專利名稱：電動工具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由電動機旋轉地驅動的電動工具。
背景技術：
如公開號為2006-281404的日本未經(jīng)審查的專利申請和公開號為2010-214564的日本未經(jīng)審查的專利申請中公開的所謂電子離合器類型的電動工具已為公眾所知。這種類型的電動工具配置為當輸出軸的旋轉扭矩超過預定的上限值(下文中也被稱作“設定的扭矩(set torque)”)時,停止電動機的驅動,其中，輸出軸上安裝有諸如螺絲刀(driver bit)等工具元件。這種類型的電動工具配置為使得可沿正向方向和反向方向來驅動電動機以便擰緊和拆卸比如螺釘。通過控制電動機的驅動使得不論電動機的旋轉方向如何輸出軸的旋轉扭矩都不超過設定的扭矩，能夠實現(xiàn)作為電子離合器的功能。

發(fā)明內容
當螺釘以給定的擰緊扭矩而被擰緊時，擰松該擰緊的螺釘?shù)呐ぞ赝ǔ？赡鼙葦Q緊該螺釘?shù)呐ぞ匦?。但是，在某些情況下，比如在螺釘被附著了污染物的情況下，需要以比擰緊扭矩大的扭矩來使輸出軸旋轉以便擰松該擰緊的螺釘。在上述常規(guī)的電動工具中，設定的扭矩是均勻的方式來設定的，而不考慮電動機的旋轉方向如何。因此，在通過正向旋轉電動機來擰緊螺釘和隨后又通過反向旋轉電動機來擰松螺釘?shù)那闆r下，就需要改變設定的扭矩。特別地，在擰緊螺釘和隨后又擰松該擰緊的螺釘?shù)那闆r中存在一個問題在某些情況下用戶需要將設定的扭矩變?yōu)榕c擰緊時的設定的扭矩不同的值，這會導致可用性差。期望的是，在電子離合器類型的電動工具中，在通過正向和反向旋轉電動機來擰緊和拆卸物體的情況下，可通過簡單的設定操作來適當?shù)卦O定旋轉扭矩的上限值。在本發(fā)明的第一方面的電動工具中，當電動機的驅動指令通過操作單元而被輸入時，控制裝置根據(jù)該驅動指令而沿著正向方向或反向方向來驅動電動機，從而旋轉地驅動上面安裝有工具元件的輸出軸。在電動機的驅動期間，當輸出軸的旋轉扭矩已達到由扭矩設定裝置設定的上限值時，控制裝置停止驅動電動機，從而實現(xiàn)前面提到的作為電子離合器的功能。扭矩設定裝置根據(jù)外部輸入的扭矩設定指令來設定輸出軸的旋轉扭矩的上限值，使得沿正向方向驅動電動機期間的上限值與沿反向方向驅動電動機期間的上限值不同。因此，按照本發(fā)明的電動工具，通過適當?shù)蒯槍﹄妱訖C的每個旋轉方向來設定要由扭矩設定裝置設定的上限值，用戶能夠在每次切換電動機轉向時，無需重新設定旋轉扭矩的上限值，就能以合適的扭矩驅動工具。因此，根據(jù)本發(fā)明的電動工具，可以為用戶實現(xiàn)改善的可用性。在本發(fā)明的電動工具配置為通過電動機沿正向方向的旋轉通過工具元件擰緊物體和通過電動機的沿反向方向的旋轉通過工具元件來擰松物體時，可如下所述地配置本發(fā)明。在本發(fā)明的第二方面的電動工具中，扭矩設定裝置設定輸出軸的旋轉扭矩的上限值使得沿著方向方向驅動電動機期間的上限值比沿著正向方向驅動電動機期間的上限值大。因此，依照本發(fā)明第二方面的電動工具，在擰緊諸如螺釘或螺栓等物體隨后又擰松該擰緊的物體并拆下該物體的情況下，能夠使工具元件的驅動扭矩比擰緊時更大。因此，用戶利用該電動工具能夠以有利的方式拆下物體。在本發(fā)明第二方面的電動工具中，控制裝置可配置為當電動機在被沿正向方向驅動后又被沿反向方向驅動時，根據(jù)扭矩設定裝置設定的上限值來禁止電動機的驅動停止控制，作為本發(fā)明的第三方面。根據(jù)上面描述的配置，當需要在擰緊物體后擰松該擰緊的物體時，可能暫停作為電子離合器的功能，這樣用戶能以更有利的方式來拆下該物體。


現(xiàn)在參考附圖，通過示例對本發(fā)明進行描述，在附圖中
圖1是示出了本發(fā)明一實施例中的電動工具的驅動系統(tǒng)的整體配置的框圖
圖2是示出了由控制器執(zhí)行的控制處理的流程的流程圖3是示出了閾值設定處理的流程圖4是示出了閾值設定映射(map)的示例性視圖5是示出了變形例I的閾值設定處理的流程圖6是示出了變形例I的激活判定處理的流程圖7是示出了變形例2的閾值設定處理的流程圖；以及
圖8是示出了閾值設定映射的示例性視圖。
具體實施例方式根據(jù)本公開的一個實施例，提供了一種電動工具，該電動工具可包括旋轉地驅動輸出軸的電動機，在所述輸出軸上安裝有工具元件；通過外部操作來輸入所述電動機的驅動指令的操作單元；根據(jù)外部輸入的扭矩設定指令來設定所述輸出軸的旋轉扭矩的上限值的扭矩設定裝置；以及控制裝置，所述控制裝置根據(jù)來自所述操作單元的所述驅動指令沿正向方向和反向方向中的一個方向來驅動所述電動機，并且在所述電動機的驅動期間當所述輸出軸的旋轉扭矩已達到所述扭矩設定裝置設定的所述上限值時，停止對所述電動機的驅動。所述扭矩設定裝置可被配置為設定所述上限值，使得在沿所述正向方向驅動所述電動機期間的上限值與在沿所述反向方向驅動所述電動機期間的上限值不同。在一個具體實施例中，所述電動機可被配置為通過所述工具元件通過沿所述正向方向的旋轉來擰緊物體，并通過所述工具元件通過沿所述反向方向的旋轉來擰松物體，并且其中，所述扭矩設定裝置可被配置為設定所述上限值，使得在沿所述反向方向驅動所述電動機期間的上限值大于在沿所述正向方向驅動所述電動機期間的上限值。在另一具體實施例中，在沿所述正向方向驅動所述電動機之后沿所述反向方向驅動所述電動機時，所述控制裝置可基于所述扭矩設定裝置設定的所述上限值來禁止對所述電動機的驅動停止控制。在另一具體實施例中，所述電動工具還可包括設定所述電動機的轉速的上限值的速度設定裝置。在另一具體實施例中，所述電動工具可被配置為能夠在通過所述速度設定裝置設定所述電動機的轉速的上限值的模式和通過所述扭矩設定裝置設定所述輸出軸的旋轉扭矩的上限值的模式之間切換。 在另一具體實施例中，所電動工具還可包括用于在通過所述速度設定裝置設定所述電動機的轉速的上限值的模式和通過所述扭矩設定裝置設定所述輸出軸的旋轉扭矩的上限值的模式之間切換所述電動工具的模式的切換裝置。在另一具體實施例中，所述電動工具還可包括值設定裝置，所述值設定裝置根據(jù)所述扭矩設定指令來設定多級扭矩設定值中的一個。所述扭矩設定裝置可被配置為根據(jù)由所述值設定裝置設定的所述多級扭矩設定值中的一個來設定所述旋轉扭矩的上限值。在另一具體實施例中，所述電動工具還可包括用于存儲表信息的存儲裝置，在所述表信息中，每一上限值被相應地分配給所述多級扭矩設定值中的每一個。所述扭矩設定裝置可被配置為參考所述表信息，并從所述表信息中獲取對應于由所述值設定裝置設定的所述多級扭矩設定值中的一個的上限值。在另一具體實施例中，所述電動工具還可包括確定判定所述電動工具的接通或關斷狀態(tài)的狀態(tài)確定判定裝置；確定判定是否已輸入所述電動機的驅動指令的輸入確定判定裝置；以及旋轉確定判定裝置，所述旋轉確定判定裝置用于在所述狀態(tài)確定判定裝置確定判定所述電動工具處于接通狀態(tài)并且所述輸入確定判定裝置確定判定所述驅動指令未被輸入時來確定判定所述輸出軸是否已經(jīng)旋轉了預設轉數(shù)或更多的轉數(shù)。所述扭矩設定裝置配置為當所述旋轉確定判定裝置確定判定所述輸出軸已旋轉了所述預設轉數(shù)或更多的轉數(shù)時，設定所述輸出軸的旋轉扭矩的上限值。在另一具體實施例中，所述旋轉確定判定裝置可被配置為確定判定所述輸出軸是否已經(jīng)沿所述正向方向和所述方向方向中的任哪一個方向旋轉了所述預設轉數(shù)或更多的轉數(shù)。所述電動工具還可包括值設定裝置，所述值設定裝置設定多級扭矩設定值中的一個，當所述旋轉確定判定裝置確定判定所述輸出軸已沿所述正向方向和所述反向方向中的一個旋轉了所述預設轉數(shù)或更多的轉數(shù)時，所述值設定裝置更新所述多級扭矩設定值中的一個。所述扭矩設定裝置可被配置為根據(jù)由所述值設定裝置設定的所述多級扭矩設定值中的一個來設定所述旋轉扭矩的上限值。在根據(jù)一實施例的電動工具中，安裝有作為工具元件的工具頭(tool bit)(如螺絲刀)的輸出軸是可雙向旋轉的(正向旋轉和反向旋轉)。這使得能夠通過工具頭將物體(比如螺釘或者螺栓)擰緊和/或拆下。圖1示出了旋轉地驅動輸出軸的驅動系統(tǒng)的整體配置。該驅動系統(tǒng)被包含于電動工具的主體外殼(未示出)之內或安裝在主體外殼上。如圖1所示，該電動工具包括作為用來旋轉地驅動輸出軸的電動機20的三相無刷直流電動機。電動機20通過變速器而連接到電動工具的輸出軸上，該電動機20通過該變速器旋轉地驅動輸出軸。電動工具還包括電池組10、電動機驅動電路24、門電路28以及作為控制電動機20的驅動的驅動裝置的控制器40。在被配置為可安裝在電動工具外殼上并且可從電動工具外殼上拆卸的情形下，電池組10可通過設置多個串聯(lián)連接的次級電池來組成。電動機驅動電路24是從電池組10接收電力供給并向電動機20的每一相的繞組線(winding wire)供應電流的電路,該電動機驅動電路24包括6個開關裝置Q1-Q6,每個開關裝置由一個場效應晶體管(Field Effect Transistor, FET)組成。 在電動機驅動電路24中，在電動機20的相應相端子U、V、W與連接到電池組10的正極的電源線之間設置開關裝置Q1-Q3,作為所謂的高端開關(highside switch)。在電動機20的相應相端子U、V、W與連接到電池組10的負極的地線之間設置開關裝置Q4-Q6,作為所謂的低端開關(highside switch)。門電路28是根據(jù)控制器40輸出的控制信號來接通/關斷電動機驅動電路24中的開關裝置Q1-Q6從而為電動機20的每一相的繞組線供應電流并旋轉地驅動電動機20的電路?？刂破?0包括單芯片微計算機(后面稱作“微計算機”)，該微計算機包括中央處理單兀(Central Processing Unit,CPU)、只讀存儲器(Read-only Memory,ROM)、隨機存取存儲器(Random-Access Memory,RAM)、非易失性存儲器(non-volatile memory)、輸入 / 輸出(1/0)端口、模/數(shù)(A/D)轉換器和定時器等?？刂破?0根據(jù)來自觸發(fā)器開關30的驅動指令來設定構成電動機驅動電路24的各開關裝置Q1-Q6的驅動占空比(duty ratio)，并向門電路28輸出根據(jù)該驅動占空比的控制信號，從而旋轉地驅動電動機20。觸發(fā)器開關30是用戶通過手動操作來輸入電力驅動指令的開關。觸發(fā)器開關30連同模式選擇器開關34、設定顯示單元36和設定選擇器開關38 —起設于主體外殼。觸發(fā)器開關30包括主接點31、滑動電阻器32和正/逆接點33。當用戶操作觸發(fā)器開關30時，主接點31被轉到“接通”狀態(tài)?；瑒与娮杵?2配置為具有隨用戶對觸發(fā)器開關30敲擊的數(shù)量(即，操作的數(shù)量)而變化的電阻值。正/逆接點33是從用戶接收旋轉方向切換指令的接點。模式選擇器開關34是將設定模式切換為設定扭矩設定值(可表示輸出軸的旋轉扭矩的上限值的信息)的模式、設定一設定速度值(可代表電動機20的轉速的上限值的信息)的模式的開關。設定選擇器開關38是根據(jù)模式選擇開關34所選擇的設定模式、通過外部操作來設定扭矩設定值和設定速度值的開關。這些開關34和38連接到控制器40?？刂破?0根據(jù)從各開關34和38輸入的指令來更新扭矩設定值和設定速度值，并將更新后的扭矩設定值和設定速度值顯示在設定顯示單元36上。電動機20包括檢測電動機20的轉速和轉向的編碼器22。編碼器22例如包括用于檢測由電動機的旋轉所產(chǎn)生的磁通量的變化的霍爾(Hall)元件。在從電池組10通過電動機驅動電路24到電動機20而形成的電流供應路徑上設有電阻器26，該電阻器26用于檢測電動機20內流動的作為輸出軸的驅動扭矩的電流(以下稱作“電動機電流”)。
來自編碼器22的檢測信號和來自電阻器26的電動機電流的檢測信號中的每一個被輸入控制器40。由于控制器40包括微計算機，因此需要給該控制器40供應一定量的電源電壓Vcc。因此，在電動工具的主體外殼內提供了調節(jié)器42。調節(jié)器42通過開關裝置44接收來自電池組10的電力供給，從而產(chǎn)生一定量的電源電壓Vcc (比如5V的直流電壓)并將該電壓供給控制器40。開關裝置44包括FET，其中，源極連接到從電池組10到電動機驅動電路24的正極電源線，而漏極連到調節(jié)器42。開關裝置44的柵極通過電阻器46連接到從電池組10到電動機驅動電路24的正極電源線，并通過電阻器48和晶體管50接地。晶體管50是NPN晶體管，其集電極連到電阻器48，發(fā)射極接地，基極通過電阻器52連到控制器40，并且發(fā)射極和基極通過電阻器54相連。二極管56的陽極連到晶體管50的集電極和電阻器48之間的連接點。另外，觸發(fā)器開關30的主接點31通過電阻器58連到正極電源線，并且二極管56的陰極與在主接點31的一側上的電阻器58連接。在主接點31中，當沒有操作觸發(fā)器開關30時，與控制器40和電阻器58的連接點都處于斷開狀態(tài)；而當操作觸發(fā)器30時，這些連接點就被接地。因此，當晶體管50處于“關斷”狀態(tài)同時操作觸發(fā)器開關30時，電流從正極電源線通過電阻器46和48以及二極管56流向主接點31。然后，開關裝置44的柵極電壓被降低，且開關裝置44轉換到“接通”狀態(tài)。 因此，電池電壓通過開關裝置44而被供給調節(jié)器42，并且調節(jié)器42開始為控制器40供電，從而激活控制器40。當觸發(fā)器開關30被操作時，主接點31和控制器40間的連接點被接地，且該連接點處的電位被降低。然后，控制器40在被激活后，根據(jù)該連接點處的電位來檢測觸發(fā)器開關30的操作。當觸發(fā)器開關30被操作時，控制器40向晶體管50輸出驅動信號(高電平)，從而接通晶體管50。即使之后觸發(fā)器開關30的操作被停止，控制器40也會繼續(xù)在特定時間段向晶體管50輸出驅動信號。因此，由于觸發(fā)器開關30的操作，開關裝置44被轉換到“接通”狀態(tài)，并且“接通”狀態(tài)會持續(xù)，直到觸發(fā)器開關30的操作被停止特定時間段。當開關裝置44處于“接通”狀態(tài)時，進行從調節(jié)器42向控制器40的電力供給。下面，參考圖2所示的流程圖對控制器40 (更具體地，CPU)根據(jù)來自觸發(fā)器開關30的驅動指令執(zhí)行的用以旋轉地驅動電動機20的控制處理進行描述。在從調節(jié)器42向控制器供應電源電壓Vcc時，控制器40重復執(zhí)行該控制處理。如圖2所示，當啟動該控制處理時，控制器首先執(zhí)行SllO (S代表“步驟”)中的切換處理。在該切換處理中，檢測模式選擇器開關34、設定選擇器開關38以及觸發(fā)器開關30的主接點31和正/逆接點33的接通/關斷狀態(tài)。通過執(zhí)行上面的切換處理，控制器40識別通過觸發(fā)器開關30、模式選擇器開關34和設定選擇器開關38輸入的電動機20的驅動指令、旋轉方向切換指令、設定模式切換指令、扭矩設定值的設定指令和/或設定速度值的設定指令等等。然后，在S120中，執(zhí)行A/D轉換處理。在A/D轉換處理中，通過引入觸發(fā)器開關30的滑動電阻器32的電阻值和/或用于檢測通過A/D轉換器的電動機電流的電阻器26兩端的電壓來檢測對觸發(fā)器開關30的敲擊數(shù)量和/或電動機電流。在接下來的S130中，執(zhí)行占空比設定處理。在占空比設定處理中，根據(jù)在S120中檢測到的對觸發(fā)器開關30的敲擊數(shù)量來設定驅動占空比，以通過門電路28對電動機電路24中的開關裝置Q1-Q6進行占空比驅動。在S140中，執(zhí)行閾值設定處理。在閾值設定處理中，在SllO的切換處理中基于模式選擇器開關34的接通/關斷狀態(tài)識別出選擇了設定扭矩設定值的模式的情況下，依據(jù)從設定選擇器開關38輸入的設定指令來更新扭矩設定值，并且設定對應于扭矩設定值的離合器閾值。離合器閾值是利用S120的A/D轉換處理中檢測到的電動機電流來判定由電動機20旋轉地驅動的輸出軸的旋轉扭矩是否超出了對應于扭矩設定值(即上限值)的旋轉扭矩的閾值。接下來，在S150中，執(zhí)行設定顯示處理。在設定顯示處理中，離合器閾值和/或對應于離合器閾值的扭矩設定值被顯示在設定顯示單元36上。在接下來的S160中，執(zhí)行激活判定處理。在激活判定處理中，判定在S120中檢測到的電動機電流所代表的輸出軸的旋轉扭矩是否已超出S140中設定的離合器閾值所對應的旋轉扭矩，從而判定是否要停止驅動電動機20 (換句話說，是否要使得執(zhí)行作為電子離合器的功能)。然后，在S170中，執(zhí)行電動機驅動處理。在電動機驅動處理中，將對應于S130中設定的驅動占空比的控制信號輸出給門電路28，從而通過門電路28和電動機驅動電路24旋轉地驅動電動機20。在S170后，處理再次進行到SI 10。在電動機驅動處理中，根據(jù)來自編碼器22的檢測信號檢測電動機20的轉速，并且對電動機20進行驅動控制，以使得轉速不超過通過模式選擇器開關34和設定選擇器開關38設定的設定速度值。此外，在電動機驅動處理中，如果通過如上所述的電動機20的驅動該電動機電流已經(jīng)超過了離合器閾值，并且在S160的激活判定處理中允許作為電子離合器的功能的激活，則停止對電動機20的驅動。因此，按照本實施例的電動工具，在通過安裝在輸出軸上的工具頭來擰緊物體時，可限制擰緊的扭矩，使其等于或小于對應于離合器閾值的旋轉扭矩。因此，可以使用適當?shù)臄Q緊扭矩來擰緊物品。當設定模式通過模式選擇開關34被設定為設定速度值的模式時，用于限制電動機驅動處理中的電動機20的轉速的上限的設定速度值由設定選擇器開關38輸入的設定指令來更新。這里省略對更新操作的詳細解釋。設定速度值被存儲在非易失性存儲器(參見圖1)中。接下來，將通過圖3所示的流程圖描述S140中執(zhí)行的閾值設定處理。如圖3所示，在閾值設定處理中，在S210中，首先根據(jù)與SllO中對設定選擇器開關38的接通/關斷狀態(tài)的檢測結果來判定是否已按下了設定選擇器開關38 (換句話說，前述的設定指令是否已被輸入)。當判定設定選擇器開關38已被按下(S210 :是)時，該處理進行到S220，并且扭矩設定值被增加I。當在S210中判定設定選擇器開關38沒有被按下(S210 :否)時，該處理進行到S230。扭矩設定值是用來指示輸出軸的旋轉扭矩的計數(shù)值，其采用“I”到“9”九個級別的值。在S220中，每次執(zhí)行該處理時，這樣的步驟都會被執(zhí)行，扭矩設定值每次增一，并且當該計數(shù)值加到“9”時，會返回到“I”。在S230中，根據(jù)SllO中對正/逆接點33的接通/關斷狀態(tài)的檢測結果來判定電動機20的驅動方向當前(在S230中的方法時)是否設定為正向旋轉驅動方向以擰緊物體。當判定電動機20的驅動方向設定為正向旋轉驅動方向(S230 :是)時，處理進行到S240。在S240，從圖4所示的閾值設定映射中獲得與當前設定的扭矩設定值對應的用于電動機的正向旋轉的離合器閾值，并且設定該離合器閾值。然后，結束本次閾值設定處理。另一方面，當判定電動機20的驅動方向設定為反向旋轉驅動方向(S230 :否)時，處理進行到S250。在S250中，從圖4所示的閾值設定映射中獲得與當前設定的扭矩設定值對應的用于電動機的反向旋轉的離合器閾值，并且設定該離合器閾值。然后，結束本次閾值設定處理。圖4所示的閾值設定映射是根據(jù)用戶通過設定選擇器開關38更新的扭矩設定值來設定電動機正向旋轉或反向旋轉期間的離合器閾值的映射。該映射預先存儲在存儲器(比如ROM或類似的存儲器)中。如圖4中所清楚示出的，閾值設定映射被設定成使得對于相同的扭矩設定值，電動機的反向旋 轉期間的離合器閾值大于電動機的正向旋轉期間的離合器閾值。這是因為在某些情況下，當通過沿反向方向驅動的電動機20來拆卸物體時需要將輸出軸的旋轉扭矩設定成大于沿正向方向驅動電動機20擰緊物體時的擰緊扭矩值。比如，在物體附著有污染物時就需要這樣做。依照本實施例的電動工具，如上所述，根據(jù)用戶通過設定選擇器開關38設定的扭矩設定值，電動機反向旋轉時的離合器閾值設定成大于電動機正向旋轉時的離合器閾值。因此，依照本實施例的電動工具，用戶能夠在每次切換電動機旋轉方向時，不需要重新設定扭矩設定值(或離合器閾值)，就能以適合的扭矩旋轉工具頭。因此，實現(xiàn)了對電動工具可用性的改進。在本實施例中，觸發(fā)器開關30對應于本發(fā)明的操作單元的一個示例，并且執(zhí)行圖2所示的控制處理的控制器40對應于本發(fā)明的扭矩設定裝置的一個示例和控制裝置的一個示例。作為扭矩設定裝置的功能是通過設定作為輸出軸的旋轉扭矩的上限值的離合器閾值的閾值設定處理來實現(xiàn)的。雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的一個實施例，但本發(fā)明應不限于上述的實施例，且在不偏離本發(fā)明的要旨的范圍內，可以各種形式來實施本發(fā)明。變形例I比如，閾值設定處理可配置為不僅根據(jù)扭矩設定值和電動機的旋轉方向來設定離合器閾值，并且在電動機的驅動方向由正向旋轉方向切換到反向旋轉方向后，立即停止作為電子離合器的功能。
具體地，控制器40 (更具體地，CPU)可執(zhí)行圖5所示的處理。如圖5所示，當在S230中控制器40判定電動機20的驅動方向沒有設定為正向旋轉驅動方向(即設定為反向旋轉驅動方向)(S230 :否)時，該處理進行到S235。在S235中，判定從電動機上一次的正向旋轉驅動以來所經(jīng)歷的時間是否在預設的時間內。當判定所經(jīng)歷的時間不在預設的時間內時(S235 :否)，該處理進行到S250。在S250中，根據(jù)圖4所示的閾值設定映射，獲取并設定電動機反向旋轉的離合器閾值。當判定經(jīng)歷的時間在預設的時間內時(S235 :是)，該處理進行到S260。在S260中，設定離合器取消標記。在S240和S250中，離合器取消標記被清除。在圖2所示的S160中執(zhí)行的激活判定處理中，如圖6所示，首先在S310中判定離合器取消標記是否已被清除。當判定離合器取消標記已被清除時(S310 :是)，則判定由電動機電流表示的旋轉扭矩是否已超過對應于離合器閾值的旋轉扭矩(S320)。當判定電動機電流表示的旋轉扭矩已超過對應于離合器閾值的旋轉扭矩時，設定離合器激活允許標記(S330)。作為S330中的處理的結果，激活作為電子離合器的功能。當離合器取 消標記被設定(S310 :否)或由電動機電流表示的旋轉扭矩沒有超過對應于離合器閾值的旋轉扭矩時(S320否)，清除離合器激活允許標記(S340)。作為S340中處理的結果，停止作為電子離合器的功能。利用上述的配置，當在從沿正向旋轉方向驅動電動機20起的預設的時間內電動機20的驅動方向被切換為反向旋轉時，可以暫停作為電子離合器的功能，從而使反向方向上的輸出軸的驅動扭矩最大。因此，根據(jù)變形例1，在一旦擰緊了諸如螺釘、螺栓等物體而隨后要將擰緊的物體擰松并且拆下該物體的情況下，可以使工具頭的驅動扭矩更大，從而允許以更有利的方式拆下物體。在變形例I中，描述了在圖6的閾值設定處理中，在S260中通過設定離合器取消標記來暫停作為電子離合器的功能。但是，在S260中可以將離合器閾值設定為能夠被設定的最大值。通過這樣的配置，也可以停止作為電子離合器的功能。變形例2雖然前面提到的實施例中描述了用戶可以通過操作設定選擇器開關38來設定(更新)如扭矩設定值、設定速度值等控制參數(shù)，但是這些控制參數(shù)的設定可以通過手動地旋轉安裝有工具頭的輸出軸來完成。在這種情況下，優(yōu)選的是控制參數(shù)不會僅僅由于輸出軸的旋轉而改變。特別地，優(yōu)選的是，在由于有意的使用而使輸出軸旋轉的情況下(在輸出軸被電動機驅動旋轉的情況下)或者在電動工具的關斷狀態(tài)下由于某種原因輸出軸被無意地旋轉的情況下，控制參數(shù)不改變。為了達到上面的目的，只有當操作觸發(fā)器開關30使得滑動電阻器32檢測到的敲擊的數(shù)量實際上為零時并且僅主接點31被轉變成接通狀態(tài)時，才應檢測到輸出軸的旋轉(手動旋轉)。也就是說，在電動機沒有被驅動而電動工具處于接通狀態(tài)的狀態(tài)下旋轉輸出軸時，應當檢測到輸出軸的旋轉?，F(xiàn)在，將描述作為前面提到的實施例的變形例2的閾值設定處理，其中，通過以上述方式檢測輸出軸的旋轉來更新扭矩設定值。如圖7所示，在變形例2的閾值設定處理中，首先在S202中判定觸發(fā)器開關30的主接點是否處于接通狀態(tài)。當判定主接點31處于接通狀態(tài)時(S202 :是)，則在S204中判定由滑動電阻器32檢測的對觸發(fā)器開關30的敲擊的數(shù)量是否為零(換句話說，是否已輸入了電動機20的驅動指令)。當在S204中判定對觸發(fā)器開關30的敲擊的數(shù)量為零時(S204 :是)(換句話說，判定電動機20的驅動指令未被輸入時)，該處理繼續(xù)進行到S212。在S212中，根據(jù)從編碼器22輸入的檢測信號(脈沖)的輸入模式來判定輸出軸是否沿正向方向旋轉。這是為了判定輸出軸是否被用戶手動地沿正向方向旋轉。當在S212中判定輸出軸沿正向方向旋轉時(S212 :是)，該處理繼續(xù)進行到S214。在S214中，判定輸出軸是否已旋轉5轉或更多轉。當判定輸出軸已旋轉5轉或更多轉時(S214 :是)，判定輸入了增加扭矩設定值的設定指令，并且該處理繼續(xù)進行到S220，在S220中，扭矩設定值加I。當在S220中更新了扭矩設定值或者在S214中判定輸出軸未旋轉(沿正向方向)5轉或更多轉時，該處理繼續(xù)進行到S230。當在S202中判定主接點31處于斷開狀態(tài)(S202 :否)或在S204中判定敲擊的數(shù)量不為零(S204 :否)(換句話說，判定電動機20的驅動指令已被輸入)時，該處理繼續(xù)進行到 S230。當在S212中判定輸出軸未沿正向方向旋轉(S212 :否)時，該處理繼續(xù)進行到S216。換句話說，當判定輸出軸沿反向方向旋轉(S212 :否)時，該處理繼續(xù)進行到S216。在S216中，判定輸出軸是否已旋轉5轉或更多轉，從而判定輸出軸是否已沿反向方向旋轉了 5轉或更多轉。當判定輸出軸已沿反向方向旋轉了 5轉或更多轉(S216 :是)時,判定已經(jīng)輸入了減少扭矩設定值的設定指令，并且該處理繼續(xù)進行到S222。在S222中，通過將扭矩設定值減I來更新扭矩設定值。當在S222中更新了扭矩設定值或在S216中判定輸出軸沒有沿反向方向旋轉5轉或更多轉(S216 :否)時，該處理繼續(xù)進行到S230。在S230中，以與前面提到的實施例相同的方式判定電動機20的驅動方向是否被設定為正向旋轉驅動方向。當判定電動機20的驅動方向設定為正向旋轉驅動方向(S230 是)時，在S240中，獲得并且設定電動機正向旋轉的離合器閾值，然后結束本次閾值設定處理。當電動機20的驅動方向設定為反向旋轉驅動方向(S230 :否)時，在S250中，獲得并且設定電動機反向旋轉的離合器閾值，然后結束本次閾值設定處理。通過執(zhí)行上述的閾值設定處理，用戶可以操作觸發(fā)器開關30使得僅主接點31被轉變?yōu)榻油顟B(tài)，且用戶可以手動旋轉輸出軸，從而設定(更新)扭矩設定值。在這種情況下，由于不必提供用于設定扭矩設定值的設定選擇器開關38 (換句話說，可配置為通過對輸出軸的手動操作來實現(xiàn)與設定選擇器開關的操作相同的功能)，因此，能夠實現(xiàn)更簡化的配置，從而能夠實現(xiàn)電動工具成本的降低。
雖然在前面提到的變形例2中在輸出軸已旋轉5轉或更多轉的情況下將扭矩設定值加I或減1，但是，這里的“5轉”只是一個示例，而轉數(shù)不應該局限為該特定數(shù)值。在前面提到的實施例中，設定選擇器開關38還被用于設定作為轉速上限值的設定速度值。更新設定速度值的處理還可被配置為以與前面提到處理的S202到S222中相同的方式，根據(jù)輸出軸的旋轉方向和旋轉次數(shù)來判定設定速度值的設定指令，然后更新設定速度值。其他變形例雖然在前面提到的實施例中描述了控制器40包括微計算機，但是，控制器40可例如包括諸如特定應用集成電路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)和現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)等可編程邏輯裝置。前面提到由控制器40執(zhí)行的控制處理由構成控制器40的CPU通過執(zhí)行程序來實現(xiàn)。該程序可被寫入控制器40內的存儲器(ROM或類似的存儲器)中，或者可被存儲在能夠被控制器從中讀取數(shù)據(jù)的記錄介質中。作為記錄介質，可以使用便攜的半導體存儲器(如通用串行總線(Universal Serial Bus，USB)存儲器)、存儲器卡⑧等)。在前面提到的實施例中，描述了電動機20可為三相無刷直流電動機。但是，可以使用任何電動機，只要電動機能夠旋轉地驅動上面裝有工具頭的輸出軸即可。此外，在前面提到的實施例中，描述了在電動機正向旋轉期間的離合器閾值大于電動機反向旋轉期間的離合器閾值的示例。但是，電動機正向旋轉期間的離合器閾值也可小于電動機反向旋轉期間的離合器閾值。比如，可以按圖8中的閾值設定映射中所示來設定電動機正向旋轉期間的 離合器閾值和電動機反向旋轉期間的離合器閾值。
權利要求
1.一種電動工具，包括 旋轉地驅動輸出軸的電動機，在所述輸出軸上安裝有工具元件； 通過外部操作來輸入所述電動機的驅動指令的操作單元； 根據(jù)外部輸入的扭矩設定指令來設定所述輸出軸的旋轉扭矩的上限值的扭矩設定裝置；以及 控制裝置，所述控制裝置根據(jù)來自所述操作單元的所述驅動指令沿正向方向和反向方向中的一個方向來驅動所述電動機，并且在所述電動機的驅動期間當所述輸出軸的旋轉扭矩已達到所述扭矩設定裝置設定的所述上限值時，停止對所述電動機的驅動， 其中，所述扭矩設定裝置配置為設定所述上限值，使得在沿所述正向方向驅動所述電動機期間的上限值與在沿所述反向方向驅動所述電動機期間的上限值不同。
2.如權利要求1所述的電動工具， 其中，所述電動機配置為通過所述工具元件通過沿所述正向方向的旋轉來擰緊物體，并通過所述工具元件通過沿所述反向方向的旋轉來擰松物體，并且 其中，所述扭矩設定裝置配置為設定所述上限值，使得在沿所述反向方向驅動所述電動機期間的上限值大于在沿所述正向方向驅動所述電動機期間的上限值。
3.如權利要求2所述的電動工具，其中，在沿所述正向方向驅動所述電動機之后沿所述反向方向驅動所述電動機時，所述控制裝置基于所述扭矩設定裝置設定的所述上限值來禁止對所述電動機的驅動停止控制。
4.如權利要求1所述的電動工具，還包括設定所述電動機的轉速的上限值的速度設定>j-U ρ α裝直。
5.如權利要求4所述的電動工具，配置為能夠在通過所述速度設定裝置設定所述電動機的轉速的上限值的模式和通過所述扭矩設定裝置設定所述輸出軸的旋轉扭矩的上限值的模式之間切換。
6.如權利要求5所述的電動工具，還包括用于在通過所述速度設定裝置設定所述電動機的轉速的上限值的模式和通過所述扭矩設定裝置設定所述輸出軸的旋轉扭矩的上限值的模式之間切換所述電動工具的模式的切換裝置。
7.如權利要求1所述的電動工具，還包括值設定裝置，所述值設定裝置根據(jù)所述扭矩設定指令來設定多級扭矩設定值中的一個， 其中，所述扭矩設定裝置配置為根據(jù)由所述值設定裝置設定的所述多級扭矩設定值中的一個來設定所述旋轉扭矩的上限值。
8.如權利要求7所述的電動工具，還包括用于存儲表信息的存儲裝置，在所述表信息中，每一上限值被相應地分配給所述多級扭矩設定值中的每一個， 其中，所述扭矩設定裝置配置為參考所述表信息，并從所述表信息中獲取對應于由所述值設定裝置設定的所述多級扭矩設定值中的一個的上限值。
9.如權利要求1所述的電動工具，還包括 判定所述電動工具的接通或關斷狀態(tài)的狀態(tài)判定裝置； 判定是否已輸入所述電動機的驅動指令的輸入判定裝置；以及旋轉判定裝置，所述旋轉判定裝置用于在所述狀態(tài)判定裝置判定所述電動工具處于接通狀態(tài)并且所述輸入判定裝置判定所述驅動指令未被輸入時來判定所述輸出軸是否已經(jīng)旋轉了預設轉數(shù)或更多的轉數(shù)， 其中，所述扭矩設定裝置配置為當所述旋轉判定裝置判定所述輸出軸已旋轉了所述預設轉數(shù)或更多的轉數(shù)時，設定所述輸出軸的旋轉扭矩的上限值。
10.如權利要求9所述的電動裝置， 其中，所述旋轉判定裝置配置為判定所述輸出軸是否已經(jīng)沿所述正向方向和所述方向方向中的任一個方向旋轉了所述預設轉數(shù)或更多的轉數(shù)， 其中所述電動工具包括值設定裝置，所述值設定裝置設定多級扭矩設定值中的一個，當所述旋轉判定裝置判定所述輸出軸已沿所述正向方向和所述反向方向中的一個旋轉了所述預設轉數(shù)或更多的轉數(shù)時，所述值設定裝置更新所述多級扭矩設定值中的一個，并且 所述扭矩設定裝置配置為根據(jù)由所述值設定裝置設定的所述多級扭矩設定值中的一個來設定所述旋轉扭矩的上限值。
全文摘要
公開了一種電動工具。該電動工具包括旋轉地驅動輸出軸的電動機；輸入所述電動機的驅動指令的操作單元；根據(jù)扭矩設定指令來設定所述輸出軸的旋轉扭矩的上限值的扭矩設定裝置；以及控制裝置，所述控制裝置根據(jù)所述驅動指令沿正向方向和反向方向中的一個方向來驅動所述電動機,并且在所述電動機的驅動期間當所述輸出軸的旋轉扭矩已達到所述扭矩設定裝置設定的所述上限值時，停止對所述電動機的驅動。所述扭矩設定裝置配置為設定所述上限值，使得在沿所述正向方向驅動所述電動機期間的上限值與在沿所述反向方向驅動所述電動機期間的上限值不同。
文檔編號B25B21/00GK103029087SQ20121037960
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權日2011年9月30日
發(fā)明者草川卓也 申請人:株式會社牧田