JP6003078B2

JP6003078B2 - 電動作業機

Info

Publication number: JP6003078B2
Application number: JP2012031072A
Authority: JP
Inventors: 恭嗣中野; 由季似内; 博久冨田
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2032-02-15
Also published as: JP2013165677A

Description

本発明はモータで駆動される電動作業機に関する。

芝や草木を刈るための作業機械として、回転刃が駆動される刈払機が知られている。刈払機は今まで内燃機関を動力源とするものが一般的であったが、充電式の二次電池の性能向上に伴い電動刈払機が実用化され、広く用いられるようになってきた。刈払機の動力源を電力とすると、静音で排気ガスを出さない上に、ランニングコストにも優れるという特徴がある。このような電動刈払機は特許文献１において開示されており、モータの回転数が調整可能に構成されている。このような従来の電動刈払機の構成を図１７を用いて説明する。バッテリパック１００２により駆動される電動刈払機１００１は、パイプ状の竿１００６の先端にモータ部１００４が取り付けられ、バッテリパック１００２によってモータ部１００４に収容された図示しないモータを駆動することにより刈刃１００５を回転させる。刈刃１００５の近傍には、刈り払った草の飛散防止のための飛散防護カバー１０１１が設けられる。電動刈払機１００１は図示しない肩掛け用吊りベルト等で携帯されるもので、竿１００６の長手中央部付近に作業者が操作するための正面視略Ｕ字状を呈するハンドルパイプ１００７が取り付けられ、ハンドルパイプ１００７の両端部にはグリップ部１００８ａ、１００８ｂが設けられる。竿１００６のハンドルパイプ１００７と操作部１００３の間付近には、作業中に作業者の腰に当てられる腰当て部材１０１２が設けられる。モータ部１００４の回転は、グリップ部１００８ａに取り付けられたトリガレバー１００９により作業者により制御される。モータ部１００４の回転数は、モータへの印加電圧を変化させることによって変更することができ、ダイヤル１０１０にて調整する。このように、刈り取る対象やその形状に応じて刃の回転スピードを変えることが可能である。

特開２０１１−１４２８５９号公報

特許文献１に記載の電動刈払機においては、駆動源としてモータを使い、モータの回転の調整ができる使い易い電動刈払機を実現できる。しかしながら、刈刃を回転させるためのブレーキ装置を設けていないので、トリガスイッチを解除した場合に積極的にブレーキをかけていなかった。一方、収納時のスペースを削減できるコンパクトな電動刈払機を実現して欲しいという要望がユーザから多く出されており、収納時から使用時、あるいは使用後の収納作業を更に容易にする電動作業機が検討され、その際にブレーキ装置の実装についても検討がなされてきた。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的はモータを素早く停止できるように電子ブレーキを設けた電動作業機を実現することにある。

本発明の他の目的は、マイクロコンピュータによって電子ブレーキを制御してブレーキの利きを制御可能とした電動作業機を実現することにある。

本発明のさらに他の目的は、急激なモータの起動停止によるモータの寿命低下と電池の消耗を軽減することができる電動作業機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、モータと、モータによって駆動される駆動部と、モータを回転させるためのトリガスイッチと、モータに電力を供給する電源部と、モータの回転を制御する制御部を有する電動作業機であって、モータの端子間を短絡して電気ブレーキをかけるためのスイッチング素子を設け、制御部はモータを止める際にスイッチング素子を制御することによってブレーキの利き具合を調整するように構成した。このブレーキの利き具合の調整は、制御部によるスイッチング素子の端子間の短絡開始のタイミング制御と、短絡開始後のＰＷＭ制御を含む。

本発明の他の特徴によればモータはカーボンブラシ付きのコアレスモータであって、スイッチング素子はカーボンブラシに接続される端子間と並列に接続される半導体スイッチング素子であって、例えば電界効果トランジスタである。制御部はマイクロコンピュータを含んで構成され、マイクロコンピュータによるソフトウェア制御によって半導体スイッチング素子のＰＷＭ制御が行われる。モータの端子間と並列に接続されモータの端子間の電圧を検出する出力電圧検出回路を設け、マイクロコンピュータは、出力電圧検出回路の出力に応じてＰＷＭ制御のデューティ比を変更するように制御する。

本発明のさらに他の特徴によれば、モータの回転を停止させる異常検知手段を設け、モータの回転中に制御部は、異常検知手段によって異常状態が検知された場合はスイッチング素子を即座に短絡させて急ブレーキをかける。また、異常検知手段によって異常状態が検知されないままトリガスイッチが解除された場合は、急ブレーキをかける時より長い所定時間が経過してからブレーキをかける。所定時間は、例えば０．５〜３秒の範囲で設定される。

本発明によれば、モータの端子間を短絡して電気ブレーキをかけるためのスイッチング素子を設け、制御部は、モータを止める際にスイッチング素子を制御することによってブレーキの利き具合を調整するので、制御部によってスイッチング素子の遮断を電子的に制御するだけでブレーキのきき具合を容易に調整することができる。

本発明によれば、ブレーキの利き具合を調整は、制御部によるスイッチング素子の端子間の短絡開始のタイミング制御で行われるので、トリガスイッチを解除した後にはわずかに遅れてブレーキを開始することができ、作業中に作業者が誤ってトリガスイッチを離してしまったような場合にいきなりブレーキが掛かることを防止することができる。また、スイッチング素子による短絡開始後の制御はＰＷＭ制御で行われるので、スイッチング素子の断続的なオンオフ制御だけでブレーキの利きを調整できる。

本発明によれば、モータはカーボンブラシ付きのコアレスモータであって、スイッチング素子はカーボンブラシに接続される端子間と並列に接続される半導体スイッチング素子であるので、駆動電流を遮断した後にも比較的長い時間惰性で回転するコアレスモータを効果的に制動することができる。

本発明によれば、半導体スイッチング素子は電界効果トランジスタであるので、安価な部品と簡単な回路を追加するだけで電子ブレーキ装置を実現できる。

本発明によれば、制御部はマイクロコンピュータによるソフトウェア制御によって半導体スイッチング素子のＰＷＭ制御を行うので、多種多彩なブレーキ制御を容易に実現することができる。

本発明によれば、モータの端子間の電圧を検出する出力電圧検出回路の出力に応じてＰＷＭ制御のデューティ比を変更するように制御するので、モータの回転速度に応じた適切なブレーキ制御を行うことができる。

本発明によれば、モータの回転を停止させる異常検知手段によって異常状態が検知された場合に制御部は急ブレーキをかけるので、異常時には迅速にモータの回転を停止させることができる。また、急ブレーキの必要がない場合、例えば作業終了してトリガスイッチが解除された場合には制御部は急ブレーキより制動力が弱くなるように制動するので、刈刃等の作業機器が急に止まることによる不自然感や不具合を回避することができる。

本発明によれば、異常検知手段によって異常状態が検知されないままトリガスイッチが解除された場合は、急ブレーキをかける時より長い所定時間が経過してからブレーキをかけるので、作業中に意図せずにトリガスイッチを離してしまったような場合にいきなり急ブレーキがかかるような事を防止できる。

本発明によれば、所定時間は０．５〜３秒の範囲で設定されるので、作業中に意図せずにトリガスイッチを離してしまった場合でもすぐにトリガスイッチを握ることにより違和感なく作業を継続できる。またモータの急激な起動停止によるモータの寿命低下や、電池の無駄な消耗を軽減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電動刈払機の全体を示す側面図であり、竿の伸長時の状態を示す。本発明の実施例に係る電動刈払機の全体を示す側面図であり、竿の収納時（非伸長時）の状態を示す。図１の電動刈払機１の操作部１０の拡大図である。図１の電動刈払機１の接続部５０の断面図である（その１）。図１の電動刈払機１の接続部５０の断面図である（その２）。図１のＡ−Ａ部の断面図である。図１の電動刈払機１の回路図である。図１の電動刈払機１の制御フローチャートである。図８のステップ２６３、２６８の竿伸縮検出ルーチンの詳細手順を示すフローチャートである。図９の竿伸縮検出ルーチンで用いられる判定テーブル例を示す図である。本発明の第２の実施例に係る電動刈払機の回路図である。本発明の第２の実施例の制御フローチャートである。図１２のステップ４２４におけるソフトブレーキ制御の詳細手順を示すフローチャートである。本発明の第２の実施例の電動刈払機の電動ブレーキ制御時のＰＷＭ制御例を示す図である。図１２の制御で用いられる表示ランプの表示パターンの組合せ例を示す図である。電動作業機の他の実施例に係る駆動部の例を示す図である。従来の電動刈払機の全体形状を示す斜視図ある。

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、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。

電動作業機の一つである電動刈払機１は、図１に示すように、バッテリパック２が取り付けられる操作部１０と、操作部１０の前端付近に固定される伸縮式の竿と、竿の先端に取り付けられる駆動部１５１と、竿の前後方向の中央付近に固定されるハンドル部４１を含んで構成される。本実施例において伸縮式の竿は、固定パイプ４０と、固定パイプ４０の前方側に連結され固定パイプ４０に対して前後方向に相対移動可能な可動パイプ８０により構成され、操作部１０と固定パイプ４０とハンドル部４１と接続部５０が可動パイプを固定するための固定部３を構成し、可動パイプ８０とその前方側に取り付けられる作業機器の主要部を構成する駆動部１５１が、固定部３に対して動く部分となる可動部４となる。

操作部１０のハウジング１１には、リチウムイオン電池等の二次電池を複数本収容するバッテリパック２が装着され、ハウジング１１の内部には駆動部１５１に含まれるモータを駆動するための制御部（コントローラ）と、バッテリパック２から供給される直流電圧を所定の直流電圧に昇圧してモータに供給する昇圧回路が収容される。操作部１０から前方側には固定パイプ４０が取り付けられる。固定パイプ４０は例えばアルミニウム合金等の金属製の環状部材であって、固定パイプ４０の前後方向のほぼ中央付近には、ハンドル部４１が配置される。ハンドル部４１は、前面視で略Ｕ字形の中空状のハンドルパイプ４２を有し、ハンドルパイプ４２の両端に取り付けられるグリップ部４３を含んで構成される。２つあるグリップ部４３のうち右側部分は操作部として形成され、グリップ部４３には回転軸を中心に揺動可能なトリガレバー４４が連結される。トリガレバー４４にはワイヤ２６が接続され、ワイヤ２６を介して操作部１０に配置されたスイッチ２１に連結される。トリガレバー４４の前方側にはロックレバー４５が設けられる。ハンドルパイプ４２はハンドルホルダー４６を用いて固定パイプ４０にボルト止めされる。ハンドルホルダー４６の固定パイプ４０に対する固定位置は、所定範囲において前後方向に取り付け位置を調整可能としても良い。ハンドルホルダー４６の後方には、肩掛け用吊りベルトを取り付けるためのベルト保持部４７が設けられる。

ハウジング１１に固定された大径の固定パイプ４０の前方側には、固定パイプに対して細径の可動パイプ８０が接続される。可動パイプ８０も固定パイプ４０と同様にアルミニウム合金等の金属製の環状部材で構成すると好ましく、可動パイプ８０が固定パイプ４０の内側に入り込むように配置される。可動パイプ８０と固定パイプ４０の固定位置が調整可能とするような連結方法が採用され、可動パイプ８０と固定パイプ４０からなる竿の長さを可変にできる。固定パイプ４０と可動パイプ８０は保持具５１によりその連結が固定され、保持具５１には可動パイプ８０の前後方向（軸方向）への移動を制限するための固定レバー６２が設けられる。固定レバー６２を操作して保持具５１による可動パイプ８０の固定状態を緩めた状態にて可動パイプ８０を前後方向に移動させ、所定位置（伸長位置）にて固定レバー６２を操作して可動パイプ８０を保持具５１にて締め付けることにより、可動パイプ８０を前後方向に移動しないように固定する。電動刈払機１は、図１に示すように可動パイプ８０を固定パイプ４０に対して最も伸ばした状態において作業を行う。また、保持具５１には、後述する伸縮検出手段が設けられ、可動パイプ８０の伸長が不完全である場合（非伸長状態）には駆動部１５１が動作しないように構成される。また、可動パイプ８０の固定状態が不完全であったり、刈り払い作業中に何らかの原因によって可動パイプ８０が縮んでしまったときには、駆動部１５１の回転動作が自動的に停止するように構成される。

ハンドル部４１は固定パイプ４０に取り付けられる。固定パイプ４０に取り付けることにより、ハンドル部４１から腰当て部２８及び操作部１０の部分の剛性を高めることができる。また、肩掛け用吊りベルトも固定パイプ４０に取り付けられるベルト保持部４７にて保持されるため、作業時に力が掛かる部分がすべて固定パイプ４０の部分に取り付けられることになる。ハンドルパイプ４２の形状は、図１７で説明したハンドルパイプ１００７の形状と同一とすれば良いが、正面視で略Ｕ字状のハンドルパイプ４２だけでなく、刈払機で広く使われているループハンドル（Ｄ字形のハンドル）であっても良い。尚、Ｄ字形のハンドルを用いる場合であっても、ハンドルパイプを固定するのは可動パイプ８０側でなく固定パイプ４０側とすることが重要である。ハンドル部４１のトリガレバー４４に接続されるワイヤ２６は、ハンドルパイプ４２から固定パイプ４０に沿わせて腰当て部２８の内側を通り、操作部１０に接続される。また、接続部５０の保持具５１からは、後述する伸縮検出手段からの出力を伝達するための接続線（後述）を覆うジャバラチューブ２７が伸びて、固定パイプ４０に沿わせて腰当て部２８の内側を通り、操作部１０に接続される。操作部１０のハウジング１１の前方には、コードストッパ１２が設けられ、ワイヤ２６とジャバラチューブ２７が前後方向に動かないように保持する。

駆動部１５１は、アルミニウム合金等の成型により製造されたモータケース１５２の内部に、いわゆるコアレスモータ等の直流ブラシ付きのモータ（後述）が収容され、モータの回転により刈刃１５５を回転させる。このように電気モータを用いるために２サイクルエンジンによる刈払機に比べてきわめて高い静音性が確保できる。モータケース１５２に収容されるモータの下側にはファンカバー１５４が設けられ、ファンカバー１５４から下方に突出する図示しない出力軸に、ホルダー１５６を用いて刈刃１５５が装着される。可動パイプ８０の先端に取り付けられるモータに隣接して刈刃１５５の一部を覆う飛散防護カバー１７０が設けられる。尚、刈刃１５５は金属製の円形のチップソーを用いることができるが、これだけに限られず、その他の任意の切断手段、例えばナイロンコードカッタや往復動するバリカン手段、トリマー手段等を使用しても良い。

モータケース１５２の内部には、入力される電圧に応じた速度で回転する図示しないコアレスモータが収容される。コアレスモータは、ギヤやコアがないため比較的軽量である上、刈刃がコアレスモータの中心軸に直接駆動される構成、即ちギヤ等を介さずにコアレスモータに刈刃が直結される構成であるため、機械的な損失を抑制でき、更にギヤ音が発生せず騒音の発生が小さい。さらに、コアレスモータは、コイル基板を中心軸の軸方向に通過する磁束が発生することで回転する構成であるため、可動パイプ８０の先端にモータの回転軸が４５度程度傾けて配置された構成でありながら、駆動部１５１の上下方向中心軸の方向にモータの回転軸が突出することが無く、コンパクトな形状とすることができる。

図２は可動パイプ８０を固定パイプ４０に対して最も縮めた状態の電動刈払機１である。本実施例では例えば図１の伸長時の状態では全長（バッテリパック２の後端から駆動部１５１のモータケース１５２の先端までの距離）が１８８０ｍｍである。このような配置とすると操作部１０と駆動部１５１とが十分離間して配置されることになり、電動刈払機１の重心が操作部１０から十分離れるため、ユーザに適度な重量がかかり、作業性が向上する。一方、電動刈払機１の収納時と運搬時の時には図２のように縮めた状態とする。飛散防護カバー１７０は、可動パイプ８０を縮めた際に保持具５１に当接することにより、伸縮時の移動位置のストッパとしての役割をも果たす。この際の全長は１３５０ｍｍ程度となり５００ｍｍ以上も竿を短縮することができる。尚、図２の縮めた状態ではトリガレバー４４を引いてもモータを駆動することができないように構成することが重要である。

図３は図１の電動刈払機１の操作部１０の拡大図であって、左右分割式のハウジング１１の一方を取り外した状態を示す。固定パイプ４０部分については側面図でなく断面図で示している。操作部１０の内部には昇圧回路や制御回路（コントローラ）を搭載する回路基板１３が収容される。ハウジング１１の前方側の取付ボス３４には固定パイプ４０が取り付けられる。固定パイプ４０は、アルミニウム合金や強化プラスチック等、軽量で丈夫な素材から形成された中空管であって、その断面が例えば略円形とされ、内部にカールコード３５が配置される。カールコード３５は回路基板１３からモータ（図１参照）へモータの駆動電力を供給する電源線となる。ハウジング１１は左右分割式で２分割可能に形成され、その内壁部分と一体的に成形により製造される取付ボス３４部分に固定パイプ４０が保持される。取付ボス３４の後面は突当面３４ａが形成され、突当面３４ａ付近にはカールコード３５の端部付近を固定するための固定具３３が設けられる。ハウジング１１の前方側であって固定パイプ４０との付け根付近には、ワイヤ２６とジャバラチューブを固定するためのコードストッパ１２が設けられる。信号線５８は後述する伸縮検出手段からの信号を伝達するためのもので、ジャバラチューブ２７によって折り曲げによる断線から保護される。

バッテリ取付部１１ａは、電源たるバッテリパック２を取り付ける部分であり電源との接続部となる。バッテリ取付部１１ａには、図１に示すように上方向から下方向にバッテリパック２をスライドさせながら装着可能である。バッテリ取付部１１ａには、複数のターミナル１５を保持するターミナル基台１４が設けられ、バッテリパック２をバッテリ取付部１１ａに装着した際に、バッテリパック２の出力端子（図示せず）がターミナル１５と接続することによりバッテリパック２の電力を回路基板１３に供給することができる。ターミナル１５と回路基板１３は複数のリード線１７により接続される。ハウジング１１の上面部には主電源スイッチ（後述）と電池残量表示部とメインＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）が配置される操作パネル１６が設けられる。主電源スイッチがオンにされると回路基板１３に搭載されるマイコン（後述）に電源が供給され、モータへの電力供給の待機モードになる。主電源スイッチがオフの場合はトリガレバー４４（図１参照）が引かれても回路基板１３からモータへは電力が出力されない。回路基板１３からの電力は伸縮式のカールコード３５を介してモータへ供給される。カールコード３５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。カールコード３５は、コイル状に巻かれたスプリング部３５ａの両端部にストレート状の端部３５ｂが形成されたものであって、本実施例ではカールコード３５は固定パイプ４０と可動パイプ８０の内部空間に配置され、作業者からはカールコード３５が見えないように配置される。カールコード３５の図３に図示されていないもう一方の端部は、駆動部１５１と可動パイプ８０との取付部分（図示せず）に配置され、図示しない接続端子を介して駆動部１５１内に収容されるモータのプラス及びマイナス端子に接続される。

刈刃１５５を駆動するモータの回転速度は、操作パネル１６に設けられるダイヤル２０によって設定され、設定された回転速度となるように図示しない昇圧回路からモータに供給される直流電圧が設定される。主電源スイッチがオンの待機モードにおいてトリガレバー４４（図１参照）が引かれると、所定電圧の直流が回路基板１３からモータへ供給される。トリガレバー４４が引かれるとワイヤ２６が牽引され、ワイヤ終端２６ａが移動することにより可動プレート２３が前後方向に移動する。可動プレート２３の後端部はスイッチ２１のプランジャ２２に当接するように配置され、ワイヤ２６の移動がスイッチ２１に伝達され、トリガレバー４４が引かれるとスイッチ２１がオン（接続状態）となる。本実施例では、トリガレバー４４、ワイヤ２６、可動プレート２３及びスイッチ２１等によってトリガスイッチを構成したが、このように複数部品で構成するのではなく、グリップ部４３のトリガレバー４４（図１参照）の代わりにレバーと一体的に構成されるトリガスイッチを配置し、ワイヤ２６の代わりにリード線をハウジング１１内に伝達するように構成しても良いし、その他のスイッチ手段にて実現するようにしても良い。ダイヤル２０の設定は、抵抗値の変化として回路基板１３に伝達され、後述するマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と称する）は、トリガレバー４４のオンオフとダイヤル２０の設定値に応じて出力する電圧を調整する。

回路基板１３は、バッテリパック２から出力される電圧を直流モータ用の高い電圧に昇圧する昇圧回路（図示せず）を含んで構成される。そのため回路基板１３上には、複数のコンデンサ３１、３２やコイル２９などの昇圧回路用の電子素子が搭載される。バッテリパック２の出力電圧の大きさに対してどの程度まで昇圧するかは、回転式のダイヤル２０の設定値に応じて決定される。本実施例では、例えばバッテリパック２として１４．４Ｖ又は１８Ｖのリチウムイオン電池を用い、モータとして定格３８Ｖのブラシ付きの直流モータを用いている。このようにバッテリパック２の出力電圧にかかわらず、回路基板１３がダイヤル２０の設定値に応じて値の電圧をモータに供給するため、バッテリパック２の種類（定格電圧）は問われない。また、昇圧回路を用いることで、容量の小さい電池でも十分に高い回転数で作業を行うことが可能となる。尚、使用されるバッテリパック２やモータの種類及び定格電圧や、昇圧回路でどの程度まで昇圧するか等の組み合わせは任意であり、本実施例で示す例以外のその他の構成であっても良い。

回路基板１３から延びる電源線１８から別の電源線たるカールコード３５への接続は、接続端子３０を介して行われる。本実施例では、カールコード３５はプラス、マイナスの２本の電線を有するように構成される。回路基板１３には、過電流や過電圧からバッテリパック２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、モータにブレーキ電流を流すことによりモータの回転を制動する制御を行うコントローラ（後述）が設けられる。尚、回路基板１３に搭載されるコントローラの具体的な回路構成や動作は後述する。ハウジング１１の前方側に設けられるコードストッパ１２は、ジャバラチューブ２７とワイヤ２６を保持することにより、信号線５８を案内し、ワイヤ２６の曲げ等による動作不良を防止する。コードストッパ１２の上部にはＬＥＤ３８１が設けられる。

次に図４及び図５を用いて電動刈払機１の接続部５０の詳細構成を説明する。図４及び図５は電動刈払機１の接続部５０の断面図である。図４は可動パイプ８０が最も伸びた伸長状態において可動パイプ８０が固定パイプ４０に対して軸方向に移動しないようにロックされている状態を示している。このように竿を伸ばした状態、即ち可動パイプ８０の伸長状態において刈り払い作業が可能となる。固定パイプ４０の先端部であって、可動パイプ８０との連結部分には保持具５１が固定される。保持具５１は可動パイプ８０を固定パイプ４０に対して固定するロック機構を収容するためと、可動パイプ８０が所定の伸長位置にまで伸びているか否かを検出するための伸長検出手段を設置するための部材である。保持具５１は左右２分割形状とし、それぞれがプラスチック等の高分子樹脂の一体成形にて製造される。左右２分割された部分は、ネジボス５９ａ〜５９ｇに設けられる７本のネジ（図示せず）にて固定パイプ４０を挟持するように螺合される。尚、保持具５１と固定パイプ４０との固定をより強固にするために、接着剤を併用して固定するようにしても良い。ストッパ５２の後端部は固定パイプ４０の前端面と当接するように配置され、円筒形のストッパ５２の内周側に可動パイプ８０を軸方向（前後方向）移動可能なように保持する。可動パイプ８０の一部には貫通穴８０ｂが形成され、伸縮位置においてボール６０の一部が、径方向外側から内側に移動して貫通穴８０ｂに入り込むことによってクリック感があるようにして伸長時の固定位置がわかるように構成した。ボール６０の外周側（図では下側）においては、保持具５１の内側に保持されたスプリング６１によってボール６０を可動パイプ８０側に押しつけるように付勢する。尚、スプリング６１はストッパ５２の筐体の一部に形成された円筒状のスプリング収容部５１ｄに収容される。

可動パイプ８０のボール６０によるロック機構を解除するには、可動パイプ８０を固定パイプ４０側に強く移動させると、ボール６０がスプリング６１の付勢力に抗して移動するためロック状態が解除される。しかしながら、ボール６０だけのロック機構では刈り払い作業中にロック状態が解除されてしまう恐れがある。そこで、本実施例ではボール６０を用いたロック機構に加えて、保持具５１の左右両側に設けられるスプリングプレート５１ａと協働して作用し、２つのスプリングプレート５１ａの間隔を狭めることにより可動パイプ８０を強く締め付けるようにしたロック機構を併用する。２つのスプリングプレート５１ａにて可動パイプ８０を挟み込み、可動パイプ８０の軸方向の移動を強力に制限するために固定レバー６２（図１参照）が設けられる。

保持具５１のスイッチボックス５１ｂの内部には、可動パイプ８０が所定位置まで伸長しているかどうかを検出する２系統の伸長検出手段が設けられる。伸長検出手段は、電気的、機械的、光学的等の任意の検出方法で可動パイプ８０の位置や状態を検出し、電気信号にて回路基板１３に搭載された制御手段（コントローラ）に出力する。伸長検出手段の一つはマイクロスイッチ等の機械的なスイッチ５５であり、スイッチ５５をオン又はオフされるレバー５５ａの先端には滑車５５ｂが設けられる。本実施例では滑車５５ｂが図中下方向に移動するとレバー５５ａがスイッチ５５のプランジャを押すことによりスイッチ５５がオンとなり、滑車５５ｂが図示のように上側位置にある時にはレバー５５ａがスイッチ５５のプランジャを開放することによりスイッチ５５がオフとなる。スイッチ５５は信号線５８を介して回路基板１３（図３参照）に接続される。滑車５５ｂの近傍であって可動パイプ８０の後端部にはスリーブ５３が設けられる。

図示しないカールコード３５と滑車５５ｂ、レバー５５ａはスリーブ５３によって隔てられているため、レバー５５ａの動作時にカールコード３５と接触することはない。また、可動パイプ８０自体にスイッチ５５のオン／オフを切り替えるための凹部を設ける必要がないため、可動パイプ８０の歪みや曲りが生じることもない。スリーブ５３にはフック状の掛止部５３ｃが形成され、スリーブ５３を可動パイプ８０に嵌め込んだ際に、可動パイプ８０に形成された四角形のくり抜き穴８０ａに掛止部５３ｃが嵌合することにより、スリーブ５３が可動パイプ８０から抜けないように固定される。また、スリーブ５３は可動パイプ８０の外周側の少なくとも一部を覆うように設けられるため、可動パイプ８０を最大限引き出した際にスリーブ５３の前端部がストッパ５２の後端部に当接することによって可動パイプ８０の固定パイプ４０からの抜け止めとしての機能を果たす。さらに、スリーブ５３にはスイッチ５５の滑車５５ｂとの摺動部に凹部５３ａが設けられており、凹部５３ａに滑車５５ｂが位置することによりレバー５５ａが移動してスイッチ５５がオフ状態となる。スリーブ５３の凹部５３ａからその前方側の外径部への遷移部分には傾斜面５３ｂが形成され、図４の状態から可動パイプ８０を固定パイプ４０側に縮めたときに傾斜面５３ｂにて滑車５５ｂを径方向外側に案内することによりスイッチ５５をオフ状態（図４の状況）から、図５で後述するオン状態に移行させることができる。

伸長しているかどうかを検出する伸長検出手段のもう一つは、スリーブ５３の一部に設けられるマグネット５４とホールＩＣ５６である。ホールＩＣ５６は、ホール効果を利用して磁界を検出する素子をＩＣ化したものであって、本実施例ではマグネット５４がホールＩＣ５６に近接した状態で出力がＬｏｗ状態となり、マグネット５４がホールＩＣ５６から離れた状態で出力がＨｉｇｈ状態となるように構成した。ホールＩＣ５６の出力はスイッチ５５の信号と共に信号線５８によって回路基板１３に伝達される。信号線５８は４線ケーブルであって、外部から加わる力や振動等で断線しないようにジャバラチューブ２７の内部に配置される。また、ジャバラチューブ２７の保持具５１からの取り出しは、信号線案内部５１ｃにて固定される。尚、図４及び図５では図示していないが、固定パイプ４０から可動パイプ８０の内部には図３で示したカールコード３５が配置され、カールコード３５はモータにまでの距離可変部分に配置される。これに対して、信号線５８は保持具５１から操作部１０間の距離不変部分を接続するためのケーブルであるので、カールコード等の伸縮ケーブルを用いる必要が無い。従って、本実施例では信号線５８は固定パイプ４０の内部でなくて外側を這わせるように配置した。このように信号線５８を固定パイプ４０の外部に配置として、カールコード３５を固定パイプ４０の内部の配置としたのは、カールコード３５の伸縮を極力阻害することがないようにするためと、配線上の容易さと美観のためである。もちろん信号線５８を固定パイプ４０の内部に配置するように構成しても良いが、その場合は信号線５８によってカールコード３５の伸縮が阻害されないように考慮すると良い。尚、固定パイプ４０と可動パイプ８０の内部の配線は、何らかの伸縮手段又は、パイプ側の伸縮に影響を受けないような配線であればよいので、カールコードだけでなくその他の伸縮コードを用いても良い。また、ジャバラチューブ２７は信号線５８を保護するためのものであるので、何らかのチューブ状の部材で合っても良い。

図５は図４の伸長状態からわずかだけ縮めた状態を示す図である。このように縮めるためには、固定レバー６２（図１参照）による締め付け状態を解除してから可動パイプ８０を移動させる必要がある。この縮めた状態では滑車５５ｂが傾斜面５３ｂを乗り越えてスリーブ５３の太径部分に位置している（乗り上げている）。このため、レバー５５ａがスイッチ５５側に押しつけられるためスイッチ５５がオンになる。さらに、マグネット５４はホールＩＣ５６と離れた位置となるため、マグネット５４の磁界はホールＩＣ５６には作用しないため、ホールＩＣ５６の出力はマグネット５４が離れた状態にあることを示すＨｉｇｈ状態となる。一方、可動パイプ８０の貫通穴８０ｂは、ボール６０から離れた位置になるので、ボール６０はスプリング６１の付勢力に抗して下方向（可動パイプ８０からみたら径方向外側）に移動する。

図６は図１のＡ−Ａ部の断面図である。図４、図５に示した保持具５１は、スプリングプレート５１ａの部分（６４付近）においては、左側部分５１−１と右側部分５１−２の内側の面が接触せずに、ボルト６３によって締め付けられる構成となる。ボルト６３は、固定レバー６２を図示の位置にすること可動パイプ８０が締め付けられるように構成され、固定レバー６２を図示の状態から矢印６５の方向に揺動させることで左側部分５１−１と右側部分５１−２の間隔が離れるようになる。固定レバー６２の矢印６５の方向及び反対方向への揺動の中心６６はボルト６３の頭部付近となる。固定レバー６２を矢印６５の方向に揺動させることでストッパ５２を介した可動パイプ８０の締め付け状態が解除され、図６のように固定レバー６２を保持具５１に接近させるように移動するとストッパ５２を介して可動パイプ８０が強く締め付けられることになる。尚、固定レバー６２による締め付けを行う構成は公知の締め付け技術を用いれば良い。本実施例においては可動パイプ８０の断面形状は完全な円形でなく、下部に軸方向に連続するレール部８０ｃ（径方向外側から見たら溝部）が形成される。図示していないが固定パイプ４０側にもレール部８０ｃと対応するレール部が形成され、これらのレール部がお互い係合することにより可動パイプ８０と固定パイプ４０が相対回転しないように保持される。このようにレール部８０ｃを形成することにより製造原価は高くなるものの可動パイプ８０と固定パイプ４０の剛性を高めることができ、軽量でありながら剛性の高い竿構造とすることができる。

次に、図７を用いて電動刈払機１の回路図を説明する。この回路図に記載されるコントローラ２０１は回路基板１３上に搭載されるものである。また、実際の回路にはフライバック式の昇圧回路が設けられるが、本実施例では説明の便宜上その記載や説明を省略している。コントローラ２０１は、バッテリパック２からの電力を入力し、出力側に接続されるモータ１５３を回転させる。モータ１５３は直流にて駆動されるブラシ付きのコアレスモータであって、モータ１５３に印加される直流電圧の大きさによってその回転数が変わるものである。コントローラ２０１は、主に、スイッチ（トリガスイッチ）２１と、主電源スイッチ回路２１４と、電池電圧検出回路２３５と、トリガ検出回路２４０と、主電源自動停止回路２０３と、定電圧回路２０７と、マイコン２１１と、出力停止回路２４３を含んで構成される。

バッテリパック２をバッテリ取付部１１ａ（図３参照）に取り付けると、ターミナル１５（＋端子１５ａ、−端子１５ｂ））を介してバッテリパック２からコントローラ２０１に電力が供給される。次に、主電源スイッチ回路２１４の主電源スイッチ２２０がオンにされると、定電圧回路２０７にバッテリパック２からの電圧がかかるため、マイコン２１１に例えば５Ｖの低電圧直流が供給されてマイコン２１１が起動する。本回路図から見ると、ターミナル１５はバッテリパック２のプラス端子（＋）とマイナス端子（−）に接続する端子１５ａ、１５ｂだけを有するように見えるが、実際には、バッテリパック２のＬＤ端子に接続される端子、バッテリパック２のＩＤ端子に接続される端子等のその他端子も設けられる。また、それらＬＤ端子やＩＤ端子とマイコン２１１に接続するための回路も有するが、図７の回路図では説明の簡略化のためそれらの記載を両略している。定電圧回路２０７は、入力端子、出力端子、グランドの３つの端子から構成される三端子レギュレータ２０９と、その前後に設けられる発振防止用のコンデンサ２０８、２１０によって構成された公知のＤＣ−ＤＣコンバータである。定電圧回路２０７の出力電圧はマイコン２１１及び、コントローラ内の各電子素子に供給される。

主電源スイッチ回路２１４は、操作パネル１６（図３参照）上に設けられたソフトタッチスイッチ等で構成される主電源スイッチ２２０と、主電源スイッチ２２０がオンになった状態を保持するための回路を有して構成される。主電源スイッチ２２０がオンになった状態を保持するための回路は、トランジスタ２２１、２２６、２２８と、ＦＥＴ２３０と、コンデンサ２１９と、複数の抵抗器２１５、２１７、２１８、２２２〜２２７、２３１、ダイオード２１６により構成される。主電源スイッチ回路２１４は、タッチ式の主電源スイッチ２２０が押されるたびに、主電源オンと主電源オフの状態が繰りかえされる。尚、本実施例では電気回路の構成によって主電源スイッチ回路２１４のオン状態が保持されるように構成したが、これはマイコン２１１によってＦＥＴ２３０を遮断できるように構成して、マイコン２１１側の指示によって主電源をオフにするためである（このための回路については後述する）。

主電源スイッチ回路２１４の出力は、電池電圧検出回路２３５と、定電圧回路２０７に入力される。電池電圧検出回路２３５は、分圧抵抗２３６と分圧抵抗２３７との直列回路から構成され、分圧抵抗２３６の一端部はマイコン２１１のＡ／Ｄ入力端子に接続される。一方、バッテリパック２のプラス端子及びマイナス端子からの出力は、スイッチ２１、出力停止回路２４３、ダイオード２５７を介してモータ１５３に接続される。電動工具においては通常スイッチ２１をオンにするとモータが回転するように構成されるが、本実施例の場合は、主電源スイッチ回路２１４がオンになった状態でスイッチ２１を引かないとモータ１５３が回転しないように構成した。出力停止回路２４３は、スイッチ２１がオンの状態であってもマイコン２１１の制御によって強制的にモータ１５３の回転を停止するための回路である。トリガ検出回路２４０は、分圧抵抗２４１と分圧抵抗２４２との直列回路から構成され、分圧抵抗２４１の一端部はマイコン２１１のＡ／Ｄ入力端子に接続される。

出力停止回路２４３には出力停止用のＦＥＴ２４５が設けられる。ＦＥＴ２４５には例えばＭＯＳタイプを用いることができ、ゲート信号をオン又はオフさせることにより、ソース−ドレイン間を導通又は非導通の状態に切り替えることができる。ＦＥＴ２４５のゲート信号は抵抗器２４７及びＦＥＴ２４８を介して接地される。ＦＥＴ２４８のゲート信号は抵抗器２４９を介してマイコンのＤ／Ａ出力端子に接続される。マイコンからＨｉｇｈ信号が出力されるとＦＥＴ２４８が導通することによりＦＥＴ２４５のゲート信号に所定の電圧がかかり、ＦＥＴ２４５がオンとなるためスイッチ２１を引くことによりモータ１５３が回転を開始する。一方、マイコン２１１からＬｏｗ信号が出力されるとＦＥＴ２４８がオフになることによりＦＥＴ２４５のゲート信号がゼロとなり、ＦＥＴ２４５がオフとなるため、スイッチ２１を引いていたとしてもモータ１５３は回転しない。従って、モータ１５３の回転中に何らかの事象が発生した場合にマイコン２１１は出力停止回路２４３にＬｏｗ信号を出力することによりモータ１５３の回転を停止することができる。尚、出力停止回路２４３にはさらなるＦＥＴ２５１を有し、竿伸縮センサを収容する接続部５０に含まれるスイッチ５５又はホールＩＣ５６からの信号によってＦＥＴ２４８のゲート信号をアースに落とすように制御するＦＥＴ２５１が設けられる。

ＦＥＴ２５１のゲートと、スイッチ５５又はホールＩＣ５６の間にはダイオード２５３と２５４が配置される。またスイッチ５５又はホールＩＣ５６からの信号線には基準電位を決めるための抵抗器２５５、２５６が設けられる。ここで、スイッチ５５は可動パイプ８０が固定パイプ４０に対して所定位置まで伸びているときにオフとなり、伸びていない時はオンとなる。同様にして、ホールＩＣ５６の出力であってダイオード２５４を介してＦＥＴ２５１に供給される電位は、可動パイプ８０が固定パイプ４０に対して所定位置まで伸びているときにＬｏｗとなり、伸びていない時はＨｉｇｈとなる。このようにＦＥＴ２５１を設けたことによって、可動パイプ８０が固定パイプ４０に対して所定位置まで伸びていない時にはＦＥＴ２５１のゲート信号がＨｉｇｈとなり、出力停止回路２４３からの出力が停止し、モータ１５３への電力供給が停止する。以上説明したように、本実施例においてはマイコン２１１が伸縮検出手段たる竿伸縮センサの出力に応じて出力停止回路２４３を制御できるように構成した上に、竿伸縮センサの出力を直接出力停止回路２４３に伝達することにより、竿が伸長状態から縮んでいる、あるいは動作中に縮んでしまった場合に確実にモータ１５３への電力供給を停止させることができる。また、信号線５８が断線した場合やいずれかのセンサの出力結果が異なる場合は、マイコン２１１が異常状態を検知する異常検知手段として作用するので、抵抗器２４９を介してＬｏｗ信号をＦＥＴ２４８に供給することによりモータ１５３を停止させることができる。

主電源自動停止回路２０３は、マイコン２１１からの制御によって電動刈払機１の全体の電源を遮断させるための回路である。主電源自動停止回路２０３のトランジスタ２０５のコレクタ−エミッタが、抵抗器２０４を介してアースとＦＥＴ２３０のゲートに接続され、ベースが抵抗器２０６を介してマイコンのＡ／Ｄ出力ポートに接続される。マイコン２１１からＨｉｇｈ信号がトランジスタ２０５のゲートに出力されると、トランジスタ２０５のコレクタ−エミッタ間が導通するため、ＦＥＴ２３０のゲートに所定電圧が加わることにより、主電源スイッチ２２０を押したときと同じ状態となり、それまでオン状態だったトランジスタ２２８がオフになることにより主電源が遮断される。

以上説明したように、本実施例の回路構成によれば、可動パイプ８０が固定パイプ４０に対して所定位置まで伸びていない時、あるいは、伸びている状態で作業中に突然縮んでしまった場合、及び、信号線５８が断線した場合やいずれかのセンサの出力結果が異なる等の異常が発生した場合には、モータ１５３への電力供給が直ちに停止されるので、安全性の高い伸縮式の竿を有する電動刈払機を実現できる。

次に図８のフローチャートを用いて電動刈払機１の制御手順を説明する。まず、バッテリパック２をバッテリ取付部１１ａに取り付け、主電源スイッチ２２０をオンにすると、マイコン２１１に電力が供給され、マイコン２１１が起動する。するとマイコン２１１は格納された起動用プログラムを実行することにより所定の初期設定を行う（ステップ２６１）。次にマイコン２１１は、ＦＥＴ２４８にＬｏｗ信号を出力することによりＦＥＴ２４５のソース−ドレイン間を遮断状態にして、モータ１５３へ電力が出力されないようにする（ステップ２６２）。このステップは、トリガレバー４４を引きながら主電源スイッチ２２０を入れてしまって突然刈刃１５５の回転が開始してしまうという誤動作を防ぐためである。次に、マイコン２１１は可動パイプ８０が固定パイプ４０に対して伸びきった状態にあるか、つまり図１のように刈り払いを行う時の伸長状態になっているかどうかを判定する竿伸縮検出ルーチンを実行する（ステップ２６３）。

ここで図９のフローチャートを用いて竿伸縮検出ルーチンの詳細手順を説明する。このサブルーチンは、マイコン２１１がコンピュータソフトウェアを実行することにより、磁気センサたるホールＩＣ５６とメカニカル式のスイッチ５５の出力結果を用いて判定するものである。まず、マイコン２１１は磁気センサたるホールＩＣ５６の出力がＬｏｗであるかを判定する（ステップ２９１）。このホールＩＣ５６の出力がＬｏｗであることは、竿状態が伸長状態（図１、図４の状態）にあることを示すもので、ホールＩＣ５６の出力がＬｏｗである場合は、次にメカニカル式のスイッチ５５の出力がＬｏｗ（遮断状態）であるか否かを検出する（ステップ２９２）。スイッチ５５の出力がＬｏｗであることは、竿状態が伸長状態（図１、図４の状態）にあることを示すので、ステップ２９２においてＬｏｗの場合は、２つの竿伸縮センサの出力が一致したことによってマイコン２１１は竿が伸長状態にあると確定し（ステップ２９３）、竿伸縮検出ルーチンを終了して図８のフローに戻る。

ステップ２９１にてホールＩＣ５６の出力がＨｉｇｈである場合は、ホールＩＣ５６による検出では竿が短縮状態にあると判断できるので、次にメカニカル式のスイッチ５５の出力がＬｏｗ（遮断状態）であるか否かを検出する（ステップ２９４）。ここで、スイッチ５５の出力がＨｉｇｈの場合は、スイッチ５５によっても竿が短縮状態にあると検出されたため、２つの竿伸縮センサの出力一致によってマイコン２１１は竿が短縮状態にあると確定し（ステップ２９６）、竿伸縮検出ルーチンを終了して図８のフローに戻る。尚、ステップ２９２においてスイッチ５５の出力がＨｉｇｈである場合、又は、ステップ２９４においてスイッチ５５の出力がＬｏｗの場合は、２つの竿伸縮センサの出力が不一致であるので、マイコン２１１はどちらかの伸縮センサが異常であると確定して（ステップ２９５）、竿伸縮検出ルーチンを終了して図８のフローに戻る。

図１０は、図９のフローチャートで示す判断結果によってスイッチ５５と磁気センサ（ホールＩＣ５６）の出力の組み合わせを示すテーブルであり、図に示す組み合わせ状態の時に竿状態が“伸長”または“短縮（非伸長）”と判断される。この図で理解できるように、スイッチ５５は閉状態でないと竿が伸長状態であると認識されない。このことは、信号線５８の断線、スイッチ５５の故障等の何らかの理由によってスイッチ５５が開状態にある場合にはモータ１５３が回転しないことを意味する。また、スイッチと磁気センサの出力は共に短縮時にＨｉｇｈとなるように構成しているので、マイコン２１１を介在させることなくそれらの出力をトリガにして（図７のダイオード２５３、２５４を介した信号を用いて）出力停止回路２４３を直接制御してモータの回転を停止させることができる。

再び図８のフローチャートのステップ２６４に戻る。ステップ２６４においてマイコン２１１は、２つの伸縮センサの検出結果に異常が発生したかどうかを判定する。図９のフローのステップ２９５にて異常状態の発生を検出した場合は、ステップ２７７に進んでマイコン２１１は主電源自動停止回路２０３にＨｉｇｈ信号を出力する。その結果、主電源自動停止回路２０３は主電源スイッチ回路２１４の主電源スイッチオンの維持状態を解消させるため主電源が遮断し、電動刈払機１が停止する。

ステップ２６４に２つの伸縮センサの検出結果に異常が無い場合は、竿が伸長状態であるか否かを判定し（ステップ２６５）、図１０のステップ２９６で竿が短縮状態であると確定された場合には、ステップ２６３に戻り竿が伸長されるまで待機する。ステップ２６５において竿が伸長状態にあるときは、その際にスイッチ２１がオンになっているかどうかを判定する（ステップ２６６）。ここでスイッチ２１がオンであるということは、例えば、
（１）竿が伸びていない状態で持ち上げた際に先端のモータの自重で伸びた場合や、（２）トリガレバーが何かに障害物によって引かれた状態で竿を伸ばした場合、などが想定されうる。そこで、マイコン２１１がステップ２６５にて竿を伸ばした後に一端スイッチ２１がオフの状態を確認してからでないとモータ１５３を回転させないようにした。ここで、上記一連の流れで竿を伸ばした後にトリガレバー４４を開放した場合、マイコンは所定時間が経過したかを判断し（ステップ２６７）、経過していなかったらステップ２６６に戻る。これは竿を伸ばした後にすぐにモータ１５３を起動できないようにするための安全機構であって、所定時間としてワンテンポ程度（０．５〜３秒）待機させる。

ステップ２６６で所定時間が経過している場合、つまりトリガレバー４４が離された状態で所定時間が経過したら、再び図９のフローチャートで示した竿伸縮検出ルーチンを実行する（ステップ２６８）。次に、マイコン２１１は、竿伸縮検出ルーチンの実行結果で、伸縮センサの異常があったかどうかを判定する（ステップ２６９）。異常があったら場合は、マイコン２１１は出力停止回路２４３にＬｏｗ信号を出力することによりモータ１５３への電力の出力を停止し（ステップ２７８）、主電源自動停止回路２０３にＨｉｇｈ信号を出力することにより主電源を遮断させ（ステップ２７９）、電動刈払機１全体を停止させる。

ステップ２６９にて２つの伸縮センサの検出結果に異常が無い場合は、竿が伸長状態であるか否かを判定し（ステップ２７０）、竿が伸長状態にない場合は、マイコン２１１は出力停止回路２４３にＬｏｗ信号を出力することによりモータ１５３への電力の出力を停止することによりモータが回転中ならば回転を停止させる（ステップ２８０）。そしてスイッチ２１がオンのままの状態ならばステップ２８０に戻ってモータ１５３の停止状態を維持し、スイッチ２１がオフの状態であればステップ２６８に戻る（ステップ２８１）。このように本実施例においては、竿が伸縮できる構成のため、竿の伸長状態から外れた場合には、スイッチ２１が確実にオフにされるまではマイコン２１１がモータ１５３の停止状態を保つように構成し、安全性を一層高めるようにした。

ステップ２７０にて竿が伸びていると判定されたら、作業者によってスイッチ２１がオンにされているかどうかを判定する（ステップ２７１）。スイッチ２１がオンの場合は、マイコン２１１は、出力停止回路２４３にＨｉｇｈ信号を出力することによってモータ１５３への駆動電流の供給を許可する（ステップ２７２）。この結果、バッテリパック２からの電力が、図示していない昇圧回路を介してモータ１５３に供給されるので、モータ１５３がダイヤル２０で設定された回転数で回転し、作業者は草等の刈り取り作業を行うことができる。次に、マイコン２１１は電池電圧検出回路２３５の出力から電池が過放電状態、即ち電池電圧が低下しているかどうかを判断し、過放電状態でない場合はステップ２６８に戻る（ステップ２７３）。ここでいう過放電とは、電池が空になった状態をさすが、ステップ２６８において図示しない電流検出回路を用いて、モータ１５３に流れる電流値を監視して、過電流の場合にステップ２７４に移行するように構成しても良い。

ステップ２７１においてスイッチ２１がオフの場合、又は、ステップ２７３において過放電である場合は、マイコン２１１は出力停止回路２４３にＬｏｗ信号を出力することによりモータ１５３への電力の出力を停止することによりモータの回転を停止させる（ステップ２８０）。次にマイコン２１１は電池電圧検出回路２３５の出力から電池が過放電状態であるかを判断し、過放電でない場合はステップ２６８に戻り（ステップ２７５）、過放電の場合は主電源自動停止回路２０３にＨｉｇｈ信号を出力することにより主電源を遮断させ（ステップ２７６）、電動刈払機１全体を停止させる。

以上のように制御することによって、モータ１５３が回転駆動されるが、この最中にステップ２７１にてスイッチ２１が戻されたことを検出したら、又は、ステップ２７３にてバッテリパック２の過放電状態を検出したらモータ１５３への電力の出力を停止する（ステップ２７４）。次にマイコン２１１は、電池電圧検出回路２３５の出力から電池が過放電状態にあるかどうかを判定し（ステップ２７５）、過放電状態であったら主電源自動停止回路２０３にＨｉｇｈ信号を出力することにより主電源を遮断して、電動刈払機１を停止させる（ステップ２７６）。ステップ２７５にて過放電状態でなかったらステップ２６８に戻る。

以上説明したように、マイコン２１１を用いて図８に示すフローチャートの制御を行うことによって、可動パイプ８０が規定位置まで伸びていない場合にはバッテリパック２からモータ１５３へ通電されないため、モータ１５３は回転しない。またトリガレバー４４を引いた状態のまま可動パイプ８０が規定位置まで伸ばしたような場合も、突然モータ１５３が起動することがない。さらに、モータ１５３の回転中に何らかの理由によって可動パイプ８０が規定位置から縮んでしまって非伸長状態になった場合であっても、直ちにモータ１５３への通電が遮断されるため、安全性の高い伸縮式の竿を有する電動刈払機１を実現できる。

次に図１１を用いて本発明の第２の実施例に係る回路図を説明する。第２の実施例のコントローラ３０１は、図３で示した回路基板１３上に搭載されるものであって、回路基板１３に搭載される電気回路以外の構成や各部品は第１の実施例で示したものと全く同じである。コントローラ３０１においては、スイッチ２１、主電源スイッチ回路２１４、主電源自動停止回路２０３、定電圧回路２０７、電池電圧検出回路２３５、トリガ検出回路２４０、マイコン２１１が第１の実施例と同じであるので、それらの内部構成、作用についての繰り返しの説明は省略する。出力停止回路３４３は、マイコン２１１からの停止信号（ＦＥＴ３４８のゲートに対してＨｉｇｈ信号）を受けて、ＦＥＴ３４５のソース−ドレイン間が遮断される点は、第１の実施例の出力停止回路２４３（図７参照）と基本的に同様の動作である。しかしながら、第２の実施例の出力停止回路３４３では竿伸縮センサ（接続部５０）からの出力に応じて出力停止用のＦＥＴ３４５のソース−ドレイン間を直接遮断させる構成（図７のダイオード２５３、２５４、ＦＥＴ２５１、抵抗器２５２）が含まれていない。尚、この構成は第２の実施例で不要というわけではないので、図１１の回路にこれらを付加させるようにしても良い。

第２の実施例においては、コントローラ３０１に電子ブレーキ回路３６０が設けられる。電子ブレーキ回路３６０はモータ１５３に流すブレーキ電流を断続的に制御することにより、所定の強さ（急ブレーキより弱い制動力）でモータ１５３の回転を制動するものである。本実施例で用いるモータ１５３はコアレスモータを用いており、モータ１５３に供給される電流を遮断しても惰性で長く回転してしまう。そこで電子ブレーキ回路３６０を設けて、モータ１５３を制動させるように作用する電流、即ちブレーキ電流を流してモータ１５３にブレーキをかけるようにした。電子ブレーキ回路３６０は、基本的にはモータ１５３の＋端子と−端子を短絡させるためのブレーキ用のＦＥＴ３７３を設け、ＦＥＴ３７３を駆動するための４つのＦＥＴ３６１、３６４、３６８，３７０が設けられる。ブレーキ用のＦＥＴ３７３は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ−ＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）とすると良く、マイコン２１１からの信号によってソース−ドレイン間の導通状態がオン／オフ制御される。

まずマイコン２１１から、電気ブレーキをかけるためのＨｉｇｈ信号が発せられると、その信号は抵抗器３６２を介してＦＥＴ３６１と３６４のゲート信号に入力される。ＦＥＴ３６１と３６４のゲートは抵抗器３６３を介して接地されており、マイコン２１１からのＨｉｇｈ信号によってＦＥＴ３６１と３６４が同時にオン（ソース−ドレイン間が導通している状態）になる。ＦＥＴ３６１と３６４のドレインがオン、即ちＨｉｇｈになると、ＦＥＴ３６８がオン状態となり、ＦＥＴ３７０はオフ状態となる。ＦＥＴ３６８がオンで、ＦＥＴ３７０がオフになると抵抗器３７１を介して所定電圧がブレーキ用のＦＥＴ３７３のゲートに印加されるため、ＦＥＴ３７３のソース−ドレイン間がオンになる。ＦＥＴ３７３のソースはモータ１５３の＋端子に、ドレインは−端子に接続されているため、ＦＥＴ３７３のソース−ドレイン間のオンはモータ１５３の＋−端子の短絡を意味し、ブレーキが掛かることになる。

モータ１５３が短絡されると急激に制動されて、その回転が急激に低下することになる。緊急時にモータ１５３を停止したい場合や、何らかの原因で竿の伸縮を検出した場合にはモータ１５３の短絡状態を維持して急制動することが好ましい。しかしながら、トリガレバー４４を離した場合には急激にブレーキをかけるのではなく、ワンテンポ遅れてから、若しくはゆっくりとモータ１５３の回転を停止させる方が好ましい場合がある。例えば刈払作業中の作業者は、ハンドルパイプ４２のグリップ部４３を握って、ハンドルパイプ４２により刈刃１５５を左右に動かしながら作業を行うが、このハンドルパイプ４２を左右に動かす際に、意図せずにトリガレバー４４を離してしまうことがある。このような時にモータ１５３が急激に停止してしまうと、かえって作業に支障が出てしまう恐れがある。そこで本実施例ではブレーキをかける強さ、タイミングをマイコン２１１によって制御するように構成した。

ブレーキの作動中、即ちＦＥＴ３７３のソース−ドレイン間がオンの状態において、マイコン２１１からの出力がＨｉｇｈからＬｏｗに変化すると、Ｌｏｗ信号が抵抗器３６２を介してＦＥＴ３６１と３６４のゲート信号に入力されＦＥＴ３６１と３６４がオフ（ソース−ドレイン間が導通していない状態）になる。ＦＥＴ３６１と３６４がオフになると、ＦＥＴ３６８はオフになるが、ＦＥＴ３７０はゲートに抵抗器３６６、３６９によってゲートに所定電圧が印加されるのでオンになる。その結果、ＦＥＴ３７３のゲート信号がＬｏｗになるため、ブレーキ用のＦＥＴ３７３のソース−ドレイン間がオフとなり、ブレーキ（モータ１５３の短絡状態）が解除される。本実施例のおいてはマイコン２１１からのブレーキ指示信号を、Ｈｉｇｈ−Ｌｏｗ間で高速でスイッチングすることによりモータ１５３をソフトに制動できるようにした。このスイッチング制動は例えばＰＷＭ制御を用いることができるが、詳細については後述する。

出力電圧検出回路３９０は、モータ１５３の端子間電圧を測定するための回路であって、分圧抵抗３９１と分圧抵抗３９２との直列回路から構成され、分圧抵抗３９１の一端部はマイコン２１１のＡ／Ｄ入力端子に入力される。図１１では開示されていないが、回路基板１３（図３参照）にはモータ１５３を駆動するための昇圧回路が設けられ、昇圧回路からの出力電圧を変化させることによってモータ１５３の回転数を制御する。そのためにモータ１５３への出力電圧をフィードバックする回路である。また、ブレーキをかける際の、モータ１５３が惰性で回転するときは、モータ１５３で発生する逆起電力は電池電圧検出回路２３５では検出できないため、出力電圧検出回路３９０を別途設けるようにした。

マイコン２１１は、予めメモリに記憶されたプログラムを実行することで、図示しない電流検出回路により検出されるモータ１５３に流れる電流や、電池電圧検出回路２３５により検出されるバッテリパック２の出力する電圧を監視し、モータ１５３に流れる電流がモータ１５３の定格を超えた場合や、バッテリパック２の出力する電圧が所定の値より低くなった場合などに、主電源スイッチ回路２１４をオフする。また、マイコン２１１は、主電源スイッチ回路２１４がオンされているが、モータ１５３に電力が一定時間供給されていないことを検知すると、自動的に主電源スイッチ回路２１４をオフする。マイコン２１１には、図示しない入力端子（ＩＤ端子）から電池情報が入力される。電池情報が入力されると、マイコン２１１は、内部のメモリに予め記憶されたテーブルを参照して、電池情報からその電池が過放電になる電圧を読み取る。例えば、マイコン２１１は、電池情報に定格１４．４Ｖという情報が含まれていれば、過放電電圧を８Ｖとし、定格１８Ｖであれば過放電電圧を１０Ｖとする。マイコン２１１は、バッテリパック２の出力電圧が過放電電圧を下回ると、自動的に、主電源スイッチ回路２１４をオフにする。

電池電圧検出回路２３５は、主電源スイッチ回路２１４から出力される電圧を測定することによって、バッテリパック２の出力する電圧に比例する電圧をマイコン２１１に出力する。電池電圧検出回路２３５が検出したバッテリパック２の出力電圧が異常値になると、マイコン２１１は主電源スイッチ回路２１４をオフにしてバッテリパック２の出力を止める。これによって、バッテリパック２が過放電を起こすことを防止することができる。

また、マイコン２１１には電池電圧検出回路２３５から電圧が入力され、図示しない電流検出回路からの出力が入力されない期間が、メモリに記憶してある一定の期間を超すと、自動的に主電源スイッチ回路２１４をオフする。これによって、主電源スイッチ回路がオンのまま、電動刈払機１が放置された場合などに、自動的に電動刈払機１の電源を自動的に落とすことができる。

表示回路３８０は、定電圧回路２０７で生成された低電圧の直流によってＬＥＤ３８１を点灯させる回路であって、ＬＥＤ３８１に直列に接続される電流制限用の抵抗器３８２を含んで構成される。ＬＥＤ３８１の点灯は、マイコン２１１によって制御される。ＬＥＤ３８１は、コードストッパ１２の上側に配置された赤色の発光ダイオードであり、通常状態（異常なし）は点灯、電池の過放電状態には遅い点滅、その他の異常状態（竿を縮めたことによるモータ停止等）においては早い点滅とすることによって作業者に対する動作状態、エラー状態の報知手段として機能する。尚、マイコン２１１によって主電源が遮断された場合は、表示回路３８０に供給される電流も遮断されるため、ＬＥＤ３８１は消灯する。

次に、図１２のフローチャートを用いて本発明の第２の実施例の制御手順を説明する。図１２のフローチャートは、図８で説明した第１の実施例のフローチャートに電気式のブレーキ機能、表示ランプ機能を追加したものであって、基本的な制御の流れは同じである。まず、バッテリパック２が取り付けられ、主電源スイッチ２２０がオンになると、マイコン２１１が起動して起動用プログラムを実行することにより所定の初期設定を行う（ステップ４０１）。次にマイコン２１１は、ＦＥＴ２４５のソース−ドレイン間を遮断状態にして、モータ１５３の回転を停止状態に保つ（ステップ４０２）。次に、マイコン２１１は表示回路３８０に電流を供給することによりＬＥＤ３８１を点灯させる（ステップ４０３）。この点灯状態は、通常状態であることを表示する連続点灯とすると良い。

ここで、図１５の表を用いて、ＬＥＤ３８１の点灯状況について説明する。本実施例においてはＬＥＤ３８１として１つの赤い発光ダイオードを用い、その点灯状態を変える事によって作業者に対して報知するように構成した。ＬＥＤ３８１は、主電源スイッチ２２０がオンの通常の状態の場合は連続点灯する（通常表示）。バッテリパック２の残量が所定以下になった場合、つまり過放電状態の場合は、ＬＥＤ３８１を遅い速度で点滅させる（過放電表示）。この遅い点滅により作業者はバッテリパック２を充電又は交換しないと作業を継続できないことを知ることができる。本実施例ではさらにＬＥＤ３８１を速い速度で点滅させる“異常表示”が設けられる。これは、複数ある竿の伸縮検出手段からの信号が不一致の場合に表示されるものであって、これにより作業者は電動刈払機１の故障が発生したことを知ることができる。

再び図１２のフローチャートに戻る。ステップ４０４でマイコン２１１は可動パイプ８０が固定パイプ４０に対して伸びている状態にあるか、つまり図１のように刈り払いを行う時の伸長状態になっているかどうかを判定する竿伸縮検出ルーチンを実行する。ステップ４０４で示すルーチンは図９で説明した手順と同じサブルーチンを用いると良い。次に、マイコン２１１は、２つの伸縮センサの検出結果に異常が発生したかどうかを判定する（ステップ４０５）。ここで異常状態の発生が検出された場合は、ステップ４１８に進んでマイコン２１１は、ＬＥＤ３８１を“異常表示”を示す早い点滅状態にする。この“異常表示”は所定時間行われ（ステップ４１９）、その後、マイコン２１１は主電源自動停止回路２０３にＨｉｇｈ信号を出力することにより主電源を自動的に停止させる（ステップ４２０）。これによって電動刈払機１の動作が停止する。

ステップ４０５にて２つの伸縮センサの検出結果に異常が無い場合は、竿が伸長状態であるか否かを判定し（ステップ４０６）、竿が短縮状態であると確定された場合には、マイコン２１１は電子ブレーキ回路３６０にＨｉｇｈ信号を送出することにより、モータ１５３にブレーキをかける（ステップ４２１）。次に、ステップ４０４に戻り竿が伸長されるまで待機する。ステップ４０６において竿が伸長状態にあるときは、マイコン２１１は電子ブレーキ回路３６０に送出した信号をＬｏｗにしてブレーキ動作を解除し（ステップ４０７）、スイッチ２１がオンになっているかどうかを判定する（ステップ４０８）。ここで、スイッチ２１がオフの場合は、マイコン２１１は所定時間が経過したかを判断し（ステップ４０９）、経過していなかったらステップ４０８に戻る。

ステップ４０９で所定時間が経過している場合は、マイコン２１１は電子ブレーキ回路３６０に送出した信号をＬｏｗにしてブレーキ動作を解除し（ステップ４１０）、図９のフローチャートで示した竿伸縮検出ルーチンを実行する（ステップ４１１）。次に、マイコン２１１は、竿伸縮検出ルーチンの実行結果で、伸縮センサの異常があったかどうかを判定する（ステップ４１２）。異常があった場合は、マイコン２１１は出力停止回路３４３にＬｏｗ信号を出力することによりモータ１５３への電力の出力を停止し（ステップ４３３）、電子ブレーキ回路３６０にＨｉｇｈ信号を送出することによりブレーキをオンにし（ステップ４３４）、ＬＥＤ３８１を“異常表示”、即ち早い間隔の点滅で所定時間表示させる（ステップ４３５、４３６）。所定時間が経過したら、マイコン２１１は主電源自動停止回路２０３にＨｉｇｈ信号を出力することにより主電源を遮断させ（ステップ４３７）、電動刈払機１を停止させる。

ステップ４１２にて２つの伸縮センサの検出結果に異常が無い場合は、竿が伸長状態であるか否かを判定し（ステップ４１３）、竿が伸長状態にない場合は、マイコン２１１は出力停止回路３４３にＬｏｗ信号を出力してモータ１５３の回転を停止させる（ステップ４２９）。さらに、電子ブレーキ回路３６０にＨｉｇｈ信号を送出することによりブレーキをオンにし（ステップ４３０）、ＬＥＤ３８１を“異常表示”、即ち早い間隔の点滅で所定時間表示させる（ステップ４３１）。そしてスイッチ２１がオンのままの状態ならばステップ４２９に戻ってモータ１５３の停止状態を維持し、スイッチ２１がオフの状態であればステップ４１１に戻る（ステップ４３２）。このように本実施例においては、竿が伸縮できる構成のため、竿の伸長状態から外れた場合には、スイッチ２１が確実にオフにされるまではマイコン２１１がモータ１５３の停止状態を保つ。

ステップ４１３にて竿が伸びていると判定されたら、作業者によってスイッチ２１がオンにされているかどうかを判定する（ステップ４１４）。スイッチ２１がオンの場合は、マイコン２１１は、電子ブレーキ回路３６０への出力レベルをＬｏｗにしてブレーキをオフとし（ステップ４１５）、出力停止回路２４３にＨｉｇｈ信号を出力することによってモータ１５３への駆動電流を出力させる（ステップ４１６）。この結果、バッテリパック２からの電力が、図示していない昇圧回路を介してモータ１５３に供給されるので、モータ１５３がダイヤル２０で設定された回転数で回転する。次に、マイコン２１１は電池電圧検出回路２３５の出力から電池が過放電状態かどうかを判断し（ステップ４１７）、過放電状態でない場合はステップ４１１に戻る。

以上のように制御することによって、モータ１５３が回転駆動されるが、この最中にステップ４１４にてスイッチ２１が戻されたことを検出したら、又は、ステップ４１７にてバッテリパック２の過放電状態を検出したらモータ１５３への電力の出力を停止し（ステップ４２３）、電子ブレーキ回路３６０にＨｉｇｈ信号を送出することによりブレーキをオンにする（ステップ４２４）。次にマイコン２１１は、電池電圧検出回路２３５の出力から電池が過放電状態にあるかどうかを判定し（ステップ４２５）、過放電状態でなかったらステップ４１１に戻る。過放電状態であったらマイコン２１１はＬＥＤ３８１を“過放電表示”、即ち遅い間隔の点滅で所定時間表示させる（ステップ４２６、４２７）。“過放電表示”を所定時間行ったら、マイコン２１１は主電源自動停止回路２０３にＨｉｇｈ信号を出力することにより主電源を遮断して、電動刈払機１を停止させる（ステップ４２８）。尚、ステップ４２４におけるブレーキ（ソフトブレーキ）は、竿の伸縮を検出したり、何らかの異常が発生した時のブレーキ（急ブレーキ）とは異なり急激に制動させる必要はない。逆に作業中に不用意にトリガレバー４４を離してしまう癖を有するような作業者にとっては、ステップ４２４のブレーキを、急ブレーキでなくソフトな制動（利きが弱い制動）とする方が好ましい。そこで、ステップ４２４ではマイコン２１１から電子ブレーキ回路３６０にＨｉｇｈ信号を断続的に送出するようにして、ブレーキの強さを積極的に制御するようにした。このように時間間隔ごとに電子ブレーキ回路３６０にＨｉｇｈ信号を送出する時間間隔を制御することによって、ブレーキのきき具合を調整することができる。この調整はマイコン２１１によってソフトウェアで制御することができるので、高精度なブレーキ制御を行うことができる。

図１３は、ステップ４２４における電子ブレーキ制御の手順を示すフローチャートである。これらの手順はマイコン２１１がコンピュータプログラムを実行することによりソフト的に制御することができる。まずマイコン２１１は、出力電圧検出回路３９０で検出される出力電圧（モータ１５３による逆起電力）が５％以下であるかどうかを判定する（ステップ４６１）。これはモータ１５３による逆起電力が５％以下になるほど減速されている場合であればモータ１５３がすぐに停止するので、電子ブレーキを掛ける必要がないからである。出力電圧が５％以下の場合は、マイコン２１１は電子ブレーキ回路３６０への出力レベルをＬｏｗにしてブレーキをオフとし（ステップ４７４）、図１２のステップ４２４に戻る。出力電圧が５％より大きい場合は、マイコン２１１は内部に含まれるタイマを用いて、ブレーキを掛けるタイミングを遅延させるためのタイマをスタートさせる（ステップ４６２）。このように電子ブレーキをすぐにかけるのではなく、ワンテンポ遅延させてからブレーキを開始するようにしたのは、刈り払い作業時において竿を左右に振りながらトリガレバー４４を頻繁に離してしまう癖を有する作業者がいた場合、そのような作業を行ったとしてもぎくしゃくしないようにするためである。ワンテンポ遅らせるための時間は０．３〜数秒程度で良く、例えば１秒又は１．５秒とする。

次に、マイコン２１１はトリガレバー４４がオンにされたから否かを判定し（ステップ４６３）、トリガレバー４４がオフのままである場合は、設定されている遅延時間が経過したか否かを判定し、経過していない場合はステップ４６３に戻る（ステップ４６４）。ステップ４６３において作業者が再びトリガレバー４４を引いた場合、即ちブレーキをかける意思がなかった場合は、竿が伸長されているか否かを判定し（ステップ４７５）、竿が伸長状態の場合はバッテリパック２が過放電状態であるか否かを判定する（ステップ４７６）。ステップ４７５、４７６で竿が縮んでいる状態である場合、又はバッテリパック２が過放電である場合は、ステップ４６４に移行して電子ブレーキを継続させる。ステップ４７５で竿が伸びている状態であってバッテリパック２が過放電でない場合は、作業者はブレーキをかける意図でなく作業を継続させる意思があることを意味するので、ブレーキ遅延タイマをクリアして（ステップ４７７）、図１２のステップ４２４に戻る。

次に、ステップ４６４で所定の遅延時間が経過したら、マイコン２１１はブレーキ遅延タイマをクリアし（ステップ４６５）、電子ブレーキ回路３６０にＨｉｇｈ信号を送出することによりブレーキをオンにする（ステップ４６６）。この際、マイコン２１１から送出されるブレーキ信号のＰＷＭ制御を行い、デューティ比１０％で駆動する（ステップ４６６）。図１４はこのＰＷＭ制御のしかたを説明する為の図である。図１４（１）は、ステップ４６６で駆動されるデューティ比１０％での制御状況を説明する図である。ブレーキ信号４９１は、マイコン２１１から電子ブレーキ回路３６０の送出される信号であって、図１１から理解できるように、このブレーキ信号は抵抗器３６２を介してＦＥＴ３６１、３６４のゲート信号に供給される。このブレーキ信号をデューティ比１０％でＰＷＭ制御するとは、時間を１００μ秒単位で１０％に相当する時間だけ、つまり１０μ秒だけＨｉｇｈ信号を送出して電子ブレーキをかける。残りの９０μ秒はマイコンから電子ブレーキ回路３６０へ送出する信号をＬｏｗにする。この際のＰＷＭ制御の周波数は１０ＫＨｚであって、この制御を繰り返し行う。尚、ＰＷＭ制御のデューティ比は、０〜１００％の間で任意に変更可能である。図１４（２）はデューティ比５０％の時のブレーキ信号４９２を示している。ブレーキ信号４９１は、デューティ比５０％でＰＷＭ制御され、時間を１００μ秒単位のうち５０％に相当する時間だけ、つまり５０μ秒だけＨｉｇｈ信号を送出して電子ブレーキをかける。残りの５０μ秒はマイコンから電子ブレーキ回路３６０へ送出する信号をＬｏｗにする。

再び図１３のステップ４６６に戻る。次にマイコン２１１はトリガレバー４４がオンにされたから否かを判定し（ステップ４６７）、トリガレバー４４がオフのままである場合は、出力電圧検出回路３９０で検出される出力電圧が１５％以下に低下したかどうかを判定し、低下していない場合はステップ４６７に戻る（ステップ４６８）。ステップ４６７において作業者が再びトリガレバー４４を引いた場合、即ちブレーキを解除する意思がある場合は、竿が伸長されているか否かを判定し（ステップ４７８）、竿が伸長状態の場合はバッテリパック２が過放電状態であるか否かを判定する（ステップ４７９）。ステップ４７８、４７９で竿が縮んでいる状態である場合、又はバッテリパック２が過放電である場合は、ステップ４６８に移行して電子ブレーキを継続させる。ステップ４７８で竿が伸びている状態であってバッテリパック２が過放電でない場合は、作業者はブレーキをかける意図でなく作業を継続させる意思があることを意味するのでブレーキをオフにし（ステップ４８０）、図１２のステップ４２４に戻る。

ステップ４６８において出力電圧が１５％以下に低下した場合は、電圧低下により電子ブレーキの利き具合が低下するので、ＰＷＭ制御のデューティ比を増加させるが、その前に出力電圧検出回路３９０で検出される出力電圧（モータ１５３による逆起電力）が５％以下であるかどうかを判定する（ステップ４６９）。ここで５％以下になるほど減速されている場合であればモータ１５３がすぐに停止するので、マイコン２１１は電子ブレーキ回路３６０への出力レベルをＬｏｗにしてブレーキをオフとし（ステップ４８１）、図１２のステップ４２４に戻る。ステップ４６９で５％以下になるほど減速されていない場合であれば、マイコン２１１は図１４（２）で示すようにデューティ比を５０％にしてブレーキを強くかけるように制御する（ステップ４７０）。

次に、マイコン２１１はトリガレバー４４がオンにされたか否かを判定し（ステップ４７１）、トリガレバー４４がオフのままである場合は、出力電圧検出回路３９０で検出される出力電圧が５％以下に低下したかどうかを判定し、低下していない場合はステップ４７１に戻る（ステップ４７２）。ステップ４７１において作業者が再びトリガレバー４４を引いた場合、即ちブレーキを解除する意思がある場合は、竿が伸長されているか否かを判定し（ステップ４８２）、竿が伸長状態の場合はバッテリパック２が過放電状態であるか否かを判定する（ステップ４８３）。ステップ４８２、４８３で竿が縮んでいる状態である場合、又はバッテリパック２が過放電である場合は、ステップ４７２に移行して電子ブレーキを継続させる。ステップ４８２で竿が伸びている状態であってバッテリパック２が過放電でない場合は、作業者はブレーキをかける意図でなく作業を継続させる意思があることを意味するのでブレーキをオフにし（ステップ４８４）、図１２のステップ４２４に戻る。ステップ４７２において出力電圧が５％以下に低下した場合は、マイコン２１１は電子ブレーキ回路３６０への出力レベルをＬｏｗにしてブレーキをオフとし（ステップ４７３）、図１２のステップ４２４に戻る。

図１３のフローチャートを用いて説明したように、第２の実施例によればマイコン２１１でＰＷＭ制御される電子ブレーキ回路３６０を設けて、必要なタイミングにおいて、必要な強さでソフトにブレーキをかけることができるように構成したので、モータの急激な起動及び停止によるモータの寿命低下や、バッテリパックの不要な消耗を防ぐことができる。尚、図１３においてＰＷＭ制御のデューティ比を１０％と５０％としたが、これだけに限られずに複数のデューティ比を任意に選択して、又は連続可変に用いても良い。

以上、２つの実施例を用いて本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記実施例では竿を構成する固定パイプ４０と可動パイプ８０は、略円筒形のパイプだとして説明したが、操作部１０からのモータ１５３に供給する伸縮電線を内部に配置できるならば形状は円筒形にこだわる必要はなく、断面がその他の形状、例えば四角形あるいは多角形であっても良い。また、接続部５０における可動パイプ８０の固定方法は上述の実施例のような固定レバー６２を用いた固定方法だけに限られずに、その他の公知の固定方法を用いて、可動パイプ８０を固定パイプ４０に対して軸方向に移動しないように固定しても良い。さらに、接続部５０に配置される２つの伸縮検出手段は、スイッチ５５やホールＩＣ５６だけに限られずに、その他の任意のセンサやスイッチを用いて構成しても良い。

また、上記実施例では、運転状態表示用のＬＥＤ３８１によって、バッテリパック２の容量低下状態や、竿の伸縮状態異常、竿の伸縮検出手段の異常を表示するようにしたが、１つのＬＥＤ３８１の点滅状態の違いだけによりこれらの状態を表示するのではなく、ＬＥＤの表示色で分けて表示するようにしても良いし、複数のＬＥＤを設けて表示しても良い。また、操作パネル１６上に液晶表示パネルを設けて詳細な情報を表示するようにしても良いし、スピーカーかブザーを設けて、音を発生させることで作業者に報知するようにしてもよい。

また上記実施例では、電動作業機の例として電動刈払機に適用した例を説明したが、本発明は刈払機だけに限られずに、伸縮式の竿の先端にモータにより駆動される作業機器が設けられた電動式の作業機器においても同様に適用できる。例えば図１６（１）〜（４）に示すように、駆動部１５１の代わりに可動パイプ８０の先端に様々な作業機器を取り付けた電動作業機が考えられる。図１６（１）は、可動パイプ８０の先端にヘッジトリマ駆動部５５１を取り付けた例である。ヘッジトリマ駆動部５５１には前後方向に往復移動する刈刃５５５が設けられ、草や枝をトリムする作業を行うことができる。図１６（２）は、可動パイプ８０の先端にポールソーヘッジトリマ駆動部６５１を設けた例である。ポールソーヘッジトリマ駆動部６５１においては小型のソーチェン６５５が回転することにより枝の切断作業等を行うことができる。図１６（３）は、可動パイプ８０の先端にカルチベータ駆動部７５１を設けた例である。カルチベータ駆動部７５１では数本の爪７５５が回転することによって表土を耕す作業を行うことができる。図１６（４）は、可動パイプ８０の先端にエッジャ駆動部８５１を設けた例である。エッジャ駆動部８５１では回転する切断刃８５５によって芝生のエッジ等をそろえる作業を行う事ができる。尚、本発明の電動作業機においては、竿の先端に種々の作業を行うための駆動部を設けられ、駆動される対象をモータで動作させる作業機あれば、その作業の種類は上述した例には限定されない。

１電動刈払機（電動作業機）２バッテリパック
３固定部４可動部
１０操作部１１ハウジング
１１ａバッテリ取付部１２コードストッパ
１３回路基板１４ターミナル基台
１５ターミナル１６操作パネル
１７リード線１８電源線
２０ダイヤル２１スイッチ
２２プランジャ２３可動プレート
２６ワイヤ２６ａワイヤ終端
２７ジャバラチューブ２８腰当て部
２９コイル３０接続端子
３１、３２コンデンサ３３固定具
３４取付ボス３４ａ突当面
３５カールコード３５ａスプリング部
３５ｂ端部４０固定パイプ
４１ハンドル部４２ハンドルパイプ
４３グリップ部４４トリガレバー
４５ロックレバー４６ハンドルホルダー
４７ベルト保持部５０接続部
５１保持具５１ａスプリングプレート
５１ｂスイッチボックス５１ｃ信号線案内部
５１ｄスプリング収容部５２ストッパ
５３スリーブ５３ａ凹部
５３ｂ傾斜面５３ｃ掛止部
５４マグネット５５スイッチ
５５ａレバー５５ｂ滑車
５６ホールＩＣ５８信号線
５９ａ〜５９ｇネジボス６０ボール
６１スプリング６２固定レバー
６３ボルト６６（固定レバーの揺動の）中心
８０可動パイプ８０ａくり抜き穴
８０ｂ貫通穴８０ｃレール部
１５１駆動部１５２モータケース
１５３モータ１５４ファンカバー
１５５刈刃１５６ホルダー
１５３モータ１５５刈刃
１７０飛散防護カバー２０１コントローラ
２０３主電源自動停止回路２０４抵抗器
２０５トランジスタ２０６抵抗器
２０７定電圧回路２０８、２１０コンデンサ
２０９三端子レギュレータ２１１マイコン
２１４主電源スイッチ回路
２１５、２１７、２１８、２２２〜２２５、２２７、２２９、２３１抵抗器
２１６ダイオード２１９コンデンサ
２２０主電源スイッチ２２１、２２６、２２８トランジスタ
２３０ＦＥＴ２３５電池電圧検出回路
２３６、２３７分圧抵抗２３８トランジスタ
２４０トリガ検出回路２４１、２４２分圧抵抗
２４３出力停止回路２４５、２４８、２５１ＦＥＴ
２４６、２４７、２４９、２５０、２５２抵抗器
２５３、２５４ダイオード２５５抵抗器
２５７ダイオード３０１コントローラ
３４３出力停止回路３４５、３４８ＦＥＴ
３４６、３４７、３４９、３５０抵抗器
３６０電子ブレーキ回路
３６１、３６４、３６８、３７０、３７３ＦＥＴ
３６２、３６３、３６５、３６６、３６７、３６９、３７１、３７２抵抗器
３８０表示回路３８１ＬＥＤ
３８２抵抗器３９０出力電圧検出回路
３９１、３９２分圧抵抗４９１、４９２ブレーキ信号
５５１ヘッジトリマ駆動部５５５刈刃
６５１ポールソーヘッジトリマ駆動部６５５ソーチェン
７５１カルチベータ駆動部７５５爪
８５１エッジャ駆動部８５５切断刃
１００１電動刈払機１００２バッテリパック
１００３操作部１００４モータ部
１００５刈刃１００６竿
１００７ハンドルパイプ１００８ａ、１００８ｂグリップ部
１００９トリガレバー１０１０ダイヤル
１０１１飛散防護カバー１０１２腰当て部材

Claims

モータと、
前記モータによって駆動される駆動部と、
前記モータを回転させるためのトリガスイッチと、
前記モータに電力を供給する電源部と、
前記モータの回転を制御する制御部を有する電動作業機であって、
前記モータの端子間を短絡して電気ブレーキをかけることを可能とするスイッチング素子と、
前記電動作業機の異常状態を検知する異常検知手段とを設け、
前記制御部は、前記異常検知手段によって異常状態が検知された場合は前記スイッチング素子を即座に短絡させてブレーキをかけ、前記異常検知手段によって異常状態が検知されないまま前記トリガスイッチが解除された場合は所定時間が経過してからブレーキをかけることを特徴とする電動作業機。
前記制御部はマイクロコンピュータを含んで構成され、
前記マイクロコンピュータによるソフトウェア制御によって前記スイッチング素子の制御を行いブレーキをかける開始タイミングの調整が行われることを特徴とする請求項１に記載の電動作業機。
前記マイクロコンピュータは、前記スイッチング素子の前記端子間の短絡を開始するタイミングを決定することを特徴とする請求項２に記載の電動作業機。
前記マイクロコンピュータは、前記トリガスイッチが解除されたことを検出したら、前記端子間の短絡開始を所定時間遅らせてからブレーキをかけることを特徴とする請求項３に記載の電動作業機。
前記所定時間は、０．５〜３秒の範囲で設定されることを特徴とする請求項４に記載の電動作業機。
前記制御部は、前記モータを止める際の前記スイッチング素子の制御において、前記マイクロコンピュータによるソフトウェア制御と、前記マイクロコンピュータを介さず、半導体素子により直接制御する手段を共に備えることを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の電動作業機。
前記制御部は、前記異常検知手段によって異常状態が検知されないまま前記トリガスイッチが解除された場合のブレーキの制動力を、前記異常検知手段によって異常状態が検知された場合のブレーキの制動力より弱くすることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電動作業機。
前記モータの端子間と並列に接続され前記モータの端子間の電圧を検出する出力電圧検出回路を設け、
前記制御部は、前記出力電圧検出回路の出力に応じて前記スイッチング素子のＰＷＭ制御のデューティ比を変更するように制御することを特徴とする請求項７に記載の電動作業機。
前記モータはカーボンブラシ付きのモータであって、
前記スイッチング素子は前記カーボンブラシに接続される端子間と並列に接続される半導体スイッチング素子であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電動作業機。
前記半導体スイッチング素子は電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項９に記載の電動作業機。
モータと、
前記モータによって駆動される駆動部と、
前記モータを回転させるためのトリガスイッチと、
前記モータに電力を供給する電源部と、
前記モータの回転を制御する制御部を有する電動作業機であって、
前記電動作業機の異常状態を検知する異常検知手段と、
前記モータの端子間を短絡して電気ブレーキをかけることを可能とするスイッチング素子を設け、
前記制御部は、前記異常検知手段によって異常状態が検知されないまま前記トリガスイッチが解除された場合のブレーキの制動力を、前記異常検知手段によって異常状態が検知された場合のブレーキの制動力より弱くなるように前記スイッチング素子のデューティ比を制御することを特徴とする電動作業機。