JP2019209394A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの駆動許否の判断ないし報知を確実に行うことの可能な電動工具を提供する。【解決手段】電動工具１Ａは、モータ５と、モータ５の駆動力により駆動する先端工具と、モータ５の駆動を制御する第１制御部２１と、モータ５の駆動許否を判断する第２制御部３１と、を備える。第１制御部２１が第１制御基板２０に設けられ、第２制御部３１が第２制御基板３１に設けられ、第１制御基板２０及び第２制御基板３０が互いに別体である。第２制御部３１は、オフロックボタンスイッチ１４、プレゼンスセンサ１５、及びトリガスイッチ１２の状態により、モータ５の駆動許否を判断する。第２制御部３１は、オフロックボタンスイッチ１４がターンオンすると、ＬＥＤ１９により報知する。【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッジトリマ等の電動工具に関する。

下記特許文献１に示すようなヘッジトリマにおいて、オフロックボタンを設け、オフロックボタンを押さなければトリガを操作しても動作しない（モータが駆動しない）設計が知られている。また、ハンドル部に把持センサ（プレゼンスセンサ）を設け、ハンドル部が握られることを動作開始（モータ駆動開始）の条件の一つとすることも知られている。

特開２０１４−１３６２９７号公報

例えば、オフロックボタンが押された後、所定時間以内であれば、ハンドル部を握ってトリガを操作することにより動作を開始可能とする場合、不意の動作を防ぐために、当該所定時間は使用者にＬＥＤの点灯等により報知することが考えられる。この場合、動作の開始が可能であるにも関わらず報知が行われない事態は極力避けることが望ましい。

また、把持センサを設けた構成では、オフロックボタンを押してからハンドル部を握るまでに前記所定時間に近い時間を要した場合、その後にトリガを操作したときには前記所定時間が経過してしまい、再度オフロックボタンを押す必要があり、作業性が悪くなる。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その第１の目的は、モータの駆動許否の判断ないし報知を確実に行うことの可能な電動工具を提供することにある。

本発明の第２の目的は、作業性を向上させることの可能な電動工具を提供することにある。

本発明の第１の態様は、電動工具である。この電動工具は、
モータと、
前記モータの駆動力により駆動する先端工具と、
前記モータの駆動を制御する第１制御部と、
前記モータの駆動許否を判断する第２制御部と、を備える。

前記第１制御部が第１制御基板に設けられ、
前記第２制御部が第２制御基板に設けられ、
前記第１及び第２制御基板が互いに別体であってもよい。

作業者に把持される把持部と、
前記把持部が作業者に把持されたことを検出する検出部と、
作業者が前記モータの駆動、停止を切り替えるための第１スイッチと、
作業者が前記モータの駆動の許否を切り替えるための第２スイッチと、を備え、
前記第２制御部が前記モータの駆動を許可するための条件は、前記第２スイッチに許可操作がされることと、前記把持部が作業者に把持されることと、を含み、
前記第１制御部は、前記第２制御部により前記モータの駆動が許可されていることを条件に、前記第１スイッチの操作に応じて前記モータの駆動を制御してもよい。

前記第２制御部の制御により前記モータの駆動許可条件の一つである所定条件が満たされていることを報知する状態報知部を備えてもよい。

本発明の第２の態様は、電動工具である。この電動工具は、
モータと、
前記モータの駆動力により駆動する先端工具と、
前記モータの駆動を制御する第１制御部と、
前記モータの駆動許可条件の一つである所定条件が満たされていることを前記第１制御部の制御によらずに報知する状態報知部と、を備える。

前記状態報知部による、前記所定が満たされていることの報知を、当該報知の開始から所定時間が経過すると停止してもよい。

本発明の第３の態様は、電動工具である。この電動工具は、
モータと、
前記モータの駆動力により駆動する先端工具と、
前記モータの駆動を制御する第１制御部と、
作業者に把持される把持部と、
前記把持部が作業者に把持されたことを検出する検出部と、
作業者が前記モータの駆動、停止を切り替えるための第１スイッチと、
作業者が前記モータの駆動の許否を切り替えるための第２スイッチと、を備え、
前記モータの駆動を許可するための条件は、前記第２スイッチに許可操作がされることと、前記把持部が作業者に把持されることと、を含み、
前記第２スイッチに許可操作がされてから前記把持部が作業者に把持されずに第１所定時間が経過すると、その後に前記把持部が作業者に把持されても前記モータの駆動を許可せず、
前記第２スイッチに許可操作がされてから前記第１所定時間が経過する前に前記把持部が作業者に把持されると、前記第１所定時間を超えて前記モータの駆動を許可する。

前記第２スイッチに許可操作がされてから前記第１所定時間が経過する前に前記把持部が作業者に把持されると、把持されてから第２所定時間は前記モータの駆動を許可してもよい。

前記第１スイッチは、前記第２スイッチの状態に関わらず操作が可能であってもよい。

前記モータの駆動許否を判断する第２制御部を備え、
前記第１制御部は、前記第２制御部により前記モータの駆動が許可されていることを条件に、前記第１スイッチの操作に応じて前記モータの駆動を制御してもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明の第１の態様によれば、モータの駆動許否の判断を確実に行うことの可能な電動工具を提供することができる。

本発明の第２の態様によれば、モータの駆動許否の報知を確実に行うことの可能な電動工具を提供することができる。

本発明の第３の態様によれば、作業性を向上させることの可能な電動工具を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る電動工具１Ａの側断面図。 電動工具１Ａの概略ブロック図。 電動工具１Ａの制御フローチャート。 本発明の実施の形態２に係る電動工具１Ｂの側断面図。 電動工具１Ｂのオフロックボタン１３近傍の拡大上断面図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動工具１Ａの側断面図である。図１により、互いに直交する前後及び上下方向を定義する。電動工具１Ａは、ヘッジトリマ（刈込機）である。電動工具１Ａは、コードレスタイプであり、本体２の後端部に着脱可能に装着した電池パック１０からの供給電力で動作する。

電動工具１Ａは、例えば樹脂製のハウジング３内に、駆動源となるモータ５と、モータ５により駆動されるカム機構６と、を有する。モータ５及びカム機構６の駆動軸は、共に上下方向と平行である。先端工具としての上刃７及び下刃８は、カム機構６と係合し、ハウジング３の下端部から前方に延出する。カム機構６は、モータ５の回転を上刃７及び下刃８の往復動に変換する往復動変換機構である。モータ５の回転から上刃７及び下刃８の往復動までの構成及び動作は周知なので、これ以上の詳細な説明は省略する。

ハウジング３は、モータ５を収容するモータ収容部３ａと、モータ収容部３ａの上端部から後方に延びるハンドル部（把持部）３ｂと、を有する。図示は省略したが、ハンドル部３ｂはメインハンドル（リヤハンドル）であり、サブハンドル（フロントハンドル）がハウジング３に設けられてもよい。ハンドル部３ｂには、トリガ１１、トリガスイッチ１２、オフロックボタン１３、及びプレゼンスセンサ（把持センサ）１５が設けられる。

トリガ１１は、作業者がモータ５の駆動、停止を切り替えるための操作部である。第１スイッチとしてのトリガスイッチ１２は、トリガ１１の操作に応じてオンオフが切り替わる（トリガ１１を介して作業者に操作される）スイッチである。トリガ１１は、オフロックボタン１３が押されているか否かに関わらず操作可能である（機械的にロックされない）。トリガ１１を引く（駆動操作する）ことは、モータ５の駆動を許可するための条件の一つである。オフロックボタン１３は、作業者がモータ５の駆動許否を手動で切り替えるためのボタンである。オフロックボタン１３を押す（許可操作する）ことは、モータ５の駆動を許可するための条件の一つである。プレゼンスセンサ１５は、作業者がハンドル部３ｂを握ったことを検出するためのセンサであり、作業者がプレゼンスセンサ１５を操作しているか否か（作業者がプレゼンスセンサ１５に手を近接させているか否か）によって異なるレベルの信号を後述の第２制御部３１（図２）に送信する。作業者がハンドル部３ｂを握ること（プレゼンスセンサ１５を操作すること）は、モータ５の駆動を許可するための条件の一つである。

ハウジング３内には、第１制御基板２０及び第２制御基板３０が設けられる。第１制御基板２０は、モータ５の駆動を制御するための制御基板であり、ハウジング３の後端部に設けられる。第２制御基板３０は、モータ５の駆動許否を判断するための基板であり、カム機構６の後方に設けられる。ハウジング３の前部上面には、状態報知部としてのＬＥＤ（発光ダイオード）１９が設けられる。

図２は、電動工具１Ａの概略ブロック図である。本体２に電源を供給する電池パック１０は、所定数の電池セル１０ａを内蔵する。本体２において、第１制御基板２０には、モータ５の駆動を制御するためのマイコン（マイクロコントローラ）等を含む第１制御部２１が設けられる。第２制御基板３０には、モータ５の駆動許否の判断及びＬＥＤ１９の点灯制御のためのマイコン等を含む第２制御部３１が設けられる。

第２スイッチとしてのオフロックボタンスイッチ１４は、図１に示すオフロックボタン１３の操作に応じてオンオフが切り替わる（オフロックボタン１３を介して作業者に操作される）スイッチである。トリガスイッチ１２、オフロックボタンスイッチ１４、及びプレゼンスセンサ１５は、第２制御基板３０（第２制御部３１）に接続される。トリガスイッチ１２は、第１制御基板２０（第１制御部２１）にも接続される。

図３は、電動工具１Ａの制御フローチャートである。電源がオンになると、第２制御部３１は、オフロックボタンスイッチ１４のオンオフにより、オフロックを解除するか否かを判断する（Ｓ１）。第２制御部３１は、オフロックボタンスイッチ１４のターンオンを検出すると（Ｓ１のＹｅｓ）、オフロックを解除し、その旨（ハンドル部３ｂを握ってトリガ１１を引けばモータ５が駆動する状態にあること）をＬＥＤ１９により作業者に報知する（Ｓ３）。

第２制御部３１は、オフロック解除（オフロックボタンスイッチ１４のターンオン）から第１所定時間としての５秒が経過する前に（Ｓ５のＮｏ）、プレゼンスセンサ１５が操作され（Ｓ７のＹｅｓ）、プレゼンスセンサ１５の操作から第２所定時間としての５秒が経過する前に（Ｓ８のＮｏ）、トリガスイッチ１２がターンオンすれば（Ｓ９のＹｅｓ）、第１制御部２１にモータ５の駆動許可信号を送信し、駆動許可信号を受信した第１制御部２１が、トリガスイッチ１２のオンオフ（トリガ１１の操作）に応じてモータ５を駆動する（Ｓ１１）。第２制御部３１は、オフロック解除の報知を停止する（Ｓ１３）。第１及び第２所定時間は、５秒に限定されず任意の長さの時間でよく、また互いに異なる時間であってもよい。

第２制御部３１は、トリガスイッチ１２がオンのとき（Ｓ１５のＹｅｓ）に、プレゼンスセンサ１５から手が離れると（ハンドル部３ｂが把持されなくなると）（Ｓ１７のＮｏ）、オフロック解除を停止し（オフロック状態となり）、第１制御部２１にモータ５の駆動不許可信号を送信し、駆動不許可信号を受信した第１制御部２１がモータ５を停止する（Ｓ１９）。第２制御部３１は、ＬＥＤ１９により作業者にエラーを報知する（Ｓ２１）。第２制御部３１は、オフロック解除の報知と、エラー報知とで、ＬＥＤ１９の点灯態様を異ならせることで（例えば一方の報知を連続点灯とし、他方の報知を断続点灯（点滅）とすることで）、いずれの報知かを区別して作業者に報知する。

第２制御部３１は、トリガスイッチ１２がターンオフしない限り（Ｓ２３のＹｅｓ）、エラー報知を継続する（Ｓ２１）。第２制御部３１は、トリガスイッチ１２がターンオフすると（Ｓ２３のＮｏ）、エラー報知を停止する（Ｓ２５）。第２制御部３１は、プレゼンスセンサ１５から手が離れていれば（ハンドル部３ｂが把持されていなければ）（Ｓ２７のＮｏ）、ステップＳ１に戻る。

第２制御部３１は、ステップＳ１においてオフロックボタンスイッチ１４のターンオンを検出しない場合（Ｓ１のＮｏ）、オフロック解除の報知を停止し、又はオフロック解除の報知の停止状態を維持する（Ｓ３１）。第２制御部３１は、トリガスイッチ１２がオフであれば（Ｓ３３のＮｏ）、ステップＳ１に戻る。第２制御部３１は、トリガスイッチ１２がオンの場合（Ｓ３３のＹｅｓ）、ＬＥＤ１９により作業者にエラーを報知する（Ｓ３５）。第２制御部３１は、トリガスイッチ１２がターンオフしない限り（Ｓ３７のＹｅｓ）、エラー報知を継続する（Ｓ３５）。第２制御部３１は、トリガスイッチ１２がターンオフすると（Ｓ３７のＮｏ）、エラー報知を停止する（Ｓ３９）。第２制御部３１は、プレゼンスセンサ１５から手が離れていれば（ハンドル部３ｂが把持されていなければ）（Ｓ４１のＮｏ）、ステップＳ１に戻る。

第２制御部３１は、ステップＳ５において、プレゼンスセンサ１５が操作されずに（ハンドル部３ｂが把持されずに）５秒が経過した場合（Ｓ５のＹｅｓ）、ステップ３１に進む。第２制御部３１は、ステップＳ８において、トリガスイッチ１２がターンオンしないまま５秒が経過した場合（Ｓ８のＹｅｓ）、ステップ３１に進む。第２制御部３１は、ステップＳ７においてプレゼンスセンサ１５が操作されないまま（ハンドル部３ｂが把持されないまま）（Ｓ７のＮｏ）トリガスイッチ１２がターンオンした場合（Ｓ３３のＹｅｓ）、ＬＥＤ１９により作業者にエラーを報知する（Ｓ３５）。このとき、オフロック解除の報知は停止される。ステップＳ１５においてトリガスイッチ１２のターンオフを検出した場合（Ｓ１５のＮｏ）、第２制御部３１は、オフロック解除を停止し（オフロック状態となり）、第１制御部２１は、モータ５を停止する（Ｓ２９）。制御はステップＳ１に戻る。ただし、モータ５を停止（Ｓ２９）した後すぐにオフロック解除を停止するのではなく、モータ５を停止し５秒経過した後にオフロックが解除される構成としても良い。この場合、モータ５を停止し５秒経過する前にプレゼンスセンサ１５が操作されれば、トリガスイッチ１２がオンされることでモータ５は駆動し、プレゼンスセンサ１５がオンされない状態でトリガスイッチ１２がオンされればエラー報知がなされる。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) モータ５の駆動を制御する第１制御部２１とは別の第２制御部３１によりモータ５の駆動許否を判断するため、第１制御部２１がモータ５の駆動許否の判断も行う場合と比較して、判断の確実性を容易に且つ低コストで高めることができる。ここで、単一の制御部でモータ５の駆動と駆動許否の判断の双方を行う構成で判断の確実性を高めようとすると却って難しくコストが高くなる恐れがあるが、モータ５の駆動と駆動許否の判断とで制御部を分けることで、判断の確実性を容易にかつ低コストで高めることができる。

(2) ＬＥＤ１９は、第２制御部３１の制御により（第１制御部２１の制御によらず）オフロック解除の報知を行うため、モータ５の駆動を制御する第１制御部２１の制御によりオフロック解除の報知を行う場合と比較して、報知の確実性を容易に且つ低コストで高めることができる。このため、オフロック解除状態（ハンドル部３ｂを把持してトリガ１１を引けば（操作すれば）モータ５が駆動する状態）であるにも関わらず報知が行われないリスクを抑制できる。

(3) モータ５の駆動を制御する第１制御部２１とモータ５の駆動許否を判断する第２制御部３１とを互いに別体の第１制御基板２０及び第２制御基板３０に設けるため、単一の制御基板に設ける場合と比較して基板１枚あたりの面積を削減でき、レイアウトの自由度が増し、デッドスペースの有効利用によりハウジング３の大型化を抑制できる。

(4) 第２制御部３１は、オフロックボタン１３が押された後ハンドル部３ｂが握られると（プレゼンスセンサ１５が操作されると）、第１所定時間（５秒）を超えてオフロック解除状態を維持するため、作業者がオフロックボタン１３を押してからハンドル部３ｂを握るまで（プレゼンスセンサ１５を操作するまで）に第１所定時間（５秒）に近い時間を要した場合に、作業者が再度オフロックボタン１３を押さなければならなくなることを抑制でき、作業性が良好となる。

(5) オフロックボタン１３が押されているか否かに関わらずトリガ１１を機械的にロックしない（トリガ１１が操作可能である）ため、トリガ１１の機械的なロックに係る構成が不要なため、構成が簡易となる。

本実施の形態では、第２制御部３１は、オフロックボタンスイッチ１４のターンオン（オフロックボタン１３の許可操作）と、プレゼンスセンサ１５への手の近接（ハンドル部３ｂの把持）と、トリガスイッチ１２のターンオン（トリガ１１の駆動操作）と、の３条件が満たされたときに第１制御部２１にモータ５の駆動を許可する例を説明した。別例として、オフロックボタンスイッチ１４のターンオンと、プレゼンスセンサ１５への手の近接と、の２条件が満たされたときに第１制御部２１にモータ５の駆動を許可し、許可を受けた第１制御部２１がトリガスイッチ１２のターンオンに連動してモータ５を駆動してもよい。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る電動工具１Ｂの側断面図である。図５は、電動工具１Ｂのオフロックボタン１３近傍の拡大上断面図である。本実施の形態では、ハンドル部３ｂの把持検出をプレゼンスセンサレバー（把持検出レバー）１６及びプレゼンスセンサスイッチ１７によって行う。プレゼンスセンサレバー１６は、作業者がハンドル部３ｂを握ると下方に揺動するように設けられる。プレゼンスセンサスイッチ１７は、プレゼンスセンサレバー１６の操作（下方に揺動するプレゼンスセンサレバー１６）によってオンオフが切り替わる（プレゼンスセンサレバー１６を介して作業者に操作される）スイッチである。プレゼンスセンサスイッチ１７のオンオフにより、ハンドル部３ｂが把持されたか否かを検出できる。本実施の形態のその他の点は、実施の形態１と同様である。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

本発明の電動工具は、コードレスタイプに限定されず、外部交流電源からの供給電力で動作するコード付きタイプであってもよい。本発明の電動工具は、ヘッジトリマに限定されず、チェンソー等の他の種類の電動工具であってもよい。

１Ａ,１Ｂ 電動工具、２ 本体、３ ハウジング、３ａ モータ収容部、３ｂ ハンドル部（把持部）、５ モータ、６ カム機構（往復動変換機構）、７ 上刃、８ 下刃、１０ 電池パック、１１ トリガ（操作部）、１２ トリガスイッチ（第１スイッチ）、１３ オフロックボタン、１４ オフロックボタンスイッチ（第２スイッチ）、１５ プレゼンスセンサ（把持センサ）、１６ プレゼンスセンサレバー（把持検出レバー）、１７ プレゼンスセンサスイッチ、１９ ＬＥＤ（状態報知部）、２０ 第１制御基板、２１ 第１制御部（モータ制御部）、３０ 第２制御基板、３１ 第２制御部

Claims (10)

1. モータと、
   前記モータの駆動力により駆動する先端工具と、
   前記モータの駆動を制御する第１制御部と、
   前記モータの駆動許否を判断する第２制御部と、を備える、電動工具。
2. 前記第１制御部が第１制御基板に設けられ、
   前記第２制御部が第２制御基板に設けられ、
   前記第１及び第２制御基板が互いに別体である、請求項１に記載の電動工具。
3. 作業者に把持される把持部と、
   前記把持部が作業者に把持されたことを検出する検出部と、
   作業者が前記モータの駆動、停止を切り替えるための第１スイッチと、
   作業者が前記モータの駆動の許否を切り替えるための第２スイッチと、を備え、
   前記第２制御部が前記モータの駆動を許可するための条件は、前記第２スイッチに許可操作がされることと、前記把持部が作業者に把持されることと、を含み、
   前記第１制御部は、前記第２制御部により前記モータの駆動が許可されていることを条件に、前記第１スイッチの操作に応じて前記モータの駆動を制御する、請求項１又は２に記載の電動工具。
4. 前記第２制御部の制御により前記モータの駆動許可条件の一つである所定条件が満たされていることを報知する状態報知部を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の電動工具。
5. モータと、
   前記モータの駆動力により駆動する先端工具と、
   前記モータの駆動を制御する第１制御部と、
   前記モータの駆動許可条件の一つである所定条件が満たされていることを前記第１制御部の制御によらずに報知する状態報知部と、を備える、電動工具。
6. 前記状態報知部による、前記所定が満たされていることの報知を、当該報知の開始から所定時間が経過すると停止する、請求項４又は５に記載の電動工具。
7. モータと、
   前記モータの駆動力により駆動する先端工具と、
   前記モータの駆動を制御する第１制御部と、
   作業者に把持される把持部と、
   前記把持部が作業者に把持されたことを検出する検出部と、
   作業者が前記モータの駆動、停止を切り替えるための第１スイッチと、
   作業者が前記モータの駆動の許否を切り替えるための第２スイッチと、を備え、
   前記モータの駆動を許可するための条件は、前記第２スイッチに許可操作がされることと、前記把持部が作業者に把持されることと、を含み、
   前記第２スイッチに許可操作がされてから前記把持部が作業者に把持されずに第１所定時間が経過すると、その後に前記把持部が作業者に把持されても前記モータの駆動を許可せず、
   前記第２スイッチに許可操作がされてから前記第１所定時間が経過する前に前記把持部が作業者に把持されると、前記第１所定時間を超えて前記モータの駆動を許可する、電動工具。
8. 前記第２スイッチに許可操作がされてから前記第１所定時間が経過する前に前記把持部が作業者に把持されると、把持されてから第２所定時間は前記モータの駆動を許可する、請求項７に記載の電動工具。
9. 前記第１スイッチは、前記第２スイッチの状態に関わらず操作が可能である、請求項７又は８に記載の電動工具。
10. 前記モータの駆動許否を判断する第２制御部を備え、
    前記第１制御部は、前記第２制御部により前記モータの駆動が許可されていることを条件に、前記第１スイッチの操作に応じて前記モータの駆動を制御する、請求項７から９のいずれか一項に記載の電動工具。

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