CN104582904A - 电动工具 - Google Patents

Abstract

一种电动工具包括壳体、电机、锤、砧、检测单元和控制器。电机容纳于壳体内。锤配置为通过电机而围绕在轴向方向上延伸的旋转轴线沿旋转方向旋转。砧配置为在被锤撞击时旋转。检测单元配置为检测在旋转方向和轴向方向上产生的撞击。控制器配置为基于检测单元的检测结果控制电机。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及一种电动工具，且尤其涉及一种输出旋转驱动力的电动工具。

背景技术

作为传统电动工具的例子的冲击扳手包括电机、通过电机旋转的主轴、通过主轴旋转的锤以及被锤撞击的砧。砧设置有可拆卸的钻头，以致通过该钻头将诸如螺栓的紧固件紧固至工件(例如，参考日本专利申请公开第2009-72888号)。

发明内容

问题的解决方案

然而，在对于坚硬工件的紧固操作中，由于在撞击砧时对于锤产生大的反作用力，因此锤显著地向后移动并且冲击主轴。该冲击导致锤和主轴暂时的相互锁住，因此锤和砧之间的撞击时刻与它们之间的正常撞击时刻有偏差。因此，锤的撞击力没有充分地传递给砧，这导致了撞击故障。一旦这种撞击故障发生，则该撞击故障接连地发生，这导致冲击扳手的紧固力下降、振动、噪声增加等等。

在传统的冲击扳手中，难以精确地检测到上述撞击故障并且迅速地消除所发生的撞击故障。鉴于上述，本发明的目的是提供能够迅速地消除撞击故障的电动工具。

为了实现上述及其他目的，本发明提供一种电动工具。该电动工具包括壳体、电机、锤、砧、检测单元和控制器。电机容纳于壳体内。锤配置为通过电机而围绕在轴向方向上延伸的旋转轴线沿旋转方向旋转。砧配置为在被锤撞击时旋转。检测单元配置为检测在旋转方向和轴向方向上产生的冲击。控制器配置为基于检测单元的检测结果控制电机。

通过这种配置，由于电动工具包括能够检测在旋转方向和轴向方向上的冲击的检测单元，因此可高精度的检测锤与砧之间的撞击状态。因此，可精确地检测锤与砧之间的撞击故障，并且控制器基于三轴加速度传感器的检测结果控制电机，以致可以迅速的消除撞击故障。

根据另一方面，本发明提供一种电动工具。该电动工具包括电机、锤、砧和检测单元。锤配置为通过电机而沿旋转方向旋转。锤可沿旋转方向旋转并且可在其轴向方向上移动。砧配置为在被锤撞击时旋转。检测单元配置为检测区别于在轴向方向上产生的撞击的在旋转方向上产生的撞击。

通过这种配置，检测单元可检测在锤的旋转方向上的撞击，同时把锤的旋转方向上的撞击与其轴向方向上的撞击区别开。因此，可以在把凸轮端冲击与预击打和过冲击区别开的同时执行检测。这能够详细的掌握发生在电动工具中的撞击故障的状态。

仍根据另一方面，本发明提供一种电动工具。该电动工具包括壳体、电机、锤、砧、三轴加速度传感器和控制器。电机容纳于壳体中。锤配置为通过电机旋转。砧配置为在被锤撞击时旋转。三轴加速度传感器配置为检测锤与砧之间的撞击。控制器配置为基于三轴加速度传感器的检测结果控制电机。

通过这种配置，由于电动工具包括三轴加速度传感器，因此可高精度的检测锤和砧之间的撞击。因此，精确地检测锤和砧之间的撞击故障，并且控制器基于三轴加速度传感器的检测结果控制电机，以致可以迅速地消除撞击故障。

发明的有益效果

本发明可提供一种能够迅速地消除撞击故障的电动工具。

附图说明

图1为示出了根据本发明的第一实施方式的冲击扳手的整体结构的侧视剖视图。

图2为示出了根据本发明的第一实施方式的冲击扳手的冲击机构的分解立体图。

图3为示出了根据本发明的第一实施方式的冲击机构的立体图。

图4A至图4F为示出了根据本发明的第一实施方式的冲击机构的操作的说明视图。

图5为示出了根据本发明的第一实施方式的冲击扳手的电机的方框图。

图6为示出了根据本发明的第一实施方式的冲击扳手的操作的流程图。

图7A至图7D为示出了在根据本发明的第一实施方式的冲击扳手的操作期间的三轴加速度传感器的检测结果的曲线图。

图8为示出了根据本发明的第二实施方式的冲击扳手的操作的流程图。

图9为示出了根据本发明的修改的冲击扳手的操作的流程图。

具体实施方式

实施本发明的最优方式

下文中，将在参考图1至图7D的同时描述作为根据本发明的实施方式的电动工具的例子的冲击扳手1。图1中所示的冲击扳手1主要包括壳体2、电机3、齿轮机构4和冲击机构5。壳体2由树脂制成，并且构成了冲击扳手1的外壳。壳体2主要具有大体地空心圆柱形的主体部21以及从主体部21延伸的手柄部22。

如图1所示，电机3设置在主体部21内以使电机3的轴向方向与主体部21的纵向方向一致。而且，在主体部21内，齿轮机构4和冲击机构5布置为朝向电机3在轴向方向上的一端侧。在下列描述中，从电机3朝向齿轮机构4和冲击机构5的方向限定为前侧。与电机3的轴向方向平行的方向限定为前后方向。更进一步，上下方向被限定为使得下侧为其中手柄部22从主体部21延伸的一侧。从冲击扳手1的后侧观察的左侧和右侧限定为左侧和右侧。

主体部21形成有用于将外部空气引入主体部21的进气口(未示出)，并且形成有用于通过随后描述的风扇34将主体部21内的空气排出到外部的出气口(未示出)。

手柄部22从主体部21在前后方向上的大体地中央位置向下延伸，并且与主体部21形成为一体。手柄部22设置有配置为选择性地切换对于电机3的电力供应的开关机构6。而且，手柄部22具有底端部，其设置有可连接到商业电源(未示出)且从此处沿手柄部22的延伸方向延伸的电源线23。从主体部21延伸的手柄部22在根部位置设置有由操作者操纵的触发器24。该根部在手柄部22的前侧。手柄部22具有下部，其容纳有用于将供应自电源线23的交流电流转换成直流电流的整流电路25。

如图1所示，电机3为无刷电机，其主要包括：具有输出轴31和永磁铁32A的转子32；以及设置在与转子32相对峙的位置的定子33。电机3设置于主体部21内以使输出轴31的轴向方向与前后方向相匹配。输出轴31朝转子32的前方和后方突出，并且通过在突出部处的轴承而被主体部21可旋转地支撑。风扇34设置于输出轴31向前方突出的位置。风扇34可与输出轴31同轴地且一体地旋转。输出轴31具有前端部，其设置有与输出轴31同轴地且一体地旋转的小齿轮31A。

具有多个霍尔元件35A的板35设置在电机3的后侧。多个霍尔元件35A设置于在前后方向上与永磁铁32A相对峙的位置。例如，沿输出轴31的圆周方向以诸如60度的预定间隔设置三个霍尔元件35A。

具有三轴加速度传感器36的控制器37在电机3的径向方向上设置在电机3的外部位置。三轴加速度传感器36适用于检测在X、Y、Z轴线方向上的加速度。在本实施方式中，在输出轴31的推动方向(轴向方向)上的加速度被检测为在Z轴线方向上的加速度，并且在输出轴31的旋转方向(圆周方向)上的加速度被检测为在X、Y轴线方向上的加速度。这样不仅能在推动方向上而且也能在旋转方向上进行通过冲击机构5产生的冲击操作的震动的检测。控制器37通过电线与板35和整流电路25电连接。随后将描述电机3的详细的控制。三轴加速度传感器36设置在邻接于电机3的位置且设置在冲击机构5在轴向方向上的虚构延长线上，即，三轴加速度传感器36位于从轴向方向观察时与冲击机构5重叠的位置。因此，三轴加速度传感器36可精确地检测冲击机构5处产生的震动。三轴加速度传感器36作为本发明的检测单元。

齿轮机构4包括与小齿轮31A啮合接合的一对行星齿轮41、与行星齿轮41啮合接合的外齿轮42以及用于托住行星齿轮41的主轴43。行星齿轮41构成了具有以小齿轮31A作为太阳齿轮的行星齿轮机构。行星齿轮41使小齿轮31A的旋转减速并且将减速的旋转传递给主轴43。每个行星齿轮41都包括在前后方向上延伸的旋转轴41A。旋转轴41A可旋转地被支撑于主轴43上。如图2所示，主轴43包括用于支撑行星齿轮41的齿轮支撑部43A和从齿轮支撑部43A延伸的轴部43B。当行星齿轮41环绕小齿轮31A旋转时，该旋转致使主轴43旋转。在下列描述中，轴向方向、旋转方向和径向方向都是相对于轴部43B的方向。

轴部43B在前后方向上延伸。轴部43B形成有相对于轴部43B的旋转轴线彼此相对的两个大体地V形状的槽43a。每个槽43a都被形成为使得V形状的开口面向后方。每个槽43a都接收随后描述的滚珠51以致滚珠51可沿着对应的槽43a移动。大体地V形状的槽43a通过将在对角线地向下方向上延伸的两侧结合而形成，以致当主轴43正向旋转时，滚珠51仅在一侧往复移动，并且当主轴43反向旋转时，滚珠51仅在另一侧往复移动。

冲击机构5包括滚珠51、止动器52、弹簧53、垫圈54、球体55，锤56和砧57。止动器52具有大体地空心圆柱形状。止动器52形成有在前后方向上贯穿止动器52的孔52a，并且轴部43B插入穿过该孔52a。止动器52具有可与锤56接触的前端表面，以防止锤56向后方移动的比预定量多。

弹簧53为螺旋弹簧，并且装配于轴部43B的外侧。弹簧53A具有与止动器52接触的后端部，以及与垫圈54接触的前端部。因此，弹簧53通过垫圈54而在向前方向上推进锤56。垫圈54具有大体地圆盘形状，并且设置在锤56和弹簧53之间。球体55设置在垫圈54和锤56之间。

如图3所示，锤56具有大体地空心圆柱形状。锤56形成有在前后方向上贯穿锤56的贯穿孔56a，并且轴部43B插入穿过该贯穿孔56a。贯穿孔56a在径向方向上有向内突出的阶梯部56A，以允许阶梯部56A与止动器52的前端表面接触。接收部56B形成在阶梯部56A的前侧。接收部56B在径向方向上比阶梯部56A更向内突出，并且接收垫圈54。接收部56B形成有在向前方向上凹陷的凹部56b。球体55由凹部56b可旋转地支撑，以允许垫圈54和弹簧53相对于锤56旋转。

在径向方向上向内凹陷的两个槽部56c被形成在接收部56B的前侧。槽部56c被形成在与分别的槽43a相对峙的位置，以便与槽43a一起支撑滚珠51。通过这种配置，锤56相对于主轴43被托住，并且滚珠51沿着槽43a的移动使得锤56能够相对于主轴43在前后方向和圆周方向上移动。如果锤56向后移动得比预定量多，则锤56的前端表面到达比槽43a更向后的位置，这导致滚珠51与槽43a分离。然而，阶梯部56A与止动器52的前端表面间的接触防止锤56的比预定量多的过度的向后移动，这防止了滚珠51的分离。在锤56的前端表面上，向前突出的两个接合突起56C设置在相对于贯穿孔56a彼此相对的位置。

砧57具有大体地圆柱形状，并且其在前后方向上延伸。砧57设置有在径向方向上向外突出的两个接合突起57A。砧57A具有前端部，其设置有用于可拆卸地安装钻头(未示出)的钻头安装部57B。两个接合突起57A设置在相对于砧57的旋转轴线彼此相对的位置。

当主轴43通过电机3旋转时，滚珠51、锤56、弹簧53以及止动器52与主轴43一起旋转。这致使接合突起56C与接合突起57A接合，并且锤56和砧57一起旋转以执行螺栓等的紧固操作。当进行紧固操作时，砧57的载荷增加。当载荷超过预定值时，锤56抵抗弹簧53的推进力而向后移动。这时，滚珠51在槽43a内向后移动。当锤56在前后方向上向后移动了比接合突起56C的高度更多的距离时，接合突起56C越过接合了接合突起56C的接合突起57A。由于主轴43的旋转力通过滚珠51传递给了锤56，因此锤56继续旋转，并且每个接合突起56C都撞击与之前接合了接合突起56C的接合突起57A相对的接合突起57A。这致使砧57旋转，并且旋转力作为撞击力被传递到钻头(未示出)。该撞击操作产生了在推动方向和旋转方向上的震动，这可以通过三轴加速度传感器36检测。

当接合突起56C撞击接合突起57A时产生反作用力。该反作用力致使锤56抵抗弹簧53的推进力而向后移动。这时，滚珠51沿着槽43a向后移动(图4C)。由于锤56在向后移动的同时旋转，因此接合突起56C越过由接合突起56C撞击的接合突起57A。锤56向后移动的量根据工件的硬度、钻头的形状等等有所不同。然后，弹簧53的推进力致使锤56再次向前移动(图4D)，并且滚珠51沿着槽43a向前移动。然后，当滚珠51位于槽43a的最前面的位置时(图3)，每个接合突起56C都撞击位于与刚才已经被接合突起56C撞击的接合突起57A相对的位置的接合突起57A。弹簧53的弹簧常数以及锤56和砧57的质量、形状等被如此设计以致除了接合突起56C以外，锤56的前端表面的部分与接合突起57A的后表面接触，并且同时，接合突起56C在旋转方向上的侧表面与接合突起57A在旋转方向上的侧表面接触。这时的撞击状态被称为最优撞击状态，其被示于图4A。因此，锤56的旋转能量可被有效地传递给砧57。

在使用冲击扳手1的紧固操作期间，钻头和诸如螺栓的紧固件有时相互接合且锁住，并且不能相对于彼此旋转。在这种情况下，由于在砧57处于不可旋转状态的同时锤56撞击砧57，因此锤56大部分的旋转能量作为反作用力返回给锤56，并且锤56比在最优撞击状态下向后移动更大的量。通过这种移动，滚珠51与槽43a的后端接触，并且发生如图4B所示的所谓的凸轮端碰撞。由于凸轮端碰撞，因此在冲击扳手1内产生的振动增加，并且旋转能量耗损，这导致了撞击力的降低。

此外，凸轮端碰撞的发生有时导致了锤56和砧57之间的撞击时刻的偏差，并且导致了诸如预击打和过冲击的现象。图4E描述了预击打的状态，图4F描述了过冲击的状态。由于凸轮端碰撞产生的反作用力致使锤56在比最优撞击状态更早的时刻向前移动。并且，接合突起56C的前端表面击打接合突起57A的后表面，即，发生预击打。随后，锤56继续旋转，并且滚珠51位于槽43a内最前面的位置。由于撞击时刻有偏差，因此当滚珠51位于最前面的位置时，接合突起56C和要与其接合的接合突起57A在旋转方向上相互分离。锤56的进一步的旋转致使滚珠51从滚珠51目前在其中往复移动的每个V形状的槽43a的一侧移动到另一侧，这导致了过冲击。然后，过冲击致使锤56略微地向后移动，并且在锤56已经向后移动的状态下，即，除了接合突起56C之外，锤56的前端表面的部分由于锤56的向后移动而远离接合突起57A的后表面的状态下，接合突起56C撞击接合突起57A。因此，锤56的旋转能量没有充分地传递给砧57。通过这种方式，一旦撞击时刻有偏差，则预击打和过冲击就会接连地发生，并且撞击力下降。因此，撞击时刻应迅速地恢复到最优撞击状态。注意，根据使用的工件和钻头，诸如凸轮端碰撞、预击打、过冲击等的故障在多种条件下以及上诉情况下发生。在本实施方式中，具有撞击故障高精度检测的三轴加速度传感器36可精确地检测每次预击打、过冲击和凸轮端碰撞。通过基于检测来控制电机3，撞击状态可迅速地恢复到最优撞击状态。随后将描述电机3等的详细的控制。

下面，将在参考图5的同时描述用于驱动电机3的控制系统的配置。在本实施方式中，电机3为三相无刷直流电机。无刷直流电机的转子32包括具有多组(在本实施方式中为两组)N(北)磁极和S(南)磁极的永磁铁32A。定子33包括呈星型连接的三相定子绕组U、V和W。基于来自设置为与永磁铁32A相对峙的霍尔元件35A的位置检测信号，控制用于激励定子绕组U、V和W的方向和时间周期。

安装在板35上的电子元件包括诸如呈三相电桥连接的FET的六个开关元件Q1至Q6。呈电桥连接的六个开关元件Q1至Q6的每个栅极都连接到控制信号输出电路61。六个开关元件Q1至Q6的每个漏极或每个源级都连接到呈星型连接的定子绕组U、V和W。通过这种配置，六个开关元件Q1至Q6通过从控制信号输出电路61输入的开关元件驱动信号(驱动信号诸如H4、H5、H6等)来执行切换操作，并且将被整流电路25全波整流的直流电压转换成三相(U相、V相和W相)电压Vu、Vv和Vw，由此向定子绕组U、V和W供应电力。

在开关元件驱动信号(三相信号)之外，将脉冲宽度调制信号(PWM信号)H4、H5和H6各自供应给用于驱动六个开关元件Q1至Q6的每个栅极的三个负电压开关元件Q4、Q5和Q6。而且，控制器37设置有适用于基于触发器24的操纵量(行程)的检测信号来改变PWM信号的脉冲宽度(占空比)的运算部62，由此调节供应至电机3的电力的量。通过这种方式，控制了电机3的启动/停止和旋转速度。

这里，PWM信号被供应至板35的正电压开关元件Q1至Q3或负电压开关元件Q4至Q6。通过高速切换正电压开关元件Q1至Q3或负电压开关元件Q4至Q6，控制了从整流电路25的直流电压供给至每个定子绕组U、V和W的电力。注意，由于PWM信号被供应至负电压开关元件Q4至Q6，因此通过控制PWM信号的脉冲宽度，调节了供应至每个定子绕组U、V和W的电力以便控制电机3的旋转速度。

控制器37包括控制信号输出电路61、运算部62、电压检测电路63、电流检测电路64，施加电压设定电路65、三轴加速度探测电路66和转子位置检测电路67。运算部62包括旋转状态确定部68、旋转速度确定部69、修正参数导出部70、用于基于处理程序和数据而输出驱动信号的中央处理器(CPU)、用于存储处理程序和控制数据的ROM以及用于暂时存储数据的RAM(这些未示出)。

运算部62基于来自转子位置检测电路67的输出信号来生成用于交替地切换预定开关元件Q1至Q6的驱动信号，并且将控制信号输出给控制信号输出电路61。通过这种操作，交替地激励定子绕组U、V和W的预定绕组以使转子32在设定的旋转方向上旋转。在这种情况下，基于施加电压设定电路65的输出控制信号，供应至负电压开关元件Q4至Q6的驱动信号作为PWM调制信号被输出。电压检测电路63和电流检测电路64各自检测供应至电机3的电压值和电流值，并且将这些值反馈给运算部62，由此调节电压值和电流值以便获得设定的驱动功率和电流。注意，PWM信号可供应至正电压开关元件Q1至Q3。

基于触发器24的操作量，施加电压设定电路65将控制信号输出给运算部62。基于来自三轴加速度传感器36的信号，三轴加速度检测电路66将在推动方向上和在旋转方向上的每个加速度值都输出给运算部62。

基于来自三轴加速度检测电路66的输出信号，旋转状态确定部68确定锤56和砧57之间的撞击是否处于最优撞击状态。基于来自旋转位置检测电路67的信号，旋转速度检测部69检测电机3的旋转速度。基于旋转状态确定部68的确定结果，修正参数导出部70导出用于调节控制电机3的PWM占空比的修正参数。

下面，将在参考图6至图7D的同时描述冲击扳手1的操作。图7A和图7B示出了凸轮端碰撞发生在时间t1处的状态，且图7C和图7D示出了预击打和过冲击各自发生在时间t2和t3处的状态。

图6的流程图开始于电源线23连接到电源(未示出)时。运算部62确定触发器24是否被操纵(S1)。如果触发器24被操纵(S1：是)，则控制器37使用三轴加速度传感器36来检测在推动方向上和旋转方向上的加速度值(S2)。

基于来自三轴加速度检测电路66的信号，运算部62确定锤56是否撞击砧57(S3)。图7A和图7C示出了通过三轴加速度传感器36得出的、在推动方向上的推力加速度aA的检测结果。图7B和图7D示出了通过三轴加速度传感器36得出的、在旋转方向上的旋转加速度aR的检测结果。在锤56和砧57连同接合突起56C和接合突起57A的接合一起旋转的同时，由于推力加速度aA和旋转加速度aR为恒定，因此控制器37确定没有执行撞击操作(S3：否)。如果载荷超过预定值且锤56撞击砧57(S3：是)，则流程前进到S4。例如，基于在推动方向上被加速的推力加速度aA的增大并且基于在旋转方向上被加速的旋转加速度aR的增大而确定S3中的判定，即，锤56和砧57之间的撞击是否发生。

当撞击发生时，旋转状态确定部68确定推力加速度aA的峰值aAP是否低于或等于推力目标值aA0(S4)。最优撞击状态下的推力加速度aA初步地设定为推力目标值aA0并且存储于RAM中。图7A中，在第一撞击I1处，推力加速度aA的峰值aAP实质上与假设为如图4A所示的最优撞击状态的推力目标值aA0相同。如果推力加速度aA低于或等于推力目标值aA0(S4：是)，则旋转状态确定部68确定旋转加速度aR的峰值aRP是否大于或等于旋转目标值aR0(S5)。最优撞击状态下的旋转加速度aR初步地设定为旋转目标值aR0并且存储于RAM中。图7B中，在第一撞击I1处，旋转加速度aR的峰值aRP实质上与假设为最优撞击状态的旋转目标值aR0相同(S5：是)。接下来，控制器37确定操作者是否释放触发器24(S9)。在触发器24被操纵的同时重复流程S2至S5。推力目标值aA0作为本发明的轴向目标值，且旋转目标值aR0作为本发明的旋转目标值。

在S2中，控制器37再次检测三轴加速度传感器36的值。由于撞击已经开始(S3：是)，因此流程前进到S4。在时间t1处，峰值aAP超过推力目标值aA0(S4：否)。这表示在推动方向上的震动大。更具体地，锤56由于在第一撞击I1处的反作用力而向后移动且因此击打轴43，发生凸轮端碰撞(图4B)。然后，修正参数导出部70计算需要将峰值aAP调节到推力目标值aA0的修正参数，并且运算部62减少用于控制电机3的PWM占空比(S7)。即，供应至电机3的电流值下降，并且旋转速度降低。因此，由于施加在锤56上的反作用力下降，因此锤56的向后移动的量减少，由此防止了凸轮端碰撞。在第三撞击及其后，在所有时间处都获得最优撞击状态(图4A)(S4：是)。虽然，推力加速度aA的峰值aAP在撞击已经发生后(S3)被确定(S4)，但是无论撞击发生与否，控制器37都可不断地监控推动加速度aA。

将在参考图7C和图7D的同时描述其中旋转加速度aR的峰值变为低于旋转目标值aR0的情况(S5：否)。第一撞击I2处于最优撞击状态下。然而，在第二撞击I3处，旋转加速度aR的峰值aRP比旋转目标值aR0低得多。这是由预击打和过冲击造成的。具体地，在第一撞击I2之后，锤56向后移动(图4C)然后向前移动(图4D)。然而，由于这时向后移动的量小于最优撞击状态下的量，因此撞击时刻有偏差并且在时间t2处发生预击打(图4E)。由于预击打中产生的震动小，因此三轴加速度传感器36没有检测到预击打。然后，在预击打之后，在时间t3处发生过冲击，且在因过冲击而略微地向后移动的同时锤56随着第二撞击I3而撞击砧57(图4F)。然后，由于锤56的旋转能量没有充分地传递给砧57，因此旋转加速度aR的峰值aRP小于最优撞击状态的峰值。如图7C所示，推力加速度aA的峰值aAP在第二撞击I3处略微地小于推力目标值aA0。然而，旋转加速度aR的峰值aRP在第二撞击I3处更显著地小于旋转目标值aR0。单轴(单一轴线)加速度传感器或双轴加速度传感器仅能检测推力加速度aA。因此，尽管单轴加速度传感器能检测到凸轮端碰撞，单轴传感器也不能精确地检测到其中旋转加速度aR显著下降的预击打或过冲击。在本实施方式中，三轴加速度传感器36不仅能检测到推力加速度aA，而且也能检测到旋转加速度aR，因此确实地检测到预击打和过冲击的发生。

如果旋转状态确定部68确定旋转加速度aR的峰值aRP小于旋转目标值aR0(S5：否)，则修正参数导出部70计算需要将旋转加速度aR的峰值aRP调节到旋转目标值aR0的修正参数，并且运算部62增大用于控制电机3的PWM占空比(S6)。即，供应至电机3的电流值增大，且旋转速度增大。因此，由于施加在锤56上的反作用力增大，因此锤56向后移动的量增加，由此防止了预击打和过冲击。在第三撞击以及其后，在所有时间处都获得最优撞击状态(图4A)(S4：是，S5：是)。

通过这种配置，由于冲击扳手1包括三轴加速度传感器36，因此可高精度的检测到锤56和砧57之间的撞击状态。因此，精确地检测到锤56和砧57之间的撞击故障，而且控制器37基于三轴加速度传感器36的检测结果而控制电机3，以致可以迅速地消除撞击故障。

通过这种配置，三轴加速度传感器36可检测到锤56在旋转方向上的震动和锤56在推动方向上的震动。因此，可更精确的检测到锤56和砧57之间的撞击故障。

如果锤56在最优撞击状态之外撞击砧57，则由于撞击产生的反作用力减小并且在旋转方向上的震动变得小于旋转目标值aR0(预击打，过冲击)。在这种情况下，为了使得锤56在最优撞击状态下撞击砧57，控制器37提高供应至电机3的电流(PWM占空比)。这样可将撞击力的下降抑制在最小程度，并且可以迅速地消除撞击故障。

如果当锤56撞击砧57时施加在锤56上的反作用力相对较大，则锤56向后移动的量变大，以致主轴43和锤56相互击打，并且推动方向上的震动变得大于推力目标值aA0。而且，由于主轴43和锤56互相击打，因此来自电机3的旋转能量耗损，并且撞击力下降(凸轮端碰撞)。在这种情况下，为了抑制在撞击砧57时施加在锤56上的反作用力，控制器37减小供应至电机3的电流(PWM占空比)。这样可将撞击力的下降抑制在最小程度，并且可以迅速地消除撞击故障。

下文中，将在参考图8中的流程图的同时描述本发明的第二实施方式，其中相似部分和构件标示为相同的附图标记以避免重复描述。在第一实施方式中，通过三轴加速度传感器36检测凸轮端碰撞。在第二实施方式中，基于电机3的旋转速度检测凸轮端碰撞。

在S3中，如果检测到撞击(S3：是)，则旋转状态确定部68确定通过旋转速度检测部69检测到的电机3的旋转速度w是否大于预先设定并存储于RAM中的目标旋转速度w0(S24)。电机3的旋转通过行星齿轮41等传递给主轴43，并且主轴43以恒定旋转速度旋转。当发生凸轮端碰撞时，滚珠51击打槽43a的后端部以致使锤56和砧57暂时地的相互锁住，这导致主轴43的旋转速度下降。随着主轴43的旋转速度的下降，电机3的旋转速度也下降。即，基于电机3的旋转速度的下降，可检测到凸轮端碰撞。如果电机3的旋转速度w小于或等于预置的目标旋转速度w0(S24：否)，则控制器37确定凸轮端碰撞发生并且前进到S7。另一方面，如果电机3的旋转速度w大于预置的目标旋转速度w0(S24：是)，则控制器37确定凸轮端碰撞没有发生并且前进到S5。

通过这种配置，控制器37基于旋转速度检测部69和三轴加速度传感器36的检测结果而控制电机3。因此，可确实地检测凸轮端碰撞。

如果电机3的旋转速度下降到低于旋转目标值aR0，则控制器37确定锤56和主轴43暂时互相锁住，并且减少供应至电机3的电流(PWM占空比)。这样可将撞击力的下降抑制在最小程度，并且迅速地消除撞击故障。

虽然参考其以上方面描述了本发明的冲击扳手，但是对于本领域的技术人员显而易见的是可以不脱离权利要求的范围而在其中做出各种改变和修改。

在第二实施方式中，基于电机3的旋转速度检测凸轮端碰撞。然而，可基于电机3的电流值检测凸轮端碰撞。在这种情况中，因为凸轮端碰撞的发生由于锤56和主轴43之间的暂时锁定状态而暂时增加了主轴43上的载荷，所以电机3的电流值I增加。如果电机3的电流值超过预先设定并存储于RAM中的电流目标值I0，则控制器37确定凸轮端碰撞发生并且减小用于控制电机3的PWM占空比。如图9所示，控制器37确定电流值I是否大于电流目标值I0(S34)。如果是(S34：是)，则控制器37确定凸轮端碰撞发生且流程前进到S7。如果不是(S34：否)，则流程前进到S5。尽管，在撞击已经发生(S3：是)后确定电流值I(S34)，但是无论撞击发生与否，控制器37都可不断地监控电流值。

在上述实施方式中，通过单一的三轴加速度传感器36来检测旋转方向上和推动方向上的震动。然而，可通过结合两个加速度传感器来检测旋转方向上和推动方向上的震动。通过这种配置，可通过一个加速度传感器检测凸轮端碰撞，而通过另一个加速度传感器检测预击打和过冲击。

在上述实施方式中，电动机被用作电机3，但也可使用气动电机。

附图标记列表

1冲击扳手

2壳体

3电机

4齿轮机构

5冲击机构

24触发器

25整流电路

36三轴加速度传感器

37控制器

56锤

57砧

62运算部

66三轴加速度检测电路

67旋转位置检测电路

68旋转状态确定部

69旋转速度检测部

70修正参数导出部

aA0推力目标值

aR0旋转目标值

Claims (12)

1.一种电动工具包括：

壳体；

电机，其容纳于壳体内；

锤，其配置为通过电机而围绕沿轴向方向延伸的旋转轴线沿旋转方向旋转；

砧，其配置为在被锤撞击时旋转；其特征在于

检测单元，其配置为检测在旋转方向和轴向方向上产生的撞击；以及

控制器，其配置为基于检测单元的检测结果控制电机。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述检测单元为三轴加速度传感器。

3.根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述检测单元包括配置为检测在所述旋转方向上产生的冲击的第一检测单元和配置为检测在所述轴向方向上产生的冲击的第二检测单元。

4.根据权利要求1所述的电动工具，其中，如果通过所述检测单元检测到的在所述旋转方向上的冲击低于旋转目标值，则所述控制器增大供给所述电机的电流。

5.根据权利要求1所述的电动工具，其中，如果通过所述检测单元检测到的在所述轴向方向上的冲击高于轴向目标值，则所述控制器减小供给所述电机的电流。

6.根据权利要求1所述的电动工具，其进一步包括旋转检测单元，该旋转检测单元配置为检测所述电机的旋转速度，

其中，所述控制器配置为基于所述检测单元和旋转检测单元的检测结果控制所述电机。

7.根据权利要求6所述的电动工具，其中，如果通过所述旋转检测单元检测到的旋转速度低于旋转目标值，则所述控制器减小供给所述电机的电流，

其中，如果通过所述检测单元检测到的在所述旋转方向上的冲击低于旋转目标值，则所述控制器增大供给所述电机的电流。

8.根据权利要求1所述的电动工具，其进一步包括电流检测单元，该电流检测单元配置为检测供给所述电机的电流，

其中，所述控制器配置为基于所述检测单元和电流检测单元的检测结果控制所述电机。

9.根据权利要求8所述的电动工具，其中，如果通过所述电流检测单元电流检测到的电流低于电流目标值，则所述控制器减小供给所述电机的电流。

其中，如果通过所述检测单元检测到的在所述旋转方向上的冲击低于旋转目标值，则所述控制器增大供给所述电机的电流。

10.一种电动工具包括：

电机；

锤，其配置为通过电机而沿旋转方向旋转，该锤可沿旋转方向旋转并且可在其轴向方向上移动；

砧，其配置为在被锤撞击时旋转；并且其特征在于

检测单元，其配置为检测区别于在轴向方向上产生的冲击的在旋转方向上产生的冲击。

11.根据权利要求10所述的电动工具，其中，所述检测单元配置为检测区别于在所述旋转方向上产生的冲击的在所述轴向方向上产生的冲击。

12.一种电动工具包括：

壳体；

电机，其容纳于壳体内；

锤，其配置为通过电机旋转；

砧，其配置为在被锤撞击时旋转；其特征在于

三轴加速度传感器，其配置为检测锤和砧之间的冲击；以及

控制器，其配置为基于三轴加速度传感器的检测结果控制电机。