特許 7176328 電動作業機

(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】

(24)【登録日】2022-11-14

(45)【発行日】2022-11-22

(54)【発明の名称】電動作業機

(51)【国際特許分類】

   H02P 23/04 20060101AFI20221115BHJP

   A47L 9/28 20060101ALI20221115BHJP

【ＦＩ】

H02P23/04

A47L9/28 U

A47L9/28 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018183474

(22)【出願日】2018-09-28

(65)【公開番号】P2020049092

(43)【公開日】2020-04-02

【審査請求日】2021-03-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000005094

【氏名又は名称】工機ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079290

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100136375

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 弘実

(72)【発明者】

【氏名】益子 弘識

【審査官】安池 一貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－００１０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２４７７９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０００３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９４６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２０１００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１０２６２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２３／０４

Ａ４７Ｌ ９／２８

Ｂ２５Ｆ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
前記ハウジングに着脱可能に取り付けられるバッテリパックと、
前記バッテリパックから供給される電力により駆動するモータと、
前記バッテリパックから前記モータへの供給電力の導通及び遮断を行う供給回路と、
前記供給回路のＰＷＭ制御を行うことで前記モータへの供給電力を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、第１制御を実行可能であり、前記第１制御では、前記バッテリパックの電圧値が第１電圧範囲にあるときに第１デューティ比で前記供給回路を導通させ、前記バッテリパックの電圧値が前記第１電圧範囲より低い第２電圧範囲にあるときに前記第１デューティ比よりも低い第２デューティ比で前記供給回路を導通させ、
前記バッテリパックの電圧値が前記第１電圧範囲にあるときに前記第１デューティ比で前記供給回路を導通させた場合の前記モータの回転数範囲と、前記バッテリパックの電圧値が前記第２電圧範囲にあるときに前記第２デューティ比で前記供給回路を導通させた場合の前記モータの回転数範囲と、の間に、本電動作業機の共振周波数が存在する、電動作業機。

【請求項2】

前記バッテリパックから前記モータへの供給電力を切り替えるモード切替部を有し、
前記制御部は、
前記モード切替部が第１モードを選択すると、前記第１制御を実行し、
前記モード切替部が第２モードを選択すると、第２制御を実行し、前記第２制御では、前記バッテリパックの電圧値が前記第１電圧範囲及び前記第２電圧範囲のいずれにあっても、第３デューティ比で前記供給回路を導通させる、請求項１に記載の電動作業機。

【請求項3】

前記制御部は、前記第１制御において、前記バッテリパックの電圧値が前記第１電圧範囲より高い第３電圧範囲にあるときに、前記バッテリパックの電圧値が低下するほど、前記供給回路を導通させるデューティ比を増加させる、請求項１又は２に記載の電動作業機。

【請求項4】

前記制御部は、前記第１制御において、前記バッテリパックの電圧値が前記第３電圧範囲にあるときに前記モータの回転数が一定となるように前記供給回路を制御する、請求項３に記載の電動作業機。

【請求項5】

前記制御部は、前記第１制御において、前記バッテリパックの電圧値が前記第１電圧範囲にある場合でも、前記モータの回転数が前記共振周波数と一致する場合には前記第２デューティ比で前記供給回路を導通させる、請求項１に記載の電動作業機。

【請求項6】

前記モータによって回転される集塵ファンを有する集塵機である、請求項１から５のいずれか一項に記載の電動作業機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、着脱可能に取り付けられるバッテリパックの電力で動作する電動作業機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に示すような電動作業機においては、電動作業機の固有の共振周波数（固有振動数）と一致する回転数でモータが回転すると、モータのステータや本体ハウジング等が共振を起こし、騒音が発生する虞があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開2015-208577号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

バッテリ駆動の電動作業機においては、バッテリの容量が低下して出力電圧が低下するのに従ってモータへの印加電圧も低下し、モータの回転数が徐々に低下する。このため、電動作業機の共振周波数とモータ回転数が一致し共振した状態においてモータの駆動が継続してしまう虞があった。

【0005】

上記課題を鑑み本願発明は、電動作業機の固有の共振周波数とモータ回転数が一致した状態でのモータの駆動の継続を抑制することの可能な電動作業機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様は、電動作業機である。この電動作業機は、
ハウジングと、
前記ハウジングに着脱可能に取り付けられるバッテリパックと、
前記バッテリパックから供給される電力により駆動するモータと、
前記バッテリパックから前記モータへの供給電力の導通及び遮断を行う供給回路と、
前記供給回路のＰＷＭ制御を行うことで前記モータへの供給電力を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、第１制御を実行可能であり、前記第１制御では、前記バッテリパックの電圧値が第１電圧範囲にあるときに第１デューティ比で前記供給回路を導通させ、前記バッテリパックの電圧値が前記第１電圧範囲より低い第２電圧範囲にあるときに前記第１デューティ比よりも低い第２デューティ比で前記供給回路を導通させ、
前記バッテリパックの電圧値が前記第１電圧範囲にあるときに前記第１デューティ比で前記供給回路を導通させた場合の前記モータの回転数範囲と、前記バッテリパックの電圧値が前記第２電圧範囲にあるときに前記第２デューティ比で前記供給回路を導通させた場合の前記モータの回転数範囲と、の間に、本電動作業機の共振周波数が存在する。

【0008】

前記バッテリパックから前記モータへの供給電力を切り替えるモード切替部を有し、
前記制御部は、
前記モード切替部が第１モードを選択すると、前記第１制御を実行し、
前記モード切替部が第２モードを選択すると、第２制御を実行し、前記第２制御では、前記バッテリパックの電圧値が前記第１電圧範囲及び前記第２電圧範囲のいずれにあっても、第３デューティ比で前記供給回路を導通させてもよい。

【0009】

前記制御部は、前記第１制御において、前記バッテリパックの電圧値が前記第１電圧範囲より高い第３電圧範囲にあるときに、前記バッテリパックの電圧値が低下するほど、前記供給回路を導通させるデューティ比を増加させてもよい。

【0010】

前記制御部は、前記第１制御において、前記バッテリパックの電圧値が前記第３電圧範囲にあるときに前記モータの回転数が一定となるように前記供給回路を制御してもよい。

【0011】

前記制御部は、前記第１制御において、前記バッテリパックの電圧値が前記第１電圧範囲にある場合でも、前記モータの回転数が前記共振周波数と一致する場合には前記第２デューティ比で前記供給回路を導通させてもよい。

【0012】

前記電動作業機は、前記モータによって回転される集塵ファンを有する集塵機であってもよい。

【0013】

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。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、電動作業機の固有の共振周波数とモータ回転数が一致した状態でのモータの駆動の継続を抑制することの可能な電動作業機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態に係る集塵機１の右側断面図。

【図2】集塵機１の平面図。

【図3】図１の操作パネル３０の拡大図。

【図4】集塵機１の概略ブロック図。

【図5】集塵機１におけるモータ２３の回転数と騒音値の関係の一例を示すグラフ。

【図6】集塵機１のミドルモードにおける、バッテリパック４０の出力端子における電圧値（電池電圧）に対する３相ブリッジ回路６７へのＰＷＭ信号のデューティ比とモータ２３の回転数の各関係の一例を示すグラフ。

【図7】比較例の集塵機のミドルモードにおける、バッテリパック４０の出力端子における電圧値（電池電圧）に対する３相ブリッジ回路６７へのＰＷＭ信号のデューティ比とモータ２３の回転数の各関係の一例を示すグラフ。

【図8】集塵機１のハイモードにおける、バッテリパック４０の出力端子における電圧値（電池電圧）に対する３相ブリッジ回路６７へのＰＷＭ信号のデューティ比とモータ２３の回転数の各関係の一例を示すグラフ。

【図9】集塵機１の固有の共振周波数が図５及び図６の例と異なる場合のミドルモードにおける、バッテリパック４０の出力端子における電圧値（電池電圧）に対する３相ブリッジ回路６７へのＰＷＭ信号のデューティ比とモータ２３の回転数の各関係の一例を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、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。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、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。

【0017】

図１及び図２により、集塵機１における互いに直交する前後、上下、左右方向を定義する。集塵機１は、電動作業機の一例であって、タンク部１０と、本体としてのヘッド部２０と、を備える。タンク部１０及びヘッド部２０は、相互に分離可能である。

【0018】

タンク部１０は、上部が開放された底付の筒状で、水平断面が図２に示すように略四角形（図示の例では丸みを帯びた正方形ないし長方形）となっている。タンク部１０は、前側の側面に吸込口１１を有し、吸込口１１に図示しないホースを着脱可能に接続できる。タンク部１０内には、吸込口１１から吸い込まれた空気が通過する際に塵埃（粉塵）を分離する（吸引した塵埃をろ過する）筒状のフィルタ装置１５が設けられる。

【0019】

フィルタ部としてのフィルタ装置１５は、ゴム等の環状の弾性体１６と、外周面に細かい網目を有する布等で形成されるフィルタ１７と、を含む。弾性体１６の下部に、フィルタ１７の上部が一周に渡って縫い付けられて一体化される。弾性体１６は、タンク部１０とヘッド部２０とに挟持され、タンク部１０とヘッド部２０との間を気密に塞ぐ。フィルタ装置１５は、軸が上下方向と略平行な略円錐台側面形状であって、集塵ファン２５を囲む。

【0020】

空気はフィルタ１７の外周面を通過することでフィルタ装置１５内部のフィルタ内空間１４に進入可能であるが、空気に含まれる塵埃はフィルタ１７の網目を通過できず、フィルタ１７の外周面でろ過され、フィルタ１７の外周面上に付着するか下方へ落下する。タンク部１０内の空間は、塵埃収容室１３であり、塵埃収容室１３のうちフィルタ装置１５の外側の空間に、フィルタ装置１５により分離された塵埃を収容する。

【0021】

ヘッド部２０は、タンク部１０の上部に、例えば図示しないクランプ機構によって着脱可能に固定される。ヘッド部２０により、タンク部１０の上部開口、すなわちタンク開口が閉塞される。ヘッド部２０の上面には、集塵機１の持ち運び用のハンドル２７が設けられる。ヘッド部２０は、ヘッドハウジング２１の内部に、モータ２３と、モータ冷却用ファン２４と、集塵ファン２５と、を有する。タンク部１０と、ヘッドハウジング２１が、集塵機１のハウジング（外殻部）を構成する。

【0022】

モータ２３は、その駆動軸が上下方向に延びるようにヘッド部２０内に配設される。モータ２３はここではブラシレスモータであり、モータ２３の上部には、モータ２３に駆動電流を供給するためのスイッチング素子を搭載したスイッチング素子基板２６が上下方向と略垂直に設けられる。スイッチング素子基板２６に搭載された複数のスイッチング素子は、図４の３相ブリッジ回路６７を構成する。モータ冷却用ファン２４と集塵ファン２５は、モータ２３の駆動軸に取り付けられ、モータ２３によって回転駆動される。モータ冷却用ファン２４は、モータ２３の直下に位置する軸流ファンであり、下方に向かう気流を発生する。集塵ファン２５は、モータ冷却用ファン２４の下方に設けられた遠心ファンである。

【0023】

図２に示すように、ヘッド部２０の前面には、集塵機１の動作を使用者が切り替えるための操作パネル３０が設けられる。操作パネル３０は、メイン電源スイッチ３１と、強弱切替スイッチ３２と、起動／待機スイッチ３３と、電池残量表示スイッチ３４と、電池残量表示部３５と、を有する。メイン電源スイッチ３１は、モータ２３の電流経路に設けられた接点スイッチである。強弱切替スイッチ３２は、後述のハイモードとミドルモードとを切り替えるためのスイッチである。ハイモードでは、ミドルモードと比較してモータ２３の回転数が高い。ミドルモードよりもモータ２３の回転数が低いローモードがあってもよい。

【0024】

起動／待機スイッチ３３は、起動モードと待機モードを切り替えるスイッチである。メイン電源スイッチ３１がオンのとき、起動モードであればモータ２３が駆動し、待機モードであればモータ２３は駆動しない。メイン電源スイッチ３１がオフのときは、起動モードでも待機モードでもモータ２３は駆動しない。起動モードにおいてメイン電源スイッチ３１をオンからオフにすると、再びメイン電源スイッチ３１をオンにしたときに直ちにモータ２３が駆動する。待機モードの状態でメイン電源スイッチ３１をオフにすると、再びメイン電源スイッチ３１をオンにしても待機モードのままとなり、モータ２３は駆動しない。図２に示すように、集塵機１は、着脱可能に装着した２つのバッテリパック４０を電源とするコードレスタイプであり、電池残量表示スイッチ３４を押すと、電池残量表示部３５に各バッテリパック４０の残量がＬＥＤ等により複数段階で表示される。

【0025】

図１及び図２に示すように、ヘッド部２０内には、モータ２３を収容するモータケーシング２９が設けられる。図２に示すように、モータケーシング２９の左右両側には、それぞれ端子保持板５６及び所定数の端子５７が設けられる。モータケーシング２９から見て左右一方の端子保持板５６及び所定数の端子５７が第１端子保持板及び第１端子であり、他方の端子保持板５６及び所定数の端子５７が第２端子保持板及び第２端子である。左右の端子保持板５６は、互いに平行である。端子５７は、バッテリパック４０の端子との電気的接続用の端子であって、端子保持板５６に保持される。バッテリパック４０は、自身のレール部４１と、ヘッド部２０に設けられたレール受け部５５と、の係合により、上方からスライド装着され、これにより集塵機１側の端子５７とバッテリパック４０の端子とが互いに接触して互いに電気的に接続される。バッテリパック４０は、ラッチ操作部４２を操作しながら上方に引き上げて取り外すことができる。

【0026】

バッテリパック４０は、ヘッド部２０に設けられたバッテリ収容室５０に収容保持される。２つのバッテリパック４０は、左右方向に並び、互いに前後及び上下方向位置が等しくかつ平行となるように装着される。バッテリ収容室５０は、壁部５１と蓋体５２とによって外部と隔てられた空間である。蓋体５２は、ヘッドハウジング２１に揺動可能に支持され、バッテリ収容室５０を開閉可能である。蓋体５２は、係止部材としてのフック５３によって閉鎖状態に係止可能である。

【0027】

バッテリ収容室５０は、上下方向においてフィルタ装置１５の上部開口（以下「フィルタ開口」とも表記）よりも下側に延在し、かつ、モータ２３の駆動軸の径方向においてフィルタ開口内部に位置する。図２においてフィルタ装置１５を示す二点鎖線は、弾性体１６の上面の内縁、すなわちフィルタ開口の内縁を示す。本実施の形態では、バッテリ収容室５０の内外を隔てる壁部５１の外面及び内面が共に上下方向においてフィルタ開口よりも下側に延在する。図２に示すように、モータケーシング２９から見て左右一方の端子保持板５６及び所定数の端子５７と、他方の端子保持板５６及び所定数の端子５７とは、第１方向としての左右方向に並び、第２方向としての前後方向においてモータケーシング２９と少なくとも部分的に重なるように配置される。また、バッテリパック４０の前後方向位置と、モータケーシング２９の前後方向位置と、が互いに部分的に重なる。

【0028】

集塵機１においてモータ２３を駆動すると、モータ冷却用ファン２４及び集塵ファン２５が回転駆動される。集塵ファン２５の回転により、タンク部１０内が負圧になり、吸込口１１に吸込み力が発生する。すると、塵埃が空気と共に吸込口１１からタンク部１０内に吸い込まれる。その後、フィルタ１７によって塵埃と空気は分離され、塵埃は塵埃収容室１３のうちフィルタ１７の外側の空間に溜められる。一方、空気は、フィルタ１７の外周面を通過してフィルタ内空間１４に入り、ヘッドハウジング２１の一部を構成するファンカバー２８の下面の図示しない開口部を通って集塵ファン２５に下方から吸い込まれ、モータ２３と隔てられた空間を抜けて外部に排気される。塵埃はフィルタ１７の外周面で捕集されて塵埃収容室１３内に溜められる。

【0029】

図４は、集塵機１の概略ブロック図である。図４では、図２に示す２つのバッテリパック４０を、バッテリパック４０Ａ、４０Ｂと区別して図示している。モータ２３に駆動電流を供給するために供給回路としての３相ブリッジ回路（インバータ回路）６７が設けられる。３相ブリッジ回路６７は、３相ブリッジ接続されたＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング素子を有する。ドライバ回路６５は、制御部としての工具制御回路６３の制御により、３相ブリッジ回路６７の各スイッチング素子のゲート（制御端子）にＰＷＭ制御信号を印加する。工具制御回路６３は、メイン電源スイッチ３１がオンかつ起動／待機スイッチ３３がオンになると、ドライバ回路６５を介して３相ブリッジ回路６７を制御し、強弱切替スイッチ３２の操作に応じたモード（ハイモード又はミドルモード）でモータ２３を駆動する。工具制御回路６３は、電池残量表示スイッチ３４がオンされると、バッテリパック４０Ａ及びバッテリパック４０Ｂの残容量を電池残量表示部３５に表示する。

【0030】

工具制御回路６３の駆動電力は、並列接続されたバッテリパック４０Ａ及びバッテリパック４０Ｂの各々から入力された電圧Ｖ１、Ｖ２から生成される。図示は省略したが、工具制御回路６３は、レギュレータ及びマイコン（マイクロコントローラ）を含み、前記レギュレータが、入力された電圧Ｖ１、Ｖ２から前記マイコンの駆動電力を生成する。工具制御回路６３内の、前記レギュレータよりもバッテリパック４０Ａ及びバッテリパック４０Ｂ側、あるいは前記マイコン側には、前記マイコンへの電力供給を遮断する図示しないスイッチング回路が接続される。メイン電源スイッチ３１がオンのときには、前記スイッチング回路がオンとなり、前記マイコンへの駆動電力が供給され前記マイコンが起動する。メイン電源スイッチ３１がオフのときには、前記スイッチング回路がオフとなり、前記マイコンへの駆動電力は供給されない。メイン電源スイッチ３１のオンオフに連動して前記スイッチング回路をオンオフする機構の図示は省略している。

【0031】

バッテリパック４０Ａ及びバッテリパック４０Ｂは、それぞれ電池制御回路を含み、工具制御回路６３との通信機能や、過放電、過電流、電池高温等の異常に対する保護機能を有する。バッテリパック４０Ａの出力電圧Ｖ１及びバッテリパック４０Ｂの出力電圧Ｖ２は、電池切替スイッチ６６によって選択されたいずれか一方が、３相ブリッジ回路６７に供給される。電池切替スイッチ６６は、工具制御回路６３からの電池切替信号により、バッテリパック４０Ａ及びバッテリパック４０Ｂのいずれに接続されるかが決められる。電池切替スイッチ６６は、バッテリパック４０Ａ及びバッテリパック４０Ｂの一方をモータ２３に接続し、他方をモータ２３から遮断する。工具制御回路６３は、モータ２３に接続している一方のバッテリパック（バッテリパック４０Ａ、４０Ｂの一方）の電圧値が２４Ｖまで低下すると、モータ２３に接続するバッテリパックを他方のバッテリパック（バッテリパック４０Ａ、４０Ｂの他方）に切り替えるように、電池切替スイッチ６６を制御する。ヒューズＦ１、Ｆ２は、過電流保護用に、バッテリパック４０Ａと電池切替スイッチ６６との間、及びバッテリパック４０Ｂと電池切替スイッチ６６との間にそれぞれ設けられる。

【0032】

図５は、集塵機１におけるモータ２３の回転数と騒音値の関係の一例を示すグラフである。基本的には、モータ２３の回転数が低いほど騒音値は低くなる。しかし、モータ２３の回転数が集塵機１の固有の共振周波数（固有振動数）と一致する回転数付近では、モータ２３のステータや本体ハウジング等が共振を起こし、騒音値が高くなる。図５の例では、ミドルモードの回転数の範囲である21,000-21,700rpm（第１共振周波数帯）と、15,500-16,100rpm（第２共振周波数帯）と、において、騒音値が高くなっている。

【0033】

図６は、集塵機１のミドルモードにおける、バッテリパック４０の出力端子における電圧値（電池電圧）に対する３相ブリッジ回路６７へのＰＷＭ信号のデューティ比とモータ２３の回転数の各関係の一例を示すグラフである。図６において、横軸のバッテリパック４０の電圧値は、モータ２３に接続されている、すなわちモータ２３に電力を供給しているバッテリパック４０の電圧値である。図７～図９についても同様である。尚、バッテリパック４０の電圧値は、満充電時には４０Ｖ程度であるが、バッテリパック４０の残容量が低下するのに従って低下し、バッテリパック４０が過放電となるときには２３Ｖ程度となる。工具制御回路６３は、ミドルモードにおいて第１制御を行う。工具制御回路６３は、第１制御では、バッテリパック４０の電圧値が第１電圧範囲としての３０－３５Ｖの範囲の場合と、バッテリパック４０の電圧値が第２電圧範囲としての３０Ｖ未満の範囲の場合と、バッテリパック４０の電圧値が第３電圧範囲としての３５Ｖを超える範囲の場合と、において、互いに異なるデューティ比で３相ブリッジ回路６７を導通させる。以下、具体的に説明する。

【0034】

工具制御回路６３は、バッテリパック４０の電圧値が３０－３５Ｖの場合、デューティ比５０％（第１デューティ比の例示）で３相ブリッジ回路６７を導通させる定デューティ制御を行う。工具制御回路６３は、バッテリパック４０の電圧値が３０Ｖ未満の場合、デューティ比２５％（第２デューティ比の例示）で３相ブリッジ回路６７を導通させる定デューティ制御を行う。すなわち、工具制御回路６３は、バッテリパック４０の電圧値が３０Ｖを下回るとデューティ比を５０％から２５％まで低下させる。これにより、モータ２３の回転数が15,500-16,100rpm（第２共振周波数帯）の範囲にある状態が継続することを抑制できる。工具制御回路６３は、バッテリパック４０の電圧値が３０－３５Ｖの場合でも、モータ２３にかかる負荷の状況等によってモータ２３の回転数が低下し15,500-16,100rpm（第２共振周波数帯）の範囲にある場合には、デューティ比２５％で３相ブリッジ回路６７を導通させてもよい。

【0035】

バッテリパック４０の電圧値が３０－３５Ｖの場合、及び３０Ｖを下回っている場合においては、定デューティ制御が行われるため、バッテリパック４０の電圧値が低下するにつれてモータ２３の回転数は徐々に低下する。なお、工具制御回路６３は、モータ２３に接続している一方のバッテリパック４０の電圧値が３０Ｖを下回る前に、他方のバッテリパック４０をモータ２３に接続するように電池切替スイッチ６６を制御してもよい。この場合、デューティ比の低下によるモータ２３の回転数の急激な落ち込みを避けることができる。

【0036】

工具制御回路６３は、バッテリパック４０の電圧値が３５Ｖを超えている場合、バッテリパック４０の電圧値が低下するにつれて３相ブリッジ回路６７を導通させるデューティ比を徐々に高め、モータ２３の回転数が20,700rpmで一定となるように定回転数制御を行う。具体的には、バッテリパック４０の電圧値が満充電に対応する４０Ｖのときはデューティ比を３９％とし、バッテリパック４０の電圧値が３５Ｖになったときにデューティ比が５０％になるように、バッテリパック４０の電圧値が低下するにつれてデューティ比を緩やかに高めていく。これにより、モータ２３の回転数が21,000-21,700rpm（第１共振周波数帯）の範囲にある状態が継続することを抑制できる。

【0037】

図７は、比較例の集塵機のミドルモードにおける、バッテリパック４０の出力端子における電圧値（電池電圧）に対する３相ブリッジ回路６７へのＰＷＭ信号のデューティ比とモータ２３の回転数の各関係の一例を示すグラフである。この比較例では、工具制御回路６３は、バッテリパック４０の電圧値に関わらず、ミドルモードにおいて、デューティ比５０％で３相ブリッジ回路６７を導通させる定デューティ制御を行う。このため、バッテリパック４０の電圧値が３５－４０Ｖの範囲の大部分において、モータ２３の回転数が21,000-21,700rpm（第１共振周波数帯）の範囲にある。また、バッテリパック４０の電圧値が３０Ｖを下回って低下する過程で、モータ２３の回転数が15,500-16,100rpm（第２共振周波数帯）の範囲に入る。したがって、モータ２３の回転数が21,000-21,700rpm（第１共振周波数帯）の範囲あるいは15,500-16,100rpm（第２共振周波数帯）の範囲にある状態が継続することになり、騒音値が高くなる。図６で説明したミドルモードにおける第１制御では、比較例における騒音値が高くなる問題を好適に解決できる。

【0038】

図８は、集塵機１のハイモードにおける、バッテリパック４０の出力端子における電圧値（電池電圧）に対する３相ブリッジ回路６７へのＰＷＭ信号のデューティ比とモータ２３の回転数の各関係の一例を示すグラフである。工具制御回路６３は、ハイモードにおいて第２制御を行う。工具制御回路６３は、第２制御では、バッテリパック４０の電圧値が３４Ｖを超えている場合、バッテリパック４０の電圧値が低下するにつれて３相ブリッジ回路６７を導通させるデューティ比を徐々に高め、モータ２３の回転数が26,000rpmで一定となるように定回転数制御を行う。具体的には、バッテリパック４０の電圧値が満充電に対応する４０Ｖのときはデューティ比を８０％とし、バッテリパック４０の電圧値が３４Ｖになったときにデューティ比が１００％になるように、バッテリパック４０の電圧値が低下するにつれてデューティ比を緩やかに高めていく。これにより、モータ２３の回転数が不要に高くなることを抑制して消費電力を抑えることができる。工具制御回路６３は、バッテリパック４０の電圧値が３４Ｖ以下の場合、デューティ比１００％（第３デューティ比の例示）で３相ブリッジ回路６７を導通させる定デューティ制御を行う。

【0039】

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。

【0040】

(1) 工具制御回路６３は、ミドルモードでは、バッテリパック４０の電圧値が３０－３５Ｖの場合に３相ブリッジ回路６７に印加するＰＷＭ信号のデューティ比を５０％とし、バッテリパック４０の電圧値が３０Ｖ未満になるとデューティ比を２５％に落とす。これにより、モータ２３の回転数が15,500-16,100rpm（第２共振周波数帯）の範囲にある状態が継続することを抑制し、騒音を低減することができる。

【0041】

(2) 工具制御回路６３は、ミドルモードでは、バッテリパック４０の電圧値が３５Ｖを超えている場合、バッテリパック４０の電圧値が低下するにつれて３相ブリッジ回路６７に印加するＰＷＭ信号のデューティ比を徐々に高め、モータ２３の回転数が20,700rpmで一定となるように定回転数制御を行う。これにより、モータ２３の回転数が21,000-21,700rpm（第１共振周波数帯）の範囲にある状態が継続することを抑制し、騒音を低減することができる。

【0042】

(3) 工具制御回路６３は、ハイモードではミドルモードと異なる制御を行い、具体的には、バッテリパック４０の電圧値が３４Ｖを超えている場合、バッテリパック４０の電圧値が低下するにつれて３相ブリッジ回路６７に印加するＰＷＭ信号のデューティー比を徐々に高め、バッテリパック４０の電圧値が３４Ｖ以下の場合、３相ブリッジ回路６７に印加するＰＷＭ信号のデューティー比を１００％とする。これにより、ミドルモードにおける騒音を低減しながらも、モータ２３の回転数が21,000-21,700rpm（第１共振周波数帯）及び15,500-16,100rpm（第２共振周波数帯）の範囲とならないハイモードにおいては、モータ２３の回転数を充分高くでき、使用者の作業性を向上できる。

【0043】

(4) バッテリパック４０及びバッテリ収容室５０がフィルタ開口よりも下側に延在するため、バッテリパック４０により集塵機１の重心が高くなること及び集塵機１のサイズが高さ方向に大きくなることを抑制でき、集塵機１の移動操作性の悪化を抑制できる。

【0044】

(5) バッテリパック４０及びバッテリ収容室５０がモータ２３の駆動軸の径方向においてフィルタ開口内部に位置するため、バッテリパック４０により集塵機１のサイズが前記径方向に大きくなることを抑制でき、集塵機１の移動操作性の悪化を抑制できる。

【0045】

(6) 端子保持板５６及び所定数の端子５７の組が、左右方向に並び、左右方向においてモータケーシング２９の両側に分かれて配置され、前後方向においてモータケーシング２９と少なくとも部分的に重なるように配置されるため、端子保持板５６及び所定数の端子５７の組が前後方向においてモータケーシング２９と重ならない場合と比較して、集塵機１の前後方向のサイズアップを抑制でき、また左右のバッテリパック４０の左右方向の距離が広がりラッチ操作部４２への指入れがしやすい。

【0046】

(7) 集塵機１は、電源として２つのッテリパック４０を装着可能なため、装着可能なバッテリパックが１つのみである場合と比較して、装着するバッテリパックの容量が同じであれば、長時間（約２倍の時間）の作業が可能となる。ここで、１つのバッテリパックで大容量を確保する場合、内蔵する二次電池セルの数を増やすことになるが、そうするとバッテリパックが大型かつ高重量となって使い勝手が悪くなる。これに対し集塵機１では、２つのバッテリパックを用いることで、電動工具等に使用されるバッテリパックをそのまま用いても長時間の作業が可能となる。

【0047】

図９は、集塵機１の固有の共振周波数が図５及び図６の例と異なる場合のミドルモードにおける、バッテリパック４０の出力端子における電圧値（電池電圧）に対する３相ブリッジ回路６７へのＰＷＭ信号のデューティ比とモータ２３の回転数の各関係の一例を示すグラフである。図９の例では、集塵機１の共振周波数帯は、18,000-18,700rpm（第３共振周波数帯）である。工具制御回路６３は、バッテリパック４０の電圧値が３３－４０Ｖの場合、デューティ比５０％で３相ブリッジ回路６７を導通させる定デューティ制御を行う。工具制御回路６３は、バッテリパック４０の電圧値が３３Ｖ未満の場合、デューティ比２５％で３相ブリッジ回路６７を導通させる定デューティ制御を行う。すなわち、工具制御回路６３は、バッテリパック４０の電圧値が３３Ｖを下回るとデューティ比を５０％から２５％まで低下させる。これにより、モータ２３の回転数が18,000-18,700rpm（第３共振周波数帯）の範囲にある状態が継続することを抑制できる。

【0048】

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。

【0049】

実施の形態で示したバッテリパック４０の電圧値、モータ２３の回転数、集塵機１の固有の共振周波数、３相ブリッジ回路６７に印加するＰＷＭ信号のデューティ比などの具体的数値は一例であり、何ら限定されるものではない。工具制御回路６３は、ハイモードにおいて、バッテリパック４０の電圧値に関わらず常にデューティ比を１００％（最大）としてもよい。本発明の電動作業機は、集塵機以外の他の種類のものであってもよい。

【符号の説明】

【0050】

１ 集塵機（電動作業機）、
１０ タンク部、１１ 吸込口（ホース取付口）、１３ 塵埃収容室、１４ フィルタ内空間、１５ フィルタ装置、１６ 弾性体、１７ フィルタ、
２０ ヘッド部（本体）、２１ ヘッドハウジング、２３ モータ（ブラシレスモータ）、２４ モータ冷却用ファン、２５ 集塵ファン、２６ スイッチング素子基板、２７ ハンドル、２８ ファンカバー、２９ モータケーシング、
３０ 操作パネル、３１ メイン電源スイッチ、３２ 強弱切替スイッチ（タクタイルスイッチ）、３３ 起動／待機スイッチ、３４ 電池残量表示スイッチ、３５ 電池残量表示部、
４０ バッテリパック、４１ レール部、４２ ラッチ操作部、
５０ バッテリ収容室、５１ 壁部、５２ 蓋体、５３ フック、５５ レール受け部、５６ 端子保持板、５７ 端子、６３ 工具制御回路、６５ ドライバ回路、６６ 電池切替スイッチ、６７ ３相ブリッジ回路、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】