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技術 電動工具

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 宮崎博
出願日 2011年6月22日 (8年4ヶ月経過) 出願番号 2011-137913
公開日 2013年1月7日 (6年10ヶ月経過) 公開番号 2013-000874
状態 特許登録済
技術分野 携帯用動力工具一般
主要キーワード 締め始め 新タイプ 停動トルク 電動レンチ 遠隔操作器 締め付け部材 電動ドライバー 引き量
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年1月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

ユーザの手元に渡った後もユーザの好みに応じた動作特性、あるいは改善された動作特性への変更を容易に行うことができるものとする。

解決手段

動力源としてのモータ11と、このモータ11の動作をスイッチング素子13を介して制御する制御部10と、パーソナルコンピュータ3との間の通信のための外部通信部15と、モータ制御パラメータを格納した不揮発性メモリ14を備える。上記制御部10は、上記パーソナルコンピュータ3との接続で上記メモリ14に格納された上記パラメータを書き換え書き換え機能を備える。

概要

背景

電動工具において、その動作特性の変更、例えば締め付けトルクの変更を外部の遠隔操作器からの指令に応じて変更することができるようにしたものが特許文献1に示されている。この変更は、電動工具側に予め設定されている複数の選択肢の中で行う。

一方、ユーザが購入してユーザの手元に渡った後も、ユーザの方で好みに応じて動作特性、特に操作感に関するパラメータを変更してカスタマイズしたいというニーズは多い。

しかし、上記特許文献1に示されたものでは、予め設定されている複数の選択肢の中での変更しか行えないために、ユーザの仕事内容や好みに応じたカスタマイズには応ずることができない。また、ユーザによる操作感の好みは多岐にわたるために、操作感に関するパラメータを画一的に決めることは難しい。

さらには、商品化しユーザの手元に届いた後に、ユーザの声を元に供給者側(メーカ側)で改善した内容があっても、既にユーザの手元にある電動工具には反映させることができない。

概要

ユーザの手元に渡った後もユーザの好みに応じた動作特性、あるいは改善された動作特性への変更を容易に行うことができるものとする。動力源としてのモータ11と、このモータ11の動作をスイッチング素子13を介して制御する制御部10と、パーソナルコンピュータ3との間の通信のための外部通信部15と、モータ制御のパラメータを格納した不揮発性メモリ14を備える。上記制御部10は、上記パーソナルコンピュータ3との接続で上記メモリ14に格納された上記パラメータを書き換え書き換え機能を備える。

目的

本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、ユーザの手元に渡った後もユーザの好みに応じた動作特性、あるいは改善された動作特性への変更を容易に行うことができる電動工具を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

動力源としてのモータと、このモータの動作をスイッチング素子を介して制御する制御部と、パーソナルコンピュータとの間の通信のための外部通信部とを備えるとともに、モータ制御パラメータを格納した不揮発性メモリを備えており、上記制御部は、上記パーソナルコンピュータとの接続で上記メモリに格納された上記パラメータを書き換え書き換え機能を備えていることを特徴とする電動工具

請求項2

上記制御部はインターネット上のウェブサーバに接続された上記パーソナルコンピュータを介して上記ウェブサーバから書き換え用のパラメータを取得するものであることを特徴とする請求項1記載の電動工具。

請求項3

上記制御部は、上記パーソナルコンピュータを介して上記ウェブサーバに上記メモリ内にあらかじめ記録されたシリアル番号を送信するものであり、上記書き換え用のパラメータは上記ウェブサーバに予め登録されたユーザ情報中のシリアル番号と、送信されたシリアル番号とが一致する時のみウェブサーバから供給されるものであることを特徴とする請求項2記載の電動工具。

請求項4

上記外部通信部は、制御部のファームウェアの書き換え機能を有するとともに、書き換え用ファームウェアは上記ウェブサーバから供給を受けるものであることを特徴とする請求項2または3記載の電動工具。

請求項5

上記制御部は、送信したシリアル番号が上記ウェブサーバ側で盗難届けが登録されているシリアル番号と一致すると判断された時、所定の盗難処理を行うことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の電動工具。

請求項6

上記書き換え用のパラメータは、電動工具本体が備えるトリガスイッチ操作量に対するモータの回転数立ち上がりカーブ及び最高回転数であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電動工具。

請求項7

上記書き換え用のパラメータは、ブラシレスモータに対する通電角進角量の少なくとも一方であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電動工具。

技術分野

0001

本発明は、電動工具に関するものである。

背景技術

0002

電動工具において、その動作特性の変更、例えば締め付けトルクの変更を外部の遠隔操作器からの指令に応じて変更することができるようにしたものが特許文献1に示されている。この変更は、電動工具側に予め設定されている複数の選択肢の中で行う。

0003

一方、ユーザが購入してユーザの手元に渡った後も、ユーザの方で好みに応じて動作特性、特に操作感に関するパラメータを変更してカスタマイズしたいというニーズは多い。

0004

しかし、上記特許文献1に示されたものでは、予め設定されている複数の選択肢の中での変更しか行えないために、ユーザの仕事内容や好みに応じたカスタマイズには応ずることができない。また、ユーザによる操作感の好みは多岐にわたるために、操作感に関するパラメータを画一的に決めることは難しい。

0005

さらには、商品化しユーザの手元に届いた後に、ユーザの声を元に供給者側(メーカ側)で改善した内容があっても、既にユーザの手元にある電動工具には反映させることができない。

先行技術

0006

特開2009−56555号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、ユーザの手元に渡った後もユーザの好みに応じた動作特性、あるいは改善された動作特性への変更を容易に行うことができる電動工具を提供することを課題とするものである。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、動力源としてのモータと、このモータの動作をスイッチング素子を介して制御する制御部と、パーソナルコンピュータとの間の通信のための外部通信部とを備えるとともに、モータ制御のパラメータを格納した不揮発性メモリを備えており、上記制御部は、上記パーソナルコンピュータとの接続で上記メモリに格納された上記パラメータを書き換え書き換え機能を備えていることに特徴を有している。

0009

この場合、上記制御部はインターネット上のウェブサーバに接続された上記パーソナルコンピュータを介して上記ウェブサーバから書き換え用のパラメータを取得するものを好適に用いることができる。

0010

上記制御部は、上記パーソナルコンピュータを介して上記ウェブサーバに上記メモリ内にあらかじめ記録されたシリアル番号を送信するものであり、上記書き換え用のパラメータは上記ウェブサーバに予め登録されたユーザ情報中のシリアル番号と、送信されたシリアル番号とが一致する時のみウェブサーバから供給されるものであってもよい。

0011

また、上記外部通信部は、制御部のファームウェアの書き換え機能を有するとともに、書き換え用ファームウェアは上記ウェブサーバから供給を受けるものであってもよい。

0012

さらに上記制御部は、送信したシリアル番号が上記ウェブサーバ側で盗難届けが登録されているシリアル番号と一致すると判断された時、所定の盗難処理を行うものとしてもよい。

0013

上記書き換え用のパラメータとしては、電動工具本体が備えるトリガスイッチ操作量に対するモータの回転数立ち上がりカーブ及び最高回転数、あるいはブラシレスモータに対する通電角進角量の少なくとも一方を用いることができる。

発明の効果

0014

本発明においては、ユーザが購入し手元に渡った後も、ユーザの方で、容易に好みに応じて操作感につながる動作特性に関するパラメータを更新して、カスタマイズすることができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の実施の形態の一例におけるフローチャートである。
同上のブロック図である。
(a)(b)(c)は同上の変更可能な動作特性の一例の説明図である。
同上のパラメータテーブルの一例の説明図である。
(a)(b)は通電角と動作特性及び進角量と動作特性の相関の説明図である。

実施例

0016

本発明の実施の形態の一例を図に基づいて詳述すると、図2において、図中1は電動工具本体、2は電動工具本体1に着脱自在に装着されて電動工具本体1に電源を供給する電池パックである。

0017

DCブラシモータであるモータ11を動力源とする電動工具本体1は、トリガスイッチ12の操作量に応じてスイッチング素子13を介してモータ11のオンオフ及び回転数を制御する制御部10を備えているとともに、該制御部10は、トリガスイッチ12の操作量に対するモータ11の回転数の例えばPWM制御による増減についてのパラメータを収めた不揮発性のメモリ14が接続もしくは内蔵されている。

0018

また、電動工具本体1は外部通信部15を備えている。この外部通信部15は、上記制御部10を外部のパーソナルコンピュータ3に接続するためのもので、USBやRS232C等のシリアルインターフェースで構成されており、制御部10は外部通信部15を介してパーソナルコンピュータ3との間で通信を行う。

0019

上記パーソナルコンピュータ3は、電動工具本体1内の制御部10を、インターネット回線を通じて供給者側(メーカ側)が用意したウェブサーバ(ホームページ)4に接続するためのもので、上記ウェブサーバ4では電動工具本体1のモータ11の駆動に関するパラメータの変更の選択や制御のソフトウエア(ファームウェア)の最新版をユーザがダウンロード可能としている。

0020

また、ここではウェブサーバ4にユーザ認証ページを設けており、図1に示すように、パーソナルコンピュータ3をウェブサーバ4に接続すれば、登録ユーザに対して発行したID及びパスワードによる認証をユーザ側に対して行う。

0021

そして認証されたユーザによる接続であることが確認されたならば、上記ウェブサーバ4で稼働するプログラムは、電動工具本体1をパーソナルコンピュータ3に接続することを促し、この接続がなされたならば、電動工具本体1のメモリ14に格納されている情報を読み出してウェブサーバ4側に転送することをパーソナルコンピュータ3に対して指示する。

0022

これはメモリ14に予め電動工具本体1のシリアル番号を記録しておき、このシリアル番号を読み出すことで、ウェブサーバ4側において盗難届けが出されている電動工具本体1かどうかを識別するためのステップであって、盗難届けが出されているシリアル番号と一致する場合は、接続者IPアドレス情報等とともに盗難通報警察側に送出する。電動工具本体1を動作不能とするための信号をパーソナルコンピュータ3を介して電動工具本体1に送出し、電動工具本体1の制御部10がこの信号を受けて、盗難処理として、モータ11駆動を常時禁止する状態に入るようにしてもよい。このような盗難処理は、盗難についての抑止効果を奏することになる。

0023

そして登録されているユーザ情報に含まれているシリアル番号と、パーソナルコンピュータ3を介して受信したシリアル番号とが一致する時、ウェブサーバ4は電動工具本体1についての複数種の動作特性の選択画面をユーザに対して提示する。そしてユーザが選択を行えば、ユーザが選択した動作特性のパラメータがパーソナルコンピュータ3にダウンロードされ、その後、書き換えを実行するか否かの選択をユーザに提示する。実行するが選択された場合、パーソナルコンピュータ3に対して、ダウンロードされたパラメータを電動工具本体1のメモリ14に書き込むことを指示する。そして書き込みが終了した時点で、ウェブサーバ4はユーザ情報の更新を行う。ユーザ情報の更新及びシリアル番号のチェックを行うことで、ユーザの個別認識を行うことができる上に、供給者側にしてみればユーザが指向する動作特性の把握、動作特性の変更履歴の把握等を行うことができるために、ユーザ毎のサービスを行うことができる。なお、シリアル番号については変更することができないようにしているのはもちろんである。

0024

ウェブサーバ4側で用意した複数種の動作特性が、上述のトリガスイッチ12の操作量に対するモータ11の回転数の例えばPWMデューティ制御による増減についてのパラメータである場合について説明すると、電動ドライバー電動レンチにおいては、通常、トリガスイッチ12を引けばモータ11がオンとなり、トリガスイッチ12の引き量(操作量)を大きくすればするほどモータ11の回転数を大きくし、トリガスイッチ12を最大限に引けば、モータ11を最高回転数で回転するという制御を行うのが通常であるが、この制御のためのトリガスイッチの操作量(ボリューム電圧)と回転数(スイッチング素子13の駆動デューティ比)のテーブルを上記メモリ14に記憶させておくとともに、このテーブルを書き換えることで、動作特性の変更を行うのである。

0025

図3(a)はトリガスイッチ12の操作量に対する回転数の増減が急なものを、図3(b)はトリガスイッチ12の操作量に対する回転数の増減が緩やかなものを示しており、さらに図3(c)はモータ11の出力(最高回転数)を制限したものを示している。回転数の増減が急なものは、たとえばボルト締めのように締め始めの時に調整の必要がない作業に適しており、回転数の増減を緩やかなものは、長いねじのねじ締めのように締め始めの時に調整の必要がある作業に適したものとなる。そしてモータ11の出力を制限することは、小さなねじの締め付けや、締め付け部材樹脂のように割れやすいものである時に有効である。もちろん、相手部材の種類やねじの大きさによって最適なモータ出力が異なるために、ウェブサーバ4では、上記のパラメータの他に、多様なパラメータを用意して、ユーザが選択できるようにしている。

0026

トリガスイッチ14の操作量に対する回転数の増減と、モータ出力の制限とを組み合わせたものを用意しておいてもよいのはもちろんであり、さらにはウェブサーバ4上において、ユーザ入力に応じたパラメータを生成して、このパラメータをメモリ14に書き込むことができるようにしてもよい。

0027

モータ11がブラシモータではなく、ブラシレスモータである場合は、次のような制御を行うことができるパラメータを用意しておくとよい。

0028

すなわち、3相のブラシレスモータの駆動については、UVW相のうちの1相は電流が流れない120°通電のほか、120°通電よりも通電期間を長くして転流の前後でオーバーラップ期間(この期間はUVW相全てに電流が流れる)を設けたオーバーラップ通電、さらには正弦波駆動などがあり、後者ほどモータの誘起電圧波形に近づくためにモータの出力や効率が向上する。なお、120°通電とオーバーラップ通電とでは、停動トルク付近においては120°通電に切り換える方が出力が高くなる。

0029

また、進角制御によっても出力や効率が変化する。進角無しまたは進角量が少ない時よりも進角が多い方が出力が向上する。さらに120°通電とオーバーラップ通電と正弦波駆動では後者の駆動法ほど進角制御による効果も大きくなる。オーバーラップ通電量とモータ出力とモータ効率モータ電流を関係を図5に、進角量とモータ出力とモータ効率とモータ電流を関係を図5に示す。なお、進角制御そのものについては、たとえば特開2003−200363号公報等において公知であるために、ここでは説明を省略する。

0030

上記駆動法や通電角や進角量を切り換えることで、モータ特性を、つまりは動作特性を変更することができることから、これら駆動法や通電角や進角量を動作特性のパラメータとしてもよい。このパラメータは、通常、効率と出力のバランスをみて設定しているが、作業内容によってはもっと出力が高いものが欲しい場合や、高い出力は不要であるが、消費電流が少なくて長時間駆動ができることを求める場合がある。このために、例えば図4に示すような回転数と通電角と進角量についてのテーブルをメモリ14に記憶して、このテーブルの内容に応じた動作を電動工具本体1が行うようにしておくとともに、回転数と通電角と進角量が異なる別テーブルをウェブサーバ4上に用意しておいて、ウェブサーバ4への接続時に、メモリ14上のテーブルをウェブサーバ4に用意されているものに書き換えることができるようにしておくのである。なお、通電角と進角量の一方だけを変更するものであってもよい。

0031

ウェブサーバ4上に予め用意したテーブルだけでなく、ユーザ入力によって新たなテーブルの作成とこのテーブルのメモリ14への書き込みを行うことができるようにしておいてもよい。

0032

マイクロコンピュータで構成される制御部12のファームウェアそのものを書き換えることができるようにしてもよい。この場合、外部通信部15としてマイクロコンピュータを備えたものを用いて、外部通信部15のマイクロコンピュータがパーソナルコンピュータ3との間の通信を担うとともに制御部12のファームウェアを書き換えるようにしておくのが好ましい。

0033

いずれにしてもファームウェアの書き換えも可能としておけば、電動工具本体1についてのユーザ側からのフィードバックに応じて改良された機能あるいは新たな機能を既にユーザの手元にある電動工具本体1に付加することも可能である。また、装着される電池パックに新タイプが出た時に、この新種の電池パックに応じた動作が得られるように電動工具本体1を調整することも可能である。

0034

1電動工具本体
2電池パック
3パーソナルコンピュータ
4ウェブサーバ
10 制御部
11モータ
13スイッチング素子
14メモリ
15外部通信部

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