JP5520095B2

JP5520095B2 - 無線システム

Info

Publication number: JP5520095B2
Application number: JP2010059531A
Authority: JP
Inventors: 直有村; 博之海藏
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: WO2011115121A1; JP2011192167A

Description

本発明は無線システムに関し、詳しくは、一台の受信機と複数の電動工具との間で速やかにデータ受信を完了するためのシステムに関する。

工場等においては、複数の電動工具の作業状況を、無線にて管理することが望ましい。このために用いる無線システムとして、従来、特許文献１に開示されるものがある。

この従来の無線システムでは、複数の電動工具からそれぞれデータを送信し、一台の受信機で各電動工具からのデータを一括して受信する。このとき、混信で受信ができないという事態を避けるため、各電動工具から複数回だけランダムにデータを送信するように設定してある。

特開２００３−１９５９２１号公報

ところで、前記従来の通信システムにおいて、受信機側での混信をより確実に避けるには、それぞれの電動工具から極力多くの回数だけデータをランダムに送信するように設定する必要がある。そのため、各電動工具からのデータ送信を短い時間内で完了させることと、混信を避けることとは、両立が困難である。

また、前記従来の通信システムは、送信したデータが受信機側で受信されたか否かを電動工具側で確認するものではない。そのため、多数回送信したデータのいずれかが受信されたであろうという前提で作業を進めていくことになり、通信の信頼性の点でも問題があった。

本発明は前記問題点に鑑みて発明したものであって、各電動工具からのデータ送信を短い時間内で完了させることと、混信を避けることとを両立し、通信に対する高い信頼性を確保することのできる通信システムを提供することを、課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための無線システムであり、一台の受信機と、複数台の電動工具との間で無線通信を行う。

本発明では、前記電動工具ごとに別々の登録番号とこれに対応する所定の送信間隔を設定しておき、前記電動工具からデータを送信すると、前記データを受信した前記受信機は前記電動工具に対して受信完了信号を送信する。前記電動工具が前記受信完了信号を受信した場合に、その時点でデータ送信完了とする。前記電動工具が前記受信完了信号を受信しない場合には、前記送信間隔をあけたうえで前記データの再送信を行うように設ける。前記送信間隔として、前記登録番号ごとに別々の時間を割り当てて設定しておく。

本発明では、前記送信間隔として、１回目の再送用の時間と、２回目以降の再送用の時間とを、別々に設定しておく。

このとき、前記２回目以降の再送用の時間は、前記複数台の電動工具で同一の時間となるように設定しておく。

また、本発明の前記電動工具は、送信異常の状態にあることを報知する異常報知手段を具備し、前記データを所定回数だけ再送信した時点で前記受信完了信号を受信しない場合には、前記異常報知手段を通じて異常報知を行うことが好ましい。

また、本発明の前記電動工具は、設定された登録番号を表示する番号表示手段を具備することが好ましい。

また、本発明の前記電動工具は、その作業状態を検出する作業状態検出手段を具備し、前記作業状態検出手段が所定の作業状態を検出した時点で、前記受信機に前記データを送信することが好ましい。

本発明は、各電動工具からのデータ送信を短い時間内で完了させることと、混信を避けることとを両立し、通信に対する高い信頼性を確保することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態における一例の無線システムを構成する電動工具と受信機を示す概略説明図である。（ａ）は同上の電動工具のブロック図、（ｂ）は同上の受信機のブロック図である。同上の電動工具側の制御フロー図である。同上の受信機側の制御フロー図である。同上の無線システムでの再送のタイミングを示す説明図である。

本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１には、本発明の実施形態における一例の無線システムを示している。この無線システムでは、一台の受信機１と、複数台の電動工具２との間で、無線通信によってデータの送受信を行う。図中では、簡略のため電動工具２を一つだけ示している。

電動工具２は、本例では充電式の締付工具であり、ハンドル部３ａを有するハウジング３内に、駆動源となるモータ４、モータ４から入力される回転力を出力軸６にまで伝達する駆動伝達部５等を収容している。駆動伝達部５は、出力軸６に対してさらに回転方向のインパクトを加える構造となっている。出力軸６には、先端工具７を着脱自在に装着する。

ハウジング３のハンドル部３ａには、トリガスイッチ９、登録スイッチ１０、表示部１１、工具無線通信手段１２、工具制御手段１３等を設けている。また、ハンドル部３ａの先端部には、電池パック８を着脱自在に装着している。図２に示すように、工具制御手段１３は、モータ制御手段１４を介してモータ４を制御し、無線制御手段１５を介して工具無線通信手段１２を制御する。また、前記工具制御手段１３は、駆動伝達部５の状態を検知する作業状態検出手段１６を介して、現在の作業状態を検出する。

前記工具制御手段１３は記憶手段（図示略）を有し、この記憶手段には、出荷時に工具ＩＤナンバーを記憶させている。工具無線通信手段１２は、所定の周波数にてデータの送受信を行うものであり、送信周波数設定手段１７を備えている。

受信機１は、登録スイッチ１８、受信機無線通信手段１９、受信機制御手段２０等を備えている。図２に示すように、受信機制御手段２０は、無線制御手段２１を介して受信機無線通信手段１９を制御する。受信機無線通信手段１９は、所定の周波数にてデータの送受信を行うものであり、送信周波数設定手段２２備えている。

本例の無線システムでは、まず、受信機１側と電動工具２側をともに登録モードに設定し、この登録モードにおいて、電動工具２ごとに別々の登録番号を設定する。図３には電動工具２側のフローチャートを示し、図４には受信機１側のフローチャートを示している。

図３に示すように、電動工具２の登録スイッチ１０をオンにすると、電動工具２は登録モードへと遷移する。また、図４に示すように、受信機１側においても登録スイッチ１８をオンにすると、受信機１は登録モードへと遷移する。電動工具２と受信機１はともに、登録モードでの使用周波数設定ＣＨ０にて使用周波数を登録時専用のもの（例えば２４０５ＭＨｚ）に設定する。

登録モードに遷移すると、電動工具２は工具無線通信手段１２から登録要求信号を送信し、この登録要求信号を、待ち状態にある受信機１が、受信機無線通信手段１９を通じて受信する。ここでの登録要求信号は、登録要求識別データと、工具ＩＤナンバーとを有する。電動工具２は、登録要求信号を送信した後は、待ち状態となる。

登録要求信号を受信した受信機１は、その電動工具２の工具ＩＤナンバーに登録番号を割り振るとともに、受信機無線通信手段１９を通じて登録確認信号を送信する。ここでの登録確認信号は、登録確認識別データと、受信機ＩＤナンバーと、工具ＩＤナンバーと、作業信号用使用周波数と、登録番号とを有する。作業信号用使用周波数は、登録番号ごとにチャンネルを割り振ったものであり、例えば１，２，３，４，５ＣＨでの使用周波数が２４１５，２４２５，２４３５，２４４５，２４５５ＭＨｚとなるように設定する。これら作業信号用使用周波数は、登録モードでの使用周波数とは相違させてある。

登録確認信号を受信した電動工具２は、送信した登録要求信号中の工具ＩＤナンバーと、受信した登録確認信号中の工具ＩＤナンバーとが一致するか否かを確認する。そして、工具ＩＤナンバーが一致する場合には、電動工具２から受信機１へと登録完了信号を送信するとともに、前記各パラメータを記憶手段に記憶させる。工具ＩＤナンバーが一致しない場合には、電動工具２から登録要求信号を再度送信する。

ここで電動工具２が記憶するパラメータは、受信機ＩＤナンバー、作業信号用使用周波数、登録番号等である。また、電動工具２が送信する登録完了信号は、登録完了識別データと、工具ＩＤナンバーと、受信機ＩＤナンバーとを有する。

受信機１は、電動工具２側から送信された登録完了信号を受信すると、工具ＩＤナンバーが一致するか否かを確認する。そして、一致する場合には、受信機制御手段２０が有する記憶手段（図示略）に、各パラメータを記憶させる。工具ＩＤナンバーが一致しない場合には、登録要求信号の待ち状態に遷移し、前記処理を繰り返す。

ここで受信機１が記憶するパラメータは、工具ＩＤナンバー、作業信号用使用周波数、登録番号等である。

上述の登録手順により、電動工具２ごとに登録番号（例えば１、２、３、…等）を適切に割り振り、その登録番号やこれと対応する各パラメータを、受信機１及び電動工具２に登録させておく。

各電動工具２の登録作業を完了した後、電動工具２の電源をオンにすると、電動工具２は工具制御手段１３が有する記憶手段から、受信機ＩＤナンバー、作業信号用使用周波数、登録番号等を読み出す。

ここで、作業者がトリガスイッチ９を引き込み操作して締結作業等を行い、作業状態検出手段１６を通じて工具制御手段１３が所定の作業完了を検知すると、工具制御手段１３はモータ４を停止させるとともに、工具無線通信手段１２から受信機１側に向けて作業完了信号を送信する。作業完了信号は、作業完了識別データと、工具ＩＤナンバーと、受信機ＩＤナンバーと、登録番号とを有する。

受信機１は、電動工具２からの作業完了信号を受信し、工具ＩＤナンバーが一致した場合に、電動工具２側へと受信完了信号を送信し、その後に外部機器（図示略）へと受信完了出力を行う。受信完了信号は、作業完了識別データと、受信機ＩＤナンバーと、工具ＩＤナンバーと、登録番号とを有する。

電動工具２が受信完了信号を受信し、工具ＩＤナンバーが一致した場合に、電動工具２側において送信完了と判断する。

そして、電動工具２が所定時間を経過してもなお受信完了信号を受信しない場合には、混信等で無線通信を失敗したと判断し、受信完了信号を受信するに至るまで、所定の送信間隔Ｔをあけたうえで同様の再送を繰り返す。再送回数には一定の制限を設けてある。

ここで、各電動工具２の記憶手段には、各登録番号に対応した送信間隔Ｔのテーブルを記憶させてある。前記テーブルは、送信間隔Ｔとして、登録番号ごとに別々の時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，…等を割り当てたものである。各電動工具２は、自身が記憶した登録番号と対応する送信間隔Ｔを、再送用の間隔として設定する。なお、電動工具２側に前記テーブルを記憶させておくのでなく、受信機１からの登録確認信号中に登録番号と対応する送信間隔Ｔを含めておき、送信によって電動工具２に記憶させる構成であってもよい。

図５には、一台の受信機１に対して、例えば三台の電動工具２を登録させた場合を示している。三台の電動工具２は、それぞれ登録番号が１，２，３であり、登録番号に対応する最初の送信間隔ＴがそれぞれＴ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ（Ｔ１ａ＜Ｔ２ａ＜Ｔ３ａ）である。

図示のように、例えば三台の電動工具２が同時に作業を完了し、受信機１に対して同時にデータを送信した場合、混信によって受信機１側でのデータ受信を失敗する（受信ＮＧとなる）おそれがある。このとき、各電動工具２は送信間隔Ｔをあけてデータを再送する。

ここで、各電動工具２には送信間隔Ｔとして、登録番号に応じた別々の送信間隔Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａを設定しているので、再送時にまたその電動工具２間で混信を生じることが抑制される。つまり、仮に最初の無線通信が失敗しても、１回目の再送では無線通信を高確率で成功する（受信ＯＫとなる）仕組みになっている。

なお、互いに相違する送信間隔Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａの差としては、所定時間Ｔ０を確保する。つまり、Ｔ３ａ−Ｔ２ａ＝Ｔ２ａ−Ｔ１ａ＝Ｔ０とする。所定時間Ｔ０は、各送信間隔Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａや後述する２回目以降の再送用の送信間隔Ｔ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂとは別異の値に設定する。

本例では、この１回目の再送用の送信間隔Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａとはまた別の時間を、２回目以降の再送用の送信間隔Ｔ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂとして設定している。送信間隔Ｔ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂは、電動工具２の全てで同一の時間となるように設定している。

つまり、登録番号が１の電動工具２では、１回目の再送用の送信間隔Ｔ＝Ｔ１ａであり、２回目以降の再送用の送信間隔Ｔ＝Ｔ１ｂである。登録番号が２の電動工具２では、１回目の再送用の送信間隔Ｔ＝Ｔ２ａ（＝Ｔ１ａ＋Ｔ０）であり、２回目以降の再送用の送信間隔Ｔ＝Ｔ２ｂ（＝Ｔ１ｂ）である。登録番号が３の電動工具２では、１回目の再送用の送信間隔Ｔ＝Ｔ３ａ（＝Ｔ２ａ＋Ｔ０）であり、２回目以降の再送用の送信間隔Ｔ＝Ｔ３ｂ（＝Ｔ２ｂ＝Ｔ１ｂ）である。

上述のように２回目以降の送信間隔Ｔ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂを全ての電動工具２で一致させておけば、仮に、複数の電動工具２において１回目の再送でも無線通信を失敗し、２回目以降の再送信を行う場合であっても（図５中の点線参照）、その複数の電動工具２間でデータ送信のタイミングが一致することが抑制される。その結果、全ての電動工具２の無線通信を、極力短い所定時間内にて成功させることができる。

なお、全ての電動工具２の送信間隔Ｔ２を同一に設定するのでなく、所定時間の自然数倍にそれぞれ設定してあってもよい。この場合でも、２回目以降の再送信にて混信が生じることは抑制される。

さらに、本例の電動工具２では、所定回数だけ再送を行った段階でやはり受信完了信号を受信することがない場合には、再送を終了するとともに、表示部１１上にてライトを点灯させることで作業者に対して異常報知を行う。なお、この場合の異常報知手段は、点灯による異常報知に限らず、例えば電動工具２に備えてあるブザーから報知音を発生させるといった手段や、モータ４の駆動を禁止することで作業者に異常報知を行うといった手段でもよい。

また、本例の電動工具２では、登録スイッチ１０を一定時間だけ長押しすると、その電動工具２に割り振られ登録番号を表示部１１上に表示するよう設定している。つまり、この表示部１１を番号表示手段として利用しているが、他の部分を番号表示手段として利用しても構わない。

以下においては、本例の通信システムが奏する作用効果について、さらに詳述する。

上述したように、本例の通信システムは、一台の受信機１と、複数台の電動工具２との間で無線通信を行うものである。この通信システムでは、電動工具２ごとに、別々の登録番号とこれに対応する所定の送信間隔Ｔを設定しておく。電動工具２からデータを送信すると、該データを受信した受信機１は電動工具２に対して受信完了信号を送信する。そして、電動工具２がこの受信完了信号を受信した場合に、その時点でデータ送信完了とする。電動工具２が受信完了信号を受信しない場合には、送信間隔Ｔをあけたうえでデータの再送信を行う。ここでの送信間隔Ｔとして、登録番号ごとに別々の時間を割り当てて設定しておく。

これにより、本例の通信システムでは、各電動工具２からのデータ送信を極力短い時間内で完了させることと、混信を避けることとを、高い信頼性で両立することができる。というのも、受信機１側での混信等がなければ各電動工具２からはデータ送信が１回で済む。また、仮に最初のデータ送信で混信等が生じても、その後は、登録番号ごとに相違した送信間隔Ｔをあけて再送を行うので、その電動工具２間で混信を繰り返すことが極力抑制される。つまり、組み立て工場等の、短い間隔（０．５秒程度）で次々に作業を行うような環境下においても、その短い間隔内にてリアルタイムにデータ送信を完了させることができる。しかも、受信機１側からの受信完了信号を電動工具２が受信するまでは、その電動工具２からのデータ送信が完了とならないので、データ送信の信頼性も確保される。

さらに、本例の通信システムでは、２回目以降の再送信においてデータ送信のタイミングが一致することを避けるため、１回目の再送用の時間Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａとはまた別に、２回目以降の再送用の時間Ｔ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂを設定している。

これら２回目以降の送信間隔Ｔ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂの設定としては、全ての電動工具２で所定時間に統一することや、所定時間の自然数倍にそれぞれ設定すること等の、多様な設定が考えられる。これに対して、短い間隔内にてリアルタイムにデータ送信を完了させるためには、２回目以降の再送用の時間を、これら複数台の電動工具２で同一の時間となるように設定しておくことが好ましい。

また、本例の通信システムでは、電動工具２は、送信異常の状態にあることを報知する異常報知手段を具備している。そして、データを所定回数だけ再送信した時点で受信完了信号を受信しない場合には、異常報知手段を通じて異常報知を行うようにしている。これにより、何らかの原因による送信異常状態にあることを気付かずに作業を進行するといった事態が抑制され、通信システム全体の信頼性がさらに向上する。

また、本例の通信システムでは、電動工具２は、設定された登録番号を表示する番号表示手段を具備している。これにより、各電動工具２に割り振った登録番号やこれに対応する各パラメータの管理を、目視にて電動工具２ごとに登録番号を確認しながら、確実に行うことができる。

また、本例の通信システムでは、電動工具２は、その作業状態を検出する作業状態検出手段１６を具備し、作業状態検出手段１６が所定の作業状態を検出した時点で、受信機１にデータを送信するように設けている。これにより、作業者が作業完了のたびにデータを送信させるような手間が不要となり、作業効率の向上に寄与する。

以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、適宜の設計変更を行うことが可能である。

１受信機
２電動工具
１６作業状態検出手段
Ｔ送信間隔

Claims

一台の受信機と、複数台の電動工具との間で無線通信を行うシステムであって、前記電動工具ごとに別々の登録番号とこれに対応する所定の送信間隔を設定しておき、前記電動工具からデータを送信すると、前記データを受信した前記受信機は前記電動工具に対して受信完了信号を送信し、前記電動工具が前記受信完了信号を受信した場合に、その時点でデータ送信完了とし、前記電動工具が前記受信完了信号を受信しない場合には、前記送信間隔をあけたうえで前記データの再送信を行うように設け、前記送信間隔として、前記登録番号ごとに別々の時間を割り当てて設定し、且つ、１回目の再送用の時間と２回目以降の再送用の時間とを別々に設定し、前記２回目以降の再送用の時間は、前記複数台の電動工具で同一の時間となるように設定しておくことを特徴とする無線システム。
前記電動工具は、送信異常の状態にあることを報知する異常報知手段を具備し、前記データを所定回数だけ再送信した時点で前記受信完了信号を受信しない場合には、前記異常報知手段を通じて異常報知を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線システム。
前記電動工具は、設定された登録番号を表示する番号表示手段を具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線システム。
前記電動工具は、その作業状態を検出する作業状態検出手段を具備し、前記作業状態検出手段が所定の作業状態を検出した時点で、前記受信機に前記データを送信することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の無線システム。