JP7312636B2 - 経過時間表示システム、電動機械、及びその経過時間算出方法 - Google Patents

Description

本発明は、経過時間表示システム、電動機械、及びその経過時間算出方法に関する。

特許文献１の要約に、「荷役作業用車輌の表示ユニットに搭載された第１の計時装置により計時された車輛の使用時間を累積記憶する第１の記憶装置と、制御装置に搭載された第２の計時装置により計時された車輛の使用時間を累積記憶する第２の記憶装置とを有し、制御装置により、荷役作業用車輌の電源ＯＮで第１の記憶装置と第２の記憶装置に記憶されている累積使用時間を互いに送受信し、それぞれ自己側の累積使用時間と比較し、累積使用時間が大きい方の値を小さい方の値が記憶されている記憶装置に書き込むようにした。」と記載されている。

特開２００９－２８２９４８号公報

主に工場で使用される工作機械や産業装置は、内部にフィルタやオイル等の消耗品が使用されているものが多い。これらの消耗品は、累積使用時間や加熱、振動等の影響により性能が劣化していく。特に累積使用時間による経年劣化は、消耗品の酸化や運転時の汚損が原因であり、機械の使用中でなくとも劣化が進む現象である。このため、機械自体の累積使用時間をアラート等に利用できる計時機能は、消耗品の劣化による機械本体の故障を防ぐ上で重要な機能である。

この計時機能として、特許文献１には、表示装置と制御装置にそれぞれ累積使用時間を比較可能な計時装置が備えられ、一方の計時データを無くした場合でも、もう一方がバックアップとなることが記載されている。しかし、計時装置は、電動式であり、電動機械の電源ＯＦＦ時に停止してしまうため、電動機械は、その停止時間を含めた累積の経過時間（消耗品の経時劣化に影響する経過時間）を、記録することができない。

また、運転停止時間を計時するためには、主電源とは別系統のバッテリを用いた計時装置への電力供給が考えられるが、電力供給に必要な部品のコストや、バッテリ自体の消耗を監視するための保守に伴うコストが増加するという課題がある。累計使用時間の連続性を保つために計時装置が２つ必要な点もコスト増の原因となる。

例えば、必要最小限の機能による簡素な設計の電動機械の場合、使用開始からの累計時間がわからないと、経時劣化部品の交換時期を推定できない。その場合、顧客に適切なタイミングでメンテナンスを勧められない。しかし、電動機械に内蔵された計時装置は、電動機械の電源ＯＦＦ時には電動機械とともにＯＦＦするので、その計時装置で計時される累計時間は、経過時間に一致しない。

そこで、本発明は、電力供給が遮断される停止期間を含めた累積使用時間を計時して表示可能な経過時間表示システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、電動機械と、電動機械と近接無線通信する外部機器と、を備える経過時間表示システムである。その中で、電動機械は、発振回路を有し起動時からの経過時間をカウントする計時装置と、揮発性メモリと、電動機械への電力供給の開始時刻が書き込まれる不揮発性メモリと、を備える。また、電動機械と外部機器との何れかが、不揮発性メモリに書き込まれている開始時刻から、外部機器が管理する現時刻までの時間である総合経過時間を算出する、というものである。

本発明によれば、電力供給が遮断される停止期間を含めた累積使用時間を計時して表示可能な経過時間表示システムを提供できる。

本発明の実施例１に係る経過時間表示システム及び電動機械の概略構成を示すブロック図である。 図１に示した実施例１の経過時間表示システム及び電動機械における制御装置内のデータフローを示す説明図である。 本発明の実施例２に係る経過時間表示システム及び電動機械の概略構成を示すブロック図である。

以下、図を参照しながら本発明の実施例に係る経過時間表示システム及び電動機械を説明する。なお、各実施例において、同一効果の要件には同一符号を付して説明の重複を避ける。

図１は、本発明の実施例１に係る経過時間表示システム３０及び電動機械１０の概略構成を示すブロック図である。まず、電動機械１０は、空気蓄積用のタンクや圧縮機構で構成される機構部７と圧縮機構を駆動するモータや冷却ファンで構成される電動部５と、この電動部５に対して電子的手段により供給電力を制御する制御装置９と、により構成される。この電動機械１０は、さらに近接通信装置３を有している。経過時間表示システム３０は、外部機器８を用いて電動機械１０の総合経過時間Ｔ０を表示可能にするものである。

制御装置９は、例えば、マイコンやＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のＩＣ（Integrated Circuit）と、抵抗やコンデンサ、発振回路等の電子部品と、トランジスタやリレー等の電力素子と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や液晶等の表示器と、の少なくとも何れか２つ以上が、プリント基板上に、はんだ付け等の手段で実装された電子回路基板により主要部が構成されている。

制御装置９は、制御部２と、計時装置１と、近接通信装置３と、その近接通信装置３に接続されたアンテナ４と、により構成される。その大半を占める制御部２、計時装置１、及び近接通信装置３は、それぞれが回路部品のみ、又はＩＣ内のソフト機能のみ、あるいは両者を混在させて実現される。例えば、時計やタイマー機能は、水晶振動子Ｘ、トランジスタＴｒ、コンデンサＣ、抵抗Ｒ、コイルＬ、リレー、その他の電子部品による回路構成で実現できるが、所要のプログラムによるソフト機能のあるマイクロコンピュータを形成するＩＣに置き換えることも可能である。

近接通信装置３は、外部機器８と双方向通信が可能である。アンテナ４は、双方向の何れの通信にも介在し、電動機械１０の外部に電波を発信するときは、近接通信装置３から送信電力を供給される。なお、電動機械１０，２０（図１、図３）において、アンテナ４は、計時装置１を含む電気回路基板の外に電装されている構成が、その特性において好ましい。

図１に示すように、電動機械１０は、制御部２、計時装置１、及び近接通信装置３は、各々が別部品の制御ＩＣであり、それらが電気配線で接続されて構成することができる。ただし、これら全部の機能を単一パッケージに封入されたＩＣ内のプログラムにより実現される形態にして提供されても良い。

また、電動部５や機構部７は、電動機械１０の内外状況に関する情報を取得するために、各種のセンサを備えている。これらのセンサとして、例えば、熱センサや圧力センサ等が制御装置９の回路と電気的に接続されて電動機械１０全体の動作に寄与する。

制御部２は、電子的な演算処理が可能なＣＰＵ（Central Processing Unit）と、通電中のデータ保持に使用される揮発性メモリ１１（例えば、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）等）と、プログラムやデータの記録に使用する不揮発性メモリ１２（例えば、フラッシュメモリ等）を備え、制御部２の構成物及びソフト機能は、必要に応じて電動部５の制御処理や近接通信装置３の無線通信処理、センサ信号の入出力処理等にＣＰＵや揮発性メモリ１１を兼用利用することができる。

つまり、この経過時間表示システム３０、又は電動機械１０において、発明の目的を達成するためには、部品の追加は不要であるばかりか、特段に高機能化するまでもなく、制御装置９に備わる既存の演算処理機能、及び記憶素子を兼用利用する前提で、そのプログラムを僅かに改変するだけで足りる。

経過時間算出部１３は、揮発性メモリ１１に読み出された時間に関するデータを用いて総合経過時間Ｔ０を算出する。すなわち、経過時間算出部１３は、不揮発性メモリ１２内の開始時刻ＷＳと、外部機器８から制御部２が受信した現時刻ＷＲとの差分を計算することで、総合経過時間Ｔ０（＝ＷＲ－ＷＳ）を算出する。なお、経過時間算出部１３は制御部２に含まれても良い。

アンテナ４は、制御部２あるいは近接通信装置３からの指令に応じて、産業科学医療用バンドの電波（例えば、2.4ＧＨｚ帯や920ＭＨｚ帯の電波）を発信し、電波受信装置を備えた外部機器８（例えば、携帯端末や設置型演算装置等）と無線回線により通信を行うことができる。

電動機械１０と外部機器８は、任意の通信方式（例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）やBluetooth（登録商標）等）を用い、無線通信を用いて情報を相互あるいは一方向に送受信することができる。すなわち、アンテナ４は、電波の送信部としても、受信部としても使用することができる。

電動機械１０は、外部からの電力供給で稼働し、外部からの電力供給が遮断されると停止する。供給された電源は制御装置９に通電し、制御装置９からの運転指令により、電動部５に供給される。制御装置９に実装されたＩＣのプログラムは、不揮発性メモリ１２に記録されており、通電時に読み込まれる。制御装置９は、電源遮断時に動作しないが、稼働中に変更した設定等のデータや無線通信を介して書き出された情報は、停止前に不揮発性メモリ１２に記録して、次回起動まで保持することができる。

ここで、図２を用いて経過時間算出方法（本方法）の実行手順を説明する。図２は、経過時間表示システム３０，３１及び電動機械１０，２０における制御装置９，１９内のデータフローを示す説明図である。

電動機械１０，２０の電源が投入されると、制御部２が、電動部５へ電力供給することにより機構部７の駆動を開始する。電動機械１０，２０が通電中の状態になる。電動機械１０，２０の電源が投入された場合、例えばステップＳ１～ステップＳ３が行われる。

ステップＳ１では、制御部２が、起動時に無線通信を介して外部機器８から現時刻ＷＲを取得し、不揮発性メモリ１２に、取得した現時刻ＷＲを書き込む。また、初めて受信した現時刻ＷＲが制御部２により開始時刻ＷＳとして不揮発性メモリ１２に書き込まれて良く、この場合も含めてステップＳ１とする。なお、ステップＳ５に示すように、制御部２が現時刻ＷＲを外部機器８から受信することは、通電中の状態において、定期的に行われて良い。

ステップＳ２では、発振回路を有する計時装置１が、発振回路の信号を基に０秒からの時間である経過時間Ｔをカウントアップし、そのカウントアップに応じて経過時間Ｔを制御部２に通知する。制御部２が、経過時間Ｔを受ける都度に、運転時間ＴＷ及び通電時間ＴＥを揮発性メモリ１１に書き込む（揮発性メモリ１１に既に運転時間ＴＷ又は通電時間ＴＥがあれば、受けた経過時間Ｔを基に運転時間ＴＷ又は通電時間ＴＥを更新する）。

通電時間ＴＥは、電動機械１０，２０の電源が今回投入されてから制御部２へ電源が供給され続けている時間である。運転時間は、電動機械１０，２０の電源が今回投入されてから電動部５が運転し続けている時間である。つまり、通電時間ＴＥも運転時間ＴＷも、電動機械１０，２０の電源が今回投入されてからの時間である。

計時装置１は、発振回路を有する時計であり、いわゆるクォーツ時計で良い。電動機械１０，２０の電源が遮断されると、計時装置１は停止し、経過時間Ｔをカウントできない。

そこで、ステップＳ３では、通電中の制御部２が、不揮発性メモリ１２から、総合運転時間ＴＷ０及び総合通電時間ＴＥ０を揮発性メモリ１１に読み出しておく。電動機械１０，２０の初めての電源投入（例えば、電動機械１０，２０の製品出荷後の電源投入）起動では、総合運転時間ＴＷ０及び総合通電時間ＴＥ０のいずれも初期値（例えばゼロ）で良い。

「総合通電時間ＴＥ０」とは、制御部２へ電源が供給され続けている累計時間である。「総合運転時間ＴＷ０」とは、電動部５が運転し続けている累積時間である。

電動機械１０，２０の電源遮断は、例えば、電源遮断操作が行われた場合に行われる。電源遮断操作を受けた電動機械１０，２０において、実際に電源を遮断する前に（例えば遮断間際に）、ステップＳ４で、経過時間算出部１３が、下記を行う。

経過時間算出部１３が、揮発性メモリ１１上にある運転時間ＴＷを、不揮発性メモリ１２から揮発性メモリ１１に読み出された総合運転時間ＴＷ０に加算し、加算後の値（ＴＷ＋ＴＷ０）を、不揮発性メモリ１２上の総合運転時間ＴＷ０に上書きする。これにより、総合運転時間ＴＷ０が更新される。

経過時間算出部１３が、揮発性メモリ１１上にある通電時間ＴＥを、不揮発性メモリ１２から揮発性メモリ１１に読み出された総合通電時間ＴＥ０に加算し、加算後の値（ＴＥ＋ＴＥ０）を、不揮発性メモリ１２上の総合通電時間ＴＥ０に上書きする。これにより、総合通電時間ＴＥ０が更新される。

ステップＳ４が終了した後、電動機械１０，２０の電源が遮断される。なお、停電等の不測の電源遮断に備えて、経過時間算出部１３が、定期的にステップＳ４を実行しても良い。また、ステップＳ４に加えて、ステップＳ３が遮断間際に行われても良い。

結果として、電源遮断の状態において、不揮発性メモリ１２には、現時刻ＷＲ、総合通電時間ＴＥ０、総合運転時間ＴＷ０、及び開始時刻ＷＳが記録されている。開始時刻ＷＳは、電動機械１０，２０の出荷後に初めて電動機械１０，２０へ電力供給が開始された日時で良い。

例えば、初めて受信した現時刻ＷＲが制御部２により開始時刻ＷＳとして不揮発性メモリ１２に書き込まれて良い。開始時刻ＷＳは、そのような日時に代えて、任意の日時、例えば、電動機械１０，２０の出荷直前の動作試験時の日時でも良い。

再び電動機械１０，２０の電源が投入されたとする。制御部２が、外部機器８から現時刻ＷＲを受信する。経過時間算出部１３が、不揮発性メモリ１２内の開始時刻ＷＳと、外部機器８から制御部２が受信した現時刻ＷＲとの差分を計算することで、総合経過時間Ｔ０（＝ＷＲ－ＷＳ）を算出する。

なお、上述したように、制御部２が現時刻ＷＲを外部機器８から受信することは、通電中の状態において、定期的に行われて良い。現時刻ＷＲを受信する都度に、総合停止時間ＴＳ０が算出されて良い。

また、経過時間算出部１３が、総合通電時間ＴＥ０と総合運転時間ＴＷ０との差分である総合停止時間ＴＳ０（＝ＴＥ０－ＴＷ０）を算出して良い。さらに、経過時間算出部１３が、総合経過時間Ｔ０と総合通電時間ＴＥ０の差分である総合遮断時間ＴＤ０（＝Ｔ０－ＴＥ０）を算出して良い。

総合経過時間Ｔ０、総合停止時間ＴＳ０、総合遮断時間ＴＤ０、総合運転時間ＴＷ０、及び総合通電時間ＴＥ０の少なくとも一つは、制御装置９内で算出することが可能である。また、ステップＳ５に示すように、通電中の状態において、定期的又は任意に、制御部２が現時刻ＷＲを外部機器８から受信しても良い。

また、制御部２が、電動機械１０，２０の通電中において定期的又は不定期的に、或いは、電動機械１０，２０の遮断間際に、総合通電時間ＴＥ０、総合運転時間ＴＷ０、及び開始時刻ＷＳを不揮発性メモリ１２から読み出し外部機器８に近接通信装置３を介して送信することで（ステップＳ６）、外部機器８が、総合経過時間Ｔ０、総合停止時間ＴＳ０及び総合遮断時間ＴＤ０のうちの少なくとも一つを算出しても良い。

これにより、電源遮断時の時間経過も含め、電動機械１０，２０に使用される消耗品の経年劣化寿命と運転耐用寿命の両方に対する余寿命を算出できる。このように算出された余寿命等の情報は、もし電動機械１０，２０にそれ自身の状態表示機能（ディスプレイ等）が付設されていれば、そこに適宜表示することができる。

あるいは、スマートフォンやタブレット端末等の外部機器８に消耗品の交換時期を通知して表示させることにより、適切なメンテナンスを促すことが可能である。

より具体的には、電動機械１０，２０のメーカー系列のサービスマン等が携帯するスマートフォンにおいて、専用アプリケーションを起動し、電動機械１０，２０に係る余寿命等の情報を取り込んで表示させ、それを電動機械１０，２０のユーザや所有者（管理者等）に見せながら、適切なメンテナンスを促すことが可能である。

以上説明したように、電動機械１０，２０は、近接通信装置３によって取得した現時間情報（現時刻ＷＲ）、機械内部に記録された計時情報Ｔから、電源遮断時（総合遮断時間ＴＤ０）、も含めた累積使用時間（例えば、総合経過時間Ｔ０）が表示可能である。

したがって、電動機械１０，２０によれば、電力供給が遮断される場合でも、主電源とは別系統のバッテリを常設することなく、情報端末装置（外部機器８）等を外部接続することによって、停止期間も含めた累積使用時間（例えば、総合経過時間Ｔ０）を計時して表示することが可能である。

図３に、本発明の実施例２に係る経過時間表示システム３１及び電動機械２０の概略構成を示すブロック図である。図３に示す実施例２の電動機械２０について、以下に言及するバッテリ６が制御装置１９に付加された点以外は、図１に示す実施例１の電動機械１０と同様である。

図３に示す電動機械２０は、機構部７と電動部５と、その電動部５に対し電子的手段により供給電力を制御する制御装置１９と、を備えて構成される。制御装置１９は、実施例１に示した制御装置９と略同様の制御機能を有する構成に加えて、バッテリ６が含まれる構成である。このバッテリ６は、制御装置１９が電力供給されている期間は、その電源制御回路から恒常的にトリクル充電等を受けて満充電状態が維持できるように電気的に接続される。

電動機械２０に外部から電力供給されている場合は、制御装置１９は、もっぱら外部からの供給電力を基に駆動される。一方、電動機械２０への供給電力が遮断されている時、電動部５を動作させるための電力は供給されないが、バッテリ６により制御装置１９は駆動される。

このような構成の電動機械２０は、実施例１で述べた時間データの全部を計時装置１から得ることができる。この実施例１で述べた連続時間情報を生成する機能に加え、電動機械２０は、バッテリ６が十分に充電されている限り、総合経過時間Ｔ０は、特別な演算処理するまでもなく、常に計時装置１から得られる。また、内蔵されたバッテリ６の性能仕様の範囲内で、多様な高機能表示を発揮させれば良い。逆に、バッテリ６が放電する毎に、優先順位の低い機能から順次間引くように省略しても良い。

そのように、演算処理なしに得られた総合経過時間Ｔ０と、実施例１で述べた計時装置１で演算処理して得られた経過時間Ｔと、両方の時間データを、常に択一可能な場合分けによって利用できる。場合分けとは、バッテリ６が十分に充電されている場合と、不足している場合と、に分けることをいう。

電動機械２０は、バッテリ６の充電が不足し、電圧等の低下により制御装置１９の起動電力に満たない場合でも、実施例１と同様の計時装置１での演算処理によって、連続時間情報を生成する効果が得られるため、総合経過時間Ｔ０を含めた時間データが不揮発性メモリ１２内に保存される。

さらに、総合経過時間Ｔ０及び総合停止時間ＴＳ０、総合遮断時間ＴＤ０、総合運転時間ＴＷ０、総合通電時間ＴＥ０について、バッテリ依存系統と、非依存系統と、精度の高い情報を二者択一しても良い。バッテリ依存系統とは、バッテリ６で維持された時計を直読することにより演算処理なしに得られた情報をいう。

バッテリ非依存系統とは、不揮発性メモリ１２内のデータ及び現時刻ＷＲに基づいて算出された情報をいう。これら二者で異なる場合、比較して数値の大きい方を採用することにより、データの連続性を保証することができる。

なお、２つの情報に対する真偽判定において、大きい数値よりも小さい数値の方が偽と判定される理由として、次の可能性が考えられる。例えば、バッテリ非依存状態において、不揮発性メモリ１２の不具合が原因で古い情報が消失した場合がある。その場合、その消失情報に代えて、不揮発性メモリ１２に書き込まれた新しい時刻情報を生かして演算処理された結果、真の経過時間Ｔよりも少なくなる。

逆に、バッテリ依存系統から非依存状態への切り替え機能に生じた不具合がある。この不具合ほか、何らかの原因で、計時装置１の時計が停止していたりすれば、演算処理の結果が小さい数値となるので、小さい方を偽と判定される。

また、図１及び図３にそれぞれ示した電動機械１０，２０として、上述のように実施例１，２にそれぞれ空気圧縮機を例示したが、これに限定されない。また、電動機械１０，２０は、その機構部７が工作機械、搬送機械を形成するものでも良い。さらに、電動機械１０，２０は、回転電動機に好適であるが、それに限定されず、電動部５にリニアモータを採用しても良い。また、電動機械１０，２０において、制御装置９，１９と、電力変換回路（不図示）と、を電気的に接続された別の電気回路基板として構成されていても良い。

本発明の実施形態に係る経過時間表示システム３０，３１は、次のように総括される。
［１］経過時間表示システム３０，３１は、電動機械１０，２０と、それに対して近接無線通信する外部機器８と、を備える。また、電動機械１０，２０は、計時装置１と、揮発性メモリ１１と、不揮発性メモリ１２と、を備える。計時装置１は、発振回路を有し起動時からの経過時間をカウントする。揮発性メモリ１１は、総合経過時間Ｔ０を算出するために用いるデータを記録する。

総合経過時間Ｔ０は、不揮発性メモリ１２に書き込まれている開始時刻ＷＳから、現時刻ＷＲまでの時間である。この総合経過時間Ｔ０は、電動機械１０，２０と外部機器８との何れかで算出する。例えば、スマートフォン等の外部機器８において、専用アプリを起動し、それにより、電動機械１０，２０から適宜に収集した情報を用いて算出した各種数値を表示しても良い。開始時刻ＷＳは、電動機械１０，２０への電力供給の開始時刻ＷＳであり、不揮発性メモリ１２に書き込まれている。現時刻ＷＲは、外部機器８に管理されるので、電動機械１０，２０のＯＮ／ＯＦＦに関わらず停止しない。

この経過時間表示システム３０，３１によれば、外部機器８に管理されて停止しない現時刻ＷＲを、その外部機器８と近接無線通信することにより、適宜取得し、不揮発性メモリ１２に書き込まれている電力供給の開始時刻ＷＳと現時刻ＷＲとを、揮発性メモリ１１上に読み込んで演算処理する。したがって、電力供給が遮断される停止期間を含めた累積使用時間を計時して表示することが可能である。計時された累積使用時間は、近接無線通信する外部機器８によって、適宜に表示可能である。この外部機器８として、例えば、スマートフォンやタブレット端末等が好適である。

本発明の実施形態に係る電動機械１０，２０は、次のように総括される。
［２］この電動機械１０，２０は、機構部７と、機構部７を駆動する電動部５と、その電動部５への電力供給を制御する制御装置９，１９と、を備える。この制御装置９，１９は、計時装置１と、制御部２と、揮発性メモリ１１と、不揮発性メモリ１２と、近接通信装置３と、アンテナ４と、経過時間算出部１３と、を備える。

計時装置１は、発振回路を有し起動時からの経過時間Ｔをカウントする。制御部２は、電力供給を制御し計時装置１によりカウントされた経過時間Ｔを受ける。揮発性メモリ１１は、制御部２による演算に用いられる。

不揮発性メモリ１２は、電力供給の開始時刻ＷＳが制御部２により書き込まれる。近接通信装置３は、外部機器８と無線通信する。アンテナ４は、近接通信装置３に接続されて無線通信の電波を送受信する。

経過時間算出部１３は、不揮発性メモリ１２に書き込まれている開始時刻ＷＳから、外部機器８から近接通信装置３で受信された情報が表す現時刻ＷＲまでの時間である総合経過時間Ｔ０を算出する。

この電動機械１０，２０は、比較的低価格設定で、使用時のみ電源接続する設計仕様であることが多い。その場合、不使用時には、制御装置９，１９に電力供給されず、計時装置１が停止する。したがって、不揮発性メモリ１２の記憶内容以外は、情報維持できず、時間情報の連続性を維持することが困難である。

そこで、この電動機械１０，２０は、例えば、電源ＯＮ／ＯＦＦのタイミングで、近接通信装置３、及びアンテナ４を介して、外部機器８と適宜に無線通信して現時刻ＷＲの情報を得る。この電源ＯＮ／ＯＦＦのタイミングで現時刻ＷＲの情報を不揮発性メモリ１２に記憶させる。

その記憶された情報を、経過時間算出部１３が、揮発性メモリ１１に読み出すとともに、計時装置１が、起動時からの経過時間Ｔをカウントした時間情報を足し合わせることにより、時間情報の連続性を維持することが可能になる。そのため、この電動機械１０，２０は、電力供給が遮断される停止期間を含めた累積使用時間をより確実に計時して表示することが可能である。

これによれば、簡素な電動機械であっても、それに付随する既存の電子回路、例えばワンチップマイコン等に、ＣＰＵ、揮発性メモリ１１、不揮発性メモリ１２、及びプログラムが含まれていれば、それを兼用利用することによって、本発明を容易に実現可能である。したがって、コストアップも少ない。本発明の目的は、バッテリを常備することなく、電力供給が遮断される停止期間を含めた累積使用時間をより確実に計時して表示可能にすることである。

［３］制御部２は、電力供給が開始され電力供給が遮断されるまでの間、すなわち、電源ＯＮ／ＯＦＦのタイミングで、不揮発性メモリ１２に書き込まれた総合通電時間ＴＥ０と、総合運転時間ＴＷ０とを揮発性メモリ１１に読み出す。これらは、計時装置１によりカウントされた経過時間Ｔを基に、揮発性メモリ１１上の通電時間ＴＥ及び運転時間ＴＷを更新された値を加算累計される。

つまり、総合運転時間ＴＷ０は、計時装置１によりカウントされた経過時間Ｔに基づく運転時間ＴＷの累積値であり、不揮発性メモリ１２に書き込まれ、再計算された値を上書きされる。同様に、総合通電時間ＴＥ０も、計時装置１によりカウントされた経過時間Ｔに基づく通電時間ＴＥの累積値であり、再計算された値を不揮発性メモリ１２に上書きされる。

総合通電時間ＴＥ０は、揮発性メモリ１１上の総合通電時間ＴＥ０と、揮発性メモリ１１上の通電時間ＴＥと、の合計値を算出して不揮発性メモリ１２に書き込む。同様に、総合運転時間ＴＷ０は、揮発性メモリ１１上の総合運転時間ＴＷ０と、揮発性メモリ１１上の運転時間ＴＷと、の合計値を算出して不揮発性メモリ１２に書き込む。

経過時間算出部１３は、総合経過時間Ｔ０の他に、総合停止時間ＴＳ０と、総合遮断時間ＴＤ０との少なくとも一つを算出する。総合停止時間ＴＳ０は、総合通電時間ＴＥ０と総合運転時間ＴＷ０との差分である。総合遮断時間ＴＤ０は、総合経過時間Ｔ０と総合通電時間ＴＥ０との差分である。

これによれば、総合経過時間Ｔ０の他に、総合停止時間ＴＳ０と、総合遮断時間ＴＤ０との少なくとも一つまで算出して適宜に表示することが可能である。

［４］上記［１］の経過時間表示システム３１を構成する上記［２］の電動機械２０には、制御装置１９を備える。この制御装置１９には、それを駆動するためのバッテリ６を制御装置１９に内蔵しても良い。その場合、バッテリ６の充電残量が所定値以上に維持されている期間は、計時装置１で連続的に算出された開始時刻ＷＳからの経過時間Ｔを優先的に表示可能である。

また、長期不使用、経年劣化等の原因でバッテリ６の充電残量が所定値以下になれば、不揮発性メモリ１２に書き込まれた開始時刻ＷＳと、外部機器８から近接通信装置４で受信された情報が表す現時刻ＷＲと、の差に基づいて、経過時間算出部１３が算出した開始時刻ＷＳからの経過時間Ｔを優先的に表示可能である。つまり、バッテリ６に依存しない累積使用時間の管理に切り替えれば良い。

したがって、電動機械２０によれば、高性能なバッテリ６に依存しない累積使用時間の管理も可能である。また、内蔵されたバッテリ６の性能仕様の範囲内で、計時装置１が連続的に維持された累積使用時間の管理も行える。

［５］また、電動機械１０，２０は、計時装置１で連続的に算出された経過時間Ｔと、経過時間算出部１３が算出した経過時間Ｔと、両者を比較して何れか大きい方を優先的に表示可能にする。このように真偽判定すれば、データの連続性を保証することができる。例えば、計時装置１の時計が停止していたりすれば、演算処理の結果が小さい数値となるので、小さい方を偽と判定される。上述した両者が異なる場合、これらを比較して数値の大きい方を採用した方が、より正確さが保てる。

［６］また、電動機械１０，２０は、計時装置１を含む電気回路基板の外にアンテナ４を配設しても良い。これによれば、アンテナ４の送受信性能を優先するとともに、電気回路基板の大きさ及び形状を考慮して、より設計の自由度が増す点で有利である。

［７］電動機械１０，２０は、電動部５が回転電動機であると良い。
［８］電動機械１０，２０は、電動部５がリニアモータでも好適である。

［９］電動機械１０，２０は、制御装置９，１９と、電力変換回路と、を電気的に接続された別の電気回路基板として形成されていることが好ましい。これによれば、本発明の目的に特化した制御装置９，１９と、品種別の機構部７に応じた電力変換回路と、を電気的に接続された別の電気回路基板として、それぞれに最適なユニット設計できる点で有利である。

［１０］電動機械１０，２０は、機構部７が空気圧縮機と、工作機械と、搬送機械と、の何れにも好適である。これらは、数十年の長期間にわたって使用されることが多く、損耗部品を交換する保守周期を管理するための累積使用時間を簡素な構成により、連続性を維持した時間情報を求められる。その要望に応えられる点で有利である。

本発明の実施形態に係る電動機械１０，２０は、次のように総括される。
［１１］この経過時間算出方法は、次のステップＳ１～Ｓ６に示す手順を有する。
まず、ステップＳ１では、発振回路を有する計時装置１を備えた電動機械１０，２０の電動部５への電力供給の開始時刻ＷＳを電動機械１０，２０の不揮発性メモリ１２に書き込む。

次に、電力供給が行われている通電期間中は、次のステップＳ２～Ｓ６に示す手順が実行される。ステップＳ２では、発振回路を有する計時装置１が、発振回路の信号を基に０秒からの時間である経過時間Ｔをカウントアップし、そのカウントアップに応じて経過時間Ｔを制御部２に通知するとともに、通電時間ＴＥ及び運転時間ＴＷを算出する。

ステップＳ３では、通電中の制御部２が、不揮発性メモリ１２から、累計時間ＴＷ０，ＴＥ０を揮発性メモリ１１に読み出しておく。

ステップＳ４では、電源を遮断する前に、経過時間算出部１３が、揮発性メモリ１１の通電時間ＴＥと運転時間ＴＷとを、不揮発性メモリ１２から揮発性メモリ１１に読み出された総合通電時間ＴＥ０と総合運転時間ＴＷ０にそれぞれ加算して不揮発性メモリ１２に上書きする。ステップＳ５では、近接無線通信により外部機器から現時刻ＷＲの情報を受信する。

最後に、ステップＳ６では、電動機械１０，２０と外部機器８との何れかが、総合経過時間Ｔ０を算出する。その総合経過時間Ｔ０の他に、総合通電時間ＴＥ０と総合運転時間ＴＷ０との差分である総合停止時間と、総合経過時間Ｔ０と総合通電時間ＴＥ０との差分である総合遮断時間ＴＤ０との少なくとも一つを算出する。

上述のとおり、総合経過時間Ｔ０は、開始時刻ＷＳから、現時刻ＷＲまでの時間である。開始時刻ＷＳは、不揮発性メモリ１２に書き込まれている。現時刻ＷＲは、外部機器８に管理される。この経過時間算出方法によれば、上記［３］に示した電動機械１０，２０と同等の作用効果が得られる。

［１２］また、電動機械２０の経過時間算出方法は、上記ステップＳ１～Ｓ３までを実行した後、電力供給を停止されてから、制御装置１９を駆動するために内蔵されたバッテリ６の充電残量が所定値以下になったとき、電動機械２０は、上記ステップＳ２～ステップＳ６までをバッテリ６に依存せずに実行すると良い。

ステップＳ１では、バッテリ６が健在でも、それが毀損したときに備えて、例えば、電動機械２０の初回使用時、すなわち最初の開始時刻ＷＳを電動機械２０の不揮発性メモリ１２に書き込む。ステップＳ２では、バッテリ６に依存せずに、計時装置１が通電時間ＴＥ及び運転時間ＴＷを算出する。

同様にステップＳ２～Ｓ６をバッテリ６に依存せずに実行する。そして、ステップＳ６では、少なくとも総合経過時間Ｔ０を算出する。この経過時間算出方法によれば、上記［４］に示した電動機械２０と同等の作用効果が得られる。

１ 計時装置、２ 制御部、３ 近接通信装置、４ アンテナ、５ 電動部、６ バッテリ、７ 機構部、８ 外部機器、９，１９ 制御装置、１０，２０ 電動機械（例えば、空気圧縮機）、１１ 揮発性メモリ、１２ 不揮発性メモリ、３０，３１ 経過時間表示システム、ＷＳ 開始時刻

Claims (9)

1. 機構部と、該機構部を駆動する電動部と、該電動部への電力供給を制御する制御装置と、を備えた電動機械と、
   前記電動機械と近接無線通信する外部機器と、
   を備え、
   前記電動機械の前記制御装置は、
   発振回路を有し起動時からの経過時間をカウントする計時装置と、
   前記電動機械への電力供給の開始時刻が書き込まれる不揮発性メモリと、
   前記外部機器と無線通信のための近接通信装置と、
   前記不揮発性メモリに書き込まれている前記開始時刻から、前記外部機器から前記近接通信装置で受信された情報が表す現時刻までの時間である総合経過時間を算出する経過時間算出部と、
   を備えるとともに前記制御装置を駆動するためのバッテリを前記制御装置に内蔵し、
   前記電動機械と前記外部機器との何れかが、
   前記不揮発性メモリに書き込まれている前記開始時刻から、前記外部機器が管理する現時刻までの時間である総合経過時間を算出し、
   前記バッテリの充電残量が所定値以上に維持されている期間は、前記計時装置で連続的に算出された前記開始時刻からの前記経過時間を優先的に表示可能であり、
   前記バッテリの充電残量が所定値以下になれば、前記不揮発性メモリに書き込まれた前記開始時刻と、前記外部機器から前記近接通信装置で受信された情報が表す現時刻と、の差に基づいて、前記経過時間算出部が算出した前記開始時刻からの前記経過時間を優先的に表示可能である、
   経過時間表示システム。
2. 機構部と、該機構部を駆動する電動部と、該電動部への電力供給を制御する制御装置と、を備えた電動機械であって、
   前記制御装置は、
   発振回路を有し起動時からの経過時間をカウントする計時装置と、
   前記電力供給を制御し前記計時装置によりカウントされた経過時間を受ける制御部と、
   前記電力供給の開始時刻が前記制御部により書き込まれる不揮発性メモリと、
   外部機器と無線通信のための近接通信装置と、
   前記不揮発性メモリに書き込まれている前記開始時刻から、前記外部機器から前記近接通信装置で受信された情報が表す現時刻までの時間である総合経過時間を算出する経過時間算出部と、
   を備えるとともに前記制御装置を駆動するためのバッテリを前記制御装置に内蔵し、
   前記バッテリの充電残量が所定値以上に維持されている期間は、前記計時装置で連続的に算出された前記開始時刻からの前記経過時間を優先的に表示可能であり、
   前記バッテリの充電残量が所定値以下になれば、前記不揮発性メモリに書き込まれた前記開始時刻と、前記外部機器から前記近接通信装置で受信された情報が表す現時刻と、の差に基づいて、前記経過時間算出部が算出した前記開始時刻からの前記経過時間を優先的に表示可能である、
   電動機械。
3. 機構部と、該機構部を駆動する電動部と、該電動部への電力供給を制御する制御装置と、を備えた電動機械であって、
   前記制御装置は、
   発振回路を有し起動時からの経過時間をカウントする計時装置と、
   前記電力供給を制御し前記計時装置によりカウントされた経過時間を受ける制御部と、
   該制御部による演算に用いられる揮発性メモリと、
   前記電力供給の開始時刻が前記制御部により書き込まれる不揮発性メモリと、
   外部機器と無線通信のための近接通信装置と、
   前記不揮発性メモリに書き込まれている前記開始時刻から、前記外部機器から前記近接通信装置で受信された情報が表す現時刻までの時間である総合経過時間を算出する経過時間算出部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記電力供給が開始され該電力供給が遮断されるまでの間に、
   前記計時装置によりカウントされた経過時間に基づく通電時間の累積値であり前記不揮発性メモリに書き込まれた総合通電時間と、前記計時装置によりカウントされた経過時間に基づく運転時間の累積値であり前記不揮発性メモリに書き込まれた総合運転時間とを前記揮発性メモリに読み出し、
   前記計時装置によりカウントされた経過時間を基に、前記揮発性メモリ上の前記通電時間及び前記運転時間を更新し、
   前記揮発性メモリ上の前記総合通電時間と前記揮発性メモリ上の前記通電時間との合計を算出し、当該合計を前記総合通電時間として前記不揮発性メモリに書き込み、
   前記揮発性メモリ上の総合運転時間と前記揮発性メモリ上の前記運転時間との合計を算出し、当該合計を前記総合運転時間として前記不揮発性メモリに書き込み、
   前記計時装置で連続的に算出された前記経過時間と、前記経過時間算出部が算出した前記経過時間と、両者を比較して何れか大きい方を優先的に表示可能にし、
   前記経過時間算出部は、
   前記総合経過時間の他に、前記総合通電時間と前記総合運転時間との差分である総合停止時間と、前記総合経過時間と前記総合通電時間との差分である総合遮断時間との少なくとも一つを算出する、
   電動機械。
4. 前記計時装置を含む電気回路基板の外に前記近接通信装置に接続されたアンテナが備えられている、
   請求項２又は３に記載の電動機械。
5. 電動機械は、前記電動部が回転電動機である、
   請求項２又は３に記載の電動機械。
6. 電動機械は、前記電動部がリニアモータである、
   請求項２又は３に記載の電動機械。
7. 電動機械は、前記制御装置と、電力変換回路と、を電気的に接続された別の電気回路基板として形成されている、
   請求項２又は３に記載の電動機械。
8. 電動機械は、前記機構部が空気圧縮機と、工作機械と、搬送機械と、の何れか１つである、
   請求項２又は３に記載の電動機械。
9. 発振回路を有する計時装置を備えた電動機械の電動部への電力供給の開始時刻を前記電動機械の不揮発性メモリに書き込むステップと、
   前記電力供給が行われている通電期間中は、
   発振回路を有する計時装置が、発振回路の信号を基に０秒からの時間である経過時間をカウントアップし、該カウントアップに応じて経過時間を制御部に通知するとともに、通電時間及び運転時間を算出するステップと、
   通電中の制御部が、前記不揮発性メモリから、累計時間を揮発性メモリに読み出しておくステップと、
   電源を遮断する前に、経過時間算出部が、
   揮発性メモリの通電時間と運転時間とを、前記不揮発性メモリから揮発性メモリに読み出された総合通電時間と総合運転時間にそれぞれ加算して前記不揮発性メモリに上書きするステップと、
   近接無線通信により外部機器から現時刻の情報を受信するステップと、
   前記電動機械と前記外部機器との何れかが、
   前記不揮発性メモリに書き込まれている前記開始時刻から、前記外部機器が管理する現時刻までの時間である総合経過時間を算出するとともに、
   該総合経過時間の他に、前記総合通電時間と前記総合運転時間との差分である総合停止時間と、前記総合経過時間と前記総合通電時間との差分である総合遮断時間との少なくとも一つを算出するステップと、
   を有し、
   前記電動機械の電動部への前記電力供給の前記開始時刻ＷＳを前記電動機械の前記不揮発性メモリに書き込むステップから、
   前記通電中の制御装置が、前記不揮発性メモリから、累計時間を揮発性メモリに読み出しておくステップまでを、
   実行した後に、
   前記電力供給を停止されてから、前記制御装置を駆動するために内蔵されたバッテリの充電残量が所定値以下になったとき、
   前記計時装置が、通電時間及び運転時間を算出するステップから、
   少なくとも前記総合経過時間を算出するステップまでを実行する、
   経過時間算出方法。
   

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