JP2016049594A - 電動機械器具 - Google Patents

Abstract

【課題】制御部への制御電源の供給が停止されていても、外部機器から無線通信用の電磁波を受信した場合は制御部を動作させて外部機器からデータを取得できるようにする。【解決手段】制御回路１１は、モータ２の動作を制御する機能、及び外部機器５０から無線送信されたデータを取得する機能を有する。制御回路１１は、第１レギュレータ１３からの制御電源Ｖｃｃにより動作する。制御回路１１への制御電源Ｖｃｃの供給は、起動トランジスタＴ１１がオンされると実行され、起動トランジスタＴ１１がオフされると停止される。起動トランジスタＴ１１がオフされて制御回路１１への制御電源Ｖｃｃの供給が停止されているときに、無線モジュール６にて外部機器５０から電磁波が受信されると、無線モジュール６は、供給信号Ｓｐを出力することで起動トランジスタＴ１１をオンさせる。これにより、制御回路１１への制御電源Ｖｃｃの供給が開始される。【選択図】図１

Description

本発明は、電動機械器具に関する。

充電式ドライバや充電式草刈機などの、バッテリを電源として動作する電動機械器具は、一般に、器具要素の駆動源（例えばモータ）を制御する制御回路と、バッテリの電力に基づいて制御回路の動作用の電源である制御電源を生成する電源回路を備えている。

上記構成の電動機械器具として、消費電力の低減を目的として、駆動源の動作が停止された後、所定時間経過後に制御回路を制御電源から遮断する省電力機能を備えた電動工具が知られている（例えば、特許文献１参照。）。なお、制御電源が遮断された後、トリガスイッチがオンされると、制御回路への制御電源の供給が再開される。

特許文献１に記載の電動工具によれば、駆動源の動作停止から所定時間経過すると制御回路への電源供給が遮断されて制御回路が動作を完全に停止するため、制御回路による消費電力の低減が可能となる。

特許第４５６３２５９号公報

近年、各種の電動機械器具に対し、外部機器との無線通信機能を持たせることが提案されている。外部機器との無線通信機能を持たせることで、例えば、外部機器から制御回路内の各種設定値を設定したり、制御回路から各種設定状態や動作状態などの各種情報を読み取ったりすることが可能になる。

しかし、特許文献１に記載されているような省電力機能を備えた電動機械器具の場合、省電力機能の作動によって制御電源の供給が停止されている間は、外部機器から無線通信を試みようとしても、制御回路が動作を停止しているため、当然ながら無線通信はできない。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、駆動源の制御機能や外部機器からのデータ取得機能を担う制御部への動作用電源の供給が停止されて制御部が動作を停止していても、外部機器から無線通信用の電磁波を受信した場合には制御部を動作させて外部機器からデータを取得できるようにすることを目的とする。

本発明の電動機械器具は、駆動源と、制御部と、電源部と、スイッチ部と、受信部と、供給信号出力部と、データ通信部と、を備える。
駆動源は、器具要素を駆動する。制御部は、駆動源の動作を制御する機能、及び外部機器から無線送信されたデータを取得する機能を有する。電源部は、制御部の動作用の電源である制御電源を生成する。スイッチ部は、制御部へ制御電源を供給、又は制御部への制御電源の供給を停止させるために設けられ、少なくとも所定の供給信号が入力されている間は前記制御部へ前記制御電源を供給させる。受信部は、外部機器から送信される電磁波を受信可能である。供給信号出力部は、制御部への制御電源の供給がスイッチ部により停止されているときに、受信部で電磁波が受信された場合、スイッチ部に対し、制御部へ制御電源を供給させるための供給信号を出力する。データ通信部は、受信部で受信された電磁波に含まれているデータを制御部へ出力する。なお、制御部への制御電源の供給がスイッチ部によって停止されている状態を、以下、電源供給停止状態ともいう。

このように構成された電動機械器具では、電源供給停止状態であっても、受信部で電磁波が受信されると、スイッチ部へ供給信号が出力される。スイッチ部は、供給信号が入力されると、制御部への制御電源の供給を開始させる。そのため、電源供給停止状態であっても、外部機器から無線通信用の電磁波を受信した場合には制御部を動作させて外部機器からデータを取得することができる。

受信部は、コイルと起動動作部とを備えた構成であってもよい。コイルは、外部機器からの電磁波を受信するための構成部材である。起動動作部は、コイルで受信される電磁波によりコイルに誘起される起電力によって、供給信号出力部に供給信号を出力させるための所定の起動動作を行う。

このように構成された電動機械器具では、外部機器からの電磁波がコイルで受信され、その電磁波によってコイルに起電力が誘起されると、その起電力によって起動動作が行われる。つまり、少なくとも起動動作については、電動機械器具内の電力を消費することなく外部機器からの電磁波のエネルギーによって実行させることができる。そのため、電動機械器具の省電力化が可能となる。

供給信号出力部は、制御部への制御電源の供給がスイッチ部により停止されているときに、受信部で電磁波が受信された場合は、供給信号を規定時間出力するようにしてもよい。供給信号の出力時間を規定時間とし、規定時間が経過したら供給信号の出力を停止することで、供給信号の出力に必要な電力を抑制できる。そのため、電動機械器具の省電力効果をより高めることができる。

上記規定時間は、所定の動作所要時間以上としてもよい。この動作所要時間は、具体的には、供給信号の出力開始から、制御部に電源部からの制御電源が供給されて制御部が起動し、制御部が特定の動作を開始するまでに要する時間である。規定時間を動作所要時間以上とすることで、電源供給停止状態から制御部を確実に起動させて特定の動作を開始させることができる。

供給信号の出力開始後、規定時間経過により供給信号の出力が停止されて、制御部への制御電源の供給が再び停止されるような構成の場合、規定時間の長さによっては、制御部が外部機器からのデータ取得を正常に完了していない状態で動作が停止されてしまう可能性がある。

そこで、制御部は、起動後、自ら制御電源の供給を継続させることができる構成であってもよい。具体的には、電動機械器具は、電源保持部を備える。この電源保持部は、制御部から所定の電源保持信号が出力されている間、供給信号出力部からの供給信号の出力有無にかかわらずスイッチ部に対して制御部への制御電源の供給を継続させる。一方、制御部は、起動後、電源保持信号の出力を開始し、所定の停止条件が成立した場合に電源保持信号の出力を停止する。そして、上記特定の動作は、電源保持信号の出力である。

このように構成された電動機械器具では、少なくとも、制御部が電源保持信号の出力を開始するまでは、供給信号出力部からスイッチ部への供給信号の出力が継続され、制御部への制御電源の供給が継続される。そして、制御部から電源保持信号の出力が開始されると、その後供給信号が途絶えても、電源保持信号が出力されている間は制御部への制御電源の供給は継続される。そのため、制御部は、電源供給停止状態から起動した場合、外部機器からのデータ取得を確実に行うことができる。

電動機械器具が、駆動源及び電源部にその動作用の電力を供給するためのバッテリを有している場合、供給信号出力部は、蓄電部と、信号出力制御部とを備えた構成であってもよい。蓄電部は、電力を蓄電可能な構成部材である。信号出力制御部は、制御部への制御電源の供給がスイッチ部により停止されているときに、受信部で電磁波が受信された場合、バッテリに基づく電力によって供給信号の出力を開始すると共に、バッテリに基づく電力によって蓄電部に一定時間蓄電させる。そして、その一定時間が経過後は、蓄電部の蓄電電力により、その蓄電量に応じた時間、供給信号の出力を継続させる。

このように構成された電動機械器具によれば、制御電源の有無にかかわらず、バッテリの電力によって確実に供給信号を出力させることができる。また、バッテリによる蓄電部の蓄電は一定時間だけであり、その後は蓄電部の蓄電電力によって供給信号の出力が継続され、結果として供給信号の規定時間の出力が実現される。そのため、バッテリの消費電力を抑えつつ、供給信号を確実に出力させることができる。

受信部は、電磁波が受信されたときに、信号出力制御部に対して所定の起動信号を上記一定時間出力するよう構成されていてもよい。その場合、信号出力制御部は、受信部から起動信号が入力されている間に、蓄電部に蓄電させるようにしてもよい。

このように構成された電動機械器具では、受信部は起動信号を一定時間出力すればよく、信号出力制御部は、その一定時間経過後もその一定時間の間に蓄電された蓄電電力によって供給信号の出力を継続させることができる。そのため、受信部が起動信号を出力可能な時間が規定時間よりも短い時間に制限されていても、供給信号の出力を規定時間継続させることができる。

また、受信部が、電磁波受信によりコイルに生じる起電力によって起動信号を出力する構成である場合は、受信した電磁波のエネルギーのうち起動信号の出力に消費される電力を低減できる。そのため、供給信号の規定時間の出力と、制御部によるデータの取得とを、共に良好に行うことができる。

蓄電部の蓄電容量は、一定時間の蓄電によって、供給信号出力部が供給信号をその出力開始から規定時間出力することができる電力を蓄電することが可能な容量としてもよい。蓄電容量をこのようにすることで、供給信号の出力を継続させる規定時間の設定を低コストで容易に行うことができる。

実施形態の電動機械器具の電気的構成を示す回路図である。 実施形態の電動機械器具の動作例を示すタイムチャートである。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動機械器具１は、モータ２と、バッテリ３と、コントローラ４と、トリガスイッチ５と、無線モジュール６とを備えている。なお、本実施形態の電動機械器具１は、例えば充電式ドライバドリル、充電式インパクトドライバ、充電式インパクトレンチ、充電式草刈機、充電式グラインダー、充電式マルノコ、充電式レシプロソーなどの、バッテリ３から電力供給を受けて駆動される各種の電動機械器具のうちの一つとして構成されている。

モータ２は、図示しない器具要素を動作（例えば回転）させるための駆動源である。器具要素としては、例えばドライバビット、ソケットビット、回転式の刃物、ブレードなど、種々のものがあり、電動機械器具１の種類に応じた工具要素を使用可能である。

モータ２には、バッテリ３の電力がコントローラ４を介して（詳しくはドライバ１２を介して）供給され、その電力によってモータ２が回転する。モータ２が回転すると、その回転力が直接又は伝達機構を介して器具要素へ伝達され、器具要素が動作する。器具要素が動作することにより、電動機械器具１としての主たる機能が発揮される。

バッテリ３は、本実施形態では、繰り返し充電可能な二次電池である。バッテリ３は、電動機械器具１に内蔵されていてもよいし、電動機械器具１に対して着脱可能に構成されていてもよい。

トリガスイッチ５は、電動機械器具１に設けられた図示しないトリガを使用者が操作することによってオン・オフされるスイッチである。即ち、使用者がトリガを引くとトリガスイッチ５がオンし、使用者がトリガを離すとトリガスイッチ５がオフされる。トリガスイッチ５のオン・オフ状態を示す情報は、コントローラ４に入力される。また、図示は省略したが、電動機械器具１は、トリガの引き量を示す情報をアナログ信号として出力するアナログ出力部を備えており、そのアナログ出力部からのアナログ信号もコントローラ４に入力される。

コントローラ４は、バッテリ３の電力により動作し、トリガの操作状態に応じてモータ２の駆動を制御する。また、コントローラ４は、無線モジュール６を介して外部機器５０とデータ通信を行うデータ通信機能を有する。

無線モジュール６は、外部機器５０と無線通信を行う機能を有し、外部機器５０とコントローラ４内の制御回路１１とのデータ通信を中継する。即ち、無線モジュール６は、外部機器５０から無線にて受信した受信データをコントローラ４内の制御回路１１へ出力したり、制御回路１１から出力された送信データを無線にて外部機器５０へ送信したりする機能を有する。

コントローラ４及び無線モジュール６について、より具体的に説明する。
コントローラ４は、制御回路１１と、ドライバ１２と、第１レギュレータ１３とを備える。第１レギュレータ１３は、バッテリ３のバッテリ電圧Ｖｂが入力され、そのバッテリ電圧Ｖｂから制御電源Ｖｃｃ（電圧値がＶｃｃの電源電圧）を生成して、コントローラ４内の各部及び無線モジュール６へ供給する。

バッテリ３から第１レギュレータ１３へのバッテリ電力の通電経路上には、起動トランジスタＴ１１が接続されている。起動トランジスタＴ１１は、第１レギュレータ１３へのバッテリ電圧Ｖｂの供給を実行又は停止させるため、換言すれば第１レギュレータ１３による制御電源Ｖｃｃの生成・出力を実行又は停止させるために設けられている。

本実施形態の起動トランジスタＴ１１は、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴである。起動トランジスタＴ１１は、より具体的には、ソースがバッテリ３の正極に接続され、ドレインが第１レギュレータ１３のバッテリ電圧入力端子に接続されている。起動トランジスタＴ１１のゲートとソースの間には、抵抗Ｒ１が接続されている。また、起動トランジスタＴ１１のゲートには、抵抗Ｒ２の一端が接続されている。

抵抗Ｒ２の他端は、ダイオードＤ１を介してトリガスイッチ５の一端に接続されている。即ち、抵抗Ｒ２の他端は、ダイオードＤ１のアノードに接続され、ダイオードＤ１のカソードがトリガスイッチ５の一端に接続されている。トリガスイッチ５の他端は、バッテリ３の負極と同電位のグランドラインに接続されている。

また、抵抗Ｒ２の他端は、電源保持トランジスタＴ１２のコレクタに接続されている。電源保持トランジスタＴ１２は、本実施形態ではＮＰＮ形バイポーラトランジスタであり、エミッタがグランドラインに接続されている。電源保持トランジスタＴ１２のベースは、抵抗Ｒ３を介して制御回路１１の電源保持信号出力端子に接続されると共に、抵抗Ｒ４を介してグランドラインに接続されている。

また、抵抗Ｒ２の他端は、無線モジュール６内の第２トランジスタＴ２２のコレクタに接続されている。第２トランジスタＴ２２は、本実施形態ではＮＰＮ形バイポーラトランジスタであり、エミッタがグランドラインに接続されている。

このように、抵抗Ｒ２の他端は、トリガスイッチ５を介してグランドラインに接続されると共に、電源保持トランジスタＴ１２を介してグランドラインに接続され、さらに、無線モジュール６内の第２トランジスタＴ２２を介してグランドラインに接続される。

そのため、トリガスイッチ５、電源保持トランジスタＴ１２、及び第２トランジスタＴ２２がいずれもオフされているときは、抵抗Ｒ２の他端はハイインピーダンス状態、又はグランドラインの電位（以下「グランド電位」ともいう）より高い電位となって、起動トランジスタＴ１１はオフする。そのため、バッテリ３のバッテリ電圧Ｖｂは第１レギュレータ１３に入力されず、第１レギュレータ１３は動作が停止されて制御電源Ｖｃｃは生成されない。

一方、トリガスイッチ５がオンされると、抵抗Ｒ２の他端の電位はグランド電位とほぼ同電位となり、これにより起動トランジスタＴ１１がオンする。そのため、バッテリ３のバッテリ電圧Ｖｂが起動トランジスタＴ１１を介して第１レギュレータ１３に入力され、第１レギュレータ１３が動作して制御電源Ｖｃｃが生成される。

また、後述する電源保持信号Ｓｋによって電源保持トランジスタＴ１２がオンした場合も、抵抗Ｒ２の他端の電位はグランド電位とほぼ同電位となり、これにより起動トランジスタＴ１１がオンする。これにより、バッテリ３のバッテリ電圧Ｖｂが起動トランジスタＴ１１を介して第１レギュレータ１３に入力され、第１レギュレータ１３にて制御電源Ｖｃｃが生成される。

また、無線モジュール６内の第２トランジスタＴ２２がオンした場合も、抵抗Ｒ２の他端の電位はグランド電位とほぼ同電位となり、これにより起動トランジスタＴ１１がオンする。これにより、バッテリ３のバッテリ電圧Ｖｂが起動トランジスタＴ１１を介して第１レギュレータ１３に入力され、第１レギュレータ１３にて制御電源Ｖｃｃが生成される。

つまり、トリガスイッチ５、電源保持トランジスタＴ１２、及び第２トランジスタＴ２２のうち何れかがオンされると、起動トランジスタＴ１１がオンし、これにより第１レギュレータ１３にて制御電源Ｖｃｃが生成される。

なお、無線モジュール６内の第２トランジスタＴ２２がオンすると、第２トランジスタＴ２２のコレクタはグランド電位とほぼ同レベルとなる。換言すれば、第２トランジスタＴ２２から抵抗Ｒ２の他端へＬ（Ｌｏｗ）レベル信号が出力されているとみることができる。この、第２トランジスタＴ２２から抵抗Ｒ２へのＬレベル信号を、以下、供給信号Ｓｐと称す。つまり、第２トランジスタＴ２２がオンしている間は、第２トランジスタＴ２２からコントローラ４へ供給信号Ｓｐ（Ｌレベル信号）が出力される。

ドライバ１２は、バッテリ３の電力を、制御回路１１から入力される駆動指令に応じてモータ２へ供給することによって、モータ２を回転駆動させる。
制御回路１１は、本実施形態では、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のメモリ、Ｉ／Ｏなどを備えたマイクロコンピュータにより構成されている。制御回路１１は、第１レギュレータ１３で生成される制御電源Ｖｃｃによって動作する。即ち、第１レギュレータ１３にて制御電源Ｖｃｃが生成されている間、その制御電源Ｖｃｃが制御回路１１に入力され、これにより制御回路１１が動作する。制御電源Ｖｃｃの供給が停止されると、制御回路１１は動作が停止される。

制御回路１１における、トリガ信号Ｓｔが入力されるトリガ信号入力端子には、ダイオードＤ２を介してトリガスイッチ５の一端が接続されている。即ち、制御回路１１のトリガ信号入力端子は、ダイオードＤ２のアノードに接続され、ダイオードＤ２のカソードがトリガスイッチ５の一端に接続されている。また、制御回路１１のトリガ信号入力端子は、抵抗Ｒ５を介して制御電源Ｖｃｃの供給ラインにプルアップされている。

そのため、制御回路１１が動作しているときにトリガ信号入力端子に入力されるトリガ信号Ｓｔは、トリガスイッチ５がオンされている場合はＬレベル信号（グランド電位とほぼ同じレベルの信号）となり、トリガスイッチ５がオフされている場合はＬレベル信号よりも電圧の高いＨ（Ｈｉｇｈ）レベル信号となる。制御回路１１は、トリガ信号Ｓｔに基づいて、トリガスイッチ５のオン・オフ状態を知ることができる。また、図示は省略したが、制御回路１１には、トリガの引き量に応じた既述のアナログ信号も入力され、これにより制御回路１１はトリガの引き量も知ることができる。

制御回路１１は、トリガスイッチ５のオン・オフの状態やトリガの引き量などに応じた駆動指令をドライバ１２へ出力することにより、モータ２をトリガの引き量に応じた回転速度で回転させる。

また、制御回路１１は、制御電源Ｖｃｃが供給されて起動すると、所定の初期処理を経て通常動作に移行するが、その初期処理の一つとして、制御電源Ｖｃｃの自己保持処理がある。この自己保持処理は、具体的には、電源保持信号出力端子から電源保持信号Ｓｋの出力を開始することである。電源保持信号Ｓｋは、電源保持トランジスタＴ１２をオンさせることが可能な一定電圧レベルの信号である。

制御回路１１に制御電源Ｖｃｃが供給されず制御回路１１が動作を停止している間は、電源保持信号出力端子の電位はグランド電位又はオープン状態であるため、電源保持トランジスタＴ１２はオフさている。

一方、トリガスイッチ５がオンされるか又は無線モジュール６内の第２トランジスタＴ２２がオンすることによって起動トランジスタＴ１１がオンし、制御電源Ｖｃｃが生成されるようになると、制御回路１１が起動し、自己保持処理が行われる。この自己保持処理によって制御回路１１の電源保持信号出力端子から電源保持信号Ｓｋが出力されると、電源保持トランジスタＴ１２がオンする。

制御回路１１は、起動後、電源保持信号Ｓｋの出力を開始すると、所定の停止条件が成立するまで、その電源保持信号Ｓｋの出力を継続する。そのため、電源保持信号Ｓｋの出力後に、トリガスイッチ５及び第２トランジスタＴ２２の双方がオフされても、電源保持信号Ｓｋが出力されている間は、起動トランジスタＴ１１はオンされ続け、これにより制御電源Ｖｃｃの供給が継続される。

なお、上記の停止条件は種々考えられるが、本実施形態では、電動機械器具１が何ら使用、操作等（外部機器５０との無線通信も含む）がされていない器具放置状態が一定の放置時間継続すること、である。制御回路１１は、起動して電源保持信号Ｓｋの出力を開始した後、停止条件が成立した場合は、電源保持信号Ｓｋの出力を停止する。電源保持信号Ｓｋの出力を停止すると、起動トランジスタＴ１１がオフし、第１レギュレータ１３が動作を停止する。そのため、制御回路１１への制御電源Ｖｃｃの供給は停止され、制御回路１１は動作を停止する。停止条件の成立により第１レギュレータ１３が停止した後は、トリガスイッチ５がオンされるか又は外部機器５０からの電波によって第２トランジスタＴ２２がオンされるまでは、その停止状態が継続される。なお、停止条件の成立により第１レギュレータ１３の動作を停止させるのは、バッテリ３の省電力のためである。

また、制御回路１１は、無線モジュール６を介して、外部機器５０との間でデータ通信が可能である。制御回路１１と無線モジュール６との間のデータ通信方式は適宜考えられるが、本実施形態ではシリアル通信である。

無線モジュール６は、コイル２１と、無線ＩＣ２２と、第２レギュレータ２３とを備える。コイル２１は、無線モジュール６と外部機器５０との無線通信における、無線信号（電波）の送受用のアンテナとして機能する。外部機器５０と無線モジュール６との無線通信は、本実施形態では、国際規格ISO/IEC 14443、日本工業規格JISX6319-4、等に準拠した近距離無線通信方式（いわゆるＮＦＣ（Near Field Communication））によって行われる。

ＮＦＣは、電磁誘導方式の無線通信方式である。そのため、ＮＦＣによる外部機器５０からの電波をコイル２１が受信すると、コイル２１には、その受信電波により起電力が誘起される。

無線ＩＣ２２は、主に、外部機器５０と制御回路１１とのデータ通信を中継する処理を行う。即ち、無線ＩＣ２２は、外部機器５０から電波を受信すると、その受信電波からデータを復調し、その復調したデータをシリアル通信にて制御回路１１へ出力する。また、制御回路１１からシリアル通信にて送信用のデータが入力されると、そのデータを変調して、ＮＦＣの電波にて送信する。

無線ＩＣ２２は、基本的には、第１レギュレータ１３から供給される制御電源Ｖｃｃにより動作する。制御回路１１とのデータ通信も、制御電圧Ｖｃｃが供給されている通常動作時に行われる。ただし、制御電源Ｖｃｃが供給されていない状態であっても、外部機器５０がコイル２１の近傍に近接されてコイル２１に起電力が誘起されると、その起電力によって、当該無線ＩＣ２２の各種機能のうち少なくとも一部を実行することができる。コイル２１の起電力によって実行可能な機能の１つとして、起動信号Ｓｓの出力がある。無線ＩＣ２２は、制御電源Ｖｃｃが供給されず動作を停止しているときに、コイル２１の起電力によって動作を開始すると、一定時間、起動信号Ｓｓを出力する。起動信号Ｓｓは、Ｌレベル信号である。

無線ＩＣ２２における起動信号Ｓｓの出力端子は、通常はオープン状態（ハイインピーダンス状態）となっている。そして、コイル２１の起電力により無線ＩＣ２２が起動すると、無線ＩＣ２２は、起動信号Ｓｓの出力端子を一定時間Ｌレベルにする。即ち、電圧レベルがＬレベル一定の起動信号Ｓｓを一定時間出力する。

無線モジュール６において、第２レギュレータ２３は、バッテリ電圧Ｖｂに基づいて所定電圧値の起動用電圧を生成し、出力する。第２レギュレータ２３により生成される起動用電圧は、第１トランジスタＴ２１のエミッタに入力される。第１トランジスタＴ２１は、通常はオフされており、オンされるのは上記駆動信号Ｓｓが出力されているごく短い一定時間だけである。そのため、第２レギュレータ２３による消費電力は、第１レギュレータ１３による消費電力よりも非常に小さく、第２レギュレータ２３に常時バッテリ電圧Ｖｂが入力されていても、第２レギュレータ２３による消費電力は実用上ほとんど無視できる。

無線ＩＣ２２における、起動信号Ｓｓの出力端子には、抵抗Ｒ６を介して第１トランジスタＴ２１のベースが接続されている。第１トランジスタＴ２１は、本実施形態ではＰＮＰ型バイポーラトランジスタである。第１トランジスタＴ２１のエミッタは、第２レギュレータにおける起動用電圧の出力端子に接続されている。第１トランジスタＴ２１のコレクタは、ダイオードＤ３及びコンデンサＣ１を介してグランドラインに接続されている。

即ち、第１トランジスタＴ２１のコレクタは、ダイオードＤ３のアノードに接続され、ダイオードＤ３のカソードはコンデンサＣ１の一端に接続されている。コンデンサＣ１の他端はグランドラインに接続されている。また、コンデンサＣ１の一端は、抵抗Ｒ７を介して第２トランジスタＴ２２のベースに接続されている。

したがって、無線ＩＣ２２から起動信号Ｓｓが出力されると、第１トランジスタＴ２１がオンし、第２レギュレータ２３からの起動用電圧がダイオードＤ３及び抵抗Ｒ７を介して第２トランジスタＴ２２のベースに印加され、これにより第２トランジスタＴ２２がオンする。第２トランジスタＴ２２がオンすると、既述の通り、第２トランジスタＴ２２からコントローラへ供給信号Ｓｐが出力され、これによりコントローラ４内の起動トランジスタＴ１１がオンして、第１レギュレータ１３から制御電源Ｖｃｃが生成、出力されるようになる。

また、第１トランジスタＴ２１がオンしている間は、第２レギュレータ２３からの起動用電圧によって、コンデンサＣ１が充電（蓄電）される。無線ＩＣ２２からの起動信号Ｓｓの出力は一定時間である。そのため、起動信号Ｓｓの出力開始から一定時間経過すると、起動信号Ｓｓの出力が停止され、これにより第１トランジスタＴ２１はオフする。

これにより、第２トランジスタＴ２２は、第２レギュレータ２３からの起動用電圧によってはオンできなくなる。しかし、第１トランジスタＴ２１がオフした後は、コンデンサＣ１の充電電力によって、その充電電力に応じた時間、第２トランジスタＴ２２のオン状態（即ち供給信号Ｓｐが出力されている状態）が継続される。

上記のように構成された本実施形態の電動機械器具１の各種動作例のうち、起動トランジスタＴ１１がオフされて第１レギュレータ１３が動作を停止している状態（ひいては制御回路１１が動作を停止している状態）で外部機器５０を近接させた場合の動作例を、図２を用いて説明する。

図２に示すように、第１レギュレータ１３が動作しておらず、且つ、外部機器５０がコイル２１に近接されておらず外部機器５０との無線通信が行われていない間は、無線ＩＣ２２から起動信号Ｓｓは出力されず、起動信号Ｓｓの出力端子はオープン状態にある。

この状態で、外部機器５０と電動機械器具１との無線通信を行わせるべく、外部機器５０をコイル２１に近接させると、無線通信が開始される。具体的には、まず外部機器５０からの電波が受信されることによってコイル２１に起電力が誘起され、無線ＩＣ２２に入力される。これにより、無線ＩＣ２２は、その起電力を電源とする動作を開始し、起動信号Ｓｓ（Ｌレベル信号）を一定時間出力する。

無線ＩＣ２２から起動信号Ｓｓが出力されると、その起動信号Ｓｓが出力される一定時間の間、第１トランジスタＴ２１がオンする。第１トランジスタＴ２１がオンしている間は、第２レギュレータ２３からの起動用電圧によって、第２トランジスタＴ２２がオンすると共にコンデンサＣ１が充電される。この充電により、コンデンサＣ１は、所定電圧（起動用電圧から、第１トランジスタＴ２１のオン電圧及びダイオードＤ３の順方向電圧を減じた電圧）に充電される。

起動信号Ｓｓの出力が停止された後は、コンデンサＣ１から第２トランジスタＴ２２への放電によって第２トランジスタＴ２２のオン状態が継続される。そして、コンデンサＣ１からの放電が進み、コンデンサＣ１の充電電圧が所定の閾値Ｖｔｈを下回ると、第２トランジスタＴ２２がオフする。第２トランジスタＴ２２がオンされる時間、即ち供給信号Ｓｐが出力される時間は、起動信号Ｓｓの出力により第２トランジスタＴ２２がオンされてから、コンデンサＣ１の充電電圧が閾値Ｖｔｈを下回ることより第２トランジスタＴ２２がオフされるまでの、規定時間である。

第２トランジスタＴ２２がオンしてコントローラ４へ供給信号Ｓｐが出力されると、コントローラ４において起動トランジスタＴ１１がオンし、これにより第１レギュレータ１３が動作して、制御電源Ｖｃｃの供給が開始される。そして、その制御電源Ｖｃｃの供給を受けて、制御回路１１が起動する。制御回路１１は、起動すると、既述の通り初期処理を行い、その初期処理の１つとして、電源保持信号Ｓｋを出力する処理を行う。制御回路１１の起動から電源保持信号Ｓｋの出力までは若干の動作所要時間を要する。制御回路１１は、起動から動作所要時間経過時に電源保持信号Ｓｋを出力し、電源保持トランジスタＴ１２をオンさせる。

本実施形態では、第２トランジスタＴ２２がオンされる上記規定時間は、制御回路１１が起動してから電源保持信号Ｓｋが出力されるまでの動作所要時間以上に設定されている。そのため、第２トランジスタＴ２２がオンされている間に確実に電源保持信号Ｓｋを出力させることができ、よって、第２トランジスタＴ２２がオフされても制御電源Ｖｃｃの供給を確実に継続させることができる。

無線モジュール６内のコンデンサＣ１の静電容量は、上記一定時間の充電によって、結果として第２トランジスタＴ２２を規定時間オンさせる（換言すれば供給信号Ｓｐを規定時間出力させる）ことが可能な容量である。

制御回路１１は、起動後、初期処理を経て、無線モジュール６を介した外部機器５０とのデータ通信を実行する。そして、制御回路１１と外部機器５０とのデータ通信が完了して無線モジュール６と外部機器５０との無線通信が終了した後、所定の停止条件が成立すると、制御回路１１は、電源保持信号Ｓｋの出力を停止して電源保持トランジスタＴ１２をオフさせる。これにより、起動トランジスタＴ１１がオフして、第１レギュレータ１３が動作を停止し、制御電源Ｖｃｃの生成が停止される。そのため、制御回路１１の動作も停止される。

以上説明した本実施形態の電動機械器具１によれば、制御回路１１に制御電源Ｖｃｃが供給されずに制御回路１１が動作を停止している状態（電源供給停止状態）であっても、外部機器５０からの電波をコイル２１に受信させることで、第１レギュレータ１３を動作させ、制御回路１１に制御電源Ｖｃｃを供給させることができる。そのため、電源供給停止状態であっても、制御回路１１を起動させて外部機器５０から制御回路１１へデータを送信させることができ、制御回路１１は外部機器５０からデータを取得することができる。

特に、本実施形態では、外部機器５０と無線モジュール６との無線通信の通信方式として、ＮＦＣを用いている。ＮＦＣは、電磁誘導方式による無線通信であるため、コイル２１にその電波が受信されるとコイル２１に起電力が誘起され、その起電力により無線ＩＣ２２が起動信号Ｓｓを一定時間出力することができる。

つまり、少なくとも起動信号Ｓｓの出力については、バッテリ３の電力を消費することなく、外部機器５０からの電波のエネルギーによって実行させることができる。そのため、電動機械器具１の省電力化（具体的にはバッテリ３の電力消費量の低減）が可能となる。

また、無線ＩＣ２２は、コイル２１からの起電力によって動作を開始したとき、起動信号Ｓｓを、ごく短い一定時間出力する。その一定時間の間、第２レギュレータ２３のからの起動用電圧によって第２トランジスタＴ２２がオンされると共に、第２レギュレータ２３からの起動用電圧によってコンデンサＣ１が充電される。そして、一定時間経過により起動信号Ｓｓの出力が停止した後も、コンデンサＣ１の充電電力によって第２トランジスタＴ２２のオン状態がしばらく継続される。

そのため、無線ＩＣ２２が起動信号Ｓｓを出力可能な時間が、第２トランジスタＴ２２をオンさせるべき規定時間よりも短い時間に制限されていても、第２トランジスタＴ２２を規定時間継続してオンさせることができる。また、コイル２１の起電力に基づく起動信号Ｓｓの出力が短時間で済むことから、外部機器５０からの受信エネルギーのうち起動信号Ｓｓの出力に消費されるエネルギーを低減できる。そのため、第２トランジスタＴ２２の規定時間のオン継続と、無線モジュール６と外部機器５０との無線通信（ひいては制御回路１１と外部機器５０とのデータ通信）とを、共に良好に行うことができる。

また、制御回路１１は、起動後、初期処理を実行して、電源保持信号Ｓｋを出力する。即ち、制御回路１１は、起動すると、自身への制御電源Ｖｃｃの供給を、電源保持信号Ｓｋの出力によって自ら維持させる。そのため、外部機器５０との無線通信によって第２トランジスタＴ２２がオンされたことにより制御回路１１が起動した場合に、第２トランジスタＴ２２が規定時間オンされて再びオフされても（つまり供給信号Ｓｐが停止しても）、制御回路１１は動作を継続することができる。

特に、本実施形態では、第２トランジスタＴ２２がオンされる規定時間は、第２トランジスタＴ２２がオンされてから制御回路１１が電源保持信号Ｓｋを出力開始するまでに要する動作所要時間以上である。そのため、第２トランジスタＴ２２がオフ（供給信号Ｓｐが停止）されても制御回路１１の動作を確実に継続させることができ、外部機器５０とのデータ通信を正常に実行することができる。

なお、本実施形態において、モータ２は本発明の駆動源の一例に相当する。制御回路１１は本発明の制御部の一例に相当する。第１レギュレータ１３は本発明の電源部の一例に相当する。起動トランジスタＴ１１は本発明のスイッチ部の一例に相当する。無線モジュール６において、コンデンサＣ１は本発明の蓄電部の一例に相当し、第２レギュレータ２３、第１トランジスタＴ２１、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ７、及び第２トランジスタＴ２２からなる回路は本発明の信号出力制御部の一例に相当する。コイル２１と無線ＩＣ２２により本発明の受信部の一例が構成される。また、無線ＩＣ２２は、本発明のデータ通信部及び起動動作部の一例にも相当する。無線ＩＣ２２による起動信号Ｓｓの出力は、本発明の起動動作の一例に相当する。電源保持トランジスタＴ１２は本発明の電源保持部の一例に相当する。

［他の実施形態］
（１）無線モジュール６における、外部機器５０からの電波受信によって供給信号Ｓｐを出力させる（延いてはコントローラ４の起動トランジスタＴ１１をオンさせる）ための具体的回路構成は、図１に示した回路構成に限定されない。無線ＩＣ２２からの起動信号Ｓｓに基づいて、起動トランジスタＴ１１をオンさせるための供給信号Ｓｐを必要な時間以上出力することができる限り、種々の回路構成を採り得る。

例えば、第１トランジスタＴ２１のオン状態を規定時間維持させるための自己保持回路を設け、無線ＩＣ２２からの起動信号Ｓｓによって第１トランジスタＴ２１がオンした後に起動信号Ｓｓが停止されても、第１トランジスタＴ２１のオン状態が継続されるようにしてもよい。その場合、コンデンサＣ１は不要となる。

また例えば、無線ＩＣ２２が、第２トランジスタＴ２２に対して直接、第２トランジスタＴ２２をオンさせることが可能な起動信号を必要時間以上継続して出力することが可能な場合は、無線ＩＣ２２からその起動信号を直接第２トランジスタＴ２２のベースに入力させるようにしてもよい。その場合、第２レギュレータ２３やコンデンサＣ１は不要となる。

（２）本実施形態では、外部機器５０と無線モジュール６との無線通信方式としてＮＦＣを例に挙げたが、無線通信方式がＮＦＣであることは必須ではなく、他の各種の無線通信方式を適用可能である。

また、無線信号を送受信する媒体として電波を用いることも必須ではない。例えば、可視光を用いた光通信や赤外線を用いた赤外線通信などによって無線通信を行うようにしてもよい。つまり、無線通信の媒体として用いられる電磁波はＮＦＣの電波に限定されない。

光通信により無線通信を行う場合の具体的構成としては、例えば、電動機械器具及び外部機器の双方に、データ送信用の発光素子、及びフォトダイオードやフォトトランジスタなどのデータ受信用の受光素子を設けることで、光通信が可能となる。その場合、受光した光エネルギーを光電変換して起動信号Ｓｓを生成する回路を設け、光エネルギーから起動信号Ｓｓを生成するようにしてもよい。

上述した光通信以外であっても、送受信される電磁波の種類に応じて、その電磁波から電力を取得して起動信号Ｓｓの出力等に用いることは可能である。例えば、受信電波から電力を生成するレクテナは既によく知られており、実用化されている。無線通信で用いる電波の種類や通信電力によっては、そのレクテナの技術を利用して、受信電波から電力を生成することもできる。

（３）制御回路１１が自身への制御電源Ｖｃｃの供給を継続させるための回路として、電源保持トランジスタＴ１２を中心とする回路を用いることは、あくまでも一例である。無線モジュール６からの供給信号Ｓｐの有無にかかわらず、制御回路１１が自身への制御電源Ｖｃｃの供給を必要時間以上継続させることができる限り、その具体的回路構成は種々考えられる。

また、制御回路１１へ制御電源Ｖｃｃを供給又は停止させるために、上記実施形態では、第１レギュレータ１３におけるバッテリ電圧の入力端子側に起動トランジスタＴ１１を設けたが、このような回路構成もあくまでも一例である。例えば、第１レギュレータ１３から制御電源Ｖｃｃが出力される経路側にトランジスタを設け、そのトランジスタをオン・オフさせることで、制御回路１１への制御電源Ｖｃｃの供給を実行、停止できるようにしてもよい。

（４）上記実施形態の電動機械器具１は、駆動源としてモータ２を備えているが、モータ２以外の他の駆動源を備えた電動機械器具に対しても本発明を適用可能である。
（５）上記実施形態の電動機械器具１は、バッテリ３が二次電池であったが、バッテリ３は一次電池であってもよい。また、バッテリ以外の他の電源（例えばＡＣ１００Ｖ電源）によって動作可能な電動機械器具に対しても本発明を適用可能である。

（６）上記実施形態では、制御回路１１はマイクロコンピュータによって構成されていたが、制御回路１１は、個別の各種電子部品を組み合わせて構成されていてもよいし、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であってもよいし、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのプログラマブル・ロジック・デバイスであってもよいし、あるいはこれらの組み合わせであってもよい。

（７）その他、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

１…電動機械器具、２…モータ、３…バッテリ、４…コントローラ、５…トリガスイッチ、６…無線モジュール、１１…制御回路、１２…ドライバ、１３…第１レギュレータ、２１…コイル、２２…無線ＩＣ、２３…第２レギュレータ、５０…外部機器、Ｃ１…コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…ダイオード、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７…抵抗、Ｔ１１…起動トランジスタ、Ｔ１２…電源保持トランジスタ、Ｔ２１…第１トランジスタ、Ｔ２２…第２トランジスタ。

Claims (8)

1. 器具要素を駆動する駆動源と、
   前記駆動源の動作を制御する機能、及び外部機器から無線送信されたデータを取得する機能を有する制御部と、
   前記制御部の動作用の電源である制御電源を生成する電源部と、
   前記制御部へ前記制御電源を供給、又は前記制御部への前記制御電源の供給を停止させるために設けられ、少なくとも所定の供給信号が入力されている間は前記制御部へ前記制御電源を供給させるスイッチ部と、
   前記外部機器から送信される電磁波を受信可能な受信部と、
   前記制御部への前記制御電源の供給が前記スイッチ部により停止されているときに、前記受信部で前記電磁波が受信された場合、前記スイッチ部に対し、前記制御部へ前記制御電源を供給させるための前記供給信号を出力する供給信号出力部と、
   前記受信部で受信された前記電磁波に含まれている前記データを前記制御部へ出力するデータ通信部と、
   を備える、電動機械器具。
2. 請求項１に記載の電動機械器具であって、
   前記受信部は、
   前記電磁波を受信するためのコイルと、
   前記コイルで受信される前記電磁波により前記コイルに誘起される起電力によって、前記供給信号出力部に前記供給信号を出力させるための所定の起動動作を行う起動動作部と、
   を備える、電動機械器具。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電動機械器具であって、
   前記供給信号出力部は、前記制御部への前記制御電源の供給が前記スイッチ部により停止されているときに、前記受信部で前記電磁波が受信された場合、前記供給信号を、規定時間出力する、
   電動機械器具。
4. 請求項３に記載の電動機械器具であって、
   前記規定時間は、前記供給信号の出力開始から、前記制御部に前記電源部からの前記制御電源が供給されて前記制御部が起動し、前記制御部が特定の動作を開始するまでに要する動作所要時間以上である、
   電動機械器具。
5. 請求項４に記載の電動機械器具であって、
   前記制御部から所定の電源保持信号が出力されている間、前記供給信号出力部からの前記供給信号の出力有無にかかわらず前記スイッチ部に対して前記制御部への前記制御電源の供給を継続させる電源保持部を備え、
   前記制御部は、起動後、前記電源保持信号の出力を開始し、所定の停止条件が成立した場合に前記電源保持信号の出力を停止するよう構成されており、
   前記特定の動作は、前記電源保持信号の出力である、
   電動機械器具。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の電動機械器具であって、
   前記駆動源及び前記電源部にその動作用の電力を供給するためのバッテリを有し、
   前記供給信号出力部は、
   電力を蓄電可能な蓄電部と、
   前記制御部への前記制御電源の供給が前記スイッチ部により停止されているときに、前記受信部で前記電磁波が受信された場合、前記バッテリに基づく電力によって前記供給信号の出力を開始すると共に、前記バッテリに基づく電力によって前記蓄電部に一定時間蓄電させ、その一定時間が経過後は、前記蓄電部の蓄電電力によりその蓄電量に応じた時間前記供給信号の出力を継続させる、信号出力制御部と、
   を備える、電動機械器具。
7. 請求項６に記載の電動機械器具であって、
   前記受信部は、前記電磁波が受信されたときに、前記信号出力制御部に対して所定の起動信号を前記一定時間出力するよう構成されており、
   前記信号出力制御部は、前記受信部から前記起動信号が入力されている間に、前記蓄電部に蓄電させる、
   電動機械器具。
8. 請求項６又は請求項７に記載の電動機械器具であって、
   前記蓄電部の蓄電容量は、前記一定時間の蓄電によって、前記供給信号出力部が前記供給信号をその出力開始から前記規定時間出力することができる電力を蓄電することが可能な容量である、電動機械器具。

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