CN113195169B - 旋转工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够更灵活地判断由于顶端工具的锁定而发生工具主体的过度旋转的可能性的旋转工具。驱动钻(1)具有工具主体(10)、电机(2)和控制器(5)。电机(2)构成为被收容在工具主体(10)中,驱动顶端工具。控制器(5)构成为,按照特定的判断基准,判断是否由于顶端工具的锁定而发生工具主体(10)绕驱动轴线(A1)过度旋转。另外,控制器(5)构成为监视与驱动钻(1)的使用状态有关的信息。并且,控制器(5)构成为按照驱动钻(1)的使用状态来变更是否发生过度旋转的判断基准。

Description

旋转工具
技术领域
本发明涉及一种驱动顶端工具旋转的旋转工具。更详细而言,本发明涉及一种能够检测由于顶端工具的锁定而发生工具主体的过度旋转的旋转工具。
背景技术
已知以下旋转工具:通过驱动顶端工具旋转来执行钻孔作业、切割作业等。在这种旋转工具中,在驱动顶端工具旋转过程中,有时由于顶端工具被锁定而对工具主体作用过大的反作用扭矩,发生工具主体绕驱动轴线过度旋转的现象(还称为反冲(kickback))。因此已知以下旋转工具,其构成为,在检测到工具主体的过度旋转的情况下,停止顶端工具的旋转驱动。例如,在日本发明专利公开公报特开2011-93073号中公开一种锤钻,其构成为,在根据检测顶端工具的扭矩状态的第1传感器和检测工具主体的运动状态的第2传感器的检测结果判断为工具主体发生过度旋转的情况下,切断向顶端工具的扭矩传递。
发明内容
[发明所要解决的技术问题]
上述的锤钻在第1传感器及第2传感器检测到分别预先设定的阈值的情况下,视为工具主体发生过度旋转,切断扭矩传递。然而,相对于作用于工具主体的反作用扭矩的承受力根据使用者、作业环境的不同而变化。因此,期望更灵活地判断由于顶端工具的锁定而发生的工具主体的过度旋转。
本发明要解决的技术问题在于,提供一种能够更灵活地判断由于顶端工具的锁定而发生的工具主体的过度旋转的可能性的旋转工具。
[用于解决技术问题的技术方案]
根据本发明一方式,提供一种构成为能够驱动顶端工具绕驱动轴线旋转的旋转工具。该旋转工具具有工具主体、电机、判断部、监视部和基准变更部。
电机构成为被收容在工具主体中,驱动顶端工具。判断部构成为按照特定的判断基准,判断是否由于顶端工具的锁定而发生工具主体绕驱动轴线过度旋转。监视部构成为监视与旋转工具的使用状态有关的信息。基准变更部构成为按照旋转工具的使用状态来变更判断基准。
本方式的旋转工具构成为,一方面按照特定的判断基准来判断是否由于顶端工具的锁定而发生工具主体的过度旋转,另一方面监视与旋转工具的使用状态有关的信息。当顶端工具被锁定时,对工具主体作用反作用扭矩,对该反作用扭矩的承受力可能根据旋转工具的使用状态(例如,使用者的力、使用环境等)而发生变化。在本方式的旋转工具中,监视旋转工具的使用状态,按照使用状态来变更判断基准。据此,能够根据使用状态的变化更灵活地判断过度旋转的可能性。此外,本方式中的过度旋转的判断方法并没有特别地限定,能够采用任意公知的方法。典型的情况是,根据与由于顶端工具的锁定而造成的工具主体的过度旋转状态对应的任一指标值与基准值的比较结果来进行判断。另外,在此所谓的本方式的判断基准的变更典型的情况是指,提高判断基准(即,难以判断为发生过度旋转),或者降低判断基准(即,易于判断为发生过度旋转)。判断基准的变更例如能够通过变更与上述的指标值进行比较的基准值,或者通过变更指标值的计算所使用的系数来实现。
作为本方式所涉及的“旋转工具”,例如能够举出通过驱动被安装在最终输出轴上的顶端工具旋转,能够对被加工物实施钻孔作业的钻孔工具、能够执行切割作业的切割工具、或者能够执行研削作业的研削工具。作为这种旋转工具,例如能够举出驱动钻、振动钻、锤钻、圆锯、研磨机等。
在本发明的一方式中,监视部也可以构成为,监视与使用者保持工具主体的保持力对应的信息作为与使用状态有关的信息。并且,基准变更部也可以构成为按照保持力来变更判断基准。
使用者保持工具主体的保持力作为对反作用扭矩的承受力来发挥作用,该保持力根据使用者而不同。另外,即使是同一使用者,保持力也易于根据作业时间、作业环境而发生变化。根据本方式,监视与使用者保持工具主体的保持力有关的信息,按照保持力来变更判断基准,因此,即使在保持力发生变化的情况下,也能够灵活判断过度旋转。此外,保持力的下降在顶端工具被锁定的情况下易于导致工具主体过度旋转。因此,优选为,保持力越低则基准变更部越降低判断基准(保持力越高越提高判断基准)。
在本发明的一方式中,监视部也可以构成为,监视与电机的运行时间有关的信息作为与使用状态有关的信息。并且,基准变更部也可以构成为按照运行时间来变更判断基准。
使用者保持工具主体的保持力通常不是一定的,而随时间变化而变化。根据本方式,监视电机的运行时间,即监视与旋转工具的作业时间有关的信息,按照运行时间来变更判断基准。因此,能够按照运行时间的变化来灵活判断过度旋转。此外,电机的运行时间例如可以是电机的连续运行时间,也可以是每单位时间的电机的运行时间。另外,一般而言,随着作业时间变长,保持力易于下降。因此,优选为,电机的运行时间越长,则基准变更部越降低判断基准。
在本发明的一方式中,监视部也可以构成为,监视与工具主体的姿势有关的信息作为与使用状态有关的信息。并且,基准变更部也可以构成为按照工具主体的姿势来变更判断基准。
使用者保持工具主体的保持力通常不是一定的,能够根据作业中的使用者的姿势而发生变化。根据本方式,监视与对应于使用者的作业姿势的工具主体的姿势有关的信息,按照姿势来变更判断基准。因此,能够按照使用者的作业姿势来灵活判断过度旋转。此外,工具主体的姿势例如能够由以重力方向为基准的工具主体(更详细而言,例如驱动轴线或者检测重力方向的检测器的检测轴)的倾斜角度来表示。另外,一般而言,使用者越使工具主体保持朝上,保持力越易降低。因此,优选为,工具主体的姿势越接近朝上,则基准变更部越降低判断基准。
在本发明的一方式中,旋转工具还可以具有存储控制部,该存储控制部构成为,将与使用状态有关的信息存储在存储装置中。根据本方式,能够有效使用存储在存储装置中的与使用状态有关的信息。另外,存储装置可以内置于旋转工具,也可以是能够通过有线或无线连接于旋转工具的外部存储装置。
在本发明的一方式中,基准变更部也可以构成为,根据存储在存储装置中的与使用状态有关的信息的历史记录来变更判断基准。根据本方式,能够根据与使用状态有关的信息的历史记录来优化判断基准。即,旋转工具能够发挥学习功能。
在本发明的一方式中,旋转工具还可以具有历史记录删除部,该历史记录删除部构成为,删除存储在存储装置中的与使用状态有关的信息。根据本方式,在删除信息后,能够重新将与使用状态有关的信息存储在存储装置中并合理使用。另外,历史记录删除部删除信息的时机能够适宜地设定。例如,历史记录删除部可以在被输入删除历史记录的指示的情况下删除信息,也可以在每当接通或者断开电源时删除信息。
附图说明
图1是驱动钻的剖视图。
图2是表示驱动钻的电气结构的框图。
图3是第1实施方式的电机的驱动控制处理的流程图。
图4是在电机的驱动控制处理中执行的通电角设定处理的流程图。
图5是在电机的驱动控制处理中执行的旋转状态推定处理的流程图。
图6是第2实施方式的电机的驱动控制处理的流程图。
图7是第3实施方式的电机的驱动控制处理的流程图。
图8是第4实施方式的电机的驱动控制处理的流程图。
图9是第5实施方式的电机的驱动控制处理的流程图。
图10是平均保持扭矩与阈值的对应关系信息一例的说明图。
图11是平均保持扭矩与阈值的对应关系信息一例的说明图。
图12是平均保持扭矩与阈值的对应关系信息一例的说明图。
图13是第6实施方式的电机的驱动控制处理的流程图。
图14是连续运行时间与阈值的对应关系信息一例的说明图。
图15是连续运行时间与阈值的对应关系信息一例的说明图。
图16是连续运行时间与阈值的对应关系信息一例的说明图。
图17是第7实施方式的电机的驱动控制处理的流程图。
图18是工具主体角度与阈值的对应关系信息一例的说明图。
图19是表示变形例所涉及的驱动钻的电气结构的框图。
具体实施方式
[第1实施方式]
下面,参照图1~图5对第1实施方式所涉及的驱动钻1进行说明。另外,在本实施方式中,例示出电动式的驱动钻1。驱动钻1是驱动以可拆卸的方式来安装的顶端工具(省略图示)旋转的旋转工具、更详细而言能够通过顶端工具执行钻孔作业的钻孔工具一例。
首先,对驱动钻1的概略结构进行说明。如图1所示,驱动钻1的外部轮廓由工具主体10形成。工具主体10包括主体外壳11和手柄15。主体外壳11沿规定的驱动轴线A1延伸,且收容电机2和驱动机构3。可拆装顶端工具(省略图示)的夹头(chuck)37沿驱动轴线A1从驱动轴线A1的延伸方向上的主体外壳11的一端部起突出。手柄15从主体外壳11向与驱动轴线A1交叉的方向(大致正交的方向)突出。手柄15构成为,能够供使用者把持。在手柄15的基端部(连接于主体外壳11的端部),设置有使用者能够进行按压操作(扣动操作)的扳机153。另外,在手柄15的突出侧的端部(顶端部),通过电池安装部157以可拆卸的方式安装有充电式的电池9。
另外,下面为了便于说明,将驱动轴线A1的延伸方向规定为驱动钻1的前后方向。在前后方向上,将配置有夹头37的一侧规定为前侧,将其相反侧规定为后侧。另外,将与驱动轴线A1正交且与手柄15的延伸方向对应的方向规定为上下方向。在上下方向上,将主体外壳11侧规定为上侧,将突出端侧(拆装电池9的一侧)规定为下侧。另外,将与前后方向及上下方向正交的方向规定为左右方向。
下面,对驱动钻1的物理结构的细节进行说明。
驱动钻1具有钻孔模式和驱动模式这两种工作模式。钻孔模式是通过驱动作为顶端工具一例的钻头旋转来对被加工物进行钻孔作业的工作模式。驱动模式是通过驱动作为顶端工具的另一例的螺丝刀头旋转来进行螺钉的紧固作业的工作模式。如图1所示,在主体外壳11的前端部设置有能够绕驱动轴线A1旋转的模式切换环117。使用者通过旋转操作模式切换环117,能够切换驱动钻1的工作模式。
对主体外壳11的内部结构进行说明。如图1所示,在主体外壳11中收容有作为驱动源的电机2、和构成为通过电机2的动力来驱动顶端工具的驱动机构3。
在本实施方式中,电机2采用三相无刷直流(DC)电机。电机2具有:定子21,其具有三相线圈;转子23,其具有永久磁铁;和电机轴25,其从转子23延伸设置,且与转子23一体地旋转。电机2被配置在主体外壳11的后端部内。电机轴25的旋转轴沿驱动轴线A1延伸。
本实施方式的驱动机构3包括行星减速器31、离合器机构33、主轴35和夹头37。驱动机构3的结构本身是周知的,因此简单地进行说明。
行星减速器31构成为包括三级的行星齿轮机构的减速机构,被配置在电机2的前侧。行星减速器31使从电机轴25输入的扭矩增大,且输出给主轴35。据此,主轴35被驱动绕驱动轴线A1旋转。夹头37以与主轴35一体旋转的方式与主轴35同轴连结。另外,在主体外壳11的上表面设置有变速杆311。变速杆311以可沿前后方向移动的方式来配置,连结于行星减速器31的切换机构(省略图示)。当变速杆311的位置被切换时,通过切换机构来切换行星减速器31的减速比(即,主轴35的转速)。离合器机构33被配置在行星减速器31的前侧。离合器机构33构成为,在选择驱动模式作为工作模式的情况下,当从行星减速器31输出的扭矩达到所设定的阈值时,断开向主轴35的扭矩传递。扭矩的阈值通过旋转操作设置在主体外壳11的前端部的扭矩调节环115来设定。
对手柄15及其内部结构进行说明。如图1所示,手柄15包括把持部151和控制器收容部155。把持部151形成为筒状,大致沿上下方向延伸。控制器收容部155形成为矩形箱状,连接在把持部151的下端部,构成手柄15的下端部。
扳机153被设置在把持部151的上端部的前侧。在把持部151内收容有扳机开关154。扳机开关154通常保持在断开状态,响应于扳机153的按压操作而成为接通状态。扳机开关154构成为,在为接通状态的情况下,经由未图示的布线,向控制器5输出与扳机153的操作量对应的信号。
在控制器收容部155内收容有控制器5,该控制器5构成为,控制电机2的驱动控制等驱动钻1的各种动作。另外,控制器5搭载于被配置在壳体50内的主基板上。另外,在本实施方式中,控制器5构成为包括CPU501、ROM502、RAM503、计时器504、存储器(详细而言,非易失性存储器)505的微型计算机(参照图2)。另外,在本实施方式中,在主基板上还搭载有加速度传感器71。加速度传感器71构成为,检测与工具主体10一体地进行工作的控制器5的加速度,且经由未图示的布线,将表示加速度的检测值的信号输出给控制器5。
并且,在控制器收容部155的上部设置有使用者能够进行外部操作的操作部73。虽然省略详细的图示,但操作部73具有受理各种信息的输入的按压式按钮。另外,代替按压式按钮,操作部73也可以具有使用者能够进行外部操作的滑动杆、触摸板等。操作部73构成为,经由未图示的布线连接于控制器5,且将表示所输入的信息的信号输出给控制器5。在控制器收容部155的下端部设置有电池安装部157。电池安装部157的结构本身是周知的结构,因此省略此处的说明。
对驱动钻1的电气结构进行说明。
如图2所示,在控制器5上电气连接有三相逆变器51、霍尔传感器53、电流检测放大器55、扳机开关154、加速度传感器71和操作部73。
三相逆变器51是使用6个半导体开关元件的三相桥接电路。霍尔传感器53具有与电机2的各相对应配置的3个霍尔元件。霍尔传感器53构成为,将表示转子23的旋转位置的信号输出给控制器5。控制器5按照从霍尔传感器53输入的信号(转子23的旋转位置),通过三相逆变器51来控制向电机2的通电。控制器5构成为,通过三相逆变器51来驱动电机2,各相端子的施加电压按照转子23的旋转位置而发生变化。另外,控制器5按照来自扳机开关154的信号(扳机153的操作量)生成PMW(脉冲宽度调制)信号,且将其输出给三相逆变器51,据此对开关元件进行PMW控制。其结果,按照扳机153的操作量来调整对电机2施加的实质电压、即电机2的转速。电流检测放大器55通过分流电阻将在电机2中流动的电流转换为电压,并且将由放大器放大后的信号输出给控制器5。
下面,说明控制器5对驱动钻1的动作控制的概要。
在本实施方式中,控制器5(详细而言,CPU501)构成为,监视与对顶端工具施加的负荷(还称为对电机2施加的负荷)对应的信息(指标值、物理量)(下面简称为负荷信息),且按照负荷信息来控制对电机2的通电角。这是为了使电机2的工作特性按照通电角而变化。具体而言,当减小通电角时,电机2的输出扭矩上升,另一方面,电机2的转速下降。与此相反,当增大通电角时,电机2的输出扭矩下降,另一方面,电机2的转速上升。因此,在本实施方式中,控制器5能够将通电角设定为120度或者150度。在对顶端工具施加的负荷较大的情况下,控制器5使电机2的输出扭矩优先,将通电角设定为更小的120度。与此相反,在对顶端工具施加的负荷较小的情况下,控制器5使电机2的转速(顶端工具的高速驱动)优先,将通电角设定为更大的150度。
在以下的说明中,还将以120度的通电角进行驱动的情况和以150度的通电角进行驱动的情况分别称为高扭矩模式驱动和低扭矩模式驱动。另外,如上所述,在本实施方式中,按照扳机153的操作量来控制转速。在扳机153的操作量相同的情况下,高扭矩模式驱动时的输出扭矩比低扭矩模式驱动时的输出扭矩高,电机2的转速低。
另外,熟知在三相无刷电机中,对电机2施加的负荷越大,则电机2的电流增大的越多,并且电机2的转速下降的越多。另外,此时也熟知,响应于电机2的电流的增大,电池9的电流也增大,并且电池9的电压下降。因此,作为控制器5监视的负荷信息,例如能够适宜地采用电机2的电流值、电机2的转速、电池9的电流值、电池9的电压值。在本实施方式中,采用由电流检测放大器55检测到的电机2的电流值作为负荷信息,后面对该细节进行叙述。控制器5在电机2驱动过程中,监视由电流检测放大器55检测到的电机2的电流值,按照电流值是否超过规定阈值,在120度与150度之间变更通电角。另外,例如在国际公开WO2012/108415中公开有这种电机2的通电角的设定方法。
另外,在本实施方式中,控制器5(详细而言,CPU501)构成为,监视负荷信息、和与工具主体10绕驱动轴线A1的旋转状态对应的信息(指标、物理量)(下面简称为旋转状态信息),根据这些信息,判断是否由于顶端工具的锁定而使工具主体10发生过度旋转(即,发生反冲的可能性)。并且构成为,当判断为可能发生过度旋转(即,发生反冲的可能性较高)时,停止电机2的驱动,据此使顶端工具的旋转驱动停止。
在本实施方式中,如上所述,将由电流检测放大器55检测到的电机2的电流值作为负荷信息来使用。另外,旋转状态信息例如能够适宜地使用速度、加速度、角速度、角加速度。在本实施方式中,使用由加速度传感器71检测到的加速度作为旋转状态信息。控制器5根据这些信息来判断是否由于顶端工具的锁定而发生过度旋转,后面对该细节进行叙述。另外,例如在日本发明专利公开公报特开2011-93073号、日本发明专利公开公报特开2013-244581号中公开有这种过度旋转的判断方法。
下面,参照图3~图5,说明由控制器5(详细而言,CPU501)执行的电机2的驱动控制处理的细节、和处理过程中驱动钻1的具体的动作。另外,当扣动操作扳机153使扳机开关154成为接通状态时开始电机2的驱动控制处理,当电机2的驱动停止时结束电机2的驱动控制处理。另外,在以下的说明和附图中,将处理中的各“步骤”简单记作“S”。
如图3所示,当处理开始时,CPU501通过三相逆变器51向电机2通电,按与扳机153的操作量对应的转速开始电机2的驱动(S100)。另外,在本实施方式中,通电角的初始值被设定为150度,电机2被以低扭矩模式驱动。CPU501根据从电流检测放大器55输出的信号来确定电机2的电流值(S200),并且,根据从加速度传感器71输出的信号来确定加速度的检测值(S300)。
CPU501进行通电角设定处理(S400)。通电角设定处理是根据在S200中确定的电机2的电流值来设定对电机2的通电角的处理。如图4所示,在通电角设定处理中,CPU501判断电流值是否比阈值大(S401)。并且,在电流值比阈值大的情况下(S401:是),即,在对顶端工具和电机2施加的负荷较大的情况下,CPU501将通电角设定为120度(S402)。另一方面,在电流值在阈值以下的情况下(S401:否),即,在对顶端工具和电机2施加的负荷较小的情况下,CPU501将通电角设定为150度(S403)。在此之后,CPU501按所设定的通电角来驱动电机2。另外,在S401中与电流值进行比较的阈值被预先设定,例如可以存储在ROM502或存储器505中。另外,在S402或者S403中,在通电角根据在该时间点设定的角度发生变化的情况下,优选为进角也相应地发生变化。具体的进角的值按照驱动钻1的结构、功能、要求特性来预先设定,也可以与通电角建立对应关系,例如存储在ROM502或者存储器505中。
如图3所示,CPU501接着通电角设定处理进行旋转状态推定处理(S500)。旋转状态推定处理是根据在S200中确定的电机2的电流值和在S300中确定的加速度来推定工具主体10的旋转状态的处理。另外,在本实施方式中,计算预想从工具主体10开始旋转起经加速度的检测直到工具主体10停止为止所旋转的角度(以下称为预想旋转角度)。预想旋转角度是表示工具主体10的过度旋转状态、换言之言过度旋转程度的指标值一例。另外,该预想旋转角度的计算方法基本上与日本发明专利公开公报特开2013-244581号所公开的方法相同。
如图5所示,在旋转状态推定处理中,CPU501首先推定保持扭矩(S501)。保持扭矩是与使用者保持工具主体10的力对应的信息一例。所谓保持扭矩是由保持工具主体10的使用者对工具主体10施加的扭矩(抵抗扭矩),还可以说是对工具主体10施加的外力(来自外部的阻力)。CPU501能够基于电机2的已知特性,根据电机2的电流值得到电机扭矩。另外,通过对从加速度传感器71输出的每单位时间的加速度进行运算处理,能够得到角加速度。CPU501能够根据惯性矩、角加速度、电机扭矩及保持扭矩之间的规定关系来推定保持扭矩。另外,使用者的保持扭矩按照工具主体10与使用者的位置关系等可能在短时间内发生较大的变化,因此,CPU501使用短的积分时间来推定保持扭矩的积分值。
并且,CPU501推定预想旋转角度(S502)。预想转速是已旋转的角度、直到停止向电机2通电为止所旋转的角度、在停止向电机2通电后所旋转的角度的合计值。另外,已旋转的角度能够通过适宜地对角加速度进行运算处理来得到。另外,能够设工具主体10按作为角加速度的积分值得到的角速度进行等速运动,根据直到停止为止所需的时间来推定直到停止向电机2通电为止所旋转的角度。能够设定以角速度进行运动的工具主体10通过在S501中得到的使用者的保持扭矩而停止,根据惯性矩、角速度及保持扭矩之间的规定关系来推定在停止向电机2通电后所旋转的角度。
如图3所示,CPU501在旋转状态推定处理(S500)之后,根据预想转速判断是否由于顶端工具的锁定而使工具主体10发生过度旋转(S600)。更详细而言,CPU501在预想转速大于阈值的情况下,判断为可能发生过度旋转(S600:是),与扳机开关154的状态无关,强制地停止电机2的驱动(S800)。另外,此时,CPU501除了停止向电机2通电之外,优选为电气制动电机2。另外,与在S600中同预想旋转角度进行比较的过度旋转有关的判断阈值被预先确定,例如可以存储在ROM502或者存储器505中。
另一方面,CPU501在预想转速在阈值以下的情况下判断为没有发生过度旋转(S600:否),判断扳机开关154是否为断开状态(S700)。在扳机开关154为接通状态的情况下(S700:否),CPU501返回S200的处理。在扳机开关154为接通状态期间,CPU501监视电机2的电流值和加速度,如果判断为没有发生过度旋转,则一边按照对顶端工具的负荷适宜地切换高扭矩模式和低扭矩模式,一边继续电机2的驱动。在此期间,驱动顶端工具旋转。当扳机开关154成为断开状态时(S700:是),CPU501停止电机2的驱动(S800)。
如以上说明的那样,本实施方式的驱动钻1具有:工具主体10;电机2,其是无刷电机;电流检测放大器55,其检测与对顶端工具施加的负荷对应的电机电流值;加速度传感器71,其检测与工具主体10绕驱动轴线A1旋转的旋转状态对应的加速度;和控制器5(CPU501),其控制驱动钻1的工作。CPU501通过按照电机电流值设定对电机2的通电角,来控制电机2的输出扭矩和转速。另外,由电流检测放大器55检测到的电机电流值与由加速度传感器71检测到的加速度一起,也被用于判断是否由于顶端工具的锁定而发生工具主体10的过度旋转。CPU501能够根据电机电流值和加速度,适宜地判断工具主体10过度旋转的可能性。这样,在本实施方式的驱动钻1中实现以下合理的结构:除了使用2个检测器(电流检测放大器55和加速度传感器71)适宜地判断工具主体10过度旋转的可能性之外,还能够按照对顶端工具施加的负荷来控制电机2的输出扭矩和转速。
[第2实施方式]
下面,参照图6对第2实施方式所涉及的驱动钻进行说明。本实施方式的驱动钻的物理结构及电气结构与第1实施方式的驱动钻1(参照图1和图2)实质上相同。另一方面,由控制器5(CPU501)进行的电机2的驱动控制处理的一部分内容与第1实施方式不同。因此,下面,对与第1实施方式相同的结构和处理的内容,标注相同的附图标记及步骤编号,适宜地省略或者简化说明和图示,主要对处理内容中的不同点进行说明。针对该方面,在该实施方式以后的实施方式中亦同样。
首先,对本实施方式中的电机2的驱动控制的概要进行说明。在本实施方式中,也与第1实施方式同样,CPU501构成为,根据电机2的电流值设定通电角,驱动电机2,并且根据电流值和加速度来判断是否发生过度旋转。并且,在本实施方式中,CPU501构成为,在电机2驱动过程中,根据通电角的设定历史记录,变更在是否发生过度旋转的判断中使用的阈值。因此,CPU501构成为,每当进行通电角设定处理时,存储通电角的设定结果。
下面,对本实施方式中的电机2的驱动控制处理的细节进行说明。如图6所示,当扳机开关154成为接通状态而开始处理时,CPU501以低扭矩模式开始电机2的驱动(S100)。CPU501确定电机2的电流值和加速度,并且根据电流值设定通电角(S200、S300、S400)。在本实施方式中,在RAM503中设定有存储区域,在该存储区域中存储有通电角设定处理的执行次数和通电角被设定为120度的次数作为通电角的设定历史记录。另外,当处理开始时,RAM503被初始化,任一次数的初始值的均为零。在通电角设定处理之后,CPU501更新被存储在RAM503中的、通电角设定处理的执行次数及被设定为120度的次数,据此更新设定历史记录(S411)。
并且,CPU501针对通电角设定处理的执行次数,计算通电角被设定为120度的次数的比例、即通电角被设定为120度的频度(以下称为高扭矩模式频度)(S412)。CPU501将高扭矩模式频度与阈值进行比较(S413)。另外,在S413中使用的阈值被预先设定,例如可以存储在ROM502或者存储器505中。在高扭矩模式频度在阈值以下的情况下(S413:否),CPU501将在S600中与预想旋转角度进行比较的阈值(用于判断过度旋转的阈值)设定为第1阈值(S414)。在高扭矩模式频度高于阈值的情况下(S413:是),CPU501将用于判断过度旋转的阈值设定为第2阈值(S415)。在S414或者S415中设定的用于判断过度旋转的阈值被存储在RAM503的规定的存储区域中。
另外,用于判断过度旋转的第2阈值是比第1阈值大的值。第1阈值是考虑到力气较小的使用者(即,只能发挥较小的保持扭矩的使用者)而设定的初始值。因此,基于第1阈值的过度旋转的判断基准较低。与此相对,第2阈值考虑力气较大的使用者(即,能够稳定地发挥较大的保持扭矩的使用者)来设定,因此,基于第2阈值的过度旋转的判断基准较高。即,在基于第2阈值的判断中,当与基于第1阈值的判断进行比较时,难以判断为可能发生过度旋转。
在此之后,CPU501在旋转状态推定处理中推定预想旋转角度(S500),按照与在S414或者S415中设定的阈值(第1阈值或者第2阈值)的比较结果,判断是否发生过度旋转(S600)。CPU501判断为没有发生过度旋转(S600:否),如果扳机开关154不是断开状态(S700:否),则返回S200的处理。在判断为可能发生过度旋转的情况下(S600:是),CPU501使电机2的驱动停止(S800)。另外,CPU501判断为没有发生过度旋转,在扳机开关154为断开状态的情况下(S700:是),也停止电机2的驱动(S800)。
如以上说明的那样,在本实施方式中,CPU501能够将对电机2通电的通电角设定为120度或者150度。另外,CPU501根据电机电流值和加速度,计算作为表示工具主体10的旋转程度的指标值的预想旋转角度,在预想旋转角度超过阈值的情况下,判断为可能由于顶端工具的锁定而发生工具主体10的过度旋转。并且,作为与驱动钻1的使用状态有关的信息,CPU501监视按照对顶端工具和电机2的负荷而设定的通电角(详细而言,通电角被设定为120度的频度即高扭矩模式频度)。然后,CPU501根据高扭矩模式频度,变更是否发生过度旋转的判断基准(具体而言,用于判断过度旋转的阈值)。
在通电角被设定为120度的情况下,为对顶端工具施加比通电角被设定为150度的情况下大的负荷的状态。即,可以说,高扭矩模式频度大致对应于,对顶端工具施加的负荷较大的时间所占实际上执行作业的时间的比例。因此,根据本实施方式的处理,能够按照对顶端工具施加的负荷的状态,来灵活地变更发生过度旋转的可能性的判断基准。尤其是,在本实施方式中,在高扭矩模式频度超过阈值的情况下,CPU501将预想旋转角度用的阈值变更为比作为初始值的第1阈值大的第2阈值。可以说,高扭矩模式频度越高,对顶端工具施加的负荷较大的时间的比例越大。在这种情况下能够推定为,使用者能够在某种程度上稳定地发挥能承受对顶端工具施加高负荷的作业的保持力。因此,在本实施方式中,在这种情况下,通过使预想旋转角度用的阈值为比作为初始值的第1阈值大的第2阈值,能够提高发生过度旋转的可能性的判断基准,由此能够提高作业性。
另外,在通电角设定处理的执行次数少的情况下,高扭矩模式频度可能无法准确地反映使用者是否具有能承受稳定的高负荷作业的力气。因此,在通电角设定处理的执行次数在规定阈值以下的情况下,CPU501也可以将预想旋转角度用的阈值一律设定为第1阈值(初始值)。并且,如果通电角设定处理的执行次数超过规定阈值,如上所述,在S413~S415的处理中也可以按照高扭矩模式频度来设定用于判断过度旋转的阈值。
另外,在本实施方式中,通电角的设定历史记录在一次电机2的驱动控制处理期间被存储在RAM503中。即,高扭矩模式频度根据一次作业中的通电角的设定历史记录来计算。然而,在对驱动钻1接通电源期间(即,安装有电池9期间),通电角的设定历史记录也可以被存储在RAM503中。在该情况下,CPU501能够根据涉及过去多次作业的设定历史记录来适宜地变更阈值。另外,CPU501在S411中,也可以不将通电角的设定历史记录存储于RAM503中,而将其存储于存储器505中。在该情况下,即使电源暂且断开,在存储器505中也剩余有在此之前的通电角的设定历史记录。在该情况下,在对操作部73进行外部操作而识别到从操作部73输出的表示历史记录删除的指示的信号的情况下,CPU501也可以删除设定历史记录。
[第3实施方式]
下面,参照图7对第3实施方式所涉及的电机2的驱动控制处理进行说明。
首先,对本实施方式中的电机2的驱动控制的概要进行说明。在本实施方式中,也与第1实施方式同样,CPU501构成为,根据电机2的电流值设定通电角,驱动电机2,并且根据电流值和加速度判断是否发生过度旋转。并且,在本实施方式中,CPU501构成为,根据与过度旋转有关的判断历史记录,变更高扭矩模式驱动时(每当通电角为120度时)的电机2的输出。因此,CPU501构成为,每当进行是否发生过度旋转的判断时,存储该判断结果。
下面,对本实施方式中的电机2的驱动控制处理的细节进行说明。如图7所示,当扳机开关154成为接通状态而开始处理时,CPU501以低扭矩模式开始电机2的驱动(S100)。
CPU501计算过去被判断为过度旋转的频度(以下简称为过度旋转频度)(S101)。在本实施方式中,在存储器505中设置有存储区域,在该存储区域中存储判断处理(S600)的执行次数和判断为过度旋转的次数作为与过度旋转有关的判断历史记录。CPU501参照存储区域,针对判断处理的执行次数,计算出被判断为过度旋转的次数的比例作为过度旋转频度。CPU501将过度旋转频度与阈值进行比较(S102)。另外,在S102中使用的阈值被预先确定,例如也可以存储在ROM502或者存储器505中。在过度旋转频度比阈值高的情况下(S102:是),CPU501将高扭矩模式驱动时的输出设定为比规定输出低的输出(S103)。在此,例如也可以设定比规定输出低预先确定的比率的输出。另一方面,在过度旋转频度在阈值以下的情况下(S102:否),CPU501将高扭矩模式驱动时的输出设定为规定输出(S104)。另外,S102~S104的处理也可以仅在与过度旋转有关的判断处理的执行次数超过规定阈值的情况下进行。
CPU501在S103或者S104的处理之后,确定电机2的电流值、加速度(S200,S300),进行通电角设定处理(S400)、旋转信息推定处理(S500)。CPU501在根据在旋转信息推定处理中推定出的预想旋转角度判断为可能发生过度旋转的情况下(S600:是),更新存储在存储器505中的、判断处理的执行次数及被判断为过度旋转的次数,据此更新判断历史记录(S601)。然后,CPU501停止电机2的驱动(S800)。另一方面,在判断为没有发生过度旋转的情况下(S600:否),CPU501通过仅更新存储在存储器505中的判断处理的执行次数来更新判断历史记录(S602)。并且,如果扳机开关154不是断开状态(S700:否),则CPU501返回S200的处理。如果扳机开关154为断开状态(S700:是),则CPU501停止电机2的驱动(S800)。
这样一来,每当进行过度旋转的判断处理时,在S601或者S602中,判断历史记录被存储在存储器505中。另外,在本实施方式中,响应于对操作部73的外部操作,从操作部73输出表示历史记录删除的指示的信号,在CPU501识别到该信号的情况下,CPU501删除存储在存储器505中的判断历史记录。因此,只要没有删除判断历史记录,CPU501就按照基于过去的判断历史记录计算出的过度旋转频度,来适宜地变更高扭矩模式驱动时的输出。
如以上说明的那样,在本实施方式中,CPU501能够将通电角设定为120度或者150度,根据与过度旋转有关的判断历史记录、更详细而言,根据过去判断为过度旋转的频度(过度旋转频度),变更通电角被设定为120度时(高扭矩模式驱动时)的电机2的输出。认为与过度旋转有关的判断历史记录在某种程度上反映使用者所具有的实质的力气的强度。因此,根据本实施方式的处理,能够按照使用者的力气,灵活地变更在通电角被设定为120度的情况下、即对顶端工具施加的负荷较大的情况下的输出。
尤其是,在本实施方式中,在过度旋转频度超过阈值的情况下,CPU501使通电角被设定为120度时(高扭矩模式驱动时)的电机2的输出小于作为初始值的规定输出。被判断为过度旋转的频度越高,则能够推定为使用者实质的力气越较小。根据本实施方式的处理,在推定为使用者的力气在某种程度上较小的情况下,通过减小对顶端工具施加的负荷较大时的输出,能够提高安全性。
另外,在本实施方式中,使用者通过对操作部73输入历史记录删除的指示,能够使CPU501删除被存储在存储器505中的与过度旋转有关的判断历史记录。例如,在驱动钻1被多个使用者共用的情况下,如果使用者在开始使用时删除判断历史记录,则仅根据该使用者使用时的判断历史记录来进行判断基准的变更。即,也可以按使用者自定义判断基准。
[第4实施方式]
下面,参照图8对第4实施方式所涉及的电机2的驱动控制处理进行说明。
首先,对本实施方式中的电机2的驱动控制的概要进行说明。在本实施方式中,也与第1实施方式同样,CPU501构成为,根据电机2的电流值设定通电角,驱动电机2,并且根据电流值和加速度判断是否发生过度旋转。但是,在本实施方式中,CPU501仅在通电角被设定为120度的高扭矩模式驱动时进行过度旋转的判断处理。
下面,对本实施方式中的电机2的驱动控制处理的细节进行说明。如图8所示,当扳机开关154成为接通状态而开始处理时,CPU501以低扭矩模式开始电机2的驱动(S100)。CPU501确定电机2的电流值和加速度,并且根据电流值来设定通电角(S200、S300、S400)。
CPU501判断在通电角设定处理中设定的通电角是否为120度(S421)。在通电角为120度的情况下(S421:是),即,在电机2正被以高扭矩模式驱动的情况下,CPU501进行旋转状态推定处理(S500),根据得到的预想转速来判断是否发生过度旋转(S600)。并且,在判断为可能发生过度旋转的情况下(S600:是),CPU501停止电机2的驱动(S800)。在判断为没有发生过度旋转的情况下(S600:否),CPU501按照扳机开关154的状态(S700),返回S200的处理或者停止电机2的驱动(S800)。另一方面,在通电角设定处理中设定的通电角为150度的情况下(S421:否),CPU501不进行旋转状态推定处理(S500),转移到扳机开关154是否为断开状态的判断处理(S700)。并且,如果扳机开关154是接通状态(S700:否),则返回S200的处理。
如以上说明的那样,在本实施方式中,CPU501能够将通电角设定为120度或者150度,仅在通电角被设定为120度的情况下判断工具主体10是否发生过度旋转。在通电角被设定为150度的情况下,与通电角被设定为120度的情况相比较,对顶端工具施加的负荷小,因此,顶端工具难以发生锁定。因此,在通电角被设定为150度的情况下,通过省略与过度旋转有关的判断,能够提高CPU501的处理效率。
[第5实施方式]
下面,参照图9~图12对第5实施方式所涉及的电机2的驱动控制处理进行说明。
首先,对本实施方式中的电机2的驱动控制的概要进行说明。在本实施方式中,CPU501构成为,根据电机2的电流值设定通电角,驱动电机2,并且根据电流值和加速度来判断是否发生过度旋转。但是,在本实施方式中,与过度旋转有关的判断通过不使用预想旋转角度的方法来进行。具体而言,CPU501构成为,在电流值和加速度超过分别对其确定的阈值的情况下,判断为可能由于顶端工具的锁定而发生过度旋转。另外,电流值和加速度均是与由于顶端工具锁定而造成的过度旋转状态对应的指标值。另外,该判断方法与日本发明专利公开公报特开2011-93073号所公开的方法基本相同。在本实施方式中,该判断中的判断基准根据保持扭矩的历史记录来适宜地变更。因此,CPU501构成为,每当推定保持扭矩时,存储保持扭矩。另外,保持扭矩是与驱动钻1的使用状态有关的信息一例。
下面,对本实施方式中的电机2的驱动控制处理的细节进行说明。如图9所示,当扳机开关154成为接通状态而开始处理时,CPU501以低扭矩模式开始电机2的驱动(S100)。然后,确定电机2的电流值和加速度,并且根据电流值来设定通电角(S200、S300、S400)。
CPU501根据电流值和加速度来推定保持扭矩(S501)。在本实施方式中,在存储器505中设置有存储区域,在该存储区域中累积地存储有保持扭矩的推定值作为保持扭矩的历史记录。CPU501通过使所得到的保持扭矩的推定值存储在存储区域中,来更新保持扭矩的历史记录(S511)。并且,CPU501计算所存储的保持扭矩的推定值的平均值(以下称为平均保持扭矩)(S512)。
CPU501按照计算出的平均保持扭矩,设定在是否发生过度旋转的判断中使用的判断基准(S513)。平均保持扭矩越小,则认为使用者的实质的力气越弱,平均保持扭矩越大,则认为使用者的力气越强。因此,在本实施方式中,平均保持扭矩越大,则CPU501将过度旋转的判断基准设定得越高。即,平均保持扭矩越大,则CPU501越难以判断可能发生过度旋转。
具体而言,CPU501参照预先存储在ROM502或者存储器505中的对应关系信息来设定判断用阈值。在此所谓的对应关系信息是指规定平均保持扭矩与阈值的对应关系的信息。图10~图12是示意性地例示在本实施方式中能够采用的对应关系信息的图。图10是随着平均保持扭矩变大,阈值从最小值呈正比(线性)地变大到最大值的例子。图11是随着平均保持扭矩变大,阈值从最小值呈二次函数式(非线性)地变大到最大值的例子。图12是随着平均保持扭矩变大,阈值从最小值阶段性地变大到最大值的例子。另外,在S513中,可以设定电流值和加速度各自的阈值中的至少一方。即,电流值和加速度中的一方的阈值也可以为固定值而不发生变化。
CPU501将在S200、S300中确定的电流值和加速度与各个阈值进行比较,判断是否发生过度旋转(S610)。在电流值和加速度中的至少一方在阈值以下的情况下,CPU501判断为没有发生过度旋转(S610:否),如果扳机开关154不是断开状态(S700:否),则返回S200的处理。在电流值和加速度均比阈值大的情况下,CPU501判断为可能发生过度旋转(S610:是),停止电机2的驱动(S800)。在扳机开关154为断开状态的情况下(S700:是),CPU501也停止电机2的驱动(S800)。
另外,在本实施方式中,CPU501构成为,在识别到从操作部73输出的表示历史记录删除的指示的信号的情况下,删除存储在存储器505中的保持扭矩的历史记录。因此,只要没有删除保持扭矩的历史记录,CPU501就按照根据保持扭矩的历史记录计算出的平均保持扭矩适宜地变更与过度旋转有关的判断用阈值。
如以上说明的那样,在本实施方式中,在由电流检测放大器55检测到的电机2的电流值和由加速度传感器71检测到的加速度超过各自的阈值的情况下,CPU501判断为可能由于顶端工具的锁定而发生工具主体10过度旋转。因此,本实施方式中的与工具主体10的过度旋转有关的判断基准(判断方法)不同于第1实施方式,但即使在本实施方式中也实现以下合理结构:除了使用2个检测器(电流检测放大器55和加速度传感器71)来适宜地判断工具主体10的过度旋转的可能性以外,还能够根据对顶端工具施加的负荷来控制电机2的输出扭矩和转速。
另外,在本实施方式中,作为与驱动钻1的使用状态有关的信息,CPU501监视与使用者保持工具主体的保持力对应的信息即保持扭矩,并且将保持扭矩的历史记录存储在存储器505中。然后,CPU501基于根据保持扭矩的历史记录计算出的平均保持扭矩,来变更与过度旋转有关的判断基准(具体而言,电机2的电流值和加速度各自的阈值中的至少一方)。当顶端工具被锁定时,反作用扭矩作用于工具主体10,但针对该反作用扭矩的承受力对应于使用者的保持力。根据本实施方式的处理,按照平均保持扭矩来变更判断基准,因此能够按照使用者的保持力,灵活地进行与过度旋转有关的判断。尤其是,在本实施方式中,平均保持扭矩越低,CPU501越降低判断基准(阈值),平均保持扭矩越高,CPU501越提高判断基准(阈值)。据此,使用者的保持力越弱越能提高安全性,保持力越强越能提高作业性。
尤其是,在本实施方式中,CPU501基于根据保持扭矩的历史记录计算出的平均保持扭矩来变更判断基准。据此,能够优化与暂时性的工具主体10的保持力相比更重视使用者实质上所具有的力气的判断基准。另外,由于保持扭矩的历史记录被存储在存储器505中,因此,能够按照来自操作部73的历史记录删除的指示来删除该保持扭矩的历史记录。因此,与第3实施方式同样,在被多个使用者共用的情况下,如果使用者开始使用时删除保持扭矩的历史记录,则仅根据该使用者使用时的保持扭矩的历史记录来进行判断基准的变更。
另外,在本实施方式中,按照平均保持扭矩来变更判断基准,也可以代替平均保持扭矩,按照在S501中计算出的保持扭矩本身来变更判断基准。在该情况下,能够按照使用者的保持力的变化来实现与过度旋转有关的灵活判断。具体而言,在图9所示的电机2的驱动控制处理中,也可以省略保持扭矩的历史记录更新(S511)和平均保持扭矩的计算(S512)。并且,在S513中,CPU501也可以按照在S501中计算出的保持扭矩的推定值来变更判断基准。在该情况下,与图10~图12所示的例子同样,CPU501也可以参照对应关系信息来设定电流值和加速度各自的阈值中的至少一方,其中所述对应关系信息被规定为,保持扭矩的推定值越低,则阈值越低。
[第6实施方式]
下面,参照图13~图16对第6实施方式所涉及的电机2的驱动控制处理进行说明。
首先,对本实施方式中的电机2的驱动控制的概要进行说明。在本实施方式中,CPU501构成为,根据电机2的电流值设定通电角,驱动电机2,并且根据电流值和加速度来判断是否发生过度旋转。另外,本实施方式中的判断方法与第5实施方式相同。另一方面,与第5实施方式不同,在本实施方式中,该判断中的判断基准(阈值)根据电机2的连续运行时间来适宜地变更。
下面,对本实施方式中的电机2的驱动控制处理的细节进行说明。如图13所示,当扳机开关154为接通状态而开始处理时,CPU501以低扭矩模式开始电机2的驱动(S100)。CPU501为了计测电机2的连续运行时间,使计时器504复位,且开始计时(S111)。CPU501确定电机2的电流值和加速度,并且根据电流值设定通电角(S200,S300,S400)。
CPU501按照由计时器504计测到的电机2的连续运行时间(从开始驱动起的经过时间),来设定在是否发生过度旋转的判断中使用的判断基准(S521)。电机2的运行时间对应于使用者保持驱动钻1且持续扣动操作扳机153的作业时间。因此,一般认为,运行时间越长,则使用者的疲劳越增加,工具主体10的保持力有降低的倾向。因此,在本实施方式中,连续运行时间越长,则CPU501将过度旋转的判断基准设定得越低。即,连续运行时间越长,则越易于判断可能发生过度旋转。
具体而言,CPU501参照预先存储在ROM502或者存储器505中的对应关系信息来设定判断用阈值。在此所谓的对应关系信息是指规定连续运行时间与阈值的对应关系的信息。图14~图16是示意性地例示在本实施方式中能够采用的对应关系信息的图。图14是随着连续运行时间变长,阈值从最大值呈正比(线性)地变小到最小值的例。图15是随着连续运行时间变长,阈值从最大值非线性地变小到最小值的例。图16是随着连续运行时间变长,阈值从最大值阶段性地变小到最小值的例子。另外,与第5实施方式同样,在S521中,也可以设定电流值和加速度中的至少一方的阈值。
CPU501将在S200、S300中确定的电流值及加速度与各自的阈值进行比较,判断是否发生过度旋转(S610)。在电流值和加速度中的至少一方在阈值以下的情况下,CPU501判断为没有发生过度旋转(S610:否),如果扳机开关154不是断开状态(S700:否),则返回S200的处理。在电流值和加速度均大于阈值的情况下,CPU501判断为可能发生过度旋转(S610:是),停止电机2的驱动(S800)。在扳机开关154为断开状态的情况下(S700:是),CPU501也停止电机2的驱动(S800)。
如以上说明的那样,在本实施方式中,CPU501监视与电机2的运行时间有关的信息即连续运行时间作为与驱动钻1的使用状态有关的信息。然后,CPU501按照连续运行时间变更判断基准。使用者对工具主体10的保持力通常不是一定的,可能随时间变化而变化。根据本实施方式的处理,按照电机2的连续运行时间、即驱动钻1的连续作业时间来变更判断基准,因此,能够按照连续运行时间的变化来进行与过度旋转有关的灵活判断。尤其是,在本实施方式中,连续运行时间越长,CPU501越降低判断基准(阈值),据此能够提高安全性。
另外,在本实施方式中,按照连续运行时间来变更判断基准,也可以代替连续运行时间,而按照运行频度(每单位时间的运行时间)来变更判断基准。在该情况下,CPU501也可以参照对应关系信息来设定电流值和加速度各自的阈值中的至少一方,该对应关系信息与图14~图16所示的例子同样,被规定为运行频度越高,阈值越低。
[第7实施方式]
下面,参照图17和图18对第7实施方式所涉及的电机2的驱动控制处理进行说明。
首先,对本实施方式中的电机2的驱动控制的概要进行说明。在本实施方式中,CPU501构成为,根据电机2的电流值设定通电角,驱动电机2,并且根据电流值和加速度来判断是否发生过度旋转。另外,本实施方式中的判断方法与第5实施方式相同。另一方面,与第5实施方式不同,在本实施方式中,该判断中的判断基准(阈值)根据驱动钻1(工具主体10)的姿势适宜地变更。
下面,对本实施方式中的电机2的驱动控制处理的细节进行说明。如图17所示,当扳机开关154成为接通状态而开始处理时,CPU501以低扭矩模式开始电机2的驱动(S100)。CPU501确定电机2的电流值和加速度,并且,根据电流值设定通电角(S200、S300、S400)。
CPU501根据加速度推定工具主体10的姿势(S531)。加速度传感器71还检测重力加速度。因此,CPU501能够根据加速度的检测值,例如推定加速度传感器71的检测轴相对于重力方向的倾斜角度、乃至驱动轴线A1相对于重力方向的倾斜角度(以下称为工具主体角度),作为以重力方向为基准的工具主体10的姿势。
CPU501按照工具主体角度,来设定在是否发生过度旋转的判断中使用的基准(S532)。在工具主体10为前端侧(夹头37侧)朝上的姿势的情况下,与其前端侧为横向或朝下的情况相比较,认为使用者易于疲劳,有工具主体10的保持力降低的倾向。因此,在本实施方式中,工具主体10的姿势越接近朝上,则CPU501将过度旋转的判断基准设定得越低。即,工具主体10的姿势越接近朝上,越易于判断可能发生过度旋转。
具体而言,CPU501参照预先存储在ROM502或者存储器505中的对应关系信息来设定判断用阈值。在此所谓的对应关系信息是指,规定工具主体角度与阈值的对应关系的信息。图18示意性地表示在本实施方式中能够采用的对应关系信息一例。在该对应关系信息中,驱动轴线A1沿水平方向延伸时的倾斜角度被定义为0度,驱动轴线A1沿铅垂方向(重力方向)延伸时的倾斜角度被定义为90度。并且,工具主体角度从0度起到朝向铅垂方向下方90度的范围所对应的阈值被一律规定为规定值L。朝向铅垂方向上方90度所对应的阈值被规定为规定值L的二分之一的值(0.5L)。从0度到朝向铅垂方向上方90度之间的范围所对应的阈值在规定值L与规定值L的二分之一的值之间变化。另外,与第5实施方式同样,在S532中,也可以设定电流值和加速度中的至少一方的阈值。
CPU501将在S200、S300中确定的电流值及加速度与各自的阈值进行比较,判断是否发生过度旋转(S610)。在电流值和加速度中的至少一方在阈值以下的情况下,CPU501判断为没有发生过度旋转(S610:否),如果扳机开关154不是断开状态(S700:否),则返回S200的处理。在电流值和加速度均大于阈值的情况下,CPU501判断为可能发生过度旋转(S610:是),停止电机2的驱动(S800)。在扳机开关154为断开状态的情况下(S700:是),CPU501也停止电机2的驱动(S800)。
如以上说明的那样,在本实施方式中,CPU501监视与工具主体10的姿势有关的信息即工具主体角度作为与驱动钻1的使用状态有关的信息。然后,按照工具主体角度来变更判断基准。使用者保持工具主体10的保持力通常不是一定的,可能按照作业中的使用者的姿势而变化。根据本实施方式的处理,按照与使用者的作业姿势对应的工具主体10的姿势来变更判断基准,因此,能够按照使用者的作业姿势来进行与过度旋转有关的灵活判断。尤其是,在本实施方式中,工具主体的姿势越接近向上,CPU501越降低判断基准,据此能够提高安全性。
下面表示上述实施方式的各结构要素与本发明的各结构要素的对应关系。但是,实施方式的各结构要素仅仅是一例,并没有限定本发明的各结构要素。驱动钻1是“旋转工具”一例。工具主体10是“工具主体”一例。电机2是“电机”一例。控制器5(详细而言,CPU501)是分别对应于“判断部”、“监视部”、“基准变更部”、“存储控制部”、“历史记录删除部”一例。RAM503和存储器505分别是“存储装置”一例。
此外,上述实施方式仅仅是示例,本发明所涉及的旋转工具并不限定于例示的驱动钻1。例如能够增加以下所例示的变更。此外,这些变更中的任一变更或者多个变更能够与实施方式所示的驱动钻1、或各技术方案所记载的发明组合使用。
例如,在上述实施方式中,作为旋转工具一例,举出驱动钻1,但本发明也可以适用于构成为驱动顶端工具旋转的其他电动工具。具体而言,能够举出能执行钻孔作业的钻孔工具(例如,振动钻、锤钻)、能够执行切割作业的切割工具(例如,圆锯)、或者能够执行研削作业的研削工具(例如,研磨机)。
判定是否由于顶端工具的锁定而使工具主体10发生过度旋转的判断方法并不限定于在上述实施方式中例示出的方法。例如也可以采用仅基于旋转状态信息的判断方法。例如,驱动钻1也可以具有彼此被配置在距驱动轴线A1不同的距离的位置的2个加速度传感器。在该情况下,CPU501能够根据由2个加速度传感器分别检测到的加速度来判断过度旋转的可能性。例如,在日本发明专利公开公报特开2017-001115号中公开这种判断方法。
另外,在采用基于负荷信息和旋转状态信息的判断方法的情况下,作为负荷信息和旋转状态信息,也可以使用电机2的电流值和加速度以外的信息。也可以代替电机2的电流值,例如采用电机2的转速、电池9的电流值、或者电池9的电压值。电机2的转速能够由霍尔传感器53来检测。另外,在采用电池9的电流值或者电池9的电压值的情况下,也可以适宜地设置检测电路,该检测电路构成为向控制器5输出表示检测值的信号。也可以代替加速度,例如采用工具主体10的速度、角速度或者角加速度。也可以代替加速度传感器71而设置速度传感器、角速度传感器或者角加速度传感器。
根据负荷信息和旋转状态信息来判断工具主体10过度旋转的可能性的方法并不限定于在第1~第4实施方式中例示的方法、在第5~第7实施方式中例示的方法。例如,也可以根据负荷信息和旋转状态信息,来计算除预想旋转角度以外的与由于顶端工具的锁定而发生的过度旋转状态对应的指标值。另外,例如也可以在预想旋转角度的推定中考虑保持扭矩的历史记录、电机2的连续运行时间以及工具主体角度中的至少一方。具体而言,例如在预想旋转角度的计算中也可以导入与保持扭矩(或者平均保持扭矩)、连续运行时间对应的加权系数。而且,也可以通过以保持扭矩(平均保持扭矩)越小(连续运行时间越长)则计算出越大的预想旋转角度的方式来变更该系数,据此来变更判断基准。在该情况下,与预想旋转角度进行比较的阈值不发生变更,但保持扭矩(平均保持扭矩)越小(连续运行时间越长),则判断基准越低。
在第1~第7实施方式中,根据与对顶端工具施加的负荷对应的负荷信息(具体而言,由电流检测放大器55检测到的电机2的电流值),来设定无刷DC电机即电机2的通电角。并且,该负荷信息还被用于是否由于顶端工具的锁定而发生过度旋转的判断、或作为与驱动钻1的使用状态有关的信息而被用于与过度旋转有关的判断基准的变更。然而,也可以省略基于负荷信息的通电角的设定处理(图3的S400)。另外,电机2也可以不是将直流电源作为电源输入、而是将交流电源作为电源输入的无刷电机。另外,电机2也可以是有电刷的电机。
在第1实施方式~第7实施方式中例示的电机2的驱动控制处理的一部分处理也可以相互调换,或者相互组合。另外,上述实施方式的阈值、指标值、对应关系信息仅仅是示例,例如能够按照处理的一部分的调换和组合来适宜地变更。另外,在RAM503和存储器505中被存储为历史记录的信息也能适宜地变更。
在上述实施方式中,举出电机2的驱动控制处理由CPU501执行的例子,但也可以代替CPU501,而采用其他种类的控制电路、例如ASIC(Application Specific IntegratedCircuits:专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)等可编程逻辑器件。另外,电机2的驱动控制处理也可以由多个控制电路分散处理。
上述实施方式的驱动控制处理典型的情况为通过CPU501执行存储在ROM502或者存储器505中的程序来实现。如图19的驱动钻100所示,在具有能够通过有线或者无线连接于外部存储装置79的连接器75的情况下,程序也可以存储在外部存储装置(例如,存储卡、USB存储器、其他计算机可读存储介质)79中。另外,通电角的设定历史记录、保持扭矩的历史记录、与过度旋转有关的判断历史记录、运行时间的历史记录等也可以存储在外部存储装置79中。在电池9具有能够通过电池安装部157连接于控制器5的存储器的情况下,这些历史记录也可以存储在电池9的存储器中。在该情况下,通过将外部存储装置79或者电池9从驱动钻100拆下并连接于另一驱动钻100,另一驱动钻100能够使用存储在外部存储装置79或者电池9的存储器中的历史记录。据此,例如,即使在使用者重新购买驱动钻100的情况下,也能够在新的驱动钻100中设定基于过去的使用历史记录的最优的判断基准。
并且,鉴于本发明和上述实施方式的主旨构筑以下方式。以下方式中的任一方式或者多个方式也可以与实施方式以及上述变形例所示的驱动钻1、100或各技术方案所记载的发明组合使用。
[方式1]
还具有电机控制部,该电机控制部控制所述电机的驱动,
所述电机控制部构成为,在由所述判断部判断为发生所述过度旋转的情况下,停止所述电机对所述顶端工具的驱动。
控制器5(CPU501)是本方式中的“电机控制部”一例。
[方式2]
还具有检测器,该检测器构成为,检测与所述工具主体绕所述驱动轴线旋转的旋转状态对应的旋转状态信息,
所述判断部构成为,至少根据所述旋转状态信息,计算与所述过度旋转对应的指标值,根据所述指标值与基准值的比较结果来判断是否发生所述过度旋转,
所述基准变更部构成为,通过变更所述基准值或者所述指标值的计算所使用的系数来变更所述判断基准。
加速度传感器71是本方式的“检测器”一例。
[方式3]
还具有存储装置,该存储装置存储对应关系信息,该对应关系信息规定关于所述使用状态的信息与所述基准值或者所述系数的对应关系,
所述基准变更部构成为,参照所述对应关系信息来变更所述基准值或者所述系数。
ROM502或者存储器505是本方式的“存储装置”一例。
[方式4]
还具有:第1检测器,其构成为检测与对所述顶端工具施加的负荷对应的第1信息;和
第2检测器,其构成为检测与所述工具主体绕所述驱动轴线旋转的旋转状态对应的第2信息,
所述判断部构成为,根据所述第1信息和所述第2信息来判断是否由于所述顶端工具的锁定而发生所述工具主体发生过度旋转。
[方式5]
所述监视部构成为,根据所述第1信息和所述第2信息来推定所述保持力。
[方式6]
所述第2检测器构成为,检测加速度作为所述第2信息,
所述监视部构成为,根据所述加速度,计算以重力方向为基准的所述工具主体的倾斜角度作为所述工具主体的姿势。
[方式7]
还具有操作部,该操作部能够由使用者进行外部操作,受理删除所述历史记录的指示的输入,
所述历史记录删除部构成为,按照所述指示的输入来删除所述历史记录。
[方式8]
还具有电机控制部,其控制所述电机的驱动,
所述电机是无刷DC电机,
所述电机控制部构成为,根据所述第1信息,设定向所述电机通电的通电角。
附图标记说明
1、100:驱动钻;10:工具主体;11:主体外壳;115:扭矩调节环;117:模式切换环;15:手柄;151:把持部;153:扳机;154:扳机开关;155:控制器收容部;157:电池安装部;2:电机;21:定子;23:转子;25:电机轴;3:驱动机构;31:行星减速器;311:变速杆;33:离合器机构;35:主轴;37:夹头;5:控制器;50:壳体;501:CPU;502:ROM;503:RAM;504:计时器;505:存储器;51:三相逆变器;53:霍尔传感器;55:电流检测放大器;71:加速度传感器;73:操作部;75:连接器;79:外部存储装置;9:电池;A1:驱动轴线。

Claims (10)

1.一种旋转工具,其构成为能够驱动顶端工具绕驱动轴线旋转,其特征在于,具有:
工具主体;
电机,其构成为被收容在所述工具主体中,驱动所述顶端工具;
判断部,其构成为按照特定的判断基准,判断是否由于所述顶端工具的锁定而发生所述工具主体绕所述驱动轴线过度旋转;
监视部,其构成为监视与所述旋转工具的使用状态有关的信息;
基准变更部,其构成为按照所述使用状态来变更所述判断基准。
2.根据权利要求1所述的旋转工具,其特征在于,
所述监视部构成为,监视与使用者保持所述工具主体的保持力对应的信息作为与所述使用状态有关的信息,
所述基准变更部构成为按照所述保持力来变更所述判断基准。
3.根据权利要求2所述的旋转工具,其特征在于,
所述基准变更部构成为,所述保持力越低则越降低所述判断基准。
4.根据权利要求1所述的旋转工具,其特征在于,
所述监视部构成为,监视与所述电机的运行时间有关的信息作为与所述使用状态有关的信息,
所述基准变更部构成为,按照所述运行时间来变更所述判断基准。
5.根据权利要求4所述的旋转工具,其特征在于,
所述基准变更部构成为,所述运行时间越长越降低所述判断基准。
6.根据权利要求1所述的旋转工具,其特征在于,
所述监视部构成为,监视与所述工具主体的姿势有关的信息作为与所述使用状态有关的信息,
所述基准变更部构成为,按照所述工具主体的所述姿势来变更所述判断基准。
7.根据权利要求6所述的旋转工具,其特征在于,
所述基准变更部构成为,所述工具主体的所述姿势越接近朝上越降低所述判断基准。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的旋转工具,其特征在于,
还具有存储控制部,该存储控制部构成为将与所述使用状态有关的信息存储在存储装置中。
9.根据权利要求8所述的旋转工具,其特征在于,
所述基准变更部构成为,根据与存储在所述存储装置中的所述使用状态有关的信息的历史记录来变更所述判断基准。
10.根据权利要求8所述的旋转工具,其特征在于,
还具有历史记录删除部,该历史记录删除部构成为,删除存储在所述存储装置中的与所述使用状态有关的信息。
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