DE102017123174A1

DE102017123174A1 - Elektrisches Kraftwerkzeug und Verfahren zum Steuern einer Drehzahl eines Motors in einem elektrischen Kraftwerkzeug

Info

Publication number: DE102017123174A1
Application number: DE102017123174.9A
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Ichikawa; Hirokatsu Yamamoto; Ryo Umemoto; Kunihisa Shima
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2018-04-12
Also published as: US10780563B2; US20180099394A1; CN207888584U; JP2018058187A; JP6981744B2

Abstract

Ein elektrisches Kraftwerkzeug (2) gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen Hauptkörper (10), einen Motor (8), einen Werkzeughalter (6), der zum Halten eines Werkzeugbits (4) konfiguriert ist, einen Hammer (30), einen Bewegungsumwandlungsmechanismus (20), einen Drehungsübertragungsmechanismus (40), einen ersten Lastdetektor (80, 74), einen zweiten Lastdetektor (94, 92) und eine Motorsteuerung (70) auf. Der erste Lastdetektor (80, 74) erfasst basierend auf einer Information, die einen Antriebszustand des Motors (8) anzeigt, eine Last, die von einem Werkstück auf das Werkzeugbit (4) beaufschlagt wird. Der zweite Lastdetektor (94, 92) erfasst basierend auf einer Information, die das Verhalten des Hauptkörpers (10) anzeigt, eine Last, die von dem Werkstück auf das Werkzeugbit (4) beaufschlagt wird. Die Motorsteuerung (70) setzt eine obere Grenze einer Drehzahl des Motors (8) an einer vorbestimmten Nicht-Lastdrehzahl in Antwort darauf, dass eine Nicht-Last auf das Werkzeugbit (4) durch sowohl den ersten Lastdetektor als auch den zweiten Lastdetektor erfasst wird, fest.

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein elektrisches Kraftwerkzeug.
Der Bohrhammer, der in der Veröffentlichung der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2008-178935 offenbart ist, ist dazu konfiguriert, eine sogenannte Soft-No-Load-Steuerung (Soft-Nicht-Last-Steuerung) auszuführen. Unter einer Soft-No-Load-Steuerung wird, wenn ein Werkzeugbit, wie beispielsweise ein Hammerbit, außer Kontakt mit einem Werkstück ist und eine Last dem Werkzeugbit nicht beaufschlagt wird (d.h. das Werkzeugbit wird mit einer Nicht-Last beaufschlagt), ein Motor mit einer geringen Drehzahl unabhängig eines Steuerbefehls eines Benutzers gedreht.
Zum Ausführen einer solchen Soft-No-Load-Steuerung muss erfasst werden, ob ein Werkzeugbit unter Lastbedingungen ist. Des Weiteren wird normalerweise zum Erfassen einer Last, die dem Werkzeugbit beaufschlagt wird, wie in der oben beschriebenen Veröffentlichung offenbart, ein Strom, der durch den Motor fließt, verwendet.
Genauer gesagt, wenn ein Stromwert, der durch den Motor fließt, einen vorbestimmten Wert erreicht, bestimmt der Bohrhammer, dass das Werkzeugbit (Bitspitze) unter Lastbedingungen ist und erhöht die Drehzahl des Motors von einer niedrigen Drehzahl, die vorgegeben ist, wenn das Werkzeugbit unter Nicht-Lastbedingungen ist.
Allerdings steigt, wenn der Antriebsmodus des Bohrhammers in dem Hammermodus festgelegt ist, bei welchem das Werkzeugbit nicht gedreht wird, sondern nur zum Ausführen eines Hammervorganges veranlasst wird, und das Werkzeugbit unter Lastbedingungen ist, der Strom nicht stark an.
Aus diesem Grund kann in dem Hammermodus eine Last auf das Werkzeugbit aufgrund des Hämmerns nicht erfasst werden, und der Motor kann nicht mit einer hohen Drehzahl zum Hämmern in einigen Fällen gedreht werden.
Es ist daher bevorzugt, eine Last, die von einem Werkstück einem Werkzeugbit aufgebracht wird, zu erfassen und eine Drehzahl des Motors zu erhöhen, wenn ein elektrisches Kraftwerkzeug in einem Hammermodus betrieben wird, bei welchem das elektrische Kraftwerkzeug nur einen Hammervorgang ausführt.
Die oben genannte Aufgabe wird durch ein elektrisches Kraftwerkzeug nach Anspruch 1 oder ein Verfahren nach Anspruch 19 gelöst.
Ein elektrisches Kraftwerkzeug gemäß eines Aspekts der vorliegenden Offenbarung weist einen Hauptkörper, einen Motor, einen Werkzeughalter, einen Hammer, einen Bewegungsumwandlungsmechanismus, einen Drehungsübertragungsmechanismus, einen ersten Lastdetektor, einen zweiten Lastdetektor und eine Motorsteuerung auf. Der Motor ist an (in) dem Hauptkörper vorgesehen. Der Werkzeughalter ist an (in) dem Hauptkörper vorgesehen und hält ein Werkzeugbit, so dass das Werkzeugbit in einer axialen Richtung des Werkzeugbits hin- und herbewegbar ist. Der Hammer ist an (in) dem Hauptkörper vorgesehen und bewegt das Werkzeugbit, das durch den Werkzeughalter gehalten wird, in der axialen Richtung zum Hämmern eines Werkstückes hin und her.
Der Bewegungsumwandlungsmechanismus ist an (in) dem Hauptkörper vorgesehen und wandelt eine Drehung des Motors in eine Linearbewegung um und übermittelt die Linearbewegung dem Hammer. Der Drehungsübertragungsmechanismus ist an (in) dem Hauptkörper vorgesehen und überträgt die Drehung des Motors an den Werkzeughalter und treibt drehend das Werkzeugbit in einer Umfangsrichtung des Werkzeugbits an.
Der erste Lastdetektor erfasst basierend auf einer Information, die einen Antriebszustand des Motors anzeigt, eine Last, die dem Werkzeugbit von dem Werkstück aufgebracht wird. Der zweite Lastdetektor erfasst basierend auf einer Information, die das Verhalten des Hauptkörpers anzeigt, eine Last, die von dem Werkstück dem Werkzeugbit aufgebracht wird.
Die Motorsteuerung steuert den Antrieb des Motors basierend auf einer Solldrehzahl, die von einer Außenseite des elektrischen Kraftwerkzeuges eingegeben wird (befohlen wird). Die Motorsteuerung setzt eine obere Grenze einer Drehzahl des Motors an eine vorbestimmte Nicht-Last-Drehzahl in Antwort auf die Erfassung einer Nicht-Last an dem Werkzeugbit durch beide von dem ersten Lastdetektor und dem zweiten Lastdetektor.
Bei dem elektrischen Kraftwerkzeug mit dieser Konfiguration wird, auch wenn das elektrische Kraftwerkzeug in einem Antriebsmodus betrieben wird, bei welchem das elektrische Kraftwerkzeug nur einen Hammervorgang ausführt, eine Last, die von dem Werkstück dem Werkzeugbit aufgebracht wird, erfasst, und der Motor kann mit der Solldrehzahl angetrieben werden.
Das elektrische Kraftwerkzeug kann einen Modusschalter aufweisen, der zum selektiven Festlegen eines Antriebsmodus des Werkzeugbits in einem von einem Hammermodus, einem Hammerbohrmodus und einem Bohrmodus konfiguriert ist. Der Hammermodus ist ein Modus, bei welchem sich das Werkzeugbit in der axialen Richtung hin- und herbewegt, der Hammerbohrmodus ist ein Modus, bei welchem sich das Werkzeugbit in der axialen Richtung hin- und herbewegt und in der Umfangsrichtung dreht, und der Bohrmodus ist ein Modus, bei welchem sich das Werkzeugbit in der Umfangsrichtung dreht.
Während der Antriebsmodus in den Hammerbohrmodus oder Bohrmodus festgelegt ist und das Werkzeugbit dreht, steigt der Strom an, der durch den Motor fließt, nachdem das Werkzeugbit mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wurde und mit einer Last beaufschlagt wird. Demzufolge kann der erste Lastdetektor eine Last an dem Werkzeugbit basierend auf dem Antriebszustand des Motors erfassen.
In dem Hammermodus bewegt sich das Werkzeugbit nur in der axialen Richtung hin und her. Somit ändert sich, auch wenn das Werkzeugbit das Werkstück hämmert und eine Last von dem Werkstück dem Werkzeugbit aufgebracht wird, der Antriebszustand des Motors nicht stark. Dementsprechend kann der erste Lastdetektor eine Last auf das Werkzeugbit in einigen Fällen nicht erfassen.
Wenn der Antriebsmodus in dem Hammermodus oder Hammerbohrmodus festgelegt ist, bringt das Hämmern des Werkstückes mit dem Werkzeugbit eine Reaktionskraft dem Hauptkörper aufgrund des Hämmerns auf, so dass der Hauptkörper vibriert.
Aus diesem Grund weist das Kraftwerkzeug den zweiten Lastdetektor zusätzlich zu dem ersten Lastdetektor auf.
Bei dem elektrischen Kraftwerkzeug kann in jedem Antriebsmodus, der aus der Gruppe gewählt wird, die den Hammermodus, den Hammerbohrmodus und den Bohrmodus enthält, eine Last auf das Werkzeugbit schnell erfasst werden, und ein Motor kann mit einer Solldrehzahl angetrieben werden.
Der Modusschalter kann dazu konfiguriert sein, in jeglicher Weise selektiv den Antriebsmodus festzulegen und kann z.B. dazu konfiguriert sein, selektiv die Drehung des Motors an den Bewegungsumwandlungsmechanismus und/oder den Drehungsübertragungsmechanismus zum selektiven Festlegen des Antriebsmodus übertragen.
Der erste Lastdetektor kann einen Stromdetektor aufweisen, der zum Erfassen eines Wertes (einer Höhe) eines Stroms, der durch den Motor fließt, konfiguriert sein. In diesem Fall kann der erste Lastdetektor eine Last an dem Werkzeugbit in Reaktion darauf erfassen, dass der Stromwert. der durch den Stromdetektor erfasst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet (übersteigt).
Der zweite Lastdetektor kann einen Beschleunigungssensor aufweisen, der dazu konfiguriert ist, zumindest eine Beschleunigung des Hauptkörpers in der axialen Richtung des Werkzeugbits zu erfassen. In diesem Fall kann der zweite Lastdetektor eine Last auf das Werkzeugbit in Antwort darauf erfassen, dass eine Beschleunigung, die durch den Beschleunigungssensor erfasst wird, einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert überschreitet.
Der Beschleunigungssensor kann ein Erfassungssignal ausgeben, das die erfasste Beschleunigung anzeigt. In diesem Fall kann der zweite Lastdetektor eine Last auf das Werkzeugbit basierend auf einer Beschleunigung erfassen, die basierend auf dem Erfassungssignal mit einer ungewünschten Niederfrequenzsignalkomponente durch einen Hochpassfilter entfernt berechnet wird.
Der Hochpassfilter kann einen Analogfilter oder einen Digitalfilter aufweisen.
Falls der Hochpassfilter den Digitalfilter aufweist, kann eine höhere Genauigkeit der Erfassung der Beschleunigung erzielt werden, als in dem Fall, bei welchem der Analogfilter die ungewünschte Signalkomponente von dem Erfassungssignal entfernt.
Genauer gesagt, falls der Hochpassfilter den Analogfilter aufweist, benötigt es etwas Zeit, das Erfassungssignal, das von einer Schaltung ausgegeben wird, die den Hochpassfilter aufweist, zu stabilisieren, da eine Referenzspannung der Schaltung schnell von 0 V zu einer spezifischen Spannung ansteigen kann, unmittelbar nachdem das elektrische Kraftwerkzeug mit elektrischer Leistung versorgt wird.
Falls das Erfassungssignal dem Filterprozess durch den Digitalfilter unterzogen wird, kann eine Signalhöhe des Erfassungssignals unmittelbar nach der Zufuhr an elektrischer Leistung an einem Anfangswert festgelegt werden, so dass Schwankungen in dem Erfassungssignal (Daten) reduziert werden können.
Demzufolge kann die Beschleunigung unmittelbar nach der Zufuhr an elektrischer Leistung an das elektrische Kraftwerkzeug genau erfasst werden. Somit kann das Risiko, dass eine Last auf das Werkzeugbit aufgrund eines Erfassungsfehlers bei der Beschleunigung nicht erfasst wird, reduziert werden.
Der erste Lastdetektor kann eine erste Zeit und eine zweite Zeit messen, eine Last auf das Werkzeugbit in Antwort darauf erfassen, dass die erste Zeit eine erste Schwellenwertzeit erreicht, und eine Nicht-Last auf das Werkzeugbit in Antwort darauf erfassen, dass die zweite Zeit eine zweite Schwellenwertzeit erreicht. Die erste Zeit ist eine Zeitdauer (Zeitraum), während welcher der Wert des Stroms den ersten Schwellenwert überschreitet, die zweite Zeit ist eine Zeitdauer (Zeitraum), während welcher der Wert des Stroms an oder unterhalb des ersten Schwellenwertes ist, und die erste Schwellenwertzeit und die zweite Schwellenwertzeit sind voneinander unterschiedlich.
Der zweite Lastdetektor kann eine dritte Zeit und eine vierte Zeit messen, eine Last auf das Werkzeugbit in Antwort darauf erfassen, dass die dritte Zeit einen dritten Zeitschwellenwert erreicht, und eine Nicht-Last auf das Werkzeugbit in Antwort darauf erfassen, dass die vierte Zeit eine vierte Schwellenwertzeit erreicht. Die dritte Zeit ist eine Zeitdauer (Zeitraum), während welcher die Beschleunigung den zweiten Schwellenwert überschreitet, die vierte Zeit ist eine Zeitdauer (Zeitraum), während welcher die Beschleunigung an oder unterhalb des zweiten Schwellenwertes ist, und die dritte Schwellenwertzeit und die vierte Schwellenwertzeit sind voneinander unterschiedlich.
Das Festlegen einer Zeit, die zum Erfassen einer Last oder Nicht-Last an dem Werkzeugbit, wie oben beschrieben, benötigt wird, kann Fehler in der Bestimmung (Erfassung) einer Last oder einer Nicht-Last an dem Werkzeugbit reduzieren, die durch Rauschen und dergleichen bewirkt werden.
Die erste Schwellenwertzeit kann kürzer als die zweite Schwellenwertzeit sein. Die dritte Schwellenwertzeit kann kürzer als die vierte Schwellenwertzeit sein. In diesem Fall kann eine Last auf das Werkzeugbit früher erfasst werden, als eine Nicht-Last auf das Werkzeugbit. Somit kann die Verzögerungszeit nach Schalten (Ändern) der Drehzahl des Motors von der Nicht-Lastdrehzahl zu der Solldrehzahl verkürzt werden.
Dementsprechend steigt die Drehzahl des Motors schnell an, wenn eine Last dem Werkzeugbit aufgebracht wird und erlaubt es, dass ein Meißeln oder Bohren des Werkstückes zufriedenstellend ausgeführt wird. Des Weiteren kann z.B. das Schalten (Ändern) der Drehzahl des Motors zu einer niedrigen Drehzahl aufgrund der Erfassung einer Nicht-Last auf das Werkzeugbit während des Meißelvorganges begrenzt werden. Mit anderen Worten kann bei dem elektrischen Kraftwerkzeug eine Reduzierung in der Arbeitseffizienz verhindert werden.
Der zweite Lastdetektor kann getrennt von der Motorsteuerung sein. Z.B. kann der zweite Lastdetektor in einem Teil des Hauptkörpers installiert sein, in welchem starke Vibration auftritt, während die Motorsteuerung in einem Teil des Hauptkörpers installiert sein kann, bei welchem eine starke Vibration weniger wahrscheinlich auftritt. In diesem Fall kann der zweite Lastdetektor zuverlässig Vibrationen des Hauptkörpers erfassen, während Verschlechterungen (Beschädigungen) bei der Motorsteuerung aufgrund der Vibrationen des Hauptkörpers verhindert werden können.
Die Motorsteuerung kann den Motor mit einer konstanten Drehzahl entsprechend der Solldrehzahl oder der Nicht-Lastdrehzahl drehen.
Das elektrische Kraftwerkzeug kann eine Festlegungsvorrichtung für eine obere Grenzdrehzahl (Obere-Grenzdrehzahlfestlegungsvorrichtung), die dazu konfiguriert ist, durch einen Benutzer des elektrischen Kraftwerkzeuges betätigt zu werden und eine obere Grenze der Solldrehzahl festzulegen, und einen Drehzahländerungssteuerbefehlsgeber aufweisen, der dazu konfiguriert ist, durch den Benutzer betätigt zu werden und die Solldrehzahl gemäß einem Betätigungsausmaß zu ändern.
In diesem Fall kann die Motorsteuerung die Solldrehzahl gemäß dem Betätigungsausmaß des Drehzahländerungssteuerbefehlsgebers festlegen unter Verwendung der oberen Grenze, welche durch die Obere-Grenzdrehzahlfestlegungsvorrichtung als eine maximale Drehzahl festgelegt ist.
Mit einer solchen Konfiguration kann der Benutzer die maximale Drehzahl des Motors durch die Obere-Grenzdrehzahlfestlegungsvorrichtung festlegen und kann das Festlegen einer vorgegebenen Drehzahl an oder unterhalb der festgelegten maximalen Drehzahl als die Solldrehzahl befehlen und dabei die Verwendbarkeit des elektrischen Kraftwerkzeuges verbessern.
Die Nicht-Lastdrehzahl kann eine konstante Drehzahl sein. In diesem Fall kann die Obere-Grenzdrehzahlfestlegungsvorrichtung die obere Grenze der Solldrehzahl an einer Drehzahl in einem Bereich einer Drehzahl höher als die Nicht-Lastdrehzahl bis zu einer Drehzahl kleiner als die Nicht-Lastdrehzahl festlegen.
Mit einer solchen Konfiguration kann der Benutzer die Solldrehzahl an einer Drehzahl geringer als die Nicht-Lastdrehzahl festlegen und dabei die Betriebseigenschaften des elektrischen Kraftwerkzeuges beliebig festlegen.
Die Motorsteuerung kann graduell die Drehzahl des Motors nach Schalten (Ändern) von Nicht-Lastbedingungen zu Lastbedingungen und/oder von den Lastbedingungen zu den Nicht-Lastbedingungen ändern. Die Nicht-Lastbedingungen sind Bedingungen, bei welchen eine Nicht-Last an dem Werkzeugbit erfasst wird, und die Lastbedingungen sind Bedingungen, bei welchen eine Last an dem Werkzeugbit erfasst wird.
Mit einer solchen Konfiguration kann, wenn das Werkzeugbit in Kontakt mit dem Werkstück gebracht oder von dem Werkstück getrennt wird, eine schnelle Änderung der Drehzahl des Motors und somit eine Irritation des Benutzers verhindert werden.
Zum graduellen Ändern der Drehzahl des Motors kann z.B. entweder eine Änderungsrate (d.h. Gradient) der Solldrehzahl oder eine Änderungsrate (d.h. Gradient) einer relativen Einschaltdauer eines Pulsweitenmodulation-Signals (PWM-Signal), das zum Antreiben des Motors verwendet wird, beschränkt werden. Ebenso kann eine Änderungsrate (d.h. Gradient) eines Stromflusses durch den Motor beschränkt werden.
Der Hauptkörper kann dazu gestaltet sein, dass eine externe Einheit an diesem angebracht werden kann. Beispiele einer externen Einheit können eine Staubsammelvorrichtung, eine Wasserinjektionsvorrichtung, eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Gebläse aufweisen. Das Anbringen der externen Einheit an den Hauptkörper verhindert in manchen Fällen Vibrationen in dem Hauptkörper. Mit anderen Worten verringert das Anbringen der externen Einheit an einen Hauptkörper, eine Lasterfassungssensitivität des zweiten Lastdetektors.
Dementsprechend kann die Motorsteuerung in Reaktion darauf, dass die externe Einheit an dem Hauptkörper angebracht ist, Bedingungen ändern, unter welchen die obere Grenze der Drehzahl des Motors in der Nicht-Lastdrehzahl festgelegt wird.
Die Motorsteuerung kann die Bedingungen, wie beispielsweise den Schwellenwert und dergleichen, für die Lastbestimmung ändern, so dass die obere Grenze der Drehzahl des Motors auf etwas tiefer als die Nicht-Lastdrehzahl festgelegt wird.
Die Motorsteuerung kann in Reaktion darauf, dass die externe Einheit an den Hauptkörper angebracht ist, das Antreiben des Motors gemäß der Solldrehzahl unabhängig von den Erfassungsergebnissen des ersten Lastdetektors und des zweiten Lastdetektors steuern.
In diesem Fall kann, da die externe Einheit an den Hauptkörper angebracht ist, wenn der zweite Lastdetektor eine Last an den Werkzeugbit basierend auf dem Verhalten des Hauptkörpers nicht erfassen kann, das Risiko reduziert werden, dass der Motor nicht mit der Solldrehzahl angetrieben werden kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Steuern einer Drehzahl eines Motors eines elektrischen Kraftwerkzeuges. Das Verfahren enthält das Erfassen basierend auf einer ersten Information, die den Antriebszustand des Motors anzeigt, einer Last, die von einem Werkstück dem Werkzeugbit aufgebracht wird, wobei der Motor an dem Hauptkörper des elektrischen Kraftwerkzeuges vorgesehen ist, das Werkzeugbit an dem Hauptkörper so vorgesehen ist, dass es in einer axialen Richtung des Werkzeugbits sich hin- und herbewegen kann und dass es in einer Umfangsrichtung des Werkzeugbits dreht, das Erfassen basierend auf einer zweiten Information, die das Verhalten des Hauptkörpers anzeigt, einer Last, die von dem Werkstück dem Werkzeugbit aufgebracht wird, und das Festlegen einer oberen Grenze einer Drehzahl des Motors an einer vorbestimmten Nicht-Lastdrehzahl in Reaktion darauf, dass eine Nicht-Last, die von dem Werkstück dem Werkzeugbit aufgebracht wird, erfasst wird, basierend auf sowohl der ersten Information als auch der zweiten Information.
Ein solches Verfahren kann die gleichen Effekte vorsehen, wie die, die durch das oben beschriebene elektrische Kraftwerkzeug vorgesehen sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen
1 eine Querschnittsansicht einer Struktur eines Bohrhammers einer Ausführungsform ist,
2 eine perspektivische Ansicht der äußeren Ansicht des Bohrhammers ist,
3 eine Seitenansicht des Bohrhammers ist, an dem eine Staubsammelvorrichtung angebracht ist,
4 ein Blockdiagramm ist, das eine elektrische Konfiguration eines Antriebssystems des Bohrhammers zeigt,
5 ein Flussdiagramm eines Steuerungsprozesses ist, der in einer Steuerungsschaltung in einer Motorsteuerung ausgeführt wird,
6 ein Flussdiagramm ist, das Details eines Eingabeprozesses zeigt, der in 5 gezeigt ist,
7 ein Flussdiagramm ist, das Details eines Motorsteuerungsprozesses zeigt, der in 5 gezeigt ist,
8 ein Flussdiagramm ist, das Details eines Soft-No-Load-Prozesses (Soft-Nicht-Last-Prozess) zeigt, der in 7 gezeigt ist,
9 ein Flussdiagramm eines Stromlasterfassungsprozesses ist, der in einem A/D-Wandlungsprozess, der in 5 gezeigt ist, ausgeführt wird,
10 ein Flussdiagramm ist, das Details eines Ausgabeprozesses zeigt, der in 5 gezeigt ist,
11 ein Flussdiagramm ist, das Details eines Motorausgabeprozesses zeigt, der in 10 gezeigt ist,
12 ein Flussdiagramm eines Beschleunigungslasterfassungsprozesses ist, der in einer Beschleunigungserfassungsschaltung in einem Drehbewegungsdetektor ausgeführt wird,
13A ein Flussdiagramm eines Teils eines Drehbewegungserfassungsprozesses ist, der in der Beschleunigungserfassungsschaltung in dem Drehbewegungsdetektor ausgeführt wird,
13B ein Flussdiagramm ist, das den verbleibenden Drehbewegungserfassungsprozesses zeigt,
14 ein Diagramm zum Erklären eines Arbeitsvorgangs eines Hochpassfilters in einem Erfassungsprozess ist, der in 12, 13A und 13B gezeigt ist, durch einen Vergleich mit einem eines analogen Filters, und
15 ein Zeitdiagramm ist, das die Erfassung einer Last und einer Nicht-Last und einen Betrieb einer Drehzahlsteuerung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Bohrhammer 2 dieser Ausführungsform ist zum Ausführen eines Meißelvorgangs oder eines Bohrvorgangs an einem Werkstück (z.B. Beton) durch Hämmern mittels eines Werkzeugbits 4, wie beispielsweise ein Hammerbit, entlang der Längsachse des Werkzeugbits 4 oder durch Drehen desselben um die Längsachse konfiguriert.
Wie in 1 gezeigt, weist der Bohrhammer 2 ein Hauptkörpergehäuse 10 auf, das die Außenkontur des Bohrhammers 2 definiert. Das Werkzeugbit 4 ist entfernbar an der Spitze (dem vorderen Ende) des Hauptkörpergehäuses 10 mittels eines Werkzeughalters 6 angebracht. Der Werkzeughalter 6 weist eine zylindrische Form auf.
Das Werkzeugbit 4 ist in Biteinführungsloch 6a in dem Werkzeughalter 6 eingeführt und durch den Werkzeughalter 6 gehalten. Das Werkzeugbit 4 kann sich entlang der Längsachse des Werkzeugbits 4 gegenüber dem Werkzeughalter 6 hin- und herbewegen, aber seine Drehbewegung um die Längsachse des Werkzeugbits 4 ist gegenüber dem Werkzeughalter 6 eingeschränkt.
Das Hauptkörpergehäuse 10 weist ein Motorgehäuse 12 und ein Getriebegehäuse 14 auf. Das Motorgehäuse 12 nimmt einen Motor 8 auf. Das Getriebegehäuse 14 nimmt einen Bewegungsumwandlungsmechanismus 20, ein Hammerelement (Schlagwerk) 30, einen Drehungsübertragungsmechanismus 40 und einen Modusschaltmechanismus 50 auf.
Das Hauptkörpergehäuse 10 ist an der gegenüberliegenden Seite des Werkzeughalters 6 mit einem Handgriff 16 verbunden. Der Handgriff 16 weist einen Halteteil 16A auf, welcher durch einen Benutzer gehalten wird. Der Halteteil 16A erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zu der Längsachse des Werkzeugbits 4 (d.h. die Mittelachse des Werkzeughalters 6) (der vertikalen Richtung in 1), und ein Teil des Halteteils 16A ist an der Verlängerung (d.h. der Längsachse) des Werkzeugbits 4 angeordnet.
Ein erstes Ende des Halteteils 16A (d.h. das Ende nahe der Längsachse des Werkzeugbits 4) ist mit dem Getriebegehäuse 14 verbunden, und ein zweites Ende des Halteteils 16A (d.h. das Ende entfernt von der Längsachse des Werkzeugbits 4) ist mit dem Motorgehäuse 12 verbunden.
Der Handgriff 16 ist an dem Motorgehäuse 12 fixiert, so dass er um einen Lagerungsschaft 13 schwingen kann. Der Handgriff 16 und das Getriebegehäuse 14 sind miteinander über eine Vibrationsdämmungsfeder 15 verbunden.
Die Feder 15 schränkt Vibrationen ein, die in dem Getriebegehäuse 14 (dem Hauptkörpergehäuse 10) aufgrund des Hammervorganges des Werkzeugbits 4 entstehen, so dass die Vibrationen von dem Hauptkörpergehäuse 10 zu dem Handgriff 16 beschränkt (reduziert) sind.
In der nachfolgenden Beschreibung ist für den die Einfachheit der Beschreibung die Seite, auf welcher das Werkzeugbit 4 entlang der Längsachsenrichtung, die parallel mit der Längsachse des Werkzeugbits 4 ist, angeordnet ist, als die vordere Seite definiert. Die Seite, an welcher der Handgriff 16 entlang der Längsachsenrichtung angeordnet ist, ist als die hintere Seite (Rückseite) definiert. Die Seite, an welcher eine Verbindung zwischen dem Handgriff 16 und dem Getriebegehäuse 14 entlang einer Richtung, welche senkrecht zu der Längsachsenrichtung ist und in welcher sich der Halteteil 16A erstreckt (d.h. der vertikalen Richtung in 1), angeordnet ist, ist als die obere Seite definiert. Die Seite, an welcher eine Verbindung zwischen dem Handgriff 16 und dem Motorgehäuse 12 entlang der vertikalen Richtung in 1 angeordnet ist, ist als die untere Seite definiert.
Des Weiteren ist in der nachfolgenden Beschreibung die Z-Achse als eine Achse definiert, die sich entlang der Längsachse des Werkzeugbits 4 erstreckt (d.h. der Mittelachse des Werkzeughalters 6), die Y-Achse ist als eine Achse definiert, die senkrecht zu der Z-Achse ist und sich in der vertikalen Richtung erstreckt, und die X-Achse ist als eine Achse definiert, die senkrecht zu der Z-Achse und der Y-Achse ist und sich in der horizontalen Richtung erstreckt (d.h. der Breitenrichtung des Hauptkörpergehäuses 10) (siehe 2).
Bei dem Hauptkörpergehäuse 10 ist das Getriebegehäuse 14 an der vorderen Seite angeordnet, und das Motorgehäuse 12 ist an der unteren Seite des Getriebegehäuses 14 angeordnet. Des Weiteren ist der Handgriff 16 mit der hinteren Seite (Rückseite) des Getriebegehäuses 14 verbunden.
Bei dieser Ausführungsform ist der Motor 8, der in dem Motorgehäuse 12 aufgenommen ist, ein bürstenloser Motor, ist aber nicht auf einen bürstenlosen Motor in der vorliegenden Offenbarung beschränkt. Der Motor 8 ist so angeordnet, dass die Ausgabewelle (Drehwelle) 8A des Motors 8 die Längsachse des Werkzeugbits 4 (d.h. die Z-Achse) kreuzt.
Mit anderen Worten erstreckt sich die Ausgabewelle 8A in der vertikalen Richtung des Bohrhammers 2 (bzw. im Wesentlichen in der vertikalen Richtung).
Wie in 2 gezeigt, ist bei dem Getriebegehäuse 14 ein Haltegriff 38 an dem äußeren Bereich des vorderen Bereichs, von welchem das Werkzeugbit 4 vorsteht, mittels eines ringförmigen Fixierungsbauteils 36 angebracht. Ähnlich dem Handgriff 16 ist der Haltegriff 38 dazu konfiguriert, durch einen Benutzer gegriffen zu werden. Genauer gesagt, greift der Benutzer den Handgriff 16 mit einer Hand und den Haltegriff 38 mit der anderen Hand, um dabei den Bohrhammer 2 sicher zu halten.
Wie in 3 gezeigt, ist eine Staubsammelvorrichtung 66 an die vordere Seite des Motorgehäuses 12 montiert. Zum Montieren der Staubsammelvorrichtung 66, wie in 1 und 2 gezeigt, ist ein vertiefter Teil an dem unteren und vorderen Teil des Motorgehäuses 12 (d.h. der untere und vordere Teil des Motors 8) zur Fixierung der Staubsammelvorrichtung 66 vorgesehen. Ein Verbinder 64 zur elektrischen Verbindung mit der Staubsammelvorrichtung 66 ist in dem vertieften Teil vorgesehen.
Des Weiteren ist ein Drehbewegungsdetektor 90 in einem unteren Teil des Motorgehäuses 12 (d.h. an einem unteren Teil des Motors 8) aufgenommen. Wenn das Werkzeugbit 4 für einen Bohrvorgang gedreht wird und das Werkzeugbit 4 in dem Werkstück feststeckt (sich verklemmt, festfrisst), erfasst der Drehbewegungsdetektor 90 das Drehen (Verdrehen) des Hauptkörpergehäuses 10.
Batteriepacks 62A und 62B, die als die Leistungsquelle des Bohrhammers 2 dienen, sind an der hinteren Seite des Aufnahmebereich des Drehbewegungsdetektors 90 vorgesehen. Die Batteriepacks 62A und 62B sind entfernbar an einem Batterieanschluss (Batterieanbringungseinrichtung) 60, der an der unteren Seite des Motorgehäuses 12 vorgesehen ist, angebracht.
Der Batterieanschluss 60 ist höher als die untere Endoberfläche des Aufnahmebereichs des Drehbewegungsdetektors 90 (d.h. die Bodenoberfläche des Motorgehäuses 12). Die unteren Endoberflächen der Batteriepacks 62A und 62B, die an dem Batterieanschluss 60 angebracht sind, fluchten mit der unteren Endoberfläche des Aufnahmebereichs des Drehbewegungsdetektors 90.
Eine Motorsteuerung 70 ist an der oberen Seite des Batterieanschlusses 60 in dem Motorgehäuse 12 vorgesehen. Die Motorsteuerung 70 steuert das Antreiben des Motors 8 und nimmt elektrische Leistung von den Batteriepacks 62A und 62B auf.
Die Drehung der Ausgabewelle 8A des Motors 8 wird in eine Linearbewegung durch den Bewegungsumwandlungsmechanismus 20 umgewandelt und dann dem Hammerelement 30 übertragen. Das Hammerelement 30 erzeugt eine Schlagkraft in der Richtung entlang der Längsachse des Werkzeugbits 4. Die Drehung der Ausgabewelle 8A des Motors 8 wird durch den Drehungsübertragungsmechanismus 40 heruntergesetzt und ebenso dem Werkzeugbit 4 übertragen. Mit anderen Worten treibt der Motor 8 das Werkzeugbit 4 drehend um die Längsachse an. Der Motor 8 wird gemäß dem Drückvorgang eines Drückers (Drückerhebels) 18, der an dem Handgriff 16 angeordnet ist, angetrieben.
Wie in 1 gezeigt, ist der Bewegungsumwandlungsmechanismus 20 an der oberen Seite der Ausgabewelle 8A des Motors 8 angeordnet.
Der Bewegungsumwandlungsmechanismus 20 weist eine Gegenwelle (Zwischenwelle) 21, ein Drehelement 23, ein Schwingbauteil 25, einen Kolben 27 und einen Zylinder 29 auf. Die Gegenwelle 21 ist so angeordnet, dass sie die Ausgabewelle 8A kreuzt und wird drehend durch die Ausgabewelle 8A angetrieben. Das Drehelement 23 ist an der Gegenwelle 21 angebracht. Das Schwingbauteil 25 wird in der Vorder-Rück-Richtung des Bohrhammers 2 durch die Drehung der Gegenwelle 21 (des Drehelementes 23) geschwungen. Der Kolben 27 ist ein zylindrisches Bauteil mit Boden, das einen Schlagkolben 32, welcher später beschrieben wird, gleitbar aufnimmt. Der Kolben 27 bewegt sich in der Vorder-Rück-Richtung des Bohrhammers 2 durch das Schwingen des Schwingbauteils 25 hin und her.
Der Zylinder 29 ist integral mit dem Werkzeughalter 6. Der Zylinder 29 nimmt den Kolben 27 auf und definiert einen hinteren Bereich des Werkzeughalters 6.
Wie in 1 gezeigt, ist das Hammerelement 30 an der vorderen Seite des Bewegungsumwandlungsmechanismus 20 und an der hinteren Seite des Werkzeughalters 6 angeordnet. Das Hammerelement 30 weist den oben beschriebenen Schlagkolben 32 und einen Schlagbolzen 34 auf. Der Schlagkolben 32 dient als ein Hammer und schlägt den Schlagbolzen 34, der an der vorderen Seite des Schlagkolbens 32 angeordnet ist.
Der Raum in dem Kolben 27 an der Rückseite des Schlagkolbens 32 definiert eine Luftkammer 27a, und die Luftkammer 27a dient als eine Luftfeder. Dementsprechend bewirkt das Schwingen des Schwingbauteils 25 in der Vorder-Rück-Richtung des Bohrhammers 2, dass sich der Kolben 27 in der Vorder-Rück-Richtung hin- und herbewegt und dabei den Schlagkolben 32 antreibt.
Mit anderen Worten bewirkt die Bewegung des Kolbens 27 nach vorne, dass sich der Schlagkolben 32 durch die Wirkung der Luftfeder nach vorne bewegt und den Schlagbolzen 34 schlägt. Dementsprechend wird der Schlagbolzen 34 nach vorne bewegt und schlägt das Werkzeugbit 4. Demzufolge hämmert das Werkzeugbit 4 das Werkstück.
Des Weiteren bewegt die Bewegung des Kolbens 27 nach hinten den Schlagkolben 32 nach hinten und erzeugt dadurch in der Luftkammer 27a einen Überdruck der Luft in Bezug auf den Atmosphärendruck. Des Weiteren bewegt eine Reaktionskraft, die erzeugt wird, wenn das Werkzeugbit 4 das Werkstück hämmert, den Schlagkolben 32 und den Schlagbolzen 34 nach hinten.
Dieses bewirkt, dass sich der Schlagkolben 32 und der Schlagbolzen 34 in der Vorder-Rück-Richtung des Bohrhammers 2 hin- und herbewegen. Der Schlagkolben 32 und der Schlagbolzen 34, welche durch die Wirkung der Luftfeder der Luftkammer 27a angetrieben werden, bewegen sich in der Vorder-Rück-Richtung der Bewegung des Kolbens 27 in der Vorder-Rück-Richtung folgend.
Wie in 1 gezeigt, ist der Drehungsübertragungsmechanismus 40 an der vorderen Seite des Bewegungsumwandlungsmechanismus 20 und an der unteren Seite des Hammerelementes 30 angeordnet. Der Drehungsübertragungsmechanismus 40 weist einen Getriebeuntersetzungsmechanismus auf. Der Getriebeuntersetzungsmechanismus weist eine Mehrzahl an Zahnrädern auf, die ein erstes Zahnrad 42, das mit der Gegenwelle 21 dreht, und ein zweites Zahnrad 44 aufweist, das mit dem ersten Zahnrad 42 in Eingriff steht.
Das zweite Zahnrad 44 ist integral mit dem Werkzeughalter 6 (im Speziellen dem Zylinder 29) und überträgt die Drehung des ersten Zahnrades 42 an den Werkzeughalter 6. Somit wird das Werkzeugbit 4, das durch den Werkzeughalter 6 gehalten ist, gedreht. Die Drehung der Ausgabewelle 8A des Motors 8 wird zusätzlich zu dem Drehungsübertragungsmechanismus 40 durch ein erstes Kegelzahnrad, das an dem vorderen Ende der Ausgabewelle 8A vorgesehen ist, und ein zweites Kegelzahnrad, das an dem hinteren Ende der Gegenwelle 21 vorgesehen ist und mit dem ersten Kegelzahnrad in Eingriff steht, heruntergesetzt.
Der Bohrhammer 2 dieser Ausführungsform weist drei Antriebsmodi auf, die einen Hammermodus, einen Hammerbohrmodus und einen Bohrmodus enthalten.
Bei dem Hammermodus führt das Werkzeugbit 4 einen Hammervorgang entlang der Längsachsenrichtung aus und hämmert dabei das Werkstück. Bei dem Hammerbohrmodus führt das Werkzeugbit 4 zusätzlich zu dem Hammervorgang einen Drehvorgang um die Längsachse aus, so dass das Werkstück gebohrt wird, während es durch das Werkzeugbit 4 gehämmert wird. Bei dem Bohrmodus führt das Werkzeugbit 4 keinen Hammervorgang aus und führt nur einen Drehvorgang aus, so dass das Werkstück gebohrt wird.
Der Antriebsmodus wird durch den Modusschaltmechanismus 50 geschaltet. Der Modusschaltmechanismus 50 weist Drehungsübertragungsbauteile 52 und 54 auf, die in 1 gezeigt sind, und ein Stellrad (Stellscheibe, Wahlrad, Wahlknopf) 58, das in 3 gezeigt ist.
Die Drehungsübertragungsbauteile 52 und 54 sind generell zylindrische Bauteile und entlang der Gegenwelle 21 bewegbar. Die Drehungsübertragungsbauteile 52 und 54 sind mit der Gegenwelle 21 keilverzahnt und drehen einher mit der Gegenwelle 21.
Das Drehungsübertragungsbauteil 52, das sich in Richtung der hinteren Seite der Gegenwelle 21 bewegt, kommt mit einer Eingriffsnut an der Vorderseite des Drehelements 23 in Eingriff und überträgt die Drehung des Motors 8 dem Drehelement 23. Demzufolge ist der Antriebsmodus des Bohrhammers 2 in dem Hammermodus oder Hammerbohrmodus festgelegt.
Das Drehungsübertragungsbauteil 54, das sich in Richtung der vorderen Seite der Gegenwelle 21 bewegt, kommt mit dem ersten Zahnrad 42 in Eingriff und überträgt die Drehung des Motors 8 dem ersten Zahnrad 42. Demzufolge ist der Antriebsmodus des Bohrhammers 2 in dem Hammerbohrmodus oder Bohrmodus festgelegt.
Das Stellrad (Stellscheibe) 58, die durch den Benutzer gedreht wird, versetzt die Drehungsübertragungsbauteile 52 und 54 auf der Gegenwelle 21. Das Stellrad 58 wird gedreht und in eine der drei Positionen, die in 3 gezeigt sind, festgelegt, um dabei das Festlegen des Antriebsmodus des Bohrhammers 2 in einem der Modi Hammermodus, Hammerbohrmodus und Bohrmodus festzulegen.
Die Strukturen der Motorsteuerung 70 und des Drehbewegungsdetektors 90 werden nachfolgend und unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Der Drehbewegungsdetektor 90 weist einen Beschleunigungssensor 92 und eine Beschleunigungserfassungsschaltung 94 auf. Der Beschleunigungssensor 92 und die Beschleunigungserfassungsschaltung 94 sind auf einer gemeinsamen Schaltplatine montiert und in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen.
Der Beschleunigungssensor 92 erfasst Beschleunigungen (im Speziellen Werte der Beschleunigungen) in den Richtungen entlang der drei Achsen (d.h. der X-Ache, der Y-Achse und der Z-Achse).
Die Beschleunigungserfassungsschaltung 94 unterzieht Erfassungssignale von dem Beschleunigungssensor 92 einem Prozess zum Erfassen eines Drehens (Verdrehens) des Hauptkörpergehäuses 10.
Genauer gesagt, weist die Beschleunigungserfassungsschaltung 94 eine Mikrosteuerungseinheit (MCU) auf, die eine CPU, ein ROM und einen RAM aufweist. Die Beschleunigungserfassungsschaltung 94 führt einen Drehbewegungserfassungsprozess aus, welcher später beschrieben wird, um die Drehung des Hauptkörpergehäuses 10 um die Z-Achse (d.h. die Längsachse des Werkzeugbits 4) um einen vorbestimmten Winkel zu erfassen, gemäß den Erfassungssignalen (im Speziellen einer Ausgabe basierend auf der Beschleunigung in der Richtung der X-Achse) von dem Beschleunigungssensor 92.
Die Beschleunigungserfassungsschaltung 94 führt ferner einen Beschleunigungslasterfassungsprozess aus, um unter Verwendung des Beschleunigungssensors 92 Vibrationen (im Speziellen Größen der Vibrationen) zu erfassen, die in dem Hauptkörpergehäuse 10 in den Richtungen der drei Achsen aufgrund eines Hammervorganges des Werkzeugbits 4 entstehen. In diesem Beschleunigungslasterfassungsprozess erfasst die Beschleunigungserfassungsschaltung 94 die Beaufschlagung einer Last auf das Werkzeugbit 4, falls eine Vibration in dem Hauptkörpergehäuse 10 (d.h. Beschleunigung) einen Schwellenwert überschreitet.
Die Motorsteuerung 70 weist eine Antriebsschaltung 72 und eine Steuerungsschaltung 80 auf. Die Antriebsschaltung 72 und die Steuerungsschaltung 80 sind auf einer weiteren (anderen) gemeinsamen Schaltplatine zusammen mit verschiedenen Erfassungsschaltungen, welche später beschrieben werden, montiert und in einem weiteren (anderen) gemeinsamen Gehäuse aufgenommen.
Die Antriebsschaltung 72 weist Schaltvorrichtungen Q1 bis Q6 auf und ist zur Aufnahme elektrischer Leistung von einem Batteriepack 62 (im Speziellen von den in Reihe geschalteten Batteriepacks 62A und 62B) und zum Zuführen von Strom an eine Mehrzahl an Phasenwicklungen in dem Motor 8 (welcher im Speziellen ein bürstenloser Dreiphasen-Motor ist) konfiguriert. Die Schaltungsvorrichtungen Q1 bis Q6 in dieser Ausführungsform sind FETs, sind aber nicht auf FETs in der vorliegenden Offenbarung beschränkt. Die Schaltvorrichtungen Q1 bis Q6 können andere Schaltelemente als die FETs in einer anderen Ausführungsform sein.
Jede der Schaltvorrichtungen Q1 bis Q3 ist als ein sogenannter hochseitiger Schalter zwischen einer Leistungsquellenleitung und einem entsprechenden Anschluss, der unter den Anschlüssen U, V und W des Motors 8 gewählt ist, vorgesehen. Die Leistungsquellenleitung ist mit dem positiven Anschluss des Batteriepacks 62 verbunden.
Jede der Schaltvorrichtungen Q4 bis Q6 ist als ein sogenannter niederseitiger Schalter zwischen einer Masseleitung und einem entsprechenden Anschluss, der unter den Anschlüssen U, V und W des Motors 8 gewählt ist, vorgesehen. Die Masseleitung ist mit einem negativen Anschluss des Batteriepacks 62 verbunden.
Ein Kondensator C1 zum Begrenzen von Schwankungen in der Batteriespannung ist in einem Leistungszufuhrweg von dem Batteriepack 62 zu der Antriebsschaltung 72 vorgesehen.
Ähnlich der Beschleunigungserfassungsschaltung 94 weist die Steuerungsschaltung 80 eine MCU auf, die eine CPU, ein Rom und einen RAM aufweist. Die Steuerungsschaltung 80 führt Strom einer Mehrzahl an Phasenwicklungen in dem Motor 8 durch Ein- und Ausschalten der Schaltvorrichtungen Q1 bis Q6 in der Antriebsschaltung 72 zu und dreht den Motor 8.
Genauer gesagt legt die Steuerungsschaltung 80 die Solldrehzahl und die Drehrichtung des Motors 8 gemäß Steuerbefehlen von einem Drückerschalter 18a, einem Drehzahländerungssteuerbefehlsgeber 18b, einer Festlegungsvorrichtung für eine obere Grenzdrehzahl (Obere-Grenzdrehzahlfestlegungsvorrichtung) 96 und einer Drehrichtungfestlegungsvorrichtung 19 fest und steuert das Antreiben des Motors 8.
Der Drückerschalter 18a wird durch Drücken des Drückers 18 eingeschaltet und ist dazu konfiguriert, einen Antriebssteuerbefehl für den Motor 8 der Steuerungsschaltung 80 auszugeben (einzugeben). Der Drehzahländerungssteuerbefehlsgeber 18b ist dazu konfiguriert, ein Signal abhängig von dem Drückausmaß des Drückers 18 (d.h. der Betätigungsrate) zu erzeugen und die Solldrehzahl abhängig von diesem Betätigungsausmaß zu variieren.
Die Obere-Grenzdrehzahlfestlegungsvorrichtung 96 weist ein nicht gezeigtes Stellrad auf. Die Betätigungsposition des Stellrades wird durch den Benutzer des Bohrhammers 2 stufenweise geschaltet. Die Obere-Grenzdrehzahlfestlegungsvorrichtung 96 ist dazu konfiguriert, die obere Grenze einer Drehzahl des Motors 8 abhängig von der Betätigungsposition des Stellrades festzulegen.
Genauer gesagt ist die Obere-Grenzdrehzahlfestlegungsvorrichtung 96 dazu konfiguriert, dass sie die obere Grenze der Drehzahl des Motors 8 zwischen einer Drehzahl höher als eine Nichtlastdrehzahl unter Soft-No-Load-Steuerung, welche später beschrieben wird, und einer Drehzahl geringer als die Nichtlastdrehzahl festzulegen.
Die Drehrichtungfestlegungsvorrichtung 19 ist dazu konfiguriert, die Drehrichtung des Motors 8 in einer normalen Richtung oder einer entgegengesetzten Richtung (Rückwärtsrichtung) durch die Betätigung eines Benutzers festzulegen und ist in dieser Ausführungsform an der oberen Seite des Drückers 18, wie in 2 und 3 gezeigt, vorgesehen. Die Drehung des Motors 8 in einer normalen Richtung ermöglicht das Bohren eines Werkstückes.
Die Steuerungsschaltung 80 setzt die Solldrehzahl des Motors 8 gemäß eines Signals von dem Drehzahländerungssteuerbefehlsgeber 18b und einer oberen Grenzdrehzahl, die durch die Obere-Grenzdrehzahlfestlegungsvorrichtung 96 festgelegt ist, fest. Im Speziellen setzt die Steuerungsschaltung 80 eine Solldrehzahl abhängig von dem Betätigungsausmaß (Betätigungsrate) des Drückers 18 fest, so dass die Drehzahl des Motors 8 die obere Grenzdrehzahl, die durch die Obere-Grenzdrehzahlfestlegungsvorrichtung 96 festgelegt ist, erreicht, wenn der Drücker 18 mit einem maximalen Ausmaß gedrückt wird.
Die Steuerungsschaltung 80 setzt eine relative Einschaltdauer unter den Schaltvorrichtungen Q1 bis Q6, die drehend den Motor 8 antreiben, durch Übertragen eines Steuerungssignals basierend auf der relativen Einschaltdauer der Antriebsschaltung 72, gemäß der festgelegten Solldrehzahl und Drehrichtung, fest.
Eine LED 84, die als eine Beleuchtung (nachfolgend als eine „Beleuchtungs-LED 84“ bezeichnet) dient, ist an der vorderen Seite des Motorgehäuses 12 vorgesehen. Wenn der Drückerschalter 18a eingeschaltet wird, schaltet die Steuerungsschaltung 80 die Beleuchtungs-LED 84 zum Beleuchten eines Teils des mit dem Werkzeugbit 4 zu bearbeitenden Werkstücks an.
Drehpositionssensoren 81 sind an dem Motor 8 vorgesehen. Die Drehpositionssensoren 81 erfassen die Drehzahl und die Drehposition des Motors 8 (genauer gesagt, die Drehposition des Rotors des Motors 8) und übertragen Erfassungssignale der Motorsteuerung 70. Die Motorsteuerung 70 weist eine Drehpositionserfassungsschaltung 82 auf. Die Drehpositionserfassungsschaltung 82 erfasst die Drehposition, die für das Festlegen des Zeitpunktes der Anregung jeder Phasenwicklung in dem Motor 8 benötigt wird, gemäß den Erfassungssignalen von den Drehpositionssensoren 81.
Die Motorsteuerung 70 weist ferner eine Spannungserfassungsschaltung 78, eine Stromerfassungsschaltung 74 und eine Temperaturerfassungsschaltung 76 auf.
Die Spannungserfassungsschaltung 78 erfasst die Spannung einer Batteriespannung, die von dem Batteriepack 62 zugeführt wird. Die Stromerfassungsschaltung 74 erfasst den Wert eines Stromes, der durch den Motor 8 fließt, mittels eines Widerstandes R1, der an einem Stromweg zu dem Motor 8 vorgesehen ist. Die Stromerfassungsschaltung 74 entspricht einem Beispiel eines Stromdetektors in der vorliegenden Offenbarung.
Die Temperaturerfassungsschaltung 76 erfasst die Temperatur der Motorsteuerung 70.
Die Steuerungsschaltung 80 empfängt Erfassungssignale von der Spannungserfassungsschaltung 78, der Stromerfassungsschaltung 74, der Temperaturerfassungsschaltung 76 und der Drehpositionserfassungsschaltung 82 und Erfassungssignale von dem Drehbewegungsdetektor 90.
Die Steuerungsschaltung 80 begrenzt die Drehzahl des Motors 8, der angetrieben wird, oder stoppt das Antreiben des Motors 8 gemäß der Erfassungssignale von der Spannungserfassungsschaltung 78, der Stromerfassungsschaltung 74, der Temperaturerfassungsschaltung 76 und der Drehpositionserfassungsschaltung 82.
Die Motorsteuerung 70 weist einen nicht gezeigten Regler zur Aufnahme einer Leistung von dem Batteriepack 62 und Erzeugung einer konstanten Leistungsquellenspannung Vcc auf.
Die Leistungsquellenspannung Vcc, die durch den Regler erzeugt wird, wird der MCU der Steuerungsschaltung 80 und der Beschleunigungserfassungsschaltung 94 des Drehbewegungsdetektors 90 zugeführt. Des Weiteren überträgt nach Erfassung einer Drehung (Verdrehung) des Hauptkörpergehäuses 10 aus der Beschleunigung in der Richtung der X-Achse die Beschleunigungserfassungsschaltung 94 ein Fehlersignal der Steuerungschaltung 80.
Dieses Fehlersignal wird zum Stoppen des Antreibens des Motors 8 übertragen. Wenn das Hauptkörpergehäuse 10 nicht dreht (verdreht), überträgt die Beschleunigungserfassungsschaltung 94 ein Nicht-Fehlersignal der Steuerungsschaltung 80.
Nach Erfassung einer Beaufschlagung einer Last auf das Werkzeugbit 4 aus der Vibration (d.h. Beschleunigung) des Hauptkörpergehäuses 10 überträgt die Beschleunigungserfassungsschaltung 94 ein Lastsignal der Steuerungsschaltung 80. Das Lastsignal zeigt den Fall an, dass das Werkzeugbit 4 in einem Lastzustand ist. Wenn die Beschleunigungserfassungsschaltung 94 keine Beaufschlagung einer Last auf das Werkzeugbit 4 erfasst, überträgt die Beschleunigungserfassungsschaltung 94 ein Nicht-Lastsignal der Steuerungsschaltung 80. Das Nicht-Lastsignal zeigt den Fall, dass das Werkzeugbit 4 in einem Nicht-Lastzustand ist.
Die Staubsammelvorrichtung 66, die an der vorderen Seite des Motorgehäuses 12 montiert ist, sammelt durch Ansaugen Staubpartikel, die an dem Werkstück durch Meißeln und Bohren entstehen.
Wie in 4 gezeigt, weist die Staubsammelvorrichtung 66 einen Staubsammlermotor 67 und eine Schaltplatine 69 auf. Der Staubsammlermotor 67 wird durch die Schaltplatine 69 angetrieben. Die Staubsammelvorrichtung 66 weist eine Beleuchtungs-LED 68 auf, die eine Beleuchtungsfunktion eines Teils des zu bearbeitenden Werkstückes aufweist, anstelle der Beleuchtungs-LED 84, die an dem Motorgehäuse 12 vorgesehen ist. Dies ist aufgrund dessen, da die Beleuchtungs-LED 84 abgedeckt wird, wenn die Staubsammelvorrichtung 66 an dem Motorgehäuse 12 montiert ist.
Wenn die Staubsammelvorrichtung 66 an dem Motorgehäuse 12 montiert ist, wird ein Antriebsstrom von dem Batteriepack 62 dem Staubsammlermotor 67 über den Stromweg auf der Schaltplatine 69 zugeführt.
Wenn die Staubsammelvorrichtung 66 an dem Motorgehäuse 12 montiert ist, wird die Schaltplatine 69 mit der Steuerungsschaltung 80 durch den Verbinder 64 verbunden. Die Schaltplatine 69 weist die Schaltvorrichtung Q7 auf und schaltet die Schaltvorrichtung Q7 zum Öffnen und Schließen des Stromweges zu dem Staubsammlermotor 67 ein und aus. Die Beleuchtungs-LED 68 kann durch Antriebssignal von der Steuerungsschaltung 80 eingeschaltet werden.
Steuerungsprozesse, die in der Steuerungsschaltung 80 ausgeführt werden, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme in 5 bis 11 beschrieben. Es wird angemerkt, dass dieser Steuerungsprozess implementiert wird, wenn die CPU in der Steuerungsschaltung 80 ein Programm ausführt, welches in dem ROM gespeichert ist, welches ein nichtflüchtiger Speicher ist.
Wie in 5 gezeigt, wird in diesem Steuerungsprozess zunächst in S110 (S bedeutet Schritt) bestimmt, ob eine vorgegebene Abtastzeit (Basiszeit) verstrichen ist, und ob eine Wartezeit bis zum Verstreichen der Abtastzeit seit der Ausführung des vorherigen Prozesses in S120 andauert. Die Abtastzeit entspricht dem Zyklus zum Steuern des Antriebes des Motors.
Falls in S110 bestimmt wird, dass die Abtastzeit verstrichen ist, werden in S120 ein Eingabeprozess, in S130 ein A/D-Wandlungsprozess, in S140 ein Motorsteuerungsprozess und in S150 ein Ausgabeprozess der Reihe nach ausgeführt, und der Prozess beginnt wieder in S110. Mit anderen Worten führt in diesem Steuerungsprozess die CPU in der Steuerungsschaltung 80 bei Ablauf der Abtastzeit, d.h. in einer zyklischen Weise, eine Reihe von Prozessen in S120 bis S150 aus.
Im Eingabeprozess in S120, wie in 6 gezeigt, wird ein Drückerschaltereingabeprozess als erstes in S210 zum Abfragen des Betätigungszustandes des Drückers 18 von dem Drückerschalter 18a ausgeführt. Im folgenden S220 wird ein Drehrichtungseingabeprozess zum Abfragen der Drehrichtung des Motors 8 von der Drehrichtungfestlegungsvorrichtung 19 ausgeführt.
Im folgenden S230 wird Drehbewegungserfassungseingabeprozess zum Abfragen der Erfassungsergebnisse (einem Fehlersignal oder einem Nicht-Fehlersignal) einer Drehbewegung von dem Drehbewegungsdetektor 90 ausgeführt. Im Folgenden 240 wird ein Beschleunigungslasterfassungsprozess zum Abfragen der Erfassungsergebnisse einer Beschleunigungslast von dem Drehbewegungsdetektor 90 (einem Lastsignal oder einem Nicht-Lastsignal) ausgeführt.
Letztendlich wird in S250 ein Staubsammelvorrichtungseingabeprozess zum Erfassen des Wertes der Batteriespannung durch den Verbinder 94 der Staubsammelvorrichtung 66 ausgeführt, und der Eingabeprozess wird in S120 beendet. Es wird angemerkt, dass der Staubsammelvorrichtungseingabeprozess S250 den Wert der Batteriespannung erfasst, um zu bestimmen, ob die Staubsammelvorrichtung 66 an dem Motorgehäuse 12 montiert ist.
In dem folgenden A/D-Wandlungsprozess in S130 werden Erfassungssignale (Spannungssignale) bezüglich des Drückausmaßes des Drückers 18 und der oberen Grenzdrehzahl, oder eines Spannungswert, eines Stromwert, einer Temperatur und dergleichen von dem Drehzahländerungssteuerbefehlsgeber 18b, der Obere-Grenzdrehzahlfestlegungsvorrichtung 96, der Spannungserfassungsschaltung 78, der Stromerfassungsschaltung 74, der Temperaturerfassungsschaltung 76 und dergleichen durch A/D-Wandlung abgefragt.
Wie in 7 gezeigt, wird in dem Motorsteuerungsprozess in S140 zunächst in S310 bestimmt, ob der Motor 8 basierend auf Motorantriebsbedingungen angetrieben werden soll.
Bei dieser Ausführungsform sind die Motorantriebsbedingungen erfüllt, wenn der Drückerschalter 18a in dem An-Zustand ist, der Spannungswert, der Stromwert und die Temperatur, die in S130 abgefragt werden, normal sind, und keine Drehbewegung des Hauptkörpergehäuses 10 durch den Drehbewegungsdetektor 90 (Nicht-Fehlersignal-Eingabe) erfasst wird.
Wenn die Motorantriebsbedingungen erfüllt sind, und falls es bestimmt wird, dass der Motor 8 in S310 angetrieben werden soll, setzt der Prozess in S320 fort und ein Solldrehzahlfestlegungsprozess wird ausgeführt. In diesem Solldrehzahlfestlegungsprozess wird die Solldrehzahl gemäß eines Signals des Drehzahländerungssteuerbefehlsgebers 18b festgelegt und eine obere Grenzdrehzahl wird durch die Obere-Grenzdrehzahlfestlegungsvorrichtung 96 festgelegt.
Im Folgenden S330 wird ein Soft-No-Load-Prozess (Soft-Nicht-Load-Prozess) ausgeführt. In dem Soft-No-Load-Prozess ist, wenn das Werkzeugbit 4 in dem Nicht-Lastzustand ist, die Solldrehzahl des Motors 8 unterhalb einer vorbestimmten Nicht-Lastdrehzahl Nth beschränkt.
Im Folgenden S340 wird ein Steuerungsausmaßfestlegungsprozess ausgeführt. In diesem Steuerungsausmaßfestlegungsprozess wird die relative Einschaltdauer für den Motor 8 gemäß der Solldrehzahl, die in S320 festgelegt wird, oder in S330 unter die vorbestimmte Nicht-Lastdrehzahl Nth beschränkt wird, festgelegt. Nach Abschluss dieses Steuerungsausmaßfestlegungsprozesses wird der Motorsteuerungsprozess beendet.
Es wird angemerkt, dass in S340 die relative Einschaltdauer so festgelegt wird, dass die relative Einschaltdauer sich nicht schnell gemäß einer Änderung der Solldrehzahl von der Drehzahl, die durch eine Drückerbestätigung oder dergleichen festgelegt wird, zu der Nicht-Lastdrehzahl oder umgekehrt, ändert.
Mit anderen Worten ist in S340 die Änderungshöhe der relativen Einschaltdauer (d.h. der Änderungsgradient) so beschränkt, dass sich die Solldrehzahl des Motors 8 graduell ändern kann. Dies dient der Verhinderung einer schnellen Änderung der Drehzahl des Motors 8, wenn das Werkzeugbit in Kontakt mit dem Werkstück gebracht wird oder von dem Werkstück getrennt wird.
Wenn die Motorantriebsbedingungen nicht erfüllt sind, und falls es in S310 bestimmt wird, dass der Motor 8 nicht angetrieben werden soll, setzt der Prozess in S350 fort, und ein Motorstoppfestlegungsprozess zum Festlegen eines Stoppens des Antreibens des Motors 8 wird ausgeführt, und der Motorsteuerungsprozess wird beendet.
Wie in 8 gezeigt, wird in dem Soft-No-Load-Prozess in dem folgenden S330 zunächst in S332 bestimmt, ob Soft-No-Load-Steuerungsausführungsbedingungen (Soft-No-Load-Bedingungen) erfüllt sind. Unter Soft-No-Load-Steuerung wird die Solldrehzahl des Motors 8 an oder unterhalb der Nicht-Lastdrehzahl Nth beschränkt.
Bei dieser Ausführungsform sind die Soft-No-Load-Bedingungen in einem Stromlasterfassungsprozess, der in 9 gezeigt ist, und in der Beschleunigungserfassungsschaltung 94 in dem Drehbewegungsdetektor 90 erfüllt, wenn bestimmt wird, dass das Werkzeugbit 4 in einem Nicht-Lastzustand ist und die Staubsammelvorrichtung 66 nicht an dem Bohrhammer 2 montiert ist.
Falls in S332 bestimmt wird, dass die Soft-No-Load-Bedingungen erfüllt sind, setzt der Prozess in S334 fort, und es wird bestimmt, ob die Solldrehzahl die Nicht-Lastdrehzahl Nth (z.B. 11000 Umdrehungen pro Minute (Upm)) überschreitet. Diese Nicht-Lastdrehzahl Nth entspricht der oberen Grenzdrehzahl der Soft-No-Load-Steuerung.
Falls in S334 bestimmt wird, dass die Solldrehzahl die Nicht-Lastdrehzahl Nth überschreitet, setzt der Prozess in S336 fort, in welchem die Nicht-Lastdrehzahl Nth als die Solldrehzahl angewendet wird, und der Soft-No-Load-Prozess wird beendet.
Falls bestimmt wird, dass in S332 die Soft-No-Load-Bedingungen nicht erfüllt sind oder dass in S334 die Solldrehzahl nicht die Nicht-Lastdrehzahl Nth übersteigt, wird der Soft-No-Load-Prozess unmittelbar beendet.
Zusammenfassend wird die Solldrehzahl in den Soft-No-Load-Prozess beschränkt an oder unterhalb der Nicht-Lastdrehzahl Nth, falls in sowohl dem Stromlasterfassungsprozess in 9 als auch in der Beschleunigungserfassungsschaltung 94 bestimmt wird, dass das Werkzeugbit 4 in dem Nicht-Lastzustand ist, und wenn die Staubsammelvorrichtung 66 nicht an dem Bohrhammer 2 montiert ist.
In dem A/D-Wandlungsprozess in S130 wird der Stromlasterfassungsprozess in 9 ausgeführt, um gemäß dem Stromwert, der von der Stromerfassungsschaltung 74 abgefragt wird, zu bestimmen, ob das Werkzeugbit 4 in dem Nicht-Lastzustand ist.
In diesem Stromlasterfassungsprozess wird zuerst in S410 bestimmt, ob der Wert, der durch die A/D-Wandlung (erfasster Stromwert) abgefragt wird, einen Stromschwellenwert Ith überschreitet. Dieser Stromschwellenwert Ith ist ein zum Bestimmen, ob das Werkzeugbit in dem Lastzustand ist, vorbestimmter Wert.
Falls der erfasste Stromwert den Stromschwellenwert Ith überschreitet, wird in S420 ein Lastzähler zur Lastbestimmung hochgezählt (+1), in S430 wird ein Nicht-Lastzähler zur Nicht-Lastbestimmung heruntergezählt (–1), und der Prozess setzt in S440 fort.
In S440 wird bestimmt, ob der Wert des Lastzählers einen Lastbestimmungswert T1 überschreitet. Der Lastbestimmungswert T1 ist ein Wert, der zum Bestimmen, ob das Werkzeugbit 4 in dem Lastzustand ist, vorbestimmt ist. Falls der Wert des Lastzählers den Lastbestimmungswert T1 überschreitet, setzt der Prozess in S450 fort, und eine Stromlasterfassungsflagge wird gesetzt, und der Stromlasterfassungsprozess wird dann beendet.
Falls der Wert des Lastzählers nicht den Lastbestimmungswert T1 überschreitet, wird der Stromlasterfassungsprozess unmittelbar beendet. Die Stromlasterfassungsflagge zeigt an, dass das Werkzeugbit 4 in dem Lastzustand ist, und wird zum Erfassen des Umstandes (einer Stromlast) verwendet, dass der Lastzustand des Werkzeugbits 4 aus einem Stromwert in S332 des Soft-No-Load-Prozesses erfasst wurde.
Falls in S410 bestimmt wird, dass der erfasste Stromwert an oder unterhalb des Stromschwellenwertes Ith ist, setzt der Prozess in S460, bei welchem der Nicht-Lastzähler hochgezählt wird (+1), und zu dem folgenden S470 fort, in welchem der Lastzähler heruntergezählt wird (–1).
In dem folgenden S480 wird bestimmt, ob der Wert des Nicht-Lastzählers einen Nicht-Lastbestimmungswert T2 überschreitet. Der Nicht-Lastbestimmungswert T2 ist ein Wert, der zum Bestimmen, ob das Werkzeugbit 4 in dem Nicht-Lastzustand ist, vorbestimmt ist. Falls der Wert des Nicht-Lastzählers den Nicht-Lastbestimmungswert T2 überschreitet, setzt der Prozess in S490 fort, und es wird bestimmt, dass das Werkzeugbit 4 in dem Nicht-Lastzustand ist, so dass die Stromlasterfassungsflagge gelöscht wird und der Stromlasterfassungsprozess beendet wird.
Falls der Wert des Nicht-Lastzählers nicht den Nicht-Lastbestimmungswert T2 überschreitet, wird der Stromlasterfassungsprozess unmittelbar beendet.
Der Lastzähler misst die Zeit (Zeitdauer), während welcher der erfasste Stromwert den Stromschwellenwert Ith überschreitet. Bei dem Stromlasterfassungsprozess wird bestimmt, ob die Zeit, die durch den Lastzähler gemessen wird, eine vorbestimmte Zeit (Zeitdauer) überschreitet, unter Verwendung des Lastbestimmungswertes T1. Der Nicht-Lastzähler misst die Zeit (Zeitdauer), während welcher der erfasste Stromwert nicht den Stromschwellenwert Ith überschreitet. Bei dem Stromlasterfassungsprozess wird bestimmt, ob die Zeit (Zeitdauer), die durch den Nicht-Lastzähler gemessen wird, eine vorbestimmte Zeit (Zeitdauer) erreicht, unter Verwendung des Nicht-Lastbestimmungswertes T2. Der Lastbestimmungswert T1 entspricht einem Beispiel der ersten Schwellenwertzeit in der vorliegenden Offenbarung. Der Nicht-Lastbestimmungswert T2 entspricht einem Beispiel der zweiten Schwellenwertzeit in der vorliegenden Offenbarung.
Bei dieser Ausführungsform ist der Lastbestimmungswert T1 kleiner als der Nicht-Lastbestimmungswert T2 (d.h. die Zeit, die durch den Lastzähler gemessen wird, ist kürzer als die Zeit, die durch den Nicht-Lastzähler gemessen wird). Dies ist für eine schnellere Erfassung des Lastzustandes des Werkzeugbits 4, so dass die Drehzahl des Motors 8 an der Solldrehzahl abhängig von dem Betätigungsausmaß des Drückers festgelegt werden kann. Der Lastbestimmungswert T1 wird an einem Wert entsprechend z.B. 100 ms festgelegt, und der Nicht-Lastbestimmungswert T2 wird an einem Wert entsprechend z.B. 500 ms festgelegt.
Wie in 10 gezeigt, wird in dem Ausgabeprozess in S150 der Motorausgabeprozess zunächst in S510 ausgeführt. Bei dem Motorausgabeprozess werden ein Steuerungssignal zum Antreiben des Motors 8 mit der Solldrehzahl und ein Drehrichtungssignal zum Festlegen der Drehrichtung der Antriebsschaltung 72 übertragen.
In dem folgenden S520 wird ein Staubsammelausgabeprozess zum Übertragen eines Antriebssignals für den Staubsammelmotor 67 an die Staubsammelvorrichtung 66, die an dem Bohrhammer 2 montiert ist, ausgeführt. Nachfolgend wird in S530 ein Beleuchtungsausgabeprozess zum Übertragen eines Antriebssignals an die Beleuchtungs-LED 84 zum Anschalten der Beleuchtungs-LED 84 ausgeführt, und der Ausgabeprozess wird beendet.
In S530 wird, falls die Staubsammelvorrichtung 66 an dem Bohrhammer 2 montiert ist, ein Antriebssignal der Beleuchtungs-LED 68, welche an der Staubsammelvorrichtung 66 vorgesehen ist, zum Einschalten der Beleuchtungs-LED 68 übermittelt.
Wie in 11 gezeigt, wird zunächst in S511 in dem Motorausgabeprozess S510 bestimmt, ob der Motor 8 angetrieben werden soll. Der Prozess in S511 wird in einer zu dem von S310 in dem Motorsteuerungsprozess ähnlichen Weise ausgeführt.
Mit anderen Worten wird in S511 bestimmt, ob die Motorantriebsbedingungen erfüllt sind. Diese Motorantriebsbedingungen sind erfüllt, wenn der Drückerschalter 18a in dem An-Zustand ist, der Spannungswert, der Stromwert und die Temperatur, die in S130 abgefragt werden, normal sind, und keine Drehbewegung des Hauptkörpergehäuses 10 durch den Drehbewegungsdetektor 90 erfasst wird (Nicht-Fehlersignaleingabe).
Wenn die Motorantriebsbedingungen erfüllt sind und falls in S511 bestimmt wird, dass der Motor 8 angetrieben werden soll, setzt der Prozess in S512 fort, und die Übertragung eines Steuerungssignals an die Antriebsschaltung 72 wird gestartet.
In dem folgenden S513 wird bestimmt, ob die Richtung der Drehung des Motors 8 die normale Richtung (Vorwärtsrichtung) ist. Falls die Richtung der Drehung des Motors 8 die normale Richtung (Vorwärtsrichtung) ist, setzt der Prozess in S514 fort, in welchem ein Drehrichtungssignal, das die „Vorwärtsrichtung“ als die Drehrichtung des Motors 8 bestimmt, der Antriebsschaltung 72 übertragen wird, und der Motorausgabeprozess wird beendet.
Falls in S513 bestimmt wird, dass die Richtung der Drehung des Motors 8 nicht die normale Richtung ist, setzt der Prozess in S515 fort, in welchem ein Drehrichtungssignal, das die „Rückwärtsrichtung“ als die Drehrichtung des Motors 8 bestimmt, der Antriebsschaltung 72 übertragen, und der Motorausgabeprozess wird beendet.
Wenn die Motorantriebsbedingungen nicht erfüllt sind und falls in S511 bestimmt wird, dass der Motor 8 nicht angetrieben werden soll, setzt der Prozess in S516 fort, und eine Übertragung eines Steuerungssignals an die Antriebsschaltung 72 wird gestoppt.
Nachfolgend wird ein Beschleunigungslasterfassungsprozess und ein Drehbewegungserfassungsprozess, die in der Beschleunigungserfassungsschaltung 94 des Drehbewegungsdetektors 90 ausgeführt werden, unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme von 12, 13A und 13B beschrieben.
Wie in 12 gezeigt, wird für den Beschleunigungslasterfassungsprozess in S610 bestimmt, ob eine Abtastzeit, die zum Bestimmen einer Last auf das Werkzeugbit 4 vorbestimmt ist, verstrichen ist. Mit anderen Worten dauert eine Wartezeit bis zum Verstreichen der vorgegebenen Abtastzeit seit dem vorherigen Prozess, der in S620 ausgeführt wurde, an.
Falls in S610 bestimmt wird, dass die Abtastzeit verstrichen ist, setzt der Prozess in S620 fort, in welchem bestimmt wird, ob der Drückerschalter 18a in dem An-Zustand ist (d.h. ob hier eine Eingabe eines Antriebssteuerbefehls des Motors 8 von dem Benutzer vorliegt).
Falls in 620 bestimmt wird, dass der Drückerschalter 18a in dem An-Zustand ist, setzt der Prozess in S630 fort. Beschleunigungen in den Richtungen der drei Achsen (X, Y und Z) werden von dem Beschleunigungssensor 92 durch A/D-Wandlung in S630 abgefragt (erhalten), und die abgefragten Beschleunigungsdaten werden einem Filterprozess zum Entfernen von Erdbeschleunigungskomponenten (Gravitationsbeschleunigungskomponenten) von den Beschleunigungsdaten bezüglich der Richtungen der drei Achsen in dem folgenden S640 unterzogen.
Der Filterprozess in S640 fungiert als ein Hochpassfilter (HPF) mit einem Abschneiden von Frequenzen von ungefähr 1 bis 10 Hz zum Entfernen von Niederfrequenzkomponenten entsprechend der Erdbeschleunigung (Schwerkraftbeschleunigung, Gravitationsbeschleunigung).
Nachdem die Beschleunigungen in den Richtungen der drei Achsen dem Filterprozess in S640 unterzogen wurden, setzt der Prozess in S650 fort, in welchem die Beschleunigungen in den Richtungen der drei Achsen nach dem Filterprozess D/A-gewandelt werden und z.B. Beschleunigungssignale in den Richtungen der drei Achsen werden nach D/A-Wandlung einer Vollwellengleichrichtung unterzogen, um die absoluten Werte der entsprechenden Beschleunigungen [G] in den Richtungen der drei Achsen zu erhalten.
Die absoluten Werte, die in S650 erhalten wurden, werden in dem folgenden S660 unter Verwendung eines Tiefpassfilters (LPF) zum Erhalten der entsprechenden geglättenden Beschleunigungen geglättet, und der Prozess setzt in S670 fort.
In S670 werden die entsprechenden geglätteten Beschleunigungen mit einem Schwellenwert verglichen, der zum Bestimmen, ob das Werkzeugbit 4 in dem Lastzustand ist, vorbestimmt ist, und es wird bestimmt, ob der Zustand, bei welchem eine der geglätteten Beschleunigungen den Schwellenwert überschreitet, für eine vorgegebene Zeitdauer angedauert hat.
Falls in S670 bestimmt wird, dass der Zustand, bei welchem eine der geglätteten Beschleunigungen den Schwellenwert überschritten hat, für eine vorgegebene Zeitdauer angedauert hat, wird bestimmt, dass das Werkzeugbit 4 in dem Lastzustand ist, und der Prozess setzt in S680 fort. Nachfolgend wird in S680 ein Lastsignal der Steuerungsschaltung 80 übertragen, und der Prozess setzt in S610 fort.
Falls in S670 bestimmt wird, dass der Zustand, bei welchem eine der geglätteten Beschleunigungen den Schwellenwert überschritten hat, nicht über die vorgegebene Zeitdauer angedauert hat, oder falls es bestimmt wird, dass der Drückerschalter 18a in dem Aus-Zustand in S620 ist, setzt der Prozess in S690 fort.
In S690 wird ein Nicht-Lastsignal der Steuerungsschaltung 80 übertragen, um die Steuerungsschaltung 80 zu informieren, dass das Werkzeugbit 4 in dem Nicht-Lastzustand ist. Der Prozess setzt dann in S610 fort.
Demzufolge erhält die Steuerungsschaltung 80 ein Lastsignal oder ein Nicht-Lastsignal von der Beschleunigungserfassungsschaltung 94 und kann daher bestimmen, ob der Lastzustand (Beschleunigungslast) des Werkzeugbits 4 erfasst wurde oder ob die Soft-No-Load-Bedingungen erfüllt sind.
Wie in 13A und 13B gezeigt, wird in S710 in dem Drehbewegungserfassungsprozess bestimmt, ob eine Abtastzeit, die zum Erfassen einer Drehbewegung vorbestimmt ist, verstrichen ist. Mit anderen Worten dauert eine Wartezeit bis zum Verstreichen der vorgegebenen Abtastzeit seit dem vorherigen Prozess, der in S720 ausgeführt wurde, an.
Nachfolgend, falls es in S710 bestimmt wird, dass die Abtastzeit verstrichen ist, setzt der Prozess in S720 fort, in welchem bestimmt wird, ob der Drückerschalter 18a in dem An-Zustand ist. Falls der Drückerschalter 18a in dem An-Zustand ist, setzt der Prozess in S730 fort.
In S730 wird das Drehen des Bohrhammers 2 in dem Drehbewegungserfassungsprozess erfasst und es wird bestimmt, ob der Fehlerzustand augenblicklich auftritt. Falls der Fehlerzustand auftritt, setzt der Prozess in S710 fort. Falls der Fehlerzustand nicht auftritt, setzt der Prozess in S740 fort.
In S740 wird die Beschleunigung in der Richtung der X-Achse von dem Beschleunigungssensor 92 mittels A/D-Wandlung abgefragt. In dem folgenden S750 werden, wie in dem oben beschriebenen S640, Erdbeschleunigungskomponenten von den abgefragten Beschleunigungsdaten in der Richtung der X-Achse in einem Filterprozess, der als ein HPF funktioniert, entfernt.
Nachfolgend wird in S760 die Winkelbeschleunigung [rad/s²] um die Z-Achse aus der Beschleunigung [G] in der Richtung der X-Achse nach dem Filterprozess unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet. Der Prozess setzt dann in S770 fort. Winkelbeschleunigung = Beschleunigung G × 9,8/Abstand L Gleichung
In dieser Gleichung ist der Abstand L der Abstand zwischen dem Beschleunigungssensor 92 und der Z-Achse.
In S770 wird die Winkelbeschleunigung, die in S760 erhalten wird, für eine Abtastzeit integriert. Im folgenden S780 wird das Anfangsintegral der Winkelbeschleunigung aktualisiert. Dieses Anfangsintegral ist das Integral der Winkelbeschleunigung für eine vorgegebene vergangene Zeit (Zeitdauer). Da die Winkelbeschleunigung in S760 zusätzlich berechnet wurde, wird das Integral der Winkelbeschleunigung, die für eine Abtastzeit vor einer vorgegeben Zeit abgetastet wurde, von dem Anfangsintegral in S780 entfernt.
In dem folgenden S790 wird die Winkelgeschwindigkeit [rad/s] um die Z-Achse berechnet durch Addition des Anfangsintegrals der Winkelbeschleunigung, das in S780 aktualisiert wurde, und dem letzten Integral der Winkelbeschleunigung, das in S770 berechnet wurde.
In S800 wird die Winkelgeschwindigkeit, die in S790 berechnet wurde, für eine Abtastzeit integriert. Im folgenden S810 wird das Anfangsintegral der Winkelgeschwindigkeit aktualisiert. Dieses Anfangsintegral ist das Integral der Winkelgeschwindigkeit für eine vorgegebene vergangene Zeit. Da die Winkelgeschwindigkeit zusätzlich in S790 berechnet wurde, wird das Integral der Winkelgeschwindigkeit, das für eine Abtastzeit vor einer vorgegebenen Zeit erhalten wurde, von dem Anfangsintegral in S810 entfernt.
Im folgenden S820 wird der erste Drehwinkel [rad] um die Z-Achse bezüglich dem Bohrhammer 2 durch Addition des Anfangsintegrals der Winkelgeschwindigkeit, die in S810 aktualisiert wurde, und dem letzten Integral der Winkelgeschwindigkeit, das in S800 berechnet wurde, berechnet.
In S830 wird der zweite Drehwinkel des Bohrhammers 2, der zum tatsächlichen Stoppen des Motors 8 nach der Erfassung des Drehens des Bohrhammer 2 um die Z-Achse benötigt wird, basierend auf der augenblicklichen Winkelgeschwindigkeit berechnet, die in S790 bestimmt wird. Der Prozess setzt dann in S840 fort. Dieser Drehwinkel wird durch Multiplizieren der Winkelgeschwindigkeit mit einer vorbestimmten geschätzten Zeit (Drehwinkel = Winkelgeschwindigkeit x geschätzte Zeit) berechnet.
In S840 wird ein geschätzter Winkel durch Addieren des zweiten Drehwinkels, der in S830 berechnet wurde, zu dem ersten Drehwinkel um die Z-Achse, der in S820 berechnet wurde, berechnet. Dieser geschätzte Winkel entspricht dem Drehwinkel um die Z-Achse, der den Drehwinkel nach einem Stoppen des Antreibens des Motors 8 enthält (d.h. den zweiten Drehwinkel).
In S850 wird bestimmt, ob der Zustand, bei welchem der geschätzte Winkel, der in S840 berechnet wurde, einen Schwellenwertwinkel überschreitet, der zum Bestimmen einer Drehbewegung vorbestimmt ist, für mehr (länger) als eine vorgegebene Zeit angedauert hat.
Falls ja in S850, setzt der Prozess in S860 fort, um ein Fehlersignal an die Steuerungsschaltung 80 zu übermitteln. Mit anderen Worten wird die Steuerungsschaltung 80 darüber informiert, dass das Werkzeugbit 4 in dem Werkstück während Bohrens des Werkstückes festsitzt und eine Drehbewegung des Bohrhammers 2 begonnen hat.
Demzufolge bestimmt die Steuerungsschaltung 80, dass die Motorantriebsbedingungen nicht erfüllt sind und hält das Antreiben des Motors 8 an und verhindert dadurch ein großes Drehausmaß des Bohrhammers 2. Nach Ausführung des Prozesses in S860 beginnt dieser Prozess wieder in S710.
Andererseits, falls nein in S850, setzt der Prozess in S870 zum Übertragen eines Nicht-Fehlersignals an die Steuerungsschaltung 80 fort. Mit anderen Worten wird die Steuerungsschaltung 80 darüber informiert, dass der Bohrhammer 2 nicht dreht. Nach Ausführen des Prozesses in S870 setzt dieser Prozess wieder in S710 fort.
In S720 wird, falls es bestimmt wird, dass der Drückerschalter 18a nicht in dem An-Zustand ist, der Betrieb des Bohrhammers 2 gestoppt, und somit setzt der Prozess in S880 zum Zurücksetzen der Integrale und der Anfangsintegrale der Winkelbeschleunigung und der Winkelgeschwindigkeit fort. Dieser Prozess setzt dann in S870 fort.
Wie oben beschrieben, führt bei dem Bohrhammer 2 dieser Ausführungsform die Steuerungsschaltung 80 in der Motorsteuerung 70 den Stromlasterfassungsprozess, der in 9 gezeigt ist, aus, um zu bestimmen, ob das Werkzeugbit 4 in dem Nicht-Lastzustand oder in dem Lastzustand ist, gemäß dem Stromfluß durch den Motor (Lastbeaufschlagung oder Nicht-Lastbeaufschlagung wird gemäß einem Strom erfasst).
Da die Beschleunigungserfassungsschaltung 94 des Drehbewegungsdetektors 90 den Beschleunigungslasterfassungsprozess, der in 12 gezeigt ist, ausführt, wird gemäß Beschleunigungen, die in den Richtungen der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse durch den Beschleunigungssensor 92 erfasst werden (Lastbeaufschlagung oder Nicht-Lastbeaufschlagung wird gemäß den Beschleunigungen erfasst) bestimmt, ob das Werkzeugbit 4 in dem Nicht-Lastbeaufschlagungszustand oder Lastbeaufschlagungszustand ist.
Wenn eine Lastbeaufschlagung gemäß einem Strom oder Beschleunigungen nicht erfasst wird und die Staubsammelvorrichtung 66 nicht an dem Bohrhammer 2 montiert ist, beschränkt die Steuerungsschaltung 80 die Drehzahl des Motors an oder unterhalb der Nicht-Lastdrehzahl Nth in dem Soft-No-Load-Prozess, der in 8 gezeigt ist.
Dementsprechend kann bei dem Bohrhammer 2 dieser Ausführungsform, falls der Antriebsmodus in dem Hammermodus ist, eine Lastbeaufschlagung auf das Werkzeugbit 4 in dem Beschleunigungslasterfassungsprozess erfasst werden. Falls der Antriebsmodus in dem Bohrmodus ist, kann eine Lastbeaufschlagung auf das Werkzeugbit 4 in dem Stromlasterfassungsprozess erfasst werden. Falls der Antriebsmodus in dem Hammerbohrmodus ist, kann eine Lastbeaufschlagung auf das Werkzeugbit 4 sowohl in dem Beschleunigungslasterfassungsprozess als auch in dem Stromlasterfassungsprozess erfasst werden.
Daher kann bei dem Bohrhammer 2 dieser Ausführungsform in jedem Antriebsmodus, der aus der Gruppe gewählt wird, die den Hammermodus, dem Hammerbohrmodus und dem Bohrmodus enthält, eine Lastbeaufschlagung von dem Werkstück auf das Werkzeugbit 4 schnell erfasst werden, und der Motor kann mit einer Solldrehzahl angetrieben werden.
Des Weiteren kann bei dem Bohrhammer 2 dieser Ausführungsform, wenn die Staubsammelvorrichtung 66 an dem Bohrhammer 2 montiert ist, der Motor 8 mit einer Solldrehzahl angetrieben werden, selbst wenn zumindest eine von der Erfassung einer Last basierend auf einem Stromfluß durch den Motor und der Erfassung einer Last basierend auf einer Beschleunigung, die durch den Beschleunigungssensor 92 erfasst wird, nicht ausgeführt wird. Bei diesem Bohrhammer 2 verhindert das Montieren der Staubsammelvorrichtung 66 an dem Bohrhammer 2 Vibrationen des Hauptkörpergehäuses 10, so dass eine Soft-No-Load-Steuerung nicht ausgeführt wird, obwohl die Erfassung der Lastbedingungen des Werkzeugbits 4 in dem Beschleunigungslasterfassungsprozess schwierig ist. Dementsprechend kann der Benutzer das Meißeln oder Bohren des Werkstückes wie üblich ausführen.
Bei dieser Ausführungsform fungiert der Stromlasterfassungsprozess, der in der Steuerungsschaltung 80 ausgeführt wird, als ein Beispiel eines ersten Lastdetektors der vorliegenden Offenbarung, und der Beschleunigungslasterfassungsprozess, der durch die Beschleunigungserfassungsschaltung 94 ausgeführt wird, fungiert als ein Beispiel eines zweiten Lastdetektors der vorliegenden Offenbarung.
Bei dem Beschleunigungslasterfassungsprozess unterliegen die Beschleunigungen in den Richtungen der drei Achsen (X, Y und Z), die von dem Beschleunigungssensor 92 übertragen werden, einer A/D-Wandlung, und die erhaltenen Beschleunigungsdaten unterliegen einem Filterprozess. Durch diesen Filterprozess wird eine Erdbeschleunigungskomponente von den Beschleunigungsdaten bezüglich jeder Achsenrichtung entfernt.
Dieser Filterprozess ergibt eine hohe Genauigkeit der Beschleunigungserfassung, im Vergleich mit einem Entfernen einer Erdbeschleunigungskomponente durch Übertragen eines Erfassungssignals von dem Beschleunigungssensor 92 an einen Analogfilter (einem Hochpassfilter).
Genauer gesagt schwankt nach Erzeugung einer Beschleunigung aufgrund der Vibration des Hauptkörpergehäuses 10 ein Erfassungssignal von dem Beschleunigungssensor 92 gemäß der Beschleunigung, wohingegen, wenn keine elektrische Leistung dem Bohrhammer 2 zugeführt wird, die Schwankung des Erfassungssignals um das Massepotential zentriert ist.
Wie in der oberen Zeichnung in 14 gezeigt, ist, wenn der Bohrhammer 2 mit elektrischer Leistung versorgt wird, die Schwankung des Erfassungssignals um eine angehobene Spannung, die durch Addieren einer Erdbeschleunigungskomponente (Vg) zu der Referenzspannung der Eingabeschaltung (normaler Weise die mittlere Spannung der Leistungsquellenspannung Vcc: Vcc/2) bestimmt ist, zentriert.
Da der Motor 8 unmittelbar gestoppt wird, nachdem der Bohrhammer 2 mit elektrischer Leistung versorgt wird, wird angenommen, dass keine Beschleunigung in dem Hauptkörpergehäuse 10 auftritt. Dementsprechend steigt ein Eingabesignal (ein Erfassungssignal) von dem Beschleunigungssensor 92 zu einer konstanten Spannung von „(Vcc/2) + Vg“.
In diesem Fall wird ein Erfassungssignal einem analogen Filter (Hochpassfilter: HPF) zum Entfernen von Erdbeschleunigungskomponenten (Vg) eingegeben, und somit, wie in der mittleren Zeichnung in 14 gezeigt, steigt die Ausgabe des Analogfilters rapide unmittelbar nach Zuführung von elektrischer Leistung an und überschreitet die Referenzspannung (Vcc/2). Danach verringert sich letztendlich die Ausgabe des Analogfilters zu der Referenzspannung (Vcc/2) und geht in einen stabilen Zustand über, aber erst nach einer gewissen Zeitdauer.
Im Gegensatz kann, falls ein Erfassungssignal einem Filterprozess unterliegt, der einen Digitalfilter, wie in dieser Ausführungsform, verwendet, wie in der unteren Zeichnung in 14 gezeigt, eine Signalhöhe des Erfassungssignals unmittelbar nach Zufuhr von elektrischer Leistung an dem Anfangswert festgelegt sein, und dadurch werden Schwankungen des Erfassungssignals (Daten) verhindert.
Dementsprechend können in dieser Ausführungsform Beschleunigungen unmittelbar nach Zufuhr der elektrischen Leistung an den Bohrhammer 2 akkurater erfasst werden und dabei wird das Risiko verhindert, dass die Lastbeaufschlagung auf das Werkzeugbit nicht erfasst werden kann, welche durch die Beschleunigungserfassungsfehler bewirkt wird.
Des Weiteren ist der Drehbewegungsdetektor 90 getrennt von der Motorsteuerung 70, was zu einer kleineren Größe als bei einer Integration dieser Komponenten führt. Dementsprechend kann der Drehbewegungsdetektor 90 unter Verwendung eines Raumes in dem Hauptkörpergehäuse 10 in einer Position angeordnet werden, wo er auf einfache Weise das Verhalten (Beschleunigung) des Hauptkörpergehäuses 10 erfassen kann.
Des Weiteren werden bei dem Stromlasterfassungsprozess die Zeit, während welcher der erfasste Stromwert den Stromschwellenwert Ith überschreitet, und die Zeit, während welcher der erfasste Stromwert nicht den Stromschwellenwert Ith überschreitet, unter Verwendung des Lastzähler und des Nicht-Lastzählers gemessen. Eine Last oder eine Nicht-Last an dem Werkzeugbit 4 wird basierend auf dem erfassten Strom bestimmt, wenn diese Zeiten vorgegebene festgelegte Zeiten erreichen, die von den Bestimmungswerten T1 und T2 abhängig sind. Aus diesem Grund können in dieser Ausführungsform Fehler in der Bestimmung einer Stromlast, die durch Rauschen etc. verursacht werden, verhindert werden.
Im Speziellen ist in dieser Ausführungsform, wie in 15 gezeigt, der Lastbestimmungswert T1, der zum Bestimmen der Lastbedingungen, nachdem der erfasste Strom den Stromschwellenwert Ith überschreitet, geringer (kürzer) festgelegt, als der Nicht-Lastbestimmungswert T2, der zum Bestimmen der Nicht-Lastbedingungen verwendet wird, nachdem der erfasste Strom an oder unterhalb dem Stromlastwert Ith ist.
Aus diesem Grund können in dieser Ausführungsform die Lastbedingungen des Werkzeugbits 4 früher als die Nicht-Lastbedingungen bestimmt werden und dabei die Verzögerungszeit nach Schalten (Ändern) der Drehzahl des Motors 8 von der Nicht-Lastdrehzahl Nth zu einer Solldrehzahl verkürzt werden.
Dementsprechend steigt in dieser Ausführungsform die Drehzahl des Motors 8 schnell an, wenn eine Last auf das Werkzeugbit beaufschlagt wird, so dass der Benutzer zufriedenstellend das Meißeln oder Bohren des Werkstückes ausführen kann. Des Weiteren kann in dieser Ausführungsform das Schalten (Ändern) der Drehzahl des Motors zu einer geringeren Drehzahl aufgrund der Erfassung der Nicht-Lastbedingungen während des Meißelvorganges verhindert werden.
Bei dem Beschleunigungslasterfassungsprozess wird, wie bei dem Stromlasterfassungsprozess, die Zeit, während welcher eine Durchschnittsbeschleunigung einen Schwellenwert überschreitet, und die Zeit, während welcher die Durchschnittsbeschleunigung an oder unterhalb des Schwellenwertes ist, gemessen, und wenn diese vorgegebene festgelegte Zeiten erreichen, eine Last oder Nicht-Last auf das Werkzeugbit 4 bestimmt.
Des Weiteren kann bei dieser Ausführungsform der Benutzer die obere Grenzdrehzahl durch eine Stellradbetätigung bei der Obere-Grenzzahlfestlegungseinrichtung 96 festlegen. Zusätzlich kann der Benutzer die Solldrehzahl des Motors 8, welche gemäß einem Signal von dem Drehzahländerungssteuerbefehlsgeber 18b bestimmt wird, geringer als die Nicht-Lastdrehzahl Nth durch eine Drückerbetätigung festlegen.
Wenn die Solldrehzahl geringer als die Nicht-Lastdrehzahl Nth festgelegt ist, wird die Drehzahl des Motors 8 die Solldrehzahl, wie durch die gestrichelte Linie in 15 angezeigt. Daher kann der Benutzer den Motor 8 mit einer geringeren Drehzahl als die Nicht-Lastdrehzahl Nth betätigen und dadurch den Verwendungsbereich des Bohrhammers 2 vergrößern und die Verwendbarkeit verbessern.
Obwohl die Ausführungsform zum Anwenden der vorliegenden Offenbarung oben beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und verschiedene Modifikationen für die Anwendung können getätigt werden.
Z.B. wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform eine Last oder Nichtlast auf das Werkzeugbit 4 unter Verwendung eines Stromflusses durch den Motor 8, welcher eine Information über den Antriebsstatus des Motors ist, und einer Beschleunigung erfasst, die dem Werkzeughauptkörper 10 aufgebracht wird.
Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, und die Lastbedingungen des Werkzeugbits können unter Verwendung der Drehzahl des Motors (im Speziellen Änderungen in der Drehzahl), der Antriebsspannung des Motors (im Speziellen Änderungen in der Spannung) oder dergleichen bestimmt werden, anstelle eines Stromflusses durch den Motor 8. Zusätzlich kann ein Winkelgeschwindigkeitssensor als ein Sensor zum Erfassen des Verhaltens des Bohrhammerhauptkörpers verwendet werden, anstelle des Beschleunigungssensors 92. Ein Winkelsensor kann Vibrationen an dem Hauptkörpergehäuse 10 zum Erfassen einer Lastbeaufschlagung auf das Werkzeugbit erfassen.
Des Weiteren verwendet in der oben beschriebenen Ausführungsform der Beschleunigungslasterfassungsprozess alle Beschleunigungen in den Richtungen der drei Achsen (X, Y und Z), die durch den Beschleunigungssensor 92 erfasst werden. Allerdings kann eine Lastbeaufschlagung auf das Werkzeugbit 4 aufgrund eines Hammervorganges unter Verwendung von zumindest der Beschleunigung der Richtung in der Z-Achse erfasst werden.
Des Weiteren ist es bei der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben, dass an dem Bohrhammer 2 eine Staubsammelvorrichtung 66 angebracht werden kann, welche eine externe Einheit ist. Allerdings kann an dem Bohrhammer eine Wasserinjektionsvorrichtung zum Injizieren von Wasser auf einen Teil eines zu bearbeitenden Werkstückes, eine Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten eines Werkstückes, ein Gebläse zum Vorsehen einer Luftströmung zum Wegblasen von Staubpartikeln oder dergleichen als eine externe Einheit angebracht werden. Wenn eine dieser externen Einheiten angebracht ist, kann ein solcher Bohrhammer dazu konfiguriert sein, den Motor 8 mit einer Solldrehzahl anzutreiben, auch wenn weder die strombasierende Erfassung einer Last oder die beschleunigungsbasierende Erfassung einer Last ausgeführt wird.
Wenn eine dieser externen Einheiten an dem Bohrhammer angebracht ist, vibriert das Hauptkörpergehäuse 10 kaum und verhindert die Erfassung einer Last, die dem Werkzeugbit aufgebracht wird. Aus diesem Grund kann, wenn eine externe Einheit angebracht ist, eine Soft-No-Load-Steuerung nicht ausgeführt werden, und der Motor 8 kann gemäß eines Steuerungsbefehls eines Benutzers angetrieben sein. Demzufolge kann, wenn eine externe Einheit angebracht ist, ein Risiko, dass der Motor 8 mit einer Solldrehzahl, die durch den Benutzer festgelegt wird, aufgrund der Ausführung einer Soft-No-Load-Steuerung nicht angetrieben werden kann, reduziert sein.
Des Weiteren können zwei oder mehr Funktionen eines Elements in der zuvor beschriebenen Ausführungsform durch zwei oder mehr Elemente erzielt werden, oder eine Funktion eines Elements in der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann durch zwei oder mehr Elemente erzielt werden. In ähnlicher Weise können zwei oder mehr Funktionen von zwei oder mehreren Elementen durch ein Element erzielt werden, oder eine Funktion, die durch zwei oder mehr Elemente erzielt werden kann, durch ein Element erzielt werden. Ein Teil der Konfiguration der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann weggelassen sein, und zumindest ein Teil der Konfiguration der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann einem anderen Teil der Konfiguration der zuvor beschriebenen Ausführungsform hinzugefügt oder durch dieses ersetzt sein. Es wird angemerkt, dass jeder und alle Modi, die in der technischen Lehre umfasst sind, die nur durch den Schutzumfang der Ansprüche definiert ist, Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2008-178935 [0002]

Claims

Elektrisches Kraftwerkzeug (2), mit einem Hauptkörper (10), einem Motor (8), der an dem Hauptkörper (10) vorgesehen ist, einem Werkzeughalter (6), der an dem Hauptkörper (10) vorgesehen ist und zum Halten eines Werkzeugbit (4) konfiguriert ist, so dass das Werkzeugbit (4) in einer axialen Richtung des Werkzeugbits (4) hin- und herbewegbar ist, einem Hammer (30), der an dem Hauptkörper (10) vorgesehen ist und dazu konfiguriert ist, das Werkzeugbit (4), das durch den Werkzeughalter (6) gehalten wird, in der axialen Richtung zum Hämmern eines Werkstückes hin- und herzubewegen, einem Bewegungsumwandlungsmechanismus (20), der an dem Hauptkörper (10) vorgesehen ist und zum Umwandeln einer Drehung des Motors (8) in eine Linearbewegung und zum Übertragen der Linearbewegung an den Hammer (30) konfiguriert ist, einem Drehungsübertragungsmechanismus (40), der an dem Hauptkörper (10) vorgesehen ist und zum Übertragen der Drehung des Motors (8) an den Werkzeughalter (6) und zum drehenden Antreiben des Werkzeugbits (4) in einer Umfangsrichtung des Werkzeugbits (4) konfiguriert ist, einem ersten Lastdetektor (80, 74), der zum Erfassen basierend auf einer Information, die den Antriebsstatus des Motors (8) anzeigt, einer Last, die von dem Werkstück auf das Werkzeugbit (4) beaufschlagt wird, konfiguriert ist, einem zweiten Lastdetektor (94, 92), der zum Erfassen basierend auf einer Information, die das Verhalten des Hauptkörpers (10) anzeigt, einer Last, die von dem Werkstück auf das Werkzeugbit (4) beaufschlagt wird, konfiguriert ist, und einer Motorsteuerung (70), die dazu konfiguriert, das Antreiben des Motors (8) basierend auf einer Solldrehzahl, die von einer Außenseite des elektrischen Kraftwerkzeuges (2) eingegeben wird, zu steuern, wobei die Motorsteuerung (70) dazu konfiguriert ist, eine obere Grenze einer Drehzahl des Motors (8) an einer vorbestimmten Nicht-Lastdrehzahl in Antwort darauf, dass eine Nicht-Last an dem Werkzeugbit (4) durch den ersten Lastdetektor (80, 74) und den zweiten Lastdetektor (94, 92) erfasst wird, festzulegen.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach Anspruch 1, das weiter einen Modusschalter (50) aufweist, der zum selektiven Festlegen eines Antriebsmodus des Werkzeugbits (4) in einen von einem Hammermodus, einem Hammerbohrmodus und einem Bohrmodus konfiguriert ist, wobei der Hammermodus ein Modus ist, bei welchem sich das Werkzeugbit (4) in der axialen Richtung hin- und herbewegt, der Hammerbohrmodus ein Modus ist, bei welchem sich das Werkzeugbit (4) in der axialen Richtung hin- und herbewegt und um die Umfangsrichtung dreht, und der Bohrmodus ein Modus ist, bei welchem das Werkzeugbit (4) in der Umfangsrichtung dreht.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach Anspruch 2, bei dem der Modusschalter (50) zum selektiven Übertragen der Drehung des Motors (8) an den Bewegungsumwandlungsmechanismus und/oder den Drehungsübertragungsmechanismus konfiguriert ist, um selektiv den Antriebsmodus festzulegen.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach einem Ansprüche 1 bis 3, bei dem der erste Lastdetektor (80, 74) einen Stromdetektor (74) aufweist, der zum Erfassen eines Wertes eines Stroms, der durch den Motor (8) fließt, konfiguriert ist, wobei der erste Lastdetektor (80, 74) dazu konfiguriert ist, eine Last auf das Werkzeugbit (4) in Antwort darauf zu erfassen, das der Wert des Stroms, der durch den Stromdetektor (74) erfasst wird, einen vorbestimmten ersten Schwellenwert überschreitet, und der zweite Lastdetektor (94, 92) einen Beschleunigungssensor (92) aufweist, der dazu konfiguriert ist, zumindest eine Beschleunigung des Hauptkörpers (10) in der axialen Richtung des Werkzeugbits (4) zu erfassen, wobei der zweite Lastdetektor (94, 92) dazu konfiguriert ist, eine Last auf das Werkzeugbit (4) in Antwort darauf zu erfassen, dass die Beschleunigung, die durch den Beschleunigungssensor (92) erfasst wird, einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert überschreitet.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach Anspruch 4, bei dem der Beschleunigungssensor (92) zur Ausgabe eines Erfassungssignales konfiguriert ist, das die erfasste Beschleunigung anzeigt, und der zweite Lastdetektor (94, 92) dazu konfiguriert ist, eine Last auf das Werkzeugbit (4) basierend auf einer Beschleunigung zu erfassen, die basierend auf dem Erfassungssignal mit einer ungewünschten Niederfrequenzsignalkomponente durch einen Hochpassfilter (94) entfernt berechnet wird.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach Anspruch 5, bei dem der Hochpassfilter (94) einen Digitalfilter aufweist.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem der erste Lastdetektor (80, 94) dazu konfiguriert ist, eine erste Zeit und eine zweite Zeit zu messen, eine Last auf das Werkzeugbit (4) in Antwort darauf zu erfassen, dass die erste Zeit eine erste Schwellenwertzeit erreicht, und eine Nicht-Last auf das Werkzeugbit (4) in Antwort darauf zu erfassen, dass die zweite Zeit eine zweite Schwellenwertzeit erreicht, wobei die erste Zeit eine Zeitdauer ist, während welcher der Wert des Stroms den ersten Schwellenwert überschreitet, die zweite Zeit eine Zeitdauer ist, während welcher der Wert des Stromes gleich oder geringer als der erste Schwellenwert ist, und die erste Schwellenwertzeit und die zweite Schwellenwertzeit voneinander unterschiedlich sind.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach Anspruch 7, bei dem die erste Schwellenwertzeit kürzer als die zweite Schwellenwertzeit ist.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem der zweite Lastdetektor (94, 92) dazu konfiguriert ist, eine dritte Zeit und eine vierte Zeit zu messen, eine Last auf das Werkzeugbit (4) in Antwort darauf zu erfassen, dass die dritte Zeit eine dritte Schwellenwertzeit erreicht, und eine Nicht-Last auf das Werkzeugbit (4) in Antwort darauf zu erfassen, dass die vierte Zeit eine vierte Schwellenwertzeit erreicht, wobei die dritte Zeit eine Zeitdauer ist, während welcher die Beschleunigung den zweiten Schwellenwert überschreitet, und die vierte Zeit eine Zeitdauer ist, während welcher die Beschleunigung gleich oder geringer als der zweite Schwellenwert ist, und die dritte Schwellenwertzeit und die vierte Schwellenwertzeit voneinander unterschiedlich sind.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach Anspruch 9, bei dem die dritte Schwellenwertzeit kürzer als die vierte Schwellenwertzeit ist.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der zweite Lastdetektor (94, 92) getrennt von der Motorsteuerung (70) ist.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Motorsteuerung (70) dazu konfiguriert ist, den Motor (8) mit einer konstanten Drehzahl entsprechend der Solldrehzahl oder der Nicht-Lastdrehzahl zu drehen.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, das weiter eine Obere-Grenzdrehzahlfestlegvorrichtung (96), die dazu konfiguriert, durch einen Benutzer des elektrischen Kraftwerkzeuges (2) betätigt zu werden und eine obere Grenze der Solldrehzahl festzulegen, und einen Drehzahländerungssteuerbefehlsgeber (18b) aufweist, der dazu konfiguriert ist, durch den Benutzer betätigt zu werden und die Solldrehzahl gemäß einem Betätigungsausmaß zu ändern, bei dem die Motorsteuerung (70) dazu konfiguriert ist, die Solldrehzahl gemäß des Betätigungsausmaßes des Drehzahländerungssteuerbefehlsgebers (18b) unter Verwendung der oberen Grenze, welche durch die Obere-Grenzdrehzahlfestlegvorrichtung (96) festgelegt wird, als eine maximale Drehzahl festzulegen.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach Anspruch 13, bei dem die Nicht-Lastdrehzahl eine konstante Drehzahl ist, und die Obere-Grenzdrehzahlfestlegvorrichtung (96) dazu konfiguriert ist, dass sie die obere Grenze der Solldrehzahl an einer Drehzahl in einem Bereich einer Drehzahl höher als die Nicht-Lastdrehzahl bis zu einer Drehzahl geringer als die Nicht-Lastdrehzahl festlegen kann.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Motorsteuerung (70) dazu konfiguriert ist, die Drehzahl des Motors (8) nach Schalten von Nicht-Lastbedingungen zu Lastbedingungen graduell zu ändern, wobei die Nicht-Lastbedingungen Bedingungen sind, bei welchen eine Nicht-Last auf das Werkzeugbit (4) erfasst wird, und die Lastbedingungen Bedingungen sind, bei welchen eine Last auf das Werkzeugbit (4) erfasst wird.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem die Motorsteuerung (70) dazu konfiguriert ist, die Drehzahl des Motors (8) nach Schalten von Lastbedingungen zu Nicht-Lastbedingungen graduell zu ändern, wobei die Lastbedingungen Bedingungen sind, bei welchen eine Last auf das Werkzeugbit (4) erfasst wird, und die Nicht-Lastbedingungen Bedingungen sind, bei welchen eine Nicht-Last auf das Werkzeugbit (4) erfasst wird.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem der Hauptkörper (10) dazu konfiguriert ist, dass eine externe Einheit (66) daran angebracht werden kann, und die Motorsteuerung (70) dazu konfiguriert ist, die Bedingungen, unter welchen die obere Grenze der Drehzahl des Motors (8) zu der Nicht-Lastdrehzahl festgelegt wird, in Reaktion darauf, dass die externe Einheit (66) an dem Hauptkörper (10) angebracht ist, zu ändern.
Elektrisches Kraftwerkzeug (2) nach Anspruch 17, bei dem die Motorsteuerung (70) dazu konfiguriert ist, das Antreiben des Motors (8) gemäß der Solldrehzahl unabhängig von Erfassungsergebnissen von dem ersten Lastdetektor (80, 74) und dem zweiten Lastdetektor (94, 92) in Reaktion darauf, dass die externe Einheit (66) an dem Hauptkörper (10) angebracht ist, zu steuern.
Verfahren zum Steuern einer Drehzahl eines Motors (8) eines elektrischen Kraftwerkzeuges (2), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erfassen basierend auf einer ersten Information, die den Antriebszustand des Motors (8) anzeigt, einer Last, die von einem Werkstück auf ein Werkzeugbit (4) des elektrischen Kraftwerkzeuges (2) aufgebracht wird, wobei der Motor (8) an einem Hauptkörper (10) des elektrischen Kraftwerkzeuges (2) vorgesehen ist, das Werkzeugbit (4) an dem Hauptkörper (10) so vorgesehen ist, dass es sich in einer axialen Richtung des Werkzeugbits (4) hin- und herbewegt und in einer Umfangsrichtung des Werkzeugbits (4) dreht, Erfassen basierend auf einer zweiten Information, die ein Verhalten des Hauptkörpers (10) anzeigt, einer Last, die von dem Werkstück auf das Werkzeugbit (4) aufgebracht wird, und Festlegen einer oberen Grenze einer Drehzahl des Motors (8) an einer vorbestimmten Nicht-Lastdrehzahl in Antwort darauf, dass eine Nicht-Last, die von dem Werkstück auf das Werkzeugbit (4) aufgebracht wird, basierend auf sowohl der ersten Information als auch der zweiten Information erfasst wird.