JP5632527B1 - 電動締付工具 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、大量のボルト、ナットなどの締付部品の正確かつ効率的な締付を実現することを目的とする。【解決手段】締付部品の電動締付工具１において、工具本体と、工具本体の遠位端に取り付けられた、締付部品３６を締付ける締付ソケット１８と、工具本体に取り付けられた、締付ソケット１８による締付部品３６の締め付け状態を表示する表示機構と、工具本体に取り付けられた、締付部品３６にマークを付けるマーキング手段２０とを具備する。【選択図】図１

Description

本発明は、ボルト、ナット等の締付部品の大量の締め付けにおいて、ミスを防止しつつ効率的な作業を可能にする電動締付工具に関し、より具体的には、作業者が締付完了を容易に確認でき、その確認後に締付完了を示すマークを締付部品に容易に付すことのできる電動締付工具に関する。

様々な産業分野で、ボルト、ナット等の締付部品を一定のトルクで締め付けるためのトルクレンチ等の締付工具が用いられている。このような締付工具を用いた締め付け作業においては、特に締付部品の数が多い場合に、締め忘れや締め付け不足、何らかの異物がボルトとナットの間に挟まる等の締付不良が問題となっている。

以下、このような締付部品を締め付ける作業の一例を、太陽電池パネルを屋根上に設置する場合を例に挙げて説明する。

図７は、従来の電動締付工具を用いて、架台上に太陽電池パネルを固定する状態を示す断面図である。

太陽電池パネル（以下、単にパネルともいう。）は、一般に以下のようにして屋根上に設置されている。

まず、レール状の架台４０を複数本互いに平行に屋根上に設置した後、該架台４０上に複数の太陽電池パネル４１を、図８に示すように、隣接する太陽電池パネル４１、４１の端部が該架台４０上で対向するように載置する。

次に、断面がほぼＵ字状に形成された固定金具４２を、隣接する太陽電池パネル４１の対向する端部間に配置し、架台４０の下面側から架台４０および固定金具４２に通したボルト４３のネジ部にスプリングワッシャ３８およびナット３６を装着する。ここでスプリングワッシャ３８は、風などによるパネル４１の振動によってナット３６が緩むのを防止するためのものである。

次に、電動締付工具３４の締付ソケット３５を、締付ソケット３５内にナット３６がはめ込まれるように固定金具４２の凹部４４に挿入し、締付ソケット３５を回転させてナット３６を締め付けることにより、太陽電池パネル４１の端部が架台４０に対して固定金具４２により固定される。

ところで、太陽電池パネル４１は建造物の屋根上などに数万枚程度設置される場合もある。このような場合には、パネル４１の取り付けは、少なくともパネルの四隅の４箇所をボルト４３とナット３６で固定することにより行われることから、ナット３６の締付箇所はパネル４１の枚数の４倍以上の箇所になり、その一部の箇所で、ナット３６の締め忘れや締め付け不足、何らかの異物がボルトとナットの間に挟まる等の締付不良が発生することがある。

締付部品の締付不良があると、年月とともに締付が弱くなり、パネル４１に吹き付ける風によってパネル４１が架台４０から外れ、パネル４１の破損を招くこととなる。

太陽電池パネルは一般に１０年間保証しているので、ナットの締付不良は、大きな損害の発生原因となる。

そこで、ボルトやナットの締め忘れや締め付け不足を防止する種々の技術が従来から提案されている。

例えば、特開平１０−１５６７４５号公報（特許文献１）には、ボルトの締め付けを一見して確認できるようにする技術として、ボルトの電動締付工具において、締め付けトルクが所定値に達すると締付完了と判断して、マーキング具が動作し、ボルトの頭部にマークを付けるようにしたものが提案されている。

しかし、このような締め付けトルクによる締付完了の判断では、ボルトが傾斜して取り付けられた場合や、ボルトの締付部分に異物が挿入された場合等の締付不良の状況においても、トルク上昇によって締付完了との判断が自動的になされてしまい、結局はボルトの締付不良を判別できずに損害発生を招くこととなる。したがって、締付部品の締付完了後に、締付部品周辺から工具を外し、作業者が締付部品付近に眼を近づけ、目視により確認をしなければ締付の確実性が担保できない。

また、特許文献１の電動締付工具では、締め付けトルクとマーキング具とを連動させる機構を設ける必要があるので、構造が複雑となり、製造コストも高くなる。

特開平１０−１５６７４５号公報

本発明は、大量のボルト、ナットなどの締付部品の正確かつ効率的な締付を実現することを目的とする。

本発明は、ボルト、ナットなどの締付部品の締め付けにおける締付不良を目視により確実かつ簡単に判定することができ、しかも、締め付け状態が正常であると判定した締付部品に簡単にマークを付けることを可能にすることによって、大量の締付部品の正確かつ効率的な締付を実現する。さらに、本発明に係る電動締付工具は、複雑な構成を有さず安価に製造可能である。これらによって、本願発明は、上記課題を解決した。

本発明に係る電動締付工具は、締付部品の電動締付工具であって、工具本体と、該工具本体の遠位端に取り付けられた、締付部品を締付ける締付部材と、該工具本体に取り付けられた、該締付部材による該締付部品の締め付け状態を表示する表示機構と、該工具本体に取り付けられた、該締付部品にマークを付けるマーキング手段と、を具備するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記電動締付工具において、前記表示機構が、前記締付部品の締め付け状態を撮影するカメラと、該カメラによって撮影された画像を表示する画像表示装置とを含むことが好ましい。

本発明は、上記電動締付工具において、前記締付部品を締付ける締付部材に一定の値以上の締め付けトルクが作用すると、該締付部材の回転を停止させる機構をさらに備えることが好ましい。

本発明は、上記電動締付工具において、前記表示機構が移動可能に構成されていることが好ましい。

本発明は、上記電動締付工具において、前記マーキング手段が移動可能に構成されていることが好ましい。

本発明は、上記電動締付工具において、前記マーキング手段によってマークを付けた回数をカウントする手段をさらに備えていることが好ましい。

本発明に係る締付方法は、締付部品の締付方法であって、上述した本発明に係る電動締付工具を用いて該締付部品を締付ける工程と、前記表示機構によって該締付部品の締付の完了を確認する工程と、前記マーキング手段によって、該締付部品にマークを付ける工程とを包含するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明によれば、ボルト、ナットなどの締付部品の締付不良を目視により確実かつ簡単に判定することができ、しかも、締め付け状態が正常であると判定した締付部品にのみに簡単にマークを付けることができるので、大量の締付部品の正確かつ効率的な締付が達成される。さらに、本発明の電動締付工具による締付作業後には、当該締付作業の点検・監督者は、大量の締付部品の中から締付が完了していない部分を容易に判別することができる。さらに、本発明に係る電動締付工具は、複雑な構成を有さず安価に製造可能である。

図１は、本発明の実施形態１による電動締付工具を説明する概略説明図であり、図１（ａ）は、電動締付工具の構成を模式的に示し、図１（ｂ）は、電動締付工具に用いる締付ソケットと、締付ソケットが取り付けられる電動締付工具のソケット装着部とを分離して示している。 図２は、本発明の実施形態１による電動締付工具を用いた作業を説明する図であり、架台および固定金具に挿入したボルトにスプリングワッシャおよびナットを装着した状態（図２（ａ））、スプリングワッシャとナットとの間に隙間ができている状態（図２（ｂ））、スプリングワッシャとナットとの間に薄い異物が挟まった状態（図２（ｃ））、スプリングワッシャと固定金具との間に薄い異物が挟まった状態（図２（ｄ））、ナットがボルトに対して斜めに取り付けられた状態（図２（ｅ））、ナットの締付が正常に行われた状態（図２（ｆ））を示している。 図３は、本発明の実施形態１による電動締付工具を用いた作業を説明する図であり、締め付けた締付部品にマークを付けた状態を示す要部断面図（図３（ａ））及び平面図（図３（ｂ））である。 図４は、本発明の実施形態１による電動締付工具を説明するブロック図であり、電動締付工具における制御部の機能を示している。 図５は、本発明の実施形態１による電動締付工具における制御部の動作をフローチャートで示す図である。 図６は、本発明の実施形態２による電動締付工具を説明する概略説明図であり、電動締付工具の構成を模式的に示している。 図７は、従来の電動締付工具を用いて、架台上に太陽電池パネルを固定した状態を示す断面図である。

本発明は、締付部品の電動締付工具に係り、この電動締付工具は、工具本体と、該工具本体の遠位端に取り付けられた、締付部品を締付ける締付部材と、該工具本体に取り付けられた、該締付部材による該締付部品の締め付け状態を表示する表示機構と、該工具本体に取り付けられた、該締付部品にマークを付けるマーキング手段と、を具備するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明における締付部品は、締付によって部材を固定するための任意の部材であってよく、代表的にはナット、ボルト、ねじであるが、これらに限定されない。

本発明における締付部材は、締付部品であるナットあるいはボルトを締め付ける締付ソケット、締付部品である六角ねじ孔を有するボルトを締め付ける締付六角レンチ、あるいは締付部品であるねじを締め付ける締付ドライバであってよい。

本発明における表示機構は、本発明の工具の作業者による締付状態の確認を容易にするための任意の表示機構であってよい。この表示機構は、好ましくは、本発明の工具を用いる作業者が、締付作業の完了後、締付部品周辺から工具をほとんど移動させることなく作業者自身による締付部品およびその周辺部分の確認を可能にする表示機構である。この表示機構は、代表的にはカメラと画像表示装置の組み合わせであるが、これに限定されない。カメラは締付部品の締付を妨害しない大きさのものであり、かつ移動可能に構成されることができるため、作業者が締付作業に応じてカメラの位置を調整することができる。カメラは、代表的にはＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどであるが、これらに限定されない。画像表示装置は、作業者から見やすい位置において、カメラによって撮影された画像を表示する任意の装置であってよい。

本発明のマーキング手段は、締付作業の完了を示すマークを付すことができる任意の手段であってよい。マークは必ずしも締付部品に付される必要はなく、締付部品の周辺に、締付の完了が他者から認識され得るように付されていればよい。ただし、マークは、締付部品の側面から締付部品の周辺の部材に跨って付されるのが望ましい。このマークにより、側面視で複数の部材の締付が確認できるからである。このマークは、本発明の工具におけるマーキング手段から吐出されて締付部品、その周辺などを着色する任意の物質であってよく、代表的にはインクやペンキなどであるが、これに限定されない。本発明のマーキング手段のマークトリガは、本発明の工具の使用者が画像表示装置による締付完了の確認後に、マーク吐出を容易に行うことができる任意の場所に設けることができる。マーキング手段のマークトリガは、代表的には電動締付工具のモータトリガと別個に設けられるが、同じ場所に設けられていてもよい。ただし、マークトリガとモータトリガとを例えば二段式トリガとして同じ場所に設ける場合は、マークトリガとモータトリガとを同時に操作できないように構成するのが望ましい。これにより、モータの回転中にマーキングが行われるのを回避しつつ、モータトリガの操作による締付部材の締付に続くマークトリガによるマーキングが、作業者による一連の動作として行われ得る。

本発明において、締付不良とは、締め忘れや締め付け不足、何らかの異物がボルトとナットの間に挟まる等の、正常に締付が達成されていない任意の状態をいう。

本発明において、締付完了とは、締付不良なく正常に締付が達成された状態をいう。

好ましい実施形態において、本発明の電動締付工具は、マーキング手段からのマークの吐出の回数をカウントする手段を備える。このカウント手段は、マークの吐出に応じてカウント数を増加させ、そのカウント数を表示できるものであればどのようなものでもよく、当該分野では周知の技術のものであってよい。このカウント手段によって、作業者は作業の進捗を確認することができるだけでなく、電池交換の目安にすることもできる。

以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照して説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１による電動締付工具を説明する概略説明図であり、図１（ａ）は、電動締付工具の構成を模式的に示し、図１（ｂ）は、電動締付工具の締付ソケットと、締付ソケットが取り付けられるソケット装着部とを分離して示している。

図１（ａ）に示すように、電動締付工具１は、ケーシング２と、該ケーシング２内に配設された駆動源の一例としてのモータ８と、該モータ８の出力軸５０に連結された減速機構７と、該減速機構７の動力伝達軸５２に連結されたハンマー１０と、該ハンマー１０により打撃されるアンビル１２と、を備えている。ここで、モータ８は電動モータである。

ケーシング２の後部にはハンドル４が形成されている。ハンドル４内には、該モータ８などに給電するための蓄電池１４が配設されている。ハンドル４には、この電動締付工具１のモータを操作するためのスイッチ（モータトリガ）１６ａが設けられている。このモータトリガ１６ａは、押圧操作によりモータ起動信号を出力し、押圧操作の解除によりモータ停止信号を出力するように構成されている。なお、このモータトリガ１６ａは、押圧操作状態にロックするためのロックボタンを有するものでもよい。

減速機構７としては、例えば、複数の歯車を備えた減速機構を使用することができる。ハンマー１０とアンビル１２とはかみ合い可能にかつ分離可能に配置され、常時は、ばねによってハンマー１０がアンビル１２とかみ合う方向に付勢されている。このアンビル１２の先端のソケット装着部１２ａには締付ソケット１８が着脱可能に接続されている。締付ソケット１８には図１（ｂ）に示すように、ボルトの頭部あるいはナット３６に嵌合する凹部１８ａが形成されている。

ここで、ハンマー１０とアンビル１２とは、アンビル１２がハンマー１０の衝撃を受けて締付ソケット１８を締め付けるインパクト機構６ａを構成している。

インパクト機構６ａを簡単に説明する。

アンビル１２に対するハンマー１０の回転力として所定値以上の力が加わり、アンビル１２に対してハンマー１０がばねの付勢力に抗して一定以上回動することにより、アンビル１２にかみ合ったハンマー１０がアンビル１２から外れると、ハンマー１０がアンビル１２から解放されて自由に回転することとなる。このハンマー１０の回転によりハンマー１０は運動エネルギーを持つこととなるので、ばねの付勢力によりハンマー１０が回転軸方向に移動して次にアンビル１２とかみ合ったときに、ハンマー１０は、静止しているアンビル１２に打撃を与えることとなる。アンビル１２はハンマー１０により与えられた打撃によって発生する衝撃力を、締付ソケット１８を介して締付部品３６に締付力として伝達する。

このように、ハンマー１０がアンビル１２に打撃を与えることによって、締付力がアンビル１２から締付ソケット１８を経て締付部品３６に衝撃力として与えられ、締付部品３６の締め付けが行われる。

なお、この電動締付工具１では、ケーシング２及びケーシング２内に設けられた上述した各部材により工具本体が構成されており、工具本体の遠位端に、つまりケーシング２内のアンビル１２の先端（ソケット装着部）１２ａに、締付ソケット１８が着脱可能に取り付けられる。

さらに、本実施形態１の電動締付工具１は、工具本体に取り付けられた、締付ソケット１８による締付部品の締め付け状態を表示する表示機構を有している。この表示機構は、締付部品３６を観察するためのカメラ２６と、カメラ２６で撮像された画像を作業者が見えるように表示する画像表示装置３０とを有している。ここで、カメラ２６は、工具本体を構成するケーシング２に取り付けられたカメラ支持体２７に支持されている。具体的には、カメラ支持体２７は、伸縮自在なカメラ支持体フレーム２７ａと、カメラ支持フレーム２７ａの根元部を保持するフレーム保持部２７ｂとを有し、フレーム保持部２７ｂはケーシング２に固定され、カメラ支持体フレーム２７ａの先端にはカメラ２６が取り付けられている。ここで、フレーム保持部２７ｂは、図１に示すような一定な長さの棒状部材に限定されず、伸縮自在なものやフレキシブルな構造のものを用いることができる。

また、カメラ２６は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどで構成することができ、締付部品の締め付け状態を撮影できるものであればどのような撮像装置であってもよい。

なお、カメラ２６により締付部品の近傍がよく見えるように撮影を行うために、カメラ２６は、被写体を拡大して撮影するズーム機能を有していてもよい。

さらに、電動締付工具１は、カメラ２６により締付部品の近傍がよく見えるように撮影を行うために、ケーシング２に取り付けられた、カメラ２６の被写体領域を照明する照明手段２８を備えている。そのような照明手段２８としてはＬＥＤライトなどを用いることができる。照明手段２８の取付構造は、図１に示すように照明手段２８をケーシング２に組み込んた構造に限定されず、ケーシング２に取り付けられたアーム部材の先端に照明手段２８を、締付ソケットの先端部分をその側面側から照明するように取り付けた構造でもよい。ただし、照明手段２８は必ずしも必要ではなく、電動締付工具は、照明手段２８を備えていない構成としてもよい。

このように、照明手段２８でナット３６を照らした状態でナット３６およびその周辺領域をカメラ２６で撮像することにより、画像表示装置３０には、ナット３６の締付状態がより鮮明に表示されることとなる。また、ここではこれらのカメラ２６と照明手段２８の取り付け位置はケーシング２の任意の位置とすることができ、さらに、カメラ２６と照明手段２８とは、そのケーシング２に対する姿勢あるいは配置を、作業者がその作業状況に応じて調整可能な構成とすることもできる。

また、電動締付工具１は、ケーシング２の上面に設けられ、締付部品３６にマークを付けるためのマーキング手段２０を有している。マーキング手段２０は、インクが収容されたインク容器２１と、先端にノズル２２を有するインク供給管２３と、マークトリガ１６ｂとを有する。ここで、インク容器２１は、マークトリガ１６ｂの押圧力により圧縮空気を発生させる機構（図示せず）からの圧縮空気により、インク供給管２３を介してノズル２２からインクを噴出させるように構成されている。ここで、ノズル２２は、締付ソケット１８を締付部材３６に装着した状態でノズル２２からインクを吐出させたとき、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ノズル２２から吐出するインクが概ね締付部品３６の側面およびその周辺領域に塗布されるように位置決めされている。

ただし、ノズル２２は、画像表示装置３０の画面に表示された締付部品３６の側面の中心が、画像表示装置の画面の基準位置に一致するようにケーシング２を締付部品３６に対して位置決めしたとき、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ノズル２２から吐出するインクが概ね締付部品３６の側面およびその周辺領域に塗布されるように位置決めしてもよい。

なお、インク容器２１からインクを噴出させる機構は、上述した圧縮空気によるものに限定されず、例えば、インク供給管２３の先端のノズル２２からのインクの噴出は、スイッチ操作により駆動する電動シリンダなどにより行うようにしてもよい。

また、マークトリガ１６ｂは、図１では示していないが、本体ケースの適切な位置に設けられている。マークトリガ１６ｂは、電動締付工具１のケーシング２の大きさや形状によって、ケーシング２の任意の位置に配置することができ、電動締付工具のケーシング２の形状などに合わせて適切な位置に取り付けられる。

ここで、モータ８、カメラ２６、画像表示装置３０、および照明手段２８は、蓄電池１４により駆動されるようになっており、電動締付工具１は、モータ８、カメラ２６、画像表示装置３０、および照明手段２８の動作を制御する制御部３１を有している。なお、制御部３１としては、具体的にはマイクロプロセッサを用いており、マイクロプロセッサはケーシング２内に設けられている。

図４は、実施形態１の電動締付工具における制御部による制御を説明するブロック図である。

制御部３１は、モータトリガ（スイッチ）１６ａからの操作信号に基づいて、モータ８、照明手段２８、カメラ２６、および画像表示装置３０の起動および停止を制御するように構成されている。

具体的には、制御部３１は、モータトリガ１６ａの押圧操作（オン操作）によりモータトリガ１６ａからモータ８を起動するモータ起動信号を受けると、蓄電池１４の電力をモータ８、照明手段２８、カメラ２６および画像表示装置３０に供給し、その後、モータトリガ１６ａの押圧解除操作（オフ操作）によりモータトリガ１６ａからモータ８を停止させるモータ停止信号を受けると、モータ８への電力の供給を停止する。さらに、制御部３１は、モータ８の停止後にマークトリガ１６ｂが操作されたときには、マークトリガ１６ｂからマークトリガ操作信号を受けてマークトリガ１６ｂの操作直後に照明手段２８、カメラ２６および画像表示装置３０への電力の供給を停止する。

さらに、上記実施形態１では、制御部３１は、ハンマー１０がアンビル１２に与えた衝撃（インパクト）の回数をモータ８の駆動電流からカウントする機能を有し、モータ８の起動後にモータトリガ１６ａの押圧操作が解除されなくても、インパクト機構６ａで発生した衝撃（インパクト）の数が所定のインパクト数に達したところで、モータ８の回転を停止させるように構成されている。このような構成により、ナットを所定の締付力でボルトに締め付けることができる。なお、制御部３１は、モータ８の回転を停止させるときの所定のインパクト数として予め決められた固定回数を用いるものには限定されず、モータ８の回転を停止させるときの所定のインパクト数は適宜変更可能としてもよい。

さらに、ここでは、制御部３１は、モータ停止信号の受信後は、マークトリガ１６ｂの操作が行われてなくても、モータ停止信号の受信から所定時間経過したときは、照明手段２８、カメラ２６および画像表示装置３０への電力の供給を停止するようになっている。これは、蓄電池１４の消耗を抑えるためである。

ここで、モータ停止信号の受信から照明手段２８などへの電力の供給を停止するまでの待機時間である所定時間は、締付部品の締付ソケットによる締付後に、作業者が締付部品の締付状態を確認してマークを付けるのに要するマークキング作業時間を考慮して、このマーキング作業時間より十分長い時間（例えば１分程度）に設定されている。

なお、制御部３１は、このマーキング作業時間を操作ボタンなどにより調整可能な構成としてもよい。

さらに、制御部３１は、マークトリガ１６ｂが操作された回数（つまりマークを付けた回数）をマーキング操作信号に基づいてマーキング回数（カウント数）としてカウントするカウント手段を含む。カウント手段は、画像表示装置３０にマーキング回数を表示させるとともに、マーキング回数が一定回数を超えたとき、画像表示装置３０に警告を表示させるように構成されている。このような構成では、マーク（インクやペンキ）の吐出に応じてカウント回数が増大し、画像表示装置３０にはマークを付けた回数が表示される。

電動締付工具１では、締付部品３６の締付作業によって蓄電池１４の電力が消費されるので、蓄電池１４からモータ８に供給される電圧及び電流が締付部品３６の締付回数が増大するにつれて低下し、蓄電池１４の電圧が一定の電圧以下になると、電動締付工具１が締付部品３６の締付に必要なトルクを発生できなくなる。従って、マーキング回数を蓄電池１４での消費電力量の指標とし、このマーキング回数が所定回数を超えたことを電池交換の目安とすることができる。

次に、電動締付工具１の作用を説明する。

以下では、従来技術と同様、太陽電池パネルを屋根上に設置する場合を例に挙げて、本実施形態１の電動締付工具１を用いて締付部品を締め付ける作業を説明する。

太陽電池パネル４１を固定金具４２を用いて架台４０上に設置する場合、固定金具４２により太陽電池パネル４１が架台４０に押圧されるように固定金具４２をナットなどの締付部品３６により架台４０に対して固定する。

図２は、本発明の実施形態１による電動締付工具を用いた作業を説明する図であり、図５は、本実施形態１の電動締付工具における制御部の動作をフローチャートで示している。

制御部３１による制御は、処理の開始後、ステップＳ１１からステップＳ１８までの処理を行って処理を終了する。

具体的には、モータトリガ１６ａのオン操作がなされたか否かの判定をモータトリガ１６ａからのモータ起動信号に基づいて行う（ステップＳ１１）。モータトリガ１６ａのオン操作が行われていない状態では、制御部３１は、ステップＳ１１での判定を繰り返し実行する。一方、制御部３１は、モータトリガ１６ａからのモータ起動信号によりモータトリガ１６ａがオン操作されたと判定したとき、制御部３１は、モータ８、照明手段２８、カメラ２６および画像表示装置３０を起動する（ステップＳ１２）。

例えば、図２（ａ）に示すように、架台４０および固定金具４２にボルト４３を挿入し、ボルト４３の先端にスプリングワッシャ３８および締付部品３６を装着した後、ナットなどの締付部品３６に、電動締付工具１の締付ソケット１８を嵌合させ、モータトリガ１６ａを押圧する。これにより制御部３１が、モータトリガ１６ａからモータ起動信号を受けると、制御部３１は、モータ８、照明手段２８、カメラ２６および画像表示装置３０に蓄電池１４の電力を供給する。

これにより、モータ８が回転し、その出力軸５０の回転が減速機構７によって減速されて動力伝達軸５２に伝わると、ハンマー１０が回転する。通常は、ハンマー１０はばねによってアンビル１２にかみ合う方向に付勢されているため、ハンマー１０とアンビル１２とが一体となって回転し、締付ソケット１８が締付部品３６を締付方向に回転させる。

締付部品３６が締め付けられることにより、締付ソケット１８の回転が抑制される状態になると、ハンマー１０とアンビル１２との間に大きいトルクが生じる。そして、ハンマー１０を回転させるトルクにより、ハンマー１０とアンビル１２との間に、これらをかみ合わせるばねの付勢力に抗して離反力が生ずると、アンビル１２とハンマー１０との間に滑りが生じることにより、アンビル１２とハンマー１０とのかみ合わせが外れ、アンビル１２の回転が止まる。その後、ハンマー１０がアンビルに対して相対的にある程度回転することにより、ハンマー１０とアンビル１２が再びかみ合うことのできる状態になると、ハンマー１０がばねの付勢力によってアンビル１２とかみ合う方向に移動する。その後、ハンマー１０が、停止しているアンビル１２にかみ合ったときに、ハンマー１０の回転トルクとその慣性力とによりアンビル１２が大きな回転トルクを受けて締付方向に回転する。これにより締付部品３６がさらに締付られることとなる。このように、アンビル１２とハンマー１０とのかみ合わせが外れた後にアンビル１２とハンマー１０とが再度かみ合ったときにアンビル１２が大きな衝撃（インパクト）を回転トルクとして受けて締付部品３６が徐々に締め付けられる。

制御部３１は、各部を起動した後は、スイッチ１６からのモータ停止信号に基づいてモータトリガ１６ａのオフ操作が行われたか否かの判定（ステップＳ１３）及びインパクト数が所定数に達したか否かの判定（ステップＳ１４）を、モータトリガ１６ａのオフ操作が行われるまで、あるいはインパクト数が所定数に達するまで繰り返し行う。

作業者がモータトリガ１６ａのオフ操作（押圧操作解除）を行うと、制御部３１はモータトリガ１６ａからのモータ停止信号に基づいてモータ８を停止する（ステップＳ１５）。また、制御部３１はインパクト数が所定数に達したことを検出すると（ステップＳ１４）、モータ８を停止する（ステップＳ１５）。

制御部３１は、モータ８を停止した後、マークトリガ１６ｂが操作されるか、あるいはモータ８を停止した後、所定時間が経過するまでの間は、マークトリガ１６ｂが操作されたか否かの判定（ステップＳ１６）および所定時間が経過したか否かの判定（ステップＳ１７）を繰り返し行う。

作業者は、モータ８が停止した後、締め付けた締付部品３６の状態を目視により検査する。

具体的には、モータ８が停止しても、カメラ２６および画像表示装置３０は動作中であるため、カメラ２６により、締付部品３６とスプリングワッシャ３８との隙間、スプリングワッシャ３８と固定金具４２の表面との隙間が撮影されると、撮影された部分の画像が画像表示装置３０にて表示される。

例えば、図２（ｂ）に示すように、締付部品３６とスプリングワッシャ３８との間に隙間が生じている場合には、この隙間が画像表示装置３０にて表示される。この場合は、締付は正常に行われなかったので締付完了とは判断されず、作業者は、締付部品３６の締付を再度行うか、あるいは締付部品３６を取り外して新たな締付部品３６と交換して締付作業をやり直す。

また、図２（ｃ）に示すように、締付部品３６とスプリングワッシャ３８との間に異物Ｐが挟まっている場合、あるいは図２（ｄ）に示すように、スプリングワッシャ３８と固定金具４２との間に異物Ｐが挟まっている場合には、この異物Ｐが画像表示装置３０にて表示される。この場合も、締付は正常に行われていないので締付完了とは判断されず、作業者は、締め付けた締付部品３６を緩めて異物Ｐを取り除いてから、再度締付作業を行う。例えばトルクによって締付完了を判定したり、締付部品の位置によって締付完了を判定したりする方法では、このような異物が挟まった締付不良を締付完了と区別することができない。

さらに、図２（ｅ）に示すように、締付部品（ナット）３６がボルト４３に対して斜めに嵌合し、完全にナット３６の締付が行われる前にナット３６がボルト４３に固定されてしまうこともある。この場合でも、画像表示装置３０に、ナット３６がボルト４３に対して斜めに装着された様子が表示されることで、作業者は、ナットの締付状態の不良を判定することができる。しかしながら、このような場合でもトルクは上昇するので、例えばトルクの上昇によって締付完了を判定する従来技術の方法では、これを締付不良と判定することができない。

一方、締付部品３６の締付が正常に行われている場合は、図２（ｆ）に示すように、ナット３６とスプリングワッシャ３８とは隙間なく密着し、また、スプリングワッシャ３８と固定金具４２の表面とは隙間なく密着しており、画像表示装置３０には、このような締付部品３６の正常な締付状態が表示される。この場合、作業者は、締付部品３６の締付が正常に行われたため締付完了と判断し、マーキング作業を行う。

具体的には、作業者は、画像表示装置３０に表示された画像から締付部品３６の締付が正常に行われたと判断すると、マークトリガ１６ｂを押圧する。このマークトリガ１６ｂの押圧操作により圧縮空気の発生機構（図示せず）で圧縮空気が生じ、この圧縮空気によりインク供給管２３のノズル２２からインクが噴出して締付部品３６の所定部位にマークが付けられる。

制御部３１は、マークトリガ１６ｂからのマークトリガ操作信号に基づいてマークトリガ１６ｂが操作されたと判定すると（ステップＳ１６）、制御部３１は、その判断から数秒後に照明手段２８、カメラ２６、および画像表示装置３０の動作を停止させる（ステップＳ１８）。なお、制御部３１は、ステップＳ１６で、マークトリガ１６ｂが操作されていないと判定したときは、モータ８を停止した後に所定時間が経過したか否かの判定を行う（ステップＳ１７）。ステップＳ１７での判定の結果、所定時間が経過していないと判定したときは、制御部３１の処理は、ステップＳ１６の処理に戻り、一方、ステップＳ１７で所定時間が経過したと判定したときは、制御部３１は、その判断から数秒後に照明手段２８、カメラ２６、および画像表示装置３０の動作を停止させる（ステップＳ１８）。

また、制御部３１は、電動締付工具１のマークトリガ１６ｂが操作された回数をマークトリガ操作信号に基づいてマーキング回数としてカウントしており、このマーキング回数を画像表示装置３０に表示するとともに、マーキング回数が所定回数になったとき、画像表示装置３０に警告を表示する。作業者は、画像表示装置３０に表示されたマーキング回数により締付作業の進捗状況を知らされ、また警告の表示により蓄電池１４の交換時期がきていることを知らされる。

このように本実施形態１では、電動締付工具１において、カメラ２６と、カメラ２６で撮影した画像を表示する画像表示装置３０と、締付部品３６にマークを付けるマーキング手段２０とを備えているので、ボルト、ナットなどの締付部品の締め付け作業後にこれらの締付状態、例えば、ナットと固定金具との隙間、ナットとスプリングワッシャとの隙間などをカメラ２６で撮像すると、その撮影した画像が画像表示装置３０に表示される。作業者は画像表示装置３０によってそれら隙間が存在するか否かを確認でき、締付部品の締付完了と判断した場合にマーキング手段２０を操作して締付部品３６にマーク２５を付ける。

よって、作業者が目視にて締付完了を確認した締付部品だけにマーク２５が付されるので、締付部品の締付不良を確実に防止しつつ効率的な締付作業ができる。

しかも、従来のような締め付けトルクの検出とマーキング手段によるマーキング動作とを連動させる機構が不要で、カメラと画像表示装置とを備えるだけでよいので、電動締付工具を安価に製造することができる。

また、実施形態１では、制御部３１は、ハンマー１０がアンビル１２に与えた衝撃（インパクト）の数が所定のインパクト数に達したところで、モータ８の回転を停止させるように構成されているので、ナットの締付トルクを一定トルクとすることができる。

また、実施形態１では、制御部３１は、マークトリガ操作信号に基づいてマーキング回数をカウントし、このマーキング回数を画像表示装置３０に表示するとともに、このマーキング回数が所定回数になったとき、画像表示装置３０に警告を表示するので、作業者は、画像表示装置３０に表示されたマーキング回数により締付作業の進捗状況を把握することができ、しかも警告の表示により蓄電池１４の交換時期がきていることを知ることができる。

なお、上記実施形態１では、制御部３１を、ハンマー１０がアンビル１２に与えた衝撃（インパクト）の数が所定のインパクト数に達したところで、モータ８の回転を停止させるように構成することにより、ナットの締付を一定トルクで行うようにしているが、ナットの締付を一定トルクで行うための構成はこれに限定されるものではない。

例えば、制御部３１を、モータ８に供給する電流からモータ８にかかる負荷を検出し、モータ８に一定値以上の負荷が作用すると、つまり締付ソケット１８に一定値以上の締め付けトルクが作用すると、モータ８への通電を遮断するように構成してもよい。なお、この場合にモータ８への通電を遮断するときの一定値以上の負荷の大きさは、操作ボタンなどにより変更可能としてもよい。

さらに、インパクト機構に代えてクラッチ機構を備えてもよい。このクラッチ機構は、減速機構７の動力伝達軸５２に連結された駆動板と、駆動板との間に一定の摩擦力が生ずるように駆動板に接触し、締付ソケット１８に回転力を与える従動板とを有し、締付ソケットに一定の値以上の締め付けトルクが作用したとき、従動板に対して駆動板がスリップするように構成したものである。なお、このクラッチ機構は、従動板に対して駆動板がスリップするときの締め付けトルクの大きさを、操作ボタンなどにより変更可能なものでもよい。

さらに、本発明の電動締付工具は、上述したインパクト機構、クラッチ機構、あるいはモータ８に一定値以上の負荷が作用するとモータ８への通電を遮断する構成を有するものに限定されず、本発明の電動締付工具は、締付部品の締付力を電動締付工具で一定になるように制御するのではなく、作業者が締付部品の締付力を電動締付工具で一定になるように調整するものでもよい。

また、上記実施形態１では、カメラ２６、画像表示装置３０、および照明手段２８の起動は、モータトリガ１６ａのオン操作に連動させて行うようにしているが、照明手段２８をオンオフする照明スイッチ、カメラ２６および画像表示装置３０をオンオフする撮影スイッチをモータトリガ１６ａとは独立して設け、照明手段２８、カメラ２６および画像表示装置３０のオンオフを、モータトリガ１６ａのオンオフ操作（押圧操作及び押圧解除操作）とは独立して非同期で行うことができるようにしてもよい。

なお、上記実施形態１では、締付部品としてナットについて説明したが、締付部品はボルトであってもよく、さらに本発明の基本原理は、ねじなどの締付部品にも適用可能である。

また、上記実施形態１では、モータ８は電動モータである場合について説明したが、モータは圧縮空気によって回転するエアモータであってもよい。

（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２による電動締付工具を説明する概略説明図であり、電動締付工具の構成を模式的に示している。

この実施形態２の電動締付工具１ｂは、実施形態１の電動締付工具１の構成に加えて、モータ８と減速機構７との間にモータ８の出力軸５０に連結されたクラッチ機構６ｂを備え、動作モードを、インパクト機構６ａを有効としてクラッチ機構６ｂを無効とするインパクトモードと、インパクト機構６ａを無効としてクラッチ機構６ｂを有効とするクラッチモードとの間で切り替え可能としたものである。

ここで、インパクト機構６ａは、実施形態１におけるものと同一のものである。

また、クラッチ機構６ｂは、上述したように、モータ８の駆動軸５０に連結された駆動板と、駆動板との間に一定の摩擦力が生ずるように駆動板に接触し、締付ソケット１８に回転力を与える従動板とを有し、締付ソケットに一定の値以上の締め付けトルクが作用したとき、従動板に対して駆動板がスリップするように構成したものである。

このような構成の実施形態２の電動締付工具１ａでは、実施形態１の効果に加えて、インパクト機構６ａとクラッチ機構６ｂのいずれかが有効なモードで締付部品３６の締付を行うことができ、一定トルクでの締付を行う機構を、作業内容に応じて適切に選択することができる効果がある。

また、上記各実施形態では、電動締付工具として、締付部品であるナットあるいはボルトを締め付ける締付ソケットを備えたものを示したが、締付部品を締め付ける締付部材は、ナットあるいはボルトを締め付ける締付ソケットに限定されず、締付部品３６である六角ねじ孔を有するボルトを締め付ける締付六角レンチ、あるいは締付部品であるねじを締め付ける締付ドライバであってもよい。

電動締付工具において、締付部品の締付状態を表示する表示機構により締付状態を確認し、締付が完了していると判断した締付部品にマーキング手段でマークを付けるという本発明の基本原理は、電動締付工具による締付の対象となる締付部品がナットあるいはボルト、六角ねじ孔を有するボルト、ねじなどのいずれであるかに拘わらず、これらの締付部品を締め付ける電動締付工具に適用することができる。

本発明は、電動締付工具の分野において、ボルト、ナットなどの締付部品の締め付け不良を目視により確実かつ簡単に判定することができ、しかも、締め付け状態が正常であると判定した締付部品にのみマークを付けることができるので、大量の締付部品の正確かつ効率的な締付を実現するものとして有用である。さらに、本発明の電動締付工具による締付作業後には、当該締付作業の点検・監督者は、大量の締付部品の中から締付が完了していない部位を容易に判別することができる。

１、１ａ 電動締付工具
２ ケーシング
４ ハンドル
６ａ インパクト機構
６ｂ クラッチ機構
７ 減速機構
８ モータ
１０ ハンマー
１２ アンビル
１４ 蓄電池
１６ スイッチ
１８ 締付ソケット
２０ マーキング手段
２２ ノズル
２３ インク供給管
２４ 開閉弁
２５ マーク
２６ カメラ
２８ 照明手段
３０ 画像表示装置
３１ 制御部
３６ 締付部品
３８ スプリングワッシャ
４０ 架台
４２ 固定金具
４３ ボルト
５０ 出力軸
５２ 動力伝達軸

Claims (7)

1. 締付部品の電動締付工具であって、
   工具本体と、
   該工具本体の遠位端に取り付けられた、締付部品を締付ける締付部材と、
   該工具本体に取り付けられた、該締付部材によって締め付けられた該締付部品を表示する表示機構と、
   該工具本体に取り付けられた、該締付部品にマークを付けるマーキング手段と、
   を具備する電動締付工具。
2. 前記表示機構が、前記締付部品の締め付け状態を撮影するカメラと、該カメラによって撮影された画像を表示する画像表示装置とを含む請求項１に記載の電動締付工具。
3. 前記締付部品を締付ける締付部材に一定の値以上の締め付けトルクが作用すると、該締付部材の回転を停止させる機構をさらに備える請求項１に記載の電動締付工具。
4. 前記表示機構が移動可能に構成されている請求項１に記載の電動締付工具。
5. 前記マーキング手段が移動可能に構成されている請求項１に記載の電動締付工具。
6. 前記マーキング手段によってマークを付けた回数をカウントする手段をさらに備える請求項１に記載の電動締付工具。
7. 締付部品の締付方法であって、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動締付工具を用いて該締付部品を締付ける工程と、
   前記表示機構によって該締付部品の締付の完了を確認する工程と、
   前記マーキング手段によって、該締付部品にマークを付ける工程と
   を包含する方法。
   

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