(57)【要約】【課題】  締め付けトルクの検出を行い、規定どおりの締め付けが行われたかを工具本体内で判定し、そのデータを工具本体内で保存できる電動工具を提供する。【解決手段】  ブラシレス直流方式のモータ３と、モータ３の回転を制御する回転制御回路（７ａ、７ｂ）と、モータによって駆動されるインパクトユニットと、インパクトユニットのシャフトに連結され先端工具が装着される出力軸を有する電動工具において、衝撃トルクの発生を検知するトルクセンサ１２と、これら手段の出力を用いて先端工具の締め付けを制御するマイコン６０を設け、マイコン６０は、締め付けが行われたごとに、その際の締め付けデータを可搬形のメモリカード８１に格納する。【選択図】図４
2010012587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレス直流方式のモータと、該モータの回転を制御する回転制御回路と、前記モータによって駆動されるインパクトユニットと、該インパクトユニットのシャフトに連結され先端工具が装着される出力軸を有する電動工具において、
前記出力軸における衝撃トルクの発生を検知するトルク検出手段と、該トルク検出手段の出力を用いて先端工具の締め付けを制御するマイコンと、記憶手段を備え、
前記マイコンは、前記締め付けが行われたごとに、その際の締め付けデータを前記記憶手段に格納することを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記締め付けデータは、締め付けトルク値を含むことを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【請求項３】
前記マイコンはタイマを有し、前記締め付けデータは、締め付けトルク値と、その締め付けが行われた日時を含むことを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
【請求項４】
前記記憶手段は可搬型の不揮発性メモリであり、前記電動工具に設けられた読み書き手段に着脱可能に装着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動工具。
【請求項５】
前記締め付けデータは、前記電動工具において締め付け作業が完了してから次の締め付け作業までに間に、前記記憶手段に格納されることを特徴とする請求項４に記載の電動工具。
【請求項６】
前記電動工具に表示装置を設け、前記記憶手段への格納が正常に行えなかった場合には前記表示装置にてアラーム表示をすることを特徴とする請求項５に記載の電動工具。
【請求項７】
前記記憶手段は内蔵型の不揮発性メモリであり、該不揮発性メモリに格納された締め付けデータは、前記電動工具に接続される信号ケーブルにより外部装置に送られることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【請求項８】
前記記憶手段は内蔵型の不揮発性メモリであり、該不揮発性メモリに格納された締め付けデータは、前記電動工具に設けられた無線通信装置を経由して外部装置に送られることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータにより回転駆動され、油圧によって発生する間欠的な打撃力を利用してボルト等の締結部材を締め付ける電動工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネジやボルト等の締め付けを行うインパクト式工具として、油圧を利用して打撃力を発生させるオイルパルスユニットを用いたインパクト式工具が知られている。オイルパルスユニットを用いた工具は、金属同士の衝突がないため作動音が低いという特徴を有する。オイルパルスユニットを用いたインパクト式工具を開示する例として、例えば特許文献１があり、オイルパルスユニットを駆動する動力としてエアモータが使用され、エアモータの出力軸がオイルパルスユニットに直結される。インパクト式工具を作動させるためのトリガスイッチを引くと、エアモータにエアーが供給される。そして規定の締め付けトルクで締め付けが行われたかを、トルクセンサや回転検出部からの出力を用いて検知し、規定の締め付け値に達したらエアモータの回転が停止される。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９１５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、規定の締め付けトルクで締め付けが行われたかを、トルクセンサからの出力を用いて検知し、工具本体の外部に設けられた制御装置などにその値を出力する装置が知られている。そして、トレーサビリティ管理のために、締め付けトルク等のデータを収集し、記録するシステムが導入されつつある。しかし、トレーサビリティ管理のために、工具を外部の制御装置に接続するようにすると、すべての工具に要するコストが増大してしまうばかりか、工具を変更する際にも外部の制御装置の変更も必要とされることになる。
【０００５】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、締め付けトルクの検出を行い、規定どおりの締め付けが行われたかを工具本体内で判定し、そのデータを工具本体内で保存できる電動工具を提供することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、工具本体内で保存されたトレーサビリティ管理用のデータを簡単な方法で外部の装置に転送できる電動工具を提供することにある。
【０００７】
本発明のさらに別の目的は、トレーサビリティ管理の可能な電動工具をできるだけ安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。
【０００９】
本発明の一つの特徴によれば、ブラシレス直流方式のモータと、モータの回転を制御する回転制御回路と、モータによって駆動されるインパクトユニットと、インパクトユニットのシャフトに連結され先端工具が装着される出力軸を有する電動工具において、出力軸における衝撃トルクの発生を検知するトルク検出手段と、トルク検出手段の出力を用いて先端工具の締め付けを制御するマイコンと、記憶手段を備え、マイコンは、締め付けが行われたごとに、その際の締め付けデータを記憶手段に格納する。この締め付けデータには、例えば、締め付けトルク値である。また、格納されたデータを照合し易くするために、マイコンのタイマを用いて、取得したデータの締め付けが行われた日時も含ませて、それを対応させて格納すると良い。
【００１０】
本発明の他の特徴によれば、記憶手段は可搬型の不揮発性メモリであり、電動工具に設けられた読み書き手段に着脱可能に装着される。可搬型の不揮発性メモリとしては、フラッシュメモリを用いた公知のメモリカード、例えばＳＤメモリカードなどを用いることができる。
【００１１】
本発明のさらに他の特徴によれば、締め付けデータは、電動工具において締め付け作業の完了から次の締め付け作業までに間に記憶手段に格納するように構成した。さらに、記憶手段への格納が正常に行えなかった場合には、電動工具に設けられた表示装置にてアラーム表示をするようにした。
【００１２】
本発明のさらに他の特徴によれば、記憶手段は内蔵型の不揮発性メモリであり、不揮発性メモリに格納された締め付けデータは、工具に接続される信号ケーブルにより外部装置に送られるように構成した、又は、電動工具に設けられた無線通信装置を経由して外部装置に送られるように構成した。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、電動工具において、出力軸における衝撃トルクの発生を検知するトルク検出手段と、トルク検出手段の出力を用いて先端工具の締め付けを制御するマイコンと、記憶手段とを備え、マイコンは締め付けが行われたごとにその際の締め付けデータを記憶手段に格納するようにしたので、外部に接続される機器無しにトレーサビリティ管理を行えるインパクト工具を提供することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、締め付けデータは、締め付けトルク値を含むので、管理の対象となるネジ、ボルト、ナットなどが設定されたトルク値で確実に締め付けられたかトレースすることができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、締め付けデータは、締め付けトルク値に対応させて、締め付けが行われた日時を含むので、組立ラインにおける組立物の管理データと照合することにより、どの製品の何番目の締め付けデータなのかを容易にトレースすることができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、記憶手段は可搬型の不揮発性メモリであり、電動工具に設けられた読み書き手段に着脱可能に装着されるので、簡単な構成の追加と変更だけで、安価にトレーサビリティ管理が可能な電動工具を実現することができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、締め付けデータは、電動工具において締め付け作業が完了してから次の締め付け作業までに間に、記憶手段に格納するようにしたので、締め付け作業中のマイコンの動作に影響を及ぼすことが無く、性能が比較的低いマイコンであっても本発明の構成を実現することができる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、電動工具に表示装置を設け、記憶手段への格納が正常に行えなかった場合には表示装置にてアラーム表示をするので、例えば、メモリの容量が一杯になった場合に、その旨を作業者に知らせることができる。
【００１９】
請求項７の発明によれば、記憶手段は内蔵型の不揮発性メモリであり、電動工具に接続される信号ケーブルにより外部装置に送られるので、可搬型メモリを使わなくてもケーブル接続にて容易にデータの移行を実現できる。
【００２０】
請求項８の発明によれば、記憶手段は内蔵型の不揮発性メモリであり、電動工具に設けられた無線通信装置を経由して外部装置に送られるので、より簡単にデータを外部装置に移行させることができる。
【００２１】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。尚、本明細書の説明において電動工具の例としてインパクト式工具１を用いて説明し、インパクト式工具１の上下及び前後の方向は、図１中に示した方向として説明する。図１は本発明の実施形態に係るインパクト式工具及びそれに接続される電源ボックス３０の全体を示す図であり、インパクト式工具１については断面図を示す。
【００２３】
インパクト式工具１は、電源ボックス３０からケーブル２により供給される電力を利用してモータ３を駆動し、モータ３によってオイルパルスユニット４を駆動し、オイルパルスユニット４に連結された出力軸５に回転力と打撃力を与えることによって六角ソケット等の図示しない先端工具に回転打撃力を連続的又は間欠的に伝達してナット締めやボルト締め等の作業を行う。
【００２４】
ケーブル２により供給される電源は、例えば、直流１４０Ｖであり、この直流電源は、工具本体の外部に設けられた電源ボックス３０内において、例えばＡＣ１００Ｖ等の商用電源２９から生成される。電源ボックス３０内においては、さらに制御系電源のために絶縁された直流１２Ｖ電源が商用電源２９から生成されケーブル２を介してインパクト式工具１に供給される。ケーブル２は、図示していないが内部に直流１４０Ｖ用の電源コードと、直流１２Ｖ用の電源コードを含んで構成され、電源コードとインパクト式工具１及び／又は電源ボックス３０は、図示しないコネクタを用いて脱着可能に構成しても良いし、脱着不能に構成しても良い。
【００２５】
モータ３は、内周側に永久磁石を有する回転子３ｂを有し、外周側に鉄心に巻かれた巻き線を有する固定子３ａとからなるブラシレス直流モータであって、２つのベアリング１０ａ、１０ｂによってその回転軸２０が固定され、ハウジングの筒状の胴体部６ａ内に収容される。ハウジングは、胴体部６ａとグリップ部６ｂと回路基板収納部６ｃが、絶縁体たるプラスチック等により一体的に製造される。モータ３の後方側には、モータ３を駆動するための駆動回路基板７ｂが配設され、この回路基板上にはＦＥＴなどの半導体素子により構成されるインバータ回路及び回転子３ｂの回転位置を検出するための回転位置検出素子４２が搭載される。回転位置検出素子４２としては、例えば、ホール素子、ホールＩＣを用いることができる。ハウジングの胴体部６ａ内部の最後端には、モータ３及びオイルパルスユニット４を冷却するための冷却ファン１７が設けられる。
【００２６】
ハウジングの胴体部６ａから略直角に下方向に延びるグリップ部６ｂの取り付け部付近にはトリガスイッチ８が配設され、その直下に設けられるスイッチ回路基板１４によりトリガスイッチ８を引いた量に比例する信号が、モータ制御用基板７aに伝達される。グリップ部６ｂの下側、回路基板収納部６ｃには、モータ制御用基板７a、制御用基板９が設けられる。制御用基板９には、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）１８が設けられ、発光ダイオード１８の光は図示しないハウジングの透過窓を透過して又は貫通孔を通して外部から識別できるように配置される。
【００２７】
ハウジングの胴体部６ａ内に内蔵されたオイルパルスユニット４は、公知のものを用いることができ、主に、モータ３と同期して回転する駆動部分と、先端工具が取り付けられる出力軸５と同期して回転する出力部分の２つの部分により構成される。モータ３と同期して回転する駆動部分は、モータ３の回転軸２０に直結されるライナプレート２３と、その外周側で前方に延びるように固定される外径が略円柱形のライナ２２を含む。出力軸５と同期して回転する出力部分は、メインシャフト２４と、メインシャフト２４の外周側に１８０度隔てて形成された溝にバネを介して取付けられるブレード（図示せず）を含んで構成される。メインシャフト２４は一体成型されたライナ２２に貫通されて、ライナ２２とライナプレート２３により形成される閉空間内で回転できるように保持され、この閉空間内には、トルクを発生するためのオイル（作動油）が充填される。
【００２８】
トリガスイッチ８が引かれてモータ３が起動されると、モータ３の回転力はオイルパルスユニット４に伝達される。オイルパルスユニット４の内部にはオイルが充填されていて、出力軸５に負荷のかかっていないとき、又は、負荷が小さい際には、オイルの抵抗のみで出力軸５はモータ３の回転にほぼ同期して回転する。出力軸５に強い負荷がかかると出力軸５及びメインシャフト２４の回転が止まり、オイルパルスユニット４の外周側のライナ２２のみが回転を続け、１回転に１箇所あるオイルを密閉する位置にてオイルの圧力が急激に上昇して衝撃パルスを発生し、尖塔状の強いトルクによりメインシャフト２４を回転させ、出力軸５に大きな締付トルクが伝達される。以後、同様の打撃動作が数回繰り返され、締結対象が設定トルクで締め付けられる。
【００２９】
出力軸５は、後方側端部がベアリング１０ｃにより保持され、前方がメタルベアリング１６によりケース１５に保持される。本実施形態のベアリング１０ｃはボールベアリングであるが、ニードルベアリング等の他の軸受を用いることができる。
【００３０】
永久磁石１３ａの内周側においては、出力軸５の径が細くなっており、その細くなった部分に、トルク検出センサである歪ゲージ１２が取り付けられる。歪ゲージ１２が取り付けられる箇所の前方側においては、出力軸１５の径は太くなっており、その箇所に歪ゲージ１２へ電圧を供給する入力用トランス１１ａと、歪ゲージ１２からの出力を伝達する出力用トランス１１ｂが設けられる。入力用トランス１１ａと出力用トランス１１ｂは、それぞれ内周側と外周側に配置されるコイルを含んで構成される。内周側のコイルは出力軸５に固定され、外周側のコイルはケース１５に固定される。入力用トランス１１ａと出力用トランス１１ｂへの入出力電圧は、コネクタ１１ｃを介して制御用基板９に伝達される。出力軸５に取り付けられる上述した各部分は、円筒形のケース１５に組み込まれ、ケース１５はハウジングの胴体部６ａに取り付けられる。また、ケース１５の下部には、接続用の配線等をカバーするための配線カバー１９が設けられる。
【００３１】
ここで、図２を用いて歪ゲージ１２の取り付け構造を説明する。図２は、図１のＡ−Ａ部の断面図である。回転子３３ａの内周側の空間には、出力軸５が位置する。ここで、図２にて理解できるように、円柱形の出力軸５において、歪ゲージ１２が取り付けられる位置だけが、その径が細くなっていて、断面が略四角形になっている。そして断面の外周に位置する４つの平面それぞれに歪ゲージ１２を設けた。これによりトルクの検出精度を向上させることができる。
【００３２】
次に、前記モータ３の駆動制御系の構成と作用を図３に基づいて説明する。図３はモータ３の駆動制御系の回路構成を示すブロック図である。本実施形態では、モータ３は３相のブラシレス直流モータで構成される。このブラシレス直流モータは、いわゆるインナーロータ型であって、複数組のＮ極とＳ極を含む永久磁石（マグネット）を含んで構成される回転子（ロータ）３ｂと、スター結線された３相の固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗからなる固定子３ａ（ステータ）と、回転子３ｂの回転位置を検出するために周方向に所定の間隔毎、例えば角度６０°毎に配置された３つの回転位置検出素子４２を有する。これら回転位置検出素子４２からの位置検出信号に基づいて固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへの通電方向と時間が制御され、モータ３が回転する。
【００３３】
駆動回路基板７ｂ上には、３相ブリッジ形式に接続されたＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６からなるインバータ回路を含んで構成される。ブリッジ接続された６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは、回転制御回路５１に接続され、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ドレイン又は各ソースは、スター結線された固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続される。これによって、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、回転制御回路５１から入力されたスイッチング素子駆動信号（Ｈ１〜Ｈ６の駆動信号）によってスイッチング動作を行い、インバータ回路に印加される１４０Ｖ直流を３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電力を供給する。
【００３４】
６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートを駆動するスイッチング素子駆動信号（３相信号）のうち、３個の負電源側スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６をパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６として供給し、トリガスイッチ８の操作量（ストローク）を印加電圧設定回路４９で検出し、この操作量に基づいた設定信号をモータ制御用の第１のマイコン５０に出力する。マイコン５０は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号のパルス幅（デューティ比）を変化させることによってモータ３への電力供給量を調整し、モータ３の起動／停止と回転速度を制御する。
【００３５】
ここで、ＰＷＭ信号は、インバータ回路の正電源側スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３又は負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の何れか一方に供給され、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３又はスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を高速スイッチングさせることによって結果的に１４０Ｖ直流を各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を制御する。尚、本実施の形態では、負電源側スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６にＰＷＭ信号が供給されるため、このＰＷＭ信号のパルス幅を制御することによって各固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに供給する電力を調整してモータ３の回転速度を制御することができる。このように本実施形態においては、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に供給される直流電流は１４０Ｖであり、二次電池を使う場合に比べて５〜１５倍の高電圧であるので、モータ３の回転トルクを極めて高くすることができる。
【００３６】
マイコン５０は、図示していないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するための中央処理装置（ＣＰＵ）、処理プログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭ、データを一時記憶するためのＲＡＭ、時計機能をもつタイマ等を含んで構成される。尚、詳細は後述するが、図３で示す回路には、絶縁されていない１４０Ｖ直流が直接又は減圧されて供給される。
【００３７】
次に図４を用いて、本発明の実施形態に係るインパクト式工具１の回路の全体構成を説明する。本実施形態によるインパクト式工具１においては、モータ３及びモータ制御回路の電源となるモータ系電源と、その他の制御機器への制御用電源の２系統に分け、モータ系電源を非絶縁電源で、制御系電源を絶縁された電源で駆動されるように構成したことに特徴がある。
【００３８】
インパクト式工具の内部に組み込まれる全体回路１Ａには、外部に設けられる電源ボックス３０からケーブル２を介して２つの直流が供給される。一つはＡＣ電源２９に対して絶縁されていない１４０Ｖ直流と、ＡＣ電源２９に対して絶縁されている１２Ｖ直流である。１４０Ｖ直流は、電源ボックス３０内の全波整流平滑回路３１により生成される。全波整流平滑回路３１は、例えば、整流素子４個をブリッジ状に接続した整流回路とコンデンサによる平滑回路を組み合わせたもので、本実施形態ではトランスを利用しないので、ＡＣ電源２９に対して非絶縁の状態にある。これは、モータ３に大電流が流れるため、仮にＡＣ電源２９に対して絶縁しようとすると巨大なトランスが必要になるので、電源ボックス３０を実用上差し障りがない程度に小型化するのが難しくなるからである。また、１４０Ｖ直流の供給先が図３で示す回路部分、特に、モータ３とモータ制御用の回路のみであるため、絶縁対策が比較的容易であるので、１４０Ｖ直流として絶縁されていない電源を用いた。１２Ｖ直流は、電源ボックス３０内に配置されるＡＣ／ＤＣコンバータ３２により生成され、本実施形態ではＡＣ／ＤＣコンバータ３２は、その出力が絶縁された公知の機器を用いる。
【００３９】
回路１Ａ内において、１４０Ｖ直流はモータ３の駆動回路基板７ｂに供給される。これは、図３のインバータ回路への供給電源である。駆動回路基板７ｂに搭載されたインバータ回路により、所定のモータ３の固定子巻線に駆動電源が供給される。１４０Ｖ直流はさらに、１８Ｖ定電圧回路５３にも供給される。１８Ｖ定電圧回路５３は絶縁されておらず、直流１４０Ｖの電源から１８Ｖの直流電圧を作成するもので、公知のチョッパー回路で構成しても良いし、ツエナーダイオードとトランジスタを組み合わせた公知の定電圧回路で構成しても良い。次に、１８Ｖ定電圧回路５３から出力された非絶縁１８Ｖ直流は、第２の定電圧回路５２に入力され、第２の定電圧回路５２によって、マイコン５０が動作するための動作電圧Ｖｃｃ、例えば５Ｖ直流と３．３Ｖ直流が生成される。ここで、１８Ｖ定電圧回路５３と第２の定電圧回路５２の二段構成にしたのは、設計上の便宜のためであり、可能ならば１４０Ｖ直流から直接マイコン５０が動作するための動作電圧を作成しても良い。また、マイコン５０を動作させるための信号を、絶縁された１２Ｖ電源からでなく、絶縁されていない１４０Ｖ電源から作成するようにしたのは、マイコン５０に接続される回路が絶縁されていないため、ここに絶縁された１２Ｖ電源を用いると絶縁状態でなくなってしまうからである。図４から明らかなように、モータ３及びモータ制御用の回路はすべて非絶縁の直流１４０Ｖを利用して駆動される。
【００４０】
電源ボックス３０で生成された絶縁された１２Ｖ直流電源は、モータ３の制御用の回路以外の部分に入力される。まず、１２Ｖ直流電源は定電圧回路６４に入力され、そこでマイコン６０の動作用の電圧、例えば５Ｖ、３．３Ｖが生成され、マイコン６０に入力される。また。±１２Ｖ電源７１に入力される。±１２Ｖ電源７１では、＋１２Ｖに加えて−１２Vの電圧をも生成する。−１２Ｖは歪ゲージ１２の駆動用に用いられる。なお、±１２Ｖ電源７１から歪ゲージ１２に至る電源ラインは図示していない。
【００４１】
１２Ｖ直流は、さらに冷却ファン１７にも供給される。冷却ファン１７は、マイコン６０の制御により、ドライブ回路７２によりＯＮ／ＯＦＦが制御される。ここで、冷却ファン１７を絶縁された１２Ｖ直流で駆動するようにしたのは、それを制御するマイコン６０が絶縁された電源で駆動されるからである。尚、マイコン５０によって冷却ファン１７を制御するならば、非絶縁系の定電圧回路５３の電源を使うことも可能である。但し、冷却ファン１７には、空気流入口や空気流出口などが形成されており、内部に埃やゴミが入ったりすることがありうる。また、冷却ファン１７の取り付け位置がハウジング６の本体部６ａの後端部に位置していることから、誤って触れてしまう恐れを極力さけるためにも、冷却ファン１７は絶縁された電源によって駆動される方が好ましい。
【００４２】
歪ゲージ１２には、トルク検出回路７０の発信回路７０ａからの発信信号が入力用トランス１１ａを介して供給される。同時に発信回路７０ａからの基準振幅はマイコン２にも送られる。この基準振幅の入力がないとマイコン２はトルク波形から歪みを検出できないからである。出力軸５にオイルパルスユニット４による締め付けトルクが生ずると、歪ゲージ１２の抵抗値が変化し、この抵抗値の変化により変化した基準振幅信号は出力用トランス１１ｂを介して検波回路７０ｂに伝達され検波される。検波回路７０ｂには、マイコン６０からオフセット調整用の信号が送られているので、オフセット補正された検波信号をマイコン６０に出力する。マイコン６０は、角度センサ１３と歪ゲージ１２の出力値を用いて、どのくらいのトルク値で締め付けが行われたかを算出する。
【００４３】
マイコン６０には、メモリカードＲ／Ｗ（Ｒｅａｄｅｒ／Ｗｒｉｔｅｒ）が接続され、メモリカードＲ／Ｗ８０には、可搬型のメモリカード８１が着脱可能にセットされ、このメモリカード８１には、例えばフラッシュメモリを用いたＳＤカードが用いられる。マイコン６０によって算出された締め付けトルクのデータは、一つの締め付け対象の締め付けが完了するごとに、メモリカード８１に格納される。メモリカード８１に格納されたデータは、メモリカード８１を他のパーソナルコンピュータ等にセットすることによって、他の装置で読み出し可能である。
【００４４】
第１のマイコン５０と、第２のマイコン６０は、信号ラインにて接続されて双方でデータのやりとりを行うが、双方の絶縁関係を保つために信号ラインはフォトカプラ６５を介して接続される。第２のマイコン６０から第１のマイコン５０に送られる信号は、モータ３の回転駆動力を設定するための信号６８及びモータ３の回転をＯＦＦさせるためのＯＮ／ＯＦＦ制御信号６９である。第１のマイコン５０から第２のマイコン６０に送られるデータは、トリガ８がＯＮされたか否かの信号６６と、モータ３の回転駆動力を設定するための信号６８に対するＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ信号６７である。もちろん、信号の種類はこれだけに限られず、その他の信号のやりとりをすることは任意である。
【００４５】
次に、本実施形態のインパクト式工具１を用いたボルトの締め付け時の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。まず事前準備として作業者は、工具本体の操作ボタン（図示せず）を操作して、締め付けトルク値を設定する。締め付けトルク設定手段６２は、入力されたトルク値を認識してマイコン６０に出力する。作業者が先端工具にボルト等をセットし、被締付材に位置決めした後にトリガスイッチ８を引くと（ステップ１０１）、トリガの引かれたストロークに応じてマイコン５０はモータ３を回転させるように制御する（ステップ１０２）。この際、マイコン６０は設定された締め付けトルクに応じて、モータ３の回転速度を制限することがあり、例えば、締め付けトルクが低い場合は、マイコン６０はマイコン５０に対して低い締め付けトルクに対応するモータ３の最大回転数を指示しておく。マイコン５０は、そのようにモータ３の回転数が制限されているときは、トリガスイッチ８のストロークがそれ以上の回転数に対応している場合でも、モータ３の回転が指示された最大回転数に保たれるように制御する。
【００４６】
次に、マイコン６０は歪ゲージ１２の出力をモニターし、所定の締め付けトルクで締め付けが行われたかをモニターする（ステップ１０３）。マイコン６０は設定された締め付けトルク値で正常に締め付けが完了したかを算出し（ステップ１０４）、設定値に到達したと判定したら（ステップ１０５）、信号線６９を介してモータ３をＯＦＦさせる信号をマイコン５０に送る。設定値に到達していないと判定したらステップ１０１に戻り、ステップ１０２から１０５を繰り返す。
【００４７】
マイコン５０は、そのモータＯＦＦの指示を受けると、トリガスイッチがＯＮになっているにも関わらずにモータ３の回転を停止させる。作業者は、モータ３が自動停止したことにより作業が完了したことを認識できる。この際、マイコン６０は締め付けデータを、メモリカード８１に格納する（ステップ１０６）。格納される締め付けデータには、連続番号、トルク値を含む。尚、外部装置によりメモリカード８１に格納された締め付けデータが読み出された後に、締め付け対象との照合を容易にするために、連続番号だけでなく日時のデータも含めて格納しても良い。この日時は、マイコン６０に内蔵されたタイマを用いれば容易に実現できる。次に、締め付けデータがメモリカード８１に正常に判断され、正常に格納されていたら次の締め付け作業に進むべくステップ１０１に戻り、正常に格納されていなかったら、ＬＥＤ１８を使って格納エラーを示すアラームを表示して（ステップ１０８）、終了する。ここで、アラーム表示には、メモリカード８１の容量が一杯になったことと、読み書き動作異常になったことで、表示方法がそれぞれ異なるようにすると使い勝手が良く好ましい。
【００４８】
尚、詳細の説明は省略するが、マイコン６０は送受信機６１を有し、メモリカード８１に格納された締め付けデータを、上位装置などの外部の機器に送信することも可能である。この場合、送受信機６１と上位装置は、図示しないケーブルを用いて接続される。また、有線方式を用いずに、公知の無線通信方式を用いても良い。
【００４９】
以上、説明したように本実施形態によれば、締め付けトルクの検出を行い、規定どおりの締め付けが行われたかを工具本体内で判定し、そのデータを工具本体内で保存できるインパクト式工具を実現できたので、トレーサビリティ管理の可能なインパクト式工具を安価に提供することができる。
【００５０】
尚、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、メモリカードとしてＳＤメモリカードを用いたが、これに限定されるものではなく、他の規格によるメモリカードであっても良い。また、格納されたデータの読み出しを送受信機を用いて行う場合には、着脱可能なメモリである必要はなく、工具内部に設けられたフラッシュメモリあるいは任意の不揮発性メモリ装置であっても良い。さらに、メモリカードに格納するデータは、上述したものだけに限られず、他の公知のセンサや検出手段からのデータを併せて格納するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係るインパクト式工具の全体を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ部の断面図である。
【図３】モータ３の駆動制御系の回路構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るインパクト式工具１の回路の全体構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るインパクト式工具１を用いたボルトの締め付け時の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１  インパクト式工具      １Ａ  （内部に組み込まれる）全体回路
２  ケーブル      ３  モータ
３ａ  モータの固定子      ３ｂ  モータの回転子
４  オイルパルスユニット
５  出力軸      ６ａ  （ハウジングの）胴体部
６ｂ  （ハウジングの）グリップ部      
６ｃ  （ハウジングの）回路基板収納部
７  モータ系基板      ７ａ  モータ制御用基板      ７ｂ  駆動回路基板
８  トリガスイッチ      ９  制御系基板
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  ベアリング  
１１ａ  入力用トランス      １１ｂ  出力用トランス    １１ｃ  コネクタ
１２  歪ゲージ      １４  スイッチ回路基板    １５  ケース
１６  メタルベアリング      １７  冷却ファン      １８  発光ダイオード
１９  配線カバー      ２０  回転軸      ２２  ライナ
２３  ライナプレート      ２４  メインシャフト      ２９  商用電源  
３０  電源ボックス      ３１  全波整流平滑回路      ３４  コネクタ
４１  演算部    ４２  回転位置検出素子      
４７  インバータ回路      ４９  印加電圧設定回路
５０  マイコン      ５１  回転制御回路      ５２  定電圧回路
５３  １８Ｖ定電圧回路      ６０  マイコン      ６１  送受信機
６４  定電圧回路      ６５  フォトカプラ
６６、６７、６８、６９  信号線
７０  トルク検出回路      ７１  ±１２Ｖ電源
８０  メモリカードＲ／Ｗ      ８１  メモリカード
【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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