TW202300299A - 打入工具 - Google Patents
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Abstract
有關本揭露的打入工具係包括:柱塞;馬達,用於使前述柱塞從下死點移動至上死點;驅動裝置,用於藉由使前述柱塞從上死點移動至下死點,使用前述柱塞而打入緊固件;電壓改變資訊取得裝置,用於取得在前述柱塞之從前述上死點朝前述下死點的移動中、表示施加於前述馬達的電壓的改變量的電壓改變資訊;以及控制裝置,用於基於前述電壓改變資訊而控制前述馬達。
Description
本發明係關於一種打入工具。
用於使用馬達以驅動柱塞,而打入釘子、螺柱、訂書釘、銷等(以下稱為「緊固件」)之打入工具係被知曉。
在專利文獻1中,記載了一種發明,柱塞的停止位置係伴隨著電池電壓的降低而改變,用於抑制其結果之緊固件的打入所需要的時間係改變之情事。具體而言,記載了一種打入工具,基於電池電壓,而控制朝馬達的通電時間。
在專利文獻2中,係記載了一種打入工具,藉由將檢測流動於馬達的電流的峰值作為基準而決定使馬達停止的時間點,可提高柱塞的位置精度。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2017-136656號公報
[專利文獻2]日本特開2015-30052號公報
[發明欲解決的問題]
然而,在專利文獻1記載的打入工具的情況下,僅基於電池電壓而設定朝馬達的通電時間。因此,假設每次柱塞以相同的速度移動的話,可認為柱塞係也停止於相同的位置。然而實際上,因為柱塞速度由於零件的磨耗等各種的影響而有著偏差,所以使柱塞的停止位置安定係有困難。
又,在專利文獻2記載的打入工具的情況下,無法檢測電流的峰值的話決定停止馬達之時間點係變得困難。例如,由於柱塞比預期之停止位置更靠上死點側停止而啟動負載係增加,其結果,在達到啟動時的電流的上限的情況下,無法檢測電流峰值。因此,為柱塞的停止位置的基準之時間點係無法決定。
在此本發明係,以提供一種使柱塞的停止位置安定成為可能的打入工具為目的。
[用於解決問題的手段]
有關本揭露的一態樣之打入工具係,包括:柱塞;馬達,用於使前述柱塞從下死點移動至上死點;驅動裝置,用於藉由使前述柱塞從上死點移動至下死點,使用前述柱塞而打入緊固件;電壓改變資訊取得裝置,用於取得在前述柱塞的移動中、表示施加於前述馬達的電壓的改變量的電壓改變資訊;以及控制裝置,用於基於前述電壓改變資訊而控制前述馬達。
電壓改變資訊取得裝置係,以取得在柱塞從下死點朝上死點之移動中、表示施加於前述馬達的電壓的改變量的電壓改變資訊的方式構成亦可。
電壓改變資訊取得裝置係,以取得在柱塞從上死點朝下死點之移動中、表示施加於前述馬達的電壓的改變量的電壓改變資訊的方式構成亦可。
在此之「電壓的改變量」係,為表示電壓的時間內之改變量的資訊。表示電壓的改變量的資訊係,為電壓的微分值亦可。
又,在此之「施加於馬達的電壓」係,在從電池施加直流電壓於馬達的打入工具中,為電池電壓亦可。
尚且,前述控制裝置係,以基於前述電壓的反曲點而控制前述馬達的方式構成。
在此之「電壓的反曲點」係,為電壓的時間內的改變量的改變量從正變為負之時,或者,從負變成正之時。當電壓的時間內的改變量的改變量係從正變成負之時、或者從負變成正之時係,為電壓的二次微分值係為零之時,或者,為近似此時之時亦可。
有關本揭露的另外的態樣的打入工具係,包括:柱塞;馬達,用於使前述柱塞從下死點移動至上死點;驅動裝置,用於藉由使前述柱塞從上死點移動至下死點,使用前述柱塞而打入緊固件;電流改變資訊取得裝置,用於取得在前述柱塞的移動中、表示流動於前述馬達的電流的改變量的電流改變資訊;以及控制裝置,用於基於前述電流改變資訊而控制前述馬達。
電流改變資訊取得裝置係,以取得在柱塞從下死點朝上死點之移動中、表示流動於前述馬達的電流的改變量的電流改變資訊的方式構成亦可。
電流改變資訊取得裝置係,以取得在柱塞從上死點朝下死點之移動中、表示流動於前述馬達的電流的改變量的電流改變資訊的方式構成亦可。
在此之「電流的改變量」係,為表示電流的時間內之改變量的資訊。表示電流的改變量的資訊係,為電流的微分值亦可。
又,在此之「流動於馬達的電流」係,在藉由三相無刷馬達驅動柱塞的打入工具中,為流動於任一個相的繞線的繞線電流亦可。
尚且,前述控制裝置係,以基於前述電流的反曲點而控制前述馬達的方式構成亦可。
在此之「電流的反曲點」係,為電流的時間內的改變量的改變量從正變為負之時,或者,從負變成正之時。當電流的時間內的改變量的改變量係從正變成負之時、或者從負變成正之時係,為電流的二次微分值係為零之時,或者,為近似此時之時亦可。
此外,以下述的方式構成亦可:更包括速度資訊取得裝置,用於取得在前述柱塞從前述上死點朝前述下死點移動之後、表示前述柱塞的移動速度的速度資訊;前述控制裝置係,更基於前述速度資訊而控制前述馬達。
前述速度資訊取得裝置係,以取得在前述柱塞從下死點朝待機位置之移動中之表示前述柱塞的移動速度的速度資訊的方式構成亦可。待機位置係,設定於下死點與上死點之間。
前述速度資訊取得裝置係,替換上述,以取得在打入前述緊固件之後之表示前述柱塞的移動速度的速度資訊的方式構成亦可。
除此之外,前述控制裝置係,更以基於前述速度資訊而開始減速前述馬達的旋轉速度之控制的方式構成亦可。
又,本揭露的一態樣係,以下述的方式構成亦可:更包括溫度資訊取得裝置,用於取得前述馬達的溫度資訊;前述控制裝置係,更基於前述溫度資訊而控制前述馬達。
在此,前述控制裝置係,以更基於前述溫度資訊而開始減速前述馬達的旋轉速度之控制的方式構成亦可。
尚且,以下述的方式構成亦可:更包括電池,用於將電壓施加於前述馬達;前述電壓改變資訊取得裝置係,將表示前述電池的電源電壓的改變量之資訊作為前述電壓改變資訊而取得。
有關本揭露的另外的態樣的打入工具係,包括:柱塞;馬達,用於使前述柱塞從下死點移動至上死點;驅動裝置,用於藉由使前述柱塞從上死點移動至下死點,使用前述柱塞而打入緊固件;速度資訊取得裝置,用於取得在前述柱塞從前述上死點朝前述下死點移動之後、表示前述柱塞的移動速度的速度資訊;以及控制裝置,用於基於前述速度資訊而控制前述馬達。
有關本揭露的另外的態樣的打入工具係,包括:柱塞;馬達,用於使前述柱塞從下死點移動至上死點;驅動裝置,用於藉由使前述柱塞從上死點移動至下死點,使用前述柱塞而打入緊固件;速度資訊取得裝置,用於取得在使用前述打入前述緊固件之後、表示前述柱塞的移動速度的速度資訊;以及控制裝置,用於基於前述速度資訊而控制前述馬達。
前述速度資訊取得裝置係,以取得在前述柱塞從下死點朝待機位置之移動中之表示前述柱塞的移動速度的速度資訊的方式構成亦可。待機位置係,設定於下死點與上死點之間。
前述控制裝置係,更以基於前述速度資訊而開始減速前述馬達的旋轉速度之控制的方式構成亦可。
有關本揭露的另外的態樣的打入工具係,包括:柱塞;馬達,用於使前述柱塞從下死點移動至上死點;驅動裝置,用於藉由使前述柱塞從上死點移動至下死點,使用前述柱塞而打入緊固件;溫度資訊取得裝置,用於取得安裝在前述打入工具的電子零件的溫度資訊;以及控制裝置,用於基於前述溫度資訊而控制前述馬達。
電子零件係,包括被安裝於打入工具的電子機器。
電子零件係,為前述馬達(包含定子繞線)亦可。
電子零件係,為前述控制裝置亦可,特別是,為前述控制裝置的開關元件亦可。
溫度資訊取得裝置係,以直接取得電子零件的溫度的方式,抵接電子零件,或者,被安裝為緊密接觸亦可,以間接取得電子零件溫度的方式,被安裝於遠離電子零件的位置亦可。例如,溫度資訊取得裝置係,被設置於安裝反相器電路之印刷電路板上亦可,或者,接近馬達而設置亦可。
以下,使用圖面,說明本發明之實施例。以下之實施例,其為用於說明本發明之例示,並非使本發明僅侷限於該實施例之旨趣。
[第一實施例]第1圖為表示第一實施例之電動式之打入工具10之前視圖(但是,針對釘匣部,表示局部剖視圖。),第2圖為表示自相同方向所見之打入工具10之剖視圖(但是,表示打出釘匣14內的全部的緊固件F後之狀態)。此打入工具10,為使用馬達(第2圖)以驅動柱塞32(第2圖),藉此,可打入釘(「緊固件F」之一例)之電動打釘機。尚且,本說明書的「上下」、「前後」、「左右」係基於第1圖以及第2圖的打入工具的姿勢。因為第1圖以及第2圖中之紙面左方向係,相當於緊固件F被打出之方向,所以有時稱為打出方向DR1或射出方向DR1等,相反之紙面右方向係,因為是緊固件F被打出之自射出口12A遠離之方向,所以有時被稱為遠離方向DR2。方向係,有時使用圖面所表示的方向X1、方向X2、方向Y、以及方向Z而表現。
此打入工具10係包括:外殼12;釘匣14,收容被打入工具10所打出之緊固件F;驅動器34,用於打出緊固件F;柱塞32,安裝有驅動器34;馬達20及齒輪22,用於使柱塞32從下死點移動至上死點;螺旋彈簧36(「推壓構件」或是「驅動裝置」之一例),賦予用於使柱塞32從上死點移動至下死點之驅動力;移動構件38,被配置於螺旋彈簧36之伸長之端部;線材40(「細繩狀構件」之一例),卡合到柱塞32及移動構件38,連動兩者;以及滑輪42(「方向轉換構件」之一例),掛有線材40。此外於打入工具10係,裝卸自如地設有電池B。
打入工具10係,包括收納包含柱塞32之打入工具10的主要零件的外殼12(以下,有時將外殼12以及固定於外殼12的部分稱為「工具主體」)。在外殼12係,設有用於連繫操作者握持的握把部12B以及被安裝電池B的電池安裝部與馬達20的交聯部12C、以及用於打出緊固件F的鼻部12D。握把部12B和交聯部12C係,以操作者容易握持的方式,例如,分別形成為沿上下方向延伸的柱狀。在外殼12的前端(以及打入工具10的前端)係,設有被形成用於將緊固件F朝紙面左方向打出的射出口12A的鼻部12D。在鼻部12D的頂端係,接觸臂12D1被安裝亦可。接觸臂12D1係,設為在射出口12A的周圍可從射出口12A伸出縮入,僅在接觸臂12D1推壓於打入對象物、並且、壓下觸發器12E的狀態下,作為允許緊固件F的打出之安全裝置而發揮功能。
在外殼12係,設有觸發器12E。藉由使用者壓下觸發器12E而使電池B與馬達20導通。觸發器12E係,設為露出於朝向握把部12B的前方(緊固件F的打出方向DR1)的表面,例如,藉由彈簧等的觸發器偏壓構件12F而被朝前方(打出方向DR1)偏壓。
電池B係,構成為可拆卸自如地安裝於握把部12B以及交聯部12C的下端部。電池B係,作為供給用於驅動馬達等的電力之直流電源而發揮功能,可輸出既定(例如14V~20V)的直流電壓,例如,以鋰離子電池構成。打入工具10係,藉由安裝電池B成為可攜帶而使用。但是,以將電池B收納於外殼12內的方式構成亦可,以藉由電池以外的裝置供給電力的方式構成亦可。
打入工具10係,包括安裝於鼻部12D下方的釘匣14。釘匣14係,構成為可填裝複數個已連接的緊固件F(第1圖)。釘匣14係,包括將緊固件F朝向鼻部12D偏壓的推桿14A。推桿14A係,以頭一個緊固件F藉由驅動器34被打出的話、鄰近的緊固件F被供給到鼻部12D的射出路徑的方式藉由未圖示的偏壓構件被偏壓。
打入工具10係,更包括柱塞組立體30。第3圖係為柱塞組立體30的立體圖,第4圖以及第5圖分別為螺旋彈簧36在最壓縮之狀態(「第一狀態」之一例)以及最伸長之狀態(「第二狀態」之一例)中之柱塞組立體30的剖視圖(但是,如果把第4圖作為是前視圖中的剖視圖的話,第5圖相當於左側視圖中的剖視圖)。第6圖係表示俯視圖中的柱塞組立體30的剖視圖。第7圖係為表示柱塞32、為移動構件38的一部分的銷38A、以及卡合於這些柱塞32以及移動構件38的線材40的立體圖。柱塞組立體30係,包括驅動器34、柱塞32、螺旋彈簧36、移動構件38、線材40以及滑輪42,並且,更包括收容螺旋彈簧36的壓缸44、以及限制柱塞32的移動方向的一對的導軌46。
驅動器34係,是藉由與緊固件F接觸並打擊它而打出緊固件F的構件。如這些圖示所示,有關本實施例的驅動器34係,以延伸於緊固件F的打出方向DR1之形成為細長棒狀的金屬製剛體所構成。因為緊固件F被配置於驅動器34的延長線上,所以當驅動器34朝打出方向DR1移動的話,驅動器34的前端係打擊緊固件F。驅動器34的後端係連結於柱塞32,以與柱塞32一體地移動的方式構成。
柱塞32係,為用於藉由從上死點移動至下死點、與驅動器34一體地移動而打出緊固件F的構件。如第7圖所示之柱塞32係,包括四個側壁部,包括線材40所卡合的第一側壁部32A,大致直角地連接於第一側壁部32A、並卡合於導軌46的第二側壁部32B,設為大致直角地連接第二側壁部32B且與第一側壁部32A大致平行、驅動器34所卡合的第三側壁部32C,以及設為分別大致直角地連接第三側壁部32C以及第一側壁部32A且與第二側壁部32B大致平行、卡合於導軌46的第四側壁部32D。在藉由四個側壁部圍繞的中空的區域係,被配置後述的壓缸44。在第一側壁部32A的外壁部係,設有被設為相異高度的兩個凸部之齒輪卡合部32A1,藉由卡合此齒輪卡合部32A1與後述的齒輪22,柱塞32係,以抵抗螺旋彈簧36的彈性力(偏壓力)而從下死點朝向上死點移動的方式構成。在此之柱塞32的上死點被設定於工具主體的後端側的區域,下死點被設定於上死點與鼻部12D之間的區域。因此,當柱塞32從上死點移動至下死點之時,柱塞32係,朝接近射出口12A之打出方向DR1移動,當柱塞32從下死點移動至上死點之時,柱塞32係,朝自射出遠離之遠離方向DR2移動。
在柱塞32的第一側壁部32A係更設有線材卡合部32A2。線材卡合部32A2係,包括在從第一側壁部32A的內壁面朝向之方向(即,朝第三側壁部32C接近的方向)突出而形成的第一部分32A21、以及從第一部分32A21的端部延伸於朝上死點接近之方向的第二部分32A22。第一部分32A21之朝向上死點的面係,成為用於使從線材40朝將打出方向DR1的力作用於柱塞32的受壓面。又,第二部分32A22係,限制線材40朝接近第三壁部的方向偏移。此外,藉由將第一部分32A21形成為朝接近第三側壁部32C的方向突出,使卡合於第一部分32A21的受壓面的線材40可沿著第一側壁部32A的內壁面延伸。因此,可以抑制線材40朝與第三側壁部32C遠離的方向偏移。除此之外,線材卡合部32A2係,對於平行於近似第二側壁部32B以及第四側壁部32D的平面、且與兩平面距離相同的虛擬平面IP1(第6圖)對稱地形成。藉由如此之構成,可抑制由於從線材40作用於柱塞32的力之失去平衡而使柱塞32傾斜。
第二側壁部32B與第四側壁部32D係,相對於虛擬平面IP1對稱地形成。在第二側壁部32B以及第四側壁部32D係,分別設有用於卡合於導軌46的導引輥32B1、32D1。因為導引輥32B1、32D1係分別在上死點側以及下死點側設有了兩個,所以藉由各兩個的導引輥32B1、32D1分別卡合於導軌46,可抑制柱塞32在移動時傾斜。
在第三側壁部32C係,設有相對於虛擬平面IP1對稱地形成、連結驅動器34的後端的驅動器卡合部32C1。因此,可防止當驅動器34打擊緊固件F之時,柱塞32藉由柱塞32所受到的反作用力而傾斜。
尚且,如這些圖式所示,當將柱塞32的移動方向(連接上死點與下死點的方向)作為基準之時,以驅動器卡合部32C1與射出口12A的距離係,以比線材卡合部32A2與射出口12A的距離更小的方式構成柱塞32。
壓缸44係,為收容螺旋彈簧36、導引構成移動構件38的一部分的銷38A的移動方向的構件。有關本實施例的壓缸44係,包括形成為圓筒狀的圓筒部44A、以及相當於圓筒部44A的蓋的蓋部44C。壓缸44係,貫穿藉由柱塞32的四個側壁部圍繞的中空的區域,以柱塞32的移動方向與壓缸44的中心軸大致平行的方式被固定於外殼12,蓋部44C係固定導軌46。
在壓缸44的內部係,收容有以朝壓缸44的中心軸方向,也就是,朝柱塞32的移動方向可伸縮的壓縮彈簧構成的螺旋彈簧36。螺旋彈簧36的一端36A係,固定於射出口側(柱塞32的下死點側)的壓缸底面。在螺旋彈簧36的另一端36B係,配置移動構件38,在移動構件38係,藉由線材40對螺旋彈簧36的一端36A側施加張力。因此螺旋彈簧的另一端36B以及移動構件38係被構成為可一起移動,當螺旋彈簧36從伸長狀態壓縮之時,螺旋彈簧的另一端36B以及移動構件38朝打出方向DR1移動,當螺旋彈簧36從壓縮狀態伸長而恢復時,螺旋彈簧的另一端36B以及移動構件38朝遠離射出口12A之遠離方向移動。在壓缸44的壁部係,形成有與中心軸平行,也就是,與螺旋彈簧36的延伸方向平行地延伸的一對的孔44B。
移動構件38係,藉由直接或間接地與線材40的一部分卡合,使線材40一起與螺旋彈簧的另一端36B移動。有關本實施例的移動構件38係,包括配置於螺旋彈簧的另一端36B的圓環部38B,以及固定於圓環部38B、卡合線材40的兩端部的銷38A。在本實施例中,形成於壓缸44的壁部的一對的孔44B係,以與對於近似柱塞32的第一側壁部32A和第三側壁部32C的兩個平面平行、通過壓缸44或螺旋彈簧36的中心軸的虛擬平面IP2(第6圖)相交的方式形成。又,銷38A係,以其延伸方向與此虛擬平面大致平行的方式,銷38A的兩端部卡合於一對的孔44B。因此,即使包含銷38A之移動構件38伴隨著螺旋彈簧36的伸長或壓縮而朝壓缸44的中心軸線方向移動,也可抑制銷38A朝壓缸44的圓周方向被扭轉。
線材40係,為藉由被安裝於移動構件38以及柱塞32而使移動構件38與柱塞32連動之構件。在本實施例之線材40係,於一端中,藉由連接線材40的一邊之端部、與自線材40的端部遠離之部分而形成為輪狀,藉由貫穿被形成為此輪狀之部分,銷38A係卡合於線材40。卡合於銷38A之線材40係,通過移動構件38的圓環部38B的孔而沿著螺旋彈簧36的中心軸朝打出方向DR1延伸,通過被形成於壓缸44的底面之孔後,藉由掛繞於滑輪42而轉換方向,朝遠離方向DR2延伸,且卡合於柱塞32的線材卡合部32A2的受壓面。接著,線材40係,朝打出方向DR1延伸,藉由被掛繞於滑輪42而轉換方向,沿著螺旋彈簧36的中心軸朝遠離方向DR2延伸。線材40係,於另一端中,藉由連接線材40之另一邊之端部、與自線材40的端部遠離之部分而形成為輪狀,藉由貫穿被形成為此輪狀之部分,銷38A係卡合於線材40。於是,線材40的兩端係一起卡合於銷38A,線材40的中間部分係卡合於柱塞32。
也就是線材40係包括:第一部分40A,包含卡合於移動構件38之一端部;第二部分40B,包含連接於第一部分40A、朝打出方向DR1延伸之部分;第三部分40C,包含連接於第二部分40B、朝大致遠離方向延伸之部分;第四部分40D,連接於第三部分40C、卡合於柱塞32;第五部分40E,包含連接於第四部分40D、朝大致打出方向DR1延伸之部分;第六部分40F,包含連接於第五部分40E、朝遠離方向DR2延伸之部分;以及,第七部分40G,包含連接於第六部分40F、卡合於移動構件38之另一端部。
用於使柱塞32從下死點移動至上死點之驅動機構係,由馬達20以及齒輪22所構成。第2圖所表示之本實施例之馬達20係,由三相直流無刷馬達所構成,例如,在交聯部12C內,以馬達20的輸出軸與打出方向DR1以及遠離方向DR2成為大致垂直的方式被配置。將以馬達20的輸出軸作為旋轉軸之齒輪與構成齒輪22之第一齒輪22A係相咬合,第一齒輪22A係與構成齒輪22之第二齒輪22B相咬合。相對於馬達20的輸出軸的齒輪,第一齒輪22A係被配置於遠離方向DR2上,相對於第一齒輪22A而言,第二齒輪22B係被配置於遠離方向DR2上。在第一齒輪22A及第二齒輪22B係,分別設有平行於旋轉軸、朝接近於柱塞32的第一側壁部32A的外壁面之方向突出的扭力輥(未圖示)。扭力輥係,伴隨著第一齒輪22A(第二齒輪22B)之旋轉,以第一齒輪22A(第二齒輪22B)的中心軸為中心而旋轉。由於第一齒輪22A(第二齒輪22B)的中心軸係,為與馬達20的輸出軸平行,所以,伴隨著第一齒輪22A(第二齒輪22B)之旋轉,扭力輥係朝打出方向DR1以及遠離方向DR2來回運動。當柱塞32存在於下死點附近之時,在作為齒輪卡合部32A1被設於下死點側之一邊之凸部係,被第一齒輪22A的扭力輥卡合。然後,因為伴隨著第一齒輪22A之旋轉,扭力輥係朝遠離方向DR2移動,所以朝遠離方向DR2上推柱塞32的齒輪卡合部32A,所以,成為可使柱塞32更朝遠離方向DR2移動。當第一齒輪22A的扭力輥在遠離方向DR2上移動到最大時,在作為齒輪卡合部32A1之被設於上死點側之另一邊之凸部,被第二齒輪22B的扭力輥卡合。然後,伴隨著第二齒輪22B之旋轉,扭力輥係朝遠離方向DR2移動,所以,朝遠離方向DR2更加上推柱塞32的齒輪卡合部32A1,所以,成為可更使柱塞32朝遠離方向DR2移動。當第二齒輪22B的扭力輥在遠離方向DR2上移動到最大時,以柱塞32係到達上死點、齒輪卡合部32A1與第二齒輪22B之卡合係被解除的方式構成。
打入工具10係更包括用於驅動馬達20的控制部50。控制部50係,被安裝於配置在交聯部12C內之馬達20與電池B之間的間隙的PCB基板24(第2圖)。
第8圖係,表示打入工具10的控制方塊圖。為控制對象的馬達20係,包括轉子(轉動子)與具有三相繞線(「定子繞線」之一例)的定子(固定子)。馬達20係構成為,藉由三相交流電流流動於三相繞線產生旋轉磁場、使具有永久磁鐵的轉子可旋轉。又,在馬達20係,並未設有霍爾IC等用於檢測馬達20的轉子的位置的位置檢測感測器。然而,在馬達20係,為了檢測轉子位置設有位置檢測感測器亦可。
控制部50係,包括:反相器電路50A,用於對馬達20的三相繞線施加電壓;中央處理器50B,產生用於開關反相器電路50A的控制訊號、供給至反相器電路50A;電壓檢測電路50C,檢測電池B的電壓;以及,電源電路50D,將從電池B輸出的電力供給至中央處理器50B等各個主動元件。
反相器電路50A係,由六個開關元件、以及分別與這些開關元件並聯的穩流二極體構成,其中,開關元件係,例如,為與電池B的輸出端子連接的正極母線(電源線)以及負極母線(地線)之間的三相橋連接的,例如,場效電晶體(Field Effect Transistor,FET)或絕緣柵雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)。此反相器電路的三個輸出端子係,分別連接於馬達20的三相繞線。
中央處理器50B係由以下的硬體構成,包括:非揮發性的半導體記憶體(例如,快閃記憶體),容納馬達20的控制程式等、用於執行本實施例所記載的運算處理等的電腦程式;揮發性的半導體記憶體(靜態隨機存取記憶體以及動態隨機存取記憶體),暫時容納運算處理結果等的數據;處理器,執行從半導體記憶體讀取的電腦程式、並產生用於控制反相器電路50A的控制訊號;驅動電路,基於藉由處理器產生的控制訊號,產生供給至反相器電路50A的各開關元件的基極(或柵極)的PWM(脈波寬度調變過)的驅動訊號(PWM訊號)。
中央處理器50B係,包括:電壓資訊取得部50B1,從電壓檢測電路50C取得表示施加於馬達20的電壓的電壓資訊;電壓改變資訊取得部50B2,基於電壓資訊取得部50B1取得的電壓資訊而取得表示電壓的時間內的改變量的資訊;反曲點檢測部50B3,基於藉由電壓改變資訊取得部50B2所取得的電壓改變資訊,檢測電壓的時間內的改變量的改變量從正變為負之電壓的改變量的反曲點(極大點);旋轉速度取得部50B4,取得表示馬達20的旋轉速度的資訊;以及,煞車控制時間決定部50B5,基於藉由反曲點檢測部50B3檢測反曲點時之馬達20的旋轉速度,設定從反曲點檢測時至開始馬達20的煞車控制開始為止的時間(以下,稱為「煞車開始時間點」)。
電壓資訊取得部50B1係,從電壓檢測電路50C取得表示對馬達20施加的電壓的資訊。本申請的發明人們係,著眼於在打入工具10的一個週期的動作中施加於馬達20的電壓是改變的這點,並且有著基於電壓改變資訊進行柱塞32的位置推測、基於此而控制馬達20之想法。但是,從電壓檢測電路50C取得的訊號係,被注意到由於反相器電路50A的開關元件每次開關時都會出現漣波而有著細微的改變。第9圖係,為表示從電壓檢測電路50C取得的電池B的輸出電壓(電源電壓)的原始波形、與其放大圖(但是,為了方便,改變了放大圖的比例尺)。電壓資訊取得部50B1係被構成為,在從電壓檢測電路50C取得的訊號中,藉由對反相器電路50A的開關元件即將執行開關之前的訊號值取樣,而可取得漣波的影響被減低之電池B的電壓。在第10圖(E)中,表示了藉由對即將執行開關之前的訊號值進行取樣,並連接相鄰的訊號值而得到之所取得之電池B的電壓。
電壓改變資訊取得部50B2係,基於電壓資訊取得部50B1以既定週期(例如3毫秒至6毫秒)取樣的電壓資訊,而取得電壓改變資訊。具體而言,藉由取得取樣的電壓資訊相對於前一個取樣的電壓資訊的差,而取得相當於電壓的微分值的資訊。但是,為了減低雜訊等的影響,以基於對複數個樣本進行平均而得到的電壓資訊而取得電壓改變資訊的方式構成亦可。
反曲點檢測單元50B3係,基於電壓改變資訊取得部50B2取得的電壓改變資訊,而檢測電壓改變量的改變量從正變為負的反曲點(電壓改變量的極大點)。具體而言,基於電壓改變資訊取得部50B2取得的電壓改變資訊而判斷電壓改變量的改變量係是否為0以上,藉由檢測不為0以上(也就是為負)而檢測反曲點。但是,為了減低雜訊等的影響,構成為藉由連續檢測電壓改變量的改變量係不為0以上而檢測反曲點亦可。
如後所述,電壓改變量的改變量從正變為負的反曲點(電壓改變量的極大點)係,在當柱塞32到達上死點之時被觀測到。因此,成為可藉由檢測電壓改變量的反曲點,來推測柱塞32存在於上死點附近。因此,藉由基於檢測電壓改變量的改變量從正變為負的反曲點而控制馬達20,可以使柱塞32的停止位置安定。
旋轉速度取得部50B4係,取得表示馬達20的轉子的時間內的旋轉數(旋轉速度)的資訊。旋轉速度取得部50B4係,例如,基於馬達20的相電壓而取得旋轉數。更具體而言,藉由取得表示在未通電之相中產生的反電動勢成為相等於電池B的電壓的中點電位之成為零交叉點之時的資訊、取得零交叉點之間的間隔,可取得表示馬達20的轉子的旋轉速度的資訊。尚且,零交叉點係,針對三相繞線其中一個繞線的相電壓進行檢測亦可,針對兩相或全相的繞線的相電壓的零交叉點進行檢測亦可。又,代替基於相電壓而取得旋轉數,以使用霍爾IC等位置檢測感測器取得表示旋轉速度的資訊的方式構成亦可。
煞車控制時間決定部50B5係,基於藉由反曲點檢測部50B3之反曲點檢測時之馬達20的旋轉速度,決定從反曲點檢測時至開始馬達20的煞車控制為止的煞車開始時間點。反曲點被檢測時,推測柱塞32存在於上死點附近,所以可考慮柱塞32從上死點到達下死點為止所需的時間,而設定至開始馬達20的煞車控制為止的時間。在此之煞車控制時間決定部50B5係更進一步地,被構成為基於藉由反曲點檢測部50B3之反曲點檢測時之馬達20的旋轉速度,而可改變煞車開始時間點亦可。例如,在馬達20的旋轉速度較大的情況下,相較於不為如此的情況,考慮到到達待機位置為止的時間係變短,所以將煞車開始時間點設定為比平常更短,能夠以較早地施加煞車於馬達20的方式進行控制。另一方面,在馬達20的旋轉速度較小的情況下,相較於不為如此的情況,考慮到到達待機位置為止的時間係變長,所以將煞車開始時間點設定為比平常更長,能夠以較晚地施加煞車於馬達20的方式進行控制。
藉由如此之構成,可抑制起因於零件磨耗等的隨時間之變化、電池B的殘餘量等的偏差的影響,控制柱塞32的位置。
電壓檢測電路50C係,取得表示施加於馬達20的電壓的電壓資訊,並供給至中央處理器50B。具體而言,電壓檢測電路50C係,包括連接於電池B的輸出端子之串聯連接於正極母線的複數個電阻元件,以將分壓的電壓值供給至中央處理器50B的方式構成。相較於有關其他實施例的電流檢測電路,可由複數個電阻元件構成,由於不需要主動元件,所以在成本面上是有利的。
電源電路50D係,將從電池B輸出的電力供給至中央處理器50B等各個主動元件。
以下,針對有關使用本實施例的打入工具10的打入方法進行說明。第10圖係,為表示藉由打入工具10的打入方法之時序圖。
在第10圖中的橫軸係表示時間。第10圖(A)係,表示了表示接觸臂12D1是否接觸被緊固件F打入的打入對象物的接觸開關訊號。在時刻t0,當接觸臂12D1接觸打入對象物的話,接觸開關訊號變為開啟。中央處理器50B係,接收接觸開關訊號,檢測接觸臂12D1與對象物接觸。此後,只要接觸臂12D1接觸打入對象物,接觸開關訊號係繼續處於開啟的狀態。
第10圖(B)係,表示了表示觸發器12E是否被壓下的觸發器開關訊號。在時刻t1,當操作者壓下觸發器12E的話,觸發器開關訊號變為開啟。中央處理器50B係,接收觸發器開關訊號並檢測觸發器12E被壓下。此後,只要觸發器12E被壓下,觸發器開關訊號就繼續開啟的狀態。
第10圖(C)係,表示馬達20的狀態。在時刻t1,當觸發器開關訊號以及接觸開關訊號雙方都成為開啟的狀態的話,中央處理器50B係,將用於驅動馬達20的PWM訊號供給至反相器電路50A。反相器電路50A的各個開關元件係,基於來自中央處理器50B的PWM訊號而開關動作。當開關元件開啟的話,由於電池B的輸出電壓被施加於構成馬達20的定子的三相繞線,所以各相的繞線被流有繞線電流。馬達20的轉子係,依據藉由三相繞線產生的旋轉磁場而開始旋轉。
第10圖(D)係,表示柱塞32的位置。在時刻t1之前的初始狀態中,柱塞32係,靜止於上死點以及下死點的中間的待機位置。當在時刻t1開始驅動馬達20的話,設於第二齒輪22B的扭力輥係,接觸柱塞32的齒輪卡合部32A1而將柱塞32朝遠離方向DR2推。由於柱塞32係藉由線材40連接於移動構件38,所以柱塞32係連動於朝遠離方向DR2移動、而移動構件38一邊被螺旋彈簧36壓縮一邊朝打出方向DR1移動。
在柱塞32從上死點移動至下死點移動的期間,中央處理器50B的電壓資訊取得部50B1取得表示施加於馬達20的電壓的資訊,電壓改變資訊取得部50B2取得電壓改變資訊,並且反曲點檢測部50B3定期地判斷電壓改變量的改變量是否為0以上。
第10圖(E)係,表示藉由中央處理器50B的電壓資訊取得部50B1取得的電池B的電壓(相當於施加於馬達20的電壓之資訊)。第10圖(F)係,表示藉由中央處理器50B的電壓改變資訊取得部50B2取得的電池B的電壓的改變量(相當於施加於馬達20的電壓的改變量之電壓改變資訊)。電池B的電壓的改變量係,藉由提高取樣頻率,而近似於電池B的微分值。第10圖(G)係,表示電池B的電壓改變量的改變量。電池B的電壓改變量的改變量係,藉由提高取樣頻率,而近似於電池B的二次微分值。
如第10圖(E)所示,在打入工具10的一個週期的動作中被施加於馬達20的電壓係改變。當在時刻t1開始驅動馬達20的話,由於被流有繞線電流,電池B的輸出電壓係降低。在由於啟動負載變大而繞線電流到達上限值時,輸出電壓係如圖所示般地維持降低的狀態。電池B的輸出電壓的降低量係,取決於打入工具10的規格等,例如,為3V至8V。
之後,當繞線電流變得比上限值更小的話,電池B的輸出電壓係增加。但是,如時刻t2之後所示,由於隨著柱塞32接近上死點螺旋彈簧36越壓縮,所以螺旋彈簧36的偏壓力變大。由於柱塞32抵抗此偏壓力朝上死點方向移動,所以繞線電流係增加。因此,電池B的輸出電壓轉為減少。此時,如第10圖(F)所示,電池B的電壓的改變量係有著為負值的情況。
柱塞32係在時刻t3到達上死點。此時,柱塞32與齒輪22的卡合被解除。因此,處於壓縮狀態的螺旋彈簧36係一口氣伸長。移動構件38係與螺旋彈簧36的另一端一起地,朝相當於螺旋彈簧36的伸長方向之遠離方向DR2移動。由於移動構件38藉由線材40連接於柱塞32,所以柱塞32以及驅動器34係連動於移動構件38朝遠離方向DR2之移動而朝打出方向DR1移動。
第11圖係,柱塞32在時刻t3到達上死點時之電池B的電壓以及電池B的電壓的改變量的放大圖。如圖所示,當柱塞32到達上死點時,由於螺旋彈簧36造成的偏壓被解除、馬達20的附加急遽減小,所以使得馬達電流急遽減小且電池B的輸出電壓係出現急遽增加的瞬間,然後電池B的輸出電壓緩緩增加。因此,基於柱塞32已經到達上死點,電池B輸出電壓的微分值在時刻t4成為極大點。在時刻t5之反曲點檢測部50B3係,基於此極大點而檢測電池電壓的反曲點。反曲點檢測部50B3為了檢測反曲點,由於必須檢測電池B的輸出電壓的二次微分值(電壓改變量的改變量)為負,所以在時刻t4與時刻t5之間產生了時間差。因此,在本實施例中,反曲點檢測部50B3係,以在柱塞32到達下死點、且從下死點移動至上死點之中(或者在柱塞32從下死點移動至待機位置之中)檢測極大點的方式構成。
在時刻t5之旋轉速度取得部50B4係,取得表示當反曲點檢測部50B3檢測到反曲點時之馬達20的轉子的時間內的旋轉數(旋轉速度)的資訊。
在同樣的時刻t5之煞車控制時間決定部50B5係,基於從旋轉速度取得部50B4取得的馬達20的旋轉速度,決定煞車開始時間點。具體而言,在中央處理器50B的非揮發性的半導體記憶體,儲存用於基於旋轉速度而決定煞車開始時間點的查找表亦可。
當煞車控制時間決定部50B5在同樣的時刻t5決定煞車開始時間點的話,中央處理器50B的計數器係開始加總(第10圖(H))。
在柱塞32從上死點移動至下死點的期間,中央處理器50B係,將用於使馬達20的轉子旋轉的控制訊號供給至反相器電路50A,所以使馬達20的轉子繼續旋轉。由於妨礙馬達20旋轉的力被釋放,所以有著馬達20的轉子的旋轉速度增加的情況。當柱塞32到達下死點附近之時(或即將到達),與柱塞32一起朝打出方向DR1移動的驅動器34係,將被供給至鼻部12D的緊固件F朝打出方向DR1打出。緊固件F係從射出口12A被打出。
當柱塞32到達下死點的話,與馬達20的轉子同步旋轉的第一齒輪22A係,以與柱塞32的齒輪卡合部32A1卡合的方式構成。因此,柱塞32係開始從下死點朝向上死點移動。伴隨著柱塞32之朝上死點方向之移動,螺旋彈簧36係被壓縮。
當中央處理器50B的計數在時刻t6達到既定值的話,中央處理器50B係,開始用於使馬達20的旋轉減速的減速控制,例如,作為減速控制之一例,開始煞車控制。具體而言,中央處理器50B係,產生比起平常旋轉時佔空比更小的PWM訊號,並朝反相器電路50A的各開關元件輸出。
藉由中央處理器50B造成的減速控制,馬達20的轉子的旋轉速度係大幅減少。此時,由於伴隨著馬達20的減速而產生再生電力,所以如第10圖(E)所示,電池B的電壓係進一步增加。
尚且,如第10圖(D)所示,由於即使旋轉速度減少,馬達20也仍在旋轉,所以柱塞32係緩緩地繼續朝向上死點移動。
尚且,用於減少馬達20的轉子的旋轉速度的減速控制係,可以採用各種方法。例如,採用將反相器電路之朝上臂的通電關閉、且僅對下臂通電的短路煞車(Short Brake)亦可。在這種情況下,制動力(煞車力)較高,但是,馬達發熱量係較大。又,不能利用再生煞車。
又,採用產生關閉朝反相器電路的上臂的通電,僅對下臂通電的PWM訊號,並基於此而僅對下臂通電,藉此對短路煞車施加斬波控制(斬波煞車)亦可。在這種情況下,相較於短路煞車,制動力(煞車力)降低,但可抑制馬達發熱量。又,可以利用再生煞車。
此外,採用關閉朝反相器電路的上臂以及下臂的通電之開放式煞車亦可。在這種情況下,制動力大幅降低,但也可大幅抑制馬達發熱量。又,不能利用再生煞車。
之後,在時刻t7,馬達20的轉子係停止旋轉。使馬達20的旋轉停止的時間點係,可以適當地設定。例如,如果中央處理器50B將遵循既定的模式之控制訊號朝反相器電路50A輸出的話,則以停止馬達20的方式準備煞車控制用的控制訊號模式亦可。
第12圖係,為表示上述一系列的處理中,用於控制柱塞32的停止位置之處理的流程圖。
在步驟S10中,中央處理器50B係,開始用於檢測基準位置的處理。尚且,基準位置的檢測處理係,不必從為馬達20的驅動開始時間點之時刻t1開始亦可。例如,在馬達20的驅動開始後,使用計數器在經過既定時間後(例如,柱塞32到達上死點之前的時間點),執行基準位置的檢測處理亦可。
接著,中央處理器50B的電壓資訊取得部50B1係,取得電池B的電壓資訊(步驟S11),電壓改變資訊取得部50B2係,基於取得的電壓資訊,取得電池B的電壓改變資訊(步驟S12)。
中央處理器50B的反曲點檢測部50B3係,判斷電壓改變量是否為極大點(步驟S13)。具體而言,基於電壓改變資訊取得部50B2取得的電壓改變資訊,判斷電壓改變量的改變量是否為0以上。在不為極大點的情況下(否),則定期地重複步驟S11之後。尚且,極大點的判斷邏輯係,可為各種設定。例如,在電壓改變量的改變量連續兩次為正,且接著的電壓改變量的改變量連續兩次為負的情況下,判斷已經迎來極大值亦可。
在為極大點的情況下(是),中央處理器50B係判斷檢測作為柱塞32的基準位置的上死點(步驟S14)。
中央處理器50B的旋轉速度取得部50B4係,取得在檢測到上死點時之馬達20的旋轉速度資訊(步驟S15),並且煞車控制時間決定部50B5係,基於馬達20的旋轉速度決定開始煞車時間點(步驟S16)。例如,在步驟S15中取得的轉子的旋轉速度較大的情況下,以使煞車開始時間點較早的方式將閾值設定為較小,並且在轉子的旋轉速度較小的情況下,以使煞車開始時間點較早的方式將閾值設定為較大。即使對應打入工具10的各零件的隨時間之變化等而執行相同的打入,柱塞32的速度以及馬達20的轉子的旋轉速度等係有著具有偏差的情況。在此,打入工具10係,以取得馬達20的轉子的旋轉速度、並基於此而控制馬達20的方式構成。在此之中央處理器50B在控制中所使用之轉子的旋轉速度係,為柱塞32到達下死點之後的轉子的旋轉速度。馬達20的轉子的旋轉速度係,在柱塞32到達下死點後變大,於是,由於轉子的旋轉速度的偏差變大,所以藉由基於表示在柱塞32到達下死點後之轉子的旋轉速度的資訊而控制馬達20,可使柱塞32的停止位置安定。尚且,基於旋轉速度、為了決定成為用於開始減速控制之基準的煞車開始時間點的邏輯係,對應實際的打入工具的構成,可適當設計。
此外,中央處理器50B係,判斷在步驟S17中開始加總的計數值,是否在基於煞車開始時間點而設定的閾值以上(步驟S18)。
在判斷在步驟S18中之計數值係為閾值以上的情況下(是),中央處理器50B係,開始用於使馬達20的旋轉減速的減速控制(例如,煞車控制)(步驟S19)。煞車控制方法之一例係如上所述所以省略說明。
尚且,在判斷在步驟S18中之計數值不為閾值以上的情況下(否),則定期地再次執行步驟S18。
當中央處理器50B完成煞車控制的話,包括中央處理器50B的控制部50係,結束馬達20的控制(步驟S20)。此時,馬達20的轉子係停止旋轉。又,柱塞32係停止在停止位置(待機位置)。
尚且,在連續打入緊固件的情況下,重複第10圖中之時刻t1之後的動作。
在如上所述的打入工具10中的控制部50係,以基於施加於馬達20的電壓的改變量、而控制馬達20的方式構成。因此,即使在起因於電池電壓的降低或零件的隨時間之變化而在旋轉速度的絕對值產生偏差的情況下,也能夠使柱塞的停止位置安定。於是,從停止位置至執行打入為止的響應時間的偏差可減低。
此外,可以減少用於檢測上死點的感測器(典型的情況下,微動開關)。由於打入工具被謀求具有高防塵和防水性能,所以必須考慮粉塵、機油、從外部來的水的侵入等而適當地設置微動開關。然而,因為打入時的衝擊,有著微動開關的機械接點磨耗而產生顫動的問題,以及感測器無法正常地檢測上死點的問題。作為顫動的對策可以考慮設置濾波電路,但是產生藉由濾波至訊號確定為止的時間延遲。若依據有關本實施例的打入工具10,可不使用微動開關而控制馬達。但是,設置微動開關、合併從微動開關取得的資訊,控制馬達以及柱塞的位置之變更亦可。
同樣地,可以減少霍爾IC。由於霍爾IC像微動開關同樣地被謀求具有防塵性能以及防水性能,霍爾IC的設置係,與打入裝置的大型化以及高成本化有著關聯。若依據本實施例的打入工具10,可不使用霍爾IC而控制馬達。但是,設置霍爾IC,基於來自霍爾IC的資訊取得表示旋轉速度的改變量的資訊,並且基於此而控制馬達和柱塞的位置之變更亦可。
尚且,控制部50係,檢測作為表示電壓改變量的資訊之電壓改變的極大點,並將其利用於馬達20的控制,但並不限於此。例如,在檢測電壓改變量超過閾值之時,並將其利用於馬達的控制亦可。即使在如此之態樣的情況下,也可以減輕起因於電池的消耗等之影響電壓的絕對值的偏差的影響。或者,檢測電壓改變的其他反曲點、並將其利用於馬達的控制亦可。此外,預先準備預期的電壓改變的波形、比較實際的電壓改變波形而基於此控制馬達亦可。但是,由於電壓改變的極大點係為在柱塞從上死點移動至下死點時發生的特徵,所以藉由檢測極大點,柱塞安定之位置控制係變得容易。
此外,本案的發明人們係,著眼於有著即使電壓的改變量相同,馬達的旋轉速度的絕對值相異的情況這點,採用基於旋轉速度而控制柱塞位置的構成。例如,因打入工具的主要零件的磨損,有著即使在相同的時間點,轉子的旋轉速度係相異的情況。在此,除了電壓改變量之外,更基於馬達的旋轉速度控制柱塞位置。藉由如此之構成,可精度更好地控制柱塞的停止位置。
例如,在馬達的旋轉速度的絕對值較大的情況下,執行平常的煞車控制的話,有著柱塞比預期的更靠上死點側停止的情況。另一方面,在馬達的旋轉速度的絕對值較小的情況下,執行平常的煞車控制的話,有著柱塞比預期的更靠下死點側停止的情況。在此,藉由基於在既定的時間點之轉子的旋轉速度,而控制馬達,可抑制轉子的旋轉速度的偏差造成之柱塞的停止位置的偏差。
又,有關本實施例的打入工具10係,基於相電壓而取得表示馬達的旋轉速度的資訊,但例如,以基於相電流而取得表示馬達的旋轉速度的資訊的方式構成亦可。
此外,打入工具10係,作為決定煞車開始時間點的手段,利用了計數器,但並不限於此,例如,量測馬達20的旋轉量(旋轉圈數),基於此而決定煞車開始時間點亦可。例如,以從檢測上死點起、在馬達20旋轉二十圈時決定煞車開始時間點的方式構成打入工具亦可。量測馬達20的旋轉量的手段係,例如,利用旋轉速度取得部50B4基於相電壓變化而量測旋轉量亦可,利用霍爾IC等而量測旋轉量亦可。
尚且,作為使用藉由馬達被驅動的齒輪等而使柱塞移動、在上死點、使齒輪等與柱塞的卡合被解除而使柱塞朝向下死點移動之手段,可使用各種技術。例如,採用上述專利文獻1或是專利文獻2中所記載的手段亦可。
此外,本發明可以在本領域業者的平常的創作能力範圍內,可有著各種變更。例如,本發明可以適用於打入釘之外的緊固件的打入工具。
[第二實施例]以下,針對有關第二實施例的打入工具進行說明。針對具有與其他實施例相同或類似功能的構成要件係,賦予相同的名稱而省略說明。
第一實施例的打入工具10係,包括以下之構成:藉由基於電壓改變資訊以及馬達20的旋轉速度資訊決定煞車開始的時間點而控制馬達20。
有關本實施例的打入工具係,包括以下之構成:藉由基於電壓改變資訊以及馬達的旋轉速度資訊決定減速控制時的控制模式而控制馬達。利用這種的控制模式的期間係,為一定期間亦可,為變動期間亦可。作為一例,有關本實施例的打入工具係,包括以下之構成:藉由基於電壓改變資訊以及馬達的旋轉速度資訊,選擇PWM訊號的佔空比相異的控制模式而控制馬達。更具體而言,以如下的方式構成:基於電壓改變資訊以及馬達的旋轉速度資訊,在馬達的旋轉速度為第一旋轉速度之時,將用於使馬達的旋轉減速的煞車佔空,或將馬達的旋轉速度係在比第一旋轉速度更小的第二旋轉速度之時的煞車佔空更大的控制訊號供給至馬達的反相器電路。
即使是如此的打入工具,也基於電壓改變資訊而控制柱塞的位置,所以可使柱塞的待機位置安定。
[第三實施例]以下,針對有關第三實施例的打入工具進行說明。針對具有其他實施例相同或類似功能的構成要件係,賦予相同的名稱而省略說明。
有關第一實施例的打入工具10係,包括基於電壓改變資訊而控制馬達20的構成。有關本實施例的打入工具係,包括藉由基於電流改變資訊以及馬達的旋轉速度資訊決定減速控制時的控制模式而控制馬達的構成。
第13圖係,為表示在包含時刻t0至t7之打入工具的一個循環中之電池B的輸出電壓、與繞線電流的圖表。本案的發明人們係,如此圖表所示,電池B的輸出電壓與繞線電流係具有相關性。特別是電池B的輸出電壓的包絡線A1與繞線電流的包絡線A2係,具有對稱形狀這點,本案的發明人們係著眼於此。
在此,有關本實施例的打入工具係,包括用於取得表示在柱塞32移動中流於馬達20的電流的改變量的電流改變資訊的電流改變資訊取得裝置,以基於電流改變資訊而控制馬達20的方式構成。打入工具係,更以基於電流改變資訊而檢測電流改變的極小點、以極小點的檢測之時為基準而控制馬達20的方式構成亦可。當柱塞32到達上死點時,由於負載急遽減小,電流改變係具有極小點。因此,可藉由檢測電流改變的極小點而推測柱塞32已經到達上死點。
尚且,控制部50係,檢測作為表示電流的改變量之資訊的電流改變的極小點,並將此利用於馬達20的控制,但並不限於此。例如,檢測電流改變量超過閾值之時,並將此利用於馬達控制亦可。即使在如此之態樣的情況下,也可減輕起因於電池的消耗等之影響電壓的絕對值的偏差的影響。或者,檢測電流改變的其他反曲點,並將此用於馬達的控制亦可。此外,預先準備預期的電流改變的波形,與實際的電流改變波形比較而基於此控制馬達亦可。但是,由於電流改變的極小點係為在柱塞從上死點移動至下死點時發生的特徵,所以藉由檢測極小點,柱塞安定之位置控制係變得容易。
作為取得成為電流改變資訊的基礎的電流資訊的手段,可使用已知的電流檢測電路。具體而言,可藉由使繞線電流的一部分流於電阻元件而產生與繞線電流對應的微小電壓,藉由電壓放大電路放大供給至中央處理器50B,而取得電流資訊。又,中央處理器50B係,代替電壓資訊取得部以及電壓改變資訊取得部,或者,在這些之上追加包括電流資訊取得部以及電流改變資訊取得部亦可。又,安裝於中央處理器50B的反曲點檢測部係,可在電流改變資訊從負變為正時檢測極小點。這些構成係,藉由安裝在中央處理器50B上的處理器(計算機)係,執行容納在可將資訊非揮發性(亦有被稱為非暫態(Non-transient)的情況)地儲存的半導體記憶體中的電腦程式而可實現。
[第四實施例]以下,針對有關第四實施例的打入工具進行說明。針對具有其他實施例相同或類似功能的構成要件係,賦予相同的名稱而省略說明。本案的發明人們係,著眼於馬達的特性隨著溫度改變這點。馬達(特別是無刷馬達)係,在高負載的區域中,相較於常溫的情況而成為高溫的話,旋轉數係降低。另一方面,在低負載的區域中,相較於常溫的情況而成為高溫的話,具有旋轉數係增加這樣的特性。
另一方面,在有關各實施例的打入工具等中,在上死點附近之馬達係為高負載,在之後的減速控制開始時之馬達係為低負載。因此,在高溫時,在上死點附近之馬達的旋轉速度比常溫時的旋轉速度更小,另一方面,在減速控制期間之馬達的旋轉速度係比常溫時更大。因此,如果將與常溫(低溫)之時相同的減速控制適用於高溫時的話,有著柱塞的停止位置係朝上死點側偏移的可能性。
在此,有關本實施例的打入工具係,在有關其他的實施例的打入工具之上更包括取得表示馬達的溫度之溫度資訊的溫度感測器,並包括基於此溫度資訊而控制馬達的控制裝置。更具體而言,在常溫(低溫)時適用的低溫時停止控制,與在高溫時適用的高溫停止控制是相異的。假設,將高溫停止控制適用於常溫時的話,柱塞係比原本的停止位置更朝下死點側停止,假設,將常溫停止控制適用於高溫時的話,柱塞係比原本的停止位置更朝上死點側停止。例如,基於溫度資訊而修正停止判斷時間,在高溫的情況下,相較於常溫(低溫)的情況,將停止判斷時間設定為較小。尚且,停止判斷係不藉由時間,藉由馬達的旋轉量進行亦可。在這種情況下,以實際的馬達旋轉量到達既定的馬達旋轉量之時、執行停止判斷的方式構成控制裝置亦可。既定的馬達旋轉量係,對應溫度而被修正。
藉由採用如此之結構,可使柱塞的停止位置安定。上述構成係,適用於有關第一實施例的打入工具10亦可,適用於除此之外的打入工具亦可。又,溫度檢測係,檢測馬達溫度這樣的構成亦可,與馬達溫度具有相關性的資訊(例如,反相器電路附近的溫度、開關元件的溫度、基板上的溫度等)亦可。例如,代替取得表示馬達的溫度之溫度資訊,以取得馬達以外的主動元件(例如,反相器電路的開關元件)的溫度的方式變更有關本實施例的打入工具,基於取得的溫度資訊而控制馬達的方式構成亦可。
又,本發明係,只要未脫逸其要旨,可有著各種變更。例如可以在本領域業者之平常的創作能力之範圍內,使某實施例中之一部份的構成要件,追加到其他實施例。又,可以使某實施例中之一部份的構成要件,與其他實施例之對應之構造元件相置換。
例如,在有關第三實施例的打入工具中,適用被安裝於有關第一實施例的打入工具的一部份的構成要件亦可。
10:打入工具
12:外殼
12A:射出口
12B:握把部
12C:交聯部
12D:鼻部
12D1:接觸臂
12E:觸發器
12F:觸發器偏壓構件
12G:本體部
12H:連接部
14:釘匣
14A:推桿
20:馬達
22:齒輪
22A:第一齒輪
22B:第二齒輪
24:PCB基板
30:柱塞組立體
32:柱塞
32A:第一側壁部
32A1:齒輪卡合部
32A2:線材卡合部
32A21:第一部分
32A22:第二部分
32B:第二側壁部
32B1:導引輥
32C:第三側壁部
32C1:驅動器卡合部
32D:第四側壁部
32D1:導引輥
34:驅動器
36:螺旋彈簧
36A:一端
36B:另一端
38:移動構件
38A:銷
38B:圓環部
40:線材
40A:第一部分
40B:第二部分
40C:第三部分
40D:第四部份
40E:第五部分
40F:第六部分
40G:第七部分
42:滑輪
44:壓缸
44A:圓筒部
44B:孔
44C:蓋部
46:導軌
50:控制部
50A:反相器電路
50B:中央處理器
50B1:電壓資訊取得部
50B2:電壓改變資訊取得部
50B3:反曲點檢測部
50B4:旋轉速度取得部
50B5:煞車控制時間決定部
50C:電壓檢測電路
50D:電源電路
A1,A2:包絡線
B:電池
DR1:打出方向(射出方向)
DR2:遠離方向
F:緊固件
IP1,IP2:虛擬平面
S10~S20:步驟
第1圖係為有關一實施例之打入工具之前視圖。
第2圖係為有關一實施例之打入工具之剖視圖。
第3圖係為有關一實施例之柱塞組立體之立體圖。
第4圖係為有關一實施例之柱塞組立體之剖視圖(前視)。
第5圖係為有關一實施例之柱塞組立體之剖視圖(側視)。
第6圖係為有關一實施例之柱塞組立體之剖視圖(俯視)。
第7圖係為包含有關一實施例之柱塞及線材之立體圖。
第8圖係為有關一實施例之打入工具的控制方塊圖。
第9圖係為電池的輸出電壓(電源電壓)的波形之一例。
第10圖係為表示有關一實施例之打入方法之時序圖。
第11圖係為表示有關一實施例之打入工具的柱塞之在到達上死點時之電壓改變量的圖。
第12圖係為有關一實施例之打入方法的流程圖。
第13圖係為表示有關一實施例之打入工具的電池的輸出電壓,與繞線電流的圖表。
10:打入工具
12:外殼
12A:射出口
12B:握把部
12C:交聯部
12D:鼻部
12D1:接觸臂
12E:觸發器
14:釘匣
14A:推桿
B:電池
DR1:打出方向(射出方向)
DR2:遠離方向
F:緊固件
Claims (9)
- 一種打入工具,包括: 柱塞; 馬達,用於使該柱塞從下死點移動至上死點; 驅動裝置,用於藉由使該柱塞從上死點移動至下死點,使用該柱塞而打入緊固件; 電壓改變資訊取得裝置,用於取得在該柱塞的移動中、表示施加於該馬達的電壓的改變量的電壓改變資訊;以及 控制裝置,用於基於該電壓改變資訊而控制該馬達。
- 如請求項1所述的打入工具,其中,該控制裝置係,以基於該電壓的改變量的反曲點而控制該馬達的方式構成。
- 一種打入工具,包括: 柱塞; 馬達,用於使該柱塞從下死點移動至上死點; 驅動裝置,用於藉由使該柱塞從上死點移動至下死點,使用該柱塞而打入緊固件; 電流改變資訊取得裝置,用於取得在該柱塞的移動中、表示流動於該馬達的電流的改變量的電流改變資訊;以及 控制裝置,用於基於該電流改變資訊而控制該馬達。
- 如請求項3所述的打入工具,其中,該控制裝置係,以基於該電流的改變量的反曲點而控制該馬達的方式構成。
- 一種打入工具,包括: 柱塞; 馬達,用於使該柱塞從下死點移動至上死點; 驅動裝置,用於藉由使該柱塞從上死點移動至下死點,使用該柱塞而打入緊固件; 速度資訊取得裝置,用於取得在該柱塞從該上死點朝該下死點移動之後、表示該柱塞的移動速度的速度資訊;以及 控制裝置,用於基於該速度資訊而控制該馬達。
- 如請求項5所述的打入工具,其中,該控制裝置係,更以基於該速度資訊而開始減速該馬達的旋轉速度之控制的方式構成。
- 一種打入工具,包括: 柱塞; 馬達,用於使該柱塞從下死點移動至上死點; 驅動裝置,用於藉由使該柱塞從上死點移動至下死點,使用該柱塞而打入緊固件; 溫度資訊取得裝置,用於取得安裝在該打入工具的電子零件的溫度資訊;以及 控制裝置,用於基於該溫度資訊而控制該馬達。
- 如請求項7所述的打入工具,其中,該控制裝置係,更以基於該溫度資訊而開始減速該馬達的旋轉速度之控制的方式構成。
- 如請求項1或2所述的打入工具,更包括: 電池,用於將電壓施加於該馬達; 該電壓改變資訊取得裝置係,以將表示該電池的電源電壓的改變量之資訊作為該電壓改變資訊而取得的方式構成。
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