(57)【要約】【課題】使用者が二次電池の情報を容易に認識することができるとともに、更なる充電の最適化を図ることができる非接触充電電動工具システムを提供すること。【解決手段】給電装置１は、高周波電流を生成する給電回路１２と、高周波電流にて交番磁界を発生する送電コイル１４と、近接している物体を判別する物体判別回路１５と、一次側通信回路１６と、給電回路１２を制御する制御回路１３とを備える。電動工具２は、誘導電流を発生する受電コイル２１と、誘導電流を整流して直流電圧を生成する受電回路２２と、直流電圧が供給される二次電池６と、二次電池６からの電力により駆動するモータＭと、二次電池６の情報を取得し、その二次電池６の情報に基づいて一次側通信回路１６との情報通信を行うとともに、二次電池６の情報に基づく通知情報を生成する二次側通信・制御回路２４と、通知情報に応じた情報を外部に通知する液晶ディスプレイ４とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電装置から電動工具に非接触で充電可能な非接触充電電動工具システムであって、
前記給電装置は、
高周波電流を生成する給電回路と、前記給電回路から高周波電流が供給されて交番磁界を発生する送電コイルと、前記送電コイルと近接している物体を判別する物体判別回路と、一次側通信回路と、前記給電回路を制御する制御回路とを備え、
前記電動工具は、
前記送電コイルと近接することによって電磁誘導にて誘導電流を発生する受電コイルと、前記誘導電流を整流して直流電圧を生成する受電回路と、前記直流電圧が供給される二次電池と、前記二次電池からの電力により駆動する電動アクチュエータと、前記二次電池の情報を取得し、取得した前記二次電池の情報に基づいて前記一次側通信回路との情報通信を行うとともに、取得した前記二次電池の情報に基づく通知情報を生成する二次側通信・制御回路と、前記通知情報に応じた情報を外部に通知する情報通知手段とを備えたことを特徴とする非接触充電電動工具システム。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触充電電動工具システムにおいて、
前記情報通知手段は、表示器を含むことを特徴とする非接触充電電動工具システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の非接触充電電動工具システムにおいて、
前記情報通知手段は、音発生器を含むことを特徴とする非接触充電電動工具システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の非接触充電電動工具システムにおいて、
前記情報通知手段は、振動発生器を含むことを特徴とする非接触充電電動工具システム。
【請求項５】
請求項２に記載の非接触充電電動工具システムにおいて、
前記表示器は、操作部を有するタッチパネルであることを特徴とする非接触充電電動工具システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の非接触充電電動工具システムにおいて、
前記情報通知手段は、外部通信手段を含むことを特徴とする非接触充電電動工具システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の非接触充電電動工具システムにおいて、
前記情報通知手段が通知する情報は、前記二次電池の充電状況を含むことを特徴とする非接触充電電動工具システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の非接触充電電動工具システムにおいて、
前記情報通知手段が通知する情報は、過去の記録情報を含むことを特徴とする非接触充電電動工具システム。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の非接触充電電動工具システムにおいて、
前記情報通知手段は、前記通知情報に応じた情報の他に、前記物体判別回路の判別結果に応じた判別情報を外部に通知することを特徴とする非接触充電電動工具システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の非接触充電電動工具システムにおいて、
前記情報通知手段は、前記通知情報に応じた情報の他に、セキュリティ情報を外部に通知することを特徴とする非接触充電電動工具システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触充電電動工具システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、給電装置から電動工具に非接触で充電可能な非接触充電電動工具システムとしては、電動工具側の受電コイルで発生した誘導電流の大きさを検知して、その検知結果を電動工具に設けた表示部で表示するものがある（例えば、特許文献１参照）。このような非接触充電電動工具システムでは、使用者は充電している状態を認識することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０６８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような非接触充電電動工具システムでは、例えば、二次電池自身がどれだけ充電されているかといったそのときの電池の実際の状態は、使用者が認識できなかった。又、このような非接触充電電動工具システムでは、更なる充電の最適化が望まれている。
【０００５】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、使用者が二次電池の情報を容易に認識することができるとともに、更なる充電の最適化を図ることができる非接触充電電動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】
【０００６】
上記課題を解決する非接触充電電動工具システムは、給電装置から電動工具に非接触で充電可能な非接触充電電動工具システムであって、前記給電装置は、高周波電流を生成する給電回路と、前記給電回路から高周波電流が供給されて交番磁界を発生する送電コイルと、前記送電コイルと近接している物体を判別する物体判別回路と、一次側通信回路と、前記給電回路を制御する制御回路とを備え、前記電動工具は、前記送電コイルと近接することによって電磁誘導にて誘導電流を発生する受電コイルと、前記誘導電流を整流して直流電圧を生成する受電回路と、前記直流電圧が供給される二次電池と、前記二次電池からの電力により駆動する電動アクチュエータと、前記二次電池の情報を取得し、取得した前記二次電池の情報に基づいて前記一次側通信回路との情報通信を行うとともに、取得した前記二次電池の情報に基づく通知情報を生成する二次側通信・制御回路と、前記通知情報に応じた情報を外部に通知する情報通知手段とを備える。
【０００７】
上記非接触充電電動工具システムにおいて、前記情報通知手段は、表示器を含むことが好ましい。
上記非接触充電電動工具システムにおいて、前記情報通知手段は、音発生器を含むことが好ましい。
【０００８】
上記非接触充電電動工具システムにおいて、前記情報通知手段は、振動発生器を含むことが好ましい。
上記非接触充電電動工具システムにおいて、前記表示器は、操作部を有するタッチパネルであることが好ましい。
【０００９】
上記非接触充電電動工具システムにおいて、前記情報通知手段は、外部通信手段を含むことが好ましい。
上記非接触充電電動工具システムにおいて、前記情報通知手段が通知する情報は、前記二次電池の充電状況を含むことが好ましい。
【００１０】
上記非接触充電電動工具システムにおいて、前記情報通知手段が通知する情報は、過去の記録情報を含むことが好ましい。
上記非接触充電電動工具システムにおいて、前記情報通知手段は、前記通知情報に応じた情報の他に、前記物体判別回路の判別結果に応じた判別情報を外部に通知することが好ましい。
【００１１】
上記非接触充電電動工具システムにおいて、前記情報通知手段は、前記通知情報に応じた情報の他に、セキュリティ情報を外部に通知することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の非接触充電電動工具システムによれば、使用者が二次電池の情報を容易に認識することができるとともに、更なる充電の最適化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の非接触充電電動工具システムの概略構成図。
【図２】一実施形態の非接触充電電動工具システムの電気ブロック回路図。
【図３】別例の非接触充電電動工具システムの電気ブロック回路図。
【図４】別例の非接触充電電動工具システムの電気ブロック回路図。
【図５】別例の非接触充電電動工具システムの概略構成図。
【図６】別例の非接触充電電動工具システムの電気ブロック回路図。
【図７】別例の非接触充電電動工具システムの電気ブロック回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、非接触充電電動工具システムの一実施形態を図１及び図２に従って説明する。
図１に示すように、非接触充電電動工具システムは、給電装置１と、電動ドライバー等の電動工具２とを備えている。
【００１５】
給電装置１は、電源コンセントに差し込み可能なプラグ３を有し、該電源コンセントから外部電源が供給される。
電動工具２は、電動ドライバーや電動ドリル等の工具であって、図示しない操作スイッチの操作により電動駆動するものである。又、本実施形態の電動工具２は、基端側から先端側にかけて受電部２ａ、把持部２ｂ及び作動部２ｃがこの順で設けられ、把持部２ｂには情報通知手段及び表示器としての液晶ディスプレイ４、及びその切替スイッチ５が設けられている。尚、作動部２ｃは、対象物に作用を及ぼすプラスドライバーやドリル等である。
【００１６】
本実施形態の液晶ディスプレイ４は、切替スイッチ５の操作によって、後述する二次電池６の残量をパーセント（％）と使用可能時間とで切替えて表示可能とされている。
次に、非接触充電電動工具システムの電気的構成を説明する。
【００１７】
図２に示すように、給電装置１は、電源回路１１と、給電回路１２と、制御回路１３と、送電コイル１４と、物体判別回路１５と、一次側通信回路１６とを備えている。
電源回路１１は、整流回路及びＤＣ／ＤＣコンバータを有し、外部電源を整流回路にて整流し、その整流した直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータにて所望の電圧に変換して、該電圧を給電回路１２及び制御回路１３に供給する。
【００１８】
給電回路１２は、ハーフブリッジ回路を有し、制御回路１３から入力されるスイッチング制御信号に基づいて高周波電流を生成する。制御回路１３は、マイコン等からなり、後述する条件に応じて前記スイッチング制御信号を給電回路１２に出力して該給電回路１２を制御する。
【００１９】
送電コイル１４は、給電回路１２から高周波電流が供給されると、交番磁界を発生する。
物体判別回路１５は、前記送電コイル１４と近接している物体を判別する。具体的には、本実施形態の物体判別回路１５は、給電回路１２と送電コイル１４とを接続する配線に接続されている。そして、物体判別回路１５は、送電コイル１４のインダクタンスであって、高周波電流の振幅の大きさに基づいて、送電コイル１４に電動工具２が適切に近接している、電動工具２との間に異物が介在している、電動工具２が近接していない、といった判別を行う。そして、物体判別回路１５は、その判別結果を前記制御回路１３に出力する。
【００２０】
一次側通信回路１６は、電動工具２側との通信を可能とする。具体的には、本実施形態の一次側通信回路１６は、給電回路１２と送電コイル１４とを接続する配線に接続され、送電コイル１４における振幅の大きなパルスを通信信号として検出し、その結果を前記制御回路１３に出力する。
【００２１】
電動工具２は、受電コイル２１と、受電回路２２と、前記二次電池６と、モータ制御部２３と、電動アクチュエータとしてのモータＭと、二次側通信・制御回路２４と、前記液晶ディスプレイ４とを備えている。
【００２２】
受電コイル２１は、電動工具２の受電部２ａが給電装置１上に載置されて、前記送電コイル１４と近接することによって電磁誘導にて誘導電流を発生する。
受電回路２２は、前記誘導電流を整流して直流電圧を生成し、該直流電圧を二次電池６に供給する。二次電池６は、前記受電回路２２からの直流電圧が供給されることで充電され、モータ制御部２３に電力を供給する。
【００２３】
モータ制御部２３は、前記操作スイッチの操作等に基づいて、二次電池６からの電力によりモータＭに駆動電流を供給してモータＭを回転駆動する。このモータＭの出力軸は、作動部２ｃに駆動連結され、モータＭが回転駆動すると作動部２ｃが回転駆動される。
【００２４】
二次側通信・制御回路２４は、二次電池６の情報を取得し、取得した二次電池６の情報に基づいて前記一次側通信回路１６との情報通信を行うとともに、取得した二次電池６の情報に基づく通知情報を生成し、その情報を液晶ディスプレイ４に出力する。具体的には、本実施形態の二次側通信・制御回路２４は、マイコンと、受電回路２２と二次電池６とを接続する配線に接続された検出回路とを有する。そして、二次側通信・制御回路２４は、検出回路が検出した電圧値や電流値に基づいて、一次側通信回路１６と情報通信を行うとともに、前記通知情報を生成して液晶ディスプレイ４に出力する。尚、二次側通信・制御回路２４は、受電コイル２１と受電回路２２とを接続する配線に接続され、該配線に信号を出力して、給電回路１２と送電コイル１４とを接続する配線に振幅の大きなパルス（通信信号）を発生させて一次側通信回路１６と情報通信を行う。そして、二次側通信・制御回路２４は、例えば、二次電池６が満充電（残量１００％）状態となった際には一次側通信回路１６に給電回路１２を停止させる旨の通信を行う。又、二次側通信・制御回路２４は、例えば、二次電池６の充電状況である残量（例えば６０％）を通知情報として液晶ディスプレイ４に出力し、液晶ディスプレイ４に二次電池６の残量を表示させる（図１参照）。
【００２５】
ここで、上記制御回路１３は、物体判別回路１５によって送電コイル１４に電動工具２（受電コイル２１）が適切に近接していると判別され、且つ一次側通信回路１６に給電回路１２を停止させる旨の信号が来ていない条件で、スイッチング制御信号を出力する。これにより、制御回路１３は、給電回路１２に給電用の高周波電流を生成させる。
【００２６】
次に、上記のように構成された非接触充電電動工具システムの作用について説明する。
まず電動工具２が給電装置１上に載置され、物体判別回路１５にて送電コイル１４に電動工具２が適切に近接していると判別され、且つ一次側通信回路１６に給電回路１２を停止させる旨の信号が来ていないと、給電回路１２にて給電用の高周波電流が生成される。
【００２７】
すると、高周波電流が供給された送電コイル１４にて交番磁界が発生され、その環境下にある受電コイル２１では電磁誘導にて誘導電流が発生される。すると、受電回路２２にて前記誘導電流が整流されて直流電圧が生成され、該直流電圧が二次電池６に供給されて二次電池６が充電される。
【００２８】
ここで、二次電池６の情報は、二次側通信・制御回路２４に取得されて、例えば、二次電池６の充電状況である残量が６０％であると、その通知情報が二次側通信・制御回路２４から液晶ディスプレイ４に出力される。すると、液晶ディスプレイ４では二次電池６の残量が６０％であることが表示される。尚、このとき、二次電池６の残量が６０％であるため、二次側通信・制御回路２４から一次側通信回路１６に給電回路１２を停止させる旨の通信は行われない。
【００２９】
そして、二次側通信・制御回路２４に取得された二次電池６の情報、即ち二次電池６の充電状況である残量が１００％（満充電）であると、その通知情報が二次側通信・制御回路２４から液晶ディスプレイ４に出力される。すると、液晶ディスプレイ４では二次電池６の残量が１００％であることが表示される。又、このとき、二次側通信・制御回路２４から一次側通信回路１６に給電回路１２を停止させる旨の通信が行われる。すると、制御回路１３によって、給電回路１２による給電用の高周波電流の生成が停止される。
【００３０】
次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）給電装置１は、送電コイル１４と近接している物体を判別する物体判別回路１５を備えるため、例えば、送電コイル１４に電動工具２が適切に近接している場合のみ給電回路１２に給電用の高周波電流を生成させることが可能となる。つまり、給電装置１（送電コイル１４）と電動工具２（受電コイル２１）との間に金属片等の異物が介在している場合や、給電装置１に電動工具２が近接していない場合は、給電用の高周波電流を生成させずに、無駄な電力消費を抑えることができる。
【００３１】
又、電動工具２は、二次電池６の情報を取得し、取得した二次電池６の情報に基づいて給電装置１の一次側通信回路１６との情報通信を行う二次側通信・制御回路２４を備える。よって、給電装置１の最適な制御が可能となり、例えば、本実施形態のように、二次電池６が満充電（残量１００％）状態となった際に速やかに給電回路１２を停止させることができる。
【００３２】
又、電動工具２は、取得した二次電池６の情報に基づく通知情報を生成する二次側通信・制御回路２４と、前記通知情報に応じた情報を外部に通知する液晶ディスプレイ４とを備える。よって、使用者は、例えば、満充電（残量１００％）状態となったこと等の二次電池６に関する情報であって、本実施形態では充電状況を容易に認識することができる。
【００３３】
（２）情報通知手段は、表示器である液晶ディスプレイ４であるため、使用者は、二次電池６に関する情報を目視により容易に認識することができる。
上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００３４】
・上記実施形態では、情報通知手段は、表示器である液晶ディスプレイ４としたが、これに限定されず、例えば、７セグメントＬＥＤやランプ等の他の表示器に変更してもよいし、表示器以外の情報通知手段に変更してもよい。
【００３５】
例えば、図３に示すように、情報通知手段を音発生器としてのスピーカー３１に変更してもよい。この例では、二次側通信・制御回路２４に取得された二次電池６の充電状況（残量）が１００％（満充電）となると、その通知情報が二次側通信・制御回路２４からドライバ回路３２に出力され、スピーカー３１から充電が完了した旨の音が鳴るようになっている。このようにすると、使用者は、二次電池６に関する情報を音を聞くだけで容易に認識することができる。
【００３６】
又、例えば、図４に示すように、情報通知手段を振動発生器としての振動モータ３３に変更してもよい。この例では、二次側通信・制御回路２４に取得された二次電池６の充電状況（残量）が１００％（満充電）となると、その通知情報が二次側通信・制御回路２４からドライバ回路３４に出力され、振動モータ３３が駆動して振動するようになっている。このようにすると、使用者は、二次電池６に関する情報を振動を感じることで容易に認識することができる。
【００３７】
又、例えば、図５及び図６に示すように、情報通知手段は、表示器であると共に操作部３５を有するタッチパネル３６に変更してもよい。尚、この例では、操作部３５は、作動部２ｃのトルクを変更するためのものであって、例えば、使用者が指先で触れた目盛りの位置に応じたトルクに変更するためのものとされている。又、この例のタッチパネル３６は、二次電池６の残量をパーセント（％）と使用可能時間とで同時に表示可能とされている。このようにすると、使用者は、電動工具２の操作を容易に行うことができる。又、物理的な操作スイッチを省略することができる。
【００３８】
又、例えば、図７に示すように、情報通知手段は、外部通信回路３７及び外部通信アンテナ３８を有する外部通信手段に変更してもよい。この例では、二次側通信・制御回路２４に取得された二次電池６の充電状況（残量）に基づく通知情報が二次側通信・制御回路２４から外部通信回路３７に出力され、外部通信アンテナ３８から外部の情報通信端末に送信されるようになっている。このようにすると、使用者は、例えば、携帯電話３９等の外部の情報通信端末にて、二次電池６に関する情報を容易に認識することができる。更に、相互通信を可能とすることで、使用者が、例えば、携帯電話３９等の外部の情報通信端末にて電動工具２を遠隔操作することが可能となる。
【００３９】
又、上記した各情報通知手段を複数組み合わせて備えた構成としてもよい。
・上記実施形態では、情報通知手段が通知する情報は、二次電池６の充電状況であるとしたが、二次電池６の他の情報に変更してもよい。
【００４０】
例えば、情報通知手段が通知する情報は、過去の記録情報としてもよい。尚、記録情報としては、例えば、充電回数、充電日時、使用日時、使用時間等がある。このようにすると、使用者は、例えば、充電回数等から二次電池６の交換時期等を容易に認識することができる。
【００４１】
又、例えば、情報通知手段が通知する情報は、二次電池６の温度としてもよい。このようにすると、使用者は、例えば、二次電池６の発熱具合等を容易に認識することができる。
【００４２】
又、情報通知手段は、二次電池６の情報に加えて、物体判別回路１５の判別結果に応じた判別情報を外部に通知するようにしてもよい。このようにすると、使用者は、例えば、給電装置１と電動工具２との間に金属片等の異物が介在している可能性があることを容易に認識することができる。
【００４３】
又、情報通知手段は、二次電池６の情報に加えて、セキュリティ情報を外部に通知するようにしてもよい。このようにすると、例えば、使用者以外の者が、予め設定された手順を踏まずに持ち出そうとした際等に、光や音などによって、そのことを周囲に報知させることができる。これにより、盗難対策を強化することができる。
【００４４】
又、情報通知手段が通知する情報は、上記した各情報を複数含むものとしてもよい。
・上記実施形態では、一次側通信回路１６と二次側通信・制御回路２４との情報通信に送電コイル１４と受電コイル２１とを利用したが、これに限定されず、別途、通信用のコイル（アンテナ）を給電装置１と電動工具２とにそれぞれ設けて実施してもよい。
【００４５】
・上記実施形態では、給電装置１は、電源コンセントから外部電源が供給されるものとしたが、これに限定されず、例えば、バッテリーパックから電源が供給されるものとしてもよい。このようにすると、例えば、電源コンセントの無い野外等でも電動工具２の充電が可能となる。
【００４６】
・上記実施形態では、給電回路１２は、ハーフブリッジ回路にて高周波電流を生成するものとしたが、同様に高周波電流を生成可能であれば他の構成に変更してもよく、例えば、フルブリッジ回路やトランジスタ一石にて高周波電流を生成するものとしてもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、物体判別回路１５は、高周波電流の振幅の大きさに基づいて送電コイル１４と近接している物体の判別を行うとしたが、これに限定されず、例えば、電圧から同様の判別を行うものに変更してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１…給電装置、２…電動工具、４…液晶ディスプレイ（情報通知手段及び表示器）、６…二次電池、１２…給電回路、１３…制御回路、１４…送電コイル、１５…物体判別回路、１６…一次側通信回路、２１…受電コイル、２２…受電回路、２４…二次側通信・制御回路、３１…スピーカー（情報通知手段を音発生器）、３３…振動モータ（情報通知手段を振動発生器）３５…操作部、３６…タッチパネル（情報通知手段及び表示器）、３７…外部通信手段の一部を構成する外部通信回路、３８…外部通信手段の一部を構成する外部通信アンテナ、Ｍ…電動アクチュエータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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