JP5410680B2 - 多段式ソレノイド締結装置 - Google Patents

Description

本教示は、コードレス締結工具、より詳細には、コードレス締結工具の駆動ブレードを出し引きして、多段式ソレノイド内の可動鉄芯の相対位置に基づいて多段式ソレノイドの各段の磁場を調節することが出来る多段式ソレノイドに関する。

従来の締結工具は、締結具をワークに打ち込むために空気圧作動を採用することが出来る。これらの工具では、空気圧システムからの空気圧は、締結具をワークに打ち込むためと締結具を打ち込んだ後で工具を初期状態に戻すための双方で使用され得る。空気圧システムでは、ホースと圧縮器とが、工具に加えて必要とされることが理解される。ホースと工具と圧縮機との組合せは、輸送するには比較的に不便であり且つ扱いにくいこともある、大きく、重量及び、体積のあるパッケージを提供し得る。他の従来の締結工具は、電池式として締結具を打ち込むために伝動装置とモータとに係合することが出来る。しかしながら、伝動装置とモータに内在する効率の悪さが、電池寿命を制限する可能性がある。

締結工具においては、ソレノイドが、締結具を打ち込むために使用されてきた。一般的には、ソレノイドは、締結具をワークに打ち込むために必要とされる力を発生するために、単一締結具に対して複数回の衝突を実行する。他の例では、コード付きの工具が、締結具を打ち込むためにソレノイドを使用し得るが、エネルギー必要量は、相対的に大きくなり得、コード付きの応用例により適するようにされている。

本教示は、一又は二以上の締結具をワークに打ち込む締結装置を含んでいる。締結装置は、一般的に、工具ハウジングと、少なくとも第一の段と第二の段とそれら第一の段と第二の段との間を移動する可動鉄芯部材とを有する多段式ソレノイドとを含んでいる。多段式ソレノイドが、工具ハウジング内に収容されている。駆動ブレードが、可動鉄芯部材に接続されている。駆動ブレードは、延出した状態と引き込まれた状態との間で動作可能である。制御モジュールは、第一の段と第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せのうちの少なくとも一つに関連して可動鉄芯部材の相対位置を測定する。トリガ組立体が、制御モジュールに接続されており、引き込まれた状態と延出した状態との間で駆動ブレード部材を移動させる駆動シーケンスを起動させる。制御モジュールは、可動鉄芯部材の相対位置に基づいて第一の段と第二の段との間に電力を導いている。

本教示の別の適応領域は、以下に示された詳細な説明から明白となる。詳細な説明と具体例とが、本教示の様々な形態を示唆しているが、例示のみを目的として意図されており、教示の範囲を制限することを意図していないことを理解すべきである。

本教示は、以下に各々簡潔に記載された詳細な説明、添付された請求項及び添付図面からより十分に理解される。

本教示の様々な形態における以下の記載は、本質的に、単なる例示にすぎず、教示、それらの応用例又は使用例を制限することを全く意図していない。本明細書内で使用されているように、モジュール及び／又は制御モジュールという用語は、特定用途の集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、一又は二以上のソフトウェア又はファームウェアプログラムを実行する（共用の、専用の、又はグループの）プロセッサ（中央演算処理装置）及びメモリ、組合せ論理回路、上記記載された機能を提供するそれら論理回路の他の適した構成要素及び／又は一又は二以上の適した組合せを指し得る。

図１を参照すると、例示の締結工具１０は、本教示の一形態によれば、（図１に示されるような）引き込まれた状態と延出した状態（例えば、図２Ｃを参照）の間で駆動組立体１４を駆動可能とさせる多段式ソレノイド１２を含むことが出来る。締結工具１０は、外側ハウジング１６を含むことができ、そのハウジングは、多段式ソレノイド１２の第一の段１８と第二の段２０とを格納することが出来る。外側ハウジング１６は、駆動組立体１４と制御モジュール２２とをさらに収容することが出来る。多段式ソレノイド１２が、第一の段１８と第二の段２０とを含んで図１に示されているが、多段式ソレノイド１２は、実施に際して適宜に付加的な段を含むことができ、その実施例が本願明細書において後述されている。

例示の締結工具１０は、また、ノーズピース２４と、締結具マガジン２６と、電池２８とを含むことが出来る。電池２８が、外側ハウジング１６と連結され得る一方、締結具マガジン２６が、駆動組立体１４に接続され得る。制御モジュール２２は、トリガ組立体３６が引き込まれたときに、駆動ブレード３０が、締結具マガジン２６から連続的に供給される一又は二以上の締結具３２をワーク３４に打ち込むことが出来るように、第一の段１８と第二の段２０とを制御して駆動組立体１４を磁気を利用して移動させることが出来る。締結具３２は、ワーク３４に打ち付けられ得る、爪の、針の、無頭釘の、クリップ又は任意の上記適した締結具３２である。

図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃを参照すると、多段式ソレノイド１００は、第一の段１０２と第二の段１０４とを含むことができ、これは、本教示の一形態によれば、磁場を生じさせるように選択的にエネルギが付与され且つ磁場を消失するようにエネルギを解除することが出来る一又は二以上のコイル組立体を各々含むことが出来る。第一の段１０２及び／又は第二の段１０４に選択的にエネルギを付与し且つエネルギを解除することによって、一又は二以上の磁場は、段１０２、１０４に関して移動する可動鉄芯部材１０６の一般的な線形動作を確立する。一の例示では、磁場が、一又は二以上の締結具３２（図１）を相対的且つ効果的に打ち込むために選択的にエネルギを付与し又は消失させることが出来る。しかしながら、多段式ソレノイド１００は、段１０２、１０４に対して可動鉄芯部材１０６の規定時間及び／又は相対位置で磁場を消失することによって磁場を維持するためのエネルギを節約することが出来る（例えば、消費されない）。

可動鉄芯部材１０６は、引き込まれた状態（図２Ａ）から延出した状態（図２Ｃ）に移動することが出来る（全体又は一部に）プランジャ部材１０８を形成し得る。図１では、駆動組立体１４は、リンク部材３８を介してプランジャ部材１０８ａに接続され得る駆動ブレード３０を含むことが出来る。プランジャ部材１０８ａは、多段式ソレノイド１２と関連する（全体又は一部に）可動鉄芯部材１０６ａを形成し得る。他の例示では、追加リンク部材は、駆動ブレード３０をプランジャ部材１０８ａに接続することができ、又は、プランジャ部材１０８ａが、さらに直接的に駆動ブレード３０と結合され得る。

図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃを再び参照すると、プランジャ部材１０８は、上端停止部１１０と底部停止部１１２との間を移動し得る。適用されるときに、プランジャ部材１０８の一部は、駆動ブレード１２０を形成し得る。上端停止部１１０及び／又は底部停止部１１２は、段１０２、１０４の一部、外側ハウジング１６（図１）の内側部分、外側ハウジング１６及び／又は段１８、２０の内側部分に接続された分離した構成要素、及び／又はそれの一又は二以上の組み合わせとすることが出来る。任意の上述の形態では、駆動ブレード１２０は、底部停止部１１２を超えて延長されることが出来る。

本教示の様々な形態では、駆動組立体１４は、図１に示されるように、締結具３２をワーク３４に打ち付け得る駆動シーケンスを周期的に繰り返すことが出来る。図２Ａを参照すると、例えば、駆動シーケンスは、引き込まれた状態においてプランジャ部材１０８から開始することが出来る。第一の段１０２と第二の段１０４とは、プランジャ部材１０８ａ（例えば、可動鉄芯部材１０６）を第二の段１０４に向かって引き寄せるために各々の磁場を生じさせるようにエネルギを付与し得る。プランジャ部材１０８が、駆動ブレード１２０に接続されたときに、駆動ブレード１２０は、引き込まれた状態から延出した状態へ移動を開始することが出来る。プランジャ部材１０８は、底部停止部１１２において又は近接してその動作を止めることが出来る。

プランジャ部材１０８を引き込まれた状態に戻すために、第一の段１０２及び／又は第二の段１０４は、エネルギを付与させ得るが、磁場の方向が、プランジャ部材１０８に適用される磁力の方向を逆にするために正反対にすることが出来る。例えば、図１では、プランジャ部材１０８ａは、駆動ブレード３０を引き込まれた状態に延出した状態から戻すことが出来る。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに示されるように、可動鉄芯部材１０６は、キャップ部材１２２を有するプランジャ部材１０８を締め付け得るコア部材１２４をさらに形成することが出来る。本教示の他の形態において、キャップ部材１２２及び／又はコア部材１２４が、省略され得るが、本教示の一形態では、キャップ部材１２２及び／又はコア部材１２４が含まれ得る。

プランジャ部材１０８が、段１０２と段１０４との間を移動するにつれて、それぞれの磁場は、駆動シーケンスを介してプランジャ部材１０８の動作を容易にすることによってエネルギを付与され又は消失され得り、且つそのような動作の間にエネルギー消費量を節約している。特に、プランジャ部材１０８の（すなわち、可動鉄芯部材１０６）の相対位置は、例えば、電流の変化を検出することによって段１０２、１０４に対して測定され得る。電流の変化が、一又は二以上の段１０２、１０４と関連され得る一又は二以上のコイル組立体で一又は二以上のコイル回路のインダクタンスにおける変化によって引き起こされることが出来る。特に、インダクタンスにおけるこの電流の変化は、一又は二以上のコイル組立体における一又は二以上のコイル回路の抵抗に作用する、それぞれのコイル回路と関連する電流の変化として最後に測定され得る。

本教示の一形態では、図７を参照すると、図表１５０は、時間と直流電圧との関数として電流１５２値を示している。電流変曲点１５４が、検出され且つ多段式ソレノイド１００（図２）における可動鉄芯部材１０６（図２）の相対位置の代用値としての機能を果たし得る。第一の変曲点１５４が検出されたときに、制御モジュール２２（図１）は、第一の段１０２（図２）から第二の段１０４（図２）に全出力を導くことが出来る。多段式ソレノイドが二以上の段を有するときに、例えば、図４を参照すると、変曲点の検出に基づいて各段の間の全出力の方向が、各段の間で可動鉄芯部材１０６が移動するように繰り返され得ることが開示の観点から高く評価される。各段の総数によらず、制御モジュール２２は、各段に全出力を導くことができ、且つ例えば、パルス幅調整を使用する電力を調節する必要が無く、可動鉄芯部材１０６の相対位置に基づいて各段の間で電力を切り替えることが出来る。

変曲点１５４の検出が、電流値の変化率のしきい値変化の検出に基づいて行われ得る。電流の変化率の値のしきい値変化を検出することによって、制御モジュール２２（図１）は、例えば、残量電池寿命の変化による電圧の相対的変化を明らかにすることができ且つ例えば周囲温度のように周囲状態において変化する。図７に例示されるように、変曲点は、電流の変化率の変化値が、正の値から負の値すなわち逆に、すなわち勾配変化の凹面、へ変化する相対位置をさらに形成され得る。この場合には、制御モジュール２２は、変曲点１５４において示されるように、電流値の変化の変化率の値が、正の値から負の値に変化するときに、特に測定され得る。言い換えれば、制御モジュール２２は、所定の区間時間の電流の第二次導関数の値を検出し、第二次導関数の値が負の値になり、制御モジュールが、その後の段に電力を導くことが出来る。

本教示の一形態では、図３を参照すると、一又は二以上のセンサ２００が、多段式ソレノイド１００において段１０２、１０４に対して可動鉄芯部材１０６の相対位置を検出するように使用され得る。その際に、可動鉄芯部材１０６の相対位置及び／又は速度と、段１０２、１０４との磁場にエネルギを付与し且つ消失させることが、エネルギーをさらに一定に保ち及び／又は多段式ソレノイド１００によって発生した力を増加するように調整され得る（すなわち、調節される）。

本教示のさらなる形態では、図４を参照すると、多段式ソレノイド３００は、二以上の段、第一の段３０２、第二の段３０４、第三の段３０６、及び第四の段３０８を含み得る。プランジャ部材３１０（すなわち、可動鉄芯３１２）が、引き込まれた状態から延出した状態（特に示されない）に引き寄せられるときに、各段３０２、３０４、３０６、３０８が、カスケード式で、エネルギを付与され且つエネルギを解除され得る。この目的を達成するために、プランジャ部材３１０は、プランジャ部材３１０の移動が、延出した状態において終了されており及び／又はプランジャ部材３１０の一部が、第一停止部３１４から多段式ソレノイド３００の反対側に存在する第二停止部３１２と接触するまで、次の段（例えば、第二の段３０４から第三の段３０６に）に向かって連続的に加速され得る。プランジャ部材３１０は、駆動ブレード３１６を形成し、又は様々に適した方法においてその駆動ブレード３１６に接続され得る。延出した状態から、各段３０２、３０４、３０６、３０８が、図４に示されように、エネルギを付与され、且つ次に同様にエネルギを解除され得るが、延出した状態から引き込まれた状態に戻るプランジャ部材３１０を引き寄せるようにカスケード式で反対方向に向ける。バネ又は他の適した伸縮部材が、以下により詳細に記載されるように、延出した状態から引き込まれた状態に（一部又は全体的に）プランジャ部材３１０を移動するためにさらに使用されることが出来る。

本教示のさらに別の形態では、図５を参照すると、バネ４００又は他の適した伸縮部材が、プランジャ部材４０２の一部に取り付けられ得る。バネ４００は、引き込まれた状態（例えば図６Ａを参照）にプランジャ部材４０２を保持することができ且つ、適用されるときに、引き込まれた状態に延出した状態（例えば図６Ｂ参照）から戻すようにプランジャ部材４０２を引き戻す。エネルギが付与されたときに、多段式ソレノイド４０８の第一の段４０４及び／又は第二の段４０６は、引き込まれた状態にプランジャ部材４０２を保持することが出来ることが開示された観点から高く評価される。この例示では、第一の段４０４及び／又は第二の段４０６（又はそれ自体によって）とを組み合わせて、バネ４００は、また、引き込まれた状態においてプランジャ部材４０２を保持することが出来る。

第二の段４０６が、エネルギを付与され、第二の停止部４１０に向かって且つ延出した状態（特に示されない）内にプランジャ部材４０２を引き寄せるときに、バネ４００は、延出され得り、こうしてプランジャ部材４０２を引き込まれた状態に戻すように作動することが出来るバネ力を発生することが出来る。第二の段が電圧を解消されるにつれて、バネ４００は、第一の停止部４１２に向かって及び引き込まれた状態内にプランジャ部材４０２を引き寄せるように開始され得る。この場合は、第一の段４０４及び／又は第二の段４０６が、単にプランジャ部材４０２を引き込まれた状態に戻すように引き寄せられることによって発生した磁場のみならず、延出された状態においてバネ４００によって発生したバネ力は、また、プランジャ部材４０２を引き込まれた状態に戻すように引き寄せられることが出来る。

プランジャ部材４０２は、駆動ブレード４１４を形成することが出来る。第一の段４０４及び／又は第二の段４０６が、プランジャ部材４０２を引き込まれた状態に戻すために引き戻すようなバネ４００又は他の適した伸縮部材を必ずしも代わりに用いる必要がないことが開示の観点から高く評価される。なぜならば、第一の段４０４及び／又は第二の段４０６が、プランジャ部材４０２を引き込まれた状態に移動するためにエネルギを付与される必要がない（又は、第一の段４０４及び／又は第二の段４０６によって発生した磁場が、強磁場である必要が無い）ので、電池の寿命が、延長され得る。

本教示の別の形態では、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃを参照すると、駆動組立体５００は、ツーピースの組立体を含み得る。特に、駆動組立体５００は、駆動ブレード部材５０４と独立して移動することが出来るプランジャ部材５０２を含み得る。プランジャ部材５０２は、多段式ソレノイド５１０の少なくとも第一の段５０６及び／又は第二の段５０８にエネルギを付与し且つエネルギを解除することによって延出した状態（図６Ｃ）と引き込まれた状態（図６Ａ）との間で移動され得る。一又は二以上の段５０６、５０８によって引き込まれた状態から延出した状態に移動されるときに、プランジャ部材５０２は、（第一停止部に）突き当てることができ、従って、駆動ブレード部材５０４上に力の衝撃を与える。プランジャ部材５０２からの力は、図１に示されるように、例えば、駆動ブレード３０と同様な方法で締結具をワークに打ち込むために引き込まれた状態（図６Ａ）から延出した状態（図６Ｃ）に駆動ブレード部材５０４を移動し得る。

バネ５１２又は他の伸縮部材が、プランジャ部材５０２と第一の停止部５１８の一部とに取付けられ得り、且つ延出した状態（図６Ｃ）から引き込まれた状態（図６Ａ）に戻すプランジャ部材５０２の移動を補助することが出来る。加えて、バネ５１４又は他の適した伸縮部材は、駆動ブレード５０４とブロック部材５１６とに取付けられ得る。一つの例示では、ブロック部材５１６が、適した工具ハウジング内に収容され得る。駆動ブレード部材５０４に取付けられたバネ５１４は、延出した状態（図６Ｃ）から引き込まれた状態（図６Ａ）へ戻る駆動ブレード部材５０４を移動させることが出来る。

第一の段５０６及び／又は第二の段５０８は、引き込まれた状態から延出した状態へプランジャ部材５０２を引き寄せるようにエネルギを付与され得る。プランジャ部材５０２が、第二の段５０８に向かって引き寄せられるにつれて、プランジャ部材５０２は、引き込まれた状態から延出した状態へ駆動ブレード部材５０４を移動させるように駆動ブレード部材５０４を突き当てることが出来る。プランジャ部材５０２によって達成されたより大きい速度、駆動ブレード部材５０４に供給されたより多量のエネルギー（例えば、衝撃力）とが、この開示の観点から高く評価される。

延出した状態から、バネ５１４又は適した伸縮部材は、駆動ブレード部材５０４を引き込まれた状態に戻すように引き寄せられ得る。プランジャ部材５０２は、駆動ブレード部材５０４上に力を付与した後で、段５０６、５０８が、プランジャ部材５０２を引き込まれた状態に戻すために引き寄せられるようにエネルギが付与され得る。代わりに、又は加えて、段５０６、５０８、バネ５１２、５１４又は他の適した伸縮部材の磁力は、延出した状態から引き込まれた状態へ戻すプランジャ部材５０２及び／又は駆動ブレード部材５０４を（全体又は一部に）引き寄せ得る。

述べてきたように、多段式ソレノイドの二以上の段が、電気モータ及び伝動装置と同様な方法で駆動ブレードを有することが出来る駆動組立体を移動させるためにカスケード式にエネルギを付与され得る。しかしながら、電気モータと伝動装置とを比較したときに、多段式ソレノイドは、相対的により良い（長い）電池寿命を提供することが明らかとなる。加えて、多段式ソレノイドを使用する締結工具は、相対的により軽く、よりバランスの取れた且つよりコンパクトな工具を提供することが出来る。

図１を参照すると、ノーズピース２２は、当業者において公知であるように接触トリップ構造５０を含み得る。簡潔に、接触トリップ構造５０が、ワーク３４（例えば、引き込まれた相対位置において）と接触するにもかかわらず、接触トリップ構造５０が、駆動締結具３２からワーク３４（例えば、多段式のソレノイドに電力を阻止する）内に締結工具１０を防止するように構成され得る。

引き込まれた状態において、接触トリップ構造５０と一体となって、トリガ組立体３６が、駆動シーケンスを起動するように引き戻され得る。さらに、例示の接触トリップ構造の詳細が、共通の出願人である出願番号１０／９７８，８６８として２００４年１０月２９日に出願された米国特許出願「締結工具のための操作ロック及び深さ調節」という標題で開示されており、出願番号１０／８７８，８６７として２００４年１０月２９日に出願された、「集積接触トリップを有するコードレス締結工具ノーズピース及びマガジン供給」、及び２００５年１２月２６日に特許された、米国特許番号６，９７１，５６７、「コードレス締結工具の電気制御」という標題で開示されており、本明細書内で十分に説明されるように、この結果、参照として組み入れられている。

本教示の一形態では、図８を参照すると、例示の操作判断方法が、図１に示されるように、多段式ソレノイド１００と例えば、駆動組立体１４を駆動する多段式ソレノイド１２を有する締結工具１０とが使用されることがフローチャートにおいて説明される。ステップ６００では、締結工具１０に使われる接触トリップ構造５０（図１）が、係合される、例えば、ワーク３４（図１）に対して引き戻される。ステップ６０２では、使用者は、トリガ組立体３６を収縮させることが出来る。トリガ組立体３６の収縮を検出する上で、制御モジュール２２は、第一の段１８に電力を導くことが出来る。ステップ６０４では、第一の段が、エネルギを付与させられ且つ可動鉄芯の部材１０６ａ（図１）上に力を及ぼし得る磁場を生じさせることが出来る。ステップ６０６では、制御モジュール２２は、電流値が変曲点を形成するときに、長い期間に渡って電流値を測定するために監視することが出来る。

ステップ６０８では、制御モジュール２２は、電流の変曲点を注視するためにあるが、制御モジュール２２（図１）は、電流値が工具ジャム状態及び／又は低電池状態を表示するか否かを測定することが出来る。一つの例示では、工具ジャム状態及び／又は低電池状態が引き起こされるときに、電流値を相対的により高くすることが出来る。電流値が、工具ジャム及び／又は低電池状態を表示するときに、操作判断方法がステップ６２０において継続する。電流値が、工具ジャム状態及び／又は低電池状態を表示しないときに、操作判断方法は、ステップ６１０において継続する。

ステップ６１０では、制御モジュール２２（図１）は、電流変曲点が検出されたか否かが測定され得る。制御モジュール２２が、電流変曲点を検出するときに、操作判断方法は、ステップ６１２において継続する。制御モジュール２２が電流変曲点を検出できないときに、操作判断方法は、ステップ６２０において継続する。ステップ６１２では、制御モジュール２２は、しきい値区間の時間が電流変曲点の検出以前に期間経過か否かが測定される。制御モジュール２２は、しきい値区間の時間の期間経過以前に電流変曲点を検出するときに、操作判断方法は、ステップ６１４において継続する。制御モジュール２２は、しきい値区間の時間の期間経過の後で電流変曲点を検出するときに、操作判断方法は、ステップ６２０において継続する。

ステップ６１４では、制御モジュール２２（図１）は、第一の変曲点の検出に基づいて第一の段１８（図１）から第二の段２０（図１）に電力をシフトすることが出来る。ある例では、多段式ソレノイド１２（図１）は、二以上の段を有するが、操作判断方法は、ステップ６０６にループバック（折り返して戻る）することができ且つ第二の変曲点を検出するために待機されることが開示の観点から高く評価される。第二の変曲点が検出されるときに、制御モジュール２２は、多段式ソレノイドの第二の段から第三の段に電力を送ることが出来る。このことは、電力が多段式ソレノイド１２の最後の段に送られるまで、継続する。

ステップ６１６では、制御モジュール２２（図１）は、各段は、力を可動鉄芯部材１０６ａ（図１）に供給しないように、すべての段から電力を取り去ることが出来る。ステップ６１８では、図１を参照すると、適した伸縮バネ又は他の適した構造は、駆動組立体１４を引き込まれた状態に戻し得る、すなわち、可動鉄芯部材１０６ａを第一の段１８に戻すことである。多段式のソレノイド１２の各段によって発生した磁場は、上述のように、駆動組立体１４を引き込まれた状態又は開始状態に戻すように正反対の方向において可動鉄芯部材１０６ａ（図１）を導くように反転され得るということが開示の観点から高く評価される。図８に戻ると、ステップ６２０では、制御モジュール２２（図１）は、各段が、力を可動鉄芯部材１０６ａ（図１）に供給できないように、すべての段から電力を取り去り得る。ステップ６１８とステップ６２０とから、当該操作判断方法が終了する。

特定の形態が、明細書において記載されており且つ図面において例示されているが、様々な変化が形成され得り、且つ同等なものが、本教示の範囲から逸脱すること無しにその本願実施例に関する要素のために代用され得ることが当業者によって理解される。さらに、本教示の様々な形態間で特徴、要素及び／又は機能の混合及び整合は、当業者が、本教示からその特徴を高く評価するように、本明細書内で明白に意図されてもよい。上述の他の記載にもかかわらず、必要に応じて、本教示の一形態における要素及び／又は機能は、別の形態内に包含されてもよい。さらに、多くの改良が、特定の状況、形態、又は材料をそれの本質的な範囲から逸脱すること無しに本教示に適合されるように作られてもよい。したがって、本教示は、本教示の範囲が、以下の上述の記載及び添付の請求項内の多くの形態と例示とを含んでいるが、本教示を実施するために現在熟慮された最適なモードとして、図面によって例示され且つ明細書において記載される特定の形態に制限されるものではないことが意図される。

本教示の一形態によって構成された例示の締結具と例示のワークとを挿入する適応性がある多段式ソレノイドを有する例示のコードレス締結工具の斜視図である。 本教示の一形態によって構成された引き込まれた状態から延出した状態に駆動組立体の一部を延長する多段式ソレノイドの例示の駆動シーケンスの行程を示す図表である。 本教示の一形態によって構成された引き込まれた状態から延出した状態に駆動組立体の一部を延長する多段式ソレノイドの例示の駆動シーケンスの行程を示す図表である。 本教示の一形態によって構成された引き込まれた状態から延出した状態に駆動組立体の一部を延長する多段式ソレノイドの例示の駆動シーケンスの行程を示す図表である。 本教示の一形態によって構成された各段に関してプランジャの相対位置を検出するセンサを有する多段式ソレノイドの図表である。 本教示の一形態によって構成された四つの段を有する多段式ソレノイドの図表である。 本教示の一形態によって構成されたプランジャを引き込まれた状態に延出した状態から戻す多段式ソレノイドのプランジャに接続されたバネ部材を示す図表である。 本教示の一形態によって構成された伸縮バネをさらに有する分離駆動ブレードを接続するように延長される伸縮バネを有するプランジャを用いる多段式ソレノイドの駆動シーケンスの図表である。 本教示の一形態によって構成された伸縮バネをさらに有する分離駆動ブレードを接続するように延長される伸縮バネを有するプランジャを用いる多段式ソレノイドの駆動シーケンスの図表である。 本教示の一形態によって構成された伸縮バネをさらに有する分離駆動ブレードを接続するように延長される伸縮バネを有するプランジャを用いる多段式ソレノイドの駆動シーケンスの図表である。 多段式ソレノイドによって用いられた電流値の図表であり、本教示の一形態による多段式ソレノイドにおける段と関連する電流値の変曲点を示している。電流値は、電圧と時間の関数として示されている。 本教示の別の形態による締結工具における多段式ソレノイドの例示の使用方法のフローチャートである。

Claims (18)

1. 一又は二以上の締結具をワークに打ち込む締結装置であって、
   工具ハウジングと、
   少なくとも第一の段と第二の段とそれら第一の段と第二の段との間で移動する可動鉄芯部材とを有し、前記工具ハウジング内に収容された多段式ソレノイドと、
   前記可動鉄芯部材に接続されており、延出した状態と引き込まれた状態との間で操作可能な駆動ブレード部材と、
   前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つに対する前記可動鉄芯部材の位置を測定する制御モジュールと、
   前記制御モジュールに接続されており、前記引き込まれた状態と前記延出した状態との間で前記駆動ブレード部材を移動させる駆動シーケンスを起動するトリガ組立体と、
   を備え、
   前記制御モジュールは、前記可動鉄芯部材の前記位置に基づいて前記第一の段と前記第二の段との間で電力を導くようになっており、
   前記制御モジュールは、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つに関連する電流の変化を測定することによって、前記可動鉄芯部材の前記位置を測定し、前記電流の変化は、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つに関連する回路のインダクタンスの変化によって引き起こされるものであり、
   前記可動鉄芯部材は、前記引き込まれた状態から前記延出した状態に前記駆動ブレード部材を移動させるように前記駆動ブレード部材の一部に突き当てられるように前記延出した状態に移動される
   ことを特徴とする締結装置。
2. 前記制御モジュールは、前記第一の段と前記第二の段とのうちの一つに関連する電流変曲点の検出に基づいて、前記可動鉄芯部材の前記位置を測定する請求項１に記載の締結装置。
3. 前記制御モジュールは、前記可動鉄芯部材の前記位置を検出する一又は二以上のセンサと送受信することによって、前記可動鉄芯部材の前記位置を測定し、前記一又は二以上のセンサが、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つと関連する請求項１に記載の締結装置。
4. 前記制御モジュールは、該制御モジュールが、第一の電流変曲点を検出するときに、前記第一の段に関連する磁場を消失させ且つ前記第二の段に磁場を生じさせる請求項１に記載の締結装置。
5. 前記駆動ブレード部材に接続されたバネ部材をさらに備え、前記駆動ブレード部材が、前記引き込まれた状態から前記延出した状態に移動するときに、前記バネ部材の付勢と逆の方向に移動される請求項１に記載の締結装置。
6. 前記バネ部材のみが、前記延出した状態から前記引き込まれた状態に前記可動鉄芯部材を移動させ且つ前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つのみが、前記引き込まれた状態から前記延出した状態に前記可動鉄芯部材を移動される請求項５に記載の締結装置。
7. 前記可動鉄芯部材に接続されたバネ部材をさらに備え、前記可動鉄芯部材が、前記引き込まれた状態から前記延出した状態に移動するときに、前記バネ部材の付勢とは逆の方向へ移動される請求項１に記載の締結装置。
8. 装置であって、
   少なくとも第一の段と第二の段とそれら第一の段と第二の段との間で移動する可動鉄芯部材とを有する多段式ソレノイドと、
   前記可動鉄芯部材に接続されており、延出した状態と引き込まれた状態との間で操作可能な駆動ブレード部材と、
   前記多段式ソレノイドに接続された制御モジュールとを備え、
   前記制御モジュールが、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つに対する前記可動鉄芯部材の位置を検出し、且つ前記制御モジュールが、前記可動鉄芯部材の前記位置に基づいて、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つの磁場を調節するようになっており、
   前記制御モジュールは、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つに関連する電流の変化を測定することによって、前記可動鉄芯部材の前記位置を測定し、前記電流の変化は、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つに関連する回路のインダクタンスの変化によって引き起こされるものであり、
   前記可動鉄芯部材は、前記引き込まれた状態から前記延出した状態に前記駆動ブレード部材を移動させるために前記駆動ブレード部材の一部に突き当てられるように前記延出した状態に移動される
   ことを特徴とする装置。
9. 前記制御モジュールが、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つに関連する電流の変化率の変化を測定することによって、前記可動鉄芯部材の前記位置を測定し、且つ前記電流の変化率の変化は、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つに関連する回路のインダクタンスの変化によって引き起こされる請求項８に記載の装置。
10. 前記制御モジュールは、前記第一の段と前記第二の段とのうちの一つに関連する電流変曲点の検出に基づいて前記可動鉄芯部材の前記位置を測定する請求項８に記載の装置。
11. 前記制御モジュールは、前記可動鉄芯部材の前記位置を検出する一又は二以上のセンサと送受信することによって前記可動鉄芯部材の前記位置を測定し、且つ前記一又は二以上のセンサが、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つと関連する請求項８に記載の装置。
12. 前記制御モジュールは、前記可動鉄芯部材の前記位置に基づいて、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つに関連する前記磁場を消失させ又は生じさせる請求項８に記載の装置。
13. 締結具をワークに打ち込むための方法であって、
    駆動シーケンスを実行するためのトリガを引き戻すステップと、
    多段式ソレノイドにおいて磁場を生じさせるステップであって、前記磁場を、第一の段と第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つにおいて生じさせるステップと、
    可動鉄芯部材を、前記磁場を生じる引き込まれた状態から延出した状態に引き寄せるステップと、
    前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つに対する前記可動鉄芯部材の位置を測定するステップと、
    前記駆動シーケンスの際に前記第一の段と前記第二の段との間に電力を導くステップとを含み、
    該電力を導くことが、前記可動鉄芯部材の前記位置の前記測定に基づいており、
    さらに、前記可動鉄芯部材を前記駆動ブレード部材の一部に突き当てて、前記駆動ブレード部材を前記引き込まれた状態から前記延出した状態に移動させるステップをさらに含んでおり、
    前記可動鉄芯部材の位置を測定するステップが、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つに関連する電流の変化を測定することを含んでおり、前記電流の変化は、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つに関連する回路のインダクタンスの変化によって引き起こされるものである
    ことを特徴とする方法。
14. 前記可動鉄芯部材の前記位置の前記測定が、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組み合わせとのうちの少なくとも一つに関連する電流の変化を測定するステップを含み、前記電流の変化が、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの少なくとも一つに関連する回路のインダクタンスの変化によって生じている請求項１３に記載の方法。
15. 前記可動鉄芯部材の前記位置の前記測定が、前記第一の段と前記第二の段とそれら第一の段と第二の段との組合せとのうちの一つに関連する電流変曲点を検出するステップを含む請求項１３に記載の方法。
16. 前記可動鉄芯部材の前記位置の前記測定が、前記可動鉄芯部材の前記位置を検出する一又は二以上のセンサと送受信するステップを含んでいる請求項１３に記載の方法。
17. 前記可動鉄芯部材が、前記引き込まれた状態から前記延出した状態に移動するときに、引き込まれた状態から延出した状態に駆動ブレード部材を移動するステップをさらに備える請求項１３に記載の方法。
18. バネ部材によって発生した力のみによって、前記延出した状態から前記引き込まれた状態へ前記可動鉄芯部材を移動するステップをさらに備える請求項１３に記載の方法。

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