TWI818384B - 電動打釘槍的擊釘驅動方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種電動打釘槍的擊釘驅動方法，用於驅動打釘槍上的一旋轉致動器生成擊釘用的一正向旋轉動能，該旋轉致動器具有等圓周方向成對的導線叢和磁力線叢，該擊釘驅動方法包括升高一預載電池的電壓而生成一峰值電壓，並且儲存該峰值電壓生成的電荷，續經一擊釘信號釋放該峰值電壓及其電荷至該旋轉致動器，促使所述導線叢生成一電流並且和所述磁力線叢相互作用而生成一切線力，用以驅動所述磁力線叢帶動該轉子旋轉一特定旋動角度，促使該旋轉致動器能直接生成擊釘用的正向旋轉動能，進而簡化電動打釘槍上附加能量轉換機構的配置。

Description

電動打釘槍的擊釘驅動方法
本發明涉及電動打釘槍，特別有關直流馬達旋轉特定旋動角度而輸出擊釘動能的技術，尤其是一種電動打釘槍的擊釘驅動方法。
現有的打釘槍可區分為氣動打釘槍和電動打釘槍兩種，一般而言，這兩種釘槍都必須具備足夠的動能，才能驅動擊釘桿在下移擊釘時產生足夠的線速度，來驅動釘件植入待釘結物中。
且知，不論打釘槍的動力來源為何，擊釘桿上移復位時的動能需求，並無上述下移擊釘之線速度的需求；換言之，擊釘桿下移擊釘後，只需藉助一不顯著的動能、亦或是小於擊釘線速度並且能克服釘桿負載的動能，將擊釘桿帶動上移至擊釘前的原始位置，即可滿足擊釘桿往復擊釘操作的基本需求。由此可知，不論打釘槍的動力來源為何，驅動擊釘桿下移擊釘的動能需求，攸關擊釘良率，甚為重要。
為了滿足上述擊釘桿下移擊釘時的動能需求，現有的氣動打釘槍是藉助高壓空氣可壓縮而蓄積壓力的特性，來驅動一位於氣缸內之活塞，用以帶動擊釘桿滿足上述擊釘線速度的需求。此外，該活塞亦可接受高壓空氣的反向驅動而反向移動，進而帶動擊釘桿上移復位。其中帶動擊釘桿上移復位的高壓空氣動力需求，遠小於帶動擊釘桿下移擊釘時的高壓空氣動力需求。
相對的，有別於上述氣動打釘槍，現有電動打釘槍是藉助槍體上配置的電池提供直流電力，來驅動電動馬達生成旋轉動能，並透過能量轉換機構來輸出足以滿足上述擊釘桿下移擊釘的動能需求；細言之，該旋轉動能通常被用於下述兩種驅動模式： 一種是利用電動馬達生成的旋轉動能來帶動擊釘桿下移擊釘。此種模式的電動打釘槍通常必須仰賴一飛輪來蓄積電動馬達生成的旋轉動能，並使配置有擊釘桿的一滑座與該飛輪相互接觸，進而在相互接觸的瞬間，將飛輪蓄積的旋轉動能迅即的傳遞至滑座上，驅使滑座上的擊釘桿能瞬間輸出極大的線性動能，進而滿足上述擊釘桿下移擊釘時的動能需求。再者，此種模式的電動打釘槍還必須仰賴一復位彈簧，使於擊釘桿下移擊釘過程中能驅動該復位彈簧蓄存簧壓暨彈性位能，用以驅動擊釘桿上移復位。其中，該復位彈簧蓄存的彈性位能，遠小於擊釘桿下移擊釘時的動能需求。因此，電動馬達和飛輪搭組而成的能量轉換機構，便成為此種電動打釘槍生成擊釘動能的關鍵，惟其缺點為，由電動馬達和飛輪搭組而成的能量轉換機構過於複雜，不但佔據過大體積且較重。
另一種是利用電動馬達生成的機械能來帶動擊釘桿上移復位。此種模式的電動打釘槍仰賴一擊釘彈簧，使於擊釘桿上移復位過程中能蓄存簧壓暨彈性位能，用以驅動擊釘桿下移擊釘，並且滿足上述擊釘桿下移擊釘時的能量需求。其中，該電動馬達帶動擊釘桿上移復位的能量，在克服機械損耗後還必須滿足擊釘彈簧驅動擊釘桿下移擊釘時的動能需求，也就是擊釘彈簧生成的彈性位能必須滿足成擊釘動能的需求，因此必須加大擊釘彈簧的長度和彈性力，迫使電動馬達和擊釘彈簧搭組而成的能量轉換機構也過於複雜，因此，仍存在佔據過大體積，且對槍體配重造成負擔等問題。
此外，現有技術雖然存在可定角度輸出正、反轉的電動馬達，現有技術也存在對電動馬達的供電進行增壓來提升旋轉動能輸出的手段，但截至目前，這些技術都未見被應用至電動釘槍上，其原因在於現有馬達的驅動技術仍無法滿足擊釘動能需求，並予陳明。
有鑑於上述先前技術中所述的技術課題，本發明人認為現有技術並未妥善運用馬達的電磁感應原理，來研創出能符合電動打釘槍之擊釘動能需求的電動馬達驅動技術，是造成釘槍體積及配重上負擔的主因。
為此，本發明根據電磁感應原理而研創出一種適於安裝在電動打釘槍上使用的旋轉致動器，用以取代現有電動打釘槍上所搭載的電動馬達。該旋轉致動器包含一固置的定子以及樞設於該定子周邊(即等圓周方向)的一轉子，該定子的周邊經由一導線串聯纏繞形成多個成對的導線叢，該轉子的內壁四周固置有多個成對的磁力片，且所述導線叢和所述磁力片彼此以成對方式相互對應，所述磁力片能各自生成一磁力線叢。
依上述旋轉致動器的基礎架構，本發明孕育而出一種電動打釘槍的擊釘驅動方法，用以驅動該旋轉致動器輸出符合擊釘動能需求的一正向旋轉動能，並藉此取代現有電動打釘槍中所配置的電動馬達及其複雜的能量轉換機構。
在一較佳實施例中，本發明提供的擊釘驅動方法包括：升高一預載電池的電壓而生成一峰值電壓，並且儲存該峰值電壓生成的電荷，續經一擊釘信號釋放該峰值電壓及其電荷至該旋轉致動器，促使所述導線叢生成一電流並且和所述磁力線叢相互作用而生成一切線力，用以驅動所述磁力線叢帶動該轉子旋轉一特定旋動角度，進而生成該正向旋轉動能，其中該峰值電壓滿足下式：V max >(V s +V c )式中，V max 為該峰值電壓，V s 為通電時間儲能元件釋放電荷所必須的基礎電壓，V c 為末端電壓；其中，V c >V b +I e R式中，V b 為所述導線叢受磁力線叢旋轉作用所生成的反電動勢，I e 為末端電流，R為所述導線叢生成的端電阻。
在進一步實施中，該切線力以下式(1)表示，所述反電動勢以下式(2)表示，且該正向旋轉動能以下式(3)表示：F=B×L×I (1)
V=B×L×v (2)
Figure 110147010-A0305-02-0005-1
式中，F為該切線力，B為所述磁力線叢的磁通密度，L為該導線串聯疊加的總長，I為該峰值電壓於擊釘的作動時間內釋放至所述導線叢的總電荷所生成的電流，V為所述反電動勢，v為F生成的速度，E為該正向旋轉動能，J為該轉子生成的轉動慣量，ω為該轉子生成的角速度。
在進一步實施中，該峰值電壓釋放過程保有一擊釘作動時間，所述電流於擊釘作動時間的初期保有一起始電流，所述電流於擊釘作動時間終了保有一末端電流，該起始電流跟隨該擊釘作動時間的累加而先攀升然後下降至該末端電流。
在進一步實施中，該預載電池經由一升壓電路電連接一儲能元件，該峰值電壓由該升壓電路生成，且生成該峰值電壓的電荷經由該儲能元件儲存，該擊釘信號經由觸發電動打釘槍的一扳機開關而生成，該扳機開關管制該峰值電壓及其電荷經由該儲能元件向該旋轉致動器釋放的時機。
在進一步實施中，該峰值電壓於擊釘作動時間終了保有一末端電壓，該末端電壓及該末端電流滿足下式：
Figure 110147010-A0305-02-0005-2
>I e >0
式中，V c 為該末端電壓，V e 為擊釘作動時間終了的反電動勢，I e 為該末端電流，R為所述導線叢生成的端電阻。
在進一步實施中，還包含生成所述正向旋轉動能之後，經由該末端電壓提供一反向電流驅動該旋轉致動器生成所述反向旋轉動能。此外，該反向電流亦可經由該電池提供；或者，經由一復位彈簧生成的位能收合該特定旋動角度，而不驅動旋轉致動器生成所述反向旋轉動能。
依上述實施內容，本發明在技術上能據以實現的功效在於：利用升高預載電池電壓的手段，驅動旋轉致動器生成特定旋動角度的正向旋轉動能，使該特定旋動角度的正向旋轉動能合適應用於打釘槍上，作為驅動擊釘桿下移擊釘動力源，進而簡化電動打釘槍的結構複雜度(亦即無需在馬達旁配置複雜的能量轉換機構)。
再者，為了適應不同釘件在不同釘結場合所需的擊釘動力需求，本發明能憑藉儲能元件(例如電容)儲存峰值電壓的可控性，而生成符合擊釘需求的正向旋轉動能。
又，本發明還憑藉著使該峰值電壓生成的起始電流能跟隨擊釘作動時間的累加而先攀升然後下降至該末端電流，確保擊釘過程能保有足夠的動能，進而提升釘結良率。
為此，請進一步參閱詳述於後的實施方式及圖式，據以證明本發明的可實施性及其技術功效的可實踐性。
10,10’:旋轉致動器
11,11’:定子
11a:定位柱
12,12’:轉子
13,14,13’,14’:電磁感應元件
13a,13a’:第一導線叢
13b,13b’:第一磁力片
14a,14a’:第二導線叢
14b,14b’:第二磁力片
15,15’:集線槽
15a:槽口
16,16’:線圈
17,18:線圈組
20:擊釘桿
21:傳動部
22:衝擊部
25:樞軸
30:出力端部
31:擺臂
31a:圈套部
31b:樞接部
32:扇形齒盤
32a:圈套部
32b:齒部
40:機體
41:導引槽
43:復位彈簧
50:扳機開關
60:電池
71:升壓電路電
72:降壓電路
73:儲能元件
74:微處理器
75:閘極驅動器
81:起點
82:終點
A,B,C,D,E,F:電磁感應元件的組別
F1,F2,F1’,F2’:切線力
L:擊釘行程
R:法線
Q1:磁力片弧長
Q2:特定旋動角弧長
W:槽口寬度
θ,θ’:特定旋動角度
θ1:第一角度位置
θ2:第二角度位置
θ3:第三角度位置
θ4:第四角度位置
θ5:第五角度位置
M1,M2,M2’,M6,M7:絕緣閘雙極電晶體
M6’:金氧半場效電晶體(金屬氧化物半導體場效應電晶體)
圖1是本發明提供之電動打釘槍的一較佳實施例的剖示圖。
圖2是圖1中定子與轉子間配置電磁感應元件的立體分解示意圖。
圖2a是圖2中定子構造的示意圖。
圖2b是圖2中線圈構造的示意圖。
圖2c是圖2中第A、C兩組電磁感應元件的第一磁力片的示意圖。
圖2d是圖2中第B、D兩組電磁感應元件的第二磁力片的示意圖。
圖2e是圖2中磁力線叢生成封閉迴路的示意圖。
圖3是圖1中電磁感應元件驅動轉子轉動的配置示意圖。
圖3a至圖3e依序說明圖3中磁力片產生特定旋動角度過程的角度位置示意圖。
圖3f揭露磁力片在圖3a至圖3e旋動過程中生成切線力的曲線示意圖。
圖4是圖1中擊釘驅動裝置驅動擊釘桿下移擊釘時的剖示圖。
圖5是本發明擊釘驅動裝置的另一實施例配置示意圖。
圖6是本發明電磁感應元件之另一較佳實施例的剖示圖。
圖6a是圖6中磁力線叢生成封閉迴路的示意圖。
圖6b是圖6中轉子轉動一特定旋動角度的示意圖。
圖7是本發明驅動擊釘桿上移復位的一實施例配置示意圖。
圖8a是本發明之一控制架構圖，說明使用單一線圈組生成正向旋轉動和反向旋轉動能。
圖8b是本發明之另一控制架構圖，揭露使用兩線圈組分別生成正向旋轉動和反向旋轉動能。
圖9是本發明驅動擊釘桿下移擊釘的控制程序圖。
圖10是圖9中電壓曲線和電流曲線的示意圖。
為了充分說明本發明提供之電動打釘槍的擊釘驅動方法，首先請參閱圖1，揭露出本發明能據以實施該方法的一種電動打釘槍，其機體40上配置包含一電池60、扳機開關50、一擊釘桿20及一旋轉致動器10。進一步的說，該扳機開關50設於機體40之握部的一側，提供使用者按壓，進而驅動打釘槍擊發釘件。該擊釘桿20雙端分別形成銜接動力用的一傳動部21及植擊釘件用的一衝擊部22；該機體40一側設有沿一擊釘軸向佈設的一導引槽41，用以滑組該擊釘桿20，使擊釘桿20可在導引槽41內沿擊釘軸向執行下移擊釘及上移復位的往復線性移動。依此，本發明可透過旋轉致動器10輸出一正向旋轉動能(容後詳述)而驅動擊釘桿20下移擊釘；本發明還可透過旋轉致動器10輸出一反向旋轉動能(容後詳述)或由一復位彈簧 43(如圖7所示)提供彈性位能而驅動擊釘桿20上移復位。
復如圖1所示，該旋轉致動器10實質為可輸出的特定旋動角度的直流馬達或電機，包含有一定子11、一轉子12及偶數組成對的電磁感應元件13、14。
請合併參閱圖1及圖2，揭露該定子11是由的鋼片堆疊而成實心柱狀並且具有等圓周之外表面，定子11的雙端形成有定位柱11a，以便定子11能經由定位柱11a而固定於旋轉致動器10的器體內不動。該轉子12是製成圈環狀，並以同心圓可自由轉動的方式活動地樞設於定子11的外圍。所述偶數組電磁感應元件13、14是以兩組成對的方式，而在等圓周方向分散地配置於該定子11的外表面與該轉子12的內表面之間。
續請合併參閱圖2、圖2a至圖2d及圖3，共同揭露出所述偶數組電磁感應元件13、14的一較佳實施例，說明該定子11與轉子12之間配置的偶數組電磁感應元件實質上為A、B、C、D共四組，且每一組電磁感應元件分別具有一導線叢及一磁力片成對配置，包括第A組及第C組電磁感應元件分別具有成對配置的第一導線叢13a及第一磁力片13b，以及第B組及第D組電磁感應元件分別具有成對配置的一第二導線叢14a及一第二磁力片14b，形成四個導線叢成對配置四片磁力片的配置形態。
其中，如圖3所示，該定子11能以等圓周90度角區分出由圓心向外放射的四道法線R，且定子11的外壁可沿該四道法線R方位分別開設一集線槽15，而使四道集線槽15能在等圓周方向間隔分佈於定子11的四周，且每一集線槽15具有形成於該定子11之法線R方位的開放式槽口15a，且所述開放式槽口15a分別具有一槽口寬度W(如圖2a所示)。所述磁力片13b、14b均由永久磁鐵製成弧片狀的形式而分別固定於該轉子12的內壁。
其中，如圖2b所示，本實施中由單一導線纏繞形成四綑線圈16而組成一線圈組，該導線可選用漆包導線，使得在圖3揭示的A、C兩組電磁感應元件中的第一導線叢13a，以及B、D兩組電磁感應元件中的第二導線叢14a分別由圖2b中所示的兩線圈16的一部分構成；換個方式 說，圖2a所示兩相鄰的集線槽15的槽壁內可提供一線圈16由槽口15a植入而進行纏繞，而使各集線槽15內同時容置有兩綑線圈16的一部分導線，進而形成各該集線槽內的導線叢(如圖1、圖2所示)。
其中，如圖2c所示，兩個第一磁力片13b分別沿各自的法線R方向相互對應配置，且皆以內表面為N極、外表面為S極的極向配置，用以分別對上述第一導線叢13a提供由內向外散發形成的磁力線叢(圖2c中以虛線表示)，亦即兩個第一磁力片13b的磁力線叢是由內表面向外表面散發。
再者，如圖2d所示，兩個第二磁力片14b除了同為沿各自的法線R方向相互對應配置之外，還與上述圖2c中的兩個第一磁力片13b以相互間隔的方式對應配置，且兩個第二磁力片14b皆以外表面為N極、內表面為S極的極向配置，用以分別對上述第二導線叢14a提供由外向內散發形成的磁力線叢(圖2d中以虛線表示)，亦即兩個第二磁力片14b的磁力線叢是由外表面向內表面散發；依此構裝，使得兩個彼此相鄰的第一磁力片13b和第二磁力片14b各自生成的磁力線叢的極向相反(如圖3所示)。
請續參閱圖2e，進一步說明當第一磁力片13b、第二磁力片14b組裝於轉子12時，磁力線叢由第一磁力片13b內的N極出發流向相鄰之第二磁力片14b內的S極，再由第二磁力片14b外的N極流向第一磁力片13b外的S極，進而形成磁力線叢的封閉迴路。
接續，請參閱圖3，說明圖2所示的A、C兩組電磁感應元件中沿著各自法線R方向相互對應的第一導線叢13a，能同時傳導由圖紙內向圖紙外突伸之相同方向的電流(在圖3中以〝.〞表示電流方向)；B、D兩組電磁感應元件中沿著各自法線R方向相互對應的第二導線叢14a，能同時傳導由圖紙外向圖紙內植入之相同方向的電流(在圖3中以〝x〞表示電流方向)，以使得兩個彼此相鄰的第一導線叢13a和第二導線叢14a內各自生成的電流方向相反。依此構裝，第A組電磁感應元件中的第一導線叢13a能生成〝.〞方向電流，對應其成對配置的第一磁力片13b能生成由其內表面N極向相鄰之第二磁力片14b的內表面S極散發的磁力線叢，依安培右 手定律可知，能使得第A組電磁感應元件能產生逆時針之旋動方向的切線力F1，驅動轉子12沿逆時針方向轉動；再者，第B組電磁感應元件中的第二導線叢14a能生成〝x〞方向電流，對應其成對配置的第二磁力片14b能生成由第一磁力片13b之內表面的N極向第二磁力片14b之內表面的S極收斂的磁力線叢，且依安培右手定律可知，同樣能使得第B組電磁感應元件產生逆時針之旋動方向的切線力F2，其中切線力F1、F2相等且能產生旋動力的方向同為逆時針方向，以便於同步驅動轉子12沿逆時針方向轉動該特定旋動角度。
請續參閱圖3a，舉以第A組電磁感應元件中的第一導線叢13a及第一磁力片13b為例，說明集線槽15各該槽口15a所具備的槽口寬度W。再者，所述磁力片13b具有能散發磁力線叢的一磁力片弧長Q1，上述特定旋動角度θ本身具有一特定旋動角弧長Q2；該特定旋動角度θ可由該槽口寬度W及磁力片弧長Q1來決定；更具體的說，在圖1至圖3f所示的實施中，以展開成直線距離表示，可定義為：「該磁力片弧長Q1≧特定旋動角弧長Q2>槽口寬度W>0」。所述特定旋動角弧長Q2，為指磁力片之中心弧線在特定旋動角度θ範圍的長度；所述槽口寬度W，為其正投影至磁力片之中心弧線上的寬度，並以展開成直線距離作比較。
請進一步參閱圖3a至圖3e，依序說明本發明之所述磁力片13b與導線叢13a生成的電流相互作用後生成旋動角度的變化。其中，圖3a揭露磁力片13b事先位在一尚未轉動的第一角度位置θ1，隨後，圖3b至圖3e依序揭露磁力片13b與導線叢13a生成的電流互相作用而依序旋移至一第二角度位置θ2(如圖3b)、一第三角度位置θ3(如圖3c)、一第四角度位置θ4(如圖3d)及一第五角度位置θ5(如圖3e)；其中，第一角度位置θ1(如圖3a)為旋動角度的起點，第五角度位置θ5(如圖3e)為旋動角度的終點。
請進一步參閱圖3f，說明圖3a至圖3e過程中，磁力片13b由切線力F1為0的第一角度位置θ1旋動至第二角度位置θ2時能驟升所述切線力F1驅動轉子12快速轉動，隨後磁力片13b由第二角度位置θ2 旋動至第三角度位置θ3時能使切線力F1達到最大，隨後，磁力片13b再由第三角度位置θ3旋移至第四角度位置θ4時略為減低切線力F1，由第四角度位置θ4旋移至第五角度位置θ5時切線力F1驟降回復至0。依此，本發明得知磁力片13b由第二角度位置θ2旋移至第四角度位置θ4區間，磁力片13b能輸出較為穩定的切線力F1，依此，本發明能截取圖3f所示〝穩定切線力範圍〞所對應的旋動角度，作為本發明上述的特定旋動角度θ，以利提升擊釘桿20下移一擊釘行程L時(如圖4所示)的速度及擊釘良率。
依上述，請合併參閱圖1及圖4，說明由於所述磁力片13b、14b能在同一逆時針的旋動方向被帶動旋轉所述特定旋動角度θ，因此圖1中提供磁力片13b、14b固定用的轉子12，也能在逆時針的旋動方向被帶動旋轉所述特定旋動角度θ(如圖4所示)。此外，如圖1所示，該轉子12形成有一出力端部30，使得轉子12能經由該出力端部30而連結該擊釘桿20的傳動部21；當轉子12被帶動旋轉所述特定旋動角度θ時，能依序經由該出力端部30和該傳動部21而帶動擊釘桿20沿擊釘軸向移動擊釘行程L，使得本發明能依擊釘行程L的既定需求，而反向規劃出所述特定旋動角度θ及應搭配的定子11、轉子12及偶數組電磁感應元件13的上述特徵及規格。
請復參閱圖1，揭露上述出力端部30實施上可為一擺臂31。進一步的說，該擺臂31雙端分別形成一圈套部31a及一樞接部31b；擺臂31能經由圈套部31a而固定於轉子12的圈環狀外壁；該樞接部31b設有行程孔，並且搭配將擊釘桿20的傳動部21製成具有樞接孔形式，而使擺臂31的樞接部31b和擊釘桿20的傳動部21之間能穿組一樞軸25而相互樞接，以便當擺臂31被轉子12驅動而產生特定旋動角度θ時，能將旋轉動能轉換成擊釘桿20下移擊釘的直線動能。
再請參閱圖5，揭露上述出力端部30實施上可為一扇形齒盤32。進一步的說，該扇形齒盤32的雙端分別形成一圈套部32a及一齒部32b，並且搭配將擊釘桿20的傳動部21製成齒條形式；扇形齒盤32能經由圈套部32a而固定於轉子12的圈環狀外壁，且將扇形齒盤32的齒部32b 能和擊釘桿20的齒條(傳動部21)相嚙組，而使得扇形齒盤32被轉子12驅動而產生特定旋動角度θ時，能經齒部32b及齒條(即擊釘桿20的傳動部21)的相嚙組，而將旋轉動能轉換成擊釘桿20下移擊釘的直線動能。
接著，請參閱圖6，揭露所述偶數組電磁感應元件的另一實施例，其與圖1至圖4所示實施例不同之處包括： 所述集線槽15’在本實施中為兩個，分別以180度角相對應且相鄰的方式開設在定子11’的外壁，且所述偶數組電磁感應元件在本實施中為第E組及第F組共兩組，其中第E組電磁感應元件具有成對配置的第一導線叢13a’及第一磁力片13b’，第F組電磁感應元件具有成對配置的一第二導線叢14a’及一第二磁力片14b’(如圖6所示)。
在本實施中所述線圈16’為由單一導線纏繞在定子11’的兩個集線槽15’之間成一捆而組成所述線圈組，所述線圈16’並建構成第E組電磁感應元件中的第一導線叢13a’以及第F組電磁感應元件中的第二導線叢14a’；其中，第一導線叢13a’能傳導由圖紙內向圖紙外突伸之相同方向的電流(在圖6中以〝.〞表示電流方向)，第二導線叢14a’能傳導由圖紙外向圖紙內植入之相同方向的電流(在圖6中以〝x〞表示電流方向)。
所述磁力片在本實施中為一第一磁力片13b’及一第二磁力片14b’共兩片；進一步的，陳如圖6a所示，第一磁力片13b’以內表面為N極、外表面為S極的極向配置，用以對第一導線叢13a’提供由內(N極)向第二磁力片14b’內(S極)散發的磁力線叢；第二磁力片14b’以外表面為N極、內表面為S極的極向配置，用以對第二導線叢14a’提供由第一導線叢13a’內(N極)向第二磁力片14b’內(S極)收斂的磁力線叢，使得彼此間隔且相鄰的第一磁力片13b’和第二磁力片14b’各自生成的磁力線叢的極向相反，進而形成磁力線叢的封閉迴路。
依上述配置及安培右手定律可知，能使得圖6中第E組電磁感應元件產生逆時針之旋動方向的切線力F1’，第F組電磁感應元件能同樣的產生逆時針之旋動方向的切線力F2’，且F1’=F2’，用以同步驅動轉子12’沿逆時針方向轉動一特定旋動角度θ’，陳如圖6b所示的狀態，即轉子 12’被驅動後由一起點81向一終點82旋轉該特定旋動角度θ’，用以生成所述正向旋轉動能。
依此，圖6所示實施例能同時套用圖1及5所示實施例中關於出力端部30之相異實施配置的說明，以便於轉子12’沿逆時針方向產生特定旋動角度θ’時，能經由上述出力端部30將旋轉動能轉換成擊釘桿20下移擊釘的直線動能。
根據上述電動打釘槍的實施架構，可據以實施本發明的擊釘驅動方法。請續合併參閱圖8a及圖9。其中，圖8a揭露該旋轉致動器10內由單一導線纏繞形成一線圈組17於執行擊釘驅動時的控制架構；圖9進一步揭露圖8a及圖8b架構下的控制流程。
如圖8a所示，該線圈組17可由圖3中所示的導線叢13a、14a或圖6所示的導線叢13a’、14a’建構形成，並且匹配相應的所述磁力片而形成所述磁力線叢；該電池60和該線圈組17之間以電連接方式佈建形成一升壓電路電71、一降壓電路72、一儲能元件73、一微處理器74、一閘極驅動器75及四個絕緣閘雙極電晶體M1、M2、M6、M7(即4個IGBT)。其中，該升壓電路71串接於該電池60和該儲能元件73之間，該降壓電路72串接於該電池60和該微處理器74之間，而且該降壓電路72還串接於該電池60和該閘極驅動器75之間，且所述絕緣閘雙極電晶體M1、M2、M6、M7電連接於該儲能元件73、該閘極驅動器75和該線圈組17之間，用以驅動控置旋轉致動器10生成所述正向旋轉動能和一反向旋轉動能(容後詳述)。此外，圖8還揭露該降壓電路72和該微處理器74之間串接有圖1所示的扳機開關50。
接著請合併圖8a及圖9所示，說明該電池60能供應18V(伏特)電壓至該升壓電路電71和該降壓電路72；該升壓電路71可藉由傳統電感控制金氧半場效電晶體(MOSFET)開及關而抬升直流電壓，以便於該升壓電路71能將電池60供應的18V電壓升高至230V±10V而成為一峰值電壓；該降壓電路72可由傳統藉助開關(例如MOSFET)對直流電壓進行時間分割，並藉助電感和電容的平滑化手段來調降所需直流電壓，以便於該降壓電路72能將電池60供應的18V電壓降低成5V及12V的常備電壓；其中，5V常備 電壓供給微處理器74及其串接元件使用，12V常備電壓供給閘極驅動器75使用。該儲能元件73可選用由高容值的電解電容製成，用以儲存該峰值電壓(230V±10V)所生成的電荷。該微處理器74負責偵測該升壓電路71所輸出的電壓是否滿足峰值電壓(230V±10V)的既定標準。再者，該微處理器74還內建有一脈波寬度調變器(PWM)，能控制所述絕緣閘雙極電晶體M1、M2、M6、M7的開關時機，用以控制該峰值電壓釋放電荷而生成之峰值電流至該線圈組17的所述導線叢13a、14a(如圖3所示)或導線叢13a’、14a’(如圖6所示)，進而生成所述正向旋轉動能和反向旋轉動能(容後詳述)。
進一步的說，該扳機開關50經使用者手指壓觸後能觸發一擊釘信號，本發即是利用該擊釘信號來管制該峰值電壓及其電荷釋放至該旋轉致動器10的時機；細言之，當使用者觸發擊釘信號的瞬間，經由該微處理器74的偵測，使該微處理器74控制該閘極驅動器75導通絕緣閘雙極電晶體M1和M6，令儲能元件73釋放足夠的峰值電壓(230V±10V)及其電荷至所述導線叢13a、14a(或所述導線叢13a’、14a’)生成所述峰值電流，用以和所述磁力線叢相互作用而生成所述的切線力F1、F2(或切線力F1’、F2’)，驅動所述磁力線叢帶動該轉子12(或轉子12’)旋轉該特定旋動角度θ(或θ’)，進而驅動旋轉致動器10生成所述正向旋轉動能，並帶動擊釘桿20下移擊釘。其中，所述切線力F1、F2(或切線力F1’、F2’)依安培定律而以下式(1)表示：F=B×L×I 式(1)
式(1)中，F為該切線力，B為所述磁力線叢的磁通密度，L為該導線串聯疊加的總長，I為該峰值電壓於擊釘的作動時間內釋放至所述導線叢的總電荷所生成的電流。
進一步的，依法拉第定律可知，當所述導線叢13a、14a(或所述導線叢13a’、14a’)生成所述峰值電流和所述磁力片13b、14b(或磁力片13b’、14b’)生成的磁力線叢相互作用而帶動該轉子12(或轉子12’)轉動時，磁場也跟隨著移動，磁場會切割定子11(或定子11’)上的導線叢而產生反電 動勢；當轉子12(或轉子12’)的轉速愈快時生成的反電動勢就愈大，所述反電動勢以下式(2)表示：V=B×L×v 式(2)
式(2)中，V為所述反電動勢，B為所述磁力線叢的磁通密度，L為該導線串聯疊加的總長，v為該切線力F生成的速度。
在本發明中，該峰值電壓必須克服上述反電動勢和一基礎電壓，才能順利生成擊釘用途的切線力F，因此該峰值電壓必須滿足下式(3)：V max >(V s +V c ) 式(3)
式(3)中，V max 為該峰值電壓，V s 為通電時間儲能元件釋放電荷所必須的基礎電壓，V c 為末端電壓；其中，V c >V b +I e R 式(4)
式(4)中，V b 為所述導線叢受磁力線叢旋轉作用所生成的反電動勢，I e 為末端電流，R為所述導線叢生成的端電阻。
其中必須敘明的是，該峰值電壓釋放過程中保有驅動擊釘桿20下移擊釘的一擊釘作動時間，該峰值電壓及其生成的電流會在該擊釘作動時間內生成如圖10所示的變化，且該峰值電壓於擊釘作動時間終了保有該末端電壓，該末端電壓及其生成的一末端電流必須滿足下式(5)：
Figure 110147010-A0305-02-0015-3
式(5)中，V c 為該末端電壓，V e 為擊釘作動時間終了時所述導線叢受磁力線叢旋轉作用所生成的反電動勢，I e 為該末端電流，R為所述導線叢生成的端電阻。
所述正向旋轉動能經由下式(4)而計算取得：
Figure 110147010-A0305-02-0015-4
式(6)中，E為該正向旋轉動能，J為該轉子生成的轉動慣量，ω為該轉子生成的角速度。
進一步的說，圖10揭露出一電壓曲線，顯示經儲能元件73釋放至所述導線叢而形成A’點的峰值電壓(230V±10V)，且峰值電壓會跟隨擊釘作動時間的逐漸消逝而由A’點下降至C’點，該C’點即為擊釘桿下移擊釘後所述導線叢的末端電壓(約160V)，其中A’點至C’點的變化時間為9ms(毫秒)，此9ms即為所述通電時間；其中，B’點至C’點的變化時間為6ms，此6ms即為所述擊釘作動時間。
圖10還揭露出一電流曲線，其中A點為儲能元件73釋放峰值電壓所生成的一起始電流，當該A點的起始電流進入所述導線叢時，因該定子上的所述導線叢生成之電感，會影響A點之起始電流的攀升，因此本發明特令該微處理器74內建的脈波寬度調變器(PWM)，在上述9ms的通電時間中，先以3ms的時間規劃，而使A點的起始電流能以略為彎曲的曲線攀升至B點，成為60安培(Amp)的峰值電流，隨後，脈波寬度調變器(PWM)再以6ms的時間規劃，使B點的60Amp峰值電流下降至C點而成為30Amp的一末端電流，隨後，可在C點切斷打釘槍電源，使導線的電感釋放能量，進而令電流由C點降至D點再慢慢歸零。由圖10中可進一步確知，該起始電流(即A點電流)能跟隨該擊釘作動時間的累加而先攀升然後下降至該末端電流(即C點電流)，以便利克服電感的影響。依此，使得該峰值電壓及其生成的電流在釋放過程中能保有驅動擊釘桿下移擊釘的足夠動能，以確保植擊釘件進入工作物的良率。
為了印證上述內容的可實施性，本發明依據一般打釘槍在驅動擊釘桿下移擊釘時必須具有足夠線速度的基本需求，預先規劃、設定及整理出需求的擊釘參數，如下表一所示：
Figure 110147010-A0305-02-0016-5
Figure 110147010-A0305-02-0017-6
本發明乃根據上述擊釘參數，而設計出圖1至圖7所示的擊釘驅動結構；在此，本發明以圖1至圖4所揭露的擊釘驅動結構為例，進一步針對該旋轉致動器10進行擊釘參數的設定、規劃及整理，如下表二所示：
Figure 110147010-A0305-02-0017-7
由表一及表二得知擊釘桿起始力量需求20kgf、擊釘桿末了力量需求10kgf，分別乘以出力端部(擺臂)的槓桿比值3，即可取得下表三所示旋轉致動器需求的切線力參數：
Figure 110147010-A0305-02-0018-8
由於旋轉致動器生成的起始切線力量為60kgf，依F=mg可得式(1)中之切線力F=60×9.8=588N(牛頓)，續依表二揭露的磁通密度和峰值電流的參數，代入式(1)之安培定律即可計算取得導線串聯疊加的總長L=588/(0.9×60)=10.8m(公尺)，據以設計出如下表四的參數：
Figure 110147010-A0305-02-0018-9
續依表二揭露的轉子末了轉速乘以轉子氣隙半徑，可得切線力F生成的最終速度v=0.02×666.67=13.33m/sec，代入式(2)之法拉第定律，即可計算取得擊釘行程終了的反電動勢V e =0.9×10.8×13.33=129.58V(伏特)，表示導線叢的導線纏繞圈數以表四所示的45圈製作，且導線叢生成的端電阻為0.7Ω(歐姆)時，可得到所述擊釘行程終了的反電動勢V e =129.58V(伏特)。在此必須加以說明的是，上述最終速度為不擊釘的零負載情況，若在實際擊釘之負載狀況下，該最終速度會小於上述列舉的數值(即v<13.33m/sec)。
在擊釘作動時間中，為了確保擊釘桿在擊釘終了時仍能保有足夠的作用力植擊釘件，儲能元件73在釋放峰值電壓之後所留存的末端電壓V c 必須滿足上述式(4)，依前揭參數代入式(4)可得：V c =129.58+(30×0.7)=150.58。然而，依表二可知，本發明規劃的末端電壓V c 為160，由此得知160>150.58，滿足式(4)，也可藉此印證該末端電流I e 必須維持至少30Amp。
另依式(3)可知，由於本發明的所述峰值電壓V max 必須克服上述基礎電壓V s 和末端電壓V c 的總合電壓，才能順利生成擊釘用途的切線力F；由圖10電流曲線對時間軸所涵蓋的面積即代表儲能元件在通電時間所釋放電荷的總和，約為0.315庫倫，若儲能元件採用電容值為0.004F的電容器，基礎電壓V s =0.315/0.004=78.75V，加上末端電壓150.58V，總和電壓為229.33V，依歐姆定律V=IR，導線叢要產生60A電流僅需電壓△V=60×0.7=42V，由此印證該峰值電壓設為230V±10V，可經由頻寬調變PWM技術產生60A之峰值電流，進而生成588N(牛頓)的切線力F。。
接著，由表二及表三分別得知轉子氣隙半徑為0.02m、轉子末速ω為666.67rad/sec、擊釘作動時間△t為6ms以及旋轉致動器生成的平均切線力量為441N(牛頓)；依此，可計算取得旋轉致動器生成的扭力T=F×r=441×0.02=8.82Nm(牛頓米)，旋轉致動器的角加速度α=ω/△t=111111.67rad/sec2，轉子和擊釘桿的連動機構相對於旋轉中心的轉動慣量J=T/α=0.0000794Kgm‧m2，進一步代入式(5)取得所述正向旋轉動能E=0.0000794×666.672/2=17.6446209焦耳(joules)，遠大於表一規劃之單發釘件植入橡木的耗能8焦耳，故所述正向旋轉動能E能滿足驅動擊釘桿下移擊釘的需求。
其次，有關本發明驅動擊釘桿上移復位的動作，復請參閱圖8a所示，亦即當擊釘桿20下移擊釘之後，已釋放峰值電壓的儲能元件73仍保有所述末端電壓(約160V)，通過導通的所述絕緣閘雙極電晶體M2及M7，進而驅動旋轉致動器10生成所述反向旋轉動能，帶動擊發釘件後的 擊釘桿20迅速的上移復位。此外，當擊釘桿20下移擊釘之後，該閘極驅動器75能憑藉該降壓電路72提供的12V電壓而導通所述絕緣閘雙極電晶體M2及M7，進而驅動旋轉致動器10生成所述的反向旋轉動能。其中，必須說明的是，在本實施中，當該閘極驅動器75導通絕緣閘雙極電晶體M2及M7而驅動擊釘桿20上移復位時，絕緣閘雙極電晶體M2及M7會提供反向電流至圖2及圖6所示的線圈16及16’中，用以生成能夠帶動擊釘桿20上移復位的反向旋轉動能。
另外，請參閱圖8b，揭露有別於圖8a的實施架構。具體的說，圖8b揭露出該旋轉致動器10’內由兩導線纏繞形成兩線圈組17、18於執行擊釘驅動時的控制架構。
進一步的說，圖8b所示實施例與圖8a之間的差異，在於該線圈組17、18可分別由圖3中所示的導線叢13a、14a或圖6所示的導線叢13a’、14a’建構形成；該線圈組17專責作為輸出正向旋轉動能之用，該線圈組18專責作為輸出反向旋轉動能之用；其中，該線圈組18亦可由傳統馬達的單捆導線叢纏繞形成，且兩所述線圈組17、18可共同纏繞於單一定子11(或11’)上，或者各自纏繞於兩定子上，並匹配相應的所述磁力片而形成所述磁力線叢。再者，圖8b中該閘極驅動器75、儲能元件73和線圈組17之間電連接一絕緣閘雙極電晶體M2’(IGBT)，該電池60、閘極驅動器75和線圈組18之間電連接一金氧半場效電晶體M6’(MOSFET)，其中I該絕緣閘雙極電晶體M2’(IGBT)與金氧半場效電晶體M6’(MOSFET)同屬功率開關，因此在本實施中只使用兩個功率開關(即M2’、M6’)。除此之外，圖8b的其他實施架構皆相同於圖8a。
更進一步的說，圖8b所示架構的控制細節與圖8a之間的差異，在於該微處理器74內建的脈波寬度調變器(PWM)只專責控制絕緣閘雙極電晶體M2’的開關時機，促使該峰值電壓釋放電荷而生成之峰值電流至該線圈組17的所述導線叢13a、14a(如圖3所示)或導線叢13a’、14a’(如圖6所示)，進而生成所述正向旋轉動能。由於該金氧半場效電晶體M6’是電連 接電池60，因此當擊釘桿20下移擊釘之後，微處理器74檢知該擊釘作動時間終了，該閘極驅動器75能驅使絕緣閘雙極電晶體M2’(IGBT)不導通，並同時驅使金氧半場效電晶體M6’(MOSFET)導通，該金氧半場效電晶體M6’隨即利用電池60供應的18V常備電源，提供反向電流至線圈組18中，據以生成能夠帶動擊釘桿20上移復位的反向旋轉動能。
由上述可知，由於該擊釘桿20上移復位所需求的反向旋轉動能遠小於擊釘桿20下移擊釘所需求的正向旋轉動能，因此在本發明中，所述反向旋轉動能可由圖8a或圖8b的上述實施例說明而具體實現。除此之外，如圖7所示，該復位彈簧43於擊釘桿20下移擊釘時受拉而蓄存一彈性力，可用於驅動擊釘桿20上移復位，並驅使轉子(12或12’)收合該特定旋動角度θ，此一作用等效於上述反向旋轉動能，而且無需借助旋轉致動器10或10’提供，即可驅動擊釘桿20上移復位，故亦屬本發明可實施之選項。其中，該復位彈簧43可為拉簧、壓簧、扭力彈簧或其它彈性體的其中之一。
以上實施例僅為表達了本發明的較佳實施方式，但並不能因此而理解為對本發明申請專利範圍的限制。因此，本發明應以申請專利範圍中限定的請求項內容為準。

Claims (10)

  1. 一種電動打釘槍的擊釘驅動方法，用於驅動一旋轉致動器生成擊釘用的一正向旋轉動能，該旋轉致動器具有等圓周方向成對的導線叢和磁力線叢，該擊釘驅動方法包括：升高一電池的電壓而生成一峰值電壓，並且儲存該峰值電壓生成的電荷，續經一擊釘信號釋放該峰值電壓及其電荷至該旋轉致動器，促使所述導線叢生成一電流並且和所述磁力線叢相互作用而生成一切線力，用以驅動所述磁力線叢旋轉一特定旋動角度，進而生成該正向旋轉動能，其中該峰值電壓滿足下式：V max >(V s +V c )式中，V max 為該峰值電壓，V s 為通電時間儲能元件釋放電荷所必須的基礎電壓V c 為末端電壓。
  2. 如請求項1所述電動打釘槍的擊釘驅動方法，其中該末端電壓V c 滿足下式：V c >V b +I e R式中，V b 為所述導線叢受磁力線叢旋轉作用所生成的反電動勢，I e 為擊釘作動時間終了於導線叢的末端電流，R為所述導線叢生成的端電阻。
  3. 如請求項1所述電動打釘槍的擊釘驅動方法，其中該旋轉致動器包含一固置的定子以及樞設於該定子周邊的一轉子，所述導線叢由一導線沿該定子的周邊串聯纏繞形成，所述磁力線叢由成對的磁力片生成，所述磁力片固置於該轉子的內壁，所述磁力線叢經由該轉子旋轉該特定旋動角度。
  4. 如請求項2所述電動打釘槍的擊釘驅動方法，其中該切線力以下式(1)表示，所述反電動勢以下式(2)表示，且該正向旋轉動能以下式(3)表示：F=B×L×I (1) V=B×L×v (2)
    Figure 110147010-A0305-02-0025-10
     式中，F為該切線力，B為所述磁力線叢的磁通密度，L為該導線串聯疊加的總長，I為該峰值電壓於擊釘的作動時間內釋放至所述導線叢的總電荷所生成的電流，V為所述反電動勢，v為F生成的速度，E為該正向旋轉動能，J為該轉子生成的轉動慣量，ω為該轉子生成的角速度。
  5. 如請求項1至4中任1項所述電動打釘槍的擊釘驅動方法，其中該峰值電壓釋放過程保有一擊釘作動時間，所述電流於擊釘作動時間的初期保有一起始電流，所述電流於擊釘作動時間終了保有一末端電流，該起始電流跟隨該擊釘作動時間的累加而先攀升然後下降至該末端電流。
  6. 如請求項1或4所述電動打釘槍的擊釘驅動方法，其中該電池經由一升壓電路電連接一儲能元件，該峰值電壓由該升壓電路生成，且生成該峰值電壓的電荷經由該儲能元件儲存，該擊釘信號經由觸發電動打釘槍的一扳機開關而生成，該扳機開關管制該峰值電壓及其電荷經由該儲能元件向該旋轉致動器釋放的時機。
  7. 如請求項5項所述電動打釘槍的擊釘驅動方法，其中該峰值電壓於擊釘作動時間終了保有一末端電壓，該末端電壓及該末端電流滿足下式：
    Figure 110147010-A0305-02-0025-11
    >I e >0式中，V c 為該末端電壓，V e 為擊釘作動時間終了的反電動勢，I e 為該末端電流，R為所述導線叢生成的端電阻。
  8. 如請求項7所述電動打釘槍的擊釘驅動方法，還包含生成所述正向旋轉動能之後，經由該末端電壓提供一反向電流驅動該旋轉致動器生成所述反向旋轉動能。
  9. 如請求項1所述電動打釘槍的擊釘驅動方法，還包含生成所述正向旋轉動能之後，經由該電池提供一反向電流驅動該旋轉致動器生成所述反向旋轉動能。
  10. 如請求項1所述電動打釘槍的擊釘驅動方法，還包含生成所述正向旋轉動能之後，經由一復位彈簧生成的位能收合該特定旋動角度。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201201975A (en) * 2010-06-15 2012-01-16 Hilti Ag Driving device
TW201208824A (en) * 2010-06-15 2012-03-01 Hilti Ag Drive-in device
CN102917842A (zh) * 2010-05-31 2013-02-06 日立工机株式会社 动力工具
US20190326805A1 (en) * 2016-12-06 2019-10-24 Hilti Aktiengesellschaft Electrodynamic drive
CN113746377A (zh) * 2021-09-09 2021-12-03 沈阳工业大学 磁致伸缩式旋转振动收集利用装置及其收集方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7918374B2 (en) * 2007-01-29 2011-04-05 Halex/Scott Fetzer Company Portable fastener driving device
JP4939985B2 (ja) * 2007-03-16 2012-05-30 株式会社マキタ 打込み作業工具
JP6128037B2 (ja) * 2014-03-28 2017-05-17 日立工機株式会社 電動工具

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102917842A (zh) * 2010-05-31 2013-02-06 日立工机株式会社 动力工具
TW201201975A (en) * 2010-06-15 2012-01-16 Hilti Ag Driving device
TW201208824A (en) * 2010-06-15 2012-03-01 Hilti Ag Drive-in device
US20190326805A1 (en) * 2016-12-06 2019-10-24 Hilti Aktiengesellschaft Electrodynamic drive
CN113746377A (zh) * 2021-09-09 2021-12-03 沈阳工业大学 磁致伸缩式旋转振动收集利用装置及其收集方法

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