WO2019187848A1

WO2019187848A1 - 作業機器

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Publication number: WO2019187848A1
Application number: PCT/JP2019/006743
Authority: WO
Inventors: 石川　祐樹; 勇人山口; 西河　智雅; 真之武久; 伊藤　達也
Original assignee: 工機ホールディングス株式会社
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2019-10-03
Also published as: AU2022202753A1; CN111542418B; AU2019246242A1; US20200403544A1; CN111542418A; AU2019246242B2; JPWO2019187848A1; EP3778127A1; EP3778127A4; US11469699B2; JP6969672B2; AU2022202753B2

Abstract

トリガスイッチの操作でマイコンを起動させる作業機器において、ファームウェアを更新可能とし、更新時のマイコンの自動再起動を可能とした。マイコン４０の出力により電源供給回路１２からの電源供給を維持する自己保持回路６１を有し、自己保持回路６１への出力停止により電源供給回路１２からマイコン４０への電源供給を遮断させる構成にした作業機器において、マイコン４０のファームウェアを書き換え可能にすると共に、マイコン４０への電力供給を一時的に継続させるための電力保持部（コンデンサＣ１）を設けて、マイコン４０を再起動させるためのいわゆる"オフディレイタイマ機能"を実現した。これにより、一旦電源をオフにした後にはトリガ操作をしないと起動できない作業機器であっても、ファームウェアの更新後にマイコン４０への電源を維持することができるので、リセット後のマイコン４０の自動再起動が可能となる。

Description

作業機器

本発明は、マイコンの電源を切替スイッチの最初の操作によってオンにし、ディレイタイマ機能によりマイコンの電源をオフにするようにしたコードレス方式の作業機器において、ファームウェアを容易に書き換えできるようにすることにある。

着脱可能なバッテリを用いた携帯型の作業機器において、機器の動作を制御する制御装置内にマイクロコントローラ（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）（以下、本実施例では単に「マイコン」と称する）が広く用いられている。作業機器の一つである電動工具においては、独立した電源スイッチを有し、使用者の意思によって電源スイッチをオン及びオフにするものもあるが、可搬式であってトリガスイッチを有する電動工具の場合には、専用の電源スイッチを持たずに、トリガスイッチを最初に引いた瞬間に制御装置のマイコンに駆動用電源の供給を開始することによって電源を自動的にオンにする（例えば、下記特許文献１参照）。バッテリで駆動される電動工具では、電源がオンになった後に、トリガスイッチを操作せずにオフ状態のまま一定時間経過したら、マイコンが電源を自らオフにする。このようにマイコンが自ら電源をオフにする機能を設けることによって、作業機器の未使用時におけるマイコンによるバッテリの電力消費を抑えるようにしている。

特開２０１４－０１８８６８号公報

電動工具等の作業機器に用いられるマイコンは、動作用のコンピュータプログラムを実行することによって機器の動作、例えばモータの制御を行うことができる。電動工具に装着可能な先端工具には様々な種類があり、さらに工具の作業用途も様々である。従って作業対象、作業用途に応じて、求められるモータの制御も異なってくる。モータの回転速度は、作業者によるトリガスイッチの操作量に応じてモータ回転数を制御できる。おなじような締め作業であっても、ネジ径の大きさや締め付け対象の違い大きいため、トリガ操作で操作可能な設定回転数等を変える方が好ましい。そのため、特許文献１の技術では電動工具の各種作業に最適な設定パラメータを作業者が電動工具の外部から設定可能としている。しかしながら、電動工具の操作対象は様々であってその制御も多岐にわたるため、設定パラメータの変更だけでなく、操作対象に合わせてマイコンのファームウェア（制御プログラム）自体を変更する方が好ましい場合も生ずる。例えば、ファームウェアが、通常のネジ締め作業、ボルト締め作業に特化している電動工具において、新たにテクスネジの締め付けモードを追加するような、新機能を追加する場合がその一例である。新機能の追加には、マイコンの実行するファームウェアを更新する必要がある。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、トリガスイッチ等の特定のスイッチを操作することによりマイコンを起動させる作業機器において、スマートフォン等の無線通信端末を用いてファームウェアを更新可能にすることにある。本発明の他の目的は、ファームウェアの更新作業時にマイコンの指示による自動的な再起動を可能とした作業機器を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、設定パラメータやファームウェアを更新時に作業機器の動作を制限するようにして、設定パラメータやファームウェアの書換えを安全且つ確実におこなうことが可能な作業機器を提供することにある。本発明の他の目的は、設定パラメータやファームウェアの書換え時の意図しないデータ破損を回避すると共に、データ破損が生じた際にも内部データのバックアップを利用できるようにした作業機器を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。本発明の一つの特徴によれば、機器の動作を制御する制御装置と、制御装置に設けられプログラムを実行するためのマイコンと、機器を動作させるモータと、マイコンとモータに電力を供給するバッテリと、バッテリの電力から制御装置へ供給される一定の低電圧を生成する電源回路と、制御装置へバッテリからの電力を供給するための切替スイッチを有し、電源回路から制御装置への電源供給を切替スイッチの操作によって開始するようにした作業機器において、制御装置に、切替スイッチの操作を戻した後であってもマイコンからの出力により電源回路による電源供給を維持し続ける自己保持回路を設け、マイコンが自己保持回路への出力を停止することにより電源回路からの制御装置への電源供給を停止できるように構成する。また、制御装置に、バッテリからマイコンへの電力供給が遮断された後も一時的にマイコンへの電力供給を継続するための電力保持部を設け、マイコンを再起動するためのいわゆる“オフディレイタイマ機能”を実現した。また、電力保持部は、自己保持回路に接続され、蓄電手段を含んで構成される。電力保持部にはさらに蓄電手段からの出力を安定させるための比較器を含んで構成しても良い。さらに、電力保持部には放電手段が設けられ、マイコンの電源が遮断されたまま一定時間が経過したら蓄電手段の電力を放電するように構成し、蓄電手段はマイコンが起動されるごとに蓄電されるように構成される。

本発明の他の特徴によれば、作業機器は更に、無線によって外部機器とマイコンとの双方向通信を可能する通信装置と、作業機器に所定の動作をさせるためであってプログラムを格納する書き換え可能なメモリ装置（例えばＥＥＰＲＯＭ）を有し、マイコンは、通信装置を介して外部から入手される更新される新たなプログラムをメモリ装置に反映させる。また、作業機器には切替スイッチの動作を機械的に規制する規制機構を設けられ、規制機構によって切替スイッチの動作が規制されているときにのみ、プログラムのマイコンのＲＯＭへの書込みが許容される。切替スイッチはモータの回転方向を切り替えるための切替部を有し、この切替部はスイッチ機構の操作を阻止するロック位置に加えて、操作を許容する少なくとも一つの回転位置を有する。このような作業機器は、モータの回転力を動力伝達機構を介して先端工具に伝達させるインパクト機構のような作業機器を含む。切替スイッチは筐体に設けられるトリガスイッチであり、切替部はトリガスイッチに連動される正逆切替スイッチである。

本発明のさらに他の特徴によれば、メモリ装置は、プログラムが保存される記憶領域とは別の第２の記憶領域を更に有し、外部から受信した更新プログラムは第２の記憶領域に格納される。このようにバックアップ記憶領域となる第２の記憶領域を設けることによって、ファームウェアの更新が失敗しても、リカバリ処理を容易におこなうことができる。

本発明によれば、スマートフォン等を用いてユーザがファームウェアを更新できるので、作業機器の機能追加や制御変更等を容易に行うことができる。また、設定パラメータやファームウェアの書込み後に、自動でマイコンを再起動できる構成にしたので、ユーザは特別な操作をすることなく設定パラメータやファームウェアの更新を完了できる。さらに、マイコンの再起動後に更新チェックや動作チェックを行い、異常がある場合は書換えが失敗したとして、ＬＥＤなどの報知手段でファームウェア等の再受信を促すので、設定パラメータやファームウェアの更新を確実に行うことができる。さらに、設定パラメータやファームウェアの更新の失敗時には、作業機器を動作不可状態にするので、安全性を十分確保できる。これらの構成によれば、特に作業機器の動作を定義するようなファームウェアの更新時において有効である。

本発明の実施例に係る電動工具１のプログラム更新システムの全体図である。電動工具１の正面図である。電動工具１の制御回路の概略構成を示すブロック図である。電動工具１のプログラム更新手順を示す図である。電動工具１のトリガスイッチ６単体の上面図である。マイコン４０のリセット方法を説明するための回路図である。マイコン４０の電源をオン又はオフにする従来の回路を示す図である。マイコン４０の電源をオン又はオフにする本実施例による回路図である。マイコン４０のファームウェアを更新する手順を示すフローチャートである（その１）。図９のフローチャートの続き（その２）である。マイコン４０のＲＯＭ４３へのファームウェアの更新手順を説明するための図である。図１１に示すファームウェアの更新が失敗した時の処理を説明するための図である。図１１の書き換えプログラム１５２によるファームウェアの更新手順を示すフローチャートである。図１１の書き換えプログラム１５２によるファームウェアの別の更新手順を示すフローチャートである。マイコン４０の電源をオン又はオフにする図８に示した回路の変形例である。本発明の実施例の変形例に係る電動工具１Ａの縦断面図であり、バッテリ５０Ａの取り外しを阻止する機構を示す図である。図１６の電動工具１Ａにおいて、バッテリ５０Ａの取り外しを阻止する機構が動作した状態を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図においては、着脱可能なバッテリを用いて動作する作業機器の一例として電動工具１を用いて説明する。同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る電動工具１のプログラム更新システムの全体図である。電動工具１は、モータの回転力を動力伝達機構を介してアンビル１０に伝達させるものであって、工具保持部３０によって保持された図示しない先端工具を回転させてねじ締めやボルト締め等の作業を行う作業機器、例えばインパクトドライバである。電動工具１は、着脱可能なバッテリ５０を動力源とする。電動工具１のハウジング２は、図示しないモータや動力伝達機構を収容するための略円筒状の胴体部２ａと、作業者が片手で把持するためのグリップ部２ｂと、グリップ部２ｂの下端に接続され、着脱可能なバッテリ５０を装着するためのバッテリ装着部２ｃの３つの部分で主に構成される。胴体部２ａの前方側の開口からは出力軸となるアンビル１０が突出し、アンビル１０の先端には図示しない先端工具を装着するための断面形状が六角形状の装着穴（図示せず）が形成され、その外周側にはワンタッチで先端工具を装着できる工具保持部３０が設けられる。ハウジング２のグリップ部２ｂは、胴体部２ａから略直角方向に延びるようにして一体に形成され、グリップ部２ｂの上部付近にはトリガレバー７を有するトリガスイッチ６（後述する図５参照）が配設される。トリガレバー７の後方上側には、モータの回転方向を切り替える正逆切替レバー８が設けられる。

バッテリ装着部２ｃの下方にはバッテリ５０が装着される。バッテリ５０は、内部に複数本のリチウムイオン電池等のセルを収容したものであり、電動工具１に対して装着及び取り外し可能に構成される。バッテリ５０を取り外すときは左右両側にあるラッチボタン５１を押し込みながらバッテリ５０を前方側にスライドさせる。バッテリ装着部２ｃの内部であって、グリップ部２ｂよりも下側、且つバッテリ５０よりも上方部分には、図示しない制御回路基板が搭載される。バッテリ装着部２ｃのうち外部に露出する上面付近には第一操作パネル２１が設けられ、左側面部分には第二操作パネル２６が設けられる。第一操作パネル２１には、照射装置１１の点灯スイッチと電池残量表示スイッチの２つのスイッチボタンと、複数のＬＥＤを用いた電池残量表示ランプが設けられる。第二操作パネル２６には、モータの出力モードの選択するためのモード選択スイッチ２７と、４つのＬＥＤからなるモード表示ランプ２８が設けられる。モード選択スイッチでは、トリガレバー７を一杯に引いた際のモータの回転速度を低速から高速までの４段階のレベルに可能としても良いし、木ねじ締めモード、ボルト締めモード、テクスねじモード等のモータの動作や打撃状況を変えるような制御を切り替えるようにしても良い。

電動工具１のグリップ部２ｂ内の下方には、トリガレバー７の引き動作によってモータの速度を制御する機能を備えた図示しない制御回路基板が収容され、そこにマイコン（図３にて詳述）が搭載される。さらに、ハウジング２の内部の任意の箇所に、無線通信装置（図３にて後述）が設けられる。無線通信装置にて用いられる通信規格は、例えばブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：米国Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ　ＳＩＧ，　Ｉｎｃ．の登録商標）であって、数十ｍ未満の近距離内にある情報端末間で、電波を使って双方向に情報のやりとりを行うのに使用される。電動工具１との無線通信の相手方機器は、ブルートゥース（商標登録）を利用可能なスマートフォン２０１が用いられる。スマートフォン２０１は電話通信網３６１を用いて電話会社の基地局３６０に接続して、基地局３６０からネットワーク３５０を利用して、電動工具１のサポート用の情報、更新プログラム、更新データを提供するサポート会社のサーバ３００に接続可能である。サポートを行うサポート会社は、電動工具１の製造会社であっても、別の会社であっても良い。ここで用いられるスマートフォン２０１の種類は任意であり、ブルートゥース（商標登録）を利用可能なＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、タブレットＰＣ、その他の情報端末機器であっても良い。また、スマートフォン２０１からサーバ３００への回線経路、回線手段は任意であり、公知のインターネット回線網、電話会社提供の専用回線網、家庭内や企業内のＬＡＮ回線等を適宜用いるようにしても良い。

スマートフォン２０１は、インターネット網を用いてサーバ３００に接続し、サーバ３００から電動工具１のメインテナンスに必要な情報を入手する。この必要な情報を入手する際には、スマートフォン２０１には電動工具１と通信すると共に、サーバ３００とも通信可能とする“アプリ”と呼ばれる専用のソフトウェア（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ）をインストールしておくことが重要である。スマートフォン２０１は近接的な通信を行う相手機種、即ち電動工具１を特定すると共に、電動工具１との通信を確立し、さらにはサーバ３００に接続することによって、メインテナンス対象とする電動工具１の識別情報をサーバ３００に送信し、サーバ３００から電動工具１に関する必要な情報（更新されるファームウェア）を受け取り、近接無線回線を利用して受け取った情報（プログラムやデータ等）を電動工具１に送信する。

図２は図１に示した電動工具１の正面図である。正面図でわかるように、グリップ部２ｂに対してバッテリ装着部２ｃの左右方向幅は、バッテリ５０の上面の大きさに対応して十分大きく形成される。このため、バッテリ装着部２ｃの内側空間には、図示しない制御回路基板を実装することが可能となる。バッテリ５０の左側には、電動工具１を作業者の腰ベルト等にかける為のフック３５が設けられる。フック３５はバッテリ装着部２ｃにネジ等によって固定されるもので、バッテリ装着部２ｃの左側側面ではなく、右側側面に取りつけることもできるし、いずれの側面にも取りつけないようにすることが可能である。

グリップ部２ｂ内の上方には、トリガレバー７が前方側に突出し、その上方にはアンビル１０の回転方向を設定する正逆切替レバー８が設けられる。正逆切替レバー８は、胴体部２ａの右側から左側に貫通するように配置されるもので、トリガレバー７の操作する方向と直交する方向に移動可能である。正逆切替レバー８に右側部分を矢印９のように押しこむと図示しないモータは正回転方向（ねじの締め付け方向）に回転する。この際、正逆切替レバー８の右側端部８ａは胴体部２ａに近づき、左側端部８ｂは胴体部２ａから離れることになる。正逆切替レバー８の保持位置は３箇所設定され、図２のような正転位置に加えて、左側端部８ｂを押し込んで胴体部２ａに近づけるように移動した逆回転方向（ねじの緩め方向）の位置と、それらの中間位置（中立位置）の３つの位置を有する。これらの３つの位置が、図５で後述する作用部６ｃ（図５参照）の操作位置を決定する。

図３は電動工具１の制御回路の構成を示すブロック図である。マイコン４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）４１を有し、中央処理装置の動作に必要な構成要素、例えば、ＣＰＵ４１の動作のために必要なメモリ空間を確保するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４２、ＣＰＵ４１で実行されるプログラムや各種データ、パラメータ等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４３、外部機器との信号の送受信を行う入出力回路（Ｉ／Ｏ）４４、外部から入力されるアナログ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ回路４５、ＣＰＵ４１からの指示によって外部機器に対してアナログ信号を出力するＤ／Ａ回路４６等を、一つのチップに搭載した半導体集積回路である。図３ではマイコン４０内の主要な構成要素だけを記載したが、マイコン４０にはメモリ装置、即ちＲＯＭ４３のデータの書き換えを行うためのメモリコントロールユニット（Ｍｅｍｏｒｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）や、その他の回路を含まれる。

マイコン４０は、主に、インバータ回路等のモータ制御回路５に制御信号を送ることにより例えばブラシレスＤＣモータ４の回転制御を行う。ブラシレスＤＣモータを用いる場合のモータ制御回路５は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等の６つの半導体スイッチング素子によるインバータ回路を用いて、直流を交流に変換し、任意の周波数の励磁電圧をモータ４のコイルに供給する。モータ４には、図示しないホールＩＣ等の位置検出センサ（図示せず）が設けられ、ホールＩＣの出力は位置検出センサに入力される。このように、マイコン４０はロータの回転位置を精度良く検出することにより、ロータの回転位置に合わせて駆動電流の位相と周波数を変化させる。この結果、駆動効率が良い上に滑らかな回転を低速から高速まで実現でき、しかも低消費電力、高効率の電動工具１を実現できる。

モータ制御回路５に含まれるインバータ回路には、バッテリ５０から直流電流が電力線１６を介して供給される。本実施例のバッテリ５０では、複数本の電池セルが筐体内にパック化され、電動工具１に対して装着及び取り外しが可能に構成されるが、本発明の電動工具１の電源の種類は直流電源だけに限られずに、外部から供給される交流電源を直流に変換する整流器（ＡＣ／ＤＣコンバータ）を介してモータ制御回路５に直流電流を供給するようにしても良い。バッテリ５０の出力は、さらに電力線１６から分岐する電力線１７によって電源供給回路１２にも供給される。図３では電力線１６や、電力線１６から分岐する電源供給回路１２への電力線１７を点線にて示している。電源供給回路１２は制御回路基板上に搭載された電子素子、特にマイコン４０の動作用の一定の低電圧の直流を生成する電源回路である。電源供給回路１２は、例えば１４．４Ｖ、１８Ｖ、３６Ｖのバッテリ５０の電力を入力とし、３．３Ｖ又は５．０Ｖの直流を出力するもので、例えば３端子レギュレータを用いたＤＣ／ＤＣコンバータである。

電動工具１には、公知の電動工具と同様にモータ４の回転をオン又はオフにするためのトリガスイッチ６が設けられる、ここでは図示していないが、トリガスイッチ６は電力線１６を機械的なスイッチ回路として接続又は遮断する。そのトリガスイッチ６の配置位置を、電力線１６から電力線１７への分岐位置よりもバッテリ５０側に近い箇所にすれば、トリガスイッチ６をオンにすることにより電源供給回路１２への電源供給もオン又はオフできる。トリガスイッチ６の出力は、トリガレバー７の引き量を示す信号、モータの回転方向の指示信号を含み、マイコン４０のＡ／Ｄ変換入力ポートに接続される。マイコン４０のＡ／Ｄ回路４５にはさらに、第一操作パネル２１上に設けられる第一操作部２２の出力と、第二操作パネル２６上に設けられる第二操作部たるモード選択スイッチ２７の出力が接続される。マイコン４０のＤ／Ａ回路４６には出力部１５が接続される。出力部１５には、先端工具付近を照射するＬＥＤ等による照射装置１１や、モード表示ランプ２８等のＬＥＤが含まれる。尚、トリガスイッチ６の構成としては、電力線１６を機械的に接続及び遮断するものと、していないものが両方のタイプがある。機械的な接続／遮断がある場合は、モータ制御回路５のみを制御し、電力線１６の分岐位置よりもモータ制御回路５に近い箇所にトリガスイッチ６を配置すると良い。一方、トリガスイッチ６が電力線１６を機械的に接続／遮断していない場合は、モータの回転オン、オフは、マイコン４０のモータ駆動信号のみで行う。そのため、トリガスイッチ６の機械接点部は、マイコン４０に電源投入をするために用いられ、トリガレバー７の引き量に応じた信号（Ａ／Ｄ値）をマイコン４０で読み込む。そして、マイコン４０がトリガスイッチ６から入力されたＡ／Ｄ値に基づき、モータ制御回路（インバータ回路）５に駆動信号を出力する。

電動工具１の筐体内には、外部の機器と無線にて双方向通信を行う無線通信部１３が設けられる。無線通信部１３は、公知の無線通信規格に基づいて製造される送受信機を含み、ここでは広く用いられているブルートゥース（登録商標）を用いるが、無線通信技術はこれだけに限られずに、数センチメートルから数十メートル程度の近接通信が可能であればその他の任意の無線通信技術、例えば光通信や赤外線通信等の通信方法を用いても良い。無線通信部１３はマイコン４０のＩ／Ｏポート４４に接続されるため、ＣＰＵ４１は電動工具１の外部にある機器（ここでは図１に示したスマートフォン２０１）と通信を行うことができる。

次に図４を用いて、スマートフォン２０１を用いた電動工具１のプログラム更新の大まかな手順を説明する。図４（Ａ）で示すように、作業者は最初にトリガレバー７を少し引くことにより電動工具１の電源をオンにする。これは電動工具１自体にメインスイッチのような制御回路への電力経路を機械的にオン又はオフにする独立したスイッチ回路が設けられないため、最初のトリガ操作をきっかけにしてマイコンを起動するためである。このトリガレバー７の操作量は、モータがわずかに回転する程度の少ない操作量で十分である。作業者は、モータの回転音を確認することによってマイコンの電源がオンになったことを確認できる。

次に、図４（Ｂ）においてマイコンは電動工具１の電源オン状態を維持するために、この間にスマートフォン２０１との通信を行い、マイコンの動作用の更新プログラム（ここではファームウェア）を取得する。スマートフォン２０１から電動工具１へのデータ送信は、片方向通信でも実現可能であるが、スマートフォン２０１のアプリから電動工具１側の受信や更新が正常に行われたか否かを監視できるように、双方向通信とする方が好適である。尚、スマートフォン２０１との通信は、電動工具１の動作が停止している状態、特にモータが回転していない状態で行うことが重要である。これは、電動工具が動作中にファームウェアの書換えを行うと、モータや制御回路を破損する恐れがあるためである。これを防ぐために、正逆切替スイッチを持つ電動工具において、正逆スイッチが中立の場合のみ電動工具とスマートフォンを通信できるように構成すると良い。

作業者は通信を開始する前に、スマートフォン２０１側と電動工具１側の無線通信路を確立させる必要がある。この操作はブルートゥース（登録商標）を用いる場合は、電動工具１側をペアリングモード（接続待機状態）にし、スマートフォン２０１のＢｌｕｅｔｏｏｔｈモードをオンにして、電動工具１との接続を確立する。電動工具１側をペアリングモード（接続待機状態）にするには、例えば複数の操作ボタンを同時に５秒程度長押しする等の、特別な操作を行うようにすると良い。この際、モード表示ランプ２８を通常の電動工具１の動作では行われないような点灯モード、例えば４つのＬＥＤからなるモード表示ランプ２８を同時に点滅させるような特殊な点灯を行うことによって、作業者にペアリングモードに入ったことを知らせることができる。ペアリングが完了してスマートフォン２０１と電動工具１の接続が完了したら、モード表示ランプ２８の特殊な点灯又は点滅方法で点灯（通常の電動工具１の動作では使用しない点灯モード、例えば両側の２つのみを点灯）させることによって、作業者は電動工具１が接続されたことを確認できる。尚、スマートフォン２０１側においては、画面２０２上にて電動工具１と接続されたことを確認できる。以上のような構成により、電動工具１は更新ファームウェアの受信と書換えを安全に行うことが可能となり、更に、悪意のある他人に設定を勝手に変更されることを防ぐことが可能となる。

次に、図４（Ｃ）において、電動工具１は受信した更新用のファームウェアを書き換えて、その後にマイコンを再起動することにより更新されたファームウェアを用いた制御に切り替える。インパクト工具のような電動工具では、メインスイッチが存在しないために、ファームウェアの更新のためにマイコン４０のリセットを行う際に問題が生ずる。従来の電動工具では、トリガレバー７の操作が開始されたら、マイコンは電源の自己保持信号を出力してスイッチング素子を導通状態に保つことにより、バッテリ５０と電源供給回路１２（図３参照）の電力経路のオン状態に保つ。しかしながら、マイコンのリセットを行うと、マイコンからの自己保持信号が消失するために、ユーザがトリガレバー７を再度引かない限りマイコン４０を起動させることができない。そこで本実施例では、マイコン４０がリセットのためにシャットダウンされた際に、バッテリ５０と電源供給回路１２（図３参照）の電力経路のオン状態を保ったままにできるような回路（図７にて後述する自己保持回路６１）を追加することにより、ファームウェアの更新作業を最後まで行うことが可能となった。尚、マイコン４０のリセットをおこなうことにより電動工具１側のペアリングモードは解除される。

以上のように、電動工具１に無線通信手段を付加して、マイコン４０用のファームウェアを更新できるようにすれば、電動工具１のファームウェアのアップデートをユーザが行うことが可能となる。また、ファームウェアのアップデート作業を行う補助機器としてスマートフォン２０１を用いることにより、スマートフォン２０１にアップデート用のアプリをインストールするだけでアップデート作業を容易に行うことができる。その際、スマートフォン２０１の画面２０２に、電動工具１の電源をオンにするための操作、正逆切替レバー８の設定位置の指示、ペアリングモードに移行するために同時に長押しする操作ボタンの説明、等を順次表示するようにすれば、ファームウェアの更新作業に慣れていないユーザであっても、作業を確実に行うことが可能となる。尚、電動工具１側の外観、特に操作ボタンの数などは従来の電動工具１と同じですむので、ファームウェアのアップデート作業を可能とした電動工具であっても外観上は従来と何ら変化をする必要が無い。

図５はトリガスイッチ６単体の上面図である。図５（Ａ）に示すようにトリガスイッチ６の筐体の内部には、前後に移動可能なトリガレバー７によって操作される第１スイッチ機構（図示せず）と、トリガレバー７の上側も設けられる揺動アーム６ｂによって操作される第２スイッチ機構（図示せず）が設けられる。第１スイッチ機構は、トリガレバー７の操作に対応してプランジャ６ａが移動することによって、トリガレバー７の移動量に比例した信号をマイコン４０に出力する。この第１スイッチ機構は、トリガレバー７がわずかに引かれたらオンになり、完全に開放されたらオフになるようなオンオフスイッチと、トリガレバー７に比例した信号を出力する可変スイッチの２系統を有するように構成しても良い。

第２スイッチ機構はモータ４の回転方向を切り替えるための切替部であって、揺動アーム６ｂの揺動によって切り替えられる２回路２接点トグルスイッチを使用できる。揺動アーム６ｂは、いずれの回路にも接続されない図５（Ａ）に示す中立位置を有する。ここでは、揺動アーム６ｂの先端に円柱状であって上方及び下方に延びる作用部６ｃが形成され、正逆切替レバー８の貫通穴に作用部６ｃが位置する。この構成により、正逆切替レバー８を図２のように矢印９の方向に押し込むと図５（Ｂ）の状態になり、作用部６ｃの下側に突出する部分がトリガレバー７の凹部７ｂと相対するので、トリガレバー７を引くことができる許容状態となる。正逆切替レバー８の左側端部８ｂを図２の矢印９と反対方向に押し込むと図５（Ｃ）の状態になり、作用部６ｃの下側に突出する部分がトリガレバー７の凹部７ｃと相対するので、トリガレバー７を引くことができる許容状態となる。一方、正逆切替レバー８を図５（Ａ）のように中立位置にすると、作用部６ｃの下側に突出する部分がトリガレバー７の凸部７ａと相対するので、凸部７ａが作用部６ｃと干渉するためにトリガレバー７を機械的に引くことができない状態となる。つまり、作用部６ｃと凸部７ａが正逆切替スイッチの動作を機械的に規制する規制機構となる。また、図５（Ａ）の位置では、トリガスイッチ６の第２スイッチ機構が非接続状態にもなるので、この位置に正逆切替レバー８があれば、電動工具１が誤動作する可能性がない。

図６はマイコン４０（図３参照）のリセット方法の一般的な例を説明する図である。マイコン４０には電源供給回路１２を介してバッテリ５０からの基準電圧Ｖ１から、マイコン４０の動作電圧Ｖ２を生成してマイコン４０の電源入力ポート４７に供給する。この回路により電源供給回路１２からの電力供給が停止されると、マイコン４０の動作が停止する（シャットダウン）。従って、リセットによってマイコン４０の動作が停止されたあとに、トリガレバー７を引くことなく電源供給回路１２の動作を再開できるように構成すれば、リセット後のマイコン４０の自動起動機能を実現できる。本実施例では、リセット後のマイコン４０を自動起動させるために、電源供給回路１２を停止させてから再起動の動作を行うのではなくて、ソフトウェア自体でマイコン４０をリセットするようにした。また、ソフトウェアリセット後のマイコン４０の自動起動機能として、オフディレイ回路６３のオン継続時間中に再度自己保持信号を出力し続けるので、電源供給回路１２の出力は維持されたままとなる。そのようなマイコン４０の自動起動機能を実現するための具体的な回路を図７及び図８を用いて説明する。

図７は従来例によるマイコン４０の電源をオン又はオフにする回路を示す図である。基本構成としては、バッテリ５０の電圧Ｖ１（例えば１４．４Ｖ又は１８Ｖ）を、電源供給回路１２によって低電圧（例えば５Ｖ又は３．３Ｖ）の直流電圧Ｖ２を生成する。マイコン４０は、電圧Ｖ２を用いて動作する。マイコン４０は、電源入力ポート４７に電圧Ｖ２が入力されることにより動作を開始し、電源入力ポート４７の電圧Ｖ２が消失すると動作が停止する。バッテリ５０から電源供給回路１２への電源経路中には、その接続を導通または遮断するための半導体スイッチング素子（Ｑ１）が設けられる。半導体スイッチング素子（Ｑ１）は、例えばＰＮＰ型のトランジスタＱ１を用いることができ、半導体スイッチング素子（Ｑ１）のベースに抵抗Ｒ１を介してトリガスイッチ６の第１スイッチ機構の出力が入力される。

マイコン４０が停止している状況の時にユーザがトリガレバー７を引くことによりトリガスイッチ６がオン（導通状態）になると、トランジスタＱ１のエミッタ－コレクタ間が導通し、バッテリ電源Ｖ１が電源供給回路１２に供給される。電源供給回路１２にはＤＣ／ＤＣコンバータが含まれ、その出力電圧Ｖ２（但しＶ２＜Ｖ１）はマイコン４０の電源入力ポート４７に入力されるので、マイコン４０が起動する。マイコン４０は、起動した後にＡ／Ｄポート４６ｃを介して自己保持信号を出力し、そのハイ状態の出力を維持する。Ａ／Ｄポート４６ｃからの自己保持信号は、抵抗Ｒ２を介してトランジスタＱ３のベースに入力されるため、トランジスタＱ３のエミッタ－コレクタ間が導通するため、トランジスタＱ１のベース電流が抵抗Ｒ１を介して流れるため、トリガスイッチ６がオフ（非導通状態）になってもトランジスタＱ１のオン状態は保たれる。ここで図７の点線にて示すように、起動回路６０は、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ１、トリガスイッチ６により構成される。また、マイコン４０の電源の自己保持回路６１は、トランジスタＱ１とＱ３、抵抗Ｒ１とＲ２、ダイオードＤ２によって構成される。尚、これらの回路中にはダイオードＤ１、Ｄ２が設けられるが、それは逆方向に流れる電流を防止するためのものである。

トリガスイッチ６がオフ（非導通状態）の状態の時に、マイコン４０が自らの電源をオフにするには、Ａ／Ｄポート４６ｃからの自己保持信号の出力をローにする。すると、トランジスタＱ３がオフ（コレクタ－エミッタ間が非導通状態）となり、それによりトランジスタＱ１もオフになるので、バッテリ５０から電源供給回路１２への経路が遮断される。これによりマイコン４０への電源供給がされなくなるので、マイコン４０がシャットダウンすることになる。尚、一旦シャットダウンしたマイコン４０を再起動するには、図７に示す従来の回路においては、ユーザがトリガレバー７を引いてトリガスイッチ６を再びオンにする必要がある。

図８は、本実施例におけるマイコン４０の電源をオン又はオフにする回路を示す図である。図７で示した従来の回路の電源自己保持回路の接続線の間に、点線で示すオフディレイ回路６３を追加した点が異なっている。図７と同じ構成の部分には同じ符号を付している。一旦シャットダウンしたマイコン４０を再起動させるためには、シャットダウンをしてもトランジスタＱ１がオン状態を維持できるようにすれば良い。この維持時間（オフディレイ時間）は、再起動後にマイコン４０が起動して、Ａ／Ｄポート４６ｃから自己保持信号の出力を再開するまでの時間以上であれば良い。即ち、オフディレイ回路は、シャットダウン時に消失する自己保持信号と同等の信号を短い時間だけ維持させるものであり、その回路中には蓄電手段たるコンデンサＣ１が設けられる。コンデンサＣ１は、電気を蓄える機能を有するもので、例えば電解コンデンサを用いることができる。コンデンサＣ１に電荷を貯えておくことで、マイコン４０が一時的にオフになっても、コンデンサＣ１の電荷でスイッチング素子Ｍ１をオンにすることで抵抗Ｒ１の電流が遮断されないように維持し、バッテリ５０から電源供給回路１２へ接続状態が維持されるようにした。スイッチング素子Ｍ１は、例えばＭＯＳ型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり、コンデンサＣ１の高圧側がスイッチング素子Ｍ１のゲートに接続される。コンデンサＣ１の低圧側は抵抗Ｒ６を介して接地される。コンデンサＣ１への電荷の蓄えは、マイコン４０がオンになっているときに自動的に貯えられるようにし、リセット時以外のマイコン４０のシャットダウン時においては、コンデンサＣ１へ貯えられた電荷は、コンデンサＣ１と並列に挿入される抵抗Ｒ４、Ｒ７による放電手段によって、比較的短い時間内に自己放電される。

トランジスタＱ２は、自己保持信号によって電源供給回路１２の出力をコンデンサＣ１に取り込むと共に、抵抗Ｒ１とダイオードＤ２とグランドへの接続ラインを接続状態に維持するためのスイッチング素子である。マイコン４０が起動後に、自己保持信号を出力し続けると、トランジスタＱ３がオン状態（コレクタ－エミッタ間が導通状態）となり、トランジスタＱ３のコレクタ側に接続される抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ２もオンになる。この結果、電源供給回路１２の出力Ｖ２がトランジスタＱ２を介して、コンデンサＣ１に接続されることになるので、コンデンサＣ１に電荷が貯えられる。コンデンサＣ１と並列に抵抗Ｒ７が設けられるため、トランジスタＱ２のコレクタ電圧がスイッチング素子Ｍ１のゲートに入力されるため、スイッチング素子Ｍ１はオン状態（ドレイン－ソース間が接続状態）を保つ。スイッチング素子Ｍ１がオン状態にあることは、ダイオードＤ２とスイッチング素子Ｍ１が、起動回路のダイオードＤ１とオン状態にあるトリガスイッチ６と等価の回路となるので、トリガレバー７を引いてトリガスイッチ６をオンにしている状態と同じ状態を保つことができ、電源供給回路１２を自動的に起動できる。

マイコン４０からは、自ら電源を落とす時の動作を確実に行うため、停止信号４６ｄを新たに出力するようにした。停止信号４６ｄは、抵抗Ｒ５を介してトランジスタＱ４のベースに接続されるので、停止信号４６ｄがハイになると、トランジスタＱ４がオン状態になる。トランジスタＱ４のコレクタ側とトランジスタＱ２のコレクタ側の間には抵抗Ｒ４が設けられる。抵抗Ｒ４の値を適切に設定（例えばＲ４＜＜Ｒ７）とすることにより、トランジスタＱ４がオン状態になった際に、抵抗Ｒ４にてコンデンサＣ１の電荷を消費することができ、素早くスイッチング素子Ｍ１をオフにして、マイコン４０への電源供給を停止させることができる。一方、ファームウェアの更新を行うときは、停止信号４６ｄをローのままに保つ。すると、トランジスタＱ４がオフの状態となるため、コンデンサＣ１の電荷は抵抗Ｒ４にて消費されることなく、主にスイッチング素子Ｍ１をオンに保つために使用される。この構成によってマイコン４０のリセット時の再起動を行うことが可能となった。次に、図８に示す回路を用いてマイコンのファームウェアの更新手順を図９及び図１０のフローチャートを用いて説明する。

図９及び図１０はマイコン４０（図３参照）のファームウェアを更新する手順を示すフローチャートである。図９～１０に示す一連の手順は、マイコン４０のＲＯＭ４３にあらかじめ格納された更新用の書き換えプログラム（図１１で後述）によってソフトウェア的に実行可能である。マイコン４０のファームウェアを更新するためには、図１に示すように電話通信網又は何らかの通信手段を用いて、更新プログラム（設定パラメータやファームウェア）の提供を行うサポート会社のサーバ３００にアクセス可能なスマートフォン２０１のような端末装置を準備する。電動工具１を更新しようとするユーザがスマートフォン２０１を有する場合は、スマートフォン２０１にサポート会社が提供するアプリ（図示せず）をインストールすれば良い。スマートフォン２０１のアプリを起動すると、画面２０２上に操作手順が表示されるので、操作手順に従って必要なデータをスマートフォン２０１に入力する。ここで入力するデータは、ファームウェアを更新しようとする電動工具１の識別情報であり、例えば型式番号と製造番号を入力する。すると、スマートフォン２０１からそれら入力情報がサーバ３００に送信されるので、サーバ３００は更新用のファームウェアの有無や、その他のサポート情報の有無を確認する。更新用のファームウェアがある場合は、サーバ３００からスマートフォン２０１にダウンロードされる。

次に、スマートフォン２０１の画面２０２に表示される説明に従ってユーザは電動工具１のトリガレバー７を操作、例えばわずかに引くことにより、マイコン４０を起動させる（ステップ１０１）。また、複数の操作ボタンの長押しをすることによってマイコン４０を、通常の電動工具としての動作モードから、ファームウェアの“更新モード”に移行させる。次に、マイコン４０はステップ１０１の操作によってファームウェアの更新モードの設定がされたか否かを判定する（ステップ１０２）。ここで、ステップ１０１にて、複数の操作ボタンの長押しがされていない場合は、電動工具１の通常機能モードへ移行する（ステップ１１１）。通常機能モードにおいては、トリガレバー７を引くことにより、正逆切替レバー８で設定された動作が行われるが、その動作は従来の電動工具と変更がないので、ここでの詳細な説明は省略する。ステップ１０２において、ファームウェアの更新モードである場合は、マイコン４０は正逆切替レバー８が中立、即ち、図５（Ａ）に示すロック位置にあるかを判定する（ステップ１０３）。ロック位置に無い場合は、ロック位置になるまで待機する。尚、マイコン４０は正逆切替レバー８の設定位置を確認すると共に、バッテリ５０の残量が十分あるか、通信やファームウェア更新作業を阻害するその他の理由がないかをチェックするようにしても良い。正逆切替レバー８がロック位置に設定されたら、スマートフォン２０１との間の無線通信路を確立する（ステップ１０４）。この通信の接続方法は、スマートフォン２０１で広く用いられるブルートゥース（登録商標）による接続の仕方に従えば良い。ここで、無線通信路は、ブルートゥース（登録商標）を用いることだけに限定されないが、単方向通信ではなくて双方向通信であることが重要である。

ステップ１０４にて、無線通信路が確立されるとＬＥＤランプが特定の状態（パターン１）にて点滅する（ステップ１０５）。この点滅パターンは、電動工具１の通常操作の時には出現しないような表示とすれると好ましい。例えば、図１の４つのＬＥＤからなるモード表示ランプ２８のうち両側の２つをゆっくり点滅させるようにすれば良い。次に、スマートフォン２０１から電動工具１への更新用のファームウェアが送信される（ステップ１０６）。次にマイコン４０は、通信が成功したかを判定し、通信が成功して更新用のファームウェアを全部受信したら、受信したファームウェアをマイコン４０内のＲＯＭ４３（図３参照）に格納する。ステップ１０７において通信が成功したか否かを判定し、失敗した場合は、通信が失敗した旨を通知し（ステップ１０８）、電動工具１を使用不可状態に移行させてステップ１０３に戻る（ステップ１０９）。

ステップ１０７にて通信が成功したら、次にプログラムの書き換え処理を行う（ステップ１１０）。この書き換え処理の詳細は、図１１～図１３を用いて後述する。ファームウェアの更新処理においてはマイコン４０のリセットが含まれる（その手順は後述する）。マイコン４０のリセットが完了したら、再起動後のマイコン４０は、ファームウェアの更新状況を示すフラグ（図１３で後述する書き換え完了フラグ）がＴＲＵＥとなっているかを判定することによりファームウェアが更新できたか否かを判定し（ステップ１２１）、正しく行われている場合には、マイコン４０は更新成功の報知を行い（ステップ１２２）、動作のチェックを行う（ステップ１２３）。ファームウェアの更新後の動作チェックは、自動又は手動で動作チェックを行うことができる。更新が成功したか否かの判定の仕方は種々考えられるが、例えば、所定の稼働状態におけるモータに流れる電流値を測定して、大きすぎる電流値、不安定な電流値、小さすぎる電流値のような異常値が生じているか否かで判定できる。またモータの回転数の異常を検出することでも判定できる。例えば、設定回転数でモータを回転させるように制御した際に、オーバーシュートが大きかったりハッチングが生じたりすると、プログラムの更新が正常に行われていない可能性がある。また、設定回転数までモータ回転数が未達の場合や、不規則な回転をするような場合もプログラムの更新が正常に行われていない可能性がある。

ステップ１２１の判断にて、異常なプログラムをＲＯＭ４３（図３参照）に書き込んでしまったと判断された場合は、更新失敗の報知をすると共に、電動工具１を使用不可状態にする（ステップ１２８、１２９）。この構成にすることで、電動工具１の暴走により交渉を防ぐことができ、ユーザへの危害が加わる虞を完全に払拭できる。また、自動で動作チェックを行うようにすれば、ユーザが動作を確認する必要がなくなるので、ファームウェアアップデートに要する時間を短縮することができる。ステップ１２９のあとはステップ１０３に戻り、ファームウェアの受信のリトライを行う。

ファームウェアの更新が成功して、ステップ１２３にてファームウェアの動作チェックが行われたら、マイコン４０は異常値が検出されたか否かを判定する（ステップ１２４）。ここで、異常値が検出されない正常な場合は、ファームウェアの変更処理が完了したと判定し（ステップ１２５）、モード表示ランプ２８をパターン１とは違うパターン２の形態で点灯させる。例えば、モード表示ランプ２８の両側の２つを点灯させることによって、ユーザに対してファームウェアの変更完了を通知する（ステップ１２６）。その後、マイコン４０は電動工具１を使用可能状態に移行させて（ステップ１２７）、ファームウェアの更新処理を終了する。

ステップ１２４において、ファームウェアの動作チェックで異常値が検出されたと判断されたら、ファームウェア更新失敗と判定し（ステップ１３０）、モード表示ランプ２８をパターン３の形態で点灯させる。例えば、モード表示ランプ２８の両側の２つを、パターン１よりも十分短い間隔で素早く点滅させることによって、ユーザに対してファームウェアの変更が失敗したことを通知する（ステップ１３１）。この際、ファームウェアの再更新、又は、ファームウェアを更新前の状態に戻す必要があるので、マイコン４０は電動工具１を使用不可状態に移行させる（ステップ１３２）。使用不可状態にした場合、マイコン４０は正逆切替レバー８を正転又は逆転に設定した上でトリガレバー７を引いたとしても、モータ回転のための制御を行わない（行えない）ことになる。ステップ１２９のあとはステップ１０３に戻り、ファームウェアの受信のリトライを行う。

次に、図１１及び図１２を用いてＲＯＭ４３用に用いられるフラッシュメモリの書き換えの手順を説明する。図１１（Ａ）において、四角で囲まれる領域はＲＯＭ４３のメモリ空間を示し、メモリ空間内において、大部分が電動工具１を機能させるための工具機能プログラム１５１が格納され、これとは別の領域に、工具機能プログラム１５１を新たなものに書き換えるためのプログラムとなる書き換えプログラム１５２が格納される。メモリ空間の内、工具機能プログラム１５１と書き換えプログラム１５２のいずれも格納されていない領域は、空き領域１５３である。

工具機能プログラム１５１を新たなバージョンに置き換える際には、図１１（Ｂ）に示すように、通信機能を用いてスマートフォン２０１から受信された更新ファームウェア１６０を、空き領域１５３と工具機能プログラム１５１の格納領域の上に上書きするように書き込む。更新ファームウェア１６０は、バージョンアップされた工具機能プログラム１６１と、新しい書き換えプログラム１６２をまとめたものである。図１１（Ｂ）においては、更新ファームウェア１６０は、書き換えプログラム１５２に近い後方側からメモリ空間の前方側に向かって書き込んでいる。また、ＲＯＭ４３はフラッシュメモリを用いるために、上書きをする際には所定のブロック内のセルをすべて“１”にする削除動作を行ってから新たなデータを書き込む。このようにして、更新ファームウェア１６０を全部書き込むと、図１１（Ｃ）に示すように、前半部分に更新された新工具機能プログラム１６１が格納され、その後に書き換えプログラム１６２が格納されたことになる。

次に、書き換えプログラム１５２は、新書き換えプログラム１６２と更新前の書き換えプログラム１５２の位置を入れ替えて、図１１（Ｄ）のようにする。このような手順によって、ＲＯＭ４３の記憶領域のうち前方から新工具機能プログラム１６１が位置し、後方か新書き換えプログラム１６２が位置することになる。尚、図１１（Ｄ）において、古い書き換えプログラム１５２は、入れ替えすることなく１５２に相当する領域を削除しても良い。

図１２は、図１１に示すファームウェアの更新が失敗した時の処理方法を説明するための図である。図１２の（Ａ）、（Ｂ）の手順は図１１の手順と同様であるが、図１２（Ｂ）の更新ファームウェア１６０の削除又は書き込み作業中に何らかの異常が発生して、書き込み作業が中断したとする。この場合、マイコン４０はファームウェアのアップデート作業に異常が発生したとしてフラグを用いた処理を行う。異常を示すフラグには、スマートフォン２０１との通信異常によって、更新ファームウェア１６０を全部受信できなかった場合を示すフラグ、ＲＯＭ４３への書き込み処理ができなかったことを示すフラグ等を含めることができる。

図１２（Ｂ）の状態においては、もとの工具機能プログラム１５１の一部も上書きされて破損しているため、正常な工具機能プログラム１５１は、図１２（Ｃ）に示すように１５１Ａの部分しか残っていないので、そのままでは使えない。そこで、マイコン４０は書き換えプログラム１５２に含まれるエラー処理ルーチンを用いてマイコン４０を再起動して、その後にエラー回復処理、即ち、図１１に示す書き換えをリトライする。このように本実施例では、ファームウェア１６０の更新作業中に異常終了した場合でも、書き換えプログラム１５２は損なわれないような仕組みとした。特に、スマートフォン２０１との通信制御プログラムを書き換えプログラム１５２に含めておくようにすれば、工具機能プログラム１５１が正常に更新されて新工具機能プログラム１６１が格納されるまでは、書き換えプログラム１５２を用いてエラー処理やリトライ作業が可能となる。

図１１、図１２に示した例では、ＲＯＭ４３の記憶領域に制限があって、更新されるファームウェア全体を一時的に格納するのに十分な空き領域１５３が確保されていない例を示した。しかしながら、空き領域１５３として同一メモリ上に、又は別のメモリ上に十分大きいバックアップメモリ領域を設けて、更新ファームウェア１６０を一旦バックアップメモリ領域に格納するようにし、格納後にメモリ内で工具機能プログラム１５１と新工具機能プログラム１６１の格納位置を再配置するように構成しても良い。そうすれば、通信障害によって工具機能プログラム１６１の受信が完了しない場合であっても、もとの工具機能プログラム１５１は破損されないですむ。

次に図１３のフローチャートを用いて、書き換えプログラム１５２の動作手順を説明する。書き換えプログラム１５２は、電動工具１が起動した際に最初に実行され（ステップ１７１、ステップ１８１）、また、工具機能プログラム１５１が実行中に、特定の操作が行われてファームウェアの更新モードに移行した場合（ステップ１８１から１８２、１７６～１７９への流れ）の２つの場合がある。電動工具１が起動した際には、書き換えプログラム１５２が実行され、前回正常に書き込みが終了したかを“書き換え完了フラグ”にて確認する（ステップ１７１）。工場出荷時に電動工具１の“書き換え完了フラグ”は“１（ＴＲＵＥ）”であるので、通常は書き換えプログラム１５２の動作はステップ１７１の確認処理だけで終わり、ステップ１８１側の工具機能プログラム１５１の実行が開始される。工具機能プログラム１５１では、工具機能動作のメイン処理が行われ（ステップ１８１）、その際に、図９のステップ１０２にて示したようにファームウェアの更新モード（プログラムの書き換えモード）に移行する操作があったか否かを判定する（ステップ１８２）。ファームウェアの更新モードでない場合は、電動工具１としての機能動作に移行し（ステップ１８３）、そのメイン処理ループ１８４が実行される。工具機能プログラム１５１は、図１２にて示したように本実施例の書き換え中の異常終了によって、破損する可能性があるプログラム部分である。

ステップ１８２において、ファームウェアの書き換えモードの場合は、更新プログラムデータの受信を待機し（ステップ１７６）、更新用のプログラム（更新ファームウェア１６０）を受信する。更新用のプログラムデータをすべて受信したら（ステップ１７７）、書き換え完了フラグを“０（ＦＡＬＳＥ）”にして（ステップ１７９）、ステップ１７４に進む。ステップ１７７にて所定時間内にすべての更新プログラムが受信できていない場合は、タイムアウトエラーとして（ステップ１７８）、ステップ１８１に移行する。ステップ１７１にて既に、書き換え完了フラグが“０（ＦＡＬＳＥ）”である場合、例えば、リセット前の処理で異常終了したような場合は、更新プログラムデータの受信を待機し（ステップ１７２）、更新用のプログラム（更新ファームウェア１６０）をすべて受信したら（ステップ１７３）、ステップ１７４に進む。ステップ１７４では、図１１（Ｂ）から図１１（Ｃ）（Ｄ）に至るファームウェア（新工具機能プログラム１６１と新書き換えプログラム１６２）の書き換え処理を行い、正常に書き換えが完了したら書き換え完了フラグを“１（ＴＲＵＥ）”にしてジャンプ元に戻る。ステップ１７５において、正常に書き換えが完了していない場合は、書き換えエラーが発生したとして更新失敗の報知を行う（ステップ１８０）。異常の手順によって、ファームウェアの更新が可能となる。

図１４は、図１３のフローチャートで示した手順の変形例を示すフローチャートである。ここでは図１１で示したフラッシュメモリの書き換え作業を、バックアップメモリを用いて行う手順を示しており、図１３と同様のステップには同じステップ番号を付している。ここでは、ステップ１７１にて書き換え完了フラグを“０（ＦＡＬＳＥ）”がゼロの場合には、スマートフォン２０１から送られるデータはバックアップメモリ内に格納済みであることを示すので、マイコン４０は、バックアップメモリからデータを取得し（ステップ１９１）、工具機能プログラムの書き換え処理を行う（ステップ１７４）。一方、ステップ１８２からステップ１７２に移行して書き換えモードに移行した場合は、更新プログラムデータの受信を待機して（ステップ１７６）、更新プログラムを受信したらそのデータを順次バックアップメモリに保存する（ステップ１７７、１９２）。バックアップメモリへの受信データの保存がすべて完了したら、書き換え完了フラグを“０（ＦＡＬＳＥ）”にして（ステップ１７９）、ステップ１７４に進む。ステップ１７４以降の処理や、工具機能プログラム１５１側の操作手順は図１３と同じである。このように、バックアップメモリ又はバックアップ用の記憶領域を用いた処理であっても、図１１、図１２に示すような更新動作を行うことができる。しかも、アップデート作業中に異常終了した場合であっても、書き換えプログラムは損なわないで済む。また、通信機能を実行するプログラムも書き換えプログラム１５２中に含めておけば、アップデート作業中に異常が発生しても通信機能が損なわれる虞はない。

以上、本発明の実施例について説明したが、上述の構成は種々変更可能である。例えば、図８にて示したマイコン４０用の電源回路は、さらにオフディレイ回路中に、コンパレータ（比較器）Ｕ１を用いることで、コンデンサＣ１の電圧で直接スイッチング素子Ｍ１を制御せずに、スイッチング素子Ｍ１をデジタル的に制御可能としても良い。図１５はその変形例を示す回路であり、図８に比べて点線で囲む安定回路６４が付加されている。図８の回路ではコンデンサＣ１の電荷をそのままスイッチング素子Ｍ１のゲートに入力していたが、そのままだとＦＥＴの飽和領域未満の電圧がかかって損失が出たりして、不具合が起きる可能性があった。そこで、電源供給ラインＶ２とグランドの間を、２つの抵抗Ｒ８、Ｒ９で分圧して基準電圧を作り、コンデンサＣ１の電圧がそれより高いときはスイッチング素子Ｍ１のゲート信号をハイにし、低いときはローにする。つまり、コンデンサＣ１の電圧をコンパレータに入れることにより、その電圧が一定以上ある場合は、５Ｖ以上のきれいなハイ信号をスイッチング素子Ｍ１のゲートに出力することができる。また、コンデンサＣ１の電圧が一定未満の場合は、スイッチング素子Ｍ１のゲート信号をローに保つことができるので、スイッチング素子Ｍ１の動作を安定させることでき、リセット時の電源供給回路１２の動作継続を確実に担保できる。

電動工具のファームウェアのアップデートを無線通信で行う場合、メモリの一部を書き換える場合とは違い、途中で電池の電圧低下や、電池が抜かれるなどして処理が中断した際に二度と復帰できなくなってしまう虞がある。そこで本発明では、上述したようにファームウェアアップデート中の異常終了に対応するソフトウェアに対する方法を提供した。しかしながら、電動工具１のファームウェア更新における一番のリスクは、ファームウェアの書き換え中にバッテリ５０を取り外すことである。そこで、上述した実施例では、通知手段としてファームウェアの書き換え作業中にＬＥＤの点滅等による報知を行っている。これ以外の方法としては、ファームウェアの書き換え作業中には、電動工具の機能としてではなく通知手段としてモータを極低速にて回すようにしても良い。さらには、ユーザによって電池を抜かれそうになったことを検知して、警告音を出すように構成しても良い。例えば、電動工具に加速度等のセンサ１４（図３参照）を搭載し、書き換え中に電動工具が持ち上げられたり、電動工具の姿勢が変化したことを検知し、その際にビープ音等の警告音を出すようにしても良い。また、バッテリの半挿し状態を検知し、バッテリが奥まで差された状態が解除されて半挿し状態になったら、すぐに警告音を出すようにしても良い。さらには、ファームウェアの書き換え中には、機械的な構成によってバッテリが抜けないようにロック手段を設けても良い。このような機械的なロック手段を示すのが図１６、図１７である。

図１６は、バッテリ５０の取り外しを阻止する機構を示す図であって、電動工具１の縦断面図である。ハウジング２のバッテリ装着部２ｃの下側には、バッテリ５０Ａが装着される。バッテリ５０Ａの装着方向は、前方から後方に向けてであり、取り外すときはラッチボタン５１（図１参照）を押しながら装着方向と反対方向に移動させる。この移動方向を阻止することができるソレノイド３１を新たに設けた。ソレノイド３１は、電磁石の原理を応用して可動磁極で構成されるアクチュエータ３２を動作させるものであり、アクチュエータ３２が装着方向に対して直交方向に向くように配置される。アクチュエータ３２はスプリングによる付勢力によって電力が供給されていない状況では図１６のようにアクチュエータ３２が飛び出していない状態であり、アクチュエータ３２に電力が供給されると、電磁石の原理によりアクチュエータ３２がスプリングの付勢力に打ち勝って外部に突出する。突出したアクチュエータ３２は、バッテリ５０Ａの筐体の上面に設けられたロック穴５２の内部に位置する。このアクチュエータ３２が突出した状態を示すのが図１７である。このようにアクチュエータ３２を突出されるタイミングは、図９のステップ１０３にてロックするようにし、図１０のステップ１２６にてロック状態を解除させる。アクチュエータ３２の動作はマイコン４０が制御することができ、その制御用のプログラムは、書き換えプログラム１５２中に含めておけば良い。以上のように、ファームウェアの書き換えの時に、バッテリ５０Ａの取り外しができないように構成することによって、電源が遮断される虞がないので、ファームウェアの更新失敗の虞を大幅に抑制できる。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、作業機器は、上述の例のようにインパクトドライバ等の電動工具だけに限られずに、電気式の刈払機や掃除機、扇風機、ライト等、モータとそれを制御するマイコンを有する作業機器であって通信手段を有するならば、任意の作業機器に応用できる。

１，１Ａ…電動工具、２…ハウジング、２ａ…胴体部、２ｂ…グリップ部、２ｃ…バッテリ装着部、４…モータ、５…モータ制御回路、６…トリガスイッチ、６ａ…プランジャ、６ｂ…揺動アーム、６ｃ…作用部、７…トリガレバー、７ａ…凸部、７ｂ，７ｃ…凹部、８…正逆切替レバー、８ａ…右側端部、８ｂ…左側端部、１０…アンビル、１１…照射装置、１２…電源供給回路、１３…無線通信部、１４…センサ、１５…出力部、１６，１７…電力線、２１…第一操作パネル、２２…第一操作部、２６…第二操作パネル、２７…モード選択スイッチ、２８…モード表示ランプ、３０…工具保持部、３１…ソレノイド、３２…アクチュエータ、３５…フック、４０…マイコン、４１…ＣＰＵ、４２…ＲＡＭ、４３…ＲＯＭ、４４…Ｉ／Ｏポート、４５…Ａ／Ｄ回路、４６…Ｄ／Ａ回路、４６ｃ…自己保持信号出力ポート、４６ｄ…停止信号出力ポート、４７…電源入力ポート、５０，５０Ａ…バッテリ、５１…ラッチボタン、５２…ロック穴、６０…起動回路、６１…自己保持回路、６３…オフディレイ回路、６４…安定回路、１５１…工具機能プログラム（更新前）、１５２…書き換えプログラム（更新前）、１５３…空き領域、１６０…更新ファームウェア、１６１…工具機能プログラム（更新前）、１６２…書き換えプログラム（更新前）、２０１…スマートフォン２０２…画面、３００…サーバ、３５０…ネットワーク、３６０…基地局、３６１…電話通信網、Ｃ１…コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２…ダイオード、Ｍ１…スイッチング素子、Ｑ１～Ｑ４…トランジスタ、Ｒ１～Ｒ１０…抵抗、Ｕ１…コンパレータ、Ｖ１…バッテリ電源、Ｖ２…（マイコン駆動）電圧

Claims

機器の動作を制御する制御装置と、前記制御装置に設けられプログラムを実行するためのマイコンと、前記機器を動作させるモータと、前記マイコンと前記モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリの電力から前記制御装置へ供給される一定の低電圧を生成する電源回路と、前記制御装置へ前記バッテリからの電力を供給するための切替スイッチを有し、前記電源回路から前記制御装置への電源供給を前記切替スイッチの操作によって開始するようにした電動工具であって、前記制御装置は、前記切替スイッチの操作を戻した後であっても前記マイコンからの出力により前記電源回路による電源供給を維持し続ける自己保持回路を有し、前記マイコンが前記自己保持回路への出力を停止することにより、前記電源回路からの前記制御装置への電源供給を停止し、前記制御装置は更に、前記バッテリから前記マイコンへの電力供給が遮断された後も一時的に前記マイコンへの電力供給を継続するためのオフディレイ回路を有することを特徴とする作業機器。
無線によって外部機器と前記マイコンとの双方向通信を可能する通信装置と、前記電動工具に所定の動作をさせるためであって前記プログラムを格納する書き換え可能なメモリ装置を有し、前記マイコンは、前記通信装置を介して外部から入手される更新プログラムを前記メモリ装置に反映させることを特徴とする請求項１に記載の作業機器。
前記切替スイッチの動作を機械的に規制する規制機構を設け、前記規制機構によって前記切替スイッチの動作が規制されているときにのみ、前記更新プログラムの前記メモリ装置への書込みが許容されることを特徴とする請求項２に記載の作業機器。
前記切替スイッチは、前記モータの回転方向を切り替えるための切替部を有し、前記切替部は、スイッチ機構の操作を阻止するロック位置に加えて、操作を許容する少なくとも一つの回転位置を有することを特徴とする請求項３に記載の作業機器。
前記電動工具は、前記モータの回転力を動力伝達機構を介して先端工具に伝達させるものであって、前記切替スイッチは筐体に設けられるトリガスイッチであり、前記切替部は前記トリガスイッチに連動される正逆切替スイッチであることを特徴とする請求項４に記載の作業機器。
前記メモリ装置は、前記プログラムが保存される記憶領域とは別の第２の記憶領域を更に有し、外部から受信した前記更新プログラムは前記第２の記憶領域に格納されることを特徴とする請求項５に記載の作業機器。
前記オフディレイ回路は、前記自己保持回路に接続され蓄電手段を含んで構成されることを特徴とする請求項６に記載の作業機器。
前記オフディレイ回路は、前記蓄電手段からの出力を安定させるための比較器を有することを特徴とする請求項７に記載の作業機器。
前記オフディレイ回路には放電手段が設けられ、前記マイコンの電源が遮断されたまま一定時間が経過したら前記蓄電手段の電力が無くすようにし、前記蓄電手段は前記マイコンが起動されるごとに蓄電されることを特徴とする請求項８に記載の作業機器。
機器の動作を制御する制御装置と、前記制御装置に設けられプログラムを実行するためのマイコンと、前記機器を動作させるモータと、前記マイコンと前記モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリの電力から前記制御装置へ供給される一定の低電圧を生成する電源回路と、前記制御装置へ前記バッテリからの電力を供給するための切替スイッチを有し、前記電源回路から前記制御装置への電源供給を前記切替スイッチの操作によって開始するようにした作業機器であって、前記制御装置は、前記切替スイッチの操作を戻した後であっても前記マイコンからの出力により前記電源回路による電源供給を維持し続ける自己保持回路を有し、前記マイコンが前記自己保持回路への出力を停止することにより、前記電源回路からの前記制御装置への電源供給を停止し、無線によって外部機器と前記マイコンとの双方向通信を可能する通信装置と、前記作業機器に所定の動作をさせるためであって前記プログラムを格納する書き換え可能なメモリ装置を有し、前記マイコンは、前記通信装置を介して外部から入手される更新プログラムを前記メモリ装置に反映させ、前記切替スイッチの動作を機械的に規制する規制機構を設け、前記規制機構によって前記切替スイッチの動作が規制されているときにのみ、前記更新プログラムの前記メモリ装置への書込みが許容されることを特徴とする作業機器。
前記切替スイッチは、前記モータの回転方向を切り替えるための切替部を有し、前記切替部は、スイッチ機構の操作を阻止するロック位置に加えて、操作を許容する少なくとも一つの回転位置を有することを特徴とする請求項１０に記載の作業機器。
前記作業機器は、前記モータの回転力を動力伝達機構を介して先端工具に伝達させるものであって、前記切替スイッチは筐体に設けられるトリガスイッチであり、前記切替部は前記トリガスイッチに連動される正逆切替スイッチであることを特徴とする請求項１１に記載の作業機器。
前記メモリ装置は、前記プログラムが保存される記憶領域とは別の第２の記憶領域を更に有し、外部から受信した前記更新プログラムは前記第２の記憶領域に格納されることを特徴とする請求項１２に記載の作業機器。