(57)【要約】【課題】大型化を抑制しつつ、モータを効率的に冷却することができる電動工具を提供する。【解決手段】ナット１００とシャーボルト１０１とを締結させる電動工具１は、電動モータ２１と、電動モータ２１と連動して作動し、電動モータ２１を冷却するためのファン２７と、電動モータ２１を作動制御するコントロールユニット１１０とを備える。シャーボルト１０１は、ナット１００に締結される締結部１０１ａと、該締結部１０１ａの軸方向の一端に該締結部１０１ａと一体に設けられたチップ部１０１ｂとを有し、コントロールユニット１１０は、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離された直後から電動モータ２１を設定時間作動させて、ファン２７を該設定時間作動させる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナットとシャーボルトと締結させる電動工具であって、
工具本体と、
前記工具本体に内蔵されたモータと、
前記モータと連動して作動し、前記モータを冷却するためのファンと、
前記モータを作動制御するモータ制御部とを備え、
前記シャーボルトは、前記ナットに締結される締結部と、該締結部の軸方向の一端に該締結部と一体に設けられたチップ部とを有するとともに、締結作業において、前記シャーボルトが前記ナットに締め付けられた後、前記モータの回転力により前記チップ部が前記締結部から切り離されるように構成されており、
前記モータ制御部は、前記チップ部が前記締結部から切り離された直後から継続して、設定時間の間前記モータを作動させて、前記ファンを該設定時間作動させるように構成されていることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
請求項１に記載の電動工具において、
電力が蓄えられたバッテリを更に備え、
前記モータは、前記バッテリから供給される電力により作動することを特徴とする電動工具。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電動工具において、
前記チップ部が前記締結部から切り離されたか否かを判定する判定部を更に備え、
前記判定部は、前記チップ部が前記締結部から切り離されたと判定する判定条件として、前記モータに供給される作動電流が所定電流値以上であるという第１条件と、前記モータの作動時において、前記作動電流が前記所定電流値以上の状態から前記所定電流値未満になるという第２条件とを含み、
前記モータ制御部は、前記判定部により、前記チップ部が前記締結部から切り離されたと判定された直後から継続して、前記設定時間の間前記モータを作動させて、前記ファンを前記設定時間作動させるように構成されていることを特徴とする電動工具。
【請求項４】
請求項３に記載の電動工具において、
前記モータ制御部は、前記第１条件が満たされてから前記第２条件が満たされるまでの時間に応じて、前記設定時間を設定するように構成されていることを特徴とする電動工具。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の電動工具において、
前記モータ制御部は、前記シャーボルトを前記ナットに締め付ける際に前記モータに供給される電流の大きさに応じて、前記設定時間を設定するように構成されていることを特徴とする電動工具。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の電動工具において、
前記モータは、回転軸が上下方向に延びるように配置されており、
前記ファンは、前記回転軸の上側の部分に取り付けられていることを特徴とする電動工具。
【請求項７】
工具本体と、該工具本体に内蔵されたモータと、該モータと連動して作動し、該モータを冷却するためのファンとを備え、ナットとシャーボルトと締結させる電動工具のモータ冷却方法であって、
前記シャーボルトは、前記ナットに締結される締結部と、該締結部の軸方向の一端に該締結部と一体に設けられたチップ部とを有するとともに、締結作業において、前記シャーボルトが前記ナットに締め付けられた後、前記モータの回転力により前記チップ部が前記締結部から切り離されるように構成されており、
前記チップ部が前記締結部から切り離されたか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程により前記チップ部が前記締結部から切り離されたと判定された直後から継続して、設定時間の間前記モータを作動させて、前記ファンを該設定時間作動させる冷却工程とを含むことを特徴とする電動工具のモータ冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具及び電動工具のモータ冷却方法に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
ナットとシャーボルトとを締結させる電動工具は、モータによってナット又はシャーボルトを回転させる。ナットとシャーボルトとの締結が完了するときには、モータに高い負荷がかかり、モータの温度が上昇することが知られている。このため、ファンによりモータを冷却することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、モータと、モータの駆動に伴って回転するファンと、モータを制御するための制御部と、モータ、ファン及び制御部を収容するハウジングと、を含み、ハウジング内には、ファンの回転に伴ってモータを冷却する空気が流れる第１風路と、第１風路から独立し、ファンの回転に伴って制御部を冷却する空気が流れる第２風路と、が形成される電動工具が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、シャーボルトの破断片を電動工具から排出した後、所定時間だけモータを駆動させることが開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、被加工材に所定の加工作業を行う作業工具を駆動する駆動モータと、駆動モータとは別に回転駆動されて駆動モータを冷却する冷却ファンとを有する電動工具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１０８３５号公報
【特許文献２】特開昭５９−４２２７６号公報
【特許文献３】特開２００３−３１１６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、モータにかかる負荷は、ナットとシャーボルトとの締結完了直前から締結完了時までの間に最も大きくなりやすい。このため、ナットとシャーボルトと締結完了直後は、モータの温度が最も高い状態となりやすく、モータの作動を停止させても、しばらくの間はモータの温度が高い状態が継続する。
【０００８】
特許文献１に記載の電動工具は、ナットとシャーボルトとの締結作業時にはファンが作動するため、モータを冷却することができる。しかし、締結作業を連続して複数回行う場合、一の締結作業が終了した後、モータの温度が高い状態で次の締結作業が実行される。このため、モータの温度が累積的に上昇して、過剰に高くなるおそれがある。この結果、モータの作動不備を招いてしまう。
【０００９】
特許文献２では、締結作業の後、モータを作動させている。しかし、特許文献２に記載の工具は、モータを一時的に停止させた後、再度モータを駆動させる必要がある。モータの駆動には、該モータに比較的大きな負荷を入力する必要があり、該駆動時の負荷による温度上昇が生じるため、冷却効率が悪い。
【００１０】
また、特許文献３のように、駆動モータとは別に駆動されるファンを設けることも考えられる。しかし、ファンを駆動させるための別のモータを設ける分、電動工具の大型化及び重量の増加は免れない。電動工具の重量が増加すると、ユーザは頻繁に手を休めなければならなくなり、作業効率の低下を招いてしまう。
【００１１】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、大型化を抑制しつつ、モータを効率的に冷却することができる電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明は、ナットとシャーボルトと締結させる電動工具を対象として、工具本体と、前記工具本体に内蔵されたモータと、前記モータと連動して作動し、前記モータを冷却するためのファンと、前記モータを作動制御するモータ制御部とを備え、前記シャーボルトは、前記ナットに締結される締結部と、該締結部の軸方向の一端に該締結部と一体に設けられたチップ部とを有するとともに、締結作業において、前記シャーボルトが前記ナットに締め付けられた後、前記モータの回転力により前記チップ部が前記締結部から切り離されるように構成されており、前記モータ制御部は、前記チップ部が前記締結部から切り離された直後から継続して、設定時間の間前記モータを作動させて、前記ファンを該設定時間作動させるように構成されている、というものとした。
【００１３】
この構成によると、モータ制御部は、チップ部が締結部から切り離された直後から、モータを一時的に停止させることなく、モータを設定時間作動させる。このため、チップ部が締結部から切り離されて締結作業が完了された後、継続してファンによるモータの冷却が実行される。ここで、チップ部が締結部から切り離された後は、チップ部が電動工具と係合した状態であるが、モータによりチップ部を回転させても、空転とほぼ同じ状態であり、モータに負荷はほとんどかからない。このため、チップ部が締結部から切り離された後であれば、モータを作動させても、該モータの温度はほとんど上昇せず、ファンによる冷却効果の方が高くなる。
【００１４】
また、ファンを作動するための別のモータを設ける必要がないため、電動工具の大型化は抑制できる。
【００１５】
したがって、電動工具の大型化を抑制しつつ、モータを効率的に冷却することができる。
【００１６】
前記電動工具において、電力が蓄えられたバッテリを更に備え、前記モータは、前記バッテリから供給される電力により作動する、という構成でもよい。
【００１７】
この構成によると、モータはバッテリから供給される電力により作動するため、作業効率向上のためにも、バッテリの消耗を出来る限り抑える必要がある。本発明では、モータ制御部は、チップ部が締結部から切り離された直後から、モータを一時的に停止させることなく、モータを設定時間作動させるため、バッテリの消耗を出来る限り抑えることができる。
【００１８】
前記電動工具の一実施形態では、前記チップ部が前記締結部から切り離されたか否かを判定する判定部を更に備え、前記判定部は、前記チップ部が前記締結部から切り離されたと判定する判定条件として、前記モータに供給される作動電流が所定電流値以上であるという第１条件と、前記モータの作動時において、前記作動電流が前記所定電流値以上の状態から前記所定電流値未満になるという第２条件とを含み、前記モータ制御部は、前記判定部により、前記チップ部が前記締結部から切り離されたと判定された直後から継続して、前記設定時間の間前記モータを作動させて、前記ファンを前記設定時間作動させるように構成されている。
【００１９】
すなわち、締結作業において、チップ部を締結部から切り離す工程に入ると、モータにかかる負荷が上昇するため、該負荷に打ち勝つだけのトルクを発生させるために、モータには比較的大きな作動電流が供給される。このため、第１条件により、前記工程の開始を検知できる。その後、チップ部が締結部から切り離されると、モータにかかる負荷が低下するため、モータに供給される作動電流は小さくなる。このため、第２条件により、前記工程の完了（つまり、切り離しの完了）を検知できる。そして、判定部によりチップ部が締結部から切り離されたと判定された直後からファンを設定時間作動させることで、より効率的にモータを冷却することができる。
【００２０】
前記一実施形態において、前記モータ制御部は、前記第１条件が満たされてから前記第２条件が満たされるまでの時間に応じて、前記設定時間を設定するように構成されている、という構成であってもよい。
【００２１】
この構成によると、すなわち、第１条件が満たされてから第２条件が満たされるまでの時間が長ければ、モータに比較的大きな負荷がかかっている時間が長くなるため、モータの温度が高くなりやすい。このため、第１条件が満たされてから第２条件が満たされるまでの時間に応じて、設定時間を設定することで、モータを一層効率的に冷却することができる。
【００２２】
前記電動工具において、前記モータ制御部は、前記シャーボルトを前記ナットに締め付ける際に前記モータに供給される電流の大きさに応じて、前記設定時間を設定するように構成されている、というものであってもよい。
【００２３】
すなわち、モータに供給される電流の大きさは、モータにかかる回転トルクの大きさに相当する。モータに供給される電流が大きければ、モータの温度が高くなりやすい。このため、シャーボルトをナットに締め付ける際にモータに供給される電流の大きさに応じて、設定時間を設定することで、モータをより一層効率的に冷却することができる。
【００２４】
前記電動工具において、前記モータは、回転軸が上下方向に延びるように配置されており、前記ファンは、前記回転軸の上側の部分に取り付けられている、という構成であってもよい。
【００２５】
この構成によると、ファンによる冷却風は、モータの周囲を上側から下側に流れていく。これにより、モータの周囲に熱気が籠もることが抑制されるため、モータを更に効率的に冷却することができる。
【００２６】
本発明の他の態様は、電動工具のモータ冷却方法に関する。具体的には、工具本体と、該工具本体に内蔵されたモータと、該モータと連動して作動し、該モータを冷却するためのファンとを備え、ナットとシャーボルトと締結させる電動工具のモータ冷却方法を対象として、前記シャーボルトは、前記ナットに締結される締結部と、該締結部の軸方向の一端に該締結部と一体に設けられたチップ部とを有するとともに、締結作業において、前記シャーボルトが前記ナットに締め付けられた後、前記モータの回転力により前記チップ部が前記締結部から切り離されるように構成されており、前記チップ部が前記締結部から切り離されたか否かを判定する判定工程と、前記判定工程により前記チップ部が前記締結部から切り離されたと判定された直後から継続して、設定時間の間前記モータを作動させて、前記ファンを該設定時間作動させる冷却工程とを含む、という構成とした。
【００２７】
この構成でも、チップ部が締結部から切り離されて締結作業が完了された後、継続してファンによるモータの冷却が実行される。また、ファンを作動するための別のモータを設ける必要がないため、電動工具の大型化は抑制できる。したがって、電動工具の大型化を抑制しつつ、モータを効率的に冷却することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明に係る電動工具及びモータ冷却方法によると、チップ部が締結部から切り離された直後から継続して、設定時間の間モータを作動させて、ファンが設定時間作動することで、チップ部が締結部から切り離されて締結作業が完了された後、次の締結作業を開始するまでの間に、モータが冷却される。また、ファンを作動するための別のモータを設ける必要がないため、電動工具の大型化は抑制できる。したがって、電動工具の大型化を抑制しつつ、モータを効率的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る電動工具を、斜め後側から見た斜視図である。
【図２】電動工具を後側から見た背面図である。
【図３】電動工具を右側から見た側面図である。
【図４】図２のIV-IV線相当の断面図である。
【図５】電動工具で締結されるナット及びシャーボルトの概略図である。
【図６】電動工具の制御系を示すブロック図である。
【図７】締結作業時におけるコントロールユニットの処理動作を示すフローチャートである。
【図８】締結作業時における、操作スイッチからのオン信号と、モータに供給される電流の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本実施形態に係る電動工具１を示す。この電動工具１は、図５に示すようなナット１００をシャーボルト１０１に締結するための電動工具であり、シャーレンチやトルシアレンチとも称される電動工具である。電動工具１は、後述するバッテリ６０に蓄えられた電力により作動するコードレス式の電動工具である。尚、以下の説明において、電動工具１に関する前後方向、左右方向、及び、上下方向は図１に示す矢印に従うものとする。
【００３２】
図５に示すように、シャーボルト１０１は、ナット１００に締結される締結部１０１ａと、電動工具１に係合されるチップ部１０１ｂと、締結部１０１ａとチップ部１０１ｂとの間に設けられた脆弱部１０１ｃとを有する。電動工具１は、チップ部１０１ｂと係合してシャーボルト１０１を固定した状態で、ナット１００に回転力を付与して、ナット１００を締結部１０１ａに締結させる。電動工具１は、ナット１００が締結部１０１ａにある程度締結した後に、更にナット１００に回転力を付与することで、脆弱部１０１ｃを剪断させて、締結部１０１ａとチップ部１０１ｂとを切り離す。以下の説明において、締結作業とは、シャーボルト１０１の締結部１０１ａをナット１００に締結させて、チップ部１０１ｂを締結部１０１ａから切り離すまでのことを表す。
【００３３】
電動工具１は、工具本体１０を備える。工具本体１０には、駆動源としての電動モータ２１が内蔵されるモータ部２０が設けられている。工具本体１０には、電動モータ２１の回転力をナット１００に伝達して該ナット１００を回転させるためのヘッド部３０（被作動部）が設けられている。工具本体１０には、ヘッド部３０よりも下側に設けられ、ヘッド部３０の延びる方向（すなわち、ナット１００の回転軸方向）と交差する方向に延び、ユーザの手で握られるハンドル部５０が設けられている。また、工具本体１０には、ハンドル部５０よりも下側において、電動モータ２１を回転駆動するための電力が蓄えられたバッテリ６０が装着されている。
【００３４】
モータ部２０は、上下方向に延びるモータハウジング２２を有する。電動モータ２１は、図４に示すように、モータ軸２３が上下方向に延びるようにモータハウジング２２内に配設されている。電動モータ２１は、モータ軸２３に固定されたロータ２４と、ロータ２４の外周を囲むように配設されたステータ２５とを有する。モータ軸２３は、上下にそれぞれ配置されたベアリング２６により回転可能に支持されている。電動モータ２１の動作は、コントロールユニット１１０により制御されている。電動モータ２１は、接続回路６１によりバッテリ６０（厳密には、バッテリ本体６３）と接続されている。
【００３５】
モータ部２０は、電動モータ２１と連動して作動しかつ電動モータ２１を冷却するためのファン２７を有する。図４に示すように、ファン２７は、電動モータ２１の上側の部分に取り付けられている。これにより、ファン２７は、電動モータ２１が作動したときに、モータ軸２３を回転軸として回転する。ファン２７の羽部２７ａは、電動モータ２１が正方向（ナット１００とシャーボルト１０１とを締結させる際に回転する方向）に回転するときに、上側から下側に向かう流れの冷却風を発生させるように構成されている。
【００３６】
工具本体１０において、モータハウジング２２の上側の部分には、モータ側載置部１１が設けられている。モータ側載置部１１は、モータハウジング２２よりも後側に延設されている。該モータ側載置部１１には、図３及び図４に示すように、連結部１２を介して、ヘッド部３０が載置されている。ヘッド部３０は、連結部１２を介して、モータ部２０及びハンドル部５０と連結されている。ヘッド部３０の下側の部分は、連結部１２に載置するヘッド側載置部３１となっている。ヘッド側載置部３１と連結部１２とは複数のボルト７０により結合されている。連結部１２とモータ側載置部１１も、複数のボルト（図示省略）によって結合されている。
【００３７】
モータ側載置部１１、連結部１２、及びヘッド側載置部３１におけるモータ軸２３に対応する部分には、上下方向に貫通する貫通孔がそれぞれ設けられている。モータ軸２３の上端部は、各貫通孔を貫通して、ヘッド部３０内に臨んでいる。
【００３８】
ヘッド部３０のヘッドハウジング３２内には、電動モータ２１の回転力をナット１００に伝達するための伝達機構が設けられている。具体的には、図４に示すように、電動モータ２１のモータ軸２３の上端部にはピニオンギヤ２８が形成されている。ピニオンギヤ２８は、ヘッドハウジング３２内に配置された第１中間ギヤ３３と噛合している。第１中間ギヤ３３は、第２中間ギヤ３４と噛合している。第２中間ギヤ３４には、該第２中間ギヤ３４の回転軸と同軸になるように、第３中間ギヤ３５の軸部３５ａが嵌合している。第３中間ギヤ３５の上端部はベベルギヤ３５ｂとなっており、このベベルギヤ３５ｂに、第４中間ギヤ３６の後端部に設けられたベベルギヤ３６ａが噛合している。これにより、モータ軸２３から伝達される回転力による回転の回転軸が上下方向から前後方向に変換される。
【００３９】
第４中間ギヤ３６のベベルギヤ３６ａからは前側に向かって入力軸３６ｂが延びている。入力軸３６ｂの前端部には、サンギヤ３６ｃが設けられている。サンギヤ３６ｃは、第１遊星ギヤ列３７に噛合している。第１遊星ギヤ列３７に伝達された回転力は、該第１遊星ギヤ列３７の前側に配設された第２遊星ギヤ列３８に伝達される。第２遊星ギヤ列３８に伝達された回転力は、該第２遊星ギヤ列３８の前側に配設された第３遊星ギヤ列３９に伝達される。第３遊星ギヤ列３９に伝達された回転力は、ナット１００が係合するアウターソケット４３に伝達される。そして、アウターソケット４３が回転することで、該アウターソケット４３に係合されたナット１００が回転する。以上のようにして、電動モータ２１の回転力がナット１００に伝達される。ベベルギヤ３６ａ、第１〜第３遊星ギヤ列３７〜３９、及び、アウターソケット４３は互いに同軸になるように配設されている。
【００４０】
アウターソケット４３の前側端部における内周面には、ナット１００に嵌合するナット嵌合部４５が設けられている。ナット１００がナット嵌合部４５に嵌合することで、該ナット１００はアウターソケット４３と共に回転するようになる。
【００４１】
アウターソケット４３の内側にはインナーソケット４０が設けられている。インナーソケット４０は、アウターソケット４３が回転したとしても、回転しないように固定されている。インナーソケット４０の内周面には、シャーボルト１０１のチップ部１０１ｂと嵌合するチップ嵌合部４１が設けられている。チップ嵌合部４１には、チップ部１０１ｂが嵌合した状態で、シャーボルト１０１がインナーソケット４０に対して相対移動しないように固定するチップ固定機構が設けられている。詳細な図示は省略するが、チップ固定機構は、バネ軸がインナーソケット４０の径方向に延びるように配設されたバネ部材４２と、該バネ部材４２における前記径方向の内側の端部に設けられたスチールボール４４とで構成されている。チップ部１０１ｂがチップ嵌合部４１に嵌合したときには、スチールボール４４がバネ部材４２の付勢力によって、チップ部１０１ｂに押し付けられることで、シャーボルト１０１のチップ部１０１ｂがインナーソケット４０に対して相対移動しないように固定される。
【００４２】
アウターソケット４３の回転により、ナット１００がシャーボルト１０１に対して回転しない程度にまで締結された後、更にアウターソケット４３を回転させると、ナット１００とシャーボルト１０１とが共回りする。このとき、チップ部１０１ｂはインナーソケット４０に固定されているため、締結部１０１ａとチップ部１０１ｂとが相対的に変位する。締結部１０１ａとチップ部１０１ｂとの相対変位により、脆弱部１０１ｃに回転トルクが集中して、脆弱部１０１ｃが剪断される。これにより、締結部１０１ａとチップ部１０１ｂとが切り離される。このように締結作業を行うことで、ナット１００とシャーボルト１０１とが強固に締結される。
【００４３】
前記締結作業において、締結部１０１ａとチップ部１０１ｂとが切り離された直後には、インナーソケット４０内にチップ部１０１ｂが残る。工具本体１０内には、インナーソケット４０内に残ったチップ部１０１ｂを排出するためのチップ排出機構８０が設けられている。チップ排出機構８０は、図４に示すように、チップロッド８１と、チップロッド８１の後端部と係合してチップロッド８１が変位しないように制限するストッパ８２と、ストッパ８２から下側に延びる連結ロッド８３と、連結ロッド８３の下端部と係合しかつ前後方向にスライド可能なスライダ８４と、スライダ８４を前後方向にスライドさせるレバー８５とを有する。
【００４４】
図４に示すように、チップロッド８１の周囲は、バネ軸がインナーソケット４０の軸方向と同軸になるように配置された第１スプリング８６が設けられている。チップロッド８１には、第１スプリング８６の一端が接合されている。第１スプリング８６は、チップロッド８１に付勢力を付与していない無負荷状態から、該チップロッド８１が後側に向かって移動したときに、該チップロッド８１に前側に向かう付勢力を付与するように構成されている。
【００４５】
チップロッド８１の後端部には、ストッパ８２により係止される被係止部８１ａが形成されている。被係止部８１ａは、後側に向かって径が小さくなる円錐台がチップロッド８１の軸方向に複数連なった形状をなしている。
【００４６】
ストッパ８２は、チップロッド８１の被係止部８１ａと係合する係合孔８２ａを有している。係合孔８２ａの上側の部分は、図４に示すように、後側に向かって傾斜した傾斜面となっている。該傾斜面は、被係止部８１ａのテーパ部の外周面の傾斜に適合するように傾斜している。ストッパ８２の上側には、該ストッパ８２を下側に向かって付勢する第２スプリング８７が設けられている。該第２スプリング８７が、ストッパ８２を下側に向かって付勢することで、ストッパ８２の係合孔８２ａの傾斜面が、チップロッド８１の被係止部８１ａに押し付けられる。これにより、チップロッド８１に第１スプリング８６からの前側への付勢力が付与されていても、被係止部８１ａがストッパ８２に引っ掛かって、チップロッド８１の前側への移動が制限される。
【００４７】
図４に示すように、スライダ８４は、モータ側載置部１１と連結部１２との間に配設されている。スライダ８４はレバー８５と接合されている。レバー８５は、第３スプリング８８により前側に向かって付勢されており、これにより、スライダ８４も前側に向かって付勢されている。スライダ８４には、連結ロッド８３の下端部が係合するロッド係合孔が設けられている。ロッド係合孔は、レバー８５が操作されていない状態において連結ロッド８３の下端部が係合するような位置に形成されている。
【００４８】
実際に、インナーソケット４０にシャーボルト１０１のチップ部１０１ｂが挿入されたときには、チップロッド８１が第１スプリング８６の付勢力に抗して後側に移動して、図４に示すように、チップロッド８１の前端のみがインナーソケット４０内に突出した状態になる。このとき、ストッパ８２は、被係止部８１ａにおける相対的に前側に位置する部分と係合する。また、連結ロッド８３の下端部は、スライダ８４のロッド係合孔に係合した状態になる。
【００４９】
前記の状態から、レバー８５を第３スプリング８８の付勢力に抗して後側に移動させると、スライダ８４が後側に移動して、ロッド係合孔と連結ロッド８３との係合が解除されて、連結ロッド８３がスライダ８４の上面に乗り上げられる。これにより、連結ロッド８３及びストッパ８２が第２スプリング８７の付勢力に抗して上側に移動する。この結果、被係止部８１ａとストッパ８２との係合が解除されて、チップロッド８１は、第１スプリング８６の付勢力によって前側へ移動する。このとき、締結部１０１ａと切り離されたチップ部１０１ｂがインナーソケット４０内に残っていれば、チップロッド８１の前側への移動によって、チップ部１０１ｂが押し出されて、インナーソケット４０内から排出される。
【００５０】
ハンドル部５０は、ナット１００の回転軸方向と交差する方向、具体的には、上下方向に延びている。ハンドル部５０は、図１、図３及び図４に示すように、工具本体１０におけるモータ部２０よりも後側の部分に配設されている。ハンドル部５０の後端部は、ヘッド部３０の後端部よりも後側に位置する。ハンドル部５０の後端部とヘッド部３０の後端部との間の領域には、ハンドル部５０の上端から、該ハンドル部５０と一体に上側に延設された上方延設部５４が設けられている。
【００５１】
ハンドル部５０は、ユーザが実際に握る把持部５１を有する。ハンドル部５０は、上下方向において、ユーザが把持部５１に加えて、ハンドル部５０における把持部５１よりも上側の部分を掴むことができる程度の長さを有している。
【００５２】
ハンドル部５０における上側かつ前側の部分には、ユーザが操作する操作レバー５２が設けられている。操作レバー５２は、ハンドル部５０内に設けられた操作スイッチ５３と連結されている。ユーザが操作レバー５２を引き操作すると、操作スイッチ５３からコントロールユニット１１０にオン信号が送られて、電動モータ２１が作動して、アウターソケット４３が回転する。操作スイッチ５３は、操作レバー５２が引き操作されている間はコントロールユニット１１０にオン信号を送り続ける一方、操作レバー５２の引き操作が解除されたときには、オン信号の送信を停止させるようになっている。
【００５３】
バッテリ６０は、図１〜図４に示すように、工具本体１０における、モータ部２０及びハンドル部５０の下側の位置に装着されている。バッテリ６０は、バッテリケース６２と、バッテリケース６２内に配設されかつ電力が蓄えられるバッテリ本体６３を有する。バッテリ６０が工具本体１０に装着された状態で、バッテリ本体６３の端子は接続回路６１に電気的に接続されるようになっている。これにより、バッテリ本体６３に蓄えられた電力が電動モータ２１に供給可能になる。
【００５４】
本実施形態では、上方延設部５４には、締結作業に関する情報（以下、締結情報という）を表示する表示装置９０（表示部）が設けられている。図１及び図２に示すように、表示装置９０は、工具本体１０における後側の面部に設けられている。
【００５５】
表示装置９０は、図２に示すように、表示画面９２と、表示画面９２に表示される締結情報を操作するための第１スイッチ９４と、表示画面９２を光らせるためのバックライト９３（図６参照）を操作するための第２スイッチ９５とを有している。表示画面９２への表示及びバックライト９３の起動は、回路基板９１（図６参照）により実行される。本実施形態では、表示画面９２には、締結情報として、コントロールユニット１１０が前記締結作業の完了をカウントした回数が表示される。第１スイッチ９４は、表示画面９２に表示されるカウント数をリセットするためのリセットボタンとして構成されている。
【００５６】
図６には、本実施形態に係る電動工具１の制御系を示す。電動工具１のコントロールユニット１１０は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラーである。コントロールユニット１１０は、ＣＰＵ１１１、メモリ１１２、入出力バス１１３等を備えている。ＣＰＵ１１１は、コンピュータプログラム（ＯＳ等の基本制御プログラム、及び、ＯＳ上で起動されて特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）を実行する中央演算処理装置である。メモリ１１２は、ＲＡＭ及びＲＯＭにより構成されている。ＲＯＭには、種々のコンピュータプログラムや、該コンピュータプログラムの実行時に用いられる後述のマップを含むデータ等が格納されている。ＲＡＭは、ＣＰＵ１１１が一連の処理を行う際に使用される処理領域が設けられるメモリである。入出力バス１１３は、コントロールユニット１１０に対して電気信号の入出力をするものである。
【００５７】
コントロールユニット１１０は、操作スイッチ５３、バッテリ本体６３及び回路基板９１等に接続されている。コントロールユニット１１０は、操作スイッチ５３からオン信号を受けている間は、バッテリ本体６３から電動モータ２１に電力（電流）を供給させて、電動モータ２１を作動させる。このことから、コントロールユニット１１０は、電動モータ２１を作動制御するモータ制御部に相当する。尚、コントロールユニット１１０は、操作スイッチ５３からオン信号を受けていないときであっても、電動モータ２１を作動させることができるように構成されている。
【００５８】
コントロールユニット１１０は、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されたときに、前記締結作業が完了したと判定するように構成されている。具体的には、コントロールユニット１１０は、バッテリ本体６３から電動モータ２１に流す電流の大きさの変化に基づいて、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されたか否か、すなわち、ナット１００とシャーボルト１０１との締結作業が完了したか否かを判定する。つまり、コントロールユニット１１０は、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されたか否かを判定する判定部に相当する。
【００５９】
また、コントロールユニット１１０は、前記締結作業が完了した回数をカウントする。つまり、コントロールユニット１１０は、カウント部を構成する。コントロールユニット１１０におけるカウントは、永久カウントであって、電動工具１により行われた前記締結作業の回数の総数を表す。カウント数はメモリ１１２に記憶されている。コントロールユニット１１０は、前記締結作業が完了したと判定された数をカウントすることで、前記締結作業が完了した回数をカウントする。
【００６０】
本実施形態では、コントロールユニット１１０は、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されて、前記締結作業が完了したと判定する判定条件として３つの条件を有している。前記３つの条件のうち１つ目は、バッテリ６０（厳密には、バッテリ本体６３）から電動モータ２１に供給される作動電流Ｉｗが所定電流値Ｉｔｈ以上になるという条件（第１条件に相当。以下、開始条件という）である。すなわち、ナット１００が締結部１０１ａにある程度締結した後、チップ部１０１ｂを締結部１０１ａから切り離す工程に入ると、電動モータ２１に比較的大きな負荷がかかる。このため、前記負荷に打ち勝つ回転トルク（回転力）を発生させるために、電動モータ２１に供給される作動電流Ｉｗが上昇する。したがって、コントロールユニット１１０は、前記開始条件により、チップ部１０１ｂを締結部１０１ａから切り離す工程が開始されたことを検知することができる。尚、所定電流値Ｉｔｈは、電動モータ２１を作動させる突入電流よりも大きく、かつ、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されるときにバッテリ６０から電動モータ２１に供給される電流よりも小さい値である。
【００６１】
前記３つの条件のうち２つ目は、前記開示条件が満たされた後、作動電流Ｉｗが所定電流値Ｉｔｈ以上の状態が所定時間以上継続するという条件（第３条件に相当。以下、継続条件という）である。すなわち、チップ部１０１ｂを締結部１０１ａから切り離すには、電動モータ２１の回転トルクを、シャーボルト１０１にある程度の時間かけ続ける必要がある。このため、前記継続条件を考慮することで、例えば、バッテリ６０の残量が不足したり、インナーソケット４０とチップ部１０１ｂとの係合が不意に外れたりすることにより、後述する完了条件が満たされたときに、コントロールユニット１１０が、前記締結作業が完了したと判定してしまうのを抑制することができる。
【００６２】
前記３つの条件のうち３つ目は、前記開示条件が満たされて、前記継続条件が満たされた後、電動モータ２１の作動時において、作動電流Ｉｗが所定電流値Ｉｔｈ以上の状態から所定電流値Ｉｔｈ未満になったという条件（第２条件に相当。以下、完了条件という）である。すなわち、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離された後は、電動工具１は空転と同等の状態になるので、電動モータ２１にかかる負荷が小さくなる。このため、電動モータ２１に供給される作動電流Ｉｗが減少する。したがって、コントロールユニット１１０は、前記完了条件により、チップ部１０１ｂの締結部１０１ａからの切り離しが完了したことを検知することができる。
【００６３】
さらに、コントロールユニット１１０は、前記判定条件として、前記開示条件が満たされた後、前記継続条件が満たされて、その後、前記完了条件が満たされるという条件を有している。この条件により、コントロールユニット１１０は、前記締結作業において、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されるまでに、電動モータ２１に供給される電流の変化に対応した判定を実行できるようになる。よって、前記３つの条件（開始条件、継続条件及び完了条件）並びに該３つの条件の順序に関する条件により、ナット１００とシャーボルト１０１との締結作業の完了を精度良く計測することができる。
【００６４】
コントロールユニット１１０は、前記判定条件が満たされて、前記締結作業が完了したと判定したときには、メモリ１１２に現在記憶されているカウント数に１を加える。また、コントロールユニット１１０は、表示装置９０の回路基板９１にカウント信号を送信する。カウント信号を受信した表示装置９０は、表示画面９２に現在表示されている数字に１を加えた数字を表示し直す。
【００６５】
さらに、コントロールユニット１１０は、前記判定条件が満たされて、前記締結作業が完了したと判定したときには、バックライト９３を作動させるための信号を回路基板９１に送信する。回路基板９１は、前記信号を受信した後、バックライト９３を作動させる。このとき、回路基板９１は、バックライト９３を予め設定された特定時間だけ作動させる。特定時間は、例えば、２秒程度である。
【００６６】
ここで、前記締結作業において、チップ部１０１ｂを締結部１０１ａから切り離す工程に入ると、電動モータ２１にかかる負荷（電動モータ２１に供給される電流）が増大する。これにより、電動モータ２１の温度が上昇するため、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されて前記締結作業が完了した直後は、電動モータ２１の温度が最も高い状態となりやすい。このため、前記締結作業を連続して複数回行う場合には、電動モータ２１の温度が累積的に上昇して、過剰に高くなるおそれがある。電動モータ２１の温度が過剰に高くなると、電動モータ２１が作動不備を起こす可能性がある。
【００６７】
そこで、本実施形態では、コントロールユニット１１０は、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されたと判定した直後（すなわち、前記締結作業が完了したと判定した直後）から、予め設定された設定時間の間は電動モータ２１を作動させて、ファン２７を該設定時間作動させる。これにより、一の前記締結作業が完了してから次の前記締結作業を開始するまでに、ファン２７から発生する冷却風により、電動モータ２１を冷却することができる。チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離された直後であれば、チップ部１０１ｂがチップ嵌合部４１に嵌合したままの状態であるが、チップ部１０１ｂがチップ嵌合部４１に嵌合したまま電動モータ２１を作動させても、空転とほぼ同じ状態であるため、電動モータ２１には負荷はほとんどかからない。このため、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離された直後であれば、電動モータ２１を作動させ続けても、該電動モータ２１の温度はほとんど上昇せず、ファン２７による冷却効果の方が高くなる。したがって、前記締結作業を連続して複数回行う場合に、電動モータ２１を効率的に冷却することができる。尚、「チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されたと判定した直後」とは、判定と同時を含む。
【００６８】
本実施形態では、前記設定時間は、コントロールユニット１１０により予め一定時間（例えば、１〜２秒）に設定されている。
【００６９】
また、ファン２７を駆動するための別の電動モータを設ける必要がないため、電動工具１の大型化は抑制できる。
【００７０】
次に、ナット１００とシャーボルト１０１との締結作業時におけるコントロールユニット１１０の処理動作について、図７を参照しながら説明する。
【００７１】
先ず、ステップＳ１において、コントロールユニット１１０は、操作スイッチ５３がオン状態であるか否かを判定する。このステップＳ１の判定では、コントロールユニット１１０は、操作スイッチ５３からオン信号が送られているときには、操作スイッチ５３がオン状態であるＹＥＳと判定する一方、操作スイッチ５３からオン信号が送られていないときには、操作スイッチ５３がオフ状態であるＮＯと判定する。コントロールユニット１１０は、ステップＳ１の判定がＹＥＳであるときにはステップＳ２に進む一方、ステップＳ１の判定がＮＯであるときには、操作スイッチ５３がオン状態になるまでステップＳ１の判定を繰り返す。
【００７２】
前記ステップＳ２では、コントロールユニット１１０は、電動モータ２１を作動させる。
【００７３】
次に、ステップＳ３において、コントロールユニット１１０は、前記開始条件を満たしているか否か、すなわち、バッテリ６０から電動モータ２１に供給される作動電流Ｉｗが前記所定電流値以上になったか否かを判定する。コントロールユニット１１０は、作動電流Ｉｗが前記所定電流値以上になったＹＥＳのときには、ステップＳ４に進む一方で、作動電流Ｉｗが前記所定電流値未満のままであるＮＯのときには、ステップＳ１に戻る。
【００７４】
前記ステップＳ４では、コントロールユニット１１０は、前記継続条件を満たしているか否か、すなわち、作動電流Ｉｗが所定電流値Ｉｔｈ以上である状態が所定時間以上継続しているか否かを判定する。コントロールユニット１１０は、作動電流Ｉｗが所定電流値Ｉｔｈ以上である状態が所定時間以上継続したＹＥＳであるときには、ステップＳ５に進む一方で、作動電流Ｉｗが所定電流値Ｉｔｈ以上である状態が所定時間以上継続していないＮＯであるときには、ステップＳ３に戻る。
【００７５】
前記ステップＳ５では、コントロールユニット１１０は、前記完了条件を満たしているか否か、すなわち、電動モータ２１の作動中に、作動電流Ｉｗが所定電流値Ｉｔｈ以上の状態から所定電流値Ｉｔｈ未満になったか否かを判定する。コントロールユニット１１０は、作動電流Ｉｗが所定電流値Ｉｔｈ未満になったＹＥＳであるときには、ステップＳ６に進む一方で、作動電流Ｉｗが所定電流値Ｉｔｈ未満になったＹＥＳしていないＮＯであるときには、ステップＳ３に戻る。
【００７６】
前記ステップＳ６では、コントロールユニット１１０は、継続して電動モータ２１を作動させる。これにより、ファン２７が作動して電動モータ２１が冷却される。
【００７７】
次のステップＳ７では、コントロールユニット１１０は、前記設定時間が経過したか否かを判定する。コントロールユニット１１０は、前記設定時間が経過したＹＥＳであるときには、ステップＳ８に進む一方で、前記設定時間が経過していないＮＯであるときには、ステップＳ６に戻る。
【００７８】
前記ステップＳ８では、コントロールユニット１１０は、電動モータ２１の作動を停止させる。ステップＳ８の後はリターンする。
【００７９】
尚、ステップＳ３〜Ｓ５は判定工程に相当し、ステップＳ６〜Ｓ８は冷却工程に相当する。
【００８０】
図８には、締結作業時における、操作スイッチ５３からのオン信号と、バッテリ６０から電動モータ２１に供給される電流の一例を示す。
【００８１】
時間ｔ１において操作スイッチ５３がオンになったとする。コントロールユニット１１０は、バッテリ６０から電動モータ２１への電流の供給を開始させる。このとき、先ず、電動モータ２１の作動を開始するための突入電流が供給される。突入電流の供給により電動モータ２１が回転し始めた後は、一旦、突入電流よりも小さい作動電流Ｉｗで電動モータ２１が作動する。このときには、ナット１００がシャーボルト１０１の締結部１０１ａにねじ込まれる。
【００８２】
ナット１００とシャーボルト１０１との締結がある程度進むと、チップ部１０１ｂを締結部１０１ａから切り離す工程に入り、作動電流Ｉｗが上昇する。そして、時間ｔ２において、作動電流Ｉｗが所定電流値Ｉｔｈ以上になったときに前記開始条件が満たされる。
【００８３】
次に、作動電流Ｉｗが所定電流値Ｉｔｈ以上の状態が継続して、時間ｔ３になったときに、前記継続条件が満たされる。
【００８４】
そして、操作スイッチ５３がオン状態のまま、つまり、電動モータ２１の作動中に、時間ｔ４において、作動電流Ｉｗが、所定電流値Ｉｔｈ以上の状態から所定電流値Ｉｔｈ未満になったときに、前記完了条件が満たされる。これにより、コントロールユニット１１０は、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されて、ナット１００とシャーボルト１０１との締結作業が完了したと判定する。
【００８５】
コントロールユニット１１０は、時間ｔ４において、ナット１００とシャーボルト１０１との締結作業が完了したと判定した後、前記設定時間を経過するまでは電動モータ２１の作動を継続させる。このとき、図８に示すように、コントロールユニット１１０は、時間ｔ５において、操作スイッチ５３がオフ状態になったとしても、前記設定時間を経過するまでは電動モータ２１の作動を継続させる。これにより、ファン２７を作動させて電動モータ２１を冷却する。
【００８６】
その後、時間ｔ６において、前記設定時間が経過したときには、コントロールユニット１１０は、電動モータ２１に供給する作動電流Ｉｗを減少させて、電動モータ２１の作動を停止させる。
【００８７】
したがって、本実施形態によると、コントロールユニット１１０は、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離された直後から設定時間の間電動モータ２１を作動させて、ファン２７を該設定時間作動させる。これにより、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されて締結作業が完了された後、電動モータ２１が停止することなく作動されて、ファン２７からの冷却風により電動モータ２１が冷却される。また、ファン２７を作動するための別の電動モータ２１を設ける必要がないため、電動工具１の大型化は抑制できる。したがって、電動工具１の大型化を抑制しつつ、電動モータ２１を効率的に冷却することができる。
【００８８】
また、本実施形態では、コントロールユニット１１０は、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されたと判定する判定条件として、バッテリ６０から電動モータ２１に供給される作動電流Ｉｗが所定電流値Ｉｔｈ以上であるという開始条件（第１条件）と、電動モータ２１の作動時において、作動電流Ｉｗが所定電流値Ｉｔｈ以上の状態から所定電流値Ｉｔｈ未満になるという完了条件（第２条件）とを含む。さらにコントロールユニット１１９は、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されたと判定した直後から前記設定時間の間電動モータ２１を作動させて、ファン２７を前記設定時間作動させる。このように、開始条件及び完了条件の両方を考慮することで、前記締結作業の完了をより精度良く計測することができる。また、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離されたと判定した直後からファン２７を設定時間作動させることで、より効率的に電動モータ２１を冷却することができる。
【００８９】
また、本実施形態では、電動モータ２１は、モータ軸２３（回転軸）が上下方向に延びるように配置されており、ファン２７はモータ軸２３の上側の部分に取り付けられている。これにより、ファン２７による冷却風は、電動モータ２１の周囲を上側から下側に流れていく。この結果、電動モータ２１の周囲に熱気が籠もることが抑制されるため、電動モータ２１を更に効率的に冷却することができる。
【００９０】
本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００９１】
例えば、前述の実施形態では、コントロールユニット１１０は、前記設定時間として予め一定時間（例えば、１〜２秒）を設定していた。これに限らず、例えば、コントロールユニット１１０は、前記開始条件が満たされてから前記完了条件が満たされるまでの時間に応じて、前記設定時間を設定してもよい。また、コントロールユニット１１０は、前記締結作業時に電動モータ２１に供給される電流の大きさに応じて、前記設定時間を設定してもよい。また、コントロールユニット１１０は、前記締結作業時に電動モータ２１に供給される電流を、前記開始条件が満たされてから前記完了条件が満たされるまでの時間で積分した値に基づいて、前記設定時間を設定してもよい。前記開始条件が満たされてから前記完了条件が満たされるまでの時間や、前記締結作業時に電動モータ２１に供給される電流の大きさは、電動モータ２１の発熱量に関係する。このため、これらのパラメータに基づいて前記設定時間を設定することで、電動モータ２１を一層効率的に冷却することができる。
【００９２】
さらに、ユーザにより前記設定時間を任意に変更することができるようにしてもよい。これにより、例えば、バッテリ本体６３の消耗を出来る限り抑えたいときなどには、前記設定時間を出来る限り短くすることができる。
【００９３】
また、前述の実施形態では、コントロールユニット１１０が、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離された否かを判定するとともに、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離された直後から設定時間の間電動モータ２１を継続して作動させていた。これに限らず、電動工具１のユーザが、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離された否かを判定するとともに、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離された直後から設定時間の間電動モータ２１を継続して作動させてもよい。この構成は、特に、コントロールユニット１１０が、操作スイッチ５３からオン信号を受けている間のみ電動モータ２１を作動させるような構成となっている場合に有効である。
【００９４】
また、前述の実施形態では、コントロールユニット１１０は、バッテリ６０から電動モータ２１に供給される作動電流の値から、チップ部１０１ｂが締結部１０１ａから切り離された否かを判定していた。これに限らず、コントロールユニット１１０は、バッテリ６０から電動モータ２１に供給される作動電流の値から、電動モータ２１が発生させる回転トルクを算出して、該回転トルクに基づいて、前記締結作業の完了を判定するようにしてもよい。この場合には、例えば、開始条件、継続条件及び完了条件は、それぞれ、「作動電流」を「回転トルク」と読み替え、「所定電流値」を「所定トルク」と読み替えた条件になる。
【００９５】
また、前述の実施形態において、ファン２７はモータ軸２３の上側の部分に取り付けられていた。これに限らず、ファン２７をモータ軸２３の下側の部分に取り付けてもよい。
【００９６】
また、前述の実施形態において、電動工具１は、バッテリ６０から供給される電力により作動するコードレス式の電動工具であった。これに限らず、電動工具１は、バッテリ６０が設けられておらず、電動モータ２１が他の電源から供給される電力により作動する電動工具であってもよい。
【００９７】
前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、モータを冷却する機構を有しかつナットとシャーボルトと締結させる電動工具に有用である。
【符号の説明】
【００９９】
１      電動工具
１０    工具本体
２１    電動モータ
２３    モータ軸（回転軸）
２７    ファン
６３    バッテリ本体
１００  ナット
１０１  シャーボルト
１０１ａ  締結部
１０１ｂ  チップ部
１１０  コントロールユニット（モータ制御部、判定部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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