KR20180108895A

KR20180108895A - 출력 위치 센서를 포함하는 전동 공구

Info

Publication number: KR20180108895A
Application number: KR1020187027546A
Authority: KR
Inventors: 존 스탠리 4세 데이; 제이콥 폴 슈나이더
Original assignee: 밀워키 일렉트릭 툴 코포레이션
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2017-02-24
Publication date: 2018-10-04
Also published as: US11484999B2; EP3419791B1; US20230127853A1; US20200171632A1; WO2017147437A1; TWM552413U; PL3419791T3; AU2017223863A1; US20170246732A1; US10583545B2; EP3419791A1; DK3419791T3; US10272550B2; JP6706681B2; US20240139919A1; KR102184606B1; TWI734749B; EP3419791A4; CN209125747U; US11813722B2

Abstract

모터와 충격 메커니즘을 포함하는 전동 공구. 충격 메커니즘은 모터에 결합되고, 모터에 의해 구동되는 해머와, 전동 공구의 노즈(nose)에 위치 설정되고 해머로부터 충격(impact)을 공급받도록 구성된 앤빌(anvil)을 포함한다. 또한, 전동 공구는 전동 공구의 노즈에 위치 설정된 센서 어셈블리와 전자 프로세서를 포함한다. 센서 어셈블리는 해머 또는 앤빌의 위치를 나타내는 출력 신호를 생성하도록 구성된 출력 위치 센서를 포함한다. 전자 프로세서는 출력 위치 센서 및 모터에 결합되고, 출력 위치 센서로부터의 출력 신호에 기초하여 모터를 동작시키도록 구성된다.

Description

출력 위치 센서를 포함하는 전동 공구

관련 출원

본 출원은 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 편입되는 2016년 2월 25일 출원된 미국 임시 특허 출원 제62/299,871호에 대한 우선권을 주장하며, 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 편입되는 2016년 8월 12일 출원된 미국 임시 특허 출원 제62/374,275호에 대한 우선권을 주장한다.

기술분야

본 발명은 충격 공구(impacting tool)에서 앤빌(anvil)의 위치를 모니터링하는 것에 관한 것이다.

일부 실시예에서, 전공 공구는 원하는 출력 특성을 성취하도록 작동된다. 예를 들어, 전동 공구는 특정 토크, 너트 응력(nut tension) 등을 성취하도록 작동될 수 있다. 일부 실시예에서, 일관된 토크 출력은 앤빌에 전달되는 일관된 횟수의 충격을 성취함으로써 동일한 인가(application)의 반복된 시도를 통해 생성된다. 이러한 실시예에서, 전동 공구는 토크 트랜스듀서(transducer)의 사용을 필요로 하지 않으면서 토크 특정 충격 드라이버 및 렌치의 거동에 가까이 근사한다. 전동 공구가 앤빌에 전달되는 충격의 횟수를 더 정확하게 결정할수록, 전동 공구가 특정 토크 또는 다른 출력 특성을 더 정확하게 성취할 것이다.

앤빌 위치의 직접 측정을 모니터링함으로써, 전동 공구는 충격 검출 알고리즘을 이용하여 충격을 검출할 수 있고, 검출된 충격은, 예를 들어, 타격 카운팅 모드(blow counting mode) 및 고급 타격 카운팅 모드(advanced blow counting mode)에서 사용될 수 있다. 이러한 모드 및 다른 모드에서, 전동 공구는 검출된 충격 횟수에 기초하여 모터를 정지시키거나, 조정하거나, 아니면 제어할 수 있다. 따라서, 전동 공구는 앤빌의 위치에 기초하여 공구의 충격을 일관된 횟수로 제한할 수 있다. 또한, 전동 공구는 앤빌의 위치를 직접 모니터링함으로써 각도 거리 모드(angular distance mode), 너트 회전 모드(turn-of-nut mode) 및 일정 에너지 모드(constant energy mode)를 구현할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명은, 하우징, 하우징에 의해 지지되는 앤빌, 하우징 내에 위치 설정되는 모터 및 모터에 기계적으로 결합되고 모터에 의해 구동되는 해머를 포함하는 전동 공구를 제공한다. 해머는 앤빌을 구동하고 복수의 충격을 앤빌에 전달하도록 구성된다. 또한, 전동 공구는 출력 위치 센서를 포함한다. 또한, 전동 공구는 모터와 출력 위치 센서에 전기적으로 결합된 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러는 출력 위치 센서로부터의 출력에 기초하여 앤빌 위치를 모니터링하고, 앤빌 위치에 기초하여 충격이 앤빌로 전달되는 때를 판단하고, 앤빌에 전달된 충격의 횟수가 충격 임계값을 초과할 때 전동 공구의 동작을 변경하도록 구성된다.

다른 실시예에서, 본 발명은 하우징, 하우징에 의해 지지되는 앤빌, 하우징 내에 위치 설정되고 앤빌을 구동하도록 구성되는 모터 및 모터에 기계적으로 결합되는 해머를 포함하는 전동 공구를 제공한다. 해머는 복수의 충격을 앤빌에 전달함으로써 충격 동작을 수행하도록 구성된다. 또한, 전동 공구는 출력 위치 센서와 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러는 모터와 출력 위치 센서에 전기적으로 결합된다. 컨트롤러는 출력 위치 센서로부터의 출력에 기초하여 앤빌 위치를 결정하고, 충격 동작의 파라미터를 계산하고, 계산된 파라미터를 파라미터 임계값에 비교하도록 구성된다. 또한, 컨트롤러는 계산된 파라미터가 파라미터 임계값보다 더 클 때 전동 공구의 동작을 변경하도록 구성된다.

본 발명의 다른 양태는 상세한 설명과 첨부된 도면의 고려에 의해 더욱 명백하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 공구를 도시한다.
도 2는 도 1의 전동 공구의 노즈부(nose portion)를 도시한다.
도 3은 전동 공구의 블록도를 도시한다.
도 4는 타격 카운팅 모드(blow counting mode)에서의 전동 공구의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 5는 고급 타격 카운팅 모드(advanced blow counting mode)에서의 전동 공구의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 6은 외부 장치에 의해 생성된 사용자 인터페이스의 예시적인 스크린샷이다.
도 7은 각도 거리 모드(angular distance mode)에서의 전동 공구의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 8은 외부 장치에 의해 생성된 사용자 인터페이스의 다른 예시적인 스크린샷이다.
도 9는 너트 회전 모드(turn-of-nut mode)에서의 전동 공구의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 10은 외부 장치에 의해 생성된 사용자 인터페이스의 다른 예시적인 스크린샷이다.
도 11은 일정 에너지 모드(constant energy mode)에서의 전동 공구의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 12는 외부 장치에 의해 생성된 사용자 인터페이스의 다른 스크린샷이다.
도 13은 시간에 따른 앤빌의 회전 위치에서의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 14는 제2 실시예에 따른 충격 메커니즘의 측부 단면이다.
도 15는 제2 실시예에 따르며 기어 케이스가 제거된 충격 메커니즘의 일부의 전면도이다.
도 16은 제3 실시예에 따른 출력 위치 센서의 전면도이다.
도 17은 도 16의 출력 위치 센서를 이용하여 전동 공구의 앤빌 위치를 판단하는 방법을 도시하는 순서도이다.
도 18은 제4 실시예에 따른 충격 메커니즘의 사시도이다.
도 19는 제4 실시예에 따른 충격 메커니즘의 측면도이다.
도 20은 제4 실시예에 따른 해머 검출기의 전면도이다.
도 21a는 도 1의 단면선 21-21을 따라 얻어지고 제5 실시예에 따른 충격 메커니즘을 포함하는 전동 공구의 단면도이다.
도 21b는 제5 실시예에 따른 분리된 충격 메커니즘의 측면도이다.
도 21c는 제5 실시예에 따른 충격 메커니즘의 분해도이다.
도 21d는 제5 실시예에 따른 해머 검출기의 분해 사시도이다.
도 22는 제5 실시예에 따른 해머 검출기의 부분 전면도이다.
도 23은 제6 실시예에 따른 해머 검출기의 개략도이다.
도 24는 제7 실시예에 따른 해머 검출기의 개략도이다.
도 25는 제8 실시예에 따른 출력 위치 센서의 전면도이다.
도 26은 제8 실시예에 따른 출력 위치 센서의 개략도이다.
도 27은 제9 실시예에 따른 출력 위치 센서의 개략도이다.
도 28은 제10 실시예에 따른 출력 위치 센서의 자기 링(magnetic ring)의 개략도이다.
도 29는 타임 투 셧다운 모드(time-to-shutdown mode)에서의 전동 공구의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 30은 최소 각도 모드(minimum angular mode)에서의 전동 공구의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 31은 항복 제어 모드(yield control mode)에서의 전동 공구의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 32는 폐쇄 루프 속력 제어 모드(closed-loop speed control mode)에서의 전동 공구의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 33은 토크 제어 모드(torque control mode)에서의 전동 공구의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 34 및 35는 토크 제어 모드와 연관된 그래픽 사용자 인터페이스를 도시하는 예시적인 스크린샷이다.
도 36은 PWM 속력 제어 모드(PWM speed control mode)에서의 전동 공구의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 37는 러그 너트 제어 모드(lug nut control mode)와 연관된 그래픽 사용자 인터페이스를 도시하는 예시적인 스크린샷이다.
도 38은 차동 충격 속력 모드(differential impacting control mode)에서의 전동 공구의 동작을 도시하는 순서도이다.
도 39는 콘크리트 앵커 모드(concrete anchor mode)와 연관된 그래픽 사용자 인터페이스를 도시하는 예시적인 스크린샷이다.
도 40은 콘크리트 앵커 모드에서의 전동 공구의 동작을 도시하는 순서도이다

본 발명의 임의의 실시예를 상세하게 설명하기 전에, 본 발명이 그 적용예에 있어서 이어지는 설명에 기재되거나 이어지는 도면에 도시된 컴포넌트의 구조 및 구성의 세부 사항에 제한되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시예로 구현될 수 있고 다양한 방식으로 실현되거나 실행될 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 이용되는 어법 및 용어는 설명을 위한 것이지 제한적인 것으로 간주되어서는 안 될 것이라는 점을 이해해야 할 것이다. 본 명세서에 있어서 "구비하는", "포함하는" 또는 "갖는"이라는 용어 및 그 어미 변화 표현들의 사용은 그 후에 나열된 항목 및 그 균등물은 물론 추가적인 항목들도 포함하는 것을 의미한다. "장착된", "연결된" 및 "결합된"이란 용어는 광의로 사용되는 것으로 직접 및 간접적인 장착, 연결 및 결합 모두를 포괄한다. 또한, "연결된" 및 "결합된"이란 용어는 물리적 또는 기계적 연결 또는 결합에 한정되는 것이 아니라, 직접적인지 또는 간접적인지의 여부에 관계없이 전기적 연결 또는 결합을 포함할 수 있다.

복수의 하드웨어 및 소프트웨어 기반 장치는 물론 복수의 상이한 구조적 구성 요소들이 본 발명을 실시하는 데에 이용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 또한, 그리고 이어지는 문단에서 설명되는 바와 같이, 도면에 도시된 특정 구성은 본 발명의 실시예를 예시하려고 의도되고, 다른 대안적인 실시예들도 가능하다. "프로세서", "중앙 처리 장치" 및 "CPU"와 같은 용어는 달리 언급되지 않는다면 서로 바꾸어 사용될 수 있다. "프로세서", "중앙 처리 장치" 또는 "CPU"와 같은 용어가 특정 기능을 수행하는 유닛을 나타내는 것으로서 이용되는 경우, 달리 언급하지 않는다면, 그 기능들은 단일 프로세서에 의해 수행될 수 있거나, 병렬 프로세서, 직렬 프로세서, 탠덤 프로세서 또는 클라우드 프로세싱/클라우드 컴퓨팅 구성을 비롯한 임의의 형태로 배치된 다중 프로세서에 의해 수행될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

도 1은 직류(direct current(DC)) 모터(15)를 포함하는 전동 공구(10)를 도시한다. 전동 공구(10)와 같은 브러시리스(brushless) 모터 전동 공구에서, 브러시리스 모터를 구동(예를 들어, 제어)하기 위하여 전원(예를 들어, 배터리 팩)으로부터의 전력을 선택적으로 인가하기 위하여 스위칭 요소가 컨트롤러로부터의 제어 신호에 의해 선택적으로 이네이블 및 디스에이블된다. 전동 공구(10)는 핸들부(handle portion)(25)와 모터 하우징부(30)를 구비한 하우징(20)을 갖는 브러시리스 임팩트 렌치이다. 모터 하우징부(30)는 출력 유닛(40)을 수용하는 충격 케이스(35)에 기계적으로 결합된다. 충격 케이스(35)는 전동 공구의 노즈(nose)를 형성하고, 일부 실시예에서, 하우징(20)과는 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 충격 케이스(35)는 금속이고, 하우징(20)은 플라스틱이다. 전동 공구(10)는 모드 선택 버튼(45), 순방향/역방향 선택기(50), 트리거(55), 배터리 인터페이스(60) 및 전등(65)을 더 포함한다. 도 2에 도시된 전동 공구(10)가 임팩트 렌치이지만, 본 설명은 또한, 예를 들어, 해머 드릴, 임팩트 홀쏘(impact hole saw), 임팩트 드라이버 및 이와 유사한 것과 같은 다른 충격 공구에도 적용될 수 있다.

또한, 전동 공구(10)는 앤빌(anvil)(70)과, 충격 케이스(34) 내에 위치 설정되고 트랜스미션(77)을 통해 모터(15)에 기계적으로 결합된 해머(75)를 포함한다. 트랜스미션(77)은 모터(15)로부터 충격 메커니즘(67)에, 그리고 특히, 해머(75)에 회전력을 전달하기 위하여, 예를 들어, 기어 또는 다른 메커니즘을 포함할 수 있다. 트랜스미션(77)은 예시된 실시예에서 충격 케이스(35)에 역시 결합되는 기어 케이스(78)(도 21a)에 의해 지지된다. 또한, 기어 케이스(78)는 하우징(20)에 결합될 수 있다. 해머(75)는 스프링(80)을 통해 앤빌(70)과 맞물리도록 축방향으로 바이어스된다. 해머(75)는 전동 공구(10)에 의해 전달되는 토크의 양을 증가시키기 위하여 앤빌(70)에 주기적으로 충격을 가한다(예를 들어, 앤빌(70)이 출력 유닛(40)을 구동한다). 앤빌(70)은 앤빌(70)의 부분들과 회전 가능하게 고정되는 맞물림 구조체(engagement structure)(85)를 포함한다. 맞물림 구조체(85)는 해머(75)와 맞물리고 해머(75)로부터 충격을 받는 복수의 돌출부(90)(예를 들어, 예시된 실시예에서 2개의 돌출부)를 포함한다. 충격 이벤트 또는 사이클 동안, 모터(15)가 계속 회전함에 따라, 전동 공구(10)는 더 높은 저항을 만나고, 해머(75)에 결합된 스프링(80)을 감는다. 스프링(80)이 압축됨에 따라, 스프링(80)은 모터(15)를 향하여 오그라들어, 해머(75)가 앤빌(70)로부터 분리될 때까지 해머(75)를 당기고, 전방으로 밀려들어 앤빌(70)을 타격하고 앤빌(70)과 다시 맞물린다. 충격은 스프링(80)이 분리되어 해머(75)가 앤빌(70)을 타격하는 이벤트를 말한다. 충격은 앤빌(70)에 의해 전달된 토크의 양을 증가시킨다.

도 2에 도시된 바와 같이, 임팩트 렌치(10)는 또한 앤빌(70)에 역시 회전 가능하게 고정된 커버(95)(즉, 커버(95)는 앤빌(70)에 대하여 회전하지 않는다)를 포함한다. 커버(95)는 커버(95)의 표면 주위로 균일하게 이격된 복수의 톱니(tooth)(100)와 그루브(groove)(105)를 포함한다. 커버(95)의 톱니(100)와 그루브(105)는 센서가 앤빌(70)의 위치, 속력 및 가속도를 판단할 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 커버(95)는 앤빌(70)과 일체로 형성된다. 일부 실시예에서, 커버(95)는 커버(95)와 맞물림 구조체(85)가 단일 피스를 형성하도록 맞물림 구조체(85)와 일체로 형성된다. 다른 실시예에서, 도 14 및 15에 도시된 바와 같이, 임팩트 렌치(10)는 커버(95)를 포함하지 않는다.

도 3은 전원(115), FET(Field Effect Transistor)(120), 모터(15), 홀 이팩트 센서(Hall Effect sensor)(125)(간단히 홀 센서라고도 한다), 출력 위치 센서(130), 컨트롤러(135), 사용자 입력부(140) 및 기타 컴포넌트(145)(배터리 팩 연료 게이지, 작업 전등(LED), 전류/전압 센서 등)를 포함하는 브러시리스 전동 공구(10)의 단순화된 블록도(110)를 도시한다. 전원(115)은 전동 공구(10)의 다양한 컴포넌트에 DC 전력을 제공하며, 충전 가능하고, 예를 들어, 리튬 이온 전지 기술을 이용하는 전동 공구 배터리 팩일 수 있다. 일부 경우에, 전원(115)은 표준의 벽에 설비한 콘센트에 결합된 AC 전력(예를 들어, 120V/60Hz)을 공구 플러그로부터 공급받고, 그 다음, 공급받은 전력을 필터링하고, 컨디셔닝하고, 정류하여 DC 전력을 출력할 수 있다.

각각의 홀 센서(125)는 회전자의 자석이 그 홀 센서의 면을 가로질러 회전하는 때의 표시(예를 들어, 펄스)와 같은 모터 피드백 정보를 출력한다. 홀 센서(125)로부터의 모터 피드백 정보에 기초하여, 컨트롤러(135)는 회전자의 위치, 속도 및 가속도를 직접 판단할 수 있다. 회전자 위치의 직접 측정에 대조적으로, 홀 센서(124)는 앤빌(70)의 위치에 관한 간접 정보를 추가로 제공할 수 있다. 출력 위치 센서(130)는 앤빌(70)의 위치에 관한 정보를 출력한다. 예시된 실시예에서, 출력 위치 센서(130)는 전자기장을 생성하고 전자기장의 변화에 기초하여 물체의 존재(또는 근접)을 검출하도록 구성된 유도성(inductive) 센서이다. 일부 실시예에서, 출력 위치 센서(130)는 또한 센서 어셈블리, 앤빌 센서 또는 앤빌 위치 센서라고도 할 수 있다. 예시된 실시예에서, 출력 위치 센서(130)는 앤빌(70)의 커버(95)와 정렬된다. 출력 위치 센서(130)는 커버(95)의 각각의 톱니(100)가 출력 위치 센서(130)에 의해 생성된 전자기장을 통과하는 때를 검출한다. 각각의 톱니(100)가 그루브(105) 중 하나에 의해 균일하게 분리되기 때문에, 출력 위치 센서(130)에 의한 각각의 톱니(100)의 검출은 앤빌(70)이 미리 정해진 각도 거리(예를 들어, 3도)만큼 회전하였다는 것을 나타낸다. 출력 위치 센서(130)는 톱니(100)가 전자기장을 통과할 때마다 양의 전압을 생성하고, 일부 실시예에서, 출력 위치 센서(130)는 그루브(105)가 전자기장을 통과할 때마다 음의 전압을 생성한다. 앤빌(70)에 대한 복수의 위치 측정값이 시간에 대하여 분석될 때, 앤빌(70)에 관한 다른 측정값(예를 들어, 속도, 가속도 등)이 얻어질 수 있다. 따라서, 출력 위치 센서(130)는 컨트롤러(135)가 앤빌(70)의 위치, 속도 및/또는 가속도를 직접 결정하는데 사용하는 직접적인 정보를 제공한다. 일부 실시예에서, 출력 위치 센서(130)는 회전자 위치 및/또는 이동의 간접 측정을 제공하는데 사용될 수 있다.

예시된 실시예에서, 출력 위치 센서(130)는 전동 공구(10)의 노즈(nose)에서 충격 케이스(35) 내에 수용된다. 출력 위치 센서(130)는 트랜스미션(77) 앞에(예를 들어, 출력 유닛(40)에 더 가깝게) 위치 설정된다. 도 2를 다시 참조하면, 전동 공구(10)의 충격 케이스(35)는 센서 블록(147)을 수용하도록 구성된 홀(146)을 포함한다. 센서 블록(147)은 출력 위치 센서(130)가 그 상으로 고정되는 오목부(148)를 포함한다. 센서 블록(147)은 센서 블록(147)의 둘레가 홀(146)의 둘레와 접하도록 홀(146) 내에 피팅되는 크기를 가진다. 센서 블록(147)이 홀(146) 내에 위치 설정될 때, 센서 블록(147)의 뒤쪽 표면은 전동 공구(10)의 노즈(35)의 나머지 부분과 함께 매끄럽거나 평탄한 표면을 형성한다. 다른 말로 하면, 센서 블록(147)이 홀(146) 내에 위치 설정될 때, 센서 블록(147)과 전동 공구(10)의 충격 케이스(35)의 나머지 부분은 단일 피스를 형성하는 것으로 보인다. 다른 실시예에서, 오목부(148)는 전동 공구(10)의 충격 케이스(35)의 나머지 부분과 통합부를 형성하고, 출력 위치 센서(130)는 전동 공구(10)의 충격 케이스(35)의 내부 표면에 위치된다. 도 14 및 15에 도시된 것과 같은 다른 실시예에서, 출력 위치 센서(130)는 전동 공구(10) 내에 상이하게 포함될 수 있다.

또한, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 모드 선택 버튼(45)으로 동작 모드를 선택하거나, 트리거(55)를 누르거나, 순방향/역방향 선택기(50)를 이동시키는 것에 의해, 사용자 입력부(140)로부터의 사용자 제어를 수신한다. 모터 피드백 정보와 사용자 제어에 응답하여, 컨트롤러(135)는 모터(15)를 구동하도록 FET(120)를 제어하기 위한 제어 신호를 송신한다. FET(120)를 선택적으로 이네이블 및 디스에이블함으로써, 전원(115)으로부터의 전력이 모터(15)의 고정자 코일에 선택적으로 인가되어, 회전자의 회전을 발생시킨다. 도시되지 않았지만, 컨트롤러(135), 출력 위치 센서(130) 및 전동 공구(10)의 다른 컴포넌트는 전원(115)이 그에 전력을 제공하도록 전원(115)에 전기적으로 결합된다.

예시된 실시예에서, 컨트롤러(135)는 전자 프로세서 또는 마이크로컨트롤러에 의해 구현된다. 일부 실시예에서, 컨트롤러(135)를 구현하는 프로세서는, 또한, 예를 들어, 작업 전등(65) 및/또는 연료 게이지의 동작, 사용 데이터의 기록, 외부 장치와의 통신 및 이와 유사한 것과 같은 전동 공구(10)의 다른 양태를 제어한다. 일부 실시예에서, 전동 공구(10)는 전동 공구(10)의 해머 부분에 의해 실행되는 충격 횟수에 기초하여 모터의 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(135)는 전동 공구(10)에 의해 실행된 충격 횟수를 검출하고 이에 따라 모터(15)를 제어하기 위하여 앤빌(70)의 가속도 및/또는 위치에서의 변화를 모니터링한다. 앤빌 위치를 직접 모니터링함으로써, 컨트롤러(135)는 공구의 배터리 충전 및 모터 속력의 전체 범위에 대하여(즉, 배터리 충전 또는 모터 속력에 관계없이) 충격 횟수를 효율적으로 제어할 수 있다.

전동 공구(10)는 다양한 모드로 동작한다. 각각의 모드는 상이한 특징이 전동 공구(10)에 의해 실행될 수 있게 하고, 사용자를 위한 소정의 응용을 용이하게 한다. 전동 공구(10)의 현재 동작 모드는 사용자 입력부(140)를 통해 사용자에 의해 선택된다. 모드 선택을 수신하기 위하여, 사용자 입력부(140)는 전동 공구(10)의 외부에 수동으로 동작 가능한 스위치 또는 버튼(예시된 실시예에서, 모드 선택 버튼(45))을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 전동 공구(10)는 외부 장치(147)(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터 및 이와 유사한 것)와 통신하도록 구성된 통신 회로(146)(예를 들어, 트랜스시버 또는 무선 인터페이스)를 포함한다. 외부 장치(147)는 사용자로부터 다양한 제어 파라미터를 수신하는 그래픽 사용자 인터페이스(예를 들어, 도 10 참조)를 생성한다. 그래픽 사용자 인터페이스는 사용자에게 모드 프로파일을 제공한다. 모드 프로파일은 선택 특징 및 각각의 특징과 연관된 선택기의 그룹을 포함한다. 예를 들어, 제1 모드 프로파일은 모터 속력 특징과 작업 전등 특징을 포함할 수 있다. 제1 모드 프로파일은 모터 속력과 작업 전등을 위한 밝기에 대한 특정 파라미터 값을 더 정의한다. 그래픽 사용자 인터페이스는 어느 특징이 각각의 모드 프로파일에 포함되는지 특정하고 선택된 특징에 대한 파라미터 값을 정의하는 선택을 사용자로부터 수신한다. 파라미터는 절대값으로서(예를 들어, 1500 RPM 또는 15 회전), 비율로서(예를 들어, 최대 RPM의 75%) 또는 전동 공구(10)의 동작을 제어하기 위하여 컨트롤러(135)가 절대값으로 변환할 수 있는 다른 스케일(예를 들어, 1과 10 사이의 연결부 강성(joint stiffness))을 이용하여 특정될 수 있다.

또한, 그래픽 사용자 인터페이스는 특정 모드 프로파일을 전동 공구(10)에 전송하기 위하여 사용자로부터 표시를 수신할 수 있다. 그 다음, 외부 장치는 모드 프로파일을 전동 공구(10)에 전송한다. 전동 공구(10)는 모드 프로파일을 수신하고, 모드 프로파일을 전동 공구(10)의 메모리(예를 들어, 컨트롤러(135)의 메모리 및/또는 별도 메모리)에 저장한다. 그 다음, 전동 공구(10)(예를 들어, 컨트롤러(135))는 전동 공구(10)를 위한 동작 모드의 선택을 수신하고, 트리거(55) 누름을 검출한다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 선택된 동작 모드에 따라 전동 공구(10)를 동작시킨다. 선택된 동작 모드에 기초하여, 컨트롤러(135)는 상이한 상태 하에서 전동 공구(10)의 동작을 중지시킬 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(135)는 미리 정해진 횟수의 충격이 앤빌(70)에 전달된 후에 모터(15) 구동을 정지시킬 수 있고, 그리고/또는 컨트롤러(135)는 트리거(55)의 릴리즈가 컨트롤러(135)에 의해 검출될 때, 전동 공구(10)가 동작 및/또는 작업 중에 있다 하더라도, 전동 공구(10)의 동작을 중지시킬 수 있다.

예시된 실시예에서, 전동 공구(10)는 타격 카운팅 모드(blow counting mode), 고급 타격 카운팅 모드(advanced blow counting mode), 각도 거리 모드(angular distance mode), 너트 회전 모드(turn-of-nut mode) 및 일정 에너지 모드(constant energy mode)로 동작할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 모드의 각각은 모드 프로파일로 포함될 수 있는 특징으로 고려될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 각각의 모드 프로파일은 전동 공구(10)의 동작을 제어하기 위하여 동시에 또는 순차적으로 사용될 수 있는 2 이상의 특징을 가질 수 있다. 유사하게, 이러한 모드의 2 이상은 전동 공구(10)의 동시 및/또는 순차 제어를 위한 단일 모드 프로파일 내에 조합되어 사용될 수 있다.

도 4는 타격 카운팅 모드에서의 전동 공구(10)의 동작을 도시한다. 타격 카운팅 모드에서, 컨트롤러(135)는 선택된 모드와 트리거 당김(pull)에 따라 모터(15)를 구동한다(단계 149). 그 다음, 컨트롤러(135)는 모터 전류가 전류 임계값 이상인지 판단함으로써 충격 동작이 시작하였다고 판단한다(단계 150). 모터 전류가 전류 임계값 이상일 때, 컨트롤러는 충격 동작이 시작되었다고 판단한다. 아니면, 모터 전류가 전류 임계값 아래로 유지한다면, 컨트롤러(135)는 비충격(예를 들어, 연속) 동작이 실행되고 있다고 판단하고, 컨트롤러(135)는 모드 및 트리거 당김에 따라 모터를 계속 구동한다. 다른 실시예에서, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 모터 속력과 같은 전동 공구(10)의 다른 파라미터를 모니터링함으로써 충격 동작이 시작하였다고 판단할 수 있다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 미리 정해진 횟수의 충격이 앤빌(70)에 전달될 때까지 해머(75)로부터 앤빌(70)이 공급받은 충격의 횟수를 판단하기 위하여 주기적인 앤빌 위치 측정을 통해 앤빌(70)의 위치를 모니터링한다. 이전에 논의된 바와 같이, 모터(15)는 스프링(80)을 감는다. 스프링(80)이 감김에 따라, 모터(15)에 대한 부하가 증가한다. 그 다음, 모터(15)는 증가하는 부하에 응답하여 느려진다(즉, 감속한다). 궁극적으로, 해머(75)는 앤빌(70)과 분리되고, 스프링(80)이 릴리즈된다. 스프링(80)이 릴리즈될 때, 해머(75)는 전방으로 밀려들어 앤빌을 타격하고, 이에 의해 충격을 생성하고 앤빌(70)이 적어도 미리 정해진 양(예를 들어, 위치 임계값)만큼 회전하게 한다. 앤빌(70)이 미리 정해진 양만큼 회전하였다고 컨트롤러(135)가 검출할 때, 컨트롤러(135)는 충격 카운터를 증분시킨다. 모터(15)의 동작은 특정 횟수의 충격이 앤빌(70)에 전달될 때까지 계속된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 타격 카운팅 모드에서, 컨트롤러(135)는 단계 152에서 출력 위치 센서(130)를 이용하여 앤빌(70)의 위치를 측정한다. 컨트롤러(135)는 앤빌(70)의 위치에서의 변화를 계산하고(예를 들어, 현재 앤빌 위치를 이전 앤빌 위치에 비교함으로써)(단계 153), 앤빌 위치에서의 변화가 위치 임계값보다 더 큰지 판단한다(단계 155). 위치 임계값은 해머(75)가 충격을 전달할 때 앤빌(70)이 회전되는 최소량을 나타낸다. 앤빌 위치에서의 변화가 위치 임계값을 초과하지 않는다고 컨트롤러(135)가 판단하면, 컨트롤러(135)는 모터(15)의 동작을 계속하고 앤빌 위치를 모니터링한다(단계 152). 앤빌 위치에서의 변화가 위치 임계값보다 더 크다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는 충격 카운터를 증분시킨다(단계 160). 그 다음, 컨트롤러(135)는 현재 충격 카운터가 충격 임계값보다 더 큰지 판단한다(단계 165). 충격 임계값은 전동 공구(10)의 동작이 변화되기 전에 앤빌(70)에 전달된 충격의 횟수를 결정한다. 현재 충격 카운터가 충격 카운터를 초과하지 않는다면, 컨트롤러(135)는 충격 카운터가 원하는 충격 횟수에 도달할 때까지 모터(15)를 계속 동작시킨다.

충격 카운터가 충격 임계값보다 더 클 때, 컨트롤러(135)는 모터(15)의 동작을 변경하고(단계 170), 충격 카운터를 리셋한다(단계 175). 예를 들어, 모터 동작을 변경하는 것은 모터(15)를 정지시키는 것, 모터(15)의 속력을 증가 또는 감소시키는 것, 모터(15)의 회전 방향을 변경하는 것 및/또는 모터 동작의 다른 변경을 포함한다. 이전에 언급된 바와 같이, 일부 실시예에서, 타격 카운팅 모드는 단일 모드 내에서 다른 특징과 조합된 특징일 수 있다. 이러한 실시예에서, 모터 동작에서의 특정 변경은 타격 카운팅 모드와 조합하여 사용되는 다른 특징에 의존할 수 있다. 예를 들어, 모드 프로파일은 모터의 구동 속력이 검출된 충격의 횟수에 기초하여 변경되도록 구동 속력 특징을 타격 카운팅 모드와 조합할 수 있다. 예를 들어, 전동 공구(10)는 5회의 충격이 전달될 때까지 느린 속력으로 회전하고, 그 다음 10회의 추가 충격이 전달될 때까지 중간 속력으로 구동 속력을 증가시키고, 마지막으로 5회의 추가 충격이 전달될 때까지 거의 최대 속도로 증가시키도록 구성될 수 있다. 본 예에서, 전동 공구(10)는 전체 25회의 충격을 전달하고, 느린 속력, 중간 속력 및 높은 속력으로 동작한다. 다른 실시예에서, 다른 특징이 타격 카운팅 모드와 조합된다.

고급 타격 카운팅 모드에서, 전동 공구(10)는 전동 공구(10)가 도 4를 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 타격 카운팅 모드에 있을 때와 유사하게 동작한다. 그러나, 고급 타격 카운팅 모드에서, 컨트롤러(135)는 표면과 패스너 사이의 연결부(joint)가 미리 정해진 강성에 도달한 후에, 앤빌(70)로 전달된 충격 횟수만을 카운트하기 시작한다. 컨트롤러(135)는 해머(75)로부터 공급받은 충격에 응답하여 앤빌(70)에 의해 이동된 회전 거리에 기초하여 연결부의 강성을 결정한다. 컨트롤러(135)는 앤빌(70)에 의해 이동된 회전 거리가 상대적으로 클 때 낮은 강성을 판단한다. 앤빌(70)에 의해 이동된 회전 거리가 감소함에 따라, 컨트롤러(135)에 의해 계산된 강성이 증가한다. 일부 실시예에서, 전동 공구(10)는 언로딩된 전동 공구(10)를 작동시켜 강성의 기준(measure)을 캘리브레이션한다. 그 다음, 특정 연결부에서 계산된 연결부 강성은 전동 공구(10)가 언로딩될 때 계산된 강성에 상대적이다.

도 5는 전동 공구(10)가 고급 타격 카운팅 모드로 동작할 때 컨트롤러(135)에 의해 수행되는 방법을 도시하며, 연결부가 미리 정해진 강성에 도달한 후에만 카운트된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(135)는 선택된 모드 및 트리거 당김에 따라 모터(15)를 구동한다(단계 178). 그 다음, 컨트롤러(135)는 모터 전류를 모니터링함으로써 충격 동작의 시작을 판단한다(단계 179). 특히, 컨트롤러(135)는 모터 전류가 전류 임계값 이상일 때 충격 동작이 시작하였다고 판단한다. 다른 실시예에서, 컨트롤러(135)는 충격 동작이 시작하는 때를 판단하기 위하여 다른 파라미터(예를 들어, 모터 속력)를 모니터링할 수 있다. 또한, 컨트롤러(135)는 도 4에 관하여 수행된 바와 같이 앤빌(70)의 위치를 측정한다(단계 180). 그 다음, 컨트롤러(135)는 현재 앤빌 위치와 이전 앤빌 위치에 기초하여 앤빌 위치에서의 변화를 계산한다(단계 185). 컨트롤러(135)는 계속해서 앤빌 위치에서의 변화가 위치 임계값보다 더 크고, 이에 따라 충격이 앤빌(70)로 전달되었는지 판단한다(단계 190). 앤빌 위치에서의 변화가 위치 임계값보다 더 크지 않으면, 컨트롤러(135)는 계속하여 모터를 구동하고 앤빌 위치를 모니터링한다(단계 180).

한편, 앤빌 위치에서의 변화가 위치 임계값보다 더 크다면, 컨트롤러(135)는 앤빌 위치에서의 변화에 기초하여 연결부 강성을 계산한다(단계 195). 다른 말로 하면, 컨트롤러(135)는 먼저 충격이 발생하였는지 판단하고, 충격이 발생하였다면, 컨트롤러(135)는 계산된 앤빌 위치에서의 변화를 이용하여 연결부의 강성을 계산한다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 계산된 강성이 강성 임계값보다 더 큰지 판단한다(단계 200). 계산된 강성이 아직 강성 임계값보다 더 크지 않다면, 컨트롤러(135)는 계속하여 모터를 구동하고 앤빌 위치를 모니터링한다(단계 180). 그러나, 계산된 강성이 강성 임계값보다 더 크다면, 컨트롤러(135)는 충격 카운터를 1만큼 증분한다(단계 205). 그 다음, 컨트롤러(135)는 도 4의 단계 165와 유사하게 충격 카운터가 충격 임계값보다 더 큰지 판단한다(단계 210). 충격 카운터가 아직 충격 임계값보다 더 크지 않다면, 컨트롤러(135)는 계속하여 모터를 구동하고 앤빌 위치를 모니터링한다(단계 180). 충격 카운터가 충격 임계값보다 더 크면, 컨트롤러(135)는 도 4에 관하여 위에서 설명된 바와 같이 모터 동작을 변경하고 충격 카운터를 리셋한다(단계 215). 이전에 논의된 바와 같이, 일부 실시예에서, 고급 타격 카운팅 모드는 모드 프로파일 내에 사용되는 특징 중 하나이다. 이러한 실시예에서, 고급 타격 카운팅 모드는, 예를 들어, 모터의 구동 속력, 패스너를 위한 목표 토크 및 이와 유사한 것과 같은 모드에 제공되는 다른 구성 가능한 특징과 조합될 수 있다.

도 6은 전동 공구(10)와 통신하는 외부 장치에 의해 생성되는 사용자 인터페이스의 예시적인 스크린샷을 도시한다. 외부 장치는, 일부 실시예에서, 전동 공구(10)의 동작을 프로그래밍하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 외부 장치는. 예를 들어, (도 5의 단계 200에서 사용되는 강성 임계값을 특정하기 위한) 원하는 연결부 강성과, 모터 동작이 변경되기 전에 앤빌(70)로 전달된 충격의 횟수의 사용자 선택을 수신하도록 구성된 복수의 선택기(예를 들어, 슬라이더(slider))를 포함하는 그래픽 사용자 인터페이스를 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 컨트롤러(135)에 의해 사용되는 각각의 파라미터를 특정하지 않는다. 대신에, 그래픽 사용자 인터페이스는 패스닝 애플리케이션(fastening application)의 특성(예를 들어, 패스너의 종류, 재료 등)을 사용자로부터 수신하고, 외부 장치는 컨트롤러(135)에 의해 사용될 파라미터를 결정한다. 도 6이 연결부 강성을 위한 선택기와 충격 임계값을 위한 선택기를 도시하지만, 전동 공구(10)가 타격 카운팅 모드에서 동작할 때, 연결부 강성을 위한 선택기는 필요하지 않고, 따라서, 생략될 수 있다.

도 7은 전동 공구(10)가 각도 거리 모드로 동작할 때 전동 공구(10)의 동작을 도시한다. 각도 거리 모드에서, 컨트롤러(135)는, 또한, 앤빌이 미리 정해진 회전 거리만큼 회전한 때를 판단할 수 있고, 앤빌(70)의 각도 위치에 기초하여 모터(15)를 제어한다. 도 7의 순서도에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(135)는 선택된 모드 및 트리거 당김에 따라 모터(15)를 구동한다(단계 218). 또한, 컨트롤러(135)는 패스너의 안착(seating)을 검출한다(단계 220). 예시된 실시예에서, 각각의 충격에 응답하는 앤빌(70)의 각도 변위를 모니터링함으로써 패스너가 안착되어 있다고 판단한다. 패스너가 안착됨에 따라, 앤빌(70)의 각도 변위량이 감소한다. 따라서, 충격에 응답하는 앤빌(70)의 각도 변위가 특정 각도 변위 임계값보다 적다면, 컨트롤러(135)는 패스너가 안착하였다고 판단한다. 패스너의 안착이 발생할 때까지, 컨트롤러(135)는 선택된 모드와 검출된 트리거 당김에 따라 모터(15)를 계속 동작시킨다. 패스너가 안착하였다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는 출력 위치 센서(130)를 이용하여 앤빌의 위치를 측정하고, 앤빌(70)이 원하는 회전 거리만큼 회전할 때까지 원하는 방향으로 모터(15)를 계속 동작시킨다(단계 218). 패스너의 안착 후에 앤빌(70)이 아직 원하는 회전 거리만큼 회전하지 않았다고 컨트롤러(135)가 판단하면, 컨트롤러(135)는 트리거(55)의 당김에 따라 모터(15)를 계속 동작시킨다(단계 235). 한편, 패스너의 안착 후에 앤빌(70)이 원하는 회전 거리만큼 회전하였다고 컨트롤러(135)가 판단하면, 컨트롤러(135)는 모터(15)의 동작을 변경한다(단계 240). 도 4를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 모터의 동작을 변경하는 것은 모터의 방향을 변경하는 것, 모터를 정지시키는 것, 모터(15)의 회전 속력을 변경하는 것 및 전동 공구(10)의 동작에 대한 선택된 모드에 기초한 변경을 포함한다.

도 8은 패스너의 안착 후의 원하는 각도 거리의 사용자 선택을 수신하도록 구성된 그래픽 사용자 인터페이스의 예시적인 스크린샷을 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 그래픽 사용자 인터페이스는 원하는 회전 거리와 앤빌(70)이 원하는 회전 거리만큼 회전하는 경우의 모터의 동작에 대한 원하는 변경을 특정하는 사용자로부터의 파라미터 선택을 수신할 수 있다. 패스너의 안착 후에 미리 정해진 회전 거리만큼 앤빌(70)을 회전시키는 것은 컨트롤러(135)가 특정된 패스너 응력(tension)까지 패스너를 체결할 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 앤빌(70)이 원하는 미리 정해진 회전 거리만큼 회전한 후에 모터 동작을 변경하는 대신에, 컨트롤러(135)는 패스너 응력을 계산하고 특정 패스너 응력에 도달하면 모터(15)의 동작을 변경할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(135)는 앤빌(70)의 회전 변위에 기초하여 패스너 응력을 계산할 수 있고, 계산된 패스너 응력을 미리 정해진 응력 임계값에 비교할 수 있다. 컨트롤러(135)는 미리 정해진 응력 임계값에 도달할 때까지 모터(15)를 계속 동작시킨다. 미리 정해진 응력 임계값에 도달할 때, 컨트롤러(135)는 모터(15)의 동작을 변경할 수 있다.

도 9는 너트 회전 모드 동안의 전동 공구(10)의 동작을 도시하고, 도 10은 너트 회전 모드를 위한 파라미터 값의 선택을 수신하도록 구성된 사용자 인터페이스의 예시적인 스크린샷을 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 그래픽 사용자 인터페이스는 너트가 죄어지도록 너트에 수행될 목표 회전수(number of turns)와 모터 속력 파라미터를 사용자로부터 수신할 수 있다. 일례로서, 목표 회전수는, 예를 들어, 특정 업무 또는 작업을 위한 엔지니어링 사양에 기초하여 사용자에게 제공된다. 너트 회전 모드 동안, 컨트롤러(135)는 선택된 모드와 검출된 트리거 당김에 따라 모터(15)를 구동한다(단계 243). 또한, 컨트롤러(135)는 출력 위치 센서(130)를 이용하여 앤빌의 위치를 측정하고(단계 245), 예를 들어, 앤빌 위치에서의 변화를 모니터링함으로써, 앤빌(70)이 미리 정해진 거리만큼 회전하였는지 판단한다(단계 250). 앤빌(70)이 미리 정해진 거리만큼 회전하지 않았다면, 컨트롤러(135)는 모터(15)를 계속 동작시킨다. 미리 정해진 거리는, 너트에 의해 수행되는 단일 회전 또는 회전의 일부를 나타낸다. 따라서, 앤빌(70)이 미리 정해진 거리만큼 회전하였을 때, 컨트롤러(135)는 회전 카운터를 1만큼 증분한다(단계 255). 그 다음, 컨트롤러(135)는 회전 카운터가 회전 임계값보다 더 큰지 판단한다(단계 260). 회전 임계값은 너트가 죄어지도록 수행될 사용자 특정 회전수를 나타낸다. 회전 카운터가 회전 임계값보다 더 크지 않다면, 컨트롤러(135)는 모터(15)를 계속 동작시키고 단계 245로 돌아간다. 회전 카운터가 회전 임계값보다 더 클 때, 컨트롤러(135)는 도 4에 관하여 위에서 논의된 바와 같이 모터(15)의 동작을 변경하고(단계 265), 회전 카운터를 리셋한다(단계 270). 예를 들어, 도 10을 참조하면, 모터(15)는 단계 265에서 모터 속력 파라미터 슬라이더에 의해 특정된 속력으로 변경될 것이다.

일부 실시예에서, 사용자는 수행될 회전수를 특정하지 않을 수 있고, 대신에, 제1 충격으로부터의 전체 각도를 특정할 수 있다. 이러한 실시예에서, 사용자가 특정한 전체 각도는 단계 250에서 앤빌(370)의 회전에 비교된 미리 정해진 거리로서 사용될 수 있다. 앤빌(370)이 제1 충격으로부터 원하는 전체 각도만큼 회전하였다고 컨트롤러(135)가 판단할 때(예를 들어, 앤빌(370)의 회전이 미리 정해진 거리를 초과할 때), 컨트롤러(135)는 단계 265로 진행하여 모터 동작을 변경한다. 이러한 실시예에서, 회전 카운터는 사용될 필요가 없다.

도 11은 일정 에너지 모드 동안의 전동 공구(10)의 동작을 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(135)는 선택된 모드, 트리거 당김 및 원하는 충격 에너지에 따라 모터(15)를 구동하기 위한 제어 신호를 제공하고(단계 275), 충격 에너지를 계산한다(단계 280). 충격 에너지는, 예를 들어, 모터(15)의 회전, 해머(75)로부터 충격을 받은 것에 응답하는 앤빌 위치에서의 변화, 충격을 공급 받지 않았을 때의 앤빌 위치에서의 변화 및 이와 유사한 것에 기초하여 계산된다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 충격 에너지의 이전 계산에 기초하여 충격 에너지에서의 변화를 계산하고(단계 285), 충격 에너지에서의 변화가 에너지 변화 임계값보다 더 큰지 판단한다(단계 290). 충격 에너지 변화가 에너지 변화 임계값보다 더 크지 않다면, 컨트롤러(135)는 모터(15)를 동일한 방식으로 계속 동작시킨다(단계 275). 그러나, 충격 에너지 변화가 에너지 변화 임계값보다 더 크면, 컨트롤러(135)는 충격 에너지가 대략 일정하게 유지되도록 모터(15)를 제어하는데 사용되는 PWM 신호를 조정한다(단계 295). 예를 들어, PWM 듀티 사이클은 충격 에너지를 증가시키기 위하여 증가되거나 충격 에너지를 감소시키기 위하여 감소된다. 따라서, 일정 에너지 모드는 전동 공구(10)를 위한 폐쇄 루프 동작을 제공한다. 일정 에너지 모드는 임팩트 홀쏘가, 예를 들어, 재료를 통과하는 절단 동안 일정한 에너지로 동작하는데 유용할 수 있다. 또한, 일정 에너지 모드는 임팩트 렌치가 대략 일정한 에너지로 패스너를 죄는데 유용할 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 외부 장치 상의 그래픽 사용자 인터페이스는, 일정 에너지 모드에서의 사용을 위한 특정 충격 에너지를 수신하는 대신에, 일정 에너지 모드가 요구되는지 여부(예를 들어, 온/오프 토글(도시되지 않음))와 충격 에너지의 레벨(예를 들어, 높은 충격 에너지, 중간 충격 에너지 또는 낮은 충격 에너지)에 대한 선택을 수신할 수 있다. 다른 실시예에서, 그래픽 사용자 인터페이스는 일정 에너지 모드를 위하여 사용될 특정 충격 에너지를 수신할 수 있다.

도 4 내지 12를 참조하면, 컨트롤러(135)는 또한 모터(15)의 동작을 제어하기 위하여 출력 위치 센서(130)로부터의 출력 신호와 조합하여 홀 이펙트 센서(125)로부터의 출력 신호를 사용할 수 있다. 예를 들어, 모터(15)가 더 이상 동작하고 있지 않다고 컨트롤러(135)가 검출하면(예를 들어, 홀 이펙트 센서(125)로부터의 신호를 이용하여), 예를 들어, 충격 임계값 및/또는 회전 임계값에 도달하지 않았더라도, 컨트롤러(135)는 충격 카운터와 회전 카운터를 0으로 리셋하여, 다음 동작을 시작한다. 또한, 컨트롤러(135)는 연속 충격 이벤트들 사이의 시간이 미리 정해진 충격 종료(end-of-impacting) 임계값을 초과할 때 모터(15)가 충격 이벤트를 더 이상 실행하지 않고 있다고 판단할 수 있다. 충격 종료 임계값으로서 사용되는 시간값은, 예를 들어, 전동 공구의 가장 느린 충격 속력으로 작동하고 있을 때 그리고 낮은 배터리 충전을 갖는 배터리로 전력이 공급되는 동안 전동 공구(10)가 충격 이벤트를 완료하는데 걸리는 시간을 측정함으로써 실험적으로 결정된다.

도 13은 충격 동작 동안의 시간에 관한 앤빌(70)의 회전 위치(라디안 단위)를 보여주는 그래프를 도시한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 충격 동작 때문에, 앤빌(70)은 회전 위치에서 계단식 증가를 보여준다(예를 들어, 앤빌(70)이 해머(75)로부터의 충격에 응답하여 진행하기 때문에). 도 13에 도시된 바와 같이, 충격 동작의 지속 시간이 증가함에 따라(예를 들어, 시간 축에서의 증가), 해머(75)로부터의 각각의 충격은 앤빌의 회전 위치에서 더 작은 변화를 유발한다. 이것은 충격 동작의 지속 시간이 증가하고 패스너가 워크피스 내로 더 깊게 이동함에 따라 앤빌(70)을 이동시키는데 필요한 토크 증가를 나타낸다.

도 14 및 15는 임팩트 렌치(10)에 포함된 충격 메커니즘(300)과 출력 위치 센서(305)(예를 들어, 센서 어셈블리라고도 한다)의 다른 실시예를 도시한다. 충격 메커니즘(300)은 도 1 및 2에 도시된 충격 메커니즘(67)과 유사한 컴포넌트를 포함하고, 유사한 부분에는 300을 더한 유사한 도면 부호가 제공되었다. 도 14는 충격 메커니즘(300)의 측방향 단면이다. 충격 메커니즘(300)은 앤빌(370)과 해머(375)를 포함하고, 모터(도시되지 않음)에 기계적으로 결합된다. 해머(375)는 전동 공구(10)에 전달되는 토크의 양을 증가시키기 위하여 앤빌(370)에 주기적으로 충격을 가한다. 앤빌(370)은 해머(375)와 맞물리고 해머(375)로부터 충격을 공급받기 위한 2개의 돌출부(390a, 390b)를 포함하는 맞물림 구조체(385)를 포함한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 충격 메커니즘(300)은 충격 케이스(35)에 의해 적어도 부분적으로 덮이고, 출력 위치 센서(305)는 전동 공구(10)의 트랜스미션(77)과 충격 메커니즘(300)의 앞쪽에(예를 들어, 전동 공구(10)의 모터 측이 아니라 출력 유닛 측에) 위치 설정된다. 더욱 구체적으로, 출력 위치 센서(305)는 맞물림 구조체(385)와 충격 케이스(35) 사이에 그리고 충격 케이스(35) 내에 위치 설정된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 출력 위치 센서(305)는 맞물림 구조체(385)에 인접하게 위치 설정된다.

도 15는 해머(375)가 제거된 도 14에서 화살표 A로 도시된 방향으로의 충격 메커니즘(300)의 전면도이다. 도 15에 더욱 상세히 도시된 바와 같이, 출력 위치 센서(305)는 3개의 개별 유도성 센서(305a, 305b, 305c)를 포함한다. 3개의 유도성 센서(305a, 305b, 305c)는 앤빌(370) 주위에 둘레 방향으로 위치 설정된 고리형 구조체(즉, 인쇄 회로 보드(printed circuit board(PCB)) 상에 위치 설정된다. 3개의 유도성 센서(305a, 305b, 305c)는, 이들의 전자기장에서의 변화를 검출함으로써, 앤빌(370)의 맞물림 구조체(385)의 2개의 돌출부(390a, 390b)의 통과를 검출할 수 있고, 일부 경우에, 앤빌 위치 센서 또는 앤빌 센서라 할 수 있다. 2개의 돌출부(390a, 390b)가 앤빌(370)에 상대적으로 고정되기 때문에, 3개의 유도성 센서(305a, 305b, 305c)는 앤빌(370)의 회전 위치에 관한 정보를 출력한다. 예시된 실시예에서, 3개의 유도성 센서(305a, 305b, 305c)는 서로 등거리로 있고; 따라서, 돌출부(390a, 390b) 각각의 3개의 유도성 센서(305a, 305b, 305c) 각각에 의한 검출은 앤빌(370)이 미리 정해진 각도(예를 들어, 60도)만큼 회전하였다는 것을 나타낸다. 도 15에 도시된 바와 같이, 3개의 유도성 센서(305a, 305b, 305c)는 센서(305a, 305b, 305c)의 제1 단부(380)가 유도성 코일로 보다 치밀하게 채워지고(packed), 센서의 반대쪽 제2 단부(382)는 유도성 코일로 덜 치밀하게 채워지는 기다란 센서(elongated sensor)이다. 다른 말로 하면, 제1 단부(380)가 유도성 코일로 치밀하게 채워지는 반면, 제2 단부(382)는 유도성 코일로 성기게 채워진다. 따라서, 각각의 유도성 센서(305a, 305b, 305c)는 각각의 돌출부(390a, 390b)의 유도성 센서(305a, 305b, 305c)의 길이를 따라 어디에 위치 설정되는지에 기초하여 컨트롤러(135)에 상이한 신호를 출력한다. 돌출부(390a, 390b) 중 하나가 센서(305a, 305b, 305c)의 제1 단부(380)에 더 가까이 위치 설정될 때, 유도성 센서(305a, 305b, 305c)는 더 큰 출력 신호를 생성한다. 한편, 돌출부(390a, 390b) 중 하나가 센서(305a, 305b, 305c)의 제2 단부(382)에 더 가까이 위치 설정될 때, 유도성 센서(305a, 305b, 305c)는 더 작은 출력 신호를 생성한다. 앤빌(370)을 위한 복수의 위치 측정값이 시간에 대하여 분석될 때, 앤빌(370)에 관한 다른 측정값이 얻어질 수 있다(예를 들어, 속도, 가속도 등). 따라서, 출력 위치 센서(305)는 앤빌(370)의 위치, 속도 및/또는 가속도를 직접 결정하기 위하여 전동 공구(10)의 컨트롤러(135)가 사용하는 정보를 제공한다. 일부 실시예에서, 출력 위치 센서(305)는 회전자 위치 및/또는 이동의 간접 측정을 제공하는데 사용될 수 있다.

도 14 및 15가 출력 위치 센서(305)의 상이한 배치를 도시하지만, 도 3 내지 12에 의해 설명된 바와 같은 전동 공구(10)의 동작은 비슷하다. 특히, 출력 위치 센서(305)는 도 3 내지 12에 관하여 설명된 출력 위치 센서(130)를 대체한다. 양 출력 위치 센서(130 및 305)는 앤빌(70, 370)의 위치 및/또는 이동을 직접 결정하기 위하여 정보를 제공한다. 따라서, 도 4 내지 12에 관하여 설명된 방법은 앤빌(70, 370)의 위치에 관한 정보가 도 2에 도시된 출력 위치 센서(130)가 아니라 도 14 및 15에 도시된 출력 위치 센서(305)로부터 수집된다는 점을 제외하고는 비슷하다.

도 16은 임팩트 렌치(10)에 포함된 출력 위치 센서(405)(또는 센서 어셈블리)의 다른 실시예를 도시한다. 출력 위치 센서(405)는, 충격 메커니즘(300)에 대하여, 도 14 및 15에 도시된 출력 위치 센서(305)와 유사하게 위치 설정된다(예를 들어, 트랜스미션(77)의 앞쪽에 그리고 앤빌 주위에 둘레 방향으로 배치된 고리형 구조체 상에 있으며, 충격 케이스(35)에 의해 수용됨). 다른 말로 하면, 도 16의 출력 위치 센서(405)는 충격 메커니즘(300) 내에서 출력 위치 센서(305)를 대체한다. 따라서, 충격 메커니즘(300)과 출력 위치 센서(405)의 배치는 도시되지 않는다. 추가로, 충격 메커니즘(300)의 컴포넌트와 충격 메커니즘(300)에 대한 출력 위치 센서(405)의 배치에 대한 설명은 간결함을 위하여 생략된다.

도 16에 도시된 바와 같이, 출력 위치 센서(405)는 4개의 개별 유도성 센서(405a, 405b, 405c, 405d)를 포함한다. 유도성 센서 중 3개(405a, 405b, 405c)는 앤빌(370) 주위에 둘레 방향으로 위치 설정된 고리형 구조체 상에 위치 설정된다. 유도성 센서(405a, 405b, 405c)는 집합적으로 "원주(circumferential) 센서", "앤빌 센서" 또는 "앤빌 위치 센서"라 한다. 도 15에 관하여 설명된 3개의 유도성 센서(305a, 305b, 305c)와 유사하게, 도 3의 3개의 유도성 센서(405a, 405b, 405c)는 앤빌(70)의 맞물림 구조체(385)의 2개의 돌출부(390a, 390b)의 통과를 검출한다. 위에서 설명된 바와 같이, 2개의 돌출부(390a, 390b)가 앤빌(370)에 상대적으로 고정되기 때문에, 각각의 원주 센서(405a, 405b, 405c)의 전자기장에서의 변화를 검출함으로써, 3개의 원주 센서(405a, 405b, 405c)는 앤빌(370)의 회전 위치에 관한 정보를 출력한다. 예시된 실시예에서, 3개의 원주 센서(405a, 405b, 405c)는 서로 등거리에 있고, 따라서, 돌출부(390a, 390b)의 3개의 원주 센서(405a, 405b, 405c)의 각각에 의한 검출은 앤빌(370)이 미리 정해진 각도 거리(예를 들어, 60도)만큼 회전하였다는 것을 나타낸다. 도 14 및 15에 관하여 설명된 유도성 센서(305a, 305b, 305c)와 유사하게, 앤빌(370)의 복수의 위치 측정값이 시간에 대하여 분석될 때, 앤빌(370)에 관한 다른 측정값이 얻어질 수 있다(예를 들어, 속도, 가속도 등). 따라서, 도 14 및 15의 유도성 센서(305a, 305b, 305c)와 유사한 방식으로, 원주 센서(405a, 405b, 405c)는 앤빌(370)의 위치, 속도 및/또는 가속도를 직접 결정하기 위하여 전동 공구(10)의 컨트롤러(135)가 사용하는 정보를 제공한다. 일부 실시예에서, 원주 센서(405a, 405b, 405c)는 회전자 위치 및/또는 이동의 간접 측정을 제공하는데 사용될 수 있다.

도 16에 도시된 바와 같이, 출력 위치 센서(405)는 또한 해머 검출기(405d)라 하는 제4 유도성 센서를 포함한다. 해머 검출기(405d)는 원주 센서(405a, 405b, 405c)의 외부를 향하여 위치 설정된다. 예시된 실시예에서, 해머 검출기(405d)는 제2 원주 센서(405b)와 제3 원주 센서(405c) 사이에 위치 설정되지만, 다른 실시예에서, 해머 검출기(405d)는 출력 위치 센서(405)의 원주를 따라 어느 곳에서나 위치 설정될 수 있다. 해머 검출기(405d)는 출력 위치 센서(405)에 대한, 더욱 일반적으로는, 앤빌(370)에 대한 해머(375)의 근접을 검출한다. 3개의 원주 센서(405a, 405b, 405c)가 유도성이기 때문에, 전동 공구(10)의 해머(375)와 같은 금속 해머가 앤빌(370)에 충격을 가할 때(아니면 원주 센서(405a, 405b, 405c) 근처에 오게 될 때), 원주 센서(405a, 405b, 405c)의 출력은 신뢰성이 없게 된다. 다른 말로 하면, 금속 해머(375)가 앤빌(370)에 인접하게 출력 위치 센서(405) 근처에 있을 때(예를 들어, 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있을 때), 원주 센서(405a, 405b, 405c)는 앤빌(370)의 2개의 돌출부(390a, 390b)의 위치를 정확하게 측정하지 않는다. 따라서, 앤빌(370)을 위한 위치 측정값이 신뢰성 있게 되기 위해서, 해머(375)가 출력 위치 센서(405)로부터 미리 정해진 거리 내에 있을 때, 컨트롤러(135)는 원주 센서(405a, 405b, 405c)로부터의 출력을 무시하고, 대신에, 해머(375)가 출력 위치 센서(405)로부터 미리 정해진 거리보다 더 멀리 있을 때의 원주 센서(405a, 405b, 405c)로부터의 출력만을 이용한다.

일 실시예에서, 미리 정해진 거리는 유도성 해머 검출기(405d)의 와이어 권선(wire winding)의 수에 기초하여 결정된다. 해머 검출기(405d)에 포함된 와이어 권선이 더 많을수록 미리 정해진 거리는 더 커진다. 해머(375)가 미리 정해진 거리보다 출력 위치 센서(405)에 더 가까이 오게 될 때, 해머 검출기(405d)로부터의 출력은 변화한다(예를 들어, 상당히 증가한다). 해머 검출기(405d)는 자신의 출력을 컨트롤러(135)로 전송하고, 컨트롤러(135)는, 해머 검출기(405d)로부터의 출력에 기초하여(예를 들어, 임계값을 초과), 해머(375)가 미리 정해진 거리 내에 있는 때를 판단한다. 일부 실시예에서, 해머 검출기(405d)가 센서 어셈블리가 되도록, 출력 위치 센서(405)(또는 센서 어셈블리)가 해머 검출기(405d)는 포함할 수 있지만, 앤빌 센서(405a, 405b, 405c)는 포함하지 않을 수 있다.

도 17은 앤빌(370)에 대한 위치 정보를 결정하는데 있어서 원주 센서(405a, 405b, 405c)로부터의 어느 측정값을 폐기하고 어느 측정값을 사용할지를 결정하기 위하여 해머 검출기(405d)에 의해 수집된 정보를 활용하는 컨트롤러(135)에 의해 실행되는 방법(420)을 도시한다. 먼저, 컨트롤러(135)는 원주 센서(405a, 405b, 405c)로부터의 출력(단계 430)과 해머 검출기(405d)로부터의 출력(단계 435)을 수신한다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 해머 검출기(405d)로부터의 출력이 미리 정해진 근접 임계값보다 더 큰지(초과하는지) 판단한다(단계 440). 미리 정해진 근접 임계값은 그 내에 있을 때 해머(375)가 원주 센서(405a, 405b, 405c)의 정확성에 부정적으로 영향을 미치는 해머(375)와 출력 위치 센서(405) 사이의 미리 정해진 거리에 대응한다. 해머 검출기(405d)로부터의 출력이 미리 정해진 근접 임계값 이하일 때, 컨트롤러(135)는 해머(375)가 미리 정해진 거리 내에 있다고(예를 들어, 앤빌(370)에 충격을 가하고 있다고) 판단하며, 원주 센서(405a, 405b, 405c)로부터의 출력은 신뢰성이 없다(단계 445). 따라서, 해머(375)가 미리 정해진 거리 내에 있는 동안, 컨트롤러(135)는 원주 센서(405a, 405b, 405c)로부터의 출력을 무시한다(단계 450).

한편, 해머 검출기(405d)로부터의 출력이 미리 정해진 근접 임계값보다 클 때, 컨트롤러(135)는, 단계 455에서, 해머(375)가 미리 정해진 거리 밖에 있다고 판단한다(예를 들어, 앤빌(370)에 대한 충격 후에 리바운드). 그 다음, 컨트롤러(135)는 디바운스(debounce) 타이머를 시작한다(단계 460). 디바운스 타이머의 값이 증가하는 동안(예를 들어, 시간의 경과로), 컨트롤러(135)는 원주 센서(405a, 405b, 405c)로부터의 출력을 계속 수집한다(단계 465). 컨트롤러(135)는 타이머 값을 주기적으로 확인하고, 타이머 값이 시간 임계값보다 더 큰지(예를 들어, 초과하는지) 판단한다. 시간 임계값은 원주 센서(405a, 405b, 405c)의 정확성에 부정적인 영향을 미치도록 해머(375)가 출력 위치 센서(405)로부터 충분히 분리되는 동안인 시간에 대한 예측에 대응한다.

타이머 값이 시간 임계값 아래에 유지되는 동안, 컨트롤러(135)는 원주 센서(405a, 405b, 405c)로부터의 출력을 계속 수집한다(단계 465). 그러나, 타이머 값이 시간 임계값보다 더 크게 될 때, 컨트롤러(135)는 타이머가 시간 임계값 아래에 유지되는 동안 원주 센서(405a, 405b, 405c)로부터의 출력에 기초하여 앤빌(370)에 대한 위치 정보를 결정한다. 일 실시예에서, 컨트롤러(135)는 먼저 원주 센서(405a, 405b, 405c)로부터 획득된 다수의 측정값을 평균하고, 그 다음 평균된 측정값(예를 들어, 평균된 출력 위치)를 사용하여 앤빌(370)의 위치를 결정한다. 원주 센서(405a, 405b, 405c)로부터의 측정값을 평균함으로써, 출력 신호에서의 노이즈의 일부가 감소되고, 더 신뢰성 있는 측정값이 획득된다. 타이머 값이 시간 임계값에 도달하면, 컨트롤러(135)는 해머(375)가 미리 정해진 거리 내에 있는지 판단하기 위하여 단계 430으로 돌아가 원주 센서(405a, 405b, 405c)로부터 그리고 해머 검출기(405d)로부터 추가 출력을 수신한다(단계 435).

일부 실시예에서, 컨트롤러(135)는 타이머에 기초하여 원주 센서로부터의 출력을 수신하는 것을 중지하는 때를 결정하지 않는다. 대신에, 컨트롤러(135)는 미리 정해진 개수의 센서 출력 신호를 수집한다(예를 들어, 수신한다). 예를 들어, 컨트롤러(135)는 단계 475에서 앤빌 위치를 판단하기 전에, 구체적으로는, 10개 또는 50개(또는 다른 미리 정해진 개수)의 원주 센서(405a, 405b, 405c)로부터의 출력 신호를 수집할 수 있다.

도 14 및 15에 도시된 출력 위치 센서(305)에 관하여 위에서 설명된 바와 같이, 컨트롤러(135)가 도 16에 도시된 출력 위치 센서(405)를 이용하여 앤빌(370)의 위치를 결정하면, 도 3 내지 12에 의해 설명된 바와 같은 전동 공구(10)의 동작은 비슷하다. 특히, 출력 위치 센서(405)는 도 3 내지 12에 관하여 설명된 출력 위치 센서(130)를 대체한다. 출력 위치 센서(130, 305, 405)는 모두 앤빌(70, 370)의 위치 및/또는 이동의 직접 측정을 제공한다. 따라서, 도 4 내지 12에 관하여 설명된 방법은, 앤빌(70, 370)의 위치에 관한 정보가 도 2에 도시된 출력 위치 센서(130) 또는 도 14 내지 15에 도시된 출력 위치 센서(305)가 아니라 도 16에 도시된 출력 위치 센서(405)로부터 수집된다는 점을 제외하고는 비슷하다.

도 18 내지 20은 2개의 상이한 유도성 센서를 이용하여 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하는 때를 판단하는 해머 검출기(500)(예를 들어, 센서 어셈블리)의 다른 실시예를 도시한다. 해머 검출기(500)는, 충격 메커니즘(300)에 대하여, 도 13 및 14에 도시된 출력 위치 센서(405)에 유사하게 위치 설정된다. 도 18 및 19에 도시된 바와 같이, 도 18의 해머 검출기(500)는 충격 메커니즘(300)의 앞쪽에(예를 들어, 전동 공구(10)의 모터 측이 아니라 출력 유닛 측에) 그리고 전동 공구(10)의 트랜스미션(77)의 앞쪽에 위치 설정된다. 더욱 구체적으로는, 해머 검출기(500)는 맞물림 구조체(385)와 충격 케이스(35) 사이에(도 14) 그리고 충격 케이스(35) 내에 위치 설정된다. 해머 검출기(500)는 앤빌(370) 주위에 둘레 방향으로 배치된 고리형 구조체(예를 들어, 도 20에서 PCB(115)) 상에 위치 설정된다. 추가로, 충격 메커니즘(300)의 컴포넌트에 대한 설명은 간결함을 위하여 생략된다.

도 20에 도시된 바와 같이, 해머 검출기(500)는 도넛 형상의(예를 들어, 고리형) 인쇄 회로 보드(PCB)(515) 상에 위치된 감지(sense) 유도성 코일(505), 기준(reference) 유도성 코일(510) 및 전압 분배기 네트워크(512)를 포함한다. 감지 유도성 코일(505)은 반경 방향 외측으로 위치 설정되고, 기준 유도성 코일(510)은 반경 방향 내측으로 위치 설정된다. 다른 말로 하면, 기준 유도성 코일(510)은 감지 유도성 코일(505)보다 앤빌(370)의 중심축(520)에 더 가까이 위치 설정된다. 이러한 배치는, 기준 코일(510)이 해머(375)의 외부 립(lip)(225)과 정렬되지 않은 상태를 유지하는 동안, 감지 유도성 코일(505)이 해머(375)의 외부 립(525)과 정렬될 수 있게 한다. 감지 유도성 코일(505)이 외부 립(525)과 정렬되기 때문에, 외부 립(525)이 해머 검출기(500)를 축방향으로 접근할 때 감지 유도성 코일(505)의 출력이 변화한다. 다른 말로 하면, 앤빌(370)에 충격을 가하기 위하여 해머(375)가 해머 검출기(500)를 축방향으로 접근할 때 감지 유도성 코일(505)의 출력이 변화한다. 한편, 기준 유도성 코일(510)은, 기준 유도성 코일(510)이 외부 립(225)과 정렬되지 않고 해머(375)의 나머지가 기준 유도성 코일(510)의 출력에 영향을 미치기에는 해머 검출기(500)로부터 너무 멀리 있기 때문에, 해머(375)의 접근을 검출하지 않는다. 따라서, 기준 유도성 코일(510)은 해머(375)의 위치에 관계없이 변경되지 않는 출력 신호를 출력하고, 감지 유도성 코일(505)로부터의 출력은 해머(375)가 해머 검출기(500)에 얼마나 더 가까운지에 기초하여 변화한다. 일부 실시예에서, 기준 유도성 코일(510)은, 외부 립(525)과 정렬되지 않는 동안, 해머(375)의 접근을 어느 정도 여전히 검출한다. 그러나, 이러한 실시예에서, PCB(515)에서의 2개의 코일의 상이한 반경 방향 배치 때문에, 해머(375)의 접근에 따른 기준 유도성 코일(510)로부터의 출력 신호에서의 변화는 감지 유도성 코일(505)로부터의 출력 신호에서의 변화로부터 눈에 띄게 구별된다(즉, 그보다 더 적다). 예시된 실시예에서, 외부 립(525)은 해머(375)의 전체 원주로 연장한다. 그러나, 다른 실시예서, 외부 립(525)은 해머(375)의 원주를 따라 간헐적으로만 연장할 수 있다.

그 다음, 해머 검출기(500)는 감지 유도성 코일(505)로부터의 출력을 기준 유도성 코일(510)로부터의 출력에 비교한다. 감지 유도성 코일(505)로부터의 출력과 기준 유도성 코일(510)로부터의 출력 사이의 차이가 임계값보다 더 클 때, 해머 검출기(500)는 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있다는 것을 나타내는 제1 출력 신호를 출력한다. 대조적으로, 감지 유도성 코일(505)로부터의 출력과 기준 유도성 코일(510)로부터의 출력 사이의 차이가 임계값보다 더 적을 때, 해머 검출기(500)는 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있지 않다는 것을 나타내는 제2 출력 신호를 출력한다. 기준 유도성 코일(510)은 전압 분배기 네트워크(512)에 결합되고, 기준 유도성 코일(510)과 전압 분배기 네트워크(512)는 함께 감지 유도성 코일(505)을 위한 임계값을 제공하며, 이는 그 다음 해머 검출기(500)로부터의 출력 신호가 바이너리(binary)가 되게 한다. 예를 들어, 해머 검출기(500)는 해머(375)가 충격을 가하고 있을 때 하이(high) 신호를 출력할 수 있고, 해머(375)가 충격을 가하고 있지 않을 때 로우(low) 신호를 출력할 수 있거나, 또는 그 반대로 출력할 있다. 해머 검출기(500)가 바이너리 출력을 생성하기 때문에, 컨트롤러(135)에 의해 수행되는 처리가 감소된다. 예를 들어, 컨트롤러(135)는 감지 유도성 코일(505)과 기준 유도성 코일(510)로부터 아날로그 출력 신호를 수신하지 않고 충격이 발생하였는지 판단하기 위하여 계산을 수행한다. 대신에, 도 18 내지 20의 해머 검출기(500)는 단순히 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있는지를 나타내는 신호를 출력한다. 일부 실시예에서, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 모터(15)와, 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있는 때를 판단하는 것을 돕는 전압 분배기 네트워크(512)를 제어하는 전동 공구(10)의 컨트롤러(135)를 나타낼 수 있다.

도 21 및 22는 해머 검출기(600)(예를 들어, 센서 어셈블리)의 다른 실시예를 도시한다. 도 21a는 해머 검출기(600)를 포함하는 전동 공구(10)의 단면도를 도시한다. 도 21b는 해머 검출기(600)를 포함하는 충격 메커니즘(300)의 분리된 단면도이다. 해머 검출기(600)는, 도 21a 및 21b에 도시된 바와 같이, 해머(375)의 주변측에서 해머(375)의 외부 주변의 반경 방향 외측으로 위치 설정된다. 해머 검출기(600)는 전동 공구(10)의 트랜스미션(77)의 앞쪽에(예를 들어, 출력 유닛(40)에 더 가까이) 그리고 충격 케이스(35) 내에 위치 설정된다. 특히, 도 21c 및 21d에 도시된 바와 같이, 해머 검출기(600)는 충격 케이스(35) 및 기어 케이스(78)에 장착된다. 해머 검출기(600)는 해머(375)와 해머 검출기(600)를 덮는 충격 케이스(35)의 일부(605)(도 22)와 정렬된다. 충격 케이스(35)의 일부(605)는 해머 검출기(600)가 충격 케이스(35)와 동일(또는 거의 동일) 표면을 형성하도록 해머 검출기(600)가 수용되는 오목부(recess)(610)를 포함한다. 기어 케이스(78)는 슬롯(604)을 포함한다. 도 21d에 도시된 바와 같이, 해머 검출기(600)는 해머 검출기(600)가 해머(375)의 이동과 간섭하지 않도록 오목부(610)와 슬롯(604) 내에 피팅된다.

도 21a 내지 21d는 전동 공구(10)의 충격 케이스(35) 내로 통합되고 해머(375)의 반경 방향 외측으로 위치 설정된 해머 검출기(600)를 도시한다. 해머 검출기(600)는 감지 유도성 센서(615), 기준 유도성 센서(620) 및 전압 분배기 네트워크(도시되지 않음)를 포함한다. 감지 유도성 센서(615)는 해머(375)가 이의 리바운딩 작용에 의하여 뒤를 향하여(즉, 도 21a 내지 21d에서 왼쪽을 향하여) 이동하도록 충격 메커니즘(300)의 앞쪽을 향하여 위치 설정되고, 해머(375)는 감지 유도성 센서(615)의 감지 범위 내로 이동하여 감지 유도성 센서(615)로부터의 출력을 변경한다. 한편, 기준 유도성 센서(620)는, 해머(375)가 리바운드 중일 때에도 이의 출력에 영향을 미치기에는 기준 유도성 센서(620)로부터 너무 멀리(예를 들어, 너무 많이 거리를 두고) 있도록, 또는, 적어도, 기준 유도성 코일(620)의 출력에 대한 영향이 감지 유도성 코일(615)에 대한 영향보다 눈에 띄게 더 적도록, 충격 메커니즘(300)의 뒤쪽을 향해 위치 설정된다.

해머 검출기(500)에 대하여 위에서 설명된 바와 같이, 도 21 및 22의 해머 검출기(600)는, 또한, 제1 상태에서 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있다는 것을 나타내고, 제2 상태에서 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있지 않다는 것을 나타내는 바이너리 출력 신호를 생성한다. 전압 분배기 네트워크 및 기준 유도성 센서(620)로부터의 상대적으로 변화하지 않는 출력은, 도 18 내지 20에 관하여 위에서 설명된 바와 같이, 감지 유도성 센서(615)를 위한 임계값을 제공한다. 지적된 바와 같이, 일부 실시예에서, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 모터(15)와, 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하는 때를 판단하는데 도움을 주는 전압 분배기 네트워크를 모두 제어하는 컨트롤러(135)를 나타낸다. 해머 검출기(600)의 동작은 도 18 내지 20의 해머 검출기(500)에 대하여 설명된 것과 유사하며, 따라서 해머 검출기(600)의 동작과 출력에 대한 추가 상세는 간결함을 위하여 제공되지 않는다.

도 23은 해머 검출기(640)(예를 들어, 센서 어셈블리)의 다른 실시예를 도시한다. 해머 검출기(640)는, 해머 검출기(600)와 유사하게, 해머(375)의 외부 주변으로부터 반경 방향 외측으로 트랜스미션(77)의 앞쪽에서 충격 케이스(35) 내에 위치 설정된다. 도 21 및 22의 해머 검출기(600)와 유사하게, 도 23의 해머 검출기(640)는 해머(375)와 해머 검출기(640)를 덮는 충격 케이스(35)의 일부(605)와 정렬된다. 즉, 해머 검출기(640)는 도 21 및 22의 해머 검출기(600)를 대체할 수 있다. 그러나, 해머 검출기(640)는, 도 21 및 22의 해머 검출기(600)에 포함된 2개의 유도성 센서 대신에 하나의 유도성 센서(645)를 포함한다. 다른 말로 하면, 해머 검출기(640)는 기준 유도성 센서(615)와 같은 기준 유도성 센서를 포함하지 않는다. 예시된 실시예에서, 해머 검출기(640)의 유도성 센서(645)는 유도성 센서(645)와 해머(375) 사이의 거리에 따라 출력을 생성하는 원형 유도성 센서(645)를 포함한다. 해머(375)가 자신을 앤빌(370)로부터 거리를 두는 것과 앤빌(370)에 충격을 가하는 것 사이에서 진동하기 때문에, 유도성 센서(645)는 피크(즉, 파의 최대 또는 최소)가 앤빌(370)에 충격을 가하는 해머(375)를 나타내는 사인 파형 출력을 생성한다. 사인 파형 출력은 컨트롤러(135)에 의해 수신된다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하는 때 또는 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하는지를 판단하기 위한 피크 검출기를 구현한다. 해머 검출기(500, 600)에 관하여 위에서 언급된 바와 같이, 컨트롤러(135)는 모터 제어를 구현하는 회로 보드에 포함된 회로 및 소프트웨어와, 해머 검출기(640)에(예를 들어, 유도성 센서(645)가 장착되는 회로 보드에) 포함된 회로 및 소프트웨어 모두를 나타낼 수 있다. 처리의 일부가 해머 검출기(640)에 배치되는 실시예에서, 해머 검출기(640)는 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있는지 여부를 나타내는 바이너리 출력 신호를 생성할 수 있다. 해머 검출기(640)는 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있다는 것을 나타내는 하이 출력 신호를 생성하고, 앤빌(370)에 충격을 가하고 있지 않다는 것을 나타내는 로우 출력 신호를 생성한다.

다른 실시예에서, 해머 검출기(640)의 유도성 센서(645)는 기다란 유도성 센서(elongated inductive sensor)를 포함하고, 제1 단부가 기다란 유도성 센서의 반대측의 제2 단부에서의 유도성 코일보다 더욱 치밀하게 채워진다. 다른 말로 하면, 기다란 유도성 센서는 센서(645)를 따라 불균일하게 분포된 유도성 코일을 포함한다. 이러한 기다란 유도성 센서는 원형 유도성 센서에 의해 생성되는 바이너리 출력 신호 대신에 아날로그 신호를 생성한다. 예를 들어, 기다란 유도성 센서는 그 출력 신호로서, 톱니 파형을 생성하고, 상승하는 파는 가까워지는 해머(375)를 나타낼 수 있고, 톱니 파형의 0으로의 하강은 앤빌(370)로부터 멀어지는 해머(375)의 리바운딩을 나타낼 수 있다. 도 23의 해머 검출기(640)가 원형 유도성 센서를 포함하는지 기다란 유도성 센서를 포함하는지에 관계없이, 해머 검출기(640)의 동작은 도 18 내지 20의 해머 검출기(600) 및 해머 검출기(500)에 대하여 설명된 것과 유사하고, 따라서, 해머 검출기(640)의 동작 및 출력에 대한 추가 상세는 간결함을 위하여 제공되지 않는다.

도 24는 해머 검출기(660)(예를 들어, 센서 어셈블리)의 다른 실시예를 도시한다. 해머 검출기(660)는, 충격 메커니즘(300)에 대하여, 도 13 및 14에 도시된 출력 위치 센서(305)에 유사하고, 도 18 내지 20의 해머 검출기(500)와 유사하게 위치 설정된다. 다른 말로 하면, 해머 검출기(660)는 앤빌(370) 주위에 둘레 방향으로 위치 설정된 고리형 구조체(675)(예를 들어, 고리형 PCB) 상에 위치 설정된다. 도 24에 도시된 바와 같이, 해머 검출기(660)는 충격 메커니즘(300)의 앞쪽에(예를 들어, 전동 공구(10)의 모터 측이 아니라 출력 유닛 측에) 위치 설정된다. 더욱 구체적으로는, 해머 검출기(660)는 맞물림 구조체(385)와 충격 케이스(35)(도 4) 사이에 위치 설정되고, 충격 케이스(35)에 의해 수용된다. 추가로, 충격 메커니즘(300)의 컴포넌트에 대한 설명은 간결함을 위하여 생략된다.

도 24에 도시된 바와 같이, 해머 검출기(660)는 감지 코일과 기준 유도성 코일을 포함하는 대신에 하나의 유도성 코일(665)을 포함한다. 그럼에도 불구하고, 해머 검출기(660)는 도넛 형상의(예를 들어, 고리형) 인쇄 회로 보드(PCB)(675) 상에 위치 설정된다. 감지 유도성 코일(665)의 출력은 앤빌(370)에 충격을 가하기 위하여 해머(375)가 해머 검출기(660)에 축방향으로 접근할 때 변화한다. 해머(375)가 앤빌(370)로부터 미리 정해진 거리보다 더 멀리 있다면(예를 들어, 앤빌(370)에 충격을 가하고 있지 않음), 유도성 코일(665)은 출력 신호를 생성하지 않거나, 로우 출력 신호를 생성한다. 따라서, 감지 유도성 코일(665)로부터의 출력은 해머(375)가 해머 검출기(660)에 얼마나 가까이 있는지에 기초하여 변화한다. 해머 검출기(660)의 동작은 도 18 내지 20의 해머 검출기(500)에 관하여 설명된 것과 유사하며, 따라서 해머 검출기(660)의 동작과 출력에 대한 추가 상세는 간결함을 위하여 제공되지 않는다.

해머 검출기(405d, 500, 600, 640, 660)가 출력 위치 센서(또는 센서 어셈블리)의 일부로서 앤빌 위치 센서와 함께 동작하는 것으로 설명되었지만, 일부 실시예에서, 해머 검출기(405d, 500, 600, 640, 660)는 어떠한 앤빌 위치 센서도 포함하지 않으면서 출력 위치 센서에(예를 들어, 센서 어셈블리에) 포함된다. 따라서, 일부 실시예에서, 센서 어셈블리 또는 출력 위치 센서는 해머 검출기(405d, 500, 600, 640, 660) 중 단지 하나만을 포함할 수 있고, 앤빌의 위치를 직접 측정하기 위한 센서를 제공하지 않을 수 있다.

도 25 및 26은 출력 위치 센서(700)의 다른 실시예를 도시한다. 출력 위치 센서(700)는, 충격 메커니즘(300)에 대하여, 도 14 및 15에 도시된 출력 위치 센서(305)와 유사하게 위치 설정된다. 다른 말로 하면, 도 25의 출력 위치 센서(700)는 충격 메커니즘(300) 내의 출력 위치 센서(305)를 대체한다. 출력 위치 센서(700)는 전동 공구(10)의 트랜스미션(77)의 앞쪽에 위치 설정되고, 앤빌(370) 주위에 둘레 방향으로 배치된 고리형 구조체(예를 들어, 고리형 PCB)에 위치 설정되며, 충격 케이스(35) 내에 수용된다. 따라서, 충격 메커니즘(300)과 출력 위치 센서(700)의 배치는 도시되지 않는다. 추가로, 충격 메커니즘(300)의 컴포넌트와 충격 메커니즘(300)에 대한 출력 위치 센서(700)의 배치는 간결함을 위하여 생략된다.

도 25의 출력 위치 센서(700)는 제1 유도성 코일(705), 제2 유도성 코일(710), 제3 유도성 코일(715) 및 제4 유도성 코일(720)을 포함한다. 출력 위치 센서(700)를 이용할 때, 유도성 코일(705 내지 720)이 앤빌(370)의 상이한 위치 사이를 구별할 수 있게 하도록 금속 마커(725)가 앤빌(370)에 결합된다. 도 26은 출력 위치 센서(700)에 겹쳐진 금속 마커(725)의 개략도를 도시한다. 앤빌(370)은 도 26에는 도시되지 않지만, 금속 마커(725)가 출력 위치 센서에 가장 가까운 측에서 (예를 들어, 충격 메커니즘(300)의 앞쪽을 향하여) 앤빌(370)에 추가된다(예를 들어, 고정된다). 다른 말로 하면, 금속 마커(725)는 앤빌(370)과 출력 위치 센서(700) 사이에 위치 설정된다. 도 26에 도시된 바와 같이, 금속 마커(725)는, 각각의 유도성 코일(705 내지 720)이 금속 마커(725)의 회전 위치(앤빌(370)의 회전 위치를 나타냄)에 기초하여 상이한 출력 신호를 생성하도록, 불균일한 형상의 금속 마커(725)이다. 예시된 실시예에서, 금속 마커(725)는 반달(lune) 또는 초승달(crescent) 형상을 가진다. 그러나, 다른 실시예에서, 다른 종류의 불균일한 형상이 금속 마커(725)에 대하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 금속 마커(725)는 기어 톱니 디자인을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 앤빌(370)의 상대 위치가 앤빌(370)의 절대 위치 대신에 결정될 수 있다. 유도성 코일(705 내지 720)은 금속 마커(725)의 어느 부분이 유도성 코일(705 내지 720)에 가장 가까운지(예를 들어, 바로 위)에 따라 출력 신호를 생성하도록 구성된다.

제1, 제2, 제3 및 제4 유도성 코일(705 내지 720)은 컨트롤러(135)에 자신의 대응하는 출력 신호를 전송한다. 컨트롤러(135)는 유도성 코일(705 내지 720)로부터의 출력 신호를 분석하고, 출력 신호에 기초하여, 앤빌(370)의 절대 위치를 결정한다. 또한, 제1, 제2, 제3 및 제4 유도성 코일(705 내지 720)은 앤빌 센서 또는 앤빌 위치 센서라 할 수 있다. 컨트롤러(135)는, 점 A가 제4 유도성 코일(720) 바로 위에 있을 때(예를 들어, 도 26에 도시된 바와 같이) 컨트롤러(135)가 앤빌(370)이 0 위치에 있다고 결정하도록 점 A(도 26)를 금속 마커(725)의 기준점으로 지정할 수 있다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 기준점 A의 근사 위치에 기초하여 앤빌(370)의 회전 위치(예를 들어, 각도 위치)를 결정할 수 있다. 또한, 컨트롤러(135)는 반대측에 위치 설정된 유도성 코일로부터의 신호들을 비교함으로써 앤빌(370)의 회전 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(135)가 제1 유도성 코일(705)의 출력을 제3 유도성 코일(715)(예를 들어, 제1 유도성 코일(705)의 반대측에 위치 설정된 유도성 코일)의 출력과 비교할 수 있고, 제2 유도성 코일(710)의 출력을 제4 유도성 코일(720)의 출력과 비교할 수 있다. 유도성 코일 중 2개(예를 들어, 도 26에서의 제1 유도성 코일(705)과 제3 유도성 코일(715))는, 금속 마커(725)가 양 유도성 코일 위로 유사한 형상을 가지기 때문에, 대략 동일한 출력 신호를 가질 것으로 예측된다. 나머지 2개의 유도성 코일(예를 들어, 도 26에서의 제2 유도성 코일(710)과 제4 유도성 코일(720))은, 금속 마커(725)가 제4 유도성 코일(720)에 비하여 제2 유도성 코일(710) 위로 상이한 형상을 가지기 때문에, 상이한 출력 신호를 가질 것으로 예측된다. 예를 들어, 도 26을 참조하면, 추가 유도성 코일(720)은 유도성 코일(705, 710, 715)보다 더 높은(예를 들어, 거의 최대) 출력을 가질 수 있고, 제2 유도성 코일(710)은 유도성 코일(705, 715, 720)보다 더 낮은(예를 들어, 거의 최소) 출력을 가질 수 있다. 유도성 코일(705 내지 720)로부터의 2개의 대략 동일한 출력 및 대략 반대의 출력의 매핑에 기초하여, 컨트롤러(135)는 앤빌(370)의 절대 위치를 결정한다.

일부 실시예에서, 컨트롤러(135)는 앤빌(370)의 절대 위치를 결정하기 위하여 전동 공구의 메모리로부터 룩업 테이블을 액세스한다. 룩업 테이블은, 예를 들어, 유도성 코일(705 내지 720)의 각각의 대응하는 판독값을 이용하여 앤빌(370)의 대략적인 위치를 나타낸다. 다른 실시예에서, 컨트롤러(135)는 컨트롤러(135)가 앤빌(370)의 회전 위치를 결정할 수 있게 하는 특정 계산을 수행한다(예를 들어, 저장된 방정식에 기초하여).

도 14 및 15에 도시된 출력 위치 센서(305)에 대하여 위에서 설명된 바와 같이, 도 25 및 26에 도시된 출력 위치 센서(700)를 이용하여 컨트롤러(135)가 앤빌(370)의 위치를 결정하면, 도 3 내지 12에 의해 설명된 바와 같은 전동 공구(10)의 동작은 비슷하다. 특히, 출력 위치 센서(700)는 도 3 내지 12에 대하여 설명된 출력 위치 센서(700)를 대체한다. 앤빌 위치 센서(130, 305, 405, 700)는 모두 앤빌(70, 370)의 위치 및/또는 이동의 직접 측정을 제공한다. 해머 검출기(405d, 500, 600, 640, 660)는 앤빌(370)에 대한 해머(375)의 위치의 직접 측정을 제공한다. 따라서, 도 4 내지 12에 대하여 설명된 방법은, 앤빌(70, 370)의 위치에 관한 정보가, 도 2에 도시된 출력 위치 센서(130) 또는 도 14 및 15에 도시된 출력 위치 센서(305)가 아니라, 도 25에 도시된 출력 위치 센서(700)로부터 수집된다는 점을 제외하고는 비슷하다.

도 27 및 28은 출력 위치 센서(800)의 다른 실시예를 도시한다. 출력 위치 센서(800)는 도넛 형상의(예를 들어, 고리형) PCB(810) 상에 위치 설정된 자기 센서(805)를 포함한다. 도넛 PCB(810)는, 충격 메커니즘(300)에 대하여, 도 14 및 15에 도시된 출력 위치 센서(305)에 유사하게 위치 설정된다. 다른 말로 하면, 도 27 및 28의 자기 센서(805)는 충격 메커니즘(300) 내의 출력 위치 센서(305)를 대체한다. 즉, 출력 위치 센서(800)는 전동 공구(10)의 트랜스미션(77)의 앞쪽에 위치 설정되고, 앤빌(370) 주위에 둘레 방향으로 배치된 고리형 구조체(예를 들어, 고리형 PCB(810)) 상에 위치 설정되고, 충격 케이스(35) 내에 수용된다. 따라서, 충격 메커니즘(300)과 자기 센서(805)의 배치는 도시되지 않는다. 추가로, 충격 메커니즘(300)의 컴포넌트와 충격 메커니즘(300)에 대한 자기 센서(805)의 배치에 대한 설명은 간결함을 위하여 생략된다. 자기 센서(805)는, 예를 들어, 홀 이펙트 센서, 자기 저항 센서 또는 자기 벡터를 검출하도록 구성된 다른 센서를 포함할 수 있다.

또한, 출력 위치 센서(800)는 앤빌(370)에 결합되고 앤빌(370)의 돌출부(390a, 390b)의 앞쪽에(예를 들어, 충격 메커니즘(300)의 앞쪽을 향하여) 위치 설정된 자기 링(815)을 포함한다. 도 28에 도시된 바와 같이, 자기 링(815)은 4개의 사분면(예를 들어, 제1 사분면(820), 제2 사분면(825), 제3 사분면(830) 및 제4 사분면(835))으로 분할되는 도넛 형상의 자석이다. 각각의 사분면(820 내지 835)은 서로에 대하여 둘레 방향으로 위치 설정된 N극 자석과 S극 자석을 포함한다. 예시된 실시예에서, 제1 사분면(820)과 제3 사분면(830)은 S극 자석의 내부를 향해 둘레 방향으로(예를 들어, 반경 방향 내측으로) 위치 설정된 N극 자석을 포함한다. 따라서, 제1 사분면(820)과 제3 사분면(830)은 자기 링(815)의 중심을 향하는 자속선(magnetic flux line)을 생성한다. 대조적으로, 제2 사분면(825)과 제4 사분면(835)은 S극 자석의 외부에서 둘레 방향으로(예를 들어, 반경 방향 외측으로) 위치 설정된 N극 자석을 포함한다. 따라서, 제2 사분면(825)과 제4 사분면(835)은 자기 링(815)의 중심으로부터 멀어지는 자속선을 생성한다. 그러나, 다른 실시예에서, 제1 사분면과 제3 사분면이 자기 센서(805)의 중심으로부터 멀어지는 자속선을 생성할 수 있고, 제2 사분면과 제4 사분면이 자기 링(815)의 중심을 향하는 자속선을 생성할 수 있다.

자기 센서(805)는 자기 링(815)에 대한 자기 센서(805)의 위치에 기초하여 자기 벡터를 검출한다. 그 다음, 자기 센서(805)는 감지된 자기 벡터를 나타내는 출력 신호를 컨트롤러(135)로 생성한다. 컨트롤러(135)는, 자기 센서(805)로부터의 감지된 자기 벡터에 기초하여, 앤빌(370)의 회전 위치를 결정한다. 자기 센서(805)와 자기 링(815)은 앤빌 센서 또는 앤빌 위치 센서라 할 수 있다. 출력 위치 센서(800)가 자기 링(815)을 포함하는 것으로 설명되지만, 일부 실시예에서, 자기 링(815)은 또한 반대 극성의 자속선을 생성하는 다수의 자석이 장착되는 지지 링으로 교체될 수 있다. 이러한 실시예에서, 자기 센서(805)는 복수의 자석에 대한 자기 센서(805)의 위치에 기초하여 상이한 자기 벡터를 여전히 검출한다. 추가로, 일부 실시예에서, 자기 링(815)은 상이한 원주 위치에서 상이한 자기장을 생성하기 위하여 4개보다 더 많은 사분면 또는 다른 배치를 포함한다.

도 14 및 15에 도시된 출력 위치 센서(305)에 대하여 위에서 설명된 바와 같이, 컨트롤러(135)가 도 27에 도시된 출력 위치 센서(800)를 이용하여 앤빌(370)의 위치를 결정하면, 도 3 내지 12에 의해 설명된 바와 같은 전동 공구(10)의 동작은 비슷하다. 특히, 출력 위치 센서(800)는 도 3 내지 12에 대하여 설명된 출력 위치 센서(130)를 대체한다. 앤빌 위치 센서(130, 305, 405, 700, 800)는 모두 앤빌(70, 370)의 위치 및/또는 이동의 직접 측정을 제공한다. 따라서, 도 4 내지 12에 대하여 설명된 방법은, 앤빌(70, 370)에 관한 정보가, 도 2에 도시된 출력 위치 센서(130) 또는 도 14 및 15에 도시된 출력 위치 센서(305)가 아니라, 도 27에 도시된 출력 위치 센서(800)로부터 수집된다는 점을 제외하고는 비슷하다.

특히, 도 16, 18, 21, 23 및 25에 대하여 각각 설명된 해머 검출기(405d, 500, 600, 640 또는 660)는 도 2, 15, 25 및 27에 대하여 각각 설명된 바와 같은 출력 위치 센서(130, 305, 405, 700 또는 800)로 통합될 수 있다. 해머 검출기(405d, 500, 600, 640, 660)는, 이 대신에, 출력 위치 센서(130, 305, 405, 700 또는 800)의 일부로서 포함된 앤빌 위치 센서 없이 또는 그와는 별개로 전동 공구(10)로 통합될 수 있다. 추가로, 위에서 설명된 방법의 일부는 앤빌 위치 센서(130, 305, 405, 700, 800)에 대한 필요 없이 해머 검출기(405d, 500, 600, 640 또는 660)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 방법은 앤빌 위치 센서 없이 해머 검출기(405d, 500, 600, 640, 660) 중 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 이러한 실시예에서, 컨트롤러(135)는 앤빌 위치에서의 변화가 위치 임계값보다 더 큰지 판단할(단계 155) 필요가 없을 수 있다. 대신에, 해머 검출기(405d, 500, 600, 640, 660)가 충격이 발생하고 있는 때를 검출하기 때문에, 충격 카운터가 출력 신호를 위치 임계값에 비교하지 않고 해머 검출기(405d, 500, 600, 640, 660) 중 하나로부터의 출력에 기초하여 증분될 것이다. 추가로, 출력 위치 센서(130, 305, 405, 700 또는 800)가 외견상으로 단일 센서로서 설명되지만, 이러한 출력 위치 센서가 이 대신에 하나 이상의 센서를 포함하는 센서 어셈블리로 고려될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 유사하게, 해머 검출기(405d, 500, 600, 640, 660)는, 또한, 앤빌 위치 센서에 결합되는지 독립적으로 제공되는지에 관계없이, 하나 이상의 센서를 포함하는 센서 어셈블리로 고려될 수 있다. 다른 말로 하면, 센서 어셈블리는 출력 위치 센서(130, 305, 405, 700, 800) 내에 형성된 앤빌 위치 센서, 해머 검출기(405d, 500, 600, 640, 660) 또는 앤빌 위치 센서와 해머 검출기의 조합을 포함할 수 있다. 출력 위치 센서(130, 305, 405, 700, 800)에 포함된 앤빌 위치 센서는 홀 센서(125)에 의해 결정되는 바와 같은 모터(15)의 위치를 검출하는 것과 독립적으로 앤빌(370)의 위치를 검출한다. 다른 말로 하면, 앤빌 위치 센서는 모터 위치의 검출과는 별도로 앤빌 위치를 직접 검출한다.

도 29는 타임 투 셧다운 모드(time-to-shutdown mode)에 따라 전동 공구(10)를 동작시키는 방법(900)을 도시하는 순서도이다. 컨트롤러(135)는 출력 위치 센서(130, 305, 405, 700, 800), 해머 검출기(405d, 500, 600) 또는 이들의 조합 중 임의의 하나를 이용하여 방법(900)을 구현한다. 그래픽 사용자 인터페이스(예를 들어, 도 10에 도시된 것에 유사)는 제1 충격 이후의 목표 시간을 사용자로부터 수신할 수 있다. 타임 투 셧다운 모드 동안, 컨트롤러(135)는 선택된 모드와 검출된 트리거 당김에 따라 모터(15)를 구동한다(단계 905). 그 다음, 컨트롤러(135)는 출력 위치 센서(130, 305, 405, 700, 800) 및/또는 해머 검출기(405d, 500, 600)의 출력 신호에 기초하여 제1 충격이 발생하는 때를 판단한다(단계 910). 제1 충격을 검출한 것에 응답하여, 컨트롤러(135)는 타이머를 개시한다(단계 915). 타이머의 값은, 예를 들어, 제1 충격 이후에 전동 공구(10)가 얼마나 오랫동안 계속 동작하고 있어야 하는지를 나타내는 사용자 입력에 기초하여 결정될 수 있다. 워크피스 또는 패스너가 더 손상되기 쉬운 애플리케이션에 대하여, 타이머는 공구가 워크피스 또는 패스너를 손상시키지 못하게 하도록 더 작은 값을 가질 수 있다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 타이머가 만료되었는지 판단한다(단계 920). 타이머가 아직 만료되지 않았다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는 선택된 모드와 검출된 트리거 당김에 따라 모터(15)의 동작을 계속한다(단계 925). 한편, 타이머가 만료되었다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 도 4의 단계 170에 대하여 위에서 논의된 바와 같이, 모터 동작을 변경한다(단계 930). 그 다음, 컨트롤러(135)는 또한 타이머를 리셋한다(단계 935).

도 30은 최소 각도 모드에 따라 전동 공구(10)를 동작시키는 방법(1000)을 도시하는 순서도이다. 컨트롤러(135)는 출력 위치 센서(130, 305, 405, 700, 800) 또는 각각의 충격이 전달된 후에 앤빌(370)의 각도 변위를 나타내는 출력 신호를 생성할 수 있는 다른 출력 위치 센서 중 임의의 하나를 이용하여 방법(1000)을 구현할 수 있다. 또한, 컨트롤러(135)는 각각의 충격이 발생하는 때를 판단하는데 도움을 주도록 해머 검출기(405d, 500, 600)를 이용하여 방법(1000)을 구현할 수 있다. 최소 각도 모드 동안, 컨트롤러(135)는 선택된 모드와 검출된 트리거 당김에 따라 모터(15)를 구동한다(단계 1005). 그 다음, 컨트롤러(135)는 전동 공구를 위한 충격당 회전 각도(rotation angle per impact angle)를 결정한다(단계 1015).

일 실시예에서, 충격당 회전 각도는 충격당 앤빌의 회전 변위를 나타낸다. 이러한 실시예에서, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 충격 전 앤빌(370)의 제1 회전 위치를 결정하고 충격 후 앤빌(370)의 제2 회전 위치를 결정하기 위하여 출력 위치 센서(130, 305, 405, 700, 800)를 사용할 수 있고, 그 다음, 컨트롤러(135)는 앤빌(370)의 회전 변위를 결정하기 위하여 제1 회전 위치와 제2 회전 위치 사이의 차이를 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 충격당 회전 각도는 충격당 모터(15)의 회전 각도를 나타낸다. 이러한 실시예에서, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 각각의 충격 사이의 모터(15)의 각도 변위를 결정하기 위하여 모터(15) 근처에 위치 설정된 모터 위치 센서(예를 들어, 홀 이펙트 센서(125))를 사용할 수 있다. 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 제1 충격을 검출하고, 그 다음, 제2 충격이 검출될 때까지, 모터(15)의 회전 변위를 추적할 수 있다(예를 들어, 해머 검출기(405d, 500, 600)를 이용하여).

그 다음, 컨트롤러(135)는 충격당 회전 각도가 미리 정해진 임계값 아래에 있는지 판단한다(단계 1020). 충격당 회전 각도가 미리 정해진 임계값 위에 있다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는 선택된 모드와 검출된 트리거 당김에서 모터(15)를 계속 구동한다(단계 1005). 한편, 충격당 회전 각도가 미리 정해진 임계값 아래에 있다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는 도 4의 단계 170에 대하여 위에서 논의된 바와 같이, 모터 동작을 논의된 바와 같이 변경한다(단계 1025). 예를 들어, 컨트롤러(135)는 모터(15)를 정지시킨다. 최소 각도 모드는 미리 정해진 토크에 도달한 후에 모터(15)가 작동되지 않게 할 수 있다. 토크가 증가함에 따라, 일반적으로, 모터(15) 및/또는 앤빌(370)의 각도 변위는 충격마다 감소한다. 따라서, 충격당 회전 각도에 기초하여 모터 동작을 변경하는 것은 전달된 토크에 기초하여 모터(15)를 제어하는 간접적인 방식을 제공한다.

도 31은 항복 제어 모드(yield control mode)에 따라 전동 공구(10)를 동작시키는 방법(1100)을 도시하는 순서도이다. 항복 제어 모드는 패스너(예를 들어, 볼트)가 패스너의 항복(yielding)에 기인하여 손상된 때를 검출하기 위하여 설정되고, 이는 워크피스에 대한 구동을 중단시키고 또한 워크피스를 손상시키는 것을 방지하는 것을 결정하는데 사용될 수 있다. 패스너가 항복에 기인하여 손상되지 않을 때, 일반적으로, 충격당 회전은 패스너를 구동시키는 동안 토크가 증가하는 것에 따라 감소한다. 그러나, 패스너가 항복에 기인하여 손상될 때, 손상된 패스너가 전동 공구로 더 적은 저항을 제공하기 때문에 충격당 회전 각도는 감소를 중지한다(그리고, 토크는 증가를 중지한다). 다른 말로 하면, 충격당 회전 각도 및 토크는 변경되지 않는 상태로 있을 수 있다.

항복 제어 모드 동안, 컨트롤러(135)는 선택된 모드와 검출된 트리거 당김에 따라 모터(15)를 동작시킨다(단계 1105). 그 다음, 컨트롤러(135)는 충격이 발생하였다고 결정한다(단계 1110). 컨트롤러(135)는 도 4의 단계 150에 대하여 위에서 설명된 바와 같이 충격이 발생하였다고 결정할 수 있다; 모터(15)의 가속도 또는 속력에서의 변화에 기초하여(예를 들어, 홀 센서(125)로부터의 출력에 기초하여); 해머 검출기(405d, 500, 600, 640 또는 660) 중 하나로부터의 출력에 기초하여; 또는 앤빌(370)의 가속도 또는 속력에서의 변화에 기초하여(예를 들어, 본 명세서에 설명된 출력 위치 센서(130, 305, 405, 700, 800)로부터의 출력을 이용하여). 충격을 검출하면, 컨트롤러(135)는 타이머를 개시한다(단계 1115). 그 다음, 컨트롤러(135)는 타이머가 만료되었는지 판단한다(단계 1120). 타이머가 아직 만료되지 않았다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는 선택된 모드와 검출된 트리거 당김에 따라 모터(15)를 계속 동작시킨다.

그 다음, 타이머가 만료되었다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는, 도 30의 단계 1015에 대하여 위에서 설명된 바와 같이, 충격당 회전 각도를 결정할 수 있다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 충격당 회전 각도가 항복 임계값 위에 있는지 판단한다. 타이머와 항복 임계값은, 예를 들어, 패스너의 종류, 워크피스의 종류 또는 이들의 조합에 기초하여 실험값을 이용하여 미리 선택될 수 있다. 충격당 회전 각도가 항복 임계값 위에 있다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는 모터(15)의 동작을 중지시킨다(단계 1135). 타이머가 완료된 후에 충격당 회전 각도가 항복 임계값 위에 있을 때, 컨트롤러(135)는 패스너가 패스너 구동의 타이머 만료 후 스테이지에서 예측된 레벨로 저항을 제공하지 않기 때문에 패스너가 항복하였다고 추론한다. 충격당 회전 각도가 항복 임계값 아래에 있을 때, 컨트롤러(135)는 다음 충격의 회전 각도를 결정하기 위하여 단계 1125로 돌아간다. 단계 1125 및 1130은, 예를 들어, 사용자가 모터(15)를 정지시키기 위하여 트리거를 해제하거나, 패스너가 항복하였다고 판단되거나, 다른 모터 제어 기술이 사용(예를 들어, 미리 정해진 횟수의 충격이 발생하였다고 판단된 후에 모터(15)를 정지)될 때까지 반복된다.

일부 실시예에서, 컨트롤러(135)는 토크 출력을 측정함으로써(예를 들어, 토크 센서를 통해) 패스너가 손상되었다고 판단한다. 이러한 실시예에서, 타이머가 만료된 후에(단계 1120), 컨트롤러(135)는 토크 출력을 측정한다. 토크 출력이 토크 항복 임계값 아래에 있을 때, 컨트롤러(135)는 패스너가 항복되었다고 추론한다(예를 들어, 토크가 더 이상 증가하지 않기 때문에). 한편, 토크 출력이 토크 항복 임계값 위에 있을 때, 컨트롤러(135)는 모터(15)를 계속 동작시키고, 충격 동안 주기적으로 토크를 측정한다.

도 32는 폐쇄 루프 속력 제어 모드에 따라 전동 공구(10)를 동작시키는 방법(1200)을 도시하는 순서도이다. 폐쇄 루프 속력 제어 모드 하에서, 컨트롤러(135)는 해머(375)가 원하는 속력으로 앤빌(370)에 충격을 가하도록 모터(15)의 회전 속력을 원하는 값으로 유지한다. 모터의 속력을 제어함으로써, 앤빌(370)은 반복 가능한 토크 레벨을 패스너에 전달할 수 있다. 폐쇄 루프 속력 제어 동안, 컨트롤러(135)는 사용자 특정 토크 레벨을 수신한다(단계 1205). 컨트롤러(135)는 도 10에 도시된 것과 유사한 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 토크 레벨을 수신할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(135)는 920 ft.lb의 토크가 요구된다는 표시를 수신할 수 있다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 원하는 토크를 위한 대응하는 모터 속력을 결정한다(단계 1210). 다른 말로 하면, 원하는 토크를 전달하기 위하여, 해머(375)는 특정 속력으로 앤빌(370)에 충격을 가하도록 모터(15)에 의해 구동된다. 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 실험값에 기초하여 채워진 룩업 테이블을 이용하여, 원하는 토크 레벨을 출력하기 위하여 앤빌(370)을 타격하도록 해머(375)가 구동되는 원하는 속력을 결정한다.

그 다음, 컨트롤러(135)는 원하는 속력으로 폐쇄 루프 시스템에서 모터(15)를 동작시킨다(단계 1215). 일부 실시예에서, 컨트롤러(135)는 모터(15)를 원하는 속력에 유지시키기 위하여 PID 루프를 구현한다. 컨트롤러(135)는 모터(15)의 속력을 주기적으로 측정하기 위하여 홀 이펙트 센서(125)를 이용한다. 다른 실시예에서, 폐쇄 루프 시스템을 구현하는 다른 방법이 사용될 수 있다. 컨트롤러(135)는, 모터 속도에 대한 이의 폐쇄 루프 제어 동안, 예를 들어, 감소하는 배터리 전압, 감소하는 그리스(grease) 레벨 및 이와 유사한 것을 보상하기 위하여 필요한 조정을 할 수 있다. 컨트롤러(135)는 전동 공구에 대하여 설명된 다른 모드의 일부로서 폐쇄 루프 속력 제어 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 폐쇄 루프 속력 제어로 동작하는 동안, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 도 4에서 설명된 바에 같이, 특정 횟수의 충격이 앤빌(370)로 전달되도록 모터(15)를 제어할 수 있다. 다른 예에서, 폐쇄 루프 속력 제어 모드로 동작하고 있는 동안, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 도 9에서 설명된 바와 같이, 제1 충격 후의 전체 각도가 원했던 것이 되도록 모터(15)를 제어할 수 있다.

다른 실시예에서, 컨트롤러(135)는 대신에 원하는 모터 속력을 수신할 수 있다(예를 들어, 도 8에 도시된 것에 유사한 그래픽 사용자 인터페이스를 이용하여). 이러한 실시예에서, 컨트롤러(135)는 원하는 토크에 대응하는 모터 속력을 결정하지 않고, 대신에 폐쇄 루프 속력 제어 모드 하에서 원하는 속력으로 모터(15)를 동작시킨다.

도 33은 사용자가 토크 레벨을 특정하고, 일정한 토크가 앤빌(370)에 의해 출력되도록, 컨트롤러(135)가 일정한 속도로 모터(15)를 동작시키는 토크 제어 모드에 따라 전동 공구(10)를 동작시키는 방법(1300)을 도시한다. 도 34 및 35는 사용자가 토크 제어 모드의 파라미터를 이네이블하고 특정할 수 있는 외부 장치(147)에 의해 생성된 그래픽 사용자 인터페이스(1350)의 예시적인 스크린샷을 도시한다. 도 34 및 35의 인터페이스는 최대 속력 선택기(1355), 볼트 제거 선택기(1360) 및 토크 모드 선택기(1365)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 최대 속력 선택기(1355)는 슬라이더(1370)와, 슬라이더(1370)의 위치에 대응하는 숫자를 나타내는 라벨(1375)을 포함한다. 외부 장치(147)는 최대 속력 선택기(1355)를 통해 공구 동작을 위한 원하는 최대 속력의 선택을 사용자로부터 수신한다. 토크 모드 선택기(1365)는 토크 제어 모드를 이네이블 또는 디스에이블하는 스위치를 포함한다. 외부 장치(147)는 토크 모드 선택기(1365)의 스위치의 위치에 기초하여 토크 제어 모드가 이네이블되는지 판단한다. 또한, 볼트 제거 선택기(1360)는 도 38에 대하여 더 설명되는 볼트 제거 모드를 이네이블 또는 디스에이블하는 스위치를 포함한다.

도 35는 볼트 제거 모드 및 토크 제어 모드가 모두 이네이블될 때의 그래픽 사용자 인터페이스(1350)를 도시한다. 도 35에 도시된 바와 같이, 볼트 제거 모드가 이네이블될 때, 그래픽 사용자 인터페이스(1350)는 제거 속력 선택기(1380)를 또한 포함한다. 유사하게, 토크 제어 모드가 이네이블될 때, 그래픽 사용자 인터페이스(1350)는 토크 레벨 선택기(1385)를 또한 포함한다. 선택된 토크 레벨은, 예를 들어, 앤빌(370)에 전달되는 미리 정해진 충격 횟수를 나타낼 수 있다. 다른 실시예에서, 원하는 토크 레벨은 워크피스에서의 전체 인가된 토크(예를 들어, 92 ft.lb)를 나타낼 수 있다. 외부 장치(147)가 그래픽 사용자 인터페이스(1350)를 통해 사용자 선택을 수신한 후에, 외부 장치(147)는 모드 프로파일을 전동 공구(10)로 송신한다. 위에서 언급된 바와 같이, 전동 공구(10)는 모드 프로파일을 수신하고, 전동 공구(10)의 메모리(예를 들어, 컨트롤러(135)의 메모리 및/또는 별도 메모리)에 모드 프로파일을 저장한다. 그 다음, 전동 공구(10)(예를 들어, 컨트롤러(135))는 전동 공구(10)를 위한 동작 모드의 선택을 수신하고(예를 들어, 모드 선택 버튼(45)을 통해), 선택된 모드에 대응하는 저장된 모드 프로파일을 액세스하고, 선택된 동작 모드에 따라 전동 공구(10)를 동작시킨다.

도 33의 순서도에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(135)는 전동 공구(10)의 동작을 위한 토크 제어 모드의 선택을 수신한다(단계 1305). 선택은, 예를 들어, 모드 선택 스위치(45)를 통해 컨트롤러에서 수신될 수 있다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 최대 속력을 입수하고(access)(단계 1310), 토크 제어 모드와 연관된 원하는 토크 레벨을 입수한다(단계 1315). 위에서 언급된 바와 같이, 원하는 토크 레벨은 앤빌(370)에 의해 전달될 특정 횟수의 충격을 나타낼 수 있거나, 앤빌(370)에 의해 부과될 원하는 힘을 나타낼 수 있다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 계속해서 트리거(55)가 완전히 눌러졌을 때 전동 공구(10)의 선택된 최대 속력이 성취되도록 트리거(55) 누름에 따라 모터(15)를 동작시킨다(단계 1320)(예를 들어, 모터(15)는 가변 유계 PWM 신호(variable bounded PWM signal)를 통해 제어된다). 모터(15)의 동작 동안, 컨트롤러(135)는 앤빌(370)의 충격이 시작되었는지 모니터링한다(단계 1325). 위에서 설명된 바와 같이, 컨트롤러(135)는 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하기 시작한 때를 검출하기 위한 다른 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(135)는 모터 전류를 모니터링하고 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하기 시작할 때 모터 전류에서의 변화를 검출할 수 있다. 추가로 또는 이 대신에, 컨트롤러(135)는 앤빌(370)의 충격이 시작하였는지 결정하기 위하여 위에서 설명된 출력 위치 센서(들)로부터의 출력 신호를 모니터링할 수 있다.

충돌이 아직 시작하지 않았다고 컨트롤러(135)가 결정할 때, 컨트롤러(135)는 트리거(55)의 누름과 선택된 최대 속력에 기초하여 모터(15)를 계속 동작시킨다. 아니면, 앤빌(370)의 충돌이 시작하지 않았다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는 트리거(55)의 누름에 따라 모터(15)를 동작시키는 것을 중지하고, 대신에, 적응적 펄스폭 변조(adaptive pulse width modulation(PWM)) 속력 제어에 따라 모터(15)를 동작시킨다(단계 1330). 컨트롤러(135)는 적응적 PWM 속력 제어에 따라 모터(15)를 계속 동작시키고, 원하는 토크 레벨이 성취되었는지 모니터링한다(단계 1335). 원하는 토크 레벨이 앤빌(370)에 대한 원하는 횟수의 충격을 나타내는 실시예에 대하여, 컨트롤러(135)는 앤빌(370)에 전달된 충돌 횟수가 원하는 충돌 횟수와 동일한 때를 결정하기 위하여 위에서 설명된 출력 위치 센서 및/또는 해머 검출기로부터의 출력 신호를 모니터링한다. 다른 실시예에서, 예를 들어, 인가된 전체 전달된 토크가 원하는 토크 레벨로서 선택될 때, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 인가된 전체 토크의 대략적인 기준으로서 충돌이 앤빌(370)에 전달되는 시간을 모니터링할 수 있고, 그리고/또는 전동 공구(10)의 노즈에 위치 설정된 특정 토크 센서를 모니터링할 수 있다. 원하는 토크 레벨에 아직 도달하지 않았다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는 적응적 PWM 속력 제어에 따라 모터(15)를 계속 동작시킨다(단계 1330). 한편, 원하는 토크 레벨에 도달하였다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는 계속하여 모터(15)의 동작을 변경한다(단계 1340). 예를 들어, 컨트롤러(135)는 전동 공구(10)를 구동시키는 방향을 변경할 수 있고, 모터(15)의 동작을 정지시킬 수 있고, 그리고/또는 모터(15)의 속력을 변경할 수 있다.

도 36은 적응적 PWM 속력 제어 모드에 따라 전동 공구(10)를 동작시키기 위한 방법(1400)을 도시한다. 적응적 PWM 속력 제어 모드에서, 컨트롤러(135)는 해머(375)가 일정한 원하는 속력으로 앤빌(370)에 충격을 가하도록 모터(15)의 회전 속력을 원하는 값에 유지시킨다. 모터의 속력을 제어함으로써, 앤빌(370)은 반복 가능한 토크 레벨을 패스너로 전달할 수 있다. 적응적 PWM 속력 제어 모드 동안, 컨트롤러(135)는 원하는 모터 속력을 결정한다(단계 1405). 원하는 모터 속력은 사용자에 의해 선택된 속력(예를 들어, 사용자에 의해, 예를 들어, 그래픽 사용자 인터페이스(1350)에 의해 선택된 최대 속력)에 상관될 수 있다. 일부 실시예서, 원하는 모터 속력은, 예를 들어, 원하는 토크 레벨에 기초하여 컨트롤러(135)에 의해 계산될 수 있다. 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 실험값에 기초하여 채워진 룩업 테이블을 이용하여, 원하는 토크 레벨을 출력하기 위한 원하는 모터 속력을 결정한다. 또 다른 실시예에서, 원하는 모터 속력은 원하는 속력에 관한 사용자로부터의 입력에 기초하여 컨트롤러(135)에 의해 계산될 수 있다. 예를 들어, 도 33 내지 35를 참조하여, 컨트롤러(135)는 사용자에 의해 선택된(그리고, 예를 들어, 컨트롤러(135)에서 수신된) 최대 속력에 기초하여 적응적 PWM 속력 제어를 위한 원하는 속력을 계산할 수 있다. 일례에서, 원하는 속력은 사용자에 의해 선택된 최대 속력의 대략 70 내지 75%에 대응한다.

컨트롤러(135)가 원하는 모터 속력을 결정한 후에, 컨트롤러(135)는 단계 1410에서 배터리 전압(예를 들어, 전동 공구(10)에 부착된 전원(115)의 현재 충전 상태)을 측정한다. 컨트롤러(135)는 전동 공구(10)에 부착된 배터리 팩의 충전 상태를 결정하기 위하여 전압 또는 전류 센서를 사용할 수 있다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 배터리 전압에 기초하여 원하는 속도를 성취하기 위하여 모터(15)를 구동하기 위한 PWM 듀티비를 계산한다(단계 1415). 그 다음, 컨트롤러(135)는 원하는 속력을 성취하기 위하여 계산된 PWM 듀티비로 모터(15)를 구동한다(단계 1420). 컨트롤러(135)가 단계 1335(도 33 참조)에서의 평가에 기초하여 단계 1418로 되돌아갈 때, 컨트롤러(135)는 배터리 전압을 다시 측정하고, 가장 최근에 측정된 배터리 전압과 원하는 속력에 기초하여 새로운 PWM 듀티 사이클을 계산한다. 원하는 속력을 성취하기 위하여 주기적으로 배터리 전압을 재측정하고 PWM 듀티 사이클을 재계산하는 것은 모터(15)의 원하는 속력이 성취되도록 컨트롤러(135)가 PWM 듀티 사이클을 변경할 수 있게 한다. 예를 들어, 원하는 모터 속력을 성취하기 위하여, 컨트롤러(135)는 배터리 전압이 완전히 충전된 배터리를 나타낼 때의 제1 PWM 듀티비와, 배터리 전압이 완전히 충전된 배터리의 배터리 전압보다 더 낮을 때의 더 높은 제2 PWM 듀티비를 결정할 수 있다. 다른 말로 하면, 배터리 전압이 감소함에 따라, 컨트롤러(135)는 배터리 전압에서의 감소를 보상하기 위하여 PWM 듀티비를 증가시킨다. 이 보상을 통하여, 배터리의 충전 상태의 감소에도 불구하고, 유사한 양의 전압이 모터(15)에 공급된다.

일부 실시예에서, PWM 듀티 사이클의 계산은 배터리 팩의 현재 충전 상태에 대한 배터리 팩의 완전 충전 상태의 비를 판단하는 것을 포함한다. 예를 들어, 12V 배터리 팩은 배터리 전압이 대략 11.8V로 강하할 때 1.02의 비를 산출할 수 있다. 그 다음, 배터리 팩 전압비는 배터리 전압에서의 점진적인 감소를 보상하기 위하여 PWM 듀티 사이클을 조정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 12V 배터리 팩이 완전이 충전되었을 때의 70%의 PWM 듀티비는 원하는 속력을 구동하는데 충분할 수 있다. 그러나, 동일한 전반적인 모터 전압이 전달되고 유사한 속력이 성취되도록, 배터리 팩이 대략 11.8V로 강하할 때, 대략 71.4%(예를 들어, 70%와 1.02의 곱)의 PWM 듀티비가 사용될 수 있다.

도 36이 배터리 전압을 보상하기 위하여 정해진 PWM 듀티비를 조정하는 것에 대하여 설명되었지만, 컨트롤러(135)는 추가로 또는 이 대신에 PWM 듀티비를 조정하기 위하여 다른 인자를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(135)는 배터리 임피던스, 연결부 종류(예를 들어, 도 10에 도시된 것에 유사한 터치 스크린을 통해 사용자에 의해 표시됨), 모터 온도(예를 들어, 컨트롤러(135)에 결합된 온도 센서에 의해 검출됨) 및 모터 임피던스와 이들의 임의의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 임의의 하나를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 추가 인자 중 하나가 변화하여 모터 속력을 감소시키게 함에 따라, 컨트롤러(135)는, 응답하여, 원하는 모터 속력을 유지하기 위하여 정해진 PWM 듀티비를 증가시킬 수 있다. 추가로, 적응적 PWM 속력 제어가 배터리 전압에서의 감소를 보상하는 것으로 설명되었지만, 컨트롤러(135) 및/또는 배터리 팩은 낮은 전압 임계값을 여전히 구현할 수 있다. 다른 말로 하면, 배터리 팩의 충전 상태가 낮은 전압 임계값 아래에 있을 때, 컨트롤러(135) 및/또는 배터리 팩은 배터리 팩이 과방전되는 것을 방지하기 위하여 모터(15)에 전력을 제공하는 것을 중지할 수 있다.

컨트롤러(135)는 도 33 내지 35에 대하여 설명된 토크 제어 모드의 일부로서만이 아니라 전동 공구를 위하여 설명된 다른 모드의 일부로서 PWM 속력 제어 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 폐쇄 루프 속력 제어로 동작하는 동안, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 도 4에서 설명된 바와 같이, 특정 횟수의 충격이 앤빌(370)에 전달되도록 모터(15)를 제어할 수 있다. 다른 예에서, PWM 속력 제어 모드로 동작하는 동안, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 도 9에서 설명된 바와 같이, 제1 충격 후의 전체 각도가 원했던 것이 되도록 모터(15)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 도 37은 러그 너트 제어 모드(lug nut control mode)를 위한 파라미터를 선택하기 위하여 외부 장치(147)에 의해 생성된 그래픽 사용자 인터페이스(1500)의 다른 예시적인 스크린샷을 도시한다. 동작하는 동안, 러그 너트 제어 모드는 토크 제어 모드에 유사하다. 그러나, 러그 너트 제어 모드의 파라미터의 사양은 최대 속력을 특정하는 것이 아니라 러그 너트의 특정 특성을 입력하는 것에 기초한다. 도 37에 도시된 바와 같이, 그래픽 사용자 인터페이스(150)는 러그 크기 선택기(1505) 및 원하는 토크 선택기(1510)를 포함한다. 원하는 토크 출력은, 예를 들어, 특정 러그 너트를 위한 제조자 사양에 대응할 수 있다. 외부 장치(147)는 그래픽 사용자 인터페이스(1500)를 통해 특정 러그 크기 및 원하는 토크 출력의 표시를 수신하고, 선택된 파라미터에 기초하여 대응하는 원하는 속력을 결정한다. 일부 실시예에서, 외부 장치(147)는 특정된 러그 너트와 원하는 토크 출력에 대응하는 원하는 속력을 결정하기 위하여 원격 서버에 액세스한다. 일부 실시예에서, 외부 장치(147)는 특정된 러그 너트 크기 및 원하는 토크 출력을 포함하는 러그 너트 모드 프로파일을 전송하고, 전동 공구(10)(예를 들어, 컨트롤러(135))는 원하는 속력을 결정한다. 도 37에 도시된 바와 같이, 그래픽 사용자 인터페이스(1500)는 토크 레벨 선택기(1515)를 포함한다. 토크 레벨 선택기(1515)는 앤빌(370)에 전달될 원하는 충격 횟수를 나타낸다. 선택된 러그 너트 크기와 원하는 토크 출력에 대응하는 원하는 속력이 결정된 후에, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 도 33 및 36에 대하여 설명된 바와 같이, 러그 너트 제어 모드의 동작 동안 적응적 PWM 속력 제어 모드에 따라 모터(15)를 동작시킨다(예를 들어, 단계 1320에서 시작).

도 38은 차동 충격 속력 모드(differential impacting speed mode)에 따라 전동 공구(10)를 동작시키는 방법(1600)을 도시한다. 차동 충격 속력 모드는 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하지 않는 때 제1 속력으로 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있는 때 제2 속력으로 전동 공구(10)가 모터(15)를 동작시킬 수 있게 한다. 도 38에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(135)는 먼저 제1 희망 속력을 수신하고(또는 입수하고)(단계 1605), 제2 희망 속력을 수신한다(또는 입수한다)(단계 1610). 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 그래픽 사용자 인터페이스를 통하여 수신된 사용자 입력에 기초하여, 예를 들어, 외부 장치(147)로부터 제1 및 제2 희망 속력을 수신할 수 있다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 트리거(55)가 현재 눌러졌는지 판단하기 위하여 트리거(55)를 모니터링한다(단계 1615). 트리거가 눌러지지 않았다면, 모터(15)의 동작은 정지되고(1620), 컨트롤러(135)는 트리거(55)가 눌러졌는지 판단하기 위하여 단계 1615로 돌아간다. 트리거가 눌러졌을 때, 컨트롤러(135)는 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있는지 판단한다(단계 1625).

컨트롤러(135)는, 예를 들어, 모터 전류, 모터 속력, 출력 위치 센서 및/또는 해머 검출기로부터의 출력 신호 또는 이들의 조합에 기초하여 충격이 발생하고 있는지 판단할 수 있다. 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있지 않다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는 제1 희망 속력 및 트리거(55)의 누름량에 따라 모터를 동작시킨다(단계 1630). 한편, 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있다고 컨트롤러(135)가 판단할 때, 컨트롤러(135)는 제2 희망 속력 및 트리거(55)의 누름량에 따라 모터를 동작시킨다(단계 1635). 예를 들어, 트리거(55)가 완전히 눌러졌을 때, 컨트롤러(135)는 제1 희망 속력으로 모터(15)를 동작시키고, 트리거(55)가 완전히 눌러지지 않았을 때 모터(15)를 더 느리게(예를 들어, 트리거 누름에 비례하는 비율로) 모터(15)를 동작시킨다. 컨트롤러(135)가 제1 희망 속력 또는 제2 희망 속력에 따라 모터(15)를 동작시킴에 따라, 컨트롤러(135)는 단계 1615에서 트리거(55)가 당겨진 채로 있는지 계속 모니터링한다.

도 34 및 35에 대하여 이전에 참조된 볼트 제거 특징은 차동 충격 속력 모드의 일례이다. 전형적으로, 볼트의 제거 동안, 전동 공구(10)는 제거 동작을 개시한 직후에 충격을 시작한다. 볼트가 제거되고 더 적은 힘이 요구됨에 따라, 전동 공구(10)는 모터(15)를 계속 구동하지만, 볼트가 그 후 완전히 제거되는 동안 충격을 정지한다. 따라서, 도 35에 도시된 바와 같은 볼트 제거 모드에 대하여, 최대 속력은 도 38에서 설명된 제2 희망 속력에 대응하고, 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있고 볼트 제거 과정을 막 시작하고 있는 동안 모터(15)를 제어할 때 사용된다. 반대로, 그래픽 인터페이스(1350)를 통해 사용자에 의해 선택된 제거 속도는 도 38에서 설명된 제1 희망 속력에 대응하고, 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하는 것을 중지한 후에 모터(15)를 제어할 때 사용된다. 볼트 제거 모드의 동작 동안, 컨트롤러(135)는 처음에 전동 공구(10)가 볼트를 제거하기 위하여 자신의 충격 메커니즘(300)과 결합될 필요가 없도록 볼트가 충분히 느슨하게 될 때까지 최대 속력에 따라 모터(15)를 동작시킨다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 볼트가 완전히 제거될 때까지 제거 속력에 따라 모터(15)를 동작시킨다. 도 35의 그래픽 사용자 인터페이스(1350)를 사용자에게 디스플레이할 때, 제거 속력은 최대 속력의 대략 50%로 내정된다. 제거 속력을 최대 속력보다 더 느리게 설정함으로써, 볼트는 표면으로부터 갑자기 풀리는 것이 방지된다. 대신에, 더 제어된 볼트 제거가 수행될 수 있다.

위에서 설명된 볼트 제거 모드가 역방향으로 모터(15)를 동작시키지만, 일부 실시예에서, 순방향으로 전동 공구(10)가 동작할 때 차동 충격 속력 모드가 또한 구현될 수 있다. 예를 들어, 볼트가 특히 긴 나사산을 가지고 있을 때, 해머(375)가 아직 앤빌(370)에 충격을 가하고 있지 않는 동안 더 높은 속력(예를 들어, 제1 희망 속력)이 볼트를 체결하는 것을 시작하는데 사용될 수 있다. 그러나, 볼트가 작업 표면을 더 관통하기 시작하면, 충격이 시작할 수 있고, 컨트롤러(135)가 더 높은 토크를 생성하기 위하여 모터 속력을 (예를 들어, 제2 희망 속력까지) 감소시킬 수 있다.

또한, 전동 공구(10)는 콘크리트 앵커 모드(concrete anchor mode)로 동작할 수 있다. 도 39는 콘크리트 앵커 모드의 다양한 파라미터를 위한 사용자 선택을 수신하기 위하여 외부 장치(147)에 의해 생성된 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스(1700)를 도시한다. 도 39에 도시된 바와 같이, 그래픽 사용자 인터페이스(1700)는 앵커 폭 선택기(1705), 앵커 길이 선택기(1710) 및 앵커 재료 선택기(1715)를 포함한다. 앵커 종류, 앵커 길이 및 앵커 재료의 여러 조합이 선택기(1705, 1710, 1715)를 통해 사용자에 의해 선택될 수 있다. 또한, 그래픽 사용자 인터페이스(1700)는 최대 속력 선택기(1720) 및 종료 토크 레벨 선택기(1725)를 포함한다. 최대 속력 선택기(1720)는 사용자가 원하는 최대 속력을 특정할 수 있게 한다. 다른 토크 선택기에 대하여 위에서 설명된 바와 같이, 토크 레벨 선택기(1725)는, 예를 들어, 동작이 정지되기 전에 해머(375)에 의해 전달될 원하는 충격 횟수를 선택할 수 있다.

도 40은 콘크리트 앵커 모드에서 전동 공구(10)를 동작시키기 위한 방법(1800)을 도시한다. 먼저, 컨트롤러(135)는 그래픽 사용자 인터페이스(1700)를 통해 특정된 파라미터를 수신한다(단계 1805). 특히, 컨트롤러(135)는 선택된 최대 속력과 원하는 종료 토크 레벨을 수신한다. 위에서 논의된 바와 같이, 최대 속력 및/또는 원하는 종료 토크 레벨은 앵커 폭 선택기(1705), 앵커 길이 선택기(1710) 및 앵커 재료 선택기(1715)를 이용하여 특정된 바와 같은 패스너의 특징과 애플리케이션의 종류에 기초하여 컨트롤러(135) 또는 외부 장치(147)에 의해 결정될 수 있다. 다른 실시예에서, 패스너의 특징과 애플리케이션의 종류는 전동 공구(10)의 동작을 위한 다른 파라미터를 결정하는데 사용된다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 트리거가 눌러졌는지 확인한다(단계 1810). 트리거(55)가 눌러지지 않았다면, 컨트롤러(135)는 모터(15)를 작동시키지 않고 트리거(55)를 계속 모니터링한다(단계 1810). 트리거(55)가 눌러져 있을 때, 컨트롤러(135)는 최대 속력과 트리거(55)의 누름량에 따라 모터(15)를 제어한다(단계 1815). 예를 들어, 트리거(55)가 완전히 눌러졌을 때, 최대 속력이 모터(15)에 제공된다. 그러나, 트리거(55)가 단지 대략 50% 눌러졌을 때, 모터 속력도 최대 속력의 대략 50%이다.

그 다음, 충격이 시작하였는지 판단하기 위하여 컨트롤러(135)가 전동 공구(10)를 모니터링한다(단계 1820). 위에서 논의된 바와 같이, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 모터 전류, 모터 위치 및/또는 앤빌 위치에 기초하여, 충격이 발생하고 있는 때를 판단할 수 있다. 해머(375)가 아직 앤빌(370)에 충격을 가하고 있지 않을 때, 컨트롤러(135)는 충격이 시작하였는지 계속 모니터링한다. 한편, 해머(375)가 앤빌(370)에 충격을 가하고 있을 때, 컨트롤러(135)는 원하는 토크 레벨에 도달할 때까지 적응적 PWM 속력 제어에 따라 동작하도록 모터 동작을 전환한다(단계 1825). 적응적 PWM 속력 제어로 모터(15)를 구동하는 것은 감소하는 배터리 전압에도 불구하고 일정한 토크 출력이 앤빌(370)을 통해 전달될 수 있게 한다. 그 다음, 컨트롤러(135)는 원하는 종료 토크 레벨에 도달하는지 판단하기 위하여, 예를 들어, 해머(375)로부터의 충격 횟수를 모니터링한다(단계 1830). 단계 1830은, 예를 들어, 도 33의 단계 1335에 유사할 수 있다. 원하는 토크 레벨에 도달할 때, 컨트롤러(135)는 전동 공구(10)의 동작을 종료한다(단계 1835). 아니면, 컨트롤러(135)는 적응적 PWM 속력 제어에 따라 모터(15)를 계속 동작시킨다. 따라서, 콘크리트 앵커 모드를 이용하여, 사용자는 앵커 크기 및/또는 종류의 특정 특성에 기초하여 동작하도록 전동 공구(10)를 구성할 수 있다.

도 3에 대하여 위에서 논의된 바와 같이, 컨트롤러(135)는 모터 위치 센서(125)로부터 입력을 수신하고, 예를 들어, 모터(15)의 위치에 기초하여, 모터(15)에 전력을 인가하는 때를 결정한다. 일부 실시예에서, 컨트롤러(135)는 모터(15)의 위치 또는 속력에 기초하여 전류 전도각(current conduction angle) 또는 전진각(advance angle)을 변경할 수 있다. 예를 들어, 소정의 속력 위에서, 컨트롤러(135)는 위상 전진(phase advance)을 구현하기 위하여 전도각을 변경할 수 있고, 속력 아래에서, 컨트롤러(135)는 이전 전도각으로 복귀할 수 있다. 또한, 컨트롤러(135)는, 예를 들어, 외부 장치(147)에 의해 생성되는 그래픽 사용자 인터페이스를 통해, 원하는 속력의 표시를 수신할 수 있다. 추가로, 예를 들어, 도 4, 5, 7, 9, 11, 17, 29 내지 32, 38 및 40에서 위에서 설명된 바와 같이, 컨트롤러(135)는 앤빌(370)의 위치 및/또는 이동에 기초하여 모터(15)를 제어한다. 또한, 도 36에 대하여 논의된 바와 같이, 컨트롤러(135)는 또한 모터(15)에 전달된 평균 전력이 동일하게 유지하도록 배터리 전압을 보상하고 모터(15)로의 제어 신호의 듀티 사이클을 변경한다. 따라서, 컨트롤러(135)는 모터(15)의 위치, 모터(15)의 속력, 앤빌(370)의 위치 및/또는 이동, 해머(375)의 위치 및/또는 이동 그리고 배터리 전압 중 하나 이상에 기초하여 모터(15)를 제어하도록 동작 가능하다.

따라서, 본 발명은, 다른 것들 중에서도, 앤빌 위치, 해머 위치 및 이들의 조합의 직접 측정에 기초하여 모터를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 전동 공구를 제공한다.

Claims

전동 공구로서,
모터;
상기 모터에 결합된 충격 메커니즘으로서,
상기 모터에 의해 구동되는 해머, 및
상기 전동 공구의 노즈(nose)에 위치 설정되고, 상기 해머로부터 충격(impact)을 받도록 구성된 앤빌(anvil)
을 포함하는, 충격 메커니즘;
상기 앤빌 및 상기 해머를 수용하는 충격 케이스;
상기 충격 케이스 내에 위치 설정되고, 상기 해머의 위치 및 상기 앤빌의 위치로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나를 나타내는 출력 신호를 생성하도록 구성된 출력 위치 센서를 포함하는 센서 어셈블리; 및
상기 출력 위치 센서 및 상기 모터에 결합되고, 상기 출력 위치 센서로부터의 상기 출력 신호에 기초하여 상기 모터를 제어하도록 구성된 전자 프로세서
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구.
제1항에 있어서,
상기 모터의 회전 위치를 감지하고 모터 위치 피드백 정보를 상기 전자 프로세서에 제공하도록 구성된 모터 위치 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구.
제1항에 있어서, 상기 출력 위치 센서는 유도성 센서(inductive)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구.
제3항에 있어서, 상기 앤빌은 상기 해머와 맞물리기 위한 맞물림 구조체(engagement structure)를 포함하고, 상기 유도성 센서는 상기 맞물림 구조체의 회전 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 전동 공구.
제3항에 있어서, 상기 유도성 센서는, 상기 유도성 센서의 제1 단부가 반대측의 제2 단부에 비하여 더 치밀하게 배열된 유도성 코일을 포함하도록, 복수의 불균일하게 분포된 유도성 코일을 포함하는 기다란 센서(elongated sensor)인 것을 특징으로 하는 전동 공구.
제1항에 있어서, 상기 출력 위치 센서는 상기 해머의 축방향 위치를 나타내는 상기 출력 신호를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전동 공구.
제1항에 있어서, 상기 출력 위치 센서는 상기 앤빌의 위치를 나타내는 상기 출력 신호를 생성하고, 상기 센서 어셈블리는 상기 해머가 상기 앤빌로부터 미리 정해진 거리 내에 있는 때를 검출하도록 구성된 제2 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구.
제7항에 있어서, 상기 전자 프로세서는, 상기 출력 위치 센서로부터의 상기 출력 신호를 수신하고, 상기 해머가 상기 앤빌로부터 상기 미리 정해진 거리 내에 있었던 동안 수신된 상기 출력 신호를 제외하고 상기 제2 센서에 따라 상기 해머가 상기 앤빌로부터 상기 미리 정해진 거리 밖에 있었던 동안 수신된 상기 출력 신호에 기초하여 상기 모터를 동작시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 전동 공구.
제1항에 있어서, 상기 센서 어셈블리는 상기 해머의 외주부의 반경 방향 외측으로 위치 설정되는 것 및 상기 앤빌 주위에 둘레 방향으로 배치된 고리형 구조체 상에 위치 설정되는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나에 따라 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 전동 공구.
제1항에 있어서, 상기 모터와 상기 충격 메커니즘 사이에 결합된 트랜스미션(transmission)을 더 포함하고, 상기 센서 어셈블리는 상기 트랜스미션의 앞쪽에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 전동 공구.
제1항에 있어서, 상기 전자 프로세서는 상기 모터의 속력을 결정하고, 상기 모터의 상기 속력에 기초하여 상기 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 전동 공구.
제1항에 있어서, 상기 전자 프로세서는, 상기 전동 공구에 연결된 배터리의 충전 상태를 결정하고, 상기 배터리의 상기 충전 상태에 기초하여 상기 모터에 대한 제어 신호를 변경하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전동 공구.
전동 공구를 동작시키는 방법으로서,
전자 프로세서를 통해, 상기 전동 공구의 모터를 작동시키는 단계;
상기 모터를 통해, 상기 전동 공구의 충격 메커니즘을 구동하는 단계로서, 상기 충격 메커니즘은, 해머 및 상기 해머로부터 충격(impact)을 받도록 구성된 앤빌(anvil)을 포함하고, 상기 충격 메커니즘은 충격 케이스 내에 수용되는 것인 단계;
센서 어셈블리를 이용하여, 상기 해머 및 상기 앤빌로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나의 위치를 검출하는 단계로서, 상기 센서 어셈블리는 상기 충격 케이스 내에 수용되는 것인 단계;
상기 센서 어셈블리를 이용하여, 상기 해머 및 상기 앤빌로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 상기 하나의 위치를 나타내는 출력 신호를 생성하는 단계로서, 상기 위치는 상기 센서 어셈블리에 의해 검출되는 것인 단계; 및
상기 전자 프로세서를 통해, 상기 출력 신호에 기초하여 상기 모터를 제어하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구를 동작시키는 방법.
제13항에 있어서, 상기 출력 신호를 생성하는 단계는, 상기 해머가 상기 앤빌의 미리 정해진 거리 내에 있다는 것을 나타내는 상기 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구를 동작시키는 방법.
제13항에 있어서, 상기 앤빌의 위치를 검출하는 단계는, 상기 앤빌의 맞물림 구조체(engagement structure)의 위치를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구를 동작시키는 방법.
제15항에 있어서,
상기 센서 어셈블리의 해머 검출기를 통해, 상기 해머가 상기 앤빌로부터 미리 정해진 거리 내에 있는 것을 나타내는 제2 출력 신호를 생성하는 단계; 및
상기 전자 프로세서를 이용하여, 상기 해머가 상기 앤빌의 상기 미리 정해진 거리 밖에 있는 동안 상기 센서 어셈블리로부터 수신된 상기 출력 신호의 평균에 기초하여 평균 출력 위치를 생성하는 단계
를 포함하고,
상기 모터를 제어하는 단계는, 상기 전자 프로세서를 통해, 상기 출력 신호의 평균에 기초하여 상기 모터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구를 동작시키는 방법.
제13항에 있어서, 모터 위치 센서를 통해, 모터 피드백 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 모터 피드백 신호는 상기 모터에 관한 피드백 정보를 제공하고, 상기 피드백 정보는 상기 모터의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구를 동작시키는 방법.
제13항에 있어서, 상기 전자 프로세서를 통해 상기 모터를 제어하는 단계는, 상기 해머가 상기 앤빌에 충격을 가하고 있지 않다는 것을 상기 출력 신호가 나타낼 때 제1 속력에 따라 상기 모터를 제어하는 단계와, 상기 해머가 상기 앤빌에 충격을 가하고 있다는 것을 상기 출력 신호가 나타낼 때 제2 속력에 따라 상기 모터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구를 동작시키는 방법.
제13항에 있어서, 상기 센서 어셈블리를 이용하여 상기 해머가 상기 앤빌에 충격을 가하고 있다는 것을 나타내는 제1 출력 상태와, 상기 해머가 상기 앤빌에 충격을 가하고 있지 않다는 것을 나타내는 제2 출력 상태를 갖는 상기 출력 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전동 공구를 동작시키는 방법.
제13항에 있어서, 상기 센서 어셈블리를 이용하여 상기 출력 신호를 생성하는 단계는, 상기 해머와 상기 앤빌 사이의 거리를 나타내는 아날로그 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구를 동작시키는 방법.
제13항에 있어서, 상기 센서 어셈블리를 이용하여 상기 출력 신호를 생성하는 단계는, 상기 앤빌의 반경 방향 위치를 나타내는 아날로그 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구를 동작시키는 방법.
제13항에 있어서, 상기 모터를 제어하는 단계는, 상기 전자 프로세서를 이용하여, 상기 전동 공구에 전력을 공급하는 전원의 배터리 전압에 기초하여 모터 제어 신호의 듀티비를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구를 동작시키는 방법.
제13항에 있어서,
상기 전자 프로세서에서, 모터 위치 센서로부터 신호를 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 모터를 제어하는 단계는, 상기 모터 위치 센서로부터의 상기 신호에 기초하여 상기 모터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구를 동작시키는 방법.