Электрический инструмент - RU2529434C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к ручному электроприводному инструменту, который выполняет заданную работу на заготовке посредством приводимого во вращательное движение рабочего органа инструмента, и более конкретно, к технологии уменьшения вероятности разворачивания корпуса инструмента при непреднамеренной блокировке рабочего органа инструмента.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Открытая японская патентная публикация No. 2002-156010 раскрывает приводной инструмент, имеющий предохранительную муфту, использующую планетарный зубчатый механизм. В этом приводном инструменте, внешний кольцевой элемент в планетарном зубчатом механизме запрессован и удерживается посредством контактного элемента, образованного тормозной колодкой. Когда рабочий орган инструмента непреднамеренно блокируется во время процесса сверления, внешний кольцевой элемент, удерживаемый контактным элементом, расцепляется, таким образом, реактивная сила крутящего момента больше не действует на корпус инструмента, и корпус инструмента предохранен от разворачивания.

С предохранительной муфтой, использующей планетарный зубчатый механизм, однако, уменьшение размера приводного инструмента является затруднительным.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, целью настоящего изобретения является осуществление уменьшения размера механизма для предотвращения разворачивания корпуса инструмента, когда рабочий орган инструмента блокируется, в приводном инструменте.

СРЕДСТВА ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛИ

Вышеописанная проблема решена в соответствии с настоящим изобретением. Приводной инструмент в соответствии с настоящим изобретением имеет корпус инструмента, электродвигатель, размещенный в корпусе инструмента, и часть для захвата, предназначенную для держания пользователем, и выполнен в качестве ручного приводного инструмента, который выполняет заданную работу на заготовке посредством рабочего органа инструмента, приводимого во вращательное движение посредством электродвигателя. Более того, "приводной инструмент" в настоящем изобретении, обычно представляет собой электрический перфоратор, который выполняет процесс сверления на заготовке, по меньшей мере, посредством вращения рабочего органа инструмента, но он также включает шлифовальный/полировальный инструмент, такой как электрическая радиально-шлифовальная машина, которая выполняет процесс шлифования или полирования на заготовке посредством вращения рабочего органа инструмента, или ротационную резальную машину, такую как дисковая пила для резания заготовки.

В настоящем изобретении приводной инструмент имеет муфту, которая передает крутящий момент и прерывает передачу крутящего момента между электродвигателем и рабочим органом инструмента, бесконтактный датчик крутящего момента, который определяет крутящий момент, действующий на рабочий орган инструмента во время работы без контакта с осью вращения, вращающейся вместе с рабочим органом инструмента, и систему управления муфтой, которая управляет соединением и отсоединением муфты в соответствии со значением крутящего момента, определенным бесконтактным датчиком крутящего момента. Более того, "бесконтактный датчик крутящего момента" в настоящем изобретении обычно представляет собой магнитострикционный датчик крутящего момента, использующий магнитострикционный эффект, в котором магнитная проницаемость оси вращения изменяется в соответствии с крутящим моментом, но он также включает любой датчик крутящего момента, который может определять крутящий момент, действующий на ось вращения без контакта с ней. "Муфта" в настоящем изобретении обычно представляет собой электромагнитную муфту, которая соединяется и отсоединяется посредством использования электромагнитной силы.

Приводной инструмент в соответствии с настоящим изобретением обеспечен бесконтактным датчиком крутящего момента, который определяет крутящий момент, действующий на рабочий орган инструмента, и выполнен таким образом, что система управления муфтой управляет соединением и отсоединением муфты в соответствии со значением крутящего момента, определенным бесконтактным датчиком крутящего момента. Следовательно, когда рабочий орган инструмента непреднамеренно блокируется во время работы, система управления муфтой отсоединяет муфту в соответствии со значением крутящего момента, определенным бесконтактным датчиком крутящего момента, и прерывает передачу крутящего момента. Таким образом, корпус инструмента может предохраняться от разворачивания реактивной силой крутящего момента, которая действует на корпус инструмента. Более того, в настоящем изобретении, посредством обеспечения конструкции, в которой используются бесконтактный датчик крутящего момента и муфта в качестве механизма для предотвращения разворачивания корпуса инструмента, может быть осуществлено уменьшение размера механизма, по сравнению с традиционной системой, использующей планетарный зубчатый механизм. Более того, в настоящем изобретении, посредством обеспечения конструкции, в которой крутящий момент рабочего органа инструмента определяется бесконтактным датчиком крутящего момента, значение крутящего момента для определения момента отсоединения муфты может быть произвольно и легко изменено.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления приводного инструмента настоящего изобретения, система управления муфтой прерывает передачу крутящего момента посредством отсоединения муфты, когда значение крутящего момента, определенное бесконтактным датчиком крутящего момента, превышает обозначенное значение крутящего момента. В соответствии с настоящим изобретением, когда значение крутящего момента, действующее на рабочий орган инструмента, превышает обозначенное значение крутящего момента вследствие непреднамеренной блокировки рабочего органа инструмента, система управления муфтой прерывает передачу крутящего момента посредством отсоединения муфты, таким образом может быть исключено разворачивание корпуса инструмента.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления приводного инструмента настоящего изобретения, значение крутящего момента, которое задается для определения момента отсоединения муфты, может быть изменено посредством ручной операции пользователя. С такой конструкцией, пользователь может произвольно изменять значение крутящего момента в соответствии с условиями работы, таким образом, она является рациональной.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления приводного инструмента настоящего изобретения, система управления муфтой прерывает передачу крутящего момента посредством отсоединения муфты, когда система управления муфтой определяет, что значение крутящего момента, определенное бесконтактным датчиком крутящего момента, неожиданно увеличилось. В соответствии с настоящим изобретением, когда значение крутящего момента, действующее на рабочий орган инструмента быстро увеличивается вследствие непреднамеренной блокировки рабочего органа инструмента, система управления муфтой прерывает передачу крутящего момента посредством отсоединения муфты, таким образом может быть исключено разворачивание корпуса инструмента. В этом случае, образ "определения того, чтобы значение крутящего момента неожиданно увеличилось", предположительно, включает образ мониторинга определенного среднего значения крутящего момента и определения неожиданного увеличения посредством скорости увеличения относительно среднего значения, и образ определения неожиданного увеличения посредством скорости увеличения значения крутящего момента за единицу времени.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления приводного инструмента настоящего изобретения, механический ограничитель крутящего момента для предотвращения перегрузки на рабочем органе инструмента дополнительно расположен на пути передачи крутящего момента между электродвигателем и рабочим органом инструмента. Посредством обеспечения такого механического ограничителя крутящего момента, составные части системы передачи крутящего момента, включая рабочий орган инструмента и электродвигатель, могут быть защищены от повреждения, вызванного перегрузкой.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления приводного инструмента настоящего изобретения, бесконтактный датчик крутящего момента может быть отключен. Способ, которым "бесконтактный датчик крутящего момента может быть отключен" в настоящем изобретении представляет собой, например, способ, которым функция самого бесконтактного датчика крутящего момента может быть отключена, или способ, которым значение крутящего момента может изменяться (регулироваться) посредством бесконтактного датчика крутящего момента, и отрегулированное значение крутящего момента задается таким образом, чтобы быть больше, чем максимальное передаточное значение крутящего момента механического ограничителя крутящего момента. С такой конструкцией, работа может выполняться после того, как бесконтактный датчик крутящего момента отключен, если необходимо.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления приводного инструмента настоящего изобретения максимальное передаточное значение крутящего момента механического ограничителя крутящего момента больше, чем значение крутящего момента для определения момента отсоединения муфты. С такой конструкцией, когда муфта не отсоединена, хотя рабочий орган инструмента заблокирован, передача крутящего момента может быть прервана посредством механического ограничителя крутящего момента.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления приводного инструмента настоящего изобретения, рабочий орган инструмента выполняет процесс бурения на заготовке посредством поступательного движения в его осевом направлении и вращения вокруг его оси. Более того, бесконтактный датчик крутящего момента расположен на промежуточном валу, размещенном между приводным валом, приводящимся в движение посредством электродвигателя, и конечным выходным валом, на котором смонтирован рабочий орган инструмента. "Приводной вал" в настоящем изобретении представляет собой выходной вал электродвигателя, а "конечный выходной вал" представляет собой инструментодержатель, который удерживает с возможностью отсоединения рабочий орган инструмента.

В соответствии с настоящим изобретением, в перфораторе, в котором рабочий орган инструмента линейно перемещается в его осевом направлении и вращается вокруг его оси, бесконтактный датчик крутящего момента расположен на промежуточном валу. С такой конструкцией, пространственно или конструктивно рациональная конструкция может быть обеспечена, по сравнению с конструкцией, в которой бесконтактный датчик крутящего момента расположен на приводном валу или выходном валу.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления приводного инструмента настоящего изобретения, множество промежуточных валов обеспечено между приводным валом и конечным выходным валом, и бесконтактный датчик крутящего момента и муфта расположены на разных промежуточных валах. С такой конструкцией, в которой определение крутящего момента и передача/прерывание крутящего момента выполняются на разных промежуточных валах, размер промежуточных валов может быть рационально уменьшен в осевом направлении.

ЭФФЕКТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением, может быть достигнута вышеописанная цель. Другие цели, элементы и преимущества настоящего изобретения будут легко понятыми после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с прилагаемыми чертежами и формулой изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

ФИГ.1 представляет собой продольный разрез, показывающий всю конструкцию перфоратора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

ФИГ.2 представляет собой увеличенный продольный разрез, показывающий основную часть перфоратора в соответствии с настоящим изобретением.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Каждый из дополнительных элементов и этапов способа, раскрытых выше и ниже, может использоваться по отдельности или в сочетании с другими элементами и этапами способа для обеспечения усовершенствованных электроприводных инструментов и устройств, использующихся в них. Теперь будут подробно описаны со ссылкой на чертежи характерные примеры настоящего изобретения, в которых использованы многие из этих дополнительных элементов и этапов способа в сочетании. Настоящее подробное описание предназначено только для разъяснения специалисту в данной области дополнительных подробностей осуществления предпочтительных аспектов идей настоящего изобретения и не предназначено для ограничения объема изобретения. Только формула изобретения определяет объем изобретения, описанного в заявке. Следовательно, комбинации элементов и этапов, раскрытых в нижеследующем подробном описании, могут являться необязательными для осуществления изобретения в самом широком смысле, а вместо того показаны только для конкретного описания некоторых характерных примеров изобретения, подробное описание которого теперь будет дано со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Вариант осуществления настоящего изобретения теперь описывается со ссылкой на ФИГ.1 и 2. В этом варианте осуществления, электрический перфоратор объясняется в качестве характерного примера приводного инструмента. Как показано на ФИГ.1 и 2, перфоратор 101 в соответствии с этим вариантом осуществления главным образом включает в себя корпус 103, который образует внешнюю оболочку перфоратора 101, рабочий орган 119 перфоратора, разъемно соединенный с областью переднего конца (слева, как видно на ФИГ.1) корпуса 103 посредством полого инструментодержателя 137, и рукоятку 109, предназначенную для держания пользователем и соединенную с корпусом 103 на стороне, противоположной рабочему органу 119 перфоратора. Рабочий орган 119 перфоратора закрепляется инструментодержателем 137 таким образом, что он имеет возможность линейно перемещаться относительно инструментодержателя в его осевом направлении. Корпус 103, рабочий орган 119 перфоратора и рукоятка 109 представляют собой элементы, которые надлежащим образом соответствуют «корпусу инструмента», «рабочему органу инструмента» и «части для захвата» в соответствии с настоящим изобретением. В этом варианте осуществления, с целью удобства объяснения часть с рабочим органом 119 перфоратора взята в качестве передней, а часть с рукояткой 109 - в качестве задней.

Корпус 103 включает в себя корпус 105 электродвигателя, который размещает приводной электродвигатель 111, и корпус 107 зубчатых передач, который размещает механизм 113 преобразования движения, ударный механизм 115 и механизм 117 передачи мощности. Приводной электродвигатель 111 расположен таким образом, что его ось вращения проходит в вертикальном направлении (вертикально, как видно на ФИГ.1), по существу, перпендикулярном относительно продольного направления корпуса 103 (осевого направления рабочего органа 119 перфоратора). Механизм 113 преобразования движения соответствующим образом преобразует крутящий момент приводного электродвигателя 111 в поступательное движение и затем передает его на ударный механизм 115. Затем, ударяющая нагрузка создается в осевом направлении рабочего органа 119 перфоратора (горизонтальном направлении, как видно на ФИГ.1) посредством ударного механизма 115. Более того, механизм 117 передачи мощности соответствующим образом уменьшает скорость крутящего момента приводного электродвигателя 111 и передает ее на рабочий орган 119 перфоратора посредством инструментодержателя 137, таким образом рабочий орган 119 перфоратора побуждается вращаться в его окружном направлении. Приводной электродвигатель 111 приводится в движение, когда пользователь нажимает на пусковое устройство 109a, расположенное на рукоятке 109.

Как показано на ФИГ.2, механизм 113 преобразования движения главным образом включает в себя первое ведущее зубчатое колесо 121, которое образовано на выходном валу (вращающемся валу) 111а приводного электродвигателя 111 и побуждается вращаться в горизонтальной плоскости, ведомое зубчатое колесо 123, которое зацепляется с первым ведущим зубчатым колесом 121, кривошипный вал 122, к которому прикреплено ведомое зубчатое колесо 123, кривошипный диск 125, который побуждается вращаться в горизонтальной плоскости вместе с кривошипным валом 122, шатун, который свободно соединен с кривошипным диском 125 посредством эксцентрикового вала 126, и приводной элемент в виде поршня 129, который смонтирован на шатуне 127 посредством соединительного вала 128. Выходной вал 111а приводного электродвигателя 111 и кривошипный вал 122 расположены параллельно относительно друг друга. Кривошипный вал 122, кривошипный диск 125, эксцентриковый вал 126, шатун 127 и поршень 129 образуют кривошипно-шатунный механизм. Поршень 129 расположен с возможностью скольжения в цилиндре 141. Когда приводной электродвигатель 111 приводится в действие, поршень 129 побуждается линейно перемещаться в осевом направлении рабочего органа 119 перфоратора внутри цилиндра 141.

Ударный механизм 115 главным образом включает в себя ударный элемент в виде ударника 143, размещенного с возможностью скольжения в отверстии цилиндра 141, и промежуточный элемент в виде ударного стержня 145, который расположен с возможностью скольжения внутри инструментодержателя 137 и служит для передачи кинетической энергии ударника 143 рабочему органу 119 перфоратора. Воздушная камера 141а образована между поршнем 129 и ударником 143 в цилиндре 141. Ударник 143 приводится в движение благодаря флуктуациям давления (действию пневмопружины) воздушной камеры 141а цилиндра 141 при скольжении поршня 129. Затем ударник 143 сталкивается (ударяет) с ударным стержнем 145, который расположен с возможностью скольжения в инструментодержателе 137. В результате, ударная сила, созданная посредством столкновения, передается на рабочий орган 119 перфоратора посредством ударного стержня 145.

Механизм 117 передачи мощности, главным образом, включает в себя второе ведущее зубчатое колесо 131, первое промежуточное зубчатое колесо 132, первый промежуточный вал 133, электромагнитную муфту 134, второе промежуточное зубчатое колесо 135, второй промежуточный вал 136, механический ограничитель 147 крутящего момента, малое коническое зубчатое колесо 138 и большое коническое зубчатое колесо 139. Второе ведущее зубчатое колесо 131 прикреплено к выходному валу 111a приводного электродвигателя 111 и побуждается вращаться в горизонтальной плоскости вместе с первым ведущим зубчатым колесом 121. Первый и второй промежуточные валы 133, 136 расположены параллельно относительно выходного вала 111а. Первое промежуточное зубчатое колесо 132 смонтировано на первом промежуточном валу 133 таким образом, что оно может вращаться относительно первого промежуточного вала, и постоянно зацепляется со вторым ведущим зубчатым колесом 131. Выходной вал 111а представляет собой элемент, который соответствует «приводному валу» в соответствии с настоящим изобретением.

Электромагнитная муфта 134 закреплена на первом промежуточном валу 133 таким образом, что она является противоположной относительно первого промежуточного зубчатого колеса 132 в продольном направлении. Более того, электромагнитная муфта 134 соединяется с или отсоединяется от первого промежуточного зубчатого колеса 132 посредством пропускания или прерывания электрического тока на электромагнит под действием электрических сигналов от контроллера 157, который описывается ниже. Крутящий момент приводного электродвигателя 111 передается на первый промежуточный вал 133, когда электромагнитная муфта 134 соединена с первым промежуточным зубчатым колесом 132, тогда как передача крутящего момента прерывается, когда электромагнитная муфта 134 отсоединена от первого промежуточного зубчатого колеса 132. Более того, электромагнитная муфта 134 может быть соединена с первым промежуточным зубчатым колесом 132 посредством силы трения, посредством сцепления или посредством использования цилиндрической винтовой пружины. Более того, второе промежуточное зубчатое колесо 135 закреплено на первом промежуточном валу 133 и вращается вместе с электромагнитной муфтой 134. Крутящий момент второго промежуточного зубчатого колеса 135 передается на второй промежуточный вал 136 посредством механического ограничителя 147 крутящего момента.

Механический ограничитель 147 крутящего момента предусмотрен в качестве защитного устройства от перегрузки на рабочем органе 119 перфоратора и прерывает передачу крутящего момента на рабочий орган 119 перфоратора, когда чрезмерный крутящий момент, превышающий заданное значение (в дальнейшем называемое максимальным передаточным значением крутящего момента), прикладывается к рабочему органу 119 перфоратора. Механический ограничитель 147 крутящего момента соосно смонтирован на втором промежуточном валу 136.

Механический ограничитель 147 крутящего момента включает в себя элемент 148 ведущей стороны, имеющий зубчатое колесо, которое зацепляется со вторым промежуточным зубчатым колесом 135, и полый элемент 149 ведомой стороны, который свободно посажен на втором промежуточном валу 136. Более того, на одной концевой части (нижней концевой части, как видно на ФИГ.2) элемента 149 ведомой стороны в его продольном направлении, зубья 149а и 136а, образованные на элементе 149 ведомой стороны и втором промежуточном валу 136, зацепляются друг с другом. С такой конструкцией, механический ограничитель 147 крутящего момента и второй промежуточный вал 136 побуждаются вращаться вместе. Хотя конкретно не показано, когда крутящий момент, прикладываемый ко второму промежуточному валу 136, (который соответствует крутящему моменту, прикладываемому к рабочему органу 119 перфоратора), меньше, чем или равен максимальному передаточному значению крутящего момента, которое задается пружиной 147а, крутящий момент передается между элементом 148 ведущей стороны и элементом 149 ведомой стороны. Однако, когда крутящий момент, прикладываемый ко второму промежуточному валу 136, превышает максимальное передаточное значение крутящего момента, передача крутящего момента между элементом 148 ведущей стороны и элементом 149 ведомой стороны прерывается.

Более того, крутящий момент второго промежуточного вала 136 передается от малого конического зубчатого колеса 138, которое выполнено в виде одного целого со вторым промежуточным валом 136, на большое коническое зубчатое колесо 139, которое вращается в вертикальной плоскости в зацеплении с малым коническим зубчатым колесом 138. Кроме того, крутящий момент большого конического зубчатого колеса 139 передается на рабочий орган 119 перфоратора посредством инструментодержателя 137, соединенного с большим коническим зубчатым колесом 139. Инструментодержатель 137 представляет собой элемент, который соответствует «конечному выходному валу» в соответствии с настоящим изобретением.

Магнитострикционный датчик 151 крутящего момента смонтирован в механизме 117 передачи мощности и служит для определения крутящего момента, действующего на рабочий орган 119 перфоратора во время работы. Магнитострикционный датчик 151 крутящего момента представляет собой элемент, который соответствует «бесконтактному датчику крутящего момента» в соответствии с настоящим изобретением. Магнитострикционный датчик 151 крутящего момента смонтирован таким образом, чтобы определять крутящий момент, действующий на элемент 149 ведомой стороны механического ограничителя 147 крутящего момента, в механизме 117 передачи мощности. Магнитострикционный датчик 151 крутящего момента имеет катушку 153 возбуждения и приемную катушку 155 вокруг наклонной канавки, образованной на внешней периферии определяющего крутящий момент вала в виде элемента 149 ведомой стороны. Изменение в магнитной проницаемости наклонной канавки элемента 149 ведомой стороны, которое вызывается, когда поворачивается элемент 149 ведомой стороны, определяется как изменение напряжения посредством приемной катушки 155. Затем крутящий момент получается из определенного изменения напряжения. Элемент 149 ведомой стороны представляет собой элемент, который соответствует «оси вращения» в соответствии с настоящим изобретением.

Крутящий момент, определенный магнитострикционным датчиком 151 крутящего момента, выдается на контроллер 157. Когда определенное значение крутящего момента, выданное от магнитострикционного датчика 151 крутящего момента, превышает обозначенное значение крутящего момента, контроллер 157 выдает сигнал управления на электромагнитную муфту 134 для отсоединения электромагнитной муфты 134 от первого промежуточного зубчатого колеса 132. Хотя не показано, что касается обозначенного крутящего момента, при котором контроллер 157 выполняет отсоединение электромагнитной муфты 134, пользователь может произвольно изменять (регулировать) обозначенный крутящий момент посредством внешнего управления средством для регулирования крутящего момента (например, круговая шкала) пальцами. Более того, обозначенный крутящий момент, регулируемый с помощью средства для регулирования крутящего момента, ограничен в пределах диапазона, меньшего, чем максимальное передаточное значение крутящего момента, заданное пружиной 147а механического ограничителя 147 крутящего момента. Контроллер 157 представляет собой элемент, который соответствует «устройству управления муфтой» в соответствии с настоящим изобретением.

В перфораторе 101, выполненном, как описано выше, когда пользователь удерживает рукоятку 109 и нажимает на пусковое устройство 109a для приведения в действие приводного электродвигателя 111, поршень 129 побуждается линейно скользить внутри цилиндра 141 посредством механизма 113 преобразования движения главным образом, включающего в себя кривошипно-шатунный механизм. Посредством этого скольжения, ударник 143 побуждается линейно перемещаться внутри цилиндра 141 посредством флуктуаций давления воздуха или действия пневмопружины в воздушной камере 141а цилиндра 141. Затем ударник 143 сталкивается с ударным стержнем 145, таким образом кинетическая энергия, вызванная этим столкновением, передается на рабочий орган 119 перфоратора.

Крутящий момент приводного электродвигателя 111 передается на инструментодержатель 137 посредством механизма 117 передачи мощности. Таким образом, инструментодержатель 137 приводится во вращательное движение в вертикальной плоскости, и рабочий орган 119 перфоратора вращается вместе с инструментодержателем 137. Таким образом, рабочий орган 119 перфоратора осуществляет ударяющее движение в его осевом направлении и движение сверления в его окружном направлении, таким образом на заготовке (бетоне) осуществляется процесс бурения (процесс сверления с долблением).

Более того, перфоратор 101 в соответствии с этим вариантом осуществления может переключаться не только в вышеописанный режим ударного сверления, в котором рабочий орган 119 перфоратора побуждается осуществлять ударяющее движение и движение сверления в окружном направлении, но и в режим сверления, в котором рабочий орган 119 перфоратора побуждается осуществлять только движение сверления, или режим отбойного молотка, в котором рабочий орган 119 перфоратора побуждается осуществлять только ударяющее движение. Однако, механизм переключения режимов непосредственно не относится к настоящему изобретению и, следовательно, его описание опущено.

Во время вышеописанного процесса бурения, магнитострикционный датчик 151 крутящего момента определяет крутящий момент, действующий на элемент 149 ведомой стороны механического ограничителя 147 крутящего момента и выдает его на контроллер 157. Когда рабочий орган 119 перфоратора непреднамеренно блокируется по какой бы то ни было причине, и значение крутящего момента, выдаваемое с магнитострикционного датчика 151 крутящего момента на контроллер 157, превышает обозначенное значение крутящего момента, заданное пользователем заранее, контроллер 157 выдает электрический сигнал для отсоединения электромагнитной муфты 134. Следовательно, электрический ток пропускает на электромагнит электромагнитной муфты 134, и электромагнитная муфта 134 отсоединяется от первого промежуточного зубчатого колеса 132, таким образом передача крутящего момента от приводного электродвигателя 111 на рабочий орган 119 перфоратора прерывается. Таким образом, корпус инструмента может предохраняться от разворачивания реактивной силой крутящего момента, действующей на корпус 103 вследствие блокировки рабочего органа 119 перфоратора.

Как описано выше, в соответствии с этим вариантом осуществления, обозначенное значение крутящего момента, которое может передаваться электромагнитной муфтой 134, или при котором передача крутящего момента прерывается, может произвольно устанавливаться пользователем, таким образом обозначенное значение крутящего момента может регулироваться при использовании в соответствии с условиями работы. Следовательно, вероятность того, что корпус инструмента может разворачиваться при непреднамеренной блокировки рабочего органа 119 перфоратора может быть уменьшена. В этом случае, может быть выполнено таким образом, что обозначенное значение крутящего момента электромагнитной муфты 134 может регулироваться в пределах диапазона, меньшего, чем максимальное передаточное значение крутящего момента механического ограничителя 147 крутящего момента, или может регулироваться в диапазоне, включающем в себя максимальное передаточное значение крутящего момента механического ограничителя 147 крутящего момента.

Когда выполнено таким образом, что обозначенное значение крутящего момента электромагнитной муфты 134 может регулироваться в диапазоне, включающем в себя максимальное передаточное значение крутящего момента механического ограничителя 147 крутящего момента, магнитострикционный датчик 151 крутящего момента может быть отключен посредством регулирования обозначенного значения крутящего момента электромагнитной муфты 134 таким образом, чтобы быть больше, чем максимальное передаточное значение крутящего момента механического ограничителя 147 крутящего момента. Отключение магнитострикционного датчика 151 крутящего момента также может осуществляться, например, посредством прерывания электрического соединения между магнитострикционным датчиком 151 крутящего момента и электромагнитной муфтой 134 посредством операции переключения.

Более того, в этом варианте осуществления, когда значение крутящего момента, определенное магнитострикционным датчиком 151 крутящего момента, превышает обозначенное значение крутящего момента, электромагнитная муфта 134 отсоединяется от первого промежуточного зубчатого колеса 132, таким образом передача крутящего момента прерывается. Однако, например, также является возможным, что пользователь может задавать обозначенное значение крутящего момента относительно высоким и осуществляет работу в состоянии готовности к блокировке рабочего органа 119 перфоратора. Следовательно, для того, чтобы справиться с таким состоянием, контроллер 157 может быть предназначен и выполнен для осуществления отсоединения электромагнитной муфты 134 от первого промежуточного зубчатого колеса 132, когда контроллер 157 определяет ненормальное увеличение крутящего момента посредством мониторинга среднего значения крутящего момента, выдаваемого с магнитострикционного датчика 151 крутящего момента, или он определяет ненормальное увеличение крутящего момента посредством скорости увеличения значения крутящего момента за единицу времени. С такой конструкцией, когда рабочий орган 119 перфоратора непреднамеренно блокируется, передача крутящего момента может быть надежно прервана посредством электромагнитной муфты 134. В этом случае, также может быть выполнено таким образом, что скорость неожиданного увеличения крутящего момента может контролироваться.

Более того, в этом варианте осуществления, электромагнитная муфта 134 расположена на пути передачи крутящего момента рабочего органа 119 перфоратора или расположена в механизме 117 передачи мощности, образованном независимо от механизма 113 преобразования движения, который служит в качестве пути передачи мощности для ударного движения рабочего органа 119 перфоратора. С такой конструкцией, в перфораторе 101, электромагнитная муфта 134 также может служить в качестве переключающей режим работы муфты, когда режим работы переключается между режимом ударного сверления, в котором рабочий орган 119 перфоратора побуждается выполнять поступательное движение и вращение, и режимом отбойного молотка, в котором рабочий орган 119 перфоратора побуждается выполнять только поступательное движение.

Более того, в перфораторе 101 этого варианта осуществления, магнитострикционный датчик 151 крутящего момента расположен на промежуточном валу на пути передачи крутящего момента рабочего органа 119 перфоратора, или конкретно, на элементе 149 ведомой стороны механического ограничителя 147 крутящего момента. С такой конструкцией, пространственно или конструктивно рациональная конструкция может быть обеспечена, по сравнению с конструкцией, в которой магнитострикционный датчик 151 крутящего момента расположен на приводном валу в виде выходного вала 111а приводного электродвигателя 111 или на конечном выходном валу в виде инструментодержателя 137.

Более того, в этом варианте осуществления, магнитострикционный датчик 151 крутящего момента описан в качестве характерного примера бесконтактного датчика крутящего момента, но настоящее изобретение не ограничено на этом и также может применяться для других датчиков крутящего момента, способных определять крутящий момент без контакта с определяющим крутящий момент валом в виде оси вращения.

Более того, в этом варианте осуществления, датчик крутящего момента расположен на элементе 149 ведомой стороны механического ограничителя 147 крутящего момента, но датчик крутящего момента может быть расположен в любом месте на пути передачи крутящего момента.

Более того, в этом варианте осуществления, электрический перфоратор описан в качестве характерного примера приводного инструмента, но настоящее изобретение также может быть применено для приводных инструментов, отличных от электрического отбойного молотка, таких как электрическая радиально-шлифовальная машина для использования в операции шлифования или полирования, и ротационная резальная машина, такая как дисковая пила для резания заготовки.

С точки зрения вышеописанного изобретения, обеспечены следующие аспекты.

Аспект 1:

"Бесконтактный датчик крутящего момента определяет крутящий момент, действующий на элемент ведомой стороны механического ограничителя крутящего момента".

Аспект 2:

"Муфта содержит электромагнитную муфту, которая служит для передачи крутящего момента и прерывания передачи крутящего момента посредством пропускания и прерывания электрического тока на электромагнит".

Аспект 3:

"В Аспекте 2, электромагнитная муфта передает крутящий момент промежуточного зубчатого колеса на рабочий орган инструмента посредством соединения с промежуточным зубчатым колесом, которое зацепляется с ведущим зубчатым колесом, приводимым в движение посредством электродвигателя, и прерывает передачу крутящего момента посредством отсоединения от промежуточного зубчатого колеса".

ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

101 - перфоратор (приводной инструмент)

103 - корпус (корпус инструмента)

105 - корпус электродвигателя

107 - корпус зубчатых передач

109 - рукоятка (часть для захвата)

109a - пусковое устройство

111 - приводной электродвигатель (электродвигатель)

111а - выходной вал

113 - механизм преобразования движения

115 - ударный механизм

117 - механизм передачи мощности

119 - рабочий орган перфоратора (рабочий орган инструмента)

121 - первое ведущее зубчатое колесо

122 - кривошипный вал

123 - ведомое зубчатое колесо

125 - кривошипный диск

126 - эксцентриковый вал

127 - шатун

128 - соединительный вал

129 - поршень (приводной элемент)

131 - второе ведущее зубчатое колесо

132 - первое промежуточное зубчатое колесо

133 - первый промежуточный вал

134 - электромагнитная муфта (муфта)

135 - второе промежуточное зубчатое колесо

136 - второй промежуточный вал

136a - зубья

137 - инструментодержатель

138 - малое коническое зубчатое колесо

139 - большое коническое зубчатое колесо

141 - цилиндр

141a - воздушная камера

143 - ударник (ударный элемент)

145 - ударный стержень (промежуточный элемент)

147 - механический ограничитель крутящего момента

147a - пружина

148 - элемент ведущей стороны

149 - элемент ведомой стороны (ось вращения)

149a - зубья

151 - магнитострикционный датчик крутящего момента

153 - катушка возбуждения

155 - приемная катушка

157 - контроллер (система управления муфтой)

Реферат

Изобретение относится к ручному приводному инструменту. Инструмент содержит корпус, электродвигатель, размещенный в корпусе, муфту, бесконтактный датчик крутящего момента, систему управления муфтой и механический ограничитель крутящего момента. Муфта предназначена для передачи крутящего момента и прерывания передачи крутящего момента между электродвигателем и рабочим органом инструмента. Бесконтактный датчик крутящего момента предназначен для определения крутящего момента, действующего на рабочий орган инструмента во время работы. Система управления муфтой предназначена для управления соединением и отсоединением муфты в соответствии со значением крутящего момента, определенным бесконтактным датчиком крутящего момента. Механический ограничитель крутящего момента предназначен для предотвращения перегрузки на рабочем органе инструмента и расположен на пути передачи крутящего момента между электродвигателем и рабочим органом инструмента. В результате обеспечивается защита конструктивных элементов инструмента, осуществляющих передачу крутящего момента, от перегрузки. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула