WO2020031395A1 - 工具及び通信装置 - Google Patents

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Abstract

工具は、前記工具が使用されている使用状態において第1データを送信し、前記工具が使用されていない非使用状態において第2データを送信する通信部と、前記通信部を少なくとも制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記第1データを第1頻度で送信するように前記通信部を制御し、前記第2データを前記第1頻度よりも低い第2頻度で送信するように前記通信部を制御する。

Description

工具及び通信装置
 本発明は、工具及び通信装置に関する。
 近年、結束機などの工具として、通信機能を有する工具が提案されている。例えば、工具は、工具の稼働データ又はバッテリの残量データなどを他の装置に送信する。稼働データは、工具の異常判定に用いられる(例えば、特許文献1)。
特開2017-193051号公報
 第1の特徴に係る工具は、前記工具が使用されている使用状態において第1データを送信し、前記工具が使用されていない非使用状態において第2データを送信する通信部と、前記通信部を少なくとも制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記第1データを第1頻度で送信するように前記通信部を制御し、前記第2データを前記第1頻度よりも低い第2頻度で送信するように前記通信部を制御する。
 第2の特徴に係る通信装置は、工具と接続される。前記通信装置は、前記工具から取得されるデータに基づいて、前記工具が使用されている使用状態において第1データを送信し、前記工具が使用されていない非使用状態において第2データを送信する通信部と、前記通信部を少なくとも制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記第1データを第1頻度で送信するように前記通信部を制御し、前記第2データを前記第1頻度よりも低い第2頻度で送信するように前記通信部を制御する。
図1は、一実施形態に係る工具システムの一例を示す図である。 図2は、一実施形態に係る工具の一例を示す図である。 図3は、一実施形態に係るデータ送信の一例を説明するための図である。 図4は、一実施形態に係る通信方法の一例を示す図である。 図5は、変更例に係る工具の一例を示す図である。
 以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
 但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なる場合があることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係又は比率が異なる部分が含まれている場合があることは勿論である。
 [開示の概要]
 ところで、上述した工具は、作業現場における作業が終わった後において倉庫などで保管されるケースが想定される。
 このような背景下において、発明者等は、鋭意検討の結果、作業現場で工具が使用されている状態(以下、使用状態)において工具からデータを送信するだけではなく、倉庫などで工具が保管されている状態(以下、非使用状態)においても工具からデータを送信する必要性を見出した。さらに、発明者等は、このようなケースにおいては、工具のバッテリ容量などの制約からデータ送信の消費電力を抑制する必要性も見出した。
 以下に示す開示においては、上述した課題を解決するために、使用状態だけではなく非使用状態でもデータを送信するケースにおいて、データ送信の消費電力を抑制することを可能とする工具及び通信装置を提供することを目的とする。
 [実施形態]
 (工具システム)
 以下において、一実施形態に係る工具システムの一例について説明する。図1に示すように、工具システム1は、工具100と、通信ネットワーク200と、管理サーバ300とを有する。工具100及び管理サーバ300は、通信ネットワーク200を介して接続される。
 工具100は、様々な加工及び工事に用いる道具である。例えば、工具100は、電気を動力として用いる工具(例えば、電動ドリル、電動ドライバー、電動のこぎり、研削機又は研磨機など)であってもよく、空圧を動力として用いる工具であってもよく、油圧を動力として用いる工具であってもよい。工具100は、コードレス型の工具であってもよい。
 一実施形態では、工具100が結束機(例えば、鉄筋結束機)であるケースについて説明する。例えば、工具100は、駆動用バッテリ110から供給される電力によって駆動する。駆動用バッテリ110は、工具100に着脱可能に構成される。駆動用バッテリ110は、工具100を駆動する電力を蓄積する。例えば、駆動用バッテリ110は、充電可能な二次電池であってもよい。二次電池としては、リチウムイオンバッテリを用いることができる。駆動用バッテリ110は、工具100から取り外された状態で充電器によって充電されてもよい。
 具体的には、工具100は、結束部11と、本体部12と、グリップ部13とを有する。結束部11は、鉄筋を挟むアームを有し、アームに挟まれた鉄筋にワイヤを巻き付ける。本体部12は、ワイヤが巻き付けられたリールを収容する。本体部12は、図2に示すモータ150を内蔵する。本体部12は、工具100の電源オン/オフを行うための電源スイッチ15を有する。
 グリップ部13は、ユーザによって把持される部材であり、本体部12から下方に向けて延びている。グリップ部13の上端部分は、トリガ14を有する。トリガ14の押下によって結束部11及び本体部12の結束動作が行われる。グリップ部13は、トリガ14をロック(固定)するためのトリガロック16を有していてもよい。トリガロック16によってトリガ14がロックされると、トリガ14の押下が制限される。グリップ部13の下端部分は、駆動用バッテリ110を着脱するためのラッチ機構を有する。
 一実施形態では、工具100は、通信機能を有する。例えば、工具100は、LPWA(Low Power Wide Area)技術を用いた無線通信機能を有する。工具100は、通信ネットワーク200に含まれる基地局210と無線通信を行う。工具100は、上り方向のみの単方向通信を行うように構成されていてもよい。工具100は、通信ネットワーク200を介して、管理サーバ300にデータを送信する。
 通信ネットワーク200は、工具100との無線通信を行う基地局210を有する。通信ネットワーク200は、狭域通信網(LAN:Local Area Network)、高域通信網(WAN:Wide Area Network)、及びインターネットのうち少なくとも1つを含む。
 管理サーバ300は、工具100を管理するサーバである。管理サーバ300は、通信ネットワーク200を介して工具100からデータを受信する。管理サーバ300は、工具100から受信するデータに基づいて、工具100のエラーを判断してもよく、工具100の盗難を判断してもよい。
 (工具)
 以下において、一実施形態に係る工具の一例について説明する。
 図2に示すように、工具100は、バッテリ接続部120と、工具制御部130と、モータ駆動部140と、温度センサ141と、モータ150と、通信部160と、通信用バッテリ170と、位置データ取得部180とを有する。
 バッテリ接続部120は、駆動用バッテリ110と電気的に接続されるコネクタである。バッテリ接続部120は、駆動用バッテリ110が工具100に取り付けられた場合に、駆動用バッテリ110から供給される電力を工具制御部130に伝達する。
 工具制御部130は、工具100の動作を制御する。工具制御部130は、電力制御部131と、駆動制御部132とを備える。電力制御部131及び駆動制御部132のそれぞれは、少なくとも1つのプロセッサ及び少なくとも1つのメモリを含んで構成される。工具制御部130は、少なくとも1つのプロセッサ及び少なくとも1つのメモリを含んで構成され、少なくとも1つのプロセッサ及び少なくとも1つのメモリにより電力制御部131及び駆動制御部132の機能が実行されてもよい。
 電力制御部131は、駆動用バッテリ110からバッテリ接続部120を介して供給される電力の電圧を変換し、変換された電圧を有する電力を駆動制御部132及びモータ駆動部140に供給する。電力制御部131は、駆動用バッテリ110が工具100に取り付けられており、かつ、電源スイッチ15がオン状態である場合にモータ駆動部140に電力を供給する。電力制御部131は、電源スイッチ15がオフ状態である場合にモータ駆動部140に電力を供給しない。電力制御部131は、駆動用バッテリ110が工具100に取り付けられている状態で駆動制御部132に電力を常に供給してもよい(スリープ状態)。電力制御部131は、駆動用バッテリ110が工具100に取り付けられている状態で駆動用バッテリ110から供給される電力によって通信用バッテリ170を充電してもよい。電力制御部131は、駆動用バッテリ110のバッテリ残量を管理してもよい。
 駆動制御部132は、モータ150の駆動を制御する。駆動制御部132は、トリガ14の押下に応じてモータ150を駆動するようにモータ駆動部140を制御する。これによって結束動作が行われる。駆動制御部132は、結束動作を行った回数を管理してもよく、工具100のエラーの有無を管理してもよい。駆動制御部132は、温度センサ141によって検出される温度を管理してもよい。
 モータ駆動部140は、駆動制御部132の制御下でモータ150に駆動電力を供給することによってモータ150を駆動する。
 温度センサ141は、工具100における温度(例えば、モータ駆動部140又はモータ150)の温度を検出するセンサであってもよい。
 モータ150は、ワイヤを結束部11に供給するとともにワイヤを鉄筋に巻き付けるための駆動力を発生する。
 通信部160は、工具100に関するデータを管理サーバ300に送信する。通信部160は、通信制御部161と、無線通信部162とを有する。通信制御部161は、少なくとも1つのプロセッサ及び少なくとも1つのメモリを含んで構成される。通信制御部161を構成する少なくとも1つのプロセッサ及び少なくとも1つのメモリは、工具制御部130を構成する少なくとも1つのプロセッサ及び少なくとも1つのメモリの一部又は全部を共有してもよい。
 通信制御部161は、無線通信部162を制御する。例えば、通信制御部161は、工具制御部130から周期的にデータを受信する。通信制御部161は、通信用バッテリ170のバッテリ残量を管理してもよい。通信制御部161は、後述する位置データ取得部180からデータを周期的に受信してもよい。
 無線通信部162は、ネットワーク200に設けられる基地局200と通信を行う。例えば、無線通信部162は、LPWA技術を用いた無線通信を行う。
 通信用バッテリ170は、通信部160を駆動する電力を蓄積する。例えば、通信用バッテリ170は、充電可能な二次電池であってもよい。二次電池としては、リチウムイオンバッテリを用いることができる。
 位置データ取得部180は、工具100の地理的な位置を示す位置データを取得する。位置データ取得部180は、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機を含んで構成される。例えば、GNSS受信機は、GPS受信機である。位置データ取得部180は、通信制御部161の制御下で、取得した位置データを通信制御部161に出力する。位置データ取得部180は、例えば、GNSS受信機として、GLONASS(Global Navigation Satellite System)、IRNSS(Indian Regional Navigational Satellite System)、COMPASS、Galileo、或いは準天頂衛星システム(QZSS:Quasi-Zenith Satellites System)等の受信機を含んで構成されてよい。また位置データ取得部180は、複数のGNSS受信機により構成されてよい。
 (データ送信)
 以下において、一実施形態に係るデータ送信の一例について説明する。図2に示す工具100において、無線通信部162は、通信部を構成し、通信制御部161は、制御部を構成する。通信制御部161は、工具制御部130(電力制御部131及び駆動制御部132)と協働して制御部を構成してもよい。
 図3に示すように、無線通信部162は、工具100が使用されている使用状態において第1データを送信し、工具100が使用されていない非使用状態において第2データを送信する。通信制御部161は、第1データを第1頻度で送信するように通信部を制御し、第2データを第1頻度よりも低い第2頻度で送信するように無線通信部162を制御する。
 ここで、頻度とは、単位時間当たりの送信回数を意味する。従って、第1データ及び第2データが周期的に送信されるケースだけではなく、第1データ及び第2データが周期的に送信されないケースにおいても、単位時間当たりの送信回数を基準として第1頻度及び第2頻度が判断されればよい。
 例えば、通信制御部161は、第1データを第1通信周期(例えば、3分)で送信するように無線通信部162を制御し、第2データを第1通信周期よりも長い第2通信周期(例えば、30分)で送信するように無線通信部162を制御してもよい。第1通信周期は、管理サーバ300が工具100のエラー等を判断できる程度の周期であればよい。第2通信周期は、工具100の盗難等を判断できる程度の周期であればよい。
 一実施形態では、第1データ及び第2データは、第1データ及び第2データに共通する共通データを含む。第1データは、第2データに含まれない個別データを含む。
 具体的には、共通データは、工具100の位置データ及びバッテリの残量データの少なくともいずれか1つを含む。工具100の位置データは、上述した位置データ取得部180によって取得されるデータ(例えば、緯度経度データ)である。バッテリの残量データは、駆動用バッテリ110のバッテリ残量を示すデータを含んでもよく、通信用バッテリ170のバッテリ残量を示すデータを含んでもよい。
 個別データは、工具100の稼働データ及び工具100のエラーデータの少なくともいずれか1つを含む。工具100の稼働データは、工具100の動作回数を示すデータを含んでもよく、工具100の温度を示すデータを含んでもよい。工具100のエラーデータは、工具100によって検出可能なエラーを示すデータである。例えば、エラーデータは、結束部11のアームによって挟まれる鉄筋が閾値よりも大きいことを示すデータであってもよく、工具100の温度が閾値よりも高いことを示すデータであってもよい。
 通信制御部161は、第1通信周期とは別の観点で、工具100の稼働状態に応じて第1データを送信するように無線通信部162を制御してもよい。稼働状態とは、工具100の動作(例えば、結束動作)の回数であってもよく、工具100の温度であってもよく、駆動用バッテリ110のバッテリ残量であってもよく、通信用バッテリ170のバッテリ残量であってもよく、工具100のエラーの有無であってもよい。例えば、通信制御部161は、工具100の動作回数が閾値(1以上の整数)に達したタイミング毎に第1データ(例えば、稼働データ及び位置データなど)を送信するように無線通信部162を制御してもよい。通信制御部161は、工具100の温度が閾値に達した場合に、第1データ(例えば、稼働データ及び位置データなど)を送信するように無線通信部162を制御してもよい。通信制御部161は、駆動用バッテリ110のバッテリ残量が閾値を下回った場合に第1データ(例えば、バッテリの残量データ)を送信するように無線通信部162を制御してもよい。通信制御部161は、通信用バッテリ170のバッテリ残量が閾値を下回った場合に第1データ(例えば、バッテリの残量データ)を送信するように無線通信部162を制御してもよい。通信制御部161は、工具100によって検出可能なエラーが生じた場合に第1データ(例えば、エラーデータ)を送信するように無線通信部162を制御してもよい。このようなケースにおいて、エラーデータとともに稼働データが第1データとして送信されてもよい。
 通信制御部161は、工具100の動作後の一定期間において第1データの送信頻度を上昇させてもよい。例えば、通信制御部161は、工具100の動作(例えば、結束動作)が行われた場合に、第1データ(稼働データ及び位置データなど)の送信頻度を上昇させてもよい。
 通信制御部161は、工具100の電源投入状態に基づいて、使用状態及び非使用状態を特定してもよい。例えば、通信制御部161は、電源スイッチ15がオン状態である場合に、工具100が使用状態であると特定してもよい。通信制御部161は、電源スイッチ15がオフ状態である場合に、工具100が非使用状態であると特定してもよい。
 通信制御部161は、工具100の位置データに基づいて、使用状態及び非使用状態を特定してもよい。例えば、通信制御部161は、工具100が作業現場に位置する場合に、工具100が使用状態であると特定してもよい。通信制御部161は、工具100が作業現場以外の場所に位置する場合に、工具100が非使用状態であると特定してもよい。作業現場以外の場所は、工具100を格納する倉庫であってもよく、倉庫から作業現場への移動経路であってもよい。作業現場は、予め通信制御部161に設定されてもよい。
 通信制御部161は、予め設定された時間帯に基づいて、使用状態及び非使用状態を特定してもよい。例えば、通信制御部161は、現在時刻が作業時間(例えば、昼間)に属する場合に、工具100が使用状態であると特定してもよい。通信制御部161は、現在時刻が作業時間以外の時間(例えば、夜間)に属する場合に、工具100が非使用状態であると特定してもよい。作業時間は、予め通信制御部161に設定されてもよい。
 (通信方法)
 以下において、一実施形態に係る通信方法の一例について説明する。ここでは、工具100が非使用状態から使用状態に遷移し、工具100が使用状態から非使用状態に遷移するケースを例示する。
 図4に示すように、ステップS11において、工具100は、第2データを第2頻度で管理サーバ300に送信する。上述したように、工具100は、第2データを第2通信周期(例えば、30分)で送信してもよい。
 ステップS12において、工具100は、工具100が使用状態であることを特定する。上述したように、このような特定は、工具100の電源投入状態に基づいて行われてもよく、工具100の位置データに基づいて行われてもよく、予め設定された時間帯に基づいて行われてもよい。
 ステップS13において、工具100は、第1データを第1頻度で管理サーバ300に送信する。上述したように、工具100は、第1データを第1通信周期(例えば、3分)で送信してもよい。工具100は、工具100の稼働状態に応じて第1データを送信してもよい。工具100は、工具100の動作後の一定期間において第1データの送信頻度を上昇させてもよい。
 ステップS14において、工具100は、工具100が非使用状態であることを特定する。上述したように、このような特定は、工具100の電源投入状態に基づいて行われてもよく、工具100の位置データに基づいて行われてもよく、予め設定された時間帯に基づいて行われてもよい。
 ステップS15において、工具100は、ステップS11と同様に、第2データを第2頻度で管理サーバ300に送信する。
 (作用及び効果)
 発明者等は、鋭意検討の結果、作業現場で工具が使用されている状態(以下、使用状態)において工具100からデータを送信するだけではなく、倉庫などで工具が保管されている状態(以下、非使用状態)においても工具100からデータを送信する必要性を見出した。さらに、発明者等は、このようなケースにおいては、工具100のバッテリ容量などの制約からデータ送信の消費電力を抑制する必要性も見出した。
 このような新たな知見に基づいて、一実施形態では、工具100は、使用状態において第1データを第1頻度で送信し、非使用状態において第2データを第1頻度よりも低い第2頻度で送信する。このような構成によれば、使用状態だけではなく非使用状態でもデータを送信するケースにおいて、データ送信の消費電力を抑制することができる。
 [変更例]
 以下において、実施形態の変更例の一例について説明する。以下においては、上述した実施形態に対する相違点について説明する。
 具体的には、上述した実施形態では、通信部160及び通信用バッテリ170が工具100に内蔵されるケースについて説明した。これに対して、変更例では、図5に示すように、通信部160及び通信用バッテリ170を含む通信装置400は、工具100に対して着脱可能に構成される。
 図5に示すように、通信装置400は、着脱可能な駆動用バッテリ110から供給される電力によって駆動する工具100と電気的に接続するための接続部191を有する。一方、工具100は、通信装置400の接続部191と電気的に接続するための接続部192を有する。
 通信装置400は、上述した通信部160を少なくとも有する。通信装置400は、上述した通信用バッテリ170を有していてもよい。通信部160及び通信用バッテリ170は、上述した実施形態と同様の構成及び機能を有するため、その詳細については省略する。このようなケースにおいて、通信装置400は、第1データ及び第2データの送信に必要なデータを工具100から取得してもよい。
 このように、通信部160及び通信用バッテリ170を有する通信装置400が工具100に対して着脱可能に構成されるため、ユーザが工具100を購入した後、必要に応じて工具100に通信機能を付加することができる。また、通信部160又は通信用バッテリ170の故障又は経年劣化が生じた場合であっても通信装置400を交換しやすい。
 図5では、電力制御部131が工具100に設けられているが、電力制御部131の機能の一部又は全部は通信装置400によって実現されてもよい。言い換えると、通信装置400は、単体で電力制御部131の機能を実行してもよく、工具100の工具制御部130と協働して電力制御部131の機能を実行してもよい。
 [その他の実施形態]
 本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
 上述した実施形態では特に触れていないが、工具100と基地局210との間の無線通信において、所定期間(例えば、1日)の通信データ量に上限が定められていてもよく、所定期間(例えば、1日)の通信の通信回数に上限が定められていてもよい。このようなケースにおいて、上述した第1通信周期及び第2通信周期は、これらの上限の少なくともいずれか1つに基づいて定められてもよい。
 上述した実施形態では特に触れていないが、第1データは、第1通信周期で送信されるとともに、工具100の稼働状態に応じて送信されてもよい。このようなケースにおいて、第1通信周期で送信される第1データは、工具100の稼働データ及びエラーデータを含まずに工具100の位置データを含んでもよい。工具100の稼働状態に応じて送信される第1データは、工具100の稼働データ及びエラーデータの少なくともいずれかを含んでもよい。工具100の稼働状態に応じて送信される第1データは、工具100の位置データを含んでもよく、工具100の位置データを含まなくてもよい。
 上述した実施形態において、工具100から送信されるデータの宛先(以下、宛先装置)が通信ネットワーク200上に設けられた管理サーバ300であるケースについて例示した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。宛先装置が無線通信機能を有する場合には、通信ネットワーク200を介さずに直接的に工具100から宛先装置にデータが送信されてもよい。
 工具100又は通信装置400が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD-ROMやDVD-ROM等の記録媒体であってもよい。
 上述した実施形態において、駆動用バッテリ110と異なる通信用バッテリ170を備える工具100を例示したが、工具100は、駆動用バッテリ110の機能を有する通信用バッテリ170を備えてもよい。工具100は、通信用バッテリ170を備えず、駆動用バッテリ110から供給される電力を用いて通信部160を制御してもよい。
 なお、日本国特許出願第2018-149137号(2018年8月8日出願)の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。

Claims (11)

  1.  工具であって、
     前記工具が使用されている使用状態において第1データを送信し、前記工具が使用されていない非使用状態において第2データを送信する通信部と、
     前記通信部を少なくとも制御する制御部と、を備え、
     前記制御部は、
      前記第1データを第1頻度で送信するように前記通信部を制御し、
      前記第2データを前記第1頻度よりも低い第2頻度で送信するように前記通信部を制御する、工具。
  2.  前記制御部は、
      前記第1データを第1通信周期で送信するように前記通信部を制御し、
      前記第2データを前記第1通信周期よりも長い前記第2通信周期で送信するように前記通信部を制御する、請求項1に記載の工具。
  3.  前記制御部は、前記工具の稼働状態に応じて前記第1データを送信するように前記通信部を制御する、請求項2に記載の工具。
  4.  前記制御部は、前記工具の動作後の一定期間において前記第1データの送信頻度を上昇させる、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の工具。
  5.  前記制御部は、前記工具の電源投入状態に基づいて、前記使用状態及び前記非使用状態を特定する、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の工具。
  6.  前記制御部は、前記工具の位置データに基づいて、前記使用状態及び前記非使用状態を特定する、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の工具。
  7.  前記制御部は、予め設定された時間帯に基づいて、前記使用状態及び前記非使用状態を特定する、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の工具。
  8.  前記第1データ及び前記第2データは、前記第1データ及び前記第2データに共通する共通データを含み、
     前記第1データは、前記第2データに含まれない個別データを含む、請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の工具。
  9.  前記共通データは、前記工具の位置データ及び前記バッテリの残量データの少なくともいずれか1つを含む、請求項8に記載の工具。
  10.  前記個別データは、前記工具の稼働データ及び前記工具のエラーデータの少なくともいずれか1つを含む、請求項8又は請求項9に記載の工具。
  11.  工具と接続される通信装置であって、
     前記工具から取得されるデータに基づいて、前記工具が使用されている使用状態において第1データを送信し、前記工具が使用されていない非使用状態において第2データを送信する通信部と、
     前記通信部を少なくとも制御する制御部と、を備え、
     前記制御部は、
      前記第1データを第1頻度で送信するように前記通信部を制御し、
      前記第2データを前記第1頻度よりも低い第2頻度で送信するように前記通信部を制御する、通信装置。
PCT/JP2018/035688 2018-08-08 2018-09-26 工具及び通信装置 WO2020031395A1 (ja)

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