本発明の実施例について図面を参照しな� ��ら説明する。

 以下の説明では、寿命試験が行われる回� ��駆動機構としてねじ締めドライバの駆動機� ��を用いた例について説明する。

 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� �おいて、ねじ締めドライバ2は、回転駆動機� ��4と、駆動源としての電動モータ6とを有す� �。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� ��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� �させることができる。

 回転駆動機構4は、モータ6の回転力を伝え� �ための複数の歯車と、歯車を回転可能に支� �するための軸と軸受を有している。これら� �歯車には、ねじ締めドライバ2が駆動される� ��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� ��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、� ��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� �

 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、� �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� �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� �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1 2が配置される。

 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� ��を固定して回転できない状態としておく必� ��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� ��10を押圧すると、ビット8が回転しようとす� ��。ところが、ビット8は回転駆動機構4を介� �てモータ6の回転軸に接続されているため、� ��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� �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� ��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� ��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。

 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� �構4の歯車も回転し、ねじが締め付けられた� ��点で回転が止まり、ここで最大のトルクが� ��加される。

 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� �み合い位置で繰り返しトルクが印加される� �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� �しトルクが印加されるため、歯車の一部分� �けが摩耗することとなり、実際の寿命より� �くなってしまうおそれがある。実際の使用� �は、歯車が回転してから止まった位置(任意� ��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。

 このような不都合を解消するために、本� ��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� �一実施例による寿命試験装置の斜視図であ� �。

 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� �する。フレーム20の底板20aにエアシリンダ22� ��取り付けられる。エアシリンダ22の出力軸� �は移動台(支持部材)24が取り付けられ、移動� ��(支持部材)24はエアシリンダ22の出力軸の移� ��に伴って垂直方向に移動可能である。移動� ��24の垂直方向の移動を案内するために、リ� �アガイド26が設けられる。

 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� ��れる。これにより、エアシリンダ22を駆動� �てその出力軸が垂直方向に移動すると、移� �台24はリニアガイド26により案内されながら� ��直方向に移動する。

 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� �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� �同じ形状に加工されている。したがって、� �30は、ビット8と同様に、ねじ締めドライバ2� ��回転駆動機構4に取り付けることができる。

 フレーム20の上板20cには、ねじ締めドラ� �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。

 図3は図2に示す寿命試験装置にねじ締め� �ライバ2を取り付けた状態を示す斜視図であ� ��。

 ねじ締めドライバ2がフレーム20に取り付� ��られると、イナーシャ28から垂直上方に延� �する軸30は、ねじ締めドライバ2の回転駆動� �構4に取り付けられた状態となる。これによ� ��イナーシャ28は回転駆動機構4に接続され、� ��じ締めドライバ2を作動させると、モータ6� �回転力が回転駆動機構4及び軸30を介してイ� �ーシャ28に伝えられ、イナーシャ28は回転す� ��。

 イナーシャは金属等の重量のある材料で� ��成されており、回転する際に大きな慣性力� ��作用する。この慣性力により回転トルクが� ��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� ��回転加速させる際に所望のトルクが軸30に� �加されるように構成することができ、ねじ� �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� �6を断続的に駆動することにより、軸30を介� �て所定の大きさのトルクを回転駆動機構4に� ��り返し印加することができる。これは、あ� ��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。

 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� �め、実際のねじ締め時と同じ負荷をモータ6� ��加えることができる。このため、本実施例� ��よる寿命試験装置で試験することにより、� ��転駆動機構4の試験だけではなく、モータ6� �繰り返し駆動寿命試験も同時に行うことが� �きる。すなわち、モータ6も含めた回転駆動� ��構4の寿命試験を行うことができる。

 なお、イナーシャ28の大きさは、発生さ� �るべきトルクの大きさに基づいて決定する� �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� �ができる。

    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� �のようになる。

    T=1/8*mD ² ω/t   (2)
ここで、角加速度ω/tはモータ6の特性で定ま� ��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� �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� ��出することができる。また、発生させるべ� ��トルクTを変更する場合は、イナーシャ28の� ��きさを変更すればよい。

 イナーシャ28の変更は、大きさの違うイ� �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� �外すことができるような取り付け構造とし� �おくことが好ましい。あるいは、イナーシ� �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� ��を設けておくことで、容易に付加的な重り� ��取り付けたり、取り外したりすることがで� ��る。この場合、イナーシャ28の回転時に偏� �重とならにように、付加的な重りはイナー� �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。

 なお、イナーシャ28の形状は、円柱形状� �限ることなく、様々な形状を使用すること� �できるが、回転により偏荷重がかからない� �うに、回転軸に関して点対称な形状である� �とが好ましい。

 本実施例による寿命試験装置では、上述� ��ように移動台24を垂直方向に移動すること� �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� ��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� �行うことができる。また、回転駆動機構4内� ��軸や軸受け及び歯車にも、実際のねじ締め� ��に作用する荷重を印加することができ、実� ��のねじ締めの条件により一層近づけて寿命� ��験を行うことができる。

 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� ��として表示する表示装置32を、モータ6の電� ��供給ライン6aに接続することができる。ね� �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� �したトルクを求めることができる。表示装� �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� �入力電流が一定値を超えた場合に寿命であ� �と判断することもできる。

 次に、本実施例による寿命試験装置によ� ��行われる寿命試験方法について説明する。

 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� ��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� ��4に接続しながら、ねじ締めドライバ2を寿� �試験装置に取り付ける。すなわち、ねじ締� �ドライバ2を取り付けることにより、イナー� ��ャ28の軸30は、ねじ締めドライバ2の回転駆� �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。

 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� �図である。

 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� ��ーシャ28を下降した位置にしておく。この� �態は、ねじ締めドライバに取り付けたビッ� �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� ��ャ28をねじ締め方向に回転させ、所定のト� �クを発生させる。モータ6の正転とは、ねじ� ��締める方向に軸30が回転するようにモータ6� ��回転させることである。所定のトルクが発� ��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� ��度が落ちて停止する。

 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� ��上昇させる。これにより、軸30も上昇し、� �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� ��停止する前に、エアシリンダ22を駆動して� �ナーシャ28を下降させる。

 イナーシャ28の回転が停止したら、モー� �6を逆転させて、イナーシャ28を逆回転させ� �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3 0が回転するようにモータ6を回転させること� ��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� ��転し続けるが、徐々に回転速度が落ちて停� ��する。

 イナーシャ28が惰性で逆回転している間� �、エアシリンダ22を駆動してイナーシャ28を� ��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� ��、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� ��回転が停止する前に、エアシリンダ22を駆� �してイナーシャ28を下降させる。

 以上の動作により、実際のねじ締め及び� ��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� �に正転を行えばよい。すなわち、断続的に� �ータ6の正転のみを行うことで、ねじ締めの� ��件のみを繰り返すことができる。また、ね� ��緩めのみの動作による寿命を試験する場合� ��、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� �のみを繰り返すことができる。

 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� ��を行っているが、一つのトルク発生が終了� ��てから軸30を上昇させ、その状態で次ぎの� �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� �に大きな変化はないため、トルク発生は回� �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� ��下動させれば十分である。

 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� �めドライバ2に限ることなく、本発明は、例� ��ばトルクレンチなどの他の工具の回転駆動� ��構や、様々な回転駆動機構の寿命試験に適� ��することができる。