JPS6138874A - 電動ドライバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は小型情密旨器をはじめ、テレビジョン。

ステレオ、コンピュータ、カメラなどの組立作業に使用
する電動ドライバに関するもので、特にねじの締付は完
了時のショックを最少限に押えるショックレス機構（ク
ラッチ機構とブレーキ回路及びブレーキ制御部）を備え
た電動ドライバの改良にｐＡ′１ｊるものである。

〔従来の技術〕

電動ドライバはねじの締付は完了時に作業者にショック
を弓えたりねじの゛リリわりを損傷するなどの作業ミス
を発生さ已ないよう１ごするためにショックレスｆＲ構
を備えている。そのショックレス■構は、クラッチ機構
と、ブレーキ回路及びブレーキυ］Ｉ！ｌ１１部を有す
る制御器を備えて構成されている。

以下図面を参照して上記従来の電動ドライバの構成と動
作について説明する。

第２図は電動ドライバの構成図である。図において１は
電動ドライバの本体、２　＋１ピツ１〜．３は制御器（
回転駆動制御系）、４け電源コードである。本体１はス
タートスイッチ（起動スイッチ）１１、ピッ１−駆動用
の直流モータ１２．該モータの正逆転切換スイッチ１３
．減速ギヤ１４及びクラッチｔｅ１１５を備えている。

ビット２は直流モータ１２の動力が減速ギヤ１４．クラ
ッチ機構１５を介して与えられねじの締付け（又は締め
戻し）動作を行なう。

第３図はクラッチ機構部とブレーキスイッチの構成と動
作の説明図である。クラッチ機構部はブレーキスイッチ
（ＢＲＫ、５Ｗ）１６と連動しており、同図（、’ｌ）
は回転動作中（ビット回転中）、（ｂ　）　は７レー＊
ス−（ッチ（ＢＲＫ、ＳＷ）動作峙、＜Ｃ＞は停止時（
ねじ締め完了時）の状態を示す。第３図ではクラッチ機
構部は断面を示している。カム１５１が回転するとその
回転動作に伴って回転するボール（鋼球）１５２を保持
するビットホルダ１５３も回転する。ボール１５２は、
締付はトルクの調整用ばね１５４とそれを受けるスラス
トベアリング１５５を保持するテーパリング１５６のテ
ーパ部１５７に接して回転し、ビットの負荷が重くなる
（ねじ締めが進行する）とカム１５１の回転に伴なう回
転半径（回転位置）が広がり、上記テーパ部１５７に力
を与えテーパリング１５６は（ｂ）ｑに矢印で示した方
向の力を受ける。従ってテーパリング１５６がそれと連
動し回転するビットホルダ１５３のトルクを強める。

ねじ１７が完全に着座し、締付はトルクが調整ばね１５
４により定められた値に達した時点でテーバリング１５
６に取付けられたパイロット棒１５８（矢印方向に動い
ている。）及びそれに付随するスプリング１５９により
ブレーキスイッチ１６がオンする。ブレーキスイッチ１
６がオンすると制御器３（第２図）が備えるブレーキ回
路が動作し、ビット（駆動用モータ）の回転を止め、ね
じ綽めが完了する。

第４図は上記ブレーキ回路を有するｆｉ制御器の一構成
例を示す回路図である。図において、２０は電源回路部
であり、スタートスイッチ１１．整流回路２１及び２２
．主トライアック２３．該主トライアツウの点弧回路（
ホトトライアックカプラＰＴを含む回路）２４などを有
し、直流モータ１２の駆動用及び制御器３の各回路を動
作させる直流電圧を供給する。

直流モータ１２の回転駆動−リ御は主トライアック（半
導体スイッチ素子）２３が行なっている。

３０はブレーキ回路であり、ブレーキ抵抗３１とブレー
キ用サイリスタ３２が直Ｉ１１につながれており、該サ
イリスタ３２が点弧したとき直流モータ１２の両端電圧
を短絡するように挿入されている。

４０はブレーキ制御部であり、ホトサイリスタカプラ（
ＰＣ）４１とサイリスタ４２等を備え、上記ブレーキ用
サイリスタ３２の点弧回路になっている。

次に動作を説明する。

スタートスイッチ１１を入れると、主トライアックの点
弧回路２４のホトトライアックカプラＰＴのＬＥＤ　＜
発光ダイオード）側に整流回路２２から電流が流れて発
光し、その光によってホトトライアックカプラＰＴを点
弧する。そうすると主トライアック２３のゲート抵抗ｒ
に電流が流れて電圧が発生し、その電圧で主トライアッ
ク２３が点弧する。主トライアック２３が点弧すると整
流回路２１、正逆転切換スイッチ１３を介して直流モー
タ１２に給電され、該モータが回転する。

ねじ締めが完了するとブレーキスイッチ１６が入ってサ
イリスタ４２を点弧する。それによりホトサイリスタカ
ブラ（ＰＣ＞４１のＬＥＤが発光しそれと結合するホト
サイリスタカブラ（ＰＣ）４１の勺イリスタが点弧して
ブレーキ用サイリスタ３−２を点弧する。その時ブレー
キ抵抗３１を通して直流モータ１２の両端が短絡し該モ
ータにブレーキがかかる。それと同時にホトトライアッ
クカブラＰＴのＬＥＤの発光が止み、該ＬＥＤと結合す
るホ（ヘトライアックカプラＰＴのトライアックがオフ
する。従って主トライアック２３がオフし直流モータ１
２への恰電は停止する。

〔解決しようとする問題点〕

上記従来の電動ドライバは制御器３の動作に関連するの
であるが、ブレーキスイッチ１６がオンした時第３図（
Ｃ）の右側に示したカム１５１とボール１５２の関係位
置で停止（この時にはブレーキスイッチ１６はオフに戻
っている。）すれば正常であるが、往々にして第３図（
ｂ）の状態でビット回転が止まる場合がある。即ちカム
１５１の先端部分にボール１５２が保持された状態（こ
の状態を「クラッチ乗り上げ」という。）で停止してし
まう。このクラッチ乗上げ状態ではブレーキスイッチ１
６がオンした状態を維持する。そのために電動ドライバ
を再起動させることができなくなるという不都合な事態
が発生する。その上、起動しないと思っていたものが何
かのはずみで起動したりすると危険が伴なうことになる
。

本考案は上記の問題点を解消するためになされたもので
、クラッチ乗上げ状態〔第３図（ｂ）〕では直流モータ
の回転が絶対に停止せず、クラッチ乗上げを越えた状態
〔第３図（Ｃ）〕になってから必らず停止する電動ドラ
イバを提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための千円］ 上記の目的を達成するために、本発明においてはクラッ
チＩｌｌ構のカム及びボールが正常な停止位置〔第３図
（Ｃ））に来るまでブレーキスイッチがオンしてもブレ
ーキ制御部は待機状態に入るのみでクラッチのカムの回
転を継続させ、カムが正常な停止位置に到達してブレー
キスイッチが再びオフされた時にブレーキ制御部が動作
を開始し、直流モータへの給電を止めると同時にブレー
キ回路もモータの両端を短絡するようにした。すなわち
、ブレーキ制御部がブレーキスイッチのオン・オフ状態
を監視し確認する機能を有する構成にした。

〔作用〕

本発明の電動ドライバは、クラッチ乗り上げ状態（ブレ
ーキスイッチがオンしたままの状態）でモータの回転が
停止することがな（なり、再起動は確実に行なわれるよ
うになる。

〔実施例〕

本発明の電動ドライバの全体構成は従来技術で説明した
もの（第２図〜第４図）が基本となるものであり、構成
と動作は共通する部分が多いので、改良されたブレーキ
制御系部分を主に以下実施例によって説明する。

第１図は本発明の電動ドライバの一実施例の要部構成を
示す回路図である。図において、前出のものと同一符号
（又は記号）のものは同−又は均等部分を示すものとす
る。

図において、５０は電源回路部で、直流モータ１２駆勧
用の主ＩＩ源整流回路５１．制御回路用補助電源整流回
路５２．トライアック点弧用補助電源整流回路５３．ホ
トカブラ（ＰＣ＊　＞５４．トワイアツク５５．トライ
アツク点弧電圧発生用抵抗５６．サイリスタ５７などを
有している。

６０はブレーキ回路であり、ブレーキ抵抗６１とブレー
キ用サイリスタ６２が直列につながれており、該サイリ
スタ６２が点弧したとき直流モータ１２の両端電圧を短
絡するように挿入されている。

７０はブレーキ制御部であり、ブレーキスイッチ１６に
直列に接続したブレーキ回路点弧用のコンデンサ（Ｃ）
７１と、該コンデンサ７１の放電電流で動作する半導体
素子（ホトカブラ（ＰＣ２）〕７２と、該ホトカブラ（
ＰＣ２）７２と３１動じブレーキ回路６０にブレーキ動
作指令信号を発するホ１−カプラ（ＰＣＢ　）７３及び
ブレーキ用補助ザイリスタ７４などを有している。

次に動作を説明する。

スタートスイッチ１１を入れると補助電源整流回路５２
からホトカブラ（ＰＣ＋　＞５４のＬＥＤに電流が流れ
て発光し、それに結合するホトカブラ（ＰＣ，＋　）５
４のホトトランジスタがオンする。

そうする−とサイリスタ５７が点弧し、トライアック点
弧用補助電源整流回路５３にＷ１流が流れ抵抗５６に電
圧が発生し１−ライアツク５５が点弧する。

トライアック５５の点弧により主電源整流回路５１を通
して直流モータ１２に給電されモータが回転する。

ねじ締めが完了するとブレーキスイッチ１６が入ってコ
ンデンサ（Ｃ）７１が充電される。ブレーキスイッチ１
６が再び離れるとホトカブラ（ＰＯ２）７２のＬＥＤに
コンデンサ７１の放電Ｗｉ流が流れて発光し、それに結
合するホトカブラ（ＰＯ２）７２のホトトランジスタが
オンし、ホトカブラ（ＰＯ２）７３のＬＥＤが発光する
。ホトカブラ（ＰＯ２）７３の光に結合するホトトラン
ジスタがオンしてブレーキ回路６０のブレーキ用サイリ
スタ６２を点弧する。その時ブレーキ抵抗６１を通して
直流モータ１２の両端が知略し、該モータにブレーキが
かかる。それと同時にホトカブラ（ＰＣ＋　＞５４のＬ
ＥＤが発光を止めるので直流モータへの給電は停止する
。

上述したように、本発明の電動ドライバはねじ締めが完
了し、ブレーキスイッチ１６が入って後に再びそれが離
れた（オフになる）時にブレーキ回路６０が動作するよ
うになっている点に特徴がある。

〔効果〕

以上説明したように、本発明の電動ドライバによれば、
ねじの締付は完了的のショックを最小限に抑えられるの
で操作性が良いばかりでなく、如何なる条件のもとでも
制動呵にクラッチ乗り上げが生じないブレーキ回路を備
えているので、再起動が不可能になるという問題は解消
し、動作効率及び安全性が大幅に改善される。

また、従来の制御器では特殊な半導体素子（ホトサイリ
スタ、ホトトライアック）を使用していたが、本発明の
ものではこれを一般的なホトカブラに置き替えて回路が
構成できるようになった。

なお、本発明の制御器は電動ドライバのみならずナツト
ランナ等の電動工具に適用できることは言うまでもない
ことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電動ドライバの一実施例の要部構成を
示す回路図、第２図は電動ドライバの構成図、第３図は
クラッチ機構とブレーキスイッチの構成と動作の説明図
で、同図（ａ　）は回転動作中、（ｂ）はブレーキスイ
ッチ動作詩、（Ｃ）は停止時の状態を示す。第４図は従
来の電動ドライバの制御器の一構成例を示す回路図であ
る。 １・・・・・・電動ドライバの本体、 ２・・・・・・ピット、 ３・・・・・・制御器、 １１・・・・・・スタートスイッチ、 １２・・・・・・直流モータ、 １５・・・・・・クラッチ機構、 １６・・・・・・ブレーキスイッチ、 １７・・・・・・ねじ、 ５０・・・・・・電源回路部、 ６０・・・・・・ブレーキ回路、 ６１・・・・・・ブレーキ抵抗、 ６２・・・・・・ブレーキ用サイリスタ、７０・・・・
・・ブレーキ制御部、 ７１・・・・・・コンデン＋Ｊ（Ｃ）、７２・・・・・
・半導体素子（ホトカブラＰＣ２）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スタートスイッチと、ビット回転駆動用直流モータ
   とクラッチ機構と該クラッチ機構に連動するブレーキス
   イッチを有する電動ドライバの本体と、 上記直流モータに駆動用電力を与える電源回路部と作業
   完了時にビット回転駆動用直流モータを停止するブレー
   キ回路及びブレーキ制御部を有する制御器を備えて構成
   される電動ドライバであつて、 上記ブレーキ回路は上記ブレーキ制御部からブレーキ動
   作指令信号を受けた時に上記直流モータの両端電圧をブ
   レーキ抵抗を介して短絡するものであり、 上記ブレーキ制御部は上記ブレーキスイッチに直列に接
   続したブレーキ回路点弧用のコンデンサと該コンデンサ
   の放電電流で上記ブレーキ回路にブレーキ動作指令信号
   を発する半導体素子を有し、上記ブレーキスイッチがオ
   ンした時に上記コンデンサを充電しブレーキ動作の待機
   状態に入り、上記ブレーキスイッチが再びオフ状態に戻
   った時に上記コンデンサを放電させ上記半導体素子にブ
   レーキ動作指令信号を発生させるようにし、ビット回転
   停止時にクラッチ乗り上げを防止したことを特徴とする
   電動ドライバ。