JP2019209390A - 電動工具、集塵機、および無線連動システム - Google Patents

Abstract

【課題】幅広い電動工具と集塵機との連動作業を可能とし、電動工具と集塵機との連動作業における作業性を向上させる。【解決手段】電動工具が有する第１のモータと、第１のモータの駆動力により駆動する先端工具と、第１のモータの駆動時に、外部の集塵機を連動駆動させる連動信号を送信する第１の無線通信部と、を備え、第１の無線通信部は、連動信号として、第１のモータに関する情報を含み、集塵機の駆動開始時の制御を切り換える駆動状態識別情報を、集塵機に送信する。【選択図】 図１３

Description

本発明は、電動工具、集塵機、および無線連動システムに関する。

電動工具の作業時に発生する塵埃を集塵機で吸引するために、電動工具に集塵機の集塵ホースを接続し、電動工具の駆動と連動して集塵機を駆動させる、連動作業が、従来から行われている。連動作業において、集塵機が電動工具の駆動を検出する方法としては、特許文献１に示すように、電動工具の電源コードを集塵機に接続することで電動工具の駆動電力を集塵機から供給する構成とし、集塵機は電力を出力したときに電動工具が駆動したと判断する方法が一般的である。

特開２０１０−１５５３０２号公報

上記特許文献１の構成では、電動工具から集塵機へ伝えられる情報は出力電圧のみであるため、例えば、電動工具の種類や電動工具の駆動状態に応じて集塵機の駆動を細かく変更して連動作業をすることができない。さらに、幅広い電動工具と集塵機との連動作業をどのように可能とし、電動工具と集塵機との連動作業における作業性をいかに向上させるかについては、上記特許文献１には示唆されていない。

本発明は、幅広い電動工具と集塵機との連動作業を可能とし、電動工具と集塵機との連動作業における作業性を向上させることが可能な電動工具、集塵機、および無線連動システムを提供することを目的とする。

本発明にかかる電動工具は、好ましい一例では、電動工具が有する第１のモータと、前記第１のモータの駆動力により駆動する先端工具と、前記第１のモータの駆動時に、外部の集塵機を連動駆動させる連動信号を送信する第１の無線通信部と、を備え、前記第１の無線通信部は、前記連動信号として、前記第１のモータに関する情報を含み、集塵機の駆動開始時の制御を切り換える駆動状態識別情報を、集塵機に送信する、ことを特徴とする電動工具として構成される。

また、本発明にかかる集塵機は、好ましい一例では、集塵機が有する第２のモータと、前記第２のモータの駆動力により駆動する集塵ファンと、外部の電動工具の駆動時に、前記第２のモータを連動駆動させる連動信号を受信する第２の無線通信部と、を備え、前記第２の無線通信部は、外部の電動工具の駆動状態に関する情報を含み、前記第２のモータの駆動開始時の制御を切り換える駆動状態識別情報を、外部の電動工具から受信する、ことを特徴とする集塵機として構成される。

また、本発明にかかる無線連動システムは、好ましい一例では、上記電動工具と、上記集塵機と、を含むことを特徴とする無線連動システムとして構成される。

本発明によれば、幅広い電動工具と集塵機との連動作業を可能とし、電動工具と集塵機との連動作業における作業性を向上させることができる。

連動駆動システムの構成例を示す概略斜視図である。 集塵機の正面図である。 集塵機の右側断面図である。 集塵機の上側断面図である。 無線通信ユニットの構成例を示す図である。 電動工具の一例であるコードレス丸のこの側断面図である。 電動工具の一例であるコードレス丸のこの正面視断面図である。 電動工具の一例であるコードレス丸のこの斜視図である。 電動工具の一例であるコードレス丸のこの側面図である。 電動工具の他の一例であるコードレスジグソーの側断面図である。 電動工具の他の一例であるコードレスグラインダの側断面図である。 電動工具の他の一例であるコードレスハンマドリルの側断面図である。 電動工具のコントローラが行うペアリング処理の処理手順を示すフローチャートである。 通常モードに設定されているコードレス丸のこまたはコードレスジグソー側のモータの回転数（ａ）と、集塵機側のＤｕｔｙ比（ｂ）との関係を示すグラフである。 オートモードに設定されているコードレス丸のこまたはコードレスジグソー側のモータの回転数（ａ）と、集塵機側のＤｕｔｙ比（ｂ）との関係を示すグラフである。 グラインダ側のモータの回転数（ａ）と、集塵機側のＤｕｔｙ比（ｂ）との関係を示すグラフである。 ハンマドリル側のモータの回転数（ａ）と、集塵機側のＤｕｔｙ比（ｂ）との関係を示すグラフである。 電動工具の一例である丸のことバッテリパックの接続回路構成の概略図である。

以下に図面を参照して、電動工具、集塵機、および無線連動システムの実施の形態を詳細に説明する。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、本実施例における電動工具と集塵機を含むシステム（以下、連動駆動システム）１０００の構成例を示す概略斜視図である。図１に示すように、連動駆動システム１０００は、集塵機１と電動工具２とが集塵用ホース４で接続され、電動工具２で発生した切屑等を、集塵機１により吸引することができるようになっている。また、集塵機１と電動工具２とは、電源ケーブル３により接続され、電動工具２は集塵機１からの電力供給が可能となっている。

図２は、集塵機１の正面図である。図３は、集塵機１の右側断面図である。図４は、集塵機１の上側断面図である。図４では、操作部３０がヘッド部２０から取り外され、その裏面である操作部３０の内面側が示されている。集塵機１は、相互に分離可能なタンク部１０とヘッド部２０とを備える。ヘッド部２０は、図１及び図２に示すように、取付機構としてのクランプ機構５によってタンク部１０の上部に着脱可能に固定される。

タンク部１０は、上部が開放された底付の筒状であり、集塵用ホース４を接続するためのホース取付口１１を側面（前側の側面）に有する。タンク部１０内には、吸引した粉塵をろ過するほぼ円錐台形状のフィルタ１２が設けられる。フィルタ１２は、タンク部１０及びヘッド部２０に上下から気密に挟持される。設置面上を転動可能な複数のキャスター１３が、タンク部１０の下部に取り付けられる。

ヘッド部２０は、ヘッドハウジングの内側に、モータ２３（第２のモータ）と、バッテリパック４０と、コントローラ５０と、無線通信ユニット６０（第２の無線通信部）とを有する。モータ２３は、その出力軸２６が鉛直方向上下に延びるようにヘッド部２０内に配設される。ヘッド部２０の前側の側面は、タンク部１０側（下側）に向かうに従い外側（前側）に向かう傾斜面に、操作部３０が設けられている。

操作部３０は、電源スイッチ３１と、操作パネル３２とを有する。電源スイッチ３１は、集塵機１を駆動するためのスイッチである。操作パネル３２は、集塵機１の駆動状態や集塵機１と電動工具２との間のペアリング状態等の集塵機１の状態に関する情報を表示する表示パネルである。

集塵機１において、モータ２３を駆動すると、モータ冷却用ファン及び集塵ファンが回転駆動される。集塵ファンの回転により、タンク部１０内が負圧になり、ホース取付口１１に吸込み力が発生する。すると、粉塵は空気と共に、不図示のホースを介してホース取付口１１からタンク部１０内に吸い込まれる。その後、フィルタ１２によって粉塵と空気は分離される。

バッテリパック４０は、集塵機１の各部を駆動するための電力を供給するユニットである。バッテリパック４０は、例えば、ヘッド部２０のヘッドハウジングに設けられたバッテリパック取付部に対して着脱自在に装着可能である。

コントローラ５０は、集塵機１の各部を制御するユニットである。コントローラ５０は、電動工具２から受信した連動信号を読み取り、電動工具２の種類や、電動工具２の制御モード、電動工具２のモータ２３の回転数や周波数等の電動工具２に関する情報を読み取り、読み取った当該情報に応じてＤｕｔｙ比を制御する。コントローラ５０が行う具体的な制御については後述する。

無線通信ユニット６０は、Ｗｉ−Ｆｉ通信やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（いずれも登録商標）通信等の無線通信規格に従って、電動工具２との間で所定の情報を送受信するユニットである。

図５は、無線通信ユニット６０の構成例を示す図である。図５に示すように、無線通信ユニット６０は、基板６０１と、送受信部６０２とを有する。基板６０１は、例えば、上記規格で無線通信を行うための通信モジュールが搭載されたチップである。送受信部６０２は、上記規格で定められた周波数帯の電波を送受信するためのアンテナである。無線通信ユニット６０は、コントローラ５０と信号線Ｃを介して電気的に接続されている。

図６、図７は、電動工具２の構成例を示す図である。図６、図７では、電動工具の一例として、コードレス丸のこ２ａの例を示している。図６は、コードレス丸のこ２ａの側断面図であり、図７は、コードレス丸のこ２ａの正面視断面図である。

図６、図７に示すように、コードレス丸のこ２ａは、ベース２１０を有している。ベース２１０は、例えば、アルミ等の金属製の略長方形の板材である。ベース２１０の底面は、被削材との摺動面である。コードレス丸のこ２ａの本体は、後述のようにベース２１０に前後２箇所で連結され、ベース２１０に対して回動可能かつ左右に傾動可能である。コードレス丸のこ２ａの本体は、ハンドル部２２０と、スイッチ２３０と、コントローラ２４０と、丸のこ刃２５０と、保護カバー２６０と、バッテリパック２７０と、無線通信ユニット２８０と、ブラシレスモータ２９０（第１のモータ）とを有している。

ブラシレスモータ２９０は、モータハウジングに内蔵され、先端工具である丸のこ刃２５０を回転駆動させる。ハンドル部２２０は、使用者がコードレス丸のこ２ａを握るためのグリップである。ハンドル部２２０には、使用者がブラシレスモータ２９０の駆動を制御するためのスイッチ２３０が設けられる。

ハンドル部２２０の後端下部には、バッテリパック取付部が設けられ、当該バッテリパック取付部には、バッテリパック２７０（蓄電池）が着脱自在に装着される。バッテリパック２７０は、ブラシレスモータ２９０に駆動電力を供給するための電源である。保護カバー２６０は、例えば、樹脂製の部材から構成され、切断作業を行っていない状態では、丸のこ刃２５０の下半分（ベース１の底面から下方に突出した部分）を、前方の一部を除いて覆う。

コントローラ２４０は、コードレス丸のこ２ａの各部の動作を制御する制御ユニットである。無線通信ユニット２８０は、Ｗｉ−Ｆｉ通信やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信等の無線通信規格に従って、集塵機１との間で所定の情報を送受信するユニットである。無線通信ユニット２８０は、図５に示した無線通信ユニット６０と同様の構成を採用することができる。

図１に示した連動駆動システム１０００で用いられるコードレス丸のこ２ａは、実際には、図８、図９に示すように、丸のこ刃２５０の回転方向下流側におけるダストカバー９１０の部分に、図１に示した集塵用ホース４を接続可能な筒状口部９２０を有する接続部が設けられている。

以上、図１に示した連動駆動システム１０００で用いられる電動工具２として、コードレス丸のこを例示したが、例えば、ジグソー、グラインダ、ハンマドリル等の他の様々な電動工具２についても同様に適用することができる。

図１０は、電動工具２の他の一例であるコードレスジグソー２ｂの側断面図である。図１０に示すように、コードレスジグソー２ｂは、ベース３１０を有している。ベース３１０は、例えば、アルミ等の金属製の略長方形の板材である。ベース３１０の底面は、被削材との摺動面である。コードレスジグソー２ｂの本体は、ハウジング３２０と、スイッチ３３０と、コントローラ３４０と、ブレード３５０と、バッテリパック３６０と、無線通信ユニット３７０（第１の無線通信部）と、モータ３８０（第１のモータ）とを有している。

モータ３８０は、ハウジング３２０に内蔵され、先端工具であるブレード３５０を往復駆動させる。ハウジング３２０には、使用者がモータ３８０の駆動を制御するためのスイッチ３３０が設けられる。

ハウジング３２０の前端部には、バッテリパック取付部が設けられ、当該バッテリパック取付部には、バッテリパック３６０（蓄電池）が着脱自在に装着される。バッテリパック３６０は、モータ３８０に駆動電力を供給するための電源である。

コントローラ３４０は、コードレスジグソー２ｂの各部の動作を制御する制御ユニットである。無線通信ユニット３７０は、Ｗｉ−Ｆｉ通信やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信等の無線通信規格に従って、集塵機１との間で所定の情報を送受信するユニットである。無線通信ユニット３７０は、図５に示した無線通信ユニット６０と同様の構成を採用することができる。

図１１は、電動工具２の他の一例であるコードレスグラインダ２ｃの側断面図である。図１１に示すように、コードレスグラインダ２ｃは、先端工具として回転する砥石４４０を備えており、溶接部の表面を平坦にする研削作業などに用いられる。なお、先端工具として切断用の砥石を用いることで、切断作業を行うことも可能である。また、コードレスグラインダ２ｃは、ハウジング４１０（例えば、樹脂製の部材）を有している。

ハウジング４１０は、全体として略円筒形状を成しており、ハウジング４１０の内部には、駆動源としてのブラシレスモータ４７０（第１のモータ）が収容されている。ブラシレスモータ４７０は、ハウジング４１０の後端に着脱可能に装着されるバッテリパック４５０から電力供給を受ける。

また、ハウジング４１０内には、バッテリパック４５０とブラシレスモータ４７０との間における電気的接続をオンオフするスイッチ４２０が設けられる。砥石４４０は、ブラシレスモータ４７０によって回転駆動されるスピンドルに固定され、スピンドルと一体的に回転する。使用者が電源レバーを操作すると、バッテリパック４５０からブラシレスモータ４７０に電力が供給されてスピンドルが回転し、当該スピンドルに固定されている砥石４４０が回転する。

また、コードレスグラインダ２ｃは、ハウジング４１０内に、コントローラ４３０と、無線通信ユニット４６０（第１の無線通信部）とを有している。

コントローラ４３０は、コードレスグラインダ２ｃの各部の動作を制御する制御ユニットである。無線通信ユニット４６０は、Ｗｉ−Ｆｉ通信やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信等の無線通信規格に従って、集塵機１との間で所定の情報を送受信するユニットである。無線通信ユニット４６０は、図５に示した無線通信ユニット６０と同様の構成を採用することができる。

図１２は、電動工具２の他の一例であるコードレスハンマドリル２ｄの側断面図である。図１２に示すように、コードレスハンマドリル２ｄは、先端工具として被削材に対して回転・打撃を行うドリル刃５４０を備えている。コードレスハンマドリル２ｄは、ハウジング５１０（例えば、樹脂製の部材）を有している。

ハウジング５１０には、ブラシレスモータ５７０（第１のモータ）が設けられ、当該モータは、コードレスハンマドリル２ｄの駆動源として構成され、バッテリパック５５０から電力供給を受けることができるようになっている。また、ブラシレスモータ５７０は、スイッチ５２０に電気的に接続され、また、ハウジング５１０の後端に着脱可能に装着されるバッテリパック５５０から電力供給を受ける。

また、ハウジング５１０内には、バッテリパック５５０とブラシレスモータ５７０との間における電気的接続をオンオフするスイッチ５２０が設けられる。ドリル刃５４０は、ブラシレスモータ５７０によって回転駆動されるスピンドルに固定され、スピンドルと一体的に回転する。使用者が電源レバーを操作すると、バッテリパック５５０からブラシレスモータ５７０に電力が供給されてスピンドルが回転し、当該スピンドルに固定されているドリル刃５４０が回転・打撃を行う。

また、コードレスハンマドリル２ｄは、ハウジング５１０内に、コントローラ５３０と、無線通信ユニット５６０（第１の無線通信部）とを有している。

コントローラ５３０は、コードレスハンマドリル２ｄの各部の動作を制御する制御ユニットである。無線通信ユニット５６０は、Ｗｉ−Ｆｉ通信やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信等の無線通信規格に従って、集塵機１との間で所定の情報を送受信するユニットである。無線通信ユニット５６０は、図５に示した無線通信ユニット６０と同様の構成を採用することができる。

上述したように、連動駆動システム１０００を構成する集塵機１および電動工具２では、以下に示すように、使用者が電動工具２のスイッチを押下すると、当該電動工具２のコントローラがこれを検知し、ブラシレスモータを駆動して電動工具２に設けられた先端工具を動作させる。このとき、電動工具２のコントローラは、電動工具２に接続された集塵機１との間で、無線通信ユニットを介してペアリング処理を実行する。以下に示すように、本システムでは、ペアリング処理を実行すると、集塵機１が、電動工具２の種類、あるいは電動工具２が駆動するモータの制御状態に応じて、Ｄｕｔｙ比（吸い込み力）を自動的に設定し、電動工具２との間で連動作業を行う。

図１３は、電動工具２のコントローラが行うペアリング処理の処理手順を示すフローチャートである。ペアリング処理は、連動作業を行う際に、集塵機１と電動工具２とを互いに識別し、当該識別の結果に応じて集塵機１の駆動を制御するための処理である。図１３では、電動工具２のスイッチがＯＮされ、電動工具のコントローラが連動信号を集塵機１に送信したものとする。

上述したように、連動信号は、電動工具２と集塵機１との間で連動作業を行うための信号である。当該連動信号には、電動工具の種類を識別するための種類識別情報（例えば、電動工具の型番）と、当該電動工具のモータの駆動状態を示す情報であって、集塵機１の駆動開始時の制御を切り換える駆動状態識別情報（例えば、モータの回転数）とを含む。なお、駆動状態識別情報に、上記電動工具の種類に関する情報として上記種類識別情報を含めてもよい。具体的には、駆動状態識別情報は、電動工具２側のモータの駆動状態に応じて、電動工具２側のモータの駆動開始から集塵機１が作業速度で駆動するまでの始動時間を変更する情報である。具体的には後述するが、集塵機１のコントローラ５０は、上記駆動状態識別情報に応じて、外部の電動工具の駆動開始時から、あるいは集塵機１のモータへの電力供給開始時から、集塵機１のモータへの供給電力が実作業時電圧へ到達するまでの時間である始動時間を切り換える。また、集塵機１のコントローラ５０は、上記駆動状態識別情報に含まれる電動工具２の種類に応じて、上記始動時間の長さを変更する。

また、駆動状態識別情報には、電動工具が行う作業の負荷に応じてモータの回転数を変化させるか否かを示すモード設定情報を含む。当該モード設定情報には、例えば、電動工具の先端工具への負荷が所定の閾値に満たない場合に所定の回転数未満となるようにモータの回転数を維持し、その後、当該先端工具への負荷が所定の閾値以上となった場合に所定の回転数以上となるようにモータの回転数を引き上げるオートモード、あるいは当該先端工具への負荷にかかわらずモータの回転数を一定の速度で所定の回転数となるまで引き上げる通常モード等、モータの駆動状態に応じて定められる電動工具の設定を示す情報が含まれる。

言い換えると、当該モード設定情報には、駆動指示を受けると通常の作業速度よりも低いアイドリング速度で駆動し、負荷が所定値を超えると上記作業速度で駆動するオートモードと、駆動指示を受けるとアイドリングすることなく上記作業速度で駆動する通常モードと、を含む。後述するように、本実施例では、電動工具の無線通信ユニットが、モータの駆動に関する上記モード設定情報を含み、オートモード時には通常モード時よりも始動時間が長くなるように集塵機を連動して駆動させる上記連動信号を集塵機に送信する。

図１３に示すように、集塵機１のコントローラ５０は、電動工具２から上記連動信号を受信すると、ペアリング処理を開始する（Ｓ１３０１）。集塵機１のコントローラ５０は、連動信号に含まれる種類識別情報を読み取り、電動工具の種類を判定する（Ｓ１３０２）。以下では、電動工具の種類の一例として、コードレス丸のこまたはコードレスジグソーである場合、グラインダである場合、ハンマドリルである場合、の３つの場合について説明するが、他の様々な電動工具についても同様に考えることができる。

Ｓ１３０２において、集塵機１のコントローラ５０は、連動信号の種類識別情報が、コードレス丸のこまたはコードレスジグソーを示す情報であるか否かを判定し、当該種類識別情報が、コードレス丸のこまたはコードレスジグソーを示す情報であると判定した場合（Ｓ１３０２；Ｙｅｓ）、さらに、連動信号の駆動状態識別情報に含まれるモード設定情報が、オートモードであるか否かを判定する（Ｓ１３０３）。

なお、以下では、電動工具２がコードレス丸のこまたはコードレスジグソーである場合にモード設定情報に示されたモードに応じて集塵機１の駆動に関する設定を行っているが、他の電動工具についても同様に適用することができる。

集塵機１のコントローラ５０は、連動信号の駆動状態識別情報に含まれるモード設定情報が、オートモードでないと判定した場合（Ｓ１３０３；Ｎｏ）、電動工具が通常モードで設定されていると判断し、集塵機１のモータのスタート時間Ｓ１、Ｄｕｔｙ比Ｄ１、停止時間Ｔ１を設定し（Ｓ１３０４）、電動工具と集塵機との間のペアリング設定を終了する（Ｓ１３０５）。スタート時間は、集塵機１のモータが停止状態から通常の作業速度となるまでの時間である。また、Ｄｕｔｙ比は、集塵機１のモータの吸い込み力であり、停止時間は、通常の作業速度で駆動するモータを停止させるまでの時間である。

図１４は、通常モードに設定されているコードレス丸のこまたはコードレスジグソー側のモータの回転数（ａ）と、集塵機側のＤｕｔｙ比（ｂ）との関係を示すグラフである。

図１４に示すように、集塵機１はコードレス丸のこまたはコードレスジグソーから、随時、連動信号を受信しているため、電動工具側のモータの回転数が上昇すると、集塵機側のＤｕｔｙ比も上昇する。工具側のモータの回転数が、通常の作業速度となる値αに達すると、集塵機１のコントローラ５０は、集塵機側のＤｕｔｙ比を、その値αに対応する値Ｄ１に設定する。この間の時間が上記スタート時間Ｓ１となる。

集塵機１のコントローラ５０は、引き続き、コードレス丸のこまたはコードレスジグソーから、受信する連動信号を読み出して、工具側のモータの回転数に応じたＤｕｔｙ比で吸い込みを続ける。集塵機１のコントローラ５０は、電動工具のモータが停止し、連動信号が受信されなくなると、吸い込みを停止し、モータ駆動前の状態に戻す。この間の時間が上記停止時間Ｔ１となる。次に示すように、Ｓ１３０４における通常モード時の設定では、上記スタート時間が、オートモード時よりも短時間で設定されている。

このように、コードレス丸のこまたはコードレスジグソーのモータが駆動を開始してから通常動作時までの回転数が上昇するにつれて、集塵機１のコントローラ５０は、集塵機のモータのＤｕｔｙ比を上げるようにモータを制御する。コードレス丸のこまたはコードレスジグソーからは、随時、上記駆動状態識別情報を受信しているため、その都度、電動工具側のモータの回転数に応じて、集塵機側のモータの回転数を制御することができる。

図１３に戻り、Ｓ１３０３において、集塵機１のコントローラ５０は、連動信号の駆動状態識別情報に含まれるモード設定情報が、オートモードであると判定した場合（Ｓ１３０３；Ｙｅｓ）、電動工具がオートモードで設定されていると判断し、集塵機１のモータのスタート時間Ｓ２、Ｄｕｔｙ比Ｄ１、停止時間Ｔ１を設定し（Ｓ１３０６）、電動工具と集塵機との間のペアリング設定を終了する（Ｓ１３０７）。

図１５は、オートモードに設定されているコードレス丸のこまたはコードレスジグソー側のモータの回転数（ａ）と、集塵機側のＤｕｔｙ比（ｂ）との関係を示すグラフである。

図１５では、図１４の場合と同様に、工具側のモータの回転数が上昇すると、集塵機側のＤｕｔｙ比も上昇するが、電動工具はオートモードに設定されているため、ある一定の回転数α’まで上昇し、その後は、負荷がかかるまでアイドリング状態となる。その後、電動工具の先端工具に負荷がかかると、回転数がさらに通常の作業速度となる回転数αまで上昇する。集塵機１のコントローラ５０は、工具側のアイドリング状態となっている時間を考慮し、工具側のモータの回転数が通常の作業速度となる値αに達するまでの時間Ｓ２を、上記スタート時間Ｓ１にアイドリング状態となる時間を加えたスタート時間Ｓ２を設定する。

すなわち、集塵機１のコントローラ５０は、工具側のアイドリング時間を考慮して、工具側が作業速度に達するまでに時間がかかると判断し、スタート時間をＳ１よりも遅いＳ２に設定し、通常モードのときに比べて緩やかにモータの回転数を作業速度まで引き上げる。そして、工具側のモータの回転数が、通常の作業速度となる値αに達すると、集塵機１のコントローラ５０は、集塵機側のＤｕｔｙ比を、その値αに対応する値Ｄ１に設定する。この間の時間が上記スタート時間Ｓ２となる。

図１４の場合と同様に、集塵機１のコントローラ５０は、引き続き、コードレス丸のこまたはコードレスジグソーから、受信する連動信号を読み出して、工具側のモータの回転数に応じたＤｕｔｙ比を出力し続ける。集塵機１のコントローラ５０は、電動工具のモータが停止し、連動信号が受信されなくなると、Ｄｕｔｙ比をモータ駆動前の状態に戻す。この間の時間が上記停止時間Ｔ１となる。

なお、図１５では、集塵機１のコントローラ５０は、工具側から受信したモード設定情報を読み出して、スタート時間Ｓ２を設定することとしたが、アイドリングを示す駆動状態信号を一定時間受信し続けたか否かを判定し、アイドリングを示す駆動状態信号を一定時間受信し続けたと判定した場合、電動工具がオートモードに設定されていると判断し、上記スタート時間Ｓ２を設定してもよい。これにより、連動信号にモード設定情報が含まれない場合でもスタート時間Ｓ２を設定することができる。もちろん、工具側と同様に、集塵機１のコントローラ５０が、アイドリング状態を経由して、通常の作業速度に達するように制御してもよい。

このように、コードレス丸のこまたはコードレスジグソーのモータが駆動を開始してから通常動作時までの回転数が上昇するにつれて、集塵機１のコントローラ５０は、工具側のアイドリング状態を考慮して、集塵機のモータのＤｕｔｙ比を上げるようにモータを制御する。コードレス丸のこまたはコードレスジグソーからは、随時、上記駆動状態識別情報を受信しているため、その都度、工具側のアイドリング状態を考慮して、電動工具側のモータの回転数に応じて、通常モードの場合に比べて緩やかに集塵機側のモータの回転数を制御することができる。なお、図１４、図１５では、通常モードとオートモードとで停止時間を同じ時間に設定することとしたが、モードの違いによって停止時間を変えてもよい。

図１３に戻り、Ｓ１３０２において、集塵機１のコントローラ５０は、連動信号の種類識別情報が、コードレス丸のこまたはコードレスジグソーを示す情報であるか否かを判定し、当該種類識別情報が、コードレス丸のこまたはコードレスジグソーを示す情報でないと判定した場合（Ｓ１３０２；Ｎｏ）、さらに、当該種類識別情報が、グラインダを示す情報であるか否かを判定する（Ｓ１３０８）。集塵機１のコントローラ５０は、当該種類識別情報が、グラインダを示す情報であると判定した場合（Ｓ１３０８；Ｙｅｓ）、集塵機１のコントローラ５０は、集塵機１のモータのスタート時間Ｓ２、Ｄｕｔｙ比Ｄ２、停止時間Ｔ１を設定し（Ｓ１３０９）、電動工具と集塵機との間のペアリング設定を終了する（Ｓ１３１０）。なお、グラインダの被削材は、コードレス丸のこまたはコードレスジグソーの被削材に比べて硬い材質であるため、上記Ｄｕｔｙ比Ｄ２は、Ｄｕｔｙ比Ｄ１よりも大きい値となっている。

図１６は、グラインダ側のモータの回転数（ａ）と、集塵機側のＤｕｔｙ比（ｂ）との関係を示すグラフである。

図１６では、工具側のモータの回転数が上昇すると、集塵機側のＤｕｔｙ比が、図１４に示したＤｕｔｙ比Ｄ１よりも大きい値であるＤ２まで上昇する。工具側のモータの回転数が、通常の作業速度となる値βに達すると、集塵機１のコントローラ５０は、集塵機側のＤｕｔｙ比を、その値βに対応する値Ｄ２に設定する。この間の時間が上記スタート時間Ｓ１となる。図１６では、スタート時間を図１４と同じ時間に設定しているが、異なる時間を設定してもよい。

集塵機１のコントローラ５０は、引き続き、グラインダから、受信する連動信号を読み出して、工具側のモータの回転数に応じたＤｕｔｙ比を出力し続ける。集塵機１のコントローラ５０は、電動工具のモータが停止し、連動信号が受信されなくなると、Ｄｕｔｙ比をモータ駆動前の状態に戻す。この間の時間が上記停止時間Ｔ１となる。図１６では、停止時間を図１４と同じ時間に設定しているが、異なる時間を設定してもよい。

このように、グラインダのモータが駆動を開始してから通常動作時までの回転数が上昇するにつれて、集塵機１のコントローラ５０は、集塵機のモータのＤｕｔｙ比を上げるようにモータを制御する。グラインダからは、随時、上記駆動状態識別情報を受信しているため、その都度、コードレス丸のこまたはコードレスジグソーよりもグラインダ側のモータの回転数に応じて、集塵機側のモータの回転数を制御することができる。

図１３に戻り、Ｓ１３０８において、集塵機１のコントローラ５０は、連動信号の種類識別情報が、グラインダを示す情報でないと判定した場合（Ｓ１３０８；Ｎｏ）、さらに、当該種類識別情報が、ハンマドリルを示す情報であるか否かを判定する（Ｓ１３１１）。集塵機１のコントローラ５０は、当該種類識別情報が、ハンマドリルを示す情報であると判定した場合（Ｓ１３１１；Ｙｅｓ）、集塵機１のコントローラ５０は、集塵機１のモータのスタート時間Ｓ０、Ｄｕｔｙ比Ｄ２、Ｄ３、停止時間Ｔ２を設定し（Ｓ１３１２）、電動工具と集塵機との間のペアリング設定を終了する（Ｓ１３１３）。なお、集塵機１のコントローラ５０は、当該種類識別情報が、ハンマドリルを示す情報でないと判定した場合（Ｓ１３１１；Ｎｏ）、Ｓ１３０１に戻ってそのまま待機する。

ハンマドリルの被削材は、グラインダの被削材に比べて削られた箇所が細長いためにその中に削り屑が残ってしまう。そのため、モータ停止後にさらにＤｕｔｙ比を上げて、その削り屑を吸い取るため、上記Ｄｕｔｙ比Ｄ３は、Ｄｕｔｙ比Ｄ２よりも大きい値となっている。また、ハンマドリルでは、他の電動工具と異なり、コンクリートの穴あけなどのため、モータ駆動前から被削材に押し当てた状態である。そのため、スタート時間は、Ｓ１よりも短いＳ０に設定されている。

図１７は、ハンマドリル側のモータの回転数（ａ）と、集塵機側のＤｕｔｙ比（ｂ）との関係を示すグラフである。

図１７では、工具側のモータの回転数が上昇すると、集塵機側のＤｕｔｙ比が、図１６に示したＤｕｔｙ比Ｄ２まで上昇する。工具側のモータの回転数が、通常の作業速度となる値βに達すると、集塵機１のコントローラ５０は、集塵機側のＤｕｔｙ比を、その値γに対応する値Ｄ２に設定する。この間の時間が上記スタート時間Ｓ０となる。図１７では、スタート時間がＳ１よりも短いＳ０に設定されている。なお、図１７ではＤｕｔｙ比を図１６と同じ前提で説明しているが、異なる値としてもよい。

集塵機１のコントローラ５０は、引き続き、ハンマドリルから、受信する連動信号を読み出して、工具側のモータの回転数に応じたＤｕｔｙ比を出力し続ける。集塵機１のコントローラ５０は、電動工具のモータが停止し、連動信号が受信されなくなると、Ｄｕｔｙ比をモータ駆動前の状態に戻す。この間の時間が上記停止時間Ｔ２となる。このとき、上述したように、集塵機１のコントローラ５０は、被削材の残りの粉塵を吸い取るために、一定時間のあいだ、さらにＤｕｔｙ比を上げた上で、Ｄｕｔｙ比をモータ駆動前の状態に戻す。

このように、ハンマドリルのモータが駆動を開始してから通常動作時までの回転数が上昇するにつれて、集塵機１のコントローラ５０は、集塵機のモータのＤｕｔｙ比を上げるようにモータを制御する。ハンマドリルからは、随時、上記駆動状態識別情報を受信しているため、その都度、ハンマドリルのモータの回転数に応じて、集塵機側のモータの回転数を制御することができる。さらに、停止した後も通常時とは異なるＤｕｔｙ比で吸い取りを継続しているので、工具が停止した後も、引き続き残りの粉塵を除去することができる。

すなわち、集塵機１のコントローラ５０は、電動工具２の駆動が停止すると集塵機１のモータへの電力供給を停止する通常停止モード（例えば、図１４（ｂ）、図１５（ｂ）、図１６（ｂ））と、電動工具２の駆動が停止すると、所定時間、集塵機１のモータへの供給電圧を増加させた後に電力供給を停止する追加集塵モード（例えば、図１７（ｂ））と、を含む複数の駆動モードにより、集塵機１のモータの駆動を制御している。なお、本実施例では、電動工具の種類に応じて集塵機１の立ち上がりの早さを変化させることとしたが、電動工具に設定されたモードの違いにより、集塵機１の立ち上がりの早さを変化させてもよい。

本実施例に示した電動工具およびバッテリパックは、例えば、図１８に示すような回路により構成されている。以下では、電動工具の一例として、丸のこ２（ＭＣＵあり）について説明している。

図１８は、丸のことバッテリパックの接続回路構成の概略図である。図１８に示すように、丸のこ２は、工具側プラス端子１４１１と、バッテリパック２７０から供給される電力をモータ１４１４に供給するためのメインスイッチ１４１２と、バッテリパック２７０から電力が供給されていることを検出するための工具側トリガ検出端子１４１３と、丸のこ２を駆動するためのモータ１４１４と、工具側プラス端子１４１１から工具側マイナス端子１４１６への充電電流の通過、遮断を切り替えるためのスイッチング素子１４１５と、工具側マイナス端子１４１６と、電動工具の電圧値を出力する工具側ＬＤ端子１４１７とを有している。スイッチング素子１４０５は、例えば、Ｐチャネル型のＦＥＴ（Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolor Transistor）により構成される。

また、丸のこ２は、電池電圧検出回路１４１８と、電源回路１４１９と、トリガ検出回路１４２０と、電流検出回路１４２１と、制御部１４２２と、通信接続端子１４２３と、無線通信部１４２４と、通信スイッチ１４２５と、通信状態表示パネル１４２６とを有している。

電池電圧検出回路１４１８は、バッテリパック２７０の電圧を測定するための検出手段であり、その出力は制御部１４２２のＡ／Ｄコンバータに接続される。Ａ／Ｄコンバータからは、検出した電池電圧に対応するデジタル値が入力され、制御部１４２２は、当該デジタル値とあらかじめ設定した所定値とを比較し、電池残量が所定値より少なくなった場合、即ち過放電状態となった時にＦＥＴを遮断状態、即ちＦＥＴのゲート信号をＬＯＷにすることで一時的にモータ１４１４が回転しない状態にしてバッテリパック２７０を保護する。

電源回路１４１９は、制御部１４２２の電源を保持するための回路である。制御部１４２２の電源が入っていない状態で、メインスイッチ１４１２を閉じた場合、制御部１４２２が起動し、制御部１４２２から電源回路１４１９に電源保持の命令が継続的に出されることでメインスイッチ１４１２が戻された状態であっても制御部１４２２への電源供給が維持され、動作を継続する。

トリガ検出回路１４２０は、メインスイッチ１４１２が閉じたことを検出するための回路であり、メインスイッチ１４１２が閉じた旨の信号を制御部１４２２に出力する。

電流検出回路１４２１は、回路内を流れる電流（モータ１４１４に流れる電流）を検出する回路であり、制御部１４２２のＡ／Ｄコンバータに接続される。放電経路においてバッテリパック２７０のマイナス端子に接続される工具側マイナス端子１４１６と、工具側マイナス端子１４１６に対して放電経路の上流側の工具側プラス端子１４１１との電位差（シャント抵抗の両端電圧）を電流検出回路１４２１が検出し、制御部１４２２のＡ／Ｄコンバータには電流検出回路１４２１によって検出された電流値に対応するデジタル値が入力される。制御部１４２２は、変換されたデジタル値とあらかじめ設定された閾値とを比較し、電位差が閾値以上であればトリガオン（スイッチオン）と判断し、電位差が所定値以下又はゼロであればトリガオフ（スイッチオフ）と判断する。

制御部１４２２は、例えば、マイコン（マイクロコンピュータ）から構成され、丸のこ２の各部を制御する。

通信接続端子１４２３は、制御部４２２が、バッテリパック２７０の充電／放電制御部６２０と通信して各種制御情報を送受信するための接続端子である。

無線通信部１４２４は、Ｗｉ−Ｆｉ通信やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（いずれも登録商標）通信等の無線通信規格に従って、外部機器（例えば、集塵機１）との間で通信するための回路である。

通信スイッチ１４２５は、使用者がバッテリパック２７０の通信状態を確認するためのスイッチである。

通信状態表示パネル１４２６は、使用者により通信スイッチ４２５が押下された場合に、制御部４２２がその時点の通信状態を表示するためのパネルである。例えば、制御部４２２は、通信速度が一定以上である場合には、図示しない表示パネルに通信状態が良好であることを示す緑色のランプを表示し、通信速度が一定未満である場合には、上記表示パネルに通信状態が不良であることを示す赤色のランプを表示する。

バッテリパック２７０は、定格出力電圧が、１８Ｖのセルユニットを２つ備え、３６Ｖと１８Ｖの２種類の電圧に対応可能なバッテリである。図１８に示すように、バッテリパック６は、上記１８Ｖのセルユニットのうちの１つのユニットである第１のセルユニットと上記工具側プラス端子４０１とを接続するための上プラス端子６０１ａと、上記１８Ｖのセルユニットのうちの他の１つのユニットである第２のセルユニットと上記工具側プラス端子４０１とを接続するための下プラス端子６０１ｂと、プラス端子６０１にかかる電圧を検出するための電圧検出回路６０２とを有している。電圧検出回路６０２は、上プラス端子６０１ａにかかる電圧を検出するための上プラス電圧検出回路６０２ａと、下プラス端子６０１ｂにかかる電圧を検出するための下プラス電圧検出回路６０２ｂとを備える。

また、バッテリパック２７０は、工具側トリガ検出端子４０３に接続するためのバッテリ側トリガ検出端子６０３と、バッテリ側トリガ検出端子６０３が電動工具からの電力の供給を受けていることを検出するためのトリガ検出回路６０４と、上記第１のセルユニットと上記工具側マイナス端子４０６とを接続するための上マイナス端子６０６ａと、上記第２のセルユニットと上記工具側マイナス端子４０６とを接続するための下マイナス端子６０６ｂとを有している。

さらに、バッテリパック２７０は、電動工具の電圧値を入力するバッテリ側ＬＤ端子６０７と、バッテリ側ＬＤ端子６０７が電動工具の電圧値を検出するための機器電源検出回路６０８とを有している。また、バッテリパック２７０は、上記上プラス端子６０１ａに接続された上記第１のセルユニットであるセルユニット６０９ａと、セルユニット６０９ａを保護する上段セルユニット保護回路６１０ａとを有している。セルユニット６０９ａは、複数の電池セルが直列に接続されている。上段セルユニット保護回路６１０ａには、過充電検出回路６１１ａと過放電検出回路６１２ａとが接続される。

また、バッテリパック２７０は、上記下プラス端子６０１ｂに接続された上記第２のセルユニットであるセルユニット６０９ｂと、セルユニット６０９ｂを保護する下段セルユニット保護回路６１０ｂとを有している。セルユニット６０９ｂは、複数の電池セルが直列に接続されている。下段セルユニット保護回路６１０ｂには、過充電検出回路６１１ｂと過放電検出回路６１２ｂとが接続される。

これらの保護回路は、個々の電池セルの電圧を監視し、その中の一つでも過放電又は過充電になることを防止するためのものである。充電に伴い電池セルの電圧は上昇するため、充電を継続し、満充電となる閾値電圧（充電限界電圧）に達すると、上記保護回路から信号が出力される。これらの保護回路は、電池セルの少なくとも１つが過放電のおそれがある閾値電圧(放電限界電圧）まで低下した場合にも信号を出力する。一例として、上記保護回路は、バッテリパック２７０が過放電及び満充電のいずれでもない通常の使用電圧ではハイ信号を出力し、過放電又は満充電を知らせる場合等、通常状態以外では、設置電圧などのロー信号を出力する。

電源回路６１３は、上記第１のセルユニットおよび上記第２のセルユニットの電圧に基づいて電池側制御部１１の動作電圧を生成し、充電／放電制御部６２０に供給する回路である。

セル温度検出回路６１４は、セルユニット６０９ａおよびセルユニット６０９ｂを構成する各電池セルの近傍に配置された不図示のサーミスタ等の温度検出素子を含み、各電池セルの温度を検出し、充電／放電制御部６２０に送信する。

電流検出回路６１５は、セルユニット６０９ｂと直列接続された抵抗６２１（固定抵抗）の両端の電圧に基づいてセルユニット６０９ｂの電流を検出し、充電／放電制御部６２０に送信する。

残量スイッチ６１６は、使用者がバッテリパック２７０の残容量を確認するためのスイッチである。残量表示パネル６１８は、使用者により残量スイッチ６１６が押下された場合に、充電／放電制御部６２０がその時点のバッテリパック２７０の残容量を表示するためのパネルである。例えば、充電／放電制御部６２０は、バッテリパック２７０の残容量が所定の閾値以上である場合には、残量表示パネル６１８に残容量が多いことを示す緑色のランプを表示し、バッテリパック２７０の残容量が所定の閾値未満である場合には、残量表示パネル６１８に残容量が少ないことを示す赤色のランプを表示する。

充電／放電制御部６２０は、プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力する中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラムとデータを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、及びタイマ等を含む回路であり、バッテリパック２７０の各部の動作を制御する。

以上、図１３〜１７を用いて説明したように、本実施例における連動駆動システム１０００では、電動工具の種類やモードに応じて集塵機の制御を行うことができ、また、電動工具の種類やモードに応じて集塵機の立ち上がりの早さを変化させることができる。また、切削や穴あけ等の作業に応じて作業開始前・終了後の挙動を最適化することで、集塵率や作業性の向上を図ることができる。

１０００ 連動駆動システム
１ 集塵機
２ 電動工具
３ 電源ケーブル
４ 集塵用ホース
５ クランプ機構
１０ タンク部
２０ ヘッド部
３０ 操作部
１１ ホース取付口
１２ フィルタ
１３ キャスター
２３ モータ
４０ バッテリパック
５０ コントローラ
６０ 無線通信ユニット
２ａ コードレス丸のこ
２１０ ベース
２２０ ハンドル部
２３０ スイッチ
２４０ コントローラ
２５０ 丸のこ刃
２６０ 保護カバー
２７０ バッテリパック
２８０ 無線通信ユニット
２９０ ブラシレスモータ
９１０ ダストカバー
９２０ 筒状口部

Claims (10)

1. 電動工具が有する第１のモータと、
   前記第１のモータの駆動力により駆動する先端工具と、
   前記第１のモータの駆動時に、外部の集塵機を連動駆動させる連動信号を送信する第１の無線通信部と、を備え、
   前記第１の無線通信部は、前記連動信号として、前記第１のモータに関する情報を含み、集塵機の駆動開始時の制御を切り換える駆動状態識別情報を、集塵機に送信する、
   ことを特徴とする電動工具。
2. 前記第１の無線通信部は、前記第１のモータの駆動状態に応じて、前記第１のモータの駆動開始から集塵機が作業速度で駆動するまでの始動時間を変更する前記駆動状態識別情報を、集塵機に送信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記第１のモータは、駆動指示を受けるとアイドリングすることなく作業速度で駆動する通常モードと、前記駆動指示を受けると前記作業速度よりも低いアイドリング速度で駆動し、負荷が所定値を超えると作業速度で駆動するオートモードと、を含む複数の駆動モードにより駆動され、
   前記第１のモータに関する情報は、前記駆動モードに関する情報を含み、
   前記第１の無線通信部は、前記オートモード時には前記通常モード時よりも前記始動時間が長くなるように集塵機を前記連動駆動させる前記駆動状態識別情報を、集塵機に送信する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電動工具。
4. 前記第１の無線通信部は、前記第１のモータに関する情報として、前記電動工具の種類に関する情報を含む前記連動信号を、前記集塵機に送信する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電動工具。
5. 集塵機が有する第２のモータと、
   前記第２のモータの駆動力により駆動する集塵ファンと、
   外部の電動工具の駆動時に、前記第２のモータを連動駆動させる連動信号を受信する第２の無線通信部と、を備え、
   前記第２の無線通信部は、外部の電動工具の駆動状態に関する情報を含み、前記第２のモータの駆動開始時の制御を切り換える駆動状態識別情報を、外部の電動工具から受信する、
   ことを特徴とする集塵機。
6. 前記第２のモータへ電力を供給し、駆動を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記駆動状態識別情報に応じて、外部の電動工具の駆動開始時から、前記第２のモータへの供給電力が実作業時電圧へ到達するまでの時間である始動時間を切り換える、
   ことを特徴とする請求項５に記載の集塵機。
7. 前記制御部は、前記駆動状態識別情報に応じて、前記始動時間の長さを変更する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の集塵機。
8. 前記駆動状態識別情報は、外部の電動工具の種類に関する情報を含むことを特徴とする請求項５乃至７の何れか一項に記載の電動工具。
9. 前記制御部は、前記電動工具の駆動が停止すると前記第２のモータへの電力供給を停止する通常停止モードと、前記電動工具の駆動が停止すると、所定時間、前記第２のモータへの供給電圧を増加させた後に電力供給を停止する追加集塵モードと、を含む複数の駆動モードにより、前記第２のモータの駆動を制御する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の集塵機。
10. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の電動工具と、請求項５乃至９の何れか一項に記載の集塵機と、を含む、
    ことを特徴とする無線連動システム。

Images