WO2013136683A1 - 電動工具及び電動工具の制御装置 - Google Patents

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WO2013136683A1
WO2013136683A1 PCT/JP2013/001024 JP2013001024W WO2013136683A1 WO 2013136683 A1 WO2013136683 A1 WO 2013136683A1 JP 2013001024 W JP2013001024 W JP 2013001024W WO 2013136683 A1 WO2013136683 A1 WO 2013136683A1
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WO
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motor
reduction ratio
power transmission
load torque
control unit
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PCT/JP2013/001024
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English (en)
French (fr)
Inventor
元治 武藤
宏司 松本
昌樹 池田
Original Assignee
パナソニック 株式会社
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Application filed by パナソニック 株式会社 filed Critical パナソニック 株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a power tool and a power tool control device.
  • some electric tools control a power transmission unit that decelerates and transmits the rotational power of a motor by a control unit to automatically change the reduction ratio (see, for example, Patent Document 1).
  • a load torque applied to an output shaft to which a tip tool (bit) is attached is detected from a drive current supplied to a motor, and a control unit is a power transmission unit based on the detected load torque. Change the reduction ratio.
  • the size of the power transmission section described above increases as the number of shift stages, that is, the number of reduction gears increases.
  • miniaturization of the entire tool is desired for electric tools, particularly portable electric tools. Therefore, there is a tendency for the difference in reduction ratio between gears to increase due to the limited number of gears in the power transmission section of the electric tool.
  • the control unit controls the power transmission unit to reduce the reduction ratio. Change to a larger gear.
  • the cause of the increase in the load torque is, for example, that the end tool (output shaft) is locked because the bolt is not screwed into the tightening portion in the correct state, that is, the motor is locked.
  • a large reaction is applied from the power tool to the user's hand or the like.
  • the reduction ratio difference between the gears is large in the power transmission unit as described above, the reaction applied from the power tool to the user immediately after switching to the gear having a large reduction ratio becomes larger.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a power tool and a power tool control device capable of appropriately performing a shift operation and a motor lock detection. is there.
  • An electric tool includes a motor, a power transmission unit configured to decelerate and transmit the rotational power of the motor to the output shaft and change a reduction ratio, and a speed change actuator that changes the reduction ratio of the power transmission unit;
  • a torque detection unit that detects a load torque applied to the output shaft, and a control unit that controls the transmission actuator to change a reduction ratio of the power transmission unit in accordance with the detected load torque.
  • the control unit is configured such that the load torque detected by the torque detection unit satisfies a lock condition set to detect the lock of the motor from a shift condition threshold value set to perform control to increase the reduction ratio. If the threshold increases within a predetermined time, it is determined that the motor has been locked without performing control to increase the reduction ratio of the power transmission unit.
  • control unit sets the load torque detected after performing control for increasing the reduction ratio of the power transmission unit to a threshold value of a lock condition set corresponding to the reduction ratio after the shift. When it is reached, it is preferable to determine that the motor is locked.
  • control unit is configured such that the amount of change in the load torque detected after performing control to increase the reduction ratio of the power transmission unit is set in accordance with the reduction ratio after shifting. It is preferable to determine that the motor is locked when the threshold value is reached.
  • the electric tool includes a rotation detection unit that detects a rotation speed of the motor.
  • the control unit determines whether or not the motor is locked based on both the load torque detected by the torque detection unit and the rotation speed detected by the rotation detection unit. It is preferable.
  • the power tool includes an acceleration sensor for detecting displacement of the power tool in a rotation direction of the output shaft.
  • the control unit determines that the motor is locked based on the displacement of the electric tool detected by the acceleration sensor.
  • control unit performs a slow start control in which the rotation speed of the motor is increased more slowly than usual when the motor is re-driven after the motor is stopped.
  • An electric tool includes a motor, a power transmission unit configured to decelerate and transmit the rotational power of the motor to the output shaft and change a reduction ratio, and a speed change actuator that changes the reduction ratio of the power transmission unit; And a torque detector for detecting a load torque applied to the output shaft.
  • the power tool control device includes a control unit that controls the shift actuator to change a reduction ratio of the power transmission unit in accordance with the detected load torque.
  • the control unit is configured such that the load torque detected by the torque detection unit satisfies a lock condition set to detect the lock of the motor from a shift condition threshold value set to perform control to increase the reduction ratio. If the threshold increases within a predetermined time, it is determined that the motor has been locked without performing control to increase the reduction ratio of the power transmission unit.
  • (A)-(c) is explanatory drawing of the lock detection by load torque
  • (d) is explanatory drawing at the time of the redrive after a motor lock.
  • the schematic block diagram of another electric tool is explanatory drawing of another electric tool.
  • the power tool 10 of the present embodiment is used as, for example, a drill driver, and includes a power tool body 11 and a battery pack 12 that can be attached to and detached from the power tool body 11.
  • the electric tool main body 11 includes an electric tool 10 such as a motor 21 driven based on supply of driving power from the battery pack 12, a power transmission unit 22 that decelerates and outputs the rotational power of the motor 21, and control of the motor 21. And a control unit 23 that performs overall control.
  • the battery pack 12 has a secondary battery composed of a plurality of battery cells (for example, lithium ion batteries).
  • a power transmission unit 22 including a speed reduction mechanism, a clutch mechanism, and the like is connected to the rotating shaft 24 of the motor 21.
  • the power transmission unit 22 decelerates the rotational power of the motor 21 and transmits it to the output shaft 25.
  • the power transmission unit 22 includes, for example, two reduction gears (H gear and L gear), and the reduction ratio can be changed in two stages.
  • a tip tool (bit) 26 is attached to the tip of the output shaft 25. Therefore, in the electric tool 10, the rotational power of the motor 21 is decelerated by the power transmission unit 22 and transmitted to the output shaft 25, whereby the tip tool 26 rotates together with the output shaft 25.
  • the L gear is set to have a larger reduction ratio than the H gear. That is, the L gear rotates at a lower speed and has a higher torque than the H gear.
  • the power transmission unit 22 is provided with a speed change actuator 27 for changing the reduction ratio.
  • the shift actuator 27 is a motor actuator, for example, and receives drive power from the shift drive unit 28 based on the control of the control unit 23.
  • the speed change actuator 27 performs a switching operation of the speed reduction stage (deceleration gear) of the power transmission unit 22 based on the control of the control unit 23 via the speed change drive unit 28.
  • the control unit 23 operates based on the supply of electric power that has undergone voltage adjustment from the battery pack 12.
  • the speed change drive unit 28 is constituted by, for example, an H bridge circuit using a switching element (eg, FET).
  • the speed change drive unit 28 controls the rotation direction of the motor of the speed change actuator 27 based on the control signal supplied from the control unit 23.
  • the speed change drive unit 28 controls the drive power supplied to the motor of the actuator 27 by performing PWM control of the speed change actuator 27 based on the control signal supplied from the control unit 23.
  • the motor 21 is driven to rotate based on the supply of drive power generated by a switching drive circuit 29 including, for example, an H bridge circuit using a switching element (for example, FET).
  • the switching drive circuit 29 controls the drive power supplied to the motor 21 from the power supplied from the battery pack 12 based on the PWM control by the control unit 23. That is, the control unit 23 controls the electric power supplied to the motor 21 via the switching drive circuit 29 and controls the rotation speed of the motor 21.
  • the electric tool main body 11 is provided with a trigger switch 31 that can be operated by the user.
  • the trigger switch 31 is for operating start and stop of the motor 21, and supplies an output signal corresponding to the operation amount (trigger pull-in amount) of the trigger switch 31 to the control unit 23. Then, the control unit 23 controls the power supplied to the motor 21 via the switching drive circuit 29 based on the output signal from the trigger switch 31 to start and stop the motor 21 and adjust the rotation speed during operation. Do.
  • a current detection unit 41 for detecting a drive current supplied to the motor 21 is provided.
  • the current detection unit 41 amplifies the detection resistor 42 connected between the switching drive circuit 29 and the motor 21, and the voltage across the detection resistor 42, and supplies the amplified voltage to the control unit 23 as a detection signal.
  • the current detection unit 41 is an example of a torque detection unit.
  • the control unit 23 detects the drive current based on the detection signal from the current detection unit 41 at every predetermined sampling time, and based on the detected drive current and the deceleration stage of the power transmission unit 22 when the drive current is detected. A load torque applied to the output shaft 25 (tip tool 26) is detected. Further, the control unit 23 detects the lock of the motor 21 based on the detected load torque and controls the motor 21.
  • the rotation shaft 24 of the motor 21 is provided with a rotation detection unit 51 for detecting the rotation speed of the motor 21.
  • the rotation detection unit 51 includes a sensor magnet 52 that is fixed to the rotation shaft 24 so as to be integrally rotatable and has a plurality of magnetic poles, and a Hall element 53 that is disposed to face the sensor magnet 52.
  • the hall element 53 supplies a change in magnetic flux based on the rotation of the sensor magnet 52 to the control unit 23 as a detection signal.
  • the control unit 23 detects the rotation speed of the motor 21 based on the detection signal from the rotation detection unit 51.
  • the control unit 23 detects the lock of the motor 21 also by the change in the rotation speed of the motor 21.
  • the control unit 23 performs automatic shift of the electric tool 10 by switching and controlling the deceleration stage of the power transmission unit 22 through the shift actuator 27 based on the detected load torque.
  • the speed reduction mechanism of the power transmission unit 22 is, for example, a planetary gear speed reduction mechanism, and a sun gear that is driven to rotate about the axis of the rotation shaft 24 of the motor 21 and a planetary gear that is arranged around and meshed with the sun gear. And a ring gear meshed with the planetary gear.
  • the speed change actuator 27 can switch the speed reduction stage by changing the position of the ring gear and changing the planetary gear meshing with the ring gear.
  • a drive state detector for detecting whether the ring gear has been changed to the correct position by the speed change actuator 27 may be provided. In this case, the control unit 23 controls the shift actuator 27 based on the detection signal of the drive state detection unit.
  • the electric tool 10 configured as described above supplies an output signal corresponding to the pull-in amount to the control unit 23 when the trigger switch 31 is pulled in by the user.
  • the control unit 23 controls the start / stop and rotation speed of the motor 21 through the switching drive circuit 29 based on the output signal from the trigger switch 31.
  • the tip tool 26 rotates as the rotational power of the motor 21 is decelerated by the power transmission unit 22 and transmitted to the output shaft 25. Further, the control unit 23 changes the deceleration stage of the power transmission unit 22 to either the H gear or the L gear according to the load torque. In this case, if the load torque is small, the power transmission unit 22 selects the H gear, and the tip tool 26 is driven at high speed and low torque.
  • the H transmission is selected by the power transmission unit 22.
  • the L gear is selected by the power transmission unit 22, and the tip tool 26 is driven at a low speed and a high torque.
  • the control unit 23 detects the lock of the motor 21 based on the detection signal from the rotation detection unit 51 and the detection signal from the current detection unit 41, and determines whether to stop the motor 21.
  • the control unit 23 detects the lock of the motor 21 based on the rotation speed of the motor 21 detected by the rotation detection unit 51 in addition to the load torque detected by the current detection unit 41.
  • lock detection by the current detection unit 41 will be described, then lock detection by the rotation detection unit 51 will be described, and then control of the motor 21 after the lock is detected and the motor 21 is stopped will be described. Will be described.
  • FIG. 2A is a graph showing a change in the load torque T when the electric tool 10 is driven by the H gear.
  • the load torque changes when the operation is started at time t0.
  • the load torque starts to increase from time t1 as the bolt is tightened.
  • the tip tool 26 (motor 21) is in a locked state at time t2
  • the load torque T increases rapidly.
  • a threshold value S1 is set as a shift condition.
  • the control unit 23 performs control to increase the reduction ratio.
  • the control unit 23 changes the reduction gear from the H gear to the L gear.
  • control unit 23 has a threshold value S2 set as a lock condition.
  • the controller 23 detects the lock of the motor 21 when the detected load torque T exceeds the threshold value S2.
  • the threshold value S2 is set to a torque value larger than the threshold value S1.
  • the control unit 23 determines that the motor 21 has been locked and stops the motor 21 (time t3). That is, the control unit 23 determines that the motor 21 is locked when the load torque T increases from the shift condition threshold value S1 to the lock condition threshold value S2 within a predetermined time. When such a lock is detected, the control unit 23 does not shift to the L gear even if the load torque T exceeds the threshold value S1.
  • the control unit 23 does not detect the lock condition and the shift condition for a predetermined time from the start of the motor 21. Specifically, in FIG. 2A, a starting current is generated in the motor 21 immediately after the time t0 when the motor 21 is started. When this starting current is converted into the load torque T, it may be larger than the threshold value S2 of the lock condition. Therefore, the lock condition and the shift condition are not detected for a predetermined time from the time t0 when the motor 21 (the electric tool 10) is started. This prevents erroneous detection of the lock due to the initial operation when the bolt that has been tightened is loosened at the time of normal startup or when the work stopped in the middle is resumed.
  • the time when the lock condition is not detected and the time when the shift condition is not detected may be set to different periods.
  • the time when the lock condition is not detected may be set longer than the time when the shift condition is not detected.
  • a high-load operation such as tightening a long screw is stopped halfway and re-executed
  • a high current is generated in the time until the number of rotations of the screw increases to some extent after driving again. Accordingly, by shortening the time during which no shift condition is detected with respect to the time during which no lock condition is detected, when the above-described high-load operation is resumed, the motor 21 is decelerated without stopping by detecting the lock. It is possible to carry out the operation suitably.
  • the control unit 23 sets the load torque T to the shift condition (threshold value S1). It determines with having reached, and controls the power transmission part 22, and shifts from H gear to L gear. When switched to the L gear, the degree of increase in the load torque T is more gradual than in the above-described FIG.
  • Threshold value S3 (lock condition) for detecting lock based on load torque T after shifting (L gear) is set in control unit 23.
  • the control unit 23 determines that the lock has occurred and stops the motor 21 when the load torque T reaches the threshold value S3 at time t5 after the start-up current is generated after switching to the L gear.
  • the threshold value S3 corresponding to the L gear after the shift is set to a value smaller than the threshold value S2 corresponding to the H gear shown in FIG. This is because even if the drive current is the same, the load torque T varies depending on the reduction ratio of each reduction gear. Accordingly, the threshold values S2 and S3 are set to different values according to the reduction ratio of the reduction gear (H gear, L gear). As a result, even when the load torque T increases due to the occurrence of the lock and a shift is performed, appropriate lock detection is performed for each reduction gear.
  • the control unit 23 performs lock detection based on the change amount ⁇ T in addition to the lock detection based on the threshold values S2 and S3 (absolute values) described above. As shown in FIG. 2 (c), the control unit 23 calculates a change amount ⁇ T (change amount ⁇ I of the drive current) of the load torque T every predetermined time, and calculates the change amount ⁇ T and the threshold value S4 (lock condition). ) To detect the lock.
  • a change amount ⁇ T change amount ⁇ I of the drive current
  • S4 lock condition
  • the control part 23 determines with the lock
  • FIG. if the lock is detected using only the threshold values S2 and S3 for the absolute value of the load torque T described above, there is a concern that the absolute value of the load torque T is limited. Therefore, by using both the threshold values S2 and S3 for the absolute value of the load torque T and the threshold value S4 for the change amount ⁇ T, detection of lock is reduced while reducing the influence that the absolute value of the load torque T is limited. Is possible.
  • the control unit 23 detects the lock based on the rotation speed of the motor 21 detected by the rotation detection unit 51.
  • the rotation speed of the motor 21 is reduced at a stroke when the lock is generated. Therefore, the control unit 23 detects lock based on both the load torque T and the rotation speed. For example, even when the load torque T exceeds the threshold value S2 (see FIG. 2A), the control unit 23 is locked when the rotational speed is not decreased or the degree of decrease is low. Judge that it is not. As a result, the lock detection accuracy is increased.
  • the control unit 23 After detecting the lock and stopping the motor 21, the control unit 23 selects the H gear and then increases the rotational speed of the motor 21 more slowly than usual when the motor 21 is driven again. Performs slow start control. As shown in FIG. 2D, when the lock determination of the motor 21 is made at time t8, the control unit 23 stops the motor 21. Thereafter, at time t9, the rotation speed (rotation speed N) of the motor 21 becomes zero. If the trigger switch 31 is continuously operated even when the motor 21 is stopped, the control unit 23 re-drives the motor 21 at time t10. At that time, the control unit 23 performs a slow start control in which the rotational speed (the number of revolutions N) of the motor 21 is increased more slowly than usual, thereby preventing a sudden increase in torque.
  • This embodiment has the following effects.
  • the control unit 23 of the electric tool 10 detects the load torque T applied to the output shaft 25 from the drive current to the motor 21 detected by the current detection unit 41, and transmits power based on the detected load torque T.
  • the electric tool 10 is automatically shifted by switching and controlling the deceleration stage of the unit 22.
  • the controller 23 increases rapidly from the threshold S1 to the threshold S2. In this case, it is determined that the motor 21 has been locked without switching to the L gear that increases the reduction ratio.
  • the control unit 23 detects the lock and does not perform the shift operation.
  • the speed change operation and the lock detection of the motor 21 can be appropriately performed, and the possibility that a large reaction is applied to the user from the electric tool 10 due to the lock of the motor 21 can be reduced.
  • the control unit 23 sets the load torque T to the lock condition as shown in FIG.
  • the threshold value S3 is reached, it is determined that a lock has occurred.
  • the threshold value S3 is set to a value smaller than the threshold value S2 corresponding to the H gear. In such a configuration, even when the load torque T is increased due to the occurrence of a lock and a gear shift is performed, appropriate lock detection corresponding to the speed reduction stage is performed, and the reaction applied from the power tool 10 to the user is performed. Can be reduced.
  • the control unit 23 sets the amount of change ⁇ T of the load torque T according to the speed reduction stage as shown in FIG. 2C after the power transmission unit 22 performs a shift to increase the reduction ratio.
  • the threshold value S4 lock condition
  • the electric power tool 10 includes a rotation detection unit 51 for detecting the rotation speed of the motor 21.
  • the controller 23 detects the lock based on both the load torque T and the rotation speed detected by the rotation detector 51. This increases the accuracy of lock detection.
  • control unit 23 Since the control unit 23 performs control to stop the motor 21 when the lock is detected, the reaction applied to the user from the power tool 10 can be more reliably reduced.
  • the control unit 23 performs the slow start control for gradually increasing the rotational speed N for re-driving the motor 21 from the normal time. Thereby, the sudden increase of the torque which arises with the electric tool 10 is prevented, and the reaction added to a user from the electric tool 10 can be reduced.
  • the control unit 23 stops the motor 21 after detecting the lock, but may be configured to decelerate the rotation of the motor 21. Even with such a configuration, the same effect as described above can be obtained. Further, for example, a configuration in which the user is informed that the lock is detected without performing stop / deceleration control of the motor 21 based on the lock detection, and urges the user himself to stop / decelerate the motor 21 is also possible. Good.
  • the detection of the load torque T is indirectly detected from the drive current supplied to the motor 21, but the present invention is not limited to this.
  • control unit 23 performs lock detection using the thresholds S2 and S3 for the drive current (absolute value) before and after the shift, the threshold S4 for the change amount ⁇ T ( ⁇ I), and the rotation speed of the motor 21.
  • lock detection may be performed by combining any one of these or any two or more thereof.
  • an acceleration sensor for detecting the displacement of the electric power tool 10 (electric power tool main body 11) in the rotation direction of the output shaft 25 may be provided.
  • the control unit 23 is built in the battery pack mounting unit 61 to which the battery pack 12 of the electric power tool body 11 is mounted, and the acceleration sensor 62 is mounted on the substrate of the control unit 23. Then, when the rotation of the tip tool 26 (output shaft 25) is locked and the electric tool 10 is rotated, the acceleration sensor 62 detects the displacement of the electric tool 10 as acceleration, and the detection signal is output. It supplies to the control part 23. 3 indicates the rotation direction of the electric power tool 10 at the time of locking, and the arrow 64 indicates the direction of the acceleration component to be detected. In such a configuration, the control unit 23 can detect the displacement of the electric tool 10 due to the lock, that is, the lock of the motor 21, based on the detection signal from the acceleration sensor 62.
  • the acceleration generated in the power tool 10 increases as the distance from the rotation center of the tip tool 26 (output shaft 25) becomes longer. Therefore, by providing the acceleration sensor 62 as far as possible from the center of rotation, the detection accuracy of the lock can be increased.
  • the acceleration sensor 62 may be interposed between the electric power tool body 11 and the battery pack 12 or may be built in the battery pack 12 to supply a detection signal to the control unit 23.
  • the acceleration sensor 62 described above appropriately changes the direction and components of the acceleration detected according to the configuration of the electric tool 10.
  • the electric tool 10 such as an electric saw shown in FIG. 4 differs from the drill driver shown in FIG. 3 in the rotation direction of the tip tool 26 (disk-shaped saw), the way the user holds the electric tool 10, and the like. Therefore, the acceleration sensor 62 sets an acceleration component to be detected based on the direction in which the electric tool 10 is displaced (moved) when locked.
  • the configuration of the rotation detection unit 51 is an example and is not limited to this.
  • a so-called photo interrupter may be used in which a rotating disk having slits formed at equal intervals with respect to the rotation direction of the motor 21 is attached to the rotating shaft 24 to detect the presence or absence of a slit accompanying rotation.
  • the rotation detection unit 51 detects the rotation speed of the rotation shaft 24 of the motor 21, but may detect the rotation speed of another drive shaft, for example, the output shaft 25.
  • the power transmission unit 22 is configured to switch between two reduction ratios, but may be configured to switch between three or more reduction ratios.
  • the speed change actuator 27 is a motor actuator, but the invention is not limited to using a motor as a drive source, and a solenoid or the like may be used.
  • the electric tool 10 is embodied as a drill driver, but other electric tools such as an impact driver, an impact wrench, a hammer drill, a vibration drill, a jigsaw, and a sealing gun may be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Portable Power Tools In General (AREA)

Abstract

　電動工具（10）は、モータ（21）の回転動力を減速して出力軸（25）に伝達する動力伝達部（22）と、動力伝達部の減速比を変更する変速用アクチュエータ（27）と、出力軸（25）に加わる負荷トルクを検出するトルク検出部（41）と、検出された負荷トルクに応じて動力伝達部の減速比を変更すべく変速用アクチュエータ（27）を制御する制御部（23）とを備える。制御部（23）は、トルク検出部により検出された負荷トルクが、減速比を大きくする制御を行うべく設定された変速条件の閾値からモータのロックを検出すべく設定されたロック条件の閾値に所定時間内に増加した場合には、動力伝達部の減速比を大きくする制御を行わずにモータにロックが生じたと判定する。

Description

電動工具及び電動工具の制御装置
　本発明は、電動工具及び電動工具の制御装置に関するものである。
　従来、電動工具には、モータの回転動力を減速して伝達する動力伝達部を制御部により制御し、減速比を自動変速するものがある（例えば、特許文献１参照）。このような電動工具では、例えば、モータに供給される駆動電流から、先端工具（ビット）が取付けられる出力軸に加わる負荷トルクを検出し、検出された負荷トルクに基づいて制御部が動力伝達部の減速比を変更する。
特開２０１２－３０３４７号公報
　上記した動力伝達部のサイズは、変速できる段数、即ち減速ギアの数が多くなるに従って大型化する。一方で、電動工具、特に携帯型の電動工具では、工具全体の小型化が望まれている。従って、電動工具の動力伝達部において変速の段数が制限されることで、ギア間の減速比の差が大きくなる傾向にある。
　ところで、上記した電動工具では、実際の作業、例えばドリルドライバーを用いてボルトを締める作業において、ボルトを締めるに従って出力軸に加わる負荷トルクが増加すると、制御部が動力伝達部を制御して減速比の大きい減速段に切り替える。しかしながら、この負荷トルクの増加の原因が、例えば、ボルトが締め付け部分に正しい状態で螺入されないために先端工具（出力軸）がロック、即ちモータがロックされたことに起因するものである場合、減速比の大きい減速段に切り替えた際に電動工具から使用者の手等に大きな反動が加わることとなる。特に、上記したように動力伝達部においてギア間の減速比差が大きい場合、減速比の大きなギアに切り替えた直後に電動工具から使用者に加わる反動がより大きなものとなる。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、変速動作とモータのロック検出とを適切に行うことができる電動工具及び電動工具の制御装置を提供することにある。
　本発明の一側面は電動工具である。電動工具は、モータと、前記モータの回転動力を減速して出力軸に伝達するとともに減速比を変更可能に構成された動力伝達部と、前記動力伝達部の減速比を変更する変速用アクチュエータと、出力軸に加わる負荷トルクを検出するトルク検出部と、検出された前記負荷トルクに応じて前記動力伝達部の減速比を変更すべく前記変速用アクチュエータを制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記負荷トルクが、前記減速比を大きくする制御を行うべく設定された変速条件の閾値から前記モータのロックを検出すべく設定されたロック条件の閾値に所定時間内に増加した場合には、前記動力伝達部の減速比を大きくする制御を行わずに前記モータにロックが生じたと判定する。
　上記構成において、前記制御部は、前記動力伝達部の減速比を大きくする制御を行った後に検出された前記負荷トルクが、変速後の前記減速比に対応して設定されたロック条件の閾値に達した場合に、前記モータにロックが生じたと判定することが好ましい。
　上記構成において、前記制御部は、前記動力伝達部の減速比を大きくする制御を行った後に検出された前記負荷トルクの変化量が、変速後の前記減速比に対応して設定されたロック条件の閾値に達した場合に、前記モータにロックが生じたと判定することが好ましい。
　上記構成において、前記電動工具は、前記モータの回転速度を検出する回転検出部を備えることが好ましい。この場合、前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記負荷トルクと前記回転検出部により検出された前記回転速度との両方に基づいて、前記モータにロックが生じたか否かを判定することが好ましい。
　上記構成において、前記電動工具は、前記出力軸の回転方向への前記電動工具の変位を検出するための加速度センサを備えることが好ましい。この場合、前記制御部は、前記加速度センサにより検出された前記電動工具の変位に基づいて、前記モータにロックが生じたと判定することが好ましい。
　上記構成において、前記制御部は、前記モータにロックが生じたと判定すると、前記モータを停止又は減速させることが好ましい。
　上記構成において、前記制御部は、前記モータを停止させた後の前記モータの再駆動時において、前記モータの回転速度を通常時よりも緩やかに上昇させるスロースタート制御を行うことが好ましい。
　また、本発明の他の側面は電動工具の制御装置である。電動工具は、モータと、前記モータの回転動力を減速して出力軸に伝達するとともに減速比を変更可能に構成された動力伝達部と、前記動力伝達部の減速比を変更する変速用アクチュエータと、出力軸に加わる負荷トルクを検出するトルク検出部とを備える。電動工具の制御装置は、検出された前記負荷トルクに応じて前記動力伝達部の減速比を変更すべく前記変速用アクチュエータを制御する制御部を備える。前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記負荷トルクが、前記減速比を大きくする制御を行うべく設定された変速条件の閾値から前記モータのロックを検出すべく設定されたロック条件の閾値に所定時間内に増加した場合には、前記動力伝達部の減速比を大きくする制御を行わずに前記モータにロックが生じたと判定する。
　本発明によれば、変速動作とモータのロック検出とを適切に行うことができる電動工具及び電動工具の制御装置を提供することができる。
実施形態における電動工具の概略構成図。 （ａ）～（ｃ）は、負荷トルクによるロック検出の説明図、（ｄ）は、モータロック後の再駆動時の説明図。 別の電動工具の概略構成図。 別の電動工具の概略構成図。
　以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
　図１に示すように、本実施形態の電動工具１０は、例えばドリルドライバーとして使用され、電動工具本体１１と、電動工具本体１１に対して着脱可能な電池パック１２とを備えている。電動工具本体１１は、電池パック１２からの駆動電力の供給に基づいて駆動するモータ２１と、モータ２１の回転動力を減速して出力する動力伝達部２２と、モータ２１の制御など、電動工具１０の統括的な制御を行う制御部２３とを含む。電池パック１２は、複数の電池セル（例えば、リチウムイオン電池）にて構成された２次電池を有している。
　モータ２１の回転軸２４には、減速機構及びクラッチ機構等を含む動力伝達部２２が連結されている。動力伝達部２２は、モータ２１の回転動力を減速して出力軸２５に伝達する。動力伝達部２２は、例えば、２つの減速ギア（Ｈギア、Ｌギア）を備え、減速比が２段階に変速可能となっている。出力軸２５の先端部には、先端工具（ビット）２６が取付けられている。従って、電動工具１０では、モータ２１の回転動力が動力伝達部２２にて減速され出力軸２５に伝達されることで、出力軸２５とともに先端工具２６が回転する。なお、動力伝達部２２において、Ｌギアは、Ｈギアに比べて減速比が大きくなるように設定されている。即ち、Ｈギアに比べてＬギアは低速回転し高トルクを有する。
　動力伝達部２２には、減速比を変更するための変速用アクチュエータ２７が備えられている。変速用アクチュエータ２７は、例えばモータアクチュエータであり、制御部２３の制御に基づいて、変速駆動部２８から駆動電力の供給を受ける。そして、変速用アクチュエータ２７は、変速駆動部２８を介した制御部２３の制御に基づいて、動力伝達部２２の減速段（減速ギア）の切り替え動作を行う。ちなみに、制御部２３は、電池パック１２からの電圧調整を経た電力の供給に基づいて動作する。変速駆動部２８は、スイッチング素子（例えば、ＦＥＴ）を用いた例えばＨブリッジ回路で構成されている。変速駆動部２８は、制御部２３から供給される制御信号に基づいて、変速用アクチュエータ２７のモータの回転方向を制御する。また、変速駆動部２８は、制御部２３から供給される制御信号に基づいて変速用アクチュエータ２７をＰＷＭ制御することにより、同アクチュエータ２７のモータに供給する駆動電力を制御する。
　モータ２１は、スイッチング素子（例えば、ＦＥＴ）を用いた例えばＨブリッジ回路よりなるスイッチング駆動回路２９にて生成された駆動電力の供給に基づいて回転駆動する。スイッチング駆動回路２９は、制御部２３によるＰＷＭ制御に基づいて、電池パック１２からの供給電力からモータ２１に供給する駆動電力を制御する。つまり、制御部２３は、スイッチング駆動回路２９を介してモータ２１への供給電力を制御し、モータ２１の回転速度を制御している。
　電動工具本体１１には、使用者が操作可能なトリガスイッチ３１が設けられている。トリガスイッチ３１は、モータ２１の起動及び停止を操作するためのものであり、トリガスイッチ３１の操作量（トリガの引き込み量）に応じた出力信号を制御部２３に供給する。そして、制御部２３は、トリガスイッチ３１からの出力信号に基づいてスイッチング駆動回路２９を介してモータ２１への供給電力を制御し、モータ２１の起動や停止、また動作時の回転速度の調整を行う。
　スイッチング駆動回路２９とモータ２１との間には、モータ２１に供給される駆動電流を検出するための電流検出部４１が設けられている。電流検出部４１は、スイッチング駆動回路２９とモータ２１との間に接続された検出抵抗４２と、この検出抵抗４２の端子間電圧を増幅して、その増幅電圧を検出信号として制御部２３に供給する増幅回路（オペアンプ）４３とを含む。電流検出部４１はトルク検出部の一例である。制御部２３は、所定のサンプリング時間毎に電流検出部４１からの検出信号に基づいて駆動電流を検出し、検出した駆動電流と駆動電流の検出時における動力伝達部２２の減速段とに基づいて出力軸２５（先端工具２６）に加わる負荷トルクを検出する。また、制御部２３は、検出した負荷トルクに基づいてモータ２１のロックを検出し、モータ２１に対する制御を行う。
　また、モータ２１の回転軸２４には、モータ２１の回転速度を検出するための回転検出部５１が設けられている。回転検出部５１は、回転軸２４に一体回転可能に固定され複数の磁極を有するセンサマグネット５２と、センサマグネット５２と対向配置されたホール素子５３とを含む。ホール素子５３は、センサマグネット５２の回転に基づく磁束の変化を検出信号として制御部２３に供給する。制御部２３は、回転検出部５１からの検出信号に基づいてモータ２１の回転速度を検出する。制御部２３は、モータ２１の回転速度変化によってもモータ２１のロックを検出している。
　制御部２３は、検出した負荷トルクに基づいて変速用アクチュエータ２７を通じて動力伝達部２２の減速段を切替制御することで、電動工具１０の自動変速を行う。なお、動力伝達部２２の減速機構は、例えば遊星歯車減速機構であり、モータ２１の回転軸２４の軸中心に回転駆動される太陽ギアと、太陽ギアの周囲に配置されて噛合される遊星ギアと、遊星ギアと噛合されるリングギアとを備えるものである。変速用アクチュエータ２７は、このリングギアの位置を変更し、リングギアと噛合する遊星ギアを変更することで減速段を切り替え可能となっている。なお、変速用アクチュエータ２７によりリングギアが正しい位置に変更されたかを検出するための駆動状態検知部を備えてもよい。この場合、制御部２３は、駆動状態検知部の検出信号に基づいて変速用アクチュエータ２７を制御する。
　このように構成された電動工具１０は、使用者によりトリガスイッチ３１が引き込まれると、この引き込み量に応じた出力信号が制御部２３に供給される。制御部２３は、トリガスイッチ３１からの出力信号に基づいてスイッチング駆動回路２９を通じてモータ２１の起動・停止及び回転速度を制御する。モータ２１の回転動力が動力伝達部２２にて減速され出力軸２５に伝達されることで先端工具２６が回転動作を行う。また、制御部２３は、負荷トルクに応じて動力伝達部２２の減速段をＨギアとＬギアのいずれかに変更する。この場合、負荷トルクが小さいと動力伝達部２２にてＨギアが選択され、先端工具２６は高速回転・低トルクで駆動される。起動時には、動力伝達部２２にてＨギアが選択されている。負荷トルクが大きくなり所定トルクを超えると、動力伝達部２２にてＬギアが選択され、先端工具２６は低速回転・高トルクで駆動される。また、制御部２３は、回転検出部５１からの検出信号及び電流検出部４１からの検出信号に基づいてモータ２１のロックを検出し、モータ２１を停止させるか否かを判断する。
　次に、モータ２１のロックの検出について説明する。
　制御部２３は、電流検出部４１により検出される負荷トルクに加え、回転検出部５１により検出されるモータ２１の回転速度に基づいて、モータ２１のロック検出を行う。以下の説明では、まず、電流検出部４１によるロック検出について説明し、次いで、回転検出部５１によるロック検出について説明し、次いで、ロックを検出してモータ２１を停止させた後のモータ２１の制御について説明する。
　まず、変速前（Ｈギア時）における負荷トルクに基づくロック検出について説明する。
　図２（ａ）は、電動工具１０をＨギアにて駆動している場合の負荷トルクＴの変化を示すグラフである。例えば、電動工具１０を用いたボルト締めの作業を行う場合に、時刻ｔ０において作業を開始すると、負荷トルクが変化する。負荷トルクは、ボルトが締まるに従って時刻ｔ１から増加し始める。ここで、時刻ｔ２において先端工具２６（モータ２１）がロック状態になると、負荷トルクＴが急激に増加する。制御部２３には、閾値Ｓ１が変速条件として設定されている。制御部２３は、検出された負荷トルクＴが閾値Ｓ１を越えると、減速比を大きくする制御を行う。本実施形態では、制御部２３は、減速ギアをＨギアからＬギアに変更する。また、制御部２３には、閾値Ｓ２がロック条件として設定されている。制御部２３は、検出された負荷トルクＴが閾値Ｓ２を越えると、モータ２１のロックを検出する。なお、閾値Ｓ２は、閾値Ｓ１よりも大きなトルク値に設定されている。
　そして、負荷トルクＴが所定の短時間で閾値Ｓ１を越えて閾値Ｓ２まで一気に増加すると、制御部２３は、モータ２１のロックが生じたと判定しモータ２１を停止させる（時刻ｔ３）。つまり、制御部２３は、所定時間内で変速条件の閾値Ｓ１からロック条件の閾値Ｓ２まで負荷トルクＴが増加した場合に、モータ２１のロックが生じたと判定する。このようなロックが検出されると、制御部２３は、負荷トルクＴが閾値Ｓ１を超えていてもＬギアへの変速を行わない。
　なお、制御部２３は、モータ２１の起動時から所定時間の間はロック条件及び変速条件を検出しない。詳述すると、図２（ａ）において、モータ２１の起動時の時刻ｔ０直後には、モータ２１に起動電流が生じる。この起動電流は、負荷トルクＴに換算するとロック条件の閾値Ｓ２よりも大きい値となる場合がある。従って、モータ２１（電動工具１０）の起動時の時刻ｔ０から所定時間は、ロック条件及び変速条件の検出を実施しないようにしている。これにより、通常起動時や途中で止めた作業を再開する場合、締め付けたボルトを緩めるような場合での初動動作によるロックの誤検出が防止されている。
　なお、ロック条件を検出しない時間と変速条件を検出しない時間とを異なる期間に設定してもよい。例えば、ロック条件を検出しない時間を、変速条件を検出しない時間に比べて長くしてもよい。例えば、長いネジのネジ締めなどの高負荷の作業を途中で中止して再度実施するような場合には、再度駆動してからある程度ネジの回転数が上がるまでの時間に高い電流が生じる。従って、ロック条件を検出しない時間に対して、変速条件を検出しない時間を短くすることで、上記したような高負荷の作業を再開する場合に、ロック検出によってモータ２１を停止することなく減速を行うことができ、好適に作業を実施することができる。
　次に、変速後（Ｌギア時）における負荷トルクに基づくロック検出について説明する。
　図２（ｂ）に示すように、電動工具１０がＨギアにて駆動されて負荷トルクＴが時刻ｔ４において閾値Ｓ１に達すると、制御部２３は、負荷トルクＴが変速条件（閾値Ｓ１）に達したと判定し、動力伝達部２２を制御してＨギアからＬギアに変速を行う。Ｌギアに切り替えられると、上記した図２（ａ）よりも負荷トルクＴの増加度合いが緩やかである。
　制御部２３には、変速後（Ｌギア）の負荷トルクＴに基づいてロックを検出するための閾値Ｓ３（ロック条件）が設定されている。制御部２３は、Ｌギアに切り替えられて起動電流が生じた後の時刻ｔ５において負荷トルクＴが閾値Ｓ３に達した場合に、ロックが生じたと判定しモータ２１を停止させる。変速後のＬギアに対応する閾値Ｓ３は、図２（ａ）に示すＨギアに対応する閾値Ｓ２よりも小さい値に設定されている。これは、同一の駆動電流であっても、各減速ギアの減速比の違いにより負荷トルクＴが異なるためである。従って、閾値Ｓ２，Ｓ３は、減速ギア（Ｈギア、Ｌギア）の減速比に応じて異なる値に設定されている。これにより、ロックの発生により負荷トルクＴが増加し変速が行われた場合であっても、減速ギア毎に適切なロック検出が行われる。
　次に、負荷トルクの変化量ΔＴによるロック検出について説明する。
　制御部２３は、上記した閾値Ｓ２，Ｓ３（絶対値）によるロック検出に加えて、変化量ΔＴによるロック検出も行っている。図２（ｃ）に示すように、制御部２３は、所定時間毎に負荷トルクＴの変化量ΔＴ（駆動電流の変化量ΔＩ）を算出し、算出された変化量ΔＴと閾値Ｓ４（ロック条件）とを比較してロックを検出する。ちなみに、図２（ｃ）に示す例では、Ｈギア選択時には、負荷トルクＴの変化量ΔＴによるロック検出は実施しない。即ち、制御部２３は、時刻ｔ６において負荷トルクＴが閾値Ｓ１に達するとＨギアからＬギアへの変速を行う。そして、制御部２３は、変速後の時刻ｔ７において負荷トルクＴの変化量ΔＴが閾値Ｓ４を超えるとロックが生じたと判定し、モータ２１を停止させる。ここで、仮に上記した負荷トルクＴの絶対値に対する閾値Ｓ２，Ｓ３のみを用いてロックを検出するようにした場合には、負荷トルクＴの絶対値が制限されることが懸念される。従って、負荷トルクＴの絶対値に対する閾値Ｓ２，Ｓ３と、変化量ΔＴに対する閾値Ｓ４との両方を用いることで、負荷トルクＴの絶対値が制限されてしまうという影響を少なくしつつ、ロックの検出が可能となる。
　次に、回転検出部５１を用いたロック検出について説明する。
　制御部２３は、回転検出部５１により検出されるモータ２１の回転速度に基づいてロックを検出する。モータ２１は、ロックが生じることで回転速度が一気に低下する。従って、制御部２３は、負荷トルクＴと回転速度との両方に基づいてロック検出する。例えば、負荷トルクＴが閾値Ｓ２（図２（ａ）参照）を越えている場合であっても、制御部２３は、回転速度が低下していない又は低下の度合いが低い場合にはロックが生じていないと判定する。これにより、ロックの検出精度は高くなる。
　次に、ロック検出（ロック判定）によりモータ２１を停止させた後の制御について説明する。
　制御部２３は、ロックを検出してモータ２１を停止させた後、次にモータ２１を再駆動する場合には、Ｈギアを選択し、モータ２１の回転速度を通常時よりも緩やかに上昇させるスロースタート制御を行う。図２（ｄ）に示すように、時刻ｔ８においてモータ２１のロック判定がなされると、制御部２３はモータ２１を停止する。その後、時刻ｔ９にモータ２１の回転速度（回転数Ｎ）が零となる。モータ２１が停止してもトリガスイッチ３１の継続操作がなされていると、時刻ｔ１０において、制御部２３は、モータ２１の再駆動を実施する。その際、制御部２３は、モータ２１の回転速度（回転数Ｎ）を通常時よりも緩やかに上昇させるスロースタート制御を実施し、トルクの急増を防止するようになっている。
　この実施形態は、以下の効果を奏する。
　（１）電動工具１０の制御部２３は、電流検出部４１にて検出したモータ２１への駆動電流から出力軸２５に加わる負荷トルクＴを検出し、検出された負荷トルクＴに基づいて動力伝達部２２の減速段を切替制御することで電動工具１０の自動変速を行う。そして、制御部２３は、図２（ａ）のように負荷トルクＴが変速条件の閾値Ｓ１からロック条件の閾値Ｓ２まで所定時間内に増加した場合、つまり、閾値Ｓ１から閾値Ｓ２に急減に増加した場合には、減速比を大きくするＬギアへの切り替えを行わず、モータ２１のロックが生じたと判定する。つまり、負荷トルクＴの増加が所望の作業によるものでなくモータ２１のロックによるものであった場合に、制御部２３はロックを検出して変速動作を実施しない。これにより、変速動作とモータ２１のロック検出とを適切に行うことができ、モータ２１のロックにより電動工具１０から使用者に大きな反動が加わる可能性が低減できる。
　（２）制御部２３は、動力伝達部２２により減速比を大きくする変速（ＨギアからＬギアに変速）が行われた後は、負荷トルクＴが図２（ｂ）のようにロック条件の閾値Ｓ３に達した場合にロックが発生したと判定する。閾値Ｓ３は、Ｈギアに対応する閾値Ｓ２よりも小さい値に設定されている。このような構成では、ロックの発生により負荷トルクＴが増加し変速が行われた場合であっても、減速段に応じた適切なロック検出が行われ、電動工具１０から使用者に加わる反動が低減できる。
　（３）制御部２３は、動力伝達部２２により減速比を大きくする変速が行われた後は、負荷トルクＴの変化量ΔＴが図２（ｃ）のように減速段に応じて設定された閾値Ｓ４（ロック条件）以上となった場合にモータ２１のロックが発生したと判定する。このような構成では、負荷トルクＴの絶対値を制限させてしまうといった影響を少なくしつつ、ロックの検出が可能となる。
　（４）電動工具１０は、モータ２１の回転速度を検出するための回転検出部５１を備える。制御部２３は、負荷トルクＴと回転検出部５１により検出される回転速度との両方に基づいてロックを検出する。これにより、ロックの検出精度が高くなる。
　（５）制御部２３は、ロックを検出した場合にモータ２１を停止させるように制御するため、電動工具１０から使用者に加わる反動がより確実に低減できる。
　（６）制御部２３は、ロックの検出によってモータ２１を停止させた場合に、次にモータ２１を再駆動させる回転数Ｎを通常時よりも緩やかに上昇させるスロースタート制御を実施する。これにより、電動工具１０にて生じるトルクの急増が防止され、電動工具１０から使用者に加わる反動が低減できる。
　なお、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
　・上記実施形態において、制御部２３は、ロック検出後にモータ２１を停止させたが、モータ２１の回転を減速させる構成としてもよい。このような構成でも、上記した効果と同様の効果を得ることができる。また、ロック検出に基づくモータ２１の停止・減速制御を行わずに、例えば使用者にロックを検出した旨を報知し、使用者自身にモータ２１の停止・減速を行わせるように促す構成としてもよい。
　・上記実施形態では、負荷トルクＴの検出をモータ２１に供給する駆動電流から間接的に検出したが、これに限定されない。例えば、出力軸２５に対するトルクを直接的に計測可能な構成を用いてもよい。
　・上記実施形態では、制御部２３は、変速前後の駆動電流（絶対値）に対する閾値Ｓ２，Ｓ３、変化量ΔＴ（ΔＩ）に対する閾値Ｓ４、及びモータ２１の回転速度を用いてロック検出を実施したが、これらのうちのいずれか一つ、又はいずれか２つ以上を組み合わせてロック検出を実施してもよい。
　・上記実施形態において、出力軸２５の回転方向への電動工具１０（電動工具本体１１）の変位を検出するための加速度センサを備えた構成としてもよい。
　例えば図３に示すように、制御部２３は、電動工具本体１１の電池パック１２が装着される電池パック装着部６１に内蔵され、この制御部２３の基板上に加速度センサ６２が実装される。そして、先端工具２６（出力軸２５）の回転がロックされて電動工具１０が回転させられるような状況となった場合に、加速度センサ６２は電動工具１０の変位を加速度として検出し、検出信号を制御部２３に供給する。なお、図３に示す矢印６３は、ロック時の電動工具１０の回転方向を、矢印６４は検出する加速度成分の方向を示している。このような構成では、制御部２３は、加速度センサ６２からの検出信号により、ロックによる電動工具１０の変位、即ちモータ２１のロックが検出可能となる。
　ちなみに、電動工具１０に生じる加速度は、先端工具２６（出力軸２５）の回転中心からの距離が長くなるに従って大きくなる。従って、加速度センサ６２を、その回転中心からできるだけ離れた位置に設けることで、ロックの検出精度を高めることができる。なお、加速度センサ６２を、電動工具本体１１と電池パック１２との間に介在させたり、電池パック１２に内蔵して検出信号を制御部２３に供給するようにしてもよい。
　また、上記した加速度センサ６２は、電動工具１０の構成に応じて検出する加速度の方向や成分等を適宜変更する。例えば、図４に示す電動のこぎり等の電動工具１０は、図３に示すドリルドライバーと比べて、先端工具２６（円盤形ののこぎり）回転方向や使用者の電動工具１０の持ち方等が異なる。そのため、加速度センサ６２は、ロックした場合に電動工具１０が変位（移動）する方向に基づいて検出する加速度成分を設定する。
　・上記実施形態において、回転検出部５１の構成は一例であり、これに限定されない。例えば、モータ２１の回転方向に対して等間隔にスリットが形成された回転盤を回転軸２４に取付け、回転にともなうスリットの有無を検出する所謂フォトインタラプタを用いてもよい。また、回転検出部５１は、モータ２１の回転軸２４の回転速度を検出したが、その他の駆動軸、例えば出力軸２５の回転速度を検出してもよい。
　・上記実施形態において、動力伝達部２２は、２つの減速比を切り替える構成としたが、３つ以上の減速比を切り替える構成としてもよい。
　・上記実施形態において、変速用アクチュエータ２７をモータアクチュエータとしたが、モータを駆動源とするものに限らず、ソレノイド等を用いてもよい。
　・上記実施形態では、電動工具１０をドリルドライバーに具体化したが、他の電動工具、例えばインパクトドライバー、インパクトレンチ、ハンマードリル、振動ドリル、ジグソー及びシーリングガン等でもよい。

Claims (8)

  1. 　モータと、前記モータの回転動力を減速して出力軸に伝達するとともに減速比を変更可能に構成された動力伝達部と、前記動力伝達部の減速比を変更する変速用アクチュエータと、前記出力軸に加わる負荷トルクを検出するトルク検出部と、検出された前記負荷トルクに応じて前記動力伝達部の減速比を変更すべく前記変速用アクチュエータを制御する制御部とを備えた電動工具であって、
    　前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記負荷トルクが、前記減速比を大きくする制御を行うべく設定された変速条件の閾値から前記モータのロックを検出すべく設定されたロック条件の閾値に所定時間内に増加した場合には、前記動力伝達部の減速比を大きくする制御を行わずに前記モータにロックが生じたと判定することを特徴とする電動工具。
  2. 　請求項１に記載の電動工具において、
    　前記制御部は、前記動力伝達部の減速比を大きくする制御を行った後に検出された前記負荷トルクが、変速後の前記減速比に対応して設定されたロック条件の閾値に達した場合に、前記モータにロックが生じたと判定することを特徴とする電動工具。
  3. 　請求項１又は２に記載の電動工具において、
    　前記制御部は、前記動力伝達部の減速比を大きくする制御を行った後に検出された前記負荷トルクの変化量が、変速後の前記減速比に対応して設定されたロック条件の閾値に達した場合に、前記モータにロックが生じたと判定することを特徴とする電動工具。
  4. 　請求項１～３のいずれか一項に記載の電動工具において、
    　前記モータの回転速度を検出する回転検出部を備え、
    　前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記負荷トルクと前記回転検出部により検出された前記回転速度との両方に基づいて、前記モータにロックが生じたか否かを判定することを特徴とする電動工具。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の電動工具において、
    　前記出力軸の回転方向への前記電動工具の変位を検出するための加速度センサを備え、
    　前記制御部は、前記加速度センサにより検出された前記電動工具の変位に基づいて、前記モータにロックが生じたと判定することを特徴とする電動工具。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の電動工具において、
    　前記制御部は、前記モータにロックが生じたと判定すると、前記モータを停止又は減速させることを特徴とする電動工具。
  7. 　請求項６に記載の電動工具において、
    　前記制御部は、前記モータを停止させた後の前記モータの再駆動時において、前記モータの回転速度を通常時よりも緩やかに上昇させるスロースタート制御を行うことを特徴とする電動工具。
  8. 　モータと、前記モータの回転動力を減速して出力軸に伝達するとともに減速比を変更可能に構成された動力伝達部と、前記動力伝達部の減速比を変更する変速用アクチュエータと、前記出力軸に加わる負荷トルクを検出するトルク検出部とを備えた電動工具の制御装置であって、
    　検出された前記負荷トルクに応じて前記動力伝達部の減速比を変更すべく前記変速用アクチュエータを制御する制御部を備え、
    　前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記負荷トルクが、前記減速比を大きくする制御を行うべく設定された変速条件の閾値から前記モータのロックを検出すべく設定されたロック条件の閾値に所定時間内に増加した場合には、前記動力伝達部の減速比を大きくする制御を行わずに前記モータにロックが生じたと判定することを特徴とする電動工具の制御装置。
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