JP2013066942A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】不意の自動変速を起こり難くしした電動工具を提供する。
【解決手段】本発明の電動工具は、駆動源となるモータ１と、モータ１の回転動力を減速したうえで出力部３に伝達する減速機構部４と、減速機構部４の減速比を切り替える切替機構部８と、切替機構部８を制御する制御部６０と、モータ１の駆動状態を検知する駆動状態検知部６２とを具備し、減速機構部４が切替機構部８によって、高速低トルク状態と低速高トルク状態とに切り替わり、制御部６０は、検知された駆動状態が所定条件を満たすと減速比を切り替えさせる制御を行い、この減速比の切替動作を報知する報知部８０をさらに具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、減速比を切替自在とした電動工具に関する。

電動工具において、駆動源であるモータの回転動力を減速して伝達する減速機構部を備えたものがある。このような電動工具では、作業者が遊星減速機構を構成するリングギア等の切替部材をスライドさせる操作を行うことで、減速機構部の減速比を切り替えるものがある。そして、電動工具においては、この減速比の切り替えに伴い、出力トルクが小さい高速状態（高速低トルク状態）と、高速状態に比べて出力トルクが大きい低速状態（低速高トルク状態）とに切り替わる。

そして、特許文献１に記載される電動工具のように、モータからサンプリングした電流が予め決められた時間期間に渡ってしきい値を超えた状態が続いた場合、ソレノイドを用いて自動的に切替部材をスライドさせて、減速比を自動的に切り替えるものもある。そして、この電動工具では、上記時間期間に渡ってしきい値を超えた状態が続いた場合に、モータを停止した後、切替部材をスライドさせて、自動変速を行っている。

特開２００９−５６５９０号公報

また、減速比を自動的に切り替える自動変速機能を有した電動工具では、自動的としたが故に、作業者にとって意図しないタイミングで減速比が切り替わる（不意に自動変速される）ことがある。そして、この自動変速において、高速低トルク状態から低速高トルク状態へ切り替わる場合等では、自動変速前に比べて作業負荷が急に（不意の自動変速直後に）増大するため、作業者の手に反力が急にかかり（急に増加して）安全性が低下する恐れがある。

本発明では、不意の自動変速（切替動作）を起こり難くした電動工具を提供することを、課題とする。

前記課題を解決するために本発明の電動工具は、駆動源となるモータと、前記モータの回転動力を減速したうえで伝達する減速機構部と、前記減速機構部の減速比を切り替える切替機構部と、前記減速機構部を介して伝達された前記回転動力を出力する出力部と、前記減速比の切替時に前記切替機構部を制御する制御部と、前記モータの駆動状態を検知する駆動状態検知部とを具備し、前記減速機構部が前記切替機構部によって、高速低トルク状態と、前記出力部に伝達される前記回転動力が前記高速低トルク状態に比べて低速で且つ高い出力トルクとなる低速高トルク状態との二つの状態に切り替わり、前記制御部は、前記駆動状態検知部で検知された前記駆動状態が所定条件を満たす変速点に至ると、前記切替機構部に少なくとも前記高速低トルク状態から前記低速高トルク状態へ前記減速機構部を切り替えさせる制御を行い、前記切替機構部による前記減速機構部の切替動作を報知する報知部をさらに具備することを特徴とする。

この電動工具として、制御部が、前記高速低トルク状態から切り替えさせる前記制御に加えて、前記切替機構部に前記低速高トルク状態から前記高速低トルク状態へ前記減速機構部を切り替えさせる制御を行い、前記高速低トルク状態から切り替えさせる場合の前記変速点が、前記低速高トルク状態から切り替えさせる場合の前記変速点と異なることが好ましい。

この電動工具として、前記報知部が、前記駆動状態検知部にて検知される駆動状態をさらに報知することが好ましい。

この電動工具として、前記報知部が、光で報知するものであることが好ましい。

この電動工具として、前記報知部が、音で報知するものであることが好ましい。

この電動工具として、前記報知部が、振動で報知するものであることが好ましい。

この電動工具として、前記報知部の動作を報知と非報知とに切り替える報知切替部を具備することが好ましい。

この電動工具として、前記報知部が、光で報知する報知機能、音で報知する報知機能、振動で報知する報知機能のうち、少なくとも二つの報知機能を有し、前記報知部の報知に用いる前記報知機能を選択する報知選択部を具備することが好ましい。

本発明は、自動変速（切替動作）を認識し易くして、不意の自動変速を起こり難くすることができるという効果を奏する。

実施形態１の電動工具のブロック図である。 同上の電動工具の減速機構部の１速の状態を示し、（ａ）は側断面図、（ｂ）は側面図である。 同上の減速機構部の２速の状態を示し、（ａ）は側断面図、（ｂ）は側面図である。 実施形態１の電動工具におけるモータの電流値−トルクの関係図である。 実施形態２の電動工具の報知動作の説明図である。 実施形態３の電動工具の報知動作の説明図である。 実施形態４の電動工具の報知動作の説明図である。 実施形態５の電動工具のブロック図である。

本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。

＜実施形態１＞
図１には、本発明の電動工具の実施形態１を示してある。この電動工具は、図１に示すように、駆動源であるモータ１（メインモータ）と、変速装置２と、出力部３とを備え、モータ１の回転動力は変速装置２を介して出力部３に伝達される。そして、本電動工具は、図１に示すように、トリガスイッチ１０１と、回転方向切替部１０２と、電源部７０とを更に備える。トリガスイッチ１０１は電動工具のハウジング（図示せず）に対して引き込み自在に設けてあり、この引込量に応じてモータ１の出力回転数（回転数）が可変となっている。回転方向切替部１０２は、上記ハウジングに露出して設けてあり、モータ１の回転方向を、正転と、正転と反対向きの逆転とに切り替えるための操作部となっている。電源部７０は外部電源に接続される電源コードやハウジングに着脱自在の電池パック等で主体が構成される。

また、変速装置２は、図２，３に示すように、モータ１の回転動力を減速したうえで出力部３に伝達する減速機構部４と、減速機構部４の減速比を切り替える切替機構部８とを有する。そして、モータ１、減速機構部４、出力部３は、モータ１の軸方向に沿って配置され、モータ１の回転動力はモータ１から減速機構部４を介して出力部３に伝達される。以下、モータ１の軸方向を、単に軸方向Ａｘと記載し、方向の一基準とする。

切替機構部８は、図２，３に示すように、変速用アクチュエータ６と、変速カムプレート４２とを有し、この変速用アクチュエータ６は、専用のモータ５０（サブモータ）を駆動源とした回転式のアクチュエータとなっている。そして、変速用アクチュエータ６は、減速機構部４が有する切替部材７を、変速カムプレート４２を介して軸方向Ａｘにスライド移動させ、減速比の切替を行う。この点について詳しくは後述する。

また、減速機構部４は、図２，３に示すように、ギアケース９内に三段の遊星減速機構を収容してある。そして、減速機構部４は、一つの遊星減速機構の減速状態と非減速状態を切り替えることによって、減速機構部４全体の減速比を切り替える。以下においては、モータ１に近い側から順に１、２、３段目の遊星減速機構として説明を行う。

１段目の遊星減速機構は、モータ１からの回転動力によって軸中心に回転駆動される太陽ギア１０と、該太陽ギア１０と噛み合う複数の遊星ギア１１と、各遊星ギア１１に噛み合うリングギア１２とを備える。遊星ギア１１は太陽ギア１０を囲むように位置し、リングギア１２はこれら複数の遊星ギア１１を囲むように位置する。１段目の遊星減速機構は、これら複数の遊星ギア１１と回動自在に連結されるキャリア１４と、遊星ギア１１とキャリア１４を連結させるキャリアピン１３とをさらに備える。

２段目の遊星減速機構は、１段目のキャリア１４に結合される２段目の太陽ギア２０と、該太陽ギア２０と噛み合う複数の遊星ギア２１と、各遊星ギア２１に噛み合うリングギア２２とを備える。遊星ギア２１は太陽ギア２０を囲むように位置し、リングギア２２はこれら複数の遊星ギア２１を囲むように位置する。２段目の遊星減速機構は、これら複数の遊星ギア２１と回動自在に連結されるキャリア２４と、遊星ギア２１とキャリア２４を連結するキャリアピン２３とをさらに備える。

リングギア２２はギアケース９に対して軸方向Ａｘにスライド自在に且つ回転自在に配される。リングギア２２は、モータ１側のスライド位置にあるときに、１段目のキャリア１４の外周縁部１４ａに噛み合い、キャリア１４と一体に回転自在となる。そして、リングギア２２は、出力部３側のスライド位置にあるときに、ギアケース９に形成された係合歯部４０に噛み合い、ギアケース９に回転不能で保持される。更に、リングギア２２はいずれのスライド位置にあっても、遊星ギア２１に噛み合う。以下の本文中において、軸方向Ａｘを基準に、モータ１側を単に「入力側」といい、出力部３側を単に「出力側」という。

３段目の遊星減速機構は、２段目のキャリア２４に結合される３段目の太陽ギア３０と、該太陽ギア３０と噛み合う複数の遊星ギア３１と、これら複数の遊星ギア３１と噛み合うリングギア３２とを備える。遊星ギア３１は太陽ギア３０を囲むように位置し、リングギア３２はこれら複数の遊星ギア３１を囲むように位置する。３段目の遊星減速機構は、これら複数の遊星ギア３１と回動自在に連結されるキャリア（図示せず）と、このキャリアと遊星ギア３１を連結させるキャリアピン（図示せず）とをさらに備える。

これら３段の遊星減速機構は、軸方向Ａｘに連結される。つまり、１〜３段目の太陽ギア１０，２０，３０が軸方向Ａｘの一直線上に並設され、これらを囲むように位置する三つのリングギア１２，２２，３２もまた軸方向Ａｘの一直線上に並設される。

リングギア２２は独立して軸方向Ａｘにスライド自在であり、そのスライド位置に対応して減速比を切り替え、出力部３の回転出力を１速、２速に変更する。このように、本実施形態では、リングギア２２が、軸方向Ａｘにスライド自在な切替部材７をなす。

図２には１速の状態、図３には２速の状態を示している。図２の１速にある減速機構部４では、切替部材７をなすリングギア２２が入力側の位置にあり、２段目の遊星減速機構が非減速状態となる。図３の２速にある減速機構部４では、切替部材７をなすリングギア２２が出力側の位置にあり、２段目の遊星減速機構が減速状態となる。そのため、２速の場合は１速の場合に比べて減速比が大きく、出力部３での回転速度は小さくなる。そして、２速の場合は１速の場合に比べて出力部３での出力トルクが大きい（高い）状態となる。すなわち、ここでの１速は高速低トルク状態となっており、２速は低速高トルク状態となっている。以下、高速低トルク状態を高速状態、低速高トルク状態を低速状態と記載する。

また、切替部材７をなすリングギア２２のスライド位置は、変速カムプレート４２の回転位置に応じて決定される。変速カムプレート４２は、筒状をなすギアケース９の外周面に沿う断面円弧状のプレートであり、ギアケース９の中心軸まわりに回転自在となるように装着される。変速カムプレート４２にはカム溝４１が設けてあり、カム溝４１は、リングギア２２のスライド移動に対応した折れ線形状を有する貫通溝となっており、カム溝４１には変速ピン４５が挿通されている。変速ピン４５は先端部が、ギアケース９に貫通形成したガイド溝（図示せず）を通じてギアケース９内に挿入され、リングギア２２の外周面の凹溝（図示せず）に係合する。ガイド溝は、減速機構部４の軸方向Ａｘと平行に形成してある。

この変速カムプレート４２は、その周方向端部にギア部４７を有し、ギア部４７は回転式の変速用アクチュエータ６と噛み合う。変速用アクチュエータ６は、専用のモータ５０と、モータ５０の回転動力を減速して伝達する伝達部５１と、伝達部５１を通じて伝達される回転動力により回転駆動される出力部５２とを有する。つまり、変速用アクチュエータ６はモータ５０が駆動することで、変速カムプレート４２を介して切替部材７を軸方向Ａｘにスライドさせる。

このように、減速機構部４は、軸方向Ａｘにスライド自在な切替部材７と、これら切替部材７の軸方向Ａｘのスライド位置に応じて該切替部材７との係合状態と非係合状態が切り替わるギア部材５と、を用いて形成してある。そして、ギア部材５は、１段目のキャリア１４と係合歯部４０となっており、切替部材７がいずれのギア部材５に係合するかに応じて、減速機構部４全体の減速比が切り替わる。

また、本電動工具は、制御部６０と、モータ駆動部６１と、駆動状態検知部６２とをさらに備え、制御部６０とモータ駆動部６１には電源部７０から電力が供給される。モータ駆動部６１は、モータ１を駆動させるとともにモータ１の回転動力を変更させる（調整させる）ものとなっており、モータ１の回転動力を調整する駆動調整部を兼ねている。

駆動状態検知部６２はモータ１の駆動状態（負荷トルク）を検知し、その検知結果を制御部６０に入力する。そして、この検知結果としては、例えば、モータ１にかかる負荷トルク、または上記負荷トルクの指標となる、モータ１に流れる電流値や、モータ１の回転数や、出力部３の回転数等となっている。そして、本電動工具は、駆動状態検知部６２として、モータ１に流れる電流値を検知する電流検知部６４と、モータ１の回転数を検知する回転数検知部６３とを備える。

制御部６０は、モータ駆動部６１を介してモータ１を制御するモータ制御部の機能と、変速装置２を制御して変速装置２（切替機構部８）に減速比を切り替えさせる変速制御部の機能とを兼ねている。そして、制御部６０は、駆動状態検知部６２により検知されるモータ１の駆動状態に応じて、変速装置２に変速用アクチュエータ６を起動させ、切替部材７をスライド移動させることにより減速機構部４の減速比を変更する。

更に、制御部６０は、所定条件を満たした場合に、変速用アクチュエータ６のモータ５０を起動させて、自動変速させる制御を行う。

具体的には、１速から２速への減速比の切り替えの場合、制御部６０は、変速用アクチュエータ６のモータ５０を起動させ、変速カムプレート４２を回転移動させる。この回転移動に伴い、変速ピン４５は、ギアケース９のガイド溝にガイドされながら、カム溝４１内を入力側から出力側へとスライド駆動され、切替部材７であるリングギア２２を図２に示す位置から出力側へとスライド移動させる。

スライド移動したリングギア２２は、まず１段目のキャリア１４との係合が解除され、切替途中の状態となる。このとき、リングギア２２は、２段目の遊星ギア２１に係合し、且つ、ギアケース９には回転固定されない状態にある。この切替途中の状態において、リングギア２２は、１速にてキャリア１４に係合していたときの回転慣性で回転を続けるが、これと同時に、モータ１により駆動される２段目の遊星ギア２１からの反力によって、上記回転慣性とは反対方向の回転力を受ける。一方、リングギア２２が次に係合するギア部材５である係合歯部４０は、ギアケース９に対して固定されている。

制御部６０は、この回転慣性と反対方向の回転力を積極的に利用して、リングギア２２と係合歯部４０との相対回転速度を低減させ（好ましくはゼロとする）、係合歯部４０と係合する際にはリングギア２２の回転速度が極力ゼロに近づくように調整する。これにより、図３のようにリングギア２２が係合歯部４０と係合する際の衝撃を抑制し、スムーズ且つ安定的な自動変速を実現するとともに、衝突によるギアの磨耗や破損も抑制することができる。そして、前述の通りリングギア２２が係合歯部４０と係合することで、減速機構部４は１速の状態から２速の状態へ自動変速され、自動変速が完了となる。

次に、２速から１速へ自動変速させる場合、制御部６０は、変速用アクチュエータ６のモータ５０を起動させ、変速カムプレート４２を回転移動させる。この回転移動に伴い、変速ピン４５は、ギアケース９のガイド溝にガイドされながら、カム溝４１内を出力側から入力側へとスライド駆動され、切替部材７であるリングギア２２を図３に示す位置から入力側へとスライド移動させる。

スライド移動したリングギア２２は、まず係合歯部４０との係合が解除され、切替途中の状態となる。そして、リングギア２２は、切替途中の状態から更にスライド移動することで、図２に示すように、１段目のキャリア１４と係合して、減速機構部４は２速の状態から１速の状態へ自動変速され、自動変速が完了となる。

加えて、制御部６０は、減速比の切替動作時（自動変速時）に、変速装置２の情報検知部（図示せず）から検知した切替部材７（リングギア２２）の位置に対応するかたちで、変速用アクチュエータ６の駆動を調整するように制御する。

具体的には、情報検知部は、変速用アクチュエータ６が駆動されるときに、入出力情報として、電源部７０から変速用アクチュエータ６に印加された供給電圧の値を随時検知し、検知結果を制御部６０に出力する。制御部６０は、入力された検知結果に応じて、切替部材７が所定の目標位置に至るまでの時間あたりのスライド量を一定にさせるように変速用アクチュエータ６を制御する。つまり、制御部６０は、情報検知部の検知結果に応じてモータ５０の回転動力を随時変更させて、所定の時間経過時に切替部材７が所定の目標位置に至るように、変速用アクチュエータ６を駆動調整する。

これにより、電池パック（電源部７０）の消耗による供給電圧の低下等に伴う切替部材７のスライド量または速度の低下に対応して、切替部材７のスライドを調整することができる。そのため、切替部材７の移動速度のばらつきに伴うスライド量不足を抑制し、切替部材７を所定の時間に所定の目標位置に到達させることができ、スムーズかつ安定な自動変速を実現する。なお、上記所定の時間とは、自動変速に要する切替時間であり、変速用アクチュエータ６の駆動時間と略同じ時間となっている。

また、変速用アクチュエータ６を起動させる所定条件（自動変速させる条件）は、駆動状態検知部６２にてモータ１の駆動状態が所定水準を越えたと検知された場合となっている。制御部６０は、駆動状態検知部６２にて検知されたモータ１の電流値が電流値側の閾値に達することで、駆動状態が所定水準を越えた（負荷トルクがトルク側の閾値に達した）として、変速用アクチュエータ６を起動させる。以下、特に規定しない限り、トルク側の閾値を、単に閾値と記載する。

図４は、電動工具におけるモータ１の電流値Ｉ−トルクＴ特性の一例を示した説明図となっており、直線Ｌ１が高速状態におけるＩ−Ｔ特性を示した線となっており、直線Ｌ２が低速状態におけるＩ−Ｔ特性を示した線となっている。

まず、作業進行に伴い負荷（負荷トルク）が大きくなる（増加する）作業を、高速状態で開始し、作業終了までトリガスイッチ１０１の引込量を一定とした場合を例にとり、高速状態から低速状態への自動変速を説明する。なお、この作業の場合、本電動工具は、図４中の矢印Ａｒ１に示すように、負荷（トルクＴ）の増加に伴って検知されるモータ１の電流値Ｉ（検知結果）が増加する。以下、上記作業の場合を、Ａｒ１の場合と記載する。

Ａｒ１の場合において、高速状態で動作中に、負荷（トルクＴ）の増加に伴い電流値Ｉが低下して、第１変速点Ｐ１に至るとき、駆動状態検知部６２にて検知される電流値Ｉが電流値Ｉ１となる。そして、第１変速点Ｐ１に至ると、制御部６０は、検知結果から負荷（トルクＴ）が第１閾値Ｔ１に達して駆動状態が所定水準を越えて所定条件を満たしたとして、変速用アクチュエータ６を起動させて、低速状態に切り替える（変速装置２に自動変速させる）。

次に、作業の進行に伴い負荷（トルクＴ）が小さくなる（低下する）作業を、低速状態で開始し、作業終了までトリガスイッチ１０１の引込量を一定とした場合を例にとり、低速状態から高速状態への自動変速を説明する。なお、この作業の場合、本電動工具は、図４中の矢印Ａｒ２に示すように、負荷トルク（トルクＴ）の低下に伴って検知されるモータ１の電流値Ｉ（検知結果）が低下する。以下、上記作業の場合を、Ａｒ２の場合と記載する。

Ａｒ２の場合において、低速状態で動作中に、負荷（トルクＴ）の低下に伴い電流値Ｉが低下して、第２変速点Ｐ２に至るとき、駆動状態検知部６２にて検知される電流値Ｉが電流値Ｉ２となる。そして、第２変速点Ｐ２に至ると、制御部６０は、検知結果から負荷（トルクＴ）が第２閾値Ｔ２に達して駆動状態が所定水準を越えて所定条件を満たしたとして、変速用アクチュエータ６を起動させて、高速状態に切り替える。

すなわち、電流値Ｉ１が、高速状態から切り替える場合における電流値Ｉの閾値（電流側の第１閾値）となっており、電流値Ｉ２が、低速状態から切り替える場合における電流値Ｉの閾値（電流側の第２閾値）となっている。そして、電流値Ｉ１は電流値Ｉ２に比べて大きい値となっており、第１閾値Ｔ１は第２閾値Ｔ２に比べて大きい値となっている。更に、所定条件は、Ａｒ１の場合、高速状態で動作中に負荷トルク（トルクＴ）が第１閾値Ｔ１に達することとなっており、Ａｒ２の場合、低速状態で動作中に負荷トルク（トルクＴ）が第２閾値Ｔ２に達することとなっている。そのため、Ａｒ１の場合では、第２変速点Ｐ２における所定条件を満たすことがなく、Ａｒ２の場合では、第１変速点Ｐ１における所定条件を満たすことがない構成となっている。

また、本実施形態の電動工具は、図１に示すように、自動変速を報知する報知部８０をさらに備えると共に、制御部６０が、報知部８０の制御を行う報知用制御部８１の機能を兼ねる。報知部８０は、駆動状態検知部６２で検知された駆動状態が所定水準を越えたとき、すなわち変速点に至ったときに報知動作を行い、自動変速の報知を行う。

報知部８０は外部に報知動作を行う動作部（図示せず）で主体が構成される。この動作部は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）等を有し外部に光を発する発光部や、ブザー等を有し外部に音を発する発音部や、偏心モータ等の振動を発しこの振動をハウジングを介して外部に伝達する発振部等となっている。そして、この動作部による報知動作は、上述の発光部の光や、発音部の音や、発振部の振動等となっており、報知部８０は、変速用アクチュエータの駆動中（切替動作）の間、動作部に報知動作を行わせて、自動変速を報知する。

以上のように、本実施形態の電動工具は、高速状態から切り替える場合と、低速状態から切り替える場合とで、トルク側の閾値等の変速点における所定条件を異ならせた構成になっている。そして、変速点毎にトルク側の閾値等の所定条件を異ならせたことで、自動変速直後に、切替先の状態から切替前の状態へ自動変速させる所定条件を満たすことを抑制することができ、所謂キックバックやチャタリングを生じ難くすることができる。そのため、キックバックやチャタリングに起因する不要な自動変速による、作業効率の低下や、切替部材７やギア部材５の摩耗や疲労蓄積等の構成部材の消耗や、騒音の増大等を、抑制し易くすることができる。

そして、報知部８０を具備したことで、報知部８０の報知によって、自動変速（切替動作）を使用者（作業者）が認識し易くなり、不意に自動変速が起こる恐れを軽減し易くすることができると共に、自動変速に伴う反力の変化に備え易くすることができる。そのため、自動変速機能を有した電動工具を用いた作業において、安全性を向上し易くすることができると共に、作業効率を向上し易くすることができる。

なお、報知部８０は、自動変速させるときに、動作部に報知動作を行わせるものであればよく、例えば変速用アクチュエータ６の起動時にのみや起動時と完了時に報知動作を行わせるもの等であってもよい。また、発光部は、ハウジングの入力側の端部となるハウジングの後部から後方に光を放出する構成が好ましく、この後方とは、軸方向Ａｘにおいて入力側を向く方向を指す。

次に、電動工具の他の実施形態について順に述べる。なお、上述の実施形態１と同様の構成については詳しい説明を省略し、実施形態１とは相違する特徴的な構成について、主に詳述する。

＜実施形態２＞
本実施形態の電動工具においても、高速状態から切り替える場合の変速点と低速状態から切り替える場合の変速点とでトルク側の閾値等の所定条件が異なり、制御部６０が自動変速を報知部８０に報知させる制御を行っている。しかし、本実施形態においては、報知部８０の報知動作が実施形態１の場合と相違する。なお、実施形態１の場合と重複する点の説明は省略する。

本実施形態の電動工具は、報知部８０が動作部として発光部８２を備えると共に、変速点の報知に加えて、駆動状態検知部６２で検知された駆動状態を報知する。発光部８２は、複数の発光体８３を有し、発光体８３は点灯時に各々ハウジングから外部に光を放出する。報知用制御部８１は、発光体８３ごとに各々の点灯、消灯を切り替えることで、発光体８３の点灯する（発光させる）数を変化させて、発光部８２（報知部８０）に駆動状態を報知させる。

具体的には、図５に示すように、発光部８２が、ＬＥＤを発光体８３として五つ有し、ＬＥＤ（発光体８３）はハウジングから放出する光が電動工具（ハウジング）の外面に沿って一直線に並んで配置される。そして、図５において、発光体８３は、白抜きのものが消灯状態となっており、黒塗りのものが点灯状態となっている。更に、この発光部８２による報知動作は、負荷トルク（図中負荷参照）が大きくなる程、発光体８３の並ぶ直線に沿って順次発光体８３を点灯させて、発光体８３の点灯数を増やし、負荷トルクが小さくなる程、発光体８３を消灯させて発光体８３の点灯数を減らす。

そのため、発光部８２は、発光体８３全てを消灯させた状態から全てを点灯させた状態までの６段階に報知可能となっている。すなわち、発光部８２は、発光体８３全てを消灯させた第１報知状態から、発光体８３を順次一つずつ点灯させることで、第２報知状態、第３報知状態、第４報知状態、第５報知状態、第６報知状態に順次切り替わる。そして、第６報知状態から、発光体８３を順次一つずつ消灯させることで、第５、第４、第３、第２、第１報知状態に順次切り替わる。更に、発光体８３を二つ点灯させた第３報知状態が、第２変速点における駆動状態の報知動作となっており、四つ点灯させた第５報知状態が、第１変速点における駆動状態の報知動作となっている。

以上のように、報知部８０は、発光体８３の点灯数等から使用者に対して視覚的に電動工具の駆動状態（負荷）を報知する構成となっている。そのため、モータ回転や作業負荷等に起因した工具振動や騒音等による影響を受け難い視覚的な報知動作となり、騒音や工具振動の大きい場合での作業時に、報知を使用者に認識させ易くすることができる。

そして、変速点毎に異なる動作で報知を行うことで、いずれの変速点における自動変速かを報知動作の違いから使用者に識別させ易くすることができる。そのため、使用者が識別した変速点から作業状況を予測し易くなり、安全性を向上し易くすることができると共に、作業効率を向上し易くすることができる。

更に、駆動状態検知部６２で検知された駆動状態を報知部８０で報知したことで、報知した駆動状態から作業状況を使用者に認識させ易くすることができる。そのため、作業状況から負荷の変動等の電動工具の動作の変化を使用者が予測し易くなり、作業の安全性を向上し易くすることができると共に、作業効率を向上し易くすることができる。なお、発光部８２は、ハウジングの入力側の端部となるハウジングの後部から後方に光を放出する構成が好ましい。

＜実施形態３＞
本実施形態の電動工具においても、高速状態から切り替える場合の変速点と低速状態から切り替える場合の変速点とでトルク側の閾値等の所定条件が異なり、制御部６０が自動変速を報知部８０に報知させる制御を行っている。しかし、本実施形態においては、報知部８０の報知動作が実施形態１の場合と相違する。なお、実施形態２の場合と重複する点の説明は省略する。

本実施形態の電動工具は、報知部８０が動作部として発音部（図示せず）を備えると共に、変速点の報知に加えて、駆動状態検知部６２で検知された駆動状態を報知する。

具体的には、発音部が、ハウジングから外部に音を放出するブザー（発音体）で主体が構成される。報知用制御部８１は、駆動状態の変化に応じて、ブザーの周波数を変化させることで、駆動状態（負荷トルク）の変化に伴って発音部で発する音を変化させて、発音部（報知部８０）に駆動状態を報知させる。

そして、この発音部の報知動作は、図６に示すように、負荷トルク（図中負荷参照）が大きくなる程、ブザーの音の周波数ｆが大きくなり、負荷トルクが小さくなる程、周波数ｆが小さくなる。更に、発音部は、第１変速点における周波数ｆ１と、第２変速点における周波数ｆ２とが異なる。

以上のように、報知部８０は、発音部の音やその周波数ｆ等から使用者に対して聴覚的に電動工具の駆動状態を報知する構成となっており、電動工具を視認せずに報知を認識することができると共に、工具振動による影響を受け難い報知動作となる。そのため、工具振動の大きい場合や電動工具を視認し難い場合等での作業時に、報知を使用者に認識させ易くすることができる。

そして、変速点毎に異なる動作で報知を行うことで、いずれの変速点における自動変速かを報知動作の違いから使用者に識別させ易くすることができる。そのため、使用者が識別した変速点から作業状況を予測し易くなり、安全性を向上し易くすることができると共に、作業効率を向上し易くすることができる。更に、駆動状態検知部６２で検知された駆動状態を報知部８０で報知したことで、報知した駆動状態から作業状況を使用者に認識させ易くすることができる。そのため、作業状況から負荷の変動等の電動工具の動作の変化を使用者が予測し易くなり、作業の安全性を向上し易くすることができると共に、作業効率を向上し易くすることができる。なお、報知用制御部８１は、駆動状態に応じてブザーに印加する電圧の周波数を変化させるものや、駆動状態に応じてブザーに印加する電圧の周期を変化させるものであってもよい。

＜実施形態４＞
本実施形態の電動工具においても、高速状態から切り替える場合の変速点と低速状態から切り替える場合の変速点とでトルク側の閾値等の所定条件が異なり、制御部６０が自動変速を報知部８０に報知させる制御を行っている。しかし、本実施形態においては、報知部８０の報知動作が実施形態１の場合と相違する。なお、実施形態２，３の場合と重複する点の説明は省略する。

本実施形態の電動工具は、報知部８０が動作部として発振部（図示せず）を備えると共に、変速点の報知に加えて、駆動状態検知部６２で検知された駆動状態を報知する。

具体的には、発振部が、偏心回転して振動を発生させる偏心モータ（振動体）で主体が構成され、発振部（振動体）の振動は電動工具のハウジングを介して外部（使用者）に伝達される。報知用制御部８１は、駆動状態の変化に応じて、偏心モータの印加電圧の周期を変化させることで、駆動状態の変化に伴って振動を発生させる間隔を変化させて、発振部（報知部８０）に駆動状態を報知させる。

そして、この発振部の報知動作は、図７に示すように、負荷トルク（図中負荷参照）が大きくなる程、偏心モータの印加電圧の周期Ｓが速くなり（振動を発する間隔が短くなり）、負荷トルクが小さくなる程、周期Ｓが遅くなる（振動を発する間隔が長くなる）。更に、発振部は、第２変速点における印加電圧の周期Ｓ１（間隔）と、第１変速点における印加電圧の周期Ｓ２（間隔）とが異なる。

以上のように、報知部８０は、発振部の振動やその周期Ｓ等から使用者に対して触覚的に電動工具の駆動状態を報知する構成となっており、電動工具を視認せずに報知を認識することができると共に、騒音による影響を受け難い報知動作となる。そのため、騒音の大きい場合や電動工具を視認し難い場合等での作業時に、報知を使用者に認識させ易くすることができる。

そして、変速点毎に異なる動作で報知を行うことで、いずれの変速点における自動変速かを報知動作の違いから使用者に識別させ易くすることができる。そのため、使用者が識別した変速点から作業状況を予測し易くなり、安全性を向上し易くすることができると共に、作業効率を向上し易くすることができる。更に、駆動状態検知部６２で検知された駆動状態を報知部８０で報知したことで、報知した駆動状態から作業状況を使用者に認識させ易くすることができる。そのため、作業状況から負荷の変動等の電動工具の動作の変化を使用者が予測し易くなり、作業の安全性を向上し易くすることができると共に、作業効率を向上し易くすることができる。

＜実施形態５＞
本実施形態の電動工具においても、高速状態から切り替える場合の変速点と低速状態から切り替える場合の変速点とでトルク側の閾値等の所定条件が異なり、制御部６０が自動変速を報知部８０に報知させる制御を行っている。しかし、本実施形態においては、報知部８０の報知機能を選択可能とした点等が実施形態１の場合と相違する。なお、実施形態２乃至４の場合と重複する点の説明は省略する。

本実施形態の電動工具は、図８に示すように、報知部８０による報知と非報知とを切り替える報知切替部８４をさらに具備する。そして、報知部８０は動作部として発光部８２、発音部、振動部を備えており、視覚的報知機能と、聴覚的報知機能と、振動部の振動を用いた触覚的報知機能との三つの報知機能を有する。

視覚的報知機能は、図５に示すように、発光部８２で発した光を用いて、使用者に対して視覚的に自動変速及び駆動状態を報知する機能となっている。聴覚的報知機能は、図６に示すように、発音部で発した音を用いて、使用者に対して聴覚的に自動変速及び駆動状態を報知する機能となっている。触覚的報知機能は、図７に示すように、振動部で発した振動を用いて、使用者に対して触覚的に自動変速及び駆動状態を報知する機能となっている。

報知切替部８４は、報知動作を行わせる報知状態と、報知動作を行わせない非報知状態とに報知部８０の動作状態を切り替える。そして、報知切替部８４は、上記報知状態において、三つの報知機能のうちのいずれの報知機能で報知させるかを選択する報知機能選択部８５の機能を兼ねる。

以上のように、本実施形態の電動工具は、報知切替部８４の機能によって、報知部８０の報知と非報知とに動作状態を切替可能な構成となっている。そのため、熟練の使用者による作業時等で報知動作が不要なときに、報知切替部８４で非報知状態に切り替えることで、報知動作を行わせずに利用（作業）することができ、使用者の好みに対応させることができる。

更に、本実施形態の電動工具は、報知機能選択部８５の機能によって、複数の報知機能から、報知動作を行う（報知に用いる）報知機能を選択可能な構成となっている。そして、報知機能を選択可能としたことで、工具振動の大きい場合や騒音の大きい場合や電動工具を視認し難い場合等での作業時に、その作業環境や作業内容等に合わせて作業環境等の影響を受け難い（作業環境等に適した）報知機能に切り替えることができる。そのため、自動変速や駆動状態を作業環境等による影響を軽減して報知することができ、使用者に報知を認識させ易くすることができる。

なお、報知機能選択部８５は、報知機能を一つのみ選択するものに限らず、二つ選択可能なものであってもよい。例えば、報知機能選択部８５を兼ねた報知切替部８４では、報知機能ごとに、報知状態と非報知状態とを切り替えることで、報知動作に用いる報知機能を選択するものであってもよい。このものでは、三つの報知機能うちの一つを選択した場合（一つの報知機能を報知状態とした場合）と、二つを選択した場合と、三つを選択した場合と、いずれも選択しない三つの報知機能全てを非報知状態とした場合とを選べるものであってもよい。また、報知切替部８４と報知機能選択部８５とを各々別部材で備えたものであってもよい。

＜実施形態６＞
本実施形態の電動工具においても、制御部６０が自動変速を報知部８０に報知させる制御を行っている。しかし、本実施形態においては、作業中の自動変速の所定条件等が実施形態１乃至５の場合と相違する。なお、実施形態１乃至５の場合と重複する点の説明は省略する。

本実施形態の電動工具は、トリガスイッチ１０１が引込操作された作業時において、変速点として第１変速点Ｐ１のみを有し、この第１変速点Ｐ１において高速状態から切り替える場合のみに所定条件を満たすとして自動変速される構成となっている。

具体的には、変速装置２が高速状態と低速状態との二つの動作状態を有する。そして、高速状態での動作中に、駆動状態検知部６２で検知された電流値が電流値Ｉ１となる第１変速点Ｐ１に至るとき、制御部６０は、所定条件を満たしたとして自動変速させて、低速状態へ切り替える。また、報知部８０は、自動変速時に報知動作を行い、自動変速を報知する、或いは駆動状態に応じた報知動作を行い、駆動状態及び自動変速を報知する。更に、本実施形態の電動工具は、第２変速点Ｐ２等の作業時の負荷変動時に低速状態から切り替える場合の変速点を有しておらず、作業時において、第１変速点Ｐ１でのみ自動変速される構成となっている。

以上のように、作業時において高速状態から切り替える場合の第１変速点Ｐ１のみを有したことで、第１変速点Ｐ１での切替直後に、切替後の低速状態から高速状態への自動変速を抑制することができ、キックバック等を生じ難くすることができる。そのため、キックバック等に起因する不要な自動変速による、作業効率の低下や、切替部材７やギア部材５の摩耗や疲労蓄積等の構成部材の消耗や、騒音の増大等を、抑制し易くすることができる。

そして、報知部８０を具備したことで、報知部８０の報知によって、自動変速を使用者が認識し易くなり、不意に自動変速が起こる恐れを軽減し易くすることができると共に、自動変速に伴う反力の変化に備え易くすることができる。そのため、自動変速機能を有した電動工具を用いた作業において、安全性を向上し易くすることができると共に、作業効率を向上し易くすることができる。駆動状態検知部６２で検知された駆動状態を報知部８０で報知したことで、報知した駆動状態から作業状況を使用者に認識させ易くすることができる。そのため、作業状況から負荷の変動等の電動工具の動作の変化を使用者が予測し易くなり、作業の安全性を向上し易くすることができると共に、作業効率を向上し易くすることができる。

なお、変速装置２は、低速状態から切り替える変速点を備えないものに限らない。例えば、トリガスイッチ１０１の引込操作が解除されたときに、制御部６０が非作業時になった（作業が完了した）として、低速状態から高速状態へ切り替える電動工具であってもよい。

以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は各実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、各実施形態において適宜の設計変更を行うことや、各実施形態の構成を適宜組み合わせて適用することが可能である。例えば、減速機構部４は遊星減速段に限らない。また、変速用アクチュエータ６は、回転駆動式に限らず、ソレノイド等を用いたスライド駆動式のものであってもよい。また、駆動状態検知部６２はトルクセンサ等を用いて負荷トルクを直接検知し、検知した負荷トルクを検知結果として制御部６０に入力するものであってもよい。また、回転数から負荷トルクが閾値に達することを検知するものであってもよく、回転数検知部６３は出力部３の回転数を検知してもよい。なお、制御部６０による切替動作（自動変速）の制御は、減速機構部４の代わりに、モータ１の回転動力を増速したうえで出力部３に伝達する増速機構部を具備したものにも適用可能である。

１ モータ
２ 変速装置
８ 切替機構部
６０ 制御部
６２ 駆動状態検知部
８０ 報知部
８１ 報知用制御部
８４ 報知切替部
８５ 報知機能選択部

Claims (8)

1. 駆動源となるモータと、前記モータの回転動力を減速したうえで伝達する減速機構部と、前記減速機構部の減速比を切り替える切替機構部と、前記減速機構部を介して伝達された前記回転動力を出力する出力部と、前記減速比の切替時に前記切替機構部を制御する制御部と、前記モータの駆動状態を検知する駆動状態検知部とを具備し、
   前記減速機構部が前記切替機構部によって、高速低トルク状態と、前記出力部に伝達される前記回転動力が前記高速低トルク状態に比べて低速で且つ高い出力トルクとなる低速高トルク状態との二つの状態に切り替わり、
   前記制御部は、前記駆動状態検知部で検知された前記駆動状態が所定条件を満たす変速点に至ると、前記切替機構部に少なくとも前記高速低トルク状態から前記低速高トルク状態へ前記減速機構部を切り替えさせる制御を行い、
   前記切替機構部による前記減速機構部の切替動作を報知する報知部をさらに具備する
   ことを特徴とする電動工具。
2. 制御部が、前記高速低トルク状態から切り替えさせる前記制御に加えて、前記切替機構部に前記低速高トルク状態から前記高速低トルク状態へ前記減速機構部を切り替えさせる制御を行い、
   前記高速低トルク状態から切り替えさせる場合の前記変速点が、
   前記低速高トルク状態から切り替えさせる場合の前記変速点と異なる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記報知部が、前記駆動状態検知部にて検知される前記駆動状態をさらに報知する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動工具。
4. 前記報知部が、光で報知するものである
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電動工具。
5. 前記報知部が、音で報知するものである
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電動工具。
6. 前記報知部が、振動で報知するものである
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電動工具。
7. 前記報知部の動作を報知と非報知とに切り替える報知切替部を具備する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の電動工具。
8. 前記報知部が、光で報知する報知機能、音で報知する報知機能、振動で報知する報知機能のうち、少なくとも二つの報知機能を有し、
   前記報知部の報知に用いる前記報知機能を選択する報知選択部を具備する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の電動工具。

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