TW202023763A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

一種電動工具，係包括馬達、設置為使用者可操作的操作部、以操作部被操作為起始而進行驅動馬達的控制的馬達驅動控制部、溫度感測器、以及判定馬達的過熱的溫度判定部。溫度判定部係，基於馬達的驅動狀況以及溫度感測器的偵測結果推定馬達的溫度，藉由此推定的溫度判定馬達的過熱。

Description

電動工具

本發明係有關一種具有馬達的電動工具，特別係有關具有以防止馬達過載之點為特徵的電動工具。

在具有馬達的電動工具中，馬達係因應馬達之驅動時流過的電流或對馬達之通電時間而發熱。馬達的發熱量越大，有時馬達可輸出的扭矩會降低而無法充分地發揮性能，有時恐發生馬達繞組的層間短路(layer short)或馬達燒毀等問題。

作為解決如此之問題的方法，首先，係考慮使用輸出大的馬達。因為輸出大的馬達的耐熱性能也高，所以難以發生上述的問題。然而，因為輸出大的馬達係尺寸也大，所以有著電動工具大型化、運用性能降低之缺點。

為此，作為在不將馬達大型化下保護馬達的方法，係提出一種具有偵測馬達的過載之裝置的電動工具。

例如在專利文獻1中，揭露了一種電動工具，具有檢測馬達的溫度的馬達溫度檢測部，一旦馬達的溫度值超越溫度閾值，就限制馬達的輸出。 [先行專利文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特許公開第2013－66960號公報

[發明所欲解決之課題]

需順帶一提的是，為了迴避如上述之輸出降低或燒毀等之問題，偵測發熱部位、像是最高溫的部位的溫度係有效的。但是，根據電動工具的構成，上述的溫度偵測裝置的安裝位置係被限制，因此偵測發熱部位的正確溫度係有困難的。例如在使用有刷馬達的電動工具的情況下，在繞組與電刷等之發熱部位安裝熱敏電阻等溫度偵測裝置係有困難的，因此不得不在這些發熱部位附近的殼體或基板安裝溫度偵測裝置。在這種無法直接量測發熱部位溫度的狀況下，發熱部位的溫度與量測的溫度之間會產生溫度差。

為了使這樣的溫度差盡可能地變小，係考慮修正量測到的溫度並使用。然而，這樣的溫度差會根據馬達的發熱量或環境溫度而變動，因此產生誤差係無法避免。

而且，這樣的誤差越大，而無法偵測正確的發熱部位的溫度的話，會有時發生明明發熱部位的溫度超越了上限但是保護功能卻不運作、有時發生發熱部位的溫度沒有那麼高但是保護功能卻運作而工作性能降低等不良。

在此，做為第一課題，本發明係提供一種電動工具，即使在無法直接量測發熱部位的溫度的狀況下，也能對應發熱部位的實際溫度而保護馬達。

又，在上述習知的電動工具中，在超越溫度閾值的瞬間進行馬達的輸出限制，因此會有時發生在工作中途無法使用工具而中斷工作、有時會發生工作效率降低等之不良的情況。

在此，作為第二課題，本發明係提供一種電動工具，適當地保護馬達，且能夠盡可能地不使工作效率降低而使用。 [解決課題之手段]

成為用於解決上述第一課題的電動工具係特徵在於包括：馬達、設置為使用者可操作的操作部、以前述操作部被操作為起始而進行驅動前述馬達的控制的馬達驅動控制部、溫度感測器、以及判定前述馬達的過熱的溫度判定部。其中前述溫度判定部係，基於前述馬達的驅動狀況以及前述溫度感測器的偵測結果推定前述馬達的溫度，藉由此推定的溫度判定前述馬達的過熱。

本發明係如上所述，具有判定馬達的過熱的溫度判定部，溫度判定部係基於馬達的驅動狀況與溫度感測器的偵測結果推定馬達的溫度。若根據如此之構成，不用在繞組或電刷等之發熱部位安裝溫度感測器，即使在溫度感測器的偵測溫度與發熱部位的溫度之間產生溫度差的情況下，可使馬達溫度的推定誤差變小。例如，在馬達被連續驅動等之工作速度較快的情況下，馬達的溫度急遽地上升，因此周圍溫度無法跟上馬達溫度，溫度感測器偵測出的周邊溫度與實際的馬達溫度之間的溫度差係變大。在這樣的情況下，預見到產生較大的溫度差而修正馬達的溫度。又，相反地，在工作速度較慢的情況下，由於周邊溫度與實際的馬達溫度的溫度差較小，使修正值較小而推定馬達的溫度。藉由進行如此之處理，由於溫度檢測的準確度提高，可正確地檢測馬達的過載。例如，可迴避會有時發生明明馬達溫度超越了上限但是保護功能卻不運作之障礙、有時發生馬達溫度沒有那麼高但是保護功能卻運作而工作性能降低等問題。而且，由於保護功能係正確地運作，即使不使用輸出大的馬達也可以安全地使用馬達，因此可實現電動工具的輕量化以及小型化。

又，馬達驅動控制部係，亦可當在溫度判定部檢測到馬達的過熱之狀態下操作部被操作時，限制馬達的輸出(例如不驅動馬達)。若根據如此之構成，可限制在過熱狀態下的馬達之使用。

又，溫度判定部係，亦可至少使用在預定的特定期間中的馬達的驅動狀況(例如馬達的驅動時間)、以及在此特定期間中溫度感測器偵測的溫度變化，推定馬達的溫度。若根據如此之構成，可實現更高準確度的溫度檢測。

又，亦可將如此之發明，適用於具有打出緊固件的驅動器的打入工具，溫度判定部係，亦可基於驅動器的驅動次數算出工作速度，基於此工作速度以及溫度感測器的偵測結果推定馬達的溫度。

成為用於解決上述第二課題的電動工具係特徵在於包括：馬達、設置為使用者可操作的操作部、以及控制裝置。前述控制裝置係包括：以前述操作部被操作為起始而進行驅動前述馬達的控制的馬達驅動控制部、以及比較發熱部位的溫度與既定的閾值的溫度判定部。前述既定的閾值係設定為，第一閾值、以及設定為比前述第一閾值更高的第二閾值。前述控制裝置係，當前述溫度判定部判定前述發熱部位的溫度比前述第一閾值更高溫時，對使用者通知溫度上升。當前述溫度判定部判定前述發熱部位的溫度比前述第二閾值更高溫時，限制前述馬達的輸出。

本發明係如上所述，係設定有第一閾值、以及設定為比第一閾值更高的第二閾值，當溫度判定部判定發熱部位的溫度(馬達的內部溫度等)比第一閾值更高溫時，對使用者通知溫度上升，當溫度判定部判定發熱部位的溫度比第二閾值更高溫時，限制馬達的輸出。若依據如此之構成，當發熱部位的溫度上升時，首先實行通知使用者，之後，在發熱部位的溫度更上升時限制馬達的輸出。因此，由於例如即使在馬達變成高溫而無法使用工具的情況下事先地通知作業員，可迴避工作突然中斷等之不良。

又，如此之對作業員的通知係，亦可藉由變化馬達的驅動態樣而實行。若依據如此之構成，藉著由馬達的驅動令作業員產生不協調感，使溫度的上升可以在感覺上被察覺到。例如，在噪音很大的作業現場係難以察覺來自蜂鳴器的通知，又，在屋外有著難以察覺燈的燈亮或燈滅之情況。為此，取代聲音或光等習知的通知，或是，在聲音或光等習知的通知之上加入來自馬達驅動態樣而進行通知，令使用者能夠輕易察覺通知。

例如，在從射出口打出緊固件的打入工具中，亦可在實行或不實行通知時，使柱塞的停止位置相異。具體而言，亦可當不實行通知時，在藉由驅動器打出緊固件之後，使柱塞移動至將既定的偏壓力蓄積於柱塞偏壓構件之通常的待機位置為止而停止，當實行通知時，使柱塞移動至將比前述通常的待機位置更小的偏壓力蓄積於柱塞偏壓構件之通知用的待機位置為止而停止。換言之，通知用的待機位置的柱塞32係，亦可設定為比通常的待機位置的柱塞32之至上死點位置為止的距離更長。若依據如此之構成，當實行通知時，比起不實行通知時，作業員從操作部被操作到實際打出緊固件為止的時間係變長。藉由如此地使打入耗費時間，可使作業員在感覺上察覺到溫度的上升。又，因為使打入耗費時間，打入工作的間隔也變大，因此可減低馬達的負載並抑制溫度上升。

又，通知係，亦可藉由延遲從操作部操作至馬達驅動為止的時間而實行。在如此構成的情況下，作業員也能在感覺上察覺到溫度的上升。又，因為驅動馬達的間隔也變大，因此可減低馬達的負載並抑制溫度上升。

又，通知係，亦可藉由使馬達的轉數(旋轉速度)比非通知時更降低而實行。在如此構成的情況下，作業員也能在感覺上察覺到溫度的上升。又，因為馬達的轉數降低，因此可減低馬達的負載並抑制溫度上升。

針對本發明之實施例，一邊參照圖面以做說明。

關於本實施例之電動工具10係為藉由彈簧力驅動之彈簧驅動式的打入工具。又，雖然在本實施型態中係以打入工具作為電動工具10的例子，但是電動工具10並不以打入工具為限，只要是使用馬達17的話不管何種工具皆可。例如，電動螺絲起子或切斷工具等亦可。又，電動工具10係為使用電池55的充電式工具亦可，藉由外部電源運作的工具亦可。

關於本實施型態的電動工具10係，如圖1所示，構成為外殼的內部具有馬達17，藉由馬達17驅動從設置於工具的前端的射出口16打出緊固件。

此電動工具10係，如圖1所示，具有內部收容有驅動機構20的輸出部11、在輸出部11的前端部以與輸出部11正交的方式連接的匣12、在輸出部11的後端部以與輸出部11正交的方式連接的把手13、以及沿著匣12的內側配置的馬達收容部18。

在輸出部11的前端，設置有壓在被打入材料的鼻部15，填裝於匣12的頭一個緊固件係，藉由未圖示的供給裝置朝此鼻部15供給。朝鼻部15供給的緊固件係，藉由驅動器31從設置於鼻部15的前端的射出口16打出。

又，在輸出部11的內部係，如圖1所示，配置有為了打出緊固件而設置朝向射出口16可滑動的驅動器31、連結驅動器31的柱塞32、將柱塞32朝向射出口16偏壓的柱塞偏壓構件33、導引柱塞32的移動的導引構件34、用於使柱塞32運作的驅動機構20、用於檢測柱塞32的位置的煞車開關41等。

關於本實施例的驅動器31係為用於打擊緊固件的板。此驅動器31係構成為，與柱塞32一體地連結，在藉由柱塞偏壓構件33的偏壓力而柱塞32運作時朝向射出口16滑動，藉此將緊固件從射出口16打出。

柱塞32係，如圖2所示，藉由導引構件34可滑動地被導引，且藉由以壓縮彈簧構成的柱塞偏壓構件33而經常被偏壓朝向射出口16。

此柱塞32係，配置為接近後述的驅動機構20，在面向驅動機構20的面上係突出形成有第一卡合部32a以及第二卡合部32b，此第一卡合部32a以及第二卡合部32b係為用於與驅動機構20卡合的突起，以自射出口16的距離係彼此相異的方式而設置。具體而言，第一卡合部32a係設置於比第二卡合部32b更靠近射出口16的位置。

驅動機構20係，為抵抗柱塞偏壓構件33的偏壓力將上述的柱塞32上推之機構，此驅動機構20係，以馬達17為動力源移動柱塞32而將偏壓力蓄積於柱塞偏壓構件33，並且藉由將此偏壓力一口氣釋放使柱塞32瞬間地滑動而實行打入動作。

此驅動機構20係，如圖7所示構成為具有複數個齒輪。這些齒輪係藉由馬達17的驅動力而旋轉。此驅動機構20係，在柱塞32卡合於齒輪的狀態下使齒輪旋轉，藉此上推柱塞32。所以，藉解除齒輪與柱塞32之間的卡合，使柱塞32藉柱塞偏壓構件33的偏壓力移動，令連結至柱塞32的驅動器31朝射出口16的方向滑動而打出緊固件。

此驅動機構20係，如圖7(a)所示，具有固定在輸出部11的外殼的扭矩齒輪盤21，以及可旋轉地被軸向支撐於扭矩齒輪盤21的第一扭矩齒輪22與第二扭矩齒輪23。第一扭矩齒輪22與第二扭矩齒輪23係，並列配置在柱塞32的滑動方向上，第一扭矩齒輪22係比第二扭矩齒輪23更靠射出口16側配置。藉此，柱塞32係，藉由從第一扭矩齒輪22朝第二扭矩齒輪23依序卡合，被緩緩地抬起。

圖7(b)係，顯示柱塞32在下死點位置之狀態(經由驅動器31的緊固件之打出係完成的狀態)。若自此狀態旋轉第一扭矩齒輪22以及第二扭矩齒輪23的話，設置於第一扭矩齒輪22的偏心位置的第一扭矩輥22a係卡合於柱塞32的第一卡合部32a。

所以，如圖7(c)所示，柱塞32就這樣經由第一扭矩齒輪22被朝上方抬起。若使第一扭矩輥22a至最高的位置為止地旋轉第一扭矩齒輪22的話，第一扭矩輥22a與第一卡合部32a的卡合係鬆開。此時，在第一扭矩輥22a與第一卡合部32a的卡合鬆開之前，設置於第二扭矩齒輪23的偏心位置的第二扭矩輥23a係卡合於柱塞32的第二卡合部32b。

所以，如圖7(d)所示，柱塞32就這樣經由第二扭矩齒輪23被朝上方抬起，柱塞32係移動至上死點位置為止。

之後，如圖7(e)所示，若使齒輪再旋轉、使第二扭矩輥23a至最高的位置為止地旋轉第二扭矩齒輪23的話，第二扭矩輥23a與第二卡合部32b的卡合係鬆開。藉此，柱塞32與驅動機構20的卡合係解除，由於柱塞偏壓構件33的偏壓力被釋放，柱塞32係瞬間地移動至如圖7(b)所示的下死點位置為止。藉此，連結至柱塞32的驅動器31係更猛烈地朝射出口16的方向滑動，緊固件係被打出。

又，在本實施例中，打入前的柱塞32係，在如圖7(c)所示的通常的待機位置(從下死點朝上死點移動途中的位置)待機，以後述的操作部14被操作為起始，驅動機構20係運作，以依序經過如圖7(d)→圖7(e)→圖7(b)所示之狀態、再次在如圖7(c)所示的通常的待機位置待機的方式而形成(進行後述之通知的情況係除外)。

煞車開關41係，如圖9所示，配置為當柱塞32到達上死點位置時可朝柱塞32被按下之位置。若此煞車開關41被按下的話，係朝後述的控制裝置100輸出煞車訊號。控制裝置100係，以此煞車訊號為觸發而停止馬達17的驅動。

匣12係，用於填裝藉由上述驅動器31打出的緊固件。在關於本實施例的工具中，複數個緊固件並排連接後之連結緊固件係被填裝於匣12。

把手13係，為用於讓使用電動工具10的作業員握持的部位。此把手13係，以作業員容易握持的方式形成為棒狀。又，在作業員握住把手13時之作業員手指所在的位置係，設置可藉食指拉引操作的操作部14。若此操作部14被操作的話，配置於把手13的內部的扳機開關40會成為開啟，朝後述的控制裝置100輸出操作訊號。控制裝置100係，以此操作訊號為觸發而開始馬達17的驅動。

又，在此把手13的後端部(輸出部11的相反側的端部)係，形成有用於裝配電池55的電池裝配部13a。關於本實施例之電動工具10係，藉從裝配於此電池裝配部13a的電池55供給之電力而驅動。電池55係，內藏有充電電池，從電動工具10拆卸而可充電。又，在此電池裝配部13a的內部係，配置有已裝載中央處理器(CPU)或隨機存取記憶體(RAM)等零件的基板50。裝載於此基板50的中央處理器或隨機存取記憶體係，構成用於控制電動工具10的運作的控制裝置100。

馬達收容部18係，為用於收容馬達17的部位。關於本實施例之馬達收容部18係，以與把手13相向的方式配置在匣12的把手13側。又，在此馬達收容部18的表面係，如圖1以及圖3所示般配設有導光構件44。此導光構件44係，用於將已裝載於基板50的發光二極體(LED)43的光導引到外部為止。若發光二極體43係點亮，由於此導光構件44的表面係發光，構成為可容易地從外部目視確認發光二極體43的光。

又，關於本實施例之馬達17係，如圖5所示，為馬達殼體17a的內部已收容轉子17b的有刷馬達。在轉子17b的整流器係，捲繞有電流流通之繞組17c。

又，在此馬達17的附近係，設置有用於偵測馬達17的溫度變化的溫度感測器42。關於本實施例之溫度感測器42係，如圖3以及圖4所示，安裝於馬達殼體17a的表面，可偵測馬達17的表面溫度。溫度感測器42所偵測的馬達17的表面溫度係，朝控制裝置100輸出而使用於控制。又，安裝溫度感測器42的位置係，不限於馬達殼體17a的表面，考慮配線以及內部布局而可適宜地變更。換言之，在本實施例中，因為藉溫度感測器42所偵測的量測值並非就這樣使用，而是根據量測值推定發熱部的溫度，因此只要是可量測馬達17的溫度變化的位置的話，在哪邊配置溫度感測器42都可以。例如，亦可在不接觸馬達17的附近的空間配置溫度感測器42，亦可在覆蓋馬達17的周圍之本體外殼安裝溫度感測器42。

在此，如上所述之電動工具10的動作係，經由控制裝置100而控制。此控制裝置100係，構成為以中央處理器為中心，具有唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體、輸入輸出單元(I/O)等。所以，構成為藉中央處理器讀入記憶於唯讀記憶體的程式，控制各種的輸入裝置以及輸出裝置。

此控制裝置100的輸入裝置係，如圖6所示，設有扳機開關40、煞車開關41、溫度感測器42等。又，輸入裝置係不限定於這些輸入裝置，亦可具有其他的輸入裝置。

又，此控制裝置100的輸出裝置係，如圖6所示，設有馬達17、發光二極體43等。又，輸出裝置係不限定於這些輸出裝置，亦可具有其他的輸出裝置。

所以，控制裝置100係，控制這些的各種裝置，藉實行已預先設定的程式，作為馬達驅動控制部110或溫度判定部120而發揮功能。

馬達驅動控制部110係，用於控制馬達17的驅動。此馬達驅動控制部110係，以操作部14被操作為起始而進行馬達17的驅動之控制，以煞車開關41的狀態變化為起始而進行馬達17的停止之控制。

具體而言，若操作部14自如圖8所示的待機狀態被操作的話，扳機開關40會成為開啟。馬達驅動控制部110係，以接受來自扳機開關40的操作訊號為起始，開始馬達17的驅動。若馬達17旋轉的話，驅動機構20係運作而朝上方緩緩地抬起柱塞32。

所以，如圖9所示，若柱塞32移動至上死點位置為止的話，柱塞32係按下煞車開關41。緊接著，驅動機構20與柱塞32之卡合係鬆開，藉由蓄積於柱塞偏壓構件33的偏壓力，柱塞32以及驅動器31係朝射出口16的方向瞬間地移動。藉此，如圖10所示，藉柱塞32移動至下死點位置為止而打出緊固件。

之後，要是馬達17係旋轉直到回到如圖8所示之通常的待機位置之後，馬達驅動控制部110係停止馬達17。此時，停止馬達17的時間點係，藉在煞車開關41係如圖9所示的狀態成為開啟後、從再次成為關閉起計測之既定時間而被衡量。例如，馬達驅動控制部110係，從煞車開關41成為關閉起係計測0.5秒，在0.5秒後停止馬達17。如此，由於從煞車開關41係成為關閉(從緊固件被打入)起經過既定時間後停止馬達17，可使柱塞32移動至將既定的偏壓力蓄積於柱塞偏壓構件33之通常的待機位置為止而停止。若以如此的方式使柱塞32停止於上死點的附近的話，可縮短下一次的打入操作時之從操作部14被操作至打出緊固件為止的時間。藉此，使作業員感覺不到等待時間、平穩連續地進行工作。

溫度判定部120係，用於判定馬達17的過熱。此溫度判定部120係，藉比較馬達17的溫度(推定溫度)與預先設定的既定閾值而檢測馬達17的過熱。又，關於本實施例之溫度判定部120係，將以馬達17的內部溫度(馬達17的發熱部位的溫度)推定的溫度作為「馬達17的溫度」而使用，將此與閾值比較。

在本實施例中，如圖15所示，溫度判定部120所使用的既定的閾值係設定為，第一閾值、以及設定為比此第一閾值更高的第二閾值。第二閾值係，基於馬達17可安全地使用的上限溫度而設定的固定值，在本實施例中設定為110℃。第一閾值係，為了通知作業員馬達17的溫度接近上限溫度而設定為比第二閾值更低的固定值，在本實施例中設定為100℃。

關於本實施例之溫度判定部120係，經由修正溫度感測器42所偵測的溫度(馬達17的表面溫度)而推定馬達17的內部溫度，藉將此推定溫度與上述第一閾值以及第二閾值比較，檢測馬達17的過熱。

在此，馬達17的內部溫度與表面溫度的溫度差係，受到作業員的工作速度影響而變化。換言之，如圖16(a)所示，在工作速度較快的情況下(在打入工具的情況，指連續不休息地進行打入的情況)，因為馬達17的內部溫度(繞組17c的溫度)急遽地上升，表面溫度(馬達殼體17a的溫度)無法跟上內部溫度，溫度感測器42所偵測的溫度與馬達17的內部溫度的溫度差係有變大的傾向。

另一方面，在工作速度較慢的情況下(在打入工具的情況，指夾雜著中斷慢慢地進行打入的情況)，馬達17的內部溫度與表面溫度係大致相等，因此溫度感測器42所偵測的溫度與馬達17的內部溫度的溫度差並不會變得那麼大。

例如，如圖16(a)所示，在工作速度較快的情況下，當溫度感測器42所偵測的溫度達到第一閾值時，馬達17的內部溫度係大幅超越第二閾值。相反地，如圖16(b)所示，在工作速度較慢的情況下，即使溫度感測器42所偵測的溫度達到第一閾值，馬達17的內部溫度係未達到第二閾值。

如此，僅藉由溫度感測器42所偵測的溫度係不能準確度較高地推定出馬達17的內部溫度，因此關於本實施例的溫度判定部120係，基於馬達17的驅動狀況算出工作速度，基於此工作速度與溫度感測器42的偵測結果推定馬達17的內部溫度。又，在本實施例中，溫度判定部120係基於驅動器31的驅動次數(緊固件的打入次數)算出工作速度。

所以，當溫度判定部120判斷所推定的馬達17的內部溫度係超越第二閾值時，判斷馬達17係過熱。在如此之溫度判定部120檢測到馬達17的過熱的狀態下，即使操作部14被操作，馬達驅動控制部110係以不驅動馬達17的方式進行控制。因此，在高溫狀態下工具係不運作。

又，當溫度判定部120判斷所推定的馬達17的內部溫度係超越第一閾值時，通知作業員馬達17的溫度上升。在本實施例中，當通知作業員馬達17的溫度上升時，係藉由變化馬達17的驅動態樣而實行通知。詳言之，藉由變化在打入動作進行後使馬達17停止的時間點、通知作業員馬達17的溫度上升。

具體而言，當不實行通知時(判斷馬達17的溫度未超越第一閾值時)，如上所述地使柱塞32移動至通常的待機位置為止而停止。另一方面，當實行通知時(判斷馬達17的溫度超越第一閾值時)，係構成為使柱塞32移動至蓄積於柱塞偏壓構件33的偏壓力比通常的待機位置更小之通知位置(通知用的待機位置)為止而停止。例如，在煞車開關41關閉之後藉由使馬達17停止，使柱塞32被停止在如圖9所示的下死點位置(通知位置，通知用的待機位置)。藉由如此地改變柱塞32的停止位置，因為下一次的打入操作時之從操作部14被操作至打出緊固件為止的時間係變化，所以可對於作業員直覺上地產生不協調感，通知作業員溫度上升。

又，雖然在本實施例中選擇了如上所述的通知方法，但並不限於此，使用其他的通知方式亦可。

例如，亦可藉由延遲從操作部14被操作至馬達17驅動為止的時間以通知作業員溫度上升。換言之，當不實行通知時，操作部14被操作而馬上驅動馬達17，但當實行通知時，亦可使操作部14被操作但不驅動馬達17直到經過既定的時間。

又，亦可藉由使馬達17的轉速(旋轉速度)比非通知時降低以通知作業員溫度上升。又，作為使馬達17的轉速降低之方法，亦可以脈衝寬度調變(PWM，Pulse Width Modulation)控制馬達17，藉由變化負載比(Duty ratio)以變化馬達17的轉速。或者，亦可藉由變化供給至馬達17的電流值以變化馬達17的轉速。

其他方式例如使用發光二極體43或蜂鳴器、震動馬達等而通知作業員溫度上升亦可。

(針對高溫檢測處理) 接著，針對高溫檢測處理的流程說明。高溫檢測處理係為藉由溫度判定部120所實行的處理，包括用於推定馬達17的內部溫度的運算處理、或是比較推定溫度與閾值而判定馬達17的過熱處理等。針對此高溫檢測處理的主要流程，請一邊參照圖11以做說明。

首先，在圖11中所示的步驟S100中，電動工具10的電源係開啟。此時，計時器開始計測。然後，進到步驟S110。

在步驟S110，溫度判定部120取得溫度感測器42的偵測結果(AD)。然後，進到步驟S120。

在步驟S120，參照被保存在非揮發性記憶體的高溫錯誤旗標(參照後述的步驟S420)，確認是否有高溫錯誤旗標在前次電源關閉時被指派之狀態。高溫錯誤旗標被指派的情況下，因為有著在高溫錯誤狀態下重新輸入電源的可能性(例如，有著為了瞬間解除錯誤、作業員已安裝拆卸電池55的可能性)，所以此情況下係為了參照前次的推定溫度進到步驟S180。另一方面，在高溫錯誤旗標沒有被指派的情況下，進到步驟S125

進到步驟S125的情況下，待機直到計時器計測1分鐘為止。從計時器的計測開始(步驟S100)或計時器的重置(步驟S450)經過1分鐘之後，進到步驟S130。

在步驟S130，將溫度感測器42的偵測結果(AD)指派為表示1分鐘前之溫度的變數(Ta)。然後，進到步驟S135。

在步驟S135，溫度判定部120再一次取得溫度感測器42的偵測結果(AD)。然後，進到步驟S140。

在步驟S140，將溫度感測器42的偵測結果(AD)指派為表示現在溫度的變數(Tb)。然後，進到步驟S145。

在步驟S145，實行後述的溫度差取得處理。在溫度差取得處理，運算用於修正馬達17的內部溫度與表面溫度的溫度差之溫度差ΔT。然後，進到步驟S150。

在步驟S150，將溫度差(ΔT)加至現在溫度(Tb)，算出推定溫度(ET)。然後，進到步驟S155。

在步驟S155，實行後述的錯誤判定處理。在錯誤判定處理，將推定溫度(ET)與既定的閾值比較，判斷馬達17的過熱。藉此，因為一次的高溫檢測處理結束，所以返回到步驟S120。

另一方面，進到步驟S180的情況下，溫度判定部120再次取得溫度感測器42的偵測結果(AD)。然後，進到步驟S185。

在步驟S185，將溫度感測器42的偵測結果(AD)指派為表示現在溫度的變數(Tb)。然後，進到步驟S190。

在步驟S190，被保存在非揮發性記憶體的溫度差ΔT係被讀取而復原。然後，進到步驟S150以及步驟S155，使用被保存在此非揮發性記憶體的溫度差ΔT(前次電源關閉時的溫度差ΔT)而實行錯誤判定處理。藉此，因為一次的高溫檢測處理結束，所以返回到步驟S120。

(溫度差取得處理) 溫度差取得處理係為算出用於推定馬達17的溫度的溫度差ΔT的處理。在關於本實施例的溫度差取得處理中，溫度判定部120係，使用在預定的特定期間(1分鐘)的工作速度(驅動器31的驅動次數，也就是緊固件的打入次數)、與在這特定期間(1分鐘)溫度感測器42所偵測的溫度變化，而算出溫度差ΔT。針對此溫度差取得處理的詳細內容，請一邊參照圖12之流程以做說明。

首先，在圖12所示的步驟S200中，算出在最近的特定期間(1分鐘)溫度感測器42所偵測的溫度上升值(K)。溫度上升值(K)藉由「Tb-Ta」被求出。然後，進到步驟S205。

在步驟S205，確認溫度上升值(K)是否為負值。溫度上升值(K)為負值的情況下，朝步驟S210前進。另一方面，溫度上升值(K)為比0大的情況下，進到步驟S215。

進到步驟S210的情況下，因為最近1分鐘的溫度降低，所以將「0」設定為溫度上升值(K)。然後，進到步驟S215。

在步驟S215，取得在最近的特定期間(1分鐘)的驅動器31已驅動的次數(C)。此驅動器31的驅動次數(C)，係為每1分鐘被清除(參照步驟S450)，每次實行打入動作就往上計數1。取得驅動器31的驅動次數(C)之後，進到步驟S220。

在步驟S220，確認1分鐘之間的驅動器31的驅動次數(C)是否為「0」。在驅動次數(C)為「0」的情況下，朝步驟S225前進。另一方面，在驅動次數(C)不為「0」的情況下，進到步驟S230。

進到步驟S225的情況下，重置計數係增加1。又，重置計數係為用於重置溫度差ΔT的計數器。然後，進到步驟S240。

進到步驟S230的情況下，清除重置計數(將「0」指派為重置計數)。然後，進到步驟S240。

在步驟S240，確認重置計數是否為「4」以上。在本實施例中，在4分鐘以上未進行打入時，係設定為判斷馬達17的內部溫度與表面溫度相等。在重置計數未滿「4」的情況下，朝步驟S245前進。另一方面，在重置計數為「4」以上的情況下，因為4分鐘以上未進行打入，所以朝步驟S250前進。

朝步驟S245前進的情況下，實行後述的溫度差運算處理，藉由運算求出溫度差ΔT。然後，結束溫度差取得處理。

另一方面，朝步驟S250前進的情況下，藉由馬達17一定時間以上未驅動，而判斷馬達17的內部溫度與表面溫度沒有產生差值，將「0」指派為溫度差ΔT。然後，結束溫度差取得處理。

(溫度差運算處理) 針對溫度差運算處理的詳細內容，請一邊參照圖13之流程以做說明。又，在此溫度差運算處理中，雖然規定了數個常數使用於運算中，但是這些常數係隨著馬達17的特性、工具的形狀或材質等條件而變化，每種工具的最適當值係相異。

首先，在圖13所示的步驟S300中，確認在最近的特定期間(1分鐘)之驅動器31驅動的次數(C)是否在20次以上。在20次以上的情況下，進到步驟S305。另一方面，在未滿20次的情況下，進到步驟S310。

進到步驟S305的情況下，藉由「600÷C」之計算式算出工作速度(P)。然後，進到步驟S315。

進到步驟S310的情況下，將固定值(在本實施例中為「30」)指派為工作速度(P)。然後，進到步驟S315。

在步驟S315，算出馬達17的內部溫度與表面溫度的暫定溫度差(M)。暫定溫度差(M)係基於溫度上升值(K)與工作速度(P)而算出。具體而言，暫定溫度差(M)係以「gK+aP² -bP+c」(g、a、b、c為常數)之計算式算出。

又，上述的常數係實際測量馬達17的表面溫度(被安裝溫度感測器42之馬達殼體17a的表面溫度)與馬達17的內部溫度而決定。作為實際測量馬達17的內部溫度的方法，可使用在馬達17的旋轉鎖定的狀態下對馬達17施加與使用狀態下同樣大小的電流、量測那時的內部溫度(繞組17c之溫度等)之方法。

圖17係表示如此地實際測量之結果的圖表。此圖表的橫軸係表示在每1分鐘取得的溫度感測器42的偵測結果中，1分鐘之間的溫度上升值(K=Tb-Ta)。又，此圖表的縱軸係表示實際測量之馬達17的內部溫度與表面溫度的溫度差(ΔT的實際測量值)。如此圖17所示，雖然驅動開始後立即有表面溫度的上升無法跟上馬達17的內部溫度的上升的區間，但溫度上升至某個程度的話，溫度上升值與溫度差係安定於一定的斜率。在求出上述的常數g、a、b、c時，係使用在此一定的斜率之安定的部份的近似方程式。換言之，此近似方程式的斜率係被使用作為上述計算式的常數g。又，此近似方程式的截距係隨著工作速度而變化。換言之，如圖17所示，比起以0.33次/秒的速度進行打入的情況，以0.5次/秒的速度進行打入的情況之一方係近似方程式的截距的值較大。又，比起以0.5次/秒的速度進行打入的情況，以0.67次/秒的速度進行打入的情況之一方係近似方程式的截距的值較大。如此因為截距係隨著工作速度相異，基於工作速度所求出的截距係為上述計算式的「aP² -bP+c」之部分。a、b、c的值係可基於實際測量的工作速度(P)與截距的關係而求出。

以上述計算式算出暫定溫度差(M)後，進到步驟S320。

在步驟S320，算出先前4次的暫定溫度差(M)的平均值，並將其指派為表示溫度差的變數ΔT。如果，在不存在先前4次的資料的情況下，將存在的資料的平均值指派為溫度差ΔT。藉由如此地使用平均值，平均每1分鐘資料的偏差，使溫度修正的準確度提高。如此地藉由運算求出溫度差ΔT，結束溫度差運算處理。

(錯誤判定處理) 針對錯誤判定處理的詳細內容，請一邊參照圖14之流程以做說明。又，在此錯誤判定處理中所使用的閾值不過是用於例示，考慮使用的馬達17的特性等而可適宜地變更係不需多言。

首先，在如圖14所示的步驟S400中，確認在步驟S150得到的推定溫度(ET)是否為第一閾值(在本實施例中為100℃)以上。在推定溫度(ET)為第一閾值以上的情況下，進到步驟S405。另一方面，在推定溫度(ET)為未滿第一閾值的情況下，進到步驟S410。

進到步驟S405的情況下，將高溫通知旗標指派為開啟。若高溫通知旗標指派為開啟的話，實行既定的通知處理。在本實施例中，若在此高溫通知旗標為開啟的狀態下操作部14被操作而進行打入動作的話，在打入結束完成後柱塞32係停止在通知位置。然後，進到步驟S415。

進到步驟S410的情況下，若高溫通知旗標為開啟，將此高溫通知旗標關閉。然後，進到步驟S415。也就是說，在溫度判定部120判斷溫度比第一閾值更低的時候，使馬達17的驅動態樣回到通常狀態等，以解除通知。

在步驟S415，確認在步驟S150得到的推定溫度(ET)是否為第二閾值(在本實施例中為110℃)以上。在推定溫度(ET)為第二閾值以上的情況下，進到步驟S420。另一方面，在推定溫度(ET)未滿第二閾值的情況下，進到步驟S430。

進到步驟S420的情況下，因為馬達17的推定溫度係超越馬達17的使用上限溫度，將高溫錯誤旗標指派為開啟。又，若高溫錯誤旗標為開啟的話，將現在的溫度差ΔT記憶於非揮發性記憶體。藉此，即使在從曾經關閉電源再重新輸入電源的情況下，只要高溫錯誤旗標為開啟的話，可將現在的溫度差ΔT的值復原。又，在此高溫錯誤旗標為開啟的狀態下，即使操作部14被操作馬達17也不會驅動。然後，進到步驟S425。

在步驟S425，實行既定的錯誤處理。例如，實行使發光二極體43燈滅等的處理。然後，進到步驟S450。

另一方面，進到步驟S430的情況下，若高溫錯誤旗標為開啟的話，將此高溫錯誤旗標關閉。又，若高溫錯誤旗標或溫度差ΔT正記憶於非揮發性記憶體的話，將這些資訊消除。又，若實行使發光二極體43燈滅等的錯誤處理的話，停止此錯誤處理。然後，進到步驟S450。

在步驟S450，重置計時器，再次開始1分鐘的計測。又，驅動器31的驅動次數(C)也重置。藉此，結束錯誤判定處理。 (總結) 如以上所說明的，若根據本實施例，係具有判定馬達17的過熱的溫度判定部120，溫度判定部120係基於馬達17的驅動狀況算出工作速度，並基於工作速度與溫度感測器42的偵測結果推定馬達17的溫度。若根據如此之構成，不用在繞組17c或電刷等之發熱部位安裝溫度感測器42，即使在溫度感測器42的偵測溫度與實際的發熱部位的溫度之間產生溫度差的情況下，可使馬達17的溫度的推定誤差變小。例如，在馬達17被連續驅動等之工作速度較快的情況下，馬達17的溫度急遽地上升，因此周圍溫度無法跟上馬達17的溫度，溫度感測器42偵測出的周邊溫度與實際的馬達17的溫度之間的溫度差係變大。在這樣的情況下，預見到產生較大的溫度差而修正溫度。又，相反地，在工作速度較慢的情況下，由於周邊溫度與實際的馬達17的溫度的溫度差較小，使修正值較小而推定馬達17的溫度。藉由進行如此之處理，由於溫度檢測的準確度提高，可正確地檢測馬達17的過載。例如，可迴避會有時發生明明馬達17的溫度超越了上限但是保護功能卻不運作之障礙、有時發生馬達17的溫度沒有那麼高但是保護功能卻運作而工作性能降低等問題。而且，由於保護功能係正確地運作，即使不使用輸出大的馬達17也可以安全地使用馬達17，因此可實現電動工具10的輕量化以及小型化。

又，馬達驅動控制部110係，當在溫度判定部120檢測到馬達17的過熱之狀態下操作部14被操作時，不驅動馬達17。若根據如此之構成，可防止在過熱狀態下的馬達17之使用。

又，溫度判定部120係，至少使用在預定的特定期間中的工作速度、以及在此特定期間中溫度感測器42偵測的溫度變化，推定馬達17的溫度。若根據如此之構成，可實現更高準確度的溫度檢測。

又，在本實施例中，作為電動工具10以打入工具為例進行說明，溫度判定部120係，基於驅動器31的驅動次數算出工作速度。在打入工具中，藉由如此地參照驅動器31的驅動次數可簡單地算出工作速度。

作為算出工作速度的方法，係不限於如本實施例般之參照驅動器31的驅動次數的方法。例如，亦可使用馬達17的驅動時間、馬達17的驅動次數、對馬達17之供給電流的積分值等而算出工作速度。

又，在上述實施例中，雖然藉溫度感測器42偵測馬達17的表面溫度，但並不限於此。例如，溫度感測器42係亦可偵測電池或基板、場效電晶體(FET)等的溫度。然後，當偵測電池或基板、場效電晶體等的溫度時，只要是可量測電池或基板、場效電晶體等的溫度變化的位置的話，在哪邊配置溫度感測器42都可以。例如，亦可在不接觸這些零件的附近的空間配置溫度感測器42，亦可在覆蓋這些零件的周圍之本體外殼安裝溫度感測器42。

又，作為溫度感測裝置，代替使用熱敏電阻等之溫度感測器42，亦可使用應變規等從隨著溫度之變形量而推定溫度變化。

又，在上述實施例中，雖然考慮了因工作速度而相異的溫度上升進而推定馬達17的發熱部位的溫度，但是亦可代替推定溫度而變動閾值。換言之，亦可基於溫度感測器42的偵測溫度與實際的發熱部位的溫度之間的溫度差因工作速度而變化之認識，在預定的一定期間中因馬達17的驅動狀況而變動判定閾值(第一閾值或第二閾值)，將此判定閾值與溫度感測器42的輸出比較，判定馬達17在過熱狀態。如此之處理係如上述之實施例同樣地可經由計算而實現。換言之，在上述的實施例中，雖然將經由計算求出的溫度差ΔT加至溫度感測器42的偵測溫度，但是取而代之，亦可從判定閾值(第一閾值或第二閾值)減去經由計算求出的溫度差ΔT。

如以上說明地，若根據本實施例，係設定有第一閾值、以及設定為比第一閾值更高的第二閾值，當判斷馬達17的溫度超越第一閾值時，對使用者通知馬達17的溫度上升，當判斷馬達17的溫度超越第二閾值時，控制為即使在操作部14被操作的情況下也不會驅動馬達17。若依據如此之構成，當馬達17的溫度上升時，首先實行通知使用者，之後，在馬達17的溫度更上升時限制馬達17的輸出。因此，即使在馬達17變成高溫而無法使用工具的情況下事先地通知作業員，可迴避工作突然中斷等之不良。

又，如此之對作業員的通知係，藉由變化馬達17的驅動態樣而實行。若依據如此之構成，藉著由馬達17的驅動令作業員產生不協調感，使馬達17溫度的上升可以在感覺上被察覺到。

具體而言，在從射出口16打出緊固件的打入工具中，當不實行通知時，在藉由驅動器31打出緊固件之後，使柱塞32移動至將既定的偏壓力蓄積於柱塞偏壓構件33之通常的待機位置為止而停止，當實行通知時，使柱塞32移動至蓄積於柱塞偏壓構件33的偏壓力比通常的待機位置更小之通知用的待機位置為止而停止。換言之，通知用的待機位置的柱塞32之一方係，比通常的待機位置的柱塞32之至上死點位置為止的距離係更長。若依據如此之構成，當實行通知時，比起不實行通知時，作業員從操作部被操作到實際打出緊固件為止的時間係變長。藉由如此地使打入耗費時間，可使作業員在感覺上察覺到馬達17溫度的上升。又，因為使打入耗費時間，打入工作的間隔也變大，因此可減低馬達17的負載並抑制溫度上升。

又，在上述實施例中，雖然將高溫錯誤旗標開啟記憶於非揮發性記憶體，但除此之外，亦可將高溫通知旗標開啟記憶於非揮發性記憶體。藉此，即使在高溫通知旗標為開啟的狀態下使電源關閉、再次重新輸入電源的情況下，亦可復原高溫通知旗標的狀態，使通知狀態被繼續。

又，在上述的實施例中，雖然以當判斷馬達17的溫度超過第二閾值時不驅動馬達17的方式進行控制，但並不限於此，亦可使馬達17的輸出下降而驅動。在這種情況下，亦可設定為使馬達17的輸出下降而驅動之態樣、與通知使用者馬達17的溫度上升之態樣係相異。

10:電動工具 11:輸出部 12:匣 13:把手 13a:電池裝配部 14:操作部 15:鼻部 16:射出口 17:馬達 17a:馬達殼體 17b:轉子 17c:繞組 18:馬達收容部 20:驅動機構 21:扭矩齒輪盤 22:第一扭矩齒輪 22a:第一扭矩輥 23:第二扭矩齒輪 23a:第一扭矩輥 31:驅動器 32:柱塞 32a:第一卡合部 32b:第二卡合部 33:柱塞偏壓構件 34:導引構件 40:扳機開關 41:煞車開關 42:溫度感測器 43:發光二極體 44:導光構件 50:基板 55:電池 100:控制裝置 110:馬達驅動控制部 120:溫度判定部

圖1係顯示電動工具的內部構造的側視圖。 圖2係構成驅動器以及柱塞之零件的側面圖。 圖3係顯示電動工具的內部構造的立體圖。 圖4係馬達的立體圖。 圖5(a)係馬達的側視圖，圖5(b)係A-A線段的剖面圖。 圖6係概略顯示電動工具的構成的方塊圖。 圖7係根據驅動機構將柱塞上推的狀況的說明圖，其中圖7(a)係驅動機構的前視圖，圖7(b)係簡略地顯示柱塞在下死點時的驅動機構之圖，圖7(c)係簡略地顯示柱塞在下死點與上死點之間(通常的待機位置)時的驅動機構之圖，圖7(d)係簡略地顯示柱塞在上死點時的驅動機構之圖，圖7(e)係簡略地顯示柱塞與驅動機構的卡合解除之後的驅動機構之圖。 圖8係顯示柱塞在通常的待機位置時的電動工具的內部構造的部分擴大側剖視圖。 圖9係顯示柱塞在上死點時的電動工具的內部構造的部分擴大側剖視圖。 圖10係顯示柱塞在下死點時的電動工具的內部構造的部分擴大側剖視圖。 圖11係說明高溫檢測處理的流程圖。 圖12係說明溫度差取得處理的流程圖。 圖13係說明溫度差運算處理的流程圖。 圖14係說明錯誤判定處理的流程圖。 圖15係馬達的內部溫度與表面溫度的溫度差之說明圖。 圖16(a)係在工作速度快的情況下的馬達的內部溫度與表面溫度的溫度差之說明圖，圖16(b)係在工作速度慢的情況下的馬達的內部溫度與表面溫度的溫度差之說明圖。 圖17係顯示溫度感測器偵測之馬達的表面溫度的1分鐘之間的上升值，以及實際測量馬達的表面溫度與內部溫度的溫度差的結果之圖

S300,S305,S310,S315,S320:步驟

Claims (13)

1. 一種電動工具，其特徵在於，包括： 馬達； 操作部，設置為使用者可操作； 馬達驅動控制部，以前述操作部被操作為起始而進行驅動前述馬達的控制； 溫度感測器；以及 溫度判定部，判定前述馬達的過熱； 其中前述溫度判定部係，基於前述馬達的驅動狀況以及前述溫度感測器的偵測結果推定前述馬達的溫度，藉由前述推定的溫度判定前述馬達的過熱。
2. 如請求項1之電動工具，其中，前述馬達驅動控制部係，當在前述溫度判定部檢測到前述馬達的過熱之狀態下操作前述操作部時，限制前述馬達的輸出。
3. 如請求項1或2之電動工具，其中，前述溫度判定部係，至少使用在預定的特定期間中的前述馬達的驅動狀況、以及在前述特定期間中前述溫度感測器偵測的溫度變化，推定前述馬達的溫度。
4. 如請求項3之電動工具，其中，前述溫度判定部係，至少使用在預定的特定期間中的前述馬達的驅動時間、以及在前述特定期間中前述溫度感測器偵測的溫度變化，推定前述馬達的溫度。
5. 如請求項1或2之電動工具，更包括驅動器，藉由前述馬達驅動而從設置於工具的前端的射出口打出緊固件； 前述溫度判定部係，基於前述驅動器的驅動次數算出工作速度，基於前述工作速度以及前述溫度感測器的偵測結果推定前述馬達的溫度。
6. 一種電動工具，其特徵在於，包括： 馬達； 操作部，設置為使用者可操作； 馬達驅動控制部，以前述操作部被操作為起始而進行驅動前述馬達之控制； 溫度感測器；以及 溫度判定部，判定前述馬達的過熱； 其中前述溫度判定部係，比較在預定的特定期間中藉由前述馬達的驅動狀況而變動的判定閾值、以及前述溫度感測器的輸出，判定前述馬達在過熱狀態。
7. 如請求項6之電動工具，其中，前述溫度判定部係，至少使用在預定的特定期間中的前述馬達的驅動狀況、以及在前述特定期間中的前述溫度感測器偵測的溫度變化，決定用在判定前述馬達在過熱狀態的判定閾值。
8. 一種電動工具，其特徵在於，包括： 馬達； 操作部，設置為使用者可操作；以及 控制裝置； 前述控制裝置係包括： 馬達驅動控制部，以前述操作部被操作為起始而進行驅動前述馬達的控制；以及 溫度判定部，比較發熱部位的溫度與既定的閾值； 前述既定的閾值係設定為，第一閾值、以及設定為比前述第一閾值更高的第二閾值； 前述控制裝置係，當前述溫度判定部判定前述發熱部位的溫度比前述第一閾值更高溫時，對使用者通知溫度上升； 當前述溫度判定部判定前述發熱部位的溫度比前述第二閾值更高溫時，限制前述馬達的輸出。
9. 如請求項8之電動工具，其中，前述控制裝置係，藉由變化前述馬達的驅動態樣而實行前述通知。
10. 如請求項9之電動工具，更包括： 驅動器，為了從設置於工具的前端的射出口打出緊固件，設置為朝向前述射出口可滑動； 柱塞，連結前述驅動器； 柱塞偏壓構件，將前述柱塞朝向前述射出口偏壓；以及 驅動機構，以前述馬達為動力源移動前述柱塞而將偏壓力蓄積於前述柱塞偏壓構件； 前述控制裝置係，以在實行或不實行前述通知時、前述柱塞的停止位置相異的方式控制前述驅動機構。
11. 如請求項10之電動工具，其中，前述控制裝置係，將前述驅動機構控制為， 當不實行前述通知時，在藉由前述驅動器打出緊固件之後，使前述柱塞移動至將既定的偏壓力蓄積於前述柱塞偏壓構件之通常的待機位置為止而停止； 當實行前述通知時，使前述柱塞移動至將比前述通常的待機位置更小的偏壓力蓄積於前述柱塞偏壓構件之通知用的待機位置為止而停止。
12. 如請求項9之電動工具，其中，前述控制裝置係，藉由延遲從前述操作部操作至前述馬達驅動為止的時間而實行前述通知。
13. 如請求項9之電動工具，其中，前述控制裝置係，藉由使前述馬達的旋轉速度比非通知時更低而實行前述通知。

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