JP3939488B2 - オイルユニット衝撃工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オイルユニットで発生する衝撃力（オイルパルス）を利用して工具を駆動するオイルユニット衝撃工具に関し、詳しくはオイルユニットを冷却するための冷却技術の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ねじ締めやボルト締め作業を行う工具の中には、油圧を利用して衝撃力を発生させる装置（いわゆる、オイルユニット）を利用したオイルユニット衝撃工具がある。この種の工具に使用されるオイルユニットは、連続作業等によりその温度が過剰に上昇すると、封入してある作動油が膨張して内圧が高くなり、締付トルクが不安定になったり作動油が漏れるという問題があった。このため、従来からオイルユニットを冷却するための冷却装置を備えたオイルユニット衝撃工具が開発されている（特開昭５９−１２９６７５号、実開平４−７９０５６号等）。
上記公報に記載されたオイルユニット衝撃工具では、オイルユニットを駆動する駆動源の出力軸に冷却ファンが取付けられる。そして、駆動源の出力軸が回転すると、その回転によって冷却ファンが回転し、これにより発生する空気流によってオイルユニットが冷却されるようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したオイルユニット衝撃工具ではオイルユニットの駆動源の出力軸に冷却ファンが取り付けられているため、駆動源が回転している間（作業中）しかオイルユニットを冷却することができなかった。したがって、作業が終了するとオイルユニットは冷却されず、作業終了から次の作業までの間にオイルユニットの温度が上昇してしまうこととなる。
【０００４】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、オイルユニットを駆動する駆動源が停止している間もオイルユニットを冷却することができるオイルユニット衝撃工具を実現する。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記課題を解決するため請求項１に記載のオイルユニット衝撃工具は、オイルユニットと、そのオイルユニットを冷却する冷却装置を備えたオイルユニット衝撃工具において、オイルユニットを駆動する第１の駆動源と、冷却装置を駆動する駆動源であって、第１の駆動源に対して独立して作動可能とされている第２の駆動源と、オイルユニットの温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段で検出された温度が所定の温度以上となると前記第２の駆動源を作動させるスイッチ手段と、を有している。
上記オイルユニット衝撃工具では、オイルユニットを駆動する第１の駆動源とは別に冷却装置を駆動する第２の駆動源が設けられ、その第２の駆動源が第１の駆動源とは独立して作動可能となっている。したがって、オイルユニットを駆動する第１の駆動源が停止している時（作業時以外）においても、第２の駆動源により冷却装置が駆動されオイルユニットを冷却することができる。
また、オイルユニットの温度が上昇し、温度検出手段で検出される温度が所定の温度以上となると冷却装置が自動的に作動する。したがって、作業者のスイッチ操作によらずに冷却装置が自動的に作動し、オイルユニットを冷却することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
上述した請求項に記載の発明は、下記に示す各形態で好適に実施することができる。
（形態１） 請求項１に記載のオイルユニット衝撃工具において、前記スイッチ手段は、前記温度検出手段で検出された温度が第２の所定温度以下となると前記第２の駆動源を停止させることを特徴とするオイルユニット衝撃工具。
このような構成によれば、温度検出手段で検出された温度が第２の所定温度以下となると第２の駆動源が自動的に停止するので、必要以上に冷却装置が作動し続けることは無い。
なお、このような構成を採用する場合には、第２の駆動源を作動開始させる所定の温度と、第２の駆動源を停止させる第２の所定温度とは、後者の温度を前者の温度より低くすることが好ましい。このような構成によれば、オイルユニットを充分に冷却してから冷却装置が停止されるので、冷却装置のＯＮ−ＯＦＦが頻繁に繰り返されることを防止することができる。
【０００８】
（形態２） 請求項１に記載のオイルユニット衝撃工具において、前記スイッチ手段は、前記第２の駆動源を作動させてから所定時間後に前記第２の駆動源を停止させることを特徴とするオイルユニット衝撃工具。
このような構成によれば、第２の駆動源（冷却装置）が作動されても所定時間が経過すると自動的に停止されるため、必要以上に冷却装置が作動し続けることを防止することができる。
【０００９】
【実施例】
次に本発明を具現化した一実施例に係るソフトインパクトドライバを、図面を参照して説明する。図１はソフトソフトインパクトドライバ１の一部断面側面図を示している。
まず、本実施例に係るソフトインパクトドライバ１の機械的構造について説明する。このソフトインパクトドライバ１は、本体ハウジング１２内にオイルユニット３を駆動する駆動源であるモータ１１が収容固定されている。このモータ１１の出力軸１０（ベアリング９に軸支されている）の先端にはギヤが形成され、このギヤに遊星ギヤ８が噛合っている。この遊星ギヤ８はベアリング５に軸支されたスピンドル６に回転可能に取付けられ、さらに、この遊星ギヤ８はインターナルギヤ７に噛合っている。これらのギヤ列によってモータ１１の回転を減速してオイルユニット３に伝達する減速機構が構成されている。
上述した減速機構の出力軸であるスピンドル６にはオイルユニット３が接続される。このオイルユニット３は、その内部に収容したオイルの油圧を利用して出力軸２に瞬間的に大きなトルク（オイルパルス）を発生させる公知の装置である（例えば、株式会社ヨコタ製の軸流ファン）。このオイルユニット３の出力軸２の先端にはナット類の頭部に係合するボックスが取付けられる。
したがって、ソフトインパクトドライバ１においてモータ１１が回転すると、その回転が減速機構を介してオイルユニット３に伝達される。そして、ナット類を締付け始める初期の段階においては出力軸２への負荷が低いため、オイルユニット３はオイルパルスを発生させること無く、モータ１１から伝達された回転がそのままオイルユニット３を介して出力軸２へ伝達される。そして、ナット類が締付けられて出力軸２への負荷が高くなると、オイルユニット３からオイルパルスが発生し、その衝撃力によりナット類が締付けられることとなる。
【００１０】
また、オイルユニット３を収容する部分の本体ハウジング１２内壁には、オイルユニット３の後端（モータ１１側）に近接した位置に温度検出センサ１７（サーミスタＴＨ１）が配設される。また、オイルユニット３の先端側（出力軸２側）の本体ハウジング１２には、本体ハウジング１２内に空気を吸引するための空気吸引口１８が形成される（オイルユニット３の下側）。
さらに、上記空気吸引口１８から吸引した空気を本体ハウジング１２外に排気する冷却装置４が、オイルユニット３上側の本体ハウジング１２に設けられている。この冷却装置４は、図２に示すように本体ハウジング１２に固定されるハウジング２４を備え、このハウジング２４には含油軸受２６が取付けられている。この含油軸受２６に支持される回転軸２０ａは、その一端２０ｂにインペラー２１が取付けられ、このインペラー２１の外周壁には復数枚の羽根２２が設けられている。また、インペラー２１の内周壁には磁石２３が取付けられている。この磁石２３と対向した位置には、ハウジング２４に取付けられたステータ２５が配置される。そして、このステータ２５にはコイル巻線２８が巻かれている。なお、ハウジング２４とインペラー２１間にはラビリンス構造２７が設けられ、これによりハウジング２４の内部空間（回転軸２０ａ及び含油軸受２６を収容する空間）からオイルが漏れ出すことが防止されている。
したがって、上述した冷却装置４ではコイル巻線２８に電流が流れると、その電磁力によりインペラー２１が回転する。これによって、本体ハウジング１２の空気吸引口１８から本体ハウジング１２内に空気が吸引されてオイルユニット３を冷却し、オイルユニット３を冷却した後の空気が冷却装置４から本体ハウジング１２の外部に排気されることとなる。
【００１１】
なお、ソフトインパクトドライバ１の本体ハウジング１２には、ハンドル部１４が設けられ、このハンドル部１４にはモータ１１の回転をＯＮ−ＯＦＦするトリガースイッチ１６及びモータ１１の回転方向を切換える正逆転スイッチ１３が設けられる。
また、ハンドル部１４の下端には、バッテリパック１５が着脱自在に取付けられ、このバッテリパック１５からモータ１１、冷却装置４に電力が供給されるようになっている。すなわち、トリガースイッチ１６を操作すると、バッテリパック１５からモータ１１に電力が供給されてモータ１１が回転する。また、冷却装置４には、次に説明するスイッチング回路を介してバッテリパック１５の電力が供給される。このように本実施例では、モータ１１と冷却装置４は各々独立した給電路によってバッテリパック１５に接続されている。
【００１２】
次に、冷却装置４への電力供給をＯＮ−ＯＦＦするスイッチング回路について説明する。このスイッチング回路は図３に示すように構成され、コンパレータＡ１及びコンパレータＡ１の出力により作動するトランジスタＱ１を中心に構成される。具体的に説明すると、コンパレータＡ１の反転入力端子には、抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨ１（温度検出センサ１７）の分圧が入力するように接続されている。一方、コンパレータＡ１の非反転入力端子には、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の分圧が入力するように接続され、さらに、コンパレータＡ１の出力端子が抵抗Ｒ４を介して接続されている。
また、コンパレータＡ１の出力端子は、トランジスタＱ１のベース端子に接続されている。このトランジスタＱ１のコレクタ端子は冷却装置４（図３中ではＦＡＮで表示）を介して電源に接続され、トランジスタＱ１のエミッタ端子はアース線に接続されている。なお、冷却装置４（ＦＡＮ）の入力側と出力側はダイオードＤ１により接続され、通電遮断時に慣性によって回転するインペラー２１により発生する電気が出力側から入力側に流れるようになっている。
また、コンパレータＡ１の出力端子は抵抗Ｒ５を介して電源線に、抵抗Ｒ７を介してアース線にそれぞれ接続されている。
【００１３】
次に、上述のように構成されるスイッチング回路の動作について説明する。
ソフトインパクトドライバ１による作業を開始した初期においては、オイルユニット３内に封入されたオイルの温度も低く、温度検出センサ１７（サーミスタＴＨ１）で検出される温度も充分に低い。したがって、サーミスタＴＨ１の抵抗は大きく、コンパレータＡ１の反転入力端子に入力する電圧がコンパレータＡ１の非反転入力端子に入力する電圧より高くなる。このため、コンパレータＡ１の出力端子はＬＯＷレベルであり、トランジスタＱ１がＯＮされない。よって、冷却装置４のインペラー２１は回転せず、オイルユニット３も冷却されない。
オイルユニット３が冷却されない状態でソフトインパクトドライバ１による作業が続くと、図４に示すように温度検出センサ１７（サーミスタＴＨ１）で検出される温度が徐々に高くなる。このため、サーミスタＴＨ１の抵抗値は徐々に低下し、コンパレータＡ１の反転入力端子に入力する信号の電圧が徐々に低下する。そして、サーミスタＴＨ１の温度が所定の温度（本実施例では、５０度）を超えると、コンパレータＡ１の非反転入力端子に入力する信号の電圧がコンパレータＡ１の反転入力端子に入力する信号の電圧より高くなる。このため、コンパレータＡ１の出力端子の状態はＨＩＧＨレベルとなり、トランジスタＱ１がＯＮされる。よって、冷却装置４に電力が供給されて、冷却装置４のインペラー２１が回転しオイルユニット３が冷却される。したがって、サーミスタＴＨ１で検出される温度（オイルユニット３の温度）は、冷却装置４が作動を開始してからしばらくして低下を始める。
ここで、コンパレータＡ１の出力端子がＨＩＧＨレベルとなると、この出力端子は抵抗Ｒ４を介してコンパレータＡ１の非反転入力端子に接続されているため、コンパレータＡ１の非反転入力端子に入力する信号の電圧は、コンパレータＡ１の出力端子がＬＯＷレベルの状態のときより高くなる。このため、オイルユニット３が冷却されてサーミスタＴＨ１の温度が所定の温度〔コンパレータＡ１の出力がＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルに切り替わる温度（本実施例では、５０℃）〕以下となっても冷却装置４は作動し続ける。そして、サーミスタＴＨ１の温度が所定の温度（本実施例では、４０度）以下となると、再びコンパレータＡ１の反転入力端子に入力する電圧がコンパレータＡ１の非反転入力端子に入力する電圧より高くなる。このため、コンパレータＡ１の出力端子はＬＯＷレベルに切り替わり、冷却装置４が作動を停止することとなる。
【００１４】
上述したことから明らかなように、本実施例における冷却装置４は、それ自身にインペラー２１を回転駆動する駆動源を備え、その駆動源は、モータ１１をＯＮ−ＯＦＦするトリガースイッチ１６とは無関係にサーミスタＴＨ１の温度によってのみＯＮ−ＯＦＦされる。したがって、トリガースイッチ１６を操作しない時、すなわちモータ１１が回転しない非作業時においても冷却装置４は作動し、オイルユニット３が冷却される。
また、冷却装置４は、所定温度（本実施例では、５０度）以上となると作動し、所定温度（本実施例では、４０度）以下となると自動的に作動を停止する。したがって、自動的に冷却装置４の作動がＯＮ―ＯＦＦされ、オイルユニット３を適温に維持することができる。このため、締付トルクのばらつきが少なくなり、作業品質を一定に維持することができる。
【００１５】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【００１６】
例えば、上述した実施例においては、温度検出センサ１７で検出される温度が５０度以上となると冷却装置４が作動を開始し、４０度以下となると冷却装置４の作動を停止したが、冷却装置４を作動させる温度条件は上述した温度条件に限られない。すなわち、オイルユニット３が良好に作動する温度範囲内であればどのように設定しても良い。なお、設定する温度を変えるには、基本的なスイッチング回路の回路構成は上述した実施例と同一で良く、単に抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の抵抗値を調整すれば良い。
【００１７】
また、上述した実施例では、コンパレータＡ１及びトランジスタＱ１等により冷却装置４への電力供給をＯＮ−ＯＦＦするスイッチング回路を構成したが、本発明はこのような例に限られず、他の素子、例えばマイコン等を使用してスイッチング回路を構成することもできる。
【００１８】
また、上述した実施例では、冷却装置４として軸流ファンを使用したが、本発明はこのような例に限られず、他の冷却装置、例えばペルチェ素子による冷却システムを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施例に係るソフトインパクトドライバの一部断面側面図。
【図２】 冷却装置の一部を拡大して示す部分拡大断面図。
【図３】 冷却装置への電力の供給をＯＮ−ＯＦＦするスイッチング回路の回路図。
【図４】 スイッチング回路の動作を説明するための温度検出センサで検出される温度と時間の関係のグラフ。
【符号の説明】
１・・ソフトインパクトドライバ
３・・オイルユニット
４・・冷却装置
１１・・モータ
１４・・ハンドル部
１５・・バッテリパック
１６・・トリガースイッチ
１７・・温度検出センサ（サーミスタ）
１８・・空気吸引口

Claims (1)

1. オイルユニットと、そのオイルユニットを冷却する冷却装置を備えたオイルユニット衝撃工具において、
   オイルユニットを駆動する第１の駆動源と、
   冷却装置を駆動する駆動源であって、前記第１の駆動源に対して独立して作動可能とされている第２の駆動源と、
   オイルユニットの温度を検出する温度検出手段と、
   該温度検出手段で検出された温度が所定の温度以上となると前記第２の駆動源を作動させるスイッチ手段と、を有していることを特徴とするオイルユニット衝撃工具。

Images