JP2006000937A

JP2006000937A - 電動ドライバユニット

Info

Publication number: JP2006000937A
Application number: JP2004176728A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kato; 誠二加藤
Original assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Current assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2006-01-05

Abstract

【課題】電源装置を含む、操作性の高い電動ドライバユニットを提供する。
【解決手段】電動ドライバユニット１は、電動ドライバ２と電源装置３と、これらを互いに接続する接続コード４とからなる。電動ドライバ２は、直流モータで駆動される。電源装置３は電源コード９を有し、電源コード９を通じて入力された商用交流電圧を直流モータの駆動に適した直流電圧に変換して電動ドライバ２に供給する。電源装置２は、全波整流器２４とツェナーダイオード２６と抵抗器２７とからなる簡単な定電圧回路からなり、電動ドライバユニット１全体の小型化および操作性向上に寄与する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動ドライバユニットに関し、特に、電子機器等の組み立てにおけるねじ締め作業用の電動ドライバユニットに関する。

装置の組み立て作業には多数のねじ締め工程が含まれていて、このねじ締め作業は一般に電動ドライバを使用して行われる。電動ドライバとしては、支持台等に固定して使用する定置式のもの（例えば、特開平５−５７５４２号公報に記載のもの）や、可搬式のもの（例えば、特開平８−２４３９３９号公報、特開２００４−８２２２２号公報に記載のもの）が知られている。特に、デジタルカメラや携帯電話等で代表される小型電子機器の生産量増大に対応して、これらの組み立てに好適に使用できる携帯式の小型電動ドライバの需要が高まっている。

さらに近年、電子機器等の生産方式が多様化していて、これに対応した電動ドライバユニットに対する需要もある。従来、電子機器等の組み立て・製造方式として、ベルト上を搬送されてきた部品や半製品をねじ締め等の処置をした後、これをベルトで次工程に搬送する流れ作業がよく知られている。しかし、このような流れ方式に代わり、部品や半製品を最終製品の状態まで組み立て完成させる一貫作業を定位置で行う生産方式も知られるようになってきた。このような流れ作業によらない生産方式では、ねじ締め作業の作業姿勢が単一でないので、作業位置や姿勢の変化に追随しやすい携帯式の小型電動ドライバが適している。
特開平５−５７５４２号公報特開平８−２４３９３９号公報特開２００４−８２２２２号公報

上記最終製品までを定位置で組み立て等する生産方式では、作業台を大きくすることは好ましくない。作業台の周囲を作業員が自由に動けるようにすることも想定されるので、作業台は、仕掛かり中の製品や少量の部品だけを置ける小さいスペースにすることが望ましい。しかし、電動ドライバの場合、電動ドライバ本体の他に、この本体に電力を供給する電源装置が必要である。電源装置としては、入力される１００ボルトや２００ボルトの交流商用電圧を電動ドライバの駆動モータに適合した低電圧（例えば、直流３０ボルト）にして出力できるものが使用される。

このような、従来の電動ドライバに使用される電源装置としては、サイリスタ等のスイッチング素子のスイッチング制御によって定電圧・低電圧を出力できるスイッチング電源や、トランス式の電源が使用されていた。

スイッチング電源は、安定した電圧を得られるが、多数の部品を使用することから電源装置全体の寸法が大きいし、トランス式の電源は、寸法が大きい上にトランス重量が大きい。狭い作業台にこのような電源装置を置くのは不適当である。また、電動ドライバや電源装置を作業台に置くのを避けて、バランサなどを介して吊り下げたりすることも想定されるが、このような作業形態には、重量が大きい従来の電源装置は不適当である。また、スイッチング電源は、一般に、コンピュータ関連の電源装置として極めて精度の高い電圧を形成するようになっているので、電動ドライバ用の電源としてこのようなコンピュータ関連装置用のものを使用するのは経済性からいっても好適ではない。

本発明は、上記問題点に鑑み、比較的小さい作業台上で各種姿勢でねじ締め作業を行うのに適した電動ドライバおよびその電源装置を含む電動ドライバユニットを提供することを目的とする。

上記の課題を解決し、目的を達成するための本発明は、直流モータでドライバビットを駆動する携帯型の電動ドライバと、入力交流を前記直流モータの駆動に適合する電圧の直流に変換して出力する電源装置とを備え、前記電源装置が接続コードによって前記電動ドライバに接続されているとともに、前記電源装置が、入力交流を整流する整流回路と、この整流回路の出力ライン間に接続されたツェナーダイオードと、前記ツェナーダイオードのカソードにベースが接続されて、そのエミッタ電圧が前記ツェナーダイオードのツェナー電圧となるように接続されたＮＰＮトランジスタとからなる電源回路を含んでいる点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記電源装置が、前記電源回路を実装した基板と、前記電源回路を含む基板を取り囲んで該基板に取り付けられた放熱板とを備え、少なくとも前記ＮＰＮトランジスタの面部分を前記放熱板の面に密着させてある点に第２の特徴がある。

第１の特徴を有する本発明によれば、ツェナーダイオードとＮＰＮトランジスタとからなる小型で簡素な電源回路を電動ドライバと組み合わせたので、ねじ締め対象となる電子機器等の組み立てを比較的小さい作業場もしくは作業台で行う場合に良好なねじ締め操作性を得ることができる。

第２の特徴を有する本発明によれば、小さな電源装置内に大きい寸法の放熱板を折り曲げた形状で格納することができるので、効果的に電源回路の放熱を行うことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動ドライバユニットの全体斜視図、図２は電動ドライバユニットに含まれる電源装置の斜視図である。電動ドライバユニット１は、電動ドライバ２と電源装置３とを含み、電動ドライバ２と電源装置３との間は接続コード４で接続されている。接続コード４は、その両端にプラグ５，６を付属していて、一端のプラグ５は電動ドライバ２のソケット７に接続され、他端のプラグ６は、電源装置３のソケット８に接続される。電源装置３の、ソケット８が設けられた面と反対側の面から電源コード９が引き出され、この電源コード９の先端には図示しない商用電源のコンセントに適合される電源プラグ１０が接続されている。電源コード９は、アース付きにするのがよく、それに対応して図２に示すように電源プラグ１０もアース付きの３極プラグであるのがよい。

本発明は、このように電動ドライバ２と電源装置３と接続コード４とが互いに分離できるものに限らず、例えば、接続コード４は、電動ドライバ２および電源装置３の少なくとも一方と固定的に接続してあってもよい。

電動ドライバ２は、先端に設けられたチャック１１でドライバビット１２を保持し、内蔵されている直流モータ（図示しない）で、このドライバビット１２を駆動可能に構成されている。さらに電動ドライバ２には、前記直流モータをオン・オフするためのスイッチ１３、およびねじ締め作業を中断しているときに作業台近く等に設けられるフックに電動ドライバを吊り下げるための環状金具１４が設けられる。

電源装置３は、軽量化目的のためにＡＢＳ等の樹脂成型品で形成されたケース１５で外形をなしている。ケース１５を形成する樹脂は帯電防止樹脂であるのが好ましい。例えば、帯電防止樹脂材料としては、ＵＭＧＡＢＣ株式会社製のサイコラック（登録商標）シリーズ、例えばサイコラックＣＢ２５を使用することができる。

電源装置３は、商用電源電圧（例えば２００ボルト）を、前記直流モータの駆動に適した直流電圧（例えば、３０ボルト）に変換して出力する電源回路（具体例は後述）を収容している。

図３は電源装置３の縦断面図であり、図４は横断面図（２分割ケースの一方を取り除いた図）である。ケース１５の内側角部には段１６が設けられ、段１６上には、基板１７の４角が支持され、ねじ１８でねじ止めされる。基板１７は、電源回路を構成する電子部品（トランジスタ１９で代表している図示）が装着されている。このトランジスタ１９は図示しない他の部品の最大高さｈに合わせて、その高さｈをわずかに上回る高さになるよう、トランジスタ素子本体の根元近くで脚つまり端子を折り曲げて配置してある。そして、このトランジスタ１９は、放熱板、例えばアルミニューム板２０にねじ２１でねじ止めされる。放熱板２０は、基板１７およびこの基板１７上の電子部品を取り囲むように配置され、全体的にソケット８側から見た形状が「コの字」形、つまり矩形の縦１辺を取り除いた形状をなしている。放熱板２０は、スペーサ２２ａ，２２ｂを介して基板１７に固定されている。スペーサ２２ａ，２２ｂを用いた放熱板２０の組み付け例は、図５に関して後述する。このように、放熱板２０を屈曲して立体形状に形成することにより、小さい容積のケース１５内にもかかわらず、トランジスタ１９で発生した熱を効果的に放熱させるための十分な面積を確保することができる。この例では、ＮＰＮトランジスタ１９を放熱板２０に密着するように固定しているが、他の部品も放熱板に密着するように配置してもよい。なお、放熱効果をさらに上げるために、ケース１５の例えば側面に空気の流通孔を穿ってもよい。

なお、基板１７上には、電源回路とは別にモータ制御回路が実装される。モータ制御回路は、従来知られている直流モータ制御用の回路を使用できるので、説明は省略する。

図５は、前記スペーサを用いた放熱板２０の組み付け例を示す図である。同図において、スペーサ２２ａ，２２ｂは、いずれも柱状であり、図中上方のスペーサ２２ａは、上端に雌ねじが、下端に雄ねじがそれぞれ切ってあり、下方のスペーサ２２ｂは、両端に雌ねじが切ってある。下方のスペーサ２２ｂの上端の雌ねじは前記スペーサ２２ａの雄ねじが適合されるように形成される。このようなスペーサ２２ａ，２２ｂを基板１７と放熱板２０との間に、図のように配置し、放熱板２０を貫通する止めねじ２５，２５を、それぞれスペーサ２２ａの上端の雌ねじおよびスペーサ２２ｂの下端の雌ねじに螺合して組み付けを完了させる。

図６は、電源回路の一例を示す回路図である。電源回路としての定電圧回路２３は、ブリッジダイオードからなる全波整流器２４、ＮＰＮ型トランジスタ１９、ツェナーダイオード２６、および抵抗器２７からなる。全波整流器２４の入力側は前記電源プラグ１０を介して商用電源のコンセント（図示せず）に接続される。全波整流器２４の出力ラインは、電動ドライバ２のモータ制御回路に接続される。

電源回路２３は、スイッチ１３がオンに切り換えられて、商用電源から全波整流器２４に交流が入力されると、全波整流器２４はその交流を整流して、出力ラインに出力する。出力ラインに接続されているＮＰＮ型トランジスタ１９のベースには抵抗器２７を介して電圧が印加されて、コレクタ・エミッタ間に電流が流れる。出力ライン間の電圧、つまりＮＰＮ型トランジスタ１９のエミッタ電圧はツェナーダイオード２６の機能によってツェナー電圧（３０ボルト）に保持される。したがって、モータ制御回路には、安定した低電圧（３０ボルト）を供給することができる。

上述のように、本実施形態によれば、簡単な直流電源回路を含む電源装置を電動ドライバと組み合わせることにより、小型で軽量な、操作性や省スペース機能に優れた電動ドライバユニットを実現できる。また、帯電防止機能を有する電源装置は、デジタル電子機器の組み立て時に、帯電による静電気が、ねじ締めの対象となるワークに流れてその電子回路を損傷するという危険性を排除できる。さらに、小さい電源装置のケース内に大容量の放熱板を収容できるので、電源装置全体の寸法を大きくすることなく電源回路を構成する部品の過熱を防止することができる。

本発明の最良の実施形態に係る電動ドライバユニットの全体斜視図である。電動ドライバユニットに含まれる電源装置の外観斜視図である。電動ドライバユニットに含まれる電源装置の断面図である。電動ドライバユニットに含まれる電源装置のケースの一方を取り外した状態の図である。放熱板の組み付け例を示す図である。電源回路の一例を示す回路図である。

符号の説明

１…電動ドライバユニット、２…電動ドライバ、３…電源装置、４…接続コード、１９…ＮＰＮ型トランジスタ、２４…全波整流器、２６…ツェナーダイオード

Claims

直流モータでドライバビットを駆動する携帯型の電動ドライバと、
入力交流を前記直流モータの駆動に適合する電圧の直流に変換して出力する電源装置とを備え、
前記電源装置が接続コードによって前記電動ドライバに接続されているとともに、
前記電源装置が、
入力交流を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力ライン間に接続されたツェナーダイオードと、
前記ツェナーダイオードのカソードにベースが接続されて、そのエミッタ電圧が前記ツェナーダイオードのツェナー電圧となるように接続されたＮＰＮトランジスタとからなる電源回路を含んでいることを特徴とする電動ドライバユニット。
前記電源装置が、
前記電源回路を実装した基板と、
前記電源回路を含む基板を取り囲んで該基板に取り付けられた放熱板とを備え、
少なくとも前記ＮＰＮトランジスタの面部分を前記放熱板の面に密着させてあることを特徴とする請求項１記載の電動ドライバユニット。