JP4893825B2 - Rotation drive mechanism life test apparatus and method - Google Patents

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Description

本発明は寿命試験装置及び方法に係り、より詳細には、回転駆動機構に繰り返しトルクを印加して寿命試験を行うための寿命試験装置及び方法に関する。   The present invention relates to a life test apparatus and method, and more particularly to a life test apparatus and method for performing a life test by repeatedly applying a torque to a rotary drive mechanism.

電気機器や電子機器などの製造物や機械部品の組み立てにはねじが用いられることが多い。製造工程においてねじ締めを行うために、ねじ締め装置が用いられる。ねじ締め装置は一般的にねじ締めドライバと称される。ねじ締めドライバは、電気モータ等の回転駆動源と、回転駆動源の回転力(トルク)をドライバ・ビットに伝えるための回転駆動機構を有している。   Screws are often used to assemble products and machine parts such as electrical and electronic devices. In order to perform screw tightening in the manufacturing process, a screw tightening device is used. The screw tightening device is generally called a screw tightening driver. The screw tightening driver has a rotary drive source such as an electric motor and a rotary drive mechanism for transmitting the rotational force (torque) of the rotary drive source to the driver bit.

回転駆動機構は、回転力を伝えるための歯車列及び歯車の軸を回転可能に支持する軸受等を有する。製造工程において、ねじ締めドライバはねじ締め動作を繰り返し行うため、回転駆動機構の歯車や軸受には、ある程度の繰り返し動作に耐えられるような寿命が要求される。   The rotational drive mechanism includes a gear train for transmitting rotational force, a bearing that rotatably supports the shaft of the gear, and the like. In the manufacturing process, since the screw tightening driver repeatedly performs the screw tightening operation, the gears and bearings of the rotary drive mechanism are required to have a life that can withstand a certain amount of repeated operation.

回転駆動機構の歯車や軸受の寿命は、個々の部品としてある程度推定できるが、多数の歯車や軸受が組み合わされて構成される回転駆動機構としての寿命を推定するのは難しい。従来は、ねじ締めドライバを実際に使用しながら故障した時点で、故障した部品を交換したり、新品と交換したりしていた。   The lifetime of the gears and bearings of the rotary drive mechanism can be estimated to some extent as individual components, but it is difficult to estimate the lifetime of a rotary drive mechanism configured by combining a large number of gears and bearings. Conventionally, when a failure occurs while actually using a screw tightening driver, the failed part is replaced or replaced with a new one.

このように、従来はねじ締めドライバ全体の寿命を判定するための寿命試験は行われておらず、したがって、ねじ締めドライバ等の回転駆動機構に関する寿命試験装置を開示した先行文献を特定することはできない。   Thus, conventionally, a life test for determining the life of the entire screw tightening driver has not been performed, and therefore, it is not possible to specify a prior document disclosing a life test apparatus for a rotational drive mechanism such as a screw tightening driver. Can not.

上述のように、従来はねじ締めドライバ全体の寿命を判定するための寿命試験は行われていなかったため、ねじ締めドライバの寿命を推定することができず、ねじ締めドライバの寿命がきて故障するまで使用することが多かった。しかし、製造工程中にねじ締めドライバが故障すると、製造工程を中断して修理することとなり、生産計画に支障をきたすという問題があった。   As described above, since the life test for determining the entire life of the screw tightening driver has not been performed in the past, the life of the screw tightening driver cannot be estimated, and the life of the screw tightening driver has expired until it fails. It was often used. However, if a screw tightening driver breaks down during the manufacturing process, the manufacturing process is interrupted and repaired, which causes a problem in production planning.

本発明の総括的な目的は、上述の問題を解決した新規で有用な回転駆動機構の寿命試験装置及び方法を提供することである。   A general object of the present invention is to provide a new and useful life test apparatus and method for a rotary drive mechanism that solves the above problems.

本発明のより具体的な目的は、ねじ締めドライバ等の回転駆動機構の寿命試験を簡単に短時間で行うことのできる寿命試験装置及び方法を提供することである。   A more specific object of the present invention is to provide a life test apparatus and method that can easily perform a life test of a rotary drive mechanism such as a screw tightening driver in a short time.

本発明の一つの局面によれば、回転駆動機構の寿命試験装置であって、該回転駆動機構に接続可能に構成された軸と、該軸が固定され、該軸を中心に回転可能に構成された重りと、前記重りを回転可能に支持する支持部材と、該支持部材を前記軸の前記長手方向に移動可能に案内するスライドガイドと、前記支持部材を前記軸の前記長手方向に往復移動させる駆動源とを有し、前記重りは前記軸の長手方向に移動可能に構成され、前記回転駆動機構は、ねじ締めドライバに組み込まれた回転駆動機構であり、前記軸は該ねじ締めドライバに用いられるビットの形状と同じ形状であることを特徴とする回転駆動機構の寿命試験装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a life test apparatus for a rotary drive mechanism, wherein the shaft is configured to be connectable to the rotary drive mechanism, the shaft is fixed, and is configured to be rotatable about the shaft. A weight , a support member that rotatably supports the weight, a slide guide that guides the support member to be movable in the longitudinal direction of the shaft, and a reciprocating movement of the support member in the longitudinal direction of the shaft. The weight is configured to be movable in the longitudinal direction of the shaft, the rotational drive mechanism is a rotational drive mechanism incorporated in a screw tightening driver, and the shaft is connected to the screw tightening driver. There is provided a life test apparatus for a rotary drive mechanism characterized by having the same shape as the shape of a bit used .

また、本発明の他の局面によれば、ねじ締めドライバに組み込まれ、ネジ締めドライバに用いられるビットの形状と同じ形状である軸を接続可能に構成した回転駆動機構の寿命試験方法であって、該回転駆動機構に接続した前記軸に所定の重量の重りを接続し、前記回転駆動機構を駆動して前記軸を回転させ、該重りを繰り返し回転させることにより、前記回転駆動機構に繰り返してトルクを印加し、前記重りを回転軸の長手方向に沿って往復動させながら前記回転軸駆動機構を駆動することを特徴とする回転駆動機構の寿命試験方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a life test method for a rotary drive mechanism configured to be connectable to a shaft that is incorporated in a screw tightening driver and has the same shape as a bit used in the screw tightening driver. connects the predetermined weight of the weight to the shaft connected to the rotary drive mechanism, the rotation driving mechanism is driven to rotate the shaft, by rotating repeatedly該重Ri, repeatedly to the rotary drive mechanism A life test method for a rotary drive mechanism is provided , wherein torque is applied to drive the rotary shaft drive mechanism while reciprocating the weight along the longitudinal direction of the rotary shaft .

本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより、一層明瞭となるであろう。   Other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent upon reading the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

本発明によれば、ねじ締めドライバ等の回転駆動機構の寿命試験を簡単に短時間で行うことができる。したがって、ねじ締めドライバの寿命が来る前に予め修理や交換を行うことができ、ねじ締めドライバの寿命に起因した故障などにより製造工程作業が中断されるといった問題を解消することができる。   According to the present invention, a life test of a rotary drive mechanism such as a screw tightening driver can be easily performed in a short time. Therefore, repair or replacement can be performed in advance before the life of the screw tightening driver comes to an end, and the problem that the manufacturing process work is interrupted due to a failure caused by the life of the screw tightening driver can be solved.

ねじ締めドライバの寿命試験を行うための方法の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the method for performing the lifetime test of a screw-fastening driver. 本発明の一実施例による寿命試験装置の斜視図である。1 is a perspective view of a life test apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2に示す寿命試験装置にねじ締めドライバを取り付けた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which attached the screw tightening driver to the life test apparatus shown in FIG. 発生したトルク、モータの回転速度、及び軸の上下移動を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the produced | generated torque, the rotational speed of a motor, and the vertical movement of an axis | shaft.

本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

以下の説明では、寿命試験が行われる回転駆動機構としてねじ締めドライバの駆動機構を用いた例について説明する。   In the following description, an example will be described in which a screw tightening driver drive mechanism is used as a rotation drive mechanism for performing a life test.

図1はねじ締めドライバの寿命試験を行うための方法の一例を示す斜視図である。図1において、ねじ締めドライバ2は、回転駆動機構4と、駆動源としての電動モータ6とを有する。モータ6を駆動することで、モータ6の回転力が回転駆動機構4に伝わり、回転駆動機構4に取り付けられたビット8が回転する。これにより、ビット8の先端に接続されたねじを回転させることができる。   FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a method for performing a life test of a screw tightening driver. In FIG. 1, the screw tightening driver 2 has a rotation drive mechanism 4 and an electric motor 6 as a drive source. By driving the motor 6, the rotational force of the motor 6 is transmitted to the rotation drive mechanism 4, and the bit 8 attached to the rotation drive mechanism 4 rotates. Thereby, the screw connected to the tip of the bit 8 can be rotated.

回転駆動機構4は、モータ6の回転力を伝えるための複数の歯車と、歯車を回転可能に支持するための軸と軸受を有している。これらの歯車には、ねじ締めドライバ2が駆動される毎にトルクが加わり、歯車は徐々に摩耗する。また、軸や軸受も徐々に摩耗する。このような摩耗が大きくなると回転駆動機構4は正常な動作を行うことができなくなり、寿命となる。
ねじ締めドライバ2の出力軸にはねじ頭のリセスと噛み合いねじにトルクを伝達して回転させるビット8が着脱自在に保持される。
ねじ締め時、ねじはねじ送りされるので、ビット8とリセスとの噛み合いが外れないよう出力軸をばねで押圧する。このように、出力軸は回転と軸スライドの2動軸作を同時行う。
The rotational drive mechanism 4 has a plurality of gears for transmitting the rotational force of the motor 6, and a shaft and a bearing for rotatably supporting the gears. Torque is applied to these gears every time the screw tightening driver 2 is driven, and the gears are gradually worn. Also, shafts and bearings wear gradually. When such wear increases, the rotational drive mechanism 4 cannot perform normal operation and has a lifetime.
On the output shaft of the screw tightening driver 2, a bit 8 that rotates by transmitting torque to the recess of the screw head and the meshing screw is detachably held.
When the screw is tightened, since the screw is fed, the output shaft is pressed by a spring so that the bit 8 and the recess are not disengaged. In this way, the output shaft simultaneously performs rotation and two-axis motion of shaft slide.

以上のような構成のねじ締めドライバ2の寿命試験を行うために、図1に示す例では、ビット8にレバー10が取り付けられる。レバー10はビット8の長手方向軸に対して垂直に延在するように取り付けられる。そして、レバー10を押圧することができるように、エアシリンダ12が、レバー10の近傍に配置される。すなわち、エアシリンダ12の出力ロッド12aが、レバー10の側面に当接するように、エアシリンダ12が配置される。   In order to perform a life test of the screw tightening driver 2 configured as described above, a lever 10 is attached to the bit 8 in the example shown in FIG. The lever 10 is mounted so as to extend perpendicular to the longitudinal axis of the bit 8. And the air cylinder 12 is arrange | positioned in the vicinity of the lever 10 so that the lever 10 can be pressed. That is, the air cylinder 12 is disposed so that the output rod 12 a of the air cylinder 12 contacts the side surface of the lever 10.

ここで、ねじ締めドライバ2の回転駆動機構4の寿命試験を行うときは、モータ6の回転軸を固定して回転できない状態としておく必要がある。モータ6の回転軸を固定した状態で、エアシリンダ12の出力ロッド12aによりレバー10を押圧すると、ビット8が回転しようとする。ところが、ビット8は回転駆動機構4を介してモータ6の回転軸に接続されているため、回転することはできず、ビット8にトルクが印加される。このトルクは回転駆動機構4の歯車に伝達される。したがって、エアシリンダ12の出力ロッド12aでレバー10を繰り返し押圧することにより、所定のトルク(ねじ締め時のトルク)を回転駆動機構4の各部に繰り返し伝えることができ、回転駆動機構4の寿命試験を行うことができる。   Here, when performing the life test of the rotational drive mechanism 4 of the screw tightening driver 2, it is necessary to fix the rotating shaft of the motor 6 so that it cannot rotate. When the lever 10 is pressed by the output rod 12a of the air cylinder 12 with the rotating shaft of the motor 6 fixed, the bit 8 tries to rotate. However, since the bit 8 is connected to the rotating shaft of the motor 6 via the rotation driving mechanism 4, the bit 8 cannot rotate and torque is applied to the bit 8. This torque is transmitted to the gear of the rotational drive mechanism 4. Therefore, by repeatedly pressing the lever 10 with the output rod 12a of the air cylinder 12, a predetermined torque (torque at the time of screw tightening) can be repeatedly transmitted to each part of the rotation drive mechanism 4, and the life test of the rotation drive mechanism 4 is performed. It can be performed.

上述の試験方法では、回転駆動機構4内の歯車は実際に回転することはなく、歯車同士の噛み合わせ位置は変化しない。したがって、歯車には、常に同じかみ合わせ位置でトルクが印加される。また、軸と軸受の相対位置も変化せず、常に同じ位置でトルクが印加される。ところが、実際の使用では、ねじを回転させるためにビット8が回転し、回転駆動機構4の歯車も回転し、ねじが締め付けられた時点で回転が止まり、ここで最大のトルクが印加される。   In the test method described above, the gear in the rotation drive mechanism 4 does not actually rotate, and the meshing position between the gears does not change. Therefore, torque is always applied to the gear at the same meshing position. Further, the relative position of the shaft and the bearing does not change, and torque is always applied at the same position. However, in actual use, the bit 8 rotates to rotate the screw, and the gear of the rotational drive mechanism 4 also rotates. When the screw is tightened, the rotation stops, and the maximum torque is applied here.

したがって、図1に示すような寿命試験方法であると、回転駆動機構4の歯車は、同じ噛み合い位置で繰り返しトルクが印加されることとなり、実際の条件とは異なってしまう。すなわち、歯車の同じ噛み合い位置で繰り返しトルクが印加されるため、歯車の一部分だけが摩耗することとなり、実際の寿命より短くなってしまうおそれがある。実際の使用では、歯車が回転してから止まった位置(任意の位置)で最大トルクが印加されるので、歯車の全体がまんべんなく摩耗するはずである。   Therefore, in the life test method as shown in FIG. 1, the torque of the gear of the rotational drive mechanism 4 is repeatedly applied at the same meshing position, which is different from the actual condition. That is, since torque is repeatedly applied at the same meshing position of the gear, only a part of the gear is worn, and there is a possibility that the actual life is shortened. In actual use, since the maximum torque is applied at a position where the gear stops after rotating (arbitrary position), the entire gear should be worn evenly.

このような不都合を解消するために、本発明の一実施例による寿命試験装置は、図2に示すような構成を有している。図2は本発明の一実施例による寿命試験装置の斜視図である。   In order to eliminate such inconvenience, the life test apparatus according to one embodiment of the present invention has a configuration as shown in FIG. FIG. 2 is a perspective view of a life test apparatus according to an embodiment of the present invention.

図2に示す寿命試験装置は、鋼板等の剛性のある板材で形成されたフレーム(枠体)20を有する。フレーム20の底板20aにエアシリンダ22が取り付けられる。エアシリンダ22の出力軸には移動台(支持部材)24が取り付けられ、移動台(支持部材)24はエアシリンダ22の出力軸の移動に伴って垂直方向に移動可能である。移動台24の垂直方向の移動を案内するために、リニアガイド26が設けられる。   The life test apparatus shown in FIG. 2 has a frame (frame body) 20 formed of a rigid plate material such as a steel plate. An air cylinder 22 is attached to the bottom plate 20 a of the frame 20. A moving table (support member) 24 is attached to the output shaft of the air cylinder 22, and the moving table (support member) 24 can move in the vertical direction as the output shaft of the air cylinder 22 moves. In order to guide the vertical movement of the movable table 24, a linear guide 26 is provided.

リニアガイド26のレール26aは、フレーム20の後板20bに固定される。レール26aに沿って移動するスライダ26bは、移動台24の側面に固定される。これにより、エアシリンダ22を駆動してその出力軸が垂直方向に移動すると、移動台24はリニアガイド26により案内されながら垂直方向に移動する。   The rail 26 a of the linear guide 26 is fixed to the rear plate 20 b of the frame 20. The slider 26 b that moves along the rail 26 a is fixed to the side surface of the moving table 24. Thus, when the air cylinder 22 is driven and its output shaft moves in the vertical direction, the moving base 24 moves in the vertical direction while being guided by the linear guide 26.

移動台24の上部には、軸30が軸受により回転可能に支持され、円柱状の重りとして機能するイナーシャ28が軸30に取り付く。イナーシャ28の上面28a側の軸30は、ねじ締めドライバ2に取り付けられて使用されるビット8の形状と同じ形状に加工されている。したがって、軸30は、ビット8と同様に、ねじ締めドライバ2の回転駆動機構4に取り付けることができる。   A shaft 30 is rotatably supported by a bearing on the upper part of the moving table 24, and an inertia 28 that functions as a columnar weight is attached to the shaft 30. The shaft 30 on the upper surface 28a side of the inertia 28 is processed into the same shape as the shape of the bit 8 attached to the screw tightening driver 2 and used. Therefore, the shaft 30 can be attached to the rotational drive mechanism 4 of the screw tightening driver 2 similarly to the bit 8.

フレーム20の上板20cには、ねじ締めドライバ2が取り付けられる部分が設けられている。具体的には、ねじ締めドライバ2をボルトで固定するためのねじ穴20dが上板20cに設けられている。   The upper plate 20c of the frame 20 is provided with a portion to which the screw tightening driver 2 is attached. Specifically, a screw hole 20d for fixing the screw tightening driver 2 with a bolt is provided in the upper plate 20c.

図3は図2に示す寿命試験装置にねじ締めドライバ2を取り付けた状態を示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the screw tightening driver 2 is attached to the life test apparatus shown in FIG.

ねじ締めドライバ2がフレーム20に取り付けられると、イナーシャ28から垂直上方に延在する軸30は、ねじ締めドライバ2の回転駆動機構4に取り付けられた状態となる。これによりイナーシャ28は回転駆動機構4に接続され、ねじ締めドライバ2を作動させると、モータ6の回転力が回転駆動機構4及び軸30を介してイナーシャ28に伝えられ、イナーシャ28は回転する。   When the screw tightening driver 2 is attached to the frame 20, the shaft 30 extending vertically upward from the inertia 28 is in a state of being attached to the rotational drive mechanism 4 of the screw tightening driver 2. Thereby, the inertia 28 is connected to the rotation drive mechanism 4, and when the screw tightening driver 2 is operated, the rotational force of the motor 6 is transmitted to the inertia 28 via the rotation drive mechanism 4 and the shaft 30, and the inertia 28 rotates.

イナーシャは金属等の重量のある材料で形成されており、回転する際に大きな慣性力が作用する。この慣性力により回転トルクが軸30に印加される。すなわち、イナーシャ28の大きさを適当に決めておけば、イナーシャ28を回転加速させる際に所望のトルクが軸30に印加されるように構成することができ、ねじ締めドライバ2のモータ6を駆動する毎に発生する。したがって、ねじ締めドライバ2のモータ6を断続的に駆動することにより、軸30を介して所定の大きさのトルクを回転駆動機構4に繰り返し印加することができる。これは、あたかもねじ締めドライバ2によりねじを連続的に締めている状態に相当する。   The inertia is made of a heavy material such as metal, and a large inertial force acts when rotating. A rotational torque is applied to the shaft 30 by this inertial force. In other words, if the size of the inertia 28 is appropriately determined, a desired torque can be applied to the shaft 30 when the inertia 28 is rotationally accelerated, and the motor 6 of the screw tightening driver 2 is driven. Occurs every time. Therefore, by intermittently driving the motor 6 of the screw tightening driver 2, a predetermined magnitude of torque can be repeatedly applied to the rotary drive mechanism 4 via the shaft 30. This corresponds to a state in which the screw is continuously tightened by the screw tightening driver 2.

本実施例のようにイナーシャ28(重り)の慣性力を利用してトルクを発生させる場合、モータ6は実際のねじ締め時と同様に駆動されため、実際のねじ締め時と同じ負荷をモータ6に加えることができる。このため、本実施例による寿命試験装置で試験することにより、回転駆動機構4の試験だけではなく、モータ6の繰り返し駆動寿命試験も同時に行うことができる。すなわち、モータ6も含めた回転駆動機構4の寿命試験を行うことができる。   When the torque is generated using the inertia force of the inertia 28 (weight) as in the present embodiment, the motor 6 is driven in the same manner as in actual screw tightening, and therefore the same load as that in actual screw tightening is applied to the motor 6. Can be added to. For this reason, not only the test of the rotation drive mechanism 4 but also the repeated drive life test of the motor 6 can be simultaneously performed by performing the test with the life test apparatus according to the present embodiment. That is, the life test of the rotary drive mechanism 4 including the motor 6 can be performed.

なお、イナーシャ28の大きさは、発生させるべきトルクの大きさに基づいて決定することができる。イナーシャ28の慣性モーメントをJ、イナーシャ28を回転させる際の角加速度をω/tで表すと、イナーシャ28を回転させる際に発生するトルクTは以下の式で算出することができる。   The magnitude of the inertia 28 can be determined based on the magnitude of the torque to be generated. When the inertia moment of the inertia 28 is represented by J and the angular acceleration at the time of rotating the inertia 28 is represented by ω / t, the torque T generated when the inertia 28 is rotated can be calculated by the following equation.

T=Jω/t (1)
円柱イナーシャ28の慣性モーメントJは円柱の直径Dの二乗に比例するため、上式(1)は、以下のようになる。
T = Jω / t (1)
Since the inertia moment J of the cylinder inertia 28 is proportional to the square of the diameter D of the cylinder, the above equation (1) is as follows.

T=1/8*mDω/t (2)
ここで、角加速度ω/tはモータ6の特性で定まる値であり、mは円柱の質量である。式(2)を用いてトルクTを算出することができる。所望のトルクTとモータ6による回転の角加速度が既知であれば、イナーシャ28に必要な大きさを算出することができる。また、発生させるべきトルクTを変更する場合は、イナーシャ28の大きさを変更すればよい。
T = 1/8 * mD 2 ω / t (2)
Here, the angular acceleration ω / t is a value determined by the characteristics of the motor 6, and m is the mass of the cylinder. The torque T can be calculated using Equation (2). If the desired torque T and the angular acceleration of rotation by the motor 6 are known, the magnitude required for the inertia 28 can be calculated. Moreover, what is necessary is just to change the magnitude | size of the inertia 28, when changing the torque T which should be generated.

イナーシャ28の変更は、大きさの違うイナーシャ28に交換することで達成できる。この場合、イナーシャ28を移動台24から容易に取り外すことができるような取り付け構造としておくことが好ましい。あるいは、イナーシャ28の外周に別の重りを取り付けることとしてもよい。イナーシャ28にねじ穴等の取り付け部を設けておくことで、容易に付加的な重りを取り付けたり、取り外したりすることができる。この場合、イナーシャ28の回転時に偏荷重とならにように、付加的な重りはイナーシャ28の回転軸に対して点対称になるように取り付けることが好ましい。   The inertia 28 can be changed by replacing the inertia 28 with a different size. In this case, it is preferable to provide an attachment structure that allows the inertia 28 to be easily detached from the movable table 24. Alternatively, another weight may be attached to the outer periphery of the inertia 28. By providing an attachment portion such as a screw hole in the inertia 28, an additional weight can be easily attached or detached. In this case, it is preferable that the additional weight is attached so as to be point-symmetric with respect to the rotation axis of the inertia 28 so that the load is offset when the inertia 28 rotates.

なお、イナーシャ28の形状は、円柱形状に限ることなく、様々な形状を使用することができるが、回転により偏荷重がかからないように、回転軸に関して点対称な形状であることが好ましい。   The shape of the inertia 28 is not limited to a cylindrical shape, and various shapes can be used. However, it is preferable that the inertia 28 has a point-symmetric shape with respect to the rotation axis so as not to apply an uneven load due to the rotation.

本実施例による寿命試験装置では、上述のように移動台24を垂直方向に移動することができる。すなわち、エアシリンダ22を駆動することで、イナーシャ28を回転させながら同時に垂直方向に往復移動させることができる。この動作は、実際のねじ締め時にビット8をねじ頭に押し付ける動作と同じであり、回転駆動機構4内のスプリングの寿命試験も同時に行うことができる。また、回転駆動機構4内の軸や軸受け及び歯車にも、実際のねじ締め時に作用する荷重を印加することができ、実際のねじ締めの条件により一層近づけて寿命試験を行うことができる。   In the life test apparatus according to the present embodiment, the movable table 24 can be moved in the vertical direction as described above. That is, by driving the air cylinder 22, the inertia 28 can be rotated and reciprocated in the vertical direction at the same time. This operation is the same as the operation of pressing the bit 8 against the screw head during actual screw tightening, and the life test of the spring in the rotary drive mechanism 4 can be performed at the same time. In addition, a load acting at the time of actual screw tightening can be applied to the shaft, the bearing and the gear in the rotation drive mechanism 4, and the life test can be performed closer to the actual screw tightening conditions.

なお、図3に示すように、ねじ締めドライバ2のモータ6に流れる電流を検出してトルク値として表示する表示装置32を、モータ6の電源供給ライン6aに接続することができる。ねじ締めドライバ2のモータ6を駆動する電流値は、発生するトルクに比例しているため、モータ6に供給される電流値を検出することで発生したトルクを求めることができる。表示装置32は、実際に発生しているトルクの波形を表示することができる。また、発生したトルクのピークをカウントすることで、繰り返し回数を求めて表示することもできる。また、トルク波形を観察し、トルク波形が正常時のトルク波形からはずれたときを寿命であると判断することもできる。あるいは、モータ6への入力電流が一定値を超えた場合に寿命であると判断することもできる。   As shown in FIG. 3, a display device 32 that detects a current flowing through the motor 6 of the screw tightening driver 2 and displays it as a torque value can be connected to the power supply line 6 a of the motor 6. Since the current value for driving the motor 6 of the screw tightening driver 2 is proportional to the generated torque, the generated torque can be obtained by detecting the current value supplied to the motor 6. The display device 32 can display the waveform of the torque that is actually generated. Further, the number of repetitions can be obtained and displayed by counting the peak of the generated torque. Further, by observing the torque waveform, it is also possible to determine that the service life is when the torque waveform deviates from the normal torque waveform. Or it can also be judged that it is a lifetime when the input current to the motor 6 exceeds a certain value.

次に、本実施例による寿命試験装置により行われる寿命試験方法について説明する。   Next, a life test method performed by the life test apparatus according to this embodiment will be described.

まず、図2に示す寿命試験装置において、所望のトルクが発生するようにイナーシャ28設定する。次に、図3に示すように、イナーシャ28の軸30をねじ締めドライバ2の回転駆動機構4に接続しながら、ねじ締めドライバ2を寿命試験装置に取り付ける。すなわち、ねじ締めドライバ2を取り付けることにより、イナーシャ28の軸30は、ねじ締めドライバ2の回転駆動機構4に接続され、モータ6を駆動することで、イナーシャ28が回転することとなる。   First, in the life test apparatus shown in FIG. 2, the inertia 28 is set so that a desired torque is generated. Next, as shown in FIG. 3, the screw tightening driver 2 is attached to the life test apparatus while the shaft 30 of the inertia 28 is connected to the rotation drive mechanism 4 of the screw tightening driver 2. That is, by attaching the screw tightening driver 2, the shaft 30 of the inertia 28 is connected to the rotation drive mechanism 4 of the screw tightening driver 2, and by driving the motor 6, the inertia 28 rotates.

図4は、以下に説明する寿命試験方法において、発生したトルク、モータ6の回転速度、及びイナーシャ28(軸30)の上下移動を示す波形図である。   FIG. 4 is a waveform diagram showing the generated torque, the rotational speed of the motor 6, and the vertical movement of the inertia 28 (shaft 30) in the life test method described below.

ねじ締めドライバ2を寿命試験装置に取り付けたら、寿命試験を開始する。寿命試験を始める際には、エアシリンダ22を駆動してイナーシャ28を下降した位置にしておく。この状態は、ねじ締めドライバに取り付けたビット8がスプリングで下降した状態と同じである。 この状態で、モータ6を正転させてイナーシャ28をねじ締め方向に回転させ、所定のトルクを発生させる。モータ6の正転とは、ねじを締める方向に軸30が回転するようにモータ6を回転させることである。所定のトルクが発生したらモータ6の駆動は停止される。イナーシャ28は惰性で回転し続けるが、徐々に回転速度が落ちて停止する。   When the screw driver 2 is attached to the life test apparatus, the life test is started. When starting the life test, the air cylinder 22 is driven to keep the inertia 28 in the lowered position. This state is the same as the state where the bit 8 attached to the screw tightening driver is lowered by the spring. In this state, the motor 6 is rotated forward to rotate the inertia 28 in the screw tightening direction to generate a predetermined torque. The forward rotation of the motor 6 is to rotate the motor 6 so that the shaft 30 rotates in the direction in which the screw is tightened. When a predetermined torque is generated, the driving of the motor 6 is stopped. The inertia 28 continues to rotate due to inertia, but the rotational speed gradually decreases and stops.

イナーシャ28が惰性で回転している間に、エアシリンダ22を駆動してイナーシャ28を一旦上昇させる。これにより、軸30も上昇し、回転駆動機構4に作用していたスラスト荷重は、ビット8が上昇した状態でねじ締め初期状態と等しくなる。そして、イナーシャ28の回転が停止する前に、エアシリンダ22を駆動してイナーシャ28を下降させる。   While the inertia 28 is rotating by inertia, the air cylinder 22 is driven to raise the inertia 28 once. As a result, the shaft 30 is also raised, and the thrust load acting on the rotary drive mechanism 4 becomes equal to the initial screw tightening state with the bit 8 raised. Then, before the rotation of the inertia 28 stops, the air cylinder 22 is driven to lower the inertia 28.

イナーシャ28の回転が停止したら、モータ6を逆転させて、イナーシャ28を逆回転させることにより反対方向のトルクを発生させる。モータ6の逆転とは、ねじを緩める方向に軸30が回転するようにモータ6を回転させることである。所定のトルクが発生したらモータ6の駆動は停止される。イナーシャ28は惰性で逆回転し続けるが、徐々に回転速度が落ちて停止する。   When the rotation of the inertia 28 is stopped, the motor 6 is rotated in the reverse direction, and the inertia 28 is rotated in the reverse direction to generate torque in the opposite direction. The reverse rotation of the motor 6 is to rotate the motor 6 so that the shaft 30 rotates in the direction of loosening the screw. When a predetermined torque is generated, the driving of the motor 6 is stopped. The inertia 28 continues to reversely rotate due to inertia, but the rotational speed gradually decreases and stops.

イナーシャ28が惰性で逆回転している間に、エアシリンダ22を駆動してイナーシャ28を一旦上昇させる。これにより、軸30も上昇し、回転駆動機構4に作用していたスラスト荷重は、ビット8が上昇した状態でねじを外す終えた状態と等しくなる。そして、イナーシャ28の回転が停止する前に、エアシリンダ22を駆動してイナーシャ28を下降させる。   While the inertia 28 is rotating in the reverse direction due to inertia, the air cylinder 22 is driven to raise the inertia 28 once. As a result, the shaft 30 is also raised, and the thrust load acting on the rotary drive mechanism 4 becomes equal to the state in which the screw 8 has been removed with the bit 8 raised. Then, before the rotation of the inertia 28 stops, the air cylinder 22 is driven to lower the inertia 28.

以上の動作により、実際のねじ締め及びねじ緩めとほぼ同じ条件下で回転駆動機構4にトルクを印加することができ、この動作を繰り返すことで寿命試験を行うことができる。なお、上述の例では、ねじ締めとねじ緩めとを同時に試験しているが、ねじ締めのみの動作による寿命を試験することもできる。この場合、モータ6の逆転を行わず、逆転の代わりに正転を行えばよい。すなわち、断続的にモータ6の正転のみを行うことで、ねじ締めの条件のみを繰り返すことができる。また、ねじ緩めのみの動作による寿命を試験する場合は、モータ6の正転を行わず、正転の代わりに逆転を行えばよい。すなわち、断続的にモータ6の逆転のみを行うことで、ねじ緩めの条件のみを繰り返すことができる。   With the above operation, torque can be applied to the rotational drive mechanism 4 under substantially the same conditions as actual screw tightening and screw loosening, and a life test can be performed by repeating this operation. In the above-described example, the screw tightening and the screw loosening are tested at the same time, but it is also possible to test the life due to only the screw tightening operation. In this case, the motor 6 is not reversely rotated, but may be forwardly rotated instead of the reverse rotation. That is, by intermittently performing only forward rotation of the motor 6, only the screw tightening conditions can be repeated. Further, when testing the life due to only the screw loosening operation, the motor 6 may be rotated in the reverse direction instead of the normal direction without performing the normal rotation. In other words, by intermittently performing only reverse rotation of the motor 6, only the screw loosening condition can be repeated.

また、図4に示す例では、トルクを発生させてから次のトルクを発生させる間にシリンダ22を駆動してイナーシャ28(軸30)の上昇・下降を行っているが、一つのトルク発生が終了してから軸30を上昇させ、その状態で次ぎのトルクを発生させ、その後、軸30を下降させて、再びトルクを発生させることとしてもよい。ビットが上昇した位置と下降した位置とでは、回転駆動機構4に印加されるスラスト荷重に大きな変化はないため、トルク発生は回転軸30の上昇位置のいずれであってもよい。寿命試験を目的とした場合は、回転軸30を往復上下動させれば十分である。   In the example shown in FIG. 4, the cylinder 22 is driven to raise and lower the inertia 28 (shaft 30) while the next torque is generated after the torque is generated, but one torque is generated. After the end, the shaft 30 may be raised, the next torque may be generated in that state, and then the shaft 30 may be lowered to generate the torque again. There is no significant change in the thrust load applied to the rotary drive mechanism 4 between the position where the bit is raised and the position where the bit is lowered, so that the torque may be generated at any position where the rotating shaft 30 is raised. For the purpose of a life test, it is sufficient to move the rotary shaft 30 back and forth.

上述の実施例では、ねじ締めドライバ2の回転駆動機構4を例として説明したが、ねじ締めドライバ2に限ることなく、本発明は、例えばトルクレンチなどの他の工具の回転駆動機構や、様々な回転駆動機構の寿命試験に適用することができる。   In the above-described embodiment, the rotation driving mechanism 4 of the screw tightening driver 2 has been described as an example. However, the present invention is not limited to the screw tightening driver 2, and the present invention is not limited to the rotation driving mechanism of other tools such as a torque wrench, It can be applied to a life test of a simple rotational drive mechanism.

本発明は、ねじ締めドライバ等の回転駆動機構の寿命試験装置及び方法に適用可能である。   The present invention is applicable to a life test apparatus and method for a rotary drive mechanism such as a screw tightening driver.

2 ねじ締めドライバ
4 回転駆動機構
6 モータ
6a 電源供給ライン
8 ビット
10 レバー
12 エアシリンダ
12a 出力ロッド
20 フレーム
20a 底板
20b 後板
20c 上板
20d ねじ穴
22 エアシリンダ
24 移動台
26 リニアガイド
26a レール
26b スライダ
28 イナーシャ
28a 上面
30 軸
32 表示装置
2 Screw tightening driver 4 Rotation drive mechanism 6 Motor 6a Power supply line 8 Bit 10 Lever 12 Air cylinder 12a Output rod 20 Frame 20a Bottom plate 20b Rear plate 20c Top plate 20d Screw hole 22 Air cylinder 24 Moving base 26 Linear guide 26a Rail 26b Slider 28 Inertia 28a Upper surface 30 Axis 32 Display device

Claims (9)

回転駆動機構の寿命試験装置であって、
該回転駆動機構に接続可能に構成された軸と、
該軸が固定され、該軸を中心に回転可能に構成された重りと
前記重りを回転可能に支持する支持部材と、
該支持部材を前記軸の前記長手方向に移動可能に案内するスライドガイドと、
前記支持部材を前記軸の前記長手方向に往復移動させる駆動源と
を有し、
前記重りは前記軸の長手方向に移動可能に構成され
前記回転駆動機構は、ねじ締めドライバに組み込まれた回転駆動機構であり、
前記軸は該ねじ締めドライバに用いられるビットの形状と同じ形状である
ことを特徴とする回転駆動機構の寿命試験装置。
A life test device for a rotary drive mechanism,
A shaft configured to be connectable to the rotational drive mechanism;
A weight fixed to the shaft and configured to be rotatable about the shaft ;
A support member for rotatably supporting the weight;
A slide guide for guiding the support member so as to be movable in the longitudinal direction of the shaft;
A drive source for reciprocating the support member in the longitudinal direction of the shaft ;
The weight is configured to be movable in the longitudinal direction of the shaft ,
The rotation drive mechanism is a rotation drive mechanism incorporated in a screw tightening driver,
The life test apparatus for a rotary drive mechanism, wherein the shaft has the same shape as a bit used in the screw tightening driver .
請求項1記載の回転駆動機構の寿命試験装置であって、
前記重りは両方向に回転可能に構成されたことを特徴とする回転駆動機構の寿命試験装置。
A life test apparatus for a rotary drive mechanism according to claim 1,
A life test apparatus for a rotary drive mechanism, wherein the weight is configured to be rotatable in both directions.
請求項1記載の回転駆動機構の寿命試験装置であって、
前記重りは取り外し可能に構成されたことを特徴とする回転駆動機構の寿命試験装置。
A life test apparatus for a rotary drive mechanism according to claim 1,
A life test apparatus for a rotary drive mechanism, wherein the weight is configured to be removable.
請求項1記載の回転駆動機構の寿命試験装置であって、
前記回転駆動機構の駆動源は電動モータであり、
該電気モータに接続されて該電動モータに流れる電流を検出してトルク値に換算し、換算したトルク値を表示する表示装置を更に有することを特徴とする回転駆動機構の寿命試験装置。
A life test apparatus for a rotary drive mechanism according to claim 1,
The drive source of the rotational drive mechanism is an electric motor,
A life test apparatus for a rotary drive mechanism, further comprising a display device that detects a current flowing through the electric motor connected to the electric motor, converts the current into a torque value, and displays the converted torque value.
請求項1記載の回転駆動機構の寿命試験装置であって、
枠体と、
該枠体の底部に取り付けられた往復駆動部と、
該往復駆動部の駆動軸に取り付けられた支持部材と、
該支持部材に回転可能に支持された重りと、
該重りの回転軸上に設けられた軸と
を有し、
前記枠体は、前記回転駆動機構を有する装置を取り付けるための取り付け部を有し、該装置が前記枠体に取り付けられた際に前記軸は前記回転駆動機構に接続されるよう構成されたことを特徴とする回転駆動機構の寿命試験装置。
A life test apparatus for a rotary drive mechanism according to claim 1,
A frame,
A reciprocating drive attached to the bottom of the frame;
A support member attached to the drive shaft of the reciprocating drive unit;
A weight rotatably supported by the support member;
A shaft provided on the rotating shaft of the weight, and
The frame has an attachment portion for attaching a device having the rotation drive mechanism, and the shaft is connected to the rotation drive mechanism when the device is attached to the frame. A life test device for a rotary drive mechanism characterized by
ねじ締めドライバに組み込まれ、ネジ締めドライバに用いられるビットの形状と同じ形状である軸を接続可能に構成した回転駆動機構の寿命試験方法であって、
該回転駆動機構に接続した前記軸に所定の重量の重りを接続し、
前記回転駆動機構を駆動して前記軸を回転させ、該重りを繰り返し回転させることにより、前記回転駆動機構に繰り返してトルクを印加し、
前記重りを回転軸の長手方向に沿って往復動させながら前記回転軸駆動機構を駆動することを特徴とする回転駆動機構の寿命試験方法。
It is a life test method for a rotary drive mechanism that is built into a screw tightening driver and configured to be connectable to a shaft that has the same shape as the bit used for the screw tightening driver ,
A weight of a predetermined weight is connected to the shaft connected to the rotation drive mechanism;
By rotating the shaft by driving the rotational drive mechanism and repeatedly rotating the weight, a torque is repeatedly applied to the rotational drive mechanism,
A life test method for a rotary drive mechanism, wherein the rotary shaft drive mechanism is driven while reciprocating the weight along the longitudinal direction of the rotary shaft.
請求項記載の回転駆動機構の寿命試験方法であって、
前記回転駆動機構の駆動は、正転と逆転を交互に繰り返し行うことを特徴とする回転駆動機構の寿命試験方法。
A life test method for a rotary drive mechanism according to claim 6 ,
The rotational drive mechanism life test method is characterized in that the rotational drive mechanism is driven by repeating forward rotation and reverse rotation alternately.
請求項記載の回転駆動機構の寿命試験方法であって、
前記回転駆動機構に印加すべきトルクの大きさに基づいて、前記重りの重量を調整することを特徴とする回転駆動機構の寿命試験方法。
A life test method for a rotary drive mechanism according to claim 6 ,
A life test method for a rotary drive mechanism, wherein the weight of the weight is adjusted based on the magnitude of torque to be applied to the rotary drive mechanism.
請求項記載の回転駆動機構の寿命試験方法であって、
前記回転駆動機構を駆動するモータに流れる電流値から、前記回転駆動機構に印加されたトルク値を求め、表示装置に表示することを特徴とする回転駆動機構の寿命試験方法。
A life test method for a rotary drive mechanism according to claim 6 ,
A method for testing the life of a rotary drive mechanism, comprising: obtaining a torque value applied to the rotary drive mechanism from a current value flowing in a motor driving the rotary drive mechanism and displaying the torque value on a display device.
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