以下に説明する実施形態は、本発明に係る電動工具、及びそれを備える電動工具管理システムの一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、以下の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(実施形態1)
(1)概要
本実施形態の電動工具10は、図1Aに示すように、駆動部11と、操作部12と、検知部13と、制御部14とを備えている。駆動部11は工具(例えばソケット24)を駆動する(図2参照)。操作部12は、駆動部11を動作させるための操作を受け付ける。検知部13は、工具本体20(図2参照)が使用者によって持たれている保持状態であるか、工具本体20が使用者によって持たれていない非保持状態であるかを検知する。制御部14は、駆動部11の動作状態を、操作部12からの入力信号と検知部13による検知結果とに基づいて設定される動作状態に制御する。
また、本実施形態の電動工具管理システム1は、図3に示すように、複数台(図3の例では例えば3台)の電動工具10(101,102,103)と、管理装置30とを備える。管理装置30は、電動工具10による作業内容を管理する。
本実施形態の電動工具管理システム1は、3台の電動工具101,102,103を備えているが、電動工具の台数は3台に限定されず、電動工具の台数は1台でもよいし、2台でもよいし、4台以上でもよい。また、以下の説明において、個々の電動工具について説明する場合は電動工具101,102,103と記載し、電動工具101,102,103に共通する説明を行う場合は電動工具10と記載する。
(2)詳細
本実施形態の電動工具管理システム1は、電動工具10と、管理装置30との他に、中継装置40を更に備えている。
以下では、電動工具10、管理装置30、及び中継装置40の構成及び動作を図面に基づいて説明する。
(2.1)電動工具10の説明
本実施形態の電動工具10は、例えば工場や建築現場などで使用される事業者向けの工具である。本実施形態の電動工具10では、図2に示すように、電動モータの回転が伝達される出力軸に、六角ボルトの締め付け作業を行うためのソケット24が取り付けられている。電動工具10は、電動モータで出力軸を回転させることによって、出力軸に取り付けられたソケット24を回転させ、ソケット24に頭部が差し込まれたボルトの締め付け作業を行う電動工具である。なお、電動工具10は、電動モータの回転に応じて出力軸に打撃を加えるハンマーを内蔵しており、出力軸に打撃を加えることで、電動モータの出力に比べて高トルクでの締め付け作業を行うことができる。
本実施形態の電動工具10は、図1Aに示すように、通信部15と、表示部16と、計測部17と、記憶部18と、電源部19とを、更に備えている。また、本実施形態の電動工具10は、駆動部11、操作部12、検知部13、制御部14、通信部15、表示部16、計測部17、記憶部18、及び電源部19を保持する工具本体20(図2参照)を備えている。
電動工具10の工具本体20は、図2に示すように、グリップ部21と、円筒形状の胴体部22と、装着部23とを備えている。胴体部22の軸方向の一端側からは出力軸(図示せず)が露出しており、この出力軸には、作業対象の部材に合わせた工具が取り付けられる。本実施形態では、電動工具10の出力軸にソケット24が取り付けられている。
グリップ部21は、使用者が電動工具10を用いて作業を行う場合に握る部分である。グリップ部21の長手方向における一端側は胴体部22の周面につながっており、グリップ部21の長手方向における他端側は装着部23につながっている。
装着部23には、取り外しが可能な状態で電池パック181が取り付けられる。電池パック181は充電池を内蔵している。なお、装着部23から取り外された電池パック181が、充電器(図示せず)に取り付けられると、充電器によって電池パック181が充電される。
駆動部11は、制御部14からの制御指令を受けて、電動モータを回転させ、工具(ソケット24)が取り付けられる出力軸を回転させる。
操作部12は、グリップ部21に取り付けられたトリガスイッチ121(図2参照)を備えている。電動工具10の使用者は、グリップ部21を握った状態でトリガスイッチ121を操作することができる。操作部12は、トリガスイッチ121の操作量に応じた入力信号を、制御部14に出力する。
検知部13は、グリップ部21に取り付けられた力センサ131(図2参照)を備えている。力センサ131は、グリップ部21に加えられた力の大きさを計測する。力センサ131は、例えばシート状の圧電素子からなり、グリップ部21の表面に全体的に設けられている。なお、力センサ131は、グリップ部21に設けられた樹脂製のラバーグリップと一体に設けられてもよい。
検知部13は、力センサ131の計測結果をもとに、工具本体20が使用者によって持たれている保持状態であるか、工具本体20が使用者によって持たれていない非保持状態であるかを検知する。つまり、検知部13は、力センサ131の計測結果が予め設定された閾値以上であれば保持状態であると検知し、力センサ131の計測結果が閾値未満であれば非保持状態であると検知する。2値間の比較において、「以上」としているところは、2値が等しい場合、及び2値の一方が他方を超えている場合との両方を含む。ただし、これに限らず、ここでいう「以上」は、2値の一方が他方を超えている場合のみを含む「より大きい」と同義であってもよい。つまり、2値が等しい場合を含むか否かは、基準値等の設定次第で任意に変更できるので、「以上」と「より大きい」とに技術上の差異はない。同様に、「未満」においても「以下」と同義であってもよい。
また、検知部13は、力センサ131の計測結果をもとに、電動工具10の使用者に加わる負荷量を検知することもできる。使用者に加わる負荷量が大きくなるほど、使用者がグリップ部21を握る力が大きくなるので、検知部13は、力センサ131の計測結果をもとに、使用者に加わる負荷量を検知することができる。
制御部14は、CPU(Central Processing Unit)およびメモリを有する組み込みのコンピュータを備えている。CPUがメモリに格納されているプログラムを実行することによって、電動工具10の種々の機能が実現される。ここにおいて、プログラムは、コンピュータのメモリにあらかじめ記録されているが、インターネットなどの電気通信回線を通じて提供されてもよいし、メモリカードなどの記録媒体に記録されて提供されてもよい。
通信部15は、アンテナ151を介して電波を媒体とした無線通信を行う。通信部15の通信方式は、無線局の免許が不要な通信方式であるのが好ましい。本実施形態の通信部15は、例えばWi-Fi(登録商標)規格に準拠した通信方式の通信モジュールである。なお、通信部15は、Wi-Fi(登録商標)規格に準拠した通信方式の通信モジュールに限定されず、免許を必要としない小電力無線(特定小電力無線)などの通信モジュールでもよい。この種の小電力無線については、用途などに応じて使用する周波数帯域や空中線電力などの仕様が各国で規定されている。日本国においては、920MHz帯又は420MHz帯の電波を使用する小電力無線が規定されている。
表示部16は、例えばLED(Light Emitting Diode)などの表示ランプを備える。表示部16は、表示ランプを点灯、点滅、又は消灯させることによって、電動工具10の状態を表示する。
計測部17は、工具による作業結果に関する作業結果情報を計測する。計測部17は、作業結果情報として例えばボルトの締め付けトルクを計測するトルク計測部171と、工具本体20の内部に配置された加速度センサ172とを備える。
本実施形態では、電動工具10がインパクトレンチであるため、トルク計測部171は、工具(出力軸)に打撃力が加えられる回数を計数し、打撃の回数をもとに締め付けトルクを計測する。トルク計測部171は、例えば工具本体20に内蔵されたマイクを備え、マイクの出力をもとに打撃時に発生する打撃音の回数、すなわち打撃の回数を計数し、打撃の回数をもとに締め付けトルクを計測すればよい。
また、加速度センサ172は例えば3軸の加速度センサからなり、工具本体20に加わる加速度を計測する。
記憶部18は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、又はEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などから選択されるデバイスで構成される。記憶部18は、電動工具10に個別に割り当てられた識別情報(アドレスなど)や、計測部17によって計測された作業結果情報などを記憶する。
電源部19は、電池パック181を電源として、制御部14などの電気回路に電動モータや供給する電力を生成する。
(2.2)管理装置30の説明
管理装置30は、図1Cに示すように、信号処理部31と、通信部32と、表示部33と、操作部34と、記憶部35とを備える。
信号処理部31は、CPUおよびメモリを有するコンピュータを備えている。CPUが記憶部35に格納されているプログラムを実行することによって、管理装置30の種々の機能が実現される。ここにおいて、プログラムは、記憶部35にあらかじめ記録されているが、インターネットなどの電気通信回線を通じて提供されてもよいし、メモリカードなどの記録媒体に記録されて提供されてもよい。
通信部32は、アンテナ321を介して電波を媒体とした無線通信を行う。通信部32の通信方式は、無線局の免許が不要な通信方式であるのが好ましく、電動工具10の通信部15と同じ通信方式であればよい。
表示部33は、液晶ディスプレイなどのディスプレイ装置である。
操作部34は、キーボード、マウス、ポインティングデバイスなどの入力装置からなる。
記憶部35は、例えばハードディスク装置などの外部記憶装置である。記憶部35には、電動工具10を用いて作業を行う場合の駆動部11の動作条件として、例えば締め付けトルクの設定値や、締め付け作業を行うボルトの本数などが記憶されている。また、記憶部35には、電動工具10から取得した作業結果情報(例えば、締め付けトルクの計測値や締め付け作業を行った回数の情報など)が記憶されている。
(2.3)中継装置40の説明
中継装置40は、図1Bに示すように、通信制御部41と、通信部42と、記憶部43とを備える。
通信制御部41は、CPUおよびメモリを有する組み込みのコンピュータを備えている。CPUがメモリに格納されているプログラムを実行することによって、中継装置40の種々の機能が実現される。ここにおいて、プログラムは、コンピュータのメモリにあらかじめ記録されているが、インターネットなどの電気通信回線を通じて提供されてもよいし、メモリカードなどの記録媒体に記録されて提供されてもよい。
通信部42は、アンテナ421を介して電波を媒体とした無線通信を行う。通信部42の通信方式は、無線局の免許が不要な通信方式であるのが好ましく、電動工具10の通信部15及び管理装置30の通信部32と同じ通信方式であればよい。
記憶部43は、ROM、RAM、又はEEPROMなどから選択されるデバイスで構成される。記憶部43は、中継装置40に割り当てられた識別情報(アドレスなど)や、電動工具10から受信した作業結果情報などを記憶する。
(2.4)動作説明
以下に、本実施形態の電動工具10の動作を制御する。
使用者が電動工具10の電源スイッチをオンにすると、制御部14が動作を開始し、制御部14が、操作部12からの入力信号と、検知部13による検知結果とに基づいて、駆動部11の動作状態を設定する。
本実施形態では駆動部11の動作状態として、作業状態と、待機状態と、停止状態との3つの動作状態がある。作業状態とは、駆動部11が工具(ソケット24)を駆動する状態である。待機状態とは、駆動部11の動作が禁止されていない状態で、駆動部11が動作していない状態である。停止状態とは、電動工具10が使用されていない状態で、駆動部11の動作が禁止されている状態である。
制御部14は、表1に示すように、操作部12からの入力信号と、検知部13による検知結果とに基づいて、駆動部11の動作状態を、作業状態、待機状態、及び停止状態のいずれかに設定する。制御部14は、駆動部11の動作状態を、設定した動作状態に制御する。
制御部14は、検知部13によって非保持状態と検知されているときは、駆動部11の動作状態を停止状態に制御する。制御部14は、停止状態では、操作部12からの入力信号の有無にかかわらず、駆動部11の動作を停止させる。なお、停止状態は、電動工具10が使用者によって持たれていない状態であり、例えば作業現場又は保管場所に置かれている状態や、使用者がベルトに電動工具を引っ掛けて保持している状態である。
制御部14は、検知部13によって保持状態と検知されているときに、操作部12からの入力信号があると、つまり使用者によって操作部12が操作されると、駆動部11の動作状態を作動状態に制御する。制御部14は、作動状態では、駆動部11を動作させて駆動部11に工具(ソケット24)を動作させる。制御部14は、作動状態において、管理装置30から取得した設定情報(例えば締め付けトルクの設定値など)にしたがって駆動部11を動作させてもよい。なお、作動状態は、使用者が電動工具10を持って操作部12を操作している状態であり、使用者が電動工具10を用いて締め付け作業を行う状態である。
制御部14は、検知部13によって保持状態と検知されているときに、操作部12からの入力信号がなければ、つまり使用者によって操作部12を操作されていなければ、駆動部11の動作状態を待機状態に制御する。制御部14は、待機状態では、駆動部11を停止させている。なお、待機状態は、使用者が電動工具10を持っているが、操作部12を操作していない状態であり、使用者が電動工具10を持って移動している状態か、使用者が電動工具10を持って作業を行う準備をしている状態である。
このように、本実施形態の制御部14は、操作部12からの入力信号と、検知部13による検知結果とに基づいて設定される動作状態に、駆動部11の動作状態を制御している。したがって、使用者は、駆動部11の動作状態を設定するために、グリップ部21を手で掴む動作と、工具を回転させるためにトリガスイッチ121を引く操作以外に、別の操作を行う必要が無く、操作の手間を軽減できる。従来の電動工具では、電動モータの回転を禁止するためのスイッチが設けられ、このスイッチを操作することで、保管時などにトリガスイッチに物が当たった場合に電動モータ(工具)が回転しないようにしている。この場合、使用者は電動モータの回転を禁止するためのスイッチを操作する必要があり、操作を忘れると、トリガスイッチに物が当たるなどして電動モータが勝手に回転する可能性がある。本実施形態の電動工具10では、制御部14によって駆動部11の動作状態が停止状態に設定された場合、制御部14は、操作部12からの入力信号の有無にかかわらず、駆動部11の動作を停止させるので、使用者が意図せずに駆動部11が動作する可能性を低減できる。
また、制御部14が、駆動部11の動作状態を作業状態に制御すると、駆動部11が工具を駆動して、ボルトの締め付け作業を行う。制御部14は、駆動部11が作業状態で動作しているときに、所定のサンプリング周期で加速度センサ172から取り込んだ計測結果と、トルク計測部171の計測結果とを、作業結果情報として記憶部18に記憶させてもよい。また、制御部14は、駆動部11が作業状態で動作しているときに、所定のサンプリング周期で検知部13から取り込んだ力センサ131の計測結果を、作業結果情報として記憶部18に記憶させてもよい。
また、制御部14は、駆動部11の動作状態を待機状態又は停止状態に制御したときに、管理装置30から設定情報を受信する受信動作、及び、作業結果情報を管理装置30に送信する送信動作の少なくとも一方を通信部15に行わせてもよい。
ここで、制御部14が、待機状態又は停止状態において、作業結果情報を管理装置30に送信する送信動作を通信部15に行わせる動作について説明する。
制御部14は、待機状態又は停止状態において、管理装置30に送信していない作業結果情報と識別情報とを記憶部18から読み出し、記憶部18から読み出した作業結果情報と識別情報とを含めた送信データを通信部15から中継装置40へ送信させる。
中継装置40の通信部42は電動工具10から送信された送信データを受信する。通信部42が電動工具10からの送信データを受信すると、通信制御部41は送信データに含まれる作業結果情報を記憶部43に記憶させる。ここで、電動工具10からの送信データには送信元の電動工具10の識別情報が含まれており、通信制御部41は、送信データに含まれる作業結果情報を、電動工具10ごとに記憶部43に記憶させる。
中継装置40の通信制御部41は、例えばあらかじめ設定された送信時刻になると、記憶部43から未送信の作業結果情報のデータを読み出し、読み出した作業結果情報と当該作業結果情報の送信元の電動工具10の識別情報とを含めた送信データを作成する。そして、通信制御部41は、作成した送信データを通信部42から管理装置30に送信させる。なお、中継装置40は、電動工具10から作業結果情報を含む送信データを受信するごとに、受信した作業結果情報のデータを管理装置30に送信させてもよい。
管理装置30の通信部32が、中継装置40からの送信データを受信すると、信号処理部31は、送信データに含まれる作業結果情報を記憶部35に記憶させる。ここで、中継装置40からの送信データには作業結果情報の送信元の電動工具10の識別情報が含まれているので、信号処理部31は、送信データに含まれる作業結果情報を、電動工具10ごとに記憶部35に記憶させる。このように、管理装置30の記憶部35には、電動工具10ごとに作業結果情報が記憶されているので、管理装置30では、電動工具10ごとに、作業結果情報から電動工具10を用いて行われた作業が適正であったか否かを判定することができる。
次に、制御部14が、待機状態又は停止状態において、管理装置30から設定情報を受信する受信動作を通信部15に行わせる動作について説明する。
制御部14は、駆動部11の動作状態を待機状態及び停止状態のいずれかに制御したときに、設定情報を要求する要求信号と識別情報とを含めた送信データを通信部15から中継装置40へ送信させる。
電動工具10から送信された送信データは中継装置40によって受信される。中継装置40の通信部42が、電動工具10からの送信データを受信すると、通信制御部41は、受信した要求信号と識別情報とを含めた送信データを作成し、この送信データを通信部42から管理装置30へ送信させる。
管理装置30の通信部32が中継装置40からの送信データを受信すると、信号処理部31は、中継装置40からの送信データに含まれる要求信号と識別情報とをもとに、要求元の電動工具10による今後の作業内容に応じた設定情報を作成する。この設定情報には、例えば、ボルトの締め付けトルクの設定値の情報が含まれる。
管理装置30の信号処理部31は、設定情報と、要求元の電動工具10の識別情報とを含めた送信データを作成し、その送信データを通信部32から中継装置40へ送信させる。
中継装置40の通信部42が管理装置30からの送信データを受信すると、通信制御部41は送信データに含まれる設定情報を、要求元の電動工具10宛てに通信部42から送信させる。要求元の電動工具10の通信部15が、中継装置40からの送信データを受信すると、制御部14は、送信データに含まれる設定情報を記憶部18に記憶させる。
制御部14は、記憶部18に記憶させた設定情報にしたがって、以後の締め付け作業を行う。すなわち、制御部14は、操作部12からの入力信号と検知部13の検知結果とに応じて駆動部11の動作状態を作業状態に制御した場合、記憶部18に記憶させた設定情報にしたがって駆動部11の動作を制御する。これにより、電動工具10は、待機状態又は停止状態で、管理装置30から受信した設定情報にしたがって、作業状態での駆動部11の動作を制御することができる。
ところで、駆動部11が電動モータを駆動している状態では、電動モータなどから発生する電磁ノイズによって、通信部15と外部(例えば中継装置40など)との間で正常に無線通信を行えない可能性がある。本実施形態では、電動工具10の制御部14は、駆動部11が停止している待機状態又は停止状態で、作業結果情報の送信動作及び設定情報の受信動作を通信部15に行わせているので、通信エラーが発生する可能性が低下する、という利点がある。
上述のように、本実施形態の電動工具管理システム1では、電動工具10が管理装置30に作業結果情報を送信しているので、管理装置30の信号処理部31は、電動工具10から取得した作業結果情報を用いて作業内容を分析することができる。
作業結果情報には、トルク計測部171及び加速度センサ172の計測結果の情報と、力センサ131の計測結果の情報とが含まれている。
管理装置30の信号処理部31は、例えば、電動工具10から取得した作業結果情報と、電動工具10に送信した設定情報とを比較することによって、電動工具10を用いて行われた作業が適正な作業であったか否かを判断する。管理装置30の信号処理部31は、作業結果情報に含まれる締め付けトルクの情報(実績値)と、締め付けトルクの設定値とを比較することで、締め付けトルクの実績値が設定値の許容範囲内か否かを判断する。
また、管理装置30の信号処理部31は、電動工具10から取得した加速度センサ172の計測結果の情報をもとに、使用者が電動工具10を使いこなせているか否かを判断することもできる。使用者の筋力に比べて電動工具10の出力が過大であると、電動工具10を用いてねじ締め作業を行う場合に、使用者が電動工具10のパワーに負けて、工具本体20が回転してしまう可能性がある。したがって、管理装置30の信号処理部31は、駆動部11が動作中の加速度センサ172の計測結果をもとに、工具本体20の回転を検知すると、電動工具10が使用者の能力に適合していないと判断して、判断結果を表示部33に出力する。なお、管理装置30の信号処理部31は、電動工具10が使用者の能力に適合しているか否かを判断した結果を、通信部32から中継装置40を経由して携帯端末50(図3参照)に送信してもよい。携帯端末50は、電動工具10の使用者、又は作業を監督する監督者が使用する携帯端末(スマートフォンなど)であり、電動工具10の使用者や監督者は携帯端末50を用いて判断結果を把握することができる。
また、管理装置30の信号処理部31は、電動工具10から取得した力センサ131の計測結果の情報をもとに、電動工具10の使用者が被る振動や負荷力を監視してもよい。管理装置30の信号処理部31は、力センサ131の計測結果の情報をもとに、電動工具10の使用者が被る振動や負荷力を計測でき、この計測結果を労働安全衛生の向上に利用できる。
また、電動工具10の制御部14は、中継装置40から受信する電波の受信信号強度が、あらかじめ設定された基準レベルよりも小さくなると、警戒状態に切り替わり、警報を発するように構成されてもよい。中継装置40の通信部42は定期的に電波(ビーコン)を送信しており、中継装置40から送信された電波は電動工具10の通信部15によって受信される。電動工具10の通信部15は受信した電波の受信信号強度を計測する機能を備えている。電動工具10の制御部14は、中継装置40から受信した電波の受信信号強度が第1基準レベル以上であれば、電動工具10が第1エリアA1(図3において符号A1が付された円の内側の領域)に存在すると判断する。電動工具10の制御部14は、中継装置40から受信した電波の受信信号強度が第1基準レベル未満になると、電動工具10が第1エリアA1の外側に移動したと判断する。また、電動工具10の制御部14は、中継装置40から受信した電波の受信信号強度が第2基準レベル未満になると、電動工具10が第2エリアA2(図3において符号A2が付された円の内側の領域)の外側に移動したと判断する。なお、第1エリアA1は、電波の受信信号強度が第1基準レベル以上になるエリアであり、電動工具10が通常使用されるエリアである。第2エリアA2は、電波の受信信号強度が第2基準レベル以上になるエリアである。例えば、電動工具101が図3の位置P1に存在する場合、電動工具101の通信部15が受信した電波の受信信号強度は第1基準レベル以上になり、電動工具101の制御部14は、電動工具101が第1エリアA1に存在すると判断する。また、電動工具101が図3の位置P2に存在する場合、電動工具101の通信部15が受信した電波の受信信号強度は第2基準レベルよりも小さくなり、電動工具101の制御部14は、電動工具101が第2エリアA2の外側に存在すると判断する。
電動工具10の制御部14は、中継装置40から受信する電波の受信信号強度が第1基準レベル未満になると、第1エリアA1の外側に移動したと判断し、警戒状態で動作する。電動工具10の制御部14は、警戒状態において、表示部16を点滅させたり、内蔵のブザー(図示せず)を鳴動させたり、内蔵の振動モータ(図示せず)を振動させるなどして、第1エリアA1の外側に移動したことを報知する。
電動工具10の制御部14は、中継装置40から受信する電波の受信信号強度が第2基準レベル未満になると、第2エリアの外側に移動したと判断し、盗難報知状態で動作する。電動工具10の制御部14は、盗難報知状態において、表示部16を点滅させたり、ブザー(図示せず)をより大きな音量で鳴動させたり、振動モータをより大きく振動させるなどして、第2エリアA2の外側に移動したことを報知する。
このように、電動工具10の制御部14は、通信部15が受信した電波の受信信号強度をもとに、電動工具10があらかじめ設定された使用領域(第1エリアA1)の外側に移動したと判断すると、警戒状態で動作する。電動工具10の制御部14は、警戒状態において、報知部(表示部16やブザーなど)に報知動作を行わせており、使用領域の外側に持ち出されたことを報知しているので、電動工具10が盗難されにくくなる。
なお、電動工具10の制御部14は、電動工具10に内蔵されたGPS(Global Positioning System)受信機(図示せず)で現在位置を把握してもよい。電動工具10の制御部14は、GPS受信機で把握した現在位置が第1エリアA1の外側であると判断すると、警戒状態で動作し、GPS受信機で把握した現在位置が第2エリアA2の外側であると判断すると、盗難報知状態で動作してもよい。
また、電動工具10の制御部14は、第1エリアA1の外側に移動したと判断すると、通信部15から管理装置30に、第1エリアA1の外側に移動したことを通知する通知信号を送信させてもよい。管理装置30は、電動工具10から中継装置40を経由して通知信号を受信すると、電動工具10が第1エリアA1の外側に移動したことを表示部33に表示させる。管理装置30は、電動工具10から中継装置40を経由して通知信号を受信すると、電動工具10が第1エリアA1の外側に移動したことを示す情報を携帯端末50に送信させてもよい。この場合、管理装置30は、第1エリアA1や第2エリアA2に設置されたスピーカ(図示せず)から警告音や警告メッセージを出力させることができ、電動工具10が盗難されにくくなる。
また、管理装置30は、電動工具10から中継装置40を経由して通知信号を受信した後に、この電動工具10と通信ができなくなると、電動工具10が盗難されたと判断して、電動工具10の盗難を表示部33に表示させたり、携帯端末50に通知したりしてもよい。
(3)変形例
以下に、実施形態1の変形例に係る電動工具10及び電動工具管理システム1を列記する。なお、以下に説明する変形例の各構成は、上記実施形態で説明した各構成と適宜組み合わせて適用可能である。
本実施形態の電動工具10は例えば電動式のインパクトレンチであるが、電動工具10は電動式のインパクトレンチに限定されない。電動工具10は、電動式のインパクトドライバーでもよいし、打撃力を与えるタイプではない電動ドリルドライバーや電動式のトルクレンチでもよい。本実施形態では、電動工具10の出力軸に、ボルトを回転させるためのソケット24が取り付けられているが、電動工具10の出力軸には作業内容に応じた工具(先端工具)が取り付けられる。先端工具には、ソケット24の他に、ネジの締め付け作業に用いられるプラスビット、マイナスビットや、穴開け作業に用いられるドリル、ホルソーなどがある。
本実施形態では、使用者が電動工具10を片手で操作可能なので、工具本体20にはグリップ部21が1つしか設けられていないが、両手で操作される電動工具などでは、工具本体20に複数のグリップ部21が設けられている。この場合、複数のグリップ部21に複数の力センサ131が設けられていればよい。検知部13は、複数の力センサ131の検出結果が全て閾値未満であれば、非保持状態であると検知し、複数の力センサ131のうち少なくとも1つの力センサの検出結果が閾値以上であれば、保持状態であると検知する。また、制御部14は、複数の力センサ131の検出結果が閾値以上であれば、電動工具10を用いた作業状態であると判断でき、1つの力センサ131の検出結果のみが閾値以上であれば、電動工具10を搬送している状態であると判断できる。
電動工具10の力センサ131はシート状に形成された圧力センサであるが、グリップ部21に加えられる力を検出できるのであれば、歪みセンサなどで構成されていてもよい。
本実施形態の電動工具管理システム1は、電動工具10と管理装置30との通信を中継する中継装置40を備えているが、管理装置30と電動工具10とが直接通信できれば、中継装置40は無くてもよい。つまり、中継装置40は電動工具管理システム1の必須の構成ではなく、適宜省略が可能である。
(実施形態2)
実施形態2に係る電動工具10Aについて図4を参照して説明する。
実施形態2の電動工具10Aは、図4に示すように、実施形態1の電動工具10の構成に加えて、音声認識合成部25と、スピーカ251と、マイク252とを備えている。なお、音声認識合成部25、スピーカ251、マイク252以外は、実施形態1の電動工具10と同様の構成であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
音声認識合成部25は、音声合成機能と音声認識機能とを備えた専用のIC(Integrated Circuit)からなる。音声認識合成部25は、音声データを合成してスピーカ251から出力させる。マイク252に入力された音声は、マイク252によって電気信号に変換される。音声認識合成部25は、マイク252から入力される電気信号をもとに音響モデルを作成し、マイク252に入力された音声の内容を認識する処理を行う。
電動工具10Aの制御部14は、操作部12からの入力信号と、検知部13による検知結果とに基づいて、駆動部11の動作状態を変更すると、動作状態が変更されるタイミングであらかじめ設定された音声メッセージを作成して、スピーカ251から出力させる。これにより、電動工具10Aの制御部14は、駆動部11の動作状態が変更されるタイミングで、そのときの動作状態に応じた音声メッセージを出力することができる。
例えば、使用者が電動工具10Aのグリップ部21を掴むことによって、制御部14が、駆動部11の動作状態を停止状態から待機状態に変更すると、音声認識合成部25に音声メッセージを作成させて、スピーカ251から出力させる。駆動部11の動作状態が停止状態から待機状態に変更された場合、制御部14は、使用者への挨拶と、作業内容を伝える音声メッセージを音声認識合成部25に作成させて、スピーカ251から出力させればよい。例えば、スピーカ251から「今日もがんばりましょう」という挨拶に続いて、「M8、30Nです」のように作業内容を伝える音声メッセージが出力されればよく、電動工具10Aの使用者に、これから行う作業内容を知らしめることができる。
また、使用者が操作部12を操作して締め付け作業を行った後に、操作部12から指を離すと、電動工具10Aの制御部14が、駆動部11の動作状態を作動状態から待機状態に変更する。この場合、電動工具10Aの制御部14は、作業結果を伝える音声メッセージを音声認識合成部25に作成させて、スピーカ251から出力させればよい。電動工具10Aの制御部14は、計測部17によって計測された作業結果情報と、作業内容の設定情報とをもとに、作業の良否を判断して、作業結果を伝える音声メッセージを音声認識合成部25に作成させて、スピーカ251から出力させればよい。例えば、スピーカ251から「なかなかいいね」、「M8、30N、良好」という音声メッセージが出力されればよく、電動工具10Aに使用者に対して作業の良否を伝えることができる。なお、制御部14は、作業の良否を例えば5段階で評価して、その評価結果を伝える音声メッセージを音声認識合成部25に作成させてもよく、電動工具10Aの使用者に対して作業の良否をより具体的に伝えることができる。
また、使用者が電動工具10Aのグリップ部21を掴んだ後に、マイク252に話しかけると、使用者の発した言葉が音声認識合成部25によって認識されて、制御部14に出力される。例えば使用者が「次の作業はなに」と電動工具10Aのマイク252に話しかけると、音声認識合成部25が使用者の発した言葉を認識して、制御部14に出力する。制御部14には、使用者の問いかけに対する応答メッセージがあらかじめ登録されている。制御部14は、「次の作業はなに」との問いかけに対しては、次の作業の設定情報を記憶部18から読み出し、作業内容を伝える音声メッセージを音声認識合成部25に作成させ、スピーカ251から出力させる。
このように、電動工具10Aの制御部14には、作業者の発する言葉に対応した応答メッセージが複数通り登録されており、電動工具10Aと使用者との間で簡単な会話が行えるように構成されている。
なお、実施形態2で説明した構成は、電動工具に必須の構成ではなく適宜省略が可能である。実施形態2で説明した構成は、実施形態1で説明した構成(変形例を含む)と適宜組み合わせて適用である。
以上説明したように、第1の態様の電動工具10,10Aは、駆動部11と、操作部12と、検知部13と、制御部14とを備えている。駆動部11は工具(ソケット24など)を駆動する。操作部12は、駆動部11を動作させるための操作を受け付ける。検知部13は、工具本体20が使用者によって持たれている保持状態であるか、工具本体20が使用者によって持たれていない非保持状態であるかを検知する。制御部14は、駆動部11の動作状態を、操作部12からの入力信号と検知部13による検知結果とに基づいて設定される動作状態に制御する。
第1の態様によれば、使用者が電動工具10,10Aを用いて作業を行うために、使用者が工具本体20を持って操作部12を操作すると、制御部14は、駆動部11の動作状態を、操作部12からの入力信号と検知部13による検知結果とに基づいて設定される動作状態に制御することができる。したがって、使用者が工具本体20を持つ操作と、使用者が駆動部11を動作させるために行う操作部12の操作との他に何らかの操作を行う必要が無く、操作の手間を軽減することができる。
第2の態様の電動工具では、第1の態様において、制御部14は、操作部12からの入力信号と検知部13による検知結果とに基づいて、駆動部11の動作状態を、作業状態、待機状態、停止状態のいずれかに制御するように構成されてもよい。作業状態は、駆動部11に工具を駆動させる状態である。待機状態は、保持状態において駆動部11を停止させる状態である。停止状態は、非保持状態において駆動部11を停止させる状態である。
第2の態様によれば、使用者に操作の負担をかけることなく、駆動部11の動作状態を、作業状態、待機状態、停止状態のいずれかに制御することができる。
第3の態様の電動工具では、第2の態様において、工具による作業結果に関する作業結果情報を取得する取得部(計測部17)と、管理装置30との間で通信を行う通信部15とを、更に備えてもよい。制御部14は、駆動部11の動作状態を待機状態又は停止状態に制御したときに、受信動作及び送信動作の少なくとも一方を通信部15に行わせるように構成されてもよい。受信動作とは、駆動部11の動作条件を設定するための設定情報を管理装置30から受信する動作である。送信動作とは、取得部によって取得された作業結果情報を管理装置30に送信する動作である。
第3の態様によれば、制御部14が駆動部11の動作状態を待機状態又は停止状態に制御したときに、通信部15が受信動作、送信動作を行うから、駆動部11の発するノイズが少ない状態で通信を行うことができ、通信エラーが発生しにくいという利点がある。
第4の態様の電動工具では、第1~第3のいずれか1つの態様において、工具本体20には使用者が持つ部分となるグリップ部21が設けられていればよい。検知部13は、グリップ部21に設けられてグリップ部21に加えられる力を計測する力センサ131を有していてもよい。検知部13は、力センサ131の計測結果をもとに保持状態を検知するように構成されていればよい。
第4の態様によれば、力センサ131が、グリップ部21に加えられる力の大きさを計測することによって、保持状態か非保持状態かを検知できる。
第5の態様の電動工具では、第4の態様において、工具本体20には複数のグリップ部21が設けられていればよい。検知部13は、複数のグリップ部21にそれぞれ設けられた複数の力センサ131を有していてもよい。検知部13は、複数の力センサ131の計測結果をもとに保持状態を検知するように構成されていればよい。
第5の態様によれば、検知部13は、複数の力センサ131の計測結果をもとに、工具本体20が保持されている状態をより細かく検知できる。
第6の態様の電動工具管理システム1は、第1~第5のいずれか1つの態様の電動工具10,10Aと、電動工具10,10Aによる作業内容を管理する管理装置30とを備える。
第6の態様によれば、操作の手間を軽減することが可能な電動工具10,10Aを備えた電動工具管理システム1を提供できる。