CN104044107B - 电动工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抑制紧固扭矩的降低的电动工具。电动工具(1)具备：电源部(120)；电动机(30)；工具输出轴(50)，其被电动机(30)驱动；升压条件设定用操作部(63)，其被设置为人机接口；变压部(100)，其能够执行升压动作以将从电源部(120)提供的电压升高而将升压电压提供给电动机(30)，并且能够与升压条件设定用操作部(63)的操作相应地变更升压动作中的升压度；驱动状态检测部(80)，其生成与电动工具(1)的驱动状态相应的驱动状态信号；以及控制部(110)，其基于驱动状态信号来控制电动机(30)的停止时间。

Description

电动工具
技术领域
本发明涉及一种电动工具。
背景技术
专利文献1记载了以往的电动工具的一例。该电动工具包括：电源部，其包含一次电池或者二次电池；电动机；以及控制部，其控制从电源部向电动机的电压供给。
电动工具与使用相应地电源部的电压降低。当电源部的电压降低时，螺丝或者螺栓等作业对象部件的紧固扭矩降低。
专利文献1：日本专利第3188507号
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种用于抑制紧固扭矩的降低的电动工具。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式是一种电动工具。电动工具包括：电源部；电动机，其包含驱动轴；工具输出轴，其基于上述电动机的驱动轴的扭矩而被驱动；升压条件设定用操作部，其被设置为人机接口；变压部，其能够执行升压动作以将从上述电源部提供的电压升高而将升压电压提供给上述电动机，并且能够与上述升压条件设定用操作部的操作相应地变更上述升压动作中的升压度；驱动状态检测部，其生成与上述电动工具的驱动状态相应的驱动状态信号；以及控制部，其基于上述驱动状态信号来控制上述电动机的停止时间。
发明的效果
本发明的电动工具有助于抑制紧固扭矩的降低。
附图说明
图1是第一实施方式的电动工具的框图。
图2A是第一实施方式的电动工具的概要结构图。
图2B是第一实施方式的动力变换部的概要结构图。
图3是第一实施方式的电动工具的电路图。
图4是与第一实施方式的电动工具的控制有关的流程图。
图5是表示第一实施方式的驱动时间与电动机转速的关系的一例的曲线图。
附图标记说明
1：电动工具；30：电动机；32：驱动轴；40：动力变换部；50：工具输出轴；61：触发开关；63：升压条件设定用操作部；80：驱动状态检测部；100：变压部；110：控制部；120：电源部。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1示出电动工具1的一个实施方式。作为电动工具1的一例，为冲击式螺丝改锥或者冲击式扳手等打击类工具。电动工具1包括能够相互结合和分离的电动工具主体10和电源部120。电动工具1经由与电动工具主体10相结合的钻头2对作业对象部件传递扭矩。作为作业对象部件的一例，为螺丝或者螺栓。
电动工具主体10包括外壳20、电动机30、动力变换部40、工具输出轴50、操作部60、操作状态检测部70、驱动状态检测部80、驱动部90、变压部100以及控制部110。通过从电源部120提供的电力来驱动电动工具主体10的电力块。电动工具主体10的电力块包括电动机30、操作状态检测部70、驱动状态检测部80、驱动部90、变压部100以及控制部110。
外壳20具有使用者能够把持的形状。外壳20收容了电动工具主体10的各结构要素。外壳20的下方的部分具有与电源部120结合的结合部分。
电动机30配置于外壳20内部。电动机30包含电动机主体31和作为电动机30的输出轴的驱动轴32。通过从驱动部90提供的电力来驱动电动机30。电动机30能够以正转模式和反转模式旋转。在正转模式下，驱动轴32向正转方向旋转。在反转模式下，驱动轴32向反转方向旋转。
动力变换部40配置于外壳20内部。动力变换部40对驱动轴32的旋转进行减速而传递到工具输出轴50。动力变换部40将驱动轴32的扭矩变换为冲击负荷，基于该冲击负荷来打击工具输出轴50。
工具输出轴50具有位于外壳20内部的基端侧部分以及在外壳20外部露出的前端侧部分。工具输出轴50构成为能够与钻头2结合以及能够从钻头2分离。工具输出轴50通过从动力变换部40传递的扭矩来使钻头2旋转。工具输出轴50使作用于作业对象部件的紧固扭矩TC变化。
操作部60包含触发开关61、驱动条件设定用操作部62以及升压条件设定用操作部63。操作部60设置于外壳20。操作部60用于使用者变更电动工具1的驱动状态，由使用者来操作。
触发开关61被设置为人机接口，用于调整电动机30的输出。使用者能够在从输出停止位置至最大输出位置为止的范围内连续地操作触发开关61。触发开关61相对于外壳20的压入量在输出停止位置最小，在最大输出位置最大。
驱动条件设定用操作部62被设置为人机接口，用于设定使电动机30的旋转停止的规定扭矩TX。使用者能够在从最小值设定位置至最大值设定位置为止的范围内阶段性地操作驱动条件设定用操作部62。
升压条件设定用操作部63被设置为人机接口，用于设定变压部100的升压动作。使用者能够将升压条件设定用操作部63选择性地操作到升压停止位置、低升压水平位置或者高升压水平位置。
当升压条件设定用操作部63被操作到升压停止位置时，变压部100不执行升压动作。当升压条件设定用操作部63被操作到低升压水平位置时，变压部100基于相对低的升压度来执行升压动作。当升压条件设定用操作部63被操作到高升压水平位置时，变压部100基于相对高的升压度、即比低升压水平位置时高的升压度来执行升压动作。
操作状态检测部70包含触发操作检测部71、驱动条件设定用检测部72以及升压条件设定用检测部73。操作状态检测部70将与触发开关61、驱动条件设定用操作部62以及升压条件设定用操作部63各自的操作对应的检测信号提供给控制部110。
触发操作检测部71检测触发开关61的操作位置，将与触发开关61的操作位置相应的触发操作信号SS提供给控制部110。在触发开关61位于输出停止位置以外的操作位置时，触发操作检测部71生成与触发开关61的操作量对应的触发操作信号SS。在触发开关61位于输出停止位置时，触发操作检测部71不输出触发操作信号SS。
驱动条件设定用检测部72检测驱动条件设定用操作部62的操作位置，将与驱动条件设定用操作部62的操作位置相应的设定扭矩信号ST提供给控制部110。
升压条件设定用检测部73检测升压条件设定用操作部63的操作位置，将与升压条件设定用操作部63的操作位置相应的检测信号提供给控制部110。在升压条件设定用操作部63位于升压停止位置时，升压条件设定用检测部73将升压停止信号SUO提供给控制部110。在升压条件设定用操作部63位于低升压水平位置或者高升压水平位置时，升压条件设定用检测部73将升压驱动信号SUI提供给控制部110。
驱动状态检测部80包含输出电压检测部81、输出电流检测部82、旋转角度检测部83以及冲击负荷检测部84。驱动状态检测部80基于表示电动工具1的驱动状态的一个或者多个参数来生成驱动状态信号，将该驱动状态信号提供给控制部110。
输出电压检测部81将由变压部100生成的电压检测为输出电压VO。输出电压检测部81包含电压检测电路。输出电压检测部81将与输出电压VO相应的输出电压信号SVO提供给控制部110。输出电压信号SVO相当于驱动状态信号中的一个。
输出电流检测部82将从变压部100提供给电动机30的电流检测为输出电流IO。输出电流检测部82包含电流检测电路。输出电流检测部82将与输出电流IO相应的输出电流信号SIO提供给控制部110。输出电流信号SIO为驱动状态信号中的一个。
旋转角度检测部83检测工具输出轴50的旋转角度。旋转角度检测部83例如包含旋转编码器。旋转角度检测部83将与工具输出轴50的旋转相应的旋转角度信号SA提供给控制部110。旋转角度信号SA为驱动状态信号中的一个。
冲击负荷检测部84检测作用于动力变换部40的锤43的冲击负荷。冲击负荷检测部84包含例如加速度传感器。冲击负荷检测部84将与作用于锤43的冲击负荷相应的冲击负荷信号SQ提供给控制部110。冲击负荷信号SQ为驱动状态信号中的一个。
驱动部90基于从控制部110提供的信号来进行动作。当从控制部110接收到旋转驱动信号ED时，驱动部90将电流提供给电动机30。驱动部90通过开关动作将大小与旋转驱动信号ED内包含的指令电流相应的电流提供给电动机30。驱动部90当从控制部110接收到正转驱动信号EF时，通过正转模式来驱动电动机30。驱动部90当从控制部110接收到反转驱动信号ER时，通过反转模式来驱动电动机30。驱动部90当从控制部110接收到旋转停止信号ES时，停止向电动机30提供电流。
变压部100基于从控制部110提供的信号来进行动作。变压部100能够执行升压动作、降压动作以及变压停止动作。在升压动作中，变压部100将从电源部120提供的电压升高，将升压电压提供给电动机30。在降压动作中，变压部100将从电源部120提供的电压降低，将降压电压提供给电动机30。在变压停止动作中，变压部100不对从电源部120提供的电压进行变压(升压/降压)而直接提供给电动机30。
作为升压动作，变压部100选择性地执行低升压动作或者高升压动作。在低升压动作中，变压部100基于相对低的升压度将从电源部120提供的电压升高。在高升压动作中，变压部100基于相对高的升压度将从电源部120提供的电压升高。
控制部110基于从操作状态检测部70和驱动状态检测部80提供的各种信号，将用于控制电动机30的信号提供给驱动部90。另外，控制部110基于从操作状态检测部70和驱动状态检测部80提供的各种信号，将用于控制变压部100的信号提供给变压部100。
控制部110基于触发操作信号SS和来自驱动状态检测部80的信号，将旋转驱动信号ED或者旋转停止信号ES提供给驱动部90。另外，控制部110基于来自未图示的旋转方向设定开关的正转设定信号来将正转驱动信号EF提供给驱动部90，基于来自旋转方向设定开关的反转设定信号来将反转驱动信号ER提供给驱动部90。另外，控制部110基于旋转角度信号SA对工具输出轴50的旋转量进行运算。
控制部110在接收到触发操作信号SS并且作用于工具输出轴50的负荷扭矩TL小于规定扭矩TX时，将旋转驱动信号ED提供给驱动部90。控制部110在接收到触发操作信号SS并且负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上时，将旋转停止信号ES提供给驱动部90。工具输出轴50的负荷扭矩TL与作用于电动机30的驱动轴32的负荷扭矩具有相关性。因而，控制部110根据驱动轴32的负荷扭矩来判断工具输出轴50的负荷扭矩TL。
图2A示出电动工具1的结构的一例。
外壳20包含把持部21和主体部22。把持部21和主体部22一体地形成。把持部21收容了变压部100和控制部110。主体部22收容了电动机30、动力变换部40、工具输出轴50的一部分以及驱动部90。
动力变换部40将电动机30的扭矩变换为冲击负荷，基于该冲击负荷来打击工具输出轴50。动力变换部40包含减速机构41、动力传递轴42、锤43、砧座44以及负荷施加部件45。
减速机构41例如包含行星齿轮机构。减速机构41与驱动轴32结合。减速机构41对驱动轴32的旋转进行减速而传递给动力传递轴42。
动力传递轴42具有与减速机构41的输出轴相结合的基端部分以及经由未图示的凸轮结构与锤43相结合的前端部分。动力传递轴42与减速机构41的输出轴一体地旋转。
在负荷扭矩TL没有作用于工具输出轴50时或者负荷扭矩TL小时，锤43与动力传递轴42一体地进行旋转。在作用于工具输出轴50的负荷扭矩TL大时，锤43相对于动力传递轴42进行相对旋转。在锤43相对于动力传递轴42进行相对旋转时，通过凸轮结构，锤43在动力传递轴42的轴方向上相对于动力传递轴42进行相对移动。
如图2B所示，锤43包含形成于与砧座44相对置的锤43的端面的两个输入侧凸部43A。锤43呈圆环状，两个输入侧凸部43A在锤43的端面沿周方向等间隔配置。
砧座44被主体部22的一部分支承，相对于主体部22和锤43能够旋转。砧座44与工具输出轴50相结合。
砧座44包含与锤43相对置的两个输出侧凸部44A。砧座44呈圆环状，两个输出侧凸部44A沿砧座44的周缘等间隔形成。
在减速机构41与锤43之间在动力传递轴42周围配置有负荷施加部件45。负荷施加部件45例如为螺旋弹簧。负荷施加部件45在动力传递轴42的轴方向上对锤43施加负荷。由于该负荷而将锤43按压到砧座44。因而，通过负荷施加部件45施加到锤43的负荷作用于砧座44。沿周方向交替地配置输入侧凸部43A和输出侧凸部44A。
工具输出轴50具有与砧座44相结合的基端部分以及能够与钻头2相结合的前端部分。工具输出轴50与砧座44和钻头2一体地旋转。
冲击负荷检测部84固定于主体部22。冲击负荷检测部84配置在锤43附近。冲击负荷检测部84将与锤43的冲击负荷相应的冲击负荷信号SQ提供给控制部110。
接着，详细说明动力变换部40的动作。
控制部110基于触发开关61的操作来将旋转驱动信号ED提供给驱动部90。驱动部90基于旋转驱动信号ED将电流提供给电动机30。电动机30通过来自驱动部90的电流使驱动轴32旋转。减速机构41基于驱动轴32的旋转使动力传递轴42旋转。基于该动力传递轴42的旋转，锤43相对于砧座44进行相对旋转。于是，锤43的输入侧凸部43A与砧座44的输出侧凸部44A相接触。
在作用于工具输出轴50的负荷扭矩TL小时，锤43和砧座44由于输入侧凸部43A和输出侧凸部44A的接触而一体地旋转。其结果，砧座44使工具输出轴50和钻头2旋转。
在负荷扭矩TL大时，锤43相对于动力传递轴42和砧座44进行相对旋转，输入侧凸部43A与输出侧凸部44A脱离。当锤43相对于动力传递轴42进行相对旋转时，锤43在动力传递轴42的轴方向上向远离砧座44的方向移动。其结果，负荷施加部件45的压缩变形量由于锤43的按压而增加。
锤43在轴方向上移动规定量之后，由于从负荷施加部件45施加的负荷，一边相对于动力传递轴42和砧座44进行相对旋转一边向接近砧座44的方向移动。然后，输入侧凸部43A一边旋转一边与输出侧凸部44A碰撞。其结果，输入侧凸部43A沿旋转方向打击输出侧凸部44A。因此，砧座44由于从锤43施加的冲击负荷而相对于锤43进行旋转。而且，工具输出轴50和钻头2与砧座44一体地旋转。
锤43按每个固定的旋转量来反复打击砧座44。因此，在负荷扭矩TL大时，砧座44通过间歇地施加的冲击负荷使工具输出轴50和钻头2旋转。锤43打击砧座44相当于动力变换部40打击工具输出轴50。
控制部110执行电动机控制。例如通过硬件来实现电动机控制。控制部110通过对控制部110内的各功能块的动作进行控制来执行以下的电动机控制。
控制部110判断电动工具1的打击行程是前期阶段还是后期阶段。控制部110将由锤43的一次打击而产生的工具输出轴50的旋转量运算为单位打击旋转量RB，基于该单位打击旋转量RB来判断打击行程的阶段。控制部110基于旋转角度信号SA来运算单位打击旋转量RB。
打击行程相当于从开始向作业对象部件输入冲击负荷起直到作业对象部件的紧固扭矩达到规定紧固扭矩为止的期间。打击行程的前期阶段相当于单位打击旋转量RB为基准旋转量RBX以上的期间。打击行程的后期阶段相当于单位打击旋转量RB小于基准旋转量RBX的期间。
基准旋转量RBX被规定为用于判断单位打击旋转量RB与紧固扭矩之间是否确保某一水平的相关性的基准值。在单位打击旋转量RB的运算值为基准旋转量RBX以上时，控制部110判断为单位打击旋转量RB和紧固扭矩维持良好的相关性(某一水平的相关性)。在单位打击旋转量RB的运算值小于基准旋转量RBX时，控制部110判断为单位打击旋转量RB和紧固扭矩没有维持良好的相关性。
单位打击旋转量RB随着紧固扭矩增加而减小。在紧固扭矩充分大时，单位打击旋转量RB成为小于基准旋转量RBX的微小值。在单位打击旋转量RB为微小值时，控制部110的单位打击旋转量RB的运算值与实际值之间有可能产生误差。因而，单位打击旋转量RB和紧固扭矩有可能没有维持良好的相关性。
控制部110基于冲击负荷信号SQ对由锤43打击砧座44的打击定时进行检测。例如，控制部110基于冲击负荷信号SQ的峰值来检测打击定时。控制部110将连续的两个打击定时之间的期间的工具输出轴50的旋转量运算为单位打击旋转量RB。
控制部110将单位打击旋转量RB的运算值与表示基准旋转量RBX的基准旋转量信号SBX进行比较，基于其比较结果来判断打击行程的阶段。在单位打击旋转量RB为基准旋转量RBX以上时，控制部110判断为打击行程属于前期阶段。在打击行程属于前期阶段时，控制部110继续进行单位打击旋转量RB的运算值与基准旋转量信号SBX的比较。
在单位打击旋转量RB小于基准旋转量RBX时，控制部110判断为打击行程属于后期阶段。在打击行程属于后期阶段时，控制部110对由锤43打击了砧座44的打击次数BN进行运算。例如，控制部110获取打击定时的检测次数作为打击次数BN。
紧固扭矩与打击次数BN具有相关性。紧固扭矩随着打击次数BN增加而增加。控制部110基于打击次数BN是否为基准打击次数BNX以上，来判断负荷扭矩TL是否为规定扭矩TX以上。
在打击次数BN小于基准打击次数BNX时，控制部110判断为负荷扭矩TL小于规定扭矩TX。在打击次数BN为基准打击次数BNX以上时，控制部110判断为负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上。在打击次数BN为基准打击次数BNX以上时，控制部110使电动机30的旋转停止。
图3示出电动工具1的电路结构的一例。
电动工具主体10包含正输入端子11和负输入端子12。例如以电池组来提供电源部120。电源部120包含一次电池和二次电池中的至少一方。电源部120包含正输入端子121和负输入端子122。当电源部120与电动工具主体10结合时，正输入端子11与正输入端子121相连接，负输入端子12与负输入端子122相连接。在该状态下，电源部120将一次电池和二次电池中的至少一方的电压提供给电动工具主体10。
变压部100例如包含升压斩波电路。升压斩波电路包含电感器101、开关元件102、二极管103以及平滑电容器104。驱动部90包含开关元件91。开关元件102和开关元件91基于从控制部110提供的信号来进行驱动。
输出电压检测部81例如将平滑电容器104的两个端子之间的电位差检测为输出电压VO。输出电流检测部82例如将流过二极管103的电流检测为输出电流IO。
变压部100在进行升压动作时，通过开关元件102的动作来将从电源部120提供的电压升高，将升压电压提供给电动机30。变压部100在进行降压动作时，通过开关元件102的动作来将从电源部120提供的电压降低，将降压电压提供给电动机30。
控制部110能够执行启动时升压控制。例如通过硬件来实现启动时升压控制。控制部110通过对控制部110内的各功能块的动作进行控制来执行启动时升压控制。
当开始触发开关61的操作时，控制部110对变压部100指示升压动作的开始。控制部110在升压动作时随着时间的经过而增加升压度。例如，控制部110能够通过调整开关元件102的占空比来变更变压部100的升压度。
在变压部100执行低升压动作的情况下，在随着时间经过而增加的升压度达到在低升压动作中预先设定的低升压规定度时，控制部110停止升压度的增加。例如，将低升压规定度设定为低升压动作中的升压度的最大值。
在变压部100执行高升压动作的情况下，在随着时间经过而增加的升压度达到在高升压动作中预先设定的高升压规定度时，控制部110停止升压度的增加。例如，将高升压规定度设定为高升压动作中的升压度的最大值。
在启动时升压控制结束之后，控制部110执行电压反馈控制。在该电压反馈控制中，控制部110控制变压部100使得由变压部100生成的输出电压VO收敛在基准输出电压VX。此外，在不执行启动时升压控制时，控制部110也执行该电压反馈控制。
图4是表示启动时升压控制的流程图。
在步骤S11中，控制部110判断是否开始了触发开关61的操作。当从触发操作检测部71接收到触发操作信号SS时，控制部110判断为开始了触发开关61的操作。直到开始触发开关61的操作为止，控制部110反复进行步骤S11。当开始了触发开关61的操作时，控制部110转移到步骤S12。
控制部110在步骤S12中将升压执行信号EVU提供给变压部100。控制部110基于触发操作信号SS在预先规定的定时提供升压执行信号EVU。预先规定的定时表示接收到触发操作信号SS的定时、或者接收到触发操作信号SS的定时之后的定时。
控制部110与升压条件设定用操作部63的操作位置相应地控制升压动作。控制部110在接收到升压驱动信号SUI时，执行启动时升压控制。在该情况下，控制部110基于升压驱动信号SUI所包含的信息，指示变压部100开始进行低升压动作或者高升压动作。控制部110在接收到升压停止信号SUO时，不执行升压控制。但是，也可以是，控制部110在接收到升压停止信号SUO时，不执行启动时升压控制而进行通常的升压控制。在这种情况下，控制部110基于触发操作信号SS的操作量指示变压部100开始通常的升压动作。即，即使在将升压停止信号SUO提供给控制部110的情况下，变压部100也进行通常的升压动作。在该通常的升压动作中，控制部110不会随着时间的经过而变更升压度。
在步骤S13中，在开始驱动电动机30之后，控制部110随着时间经过而增加变压部100的升压度。例如，升压执行信号EVU包含与升压度有关的信息，控制部110通过按升压执行信号EVU的每个输出周期变更其信息来增加升压度。例如，控制部110通过固定速度来增加变压部100的升压度。
在步骤S14中，控制部110判断输出电压VO是否为基准输出电压VX以上。控制部110通过将输出电压信号SVO与基准输出电压信号SVX进行比较，来判断输出电压VO是否为基准输出电压VX以上。表示基准输出电压VX的基准输出电压信号SVX被提供给控制部110。基准输出电压信号SVX包含与升压动作对应的信息。也就是说，在变压部100执行低升压动作时，基准输出电压信号SVX表示与低升压动作对应的基准输出电压VX。在变压部100执行高升压动作时，基准输出电压信号SVX表示与高升压动作对应的基准输出电压VX。在变压部100不执行启动时升压控制而执行通常的升压动作时，基准输出电压信号SVX表示与通常的升压动作对应的基准输出电压VX。
在输出电压VO小于基准输出电压VX时，控制部110反复进行步骤S14。在输出电压VO为基准输出电压VX以上时，控制部110转移到步骤S15。
在步骤S15中，控制部110开始进行电压反馈控制。此时，在进行了启动时升压控制的情况下，控制部110停止升压度的增加(在尚未停止的情况下)。控制部110在电压反馈控制中基于输出电压信号SVO和基准输出电压信号SVX来控制变压部100，将输出电压VO收敛在基准输出电压VX。
图5示出与变压部100的动作模式相应的电动机30的转速的变化。在以下说明中，将每单位时间的电动机30的转速称为电动机转速NM。
变压部100能够在多个动作模式下进行动作。例如，在第一动作模式下，变压部100一边基于启动时升压控制改变升压度一边执行高升压动作。在第二动作模式下，变压部100不基于启动时升压控制而以固定的升压度来执行高升压动作。在第三动作模式下，变压部100不执行升压动作和降压动作。并且，变压部100也能够以其它动作模式、例如一边基于启动时升压控制改变升压度一边执行低升压动作的模式或者不基于启动时升压控制而以固定的升压度来执行低升压动作的模式等进行动作。在图5中，实线表示第一动作模式下的电动机转速NM的变化。两点划线表示第二动作模式下的电动机转速NM的变化。一点划线表示第三动作模式下的电动机转速NM的变化。
在时刻t0开始触发开关61的操作。
在第一动作模式和第二动作模式的情况下，变压部100在时刻t0开始进行高升压动作。在第三动作模式的情况下，变压部100不开始升压动作。在第一～第三动作模式中的任一个的情况下，在时刻t0以后，电动机转速NM均以固定的速度增加。第一动作模式下的电动机转速NM的增加速度小于第二动作模式下的电动机转速NM的增加速度，大于第三动作模式下的电动机转速NM的增加速度。
第二动作模式的电动机转速NM在时刻t1达到转速NMH，在时刻t1以后维持在转速NMH。第一动作模式的电动机转速NM在比时刻t1之后的时刻t2达到转速NMH，在时刻t2以后维持在转速NMH。第三动作模式的电动机转速NM在比时刻t2之后的时刻t3达到转速NML，在时刻t3以后维持在转速NML。
第一实施方式的电动工具1具有以下优点。
(1)电动工具1包含变压部100，该变压部100执行升压动作以将从电源部120提供的电压升高而将升压电压提供给电动机30。在该结构中，即使在电源部120的电压降低的情况下，也抑制电动机30的输出降低。因此，抑制作业对象部件的紧固扭矩降低。
(2)电动工具1包含控制部110，该控制部110基于与电动工具1的驱动状态相应的驱动状态信号来控制电动机30的停止时间。因此，电动工具1能够抑制作业对象部件的紧固扭矩的偏差。
(3)电动工具1包含使用者能够进行操作的升压条件设定用操作部63。变压部100能够与升压条件设定用操作部63的操作相应地变更升压动作中的升压度。由此，能够与使用了电动工具1的作业的种类相应地设定适当的升压度。
(4)控制部110执行电压反馈控制。因此，即使在电源部120的电压降低的情况下，电动机30也基于固定的电压来进行驱动。其结果，抑制电动机30的输出降低。
(5)例如，在螺丝的紧固作业中，钻头被嵌入到螺丝的头部。钻头2基于电动机30的旋转将螺丝拧入到被紧固物。在该情况下，如果钻头2没有适当地嵌入到螺丝的头部，则在电动机30进行旋转时有时钻头2从螺丝的头部脱离。电动机30的转速越高越容易发生这样的状况。
以往，在具有升压功能的电动工具中，当在升压功能有效的状态下开始电动机的驱动时，以固定的升压水平开始进行升压动作。在该情况下，紧接着电动机开始的驱动之后，高升压电压被提供给电动机。
因此，在以往的电动工具中，在作业开始时(电动机的驱动开始时)钻头从螺丝的头部脱离的可能性高。在钻头从螺丝的头部脱离的情况下，作业人员需要进行将钻头再次嵌入到螺丝的头部的作业。因此，紧固螺丝所需的时间变长。
考虑上述情况，变压部100基于启动时升压控制来执行升压动作。在启动时升压控制中，在开始触发开关61的操作之后，变压部100随着时间经过而增加升压度。由此，与不进行启动时升压控制的情况相比较，电动机转速NM的增加速度变小。因此，在将作业对象部件紧固到被紧固物的作业的初期阶段，钻头2不容易从作业对象部件的头部脱离。其结果，能够实现作业时间的缩短。
(第二实施方式)
以下，说明第二实施方式的电动工具1。
第二实施方式的电动工具1基本上包含与第一实施方式的电动工具1相同的结构要素。以下，对相同的结构要素附加相同的附图标记，省略其说明的一部分或者全部。
第二实施方式的电动工具1与第一实施方式的电动工具1主要在以下方面不同。在第一实施方式的电动机控制中，控制部110在基于单位打击旋转量RB判断出打击行程从前期阶段转移到后期阶段之后，基于打击次数BN来判断负荷扭矩TL是否达到规定扭矩TX。在第二实施方式的电动机控制中，在整个打击行程(前期阶段和后期阶段)中，控制部110基于工具输出轴50的旋转量的累计值(以下称为“累计旋转量RP”)，来判断负荷扭矩TL是否达到规定扭矩TX。
控制部110伴随打击行程的开始而运算累计旋转量RP。例如，控制部110通过对单位打击旋转量RB进行累计来运算累计旋转量RP。控制部110将累计旋转量RP与表示基准累计旋转量RPX的基准累计旋转量信号SPX进行比较，基于其比较结果来判断负荷扭矩TL是否达到规定扭矩TX。
负荷扭矩TL与累计旋转量RP具有相关性。在累计旋转量RP为基准累计旋转量RPX以上时，负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上。因此，控制部110通过判断累计旋转量RP是否为基准累计旋转量RPX以上，来判断负荷扭矩TL是否为规定扭矩TX以上。
在累计旋转量RP小于基准累计旋转量RPX时，控制部110判断为负荷扭矩TL小于规定扭矩TX。
在累计旋转量RP为基准累计旋转量RPX以上时，控制部110判断为负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上。在负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上时，控制部110使电动机30的旋转停止。
第二实施方式的电动工具1具有以第一实施方式的电动工具1得到的上述(1)～(5)的优点。
(第三实施方式)
以下，说明第三实施方式的电动工具1。
第三实施方式的电动工具1基本上包含与第一实施方式的电动工具1相同的结构要素。以下，对相同的结构要素附加相同的附图标记，省略其说明的一部分或者全部。
第三实施方式的电动工具1与第一实施方式的电动工具1主要在以下方面不同。在第一实施方式的电动机控制中，控制部110在基于单位打击旋转量RB判断出打击行程从前期阶段转移到后期阶段之后，基于打击次数BN来判断负荷扭矩TL是否达到规定扭矩TX。在第三实施方式的电动机控制中，在整个打击行程(前期阶段和后期阶段)中，控制部110基于打击次数BN来判断负荷扭矩TL是否达到规定扭矩TX。
控制部110伴随打击行程的开始而运算打击次数BN。控制部110将打击次数BN与表示基准打击次数BNX的基准打击次数信号SNX进行比较，基于其比较结果来判断负荷扭矩TL是否达到规定扭矩TX。
负荷扭矩TL与打击次数BN具有相关性。在打击次数BN为基准打击次数BNX以上时，负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上。因此，控制部110通过判断打击次数BN是否为基准打击次数BNX以上，来判断负荷扭矩TL是否为规定扭矩TX以上。
在打击次数BN小于基准打击次数BNX时，控制部110判断为负荷扭矩TL小于规定扭矩TX。
在打击次数BN为基准打击次数BNX以上时，控制部110判断为负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上。在负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上时，控制部110使电动机30的旋转停止。
第三实施方式的电动工具1具有以第一实施方式的电动工具1得到的上述(1)～(5)的优点。
(第四实施方式)
以下，说明第四实施方式的电动工具1。
第四实施方式的电动工具1基本上包含与第一实施方式的电动工具1相同的结构要素。以下，对相同的结构要素附加相同的附图标记，省略其说明的一部分或者全部。
第四实施方式的电动工具1与第一实施方式的电动工具1主要在以下方面不同。以打击类工具提供第一实施方式的电动工具1。以钻头驱动器提供第四实施方式的电动工具1。在该情况下，能够从第四实施方式的电动工具1中省略图1的冲击负荷检测部84。
控制部110在电动工具1的紧固行程中执行电动机控制。例如通过硬件来实现电动机控制。控制部110通过对控制部110内的各功能块的动作进行控制来执行以下电动机控制。
控制部110判断电动工具1的紧固行程是前期阶段还是后期阶段。例如，控制部110基于输出电流信号SIO和落位判断电流信号SIZ来判断紧固行程的阶段。
紧固行程相当于从开始对作业对象部件输入扭矩起直到紧固扭矩达到规定紧固扭矩为止的期间。紧固行程的前期阶段相当于直到作业对象部件落位于被紧固物为止的期间。紧固行程的后期阶段相当于在作业对象部件落位之后紧固扭矩达到规定紧固扭矩为止的期间。
当作业对象部件落位于被紧固物时，负荷扭矩TL大幅增加。其结果，输出电流IO也大幅增加。因而，控制部110基于输出电流信号SIO与落位判断电流信号SIZ的比较，来判断作业对象部件是否落位于被紧固物，即判断紧固行程处于前期阶段还是后期阶段。
控制部110在判断为紧固行程属于前期阶段时，继续进行输出电流信号SIO与落位判断电流信号SIZ的比较。
控制部110在判断为紧固行程属于后期阶段时、即检测出作业对象部件的落位时，使变压部100开始进行高升压动作或者低升压动作。
在对控制部110提供升压驱动信号SUI的情况下，控制部110在检测出作业对象部件的落位时，对变压部100提供升压执行信号EVU而开始进行高升压动作或者低升压动作。在该情况下，变压部100随着时间经过而增加升压度。另一方面，在对控制部110提供升压停止信号SUO的情况下，控制部110指示变压部100不执行升压动作。或者，也可以是，控制部110在接收到升压停止信号SUO的情况下，在检测出作业对象部件的落位时，指示变压部100进行通常的升压动作。在该情况下，变压部100不变更升压度。
控制部110在检测出作业对象部件的落位时运算累计旋转量RP。例如，控制部110按每个固定的周期来运算工具输出轴50的旋转量，获取该工具输出轴50的旋转量的累计值、即累计旋转量RP。控制部110通过将累计旋转量RP与基准累计旋转量RPX进行比较，来判断负荷扭矩TL是否达到规定扭矩TX。
负荷扭矩TL与紧固扭矩具有相关性。另外，紧固扭矩与累计旋转量RP具有相关性，随着累计旋转量RP增加而增加。如上所述，在累计旋转量RP为基准累计旋转量RPX以上时，负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上。因此，控制部110通过判断累计旋转量RP是否为基准累计旋转量RPX以上，来判断负荷扭矩TL是否为规定扭矩TX以上。
在累计旋转量RP小于基准累计旋转量RPX时，控制部110判断为负荷扭矩TL小于规定扭矩TX。在累计旋转量RP为基准累计旋转量RPX以上时，控制部110判断为负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上。在负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上时，控制部110使电动机30的旋转停止。
第四实施方式的电动工具1具有以第一实施方式的电动工具1得到的上述(1)～(5)的优点。第四实施方式的电动工具1还具有以下优点。
(6)当检测出作业对象部件落位于被紧固物时，变压部100开始进行低升压动作或者高升压动作。因而，电动工具1能够对落位后的作业对象部件施加大扭矩。因此，能够实现作业时间的缩短。
(第五实施方式)
以下，说明第五实施方式的电动工具1。
第五实施方式的电动工具1基本上包含与第一实施方式的电动工具1相同的结构要素。以下，对相同的结构要素附加相同的附图标记，省略其说明的一部分或者全部。
第五实施方式的电动工具1与第一实施方式的电动工具1主要在以下方面不同。以打击类工具提供第一实施方式的电动工具1。以钻头驱动器提供第五实施方式的电动工具1。在该情况下，能够从第五实施方式的电动工具1中省略图1的冲击负荷检测部84。
控制部110通过将输出电流信号SIO与表示基准输出电流IX的基准输出电流信号SIX进行比较，来判断负荷扭矩TL是否达到规定扭矩TX。
输出电流IO与负荷扭矩TL具有相关性。在输出电流IO为基准输出电流IX以上时，负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上，因此，控制部110通过判断输出电流IO是否为基准输出电流IX以上，来判断负荷扭矩TL是否为规定扭矩TX以上。
在输出电流IO小于基准输出电流IX时，控制部110判断为负荷扭矩TL小于规定扭矩TX。
在输出电流IO为基准输出电流IX以上时，控制部110判断为负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上。在负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上时，控制部110使电动机30的旋转停止。
第五实施方式的电动工具1具有以第一实施方式的电动工具1得到的上述(1)～(5)的优点。
(其它实施方式)
上述各实施方式也可以进行以下变更。此外，以下两个以上的变形例还能够在技术上不矛盾的范围内相互进行组合。
在第一实施方式中，驱动条件设定用操作部62设置于电动工具主体10。作为代替，在变形例中，驱动条件设定用操作部62也可以设置在作为与电动工具主体10不同的装置而提供的便携式控制器。在该情况下，在便携式控制器与电动工具主体10之间进行无线通信。此外，在第二～第五实施方式的驱动条件设定用操作部62中，同样的变形也成立。
在第一实施方式中，冲击负荷检测部84具有加速度传感器。作为代替，在变形例中，冲击负荷检测部84也可以具有麦克风。麦克风将与由锤43进行打击而产生的声音相应的信号提供给控制部110。此外，在第二和第三实施方式的冲击负荷检测部84中，同样的变形也成立。
在第一实施方式中，变压部100将从电源部120提供的电压升高。作为代替，在变形例中，变压部100也可以将从电源部120输入的电压降低。在该情况下，变压部100例如包含降压斩波电路。此外，在第二～第五实施方式的变压部100中，同样的变形也成立。
在第一实施方式中，通过硬件实现启动时升压控制。作为代替，在变形例中，通过软件(程序)来实现启动时升压控制，或者通过软件和硬件的组合来实现启动时升压控制。此外，在第二～第五实施方式的启动时升压控制中，同样的变形也成立。
在第一实施方式中，控制部110运算由锤43的一次打击产生的工具输出轴50的旋转量作为单位打击旋转量RB。作为代替，在变形例中，控制部110也可以计算由锤43的一次打击产生的驱动轴32或者动力变换部40的旋转量作为单位打击旋转量RB。在该情况下，动力变换部40的旋转量例如为动力传递轴42、锤43或者砧座44的旋转量。此外，在第二实施方式和第三实施方式的控制部110中，同样的变形也成立。
在第一实施方式中，控制部110在接收到升压停止信号SUO的情况下，指示变压部100不执行升压动作。在该情况下，变压部100将来自电源部120的电压直接提供给驱动部90。作为代替，在变形例中，也可以是，控制部110即使在接收到升压停止信号SUO的情况下也指示变压部100执行基于触发操作信号SS的操作的通常的升压动作。此外，在第二～第五实施方式的控制部110中，同样的变形也成立。
在第一实施方式中，电动工具主体10也可以具备显示部，该显示部对驱动条件设定用操作部62的操作位置进行显示。此外，在第二～第五实施方式的电动工具主体10中，同样的变形也成立。
在第一实施方式中，控制部110执行启动时升压控制。作为代替，在变形例中，控制部110也可以不执行启动时升压控制。在该情况下，控制部110也可以基于使用者对操作部的操作来决定是否执行启动时升压控制。
在第一实施方式中，电动工具主体10也可以具备显示部，该显示部对升压条件设定用操作部63的操作位置进行显示。此外，在第二～第五实施方式的电动工具主体10中，同样的变形也成立。
在第一实施方式中，控制部110基于打击次数BN是否为基准打击次数BNX以上，来判断负荷扭矩TL是否为规定扭矩TX以上。作为代替，在变形例中，电动工具1也可以具有检测负荷扭矩TL的扭矩检测部。
扭矩检测部直接检测作用于工具输出轴50的负荷扭矩TL。扭矩检测部例如为扭矩传感器。扭矩检测部将与负荷扭矩TL相应的负荷扭矩信号提供给控制部110。在该结构中，控制部110直接判断负荷扭矩TL是否为规定扭矩TX以上。
在第五实施方式中，控制部110基于输出电流IO是否为基准输出电流IX以上，来判断负荷扭矩TL是否为规定扭矩TX以上。作为代替，在变形例中，电动工具1也可以具有对电动机30的驱动时间进行测量的驱动时间测量部。
驱动时间测量部对电动机30进行驱动的驱动时间进行测量而生成驱动时间信号。例如，驱动时间测量部响应于旋转驱动信号ED的输出而开始测量驱动时间。控制部110通过将驱动时间与基准驱动时间进行比较来判断负荷扭矩TL是否达到规定扭矩TX。而且，当负荷扭矩TL为规定扭矩TX以上时，控制部110使电动机30的旋转停止。在该变形例中，驱动时间测量部为驱动状态检测部的一例，驱动时间信号为驱动状态信号的一例。
基准驱动时间与规定扭矩TX具有相关性。负荷扭矩TL与驱动时间具有相关性，随着驱动时间增加而增加。因此，控制部110通过判断驱动时间是否为基准驱动时间以上来判断负荷扭矩TL是否为规定扭矩TX以上。
在第一实施方式中，电动工具主体10与电源部120能够相互结合以及能够相互分离。作为代替，在变形例中，电动工具主体10与电源部120也可以一体化。

Claims (11)

1.一种电动工具，具备：
电源部；
电动机，其包含驱动轴；
工具输出轴，其基于上述电动机的驱动轴的扭矩而被驱动；
升压条件设定用操作部，其被设置为人机接口；
变压部，其能够执行升压动作以将从上述电源部提供的电压升高而将升压电压提供给上述电动机，并且能够与上述升压条件设定用操作部的操作相应地变更上述升压动作中的升压度；
驱动状态检测部，其生成与上述电动工具的驱动状态相应的驱动状态信号；以及
控制部，其基于上述驱动状态信号来控制上述电动机的停止时间。
2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，
还具备触发开关，该触发开关用于调整上述电动机的输出，
上述变压部构成为在上述触发开关被操作之后与时间经过相应地增加上述升压度。
3.根据权利要求1或者2所述的电动工具，其特征在于，
还具备动力变换部，该动力变换部对要传递到上述工具输出轴的上述驱动轴的扭矩的大小进行变换，
上述控制部构成为基于上述驱动状态信号对上述驱动轴、上述工具输出轴或者上述动力变换部的旋转量进行运算。
4.根据权利要求1或者2所述的电动工具，其特征在于，
还具备动力变换部，该动力变换部将上述驱动轴的扭矩变换为冲击负荷，基于上述冲击负荷来打击上述工具输出轴，
上述控制部构成为基于上述驱动状态信号来对上述动力变换部打击了上述工具输出轴的次数进行运算。
5.根据权利要求1或者2所述的电动工具，其特征在于，
还具备动力变换部，该动力变换部将上述驱动轴的扭矩变换为冲击负荷，基于上述冲击负荷打击上述工具输出轴，
上述控制部构成为基于上述驱动状态信号来对上述动力变换部每一次打击的上述驱动轴、上述工具输出轴或者上述动力变换部的旋转量进行运算。
6.根据权利要求5所述的电动工具，其特征在于，
上述控制部构成为在上述动力变换部每一次打击的上述驱动轴、上述工具输出轴或者上述动力变换部的旋转量小于基准旋转量时，基于上述驱动状态信号对上述动力变换部打击了上述工具输出轴的次数进行运算。
7.根据权利要求1或者2所述的电动工具，其特征在于，
上述驱动状态检测部生成表示上述电动机的驱动时间的驱动时间信号作为上述驱动状态信号。
8.根据权利要求1或者2所述的电动工具，其特征在于，
上述驱动状态检测部生成表示流过上述电动机的电流的输出电流信号作为上述驱动状态信号。
9.根据权利要求1或者2所述的电动工具，其特征在于，
上述变压部还能够执行降压动作以将从上述电源部提供的电压降低而将降压电压提供给上述电动机。
10.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，
上述变压部构成为在上述触发开关被操作之后直到上述升压电压达到基准输出电压为止持续增加上述升压度。
11.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，
上述变压部在上述触发开关被操作之后阶段性地增加上述升压度直到达到预先设定的最大升压度为止。
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