的操作量固定，也以使用者能够识别的等级来增减转速的控制。

根据本发明，通过进行间歇控制，能够与反复进行变速开关的开启操作和关闭操作时同样地，使对电机的电力供给量间歇地变化。即、通过间歇控制，即使不重复进行变速开关的开启操作和关闭操作也能够对电动工具间歇地进行驱动。因此，例如，在螺钉的紧固开始时等使电动工具间歇地驱动时的扳机操作不繁琐，提高了电动工具的可用性。

此外，通过进行连续控制，能够与以往同样使用。

根据技术方案2的发明，其特征在于，根据变速开关的操作量来切换间歇控制与连续控制。

因此，例如，在变速开关的操作量为规定值以下时进行间歇控制，在超过规定值时进行连续控制，从而能够高效地利用间歇控制，提高电动工具的可用性。

根据技术方案3的发明，其特征在于，基于从变速开关的开启操作开始起的时间来切换上述间歇控制与连续控制。

因此，例如，在从变速开关的开启操作开始起的规定时间内进行间歇控制，在超过规定时间时变为连续控制，从而能够高效地利用间歇控制，提高电动工具的可用性。

根据技术方案4的发明，其特征在于，在间歇控制中，使电力供给时间与电力供给停止时间为恒定比率，并基于上述变速开关的操作量，使上述电力供给时间内的每单位时间的电力供给量变化。

根据技术方案5的发明，其特征在于，在间歇控制中，基于变速开关的操作量，使电力供给时间与电力供给停止时间的比率变化，并使上述电力供给时间内的每单位时间的电力供给量恒定。

因此，在使电动工具间歇地驱动时，基于变速开关的操作量能够使电机转速变化。

根据技术方案6的发明，其特征在于，基于电机的负荷电流、或者电机的转速，来切换间歇控制与连续控制。

根据技术方案7的发明，其特征在于，构成为能够选择连续控制单独模式、间歇控制单独模式、和能够切换上述连续控制与间歇控制的模式。

因此，进一步提高了电动工具的可用性。

根据本发明，电动工具的扳机操作变得不繁琐，电动工具的可用性得以提高。

附图说明

图1是本发明的实施方式1涉及的电动工具的整体立体图。

图2是本发明的实施方式1涉及的电动工具的电机驱动电路图。

图3是表示上述电动工具的变速开关的扳动操作量与对电机的电力供给量的关系的示意图。

图4是表示上述电动工具的动作的流程图。

图5是表示上述电动工具的变速开关的动作（一个例子）与对电机的电力供给量的关系的曲线图。

图6是表示上述电动工具的变速开关的动作（一个例子）与对电机的电力供给量的关系的曲线图。

图7是表示变更例涉及的电动工具的动作的流程图。

图8是表示变更例涉及的电动工具的变速开关的动作（一个例子）与对电机的电力供给量的关系的曲线图。

图9是表示变更例涉及的电动工具的变速开关的动作（一个例子）与对电机的电力供给量的关系的曲线图。

图10是表示变更例涉及的电动工具的动作的流程图。

图11是表示以往的电动工具的变速开关的扳动操作量与对电机的电力供给量的关系的示意图。

具体实施方式

[实施方式1]

以下，基于图1至图10，进行本发明的实施方式1所涉及的电动工具的说明。

＜关于电动工具10的概要＞

本实施方式的电动工具10是将DC无刷电机20（以下，称为DC电机20）作为驱动源的冲击式电钻（旋转打击工具）。

如图1所示，电动工具10包括：筒状的壳体主体部12、以从该壳体主体部12的下部突出的方式形成的手柄部15。手柄部15包括：使用者在使用电动工具10时所把持的把部位15h、位于比该握把部位15h更靠近下侧（前端侧）的电池连结部位15p。另外，握把部位15h的基端部设置有使用者用指尖进行扳动操作用的变速开关18。另外，在手柄部15的电池连结部位15p设置有连结电池盒16的连结机构（省略图示）。

在壳体主体部12的后部收纳有DC电机20，在该DC电机20的前方收纳有由对DC电机20进行放大的旋转力的行星齿轮机构、打击力产生机构等构成的驱动装置（省略图示）。另外，上述驱动装置的输出轴与安装于壳体主体部12的前端位置的工具安装部13连结。

如图2等所示，DC电机20包括具备永磁铁的旋转件22、具备驱动线圈23c的固定件23、和用于检测上述旋转件22的磁极的位置的三个磁传感器32。磁传感器32被以120°为间隔并按照包围旋转件22的方式安装于设置在固定件23的后端部的电路基板（省略图示）。另外，上述电路基板安装有后述的电机驱动电路40的三相电桥电路部45等。

＜关于电机驱动电路40＞

电机驱动电路40是用于使DC电机20驱动的电路，如图2所示那样，具备：包括6个开关元件44的三相电桥电路部45、和基于变速开关18的电信号来对上述三相电桥电路部45的开关元件44进行控制的控制电路部46。

三相电桥电路部45具备三条（U相，V相，W相）输出线41，这些输出线41与DC电机20所对应的驱动线圈23c（U相，V相，W相）连接。另外，3个磁传感器32以相对于DC电机20的各驱动线圈23c分别错开60°相位的状态被定位。

在此，作为三相电桥电路部45的开关元件44，例如使用了场效应型晶体管（FET）。

＜关于变速开关18＞

变速开关18包括使用者通过指尖进行扳动操作的扳机18t（参照图1）、收纳在壳体11的手柄部15内的开关主体部18m。

如图2所示，开关主体部18m具备电阻部18r、以相对于该电阻部18r能够进行滑动的方式构成的电刷部18b。另外以通过上述电刷部18b相对上述电阻部18r的滑动位置发生改变，从而该电阻部的端子与电刷部18b的端子间的电阻值进行增减的方式构成。

扳机18t为利用弹力而保持在原位置（突出端位置）的构成，并以通过对抗上述弹力而进行扳动操作，扳机18t能够移动到操作端位置的方式构成。因此，通过使指尖从扳机18t离开，扳机18t通过弹力而返回到原位置。

上述扳机18t与开关主体部18m的电刷部18b连结。因此，通过进行扳机18t被扳动操作，开关主体部18m的电刷部18b在电阻部18r上滑动，电阻值发生变化。

即、扳机18t的扳动操作量为电阻值的函数。另外，扳机18t被扳动操作的状态为变速开关18的开启操作状态，扳机18t由于弹力而返回到原位置的状态为变速开关18的关闭操作状态。

如图2所示，变速开关18的开关主体部18m与控制电路部46连接，该变速开关18的电阻值在控制电路部46中被转换为电压信号。

＜关于控制电路部46＞

控制电路部46是基于变速开关18的电压信号（扳机18t的扳动操作量）对三相电桥电路部45的开关元件44进行控制的部分，其由微型计算机、IC等电子元件构成。

控制电路部46构成为，在变速开关18的扳机18t的扳动操作量（以下称为变速开关18的扳动操作量）为L％（例如，30％）以下的情况下，能够对DC电机20进行间歇控制，在变速开关18的扳动操作量为超过L％的状态下，能够对DC电机20进行连续控制。

连续控制是指，如图3的实线部所示那样，伴随着变速开关18的扳动操作量的增加而使对DC电机20的电力供给量增加、而且伴随着扳机18t的扳动操作量的减少而使对DC电机20的电力供给量减少的控制，连续控制通过PWM控制来对电力供给量进行调整。具体地说，以规定的载波频率对三相电桥电路部45的开关元件44（FET）进行占空比调节，从而对供给到各驱动线圈23c的电力进行PWM控制。由此，如图3所示，对DC电机20的电力供给量根据变速开关18的扳动操作量而增减，使得该DC电机20的转速增减。

间歇控制是指，与在反复进行变速开关18的开启操作与关闭操作时同样地，对DC电机20供给电力的控制。即、间歇控制如图5等的左下所示那样，是对DC电机20周期性地反复进行电力供给和电力供给停止的控制，在本实施方式中，电力供给时间T2和电力供给停止时间T3被设定成相等（T2＝T3＝例如0.1秒）。因此，DC电机20例如以0.1秒为单位反复进行旋转和停止。

在此，电力供给时间T2内的每单位时间的电力供给量基于变速开关18的扳动操作量被设定。即、上述电力供给量基于变速开关18的扳动操作量并通过PWM控制而被调整。例如，如图5所示，在变速开关18的扳动操作量约为10％的情况下，每单位时间的电力供给量被设定为最大供给量的10％左右。另外，在变速开关18的扳动操作量约为20％的情况下，每单位时间的电力供给量被设定为最大供给量的20％左右。

在此，如图6的左下所示，在间歇控制中，也能够使向DC电机20供给电力时的每单位时间的电力供给量恒定，根据变速开关18的扳动操作量使电力供给时间T2与电力供给停止时间T3的比率变化。

＜关于电动工具10的动作＞

基于图4、图5对上述的电动工具10的动作进行说明。

在此，电动工具10构成为，能够在变速开关18的扳动操作量为L％（例如，30％）以下的情况下，对DC电机20进行间歇控制，并能够在上述扳动操作量为超过L％的状态下，对DC电机20进行连续控制。

例如，电动工具10的变速开关18被进行10％左右的扳动操作的情况下，由于图4的步骤101的判断为否，所以进行间歇控制（步骤104）。因此，如图5的左下所示那样，对DC电机20周期性地反复进行电力供给与电力供给停止。如前述那样，由于电力供给时间T2与电力供给停止时间T3被设定成相等（T2＝T3＝例如，0.1秒），DC电机20以1秒为单位反复进行旋转与停止。另外，在电力供给时间T2内的每单位时间的电力供给量基于变速开关18的扳动操作量而被设定。因此，例如在变速开关18的扳动操作量为10％左右的情况下，每单位时间的电力供给量被设定为最大供给量的10％左右，DC电机20以较低速旋转。

另外，在变速开关18的扳动操作量增加到20％左右的情况下，（图4的步骤101为否），继续进行间歇控制（步骤104）。但是，由于变速开关18的扳动操作量增加（10％→20％），所以每单位时间的电力供给量增加到最大供给量的20％左右，DC电机20的转速上升。

另外，当变速开关18的扳动操作量超过L％（＝30％）时（图4的步骤101为是），则进行连续控制（步骤103）。因此，如图5的右下所示，对DC电机20的电力供给量伴随着扳机18t的扳动操作量的增加而增加，DC电机20的转速上升。另外，当扳机18t的扳动操作量减少时，对DC电机20的电力供给量减少，DC电机20的转速降低。

＜关于本实施方式的电动工具10的优点＞

根据本实施方式的电动工具10，通过变为间歇控制，能够与反复进行变速开关18的开启操作与关闭操作时同样地，使对DC电机20的电力供给量间歇地变化。即、通过间歇控制，即使不重复进行变速开关18的开启操作与关闭操作，也能够使电动工具10间歇地驱动。因此，例如，在螺钉的紧固开始时等使电动工具间歇驱动时的扳机操作不繁琐，提高电动工具的可用性。

此外，通过切换到连续控制，能够与以往同样使用。

另外，能够基于变速开关18的扳动操作量来切换间歇控制与连续控制，因此能够高效利用间歇控制，提高电动工具10的可用性。

＜变更例＞

在此，本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离本发明的要旨的范围内能够进行变更。例如，在本实施方式中，示出了基于变速开关18的扳动操作量来切换间歇控制与连续控制的例子。但是，如图7～图9所示那样，还能够与变速开关18的扳动操作量无关地，成为只要在从变速开关18被开启操作的时刻T0起在规定时间TM内就进行间歇控制，在经过规定时间TM后进行连续控制。在此，在间歇控制中，如图8所示，也可以使电力供给时间T2与电力供给停止时间T3的比率恒定，基于变速开关18的扳动操作量来设定电力供给时间T2内的每单位时间的电力供给量。另外，如图9所示，也能够使电力供给时间T2内的每单位时间的电力供给量恒定，根据变速开关18的扳动操作量而使电力供给时间T2与电力供给停止时间T3的比率变化。

另外，还能够是与变速开关18的扳动操作量等无关地、基于DC电机20的负荷电流、转速等来切换间歇控制与连续控制的构成。

另外，在本实施方式中，虽然例示了在预先规定了间歇控制与连续控制的条件下，自动切换的构成的电动工具10，但如图10所示那样，还能够通过模式选择开关49（参照图1）选择连续控制模式、连续／间歇切换模式、以及间歇控制模式。

例如，在图10所示的电动工具10中，当通过模式选择开关49选择了连续控制模式时（步骤121为是），总是进行连续控制（步骤125）。即、对DC电机20的电力供给量根据变速开关18的扳动操作量而增减，使得该DC电机20的转速增减。

另外，当通过模式选择开关49选择了间歇控制模式时（步骤123为是），总是进行间歇控制（步骤126）。即、对DC电机20周期性地反复进行电力供给与电力供给停止，DC电机20以规定时间为单位反复进行旋转和停止。

另外，当通过模式选择开关49选择了连续／间歇切换模式时（步骤122是），例如，基于变速开关18的扳动操作量切换间歇控制与连续控制（步骤124～步骤126）。

另外，在本实施方式中，示出了基于变速开关18的扳动操作量使对DC电机20的电力供给量变化，进行间歇控制与连续控制的切换的例子。但是，例如，还能够使用通过按压力使电阻值发生变化的构成的变速开关，基于按压力（操作量）使对DC电机20的电力供给量变化，从而进行间歇控制与连续控制的切换。

其中，附图标记说明如下：

10...电动工具；18...变速开关；18t...扳机；20...DC电机（电机）；44...开关元件；46...控制电路部；T2...电力供给时间；T3...电力供给停止时间；TM...规定时间。

Claims

1.一种电动工具，是根据变速开关的操作量来控制对电机的电力供给量的构成的电动工具，其特征在于，构成为能够进行间歇控制和连续控制：

所述间歇控制是与反复进行了上述变速开关的开启操作与关闭操作时同样、使对上述电机的电力供给量间歇地变化的控制，

所述连续控制是根据上述变速开关的操作量使对电机的电力供给量连续变化的控制，

在所述变速开关的开启操作中，最初进行所述间歇控制，之后进行所述连续控制，

基于从上述变速开关的开启操作开始起的时间来切换上述间歇控制与连续控制。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

在间歇控制中，使电力供给时间与电力供给停止时间为恒定比率，基于上述变速开关的操作量，使上述电力供给时间内的每单位时间的电力供给量变化。

3.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

在间歇控制中，基于变速开关的操作量，使电力供给时间与电力供给停止时间的比率变化，使在上述电力供给时间内的每单位时间的电力供给量恒定。