CN105658379A

CN105658379A - 冲击工具

Info

Publication number: CN105658379A
Application number: CN201480040476.6A
Authority: CN
Inventors: 西河智雅; 原田哲祐
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2016-06-08
Also published as: WO2015012073A1; JP2015024474A; US20160129568A1

Abstract

一种冲击工具，包括：锤，其在设置为用于心轴的凸轮机构的作用下在被驱动旋转的同时沿轴线方向移动；以及砧，其被锤施加旋转力和撞击力。锤的撞击部的后端面倾斜地形成并且具有两个山形形状的倾斜表面。砧的撞击部形成有两个山形形状的倾斜表面。借助所述倾斜表面，即使电动机停止在锤搭接在砧上的状态下，锤也能够在弹簧的作用下沿轴线方向向前移动然后停止。

Description

冲击工具

技术领域

本发明涉及冲击工具，并且更具体而言，本发明涉及对具有多种操作模式的冲击工具的锤和砧的形状的改进以及冲击工具的控制方法。

背景技术

冲击工具是用于螺钉和螺栓的紧固操作的工具，撞击机构部由锤和砧构成，并且锤正转和反转，由此撞击砧，从而实现高紧固扭矩。近年来，对于在由锤撞击砧的同时执行紧固操作的冲击工具来说，仅沿旋转方向执行撞击而不使锤沿旋转轴线方向移动的新冲击工具被称为“电子脉冲驱动器”，其为本申请人的产品。如专利文献1所公开的那样，电子脉冲驱动器是这样的工具：其以与在锤沿轴向后退的同时执行冲击操作的现有技术的冲击工具相同的方式执行紧固操作，并且在锤没有搭接在砧上时通过使电动机沿正向和反向旋转来使锤沿正向和反向旋转，从而对砧施加撞击力。为此，电子脉冲驱动器不撞击将沿紧固轴线方向被紧固的材料，从而降低了噪声。然而，电子脉冲驱动器具有这样的缺点：与在锤沿轴向后退的同时执行冲击操作的现有技术的冲击工具相比，电子脉冲驱动器不能实现高紧固扭矩。

为了解决上述问题，专利文献2公开了一种在锤壳中设置有切换机构部的紧固工具，该切换机构部限制(在现有技术的冲击工具中存在的)锤从砧后退。紧固工具具有在锤沿轴向后退的同时执行冲击操作的操作模式和通过旋转控制仅沿旋转方向执行撞击而不使锤后退的操作模式，并且紧固工具构造成通过切换操作模式而分别作为冲击工具和电子脉冲驱动器来操作。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP-A-2011-31313

专利文献2：JP-A-2012-11502

发明内容

技术问题

根据专利文献2的技术，提供了切换冲击工具和电子脉冲驱动器的切换机构。在锤可以搭接在砧上的设定状态下，在与现有技术相同的“冲击模式”下执行冲击操作，而在锤不能搭接在砧上的设定状态下，在所谓的“电子脉冲模式”下执行冲击操作。因此，可以根据所需的紧固扭矩的大小来设定操作模式。然而，当在冲击模式下执行冲击操作的同时停止电动机时，锤可能停止在这样的状态下：锤的爪搭接在砧的爪上。在该状态下，即使操作者试图操作切换机构来切换操作模式，切换机构也因锤搭接在砧上而不能移动，使得不能进行该切换。

鉴于上述情况做出了本发明，并且本发明的一个目的在于提供一种这样的冲击工具：该冲击工具具有能够相对于砧后退移动的锤和能够阻止锤的后退移动的切换机构，并且该冲击工具能够防止锤停止在锤的爪搭接在砧的爪上的状态下。

本发明的另一目的在于：通过改变锤和砧的爪的形状，在电动机3停止时解除锤的爪搭接在砧的爪上的状态，而不使用新的驱动源。

本发明的又一目的在于提供一种这样的冲击工具：该冲击工具被控制为在触发器返回时使电动机自动旋转微小的角度，使得锤不会停止在锤的爪搭接在砧的爪上的状态下。

解决技术问题的方案

说明书中公开的本发明的代表性特征被描述为如下。

根据本发明的一个示例性方面，提供一种冲击工具，该冲击工具包括：电动机；心轴，其被所述电动机驱动旋转；锤，在设置为用于所述心轴的凸轮机构的作用下，所述锤在旋转的同时沿所述心轴的轴线方向移动；砧，其被所述锤施加旋转力和撞击力；以及弹簧，其构造为朝向所述砧推压所述锤，其特征在于，所述锤的撞击部和所述砧的撞击部的沿输出轴的旋转轴线的方向的相向表面分别形成为相对于与所述旋转轴线垂直的平面而沿周向倾斜。根据该方面，由于锤和砧的相向表面均倾斜地形成，因此即使电动机的旋转停止在锤搭接在砧上的状态下，锤也能够在弹簧的作用下向前移动然后停止。

根据本发明的另一示例性方面，提供一种冲击工具，该冲击工具包括：电动机；触发器，其用于使所述电动机旋转；心轴，其被所述电动机驱动旋转；锤，在设置为用于所述心轴的凸轮机构的作用下，所述锤在旋转的同时沿所述心轴的轴线方向移动；砧，其被所述锤施加旋转力和撞击力；以及弹簧，其朝向所述砧推压所述锤，其特征在于，所述冲击工具还包括控制装置，所述控制装置构造为：在所述触发器被松开起一小段时间之后，所述控制装置供应用于驱动所述电动机的短的脉冲电压。由此，通过电动机的电动控制，能够使锤从搭接在砧上的状态返回。因此，能够基于旋转方向有效地使锤从搭接状态返回。

本发明的有益效果

根据本发明，当在冲击模式操作期间电动机停止时，即使锤趋于停止在锤的爪部(凸部)搭接在砧的爪部(突出部)上的状态下，由于在锤和砧的爪部的抵靠表面设置有倾斜表面，因此砧也能够克服从锤的后方朝向砧施加的按压力而旋转，使得锤的爪部可以从砧的爪部滑下。因此，能够解决当从机械冲击模式切换操作模式时操作切换机构的杆不能移动的问题。

通过阅读以下描述和附图将能够清楚地理解本发明的上述目的和其他目的以及新颖特征。

附图说明

图1是示出根据本发明示例性实施例的冲击工具1的整体构造的纵剖视图。

图2是示出图1的壳体2和锤壳32的外观形状的透视图。

图3是示出现有技术的冲击工具的锤壳、冲击机构部和切换机构35的组装结构的分解透视图。

图4是示出现有技术的冲击工具的撞击机构部和切换机构35的透视图(通常位置)。

图5是示出现有技术的冲击工具的撞击机构部和切换机构35的透视图(锁定位置)。

图6的(1)和图6的(2)是用于示出现有技术的冲击工具的切换机构35的止动件41和推动器45的形状的示图。

图7示出在现有技术的冲击工具中，锤停止而锤的爪部搭接在砧的爪部上的状态。

图8示出本发明示例性实施例的锤24和砧30的改进形状。

图9的(1)至图9的(4)示出图8的锤24和砧30的运动。

图10是示出根据本发明第二示例性实施例的锤24和砧30的形状的透视图。

图11是冲击工具1的电动机3的驱动控制系统的功能框图。

图12的(1)至图12的(3)示出了本发明第二示例性实施例中的锤24的停止控制，并示出了施加在电动机3上的电压和电动机旋转数。

具体实施方式

第一示例性实施例

在下文中，将参考附图对本发明的各个示例性实施例进行描述。在附图中，相同的部分用相同的附图标记表示，并省略其重叠说明。另外，在本说明书中，基于附图中示出的方向描述前后方向和上下方向。

图1示出根据本发明示例性实施例的冲击工具1的内部结构。冲击工具1使用充电电池9作为动力源，利用作为驱动源的电动机3驱动可旋转的撞击机构部22并对作为输出轴的砧30施加旋转力和撞击力，并且将旋转撞击力间歇性地传递至保持在由附接部件31所覆盖的倾斜孔部30d中的诸如起子头等前端工具(未示出)，从而进行诸如螺钉或螺栓紧固等操作。

冲击工具1的壳体由壳体2和金属外壳(锤壳32)构成，壳体2由合成树脂材料制成，而金属外壳附接在壳体2的前侧上，并且金属外壳的一部分被壳体2覆盖。锤壳32具有包括位于后侧的开口的杯形形状，并且锤壳32的底部(前端部)具有能够穿过输出轴的通孔。无刷直流型电动机3容纳在壳体2的柱状主体部2a中，当从侧面观察时，壳体2具有大致T字形状。电动机3的旋转轴3c被设置在壳体2的主体部2a的中央附近的轴承18a和设置在主体部2a的后端侧处的轴承18b可旋转地保持。在电动机3的前方设置有与旋转轴3c同轴安装且与电动机3同步旋转的转子风扇13。在电动机3的后方布置有用于驱动电动机3的逆变电路板4。转子风扇13所产生的气流穿过形成在壳体的位于逆变电路板4周围的一部分上的进气口17a和槽17b(参考图2)(将在后文中描述)被引入到主体部2a中。然后，气流主要以下述方式流动：气流在转子3a与定子3b之间穿过，并从转子风扇13的后方受到抽吸以沿转子风扇13的径向流动，使得气流穿过形成在壳体的位于转子风扇13周围的一部分上的槽17c(参考图2)被排出到壳体2的外部。逆变电路板4是具有与电动机3的外形大致相同的圆形形状的双面电路板。在该逆变电路板上安装有诸如FET(场效应晶体管)等多个开关元件5和诸如霍尔IC等位置检测元件14。

在从壳体2的主体部2a大致以直角一体地延伸出的手柄部2b中的上部布置有与触发器连接的触发开关6。在触发开关6的下方设置有开关电路板7。在手柄部2b的下部容纳有控制电路板8，控制电路板8具有通过拉动触发器6a的操作来控制电动机3的速度的功能。控制电路板8与电池9和开关电路板7电联接。在控制电路板8上安装有用于控制电动机3的驱动的电路。在手柄部2b的下方，可拆卸地安装有诸如镍-镉电池、锂离子电池等电池9。

在壳体2的主体部2a和锤壳32中，电动机3和将电动机3的动力传递至前端工具的传动机构部(减速机构20和旋转撞击机构部22)沿电动机3的轴向并排布置。砧30的端部从锤壳32的末端伸出，并且构造为这样：诸如起子头(未示出)等前端工具能可拆卸地插入到倾斜孔部30d中，并通过利用附接部件31的一触式操作而被固定。作为另一前端工具的螺栓紧固头也可以安装在倾斜孔部30d中。

减速机构20具有行星齿轮机构，行星齿轮机构包括行星齿轮和环形齿轮，并且旋转撞击机构部22设置在主体部2a的前方并且位于锤壳32中。旋转撞击机构部22具有心轴27和锤24。由减速机构20和旋转撞击机构部22构成的旋转机构的后端被轴承19b枢转地支撑，而旋转机构的前端被金属19a保持。当拉动触发器6a并由此使电动机3能够操作时，电动机3开始沿正转/反转切换杆10所设定的方向旋转。电动机的旋转力被减速机构20减速并传递到心轴27，使得心轴27被以预定速度驱动旋转。这里，心轴27和锤24通过公知的凸轮机构连接。凸轮机构包括：V形心轴凸轮凹部25，其形成在心轴27的外周表面上；锤凸轮凹部28，其形成在锤24的内周表面上；以及滚珠26，其与凸轮凹部25、28接合。

锤24始终被弹簧23向前推压。当锤24静止不动时，通过滚珠26与凸轮凹部25、28的接合，锤24位于与砧30的后端面间隔开的位置。在锤24的旋转平面上的彼此相对的两个位置处形成有凸部(爪部、撞击部)(未示出)。另外，在砧30的旋转平面上的彼此相对的两个位置处形成有突出部(爪部、撞击部)(未示出)。

当在冲击模式下进行螺钉紧固时，从旋转轴3c传递而来的电动机3的旋转力被包括在减速机构20中的行星齿轮和环形齿轮减速，然后减速后的旋转力被传递至心轴27。当心轴27被驱动旋转时，心轴的旋转经由凸轮机构被传递至锤24。此时，当锤24尚未转过半圈时，锤24的凸部与砧30的突出部接合，以使得砧30旋转。当此时因接合反作用力而在心轴27与锤24之间产生相对旋转时，锤24在沿凸轮机构的心轴凸轮凹部25压缩弹簧23的同时，开始朝向电动机3后退。

当通过锤24的后退移动使得锤24的凸部越过砧30的突出部且凸部与突出部之间的接合由此被释放时，锤24除了受到心轴27的旋转力之外，还受凸轮机构和积蓄在弹簧23中的弹性能量的作用，从而沿旋转方向和前进方向快速加速且通过弹簧23的推压力而向前移动，并且锤的凸部与砧30的突出部再次接合然后一体地旋转。此时，由于强大的旋转撞击力施加在砧30上，因此旋转撞击力经由安装在砧30的倾斜孔部30d中的前端工具(未示出)被传递至螺钉、螺栓等。之后，重复执行相同的操作，并由此将旋转撞击力从前端工具间歇性地重复传递至螺钉，使得螺钉螺固在诸如木材等待紧固材料(未示出)中。

作为电动机3的驱动电源的组型电池9可拆卸地安装在手柄部2b的下端部。电池9内部具有由锂离子二次电池、镍镉二次电池等组成的多个电池单元，并且电池9经由设置在手柄部2b的一部分处的触发开关6与逆变电路板4电联接。逆变电路板4与包括在电动机3的定子3b中的线圈(例如，星形连接的三相线圈)电联接，并对预定相顺序通电，由此使转子3a沿预定方向旋转。在逆变电路板4上安装有由对电动机3的三相线圈施加驱动电流的公知桥接电路组成的逆变电路，并且在控制电路板8上安装有由用于控制逆变电路的CPU等组成的控制电路。

在锤24的后方设置有用于切换操作模式(即冲击模式和脉冲模式)的切换机构，并且在锤壳32中且在锤24的后方设置有滑动部件36、止动件41和推动器45。滑动部件36被置于滑动部件与锤壳32的台阶部之间的切换弹簧39向后(朝向电动机3侧)推压。在锤壳32的外侧上设置有用于操作切换机构的变换杆48b。

根据如上所述构造的冲击工具1，当操作变换杆48b来设定“冲击模式”(其为第一操作模式)并且操作者通过握持手柄部2b来拉动触发器6a时，触发开关6接通且冲击工具开始操作。当在螺钉紧固期间砧30(前端工具)被施加有预定值或更大值的负载转矩时，锤24通过弹簧23的作用而搭接在砧30上并且将旋转力转换成撞击力。由此，通过对安装在砧30上的前端工具施加旋转撞击力，锤24能够紧固螺钉。

另一方面，当操作变换杆48b来设定第二操作模式时，根据设置用于壳体2的操作模式设定开关11(在图1中未示出)的设定，能够设定“电子脉冲模式”、“离合器模式”和“钻模式”中的任一种模式。当在“电子脉冲模式”下进行螺钉紧固时，在螺钉紧固期间，从旋转轴3c传递而来的电动机3的正转/反转的旋转力被具有行星齿轮和环形齿轮的减速机构20减速，然后被传递至心轴27，并且锤24对砧30(前端工具)施加旋转撞击力。当施加预定值或更大值的负载转矩时，在具有心轴凸轮凹部25、锤凸轮凹部28和滚珠26的凸轮机构的作用下，锤24趋于向后移动。然而，由于锤24的后退移动经由滑动部件36被止动件41限制，因此锤不搭接在砧30上。为此，电动机3的正转或反转被用于控制电动机3的旋转的控制装置交替重复控制，使得通过对安装在砧30上的前端工具施加旋转撞击力，锤24紧固螺钉。

接着，将参考图2对壳体2和锤壳32的外观形状进行描述。在图2中，锤壳32与壳体2的前侧连接，并且锤壳32和壳体2构成冲击工具1的壳体。用于切换“第一操作模式”和“第二操作模式”的变换杆48b设置在壳体2的外部上。变换杆48b构造为沿锤壳32的外周表面周向地移动。另外，壳体2的主体部2a具有限定了变换杆48b的移动范围的凹部(从壳体2的前方到后方向后凹入的部分)。具有变换杆48b的变换部件48布置为在周向端部49a、49b附近进入壳体2的内部。也就是说，在靠近周向端部49b的箭头A附近，壳体2(不可移动部件)、变换杆48b(可移动部件)和锤壳32(不可移动部件)从径向外侧起以此顺序重叠地布置。

接着，将参考图3对本示例性实施例的锤壳32、冲击机构部和切换机构35的分解构造进行描述。这里，切换机构35设置在减速机构20与锤24之间。切换机构35主要由四个部件组成。止动件41沿轴线方向前后移动，由此使布置在止动件41前方的滑动部件36与锤24接触，从而限制锤24沿轴线方向向后移动。推动器45沿旋转方向旋转45°或更大角度(例如约67°)，由此改变止动件41的相对位置。变换部件48由形成在圆环部48a(具有通过对半地切割环状部件而形成的形状的部件)的两个端部处的接合孔48c和设置在两个接合孔48c之间的中央附近的变换杆(操作杆)48b构成。如图3的虚线所示，接合孔48c与设置在推动器45的两个径向对角位置的突起部46c(在图3中仅可以看到一个)接合。锤壳32通过诸如铝合金等金属的一体成型制成。锤壳32的远端部具有向前逐渐变细的形状。锤壳32包括可以穿过砧30的通孔32a。在锤壳32的后端开口的周缘处形成有用于保持锤壳32的凸缘部32b，以便防止锤壳32向前与壳体2分离。

锤24具有与已被广泛使用的冲击工具的形状相同的形状，并且经由凸轮机构附接在心轴27上。弹簧23设置在锤24的后方。弹簧23定位在切换机构35的各个部件的内部，并且切换机构35的各个部件布置为不接触弹簧23。变换部件48布置在锤壳32的后端处的外周表面上，并且推动器45的圆环部46布置在锤壳32的后端部附近的内周表面侧上。变换部件48和推动器45用作执行切换机构35所进行的切换的切换部件，并且止动件41用作待切换部件。

滑动部件36由多个辊38以及环形部件37构成，环形部件37由合成树脂制成并且可旋转地保持各个辊38。由于止动件41不相对于围绕输出轴的旋转轴线旋转的锤24而旋转，因此滑动部件36设置为在止动件41向前移动由此阻止锤24的后退移动的状态下防止止动件41阻止锤24的旋转。因此，滑动部件36的形状不限于附图所示的形状，并且由于滑动部件36是承受沿作为旋转体的锤24的轴线方向施加的力(推力)的支承部件，因此滑动部件36可以是具有其他形状的支承机构或滑动机构。

止动件41是金属部件，其中，从圆环部42向后突出的凸轮部件43一体地设置在圆环部42的沿周向的三个部分处，并且止动件41用作限制锤24向后移动的限制部件。在本示例性实施例中，止动件41构造为在推动器45的作用下前后移动(轴向移动)。然而，由于止动件在沿其周向的三个部分处设置有花键突起44，因而此时止动件不能沿旋转方向旋转。花键突起44与形成在锤壳32的内壁上且与轴线方向平行的花键凹部(未示出)接合，从而允许止动件41沿轴向移动但阻止止动件41沿旋转方向移动。

推动器45是用于通过沿轴线方向从后方朝向前方推动止动件41来移动止动件41的部件，并且是金属部件，其中，从圆环部46向前突出的凸轮部件47一体地设置在三个部分处。推动器45可以围绕心轴27的旋转轴线周向地旋转但不能沿轴向移动。当操作者操作与推动器45连接的变换部件48的变换杆48b时，执行推动器的周向旋转。

图4是位于第一操作模式的位置(通常位置)的撞击机构部和切换机构的透视图。从图4中可以看出，滑动部件36的前表面与锤24的后端面之间的间隔B被设置为充分大于其上形成有砧30的撞击面的突出部29a、29b的轴向长度。通过这种位置关系，当锤24沿轴线方向向后后退时，锤24的凸部24a、24b越过砧30的突出部29a、29b，以便可以执行通常的机械冲击操作。此时，凸轮部件47和凸轮部件43沿周向交替并列布置，并且止动件41的圆环部42与推动器45的圆环部46之间的间隔最短。这样，滑动部件36和止动件41在冲击模式下位于后方，并且锤24在驱动时可以向后移动。

图5是位于第二操作模式的位置(锁定位置)处的撞击机构部和切换机构的透视图。从图5中可以看出，滑动部件36的前表面与锤24的后端面之间的间隔C大致为零。在该状态下，由于锤24不能后退，因此不能执行在锤24的凸部24a、24b越过砧30的突出部29a、29b的情况下所执行的冲击操作。为了在该状态下执行冲击操作，在电动机3重复地沿正向和反向交替旋转的同时，锤24能够撞击砧30，但锤24仅能相对于砧30进行预定角度(小于180°)的移动。在图5所示的状态下，由于凸轮部件43的后端面和凸轮部件47的前端面彼此抵靠，因此止动件41和推动器45沿轴向顺序排列，而不沿周向彼此重叠。顺便提及，在图5中，变换杆48b尚未移动到壳体2的周向端部49a(即，变换杆48b正在移动的中途)，并且凸轮部件43的后端面与凸轮部件47的前端面之间的接触面积还比较小。

当将操作模式从冲击模式变为电子脉冲模式时，使变换杆48b周向旋转并因此从图4的状态切换到图5的状态。从而经由突起部46c将变换杆48b的旋转传递至推动器45，使得推动器45周向旋转。与旋转同时发生的是，凸轮部件47的倾斜表面47c和凸轮部件43的倾斜表面相对于彼此滑动，从而止动件41向前移动。当止动件41向前移动时，滑动部件36也向前移动并固定。

图6是用于示出切换机构35的止动件41和推动器45的形状的示图。图6的(1)示出在图4的状态下止动件41与推动器45之间的相对位置关系，并且为了便于说明，仅在平面图中示出周向长度的三分之一部分。尽管止动件41和推动器45被示出为似乎在它们之间形成有间隔，但实际上如图4和图5所示它们被布置为彼此接触。止动件41在沿周向的三个部分处设置有凸轮部件43。凸轮部件43是具有与圆环部42接触的下侧底部和与下侧底部相对的上侧底部43b的梯形部件。同时，推动器45也具有梯形形状，并且在沿周向的三个部分处设置有凸轮部件47。在图4所示的通常位置，由于圆环部42的平面部42a抵靠在底部47b上，并且圆环部46的平面部46a抵靠在上侧底部43b上，因此能够使止动件41与推动器45之间的相对间隔最小。

图6的(2)示出在图5的状态下止动件41与推动器45之间的相对位置关系，并且示出推动器45从图6的(1)的状态旋转约67°时的状态。当推动器45从图6的(1)的状态旋转时，推动器45在倾斜表面43c与倾斜表面47c彼此接触的情况下旋转。因此，止动件41被推动器45向前推而移动。当倾斜表面43c与倾斜表面47c之间的接触状态解除时，上侧底部43b和平面部46a彼此抵靠。在该状态下，止动件41的圆环部42与推动器45的圆环部46之间的间隔为图6的(1)的状态的两倍大。这样，可旋转的推动器45能够相对于不能旋转的止动件41旋转，使得能够沿轴向移动止动件41。

图7示出在现有技术的冲击工具中锤24在搭接在砧上的情况下下停止的状态。图7示出作为砧30的撞击部的突出部29a、29b搭接在作为锤24的撞击部的凸部24a、24b上的状态。砧30具有：小直径部30c，其略细，以便将前端工具安装在柱状主体部30a的前端侧；以及倾斜孔部30d，其形成在小直径部30c的前侧。在主体部30a的后侧形成有直径加粗的大直径部30b，并且两个突出部29a、29b沿径向向外的方向从大直径部30b突出。突出部29a、29b是具有下述表面的撞击爪：该表面将沿周向受到撞击。突出部29a、29b的后表面(即，面向锤24的后表面29c、29d)形成为与输出轴的旋转轴线大致垂直。

锤24形成有从柱状主体部向前轴向突出的一组凸部24a、24b。凸部24a、24b用作具有沿周向实施撞击的撞击面的撞击爪，并且凸部24a、24b沿周向间隔开180°。这里，凸部24a、24b的前表面(即，面向砧30的前表面24c、24d(参考图5))形成为与旋转轴线垂直。当具有上述形状的锤24旋转以撞击砧30时，如果操作者在操作结束时松开触发器6a，则电动机3停止，并且锤24的旋转也停止。此时，当电动机3在凸部24a、24b越过突出部29a、29b时停止时，在一些情况下，锤24的旋转可能停止在图7的状态下。在该状态下的停止期间，当操作者试图通过操作变换杆48b将操作模式从第一操作模式(冲击模式)切换至第二操作模式(电子脉冲模式、离合器模式和钻模式中的任一者)时，切换机构不能工作，即不能切换至图5的状态，因为在图7的状态下锤24已经沿轴向后退了。

鉴于上述问题，本示例性实施例改进了作为砧30的撞击部的突出部130、131的后端面的形状和作为锤24的撞击部的凸部124、125的后端面的形状。图8示出本发明示例性实施例的锤24和砧30的形状。砧30的突出部130、131的后端面(即，面向锤24的表面)倾斜地形成。这里，后端面分别形成为具有包括倾斜表面130c和倾斜表面130d的山形形状以及包括倾斜表面131c和倾斜表面131d的山形形状。所有倾斜表面130c、130d、131c、131d相对于与旋转轴线垂直的平面沿周向倾斜。这里，后端面(倾斜表面130c、130d、131c、131d)相对于与旋转轴线垂直的平面倾斜角度θ₁。同样地，锤24的凸部124、125的前表面(即，面向砧30的表面)形成为具有山形形状。该山形形状沿相反方向朝向砧30的后端面突出，并且锤24前端面向前突出。倾斜表面124c、124d、125c、125d相对于与旋转轴线垂直的平面而沿周向倾斜。这里，前端面(倾斜表面124c、124d、125c、125d)相对于与旋转轴线垂直的平面沿倾斜角度θ₂。在本示例性实施例中，角度θ₁、θ₂优选地相同，并且角度θ₁、θ₂优选地约为2°至15°。在本示例性实施例中，角度θ₁、θ₂设定为约8°。

图9是示出当松开触发器6a以停止电动机3的旋转时锤24和砧30在四个阶段中的运动的透视图。在本示例性实施例中，假定电动机3的旋转停止在图9(1)的状态下。此时，尽管停止了来自电动机3(其为驱动源)的旋转力，但由于在图9(1)的状态下锤24后退并与砧30间隔开，因此在弹簧23(参考图3)的作用下锤24被施加有如箭头91所示的强的向前推压力。此时，倾斜表面130d、124d彼此接触，并且倾斜表面131d、125d彼此接触(在图9中不可见)。这样，在本示例性实施例中，由于锤24和砧30的相向表面形成为倾斜表面，因此即使在电动机3停止之后，锤24也在弹簧23的推压力的作用下如图9的(2)的箭头92所示那样旋转。当锤进一步旋转时，如图9的(3)的箭头93所示，锤到达倾斜表面130d、124d的接触状态和倾斜表面131d、125d的接触状态被解除的位置。因此，如图9的(4)所示，锤24在弹簧23的作用下如箭头94所示那样向前移动，然后锤24停止。移动之后的状态与图4所示的状态相同。

如上所述，根据本发明的锤24和砧30，无论锤24和砧30位于任何相对旋转角度，锤24都始终向前移动然后停止。因此，能够可靠地避免紧固模式的切换机构不能工作的问题。

第二示例性实施例

在下文中，将参考图10至图12对本发明的第二示例性实施例进行描述。第二示例性实施例与第一示例性实施例的相同点在于：锤的撞击部和砧的撞击部的各个轴向相向的表面相对于与旋转轴线垂直的平面而沿周向倾斜地形成。然而，在第二示例性实施例中，每个相向表面仅由一个倾斜地形成的表面构成。锤24具有从柱状主体部沿轴线方向向前突出的凸部224(尽管另一凸部225在图10中不可见，但凸部225相对于凸部224以旋转对称的关系形成)。凸部224、225用作具有沿周向实施撞击的撞击面的撞击爪，并且沿周向间隔开180°。这里，凸部224、225的前表面(即，面向砧30的前表面224c)形成为相对于与旋转轴线垂直的平面倾斜角度θ₃。结果，沿正转方向(螺钉紧固方向)的撞击面224a上的凸部224的轴向突出长度H1比沿反转方向(螺钉松开方向)的撞击面224b上的凸部224的轴向突出长度H2短。

对于砧30来说，突出部230、231的后端面(即，面向锤24的表面)倾斜地形成。这里，后端面形成为具有由倾斜表面230c、231c构成的平面形状。所有倾斜表面230c、231c相对于与旋转轴线垂直的平面而沿周向倾斜。这里，倾斜表面230c(其为后端面)形成为相对于与旋转轴线垂直的平面倾斜角度θ₄。结果，突出部230的朝正转方向(螺钉紧固方向)的撞击面230a、231a上的轴向突出长度H3比突出部230的朝反转方向(螺钉松开方向)的撞击面230b上的轴向突出长度H4短。在第二示例性实施例中，角度θ₃、θ₄优选地相同，并且角度θ₃、θ₄优选地约为2°至30°，更优选地约为2°至15°。在本示例性实施例中，角度θ₃、θ₄设定为约8°。

另外，在第二示例性实施例中，基于与图9中描述的操作原理相同的原理，锤24总是向前移动然后停止。因此，无论在锤24和砧30的任何相对旋转角度状态下松开触发器6a，锤24都始终向前移动然后停止。因此，能够可靠地避免在电动机停止之后紧固模式的切换机构不能工作的问题。同时，根据本发明，除了锤的撞击部和砧撞击部的各个轴向相向表面相对于与旋转轴线垂直的平面沿周向倾斜地形成的构造之外，以下构造也是可能的：在松开触发器6a并由此停止电动机3的旋转之后，向电动机供应用于沿反转方向(或者解除锤与砧之间的重叠状态所沿的方向)驱动电动机的驱动电流一小段时间，从而向前移动锤24，然后使锤24停止。

这里，将参考图11对在松开触发器6a之后马上执行沿反向旋转电动机3的控制的驱动控制系统的电路进行描述。图11是示出电动机的驱动控制系统的构造的框图。在本实施例中，电动机3由三相无刷直流电动机构成。无刷直流电动机包括：转子3a，其具有永磁体，永磁体包括多组(在本示例性实施例中为两组)N极和S极；以及定子3b，其具有星形连接的三相定子绕组U、V、W和用于检测转子3a的旋转位置的三个旋转位置检测元件(霍尔元件)14。基于来自旋转位置检测元件14的位置检测信号控制定子绕组U、V、W的通电方向和时间，使得电动机3旋转。旋转位置检测元件14在逆变电路板4上设置在面向转子3a的永磁体的位置。

安装在逆变电路板4上的电子元件包括以三相桥接形式连接的六个诸如FET等开关元件Q1至Q6。六个桥接的栅极开关元件Q1至Q6的各个栅极与安装在控制电路板8上的控制信号输出电路53联接。另外，六个开关元件Q1至Q6的各个源极或漏极与星形连接的定子绕组U、V、W联接。从而，六个开关元件Q1至Q6通过从控制信号输出电路53输入的开关元件驱动信号(诸如H4、H5、H6等驱动信号)执行切换操作，并且通过使用电池9的施加在逆变电路52上作为三相(U相、V相和W相)电压Vu、Vv、Vw的直流电压来将电力供应至定子绕组U、V、W。安装在控制电路板8上的计算单元51基于触发开关6的触发器6a的操作量(行程)的检测信号来改变PWM信号的脉冲宽度(占空比)，由此调节供应到电动机3的供电量，从而控制电动机3的启动/停止和转速。

每当检测到正转/反转切换杆10的变化时，旋转方向设定电路62切换电动机3的旋转方向，并且将其控制信号传送到计算单元51。尽管未示出，但计算单元51包括：CPU，其基于处理程序和数据输出驱动信号；ROM，其用于存储处理程序和控制数据；RAM，其用于临时存储数据；计时器等。控制信号输出电路53基于旋转方向设定电路62、转子位置检测电路54和转数检测电路55的输出信号产生用于交替切换预定的开关元件Q1至Q6的驱动信号，并将驱动信号输出到逆变电路52。供应至电动机3的电流值由电流检测电路59进行测量，被反馈到计算单元51，并由此被调节为设定的驱动电力。

与此类似，在使用无刷直流电动机作为电动机3的情况下，当触发器6a返回时，利用控制装置50控制电动机3反向旋转一小段时间，其中控制装置50通过逆变电路52来执行旋转控制。图12示出第二示例性实施例中的电动机3的驱动状态，其中，图12的(1)是示出触发器6a的状态的曲线图，图12的(2)是示出从逆变电路52向电动机3发送的驱动信号的曲线图，图12的(3)是示出电动机3的转数的曲线图。在各个曲线图中，水平轴表示时间(秒)，并且还示出了时间的比例。在图12的(1)中，冲击工具1在第一操作模式(冲击模式)下操作。当在时刻t₁拉动触发器6a时，电动机3开始旋转。如作为切换操作检测电路60的输出的触发信号81所示，操作者在时刻t₂判断紧固操作完成，并且释放触发器6a，从而结束操作。通过触发操作，用于使电动机3沿正转/反转切换杆10所指定的旋转方向旋转的驱动信号82在时刻t₁从控制装置50的控制信号输出电路53输出到逆变电路52，并且驱动信号82在时刻t₂停止。这里，在本示例性实施例中，从时刻t₂起经过休止时间T1之后，用于使电动机在从时刻t₃到时刻t₄的短时间段T2里沿反向旋转的驱动信号82b被供给至逆变电路52，并且驱动电流从逆变电路52被供应至电动机3。

图12的(3)示出了当如图12的(2)中的箭头82a、82b所示那样供应驱动信号时电动机3的转数83。即使驱动信号82在时刻t₂停止，电动机3也因惯性力而不立即停止，然后在时刻t₃电动机3停止。在本示例性实施例中，休止时间T1(其是短的时间段)被优选地设定为与松开触发器6a之后直到电动机3停止的时间段对应。计算单元51从经过休止时间T1之后的时刻t₃开始使电动机3反向旋转，并且在时刻t₄立即停止电动机3的旋转。从时刻t₃到时刻t₄，电动机3沿反向旋转，使得当锤24如图7所示那样搭接在砧30上时，通过不仅施加倾斜表面230c、231c、224c、225c和弹簧23的力而且还施加电动机3的驱动力，锤24总是先向前移动，然后停止。因此，在本示例性实施例中，箭头82b所示的电动机3的驱动时间可以是施加脉冲电压的时间段，并且时间段t₃到t₄例如约为20毫秒。

通过计算单元51控制图12的(2)所示的电动机3的旋转。对于休止时间T1和反转的驱动时间T2的时间间隔来说，它们的最佳值可以通过试验等设定，并优选地预先存储在包括在计算单元51中的存储装置中。顺便提及，参考图12所描述的旋转控制不仅可以被执行以用于具有图10所示的形状的锤和砧，而且也可以以相同的方式被执行以用于具有图8所示的形状的锤和砧。在这种情况下，当触发器6a返回时，可以沿正转方向/反转方向施加例如休止时间-反转驱动-休止时间-正转驱动的约20毫秒的短驱动。另外，在图12的实例中，电动机3从时刻t₃到时刻t₄反向旋转。然而，可以任意地设定在短时间里与锤和砧的相向倾斜表面的形状一致的、驱动电动机的旋转方向。例如，对于具有图10所示的形状的锤和砧来说，电动机可以构造为从时刻t₃到时刻t₄总是反向旋转，而不论从时刻t₁到时刻t₂的旋转方向是否为正转方向或反转方向。

在第二示例性实施例中，不仅改进了锤和砧的形状，而且还将电动机3控制为在电动机停止时反向旋转一小段时间。因此，能够实现这样的构造：在松开触发器6a之后，锤24总是向前移动，然后停止。因此，能够在电动机3停止之后平稳地操作阻止锤24的后退移动的切换机构，使得能够实现具有良好可用性的冲击工具。顺便提及，根据锤和砧的形状，还可以在电动机3停止时仅通过控制电动机3沿正向或反向旋转一小段时间而在利用图7所示的现有技术的锤和砧的冲击工具中获得相同的效果。

在上文中，虽然已经参考示例性实施例对本发明进行了描述，但本发明不限于上述示例性实施例，而是可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种修改。例如，在上述示例性实施例中，锤和砧的相向表面形成为倾斜形成的平面(倾斜表面)。作为对倾斜表面的替代，相向表面可以形成为曲面。也就是说，相向表面可以是任意形状的，只要在锤的凸部搭接在砧的突出部上的情况下锤不会停止即可。此外，在上述示例性实施例中，已经举例说明了能够使用冲击工具和电子脉冲驱动器这两者的功能的电动工具。然而，具有冲击工具和起子电钻的功能的工具也是可行的。另外，在上述示例性实施例中，将冲击工具实例化为使用无刷直流电动机作为驱动源的电动工具。然而，使用具有电刷的电动工具和使用气动马达的冲击工也是可能的。

因此，如上文已经描述的，在本说明书中公开了以下内容。

冲击工具还可以包括用于限制锤沿与砧相反的方向(远离砧的方向)移动的限制部件，其中，借助该限制部件，可以切换不限制锤的移动的第一操作模式(执行机械冲击操作的模式)和限制锤的移动的第二操作模式(以电子脉冲方法、钻模式或电子离合器模式执行冲击操作的模式)。在第二操作模式中，执行使锤相对于砧沿正向或反向旋转一小于180°的旋转角度的撞击操作。虽然在电动机停止时操作限制部件，但在电动机停止时，锤总是向前移动，然后停止。因此，能够可靠地避免不能执行切换操作的问题。

锤和砧的撞击部的相向表面可以形成为具有相对于与旋转轴线垂直的平面而沿周向朝相反方向倾斜的一个或两个倾斜表面。因此，无论锤沿正向或反向旋转，都能够在电动机停止时在弹簧的作用下使锤向前移动。锤的撞击部可以是从锤朝向砧突出的凸部，而砧的撞击部可以是从柱状主体部径向突出的突出部。倾斜表面可以形成为：对于凸部的轴向突出长度来说，正转时的撞击面的突出长度比反转时的撞击面的突出长度短。这样，突出长度被设定，使得搭接在砧上的锤能够容易地沿特定方向滑下。

冲击工具还可以包括控制装置和用于使电动机旋转的触发器，控制装置构造为：在触发器返回且电动机因此停止之后，马上向电动机供应驱动电流一小段时间，从而使锤沿预定旋转方向稍微旋转。因此，不仅通过锤和砧的形状，而且还通过电动机的电动控制，使得锤能够从搭接状态返回。

冲击工具还可以包括用于设定电动机的旋转方向的正转/反转变换开关，并且控制装置可以构造为供应用于沿与由正转/反转变换开关所设定的旋转方向相反的方向来驱动电动机的脉冲电压。因此，根据旋转方向，能够有效地使锤从搭接状态返回。

本申请要求2013年7月26日提交的日本专利申请No.2013-156181的优先权，该申请的全部公开内容以引用方式并入本文。

工业实用性

如上所述，根据本发明的冲击工具具有改进了锤和砧的形状的优点，从而能够在电动机停止时防止电动机停止在锤的撞击部搭接在砧的撞击部上的状态。本发明例如对于冲击工具是有用的。

附图标记列表

1：冲击工具

2：壳体

2a：主体部

2b：手柄部

3：电动机

3a：转子

3b：定子

3c：旋转轴线

4：逆变电路板

5：开关元件

6：触发开关

6a：触发器

7：开关板

8：控制电路板

9：电池

10：正转/反转切换杆

11：操作模式设定开关

13：转子风扇

14：旋转位置检测元件

17a：进气口

17b、17c：槽

18a，18b：轴承

19a：金属

19b：轴承

20：减速机构

22：旋转撞击机构部

23：弹簧

24：锤

24a、24b：凸部

24c、24d：前表面

25：心轴凸轮凹部

26：滚珠

27：心轴

28：锤凸轮凹部

29a、29b：突出部

29c、29d：后表面

30：砧

30a：主体部(中间直径部)

30b：大直径部

30c：小直径部

30d：倾斜孔部

31：附接部件

32：锤壳

32a：通孔

32b：凸缘部

35：切换机构

36：部件

37：环形部件

38：辊

39：切换弹簧

41：止动件

42：圆环部

42a：平面部

43、47：凸轮部件

43b、47b：(凸轮部件的)上侧底部

43c、47c：(凸轮部件的)倾斜表面

44：花键突起

45：推动器

46：圆环部

46a：平面部

46c：突起部

48：变换部件

48a：圆环部

48b：变换杆(操作部)

48c：接合孔

49a、49b：周向端部

50：控制装置

51：计算中心

52：逆变电路

53：控制信号输出电路

54：转子位置检测电路

55：转数检测电路

59：电流检测电路

60：切换操作检测电路

62：旋转方向设定电路

81：触发信号

82：驱动信号

82b：驱动信号

83：转数

124：凸部

124c：倾斜表面

130：突出部

130c、130d：倾斜表面

131c、131d：倾斜表面

224：凸部

224a、224b：撞击面

224c：前表面

225：凸部

230：突出部

230a、230b：撞击面

230c：倾斜表面

Claims

1.一种冲击工具，包括：

电动机；

心轴，其被所述电动机驱动旋转；

锤，在设置为用于所述心轴的凸轮机构的作用下，所述锤在旋转的同时沿所述心轴的轴线方向移动；

砧，其被所述锤施加旋转力和撞击力；以及

弹簧，其构造为朝向所述砧推压所述锤，

其特征在于，所述锤的撞击部和所述砧的撞击部的沿输出轴的旋转轴线的方向的相向表面分别形成为相对于与所述旋转轴线垂直的平面而沿周向倾斜。

2.根据权利要求1所述的冲击工具，还包括：限制部件，其用于限制所述锤沿与所述砧相反的方向移动，

其中，借助所述限制部件来切换不限制所述锤的移动的第一操作模式和限制所述锤的移动的第二操作模式。

3.根据权利要求2所述的冲击工具，其中，所述第二操作模式包括执行使所述锤相对于所述砧沿正向或反向旋转小于180°的旋转角度的撞击操作。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的冲击工具，其中，所述相向表面形成为具有相对于与所述旋转轴线垂直的平面而沿周向朝相反方向倾斜的两个倾斜表面。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的冲击工具，其中，所述相向表面形成为具有相对于与所述旋转轴线垂直的平面而沿周向倾斜的一个倾斜表面。

6.根据权利要求4或5所述的冲击工具，

其中，所述锤的撞击部是从所述锤朝向所述砧突出的凸部，并且

所述砧的撞击部是从柱状主体部径向地延伸出的突出部。

7.根据权利要求6所述的冲击工具，其中，所述倾斜表面形成为：对于所述凸部的轴向突出长度来说，正转时的撞击面的突出长度比反转时的撞击面的突出长度短。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的冲击工具，还包括：

触发器，其用于使所述电动机旋转；以及

控制装置，其构造为：在所述触发器返回且所述电动机因此停止之后，马上向所述电动机供应驱动电流一小段时间，从而使所述锤沿预定旋转方向稍微旋转。

9.一种冲击工具，包括：

电动机；

触发器，其用于使所述电动机旋转；

心轴，其被所述电动机驱动旋转；

砧，其被所述锤施加旋转力和撞击力；以及

弹簧，其朝向所述砧推压所述锤，

其特征在于，所述冲击工具还包括控制装置，所述控制装置构造为：在所述触发器被松开起一小段时间之后，所述控制装置供应用于驱动所述电动机的短的脉冲电压。

10.根据权利要求9所述的冲击工具，还包括用于设定所述电动机的旋转方向的正转/反转变换开关，

其中，所述控制装置构造为供应用于沿与由所述正转/反转变换开关所设定的旋转方向相反的方向来驱动所述电动机的脉冲电压。