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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6252854
(24)【登録日】2017年12月8日
(45)【発行日】2017年12月27日
(54)【発明の名称】コードレス電動工具
(51)【国際特許分類】
B25F 5/00 20060101AFI20171218BHJP
B24B 23/00 20060101ALI20171218BHJP
B27C 1/10 20060101ALN20171218BHJP
【ＦＩ】
B25F5/00 C
B25F5/00 H
B24B23/00 Z
!B27C1/10 Z
【請求項の数】11
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2014-74587(P2014-74587)
(22)【出願日】2014年3月31日
(65)【公開番号】特開2015-196213(P2015-196213A)
(43)【公開日】2015年11月9日
【審査請求日】2016年11月2日
(73)【特許権者】
【識別番号】000005094
【氏名又は名称】日立工機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100094983
【弁理士】
【氏名又は名称】北澤 一浩
(74)【代理人】
【識別番号】100095946
【弁理士】
【氏名又は名称】小泉 伸
(74)【代理人】
【識別番号】100099829
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 朗子
(74)【代理人】
【識別番号】100158023
【弁理士】
【氏名又は名称】牛田 竜太
(74)【代理人】
【識別番号】100192337
【弁理士】
【氏名又は名称】福本 鉄平
(72)【発明者】
【氏名】須藤 智明
(72)【発明者】
【氏名】船橋 一彦
【審査官】
須中 栄治
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００９−０８３０４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００１−２９３６７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−０７１２１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−０５０９０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１４／００２８２２３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開平０９−２７２０７３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２５Ｆ１／００−５／０２
Ｂ２３Ｂ３５／００−４９／０６
Ｂ２３Ｄ４５／００−６５／０４
Ｂ２４Ｂ３／００−３／６０
Ｂ２４Ｂ２１／００−３９／０６
Ｂ２５Ｂ２１／００−２３／１８
Ｂ２５Ｄ１／００−１７／３２
Ｂ２７Ｂ１／００−２３／００
Ｂ２７Ｃ１／００−９／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータと、
前記モータを収容し、電池を着脱可能に保持するハウジングと、
前記電池の残容量を検出する電池残容量検出手段と、
前記モータにより回転する先端工具と、
前記ハウジングに取り付けられ、加工材と当接する当接面を有するベースと、
前記当接面からの前記先端工具の突出量を調整する突出量調整手段と
前記突出量を検出する作業状態検出手段と、
前記残容量と前記突出量とに基づいて残り作業量を算出または報知する制御部とを有することを特徴とするコードレス電動工具。
前記モータを収容し、電池を着脱可能に保持するハウジングと、
前記電池の残容量を検出する電池残容量検出手段と、
前記モータにより回転する先端工具と、
前記ハウジングに取り付けられ、加工材と当接する当接面を有するベースと、
前記当接面からの前記先端工具の突出量を調整する突出量調整手段と
前記突出量を検出する作業状態検出手段と、
前記残容量と前記突出量とに基づいて残り作業量を算出または報知する制御部とを有することを特徴とするコードレス電動工具。
【請求項2】
前記制御部は、前記残容量と、前記突出量に応じた想定放電電流から前記残り作業量を算出または報知することを特徴とする請求項１に記載のコードレス電動工具。
【請求項3】
前記制御部は、前記電池の放電電流を検出する電流検出手段をさらに備え、前記残容量と前記放電電流とに基づいて前記残り作業量を算出または報知することを特徴とする請求項１または２に記載のコードレス電動工具。
【請求項4】
前記制御部は、前記放電電流に基づき、前記モータが駆動している間の所定期間の平均放電電流を算出し、前記平均放電電流と前記残容量とに基づいて残り作業量を算出または報知することを特徴とする請求項３に記載のコードレス電動工具。
【請求項5】
前記突出量が変化した際に、前記平均放電電流の値をリセットすることを特徴とする請求項４に記載のコードレス電動工具。
【請求項6】
モータと、
前記モータを収容し、電池を着脱可能に保持するハウジングと、
前記電池の放電電流を検出する電流検出手段と、
前記電池の残容量を検出する電池残容量検出手段と、
前記残容量と前記放電電流とに基づいて残り作業量を算出する制御部と、
加工材への作業状態を調整可能で、調整によって前記モータへの負荷が変更される調整手段と、を有し、
前記制御部は、前記放電電流に基づき、前記モータが駆動している間の所定期間の平均放電電流を算出し、前記平均放電電流と前記残容量とに基づいて残り作業量を算出し、前記作業状態が変化した際には前記平均放電電流の値をリセットすることを特徴とするコードレス電動工具。
前記モータを収容し、電池を着脱可能に保持するハウジングと、
前記電池の放電電流を検出する電流検出手段と、
前記電池の残容量を検出する電池残容量検出手段と、
前記残容量と前記放電電流とに基づいて残り作業量を算出する制御部と、
加工材への作業状態を調整可能で、調整によって前記モータへの負荷が変更される調整手段と、を有し、
前記制御部は、前記放電電流に基づき、前記モータが駆動している間の所定期間の平均放電電流を算出し、前記平均放電電流と前記残容量とに基づいて残り作業量を算出し、前記作業状態が変化した際には前記平均放電電流の値をリセットすることを特徴とするコードレス電動工具。
【請求項7】
前記制御部は、前記モータの負荷が所定値以下のときの前記残容量を無負荷時残容量として記憶し、前記残り作業時間の算出に用いる前記残容量として、前記無負荷時残容量を用いることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のコードレス電動工具。
【請求項8】
前記制御部から出力された前記残り作業量の報知を行う残り作業量報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のコードレス電動工具。
【請求項9】
前記残り作業量報知手段は表示することにより前記報知を行うことを特徴とする請求項８に記載のコードレス電動工具。
【請求項10】
前記残り作業量報知手段は、所定時間経過時に前記報知を更新することを特徴とする請求項８または９に記載のコードレス電動工具。
【請求項11】
前記残り作業量は、残り作業時間と残り作業回数の両方、またはいずれか一方であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のコードレス電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コードレス電動工具に関し、加工材への作業状態を調整可能なコードレス電動工具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の電動かんなは、加工材の表面を研削する刃物と、加工材と摺接するベースと、切込深さを調整する切込調整機構と、電源たる電池と、を主に備えている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平９−２７２０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の電動かんなにおいては、残り作業量を計算することができないため、電池の過放電や、作業途中で電池切れとなり、加工材に中断した痕跡が残ってしまうなどの不具合を生じさせる可能性があった。特に、電動かんなで切込調整機構により切込深さを深く設定した場合には、電池の消耗が激しくなり予想外に早く電池が消耗してしまうという事態が生じていた。
【0005】
そこで、本発明は、残り作業量を適切に算出または報知できるコードレス電動工具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するため、本発明は、モータと、前記モータを収容し、電池を着脱可能に保持するハウジングと、前記電池の残容量を検出する電池残容量検出手段と、加工材への作業状態を調整可能で、調整によって前記モータへの負荷が変更される調整手段と、前記作業状態を検出する作業状態検出手段と、前記残容量と前記作業状態とに基づいて残り作業量を算出する制御部とを有することを特徴とするコードレス電動工具を提供する。
【0007】
このような構成によるコードレス電動工具によれば、制御部はモータの負荷に応じて残り作業量を算出することができる。そのため制御部は、駆動源の停止や消費電力の抑制など、電池にかかる負荷を軽減するための適切な措置を、過放電になる前に講じることができる。
【0008】
また電池の残容量と作業状態（切込み深さ、溝切深さ、切削幅、トルク、回転速度等）とに基づいて残り作業量を算出するため、制御部は作業開始前でも残りの作業量を算出することができる。そのため制御部は、作業開始直後に過放電になる虞があるようなケースであっても、上記適切な措置を講じることができる。
【0009】
このように、上記構成によるコードレス電動工具は、電池を過放電から保護し、電池の寿命を維持することができる。
【0010】
また、前記制御部は、前記残容量と、前記作業状態に応じた想定放電電流から前記残り作業量を算出することが好ましい。
【0011】
このような構成によるコードレス電動工具によれば、電池の想定放電電流を残り作業量の算出に用いることで、正確な残り作業量を算出することが可能となる。そのため制御部は、電池にかかる負荷を軽減し、過放電から保護するための適切な措置を、正確なタイミングで講じることができる。したがって、この構成によるコードレス電動工具は、電池を過放電から保護し、電池の寿命を維持することができる。
【0012】
前記制御部は、前記電池の放電電流を検出する電流検出手段をさらに備え、前記残容量と前記放電電流とに基づいて前記残り作業量を算出することが好ましい。
【0013】
このような構成によるコードレス電動工具によれば、電池に実際に流れる電流を残り作業量の算出に用いることで、正確な残り作業量を算出することが可能となる。そのため制御部は、電池にかかる負荷を軽減し、過放電から保護するための適切な措置を、正確なタイミングで講じることができる。したがって、この構成によるコードレス電動工具は、電池を過放電から保護し、電池の寿命を維持することができる。
【0014】
前記制御部は、前記放電電流に基づき、前記モータが駆動している間の所定期間の平均放電電流を算出し、前記平均放電電流と前記残容量とに基づいて残り作業量を算出することが好ましい。
【0015】
このような構成によるコードレス電動工具によれば、制御部は、駆動源が駆動している間の所定期間の平均放電電流を用いることで、残り作業量の算出を正確に行うことができる。この構成は、加工材の不均一や作業者の力加減等を原因として、作業時の電流が一定しないことを考慮し、対応したものである。平均放電電流を用いれば、制御部は、そのような電流のばらつきを均したうえで残り作業量を算出できる。そのため、上述の如く残り作業量を正確に算出することが可能となる。この場合、制御部は、電池にかかる負荷を軽減し、過放電から保護するための適切な措置を、正確なタイミングで講じることができる。したがって、上記構成によるコードレス電動工具は、電池を過放電から保護し、電池の寿命を維持することができる。
【0016】
また、前記コードレス電動工具は、前記モータにより回転し、前記加工材を切断又は研磨する先端工具と、前記ハウジングに取り付けられるベースとを有し、前記調整手段は、前記ベース下面からの前記先端工具の突出量を調整する突出量調整手段であることが好ましい。
【0017】
このような構成によるコードレス電動工具によれば、先端工具、ベース、調整手段等を備えた工具に特に適した構成を有し、具体的には電動かんななどの工具に適する。このような構成によれば、電池にかかる負荷を軽減し、過放電から保護するための適切な措置を、正確なタイミングで講じることができる。したがって、この構成によるコードレス電動工具は、電池を過放電から保護し、電池の寿命を維持することができる。
【0018】
また、前記作業状態が変化した際に、前記平均放電電流の値をリセットすることを特徴とすることが好ましい。
【0019】
このような構成によるコードレス電動工具によれば、電池に実際に流れる電流を残り作業量の算出に用いることで、正確な残り作業量を算出することが可能となる。そのため制御部は、電池にかかる負荷を軽減し、過放電から保護するための適切な措置を正確なタイミングで講じることができる。したがって、上記構成によるコードレス電動工具は、電池を過放電から保護し、電池の寿命を維持することができる。
【0020】
また、本発明は、モータと、前記モータを収容し、電池を着脱可能に保持するハウジングと、前記電池の放電電流を検出する電流検出手段と、前記電池の残容量を検出する電池残容量検出手段と、前記残容量と前記放電電流とに基づいて残り作業量を算出する制御部とを有し、前記制御部は、前記放電電流に基づき、前記モータが駆動している間の所定期間の平均放電電流を算出し、前記平均放電電流と前記残容量とに基づいて残り作業量を算出することを特徴とするコードレス電動工具を提供する。
【0021】
このような構成によるコードレス電動工具によれば、電池に実際に流れる電流を残り作業量の算出に用いることで、正確な残り作業量を算出することが可能となる。そのため制御部は、電池にかかる負荷を軽減し、過放電から保護するための適切な措置を正確なタイミングで講じることができる。したがって、上記構成によるコードレス電動工具は、電池を過放電から保護し、電池の寿命を維持することができる。
【0022】
また、加工材への作業状態を調整可能で、調整によって前記モータへの負荷が変更される調整手段をさらに有し、前記作業状態を変化させた際に、前記平均放電電流の値をリセットすることが好ましい。
【0023】
このような構成によるコードレス電動工具によれば、平均放電電流の値をリセットすることで、最新の平均放電電流の値に基づいて残り作業量を算出することにより、残り作業量の算出を正確に行うことができる。この構成は、加工材の不均一や作業者の力加減等を原因として、作業時の電流が一定しないことを考慮し、対応したものである。リセットした平均放電電流を用いれば、制御部は、途中で作業条件が変わった場合でも、そのような電流のばらつきを均したうえで残り作業量を算出できる。そのため、上述の如く残り作業量を正確に算出することが可能となる。この場合、制御部は、電池にかかる負荷を軽減し、過放電から保護するための適切な措置を、正確なタイミングで講じることができる。したがって、上記構成によるコードレス電動工具は、電池を過放電から保護し、電池の寿命を維持することができる。
【0024】
前記制御部は、前記モータの負荷が所定値以下のときの前記残容量を無負荷時残容量として記憶し、前記残り作業量の算出に用いる前記残容量として、前記無負荷時残容量を用いることが好ましい。
【0025】
このような構成によるコードレス電動工具によれば、制御部は、残り作業量の算出を正確に行うことができる。この構成は、電池の電圧が、電流等に依存することを考慮し、対応したものである。駆動源が駆動していないときに電池の電圧を記憶しておけば、電流が少ないため、電池残容量を正確に把握できる。したがって、制御部は、上述の如く残り作業量を正確に算出することが可能となる。この場合、制御部は、電池にかかる負荷を軽減し、過放電から保護するための適切な措置を正確なタイミングで講じることができる。したがって、上記構成によるコードレス電動工具は、電池を過放電から保護し、電池の寿命を維持することができる。
【0026】
前記制御部から出力された前記残り作業量の報知を行う残り作業量報知手段をさらに備えることが好ましい。
【0027】
このような構成によるコードレス電動工具によれば、ユーザは残り作業量を作業前または作業中に、表示、音または音声などによって知ることが可能となる。そのため、ユーザは、作業中に電池切れとなり、加工材に作業中断の痕跡が残ることを、あらかじめ防ぐことができる。また、作業中の中断が予測される場合であっても、痕跡発生を抑制または防止するための加工方法に切り替えるなどの対策をとることが可能となる。そのため、作業後の修正作業の発生を防ぐこと、または、その修正作業の量・頻度を抑制することが可能となる。
【0028】
また、ユーザ自身が残り作業量を知ることができるので、効率のよい作業工程を組んだり、電池の充電を開始するための時刻を適切に予測したりすることが可能となる。作業工程とは、具体的には、加工材の順番、材質、若しくは作業状態（切込み深さ、溝切深さ、切削幅、トルク、回転速度等）、加工にかける力加減の適切な調整、作業可能性の予測、作業時間、または他の作業に移行する時刻の設定などである。
【0029】
前記残り作業量報知手段は表示することにより前記報知を行うことが好ましい。
【0030】
このような構成によるコードレス電動工具によれば、ユーザは、作業をしながら手元に表示された残り作業量を知ることが可能である。この場合、ユーザは手元から目を離す必要がないため、加工品質を維持すると共に、安全も確保しつつ作業を行うことができる。
【0031】
また、周りの騒音状態にかかわらず、視覚のみで残り作業量を知ることができるため、作業性が向上する。
【0032】
前記残り作業量報知手段は、所定時間経過時に前記報知を更新することが好ましい。
【0033】
このような構成によるコードレス電動工具によれば、ユーザはリアルタイムに正確な残り作業量の把握を行うことが可能となる。また、断続的な作業においては、作業の合間に残り作業量を把握することも可能となる。そのため、ユーザは、より正確に残り作業量の予測が可能となり、作業工程の変更や、電池の充電を開始するための時刻の予測を、作業中または作業の合間でも正確に行うことが可能となる。作業工程とは、具体的には、加工材の順番、材質、若しくは作業状態（切込み深さ、溝切深さ、切削幅、トルク、回転速度等）、加工にかける力加減の適切な調整、作業可能性の予測、作業時間、または他の作業に移行する時刻の設定などである。
【0034】
前記残り作業量は、残り作業時間と残り作業回数の両方、またはいずれか一方であることが好ましい。
【0035】
このような構成によるコードレス電動工具によれば、残り作業時間及び残り作業回数の両方、またはいずれか一方を算出することにより、連続作業・断続作業の別を問わず、ユーザまたは制御部は、残り作業量を正確に把握することが可能となる。詳細には、連続作業が支配的な作業の場合、残り作業時間を用いることで、残り作業量を正確に把握することができる。断続作業が支配的な作業の場合、残り作業回数を用いることで、残り作業量を正確に把握することができる。これらの中間的な性質を有する作業も考えられる。その場合には、残り作業時間及び残り作業回数の両方を用いることで、残り作業量を正確に把握することができる。
【発明の効果】
【0036】
本発明の電動工具によれば、残り作業量を適切に算出または報知できるコードレス電動工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の実施の形態による携帯用電動かんなの外観及び内部を示す、一部断面側面図である。
【図2】本発明の実施の形態による携帯用電動かんなの内部を示す、一部断面上面図である。
【図3】本発明の実施の形態による携帯用電動かんなのフロントハウジングの内部を示す断面図である。
【図4】本発明の実施の形態による携帯用電動かんなの電力供給部及び制御ユニット内部の回路を示す、ブロック図である。
【図5】本発明の実施の形態による携帯用電動かんなの動作を示す、作業時に残り作業量を表示しない場合のフローチャートである。
【図6】本発明の実施の形態による携帯用電動かんなの動作を示す、作業時に残り作業量を表示する場合のフローチャートである。
【図7】本発明の実施の形態による携帯用電動かんなの、１４Ｖ電池を用いた場合の残り作業量算定表である。
【図8】本発明の実施の形態による携帯用電動かんなの、１８Ｖ電池を用いた場合の残り作業量算定表である。
【発明を実施するための形態】
【0039】
図１乃至図４に示すように、携帯用電動かんな１は、ハウジング２と、リアベース３と、電池４と、モータ６と、主電源７と、刃物が取付けられたカッタブロック８とにより主に構成されており、電池４から供給された電力によってモータ６が駆動し、モータ６の駆動力によりカッタブロック８が回転することで切削加工が可能となる。カッタブロック８は、本発明における先端工具に相当する。
【0040】
以下の説明において、図１において電池４に対してカッタブロック８が設けられている方向を前方向とし、逆方向を後方向と定義する。また、ハウジング２に対してリアベース３が設けられている方向を下方向とし、逆方向を上方向と定義する。更に、後方向から携帯用電動かんな１を見た場合の右を右方向とし、逆方向を左方向と定義する。
【0041】
図１に示すように、ハウジング２は、携帯用電動かんな１の外郭をなしており、本体ハウジング２１と、ギヤハウジング２２と、フロントハウジング２３と、リアハウジング２４と、ハンドルハウジング２５とにより構成されている。リアベース３は、ハウジング２の下端面に設けられ、底面視において略矩形状をなし、携帯用電動かんな１を用いて作業を行う際に、加工材に当接される。
【0042】
図１及び図２に示すように、本体ハウジング２１は、携帯用電動かんな１の本体をなす部分であり、カッタブロック８を備えている。本体ハウジング２１の上面であって上面視においてハンドルハウジング２５と重複する位置には、主電源７と残り作業量表示部１０Ａとが備わっている。主電源７は、長押しすることで電源のオンとオフとの切り替えが可能である。ギヤハウジング２２は、本体ハウジング２１の左側に設けられている。残り作業量表示部１０Ａは、本発明における作業量報知手段に相当する。
【0043】
図１乃至図３に示すように、フロントハウジング２３は、本体ハウジング２１の前方に本体ハウジング２１と一体に設けられており、切削加工の際の切込み深さを調整するための切込調整機構２６を備えている。切込調整機構２６は、主にフロントベース２３Ａと、ノブ２３Ｂと、弾性部材２３Ｃと、ボルト２３Ｄと、スプリング２３Ｅと、ポテンショメータ２３Ｆにより構成されている。切込調整機構２６は、本発明における調整手段及び突出量調整手段に相当し、切込み深さは加工材への作業状態に相当する。
【0044】
フロントベース２３Ａは、底面視において略矩形状をなしており、フロントハウジング２３の下端面に弾性部材２３Ｃを介して設けられている。また、フロントハウジング２３の内部において、フロントベース２３Ａから上方に延びるボルト２３Ｄが設けられており、ボルト２３Ｄに嵌装されたスプリング２３Ｅによってフロントベース２３Ａは下方に付勢されている。また、ボルト２３Ｄと平行するように、上下に延びるポテンショメータ２３Ｆが設けられている。ポテンショメータ２３Ｆは切込み深さを検出するための部材であり、本実施の形態においては可変抵抗を用いている。ノブ２３Ｂは、フロントハウジング２３の上部に設けられており、ボルト２３Ｄと螺合している。
【0045】
切込み深さを調整する場合は、ノブ２３Ｂを回すことによって行う。ノブ２３Ｂとボルト２３Ｄとの螺合を解除する方向にノブ２３Ｂを回すと、スプリング２３Ｅに下方に付勢されているフロントベース２３Ａは下方に移動し、ノブ２３Ｂをボルト２３Ｄに螺合する方向に回すとスプリング２３Ｅの付勢力に抗して且つ弾性部材２３Ｃを圧縮しながらフロントベース２３Ａは上方に移動する。このように、フロントベース２３Ａを上下方向に移動させ、リアベース３に対するフロントベース２３Ａの高さを変化させることで、切削加工の際の切込み深さを調整することができる。フロントベース２３Ａが上下に移動すると、ポテンショメータ２３Ｆの上下方向の長さも変化する。このことにより、ポテンショメータ２３Ｆが有する抵抗値も変化する。フロントベース２３Ａに対するカッタブロック８に設けられた刃物の突出量が、携帯用電動かんな１の切込み深さとなる。
【0046】
図１に示すように、リアハウジング２４は、本体ハウジング２１の後方に本体ハウジング２１と一体に設けられている。
【0048】
把持部２５Ａは、前後方向に延びる略円筒形状をなしており、ユーザが携帯用電動かんな１を使用する際に把持する部分である。また、把持部２５Ａは、トリガ２５Ｅを備えている。
【0049】
トリガ２５Ｅは、把持部２５Ａの前部下側に設けられており、ユーザが上方に押し込むことで電池４からの電力がモータ６に供給される構成となっている。
【0050】
前部接続部２５Ｂは、把持部２５Ａの前部から下方に延び、把持部２５Ａの前部と本体ハウジング２１の前部上側とを接続している部分である。
【0051】
後部接続部２５Ｃは、把持部２５Ａの後部から下方に延び、把持部２５Ａの後部とリアハウジング２４の上部と接続している部分である。
【0053】
ここで、携帯用電動かんな１の電気的概略について図４を参照しながら説明する。図４は、実施の形態における携帯用電動かんな１の電気回路ブロック図である。電気回路は、主に、電池４、ＦＥＴ５、モータ６、主電源７、トリガ２５Ｅ、残り作業量表示回路１０、ドライバ回路１１、ＦＥＴ温度検出回路１２、電流検出回路１３、マイコン１４、トリガ検出回路１５、電源保持回路１６、定電圧回路１７、切込み深さ検出回路１８、電池残量検出回路１９Ａ及び電池信号検出回路１９Ｂから構成されている。
【0054】
なお、電池残量検出回路１９Ａは、本発明における電池残容量検出手段に相当する。電流検出回路１３は、本発明における電流検出手段に相当する。マイコン１４は、本発明における制御部に相当する。切込み深さ検出回路１８及びポテンショメータ２３Ｆは、作業状態検出手段に相当する。
【0055】
電池４は、回路に電力を供給するためのものであり、ＦＥＴ５、主電源７及びトリガ２５Ｅを介してモータ６と電気的に接続されている。電池４をハウジング２に装着した場合、電池残量検出回路１９Ａに電源が供給される。
【0056】
電池残量検出回路１９Ａは、電池４の電圧を測定することによって電池残容量を検出する回路である。電池残量検出回路１９Ａは、マイコン１４のＡ／Ｄコンバータに接続されている。Ａ／Ｄコンバータには検出した電池残容量に対応するデジタル値が入力され、マイコン１４は当該デジタル値を記録する。
【0057】
主電源７は、電池残量検出回路１９Ａ以外の電源を制御する。主電源７をオンにすると、定電圧回路１７及び電源保持回路１６を介して、マイコン１４に電源が供給される。また、電池信号検出回路１９Ｂ、ＦＥＴ５、及びトリガ検出回路１５等の各回路にも電源が供給される。
【0058】
電池信号検出回路１９Ｂは、電池信号を検出するためのものである。電池４から駆動停止信号が検出された場合、マイコン１４からＦＥＴ５を停止する命令が出力される。ＦＥＴ５をオフとすることで一時的に携帯用電動かんな１を使用出来ない状態にして電池４を保護する。また、電池信号検出回路１９Ｂは、電池種別を取得する。
【0059】
定電圧回路１７は、マイコン１４に電源を供給するためのものである。電源保持回路１６は、マイコン１４の電源を保持するためのものである。主電源７を投入した場合、定電圧回路１７に電源が入り、定電圧回路１７から出力される定電圧ＶＤＤによってマイコン１４が起動される。その後、マイコン１４は、電源保持回路１６に電源保持命令を出すことで電源保持を行う。この電源保持回路１６の働きにより、主電源７が切断されても一定時間、マイコン１４は動作を続けることができる。
【0060】
切込み深さ検出回路１８は、ポテンショメータ２３Ｆと電気的に接続され、抵抗値を検出する機能を有する。切込み深さ検出回路１８は、マイコン１４のＡ／Ｄコンバータと接続されており、切込み深さに対応するデジタル値を出力する。
【0061】
トリガ検出回路１５は、トリガ２５Ｅのオン・オフ信号をマイコン１４に入力するためのもので、トリガ２５Ｅの押し込み量に応じた制御を行うための回路である。トリガ２５Ｅは、モータ６と電池４との間に設けられている。トリガ２５Ｅがオンとなった場合、トリガ検出回路１５が押し込み量を検出し、マイコン１４に出力する。
【0062】
ＦＥＴ温度検出回路１３は、ＦＥＴ５の近傍に配置されて温度を検出するもので、マイコン１４のＡ／Ｄコンバータに接続されている。Ａ／Ｄコンバータには検出したＦＥＴ５の温度に対応するデジタル値が入力される。電流検出回路１２は、回路内を流れる電流を検出するもので、マイコン１４のＡ／Ｄコンバータに接続されている。Ａ／Ｄコンバータには検出したＦＥＴ１４の電流に対応するデジタル値が入力される。
【0063】
マイコン１４は各回路からの信号を受取り、ドライバ回路１１及び残り作業量表示回路１０を制御する。マイコン１４は、切込み深さ検出回路１８と、電池残量検出回路１９Ａと、電池信号検出回路１９Ｂとから入力された信号から残り作業量を算出する。また、電池温度または電流が異常値であるかどうかの判断を行う。また、マイコン１４は、ドライバ回路１１を介してＦＥＴ５を制御することにより、トリガ押し込み量に応じたモータ６の出力とする。
【0064】
ドライバ回路１１は、マイコン１４からの所定の信号に基づき、ＦＥＴ５にオン信号又はオフ信号を出力する回路である。具体的には、マイコン１４から所定の信号が入力されていない場合には、ＦＥＴ５にオン信号を出力し、ＦＥＴ５をオンとする。一方、所定の信号が入力された場合には、ＦＥＴ５にオフ信号を出力し、ＦＥＴ５をオフとする。
【0065】
ＦＥＴ５は、ドライバ回路１１からの信号に基づきオン・オフし、モータ６への電力の供給を許容／遮断する。
【0066】
残り作業量表示回路１０は、残り作業量表示部１０Ａを備え、残り作業量表示部１０Ａと電気的に接続されている。残り作業量表示回路１０には、マイコン１４から残り作業量が入力され、残り作業量表示部１０Ａを用いて、残り作業量の表示を行う。
【0067】
携帯用電動かんな１の動作を説明する。ユーザが携帯用電動かんな１の主電源７を入れてトリガ２５Ｅを上方に押し込むと、電池４からモータ６に電力が供給され、モータ６が駆動を開始する。モータ６が駆動を開始すると、カッタブロック８が回転駆動される。カッタブロック８は、図１で時計回り方向に回転する構成となっている。カッタブロック８が回転駆動している状態で、加工材にリアベース３を当接させて前方向に携帯用電動かんな１を移動させることで切削加工を行うことができる。ユーザは、作業前または作業中、残り作業量表示部１０Ａによって、残り作業量を知ることが可能である。
【0068】
携帯用電動かんな１の動作フローチャートを図５及び図６に示す。図５は、作業前後に残り作業量を算出するよう設定した場合のフローチャートであり、図６は作業中も残り作業量を算出するよう設定した場合のフローチャートである。作業者は、図示せぬ切替スイッチによってこれらを切替えることができる。
【0069】
まず図５のフローチャートに基づいて、動作の流れを説明する。ユーザが主電源を入れると（Ｓ１０１）、マイコン１４とＦＥＴ５に電源が入る（Ｓ１０２、Ｓ１０３）。さらにマイコン１４は、電池信号検出回路１９Ｂを用いて、電池種別を判別する（Ｓ１０４）。次にマイコン１４は、電池種別に応じて、残り作業量の算出に必要な算出表を選定し、電池残量検出回路１９Ａからの検出電圧に基づいて、電池の残容量を検出する（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。詳細な残容量の検出方法については後述する。Ｓ１０７において、マイコン１４は、切込み深さ検出回路１８によって、切込み深さＤを取得する。Ｓ１０８において、マイコン１４は、切込み深さＤが所定の値Ｄ１であるかの判断を行う。
【0070】
切込み深さＤが、所定の値Ｄ１でなかった場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）、フローはＳ１０９へと移動する。マイコン１４は、平均電流算出フラグをゼロとして（Ｓ１０９）、記憶していた平均放電電流の値を消去（Ｓ１１０）する。これにより、マイコン１４が記憶していた前回作業時の平均放電電流がリセットされる。そして、マイコン１４は、切込み深さＤをＤ１に記憶しなおす（Ｓ１１１）。本実施の形態では、作業者が前回作業時から切込み深さを変化させた場合には、Ｓ１０８でＮＯとなり、Ｓ１１０でマイコン１４に記憶されている平均放電電流をリセットするような構成となっている。平均放電電流の算出方法については、後述する。
【0071】
Ｓ１１２において、マイコン１４は、作業中フラグが１であるかの判断を行う。なお、作業中フラグは、携帯用電動かんな１が作業中であるかどうかの判断を示す指標である。作業中フラグが１の場合は、作業中を示し、作業中フラグがゼロの場合は、作業中でないことを示す。作業中であるか否かの判断は、マイコン１４が電流検出回路１３からの出力に基づいて判断する。
【0072】
携帯用電動かんな１が作業中でなかった場合（Ｓ１１２：Ｎｏ）、マイコン１４は平均電流算出フラグが１であるか否かを判断する（Ｓ１１３）。前回作業時から切込み深さが変化していない場合（Ｓ１１３：Ｙｅｓ）、マイコン１４は、記憶されている前回作業時の平均放電電流と電池残容量とから残り作業量を計算する（Ｓ１１４）。つまり、切込み深さが変化していないため、切込み深さを考慮して残り作業量を算出する必要が無く、前回の平均放電電流と電池残容量とに基づいて残り作業量を算出している。マイコンが起動してから最初の作業である場合、または、前回作業時から切込み深さが変化している場合は（Ｓ１１３：Ｎｏ）、マイコン１４は、電池残容量と切込み深さに基づき、残り作業量を算出する（Ｓ１１５）。つまり、切込み深さが変化しているため、切込み深さを考慮して残り作業量を算出する。これにより、切込深さが変化した場合であっても、作業前により正確な残り作業量を算出することができる。残り作業量算出後、マイコン１４は、残り作業量を残り作業量表示回路１０及び残り作業量表示部１０Ａを用いて表示させる（Ｓ１１６）。
【0073】
携帯用電動かんな１が作業中であった場合（Ｓ１１２：Ｙｅｓ）、又は残り作業時間を表示した後は、マイコン１４は携帯用電動かんな１が異常状態であるか否かを判断する。マイコン１４は、ＦＥＴ温度検出回路１２から検出した温度が温度閾値以上である場合、電池残量検出回路１９Ａから検出した電池４の電圧が電圧閾値よりも低い場合、電流検出回路１３から検出した電流値が電流値閾値よりも高い場合等は、異常状態であると判断する。異常状態でない場合には（Ｓ１１７：Ｎｏ）、フローはＳ１２３以降へ継続する。ユーザがトリガをオンにしている場合（Ｓ１２３：Ｙｅｓ）、マイコン１４は、残り作業量表示部１０Ａの表示を切り（Ｓ１２５）、作業時には残り作業量が表示されないようにする。その後電流が所定値以上であれば（Ｓ１２６：Ｙｅｓ）、マイコン１４は作業中であると判断し（Ｓ１２７）、一定以上の作業時間が経過した場合には（Ｓ１２９）、作業中の平均放電電流の記憶更新を行い（Ｓ１３０）、平均電流算出フラグを１に設定する（Ｓ１３１）。このように、平均放電電流は、作業中の一定時間において電流検出回路１３が検出した電流、換言すると、電池４の放電電流を平均化したものである。平均放電電流を算出した後、フローはＳ１０６へと移行し、再び残り作業量の算出及び表示を行う。
【0074】
また、ユーザがトリガをオフにしている場合（Ｓ１２３：ＮＯ）、マイコン１４はトリガがオフされてから所定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ１２４）。トリガがオフされてから所定時間経過していない場合（Ｓ１２４：Ｎｏ）は、Ｓ１０６に戻る。トリガがオフされてから所定時間経過している場合（Ｓ１２４：Ｙｅｓ）、マイコン１４の電源をオフにする。電流が所定値以上流れていない場合（Ｓ１２６：Ｎｏ）も、作業中でないものと判断され、作業中フラグを０に設定し（Ｓ１２８）、Ｓ１０６に戻って、残り作業量の算出及び表示を繰り返し行う。すなわち、再帰のＳ１０６においては、モータ６の負荷が所定値以下のとき、つまり、Ｓ１２３がＮＯ、又はＳ１２６がＮＯであるときの電池残容量を、マイコン１４に無負荷時残容量として記憶し、Ｓ１１４又はＳ１１５における残り作業量の算出を再度行うこととなる。
【0075】
異常状態であると判断した場合（Ｓ１１７：Ｙｅｓ）、異常状態を原因とした製品の故障または事故を防ぐために、以下の例外処理が行われる。具体的には、マイコン１４はＦＥＴ５を切り、残り作業時間表示部１０Ａの表示を切り、図示せぬ異常表示ランプ等に異常を表示させた後、マイコン１４自体もオフにする（Ｓ１１８〜Ｓ１２２）。
【0077】
異常状態でない場合（Ｓ２１２：Ｎｏ）、マイコン１４はトリガがオンされているか否かを判断する（Ｓ２１３）。トリガがオフの場合は、図５のフローチャートのＳ１１３からＳ１１６と同様に、切込み深さが変更されたかによって異なる算出方法で、残り作業量が算出及び表示される（Ｓ２１４〜Ｓ２１７）。トリガがオンである場合（Ｓ２１２：Ｙｅｓ）、フローはＳ２２５へ移行して、表示の更新等を行う。
【0078】
Ｓ２２５以降では、マイコン１４は、電流が所定値以上であるか（Ｓ２２５）、作業開始から所定通算時間を超えたか（Ｓ２２６）を判断し、２つともＹｅｓの場合、マイコン１４は平均放電電流を算出し、その記録を更新し（Ｓ２２７）、平均電流算出フラグを１に設定する。
【0079】
さらにＳ２２９では、表示更新フラグが１であるかを判断する。表示更新フラグとは、表示更新が行われたかどうかの指標である。表示更新フラグが１の場合は、表示更新が行われたことを示し、ゼロの場合は表示更新が行われていないことを示す。表示更新フラグが１であり（Ｓ２２９：Ｙｅｓ）表示更新から所定時間経過した（Ｓ２３０：Ｙｅｓ）場合、マイコン１４は平均放電電流と電池残容量から残り作業量を算出する（Ｓ２３１）。また、表示更新フラグが１でない場合は（Ｓ２２９：Ｎｏ）、まだ１度も表示更新が行われていないため、Ｓ２３０で所定時間の経過を待つことなく残り作業量を算出する（Ｓ２３１）。その後、マイコン１４は、残り作業量表示部１０Ａの表示更新を行い（Ｓ２３２）、表示更新フラグを１に設定して（Ｓ２３３）Ｓ１０６へと戻る。
【0080】
電流が所定値未満の場合（Ｓ２２５：Ｎｏ）、または作業時間が所定通算時間以下の場合（Ｓ２２６：Ｎｏ）、フローはＳ１０６へ戻る。また、表示更新から所定時間を経過していない場合（Ｓ２３０：Ｎｏ）も、フローはＳ１０６へ戻る。
【0081】
上述のように、図６の動作フローにおいては、表示は作業中も継続して行われ、作業中でも所定の時間が経過した場合は表示更新がなされる。これにより、作業者は作業中であっても残り作業量を把握することができる。
【0082】
マイコン１４は、電池残容量と切込み深さに基づいて残り作業量を算出する場合（Ｓ１１５、Ｓ２１５）、算定表が用いられる。算定表の例を、図７と図８にそれぞれ示す。図７は１４．４Ｖ電池を用いた場合の算定表の一例である。また、図８は１８Ｖ電池を用いた場合の算定表の一例である。このように幾つかの電池種別に応じて想定される算定表をマイコン１４が予め記録しておくことにより、複数種類の電池に対応した残り作業時間の算出が可能となる。算定表は、電池残容量と、切込み深さと、想定電流と、残り作業量と、を有している。ここで、想定電流とは、設定した切込み深さで作業した際に想定される平均放電電流のことである。図７及び８に示すように、切込み深さが深くなるにつれて、残り作業量は減少し、電池残容量が少なくなるにつれて残り作業量は減少する。想定される平均電流についても、切込深さが深くなるにつれて上昇する。同一の切込深さの場合、想定される平均電流は、電池残容量が減少するにつれて増加する。このような算定表を予めマイコン１４に記憶させておくことにより、作業前に残り作業時間の算出を行うことが出来る。
【0083】
平均放電電流と電池残量から残り作業量を算出する（Ｓ１１４、Ｓ２１６）方法としては、上記のように算定表を用いても良いし、あるいは、計算式を用いても良い。計算による算出の例としては、使用可能な電池容量[Ah]と平均放電電流[A]の商によって残り作業時間を算出する方法などが考えられる。これに所定の安全率を掛け、保守的な電池の保護を図ることもできる。
【0084】
なお、本実施の形態においては、報知手段の一例として、残り作業量表示部１０Ａを用いて視覚的に残り作業時間を知らせる機能を実現したが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、音を用いて報知することも可能である。この場合、ユーザは視線を動かさずに作業を行うことが可能であるため、加工品質を維持すると共に、安全も確保しつつ作業を行うことができる。
【0085】
本実施の形態においては、残り作業量の一例として作業時間を算出したが（図７、図８）、本発明はこのような形態に限定されない。作業にかかる時間に基づき、残り作業回数も算出または表示することも可能である。この場合、連続作業・断続作業の別を問わず、ユーザまたはマイコン１４は、残り作業量を正確に把握することが可能となる。詳細には、連続作業が支配的な作業の場合、残り作業時間を用いることで、残り作業量を正確に把握することができる。断続作業が支配的な作業の場合、残り作業回数を用いることで、残り作業量を正確に把握することができる。これらの中間的な性質を有する作業も考えられる。その場合には、残り作業時間及び残り作業回数の両方を用いることで、残り作業量を正確に把握することができる。
【0086】
本実施の形態においては、駆動源の一例としてモータ６を使用したが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、ブラシレスモータを用いて、小型化と軽量化を実現することも可能である。
【0087】
本実施の形態においては、図７及び８に示す算定表は、電池残容量、切込み深さ、想定電流、残り作業量を有していたが、本発明はこのような形態にされない。例えば、電池残容量、切込み深さ、想定電流のみを有していて、残り作業量はマイコンが計算で算出しても良い。
【0089】
本実施の形態においては、コードレス電動工具の一例として、携帯用電動かんなを示したが、本発明はこのような形態に限定されない。コードレス電動工具の例としては、丸のこ、溝切、ポリッシャ、サンダ等が挙げられる。
【0090】
本実施の形態においては、作業状態及びその調整手段の一例として切込み深さ及び切込み深さ調整機構を提示したが、本発明はこのような形態に限定されない。作業状態及び調整手段として、切込み深さ、溝切深さ、切削幅、トルク、回転速度等とそれぞれ対応する調整機構が挙げられる。
【0091】
本実施の形態においては、異常状態であると判断した場合、図示せぬ異常表示ランプ等に異常を表示させたが、残り作業量表示部を用いて異常状態を表示しても良い。
【0092】
本発明によるコードレス電動工具は、上述した実施の形態に限定されず、たとえば特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【0093】
１ 電動かんな２ ハウジング
３ リアベース
４ 電池
６ モータ
７ 主電源
８ カッタブロック
１０ 作業量表示回路
１０Ａ 作業量表示部
１１ ドライバ回路
１２ 温度検出回路
１３ 電流検出回路
１４ マイコン
１５ トリガ検出回路
１６ 電源保持回路
１７ 定電圧回路
１８ 検出回路
１９Ａ 電池残量検出回路
１９Ｂ 電池信号検出回路