特許 7555395 手持ち式電動ツールにおけるツール検出

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-12

(45)【発行日】2024-09-24

(54)【発明の名称】手持ち式電動ツールにおけるツール検出

(51)【国際特許分類】

   A01D 34/00 20060101AFI20240913BHJP

【ＦＩ】

A01D34/00 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022507537

(86)(22)【出願日】2020-07-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-17

(86)【国際出願番号】 EP2020069103

(87)【国際公開番号】W WO2021023453

(87)【国際公開日】2021-02-11

【審査請求日】2023-03-01

(31)【優先権主張番号】1950912-4

(32)【優先日】2019-08-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE

(73)【特許権者】

【識別番号】511234781

【氏名又は名称】フスクバルナ アクティエボラーグ

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(74)【代理人】

【識別番号】100151459

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 健一

(72)【発明者】

【氏名】マルティン ラルセン

【審査官】竹中 靖典

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１０７７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４０４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５０９４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５１２１１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｄ ３４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動ユニット（１０５）を有し、前記駆動ユニット（１０５）によって駆動される複数の交換可能なツールヘッド（１５０）の１つを担持するように構成された手持ち式マルチツールデバイス（１００）であって、
ベースライン慣性特性を決定し、
アクティブ慣性特性を決定し、
前記アクティブ慣性特性及び前記ベースライン慣性特性に基づいて前記ツールヘッド（１５０）のツールタイプを決定する、
ように構成されたコントローラ（１０１）をさらに有し、
前記コントローラ（１０１）は、
前記駆動ユニット（１０５）を介して第１エネルギーレベルを提供することにより、前記ベースライン慣性特性を決定し、
前記駆動ユニット（１０５）を介して第２エネルギーレベルを提供することにより、前記アクティブ慣性特性を決定する、
ようにさらに構成されており、
前記第２エネルギーレベルは、前記ツールヘッド（１５０）を加速させるために、前記第１エネルギーレベルより高く、
前記コントローラ（１０１）は、前記第２エネルギーレベルを提供する前に、前記駆動ユニット（１０５）を介して前記第１エネルギーレベルを提供することにより、前記ベースライン慣性特性を決定するようにさらに構成されている、
手持ち式マルチツールデバイス（１００）。

【請求項2】

前記コントローラ（１０１）は、決定された前記ツールタイプに基づいて前記ツールヘッド（１５０）用の設定を実装するようにさらに構成されている、請求項１に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。

【請求項3】

前記設定は、速度、方向、及び／または加速度を含むが、これらには限定されないグループから取得された１つまたは複数に関係付けられている、請求項２に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。

【請求項4】

前記コントローラ（１０１）は、前記第２エネルギーレベルを提供した後に、前記駆動ユニット（１０５）を介して前記第１エネルギーレベルを提供することにより、前記ベースライン慣性特性を決定するようにさらに構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。

【請求項5】

前記第２エネルギーレベルは、前記駆動ユニットの最大トルクの５０～７０％に対応している、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。

【請求項6】

前記コントローラ（１０１）は、公称速度の５～２５％の範囲で前記ツールヘッド（１５０）を加速させることにより、前記アクティブ慣性特性を決定するようにさらに構成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。

【請求項7】

前記コントローラ（１０１）は、フリーラン状態において前記ツールヘッド（１５０）を稼働させることにより、前記ベースライン慣性特性を決定するようにさらに構成されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。

【請求項8】

検知デバイス（１６０）をさらに有し、前記コントローラ（１０１）は、
前記検知デバイスからセンサデータを受け取り、
前記ベースライン慣性特性を決定し、且つ／または、
受け取った前記センサデータに基づいて、前記アクティブ慣性特性を決定する、
ようにさらに構成されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。

【請求項9】

前記コントローラ（１０１）は、
決定された前記ツールタイプの特性を保存し、
第２ベースライン慣性特性を決定し、
第２アクティブ慣性特性を決定するように、
第２の決定を実行し、
慣性特性の変化が存在するか否かを決定し、
存在する場合には通知を発行する、
ようにさらに構成されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。

【請求項10】

前記手持ち式マルチツールデバイス（１００）は、園芸用または林業用のツールである、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。

【請求項11】

前記デバイスは、ストリングトリマ、刈払機、またはクリアリングソーである、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。

【請求項12】

前記デバイスは、組合せ型トリマツールである、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。

【請求項13】

手持ち式マルチツールデバイス（１００）におけるツールヘッド（１５０）のタイプを決定する方法であって、前記手持ち式マルチツールデバイス（１００）は、駆動ユニット（１０５）を有し、前記駆動ユニット（１０５）によって駆動される複数の交換可能なツールヘッド（１５０）の１つを担持するように構成され、前記方法は、
前記駆動ユニット（１０５）を介して第１エネルギーレベルを提供することにより、ベースライン慣性特性を決定し（３１０）、
前記駆動ユニット（１０５）を介して第２エネルギーレベルを提供することにより、アクティブ慣性特性を決定し（３２０）、前記第２エネルギーレベルは、前記ツールヘッド（１５０）を加速させるために、前記第１エネルギーレベルより高く、
前記アクティブ慣性特性及び前記ベースライン慣性特性に基づいて、前記ツールヘッド（１５０）のツールタイプを決定する（３４０）、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ツール検出デバイス及びツール検出方法に関し、さらに詳しくは、手持ち式マルチツールデバイスを検出する電動ツール、並びに、園芸及び／または林業機器などの手持ち式マルチ電動ツールと共に使用されるツール検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、園芸及び／または林業に使用される手持ち式電動ツールは、益々適合性及び柔軟性が増している。マルチツールの１つの一般的な例は、草刈機と刈払機とを組合せたものであり、この場合には、草刈機として動作するためのラインホルダ及び刈払機として動作するためのカッティングブレードであるツールのツールヘッドを単に交換することにより、単一ツールを両方の目的のために使用することができる。

【0003】

同時に、電動ツールは、益々進歩しており、回転方向の反転や加速度または回転速度の調整などのツール固有の機能を提供している。但し、全てのツールが全ての機能を用いて使用できるわけではない。回転方向の反転は、カッティングラインの供給及び切断された草の排出方向の変更の両方を可能とすることにより、草刈機の場合には、有用となり得るが、刃が損傷したり、緩んだりすることから、カッティングブレードは、一般に、回転の変更について適合していない。

【0004】

米国特許第１０，２０６，３２９Ｂ２号として公開されている米国特許は、手持ち式電動ツールの動作を制御する方法を開示しており、これは、選択された回転方向における作業アセンブリの動作に基づいて手持ち式電動ツールに装着された切断デバイスのタイプを示す情報を受け取ることができる。作業アセンブリは、手持ち式電動ツールに装着可能な切断デバイスを使用して切断機能を実行するべく双方向において回転可能となるように構成することができる。この方法は、受信した情報に基づいて、装着された切断デバイスのタイプを決定し、切断デバイスのタイプ及び作業アセンブリの選択された回転方向に基づいて、作業アセンブリに動作制約を選択的に挿入することをさらに含み得る。具体的には、単に切断デバイスを加速し、そのために駆動モータまたは駆動シャフトにかかる負荷を計測することによって決定される切断デバイスのタイプの慣性を決定することにより、情報が提供される。

【0005】

しかしながら、本発明の発明者らは、従来技術によって教示されている方式は、カッティングツールを区別するのに十分ではない場合があることをさらに理解した。

【0006】

従って、同様の重量の物体を区別することができるツールのタイプを決定するための改善された方法を提供するためのデバイス及び方法に対するニーズが存在している。

【0007】

また、本出願において、「林業」という用語は、伐採などの活動を含む、森林の実際の維持を含むものと解釈されたい。

【発明の概要】

【0008】

本開示の目的は、背景の章において論じられた問題を克服するか、少なくとも低減または軽減することにある。

【0009】

一態様によれば、手持ち式マルチツールデバイスが提供され、手持ち式マルチツールデバイスは、駆動ユニットを有し、且つ、駆動ユニットによって駆動される複数の交換可能なツールヘッドの１つを担持するように構成されており、手持ち式マルチツールデバイスは、ベースライン慣性特性を決定し、アクティブ慣性特性を決定し、アクティブ慣性特性及びベースライン慣性特性に基づいてツールヘッド用のツールタイプを決定するように構成されたコントローラをさらに有する。

【0010】

これには、状況が変化した場合や、２つのツールヘッドが類似の慣性特性を有している場合でも、マルチツールがツールヘッドを区別することができるという利点がある。

【0011】

一実施形態において、コントローラは、決定されたツールタイプに基づいてツールヘッド用の設定を実装するようにさらに構成されている。例えば、速度及び加速度などのツールヘッド固有の設定により、正常な圧力レベル、エネルギー消費、及び性能をそれぞれの異なるツールヘッドごとに最適化することができる。別の利点は、ツールヘッドによって生成される、または、これに対する損傷、あるいは、少なくともそのリスクが低減され得るというものである。

【0012】

一実施形態において、コントローラは、駆動ユニットを介して第１エネルギーレベルを提供することにより、ベースライン慣性特性を決定し、駆動ユニットを介して第２エネルギーレベルを提供することにより、アクティブ慣性特性を決定するように、さらに構成されており、ツールヘッドを加速させるために、第２エネルギーレベルは、第１エネルギーレベルより高い。

【0013】

一実施形態において、コントローラは、第２エネルギーレベルを提供する前に駆動ユニットを介して第１エネルギーレベルを提供することにより、ベースライン慣性特性を決定するようにさらに構成されている。

【0014】

一実施形態において、コントローラは、第２エネルギーレベルを提供した後に駆動ユニットを介して第１エネルギーレベルを提供することにより、ベースライン慣性特性を決定するようにさらに構成されている。

【0015】

一実施形態において、第２エネルギーレベルは、駆動ユニットの最大トルクの５０～７０％に対応している。

【0016】

一実施形態において、コントローラは、公称速度の５～２５％の範囲内においてツールヘッドを加速させることにより、アクティブ慣性特性を決定するようにさらに構成されている。

【0017】

一実施形態において、コントローラは、フリーラン状態でツールヘッドを稼働させることにより、ベースライン慣性特性を決定するようにさらに構成されている。

【0018】

一実施形態において、手持ち式マルチツールデバイスは、検知デバイスをさらに有しており、コントローラは、検知デバイスからセンサデータを受け取り、受け取ったたセンサデータに基づいて、ベースライン慣性特性を決定し、且つ／または、アクティブ慣性特性を決定するように、さらに構成されている。

【0019】

一実施形態において、コントローラは、決定したツールタイプの特性を保存し、第２ベースライン慣性特性を決定するため、及び第２アクティブ慣性特性を決定するために第２の決定を実行し、慣性特性における変化が存在しているか否かを判定し、存在する場合には通知を発出するように、さらに構成されている。

【0020】

一実施形態において、手持ち式マルチツールデバイスは、ストリングトリマ、刈払機、クリアリングソー、または組合せ型トリマツールなどの園芸用または林業用のツールである。一実施形態において、ツールヘッドは、刈払機ブレード、草刈機ラインドラム、チェーンソー、及びヘッジカッタを含むが、これらには限定されない一般的タイプのグループから取得された任意のものである。

【0021】

一実施形態において、ツールヘッドは、第１形状の刈払機ブレード、第２形状の刈払機ブレード、第１タイプのライン用の草刈機ラインドラム、第２タイプのライン用の草刈機ラインドラムを含むが、これらには限定されない特定タイプのグループから取得された任意のものである。

【0022】

一実施形態において、ツールヘッドは、第１形状の刈払機ブレード、第２形状の刈払機ブレード、第１タイプのチェーンソー、第２タイプのチェーンソー、第１タイプのライン用の草刈機ラインドラム、第２タイプのライン用の草刈機ラインドラム、第１の歯の組を有するヘッジカッタ、及び第２の歯の組を含むが、これらには限定されないヘッジカッタを有する特定タイプのグループから取得された任意のものである。

【0023】

一実施形態において、設定は、速度、方向、及び／または加速度を含むが、これらには限定されないグループから取得された１つまたは複数に関係付けられている。

【0024】

一態様によれば、駆動ユニットを有し、駆動ユニットによって駆動される複数の交換可能なツールヘッドの１つを担持するように配置された、手持ち式マルチツールデバイスにおけるツールヘッドのタイプを決定する方法が提供され、この方法は、ベースライン慣性特性を決定し、アクティブ慣性特性を決定し、アクティブ慣性特性及びベースライン慣性特性に基づいてツールヘッドのツールタイプを決定する。

【0025】

一態様によれば、駆動ユニットを有し、駆動ユニットによって駆動されるように複数の交換可能なツールヘッドの１つを担持するように配置された、手持ち式マルチツールデバイスにおけるツールヘッドのタイプを決定する回路構成が提供され、この回路構成は、ベースライン慣性特性を決定するように構成された回路と、アクティブ慣性特性を決定するように構成された回路と、アクティブ慣性特性及びベースライン慣性特性に基づいてツールヘッドのツールタイプを決定するように構成された回路と、を有する。

【0026】

一態様によれば、手持ち式マルチツールデバイスのコントローラに読み込まれ、実行されると、視覚デバイスが本明細書に従って方法を実装することを可能するコンピュータ命令を担持したコンピュータ可読媒体が提供される。

【0027】

本発明の更なる実施形態及び利点については、詳細な説明において付与する。

【図面の簡単な説明】

【0028】

以下、本発明の概念を実施し得る方式の非限定的な例を示す添付図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

【図1】本発明の一実施形態による手持ち式マルチツールデバイスの概略図である。

【図2】本発明の一実施形態による、異なるツールを担持する組合せ型トリマツールの形態における手持ち式マルチツールデバイスの一部分の概略図である。

【図3】本明細書における教示の一実施形態による手持ち式マルチツールデバイスの構成要素の概略図である。

【図4】本発明の一実施形態による一般的な方法のフローチャートである。

【図5】低慣性手持ち式マルチツールデバイス及び高慣性手持ち式マルチツールデバイスの時間グラフである。

【図6】本明細書の教示の一実施形態による回路構成の構成要素の図である。

【図7】手持ち式マルチツールデバイスのコントローラ内に読み込まれ、実行されると視覚デバイスが本発明の一実施形態を実装することを可能にするコンピュータ命令を担持したコンピュータ可読媒体の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図１Ａは、手持ち式トリマの形態の手持ち式マルチツールデバイスの概略図を示している。マルチツールデバイス１００は、駆動ユニットを収容するように構成されたハウジング１１０（図１には示されてないが、図２において１０５という参照符号が付与されている）と、ポールなどの細長部材１１５と、ツールアセンブリ１３０と、ユーザ制御デバイス１２５と、を有する。細長部材１１５は、１つまたは複数のハンドル１２０及びユーザ制御デバイス１２５を有するように構成することができる。ユーザ制御デバイス１２５は、好ましくは、容易にアクセスできるように、ハンドル１２０に隣接して、または、その一部として構成されている。

【0030】

ツールアセンブリ１３０は、図１Ａにおいてトリマヘッドで示されている交換可能なツールヘッド１５０、及びノーズギアヘッド１３５を有する。ツールヘッドは、マルチツールデバイス１００に着脱自在に装着可能であることにより、交換可能である。ノーズギアヘッド１３５は、ツールヘッド１５０をマルチツールデバイス１００に接続するように構成されており、駆動力をツールヘッド１５０に伝達するためのギアアセンブリを有する。ツールヘッド１５０をマルチツールデバイス１００に着脱自在に装着し、駆動力をツールヘッド１５０に伝達するための多くの既知の変形及び代替案が存在していることから、本明細書は、このような変形及び代替案には焦点を合わせない。

【0031】

図１Ｂは、組合せ型トリマツールの形態の手持ち式マルチ電動ツール１００の一部の概略図であり、ツールアセンブリ１３０は、第１の例では草刈機ツールヘッド１５０－１、第２の例では刈払機カッティングブレード１５０－２、及び第３の例ではヘッジカッタ１５０－３アセンブリを有することにより、３つの異なる方式で適合されている。ツールヘッドのその他の例は、（ポール）チェーンソー、耕作機、耕耘機、またはカッタであるが、これらには限定されない。組合せ型トリマツールの場合、例えば、刈払機は勿論、ツールヘッドは、様々な一般的なタイプのものであってよい。

【0032】

また、本明細書における教示は、例えば、刈払機ブレードの異なる形状（アームの数、曲がり、など）等の同一のタイプのツールヘッド１５０の異なるタイプを区別するためにも使用され得ることに留意されたい。このような実施形態において、ツールヘッドは、同じ一般的なタイプであるが、異なる特定タイプであり、特定のタイプは、一般的なタイプ内のタイプである。特定のタイプの例は、第１の形状（円形）の刈払機ブレード、または、第２の形状（異なる数のカッティングアーム）の刈払機ブレード、第１のタイプのチェーンソー、または、第２のタイプのチェーンソー（長さ及び／またはチェーンが異なる場合がある）、第１のタイプのライン用の草刈機ラインドラム（例えば、プラスチック）、または、第２のタイプのライン用の草刈機ラインドラム（例えば、金属）、第１の歯の組を有するヘッジカッタ、及び、第２の歯の組を有するヘッジカッタ（間隔、数、及びサイズが異る場合がある）である。

【0033】

理解されるように、ノーズギアヘッド１３０は、異なるツールヘッド１５０を使用する際（第１及び第２インスタンス）に同一であってもよく、あるいは、これは、補強されたノーズギアヘッド１３０－３を示す第３インスタンスにおいて観察されるように補強または適合することもできる。

【0034】

図２は、本明細書における教示によるマルチツールデバイス１００の概略構成要素図を示している。図１Ａに関連して論じられているように、マルチツールデバイス１００は、ツールアセンブリ１３０、さらに詳しくは、ノーズギアヘッド１３５を介して、ツールアセンブリのツールヘッド１５０を駆動するように構成された駆動ユニット１０５を有する。駆動ユニット１０５は、電池を有する電気的なものであってもよく、あるいは、電池または電源ソケットに接続されてもよく、あるいは、その他の電源であってもよい。あるいは、この代わりに、駆動ユニットは、内燃機関及び燃料タンクを有する燃焼タイプ、あるいは燃料タンク、または燃料のその他のソースに接続されてもよい。

【0035】

マルチツールデバイス１００は、コントローラをさらに有する（図１には示されていないが、図２において１０１という参照符号が付与されている）。コントローラは、ハウジング１１０内において収容することができる。あるいは、この代わりに、または、これに加えて、コントローラ１０１は、ユーザ制御デバイス１２５内において収容することもできる。ユーザ制御デバイス１２５を介して、ユーザは、ユーザ制御デバイスが制御データをコントローラ１０１に提供することにより、マルチツールデバイスを制御することができる。

【0036】

コントローラ１０１は、マルチツールデバイス１００の全体的な動作を制御するように構成され、さらに詳しくは、ツールヘッド１５０の回転速度及び／または回転方向を制御する等、駆動ユニット及び／またはツールアセンブリ１３０を制御するように構成されている。

【0037】

一実施形態において、コントローラ１０１は、汎用コントローラである。一実施形態において、コントローラ１０１は、特定コントローラ及び汎用コントローラの組合せである。当業者には理解されるように、コントローラを実装するための方式には、これらに加えて、または、その代わりに、フィールドプログラマブルゲートアレイ回路、ＡＳＩＣ、ＣＰＵ、などを使用するなどの多くの代替肢が存在している。本出願を目的として、すべてのこのような可能性及び代替肢は、単にコントローラ１０１と称する。

【0038】

また、マルチツールデバイス１００は、メモリ１０２を有する。メモリ１０２は、設定、データ、及びコントローラ１０１に読み込まれたときにマルチツールデバイス１００がどのように制御されるかを示すコンピュータ可読命令を保存するように構成されている。メモリ１０２は、いくつかのメモリユニット、または、デバイスを有することができるが、これらは、同一の全体的なメモリ１０２の一部であると認識される。（特に、電気的駆動ユニット１０５の場合）駆動ユニット用の１つのメモリユニット及びツールアセンブリ１３０用の１つのメモリユニットが存在し得る。当業者には理解されるように、データを保存する場所を選択する方法には多くの可能性が存在しており、従って、マルチツールデバイス１００用の一般的なメモリ１０２は、本出願を目的として、任意の全てのこのようなメモリユニットを含むことがわかる。当業者には理解されるように、例えば、ＥＥＰＲＯＭメモリ回路などの不揮発性メモリ回路を使用するか、あるいはＲＡＭメモリ回路などの揮発性メモリ回路を使用するなど、メモリを実装するための方法には多くの代替肢がある。本出願を目的として、全てのこのような代替肢は、単にメモリ１０２と称する。

【0039】

マルチツールデバイス１００は、ツールヘッド１５０の慣性を示す特性を検知するように構成された検知デバイス１６０をさらに有する。このような一実施形態において、特性は、ツールヘッド１５０の慣性、または、ツールヘッド１５０の慣性示す慣性特性を導出するように使用することができる。検知デバイス１６０は、コントローラ１０１によって受け取られるように、かつ、検知された特性を示す、または特性を決定するように使用され得るデータを示すセンサデータを送信するように構成される。

【0040】

一実施形態において、検知デバイスは、ツールヘッド１５０によって印加される負荷、即ち、ツールヘッド１５０の慣性、を検知するように構成されている。

【0041】

一実施形態において、検知デバイス１６０は、駆動ユニット１０５の駆動シャフト上において印加されるトルクを検知するように構成されている。

【0042】

代替の、または、更なる一実施形態において、検知デバイス１６０は、駆動ユニット１０５によって供給される電力を検知するように構成されている。

【0043】

代替の、または、更なる一実施形態において、検知デバイス１６０は、ツールアセンブリ１３０内の検知デバイス１６０を表すボックスの破線によって示されているように、ツールアセンブリ１３０のノーズギアヘッド１３５上において印加されるトルクを検知するように構成されている。

【0044】

代替の、または、さらなる一実施形態において、検知デバイス１６０は、特定の（回転）速度に到達する時間を検知するように構成され、これは、予想される加速度と比較される加速度を示し、これにより、ツールヘッド１５０の慣性を示す。

【0045】

代替の、または、さらなる一実施形態において、検知デバイス１６０は、特定の時間後に速度を検知するように構成されており、これは、予想される加速度と比較される加速度を示し、これにによってツールヘッド１５０の慣性を示す。

【0046】

当業者には明らかなように、ツールヘッド１５０の慣性を決定する多くの異なる方式がある。また、当業者には理解されるように、ツールヘッド１５０の実際の慣性を実際に決定することが必須ではないかもしれないが、ツールヘッド１５０の慣性を示す特性を決定または検知することで十分である場合がある。このような特性は、上記に例示されているように、トルク、供給される電力、印加される負荷、時間、速度、などであってよい。

【0047】

本発明者らは、ラインドラム及び刈払機のみ以外の他のツールを使用する場合には、慣性にとって主に重要であるのは、重量のみではなく、従って、単に慣性に基づいて２つのツールヘッドを区別することは難しい場合があることに気が付いた。例えば、ラインドラムと刈払機ブレードとの間の慣性の差は大きいが、ポールチェーンソーとヘッジカッタとの間の差については同じことは当てはまらない可能性がある。また、サイズが異なる刈払機ブレードの場合などのように、同じ一般的なタイプではあるが、異なる特定のタイプのツールヘッドには当てはまらない可能性がある。

【0048】

また、本発明者らは、全てのツールについて、慣性にとって主に重要であるのは、重量だけではなく、ツールヘッド（並びに、一般にマルチツールデバイス１００）の一般的な状態及び環境も重要であることに気づいた。例えば、図１Ｂに関連して述べたように、異なるツールは、検知される全体的な慣性に影響を及ぼす異なるノーズギアヘッド１３５を必要とする場合がある。さらに、現在の潤滑状態、ツールの汚れ具合、ツールの一般的な状態、ツールヘッドまたはマルチツールデバイスの摩滅と同様に、温度は、ツールヘッド１５０を駆動するための摩擦に影響を及ぼし得る。

【0049】

これらのすべての要因が、検知され、あるいは、導出される慣性に影響を及ぼす可能性があるため、従来技術の方式は、本発明者らが実現したように、マルチツールデバイスに利用可能な全ての様々なツールヘッドを区別するのには十分に正確ではない可能性がある。

【0050】

従って、本発明者らは、ベースライン慣性特性を確立し、且つ、加速中のツールのアクティブ慣性特性、または、アクティブ慣性特性をベースライン慣性特性と比較することにより、２つのツール（または、ツールヘッド１５０）を区別する方法を考案した。以下においては、慣性特性は、ツールヘッドの慣性を導出するために、あるいは、慣性に依存するか、または、慣性によって影響を受ける他の特性を導出するために、使用され得る慣性または特性として理解されたい。

【0051】

図３は、本明細書における教示による一般的な方法のフローチャートの概略図を示している。マルチツールデバイス１００に現在装着されているツールヘッド１５０のタイプを決定するために、コントローラ１０１は、ベースライン慣性特性を決定３１０するように、構成されている。ベースライン慣性特性は、ツールアセンブリ１３０のフリーラン中の特性を決定することにより、決定される。フリーラン特性は、ツールヘッド１５０を加速させずに動作させることにより決定することができる。例えば、（負荷をかけずに）ツールを動作させ続けるために必要なトルクの量は、マルチツールデバイス１００の現在の状態を示し、ベースラインとして使用することができる。代替的または追加的に、ベースライン慣性特性は、ツールヘッド１５０が加速後に定常状態となることを可能とすることによって、即ち、加速された後にどのレベルでツールヘッド１５０が定常状態となるかを検知することにより、決定してもよい。定常状態の速度及びこの速度を維持するために必要な電力は、いずれも、単独で、または、一緒に、ツールヘッドの慣性を示す。また、これは、マルチツール１００の現在の状態を示し、従って、ベースラインとして使用、あるいは、ベースラインを補完することができる。従って、ベースライン慣性特性は、一般的に、第１エネルギーレベルを駆動ユニット１０５からツールヘッド１５０の駆動に提供３１１すること、及び、例えば、トルクなどのツールアセンブリ１３０の第１特性を検知する３１２ことにより、決定することができる。

【0052】

また、コントローラ１０１は、アクティブな、または、加速された慣性特性を決定するように３２０、構成される。ツールヘッド１５０を加速させ、例えば、慣性特性を決定するために使用される、ツールヘッドを加速させるために必要なエネルギー、または、電力などの加速を示す特性を検知することにより、アクティブ慣性特性が決定される。従って、アクティブ慣性特性は、一般的に、第２エネルギーレベルを駆動ユニット１０５からツールヘッド１５０の駆動に提供することによってツールヘッド１５０を加速させ３２１、例えば、速度などのツールアセンブリ１３０の特性を検知すること３２２により、決定することができる。第２エネルギーレベルは、加速を提供するために、第１エネルギーレベルより高いことに留意されたい。

【0053】

ベースライン慣性特性及びアクティブ慣性特性が決定されるのに伴って、コントローラ１０１は、ツールの慣性特性を決定するように３３０、構成される。ツールの慣性特性は、一実施形態においては、単にアクティブ慣性特性からベースライン慣性特性を減算することにより、決定される。ツールの慣性特性を決定する方法は、実際に使用される特性に依存しており、そのために多くのバリエーションが存在している。ツールの慣性特性を決定するための破線ボックス３３０によって示されているように、これは、省略でき、ベースライン及びアクティブ慣性特性に基づいてツールタイプを単に決定することもできる。但し、ツールの慣性特性の決定は、ベースライン及びアクティブ慣性特性に基づいたツールタイプのこのような直接的な決定においては、黙示的なものと見なすことができる。

【0054】

ツールの慣性特性が決定されるのに伴って、コントローラ１０１は、ツールの慣性特性に基づいてツールヘッドのタイプを決定３４０するように、構成される。一実施形態において、ツールのタイプは、例えば、メモリに記憶されたテーブル内のテーブルルックアップによって、ツールの慣性特性をツールのタイプにマッチングさせることにより、決定される。

【0055】

図４は、２つのツールヘッドの動作の比較を示し、１つは慣性が高く、もう１つは慣性が低い。左側には、低慣性ツールヘッド（ＬＩＴ）の動作を表す２つのグラフがあり、右側には、高慣性ツールヘッド（ＨＩＴ）の動作を表す２つのグラフがある。両方のツールヘッドにおいて、上部のグラフは、時間（ｔ）の関数として速度（ｒｐｍ）を表し、下部のグラフは、時間（ｔ）の関数として駆動ユニットのトルク（Ｎｍ）を表す。

【0056】

破線の垂直方向ラインは、ツールヘッドの決定の様々なフェーズの分離を示す。左端の領域、即ち、第１領域は、開始領域（ＩＲ）である。ここでは、フリーラントルク（ＦＴ）及び初期速度（ＩＳ）が破線水平方向ラインによって示されている。初期速度は、例えば、最大（あるいは、公称）速度の６％であってよい。フリーラントルク（ＦＴ）及び初期速度（ＩＳ）のいずれか、または、両方は、インジケータとして使用されてもよく、従って、ベースライン慣性特性の例である。次の領域、または中間の領域は、ツールヘッドが加速される加速領域（ＡＲ）である。図４の例では、ツールヘッド１５０は、例えば、最大（あるいは、公称）速度の２３％などの特定の速度（ＳＳ）に到達するまで加速される。加速領域においては、例えば、最大トルクの６５％などの加速トルク（ＡＴ）が印加されている。観察され得るように、同一の加速トルク（ＡＴ）が印加された場合に、低慣性ツールは、時間Ｔ１の後に特定の速度に到達しており、高慣性ツールは、時間Ｔ２の後に同一の特定の速度に到達する。左上のグラフと右上のグラフを比較するとわかるように、低慣性ツール用の時間Ｔ１は、高慣性ツール用の時間Ｔ２よりも格段に短い。従って、特定の速度に到達するための時間を使用して、ツールヘッドを識別することができる。

【0057】

本明細書における教示の一部を参照した後に当業者には理解され、本発明者自身が理解したように、慣性を決定する方法には多くのバリエーションがある。例えば、特定の時間（Ｔ＝Ｔ１＝Ｔ２）にわたって加速トルクを印加し、次いで、結果的に得られる速度（ＲＳ）を検知することが挙げられる。結果的に得られる速度と初期速度との差は、加速の結果であり、従って、ツールヘッドの慣性を示している。

【0058】

また、最後の領域、または、第３領域である定常状態領域（ＳＲ）が示されており、ツールヘッドは、結果的に得られる速度において定常状態となることが許容される。この速度を維持するために必要なトルク（定常状態トルクＳＴ）は、例えば、ツール駆動トレーン内の摩擦、または、ツール上の任意の外部負荷を示しており、ベースライン慣性特性として使用すること、または、これを補完するために使用することができる。

【0059】

代替のまたは補完的な一実施形態においては、べースライン慣性特性は、ツールが惰力で動作することを許容して決定される。

【0060】

代替のまたは補完的な一実施形態において、加速慣性特性は、ツールが減速することを許容して決定される。

【0061】

代替のまたは補完的な一実施形態において、ベースライン慣性特性及び／または加速慣性特性は、正弦波、鋸歯、または矩形波などの反復された方式でツールの速度を変化させながら決定される。

【0062】

決定されたツールタイプに基づいて、様々なツール設定をコントローラ１０１によって実装３５０することができる。このようなツール設定の一例は、ツール用の制限を適用または強制するというものである。制限は、回転方向、回転速度、加速（負の加速である減速）レベル、ある方向における回転速度、及び／または、ある方向における加速レベル、トリガ応答（応答時間）、最大電力、最大トルク、開始動作、方向及び／またはラインフィードの変更などの起動機能に対して適用することができる。

【0063】

回転方向に関連する制限は、ツールヘッド１５０、または、その一部が緩んだ状態になるリスクを低減するために、所与の回転方向における最大速度及び／または最大加速度（例えば、所与の方向におけるなんらの回転をも許容しないもの）を示すことができる。また、方向を繰り返し変更することは、ツールヘッドまたはその一部を緩めるように作用するため、このような制限は、方向が変更され得る回数にも関係し得る。

【0064】

回転速度に関連する制限は、ツールヘッド１５０、または、その一部が緩んだり、損傷したりするリスクを低減するために、最大速度及び／または最大加速度を示し得る。

【0065】

従って、ツールヘッド１５０の決定は、決定されたツールヘッド１５０に基づいて適用される制限がある場合は、その決定３５０によって終了する。

【0066】

制限はツールヘッド１５０に関連付けられるだけでなく、好適な、または推奨された速度がツールヘッドに関連付けられ得る。従って、制限が適用されるだけでなく、一般的な設定が適用されてもよい。設定は、メモリ１０２に記憶されてよい。設定は、それに応じて駆動ユニット１０５を制御するコントローラ１０１によって実装される。

【0067】

一実施形態において、第１エネルギーレベルは、駆動ユニット１０５によって供給可能な最大エネルギーの約１～５％、または、ツールヘッド１５０のフリーランを示す最大トルクの１～５％に対応するエネルギーレベルである。従って、このような一実施形態においては、マルチツールデバイス１００は、コントローラ１０１がツールのフリーランにおけるベースライン慣性特性を決定することにより、ベースライン慣性特性を決定するように構成されており、これは、加速の前または後（あるいは、両方）において実行することができる。

【0068】

一実施形態において、第１エネルギーレベルは、実質的にゼロであり、これは、加速の直後など、ツールヘッドが定常状態となることが許容されていることを示している。

【0069】

一実施形態において、第２エネルギーレベルは、最大トルクの約５０～７０％、または６５％に対応する。

【0070】

一実施形態において、トルクヘッド１５０は、公称速度（トリマの場合には、７５００ｒｐｍである）の５～２５％の範囲で加速される。一実施形態において、ツールヘッド１５０は、公称速度の５％から２５％に加速される。

【0071】

本発明者らは、ツールヘッドタイプの決定においては、どのタイプのツールヘッドが使用されるかが未知であることから、ツールが、ツールに課された制限を超える可能性があるため、決定において使用される速度は、最大速度未満に維持しなければならないことに気づいた。

【0072】

上記の実施形態、及び本明細書においては、例えば、最大トルクの７０％未満において留めることにより、及び／または、最大速度の２５％未満に留めることにより、ツールが、有害となり得る方法で制限を超えるリスクを低減している。また、ツールをその最大限まで回転させないことにより、決定はユーザを害することはない。

【0073】

また、損傷のリスクを低減し、ユーザを害しないように、決定は、時間的に短くする必要がある。これは、最大（公称）速度の２５％未満の速度で停止するようにしながら、最大トルクの５０～６５％のトルクを印加することによって実現される。

【0074】

ツールアセンブリのトルクなどの慣性特性は、図１Ｂに関連して説明したように、検知デバイス１６０により、ツールヘッド１５０及び／またはノーズギアヘッド１３５において直接的に検知することができる。これに加えて、または、この代わりに、ツールアセンブリのトルクなどの慣性特性は、図１Ｂに関連して説明したように、検知デバイス１６０により、駆動ユニット１０５において検知することもできる。また、慣性特性は、コントローラ及び検知デバイスの組合せによって検知されてもよく、コントローラ１０１は、ツールヘッド１５０が特定の速度を推定するために必要とされる時間を決定する場合などのように、検知デバイス１６０から受け取った入力に基づいて特性を決定し、速度は検知デバイス１６０によって検知され、時間はコントローラ１０１によって検知される。

【0075】

本明細書における方法は、または、この代わりに、最大フリーラントルクまたは慣性特性を決定するために使用可能であり、これを高い外部負荷で起こりうるエラーから保護するためにツールアセンブリ１３０の有効性チェックとして使用することもできる。これは、ツールの堅牢性の向上のチェックを可能にし、これを提供することができる。

【0076】

決定は、例えば、製品が起動した後にユーザがトリガを押した最初の段階のように、ツールの起動時、または、作動時において実行することができる。このように作動時において決定を実行することは、ツールが、製品の起動後にユーザがトリガを最初に押したときに決定に影響を及ぼす如何なる負荷にも晒されない可能性が高いという点において有益である。また、ユーザは、まだ操作を開始していない可能性が高いため、ユーザの切断動作は、決定によって影響を受けない。決定は、代替的または付加的に、ユーザが開始する際に実行することもできる。

【0077】

また、ツールヘッドの損傷（または摩耗）を示す通知し得る慣性の変化を知らせるために、動作の際に、同一のツールヘッドについて決定を実行することもできる。決定されたツールヘッド１５０に固有の閾値レベルを超えるような変化が検出された場合は、ツールヘッド１５０を変更するか、少なくともこれを見るように、ユーザに通知を与えることができる。従って、コントローラ１０１は、決定されたツールヘッド１５０の決定された慣性特性（及び／またはその他の特性）を保存３５１し、第２決定を実行３６０し、第２慣性特性を保存されている特性と比較３６１し、これらが（閾値を超過する変化のように大きく）変化したか否かを決定３６２ぢ、変化している場合に、恐らくはユーザに対して通知を発行３６３する、ように構成される。

【0078】

図２に戻って、本明細書に開示された一実施形態によるマルチツールデバイス１００で使用される回路構成５００の構成要素図を示す。また、図５は、本明細書に開示されたマルチツールデバイス１００で使用される回路構成の概略図を示し、図２の説明と同時に説明する。回路構成５００は、ベースライン特性を決定するために構成された回路５１０と、アクティブ慣性特性を決定するために構成された回路５２０と、を有する。回路構成５００は、ツール慣性特性を決定するために構成された回路５３０と、決定されたツール慣性特性に基づいてツールのタイプを決定するために構成された回路５４０と、ツール設定を実装するために構成された回路５５０と、をさらに有する。回路構成５００は、一実施形態において、特性に（実質的な）変化が発生したか否かを決定し、発生した場合は通知を発行するように構成された回路５６０をさらに有する。

【0079】

また、図５は、本明細書に開示された一実施形態によるマルチツールデバイス１００で使用される回路構成５００の構成要素図をさらに詳細に示す。回路構成５００は、本明細書において教示されるように、マルチツールデバイス１００で使用されるように適合されている。

【0080】

一実施形態において、回路構成５００は、ベースライン慣性特性を決定するために回路５１０を有する。回路構成５００は、アクティブ慣性特性を決定するために構成された回路５２０と、アクティブ慣性特性及びベースライン慣性特性に基づいてツールヘッド１５０のツールタイプを決定するために構成された回路５４０と、をさらに有する。

【0081】

図６は、マルチツールデバイス１００のコントローラに読み込まれて実行されると、マルチツールデバイス１００が本発明を実施することを可能にするコンピュータ命令１２１を担持したコンピュータ可読媒体１２０の概略図を示している。

【0082】

コンピュータ可読媒体１２０は、ハードドライブ、または、例えば、ＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリ、あるいは、クラウドサーバなどの有形のもの（または、非一時的）であってよい。あるいは、この代わりに、コンピュータ可読媒体１２０は、コンピュータ命令がインターネット接続などのネットワーク接続を介してダウンロードされることを可能にするコンピュータ命令を運ぶ信号などの無形のもの（または、一時的）であってもよい。

【0083】

図６の例において、コンピュータ可読媒体１２０は、コンピュータディスク読取装置１２２に挿入されるコンピュータ可読コンピュータ命令１２１を担持したコンピュータディスク１２０であるものとして示される。コンピュータディスク読取装置１２２は、クラウドサーバ１２３、あるいは、その他のサーバの一部であってもよく、あるいは、コンピュータディスク読取装置は、クラウドサーバ１２３あるいは、その他のサーバに接続することもできる。クラウドサーバ１２３は、インターネットの一部であってもよく、あるいは、少なくともこれに接続されていてもよい。あるいは、この代わりに、クラウドサーバ１２３は、専用接続または専用接続を介して接続されていてもよい。例示用の一実施形態において、コンピュータ命令は、リモートサーバ１２３において保存されており、コントローラ１０１によって実行されるようにマルチツールデバイス１００のメモリ１０２にダウンロードすることができる。

【0084】

コンピュータディスク読取装置１２２は、この代わりに、コンピュータ可読コンピュータ命令１２１を（恐らくは、物体検出マルチツールデバイス１００のメモリを介して）手持ち式マルチツールデバイスのコントローラに転送するためにマルチツールデバイス１００に接続されていてもよい（あるいは、恐らくは、その内部に挿入されていてもよい）。

【0085】

図６は、マルチツールデバイス１００がサーバ接続を介してコンピュータ可読コンピュータ命令１２１を受信する状況と、別の物体検出マルチツールデバイス１００が有線インターフェイスを介してコンピュータ可読コンピュータ命令１２１を受信する状況の両方を示している。これは、コンピュータ可読コンピュータ命令１２１がマルチツールデバイス１００にダウンロードされ、これにより、マルチツールデバイス１００が本明細書において開示されているように本発明に従って動作し、本発明を実施することを可能にしている。
［態様１］
駆動ユニット（１０５）を有し、前記駆動ユニット（１０５）によって駆動される複数の交換可能なツールヘッド（１５０）の１つを担持するように構成された手持ち式マルチツールデバイス（１００）であって、
ベースライン慣性特性を決定し、
アクティブ慣性特性を決定し、
前記アクティブ慣性特性及び前記ベースライン慣性特性に基づいて前記ツールヘッド（１５０）のツールタイプを決定する、
ように構成されたコントローラ（１０１）をさらに有する、
手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様２］
前記コントローラ（１０１）は、決定された前記ツールタイプに基づいて前記ツールヘッド（１５０）用の設定を実装するようにさらに構成されている、態様１に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様３］
前記設定は、速度、方向、及び／または加速度を含むが、これらには限定されないグループから取得された１つまたは複数に関係付けられている、態様２に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様４］
前記コントローラ（１０１）は、
前記駆動ユニット（１０５）を介して第１エネルギーレベルを提供することにより、前記ベースライン慣性特性を決定し、
前記駆動ユニット（１０５）を介して第２エネルギーレベルを提供することにより、前記アクティブ慣性特性を決定する、
ようにさらに構成されており、
前記第２エネルギーレベルは、前記ツールヘッド（１５）を加速させるために、前記第１エネルギーレベルより高い、
態様１乃至３のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様５］
前記コントローラ（１０１）は、前記第２エネルギーレベルを提供する前に、前記駆動ユニット（１０５）を介して前記第１エネルギーレベルを提供することにより、前記ベースライン慣性特性を決定するようにさらに構成されている、態様４に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様６］
前記コントローラ（１０１）は、前記第２エネルギーレベルを提供した後に、前記駆動ユニット（１０５）を介して前記第１エネルギーレベルを提供することにより、前記ベースライン慣性特性を決定するようにさらに構成されている、態様４または５に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様７］
前記第２エネルギーレベルは、前記駆動ユニットの最大トルクの５０～７０％に対応している、態様４乃至６のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様８］
前記コントローラ（１０１）は、公称速度の５～２５％の範囲で前記ツールヘッド（１５０）を加速させることにより、前記アクティブ慣性特性を決定するようにさらに構成されている、態様１乃至７のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様９］
前記コントローラ（１０１）は、フリーラン状態において前記ツールヘッド（１５０）を稼働させることにより、前記ベースライン慣性特性を決定するようにさらに構成されている、態様１乃至８のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様１０］
検知デバイス（１６０）をさらに有し、前記コントローラ（１０１）は、
前記検知デバイスからセンサデータを受け取り、
前記ベースライン慣性特性を決定し、且つ／または、
受け取った前記センサデータに基づいて、前記アクティブ慣性特性を決定する、
ようにさらに構成されている、態様１乃至８のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様１１］
前記コントローラ（１０１）は、
決定された前記ツールタイプの特性を保存し、
第２ベースライン慣性特性を決定し、
第２アクティブ慣性特性を決定するように、
第２の決定を実行し、
慣性特性の変化が存在するか否かを決定し、
存在する場合には通知を発行する、
ようにさらに構成されている、態様１乃至１０のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様１２］
前記手持ち式マルチツールデバイス（１００）は、園芸用または林業用のツールである、態様１乃至１１のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様１３］
前記デバイスは、ストリングトリマ、刈払機、またはクリアリングソーである、態様１乃至１２のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様１４］
前記デバイスは、組合せ型トリマツールである、態様１乃至１２のいずれか一項に記載の手持ち式マルチツールデバイス（１００）。
［態様１５］
手持ち式マルチツールデバイス（１００）におけるツールヘッド（１５０）のタイプを決定する方法であって、前記手持ち式マルチツールデバイス（１００）は、駆動ユニット（１０５）を有し、前記駆動ユニット（１０５）によって駆動される複数の交換可能なツールヘッド（１５０）の１つを担持するように構成され、前記方法は、
ベースライン慣性特性を決定し（３１０）、
アクティブ慣性特性を決定し（３２０）、
前記アクティブ慣性特性及び前記ベースライン慣性特性に基づいて、前記ツールヘッド（１５０）のツールタイプを決定する（３４０）、
方法。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】