(57)【要約】  制御部１１０によって制御される駆動部１２０からトルクωＡが印加される入力軸１２６Ａを一対の自在継手１３０Ａ及び１３０Ｂとその間に固定された中間軸１４０により出力軸１２６Ｂに接続する駆動伝達装置１００の調整方法は、入力軸１２６Ａと自在継手１３０Ａとの第１の接続部１２８Ａの基準位置からの第１のずれ角度θ１と出力軸１２６Ｂと第２の自在継手１３０Ｂとの第２の接続部１２８Ｂの基準位置からの第２のずれ角度θ２を測定装置１６０Ａ、１６０Ｂを利用して全周に亘って測定するステップ１２０２と、入力軸１２６Ａに対する中間軸１４０の傾きである作動角αと測定ステップ１２０２の測定結果に基づいて前記駆動部が前記入力軸に加えるべきトルクを制御部１１０が補正するステップ１２０６と、を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部によって制御される駆動部からトルクが印加される入力軸を一対の自在継手と当該一対の自在継手の間に固定された中間軸により出力軸に接続する駆動伝達装置の調整方法において、
前記入力軸と第１の自在継手との第１の接続部の基準位置からの第１のずれ角度と前記出力軸と第２の自在継手との第２の接続部の前記基準位置からの第２のずれ角度を測定装置を利用して全周に亘って測定するステップと、
前記入力軸に対する前記中間軸の傾きである作動角と前記測定ステップの測定結果に基づいて前記駆動部が前記入力軸に加えるべきトルクを制御部が補正するステップと、
を有することを特徴とする駆動伝達装置の調整方法。
【請求項２】
前記補正ステップ後に前記出力軸のトルク及び速度が許容範囲内であるかどうかを判断するステップと、
前記判断ステップ後に許容範囲内になければ前記駆動伝達装置が補正不可能である旨を表示するステップと、
を更に有することを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置の調整方法。
【請求項３】
前記作動角をα、前記第１のずれ角度をθ１、前記第２のずれ角度をθ２、前記駆動部が前記入力軸に加えるべきトルクをωＡとすると、前記補正ステップにおいて前記制御部はωＡを
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と補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動伝達装置の調整方法。
【請求項４】
駆動伝達装置の製造方法において、
制御部によって制御される駆動部からトルクが印加される入力軸を一対の自在継手と当該一対の自在継手の間にある中間軸を介して出力軸に接続するステップと、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の調整方法に基づいて前記駆動部が前記入力軸に加えるべきトルクを制御部が補正するステップと、
を有することを特徴とする駆動伝達装置の製造方法。
【請求項５】
トルクを印加する駆動部と、
前記駆動部によって前記トルクが印加される入力軸と、
前記入力軸に一端が接続された第１の自在継手と、
当該第１の自在継手の他端に接続され、長手方向に摺動可能な中間軸と、
当該中間軸に一端が接続された第２の自在継手と、
前記第２の自在継手の他端に接続された出力軸と、
前記駆動部が加えるトルクを以下のように補正する制御部と、を有することを特徴とする駆動伝達装置
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但し、αは前記入力軸に対する前記中間軸の傾きである作動角、θ１は前記入力軸と第１の自在継手との第１の接続部の基準位置からの第１のずれ角度、θ２は前記出力軸と第２の自在継手との第２の接続部の前記基準位置からの第２のずれ角度、ωＡは前記駆動部が前記入力軸に加えるべきトルクである。
【請求項６】
前記第１の自在継手に固定されて前記第１のずれ角度を測定する第１の角度測定部と、
前記第１の自在継手に固定されて前記第２のずれ角度を測定する第２の角度測定部と、
を更に有することを特徴とする請求項５に記載の駆動伝達装置。
【請求項７】
前記駆動伝達装置は、設定時間になった場合に前記制御部に通知するクロックを更に有し、
前記制御部は、前記クロックによる通知に応答して前記第１の角度測定部と前記第２の角度測定部の出力を取り込み、前記駆動部が加えるトルクを補正するデータを自動的に更新することを特徴とする請求項６に記載の駆動伝達装置。
【請求項８】
前記駆動部は、前記制御部が一定のトルクを出力する命令を与えるにも拘らず、回転角度に対応してトルクムラを有し、トルクレベルの変化と共に前記トルクムラが変化し、
前記駆動伝達装置は、２点以上のトルクレベルで測定した補正データと前記２点以上のトルクレベルに対応する前記駆動部の回転角度との関係を格納するメモリを更に有し、
前記制御部は、前記駆動部の回転角度に対応した前記トルクの補正を前記メモリの補正データを補完することによって行うことを特徴とする請求項５に記載の駆動伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、駆動部からトルクが印加される入力軸を自在継手により出力軸に接続する駆動伝達装置及びその製造方法並びに調整方法に関する。本発明の駆動伝達装置は、自動ネジ締め装置や車のモータ駆動装置に好適である。
【技術背景】
【０００２】
ネジのリセスと噛み合うビットの中心軸と、ビットよりも大きな駆動源であるモータの中心軸とが偏芯したネジ締め装置は従来から知られている。かかる偏芯型のネジ締め装置は、複数のネジ締め装置により複数の密集したネジを同時に締め付ける場合や一のネジ締め装置により壁近傍のネジを締め付ける場合に有効である。これらの場合、モータが他のモータや壁と干渉するため、モータ中心軸とビット中心軸とが一直線に配置したネジ締め装置を使用できないからである。偏芯型のネジ締め装置においては、入力軸であるモータ軸と出力軸であるビットを自在継手（ユニバーサルジョイント）により接続することが知られている（特許文献１を参照のこと）。
【０００３】
しかし、入出力軸に自在継手を取り付ける際の組立誤差や経時変化によるバックラッシュやガタつきによってモータが発生した入力トルク（速度）とビットの出力トルク（速度）が異なる場合がある。この結果、ネジの回転量や締結力にバラツキが生じてネジ締めの信頼性が低下する。かかる問題を解決するために、特許文献１は、モータが発生した入力トルクを測定するトルクセンサをビットに取り付けることによって、トルクセンサが実際に伝達されるトルクを測定させ、その測定結果に基づいてフィードバック制御を行うようにしている。
【特許文献１】特開２００５−３２９４９７号明細書（要約、段落０００８−００１１、００２０、００２３）
【発明の開示】
【０００４】
しかし、特許文献１のように、ビットにトルクセンサを取り付けるとビットが太くなって他のトルクセンサや壁と干渉して、密集したネジや壁近傍のネジを締め付けられなくなる。また、トルクセンサは、ビットの中心軸に関してある角度位置におけるトルクを測定することができるが、ビットの中心軸の全周に亘ってトルクを測定することができない。
【０００５】
本発明は、駆動部から入力トルクが印加される入力軸を自在継手により出力軸に接続する駆動伝達装置において出力軸の出力トルク（速度）を高精度に制御する駆動伝達装置及びその製造方法並びに調整方法に関する。
【０００６】
本発明の一側面としての駆動伝達装置の調整方法は、制御部によって制御される駆動部からトルクが印加される入力軸を一対の自在継手と当該一対の自在継手の間に固定された中間軸により出力軸に接続する駆動伝達装置の調整方法において、前記入力軸と第１の自在継手との第１の接続部の基準位置からの第１のずれ角度と前記出力軸と第２の自在継手との第２の接続部の前記基準位置からの第２のずれ角度を測定装置を利用して全周に亘って測定するステップと、前記入力軸に対する前記中間軸の傾きである作動角と前記測定ステップの測定結果に基づいて前記駆動部が前記入力軸に加えるべきトルクを制御部が補正するステップと、
を有することを特徴とする。かかる調整方法によって入力トルク（速度）が経時劣化によって出力トルク（速度）と異なることを防止することができる。
【０００７】
前記駆動伝達装置の調整方法は、前記補正ステップ後に前記出力軸のトルク及び速度が許容範囲内であるかどうかを判断するステップと、前記判断ステップ後に許容範囲内になければ前記駆動伝達装置が補正不可能である旨を表示するステップと、を更に有してもよい。入力トルクを補正してもコギングトルクその他の影響により入力トルクが出力トルクと異なる場合があり、ユーザは表示ステップによって補正が不可能であることを知ることができる。
【０００８】
前記作動角をα、前記第１のずれ角度をθ１、前記第２のずれ角度をθ２、前記駆動部が前記入力軸に加えるべきトルクをωＡとすると、前記補正ステップにおいて前記制御部はωＡを
2009034639.tif 000003
【０００９】
と補正する。これにより、入力トルクを出力トルクに一致させることができる。
【００１０】
本発明の別の側面としての駆動伝達装置の製造方法は、制御部によって制御される駆動部からトルクが印加される入力軸を一対の自在継手と当該一対の自在継手の間にある中間軸を介して出力軸に接続するステップと、上述の調整方法に基づいて前記駆動部が前記入力軸に加えるべきトルクを制御部が補正するステップと、を有することを特徴とする。かかる調整方法によって入力トルク（速度）が接続ステップにおける組立誤差によって出力トルク（速度）と異なることを防止することができる。
【００１１】
本発明の更に別の側面としての駆動伝達装置は、トルクを印加する駆動部と、前記駆動部によって前記トルクが印加される入力軸と、前記入力軸に一端が接続された第１の自在継手と、当該第１の自在継手の他端に接続され、長手方向に摺動可能な中間軸と、当該中間軸に一端が接続された第２の自在継手と、前記第２の自在継手の他端に接続された出力軸と、前記駆動部が加えるトルクを
2009034639.tif 000004
【００１２】
と補正する制御部と、を有することを特徴とする。但し、αは前記入力軸に対する前記中間軸の傾きである作動角、θ１は前記入力軸と第１の自在継手との第１の接続部の基準位置からの第１のずれ角度、θ２は前記出力軸と第２の自在継手との第２の接続部の前記基準位置からの第２のずれ角度、ωＡは前記駆動部が前記入力軸に加えるべきトルクである。かかる駆動伝達装置は、制御部が駆動部が入力軸に加える入力トルクを補正することによって入力トルク（速度）を出力軸に加わる出力トルク（速度）に一致させることができる。
【００１３】
前記駆動伝達装置は、前記第１の自在継手に固定されて前記第１のずれ角度を測定する第１の角度測定部と、前記第１の自在継手に固定されて前記第２のずれ角度を測定する第２の角度測定部と、を更に有してもよい。これにより、ユーザが角度測定部による測定結果を制御部に入力しなくても自動的に入力トルクと出力トルクとを一致させることができる。
【００１４】
前記駆動伝達装置は、設定時間になった場合に前記制御部に通知するクロックを更に有し、前記制御部は、前記クロックによる通知に応答して前記第１の角度測定部と前記第２の角度測定部の出力を取り込み、前記駆動部が加えるトルクを補正するデータを自動的に更新してもよい。これにより、制御部は、常時又は設定時間間隔で自動的に入力トルクと出力トルクとを一致させることができる。
【００１５】
前記駆動部は、前記制御部が一定のトルクを出力する命令を与えるにも拘らず、回転角度に対応してトルクムラを有し、トルクレベルの変化と共に前記トルクムラが変化し、前記駆動伝達装置は、２点以上のトルクレベルで測定した補正データと前記２点以上のトルクレベルに対応する前記駆動部の回転角度との関係を格納するメモリを更に有し、前記制御部は、前記駆動部の回転角度に対応した前記トルクの補正を前記メモリの補正データを補完することによって行ってもよい。これにより、制御部は駆動部のコギングトルクを補正することができるのでより高精度に入力トルク（速度）を出力トルク（速度）に一致させることができる。
【００１６】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１のネジ締め装置のブロック図である。
【図２】図１に示すネジ締め装置の製造方法又は調整方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】入力軸と自在継手の接続部の位相誤差、及び、出力軸と自在継手の接続部の位相誤差が０である場合の部分透過側面図及び断面図である。
【図４】入力軸と自在継手の接続部の位相誤差、及び、出力軸と自在継手の接続部の位相誤差が０でない場合の部分透過側面図及び断面図である。
【図５】入力軸と自在継手の接続部の位相誤差、及び、出力軸と自在継手の接続部の位相誤差が０である場合の入力トルク、出力トルク、中間軸にかかるトルクの角度依存特性である。
【図６】入力軸と自在継手の接続部の位相誤差、及び、出力軸と自在継手の接続部の位相誤差が０でない場合の入力トルク、出力トルク、中間軸にかかるトルクの角度依存特性である。
【図７】入力軸と自在継手の接続部の位相誤差、及び、出力軸と自在継手の接続部の位相誤差が０でない場合の入力トルク、出力トルク、中間軸にかかるトルクの角度依存特性である。
【図８】入力軸と自在継手の接続部の位相誤差、及び、出力軸と自在継手の接続部の位相誤差が０でない場合の入力トルク、出力トルク、中間軸にかかるトルクの角度依存特性である。
【図９】入力軸と自在継手の接続部の位相誤差、及び、出力軸と自在継手の接続部の位相誤差が０でない場合の入力トルク、出力トルク、中間軸にかかるトルクの角度依存特性である。
【図１０】入力軸と自在継手の接続部の位相誤差、及び、出力軸と自在継手の接続部の位相誤差が０でない場合の入力トルク、出力トルク、中間軸にかかるトルクの角度依存特性である。
【図１１】入力軸と自在継手の接続部の位相誤差、及び、出力軸と自在継手の接続部の位相誤差が０でない場合の入力トルク、出力トルク、中間軸にかかるトルクの角度依存特性である。
【図１２】図１２（ａ）は、仮締め状態のネジ、部品及び被締結物の位置関係を示す部分断面図である。図１２（ｂ）は、着座したネジ、部品及び被締結物の位置関係を示す部分断面図である。
【図１３】本発明の実施例２のネジ締め装置のブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の駆動伝達装置の一例としての偏芯型の自動ネジ締め装置について説明する。ネジ締め装置は、仮締めを行ってもよいし、行わなくてもよい。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１のネジ締め装置１００のブロック図である。同図に示すように、ネジ締め装置１００は、制御系と、サーボモータ１２０と、カップリング（軸継手）１２５Ａ及び１２５Ｂと、一対の自在継手１３０Ａ及び１３０Ｂと、中間軸１４０と、ビット１５０と、位相誤差検出部１６０Ａ及び１６０Ｂと、を有する。【００２０】
制御系は、制御部１１０と、メモリ１１２と、クロック１１４と、入力部１１６と、表示部１１８と、を有する。【００２１】
制御部１１０は、ＭＰＵから構成され、ネジ締め装置１００の各部を制御する。制御部１１０は、ネジ１０を着座まで締め付ける本締めモードと、ネジを着座せずに着座前の所定量だけ締め付ける仮締めモードとを切り替えてもよい。また、制御部１１０は、サーボモータ１２０が加えるトルクを後述するように補正する。【００２２】
なお、「本締め」とは、ネジを完全に締め付けて固定することをいい、「仮締め」とは、ネジ１０を着座位置から浮かせた部分的な締結をいう。また、ネジ１０の座面１１がネジ孔の回りの面に接触することを「着座」と呼ぶ。また、「着座」したネジ１０を所定のトルクで締め付けて固定することをトルクアップと呼ぶ。【００２３】
メモリ１１２は、制御部１１０がトルク補正を行うのに必要なデータや補正方法を格納する。クロック１１４は、例えば、仮締めモードにおけるサーボモータ１２０の駆動時間を経時したり、経時変化による補正（後述するステップ１２００）のタイミングを知らせたりする。入力部１１６は、ユーザが各種入力やモードの設定を行う部位であり、スイッチやテンキーを含む。表示部１１８は、後述するステップ１２００の補正結果を表示し、ランプや液晶パネルを含む。【００２４】
サーボモータ１２０は、制御部１１０によって駆動制御され、モータ軸１２２を回転する駆動部である。駆動制御は、サーボモータ１２０に供給される電流又は電圧を制御部１１０が制御することによって行われる。【００２５】
カップリング１２５Ａはモータ軸１２２と入力軸１２６Ａとを結合する。【００２６】
入力軸１２６Ａは自在継手（第１の自在継手）１３０Ａの一端（後述する図３に示すヨーク１３１Ａ）と結合され、その中心軸は出力軸１２６Ｂのそれと平行であるが偏芯している。入力軸１２６Ａは、図１の紙面に垂直な方向に延びる貫通孔を有する。【００２７】
自在継手１３０Ａ及び１３０Ｂは、一対の中空円筒形状のヨークを回転可能に結合した構造を有する。各中空円筒はある角度からは凸断面を有し、９０°回転した角度から見ると凹断面を有する。例えば、図１に示す自在継手１３０Ａは、上側のヨークが凹断面を有し、下側のヨークが凸断面を有するが９０°回転した位置から見ると上側のヨークが凸断面を有し、下側のヨークが凹断面を有するように見える。なお、自在継手１３０Ａ及び１３０Ｂの構造については、図３及び図４を参照して後述する。【００２８】
自在継手１３０Ａの各端部は、図１の紙面に垂直な方向と平行は方向（点線で示す）に延びる貫通孔を有する。入力軸１２６Ａと自在継手１３０Ａの端部は、入力軸１２６Ａが自在継手１３０Ａの中空部に挿入された後、両者の貫通孔を合わせた状態でピン１２８Ａを挿入することにより結合される。ピン１２８Ａは、入力軸１２６Ａと自在継手１３０Ａとの（第１の）接続部である。自在継手（ユニバーサルジョイント）１３０Ａはモータ軸１２２の回転を角度を付けて中間軸１４０に伝達する。【００２９】
中間軸１４０は矢印方向に摺動可能な直線摺動軸であり、一対の自在継手１３０Ａ及び１３０Ｂに端部に挿入されて固定されている。中間軸１４０の中心軸は入力軸１２６Ａと出力軸１２６Ｂのそれぞれの中心軸に対して傾斜している。【００３０】
自在継手（第２の自在継手）１３０Ｂは中間軸１４０の回転を角度を付けてビット１５０に伝達する。自在継手１３０Ｂは出力軸１２６Ｂと結合されている。出力軸１２６Ｂの各端部は、図１の紙面に垂直な方向と平行な方向（点線で示す）に延びる貫通孔を有する。自在継手１３０Ｂの一端は中空円筒形状を有し、図１の紙面に垂直な方向に延びる貫通孔を有する。自在継手１３０Ｂの端部と出力軸１２６Ｂは、出力軸１２６Ｂが自在継手１３０Ｂの中空部に挿入された後、両者の貫通孔を合わせた状態でピン１２８Ｂを挿入することにより結合される。ピン１２８Ｂは、出力軸１２６Ｂと自在継手１３０Ｂとの（第２の）接続部である。【００３１】
この結果、サーボモータ１２０のモータ軸１２２とビット１５０とは偏芯している。【００３２】
角度測定部１６０Ａ及び１６０Ｂは、それぞれ角度ゲージから構成される。角度測定部１６０Ａは、ピン１２８Ａの基準位置からの（第１の）ずれ角度を測定する第１の測定部である。角度測定部１６０Ｂは、ピン１２８Ｂの基準位置からの第２のずれ角度を測定する第２の測定部である。基準位置は、図３を参照して後述するずれ角度θ１及びθ２がゼロである位置である。本実施例では、角度測定部１６０Ａ及び１６０Ｂの測定結果を、ユーザは入力部１１６を介して制御部１１０に入力するが、角度測定部１６０Ａ及び１６０Ｂと制御部１１０を接続して自動で制御部１１０に通知してもよい。【００３３】
以下、図２（ａ）を参照して、ネジ締め装置１００の製造方法について説明する。ここで、図２（ａ）は、ネジ締め装置１００の製造方法を説明するためのフローチャートである。【００３４】
まず、ステップ１１００において、図１に示す構造を組み立てる。即ち、サーボモータ１２０からトルクωＡがモータ軸１２２とカップリング１２５Ａを介して印加される入力軸１２６Ａを、一対の自在継手１３０Ａと１３０Ｂと一対の自在継手１３０Ａと１３０Ｂの間にある中間軸１４０を介して、出力軸１２６Ｂに接続する。【００３５】
図３は、図１に示す入力軸１２６Ａから出力軸１２６Ｂまでの拡大平面図であり、入力軸１２６Ａの位相誤差と出力軸１２６Ｂの位相誤差が共に０の場合を示している。【００３６】
上述したように、入力軸１２６Ａは自在継手１３０Ａのヨーク１３１Ａに挿入され、ピン１２８Ａにより固定される。ヨーク１３１Ａにはヨーク１３４Ａのコマ１３２Ａがピン１３３Ａを介してピン１３３Ａ周りに回転可能に固定されている。【００３７】
ヨーク１３４Ａには中間軸１４０の一端が挿入され、ピン１３５Ａによって固定される。中間軸１４０の一端は、図３の紙面に平行な方向に延びる貫通孔を有し、自在継手１３０Ａのヨーク１３４Ａも図３の紙面に平行な方向（点線で示す）に延びる貫通孔を有する。中間軸１４０の一端と自在継手１３０Ａのヨーク１３４Ａは両者の貫通孔を合わせた状態でピン１３５Ａを挿入することにより結合される。ピン１３５Ａは、中間軸１４０の一端と自在継手１３０Ａのヨーク１３４Ａとの接続部である。入力軸１２６Ａの中心軸ＣＡ１と中間軸１４０の中心軸ＣＡ２のなす角（作動角）はαである。【００３８】
中間軸１４０の他端は自在継手１３０Ｂのヨーク１３４Ｂに挿入され、ピン１３５Ｂによって固定される。中間軸１４０の他端は、図３の紙面に平行な方向に延びる貫通孔を有し、自在継手１３０Ｂのヨーク１３４Ｂも図３の紙面に平行な方向（点線で示す）に延びる貫通孔を有する。中間軸１４０の他端と自在継手１３０Ｂのヨーク１３４Ｂは両者の貫通孔を合わせた状態でピン１３５Ｂを挿入することにより結合される。ピン１３５Ｂは、中間軸１４０の他端と自在継手１３０Ｂのヨーク１３４Ａとの接続部である。【００３９】
上述したように、出力軸１２６Ｂは自在継手１３０Ｂのヨーク１３１Ｂに挿入され、ピン１２８Ｂにより固定される。ヨーク１３１Ｂにはヨーク１３４Ｂのコマ１３２Ｂがピン１３３Ｂを介してピン１３３Ｂ周りに回転可能に固定されている。出力軸１２６Ｂの中心軸ＣＡ３と中間軸１４０の中心軸ＣＡ２のなす角（作動角）はαである。【００４０】
また、図３の上図のＡＡ断面とＢＢ断面を図３の下に示す。ビット１５０の回転量や締め付け量を高精度に制御するためには、サーボモータ１２０が入力軸１２６Ａに加えるトルクωＡが出力軸にそのまま伝達されることが好ましい。即ち、出力軸に作用する出力トルクをωＢとするとωＡとωＢは等しくなる必要がある。なお、「等しくなる」は完全な一致の他に許容範囲内における一致も含む。ピン１３３Ａとピン１３３Ｂが、図３の上図に示すように、紙面に垂直で互いに平行となる場合には第１及び第２の接続部の位置誤差がないため、ωＡ＝ωＢとなり易い。もっとも、後述するように、実際にはモータのコギングトルクなどで完全には一致しない。【００４１】
しかし、入力軸１２６Ａと出力軸１２６Ｂが捩れの関係にあり、中間軸１４０に捩れが加わる場合にはωＡとωＢは等しくならない。この状態を図４に示す。図４は、図１に示す入力軸１２６Ａから出力軸１２６Ｂまでの拡大平面図であり、入力軸１２６Ａの位相誤差はθ１であり（ＡＡ断面を参照）、出力軸１２６Ｂの位相誤差はθ２である（ＢＢ断面を参照）場合を示している。この場合には、制御部１１０は、所期のωＢ（≒ωＡ）が出力されるようにサーボモータ１２０が加えるトルクωＡを調整する（ステップ１２００）。【００４２】
以下、図２（ｂ）を参照してステップ１２００の詳細について説明する。まず、入力軸１２６Ａと自在継手１３０Ａとの接続部であるピン１２８Ａのずれ角度（位相誤差）θ１を角度ゲージ１６０Ａで測定し、出力軸１２６Ｂと自在継手１３０Ｂとの接続部であるピン１２８Ｂのずれ角度（位相誤差）θ２を角度ゲージ１６０Ｂで測定する（ステップ１２０２）。ずれ角度θ１及びθ２はユーザが手動で入力部１１６を介して制御部１１０に入力する。制御部１１０はずれ角度θ１及びθ２をメモリ１１２に保存する。【００４３】
次に、制御部１１０は、入力軸１２６Ａに対する中間軸１４０の傾き（又は出力軸１２６Ｂに対する中間軸１４０）の傾きである作動角αを取得する（ステップ１２０４）。作動角αはユーザが手動で入力部１１６を介して制御部１１０に入力する。制御部１１０は作動角αをメモリ１１２に保存する。【００４４】
次に、制御部１１０は、ずれ角度θ１及びθ２と作動角αに基づいてサーボモータ１２０が加えるトルクωＡをωＡ×ωＡ’と補正する（ステップ１２０６）。ここで、ωＢとωＡとは数式１に示す関係がある。【００４５】
【数１】
2009034639.tif 000005
【００４６】
数式１において、図３に示すように、θ１＝θ２＝０である場合にはωＢ＝ωＡとなるため、補正は不要である。【００４７】
一方、図４に示すように、θ１とθ２が０でない場合には、数式１は数式２に変形される。【００４８】
【数２】
2009034639.tif 000006
【００４９】
数式２から、サーボモータ１２０が入力軸１２６ＡにトルクωＡを加えても出力軸１２６ＢにはトルクωＢが伝達されない。出力軸１２６ＢにトルクωＢを伝達するために、数式３を満足するようなωＡ’を求める必要がある。【００５０】
【数３】
2009034639.tif 000007
【００５１】
数式２からωＡ’を以下のように設定すればよい。【００５２】
【数４】
2009034639.tif 000008
【００５３】
この結果、制御部１１０は、ωＡをωＡ・ωＡ’＝
2009034639.tif 000009
【００５４】
と補正する（ステップ１２０６）。なお、θ１＝θ２＝０の時はωＡ’＝１である。【００５５】
次に、必要があれば、サーボモータ１２０内の変動成分であるコギングトルクを補正する（ステップ１２０８）。サーボモータ１２０のコアの積層状態（つまりは透磁率）にムラがあると、サーボモータ１２０に印加する電圧又は電流がゼロの状態でもサーボモータ１２０の回転角度に応じてコギングトルクが発生する。コギングトルクにより、モータ回転数×モータ内の極数に対応した周波数で出力トルクが変動してしまう。このように、サーボモータ１２０は、制御部１１０が一定のトルクを出力する命令を与えるにも拘らず、回転角度に対応してトルクムラを有し、トルクレベルの変化と共にトルクムラが変化する。【００５６】
この場合、メモリ１１２は、２点以上のトルクレベルで測定した補正データと２点以上のトルクレベルに対応する前記駆動部の回転角度との関係を保存する。制御部１１０は、ある回転角度におけるメモリ１１２の補正データを保存された補正データを補完することによって算出し、かかる算出されたデータに基づいて回転角度に対応したトルク補正を行う。なお、コギングトルクの補正の詳細は、本出願人（譲受人）がＰＣＴ／ＪＰ２００６／３０３９１６において開示した発明を適用することができ、当該出願をここで参照して結合する
次に、トルク測定試験を行って（ステップ１２１０）、ωＡをωＡ・ωＡ’補正した後で出力軸１２６Ｂに伝達されるトルクがωＢの許容範囲内（例えば、０．９４ωＢ乃至１．０６ωＢ）に収まっているかどうかを判断する（ステップ１２１２）。本実施例では、ステップ１２１０におけるトルク測定試験は本出願人（譲受人）がＰＣＴ／ＪＰ２００６／３０３９１２において開示したトルク測定器を使用して全周（θが０から３６０度まで）の範囲で測定することができ、当該出願をここで参照して結合する。【００５７】
制御部１１０は、出力軸１２６Ｂに伝達されるトルクがωＢの許容範囲に収まっていないと判断すれば（ステップ１２１２）、補正失敗であるとして廃棄するか分解してステップ１１００をやり直すことをユーザに知らせるＮＧ表示を表示部１１８を介して行う（ステップ１２１４）。一方、制御部１１０は、出力軸１２６Ｂに伝達されるトルクがωＢの許容範囲に収まっていると判断すれば（ステップ１２１２）、補正は成功である旨を表示部１１８を介して表示して処理を終了する（ステップ１２１６）。【００５８】
図５は、図３に対応し、作動角α、ずれ角度θ１＝θ２＝０°の場合のωＡ、ωＢ、中間軸１４０の入力側の速度、中間軸１４０の出力側の速度についての角度依存特性である。ωＡ＝ωＢとなっていることが理解される。【００５９】
図６乃至図１１は、θ１とθ２が０ではない場合のωＡ、ωＢ、中間軸１４０の入力側の速度、中間軸１４０の出力側の速度についての角度依存特性である。図６は、θ１＝０°、θ２＝＋１５°の場合を示している。図７は、θ１＝−７．５°、θ２＝＋７．５°の場合を示している。図８は、θ１＝０°、θ２＝＋３０°の場合を示している。図９は、θ１＝−１５°、θ２＝＋１５°の場合を示している。図１０は、θ１＝０°、θ２＝＋９０°の場合を示している。図１１は、θ１＝−４５°、θ２＝＋４５°の場合を示している。図６乃至図１１において、ωＢはωＡ’による補正をしない場合の出力トルクであり、ωＡ’：ωＢ＝１の線によりωＡを補正した結果、ωＢはωＡと等しくなる。【００６０】
ネジ締め装置１００の動作において、ネジ１０を仮締め又は本締めを行う。図１２（ａ）は、仮締め状態のネジ１０、部品２０及び被締結物３０の位置関係を示す部分断面図である。図１２（ｂ）は、着座したネジ１０、部品２０及び被締結物３０の位置関係を示す部分断面図である。【００６１】
動作においては、ビット１５０の先端がネジ１０のリセス１２に嵌合して回転する。これにより、ネジ１０は、部品２０の貫通孔２２を介して被締結物３０のネジ穴３２に進入して部品２０を被締結物３０に固定する。上述のように、入力トルクωＡはωＡ’によって補正されて出力トルクωＢと等しくなるので高精度にトルク及び速度を制御することができる。従って、複数のネジ１０を同時に締める場合や壁近傍のネジ１０を締める場合に仮締めや本締めを信頼性良く行うことができる。【００６２】
本実施例のネジ締め装置１００によれば、組立誤差に起因するサーボモータ１２０のトルク伝達誤差を補正することにより、所期のトルク（速度）を出力軸に高精度に伝達することができる。逆に、組立誤差により位相誤差が発生しても出力トルク（速度）が許容範囲内であれば足りるので、許容範囲内で組立精度を低下させて組立時間を短縮したりコストダウン図ったりすることもできる。経時劣化により位相誤差が発生しても図２に示す調整ステップ１２００を実行することにより、所期のトルク（速度）を出力軸に高精度に伝達することができ、ネジ締め装置１００の寿命を延ばすことができる。
【実施例２】
【００６３】
図１３は、本発明の実施例２のネジ締め装置１００Ａのブロック図である。同図に示すように、ネジ締め装置１００Ａは、位相誤差検出部１６０Ａ及び１６０Ｂの代わりに位相誤差検出部１６０Ｃ及び１６０Ｄを有する点でネジ締め装置１００と相違する。【００６４】
位相誤差検出部１６０Ｃ及び１６０Ｄはそれぞれロータリエンコーダから構成される。エンコーダ１６０Ｃは、入力軸１２６Ａの周りに自在継手１３０Ａのヨーク１３１Ａの端部に固定され、円周上に複数のスリットを有する円板１６２Ａと、光学部１６４Ａとを有する。光学部１６４Ａは、発光ダイオードと、フォトトランジスタ（受光部）と、増幅回路とを有し、増幅回路の出力は制御部１１０に接続される。同様に、エンコーダ１６０Ｄは、出力軸１２６Ｂの周りに自在継手１３０Ｂのヨーク１３１Ｂの端部に固定され、円周上に複数のスリットを有する円板１６２Ｂと、光学部１６４Ｂとを有する。光学部１６４Ｂは、発光ダイオードと、フォトトランジスタ（受光部）と、増幅回路とを有し、増幅回路の出力は制御部１１０に接続される。このように、エンコーダ１６０Ｃ及び１６０Ｄは、ずれ角度θ１及びθ２を自動的に測定して制御部１１０に通知する。このため、図５に示す制御系の入力部１１６はその他の情報（例えば、測定結果を取り込むタイミング）を設定するために使用される。【００６５】
本実施例のネジ締め装置１００Ａによれば、常時、機構原因の磨耗である入力トルクの変動を自動補正することによって出力軸のトルク変動を防止することができる。もちろん、制御部１１０は常時入力トルクを補正する必要はなく、メモリ１１２に設定されてクロック１１４が計時した設定時間間隔で補正してもよい。この場合、クロック１１４は、メモリ１１２に設定された設定時間になったことを制御部１１０に通知する。あるいは、制御部１１０は、クロック１１４から時間情報を取得してメモリ１１２に設定された設定時間になったかどうかを判断してもよい。制御部１１０は、設定時間になったと判断すると、エンコーダ１６０Ｃ及び１６０Ｄの出力を取り込み、サーボモータ１２０が加えるトルクωＡを補正するためのωＡ’のデータを自動的に更新し、これに基づいてωＡを補正する。【００６６】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。
【産業上の利用の可能性】
【００６７】
本発明によれば、駆動部からトルクが印加される入力軸を自在継手により出力軸に接続する駆動伝達装置において出力軸のトルク及び速度を高精度に制御する駆動伝達装置及びその製造方法並びに調整方法を提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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