CN116783034A

CN116783034A - 电动工具

Info

Publication number: CN116783034A
Application number: CN202180092737.9A
Authority: CN
Inventors: 百枝幸太郎; 无类井格; 中村晓斗
Original assignee: Panasonic Holdings Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2023-09-19
Also published as: EP4299251A1; US20230390901A1; WO2022181041A1; JP2022131731A

Abstract

本公开的目的是改善电动工具的与扭矩对应的控制精度。电动工具(1)设置有保持部(11)、马达(15)、传递机构(3)、扭矩检测部、离合器机构(C1)和控制部。保持部(11)被构造成保持前端工具(12)。传递机构(3)将马达(15)的扭矩传递到保持部(11)。扭矩检测部检测从马达(15)传递到保持部(11)的扭矩。离合器机构(C1)可在马达(15)的扭矩被传递到保持部(11)的传递状态与马达(15)的扭矩不被传递到保持部(11)的阻断状态之间切换。当满足与扭矩检测部检测到的扭矩相关的预定条件时，控制部将离合器机构(C1)从传递状态切换到阻断状态。

Description

电动工具

技术领域

本公开总体上涉及电动工具，更具体地涉及包括离合器机构的电动工具。

背景技术

专利文献1公开了一种电动旋转工具(电动工具)。电动工具包括马达单元(马达)和用于控制马达单元的控制回路部。控制回路部基于电流检测手段检测到的用于马达单元的驱动电流或基于转数检测手段检测到的马达单元的转数来计算紧固扭矩。当由此计算得到的紧固扭矩等于或大于预设定的紧固扭矩时，控制回路部使马达单元的运行停止。

在专利文献1的电动工具中，由于马达的惯性力，马达需要一些时间才能停止旋转。由此，电动工具可能以大于预设定的紧固扭矩的紧固扭矩来紧固诸如螺钉、螺栓或螺母等的紧固构件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-202317号公报

发明内容

本公开的目的是对应扭矩(紧固扭矩)更精确地控制电动工具。

根据本公开的一个方面的电动工具包括保持部、马达、传递机构、扭矩检测部、离合器机构和控制部。保持部将前端工具保持在其上。传递机构将马达的扭矩传递到保持部。扭矩检测部检测从马达传递到保持部的扭矩。离合器机构可从马达的扭矩被传递到保持部的传递状态切换到马达的扭矩不被传递到保持部的阻断状态，反之亦然。当满足与扭矩检测部检测到的扭矩相关的预定条件时，控制部将离合器机构从传递状态切换到阻断状态。

附图说明

[图1]图1是根据示例性实施方式的电动工具的示意性截面图。

[图2]图2是上述电动工具的回路框图。

[图3]图3是包括在上述电动工具中并展现为传递状态的离合器机构的截面图。

[图4]图4是包括在上述电动工具中并展现为阻断状态的离合器机构的截面图。

[图5]图5是上述电动工具的第一旋转部的侧视图。

具体实施方式

现在将参照附图说明根据示例性实施方式的电动工具。注意，下面将要说明的实施方式仅仅是本公开的各种实施方式中的一个示例性实施方式，并且不应该被解释为限制性的。相反，在不脱离本公开的范围的情况下，可以依据设计选择或任何其它因素以各种方式容易地修改示例性实施方式。在实施方式的以下说明中参照的附图都是示意性表示。由此，附图上图示的各个构成要素的尺寸(包括厚度)的比例并不总是反映它们的实际尺寸比例。

(实施方式)

(概要)

如图1和图2所示，根据本实施方式的电动工具1包括保持部11、马达15、传递机构3、扭矩检测部6、离合器机构C1和控制部49。保持部11构造成将前端工具12保持在其上。传递机构3将马达15的扭矩传递到保持部11。扭矩检测部6检测从马达15传递到保持部11的扭矩。离合器机构C1可从马达15的扭矩被传递到保持部11的传递状态切换到马达15的扭矩不被传递到保持部11的阻断状态，反之亦然。当满足与由扭矩检测部6检测到的扭矩相关的预定条件时，控制部49将离合器机构C1从传递状态切换到阻断状态。在本实施方式中，预定条件包括由扭矩检测部6检测到的扭矩大于阈值的条件。

根据本实施方式，控制部49根据扭矩检测部6检测到的扭矩将离合器机构C1从传递状态切换到阻断状态。也就是说，通过控制部49执行的电子控制将离合器机构C1从传递状态切换到阻断状态。

与控制离合器机构C1从传递状态切换到阻断状态并行地，控制马达15停止旋转。然而，由于惯性能量，马达15继续旋转一段时间。在阻断状态下，马达15与保持部11和由保持部11保持的前端工具12断开，由此抑制由于马达15的惯性能量而导致的保持部11和前端工具12继续旋转的可能性。

用于通过使用扭矩的机械作用(而不是通过电子控制)而从传递状态切换到阻断状态的离合器机构被称为“机械离合器”。根据机械离合器，如果扭矩大于阈值，则从传递状态切换到阻断状态。然而，根据机械离合器，如果扭矩远大于阈值，则可靠地切换到阻断状态，但是在扭矩刚达到阈值的瞬间可能无法切换到阻断状态。

相反，根据本实施方式的电动工具1基于扭矩检测部6检测到的扭矩通过电子控制将离合器机构C1切换到阻断状态，从而允许离合器机构C1快速切换到阻断状态。将离合器机构C1切换到阻断状态抑制了保持部11和前端工具12的旋转。可以看出，根据本实施方式的电动工具1改善了与转矩对应的对保持部11和前端工具12的旋转控制的精度。这降低了诸如螺钉、螺栓或螺母等的紧固构件以过大的扭矩被紧固的可能性。

根据本实施方式的离合器机构C1包括电磁体91，并且通过改变电磁体91的通电状态而在传递状态与阻断状态之间切换。然而，离合器机构C1不必具有包括电磁体91的这种构造。可替选地，离合器机构C1也可以是与致动器一起使用的机械离合器。在这种情况下，致动器可以在控制部49的电子控制下驱动机械离合器，以将机械离合器从传递状态切换到阻断状态。电动工具1还可以包括这种致动器。致动器可以包括例如在控制部49的控制下伸缩的筒。

(细节)

(1)总体构造

现在将更详细地说明电动工具1的构造。在以下实施方式的说明中，将马达15和传递机构3并排配置所沿的方向定义为“左右方向”，传递机构3被视作位于马达15的右侧，并且马达15被视作位于传递机构3的左侧。注意，这些定义不应该被解释为规定了电动工具1应被使用的方向。

电动工具1可以用作例如电动的螺丝刀、钻、钻-螺丝刀或扳手。可替选地，电动工具1也可以用作例如电动的锯、刨子、磨削器、孔锯或研磨机。在以下示例性实施方式的说明中，电动工具1用作用于拧紧诸如螺钉、螺栓或螺母等的紧固构件的螺丝刀的情况将作为典型示例被说明。

如图1所示，电动工具1包括壳体2、马达15、电源部B1、操作构件16、电力控制块4、驱动回路部5、离合器机构C1、传递机构3、卡盘10和前端工具12。

(2)壳体

壳体2包括主体部21、握持部22和附接部23。主体部21具有筒形状。握持部22从主体部21的侧面突出。握持部22也具有筒形状。附接部23设置在握持部22的末端处。换言之，主体部21和附接部23经由握持部22彼此联接。电源部B1可拆卸地附接到附接部23。

驱动回路部5、马达15、离合器机构C1和传递机构3收容在主体21中。握持部22保持操作构件16。电力控制块4收容在附接部23中。

(3)卡盘

如图1所示，卡盘10包括外装部101和保持部11。

外装部101具有圆柱形状。外装部101附接到主体21的前端。保持部11布置在外装部101的内侧。外装部101可旋转地保持保持部11。

保持部11具有圆筒形状。保持部11安装在传递机构3的输出轴上。保持部11利用经由传递机构3从马达15传递的扭矩旋转。前端工具12可拆卸地附接到保持部11。前端工具12与保持部11一起旋转。电动工具1通过利用马达15的扭矩转动保持部11来使前端工具12旋转。

(4)前端工具

例如，前端工具12(也称为“头(bit)”)可以是例如螺丝刀头或钻头。对应预期用途选择各种类型的前端工具12中的一种，并将其附接到保持部11以用于预期用途。

在本实施方式中，前端工具12可对应预期用途更换。然而，前端工具12不必是可更换的。可替选地，例如电动工具1也可以是设计成仅允许使用特定类型的前端工具12的电动工具系统。

(5)传递机构

如图1所示，传递机构3配置于保持部11与马达15之间。传递机构3包括多个齿轮。传递机构3将马达15的扭矩传递到保持部11。更具体地，传递机构3经由传递机构3接收马达15的扭矩，并将该扭矩传递到保持部11。传递机构3减小马达15的旋转速度。更具体地，传递机构3以预定的减速比减小马达15的旋转速度，并以由此减小的旋转速度输出旋转力。也就是说，传递机构3的输出轴的旋转速度低于输入轴的旋转速度。

传递机构3的多个齿轮包括齿轮31。齿轮31与为离合器机构C1设置的齿轮83(稍后说明)啮合。以这种方式，传递机构3接收来自离合器机构C1的扭矩。

(6)马达

马达15例如可以是无刷马达。特别地，根据本实施方式的马达15是同步马达。更具体地，马达15可以是永磁体同步马达(PMSM)。如图2所示，马达15包括具有永磁体131的转子13和具有马达线圈141的定子14。转子13还包括输出扭矩的旋转轴132(参照图1)。由于马达线圈141与永磁体131之间的电磁相互作用，转子13相对于定子14旋转。

(7)离合器机构

如图1所示，离合器机构C1配置于保持部11与马达15之间。更具体地，离合器机构C1配置于马达15与传递机构3之间。当离合器机构C1处于传递状态时，离合器机构C1将马达15的扭矩传递到传递机构3。结果，马达15的扭矩经由离合器机构C1和传递机构3传递到保持部11。另一方面，当离合器机构C1处于阻断状态时，离合器机构C1不将马达15的扭矩传递到传递机构3。结果，马达15的扭矩不被传递到保持部11。

离合器机构C1包括第一旋转部71、第二旋转部81和至少一个(例如，在图1图示的示例中为2个)联接部9。第一旋转部71随着马达15旋转而旋转。保持部11直接或间接地联接到第二旋转部81。在本实施方式中，保持部11经由传递机构3间接地联接到第二旋转部81。

离合器机构C1的传递状态是第一旋转部71和第二旋转部81经由至少一个联接部9彼此联接以使得第一旋转部71的扭矩传递到第二旋转部81的状态。离合器机构C1的阻断状态是第一旋转部71和第二旋转部81彼此分离以使得第一旋转部71的扭矩不传递到第二旋转部81的状态。

如图3和图4所示，离合器机构C1还包括定子部70、第一轴承72和第二轴承82。

定子部70固定到壳体2。定子部70具有筒形状。第一轴承72固定在定子部70的内表面上。

第一旋转部71由第一轴承72保持。这允许第一旋转部71相对于定子部70自由旋转。第一旋转部71联接到马达15的旋转轴132。这使第一旋转部71随着马达15转动而旋转。旋转轴132被配置成与第一旋转部71的中心轴线一致。

第一旋转部71包括筒状构件711和对向构件712。筒状构件711具有圆筒形状。对向构件712连接到筒状构件711的前端。对向构件712具有盘状形状。对向构件712面对第二旋转部81。对向构件712在其面对第二旋转部81的表面上具有多个(例如，在图3图示的示例中为2个)第一凹部713。

第二旋转部81布置在第一旋转部71的右侧。第二旋转部81配置于第一旋转部71与传递机构3之间。第一旋转部71配置于马达15与第二旋转部81之间。

第二旋转部81具有圆盘形状。第二旋转部81在其面对第一旋转部71的表面上具有多个(例如，在图3图示的示例中为2个)第二凹部813。

第二轴承82固定到第二旋转部81。第二轴承82保持马达15的旋转轴132。当离合器机构C1处于阻断状态时，旋转轴132相对于第二旋转部81旋转。另一方面，当离合器机构C1处于传递状态时，第二旋转部81以与旋转轴132相同的转数旋转。

离合器机构C1还包括齿轮83。齿轮83与第二旋转部81一体形成。齿轮83设置在第二旋转部81的与第一旋转部71相反的另一表面。齿轮83与传递机构3的齿轮31(参照图1)啮合，从而将第二旋转部81的扭矩传递到传递机构3。

第一旋转部71和第二旋转部81彼此面对。具体地，第一旋转部71和第二旋转部81以在它们之间留有狭窄间隙的方式彼此面对。可替选地，第一旋转部71和第二旋转部81至少在一些区域中可以彼此接触。可选地，电动工具1还可以包括间隔件。在这种情况下，间隔件可以固定到第一旋转部71或第二旋转部81，并夹在第一旋转部71与第二旋转部81之间。

马达15的旋转轴132可以用作离合器机构C1的输入轴。也就是说，旋转轴132不仅充当马达15的构成元件，还充当离合器机构C1的构成元件。旋转轴132将马达15的扭矩传递到第一旋转部71。

齿轮83用作离合器机构C1的输出轴。齿轮83将第二旋转部81的旋转力传递到保持部11。更具体地，齿轮83经由传递机构3将第二旋转部81的旋转力传递到保持部11。

齿轮83(输出轴)与旋转轴132(输入轴)同轴配置。这抑制了输入轴和输出轴的轴向偏移。

为第一旋转部71设置的多个第一凹部713与为第二旋转部81设置的多个第二凹部813一一对应。在离合器机构C1处于传递状态时，彼此对应的第一凹部713和第二凹部813彼此面对。

多个联接部9中的每一者都包括电磁体91和永磁体块92。电磁体91包括磁极911和线圈912。永磁体块92包括永磁体921和弹性构件922。

也就是说，联接部9包括电磁体91和永磁体921，电磁体91包括磁极911。磁极911由诸如铁(例如电磁软铁)等的磁性材料制成。永磁体921面对磁极911。

磁极911由第一旋转部71保持。永磁体921由第二旋转部81保持。控制部49(参照图2)通过改变电磁体91的通电状态而将离合器机构C1从传递状态切换到阻断状态，反之亦然。也就是说，作用在磁极911与永磁体921之间的电磁力根据电磁体91的线圈912的通电状态而改变，并且离合器机构C1相应地在传递状态与阻断状态之间切换。

更具体地，当控制部49执行控制以使得供应到线圈912的电流的强度变为等于或大于预定强度的情况下，在磁极911与永磁体921之间生成电磁排斥力，从而产生第一旋转部71和第二旋转部81彼此分离的阻断状态。也就是说，控制部49通过在磁极911与永磁体921之间生成电磁排斥力而将离合器机构C1从传递状态切换到阻断状态。

另一方面，在控制部49保持线圈912不通电的情况下或者如果供应到线圈912的电流的强度小于预定强度，则电磁排斥力比较小。由此，维持第一旋转部71的扭矩被传递到第二旋转部81的传递状态。

可以看出，在电磁体91(线圈912)通有强度等于或大于预定强度的电流的情况下，离合器机构C1变成阻断状态。在电磁体91(线圈912)未通电的情况下或者如果电磁体91(线圈912)通有强度小于预定强度的电流，则离合器机构C1变成传递状态。

多个电磁体91的多个磁极911与第一旋转部71的多个第一凹部713一一对应。各磁极911插入对应的一个第一凹部713中。多个电磁体91的多个线圈912固定到定子部70。多个线圈912配置在配置有多个电磁体91的区域的左侧。

多个永磁体块92与第二旋转部81的多个第二凹部813一一对应。各永磁体块92的永磁体921和弹性构件922插入对应的一个第二凹部813中。永磁体921具有筒形状。第二旋转部81具有轴部84，各轴部84从对应的一个第二凹部813的底面突出并插入对应的一个永磁体921中。永磁体921可沿着轴部84移动。

弹性构件922布置在永磁体921的右侧。弹性构件922配置于第二凹部813的底部与永磁体921之间。弹性构件922是压缩弹簧。更具体地，弹性构件922可以是压缩螺旋弹簧。弹性构件922配置成包围轴部84。弹性构件922向永磁体921施加向左的力。也就是说，弹性构件922施加朝向第一旋转部71对永磁体921施力的力。

多个联接部9配置成包围旋转轴132(输入轴)和齿轮83(输出轴)中的至少一方。图5图示了从右侧观察的第一旋转部71。多个联接部9的多个磁极911配置成圆状以包围旋转轴132。以同样的方式，多个线圈912(参照图3)也配置成圆状以包围旋转轴132。注意，如果多个联接部9包围旋转轴132(输入轴)和齿轮83(输出轴)中的至少一方，则所设置的联接部9的数量可以等于或大于3。

多个永磁体块92也配置成圆状以包围旋转轴132。另外，当沿左右方向观察时，多个永磁体块92配置成圆状以包围齿轮83。

接下来，将说明离合器机构C1如何操作。

在线圈912未通电或通有强度小于预定强度的电流的情况下，离合器机构C1维持传递状态。在离合器机构C1处于传递状态的情况下，如图3所示，永磁体921插入第一旋转部71的第一凹部713中。此时，各永磁体921与对应的一个磁极911接触。更具体地，永磁体921夹在磁极911与对应的一个弹性构件922之间。由弹性构件922施加的弹性能量将永磁体921保持在相同的位置处。在多个联接部9中的每一者中，将永磁体921插入第一凹部713使得第一旋转部71和第二旋转部81彼此联接。由此，在离合器机构C1处于传递状态的情况下，第一旋转部71和第二旋转部81以相同的转数旋转。

以这种方式，永磁体921嵌合到第一凹部713中。也就是说，离合器机构C1具有由第一凹部713和永磁体921形成的嵌合结构。在离合器机构C1处于传递状态的情况下，嵌合结构通过嵌合将第一旋转部71和第二旋转部81彼此联接。

在离合器机构C1处于传递状态的情况下，如果线圈912通有强度等于或大于预定强度的电流，则在磁极911与永磁体921之间生成电磁排斥力，从而使永磁体921移动到右侧。也就是说，永磁体921在压缩弹性构件922的情况下脱离与磁极911的接触，从而如图4所示移出第一旋转部71的第一凹部713。更具体地，永磁体921缩回到第二旋转部81的第二凹部813中。在各联接部9中，将永磁体921移出第一凹部713使得第一旋转部71和第二旋转部81彼此解除联接。也就是说，离合器机构C1变成阻断状态。

在离合器机构C1处于阻断状态的情况下，伴随着马达15的旋转轴132的转动，只有第一旋转部71旋转，而第二旋转部81不旋转。另外，经由传递机构3联接到第二旋转部81的保持部11和前端工具12也不旋转。更具体地，当离合器机构C1从传递状态切换到阻断状态时，第二旋转部81、传递机构3的多个齿轮、保持部11和前端工具12由于惯性能量而继续旋转一段时间，但是当惯性能量耗尽时将立即停止旋转。

从前面的说明可以看出，多个联接部9中的每一者还包括在电磁体91被通电的情况下储存弹性能量的弹性构件922。也就是说，让永磁体921压缩弹性构件922使弹性构件922储存弹性能量。通过弹性构件922的弹性能量使离合器机构C1切换到传递状态或阻断状态。在本实施方式中，通过弹性构件922的弹性能量使离合器机构C1从阻断状态切换到传递状态。也就是说，调节第一旋转部71和第二旋转部81的各自的旋转角度使得各个永磁体921面对磁极911，导致各永磁体921通过弹性构件922的弹性能量而移动从而插入第一凹部713中。这意味着离合器机构C1已经从阻断状态切换到传递状态。

可选地，也可以通过例如让用户操作联接到第一旋转部71或第二旋转部81的操作用部位来调节第一旋转部71和第二旋转部81的各自的旋转角度。可替选地，也可以通过让用户致动用于使用诸如电能等的动力源来旋转第一旋转部71或第二旋转部81的驱动机构来调节旋转角度。在这种情况下，由驱动机构驱动的第一旋转部71或第二旋转部81的旋转速度低于马达15的旋转速度。

(8)电源部

图1所示的电源部B1例如向马达15、电磁体91和电力控制块4供应电流。例如，电源部B1可以是电池组。电源部B1可以包括例如单个二次电池或多个二次电池。

(9)操作构件

操作构件16接受控制马达15的旋转的操作。可以通过拉动操作构件16的操作来选择性地致动(接通或断开)马达15。另外，可依据拉动操作构件16的操作的操纵变量(即，依据操作构件16被拉动的程度有多深)来调节马达15的旋转速度。结果，可依据拉动操作构件16的操作的操纵变量来调节保持部11的旋转速度。该操纵变量越大，马达15的旋转速度变得越高。电力控制块4依据拉动操作构件16的操作的操纵变量来启动或停止马达15的旋转，并控制马达15的旋转速度。

(10)驱动回路部

如图1所示，驱动回路部5布置成与马达15相邻。驱动回路部5在电力控制块4的控制下向马达15供电。驱动回路部5包括逆变器回路部51(参照图2)。逆变器回路部51将从电源部B1供应的电力转换成具有期望电压的电力，并将由此转换的电力供应到马达15。

(11)马达旋转测量部

电动工具1还包括马达旋转测量部27(参照图2)。马达旋转测量部27测量马达15的(转子13的)旋转角度。作为马达旋转测量部27，例如可以采用光电编码器或磁编码器。

(12)电力控制块

如图2所示，电力控制块4与逆变器回路部51一起使用，并且通过反馈控制来控制马达15的操作。

电力控制块4包括计算机系统，该计算机系统包括一个或多个处理器和存储器。通过使计算机系统的处理器执行储存在计算机系统的存储器中的程序来执行电力控制块4的至少一些功能。程序可以储存在存储器中。程序也可以经由诸如互联网等的电信线路下载，或者在已经储存在诸如存储卡等的非暂时性储存介质中之后被提供。

电力控制块4包括指令值生成部41、速度控制部42、电流控制部43、第一坐标变换器44、第二坐标变换器45、磁通控制部46、推定部47、控制部49和计算部63。注意，电力控制块4的这些构成要素仅仅表示待由电力控制块4执行的功能，并且并不总是具有实体构造。

电动工具1还包括多个(例如，在图2图示的示例中为2个)电流传感器61、62。多个电流传感器61、62中的每一者都包括例如霍尔元件电流传感器或分流电阻元件。多个电流传感器61、62测量从电源部B1(参照图1)经由逆变器回路部51供应到马达15的电流。在本实施方式中，三相电流(即，U相电流、V相电流和W相电流)被供应到马达15。多个电流传感器61、62测量至少两相的电流。在图2中，电流传感器61测量U相电流以输出电流测量值i_u1，并且电流传感器62测量V相电流以输出电流测量值i_v1。

推定部47获得马达旋转测量部27测量到的马达15的旋转角度θ1的时间导数，以计算马达15的角速度ω1。

扭矩检测部6包括电流测量部60和计算部63。电流测量部60由两个电流传感器61、62和第二坐标变换器45构成。电流测量部60获取d轴电流(激励电流)和q轴电流(扭矩电流)，两者都将被供应到马达15。也就是说，通过使两个电流传感器61、62测量到的两相电流被第二坐标变换器45变换来计算d轴电流的电流测量值id1和q轴电流的电流测量值iq1。

第二坐标变换器45基于马达旋转测量部27测量到的马达15的旋转角度θ1对多个电流传感器61、62测量到的电流测量值i_u1、i_v1执行坐标变换，从而计算电流测量值id1、iq1。也就是说，第二坐标变换器45将对应于两相电流的电流测量值i_u1、i_v1变换成对应于磁场分量(d轴电流)的电流测量值id1和对应于扭矩分量(q轴电流)的电流测量值iq1。

计算部63基于电流测量部60测量到的扭矩电流(电流测量值iq1)来计算待从马达15传递到保持部11的扭矩。计算部63通过例如将表示扭矩电流的电流测量值iq1乘以预定常数来计算待从马达15传递到保持部11的扭矩。

如本文所使用的，待从马达15传递到保持部11的扭矩可以是马达15的扭矩、保持部11的扭矩、或者用于将马达15的扭矩传递到保持部11的构成元件(可以是离合器机构C1或传递机构3)的扭矩。

控制部49切换电磁体91的线圈912(参照图1)的通电状态。这允许控制部49将离合器机构C1从传递状态切换到阻断状态。

当满足与扭矩检测部6检测到的扭矩(以下称为“检测到的扭矩”)相关的预定条件时，控制部49将离合器机构C1从传递状态切换到阻断状态。另外，当满足预定条件时，控制部49使马达15停止旋转。预定条件可以包括检测到的扭矩大于阈值的条件。

预定条件可以是例如检测到的扭矩大于阈值的条件。可替选地，预定条件也可以是例如检测到的扭矩至少在预定时间内维持大于阈值的条件。仍然可替选地，扭矩检测部6可以以预定时间间隔检测扭矩，并且预定条件也可以是例如检测到的扭矩大于阈值的次数至少为预定次数的条件。

在离合器机构C1处于阻断状态并且马达15旋转的情况下，控制部49不执行将离合器机构C1从阻断状态切换到传递状态的控制。也就是说，在马达15在离合器机构C1已经变成阻断状态之后旋转的情况下，控制部49维持线圈912通有强度等于或大于预定强度的电流的状态。这使得能够维持阻断状态并防止前端工具12旋转，直到马达15停止旋转。

指令值生成部41生成用于马达15的角速度的指令值cω1。指令值生成部41从操作构件16接收例如对应于拉动操作构件16的操作的操纵变量的指令值cω0。指令值生成部41生成对应于指令值cω0的指令值cω1。也就是说，随着操纵变量的增大，指令值生成部41相应地增大角速度的指令值cω1。

速度控制部42基于指令值生成部41生成的指令值cω1与推定部47计算出的角速度ω1之差来生成指令值ciq1。指令值ciq1是指定马达15的扭矩电流(q轴电流)的强度的指令值。电力控制块4执行使待供应到马达线圈141的扭矩电流(q轴电流)更接近指令值ciq1的控制。速度控制部42以使得指令值cω1与角速度ω1之差小于预定值的方式确定指令值ciq1。

磁通控制部46基于推定部47计算出的角速度ω1和电流测量值iq1生成指令值cid1。指令值cid1是指定马达15的激励电流(d轴电流)的强度的指令值。也就是说，电力控制块4控制马达15的操作，以使待供应到马达线圈141的激励电流(d轴电流)更接近指令值cid1。

在本实施方式中，由磁通控制部46生成的指令值cid1例如可以是将激励电流的强度设定为零的指令值。磁通控制部46可以生成指令值cid1以将激励电流的强度恒定地设定为零，或者可以仅根据需要生成指令值cid1以将激励电流的强度设定为大于或小于零的值。当激励电流的指令值cid1小于零时，负激励电流(即磁通减弱电流)流过马达15，从而减弱驱动转子13的磁通。

电流控制部43基于磁通控制部46生成的指令值cid1与第二坐标变换器45计算出的电流测量值id1之差来生成指令值cvd1。指令值cvd1是指定马达15的d轴电压的强度的指令值。电流控制部43以使指令值cid1与电流测量值id1之差小于预定值的方式确定指令值cvd1。

另外，电流控制部43还基于速度控制部42生成的指令值ciq1与第二坐标变换器45计算出的电流测量值iq1之差来生成指令值cvq1。指令值cvq1是指定马达15的q轴电压的强度的指令值。电流控制部43以使指令值ciq1与电流测量值iq1之差小于预定值的方式生成指令值cvq1。

第一坐标变换器44基于马达旋转测量部27测量的马达15的旋转角度θ1对指令值cvd1、cvq1执行坐标变换，以计算指令值cv_u1、cv_v1、cv_w1。具体地，第一坐标变换器44将用于磁场分量(d轴电压)的指令值cvd1和用于扭矩分量(q轴电压)的指令值cvq1变换成对应于三相电压的指令值cv_u1、cv_v1、cv_w1。指令值cv_u1对应于U相电压，指令值cv_v1对应于V相电压，并且指令值cv_w1对应于W相电压。

逆变器回路部51将分别对应于指令值cv_u1、cv_v1、cv_w1的三相电压供应到马达15。逆变器回路部51例如通过执行脉宽调制(PWM)控制来控制待供应到马达15的电力。

通过从逆变器回路部51供应的电力(三相电压)驱动马达15，从而生成扭矩。

结果，电力控制块4控制流过马达线圈141的激励电流，使得激励电流具有对应于磁通控制部46生成的指令值cid1的强度。另外，电力控制块4还控制马达15的角速度，使得马达15的角速度变成对应于指令值生成部41生成的指令值cω1的角速度。

待供应到马达15的电力由电力控制块4使用矢量控制来控制。矢量控制是如下类型的马达控制技术：其将待供应到马达线圈141的电流分解为生成磁通的电流分量(激励电流)和生成扭矩的电流分量(扭矩电流)并且这些电流分量被彼此独立地控制。

用于扭矩电流的电流测量值iq1用于执行矢量控制并计算待从马达15传递到保持部11的扭矩。这允许共用用于执行矢量控制的回路的一部分和用于计算扭矩的回路的一部分。这有助于减小为电动工具1设置的回路的面积和尺寸，并降低回路所需的成本。

(实施方式的变型例)

接下来，将一个接一个地列举示例性实施方式的变型例。注意，下面说明的变型例可以适当地组合采用。

前端工具12不必是电动工具1的构成元件中的一者。

电源部B1不必是电动工具1的构成元件中的一者。

弹性构件922也可以是拉伸弹簧(例如拉伸螺旋弹簧)。在这种情况下，控制部49通过在磁极911与永磁体921之间生成电磁吸引力而将离合器机构C1维持在传递状态。当控制部49减小或移除电磁吸引力时，拉伸弹簧的弹性能量使永磁体921移出第一凹部713，从而将离合器机构C1从传递状态切换到阻断状态。

在上述示例性实施方式中，通过将永磁体921插入第一旋转部71的第一凹部713中，第一旋转部71和第二旋转部81彼此联接从而以相同的转数旋转。然而，永磁体921不必插入第一凹部713中。可替选地，第一旋转部71和第二旋转部81也可以仅通过作用在永磁体921与磁极911之间的磁吸引力而彼此联接。

保持部11可以与传递机构3的一部分一体形成。

第一旋转部71可以形成马达15的转子13的一体部分。

在上述示例性实施方式中，用于通过嵌合将第一旋转部71和第二旋转部81彼此联接的嵌合结构由第一凹部713和永磁体921形成。然而，这仅是示例，不应被解释为限制性的。根据第一替选示例，嵌合结构也可以由为第一旋转部71设置的凹部(第一凹部713或其它凹部)和为第二旋转部81设置的凸部形成。根据第二替选示例，嵌合结构也可以由为第二旋转部81设置的凹部(第二凹部813或其它凹部)和为第一旋转部71设置的凸部形成。根据第一替选示例或第二替选示例，凹部和凸部只需要通过利用作用在电磁体91与永磁体921之间的电磁力改变第一旋转部71和第二旋转部81的相对位置而彼此嵌合。

离合器机构C1不必如示例性实施方式所说明的那样配置。可替选地，离合器机构C1也可以例如配置于传递机构3与保持部11之间。

扭矩检测部6可以是扭矩传感器。作为扭矩传感器，例如可以使用电阻应变传感器或磁致伸缩应变传感器。

(总结)

上述示例性实施方式及其变型例是本公开的以下方面的具体实施方案。

根据第一方面的电动工具(1)包括保持部(11)、马达(15)、传递机构(3)、扭矩检测部(6)、离合器机构(C1)和控制部(49)。保持部(11)被构造成将前端工具(12)保持在其上。传递机构(3)将马达(15)的扭矩传递到保持部(11)。扭矩检测部(6)检测从马达(15)传递到保持部(11)的扭矩。离合器机构(C1)可从马达(15)的扭矩被传递到保持部(11)的传递状态切换到马达(15)的扭矩不被传递到保持部(11)的阻断状态，反之亦然。控制部(49)在满足与扭矩检测部(6)检测到的扭矩相关的预定条件时将离合器机构(C1)从传递状态切换到阻断状态。

根据该构造，控制部(49)根据扭矩检测部(6)检测到的扭矩将离合器机构(C1)切换到阻断状态。与通过根据扭矩的机械作用而不是通过控制部(49)的电子控制将离合器机构(C1)切换到阻断状态的情况相比，这改善了与扭矩对应的控制精度。

在可以结合第一方面来实施的根据第二方面的电动工具(1)中，预定条件包括由扭矩检测部(6)检测到的扭矩大于阈值的条件。

该构造可以减少紧固构件以大于阈值的过大扭矩被紧固的机会。

在可以结合第一方面或第二方面来实施的根据第三方面的电动工具(1)中，扭矩检测部(6)包括电流测量部(60)和计算部(63)。电流测量部(60)测量流过马达(15)的扭矩电流。计算部(63)基于由电流测量部(60)测量的扭矩电流计算从马达(15)传递到保持部(11)的扭矩。

该构造允许基于扭矩电流来计算扭矩。

在可以结合第一方面至第三方面中的任一方面来实施的根据第四方面的电动工具(1)中，控制部(49)在离合器机构(C1)处于阻断状态并且马达(15)正在旋转的情况下暂停执行将离合器机构(C1)从阻断状态切换到传递状态的控制。

该构造可以通过维持阻断状态直到马达(15)停止旋转来防止前端工具(12)旋转。

在可以结合第一方面至第四方面中的任一方面来实施的根据第五方面的电动工具(1)中，传递机构(3)减小马达(15)的旋转速度。离合器机构(C1)配置于马达(15)与传递机构(3)之间。

传递机构(3)减小马达(15)的旋转速度，因此马达(15)的扭矩小于传递机构(3)的扭矩。由此，与离合器机构(C1)配置于传递机构(3)与保持部(11)之间的情况相比，该构造可以减少在离合器机构(C1)处于传递状态的情况下离合器机构(C1)上的负载。

在可以结合第一方面至第五方面中的任一方面来实施的根据第六方面的电动工具(1)中，离合器机构(C1)包括第一旋转部(71)、第二旋转部(81)和至少一个联接部(9)。第一旋转部(71)随着马达(15)的旋转而旋转。保持部(11)直接或间接地联接到第二旋转部(81)。传递状态是第一旋转部(71)和第二旋转部(81)经由至少一个联接部(9)彼此联接使得第一旋转部(71)的扭矩被传递到第二旋转部(81)的状态。阻断状态是第一旋转部(71)和第二旋转部(81)彼此分离使得第一旋转部(71)的扭矩不被传递到第二旋转部(81)的状态。

该构造允许离合器机构(C1)选择性地传递或阻断扭矩。

在可以结合第六方面来实施的根据第七方面的电动工具(1)中，至少一个联接部(9)包括：具有磁极(911)的电磁体(91)；和面对磁极(911)的永磁体(921)。磁极(911)由第一旋转部(71)保持。永磁体(921)由第二旋转部(81)保持。控制部(49)通过改变电磁体(91)的通电状态将离合器机构(C1)从传递状态切换到阻断状态，反之亦然。

该构造使得能够使用电磁力将离合器机构(C1)从传递状态切换到阻断状态，反之亦然。

在可以结合第七方面来实施的根据第八方面的电动工具(1)中，控制部(49)通过在磁极(911)与永磁体(921)之间生成电磁排斥力将离合器机构(C1)从传递状态切换到阻断状态。

该构造允许离合器机构(C1)从传递状态快速切换到阻断状态。

在可以结合第七方面或第八方面来实施的根据第九方面的电动工具(1)中，当电磁体(91)通有强度等于或大于预定强度的电流时，离合器机构(C1)变成阻断状态，并且当电磁体(91)未通电或通有强度小于预定强度的电流时，离合器机构(C1)变成传递状态。

该构造可以降低传递状态下的电力消耗。

在可以结合第七方面至第九方面中的任一方面来实施的根据第十方面的电动工具(1)中，至少一个联接部(9)还包括弹性构件(922)。弹性构件(922)在电磁体(91)通电时储存弹性能量。通过弹性构件(922)的弹性能量使离合器机构(C1)从选自传递状态和阻断状态中的一种状态切换到选自传递状态和阻断状态中的另一种状态。

该构造使得能够使用储存在弹性构件(922)中的弹性能量将离合器机构(C1)从传递状态切换到阻断状态，反之亦然。

在可以结合第六方面至第十方面中的任一方面来实施的根据第十一方面的电动工具(1)中，离合器机构(C1)还包括输入轴(旋转轴132)和输出轴(齿轮83)。输入轴将马达(15)的扭矩传递到第一旋转部(71)。输出轴与输入轴同轴配置。输出轴将第二旋转部(81)的旋转力传递到保持部(11)。

根据该构造，输入轴和输出轴彼此同轴配置，从而抑制输入轴和输出轴的轴向偏移。

在可以结合第十一方面来实施的根据第十二方面的电动工具(1)中，离合器机构(C1)包括多个联接部(9)。多个联接部(9)配置成包围输入轴和输出轴中的至少一方。

根据该构造，多个联接部(9)以环状配置，从而抑制操作离合器机构(C1)时的力的偏置。这减少了离合器机构(C1)倾斜的可能性。这也减少了离合器机构(C1)的倾斜导致离合器机构(C1)难以正常操作的可能性。

在可以结合第六方面至第十二方面中的任一方面来实施的根据第十三方面的电动工具(1)中，离合器机构(C1)具有嵌合结构(包括第一凹部713和永磁体921)。嵌合结构在传递状态下通过嵌合使第一旋转部(71)和第二旋转部(81)彼此联接。

该构造使离合器机构(C1)的传递状态相对稳定。

注意，根据第二方面至第十三方面的构成要素不是电动工具(1)的必要构成要素，而是可以适当地省略。

附图标记说明

1 电动工具

3 传递机构

6 扭矩检测部

9 联接部

11 保持部

12 前端工具

15 马达

49 控制部

60 电流测量部

63 计算部

71 第一旋转部

81 第二旋转部

83 齿轮

91 电磁体

132 旋转轴

713 第一凹部

911 磁极

921 永磁体(嵌合结构)

922 弹性构件

C1 离合器机构

Claims

1.一种电动工具，包括：

保持部，其被构造为将前端工具保持在所述保持部上；

马达；

传递机构，其被构造为将所述马达的扭矩传递到所述保持部；

扭矩检测部，其被构造为检测从所述马达传递到所述保持部的扭矩；

离合器机构，其被构造为能从所述马达的扭矩被传递到所述保持部的传递状态切换到所述马达的扭矩不被传递到所述保持部的阻断状态并且能从所述阻断状态切换到所述传递状态；以及

控制部，其被构造为当满足与所述扭矩检测部检测到的扭矩相关的预定条件时将所述离合器机构从所述传递状态切换到所述阻断状态。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述预定条件包括所述扭矩检测部检测到的扭矩大于阈值的条件。

3.根据权利要求1或2所述的电动工具，其特征在于，

所述扭矩检测部包括：

电流测量部，其被构造为测量流过所述马达的扭矩电流；以及

计算部，其被构造为基于所述电流测量部测量到的扭矩电流来计算从所述马达传递到所述保持部的扭矩。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述控制部被构造为在所述离合器机构处于所述阻断状态并且所述马达正在旋转的情况下暂停执行将所述离合器机构从所述阻断状态切换到所述传递状态的控制。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述传递机构被构造成减小所述马达的旋转速度，并且

所述离合器机构配置于所述马达与所述传递机构之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述离合器机构包括：第一旋转部，其被构造成随着所述马达的旋转而旋转；第二旋转部，所述保持部直接或间接地联接到所述第二旋转部；以及至少一个联接部，

所述传递状态是所述第一旋转部和所述第二旋转部经由所述至少一个联接部彼此联接使得所述第一旋转部的扭矩被传递到所述第二旋转部的状态，并且

所述阻断状态是所述第一旋转部和所述第二旋转部彼此分离使得所述第一旋转部的扭矩不被传递到所述第二旋转部的状态。

7.根据权利要求6所述的电动工具，其特征在于，

所述至少一个联接部包括：具有磁极的电磁体；和面对所述磁极的永磁体，

所述磁极由所述第一旋转部保持，所述永磁体由所述第二旋转部保持，并且

所述控制部被构造为通过改变所述电磁体的通电状态将所述离合器机构从所述传递状态切换到所述阻断状态或者将所述离合器机构从所述阻断状态切换到所述传递状态。

8.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于，

所述控制部被构造为通过在所述磁极与所述永磁体之间生成电磁排斥力将所述离合器机构从所述传递状态切换到所述阻断状态。

9.根据权利要求7或8所述的电动工具，其特征在于，

所述离合器机构被构造成当所述电磁体通有强度等于或大于预定强度的电流时变成所述阻断状态，并且当所述电磁体未通电或通有强度小于所述预定强度的电流时变成所述传递状态。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述至少一个联接部包括弹性构件，所述弹性构件被构造成在所述电磁体通电的情况下储存弹性能量，并且

通过所述弹性构件的所述弹性能量使所述离合器机构从选自所述传递状态和所述阻断状态中的一种状态切换到选自所述传递状态和所述阻断状态中的另一种状态。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述离合器机构还包括：

输入轴，其被构造为将所述马达的扭矩传递到所述第一旋转部；以及

输出轴，其与所述输入轴同轴配置并且被构造成将所述第二旋转部的旋转力传递到所述保持部。

12.根据权利要求11所述的电动工具，其特征在于，

所述离合器机构包括多个所述联接部，并且

多个所述联接部配置成包围所述输入轴和所述输出轴中的至少一方。

13.根据权利要求6至12中任一项所述的电动工具，其特征在于，

所述离合器机构具有嵌合结构，所述嵌合结构被构造成在所述传递状态下通过嵌合使所述第一旋转部和所述第二旋转部彼此联接。