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特開2025-4199誘導センサを用いてアンビル位置を検出するためのシステム及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025004199
(43)【公開日】2025-01-14
(54)【発明の名称】誘導センサを用いてアンビル位置を検出するためのシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
B25B 21/02 20060101AFI20250106BHJP
B25B 23/14 20060101ALI20250106BHJP
B25B 23/151 20060101ALI20250106BHJP
B25F 5/00 20060101ALI20250106BHJP
【ＦＩ】
B25B21/02 H
B25B23/14 610Z
B25B23/151 B
B25F5/00 C
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024177754
(22)【出願日】2024-10-10
(62)【分割の表示】P 2022574345の分割
【原出願日】2021-06-04
(31)【優先権主張番号】63/034,727
(32)【優先日】2020-06-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/125,705
(32)【優先日】2020-12-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】598073073
【氏名又は名称】ミルウォーキー エレクトリック ツール コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】110004381
【氏名又は名称】弁理士法人ＩＴＯＨ
(72)【発明者】
【氏名】シュナイダー、ジェイコブ ピー．
(72)【発明者】
【氏名】フィールドバインダー、ダグラス アール．
(72)【発明者】
【氏名】メルゲット、マクスウェル エル．
(57)【要約】 （修正有）
【課題】従来技術の問題を解決する。
【解決手段】電動工具が、ハウジングと、ブラシレス直流（ＤＣ）モータと、ハンマー及びアンビルを備えるインパクト機構と、出力駆動装置と、位置センサと、コントローラとを備える。電動工具はまた、シャフト上に配置されたターゲットと、シャフト上でターゲットとアンビルとの間に配置された磁気シールドと、位置センサとを備える。位置センサは、誘導センサと、第１の送信回路トレースと、第１の受信回路トレースとを備える。コントローラは、アンビルの求められた位置に基づいて駆動角度を計算し、アンビルの駆動角度に基づいてブラシレスＤＣモータを制御するように構成される。
【選択図】図１９ＡＢ
【解決手段】電動工具が、ハウジングと、ブラシレス直流（ＤＣ）モータと、ハンマー及びアンビルを備えるインパクト機構と、出力駆動装置と、位置センサと、コントローラとを備える。電動工具はまた、シャフト上に配置されたターゲットと、シャフト上でターゲットとアンビルとの間に配置された磁気シールドと、位置センサとを備える。位置センサは、誘導センサと、第１の送信回路トレースと、第１の受信回路トレースとを備える。コントローラは、アンビルの求められた位置に基づいて駆動角度を計算し、アンビルの駆動角度に基づいてブラシレスＤＣモータを制御するように構成される。
【選択図】図１９ＡＢ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジングと、
前記ハウジング内のブラシレス直流（ＤＣ）モータであって、回転子と、固定子とを含み、前記回転子は、回転出力を生成するためにモータシャフトに結合される、前記ブラシレスＤＣモータと、
インパクト機構であって、
前記モータシャフトに結合されるハンマーと、
アンビルラグを含み、前記ハンマーからインパクトを受けるように構成される、アンビルと、を含む、
前記インパクト機構と、
前記アンビルに結合されるシャフトを含み、タスクを行うために回転するように構成される、出力駆動装置と、
前記シャフト上に位置決めされるターゲットと、
前記ターゲットと前記アンビルラグとの間で前記シャフト上に位置決めされ、前記アンビルラグを前記ターゲットから磁気的に遮断するように構成される、磁気シールドと、
前記ターゲットに近接して位置決めされる誘導センサを含む、位置センサであって、前記誘導センサは前記アンビルの位置を検出するように構成される、前記位置センサと、
前記位置センサに接続されるコントローラであって、
前記アンビルの判定される位置に基づいて前記インパクトによって引き起こされる前記アンビルの駆動角度を計算し、
前記アンビルの前記駆動角度に基づいて前記ブラシレスＤＣモータを制御する、
ように構成される、
前記コントローラと、を含む、
電動工具。
前記ハウジング内のブラシレス直流（ＤＣ）モータであって、回転子と、固定子とを含み、前記回転子は、回転出力を生成するためにモータシャフトに結合される、前記ブラシレスＤＣモータと、
インパクト機構であって、
前記モータシャフトに結合されるハンマーと、
アンビルラグを含み、前記ハンマーからインパクトを受けるように構成される、アンビルと、を含む、
前記インパクト機構と、
前記アンビルに結合されるシャフトを含み、タスクを行うために回転するように構成される、出力駆動装置と、
前記シャフト上に位置決めされるターゲットと、
前記ターゲットと前記アンビルラグとの間で前記シャフト上に位置決めされ、前記アンビルラグを前記ターゲットから磁気的に遮断するように構成される、磁気シールドと、
前記ターゲットに近接して位置決めされる誘導センサを含む、位置センサであって、前記誘導センサは前記アンビルの位置を検出するように構成される、前記位置センサと、
前記位置センサに接続されるコントローラであって、
前記アンビルの判定される位置に基づいて前記インパクトによって引き起こされる前記アンビルの駆動角度を計算し、
前記アンビルの前記駆動角度に基づいて前記ブラシレスＤＣモータを制御する、
ように構成される、
前記コントローラと、を含む、
電動工具。
【請求項2】
前記誘導センサは、円周を有する半球部分を含む回路基板と、前記円周の約１８０°に沿って配置されるスパンを有する第１の送信回路トレースとを含む、請求項１に記載の電動工具。
【請求項3】
前記ターゲットは、当該電動工具の動作中に前記誘導センサの前記第１の送信回路トレースの前記スパンを通過するように構成される第１のターゲットラグを含む、請求項２に記載の電動工具。
【請求項4】
前記ターゲットは、前記第１のターゲットラグが当該電動工具の動作中に前記第１の送信回路トレースの前記スパンから出るにつれて、前記誘導センサの前記第１の送信回路トレースの前記スパンを通過し始めるように構成される、第２のターゲットラグを含む、請求項３に記載の電動工具。
【請求項5】
前記駆動角度を計算するために、前記コントローラは、
前記ハンマーと前記アンビルとの間の第１のインパクトの後に前記アンビルの第１の回転位置を判定し、
前記ハンマーと前記アンビルとの間の第２のインパクトの後に前記アンビルの第２の回転位置を判定し、
前記第１の回転位置および前記第２の回転位置に基づいて前記出力駆動装置が受ける駆動角を判定する、
ように構成される、
請求項１に記載の電動工具。
前記ハンマーと前記アンビルとの間の第１のインパクトの後に前記アンビルの第１の回転位置を判定し、
前記ハンマーと前記アンビルとの間の第２のインパクトの後に前記アンビルの第２の回転位置を判定し、
前記第１の回転位置および前記第２の回転位置に基づいて前記出力駆動装置が受ける駆動角を判定する、
ように構成される、
請求項１に記載の電動工具。
【請求項6】
前記アンビルの前記駆動角度に基づいて前記ブラシレスＤＣモータを制御するために、前記コントローラは、
前記アンビルの前記駆動角度が駆動角度閾値未満であるかどうかを判定し、
前記アンビルの前記駆動角度が前記駆動角度閾値未満であると判定することに応答して、検出されるインパクトについてのインパクトカウンタを増分し、
前記インパクトカウンタがインパクトカウンタ閾値に達したかどうかを判定し、
前記インパクトカウンタが前記インパクトカウンタ閾値に達したと判定することに応答して、前記ブラシレスＤＣモータの速度を減少させる、
ように構成される、
請求項１に記載の電動工具。
前記アンビルの前記駆動角度が駆動角度閾値未満であるかどうかを判定し、
前記アンビルの前記駆動角度が前記駆動角度閾値未満であると判定することに応答して、検出されるインパクトについてのインパクトカウンタを増分し、
前記インパクトカウンタがインパクトカウンタ閾値に達したかどうかを判定し、
前記インパクトカウンタが前記インパクトカウンタ閾値に達したと判定することに応答して、前記ブラシレスＤＣモータの速度を減少させる、
ように構成される、
請求項１に記載の電動工具。
【請求項7】
前記駆動角度に基づいて前記ブラシレスＤＣモータを制御するために、前記コントローラは、
前記アンビルの前記駆動角度が駆動角度閾値未満であるかどうかを判定し、
前記アンビルの前記駆動角度が前記駆動角度閾値未満であると判定することに応答して、前記ブラシレスＤＣモータの速度を減少させる、
ように構成される、
請求項１に記載の電動工具。
前記アンビルの前記駆動角度が駆動角度閾値未満であるかどうかを判定し、
前記アンビルの前記駆動角度が前記駆動角度閾値未満であると判定することに応答して、前記ブラシレスＤＣモータの速度を減少させる、
ように構成される、
請求項１に記載の電動工具。
【請求項8】
電動工具を制御する方法であって、
ブラシレス直流（ＤＣ）モータを駆動することであって、前記ブラシレスＤＣモータは、回転子と、固定子とを含み、前記回転子は、回転出力を生成するためにモータシャフトに結合される、前記ブラシレスＤＣモータを駆動することと、
前記モータシャフトに結合されるインパクト機構のハンマーによって、前記インパクト機構のアンビルにインパクトを与えて、前記アンビルに結合されるシャフトを含む出力駆動装置を回転させることと、
前記シャフト上に位置決めされるターゲットに近接して位置決めされる位置センサによって前記アンビルの位置を検知することであって、磁気シールドが前記ターゲットと前記アンビルとの間で前記シャフト上に位置決めされ、前記磁気シールドは前記アンビルのアンビルラグを前記ターゲットから磁気的に遮断するように構成される、前記検知することと、
前記アンビルの前記位置に基づいて前記アンビルの駆動角度を計算することと、
前記アンビルの前記駆動角度に基づいて前記ブラシレスＤＣモータを制御することと、を含む、
方法。
ブラシレス直流（ＤＣ）モータを駆動することであって、前記ブラシレスＤＣモータは、回転子と、固定子とを含み、前記回転子は、回転出力を生成するためにモータシャフトに結合される、前記ブラシレスＤＣモータを駆動することと、
前記モータシャフトに結合されるインパクト機構のハンマーによって、前記インパクト機構のアンビルにインパクトを与えて、前記アンビルに結合されるシャフトを含む出力駆動装置を回転させることと、
前記シャフト上に位置決めされるターゲットに近接して位置決めされる位置センサによって前記アンビルの位置を検知することであって、磁気シールドが前記ターゲットと前記アンビルとの間で前記シャフト上に位置決めされ、前記磁気シールドは前記アンビルのアンビルラグを前記ターゲットから磁気的に遮断するように構成される、前記検知することと、
前記アンビルの前記位置に基づいて前記アンビルの駆動角度を計算することと、
前記アンビルの前記駆動角度に基づいて前記ブラシレスＤＣモータを制御することと、を含む、
方法。
【請求項9】
前記位置センサは、誘導センサを含み、
前記誘導センサは、円周を有する半球部分を含む回路基板と、前記円周の約１８０°に沿って配置されるスパンを有する第１の送信回路トレースとを含む、
請求項８に記載の方法。
前記誘導センサは、円周を有する半球部分を含む回路基板と、前記円周の約１８０°に沿って配置されるスパンを有する第１の送信回路トレースとを含む、
請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記アンビルの前記位置を検知することは、前記電動工具の動作中に前記誘導センサの第１の送信回路トレースのスパンを通過する前記ターゲットの第１のターゲットラグを検知することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記アンビルの前記位置を検知することは、前記第１のターゲットラグが前記電動工具の動作中に前記第１の送信回路トレースから出るにつれて、第２のターゲットラグが前記誘導センサの前記第１の送信回路トレースの前記スパンを通過し始めるときに、前記第２のターゲットラグを検知することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記駆動角度を計算することは、
前記電動工具のハンマーと前記電動工具のアンビルとの間の第１のインパクトの後に前記アンビルの第１の回転位置を判定することと、
前記ハンマーと前記アンビルとの間の第２のインパクトの後に前記アンビルの第２の回転位置を判定することと、
前記第１の回転位置および前記第２の回転位置に基づいて前記出力駆動装置が受ける駆動角を判定することと、を含む、
請求項８に記載の方法。
前記電動工具のハンマーと前記電動工具のアンビルとの間の第１のインパクトの後に前記アンビルの第１の回転位置を判定することと、
前記ハンマーと前記アンビルとの間の第２のインパクトの後に前記アンビルの第２の回転位置を判定することと、
前記第１の回転位置および前記第２の回転位置に基づいて前記出力駆動装置が受ける駆動角を判定することと、を含む、
請求項８に記載の方法。
【請求項13】
前記アンビルの前記駆動角度に基づいて前記ブラシレスＤＣモータを制御することは、
前記アンビルの前記駆動角度が駆動角度閾値未満であるかどうかを判定することと、
前記アンビルの前記駆動角度が前記駆動角度閾値未満であると判定することに応答して、検出されるインパクトについてのインパクトカウンタを増分することと、
前記インパクトカウンタがインパクトカウンタ閾値に達したかどうかを判定することと、
前記インパクトカウンタが前記インパクトカウンタ閾値に達したと判定することに応答して、前記ブラシレスＤＣモータの速度を減少させることと、を含む、
請求項８に記載の方法。
前記アンビルの前記駆動角度が駆動角度閾値未満であるかどうかを判定することと、
前記アンビルの前記駆動角度が前記駆動角度閾値未満であると判定することに応答して、検出されるインパクトについてのインパクトカウンタを増分することと、
前記インパクトカウンタがインパクトカウンタ閾値に達したかどうかを判定することと、
前記インパクトカウンタが前記インパクトカウンタ閾値に達したと判定することに応答して、前記ブラシレスＤＣモータの速度を減少させることと、を含む、
請求項８に記載の方法。
【請求項14】
前記駆動角度に基づいて前記ブラシレスＤＣモータを制御することは、
前記アンビルの前記駆動角度が駆動角度閾値未満であるかどうかを判定することと、
前記アンビルの前記駆動角度が前記駆動角度閾値未満であると判定することに応答して、前記ブラシレスＤＣモータの速度を減少させることと、を含む、
請求項８に記載の方法。
前記アンビルの前記駆動角度が駆動角度閾値未満であるかどうかを判定することと、
前記アンビルの前記駆動角度が前記駆動角度閾値未満であると判定することに応答して、前記ブラシレスＤＣモータの速度を減少させることと、を含む、
請求項８に記載の方法。
【請求項15】
ハウジングと、
前記ハウジング内のブラシレス直流（ＤＣ）モータであって、回転子と、固定子とを含み、前記回転子は、回転出力を生成するようにモータシャフトに結合される、前記ブラシレスＤＣモータと、
インパクト機構であって、
前記モータシャフトに結合されるハンマーと、
アンビルラグを含み、前記ハンマーからインパクトを受けるように構成される、アンビルと、を含む、
前記インパクト機構と、
前記アンビルに結合されるシャフトを含み、タスクを実行するように回転するように構成される、出力駆動装置と、
前記シャフト上に位置決めされるターゲットと、
前記ターゲットと前記アンビルラグとの間で前記シャフト上に位置決めされ、前記アンビルラグを前記ターゲットから磁気的に遮断するように構成される、磁気シールドと、
位置センサであって、
前記ターゲットに近接して位置決めされる誘導センサを含む、位置センサであって、前記誘導センサは前記アンビルの位置を検出するように構成される、前記位置センサと、
前記位置センサに結合されるコントローラであって、
第１の時間に前記位置センサから第１の位置信号を受信し、
第２の時間に前記位置センサから第２の位置信号を受信し、
前記第１の位置信号および前記第２の位置信号に基づいて前記アンビルの駆動角度を計算し、
前記アンビルの前記駆動角度に基づいて前記ブラシレスＤＣモータを制御する、
ように構成される、
前記コントローラと、を含む、
電動工具。
前記ハウジング内のブラシレス直流（ＤＣ）モータであって、回転子と、固定子とを含み、前記回転子は、回転出力を生成するようにモータシャフトに結合される、前記ブラシレスＤＣモータと、
インパクト機構であって、
前記モータシャフトに結合されるハンマーと、
アンビルラグを含み、前記ハンマーからインパクトを受けるように構成される、アンビルと、を含む、
前記インパクト機構と、
前記アンビルに結合されるシャフトを含み、タスクを実行するように回転するように構成される、出力駆動装置と、
前記シャフト上に位置決めされるターゲットと、
前記ターゲットと前記アンビルラグとの間で前記シャフト上に位置決めされ、前記アンビルラグを前記ターゲットから磁気的に遮断するように構成される、磁気シールドと、
位置センサであって、
前記ターゲットに近接して位置決めされる誘導センサを含む、位置センサであって、前記誘導センサは前記アンビルの位置を検出するように構成される、前記位置センサと、
前記位置センサに結合されるコントローラであって、
第１の時間に前記位置センサから第１の位置信号を受信し、
第２の時間に前記位置センサから第２の位置信号を受信し、
前記第１の位置信号および前記第２の位置信号に基づいて前記アンビルの駆動角度を計算し、
前記アンビルの前記駆動角度に基づいて前記ブラシレスＤＣモータを制御する、
ように構成される、
前記コントローラと、を含む、
電動工具。
【請求項16】
前記誘導センサは、円周を有する半球部分を含む回路基板と、前記円周の約１８０°に沿って配置されるスパンを有する第１の送信回路トレースとを含む、請求項１５に記載の電動工具。
【請求項17】
前記ターゲットは、当該電動工具の動作中に前記誘導センサの前記第１の送信回路トレースの前記スパンを通過するように構成される第１のターゲットラグを含む、請求項１６に記載の電動工具。
【請求項18】
前記ターゲットは、前記第１のターゲットラグが当該電動工具の動作中に前記第１の送信回路トレースの前記スパンから出るにつれて、前記誘導センサの前記第１の送信回路トレースの前記スパンを通過し始めるように構成される、第２のターゲットラグを含む、請求項１７に記載の電動工具。
【請求項19】
前記アンビルの前記駆動角度に基づいて前記ブラシレスＤＣモータを制御するために、前記コントローラは、
前記アンビルの前記駆動角度が駆動角度閾値未満であるかどうかを判定し、
前記アンビルの前記駆動角度が前記駆動角度閾値未満であると判定することに応答して、検出されるインパクトについてのインパクトカウンタを増分し、
前記インパクトカウンタがインパクトカウンタ閾値に達したかどうかを判定し、
前記インパクトカウンタが前記インパクトカウンタ閾値に達したと判定することに応答して、前記ブラシレスＤＣモータの速度を減少させる、
ように構成される、
請求項１５に記載の電動工具。
前記アンビルの前記駆動角度が駆動角度閾値未満であるかどうかを判定し、
前記アンビルの前記駆動角度が前記駆動角度閾値未満であると判定することに応答して、検出されるインパクトについてのインパクトカウンタを増分し、
前記インパクトカウンタがインパクトカウンタ閾値に達したかどうかを判定し、
前記インパクトカウンタが前記インパクトカウンタ閾値に達したと判定することに応答して、前記ブラシレスＤＣモータの速度を減少させる、
ように構成される、
請求項１５に記載の電動工具。
【請求項20】
前記駆動角度に基づいて前記ブラシレスＤＣモータを制御するために、前記コントローラは、
前記アンビルの前記駆動角度が駆動角度閾値未満であるかどうかを判定し、
前記アンビルの前記駆動角度が前記駆動角度閾値未満であると判定することに応答して、前記ブラシレスＤＣモータの速度を減少させる、
ように構成される、
請求項１５に記載の電動工具。
前記アンビルの前記駆動角度が駆動角度閾値未満であるかどうかを判定し、
前記アンビルの前記駆動角度が前記駆動角度閾値未満であると判定することに応答して、前記ブラシレスＤＣモータの速度を減少させる、
ように構成される、
請求項１５に記載の電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の参照）
本願は、２０２０年６月４日出願の米国仮特許出願第６３／０３４，７２７号明細書及び２０２０年１２月１５日出願の米国仮特許出願第６３／１２５，７０５号明細書の利益を主張するものであり、これら双方の米国仮特許出願の内容全体が参照により本明細書中に組み込まれる。
本願は、２０２０年６月４日出願の米国仮特許出願第６３／０３４，７２７号明細書及び２０２０年１２月１５日出願の米国仮特許出願第６３／１２５，７０５号明細書の利益を主張するものであり、これら双方の米国仮特許出願の内容全体が参照により本明細書中に組み込まれる。
【0002】
（技術分野）
本明細書で説明される実施形態は、インパクト機構を備えた電動工具に関する。
本明細書で説明される実施形態は、インパクト機構を備えた電動工具に関する。
【発明の概要】
【0003】
本明細書で説明される電動工具は、ハウジングと、ブラシレス直流（ＤＣ）モータと、インパクト機構と、出力駆動装置と、位置センサと、コントローラとを備える。ブラシレスＤＣモータはハウジング内にある。ブラシレスＤＣモータは、回転子と固定子とを備える。回転子は、回転出力を発生させるためにモータシャフトに結合される。インパクト機構は、モータシャフトに結合されたハンマーと、ハンマーからのインパクトを受けるように構成されたアンビルとを備える。出力駆動装置は、アンビルに結合され、タスクを行うために回転するように構成される。位置センサは、誘導センサと、第１の送信回路トレースと、第１の受信回路トレースとを備える。誘導センサは、送信回路トレース上で信号を注入し、第１の受信回路トレース上で第１の出力信号を検出して、アンビルの位置を求めるように構成される。コントローラは、位置センサに結合され、第１の出力信号に基づいてインパクトによって生じたアンビルの駆動角度を計算し、アンビルの駆動角度に基づいてブラシレスＤＣモータを制御するように構成される。
【0004】
本明細書で説明される方法は、ブラシレス直流（ＤＣ）モータを駆動することを含む。ブラシレスＤＣモータは、回転子と固定子とを備える。回転子は、回転出力を発生させるためにモータシャフトに結合される。本方法はまた、インパクト機構のアンビルに結合された出力駆動装置を回転させるために、モータシャフトに結合されたインパクト機構のハンマーによってインパクト機構のアンビルにインパクト印加することを含む。本方法はまた、位置センサによってアンビルの位置を検知することを含む。位置センサは、第１の送信回路トレースと、第１の受信回路トレースとを備える。検知することは、送信回路トレース上で信号を注入することと、第１の受信回路トレース上で第１の出力信号を検出することと、第１の出力信号に基づいてアンビルの位置を求めることとを含む。本方法はまた、アンビルの位置に基づいてアンビルの駆動角度を計算することと、駆動角度に基づいてブラシレスＤＣモータを制御することとを含む。
【0005】
本明細書で説明される電動工具は、ハウジングと、ブラシレス直流（ＤＣ）モータと、インパクト機構と、出力駆動装置と、ターゲットと、磁気シールドと、位置センサと、コントローラとを備える。ブラシレスＤＣモータはハウジング内にある。ブラシレスＤＣモータは、回転子と固定子とを備える。回転子は、回転出力を発生させるためにモータシャフトに結合される。インパクト機構は、モータシャフトに結合されたハンマーと、ハンマーからのインパクトを受けるように構成されたアンビルとを備える。出力駆動装置は、アンビルに結合され、タスクを行うために回転するように構成されたシャフトを備える。ターゲットは、シャフト上に配置される。磁気シールドは、シャフト上でターゲットとアンビルとの間に配置される。位置センサは、ターゲットに近接して配置された誘導センサと、第１の送信回路トレースと、第１の受信回路トレースとを備える。誘導センサは、第１の送信回路トレース上で信号を注入し、第１の受信回路トレース上で第１の出力信号を検出して、アンビルの位置を求めるように構成される。コントローラは、位置センサに結合され、アンビルの求められた位置に基づいてインパクトによって生じたアンビルの駆動角度を計算し、アンビルの駆動角度に基づいてブラシレスＤＣモータを制御するように構成される。
【0006】
本明細書で説明される方法は、ブラシレス直流（ＤＣ）モータを駆動することを含む。ブラシレスＤＣモータは、回転子と固定子とを備える。回転子は、回転出力を発生させるためにモータシャフトに結合される。本方法はまた、インパクト機構のアンビルに結合されたシャフトを備える出力駆動装置を回転させるために、モータシャフトに結合されたインパクト機構のハンマーによってインパクト機構のアンビルにインパクト印加することと、シャフト上に配置されたターゲットに近接して配置された位置センサによってアンビルの位置を検知することとを含む。磁気シールドが、シャフト上でターゲットとアンビルとの間に配置される。位置センサは、第１の送信回路トレースと、第１の受信回路トレースとを備える。検知することは、第１の送信回路トレース上で信号を注入することと、第１の受信回路トレース上で第１の出力信号を検出することと、第１の出力信号に基づいてアンビルの位置を求めることとを含む。本方法はまた、アンビルの位置に基づいてアンビルの駆動角度を計算することと、アンビルの駆動角度に基づいてブラシレスＤＣモータを制御することとを含む。
【0007】
本明細書で説明されるインパクト電動工具は、ハウジングと、ブラシレス直流（ＤＣ）モータと、インパクト機構と、出力駆動装置と、ターゲットと、位置センサと、コントローラとを備える。ブラシレスＤＣモータはハウジング内にある。ブラシレスＤＣモータは、回転子と固定子とを備える。回転子は、回転出力を発生させるためにモータシャフトに結合される。インパクト機構は、モータシャフトに接続されたハンマーと、ハンマーからのインパクトを受けるように構成されたアンビルとを備える。出力駆動装置は、アンビルに結合され、タスクを行うために回転するように構成されたシャフトを備える。ターゲットは、シャフト上に配置される。位置センサは、ターゲットに近接して配置された誘導センサと、第１の送信回路トレースと、第１の受信回路トレースとを備える。誘導センサは、第１の送信回路トレース上で信号を注入し、第１の受信回路トレース上で第１の出力信号を検出するように構成される。コントローラは、位置センサに結合され、位置センサから、第１の時間に位置センサからの第１の位置信号を受信し、第２の時間に位置センサからの第２の位置信号を受信し、第１の位置信号及び第２の位置信号に基づいてアンビルの駆動角度を計算し、アンビルの駆動角度に基づいてブラシレスＤＣモータを制御するように構成される。
【0008】
本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明に記載されているか、又は以下の図面に図示している構造の詳細及びコンポーネントの配置に本発明の用途を限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々なやり方で実践すること、又は行うことが可能である。また、本明細書において用いられる語法及び専門用語は説明を目的としたものであり、限定と見なされるべきではないことを理解されたい。本明細書における「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」又は「有する（ｈａｖｉｎｇ）」及びそれらの変形の使用は、その後に列挙されている項目及びそれらの均等物、並びに追加の項目を包含することを意図する。「装着された（ｍｏｕｎｔｅｄ）」、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」及び「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語は、広義に用いられ、直接的な装着、接続、結合、及び間接的な装着、接続、結合の両方を包含している。更に、「接続された」及び「結合された」は、物理的又は機械的な接続又は結合に限定されず、直接的又は間接的にかかわらず、電気的な接続又は結合を含むことができる。
【0009】
複数のハードウェア及びソフトウェアベースの装置、並びに複数の異なる構造上の構成要素を利用して、本発明を実施し得ることに留意されたい。更に、後段で説明するように、図面に示されている具体的な構成は、本発明の実施形態を例示することを意図しており、他の代替的な構成が可能であることを意図している。「プロセッサ」「中央処理装置」及び「ＣＰＵ」という用語は、特に記載のない限り、同じ意味で使用されている。「プロセッサ」又は「中央処理装置」若しくは「ＣＰＵ」という用語が、特定の機能を実行するユニットを識別するものとして用いられる場合、特に記載のない限り、これらの機能は、単一のプロセッサ、又は並列プロセッサ、直列プロセッサ、タンデムプロセッサ若しくはクラウド処理／クラウドコンピューティング構成を含む任意の形態で配置された複数のプロセッサによって行うことが可能であることを理解されたい。
【0010】
様々な実施形態の他の態様は、詳細な説明及び添付の図面を検討すれば明らかになるはずである。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の一実施形態による通信システムを示す。
【図2】通信システムの電動工具を示す。
【図3A-3B】電動工具の概略図を示す。
【図4】電動工具のモードパッドを示す。
【図5】電動工具を含む通信システムの概略図を示す。
【図6-11】通信システムの外部装置のユーザインターフェースの例示的なスクリーンショットを示す。
【図12A-12B】一実施形態によるインパクトドライバのインパクト機構を示す。
【図13A-16B】一実施形態によるインパクトドライバのハンマー及びアンビルの例示的な動作を示す。
【図17】電動工具を制御するための第１の例示的な実装形態のフローチャートを示す。
【図18】電動工具を制御するための第２の例示的な実装形態のフローチャートを示す。
【図19A】電動工具のアンビル位置センサを示す。
【図19B】電動工具のアンビル位置センサを示す。
【図22A-22B】アンビルシャフト上に配置されたターゲットと、ターゲットとアンビルラグとの間に配置された磁気シールドとを備えるアンビルアセンブリの一実施形態を示す。
【図23A-23B】シールドなしの設計を有するアンビルアセンブリの一実施形態を示す。
【図23C-23D】シールドされた設計を有するアンビルアセンブリの一実施形態を示す。
【図24A】工具長さを長くし、アンビルを延長し、シールドを厚くしたアンビルアセンブリの一実施形態を示す。
【図24B-24C】工具長さを更に長くし、アンビルを延長し、シールド及びターゲット構造の外径を小さくしたアンビルアセンブリの一実施形態を示す。
【図25A-25B】ターゲットとアンビルラグとの間に溝を有するアンビルアセンブリの一実施形態を示す。
【図26A-26C】アンビルアセンブリのターゲット構造の様々な実施形態を示す。
【図27A-27B】オーバーモールドされたターゲット及びプレス加工されたインサートを有するアンビルアセンブリの一実施形態を示す。
【図28A-28B】ターゲットのための個々の構成要素又は一体化された構成要素を有するアンビルアセンブリの一実施形態を示す。
【図29】ターゲットとアンビル回転センサとの間に空隙を有するアンビルアセンブリの一実施形態を示す。
【図30A】インパクト時のスライドを防止するための単一の戻り止めを有する圧入構造を有するアンビルアセンブリの一実施形態を示す。
【図30B-30C】ターゲット外径を小さくし、ラグ高さを大きくしたアンビルを示す。
【図31】ハンマーに誘発される干渉を最小化する空隙サイズを実現するためにラグ厚さを大きくしたアンビルアセンブリの一実施形態を示す。
【図32A-32B】ハンマーが干渉を誘発する能力を最小化する空隙を実現するために、シールドを除去し、ラグ厚さを大きくしたアンビルアセンブリの別の実施形態を示す。
【図33A-33C】アンビルアセンブリの異なるラグ形状の一実施形態を示す。
【図34A-34B】ハンマーをセンサ検知から遮断するシールドを有するアンビルアセンブリの一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0012】
図１は、通信システム１００を示している。通信システム１００は、電動工具装置１０２と、外部装置１０８とを含んでいる。各電動工具装置１０２（例えば、バッテリ駆動式インパクトドライバ１０２ａ及び電動工具バッテリパック１０２ｂ）及び外部装置１０８は、互いの通信範囲内にある間、無線で通信することができる。各電動工具装置１０２は、電動工具の状態、電動工具の動作上の統計値、電動工具の識別情報、格納済みの電動工具の使用情報、電動工具のメンテナンスデータなどを通信することができる。したがって、外部装置１０８を用いて、ユーザは、格納された電動工具の使用データ又は電動工具のメンテナンスデータにアクセスすることができる。この工具データにより、ユーザは、電動工具装置１０２がどのように使用されてきたか、メンテナンスが推奨されているか、又は過去に実施されてきたかどうかを特定し、誤作動しているコンポーネント又はある特定の性能問題の他の理由を識別することができる。外部装置１０８はまた、電動工具構成のためのデータを電動工具装置１０２に送信し、ファームウェアを更新し、又はコマンド（例えば、作業灯の点灯）を送信することができる。外部装置１０８はまた、ユーザが電動工具装置１０２のための動作パラメータ、安全パラメータを設定し、ツールモードなどを選択することを可能にしている。
【0013】
外部装置１０８は、例えば、（図示のような）スマートフォン、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、又は電動工具装置１０２と無線通信し、ユーザインターフェースを提供することが可能な別の電子装置であってもよい。外部装置１０８は、ユーザインターフェースを提供し、ユーザが工具情報にアクセスし、相互作用することを可能にする。外部装置１０８は、動作パラメータを決定し、機能を有効化又は無効化するなどのユーザ入力を受け付けることができる。外部装置１０８のユーザインターフェースは、ユーザが電動工具の動作を制御及びカスタマイズするのに使い易いインターフェースを提供する。
【0014】
外部装置１０８は、電動工具装置１０２の無線通信インターフェース又はモジュールに対応した通信インターフェースを備える。外部装置１０８の通信インターフェースは、無線通信コントローラ（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール）、又は同様のコンポーネントを含んでいてもよい。外部装置１０８は、したがって、電動工具装置１０２に関連するデータへのアクセスをユーザに許可し、ユーザが電動工具装置１０２のコントローラと相互作用することができるようにユーザインターフェースを提供する。
【0015】
加えて、図１に示すように、外部装置１０８はまた、電動工具装置１０２から取得された情報を、ネットワーク１１４によって接続されたリモートサーバ１１２と共有することもできる。リモートサーバ１１２は、外部装置１０８から取得されるデータを格納するため、ユーザに追加の機能及びサービスを提供するため、又はそれらの組み合わせのために用いられてもよい。一実施形態では、リモートサーバ１１２に情報を格納することにより、ユーザが、複数の異なる場所から情報にアクセスすることが可能になる。別の実施形態では、リモートサーバ１１２は、様々なユーザから、ユーザの電動工具装置に関する情報を収集し、異なる電動工具から取得された情報に基づいて、ユーザに統計値又は統計的尺度を提供してもよい。例えば、リモートサーバ１１２は、経験から得られた電動工具装置１０２の効率、電動工具装置１０２の典型的な使用法、並びに電動工具装置１０２の他の関連する特性及び／又は尺度に関する統計値を提供してもよい。ネットワーク１１４は、例えば、インターネット、セルラーデータネットワーク、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、又はそれらの組み合わせに接続するための様々なネットワーキング要素（ルータ、ハブ、スイッチ、移動通信用中継塔、有線接続、無線接続等）を含み得る。いくつかの実施形態では、電動工具装置１０２は、追加の無線通信インターフェースを介して、又は電動工具装置１０２が外部装置１０８と通信するために用いるのと同じ無線通信インターフェースで、サーバ１１２と直接通信するよう構成されてもよい。
【0016】
電動工具装置１０２は、１つ又は複数の特定のタスク（例えば、穿孔、切断、締結、押圧、潤滑剤塗布、サンディング、加熱、研削、曲げ、成形、インパクト付与、研磨、照明など）を実行するよう構成される。例えば、インパクトレンチは、（例えば、ビットを駆動するために）回転出力を発生させるタスクに関連付けられる。
【0017】
図２は、電動工具装置１０２の一例であるインパクトドライバ１０４を示している。インパクトドライバ１０４は、システム１００内で動作する様々なタイプの電動工具を代表したものである。したがって、システム１００におけるインパクトドライバ１０４に関する説明は、インパクト機構を備えた他の電動工具（例えば、インパクトレンチ及びインパクティングアングルドライバ）及び他の適切な電動工具など、他のタイプの電動工具にも同様に適用可能である。図２に示すように、インパクトドライバ１０４は、上部本体２０２と、ハンドル２０４と、バッテリパック受入部２０６と、モードパッド２０８と、出力駆動装置２１０と、トリガ２１２と、作業灯２１７と、正逆セレクタ２１９とを備える。インパクトドライバ１０４のハウジング（例えば、本体２０２及びハンドル２０４）は、耐久性のある軽量のプラスチック材料で構成される。駆動装置２１０は、金属（例えば、鋼）で構成される。インパクトドライバ１０４の駆動装置２１０は、ソケットである。しかしながら、他の電動工具は、他の電動工具に関連するタスクのために特別に設計された異なる駆動装置２１０を有することができる。バッテリパック受入部２０６は、インパクトドライバ１０４に電力を供給するバッテリパック（例えば、図１の１０２ｂ）を受け入れ、結合するよう構成される。バッテリパック受入部２０６は、バッテリパックを固定する機構と係合する接続構造と、バッテリパックをインパクトドライバ１０４に電気的に接続する端子台とを備える。モードパッド２０８は、ユーザがインパクトドライバ１０４のモードを選択することを可能にし、現在選択されているインパクトドライバ１０４のモードをユーザに表示する。このことについては後で詳述する。
【0018】
図３Ａに示すように、インパクトドライバ１０４はまた、モータ２１４を備える。モータ２１４は、駆動装置２１０を作動させ、駆動装置２１０が特定のタスクを実行することを可能にする。一次電源（例えば、バッテリパック）２１５が、インパクトドライバ１０４に結合し、モータ２１４に通電するための電力を供給する。モータ２１４は、トリガ２１２の位置に基づいて通電される。トリガ２１２が押し込まれると、モータ２１４が通電され、トリガ２１２が解放されると、モータ２１４は通電を停止される。図示の実施形態では、トリガ２１２は、ハンドル２０４の長さに対して部分的に下方に延びるが、他の実施形態では、トリガ２１２は、ハンドル２０４の全長にわたって下方に延びてもよいし、インパクトドライバ１０４上の他の場所に配置されてもよい。トリガ２１２は、トリガ２１２が工具ハウジングに対して移動するようにハンドル２０４に移動可能に結合される。トリガ２１２は、トリガスイッチ２１３と係合可能であるプッシュロッドに結合される（図３Ａ参照）。トリガ２１２がユーザによって押し込まれると、トリガ２１２は、ハンドル２０４に向けて第１の方向に移動する。トリガ２１２がユーザによって解放されると、トリガ２１２は、（例えば、ばねにより）付勢され、ハンドル２０４から離れる第２の方向に移動するようになっている。トリガ２１２がユーザによって押し込まれると、プッシュロッドはトリガスイッチ２１３を作動させ、トリガ２１２がユーザによって解放されると、トリガスイッチ２１３は作動を停止する。他の実施形態では、トリガ２１２は電気トリガスイッチ２１３に結合される。このような実施形態では、トリガスイッチ２１３は、例えば、トランジスタを含んでいてもよい。加えて、このような電気トリガスイッチの実施形態の場合には、トリガ２１２は、機械的スイッチを作動させるプッシュロッドを含まなくてもよい。むしろ、電気トリガスイッチ２１３は、例えば、工具ハウジング又は電気トリガスイッチ２１３に対するトリガ２１２の相対位置に関する情報を中継する位置センサ（例えば、ホール効果センサ）によって作動されてもよい。トリガスイッチ２１３は、トリガ２１２の位置を示す信号を出力する。いくつかの例では、信号はバイナリであり、トリガ２１２が押し込まれたか解放されたかのどちらか一方を示す。他の例では、信号は、トリガ２１２の位置をより正確に示す。例えば、トリガスイッチ２１３は、トリガ２１２が押し込まれる程度に応じて０から５ボルトまで変化するアナログ信号を出力してもよい。例えば、０Ｖ出力はトリガ２１２が解放されたことを示し、１Ｖ出力はトリガ２１２が２０％押し込まれたことを示し、２Ｖ出力はトリガ２１２が４０％押し込まれたことを示し、３Ｖ出力はトリガ２１２が６０％押し込まれたことを示し、４Ｖ出力はトリガ２１２が８０％押し込まれたことを示し、そして、５Ｖはトリガ２１２が１００％押し込まれたことを示す。しかしながら、これらは単なる例に過ぎず、代替的な閾値（及び代替的な閾値の数）が押し込み精度の様々な勾配を提供するために使用されてもよい。トリガスイッチ２１３によって出力される信号は、アナログであってもデジタルであってもよい。
【0019】
また、図３Ａに示すように、インパクトドライバ１０４はまた、スイッチングネットワーク２１６と、センサ２１８と、インジケータ２２０と、バッテリパックインターフェース２２２と、電力入力ユニット２２４と、コントローラ２２６と、無線通信コントローラ２５０と、バックアップ電源２５２とを備える。バックアップ電源２５２は、いくつかの実施形態では、コイン形電池バッテリ（図４）又は他の同様の交換可能な小型の電源を含む。バッテリパックインターフェース２２２は、コントローラ２２６に結合され、バッテリパック２１５に結合される。バッテリパックインターフェース２２２は、インパクトドライバ１０４をバッテリパック２１５とインターフェースする（例えば、機械的、電気的、及び通信可能に接続する）ように構成され、動作可能な機械的な構成要素（例えば、バッテリパック受入部２０６）と、電気的な構成要素との組み合わせを含む。バッテリパックインターフェース２２２は、電力入力ユニット２２４に結合される。バッテリパックインターフェース２２２は、バッテリパック２１５から受け取った電力を電力入力ユニット２２４に伝送する。電力入力ユニット２２４は、バッテリパックインターフェース２２２を介して受け取った、無線通信コントローラ２５０及びコントローラ２２６への電力を調整又は制御するためのアクティブコンポーネント及び／又はパッシブコンポーネント（例えば、電圧ステップダウンコントローラ、電圧変換器、整流器、フィルタなど）を備える。
【0020】
スイッチングネットワーク２１６により、コントローラ２２６は、モータ２１４の動作を制御することが可能になる。概して、トリガスイッチ２１３の出力によって示されるようにトリガ２１２が押し込まれると、電流が、バッテリパックインターフェース２２２からスイッチングネットワーク２１６を介してモータ２１４に供給される。トリガ２１２が押し込まれない場合、電流は、バッテリパックインターフェース２２２からモータ２１４に供給されない。
【0021】
トリガスイッチ２１３からの作動信号をコントローラ２２６が受信したことに応じて、コントローラ２２６は、スイッチングネットワーク２１６を作動させて、モータ２１４に電力を供給する。スイッチングネットワーク２１６は、モータ２１４が利用できる電流の量を制御し、これにより、モータ２１４の速度及びトルク出力を制御する。スイッチングネットワーク２１６は、多数の電界効果トランジスタ（「ＦＥＴ」）、バイポーラトランジスタ、又は他のタイプの電気スイッチを含み得る。例えば、スイッチングネットワーク２１６は、コントローラ２２６からパルス幅変調（「ＰＷＭ」）信号を受信してモータ２１４を駆動する６－ＦＥＴブリッジを含んでいてもよい。
【0022】
センサ２１８は、コントローラ２２６に結合され、コントローラ２２６にインパクトドライバ１０４又はモータ２１４の様々なパラメータを示す様々な信号を伝達する。センサ２１８は、例えば１つ又は複数の電圧センサ、１つ又は複数の温度センサ、及び１つ又は複数のトルクセンサなどの他のセンサの中でも、１つ又は複数のホールセンサ２１８ａと、１つ又は複数の電流センサ２１８ｂと、１つ又は複数のアンビル位置センサ２１８ｃとを備える。各ホールセンサ２１８ａは、モータの回転子の磁石がホールセンサの面を横切って回転する場合の指標（例えば、パルス）などのモータフィードバック情報をコントローラ２２６に出力する。ホールセンサ２１８ａからのモータフィードバック情報に基づいて、コントローラ２２６は、回転子の位置、速度、及び加速度を特定することができる。モータフィードバック情報及びトリガスイッチ２１３からの信号に応じて、コントローラ２２６は、制御信号を送信して、スイッチングネットワーク２１６を制御して、モータ２１４を駆動する。例えば、スイッチングネットワーク２１６のＦＥＴを選択的に有効及び無効にすることによって、バッテリパックインターフェース２２２から受け取る電力を、モータ２１４の固定子コイルに選択的に印加してその回転子を回転させる。モータフィードバック情報は、コントローラ２２６によって用いられて、スイッチングネットワーク２１６への制御信号の適切なタイミングを確保し、場合によっては、閉ループフィードバックを提供して、モータ２１４の速度を所望のレベルになるよう制御する。
【0023】
インジケータ２２０もまたコントローラ２２６に結合され、コントローラ２２６から制御信号を受信して、電源をオンにしたりオフにしたりする、又はそれ以外の方法で、インパクトドライバ１０４の異なる状態に基づく情報を伝達する。インジケータ２２０は、例えば、１つ又は複数の発光ダイオード（「ＬＥＤ」）又は表示画面を含む。インジケータ２２０は、インパクトドライバ１０４の状態、又はインパクトドライバ１０４に関連付けられた情報を表示するように構成され得る。例えば、インジケータ２２０は、測定されたインパクトドライバ１０４の電気的特性、インパクトドライバ１０４の状態、電動工具のモード（例えば、後で論じるようなモード）などを表示するように構成されてもよい。インパクトドライバ２２０はまた、可聴の出力又は触覚的な出力を通してユーザに情報を伝達する要素を備えてもよい。
【0024】
上述のように、コントローラ２２６は、インパクトドライバ１０４の様々なモジュール又はコンポーネントに電気的及び／又は通信可能に接続される。いくつかの実施形態では、コントローラ２２６は、コントローラ２２６及び／又はインパクトドライバ１０４内のコンポーネント及びモジュールに電力、動作制御、及び保護を提供する複数の電気及び電子コンポーネントを備える。例えば、コントローラ２２６は、とりわけ、処理ユニット２３０（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、電子プロセッサ、電子コントローラ、又は別の適切なプログラム可能なデバイス）、メモリ２３２、入力ユニット２３４、及び出力ユニット２３６を備える。処理ユニット２３０（本明細書では、電子プロセッサ２３０）は、とりわけ、制御ユニット２４０と、算術ロジックユニット（「ＡＬＵ」）２４２と、複数のレジスタ２４４（図３Ａでは一群のレジスタとして示されている）とを備える。いくつかの実施形態では、コントローラ２２６は、レジスタ転送レベル（「ＲＴＬ」）設計プロセスを通して開発されたチップなどの、半導体（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ［「ＦＰＧＡ」］半導体）チップ上に部分的に又は完全に実装されている。
【0025】
メモリ２３２は、例えば、プログラム格納区域とデータ格納区域とを含む。プログラム格納区域及びデータ格納区域は、読み取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）（例えば、ダイナミックＲＡＭ［「ＤＲＡＭ」］、同期ＤＲＡＭ［「ＳＤＲＡＭ」］など）、電気的消去可能なプログラム可能読み取り専用メモリ（「ＥＥＰＲＯＭ」）、フラッシュメモリ、ハードディスク、セキュアデジタル（「ＳＤ」）カード、又は他の適切な磁気デバイス、光学デバイス、物理的デバイス、若しくは電子メモリデバイスなど、異なるタイプのメモリの組み合わせを含むことができる。電子プロセッサ２３０は、メモリ２３２に接続され、メモリ２３２（例えば、実行中にＲＡＭ２３２）、ＲＯＭ２３２（例えば、一般に永続的に）、又は別のメモリ若しくはディスクなどの別の非一時的コンピュータ可読媒体）に格納されたソフトウェア命令を実行する。インパクトドライバ１０４の実装形態に含まれるソフトウェアは、コントローラ２２６のメモリ２３２に（例えば、プログラム格納区域に）格納され得る。ソフトウェアは、例えば、ファームウェア、１つ又は複数のアプリケーション、プログラムデータ、フィルタ、規則、１つ又は複数のプログラムモジュール、及び他の実行可能命令を含む。コントローラ２２６は、メモリから、とりわけ、本明細書に記載の制御プロセス及び方法に関する命令を取得し、実行するように構成される。コントローラ２２６はまた、動作データ、工具のタイプを識別する情報、特定の工具の一意識別子、及びインパクトドライバ１０４の動作又は維持に関連する他の情報を含む電動工具の情報をメモリ２３２に格納するように構成される。電流レベル、モータ速度、モータ加速度、モータの方向、インパクトの数などの工具使用情報は、センサ２１８によって出力されたデータから取り込まれたり推測されたりし得る。そして、このような電動工具の情報は、ユーザによって外部装置１０８を用いてアクセスされ得る。他の構造では、コントローラ２２６は、追加的な、より少ない又は異なるコンポーネントを備える。
【0026】
無線通信コントローラ２５０は、コントローラ２２６に結合される。図示の実施形態では、空間を節約し、モータ２１４の磁気活動がインパクトドライバ１０４と外部装置１０８との間の無線通信に影響を与えないことを確保するために、無線通信コントローラ２５０は、インパクトドライバ１０４の下方付近に配置される（図２を参照）。特定の例として、いくつかの実施形態では、無線通信コントローラ２５０はモードパッド２０８の下に配置される。
【0027】
図３Ｂに示すように、無線通信コントローラ２５０は、無線送受信機及びアンテナ２５４と、メモリ２５６と、電子プロセッサ２５８と、リアルタイムクロック（「ＲＴＣ」）２６０とを備える。無線送受信機及びアンテナ２５４は協働して、外部装置１０８及び電子プロセッサ２５８に対して無線メッセージを送信及び受信する。メモリ２５６は、電子プロセッサ２５８によって実施される命令を格納することができる、且つ／又はインパクトドライバ１０４と外部装置１０８などとの間の通信に関連するデータを格納してもよい。無線通信コントローラ２５０の電子プロセッサ２５８は、インパクトドライバ１０４と外部装置１０８との間の無線通信を制御する。例えば、無線通信コントローラ２５０に関連付けられた電子プロセッサ２５８は、到来する及び／又は発信されるデータをバッファリングし、コントローラ２２６と通信し、無線通信で使用する通信プロトコル及び／又は設定を決定する。
【0028】
図示の実施形態では、無線通信コントローラ２５０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）コントローラである。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）コントローラは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルを採用している外部装置１０８と通信する。したがって、図示の実施形態では、外部装置１０８及びインパクトドライバ１０４は、データを交換する際には、互いの通信範囲内（すなわち、近く）にある。他の実施形態では、無線通信コントローラ２５０は、異なるタイプの無線ネットワーク上で他のプロトコル（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、セルラープロトコル、プロプライエタリプロトコルなど）を使用して通信する。例えば、無線通信コントローラ２５０は、インターネットなどのＷＡＮ又はＬＡＮを通じてＷｉ－Ｆｉ（登録商標）を介して通信するように構成されてもよいし、ピコネットを通じて（例えば、赤外線通信又は近距離通信（「ＮＦＣ」）を使用して）通信するように構成されてもよい。無線通信コントローラ２５０を介した通信は、インパクトドライバ１０４と外部装置／ネットワーク１０８との間で交換されるデータを第三者から保護するために暗号化されてよい。
【0029】
無線通信コントローラ２５０は、電動工具コントローラ２２６からデータを受信して、その情報を送受信機及びアンテナ２５４を介して外部装置１０８に中継するように構成される。同様に、無線通信コントローラ２５０は、送受信機及びアンテナ２５４を介して外部装置１０８からの情報（例えば、コンフィギュレーション及びプログラミング情報）を受信して、その情報を電動工具コントローラ２２６に中継するように構成される。
【0030】
ＲＴＣ２６０は、他の電動工具コンポーネントとは独立に時間をインクリメントし且つ維持する。ＲＴＣ２６０は、バッテリパック２１５がインパクトドライバ１０４に接続されているときにはバッテリパック２１５から電力を受け取り、バッテリパック２１５がインパクトドライバ１０４に接続されていないときにはバックアップ電源２５２から電力を受け取る。独立して動力供給されるクロックとしてＲＴＣ２６０を有することは、（後にエクスポートするためにメモリ２３２に格納される）操作データのタイムスタンプ付与及びセキュリティ機能を可能にし、それにより、ロックアウト時間がユーザによって設定され、ＲＴＣ２６０の時間が設定されたロックアウト時間を超えると、工具はロックアウトされる。
【0031】
メモリ２３２は、一意バイナリ識別子（ＵＢＩＤ）、情報交換標準コード（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｏｄｅ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ、ＡＳＣＩＩ）シリアル番号、ＡＳＣＩＩニックネーム、及び小数カタログ番号を含む、インパクトドライバ１０４の様々な識別情報を格納する。ＵＢＩＤは、工具のタイプを一意に識別し、且つ各インパクトドライバ１０４に一意シリアル番号を提供する。いくつかの実施形態では、インパクトドライバ１０４を一意に識別するための追加的又は代替的な技法が使用される。
【0032】
図４は、モードパッド２０８のより詳細な図を示している。モードパッド２０８は、インパクトドライバ１０４の外面にあり、インパクトドライバ１０４を異なる操作モード間で切り替えできるようにするユーザインターフェースである。モードパッド２０８は、モード選択スイッチ２９０と、モードインジケータ２９４ａ～ｅを有するモードインジケータＬＥＤブロック２９２とを備え、各モードインジケータ２９４ａ～ｅは、ＬＥＤ２９６ａ～ｅ（図３Ａ参照）のうちの１つと、表示記号２９８ａ～ｅ（例えば、「１」、「２」、「３」、「４」、及び無線電波記号）のうちの関連する１つとを含む。ＬＥＤ２９６が有効にされると、関連する表示記号２９８が点灯する。例えば、ＬＥＤ２９６ａが有効にされると、（表示記号２９８ａを示す）「１」が点灯する。
【0033】
インパクトドライバ１０４は、各モードがモードインジケータ２９４ａ～ｅのうちの異なる１つと関連付けられた、５つの選択可能なモード（モード１、モード２、モード３、モード４、及び適応モード）を有する。モード選択スイッチ２９０は、押し下げのたびに５つの選択可能なモードを通じて循環する押しボタンである（例えば、モード１、モード２、モード３、モード４、適応モード、モード１、モード２など）。適応モードは、表示記号２９８ｅ（無線電波記号）によって表される。適応モードでは、ユーザは、以下に更に詳細に記載するように、外部装置１０８を介してインパクトドライバ１０４を構成することができる。他の実施形態では、インパクトドライバ１０４は、より多い又はより少ないモードを有し、モード選択スイッチ２９０は、例えば、スライドスイッチ、回転スイッチなどの、異なるタイプのスイッチであってよい。
【0034】
図５を参照すると、モード１、２、３、及び４はそれぞれ、メモリ２３２の（モード）プロファイルバンク３０２に保存された、モードプロファイルコンフィギュレーションデータブロック（「モードプロファイル」）３００ａ～ｄにそれぞれ関連付けられる。各モードプロファイル３００は、（例えば、トリガ２１２を押し込んだ後に）ユーザによって作動されたときの工具１０４の動作を定めるコンフィギュレーションデータを含む。例えば、特定のモードプロファイル３００は、他の動作特性の中でも、モータの速度、モータを停止させるとき、作業灯２１７の持続時間及び強度を指定することができる。適応モードは、メモリ２３２に保存される一時モードプロファイル３００ｅと関連付けられる。同様にメモリ２３２に格納されるのは、ツール操作データ３０４であり、ツール操作データ３０４は、例えば、（例えば、センサ２１８を介して得られる）インパクトドライバ１０４の使用に関する情報、インパクトドライバ１０４のメンテナンスに関する情報、電動工具トリガイベント情報（例えば、トリガが押し込まれたか否か、いつ押し込まれたか、押し込み量）を含む。
【0035】
外部装置１０８は、コアアプリケーションソフトウェア３１２と、ツールモードプロファイル３１４と、一時コンフィギュレーションデータ３１６と、ツールインターフェース３１８と、受信されたツール識別子（「ＩＤ」）３２２及び受信されたツール使用データ３２４を含むツールデータ３２０（例えば、ツール操作データ）とを格納するメモリ３１０を備える。外部装置１０８は、電子プロセッサ３３０と、タッチスクリーンディスプレイ３３２と、外部無線通信コントローラ３３４とを更に備える。電子プロセッサ３３０及びメモリ３１０は、インパクトドライバ１０４のコントローラ２２６と同様のコンポーネントを有するコントローラの部分であってもよい。タッチスクリーンディスプレイ３３２は、外部装置１０８がユーザに視覚データを出力して、ユーザのタッチ入力を受け付けることを可能にする。図示していないが、外部装置１０８は、更なるユーザ入力装置（例えば、ボタン、ダイヤル、トグルスイッチ、及び音声制御のためのマイクロフォン）と、更なるユーザ出力（例えば、スピーカ及び触覚フィードバック要素）とを備えてもよい。加えて、いくつかの場合では、外部装置１０８は、タッチスクリーン入力機能のないディスプレイを有し、ボタン、ダイヤル、及びトグルスイッチなどの他の入力装置を介して、ユーザ入力を受け付ける。外部装置１０８は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＷｉ－Ｆｉ（登録商標）プロトコルを使用して、外部無線通信コントローラ３３４を介して無線通信コントローラ２５０と無線通信する。外部無線通信コントローラ３３４は、更に、ネットワーク１１４を介してサーバ１１２と通信する。外部無線通信コントローラ３３４は、ネットワーク１１４を介して外部装置１０８と電動工具１０４の無線通信コントローラ２５０又はサーバ１１２との間の無線通信を可能にする少なくとも１つの送受信機を備える。いくつかの場合では、外部無線通信コントローラ３３４は、２つの別個の無線通信コントローラを含み、１つの無線通信コントローラは、（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＷｉ－Ｆｉ（登録商標）通信を使用して）無線通信コントローラ２５０と通信するためのものであり、１つの無線通信コントローラは、（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）又はセルラー通信を使用して）ネットワーク１１４を介して通信するためのものである。
【0036】
サーバ１１２は、ネットワークインターフェース３４２を使用してネットワーク１１４を介して外部装置１０８と通信する電子プロセッサ３４０を備える。ネットワークインターフェース３４２、ネットワーク１１４、及び外部無線通信コントローラ３３４の間の通信リンクは、様々な有線及び無線通信経路、様々なネットワークコンポーネント、及び様々な通信プロトコルを含むことができる。サーバ１１２は、ツールプロファイルバンク３４６及びツールデータ３４８を含むメモリ３４４を更に備える。
【0037】
外部装置１０８に戻ると、コアアプリケーションソフトウェア３１２は、電子プロセッサ３３０によって実行されて、タッチスクリーンディスプレイ３３２上にグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を生成して、ユーザがインパクトドライバ１０４及びサーバ１１２と相互作用することを可能にする。いくつかの実施形態では、ユーザは、外部装置１０８を使用してソフトウェアアプリケーションのリポジトリ（例えば、「アプリストア」又は「アプリマーケットプレイス」）にアクセスして、「アプリ」と呼ばれ得るコアアプリケーションソフトウェア３１２を特定してダウンロードすることができる。いくつかの実施形態では、ツールモードプロファイル３１４、ツールインターフェース３１８、又はその両方は、例えば、「アプリ」をダウンロードすることが、コアアプリケーションソフトウェア３１２、ツールモードプロファイル３１４、及びツールインターフェース３１８をダウンロードすることを含むように、コアアプリケーションソフトウェア３１２とバンドルされてもよい。いくつかの実施形態では、アプリは、外部装置１０８上のウェブブラウザを使用してウェブサイトからダウンロードすることなど、他の技法を使用して取得される。以下の説明から明らかになるように、少なくともいくつかの実施形態では、外部装置１０８上のアプリは、多数の異なるタイプの工具を制御し、アクセスし、且つ／或いは相互作用するための単一のエントリポイントをユーザに提供する。この手法は、例えば、工具の各タイプに、又は関連するタイプの工具の小さなグループに一意のアプリを有することとは対照的である。
【0038】
図６は、タッチスクリーンディスプレイ３３２上のＧＵＩの「近くのデバイス」の画面３５０を示している。「近くのデバイス」の画面３５０は、外部装置１０８の無線通信範囲内にある電動工具１０２（例えば、特定の場所にある電動工具）を識別し且つ通信可能にペアリングするために使用される。例えば、ユーザが「スキャン」入力３５２を選択したことに応じて、外部無線通信コントローラ３３４は、電動工具１０２によって使用される無線電波通信スペクトルをスキャンし、無線通信範囲内にあり、アドバタイズしている（例えば、それらのＵＢＩＤ及び他の限定的な情報をブロードキャストしている）任意の電動工具１０２を識別する。そうすると、アドバタイズしている識別された電動工具１０２は、「近くのデバイス」の画面３５０に列挙される。図６に示すように、スキャンに応じて、アドバタイズしている３つの電動工具１０２（アドバタイズしているツール３５４ａ～ｃ）が、識別されたツールリスト３５６に列挙される。いくつかの実施形態では、電動工具１０２が既に異なる外部装置と通信可能にペアリングされている場合、電動工具１０２はアドバタイズしておらず、よって、電動工具１０２が外部装置１０８の近く（無線通信範囲内）にあるとしても、識別されたツールリスト３５６には列挙されない。外部装置１０８は、接続可能な状態にある工具３５４とペアリングされるように動作可能である。外部装置１０８は、アドバタイズしている工具３５４が接続可能な状態にあるか或いはアドバタイズしている状態にあるかについての、識別されたツールリスト３５６において視覚的状態表示３５８を提供する。例えば、工具の視覚的状態表示３５８は、工具が接続可能な状態にあるときには１つの色で表示され、工具が接続可能な状態にないときには他の色で表示されてもよい。工具３５４から受信されるＵＢＩＤは、各工具３５４の工具タイプを識別するために外部装置１０８によって使用され、それぞれの視覚的状態表示３５８は、工具のタイプに関連付けられたアイコン又はサムネイル画像（例えば、アドバタイズしている工具３５４ａに関して示すように、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）アイコンが重なったインパクトドライバのサムネイル画像）を含んでもよい。
【0039】
「近くのデバイス」の画面３５０から、ユーザは、識別されたツールリスト３５６から工具３５４の１つを選択して、選択された工具３５４と通信可能にペアリングすることができる。外部装置１０８が通信することができる各タイプの電動工具３５４は、ツールインターフェース３１８内に格納された関連するツールグラフィカルユーザインターフェース（ツールインターフェース）を含む。通信可能にペアリングされると、コアアプリケーションソフトウェア３１２は、（例えば、ＵＢＩＤを使用して）ツールインターフェース３１８にアクセスして、ペアリングされるツールのタイプについての適用可能なツールインターフェースを取得する。次に、タッチスクリーンディスプレイ３３２は、適用可能なツールインターフェースを示す。ツールインターフェースは、ユーザがツール操作データを取得すること、ツールを設定すること、又はそれらの両方を行うことを可能にする、一連の画面を含む。ツールインターフェースのいくつかの画面及びオプションは、異なるツールタイプの多数のツールインターフェースに共通するが、一般に、各ツールインターフェースは、関連付けられたツールのタイプに特有な画面及びオプションを含む。インパクトドライバ１０４では、ユーザ入力ボタン、トリガ、スイッチ、及びダイヤルのための空間が限られている。しかしながら、外部装置１０８及びタッチスクリーンディスプレイ３３２は、インパクトドライバ１０４の操作を変更するために、インパクトドライバ１０４に追加的な機能性及びコンフィギュレーションをマップする能力をユーザに提供する。よって、事実上、外部装置１０８は、インパクトドライバ１０４のための拡張されたユーザインターフェースを提供し、工具上の物理的なユーザインターフェースコンポーネントを通じて他の方法で可能であったり望ましかったりするものよりも更に進んだ、インパクトドライバ１０４のカスタマイズ及びコンフィギュレーションを提供する。拡張されたユーザインターフェースの態様及び利益を更に説明する例を以下に示す。
【0040】
図７は、電動工具１０４がインパクトドライバであるときのツールインターフェースのホーム画面３７０を示している。ホーム画面３７０は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）アイコンが重なっていない状態でリスト３５６に示すサムネイル又はアイコン３５８と同じであってよい、特定のペアリングされた電動工具（例えば、インパクトドライバ１０４）についてのアイコン３７１を含む。ホーム画面３７０はまた、ユーザが外部装置１０８とペアリングされたインパクトドライバ１０４との間の通信可能なペアリングを解除できるようにする切断入力３７２も含む。ホーム画面３７０は、４つの選択可能なオプション、すなわち、ツールコントロール３７４、プロファイルの管理３７６、ツールの識別３７８、及び工場出荷時の設定にリセット３７９を更に含む。ツールの識別３７８を選択することにより、ペアリングされた電動工具１０４が、作業灯２１７を点滅させること、インジケータ２２０の光、ＬＥＤ２９６を点滅させること、インジケータ２２０のスピーカを使用して可聴ビープ音を鳴らすこと、及び／又はモータ２１４を使用してツールを振動させることのような、ユーザに知覚可能な表示を提供することを要求するコマンドがペアリングされたインパクトドライバ１０４に送信される。これにより、ユーザは、外部装置１０８と通信する特定の工具を識別することができる。
【0041】
ツールコントロール３７４を選択することにより、頂部３８０ａ及び底部３８０ｂを含む、図８Ａ及び図８Ｂのコントロール画面３８０などのツールインターフェースのコントロール画面が表示される。一般に、表示されるコントロール画面は、特定のタイプのプロファイルに依存する。換言すれば、一般に、各タイプのモードプロファイルは、特定のコントロール画面を有する。各コントロール画面は、まとめて見たときにモードプロファイルを形成する、特定のカスタマイズ可能なパラメータを有する。外部装置１０８上に表示される特定のコントロール画面は、ツールコントロール３７４の選択後では、インパクトドライバ１０４の現在選択されているモードプロファイル（例えば、モードプロファイル３００ａ～ｅのうちの１つ）である。このために、ツールコントロールオプション３７４の選択後、外部装置１０８は、インパクトドライバ１０４に対してモードプロファイル３００ａ～ｅのうちの現在選択されているモードプロファイルを要求して受信する。外部装置１０８は、モードプロファイル３００ａ～ｅのうちの選択されたモードプロファイルのモードプロファイルタイプを認識し、そのモードプロファイルタイプに適切なコントロール画面を生成し、受信されたモードプロファイル３００からの設定にしたがって様々なパラメータ設定を入力する。
【0042】
インパクトドライバ１０４が適応モードで動作するとき、外部装置１０８のコントロール画面３８０に表示されている現在選択されているモードプロファイルは、一時モードプロファイル３００ｅとして外部装置１０８に格納される。加えて、インパクトドライバ１０４が適応モードにあるとき、インパクトドライバ１０４は、一時モードプロファイル３００ｅにしたがって動作する。一時モードプロファイル３００ｅ内のプロファイルデータのソース（及びコントロール画面３８０上に表示されているもの）は変化する。最初に、モード選択スイッチ２９０を介して適応モードに入った後、（モード１と関連付けられる）モードプロファイル３００ａは、インパクトドライバ１０４の一時モードプロファイル３００ｅにコピーされる。よって、ユーザがモード選択スイッチ２９０を使用してインパクトドライバ１０４を適応モードに入らせた後に、インパクトドライバ１０４は、最初に、トリガを引かれると、あたかもモード１（モードプロファイル３００ａ）が現在選択されているかのように動作する。加えて、コントロール画面３８０が一時モードプロファイル３００ｅとして保存されたモードプロファイルを表示すると、一時モードプロファイル３００ｅにコピーされたばかりのモードプロファイル３００ａに関連する情報（モードプロファイルタイプ及びモードプロファイルパラメータ）がコントロール画面３８０上に示される。
【0043】
いくつかの実施形態では、最初に適応モードに入り、コントロール画面３８０に入力するために外部装置１０８に（一時モードプロファイル３００ｅとして）提供されると、別のモードプロファイル３００（例えば、３００ｂ～ｄ）が一時モードプロファイル３００ｅにコピーされる。更に他の実施形態では、ツールコントロール３７４を選択すると表示されるコントロール画面３８０は、特定のタイプの工具のためのデフォルトプロファイルデータを備えるデフォルトコントロール画面であり、外部装置１０８は、インパクトドライバ１０４からプロファイルデータを最初に取得しない。これらの場合、デフォルトモードプロファイルはインパクトドライバ１０４に送信され、一時モードプロファイル３００ｅとして保存される。
【0044】
更に、インパクトドライバ１０４が適応モードにあると仮定すると、ツールコントロール３７４の選択後、外部装置１０８がコントロール画面（例えば、コントロール画面３８０）を最初にロードした後に、ユーザは、一時ファイルのために新しいプロファイルのソースを選択してもよい。例えば、モードプロファイルボタン４００のうちの１つ（例えば、モード１、モード２、モード３、又はモード４）を選択した後に、関連付けられたモードプロファイル３００ａ～ｄが一時モードプロファイル３００ｅとして保存され、外部装置１０８に送信され、（モードプロファイルタイプ及びモードプロファイルパラメータにしたがって）コントロール画面に入力される。加えて、インパクトドライバ１０４が適応モードにあると仮定すると、ユーザは、セットアップセレクタ４０１を使用してモードプロファイルタイプを選択してもよい。セットアップセレクタ４０１の選択後、特定のタイプのペアリングされたインパクトドライバ１０４についての利用可能なプロファイルのリスト（プロファイルリスト）４０２が示される（例えば、図９を参照）。プロファイルリスト４０２は、ツールプロファイル３１４から及び／又はネットワーク１１４を介してツールプロファイルバンク３４６から得られるプロファイル４０４を含む。これらの列挙されるプロファイル４０４は、以下により詳細に記載するように、デフォルトプロファイル（カスタム駆動制御プロファイル４０４ａ及びコンクリートアンカープロファイル４０４ｂ）と、ユーザによって以前に生成されて保存されたカスタムプロファイル（例えば、乾式壁ねじプロファイル４０４ｃ及びデッキモード４０４ｄ）とを含むことができる。ツールプロファイル４０４のうちの１つの選択後、選択されたプロファイル４０４及びそのデフォルトパラメータは、外部装置１０８のコントロール画面３８０に示され、現在設定されているようなプロファイル４０４がインパクトドライバ１０４に送信され、一時モードプロファイル３００ｅとして保存される。したがって、更にトリガを引いた後に、インパクトドライバ１０４は、ツールプロファイル４０４のうちの選択された１つにしたがって動作する。
【0045】
表示記号２９８ｅ（図４）が点灯していることによって示されるように、適応モードがインパクトドライバ１０４で現在選択されているとき、ユーザは、コントロール画面３８０を使用してインパクトドライバ１０４を設定する（例えば、一時モードプロファイル３００ｅのパラメータの一部を変更する）ことができる。インパクトドライバ１０４が、表示記号２９８ａ～ｄのうちの１つによって示されるように、他の４つのツールモードのうちの１つにあるとき、インパクトドライバ１０４は、コントロール画面３８０を介して現在設定可能でない。例えば、図１０には、電動工具（例えば、インパクトドライバ１０４）が現在適応モードにないときのコントロール画面３８１が示されている。ここで、コントロール画面３８１は、コントロール画面３８０と類似するが、電動工具（例えば、インパクトドライバ１０４）が適応モードにないことを示すメッセージ３８２を含み、無線記号３８４が、電動工具（例えば、インパクトドライバ１０４）が適応モードにないことの更なる表示として、グレーアウトされて示されている。したがって、インパクトドライバ１０４が適応モードになく、ユーザがモードプロファイルボタン４００のうちの１つを選択すると、インパクトドライバ１０４は、ユーザによって選択された関連付けられたモードのモードプロファイル３００を提供するが、選択されたモードプロファイルで一時モードプロファイル３００ｅを上書きしない。よって、インパクトドライバ１０４のモードプロファイル３００は、インパクトドライバ１０４が適応モードにないときには更新されない。
【0046】
再び図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、インパクトドライバ１０４が適応モードにあり、ユーザがホーム画面上のツールコントロール３７４を選択すると、ユーザは、ツールインターフェースのコントロール画面を使用してインパクトドライバ１０４のプロファイルデータを設定することができる。例えば、コントロール画面３８０を介して、ユーザは、インパクトドライバ１０４の一時モードプロファイル３００ｅの現在のプロファイルデータを設定することができる。図示のように、ユーザは、速度テキストボックス３９０又は速度スライダ３９１を介して始動速度を調整することができ、速度テキストボックス３９２又は速度スライダ３９３を介して仕上げ速度を調整することができ、スライダ３９４を介して速度を低下させるのに必要な回転又はインパクトを変えることができ、スライダ３９５ａ、作業灯テキストボックス３９５ｂ、及び「常時点灯」トグル３９５ｃを用いて作業灯持続時間を調整することができ、作業灯輝度オプション３９６を介して作業灯強度を調整することができる。
【0047】
いくつかの実施形態では、外部装置１０８及びインパクトドライバ１０４は、一時モードプロファイル３００ｅのライブ更新を可能にする。ライブ更新を行うときに、パラメータへの変更は、後続の保存ステップ又は作動が外部装置１０８のＧＵＩ上で又は電動工具上でユーザによって行われることを必要とすることなく、コントロール画面３８０上で行われるため、インパクトドライバ１０４の一時モードプロファイル３００ｅが更新される。換言すれば、ライブ更新を行うとき、外部装置１０８は、一時モードプロファイル３００ｅを保存するユーザ入力に応じてというよりもむしろ、パラメータのうちの１つを変更するユーザ入力を受け付けたことに応じて、インパクトドライバ１０４上の一時モードプロファイル３００ｅを更新する。例えば、図８Ａに関して、インパクトドライバ１０４の始動速度は毎分２９００回転（ＲＰＭ）に設定される。ライブ更新を行うとき、ユーザが、速度スライダ３９１を横切って自分の指をドラッグして、速度スライダ３９１を左にスライドさせ、次に、新しい速度に達した後に、外部装置１０８のタッチスクリーンディスプレイ３３２から自分の指を離す場合、外部装置１０８は、新しく選択された始動速度をインパクトドライバ１０４に送信して、ユーザの指が画面から離されるときに、ユーザによるボタンの更なる押し下げ又は他の作動を必要とすることなく、一時モードプロファイル３００ｅを更新する。ライブ更新は、速度を低下させるのに必要な回転又はインパクト、及び作業灯パラメータなど、コントロール画面３８０上の他のパラメータにも適用可能である。ライブ更新は、パワーツール（例えば、インパクトドライバ１０４）の迅速なカスタマイズを可能にするため、ユーザは、より少ないキーの押し下げ回数で、様々なプロファイルパラメータを迅速にテストし且つ調整し得る。ライブ更新とは対照的に、いくつかの実施形態では、速度スライダ３９１を新しい速度にスライドさせた後、ユーザは、一時モードプロファイル３００ｅ上で始動速度パラメータの更新を有効にするために、保存ボタン（例えば、図１０の保存ボタン４０８）を押さなければならない。
【0048】
ユーザはまた、コントロール画面（例えば、コントロール画面３８０）を介して設定されたモードプロファイルをインパクトドライバ１０４に保存することもできる。より詳細には、ユーザは、プロファイルバンク３０２内のモードプロファイル３００ａ～ｄのうちの１つを、コントロール画面上で指定されるようなモードプロファイルで上書きすることができる。コントロール画面３０８を介してユーザによって生成されたモードプロファイルを保存するために、ユーザは、保存ボタン４０８を選択する。図１１に示すように、保存ボタンを押すことにより、コアアプリケーションソフトウェアに保存プロンプト４１０を生成させ、保存プロンプト４１０は、生成されたモードプロファイルに名前を付けることをユーザに要求し、また生成されたモードプロファイルでモードプロファイル３００ａ～ｄのうちのどれを上書きするのかをモードラベル４１４のうちの１つを選択することによって指定することをユーザに要求する。（モードラベル４１４のうちの１つ選択し、保存ボタン４１２を選択する）ユーザ入力に応じて、外部装置１０８は、生成されたモードプロファイルをインパクトドライバ１０４に送信する。電子プロセッサ２３０は、生成されたモードプロファイルを受信し、ユーザによって上書きするように指定されたプロファイルバンク３０２中のモードプロファイル３００を生成されたモードプロファイルで上書きする。例えば、図１１において、ユーザは、生成されたモードプロファイルに「デッキモード」と名前を付けて、電子プロセッサ２３０が（モード「１」と関連付けられた）モードプロファイル３００ａを生成された「デッキモード」モードプロファイルで上書きすることを指定している。いくつかの実施形態では、ユーザは、保存ボタン４１２を選択する前に多数のモードラベル４１４を選択することによって、２つ以上のモードプロファイル３００ａ～ｄを生成されたモードプロファイルで上書きすることを選択することができる。いくつかの実施形態では、ユーザは、保存ボタン４１２を選択する前にモードラベル４１４のいずれも選択しないことによって、モードプロファイル３００ａ～ｅのいずれも、生成されたモードプロファイルで上書きしないことを選択することができる。そのような実施形態では、生成されたモードプロファイルは、インパクトドライバ１０４上ではなく、サーバ１１２上のプロファイルバンク３４６中に保存される。あるプロファイル（古いプロファイル）を他のプロファイル（新しいプロファイル）で上書きすることは、例えば、古いプロファイルを格納していたメモリ内の場所に新しいプロファイルを格納することにより、古いプロファイルを消去して、メモリ内の古いプロファイルを新しいプロファイルと置換することを含んでもよいし、新しいプロファイルをメモリ内の他の場所に格納して、プロファイルポインタが古いプロファイルを有するメモリ内のアドレスの代わりに新しいプロファイルを有するメモリ内のアドレスを指すよう更新することを含んでもよい。
【0049】
上述のように、いくつかの実施形態では、外部装置１０８は、インパクトドライバ１０４が適応モードにない限り、プロファイル３００のデータを上書きすることができない（図１０を参照）。この態様は、ユーザがインパクトドライバ１０４を適応モードに置かない限り、インパクトドライバ１０４を現在操作しているユーザとは別の潜在的に悪意のある個人がインパクトドライバ１０４のツールパラメータを調整することを防止する。よって、インパクトドライバ１０４のユーザは、他者が他の４つのモードのうちの１つにあるインパクトドライバ１０４を操作することによってパラメータを調整するのを防止することができる。いくつかの実施形態では、この態様を実施するために、ハードウェア又はファームウェアベースのインターロックが、インパクトドライバ１０４が適応モードにない限り、電子プロセッサ２３０によるプロファイルバンク３０２への書き込みを防止する。更に、インパクトドライバ１０４が動作しているとき、ハードウェア又はファームウェアベースのインターロックは、電子プロセッサ２３０によるプロファイルバンク３０２への書き込みを防止する。電子プロセッサ２３０は、トリガ２１２の押し込み又はモータが回転していることを示すホールセンサからの出力に基づいて、インパクトドライバ１０４が動作していることを検出し得る。よって、インパクトドライバ１０４が適応モードにあるときでさえも、インパクトドライバ１０４が現在動作している場合、電子プロセッサ２３０は、インパクトドライバ１０４が適応モードにあり、外部装置１０８が（例えば、ユーザが保存ボタン４０８を選択したことに応じて）生成されたプロファイルをインパクトドライバ１０４に伝達するときでさえも、プロファイルバンク３０２を更新せず、或いはプロファイルバンク３０２に書き込まない。
【0050】
更に、いくつかの実施形態では、電子プロセッサ２３０は、無線通信コントローラ２５０を介して、インパクトドライバ１０４が現在動作しているか否かを示す信号を外部装置１０８に出力する。そうすると、外部装置１０８は、無線記号３８４が（例えば、赤色に）色を変更する又は点滅することと、インパクトドライバ１０４が現在作動しているときのメッセージを表示することとのうちの少なくとも一方を通じて、ユーザに指示を提供する。更に、インパクトドライバ１０４が現在動作しているという表示を外部装置１０８が受信した場合、コントロール画面を介してパラメータを更新する機能は、図１０のコントロール画面３８１と同様に防止される。
【0051】
図７に戻ると、ホーム画面３７０上で工場出荷時の設定にリセット３７９を選択することにより、外部装置１０８は、ツールモードプロファイル３１４から又はサーバ１１２上のツールプロファイルバンク３４６からデフォルトモードプロファイルを取得し、デフォルトプロファイルをインパクトドライバ１０４に提供し、そうすると、インパクトドライバ１０４はプロファイルバンク３０２をデフォルトモードプロファイルで上書きする。
【0052】
ホーム画面３７０は、ツールインターフェース３１８のすべて、多く、又はいくつかについてルックアンドフィールが類似していてもよいが、アイコン３７１は、外部装置１０８がペアリングされる特定の電動工具に基づいて特定のツールインターフェースに関してカスタマイズされ得る。更に、アイコンの下に列挙されるオプションは、「データを取得する」オプションを加えてよく、「データを取得する」オプションは、ユーザが外部装置１０８上での表示のための工具からの操作データを選択し且つ取得すること及び／又はツールデータ３４８の部分としての格納のためにサーバ１１２に送信することを可能にする。加えて、特定の工具が外部装置１０８によって設定されることが意図されない場合、ツールコントロール３７４及びプロファイルの管理３７６オプションは、ホーム画面３７０に含まれなくてもよい。
【0053】
いくつかの実施形態では、モード選択スイッチ２９０とは別個の適応モードスイッチがインパクトドライバ１０４に設けられる。例えば、ＬＥＤ２９６ｅ（図３Ａ）は、組み合わせＬＥＤ－押しボタンスイッチであってよく、それにより、組み合わせＬＥＤ－押しボタンスイッチを最初に押した後、インパクトドライバ１０４は適応モードに入り、組み合わせＬＥＤ－押しボタンスイッチを２回目に押した後、インパクトドライバ１０４は、インパクトドライバ１０４が最初の押し下げの前にあったモード（例えば、モード１）に戻る。この場合、モード選択スイッチ２９０は、モード１～４を循環してもよいが、適応モードは循環しない。更に、トリガを引くこと及び／又は特定の位置（例えば、ニュートラル位置）に正逆セレクタ２１９を配置することの特定の組み合わせにより、インパクトドライバ１０４を適応モードに入れたり適応モードから出したりすることができる。
【0054】
モードプロファイル（例えば、プロファイル３００）の概念に戻ると、モードプロファイル３００は、１つ又は複数のパラメータを含む。例えば、図８Ａ及び図８Ｂに戻ると、図示のモードプロファイルは、コンクリートアンカープロファイルであり、以下のパラメータ、すなわち、始動速度、仕上げ速度、速度を低下させるのに必要な回転又はインパクト、及び複数の作業灯パラメータを有する。外部装置１０８のコントロール画面上でのカスタマイズのために利用可能な特定のパラメータは、モードプロファイルタイプに基づいて変わる。
【0055】
ツールインターフェース３１８のコントロール画面は、ユーザが特定のパラメータに関して入力できる値に対して制限値を設けている。例えば、図８Ａでは、始動速度は、第１の事前に規定された閾値を超えて、又は第２の事前に規定された閾値未満には設定できない（例えば、２９００ＲＰＭの最大閾値未満、又は３６０ＲＰＭの最小閾値未満には設定できない）。インパクトドライバ１０４は、例えば、メモリ２３２に格納されて、電子プロセッサ２３０によって実行されるファームウェア内に制限値チェックモジュールを更に含む。プロファイルバンク３０２内に保存するために外部装置１０８から新しいプロファイルを受信するとき、制限値チェックモジュールは、各機能の各パラメータが最大及び最小の制限値（又は閾値範囲）内にあること又はさもなければ特定のパラメータのための有効な値であることを確認する。例えば、制限値チェックモジュールは、コンクリートアンカープロファイルのために設定される始動速度が第１の事前に規定された閾値と第２の事前に規定された閾値との範囲（例えば、３６０ＲＰＭ～２９００ＲＰＭ）内にあることを確認する。いくつかの場合では、制限値チェックモジュールは、電動工具の現在のプロファイルの機能のパラメータ値が、トリガを引くごとに許容可能な制限値内にあることを確認する。制限値チェックを実行するために、ファームウェアは、例えば表に格納された、各機能のパラメータ並びに適用可能な最大及び最小の閾値（又は制限値）のリストを含んでよく、電子プロセッサ２３０は、表データとの比較を実行して、パラメータ値が許容可能な制限値内にあるか否かを判定するように動作可能である。制限値チェックモジュールは、悪意を持って生成された又は壊されたプロファイル、機能、及びパラメータ値から保護する追加的なセキュリティ層を提供する。
【0056】
パラメータ値が許容可能な範囲外にあると制限値チェックモジュールによって判定された後、コントローラ２２６は、（タッチスクリーンディスプレイ３３２上にテキストで表示され得る）エラーを示す警告メッセージを外部装置１０８に出力し、インジケータ２２０を駆動させ、ＬＥＤ２９６ａ～ｅのうちの１つ又は複数を駆動させ、モータを振動させ、或いはそれらの組み合わせを行うように動作可能である。
【0057】
ツールインターフェース３１８のいくつかのコントロール画面には、パラメータ支援ブロックが設けられる。パラメータ支援ブロックは、作業因子入力を含み、作業因子入力は、ユーザが、電動工具の動作対象のワークピースに関する詳細（例えば、材料のタイプ、厚さ、及び／又は硬度）、電動工具によって駆動される締結具に関する詳細（例えば、材料のタイプ、ねじの長さ、ねじの直径、ねじのタイプ、及び／又はねじ頭のタイプ）、並びに／或いは電動工具の出力ユニットに関する詳細（例えば、鋸ブレードのタイプ、鋸ブレード歯の数、ドリルビットのタイプ、及び／又はドリルビットの長さ）を指定することを可能にする。例えば、コンクリートアンカープロファイルコントロール画面３８０は、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、パラメータ支援ブロック８０５を含む。パラメータ支援ブロック８０５は、作業因子入力を含み、作業因子入力は、ユーザが、アンカーのタイプ（例えば、ウェッジ又はドロップイン）、アンカーの長さ、アンカーの直径、及びコンクリートの強度（例えば、ポンド毎平方インチ（ＰＳＩ））を指定することを可能にする。例えば、パラメータ支援ブロック８０５を選択することによって、パラメータ支援画面が生成され、ユーザは、パラメータ支援画面上で、タッチスクリーンディスプレイ３３２を使用して値を循環させることによって、作業因子入力のそれぞれを指定することができる。作業因子入力の入力完了後、外部装置１０８は、プロファイルのパラメータを調整する。例えば、図８Ａ及び図８Ｂでは、速度パラメータを低下させるために必要な始動速度パラメータ、仕上げ速度パラメータ、及び回転（又は、様々な実施形態において、インパクト）の値は、パラメータ支援ブロック８０５の作業因子入力に基づいて外部装置１０８によって調整される。必要に応じて、ユーザは（例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示すＧＵＩ上のスライダを使用して）パラメータの一部又は全部を更に調整することができる。異なるパラメータ支援ブロックが、異なるプロファイルタイプのために設けられ、各パラメータ支援ブロックは、特定のプロファイルタイプに適切な作業因子入力を含んでよい。更に、コントロール画面３８０上のパラメータの１つ又は複数の制限値（又は閾値）は、パラメータ支援ブロック８０５の作業因子入力に基づいて外部装置１０８によって調整されてよい。例えば、始動速度パラメータに関してユーザによって選択可能な最大速度は、パラメータ支援ブロック８０５のコンクリート強度入力に基づいて調整されてよい。
【0058】
図８Ａに示すように、コンクリートアンカープロファイルのパラメータは、単一のツール操作（締結）の異なる段階（又はゾーン）で適用可能である同じパラメータタイプ（モータ速度）の２つのユーザ調整可能パラメータを含む。例えば、コンクリートアンカープロファイルでは、コントロール画面３８０は、締結動作の始動段階及び駆動段階中の始動モータ速度並びに締結動作の最終／仕上げ段階中の仕上げ速度を指定するユーザの選択を受け付けるように動作可能である。コントローラ２２６は、以下により詳細に説明するように、締結動作の異なる段階がいつ起こり、異なる段階の間でいつ移行するかを判定する。いくつかの実施形態では、コンクリートアンカープロファイルの様々な段階において、コントローラ２２６は、トリガ２１２が少なくとも部分的に押し込まれている限り、トリガ２１２の押し込み量とは無関係にユーザが選択した速度でモータ２１４を駆動する。換言すれば、様々な実施形態によれば、モータ２１４の速度は、トリガ２１２の押し込み量に基づいて変化しない。他の実施形態では、コンクリートアンカープロファイルにおいてユーザが選択した速度は、最大速度値として扱われる。したがって、これらの実施形態では、モータ２１４の速度は、トリガ２１２の押し込み量に基づいて変化するが、コントローラ２２６は、モータ２１４が様々な段階についてユーザが選択した速度を超えないことを確保する。
【0059】
コンクリートアンカープロファイルは、コンクリート内にアンカーを打ち込むためにインパクトドライバ１０４を使用する場合など、石工事の用途での使用のためにインパクトドライバ１０４で実施され得る。コンクリートアンカープロファイルを使用することにより、コンクリートアンカー間の再現性を改善することができ、またトルクのかけ過ぎ又は打ち込み速度の出し過ぎによるアンカーの破損を（例えば、アンカーが打ち継ぎ目内に入ったことを検知することにより）減らすことができる。いくつかの他の打ち込み用途とは異なり、コンクリートに打ち込む場合、インパクトドライバ１０４は、ほぼすぐにインパクト印加を開始し得る。したがって、アンカーが打ち継ぎ目内に入ったか否かは、インパクトドライバ１０４がインパクト印加を開始したときの検出だけでは判定することができない（すなわち、インパクトドライバ１０４は動作全体にわたってインパクト印加し得るため）。コンクリートアンカープロファイルにより、コントローラ２２６は、アンカーが打ち継ぎ目内に入ったことを検出し、これに応じて、モータ速度を仕上げ速度に低下させることができる。
【0060】
特に、コンクリートアンカープロファイルで動作するとき、コントローラ２２６は、最初に、ユーザによって設定された始動速度で動作するようにモータ２１４を制御することができる。次いで、コントローラ２２６は、以下により詳細に説明するように、モータ２１４の回転の特性を監視し、インパクトドライバ１０４でインパクト印加が行われているか否かを判定する。特定のモータ回転特性が検出された後、コントローラ２２６は、モータ２１４を低速（すなわち、仕上げ速度）で動作させるように制御する。いくつかの実施形態では、外部装置１０８は、仕上げ速度が始動速度未満であるように制限する。例えば、コントロール画面３８０ａで始動速度が２０００ＲＰＭに設定される場合、外部装置１０８は、仕上げ速度が２０００ＲＰＭ以上の値に設定されることを防止し得る。
【0061】
コントローラ２２６は、出力駆動装置２１０の推定位置を計算する角度検出方法に基づいて、モータ２１４の速度を調整する。例えば、コントローラ２２６は、例えば、加速度の変化、瞬間的な電流の量若しくは電流の変化、マイクを用いたインパクト音、加速度計を用いたインパクト振動の検出に基づいて、インパクトドライバ１０４でインパクト印加が行われたことを検出する。コントローラ２２６は、インパクト検出されるたびにコントローラ２２６がインクリメントするインパクトカウンタ（例えば、メモリ２３２上のソフトウェアの実行によって実施される）を使用してもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ２２６は、ホールセンサ２１８ａのうちの１つ又は複数を使用して、各インパクトが発生したときのシャフトの回転位置を含むモータ２１４のシャフトの回転位置を監視する。いくつかの実施形態では、コントローラ２２６は、アンビル回転センサ２１８ｃを使用して、駆動装置２１０の回転位置を監視する。
【0062】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、インパクトドライバ１０４のインパクト機構の一例であるインパクト機構１２００を示している。インパクトドライバ１０４のインパクト機構１２００の設計に基づいて、モータ２１４は、インパクト間で少なくとも所定の度数（すなわち、インパクト機構１２００の場合は１８０度）回転する。インパクト機構１２００は、外側に延びるラグ１２０７を有するハンマー１２０５と、外側に延びるラグ１２１５を有するアンビル１２１０とを備える。アンビル１２１０は、出力駆動装置２１０に結合される。いくつかの実施形態では、出力駆動装置２１０は、別の出力シャフトを駆動するギヤボックスとインターフェースするためのギヤボックス出力を備える。図１２Ａ及び図１２Ｂは、ヘリカルベベルギヤボックス出力を示しているが、ストレートベベル、スパイラルベベルなど、他のタイプのギヤボックス出力が使用されてもよい。いくつかの実施形態では、ギヤボックス出力は省略され、出力駆動装置２１０は直接ワークピースとインターフェースする。例えば、出力駆動装置２１０は、図２に示すようなソケット、チャック、又は他の適切なタイプのワークピースインターフェースであってもよい。動作中、アンビル１２１０がある量の抵抗に遭遇したとき、例えば締結具をワークピースに打ち込むとき、インパクト印加が行われる。この抵抗があった場合、ハンマー１２０５は回転を続ける。ハンマー１２０５の背面側に結合されたばねにより、ハンマー１２０５は軸方向に後退してアンビル１２１０から係脱する。係脱されると、ハンマー１２０５は、軸方向及び回転方向の両方に前進して、アンビル１２１０に再び係合する（すなわち、インパクト印加する）。インパクト機構１２００を動作させると、ハンマーラグ１２０７がアンビルラグ１２１５に１８０度ごとにインパクト印加する。したがって、インパクトドライバ１０４がインパクト印加する場合、ハンマー１２０５はアンビル１２１０を伴わずに１８０度回転し、アンビル１２１０にインパクト印加し、その後アンビル１２１０と共にある量回転した後にこの工程を繰り返す。インパクト機構１２００の機能についての詳細については、例えば、２０１４年３月１４日出願の米国特許出願第１４／２１０，８１２号明細書で論じられたインパクト機構を参照されたく、同米国特許出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。１８０度ごとにアンビルラグ１２１５にインパクト印加する２つのハンマーラグ１２０７が示されているが、様々な実施形態によれば、２つ以上のハンマーラグ１２０７を使用することができ、これにより分離角度が変わる（例えば、１２０度ごとにアンビルラグ１２１５にインパクト印加する３つのハンマーラグ）。
【0063】
コントローラ２２６は、ホールセンサ２１８ａのうちの１つ又は複数を用いてインパクト間のモータ２１４のシャフトの回転角度を監視することにより、又はアンビル位置センサ２１８ｃを用いてアンビル位置を監視することにより、ハンマー１２０５とアンビル１２１０とがどの程度一緒に回転したかを求めることができる。例えば、インパクトドライバ１０４がより軟らかい打ち継ぎ目にアンカーを打ち込む場合、ハンマー１２０５はインパクト間で２２５度回転し得る。この２２５度の例では、４５度の回転はハンマー１２０５とアンビル１２１０とが互いに係合した状態を含み、１８０度の回転はハンマーラグ１２０７が再びアンビル１２１０にインパクト印加する前にハンマー１２０５のみが回転する状態を含む。図１３～図１６は、動作の異なる段階におけるハンマー１２０５及びアンビル１２１０のこの例示的な回転を示している。
【0064】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ、第１のタイミング（例えば、ハンマーラグ１２０７Ａ、１２０７Ｂがアンビル１２１０のラグ１２１５から係脱した直後（すなわち、ハンマー１２０５及びアンビル１２１０の双方によるインパクト印加及び係合回転が生じた後））におけるアンビル１２１０及びハンマー１２０５の回転位置を示している。図１３Ａは、第１のタイミングにおけるアンビル１２１０の第１の回転アンビル位置を示している。図１３Ｂは、第１のタイミング（例えば、ハンマーラグ１２０７Ａ及び１２０７Ｂがアンビル１２１０から軸方向に後退し始めたとき）におけるハンマー１２０５の第１の回転ハンマー位置を示している。ハンマー１２０５が軸方向に後退してアンビル１２１０から係脱した後、ハンマー１２０５は（図１３Ｂの矢印で示すように）回転を続ける一方、アンビル１２１０は第１の回転アンビル位置に留まる。図１４Ａ及び図１４Ｂは、それぞれ、第２のタイミング（例えば、第１のインパクトの瞬間）におけるアンビル１２１０及びハンマー１２０５の回転位置を示している。図１４Ａに示すように、アンビル１２１０は、第２のタイミングにおいて第１の回転アンビル位置に留まる。図１４Ｂに示すように、ハンマー１２０５は、第２の回転ハンマー位置まで１８０度回転している（図１４Ｂの矢印、及び図１３Ｂから図１４Ｂへのハンマーラグ１２０７Ａ及び１２０７Ｂの位置の変化で示すように）。
【0065】
ハンマーラグ１２０７Ａ及び１２０７Ｂとアンビルラグ１２１５との間のインパクト時に、ハンマー１２０５とアンビル１２１０とは（図１５Ａ及び図１５Ｂの矢印で示すように）同じ回転方向に一緒に回転し、これにより、例えばコンクリートにアンカーを打ち込むために出力駆動装置２１０に供給されるトルクが発生する。図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ、第３のタイミング（例えば、ハンマー１２０５が軸方向に後退して再びアンビル１２１０から係脱した後）におけるアンビル１２１０及びハンマー１２０５の回転位置を示している。一例として、図１５Ａ及び図１５Ｂでは、第３のタイミングにおいて、ハンマー１２０５は第３の回転ハンマー位置にあり、アンビル１２１０は駆動角度１５０５で示すように第１の回転アンビル位置から約４５度離れた第２の回転アンビル位置にある。駆動角度１５０５は、出力駆動装置２１０がイベント間で回転した度数に対応する、アンビル１２１０がイベント間（例えば、移動のない期間の間又はインパクト間）で回転した度数を示している。
【0066】
上記のように、ハンマー１２０５がアンビル１２１０から係脱した後、ハンマー１２０５は（図１６Ｂの矢印で示すように）回転し続ける一方、アンビル１２１０は同じ回転位置に留まる。図１６Ａ及び図１６Ｂは、それぞれ、第４のタイミング（例えば、第２のインパクトの瞬間が発生している）におけるアンビル１２１０及びハンマー１２０５の回転位置を示している。図１６Ａに示すように、アンビル１２１０は、第４のタイミングにおいて第２の回転アンビル位置に留まる。図１６Ｂに示すように、ハンマー１２０５は、第３の回転ハンマー位置から第４の回転ハンマー位置まで１８０度回転している。図１４Ｂ（すなわち、第１のタイミング（例えば、第１のインパクトの瞬間が発生したとき））に対して、ハンマー１２０５は２２５度回転している（すなわち、前回のインパクトの後、アンビル１２１０と係合した状態で４５度、アンビル１２１０から係脱した状態で１８０度）。上記の例示的な目的のために具体的な回転の度数が使用されているが、具体的な回転の度数は変わり得ることを理解されたい。
【0067】
前述のように、コントローラ２２６は、インパクトがいつ発生するかを監視してもよく、モータ２１４のシャフトの位置を監視してもよい。この情報を用いて、コントローラ２２６は、出力駆動装置２１０が経た駆動角度１５０５（すなわち、出力駆動装置２１０が回転した度数）を求めることができる。例えば、コントローラ２２６は、各インパクトが発生したときを検出し、シャフトの回転位置を記録してもよい。その後、コントローラ２２６は、インパクト間でシャフトが回転した度数を求めることができる。コントローラ２２６は、シャフトが回転した度数から１８０度を減じて、出力駆動装置２１０が経た駆動角度１５０５を計算することができる。
【0068】
これにより、計算された駆動角度１５０５は、アンカーが打ち込まれている打ち継ぎ目の特性を示し、モータ２１４を制御するために使用され得る。例えば、駆動角度１５０５が小さいほど打ち継ぎ目が硬く（すなわち、硬い打ち継ぎ目の方が軟かい打ち継ぎ目よりもアンカーの回転が小さい）、逆の場合も同じである。よって、小さい駆動角度（例えば、１０度未満）は、アンカーが着座しており、もはやコンクリートに打ち込まれる必要がないことを示し得る。したがって、所定の回数を超えるインパクトにおいて駆動角度１５０５が所定の角度閾値（例えば、１０度）未満である場合、コントローラ２２６は、モータ２１４を低速で動作するように制御してもよいし、モータ２１４をオフにしてもよい。
【0069】
先に述べたように、また図８Ａ及び図８Ｂに示すように、ＧＵＩのコントロール画面３８０において、コンクリートアンカープロファイルは、ユーザから、アンカーのタイプ（例えば、ウェッジ又はドロップイン）、アンカーの長さ、アンカーの直径、及びコンクリートの強度（例えば、ポンド毎平方インチ（ＰＳＩ））のうちの１つ又は複数を受け付けるためのパラメータ支援ブロック８０５を含む。外部装置１０８は、パラメータ支援ブロック８０５においてユーザ入力を受け付けたことに応じて、コンクリートアンカープロファイルのパラメータ（例えば、始動速度、仕上げ速度、速度を低下させるために必要な回転又はインパクトの数）を調整する。外部装置１０８は、パラメータ支援ブロック８０５におけるユーザ入力に対応するパラメータ値を含むルックアップテーブルを用いて、パラメータを調整してもよい。必要に応じて、ユーザは（例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示すＧＵＩ上のスライダを使用して）先に説明したように各パラメータを更に調整することができる。加えて、ユーザは、先に説明したように、コントロール画面３８０ｂで作業灯のパラメータを調整することができる。
【0070】
いくつかの実施形態では、図８Ａのコントロール画面３８０上でユーザによって選択可能な最大始動速度（例えば、２９００ＲＰＭ）は、コントローラ２２６のインパクトを検出する能力に基づいて決定される。例えば、高速時には、インパクトによって生じるモータ加速度の変化は認識できるほど大きくないため、コントローラ２２６はインパクトが発生していることを検出できない場合がある。よって、ユーザによって選択可能な最大始動速度は、ユーザがコントロール画面３８０に表示される最大始動速度を選択してもコントローラ２２６が依然としてインパクトを検出できるように十分に低く設定されてもよい。
【0071】
更に、様々な実施形態において、仕上げ速度はユーザによって調整可能ではない。むしろ、仕上げ速度は、パラメータ支援ブロック８０５の作業因子入力に基づいて外部装置１０８によって設定される。加えて、外部装置１０８は、パラメータ支援ブロック８０５におけるユーザ入力に基づいて駆動角度閾値パラメータを決定してもよい。駆動角度が駆動角度閾値未満である場合、コントローラ２２６は、以下でより詳細に説明するように、インパクトのカウントを開始することができる。インパクトドライバ１０４は、例えば、上述した外部装置１０８に対するユーザの保存操作に応じて、指定されたパラメータを含むコンクリートアンカープロファイルを受信する。
【0072】
図１７は、インパクトドライバ１０４でコンクリートアンカープロファイルを実施する方法１７００のフローチャートを示している。ブロック１７０２において、無線通信コントローラ２５０は、コンクリートアンカープロファイルのパラメータを外部装置１０８から受信する。例えば、パラメータは、例えば図８Ａ及び図８Ｂに関して本明細書で先に説明したように設定され提供されるコンクリートアンカープロファイルの一部として受信される。ブロック１７０５において、コントローラ２２６は、トリガ２１２が押し込まれたと判定し、本明細書で先に説明したように、モータ２１４を始動させる。ブロック１７１０において、コントローラ２２６は、モータ速度を始動速度（すなわち、第１の速度）に設定する（又は、本明細書で先に説明したように最大速度を始動速度として設定した状態でトリガ２１２が押し込まれた量に応じてモータ速度を設定する）。ブロック１７１５において、コントローラ２２６は、本明細書で先に説明したように、インパクトドライバ１０４がインパクト印加しているか否かを判定するために、モータ特性を監視する。インパクトドライバ１０４がインパクト印加していない場合、方法１７００はブロック１７１５に留まり、コントローラ２２６はインパクトドライバ１０４がインパクト印加しているか否かを判定するためにモータ特性の監視を継続する。つまり、方法１７００は、インパクト工具がインパクト印加するまで、ブロック１７１５でループし得る。コントローラ２２６が、インパクトドライバ１０４がインパクト印加していると判定した場合、ブロック１７２０において、コントローラ２２６は、（例えば、インパクトが検出されるたびにシャフトの回転位置を監視することによって）本明細書で先に説明したように、出力駆動装置２１０が経る駆動角度１５０５を計算する。例えば、コントローラ２２６は、ハンマー１２０５とアンビル１２１０との間の第１のインパクト時にモータシャフトの第１の回転モータシャフト位置を求め（例えば、図１４Ｂのハンマー１２０５の第２の回転ハンマー位置を参照）、ハンマー１２０５とアンビル１２１０との間の第２のインパクト時にモータシャフトの第２の回転モータシャフト位置を求める（例えば、図１６Ｂのハンマー１２０５の第４の回転ハンマー位置を参照）ことによって駆動角度１５０５を計算し得る。次いで、コントローラ２２６は、モータシャフトの第１の回転モータシャフト位置及び第２の回転モータシャフト位置に基づいて出力駆動装置が経た駆動角度を求め得る。例えば、コントローラ２２６は、第２の回転モータシャフト位置と第１の回転モータシャフト位置との間の差を求めて、所定の角度を減じてもよい。所定の角度は、ある期間（例えば、インパクト間、又はアンビル１２１０から係脱してからアンビル１２１０にインパクト印加するまでの期間）の間にハンマー１２０５が経る回転の量を示してもよい。例えば、図１２Ａ及び図１２Ｂに示され、図１３Ａ～図１６Ｂに関して説明したインパクト機構１２００を参照すると、所定の角度は１８０度であり得る。しかしながら、ハンマーがアンビルから係脱してからアンビルにインパクト印加するまでに減る回転の量（そしてつまりは所定の角度）は、所与のインパクト機構のハンマー及びアンビルのラグの数及び位置など、インパクト機構の構成に応じて変わる。例えば、ハンマーが、１８０度離れた２つのラグではなく、それぞれが９０度離れた４つのラグを備え、アンビル１２１０と共に動作する場合、ハンマーは、１８０度の回転ではなく、アンビルから係脱してからアンビルにインパクト印加するまでに９０度の回転を経る。この例では、所定の角度は９０度である。ハンマー及びアンビルには、それぞれ様々な数のラグを使用でき、ハンマーには２個及び４個のラグ、アンビルには２個のラグが単なる例として使用されたものである。
【0073】
ブロック１７２５において、コントローラ２２６は、駆動角度１５０５が駆動角度閾値未満であるか否かを判定する。駆動角度１５０５が駆動角度閾値未満である場合、ブロック１７３０において、コントローラ２２６はインパクトカウンタをインクリメントする（例えば、コントローラ２２６がメモリ２３２に格納されたソフトウェアを実行することによって実施される）。ブロック１７３５において、コントローラ２２６は、インパクトカウンタが、モータ２１４が速度を低下させるべきときを示すために設定されたインパクトの数（「インパクトカウンタ閾値」）に等しいか否かを判定する。インパクトカウンタがインパクトカウンタ閾値に等しくない場合、方法１７００はブロック１７２０に戻り、インパクト間の駆動角度１５０５の計算を継続する。インパクトカウンタがインパクトカウンタ閾値に等しい場合、コントローラ２２６は、モータ速度を仕上げ速度に設定する。再びブロック１７２５を参照すると、駆動角度１５０５が駆動角度閾値以上である場合、方法１７００はブロック１７４５に進む。ブロック１７４５において、コントローラ２２６は、インパクトカウンタをリセットし、その後、ブロック１７２０に戻って、インパクト間の駆動角度１５０５の計算を継続するように進む。代替的な実施形態では、ブロック１７２５において駆動角度１５０５が駆動角度閾値未満ではないとコントローラ２２６が判定した場合にインパクトカウンタがリセットされないように、ブロック１７４５は実行されないこともある。このような実施形態では、方法１７００は、駆動角度１５０５が駆動角度閾値未満であると判定されるまで、ブロック１７２５に留まる。
【0074】
方法１７００のブロックは、図１７において順次特定の順序で示されているが、いくつかの実施形態では、ブロックの１つ又は複数が並行して実施されたり、示されたものとは異なる順序で実施されたり、バイパスされたりする。いくつかの実施形態では、インパクトドライバ１０４は、工具の製造時にパラメータを含むコンクリートアンカープロファイルを受信して格納する（ブロック１７０２）。いくつかの実施形態では、工具の製造時にブロック１７０２で受信されるパラメータは、有線接続を介して受信される。加えて、ブロック１７２５、１７３０、１７３５、１７４０、及び１７４５は、ブロック１７２０で求めた駆動角度に基づいてコントローラ２２６がモータ２１４を制御する一例である。
【0075】
図１８は、インパクトドライバ１０４の制御を実施する方法１８００のフローチャートを示している。ブロック１８０２において、無線通信コントローラ２５０は、制御プロファイルのパラメータを外部装置１０８から受信する。例えば、ブロック１８０２において、パラメータは、例えば図８Ａ及び図８Ｂに関連して本明細書で先に説明したように設定され提供されるコンクリートアンカープロファイルの一部として受信される。いくつかの実施形態では、パラメータは、モータ始動速度からモータ仕上げ速度への移行に関連付けられた回転の総数を含む。
【0076】
ブロック１８０５において、コントローラ２２６は、トリガ２１２が押し込まれたことを判定し、本明細書で先に説明したように、モータ２１４を始動させる。ブロック１８１０において、コントローラ２２６は、モータ速度を第１の速度（例えば、始動速度）に設定する（又は、本明細書で先に説明したように最大速度を始動速度として設定した状態でトリガ２１２が押し込まれる量に応じてモータ速度を設定する）。ブロック１８１５において、コントローラ２２６は、本明細書で先に説明したように、インパクトドライバ１０４がインパクト印加しているか否かを判定するために、モータ特性を監視する。インパクトドライバ１０４がインパクト印加していない場合、方法１８００はブロック１８１５に留まり、コントローラ２２６はインパクトドライバ１０４がインパクト印加しているか否かを判定するためにモータ特性の監視を継続する。
【0077】
コントローラ２２６が、インパクトドライバ１０４がインパクト印加していると判定した場合、ブロック１８２０において、コントローラ２２６は、（例えば、インパクトが検出されるたびにアンビルの回転位置を監視することによって）本明細書で先に説明したように、出力駆動装置２１０が経る駆動角度１５０５を計算する。例えば、コントローラ２２６は、ハンマー１２０５とアンビル１２１０との間の第１のインパクト時にアンビルの第１の回転アンビル位置を求め（例えば、図１４Ｂのハンマー１２０５の回転位置を参照）、ハンマー１２０５とアンビル１２１０との間の第２のインパクト時にアンビルの第２の回転アンビル位置を求める（例えば、図１６Ｂのハンマー１２０５の回転位置を参照）ことによって駆動角度１５０５を計算し得る。次いで、コントローラ２２６は、第１の回転アンビル位置及び第２の回転アンビル位置に基づいて出力駆動装置が経た駆動角度を求め得る。例えば、コントローラ２２６は、第２の回転アンビル位置と第１の回転アンビル位置との間の差を求めて、所定の角度を減じてもよい。第１の回転アンビル位置及び第２の回転アンビル位置が使用されているが、様々な実施形態に応じて第１のハンマー位置及び第２のハンマーの位置が代わりに使用されてもよい。所定の角度は、アンビル１２１０から係脱してからアンビル１２１０にインパクト印加するまでにハンマー１２０５が経る回転の量を示してもよい。例えば、図１２Ａ及び図１２Ｂに示され、図１３Ａ～図１６Ｂに関して説明したインパクト機構１２００を参照すると、所定の角度は１８０度であり得る。しかしながら、ハンマーがアンビルから係脱してからアンビルにインパクト印加するまでに減る回転の量（そしてつまりは所定の角度）は、所与のインパクト機構のハンマー及びアンビルのラグの数及び位置など、インパクト機構の構成に応じて変わる。例えば、ハンマーが、１８０度離れた２つのラグではなく、それぞれが９０度離れた４つのラグを含み、アンビル１２１０と共に動作する場合、ハンマーは、１８０度の回転ではなく、アンビルから係脱してからアンビルにインパクト印加するまでに９０度の回転を経る。この例では、所定の角度は９０度である。先に説明したように、ラグの数は限定されるものではなく、具体的な値は単なる例として使用されたものである。
【0078】
ブロック１８２５において、コントローラ２２６は、駆動角度を累積して、例えば、トリガが押し込まれたときから測定された回転カウントを求める。ブロック１８３０において、コントローラ２２６は、回転カウントが回転閾値よりも大きいか否かを判定する。例えば、累積された回転カウントと駆動角度との和が回転閾値を超える場合、ブロック１８３０の条件が満たされる。回転カウント又は回転閾値のいずれか一方又は両方は、整数値であってもよいし、他の値（例えば、少数値）であってもよいを含んでもよい。回転カウントが回転閾値を超えない場合、方法１８００はブロック１８２０にループして戻り、インパクト間の駆動角度１５０５の計算を継続する。回転カウントが回転閾値を超える場合、コントローラ２２６は、ブロック１８３５においてモータ速度を第２の速度（例えば、仕上げ速度）に設定する。いくつかの実施形態では、仕上げ速度は、所定の数の回転が満たされたときにモータ２１４の停止を実施するために、プロファイルにおいてゼロに設定されてもよい。
【0079】
方法１８００のブロックは、図１８において順次特定の順序で示されているが、いくつかの実施形態では、ブロックの１つ又は複数が並行して実施されたり、示されたものとは異なる順序で実施されたり、バイパスされたりする。いくつかの実施形態では、インパクトドライバ１０４は、工具の製造時にパラメータを含む制御プロファイルを受信して格納する（ブロック１８０２）。いくつかの実施形態では、工具の製造時にブロック１８０２で受信されるパラメータは、有線接続を介して受信される。加えて、ブロック１８２５、１８３０、及び１８３５は、ブロック１８２０で決定された駆動角度に基づいてコントローラ２２６がモータ２１４を制御する一例である。
【0080】
図１８の例では、コントローラ２２６は、累積された回転カウントを用いて、モータ速度を仕上げ速度に低下させるときを判定する。回転カウントの使用は、図１７で説明した駆動角度閾値未満のインパクトの数の手法に代えて、又は組み合わせて採用されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、コントローラ２２６は、回転カウントに応じて又は駆動角度閾値に応じてモータ速度を仕上げ速度に低下させる。
【0081】
方法１７００、１８００はまた、他の締結用途のためにも実施され得る。例えば、方法１７００、１８００は、木材、乾式壁、又は他の基材にねじ又は他の締結具を締結するために使用されるインパクトドライバ又はレンチで実施され得る。
【0082】
図１９Ａは、電動工具１０２のアンビル位置センサ２１８ｃを示している。アンビル位置センサ２１８ｃは、誘導センサ１９０５、送信回路トレース１９１０、第１の受信回路トレース１９１５、及び第２の受信回路トレース１９２０を支持する、又はこれらに関連付けられたプリント回路基板１９００を備える。誘導センサ１９０５は、送信回路トレース１９１０に電流を注入して、磁界を発生させる。図１２に見られるように、アンビル１２１０は、アンビル１２１０を回転させるためにハンマー１２０５上のラグ１２０７によって係合されるラグ１２１５を備える。アンビル１２１０が回転すると、ラグ１２１５は、送信回路トレース１９１０への信号の注入により発生した磁界を通過する。アンビル１２１０のラグ１２１５には、渦電流が発生する。渦電流は磁場を発生させ、磁場は受信回路トレース１９１５、１９２０を通過する。受信回路トレース１９１５、１９２０において誘導された電流が、誘導センサ１９０５によって、受信回路トレース１９１５、１９２０に対するアンビルラグ１２１５の位置を求めるために使用される。
【0083】
いくつかの実施形態では、受信回路トレース１９１５、１９２０は形状が正弦波状であるが９０°ずらされているため、アンビル１２１０が回転するとき、受信回路トレース１９１５、１９２０の一方の電圧は正弦波となり、他方の受信回路トレース１９１５、１９２０の電圧は余弦波となる。次いで、２つの受信トレース１９１５、１９２０の電圧出力は、コントローラ２２６によって、受信回路トレースに対するアンビル１２１０の位置（例えば、回転角度）を求めるために使用され得る。いくつかの実施形態では、角度は、コントローラ２２６によって、逆正接関数
を使用して生成される。いくつかの実施形態では、アンビル位置センサ２１８ｃは、アンビルラグ１２１５の位置の検出において約０．１５°の分解能を実現し、９８％超の検出精度を有する。
【数1】
【0084】
図２０は、アンビル回転角度の関数として図１９Ａのアンビルセンサの出力を示している。図１９Ａに示す実施形態では、プリント回路基板１９００は、（例えば、プリント回路基板１９００の円周の約半分にわたって）約１８０°のトレースを備える。他の実施形態では、送信及び受信のためのトレースがプリント回路基板１９００の略全面（例えば、プリント回路基板１９００の円周の約３６０°）にわたって延びる。いくつかの実施形態では、ターゲットの長さ（例えば、アンビルラグ１２１５）は、受信回路トレース１９１５、１９２０の周期長の約２０～５０％である。
【0085】
いくつかの実施形態では、アンビル位置センサ２１８ｃは、図１９Ｂに示すように、単一の受信回路トレース１９１５を備える。単一の受信回路トレース１９１５を使用することにより、プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）のフットプリントが削減される。いくつかの実施形態では、コントローラ２２６は、角度を求めるために逆三角関数を使用するが、アンビル位置センサ２１８ｃの出力は非線形である。２つの受信回路トレース１９１５、１９２０を使用することにより、空隙及び隣接するコンポーネントの干渉に対するロバスト性が高まる。
【0086】
図２１Ａ～図２１Ｃは、アンビル位置センサ２１８ｃを支持するためのアンビル１２１０の近くに位置する電動工具１０２の本体部分２１００を示している。本体部分２１００は、リング部分２１０５と、リング部分２１０５から延びるトレイ部分２１１０とを備える。リング部分２１０５は、図１９Ａ及び図１９Ｂに示すプリント回路基板１９００を受け入れるための第１の凹部２１１５と、アンビルスラスト支持部２１２２のスラスト支持面２１２０と、開口部２１２５とを画定する。駆動装置２１０は、開口部２１２５を通って延び、スラスト支持面は、動作中にアンビル１２１０に係合する。開口部２１２５は、クリアランス２１４０を提供し得る。ワイヤ配線２１５０が、ボートの外径にボートとギヤケース内径との間に設けられてもよい。トレイ部分２１１０は、ハンマーセンサ２１６０が取り付けられ得る第２の凹部２１３０を画定する。上述のように、ハンマーセンサ２１６０は、ハンマー１２０５とアンビル１２１０との間のインパクトを検出する。例えば、ハンマーセンサ２１６０は、軸方向の位置、加速度、音、又は振動を測定してインパクトを検出することができる。
【0087】
図１７及び図１８に関連して、アンビル位置センサ２１８ｃによって測定された角度は、ハンマー１２０５とアンビル１２１０との間のインパクトの結果として生じる駆動角度を計算するために使用される。プリント回路基板１９００上の回路トレース１９１０、１９１５、１９２０のラジアル方向のスパンは、アンビル１２１０の構成に応じて変わり得る。２つのラグ１２１５を有するアンビル１２１０の場合、第２のラグ１２１５は、第１のラグ１２１５が離れると回路トレース１９１０、１９１５、１９２０によって覆われるスパンに入るため、スパンは約１８０度であり得る。よって、第１のラグ１２１５は、アンビル１２１０の回転経路の第１の部分の間、アンビル位置センサ２１８ｃとインターフェースし、第２のラグ１２１５は、アンビル１２１０の回転経路の第２の部分の間、アンビル位置センサ２１８ｃとインターフェースする。より多くのラグ１２１５が存在する場合、アンビル位置センサ２１８ｃにはより小さいスパンが使用され得る。
【0088】
図２２Ａ及び図２２Ｂは、出力駆動装置２１０のシャフト２２２０上に配置されたターゲット２２１０と、ターゲット２２１０とアンビルラグ１２１５との間に配置された磁気シールド２２３０とを備えるアンビルアセンブリ２２００の一実施形態を示している。磁気シールド２２３０は、例えば、空気よりも大きい透磁率（例えば、１．２６×１０－６ヘンリー／メートル［「Ｈ／ｍ」］よりも大きい）を有する材料で作られる。いくつかの実施形態では、磁気シールド２２３０は、１×１０－４Ｈ／ｍより大きい透磁率を有する材料で作られる。いくつかの実施形態では、磁気シールド２２３０は炭素鋼で作られる。他の実施形態では、磁気シールド２２３０は、フェライト又は他の適切な磁性材料で作られる。いくつかの実施形態では、ターゲット２２１０は、シャフト２２２０の外側の突起２２４０など、シャフト２２２０に取り付けられるリング部材である。いくつかの実施形態では、ターゲット２２１０は、締まり嵌めを介して、又は接着剤を介して固定される。ターゲット２２１０は、アンビル位置センサ２１８Ｃとインターフェースするためのラジアル表面２２６０を有するターゲットラグ２２５０を備える。
【0089】
図２２Ａを参照すると、ターゲットラグ２２５０のラジアル表面２２６０は、アンビル位置センサ２１８Ｃに隣接して配置される。磁気シールド２２３０は、ターゲットラグ２２５０をアンビルラグ１２１５及びハンマーラグ１２０７Ａ、１２０７Ｂから磁気的に遮断して、インパクト及び回転時にハンマーラグ１２０７Ａ、１０２７Ｂがアンビルラグ１２１５に近接して位置することによって生じる磁気干渉を軽減させる。プリント回路基板１９００上の回路トレース１９１０、１９１５、１９２０のラジアル方向のスパンは、ターゲット２２１０及びターゲットラグ２２５０の構成に応じて変わり得る。２つのターゲットラグ２２５０を有するターゲット２２１０の場合、第２のターゲットラグ２２５０は、第１のターゲットラグ２２５０が離れると回路トレース１９１０、１９１５、１９２０によって覆われるスパンに入るため、スパンは約１８０度であり得る。よって、第１のターゲットラグ２２５０は、アンビル１２１０の回転経路の第１の部分の間、アンビル位置センサ２１８ｃとインターフェースし、第２のターゲットラグ２２５０は、アンビル１２１０の回転経路の第２の部分の間、アンビル位置センサ２１８ｃとインターフェースする。より多くのターゲットラグ２２５０が存在する場合、アンビル位置センサ２１８ｃにはより小さいスパンが使用され得る。他の実施形態では、１８０度～３６０度のセンサスパンが使用される。
【0090】
アンビルは、シールドされていない（シールドなし）でも、シールドされていても（例えば、図２２Ａ及び図２２Ｂの２２３０を使用）よい。シールドされていないアンビルのセンサ出力は、シールドされたアンビルに比べて、位置を求めるための信号のロバスト性が低くなり得る。例えば、ハンマーがアンビルに対して静止位置にあるとき、シールドされた設計は、シールドされていない設計よりもロバスト性の高い信号（例えば、より大きな信号強度、より大きな信号対雑音比など）を提供する。センサの出力は、アンビルの位置（度数）と関係がある。シールドされたセンサの出力は、例えば、理想的な性能に対して９９％の精度であり得る。図２３Ａに示すように、シールドされていない設計では、コイルはアンビル上のラグ３１０２又はターゲットを直接検知する。コイル３１０４の幾何学的形状はラグのインボリュート形状に最適化されており、送信機は１８０度の測定範囲を超えて延びて、アンビルラグがコイル３１０６に出る／入ることができる。
【0091】
図２３Ｃ及び図２３Ｄに示すように、シールドされた設計では、コイルはアンビルに追加された追加的なターゲット３１０８を検知する。標準コイルの正弦・余弦の幾何学的形状が、寸法並びに従来のコイル３１１０及びターゲット３１１２の幾何学的形状に基づいて選択されており、追加的な長さなしでコイルに入る／出るターゲットを考慮し得る。
【0092】
アンビルの追加的な異なる実施形態に関連して、例えば、アンビルの３つ以上の異なるカテゴリが存在してもよい。例えば、第１のカテゴリは、理想的なターゲットを有する２つ以上の部品設計を含み得る。このような実施形態では、ターゲット及びシールドが追加的な構成要素としてアンビルに加えられる。第１のカテゴリの利点は、構成要素ごとに独自のプロセスを使用することができ、アンビルの質量を減らすことができということである。例えば、薄肉のターゲット及びシールドのインサート成形プロセス又はプレス加工を使用することができ、これにより慣性を持たせずに性能が維持される。しかしながら、課題であるのは嵌合するインターフェースどうし摩耗であり、特に、大きい振動及び慣性負荷が繰り返しの相対運動を発生させる場合である。第１のカテゴリでは、ラグの性能を保持し、センサのための理想的なターゲットを作成し、シールドを提供するために理想的な幾何学的形状が追加され得る。
【0093】
第２のカテゴリは、理想的なターゲットを有する単一部品設計を含み得る。単一部品設計は、部品を少ない製造プロセスで作ることができる、及び／又はプレスすることもできるため、有利である。第２のカテゴリでは、嵌め合う部品どうしの摩耗の問題はないが、慣性負荷及び複雑な断面厚さにより熱処理が困難（例えば、焼き割れ、過剰浸炭、反りなどが発生する）になり得る。加えて、一般にアンビルには慣性が加わり、慣性はトルク出力に影響を与え得る。加えて、インパクトイベントにおける遠心力に由来する慣性負荷が加わり得る。第２のカテゴリでは、ラグの性能を保持し、センサのための理想的なターゲットを作成し、シールドを提供するために理想的な幾何学的形状が追加され得る。
【0094】
第３のカテゴリは、直接ラグ測定による単一部品設計を含み得る。追加的な特徴（例えば、シールドなど）なしで従来のアンビルを使用することができる。ハンマーが対処不能な干渉を起こす場合、ラグの厚さを厚くして、インパクト時のハンマーの位置をセンサから遠ざけることで、慣性が加えられる。いくつかの実施形態では、ハンマーは、ラグ自体よりもセンサから２～３倍離れた距離にある。第３のカテゴリでは、インボリュートラグの場合のように非線形のエッジが非線形の信号を発生させ、これは、上記のようにファームウェアによって対処される。直線ラグを使用することもでき、回転軸に直交する場合は線形信号を実現することができる。
【0095】
アンビルの３つのカテゴリの様々な実施形態を以下に説明する。例えば、図２４Ａに示すように、アンビルアセンブリ３２００は、シャフト３２０１の長さの増加に由来して工具長を増加させたものを含む。アンビルアセンブリ３２００の延長端３２０２は、アンビル位置センサをハンマーから遮蔽するシールド３２０４が厚くなっているため、工具の長さを延ばす。シールド３２０４の存在により、過剰浸炭及び脆性コアの形成のリスクが最小化される。アンビルアセンブリ３２００は、応力を低減するためにターゲット部分３２０８間の遷移領域３２０６により大きな半径を含んでもよく、クエンチプロセス中の割れを回避するために均一な厚さを提供する。
【0096】
図２４Ｂ及び図２４Ｃに示すように、別の実施形態によれば、アンビルアセンブリ３３００は、工具長を更に増加させてもよい（例えば、シャフト３３０１及びアンビルの延長端３３０２のうちの１つ又は複数の長さを増加させることによって）。図示の実施形態では、ターゲット構造３３０４の外径が小さくされる。シールド及びターゲット構造３３０４のサイズを小さくすることにより、アンビルに追加の歪みを生じるターゲット構造３３０４の慣性の影響が低減される。
【0097】
図２５Ａ及び図２５Ｂに示すように、アンビルアセンブリ３４００は、ワンピースのアンビル設計においてターゲット３４１０とシールド３４６０のためのラグ３４５０との間に溝３４０２を備える。溝により、スパイラル保持リングのような成形リングが組み付けられて、シールドとして組み立てられて機能することができる。成形リングのシールドは、軸方向には保持されるが回転はしないため、インパクトイベント時に成形リングの薄肉部に急激な遠心力による負荷がかかることがない。また、アンビルアセンブリ３４００の外径が小さくなり得る。
【0098】
図２６Ａ～図２６Ｃは、それぞれ、シールド／ターゲット構造３５０２、３６０２、及び３７０２の３つの異なるデザイン３５００、３６００、及び３７００を示している。図２６Ａに示すように、ターゲット３５０２は、複数の湾曲した突起３５０６（例えば、湾曲した四角形）を境界とする凹部３５０４を有してもよい。しかしながら、図２６Ｂのターゲット３６０２の凹部の境界形状（例えば、湾曲した菱形）など、他の形状を境界に用いてもよい。図２６Ｃは、シールド構造３７０２が、ターゲット３７０４をプレス加工されたシールド形体３７０２内の所定の位置にインサート成形又はポッティングさせることができる一実施形態を示している。
【0099】
図２７Ａ及び図２７Ｂは、ターゲット構造がシャフト３８０４上をスライドし、スナップリング３８１２で所定の位置に保持されるプレス加工されたインサート３８０４を有するプラスチックオーバーモールド３８０２を含むアンビルアセンブリ３８００を示している。図２７Ｂは、ターゲットとシールドとアンビルとを嵌合させるためのスナップリング３８１２の変形形態を示している。例えば、図２７Ｂに示すように、Ｄ型フラット３８１２Ａ、サイクロイド３８１２Ｂ、スプライン３８１２Ｃ、スター３８１２Ｄ、ヘキサゴン３８１２Ｅ、デカゴン３８１２Ｅ、又はインボリュートを使用して、スナップリングをアンビルに固定できる。
【0100】
図２８Ａ及び図２８Ｂは、アンビルアセンブリ３８００のターゲット３８１５が、個々の構成要素３８２０（図２８Ａ）又は保持機能を有する一体型ピース３８２５（図２８Ｂ）とすることができるため、角度の保持の強度がより大きいことを示している。
【0101】
図２９は、シールド、ターゲットホルダ、ターゲット、アンビル回転センサ、ターゲットとアンビル回転センサとの間に形成される空隙、及びアンビル回転センサに対するシールド距離を有するアンビルアセンブリ３８００を示している。いくつかの実施形態では、シールド距離は空隙の少なくとも２倍である。
【0102】
図３０Ａは、アンビルシールド３９０１を備えるアンビルアセンブリ３９００を示している。アンビルシールド３９０１は、例えば、２．５ｍｍ未満の厚さを有する。アンビルシード３９０１は、アンビル３９０２に対して圧入される。アンビルシールド３９０１は、ターゲット３９０３に対して単一の外径とターゲット３９０３間の空間とを有する。アンビル３９０２には、インパクト時のスライドを防止するための平坦な戻り止め３９０４が設けられる。戻り止め３９０４は、アルミニウム又は他の低質量であるが導電性の材料で作ることができる。図３０Ｂ及び図３０Ｃに示すように、ターゲット３９０２の外径３９０３（両矢印）を小さくし、シールド３９０１を除去し、ラグ３９０４の高さを大きくしてもよい。
【0103】
図３０Ｂ及び図３０Ｃは、ターゲット３９０２とアンビルラグ３９０４とを備える別のアンビルアセンブリ３９５０を示している。アンビルアセンブリ３９５０は、ターゲット３９０２の外径３９０３を小さくされている。アンビルラグ３９０４の幅を大きくされて、ハンマーとアンビル回転センサとの間の距離を長くしている。図３０Ｂ及び図３０Ｃの実施形態では、アンビルラグ３９０４の幅が大きくなっているため、シールドは含まない。
【0104】
図３１は、ターゲットからアンビル回転センサまでの距離と比較して、ハンマーからアンビル回転センサまでの２～３倍の距離を実現するために増加したラグ４００２の厚さを有するアンビルアセンブリ４０００を示しており、このことによりハンマーが干渉を誘発する能力が最小化される。このインボリュートラグ４００２は、アンビル回転センサによって直接検知され得るが、ターゲット４００４のエッジ（このシナリオでは直接ラグ４００２の一部である）のため、入るラグＡと出るラグＢとのコイルカバレッジの変化率は非ゼロである。このラグカバレッジの割合の変化により、非線形な信号出力が発生するが、上記のようにソフトウェアで補正することができる。
【0105】
図３２Ａ及び図３２Ｂは、ターゲットからアンビル位置センサまでの距離と比較したときに、ハンマーとアンビル回転センサとの間の距離の２～３倍の配分を実現するために増加したラグ厚を含むシールドなしのアンビルアセンブリ４１００を示しており、これによりハンマーが干渉を誘発する能力が最小化される。しかしながら、アンビルアセンブリ４１００は、ターゲット４１０２にウェッジ形状を用いており、コイルの総カバレッジが一定であるため、出力センサ信号の線形性を向上させる点で、アンビルアセンブリ４０００とは異なる。線形信号を生成するために、コイルをカバーするターゲットの量が一定であることが意図される。コイルは例えば１８０度にわたっており、２つのターゲット形体４１０２Ａ、４１０２Ｂは１８０度で対向している。ターゲット４１０２のエッジは直線的であるため、ラグＡからラグＢまで３６０回転を繰り返すと、ラグの入るときと出るときとでカバレッジの変化率は０となる。これはインボリュートラグと対照的であり得る。インボリュートラグでは、センサに入り、出るラグのエッジが非線形であることにより、ラグが検知ゾーンに入り、出ることでターゲットによるコイルのカバレッジがわずかに変化するため、センサ信号が非線形になる。ターゲット４１０２のエッジによって形成されるベクトルは、回転軸に直交する。垂直であるラグ面を有する従来の正方形ラグ形状とは対照的に、ベクトルは回転軸と交差しないため、回転しながらセンサ上のターゲットカバレッジが変化する。
【0106】
図３３Ａ～図３３Ｃは、アンビルの形状が異なる場合の出力センサ信号への影響を示している。図３３Ａは、正方形ラグアンビル４２０２を示している。ラグの形状が正方形であるため、ターゲット／コイルカバレッジの変化率は非ゼロであり、これにより出力センサ信号に非線形性が生じる。図３３Ｂは、インボリュートラグ４２０４を示している。インボリュートラグもまた、ターゲット／コイルカバレッジの変化率は非ゼロであり、これにより出力センサ信号に非線形性が生じる。しかしながら、インボリュートラグは正方形ラグよりも生じる非直線性が少ない。図３３Ｃは、ターゲットによるセンサの少なくとも一部の一定のカバレッジを含むラグ４２０６（例えば、ラグ４１００）を示している。上述のように、常にターゲットによるセンサのなんらかのカバレッジがあることにより、アンビルの回転に伴うセンサのカバレッジの変化はゼロを維持できる。
【0107】
図３４Ａ及び図３４Ｂは、アンビル回転センサが検出するための一貫した幾何学的形状を提供するターゲット４００２を備える別のアンビル４０００を示している。２つのターゲット４００２が１８０度のカバレッジを提供する。１つのターゲットが出ると、別のターゲットが同じ速度で範囲に入るはずである。シールド４００４が、アンビル回転センサからハンマーを遮蔽して、干渉を回避する。図３４Ｂに示すように、ターゲットとアンビル回転センサとの間の空隙距離は、シールド４００４からアンビル回転センサまでの距離が、ターゲットからアンビル回転センサまでの距離の少なくとも２倍となるようにサイズを定められる。いくつかの実施形態では、アンビル回転センサとシールドとの間の距離は一定である。
【0108】
いくつかの実施形態は、締結具の着座を検出し、計算された出力回転角度に基づいてモータの駆動パラメータ（すなわち、速度）を変更するためにモータの出力駆動装置の出力回転角度を計算する方法を提供する。
【0109】
いくつかの実施形態は、更に、締結具の着座を検出し、計算された出力回転角度に基づいてモータの駆動パラメータ（すなわち、速度）を変化させるためのモータの出力駆動装置の出力回転角度を推測するために、インパクトドライバ又はレンチでのインパクト間にモータのシャフトによって回転可能に移動した角度距離を検出する方法を提供する。
【0110】
いくつかの実施形態は、更に、所定の角度閾値に到達したときに、モータの駆動パラメータを変更するために、モータの出力駆動装置の出力回転角度を検出する方法を提供する。
【0111】
いくつかの実施形態では、アンビルは熱処理（例えば、浸炭）される。アンビルが浸炭処理される場合、過酷なインパクト環境下でのアンビルの耐摩耗性及び強度が向上する。ターゲット及びシールドの構造に応じて、浸炭が行われ得る。幾何学的形状が有用な解決策になり得る、又は炭素の吸収を避けるために薄肉部分をマスキングすることもできる。或いは、薄肉部分を排除することもできる。このことはまた、焼き割れに対するロバスト性を向上させることができる。高周波焼入れにより望ましい硬度が実現され得るが、不均一な断面（例えば、単一構成要素のアンビル／シールド／ターゲットの設計）により複雑である。浸炭は、四方八方からアンビルケースが生成され、より軟かい延性コアが排除されることで、インパクト負荷で破断する可能性がある。このリスクを排除するために、ｔ＞２ｃ且つｗ＞ｃが確保される、及び／又は、熱処理中の表面浸炭を防ぐために、表面にマスク（メッキ又は仮止めペーストなど）が塗布され、ここで、ｔはコア全体の幅、ｃ、はケース層の幅、ｗはケース層を除いたコア全体の残り部分である。
【0112】
よって、本明細書で説明される実施形態は、とりわけ、インパクト印加による駆動角度に基づいてインパクト機構を備えた電動工具を制御するためのシステム及び方法を提供する。本発明の様々な特徴及び利点は、以下の特許請求の範囲に記載されている。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8AB】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12AB】
【図13A-16B】
【図17】
【図18】
【図19AB】
【図20】
【図21ABC】
【図22AB】
【図23AB】
【図23CD】
【図24A】
【図24BC】
【図25AB】
【図26ABC】
【図27AB】
【図28AB】
【図29】
【図30ABC】
【図31】
【図32AB】
【図33ABC】
【図34AB】
【外国語明細書】