説明

電動ドライバ

【課題】ねじの締め付け作業等の際に生じる反力を低減することができる電動ドライバを提供する。
【解決手段】モータM2の回転駆動力をビットホルダ2を介してビットに伝達するようにした電動ドライバにおいて、ビットホルダ2の回転方向と同方向にモータM1によって回転駆動されるフライホイール3と、このフライホイール3を制動することにより、ビットからビットホルダ2を介して本体ケーシング1に伝わる反力F1を打ち消す方向の反力F2を生じさせるブレーキ4と、ビットからビットホルダ2を介して本体ケーシング1に伝わる反力F1の大きさに応じてブレーキ4を作動させるブレーキ操作機構とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車や電子機器の組立工程におけるねじの締め付け作業等に用いられる電動ドライバに関し、特に、ねじの締め付け作業等の際に生じる反力を低減することができるようにした電動ドライバに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車や電子機器の組立工程におけるねじの締め付け作業には、電動ドライバが汎用されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、この種の電動ドライバは、一般に、回転駆動源のモータとねじ締め付け用ビットを保持するビットホルダとの間にクラッチ機構を介在させ、ねじの締め付け作業時にビットホルダに所定のトルク以上の負荷が加わった場合に前記クラッチ機構が作動して、ビットホルダへの動力の伝達を遮断するようにし、さらに必要に応じて、モータへの通電を遮断する、締め付けトルク制御手段を備え、締め付けトルクを正確に制御できるようにしている。
このように、従来の電動ドライバは、締め付けトルクを制御する点では種々の配慮がなされてしているが、その反面、ねじの締め付け作業の際に生じる反力に対しては特段の配慮がなされておらず、このため、電動ドライバを保持する作業者に負荷がかかり、長時間のねじの締め付け作業によって作業者が疲労したり、反力の影響によって作業者による電動ドライバの保持状態が変動し、ねじの締め付け精度が低下する等の問題があった。
【特許文献1】特開2001−62745号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、上記従来の電動ドライバの有する問題点に鑑み、ねじの締め付け作業等の際に生じる反力を低減することができる電動ドライバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記目的を達成するため、本発明の電動ドライバは、モータの回転駆動力をビットホルダを介してビットに伝達するようにした電動ドライバにおいて、前記ビットホルダの回転方向と同方向にモータによって回転駆動されるフライホイールと、該フライホイールを制動することにより、ビットからビットホルダを介して本体ケーシングに伝わる反力を打ち消す方向の反力を生じさせるブレーキと、ビットからビットホルダを介して本体ケーシングに伝わる反力の大きさに応じて前記ブレーキを作動させるブレーキ操作機構とを備えたことを特徴とする。
【0005】
この場合において、ビットホルダを回転駆動するモータと、フライホイールを回転駆動するモータとを、個別に配設するようにしたり、共通にすることができる。
【0006】
また、モータの駆動を間欠的に行うようにすることができる。
【発明の効果】
【0007】
本発明の電動ドライバによれば、ビットからビットホルダを介して本体ケーシングに伝わる反力の大きさに応じて、ブレーキ操作機構によりブレーキを作動させることによりフライホイールを制動して、ビットからビットホルダを介して本体ケーシングに伝わる反力を打ち消す方向の反力を生じさせ、ねじの締め付け作業等の際に生じる反力を低減することができる。
これによって、電動ドライバを保持する作業者にかかる負荷を軽減することができるとともに、反力の影響によって作業者による電動ドライバの保持状態が変動することがなく、ねじの締め付け精度を向上することができる。
【0008】
また、ビットホルダを回転駆動するモータと、フライホイールを回転駆動するモータとは、電動ドライバの使用状態等に応じて、個別に配設するようにしたり、共通にすることができる。
【0009】
また、モータの駆動を間欠的に行うようにすることにより、締め付け時間が長い場合や大きなトルクが発生する場合等でも、ねじの締め付け作業等の際に生じる反力を確実に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明の電動ドライバの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例1】
【0011】
図1〜図3に、本発明の電動ドライバの第1実施例を示す。
この電動ドライバは、モータM2の回転駆動力をビットホルダ2を介してビット(図示省略)に伝達するようにした電動ドライバにおいて、ビットホルダ2の回転方向と同方向に前記モータM2とは別のモータM1によって回転駆動されるフライホイール3と、このフライホイール3を制動することにより、ビットからビットホルダ2を介して本体ケーシング1に伝わる反力F2を打ち消す方向の反力F1を生じさせるブレーキ4と、ビットからビットホルダ2を介して本体ケーシング1に伝わる反力F2の大きさに応じてブレーキ4を作動させるブレーキ操作機構5とを備えるようにしている。
【0012】
この場合において、フライホイール3を回転駆動するモータM1は、本体ケーシング1の適宜位置に配設したトルクセンサS1の出力信号に応じて、コントローラC1及びドライバD1によって駆動制御される。
また、トルクセンサS1の出力信号は、コントローラC1を介してブレーキ操作機構(ブレーキコントローラ)5に伝達され、ブレーキ操作機構(ブレーキコントローラ)5は、トルクセンサS1によって検出されるビットからビットホルダ2を介して本体ケーシング1に伝わる反力F2の大きさに応じて、ブレーキ4を作動させる。
なお、ブレーキ4の作動は、電磁石等の任意の付勢機構によって行うことができる。
そして、ブレーキ4が作動すると、フライホイール3が制動されて、ビットからビットホルダ2を介して本体ケーシング1に伝わる反力F2を打ち消す方向の反力F1を生じさせ、ねじの締め付け作業等の際に生じる反力を低減することができる。
反力F1のトルク(ブレーキトルク)の大きさは、次式で表される。
T=GD×N/(375×t×9.8)
ここで、T:反力F1のトルク(ブレーキトルク)
GD:慣性値
N:回転数
t:制動時間
である。
これによって、電動ドライバを保持する作業者にかかる負荷を軽減することができるとともに、反力F2の影響によって作業者による電動ドライバの保持状態が変動することがなく、ねじの締め付け精度を向上することができる。
【0013】
一方、ビットホルダ2を回転駆動するモータM2は、本体ケーシング1の適宜位置に配設したトルクセンサS2の出力信号に応じて、コントローラC2及びドライバD2によって駆動制御される。
【0014】
ところで、ねじの締め付け操作は、図3(a)に示すように、通常、ビットホルダ2を回転駆動するモータM2を1回駆動操作し、これに応じて、フライホイール3を回転駆動するモータM1を1回駆動操作し、ブレーキ操作機構(ブレーキコントローラ)5は、トルクセンサS1によって検出されるビットからビットホルダ2を介して本体ケーシング1に伝わる反力F2の大きさに応じて、ブレーキ4を作動させるようにするが、締め付け時間が長い場合や大きなトルクが発生する場合等には、ビットからビットホルダ2を介して本体ケーシング1に伝わる反力F2を打ち消す方向の反力F1が不足することがある。
このような場合には、図3(b)に示すように、ビットホルダ2を回転駆動するモータM2を間欠的に(図示の実施例では4回)駆動操作し、これに応じて、フライホイール3を回転駆動するモータM1を間欠的に(図示の実施例では4回)駆動操作し、ブレーキ操作機構(ブレーキコントローラ)5は、トルクセンサS1によって検出されるビットからビットホルダ2を介して本体ケーシング1に伝わる反力F2の大きさに応じて、ブレーキ4を作動させるようにする。
このように、モータM1、M2の駆動を間欠的に行うようにすることにより、締め付け時間が長い場合や大きなトルクが発生する場合等でも、ねじの締め付け作業等の際に生じる反力を確実に低減することができる。
【実施例2】
【0015】
図4〜図6に、本発明の電動ドライバの第2実施例を示す。
この電動ドライバは、モータMの回転駆動力をビットホルダ2を介してビット(図示省略)に伝達するようにした電動ドライバにおいて、ビットホルダ2の回転方向と同方向に前記モータMと共通のモータMによって回転駆動されるフライホイール3と、このフライホイール3を制動することにより、ビットからビットホルダ2を介して本体ケーシング1に伝わる反力F2を打ち消す方向の反力F1を生じさせるブレーキ4と、ビットからビットホルダ2を介して本体ケーシング1に伝わる反力F2の大きさに応じてブレーキ4を作動させるブレーキ操作機構5とを備えるようにしている。
【0016】
この場合において、モータMは、本体ケーシング1の適宜位置に配設したトルクセンサSの出力信号に応じて、コントローラC及びドライバDによって駆動制御される。
また、トルクセンサSの出力信号は、コントローラCを介してブレーキ操作機構(ブレーキコントローラ)5に伝達され、ブレーキ操作機構(ブレーキコントローラ)5は、トルクセンサSによって検出されるビットからビットホルダ2を介して本体ケーシング1に伝わる反力F2の大きさに応じて、ブレーキ4を作動させる。
そして、ブレーキ4が作動すると、フライホイール3が制動されて、ビットからビットホルダ2を介して本体ケーシング1に伝わる反力F2を打ち消す方向の反力F1を生じさせ、ねじの締め付け作業等の際に生じる反力を低減することができる。
これによって、電動ドライバを保持する作業者にかかる負荷を軽減することができるとともに、反力F2の影響によって作業者による電動ドライバの保持状態が変動することがなく、ねじの締め付け精度を向上することができる。
【0017】
一方、モータMは、滑りクラッチ6を介してビットホルダ2に接続するようにし、これにより、ねじの締め付け作業の際には、フリーランニングしてねじが着座するまで締め付けを行った後、ビットホルダ2側は滑りクラッチ6により空転するようにする。
また、ビットホルダ2の外周面と、本体ケーシング1の内周面との間には、ワンウェイクラッチ7を配設するようにしている。これにより、ブレーキ4が作動することによって発生した反力(トルク)F1は、ワンウェイクラッチ7を介して締め付けトルクとして作用する。
【0018】
そして、本実施例のように、1台のモータMを共通に使用する場合も、ねじの締め付け操作は、図6(a)に示すように、通常、モータMを1回駆動操作するようにするが、締め付け時間が長い場合や大きなトルクが発生する場合等には、図6(b)に示すように、モータMを間欠的に(図示の実施例では4回)駆動操作するようにする。
このように、モータMの駆動を間欠的に行うようにすることにより、締め付け時間が長い場合や大きなトルクが発生する場合等でも、ねじの締め付け作業等の際に生じる反力を確実に低減することができる。
【0019】
ところで、トルクセンサS、S1、S2には、歪ゲージ式センサ、磁歪式センサ等の各種トルクセンサを用いることができる。
なお、上記第1及び第2実施例は、トルクセンサS、S1、S2に、歪ゲージ式センサを用いたものであり、また、図7に示す本発明の電動ドライバの第2実施例の変形例は、トルクセンサSに磁歪式センサを用いたものである。
ここで、磁歪式センサは、ビットホルダ2を周回するように配設した励磁コイル及び検出コイルSaにより、溝加工Sbを施したビットホルダ2の透磁率変化を検出コイルの出力電圧変化(トルクの大きさに比例)として検出するようにしたものである。
【0020】
以上、本発明の電動ドライバについて、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせたり、モータM、M1、M2の回転方向を逆方向とする等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【0021】
本発明の電動ドライバは、ねじの締め付け作業等の際に生じる反力を低減することができることから、ねじの締め付け作業の際に大きな反力が生じる用途や長時間のねじの締め付け作業の用途に用いられる電動ドライバに好適に用いることができるほか、例えば、高度のねじの締め付け精度が要求される用途に用いられる電動ドライバ等にも広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の電動ドライバの第1実施例を示す正面断面図である。
【図2】同制御系統を示す説明図である。
【図3】同ビットからビットホルダを介して本体ケーシングに伝わる反力F2と、これを打ち消す方向の反力F1との関係を示す説明図で、(a)はモータを1回駆動操作する場合を、(b)はモータを間欠的に駆動操作する場合を、それぞれ示す。
【図4】本発明の電動ドライバの第2実施例を示す正面断面図である。
【図5】同制御系統を示す説明図である。
【図6】同ビットからビットホルダを介して本体ケーシングに伝わる反力F2と、これを打ち消す方向の反力F1との関係を示す説明図で、(a)はモータを1回駆動操作する場合を、(b)はモータを間欠的に駆動操作する場合を、それぞれ示す。
【図7】本発明の電動ドライバの第2実施例の変形例を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【0023】
1 本体ケーシング
2 ビットホルダ
3 フライホイール
4 ブレーキ
5 ブレーキ操作機構
6 滑りクラッチ
7 ワンウェイクラッチ
C コントローラ
C1 コントローラ
C2 コントローラ
D ドライバ
D1 ドライバ
D2 ドライバ
M モータ
M1 モータ
M2 モータ
S トルクセンサ
S1 トルクセンサ
S2 トルクセンサ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータの回転駆動力をビットホルダを介してビットに伝達するようにした電動ドライバにおいて、前記ビットホルダの回転方向と同方向にモータによって回転駆動されるフライホイールと、該フライホイールを制動することにより、ビットからビットホルダを介して本体ケーシングに伝わる反力を打ち消す方向の反力を生じさせるブレーキと、ビットからビットホルダを介して本体ケーシングに伝わる反力の大きさに応じて前記ブレーキを作動させるブレーキ操作機構とを備えたことを特徴とする電動ドライバ。
【請求項2】
ビットホルダを回転駆動するモータと、フライホイールを回転駆動するモータとを、個別に配設したことを特徴とする請求項1記載の電動ドライバ。
【請求項3】
ビットホルダを回転駆動するモータと、フライホイールを回転駆動するモータとを、共通にしたことを特徴とする請求項1記載の電動ドライバ。
【請求項4】
モータの駆動を間欠的に行うようにしたことを特徴とする請求項1、2又は3記載の電動ドライバ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2007−50488(P2007−50488A)
【公開日】平成19年3月1日(2007.3.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−238246(P2005−238246)
【出願日】平成17年8月19日(2005.8.19)
【出願人】(591045323)瓜生製作株式会社 (26)
【Fターム(参考)】