(57)【要約】【課題】作業者の熟練度に関係なく、ネジ山上がりを防止して締付け不良を防止できるバッテリー一体型締付け工具を提供する。【解決手段】締付軸３の回転をトリガスイッチ４により駆動するようなバッテリー一体型締付け工具１において、トリガスイッチ４にトリガー端子４ｔを設け、トリガースイッチ４を操作すると、トリガー端子４ｔが最初に逆転スイッチ７に接触して逆転を始め、更にトリガースイッチ４を操作すると、トリガー端子４ｔが逆転スイッチ７と正転スイッチ８の両方に接触して回転が停止し、次いで、トリガ端子４ｔが正転スイッチ８だけに接触して、正転を始めるようにする。【選択図】　　　図３
2004130403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
締付軸の回転をトリガスイッチにより駆動するようにしたバッテリー一体型締付け工具であって、前記トリガスイッチに、逆転から正転に切換える回転切換え機能を持たせることを特徴とするバッテリー一体型締付け工具。
【請求項２】
前記回転切換え機能には、回転の切換えタイミングを調整するためのタイミング調整機能が付与されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー一体型締付け工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリー一体型締付け工具において、ネジの締付け不良を防止するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ハンディタイプのバッテリー一体型締付け工具でボルトの締結を行う際、ボルトのネジ山とネジ孔の噛み合いが不整合のまま締め付けを行うと、ネジ山が潰れていわゆるネジ山上がりという締結不良が発生することがあり、このような場合には、ボルトを抜き取り、必要に応じてタップによりネジ孔を再生するような作業が必要となり、工数がかかるという不具合があった。
そこで、ナットランナ等の大型の自動締付け機の場合は、例えばモータと、モータ制御装置と、バランスシリンダと、ロータリーエンコーダとの組合せにより、最初にボルトを逆回転させてボルトの高さ方向の位置を検出し、これにより噛み合いの適正を判定するような技術が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。
また、パルスモータと、正転・逆転切換えのためのモータ制御回路姿勢検出手段（検出用ロッドに取り付けられるドグと、センサ投光用孔と、センサ）により、最初にボルトを逆回転させてボルトの高さ方向の位置を検出し、これにより噛み合いの適正を判定するような技術も知られている。（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−０５８２４８号公報
【特許文献２】
特開平０２−２２４９３４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ハンディタイプのバッテリー一体型締付け工具のように小型の装置の場合、上記技術を適用しようとしても工具が大型化して、手工具としては使用できなかった。このため、従来のバッテリー一体型締付け工具による締付け作業は、作業者の熟練度によって締付け不良の件数が左右されるという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、作業者の熟練度に関係なく、ネジ山上がりを防止して締付け不良を確実に防止できるバッテリー一体型締付け工具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、締付軸の回転をトリガスイッチにより駆動するようにしたバッテリー一体型締付け工具において、前記トリガスイッチに、逆転から正転に切換える回転切換え機能を持たせるようにした。
【０００７】
この回転切換え機能とは、例えばトリガースイッチを多段式にし、最初のトリガー操作で締付軸を逆転させることにより、ボルトのネジ山とネジ孔のネジ溝を整合させた後、次のトリガーストローク操作で回転を停止させ、更にトリガーストローク操作をすると、正転が始まって締付けが始まるようにする。
そしてこのように、トリガスイッチに回転切換え機能を持たせれば、熟練度に関係なく、正確にボルト締めを行うことが出来る。
【０００８】
また本発明では、前記回転切換え機能には、回転の切換えタイミングを調整するためのタイミング調整機能を付与するようにした。
【０００９】
すなわち、逆転から正転に切換える際、モータが惰性で回転している際に電流を切換えると、過電流が流れてリレーやモータに大きな負荷がかかるという問題がある。
そこで、惰性による回転がある程度以下に下がった時点で正転の電流が流れるよう、タイムラグを設けることにより、リレーやモータに過大な負荷がかかるのを防止する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係るバッテリー一体型締付け工具の説明図、図２はトリガースイッチの作動を示す説明図、図３は第１実施例の工具の駆動回路図、図４は第２実施例の工具の駆動回路図である。
【００１１】
本発明に係るバッテリー一体型締付け工具は、作業者の熟練度に関係なく、ネジ山上がりを防止して締付け不良を確実に防止できるようされ、トリガースイッチに回転切換え機能を持たせることを特徴としている。
【００１２】
すなわち、本バッテリー一体型締付け工具１は、図１に示すように、モータ収納部２ａや、バッテリー収納部２ｂを備えた工具本体２と、モータの回転軸から延出する締付軸３と、締付軸３の回転を駆動するトリガースイッチ４と、締付軸３の先端に設けられるソケット部５と、工具本体２に設けられる電源スイッチ６を備えており、ソケット部５で把持したボルトＢを被締結部材Ｗ１、Ｗ２のネジ孔ｎに捩じ込むことが出来るようにされている。
そして、トリガースイッチ４には、図２に示すようなトリガー端子４ｔが設けられており、このトリガー端子４ｔは、トリガー操作のストロークにより、後述する逆転スイッチ７と正転スイッチ８に接触自在にされている。
【００１３】
工具の駆動回路について説明すると、まず、第１実施例では、図３に示すように、前記モータ収納部２ａ内に収納される直流モータ１０と、バッテリー収納部２ｂ内に収納されるバッテリー（直流電源）１１と、前記逆転スイッチ７に接続される逆転リレー１２と、前記正転スイッチ８に接続される正転リレー１３を備えており、逆転リレー１２からモータ１０に向けて電源入力端子１０ａが接続されるとともに、正転リレー１３からモータに向けて電源入力端子１０ｂが接続されている。
また、前記バッテリー１１の正極側出力端子１１ａの近傍には、前記電源スイッチ６が設けられ、また、逆転スイッチ７と正転スイッチ８に対しては、前記トリガースイッチ４のトリガー端子４ｔが接触自在にされている。
【００１４】
前記逆転リレー１２は、常開固定接点１２ａと、常閉固定接点１２ｂと、可動接点１２ｃと、励磁コイル１２ｄを備えており、励磁コイル１２ｄが非励磁状態の時は、可動接点１２ｃが常閉固定接点１２ｂに接触するとともに、励磁コイル１２ｄが励磁されると、可動接点１２ｃが常開固定接点１２ａに接触するようにしている。
また、前記正転リレー１３は、常開固定接点１３ａと、常閉固定接点１３ｂと、可動接点１３ｃと、励磁コイル１３ｄを備えており、励磁コイル１３ｄが非励磁状態の時は、可動接点１３ｃが常閉固定接点１３ｂに接触するとともに、励磁コイル１３ｄが励磁されると、可動接点１３ｃが常開固定接点１３ａに接触するようにしている。
【００１５】
そして、逆転リレー１２と正転リレー１３の常開固定接点１２ａ、１３ａは、直流電源としてのバッテリー１１の一方の正極側出力端子１１ａ側に電源スイッチ６を介して接続され、逆転リレー１２と正転リレー１３の常閉固定接点１２ｂ、１３ｂは、バッテリー１１の他方の負極側出力端子１１ｂ側に直接接続されている。
また、逆転リレー１２の可動接点１２ｃは、モータ１０の一方側の電源入力端子１０ａに接続され、正転リレー１３の可動接点１３ｃは、モータ１０の他方側の電源入力端子１０ｂに接続されている。
【００１６】
逆転リレー１２と正転リレー１３の励磁コイル１２ｄ、１３ｄの一端側は、電源スイッチ６を介してバッテリー１１の正極側出力端子１１ａに接続され、励磁コイル１２ｄ、１３ｄの他端側は、それぞれ逆転スイッチ７、正転スイッチ８を通してバッテリー１１の負極側出力端子１１ｂに接続されている。
【００１７】
以上のような駆動回路において、逆転リレー１２、正転リレー１２の励磁コイル１２ｄ、１３ｄが共に非励磁状態にある時、図示のように、各可動接点１２ｃ、１３ｃがそれぞれ常閉固定接点１２ｂ、１３ｂに接触して、バッテリー１１の電源入力端子１０ａ、１０ｂ間を短絡することにより、モータ１０の電源電圧が印加されないようにしている。
【００１８】
工具１を作動させる際は、電源スイッチ６を閉じた後、トリガースイッチ４を作動させる。この際、図２（ｂ）に示すように、トリガー端子４ｔが逆転スイッチ７に当接すると、バッテリー１１から電源スイッチ６や励磁コイル１２ａを通して逆転スイッチ７に向けて電流が流れることにより励磁コイル１２ａが励磁され、可動接点１２ｃが常開固定接点１２ａに接触する。これにより、バッテリー１１の一方の出力端子１１ａ−電源スイッチ６−常開固定接点１２ａ−モータ１０の一方側の電源入力端子１０ａ−モータ１０の電機子コイル−他方の電源入力端子１０ｂ−可動接点１３ｃ−常閉固定接点１３ｂ−バッテリー１１の他方の出力端子１１ｂの経路で直流電流が流れ、モータ１０が逆転方向に回転する。
【００１９】
更に、トリガースイッチ４を操作すると、図２（ｃ）に示すように、トリガー端子４ｔが逆転スイッチ７と正転スイッチ８の両方に同時に当接した状態になる。すると、両方の励磁コイル１２ｄ、１３ｄが同時に励磁され、モータ１０は停止状態になるが、この間、モータ１０の回転は惰性により逆転を継続し、モータ１０には、逆転とは逆の電流が発生する。
このため、その後、モータ１０に正転方向に電流が流れるような電圧を印加すると、正転リレー１３に過電流が流れてリレー１３やモータ１０の損耗等を招き易い。
そこで、トリガースイッチ４のトリガー端子４ｔが逆転スイッチ７と正転スイッチ８に同時に当接して、両スイッチ７、８が閉じた状態になる時間を調整することにより、逆転の回転数がある程度下がった時点で回転が切替わるようにしておけば、正転リレー１３の接点を通して流れる接点電流が、モータ起動電流を超えるような事態を抑制することが出来る。
【００２０】
次に、更にトリガースイッチ４を操作すると、図２（ｄ）に示すように、トリガー端子４ｔが逆転スイッチ７から離れて正転スイッチ８に当接する。すると、バッテリー１１から正転リレー１３の励磁コイル１３ｄを通して正転スイッチ８に向けて電流が流れ、励磁コイル１３ｄが励磁されて、可動接点１３ｃが常開固定接点１３ａに当接すると同時に、逆転リレー１２の可動接点１２ｃが常閉固定接点１２ｂに当接する。
このため、バッテリー１１の一方側の出力端子１１ａ−電源スイッチ６−常開固定接点１３ａ−モータ１０の一方側の電源入力端子１０ｂ−モータ１０の電機子コイル−他方の電源入力端子１０ａ−可動接点１２ｃ−常閉固定接点１２ｂ−バッテリー１１の他方の出力端子１１ｂの経路で直流電流が流れ、モータ１０が正転方向に回転する。
【００２１】
以上のような要領により、トリガースイッチ４を操作するだけで、最初逆転し、次いで、回転が停止した後、回転が正転に自動的に切り換わるため、ボルトＢのネジ山とネジ孔のネジ溝との整合が確実に図られるようになり、いわゆるネジ山上がりのような不具合を防止出来る。
また、逆転スイッチ７と正転スイッチ８の間隙を調整したり、また、逆転から正転に切り換わる途中のトリガースイッチの操作速度を機械的に調整する等によって適切にタイムラグが形成されるようにすれば、正転リレー１６やモータ１０等の保護が図られる。すなわち、切換えタイミング調整機能が付与される。
【００２２】
次に、図４に基づき本発明の第２実施例について説明する。尚、前記例と同様な構成部品等には同一の番号を付している。
この実施例では、前記例で逆転スイッチ７や正転スイッチ８に当接するトリガー端子４ｔの接触タイミングを調整する必要があったものを、調整不要にするため、前記例の構成に加えて、バッテリー１１を電源として一定の直流電圧Ｅを発生するための定電圧直流電源回路１４や、正転禁止スイッチ１５や、正転動作遅延用タイマ回路１６を付加したものである。
【００２３】
駆動回路のうち基本部分は前記例と同様であるため、説明を省略し、正転禁止スイッチ１５から説明すると、正転禁止スイッチ１５は、コレクタが励磁コイル１３ｄの一端に接続され、エミッタが電源スイッチ６を介してバッテリー１１の正極側出力端子１１ａに接続されるＰＮＰトランジスタＱｂと、トランジスタＱｂのベースエミッタ間に接続される抵抗Ｒ３と、トランジスタＱｂのベースに一端が接続される抵抗Ｒ４を備えている。
【００２４】
前記正転動作遅延用タイマ回路１６は、定電圧直流電源回路１４の出力電力Ｅが両端に印加される抵抗Ｒ５、Ｒ６の直列回路からなり且つ電圧を分圧して抵抗Ｒ６の両端に基準電圧Ｖｒｅｆを出力する分圧回路と、定電圧直流電源回路１４の出力電力Ｅにより抵抗Ｒ７を通して一定の時定数で充電されるタイマコンデンサＣ１と、抵抗Ｒ６の両端に得られる基準電圧Ｖｒｅｆ及びタイマコンデンサＣ１の両端の電圧Ｖｃ１がそれぞれ非反転入力端子及び反転入力端子に入力された比較器ＣＰ１と、タイマコンデンサＣ１と抵抗Ｒ７との接続点と逆転スイッチ７との間に、アノードをコンデンサＣ１側に向けて接続されたダイオードＤ１とを備えており、比較器ＣＰ１の出力端子は、抵抗Ｒ４を通してトランジスタＱｂのベースに接続されている。
【００２５】
この正転動作遅延用タイマ回路１６は、逆転スイッチ７がオン状態にされた時の、タイマコンデンサＣ１の電荷がダイオードＤ１を通して放電させられることによりリセット状態にされる。そして、このようにタイマ回路１６がリセットされた状態では、タイマコンデンサＣ１の端子電圧Ｖｃ１が基準電圧Ｖｒｅｆよりも低く、比較器ＣＰ１の出力端子の電位が高レベルの状態にあるため、正転禁止スイッチ１５を構成するトランジスタＱｂの導通が禁止され、正転リレー１３の励磁コイル１３ｄの励磁が禁止される。
【００２６】
モータ１０を正転させるため、逆転スイッチ７がオフ状態にされると、リセットが解除されるため、定電圧直流電源回路１４の出力電圧Ｅにより抵抗Ｒ７を通してタイマコンデンサＣ１が一定の時定数で充電され、時限動作が開始される。そして、コンデンサＣ１に対する充電が開始された後、所定の動作時限ｔｄが経過してその端子電圧Ｖｃ１が基準電圧Ｖｒｅｆを超えると（時限動作が完了すると）、比較器ＣＰ１の出力端子の電位が接地電位まで低下するため、正転禁止スイッチ１５を構成するトランジスタＱｂにベース電流が流れ、トランジスタＱｂの導通が許可される。
この正転動作遅延用タイマ回路１６の動作時限は任意に設定出来る。
【００２７】
モータ１０を駆動する際は、まず、電源スイッチ６を閉じる。この際、逆転スイッチ７と正転スイッチ８は共にオフ状態にあり、トランジスタＱｂもオフ状態であるため、逆転・正転リレー１２、１３の各励磁コイル１２ｄ、１３ｄには電流が流れない。すなわち、モータ１０の電源入力端子１０ａ、１０ｂ間が短絡状態にあり、モータ１０は停止している。
また、電源スイッチ６を閉じると、定電圧直流電源回路１４の出力電源Ｅにより、タイマコンデンサＣ１が充電され、電源スイッチ６を閉じた後、一定の時間が経過してタイマコンデンサＣ１の両端の電圧Ｖｃ１がそれぞれ基準電圧Ｖｒｅｆを超えると、比較器ＣＰ１の出力端子の電位が接地電位まで低下して、正転禁止スイッチ１５を構成するトランジスタＱｂにベース電流が流れてトランジスタＱｂが通電可能な状態になる。
【００２８】
モータ１０を逆転させるため、時刻ｔ１で逆転スイッチ７をオン状態にすると、正転動作遅延用タイマ回路１６のタイマコンデンサＣ１に充電された電荷が、ダイオードＤ１を通して放電させられることにより、該タイマ回路１６がリセット状態にされる。そして、タイマコンデンサＤ１が放電させられると、その両端の電位Ｖｃ１が基準電圧Ｖｒｅｆよりも低くなって、比較器ＣＰ１の出力電子の電位が高くなるため、正転禁止スイッチ１５を構成するトランジスタＱｂの導通が禁止される。このため、正転リレー１３の励磁コイル１３ｄの励磁が禁止される。
【００２９】
一方、正転スイッチ８はオフ状態にあって、時刻ｔ２で逆転スイッチ７がオフ状態にされると同時に、正転スイッチ８がオン状態にされる。逆転スイッチ７がオフ状態にされることにより、逆転リレー１２の可動接点１２ｃが常閉固定接点１２ｂに接触し、またこのとき、定電圧直流電源回路１４の出力電圧Ｅにより、抵抗Ｒ７を通してタイマコンデンサＣ１が充電されるため、コンデンサＣ１の両端の電圧が上昇していく。
タイマコンデンサＣ１の端子電圧Ｖｃ１が基準電圧Ｖｒｅｆよりも低く、比較器ＣＰ１の出力端子の電位が高い間は、正転禁止スイッチ１５を構成するトランジスタＱｂがオフ状態に保たれるため、正転リレー１３の励磁コイル１３ｄの励磁が禁止され、モータ１０の正転が禁止される。
【００３０】
このように、モータ１０の正転が禁止されている状態では、逆転・正転リレー１２、１３の可動接点１２ｃ、１３ｃが共に常閉固定接点１２ｂ、１３ｂに接触して、モータ１０の電源入力端子１０ａ、１０ｂが短絡された状態にあるため、モータ１０が惰性により逆回転している間、モータ１０の電機子コイルと逆転・正転リレー１２、１３の接点とを通して発電電流が流れる。そしてこの発電電流は、ピーク値に達した後、減衰していく。
【００３１】
逆転スイッチ７を開いた後、一定の時間が経過し、時刻ｔ３で、タイマコンデンサＣ１の端子電圧Ｖｃ１が基準電圧Ｖｒｅｆを超える（時限動作が完了する）と、比較器ＣＰ１の出力端子の電位が接地電圧まで低下するため、正転禁止スイッチ１５を構成するトランジスタＱｂがオン状態になって正転リレー１３の励磁コイル１３ｄに励磁電流が流れ、可動接点１３ｃが常開固定接点１３ａに接触する。これにより、モータ１０に正転方向の電機子電流が流れ、モータ１０が正転する。
【００３２】
以上のような要領により、この第２実施例の場合は、トリガースイッチ４のトリガー端子４ｔが逆転スイッチ７と正転スイッチ８に同時に当接して両スイッチ７、８が閉じた状態になる時間を調整する必要がなくなり、切換えタイミング調整機能がより確実となる。
【００３３】
尚、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明に係るバッテリー一体型締付け工具は、締付軸の回転をトリガスイッチにより駆動するようにしたバッテリー一体型締付け工具において、トリガスイッチに、逆転から正転に切換える回転切換え機能を持たせるようにしたため、熟練度に関係なく、ネジ山上がりを防止して正確にボルト締めを行うことが出来る。
そして、回転切換え機能に、回転の切換えタイミングを調整するためのタイミング調整機能を付与すれば、リレーやモータに過大な負荷がかかるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバッテリー一体型締付け工具の説明図
【図２】トリガースイッチの作動を示す説明図
【図３】第１実施例の工具の駆動回路図
【図４】第２実施例の工具の駆動回路図
【符号の説明】
１…バッテリー一体型締付け工具、２…工具本体、３…締付軸、４…トリガースイッチ、７…逆転スイッチ、８…正転スイッチ、１０…モータ、１１…バッテリー、１２…逆転リレー、１３…正転リレー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004130403.tif 000005
【図４】
2004130403.tif 000006