WO2002060651A1 - Outil tournant motorise presentant une fonction de detection de temperature de chauffe - Google Patents

Description

明 細 書 内部発熱温度検知機能を備えた電動回転工具 技術分野 本発明は、 電動モータにより駆動する電動ドライバ一等の電動回転工具に係り . 特に把持部に内蔵した電動モータの長時間に亘る連続使用に際して、 電動モータ の発熱による電動回転工具の把持部の温度上昇によるオペレータに対する低温火 傷等の被害を防止するため、 電動モータのケ一シ ング等に温度センサを設けて、 電動モータの発熱によるケーシ ング等の異常な温度上昇を検知して電動モータの 電源回路を遮断し、 電動回転工具の駆動を停止するよう構成した内部発熱温度検 知機能を備えた電動回転工具に関するものである。 背景技術 従来より、 電動モータにより駆動する電動ドライバー等の電動回転工具として- 電動モータの駆動により ドライバービッ ト等の回転工具を駆動してねじ締め等の 作業を行うと共に、 前記所定の作業の完了に伴う回転工具に生じる負荷トルクを 検出する トルク検出手段を備え、 前記トルク検出手段により負荷 トルクが予め設 定した トルク値に達した際にこの状態を検知して、 回転工具の駆動を停止するよ うに構成した自動停止手段を設けてなる電動回転工具が知られている。

例えば、 電動ドライバ一等として、 ねじ等の締付けに際し、 ドライバービッ ト に強力な反対負荷が加わつた場合に、 これを予め設定した締付け トルクで動作す るクラ ツチ機構により、 所定の トルク値に至った状態を検知し、 前記クラツチ機 構を作動させて、 電動モータの出力軸と ドライバービッ 卜との結合を一時的に遮 断するように構成したものが、 提案され実施されている。 さらに、 前記クラッチ 機構の作動に際し、 この状態をリ ミ ッ トスイ ッチ等により検出して、 電動モータ の駆動を停止するように構成した電動ドライバ一等も実用化されている （特公昭 6 0 - 1 3 7 9 8号公報） 。

また、 電動モータにより回転駆動する ドライバービッ トを有する電動ドライバ 一等の電源回路にスィ ッチング回路を設け、 前記電動モータが駆動する際に電源 回路に流れる負荷電流が、 ねじ締めの完了に近ずいて所定の締付けトルクに達す ると、 所定値以上の過負荷電流に増大するこ とから、 この状態を検知して電動モ —夕への駆動電流の供給を遮断し、 その後一定時間経過した際に電動モータへの 駆動電流の供給を復帰させるようにし、 さらに電動モータの電機子回路に切換機 構を設けて、 前記スィ ッチング回路が電動モータへの駆動電流の供給を遮断する 際に前記電動モータの電機子回路を短絡し、 電動モータを回生制動により瞬時に 停止するように構成した自動通電遮断装置を備えた電動ドライバ一等も提案され ている （特公昭 5 7 - 4 3 3 8 9号公報） 。 なお、 前記スィ ツチング回路は、 一 定時間のみ 0 F F状態となるので、 次のねじ締め作業を行うタイ ミ ングにおいて は、 スィ ツチング回路が自動復帰して 0 N状態となり、 電動モータを駆動させて 次のねじ締め作業を直ちに着手することができる機能を備えている。

しかるに、 この種の電動回転工具においては、 オペレータの手作業による電動 モータの長時間に亘る連続使用に際し、 電動モータが発熱してそのケーシング等 の温度上昇が電動回転工具の把持部に伝達し、 オペレータの手に対してその皮膚 面およびその内部まで炎症が及ぶ所謂低温火傷を生じさせる惧れがある。 すなわ ち、 オペレー夕が直接手を触れる把持部の温度が、 例えば 4 5で〜 6 5での範囲 であっても、 長時間 （例えば 2時間以上） 連続して触れている場合には、 その接 触時間に応じて接触皮膚面およびその内部に至る炎症程度が増大するような低温 火傷を生じ、 その治療および回復にはそれぞれ多大な手間と時間とを必要とする ことが判明した。

そこで、 本発明者は鋭意検討並びに試作を重ねた結果、 オペレータが直接手を 触れる電動回転工具の把持部の温度が、 低温火傷を生じ易い温度 （4 5 °C〜6 5 °C ) となる場合の、 内蔵された電動モータの発熱によるケ一シング等の温度は、 通常 5 5 °C〜 7 5 °Cに上昇することが確認された。 そして、 このような観点から、 前記電動回転工具の把持部に内蔵された電動モータのケ一シング等に、 温度セン サを設置し、 前記電動モータのケ一シング等の温度が 5 5 °C〜 7 5 °C以上となつ た場合に、 この状態を前記温度センサにより検知し、 電動モータの電源回路も遮 断して電動モータの駆動を停止するよ όに構成すれば、 電動回転工具と しての稼 動を停止させ、 オペレータの作業を中断させるこ とができ、 低温火傷による被害 の発生を簡便かつ容易に防止し得ることを突き止めた。

従って、 本発明の目的は、 電動回転工具の把持部に内蔵した電動モータの発熱 によるオペレータに対する低温火傷等の被害を、 簡便かつ容易に防止することが できる内部発熱温度検知機能を備えた電動回 fe工具を提供することにある。 発明の開示 前記の目的を達成するため、 本発明に係る内部発熱温度検知機能を備えた電動 回転工具は、 把持部に電動モータを内蔵し、 前記電動モータの駆動により ドライ バービッ ト等の回転工具を駆動してねじ締め等の作業を行うと共に、 前記所定の 作業の完了に伴う回転工具に生じる負荷トルクを検出し、 前記負荷トルクが予め 設定した トルク値に'達した際に回転工具の駆動を停止する トルク設定自動停止手 段を設けた電動回転工具において、

把持部に内蔵した電動モータのケ一シング等に温度センサを設置し、 前記電動 モータの発熱によるケ一シング等の温度が 5 5 °C〜 7 5 °C以上となった際に、 こ の状態を前記温度センサにより検知して電動モータの駆動を停止する電源遮断手 段を設けたことを特徴とする。

この場合、 前記電動モータの駆動を停止する電源遮断手段は、 ケ一シング等の 温度が 5 5で以下となった際に、 この状態を前記温度センサにより検知して電動 モータの再駆動を行う リセッ ト機構を設けた構成とすることができる。

前記電動モータの駆動を停止する電源遮断手段は、 温度センサにより検知され る温度状態によって O N Z O F F動作を行うスィ ッチ回路により構成とすること ができる。

図面の簡単な説明 第 1図は、 本発明に係る内部発熱温度検知機能を備えた電動回転工具の概略構 成を示す説明図である。

第 2図は、 本発明に係る内部発熱温度検知機能を備えた電動回転工具における 電動モータの制御回路の一実施例を示すプロック回路図である。

(符号の説明）

1 0 電動回転工具の把持部 1 2 電動モータ

1 4 回転工具 1 6 減速手段

1 8 トルク設定自動停止手段 2 0 温度センサ

2 1 電源コー ド 2 2 電源スィ ッチ機構

2 4 コ ン ト ローノレユニッ ト 2 5 電源遮断手段 発明を実施するための最良の形態 次に、 本発明に係る内部発熱温度検知機能を備えた電動回転工具の実施例につ き、 添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第 1図は、 本発明に係る内部発熱温度検知機能を備えた電動回転工具の一実施 例を示すものである。 すなわち、 第 1図において、 参照符号 1 0は電動回転工具 の把持部を示し、 この把持部 1 0の内部には電動モータ 1 2が内蔵され、 この電 動モータ 1 2の駆動により前記把持部 1 0の先端部に取付けた ドライバ一ビッ ト 等の回転工具 1 4を駆動して、 ねじ締め等の作業を行うように構成されている。 この場合、 前記電動モータ 1 2の出力軸には、 例えば遊星歯車機構等からなる 減速手段 1 6が設ける。 さらに、 この減速手段 1 6と前記回転工具 1 4 との間に は、 ねじ締め等の作業において前記回転工具 1 4に生じる負荷トルクを検出する と共に、 前記負荷 トルクが予め設定した トルク値に達した際に、 前記回転工具 1 4の駆動を停止する トルク設定自動停止手段 1 8が設けられる。

このように構成された電動回転工具において、 本実施例においては、 前記把持 部 1 0に内蔵された電動モータ 1 2のケ一シング等に温度センサ 2 0を設置する ₍ そして、 この温度センサ 2 0により、 前記電動モータ 1 2の発熱によるケ一シン グ等の温度を検知するように構成する。 なお、 第 1図において、 参照符号 2 1は 電動モータ 1 2の駆動を行う外部電源を供給するための電源コ一 ドを示し、 また 参照符号 2 2は電動モータ 1 2の駆動制御を手動操作するための電源スィ ッチ機 構を示し、 さらに参照符号 2 4は電動モ一タ 1 2のコ ン ト ロールュニッ トをそれ ぞれ示すものである。

次に、 前記構成からなる本実施例の電動回転工具において、 前記温度センサ 2 0による電動モータ 1 2の駆動制御について、 第 2図を参照しながら説明する。 第 2図は、 第 1図に示す構成からなる電動回転工具における電動モータ 1 2の 温度センサ 2 0による駆動制御を行う制御回路の一実施例を示すプロック回路図 である。 すなわち、 本実施例における電動回転工具の電動モー夕 1 2の駆動制御 に際しては、 外部 A C電源 （商用電源） を使用すると共に、 この外部 A C電源を 電動モータ 1 2の駆動に適した電源出力を得ることができる電力変換機能および トルク制御機能等を備えたコン トロールュニッ ト 2 4が使用される。 そして、 こ のコ ン トロールュニッ ト 2 4は、 集積回路を使用するコ ンパク トな回路基板構成 と して電動モータ 1 2の把持部 1 0に内蔵すると共に、 得られた電源出力を前記 把持部 1 0に対し外部操作可能に設けた電源スィ ツチ機構 2 2を介して、 電動モ —タ 1 2に供給するように構成される。

このようにして駆動される電動モ一タ 1 2は、 その継続的使用により電気回路 部分において発熱を生じ、 電動モータ 1 2のケ一シング等の温度が上昇する。 そ して、 このケ一シング等の温度上昇は、 電動回転工具の把持部 1 0に伝達され、 電動回転工具を操作するオペレータの手に伝達されることになる。

そこで、 本実施例においては、 オペレータが直接手を触れる把持部 1 0の温度 、 例えば 4 5 °C〜 6 5 °Cの範囲であっても、 長時間 （例えば 2時間以上） 連続 して触れている場合には、 その接触時間に応じて接触皮膚面およびその内部に至 る炎症程度が増大するような低温火傷を生じることから、 温度センサ 2 0により 電動モータ 1 2のケ一シング等の温度が、 5 5 °C ~ 7 5 °C以上となったことを検 知した場合に、 コ ン ト ロールュニッ ト 2 4に設けた電源遮断手段 2 5を O F F動 作させて、 電動モータ 1 2の駆動を停止するように構成したものである。

このようにして、 電源遮断手段 2 5を一旦 0 F F動作させた場合には、 ォペレ 一夕が電動回転工具の電源スィ ッチ機構 2 2を O N動作させても、 電動モータ 1 2の駆動は停止されたままであり、 オペレータの作業を中断させることができ、 低温火傷による被害の発生を防止することができる。

また、 本発明において、 前記電動モータ 1 2の駆動を停止する電源遮断手段 2 5は、 ケ一シング等の温度が、 例えば 5 5 °C以下となった際に、 この状態を前記 温度センサ 2 0により検知して、 電動モータ 1 2の再駆動を行う リセッ ト機構を 設けた構成とすることにより、 電動回転工具の利用が簡便となる。

さ らに、 前記電動モータ 1 2の駆動を停止する電源遮断手段 2 5は、 温度セン サ 2 0により検知される温度状態によって O N / O F F動作を行ぅスイ ツチ回路 により構成することにより、 前記コン トロールュニッ ト 2 4において簡便に組み 込むことができる。

以上、 本発明の好適な実施例について説明したが、 本発明は前記実施例に限定 されることなく、 本発明の精神を逸脱しない範囲内において、 多くの設計変更を 行う ことができる。

(発明の効果）

前述した実施例から明らかな通り、 本発明に係る内部発熱温度検知機能を備え た電動回転工具によれば、 把持部に電動モータを内蔵し、 前記電動モータの駆動 により ドライバ一ビッ 卜等の回転工具を駆動してねじ締め等の作業を行うと共に、 前記所定の作業の完了に伴う回転工具に生じる負荷トルクを検出し、 前記負荷ト ルクが予め設定した トルク値に達した際に回転工具の駆動を停止する トルク設定 自動停止手段を設けた電動回転工具において、 把持部に内蔵した電動モータのケ 一シング等に温度センサを設置し、 前記電動モータの発熱によるケーシング等の 温度が 5 5で〜 7 5 °C以上となつた際に、 この状態を前記温度センサにより検知 して電動モータの駆動を停止する電源遮断手段を設けた構成としたことにより、 簡単な構成で、 電動回転工具の把持部に内蔵した電動モータの発熱によるオペレ —夕に対する低温火傷等の被害を、 簡便かつ容易に防止することができると共に、 電動回転工具による各種作業の効率と安全性とを一層高めることができる。

Claims

請 求 の 範 囲 . 把持部に電動モータを内蔵し、 前記電動モータの駆動により ドライバービ ッ ト等の回転工具を駆動してねじ締め等の作業を行うと共に、 前記所定の作業 の完了に伴う回転工具に生じる負荷トルクを検出し、 前記負荷トルクが予め設 定した トルク値に達した際に回転工具の駆動を停止する トルク設定自動停止手 段を設けた電動回転工具において、

把持部に内蔵した電動モータのケ一シング等に温度センサを設置し、 前記電 動モータの発熱によるケーシング等の温度が 5 5 ：〜 7 5 °C以上となった際に, この状態を前記温度センサにより検知して電動モータの駆動を停止する電源遮 断手段を設けたことを特徴とする内部発熱温度検知機能を備えた電動回転工具 ₍. 前記電動モータの駆動を停止する電源遮断手段は、 ケ一シング等の温度が 5 5 °C以下となった際に、 この状態を前記温度センサにより検知して電動モー 夕の再駆動を行う リセッ ト機構を設けたことを特徴とする請求の範囲 1記載の 内部発熱温度検知機能を備えた電動回転工具。

. 前記電動モータの駆動を停止する電源遮断手段は、 温度センサにより検知 される温度状態によって O N / O F F動作を行うスイ ツチ回路により構成した ことを特徴とする請求の範囲 1または 2記載の内部発熱温度検知機能を備えた 電動回転工具。