JP6544717B2 - 電動工具システム - Google Patents

Description

本発明は、電動工具システムに関するものである。

従来から、電動ドライバーやインパクトレンチなどの電動工具は本体に着脱自在な電池パック（二次電池）を電力供給源として用いている（例えば特許文献１参照）。これによって、商用電源などの外部電源に電気的接続する導電コードの作業中の取り回しの煩わしさを無くすことができる。さらに、外部電源の無い場所での作業を可能としている。このため、電動工具は、工事現場（建築現場）、工場のライン等、また一般家庭においても広く使われている。

特開２０１１−７２１３８号公報

ところで、上記のような電動工具は、工事現場（建築現場）、工場のライン等で使われていることからも、電動工具を複数台利用することがある。しかしながら、各電動工具、各電動工具に備えられる電池パックや電池パックを充電する充電器などの各工具機器の情報について把握することは難しく、利便性の面で改善の余地が残されている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、利便性向上を図ることができる電動工具システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、電動工具システムは、無線通信機能を有する通信部が取り付けられる工具機器を複数備え、前記工具機器のそれぞれは、自身の状態を検出する状態検出部と、他の工具機器との双方向通信が可能な通信部とを有し、前記通信部は、前記他の工具機器に対して前記状態検出部で検出された前記工具機器の状態を出力することを特徴とする。

本発明の電動工具システムによれば、利便性向上を図ることができる。

実施形態における電動工具システムの概略構成図である。 同上における電動工具システムの電動工具について説明するための概略構成図である。 同上における電動工具システムの通信部について説明するための概略構成図である。 同上における電動工具システムの充電装置について説明するための概略構成図である。 同上における電動工具システムのネットワークについて説明するための概念図である。 同上における電動工具システムの概略構成を説明するためのブロック図である。

以下、電動工具システムの一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、電動工具システムは、複数の工具機器１０，２０を有する。工具機器としては複数の電動工具１０と、複数の充電装置２０である。

図２に示すように、複数の電動工具１０は、電動工具本体１１と、電動工具本体１１に対して着脱可能な電池パック１２とをそれぞれ有する。
図６に示すように、電動工具本体１１は、回転駆動するモータ１１ａと、モータ１１ａの回転駆動力を先端工具に伝達する動力伝達部１１ｂと、前記モータ１１ａの回転を制御する制御部１１ｃと、外部と通信を行う通信部１１ｄとを有する。通信部１１ｄは、図２及び図３に示すように、制御部１１ｃに備えられるコネクタＣに装着されることで制御部１１ｃと電気的に接続される。また、電動工具本体１１は、自身の状態を検出する状態検出部１１ｅを有する。状態検出部１１ｅは、例えばモータ１１ａの駆動の有無やその際のトルク情報などの状態情報を検出し、その検出した状態情報を制御部１１ｃに出力する。

電池パック１２は、１又は複数のセルからなる二次電池１２ａと、前記二次電池１２ａを制御する制御部１２ｂと、外部と通信を行う通信部１２ｃとを有する。通信部１２ｃは、図２及び図３に示すように、制御部１２ｂに備えられるコネクタＣに装着されることで、制御部１２ｂと電気的に接続される。また、電池パック１２は、自身の状態を検出する状態検出部１２ｄを有する。状態検出部１２ｄは、例えば電池パック１２の温度、供給電圧や残存容量などの状態情報を検出し、その検出した状態情報を制御部１２ｂに出力する。

図６に示すように、充電装置２０は、前記電池パック１２の二次電池１２ａの充電を行う充電部２１と、この充電部２１を制御する制御部２２と、外部と通信を行う通信部２３とを有する。

図４に示すように、充電装置２０の通信部２３は、カード型の通信部本体２３ａをスロット部２３ｂに装着することで充電装置２０に備えられる。
また、充電装置２０は、自身の状態を検出する状態検出部２４を有する。状態検出部２４は、例えば電池パック１２への充電の有無などの状態情報を検出し、制御部２２に出力する。

本実施形態の電動工具システムでは、主に電動工具本体１１、電池パック１２及び充電装置２０に備えられる各通信部１１ｄ，１２ｃ，２３によるネットワークＮが形成される。

また、本実施形態の電動工具システムでは、各通信部１１ｄ，１２ｃ，２３により専用端末としての監視端末ＭＴや使用者が所持しているスマートフォンＳＰとの通信が可能となっている。スマートフォンＳＰ並びに監視端末ＭＴは、制御部３０と、通信部３１とを有しており、各工具機器１１，１２，２０との通信が可能である。なお、各通信部１１ｄ，１２ｃ，２３は、通信部１１ｄ，１２ｃ，２３と携帯端末であるスマートフォンＳＰや監視端末ＭＴとの間で予め設定された共有情報に基づいて通信が可能となっている。

次に、本実施形態の電動工具システムのネットワークＮについて説明する。
前述したように電動工具本体１１、電池パック１２及び充電装置２０は、通信部１１ｄ，１２ｃ，２３を有する。各通信部１１ｄ，１２ｃ，２３は、例えば監視端末ＭＴの通信部３１及びスマートフォンＳＰの通信部３１と同じ通信規格（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＺｉｇＢｅｅ等）を有している。

図５に示すように、ネットワークＮは、各通信部１１ｄ，１２ｃ，２３の通信フィールド（通信可能エリア）ＣＦが重なり合うことで形成された通信網であり、各通信フィールドＣＦよりも広い範囲での通信が可能となっている。例えば、図５に示すように通信フィールドＣＦ１と通信フィールドＣＦ２とが重なり、通信フィールドＣＦ２と通信フィールドＣＦ３とが重なる。更に、通信フィールドＣＦ３と通信フィールドＣＦ４とが重なり、通信フィールドＣＦ４と通信フィールドＣＦ５とが重なる。

また、電動工具本体１１、電池パック１２及び充電装置２０は、それぞれ図示しないメモリが備えられ、通信部１１ｄ，１２ｃ，２３を介して得られた状態情報を含む情報を一時的に記憶することができるようになっている。工具機器１１，１２，２０の制御部１１ｃ，１２ｂ，２２は、通信部１１ｄ，１２ｃ，２３を介して外部の他の工具機器１１，１２，２０、スマートフォンＳＰや監視端末ＭＴに自身の状態情報に加えて他の機器１１，１２，２０の状態情報を出力（送信）する。

次に、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態の電動工具システムでは、各工具機器１１，１２，２０や他の機器としてのスマートフォンＳＰ、監視端末ＭＴによって形成されたネットワークＮ内において各種の通信が行われる。その一例として、各工具機器１１，１２，２０の状態情報が自身の通信フィールドＣＦ内に存在する他の工具機器１１，１２，２０、スマートフォンＳＰや監視端末ＭＴに出力される。

また、本実施形態の各工具機器１１，１２，２０は、所謂中継機能を有している。具体的には、受信した他の工具機器１１，１２，２０の状態情報を図示しないメモリに一時的に記憶させ、その記憶した状態情報を別の工具機器１１，１２，２０、スマートフォンＳＰ、監視端末ＭＴに出力（送信）する。

ここで、図５を用いてその状態情報の流れを説明する。
図５に示すように、ネットワークＮ内には、例えば１つの電動工具１０と、２つの充電装置２０と、１つのスマートフォンＳＰと、１つの監視端末ＭＴとが存在する。電動工具１０の通信フィールドＣＦ１は、一方の充電装置２０の通信フィールドＣＦ２と重なり合っている。このため、電動工具１０の状態情報と充電装置２０の状態情報とが相互に送信される。

また、一方の充電装置２０では、前記電動工具１０の状態情報がメモリに記憶される。そして、充電装置２０の通信フィールドＣＦ２は、スマートフォンＳＰの通信フィールドＣＦ３と重なり合っている。このため、充電装置２０は、前記電動工具１０の状態情報と自身の状態情報とをスマートフォンＳＰに送信する。

また、スマートフォンＳＰでは、電動工具１０の状態情報と一方の充電装置２０の状態情報がメモリに記憶される。そして、スマートフォンＳＰの通信フィールドＣＦ３は、他方の充電装置２０の通信フィールドＣＦ４と重なり合っている。このため、スマートフォンＳＰは、電動工具１０の状態情報と一方の充電装置２０の状態情報とを他方の充電装置２０に送信する。また、スマートフォンＳＰでは専用のアプリケーションプログラムを導入することで、受信した各工具機器１０，２０の状態情報が閲覧することができるようになっている。

他方の充電装置２０では、スマートフォンＳＰから送信された電動工具１０の状態情報と一方の充電装置２０の状態情報がメモリに記憶される。そして、他方の充電装置２０の通信フィールドＣＦ４は、監視端末ＭＴの通信フィールドＣＦ５と重なり合っている。このため、他方の充電装置２０は、記憶した電動工具１０の状態情報と一方の充電装置２０の状態情報に加えて自身の状態情報とを送信する。

監視端末ＭＴは、予め専用のアプリケーションプログラムを導入することで、受信した１つの電動工具１０の状態情報と、２つの充電装置２０の状態情報が閲覧することができるようになっている。

また、電動工具１０や充電装置２０は、定期的に他の機器と相互通信を行うため、上記の流れとは逆の順序で同様のことを行うことで、電動工具１０側にも２つの充電装置２０の状態情報が記憶される。

また、監視端末ＭＴやスマートフォンＳＰ上では、前記状態情報の他に一部の制御が実施できるようになっている。その例としては、図１に示すように、電動工具１０（電池パック１２）の状態情報として残存容量を監視端末ＭＴで監視し、残存容量が規定値を下回った監視端末ＭＴ上に充電を促す表示等の報知を行う。さらに、電動工具１０側に表示や音声出力が可能な報知部を備えて、監視端末ＭＴ側から電動工具１０に充電を促す信号を出力するようになっている。さらに、充電装置２０の状態情報として充電の有無、この充電装置２０によって充電されている電動工具１０（電池パック１２）の状態情報として残存容量を監視端末ＭＴで監視する。そして、電動工具１０（電池パック１２）の残存容量が規定値を超えたら（例えば満充電となったら）監視端末ＭＴ側から充電装置２０に対して充電を停止させる旨の信号を出力する。これを受けて充電装置２０は充電を停止する。

次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）通信部１１ｄ，１２ｃ，２３は、他の工具機器１１，１２，２０に対して状態検出部１１ｅ，１２ｄ，２４で検出された工具機器の状態情報を出力する。これによって、相互通信が可能となって、例えば電池パック１２の残存容量等の状態情報を離れた他の工具機器１１，２０に出力でき、状態情報の共有化を図り利便性の面で向上できる。

（２）通信部１１ｄ，１２ｃ，２３は、使用者の携帯端末であるスマートフォンＳＰや監視端末ＭＴと同じ通信プロトコルを有し、通信部１１ｄ，１２ｃ，２３と通信が可能である。これによって使用者は電動工具１０や充電装置２０と離れた位置で状態情報を監視することができ、より利便性向上を図ることができる。

（３）通信部１１ｄ，１２ｃ，２３は、状態検出部１１ｅ，１２ｄ，２４で検出された工具機器１１，１２，２０の状態情報をスマートフォンＳＰや監視端末ＭＴに出力する。これによって、使用者は電動工具１０や充電装置２０と離れた位置で状態情報を監視することができ、より利便性向上を図ることができる。

（４）工具機器１１，１２，２０は、監視端末ＭＴから出力された制御信号を通信部１１ｄ，１２ｃ，２３で受けると、制御信号に基づいて工具機器１１，１２，２０の制御を行う制御部１１ｃ、１２ｂ、２２を有する。これによって監視端末ＭＴ側から各工具機器１１，１２，２０の制御を実施することができ、利便性の面で更に向上させることができる。

（５）通信部１１ｄ，１２ｃ，２３は、状態検出部１１ｅ，１２ｄ，２４で検出された工具機器１１，１２，２０の状態情報に加え、他の工具機器１１，１２，２０から得たその工具機器１１，１２，２０の状態情報を出力可能に構成される。これによって、各工具機器１１，１２，２０の通信フィールドＣＦが狭くても、リレー形式で通信フィールドＣＦ外の工具機器１１，１２，２０、スマートフォンＳＰや監視端末ＭＴに状態情報を出力することができる。即ち、見かけ上のネットワークを広げることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では特に言及していないが、例えばネットワークＮ内に存在する工具機器１１，１２，２０において、使用後の経過時間が所定時間（例えば１時間など）を超えた場合に音や振動などで警告を行ってもよい。また、これらの情報をネットワークＮ内に存在する他の工具機器１１，１２，２０やスマートフォンＳＰや監視端末ＭＴなどに送信し、それらの情報を受けた機器において同様のことを実施してもよい。また、作業現場を撤収する際に現場にまだ外部機器と通信機器な工具機器１１，１２，２０が残っている場合も警告を行うようにしてもよい。

・またネットワークＮに存在する電動工具１０や充電装置２０が、例えばネットワークＮ外に持ち出されると、各自が有する通信フィールドＣＦ外となるため通信不能となる。この際、監視端末ＭＴやスマートフォンＳＰにその旨を報知する構成を採用してもよい。このような構成とすることで例えば電動工具１０や充電装置２０が、例えば盗難等でネットワークＮ外に持ち出されてもその旨を報知することで、使用者（所有者）に対して報知することができる。また、ネットワークＮ外に持ち出された電動工具１０や充電装置２０においても音や光などで警告を発するような構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、充電装置２０の通信部２３（２３ａ）を着脱可能な構成としたが、これに限らず、着脱不能な構成としてもよい。また電動工具本体１１や電池パック１２の通信部１１ｄ，１２ｃを着脱可能な構成や着脱不能な構成としてもよい。

・上記実施形態では、電動工具システムにおける電動工具の種類をドリルドライバーの１種類としたが、これに限らない。例えば、ドリルドライバーとインパクトドライバーとの組み合わせなど、異なる種類の電動工具同士であってもネットワークシステム内で通信を行ってもよい。

・上記実施形態では、携帯端末としてスマートフォンＳＰや携帯端末としての監視端末ＭＴを採用したが、これに限らず、タブレット型端末やノート型端末（ノートＰＣ）などを採用することができる。

・上記実施形態並びに上記各変形例は適宜組み合わせてもよい。
以上の実施形態並びに各変形例をまとめると、以下のようになる。
（付記１）
無線通信機能を有する通信部が取り付けられる工具機器を複数備え、
前記工具機器のそれぞれは、自身の状態を検出する状態検出部と、他の工具機器との双方向通信が可能な前記通信部とを有し、
前記通信部は、前記他の工具機器に対して前記状態検出部で検出された前記工具機器の状態情報を出力することを特徴とする電動工具システム。

（付記２）
付記１に記載の電動工具システムにおいて、
前記通信部は、使用者の携帯端末と同じ通信プロトコルを有し、前記携帯端末と通信が可能であることを特徴とする電動工具システム。

（付記３）
付記２に記載の電動工具システムにおいて、
前記通信部は、前記通信部と前記携帯端末との間で予め設定された共有情報に基づいて通信が可能であることを特徴とする電動工具システム。

（付記４）
付記２又は３に記載の電動工具システムにおいて、
前記通信部は、前記状態検出部で検出された前記工具機器の状態情報を前記携帯端末に出力することを特徴とする電動工具システム。

（付記５）
付記２〜４のいずれか一項に記載の電動工具システムにおいて、
前記工具機器は、前記携帯端末から出力された制御信号を前記通信部で受けると、前記制御信号に基づいて該工具機器の制御を行う制御部を有することを特徴とする電動工具システム。

（付記６）
付記１〜５のいずれか一項に記載の電動工具システムにおいて、
前記通信部は、前記状態検出部で検出された前記工具機器の状態情報に加え、他の工具機器から得たその工具機器の状態情報を出力可能に構成されることを特徴とする電動工具システム。

１０…電動工具（工具機器）、１１…電動工具本体（工具機器）、１１ｃ…制御部、１１ｄ…通信部、１１ｅ…状態検出部、１２…電池パック（工具機器）、１２ｂ…制御部、１２ｃ…通信部、１２ｄ…状態検出部、２０…充電装置（工具機器）、２２…制御部、２３…通信部、２４…状態検出部、３０…制御部、３１…通信部、ＳＰ…スマートフォン（携帯端末）、ＭＴ…監視端末（携帯端末）。

Claims (8)

1. 双方方向通信が可能な通信部、および、自身の状態を検出する状態検出部を備える複数の工具機器を含む電動工具システムであって、
   前記状態検出部は、前記工具機器に設けられる電池パックの状態を検出し、
   前記通信部は、前記状態検出部により検出された前記電池パックの状態に関する情報を含む状態情報、および、前記複数の工具機器に含まれる他の工具機器から受信した前記状態情報を、前記他の工具機器とは異なる前記複数の工具機器に含まれる他の工具機器、および、携帯端末の少なくとも一方に送信する無線通信機能を有し、
   前記複数の工具機器は、少なくとも１つの充電装置を含み、
   前記充電装置は、前記電池パックを充電する充電部を含み、前記携帯端末から受信する信号に応じて、前記電池パックの充電を停止するように構成される
   電動工具システム。
2. 前記複数の工具機器は、少なくとも１つの電動工具を含み、
   前記電動工具は、モータを備える電動工具本体、および、前記モータに電力を供給する前記電池パックをさらに含む
   請求項１に記載の電動工具システム。
3. 前記電動工具の前記状態検出部は、前記電池パックの状態として少なくとも前記電池パックの残存容量を検出し、
   前記通信部は、前記電池パックの残存容量に関する情報を含む前記状態情報を前記複数の工具機器に含まれる他の工具機器に出力する
   請求項２に記載の電動工具システム。
4. 双方方向通信が可能な通信部、および、自身の状態を検出する状態検出部を備える複数の工具機器を含む電動工具システムであって、
   前記状態検出部は、前記工具機器に設けられる電池パックの状態を検出し、
   前記通信部は、前記電池パックの状態に関する情報を含む状態情報を前記複数の工具機器に含まれる他の工具機器、および、携帯端末の少なくとも一方に出力し、
   前記複数の工具機器は、少なくとも１つの充電装置を含み、
   前記充電装置は、前記電池パックを充電する充電部を含み、前記携帯端末から受信する信号に応じて、前記電池パックの充電を停止するように構成され、
   前記複数の工具機器は、少なくとも１つの電動工具を含み、
   前記電動工具は、モータを備える電動工具本体、および、前記モータに電力を供給する前記電池パックをさらに含み、
   前記電動工具の前記状態検出部は、前記電池パックの状態として少なくとも前記電池パックの残存容量を検出し、
   前記通信部は、前記電池パックの残存容量に関する情報を含む前記状態情報を前記他の工具機器に出力する
   電動工具システム。
5. 前記電動工具は、前記携帯端末から受信する信号に応じて、前記電池パックの残存容量が規定値を下回ることを報知する報知部をさらに備える
   請求項２〜４のいずれか一項に記載の電動工具システム。
6. 前記充電装置の前記状態検出部は、前記電池パックの状態として少なくとも前記電池パックの充電状態を検出する
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動工具システム。
7. 前記充電装置は、前記充電装置の充電を停止させるための停止信号を前記携帯端末から受信した場合、前記停止信号に応じて前記電池パックの充電を停止する
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動工具システム。
8. 前記停止信号は、前記電池パックの残存容量が規定値を超える場合に送信される
   請求項７に記載の電動工具システム。