JP2013188844A - 電動工具及びデータ送信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用履歴データ等のデータを外部に送信するために専用のハードウェアを搭載する必要のない電動工具及びデータ送信方法を提供する。
【解決手段】トリガスイッチ３がオフからオンに切り替わったこと（すなわち使用者がトリガスイッチ３を引いたこと）を契機として、人間の感知可能な範囲を上回る周波数で、電動工具１の使用履歴データ等のデータに基づいて照明用ＬＥＤ４を点滅させる。点滅周波数は、データによって瞬時的には多少ばらつくものの、ビットレートを例えば９６００ｂｐｓとすれば、平均的には概ね４８００Ｈｚとなる。また、点滅時の照明用ＬＥＤ４の駆動信号のデューティ比は、データによって瞬時的には多少ばらつくものの、平均的には概ね５０％となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、使用履歴データ等のデータを外部に送信可能な電動工具、及び電動工具によるデータ送信方法に関する。

電動工具の使用履歴データは、電動工具が製造されてから現在に至るまで電動工具が実際にどのような使われ方をしてきたかを示すデータであり、例えばネジ締めを行った日時やネジ締めの本数、ネジ締め時の負荷の強弱（電流値と印加時間）、ネジ１本の締付けに要した時間、ネジ締め時の条件設定等のデータを含む。使用履歴データを収集することにより、電動工具の使用頻度の確認や故障原因の特定、あるいは設定した目標品質の妥当性の評価等が可能で、品質向上や次の製品開発の参考にできる。下記特許文献１は、締め付けが行われたごとに締め付けデータをマイコンにより可搬形のメモリカードに格納することを開示する。

特開２０１０−１２５８７号公報

使用履歴データ等のデータを外部に送信する機能を持たせるために電動工具に専用のハードウェアを搭載することは、電動工具の大型化や部品点数の増加、コストアップにつながり好ましくない。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、使用履歴データ等のデータを外部に送信するために専用のハードウェアを搭載する必要のない電動工具及びデータ送信方法を提供することにある。

本発明のある態様は、電動工具である。この電動工具は、
モータと、データ送信以外の機能を有するライトと、前記ライトへの通電を使用者が切替え可能なスイッチと、前記ライトを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記スイッチがオン又はオフに切り替わったことを契機として人間の感知可能な範囲を上回る周波数で所定のデータに基づいて前記ライトを点滅状態とする。

前記制御部は、前記スイッチがオンに切り替わったことを契機として前記ライトを前記点滅状態とした後、前記スイッチがオンである期間は前記ライトを点灯状態としてもよい。

前記制御部は、前記スイッチがオフに切り替わったことを契機として前記ライトを点灯状態から前記点滅状態に切り替えた後、前記スイッチがオフである期間は前記ライトを消灯状態としてもよい。

前記制御部は、前記ライトを前記点滅状態としているときに前記ライトに印加する電圧の振幅よりも小さい電圧で前記ライトを前記点灯状態としてもよい。

前記ライトを前記点灯状態とするときに前記ライトに印加する電圧が、前記ライトを前記点滅状態としているときに前記ライトに印加する電圧の振幅の半分ないしその近傍であってもよい。

前記制御部は、前記スイッチがオンに切り替わったことを契機として前記ライトを前記点滅状態とした後、前記スイッチがオンである期間は前記点滅状態での周波数とは異なりかつ人間の感知可能な範囲を上回る他の周波数で前記ライトを点滅させてもよい。

前記制御部は、前記スイッチがオフに切り替わったことを契機として前記ライトを前記点滅状態に切り替えた後、前記スイッチがオフである期間は前記ライトを消灯状態とし、前記点滅状態に切り替える以前は前記点滅状態での周波数とは異なりかつ人間の感知可能な範囲を上回る他の周波数で前記ライトを点滅させてもよい。

前記他の周波数で前記ライトを点滅させるときに前記ライトに印加する電圧のデューティ比が５０％ないしその近傍であってもよい。

前記点滅状態では１ｋｂｐｓ以上のビットレートとなるように前記ライトを点滅させてもよい。

前記所定のデータが本電動工具の使用履歴データを含んでもよい。

前記ライトが照明用ライトであってもよい。

前記スイッチは、前記モータへの通電を使用者が切替え可能なスイッチを兼ねていてもよい。

本発明のもう一つの態様は、データ送信方法である。このデータ送信方法は、
電動工具からデータ読取り器に前記電動工具の使用履歴データを送信する方法であり、
前記電動工具のモータへの通電を使用者が切替え可能なスイッチをオン又はオフする工程と、
前記スイッチがオン又はオフに切り替わったことを契機として人間の感知可能な範囲を上回る周波数で前記使用履歴データに基づいて前記電動工具のライトであってデータ送信以外の機能を有するライトを点滅させる工程と、
前記データ読取り器の受光素子で前記ライトの点滅する光を受光して前記使用履歴データを前記データ読取り器で読み取る工程とを有する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、モータへの通電を使用者が切替え可能なスイッチをオン又はオフすることでデータ送信以外の機能を有するライトを所定のデータに基づいて点滅させて外部に前記所定のデータを送信できるため、使用履歴データ等のデータを外部に送信するために専用のハードウェアを搭載する必要のない電動工具及びデータ送信方法を実現できる。また、前記ライトの点滅は人間の感知可能な範囲を上回る周波数で行われるため、データ送信時に使用者に与える違和感は少ない。

本発明の実施の形態に係る電動工具１をデータ読取り器９と対面させた状態の模式的外観図。 電動工具１及びデータ読取り器９のブロック図。 トリガスイッチ３のオンオフ及びそれに伴う照明用ＬＥＤ４の駆動信号（ライト駆動信号）の波形を示すタイムチャート。 データ送信に用いる信号のフォーマット説明図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態に係る電動工具１をデータ読取り器９と対面させた状態の模式的外観図である。図２は、電動工具１及びデータ読取り器９のブロック図である。なお、本図において、電動工具１のうちデータ送信と無関係な要素の図示は省略している。

図１に示すように、電動工具１は、ハウジング２の筒状の胴体部２ａ内にモータ７を収容している。電動工具１の使用時には、ハウジング２のハンドル部２ｂに設けられたトリガスイッチ３を引くことで電源からモータ７に通電してモータ７を回転駆動し、モータ７の回転を不図示の減速機構等を介して先端側に伝達し、胴体部２ａの先端のソケット２１に取り付けた不図示の先端工具（例えばドライバビットやボルト締付用ビット）を回転駆動し、ネジ締めやボルト締め等の作業を行う。電源はバッテリであってもよいし商用電源等の交流電源であってもよい。なお、電動工具１のうちネジ締め等に関する構成、動作自体は周知であり、これ以上の詳細な説明を省略する。

電動工具１は、ライトとしての照明用ＬＥＤ４をハンドル部２ｂの例えばトリガスイッチ３の上方に有する。照明用ＬＥＤ４は、トリガスイッチ３のオンに連動して点灯し、先端工具やネジ締め対象物を照らす。本実施の形態では、照明用ＬＥＤ４を人間の感知可能な範囲を上回る周波数で使用履歴データ等のデータに基づいて点滅させることで前記データを電動工具１から外部に送信可能である。データ送信時には、図１に示すように照明用ＬＥＤ４をデータ読取り器９の受光部と対面させる。人間の感知可能な範囲を上回る周波数は概ね８０Ｈｚ以上であるが、例えばビットレートにして１ｋｂｐｓ以上、好ましくは数十ｋｂｐｓ以上（数十ｋＨｚの点滅周波数となるビットレート以上）とすれば、データによるばらつきを考慮しても人間の感知可能な範囲を上回る周波数での点滅となる。照明用ＬＥＤ４の点滅の時期や点滅時の印加電圧の振幅については、図３において後述する。なお、データ送信に用いる信号のフォーマットは公知のものでよく、例えば図４に示す汎用フォーマットを用いれば多くのマイコンが対応できて好都合である。もっとも、独自の信号フォーマットを用いることも可能である。

電動工具１は、照明用ＬＥＤ４の他に、状態表示用ＬＥＤ８を例えば４つ備えている。状態表示用ＬＥＤ８は、例えば電池残量（バッテリ駆動の場合）や現在の条件設定、動作モード、設定トルク、その他の情報を表示することができる。

図２に示すように、電動工具１は、制御部としてのマイコン５と、使用履歴データ等のデータを記録するメモリ６とを有する。ネジ締め等の作業が行われる都度、マイコン５はメモリ６に使用履歴データを書き込む。また、データ送信の際には、マイコン５は、メモリ６から使用履歴データ等のデータを読み出し、当該データに基づいて（当該データにより符号化された信号で）照明用ＬＥＤ４を点滅させる。データ送信の契機は使用者によるトリガスイッチ３のオン又はオフにより与えられる。すなわち、マイコン５は、トリガスイッチ３のオン又はオフを検出すると、前記データに基づいて照明用ＬＥＤ４を点滅させる。照明用ＬＥＤ４の点滅により発せられる光信号（工具管理信号）は、データ読取り器９の受光素子（光電変換素子）としてのフォトトランジスタ９１によって受光される。フォトトランジスタ９１は抵抗Ｒと共に電源Ｖccと接地との間に直列接続されており、フォトトランジスタ９１と抵抗Ｒとの接続点に照明用ＬＥＤ４の点滅に同期してレベル遷移する受光信号（例えば照明用ＬＥＤ４の発光時は「０」、非発光時は「１」）が現れ、当該受光信号がデコーダ９２により復号されることで、電動工具１の使用履歴データ等のデータがデータ読取り器９に読み取られる。

図３は、トリガスイッチ３のオンオフ及びそれに伴う照明用ＬＥＤ４の駆動信号（ライト駆動信号）の波形を示すタイムチャートであって、（Ａ）はトリガスイッチ３のオンオフ、（Ｂ）は従来例の照明用ＬＥＤ４の駆動信号、（Ｃ）〜（Ｈ）は実施の形態の照明用ＬＥＤ４の駆動信号（例１〜６）をそれぞれ示す。図３（Ｂ）から明らかなように、従来例ではトリガスイッチ３のオンとともに照明用ＬＥＤ４の駆動信号を点灯し、トリガスイッチ３のオフとともに照明用ＬＥＤ４を消灯する（照明用ＬＥＤ４により信号送信は行わない）。本実施の形態では、照明用ＬＥＤ４により信号送信を行う方法として、以下の６つの例を示す。なお、照明用ＬＥＤ４の駆動信号の制御はマイコン５が行う。

方法１：図３（Ｃ）
本方法では、図３（Ｃ）に示すように、トリガスイッチ３がオフからオンに切り替わったこと（すなわち使用者がトリガスイッチ３を引いたこと）を契機として、人間の感知可能な範囲を上回る周波数で、電動工具１の使用履歴データ等のデータに基づいて照明用ＬＥＤ４を点滅させる（点滅状態とする）。点滅周波数は、データによって瞬時的には多少ばらつくものの、ビットレートを例えば９６００ｂｐｓとすれば、平均的には概ね４８００Ｈｚとなる。また、点滅時の照明用ＬＥＤ４の駆動信号のデューティ比は、データによって瞬時的には多少ばらつくものの、平均的には概ね５０％となる。マイコン５は、点滅期間（工具管理信号送出期間Ｔ１）が終わった後（データに基づく点滅が終わった後）、トリガスイッチ３がオンである期間は照明用ＬＥＤ４を点灯状態とし（照明用ＬＥＤ４の駆動信号のデューティ比を１００％とし）、トリガスイッチ３がオフに切り替わると照明用ＬＥＤ４を消灯する。照明用ＬＥＤ４の駆動信号の振幅は、点滅状態と点灯状態で互いに等しい。このため、点滅状態のときは点灯状態と比較して照明用ＬＥＤ４の照度が約半分となる。

方法２：図３（Ｄ）
本方法は、図３（Ｄ）に示すように、方法１と比較して、使用履歴データ等のデータに基づく点滅状態（通信用点滅状態）での照明用ＬＥＤ４の駆動信号の振幅が方法１の倍である点と、方法１の点灯状態の期間（データに基づく点滅が終わった後かつトリガスイッチ３がオンの期間）に、通信用点滅状態での周波数とは異なりかつ人間の感知可能な範囲を上回る他の周波数（例えば２０００Ｈｚ）で照明用ＬＥＤ４を点滅させる（非通信用点滅状態とする）点で相違し、その他の点で一致する。非通信用点滅状態での照明用ＬＥＤ４の駆動信号のデューティ比は５０％ないしその近傍とし、振幅は通信用点滅状態の場合と同じとする。本方法では、通信用点滅状態と非通信用点滅状態とで照明用ＬＥＤ４の駆動信号のデューティ比が概ね一致し振幅も等しいため、照明用ＬＥＤ４の照度が通信用点滅状態と非通信用点滅状態とで互いに概ね一致する。このため、方法１と比較して、使用者に与える違和感はより少なくなる。

方法３：図３（Ｅ）
本方法は、図３（Ｅ）に示すように、方法１と比較して、点滅状態での照明用ＬＥＤ４の駆動信号の振幅が方法１の倍である点で相違し、その他の点で一致する。本方法では、点灯状態での照明用ＬＥＤ４の駆動信号の振幅が点滅状態の場合の約半分となる一方、点灯状態での照明用ＬＥＤ４の駆動信号のデューティ比は点滅状態の場合の約２倍となるため、照明用ＬＥＤ４の照度が点滅状態と点灯状態とで互いに概ね一致する。このため、方法１と比較して、使用者に与える違和感はより少なくなる。また、方法２では非通信用点滅状態のときにも照明用ＬＥＤ４の駆動信号の振幅が通信用点滅状態と同じで大きい一方、本方法では点灯状態での照明用ＬＥＤ４の駆動信号の振幅を点滅状態の場合の約半分としているため、照明用ＬＥＤ４にかかる負担が少なく、照明用ＬＥＤ４の寿命の点で有利である。こうした点は、照明用ＬＥＤ４の駆動信号の振幅が点滅状態で照明用ＬＥＤ４の定格電圧を超え、点灯状態では定格電圧以内である場合に顕著である。

方法４：図３（Ｆ）
本方法は、図３（Ｆ）に示すように、トリガスイッチ３がオフからオンに切り替わったこと（すなわち使用者がトリガスイッチ３を引いたこと）を契機として照明用ＬＥＤ４を点灯状態とし、その後、トリガスイッチ３がオンからオフに切り替わったこと（すなわち使用者がトリガスイッチ３を引いた状態から戻したこと）を契機として、人間の感知可能な範囲を上回る周波数で、電動工具１の使用履歴データ等のデータに基づいて照明用ＬＥＤ４を点滅させる（点滅状態とする）。点滅周波数及び点滅時の照明用ＬＥＤ４の駆動信号のデューティ比は方法１と同じでよい。マイコン５は、点滅期間（工具管理信号送出期間Ｔ１）が終わった後（データに基づく点滅が終わった後）、トリガスイッチ３がオフである期間は照明用ＬＥＤ４を消灯状態とする。照明用ＬＥＤ４の駆動信号の振幅は、点滅状態と点灯状態で互いに等しい。このため、点滅状態のときは点灯状態と比較して照明用ＬＥＤ４の照度が約半分となる。

方法５：図３（Ｇ）
本方法は、図３（Ｇ）に示すように、方法４と比較して、使用履歴データ等のデータに基づく点滅状態（通信用点滅状態）での照明用ＬＥＤ４の駆動信号の振幅が方法４の倍である点と、方法４の点灯状態の期間（トリガスイッチ３がオンになってからオフに戻るまでの期間）に、通信用点滅状態での周波数とは異なりかつ人間の感知可能な範囲を上回る他の周波数（例えば２０００Ｈｚ）で照明用ＬＥＤ４を点滅させる（非通信用点滅状態とする）点で相違し、その他の点で一致する。非通信用点滅状態での照明用ＬＥＤ４の駆動信号のデューティ比は５０％ないしその近傍とし、振幅は通信用点滅状態の場合と同じとする。本方法では、通信用点滅状態と非通信用点滅状態とで照明用ＬＥＤ４の駆動信号のデューティ比が概ね一致し振幅も等しいため、照明用ＬＥＤ４の照度が通信用点滅状態と非通信用点滅状態とで互いに概ね一致する。このため、方法４と比較して、使用者に与える違和感はより少なくなる。

方法６：図３（Ｈ）
本方法は、図３（Ｈ）に示すように、方法４と比較して、点滅状態での照明用ＬＥＤ４の駆動信号の振幅が方法４の倍である点で相違し、その他の点で一致する。本方法では、点灯状態での照明用ＬＥＤ４の駆動信号の振幅が点滅状態の場合の約半分となる一方、点灯状態での照明用ＬＥＤ４の駆動信号のデューティ比は点滅状態の場合の約２倍となるため、照明用ＬＥＤ４の照度が点滅状態と点灯状態とで互いに概ね一致する。このため、方法４と比較して、使用者に与える違和感はより少なくなる。また、本方法は方法３と同様に照明用ＬＥＤ４の寿命の点で有利である。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 電動工具１の照明用ＬＥＤ４の点滅により使用履歴データ等のデータを外部のデータ読取り器９に送信できるため、データ送信のために専用のハードウェアを搭載する必要がない。このため、データ送信機能を持たせるにあたって電動工具１の大型化や部品点数の増加、コストアップ等の問題がほとんど無い。すなわち、専用のハードウェアを搭載する場合と比較して電動工具１のデータ送信機能を小型かつ低コストで実現可能である。

(2) モータ７への通電を制御するトリガスイッチ３の通常のオンオフ操作で使用履歴データ等のデータを送信できるため、データ送信のための専用のボタンや特殊な操作等が不要で好ましい。

(3) 通常のネジ締め作業時にも照明用ＬＥＤ４はデータに基づいて点滅することになるものの、点滅は人間の感知可能な範囲を上回る周波数で行われるため、使用者に与える違和感は少ない又は無いといえる。

(4) マイコン５のポートやメモリ容量に余裕があれば、データ送信機能を有さない電動工具にもマイコン５のソフト変更により事後的にデータ送信機能を足すことができる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

電動工具１は、ピストル型に限らず、他のタイプのものであってもよい。

データ送信に用いるライトは、照明用ＬＥＤ４に限らず、状態表示用ＬＥＤ８としてもよい。

トリガスイッチ３の引き代の前半で照明用ＬＥＤ４をオンし、引き代の後半でモータ７に通電開始する構成としてもよく、この場合、トリガスイッチ３の引きを前半で止めてモータ７への通電を伴わずに使用履歴データ等のデータを送信する構成としてもよい。

照明用ＬＥＤ４のオンオフを使用者が切替え可能なライト用スイッチをトリガスイッチ３とは別に設け、当該ライト用スイッチのオン又はオフ操作により使用履歴データ等のデータを送信する構成としてもよい。

１ 電動工具
２ ハウジング
２ａ 胴体部
２ｂ ハンドル部
３ トリガスイッチ
４ 照明用ＬＥＤ
５ マイコン
６ メモリ
７ モータ
８ 状態表示用ＬＥＤ
９ データ読取り器
９１ フォトトランジスタ
９２ デコーダ

Claims (13)

1. モータと、データ送信以外の機能を有するライトと、前記ライトへの通電を使用者が切替え可能なスイッチと、前記ライトを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記スイッチがオン又はオフに切り替わったことを契機として人間の感知可能な範囲を上回る周波数で所定のデータに基づいて前記ライトを点滅状態とする、電動工具。
2. 前記制御部は、前記スイッチがオンに切り替わったことを契機として前記ライトを前記点滅状態とした後、前記スイッチがオンである期間は前記ライトを点灯状態とする、請求項１に記載の電動工具。
3. 前記制御部は、前記スイッチがオフに切り替わったことを契機として前記ライトを点灯状態から前記点滅状態に切り替えた後、前記スイッチがオフである期間は前記ライトを消灯状態とする、請求項１に記載の電動工具。
4. 前記制御部は、前記ライトを前記点滅状態としているときに前記ライトに印加する電圧の振幅よりも小さい電圧で前記ライトを前記点灯状態とする、請求項２又は３に記載の電動工具。
5. 前記ライトを前記点灯状態とするときに前記ライトに印加する電圧が、前記ライトを前記点滅状態としているときに前記ライトに印加する電圧の振幅の半分ないしその近傍である、請求項４に記載の電動工具。
6. 前記制御部は、前記スイッチがオンに切り替わったことを契機として前記ライトを前記点滅状態とした後、前記スイッチがオンである期間は前記点滅状態での周波数とは異なりかつ人間の感知可能な範囲を上回る他の周波数で前記ライトを点滅させる、請求項１に記載の電動工具。
7. 前記制御部は、前記スイッチがオフに切り替わったことを契機として前記ライトを前記点滅状態に切り替えた後、前記スイッチがオフである期間は前記ライトを消灯状態とし、前記点滅状態に切り替える以前は前記点滅状態での周波数とは異なりかつ人間の感知可能な範囲を上回る他の周波数で前記ライトを点滅させる、請求項１に記載の電動工具。
8. 前記他の周波数で前記ライトを点滅させるときに前記ライトに印加する電圧のデューティ比が５０％ないしその近傍である請求項６又は７に記載の電動工具。
9. 前記点滅状態では１ｋｂｐｓ以上のビットレートとなるように前記ライトを点滅させる請求項１から８のいずれか一項に記載の電動工具。
10. 前記所定のデータが本電動工具の使用履歴データを含む請求項１から９のいずれか一項に記載の電動工具。
11. 前記ライトが照明用ライトである請求項１から１０のいずれか一項に記載の電動工具。
12. 前記スイッチは、前記モータへの通電を使用者が切替え可能なスイッチを兼ねている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電動工具。
13. 電動工具からデータ読取り器に前記電動工具の使用履歴データを送信する方法であり、
    前記電動工具のモータへの通電を使用者が切替え可能なスイッチをオン又はオフする工程と、
    前記スイッチがオン又はオフに切り替わったことを契機として人間の感知可能な範囲を上回る周波数で前記使用履歴データに基づいて前記電動工具のライトであってデータ送信以外の機能を有するライトを点滅させる工程と、
    前記データ読取り器の受光素子で前記ライトの点滅する光を受光して前記使用履歴データを前記データ読取り器で読み取る工程とを有する、データ送信方法。