特許 7569032 電動ドライバシステムおよびドライバ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-08

(45)【発行日】2024-10-17

(54)【発明の名称】電動ドライバシステムおよびドライバ制御装置

(51)【国際特許分類】

   B25B 23/14 20060101AFI20241009BHJP

【ＦＩ】

B25B23/14 610A

B25B23/14 620G

B25B23/14 610E

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2024060627

(22)【出願日】2024-04-04

【審査請求日】2024-07-31

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】598003900

【氏名又は名称】有限会社井出計器

(74)【代理人】

【識別番号】100159178

【弁理士】

【氏名又は名称】榛葉 貴宏

(72)【発明者】

【氏名】井出 貴美

【審査官】亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／０４５８７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特許第６０３８３９７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開昭６３－２８８６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－００７９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２５６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２３８４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７３２３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｂ ２３／１４ － ２３／１５９

Ｂ２３Ｐ １９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動ドライバと、前記電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置とを有する電動ドライバシステムであって、
前記電動ドライバは、
モーターと、
前記モーターの電流値を消費電流値として検出する消費電流値検出手段と、
前記消費電流値を前記ドライバ制御装置に送信する送信手段と、を有し、
前記ドライバ制御装置は、
前記送信手段により前記電動ドライバから送信された前記消費電流値を取得する電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により取得した前記消費電流値に基づいて、前記電動ドライバによるネジ締め状態を判定するネジ締め状態判定手段と、
前記ネジ締め状態判定手段による判定結果を報知または外部出力する出力手段と、
正常なネジ締め作業においてサンプリングした前記電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて設定された、前記消費電流値を前記トルク値に変換するための補正値を記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するためのトルク値を判定値として記憶する記憶手段と、を有し、
前記ネジ締め状態判定手段は、前記電流値取得手段により取得した消費電流値と前記補正値とに基づいて算出したトルク値と、前記記憶手段に記憶されている前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定し、
前記補正値は、一律の数値ではなく、前記サンプリングした電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて、前記消費電流値ごとに設定された数値であり、
前記記憶手段は、前記消費電流値ごとに前記補正値を記憶しており、
前記ネジ締め状態判定手段は、前記消費電流値に応じた前記補正値を用いて、前記消費電流値を前記トルク値に変換する、電動ドライバシステム。

【請求項2】

電動ドライバと、前記電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置とを有する電動ドライバシステムであって、
前記電動ドライバは、
モーターと、
前記モーターの電流値を消費電流値として検出する消費電流値検出手段と、
前記消費電流値を前記ドライバ制御装置に送信する送信手段と、を有し、
前記ドライバ制御装置は、
前記送信手段により前記電動ドライバから送信された前記消費電流値を取得する電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により取得した前記消費電流値に基づいて、前記電動ドライバによるネジ締め状態を判定するネジ締め状態判定手段と、
前記ネジ締め状態判定手段による判定結果を報知または外部出力する出力手段と、
正常なネジ締め作業においてサンプリングした前記電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて設定された、前記消費電流値を前記トルク値に変換するための補正値を記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するためのトルク値を判定値として記憶する記憶手段と、を有し、
前記ネジ締め状態判定手段は、前記電流値取得手段により取得した消費電流値と前記補正値とに基づいて算出したトルク値と、前記記憶手段に記憶されている前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定し、
前記記憶手段は、少なくてもネジの種類および／またはネジを取り付ける取付部材の種類の組み合わせからなるネジ締め条件ごとにサンプリングした、電動ドライバの消費電流値および／またはトルク値に基づいて、前記ネジ締め条件ごとに、前記判定値を記憶しており、
前記ネジ締め状態判定手段は、ネジ締めを行う予定の前記ネジ締め条件の情報を取得し、取得したネジ締め条件に応じた前記判定値を用いて、前記ネジ締め状態を判定する、電動ドライバシステム。

【請求項3】

電動ドライバと、前記電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置とを有する電動ドライバシステムであって、
前記電動ドライバは、
モーターと、
前記モーターの電流値を消費電流値として検出する消費電流値検出手段と、
前記消費電流値を前記ドライバ制御装置に送信する送信手段と、を有し、
前記ドライバ制御装置は、
前記送信手段により前記電動ドライバから送信された前記消費電流値を時系列に沿って繰り返し取得する電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により取得された前記消費電流値に基づいて、前記電動ドライバによるネジ締め状態を判定するネジ締め状態判定手段と、
前記ネジ締め状態判定手段による判定結果を報知または外部出力する出力手段と、
正常なネジ締め作業においてサンプリングした前記電動ドライバの消費電流値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するための消費電流値を判定値として記憶する記憶手段と、を有し、
前記ネジ締め状態判定手段は、前記電流値取得手段により取得した消費電流値と、前記記憶手段に記憶されている前記判定値と、を比較することで、前記ネジ締め状態を判定し、
前記記憶手段は、少なくてもネジの種類および／またはネジを取り付ける取付部材の種類の組み合わせからなるネジ締め条件ごとにサンプリングした、電動ドライバの消費電流値および／またはトルク値に基づいて、前記ネジ締め条件ごとに、前記判定値を記憶しており、
前記ネジ締め状態判定手段は、ネジ締めを行う予定の前記ネジ締め条件の情報を取得し、取得したネジ締め条件に応じた前記判定値を用いて、前記ネジ締め状態を判定する、電動ドライバシステム。

【請求項4】

前記記憶手段は、複数本のネジのネジ締めを行う一連の作業工程において要求されるトルク値が２以上ある場合に、要求される前記２以上のトルク値に対応して、２以上の判定値を前記一連の作業工程の作業ごとにそれぞれ記憶しており、
前記ネジ締め状態判定手段は、前記電動ドライバの消費電流値を前記トルク値に変換し、変換した前記トルク値と、前記一連の作業工程の各作業における前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定する、請求項１または２に記載の電動ドライバシステム。

【請求項5】

前記記憶手段は、前記サンプリングを新たに行った場合に、前記補正値を更新する機能を有し、
前記ネジ締め状態判定手段は、前記補正値が更新された場合に、更新後の前記補正値を用いて前記トルク値を換算し、前記ネジ締め状態を判定する、請求項１または２に記載の電動ドライバシステム。

【請求項6】

前記記憶手段は、前記サンプリングにおいて、前記ネジ締めを開始してから、ネジの座面がネジ穴の開口部に衝突することによりトルク値または消費電流値のピークが形成されるまでの時間を含む時間帯を正常判定時間帯として記憶しており、
前記ネジ締め状態判定手段は、前記電動ドライバの前記消費電流値に基づいて、前記ネジ締めを開始してから、ネジの座面がネジ穴の開口部に衝突することによる消費電流値またはトルク値のピークが形成されるまでの時間を算出し、算出した時間が、前記正常判定時間帯から外れる場合に、ネジ締め作業に異常があると判定する、請求項１ないし３のいずれかに記載の電動ドライバシステム。

【請求項7】

モーターを有し、前記モーターの電流値を消費電流値として検出する電動ドライバと電気的に接続し、前記電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置であって、
前記電動ドライバから、前記電動ドライバの消費電流値を時系列に沿って繰り返し取得する電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により取得された前記消費電流値に基づいて、前記電動ドライバによるネジ締め状態を判定するネジ締め状態判定手段と、
前記ネジ締め状態判定手段による判定結果を報知または外部出力する出力手段と、
正常なネジ締め作業においてサンプリングした電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて設定された、前記消費電流値を前記トルク値に変換するための補正値を記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するためのトルク値を判定値として記憶する記憶手段と、を有し、
前記ネジ締め状態判定手段は、前記電流値取得手段により取得した消費電流値と前記補正値とに基づいて算出したトルク値と、前記記憶手段に記憶されている前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定し、
前記補正値は、一律の数値ではなく、前記サンプリングした電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて、前記消費電流値ごとに設定された数値であり、
前記記憶手段は、前記消費電流値ごとに前記補正値を記憶しており、
前記ネジ締め状態判定手段は、前記消費電流値に応じた前記補正値を用いて、前記消費電流値を前記トルク値に変換する、ドライバ制御装置。

【請求項8】

モーターを有し、前記モーターの電流値を消費電流値として検出する電動ドライバと電気的に接続し、前記電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置であって、
前記電動ドライバから、前記電動ドライバの消費電流値を時系列に沿って繰り返し取得する電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により取得された前記消費電流値に基づいて、前記電動ドライバによるネジ締め状態を判定するネジ締め状態判定手段と、
前記ネジ締め状態判定手段による判定結果を報知または外部出力する出力手段と、
正常なネジ締め作業においてサンプリングした電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて設定された、前記消費電流値を前記トルク値に変換するための補正値を記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するためのトルク値を判定値として記憶する記憶手段と、を有し、
前記ネジ締め状態判定手段は、前記電流値取得手段により取得した消費電流値と前記補正値とに基づいて算出したトルク値と、前記記憶手段に記憶されている前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定し、
前記記憶手段は、少なくてもネジの種類および／またはネジを取り付ける取付部材の種類の組み合わせからなるネジ締め条件ごとにサンプリングした、電動ドライバの消費電流値および／またはトルク値に基づいて、前記ネジ締め条件ごとに、前記判定値を記憶しており、
前記ネジ締め状態判定手段は、ネジ締めを行う予定の前記ネジ締め条件の情報を取得し、取得したネジ締め条件に応じた前記判定値を用いて、前記ネジ締め状態を判定する、ドライバ制御装置。

【請求項9】

モーターを有し、前記モーターの電流値を消費電流値として検出する電動ドライバと電気的に接続し、前記電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置であって、
前記電動ドライバから、電動ドライバの消費電流値を時系列に沿って繰り返し取得する電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により取得された前記消費電流値に基づいて、前記電動ドライバによるネジ締め状態を判定するネジ締め状態判定手段と、
前記ネジ締め状態判定手段による判定結果を報知または外部出力する出力手段と、
正常なネジ締め作業においてサンプリングした電動ドライバの消費電流値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するための消費電流値を判定値として記憶する記憶手段と、を有し、
前記ネジ締め状態判定手段は、前記電流値取得手段により取得した消費電流値と、前記記憶手段に記憶されている前記判定値と、を比較することで、前記ネジ締め状態を判定し、
前記記憶手段は、少なくてもネジの種類および／またはネジを取り付ける取付部材の種類の組み合わせからなるネジ締め条件ごとにサンプリングした、電動ドライバの消費電流値および／またはトルク値に基づいて、前記ネジ締め条件ごとに、前記判定値を記憶しており、
前記ネジ締め状態判定手段は、ネジ締めを行う予定の前記ネジ締め条件の情報を取得し、取得したネジ締め条件に応じた前記判定値を用いて、前記ネジ締め状態を判定する、ドライバ制御装置。

【請求項10】

電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置で実行されるプログラムであって、
前記ドライバ制御装置は、正常なネジ締め作業においてサンプリングした前記電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて設定された、前記消費電流値を前記トルク値に変換するための補正値を前記消費電流値ごとに記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するためのトルク値を判定値として記憶しており、
前記補正値は、一律の数値ではなく、前記サンプリングした電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて、前記消費電流値ごとに設定された数値であり、
前記プログラムは、前記ドライバ制御装置に、
前記電動ドライバから、当該電動ドライバのモーターの電流値を消費電流値として取得する機能と、
取得した消費電流値と、当該消費電流値に応じた前記補正値とに基づいて算出したトルク値と、前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定する機能と、を実行させる、プログラム。

【請求項11】

電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置で実行されるプログラムであって、
前記ドライバ制御装置は、正常なネジ締め作業においてサンプリングした前記電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて設定された、前記消費電流値を前記トルク値に変換するための補正値を前記消費電流値ごとに記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するためのトルク値を判定値として記憶しており、
前記判定値は、少なくてもネジの種類および／またはネジを取り付ける取付部材の種類の組み合わせからなるネジ締め条件ごとにサンプリングした、電動ドライバの消費電流値および／またはトルク値に基づいて、前記ネジ締め条件ごとに設定されており、
前記プログラムは、前記ドライバ制御装置に、
前記電動ドライバから、当該電動ドライバのモーターの電流値を消費電流値として取得する機能と、
ネジ締めを行う予定の前記ネジ締め条件の情報を取得する機能と、
取得した消費電流値と前記補正値とに基づいて算出したトルク値と、取得したネジ締め条件に応じた前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定する機能と、を実行させる、プログラム。

【請求項12】

電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置で実行されるプログラムであって、
前記ドライバ制御装置は、正常なネジ締め作業においてサンプリングした電動ドライバの消費電流値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するための消費電流値を判定値として記憶しており、
前記判定値は、少なくてもネジの種類および／またはネジを取り付ける取付部材の種類の組み合わせからなるネジ締め条件ごとにサンプリングした、電動ドライバの消費電流値および／またはトルク値に基づいて、前記ネジ締め条件ごとに設定されており、
前記プログラムは、前記ドライバ制御装置に、
前記電動ドライバから、当該電動ドライバのモーターの電流値を消費電流値として取得する機能と、
ネジ締めを行う予定の前記ネジ締め条件の情報を取得する機能と、
取得した消費電流値と、取得したネジ締め条件に応じた前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定する機能と、を実行させる、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動ドライバシステムおよびドライバ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ネジ締付けなどを効率的に行うための電動ドライバが種々提案されている。この種の電動ドライバでは、ネジを締付けるドライバビットを装着するドライバチャックとモーターとの間に機械式もしくは電磁式のクラッチ機構を設け、ネジ締めしてネジ座面が着座しネジ締付けトルクが設定値以上になるとモーターの駆動を停止、あるいは、モーターの駆動を断続させることでより精密な締付けを可能としたものが提案されている（たとえば特許文献１、２）。

【0003】

また、モーターの回転トルクに加えて、ネジ締め時間を考慮することで、ネジの締付けの不足や過大、ネジのドン突き、カジリ、頭ナメなどの不具合を判定する電動ドライバシステムが提案されている（たとえば特許文献３）。さらに、電動ドライバの回転トルクおよびネジ締め時間に加え、電動ドライバがネジを押圧することで生ずる押圧力に基づいて、ネジ締付けが正常に行われたかを診断する電動ドライバシステムが提案されている（たとえば特許文献４）。

【0004】

しかしながら、上記特許文献３，４に記載の電動ドライバシステムでは、電動ドライバにトルクセンサを搭載し、モーターの回転トルクをトルクセンサで検出し、検出した回転トルクに基づいてネジ締め状態を判定していた。しかしながら、トルクセンサは高価であり、このように高価なトルクセンサを各電動ドライバに搭載する必要があるという問題があった。

【0005】

そこで、トルクセンサを備えない電動ドライバであっても、ネジ締め状態を適切に判定することができる電動ドライバシステムが望まれており、特許文献５では、子局のＡＣ電源で生じた電流をモーター電流Ｉとして取得し、このモーター電流Ｉを予め記憶しているＩ／Ｔ変換係数Ｋを用いてトルク値に変換し、変換したトルク値を用いて電動ドライバの動作異常を検知する構成が開示されている。

【0006】

ただし、特許文献５では、ドライバ制御装置から電動ドライバに供給する電流をモーター電流Ｉとし、このモーター電流Ｉに基づいてトルク値を算出しているが、このモーター電流Ｉの電流値は、電動ドライバのモーターで実際に消費される電流の電流値（以下、消費電流値という）と必ずしも一致せず、電動ドライバのトルク値を高精度に算出することができないという問題があった。具体的には、ドライバ制御装置から電動ドライバに供給する電流の電流値が一定であっても、電動ドライバのモーターで生じるノイズの影響、ネジの種類（ネジの径の大きさやネジの材質など）、ネジを取り付ける取付部材の状態（取付部材の穴の大きさ、取付部材の材質など）、電動ドライバ２の状態（電動ドライバ２の機種、電動ドライバ２のモーター２１の種類、電動ドライバ２の経年劣化の状況、電動ドライバ２の各部品の摩耗状況）などに応じて、電動ドライバのモーターで実際に消費される消費電流値が変化するため、トルク値を適切に算出することができないという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第３６６３６３８号公報

【文献】特開２００５－２３８４１８号公報

【文献】特許第４２９５０６３号公報

【文献】特開２０１１－１７３２３３号公報

【文献】特許第６０３８３９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、このような状況を鑑みて創作されたものであり、電動ドライバの動作を高精度に制御することができる電動ドライバシステムおよびドライバ制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１の観点に係る電動ドライバシステムは、電動ドライバと、前記電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置とを有する電動ドライバシステムであって、前記電動ドライバは、モーターと、前記モーターの電流値を消費電流値として検出する消費電流値検出手段と、前記消費電流値を前記ドライバ制御装置に送信する送信手段と、を有し、前記ドライバ制御装置は、前記送信手段により前記電動ドライバから送信された前記消費電流値を時系列に沿って繰り返し取得する電流値取得手段と、前記電流値取得手段により取得した前記消費電流値に基づいて、前記電動ドライバによるネジ締め状態を判定するネジ締め状態判定手段と、前記ネジ締め状態判定手段による判定結果を報知または外部出力する出力手段と、正常なネジ締め作業においてサンプリングした前記電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて設定された、前記消費電流値を前記トルク値に変換するための補正値を記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するためのトルク値を判定値として記憶する記憶手段と、を有し、前記ネジ締め状態判定手段は、前記電流値取得手段により取得した消費電流値と前記補正値とに基づいて算出したトルク値と、前記記憶手段に記憶されている前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定し、前記補正値は、一律の数値ではなく、前記サンプリングした電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて、前記消費電流値ごとに設定された数値であり、前記記憶手段は、前記消費電流値ごとに前記補正値を記憶しており、前記ネジ締め状態判定手段は、前記消費電流値に応じた前記補正値を用いて、前記消費電流値を前記トルク値に変換する。
本発明の第２の観点に係る電動ドライバシステムは、電動ドライバと、前記電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置とを有する電動ドライバシステムであって、前記電動ドライバは、モーターと、前記モーターの電流値を消費電流値として検出する消費電流値検出手段と、前記消費電流値を前記ドライバ制御装置に送信する送信手段と、を有し、前記ドライバ制御装置は、前記送信手段により前記電動ドライバから送信された前記消費電流値を取得する電流値取得手段と、 前記電流値取得手段により取得した前記消費電流値に基づいて、前記電動ドライバによるネジ締め状態を判定するネジ締め状態判定手段と、前記ネジ締め状態判定手段による判定結果を報知または外部出力する出力手段と、正常なネジ締め作業においてサンプリングした前記電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて設定された、前記消費電流値を前記トルク値に変換するための補正値を記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するためのトルク値を判定値として記憶する記憶手段と、を有し、前記ネジ締め状態判定手段は、前記電流値取得手段により取得した消費電流値と前記補正値とに基づいて算出したトルク値と、前記記憶手段に記憶されている前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定し、前記記憶手段は、少なくてもネジの種類および／またはネジを取り付ける取付部材の種類の組み合わせからなるネジ締め条件ごとにサンプリングした、電動ドライバの消費電流値および／またはトルク値に基づいて、前記ネジ締め条件ごとに、前記判定値を記憶しており、前記ネジ締め状態判定手段は、ネジ締めを行う予定の前記ネジ締め条件の情報を取得し、取得したネジ締め条件に応じた前記判定値を用いて、前記ネジ締め状態を判定する。
本発明の第３の観点に係る電動ドライバシステムは、電動ドライバと、前記電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置とを有する電動ドライバシステムであって、前記電動ドライバは、モーターと、前記モーターの電流値を消費電流値として検出する消費電流値検出手段と、前記消費電流値を前記ドライバ制御装置に送信する送信手段と、を有し、前記ドライバ制御装置は、前記送信手段により前記電動ドライバから送信された前記電動ドライバの消費電流値を時系列に沿って繰り返し取得する電流値取得手段と、前記電流値取得手段により取得された前記消費電流値に基づいて、前記電動ドライバによるネジ締め状態を判定するネジ締め状態判定手段と、前記ネジ締め状態判定手段による判定結果を報知または外部出力する出力手段と、正常なネジ締め作業においてサンプリングした前記電動ドライバの消費電流値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するための消費電流値を判定値として記憶する記憶手段と、を有し、前記ネジ締め状態判定手段は、前記電流値取得手段により取得した消費電流値と、前記記憶手段に記憶されている前記判定値と、を比較することで、前記ネジ締め状態を判定し、前記記憶手段は、少なくてもネジの種類および／またはネジを取り付ける取付部材の種類の組み合わせからなるネジ締め条件ごとにサンプリングした、電動ドライバの消費電流値および／またはトルク値に基づいて、前記ネジ締め条件ごとに、前記判定値を記憶しており、前記ネジ締め状態判定手段は、ネジ締めを行う予定の前記ネジ締め条件の情報を取得し、取得したネジ締め条件に応じた前記判定値を用いて、前記ネジ締め状態を判定する。
上記電動ドライバシステムにおいて、前記記憶手段は、複数本のネジのネジ締めを行う一連の作業工程において要求されるトルク値が２以上ある場合に、要求される前記２以上のトルク値に対応して、２以上の前記判定値を前記一連の作業工程の作業ごとにそれぞれ記憶しており、前記ネジ締め状態判定手段は、前記電動ドライバの消費電流値を前記トルク値に変換し、変換した前記トルク値と、前記一連の作業工程の各作業における前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定する構成とすることができる。
上記電動ドライバシステムにおいて、前記記憶手段は、前記サンプリングを新たに行った場合に、前記補正値を更新する機能を有し、前記ネジ締め状態判定手段は、前記補正値が更新された場合に、更新後の前記補正値を用いて前記トルク値を換算し、前記ネジ締め状態を判定する構成とすることができる。
上記電動ドライバシステムにおいて、前記記憶手段は、前記サンプリングにおいて、前記ネジ締めを開始してから、ネジの座面がネジ穴の開口部に衝突することによりトルク値または消費電流値のピークが形成されるまでの時間を含む時間帯を正常判定時間帯として記憶しており、前記ネジ締め状態判定手段は、前記電動ドライバの前記消費電流値に基づいて、前記ネジ締めを開始してから、ネジの座面がネジ穴の開口部に衝突することによる消費電流値またはトルク値のピークが形成されるまでの時間を算出し、算出した時間が、前記正常判定時間帯から外れる場合に、ネジ締め作業に異常があると判定する構成とすることができる。
本発明の第１の観点に係るドライバ制御装置は、モーターを有し、前記モーターの電流値を消費電流値として検出する電動ドライバと電気的に接続し、前記電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置であって、前記電動ドライバから、前記電動ドライバの消費電流値を時系列に沿って繰り返し取得する電流値取得手段と、前記電流値取得手段により取得された前記消費電流値に基づいて、前記電動ドライバによるネジ締め状態を判定するネジ締め状態判定手段と、前記ネジ締め状態判定手段による判定結果を報知または外部出力する出力手段と、正常なネジ締め作業においてサンプリングした電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて設定された、前記消費電流値を前記トルク値に変換するための補正値を記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するためのトルク値を判定値として記憶する記憶手段と、を有し、前記ネジ締め状態判定手段は、前記電流値取得手段により取得した消費電流値と前記補正値とに基づいて算出したトルク値と、前記記憶手段に記憶されている前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定し、前記補正値は、一律の数値ではなく、前記サンプリングした電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて、前記消費電流値ごとに設定された数値であり、前記記憶手段は、前記消費電流値ごとに前記補正値を記憶しており、前記ネジ締め状態判定手段は、前記消費電流値に応じた前記補正値を用いて、前記消費電流値を前記トルク値に変換する。
本発明の第２の観点に係るドライバ制御装置は、モーターを有し、前記モーターの電流値を消費電流値として検出する電動ドライバと電気的に接続し、前記電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置であって、前記電動ドライバから、前記電動ドライバの消費電流値を時系列に沿って繰り返し取得する電流値取得手段と、前記電流値取得手段により取得された前記消費電流値に基づいて、前記電動ドライバによるネジ締め状態を判定するネジ締め状態判定手段と、前記ネジ締め状態判定手段による判定結果を報知または外部出力する出力手段と、正常なネジ締め作業においてサンプリングした電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて設定された、前記消費電流値を前記トルク値に変換するための補正値を記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するためのトルク値を判定値として記憶する記憶手段と、を有し、前記ネジ締め状態判定手段は、前記電流値取得手段により取得した消費電流値と前記補正値とに基づいて算出したトルク値と、前記記憶手段に記憶されている前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定し、前記記憶手段は、少なくてもネジの種類および／またはネジを取り付ける取付部材の種類の組み合わせからなるネジ締め条件ごとにサンプリングした、電動ドライバの消費電流値および／またはトルク値に基づいて、前記ネジ締め条件ごとに、前記判定値を記憶しており、前記ネジ締め状態判定手段は、ネジ締めを行う予定の前記ネジ締め条件の情報を取得し、取得したネジ締め条件に応じた前記判定値を用いて、前記ネジ締め状態を判定する。
本発明の第３の観点に係るドライバ制御装置は、モーターを有し、前記モーターの電流値を消費電流値として検出する電動ドライバと電気的に接続し、前記電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置であって、前記電動ドライバから、電動ドライバの消費電流値を時系列に沿って繰り返し取得する電流値取得手段と、前記電流値取得手段により取得された前記消費電流値に基づいて、前記電動ドライバによるネジ締め状態を判定するネジ締め状態判定手段と、前記ネジ締め状態判定手段による判定結果を報知または外部出力する出力手段と、正常なネジ締め作業においてサンプリングした電動ドライバの消費電流値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するための消費電流値を判定値として記憶する記憶手段と、を有し、前記ネジ締め状態判定手段は、前記電流値取得手段により取得した消費電流値と、前記記憶手段に記憶されている前記判定値と、を比較することで、前記ネジ締め状態を判定する。
本発明の第１の観点に係るドライバ制御装置のプログラムは、電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置で実行されるプログラムであって、前記ドライバ制御装置は、正常なネジ締め作業においてサンプリングした前記電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて設定された、前記消費電流値を前記トルク値に変換するための補正値を前記消費電流値ごとに記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するためのトルク値を判定値として記憶しており、前記補正値は、一律の数値ではなく、前記サンプリングした電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて、前記消費電流値ごとに設定された数値であり、前記プログラムは、前記ドライバ制御装置に、前記電動ドライバから、当該電動ドライバのモーターの電流値を消費電流値として取得する機能と、取得した消費電流値と、当該消費電流値に応じた前記補正値とに基づいて算出したトルク値と、前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定する機能と、を実行させる。
本発明の第２の観点に係るドライバ制御装置のプログラムは、電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置で実行されるプログラムであって、前記ドライバ制御装置は、正常なネジ締め作業においてサンプリングした前記電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて設定された、前記消費電流値を前記トルク値に変換するための補正値を前記消費電流値ごとに記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するためのトルク値を判定値として記憶しており、前記判定値は、少なくてもネジの種類および／またはネジを取り付ける取付部材の種類の組み合わせからなるネジ締め条件ごとにサンプリングした、電動ドライバの消費電流値および／またはトルク値に基づいて、前記ネジ締め条件ごとに設定されており、前記プログラムは、前記ドライバ制御装置に、前記電動ドライバから、当該電動ドライバのモーターの電流値を消費電流値として取得する機能と、ネジ締めを行う予定の前記ネジ締め条件の情報を取得する機能と、取得した消費電流値と前記補正値とに基づいて算出したトルク値と、取得したネジ締め条件に応じた前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定する機能と、を実行させる。
本発明の第３の観点に係るドライバ制御装置のプログラムは、電動ドライバの動作を制御するドライバ制御装置で実行されるプログラムであって、前記ドライバ制御装置は、正常なネジ締め作業においてサンプリングした電動ドライバの消費電流値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するための消費電流値を判定値として記憶しており、前記判定値は、少なくてもネジの種類および／またはネジを取り付ける取付部材の種類の組み合わせからなるネジ締め条件ごとにサンプリングした、電動ドライバの消費電流値および／またはトルク値に基づいて、前記ネジ締め条件ごとに設定されており、前記プログラムは、前記ドライバ制御装置に、前記電動ドライバから、当該電動ドライバのモーターの電流値を消費電流値として取得する機能と、ネジ締めを行う予定の前記ネジ締め条件の情報を取得する機能と、取得した消費電流値と、取得したネジ締め条件に応じた前記判定値とを比較することで、前記ネジ締め状態を判定する機能と、を実行させる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、動ドライバの動作を高精度に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係る電動ドライバシステムの構成図である。

【図2】本実施形態に係る電動ドライバシステムの機能ブロック図である。

【図3】一定電圧下でのＩ－Ｔ特性の一例を示すグラフである。

【図4】正常なネジ締め作業における、ネジの締め状態と、電動ドライバのトルクおよび消費電流値との関係を示すグラフである。

【図5】ネジ締め作業の異常診断方法を説明するための図である。

【図6】他の実施形態に係る電動ドライバシステムの構成図である。

【図7】他の実施形態に係る電動ドライバシステムの設定部、表示部および報知部の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、図を参照して、本発明に係る電動ドライバシステムの実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る電動ドライバシステム１の構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る電動ドライバシステム１は、電動ドライバ２およびドライバ制御装置３を有し、電動ドライバ２とドライバ制御装置３とは電源コード４および信号コード５を介して電気的に接続している。

【0013】

本実施形態に係る電動ドライバシステム１は、ドライバ制御装置３が、電動ドライバ２の消費電流値に基づいて、電動ドライバ２の動作を制御することを特徴とするシステムである。発明者は、電動ドライバ２の消費電流値を用いて電動ドライバ２の動作制御および異常診断を行うために、長年、鋭意研究を行い、電動ドライバにトルクセンサを内蔵し、トルクセンサでモーター２１の回転トルクを検出することで、回転トルクに基づいて、ネジ締め状態を判定する方法を発明した（たとえば特許文献４）。しかしながら、トルクセンサを用いる方法では、各電動ドライバにトルクセンサが必要となるため、電動ドライバの構成が複雑になるとともに、システム全体の価格が高価になってしまうという問題があった。

【0014】

このような問題に対して、発明者は、さらに研究を行い、電動ドライバ２の消費電流値に基づいてトルク値を算出し、算出したトルク値に基づいて、電動ドライバ２の動作を制御することを着想した。具体的には、モーター２１の消費電流値とトルク値との間にはＩ-Ｔ特性と呼ばれる比例関係を有するため、消費電流値に一律の補正値を乗じることでトルク値を算出し、このトルクに基づいて、電動ドライバの動作を制御することを着想し、試験機を作製した。しかしながら、試験機の電動ドライバの動作を確認したところ、モーター２１で生じるノイズの影響によって、消費電流値とトルクとは正確な比例関係にはなく、消費電流値に基づいて算出したトルクは、実際のトルク値と比べて平均で２０％程度の乖離があることが分かった。実用レベルでは、数％～５％程度の誤差が要求されており、このままでは実用することができないことが分かった。

【0015】

そこで、発明者は、電動ドライバの消費電流値をサンプリングし、ネジ締めが正常に完了した場合の消費電流値を電流判定値として設定し、実際のネジ締め作業における電動ドライバ２の消費電流値が電流判定値に達した場合に、ネジ締め作業が完了したと判定する構成を創作した。このように、電動ドライバ２の消費電流値をサンプリングして電流判定値を設定することで、モーター２１のノイズの影響を受けず、電動ドライバ２の消費電流値に基づいて、ネジ締め状態を適切に判定することが可能となった。

【0016】

一方、ネジ締め作業の要求仕様では、５Ｎｍのトルクでネジ締めを行うなど、所定のトルク値でのネジ締め指示されることがあり、単に、消費電流値に基づいてネジ締め作業が完了したかを判定する上記構成の場合には、トルク値と消費電流値の関連付けがなされておらず、所定のトルク値でネジ締めが行われたかを判定することができないという問題があった。

【0017】

そこで、本実施形態では、電動ドライバとトルクテスターとを用い、実際のネジ締め作業で使用する電動ドライバ２を用い、実際のネジ締め作業における条件（実際のネジ締め作業で使用するネジの種類および取付部材）をトルクテスター上で再現しネジ締めを行うことで、ネジ締めを行う際の電動ドライバの消費電流値を電動ドライバから取得しながら、ネジ締めを行う際のトルク値をトルクテスターから取得するサンプリングを行う。そして、電動ドライバ２の消費電流値ごとに、当該消費電流値をトルク値に換算するための補正値を算出し、ドライバ制御装置３に、消費電流値ごとの補正値を記憶する。これにより、ドライバ制御装置３は、ネジ締め作業時に電動ドライバ２から消費電流値を取得するだけで、取得した消費電流値に基づいて、電動ドライバ２のトルク値を適切に算出し、ドライバ制御装置３側において、所定のトルク値でネジ締めを行ったかを判定することが可能となる。このように、電動ドライバ２の消費電流値に、消費電流値ごとに設定した補正値を用いてトルク値を算出することで、トルク値の誤差を５％以下とすることが可能となった。以下に、本実施形態に係る電動ドライバシステムの構成について説明する。

【0018】

図２は、電動ドライバ２およびドライバ制御装置３の機能ブロック図である。図２に示すように、電動ドライバ２は、主に、制御部１０と、駆動部２０とを有している。なお、制御部１０および駆動部２０は、一体的に電動ドライバ２の筐体３０内に内蔵されている。以下に、電動ドライバ２の各構成の詳細について説明する。

【0019】

まず、制御部１０について説明する。制御部１０は、モーター２１の動作を制御する機能を有し、図２に示すように、主に、モーター駆動制御部１１と、消費電流値計測部１２と、レバースイッチ１３と、押圧スイッチ１４とを有している。

【0020】

モーター駆動制御部１１は、モーター２１の駆動を制御する。本実施形態において、モーター駆動制御部１１は、レバースイッチ１３および押圧スイッチ１４から、モーター２１を駆動させるためのスイッチオン信号を受信している間、ドライバ制御装置３から供給された印加電流をモーター２１に印加することで、モーター２１を駆動させる。なお、レバースイッチ１３は、ユーザが電動ドライバ２を動作させるために押圧可能なスイッチであり、ユーザがレバースイッチ１３を押圧することで、モーター駆動制御部１１にスイッチオン信号を送信する。また、押圧スイッチ１４は、ユーザがドライバビット２６をネジに押し付けることでオンにされ、オンにされることで、モーター駆動制御部１１にスイッチオン信号を送信する。

【0021】

なお、本実施形態では、ドライバ制御装置３から電動ドライバ２に印加される印加電流は制限されており、モーター駆動制御部１１は、制限された印加電流値に基づいてモーター２１を駆動することで、電動ドライバ２のトルクがトルク制限範囲を超えてしまうことを抑止することができる。また、ドライバ制御装置３は、電動ドライバ２への印加電流の印加を停止することで、モーター駆動制御部１１による、モーター２１の駆動を停止させることができる。

【0022】

消費電流値計測部１２は，電動ドライバ２のモーター２１で実際に消費する電流を計測するための回路を有しており、電動ドライバ２のモーター２１で消費される電流の値を、電動ドライバ２の消費電流値として繰り返し計測する。また、消費電流値計測部１２は、計測した電動ドライバ２の消費電流値を、信号コード５を介して、ドライバ制御装置３に随時送信する。

【0023】

ここで、ドライバ制御装置３が電動ドライバ２に印加する電流の値である印加電流値と、ドライバ制御装置３から印加された印加電流に基づいて、電動ドライバ２のモーター２１で実際に流れる電流の値である消費電流値とは必ずしも一致せず、印加電流値が一定の場合でも、電動ドライバ２のモーター２１で生じるノイズの影響や、ネジ締め条件などに応じて、伝達効率が変化し、モーター２１で実際に消費される消費電流値が変化する場合がある。本実施形態では、電動ドライバ２のモーター２１で実際に消費される消費電流値に基づいて、トルク値の算出を行うことで、電動ドライバ２のトルク値を高精度に算出することができる。なお、本実施形態では、ネジ締め条件として、たとえば、ネジの種類（ネジの径の大きさ、ネジの長さ、ネジの材質など）、ネジを取り付ける取付部材の種類（取付部材に開けた穴の径の大きさや取付部材の材質など）、電動ドライバ２の状態（電動ドライバ２の機種、電動ドライバ２のモーター２１の種類、電動ドライバ２の経年劣化の状況、電動ドライバ２の各部品の摩耗状況など）などが例示される。

【0024】

なお、本実施形態では、消費電流値計測部１２が有する電流計測回路に、電圧ノイズまたは電流ノイズによる消費電流値の計測誤差を低減するためのフィルター回路を組み込む構成とすることができる。フィルター回路は、特に限定されないが、ＯＰアンプ入力にＣＲスパナ回路を組み入れた回路などが採用できる。これにより、消費電流値計測部１２は、電動ドライバ２の消費電流値をより的確に計測することが可能となる。ただし、このようなフィルター回路を用いた対策だけでは、モーターの回転トルクと消費電流値との誤差を十分に解消できないため、本実施形態では、後述するように、実際のネジ締め作業においてサンプリングした消費電流値とトルク値とに基づいて、消費電流値をトルク値に換算するための補正値を求めておくことで、ノイズの影響がある場合でも、電動ドライバ２の消費電流値からトルク値を適切に算出することができ、算出したトルク値に基づいてネジ締め状態を適切に判定することが可能となる。

【0025】

次に、駆動部２０について説明する。駆動部２０は、図２に示すように、モーター２１、減速機２２、ビットフォルダ２４、チャック２５およびドライバビット２６を有しており、制御部１０の制御に基づいて、モーター２１を駆動し、これにより、ドライバビット２６を回転させる。

【0026】

モーター２１は、モーター駆動制御部１１の制御に基づいて回転駆動を行う。本実施形態において、モーター２１として、ＤＣモーター類を採用しており、モーター２１の回転により電動ドライバ２の先端に設けたドライバビット２６を回転する機構となっている。また、モーター２１とドライバビット２６との間には、モーター２１の回転速度を減速する遊星ギアからなる減速機２２が設けられており、ビットフォルダ２４およびチャック２５を介して、ドライバビット２６を減速機２２に取り付ける構成となっている。

【0027】

次に、本実施形態に係るドライバ制御装置３について説明する。ドライバ制御装置３は、電動ドライバ２の動作を制御するための装置である。本実施形態では、ドライバ制御装置３が、電動ドライバ２に印加する印加電流を制御することで、電動ドライバ２の動作を制御する。以下に、ドライバ制御装置３の詳細について説明する。

【0028】

ドライバ制御装置３は、図２に示すように、主に、電源部３１、記憶部３２、ドライバ制御部３３、設定部３４、表示部３５、報知部３６を有している。なお、図１および図２に示す例では、１台のドライバ制御装置３に対して、１台の電動ドライバ２が接続している構成を例示したが、この構成に限定されず、１台のドライバ制御装置３に対して、複数台の電動ドライバ２を接続する構成とすることができる。

【0029】

電源部３１は、商用電源に接続し、ドライバ制御装置３を動作するための電力を得るとともに、電動ドライバ２を動作させるための電力を、電源コード４を介して、電動ドライバ２に供給する。なお、電源部３１から電動ドライバ２への電力の供給は、ドライバ制御部３３により制御されている。

【0030】

次に、ドライバ制御部３３について説明する。ドライバ制御部３３は、電動ドライバ２に印加する電流を制御することで、電動ドライバ２のネジ締め動作を制御する。具体的に、ドライバ制御部３３は、主に、以下の８つの機能を有している。
（１）電動ドライバ２に印加電流を印加することで、電動ドライバ２を駆動させるドライバ駆動機能。
（２）電動ドライバ２からモーター２１の消費電流値を取得する消費電流値取得機能。
（３）電動ドライバ２から取得した消費電流値を、電動ドライバ２のトルクに換算するトルク換算機能。
（４）電動ドライバ２に印加する印加電流を制限することで、電動ドライバ２がトルク調整機構を有するか否かに関わらず、電動ドライバ２のトルクを制限するトルク制限機能。
（５）電動ドライバ２の消費電流値に基づいて、ネジ締めが完了したか判定するネジ締め状態判定機能。
（６）電動ドライバ２の消費電流値に基づいて、ネジ締め作業が正常に行われたか診断するネジ締め診断機能。
（７）電動ドライバ２（モーター２１）の駆動を停止するために、電動ドライバ２への印加電流の印加を停止するドライバ停止機能。
（８）外部装置から受信した設定信号に基づいて、ネジ締め条件などの設定を行う設定機能。
以下に、ドライバ制御部３３の各機能について説明する。

【0031】

ドライバ制御部３３のドライバ駆動機能は、電源部３１から供給される印加電流を、電動ドライバ２に印加することで、電動ドライバ２を駆動させる。また、ドライバ駆動機能は、電動ドライバ２に印加する印加電流の大きさを適宜変更することができ、これにより、電動ドライバ２のトルクを制限することができる。特に、本実施形態では、ユーザまたは管理者が、設定部３４を操作して、ネジ締め作業において許容できるトルクの上限値を、トルク制限値Ｔｒｌとして記憶部３２に記憶しており、ドライバ駆動機能は、後述するトルク制限機能と協働して、電動ドライバ２のトルクがトルク制限値Ｔｒｌ以下となる印加電流を電動ドライバ２に印加することで、電動ドライバ２のトルクをトルク制限値Ｔｒｌ以下に制限することができる。

【0032】

ドライバ制御部３３の消費電流値取得機能は、電動ドライバ２から消費電流値を取得する。消費電流値取得機能が取得する電動ドライバ２の消費電流値は、電動ドライバ２のモーター２１で実際に消費される電流の値であり、ドライバ駆動機能により印加される印加電流が一定であっても、電動ドライバ２のモーター２１で生じるノイズの影響やネジ締め条件に応じて変更することとなる。消費電流値取得機能は、このように、ドライバ制御装置３から電動ドライバ２に印加する印加電流の印加電流値ではなく、電動ドライバ２で実際に消費される消費電流の消費電流値を取得することで、後述するトルク換算機能により、電動ドライバ２のトルク値を高精度に算出ことが可能となる。

【0033】

ドライバ制御部３３のトルク換算機能は、電動ドライバ２から送信された消費電流値を、電動ドライバ２のトルク値に換算する。本実施形態では、記憶部３２に、電動ドライバ２の消費電流値を、電動ドライバ２のトルク値に変換するための補正値が予め記憶されており、トルク換算機能は、この補正値を用いて、電動ドライバ２の消費電流値を、電動ドライバ２のトルク値に換算する。

【0034】

ここで、電動ドライバ２の消費電流値と、電動ドライバ２のトルク値とは、一般的に、Ｉ－Ｔ特性と呼ばれる比例関係を有することが知られている。そのため、理論上は、当該比例関係に応じた一定の係数を消費電流値に乗じることで、トルク値を算出することができる。しかしながら、実際には、電動ドライバにトルクセンサおよび電流センサを搭載し、トルクセンサで計測した電動ドライバ２のトルクと、電流センサで計測した電動ドライバ２の消費電流値からＩ－Ｔ特性に基づいて算出したトルクでは、２０％程度の誤差が生じることが分かった。このような誤差は、モーター２１で生じる電圧ノイズや電流ノイズやネジ締め条件に応じて生じるものであると考えられる。

【0035】

そこで、本実施形態では、電動ドライバ２の消費電流値ごとに、電動ドライバ２のトルク値を算出するための補正値を、記憶部３２に記憶しておくことで、トルク換算機能は、この補正値を用いて、電動ドライバ２の消費電流値に応じた補正値を用いて、電動ドライバ２のトルク値を算出する。なお、上記補正値は、ユーザまたは管理者が、予め、電動ドライバ２およびトルクテスターを用いて正常なネジ締め作業を行い、電動ドライバ２が出力する消費電流値と、トルクテスターで検出したトルク値とをサンプリングし、サンプリングした電動ドライバのトルク値および消費電流値に基づいて、消費電流値ごとに算出することで求めることができる。

【0036】

ここで、図３は、一定電圧下でのＩ－Ｔ特性の一例を示すグラフである。図３に例では、たとえば０．２Ｎｍのトルクでネジ締めを行う場合、おおよそ２Ａの印加電流をモーター２１に入力すればよいことが分かる。そのため、ドライバ制御部３３は、このようなＩ－Ｔ特性のグラフを記憶しており、ドライバ駆動機能は、０．２Ｎｍのトルクでネジ締めする場合、２Ａの印加電流値を電動ドライバ２に印加する基準電流値として算出する。さらに、ドライバ駆動機能は、基準電流値に、当該基準電流値の大きさに応じた補正値を乗じて、電動ドライバ２に実際に印加する印加電流値を算出する。なお、減速機２２として、ギア比１／３２の遊星ギアを用いる場合、２Ａの印加電流を印加し０．２Ｎｍのトルクを出力することで、０，２Ｎｍ×３２倍＝６．４Ｎｍのトルクでネジ締めを行うことができる。

【0037】

ここで、トルク換算機能で用いる補正値の具体的な求め方について説明する。本実施形態では、上述したように、予め、実際のネジ締め作業で使用する電動ドライバ２を用い、実際のネジ締め作業における条件（実際のネジ締め作業で使用するネジの種類および取付部材）をトルクテスター上で再現しネジ締めを行うことで、ネジ締めを行う際の電動ドライバの消費電流値を電動ドライバから取得しながら、ネジ締めを行う際のトルク値をトルクテスターから取得するサンプリングを行う。そして、同時刻における消費電流値とトルク値との関係から、消費電流値ごとの、消費電流値をトルク値に換算するための補正値を算出する。なお、補正値の算出は、ドライバ制御装置３がトルクテスターと電動ドライバ２からトルク値および消費電流値をそれぞれ取得することで、ドライバ制御装置３で行う構成としてもよいし、外部装置（パソコンなど）がトルクテスターと電動ドライバ２からトルク値および消費電流値をそれぞれ取得し補正値を算出した後に、ドライバ制御装置３に送信する構成としてもよい。

【0038】

また、本実施形態においては、消費電流値ごとに補正値を求めることに加えて、ネジ締め条件ごとに補正値を求める構成とすることができる。特に、同一の電動ドライバ２であり、ネジの種類や取付部材が同じ場合でも、電動ドライバ２の経年劣化や摩耗により、モーター２１の電流がトルクに変換される伝達効率が変わる場合があり、メンテナンスなどに合わせて定期的に消費電流値およびトルク値のサンプリングを行い、補正値を新たに求め、記憶部３２に記憶した既存の補正値を新たに算出した補正値で更新する構成とすることが好ましい。このように、最新の補正値を用いることで、継続的に、トルク値を高精度に算出することができる。なお、本実施形態において、ネジ締め条件とは、上述したように、ネジの種類、取付部材の種類、電動ドライバ２の状態などが挙げられるが、その他にも、電動ドライバ２のモーター２１の消費電流値に対してトルク値が変動する条件であればよく、ネジ締め条件ごとに補正値を求めることで、電動ドライバ２のモーター２１の消費電流値からトルク値を高精度に算出することができる条件が挙げられる。

【0039】

ドライバ制御部３３のトルク制限機能は、ドライバ駆動機能が電動ドライバ２に印加する電流の大きさを制限することで、電動ドライバ２のトルクを制限する。たとえば、ネジ締め作業の要求仕様では、５Ｎｍのトルクでネジ締めを行うなど、所定のトルク値でのネジ締め指示されることがある。この場合、トルク制限機能は、ネジ締め作業において、要求されるトルク値以上のトルク値でネジ締めが行われないように、電動ドライバ２のトルク値を５Ｎｍに制限することができる。具体的には、記憶部３２に、トルク制限値Ｔｒｌが記憶されており、トルク制限機能は、トルク換算機能で算出したトルク値がトルク制限値Ｔｒｌ以上とならないように、電動ドライバ２に印加する電流値を制限する。より具体的には、トルク制御機能は、電動ドライバ２から取得した消費電流値に基づいて算出したトルク値とトルク制限値Ｔｒｌとを比較し、算出したトルク値がトルク制限値Ｔｒｌを超える場合には、後述するドライバ停止機能により、ドライバ制御装置３から電動ドライバ２に駆動停止信号を送信することで、電動ドライバ２にモーター２１の駆動を停止させることができる。なお、ドライバ制御装置３は、電流制限回路を有することで、設定されたトルク値以上のトルクとならないように、電流を制限するトルク制限機能を実行する構成とすることができる。

【0040】

また、要求仕様によっては、複数本のネジをネジ締めする一連のネジ締め作業工程において、複数のトルク値でネジ締めを行うことが要求されることがある。たとえば、ネジ締めを５Ｎｍで５本締め付けた後、１Ｎｍで３本締め付け、その後、３Ｎｍで１０本の締め付けを行うという一連のネジ締め作業工程が要求される場合がある。このような要求に対応するために、記憶部３２は、一連の作業工程の各作業に応じたトルク制限値Ｔｒｌを複数記憶することができ、また、トルク制限機能は、複数のトルク制限値Ｔｒｌの中から、現在のネジ締め作業に用いるトルク制限値Ｔｒｌを用いて、ネジ締めのトルク制限を行う構成とすることができる。たとえば、予め、ネジ締め作業工程の順に複数のトルク制限値Ｔｒｌを記憶部３２に記憶しておき、あるいは、ネジ締め作業の各作業に各トルク制限値Ｔｒｌをそれぞれ対応づけて記憶部３２に記憶しておくことで、トルク制限機能は、上述した一連のネジ締め作業工程において、まず、トルク制限値Ｔｒｌを５Ｎｍとして５回のネジ締め作業を行い、次いで、トルク制限値Ｔｒｌを１Ｎｍとして３回のネジ締め作業を行い、次いで、トルク制限値Ｔｒｌを３Ｎｍとして１０回のネジ締め作業を行う構成とすることができる。

【0041】

次に、ドライバ制御部３３のネジ締め状態判定機能について説明する。ネジ締め状態判定機能は、電動ドライバ２の消費電流値に基づいて、電動ドライバ２がネジ締めを完了したか否かを判定する。具体的には、ネジ締め状態判定機能は、トルク換算機能により算出したトルク値が、記憶部３２に記憶したトルク判定値Ｔｒｔに達したか否かを判定する。トルク判定値Ｔｒｔとは、ネジ締めが完了したと判定できるトルク値であり、ユーザまたは管理者が、電動ドライバ２とトルクテスターとを用いて、予め、正常なネジ締め作業における電動ドライバのトルクを時系列に沿ってサンプリングし、ネジ締めが完了したタイミングにおけるトルク値を、トルク判定値Ｔｒｔとして設定し、記憶部３２に記憶させることができる。

【0042】

そして、ネジ締め状態判定機能は、トルク換算機能により算出したトルク値が、トルク判定値Ｔｒｔに達した場合に、ネジ締めが完了したと判定し、報知部３６や表示部３５に、電動ドライバ２のトルク値がトルク判定値に達した旨（ネジ締めが完了した旨）をブザーなどの音、ライト点灯などの光、あるいは文字情報で出力させることで、ユーザにネジ締めが完了した旨を知らせることができる。

【0043】

ここで、トルク判定値Ｔｒｔの設定方法について説明する。図４は、正常なネジ締め作業における、ネジの締め付け状態と、電動ドライバ２のトルク値および消費電流値との関係を示すグラフである。なお、図４においては、電動ドライバ２のトルク値と消費電流値が比例関係にあるものとして、トルク値と消費電流値とを同一の線で示している。また、図４において、上部は、ネジの締め付け状態を示しており、下部に、上部の各ネジ締め状態での電動ドライバ２のトルクまたは消費電流値の時系列データの一例を示している。

【0044】

図４において、（ａ）のタイミングは、スイッチオン信号が出力され、ネジ締めが開始された直後の状態を示しており、（ｂ）のタイミングは、（ａ）に示す状態からネジを回転させて、ネジがネジ穴に差し込まれている状態を示している。（ａ）に示す状態から、モーター２１を駆動させてネジを回転させることで、（ｂ）に示すタイミングでは、ネジ穴の側面に溝を形成しながら、ネジが穴に差し込まれていくこととなる。この場合、ネジを単に回転させるだけではなく、ネジ穴に溝を形成するための負荷もかかるため、下部のグラフに示すように、電動ドライバ２のトルクおよび消費電流値は上昇する。

【0045】

また、（ｃ）および（ｄ）に示すタイミングでは、ネジの先端部がネジ穴を貫通し、ネジ穴にこれ以上新しい溝が形成されない状態となっている。この場合、既に形成された溝に沿ってネジが差し込まれるため（新たな溝を形成されないため）、（ｂ）に示す場合と比べて、ネジを締めるための負荷は小さくなり、その分、ドライバビット２６はスムーズに回転し、下部のグラフに示すように、電動ドライバ２のトルクおよび消費電流値は低い状態で推移する。

【0046】

一方、（ｅ）に示すように、ネジ頭の座面がネジ穴の開口部に着座すると、ネジ頭とネジ開口部との衝突によりトルクが瞬間的に上昇しトルクおよび消費電流値のピーク（衝突ピーク）が現れる。本実施形態では、図４の（ｅ）に示すように、ネジ頭の座面がネジ穴の開口部に着座し、ネジ頭とネジ開口部との衝突によりトルク値の衝突ピークが形成されたタイミングをネジ締め完了タイミングとし、当該ネジ締め完了タイミングにおける電動ドライバ２のトルク値をトルク判定値Ｔｒｔとして記憶部３２に記憶させることができる。

【0047】

なお、ネジ締めをさらに続けた場合には、ネジが取付部材を押圧しながら挿し込まれるため、トルクおよび消費電流値が上昇していく。そして、（ｆ）に示すタイミングにおいて、回転トルクが後述するトルク制限値Ｔｒｌに達しモーター２１の駆動が停止されると、あるいは、雌ネジが破壊されることでネジが空転することで、電動ドライバ２のトルクおよび消費電流値は急峻に低下する。

【0048】

ドライバ制御部３３のネジ締め診断機能は、電動ドライバ２のネジ締め作業の異常を診断する。具体的に、ネジ締め診断機能は、ネジ締めを開始してから、ネジ締め状態判定機能によりネジ締めが完了したと判定されるまでの時間をネジ締め時間として計測し、計測したネジ締め時間が、所定の正常判定時間帯Ｔｍｔの範囲内である場合には、ネジ締め作業は正常に行われたと診断し、所定の正常判定時間帯Ｔｍｔの範囲外である場合には、ネジ締め作業に異常があったと診断する。

【0049】

ここで、図５は、ネジ締め作業の異常診断を説明するためのグラフである。本実施形態では、図５に示すように、正常なネジ締め作業におけるネジ締め時間を含む時間帯が正常判定時間帯Ｔｍｔとして記憶部３２に記憶されている。ネジ締め時間は、通常、ネジの長さや取付部材の材質などのネジ締め条件に応じて変わるが、ネジ締め条件が同一であれば、正常なネジ締め作業では、ネジ締め開始からネジ締め完了までを一定の時間範囲内で行うことができる。そこで、本実施形態では、ネジ締め条件ごとに、正常なネジ締め作業におけるネジ締め時間をサンプリングしておき、ネジ締めが完了した時間を含む一定範囲の時間帯を、正常判定時間帯Ｔｍｔとして設定し、記憶部３２に記憶することができる。なお、上述したように、ネジ締め条件として、ネジの長さや取り付け部材の材質に加え、それら以外のネジの種類、取付部材の種類、電動ドライバ２の状態などに応じて、正常判定時間帯Ｔｍｔを設定することができる。

【0050】

具体的には、ユーザまたは管理者は、トルクテスターおよび電動ドライバ２を用いて、ネジ締め条件ごとに、正常なネジ締め作業における電動ドライバ２のトルク値および電流値をサンプリングしておき、電動ドライバ２（モーター）の起動電流を検出したタイミングから、ネジ頭の座面がネジ穴の開口部と衝突することで、電動ドライバ２のトルク値の衝突ピークが生じるタイミング（図４に示す（ｆ）のタイミング）までの時間（基準時間Ｔｍｓ）を求め、基準時間Ｔｍｓを含む時間帯を正常判定時間帯Ｔｍｔとして記憶部３２に記憶させることができる。たとえば、正常なネジ締め作業においてネジ締めが完了するまでの時間（基準時間Ｔｍｓ）が１秒である場合、正常判定時間帯Ｔｍｔとして、基準時間Ｔｍｓの前後に０．５秒ずつ設けた０．５秒～１．５秒の時間帯として設定することができる。なお、電動ドライバ２（モーター２１）の起動電流は、一般に、モーター２１の起動を開始してから約１～５ｍｓでピークが得られる電流値であり、電動ドライバ２で消費電流値を計測することで検出することもできるが、ドライバ制御装置３において印加電流値を計測することで検出することもできる。そのため、サンプル時は、電動ドライバ２の消費電流値計測部１２でモーター２１の起動電流を検出し、実際に、電動ドライバ２を用いてねじ締めを診断する場合には、ドライバ制御装置３において電動ドライバ２（モーター２１）の起動電流を検出する構成とすることもできる。

【0051】

図５に示す例において、電動ドライバ２の消費電流値に基づくトルク値の時系列データ１では、ネジ締め作業が開始されてから衝突ピークが検出されるまでの時間（Ａ）が、正常判定時間帯Ｔｍｔの範囲内となっている。この場合、ネジ締め診断機能は、ネジ締め作業は正常に行われたと診断することができる。一方、図５に示す例において、電動ドライバ２の消費電流値に基づくトルク値の時系列データ２では、ネジ締めが完了するまでの時間（Ｂ）が正常判定時間帯Ｔｍｔよりも早い時間となっており、この場合、ネジ締め診断機能は、ネジ穴の径に対してネジの径が大きいなどの異常があると診断することができる。また、図５に示す例において、電動ドライバ２の消費電流値に基づくトルク値の時系列データ３では、ネジ締めが完了するまでの時間（Ｃ）が正常判定時間帯Ｔｍｔよりも遅い時間となっており、この場合、ネジ締め診断機能は、ネジ穴の径に対してネジの径が小さい、ネジの空転、ガジリ、ネジ頭ナメなどの異常があると診断することができる。

【0052】

また、ネジ締め診断機能は、電動ドライバ２のトルクがトルク判定値Ｔｒｔに達することなく、一定時間経過した場合も、ネジ穴の径に対してネジの径が小さい、ネジの空転、ガジリ、ネジ頭ナメなどの異常があると診断する構成とすることもできる。ネジが空転などする場合には、回転トルクが上昇せず、トルクがトルク判定値Ｔｒｔに達しない場合があるためである。なお、上記一定時間は、設定機能により、ネジ締め条件ごとに設定することができる。ネジ締め条件により、ネジ締め作業において電動ドライバ２のトルクがトルク判定値Ｔｒｔに達するまでの時間に差があるためである。

【0053】

ドライバ制御部３３のドライバ停止機能は、電動ドライバ２への電流の印加を停止することで、電動ドライバ２の駆動を停止する。本実施形態において、ドライバ停止機能は、ネジ締め状態判定機能により、電動ドライバ２のトルクがトルク判定値Ｔｒｔに達した場合にネジ締めが完了したと判定された場合、および／または、トルク制限機能により、電動ドライバ２のトルク値がトルク制限値Ｔｒｌに達し、トルクが制限された場合に、電動ドライバ２に駆動停止信号を送信することで、電動ドライバ２の駆動を停止する構成とすることができる。特に、ドライバ停止機能は、電動ドライバ２のトルクがトルク判定値Ｔｒｔに達した場合、あるいは、トルク制限値Ｔｒｌに達した場合に、一定時間が経過する前も、電動ドライバ２の駆動を停止することで、ネジを取り付ける取付部材を保護することができる。また、ドライバ停止機能は、電動ドライバ２のトルクがトルク判定値Ｔｒｔまたはトルク制限値Ｔｒｌに達する前であっても、一定時間が経過する場合に、電動ドライバ２の駆動を停止する構成とすることができる。この場合も、取付部材を保護することができる。

【0054】

ドライバ制御部３３の設定機能は、パソコンやスマーフォンなどの外部装置から設定信号を受信し、受信した設定信号に基づいて、ネジ締め条件に応じた補正値、トルク判定値Ｔｒｔ、トルク制限値Ｔｒｌおよび／または正常判定時間帯Ｔｍｔを設定することができる。すなわち、本実施形態では、ユーザまたは管理者が、外部装置を用いて、ネジ締め条件ごとの補正値、トルク判定値Ｔｒｔ、トルク制限値Ｔｒｌおよび／または正常判定時間帯Ｔｍｔを入力することができ、外部装置で入力した補正値、トルク判定値Ｔｒｔ、トルク制限値Ｔｒｌおよび／または正常判定時間帯Ｔｍｔをドライバ制御部３３に送信することで、設定機能が記憶部３２に補正値、トルク判定値Ｔｒｔ、トルク制限値Ｔｒｌおよび／または正常判定時間帯Ｔｍｔを記憶させることができる。

【0055】

また、設定機能は、ユーザまたは管理者が設定部３４を介して入力したネジ締め条件の情報を取得し、当該ネジ締め条件に応じた補正値、トルク判定値Ｔｒｔ、トルク制限値Ｔｒｌおよび／または正常判定時間帯Ｔｍｔを記憶部３２に記憶する。これにより、ドライバ制御部３３は、設定された補正値、トルク判定値Ｔｒｔおよびトルク制限値Ｔｒｌを用いて、トルク換算、ネジ締め状態の判定、トルク制限、ネジ締め診断などを実行することができる。なお、ドライバ制御装置３は、外部装置と有線または無線で接続することで、情報の授受が可能となっている。

【0056】

さらに、設定機能は、ユーザがドライバ制御装置３の設定部３４を操作することで、ネジ締め状態判定機能、トルク制限機能、および／またはネジ締め診断機能のオン／オフを設定することができる。

【0057】

また、本実施形態では、ネジ締め条件ごとにネジ締めを実際に行い、ネジ締め条件ごとに、正常なねじ締め作業における電動ドライバ２の消費電流値およびトルク値を時系列に沿ってサンプリングすることで、ネジ締め条件ごとに、補正値、トルク判定値Ｔｒｔ、および、正常判定時間帯Ｔｍｔを記憶部３２に記憶する構成とすることができる。この場合も、ユーザまたは管理者は、外部装置を用いて、ネジ締め条件ごとに、補正値、トルク判定値Ｔｒｔおよび正常判定時間帯Ｔｍｔをドライバ制御装置３に入力し、設定機能が、入力されたネジ締め条件ごとに、補正値、トルク判定値Ｔｒｔおよび正常判定時間帯Ｔｍｔを記憶部３２に記憶する構成とすることができる。なお、ネジの種類は、たとえば、ネジの太さや長さなどに応じて分類することができ、取付部材の種類は、たとえば、取付部材の材質や硬度などに応じて分類することができる。

【0058】

さらに、本実施形態において、設定機能は、複数本のネジをネジ締めする一連のネジ締め作業工程に応じて、複数のトルク判定値Ｔｒｔおよび／または複数のトルク制限値Ｔｒｌを記憶部３２に記憶し、ドライバ制御部３３は、一連のネジ締め作業工程のうちの各ネジ締め作業に応じたトルク判定値Ｔｒｔおよび／またはトルク制限値Ｔｒｌを用いて、ネジ締め状態の判定やトルク制限を行う構成とすることができる。たとえば、ユーザが、ネジ締めを５Ｎｍで５本締め付けた後、１Ｎｍで３本締め付け、その後、３Ｎｍで１０本の締め付けを行うという一連のネジ締め作業工程を繰り返す必要がある場合、ドライバ制御部３３は、まず、トルク判定値Ｔｒｔを５Ｎｍ、トルク制限値Ｔｒｌを５＋αＮｍとして５回のネジ締め作業を行い、次いで、トルク判定値Ｔｒｔを１Ｎｍ、トルク制限値Ｔｒｌを１＋αＮｍとして３回のネジ締め作業を行い、次いで、トルク判定値Ｔｒｔを３Ｎｍ、トルク制限値Ｔｒｌを３＋αＮｍとして１０回のネジ締め作業を行っているかを判定することができる。

【0059】

これにより、従来の電動ドライバでは実現できなかった、一連のネジ締め作業工程を１本の電動ドライバ２で実施することができる。すなわち、従来は、電動ドライバを一定のトルク値でネジ締めさせるために、電動ドライバにクラッチ機構を設け、電動ドライバのトルクが一定のトルク値に達した場合に、機械的に、クラッチ機構によりトルク伝達を遮断する構成を採用していた。しかしながら、トルク伝達を遮断するための上記トルク値は、クラッチ機構が有するバネの伸縮を調整することで調整可能となっていた。そのため、たとえば、ネジ締めを５Ｎｍで５本締め付けた後、１Ｎｍで３本締め付け、その後、３Ｎｍで１０本の締め付けを行うという一連の作業工程を繰り返す場合には、ネジ締めを行うトルク値が変わるたびにバネの伸長を調製してトルク遮断値を変更するか、あるいは、トルク遮断値が異なる３本の電動ドライバを用意して使用する必要があった。これに対して、本実施形態では、ドライバ制御部３３により、トルク判定値Ｔｒｔやトルク制限値Ｔｒｌを自在に変更することができるため、従来のようなクラッチ機構を用いることなく、トルク制御を簡易に行うことができ、その結果、一本の電動ドライバ２で様々なトルクに応じたネジ締め作業を連続して行うことが可能となる。

【0060】

ここで、一連のネジ締め作業のより具体的な一例を説明する。本実施形態において、設定機能は、たとえば、（１）５Ｎｍのトルクで３００ｍ秒間、（２）３Ｎｍのトルクで６００ｍ秒間、（３）１０Ｎｍのトルクで２００ｍ秒間、（４）１Ｎｍのトルクで８００ｍ秒間、（５）２Ｎｍのトルクで４００ｍ秒間、（６）４Ｎｍのトルクで５００ｍ秒間、（７）６Ｎｍのトルクで３００ｍ秒間、（８）７Ｎｍのトルクで５００ｍ秒間、（９）９Ｎｍのトルクで３００ｍ秒間、（１０）１１Ｎｍのトルクで４００ｍ秒間、（１１）１０Ｎｍのトルクで２００ｍ秒間、（１２）１２Ｎｍのトルクで５００ｍ秒間、の１２種類のネジ締め動作を記憶部３２に設定することができる。さらに、この場合、設定機能は、一連のネジ締め作業の登録例１として、上記条件（３），（１０），（４）の順に繰り返しネジ締めを行う設定、一連のネジ締め作業の登録例２として、上記条件（５），（８），（２）の順に繰り返しネジ締めを行う設定、一連のネジ締め作業の登録例３として、上記条件（９），（３），（６）の順に繰り返しネジ締めを行う設定を行うことができる。

【0061】

上記（１）～（１２）のネジ締め条件のように、ネジ締め条件を予め設定し、その組み合わせを、一連のネジ締め作業におけるネジ締め条件として設定することで、ドライバ制御部３３は、１本の電動ドライバ２で複数のネジ締め動作を行うことができ、一連のネジ締め作業に必要となる電動ドライバの本数を削減することができるとともに、予め登録した各ネジ締め条件を組み合わせることで一連のネジ締め作業を設定することができるため、作業シーン設定（一連のネジ締め作業の設定）自体も簡略化することができる。なお、このような設定は、作業者が設定部３４を操作して設定する構成の他、外部装置（たとえばパソコン）から外部信号を取得することで設定することができる。また、ドライバ制御装置３の表示部３５に、設定した一連のネジ締め作業におけるネジ締め条件の内容を表示することで、作業者および管理者に電動ドライバ２が行うネジ締め作業の内容を把握させることができる。

【0062】

なお、本実施形態では、ユーザが設定部３４を操作することで、サンプリングにより決定したネジ締めが完了したタイミングのトルク値をトルク判定値Ｔｒｔとして使用するモードと、仕様で要求される複数のトルク値をトルク判定値として使用するモードとを選択することができ、設定機能は、選択されたモードに応じてトルク判定値Ｔｒｔを設定する構成とすることができる。また、設定機能は、ネジ締め作業を所定のトルク（Ｎｍ）で行ったかを判定するために、所定のトルクＮｍをトルク判定値Ｔｒｔと設定する構成とすることもできる。

【0063】

さらに、設定機能は、ユーザまたは管理者がサンプリングした消費電流値やトルク値を自動で記憶する機能を有する構成とすることもできる。また、設定機能は、サンプリングした消費電流値およびトルク値のデータから補正値、トルク判定値Ｔｒｔ、および／または正常判定時間帯Ｔｍｔを自動で設定する構成とすることもできる。

【0064】

以上のように、本実施形態に係る電動ドライバシステム１では、ドライバ制御装置３が、電動ドライバ２の消費電流値を時系列に沿って繰り返し取得し、取得した消費電流値に基づいて、電動ドライバ２によるネジ締め状態を判定する。具体的には、ドライバ制御装置３は、正常なネジ締め作業においてサンプリングした電動ドライバ２の消費電流値に基づいて設定された、消費電流値をトルク値に変換するための補正値を記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された、ネジ締めが完了したと判定するためのトルク値をトルク判定値Ｔｒｔとして記憶している。そして、ドライバ制御装置３は、電動ドライバ２で検出した電動ドライバ２の消費電流値を電動ドライバ２から取得し、当該消費電流値に応じた補正値を乗じて算出したトルク値が、予め記憶しているトルク判定値Ｔｒｔに達した場合には、ネジ締めが完了したと判定する。このように、本実施形態に係る電動ドライバシステム１では、電動ドライバ２は、トルクセンサを有する必要がないため、電動ドライバ２を簡素な構成とすることができる。さらに、ドライバ制御装置３についても、プログラムを変更するだけで既存の構成を変更する必要がないため、電動ドライバシステム１を安価に提供することが可能となる。

【0065】

また、本実施形態では、正常なネジ締め作業を実際に再現し、正常なネジ締め作業における電動ドライバ２の消費電流値およびトルク値の時系列データをサンプリングすることで、ノイズが存在する状況下における、消費電流値とトルク値との関係を特定することができ、これにより、ノイズが存在する状況下においても、電動ドライバ２の消費電流値に基づいて、電動ドライバ２のトルク値を適切に算出することができる。特に、本実施形態では、電動ドライバ２のモーター２１で実際に消費する電流値を消費電流値として計測し、電動ドライバ２からドライバ制御装置３に送信した消費電流値に基づいてトルク値を算出することで、ドライバ制御装置３から電動ドライバ２に印加する印加電流に基づいてトルク値を算出する場合と比べて、電動ドライバ２のトルク値を高精度に算出することができる。その結果、ノイズやネジ締め条件により、ドライバ制御装置３が電動ドライバ２に印加する印加電流の印加電流値と電動ドライバ２のモーター２１が実際に消費する電流消費量とに乖離がある場合も、電動ドライバ２のトルクがトルク判定値Ｔｒｔに達したか否かを適切に判定することが可能となる。

【0066】

さらに、本実施形態では、ネジ締め条件として、ネジの種類（ネジの径の大きさ、ネジの長さ、ネジの材質など）や、ネジを取り付ける取付部材の種類（取付部材に開けた穴の径の大きさや取付部材の材質など）だけではなく、電動ドライバ２の状態（電動ドライバ２の機種、電動ドライバ２のモーター２１の種類、電動ドライバ２の経年劣化の状況、電動ドライバ２の各部品の摩耗状況など）も加味し、ネジ締め条件ごとに補正値を設定している。特に、電動ドライバ２の経年劣化の状況や、電動ドライバ２の各部品の摩耗状況に応じて補正値を設定することで、電動ドライバ２が経年劣化、または摩耗し、モーター２１における電流からトルクへの伝達効率が低下した場合でも、消費電流に基づいてトルクを適切に算出することができる。

【0067】

また、本実施形態に係る電動ドライバシステム１では、たとえば、ネジ締めを５Ｎｍで５本締め付けた後、１Ｎｍで３本締め付け、その後、３Ｎｍで１０本の締め付けを行うという一連の作業工程を繰り返す場合に、プログラムにおいて、それぞれの目標トルク値（５Ｎｍ，１Ｎｍ、３Ｎｍ）を第１～第３トルク判定値として設定し、電動ドライバ２の消費電流値に基づくトルク値が、これらトルク判定値に達するか否かをプログラムに従って判定することで、一連の作業工程におけるトルク値がそれぞれ要求仕様を満たしているかを判定することができる。特に、従来の電動ドライバでは、トルクの出力上限をバネ２７の伸長を調整することで行っていたため、上記のようにネジ締めを行う際に要求されるトルク値が変化する場合には、トルクが異なる３本の電動ドライバを用いるか、ネジ締めを行う指定トルクが変わることにバネ２７の伸長を調製する必要があった。これに対して、本実施形態では、ドライバ制御装置３に、複数のトルク判定値を設定しておくことで、電動ドライバ２を変更することなく、ドライバ制御部３３が、電動ドライバ２の消費電流値に基づいて、要求仕様に合ったトルク値であるかを判定することができる。

【0068】

以上、本発明の好ましい実施形態例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態例には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。

【0069】

たとえば、上述した実施形態では、ドライバ制御装置３が、記憶部３２に記憶したトルク判定値Ｔｒｔと、電動ドライバ２の消費電流値に基づいて算出したトルク値とを比較することで、ネジ締め状態を判定する構成を例示したが、この構成に限定されず、記憶部３２が、サンプリングデータから正常にネジ締めが完了した際の消費電流値を電流判定値として記憶しておき、電流判定値と、電動ドライバ２から取得した消費電流値とを比較することで、ネジ締め状態を判定する構成とすることができる。

【0070】

さらに、上述した実施形態では、電動ドライバ２とドライバ制御装置３とを有する電動ドライバシステム１を例示したが、この構成に限定されず、図６に示すように、電動ドライバ２の筐体３０内にドライバ制御装置３を組み込み一体に構成することができる。なお、図６は、他の実施形態に係る電動ドライバシステム１ａを示す構成図である。図６に示す電動ドライバシステム１ａでは、上述した電動ドライバシステム１の構成に加えて、正逆転制御スイッチ４１およびバッテリー４２を有している。正逆転制御スイッチ４１は、作業者に操作されるスイッチであり、モーター２１の回転方向を変更することができる。また、バッテリー４２は、充電可能な二次電池であり、ドライバ制御部３３を介してモーター２１に電力を供給する。これにより、商用電源にプラグを差し込まなくても、電動ドライバ２を携帯し動作させることが可能な構成とすることができる。これにより、たとえば、ＤＩＹや大工の道具として、電動ドライバシステム１を安価に提供することができる。

【0071】

また、図７は、図６に示す電動ドライバシステム１ａの設定部３４、表示部３５および報知部３６を示す図である。作業者は、設定部３４を操作することで、ネジ締めを行う際のトルク値を数値入力することができ、ドライバ制御部３３は、設定されたトルク値でネジ締めを行うことができる。また、表示部３５は、ネジ締めを完了した際に、ネジ締め完了時のトルク値を表示することができる。このように、図６に示す電動ドライバシステム１ａでも、電動ドライバシステム１と同様に、従来の電動ドライバのトルク設定機構（締付設定のトルク調整バネによるカム機構）や、トルクセンサによるトルク監視機構を使うことなく、ネジ締め作業を制御することができる。

【0072】

さらに、図６に示す電動ドライバシステム１ａにおいて、ドライバ制御部３３は、電圧の制御により、ネジ締めにおける回転数を変更することもできる。たとえば、従来は、長さ８ｍｍのネジに対して１０ｍｍの長さ分の締め動作を行ったことで、取付部材とネジとが衝突し取付部材またはネジが壊れた場合でも、ネジ締め作業時のトルクだけで異常を判定する場合には、正常作業と判断される場合があった。これに対して、本実施形態では、ネジの締め長さ（回転数）を監視することで、８ｍｍの長さで電動ドライバを停止させることができ、取付部品へのネジの衝突を無くすことができる。また、ネジの長さに対してネジの締め長さが長い場合は、ＮＧ作業として、電動ドライバの動作を停止し、報知部３６（たとえばＮＧブザー、ＮＧランプ）により作業者に報知することができる。

【0073】

加えて、上述した実施形態では、電動ドライバ２は、ドライバ制御装置３から供給された電力を用いて駆動する構成を例示したが、医療用、歯科治療用などの小型電動ドライバのように、電動ドライバ２がバッテリーを有する構成とすることができる。この場合も、ドライバ制御装置３は、電動ドライバ２から消費電流値を取得するとともに、取得した消費電流値に基づいて算出したトルク値に基づいて、電動ドライバ２に印加する印加電流の印加電流値を制御する構成とすることができる。

【0074】

また、上述した実施形態では、ドライバ制御装置３は、電動ドライバ２の消費電流値に基づいて算出したトルク値がトルク制限値Ｔｒｌに達した場合に、電動ドライバ２の駆動を停止する駆動停止信号を送信する構成を例示したが、この構成に限定されず、トルク値がトルク制限値Ｔｒｌに達した場合に、トルク制限値Ｔｒｌを超えるトルク値とならないように、ドライバ制御装置３から電動ドライバ２に印加する電流を制限し、電動ドライバ２の駆動は停止しない構成とすることができる。

【0075】

加えて、上述した実施形態では、ネジ締めが完了したかを判定するためのトルク判定値Ｔｒｔ、および、ネジ締めが正常に行われたかを診断するための正常判定時間帯Ｔｍｔを記憶部３２が記憶する構成を例示したが、この構成に限定されず、記憶部３２は、正常なネジ締め作業における電動ドライバ２の消費電流値の時系列データを記憶しておき、ドライバ制御部３３が、記憶部３２から取得した消費電流値の時系列データに基づいて、トルク判定値Ｔｒｔおよび正常判定時間帯Ｔｍｔを算出する構成とすることもできる。

【0076】

また、上述した実施形態では、ドライバ制御装置３が、電流制限回路を有し、ドライバ駆動機能が電動ドライバ２に印加する電流の大きさを制限することで、電動ドライバ２のトルクを制限する構成を例示したが、この構成に限定されず、電動ドライバ２がモーター２１に印加する電流を制限する電流制限回路を有し、電動ドライバ２において電流を制限することで、電動ドライバ２のトルクがトルク制限値を超えてしまうことを抑制する構成とすることもできる。

【0077】

さらに、上述した実施形態では、ドライバ制御装置３が、ネジ締めが完了したと判定した場合に報知部３６により報知する構成を例示したが、この構成に限定されず、ネジ締め状態の判定結果を外部装置に出力する構成とすることもできる。また、ドライバ制御装置３が、ユーザまたは管理者が設定した補正値およびトルク判定値Ｔｒｔおよび／またはトルク制限値Ｔｒｌのデータを外部装置に出力する構成とすることもできる。さらに、ドライバ制御装置３が、ネジ締め作業における電動ドライバ２の消費電流値またはトルク値の時系列データや、ネジ締め作業の作業履歴（ネジ締め作業を何Ｎｍで何回行ったかなどの履歴）を外部装置に出力する構成とすることもできる。

【0078】

加えて、上述した実施形態では、電動ドライバ２とトルクテスターを用いてネジ締め作業を実際に行った場合における、電動ドライバ２から取得した消費電流値と、トルクテスターから取得したトルク値とに基づいて、補正値を算出する構成を例示したが、この構成に限定されず、トルクセンサを備えたサンプリング用の電動ドライバを用い、この設定用の電動ドライバから消費電流値およびトルク値を取得して、補正値を算出する構成とすることができる。この場合、サンプリング用の電動ドライバは、機種やモーターの種別、使用年数など、実際に使用する電動ドライバ２に合わせたものを用いることが好ましい。

【符号の説明】

【0079】

１，１ａ…電動ドライバシステム
２…電動ドライバ
１０…制御部
１１…モーター駆動制御部
１２…消費電流値計測部
１３…レバースイッチ
１４…押圧スイッチ
２０…駆動部
２１…モーター
２２…減速機
２４…ビットフォルダ
２５…チャック
２６…ドライバビット
２７…バネ
２８…レバーギア
２９…トルククラッチリミットスイッチ
３０…筐体
３…ドライバ制御装置
３２…記憶部
３３…ドライバ制御部
３４…設定部
３５…表示部
３６…報知部
３７…電源部
４１…正逆転制御スイッチ
４２…バッテリー
４…電源コード
５…信号コード

【要約】

【課題】電動ドライバの動作制御を適切に行うことができる電動ドライバシステムおよびドライバ制御装置を提供する。
【解決手段】電動ドライバ２と、ドライバ制御装置３とを有し、電動ドライバ２は、モーター２１と、モーター２１の電流値を消費電流値として検出する消費電流値検出手段１２を有し、ドライバ制御装置３は、電動ドライバ２から送信された消費電流値を取得する電流値取得手段３３と、消費電流値に基づいて、電動ドライバ２によるネジ締め状態を判定するネジ締め状態判定手段３３と、サンプリングした電動ドライバの消費電流値およびトルク値に基づいて設定された補正値を記憶するとともに、サンプリングしたトルク値に基づいて設定された判定値を記憶する記憶手段３２と、を有し、ネジ締め状態判定手段３３は、消費電流値と補正値とに基づいて算出したトルク値と、判定値とを比較することで、ネジ締め状態を判定する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】