(57)【要約】【課題】許容以上に電動ドライバが傾いた状態での不注意によるネジ止め作業を確実に回避する。【解決手段】電動ドライバの姿勢監視装置２００が、加速度センサ２１１と、距離センサ２２０と、１チップマイクロコンピュータ（１チップマイコン）２１３と、ブザー駆動部２１５と、ブザー２１６とを備えた。加速度センサ２１１および距離センサ２２０で、電動ドライバの傾きおよび高さが計測される。１チップマイコン２１３で、電動ドライバの傾きが閾値角度以上の傾きであるか否か、および、電動ドライバの高さがネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近した高さであるか否かが判定される。ブザー駆動部２１５およびブザー２１６で、電動ドライバが閾値角度以上に傾き、かつ、ネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近したこと受けて警報音が発せられる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動ドライバの傾きおよび高さを計測する計測部と、
前記計測部で計測された前記電動ドライバの傾きが閾値角度以上の傾きであるか否か、および、前記計測部で計測された前記電動ドライバの高さが高さ方向についてネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近した高さであるか否かを判定する判定部と、
前記判定部による、前記電動ドライバが、閾値角度以上に傾き、かつ、前記ネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近したことの判定を受けて警報を発する警報部とを有することを特徴とする電動ドライバの姿勢監視装置。
【請求項２】
前記判定部による、前記電動ドライバが、閾値角度以上に傾き、かつ、前記ネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近したことの判定を受けて、該電動ドライバの回転を停止させる回転制御部をさらに有することを特徴とする請求項１記載の電動ドライバの姿勢監視装置。
【請求項３】
前記計測部が、加速度センサおよび下方に向けた距離センサを有し、該加速度センサで得られた値に基づいて前記電動ドライバの傾きを計測し、該距離センサで得られた値に基づいて前記電動ドライバの高さを計測するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の電動ドライバの姿勢監視装置。
【請求項４】
前記計測部が加速度センサを有し、該加速度センサで得られた値に基づいて前記電動ドライバの傾きおよび高さ双方を計測するものであることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の電動ドライバの姿勢監視装置。
【請求項５】
電動ドライバと、該電動ドライバの姿勢を監視する姿勢監視装置とを有し、該姿勢監視装置が、
前記電動ドライバの傾きおよび高さを計測する計測部と、
前記計測部で計測された前記電動ドライバの傾きが閾値角度以上の傾きであるか否か、および、前記計測部で計測された前記電動ドライバの高さが高さ方向についてネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近した高さであるか否かを判定する判定部と、
前記判定部による、前記電動ドライバが、閾値角度以上に傾き、かつ、前記ネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近したことの判定を受けて警報を発する警報部とを有することを特徴とする姿勢監視装置付き電動ドライバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、電動ドライバの姿勢を監視する姿勢監視装置と、そのような姿勢監視装置付きの電動ドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
製品の組立作業においては、筐体の組立てや、筐体への部品の取付け等に、ネジを使ったネジ止め作業が行われている。ネジ止め作業には、人力でネジの締め付けを行うドライバやレンチ（例えば、特許文献１参照。）の他、電動ドライバも利用されている（例えば、特許文献２および特許文献３参照。）。
【０００３】
電動ドライバは、先端をネジの頭の溝とかみ合あわせた軸を内蔵モータで回転させることでネジの締め付けを行うものである。電動ドライバを用いれば、作業者は、電動ドライバの先端をネジの頭に当てて内蔵モータに通電するだけで良い。このため、電動ドライバを用いたネジ止め作業は、作業者の負担が少なく作業のスピードも速いので、大量生産が行われる工場等で広く行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２１０５７４号公報
【特許文献２】特開２００２−０３６１３６号公報
【特許文献３】特開２００６−３１２２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、電動ドライバを使ったネジ止め作業では、作業者が電動ドライバを手で持って作業する場合がある。この場合、作業者の不注意等で、電動ドライバがネジに対して傾いた状態でネジ止め作業が行われるといった事態が起こり得る。このような状態でのネジ止め作業では、電動ドライバの軸が回転されたときに、回転力によって軸の先端がネジの頭の溝から浮き上がってしまう恐れがある。その場合には、電動ドライバの軸の先端がネジの頭の溝に十分にかみ合っていない状態でネジが回転されることとなる。その結果、ネジの締め付けが不十分となってしまったり、ネジの頭の溝が破損してしまったりする締付け不良が生じることがある。
【０００６】
ネジの締付け不良は、ネジ止め作業の後工程や製品の出荷後におけるネジの緩みの原因となり、延いては製品における誤動作の原因となる恐れがある。そのため、許容以上に電動ドライバが傾いた状態での不注意によるネジ止め作業の確実な回避が望まれている。
【０００７】
本件は上記事情に鑑み、許容以上に電動ドライバが傾いた状態での不注意によるネジ止め作業を確実に回避することができる電動ドライバの姿勢監視装置と姿勢監視装置付き電動ドライバとを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する電動ドライバの姿勢監視装置の基本形態は、計測部と、判定部と、警報部とを備えている。
【０００９】
計測部は、電動ドライバの傾きおよび高さを計測するものである。
【００１０】
判定部は、上記計測部で計測された上記電動ドライバの傾きが閾値角度以上の傾きであるか否か、および、上記計測部で計測された上記電動ドライバの高さが高さ方向についてネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近した高さであるか否かを判定するものである。
【００１１】
警報部は、上記判定部による、上記電動ドライバが、閾値角度以上に傾き、かつ、上記ネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近したことの判定を受けて警報を発するものである。
【００１２】
また、上記目的を達成する姿勢監視装置付き電動ドライバの基本形態は、電動ドライバと、上記姿勢監視装置とを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本件によれば、許容以上に電動ドライバが傾いた状態での不注意によるネジ止め作業を確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の電動ドライバを示す図である。
【図２】図１の姿勢監視装置を詳細に示すブロック図である。
【図３】図２の姿勢監視装置における姿勢監視処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】加速度センサのＸＹ各軸が、回路基板の取付け誤差のためにドライバ軸とは９０度から若干ずれた角度をなしている様子を示す図である。
【図５】ゼロ補正を実行するに当たり、ドライバ軸を鉛直方向に向けるために使われる補正治具を示す図である。
【図６】ネジ止め作業のための作業台の水平面上に置かれた補正治具の長穴に電動ドライバのドライバ軸が挿入された様子を示す図である。
【図７】ネジ止め作業の手順を示す図である。
【図８】閾値高さについて説明する説明図である。
【図９】第２実施形態の電動ドライバを示す図である。
【図１０】第２実施形態における電動ドライバの高さの計測法方について説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、上記に基本形態について説明した電動ドライバの姿勢監視装置および姿勢監視装置付き電動ドライバの具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
まず、第１実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、第１実施形態の電動ドライバを示す図である。
【００１８】
本実施形態では、この図１に示す電動ドライバ１０が、基本形態について上述した姿勢監視装置付き電動ドライバの具体的な実施形態に相当する。
【００１９】
この電動ドライバ１０は、ドライバ本体１００と、姿勢監視装置２００とを備えている。ドライバ本体１００は、上述の基本形態における電動ドライバの一例に相当する。また、姿勢監視装置２００は、基本形態について上述した電動ドライバの姿勢監視装置の具体的な実施形態に相当する。
【００２０】
ドライバ本体１００は、作業者によって把持される把持部１１０と、先端がネジの頭の溝にかみ合わされ把持部１１０内のモータによって回転されるドライバ軸１２０とを備えている。また、把持部１１０には、内部のモータに通電する通電ボタン１１１が備えられている。
【００２１】
本実施形態では、このドライバ本体１００は、ネジ止め作業時には、ドライバ軸１２０を概ね鉛直方向に立たせて使われる。
【００２２】
姿勢監視装置２００は、ドライバ本体１００、即ち電動ドライバ１０の姿勢を監視するものであり、姿勢監視のための各種処理を実行する回路基板２１０と距離センサ２２０とを備えている。回路基板２１０は、上記の把持部１１０の側面における上方側に取り付けられている。また、距離センサ２２０は、把持部１１０の側面における下方側に取り付けられている。
【００２３】
図２は、図１の姿勢監視装置を詳細に示すブロック図である。
【００２４】
この図２に示すように、姿勢監視装置２００は、図１にも示す回路基板２１０と距離センサ２２０とを備えている。また、回路基板２１０には、加速度センサ２１１、距離センサ入力回路２１２、１チップマイクロコンピュータ（１チップマイコン）２１３、ゼロ補正ボタン２１４、ブザー駆動部２１５、およびブザー２１６が備えられている。加速度センサ２１１と距離センサ２２０とを合わせたものが、上述の基本形態における計測部の一例に相当する。また、１チップマイコン２１３が、上述の基本形態における判定部の一例に相当する。また、ブザー駆動部２１５とブザー２１６とを合わせたものが、上述の基本形態における警報部の一例に相当する。
【００２５】
また、本実施形態では、この回路基板２１０の１チップマイコン２１３には、ドライバ本体２００に内蔵されているＤＣ電源１１２から電力が供給されている。回路基板２１０の各構成要素および距離センサ２２０には、この１チップマイコン２１３から電力が分配される。
【００２６】
加速度センサ２１１は、この加速度センサ内に予め設定されたＸＹＺ各軸の加速度成分を計測するものである。この加速度センサ２１１は、ドライバ本体１００の把持部１１０に取り付けられているので、電動ドライバ１０におけるＸＹＺ各軸の加速度成分を計測することとなる。本実施形態では、図１のドライバ軸１２０に加速度センサ２１１のＺ軸が概ね沿うように、回路基板２１０がドライバ本体１００に取り付けられている。
【００２７】
ここで、加速度センサ２１１で計測されるＸＹＺ各軸の加速度成分は、鉛直方向に働く加速度である重力加速度のＸＹＺ各軸の成分を含むこととなる。加速度センサ２１１は、電動ドライバ１０におけるＸＹＺ各軸の加速度成分を計測することで、この電動ドライバ１０の、鉛直方向に対する傾きを計測するものとなっている。この加速度センサ２１１での計測結果は、１チップマイコン２１３に送られる。
【００２８】
距離センサ入力回路２１２は、ドライバ本体１００の把持部１１０に取り付けられた距離センサ２２０での計測結果が入力される回路である。距離センサ２２０は、ドライバ本体１００の把持部１１０に取り付けられており、ドライバ本体１００と、そのドライバ本体１００の下側に位置する面との間の距離を計測する。つまり、この距離センサ２２０は、電動ドライバ１０の下側に位置する面からの電動ドライバ１０の高さを計測するものとなっている。この距離センサ２２０での計測結果は、距離センサ入力回路２１２に入力され、この距離センサ入力回路２１２によって１チップマイコン２１３に送られる。
【００２９】
１チップマイコン２１３は、加速度センサ２１１での計測結果に基づいて、電動ドライバ１０の傾きが閾値角度以上の傾きであるか否かを判定する。
【００３０】
ここで、本実施形態では、電動ドライバ１０の傾きについての判定が、次のように行われる。上述したように、加速度センサ２１１のＺ軸は、図１のドライバ軸１２０に概ね沿っている。また、電動ドライバ１０は、ネジ止め作業時には、このドライバ軸１２０を概ね鉛直方向に向けて使われる。電動ドライバ１０が静止した状態では、加速度センサ２１１の計測結果は重力加速度に由来した値となる。このとき、ドライバ軸１２０が鉛直方向に向けられており電動ドライバ１０の傾きがゼロであったとする。すると、加速度センサ２１１のＺ軸が概ね鉛直方向を向き、ＸＹ各軸が鉛直方向に対して概ね９０度の角度をなすこととなる。その結果、Ｚ軸の加速度成分は「９．８ｍ／ｓｅｃ２」に近い値となり、ＸＹ各軸の加速度成分は「０ｍ／ｓｅｃ２」に近い値となる。そして、このドライバ軸１２０が鉛直方向に対して傾くと、Ｚ軸の加速度成分は、傾きがゼロのときの値から減少する。一方、ＸＹ各軸の加速度成分は、傾きがゼロのときの値から重力加速度のこれら各軸の成分だけ絶対値が増加する。
【００３１】
本実施形態では、電動ドライバ１０の傾きがゼロのときのＸＹ各軸の加速度成分の値を基準値とし、その基準値との差分の絶対値が、上記の閾値角度に相当する値以上となったか否かを判定することで傾きについての判定が行われる。
【００３２】
さらに、１チップマイコン２１３は、距離センサ２２０での計測結果に基づいて、電動ドライバ１０の高さが次のような高さになっているか否かを判定する。即ち、電動ドライバ１０の高さが、この電動ドライバ１０の下側に置かれたネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近した高さとなっているか否かが判定される。１チップマイコン２１３には、この１チップマイコン２１３における上記のような傾きと高さについての判定を含む各種処理を実行するための処理プログラムを記憶したプログラムメモリが備えられている。１チップマイコン２１３は、傾きと高さについての判定をこの処理プログラムに従って行う。１チップマイコン２１３における傾きと高さについての判定結果は、ブザー駆動部２１５に渡される。
【００３３】
ゼロ補正ボタン２１４は、次のようなゼロ補正の実行を１チップマイコン２１３に作業者が指示するためのボタンである。ゼロ補正は、電動ドライバ１０が、図１のドライバ軸１２０を鉛直方向に向かせる後述の補正治具に設置されたときの加速度成分を上記の基準値に設定する処理である。このゼロ補正については、後で詳細に説明する。
【００３４】
ブザー駆動部２１５は、１チップマイコン２１３での判定結果が、電動ドライバ１０が閾値角度以上に傾き、かつ、ネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近したことを示すものであったときに、ブザー２１６に警報音を発生させるものである。
【００３５】
次に、上記の姿勢監視装置２００における姿勢監視処理の流れについて詳細に説明する。
【００３６】
図３は、図２の姿勢監視装置における姿勢監視処理の流れを示すフローチャートである。
【００３７】
この図３のフローチャートが示す姿勢監視処理は、電動ドライバ１０の不図示の電源ボタンがＯＮされるとスタートする。
【００３８】
姿勢監視処理がスタートすると、まず、加速度センサ２１１において上記のゼロ補正に供するための加速度成分の計測が開始される（ステップＳ１０１）。
【００３９】
ここで、本実施形態では、上述したように、加速度センサ２１１のＺ軸が概ね鉛直方向に向いた状態でネジ止め作業が行われることを前提に、電動ドライバ１０の傾きについての判定には、加速度センサ２１１のＸＹ各軸についての計測結果が使われる。ゼロ補正も、このことを受けて、加速度センサ２１１のＸＹ各軸についてのみ行われる。このため、ステップＳ１０１では、加速度センサ２１１での計測結果のうちＸＹ各軸についての計測結果のみが残されて、不要なＺ軸の計測結果は廃棄される。
【００４０】
次に、１チップマイコン２１３によって、図２のゼロ補正ボタン２１４がＯＮされているか否かが判定される（ステップＳ１０２）。そして、ゼロ補正ボタン２１４がＯＮされている場合には（ステップＳ１０２におけるＹＥＳ判定）、詳細について以下に説明するゼロ補正が１チップマイコン２１３において実行される（ステップＳ１０３）。
【００４１】
以下、ゼロ補正について詳細に説明する。
【００４２】
加速度センサ２１１のＸＹ各軸は、厳密には、回路基板２１０の取付け誤差のためにドライバ軸１２０とは９０度から若干ずれた角度をなしている。
【００４３】
図４は、加速度センサのＸＹ各軸が、回路基板の取付け誤差のためにドライバ軸とは９０度から若干ずれた角度をなしている様子を示す図である。
【００４４】
この図４には、回路基板２１０に搭載された加速度センサ２１１のＸＹ各軸と、ドライバ軸１２０の中心軸Ｄとが一点鎖線で記載されている。この図４に示すように回路基板２１０の取付け誤差のために、加速度センサ２１１のＸＹ各軸とドライバ軸１２０の中心軸Ｄとがなす角度は９０度から若干ずれた角度となる。
【００４５】
図３のステップＳ１０３のゼロ補正では、このように加速度センサ２１１のＸＹ各軸とドライバ軸１２０の中心軸Ｄとがなす角度が９０度からずれた状態で、ドライバ軸１２０を鉛直方向に向けたときのＸＹ各軸についての計測結果が上記の基準値に設定される。
【００４６】
また、本実施形態では、ゼロ補正を実行するに当たり、ドライバ軸１２０を鉛直方向に向けるために、次のような補正治具が使われる。
【００４７】
図５は、ゼロ補正を実行するに当たり、ドライバ軸を鉛直方向に向けるために使われる補正治具を示す図である。
【００４８】
この図５に示すように、補正治具５０１は、底面に対して垂直な長穴５０１ａが上面から開けられた直方体ブロックである。この補正治具５０１が、後述するネジ止め作業のための作業台の水平面上に置かれると、長穴５０１ａが鉛直方向を向くこととなる。
【００４９】
ゼロ補正を実行する際には、この作業台の水平面上に置かれた補正治具５０１の長穴５０１ａに電動ドライバ１０のドライバ軸１２０が挿入される。
【００５０】
図６は、ネジ止め作業のための作業台の水平面上に置かれた補正治具の長穴に電動ドライバのドライバ軸が挿入された様子を示す図である。
【００５１】
この図６にはネジ止め作業のための作業台５０２の一部が示されている。そして、この図６に示すように、ドライバ軸１２０が補正治具５０１の長穴５０１ａに挿入されることで、ドライバ軸１２０が鉛直方向に向けられる。
【００５２】
図２のゼロ補正ボタン２１４は、この図６に示すように電動ドライバ１０がおかれた状態でＯＮされる。すると、図３のステップＳ１０３のゼロ補正が実行されることとなる。
【００５３】
このステップＳ１０３のゼロ補正では、上記のステップＳ１０１で開始された後、ステップＳ１０２でＹＥＳ判定が出されたとき以降に計測されたＸＹ各軸の加速度成分の値が、基準値（Ｘ０，Ｙ０）として図２のプログラムメモリ２１３ａ内に記憶される。
【００５４】
このようにＸＹ各軸の加速度成分の値が基準値（Ｘ０，Ｙ０）としてプログラムメモリ２１３ａ内に記憶されることでゼロ補正が終了すると、処理がステップＳ１０１まで戻り加速度センサ２１１での計測とステップＳ１０２の判定が行われる。この結果、本実施形態では、図２のゼロ補正ボタン２１４がＯＮされている間、ゼロ補正が繰返し実行される。そして、この図２のプログラムメモリ２１３ａ内の基準値（Ｘ０，Ｙ０）は、このゼロ補正が実行される度に更新される。
【００５５】
このようにゼロ補正が行われた後、本実施形態では、次のような手順でネジ止め作業が行われる。そして、そのネジ止め作業の作業中に、図３のフローチャートにおける後述のステップＳ１０４以降の処理が行われることとなる。
【００５６】
図７は、ネジ止め作業の手順を示す図である。
【００５７】
この図７には、図６では一部が示されていたネジ止め作業のための作業台５０２が示されている。また、この図７には、上記の加速度センサ２１１におけるＸＹＺ各軸が、この作業台５０２に重ねて示されている。この作業台５０２は、ネジ止め対象物５０３が載置される水平面を有する第１の台５０２ａと、ネジが収容されたネジ箱５０４が載置された第２の台５０２ｂとを有している。
【００５８】
本実施形態では、電動ドライバ１０は、不使用時には所定の吊り下げ位置に吊り下げられている。そして、ネジ止め作業の際に、図中（１）の矢印が示すように作業者によってこの吊り下げ位置から降ろされる。
【００５９】
ここで、電動ドライバ１０についての上記のゼロ補正の際には、第１の台５０２ａの上に上記の補正治具５０１が置かれる。そして、その補正治具５０１に電動ドライバ１０が設置され、ゼロ補正ボタン２１４がＯＮされてゼロ補正が実行される。補正済みの電動ドライバ１０は、上記の吊り下げ位置に戻されるか、あるいは、そのままネジ止め作業に使われる。
【００６０】
また、ゼロ補正はネジ止め作業の度に実行される必要はなく、補正済みの電動ドライバ１０については、ゼロ補正なしでネジ止め作業に用いることが可能である。ただし、上記の加速度センサ２１１の計測結果には、経時的に変化するオフセット成分が含まれることがある。そのため、ゼロ補正については、ネジ止め作業の度ではないにしても定期的に実行されることが望ましい。
【００６１】
吊り下げ位置から降ろされた電動ドライバ１０は、ネジ箱５０４に収容されたネジの頭にドライバ軸１２０の先端が当てられる。そして、図中（２）の矢印が示すように電動ドライバ１０がネジ箱５０４から動かされることで、ネジがネジ箱５０４から取り出される。その後、電動ドライバ１０は、図中（３）の矢印が示すようにネジ止め対象物５０３のネジ止め位置の上まで運ばれる。そして、その運ばれたネジ止め位置で、電動ドライバ１０は、図中（４）の矢印が示すように降ろされる。この時点で、作業者によって図１の通電ボタン１１１がＯＮされてネジ止めが行われる。
【００６２】
以上に説明した（２）から（４）までの各矢印が示す動作が、ネジ止め箇所の数だけ作業者によって繰返し実行される。そして、全ての箇所についてのネジ止めが終了すると、図中（５）の矢印が示すように、電動ドライバ１０が上記の吊り下げ位置に戻される。
【００６３】
そして、図７に示すネジ止め作業を実行中の電動ドライバ１０に対する姿勢監視処理が、図３のステップＳ１０２でゼロ補正ボタン２１４がＯＦＦであると判定された場合（ＮＯ判定）に実行される。
【００６４】
この場合、改めて加速度センサ２１１で加速度成分の計測が行われる（ステップＳ１０４）。そして、１チップマイコン２１３において、このステップＳ１０３で得られたＸＹ各軸の加速度成分（Ｘ，Ｙ）から、上記のゼロ補正で設定された基準値（Ｘ０，Ｙ０）が減算される（ステップＳ１０５）。この減算結果は、ゼロ補正のときからドライバ軸１２０がＸＹ各方向にどれぐらい傾いたかを示す値となっている。
【００６５】
そして、ＸＹ各軸の減算結果それぞれの絶対値が、ネジ止め作業で許容できるドライバ軸１２０の傾きについての閾値角度に対応した値以上であるか否かが、１チップマイコン２１３で判定される（ステップＳ１０６）。
【００６６】
ＸＹ各軸の減算結果それぞれが上記の閾値角度に対応した値未満である場合（ステップＳ１０６におけるＮＯ判定）、電動ドライバ１０における内蔵モータへの電源供給が１チップマイコン２１３によって許可される（ステップＳ１０７）。本実施形態では、この状態で、図１の通電ボタン１１１がＯＮされるとドライバ軸１２０が内蔵モータによって回転されることとなる。
【００６７】
また、この際には、ブザー駆動部２１５によるブザー２１６の駆動が１チップマイコン２１３によって禁止される（ステップＳ１０８）。その後、処理が上記のステップＳ１０２まで戻る。
【００６８】
一方、上記の減算結果の絶対値が閾値角度に対応した値以上である場合（ステップＳ１０６におけるＹＥＳ判定）、図１や図２の距離センサ２２０によって、この電動ドライバ１０の、ネジ止め対象物からの距離Ｚ１が計測される（ステップＳ１０９）。そして、その計測された距離Ｚ１が、次のような閾値高さＺｔｈ以内に接近した高さとなっているか否かが判定される（ステップＳ１１０）。
【００６９】
図８は、閾値高さについて説明する説明図である。
【００７０】
この図８には、図７の作業台５０２の上に置かれたネジ止め対象物５０３に対する閾値高さＺｔｈが示されている。閾値高さＺｔｈは、この閾値高さＺｔｈ以内の高さまで電動ドライバ１０がネジ止め対象物５０３に接近した場合には、その電動ドライバ１０がネジの締付け中であると看做せる高さのことである。このため、電動ドライバ１０の高さがこの閾値高さＺｔｈを超える高さである場合には、その電動ドライバ１０が、例えば、ネジ止め位置以外の場所を移動中等といった状態にあると看做せることとなる。
【００７１】
図３のステップＳ１１０で、計測された距離Ｚ１が閾値高さＺｔｈ以内に接近した高さでは無いと判定された場合（ＮＯ判定）、処理がステップＳ１０８に移行する。この場合、ネジの締付け中では無いので警報音は出されないこととなる。
【００７２】
一方、計測された距離Ｚ１が閾値高さＺｔｈ以内に接近した高さとなっていると判定された場合（ステップＳ１１０におけるＹＥＳ判定）、１チップマイコン２１３の指示によりブザー駆動部２１５がブザー２１６を駆動する（ステップＳ１１１）。これにより、作業者に対して、電動ドライバ１０が許容以上に傾いた状態でネジ止めが行われようとしている旨を知らせる警報音が出されることとなる。さらに、１チップマイコン２１３は、電動ドライバ１０における内蔵モータへの電源供給を遮断する（ステップＳ１１２）。これにより、作業者が警報音を無視して図１の通電ボタン１１１がＯＮしたとしてもドライバ軸１２０の回転が停止されることとなる。その後、処理は、上記のステップＳ１０２まで戻る。
【００７３】
本実施形態では、以上に説明した一連の処理が、電動ドライバ１０の電源がＯＦＦされるまで繰返し実行される。これにより、図７に示す電動ドライバ１０のネジ止め作業中には、電動ドライバ１０の傾きと高さが常に監視される。そして、電動ドライバ１０が許容以上に傾いた状態でネジ止めが行われようとすると上記のように警報音が発せられる。
【００７４】
その結果、作業者に対して電動ドライバ１０の傾きに対する注意が促されるので、許容以上に電動ドライバ１０が傾いた状態での不注意によるネジ止め作業が確実に回避されることとなる。
【００７５】
また、本実施形態では、電動ドライバ１０が許容以上に傾いた状態でネジ止めが行われようとする際には、警報音に加えて、上述したようにドライバ軸１２０の回転が停止される。これにより、作業者が上記の警報音を無視して無理やりネジ止めする等といった不注意を超えた事態についても回避されることとなる。
【００７６】
このことは、上述の基本形態に対し、以下に説明する応用形態が好適であることを意味している。この応用形態は、上記判定部による、上記電動ドライバが、閾値角度以上に傾き、かつ、上記ネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近したことの判定を受けて、その電動ドライバの回転を停止させる回転制御部をさらに有している。
【００７７】
図２の１チップマイコン２１３は、この応用形態における回転制御部の一例も兼ねている。
【００７８】
また、本実施形態では、電動ドライバ１０の傾きの計測が加速度センサで得られた値によって行われ、電動ドライバ１０の高さの計測が距離センサで得られた値によって行われる。このように、本実施形態では、傾きと高さとのそれぞれについて専用のセンサを設けることで、傾きと高さとのそれぞれを高精度で計測することができる。
【００７９】
このことは、上述の基本形態に対し、以下に説明する応用形態が好適であることを意味している。この応用形態では、上記計測部が、加速度センサおよび下方に向けた距離センサを有するものとなっている。そして、この計測部が、その加速度センサで得られた値に基づいて上記電動ドライバの傾きを計測し、その距離センサで得られた値に基づいて上記電動ドライバの高さを計測する。
【００８０】
本実施形態の加速度センサ２１１と距離センサ２２０とを合わせたものは、この応用形態における計測部の一例にも相当している。
【００８１】
次に、第２実施形態について説明する。
【００８２】
この第２実施形態は、電動ドライバの高さの計測も加速度センサで得られた値に基づいて行われる点が、上述の第１実施形態とは異なっている。以下では、第２実施形態について、この第１実施形態との相違点に注目して説明する。
【００８３】
図９は、第２実施形態の電動ドライバを示す図である。
【００８４】
尚、この図９では、図１に示す第１実施形態の電動ドライバ１０の構成要素と同等な構成要素は図１と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を省略する。
【００８５】
本実施形態では、この図９に示すドライバ本体２０が、基本形態について上述した姿勢監視装置付き電動ドライバの具体的な実施形態に相当する。
【００８６】
この電動ドライバ２０は、ドライバ本体１００と、姿勢監視用回路基板３００とを備えている。姿勢監視用回路基板３００は、基本形態について上述した電動ドライバの姿勢監視装置の具体的な実施形態に相当する。
【００８７】
本実施形態では、姿勢監視用回路基板３００において、加速度センサでの計測結果に基づいて、電動ドライバ２０の傾きとネジ止め対象物からの高さとが計測される。傾きの計測方法については、上述した第１実施形態における傾きの計測方法と同等であるので、ここでは重複説明を省略する。
【００８８】
以下、本実施形態における高さの計測法方について説明する。
【００８９】
図１０は、第２実施形態における電動ドライバの高さの計測法方について説明する説明図である。
【００９０】
この図１０には、上述の第１実施形態の電動ドライバ１０によるネジ止め作業にも使われる、図７にも示された作業台５０２、ネジ止め対象物５０３、およびネジ箱５０４が示されている。
【００９１】
この図１０のパート（Ａ）には、ネジ箱５０４に収容されたネジを電動ドライバ２０のドライブ軸１２０の下端に装着して、そのネジをネジ箱５０４から取り出す際の電動ドライバ２０の動作が、（２）の矢印で示されている。この（２）の矢印が示す動作は、上記の図７中の（２）の矢印が示す動作と同等な動作である。
【００９２】
また、図１０のパート（Ｂ）には、電動ドライバ２０がネジ止め対象物５０３のネジ止め位置の上まで運ばれ、そのネジ止め位置で鉛直方向に降下してネジ止めを行う動作が、（３）および（４）の矢印で示されている。これら（３）および（４）の矢印が示す動作それぞれは、上記の図７中の（３）および（４）の矢印が示す動作それぞれと同等な動作である。
【００９３】
本実施形態では、まず、図２のパート（Ａ）中の（２）の矢印が示す、ネジをネジ箱５０４から取り出す際の動作が、姿勢監視用回路基板３００の加速度センサの計測結果に基づいて１チップマイコンで次のように検出される。この動作の際には、電動ドライバ２０は、（２）の矢印が示すように、加速度センサのＹ軸に対して「−」方向に大きく動かされる。姿勢監視用回路基板３００の１チップマイコンは、加速度センサでのＹ軸の加速度成分についての計測結果が、符号が「−」で、絶対値が所定の閾値を超えたときに上記の（２）の矢印が示す動作が起きたと判断する。尚、本実施形態では、ネジをネジ箱５０４から取り出す際の動作を実際に繰返し実行し、その際に得られた加速度センサでのＹ軸についての計測結果から経験的に得られた値が上記の閾値として採用されている。
【００９４】
このように（２）の矢印が示す動作が検出されると、姿勢監視用回路基板３００の１チップマイコンは、電動ドライバ２０の高さを、次のような基準高さＺ２にあるものと看做す。この基準高さＺ２は、作業台５０２上のネジ箱５０４の実際の高さに基づいて算出された、ネジをネジ箱５０４から取り出す際の電動ドライバ２０の高さである。
【００９５】
電動ドライバ２０の高さについてこのような看做しが行われると、姿勢監視用回路基板３００の１チップマイコンは、その後の加速度センサでのＺ軸についての計測結果から電動ドライバ２０のＺ軸方向の移動量を一定時間間隔毎に求める。Ｚ軸に対する「＋」方向の移動量については「＋」符号が付された値が求められ、「−」方向の移動量については「−」符号が付された値が求められる。そして、１チップマイコンは、求められた移動量を上記の基準高さＺ２に加算することで、（３）および（４）の矢印が示す動作中の電動ドライバ２０の、上記の一定時間間隔毎の高さＺ１が求められる。
【００９６】
この電動ドライバ２０の高さＺ１がネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近した高さであり、かつ、電動ドライバ２０が閾値角度以上に傾いた場合に、警報音を発しドライバ軸の回転を停止する処理については上述の第１実施形態における処理と同様である。
【００９７】
以上に説明した第２実施形態でも、上述の第１実施形態と同様に、許容以上に電動ドライバが傾いた状態での不注意によるネジ止め作業を確実に回避することができることは言うまでも無い。
【００９８】
また、本実施形態では、電動ドライバ２０の高さが、上述したように加速度センサでの計測結果に基づいて求められる。その結果、高さを直接的に計測するセンサが不要となり部品点数が抑えられ、その結果、製造コストが抑えられることとなっている。
【００９９】
このことは、上述の基本形態に対し、以下に説明する応用形態が好適であることを意味している。この応用形態では、上記計測部が加速度センサを有し、その加速度センサで得られた値に基づいて上記電動ドライバの傾きおよび高さ双方を計測するものとなっている。
【０１００】
図９の姿勢監視用回路基板３００の加速度センサと１チップマイコンとを合わせたものが、この応用形態における計測部の一例に相当する。
【０１０１】
また、本実施形態では、ネジ箱５０４からネジを取り出す動作時の電動ドライバ２０が、上記のように作業台の寸法等から得られる基準高さにあるものと看做すことで、その動作後の高さが加速度センサでの計測結果から容易に得られることとなっている。
【０１０２】
このことは、加速度センサで得られた値に基づいて傾きと高さの双方を計測する上述の応用形態に対し、以下に説明する応用形態がさらに好適であることを意味している。この応用形態では、上記計測部が、上記加速度センサで得られた値に基づいて、電動ドライバの次のような動作を検出する。即ち、計測部は、所定の高さ位置に置かれたネジ箱に収容されたネジを上記電動ドライバの下端に装着してそのネジ箱からそのネジを取り出す際のその電動ドライバの動作を検出する。そして、計測部は、その動作時のその電動ドライバが基準高さにあるものと看做して、その動作時以降、その電動ドライバの高さを計測する。
【０１０３】
図９の姿勢監視用回路基板３００の加速度センサと１チップマイコンとを合わせたものが、この応用形態における計測部の一例に相当する。
【０１０４】
尚、上記では、基本形態について上述した姿勢監視装置の具体的な実施形態として、ドライバ本体の側面に取り付けられた形態を例示した。しかしながら、基本形態について上述した姿勢監視装置は、この形態に限るものではない。基本形態について上述した姿勢監視装置は、例えばドライバ本体に内蔵されたものであっても良い。
【０１０５】
また、上記では、上述の基本形態における警報部の一例として、警報音を発するブザー２１６と、そのブザー２１６を駆動するブザー駆動部２１５とを合わせたものを例示した。しかしながら、上述の基本形態における警報部はこれに限るものではない。この基本形態における警報部は、例えば、警報として光や振動を発するもの等であっても良い。
【０１０６】
以下、上述した基本形態を含む種々の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１０７】
（付記１）
電動ドライバの傾きおよび高さを計測する計測部と、
前記計測部で計測された前記電動ドライバの傾きが閾値角度以上の傾きであるか否か、および、前記計測部で計測された前記電動ドライバの高さが高さ方向についてネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近した高さであるか否かを判定する判定部と、
前記判定部による、前記電動ドライバが、閾値角度以上に傾き、かつ、前記ネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近したことの判定を受けて警報を発する警報部とを有することを特徴とする電動ドライバの姿勢監視装置。
【０１０８】
（付記２）
前記判定部による、前記電動ドライバが、閾値角度以上に傾き、かつ、前記ネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近したことの判定を受けて、該電動ドライバの回転を停止させる回転制御部をさらに有することを特徴とする付記１記載の電動ドライバの姿勢監視装置。
【０１０９】
（付記３）
前記計測部が、加速度センサおよび下方に向けた距離センサを有し、該加速度センサで得られた値に基づいて前記電動ドライバの傾きを計測し、該距離センサで得られた値に基づいて前記電動ドライバの高さを計測するものであることを特徴とする付記１又は２記載の電動ドライバの姿勢監視装置。
【０１１０】
（付記４）
前記計測部が加速度センサを有し、該加速度センサで得られた値に基づいて前記電動ドライバの傾きおよび高さ双方を計測するものであることを特徴とする付記１から３のうちのいずれか１項記載の電動ドライバの姿勢監視装置。
【０１１１】
（付記５）
前記計測部が、前記加速度センサで得られた値に基づいて、所定の高さ位置に置かれたネジ箱に収容されたネジを前記電動ドライバの下端に装着して該ネジ箱から該ネジを取り出す際の該電動ドライバの動作を検出し、該動作時の該電動ドライバが基準高さにあるものと看做して、該動作時以降、該電動ドライバの高さを計測するものであることを特徴とする付記４記載の電動ドライバの姿勢監視装置。
【０１１２】
（付記６）
電動ドライバと、該電動ドライバの姿勢を監視する姿勢監視装置とを有し、該姿勢監視装置が、
前記電動ドライバの傾きおよび高さを計測する計測部と、
前記計測部で計測された前記電動ドライバの傾きが閾値角度以上の傾きであるか否か、および、前記計測部で計測された前記電動ドライバの高さが高さ方向についてネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近した高さであるか否かを判定する判定部と、
前記判定部による、前記電動ドライバが、閾値角度以上に傾き、かつ、前記ネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近したことの判定を受けて警報を発する警報部とを有することを特徴とする姿勢監視装置付き電動ドライバ。
【０１１３】
（付記７）
前記姿勢監視装置が、
前記判定部による、前記電動ドライバが、閾値角度以上に傾き、かつ、前記ネジ止め対象物に閾値高さ以内に接近したことの判定を受けて、該電動ドライバの回転を停止させる回転制御部をさらに有することを特徴とする付記６記載の姿勢監視装置付き電動ドライバ。
【０１１４】
（付記８）
前記計測部が、加速度センサおよび下方に向けた距離センサを有し、該加速度センサで得られた値に基づいて前記電動ドライバの傾きを計測し、該距離センサで得られた値に基づいて前記電動ドライバの高さを計測するものであることを特徴とする付記６又は７記載の姿勢監視装置付き電動ドライバ。
【０１１５】
（付記９）
前記計測部が加速度センサを有し、該加速度センサで得られた値に基づいて前記電動ドライバの傾きおよび高さ双方を計測するものであることを特徴とする付記６から８のうちのいずれか１項記載の姿勢監視装置付き電動ドライバ。
【０１１６】
（付記１０）
前記計測部が、前記加速度センサで得られた値に基づいて、所定の高さ位置に置かれたネジ箱に収容されたネジを前記電動ドライバの下端に装着して該ネジ箱から該ネジを取り出す際の該電動ドライバの動作を検出し、該動作時の該電動ドライバが基準高さにあるものと看做して、該動作時以降、該電動ドライバの高さを計測するものであることを特徴とする付記９記載の姿勢監視装置付き電動ドライバ。
【符号の説明】
【０１１７】
１０，２０    電動ドライバ
１００    ドライバ本体
１１０    把持部
１１１    通電ボタン
１１２    ＤＣ電源
１２０    ドライバ軸
２００    姿勢監視装置
２１０    回路基板
２１１    加速度センサ
２１２    距離センサ入力回路
２１３    １チップマイクロコンピュータ（１チップマイコン）
２１３ａ    プログラムメモリ
２１４    ゼロ補正ボタン
２１５    ブザー駆動部
２１６    ブザー
２２０    距離センサ
３００    姿勢監視用回路基板
５０１    補正治具
５０１ａ    長穴
５０２    作業台
５０２ａ    第１の台
５０２ｂ    第２の台
５０３    ネジ止め対象物
５０４    ネジ箱
【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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