(57)【要約】【課題】  限られたスペースに効率よく回路基板を配置し、小型、軽量化を図ったインパクト式ねじ締め装置を提供する。【解決手段】  モータ３と、モータ３の回転を制御する回転制御回路（７ａ）と、モータによって駆動されるインパクトユニット４と、先端工具が装着される出力軸５と、これらを収容するハウジングを有するインパクト式ねじ締め装置において、ハウジングは、モータとインパクトユニットを収容する胴体部６ａ、胴体部６ａから略鉛直方向に延在して作業者が把持するためのグリップ部６ｂと、グリップ部６ｂの先端に設けられる回路基板収納部６ｃを有し、回路基板収納部に、複数の回路基板を分割面と鉛直方向に並べて配置するようにした。分割されるハウジングのそれぞれの側には、回路基板を保持する保持部２１ａ〜２１ｃが形成される。【選択図】図１
2010149251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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と、これらを収容するハウジングを有するインパクト式ねじ締め装置において、
前記ハウジングは、前記モータと前記インパクトユニットを収容する胴体部と、胴体部から略鉛直方向に延在して作業者が把持するためのグリップ部と、前記グリップ部の先端に設けられる回路基板収納部を有し、
前記ハウジングは前記胴体部と前記グリップ部と前記回路基板収納部を通る面で分割可能に構成し、
前記回路基板収納部の前記面と鉛直方向に複数の回路基板を並べて配置することを特徴とするインパクト式ねじ締め装置。
【請求項２】
分割された前記ハウジングのそれぞれの側に、前記回路基板を保持する保持部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のインパクト式ねじ締め装置。
【請求項３】
前記出力軸における締付トルクの発生を検知するトルク検出手段を設け、
前記トルク検出手段の検出信号を検波する検波回路と前記回転制御回路を、前記回路基板収納部内の別の回路基板上に搭載したことを特徴とする請求項１又は２に記載のインパクト式ねじ締め装置。
【請求項４】
前記検波回路によって検波された信号を用いて締付トルク値を算出し、該締付トルク値を用いて前記モータの回転の制御をするマイコンを設け、
前記マイコンを、前記検波回路とは別の回路基板上に搭載することを特徴とする請求項３に記載のインパクト式ねじ締め装置。
【請求項５】
前記回転制御回路は、前記回路基板収納部内の前記グリップ部に近い側の回路基板に配置され、
前記検波回路は、前記回転制御回路に対してグリップ部と反対側の回路基板に配置されることを特徴とする請求項４に記載のインパクト式ねじ締め装置。
【請求項６】
通信路を介して外部装置に送受信する送受信回路を設け、該送受信回路を介して算出された前記締め付けトルク値を前記外部装置に送信することを特徴とする請求項５に記載のインパクト式ねじ締め装置。
【請求項７】
前記回路基板収納部内の前記グリップ部に近い側から、前記回転制御回路を搭載する回路基板、前記検波回路を搭載する回路基板、前記送受信回路を搭載する回路基板を並列に配置したことを特徴とする請求項６に記載のインパクト式ねじ締め装置。
【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、打撃手段が発生する間欠的な打撃力を利用してねじ等の締結部材を締め付けるインパクト式ねじ締め装置に関する。
【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ねじ締め装置として、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装置が知られている。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。その装置の例として、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又は直流モータが使用され、モータの出力軸がオイルパルスユニットに直結される。装置を作動させるためのトリガスイッチを引くと、モータが駆動される。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、トルク検出手段の出力を用いて外部に設けたコントロールボックス（外部接続装置）が検知し、規定の締め付け値に達したらモータの回転を停止する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３００５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、可搬型インパクト式ねじ締め装置の駆動源として、ブラシレス直流モータが使われるようになってきた。ブラシレス直流モータは、高精度な回転制御が可能、メンテナンスフリーで長寿命、ロスが少なく作業量がアップする、というメリットを有する。ブラシレス直流モータは、ブラシ（整流用刷子）の無い直流モータであり、巻線を固定子側に、永久磁石を回転子側に用い、インバータで駆動された電力を所定のコイルへ順次通電することによりロータを回転させる。ブラシレス直流モータを用いた電動工具では、例えば、固定子巻線への通電をオン・オフさせるためのスイッチング素子と、スイッチング素子をオン・オフさせるための制御信号を発生させる制御回路を、ハウジング内に設けた回路基板上に搭載する必要がある。
【０００５】
一方、特許文献１のようにトルク検出手段の出力を外部に設けたコントロールボックスに送出する方法では、検出器からの微弱な出力信号をケーブルを介して送出することから、減衰したりノイズに曝されること等から、配設できるケーブルの長さに限界があり、例えば３ｍ程度が限界である。そのため、このケーブルの長さ制限を無くするために、インパクト式ねじ締め装置の内部において、トルク検出手段の出力を処理して、検出結果を外部装置に送出したいという要望がでてきた。
【０００６】
このような要望を、ブラシレス直流モータを用いたインパクト式ねじ締め装置で実現しようとすると、トルク検出手段からの出力を処理する回路に加えて、モータの回転を制御する回転制御回路を搭載する回路基板を、どこにどのようにして配置するかが問題になる。
【０００７】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、限られたスペースに効率よく回路基板を配置し、小型、軽量化を図ったインパクト式ねじ締め装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、トルク検出手段からの出力信号を装置内で変換して外部装置に伝送することにより、外部装置までの伝送距離の制約を少なくしたインパクト式ねじ締め装置を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに別の目的は、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できるインパクト式ねじ締め装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
本発明の一つの特徴によれば、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と、これらを収容するハウジングを有するインパクト式ねじ締め装置において、ハウジングは、モータとインパクトユニットを収容する胴体部と、胴体部から略鉛直方向に延在して作業者が把持するためのグリップ部と、グリップ部の先端に設けられる回路基板収納部を有し、胴体部とグリップ部と回路基板収納部を通る面で分割可能に構成し、回路基板収納部の分割面と鉛直方向に複数の回路基板を並べて配置するように構成した。また、分割されたハウジングのそれぞれの側に、回路基板を保持する保持部を設けた。
さらに、
【００１２】
本発明の他の特徴によれば、出力軸における締付トルクの発生を検知するトルク検出手段を設け、トルク検出手段の検出信号を検波する検波回路と回転制御回路を、回路基板収納部内の別の回路基板上に搭載した。さらに、検波回路によって検波された信号を用いて締付トルク値を算出し、締付トルク値を用いてモータの回転の制御をするマイコンを設け、マイコンを検波回路とは別の回路基板上に搭載するように構成した。回転制御回路は、回路基板収納部内のグリップ部に近い側の回路基板に配置され、検波回路は、回転制御回路に対してグリップ部と反対側の回路基板に配置すると好ましい。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴によれば、通信路を介して外部装置に送受信する送受信回路を設け、送受信回路を介して算出された締め付けトルク値を外部装置に送信するように構成した。回路基板収納部内には、グリップ部に近い側から、回転制御回路を搭載する回路基板、検波回路を搭載する回路基板、送受信回路を搭載する回路基板を、分割された面と略鉛直になるように並列に配置した。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、ハウジングは胴体部とグリップ部と回路基板収納部を通る面で分割可能に構成し、回路基板収納部の分割面と鉛直方向に複数の回路基板を並べて配置するので、回路基板収納部内の限られたスペースに効率的に複数の回路基板を配置することができる。また、重心位置の最適化を図ることができ、作業者にとって使いやすいねじ締め装置を実現できる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、分割されたハウジングのそれぞれの側に、回路基板を保持する保持部を設けたので、組立の際に片側のハウジングの内面が上になるように作業台に置いて、複数の回路基板を片側のハウジングの保持部に差し込み、もう一方のハウジングを重ね合わせるだけで他方のハウジングの保持部で回路基板を固定できるので、回路基板部の組立性が良好になる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、出力軸における締付トルクの発生を検知するトルク検出手段を設け、トルク検出手段の検出信号を検波する検波回路と回転制御回路を、回路基板収納部内の別の回路基板上に搭載したので、トルク検出手段の検出信号を検波する検波回路を他の回路基板と一緒にすると発生するノイズの問題を回避できるので、ノイズに影響を受けずに高精度なトルク検出を実現できる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、検波回路によって検波された信号を用いて締付トルク値を算出し、締付トルク値を用いてモータの回転の制御をするマイコンを設け、マイコンは、検波回路とは別の回路基板上に搭載されるので、ノイズの影響で検波回路による検波を妨害することなく、ねじ締め装置の内部で締付トルク値を算出することができる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、回転制御回路は、回路基板収納部内のグリップ部に近い側の回路基板に配置され、検波回路は、回転制御回路に対してグリップ部と反対側の回路基板に配置されるので、回転制御回路からモータへの配線と、検波回路から外部装置への配線が最短距離で配線でき、お互いがクロスしないのでノイズ的にも良好な配置構造を実現できる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、通信路を介して外部装置に送受信する送受信回路を設け、送受信回路を介して算出された締め付けトルク値を外部装置に送信するので、締め付けトルク値を通信路に発するため、通信路の長さの制限が緩やかであり、トルク検出手段からの出力をそのまま外部装置に送出する方式に比べて、きわめて長い通信路を実現できる。
【００２０】
請求項７の発明によれば、回路基板収納部内のグリップ部に近い側から、回転制御回路を搭載する回路基板、検波回路を搭載する回路基板、送受信回路を搭載する回路基板を並行に配置したので、回路基板収納部内の限られたスペースに効率的に複数の回路基板を配置することができる。
【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インパクト式ねじ締め装置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ねじ締め装置１及びそれに接続される電源ボックス３０、外部接続装置４０の全体を示す図であり、インパクト式ねじ締め装置１については断面図を示す。
【００２３】
インパクト式ねじ締め装置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ねじ締め装置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、ケーブル２とインパクト式ねじ締め装置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の３つの部分で構成され、絶縁体たるプラスチック等により一体的に製造される。また、ハウジングは、胴体部６ａの長手方向軸線とグリップ部６ｂの長手方向軸線を含む面、即ち図１の断面部分で左右に分割可能であり、分割可能なハウジングは図示しない複数のネジによって固定される。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用基板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１４ａが配設され、その直下に設けられるスイッチ回路基板１４ｂによりトリガスイッチ１４ａ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の下側の回路基板収納部６ｃの内部には、モータ制御用基板７ａ、センサ用基板８、通信用基板９の３つの回路基板が、ハウジングの分割面と略鉛直になる方向に並列に配置される。ハウジングの回路基板収納部６ｃの内壁には、回路基板を保持する部分となるガイド溝２１ａ、２１ｂ、２１ｃが形成される。これらガイド溝２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、分割可能な他方のハウジング側にも同様に形成され、組立の際に片側のハウジングの内面が上になるように作業台に置いて、３つの回路基板をハウジングのガイド溝２１ａ、２１ｂ、２１ｃに差し込み、もう一方のハウジングのガイド溝に３つの回路基板が嵌め込まれるように他方のハウジングを重ね合わせるだけで３つの回路基板を簡単に固定できる。
【００２７】
通信用基板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。発光ダイオード１８は、正常締め付けが完了してモータ３が停止した場合に点灯させたり、締め付け異常と判断された場合にアラームとしての点滅をさせたり、通信異常の発生の場合に点灯させたりする。
【００２８】
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。
【００２９】
トリガスイッチ１４ａ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。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１６によりケース１５に保持される。
【００３０】
ベアリング１０ｃの前方側では、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を介してセンサ用基板８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の前方側に取り付けられる。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】
次に図２を用いて回転位置検出センサとトルク検出センサ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。配線カバー１９は、トルク検出センサ用の配線（図示せず）が通過する空間を形成するためのカバーである。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】
駆動回路用基板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１４ａ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。
【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直流が直接又は降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ねじ締め装置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ねじ締め装置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。
【００３８】
インパクト式ねじ締め装置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。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の駆動回路用基板７ｂに供給される。駆動回路用基板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。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。従来の装置では、検波回路７０ｂを外部接続装置４０に持たせていたが、本実施例ではこの検波回路７０ｂを含むトルク検出回路７０をインパクト式ねじ締め装置１の内部に設けた。
【００４３】
マイコン６０は、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（締め付けトルク）を算出するので、締め付けトルク値の算出をインパクト式ねじ締め装置１の内部で行うことができる。通常、歪ゲージ１２の抵抗値の変化によって変形した基準振幅信号は、その信号レベルが微少であり外部ノイズの影響を受けやすい。本実施形態では歪みゲージ１２から検波回路７０ｂまでの距離が短くて済むので、ノイズの影響を極力抑えつつ検波を行うことができる。さらに、検波回路７０は、マイコン５０、６０とは別の回路基板上に搭載されるのでノイズの影響を一層低減することができる。
【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ねじ締め装置１を用いたボルトの締め付け時の動作を説明する。まず、作業者は、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作業者が先端工具にボルト等をセットし、被締結材に位置決めした後にトリガスイッチ１４ａを引くと、そ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。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１４ａ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。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と判断したら、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。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になっているにも拘わらずにモータ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。
【００４７】
マイコン６０は送受信機６１を介して、様々なデータを外部接続装置４０とやりとりすることが可能である。この場合、送受信機６１と外部接続装置４０は、信号線４４を用いて接続される。信号線４４を含むケーブル２は、コネクタ４３によって着脱可能に接続され、電源ボックス３０及び外部接続装置４０に接続される。尚、信号線４４による通信は、有線による通信方式を用いずに、公知の無線通信方式を用いても良い。
【００４８】
以上説明した全体回路１Ａにおいて、本実施形態では微少な信号が入力され処理されるトルクセンサ用のセンサ用基板８を、他の回路基板（モータ制御用基板７ａ、駆動回路用基板７ｂ、通信用基板９）と別の回路基板上に搭載したので、雑音が大きくなり誤動作し易いというトルクセンサの欠点を効果的に防止できる。また、この回路基板を別基板として、他の回路基板とは別々に分割してハウジング内に搭載したので、限られたスペースに効率的に複数の回路基板を配置することができる。
【００４９】
以上、本発明を示す実施形態に基づき説明したが、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、ノイズの問題をクリアできるならば、センサ用基板８を他の回路基板と同じ１枚の回路基板上で実現しても良い。また、本発明は電源として２次電池を用いたねじ締め装置でも適用でき、その場合は回路基板収納部６ｃの情報に複数枚の回路基板を分割して配置し、その下方に２次電池である電池パックを取り付けるようにすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係るインパクト式ねじ締め装置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ねじ締め装置１の回路の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  インパクト式ねじ締め装置      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
７ａ  モータ制御用基板      ７ｂ  駆動回路用基板
８  センサ用基板      ９  通信用基板  
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      １４ａ  トリガスイッチ      １４ｂ  スイッチ回路基板
１５  ケース      １６  メタル      １７  冷却ファン      
１８  発光ダイオード      １９  配線カバー      ２０  回転軸
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  ガイド溝
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
３２  ＡＣ／ＤＣコンバータ      ４０  外部接続装置
４２  回転位置検出素子      ４３  コネクタ    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      ７０ａ  （トルク検出回路内の）発信回路
７０ｂ  （トルク検出回路内の）検波回路      ７１  ±１２Ｖ電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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