JP2017024101A

JP2017024101A - 作業工具

Info

Publication number: JP2017024101A
Application number: JP2015143517A
Authority: JP
Inventors: 太祐市毛; Daisuke Ichige; 矢萩　明之; Akiyuki Yahagi; 明之矢萩; 西河　智雅; Tomomasa Nishikawa; 智雅西河; 拓哉根内; Takuya Nenai
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2015-07-18
Filing date: 2015-07-18
Publication date: 2017-02-02

Abstract

【課題】伸縮式の竿を有して先端側にモータを配置した作業工具において、前ハウジングの重量を調整できる構造とする。【解決手段】作業工具１において伸縮式の竿部３に回動部６を設けることによって先端の駆動部２を揺動できる構造とした。前ハウジング１１には、ウエイト３０−１、３０−２を着脱可能とする装着部と、追加のバッテリパック７０−２を着脱可能とするバッテリ取付部が設けられる。作業者は必要とされる前ハウジングの重さに応じて、バッテリパックを前ハウジングに装着することができ、さらにはウエイトを装着することができる。この際、切り替えスイッチ４７によって、前側又は後側のバッテリパックのいずれを使用するかの切り替えが可能である。【選択図】図２

Description

本発明はモータで駆動される作業工具に関し、特に伸縮する竿部の先端に設けられる回転具を作業面に良好に押し付けることができるようにしたものである。
作業工具に関する。

竿部を有して竿部の先端にモータを配置し、モータによって作業具を回転させる作業工具が知られている。その一例として、床面や壁面を清掃するために、円形のスポンジやブラシ等をモータによって駆動するポリッシャが知られている。ポリッシャは、竿部の先端にモータを配置し、モータの出力を減速機構により減速してスピンドルを回転させ、スピンドルに作業具としてパッド、バフ又はブラシ等を取り付ける。このような作業工具は特許文献１、２にて開示されているように、伸縮する竿の後端にバッテリを保持する後ハウジングを設け、竿の先端にモータを収容する前ハウジング（駆動部）を設ける。バッテリから駆動部へ電力は、電源線を固定パイプと可動パイプからなる竿部の内側に配置することにより供給する。後ハウジングにはモータのオン又はオフを制御するスイッチと、モータの回転速度を変更する速度調整ダイヤルが設けられる。

特開２０１３−１６５６７４号公報特開２０１４−１６１９５７号公報

特許文献１に記載のような作業工具をポリッシャとして使用する場合、回転具が作業面に対して良好に面接触することが求められるが、回転具が伸縮式の竿部（長尺）の先端側に位置するため、手元を操作して、且つ回転具の回転中に前述の面接触をさせることは熟練が求められる。特に、作業面がソーラーパネルのように、奥側が手前側よりも上方に位置するよう傾斜した場合には、回転具を面接触させることがより困難である。この傾斜した場合は回転具が作業面に良好に押し付けられることが求められるので、前ハウジング部分が比較的重くなる方が望ましい。一方で、垂直な壁の研磨作業を行う場合には、回転具も壁に沿うように垂直な状態を保つように維持する必要があるが、この際には、作業者が前ハウジングの重量を支えながらの作業となるため、前ハウジング部分が軽量であることが望ましい。このように作業対象の高さ方向の位置や作業対象の形状によって前ハウジング側が軽い方が良い場合と、重い方が良い場合が混在する。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は伸縮式の竿を有して先端側にモータを配置した作業工具において、伸縮式の竿部に回動部を設けることによって先端部を揺動できる構造として回転具が作業面に面接触させることを容易にすると共に、前ハウジングの重量を調整できる構造とした作業工具を提供することにある。
本発明の他の目的は、装着されるバッテリパックの取り付け位置を工夫することにより、バッテリパックを用いて前ハウジングの重量を調整できる構造としたコードレス方式の作業工具を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、バッテリパックを複数装着できるようにして稼働時間の向上を図ったコードレス方式の作業工具を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
本発明の一つの特徴によれば、伸縮可能な竿部と、竿部の中間部分に設けられ長手方向と直交する回動軸で竿部の前方と後方側を回動可能とする回動部と、竿部の後端に設けられる後ハウジングと、竿部の前端に設けられる前ハウジングと、後ハウジングに設けられる第一のバッテリ取付部と、前ハウジングに収容されるモータと、前ハウジングによって保持されモータによって回転される回転部と、を有する作業工具であって、回動部よりも前側にて接続される前ハウジング部分の重さを変えられるように構成した。回動部は竿部の長手方向中央よりも前ハウジングに近い側に配置され、バネによってその初期位置が回動方向の一方側になるように付勢される。モータはブラシレスモータとすると好ましく、ブラシレスモータの駆動を制御する制御回路とインバータを前ハウジング内に収容する。

本発明の他の特徴によれば、竿部は固定パイプと可動パイプの組み合わせであり、可動パイプの位置を軸方向に変えた位置で固定パイプに固定できる。このような構成の前ハウジングに、ウエイトを着脱可能とする装着部と、第二のバッテリ取付部を設けた。これらのウエイトと第二のバッテリが選択的に装着可能であり、これらの装着によって前ハウジング部分の重さを変えることができる。前ハウジングには、ウエイト部分を覆う樹脂製カバーと、第二のバッテリを覆う樹脂製カバーのいずれか又は双方を設けることができる。

本発明のさらに他の特徴によれば、第二のバッテリ取付部は、モータと軸方向にみて部分的に重複する位置であって、竿部と反対側となる前ハウジングの側面に形成される。着脱可能なパック形式のバッテリは、第一のバッテリ取付部及び第二のバッテリ取付部のいずれか一方、又は、双方に取り付けることができる。また、第一のバッテリ取付部又は第二のバッテリ取付部のいずれのバッテリを使用するかを切り替える切替えスイッチを設け、作業者がいずれのバッテリを使用するかを切り替えることができるようにした。

本発明によれば、前ハウジング部分の重量をウエイトとバッテリパックの装着の有無にて調整できるため、ソーラーパネルや床面の研磨作業及び、壁などの研磨作業でも作業性を良くすることができる。また、バネによって、前ハウジングが回転具側に揺動するよう付勢される構造とすることで、作業面が地上設置型のソーラーパネルのように、奥側が手前側よりも上方に位置するよう傾斜した構成である場合に、バネの付勢力に抗して前ハウジングを揺動させていくにつれて回転具が作業面と平行に近づいていくこととなり、作業面に回転具を面接触させることを容易に行うことができる。さらに、回転具を作業面に押し付ける押し付け力を容易に発生させることができるので、作業性を向上させることができる。
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

本発明の実施例に係る作業工具１の全体を示す側面図であり、前ハウジングに重量物を取り付けていない状態を示す図である。本発明の実施例に係る作業工具１の全体を示す側面図であり、前ハウジングに重量物たるウエイトとバッテリパックを取り付けた状態を示す図である。本発明の実施例に係る作業工具１の全体を示す側面図であり、伸縮式の竿部を最大に伸ばした状態を示す図である。図１の駆動部２の内部構造を示す縦断面図である。図４の状態から回動部６を上方に曲げた状態を示す縦断面図である。図１の把持部４の拡大断面図である。図２の状態から、ウエイトとバッテリパックに樹脂製カバーを取り付けた状態を示す図である。本発明の実施例に係る作業工具の回路図である。本発明の第二の実施例に係る作業工具の全体を示す側面図であり、前ハウジングに重量物たるウエイトとバッテリを取り付けた状態を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、作業工具の一例として先端工具（回転具）に清掃体たるポリッシュ部材を取り付けたポリッシャを用いて説明し、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

作業工具１は、図１に示すように、電源部を有する把持部４と、把持部４の前側に固定される伸縮可能な竿部３と、竿部３の先端に取り付けられる駆動部２と、竿部３の前後方向の中央付近に固定されるハンドル７（図３にて後述）を含んで構成される。本実施例において伸縮可能な竿部３は、円筒形の固定パイプ３ａと、固定パイプ３ａの前方側に連結され固定パイプ３ａに対して前後方向に相対移動可能な可動パイプ３ｂ、３ｃにより構成される。

把持部４を構成する後ハウジング４１には、モータ１３の駆動用電源を供給する着脱式の二次電池を用いたバッテリパック７０が装着される。後ハウジング４１は、バッテリパック７０を保持するバッテリ取付部４２を構成すると共に、作業者が片手で把持するためのグリップ部４１ａを形成する。後ハウジング４１のグリップ部４１ａの前端付近には、モータ１３の起動及び停止を行うと共に回転速度を調整するためのトリガレバー９が設けられる。

把持部４から前方側には、竿部３の一部を構成する固定パイプ３ａが取り付けられる。固定パイプ３ａは例えばアルミニウム合金の金属や強化プラスチック等の合成樹脂製の筒状部材である。固定パイプ３ａの前方側には、固定パイプに対してやや細径の可動パイプ３ｂが接続される。可動パイプ３ｂも固定パイプ３ａと同じ材質の中空パイプで構成すると好ましく、可動パイプ３ｂが固定パイプ３ａの内側に入り込むことが可能なように配置される。この可動パイプ３ｂと固定パイプ３ａの重なり合った部分の大きさを可変にすることにより竿部３の全体の長さを調整することができる。固定パイプ３ａの最前端付近には、可動パイプ３ｂの固定位置を調整可能とする接続部５が設けられる。接続部５は固定パイプ３ａに固定され、可動パイプ３ｂを締め付けることにより可動パイプ３ｂが固定パイプ３ａに対して前後方向に移動しないように固定する。接続部５には可動パイプ３ｂの締め付け力を増大又は解除するための固定レバー５ａが設けられる。作業者は、固定レバー５ａを操作して接続部５による可動パイプ３ｂの固定状態を緩めた状態にて可動パイプ３ｂを前後方向に移動させ、任意の位置（例えば伸長位置）にて固定レバー５ａを操作して可動パイプ３ｂを接続部５にて締め付けることにより、可動パイプ３ｂの位置を固定する。

竿部３の可動パイプ３ｂ、３ｃの間には、その一部を折り曲げ可能とするための回動部６が設けられる。回動部６は、竿部３の一部、特に、可動パイプ部分の一部を回動可能とするためのものであり、竿部３の前端と後端の間の中間部分のいずれかの位置に設けられる。回動部６の回動軸は竿部３の長手方向と直交するように配置され、ここでは可動パイプ３ｂの長さに対して可動パイプ３ｃの長さが十分短くなるような位置に回動部６を配置している。このように回動部６を竿部３の長手方向中央よりも前ハウジング１１に近い側、特に竿部３の前端に近い付近に配置することにより、竿部３の伸縮率を高く構成できると共に、先端の回動部分の重量を小さくできる。

竿部３の前方側には合成樹脂製の前ハウジング１１が固定される。前ハウジング１１
は、駆動源となるブラシレスＤＣ方式のモータ１３と、減速機構等の動力伝達機構を収容すると共に、その回転制御に必要な制御回路やインバータ回路（共に後述）等を収容する筐体である。モータ１３は、その回転軸が可動パイプ３ｃの長手方向と略直交するように配置される。モータ１３の回転駆動力はスピンドル２０に伝達され、スピンドル２０に固定されるポリッシュ部材２３等の回転部が回転される。

前ハウジング１１の外面であって、モータ１３の軸方向の一端側の面、ここでは上側面には後述するウエイト３０（図２参照）を着脱可能とするウエイト装着部１１ｆが形成される。ウエイト装着部１１ｆは平面状又は取り付けられるウエイトの形状に対応した形成とされる。前ハウジング１１の外面であって前方側には第二のバッテリ取付部１１ｅが形成される。バッテリ取付部１１ｅは、モータ１３と軸方向にみて部分的に重複する位置であって、竿部３とは反対側（つまり前方側）となる前ハウジング１１の側面に形成される。バッテリ取付部１１ｅの形状は、後ハウジング４１のバッテリ取付部４２の形状と同一にされ、バッテリパック７０との接続するための取り付けレール構造や、接続端子も同系式で形成する。その結果、作業者はバッテリパック７０を、第一のバッテリ取付部４２か第二のバッテリ取付部１１ｅのいずれか一方に、あるいは、双方に取り付けることが可能となる。図１の状態ではバッテリ取付部１１ｅは外部に露出しており、接続端子（図示せず）も露出するので、バッテリ取付部１１ｅに接続端子部分を覆う図示しない小型のカバーを取り付けるように構成しても良い。

図２は本発明の実施例に係る作業工具１の全体を示す側面図であり、前ハウジングに重量物たるウエイトとバッテリを取り付けた状態を示す図である。図２ではウエイト装着部１１ｆの上部には２枚のウエイト３０（３０−１、３０−２）が取り付けられる。ウエイト３０は、所定の軸方向厚さを有する円盤状の質量体であって、例えば鉄などの金属製であって塗装されたもの、あるいは、外部を合成樹脂にて覆ったものである。ウエイト３０には、モータ１３の軸方向と平行な２本の貫通穴が形成され、その貫通穴に蝶ボルト３２ａ、３２ｂを貫通させることにより前ハウジング１１のウエイト装着部１１ｆにがたつきが無いようにウエイト３０が固定される。蝶ボルト３２ａ、３２ｂは前ハウジング１１から着脱可能であって、頭部に蝶のような取手の付いたおねじが形成されたボルトであり、工具を用いずに手での締結を可能にしたものである。取り付けるウエイト３０の数は任意であり、ここでは２枚のウエイト３０を取り付けているが、１枚のウエイトだけでも良いし、３枚以上のウエイトを取り付けられるように構成しても良い。但し、ウエイト３０の枚数が３枚以上となると、前ハウジング１１の重心位置が大きく崩れるので、ウエイト３０の数は０〜２枚内で設定すると良い。尚、取り付けるウエイト３０の枚数が変わると必要な蝶ボルト３２ａ、３２ｂの長さが変わるので、長さの異なる蝶ボルト３２ａ、３２ｂを準備することが重要である。

前ハウジング１１の第二のバッテリ取付部１１ｅには、バッテリパック７０（７０−２）が装着可能である。バッテリパック７０−２は後ハウジング４１に装着されるバッテリパック７０−１と同形式のものを使用可能なので、作業工具１の後ハウジング４１に一つ目のバッテリパック７０−１を取り付けて、前ハウジング１１に二つ目のバッテリパック７０−２が取り付けることが可能となる。二つ目のバッテリパック７０−２は、主に前ハウジング１１側の重量を増加させて、ポリッシュ部材２３の軸方向に掛かる押圧力を増大させるウエイトの役割を果たすのが主目的であるが、その装着状態においてバッテリパック７０−２からの電力も取り出せるように構成した。従って、バッテリパック７０が１つしか無い場合は、後ハウジング４１側には装着せずに前ハウジング１１側にだけバッテリパック７０−２を装着するようにすれば、一つバッテリパック７０だけで前ハウジング１１側の重量を増加させることができる。

図３は本発明の実施例に係る作業工具１の全体を示す側面図であり、伸縮式の竿部を最大に伸ばした状態を示す図である。図１、図２の状態において固定パイプ３ａの内部に収容されていた可動パイプ３ｂは、図３では前方側に最大に引き出されて可動パイプ３ｂの後端付近が接続部５によって固定される。固定パイプ３ａの前後方向のほぼ中央付近には、ハンドル７が設けられる。ハンドル７は、前面視で横に寝せたＤ字状であって、例えば利き手でない方の手で把持された状態で作業工具１によるポリッシュ作業が行われる。

図４は図１の駆動部２の内部構造を示す縦断面図であって、前ハウジング１１にウエイト３０−１、３０−２とバッテリパック７０−２が装着された状態を示している。前ハウジング１１は、モータ１３を収容するために内部空間が略筒状の空間と、制御回路基板２５を収容すると共に上部にＬＥＤ基板２６を搭載するための基板収容空間と、竿部３の可動パイプ３ｃの先端に固定するための固定部１１ｃを有して構成される。これらはプラスチック等の合成樹脂により一体的に製造される。固定部１１ｃには可動パイプ３ｃの形状に沿った円筒状の内壁が形成され、前ハウジング１１のネジ穴２８ａ、２８ｂに貫通される２本のネジ（図示せず）を可動パイプ３ｃの貫通穴（図示せず）に貫通させることによって前ハウジング１１が可動パイプ３ｃに固定される。

モータ１３は、ブラシレスモータが用いられる。ブラシレスモータは、永久磁石を有するロータ１３ａと、コイルの巻かれたステータ１３ｂを有し、回転軸１３ｃが可動パイプ３ｃの軸方向と９０度よりもやや大きい角度で略直交する方向に伸びるように配置される。モータ１３の回転軸１３ｃには冷却ファン１７が設けられ、モータ１３の回転時に図示しない空気取入口から外気を取り込んで、モータやインバータ回路、マイコン等の発熱部分を冷却した後に、図示しない空気排出口から前ハウジング１１の外部に排出する。ステータ１３ｂの軸方向の後端側には略円環状の回路基板１４が設けられ、回路基板１４にはホールＩＣ等の３つの回転位置検出素子２４（図では１つしか見えない）が設けられる。モータ１３の回転軸１３ｃは、２つの軸受１６ａ、１６ｂによって前ハウジング１１に対して回転可能に軸支される。回転軸１３ｃの前方側（先端作業具側）には、２つの遊星歯車減速機構１８、１９が接続され、モータ１３の回転力が、２段の減速機構によって所定の減速比で減速されてスピンドル２０に伝達される。スピンドル２０は軸受２１によって前ハウジング１１に回転可能なように軸支され、その先端側端部は前ハウジング１１に形成された貫通穴１１ｄから外部に突出する。スピンドル２０には、取付具２２を介してポリッシュ部材２３が接続される。ポリッシュ部材２３は、例えば取付具２２に接続される円盤状の基台の下側に、面ファスナを介して床面研磨あるいは清掃用の多孔質状のパッド又はスポンジを取り付けた組立体である。尚、ポリッシュ部材２３としては市販されている様々なサイズの清掃具を用いることができる。

前ハウジング１１の内部であって、略直方体の箱状に形成される基板収容部には制御回路基板２５が収容される。制御回路基板２５には、駆動部２に含まれるモータ１３を駆動するための図示しない制御部（コントローラ）と、モータ１３のコイルに回転磁界を発生させるための三相交流を生成する図示しないインバータ回路が搭載される。ここでは収容スペースの関係から制御回路基板２５の面方向が、モータの回転軸１３ｃ及び可動パイプ３ｃの軸線と平行になるように配置されるが、その配置方向は任意であり、実装効率から適宜設定すれば良い。基板収容部の上面側には小型のＬＥＤ基板２６が設けられ、ＬＥＤ（発光ダイオード）が設けられる。ここでは、バッテリパック７０の残量や、モータ１３の設定回転速度をＬＥＤの点灯数にて表示し、前ハウジング１１の上側から視認することができる。尚、基板収容部の上面部分に何らかの操作スイッチや表示装置を設けるようにして、コントローラに対して運転モードの設定を行ったり、コントローラからユーザに対する運転状況の表示を行ったりするように構成しても良い。基板収容部の後方側側面には可動パイプ３ｃを固定するための円筒状の内壁を形成する固定部１１ｃが形成される。固定部１１ｃの下側には補強用のリブ２７が形成される。また、インバータ回路の冷却性能を向上させるために、インバータ回路を構成するＦＥＴを回路基板１４上であって、モータ１３のステータコアと反対側の面に配置して、冷却ファン１７によって空気取入口１５から吸引された冷却風がインバータ回路を直接冷却する構造としても良い。

図５は回動部６によって、図４の位置から可動パイプ３ｃを上方に角度θだけ回動した状態を示している。前ハウジング１１は、プラスチック等の合成樹脂の一体成形によって製造され、可動パイプ３ｃの軸線Ａ３（図２参照）を含む鉛直面にて左右方向に２分割に構成され、複数のネジ（図示せず）によって接合される。蝶ボルト３２ａ、３２ｂの突き当たる部分には、予めナット３３ａ、３３ｂが前ハウジング１１の樹脂側に固定され、ナット３３ａ、３３ｂが前ハウジング１１から取り外し不能なように構成される。回動部６には前側に伸びるパイプ保持部６ａと、後側に伸びるパイプ保持部６ｂが軸支され、それらが所定の角度内で回動できるように軸支される。回動部６の回動軸と同軸上には、ねじりコイルバネ６６が設けられ、ポリッシュ部材２３が何にも接していないときには前ハウジング１１の状態が図４に示す初期位置に戻るように矢印６７の方向に付勢される。ここでは前ハウジング１１は、錘として作用するバッテリパック７０−２に加えて、２つのウエイト３０−１、３０−２が取り付けられるので、ポリッシュ部材２３を清掃対象に押しつける力は大変強くなる。

作業者が作業を行う際には、ポリッシュ部材２３を清掃対象に押しつけることによりポリッシュ部材２３からの反力を受けて、その反力とねじりコイルバネ６６との付勢力のバランスのとれた位置、ここでは角度θとなる位置にてバランスがとれ、作業が行われる。これは例えば、基礎の上に架台を設け、架台の上にソーラーパネルを並べた地上設置型の太陽光発電システムにおけるソーラーパネル面の清掃のように、作業者の手の位置よりも上に位置する斜面を清掃するのに好適な曲げ角度である。この曲げ角度においてはウエイト３０−１、３０−２とバッテリパック７０−２の重量が、ポリッシュ部材２３のほぼ中央付近を重心として掛かるので、作業者は安定した状態を保ちつつポリッシュ作業を行うことができる。

図６は図１の把持部４の拡大断面図である。後ハウジング４１の内部にはトリガレバー９の引きしろに応じた大きさの信号を制御回路基板２５に送るためのトリガ制御スイッチ４４が設けられる。トリガレバー９が引かれるとトリガレバー９に連動して動くアーム部９ａがワイヤ４３を引くように移動させる。ワイヤ４３の終端はトリガ制御スイッチ４４に接続され、終端が移動することによりトリガ制御スイッチ４４がオン（接続状態）になる。トリガ制御スイッチ４４は２極スイッチだけで無く、可変容量スイッチで構成されるので、ワイヤ４３による引き量に応じた強さの信号を演算部５１側に出力する。この信号の大きさに合わせてモータ１３の回転速度が設定される。

後ハウジング４１の前方側からは固定パイプ３ａを保持するための円柱状の内壁部が形成され、固定パイプ３ａが取り付けられる。固定パイプ３ａの内部に伸縮配線８が配置される。伸縮配線８はスプリングケーブルとも呼ばれ、伸縮するコイル状に巻かれた複数の電線をまとめて樹脂によって覆ったものであって、伸縮が必要とされる場所で用いられ、耐摩耗性にすぐれ、繰り返し使用に耐えられるという特徴を有する。本実施例では伸縮配線８は固定パイプ３ａと可動パイプ３ｂ、３ｃの内部空間に配置され、作業者からは伸縮配線８がほぼ見えないように配置される。伸縮配線８には、第一のバッテリパック７０−１（ここでは、第一のバッテリを枝番号“−１”を付けて示す）からインバータ回路へのプラス及びマイナスの電源線と、トリガ制御スイッチ４４からのスイッチ線、速度信号線が含まれる。

第一のバッテリ取付部４２は、電源たる第一のバッテリパック７０−１を取り付ける部分である。バッテリ取付部４２には、後側から前方側にバッテリパック７０−１をスライドさせながら装着可能である。バッテリパック７０−１を取り外す際は、リリースボタン７１を押しながらバッテリパック７０−１を後方側にスライドさせる。バッテリ取付部４２には、複数の接続端子４５が設けられ、バッテリパック７０−１をバッテリ取付部４２に装着した際に、バッテリパック７０−１の出力端子（図示せず）が接続端子４５と接続する。後ハウジング４１の上面部には装着された複数のバッテリパック７０−１と７０−２のいずれかを使用するかを切り替えるバッテリ切替えスイッチ４７が設けられる。

以上、本実施例ではトリガレバー９、アーム部９ａ、ワイヤ４３及びトリガ制御スイッチ４４等を用いてスイッチ機構を構成したが、このように複数部品にてスイッチ機構を構成するのではなく、グリップ部４１ａの前方にトリガレバーとスイッチが一体的に構成されるトリガスイッチユニットを配置するようにしても良いし、その他のスイッチ機構にてスイッチ機構を実現しても良い。

図７は図２の状態から、ウエイト３０とバッテリパック７０−２に樹脂製カバーを取り付けた状態を示す図である。樹脂製カバーを用いる目的は主に２つあり、その一つはウエイト３０やバッテリパック７０−２部分に水やほこりが付着することを防止することである。もう一つの目的は、作業工具１を横に倒してしまった際等に、前ハウジング１１と被清掃体の衝突によりする被清掃体を破損しないように緩衝材の役割を果たすことである。特に、ウエイト３０は蝶ボルト３２ａ、３２ｂによって固定されるので、樹脂製カバー３５を用いてウエイト３０とそれを固定するための２つの蝶ボルト３２ａ、３２ｂ部分の全体を覆うように構成すると良い。樹脂製カバー３５は前ハウジング１１にラッチ機構か、又ははめ込みにより固定されるように構成する。一方、樹脂製カバー７５はバッテリパック７０−２を覆うものであって、好ましくはバッテリパック７０−２の全体を覆うと共に前ハウジング１１のバッテリ取付部１１ｅの基台部分をも覆うように密封すると良い。このようにバッテリパック７０−２とバッテリ取付部１１ｅとの接続部分を覆う事により、接続端子４５が水やほこりに晒される心配が無くなる。

樹脂製カバー３５、７５の材質としては、弾力性があって柔らかい樹脂製とすると良く、例えば透明又は半透明製のシリコン製とする。但し、上述した２つの目的、水やほこりが付着防止と衝撃吸収（又は衝撃防止）の効果が得られるならば、その他の材質や形状によるカバーとしても良い。樹脂製カバー３５、７５の前ハウジング１１の外面部分との固定方法は任意であるが、前ハウジング１１の内部には発熱の大きいモータ１３やインバータ回路等があって、冷却ファン１７（図４参照）による風の流れがあるので、その流れを阻害しないような形状とすることが重要である。つまり、前ハウジング１１に対しては全体を覆うのでは無く、空気取入口、空気排出口、熱排出口等を避けて部分的に覆う程度にする。

次に図８を用いてモータ１３の駆動制御系の構成と作用を説明する。図８はモータ１３の駆動制御系の構成を示すブロック図であり、本実施例では、モータ１３は３相のブラシレスモータで構成される。このブラシレスモータは、いわゆるインナーロータ型であって、複数組（本実施例では２組）のＮ極とＳ極を含む永久磁石（マグネット）を含んで構成されるロータ（回転子）１３ａと、スター結線された３相の固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗから成るステータ１３ｂと、ロータ１３ａの回転位置を検出するために周方向に所定の間隔毎、例えば角度６０°毎に配置された３つの回転位置検出素子２４を有する。これら回転位置検出素子２４からの位置検出信号に基づいて固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへの通電方向と時間が制御され、モータ１３が回転する。

３相ブリッジ形式に接続されたＦＥＴなどの６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を含むインバータ回路６５は、制御回路基板２５上に搭載される。また、前ハウジング１１内の一部（回転位置検出素子２４、ＬＥＤ６０）を除くその他の電子素子は、制御回路基板２５に搭載される。演算部５１は図示していないが、処理プログラムとデータに基づいて駆動信号を出力するための中央処理装置（ＣＰＵ）、処理プログラムや制御データを記憶するためのＲＯＭ、データを一時記憶するためのＲＡＭ、タイマ等を含んで構成されるもので、例えば汎用のマイクロコンピュータ（マイコン）にて構成できる。演算部５１は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の駆動制御をする。ブリッジ接続された６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートは、制御信号出力回路５２に接続され、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ドレインまたは各ソースは、スター結線された固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに接続される。６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、制御信号出力回路５２から入力されたスイッチング素子駆動信号（Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６等の駆動信号）によってスイッチング動作を行い、バッテリパック７０の直流電圧を３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電力を供給する。

６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートを駆動するスイッチング素子駆動信号（３相信号）のうち、３個の負電源側スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６をパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６として供給し、制御回路基板２５上に搭載された演算部５１によって、設定された回転速度に基づいてＰＷＭ信号のパルス幅（デューティ比）を変化させることによってモータ１３への電力供給量を調整し、モータ１３の起動／停止と回転速度を制御する。

モータ１３に供給される電流値は、シャント抵抗６２を用いて電流検出回路５３によって測定され、その値が演算部５１にフィードバックされることにより、設定された駆動電力となるように調整される。バッテリパック７０の電圧は、両端電圧を電圧検出回路５４にて測定され、その出力が演算部５１にフィードバックされる。コンデンサ６１はスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオン又はオフ時にピーク電流が加わることを抑制するものである。トリガ制御スイッチ４４の出力は、伸縮配線８を介してスイッチ操作検出回路５５と印加電圧設定回路５６に伝達される。スイッチ操作検出回路５５はトリガ制御スイッチ４４が操作されている状態を感知してオン信号を出して、演算部５１のマイコンがスリープ状態にあるときにはマイコンを起動させる。印加電圧設定回路５６はトリガ制御スイッチ４４の操作量に比例する大きさの信号を演算部５１に伝達する。演算部５１は、操作量の大きさからそれに対応する回転速度にて回転するようにモータ１３を駆動する。

回転位置検出回路５７は、いずれかの回転位置検出素子２４からの信号がＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わったエッジを検出し、検出した位置情報を演算部５１に出力する。回転数検出回路５８は、回転位置検出回路５７からの信号を用いてロータの回転数を検出して演算部５１に出力する。尚、回転数検出回路５８の機能は演算部５１においてマイコンを用いてソフトウェア的に実現しても良い。ＬＥＤ駆動回路５９はＬＥＤを点灯させる駆動回路であって、図示しない直流電圧をＬＥＤ６０に供給することによって単数又は複数設けられるＬＥＤの点灯や発光色、様々な発光パターン等を実現する。これらＬＥＤ６０の点灯は演算部５１がＬＥＤ駆動回路５９に制御信号を送信することによって制御される。

演算部５１は、過電流や過電圧からバッテリパック７０及びモータを保護する機能を備え、過電流や過電圧の検出時にはモータに供給される電力を強制的に遮断するか、又は、モータ１３にブレーキ電流を流すことによりモータ１３の回転を制動する制御も行う。図８の回路図では図示していないが、バッテリパック７０のＬＤ信号が演算部５１に伝達され、演算部５１はＬＤ信号による異常状態を検知したら、又は、電流検出回路５３による異常電流を検知したらモータ１３の回転を停止させる。

以上、本実施例によれば回動部６よりも前側に設けられた前ハウジング１１部分の重さを、ウエイト３０の取り付け又はバッテリパック７０−２の取り付けにより変えられるように構成したので、前ハウジング１１にかかる荷重を増やして作業性の良い作業工具を実現できた。第一のバッテリ取付部４２、第二のバッテリ取付部４２には、いずれか一方側にだけ、又は、双方にバッテリパックを取り付けることが可能であるので、バッテリパックを前方側に付けるのか後方側に付けるのか、又は双方に付けるのかを作業者は選択できる。さらに、後ハウジング４１には使用するバッテリパック７０を切り替えるためのバッテリ切替えスイッチ４７が設けられる。バッテリ切替えスイッチ４７がバッテリパック７０−１側を選択した時は、バッテリパック７０−１の電力だけがインバータ回路６５に供給される。一方、バッテリ切替えスイッチ４７がバッテリパック７０−２側を選択した時は、バッテリパック７０−２の電力だけがインバータ回路６５に供給される。バッテリ切替えスイッチ４７から演算部５１側に接続される接続線は伸縮配線８内に配線される。
尚、バッテリパックの切り替えは、バッテリ切替えスイッチ４７を用いた手動切り替えだけに限られずに、演算部５１がバッテリパックの接続状態と、電池電圧を識別することによって自動で切り替えるように構成しても良いし、双方のバッテリパック７０−１、７０−２を並列接続としても良い。

上述した第一の実施例においては、後ハウジング４１に設けられたトリガレバー９によってモータ１３のオンオフ制御だけでなく、回転速度を可変に調整できるように構成した。このため、伸縮配線８に収容される電源線以外の接続線は、スイッチ線に加えて、速度信号線を含める必要があった。これに対して第二の実施例では、伸縮配線８に含める速度信号線を省略するようにした。後ハウジング１４１のハンドル１４１ａの前方であって上側部分には、作業者によって操作可能で、その出力が制御回路基板２５に接続される動作スイッチ１４４が設けられる。動作スイッチ１４４は、主にモータ１３のオン又はオフを指示するために用いられ、タクタイルスイッチ、ソフトタッチスイッチ等の公知のスイッチ手段によって実現される。動作スイッチ１４４を保持する小型のスイッチ基板は、分割式の後ハウジング１４１にて挟持されることにより固定され、動作スイッチ１４４の保護カバーによって覆われた操作部分が後ハウジング１４１の外部に露出する。

後ハウジング１４１にバッテリパック７０が装着され、動作スイッチ１４４がオンにされると演算部５１に含まれるマイコンに電源が供給され、モータ１３の回転が起動される。モータ１３の回転中に動作スイッチ１４４を再び短く押すとモータ１３の回転が停止する。他方、モータ１３の回転中に動作スイッチ１４４を長く押す、いわゆる長押しをすると、モータ１３の回転速度を変更することができる。動作スイッチ１４４は、作業者に押されることによってハイ信号がマイコンに伝達されるが、スイッチオンの時間が所定時間、例えば０．５秒以内の場合は、マイコンはその操作がモータ１３のオン又はオフの切り替え信号として認識する。スイッチオンの時間が所定時間、例えば０．５秒を越える場合は、マイコンはその操作がモータ１３の回転速度を切り替える速度切替信号であるとして認識する。モータ１３の回転速度は、例えば３段階に設定され、速度１（低速）から速度３（高速）まで設定できる。作業者はモータ１３が回転しているときに、動作スイッチ１４４を長押しすることによってモータ１３の回転速度を一段高くすることができる。設定される回転速度は、速度１→速度２→速度３のように順に変化し、速度３の時に動作スイッチ１４４が長押しされると再び速度１に戻る。以上のように構成することによって、作業者は作業を行っている際にモータ１３の回転速度を手元側から容易に変更することができる。また、伸縮配線１０８には−側の電源線と共通接地したスイッチ線が１本で済むので、伸縮配線１０８の軽量化を図ることができる。

第二の実施例においては、スイッチ機構とモータの速度調整機構が異なるが、第一の実施例と同様に、回動部６よりも前側に設けられた前ハウジング１１部分の重さを、ウエイト３０の取り付け又はバッテリパック７０−２の取り付けにより変えることができる。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば上述の実施例では作業具としてポリッシュ部材２３を用いたポリッシャの例で説明したが、その他の研磨作業具を用いた研磨手段、回転刃を用いた切断手段、その他のモータによって駆動される作業具を設けた電動の作業工具としても良い。さらに、上述の実施例では電源部としてバッテリパックを用いたもので説明したが、電源コードによって供給される商用電源を用いて整流回路を含めた電源部を有する作業工具としても良い。

１作業工具２駆動部
３竿部３ａ固定パイプ
３ｂ可動パイプ３ｃ可動パイプ
４把持部５接続部
５ａ固定レバー６回動部
６ａ、６ｂパイプ保持部７ハンドル
８伸縮配線９トリガレバー
９ａアーム部１１前ハウジング
１１ｃ固定部１１ｄ貫通穴
１１ｅバッテリ取付部１１ｆウエイト装着部
１３モータ１３ａロータ
１３ｂステータ１３ｃ回転軸
１４回路基板１５空気取入口
１６ａ、１６ｂ軸受１７冷却ファン
１８遊星歯車減速機構２０スピンドル
２１軸受２２取付具
２３ポリッシュ部材２４回転位置検出素子
２５制御回路基板２６ＬＥＤ基板
２７リブ２８ａ、２８ｂネジ穴
３０、３０−１、３０−２ウエイト３２ａ、３２ｂ蝶ボルト
３３ａ、３３ｂナット３５樹脂製カバー
４１後ハウジング４１ａグリップ部
４２バッテリ取付部４３ワイヤ
４４トリガ制御スイッチ４５接続端子
４７バッテリ切替えスイッチ５１演算部
５２制御信号出力回路５３電流検出回路
５４電圧検出回路５５スイッチ操作検出回路
５６印加電圧設定回路５７回転位置検出回路
５８回転数検出回路５９駆動回路
６１コンデンサ６２シャント抵抗
６５インバータ回路６６ねじりコイルバネ
７０バッテリパック７１リリースボタン
７５樹脂製カバー１０８伸縮配線
１４１後ハウジング１４１ａハンドル
１４４動作スイッチ

Claims

伸縮可能な竿部と、前記竿部の中間部分に設けられ長手方向と直交する回動軸で前記竿部の前方と後方側を回動可能とする回動部と、
前記竿部の後端に設けられる後ハウジングと、前記竿部の前端に設けられる前ハウジングと、
前記後ハウジングに設けられる第一のバッテリ取付部と、
前記前ハウジングに収容されるモータと、
前記前ハウジングによって保持され前記モータによって回転される回転部と、を有する作業工具であって、
前記回動部よりも前側にて接続される前ハウジング部分の重さを変えられるようにしたことを特徴とする作業工具。
前記回動部は、前記竿部の長手方向中央よりも前記前ハウジングに近い側に配置され、
バネによってその初期位置が回動方向の一方側になるように付勢されることを特徴とする請求項１に記載の作業工具。
前記モータはブラシレスモータであって、前記ブラシレスモータの駆動を制御する制御回路とインバータ回路を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業工具。
前記竿部は固定パイプと可動パイプの組み合わせであり、可動パイプの位置を軸方向に変えた位置で前記固定パイプに固定できることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の作業工具。
前記前ハウジングに、ウエイトを着脱可能とする装着部を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の作業工具。
前記前ハウジングの一部を覆う樹脂製カバーを設けたことを特徴とする請求項５に記載の作業工具。
前記樹脂製カバーは、前記ウエイトを覆うことを特徴とする請求項６に記載の作業工具。
前記前ハウジングに第二のバッテリ取付部を設けたことを特徴とする請求項６又は７に記載の作業工具。
前記第二のバッテリ取付部は、前記モータと軸方向にみて部分的に重複する位置であって、前記竿部と反対側となる前記前ハウジングの側面に形成されることを特徴とする請求項８に記載の作業工具。
前記樹脂製カバーは前記第二のバッテリ取付部に取り付けられたバッテリを覆うことを特徴とする請求項８又は９に記載の作業工具。
前記第一のバッテリ取付部及び前記第二のバッテリ取付部のいずれか一方、又は、双方にバッテリを取り付けることができることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の作業工具。
前記第一のバッテリ取付部又は前記第二のバッテリ取付部のいずれのバッテリを使用するかを切り替える切替えスイッチを設けたことを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の作業工具。