(57)【要約】【課題】狭小スペースで干渉物を回避しなければならない作業環境下において、複数の締結部材の締結を同時に且つトルク管理しながら行うことができ、締結の作業性及び信頼性を向上することができる小型の締結ドライバを提供する。【解決手段】締結ドライバ１は、ビット１１を有する複数の回転軸１０と、回転軸１０の軸部の途中に介在される差動装置２０と、複数の回転軸１０に差動装置２０を介して連結される駆動ギヤ３１を有する駆動軸３０とを備え、差動装置２０は、駆動軸３０の回転を駆動ギヤ３１を介して複数の回転軸１０に伝達し、複数の締結部材３をビット１１により締結する一方、複数の締結部材３の締結が完了すると、駆動軸３０からの複数の回転軸１０への回転の伝達を遮断し、複数の回転軸１０の第１軸心Ａ１と駆動軸３０の第２軸心Ａ２とは、複数のビット１１が互いに近づく方向にそれぞれ交差する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の締結部材を同時に締結可能な締結ドライバであって、
一端に前記締結部材に嵌め合わされるビットを有する複数の回転軸と、
前記回転軸の軸部の途中に介在される差動装置と、
複数の前記回転軸に前記差動装置を介して連結される駆動ギヤを有し、複数の前記締結部材が前記ビットを介して締結される際に回転トルクが付与される駆動軸と
を備え、
前記差動装置は、前記駆動軸の回転を前記駆動ギヤを介して複数の前記回転軸に伝達し、複数の前記締結部材を前記ビットにより締結する一方、複数の前記締結部材の締結が完了すると、前記駆動軸からの複数の前記回転軸への回転の伝達を遮断し、
複数の前記回転軸の第１軸心と前記駆動軸の第２軸心とは、複数の前記ビットが互いに近づく方向にそれぞれ交差する、締結ドライバ。
【請求項２】
前記第２軸心に対する前記第１軸心は鋭角の傾斜角で交差する、請求項１に記載の締結ドライバ。
【請求項３】
前記差動装置は、
前記駆動ギヤに噛合されるリンクギヤを有するボディと、
前記軸部の途中の両軸端に形成され、前記ボディ内において前記回転軸の軸方向に対向配置され、前記ボディにそれぞれ個別に回転自在に支持される一対の軸端ギヤと、
一対の前記軸端ギヤと噛合され、前記ボディに回転自在に支持される差動ギヤと
を有する、請求項１又は２に記載の締結ドライバ。
【請求項４】
前記差動装置は、前記駆動軸の回転が複数の前記回転軸に伝達される際、前記リンクギヤ側の前記軸端ギヤ及び前記差動ギヤは回転させないが、前記ボディを前記ビット側の前記軸端ギヤとともに回転させる一方、前記回転軸の回転を遮断する際、前記ボディを前記リンクギヤ側の前記軸端ギヤとともに回転させ、前記差動ギヤを回転させることにより、前記ビット側の前記軸端ギヤの回転を停止させる、請求項３に記載の締結ドライバ。
【請求項５】
一対の前記軸端ギヤと前記差動ギヤとは、すぐばかさ歯車である、請求項４に記載の締結ドライバ。
【請求項６】
前記駆動ギヤは、すぐばかさ歯車であり、前記リンクギヤは、平歯車である、請求項４又は５に記載の締結ドライバ。
【請求項７】
前記回転軸は、その軸部を揺動自在に連結する自在継手を有する、請求項１から６の何れか一項に記載の締結ドライバ。
【請求項８】
前記ビットは、その先端に外方に向けて凸となる湾曲面を有する、請求項１から７の何れか一項に記載の締結ドライバ。
【請求項９】
前記駆動軸に回転トルクを付与する駆動源をさらに備える、請求項１から８の何れか一項に記載の締結ドライバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結ドライバに関し、特に、半導体製造装置の集積化ガスシステムを構成するバルブなどの流体制御機器をベースブロックに締結部材で締結して固定する際に用いるのに好適な締結ドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、一定の軸間距離を存して突設している複数本のボルトにナットを同時に螺合させることができるナット締付装置が開示されている。この装置では、ベースプレート１の４個所に同一円周上に同一間隔を存して軸筒体が回転自在に装着されている。各軸筒体の偏心位置には、ナットランナがそのナット締付軸部が位置するように各軸筒体に挿嵌されている。これらの軸筒体は、電動或いは手動により適宜な伝達機構を介して同時に同一方向に回動され、ナットランナのナット締付軸部の軸間距離を変化することにより、軸間距離を複数本のボルトの軸間距離に合致させている。
【０００３】
また、特許文献２には、複数のねじ部材を同時に適正な締付トルクで締め付けることができる締付装置が開示されている。この締付装置は、ねじ部材に嵌め合わせられるレンチ部をそれぞれ先端に有する２本の回転軸と、各回転軸を別々に駆動するモータと、ねじ部材ごとに締付トルクを検出し、この検出値に基づいて締付けが適正に行われるように各モータを制御する制御部とを備えている。制御部では、ねじ部材ごとの締付トルクが規定範囲内にあるかどうかと、ねじ部材間の締付トルクの差が規定範囲内にあるかどうかとが判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１１１８８０号公報
【特許文献２】特開平９−１４１５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、半導体製造装置の集積化ガスシステムには、例えば１００台程度もの多数のバルブが密に配置されることがある。個々のバルブは、ベースブロックに手作業などで例えば４つの締結部材をボルト締結して固定される。バルブの上部には、弁体の開閉動作を行うためのアクチュエータが位置付けられている。
【０００６】
ボルト締結作業は、例えば六角レンチなどのドライバの回転軸を隣接するバルブ間の狭小スペースにアクチュエータを回避しながら斜め上方から挿入し、ドライバの回転軸の先端に形成されたビットを締結部材に嵌め合わせて回動することにより行われる。この作業は、多数のバルブの各締結部材において行われるため、特に手作業であると長時間を要する。
【０００７】
また、バルブ及び締結部材の数が多いことから、すべての締結部材が確実に締結されていることを管理する必要がある。さらに、締結トルクを厳密に管理しなければ、締結部材に緩みが生じ、ベースブロックに対するバルブの取り付け姿勢に傾きが生じかねない。また、締結トルクが過大であると、ベースブロックに対する締結部材のかじりも発生し得る。
【０００８】
特許文献１、２に記載のような締結装置を用いた場合、複数の締結部材の同時締結とトルク管理とを併せて行うことができる。しかしながら、これらの装置は大型であり、装置が使用される作業環境は、装置の直下に締結部材が位置付けられ、装置の直下に複数の回転軸が互いに平行に延在し、これらの回転軸に干渉物が存在しない場合を想定している。従って、隣接するバルブ間の狭小スペースに、アクチュエータなどの干渉物を回避しながら回転軸を挿入し、複数の締結部材を同時に締結することはできない。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、狭小スペースで干渉物を回避しなければならない作業環境下において、複数の締結部材の締結を同時に且つトルク管理しながら行うことができ、締結の作業性及び信頼性を向上することができる小型の締結ドライバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の締結ドライバは、複数の締結部材を同時に締結可能な締結ドライバであって、一端に締結部材に嵌め合わされるビットを有する複数の回転軸と、回転軸の軸部の途中に介在される差動装置と、複数の回転軸に差動装置を介して連結される駆動ギヤを有し、複数の締結部材がビットを介して締結される際に回転トルクが付与される駆動軸とを備え、差動装置は、駆動軸の回転を駆動ギヤを介して複数の回転軸に伝達し、複数の締結部材をビットにより締結する一方、複数の締結部材の締結が完了すると、駆動軸からの複数の回転軸への回転の伝達を遮断し、複数の回転軸の第１軸心と駆動軸の第２軸心とは、複数のビットが互いに近づく方向にそれぞれ交差する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、狭小スペースで干渉物を回避しなければならない作業環境下において、複数の締結部材の締結を同時に且つトルク管理しながら行うことができ、締結の作業性及び信頼性を向上することができる小型の締結ドライバを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る締結ドライバと、締結対象のバルブとを示す斜視図である。
【図２】回転軸が連結された差動装置を示す斜視図である。
【図３】差動装置の初期の作動状態を示す斜視図である。
【図４】差動装置の終期の作動状態を示す斜視図である。
【図５】差動装置に駆動軸が連結した状態を示す側面図である。
【図６】回転軸に設けられた自在継手を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態に係る締結ドライバについて説明する。
図１は、本実施形態に係る締結ドライバ１と、締結対象の一例であるバルブ２との斜視図を示す。なお、以降、上下及び左右の方向性は、図１を基準として説明するが、実際には締結ドライバ１を使用する向きによって方向性の基準は異なる。
【００１４】
締結ドライバ１は、六角穴付きボルト、六角ボルト、ナットなどの締結部材３を締結するための小型の工具であり、複数の締結部材３を同時に且つ締結時のトルク管理を行いながら締結可能である。バルブ２は、例えば半導体製造装置の集積化ガスシステムの流体制御機器を構成し、図示しないベースブロックに、例えば４つの締結部材３で締結して固定される。図１の場合、締結部材３は六角穴付きボルトであって、集積化ガスシステムには多数のバルブ２が密に隣接して配置される。
【００１５】
バルブ２は、図示しない弁体の開閉動作を行うためのアクチュエータ４がバルブの上部に位置付けられている。このため、締結部材３の締結作業は、隣接したバルブ２間の狭小スペースにおいてアクチュエータ４を回避しながら行う必要がある。このような困難な作業を容易に実施するべく、本実施形態の締結ドライバ１は、４つの回転軸１０、４つの差動装置２０、１つの駆動軸３０から概略構成されている。
【００１６】
図２は、回転軸１０が連結された差動装置２０の斜視図を示す。回転軸１０は、一端に締結部材３に嵌め合わされるビット１１を有する。ビット１１は、六角穴付きボルトである締結部材３に係合可能な六角柱形状の外周部を有し、ビット１１の先端には、外方に向けて凸となる湾曲面１１ａが形成されている。
【００１７】
また、回転軸１０の軸部の途中には自在継手１２が設けられている。好ましくは、自在継手１２は回転軸１０の軸方向中央よりもリンクギヤ２１側に位置付けられる。差動装置２０は、外周部にリンクギヤ２１を有し、回転軸１０の軸部の途中の自在継手１２よりも駆動軸３０側に介在される。詳しくは、差動装置２０は、ボディ２２、一対の軸端ギヤ２３、２４、差動ギヤ２５を備えている。ボディ２２は、矩形枠状に形成され、この枠内に一対の軸端ギヤ２３、２４、及び差動ギヤ２５が位置付けられている。
【００１８】
リンクギヤ２１は、ボディ２２の上壁の外周部に形成されている。一対の軸端ギヤ２３、２４は、回転軸１０の軸部の途中の両軸端に形成されている。詳しくは、軸端ギヤ２３は回転軸１０の軸部のリンクギヤ２１側の軸端に形成され、軸端ギヤ２４は回転軸１０の軸部のビット１１側の軸端に形成されている。これらの一対の軸端ギヤ２３、２４は、ボディ２２内の回転軸１０の軸方向において対向配置され、ボディ２２の上下壁にそれぞれ個別に回転自在に支持される。
【００１９】
差動ギヤ２５は、一対の軸端ギヤ２３、２４と噛合され、ボディ２２の側壁に回転自在に支持されている。一対の軸端ギヤ２３、２４と、差動ギヤ２５とは、何れも、すぐばかさ歯車である。図２に示すように、ボディ２２内で一対の軸端ギヤ２３、２４と差動ギヤ２５とがそれぞれ互いに噛合されることにより差動装置２０として作動する。図１に示すように、駆動軸３０は、４つの回転軸１０に差動装置２０を介して連結される駆動ギヤ３１を有する。駆動ギヤ３１には、４つのリンクギヤ２１が噛合され、４つの締結部材３がビット１１を介して締結される際に回転トルクが付与される。
【００２０】
以下、図３及び図４を参照して、各締結部材３の締結作業における差動装置２０の作動について説明する。図３は、差動装置２０の初期の作動状態を示す斜視図である。差動装置２０の初期の作動状態、すなわち締結作業中の段階において、差動装置２０は、駆動軸３０の回転を駆動ギヤ３１、４つのリンクギヤ２１を順に介して４つの回転軸１０に伝達し、４つの締結部材３をビット１１により締結する。この際、差動装置２０は、図３中に×印で示すように、リンクギヤ２１側の軸端ギヤ２３及び差動ギヤ２５は回転させないが、図３中に矢印で示すように、ボディ２２をビット１１側の軸端ギヤ２４とともに回転させる。
【００２１】
図４は、差動装置２０の終期の作動状態を示す斜視図である。差動装置２０の終期の作動状態、すなわち締結作業完了の段階において、差動装置２０は、４つの締結部材３の締結が完了すると、駆動軸３０からの４つの回転軸１０への回転の伝達を遮断する。この際、差動装置２０は、図４中に矢印で示すように、ボディ２２をリンクギヤ２１側の軸端ギヤ２３とともに回転させ、差動ギヤ２５を回転させることにより、図４中に×印で示すように、ビット１１側の軸端ギヤ２４の回転を停止させる。
【００２２】
このように、差動装置２０は、駆動軸３０を回転させた状態で、締結部材３を締結するときの締結トルクに応じて、駆動軸３０の回転を回転軸１０に伝達してビット１１を回転させたり、或いは、駆動軸３０からの回転軸１０への回転伝達を遮断させたりする。これにより、各締結部材３は同時に所望の締結トルクに到達した段階ですべて締結が完了する。
【００２３】
図５は、差動装置２０に駆動軸３０が連結した状態の側面図を示す。図１にも示すように、駆動軸３０は、４つのリンクギヤ２１が噛合される駆動ギヤ３１を有し、４つの締結部材３がビット１１を介して締結される際に回転トルクが付与される。駆動ギヤ３１は、すぐばかさ歯車であり、リンクギヤ２１は平歯車である。このため、４つのリンクギヤ２１を駆動ギヤ３１に噛合すると、各回転軸１０の第１軸心Ａ１と、駆動軸３０の第２軸心Ａ２とは、４つのビット１１が互いに近づく方向にそれぞれ交差する。
【００２４】
すなわち、各第１軸心Ａ１は、ビット１１側が第２軸心Ａ２に近づく方向に傾斜しており、互いに平行ではない。さらに好ましくは、第２軸心Ａ２に対する各第１軸心Ａ１は鋭角の傾斜角αで交差する。また、各締結部材３の締結作業は、駆動軸３０を手動又は自動で回転させることにより行われる。駆動軸３０を自動回転させる場合、図５に示すように、駆動軸３０に回転トルクを付与するモータなどの駆動源４０を設けても良い。
【００２５】
図６は、回転軸１０に設けられた自在継手１２の斜視図である。自在継手１２は、例えば、こま形自在軸継手であって、回転軸１０の軸部を揺動自在に連結する。詳しくは、自在継手１２は、回転軸１０の上側の軸部に形成された第１連結部１２ａと、回転軸１０の下側の軸部に形成された第２連結部１２ｂとが、こま部１２ｃを介して２つのピン１２ｄで連結されている。自在継手１２は、各回転軸１０の下側の軸部の矢印で示すような揺動を許容する。
【００２６】
以上のように、本実施形態では、隣接するバルブ２間などの狭小スペースでアクチュエータ４などの干渉物を回避しなければならない作業環境下において、各締結部材３の締結を同時に且つトルク管理しながら行うことができ、締結の作業性及び信頼性を向上した小型の締結ドライバ１を実現している。
【００２７】
より具体的には、駆動ギヤ３１をすぐばかさ歯車とし、リンクギヤ２１を平歯車とし、駆動ギヤ３１に各リンクギヤ２１を噛合して締結ドライバ１が構成される。これにより、各回転軸１０の第１軸心Ａ１と駆動軸３０の第２軸心Ａ２とを各ビット１１が互いに近づく方向にそれぞれ交差する。これにより、隣接したバルブ２の間の狭小スペースに、アクチュエータ４を回避しながら各回転軸１０を斜め上方から挿入して同時に回転させ、各締結部材３の締結作業を同時に行うことができる。
【００２８】
また、各締結部材３の締結作業を同時に行うことが可能であるから、締結部材３の締結漏れは発生し得ず、締結作業の確実性、ひいては信頼性が向上する。また、第２軸心Ａ２に対する各第１軸心Ａ１が鋭角の傾斜角αで交差することにより、各回転軸１０をさらに容易に斜め上方から挿入してアクチュエータ４を回避可能となるため、締結作業の作業性がさらに向上する。
【００２９】
また、締結ドライバ１は、各回転軸１０に差動装置２０を設け、１つの駆動軸３０により各回転軸１０を駆動する小型で簡易な構造をなしている。このため、狭小スペースで各締結部材３の締結を同時に且つトルク管理しながら容易に行うことができる。また、各回転軸１０に差動装置２０を設けたことにより、各締結部材３を同時に所望の締結トルクまで到達させて締結することができるため、締結トルクを厳密に管理することができる。
【００３０】
従って、各締結部材３に緩みが生じたり、この緩みによりベースブロックに対するバルブ２の取り付け姿勢に傾きが生じたりすることはない。また、締結トルクが過大になることによってベースブロックに対する締結部材３のかじりが発生することはない。
【００３１】
また、各回転軸１０に自在継手１２を設けたことにより、隣接したバルブ２の間の狭小スペースにアクチュエータ４を回避しながら各回転軸１０を挿入する際、傾斜角αを容易に調整可能である。また、自在継手１２を回転軸１０の軸方向中央よりもリンクギヤ２１側に位置付けたことにより、傾斜角αを鋭角の範囲でさらに容易に調整可能である。
【００３２】
また、ビット１１に湾曲面１１ａを形成したことにより、締結作業時にビット１１がアクチュエータ４やベースプレートなどに接触したとしても、これらが傷付くことを抑制可能である。また、駆動源４０を設けることにより、駆動軸３０及び各回転軸１０の自動回転が可能となるため、締結作業の作業性をさらに向上することができる。
【００３３】
以上で本発明の実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、締結ドライバ１は、各回転軸１０の第１軸心Ａ１と駆動軸３０の第２軸心Ａ２とを各ビット１１が互いに近づく方向にそれぞれ交差して構成すれば良く、駆動ギヤ３１をすぐばかさ歯車とし、リンクギヤ２１を平歯車とすることに必ずしも限定はされない。
【００３４】
また、締結ドライバ１は、締結対象に複数の締結部材３を同時に締結可能であれば良く、回転軸１０及びそれに設けられる差動装置２０の数は４つに限定されない。
【００３５】
また、リンクギヤ２１側の軸端ギヤ２３に、又はリンクギヤ２１側の軸端ギヤ２３のボディ２２との間の軸部に、図示しない抵抗機構を設けても良い。この抵抗機構を設けることにより、駆動ギヤ３１の作動状態、すなわち締結作業の段階において、リンクギヤ２１に一定のトルクがかかると、図３中に矢印で示したように、ボディ２２をビット１１側の軸端ギヤ２４とともにより一層確実に回転させことができる。これにより、締結作業の作業性及び信頼性がさらに向上する。
【００３６】
また、第１及び第２連結部１２ａ、１２ｂと、こま部１２ｃとの間に、図示しない弾性部材を介在しても良い。この弾性部材は、各回転軸１０の下側の軸部を４つのビット１１が互いに近づく方向に押圧付勢する。これにより、各回転軸１０の意図しない揺動が低減され、締結作業の作業性が向上する。
【００３７】
また、締結ドライバ１は、半導体製造装置の集積化ガスシステムを構成するバルブ２以外の流体制御機器の締結固定や、半導体製造装置の集積化ガスシステム以外の構成機器の締結固定に使用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００３８】
１    締結ドライバ
３    締結部材
１０    回転軸
１１    ビット
１１ａ    湾曲面
１２    自在継手
２０    差動装置
２１    リンクギヤ
２２    ボディ
２３    リンクギヤ側の軸端ギヤ
２４    ビット側の軸端ギヤ
２５    差動ギヤ
３０    駆動軸
３１    駆動ギヤ
４０    駆動源
Ａ１    第１軸心
Ａ２    第２軸心
α    傾斜角
【図１】
2020138282.tif 000003
【図２】
2020138282.tif 000004
【図３】
2020138282.tif 000005
【図４】
2020138282.tif 000006
【図５】
2020138282.tif 000007
【図６】
2020138282.tif 000008