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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】
(24)【登録日】2023-10-12
(45)【発行日】2023-10-20
(54)【発明の名称】電動工具
(51)【国際特許分類】
H02P 21/26 20160101AFI20231013BHJP
B25F 5/00 20060101ALI20231013BHJP
【ＦＩ】
H02P21/26
B25F5/00 C
B25F5/00 G
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019159081
(22)【出願日】2019-08-30
(65)【公開番号】P2021040381
(43)【公開日】2021-03-11
【審査請求日】2022-04-11
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002527
【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】百枝 幸太郎
【審査官】島倉 理
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－０２３２１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０５０１５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－３１２２９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５２６５３９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｐ ２１／２６
Ｂ２５Ｆ ５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電動工具であって、永久磁石及びコイルを有するモータと、
使用者からの操作を受け付ける操作部と、
前記操作部への操作に基づき、前記モータの駆動制御を行う制御部と、
前記モータの動力を出力軸に伝達する伝達機構と、
前記電動工具の動作モードを第１モードと第２モードとに切り替える切替機構と、
を備え、
前記第１モードでは、前記出力軸の出力トルクが単位量変化した場合の前記出力軸の回転速度の変化量が、前記第２モードよりも小さく、
前記制御部は、前記第１モードにおいて、前記永久磁石の磁束を弱める磁束を前記コイルに発生させるための弱め磁束電流を前記コイルに流させる弱め磁束制御を行う機能を有し、
前記制御部は、
第１回転速度と第２回転速度との差が閾値以下となる場合に、前記第１モードと前記第２モードとの切り替えを行い、
前記第１回転速度は、前記電動工具が前記第１モードで動作する場合における、前記出力トルクの現在値に対応する前記出力軸の回転速度であり、
前記第２回転速度は、前記電動工具が前記第２モードで動作する場合における、前記出力トルクの前記現在値に対応する前記出力軸の回転速度である、
電動工具。
【請求項2】
前記モータ又は前記出力軸にかかる負荷トルクを測定する負荷トルク測定部を、更に備え、前記切替機構は、前記モータの回転速度に対する前記出力軸の回転速度の比である減速比を切り替えることで、前記第１モードと前記第２モードとを切り替え、
前記制御部は、前記負荷トルク測定部の測定結果に基づいて、前記切替機構により前記減速比を変更する、
請求項１に記載の電動工具。
【請求項3】
前記モータは、前記コイルと前記永久磁石との間の磁束が可変な可変界磁モータであり、前記切替機構は、前記コイルと前記永久磁石との間の前記磁束を変化させることで、前記第１モードと前記第２モードとを切り替える、
請求項１に記載の電動工具。
【請求項4】
前記制御部は、前記切替機構により前記動作モードが前記第２モードから前記第１モードへ切り替えられた後の前記第１モードでの動作時に、前記弱め磁束制御を行う、請求項１～３のいずれか１項に記載の電動工具。
【請求項5】
前記制御部は、前記切替機構により前記動作モードが前記第１モードから前記第２モードへ切り替えられる前の前記第１モードでの動作時に、前記弱め磁束制御を行う、請求項１～４のいずれか１項に記載の電動工具。
【請求項6】
前記制御部は、前記切替機構により前記動作モードが前記第２モードから前記第１モードへ切り替えられた後の前記第１モードでの動作時及び前記第１モードから前記第２モードへ切り替えられる前の前記第１モードでの動作時に、前記弱め磁束制御を行う、請求項１～３のいずれか１項に記載の電動工具。
【請求項7】
前記制御部は、前記弱め磁束制御において、前記出力軸の前記出力トルクに応じて、前記弱め磁束電流の大きさを変更する、請求項１～６のいずれか１項に記載の電動工具。
【請求項8】
前記使用者からの操作を受けて、前記弱め磁束制御を行う機能の有効と無効とを切り替える切替スイッチを更に備える、
請求項１～７のいずれか１項に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は一般に電動工具に関し、より詳細には、永久磁石及びコイルを有するモータを備える電動工具に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、電動工具が開示されている。この電動工具は、電池パックからの駆動電力の供給に基づいて駆動するモータと、モータの回転動力を減速して出力する動力伝達部と、モータを含み電動工具の統括的な制御を行う制御部とを有している。
【0003】
動力伝達部は、モータの回転動力を減速して出力軸に伝達する。動力伝達部は、２つの減速ギア（Ｈギア、Ｌギア）を備え、切替部材としてのリングギアを出力軸の軸方向に移動させていずれかの減速ギアと係合させることで、減速比が２段階に変速可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１４－０５４７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、工具による作業の効率化を図ることが可能な電動工具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】
本開示の一態様に係る電動工具は、モータと、操作部と、制御部と、伝達機構と、切替機構と、を備える。前記モータは、永久磁石及びコイルを有する。前記操作部は、使用者からの操作を受け付ける。前記制御部は、前記操作部への操作に基づき、前記モータの駆動制御を行う。前記伝達機構は、前記モータの動力を出力軸に伝達する。前記切替機構は、前記電動工具の動作モードを第１モードと第２モードとに切り替える。前記第１モードは、前記出力軸の出力トルクが単位量だけ変化した場合の前記出力軸の回転速度の変化量が、前記第２モードよりも小さい。前記制御部は、前記第１モードにおいて、弱め磁束制御を行う機能を有する。前記弱め磁束制御において、前記制御部は、前記永久磁石の磁束を弱める磁束を前記コイルに発生させるための弱め磁束電流を前記コイルに流させる。前記制御部は、第１回転速度と第２回転速度との差が閾値以下となる場合に、前記第１モードと前記第２モードとの切り替えを行う。前記第１回転速度は、前記電動工具が前記第１モードで動作する場合における、前記出力トルクの現在値に対応する前記出力軸の回転速度である。前記第２回転速度は、前記電動工具が前記第２モードで動作する場合における、前記出力トルクの前記現在値に対応する前記出力軸の回転速度である。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、工具による作業の効率化を図ることが可能となる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施形態に係る電動工具１００について、図面を用いて説明する。
【0010】
（１）概要
図１は、一実施形態の電動工具１００の概略構成のブロック図を示す。本実施形態の電動工具１００は、モータ１と、制御部３と、伝達機構４と、出力軸５と、操作部７０と、切替機構９と、を備える。
図１は、一実施形態の電動工具１００の概略構成のブロック図を示す。本実施形態の電動工具１００は、モータ１と、制御部３と、伝達機構４と、出力軸５と、操作部７０と、切替機構９と、を備える。
【0011】
モータ１は、例えばブラシレスモータである。本実施形態のモータ１は、同期電動機であり、より詳細には永久磁石同期電動機（PMSM（Permanent Magnet Synchronous Motor））である。図２に示すように、モータ１は、永久磁石２３１を有する回転子２３と、コイル２４１を有する固定子２４と、を備えている。回転子２３は、回転軸２６（図１参照）を備えている。回転子２３は、コイル２４１と永久磁石２３１との電磁的相互作用により、固定子２４に対して回転する。
【0012】
出力軸５は、モータ１の動力により回転する部分である。出力軸５には、例えばチャック５０を介して、先端工具が取り付けられる。
【0013】
伝達機構４は、モータ１の回転軸２６と出力軸５との間に配される。伝達機構４は、モータ１の動力を出力軸５に伝達する。
【0014】
切替機構９は、電動工具１００の動作モードを、第１モードと第２モードとに切り替える。第１モードは、出力軸５の出力トルクが変化した場合の出力軸５の回転速度の変化量が、相対的に小さい。第２モードは、出力軸５の出力トルクが変化した場合の出力軸５の回転速度の変化量が、相対的に大きい。
【0015】
より詳細には、切替機構９は、変速機構部９０を備えている。変速機構部９０は、伝達機構４に備えられており、モータ１と出力軸５との間に配されている。変速機構部９０は、モータ１の回転軸２６の回転速度を減速したうえで、回転軸２６の回転を出力軸５に伝達する。変速機構部９０は、回転軸２６の回転速度に対する出力軸５の回転速度の比である減速比（変速比）を、切り替え可能に構成されている。電動工具１００では、変速機構部９０による減速比の切り替えに応じて、出力軸５の出力トルクも変化する。
【0016】
図７に、変速機構部９０によって減速比が切り替えられる場合の、出力軸５の出力トルクＴと出力軸５の回転速度（回転数）Ｎとの間の特性（以下、「ＴＮ特性」ともいう）の一例を示す。図７において、線Ｌ１０は、モータ１の回転速度と出力軸５の回転速度との差が相対的に大きい状態（減速比が大きい状態；いわゆる「低速ギア」が用いられている状態）での、ＴＮ特性を示す。また、線Ｌ２０は、モータ１の回転速度と出力軸５の回転速度との差が相対的に小さい状態（減速比が小さい状態；いわゆる「高速ギア」が用いられている状態）での、ＴＮ特性を示す。図７に示す例では、出力軸５の出力トルクが閾値Ｔｈとなる場合に、減速比の切り替えが行われている。
【0017】
本実施形態の電動工具１００では、変速機構部９０による減速比の切り替えが、動作モードの切り替えに対応する。すなわち、電動工具１００では、変速機構部９０により減速比が切り替えられると、動作モードが第１モードと第２モードとで切り替わる。具体的には、減速比が大きい状態（図７のＬ１０参照）が、電動工具１００の第１モードに相当し、減速比が小さい状態（図７のＬ２０参照）が、電動工具１００の第２モードに相当する。すなわち、第１モードは、出力軸５の回転速度が相対的に低速な動作モードであり、第２モードは、出力軸５の回転速度が相対的に高速な動作モードである。図７に示すように、第１モードでは、出力軸５の出力トルクＴが単位量だけ変化した場合の出力軸５の回転速度Ｎの変化量が、第２モードよりも小さい。
【0018】
操作部７０は、使用者からの操作を受け付ける。
【0019】
制御部３は、操作部７０への操作に基づき、ベクトル制御により、モータ１の駆動制御を行う。
【0020】
制御部３は、第１モード（減速比が大きい状態）において、弱め磁束制御を行う機能を有する。弱め磁束制御では、制御部３は、永久磁石２３１の磁束を弱める磁束をコイル２４１に発生させるための弱め磁束電流を、コイル２４１に流させる。
【0021】
永久磁石同期電動機のようなモータ１を駆動すると、モータ１には、回転速度に比例した誘起電圧が発生する。この誘起電圧が電源の電圧と等しくなると、モータ１にそれ以上の電流が流せなくなるため、回転速度を上げることができなくなる。弱め磁束制御では、弱め磁束電流をコイル２４１に流させることで、モータ１で発生する誘起電圧を抑えることができ、モータ１の回転速度を上げることが可能となる。これにより、本実施形態の電動工具１００では、第１モードにおいてモータ１の回転速度（回転軸２６の回転速度）を増加させることで、出力軸５の回転速度を増加させることが可能となる。これにより、工具による作業の効率化を図ることが可能となる。
【0022】
（２）詳細
以下、本実施形態の電動工具１００について、図面を参照して更に詳細に説明する。
以下、本実施形態の電動工具１００について、図面を参照して更に詳細に説明する。
【0023】
図１、図２に示すように、本実施形態の電動工具１００は、モータ１と、インバータ回路部２と、制御部３と、伝達機構４と、出力軸５と、負荷トルク測定部６と、入出力部７と、直流電源８と、切替機構９と、電流測定部１１０と、を備える。
【0024】
上述のように、モータ１は、ここでは同期電動機である。図２に示すように、モータ１は、永久磁石２３１を有する回転子２３と、コイル２４１を有する固定子２４と、を備えている。
【0025】
直流電源８は、モータ１の駆動に用いられる電源である。直流電源８は、本実施形態では、二次電池を有している。直流電源８は、いわゆる電池パックである。直流電源８は、インバータ回路部２及び制御部３の電源としても利用される。
【0026】
インバータ回路部２は、モータ１を駆動するための回路である。インバータ回路部２は、直流電源８からの電圧Ｖｄｃを、モータ１用の駆動電圧Ｖａに変換する。本実施形態では、駆動電圧Ｖａは、Ｕ相電圧、Ｖ相電圧及びＷ相電圧を含む三相交流電圧である。以下では、必要に応じて、Ｕ相電圧をｖｕ、Ｖ相電圧をｖｖ、Ｗ相電圧をｖｗで表す。また、各電圧ｖｕ，ｖｖ，ｖｗは、正弦波電圧である。
【0027】
インバータ回路部２は、ＰＷＭインバータとＰＷＭ変換器とを利用して実現できる。ＰＷＭ変換器は、駆動電圧Ｖａ（Ｕ相電圧ｖｕ、Ｖ相電圧ｖｖ、Ｗ相電圧ｖｗ）の目標値（電圧指令値）ｖｕ
＊，ｖｖ
＊，ｖｗ
＊に従って、パルス幅変調されたＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭインバータは、このＰＷＭ信号に応じた駆動電圧Ｖａ（ｖｕ，ｖｖ，ｖｗ）をモータ１に与えてモータ１を駆動する。より具体的には、ＰＷＭインバータは、三相分のハーフブリッジ回路とドライバとを備える。ＰＷＭインバータでは、ドライバがＰＷＭ信号に従って各ハーフブリッジ回路におけるスイッチング素子をオン／オフすることにより、電圧指令値ｖｕ
＊，ｖｖ
＊，ｖｗ
＊に従った駆動電圧Ｖａ（ｖｕ，ｖｖ，ｖｗ）がモータ１に与えられる。これによって、モータ１には、駆動電圧Ｖａ（ｖｕ，ｖｖ，ｖｗ）に応じた駆動電流が供給される。駆動電流は、Ｕ相電流ｉｕ、Ｖ相電流ｉｖ、及びＷ相電流ｉｗを含む。より詳細には、Ｕ相電流ｉｕ、Ｖ相電流ｉｖ、及びＷ相電流ｉｗは、モータ１の固定子２４における、Ｕ相の電機子巻線の電流、Ｖ相の電機子巻線の電流、及びＷ相の電機子巻線の電流である。
【0028】
電流測定部１１０は、２つの相電流センサ１１を備える。２つの相電流センサ１１は、ここでは、インバータ回路部２からモータ１に供給される駆動電流のうちＵ相電流ｉｕ及びＶ相電流ｉｖを測定する。なお、Ｗ相電流ｉｗは、Ｕ相電流ｉｕ及びＶ相電流ｉｖから求めることができる。なお、電流測定部１１０は、相電流センサ１１の代わりに、シャント抵抗等を利用した電流検出器を備えていてもよい。
【0029】
伝達機構４は、モータ１と出力軸５との間に配されている。伝達機構４は、モータ１の動力を出力軸５に伝達する。
【0030】
上述のように、本実施形態の電動工具１００では、伝達機構４は、変速機構部９０を備えている。出力軸５は、変速機構部９０を介して、モータ１の回転軸２６（回転子２３）に連結されている。出力軸５には、チャック５０が結合されている。チャック５０には、ドリルビット、ドライバビット等の先端工具が着脱自在に取り付けられる。これにより、伝達機構４は、モータ１の動力を先端工具に伝達して先端工具を駆動する。
【0031】
変速機構部９０は、モータ１の回転軸２６の回転速度を減速したうえで、回転軸２６の回転を出力軸５に伝達する。変速機構部９０は、回転軸２６の回転速度に対する出力軸５の回転速度の比である減速比を、切り替え可能に構成されている。変速機構部９０の減速比は、制御部３が変速切替部９１を制御することによって、切り替えられる。
【0032】
【0033】
【0034】
リングギア９０２は、円環状である。リングギア９０２は、リングギア９０２の軸方向とギアケース９０１の軸方向とが一致するように、ギアケース９０１内に収容されている。リングギア９０２は、ギアケース９０１内において、図３に二点鎖線で示す第１位置（モータ１から離れた位置）と、図３に破線で示す第２位置（モータ１に近い位置）と、の間で、軸方向（図３の左右方向）に移動可能となっている。リングギア９０２は、２つの減速ギアの外歯と噛み合う内歯を有している。
【0035】
２つの減速ギアは、ギアケース９０１内に収容されている。２つの減速ギアは、ギアケース内において、リングギア９０２の軸方向（図３の左右方向）に並んで配置されている。２つの減速ギアの各々は、例えば、太陽ギアと複数の遊星ギアとを含む遊星歯車機構を備えている。２つの減速ギアは、リングギア９０２の軸方向の移動に応じて、択一的にリングギア９０２と噛み合うように配置されている。２つの減速ギアのうちのＬギアは、リングギア９０２が第１位置（図３に二点鎖線で示す位置）にある場合に、リングギア９０２と噛み合う。また、２つの減速ギアのうちのＨギアは、リングギア９０２が第２位置（図３に破線で示す位置）にある場合に、リングギア９０２と噛み合う。
【0036】
２つの減速ギアは、リングギア９０２と噛み合った場合の減速比が、互いに異なっている。そのため、リングギア９０２を軸方向に移動させて、リングギア９０２の内歯をいずれか一方の減速ギアの外歯と噛み合わせることで、減速比が２段階に切り替え可能となっている。
【0037】
変速切替部９１は、制御部３（後述の変速制御部３２）の制御下で、変速機構部９０の減速比を切り替える。変速切替部９１は、リングギア９０２を移動させることで、変速機構部９０の減速比を切替える。図３、図４に示すように、変速切替部９１は、カム部材９１１と、支持部材９１２と、変速用アクチュエータ９１３と、を備えている。
【0038】
カム部材９１１は、断面円弧状（図３、図４の上側が欠けた半円筒状）である。カム部材９１１は、ギアケース９０１の外側において、ギアケース９０１と同心状に配置されている。カム部材９１１の側面（図３の前側及び後側の側面、図４の左右の側面）には、一対のカム孔９１１１が形成されている。カム孔９１１１は、カム部材９１１の軸方向及び周方向に対して傾斜する方向に延びる作動孔部と、作動孔部の両端部に作動孔部と連続して形成されカム部材９１１の周方向に沿って延びる一対の保持孔部と、を有している。カム部材９１１は、カム部材９１１の一対のカム孔９１１１とギアケース９０１の一対の長孔９０１１とが対向するように、ギアケース９０１の外側に配置されている。
【0039】
図４に示すように、リングギア９０２の外周面には、その周方向に沿って延びる円環状の溝が形成されており、この溝に、金属線材からなる支持部材９１２が配置されている。支持部材９１２は、リングギア９０２の溝の底部に沿う半円弧状の支持部９１２１と、支持部９１２１の両端から支持部９１２１の径方向外側へ直線状に延びる一対の突出部９１２２と、を有している。一対の突出部９１２２の各々は、ギアケース９０１の長孔９０１１及びカム部材９１１のカム孔９１１１に、通されている（図３、図４参照）。
【0040】
変速用アクチュエータ９１３は、モータ（サブモータ）とギア９１３１とを備えている。変速用アクチュエータ９１３において、ギア９１３１は、モータの回転軸に結合されている。変速用アクチュエータ９１３の動作（モータの動作）は、制御部３（変速制御部３２）によって制御される。
【0041】
カム部材９１１の下端には、変速用アクチュエータ９１３のギア９１３１に噛み合う歯部９１１２が設けられている。変速用アクチュエータ９１３のモータが正転又は逆転すると、ギア９１３１の回転に応じて、カム部材９１１がその軸周りで（図４の時計回り又は反時計回りに）回転する。カム部材９１１が回転すると、その回転に応じて、支持部材９１２の突出部９１２２が長孔９０１１及びカム孔９１１１内を移動する。突出部９１２２がカム孔９１１１の作動孔部内を移動することで、リングギア９０２が、第１位置と第２位置との間でリングギア９０２の軸方向（図３の左右方向）に沿って移動する。
【0042】
上述のように、本実施形態の電動工具１００では、リングギア９０２は、第１位置（モータ１から離れた位置）において、Ｌギアと噛み合う。リングギア９０２がＬギアと噛み合う場合、変速機構部９０の減速比は相対的に大きくなり（出力軸５の回転速度が相対的に低速となり）、電動工具１００の動作モードは第１モードとなる。また、リングギア９０２は、第２位置（モータ１に近い位置）において、Ｈギアと噛み合う。リングギア９０２がＨギアと噛み合う場合、変速機構部９０の減速比は相対的に小さくなり（出力軸５の回転速度が相対的に高速となり）、電動工具１００の動作モードは第２モードとなる。
【0043】
すなわち、本実施形態の電動工具１００では、変速機構部９０及び変速切替部９１が、電動工具１００の動作モードを第１モードと第２モードとに切り替える切替機構９を構成する。
【0044】
なお、変速機構部９０及び変速切替部９１の構造は上述の構造に限られず、周知の機構を採用できる。
【0045】
負荷トルク測定部６は、出力軸５にかかる負荷トルクを測定する。ここでは、負荷トルク測定部６は、磁歪式歪センサを備える。磁歪式歪センサは、出力軸５にトルクが加わることにより発生する歪みに応じた透磁率の変化を、例えば電動工具１００のハウジング（非回転部分）に設置したコイルで検出し、歪みに比例した電圧信号を制御部３へ出力する。
【0046】
入出力部７は、ユーザインタフェースである。入出力部７は、電動工具１００の動作に関する表示、電動工具１００の動作の設定、及び、電動工具１００の操作に利用される装置（例えば、表示器、入力器、操作部７０）を備える。本実施形態では、入出力部７は、モータ１の速度の目標値ω１
＊を設定する機能を有している。
【0047】
本実施形態では、入出力部７は、ユーザからの操作を受け付ける操作部７０を備える。操作部７０は、ここではトリガボリューム（トリガスイッチ）である。トリガボリュームは、押しボタンスイッチの一種である。トリガボリュームは、操作量（押し込み量）に応じて操作信号が変化する多段階スイッチ又は無段階スイッチ（可変抵抗器）である。入出力部７は、トリガボリュームからの操作信号に応じて目標値ω１
＊を決定し、制御部３（後述のモータ制御部３１）に与える。
【0048】
制御部３は、例えば、１以上のプロセッサ（一例としてはマイクロプロセッサ）と１以上のメモリとを含むコンピュータシステムにより実現され得る。つまり、１以上のプロセッサが１以上のメモリに記憶された１以上のプログラムを実行することで、制御部３として機能する。１以上のプログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【0049】
制御部３は、モータ制御部３１と、変速制御部３２と、を備える。なお、モータ制御部３１及び変速制御部３２は、必ずしも実体のある構成を示しているわけではなく、制御部３によって実現される機能を示している。
【0050】
変速制御部３２は、負荷トルク測定部６の測定結果に基づいて、変速切替部９１の動作を制御する。すなわち、制御部３の変速制御部３２は、負荷トルク測定部６の測定結果に基づいて、切替機構９により減速比を変更する。
【0051】
変速制御部３２は、第１モードにおいて、負荷トルク測定部６で測定された負荷トルクが所定の第１閾値Ｔｈ１（図６参照）よりも小さくなると、変速切替部９１のモータを制御して、リングギア９０２がＬギアと噛み合った状態からＨギアと噛み合った状態へと変更させる。これにより、電動工具１００の動作モードは、第１モードから第２モードへと変更される。
【0052】
また、変速制御部３２は、第２モードにおいて、負荷トルク測定部６で測定された負荷トルクが所定の第２閾値Ｔｈ２（図６参照）よりも大きくなると、変速切替部９１のモータを制御して、リングギア９０２がＨギアと噛み合った状態からＬギアと噛み合った状態へと変更させる。これにより、電動工具１００の動作モードは、第２モードから第１モードへと変更される。
【0053】
本実施形態の電動工具１００では、第１閾値Ｔｈ１と第２閾値Ｔｈ２とは等しい。ただし、これに限らず、第１閾値Ｔｈ１と第２閾値Ｔｈ２とは互いに異なっていてもよい。
【0054】
本実施形態の電動工具１００では、第１閾値Ｔｈ１及び第２閾値Ｔｈ２（以下、簡単のため「第１閾値Ｔｈ１」で代表する）は、減速比が切り替えられた場合に出力軸５の回転速度が急激に変化しないように、定められている。具体的には、電動工具１００では、第１回転速度と第２回転速度との差が所定範囲内の値となるように、第１閾値Ｔｈ１が定められている。第１回転速度は、電動工具１００が第１モードで動作する場合における、出力軸５の出力トルクが第１閾値Ｔｈ１である場合の出力軸５の回転速度である。第２回転速度は、電動工具１００が第２モードで動作する場合における、出力軸５の出力トルクが第１閾値Ｔｈ１である場合の出力軸５の回転速度である。すなわち、出力軸５の出力トルクが第１閾値Ｔｈ１（或いは第２閾値Ｔｈ２）である場合に減速比が切り替わることで、出力軸５の回転速度は、第１回転速度から第２回転速度へ（或いは第２回転速度から第１回転速度へ）と変化する。そのため、第１回転速度と第２回転速度との差が所定範囲内の値となるように第１閾値Ｔｈ１を設定することで、出力軸５の回転速度が急激に変化するのを抑制することが可能となる。
【0055】
要するに、制御部３は、出力軸５の出力トルクの現在値が、第１回転速度と第２回転速度との差が閾値以下となる値の場合に（のみ）、第１モードと第２モードとの切り替えを行う。第１回転速度は、電動工具１００が第１モードで動作する場合における、出力トルクの現在値に対応する出力軸５の回転速度である。第２回転速度は、電動工具１００が第２モードで動作する場合における、出力トルクの現在値に対応する出力軸５の回転速度である。
【0056】
モータ制御部３１は、インバータ回路部２からモータ１に供給される駆動電圧Ｖａを制御することで、モータ１の動作を制御する。モータ制御部３１は、入出力部７から与えられるモータ１の速度の目標値ω１
＊に基づいて、モータ１の速度の指令値ω２
＊を求める。また、モータ制御部３１は、モータ１の速度が指令値ω２
＊に一致するように、駆動電圧Ｖａの目標値（電圧指令値）ｖｕ
＊，ｖｖ
＊，ｖｗ
＊を決定してインバータ回路部２に与える。
【0057】
以下、モータ制御部３１について更に詳細に説明する。モータ制御部３１は、ベクトル制御を利用して、モータ１の制御を行う。ベクトル制御は、モータ電流を、トルク（回転力）を発生する電流成分（ｑ軸電流）と磁束を発生する電流成分（ｄ軸電流）とに分解し、それぞれの電流成分を独立に制御するモータ制御方式の一種である。
【0058】
図５は、ベクトル制御におけるモータ１の解析モデル図である。図５には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子巻線固定軸が示されている。ベクトル制御では、モータ１の回転子２３に設けられた永久磁石２３１が作る磁束の回転速度と同じ速度で回転する回転座標系が考慮される。回転座標系において、永久磁石２３１が作る磁束の方向をｄ軸にとり、ｄ軸に対応する制御上の回転軸をγ軸とする。また、ｄ軸から電気角で９０度進んだ位相にｑ軸をとり、γ軸から電気角で９０度進んだ位相にδ軸をとる。実軸に対応する回転座標系はｄ軸とｑ軸を座標軸に選んだ座標系であり、その座標軸をｄｑ軸と呼ぶ。制御上の回転座標系はγ軸とδ軸を座標軸に選んだ座標系であり、その座標軸をγδ軸と呼ぶ。
【0059】
ｄｑ軸は回転しており、その回転速度をωで表す。γδ軸も回転しており、その回転速度をωｅで表す。また、ｄｑ軸において、Ｕ相の電機子巻線固定軸から見たｄ軸の角度（位相）をθで表す。同様に、γδ軸において、Ｕ相の電機子巻線固定軸から見たγ軸の角度（位相）をθｅで表す。θ及びθｅにて表される角度は、電気角における角度であり、それらは一般的に回転子位置又は磁極位置とも呼ばれる。ω及びωｅにて表される回転速度は、電気角における角速度である。以下、必要に応じて、θ又はθｅを、回転子位置と呼び、ω又はωｅを単に速度と呼ぶことがある。速度ω及び回転子位置θは、例えば、光電式エンコーダ又は磁気式エンコーダを用いてモータ１の回転角を測定するモータ回転測定部２５（図１参照）の測定結果に基づいて、求めることができる。
【0060】
モータ制御部３１は、基本的に、θとθｅとが一致するようにベクトル制御を行う。θとθｅとが一致しているとき、ｄ軸及びｑ軸は夫々γ軸及びδ軸と一致することになる。なお、以下の説明では、必要に応じて、駆動電圧Ｖａのγ軸成分及びδ軸成分を、それぞれγ軸電圧ｖγ及びδ軸電圧ｖδで表し、駆動電流のγ軸成分及びδ軸成分を、それぞれγ軸電流ｉγ及びδ軸電流ｉδで表す。
【0061】
また、γ軸電圧ｖγ及びδ軸電圧ｖδの目標値を表す電圧指令値を、それぞれγ軸電圧指令値ｖγ
＊及びδ軸電圧指令値ｖδ
＊により表す。γ軸電流ｉγ及びδ軸電流ｉδの目標値を表す電流指令値を、それぞれγ軸電流指令値ｉγ
＊及びδ軸電流指令値ｉδ
＊により表す。
【0062】
モータ制御部３１は、γ軸電圧ｖγ及びδ軸電圧ｖδの値がそれぞれγ軸電圧指令値ｖγ
＊及びδ軸電圧指令値ｖδ
＊に追従しかつγ軸電流ｉγ及びδ軸電流ｉδの値がそれぞれγ軸電流指令値ｉγ
＊及びδ軸電流指令値ｉδ
＊に追従するようにベクトル制御を行う。
【0063】
モータ制御部３１は、所定の更新周期にて自身が算出（又は検出）して出力する指令値（ｉγ
＊、ｉδ
＊、ｖγ
＊、ｖδ
＊、ｖｕ
＊、ｖｖ
＊及びｖｗ
＊）、状態量（ｉｕ、ｉｖ、ｉγ、ｉδ、θｅ及びωｅ）を、更新する。
【0064】
モータ制御部３１の制御は、通常制御と、弱め磁束制御と、を含む。
【0065】
モータ制御部３１は、通常制御では、インバータ回路部２からコイル２４１にｄ軸電流を流させない。一方、モータ制御部３１は、弱め磁束制御では、インバータ回路部２からモータ１のコイル２４１にｄ軸電流を流させる。弱め磁束制御において、インバータ回路部２からコイル２４１に流させるｄ軸電流の向きは、永久磁石２３１の磁束を弱める磁束（永久磁石２３１の磁束を打ち消す向きの磁束）をコイル２４１に発生させる向きである。そのため、本開示では、弱め磁束制御においてインバータ回路部２からコイル２４１に供給されるｄ軸電流を、「弱め磁束電流」ともいう。
【0066】
モータ制御部３１は、所定の切替条件が満たされる場合に、コイル２４１に弱め磁束電流を流す。すなわち、切替条件が満たされる場合に、モータ制御部３１の制御は弱め磁束制御となる。切替条件は、第１モードにおいて、モータ１が高速域で動作していることを含む。また、切替条件は、ｑ軸電流の値が所定の閾値以下であることを含む。
【0067】
本実施形態の電動工具１００では、「モータ１が高速域で動作している」とは、「モータ１の速度ωが閾値速度以上であること」を含む。なお、「モータ１が高速域で動作している」とは、「モータ１の速度ωが閾値速度以上であること」に代えて或いは加えて、「ＰＷＭ制御のデューティがデューティ閾値以上であること」を含んでもよい。ＰＷＭ制御のデューティは、ＰＷＭ信号の一周期中のオン期間を一周期の長さで割った値である。
【0068】
モータ制御部３１は、図２に示すように、座標変換器１２と、減算器１３と、減算器１４と、電流制御部１５と、磁束制御部１６と、速度制御部１７と、座標変換器１８と、減算器１９と、位置・速度推定部２０と、脱調検出部２１と、指令値生成部２２と、を備える。なお、座標変換器１２、減算器１３，１４，１９、電流制御部１５、磁束制御部１６、速度制御部１７、座標変換器１８、位置・速度推定部２０、脱調検出部２１、及び指令値生成部２２は、モータ制御部３１によって実現される機能を示している。よって、モータ制御部３１の各要素は、モータ制御部３１内で生成された各値を自由に利用可能となっている。
【0069】
指令値生成部２２は、モータ１の速度の指令値ω２
＊を生成する。指令値生成部２２は、入出力部７から受け取った目標値ω１
＊に基づいて、指令値ω２
＊を求める。
【0070】
座標変換器１２は、回転子位置θｅに基づいてＵ相電流ｉｕ及びＶ相電流ｉｖをγδ軸上に座標変換することにより、γ軸電流ｉγ及びδ軸電流ｉδを算出して出力する。ここで、γ軸電流ｉγは、ｄ軸電流に対応し、励磁的な電流であり、トルクには殆ど寄与しない電流である。δ軸電流ｉδは、ｑ軸電流に対応し、トルクに大きく寄与する電流である。回転子位置θｅは、位置・速度推定部２０にて算出される。
【0071】
減算器１９は、速度ωｅと指令値ω２
＊とを参照し、両者間の速度偏差（ω２
＊－ωｅ）を算出する。速度ωｅは、位置・速度推定部２０にて算出される。
【0072】
速度制御部１７は、比例積分制御などを用いることによって、速度偏差（ω２
＊－ωｅ）がゼロに収束するようにδ軸電流指令値ｉδ
＊を算出して出力する。
【0073】
磁束制御部１６は、γ軸電流指令値ｉγ
＊を決定して減算器１３に出力する。γ軸電流指令値ｉγ
＊は、制御部３にて実行されるベクトル制御の種類、モータ１の速度ω等に応じて、様々な値をとりうる。
【0074】
モータ制御部３１の制御が通常制御の場合、磁束制御部１６で生成されるγ軸電流指令値ｉγ
＊は、ｄ軸電流を０にする（ｄ軸電流を流させない）ための指令値となる。モータ制御部３１の制御が弱め磁束制御の場合、磁束制御部１６は、例えばデータテーブルを参照して、γ軸電流指令値ｉγ
＊を決定（調整）する。データテーブルでは、例えば、速度ωｅとδ軸電流指令値ｉδ
＊とに対して、γ軸電流指令値ｉγ
＊が対応付けられている。そのため、制御部３のモータ制御部３１では、弱め磁束制御において、ｑ軸電流（トルクを発生する電流成分）及びモータ１の速度に応じて、弱め磁束電流（ｄ軸電流）の大きさが変更される。
【0075】
減算器１３は、磁束制御部１６から出力されるγ軸電流指令値ｉγ
＊より座標変換器１２から出力されるγ軸電流ｉγを減算し、電流誤差（ｉγ
＊－ｉγ）を算出する。減算器１４は、速度制御部１７から出力される値ｉδ
＊より座標変換器１２から出力されるδ軸電流ｉδを減算し、電流誤差（ｉδ
＊－ｉδ）を算出する。
【0076】
電流制御部１５は、電流誤差（ｉγ
＊－ｉγ）及び（ｉδ
＊－ｉδ）が共にゼロに収束するように、比例積分制御などを用いた電流フィードバック制御を行う。この際、γ軸とδ軸との間の干渉を排除するための非干渉制御を利用し、（ｉγ
＊－ｉγ）及び（ｉδ
＊－ｉδ）が共にゼロに収束するようにγ軸電圧指令値ｖγ
＊及びδ軸電圧指令値ｖδ
＊を算出する。
【0077】
座標変換器１８は、位置・速度推定部２０から出力される回転子位置θｅに基づいて電流制御部１５から与えられたγ軸電圧指令値ｖγ
＊及びδ軸電圧指令値ｖδ
＊を三相の固定座標軸上に座標変換することにより、電圧指令値（ｖｕ
＊、ｖｖ
＊及びｖｗ
＊）を算出して出力する。
【0078】
位置・速度推定部２０は、回転子位置θｅ及び速度ωｅを推定する。より詳細には、位置・速度推定部２０は、座標変換器１２からのｉγ及びｉδ並びに電流制御部１５からのｖγ
＊及びｖδ
＊の内の全部又は一部を用いて、比例積分制御等を行う。位置・速度推定部２０は、ｄ軸とγ軸との間の軸誤差（θｅ－θ）がゼロに収束するように回転子位置θｅ及び速度ωｅを推定する。なお、回転子位置θｅ及び速度ωｅの推定手法として従来から様々な手法が提案されており、位置・速度推定部２０は公知の何れの手法をも採用可能である。
【0079】
インバータ回路部２は、座標変換器１８からの電圧指令値（ｖｕ
＊、ｖｖ
＊及びｖｗ
＊）に応じた三相電圧を、モータ１に供給する。モータ１は、インバータ回路部２から供給された電力（三相電圧）により駆動され、回転動力を発生させる。
【0080】
この結果、モータ制御部３１は、モータ１のコイル２４１に流れるｄ軸電流（弱め磁束電流）が、磁束制御部１６で生成されたγ軸電流指令値ｉγ
＊に対応した大きさとなるように、インバータ回路部２からモータ１に供給される電流を制御する。また、モータ制御部３１は、モータ１の速度が、指令値生成部２２で生成された指令値ω２
＊に対応した速度となるように、モータ１の速度を制御する。
【0081】
脱調検出部２１は、モータ１が脱調しているか否かを判定する。より詳細には、脱調検出部２１は、モータ１の磁束に基づいて、モータ１が脱調しているか否かを判定する。モータ１の磁束は、ｄ軸電流及びｑ軸電流及びγ軸電圧指令値ｖγ
＊及びδ軸電圧指令値ｖδ
＊から求められる。脱調検出部２１は、モータ１の磁束の振幅が閾値未満であれば、モータ１が脱調していると判断してよい。なお、閾値は、モータ１の永久磁石２３１が作る磁束の振幅に基づいて適宜定められる。なお、脱調検出手法として従来から様々な手法が提案されており、脱調検出部２１は公知の何れの手法をも採用可能である。
【0082】
上述のように、本実施形態の電動工具１００では、制御部３のモータ制御部３１が、第１モードにおいて弱め磁束制御を行う機能を有している。弱め磁束制御では、モータ制御部３１は、弱め磁束電流をコイル２４１に流させる。これにより、永久磁石２３１からコイル２４１に作用する磁束が、実質的に弱められる。
【0083】
永久磁石同期電動機のようなモータでは、理想的には、トルクと回転速度との間にはトルクに対して回転速度が逆比例する関係（トルクの増加に対して、回転速度が線形に減少する関係）があることが知られている。この関係式の比例定数（トルクと回転速度との間の関係を示すグラフの傾き）は、モータ１の逆起電力定数ＫＥとトルク定数ＫＴとの積に反比例する。逆起電力定数ＫＥ及びトルク定数ＫＴの各々は、永久磁石からコイルに作用する磁束に比例する。そのため、上記関係式の比例定数は、磁束に応じて変化（磁束の二乗に反比例）する。
【0084】
そのため、本実施形態の電動工具１００では、第１モードにおいて、永久磁石２３１からコイル２４１に作用する磁束を弱め磁束制御によって実質的に弱めることで、通常制御の場合と比べて、ＴＮ特性（上記関係式の比例定数）を変更することが可能となる。例えば、第１モードにおいて、ＴＮ特性を、図６に線Ｌ１１で示す通常制御の場合（ｄ軸電流が０の場合）の特性から、線Ｌ１２で示す特性へと変更することが可能となる。
【0085】
なお、図６に示す例では、第１モードにおいて、出力軸５の出力トルク（負荷トルク測定部６の測定結果）が線Ｌ１１と線Ｌ１２との交点Ｐ１で示される値となったときに、通常制御と弱め磁束制御とが切り替えられている。出力トルクが交点Ｐ１での値よりも大きな場合に通常制御が行われ、出力トルクが交点Ｐ１での値よりも小さな場合に弱め磁束制御が行われる。
【0086】
また、図６に示す例では、出力軸５の出力トルクが閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２となったときに、第１モードと第２モードとが切り替えられている。出力トルクが閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２よりも大きな場合に第１モードとなり、出力トルクが閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２よりも小さな場合に第２モードとなる。
【0087】
（３）利点
以下、本実施形態の電動工具１００の有する利点について、比較例の電動工具との比較を交えて説明する。比較例の電動工具は、制御部が第１モードにおいて弱め磁束制御を行う機能を有さない点で、本実施形態の電動工具１００と相違する。
以下、本実施形態の電動工具１００の有する利点について、比較例の電動工具との比較を交えて説明する。比較例の電動工具は、制御部が第１モードにおいて弱め磁束制御を行う機能を有さない点で、本実施形態の電動工具１００と相違する。
【0088】
図７は、比較例の電動工具におけるＴＮ特性を示す説明図である。図７における線Ｌ１０は、比較例の電動工具の第１モードにおける特性を示す。図７における線Ｌ２０は、比較例の電動工具の第２モードにおける特性を示す。
【0089】
図６は、本実施形態の電動工具１００におけるＴＮ特性を示す説明図である。図６における線Ｌ１は、電動工具１００の第１モードにおける特性を示す。図６における線Ｌ２は、電動工具１００の第２モードにおける特性を示す。上述のように、電動工具１００では、第１モードにおける特性を示す線Ｌ１は、線Ｌ１１（通常制御における特性）と線Ｌ１２（弱め磁束制御における特性）とを含んでいる。
【0090】
図７に示すように、比較例の電動工具では、第１モードの全てのトルク領域において、出力軸の回転速度Ｎが出力軸の出力トルクＴに比例している。一方、図６に示すように、本実施形態の電動工具１００では、第１モードにおいて弱め磁束制御を行うことで、第１モードの低トルク領域において、出力軸５の回転速度を増加させることが可能となる（線Ｌ１２参照）。これにより、工具による作業の効率化を図ることが可能となる。
【0091】
特に、制御部３は、切替機構９により動作モードが第２モード（線Ｌ２参照）から第１モード（線Ｌ１参照）へと切り替えられた後の第１モードでの動作時に、弱め磁束制御を行うことが好ましい。
【0092】
例えば、電動工具１００により孔空け作業を行う場合、作業開始時の出力トルクは０であるため、電動工具１００は、第２モードで動作を開始する。そして、孔空けの進行につれて出力軸５の出力トルクが０から徐々に増加していき、閾値Ｔｈ２になると、電動工具１００の動作モードが第２モードから第１モードへと切り替わる。電動工具１００では、この第１モードへの切り替わりの時点で弱め磁束制御が行われれば、出力軸５の回転速度の変化量は、図６に示すＮ２とＮ１との差分となる。そのため、第１モードへの切り替わりの時点で弱め磁束制御が行われない場合の回転速度の変化量（図６に示すＮ２とＮ０との差分）に比べて、変化量を小さくすることが可能となる。
【0093】
同様に、制御部３は、切替機構９により動作モードが第１モード（線Ｌ１参照）から第２モード（線Ｌ２参照）へ切り替えられる前の第１モードでの動作時に、弱め磁束制御を行うことが好ましい。
【0094】
例えば、電動工具１００によりネジを緩める作業を行う場合、作業開始時に所定の出力トルクが必要であるため、電動工具１００は、第１モードで動作を開始する。そして、ネジを緩めるにつれて出力軸５の出力トルクが徐々に減少していき、閾値Ｔｈ１になると、電動工具１００の動作モードが第１モードから第２モードへと切り替わる。電動工具１００では、この第２モードへの切り替わりの時点で弱め磁束制御が行われていれば、出力軸５の回転速度の変化量は、図６に示すＮ１とＮ２との差分となる。そのため、第２モードへの切り替わりの時点で弱め磁束制御が行われない場合の回転速度の変化量（図６に示すＮ０とＮ２との差分）に比べて、変化量を小さくすることが可能となる。
【0095】
もちろん、制御部３は、切替機構９により動作モードが第２モードから第１モードへ切り替えられた後の第１モードでの動作時及び第１モードから第２モードへ切り替えられる前の第１モードでの動作時の両方において、弱め磁束制御を行ってもよい。
【0096】
（４）変形例
本開示の実施形態は、上記実施形態に限定されない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
本開示の実施形態は、上記実施形態に限定されない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【0097】
以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
【0098】
切替機構９は、変速機構部９０及び変速切替部９１を備える構成に限られない。一変形例において、モータ１は、コイル２４１と永久磁石２３１との間の磁束が可変な可変界磁モータであってもよい。そして、切替機構９は、コイル２４１と永久磁石２３１との間の磁束を変化させることで、第１モードと第２モードとを切り替えてもよい。可変界磁モータとしては、例えば、回転子２３（永久磁石２３１）と固定子２４（コイル２４１のコア）との間の相対位置を、機械的に変更可能なモータが挙げられる。一具体例の可変界磁モータは、アウタロータ型の回転子２３及び固定子２４を備え、アクチュエータによって、回転子２３の軸方向に沿って固定子２４が移動可能であってもよい。
【0099】
一変形例において、電動工具１００は、切替スイッチを更に備えてもよい。切替スイッチは、使用者からの操作を受けて、弱め磁束制御を行う機能の有効と無効とを切り替える。すなわち、弱め磁束制御を行う機能が有効な場合、電動工具１００のＴＮ特性は例えば図６の特性に従い、弱め磁束制御を行う機能が無効な場合、電動工具１００のＴＮ特性は例えば図７の特性に従うこととなる。
【0100】
一変形例において、負荷トルク測定部６は、モータ１にかかる負荷トルクを測定してもよい。この場合、制御部３は、負荷トルク測定部６の測定結果に基づいて、出力軸５にかかる負荷トルクを求めてもよい。
【0101】
一変形例において、制御部３は、第２モードにおいても弱め磁束制御を行ってもよい。
【0102】
一変形例において、切替機構９による切り替えは、三段階以上の多段階で行われてもよい。
【0103】
（５）まとめ
以上述べたように、第１の態様の電動工具（１００）は、モータ（１）と、操作部（７０）と、制御部（３）と、伝達機構（４）と、切替機構（９）と、を備える。モータ（１）は、永久磁石（２３１）及びコイル（２４１）を有する。操作部（７０）は、使用者からの操作を受け付ける。制御部（３）は、操作部（７０）への操作に基づき、モータ（１）の駆動制御を行う。伝達機構（４）は、モータ（１）の動力を出力軸（５）に伝達する。切替機構（９）は、電動工具（１００）の動作モードを第１モードと第２モードとに切り替える。電動工具（１００）において、第１モードでは、出力軸（５）の出力トルクが単位量変化した場合の出力軸（５）の回転速度の変化量が、第２モードよりも小さい。制御部（３）は、第１モードにおいて、永久磁石（１３１）の磁束を弱める磁束をコイル（１４１）に発生させるための弱め磁束電流をコイル（１４１）に流させる弱め磁束制御を行う機能を有する。
以上述べたように、第１の態様の電動工具（１００）は、モータ（１）と、操作部（７０）と、制御部（３）と、伝達機構（４）と、切替機構（９）と、を備える。モータ（１）は、永久磁石（２３１）及びコイル（２４１）を有する。操作部（７０）は、使用者からの操作を受け付ける。制御部（３）は、操作部（７０）への操作に基づき、モータ（１）の駆動制御を行う。伝達機構（４）は、モータ（１）の動力を出力軸（５）に伝達する。切替機構（９）は、電動工具（１００）の動作モードを第１モードと第２モードとに切り替える。電動工具（１００）において、第１モードでは、出力軸（５）の出力トルクが単位量変化した場合の出力軸（５）の回転速度の変化量が、第２モードよりも小さい。制御部（３）は、第１モードにおいて、永久磁石（１３１）の磁束を弱める磁束をコイル（１４１）に発生させるための弱め磁束電流をコイル（１４１）に流させる弱め磁束制御を行う機能を有する。
【0104】
この態様によれば、工具による作業の効率化を図ることが可能となる。
【0105】
第２の態様の電動工具（１００）は、第１の態様において、負荷トルク測定部（６）を更に備える。負荷トルク測定部（６）は、モータ（１）又は出力軸（５）にかかる負荷トルクを測定する。切替機構（９）は、モータ（１）の回転速度に対する出力軸（５）の回転速度の比である減速比を切り替えることで、第１モードと第２モードとを切り替える。制御部（３）は、負荷トルク測定部（６）の測定結果に基づいて、切替機構（９）により減速比を変更する。
【0106】
この態様によれば、制御部（３）が切替機構（９）の減速比を切り替えることで、電動工具（１００）の動作モードを第１モードと第２モードとに切り替えることが可能となる。
【0107】
第３の態様の電動工具（１００）では、第１の態様において、モータ（１）は、コイル（２４１）と永久磁石（２３１）との間の磁束が可変な可変界磁モータである。切替機構（９）は、コイル（２４１）と永久磁石（２３１）との間の磁束を変化させることで、第１モードと第２モードとを切り替える。
【0108】
この態様によれば、可変界磁モータのコイル（２４１）と永久磁石（２３１）との間の磁束を変化させることで、電動工具（１００）の動作モードを第１モードと第２モードとに切り替えることが可能となる。
【0109】
第４の態様の電動工具（１００）では、第１～第３のいずれか１つの態様において、制御部（３）は、切替機構（９）により動作モードが第２モードから第１モードへ切り替えられた後の第１モードでの動作時に、弱め磁束制御を行う。
【0110】
この態様によれば、動作モードが第２モードから第１モードへ切り替えられた後の第１モードでの動作時に、弱め磁束制御が行われる。そのため、弱め磁束制御が行われない場合に比べて、第２モードから第１モードへの切り替え時における出力軸５の回転速度の変化量を小さくすることが可能となる。
【0111】
第５の態様の電動工具（１００）では、第１～第４のいずれか１つの態様において、制御部（３）は、切替機構（９）により動作モードが第１モードから第２モードへ切り替えられる前の第１モードでの動作時に、弱め磁束制御を行う。
【0112】
この態様によれば、動作モードが第１モードから第２モードへ切り替えられる前の第１モードでの動作時に、弱め磁束制御が行われる。そのため、弱め磁束制御が行われない場合に比べて、第１モードから第２モードへの切り替え時における出力軸５の回転速度の変化量を小さくすることが可能となる。
【0113】
第６の態様の電動工具（１００）では、第１～第３のいずれか１つの態様において、制御部（３）は、切替機構（９）により動作モードが第２モードから第１モードへ切り替えられた後の第１モードでの動作時及び第１モードから第２モードへ切り替えられる前の第１モードでの動作時に、弱め磁束制御を行う。
【0114】
この態様によれば、弱め磁束制御が行われない場合に比べて、第１モードから第２モードへの切り替え時及び第１モードから第２モードへの切り替え時における出力軸５の回転速度の変化量を、小さくすることが可能となる。
【0115】
第７の態様の電動工具（１００）では、第１～第６のいずれか１つの態様において、制御部（３）は、弱め磁束制御において、出力軸（５）の出力トルクに応じて、弱め磁束電流の大きさを変更する。
【0116】
この態様によれば、第１モードにおいて、弱め磁束を変更することが可能となる。
【0117】
第８の態様の電動工具（１００）では、第１～第７のいずれか１つの態様において、第１回転速度と第２回転速度との差が閾値以下となる場合に、第１モードと第２モードとの切り替えを行う。第１回転速度は、電動工具（１００）が第１モードで動作する場合における、出力トルクの現在値に対応する出力軸（５）の回転速度である。第２回転速度は、電動工具（１００）が第２モードで動作する場合における、出力トルクの現在値に対応する出力軸（５）の回転速度である。
【0118】
この態様によれば、第１回転速度と第２回転速度との差が大きすぎない範囲で、電動工具（１００）の動作モードが切り替えられる。そのため、出力軸（５）の回転速度が急激に変化するのを抑制することが可能となる。
【0119】
第９の態様の電動工具（１００）は、第１～第８のいずれか１つの態様において、切替スイッチを更に備える。切替スイッチは、使用者からの操作を受けて、弱め磁束制御を行う機能の有効と無効とを切り替える。
【0120】
この態様によれば、使用者が、電動工具（１００）の用途等に応じて、弱め磁束制御を行う機能の有効と無効とを切り替えることが可能となる。
【符号の説明】
【0121】
１ モータ
２３１ 永久磁石
２４１ コイル
３ 制御部
４ 伝達機構
５ 出力軸
７０ 操作部
９ 切替機構
１００ 電動工具
２３１ 永久磁石
２４１ コイル
３ 制御部
４ 伝達機構
５ 出力軸
７０ 操作部
９ 切替機構
１００ 電動工具
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】