特開 2024-127006 電動工具及び工具システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024127006

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】電動工具及び工具システム

(51)【国際特許分類】

   B25F 5/00 20060101AFI20240912BHJP

【ＦＩ】

B25F5/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023035823

(22)【出願日】2023-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】322003732

【氏名又は名称】パナソニック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村上 弘明

【テーマコード（参考）】

3C064

【Ｆターム（参考）】

3C064AA02

3C064AB02

3C064AC02

3C064BA04

3C064BA22

3C064BB89

3C064CA03

3C064CA06

3C064CA28

3C064CA41

3C064CA43

3C064CA53

3C064CA80

3C064CB08

3C064CB17

3C064CB62

3C064CB71

3C064EA02

(57)【要約】

【課題】電動工具を用いた作業を含む作業工程の改善を図る。
【解決手段】電動工具１は、作業部１１と、通信部１６と、電源部１８と、電流センサ１４１と、電圧センサ１４２と、を備えている。作業部１１は、モータ１１１の動力により作業対象に対する作業を行う。通信部１６は、作業部１１が行った作業に関する作業情報Ｄ１を、外部の通信装置２へ送信する。電源部１８は、電力消費部９に電力を供給する。電力消費部９は、モータ１１１及びモータ１１１の駆動を制御する駆動制御部１５１を含む。電流センサ１４１は、電力消費部９に供給される電流を測定する。電圧センサ１４２は、電力消費部９に印加される電圧を測定する。通信部１６は、更に、電流センサ１４１の測定結果及び電圧センサ１４２の測定結果に基づく電気情報Ｄ２を通信装置２へ送信する。電気情報Ｄ２は、電流情報と電圧情報とを含む、及び／又は電力情報を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータの動力により作業対象に対する作業を行う作業部と、
前記作業部が行った前記作業に関する作業情報を、外部の通信装置へ送信する通信部と、
前記モータ及び前記モータの駆動を制御する駆動制御部を含む電力消費部に、電力を供給する電源部と、
前記電力消費部に供給される電流を測定する電流センサと、
前記電力消費部に印加される電圧を測定する電圧センサと、を備え、
前記通信部は、更に、前記電流センサの測定結果及び前記電圧センサの測定結果に基づく電気情報を前記通信装置へ送信し、
前記電気情報は、
前記電流センサで測定される前記電流の測定値に関する電流情報と、前記電圧センサで測定される前記電圧の測定値に関する電圧情報と、を含む、及び／又は
前記電流センサで測定される前記電流の測定値と前記電圧センサで測定される前記電圧の測定値とに基づいて得られる電力値に関する電力情報を含む、
電動工具。

【請求項2】

前記電気情報は、前記電流センサで前記電流が測定された時間及び前記電圧センサで前記電圧が測定された時間に関する時間情報を更に含む、
請求項１に記載の電動工具。

【請求項3】

時刻を計時する計時部を更に備え、
前記電気情報は、前記電流センサで前記電流が測定された時刻及び前記電圧センサで前記電圧が測定された時刻に関する時刻情報を含む、
請求項２に記載の電動工具。

【請求項4】

前記通信部は、所定時間分の前記電気情報を一括で送信する機能を有する、
請求項２に記載の電動工具。

【請求項5】

前記モータの回転を検出する回転検出部を更に備え、
前記通信部は、前記回転検出部で前記モータが停止していると検出されている状態でのみ、前記電気情報を送信する、
請求項１に記載の電動工具。

【請求項6】

ユーザにより操作され、オンされている状態で前記駆動制御部へ操作信号を送信するトリガスイッチを更に備え、
前記駆動制御部は、前記操作信号に基づいて前記モータの動作を制御し、
前記通信部は、前記トリガスイッチがオフされている状態でのみ、前記電気情報を送信する、
請求項１に記載の電動工具。

【請求項7】

前記電気情報を記憶する記憶部を更に備える、
請求項１に記載の電動工具。

【請求項8】

前記電力消費部及び前記通信部が設けられている工具本体と、
前記電源部が設けられており、前記工具本体に着脱可能に取り付けられる電池パックと、を備え、
前記電流センサ及び前記電圧センサは、前記工具本体において、
前記電池パックに接続される接続部と前記電力消費部とをつなぐ電路に設けられている、又は
前記接続部に設けられている、
請求項１に記載の電動工具。

【請求項9】

請求項１に記載の電動工具と、
前記通信装置と、を備える、
工具システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に電動工具及び工具システムに関し、より詳細には、通信装置へ情報の送信が可能な電動工具、及び電動工具と通信装置とを含む工具システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、締付位置管理システムが記載されている。特許文献１に記載の締付位置管理システムは、締付工具であるトルクレンチと、締付位置情報を管理する管理装置とを備えている。

【0003】

トルクレンチのＣＰＵは、トルクレンチによって締付け作業を行った締付位置の検出処理を制御する。締付位置は、ＸＹＺ座標上で特定される。トルクレンチのＣＰＵは、トルクレンチを移動させた場合に、加速度センサと、ジャイロセンサと、地磁気センサと、から出力される信号に基づき、締付位置を特定し、その締付位置を示す締付位置情報を生成する。トルクレンチのＣＰＵは、締付位置情報を、アンテナを介して無線通信により外部に出力する。また、トルクレンチのＣＰＵは、締結部材を締付けた締付トルク値を、アンテナを介して無線通信により外部に出力する処理を制御する。

【0004】

管理装置は、トルクレンチから出力された締付位置情報を無線通信により取得し、取得した締付位置情報を管理する。また、管理装置は、トルクレンチが送信する締付トルク値も管理する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３－１８８８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の締付位置管理システムのような工具システムでは、工具を用いた作業を含む作業工程の、更なる改善が望まれる場合がある。

【0007】

本開示の課題は、作業工程の改善に寄与することが可能な電動工具及び工具システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様に係る電動工具は、作業部と、通信部と、電源部と、電流センサと、電圧センサと、を備える。前記作業部は、モータの動力により作業対象に対する作業を行う。前記通信部は、作業部が行った前記作業に関する作業情報を、外部の通信装置へ送信する。前記電源部は、電力消費部に電力を供給する。前記電力消費部は、前記モータ及び前記モータの駆動を制御する駆動制御部を含む。前記電流センサは、前記電力消費部に供給される電流を測定する。前記電圧センサは、前記電力消費部に印加される電圧を測定する。前記通信部は、更に、前記電流センサの測定結果及び前記電圧センサの測定結果に基づく電気情報を前記通信装置へ送信する。前記電気情報は、電流情報と電圧情報とを含む、及び／又は電力情報を含む。前記電流情報は、前記電流センサで測定される前記電流の測定値に関する情報である。前記電圧情報は、前記電圧センサで測定される前記電圧の測定値に関する情報である。前記電力情報は、前記電流センサで測定される前記電流の測定値と前記電圧センサで測定される前記電圧の測定値とに基づいて得られる電力値に関する情報である。

【0009】

本開示の一態様に係る工具システムは、前記電動工具と、前記通信装置と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、作業工程の改善に寄与することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、一実施形態の工具システムのブロック図である。

【図2】図２は、同上の工具システムの概略的なシステム構成図である。

【図3】図３は、同上の工具システムに用いられる電動工具の一例を示す概略図である。

【図4】図４は、同上の電動工具の動作を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示に関する好ましい実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態において互いに共通する要素には同一符号を付しており、共通する要素についての重複する説明は省略する場合がある。以下の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本開示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。本開示において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さのそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

【0013】

図１に示すように、本実施形態の工具システム１０は、電動工具１と、通信装置２と、を備えている。

【0014】

（１）電動工具
電動工具１は、作業対象に対する作業を行う装置である。電動工具１は、例えば、工場又は建築現場等で使用される、事業者向けの工具である。

【0015】

電動工具１は、例えば、工場又は建築現場において、設計図面又は作業指図書等にしたがって、複数の締結部品を用いて取付対象を被取付部材に取り付けるために用いられる。この場合、作業対象は、締結部品と取付対象と被取付部材とを含む。また、作業は、締結部品を締め付ける締付作業を含む。

【0016】

例えば、電動工具１は、建築現場において、ねじ、ボルト、ナット等の締結部品を締め付けることで、取付対象としての太陽電池パネルを、被取付部材としての架台に取り付けるために用いられ得る。なお、電動工具１の用途はこれに限らず、例えば電動工具１は、工場において、締結部品を締め付けることで電気製品、家具等の組み立てを行う組立ライン等に用いられてもよい。

【0017】

この種の作業に用いられる電動工具１としては、締結部品を回転させて衝撃力を加えることによって締め付ける電動式のインパクトドライバーがある。なお、電動工具１は、電動式のインパクトドライバーに限定されず、電動式のインパクトレンチでもよいし、打撃力を与えるタイプではない電動ドリルドライバー又は電動式のトルクレンチでもよい。また、電動工具１は、例えば圧縮空気で駆動されるエアー工具（例えばドライバー又は釘打ち機等）を含み得る。

【0018】

図１に示すように、電動工具１は、作業部１１と、操作部１２と、測定部１３と、電流センサ１４１と、電圧センサ１４２と、計時部１４３と、制御部１５と、通信部１６と、記憶部１７と、電源部１８と、を備えている。また、図２に示すように、電動工具１は、工具本体１００と、電池パック１０４と、を備えている。作業部１１、操作部１２、測定部１３、電流センサ１４１、電圧センサ１４２、計時部１４３、制御部１５、通信部１６、及び記憶部１７は工具本体１００に設けられており、電源部１８は電池パック１０４に設けられている。

【0019】

図２、図３に示すように、工具本体１００は、ボディ１０１を備えている。ボディ１０１は、筒形状の胴体部１０２と、胴体部１０２の周面から径方向に突出する握り部１０３と、を有している。胴体部１０２の軸方向における一端側からは、出力軸１１３が突出している。出力軸１１３には、作業対象の部材に合わせたビット（先端工具）１１４が着脱自在に取り付けられるチャックが設けられている。ビット１１４は、例えばドライバービット、ソケットビット等である。握り部１０３の一端（図３における下端）には、電池パック１０４が着脱自在に取り付けられる。電池パック１０４は、樹脂製のケース内に電源部１８を収納して構成されている。

【0020】

また、図１に示すように、本実施形態の電動工具１は、電力消費部９を備えている。電力消費部９は、電動工具１において、電源部１８の電力を消費して動作する部分である。

【0021】

作業部１１は、モータ１１１の動力により作業対象に対する作業を行う。図１に示すように、作業部１１は、作業としての締付作業を行う締付部１１０を備えている。図２に示すように、締付部１１０は、モータ１１１に加えて、駆動回路と、伝達機構１１２と、出力軸１１３と、を備えている。作業部１１（締付部１１０）のうち、モータ１１１及び駆動回路は、電力消費部９に相当する。

【0022】

駆動回路は、モータ１１１の回転を制御する。モータ１１１の回転軸の回転は、伝達機構１１２を介して出力軸１１３に伝達される。伝達機構１１２は、減速機構（例えば遊星歯車機構）、インパクト機構等を備えている。インパクト機構は、ハンマと、出力軸１１３と一体のアンビルと、を備えている。モータ１１１からの出力トルクが所定レベル以下であれば、伝達機構１１２は、モータ１１１の回転軸の回転を減速して出力軸１１３に伝達する。モータ１１１からの出力トルクが所定レベルを超えると、伝達機構１１２は、インパクト機構によって出力軸１１３に打撃力を加えて、作業対象のねじ又はボルト等をねじ込むように構成されている。モータ１１１および伝達機構１１２は、工具本体１００の胴体部１０２内に収納されている。

【0023】

操作部１２は、ユーザにより操作されるトリガスイッチ１２０を備えている。トリガスイッチ１２０は、握り部１０３に設けられている。トリガスイッチ１２０は、オンされている状態で、操作信号を送信する。トリガスイッチ１２０がオンされている状態では、トリガスイッチ１２０の引き込み量（操作量）に比例した大きさの操作信号が、トリガスイッチ１２０から制御部１５へ出力される。トリガスイッチ１２０は、電力消費部９に相当する。

【0024】

測定部１３は、作業部１１に関する物理量を測定する。測定部１３は、電力消費部９に相当する。図３に示すように、測定部１３は、トルクセンサ１３１と、回転角センサ１３２と、を備えている。

【0025】

トルクセンサ１３１は、例えば磁歪式のトルクセンサである。トルクセンサ１３１は、出力軸１１３にトルクが加わることにより発生する歪みに応じた透磁率の変化を、出力軸１１３の近傍の非回転部分に設置したコイルで検出し、歪みに比例した電圧信号を出力する。トルクセンサ１３１で検出した出力軸１１３の歪み（トルク）に基づいて、ビット１１４から作業対象（締結部品）へ出力された締付けトルクを求めることができる。

【0026】

回転角センサ１３２は、モータ１１１の回転角を測定する。回転角センサ１３２としては、例えば、光電式エンコーダ又は磁気式エンコーダ（例えばホール素子を備える）を採用することができる。回転角センサ１３２で測定されたモータ１１１の回転角を時間微分することで、モータ１１１の回転速度を求めることができる。すなわち、電動工具１は、モータ１１１の回転を検出する回転検出部１３０（回転角センサ１３２）を備えている。

【0027】

電流センサ１４１は、電力消費部９に供給される電流を測定する。電流センサ１４１は、電源部１８から電力消費部９に供給される電流を測定する。電流センサ１４１は、電源部１８に直接（電力消費部９を介さずに）接続されている。図３に示すように、電流センサ１４１は、例えば工具本体１００の握り部１０３内に収納されている。なお、電流センサ１４１は、工具本体１００において電池パック１０４と接続される接続部１０９に設けられていて、接続部１０９に流れる電流を測定してもよい。

【0028】

電圧センサ１４２は、電力消費部９に印加される電圧を測定する。電圧センサ１４２は、電源部１８と電力消費部９とをつなぐ電路の電圧を測定する。すなわち、電圧センサ１４２は、電源部１８から出力される電圧を測定する。電圧センサ１４２は、電流センサ１４１が電流を測定している電路の電圧を測定する。図３に示すように、電圧センサ１４２は、例えば工具本体１００の握り部１０３内に収納されている。なお、電圧センサ１４２は、工具本体１００において電池パック１０４と接続される接続部１０９に設けられていて、接続部１０９に印加される電圧を測定してもよい。

【0029】

要するに、本実施形態の電動工具１は、電力消費部９及び通信部１６が設けられている工具本体１００と、電源部１８が設けられており工具本体１００に着脱可能に取り付けられる電池パック１０４と、を備えている。電流センサ１４１及び電圧センサ１４２は、工具本体１００において、電池パック１０４に接続される接続部１０９と電力消費部９とをつなぐ電路に設けられている、又は接続部１０９に設けられている。

【0030】

電流センサ１４１は、所定のサンプリング時間毎に（すなわち、所定時間間隔で）、対象の電路を流れる電流を測定する。また、電圧センサ１４２は、所定のサンプリング時間毎に（すなわち、所定時間間隔で）、対象の電路間の電圧を測定する。例えば、電流センサ１４１のサンプリング時間は、電圧センサ１４２のサンプリング時間と等しい。

【0031】

計時部１４３は、時刻（現在時刻）を計時する。計時部１４３は、いわゆるリアルタイムクロック（ＲＴＣ）である。計時部１４３は、計時用の集積回路、及び集積回路に電力を供給する電源（例えばボタン電池）を備えている。ただし、これに限らず、計時部１４３は、制御部１５のプロセッサにより実現される計時機能であってもよい。計時部１４３で計時される時刻は、通信装置２との通信を介して、適宜調整（時刻合わせ）されてもよい。

【0032】

制御部１５は、例えば、１以上のプロセッサ（マイクロプロセッサ）と１以上のメモリとを含むコンピュータシステムにより実現され得る。１以上のプロセッサが１以上のメモリに記憶された１以上のプログラムを実行することで、制御部１５として機能する。プログラムは、ここでは制御部１５のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。制御部１５を構成する回路が実装された回路基板１５０は、例えば握り部１０３の内部に収納されている。制御部１５（回路基板１５０）は、電力消費部９に相当する。

【0033】

図１に示すように、制御部１５は、駆動制御部１５１と、作業情報生成部１５２と、電気情報生成部１５３と、通信制御部１５４と、を備えている。

【0034】

駆動制御部１５１は、操作部１２へのユーザの操作に応じて、作業部１１の動作を制御する。駆動制御部１５１は、トリガスイッチ１２０からの操作信号に基づいて、モータ１１１の動作（回転又は停止、及び回転速度）を制御する。ここでは、駆動制御部１５１は、指示情報に基づいて、トリガスイッチ１２０へのユーザの操作に応じてモータ１１１の動作を制御する。指示情報は、通信装置２から送信される情報であり、例えば締付けトルクの目標値である目標トルクを含んでいる。駆動制御部１５１は、例えば、トリガスイッチ１２０からの操作信号に応じて、締付けトルクが指示情報で指定された目標トルクとなるように、モータ１１１の動作（回転又は停止、及び回転速度）を制御する。駆動制御部１５１は、トリガスイッチ１２０がオンされるとモータ１１１の回転を開始させる。駆動制御部１５１は、トリガスイッチ１２０がオンされた状態で、トリガスイッチ１２０の引き込み量が増えるにつれてモータ１１１の回転速度を増加させる。駆動制御部１５１は、トリガスイッチ１２０がオフされるとモータ１１１を停止させる。

【0035】

作業情報生成部１５２は、作業部１１が行った作業に関する作業情報Ｄ１を生成する。作業情報生成部１５２は、測定部１３で測定された物理量に基づいて、作業情報Ｄ１を生成する。

【0036】

作業情報Ｄ１は、例えば、トルクセンサ１３１の測定値から求められる、ビット１１４から作業対象へ出力された締付けトルクの情報を含む。

【0037】

作業情報Ｄ１は、例えば、回転角センサ１３２の測定値から求められる、モータ１１１の回転速度の情報を含む。

【0038】

作業情報Ｄ１は、例えば、１回の作業が正常に完了した（ＯＫ）か否（ＮＧ）かを示すＯＫ／ＮＧ情報を含む。ＯＫ／ＮＧの判定は、例えば、１回の作業（締付作業）が終了した時点において、トルクセンサ１３１の測定値から求めた締付けトルクが目標トルク以上であるか否かに基づいて行われ得る。

【0039】

作業情報生成部１５２は、生成した作業情報Ｄ１を記憶部１７に記憶させる。例えば、締付けトルクの情報、モータ１１１の回転速度の情報等は、時系列で（例えばデータテーブルの形式で）記憶部１７に記憶される。

【0040】

電気情報生成部１５３は、電流センサ１４１の測定結果及び電圧センサ１４２の測定結果に基づいて、電気情報Ｄ２を生成する。

【0041】

本実施形態では、電気情報Ｄ２は、電流情報及び電圧情報（すなわち、電流情報と電圧情報との組）を含む。

【0042】

電流情報は、電流センサ１４１で測定される電流の測定値に関する情報である。本実施形態では、電流情報は、サンプリング時間毎に電流センサ１４１で測定される、電流の測定値（実測値）である。

【0043】

電圧情報は、電圧センサ１４２で測定される電圧の測定値に関する情報である。本実施形態では、電圧情報は、サンプリング時間毎に電圧センサ１４２で測定される、電圧の測定値（実測値）である。

【0044】

電気情報Ｄ２は、時刻情報を更に含む。時刻情報は、電流センサ１４１で電流が測定された時刻及び電圧センサ１４２で電圧が測定された時刻に関する情報である。本実施形態では、時刻情報は、電流センサ１４１で電流が測定された時点で計時部１４３により計時された時刻、及び電圧センサ１４２で電圧が測定された時点で計時部１４３により計時された時刻を含む。すなわち、電気情報生成部１５３は、計時部１４３の測定結果に更に基づいて、電気情報Ｄ２を生成する。

【0045】

電気情報Ｄ２では、電流センサ１４１で測定された電流の測定値と、対応する測定時刻とが、１対１で対応付けられている。また、電気情報Ｄ２では、電圧センサ１４２で測定された電圧の測定値と、対応する測定時刻とが、１対１で対応付けられている。電気情報Ｄ２は、例えば、電流の測定値及び対応する測定時刻が記載されたデータテーブルと、電圧の測定値及び対応する測定時刻が記載されたデータテーブルと、を含んでいる。電流センサ１４１で電流を測定するタイミングと電圧センサで電圧を測定するタイミングとが一致する場合には、測定時刻の情報は共有され得る。その場合、電気情報Ｄ２は、電流の測定値、電圧の測定値、及び測定時刻が記載されたデータテーブルを含んでいてもよい。

【0046】

電気情報生成部１５３は、生成した電気情報Ｄ２を記憶部１７に記憶させる。

【0047】

通信制御部１５４は、通信部１６の動作を制御する。通信制御部１５４は、通信部１６を制御して、通信装置２との間で通信を行わせる。

【0048】

通信部１６は、通信装置２と無線通信するための通信インタフェースを備える。通信部１６は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）又は免許を必要としない小電力無線（特定小電力無線）等の規格に準拠した無線通信方式にて通信装置２と通信する。ただし、これに限らず、通信部１６は、通信装置２と有線通信するための通信インタフェースを備えていてもよい。

【0049】

通信部１６は、作業情報Ｄ１を、外部の通信装置２へ送信する。通信部１６は、例えば、作業情報生成部１５２により生成されて記憶部１７に記憶されている作業情報Ｄ１を、通信により通信装置２へ送信する。

【0050】

通信制御部１５４は、例えば、作業部１１による１回の作業が終了した時点で、その作業に関連して生成された作業情報Ｄ１を、通信部１６から一括して通信装置２へ送信させる。１回の作業が終了した時点とは、例えば、トリガスイッチ１２０がオンからオフになった時点である。なお、制御部１５が、締付けトルクが目標トルクに達した場合に自動でモータ１１１を停止させる電子クラッチの機能を有している場合、１回の作業が終了した時点とは、電子クラッチの機能によりモータ１１１が停止した時点であってもよい。

【0051】

また、通信部１６は、電気情報Ｄ２を、外部の通信装置２へ送信する。通信部１６は、所定時間分の電気情報Ｄ２を一括で送信する機能を有している。通信部１６は、例えば、電気情報生成部１５３により生成されて記憶部１７に記憶されている電気情報Ｄ２を、通信により通信装置２へ送信する。通信制御部１５４は、記憶部１７に記憶されている電気情報Ｄ２を適宜加工して、通信部１６から送信させてもよい。

【0052】

通信制御部１５４は、適宜のタイミングで、電気情報Ｄ２を通信部１６から通信装置２へ送信させる。ここで、通信部１６は、モータ１１１の停止中に電気情報Ｄ２を送信する（モータ１１１の駆動中は電気情報Ｄ２を送信しない）ことが好ましい。電気情報Ｄ２に対する、モータ１１１の回転によるノイズの影響を低減するためである。これは、作業情報Ｄ１についても同様である。例えば、通信制御部１５４は、回転検出部１３０でモータ１１１が停止していると検出されている状態でのみ、通信部１６から電気情報Ｄ２を送信させてもよい。言い換えれば、通信部１６は、回転検出部１３０でモータ１１１が停止していると検出されている状態でのみ、電気情報Ｄ２を送信する構成であってもよい。或いは、通信制御部１５４は、トリガスイッチ１２０がオフされている（操作信号を受け取っていない）状態でのみ、通信部１６から電気情報Ｄ２を送信させてもよい。言い換えれば、通信部１６は、トリガスイッチ１２０がオフされている状態でのみ、電気情報Ｄ２を送信する構成であってもよい。

【0053】

具体的には、例えば、通信制御部１５４は、作業情報Ｄ１と同様のタイミングで（作業情報Ｄ１と同時に）、電気情報Ｄ２を通信部１６から一括して通信装置２へ送信させてもよい。言い換えれば、通信部１６は、作業部１１による１回の作業が終了した時点で、その作業の間に測定された電気情報Ｄ２を一括して通信装置２へ送信してもよい。これに限らず、通信部１６は、例えば一日の作業が終了した時点で一日分の電気情報Ｄ２を一括して通信装置２へ送信してもよい。通信部１６は、例えば、電動工具１の適宜の位置に設けられたスイッチへの操作に応じて、一日分の電気情報Ｄ２を一括して通信装置２へ送信してもよい。

【0054】

記憶部１７は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の半導体メモリを含む。なお、記憶部１７は、半導体メモリに限らず、ハードディスクドライブ等を含んでいてもよい。記憶部１７は、種々の情報を記憶する。記憶部１７には、指示情報が記憶される。また、記憶部１７には、作業情報Ｄ１が記憶される。また、記憶部１７には、電気情報Ｄ２が記憶される。

【0055】

電源部１８は、電池パック１０４内に収納されている。電源部１８は、電力消費部９に電力を供給する。電源部１８は充電池を備えており、握り部１０３から取り外した電池パック１０４を充電器に接続することによって、電源部１８内の充電池が充電されるように構成されている。電源部１８は、充電池に充電された電力で、制御部１５を含む電気回路とモータ１１１とに動作に必要な電力を供給する。

【0056】

（２）通信装置
通信装置２は、例えば、電動工具１を使用する作業者が携帯する携帯端末（例えばタブレット型のコンピュータ、又はスマートフォン等）である。なお、通信装置２は、携帯端末以外の情報端末（例えばノートパソコン、デスクトップ型のコンピュータ等）であってもよいし、サーバ装置等であってもよい。

【0057】

図１に示すように、通信装置２は、信号処理部２１と、通信部２２と、表示部２３と、操作部２４と、音出力部２５と、記憶部２６と、を備える。

【0058】

通信部２２は、電動工具１の通信部１６と無線通信するための通信インタフェースを備える。通信部２２は、電動工具１の通信部１６と同じ通信方式で、近距離の無線通信を行う。

【0059】

表示部２３は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイのような薄型ディスプレイを備える。表示部２３の表示内容は、信号処理部２１によって制御される。

【0060】

操作部２４は、例えば、表示部２３を構成する薄型ディスプレイに設けられたタッチスイッチを備える。操作部２４は、操作に応じた信号を信号処理部２１に出力する。

【0061】

音出力部２５は、スピーカと、スピーカを駆動する駆動部と、を備える。音出力部２５は、信号処理部２１から入力される制御信号に応じて、ビープ音又はメロディ音等の報知音、又は音声メッセージ等を出力する。

【0062】

記憶部２６は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、又はＥＥＰＲＯＭ等の半導体メモリを含む。なお、記憶部２６は、半導体メモリに限らず、ハードディスクドライブ等を含んでいてもよい。

【0063】

記憶部２６には、設計図面データが記憶される。また、記憶部２６には、この通信装置２を携帯する作業者が使用する電動工具１の識別情報が、予め登録されている。

【0064】

信号処理部２１は、例えば、１以上のプロセッサ（マイクロプロセッサ）と１以上のメモリとを含むコンピュータシステムにより実現され得る。１以上のプロセッサが１以上のメモリに記憶された１以上のプログラムを実行することで、信号処理部２１として機能する。プログラムは、ここでは信号処理部２１のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。信号処理部２１は、メモリに記憶されたプログラムを実行することによって、種々の機能を実現する。

【0065】

図１に示すように、信号処理部２１（信号処理部２１により実現される機能）は、情報出力部２１１、第１分析部２１２及び第２分析部２１３を備えている。

【0066】

情報出力部２１１は、例えば、これから行う（予定の）作業に関する指示情報を、通信部２２から電動工具１へ送信させる。これから行う作業がねじ締め作業の場合、指示情報は、締め付けるねじ（ボルト）の本数、目標トルク（締め付け力の設定値）等を含む。

【0067】

第１分析部２１２は、電動工具１から受け取った作業情報Ｄ１を分析する。第１分析部２１２は、例えば、電動工具１へ送信した指示情報と電動工具１から受け取った作業情報Ｄ１とを照合して、適切な作業が行われたか否かを分析する。第１分析部２１２は、例えば、モータ１１１の回転速度及び締付けトルク等に基づいて、電動工具１の劣化状態を分析する。第１分析部２１２は、例えば、モータ１１１の回転速度及び締付けトルク等に基づいて、作業に対するユーザの熟練度を分析する。

【0068】

第２分析部２１３は、電動工具１から受け取った電気情報Ｄ２を分析する。

【0069】

第２分析部２１３は、例えば、電流情報及び電圧情報に基づいて、電力情報を求める。電力情報は、例えば、電流の測定値（実測値）及び電圧の測定値（実測値）から得られる、電力値（算出値）を含んでいる。電力値は、例えば、同時刻に測定された電流の測定値（実測値）と電圧の測定値（実測値）との積である。

【0070】

第２分析部２１３は、電流情報、電圧情報、及び時刻情報に基づいて、電力量情報を求める。電力量情報は、例えば、作業の開始時刻から終了時刻までの作業時間の間の電流の測定値及び電圧の測定値から得られる、１回の作業において電動工具１で消費された消費電力量を含んでもよい。また、電力量情報は、例えば、複数回の作業において電動工具１で消費された消費電力量を含んでもよいし、一日分の総消費電力量を含んでもよい。

【0071】

第２分析部２１３は、電動工具１を用いた作業を複数回含む作業工程の、手順についての分析を行ってもよい。第２分析部２１３は、例えば、複数回の作業を含み実行順が互いに異なる第１作業手順と第２作業手順との間で、作業完了までにかかる時間又は作業完了までに消費される電力量等を比較して、適切な作業手順についての分析を行ってもよい。

【0072】

第２分析部２１３は、例えば、電動工具１での消費電力の時間変化に基づいて、不具合（例えば、ねじのかじりの発生、ねじの挿入方向の不良等）の有無を判定してもよい。第２分析部２１３は、例えば、電動工具１の消費電力が急激に増加した時刻と、作業現場を撮影するカメラの撮影時刻と、を比較して、不具合が発生したと推定される電動工具１の作業（及び、作業対象において不具合が発生したと推定される箇所）の特定を行ってもよい。

【0073】

電力量情報又は電力情報等が求められることで、例えば、ユーザに、作業工程において電動工具１で消費された電力に注意を向けさせることができ、消費電力の低減に対する意識付けを行うことができる。その結果消費電力（量）が低減することで、二酸化炭素の排出量の削減に寄与することができる。第２分析部２１３は、例えば、複数の電動工具１（すなわち複数のユーザ）の間での消費電力を比較してもよいし、複数の電動工具１での消費電力の総量を求めてもよい。要するに、第２分析部２１３の分析結果（電力情報、電力量情報等）は、二酸化炭素を削減するための活動に活用されてもよい。

【0074】

第１分析部２１２及び第２分析部２１３は、作業情報Ｄ１と電気情報Ｄ２との両方を用いた分析を行ってもよい。

【0075】

なお、第１分析部２１２及び第２分析部２１３の一部又は全部の機能は、通信装置２の外部の装置に備えられていてもよい。また、第１分析部２１２及び第２分析部２１３の機能は、操作部２４に対するユーザからの操作に応答して実行されてもよい。

【0076】

上述のように、本実施形態の工具システム１０では、電動工具１から通信装置２へ、電流情報と電圧情報との両方を含む電気情報Ｄ２が送信される。そのため、電流情報のみが電動工具１から通信装置２へ送信され、電圧については電源部１８の定格値を用いて電力（電力量）を算出する比較例と比較して、より正確な消費電力（電力量）を求めることが可能となる。これにより、本実施形態の工具システム１０では、電動工具１で消費される電力についてより有効な分析を行うことが可能となり、ひいては電動工具１を用いた作業を含む作業工程の改善に寄与することが可能となる。

【0077】

（３）動作例
本実施形態の電動工具１の動作について、図４を参照して説明する。

【0078】

電動工具１の制御部１５は、指示情報を含む信号を通信装置２から受信する（ＳＴ１）と、指示情報に含まれる目標トルク等を記憶部１７に記憶させて、トリガスイッチ１２０が操作されるのを待ち受ける（ＳＴ２）。トリガスイッチ１２０がオンされると（ＳＴ２：Ｙｅｓ）、電動工具１の制御部１５（駆動制御部１５１）は、作業部１１（モータ１１１）を駆動させる（ＳＴ３）。電動工具１の制御部１５（作業情報生成部１５２）は、測定部１３の測定結果に基づいて作業情報Ｄ１を随時生成し、記憶部１７に記憶させる（ＳＴ４）。また、電動工具１の制御部１５（電気情報生成部１５３）は、電流センサ１４１、電圧センサ１４２、及び計時部１４３の測定結果に基づいて電気情報Ｄ２を随時生成し、記憶部１７に記憶させる（ＳＴ５）。

【0079】

制御部１５は、トリガスイッチ１２０がオフされたか否かを判定する（ＳＴ６）。トリガスイッチ１２０がオンのままの場合（ＳＴ６：Ｎｏ）、制御部１５は、工程ＳＴ３～ＳＴ６の処理を繰り返す。トリガスイッチ１２０がオフされると（ＳＴ６：Ｙｅｓ）、制御部１５（駆動制御部１５１）は作業部１１（モータ１１１）の動作を停止させる。そして、制御部１５（通信制御部１５４）は、記憶部１７に記憶されている作業情報Ｄ１及び電気情報Ｄ２を、通信部１６から通信装置２へ送信させる（ＳＴ９）。

【0080】

なお、図４に示すフローチャート図は、一例に過ぎず、処理の順番が適宜変更されてもよいし、処理が適宜追加又は削除されてもよい。

【0081】

（４）変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示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。以下、上記実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

【0082】

本開示における電動工具１の制御部１５、及び通信装置２の信号処理部２１の各々は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における制御部１５及び信号処理部２１の各々としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

【0083】

また、制御部１５及び信号処理部２１の各々における複数の機能が、１つのハウジング内に集約されていることは必須の構成ではない。制御部１５及び信号処理部２１の各々の構成要素は、複数のハウジングに分散して設けられていてもよい。反対に、制御部１５及び信号処理部２１の各々における複数の機能が、１つのハウジング内に集約されてもよい。さらに、制御部１５及び信号処理部２１の各々の少なくとも一部の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

【0084】

（４．１）変形例１
電動工具１の電気情報生成部１５３は、電力情報を生成してもよい。電力情報は、電流センサ１４１で測定される電流の測定値と電圧センサ１４２で測定される電圧の測定値とに基づいて得られる電力値に関する情報である。本変形例では、電力情報としての電力値は、同時刻に測定された電流の測定値（実測値）と電圧の測定値（実測値）との積である。

【0085】

電気情報生成部１５３は、電力量情報を更に生成してもよい。電力量情報は、例えば、１回の作業において電動工具１で消費された消費電力量であり得る。

【0086】

本変形例の電動工具１では、通信部１６は、少なくとも電力情報を含む電気情報Ｄ２を、通信装置２へ送信する。なお、通信部１６は、電流情報、電圧情報、電力量情報のうちの少なくとも１つを電気情報Ｄ２に更に含めて、通信装置２へ送信してもよい。

【0087】

（４．２）変形例２
電気情報生成部１５３は、時刻情報に代えて又は加えて、時間情報を生成してもよい。時間情報は、電流センサ１４１で電流が測定された時間及び電圧センサ１４２で電圧が測定された時間に関する情報である。時間情報は、例えば、所定の時刻を基準（ゼロ）として計時が開始された、時間（経過時間）の情報を含んでもよい。時間情報は、例えば、所定の電流値の電流が継続して流れた時間長、所定の電圧値の電圧が継続して印加された時間長、等を含んでもよい。時間情報は、その時間情報に基づいて電気情報生成部１５３又は第２分析部２１３が電力量を求めることが可能な情報であることが、望ましい。

【0088】

時間情報は、計時部１４３で計時された時刻に基づいて、求められてもよい。時間情報は、電動工具１の制御部１５により実現されるタイマーの機能を用いて、求められてもよい。

【0089】

本変形例では、通信部１６は、例えば、電流情報、電圧情報、及び時間情報を含む電気情報Ｄ２を、通信装置２へ送信してもよい。

【0090】

（４．３）変形例３
電動工具１は、計時部１４３を備えていなくてもよい。例えば、電動工具１の通信部１６は、電流センサ１４１で測定された電流の測定値、及び電圧センサ１４２で測定された電圧の測定値を、リアルタイムで（測定する度に）通信装置２へ送信してもよい。通信装置２では、電動工具１から受け取った電流の測定値及び電圧の測定値を、通信装置２が有する計時機能で計時された時刻と紐付けて、記憶部２６に記憶してもよい。

【0091】

（４．４）その他の変形例
一変形例において、電動工具１は、通信装置２と中継器を介して通信してもよい。

【0092】

一変形例において、電流センサ１４１で測定される電流の測定値は、所定時間（例えばサンプリング時間）の間の平均値であってもよい。モータ１１１をスイッチング制御する場合、電流の大きさは大きく時間変動するためである。

【0093】

一変形例において、第２分析部２１３は、作業時間内に取得された電流の測定値の平均値を用いて、分析を行ってもよい。

【0094】

一変形例において、電流センサ１４１と電圧センサ１４２とのうちの少なくとも一方は、工具本体１００ではなく電池パック１０４に設けられていてもよい。

【0095】

（５）態様
以上説明したように、本開示の第１の態様の電動工具（１）は、作業部（１１）と、通信部（１６）と、電源部（１８）と、電流センサ（１４１）と、電圧センサ（１４２）と、を備えている。作業部（１１）は、モータ（１１１）の動力により作業対象に対する作業を行う。通信部（１６）は、作業部（１１）が行った作業に関する作業情報（Ｄ１）を、外部の通信装置（２）へ送信する。電源部（１８）は、電力消費部（９）に電力を供給する。電力消費部（９）は、モータ（１１１）、及びモータ（１１１）の駆動を制御する駆動制御部（１５１）を含む。電流センサ（１４１）は、電力消費部（９）に供給される電流を測定する。電圧センサ（１４２）は、電力消費部（９）に印加される電圧を測定する。通信部（１６）は、更に、電流センサ（１４１）の測定結果及び電圧センサ（１４２）の測定結果に基づく電気情報（Ｄ２）を通信装置（２）へ送信する。電気情報（Ｄ２）は、電流情報と電圧情報とを含む、及び／又は電力情報を含む。電流情報は、電流センサ（１４１）で測定される電流の測定値に関する情報である。電圧情報は、電圧センサ（１４２）で測定される電圧の測定値に関する情報である。電力情報は、電流センサ（１４１）で測定される電流の測定値と電圧センサ（１４２）で測定される電圧の測定値とに基づいて得られる電力値に関する情報である。

【0096】

この態様によれば、電動工具（１）で消費される電力について、より有効な分析を行うことが可能となり、ひいては電動工具（１）を用いた作業を含む作業工程の改善に寄与することが可能となる。

【0097】

本開示の第２の態様の電動工具（１）では、第１の態様において、電気情報（Ｄ２）は、電流センサ（１４１）で電流が測定された時間及び電圧センサ（１４２）で電圧が測定された時間に関する時間情報を更に含む。

【0098】

この態様によれば、電動工具（１）で消費される電力について、更に有効な分析を行うことが可能となる。

【0099】

本開示の第３の態様の電動工具（１）は、第２の態様において、時刻を計時する計時部（１４３）を更に備える。電気情報（Ｄ２）は、電流センサ（１４１）で電流が測定された時刻及び電圧センサ（１４２）で電圧が測定された時刻に関する時刻情報を含む。

【0100】

この態様によれば、電動工具（１）で消費される電力について、更に有効な分析を行うことが可能となる。

【0101】

本開示の第４の態様の電動工具（１）では、第２又は第３の態様において、通信部（１６）は、所定時間分の電気情報（Ｄ２）を一括で送信する機能を有する。

【0102】

この態様によれば、例えばモータ（１１１）が駆動していない時間に電気情報（Ｄ２）を一括で送信することで、電気情報（Ｄ２）を含む信号がモータ（１１１）の回転によるノイズの影響を受けにくくなり、ひいては、電動工具（１）で消費される電力について更に有効な分析を行うことが可能となる。

【0103】

本開示の第５の態様の電動工具（１）は、第１～第４のいずれか１つの態様において、モータ（１１１）の回転を検出する回転検出部（１３０）を更に備える。通信部（１６）は、回転検出部（１３０）でモータ（１１１）が停止していると検出されている状態でのみ、電気情報（Ｄ２）を送信する。

【0104】

この態様によれば、電気情報（Ｄ２）に対するモータ（１１１）の回転によるノイズの影響を、低減することが可能となる。

【0105】

本開示の第６の態様の電動工具（１）は、第１～第５のいずれか１つの態様において、トリガスイッチ（１２０）を更に備える。トリガスイッチ（１２０）は、ユーザにより操作され、オンされている状態で駆動制御部（１５１）へ操作信号を送信する。駆動制御部（１５１）は、操作信号に基づいて、モータ（１１１）の動作を制御する。通信部（１６）は、トリガスイッチ（１２０）がオフされている状態でのみ、電気情報（Ｄ２）を送信する。

【0106】

この態様によれば、電気情報（Ｄ２）に対するモータ（１１１）の回転によるノイズの影響を、低減することが可能となる。

【0107】

本開示の第７の態様の電動工具（１）は、第１～第６のいずれか１つの態様において、電気情報（Ｄ２）を記憶する記憶部（１７）を更に備える。

【0108】

この態様によれば、例えば作業の終了後等に、一括して電気情報（Ｄ２）を取り出しやすくなる。

【0109】

本開示の第８の態様の電動工具（１）は、第１～第７のいずれか１つの態様において、工具本体（１００）と電池パック（１０４）とを備える。工具本体（１００）には、電力消費部（９）及び通信部（１６）が設けられている。電池パック（１０４）には、電源部（１８）が設けられている。電池パック（１０４）は、工具本体（１００）に着脱可能に取り付けられる。電流センサ（１４１）及び電圧センサ（１４２）は、工具本体（１００）において、電池パック（１０４）に接続される接続部（１０９）と電力消費部（９）とをつなぐ電路に設けられている、又は接続部（１０９）に設けられている。

【0110】

この態様によれば、工具本体（１００）で消費される電力を容易に求めることが可能となる。

【0111】

本開示の第９の態様の工具システム（１０）は、第１～第８のいずれか１つの態様の電動工具（１）と、通信装置（２）と、を備える。

【0112】

この態様によれば、電動工具（１）で消費される電力について、より有効な分析を行うことが可能となり、ひいては電動工具（１）を用いた作業を含む作業工程の改善に寄与することが可能となる。

【符号の説明】

【0113】

１ 電動工具
１１ 作業部
１１１ モータ
１２０ トリガスイッチ
１３０ 回転検出部
１４１ 電流センサ
１４２ 電圧センサ
１４３ 計時部
１５１ 駆動制御部
１６ 通信部
１７ 記憶部
１８ 電源部
９ 電力消費部
１００ 工具本体
１０４ 電池パック
１０９ 接続部
２ 通信装置
１０ 工具システム
Ｄ１ 作業情報
Ｄ２ 電気情報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】