TW200909155A - Hammer tool - Google Patents

Description

200909155 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明，係有關於使盥以馬 ^ /、’馬達驅動而往復移動之、、壬卖 連動而㈣㈣之㈣㈣ m移動之活塞 體尖踹之播1κ 擎力傳遞到插設於工具本 體穴為之鑽頭或粉碎鑽頭等尖端工且 m κ\ -v·' -lv "、，實把水泥或石材等 之鑽孔或粉碎的打擊工具。更詳 材尋 鎚或粉碎電鑽#。 、”說月時，係有關於電動 【先前技術】 一般’粉碎電鑽，係藉 糟由以馬達使活塞在尖端工且軸 上别後在復移動，變動 、 ^ . M ,, 活塞與打擊元件間之空氣室 空虱星力，利用空氣壓力 机至

變動（空氣彈簧）而在打擊元 件上產生打擊運動。而 你灯擎7L t ^ 畚碎電鑽，係自打擊元件透過 中間70件傳遞打擊力到尖端工 旋轉透過齒輪等減速機構使旋韓時’使别述馬達之 水泥等上鑽孔。（例ΠΛΤ遞到前述尖端工具，在 、』如 H61-164785)。 但是，當舉作為粉碎電 例時，因為工具本體之處j主要作業之在天花板鑽孔為 高作業效率。因此，4電：好或作業時間很短等而能提 速鑽孔。 η冑被要求小型輕量化而且能高 :般，在開發能實現高迷绩孔之工具時，或 一打擊之打擊能量，或者裎古 母 者如阿馬達轉速而增大打擊速度。 仁疋 §加大母一打擊之打处 擊此量時，在加大打擊元件質 里之问時，也必須加大用 貝 职動该打擊兀件之打擊機構

7042-9712-PF 5 200909155 部。因此，工具本體會大型化而損害作業性。因此，最好 ^擇藉由提焉馬達轉速而增大打擊速度，來提高鑽孔速度 之方法。 但是，當提高打擊速度來提高鑽孔速度時，在某打擊 速度下’打擊元件無法追縱活塞，打擊力會減小而鑽孔速 又s降低亦即，活塞，係與馬達之旋轉連動而往復運動， 二氣至之空氣虔力變動而在打擊元件上產生打擊運 動。當活塞之往復運動太快時，打擊元件無法追蹤空氣壓 力之變動，該打擊元件之打擊運動會混亂而產生之打擊力 會變弱&此一來，平衡崩潰之打擊速度係有極限打擊速 度’以前述極限打擊速度為界’鑽孔速度會急速降低，產 生所謂打擊不良。 因此，只要降低馬達轉速即可不達到極限打擊速度。 在此，考慮由馬達個體差異所致之馬達特性參差，而有銷 售設定較低之打擊卫具，以使馬達轉速不會達到極限打擊 速度。 但是，當設定較低而使馬達轉速不會達到極限打擊速 度時’僅考慮馬達特性之參差係不夠充分。亦即，因為作 為鑽孔對象之水泥強度、尖端工具之質量或形狀等，衝撞 零件之反彈係數會不同，其與打擊元件之打擊運動有很大 相關，所以極限打擊速度會不同。因此，當也考慮此參差 時’设計時之打擊速度係必須設定成比極限打擊速度還低 很多。 _

又，在充電工具之情形下，因為作業中電池電壓降低 7042*9712-PF 6 200909155 而馬達轉速也會降低，所以，打擊速度係自極限打擊速声 大幅降低，打擊元件之打擊效率也會降低。 又 【發明内容】 本發明之-個以上的實施例，係提供一種工具本身掌 握作業時之極限打擊速度，控制馬達之旋轉’以使長時間 ，：近極限打擊速度下旋轉，能使打擊高效率化，同時: 月b貫現工具之小型化及輕量化之打擊工具。 、 當使用本發明之第1形態時，打擊工具，係包括：工 具本體；馬達；活塞’將馬達當作驅動力而往復移動打 擊元件，，與前述活塞之往復移動連動而打擊運動；量測震 置’在前述工具本體量測工具之驅動狀態；以及控制裝 置，控制前述馬達之轉速；前述控制裝置，係對應前述量 測裝置之量測結果來控制前述馬達之轉速。 當使用本發明之第2形態時，前述量測裝置，係㈣ 前述馬達之驅動電流值，前述控制褒置，係監視前述驅動 電流值之變化’當前述驅動電隸降低時，則降低前述馬 當使用本發明之第3形 位時間將前述驅動電流值加 動電流值與現在取樣之驅動 值之變化。 態時，前述控制裝置，係每單 以取樣，由之前不《取樣之驅 電流值，來監視前述驅動電流 括： 而且’當使用本發明之第4形態時，打擊工罝而且包 中間元件’使前述打擊元件之打擊力傳遞到插設於前 7042-9712-PF 7 200909155 述工具本體尖端之尖 工且太興θ 次知工具，以及别述量測裝置，在前述 工具本體I測打擊元件 前 件之打擊狀連，别述控制裝置，係使 ^二”道蹤前述活塞往復移動之極限打擊速 加以控制之夏測結果來判斷，將前述馬達之轉速 當使用本發明之第5形態時，前述量測裝置，係量測 别述馬達之驅動電流值， 流值之變化一、fs 裝置㈣視前述驅動電 冑b田則述驅動電流值降低時，判斷已超過前述 極限打擊速度。 *使用本發明之第6形態時，前述控制裝置，係每 :時間將前述驅動電流值加以取樣，由之前不久取樣之驅 值與現在取樣之驅動電流值，來監視前述驅動電流 值之變化。 ▲虽使用本發明之第7形態時，前述控制裝置，係提高 別述馬達轉速而探索極限打擊速度直到超過極限打擊速 度’當超過極限打擊速度時，降低前述馬達之轉速而在到 達極限打擊速度之前不久，持續前述馬達之轉速，當在旋 轉途中再次超過極限打擊速度時，再次補正，不斷地探索 以使打擊速度維持在極限打擊速度附近。 當使用本發明之第8形態時’打擊工具係包括：工具 本體；馬達；活塞’將馬達當作驅動力而往復移動；打擊 元件，與别述活塞之往復移動連動而打擊運動；中間元 件’使前述打擊元件之打擊力傳遞到插設於前述工具^體 尖端之尖端工具上；以及轉速調整裝置，設定前述馬達之 7042-9712-PF 8 200909155 轉速γ以手動操作前述轉速調整裝置。 :使用本發明之第】形態時，藉由控制馬達轉速以使 J 、度長時間接近極限打擊速度’使打擊速度加大到極 ^ 月獲侍—種小型且輕量，同時打擊 能力很優良之高性能打擊工具。 7擎 道極本發明之第2形態時，藉由電流值之變化能知 •限打擊速度，而能控制馬達轉 接近極限打擊速度。 單迷度長時間 當使用本發明之篦q # # 丄、 第3形態時，設置將前述馬達之轉诖 加以設定之轉速調整裝置， 、 要以手動刼作前述轉速調整| 置，能獲得一種低成本且高效率之打擊工且。巧整裝 其他特徵及效果，係、由參_ 加明瞭。 X 〃之。己栽及附圖可更 【實施方式】 第1圖係說明本發明電動工具内部構造 剖面圖。編號1係表示工具本體。其具有：活塞广位縱 具本體内可往復移動且成有底筒I打擊元件，、，在工 地配置在前述活塞2㈣；中間元件4，將 2動自如 2之前後往復移動而與形成在前述活塞2與_則述活塞 間之空氣室SS氣壓變動相連動而打擊運動二件3之 打擊力加以傳遞；以及尖端工具5，透過中7擊兀件3 遞打擊力；這些活塞2、中間元件4及央端：：：4被傳 自如地被收容在壓缸6内。 /、係滑動 7042-9712-PF 9 200909155 係與中間軸M ^方’收容有馬達7,馬達7輪出軸7a 動轉換構件9,心門φ中間軸8，旋轉自如地外裝有運 旋轉。…後I: 轉時，運動轉換構件9也會 係透過擺動轴：來連Γ間轴8外侧之運動轉換構件9 時，該旋轉伟被轉藉此’當運動轉換構件9旋轉 ^轉換成擺動軸10之前後方向擺動運動。 遞到二:馬中達門7:8轉時，該編 9。擺動軸10_ 轉力係被傳遞到運動轉換構件 擺動，π0 運動轉換構#9之旋轉而在前後方向 運動時破轉換成活塞2之往復運動。當活塞2往復 '、4之打擊後方空氣室§的空氣壓力會變 在所以’打擊元件3也會連動而打擊運動且施加打擊力 中間7L件4上，而且，打擊力係透過中間元件4被傳遞 到配置於活塞前部之尖端工纟5 ’以壓抵在水泥或石材等 對象物上之尖端工具5來實施鑽孔或粉碎。 而且，内部機構之詳細雖然被省略，但是，在前述粉 碎電鑽中可選擇尖端工具5 —邊旋轉一邊打擊之旋轉並 打擊模式，或者，尖端工具5不旋轉而僅打擊之打擊模式。 接著，供給電力到前述馬達7之電源電池丨2係被配 置在握把11前方。亦即，在工具本體丨内部，如上所述， 係必須使活塞2、中間元件4及尖端工具5在前後方向上 串接配置，同時，在活塞2後方而且需要使活塞2在前後 方向上往復移動之空間。因此，工具本體1在構造上，前 後方向之長度必須加長。因此，在工具本體1下部會產生 7042-9712-PF 10 200909155 剩餘空間。I此，利用此空間而配置有電源電池12。又， 工具本體1全兩係以工具本體丨後方之馬達7及握把u 等來決定’所以，在工具本體1與電源電池丨2之間會產 生死二間（dead space )，所以，在此只要配置前述馬達 7之控制基板（下述之控制裝置14)即可。藉此，能使工 具整體小型化。 接著，因為前述粉碎電鑽高效高速地實施鑽孔，所 以，在提高馬達7轉速而提高鑽孔速度之階段，空氣室s 内空氣彈簧之平衡會崩潰而鑽孔速度急速降低。相對於 此，以下述之量測裝置13來量測此鑽孔速度降低之極限 打擊速度，藉由控制裝置i 4來控制使馬彡7轉速維持小 於極限打擊速度些許。 亦即，如第2圖所示’可知當提高施加在馬達7 (無 刷馬達）上之施加電壓（曲線c)時，與馬達7轉速概略 成正比地鑽孔速度（曲線a)會上升’但是’前述鑽孔速 度係以極限打擊速度為高峰後而急速降低。前述鑽孔速度 之變化係對應流過無刷馬達7之電流（曲線b)變化，當 超過反轉點P時，鑽孔速度也急速降低。在此，藉由量測 裝置來監視此電流變化，當檢出電流值自上昇狀態改變到 下降狀態時，可判斷馬達轉速已超過極限打擊速度。 第3圖係表示粉碎電鑽之方塊圖。編號丨3係量測裝 置，14係控制裝置’ 25係扳機開關，丨6係電源電池之電 池包，1 7係主開關，1 8係使來自電池包之電壓轉換成以 則述控制裝置14作動之電壓的DC_DC轉換器，丨9係表示

7042-9712-PF 200909155 驅動馬達7之變頻回路。 前述量測裝置13,係量測馬達7驅動電流者，所以， 前述量測裝置13係以電阻元件構成，也可以由前述電阻 元件之端子電壓求出流動在回路之驅動電流。而且，前述 量測裝置13，、係可以使用藉由流動在回路之電流來量測產 生之磁束而求出驅動電流之霍爾元件型電流偵知器等。以 量測裝置1 3測出之量測結果係被輸入控制裝置14。 控制裝置14,係以微處理器來構成，依照常駐於内藏 記憶體之控制程式來監視馬達7之驅動電流。而且，控制 裝置14係將驅動用於控制施加在馬達7定子線圈上之電 壓的開關元件（例如電力電晶體）之驅動訊號加以控制， 而控制馬達7之轉速、作動及停止。 前述馬達7係小型且高性能而能自由控制轉速之無刷 馬達。前述無刷馬達7,係以霍爾偵知器H1〜H3來檢知轉 子之旋轉位置。依據霍爾偵知器H1〜H3之檢出結果，控制 裝置14係使驅動訊號輸出到變頻回路丨9 ,使驅動電流流 到U相、V相及W相之定子線圈c,以產生之磁場來重複 與設於轉子上之永久磁鐵的吸引及反彈而旋轉轉子。無刷 馬達可使用眾所周知者。 前述控制裝置14係依據來自計時回路2〇之計時訊號 t，在每經過單位時間（例如丨秒）時，將流到前述馬達7 之驅動電流加以取樣，由之前不久之取樣驅動電流值與現 在的取樣驅動電流值來監視驅動電流值之變化。 當提高馬達7之轉速時，與馬達7之轉速成比例地活 7042-9712-PF 12 200909155 塞2的往復移動會加速。因為打擊元件3之打擊速度會上 昇’所以’錢孔作業會以高速實施鑽孔。而且，不久打擊 元件3會無法追縱活塞2之動作。如第2圖特性曲線所示， 當鑽孔速度（曲線a)超過極限打擊速度時會急速降低， 此時，打擊會變不良且打擊輪出會降低，施加在馬達之負 荷會降低。因此，驅動電流值（曲線b)纟同樣下降。控 制裝置，係將每單位時間量測之驅動電流值變化加以監 硯，當驅動電流值比之前不久量測之電流值還要低時，判 斷曲線b已超過反轉點P’亦即已超過極限打擊速度。 又，當使用掌握前述粉碎電鑽之極限打擊速度的方法 時，當馬達7驅動電流值比之前不久量測之驅動電流值還 要低時’判定已超過極限打擊速度^使馬達7轉速慢慢降 低，降低直到快接近極限打擊速度而維持—定，藉此，能 以最佳效率之打擊速度來驅動打擊元件3。 而且在第3圖中’編號21係表示當不以量測裝置 13而以手動調整馬達7轉速時㈣之轉速調整裝置，前述 轉速調整裝置21係由打擊速度降低按鍵22、模式切換按 鍵23及顯示按鍵狀態之顯示器24來構成，可設於工具本 體1之侧面等。 〃 接著，依據第4圖之流程圖來說明前述電動工具之作 動態樣。 ~ 當使扳機開關25為0N時（步驟ST1) ’馬達7會旋 轉，開始打擊（步驟ST2)。…之轉迷會上昇，而判 斷是否在極限打擊速度以内正常打擊（是否電流值比之前 7042-9712-PF 13 200909155 不久測得之電流值還要高？）（步驟ST3)。當係正常打 擊（電流值呈上昇狀態）時，前進到步驟ST4，而提高馬 達7轉速。在步驟ST5，再次判斷是否正常打擊，當係正 常打擊時，則回到步驟ST4再提高打擊速度’重^步驟 ST4、5直到變成非正常打擊。 當在步驟ST5變成非正常打擊時（電流值比之前不久 測得之電流值還要低），判定已超過極限打擊速度而前進 到步驟ST6。降低對馬達7之施加電壓而再次每單位時間 量測電流值，藉此，判斷是否正常打擊（之後測得之電流 值是否比之前不久測得之電流值還要高？）（步驟st7)。 當未達正常打擊時，則回到步驟ST6而降低施加在馬達7 上之電壓，再次同樣地判斷是否係正常打擊。重複此步 ’當變成正常打擊時，前進到步驟ST8,判斷扳機開關 是否為0N，當成為on時，則回到步驟ST7，再度判斷是 否係正常打擊，持續打擊直到扳機開關25變成〇ff。 如上所述，當扣引扳機開關2 5而開始打擊時，藉由 控制裝置14提高馬達7轉速直到超過極限打擊速度，可 探索極限打擊速度。當超過極限打擊速度時，降低馬達7 之轉速，使馬達7轉速維持在接近極限打擊速度處，在旋 轉途中，當再次超過極限打擊速度時，再度補正。不斷地 探索穩定打擊，以使尖端工具5打擊速度維持在極限打擊 速度附近。藉由高轉速旋轉來控制馬達7之轉速長時間維 持在極限打擊速度附近，而能使打擊高效率化。而且，藉 由使用無刷馬達7，能使粉碎電鑽小型化且輕量化。 7042-9712-PF 14 200909155 乂 在本實施例中，雖缺且古 p ^ 雄…、具有一邊慢慢提高轉速一邊 探索極限打擊速度之步驟，但 田檢出用預先期望之鑽 孔速度來動作而產生打擊不良時 艮f 或者，好像快要產生打 擊不良時’降低轉速之流程也可以獲得相同之效果。 而且，前述電動工具，係說明過量測馬達7之驅動電 流：自動掌握極限打擊速度，當在快到逹前述極限打擊速 度前穩定馬達7之轉速者。作業者係也可以實際判斷打擊 對象之狀態或尖端工具5之形狀而調整馬達7轉速，或 者’實際作動尖端工具5 ’在產生打擊不良之時點以手動 調整馬達7之旋轉。調整前述馬達7之轉速的轉速調整裝 置21，係由在作業者確認打擊不良時下壓操作之打擊速度 降低按鍵22’或者’用於避免細徑之尖端工具5折斷或水 泥缺損的將打擊迷度降低之模式切換按鍵23等來構成， 也可以設置將前述按鍵之狀態加以顯示的顯示器24。 雖然參照詳細且特定之實施形態來說明過本發明，但 是’不脫離本發明精神與範圍之種種變更或修正，皆屬於 本發明之專利申請範圍。 本申請案’係依據2007年6月5日申請之日本專利 申請（曰本特願2007-149431 )來研發出者，其内容有部 分取材自上述申請案。 【產業上可利用性】 能獲得一種藉由控制馬達轉速以使打擊速度長時間 維持在接近極限打擊速度處，能使打擊速度提高到極限而 能高效率打擊，而且小型輕量化，同時打擊性能極優良之 7042-9712-PF 15 200909155 打擊工具。 【圖式簡單說明】 第1圖係說明本發明電動工具内部構造之重要部位縱 剖面圖。 第2圖係說明對應馬達旋轉之鑽孔速度與驅動電流關 係的曲線圖。 第3圖係前述電動工具之方塊圖。 第4圖係說明前述電動工具作動態樣之流程圖。 【主要元件符號說明】 1 工具本體 2 活塞 3 打擊元件 4 中間元件 5 尖端工具 7 馬達 8 中間轴 9 運動轉換構件 10 擺動軸 11 握把 12 電源電池 13 量測裝置 14 控制裝置 7042-9712-PF 16 200909155 16 電池包 17 主開關 18 DC-DC轉換器 19 變頻回路 20 計時回路 21 轉速調整裝置 22 打擊數降低按鍵 23 模式切換按鍵 24 顯示器 25 扳機開關 7a 輸出軸 S 空氣室 7 042-9712-PF 17

Claims (1)

1. 200909155 十、申請專利範圍： 1· 一種打擊工具，包括： 工具本體； 馬達； 活塞，將馬達當作驅動力而往復移動； 打擊元件，與前述活塞之往復移動連動而打擊運動； 里’則政置，在則述工具本體量測工具之驅動狀態；以 及 控制裝置，控制前述馬達之轉速； 月）述控制裝置係對應前述量測I置之量測結果來控 制前述馬達之轉速。 、曰2·如申請專利範圍第1項所述之打擊工具，其中，前 述里測裝置，係量測前述馬達之驅動電流值， 月！I处控制裝置，係監視前述驅動電流值之變化，當前 述驅動電流值降低時，料低前述馬達的轉逮。 3.如申請專利範圍第2項所述之打擊工具， 前 =裝置，係每單位時間將前述驅動電流值加：取樣， :二久St驅動電流值與現在取樣之驅動電流 值來I視剛述驅動電流值之變化。 4.如申請專利||圍第〗項所述 且包括·· 竽工具，其中，而 述工具本體尖端= = = :打擊力傳遞到插設於前 前述量測裝置，力^、+, 之打擊 在别述工具本體量測打擊元件 7042-9712-PF 18 200909155 狀態； 則述控制裝置，係使前述打擊元件無法追蹤前述活塞 往復移動之極限打擊速度由前述量測裝置之量測結果來 判斷，將前述馬達之轉速加以控制。 5.如申請專利範圍第1項所述之打擊工具，其中，前 述篁測裝置，係量測前述馬達之驅動電流值， 岫述控制裝置係監視前述驅動電流值之變化，當前述 I區動電流值降低時，判斷已超過前述極限打擊速度。 ' 6·如申請專利範圍第5項所述之打擊工具，其中，前 述控制装置，係母單位時間將前述驅動電流值加以取樣， 由之剛不久取樣之驅動電流值與現在取樣之驅動電流 值，來監視前述驅動電流值之變化。 、7.如申睛專利範圍第5項所述之打擊工具，其中，前 述控制裝置’係提高前述馬達轉速而探索極限打擊速度直 超k極限打擊速度，當超過極限打擊速度時，降低前述 (、焉達之轉速而在到達極限打擊速度之前不久，持續前述馬 達之轉速，當在旋轉途中再次超過極限打擊速度時，再次 補正$斷地探索以使打擊速度維持在極限打擊速度附 近。 8.—種打擊工具，包括： 工具本體； 馬達； 活塞，將馬達當作驅動力而往復移動； 打擊元件’與前述活塞之往復移動連動而打擊運動； 7042-9712-pf 19 200909155 中間元件，使前述打擊元件之打擊力傳遞到插設於前 述工具本體尖端之尖端工具上；以及 轉速調整裝置，設定前述馬達之轉速； 以手動操作前述轉速調整裝置。 C 7042-9712-PF 20