WO2021090605A1

WO2021090605A1 - 手持ち式動力機器

Info

Publication number: WO2021090605A1
Application number: PCT/JP2020/036450
Authority: WO
Inventors: 祐樹海老沢; 小林　英樹; 横田　伴義; なつ美近藤; 高史伊藤; 翔太平塚
Original assignee: 工機ホールディングス株式会社
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2021-05-14
Also published as: JP7380701B2; JPWO2021090605A1; JP2024008982A; US20220389727A1; EP4056286A1; CN114641599A; EP4056286A4

Abstract

使い勝手の良い電気機器を提供する。電気機器１は、電池パック４を着脱可能な電池パック装着部２ｃと、電池パック装着部２ｃに装着した電池パック４及び電池パック装着部２ｃを開閉可能に覆うことの可能なカバー１７と、を備える。電池パック装着部２ｃの壁部２３には、カバー１７の長手方向の面である左右両側面の内側への反りを矯正することの可能な矯正部２３ａが設けられる。矯正部２３ａの下端部はＲ形状とされている。

Description

手持ち式動力機器

本発明は、コンクリートバイブレータ等の手持ち式動力機器に関する。

建設現場等における生コンクリートの打込み作業や締固め作業に、コンクリートバイブレータが用いられる。下記特許文献１は、バッテリ式のコンクリートバイブレータを開示する。このコンクリートバイブレータは、ハンドルハウジングの下部に充電式のバッテリパッケージを着脱可能に装着する。バッテリパッケージの外側には、バッテリカバーが取り付けられる。バッテリカバーは、ハンドルハウジングの前下端部に回動可能に支持される。バッテリカバーは、ハンドルハウジングの後下端部の鍔部に引っかかる爪を有する。

特開平９－１５８４８３号公報

特許文献１のコンクリートバイブレータは、使いやすさの観点で改善の余地があった。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、使い勝手の良い手持ち式動力機器を提供することにある。

本発明のある態様は、電気機器である。この電気機器は、電池パックを着脱可能な本体部と、前記本体部に収容された負荷部と、前記電池パックを開閉可能に覆うことの可能なカバーと、を備え、前記カバーの形状を矯正することの可能な矯正部を有する。

前記矯正部は、前記カバー又は前記本体部と接触することで前記カバーの形状を矯正してもよい。

前記カバーは、係合部を有し、前記本体部は、前記係合部と係合する被係合部を有してもよい。

前記係合部と前記被係合部との係合構造は、ラッチ構造であり、前記ラッチ構造の係合力の作用する方向と、前記矯正部の矯正力の作用する方向とが、略同方向であってもよい。

前記矯正力は、前記カバーを外側方向に向けて押圧する方向に作用する力であってもよい。

前記矯正部は、前記カバーの内側方向への変形を矯正してもよい。

前記カバーは、左右両側面にそれぞれ前記係合部を有し、前記本体部は、前記係合部と係合する前記被係合部を有し、前記係合部と前記被係合部との係合構造は、ラッチ構造であり、前記カバーを閉じる際に加わる前記ラッチ構造の係合力は、前記カバーの左右両側面を内側方向に向けて押圧するように作用し、前記矯正部の矯正力は、前記カバーの左右両側面を外側方向に向けて押圧するように作用してもよい。

前記矯正部の端部がＲ形状である、又は前記矯正部は弾性体であってもよい。

前記矯正部は、前記電池パック装着部に装着した電池パック、又は、前記電池パック装着部に装着したアダプタと接触してもよい。

前記カバーに、開閉可能な可動部が設けられ、前記可動部の開状態において、前記電池パック装着部に装着したアダプタから延びるコードを前記カバー外に延出させる開口部が形成される、又は、前記可動部の装着状態において、前記電池パック装着部に装着したアダプタから延びるコードを前記カバー外に延出させる開口部が形成されてもよい。

前記可動部は、前記カバーの、前記矯正部によって矯正される面と異なる面に設けられてもよい。

本発明の別の態様は、電気機器である。この電気機器は、電池パックを着脱可能な電池パック装着部を有する本体部と、前記本体部に収容された負荷部と、前記電池パック装着部に装着した電池パック及び前記電池パック装着部を開閉可能に覆うことの可能なカバーと、を備え、前記カバーに、開閉可能又は着脱可能な可動部が設けられ、前記可動部の開状態又は装着状態において、前記電池パック装着部に装着したアダプタから延びるコードを前記カバー外に延出させる開口部が形成される。

前記電池パック装着部に電池パックを装着する場合、前記可動部は閉状態で使用可能であってもよい。

前記コードと前記可動部及び前記カバーの少なくとも一方との係合部がインロー構造を成してもよい。

前記本体部は、前記電池パック装着部から上方に延びるハンドル部を有し、前記可動部の開状態において、前記可動部の上端が、前記ハンドル部の下端と同じ高さかそれよりも下に位置してもよい。

本発明のある態様は、動力機器である。この動力機器は、負荷部と、前記負荷部の動作を切り替えるために作業者に操作される操作部と、前記負荷部を収容するハウジングと、前記操作部を覆うカバーと、を備える。

前記カバーは、自身を前記ハウジングに対して閉状態で係止するラッチ機構により、前記ハウジングに対して開閉可能に構成されてもよい。

前記ラッチ機構は前記カバーの左右両側にそれぞれ設けられてもよい。

前記ハウジングは、前記負荷部の駆動源となる電池パックを着脱可能な電池パック装着部を備え、前記カバーは、前記電池パック装着部を覆うように構成されてもよい。

前記操作部は、前記電池パック装着部の、前記電池パックと隙間を持って対向する面に設けられてもよい。

前記カバーと前記ハウジングとの間に、前記カバー内への異物の侵入を防止するためのシール部材が設けられてもよい。

前記負荷部は、ブラシレスモータであり、ステータと、前記ステータの内側で回転可能なロータと、前記ステータに設けられたコイルと、を有し、前記ブラシレスモータの回転を制御する制御部を備え、前記操作部の操作により前記ブラシレスモータの回転速度を切替え可能であってもよい。

前記制御部は、前記ブラシレスモータに加わる負荷が所定範囲の場合に前記負荷に関わらず前記ブラシレスモータの回転速度を維持する定速度制御を行ってもよい。

前記動力機器は、生コンクリート内に挿入されて前記負荷部によって振動する先端工具を有する、コンクリートバイブレータであってもよい。

本発明の別の態様は、コンクリートバイブレータであり、ブラシレスモータと、生コンクリート内に挿入されて前記ブラシレスモータによって振動する先端工具と、を備える。

前記ブラシレスモータの回転を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記ブラシレスモータに加わる負荷が所定範囲の場合に前記負荷に関わらず前記ブラシレスモータの回転速度を維持する定速度制御を行ってもよい。

前記制御部は、外部操作に応じて前記ブラシレスモータの回転速度を変更可能であってもよい。

作業者が前記ブラシレスモータの駆動、停止を指示可能なトリガスイッチを備え、前記トリガスイッチの操作量に応じて前記ブラシレスモータの回転速度を変更可能であってもよい。

本発明の別の態様は、コンクリートバイブレータであり、負荷部と、前記負荷部の動作を切り替えるために作業者に操作される操作部と、生コンクリート内に挿入されて前記負荷部によって振動する先端工具と、を備える。

前記負荷部は、ブラシレスモータであり、前記ブラシレスモータの回転を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記ブラシレスモータに加わる負荷が所定範囲の場合に前記負荷に関わらず前記ブラシレスモータの回転速度を維持する定速度制御を行ってもよい。

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。

本発明によれば、使い勝手の良い手持ち式動力機器を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る電気機器１の側断面図。図１のII-II断面図。図１の一部拡大図。電気機器１の上方斜視図。同側面図。図４の状態からカバー１７を開けた電気機器１の上方斜視図。同側面図。図６の状態から電池パック４を分離した電気機器１の上方斜視図。同側面図。図６の状態の電気機器１の下方斜視図。図８の状態の電気機器１の下方斜視図。図５のXII-XII断面図。図５のXIII-XIII断面図。図１０及び図１１に示す操作パネル２０の外観図。カバー１７の、可動部２５を分離した状態の斜視図。同側面図。同背面図。カバー１７の、可動部２５を閉じた状態の背面図。図１８のXIX-XIX断面図。カバー１７の、可動部２５を開いた状態の背面図。図２０のXXI-XXI断面図。電気機器１の、電池パック装着部２ｃにアダプタ２７を装着した状態の要部側面図。同下方斜視図。同上方斜視図。同側断面図。動力機器１のブロック図。締固め作業における動力機器１の動作の一例を示すタイムチャート。動力機器１の先端工具１０の振動周波数とモータ６のトルクとの関係を示すグラフ。動力機器１におけるトリガスイッチ５の引き量（操作量）に応じた動作の一例を示すタイムチャート。本発明の実施の形態２に係る電気機器のカバー１７Ａの、可動部２５を分離した状態の斜視図。カバー１７Ａの、可動部２５を取り付けた状態の斜視図。同背面図。実施の形態２に係る電気機器の、電池パック装着部２ｃにアダプタを装着した状態の要部斜視図。本発明の実施の形態３に係る電気機器のカバー１７Ｂの、可動部２５を分離した状態の斜視図。カバー１７Ｂの、可動部２５を取り付けた状態の斜視図。同背面図。実施の形態３に係る電気機器の、電池パック装着部２ｃにアダプタを装着した状態の要部斜視図。本発明の実施の形態４に係る電気機器のカバー１７Ｃの、可動部２５を分離した状態の背面図。実施の形態４に係る電気機器の、電池パック装着部２ｃにアダプタ２７を装着した状態の要部断面図。

以下において、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示である。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～図２５を参照し、本発明の実施の形態１を説明する。本実施の形態は、電気機器１に関する。電気機器１は、コンクリートバイブレータである。図１及び図４により、電気機器１における互いに直交する前後、上下、左右の各方向を定義する。前後方向は、図３に示すモータ６の回転軸６ａの延出方向である。左右方向は、前方向を見た場合を基準に定義する。電気機器１の本体の外殻は、ハウジング２によって構成される。ハウジング２は、例えば左右二分割構造の樹脂成形体である。

ハウジング２は、モータ収容部２ａと、把持部（ハンドル部）２ｂと、電池パック装着部２ｃと、接続部２ｄと、を含む。ハウジング２は、略Ｄ型形状である。把持部２ｂは、略Ｌ字形状であり、前後及び上下方向に延びる。把持部２ｂのうち上下方向に延びる部分を、作業者が把持する。把持部２ｂの一端（前端）は、モータ収容部２ａに接続される。把持部２ｂの他端（下端）は、電池パック装着部２ｃに接続される。接続部２ｄの一端（上端）は、モータ収容部２ａに接続される。接続部２ｄの他端（下端）は、電池パック装着部２ｃに接続される。

モータ収容部２ａは、モータ（電動モータ）６を収容する。把持部２ｂには、トリガスイッチ５が設けられる。トリガスイッチ５により、作業者はモータ６の駆動、停止を指示可能である。接続部２ｄの前面には、複数の吸気口２ｅが設けられる。モータ収容部２ａの下面には、複数の排気口２ｆが設けられる。図３に示すように、接続部２ｄの下端部と電池パック装着部２ｃとの境界付近の内部に、制御基板８が設けられる。電池パック装着部２ｃには、モータ６の駆動源（電源）となる電池パック４が着脱可能に装着（スライド接続）される。電池パック４は、電動工具に着脱可能なものであることが望ましい。

図１１に示すように、電池パック装着部２ｃには、電池パック４の端子部と電気的に接続される端子部３と、電池パック４の装着をガイドするレール部２３ｂと、が設けられる。電池パック装着部２ｃの下面には、当該下面の左部、前部、右部に跨がるように、Ｕ字状の壁部２３が設けられる。壁部２３は、電池パック装着部２ｃの下面から下方に延びる。壁部２３の左部及び右部の内面（相互対向面）に、内側に向けて突出するレール部２３ｂがそれぞれ設けられる。壁部２３の左部及び右部の外面には、矯正部２３ａがそれぞれ設けられる。矯正部２３ａは、上下方向に延びるガイド（リブ）である。電池パック装着部２ｃの下面及び電池パック装着部２ｃに装着された電池パック４は、後述の開閉可能なカバー１７により覆われる。

図１０及び図１１に示すように、電池パック装着部２ｃの下面の後端部付近に、操作パネル２０が設けられる。操作パネル２０もカバー１７により覆われる。操作パネル２０は、電池パック４と前後方向において重複する位置にある。操作パネル２０は、電池パック４の後端部上面と隙間を持って対面する。この隙間を通して、作業者は操作パネル２０に対する操作が可能である。電池パック４の後端部上面は、後方ほど下に行くように傾斜している。このため、電池パック４を装着した状態でも、操作パネル２０を後方斜め下から見やすく、また操作パネル２０に対する操作も行いやすい。図１４に示すように、操作パネル２０には、速度（周波数）切替ボタン２１と、速度（周波数）表示ＬＥＤ２２と、が設けられる。速度切替ボタン２１は、作業者がモータ６の定速度制御の回転数、すなわち先端工具１０の振動周波数を切り替えるための操作部である。なお、単位時間あたりの回転数、すなわち回転速度を単に「回転数」とも表記する。速度表示ＬＥＤ２２は、速度切替ボタン２１によって選択されている回転数を表示（作業者に報知）する速度表示部である。速度切替ボタン２１により、モータ６の定速度制御の実行有無を切替え可能としてもよい。

図３に示すように、負荷部としてのモータ６は、インナーロータ型のブラシレスモータである。モータ６において、回転軸６ａの周囲に、回転軸６ａと一体に回転する磁性体からなるロータコア６ｂが設けられる。ロータコア６ｂには、ロータマグネット（永久磁石）６ｃが挿入、保持される。ロータマグネット６ｃは、軸周り方向に等間隔（例えば９０度間隔）に複数（例えば４つ）設けられる。ロータコア６ｂの周囲には、ステータコア６ｄが設けられる（モータ収容部２ａに固定される）。ステータコア６ｄにステータコイル６ｅが設けられる。ステータコア６ｄの後方には、スイッチング素子基板９が設けられる。スイッチング素子基板９は、モータ６に駆動電流を供給するインバータ回路のスイッチング素子を搭載する。ステータコア６ｄの前方において、ファン７が回転軸６ａに取り付けられる。ファン７は、回転軸６ａと一体に回転し、モータ６を冷却する冷却風を発生する。冷却風は、吸気口２ｅからハウジング２内に入り、モータ６を冷却し、排気口２ｆからハウジング２外に出る。ファン７の発生する冷却風の流れを図３に示す。

先端工具１０は、ハウジング２の前端から前方に延びる。先端工具１０は、振動部１１と、フレキシブルホース１２と、フレキシブルシャフト１３と、を含む。フレキシブルシャフト１３は、モータ６の回転軸６ａと直結であり、モータ６と一体に回転する。フレキシブルホース１２は、フレキシブルシャフト１３の周囲を覆う。振動部１１は、フレキシブルホース１２の前端部に接続される。振動部１１は、内部に偏心錘１１ａを有する。偏心錘１１ａは、フレキシブルシャフト１３を介してモータ６によって回転駆動される。偏心錘１１ａの重心は、振動部１１の中心軸に対して偏心している。偏心錘１１ａの回転により、振動部１１が振動する。すなわち、振動部１１は、モータ６によって振動する。作業者は、振動する振動部１１を生コンクリート内に挿入し、打込み作業や締固め作業を実施する。

図３に示すように、カバー１７は、電池パック装着部２ｃの前端部において蝶番機構を成す軸部１８によりハウジング２に連結される。カバー１７は、軸部１８の支持により、ハウジング２に対して開閉可能である。カバー１７と電池パック装着部２ｃにより、電池パック４が全体的に覆われる。電池パック装着部２ｃの外面には、エラストマー等のシール部材（図示省略）が一体成型により設けられる。このシール部材は、カバー１７を閉じたとき、カバー１７の上端部に押圧される。これにより、電池パック装着部２ｃとカバー１７との境界部の隙間が埋められ、当該隙間からカバー１７内への異物の侵入が防止される。なお、シール部材をカバー１７の上面に設けた場合にも、電池パック装着部２ｃとカバー１７との境界部の隙間が埋められ、当該隙間からカバー１７内への異物の侵入を防止することができる。

カバー１７は、左右両側面の後部にそれぞれ、ラッチ操作部１７ａと、ラッチ爪部１７ｂと、を有する。ラッチ操作部１７ａ及びラッチ爪部１７ｂは、カバー１７をハウジング２に対して閉状態で係止するラッチ機構を成す。このラッチ機構は、図１０～図１２に示すように、カバー１７の後端側の左右両側にそれぞれ設けられる。電池パック装着部２ｃは、ラッチ爪部１７ｂと係合する爪部２ｇを左右両側にそれぞれ有する。ラッチ爪部１７ｂと爪部２ｇとの係合により、カバー１７はハウジング２に対して閉状態で係止される。作業者は、ラッチ操作部１７ａを内側に向けて押すことで、ラッチ爪部１７ｂと爪部２ｇとの係合を解除し、カバー１７を開くことができる。

カバー１７は、箱型（略直方体）の例えば樹脂成形体である。カバー１７のうち後述の可動部２５を除く部分は、好ましくは単一の成形体である。カバー１７の成形時に、カバー１７の側面が内側に反る（変形する）ことがある。四側面のうち、短手方向の側面よりも長手方向の側面、すなわちラッチ操作部１７ａ及びラッチ爪部１７ｂが設けられた側面の方が、反り量が大きくなる。反り量によっては、カバー１７のラッチ爪部１７ｂが電池パック装着部２ｃの爪部２ｇと係合しなくなり、カバー１７を閉状態で係止できなくなる。図１０～図１３に示す、電池パック装着部２ｃに設けた矯正部２３ａは、カバー１７の左右両側面の内側への反りを矯正（抑制）するために設けられる。

矯正部２３ａは、カバー１７の前後方向の中心よりもやや前方に位置する。矯正部２３ａは、カバー１７を閉じる過程及びカバー１７を閉じた状態で、カバー１７の左右両側面の上端部に接触してカバー１７の左右両側面をそれぞれ外側に向けて押圧する。矯正部２３ａの矯正力の作用する方向と、カバー１７のラッチ爪部１７ｂと電池パック装着部２ｃの爪部２ｇとの係合力の作用する方向とは、略動方向であり、共に左右方向である。カバー１７を閉じる際に加わるラッチ爪部１７ｂと爪部２ｇとの係合力は、カバー１７の左右両側面を内側方向に向けて押圧するように作用する。一方、矯正部２３ａの矯正力は、カバー１７の左右両側面を外側方向に向けて押圧するように作用する。図１３に示すように、矯正部２３ａの下端部は、Ｒ形状とされている。これにより、カバー１７を閉じる過程で、左右両側面がスムーズに矯正部２３ａに乗り上げ、破損や傷つきが抑制される。また、カバー１７の破損や傷つきを抑制するため、カバー１７が内側への反りを起こしているときのみ、矯正部２３ａがカバー１７と接触するよう構成してもよい。

矯正部２３ａは、ラッチ爪部１７ｂと爪部２ｇとの係合を解除するのに必要となるラッチ操作部１７ａへの操作荷重の低減と、ラッチ係合の安定性と、をバランス良く実現する作用もある。以下、具体的に説明する。ラッチ機構をカバー１７の背面（短手方向の側面）に設けると、カバー１７の背面の幅が狭いために、ラッチ機構の係合を解除するために必要な操作荷重（以下、「必要操作荷重」とも表記）が大きく、使い勝手が悪い。これに対しラッチ機構をカバー１７の左右両側面（長手方向の側面）に設けると、必要操作荷重は小さくできるが、作業時の振動等によりカバー１７が意図せず開くリスクは高くなる。矯正部２３ａは、ラッチ機構をカバー１７の背面に設ける場合と比較して必要操作荷重を小さくしつつ、矯正部２３ａが無い場合と比較してカバー１７が意図せず開くリスクを抑制するものである。ラッチ機構よりも前側において、矯正部２３ａを前方に設けるほど、必要操作荷重が小さくなり、矯正部２３ａを後方に設けるほどカバー１７が意図せず開くリスクが抑制される。

図２５に示すように、電池パック装着部２ｃには、アダプタ２７を装着することもできる。アダプタ２７は、電池パック４と同様のケース形状と端子構造を有するが、内部に電池セルは収容していない。アダプタ２７の後下端部からは、図示しない外部の直流電源装置に接続するためのコード２８が延びる。当該直流電源装置の出力する直流電力が、コード２８及びアダプタ２７を介して電気機器１に供給される。電池パック装着部２ｃにアダプタ２７を装着する場合、カバー１７がアダプタ２７を完全に覆うことしかできないと、コード２８を引き出せないという問題がある。そこで本実施の形態では、カバー１７の一部を、開閉可能な可動部２５としている。図１８は可動部２５の閉状態、図２０は可動部２５の開状態を示す。可動部２５は、例えば略長方形の樹脂成形体からなる板体である。

図１５及び図１７に示すように、可動部２５は、左右両端部にそれぞれレール部２５ａを有する。左右のレール部２５ａの各中間部には、後方に突出した係止凸部２５ｂが設けられる。図１９及び図２１に示すように、カバー１７は、レール部２５ａと係合する凹溝１７ｊを有する。凹溝１７ｊの中間部には、係止凸部２５ｂと係合する穴部（係止部）１７ｅ、１７ｆが設けられる。

図１８及び図１９に示すように、可動部２５の係止凸部２５ｂがカバー１７の下側の穴部１７ｆと係合して可動部２５が係止された状態は、可動部２５の閉状態である。電池パック装着部２ｃに電池パック４を装着する場合は、可動部２５を閉状態として使用すればよい。図２０及び図２１に示すように、可動部２５の係止凸部２５ｂがカバー１７の上側の穴部１７ｅと係合して可動部２５が係止された状態は、可動部２５の開状態である。電池パック装着部２ｃにアダプタ２７を装着する場合は、可動部２５を開状態として使用する。

図２０、図２３及び図２４に示すように、可動部２５の開状態において、カバー１７の背面下端部中央には、開口部１７ｇが形成される。開口部１７ｇは、アダプタ２７から延びるコード２８をカバー１７の外部に引き出すための出口となる。図４等に示す電池パック装着部２ｃの溝部（凹部）２ｉは、開状態の可動部２５の上端部が位置するスペースであり、また可動部２５の着脱の際に可動部２５が通るスペースである。可動部２５は、図１５～図１７に示すようにカバー１７から分離する（取り外す）ことができる。可動部２５の開状態において、可動部２５の上端は、ハンドル２ｂの下端と同じ高さかそれよりも下に位置する。これにより、開状態の可動部２５がハンドル２ｂを握る作業者の手に当たって使い勝手が悪くなることを抑制できる。

電池パック装着部２ｃにアダプタ２７を装着してカバー１７を閉じるまでの手順は次のとおりである。カバー１７から可動部２５を分離しておく。電池パック装着部２ｃにアダプタ２７を装着する。コード２８がカバー１７の背面の隙間（可動部２５が存在した部分）を通るようにカバー１７を閉じる。可動部２５をカバー１７の背面に上方からスライドさせて装着する。これにより図２２～図２５に示す状態になる。

図２６は、動力機器１のブロック図である。制御部４０は、図３に示す制御基板８に搭載される。制御部４０は、インバータ回路４３の駆動制御等の各種制御を行う。インバータ回路４３は、三相ブリッジ接続されたＩＧＢＴやＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を含む。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、制御部４０の制御に従ってスイッチング動作し、モータ６のステータコイル６ｅ（Ｕ，Ｖ，Ｗの各巻線）に駆動電流を供給する。抵抗Ｒsは、モータ６の電流（以下「モータ電流」とも表記）の経路に設けられる。制御回路電圧供給回路４６は、電池パック４の電圧を制御部４０の動作に適した電圧に変換して制御部４０に供給する。磁気センサ４２は、例えばホール素子又はホールＩＣである。磁気センサ４２は、モータ６の回転位置（ロータ回転位置）に応じた信号を出力する。

制御部４０において、モータ電流検出回路３７は、検出抵抗Ｒｓの両端の電圧によりモータ６の駆動電流（負荷）を検出し、演算部３４に送信する。スイッチ操作検出回路３８は、使用者によるトリガスイッチ５の操作を検出し、演算部３４に送信する。回転子位置検出回路３５は、磁気センサ４２からの信号に基づいてモータ６の回転位置を検出し、演算部３４に送信する。演算部３４は、マイクロコントローラ等を含む。演算部３４は、回転子位置検出回路３５で検出したモータ６の回転位置に応じて制御信号出力回路４５を駆動し、インバータ回路４３のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をスイッチング制御（例えばＰＷＭ制御）する。演算部３４は、回転子位置検出回路３５の検出結果に基づいてモータ６の回転数を演算する。

演算部３４は、ソフトスタート制御機能と、定速度制御機能と、ブレーキ制御機能と、過電流保護機能（過負荷保護機能）と、を有する。ソフトスタート制御は、モータ６の起動の際に、デューティ制御により、モータ６の回転数を目標回転数（設定回転数）に向けて緩やかに高めていく制御である。定速度制御は、デューティ制御により、モータ６に加わる負荷に関わらずモータ６の回転数を設定回転数に維持する制御である。定速度制御においても、負荷が上昇してモータ６のＰＷＭ制御のデューティ比が最大値になった場合、それ以上の負荷上昇があるとモータ６の回転数は低下する。ブレーキ制御は、トリガスイッチ５がオフになったときにモータ６に電気ブレーキをかけてモータ６を減速、停止する制御である。ブレーキ制御では、例えば、上アーム側のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ３をオフに維持しながら下アーム側のスイッチング素子Ｑ４～Ｑ６を継続的にオンする。過電流保護機能は、モータ電流が過電流保護の閾値（以下「過電流閾値」とも表記）を超えるとステータコイル６ｅへの通電を停止する機能である。

図２７は、締固め作業における動力機器１の動作の一例を示すタイムチャートである。本図において、比較例として、ソフトスタート制御機能と定速度制御機能とブレーキ制御機能が無い動力機器の動作を併せて示している。まず、実施の形態の動作（実線）を説明する。時刻ｔ１において作業者がトリガスイッチ５をオンすると、演算部３４は、ソフトスタート制御によりデューティ比を徐々に増加することで、モータ６の回転数を目標回転数である200Hzに向けて緩やかに高めていく。モータ６の回転数が目標回転数に達したあとの時刻ｔ２において、作業者は先端工具１０の振動部１１を生コンクリート内に挿入する。すると締付負荷がモータ６に加わるが、定速度制御により、デューティ比を制御することで、モータ６の回転数は目標回転数に維持される。時刻ｔ３において作業者は、振動部１１を生コンクリート内から抜き出す。すると締付負荷が無くなるが、定速度制御により、モータ６の回転数は目標回転数に維持される。時刻ｔ４において作業者がトリガスイッチ５をオフすると、演算部３４は、ブレーキ制御によりモータ６の回転を減速し停止する。

図２７に併せて示す比較例（破線）では、ソフトスタート制御機能が無いため、トリガスイッチ５がオンされた時刻ｔ１から、デューティ比100％で制御され、モータ６の回転数が急上昇する。定速度制御機能が無いため、時刻ｔ２以前の無負荷状態においてモータ６の回転数が不要に高い。時刻ｔ２において振動部１１を生コンクリート内に挿入すると、締付負荷により、モータ６の回転数が低下する。時刻ｔ３において振動部１１を生コンクリート内から抜き出すと、締付負荷が無くなることでモータ６の回転数が上昇する。ブレーキ制御機能が無いため、トリガスイッチ５がオフされた時刻ｔ４からモータ６の停止までに長い時間を要する。

図２８は、動力機器１の先端工具１０の振動周波数、すなわちモータ６の回転数と、モータ６のトルクとの関係を示すグラフである。モータ６の定速度制御の回転数を200Hz（12000rpm）にするか250Hz（15000rpm）にするかは、作業者が速度切替ボタン２１を押すことで切替え可能である。演算部３４はＰＷＭ制御のデューティ比を100％よりも小さい値（例えばデューティ比Ｄ１＝６０％）でモータ６を目標回転数200Hzとなるように駆動する。200Hz（12000rpm）は、締固め作業に適した回転数（振動周波数）である。締固め作業とは、強度、水密性、耐久性の優れたコンクリートにするための作業である。動力工具１は、用いてコンクリート施工する型枠に流し込んだ生コンクリートに含まれる気泡を脱泡するために使用される。また、演算部３４はＰＷＭ制御のデューティ比を100％よりも小さい値（例えばデューティ比Ｄ２＝８０％）でモータ６を目標回転数250Hzとなるように駆動する。250Hz（15000rpm）は、打ち込み作業に適した回転数（振動周波数）である。打ち込み作業とは、コンクリートミキサー車によって運ばれた生コンクリートを、ポンプを使ってコンクリート施工する型枠に流し込む作業である。動力機器１は、生コンクリートに振動を与えることで、生コンクリートを流動させ、生コンクリートの高さが均一となるように均す作業や、型枠の隅々にまで生コンクリートを流し込む作業に使用される。動力機器１の実用負荷領域はおよそ0.06-0.12Nmであり、当該領域では、定速度制御の回転数が維持される。図２８において、モータ６の定速度制御を行わない比較例のグラフを併せて示している。比較例のように、定速度制御を行わず、デューティ比Ｄ３＝100％でモータ６を駆動した場合、電池容量の低下や、負荷の上昇が発生すると、デューティ比を上昇させることができないため、モータ回転数が低下する。モータ６の回転数が低下し、目標回転数に満たない状態は、締固め時の脱泡不足や作業の効率性の低下につながる。それに対し、本実施の形態は、デューティ比が100%よりも小さい状態で目標回転数となるように制御しているため、電池容量の低下や負荷の上昇が発生しても、デューティ比を上昇させることが可能であるため、目標回転数を維持することができ、締固め時の脱泡不足や作業の効率性の低下を抑制することができる。

図２９は、動力機器１におけるトリガスイッチ５の引き量（操作量）に応じた動作の一例を示すタイムチャートである。演算部３４は、トリガスイッチ５の引き量に応じてモータ６の回転数を調節する変速制御機能を有してもよい。図２９は、変速制御を行う場合のトリガスイッチ５の引き量とモータ６の回転数との関係を示している。トリガスイッチ５の引き量が遊びの分を超えると、モータ６への通電が開始される。そこからトリガスイッチ５の引き量を大きくして行くにつれて、モータ６の回転数は高くなる。モータ６の回転数が定速度制御の目標回転数に到達すると、それ以上トリガスイッチ５の引き量を大きくしてもモータ６の回転数は変わらない。図２９に破線で示すように、変速制御を行わず、かつソフトスタート制御も行わない場合、トリガスイッチ５の引き量が遊びの分を超えると直ちにモータ６の回転数が定速度制御の目標回転数に向けて急上昇する。

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) カバー１７は、ラッチ操作部１７ａ及びラッチ爪部１７ｂからなるラッチ機構を左右両側に有する。このため、作業者は、カバー１７の短手方向である左右方向からラッチ操作部１７ａを掴むようにしてラッチ操作部１７ａと爪部２ｇとの係合を解除してカバー１７を開くことができ、使い勝手が良い。

(2) 電池パック装着部２ｃに矯正部２３ａが設けられ、矯正部２３ａによりカバー１７の左右両側面が外側に向けて押圧される。このため、カバー１７の左右両側面が内側に反っていても、その反りが矯正される。よって、反りのためにカバー１７のラッチ爪部１７ｂと電池パック装着部２ｃの爪部２ｇとが係合できなくなるリスクを抑制し、カバー１７を閉状態に係止する確実性を高めることができ、使い勝手が良い。

(3) 矯正部２３ａにより、ラッチ機構の係合を解除するために必要な操作荷重の低減と、ラッチ機構によるカバー１７の安定的な係止と、をバランス良く実現でき、使い勝手が良い。

(4) カバー１７に開閉可能な可動部２５が設けられ、アダプタ２７から延びるコード２８を、可動部２５の開状態において形成される開口部１７ｇを通してカバー１７の外部に引き出すことができる。よって、電気機器１は、電池パック装着部２ｃに装着した電池パック４をカバー１７によって全体的に覆う構成でありながら、アダプタ２７にも好適に対応できる。具体的には、電池パック４に替えてアダプタ２７を電池パック装着部２ｃに装着する場合でも、カバー１７を閉じて使用可能であり、アダプタ２７への異物（コンクリート等）の付着を抑制でき、使い勝手が良い。

(5) 可動部２５は、図２２～図２５に示すようにカバー１７に開状態で係止できる。このため、可動部２５を取り外して別途保管する必要がなく、使い勝手が良い。

(6) ラッチ機構をカバー１７の左右両側面に設けるため、ラッチ機構をカバー１７の背面に設ける場合と比較して、カバー１７の背面に設ける可動部２５がラッチ機構と干渉することを抑制できる。

(7) 操作パネル２０をカバー１７で覆う構成のため、操作パネル２０への異物（コンクリート等）の付着を抑制し、作業性を向上できる。

(8) 電池パック４を覆うカバー１７で操作パネル２０を覆う構成のため、操作パネル２０を覆うための別途のカバーが不要であり、部品点数、コスト、及び清掃の手間の増大を抑制できる。

(9) 作業者は操作パネル２０に設けた速度切替ボタン２１によりモータ６の回転数、すなわち振動部１１の振動周波数を切替え可能なため、作業内容や材料の粘度に適した振動周波数を選択でき、作業性を向上できる。

(10) 負荷部を成すモータ６をブラシレスモータとしているため、ブラシ付きモータの場合と比較して多様な制御が可能となり、作業性を向上できる。また、ブラシ付きモータの場合と異なり、剥き出しの電気接点を無くすことができるため、防水性を高めやすい。

(11) 操作パネル２０をカバー１７で覆う構成のため、操作パネル２０への異物（コンクリート等）の付着を抑制し、作業性を向上できる。

(12) 電池パック４を覆うカバー１７で操作パネル２０を覆う構成のため、操作パネル２０を覆うための別途のカバーが不要であり、部品点数、コスト、及び清掃の手間の増大を抑制できる。

(13) カバー１７は、ラッチ操作部１７ａ及びラッチ爪部１７ｂからなるラッチ機構を左右両側に有する。このため、作業者は、カバー１７の短手方向である左右方向からラッチ操作部１７ａを掴むようにしてラッチ操作部１７ａと爪部２ｇとの係合を解除してカバー１７を開くことができ、作業性が良い。

(14) 作業者は操作パネル２０に設けた速度切替ボタン２１によりモータ６の回転数、すなわち振動部１１の振動周波数を切替え可能なため、作業内容や材料の粘度に適した振動周波数を選択でき、作業性を向上できる。

(15) 負荷部を成すモータ６をブラシレスモータとしているため、ブラシ付きモータの場合と比較して多様な制御が可能となり、作業性を向上できる。また、ブラシ付きモータの場合と異なり、剥き出しの電気接点を無くすことができるため、防水性を高めやすい。

(16) 演算部３４がモータ６のソフトスタート制御機能を備えるため、モータ６の起動時の大電流やそれによる回路接点への過負荷を抑制できる。また、振動部１１に付着したコンクリートの飛散も抑制できる。

(17) 演算部３４がモータ６の定速度制御機能を備えるため、実用負荷領域の全体において作業内容に適した振動周波数を維持でき、作業性を向上できる。また、無負荷時にモータ６の回転数が不要に高くならないため、消費電力を抑制できると共に、振動部１１に付着したコンクリートの飛散も抑制できる。

(18) 演算部３４がモータ６のブレーキ制御機能を備えるため、作業者がトリガスイッチ５をオフにするとモータ６を迅速に停止することができ、作業性を向上できる。

（実施の形態２）　図３０～図３３を参照し、本発明の実施の形態２を説明する。本実施の形態の電気機器は、実施の形態１のものと比較して、カバー１７がカバー１７Ａに替わった点で相違し、その他の点で一致する。カバー１７Ａは、可動部２５の形状を除けばカバー１７と同構成である。カバー１７Ａにおいて、可動部２５は、図３０に示すように、下端部に切欠部２５ｅを有する。切欠部２５ｅは、可動部２５の装着状態において、図３１及び図３２に示すように開口部１７ｇを形成する。切欠部２５ｅの内縁は、Ｕ字状であり、コード２８の上半分の外周面に沿う曲線状（円弧状）の部分を有し、コード２８の上半分の外周面と近接ないし接触する。本実施の形態によれば、実施の形態１と比較してコード２８と開口部１７ｇの内縁との隙間の面積が減るため、アダプタ２７への異物付着抑制効果が高められる。

（実施の形態３）　図３４～図３７を参照し、本発明の実施の形態３を説明する。本実施の形態の電気機器は、実施の形態２のものと比較して、カバー１７Ａがカバー１７Ｂに替わった点で相違し、その他の点で一致する。カバー１７Ｂは、カバー１７Ａと比較して、可動部２５の下端部と対向する縁部１７ｋがコード２８の下半分の外周面に沿う曲線状（円弧状）である点と、可動部２５の切欠部２５ｅの内縁が縁部１７ｋと連なりコード２８の上半分の外周面に沿う曲線状（円弧状）である点で相違し、その他の点で一致する。縁部１７ｋと切欠部２５ｅの内縁とが組み合わされて、コード２８の外周面に沿う円周状（閉曲線状）を成し、コード２８の外周面に一周に渡って近接ないし接触する。本実施の形態によれば、実施の形態２と比較してコード２８と開口部１７ｇの内縁との隙間の面積が更に減るため、アダプタ２７への異物付着抑制効果が更に高められる。

（実施の形態４）　図３８及び図３９を参照し、本発明の実施の形態４を説明する。本実施の形態の電気機器は、実施の形態３のものと比較して、カバー１７Ｂがカバー１７Ｃに替わった点で相違し、その他の点で一致する。カバー１７Ｃは、カバー１７Ｂと比較して、縁部１７ｋとコード２８の下半分の外周面との係合部がインロー構造を成し、可動部２５の切欠部２５ｅの内縁とコード２８の上半分の外周面との係合部がインロー構造を成す点で相違し、その他の点で一致する。縁部１７ｋ及び切欠部２５ｅの内縁は、それぞれ凸条となるように形成される。コード２８の外周面には、凹条２８ａが設けられる。凹条２８ａは、コード２８の外周面を一周して閉じる。縁部１７ｋ及び切欠部２５ｅの内縁がコード２８の凹条２８ａに嵌まり、インロー構造を成す。本実施の形態によれば、インロー構造の採用により、実施の形態３と比較してアダプタ２７への異物付着抑制効果が更に高められる。縁部１７ｋとコード２８の下半分の外周面との係合部と、可動部２５の切欠部２５ｅの内縁とコード２８の上半分の外周面との係合部と、の一方のみがインロー構造であってもよい。

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。

矯正部２３ａは、カバー１７に設けられてもよい。カバー１７の左右両側面の内側と、電池パック４あるいはアダプタ２７の左右両側面の外側と、の間を埋めるゴムやスポンジ等の弾性体を設け、この弾性体を矯正部としてもよい。この場合、弾性体は、電池パック４あるいはアダプタ２７のガタつきを防止する効果も奏する。また、可動部２５を透明ないし半透明とし、カバー１７の外部から可動部２５を通してカバー１７の内部が透けて見えるようにしてもよい。そうすることで、カバー１７を装着した状態であっても、カバー１７の内部に位置する電池パック４に設けられた残容量表示部４ｅや、電池パック装着部２ｃの下面の後端部付近に設けられた操作パネル２０といった表示部がカバー１７を開けることなく視認可能となるため、使い勝手をより向上させることができる。なお、カバー１７全体を透明ないし半透明としてもよい。

実施の形態１において、電池パック装着部２ｃにアダプタ２７を装着して使用する場合に、可動部２５を外した状態で使用してもよい。この場合、アダプタ２７への異物付着抑制効果が低下し、また可動部２５を別途保管する必要はあるが、その他の点においては同様の作用効果が得られる。カバー１７は、ハウジング２の下端部にスライドして着脱可能なスライド式であってもよい。本発明の電気機器は、コンクリートバイブレータ以外の他の種類のものであってもよい。

１…電気機器（コンクリートバイブレータ）、２…ハウジング、２ａ…モータ収容部、２ｂ…把持部（ハンドル部）、２ｃ…電池パック装着部、２ｄ…接続部、２ｅ…吸気口、２ｆ…排気口、２ｇ…爪部（係止部）、２ｉ…溝部（凹部）、３…端子部、４…電池パック、４ａ…レール部、４ｂ…ラッチ凸部、４ｃ…ラッチ操作部、４ｅ…残容量表示部、５…トリガスイッチ、６…モータ（電動モータ）、６ａ…回転軸、６ｂ…ロータコア、６ｃ…ロータマグネット、６ｄ…ステータコア、６ｅ…ステータコイル、７…ファン、８…制御基板、９…スイッチング素子基板、１０…先端工具、１１…振動部、１１ａ…偏心錘（アンバランサ）、１２…フレキシブルホース、１３…フレキシブルシャフト、１７，１７Ａ～１７Ｃ…カバー、１７ａ…ラッチ操作部、１７ｂ…ラッチ爪部
１７ｅ，１７ｆ…穴部（係止部）、１７ｇ…開口部、１７ｉ…連結部、１７ｊ…凹溝、１７ｋ…縁部、１８…軸部、２０…操作パネル、２１…速度切替ボタン（操作部）、２２…速度表示ＬＥＤ（速度表示部）、２３…壁部、２３ａ…矯正部、２３ｂ…レール部、２３ｃ…ラッチ凹部、２５…可動部（可動片）、２５ａ…レール部、２５ｂ…係止凸部、２５ｅ…切欠、２７…アダプタ、２８…コード、２８ａ…凹条、３４…演算部、３５…回転子位置検出回路、３７…モータ電流検出回路、３８…スイッチ操作検出回路、４０…制御部、４２…磁気センサ、４３…インバータ回路、４５…制御信号出力回路、４６…制御回路電圧供給回路。

Claims

負荷部と、
前記負荷部の動作を切り替えるために作業者に操作される操作部と、
前記負荷部を収容するハウジングと、
前記操作部を覆うことが可能なカバーと、を備え、
前記カバーは前記ハウジングに対して開閉可能に支持され、前記カバーの閉状態において、前記カバーは前記操作部を覆う、手持ち式動力機器。
前記カバーは、前記カバーを前記ハウジングに対して閉状態で係止するラッチ機構により、前記ハウジングに対して開閉可能に構成される、請求項１に記載の手持ち式動力機器。
前記ラッチ機構は前記カバーの左右両側にそれぞれ設けられる、請求項２に記載の手持ち式動力機器。
前記ハウジングは、前記負荷部の駆動源となる電池パックを着脱可能な電池パック装着部を備え、
前記カバーは、前記電池パック装着部、及び、前記電池パック装着部に装着された電池パックを覆うように構成される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の手持ち式動力機器。
前記操作部は、前記電池パック装着部の、前記電池パックと隙間を持って対向する面に設けられる、請求項４に記載の手持ち式動力機器。
前記カバーの形状を矯正することの可能な矯正部を有し、
前記矯正部は、前記カバー、前記本体部、前記電池パック、又は、前記電池パック接続部に装着したアダプタと接触することで前記カバーの形状を矯正する、請求項４又は５に記載の手持ち式動力機器。
前記ラッチ機構の係合力の作用する方向と、前記矯正部の矯正力の作用する方向とが、略同方向である、請求項６に記載の手持ち式動力機器。
前記矯正力は、前記カバーを外側方向に向けて押圧する方向に作用する力である、請求項７に記載の手持ち式動力機器。
前記カバーに、開閉可能な可動部が設けられ、
前記電池パック装着部に前記電池パックを装着する場合、前記可動部は閉状態で使用可能であり、
前記可動部の開状態において、前記電池パック装着部に装着した前記アダプタから延びるコードを前記カバー外に延出させる開口部が形成される、又は、前記可動部の装着状態において、前記電池パック装着部に装着したアダプタから延びるコードを前記カバー外に延出させる開口部が形成される、請求項４から８のいずれか一項に記載の手持ち式動力機器。
前記可動部は、前記カバーの、前記矯正部によって矯正される面と異なる面に設けられる、請求項９に記載の手持ち式動力機器。
前記コードと前記可動部及び前記カバーの少なくとも一方との係合部がインロー構造を成す、請求項９又は１０に記載の手持ち式動力機器。
前記本体部は、前記電池パック装着部から上方に延びるハンドル部を有し、
前記可動部の開状態において、前記可動部の上端が、前記ハンドル部の下端と同じ高さかそれよりも下に位置する、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の手持ち式動力機器。
前記負荷部は、ブラシレスモータであり、ステータと、前記ステータに対して回転可能なロータと、前記ステータに設けられたコイルと、を有し、
前記ブラシレスモータの回転を制御する制御部を備え、
前記操作部の操作により前記ブラシレスモータの回転速度を切替え可能である、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の手持ち式動力機器。
前記制御部は、前記ブラシレスモータに加わる負荷が所定範囲の場合に前記負荷に関わらず前記ブラシレスモータの回転速度を維持する定速度制御を行う、請求項１３に記載の手持ち式動力機器。
生コンクリート内に挿入されて前記負荷部によって振動する先端工具を有する、コンクリートバイブレータであって、
前記制御部は、外部操作に応じて前記ブラシレスモータの回転速度を変更可能である、請求項１３または１４に記載の手持ち式動力機器。