ただ今の日時：

昔の電動ドライバを 今風＋α に改造！


　もう２０年経つかな？・・・有名な「M社」（家電の方が有名）系列の会社で売られていた充電式電動ドライバーのバラバラにした残骸を倉庫から引っ張り出し、最近高性能になった半導体を使い、次の様な改造を行いましたので報告いたします。

  1. 速度制御ができること
  2. スタートレバーを離すと、ブレーキが利くこと
  3. トルクを検出するとブレーキが利き、停止すること
  4. 正転／逆転ができること
  5. 回路構成はドライバーの中に入る事を想定し、小さいこと
  6. 回路の誤動作はしないこと
  7. 発熱は規定（触れるくらいまで）以上、しないこと
  8. 過酷な使用に耐えること

コメント：
　　当たり前の項目が、「４と６」で、今時の仕様があるのは、「１と２と５」です。 あまり見かけないないのが「３」です。

それでは、グッチーテックが実施する改造記録をまずは見て下さい！

　←　全体像です。
　モータ部とエンコーダ部

DC7.2Vのモータとギヤ部、チャック部のアセンブリ品

速度を検出するエンコーダ部です。出力波形は下を参照して下さい


　エンコーダの出力波形

一番遅い速度にした時のエンコーダ出力波形。 電圧軸：1V/div、時間軸：500uS/div

一番早い速度にした時のエンコーダ出力波形。 電圧軸：5V/div、時間軸：100uS/div


　始動スイッチと正転／逆転切り替えスイッチ

左が始動スイッチ、右が正転／逆転切り替えスイッチ。回路は始動スイッチをON→OFFにするとブレーキが利く様配線されています。

　トルク検出回路と検出スイッチ

トルク検収回路は誤動作防止に結構凝っています。面実装部品を使えばかなり小さくなります。

このスイッチは何処に取り付けるのか？それは、ドライバーのメカ構造によります。そういったドライバは私の知っている国内メーカーは３～４社あり、主に工場のラインで使用していて、あまり身近では見かけません。


　速度制御基板とボリューム

速度制御にはテープレコーダの速度制御用ICを使っています。PWM制御をしています。今でも手に入るかは？？です

このボリュームをドライバのスタートレバーに仕組んでやれば今風の動きをします。


　制御系・FETドライブ波形

一番速度が遅い時の、FETゲート波形。電圧軸：1V/div、時間軸20uS/div。ちょっとドライブが弱いかな？後で直しておきましょう。

一番速度が早い時の、FETゲート波形。電圧軸：
1V/div、時間軸20uS/div


この回路は、速度ボリュームの設定値とエンコーダ出力のフィードバックにより、PWM制御しており、トルクが掛かり回転数が低下するとパルス幅が右の波形の様にDCに近づきます。 言い換えると、トルク補償をしているのです！

　モータドライブ用 FET

　速度制御基板より、誤動作防止用リレーを介し、FETに配線されております。使用しているモータは始動時に100Ap近くの短い時間での電流が流れます。それらに耐え、かつ連続動作時の熱を抑えるため、 できるだけON抵抗の小さなFETを選択します。それにより放熱器を小さくすることができます。右の写真は約20mΩのON抵抗のFETです。今手持ちがないのですがいずれ2mΩのON抵抗FETに変える予定です。 動作状態によってはFETの並列接続も考えております。
　いずれにせよ、小型にする事を目標においています。FETのパッケージも今では色々なものがあります。


　モータブレーキ用 FET

　左の写真はトルク検出した時だけにブレーキ動作するFETです。左下に空中配線された部品ありますが、これが重要な役割をする部品です。正体はコンデンサーです。 どのように動作するかはご一報頂ければ、お教え致します。
　上のドライブ用のFETとは、同時にONしない様、いくつかの工夫が施されております。
　使用しているFETはドライブ用のものと同じものです。最初の全体像を見られたと思いますが、 実際の配線は可能な限り短くする予定でいます。Ｌ成分を気にしております。


　総　　評

　電動ドライバーの世界は、家庭では充電器用ドライバーがホームセンターなどに展示されており、持っている人が結構おられると思います。（実は・・・(;^ω^A テレテレ・・・何を隠そう私も電動ドライバーは５本ほどあります。 えっ！そんなに持って何するの！って？）日曜大工などで利用していると思いますが、殆どのドライバーはトルク管理ができない仕様になっています。
　一方、工場などで使用されているドライバーは、トルク管理がきっちりとされております。その理由は、 規定のトルクになると、ブレーキがかかり停止する仕組みになっているドライバーを使っているからです。本来のドライバーとはこう言うものをさします。トルク管理しなくて良い作業もありますが、ロボットなどに搭載されている電動ドライバーはそうは行きません。 例えばHDDに見られる様な多層基板などを金属ボディーに取り付ける時、締め過ぎると基板の層内のパターン割れ事故を起こします。また、市販されている電動ドライバーは設定トルクになっても回り続け、「カタッカタッカタッ」とインパクトされてしまい、 本来の締め付けトルクよりさらに強く締められてしまいます。最悪は部材を壊し、ネジが空回りするトラブルを招きます。きっと恐らく経験されている方がおられることでしょう！（はい！私もあります！・・(w＿－；ｳｩ･･・）

有名どころのメーカーを、１社だけあげておきます。

㈱ハイオス　ホームページ　http://www.hios.com/ 電動ドライバーの専門メーカー　ハイオス　サイトへ！

　この会社は、なんとブラシレスドライバーを開発されており、恐らく世界でのシェアも、かなりなものがあり、テレビでも良く見かけます。また、ネジの開発もやられており、社長さんの特許も数百件と聞いております。ロボット搭載用のドライバーも開発されておりますので、 ぜひ覗かれてみることをお勧め致します。