JP2004523995A

JP2004523995A - フライホイール作動形手持ち式工具用速度コントローラ

Info

Publication number: JP2004523995A
Application number: JP2002552718A
Authority: JP
Inventors: アダムス、シェイン
Original assignee: センコプロダクツ、インコーポレーテッド
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2004-08-05
Also published as: EP1349711A1; CA2432982A1; EP1349711B1; EP1349710B1; US20020108474A1; EP1349710A1; ATE422990T1; DE60137716D1; WO2002051592A1; US6796475B2; WO2002051592A8

Abstract

【課題】直流電源留め具打ち込みアセンブリを動作させて、効率的に直流電源（２２）により留め具を打ち込み、それにより完全に携帯可能な手持ち式工具を達成する速度コントローラを提供する。
【解決手段】詳細には、速度コントローラは、フライホイール（２８）を直流モータにより留め具の種類とユーザの選択内容に適した目標速度まで加速する。その後、速度コントローラは、運動エネルギーをフライホイール（２８）から直線運動する留め具打ち込み部に伝達する。速度コントローラは、フライホイール（２８）の回転速度に応答して、確実に打ち込み深さを安定させ、適切な期間クラッチを作動させて、フライホイール（２８）を留め具打ち込み部に連結する。それにより、広範な動作条件（たとえば、電池の充電状態、留め具の種類、機械的な公差と摩耗、モータの性能等）に対して、安定した打ち込みが達成される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的に、手持ち式の電気・機械的留め具打ち込み工具に関し、より詳細には、運動エネルギーを伝達して加工物内に留め具を打ち込むための慣性部材を有する留め具打ち込み工具に関する。
（関連出願の相互参照）
【０００２】
本願は、２０００年１２月２２日に出願された特許仮出願第６０／２５８，０２２号の優先権を主張し、参照により、その出願に開示されたその発明の全体を本明細書に援用するものである。
【０００３】
本願は、本発明の所有者が本願と共通である、本願と同日に出願された同時係属中の以下のそれぞれの名称を持つ３つの米国特許本出願、Conrad Gravis他に対する「FLYWHEEL OPERATED TOOL」、John Burke他に対する「FLYWHEEL OPERATED NAILER」、Kevin Harper他に対する「RETURN MECHANISM FOR A CYCLICAL TOOL」に関する。本願は、さらに本発明の譲受人が所有する、本願と同日に出願され、「CONTROL MODULE FOR FLYWHEEL OPERATED HAND TOOL」という名称の同時係属中のShane Adams他に対する米国特許本出願にさらに関連する。
【背景技術】
【０００４】
従来、工業用釘打ち機やステープラなどの留め具打ち込み工具の動作に比較的大きなエネルギーインパルスが必要な場合、そのような工具には空気圧により動力を供給することが一般的であった。そのような工具は、たとえば３インチ以上の釘やステープルをたとえば２×４などの枠木に打ち込むことができる。しかし、空気圧打ち込み工具には、現場で空気圧縮機が必要になるが、圧縮機が使用できなかったり使用するのが好ましくないことが多い。また、空気圧のアンビリカル管を引き回すのは、ユーザの妨げになることが多い。
【０００５】
電力は空気圧縮機よりも使用可能な場合が多いため、空気圧の代わりにコードで接続された交流電気留め具打ち込み工具が使用されることが多い。詳細には、従来技術では、強力（heavy duty：重負荷）留め具の打ち込みに十分な運動エネルギーを送達する手段としてフライホイールを採用する、重負荷用で高出力の留め具打ち込み工具の提供に多くの努力が費やされてきた。このようなシステムの例は、米国特許第４，０４２，０３６号、第４，１２１，７４５号、第４，２０４，６２２号、第４，２９８，０７２号、第５，５１１，７１５号に開示されている。フライホイールは、留め具の打ち込みのためにソレノイドを作動させる大電流が流れるのを制限する目的で使用されている。直流モータの始動には一定の期間が必要で、その後、フライホイールで発生した運動エネルギーが「エネルギー集積場」にある打ち込み部にクラッチにより伝達される。
【０００６】
このようなコード付きの電気留め具打ち込み工具は威力を発揮するが、交流コンセントが使用できない場合も多い。交流コンセントが使用可能な場合でも、多くのユーザはコードの引き回しが使用の妨げになると感じる。このような嗜好に合わせて、電池のような携帯電源をソレノイド動作留め具打ち込み工具に採用することも知られている。これらの携帯留め具打ち込み工具は、たとえば２インチから４インチの大きな、枠作成用のステープルや釘ではなく、１インチの無頭釘の打ち込みの際などの軽負荷の用途に主に使用される。特に、電流要求のピーク時に電池の電力の供給が効率的ではなく、電池の内部抵抗により熱が発生するため、必要な大量のピーク電力が原因で小型の留め具への適用が制限される。熱の蓄積は、電池の耐用年数を短くする傾向もある。さらに、大電流の流れ込みにより、この用途に適した電池の種類がニッケルカドミウム電池などに限定される。
【０００７】
コード付きの電動フライホイール作動形手持ち式工具は、工具の電力消費が原因で電池の使用には一般的に適していない。フライホイールの使用により電流の急上昇は減少するが、一般的に知られているコード付きフライホイール作動形手持ち式工具はフライホイールを必要な速度以上に加速することが多いため、電池の低充電状態でも十分な速度が達成される。さらに、使用されるクラッチ動作の性能も、製造公差のばらつきと摩耗との合計により変動することがある。その結果、これらの工具は、フライホイールの運動エネルギーの大部分が無駄になる場合でも、一般的にフライホイールを各駆動サイクル中に停止させる。したがって、サイクルごとにフライホイールを過度に加速し、すべての運動エネルギーを消耗することで、電池が急速に消耗する。
【０００８】
効果的な携帯電動工具への１つのアプローチとして、直動慣性部材がカムによって圧縮ばねに抗して持ち上げられ、留め具に衝撃を与えるように解放される動作が繰り返される、米国特許第４，６２５，９０３号に記述されているような複数回衝撃工具がある。電気モータと携帯電池パックは、ソレノイドなどの素子に急激に電力を供給するのではなくモータをある期間動作させることにより、より効率的な様式で動作する。サイクルごとにばねに蓄えられるエネルギーが比較的少量の場合は通常、ステープルや釘を加工物に打ち込むのに多数回の衝撃が必要になる。しかし、複数回衝撃工具は、留め具の打ち込みには効率的で効果的であるが、発火システムや圧縮空気システムのような一回の打ち込み動作を好むユーザもいる。複数回衝撃工具は、打撃中に工具が発生する振動で木質の表面に損傷を与える可能性もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そのため、一回の打ち込み動作で留め具を加工物に打ち込むことができながら、携帯性があるという利点を有する携帯留め具打ち込み具に対する要求が非常に高い。さらに、大きな留め具を打ち込むことのできるかかる工具があることが望まれている。
【００１０】
従来技術のこれらの問題およびその他の問題を、運動エネルギーを伝達してステープルや釘などの留め具を加工物に打ち込むようにするフライホイールの使用を制御するための制御システムにより対処する。電池電源の留め具打ち込み工具用の制御システムは、広範の種類の留め具と広範の動作条件に対して、安全で効率的な動作を提供する。特に、制御システムは、フライホイールなどの慣性駆動部材に蓄えられた運動エネルギーの量を検出してそれに対応することで、電池電力状態と工具の構成部品の性能に適応するのに好都合である。さらに、制御システムは、フライホイールのクラッチ動作における製造公差のばらつきや摩耗を補償しながら、運動エネルギーを節約して、留め具を打ち込み過ぎないようにするのに好都合である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様では、電気的に加速されたフライホイールの運動エネルギーにより留め具を加工物に打ち込む方法が提供される。詳細には、フライホイールの運動エネルギーを示すフライホイールのパラメータの検出に応答して、クラッチアセンブリを選択的に作動させて運動エネルギーを打ち込み部から留め具に伝達する。それにより、運動エネルギーは、電池などの携帯電気装置に効率的な一定期間にわたって発生するが、運動エネルギーの大きな衝撃を与えることにより留め具が１回で打ち込まれる。
【００１２】
本発明の別の態様では、携帯手持ち式工具は、動力装置により加速される慣性部材を有する。慣性部材は、クラッチにより選択的に打ち込み部に連結されて、運動エネルギーを留め具に伝達し、留め具を加工物に打ち込む。コントローラは、慣性部材の運動エネルギーを示す慣性部材のパラメータを検出するセンサを備える。コントローラは、検出されたパラメータと目標値に応答して、クラッチに慣性部材の運動エネルギーを伝達するよう指令するための回路構成も備える。センサを備えることは、留め具に伝達する運動エネルギーの量をより正確に計測するのに好都合である。特定の量の打ち込み力を安定的かつ適応的に留め具に加える機能により、電源にコードで接続したり、別の動力源（空気圧や発火など）を使用するのではなく、電池の使用が可能になることで、手持ち式工具の携帯性が高まる。
【００１３】
本発明のこれらの、そしてその他の目的と利点は、添付図面とその説明によって明らかになるであろう。
【００１４】
本明細書の一部に組み込まれ、また一部を構成する添付図面は、本発明の実施例を説明するものであり、前述の本発明の概要説明および後述の実施形態の詳細説明と併せて本発明の原理を説明する役割を果たす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を参照すると、手持ち式釘打ち工具１０として示した携帯フライホイール作動形手持ち式工具は、様々な動作条件下で安定した速度制御行うのに好都合な制御システム１２を有し、以降のいくつかの図において同一の番号は同一の構成部品を指す。詳細には、釘打ち工具１０は、一般的に、留め具打ち込みアセンブリ１６と制御モジュール１８を収容するハウジングつまり本体１４とを有し、さらに握りハンドル２０を有する。ハンドル２０の端部には、留め具打ち込みアセンブリ１６の直流モータ２４とソレノイド２６、ならびに電気制御モジュール１８を動作させるのに必要な電気エネルギーを供給するための着脱可能な充電電池２２が取り付けられている。本発明は、大電流の流入に対応した一般的に知られている電池（ニッケルカドミウムなど）ではなく、他の種類の電池（たとえばニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムポリマーなど）を使用するのに好都合である。
【００１６】
直流モータ２４は、制御モジュール１８により加速すると、フライホイール２８を回転して、運動エネルギーを回転慣性の形式で蓄積する。その後、制御モジュール１８は、ユーザ入力とフライホイール２８の回転速度の検出されたパラメータに応じてソレノイド２６を作動させて、フライホイール２８の運動エネルギーを以下でさらに詳細に説明する留め具に伝達する。
【００１７】
釘打ち工具１０へのユーザ入力は、トリガリンク機構３２を介して制御モジュール１８に機械的につながるハンドル２０のトリガ３０として示される。別のユーザ入力は、安全リンク機構３８を介して制御モジュール１８に機械的につながるノーズアセンブリ３６の安全装置３４として示される。さらに別のユーザ入力は、速度調節ノブ４０として示される。
【００１８】
釘打ち工具１０は、留め具（非図示）の帯をノーズアセンブリ３６に供給するために、図示のように通常、本体１４とハンドル２０に取り付けられる留め具供給マガジンアセンブリ４２を備える。当然、制御システム１２は、別の数、種類、大きさの留め具を含めた別の種類のマガジンアセンブリ４２を使用して動作するのにも好都合である。さらに、制御システム１２は、以下でさらに詳細に説明する割り出されたマガジンアセンブリの使用を促進するのに好都合である。
【００１９】
制御モジュール
図１と図２を参照すると、制御システム１２の制御モジュール１８は、釘打ち工具１０の信頼性、設計の自由度、組み立て易さ、および性能の向上に好都合である。詳細には、制御モジュール１８は、ノブ４０で調節されるポテンショメータ４４として示されるユーザ速度選択機能を持つ。釘打ち工具１０は、ユーザ速度調節ノブ４０に応じてフライホイール２８の目標速度を調節することができる。制御モジュール１８の設定済みの目標速度に加えて、ユーザはノブ４０を調節して加工物のばらつきや留め具挿入の所要の深さに対する補正を行うことができる。
【００２０】
制御モジュール１８は、さらに、機械的ユーザ入力である安全装置３４とトリガ３０に対する非常に信頼性の高い電気インターフェイスを実現する薄膜プリント回路４６を備える。さらに、プリント回路４６は、成形ブリッジ４８の支持により、さまざまな３次元の方向に容易に対応する。したがって、トリガスイッチ５０と安全スイッチ５２は、トリガ機械的リンク機構３２と安全機械的リンク機構３６をそれぞれ受け入れるための配置が容易である。薄膜スイッチ５０、５２は、一般的に知られているトリガスイッチと安全スイッチを超える耐用年数をより低コストで実現することが理解されよう。
【００２１】
成形ブリッジ４８は、さらに、回転速度変換器５４を形成するプリント回路４６の一部を支持し、方向を設定する。プリント回路４６の２つの誘導性ピックアップ５６、５８は、フライホイール２８の円形磁石（図１と２では非図示）上の交互のＮ磁極とＳ磁極にそれぞれ揃うように方向が設定され、回転速度センサ６０を形成する。回転速度センサ６０が非接触性であることで、摩耗による劣化を避けることができる。さらに、回転速度を直接検出することで、センサ６０は、フライホイール２８の運動エネルギーを正確に表す計測値を出力する。これに対して、モータに流れる電流を代わりに検出すると、結果として得られる計測値に、摩擦、モータ構成部品の劣化等による変動が含まれることがある。速度をより正確に検出することで、運動エネルギーがより正確に留め具に伝達されるため、より安定した結果が得られる。
【００２２】
制御システム１２をより詳細に説明する前に、留め具打ち込みアセンブリ１６の機械的側面をさらに詳細に説明する。
【００２３】
フライホイール作動形手持ち式工具の留め具打ち込みアセンブリ
フライホイール２８を直流モータ２４で加速することで直流電力を効率的に使用する機能を持つ留め具打ち込みアセンブリ１６を説明する。有利には、手動リセットの必要をなくすクラッチによる手法を使用する。さらに、加速中にフライホイールに結合して留め具の打ち込み前に慣性負荷を増加し、その後、留め具の打ち込み後に係合を解除するのに好都合な構成部品について以下で説明する。さらに、留め具打ち込みアセンブリ１６を真空戻し法でリセットすることで、電力がさらに節約され、手動のリセットキーを必要とする一般的に知られた手法が必要なくなる。
【００２４】
図２、３、４、５は、図１に示した釘打ち込み工具１０の本体１４内に配置された留め具打ち込みアセンブリ１６の平面図、左側面図、底面図、背面図を示す。図２、４、５では、わかりやすいように電気制御モジュール１８が取り外されている。図６に示すように、留め具打ち込みアセンブリ１６の主要な動作要素には、運動エネルギーを供給し、留め具を加工物に打ち込み、電気モータ２４により駆動される（energized）フライホイール２８が含まれる。フライホイール２８は、固定された中心シャフト６２上を自由に回転する。必要な毎分の回転数（ＲＰＭ）に到達すると、クラッチ駆動アセンブリ６４（図７と９を参照）により、クラッチ板６６とフライホイール２８が係合し、それによりフライホイール２８の運動エネルギーの一部が、留め具を加工物に打ち込むために直線運動する留め具打ち込み部６８に伝達される。その後、フライホイール２８は、サイクル間で運動エネルギーが残っていればそのエネルギーにより継続して回転することが可能であり、さらに電力を節約し、サイクル時間を減少させる。
【００２５】
図２〜図９を参照して、留め具打ち込みアセンブリ１６の要素と動作を説明する。留め具打ち込みアセンブリ１６は、クラッチ駆動アセンブリ６４と電気モータ２４により歯車駆動されるフライホイール２８を備える。モータ２４とフライホイール２８との間の歯車駆動をここで主要例として図示するが、モータ２４とフライホイール２８との間にベルト駆動やその他の任意の適切な駆動機構を使用することも可能であることが理解されよう。ここで図示したようにモータの回転軸とフライホイール２８の回転軸を平行にする代わりに、モータ２４をその回転軸がフライホイール２８の回転軸とシャフト６２に垂直になるように配置し、そのためモータ出力シャフトとフライホイール外周との間にかさ歯車駆動を採用することも好ましい。
【００２６】
図９を主に、図６から８を補助的に参照して、フライホイール２８とクラッチ駆動アセンブリ６４の機械的構造を動作の点から説明する。
【００２７】
図９に最も適切に示されるように、クラッチ駆動アセンブリ６４とフライホイール２８は、軸方向に中心シャフト６２に揃えられている。中心シャフト６２はねじにより端板７０に取り付けられ、端板７０は、端板７０から軸方向に延びており、端板７０と中心シャフト６２が回転しないように開口付き溝７６に収容される一体形ボス７４によりフレーム７２に強固に取り付けられている。中心シャフト６２の反対側の端は、フレーム７２の支持溝７８に収容される。
【００２８】
フライホイール２８は、図９に最も適切に示されるように中心シャフト６２の端で深溝球軸受８０上に回転可能に配置され、それにより、フライホイール２８がモータ２４により駆動されると中心シャフト６２を中心として自由に回転する。
【００２９】
フライホイール２８は、クラッチ板６６の円錐状の摩擦面８４を受け入れるための円錐状の空洞８２を有する。クラッチ板６６と作動板８６は分離可能な部材であるが、それぞれ凸部９０と９２を相互に連係させることでドラム８８に噛み合い、それにより、クラッチ板６６、作動板８６、ドラム８８が一つの一体化したアセンブリとしてシャフト６２を中心として自由に回転する。転がり軸受け９４ａと９４ｂはドラム８８の内径部分に位置して、作動板８６、ドラム８８、クラッチ板６６が一体化したアセンブリとして自由に回転する性質を保証する。
【００３０】
作動板８６に隣接して固定板９６が存在する。固定板９６と作動板８６は、図１６に示すように３つの等間隔に配置され軸方向に広がることが可能な球用傾斜９８ａ、９８ｂ、９８ｃ、９８ａ’、９８ｂ’、９８ｃ’によって相互に結合されている。固定板９６と作動板８６との間の球用傾斜（ball ramp）９８の動作は、以下でさらに詳細に説明する。固定板９６は、固定板９６が中心シャフト６２上を軸方向に自由に移動し、しかもフレーム７２内の軸方向に揃えられた溝１０２内に摺動可能に収容される回転防止爪１００により中心シャフト６２を中心に自由に回転しないようにフレーム７２に固定される。図１７を参照のこと。
【００３１】
固定板９６は、固定板９６とリターダ板１０８との間に位置する回転自在のスラスト軸受１０６をその上に受ける円形凸部１０４を備える。以下でその機能をさらに詳細に説明する、１組で使用され平行に作動する１対の皿ばね１１０は、図９に示したようにリターダ板１０８とソレノイド板１１２との間に配置される。以下でその機能をさらに詳細に説明する、図１５に示した軸方向に広がることが可能な球用傾斜１１３により、端板７０とソレノイド板１１２が結合される。
【００３２】
クラッチ板６６とフライホイール２８との間の中心シャフト６２には、コイルばね１２０を間に備える座金１１６と１１８からなる圧縮ばねアセンブリ１１４が配置され、以下でその機能をさらに詳細に説明する。
【００３３】
留め具作業すなわち打ち込みのサイクルの開始時に、制御モジュール１８は、モータ２４によりフライホイール２８に対して図７の矢印Ａで示すように反時計回りに所定のＲＰＭに到達するまで「回転をつける」。フライホイール２８が所要のＲＰＭつまり運動エネルギー状態に到達すると、制御モジュール１８はソレノイド２６を作動させて、ソレノイドプランジャ１２４から延びてソレノイド板１１２の外周に取り付けられた可撓性ワイヤソレノイドケーブル１２２を介して、ソレノイド板１１２を図７の矢印Ｂで示すように時計回りに回転させる。ソレノイド板１１２が時計回りに回転するにつれ、端板７０とソレノイド板１１２内の対応する球用傾斜９８の動作によりソレノイド板１１２は端板７０から軸方向に離れるように移動する。図１５を参照のこと。端板７０とソレノイド板１１２が軸方向に離れるにつれて、クラッチ駆動アセンブリ６４のそれ以外の残りの要素は、フライホイール２８の圧縮コイルばね１２０に向けて軸方向に移動し、それにより、クラッチ表面３６がフライホイールの空洞８２に仮に係合する。クラッチ板６６がフライホイール２８に係合すると、クラッチ板６６、ドラム８８、作動板８６が一体に反時計回りに回転する。図１６に示す固定板９６と作動板８６の間の対応する球用傾斜９８の動作により、作動板８６が回転し、クラッチ板６６と作動板８６が軸方向に離れる。したがって、皿ばね７２はソレノイド板１１２に押し付けられ、軸方向に逆向きの力を発生し、クラッチ板６６をフライホイール２８と強固に係合させる。
【００３４】
ドラム８８が反時計回りに回転すると、ケーブル１２６ａと１２６ｂは、ドラム８８とクラッチ板６６のそれぞれの周辺溝１２８と１３０の周りに巻き付けられ、それにより動力すなわち作動工程において真空戻しピストンアセンブリ１３２がシリンダ１３４内で下に引かれ、そのため取り付けられた留め具打ち込み部６８がフレーム７２内のガイドブロック１０８と開口１３５を通して同様に下に向けて駆動され、それにより選択された留め具を目標の加工物に打ち込む。
【００３５】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、固定板９６と作動板８６との間の動作をクラッチ駆動アセンブリ６４の動力行程中の板８６の回転に従って順番に示している。固定板９６と作動板８６の球用傾斜９８は、図１６に示すように螺旋状であるが、図１３Ａ〜図１３Ｃでは、説明を簡単にするために傾斜９８は直線として図示している。
【００３６】
図１３Ａは、工具の作動サイクルの開始時における固定板９６と作動板８６を示している。フライホイール２８が作動板８６を反時計回り（図１３Ａでは左）に駆動すると、球１３６は傾斜９８の形状に従って移動し、図１３Ｂに示すように、作動板８６と固定板９６の間に急速かつ急激に離間距離（separation）ｘが生じる。隙間ｘは、図１３Ｂに示すように留め具打ち込み部６８の動力行程を通して維持され、前述のようにフライホイール２８内に蓄積された運動エネルギーを打ち込み部６８に伝達する。動力行程の最後に、図１３Ｃに示すように、板９６と８６は急激に相互に近付き、それにより、クラッチ板６６をフライホイール２８から急速に離脱させる。
【００３７】
図１４は、作動板８６と固定板９６との間の隙間ｘを作動板８６の回転角度の関数としてグラフに示している。打ち込み部ガイドと弾性ストッパブロックとの組み合わせ部１３８は、好ましくはシリンダ１３４の底部に配置され、動力行程の最後にピストンアセンブリ１３２をシリンダ１３４内で停止させる。
【００３８】
クラッチ板６６がフライホイール２８から離脱すると、コイルばね１２０はクラッチ駆動アセンブリ６４のすべての要素を端板７０に向けて圧迫する。その結果発生する軸方向の力と圧力が、コイルばね１２０と皿ばね７４の作動によりここでソレノイド板１１２にかけられ、ソレノイド板１１２を端板７０に近づける。ソレノイド板１１２により圧力が球１４０にかけられると、ソレノイド板１１２が反時計回りに元の開始位置に向けて回転し、それにより、図１２に示すようにソレノイドプランジャ１２４が開始位置に戻ると、ソレノイド板１１２の周りに巻き付けられたソレノイドケーブル１２２がソレノイド板１１２の回転を停止する。ソレノイドケーブル１２２の停止時にそのケーブルにかかる引張り応力を低減するために、ソレノイド板１１２とリターダ板１０８が反時計回りに回転する。皿ばね７２内に残存する軸方向の力の作用により、リターダ板１０８とソレノイド板１１２が一体となることで、ソレノイド板１１２単独よりも大きな組み合わされた質量および／または慣性を呈する。したがって、組み合わされたソレノイド板１１２とリターダ板１０８のアセンブリの回転が加速する短期間中に、達していた回転速度が減少しているため、リターダ板１０８がソレノイド板１１２から分離したときには、ソレノイド板１１２の角運動量が低下しており、その結果、ソレノイドケーブル１２２がソレノイド板１１２の回転を停止するときにソレノイドケーブル１２２にかかる引張り応力が減少する。リターダ板１０８がソレノイド板１１２から結合を解除された後は、リターダ板１０８はその運動エネルギーが消費されるまで中心シャフト６２を中心として自由に回転する。リターダ板１０８を使用することで、ソレノイド板１１２の回転の停止時にソレノイドケーブル１２２に必要以上に応力が作用しないようにソレノイド板１１２の質量および/慣性を選択することができる。
【００３９】
前述のようにクラッチ駆動アセンブリ６４を構築することで、クラッチ板６６はフライホイール２８から離脱し、それにより、クラッチ駆動アセンブリ６４が動力行程の最後に達した後、フライホイール２８は回転を継続することができる。したがって、留め具をさらに連続して打ち込みたい場合には、残存する運動エネルギーを使用して後続の操作に使用することにより、電池電力の消費を抑え、フライホイール２８を動力行程後に即座に完全停止する場合に発生する衝撃を打ち込みアセンブリの要素および／またはフレーム７２が吸収しないですむようにできる。この特徴により、工具を「空撃ち」することも可能になる。
【００４０】
ここで説明したクラッチ駆動システムでは、端板７０とソレノイド板１１２との間隔がクラッチ板６６がフライホイール２８に係合するまで継続して拡大し、それにより、動力駆動のたびにソレノイド板１１２が開始時の差を吸収するため、クラッチの摩耗を自動的に補償することもできる。
【００４１】
ここで図１０を参照する。真空戻しピストンアセンブリ１３２は、シリンダ１３４内に摺動可能に収容されるピストン１４２を備える。外周溝１４４はピストン１４２の上部から隔てられ、封止Ｏリング１４６がその中に設けられている。ピストン１４２の底部に向けて、２つの軸方向安定化帯１４８と１５０が設けられている。
【００４２】
シリンダ１３４の内径Ｄは、図１０に示すように、外側に広がり、シリンダ１３４の上部で直径Ｄ′になる。直径Ｄ′は、Ｏリング１４６の外径よりもわずかに大きいので、Ｏリング１４６と内径Ｄ′との間に環状隙間１５２が生じる。
【００４３】
ピストンアセンブリ１３２が、留め具打ち込み部６８の動力行程中に軸方向にシリンダ１３４内に引き込まれると、Ｏリング１４６は、シリンダ１３４の内壁の直径Ｄと摺動可能に係合し、それによりシリンダ１３４の内壁１５３とピストンアセンブリ１３２との間を気密にする。ピストンアセンブリ１３２がシリンダ１３４内を前進すると、シリンダ１３４の上部で、前進するピストンアセンブリ１３２と密閉された端部キャップ１５４との間に真空が生じる。
【００４４】
摩擦クラッチ板６６がフライホイール２８から離脱すると、シリンダ１３４の上部に生じた真空によりピストンアセンブリ１３２が端部キャップ１５４に向けて引き戻され、それにより作動板８６、ドラム８８、クラッチ板６６が一体に、再開始位置に再設定される。
【００４５】
Ｏリング１４６が復路行程で内径Ｄから直径Ｄ′まで移動するときに、動力行程中にＯリング１４６を通った空気があればその空気が圧縮され、環状隙間１５２によりＯリング１４６を通過し、それからシリンダ１３４を通って大気に流出できることで、ピストンアセンブリ１３２の上部に閉じこめられた空気が蓄積するのを防ぐことができる。弾性端部停止部１５６は、好ましくは端部キャップ内に配置され、ピストンアセンブリ１３２がシリンダ１３４の上部のアセンブリの開始位置に戻るときに発生する可能性のある衝撃をすべて吸収する。
【００４６】
ドラム８８がその開始位置に戻るときに、ドラム８８から半径方向に延びるタング１５７が図１１に示すようにフレーム７２に取り付けられた当接ブロック１５８に係合し、それにより、ドラム８８が開始位置に戻るときに移動し過ぎることが防止される。
【００４７】
前述の留め具打ち込みアセンブリ１６は説明を目的とし、本発明の態様は他の種類の留め具打ち込みアセンブリにも適用可能であることが理解されよう。
【００４８】
留め具打ち込みアセンブリ１６のその他の構造と動作の詳細は、「関連特許出願」において特定し、本明細書に参照により援用される２つの同時係属中の特許出願に完全に記載されている。
【００４９】
速度コントローラ
図１８は、フライホイール２０２として示される慣性部材の回転速度検知の使用が好都合な、留め具をより安定してより効率的に加工物に打ち込むための釘打ち工具１０の制御システム２００を示している。制御システム２００は、電子制御モジュール２０６により受け取られ処理される入力信号２０４に応じて、フライホイールモータ２０８などの動力装置にフライホイール２０２を加速するよう指令する。制御モジュール２０６は、さらにクラッチアクチュエータ２１０に運動エネルギーをフライホイール２０２から留め具に伝達するよう指令する。
【００５０】
複数の半径方向に整列された対の磁極２１２がフライホイール２０２と共に回転するときの回転速度（たとえばＲＰＭ）を表わす信号は、複数の磁極２１２のうちの揃えられた磁極２１６と２１８のそれぞれ最も近い対を検出する変換器２１４により生成される。フライホイールの速度信号に加えて、制御システム２００は、他の種類の入力に応答する。たとえば、入力信号２０４には、トリガ入力２２０、安全入力２２２、ユーザ速度調節入力２２４、連続フライホイールモードスイッチ入力２２６、留め具種類センサ入力２２８、および打ち込みのために位置決めされた留め具の存在を検出するための留め具用変換器入力２３０が含まれていてもよい。
【００５１】
留め具割り出し器２３２は、制御モジュール２０６からの電気指令に応答するのに好都合である。独立した割り出しマガジン（非図示）との電気的インターフェイスは、容易に設計し、電気的な相互接続部により組み立てることが可能である。これは、割り出し機能を持つ空気圧工具に比べて有利であり、割り出し機能を持つ空気圧工具では、マガジンと本体とのインターフェイスにはより複雑な空圧配管が必要である。
【００５２】
制御モジュール２０６は、許可条件（enabling condition）入力２３４に応答してもよい。トリガが押されていることや安全スイッチが押されていることと併せて電力が使用可能であることが、釘打ち工具１０を起動する許可条件と判断することができる場合もある。その代わりに、またはそれに加えて、許可条件入力２３４が釘打ち工具１０を動作可能にしたり動作不能にする他の入力信号を表していてもよい。たとえば、許可条件入力２３４には、検知されたモータの過熱状態、オン／オフスイッチ、電池電力電圧レベル、または交流電力が入力されていることが含まれていてもよい。交流電力入力により、制御モジュール２０６が電源を切り替えたり電池を充電してもよい。
【００５３】
電池入力２３６は制御モジュール２０６の電源を表してもよい。さらに、制御モジュール２０６は、加速と作動が実行されると予測するときには、タイムアウト値を変更することで電池入力２３６の電圧レベルに対応してもよい。たとえば、特定の電池電圧レベルに対して、フライホイールモータ２０８は所定の目標速度にある時間範囲内に加速する必要があるが、この時間範囲は、電圧レベルに関連して変化すると予測される。したがって、工具の性能をより正確に予測することで、機械的障害をより正解に検出することができる。
【００５４】
電子制御モジュール２０６は、これらの入力信号２０４用のインターフェイス２４０〜２５６を備える。速度センサ２４０は、変換器２１４からの速度信号を別の形式に変換してもよい。たとえば、速度センサはアナログ信号をデジタル信号処理に適した疑似直流信号（デジタル信号）に変換してもよい。薄膜スイッチ「Ａ」２４２は、機械的なトリガ入力２２０を電気的なトリガ信号に変換する。薄膜スイッチ「Ｂ」２４４は、機械的な安全入力２２２を電気的な安全信号に変換する。事前設定速度範囲インターフェイス２４６は、ユーザ速度調節入力２２４に対して、完全に自由な速度の選択を許してもよく、フライホイール速度範囲を定義し得る。事前設定速度範囲インターフェイス２４６は、フライホールモータ２０８および／またはクラッチアクチュエータ２１０の動作可能範囲と、留め具と加工物の種類に対して予測される力の要件との組み合わせにより制限される範囲を定義し得る。連続モード入力２４８は、フライホールの連続モードまたは間欠モードの選択結果を受け取ってもよい。連続モードまたは間欠モードを一方のモードと排他的に使用してもよいことを理解されたい。代替的または付加的に、電池の充電状態（たとえば電池が一部放電されているときに電力を節約するために間欠モードに切り替える）など別の考慮事項に基づいて選択してもよい。留め具種類入力インターフェイス２５０は、留め具種類センサ入力２２８からの選択結果を検出するか、または受け取るが、これは、速度とタイミングについての考慮事項の調節に好都合である。留め具センサインターフェイス２５２は、留め具用変換器入力２３０に応じて、信号をデジタル処理に適した形式に変換する。制御モジュール２０６は、多くの形式で打ち込みの準備ができている留め具の有無に対応し得る。たとえば、空撃ちを防止して、摩耗や、部分的に装填されたり不適切な留め具の詰まりを防止したり、マガジンへの装填が必要なことを示したり、フライホイールの連続モードを中断するといったことができる。割り出しマガジンと共に使用する場合、割り出し制御インターフェイス２５４は、留め具割り出し器２３２に適切な割り出し信号を供給する。
【００５５】
制御モジュール２０６は、許可条件入力２３４と電池入力２３６に応じる電源装置２５６を含んで示されている。電源装置を制御モジュール２０６だけのための電源で構成し、留め具を打ち込むように指令されたときや連続モードで工具１０が動作可能な場合を除き、制御モジュール２０６を停止することで電池の電力消費を防止してもよいことを理解されたい。電源装置２５６は、さらに電力源の選択および／または取り付けられた電池の充電の論理を表してもよい。さらに、電源装置２５６は、電力が不注意により作動部品に到達するのを防止するためのさらに別の安全機能を表していてもよい。
【００５６】
電子制御モジュール２０６は、制御信号をフライホイールモータ２０８に適した形式に（たとえば論理信号からパルス幅変調（ＰＷＭ）電力信号に）変換するモータ制御インターフェイス２６０を提供する。クラッチ制御インターフェイス２６２は、制御信号をクラッチアクチュエータ２１０に適した形式に（たとえば論理信号から電力信号に）変換する。
【００５７】
制御システム２００は、制御モジュール２０６の指示器制御インターフェイス２６６により制御される照準指示器２６４を装着するためのユーザ用の追加の機能を持つことが好都合である。たとえば、安全スイッチを加工物に対して押し付けるなどの許可条件に応じて、焦点光やレーザーポインタが留め具を打ち込む予定の点に向けられるようにすることもできる。その照射は、ユーザが、照明が薄暗いときに加工物をより明確に見ることや、工具の照準をより明確に認識するのに役立つことができる。
【００５８】
電子制御モジュール２０６は、機能を追加するためにプログラムされるデジタルコントローラ３００を有することが好都合である。そのためには、プロセッサ３０２が、ランダムアクセスメモリ３０６のプログラムコンピュータ（「ポインタ」）３０４を介した間接アドレス指定により命令とデータにアクセスする。プロセッサおよび／またはメモリは、速度センサ２４０からの入力などの、デジタル形式で使用および保存されるアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）入力３０８にアクセスする。説明しないが、別の例として、アナログ入力としては速度調節入力２２４と事前設定速度範囲インターフェイス２４６がある。メモリ３０６は、命令３１０、固まったか不注意で保持されているスイッチを監視するためのスイッチタイマ３１２、時間依存信号の処理や異常処理のための割り込みコード３１４、過熱につながるおそれのある長すぎるモータの動作を監視するためのモータタイマ３１６、不注意によるまたは偽のスイッチ信号に対して処置がとられるのを防止するためのスイッチ振動抑制バッファ３１８、所要のまたは適切なフライホイール速度の予め設定されたまたは計算された値を保持するための速度目標レジスタ３２０、作動開始による運動エネルギーの打ち込み部への伝達時間の異常な長さを監視するための予め設定されたまたは計算された値を保持するための作動タイマレジスタ３２２、作動解除するための時期を設定するための無操作タイマ３２４、またはその他のデータ構造や未使用のメモリ３２６を備える。
【００５９】
命令３１０には、使用前にすべてのメモリロケーションが適切に動作していること、およびプログラムカウンタ３０４のインデックス設定が正しいことを確認するＲＡＭの検査を実施する診断コードが含まれることが理解されよう。診断コードは、さらにサブルーチンのロケーションからジャンプとリターンが正しいロケーションに戻ることを確認する。さらに、診断コードは、プロセッサ３０２がピンをハイかローに設定したときにピンに取り付けられた配線がそれに対応した状態になることを確認する。
【００６０】
制御モジュール２０６は、処理の失敗を防止するウォッチドッグタイマ回路３３０を備える。処理を通して、ウォッチドッグタイマ回路３３０はプロセッサ３０２により定期的にリセットされることで、制御モジュール２０６をリセットしたり動作不能にする処理を開始する期限に到達しないようにすることが理解されよう。
【００６１】
図１９は、制御システム２００を使用して工具１０の制御を行う一連のステップをメインルーチン４００として示している。留め具を打ち込む前に、ユーザ設定が使用可能である（ブロック４０２）。たとえば、ユーザ設定には、オン設定や、制御部の瞬間的な作動（トリガスイッチ、安全スイッチなど）などの許可条件が含まれていてもよい。ユーザ設定には、連続、間欠、または自動（制御システムが適切なモードを決定するなど）などのモード設定が含まれていてもよい。ユーザ設定には、留め具打ち込みアセンブリに適した工場既定範囲、検出された留め具の種類に適した範囲、またはユーザ選択範囲などを含めるための速度調節設定が含まれていてもよい。
【００６２】
ここで説明する実施形態では、安全スイッチを押すことなどユーザ入力（ブロック４０４）により制御システムが動作可能になる（ブロック４０６）ことで、処理が開始される。即座に、制御モジュールが診断を実行して、以下でさらに詳細に説明する、不注意による工具の起動や作動を引き起こす可能性のある障害を防止する（ブロック４０８）。特定の診断機能は動作中に継続して実行されることが理解されよう。
【００６３】
診断が完了すると、安全スイッチが押されているかどうかが判断される（ブロック４１０）。押されている場合、照準指示器が起動される（ブロック４１２）。この機能は、工具の動作や条件をユーザに対して視覚的に示すために実行可能な機能を説明するために含まれている。
【００６４】
その後、工具が連続モードかどうかが判断される（ブロック４１４）。このモードは、予め設定されていたり、ユーザが選択したり、バッテリ電圧などの考慮事項に基づいて自動的に選択されてもよい。ブロック４１４で連続モードの場合、たとえばトリガを押すなどの工具に作動準備をさせる入力が行われたかどうかがさらに判断される（ブロック４１６）。入力が行われている場合、以下で説明するように連続モードが開始される。入力が行われていない場合、無操作タイマが終了しているかどうかがさらに判断される（ブロック４１８）。適切な期間内に操作が行われなかった場合、制御モジュールは動作不能に設定され（ブロック４２０）、バッテリの消費が防止され、不注意による作動が防止される。ブロック４１８で無操作タイムアウトが発生していれば、処理は、フライホイールの連続動作を開始するためにトリガ指令を引き続き待つ。
【００６５】
ブロック４１４に戻り、連続モードが選択されていない場合や適切ではない場合、メインルーチン４００は、留め具を打ち込むたびにフライホールを目的速度に加速するのに好都合な間欠モードに入る。したがって、電池電力は打ち込みサイクルの間で節約される。フライホイールの残存運動エネルギーは、留め具打ち込みアセンブリにより保存されるため、間欠モードでもサイクル時間は短いままである。間欠モードでは、留め具を打ち込むための有効な指令が受け取られたかどうかが判断され（ブロック４２２）、受け取られていれば、有効な指令のための安全スイッチとトリガスイッチの規定された順番の確認と共に、以下で説明するフライホイールの間欠加速が開始される。ブロック４２２で有効な指令が受け取られていない場合、無操作タイムアウト期限に到達しているかどうかがさらに判断され（ブロック４２４）、到達していれば、制御モジュールが動作不能に設定され（ブロック４２０）、ルーチン４００が完了する。
【００６６】
図２０は、図１９で参照される診断ルーチン５００を示している。制御モジュールの電源の投入時に特定の診断試験が実施され、工具の動作中にその他の試験がバックグラウンドで継続して実施される。たとえば、ウォッチドッグタイマ（ブロック５０２）が図示されているが、このタイマでは専用回路がプロセッサによる最後の更新以来の期間を計測する。ウォッチドッグタイマがタイムアウト前に更新されない場合、制御モジュールの処理が異常と仮定され、工具は安全ロックアウトモードに入る（ブロック５０３）。このウォッチドッグタイマはメインルーチン４００を通じて継続して動作する。
【００６７】
また、デジタルパラメータが初期化され、すべての校正が実施される（ブロック５０４）。たとえば、割り込みベクトルが設定され、すべてのリセットが適切に処理されるようになる。また、発振器などのアナログ素子が校正される。それから、メモリ位置（Ｚビット）の内容の切り替え（toggle）と読み出しについてあらゆる障害がないことを確認することでプロセッサのメモリが試験される（ブロック５０５）。Ｚビットに障害がある場合（ブロック５０６）、安全ロックアウトモードが設定され（ブロック５０３）、障害がない場合、未使用のメモリにリセットコード（割り込みベクトルなど）がロードされる（ブロック５０８）。さらに、プログラムカウンタ（ポインタ）が破損しているかどうかが検査され（ブロック５１０）、破損している場合は、安全ロックアウトモードが設定される（ブロック５１２）。ブロック５１０でプログラムカウンタが破損していない場合、遅延が発生して、電源装置は制御モジュールを安定させることができる（ブロック５１４）。安定していない場合（ブロック５１６）、安全ロックアウトモードが設定される（ブロック５１８）。ブロック５１６で安定している場合、トリガタイムアウトカウンタが設定され、異常に長いトリガ指令によって作動が行われないようにする（ブロック５２０）。また、スイッチ振動抑制コードが設定され、瞬間的または偽のトリガ信号またはスイッチ信号が無視される（ブロック５２２）。その後、ルーチン５００は図１９のメインルーチン４００に戻る。
【００６８】
図２１は、図１９のブロック４１６からの間欠モードを示している。詳細には、メインルーチン４００のこの部分は、フライホイールを目標速度に加速し、フライホイールよって打ち込み部を駆動するべきことを示すユーザからの有効な指令によって開始される。そのため、速度目標が決定される（ブロック６００）が、この速度目標は、予め設定された値、ユーザ選択内容、ユーザの選択内容により調節された予め設定された速度範囲、検出された留め具の種類に基づく選択内容、またはユーザの選択内容により調節された検出された留め具の種類に基づく範囲に基づいていてもよい。目標が設定されると、モータ指令が開始される（ブロック６０２）。
【００６９】
パルス幅変調（ＰＷＭ）ソフトスタートを使用するとモータ指令の開始に好都合である。したがって、ＰＷＭ指令のデューティーサイクルが、最大指令レベルまで徐々に上昇し、電池に対する初期の電流要求とモータへのサージが減少する。それにより、電力消費が大幅に減少し、モータの耐用年数が延びる。
【００７０】
モータ指令に応答してフライホイールが加速すると、安全スイッチがまだ保持されているかどうかが判断される（ブロック６０４）。安全スイッチを加工物から引き戻すと、モータ指令が無効になり（ブロック６０６）、制御モジュールが動作不能になる（ブロック６０８）。
【００７１】
ブロック６０４で指令がまだ有効な場合、モータタイムアウトが終了しているかどうかがさらに判断される（ブロック６１０）。モータタイムアウトが終了している場合、留め具打ち込みアセンブリの障害（クラッチの固着、モータの故障、弱った電池など）により、安全ロックアウトモードが設定される（ブロック６１２）。ブロック６１０でモータがタイムアウトしていない場合、現在の検知速度が目標と比較される。目標に到達していない場合（ブロック６１４）、処理はブロック６０２に戻り、最大モータ指令が継続する。ブロック６１４で目標速度に到達している場合、モータ指令は無効になる（ブロック６１６）。
【００７２】
運動エネルギーをフライホイールから直線運動する留め具打ち込み部に伝達するための減速しきい値が決定される。したがって、フライホイール内の既知の量の運動エネルギーが使用可能なだけでなく、既知の量が打ち込み部に、したがって留め具に伝達され、打ち込み深さが一定になる。さらに、フライホールは運動エネルギーの伝達中や伝達後に完全に停止しないので、残りの運動エネルギーをその後の動作に使用することができる。減速は、所定の条件に対するルックアップテーブルに基づいていてもよく、現在の速度に対する固定された割合や目標未満の固定数値量に基づいていてもよく、あるいはその他の指標に基づいていてもよい。
【００７３】
それから、クラッチが係合され運動エネルギーが打ち込み部に伝達される（ブロック６２０）。それから、しきい値に到達したかどうかが判断される（ブロック６２２）。しきい値に到達していない場合、作動タイムアウトに到達したかどうかがさらに判断され（ブロック６２４）、作動タイムアウトに到達している場合は、安全ロックアウトモードが設定される（ブロック６２６）。ブロック６２２でタイムアウトに到達していない場合、ブロック６２０に戻り作動が継続する。ブロック６２２に戻り、減速しきい値に到達すると、クラッチが切断（離脱）される（ブロック６２８）。留め具割り出し器は、装着され動作可能に設定されている場合に作動状態になる（ブロック６３０）それから、制御モジュールが動作不能に設定され（ブロック６３２）、メインルーチン４００が終了する。
【００７４】
図２２は、図１９のメインルーチン４００のブロック４１６のトリガ指令後の連続モード部分を示す。詳細には、ブロック６００と６０２でそれぞれ説明したのと同様に、速度目標が決定され（ブロック７００）、モータが始動する（ブロック７０２）。それから、予測される時間内にモータを加速できないことを示すモータタイムアウトが終了しているかどうかが判断される（ブロック７０４）。モータタイムアウトが終了している場合は、安全ロックアウトモードが設定される（ブロック７０６）。タイムアウトしていない場合、目標に到達しているかどうかがさらに判断される（ブロック７０８）。目標に到達していない場合、ブロック７０２に戻ることでフライホイールの加速が継続する。
【００７５】
連続モードは、有効な指令に対して安全／トリガの順番の設定を追加することが可能で好都合である。たとえば、安全信号がトリガ信号よりも前になるように要求するのではなく（「トリガ撃ち」）、トリガ信号が安全信号よりも前にきてもよい（「底撃ち」）。さらに、不注意による作動を最小にするために、安全タイムアウト（たとえば３秒）と同様にトリガタイムアウト（たとえば３秒）が適用可能である。底撃ちは、ユーザが打ち込みの間のサイクル時間を非常に短くしたい用途やユーザがこの技法を個人的に好む用途のために、連続モードにオプションとして含まれる。
【００７６】
ブロック７０８で目標に到達している場合、速度が維持される（ブロック７１０）。たとえば、動作範囲を入力することも可能で、その場合、下限に到達するとモータ指令が再度実行され、上限に到達するとモータ指令が無効になる。それから、有効な指令をユーザから受け取ったかどうかが判断される（ブロック７１２）。受け取っていない場合、無操作タイムアウトが発生したかどうかが確認され（ブロック７１４）、発生していない場合、ブロック７１０に戻ることでフライホイール速度が連続的に維持される。ブロック７１４で無操作タイマが終了している場合、モータ指令が無効になり（７１６）、制御モジュールが動作不能に設定される（ブロック７１８）。
【００７７】
ブロック７１２に戻り、有効な指令が受け取られている場合、前述の間欠モードと同様にクラッチが接続状態（係合状態）になり、ブロック７２０〜７３４はそれぞれブロック６１６〜６３０に対応する。しかし、ブロック７３２でクラッチを切断（離脱）し、ブロック７３４で留め具割り出し器を作動状態にした後、制御はブロック７１０に戻り、連続状態での速度維持が継続して、留め具打ち込みの次の有効な指令を待つ。
【００７８】
図２３Ａは、「ｔ０」から「ｔ７」までの時間を通して図１のモータ２４の加速とソレノイド２６の作動を開始する有効なユーザ指令を図示している。時刻「ｔ１」に、安全スイッチを押すこととして示される許可事象（enabling event）により、電力が制御システムに供給される。「電力または安全スイッチ」は、図示された時間尺度を通して時刻「ｔ７」までオンのままである。時刻「ｔ２」で、トリガ信号が受け取られ、この信号もグラフの残りの部分を通してオンのままであり、トリガを引いた後に工具が加工物に当てて保持されていることを示す。時刻「ｔ２」では、モータ指令（「モータ信号」）も開始される。
【００７９】
図２３Ａの時刻「ｔ２」と「ｔ３」との間のモータ信号の部分は、図２３Ｂにさらに詳細に示されていて、モータ信号のソフトスタート部分を表している。詳細には、ＰＷＭモータ信号は、オン時間２μｓｅｃとオフ時間５１０μｓｅｃから始まり、最大指令である５１０μｓｅｃのオン時間と１０μｓｅｃのオフ時間に到達するまでサイクルごとに１０μｓｅｃそれぞれ増分および減分する。モータをソフトスタートさせる他のアプローチを実装することもソフトスタートを省略することも可能であることが理解されよう。
【００８０】
図２３Ａに戻ると、時刻「ｔ２」でモータ信号が開始すると、フライホイールとモータの回転速度のパラメータが検出される（「モータ速度」）。時刻「ｔ２」のモータ速度の初期値は、フライホイールに前回の打ち込みサイクルの運動エネルギーが残っていれば非ゼロの場合もある。およそ時刻「ｔ３」では、検出速度は作動に使用可能な速度範囲の下限速度に到達する。時刻「ｔ５」では、検出速度は目標速度に到達し、ここでいくつかの変化が発生する。モータ指令が無効になる。さらに、ソレノイド信号により作動が指令され、モータ速度の減少として表されるようにフライホイールから直線運動する打ち込み部へ、さらに留め具へ運動エネルギーが伝達される。時刻「ｔ６」では、所要の作動状態を示すしきい値に減少したモータ速度が検出され、それによりソレノイド信号が無効になる。
【００８１】
図２３Ｃ〜図２３Ｆは、無効な指令が与えられる結果、工具が作動しない例を示す。図２３Ｃは、時刻「ｔ２」での安全信号よりも前の時刻「ｔ１」でのトリガ信号を示し、説明のための実施例ではモータの起動とソレノイドの作動が防止される。図２３Ｄでは、安全スイッチが時刻「ｔ１」で押されているが、トリガ信号が受け取られる前に安全信号が時刻「ｔ４」でタイムアウトしているため、起動と作動が防止される。図２３Ｅでは、安全信号が時刻「ｔ１」でオンになり、トリガ信号が時刻「ｔ２」でオンになることが示されているが、これは必要な順番で、安全信号のタイムアウト値以内である。安全信号は存在するまま（remains present：オンのまま）であるが、トリガ信号は、時刻「ｔ４」後、モータ速度が速度目標（速度設定点）に到達する前にオフになる（withdraw）。有効な指令が存在したままであれば、モータ信号がなくなり、作動は発生しない。図２３Ｆは、図２３Ｅと類似の状態を示しているが、安全信号は、時刻「ｔ４」後、モータ速度が速度目標に到達する前にオフになるところが異なっている。この場合も、モータ信号がなくなり、作動は発生しない。
【００８２】
図２４Ａおよび図２４Ｂは、留め具の種類と電池の充電状態の幅広い動作範囲への制御システムの適応性を示している。図２４Ａは、電池が完全に充電されていて、目標速度が低速設定点に設定されたことにより、フライホイールの加速が急速な場合を図示している。したがって、時刻「ｔ１」で低い速度設定点に到達し、ソレノイド信号が時刻「ｔ２」まで比較的短期間存在する。それから、時刻「ｔ４」と「ｔ５」との間で電池電圧は図示のように完全放電レベルに到達し、工具は高い速度設定点に設定されている。したがって、時刻「ｔ５」から時刻「ｔ６」までの高い速度設定点へのモータ速度の上昇にはより長い時間がかかる。その上、ソレノイド信号は、低いソレノイド信号を使用してよりゆっくりと作動させることで、時刻「ｔ６」から時刻「ｔ７」までのより長い期間存在する必要がある。
【００８３】
図２４Ｂは、障害条件を検出することが可能でありながら、摩耗や製造上のばらつきによるクラッチ構成部品内の公差の増大に対処する制御システムの機能を示している。隙間の狭いクラッチを表している第１の軌跡では、モータはフライホイールを時刻「ｔ１」に目標速度まで加速する。それから、短いソレノイド信号が時刻「ｔ１」に開始する。短い期間後、フライホイールが必要な速度低下分だけ減速して、必要な量の運動エネルギーを打ち込み部に供給した後、ソレノイド信号が無効になる（deactivate：オフになる）。隙間の広いクラッチを表している第２の軌跡では、モータはフライホイールを時刻「ｔ６」に目標速度まで加速し、ソレノイド信号の開始を促す。ソレノイド信号は、第１の軌跡よりも長い期間持続する。時刻「ｔ７」で、必要な速度低下分が達成され、ソレノイド信号は無効になる。第３の軌跡は、係合に失敗するクラッチを示す。時刻「ｔ１０」では、モータはフライホイールを目標速度まで加速していて、ソレノイド信号が開始する。クラッチの係合が失敗すると、モータ速度が徐々に低下するが、時刻「ｔ１１」では依然として予想値よりも高い。次に、時刻「ｔ１２」で、障害を示すクラッチタイムアウト値に到達し、ソレノイド信号が中断される。
【００８４】
図２５は、連続モードまたは間欠モードの切り換え選択、および安価な速度検出に好都合な図１の釘打ち工具１０などのフライホイール作動形手持ち式工具用の例示的な制御回路８００を示している。
【００８５】
速度センサ８０２は、交互のＮ磁極の磁界とＳ磁極の磁界８０４を円形磁石上で誘導性変換器８０６により検出する。詳細には、直列接続された一対のコイル８０８では、コイルの共有節点が接地され、コイルの対向する端は、モデル番号ＴＡ７５Ｓ３９３Ｆなどの差動増幅器または比較器Ｕ１に接続されている。したがって、３２個の交互に配置された磁極による磁界の各対８０４が対向しているので、プッシュプル配置つまり差動配置により、信号の完全性と約１０〜１５ｍＶの差動速度信号の耐雑音性が向上する。比較器Ｕ１は、電源ＶＤＤとグランドとの間でバイアスがかけられている。正のバイアスは、電源装置からの高周波雑音外乱を抑制するコンデンサＣ１を介してグランドにも接続されている。
【００８６】
比較器Ｕ１の出力節点は、コンデンサＣ２を介してグランドに接続され、Fairchild Semiconductor Corporation製モデル番号ＭＭ７４ＨＣ４５３８などの単安定マルチバイブレータ（ワンショット）Ｕ２の＋Ｔ１入力に渡される差動速度出力を整流し、ローパスフィルタを適用している。ワンショットＵ２は集積回路であり、トリガがかかると、入力パルス幅に関係しない幅を持つ出力パルスを発生し、外部の抵抗−コンデンサ（ＲＣ）ネットワークによりプログラムすることでパルス幅を設定可能である。そのため、ワンショットＵ２のＲＣ入力は、直列接続された抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３の共通節点に接続され、直列接続されたその抵抗とコンデンサは、電源ＶＤＤとグランドにそれぞれ接続されている。ワンショットＵ２の反転入力ＣＸは、直列接続された抵抗Ｒ２とコンデンサＣ４の共通節点に接続され、直列接続されたその抵抗とコンデンサは、電源ＶＤＤとグランドにそれぞれ接続されている。ワンショットＵ２の反転出力は反転入力−Ｔに接続されている。ワンショットＵ２のバイアスＶ＋は、電源ＶＤＤに接続され、コンデンサＣ５を介してグランドに接続されている。このように構成されると、ワンショットＵ２は非反転出力Ｑから一連のパルスを出力し、パルス間の間隔は円形磁石の磁極が速度変換器８０８を通過する割合の関数となる。
【００８７】
ワンショットＵ２の出力Ｑのパルス列は、抵抗Ｒ３を介して節点８１０に接続されている。節点８１０は、コンデンサＣ６を介してグランドにも接続されている。したがって、節点８１０の信号には、ローパスフィルタが適用され、振幅がパルスレートに関連したほぼ直流の信号が生成される。したがって、検出された速度信号は、デジタル処理に適した形式に変換されている。
【００８８】
８ピンＲＩＳＣマイクロプロセッサモデルＰＩＣ１２Ｃ６７１などのコントローラＵ３がデジタル処理を実行する。コントローラＵ３のアナログ入力ＧＰ１は、ほぼ直流の信号をノード８１０から受け取る。ほぼ直流の信号は、アナログ入力ＧＰ０の速度目標基準信号と比較される。コントローラＵ３は、アナログ基準信号を、デジタル化された速度信号と１ビットの分解能で比較されるデジタル信号に変換する。速度目標基準信号は、電源ＶＤＤとグランドとの間に接続された調節可能な抵抗Ｒ４とＲ５による分圧器で形成される予め設定された速度調節範囲により生成される。抵抗Ｒ４とＲ５との間に無段階に調節可能なポテンショメータ８１２を挿入することは、ユーザによる速度調節にとって好都合である。ポテンショメータ８１２の取り出し点は、アナログ入力ＧＰ０に接続され、雑音抑制のためにコンデンサＣ７を介してグランドにも接続されている。ポテンショメータ８１２により目標速度を選択するための所要の速度範囲に合わせて抵抗Ｒ４とＲ５を選択してもよいことが理解されよう。このようにして生成された、アナログ入力ＧＰ０への電圧は、目標速度に対応する所要の電圧レベルを選択するのに好都合であり得る。プロセッサＵ３は、入力ＧＰ２への安全信号により動作可能に設定されると、図２３Ａ〜図２３Ｆのタイミング図で説明したように、出力ＧＰ５でモータ信号を生成する前、およびその後で出力ＧＰ４でソレノイド作動信号を生成する前に、入力ＧＰ３へのトリガ信号を待つ。
【００８９】
ユーザは、モード選択スイッチ８１４で連続または間欠のどちらかのモードを選択し、安全スイッチ８１６で工具を動作可能に設定し、それからトリガスイッチ８１８で留め具の打ち込みを指令することで、これらの動作を開始する。
【００９０】
安全信号は連続または間欠モードのいずれかで受け取られるが、モードがプロセッサＵ３の動作方法に影響する。具体的には、連続モードでは、スイッチ８１４は電池電圧ＶＢＡＴＴを、制御システム８００用の所要の電圧ＶＤＤに電池電圧を合わせるために値が選択されている抵抗Ｒ６に接続する。その結果得られる電源電圧ＶＤＤは、並列接続されたコンデンサＣ８とツェナダイオードＺ１を介してグランドに接続することによりさらに調整される。したがって、連続モードでは、制御システムは動作可能な状態のまま、安全信号とトリガ信号により工具が始動されるのを待つ。
【００９１】
そのためには、連続モードでは、モードスイッチ８１４は電池電圧をＳＮ７４ＨＣ１Ｇ０８などのＡＮＤゲート８２０の第１の入力に接続される。ＡＮＤゲート８２０の他方の入力は、安全スイッチ８１６が閉じている（closed：導通している）ときは、ＳＮ７４ＡＨＣ１Ｇ０４などのインバータ８２２で反転された電池電圧ＶＢＡＴＴを受ける。ＡＮＤゲート８２０の出力は、バイアス回路８２４を介して入力ＧＰ２を制御する。詳細には、ＡＮＤゲート８２０の出力は、入力ＧＰ２に抵抗Ｒ７を介して接続されている。入力ＧＰ２は、抵抗Ｒ８を介して電源ＶＤＤにも接続され、コンデンサＣ９を介してグランドにも接続されている。トリガスイッチが閉じると、グランドが抵抗Ｒ９を介してプロセッサＵ３の入力ＧＰ３に接続される。入力ＧＰ３は、抵抗Ｒ１０を介して電源ＶＤＤに接続され、コンデンサＣ１０を介してグランドに接続されている。
【００９２】
モードスイッチ８１４が間欠モードの時は、安全スイッチ８１６が閉じていれば、抵抗Ｒ６は電池電圧ＶＢＡＴＴに接続される。また、ＡＮＤゲート８２０の第１の入力はグランドに接続される。
【００９３】
プロセッサＵ３は、抵抗Ｒ１１を介して２Ｎ４４０１などの小信号トランジスタＱ１として示されるバッファのベースに接続された出力ＧＰ４におけるモータ信号により直流モータ８２６に指令する。ベースは、ベースに電圧が印加されていない場合でもトランジスタが確実にオフになるように抵抗Ｒ１２を介してグランドにも接続されている。コレクタは電源ＶＤＤに接続されている。エミッタは、エネルギー損失を最小にするのに好都合な低ＲＤＳ（オン）特性を持つＩＲＬ３８０３などの遮熱された整流器Ｑ２のベースにも接続されている。エミッタは、信号が供給されない場合でも整流器Ｑ２が確実にオフになるように抵抗Ｒ１３を介してグランドにも接続されている。整流器Ｑ２がオンになると、直流モータ８２６と、小パッケージで大電流容量を持つのに好都合なダイオードＱ３（モデルＭＴＤ２０Ｎ０３ＨＤＬなど）として構成されたＭＯＳＦＥＴのマイナス端子をそれぞれグランドに接続する。ダイオードＱ３と直流モータ８２６のプラス端子はそれぞれ電池電圧ＶＢＡＴＴに接続されている。したがって、整流器Ｑ２が閉じると直流モータ８２６が起動する。
【００９４】
プロセッサＵ３は、抵抗Ｒ１４を介してダイオードＱ４として構成されたＭＯＳＦＥＴ（モデルＭＴＤ２０Ｎ０３ＨＤＬなど）のベースに接続された出力ＧＰ５におけるソレノイド信号によりソレノイド８２８に指令する。ベースは、ベースに電圧が印加されていない場合でもトランジスタが確実にオフになるように、抵抗Ｒ１５を介してグランドにも接続されている。整流器Ｑ４は、グランドに接続されたマイナス端子と、ソレノイド８２８のマイナス端子に接続されたプラス端子を有する。ソレノイド８２８のプラス端子は、電池電圧ＶＢＡＴＴに接続され、したがって、ソレノイド信号により整流器Ｑ４が閉じるとソレノイド８２８が起動する。整流器Ｑ４は、ソレノイドの誘導性負荷に関連するスパイク電流に耐えるのに好都合である。
【００９５】
図２６は、電気割り出し信号を供給し、空圧割り出し方法により複雑さが増大するのを回避するための割り出し回路８３０を示している。さらに、割り出し回路は、ワンショットＵ２と同一のパッケージの一部のワンショットＵ４を使用するのに好都合である。割り出し回路８３０は、プロセッサＵ３のＧＰ４から反転入力−Ｔへのソレノイド信号によりトリガされるが、それは、ソレノイド信号が立ち上がりエッジではなく立ち下がりエッジでトリガされるソレノイドに適するようになっているためである。ワンショットＵ４は、プラスバイアスＶ＋が電源ＶＤＤに接続されて構成され、またコンデンサＣ１０を介してグランドにも接続されている。マイナスバイアスＶ−は接地されている。非反転出力Ｑは入力＋Ｔに接続されて、このデバイスが再トリガ不能、単安定モードで動作するように配置されている。反転入力Ｒは、電源ＶＤＤとグランドの間に接続された、直列接続の抵抗Ｒ１８とコンデンサＣ１１の共有節点に接続され、電源ＶＤＤが供給され安定するまでこのデバイスをリセット状態に保持するためのリセット用ＲＣネットワークを実現している。同様に、ワンショットＵ４の入力ＲＣは、出力タイミング、つまり出力パルスがハイの期間を設定する。詳細には、入力ＲＣは、電源ＶＤＤとグランドの間にそれぞれ接続された、直列接続の抵抗Ｒ１９とコンデンサＣ１２の共有節点に接続されている。ワンショットＵ４は、直前の留め具の打ち込み後、次の留め具を前進させて供給するように適切な持続期間とソレノイド信号からの適切な遅延を持つ出力パルスを生成する。出力Ｑからの割り出しパルスは、直列抵抗Ｒ１６を介することで、整流器Ｑ５（ダイオードとして構成されたモデルＭＴＤ２０Ｎ０３ＨＤＬなどのＭＯＳＦＥＴ）のベースへ適当な電圧を供給する。ベースは、電圧が印加されていない場合でも整流器Ｑ５が確実にオフになるように、抵抗Ｒ１７を介してグランドにも接続されている。整流器Ｑ５のマイナス端子は接地されている。整流器Ｑ５のプラス端子は、割り出しソレノイド８３２のマイナス端子に接続されている。割り出しソレノイド８３２のプラス端子は、電源電圧ＶＢＡＴＴに接続されている。したがって、割り出し信号により整流器Ｑ５が閉じると、割り出しソレノイド８３２が起動する。
【００９６】
使用時には、ユーザは釘打ち工具１０のマガジン４２に留め具の帯（strip）を装填し、充電された電池２２を取り付ける。工具が間欠モードなどのモード中は、留め具が分配または打ち込まれるたびにフライホイールを加速することで電池電力を節電する。ノーズアセンブリ３６は加工物に押し付けられると、安全装置３４が閉じ、安全リンク機構３８が、高信頼性薄膜安全スイッチ５２を接触させ、制御モジュール１８に給電する。トリガ３０が引かれると、別の高信頼性薄膜トリガスイッチ５０がトリガリンク機構３２を介して作動する。安全スイッチとトリガスイッチが適切な時間間隔と順番で作動すると（たとえば、安全スイッチが押下および保持されてから３秒以内にトリガされると）、プロセッサＵ３は留め具打ち込みアセンブリ１６および／または留め具と加工物に対して適切に設定されたフライホイールの目標速度を計算する。フライホイールが加速すると、非接触速度センサ６０からの速度信号が目標速度と比較される。目標速度に到達すると、モータ２４の通電が停止されてから、ソレノイド作動信号によりクラッチがフライホイール２８に係合され、運動エネルギーが直線運動する留め具打ち込み部６８に与えられる。プロセッサＵ３は減速しきい値を使用して、フライホイール２８が適切な量の運動エネルギーを伝達した時点を確定し、それ以降は、次のサイクルに使用可能な残りのエネルギーによりフライホイール２８の回転を継続させる。フライホイール速度を監視することで、低下した電池電圧、モータの劣化、またはクラッチの固着に起因するモータの加速度の低下などの故障状態が検出される。同様に、作動タイムアウトを検出することで、クラッチ駆動アセンブリ６４の係合の失敗が検出され、次のサイクルを実施する場合に工具１０の詰まりが防止される。
【００９７】
前述の効果により、携帯工具１０は、１回の行程で安定した打ち込みが可能でありながら、直流モータ２４を使用してフライホイール２８を加速することで有害なサージなしに電池２２の電力を効果的に使用する。さらに、さまざまな電池電圧と構成部品の公差のばらつき（たとえばクラッチの摩耗）に対して安定した打ち込みが保証される。
【００９８】
本発明は、いくつかの実施形態の記述により説明し、説明のための実施形態はかなり詳細に記述されているが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細内容に制限したり、何らかの限定を行うことは出願者の意図ではない。その他の利点や変形は、当業者には容易に明らかになろう。たとえば、本発明のいくつかの態様は、コード付きの動力工具や空気圧工具など他の動力源にも適用可能である。別の例としては、プログラムを使用したアプローチを本明細書で説明したが、デジタルロジック制御やアナログ制御も使用可能であることが理解されよう。
【００９９】
他の例として、非接触速度センサを開示したが、本発明の適用例には、その他の種類の速度検出が含まれていてもよい。たとえば、光学的符号化によるアプローチや、Ｗｉｅｇａｎｄセンサ、可変磁気抵抗センサ、ホール効果センサ、タコメーター信号などのモータからのフィードバック、およびその他の技法が使用できる。
【０１００】
さらに他の例については、前述の制御回路８００は、電池電圧ＶＢＡＴＴを採用し、電源電圧ＶＤＤに電池電圧を降圧するのに使用される抵抗とツェナダイオードＺ１によりその電池電圧が呼び値になるようにしている。しかし、電池電圧信号をプロセッサに供給しつつ、電圧を集積回路構成部品に対して調整可能な電源装置（たとえばスイッチング電源装置）を使用することもできることが理解されよう。それにより、プロセッサは、その指令、タイミング、およびその他の機能を、幅広い電池電圧に適合させることができ、したがって耐用年数を延ばすことができる。たとえば、１８ピンプロセッサ、モデルＰＩＣ１６Ｃ７１などのさらに追加の使用可能な入力を有するプロセッサが使用できる。
【０１０１】
その他の例として、速度調節回路は、標準の抵抗値を持つデジタル抵抗など別の種類の基準電圧を採用することもできる。さらに、プロセッサは、検出された速度信号が比較されるデジタル参照値を計算したりテーブルから探すこともできる。
【０１０２】
別の例としては、特定の安全信号とトリガ信号の順番を説明したが、その他の順番とタイムアウトの仕組みを採用することもできる。さらに、安全信号なしのトリガ信号単独の仕組みを採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明を具現する手持ち釘打ち工具の左部立面図を示し、左側の一部を取り除くことにより留め具打ち込みアセンブリと制御モジュールの一般的な位置を示している。
【図１Ａ】図１の釘打ち工具の制御モジュールの一般的な背部立面図を示している。
【図２】図１に示した手持ち釘打ち工具の本体から取り外された留め具打ち込みアセンブリの平面図を示している。
【図３】図１に示した釘打ち工具から取り外された留め具打ち込みアセンブリの左部立面図を示している。
【図４】図１に示した釘打ち工具の外殻から取り外され、わかりやすいように電気制御モジュールが取り外された留め具打ち込みアセンブリをハンドルから見上げた底面図である。
【図５】図１に示した釘打ち工具から取り外され、わかりやすいように電気制御モジュールが取り外された留め具打ち込みアセンブリの端部立面図である。
【図６】わかりやすいように電気制御モジュールが取り外された留め具打ち込みアセンブリの外観図（pictorial view）であり、クラッチ駆動アセンブリ構成部品の一般的な配置を示している。
【図７】図２〜図６に示した留め具打ち込みアセンブリの構成部品を示す分解外観図である。
【図８】図３の線分８−８に沿った断面図である。
【図９】図４の線分９−９に沿った断面図である。
【図１０】図８の円で囲まれた部分の拡大図である。
【図１１】図４の線分１１−１１に沿った断面図である。
【図１２】図４の線分１２−１２に沿った断面図である。
【図１３Ａ】固定板と作動板との間のボール/カム動作の概略を示す図である。
【図１３Ｂ】固定板と作動板との間のボール/カム動作の概略を示す図である。
【図１３Ｃ】固定板と作動板との間のボール/カム動作の概略を示す図である。
【図１４】固定板と作動板との距離ｘを、作動板の回転角度の関数として示すグラフである。
【図１５】ソレノイド板および端板間のカム構造（the solenoid camming plates:ソレノイドカム動作板）の拡大外観図である。
【図１６】固定板および作動板間のカム構造（the activation cammimg plates：カム動作板）の拡大外観図である。
【図１７】図９の線分１７−１７に沿った断面図である。
【図１８】図１の留め具打ち込み工具の制御システムのブロックダイアグラムである。
【図１９】図１８のコントローラが留め具打ち込み工具を動作させるためのステップの順序つまりメインルーチンの流れ図である。
【図２０】図１９のメインルーチンに参照される診断ルーチンの流れ図である。
【図２１】図１９のメインルーチンの間欠モード部分である。
【図２２】図１９のメインルーチンの連続モード部分である。
【図２３Ａ】図１９〜図２２のメインルーチンで参照される有効な指令に対する安全信号とトリガ信号の順序を示すタイミング図である。
【図２３Ｂ】図１９〜図２２のメインルーチンで参照される有効な指令に対する安全信号とトリガ信号の順序を示すタイミング図である。
【図２３Ｃ】図１９〜図２２のメインルーチンで参照される有効な指令に対する安全信号とトリガ信号の順序を示すタイミング図である。
【図２３Ｄ】図１９〜図２２のメインルーチンで参照される有効な指令に対する安全信号とトリガ信号の順序を示すタイミング図である。
【図２３Ｅ】図１９〜図２２のメインルーチンで参照される有効な指令に対する安全信号とトリガ信号の順序を示すタイミング図である。
【図２３Ｆ】図１９〜図２２のメインルーチンで参照される有効な指令に対する安全信号とトリガ信号の順序を示すタイミング図である。
【図２４Ａ】図１９〜図２２のメインルーチンで参照される電池の充電とクラッチの摩耗の変動に応じたモータの起動とソレノイドの作動を示すタイミング図である。
【図２４Ｂ】図１９〜図２２のメインルーチンで参照される電池の充電とクラッチの摩耗の変動に応じたモータの起動とソレノイドの作動を示すタイミング図である。
【図２５】図１８の制御システムを示す制御回路の回路図である。
【図２６】図２５の制御回路の割り出し制御回路の回路図である。

Claims

クラッチアセンブリの選択的な作動を介して留め具につながる打ち込み部材に伝達されたフライホイールの運動エネルギーにより該留め具を加工物に打ち込む方法であって、
前記フライホイールの運動エネルギーを示す前記フライホイールのパラメータを検出することと、
検出された前記パラメータが目標に到達することに応答して、前記クラッチアセンブリの起動を指令することと
を含む方法。
前記クラッチ動作装置の状態の変化を指令することは、
前記クラッチアセンブリの作動を指令した後、前記フライホイールの前記パラメータを監視することと、
前記監視されるパラメータがしきい値に達することに応答して、前記クラッチアセンブリの作動解除を指令することと
を含む請求項１に記載の方法。
前記指令された前記クラッチアセンブリの起動の時間を計測することと、
前記計測された起動時間がクラッチタイムアウト値を超えたことに応答して、前記クラッチが失敗して開いた状態であると判断することと
をさらに含む請求項２に記載の方法。
ユーザ入力に応答して前記フライホイールの前記目標に向けての加速を開始することをさらに含む請求項１に記載の方法。
前記ユーザ入力は連続モード許可事象であり、前記クラッチアセンブリの起動を指令することは、さらに留め具を打ち込む指令を受け取ることに応答し、
前記フライホイールの前記運動エネルギーを前記クラッチアセンブリが起動するまで維持することをさらに含む請求項４に記載の方法。
前記フライホイールの前記運動エネルギーの前記保持時間を計測することと、
無操作タイムアウト値を超えたことに応答して前記フライホイールの前記運動エネルギーの維持を終了することと
をさらに含む請求項５に記載の方法。
連続モードと間欠モードからなる群から選択されるモード設定にアクセスすることと、
前記アクセスされたモード設定が前記連続モードのときに、前記フライホイールの前記目標に向けての加速を開始し、かつ前記フライホイールの前記運動エネルギーを前記目標に維持することと、
ユーザ入力指令に応答して、前記アクセスされたモード設定が前記間欠モードであるときに、前記フライホイールの前記目標に向けての加速を開始することと
をさらに含む請求項1に記載の方法。
前記ユーザ入力はユーザ入力指令からなり、
維持された安全信号を検出して時間を計測することと、
トリガ信号を検出することと、
前記維持された安全信号の発生が前記トリガ信号よりも有効なトリガタイムアウト値以上前でない限り、前記維持された安全信号が前記トリガ信号よりも前に発生し、かつトリガ信号と同時に存在するときにユーザ入力指令と判断することと
をさらに含む請求項４に記載の方法。
前記トリガ信号を検出することは前記トリガ信号を振動抑制することをさらに含む請求項８に記載の方法。
前記目標に向けての前記フライホイールの加速時間を計測することと、
モータ始動タイムアウト値以内に前記フライホイールが前記目標に向けて加速するのに失敗したことに応答して失敗状態と判断することと
をさらに含む請求項４に記載の方法。
最大加速指令の前にソフトスタート指令により前記フライホイールの加速を開始することをさらに含む請求項４に記載の方法。
前記クラッチアセンブリの起動の指令後、次の留め具を割り出すように電気的に信号で合図することをさらに含む請求項１に記載の方法。
動力装置により加速され、クラッチにより選択的に打ち込み部に結合されて運動エネルギーを留め具に伝達して該留め具を加工物に打ち込むようにする慣性部材を備える手持ち式工具用の速度コントローラであって、
前記慣性部材の運動エネルギーを示す前記慣性部材のパラメータを検出するよう動作可能なセンサと、
前記検出されたパラメータと目標値に応答して、前記クラッチに前記慣性部材の前記運動エネルギーを伝達するように指令するよう動作可能に構成された回路構成と
を備えるコントローラ。
前記手持ち式工具の前記慣性部材は、フライホールを備え、前記センサは、回転速度である前記パラメータを検出するように構成されている請求項１３に記載のコントローラ。
前記センサは、
前記フライホイール上に配置された複数の磁極と、
前記フライホイールに近接して配置されて前記複数の磁極を順次に検出する誘導性ピックアップと
を備える請求項１４に記載のコントローラ。
前記複数の磁極は、同一の選択された極性を持つ磁極の第１のリングと、該第１のリングと同心で逆の極性を持つ第２のリングとを備え、前記誘導性ピックアップは、前記第１のリングを検出するように揃えられた第１の誘導性ピックアップと前記第２のリングを検出するように揃えられた第２の誘導性ピックアップとを備える請求項１５に記載のコントローラ。
前記センサは、
入力として前記第１および第２の誘導性ピックアップを有し、出力として前記フライホイールの回転速度を表す周期信号を供給する比較器と、
前記周期信号を前記回転速度を表す振幅に変換するように構成された回路と
をさらに備える請求項１６に記載のコントローラ。
前記回路は、前記クラッチへの前記指令後、割り出し信号を生成するようにさらに構成されている請求項１３に記載のコントローラ。
留め具を加工物内に打ち込む携帯手持ち式工具であって、
留め具を収容するように構成された留め具マガジンと、
慣性部材、
前記慣性部材に機械的につながって前記慣性部材を加速する電動装置、
前記留め具マガジンの留め具を打ち込む直線運動可能な打ち込み部、および
前記慣性部材と前記打ち込み部に選択的に連結して前記慣性部材から前記留め具に運動エネルギーを伝達するクラッチ
を備える留め具打ち込みアセンブリと、
前記慣性部材の運動エネルギーを示すパラメータの検出のために動作可能なセンサと、
前記センサからの前記パラメータに応答して前記留め具打ち込みアセンブリに指令するコントローラと
を備える携帯手持ち式工具。
電池をさらに備え、前記コントローラと前記留め具打ち込みアセンブリは前記電池により給電される請求項１９に記載の携帯手持ち式工具。