JP2013000874A

JP2013000874A - 電動工具

Info

Publication number: JP2013000874A
Application number: JP2011137913A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyazaki; 博宮崎
Original assignee: Panasonic Eco Solutions Power Tools Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2013-01-07
Anticipated expiration: 2031-06-22
Also published as: JP5828110B2

Abstract

【課題】ユーザの手元に渡った後もユーザの好みに応じた動作特性、あるいは改善された動作特性への変更を容易に行うことができるものとする。
【解決手段】動力源としてのモータ１１と、このモータ１１の動作をスイッチング素子１３を介して制御する制御部１０と、パーソナルコンピュータ３との間の通信のための外部通信部１５と、モータ制御のパラメータを格納した不揮発性のメモリ１４を備える。上記制御部１０は、上記パーソナルコンピュータ３との接続で上記メモリ１４に格納された上記パラメータを書き換える書き換え機能を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動工具に関するものである。

電動工具において、その動作特性の変更、例えば締め付けトルクの変更を外部の遠隔操作器からの指令に応じて変更することができるようにしたものが特許文献１に示されている。この変更は、電動工具側に予め設定されている複数の選択肢の中で行う。

一方、ユーザが購入してユーザの手元に渡った後も、ユーザの方で好みに応じて動作特性、特に操作感に関するパラメータを変更してカスタマイズしたいというニーズは多い。

しかし、上記特許文献１に示されたものでは、予め設定されている複数の選択肢の中での変更しか行えないために、ユーザの仕事内容や好みに応じたカスタマイズには応ずることができない。また、ユーザによる操作感の好みは多岐にわたるために、操作感に関するパラメータを画一的に決めることは難しい。

さらには、商品化しユーザの手元に届いた後に、ユーザの声を元に供給者側（メーカ側）で改善した内容があっても、既にユーザの手元にある電動工具には反映させることができない。

特開２００９−５６５５５号公報

本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、ユーザの手元に渡った後もユーザの好みに応じた動作特性、あるいは改善された動作特性への変更を容易に行うことができる電動工具を提供することを課題とするものである。

本発明は、動力源としてのモータと、このモータの動作をスイッチング素子を介して制御する制御部と、パーソナルコンピュータとの間の通信のための外部通信部とを備えるとともに、モータ制御のパラメータを格納した不揮発性のメモリを備えており、上記制御部は、上記パーソナルコンピュータとの接続で上記メモリに格納された上記パラメータを書き換える書き換え機能を備えていることに特徴を有している。

この場合、上記制御部はインターネット上のウェブサーバに接続された上記パーソナルコンピュータを介して上記ウェブサーバから書き換え用のパラメータを取得するものを好適に用いることができる。

上記制御部は、上記パーソナルコンピュータを介して上記ウェブサーバに上記メモリ内にあらかじめ記録されたシリアル番号を送信するものであり、上記書き換え用のパラメータは上記ウェブサーバに予め登録されたユーザ情報中のシリアル番号と、送信されたシリアル番号とが一致する時のみウェブサーバから供給されるものであってもよい。

また、上記外部通信部は、制御部のファームウェアの書き換え機能を有するとともに、書き換え用ファームウェアは上記ウェブサーバから供給を受けるものであってもよい。

さらに上記制御部は、送信したシリアル番号が上記ウェブサーバ側で盗難届けが登録されているシリアル番号と一致すると判断された時、所定の盗難処理を行うものとしてもよい。

上記書き換え用のパラメータとしては、電動工具本体が備えるトリガスイッチの操作量に対するモータの回転数の立ち上がりのカーブ及び最高回転数、あるいはブラシレスモータに対する通電角と進角量の少なくとも一方を用いることができる。

本発明においては、ユーザが購入し手元に渡った後も、ユーザの方で、容易に好みに応じて操作感につながる動作特性に関するパラメータを更新して、カスタマイズすることができる。

本発明の実施の形態の一例におけるフローチャートである。同上のブロック図である。 (a)(b)(c)は同上の変更可能な動作特性の一例の説明図である。同上のパラメータテーブルの一例の説明図である。 (a)(b)は通電角と動作特性及び進角量と動作特性の相関の説明図である。

本発明の実施の形態の一例を図に基づいて詳述すると、図２において、図中１は電動工具本体、２は電動工具本体１に着脱自在に装着されて電動工具本体１に電源を供給する電池パックである。

ＤＣブラシモータであるモータ１１を動力源とする電動工具本体１は、トリガスイッチ１２の操作量に応じてスイッチング素子１３を介してモータ１１のオンオフ及び回転数を制御する制御部１０を備えているとともに、該制御部１０は、トリガスイッチ１２の操作量に対するモータ１１の回転数の例えばＰＷＭ制御による増減についてのパラメータを収めた不揮発性のメモリ１４が接続もしくは内蔵されている。

また、電動工具本体１は外部通信部１５を備えている。この外部通信部１５は、上記制御部１０を外部のパーソナルコンピュータ３に接続するためのもので、ＵＳＢやＲＳ２３２Ｃ等のシリアルインターフェースで構成されており、制御部１０は外部通信部１５を介してパーソナルコンピュータ３との間で通信を行う。

上記パーソナルコンピュータ３は、電動工具本体１内の制御部１０を、インターネット回線を通じて供給者側（メーカ側）が用意したウェブサーバ（ホームページ）４に接続するためのもので、上記ウェブサーバ４では電動工具本体１のモータ１１の駆動に関するパラメータの変更の選択や制御のソフトウエア（ファームウェア）の最新版をユーザがダウンロード可能としている。

また、ここではウェブサーバ４にユーザ認証ページを設けており、図１に示すように、パーソナルコンピュータ３をウェブサーバ４に接続すれば、登録ユーザに対して発行したＩＤ及びパスワードによる認証をユーザ側に対して行う。

そして認証されたユーザによる接続であることが確認されたならば、上記ウェブサーバ４で稼働するプログラムは、電動工具本体１をパーソナルコンピュータ３に接続することを促し、この接続がなされたならば、電動工具本体１のメモリ１４に格納されている情報を読み出してウェブサーバ４側に転送することをパーソナルコンピュータ３に対して指示する。

これはメモリ１４に予め電動工具本体１のシリアル番号を記録しておき、このシリアル番号を読み出すことで、ウェブサーバ４側において盗難届けが出されている電動工具本体１かどうかを識別するためのステップであって、盗難届けが出されているシリアル番号と一致する場合は、接続者のＩＰアドレス情報等とともに盗難通報を警察側に送出する。電動工具本体１を動作不能とするための信号をパーソナルコンピュータ３を介して電動工具本体１に送出し、電動工具本体１の制御部１０がこの信号を受けて、盗難処理として、モータ１１駆動を常時禁止する状態に入るようにしてもよい。このような盗難処理は、盗難についての抑止効果を奏することになる。

そして登録されているユーザ情報に含まれているシリアル番号と、パーソナルコンピュータ３を介して受信したシリアル番号とが一致する時、ウェブサーバ４は電動工具本体１についての複数種の動作特性の選択画面をユーザに対して提示する。そしてユーザが選択を行えば、ユーザが選択した動作特性のパラメータがパーソナルコンピュータ３にダウンロードされ、その後、書き換えを実行するか否かの選択をユーザに提示する。実行するが選択された場合、パーソナルコンピュータ３に対して、ダウンロードされたパラメータを電動工具本体１のメモリ１４に書き込むことを指示する。そして書き込みが終了した時点で、ウェブサーバ４はユーザ情報の更新を行う。ユーザ情報の更新及びシリアル番号のチェックを行うことで、ユーザの個別認識を行うことができる上に、供給者側にしてみればユーザが指向する動作特性の把握、動作特性の変更履歴の把握等を行うことができるために、ユーザ毎のサービスを行うことができる。なお、シリアル番号については変更することができないようにしているのはもちろんである。

ウェブサーバ４側で用意した複数種の動作特性が、上述のトリガスイッチ１２の操作量に対するモータ１１の回転数の例えばＰＷＭデューティ制御による増減についてのパラメータである場合について説明すると、電動ドライバーや電動レンチにおいては、通常、トリガスイッチ１２を引けばモータ１１がオンとなり、トリガスイッチ１２の引き量（操作量）を大きくすればするほどモータ１１の回転数を大きくし、トリガスイッチ１２を最大限に引けば、モータ１１を最高回転数で回転するという制御を行うのが通常であるが、この制御のためのトリガスイッチの操作量（ボリューム電圧）と回転数（スイッチング素子１３の駆動デューティ比）のテーブルを上記メモリ１４に記憶させておくとともに、このテーブルを書き換えることで、動作特性の変更を行うのである。

図３(a)はトリガスイッチ１２の操作量に対する回転数の増減が急なものを、図３(b)はトリガスイッチ１２の操作量に対する回転数の増減が緩やかなものを示しており、さらに図３(c)はモータ１１の出力（最高回転数）を制限したものを示している。回転数の増減が急なものは、たとえばボルト締めのように締め始めの時に調整の必要がない作業に適しており、回転数の増減を緩やかなものは、長いねじのねじ締めのように締め始めの時に調整の必要がある作業に適したものとなる。そしてモータ１１の出力を制限することは、小さなねじの締め付けや、締め付け部材が樹脂のように割れやすいものである時に有効である。もちろん、相手部材の種類やねじの大きさによって最適なモータ出力が異なるために、ウェブサーバ４では、上記のパラメータの他に、多様なパラメータを用意して、ユーザが選択できるようにしている。

トリガスイッチ１４の操作量に対する回転数の増減と、モータ出力の制限とを組み合わせたものを用意しておいてもよいのはもちろんであり、さらにはウェブサーバ４上において、ユーザ入力に応じたパラメータを生成して、このパラメータをメモリ１４に書き込むことができるようにしてもよい。

モータ１１がブラシモータではなく、ブラシレスモータである場合は、次のような制御を行うことができるパラメータを用意しておくとよい。

すなわち、３相のブラシレスモータの駆動については、ＵＶＷ相のうちの１相は電流が流れない１２０°通電のほか、１２０°通電よりも通電期間を長くして転流の前後でオーバーラップ期間（この期間はＵＶＷ相全てに電流が流れる）を設けたオーバーラップ通電、さらには正弦波駆動などがあり、後者ほどモータの誘起電圧波形に近づくためにモータの出力や効率が向上する。なお、１２０°通電とオーバーラップ通電とでは、停動トルク付近においては１２０°通電に切り換える方が出力が高くなる。

また、進角制御によっても出力や効率が変化する。進角無しまたは進角量が少ない時よりも進角が多い方が出力が向上する。さらに１２０°通電とオーバーラップ通電と正弦波駆動では後者の駆動法ほど進角制御による効果も大きくなる。オーバーラップ通電量とモータ出力とモータ効率とモータ電流を関係を図５に、進角量とモータ出力とモータ効率とモータ電流を関係を図５に示す。なお、進角制御そのものについては、たとえば特開２００３−２００３６３号公報等において公知であるために、ここでは説明を省略する。

上記駆動法や通電角や進角量を切り換えることで、モータ特性を、つまりは動作特性を変更することができることから、これら駆動法や通電角や進角量を動作特性のパラメータとしてもよい。このパラメータは、通常、効率と出力のバランスをみて設定しているが、作業内容によってはもっと出力が高いものが欲しい場合や、高い出力は不要であるが、消費電流が少なくて長時間駆動ができることを求める場合がある。このために、例えば図４に示すような回転数と通電角と進角量についてのテーブルをメモリ１４に記憶して、このテーブルの内容に応じた動作を電動工具本体１が行うようにしておくとともに、回転数と通電角と進角量が異なる別テーブルをウェブサーバ４上に用意しておいて、ウェブサーバ４への接続時に、メモリ１４上のテーブルをウェブサーバ４に用意されているものに書き換えることができるようにしておくのである。なお、通電角と進角量の一方だけを変更するものであってもよい。

ウェブサーバ４上に予め用意したテーブルだけでなく、ユーザ入力によって新たなテーブルの作成とこのテーブルのメモリ１４への書き込みを行うことができるようにしておいてもよい。

マイクロコンピュータで構成される制御部１２のファームウェアそのものを書き換えることができるようにしてもよい。この場合、外部通信部１５としてマイクロコンピュータを備えたものを用いて、外部通信部１５のマイクロコンピュータがパーソナルコンピュータ３との間の通信を担うとともに制御部１２のファームウェアを書き換えるようにしておくのが好ましい。

いずれにしてもファームウェアの書き換えも可能としておけば、電動工具本体１についてのユーザ側からのフィードバックに応じて改良された機能あるいは新たな機能を既にユーザの手元にある電動工具本体１に付加することも可能である。また、装着される電池パックに新タイプが出た時に、この新種の電池パックに応じた動作が得られるように電動工具本体１を調整することも可能である。

１電動工具本体
２電池パック
３パーソナルコンピュータ
４ウェブサーバ
１０制御部
１１モータ
１３スイッチング素子
１４メモリ
１５外部通信部

Claims

動力源としてのモータと、このモータの動作をスイッチング素子を介して制御する制御部と、パーソナルコンピュータとの間の通信のための外部通信部とを備えるとともに、モータ制御のパラメータを格納した不揮発性のメモリを備えており、
上記制御部は、上記パーソナルコンピュータとの接続で上記メモリに格納された上記パラメータを書き換える書き換え機能を備えていることを特徴とする電動工具。
上記制御部はインターネット上のウェブサーバに接続された上記パーソナルコンピュータを介して上記ウェブサーバから書き換え用のパラメータを取得するものであることを特徴とする請求項１記載の電動工具。
上記制御部は、上記パーソナルコンピュータを介して上記ウェブサーバに上記メモリ内にあらかじめ記録されたシリアル番号を送信するものであり、上記書き換え用のパラメータは上記ウェブサーバに予め登録されたユーザ情報中のシリアル番号と、送信されたシリアル番号とが一致する時のみウェブサーバから供給されるものであることを特徴とする請求項２記載の電動工具。
上記外部通信部は、制御部のファームウェアの書き換え機能を有するとともに、書き換え用ファームウェアは上記ウェブサーバから供給を受けるものであることを特徴とする請求項２または３記載の電動工具。
上記制御部は、送信したシリアル番号が上記ウェブサーバ側で盗難届けが登録されているシリアル番号と一致すると判断された時、所定の盗難処理を行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電動工具。
上記書き換え用のパラメータは、電動工具本体が備えるトリガスイッチの操作量に対するモータの回転数の立ち上がりのカーブ及び最高回転数であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動工具。
上記書き換え用のパラメータは、ブラシレスモータに対する通電角と進角量の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動工具。