(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転トルクを発生させるモータと、
該モータを駆動するモータ駆動部と、
電源ケーブルを介して電動工具に印加される電源電圧を検知する電圧検知部と、
表示部及び報知部が接続された制御部と、
を備えた電動工具において、
前記電圧検知部は、前記モータ起動直前の前記電源電圧である第１電圧と、締付トルクが所定のトルク値となる作業完了時の前記電源電圧である第２電圧と、を検知し、
前記制御部は、前記電圧検知部で検知された前記第１電圧と前記第２電圧を記憶し、作業完了の後に前記第１電圧と前記第２電圧を前記表示部に交互に表示せしめ、
前記電圧検知部で検知された前記第１電圧と前記第２電圧との電圧差、あるいは、前記第２電圧が、予め定めた電圧範囲外である場合、前記報知部に報知動作を行わせることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
前記制御部は、前記作業完了の後に、前記第１電圧及び前記第２電圧を前記表示部に表示させるか否か選択可能であ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータによって、ボルトなどの締付を行う電動工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例として、ボルト締結機など、モータの回転トルクを利用する電動工具には、シリースモータ（以下、モータ）が用いられており、このモータを駆動するための電源電圧として、１００Ｖ或いは２００Ｖが用いられる。また、実際の使用時には、電源のコンセントと作業場所とが離れていることも多く、延長ケーブルが使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このとき、延長ケーブルが長すぎる場合、延長ケーブルによる電圧降下が電動工具の動作に無視できない程度になることがある。この場合、電動工具のモータがトルク不足や回転不良になり、電動工具を用いる作業の品質が低下する不具合を生じる。しかも、従来の電動工具では、このような低電圧状態を作業者に報知する構成は採用されておらず、電源電圧低下などにより締付状態が不良であっても、作業者がその状態を認識できないという不具合がある。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決しようとして成されたものであり、その目的は、所定の電源電圧仕様の電動工具に仕様より低い電源電圧が供給された場合に、当該低電圧状態を作業者が認識可能として、作業品質を向上できる電動工具を提供すること、及び、電源電圧の低電圧状態を作業者が容易に認識できるようにして、使用性が格段に向上された電動工具を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の電動工具では、回転トルクを発生させるモータと、該モータを駆動するモータ駆動部と、電源ケーブルを介して電動工具に印加される電源電圧を検知する電圧検知部と、表示部及び報知部が接続された制御部と、を備えた電動工具において、前記電圧検知部は、前記モータ起動直前の前記電源電圧である第１電圧と、締付トルクが所定のトルク値となる作業完了時の前記電源電圧である第２電圧と、を検知し、前記制御部は、前記電圧検知部で検知された前記第１電圧と前記第２電圧を記憶し、作業完了の後に前記第１電圧と前記第２電圧を前記表示部に交互に表示せしめ、前記電圧検知部で検知された前記第１電圧と前記第２電圧との電圧差、あるいは、前記第２電圧が、予め定めた電圧範囲外である場合、前記報知部に報知動作を行わせることを特徴とする。
請求項２の発明では、請求項１の発明に加え、前記制御部は、前記作業完了の後に、前記第１電圧及び前記第２電圧を前記表示部に表示させるか否か選択可能であることを特徴とする。
従って、請求項１の発明では、電動工具使用時に、延長ケーブルを使用するなどして、モータを駆動するための電流が流れる前の電源電圧に対して、電流が流れたときの電源電圧が低くなる電圧降下が電動工具の動作に無視できない程度になる場合でも、上記第１電圧と第２電圧との交互表示により、作業者は電圧降下の程度を認識することができ、作業品質を向上することができる。
【０００６】
また、前述した電圧降下が電動工具の作業品質に無視できない程度である場合、電動工具が作業者にこれを報知するので、作業者は電源電圧の低電圧状態を容易に認識でき、使用性が格段に向上される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明を実施例について以下に説明する。
【０００８】
図１〜図４に本発明の実施例を示す。図１は本発明の一実施例のボルトやナットの締結機（以下、締結機）１の電気的構成を示すブロック図であり、図２は締結機１の斜視図であり、図３は本実施例の動作を説明するフローチャートであり、図４は本発明の他の実施例の動作を説明するフローチャートである。以下、図２を参照して締結機１の構成に付いて説明する。
【０００９】
締結機１は、略円筒状の外形の本体２と、本体２の一端部に装着された締結具３と、本体２の他端部に一体に形成されている握り部４とを備えている。本体２の内部には、ユニバーサルモータなどのモータと速度変換機構（共に図示せず）とが内蔵されている。握り部４は作業者が手で把持できるように形成され、把持状態で指が位置する箇所に引き金状の電源スイッチ５が配置されている。電源スイッチ５の近傍には、引き金状の電源スイッチ５を引いた状態を固定するロックスイッチ６が設けられている。本体２の握り部４付近には、前記モータの回転、従って締結具３の回転を所定の正回転と逆回転との間で切り換える切換スイッチ７が配置されている。また、本体２の頂部には、ボルト締付の際の最大トルク値や最大回転角等の締付条件値を入力するための入力ダイヤル８が設けられ、入力ダイヤル８の近傍には、設定された最大トルク値や最大回転角などの入力条件、或いは後述するような電源電圧の表示等を行う表示部９が設けられている。前記握り部４の先端には電源ケーブル１０が連結されている。
【００１０】
以下、図１を参照して、締結機１の電気的構成について説明する。締結機１は、商用交流電源１２から電源スイッチ５と締結機１内の電源ライン１９とを介して接続される制御電源部１３を備え、制御電源部１３から駆動電圧が供給され、締結機１の制御部としてメモリ１１を内蔵しているマイクロコンピュータ（以下、マイコン）１５を備えている。前記電源ライン１９には、電圧検知部１４が接続されており、電源ケーブル１０を介して供給される電源電圧を検知する。マイコン１５からのモータ１６を駆動するための出力は、インターフェイス回路（以下、Ｉ／Ｆ回路）１７を介してパワー部１８に出力される。パワー部１８は、電源ライン１９に介在され、トライアック等を備え、Ｉ／Ｆ回路１７からの例として予め設定されるモ−タ回転数に対応した位相角で位相変調された駆動制御信号に基づいて、モータ１６の固定子（図示せず）をオン／オフする。パワー部１８の前記オン／オフ動作によってモータ１６は所定の回転速度で回転駆動される。
【００１１】
前記電源ライン１９には、例として変流器等のモータ電流検出回路２０が設けられ、モータ１６に流れる電流を検出し、検出された電流値はマイコン１５に入力される。モータ電流検出回路２０でモータ電流を検出することにより、モータ１６の負荷の大きさ、即ち、モータ１６のトルクを検出することができる。また、モータ１６の回転は、例としてパルスジェネレータ等の回転角度検出素子によって検出され、検出された回転角度データはマイコン１５に入力され、マイコン１５は回転角度データに基づいて、モータ１６を所定の回転速度で回転制御する。また、マイコン１５にはメモリ１１が設けられており、後述するような複数種類のデータが記憶される。また、マイコン１５には、設定部２１が接続されている。設定部２１は、前記切換スイッチ７や入力ダイヤル８を含むデータ入力手段であり、締結機１の動作状態を、締付を行う通常の通常動作モードと、電源電圧のチェックなどを行う電圧表示モードとの間で切り換える切換入力も行う。また、マイコン１５には、後述するような電源電圧が低い場合などに、作業者に警報を報知する報知手段としてブザー２２が接続されている。ただし、報知手段は、ブザー２２に限定されるものではない。
【００１２】
以下、図３を併せて参照して、本実施例の締結機１の動作について説明する。以下の説明では、ボルトを締め付けるに際して、入力ダイアル８を用いて、所望の締付トルク値を入力する。締結機１は、ボルト締付時に、まず設定トルク値となるまで締め付ける。作業者は、ボルトを締め付ける作業に先だって、使用されるべき所定の電源電圧値を設定する。締結機１の電源スイッチ５が操作されてオフ状態からオン状態に切り換えられると、モータ１６の回転に先立って、ステップａ１で電圧検知部１４は、接続された電源１２からの電源電圧を第１電圧として読み込み、マイコン１５のメモリ１１に記憶する。
【００１３】
ステップａ２では、モータ１６が回転駆動される。ステップａ３では、前記モータ電流検出回路２０で検出されたモータ電流が所定の電流値となったかどうかが判断され、所定の電流値となるまで、即ち、ボルトやナットを所定のトルク値になるまで締付が行われる。ステップａ３で締付トルクが所定のトルク値となると、電圧検知部１４は、ステップａ４でそのときの電源電圧を第２電圧として読み込み、マイコン１５のメモリ１１に記憶する。次に、ステップａ５でパワー部１８の制御が停止され、モータ１６が停止される。
【００１４】
ステップａ６では、マイコン１５が前記第１電圧及び第２電圧をメモリ１１から読み出して、表示部９に交互に表示する。作業者は、この表示を確認することにより、締結機１に駆動電流が流れない状態の電源電圧である前記第１電圧と、締結機１に駆動電流が流れた状態の第２電圧とを比較することができる。このような交互表示に用いられる前記第１電圧と第２電圧とのデータは、交互表示が所定期間に亘り継続された後に交互表示が終了するとメモリ１１から消去されてもよく、或いは交互表示の有無に関わらず、次の締付動作が開始されて、前記第１電圧のマイコン１５による読み込みが行われるまで、メモリ１１に保存されるようにしてもよい。
【００１５】
本実施例において、締結機１に電源電圧を供給する際に、電源コンセントが作業場所から離れた場所にある場合、延長ケーブルを使用するが、この延長ケーブルが長いと電圧降下を発生する。この電圧降下は前記第１電圧と第２電圧との差として確認できる。従って、作業者は、この電圧降下量、或いは電圧が降下した状態の電圧である第２電圧の値が、締結機１に予め設定されている適正な使用条件の範囲内にあるかどうかを容易に判断することができる。これにより、長すぎる延長ケーブルの使用や、交流電源１２の電源電圧の低下などにより、作業者が分からない状態で締付作業が不適切になっていても、これをただちに確認して、作業を中断して電源電圧の低下への対処や延長ケーブルの短いケーブルへの変更、或いは締め付けたボルトやナットなどの増し締めなどの対処を行うことができ、作業性と締付作業品質と使用性とを格段に向上することができる。
【００１６】
本発明の他の実施例として、前記適正な使用条件である適正電圧範囲がマイコン１５に予め設定されていたり、作業者が締結機１に使用前に設定部２１で設定したりすることで、マイコン１５に適正電圧範囲が設定されている例を採用することができる。このとき、マイコン１５は、前記ステップａ１〜ａ４まで処理を進めた段階で、前記第１電圧と第２電圧との電圧差、或いは第２電圧そのものを前記適正電圧範囲と比較する。マイコン１５によって、前記電圧差或いは第２電圧が適正電圧範囲外であると判別されると、マイコン１５はブザー２２を鳴動させる。これにより、作業者は、締付作業中であっても、電源電圧の低下や長すぎる延長ケーブルの使用による駆動電圧の低下を認識することができ、上記第１実施例で説明したような各種対処を速やかに採ることができ、作業性と締付作業品質と使用性とが格段に向上される。
【００１７】
本発明の更に他の実施例として、上述したような通常の締付動作終了時において前記第１電圧と第２電圧とを交互に表示する動作に代えて、締付動作を行う場合には、図１の設定部２１を用いて通常動作モードを設定して締付を行い、前記第１電圧や第２電圧などの電源電圧を表示する場合には、設定部２１を用いて電圧表示モードを設定して表示する構成を用いる例が可能である。このような構成は、前記通常動作モードと電圧表示モードとを選択的に設定するスイッチなどの設定手段を設けると共に、一旦、メモリ１１に記憶された前記第１電圧及び第２電圧のデータを、前述したように、次の締付動作が開始されるまで保持するようにし、電圧表示モードに設定された場合には、上述の第１実施例で説明したように、マイコン１５がそのメモリ１１に記憶されている第１電圧及び第２電圧を交互に読み出して、表示部９に交互に表示する制御を行うことによって実現される。
【００１８】
その動作は、図４のフローチャートに示されている。以下、図１及び図２を併せて参照して、本実施例について説明する。本実施例では、締付動作を行うために、図１に示す設定部２１で、締結機１の動作モードを、前記第１実施例または第２実施例の動作を含む通常の締付動作を行う通常動作モードに設定する。このとき、マイコン１５は、前記ステップａ１〜ａ５と同様なステップｂ１〜ｂ５まで処理を進めた段階で、ステップｂ６において設定部２１で電圧表示モードが選択されるかどうかを判断する。ステップｂ６で電圧表示モードが設定されると、ステップｂ７で前述したような第１電圧と第２電圧とを交互に表示した後、処理を終了する。ステップｂ６で電圧表示モードが設定されないと、前記電圧の交互表示を行うことなく処理は終了する。
【００１９】
このような実施例では、上記第１実施例で説明したような作用効果に加え、上記電圧表示モードに設定することにより、締付動作終了時だけでなく、次の締付作業が行われるまでの任意のタイミングで表示することが可能になる。従って、作業者が、締結機１に供給されている電源電圧の低下の程度を繰り返し確認する必要がある場合や、例として、このような締結機１のメーカーの操作説明者などが、締結機１を新規に使用開始する現場の電源電圧などの環境状態を実際の作業者に説明するなどの場合に好適に使用され得る。従って、使用性が更に向上される。
【００２０】
また、本発明は、上記各実施例を組み合わせた実施例を含むものであるのは明らかである。
【００２１】
本発明の電動工具は、前記各実施例の締結機１に限定されるものではなく、モータの回転トルクを利用する広範な種類の電動工具に対して広く実施されるものである。
【００２２】
前記実施例の構成及び作用は、本発明の一実施例を示すものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、本発明の精神を逸脱しない範囲で、広い変形例を含むものである。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明において、電圧検知部は、モータに印加される電源電圧のモータ起動直前の第１電圧と、作業完了時の第２電圧とを検知する。制御部は、電圧検知部で検知された各電圧を記憶し、作業完了時に第１電圧及び第２電圧を表示部で交互に表示させるようにした。
【００２４】
従って、電動工具使用時に、延長ケーブルを使用するなどして、モータを駆動するための電流が流れる前の電源電圧に対して、電流が流れたときの電源電圧が低くなる電圧降下が電動工具の動作に無視できない程度になる場合でも、上記第１電圧と第２電圧との交互表示により、作業者は電圧降下の程度を認識することができ、作業品質を向上することができる。
【００２５】
また、電動工具は、前記制御部に接続された報知部を備えている。制御部は、前記電圧検知部で検知された第１電圧または第２電圧の少なくともいずれかが、予め定める基準電圧より低いときに、報知部に報知動作を行わせるようにした。
【００２６】
これにより、前述した電圧降下が電動工具の作業品質に無視できない程度である場合、電動工具が作業者にこれを報知するので、作業者は電源電圧の低電圧状態を容易に認識でき、使用性が格段に向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の締結機１の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】締結機１の斜視図である。
【図３】締結機１の一動作例を示すフローチャートである。
【図４】締結機１の他の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 締結機
９ 表示部
１０ 電源ケーブル
１１ メモリ
１２ 商用交流電源
１３ 制御電源部
１４ 電圧検知部
１５ マイコン
１６ モータ
２０ モータ電流検出回路
２１ 設定部
２２ ブザー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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