[发明专利]电动旋转工具、控制方法及程序

说明书

技术领域

本发明涉及需要进行紧固力矩设置的电动旋转工具，诸如对螺栓、螺母等进行旋紧的扳手、冲击式扳手、或起子钻，更具体地，涉及拥有力矩检测技术来对从驱动源(诸如电机)的输出轴传输至末端工具的紧固力矩进行检测的电动旋转工具。

背景技术

在紧固诸如螺栓、螺母、或螺丝钉之类的紧固件的操作中，通常使用诸如冲击式扳手或起子钻之类的电动旋转工具。在电动旋转工具中，为了对从电机传输至末端工具(诸如改锥)的旋紧所需的紧固力矩适当地进行调节，当末端工具的紧固力矩超过设定值时，停止驱动源(包括电机)的操作，或机械断开从驱动源到末端工具的动能传输。

为了以上述方式对紧固力矩进行管理，电动旋转工具需要力矩检测装置或力矩估计装置，所述装置检测或估计电机的输出轴或动能输出轴的紧固力矩。因此，传统上，公开了一种通过提供力矩测量装置来实际测量紧固力矩并控制电机的电动旋转工具，其中，力矩测量装置在驱动机构部件(包括电机)的转动输出轴上具有力矩检测传感器，且还具有控制电路装置，其基于力矩测量装置的力矩检测信号来驱动/控制电机(例如，见专利文献1)。

[专利文献1]未审查日本专利申请公开No.H11-138459。

发明内容

在电动旋转工具中，当在驱动机构部件的转动输出轴上提供有力矩测量装置时，可以对紧固力矩进行精确检测。然而，在力矩测量装置中，其中所包括的驱动输出轴的机构部件较大，因此，会不可避免地增加电动旋转工具的总长度或末端工具侧的外围，并且总重量增大。当电动旋转工具的尺寸和重量增加时，就降低了电动旋转工具的可用性或可操作性。此外，由于需要特殊的力矩检测器和检测电路装置来检测力矩，因此还增加了电动旋转工具的制造成本。

为了解决上述传统技术中的问题而完成了本发明，且本发明的一个目的在于提供能够利用简单的装置对紧固力矩进行适当管理的电动旋转工具、控制方法及程序。

本发明的另一个目的在于提供具有电子离合器功能的电动旋转工具、控制方法及程序，其中该电子离合器在紧固力矩超过设定力矩时使作为驱动源的电机停止。

下面将说明本申请公开的用于实现本发明上述目的的典型发明特征。

根据本发明第一个方面的电动旋转工具包括：

操作部件；

电源部件；

电机，其具有转子和定子线圈；

变换电路部件，其具有插入在电源部件和定子线圈之间的半导体开关元件；

电流检测部件，其用于检测流经定子线圈的驱动电流，并输出对应于检测结果的信号；

转数检测部件，其检测转子的转数并输出对应于该检测结果的信号；

力矩设定部件，其设定紧固力矩的目标值；

控制部件，其基于操作部件的操作程度、电流检测部件的检测信号、以及转数检测部件的检测信号来产生并输出PWM信号来驱动变换电路部件的半导体开关元件；以及

力矩估计部件，其至少基于由电流检测部件检测到的驱动电流和由转数检测部件检测到的转数中的任意一个来估计紧固力矩，

其中，控制部件在所估计的紧固力矩超过目标值时停止驱动所述电机。

根据本发明的另一特征，力矩估计部件基于检测到的驱动电流计算第一紧固力矩，基于检测到的转数计算第二紧固力矩，以及基于第一紧固力矩和第二紧固力矩计算最终紧固力矩的估计值。

根据本发明的另一特征，力矩估计部件计算第一紧固力矩和第二紧固力矩的平均值，作为紧固力矩的估计值。

根据本发明的另一特征，控制部件通过调整PWM信号的PWM占空比来调整流经定子线圈的电流以及转子的转动。

根据本发明的另一特征，控制部件在将PWM占空比与对应于由力矩设定部件设定的紧固力矩的目标值的PWM信号的PWM占空比进行比较的同时调整PWM占空比。

根据本发明的另一特征，控制部件通过将PWM占空比与对应于由力矩设定部件设定的紧固力矩的目标值的PWM信号的PWM占空比进行比较，同时改变PWM占空比的大小来控制紧固力矩。

根据本发明的另一特征，控制部件根据操作部件的操作程度来改变PWM信号的PWM占空比。

根据本发明的另一特征，电动旋转工具是起子钻、电钻、冲击式扳手、扳手、或盘磨机。

根据本发明的另一特征，电池组具有蓄电池。

根据本发明的另一特征，电池组具有锂离子蓄电池。