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▶ ミルウォーキー エレクトリック ツール コーポレイションの特許一覧
(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】2024-11-22
(45)【発行日】2024-12-02
(54)【発明の名称】クラッチ設定センサを備える電動ドライバ
(51)【国際特許分類】
B25F 5/00 20060101AFI20241125BHJP
B25B 21/00 20060101ALI20241125BHJP
B25B 23/157 20060101ALI20241125BHJP
【ＦＩ】
B25F5/00 C
B25F5/00 Z
B25B21/00 510A
B25B23/157 B
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2023507371
(86)(22)【出願日】2021-08-10
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-07
(86)【国際出願番号】 US2021045390
(87)【国際公開番号】W WO2022035861
(87)【国際公開日】2022-02-17
【審査請求日】2023-03-06
(31)【優先権主張番号】63/063,737
(32)【優先日】2020-08-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【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】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(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】メルゲット、マクスウェル、エル．
(72)【発明者】
【氏名】フィールドバインダー、ダグラス、アール．
【審査官】山村 和人
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０６６３６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／３６１４３２（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｆ ５／００ － ５／０２
Ｂ２５Ｂ ２１／００ － ２３／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ギヤケースと、前記ギヤケースから延びる出力シャフトと、
前記出力シャフトにトルクを提供して前記出力シャフトを回転させるように構成された駆動機構と、
前記出力シャフトと前記駆動機構との間にあるクラッチ機構であって、前記クラッチ機構が、前記出力シャフトによって提供されるトルクの量を制限するように構成され、前記クラッチ機構が圧縮ばねを備える、クラッチ機構と、
前記圧縮ばねの圧縮長さを調節するように構成されたクラッチ調節アセンブリであって、前記ギヤケースのネック部分の周囲に周方向に配置されたカラーと、前記ギヤケースの前記ネック部分に螺合されたナットであって、前記カラーと共回転して前記圧縮ばねの前記圧縮長さを調節するナットとを備える、クラッチ調節アセンブリと、
前記圧縮ばねの圧縮力が前記ナットと前記ギヤケースとの間に与えられるときに前記圧縮ばねによって付与されるひずみを受ける前記ギヤケースの前記ネック部分に配置されたセンサと、
前記センサからの出力信号を受信し、前記出力信号に基づいて前記クラッチ機構のトルク設定を判定するように構成された電子制御ユニットと、を備える、
回転動力工具。
【請求項2】
前記電子制御ユニットが、前記センサの前記出力信号を前記圧縮ばねの前記圧縮長さに関連付けるように構成される、請求項１に記載の回転動力工具。
【請求項3】
前記クラッチ機構が、前記クラッチ調節アセンブリを介して、第１のトルク設定、第２のトルク設定、及び前記第１のトルク設定と前記第２のトルク設定との間にある少なくとも１つの離散トルク設定の間で移動可能である、請求項２に記載の回転動力工具。
【請求項4】
ユーザインターフェースであって、前記電子制御ユニットが、前記クラッチ機構の前記判定されたトルク設定に基づいて、前記ユーザインターフェースに前記離散トルク設定を表示させる信号を送信する、ユーザインターフェースを更に備える、請求項３に記載の回転動力工具。
【請求項5】
前記センサが前記ネック部分に結合されたひずみゲージを備え、前記圧縮ばねの圧縮力が前記ナットと前記ギヤケースとの間に与えられることにより、前記ネック部分を張力下でひずませ、前記ネック部分の前記ひずみが前記ひずみゲージにより検出される、請求項１に記載の回転動力工具。
【請求項6】
前記センサが電磁界を発生させる誘導センサを備え、前記圧縮ばねの前記圧縮長さが前記誘導センサのインダクタンスの変化によって判定される、請求項１に記載の回転動力工具。
【請求項7】
前記駆動機構に動作可能に結合されたモータと、前記モータによって引き出された電流の量を検出するモータセンサとを更に備え、前記電子制御ユニットが、前記モータセンサからのフィードバックに基づいてクラッチイベントを識別するように構成され、前記電子制御ユニットが、前記クラッチイベントが発生すると前記モータを停止させるように構成される、請求項１に記載の回転動力工具。
【請求項8】
前記駆動機構に動作可能に結合されるモータと、前記クラッチ機構がクラッチイベントの際に係脱したときに作動するスイッチとを更に備え、前記電子制御ユニットが、前記スイッチからのスイッチ信号を受信したことに応じて前記モータを停止させるよう構成される、請求項１に記載の回転動力工具。
【請求項9】
ギヤケースと、前記ギヤケースから延びる出力シャフトと、
前記出力シャフトにトルクを提供して前記出力シャフトを回転させるように構成された駆動機構と、
前記出力シャフトと前記駆動機構との間にあるクラッチ機構であって、前記クラッチ機構が、前記出力シャフトによって提供されるトルクの量を制限するように構成され、前記クラッチ機構が圧縮ばねを備える、クラッチ機構と、
誘導センサであって、前記圧縮ばねと前記誘導センサによって放出された磁界との間の相対運動に応じて前記誘導センサに電圧が誘導されるように前記圧縮ばねに近接する前記誘導センサであって、前記圧縮ばねは、前記誘導センサの周囲に周方向に配置される、前記誘導センサと、
前記誘導センサにおけるインダクタンスの変化を示す、前記誘導センサからの出力信号を受信し、前記出力信号に基づいて前記クラッチ機構のトルク設定を判定するように構成された電子制御ユニットと、を備える、
回転動力工具。
【請求項10】
前記圧縮ばねの圧縮長さを調節するように構成されたクラッチ調節アセンブリを更に備え、前記電子制御ユニットが、前記誘導センサの前記出力信号を前記圧縮ばねの前記圧縮長さに関連付けるように構成される、請求項９に記載の回転動力工具。
【請求項11】
前記クラッチ機構が、前記クラッチ調節アセンブリを介して、第１のトルク設定、第２のトルク設定、及び前記第１のトルク設定と前記第２のトルク設定との間にある複数の離散トルク設定の間で移動可能である、請求項１０に記載の回転動力工具。
【請求項12】
前記圧縮ばねによって付与されたひずみを受ける前記ギヤケースのネック部分を更に含み、前記クラッチ調節アセンブリが、前記ギヤケースの前記ネック部分の周囲に周方向に配置されたカラーと、前記ギヤケースの前記ネック部分に螺合されたナットであって、前記ナットが前記カラーと共回転して前記圧縮ばねの前記圧縮長さを調節する、ナットとを備える、請求項１０に記載の回転動力工具。
【請求項13】
前記駆動機構に動作可能に結合されたモータと、前記モータによって引き出された電流の量を検出するモータセンサとを更に備え、前記電子制御ユニットが、前記モータセンサからのフィードバックに基づいてクラッチイベントを識別するように構成され、前記電子制御ユニットが、前記クラッチイベントが発生すると前記モータを停止させるように構成される、請求項９に記載の回転動力工具。
【請求項14】
前記駆動機構に動作可能に結合されるモータと、前記クラッチ機構がクラッチイベントの際に係脱したときに作動するスイッチとを更に備え、前記電子制御ユニットが、前記スイッチからのスイッチ信号を受信したことに応じて前記モータを停止させるよう構成される、請求項９に記載の回転動力工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年８月１０日に出願された、同時係属中の米国仮特許出願第６３／０６３，７３７号明細書に対する優先権を主張するものであり、同米国仮特許出願の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年８月１０日に出願された、同時係属中の米国仮特許出願第６３／０６３，７３７号明細書に対する優先権を主張するものであり、同米国仮特許出願の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、一般に動力工具に関し、より詳細には電動ドライバに関する。
【背景技術】
【0003】
電動ドライバは、締結具などを締め付け、締結具などにトルクをかけるために使用される。いくつかの電動ドライバは、ユーザが締結具にかかるトルクを制限できるようにするクラッチ機構を備える。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は、一態様では、ギヤケースと、ギヤケースから延びる出力シャフトと、出力シャフトにトルクを提供して出力シャフトを回転させるように構成された駆動機構とを備える、回転動力工具を提供する。回転動力工具は、出力シャフトと駆動機構との間にあるクラッチ機構を更に備える。クラッチ機構は、圧縮ばねを備え、出力シャフトによって提供されるトルクの量を制限するように構成される。回転動力工具は、圧縮ばねによって与えられたひずみを受けるギヤケースのネック部分に配置されたセンサと、ひずみゲージからの出力信号を受信し、出力信号に基づいてクラッチ機構のトルク設定を判定するように構成された電子制御ユニットとを更に備える。
【0005】
本発明は、別の態様では、ギヤケースと、ギヤケースから延びる出力シャフトと、出力シャフトにトルクを提供して出力シャフトを回転させるように構成された駆動機構とを備える、回転動力工具を提供する。回転動力工具は、出力シャフトと駆動機構との間にあるクラッチ機構を更に備える。クラッチ機構は、圧縮ばねを備え、出力シャフトによって提供されるトルクの量を制限するように構成される。回転動力工具は、圧縮ばねと誘導センサによって放出された磁界との間の相対運動に応じて誘導センサに電圧が誘導されるように圧縮ばねに近接した誘導センサを更に備える。回転動力工具は、誘導センサにおけるインダクタンスの変化を示す、誘導センサからの出力信号を受信し、出力信号に基づいてクラッチ機構のトルク設定を判定するように構成された電子制御ユニットを更に備える。
【0006】
本発明は、別の態様では、ギヤケースと、ギヤケースから延びる出力シャフトと、出力シャフトにトルクを提供して出力シャフトを回転させるように構成された駆動機構とを備える、回転動力工具を提供する。回転動力工具は、出力シャフトと駆動機構との間にあるクラッチ機構を更に備える。クラッチ機構は、圧縮ばねを備え、出力シャフトによって提供されるトルクの量を制限するように構成される。回転動力工具は、圧縮ばねの圧縮長さを調節するように構成されたクラッチ調節アセンブリを更に備える。回転動力工具は、クラッチ調節アセンブリによる圧縮ばねの圧縮長さの調節が阻止されるロックアウト状態と、クラッチ調節アセンブリによる圧縮ばねの圧縮長さの調節が可能である解除状態との間で調節可能であるロックアウト機構を更に備える。
【0007】
本発明の他の特徴及び態様は、以下の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】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態による電動ドライバの前方斜視図である。
【図4】クラッチ機構の部分分解図を示す、ハウジングの一部分を取り外した状態の電動ドライバの詳細図である。
【図5】駆動機構及びクラッチ機構を示す、電動ドライバの一部分の分解斜視図である。
【図7】クラッチ機構の一部分を示す、ハウジングの一部分を取り外した状態の電動ドライバの詳細図である。
【図8】クラッチ機構のメインクラッチセンサを示す、電動ドライバの分解斜視図である。
【図9】メインクラッチセンサから出力された、クラッチ機構が様々なトルク設定の間を移行する際にギヤケースに与えられたひずみの量の信号を示すグラフである。
【図10】低トルク設定にあるクラッチ機構のクラッチスプリングを示す、メインクラッチセンサの代替的な実施形態の平面図である。
【図13】低トルク設定と高トルク設定との間でクラッチ機構が移行する際のクラッチスプリングのコイル密度と長さとの比率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の任意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されている構造の細部及び構成要素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又は実行することが可能である。また、本明細書において使用される語法及び専門用語は、説明を目的としたものであり、限定するものとみなすべきではないことを理解されたい。
【0010】
図１は、ハウジング１４と、ハウジング１４内に配置された電気モータ（例えば、ブラシレス電気モータ１８、図２）と、工具１０の動作中にワークピースに対して直接的又は間接的に仕事を行う出力シャフト２２とを備える動力工具１０（例えば、電動ドライバ）を示している。動力工具１０は、ワークピースを締め付け過ぎる（すなわち、ワークピースにトルクをかけ過ぎる）ことなく、ワークピースに正確な量のトルクをかける。動力工具１０は、バッテリパック２６によって電力供給される。他の実施形態では、動力工具１０は、電源（例えば、壁コンセント）に接続された電源コードを使用して電力供給される。更に、図示の実施形態の動力工具１０は非衝撃回転工具であるが、他の実施形態では、代替的に、動力工具は衝撃回転工具であってもよい。
【0011】
引き続き図１を参照すると、出力シャフト２２は、ワークピース（例えば、締結具）と係合可能なツールビット（図示せず）を受け入れるための六角ソケット３０を備える。他の実施形態では、出力シャフト２２が異なる構成を備えてもよいし、動力工具１０が任意の数の異なる工具の受け入れのための従来のチャックを備えてもよい。動力工具１０は、ハンドル３４と、ハウジング１４に結合されたギヤケース３８とを更に備える。出力シャフト２２は、ギヤケース３８を越えて延びる。ハンドル３４は、ユーザが工具１０を容易に把持してトリガスイッチ４０を介して操作することができるように形状を定められる。バッテリパック２６は、ハンドル３４に接続し、モータ１８に選択的に電力を供給して、動力工具１０の駆動機構４２を駆動する。図示の実施形態では、バッテリパック２６は、ハンドル３４に部分的に挿入可能である。
【0012】
図２及び図３を参照すると、動力工具１０がかけるトルクは調節可能である。用途に応じて、ユーザは、動力工具１０のトルク設定を調節し、それにより様々且つ正確な量のトルクをかけることができる。図示の実施形態では、ユーザは、図２に示すような第１の（又は低）トルク設定、図３に示すような第２の（又は高）トルク設定、又は低トルク設定と高トルク設定との間の任意のレベルのトルクのいずれかを選択する。
【0013】
引き続き図２及び図３を参照すると、駆動機構４２は、ギヤケース３８内に少なくとも部分的に配置された変速機４４を備える。変速機４４は、１段目ギヤセット５０と、２段目ギヤセット５２と、３段目ギヤセット５４とを備える。図示の実施形態では、３段目ギヤセット５４は、ギヤケース３８に対して回転する出力キャリア５６と、出力キャリア５６に回転可能に支持された遊星ギヤ５８とを備える。出力キャリア５６は、動力工具１０のモータ１８によって、１段目ギヤセット５０及び２段目ギヤセット５２を介して駆動又は回転される。
【0014】
出力シャフト２２は、出力キャリア５６に結合され、出力キャリア５６の回転に応じて回転する。図示の実施形態では、駆動軸受６２が、出力シャフト２２の周囲に周方向に配置される。駆動軸受６２は、出力シャフト２２とギヤケース３８との間に配置されて、出力シャフト２２をギヤケース３８に対して回転可能に支持する。
【0015】
引き続き図２及び図３を参照すると、動力工具１０は、クラッチ機構６６とクラッチ調節アセンブリ６８とを更に備える。クラッチ機構６６は、第１の低トルク設定（図２）と第２の高トルク設定（図３）との間で動作する。低トルク設定の間、クラッチ機構６６は出力シャフト２２に正確で低いトルクを伝達する。高トルク設定の間、クラッチ機構６６は出力シャフト２２に正確で高いトルクを伝達する。クラッチ機構６６はまた、低トルク設定と高トルク設定との間にある可変トルク設定で動作して、それぞれの正確なトルクを伝達することが可能である。
【0016】
クラッチ調節アセンブリ６８は、図２及び図３に示すように、カラー７０と、カラー７０と共回転可能に結合されるが、カラー７０に軸方向に固定されないナット７４とを備える。クラッチ機構６６は、クラッチスプリング７８と、クラッチスプリング７８の両方の端部に配置された１対のスプリングエンドプレート８２、８６とを備える。図示のクラッチスプリング７８は圧縮ばねであるが、他の実施形態では、代替的に、ディスクスプリング、円錐コイルスプリング、又はウェーブスプリングなどの異なるばねが使用されてもよい。また、図示のクラッチスプリング７８のコイルは、円形の断面形状を含むが、他の実施形態では、クラッチスプリング７８は、代替的に、四角形の断面形状を有してもよい。クラッチスプリング７８は、出力シャフト２２の周囲に配置され、スプリングエンドプレート８２、８６間で圧縮される。具体的には、クラッチスプリング７８は、エンドプレート８２に当接する第１の端部８８（図５）と、エンドプレート８６に当接する第２の端部９０とを備える。クラッチスプリング７８は、クラッチ機構６６を介して圧縮力の微調節を提供するために、比較的低い剛性を有する。
【0017】
カラー７０は、ギヤケース３８のネック部分９１の周囲に周方向に配置される。ナット７４は六角形であり、カラー７０と回転可能に結合される。他の実施形態では、ナット７４はカラー７０にスプライン嵌合されてもよい。ナット７４はまた、ギヤケース３８のネック部分９１に螺結される。よって、ナット７４は、カラー７０及びギヤケース３８に対して軸方向に移動可能である。具体的には、ナット７４は、ギヤケース３８上の雄ねじ９４（図５）と係合する雌ねじ９２（図５）を備え、これにより、ナット７４は、ギヤケース３８に対して回転可能であり、ネック部分９１に沿って並進可能である。ナット７４は、ギヤケース３８のネック部分９１に沿って、低トルク設定（図２）と高トルク設定（図３）との間で軸方向に移動可能である。いくつかの実施形態では、ねじ９４は、クラッチ機構６６の圧縮力の調節をより細かくするために、細かい螺旋ピッチであってもよい。ナット７４は、スプリングエンドプレート８２（図４）上の隆起部９６とインターフェースする複数の戻り止め９５を備える。ナット７４がスプリングエンドプレート８２に対して回転すると、隆起部９６が摺動して、隣接する戻り止め９５に乗り上げ、ユーザが離散トルク設定位置を通してカラー７０を回転させたときに、触覚フィードバックを提供する。
【0018】
図２～図６を参照すると、クラッチ機構６６は、クラッチスプリング７８とギヤケース３８との間の移動（もしあれば）を可能にするスラストワッシャアセンブリ９８を更に備える。具体的には、スラストワッシャアセンブリ９８は、ギヤケース３８に回転が拘束される第１のワッシャ１０２（図４）と、第１のワッシャ１０２とスプリングエンドプレート８６との間で摺動接触する第２のワッシャ１０４とを備える。第２のワッシャ１０４は、第１のワッシャ１０２の平坦な面１１４に沿って転がるために、対応する球面ころ１１０を受け入れる複数のポケット１０６を備える。クラッチスプリング７８は、ナット７４とスラストワッシャアセンブリ９８との間で圧縮され、これにより、ギヤケース３８のネック部分９１に張力がかかる。本実施形態ではスラストワッシャアセンブリ９８が組み込まれているが、他の実施形態ではスラストワッシャアセンブリ９８が省略されてもよい。
【0019】
ユーザが所望のトルク設定を選択すると、クラッチ調節アセンブリ６８は、ロックアウト機構１２４（図５）によって意図的又は不用意な調節が生じないようにする。ロックアウト機構１２４は、カラー７０と機械的に干渉して、その回転運動を阻止する。ロックアウト機構１２４は、例えば、ギヤケース３８に結合され、カラー７０と選択的に干渉し、その結果、カラー７０はギヤケース３８に対して回転できなくなる。ロックアウト機構１２４は、手動又は自動で作動される。つまり、ユーザは、カラー７０が回転運動しないようにされるロックアウト状態と、カラー７０が回転運動することができる解放状態との間で、ロックアウト機構１２４を手動で作動させることができる。或いは、動力工具１０は、ロックアウト状態と解放状態との間でロックアウト機構１２４を自動的に作動させてもよい。他の実施形態では、ユーザがトリガスイッチ４０を引いたときに工具１０が作動しない場合、ロックアウト機構１２４は、工具１０のトルク設定がモバイルアプリケーション（例えば、ＯｎｅＫｅｙ（登録商標）アプリ）における指定したトルク設定とは異なる場合に、ユーザに視覚的又は聴覚的な指示を提供するだけでもよい。この場合、動力工具１０又はモバイルアプリケーションは、ユーザがクラッチ調節アセンブリ６８を調節することを意図したことを確認するために作動されなければならない確認ボタン（物理的又はタッチスクリーン）を有してもよい。また他の実施形態では、ロックアウト機構１２４は、代替的に、電子スイッチ又はモバイルアプリケーションがロックアウト状態と解放状態との間でロックアウト機構１２４を作動させることができる電気機械式ロックアウトであってもよい。
【0020】
図５～図８を参照すると、クラッチ機構６６は、ギヤケース３８のネック部分９１の周囲に周方向に配置され、カラー７０に囲まれるワッシャ１３４を更に備える。ワッシャ１３４は、ギヤケース３８（図９）の対応する開口部１４４内に配置された一連のピン１３８及びボール１４２（図５及び図６）とインターフェースする。一連のピン１３８及び一連のボール１４２は、開口部１４４内で軸方向に整列される。クラッチスプリング７８からの圧縮力は、スラストワッシャアセンブリ９８を経て、ワッシャ１３４に与えられる。次いで、ワッシャ１３４は、詳しく後述するように、クラッチイベントの際、一連のピン１３８及び一連のボール１４２にクラッチスプリング７８の圧縮力を伝達する。クラッチイベント以外では、ワッシャ１３４は、単にギヤケース３８の前面１４６に押し付けられる（図６及び図８）。
【0021】
図５～図８を参照すると、ワッシャ１３４は、ワッシャ１３４の外周面から延びるＬ字形のタブ又はアーム１３６を備える。アーム１３６は、ギヤケース３８の前面１４６にあるスロット１４８内に受け入れられる。アーム１３６は、詳しく後述するように、クラッチイベントの際、ワッシャ１３４がギヤケース３８の前面１４６から変位したときにスイッチ１４９（図７）に接触することができる。
【0022】
引き続き図５～図８を参照すると、クラッチ機構６６は、一連の突起１５４を有するリングギヤ１５０を更に備え、一連の突起１５４は、リングギヤ１５０から一連のボール１４２に向けて軸方向に延びる。３段目ギヤセット５４のリングギヤ１５０は、出力キャリア５６及び出力シャフト２２を駆動する遊星ギヤ５８と噛み合う歯１５８（図５）を備える。リングギヤ１５０は、ギヤケース３８に対して回転することができる。通常の動作では、一連のボール１４２はリングギヤ１５０の平坦なリム１６２に係合し、突起１５４に対して詰まり、リングギヤ１５０が回転を固定されてトルクがモータ１８から出力シャフト２２に伝達されるようになっている。しかしながら、クラッチイベントの際、リングギヤ１５０はギヤケース３８に対して回転（又はスリップ）して、突起１５４が一連のボール１４２を越えて摺動し、それによりクラッチスプリング７８のバイアスに抗して一連のピン１３８及びワッシャ１３４に軸方向の変位を与えるようになっている。これは、ワークピースにかかる反作用トルクが、クラッチスプリング７８の圧縮力を超える場合に発生する。突起１５４は、出力シャフト２２の反作用トルクがクラッチスプリング７８の圧縮力を上回る限り、一連のボール１４２を越えて摺動し続ける。動力工具１０の操作者が工具１０をより高い又はより低いトルク設定に調節することを決定した場合、操作者は、クラッチスプリング７８がかける圧縮力（すなわち、予荷重）を増やしたり又は減らしたりするには、カラー７０を調節するだけでよい。
【0023】
図８を参照すると、動力工具１０は、ギヤケース３８の空洞１７０内に配置されたメインクラッチセンサ１６６を備える。具体的には、メインクラッチセンサ１６６は、ネック部分９１の基部に配置され、基部は、屈曲に耐えるが、張力がかかったときにひずみの影響を受けやすい領域である。センサ１６６は、１つ又は複数のひずみゲージとして構成されてもよい。例えば、複数のひずみゲージが使用される場合、複数のひずみゲージをホイートストンブリッジで構成してもよい。センサ１６６は、ギヤケース３８のネック部分９１に与えられたひずみを検出し、ひずみは、クラッチスプリング７８の予荷重に比例する。そのため、クラッチスプリング７８の予荷重が（ナット７４とナット７４のネック部分９１に対するねじ接続とを介して）大きくなると、ネック部分９１に与えられるひずみの量は増加する。この関係は、クラッチ機構６６の摩耗に起因して工具の長期使用で不正確になり得る、カラー７０に関して予め定義された離散トルク設定に頼ることなく、トルク設定を判定するために使用され得る。いくつかの実施形態では、例えば曲げ応力、せん断応力、及び温度膨張／収縮応力によって引き起こされる他の変形の検出に対するロバスト性を提供するために、複数のセンサ１６６が存在してもよい。
【0024】
図８及び図９を参照すると、動力工具１０は、動力工具１０が設定されているトルク設定を示すフィードバックをリアルタイムで提供するためのユーザインターフェース１７８を備える。ユーザインターフェース１７８を介してユーザに表示されるトルク設定は、クラッチスプリング７８が低トルク設定と高トルク設定との間（且つ低トルク設定と高トルク設定とを含む）の様々な予荷重に設定されているときにセンサ１６６が発生するひずみ信号をマッピングすることに基づく。図９に示すように、メインクラッチセンサ１６６は、クラッチ機構６６が様々なトルク設定にあるときにネック部分９１に与えられるひずみの量を検出し、対応する信号（例えば、レベルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を出力する。つまり、各レベルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、メインクラッチセンサ１６６において異なるひずみ信号を発生させるクラッチ機構６６の離散的な位置を示す。図示の実施形態で発生されるひずみ信号は離散的であるが、他の実施形態では、クラッチ機構６６が高トルク設定と低トルク設定との間に無限レベルのトルク設定をユーザに提供する場合、発生される力信号は連続的であり得る。ユーザインターフェース１７８は、スマートフォンなどの外部デバイスに設けられてもよい。ユーザインターフェース１７８に加えて、又はその代わりに、動力工具１０は、工具１０の上部又は工具１０の動作中にユーザが見ることができる他の場所に配置された１つ又は複数のユーザフィードバックＬＥＤ（発光ダイオード）又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１７９（図１）を備えてもよい。
【0025】
図５を参照すると、動力工具１０はまた、モータ１８が引き込む電流を監視する電流センサ１８２を備えてもよく、この電流もまたモータ１８のトルク出力に比例する。ハンドル３４（図２）内に配置されたモータ制御ユニット、すなわちＭＣＵ １８６は、電流センサ１８２からのモータ電流信号とメインクラッチセンサ１６６からのひずみ信号とを受信して比較して、ひずみ信号の精度を求める。ひずみ信号の精度は、例えば、クラッチスプリング７８又はクラッチ機構６６の他の任意の構成要素の通常の摩耗に起因して、工具の寿命とともに変化し得る。よって、モータ電流信号は、ＭＣＵ １８６が力信号と比較するための第１の基準信号（又は第１のデフォルト信号）を提供する。第１の基準信号（例えば、モータ電流信号）とひずみ信号との間の大きな分散又は偏差に応じて、ユーザインターフェース１７８は、ユーザにクラッチ機構６６を調節するか動力工具１０を再較正して工具１０によって送達されるトルクのオーバーシュート又はアンダーシュートを除去するように促してもよい。
【0026】
例えば、詳しく後述するように、第１の基準信号はメインクラッチセンサ１６６からのひずみ信号より高い場合も又は低い場合もあり、この時点でユーザはクラッチ機構６６を調節したり、又は工具を再較正したりすることができる。モータ電流センサ１８２に加えて、又はその代わりに、ロードセル又はトランスデューサ１９０（図５）がリングギヤ１５０上又はリングギヤ１５０に隣接して設けられて、第２の基準信号（又は第２のデフォルト信号）をＭＣＵ １８６に提供してもよい。トランスデューサ１９０は、米国特許第１０，３５７，８７１号明細書の図４において参照符号５４として識別される、開示されたトランスデューサアセンブリと同様であってもよく、同米国特許の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。第２の基準信号は、リングギヤ１５０に与えられる回転ひずみの量を示すひずみ信号の形態にあり、ツールビットに与えられる反作用トルクに比例する。第１の基準信号及び第２の基準信号は、ひずみを経ている構成要素のリアルタイムフィードバックを示す。よって、ＭＣＵ １８６は、第１の基準信号と第２の基準信号とを比較して、メインクラッチセンサ１６６が発生したひずみ信号の精度を求めてもよい。
【0027】
ユーザインターフェース１７８がユーザに動力工具１０の再較正を促す場合では、ユーザは工具１０の較正設定を入力し得る。較正設定では、ユーザは、まずクラッチ調節アセンブリ６８を介して工具１０のトルク設定を機械的に調節することにより、工具１０を較正してもよい。その後、工具１０は、クラッチ機構６６がクラッチイベントを経るおおよそのトルクの独自推定を提供する。次いで、ユーザは、工具１０の性能を検査する試験デバイス（図示せず）に監視されながら、工具１０を作動させる。試験デバイスは、元の推定と実際の性能との間の差を考慮した調節係数を提供する。この時点で、調節係数がＭＣＵ １８６に記憶され、これによりユーザインターフェース１７８から提供された元の推定は、実際の性能に正確である。
【0028】
他の実施形態では、代替的に、製造業者が動力工具１０を較正してもよい。例えば、製造業者は、高トルク設定で動力工具１０による最大出力トルクを測定する。動力工具１０が高トルク設定にあり、クラッチイベントを経たときに、最大トルク出力が求められる。同様に、製造業者は、低トルク設定で動力工具１０による最小出力トルクを測定する。動力工具１０が低トルク設定にあり、クラッチイベントを経たときに、最小トルク出力が求められる。高トルク設定と低トルク設定との間の各離散トルク設定におけるトルクの出力もまた求められ、この時点でマッピングが工具１０に記憶される。
【0029】
また他の実施形態では、動力工具１０は、メインクラッチセンサ１６６が発生する力信号と、第１の基準信号及び第２の基準信号との比較によって較正するだけでよい。具体的には、工具１０が較正設定になると、工具１０は、ワークピースを駆動するように作動され、この時点でＭＣＵ １８６はモータ電流センサ１８２及びトランスデューサ１９０からの信号を記録する。第１の基準信号（例えば、モータ電流信号）と力信号との間、又は第２の基準信号（例えば、ひずみ信号）と力信号との間に大きな差異又は偏差を検出すると、ユーザインターフェース１７８が正しいトルク設定を表示できるようにＭＣＵ １８６は調節係数を記録する。
【0030】
低トルク設定（図２）のトルク工具を動作させるには、ユーザは、出力シャフト２２を物体、例えば締結具に係合させる。モータ１８が回転し始めると、３段目ギヤセット５４はクラッチ機構６６を介して出力キャリア５６にトルクを伝達する。出力キャリア５６に結合された出力シャフト２２が回転し、それに伴い締結具にトルクをかける。低いトルクに達すると、出力シャフト２２を介して与えられたトルクがクラッチ機構６６の圧縮力に打ち勝つ。この結果、一連のボール１４２を越えてリングギヤ１５０が摺動する又は滑る。
【0031】
具体的には、リングギヤ１５０がギヤケース３８に対して回転すると、突起１５４が一連のボール１４２を越えて摺動し、この時点で突起１５４の頂点が開口部１４４を介して一連のボール１４２及び一連のピン１３８を軸方向に変位する。また、この変位により、アーム１３６がスイッチ１４９に接触（例えば、直接、電気的になど）するようにワッシャ１３４も変位する。次いで、スイッチ１４９は、クラッチイベントが発生したとの信号をＭＣＵ １８６に中継する。
【0032】
動力工具１０がこのクラッチイベントを経ると、出力シャフト２２がワークピースに提供していたトルクが遮断される。つまり、動力工具１０は、単一のクラッチイベントを検出すると停止される。クラッチ機構６６内でクラッチイベントが発生すると、モータ電流センサ１８２が検出したモータ電流信号が急激に変化する。モータ電流信号の急な変化は、モータ電流センサ１８２からＭＣＵ １８６に中継され、この時点でＭＣＵ １８６を介して動力工具１０が停止される。よって、動力工具１０が低トルク設定にあるとき、出力シャフト２２は、締結具に低いトルクを正確にかけることができ、クラッチイベントを検知すると動力工具１０が停止することに起因して、低トルク設定を越えたトルクを締結具にかけることはできない。いくつかの実施形態では、スイッチ１４９によってＭＣＵ １８６に送信された信号は、追加的又は代替的に、動力工具１０を停止させることもできる。
【0033】
図３を参照すると、クラッチ機構６６は、カラー７０を回転させることにより、ナット７４を並進させてクラッチスプリング７８を圧縮することにより、高トルク設定に作動される。図示の実施形態では、カラー７０は、ナット７４が並進して高トルク設定になるまで回転される。カラー７０は、ナット７４が高トルク設定に到達すると回転を停止して、クラッチ機構６６が高トルク設定に設定されたことを知らせる。ナット７４はクラッチスプリング７８を圧縮し、それによりスラストワッシャアセンブリ９８及びワッシャ１３４に対してより大きな圧縮力をかける。
【0034】
高トルク設定（図３）の動力工具１０を動作させるには、ユーザは、出力シャフト２２を物体、例えば締結具に係合させる。モータ１８が回転し始めると、３段目ギヤセット５４はクラッチ機構６６を介して出力キャリア５６にトルクを伝達する。出力キャリア５６に結合された出力シャフト２２が回転し、それに伴い締結具にトルクをかける。高いトルクに達すると、出力シャフト２２を介して与えられたトルクがクラッチ機構６６の圧縮力に打ち勝つ。この結果、一連のボール１４２を越えてリングギヤ１５０が摺動する又は滑る。
【0035】
具体的には、リングギヤ１５０がギヤケース３８に対して回転すると、突起１５４が一連のボール１４２を越えて摺動し、この時点で突起１５４の頂点が開口部１４４を介して一連のボール１４２及び一連のピン１３８を軸方向に変位する。また、この変位により、アーム１３６がスイッチ１４９に接触するようにワッシャ１３４も変位する。次いで、スイッチ１４９は、クラッチイベントが発生したとの信号をＭＣＵ １８６に中継する。
【0036】
動力工具１０がこのクラッチイベントを経ると、出力シャフト２２がワークピースに提供していたトルクが遮断される。つまり、動力工具１０は、単一のクラッチイベントを検出すると停止される。クラッチ機構６６内でクラッチイベントが発生すると、モータ電流センサ１８２が検出したモータ電流信号が急激に変化する。モータ電流信号の急な変化は、モータ電流センサ１８２からＭＣＵ １８６に中継され、この時点でＭＣＵ １８６を介して動力工具１０が停止される。よって、動力工具１０が高トルク設定にあるとき、出力シャフト２２は、締結具に高いトルクを正確にかけることができ、クラッチイベントを検知すると動力工具１０が停止することに起因して、高トルク設定を越えたトルクを締結具にかけることはできない。いくつかの実施形態では、スイッチ１４９によってＭＣＵ １８６に送信された信号は、追加的又は代替的に、動力工具１０を停止させることもできる。
【0037】
動力工具１０を低トルク設定に戻すには、ユーザは、ナット７４が並進して低トルク設定になるまでカラー７０を回転させる（図２）。低トルク設定では、ナット７４は、クラッチスプリング７８が高トルク設定の圧縮長さを名目上上回る長さに拡大できるように配置される。
【0038】
更なる実施形態では、動力工具１０は、カラー７０を回転させて、低トルク設定（図２）と高トルク設定（図３）の間の特定の位置までナット７４を並進させることにより、可変トルク設定で動作する。クラッチスプリング７８は、離散的な位置のそれぞれにおいて異なる量だけ圧縮され、これにより、スラストワッシャアセンブリ９８及びワッシャ１３４に対応する圧縮力が発生する。これにより、クラッチ機構６６はトルク設定のそれぞれにおいて異なる正確なトルク出力を発生する。
【0039】
更なる実施形態では、動力工具１０は、電場応答性高分子材料、リニアアクチュエータ、又は油圧アクチュエータを使用してクラッチスプリング７８の圧縮率を電子的に変化させることにより、可変トルク設定で動作する。電場応答性高分子材料は、例えば、クラッチスプリング７８を囲み、電界によって刺激されるとサイズを変える（例えば、変形する）ことにより、電場応答性高分子材料の変形に応じてクラッチスプリング７８の圧縮率を変化させることができる。このような実施形態では、クラッチスプリング７８及びカラー７０は、省略されてもよく、クラッチ機構６６の調節は、電子的に（例えば、ユーザインターフェース１７８を使用して）なされてもよい。
【0040】
更に他の実施形態では、動力工具１０は、モータ１８を使用してクラッチスプリング７８の圧縮率を変化させることにより、可変トルク設定で動作する。通常、モータ１８は出力シャフト２２のみを駆動するが、このような代替実施形態では、ユーザがモータ１８のトルクの印加を出力シャフト２２からクラッチスプリング７８に偏位させてもよい。つまり、モータ１８が作動されてクラッチスプリング７８の圧縮率を変化させるように、モータ１８をクラッチスプリング７８に選択的に結合するシフト機構が設けられてもよい。カラー７０を調節する代わりに、ユーザは単に、シフト機構をクラッチ調節モードに作動させた後、トリガスイッチ４０を押してモータ１８を作動させ、クラッチスプリング７８を圧縮／圧縮解除するだけでよい。
【0041】
スイッチ１４９は、クラッチイベントに応じて動力工具１０を停止させる信号をＭＣＵ １８６に送信することができるが、他の実施形態では、同様のタイプのセンサが、代替的に、クラッチスプリング７８、スプリングエンドプレート８６、スラストワッシャアセンブリ９８、一連のピン１３８、及び／又は一連のボール１４２に隣接して配置されて、その軸方向変位を検出してもよい。クラッチ機構６６における任意の構成要素の軸方向変位は、クラッチイベント中にリングギヤ１５０の突起１５４によって一連のボール１４２が変位されていることを示す。
【0042】
また、ＭＣＵ １８６は、検出されたトルクがクラッチ機構６６によって設定された目標トルクよりも一定の割合大きいときに動力工具１０を停止させるように設定されてもよい。例えば、ユーザがクラッチ機構６６を介して目標トルクを１００フィートポンドに設定し、オーバーシュートの可能性を１０％に制限した場合、動力工具１０が１１０フィートポンドの反作用トルクを経ると、動力工具１０は自動的に動力工具１０をシャットダウンさせることができる。いくつかの実施形態では、ユーザは、オーバーシュートの可能性を５％、１０％、又は出力の変動がクラッチの変動を含むクラッチの能力内の任意の値に上限を設定できる。
【0043】
図１０～図１３は、本発明の別の実施形態によるメインクラッチセンサ４６６を示している。図１０～図１３に示すメインクラッチセンサ４６６は、図１～図９に示す動力工具１０のメインクラッチセンサ１６６と同様であり、同様の構造は、同様の参照符号に３００を加えて識別される。メインクラッチセンサ４６６は、ばね３７８の圧縮長さを検出してクラッチスプリング３７８の予荷重を求めることができ、次いで予荷重は、クラッチ機構３６６のトルク設定の形態でユーザに伝達される。
【0044】
図１０を参照すると、メインクラッチセンサ４６６は、誘導センサ４７４と、導体すなわちターゲット３７６とを備える。本実施形態では、導体３７６はクラッチスプリング３７８であり、導体３７６は誘導センサ４７４と隣接し、且つ誘導センサ４７４からオフセットされて配置される。図１４に示すような他の実施形態では、メインクラッチセンサ７６６は、誘導センサ７７４と平行に配置される代わりに、誘導センサ７７４の周りに周方向に配置される導体すなわちターゲット６７６（例えば、ばね６７８）を備える。
【0045】
再び図１０を参照すると、誘導センサ４７４は、第１の端部４９４と、第１の端部４９４とは反対側にある第２の端部４９８とを備える。誘導センサ４７４は、ＭＣＵ ４８６に誘導信号を伝達し得る。誘導センサ４７４は、コイル線を有するように構成される。センサ４７４にＡＣ電圧が印加されると、電磁界が形成される。ファラデーの電磁誘導の法則に基づいて、導体３７６と誘導センサ４７４の磁界との間の相対運動に応じて、導体３７６に電圧が誘導され、これにより、誘導センサ４７４が形成した電磁界に対抗する渦電流が導体３７６に発生する。これにより、誘導センサ４７４のインダクタンスが変化し、これを測定して、ばね３７８の圧縮長さＬ（すなわち、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２）の指標として使用することができる。図１０では図示していないが、誘導センサ４７４はＬＣタンク回路として構成され、その周波数（以下、「誘導信号」と称する）はインダクタンスの変化に対応して変化する。
【0046】
図１０に示すように、誘導センサ４７４は、誘導センサ４７４の長さに沿って不均一な巻線密度を有するリニア誘導センサである。換言すれば、誘導センサ４７４は、センサ４７４の第１の端部４９４では比較的低い巻線密度を有し、センサ４７４の第２の端部４９８では比較的高い巻線密度を有する。誘導センサ４７４に対する導体３７６（例えば、クラッチスプリング３７８）の移動に応じた、測定されたセンサ４７４のインダクタンスの変化は、動力工具１０がどのトルク設定に設定されているかをユーザに示すために使用され得る。図１５に示すような他の実施形態では、メインクラッチセンサ１０６６は、センサの長さ（又は直径）全体を通して巻線の数又は密度が同じであるように、均一な巻線密度を代替的に有し得る誘導センサ１０７４を備える。
【0047】
図１０～図１３を参照すると、誘導センサ４７４が出力する信号は、クラッチスプリング３７８が圧縮されると変化する。例えば、クラッチスプリング３７８（又は導体３７６）の圧縮長さＬがＬ０（図１０）のとき、誘導センサ４７４は、Ｌ０のクラッチスプリング３７８のコイル密度に対応する誘導信号をＭＣＵ ４８６に中継する。同様に、クラッチスプリング３７８（又は導体３７６）の圧縮長さＬがＬ１（図１１）のとき、誘導センサ４７４は、Ｌ１のクラッチスプリング３７８のコイル密度に対応する誘導信号をＭＣＵ ４８６に中継する。また、クラッチスプリング３７８がＬ２（図１２）又は他の任意の長さの場合のコイル密度に対応する誘導信号もＭＣＵ ４８６に送信される。ＭＣＵ ４８６は、各圧縮長さＬで発生される誘導信号に対応する動力工具１０のトルク設定をユーザインターフェース１７８に出力するように予めプログラムされる。
【0048】
図１０～図１５に示すメインクラッチセンサ４６６、７６６、１０６６の実施形態を用いた動力工具１０の動作では、ユーザがクラッチ機構３６６、６６６、９６６を介してトルク設定を調節して、導体３７６、６７６、９７６（例えば、ばね３７８、６７８、９７８）を圧縮させる。圧縮長さＬが減少すると、導体３７６、６７６、９７６のコイル密度が増加し、それによって誘導センサ４７４、７７４、１０７４の出力（例えば、誘導信号）が比例して変化する。誘導信号はＭＣＵ ４８６に中継され、信号は、どの圧縮長さＬが信号に関連しているかを判定するように処理される。ＭＣＵ ４８６は、受信した誘導信号を介して圧縮長さＬを求めると、予荷重（又は特定のトルク設定）が、補間されて、ユーザインターフェース１７８を介してユーザに表示される。例えば、誘導センサ４７４、７７４、１０７４は、導体３７６、６７６、９７６が長さＬ０（図１０）にあるとき、第１の誘導信号をＭＣＵ ４８６に中継し、ＭＣＵ ４８６は、第１の誘導信号を長さＬ０に関連付ける。つまり、クラッチ機構３６６、６６６、９６６は低トルク設定である。その後、ユーザインターフェース１７８は、動力工具１０が低トルク設定にあることをユーザに通知する。操作者がクラッチ機構３６６、６６６、９６６を介してトルク設定を高トルク設定（又は低トルク設定と高トルク設定との間の何らかの漸進的トルク設定）に調節すると、導体３７６、６７６、９７６（例えば、ばね３７８、６７８、９７８）は更に圧縮される。この圧縮により、誘導センサ４７４、７７４、１０７４が発生する誘導信号において変化が生じる。第２の誘導センサが、導体３７６、６７６、９７６が長さＬ２（図１２）にあるとき、ＭＣＵ ４８６に中継され、この時点で、ＭＣＵ ４８６は、第２の誘導信号を長さＬ２に関連付ける。つまり、クラッチ機構３６６、６６６、９６６は高トルク設定である。
【0049】
較正設定では、ユーザは、まずクラッチ調節アセンブリ６８を介して工具１０のトルク設定を機械的に調節して、例えば高トルク設定にすることにより、工具１０を較正してもよい。動力工具１０が高トルク設定にあり、クラッチイベントを経たときに、最大トルク出力が求められる。次いで、ユーザは、クラッチ調節アセンブリ６８を介して工具１０のトルク設定を低トルク設定に機械的に調節する。動力工具１０が低トルク設定にあり、クラッチイベントを経たときに、最小トルク出力が求められる。ここで、工具１０は、２つの点（例えば、低い点及び高い点）を記憶しており、この時点で、線形補間が使用されて、誘導センサ４７４、７７４、１０７４を介して誘導ベースの測定を使用して工具１０を自己較正してもよい。
【0050】
図１６は、本発明の別の実施形態によるメインクラッチセンサ１３６６を示している。図１６に示すメインクラッチセンサ１３６６は、図１０～図１３に示す動力工具１０のメインクラッチセンサ４６６と同様であり、同様の構造は、同様の参照符号に「９００」を加えて識別される。
【0051】
図１６を参照すると、メインクラッチセンサ１３６６は、誘導センサ１３７４と、導体すなわちターゲット１２７６とを備える。本実施形態では、導体１２７６は、クラッチスプリング１２７８に結合され、クラッチスプリング１２７８から延びた片持ち状態とされ、誘導センサ１３７４に重なる。つまり、クラッチスプリング１２７８はメインクラッチセンサ１３６６に隣接し、且つメインクラッチセンサ１３６６からオフセットされて配置されるとともに、導体１２７６はメインクラッチセンサ１３６６に整列して重なって配置される。誘導センサ１３７４は、第１の端部１３９４と、第１の端部１３９４とは反対側にある第２の端部１３９８とを備える。導体１２７６は誘導センサ１３７４に対して比較的幅狭であり、これにより導体１２７６が誘導センサ１３７４に対して正確にどこに配置されているかを正確に検出することができる。具体的には、誘導センサ１３７４は、導体１２７６が、第１の端部１３９４に隣接して配置されているか、第２の端部１３９８に隣接して配置されているか、第１の端部１３９４と第２の端部１３９８との間のどこかに配置されているかを検出することができる。いくつかの実施形態では、導体１２７６はナット７４であり、ナット７４の移動によってセンサ４７４のインダクタンスに変化が生じ、インダクタンスの変化を測定して動力工具１０がそのトルク設定に設定されているかをユーザに示すことができるようになっている。
【0052】
図１６に示すように、誘導センサ１３７４は、誘導センサ１３７４の長さに沿って不均一な巻線密度を有するリニア誘導センサである。換言すれば、誘導センサ１３７４は、センサ１３７４の第１の端部１３９４では比較的低い巻線密度を有し、センサ１３７４の第２の端部１３９８では比較的高い巻線密度を有する。図１７に示すような他の実施形態では、メインクラッチセンサ１６６６は、センサの長さ（又は直径）全体を通して巻線の数又は密度が同じであるように、均一な巻線密度を代替的に有し得る誘導センサ１６７４を備える。また、図１８に示すような他の実施形態では、メインクラッチセンサ１７６６が、正弦波及び余弦波の幾何学的形状を代替的に有し得る誘導センサ１７７４を備える。メインクラッチセンサ１３６６の本実施形態では、センサ１３７４に対する導体１２７６の移動に応じた、測定されたセンサ１３７４のインダクタンスの変化を使用して、動力工具１０がどのトルク設定に設定されているかをユーザに示すことができる。
【0053】
図１９は、本発明の別の実施形態によるメインクラッチセンサ１９６６を示している。図１９に示すメインクラッチセンサ１９６６は、図１０～図１３に示す動力工具１０のメインクラッチセンサ４６６と同様であり、同様の構造は、同様の参照符号に「１５００」を加えて識別される。
【0054】
図１９を参照すると、メインクラッチセンサ１９６６は、第１の誘導センサ１９７４ａと、第２の誘導センサ１９７４ｂと、導体すなわちターゲット１８７６とを備える。本実施形態では、導体１８７６はクラッチスプリング１８７８であり、導体１８７６は誘導センサ１９７４ａ、１９７４ｂの周囲に周方向に配置される。他の実施形態では、導体１８７６（例えば、ばね１８７８又は片持ちアーム）は、代替的に、第１の誘導センサ１９７４ａ及び第２の誘導センサ１９７４ｂに隣接し、且つ第１の誘導センサ１９７４ａ及び第２の誘導センサ１９７４ｂからオフセットされてもよい。図１９に示すように、誘導センサ１９７４ａ、１９７４ｂは、誘導センサ１９７４ａ、１９７４ｂの直径に沿って均一な巻線密度を有する円形誘導センサである。他の実施形態では、誘導センサ１９７４ａ、１９７４ｂは、代替的に、センサの長さ全体を通して巻線数又は巻線密度が変化するような不均一な巻線密度を有してもよい。メインクラッチセンサ１９６６の本実施形態では、センサ１９７４ａ、１９７４ｂに対する導体１８７６の移動に応じた、測定されたセンサ１９７４ａ、１９７４ｂのインダクタンスの変化は、基準クロック１９７２からの一定の基準信号と比較されて、動力工具１０がどのトルク設定に設定されているかをユーザに示すことができる。
【0055】
第１の誘導センサ１９７４ａはクラッチスプリング１８７８の第１の端部１８８８に隣接して配置され、第２の誘導センサ１９７４ｂはクラッチスプリング１８７８の第２の端部１８９０に隣接して配置される。第１の誘導センサ１９７４ａ及び第２の誘導センサ１９７４ｂは、トルク機構１８６６が低トルク設定と高トルク設定との間で調節される場合に誘導センサ１９７４ａ、１９７４ｂが移動しないように静止している。誘導センサ１９７４ａ、１９７４ｂは、導体１８７６と誘導センサ１９７４ａ、１９７４ｂの磁界との間の相対運動に対応する誘導信号をＭＣＵ １９８６に伝達し得る。上述のように、このことにより、導体１８７６には、誘導センサ１９７４ａ、１９７４ｂによって形成された電磁界に対抗する渦電流が発生する。これにより、誘導センサ１９７４ａ、１９７４ｂのインダクタンスが変化し、インダクタンスの変化は、導体１８７６の長さＬ（例えば、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２）、ひいてはトルクの量を判定するために部分的に使用される。
【0056】
引き続き図１９を参照すると、基準クロック１９７２は、基準クロック１９７２が導体１８７６の渦電流の影響を受けないように、導体１８７６から分離される。したがって、基準クロック１９７２は一定の基準信号を出力するように動作可能であり、その目的を以下に詳述する。ＭＣＵ １９８６及びメインクラッチセンサ１３６６は、誘導センサ１９７４ａ、１９７４ｂの出力及び基準クロック１９７２を受信し、ユーザインターフェース１７８に電気的に接続される。ＭＣＵ １９８６は、第１の誘導センサ１９７４ａからの導体１８７６の位置の変化を示す第１の誘導信号、第２の誘導センサ１９７４ｂからの導体１８７６の位置の変化を示す第２の誘導信号、及び基準クロック１９７２からの一定の基準信号を連続して受信する。
【0057】
第１の誘導信号及び第２の誘導信号並びに一定の基準信号を入力として使用して、ＭＣＵ １９８６は、一定の基準信号に対する誘導信号の比率である周波数比を計算するように動作可能である。具体的には、ＭＣＵ １９８６は、第１の周波数比と第２の周波数比とを計算し、第１の周波数比を示す第１の比率信号と第２の周波数比を示す第２の比率信号とをＭＣＵ １９８６にデジタルで出力する。ＭＣＵ １９８６は、第１の比率信号及び第２の比率信号を補間して、工具１０がどのトルク設定に設定されているかを判定するように動作可能である。トルク設定が判定されると、ＭＣＵ １９８６はトルク設定をユーザインターフェース１７８に出力する。
【0058】
本発明の様々な特徴は、以下の特許請求の範囲に記載されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】