WO2021033432A1

WO2021033432A1 - 電動工具

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Publication number: WO2021033432A1
Application number: PCT/JP2020/025697
Authority: WO
Inventors: 隆司草川; 中原　雅之; 尊大植田
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-02-25
Also published as: JP2021030358A

Abstract

課題は、必要に応じて電動機の動作トルクの上限値を増加させることができる電動工具を提供することである。電動工具（１）は、永久磁石（１３１）及びコイル（１４１）を有する電動機（１５）と、電動機（１５）の動作を制御する制御部（４）とを備える。制御部（４）は、永久磁石（１３１）の磁束を強める強め磁束をコイル（１４１）に発生させる強め磁束電流をコイル（１４１）に流す強め磁束制御モードを有する。

Description

電動工具

　本開示は一般に電動工具に関し、より詳細には、電動機を備える電動工具に関する。

　従来、電動機の回転数を制御可能な電動工具が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の電動工具は、ブラシレスＤＣモータ（電動機）と、バッテリ電圧検出部と、回転位置検出部と、制御部と、を備える。バッテリ電圧検出部は、ブラシレスＤＣモータの駆動に用いるバッテリの電圧を検出する。回転位置検出部は、ブラシレスＤＣモータの回転位置を検出する。制御部は、回転位置検出部からの信号により、ブラシレスＤＣモータへの駆動出力を制御する。制御部は、ブラシレスＤＣモータへの駆動出力制御時に、ブラシレスＤＣモータの回転数若しくは通電電流が、バッテリ電圧検出部にて検出されたバッテリ電圧に対応した目標値になるよう、ブラシレスＤＣモータへの通電角若しくは進角を制御する。

特開２０１４－１４４４９６号公報

　本開示は、必要に応じて電動機の動作トルクの上限値を増加させることができる電動工具を提供することを目的とする。

　本開示の一態様に係る電動工具は、永久磁石及びコイルを有する電動機と、前記電動機の動作を制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記永久磁石の磁束を強める強め磁束を前記コイルに発生させる強め磁束電流を前記コイルに流す強め磁束制御モードを有する。

図１は、一実施形態に係る電動工具のブロック図である。図２は、同上の電動工具の概略図である。図３は、同上の電動工具の動作の一例を示すグラフである。図４は、同上の電動工具の動作の他例を示すグラフである。

　（１）実施形態
　（１－１）概要
　図１は、本実施形態の電動工具１を示す。電動工具１は、永久磁石１３１及びコイル１４１を有する電動機１５と、電動機１５の動作を制御する制御部４とを備える。制御部４は、永久磁石１３１の磁束を強める強め磁束をコイル１４１に発生させる強め磁束電流をコイル１４１に流す強め磁束制御モードを有する。

　このように、制御部４は強め磁束制御モードを有している。強め磁束制御モードでは、永久磁石１３１の磁束を強める強め磁束がコイル１４１に発生するため、結果として、電動機１５の動作トルクの上限値が増加することになる。よって、制御部４が、必要に応じて強め磁束制御モードを実行することで、電動機１５の動作トルクの上限値を増加させることが可能となる。したがって、電動工具１によれば、必要に応じて電動機１５の動作トルクの上限値を増加させることができる。

　（１－２）詳細
　以下、本実施形態の電動工具１について図１～図４を参照して更に詳細に説明する。本実施形態の電動工具１は、ドリルドライバである。

　電動工具１は、図１に示すように、電動機１５と、制御部４とを備える。更に、電動工具１は、インバータ回路部５１と、複数（図１では２つ）の電流センサ６１、６２とを備える。また、電動工具１は、図２に示すように、クラッチ機構１７と、ソケット２１と、ビット回転測定部２２と、トルク測定部２３と、モータ回転測定部２４と、操作部２５と、電源３２とを備える。なお、図２は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

　電動機１５は、先端工具を駆動する駆動源である。電動機１５は、回転動力を出力する出力軸１６を有している。電動機１５は、交流電動機である。電動機１５は、例えばブラシレスモータである。特に、本実施形態では、電動機１５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１に示すように、電動機１５は、永久磁石１３１を有する回転子１３と、コイル１４１を有する固定子１４と、を含んでいる。回転子１３は、図２に示すように、出力軸１６を含む。コイル１４１と永久磁石１３１との電磁的相互作用により、回転子１３は、固定子１４に対して回転する。電動機１５は、インバータ回路部５１から供給された電力（３相電圧）により駆動され、回転動力を発生させる。

　クラッチ機構１７は、第１駆動伝達部１８と、第２駆動伝達部１９と、出力軸２０とを備える。第１駆動伝達部１８は、電動機１５の出力軸１６に連結される。第２駆動伝達部１９は、クラッチ機構１７の出力軸２０に連結される。また、第１駆動伝達部１８と第２駆動伝達部１９とは、着脱自在に連結される。クラッチ機構１７は、出力軸２０に所定の大きさ以上の負荷（負荷トルク）がかかっていないときには、第１駆動伝達部１８と第２駆動伝達部１９とが一体となって回転するので、電動機１５の出力軸１６の回転とともにクラッチ機構１７の出力軸２０が回転する。一方で、出力軸２０に所定の大きさ以上の負荷がかかった時には、第１駆動伝達部１８と第２駆動伝達部１９との接続が解除され、電動機１５の出力軸１６が、クラッチ機構１７の出力軸２０から分離される。これによって、電動工具１で締め付けるねじ等の対象物に過度な力がかかることが防止される。なお、クラッチ機構１７は、従来周知の構成であってよいから、クラッチ機構１７の詳細な説明は省略する。

　ソケット２１は、先端工具が着脱自在に取り付けられる部分である。ソケット２１は、出力軸２０の先端に固定される。つまり、電動工具１は、先端工具を電動機１５の駆動力で駆動する工具である。先端工具（ビットとも言う）は、例えば、ドライバ又はドリル等である。各種の先端工具のうち用途に応じた先端工具が、ソケット２１に取り付けられて用いられる。電動工具１では、先端工具を用途に応じて交換可能である。なお、先端工具は、直接的に出力軸２０に装着されてもよい。また、先端工具が交換可能であることは必須ではない。例えば、電動工具１では、特定の先端工具のみが利用可能であってよい。

　ビット回転測定部２２は、出力軸２０の回転角を測定する。ここでは、出力軸２０の回転角は、先端工具（ビット）の回転角に等しい。ビット回転測定部２２としては、例えば、光電式エンコーダ又は磁気式エンコーダを採用することができる。

　トルク測定部２３は、電動機１５のトルク（負荷トルク）を測定する。トルク測定部２３は、例えば、ねじり歪みの検出が可能な磁歪式歪センサである。磁歪式歪センサは、電動機１５の出力軸１６に負荷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、電動機１５の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出力する。

　モータ回転測定部２４は、電動機１５の回転角を測定する。モータ回転測定部２４としては、例えば、光電式エンコーダ又は磁気式エンコーダを採用することができる。

　操作部２５は、電動機１５の回転を制御するための操作（つまり、ユーザからの操作）を受け付ける操作部である。

　電源３２は、電動工具１の電動機１５及び制御部４を駆動するための電源である。電源３２は、直流電源である。電源３２は、例えば、１又は複数の２次電池を含む。なお、電源３２は、１又は複数の１次電池を含んでよい。また、電源３２は、交換可能であってよい。

　制御部４は、電動工具１の全体的な制御を実行するように構成される。より詳細には、制御部４は、電動機１５の動作を制御するように構成される。制御部４は、例えば、１以上のプロセッサ（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（アプリケーション）を実行することで、制御部４として機能する。プログラムは、ここでは制御部４のメモリに予め記録されているが、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。

　図１に示すように、制御部４は、指令値生成部４１と、速度制御部４２と、電流制御部４３と、第１の座標変換器４４と、第２の座標変換器４５と、磁束制御部４６と、推定部４７と、脱調検出部４８とを有する。

　制御部４は、インバータ回路部５１と共に用いられ、フィードバック制御により電動機１５の動作を制御する。

　複数の電流センサ６１，６２はそれぞれ、例えば、ホール素子電流センサ又はシャント抵抗素子を含んでいる。複数の電流センサ６１，６２は、インバータ回路部５１から電動機１５に供給される電流を測定する。ここで、電動機１５には、３相電流（Ｕ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流）が供給されており、複数の電流センサ６１，６２は、少なくとも２相の電流を測定する。図１では、電流センサ６１がＵ相電流を測定して電流測定値ｉ_ｕ１を出力し、電流センサ６２がＶ相電流を測定して電流測定値ｉ_ｖ１を出力する。

　推定部４７は、モータ回転測定部２４で測定された電動機１５の回転角θ１を時間微分して、電動機１５の角速度ω１（出力軸１６の角速度）を算出する。

　第２の座標変換器４５は、複数の電流センサ６１，６２で測定された電流測定値ｉ_ｕ１，ｉ_ｖ１を、モータ回転測定部２４で測定された電動機１５の回転角θ１に基づいて座標変換し、電流測定値ｉｄ１，ｉｑ１を算出する。すなわち、第２の座標変換器４５は、３相電流に対応する電流測定値ｉ_ｕ１，ｉ_ｖ１を、磁界成分（ｄ軸電流）に対応する電流測定値ｉｄ１と、トルク成分（ｑ軸電流）に対応する電流測定値ｉｑ１とに変換する。

　指令値生成部４１は、電動機１５の角速度の指令値ｃω１を生成する。指令値生成部４１は、例えば、操作部２５（図２参照）を引く操作の引込み量に応じた指令値ｃω１を生成する。すなわち、指令値生成部４１は、上記引込み量が大きいほど、角速度の指令値ｃω１を大きくする。よって、操作部２５を引く操作により、電動機１５のオンオフを切替可能である。また、操作部２５を引く操作の引込み量で、出力軸２０の回転速度、つまり電動機１５の回転速度を調整可能である。上記引込み量が大きいほど、電動機１５の回転速度が速くなる。制御部４は、指令値生成部４１により、操作部２５を引く操作の引込み量に応じて、電動機１５を回転又は停止させ、また、電動機１５の回転速度を制御する。この電動工具１では、先端工具がソケット２１に取り付けられる。そして、操作部２５への操作によって電動機１５の回転速度が制御されることで、先端工具の回転速度が制御される。

　速度制御部４２は、指令値生成部４１で生成された指令値ｃω１と推定部４７で算出された角速度ω１との差分に基づいて、指令値ｃｉｑ１を生成する。指令値ｃｉｑ１は、電動機１５のトルク電流（ｑ軸電流）の大きさを指定する指令値である。速度制御部４２は、指令値ｃω１と角速度ω１との差分を小さくするように指令値ｃｉｑ１を決定する。

　磁束制御部４６は、推定部４７で算出された角速度ω１と、電流制御部４３で生成される指令値ｃｖｑ１と、電流測定値ｉｑ１（ｑ軸電流）と、に基づいて、指令値ｃｉｄ１を生成する。指令値ｃｉｄ１は、電動機１５の磁束（ｄ軸方向の磁束）の大きさを指定する指令値である。

　電流制御部４３は、磁束制御部４６で生成された指令値ｃｉｄ１と第２の座標変換器４５で算出された電流測定値ｉｄ１との差分に基づいて、指令値ｃｖｄ１を生成する。指令値ｃｖｄ１は、電動機１５のｄ軸電圧の大きさを指定する指令値である。電流制御部４３は、指令値ｃｉｄ１と電流測定値ｉｄ１との差分を小さくするように指令値ｃｖｄ１を決定する。

　また、電流制御部４３は、速度制御部４２で生成された指令値ｃｉｑ１と第２の座標変換器４５で算出された電流測定値ｉｑ１との差分に基づいて、指令値ｃｖｑ１を生成する。指令値ｃｖｑ１は、電動機１５のｑ軸電圧の大きさを指定する指令値である。電流制御部４３は、指令値ｃｉｑ１と電流測定値ｉｑ１との差分を小さくするように指令値ｃｖｑ１を生成する。

　第１の座標変換器４４は、指令値ｃｖｄ１，ｃｖｑ１を、モータ回転測定部２４で測定された電動機１５の回転角θ１に基づいて座標変換し、指令値ｃｖ_ｕ１，ｃｖ_ｖ１，ｃｖ_ｗ１を算出する。すなわち、第１の座標変換器４４は、磁界成分（ｄ軸電圧）に対応する指令値ｃｖｄ１と、トルク成分（ｑ軸電圧）に対応する指令値ｃｖｑ１とを、３相電圧に対応する指令値ｃｖ_ｕ１，ｃｖ_ｖ１，ｃｖ_ｗ１に変換する。指令値ｃｖ_ｕ１はＵ相電圧に、指令値ｃｖ_ｖ１はＶ相電圧に、指令値ｃｖ_ｗ１はＷ相電圧に対応する。

　インバータ回路部５１は、指令値ｃｖ_ｕ１、ｃｖ_ｖ１、ｃｖ_ｗ１に応じた３相電圧を電動機１５に供給する。制御部４は、インバータ回路部５１をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することにより、電動機１５に供給される電力を制御する。

　脱調検出部４８は、第２の座標変換器４５から取得した電流測定値ｉｄ１，ｉｑ１と、電流制御部４３から取得した指令値ｃｖｄ１，ｃｖｑ１と、に基づいて、電動機１５の脱調を検出する。脱調が検出された場合は、脱調検出部４８は、インバータ回路部５１に停止信号ｃｓ１を送信して、インバータ回路部５１から電動機１５への電力供給を停止させる。

　本実施形態では、制御部４は、電動機１５の動作を制御する複数の制御モードを有する。特に、複数の制御モードは、強め磁束制御モードと、通常制御モードとを含む。

　強め磁束制御モードは、永久磁石１３１の磁束を強める強め磁束をコイル１４１に発生させる強め磁束電流をコイル１４１に流す制御モードである。「永久磁石１３１の磁束を強める強め磁束」は、永久磁石１３１の磁束と向きが同じ磁束であるといえる。本実施形態では、制御部４は、ベクトル制御を利用して、電動機１５の動作を制御する。ベクトル制御では、制御部４は、電動機１５に供給される磁束電流（ｄ軸電流）とトルク電流（ｑ軸電流）とを独立に制御する。磁束電流は、電動機１５のコイル１４１に発生する磁束に影響する電流であり、トルク電流は、電動機１５の動作トルクに影響する電流である。動作トルクは、負荷トルクとは異なり、電動機１５が回転の際に発生させるトルクをいう。本実施形態では、ｄ軸電流が、強め磁束電流として用いられる。ｄ軸電流が正であれば、コイル１４１に、永久磁石１３１の磁束を強める強め磁束が発生する。ｄ軸電流が正の値であって、ｄ軸電流の絶対値が大きいほど、強め磁束が大きい。逆に、ｄ軸電流が負であれば、コイル１４１に永久磁石１３１の磁束を弱める磁束（この磁束を、強め磁束に対して弱め磁束ということがある）が発生する。ｄ軸電流が負の値であって、ｄ軸電流の絶対値が大きいほど、弱め磁束が大きい。本実施形態では、強め磁束制御モードでは、制御部４は、ｄ軸電流の目標値を正の規定値に設定する。具体的には、磁束制御部４６が、指令値ｃｉｄ１を、ｄ軸電流の目標値（正の規定値）に対応する値に設定する。一方で、制御部４は、操作部２５への操作に基づき、ｑ軸電流を調整する。具体的には、速度制御部４２は、指令値生成部４１で生成された指令値ｃω１と推定部４７で算出された角速度ω１との差分に基づいて、指令値ｃｉｑ１を生成する。

　通常制御モードは、強め磁束制御モードよりも永久磁石１３１の磁束を強める度合いが小さい制御モードである。換言すれば、通常制御モードは、強め磁束制御モードよりも小さい強め磁束電流（ｄ軸電流）を流す制御モード、又は、強め磁束電流（ｄ軸電流）自体を流さない制御モードであってよい。本実施形態では、通常制御モードは、強め磁束電流を流さない制御モードである。この場合、通常制御モードでは、制御部４は、ｄ軸電流の目標値を０に設定する。本実施形態では、磁束制御部４６が、指令値ｃｉｄ１を、ｄ軸電流の目標値に対応する値に設定する。一方で、制御部４は、操作部２５への操作に基づき、ｑ軸電流を調整する。具体的には、速度制御部４２は、指令値生成部４１で生成された指令値ｃω１と推定部４７で算出された角速度ω１との差分に基づいて、指令値ｃｉｑ１を生成する。

　本実施形態では、制御部４は、電動機１５を第１回転方向に回転させる第１動作では、強め磁束制御モードを実行しないが、電動機１５を第１回転方向と反対の第２回転方向に回転させる第２動作では、強め磁束制御モードを実行する。第１回転方向は、締結具を締める方向であり、第２回転方向は、締結具を緩める方向である。締結具は、電動工具１の先端工具にて締め付け又は緩められる機械要素である。締結具の例としては、ネジ、ボルト、ナットが挙げられる。よって、第１動作は、締め付け動作であるといえ、第２動作は、緩め動作であるといえる。

　より詳細には、制御部４は、第１動作では、通常制御モードのみを実行する。一方で、制御部４は、第２動作では、通常制御モードと強め磁束制御モードとを択一的に実行する。特に、第２動作では、制御部４は、最初は通常制御モードを実行する。そして、制御部４は、通常制御モードにおいて切替条件が満たされると強め磁束制御モードを開始する。本実施形態では、切替条件は、電動機１５の負荷トルクが閾値以上になったことである。制御部４は、トルク測定部２３で測定された電動機１５のトルク（負荷トルク）が閾値以上になると、通常制御モードを終了して強め磁束制御モードを開始する。

　（１－３）動作
　以下、図３及び図４を参照して電動工具１の動作について簡単に説明する。

　図３は、作業者が電動工具１でネジ（締結具）の締め付けを行う際の、電動機１５のトルク（動作トルク）の変化を示す。ネジの締め付けを行う場合、電動工具１の電動機１５を第１回転方向に回転させればよい。つまり、電動工具１に第１動作を行わせる。この場合、制御部４は、通常制御モードを実行する。よって、制御部４は、ｄ軸電流の目標値を０に設定し、操作部２５への操作に基づき、ｑ軸電流を調整する。図３では、作業者は、時刻ｔ１１において、電動工具１の操作部２５を引く操作をし、これにより電動機１５にｑ軸電流が流れ始め、電動機１５が回転を開始する。これによって、ネジが第１回転方向に回転していき（ネジが締め付けられていき）、負荷トルクが大きくなる。これに伴い、電動機１５の動作トルクが上昇し、Ｔ１になった時点で、ネジの締め付けが終了している。Ｔ１は、通常制御モードでの、電動機１５の動作トルクの上限値である。

　図４は、作業者が電動工具１でネジ（締結具）の緩めを行う際の、電動機１５のトルク（動作トルク）の変化を示す。ネジの緩めを行う場合、電動工具１の電動機１５を第２回転方向に回転させればよい。つまり、電動工具１に第２動作を行わせる。この場合、制御部４は、最初は通常制御モードを実行する。よって、制御部４は、ｄ軸電流の目標値を０に設定し、操作部２５への操作に基づき、ｑ軸電流を調整する。図４では、作業者は、電動工具１の操作部２５を引く操作をし、これにより電動機１５にｑ軸電流が流れ始め、電動機１５が回転を開始する。そして、時刻ｔ２１では、電動機１５の動作トルクがＴ１に達している。ここで、ネジの締め付けの際には、負荷トルクがＴ１であったため、特に問題がなければ、ネジは第２回転方向に回転していく（ネジは緩まっていく）。しかし、ネジにさび等が発生していると、ネジを緩めるための負荷トルクがＴ１より大きくなっている場合がある。例えば、負荷トルクがＴ１より大きいＴ２になる。ここで、通常制御モードでは、電動機１５の動作トルクの上限値がＴ１であり、ネジを緩めることができない。そこで、制御部４は、通常制御モードにおいて電動機１５の負荷トルクが閾値以上になった場合に、強め磁束制御モードを開始する。ここで、閾値は、Ｔ１より大きくＴ２以下の値である。図４では、時刻ｔ２２において、制御部４は、強め磁束制御モードを開始している。強め磁束制御モードでは、制御部４は、ｄ軸電流の目標値を正の規定値に設定し、操作部２５への操作に基づき、ｑ軸電流を調整する。これによって、制御部４は、電動機１５の動作トルクの上限値を通常制御モードよりも増加させる。そして、図４では、電動機１５の動作トルクがＴ２に達し、これによって、ネジは第２回転方向に回転していく（ネジは緩まっていく）。これによって、負荷トルクの減少とともに、電動機１５の動作トルクも減少していく。

　このように、電動工具１では、負荷トルクが大きく現在の電動機１５のトルクでは締結具を緩めることができない場合に、強め磁束制御モードを開始し、これによって、電動機１５の動作トルクの上限値を通常制御モードよりも増加させる。したがって、本実施形態の電動工具１によれば、必要に応じて電動機１５の動作トルクの上限値を増加させることができる。

　（２）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。以下に、上記実施形態の変形例を列挙する。

　一変形例では、制御部４は、第１動作でも、強め磁束制御モードを実行してよい。この場合に、制御部４は、まず、通常制御モードを実行してよい。そして、切替条件が満たされると、制御部４は、強め磁束制御モードを開始してよい。切替条件は、上記実施形態の、電動機１５の負荷トルクが閾値以上になったことに限定されない。例えば、切替条件は、電動機１５のトルク（動作トルク）と目標値との差が閾値以上になったことであってよい。また、切替条件は、電動機１５の回転数と目標値との差が閾値以上になったことであってよい。いずれの場合においても、閾値は、通常制御モードと強め磁束制御モードとでの電動機１５のトルクの上限値の差等を考慮して適宜設定されればよい。また、制御部４は、１以上の複数の切替条件を判定してよい。１以上の複数の切替条件は、電動機１５の負荷トルクに関する切替条件、電動機１５の動作トルクに関する切替条件、及び、電動機１５の回転数に関する切替条件から選択されてよい。

　一変形例では、制御部４は、第２動作では、必ずしも通常制御モードを実行しなくてよい。つまり、第２動作では、制御部４は、強め磁束制御モードだけを実行してよい。あるいは、第２動作では、制御部４は、まず、強め磁束制御モードを実行してよい。そして、第２切替条件が満たされると、制御部４は、通常制御モードを開始してよい。第２切替条件は、電動機１５の負荷トルクが閾値未満になったことであってよい。あるいは、第２切替条件は、電動機１５の動作トルクと目標値との差が閾値未満になったことであってよい。また、切替条件は、電動機１５の回転数と目標値との差が閾値未満になったことであってよい。いずれの場合においても、閾値は、通常制御モードと強め磁束制御モードとでの電動機１５のトルクの上限値の差等を考慮して適宜設定されればよい。また、制御部４は、１以上の複数の第２切替条件を判定してよい。１以上の複数の第２切替条件は、電動機１５の負荷トルクに関する第２切替条件、電動機１５の動作トルクに関する第２切替条件、及び、電動機１５の回転数に関する第２切替条件から選択されてよい。

　一変形例では、制御部４は、強め磁束制御モードでは、強め磁束電流を変化させてもよい。これによって、電動機１５の動作トルクの上限値の調整が可能になる。特に、制御部４は、強め磁束制御モードにおいて、増加条件が満たされると、強め磁束電流を時間経過に伴って大きくする漸増制御を行ってもよい。あるいは、制御部４は、強め磁束制御モードにおいて、減少条件が満たされると、強め磁束電流を時間経過に伴って小さくする漸減制御を行ってもよい。このようにすれば、強め磁束電流が例えば２値的に切り替わる場合と比較して電動機１５の動作トルクの最大値の変化が緩やかになるから、電動工具１を用いた作業を行いやすくなる。

　一変形例では、制御部４の強め磁束制御モード及び通常制御モードは、操作部２５とは別の操作部への操作により手動で切り替え可能であってもよい。例えば、上記のタッチパネルディスプレイへの操作により制御部４の制御モードが切り替え可能であってもよい。

　一変形例では、電動機１５において、回転子１３がコイル１４１を有しており、かつ、永久磁石１３１が固定子１４を有していてもよい。

　一変形例では、電動工具１は、ドリルドライバに限定されず、インパクトドライバ、又はインパクトレンチであってもよい。例えば、電動工具１は、クラッチ機構１７の代わりに、インパクト機構を備えてもよい。インパクト機構は、回転方向に打撃を加えることで、強固な締め付け等を実現するための機構である。インパクト機構は、スピンドル、ハンマ、及び、アンビルを有する従来周知の構成であってよいから、詳細な説明は省略する。また、電動工具１は、インパクトドライバ、ドリルドライバ又はインパクトレンチに限らない。また、電動工具１は、ドライバ又はレンチであってもよい。また、電動工具１は、フライス、グラインダ、クリーナ又はこれら以外の種類の電動工具であってもよい。

　一変形例では、電動工具１は、電動工具１の動作に係るパラメータを設定する操作等を受け付ける操作部を備えていてもよい。操作部は、例えば、操作入力の受付けと操作に関わる表示とを行うタッチパネルディスプレイを含んでいてもよい。

　（３）態様
　上記実施形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、実施形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。

　第１の態様は、電動工具（１）であって、永久磁石（１３１）及びコイル（１４１）を有する電動機（１５）と、前記電動機（１５）の動作を制御する制御部（４）とを備える。前記制御部（４）は、前記永久磁石（１３１）の磁束を強める強め磁束を前記コイル（１４１）に発生させる強め磁束電流を前記コイル（１４１）に流す強め磁束制御モードを有する。この態様によれば、必要に応じて電動機（１５）の動作トルクの上限値を増加させることができる。

　第２の態様は、第１の態様に基づく電動工具（１）である。第２の態様では、前記制御部（４）は、前記強め磁束制御モードよりも前記永久磁石（１３１）の磁束を強める度合いが小さい通常制御モードを有する。前記制御部（４）は、前記通常制御モードにおいて切替条件が満たされると前記強め磁束制御モードを開始する。この態様によれば、必要に応じて電動機（１５）の動作トルクの上限値を増加させることができる。

　第３の態様は、第２の態様に基づく電動工具（１）である。第３の態様では、前記制御部（４）は、前記通常制御モードでは、前記強め磁束電流を流さない。この態様によれば、必要に応じて電動機（１５）の動作トルクの上限値を増加させることができる。

　第４の態様は、第２又は第３の態様に基づく電動工具（１）である。第４の態様では、前記制御部（４）は、ベクトル制御を利用して、前記電動機の動作を制御する。前記強め磁束電流は、ｄ軸電流である。この態様によれば、必要に応じて電動機（１５）の動作トルクの上限値を増加させることができる。

　第５の態様は、第４の態様に基づく電動工具（１）である。第５の態様では、前記電動工具（１）は、操作を受け付ける操作部（２５）を更に備える。前記制御部（４）は、前記通常制御モード及び前記強め磁束制御モードでは、前記操作部（２５）への前記操作に基づき、ｑ軸電流を調整する。この態様によれば、必要に応じて電動機（１５）の動作トルクを調整できる。

　第６の態様は、第２～第５の態様のいずれか一つに基づく電動工具（１）である。第６の態様では、前記切替条件は、前記電動機（１５）の負荷トルクが閾値以上になったことである。この態様によれば、電動機（１５）で大きな動作トルクが必要になった際に電動機（１５）の動作トルクの上限値を増加させることができる。

　第７の態様は、第２～第５の態様のいずれか一つに基づく電動工具（１）である。第７の態様では、前記切替条件は、前記電動機（１５）の動作トルクと目標値との差が閾値以上になったことである。この態様によれば、必要に応じて電動機（１５）の動作トルクの上限値を増加させることができる。

　第８の態様は、第２～第５の態様のいずれか一つに基づく電動工具（１）である。第８の態様では、前記切替条件は、前記電動機（１５）の回転数と目標値との差が閾値以上になったことである。この態様によれば、必要に応じて電動機（１５）の動作トルクの上限値を増加させることができる。

　第９の態様は、第１～第８の態様のいずれか一つに基づく電動工具（１）である。第９の態様では、前記制御部（４）は、前記強め磁束制御モードでは、前記強め磁束電流を変化させる。この態様によれば、電動機（１５）の動作トルクの上限値の調整が可能になる。

　第１０の態様は、第９の態様に基づく電動工具（１）である。第１０の態様では、前記制御部（４）は、前記強め磁束制御モードにおいて、増加条件が満たされると、前記強め磁束電流を時間経過に伴って大きくする漸増制御を行う。この態様によれば、強め磁束電流が例えば２値的に切り替わる場合と比較して電動機（１５）の動作トルクの最大値の変化が緩やかになるから、電動工具（１）を用いた作業を行いやすくなる。

　第１１の態様は、第９の態様に基づく電動工具（１）である。第１１の態様では、前記制御部（４）は、前記強め磁束制御モードにおいて、減少条件が満たされると、前記強め磁束電流を時間経過に伴って小さくする漸減制御を行う。この態様によれば、強め磁束電流が例えば２値的に切り替わる場合と比較して電動機（１５）の動作トルクの最大値の変化が緩やかになるから、電動工具（１）を用いた作業を行いやすくなる。

　第１２の態様は、第１～第１１の態様のいずれか一つに基づく電動工具（１）である。第１２の態様では、前記制御部（４）は、前記電動機（１５）を第１回転方向に回転させる第１動作では、前記強め磁束制御モードを実行しない。前記制御部（４）は、前記電動機（１５）を前記第１回転方向と反対の第２回転方向に回転させる第２動作では、前記強め磁束制御モードを実行する。この態様によれば、必要に応じて電動機（１５）の動作トルクの上限値を増加させることができる。

　第１３の態様は、第１２の態様に基づく電動工具（１）である。第１３の態様では、前記第１回転方向は、締結具を締める方向である。前記第２回転方向は、締結具を緩める方向である。この態様によれば、電動機（１５）の動作トルクの上限値を締結具を締める場合よりも締結具を緩める場合で大きくしているから、電動工具（１）で締めた締結具を電動工具（１）で緩めることができない可能性を低減できる。

　１　　　電動工具
　１５　　電動機
　１３１　永久磁石
　１４１　コイル
　２５　　操作部
　４　　　制御部

Claims

　永久磁石及びコイルを有する電動機と、
　前記電動機の動作を制御する制御部と、
　を備え、
　前記制御部は、前記永久磁石の磁束を強める強め磁束を前記コイルに発生させる強め磁束電流を前記コイルに流す強め磁束制御モードを有する、
　電動工具。
　前記制御部は、
　　前記強め磁束制御モードよりも前記永久磁石の磁束を強める度合いが小さい通常制御モードを有し、
　　前記通常制御モードにおいて切替条件が満たされると前記強め磁束制御モードを開始する、
　請求項１の電動工具。
　前記制御部は、前記通常制御モードでは、前記強め磁束電流を流さない、
　請求項２の電動工具。
　前記制御部は、ベクトル制御を利用して、前記電動機の動作を制御し、
　前記強め磁束電流は、ｄ軸電流である、
　請求項２又は３の電動工具。
　操作を受け付ける操作部を更に備え、
　前記制御部は、前記通常制御モード及び前記強め磁束制御モードでは、前記操作部への前記操作に基づき、ｑ軸電流を調整する、
　請求項４の電動工具。
　前記切替条件は、前記電動機の負荷トルクが閾値以上になったことである、
　請求項２～５のいずれか一つの電動工具。
　前記切替条件は、前記電動機の動作トルクと目標値との差が閾値以上になったことである、
　請求項２～５のいずれか一つの電動工具。
　前記切替条件は、前記電動機の回転数と目標値との差が閾値以上になったことである、
　請求項２～５のいずれか一つの電動工具。
　前記制御部は、前記強め磁束制御モードでは、前記強め磁束電流を変化させる、
　請求項１～８のいずれか一つの電動工具。
　前記制御部は、前記強め磁束制御モードにおいて、増加条件が満たされると、前記強め磁束電流を時間経過に伴って大きくする漸増制御を行う、
　請求項９の電動工具。
　前記制御部は、前記強め磁束制御モードにおいて、減少条件が満たされると、前記強め磁束電流を時間経過に伴って小さくする漸減制御を行う、
　請求項９の電動工具。
　前記制御部は、前記電動機を第１回転方向に回転させる第１動作では、前記強め磁束制御モードを実行せず、前記電動機を前記第１回転方向と反対の第２回転方向に回転させる第２動作では、前記強め磁束制御モードを実行する、
　請求項１～１１のいずれか一つの電動工具。
　前記第１回転方向は、締結具を締める方向であり、
　前記第２回転方向は、締結具を緩める方向である、
　請求項１２の電動工具。