CN104245236A - 电动工具及使用该电动工具的紧固方法 - Google Patents

电动工具及使用该电动工具的紧固方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104245236A
CN104245236A CN201380018170.6A CN201380018170A CN104245236A CN 104245236 A CN104245236 A CN 104245236A CN 201380018170 A CN201380018170 A CN 201380018170A CN 104245236 A CN104245236 A CN 104245236A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
revolution
correction parameter
voltage
rotary speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380018170.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104245236B (zh
Inventor
田所直树
岩田和隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Machine holding company
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Koki Co Ltd
Publication of CN104245236A publication Critical patent/CN104245236A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104245236B publication Critical patent/CN104245236B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/34—Modelling or simulation for control purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P31/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors not provided for in groups H02P1/00 - H02P5/00, H02P7/00 or H02P21/00 - H02P29/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Portable Power Tools In General (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

一种电动工具(1)，其中脉动输入电压被输入至电机(3)的驱动电路，其特征在于，所述电动工具包括：控制部分(8)，其被配置为根据输入至所述驱动电路的输入电压的脉动来改变从所述驱动电路提供给电机的输出功率或输出电压。

Description

电动工具及使用该电动工具的紧固方法
技术领域
本发明涉及能够适用于拧紧诸如螺钉、螺栓或螺母等紧固件的电动工具，以及使用该电动工具的紧固方法。
背景技术
近年来，在电动工具(例如，冲击式扳手(impact driver))中采用了无刷电机，该电动工具通过电机旋转驱动诸如钻子或起子之类的前端工具(tip tool)以执行所需工作。通过装载在控制板上的微型计算机来精细地控制无刷电机的转数。如在JP2010-099823中公开了这种冲击式扳手的配置。
对于100V的商用交流(AC)电源被全波整流、以及不采用平流电容器进行驱动的无刷电机的冲击式扳手，驱动电压(全波整流波)的脉动会导致旋转变化，并且由此难以确定是由打击还是由驱动电压的脉动导致了旋转变化。于是，例如还存在在打击开始后不可能精确执行单发模式功能以通过预定次数的打击来停止电机的问题。同样的问题也会在平流电容器的容量很小的情况下发生。未采用平流电容器或采用了容量很小的平流电容器的情况被称为不存在平流电容器。
图11A为直流(DC)驱动的冲击式扳手中驱动电压的波形图,图11B为同时示出了在同一冲击式扳手中在打击开始的前后电机转数和转数阈值随时间变化的转数曲线。该转数为临时性转数，该临时性转数由每个非常短的单位时间内的转数(或旋转角度)所确定(这同样适用于图12)。由于在直流驱动时的驱动电压是恒定的，(例如)如果用于打击检测的转数的阈值(在下文中也称为“转数阈值”)被设定为如图11B中的虚线所示，那么能够容易地检测到由于打击而产生的旋转变化量(即，转数的减少)。换言之，能够通过旋转变化量精确地检测打击。
图12A为全波整流波驱动(不存在平流电容器)的冲击式扳手中驱动电压的波形图，图12B为同时示出了在同一冲击式扳手中在打击开始之后电机转数和转数阈值随时间变化的转数曲线。在全波整流波驱动的情况中，当转数阈值增加得太高时，由全波整流波的波谷导致的转数的减少可能被错误地检测为由打击导致的减少。相反地，当转数阈值减少至过低时，根据全波整流波的波峰和打击时间，通过打击产生的旋转变化量(即，转数的减少)可能被忽视。因此，很难或不可能在实际中将转数阈值设定为精确地执行单发模式功能的数量。
发明内容
作出本发明以解决上述问题并且本发明的目标在于提供一种能够减小由提供给电机驱动电路的电压的脉动导致的电机转数的变化的电动工具，以及一种使用该电动工具的紧固方法。
解决问题的方案
根据本发明的一个方面，提供了一种电动工具，其中脉动输入电压被输入至电机的驱动电路，其特征在于，所述电动工具包括：控制部分，其被配置为根据输入至所述驱动电路的输入电压的脉动来改变从所述驱动电路提供给电机的输出功率或输出电压
根据本发明的另一个方面，提供了一种电动工具，其被配置为利用由AC电源提供的电力来操作，所述电动工具包括：电机；电机驱动电路，其被配置为驱动所述电机；控制部分，其被配置为控制所述电机驱动电路；以及旋转速度检测单元，其被配置为检测所述电机的旋转速度，其特征在于，所述控制部分包括：PWM控制单元，其被配置为利用PWM信号来控制电机驱动电路的开关元件；校正参数产生单元，其被配置为产生校正参数，所述校正参数用于改变所述PWM信号的占空比以减小由提供给所述电机驱动电路的电压的脉动导致的所述电机的旋转速度的变化；以及旋转速度状况确定单元，其被配置为确定由旋转速度检测单元检测到的电机的旋转速度是否满足预定状况。
根据本发明的另一个方面，提供了一种采用电动工具的紧固方法，该方法包括：钻子模式步骤，其中通过脉动驱动电压来使电机旋转从而使前端工具持续旋转，并且通过该前端工具来拧紧紧固构件；校正参数导出步骤，其中，在电源被接通之后或在所述钻子模式步骤期间，导出校正参数，所述校正参数用于改变用于驱动电机驱动电路的开关元件的PWM信号的占空比，以减少由驱动电压的脉动导致的所述电机的旋转速度的变化；打击模式步骤，其中，在所述钻子模式步骤之后，利用所述电机的旋转通过旋转打击力来使所述前端工具旋转，从而通过所述前端工具进一步拧紧所述紧固构件；以及旋转速度状况确定步骤，其中，在所述打击模式步骤期间，确定所述电机的旋转速度是否满足预定状况，其中，在所述校正参数导出步骤中基于提供给所述电机驱动电路的电压的频率和相位来导出所述校正参数。
本发明的有益效果
根据本发明，可以实现一种能够减少由提供给电机驱动电路的电压的脉动导致的电机的转数的变化的电动工具，以及一种使用该电动工具的紧固方法。
附图说明
图1为示出了根据本发明的说明性实施例的电动工具1的内部配置的侧面剖视图；
图2为示出了电动工具1中的电机3的驱动控制系统的配置的框图；
图3为示出了电动工具1的操作的示意性流程图；
图4A为说明性实施例的方法1中驱动电压(提供给逆变器电路47的电压)的波形图，图4B为同时示出了在说明性实施例中在开始打击之后电机3的转数和转数阈值随时间变化的转数曲线；
图5为示出了说明性实施例的方法1中的操作的流程图；
图6A为说明性实施例的方法2中驱动电压(提供给逆变器电路47的电压)的波形图，图6B为示出了在方法2中转数校正量的变化随时间变化的曲线，图6C为示出了提供至逆变器电路47的电压的峰值和转数校正量的峰值之间的关系的特性图(当电流很大时和当电流很小时)；
图7A为示出了电机3的转数(校正前)随时间变化的曲线，图7B为示出了在通过转数校正量来仅校正了提供给逆变器电路47的电压的脉动的影响的情况下校正后的转数随时间变化的曲线，以及图7C为示出了在通过转数校正量来不仅校正了提供给逆变器电路47的电压的脉动的影响、还校正了负载变化的影响的情况下校正后的转数随时间变化的曲线(理想波形)；
图8为示出了说明性实施例的方法2中的操作的流程图；
图9A为说明性实施例的方法3中驱动电压(提供给逆变器电路47的电压)的波形图，图9B为示出了在方法3中占空比校正量随时间变化的曲线，图9C为示出了提供至逆变器电路47的电压的峰值和占空比校正量的变化范围之间的关系的特性图(当扳机扳动量很大时和扳机扳动量很小时)；
图10为示出了说明性实施例的方法3中的操作的流程图；
图11A为直流(DC)驱动的冲击式扳手中驱动电压的波形图,图11B为同时示出了在相同的冲击式扳手中在打击开始前后电机转数和转数阈值随时间变化的转数曲线；以及
图12A为全波整流波驱动的冲击式扳手中驱动电压的波形图，图12B为同时示出了在相同的冲击式扳手中在打击开始之后电机转数和转数阈值随时间变化的转数曲线。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来描述本发明的优选实施例。相同或类似的附图标记适用于附图中相同或相似的部分和元件，并且省略了对其重复的描述。此外，实施例用于说明，而并不意味着对本发明进行限制。需要注意到实施例中所描述的所有特征和它们的组合均没有必要被认为是本发明的必需部分。
图1示出了根据本发明的说明性实施例的电动工具1的内部配置的侧面剖视图。举例而言，电动工具1为冲击式扳手，其通过将交流电源线连接至交流电源(例如商用电源)以进行操作。虽然已知的用于旋转驱动前端工具的机构配置可以用于冲击式扳手中，但其示例将在以下详细描述。
电动工具1通过交流电源(例如商用电源)供电并且采用电机3作为驱动源以驱动旋转打击机构21。电动工具1将旋转力和打击力施加给作为输出轴的砧30。电动工具1间歇性地将旋转打击力传递至诸如驱动钻头(driver bit)等前端工具(未示出)以紧固螺钉或螺栓。前端工具被保持在被套筒31所覆盖的安装孔(mounting hole)30a上。
无刷型电机3(例如，4极、6线圈型或2极、3线圈型)被安置在从侧面看基本上是T形的壳体2的圆柱形主体部分2a中。电机3的旋转轴3e由轴承19a(轴承组件)和轴承19b(轴承组件)可旋转地支承。轴承19a被设置在壳体2的主体部分2a的中央附近而轴承19b被设置在主体部分2a的后面端侧。转子风扇13被设置在电机3的前面。转子风扇3与旋转轴3e同轴地安装并且与电机3同步旋转。用于驱动电机3的逆变器电路板4被布置在电机3的后面。由转子风扇13产生的气流通过壳体2的主体部分2a的背侧上形成的进气口17、以及在壳体的围绕逆变器电路板4的一部分上形成的进气口(未示出)被引入到主体部分2a中。之后，该气流主要流经转子3a和定子核心3b之间、以及定子核心3b和主体部分2a的内侧边缘之间。此外，气流从转子风扇13的后面被吸入并沿转子风扇13的径向流动。并且，该气流通过形成在壳体的在转子风扇3的周围的一部分上的气体出口(未示出)被排出到壳体2的外部。
逆变器电路板4是具有与电机3的外部形状大致相同的直径的环形形状的多层板。多个诸如FET(场效应晶体管)之类的开关元件5、诸如霍尔集成电路(hall IC)之类的位置检测元件、或其他电子元件被安装在逆变器电路板4上。由绝缘材料制成的绝缘体15被设置在定子核心3b和定子线圈3c之间、并且逆变器电路板4通过螺钉等固定在绝缘体15的突出部分15a上。塑料垫片35被设置在转子3a和轴承19b之间。垫片35被以近似于圆柱体形状形成并且被设置为将轴承19b和转子3a之间的间隙保持为常量。
手柄部分2b从壳体2的主体部分2a大致以直角延伸并且与主体部分2a集成。扳机开关6设置在手柄部分2b的上侧区域上。开关板7设置在扳机开关6之下。控制电路板8容纳在手柄部分2b的下侧区域中。控制电路板8具有通过扳动扳机6a的操作来控制电机3的速度的功能。控制电路板8经由交流电源线电连接至交流电源和扳机开关6。控制电路板8经由信号线12与逆变器电路板4连接。电池装载部分2c设置在在手柄部分2b之下。
旋转打击机构21包括星形齿轮减速机构22、主轴27和锤24。旋转打击机构的后端由轴承20支承而其前端由金属轴承29支承。随着扳机6a被扳动，由此启动电机3，电机3开始沿由正向/反向切换杆10设定的方向旋转。电机的旋转力通过星形齿轮减速机构22减速并传递给主轴27。因此，主轴27以预定速度被旋转驱动。此处，主轴27和锤24通过凸轮机构彼此连接。凸轮机构包括在主轴27的外周表面上形成的V形主轴凸轮凹槽25、在锤24的内周表面上形成的锤凸轮凹槽28和与这些凸轮凹槽25、28接合的球26。
锤24通常被弹簧23向前推进。在静止状态下，锤24通过球26和凸轮凹槽25、28的接合而位于与砧30的端面隔开的位置处。各个凸出部分(未示出)对称地分别形成在锤24和砧30的旋转面上的彼此相对的两个位置中。
随着主轴27被旋转驱动，主轴的旋转经由凸轮机构传递到锤24。此时，由于当锤24还未转到半转时锤24的凸出部分与砧30的凸出部分接合，使得砧30旋转。但是，在此时由于接合反作用力而在主轴27和锤24之间出现相对旋转的情况下，即在将大负载施加于砧30(前端工具)并且因此砧30被锁住使得锤24和砧30不能一体旋转的情况下，锤24在沿着凸轮机构的主轴凸轮凹槽25压缩弹簧23的同时，开始向电机3的方向后退。此外，当接合反作用力(负载)很小时，锤24和砧30的突出部分彼此接合并且一体旋转，从而成为钻子模式。
由于通过锤24的后退移动，锤24的凸出部分越过砧30的凸出部分，因此在这些凸出部分之间的接合被释放，除了通过主轴27的旋转力以外，还通过凸轮机构的动作和积聚在弹簧23中的弹性能量，锤24在旋转方向上以及前进方向上快速加速。另外，锤24通过弹簧23的推进力在前进方向上移动并且锤24的凸出部分再次与砧30的凸出部分接合。从而，使锤开始与砧一体旋转。此时，由于强大的旋转打击力被施加给砧30，因此旋转打击力经由安装在砧30的安装孔30a上的前端工具(未示出)传递给螺钉。之后，重复执行相同的操作，因此旋转打击力被间歇并且重复地从前端工具传递到螺钉。从而，螺钉可以被旋入要被紧固的组件(例如，诸如木头)(未示出)中。因此，当接合反作用力(负载)很大时，锤24适用于打击砧30以间歇地传递旋转打击力，从而成为打击模式。灯51照射前端工具和将被紧固的组件的前端。
图2为示出了图1中所示的电动工具1中的电机3的驱动控制系统的配置的框图。在本实施例中，由交流电源39(如商用电源)提供的电压通过整流电路40被转换为(例如)全波整流波，并且被提供给逆变器电路47(作为没有平流电容器的电机驱动电路)。举例而言，电机3为三相无刷电机。电机3是所谓的内转子型的电机并且包括转子3a、定子、和三个位置检测元件42。转子3a包括具有多组(在本实施例中为两组)N-极和S-极的转子磁铁3d。定子包括定子核心3b和由星形连接的三相定子绕线U、V、W组成的定子线圈3c。三个位置检测元件42以预定的间隔(例如，60°角)排列在圆周方向上以检测转子3a的旋转位置。基于来自于位置检测元件42的旋转位置检测信号来控制流向定子绕线U、V、W的电流流动的方向和时间，因此电机3旋转。位置检测元件42设置在逆变器电路板4上的与转子3a相对的位置处。
装载在逆变器电路板4上的电子元件包括被连接以形成三相桥的诸如FET(场效应晶体管)之类的六个开关元件5(Q1至Q6)。被连接以形成三相桥的六个开关元件Q1至Q6中的每个栅极均连接至装载在控制电路板8上的控制信号输出电路46。并且，它们的每个漏极或每个源极连接至星形连接的定子绕线U、V和W上。从而，六个开关元件Q1至Q6根据由控制信号输出电路46输入的开关元件驱动信号(H1至H6)来执行开关操作。通过这种方式，施加给逆变器电路47的电压(全波整流波)作为三相(U相、V相和W相)电压Vu、Vv和Vw提供给定子绕线U、V、W。
在用于驱动每个开元元件的栅极的开关元件驱动信号(三相信号)中，用于驱动下侧开关元件Q4、Q5和Q6的栅极的开关元件驱动信号被提供为脉冲宽度调制信号(PWM信号)H4、H5和H6。装载在控制电路板8上的运算部分41根据扳机开关6的扳动操作量(冲程)来改变PWM信号的脉冲宽度(占空比)以调节电机3的电源供应量，从而控制电机3的启动/停止和转速。
此处，PWM信号可以提供给逆变器电路47的上侧开关元件Q1至Q3或其下侧开关元件Q4至Q6。开关元件Q1至Q3或开关元件Q4至Q6在高速下开关。因此，可以控制提供给每个定子绕线U、V、W的电力。此外，在本实施例中，由于为下侧开关元件Q4至Q6提供PWM信号，因此能够通过控制PWM信号的脉冲宽度来调节提供给每个定子绕线U、V、W的电力。此外，控制提供给每个定子绕线U、V、W的电力，由此可以控制电机3的转速。此外，开关元件5(Q1至Q6)设置在逆变器电路板4上的与进气口17相对的位置上。各开关元件由于高速开关而产生热但可以被有效地冷却。
电动工具1配备有用于切换电机3的旋转方向的正向/反向切换杆10。每当正向/反向切换杆10的改变被检测到时，旋转方向设定电路50切换电机的旋转方向，并且将其控制信号传输至运算部分41。运算部分41为微型计算机。虽然在图中未示出，但运算部分41包括：根据处理程序和数据来输出驱动信号的中央处理单元(CPU)、用于存储处理程序和控制数据的ROM、用于临时存储数据的RAM、以及计时器等。
基于旋转方向设定电路50和转子位置检测电路43的输出信号，控制信号输出电路46根据运算部分41的控制来产生驱动信号以用于选择性地开关预定的开关元件Q1至Q6。因此，电流选择性地为预定的定子绕线U、V、W的线圈通电并且由此使得转子3a沿着设定旋转方向旋转。在此情况下，基于施加电压设定电路49的输出控制信号，来输出将施加于下侧开关元件Q4至Q6的驱动信号以作为PWM调制信号。通过电流检测电路48来测量提供给电机3的电流(流过电阻Rs的电流)的值，随后将测量值反馈给运算部分41，由此将提供给电机的驱动功率调节为设定值。PWM信号可以被施加给上侧开关元件Q1至Q3。
在下文中，将描述本实施例中的单发模式功能。单发模式功能是指在打击开始后通过预定次数的打击来停止电机从而稳定紧固转矩的功能。关于单发模式功能，运算部分41包括校正参数导出部分411、转数检测部分412和转数状况确定部分413。校正参数导出部分411根据电压检测电路52的输出信号来确定提供给逆变器电路47的全波整流波的电压峰值、频率和相位，并且导出(计算)校正参数(将在以下描述)。在本实施例中，为了消除在执行单发模式功能时由提供给逆变器电路47的电压的脉动而带来的电机3的转数变化，提出了以下三个方法。
方法1.引入变化的转数阈值
在本方法中，通过校正参数导出部分411导出的校正参数是用于导出变化的转数阈值的参数，该变化的转数阈值同步地随提供给逆变器电路47的电压(全波整流波)的脉动而变化。举例而言，校正参数包括变化的转数阈值的中值、幅度、频率、相位等。在导出校正参数时，可以采用在打击开始前的电机3的转矩和转数(脉动的峰值、最小值、频率、相位等)。通过电流检测电路48中的电流测量值来确定转矩。转数测量部分412基于转子位置检测电路43的输出信号来确定转数。该转数为临时性转数，该临时性转数由每个非常短的单位时间内的转数(或旋转角度)所确定(这同样适用于下文)。
转数状况确定部分413比较变化的转数阈值(通过在校正参数导出部分411中导出的校正参数来改变)和电机3的转数(在转数检测部分412中检测到)，并且确定电机3的转数是否降至变化的转数阈值之下。当电机3的转数N次(N为大于或等于2的整数)降至变化的转数阈值之下时，运算部分41停止电机3(控制信号输出电路46关闭开关元件Q1至Q6)。通过以下方法来执行N次的计数：每当电机3的转数由不小于变化的转数阈值的值变为小于变化的转数阈值的值时次数加1，而当小于变化的转数阈值的状态持续时次数不增加。
图3为示出了本实施例的方法1中的电动工具1的操作的示意性流程图。
当扳机6a被用户扳动时，以钻子模式开始紧固螺钉，其中通过电机3的旋转来持续旋转前端工具(图3中S1)。在钻子模式的执行过程中，校正参数导出部分411计算校正参数(图3中S3)。同时，在提供商用电源之后并且在开始以钻子模式紧固螺钉之前，校正参数导出部分411可以确定提供给逆变器电路47的电压的峰值、频率和相位，并且计算在开始以钻子模式紧固螺钉之前的校正参数。当螺钉的紧固以钻子模式进行时，螺钉被座接(seated)并且转矩增加。当转矩变得大于预定值时，钻子模式转移为打击模式(图3中S5)。在打击模式中，通过使用电机3的旋转的旋转打击力来旋转前端工具。在执行打击模式的过程中，转数状况确定部分413比较变化的转数阈值(其通过在校正参数导出部分411中导出的校正参数和在转数检测部分412中检测到的电机3的转数来改变)，并且确定电机3的转数是否降至变化的转数阈值之下。此处，当在转数检测部分412中检测到的电机3的转数3次降至变化的转数阈值之下时(图3中S7)，停止电机3(图3中S9)。
图4A为本实施例的方法1中驱动电压(提供给逆变器电路47的电压)的波形图，图4B为同时示出了在本实施例的方法1中在开始打击之前和之后电机3的转数和变化的转数阈值随时间变化的转数曲线。图4A中的波形和图12中的波形相同。
如图4B所示，在本实施例中，转数阈值通过在校正参数导出部分411中导出的校正参数而随时间变化。此处，变化的转数阈值以正弦形式变化。使变化周期适于与提供给逆变器电路47的全波整流波的脉动周期相同。此外，全波整流波的波峰(转数的脉动的波峰)与变化的转数阈值的波峰、以及全波整流波的波谷(转数的脉动的波谷)与变化的转数阈值的波谷适于随着时间的变化而彼此大致一致。即，由于全波整流波的变化与转数的变化大致协同，因此转数阈值以正弦形式变化以便与在(以钻子模式)打击开始之前的转数的变化协同。校正参数导出部分411根据全波整流波的峰值、以及在执行钻子模式期间电机3的转矩和转数中的至少一个来确定变化的转数阈值的变化范围(幅度)。举例而言，全波整流波的峰值与变化的转数阈值的变化范围(幅度)之间具有比例关系，并且通过在执行钻子模式期间电机3的转矩(电流)来改变其比例常量。在此情况下，存在正相关关系，其中当电机3的转矩(电流)增加时，比例常量同样增加。
具体地，参考图5的流程图来进行描述。电动工具1的电源插头被用户连接至商用电源(S30)。交流电源39的输入电压(电源电压)通过整流电路40被转换为全波整流波，并且被提供给逆变器电路47。此时，通过电压检测电路52检测到全波整流波的电压。根据电压检测电路52的输出信号，运算部分41根据图4A中所示的全波整流波来确定(检测)提供给逆变器电路47的全波整流波的电压峰值、频率(各电压峰值之间的周期)以及峰值定时(相位)(S31)。在电源插头连接至商用电源的状态下(即，在电机3停止的状态下)执行S31的过程。
随后，当用户操作扳机6a时(S32)，运算部分41(校正参数导出部分411)根据在S31(S33)中检测到的参数(电压峰值、周期和相位)来确定变化的转数阈值(通过转数状况确定部分413将变化的转数阈值与在转数检测部分412中检测到的电机3的转数进行比较)并且驱动电机3(S34)。
因此，虽然电机3的转数由于输入电压的脉动影响而进行脉动，但由于转数阈值的脉动与输入电压的脉动一致，因此能够精确地检测打击(S35)。
根据本方法，可以获得以下效果。
由于变化的转数阈值跟随全波整流波的波谷降低，因此相比于转数阈值为常数的情况，这种情况下能够减小由于全波整流波的波谷导致的转数的降低被错误的检测为由于打击导致的转数的降低的可能性。即，能够减小全波整流波的波谷对转数的降低的影响。此外，由于变化的转数阈值跟随全波整流波的波峰提高，因此能够减小由全波整流波的波峰和打击时间的匹配而导致的由打击产生的旋转变化(即转数的降低)被忽略的可能性。即，能够减小全波整流波的波峰对转数的提高的影响。具体地，当确定电机3的转数是否满足预定状况时，可以减小逆变器电路47的供应电压(电力)的脉动对电机3的转数变化的影响。因此，可以精确地执行单发模式功能(即，在打击模式中，电机3可以在精确的打击定时上停止)，使得能够提高最终螺钉紧固转矩的精确度。例如，能够防止螺钉的过紧或过松。
此外，相对于每次均采用相同的转数阈值的情况，在根据钻子模式中紧固螺钉期间电机3的转矩和转数以及逆变器电路47的供应电压中的至少一个来计算转数阈值的情况下，能够根据材料的性质来确定转数阈值的平均值(中值)或变化范围。此外，在钻子模式中紧固螺钉期间电机3的转数的负载变化相对于打击模式来说很小。因此，在打击模式中，根据钻子模式中电机3的转数的负载变化或空载状况来改变转数阈值，可以达到消除在钻子模式中电机3的转数的变化量(即，由全波整流波的变化导致的电机的转数的变化)的效果。因此，能够执行精确的打击检测。
方法2引入校正后的转数
在这种情况中，主要描述方法1和方法2之间的差异，而它们之间的共同点的描述均被省略。不同于转数阈值会改变的方法1，在方法2中转数阈值并不改变。根据方法2，在转数检测部分412中检测到的电机3的转数在与转数阈值比较之前就被校正参数所校正。具体地，在方法2中，通过校正参数导出部分411导出的校正参数是用于导出转数校正量(与提供给逆变器电路47的电压的脉动同步改变的转数校正量)以校正在转数检测部分412中检测到的电机3的转数的参数。举例而言，校正参数包括转数校正量的中值、幅度、频率和相位。转数校正量可以为由在转数检测部分412中检测到的电机3的转数进行添加或减去的转数，或可以为与在转数检测部分412中检测到的电机3的转数进行相乘的校正因子。
图3中示出的方法1的流程图可以类似地应用至方法2，但其中校正参数的内容不同。在打击模式的执行期间，转数状况确定部分413比较校正后的转数(通过转数校正量对电机3的转数进行校正而获得)和转数阈值，并且确定校正后转数是否降至转数阈值之下(图3中S7)。在这种情况下，当校正后转数3次降至转数阈值之下时(图3中S7)，停止电机3(图3中S9)。转数阈值可以为不随时间变化的常数。
图6A为本实施例的方法2中驱动电压(提供给逆变器电路47的电压)的波形图，图6B为示出了在方法2中转数校正量随时间变化的曲线，图6C为示出了提供至逆变器电路47的电压的峰值和转数校正量的峰值之间的关系的特性图(当电流很大时和电流很小时)。图6A的波形和方法1中图4A中的波形相同。如图6B所示，在本实施例中，转数校正量随时间变化。此处，转数校正量以正弦形式变化。转数校正量的变化周期适于与提供给逆变器电路47的全波整流波的脉动周期相一致。此外，全波整流波的波峰与转数校正量的波谷、以及全波整流波的波谷与转数校正量的波峰随着时间的变化适于彼此基本一致。其原因如下，由于电机3的转数和全波整流波的变化大致同步(由于全波整流波的波峰与转数的波峰、以及全波整流波的波谷与转数的波谷彼此大致一致)，因此通过在转数较高时(在波峰上)使转数校正量较低(在波谷中)并且在转数较低时(在波谷中)使转数校正量较高(在波峰上)，从而能够消除全波整流波的变化的影响。因此，与电机3的转数相比，由提供给逆变器电路47的电压(电力)的脉动导致的校正后转数的变化减小。校正参数导出部分411根据全波整流波的峰值、以及在执行钻子模式期间电机3的转矩和转数中的至少一个来确定转数校正量的变化范围(幅度)。举例而言，如图6C所示，全波整流波的峰值与转数校正量的变化范围(幅度)之间具有比例关系，并且通过在执行钻子模式期间电机3的转矩(电流)来改变该比例关系的比例常量。在此情况下，存在正相关关系，其中当电机3的转矩(电流)增加时，比例常量也增加。
根据本方法，可以获得以下效果。
由于转数校正量跟随全波整流波的波谷而提高，因此相比于在转数检测部分412中检测到的电机3的转数未被校正即被采用的情况，这种情况下能够减小由于全波整流波的波谷导致的转数的降低被错误的检测为由于打击导致的转数的降低的可能性。即，能够减小全波整流波的波谷对转数的降低的影响。此外，由于转数校正量跟随全波整流波的波峰降低，因此能够减小由全波整流波的波峰和打击时间的匹配而导致的由打击产生的旋转变化(即转数的降低)被忽略的可能性。即，能够减小全波整流波的波峰对转数的提高的影响。具体地，当确定电机3的转数是否满足预定状况时，可以减小逆变器电路47的供应电压(电力)的脉动对电机3的转数变化的影响。因此，可以精确地执行单发模式功能(即，在打击模式中，电机3可以在精确的打击定时上停止)，使得能够提高最终螺钉紧固转矩的精确度。例如，能够防止螺钉的过紧或过松。
图7A为示出了电机3的转数(校正前)随时间变化的曲线。图7B为示出了在通过转数校正量仅校正了提供给逆变器电路47的电压的脉动的影响的情况下校正后转数随时间变化的曲线。图7C为示出了在通过转数校正量不仅校正了提供给逆变器电路47的电压的脉动的影响、还校正了负载变化的影响的情况下校正后转数随时间变化的曲线(理想波形)。当与图7A中所示的校正前的转数相比时，在图7B中所示的校正后转数中除打击之外的其他因素导致的变化减小了。但是，负载变化(转矩变化)导致的旋转变化仍然存在。因此，在本方法2中，除了考虑提供给逆变器电路47的电压的峰值、频率和相位以外，还通过进一步考虑在钻子模式的执行期间电机3的转矩(电流)变化的峰值、频率和相位，从而导出转数校正量。通过这种方法，与仅校正了提供给逆变器电路47的电压中脉动的影响的情况相比，该波形能够进一步接近于图7C中示出的理想波形。因此，可以精确地执行单发模式功能。同时，在图7B中，在打击开始前降低转数。其原因为螺钉被座接时负载增加。
具体地，参考图8的流程图来进行描述。通过用户将电动工具1的电源插头连接至商用电源(S40)。交流电源39的输入电压(电源电压)被整流电路40转换为全波整流波，并且被提供给逆变器电路47。此时，通过电压检测电路52检测全波整流波的电压。根据电压检测电路52的输出信号，运算部分41由图6A中所示的全波整流波来确定(检测)提供给逆变器电路47的全波整流波的电压峰值、频率(各电压峰值之间的周期)以及峰值定时(相位)(S41)。在电源插头连接至商用电源的状态下(即，在电机3停止的状态下)执行S41的过程。
随后，当用户操作扳机6a时(S42)，运算部分41(转数检测部分412)检测电机3的转数(S43)。可选择的，通过电流检测电路48检测电流。当扳机6a被操作时，电机3在钻子模式中被激活和驱动(S44)。在钻子模式中，由于根据在S41(S45)中检测的参数(电压峰值、周期和相位)来校正由输入电压的脉动导致的转数的脉动(如图6B中所示)，因此能够抑制由输入电压的脉动导致的转数的脉动(如图7B中所示)。此外，当转数校正量(峰值)(即校正量的变化范围)根据比例常量乘以电压峰值的公式而变化时(如图6C中所示)，也能够抑制由负载变化导致的转数的脉动(如图7C中所示)。此处，比例常量根据转矩(负载电流)而变化。
因此，由输入电压的脉动导致的电机3的转数的脉动可以被校正。由此，由于在从钻子模式转移到打击模式时转数已经被校正，因此能够精确地检测打击(S46)。
此外，相对于每次均采用相同的转数校正量的情况，在根据钻子模式中紧固螺钉期间电机3的转矩和转数以及逆变器电路47的供应电压中的至少一个来计算转数校正量的情况下，能够根据材料的性质来确定转数校正量的平均值(中值)或变化范围。
方法3占空比的校正
在这种情况中，主要描述方法1、2和方法3之间的差异，而它们之间的共同点的描述均被适当地省略。在方法3中，在转数检测部分412中检测到的电机3的转数并不被校正，但是电机3的实际转数的脉动被减小。转数阈值也不被校正。具体地，在本方法3中，通过校正参数导出部分411导出的校正参数是用于导出占空比校正量(与提供给逆变器电路47的电压的脉动同步改变的占空比校正量)以校正通过用户对扳机开关6的扳机操作量(冲程)所确定的占空比(在逆变器电路47的每个开关元件中接通时间的百分比)的参数。举例而言，校正参数包括占空比校正量的中值、幅度、频率和相位。占空比校正量可以为从通过扳机操作量确定的占空比进行添加或减去的校正量，或可以为与通过扳机操作量确定的占空比进行相乘的校正因子。
图3中示出的方法1的流程图可以类似地应用至方法3，但其中校正参数的内容不同。当计算校正参数时(图3中S3)，通过校正后的占空比(该校正后的占空比通过校正由扳机操作量确定的占空比而获得)来控制逆变器电路47并且旋转驱动电机3。同时，在校正参数导出部分411确定在钻子模式期间在提供商用电源之后和开始紧固螺钉之前提供给逆变器电路47的电压的峰值、频率、和相位以及计算在钻子模式下在开始紧固螺钉之前计算校正参数的情况下，逆变器电路47从一开始即通过校正后的占空比来控制。在打击模式的执行期间，转数状况确定部分413比较在转数检测部分412中检测到的电机3的转数与转数阈值，并且确定电机3转数是否降至转数阈值之下。在这种情况下，当电机3的转数3次降至转数阈值之下时(图3中S7)，停止电机3(图3中S9)。转数阈值可以为不随时间变化的常数。
图9A为本实施例的方法3中驱动电压(提供给逆变器电路47的电压)的波形图，图9B为示出了在方法3中占空比校正量随时间变化的曲线，图9C为示出了提供至逆变器电路47的电压的峰值和占空比校正量的峰值之间的关系的特性图(当扳机扳动量很大时和扳机扳动量很小时)。图9A的波形和方法1中图4A的波形相同。如图9B所示，在本实施例中，占空比校正量随时间变化。此处，占空比校正量以正弦形式变化。占空比校正量的变化周期适于与提供给逆变器电路47的全波整流波的脉动周期一致。此外，全波整流波的波峰与占空比校正量的波谷、以及全波整流波的波谷与占空比校正量的波峰适于随着时间的变化而彼此基本一致。其原因如下，由于电机3的转数和全波整流波的变化大致同步(由于全波整流波的波峰与转数的波峰、以及全波整流波的波谷与转数的波谷彼此大致一致)，因此通过在转数较高时(在波峰上)使占空比(占空比校正量)较低(在波谷中)并且在转数较低时(在波谷中)使占空比(占空比校正量)较高(在波峰上)，从而能够消除全波整流波的变化的影响。因此，与由校正前的占空比驱动时电机3的转数相比，由校正后的占空比驱动时由提供给逆变器电路47的电压(电力)的脉动导致的电机3的转数的变化减小。校正参数导出部分411根据全波整流波的峰值、在执行钻子模式期间电机3的转矩和转数、以及扳机操作量中的至少一个来确定占空比校正量的变化范围(幅度)。举例而言，如图9C所示，全波整流波的峰值与占空比校正量的变化范围之间具有比例关系，并且通过扳机操作量(扳动量)来改变该比例关系的比例常量。在此情况下，存在正相关关系，其中当扳机操作量增加时，比例常量也增加。此外，可以存在正相关关系，其中在执行钻子模式期间电机3的转矩(电流)增加时，占空比校正量也增加。根据方法3，如图7B和7C所示，类似于方法2，能够在没有全波整流波的变化的影响下驱动电机3。
具体地，参考图10的流程图来进行描述。通过用户将电动工具1的电源插头连接至商用电源(S50)。交流电源39的输入电压(电源电压)被整流电路40转换为全波整流波，并且被提供给逆变器电路47。此时，通过电压检测电路52检测全波整流波的电压。根据电压检测电路52的输出信号，运算部分41由图9A中所示的全波整流波来确定(检测)提供给逆变器电路47的全波整流波的电压峰值、频率(各电压峰值之间的周期)以及电压峰值定时(相位)(S51)。在电源插头连接至商用电源的状态下(即，在电机3停止的状态下)执行S51的过程。
随后，当用户操作扳机6a时(S52)，运算部分41(校正参数导出部分411)根据在S51(S53)中检测的参数(电压峰值、周期和相位)来确定逆变器电路47的开关元件Q1至Q6的PWM信号中的占空比的校正值。例如，如图9C中所示，根据比例常量乘以电压峰值的公式来确定占空比校正量(峰值)(即校正量的变化范围)。此处，比例常量根据扳机6a的操作量而变化。
在确定了占空比的校正值之后，运算部分41通过经由控制信号输出电路46的预定PWM的占空比来执行逆变器电路47的开关元件Q1至Q6的开关控制，并且因此驱动电机3(S54)。这些过程在钻子模式(其中锤24与砧30的突出部分彼此接合并且一体地旋转)中执行。
当在S54中电机3被驱动时，运算部分4通过在S53中确定的占空比的校正值来校正PWM占空比(S55)。结果，能够校正由输入电压的脉动导致的电机3的转数的脉动。因此，由于在从钻子模式转移为打击模式时PWM占空比已经被校正，因此能够精确地检测打击(S56)。
根据本方法，可以获得以下效果。
由于占空比校正量跟随全波整流波的波谷而提高，因此相比于通过校正前的占空比来驱动电机情况，这种情况下能够减小或消除由于全波整流波的波谷导致的电机3的转数的减少、因此能够减小由于全波整流波的波谷导致的转数的降低被错误地检测为由于打击导致的转数的降低的可能性。此外，由于占空比校正量跟随全波整流波的波峰而降低，因此能够减小或消除由于全波整流波的波峰导致的电机3的转数的增加、并且由此能够减小由全波整流波的波峰和打击时间的匹配而导致的由打击产生的旋转变化(即转数的降低)被忽略的可能性。因此，可以精确地执行单发模式功能(即，在打击模式中，电机3可以在精确的打击定时上停止)，使得能够提高最终螺钉紧固转矩的精确度。例如，能够防止螺钉的过紧或过松。
此外，相对于每次均采用相同的占空比校正量的情况，在根据钻子模式中紧固螺钉期间电机3的转矩和转数以及逆变器电路47的供应电压中的至少一个来计算占空比校正量的情况下，能够根据材料的性质来确定占空比校正量的平均值(中值)或变化范围。
如上所述，根据本实施例，新引入了校正参数并且因此能够减小提供给逆变器电路47的电压的脉动对电机3的转数变化的影响。因此在交流电源39和电机3之间不设置平流电容器或设置具有容量很小的平流电容器的配置可以被采用，并且由此在最小化和降低成本方面具有优势。
虽然已经结合本发明的特定实施例进行了描述，但是对本领域技术人员而言显而易见的是在不脱离本发明的情况下可以对本发明做出各种改变和修改。以下将描述一种修改。
校正参数(变化的转数阈值、校正后的转数和校正后的占空比)的变化并不限于正弦形式，而可以为三角波形式或全波整流波形式。
可以在交流电源39和电机3之间提供平流电容器。同样在此情况下，能够减小电机3的转数变化的剩余脉动的影响。在本实施例中，由于通过电机的转数的变化来检测打击模式中的打击数，因此在打击模式中不执行用于消除电机的转数的变化的反馈控制。其原因在于当执行反馈控制时转数的变化也被校正，并且由此不可能检测到打击数。
此外，虽然在本实施例中采用逆变器电路作为电机驱动电路，还可以采用电机和开关元件(FET等)串联布置并且通过接通或断开开关元件以驱动电机的电机驱动电路以代替逆变器电路。此外，虽然在本实施例中由商业电源提供的电力来操作电动工具，但也可以采用直流电源或其他电源以代替商用电源，只要向电机驱动电路的输入电压是变化的即可。
此外，虽然在本实施例中描述了冲击式扳手(作为电动工具)的打击检测作为示例，但本发明可以应用于如下的电动工具：其中，在输入到电机驱动电路的电压发生脉动的情况下，能够不受脉动的影响而精确地驱动电机，而不用考虑打击检测。因此，本发明可以应用于诸如起子钻机、锤钻、圆锯和割草机等各种电动工具。例如，对于在其中通过电机的转数变化来检测负载状况的电动工具，本发明是有效的。
本发明提供了以下示例性、非限制性的方面：
(1)根据第一方面，提供了一种电动工具，其中脉动输入电压被输入至电机的驱动电路，其特征在于，所述电动工具包括：控制部分，其被配置为根据输入至所述驱动电路的输入电压的脉动来改变从所述驱动电路提供给电机的输出功率或输出电压。
(2)根据第二方面，提供了一种根据第一方面的电动工具，其中，所述控制部分被配置为改变从所述驱动电路提供给所述电机的输出功率或输出电压，以使其与所述输入电压的脉动周期实质上同步。
(3)根据第三方面，提供了一种根据第一方面的电动工具，其中，所述驱动电路包括开关元件，以及其中，所述控制部分被配置为根据所述输入电压的脉动来控制所述开关元件。
(4)根据第四方面，提供了一种根据第三方面的电动工具，其中，所述控制部分被配置为利用PWM信号来控制所述开关元件，并且根据所述输入电压的脉动来改变所述PWM信号的占空比。
(5)根据第五方面，提供了一种电动工具，其被配置为利用由AC电源提供的电力来操作，所述电动工具包括：电机；电机驱动电路，其被配置为驱动所述电机；控制部分，其被配置为控制所述电机驱动电路；以及旋转速度检测单元，其被配置为检测所述电机的旋转速度，其特征在于，所述控制部分包括：PWM控制单元，其被配置为利用PWM信号来控制电机驱动电路的开关元件；校正参数产生单元，其被配置为产生校正参数，所述校正参数用于改变所述PWM信号的占空比以减小由提供给所述电机驱动电路的电压的脉动导致的所述电机的旋转速度的变化；以及旋转速度状况确定单元，其被配置为确定由旋转速度检测单元检测到的电机的旋转速度是否满足预定状况。
(6)根据第六方面，提供了一种根据第五方面的电动工具，其中，所述校正参数产生单元被配置为基于提供给所述电机驱动电路的电压的频率和相位来导出所述校正参数。
(7)根据第七方面，提供了一种根据第五方面的电动工具，其中，所述PWM信号的占空比的变化范围被配置为当提供给所述电机驱动电路的电压的幅值变大时通过所述校正参数而增大。
(8)根据第八方面，提供了一种根据第五方面的电动工具，其中，所述PWM信号的占空比的变化范围被配置为当用户使输入部分的操作量变大时通过所述校正参数而增大。
(9)根据第九方面，提供了一种根据第五方面的电动工具，其中，所述旋转速度状况确定单元被配置为确定由所述旋转速度检测单元检测到的电机的旋转速度是否落在阈值旋转速度之下，以及其中，所述控制部分被配置为当由旋转速度检测单元检测到的电机的旋转速度落在所述阈值旋转速度之下的确定次数不少于预定次数时使电机停止。
(10)根据第十方面，提供了一种根据第五方面的电动工具，还包括旋转传递机构，该旋转传递机构被配置为将所述电机的旋转传递给前端工具，其中所述旋转传递机构被配置为在以下模式中操作：钻子模式，其中所述前端工具通过所述电机的旋转而持续地旋转，以及打击模式，其中所述前端工具在所述电机的扭矩超过预定值时利用所述电机的旋转通过旋转打击力而旋转；以及其中所述校正参数产生单元被配置为在电源接通之后或在所述钻子模式的执行期间导出所述校正参数。
(11)根据第十一方面，提供了一种根据第五方面的电动工具，还包括整流电路，该整流电路被配置为对所述交流电源提供的电力进行整流、并且将整流后的电力提供给所述电机驱动电路。
(12)根据第十二方面，提供了一种根据第五方面的电动工具，其中在所述交流电源和所述电机之间不设置平流电容器。
(13)根据第十三方面，提供了一种采用电动工具的紧固方法，该方法包括：钻子模式步骤，其中，通过利用脉动驱动电压来使电机旋转从而使前端工具持续旋转，从而通过所述前端工具来拧紧紧固构件；校正参数导出步骤，其中，在电源被接通之后或在所述钻子模式步骤期间，导出校正参数，所述校正参数用于改变用于驱动电机驱动电路的开关元件的PWM信号的占空比，以减少由驱动电压的脉动导致的所述电机的旋转速度的变化；打击模式步骤，其中，在所述钻子模式步骤之后，利用所述电机的旋转通过旋转打击力来使所述前端工具旋转，从而通过所述前端工具进一步拧紧所述紧固构件；以及旋转速度状况确定步骤，其中，在所述打击模式步骤期间，确定所述电机的旋转速度是否满足预定状况，其中，在所述校正参数导出步骤中基于提供给所述电机驱动电路的电压的频率和相位来导出所述校正参数。
(14)根据第十四方面，提供了一种根据第十三方面的紧固方法，其中当确定所述电机的旋转速度满足所述预定状况的次数不小于预定次数时，使所述电机停止旋转。
本申请要求于2012年3月29日提交的日本专利申请No.2012-077319的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
工业实用性
根据本发明的一个方面，提供了一种电动工具，该电动工具可以减小由提供给电机驱动电路的电压的脉动导致的电机转数的变化。

Claims (14)

1.一种电动工具，其中脉动输入电压被输入至电机的驱动电路，
其特征在于，所述电动工具包括：
控制部分，其被配置为根据输入至所述驱动电路的输入电压的脉动来改变从所述驱动电路提供给电机的输出功率或输出电压。
2.根据权利要求1所述的电动工具，
其中，所述控制部分被配置为改变从所述驱动电路提供给所述电机的输出功率或输出电压，以使其与所述输入电压的脉动周期实质上同步。
3.根据权利要求1所述的电动工具，
其中，所述驱动电路包括开关元件，以及
其中，所述控制部分被配置为根据所述输入电压的脉动来控制所述开关元件。
4.根据权利要求3所述的电动工具，
其中，所述控制部分被配置为利用PWM信号来控制所述开关元件，并且根据所述输入电压的脉动来改变所述PWM信号的占空比。
5.一种电动工具，其被配置为利用由交流电源提供的电力来操作，所述电动工具包括：
电机；
电机驱动电路，其被配置为驱动所述电机；
控制部分，其被配置为控制所述电机驱动电路；以及
旋转速度检测单元，其被配置为检测所述电机的旋转速度，
其特征在于，所述控制部分包括：
PWM控制单元，其被配置为利用PWM信号来控制电机驱动电路的开关元件；
校正参数产生单元，其被配置为产生校正参数，所述校正参数用于改变所述PWM信号的占空比以减小由提供给所述电机驱动电路的电压的脉动导致的所述电机的旋转速度的变化；以及
旋转速度状况确定单元，其被配置为确定由旋转速度检测单元检测到的电机的旋转速度是否满足预定状况。
6.根据权利要求5所述的电动工具，
其中，所述校正参数产生单元被配置为基于提供给所述电机驱动电路的电压的频率和相位来导出所述校正参数。
7.根据权利要求5所述的电动工具，
其中，所述PWM信号的占空比的变化范围被配置为当提供给所述电机驱动电路的电压的幅值变大时通过所述校正参数而增大。
8.根据权利要求5所述的电动工具，
其中，所述PWM信号的占空比的变化范围被配置为当用户使输入部分的操作量变大时通过所述校正参数而增大。
9.根据权利要求5所述的电动工具，
其中，所述旋转速度状况确定单元被配置为确定由所述旋转速度检测单元检测到的电机的旋转速度是否落在阈值旋转速度之下，以及
其中，所述控制部分被配置为当由旋转速度检测单元检测到的电机的旋转速度落在所述阈值旋转速度之下的确定次数不少于预定次数时使电机停止。
10.根据权利要求5所述的电动工具，还包括旋转传递机构，该旋转传递机构被配置为将所述电机的旋转传递给前端工具，
其中所述旋转传递机构被配置为在以下模式中操作：
钻子模式，其中所述前端工具通过所述电机的旋转而持续地旋转，以及
打击模式，其中所述前端工具在所述电机的扭矩超过预定值时利用所述电机的旋转通过旋转打击力而旋转；以及
其中所述校正参数产生单元被配置为在电源接通之后或在所述钻子模式的执行期间导出所述校正参数。
11.根据权利要求5所述的电动工具，还包括整流电路，该整流电路被配置为对所述交流电源提供的电力进行整流、并且将整流后的电力提供给所述电机驱动电路。
12.根据权利要求5所述的电动工具，其中在所述交流电源和所述电机之间不设置平流电容器。
13.一种采用电动工具的紧固方法，该方法包括：
钻子模式步骤，其中，通过利用脉动驱动电压来使电机旋转从而使前端工具持续旋转，从而通过所述前端工具来拧紧紧固构件；
校正参数导出步骤，其中，在电源被接通之后或在所述钻子模式步骤期间，导出校正参数，所述校正参数用于改变用于驱动电机驱动电路的开关元件的PWM信号的占空比，以减少由驱动电压的脉动导致的所述电机的旋转速度的变化；
打击模式步骤，其中，在所述钻子模式步骤之后，利用所述电机的旋转通过旋转打击力来使所述前端工具旋转，从而通过所述前端工具进一步拧紧所述紧固构件；以及
旋转速度状况确定步骤，其中，在所述打击模式步骤期间，确定所述电机的旋转速度是否满足预定状况，
其中，在所述校正参数导出步骤中基于提供给所述电机驱动电路的电压的频率和相位来导出所述校正参数。
14.如权利要求13所述的紧固方法，
其中当确定所述电机的旋转速度满足所述预定状况的次数不小于预定次数时，使所述电机停止旋转。
CN201380018170.6A 2012-03-29 2013-03-29 电动工具及使用该电动工具的紧固方法 Active CN104245236B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012077319A JP5896143B2 (ja) 2012-03-29 2012-03-29 電動工具
JP2012-077319 2012-03-29
PCT/JP2013/060401 WO2013147323A2 (en) 2012-03-29 2013-03-29 Electric tool and fastening method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104245236A true CN104245236A (zh) 2014-12-24
CN104245236B CN104245236B (zh) 2017-02-22

Family

ID=48143618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380018170.6A Active CN104245236B (zh) 2012-03-29 2013-03-29 电动工具及使用该电动工具的紧固方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20150042246A1 (zh)
EP (1) EP2830832B1 (zh)
JP (1) JP5896143B2 (zh)
CN (1) CN104245236B (zh)
WO (1) WO2013147323A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110417330A (zh) * 2018-04-28 2019-11-05 南京德朔实业有限公司 电动工具

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5935983B2 (ja) * 2012-03-29 2016-06-15 日立工機株式会社 電動工具
US9314900B2 (en) 2013-10-18 2016-04-19 Black & Decker Inc. Handheld grinder with a brushless electric motor
US9762153B2 (en) 2013-10-18 2017-09-12 Black & Decker Inc. Cycle-by-cycle current limit for power tools having a brushless motor
DE102013224759A1 (de) * 2013-12-03 2015-06-03 Robert Bosch Gmbh Werkzeugmaschinenvorrichtung
CN105900468B (zh) * 2014-01-08 2019-11-26 华为技术有限公司 数据发送方法、通用业务实体及底层网络实体
JPWO2015129358A1 (ja) * 2014-02-28 2017-03-30 日立工機株式会社 作業工具
JP6304533B2 (ja) * 2014-03-04 2018-04-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 インパクト回転工具
JP6128037B2 (ja) 2014-03-28 2017-05-17 日立工機株式会社 電動工具
JP6345510B2 (ja) * 2014-06-30 2018-06-20 株式会社マキタ ナット締付け機
WO2016100879A1 (en) 2014-12-18 2016-06-23 Black & Decker Inc. Control scheme to increase power output of a power tool using conduction band and advance angle
US10050572B2 (en) 2014-12-19 2018-08-14 Black & Decker Inc. Power tool with electric motor and auxiliary switch path
DE102015200822A1 (de) * 2015-01-20 2016-07-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors eines Elektrowerkzeuges
EP3370924B1 (en) 2015-11-02 2021-05-05 Black & Decker Inc. Reducing noise and lowering harmonics in power tools using conduction band control schemes
JP6617918B2 (ja) * 2015-11-30 2019-12-11 工機ホールディングス株式会社 電動工具
US10814470B2 (en) 2016-03-05 2020-10-27 Koki Holdings Co., Ltd. Electrically powered tool
DE102016207690A1 (de) * 2016-05-04 2017-11-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ermittlung der Phasenströme einer elektrischen Maschine mit einem Stromrichter
JP6421835B2 (ja) * 2017-04-13 2018-11-14 工機ホールディングス株式会社 電動工具
DE102018201052A1 (de) 2018-01-24 2019-07-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Steuern einer Drehzahl eines Elektromotors eines Schraubwerkzeuges
EP3806273A1 (en) 2019-10-11 2021-04-14 Black & Decker Inc. Power tool receiving different capacity batttery packs
JP7178591B2 (ja) * 2019-11-15 2022-11-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 インパクト工具、インパクト工具の制御方法及びプログラム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6286609B1 (en) * 1999-12-10 2001-09-11 Black & Decker Inc. AC/DC chopper for power tool
US20020003045A1 (en) * 2000-07-08 2002-01-10 Hans-Werner Bongers-Ambrosius Electric hand tool implement with no-load stroke disconnection
US6479958B1 (en) * 1995-01-06 2002-11-12 Black & Decker Inc. Anti-kickback and breakthrough torque control for power tool
US20030127932A1 (en) * 1999-07-02 2003-07-10 Yosuke Ishida Portable motor powered device
CN201018444Y (zh) * 2006-11-30 2008-02-06 王鸿达 一种手持式电动工具用无刷电动机

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5060151A (en) * 1984-07-19 1991-10-22 Cymatics, Inc. Speed control for orbital shaker with reversing mode
JPH0871942A (ja) * 1994-09-07 1996-03-19 Semu Network:Kk 打撃型空気ドライバーのネジ締付完了の確認方法及びその確認装置
EP0856936B1 (en) * 1995-10-06 2004-05-06 Hitachi, Ltd. Motor controller
JP2001245462A (ja) * 1999-07-02 2001-09-07 Matsushita Electric Works Ltd 可搬式モーター動力装置とこれを備えた電動工具
JP2002127032A (ja) * 2000-10-26 2002-05-08 Matsushita Electric Works Ltd インパクト回転工具
JP2009083041A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Panasonic Electric Works Co Ltd インパクト回転工具
JP5071053B2 (ja) * 2007-11-01 2012-11-14 マックス株式会社 インパクトドライバ
JP5522504B2 (ja) 2008-09-29 2014-06-18 日立工機株式会社 電動工具
JP5403328B2 (ja) * 2009-02-02 2014-01-29 日立工機株式会社 電動穿孔工具
US8339077B2 (en) * 2009-10-08 2012-12-25 Microchip Technology Incorporated Slow speed operation of brushless direct current motors by gating pulse width modulation drive

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6479958B1 (en) * 1995-01-06 2002-11-12 Black & Decker Inc. Anti-kickback and breakthrough torque control for power tool
US20030127932A1 (en) * 1999-07-02 2003-07-10 Yosuke Ishida Portable motor powered device
US6286609B1 (en) * 1999-12-10 2001-09-11 Black & Decker Inc. AC/DC chopper for power tool
CN1311605C (zh) * 2000-03-16 2007-04-18 布莱克-德克尔公司 用于动力工具的有电线或无电线的系统和对该动力工具供电的方法
US20020003045A1 (en) * 2000-07-08 2002-01-10 Hans-Werner Bongers-Ambrosius Electric hand tool implement with no-load stroke disconnection
CN201018444Y (zh) * 2006-11-30 2008-02-06 王鸿达 一种手持式电动工具用无刷电动机

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110417330A (zh) * 2018-04-28 2019-11-05 南京德朔实业有限公司 电动工具
CN110405250A (zh) * 2018-04-28 2019-11-05 南京德朔实业有限公司 圆锯
CN110417325A (zh) * 2018-04-28 2019-11-05 南京德朔实业有限公司 电动工具
CN110417331A (zh) * 2018-04-28 2019-11-05 南京德朔实业有限公司 电动工具
CN110417325B (zh) * 2018-04-28 2021-11-19 南京德朔实业有限公司 电动工具
CN110417330B (zh) * 2018-04-28 2021-11-19 南京德朔实业有限公司 电动工具
CN110417331B (zh) * 2018-04-28 2021-11-19 南京德朔实业有限公司 电动工具
CN110405250B (zh) * 2018-04-28 2022-01-04 南京德朔实业有限公司 圆锯

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013147323A3 (en) 2014-04-17
US20150042246A1 (en) 2015-02-12
CN104245236B (zh) 2017-02-22
EP2830832A2 (en) 2015-02-04
JP2013202774A (ja) 2013-10-07
WO2013147323A2 (en) 2013-10-03
JP5896143B2 (ja) 2016-03-30
EP2830832B1 (en) 2020-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104220218B (zh) 电动工具及使用该电动工具的紧固方法
CN104245236A (zh) 电动工具及使用该电动工具的紧固方法
US11750124B2 (en) Low-speed sensorless brushless motor control in a power tool
US10322498B2 (en) Electric power tool
US8360166B2 (en) Rotary striking tool
JP6032289B2 (ja) インパクト工具
US8607892B2 (en) Rotary striking tool
CN102770243B (zh) 电动工具
US10411620B2 (en) Power tool
CN106103004A (zh) 电动工具
US12011810B2 (en) Technique for controlling motor in electric power tool
JP2022529427A (ja) パワーツールのためのセンサレスモータ制御
WO2021002120A1 (ja) インパクト工具
WO2020008666A1 (ja) 電動工具およびその制御方法、制御プログラム
CN113710425B (zh) 电动工具
WO2022083384A1 (zh) 电动工具
US20240051095A1 (en) Impact tool and control method
JP2016010844A (ja) 打撃作業機
WO2020217625A1 (ja) 電動工具
CN114448297A (zh) 电动工具
CN114448298A (zh) 电动工具
CN109842330A (zh) 一种单相无刷电机的控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: Machine holding company

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Hitachi Koki Company Limited