JP2019051543A - 締結工具 - Google Patents

Abstract

【課題】非破断式の複数部材加締め式ファスナによって作業材を締結する締結工具に関し、装置構成の簡素化に寄与しうる技術を提供する。【解決手段】ピン９１とカラー９５を含む非破断式の複数部材加締め式ファスナ９を介して作業材Ｗを締結する締結工具１は、アンビル６１、ピン把持部６３、モータ３１、駆動機構（遊星減速機３３、スピンドル３５、チャック３７、運動変換機構５１）を含む。駆動機構は、モータ３１の動力によって駆動され、ピン９１の引張り領域９１４を把持した状態のピン把持部６３を、駆動軸Ａ１に沿って初期位置から後方へ移動させることで、カラー９５を、アンビル６１によってピン９１の軸部の加締め溝に加締める加締め工程を遂行する。加締め工程は、ピン把持部６３が実質的に後方へ移動不能な状態に至った場合に終了する。【選択図】 図３

Description

本発明は、ピンとカラーとを備えたファスナによって作業材を締結する締結工具に関する。

複数の作業材を固く密着させて固定するためのファスナとして、互いに別体として形成されたピン（ボルトとも称されうる）とカラーとを備えたファスナが知られている。このようなファスナによる作業材の締結においては、まず、作業材に形成された取付け孔にピンが挿通され、カラーがピンの軸部に係合される。その後、締結工具によって、軸部のヘッドとは反対側の端部を含む領域が把持されて軸方向に引っ張られ、ヘッドとカラーとが作業材を挟着するとともに、カラーの内周部が、軸部に形成された加締め用の複数の溝に圧着された状態となるように、カラーが軸部に加締められる。このことから、上記のような構成のファスナは、複数部材加締め式ファスナ（multi-piece swage type fastener）とも称されている。

複数部材加締め式ファスナに関して、典型的には、次の２つのタイプが知られている。第１のタイプのファスナは、加締め用の溝とは異なる破断用の溝が軸部に形成されたピンを含む。軸部のうち、破断用の溝を挟んでヘッドと反対側の部分は、一般的に、ピンテールと称されている。第１のタイプのファスナによる作業材の締結においては、カラーが軸部に加締められ、軸部が破断用の溝で破断して、締結工具に把持されたピンテールが分離されると、締結が完了する。第２のタイプのファスナは、軸部に破断用の溝は形成されておらず、第１のタイプと比べて短いピンを含む。第２のタイプのファスナによる作業材の締結においては、カラーが軸部に加締められた後、締結工具に把持された端部領域が軸部と一体のまま、締結が完了する。つまり、ピンが破断することは前提とされていない。この相違点に鑑み、第１のタイプおよび第２のタイプは、夫々、例えば、破断式（または引きちぎり式、ピンテール分離式）、非破断式（または軸維持式）とも称されうる。

特許文献１には、非破断式のファスナを使用して作業材を締結する締結工具が開示されている。この締結工具は、ピンの軸部の端部領域を把持可能なピン把持部と、カラーに係合可能なアンビルとを備えるとともに、流体圧を利用してシリンダ内に配置されたピストンを動かすことで、アンビルを回転ナット部材に対して軸方向に移動させる。これによってアンビルがカラーを押圧し、カラーを軸部に加締める。

国際公開第２００２／０２３０５６号

特許文献１に開示された非破断式のファスナ用の締結工具は、加締めの進行に伴って流体に生じる背圧に基づいて、アンビルの移動を終了させる。この締結工具は、流体圧を用いた出力制御を行うため、出力管理が容易である一方、装置構成の簡素化が困難である。

本発明は、かかる状況に鑑み、非破断式の複数部材加締め式ファスナによって作業材を締結する締結工具に関し、装置構成の簡素化に寄与しうる技術を提供することを目的とするものである。

本発明の一態様によれば、軸部とヘッドとを含むピンと、ピンとは別体として形成されたカラーとを含む非破断式の複数部材加締め式ファスナによって作業材を締結する締結工具が提供される。ピンの軸部は、加締め溝が形成された加締め領域と、引張り溝が形成された端部領域とを含む。ピンのヘッドは、軸部の加締め領域側の一端部に一体形成されている。また、カラーは、円筒状に形成され、軸部に係合可能に構成されている。

この締結工具は、アンビルと、ピン把持部と、モータと、駆動機構とを備えている。アンビルは、カラーに係合可能に構成されている。ピン把持部は、締結工具の前後方向に延在する駆動軸に沿って、アンビルに対して相対移動可能に配置されている。また、ピン把持部は、引張り溝に係合することで、端部領域を把持可能に構成されている。駆動機構は、モータの動力によって駆動され、ピン把持部をアンビルに対して前後方向に移動させるように構成されている。また、駆動機構は、軸部の端部領域を把持した状態のピン把持部を初期位置から後方へ移動させることで、軸部に係合されたカラーを、アンビルによって軸部の加締め溝に加締める加締め工程を遂行するように構成されている。そして、加締め工程は、ピン把持部が実質的に後方へ移動不能な状態に至った場合に終了する。

本態様に係る締結工具では、モータの動力によって、ピンの軸部の端部領域を把持するピン把持部を、カラーに係合可能なアンビルに対し、駆動軸に沿って相対移動させる構成が採用されている。これにより、流体圧を利用する締結工具と比べ、装置構成の簡素化を実現することができる。また、加締め工程は、ピン把持部が実質的に後方へ移動不能な状態に至った場合に終了するため、モータの綿密な出力管理を不要とすることができる。

本態様において、アンビルは、複数部材加締め式ファスナのカラーに係合可能であればよく、その構成は、特に限定されるものではない。アンビルは、典型的には、加締め力によってカラーを変形させる金属床として構成され、ボアを有する筒状体として形成される。なお、ボアは、カラーが挿入される開口端に向けて緩やかに拡径し、且つ、カラーの加締め領域の外径よりも小径に形成されたテーパ部を含むことが好ましい。この場合、ピン把持部がアンビルに対して後方に相対移動するにつれ、カラーがテーパ部の内周面に当接して軸方向および径方向内側に押圧され、圧搾されて変形しながらアンビルのボア内に入り込んでいくことになる。この結果、カラーは、加締め溝に圧着された状態で軸部に加締められ、ピンのヘッドとカラーとで作業材が締結される。

ピン把持部は、アンビルに対し、駆動軸に沿って前後方向に移動可能に配置され、ピンの軸部の端部領域を把持可能に構成されていればよく、その構成は特に限定されるものではない。例えば、ジョーと称される先端部を備えた任意の公知の構成を採用可能である。ジョーは、典型的には、端部領域に形成された引張り用の溝に係合することで軸部を把持可能な複数の爪を有する。なお、ジョーの構成（爪の数や形状等）は、端部領域の構成（例えば、引張り溝の数や形状）に応じて適宜設定されうるものである。ピン把持部は、典型的には、筒状のアンビルの内部に、アンビルと同軸状に配置される。

なお、典型的には、アンビルとピン把持部のうち何れか一方は、ハウジング（工具本体とも称される）に直接または別部材を介して連結されることで、ハウジングに保持される。アンビルおよびピン把持部は、ハウジングに対して着脱可能に構成されていてもよい。

モータは、直流モータであっても交流モータであってもよいし、ブラシの有無も特に限定されない。但し、小型で大出力が得られるという観点からは、ブラシレスＤＣモータが採用されることが好ましい。

駆動機構としては、モータの動力によって、ピン把持部をアンビルに対して前後方向に移動させることが可能な任意の構成を採用可能である。例えば、駆動機構として、送りネジ機構やボールネジ機構を好適に採用することができる。送りネジ機構およびボールネジ機構は、何れも回転運動を直線運動に変換可能な運動変換機構である。なお、送りネジ機構では、円筒状の回転部材の内周面に形成された雌ネジ部と、回転部材に挿通された移動部材の外周面に形成された雄ネジ部とが直接的に係合（螺合）する。一方、ボールネジ機構では、回転部材と移動部材は、円筒状の回転部材の内周面と、回転部材に挿通された移動部材の外周面との間に形成された螺旋状の軌道内に転動可能に配置された多数のボールを介して係合する。なお、典型的には、回転部材がベアリングを介してハウジングに保持される一方、移動部材がピン把持部に直接的または間接的に連結されるが、移動部材が回転可能にハウジングに支持され、回転部材がピン把持部に直接的または間接的に連結されていてもよい。

本発明の一態様において、締結工具は、ファスナとして、軸部の端部領域が、引張り溝と、引張り溝に対して加締め領域の反対側に位置し、引張り溝の底の径よりも大径に形成された端部とを含むファスナによって作業材を締結するように構成されていてもよい。このような構成のファスナは、ピン把持部が引張り溝に係合した状態で、端部領域が強く引っ張られても、端部領域が比較的破断しにくい。よって、ピン把持部が実質的に後方へ移動不能な状態に至るまで端部領域を引っ張り続けることで、カラーが確実に軸部に加締められた状態を実現することができる。

本発明の一態様において、締結工具は、モータの駆動を制御するように構成された制御部を更に備えてもよい。そして、制御部は、モータが減速し、モータの回転速度が所定の閾値を下回った場合に、加締め工程が終了したと判断し、モータの駆動を停止するように構成されていてもよい。言い換えると、制御部は、ピン把持部が後方へ移動不能な状態に至った結果、モータが実質的にロック状態に至った場合に、モータの駆動を停止してもよい。本態様によれば、制御部がモータの回転速度に基づいて、加締め工程が終了したことを適切に判断し、モータの駆動を停止させることができる。

本発明の一態様において、駆動機構は、回転運動を直線運動に変換し、ピン把持部をアンビルに対して前後方向に移動させるように構成された運動変換機構を含んでもよい。また、締結工具は、モータから運動変換機構へトルクを伝達する伝達経路上に設けられたトルクリミッタを更に備えていてもよい。トルクリミッタは、所定の閾値を超えたトルクが作用した場合に、トルクの伝達を遮断するように構成されている。そして、加締め工程は、トルクリミッタの作動をもって終了してもよい。本態様によれば、モータが完全にロック状態に至る前にトルクの伝達を遮断することでモータの負荷を低減し、モータの発熱を抑えることができる。

本発明の一態様において、締結工具は、使用者の外部操作に応じて閾値を調整可能に構成された調整部材を更に備えていてもよい。モータがロック状態に至るときのトルクは、例えば、ファスナや作業材の仕様等の要因によって異なりうる。本態様によれば、使用者が、かかる要因に応じて適切にトルクリミッタの閾値を調整することが可能となる。

ファスナの説明図である。 締結工具の斜視図である。 締結工具の縦断面図である。 ドライバドリルの部分断面図である。 締結工具の横断面図である。 アタッチメントの縦断面図である。 アタッチメントの横断面図である。 運動変換機構、連結シャフト、およびノーズ部の斜視図である。 締結工具の電気的構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、非破断式の複数部材加締め式ファスナ（multi-piece swage type fastener）９を用いて作業材を締結するように構成された締結工具１を例示する。

まず、図１を参照して、締結工具１で使用されるファスナの典型例としてのファスナ９について説明する。図１に示すファスナ９は、ピン９１と、ピン９１とは別体として形成されたカラー９５とを含む複数部材加締め式ファスナである。より詳細には、ファスナ９は、複数部材加締め式ファスナのうち、いわゆる非破断式（または軸維持式）のファスナと称されるものである。

ピン９１は、棒状の軸部９１０と、軸部９１０の一端部に形成されたヘッド９１７とを含む。軸部９１０は、一定の径を有する加締め領域９１１と、加締め領域９１１に比べて小径の引張り領域９１４とを含む。引張り領域９１４は、軸部９１０のうち、ヘッド９１７とは反対側の端部領域を構成している。加締め領域９１１は、軸部９１０のうち、引張り領域９１４以外の部分（つまり、引張り領域９１４とヘッド９１７の間の部分）であって、軸部９１０の大部分を占めている。

加締め領域９１１は、カラー９５を加締め可能な領域であって、加締め溝９１２を有する。なお、本実施形態では、加締め溝９１２は環状溝であって、加締め領域９１１の全長に亘って複数が設けられている。

引張り領域９１４は、後述するピン把持部６３（詳細には、ジョー６３０）によって把持され、引っ張られる部分である。なお、引張り領域９１４の軸方向の長さは、加締め領域９１１よりも短い。引張り領域９１４は、軸部９１０の先端９１９（ヘッド９１７とは反対側の端）を含む端部９１６と、端部９１６と加締め領域９１１の間に形成された単一の引張り溝９１５とを含む。

端部９１６は、加締め領域９１１の径よりも若干小さい一定の径を有する。但し、端部９１６の径は必ずしも一定である必要はない。なお、加締め領域９１１の最大径に対する端部９１６の最大径の割合は、例えば、０．７〜１．０の範囲内である。引張り溝９１５は、端部９１６の径よりも小さい一定の径を有する中央部と、中央部と加締め領域９１１を接続するテーパ部と、中央部と端部９１６とを接続するテーパ部とを含む。つまり、引張り溝９１５は断面台形状の溝である。加締め領域９１１の最大径に対する引張り溝９１５の最小径（つまり、中央部の径）の割合は、例えば、０．５〜０．７８の範囲内である。

カラー９５は、円筒状に形成され、ピン９１の軸部９１０に係合可能に構成されている。カラー９５の外周部における一端部には、径方向外側に突出するフランジ９５１が形成されている。フランジ９５１以外の外周部は、締結作業において後述するアンビル６１のテーパ部６１７（図６参照）に係合する係合部９５３を構成する。係合部９５３は、カラー９５のうち、アンビル６１によって負荷される加締め力によって変形する加締め領域である。カラー９５の内径は、ピン９１の軸部９１０の径よりも僅かに大きく設定されている。ピン９１の軸部９１０がカラー９５に挿通されることで、ピン９１とカラー９５とが係合する。カラー９５に係合された状態で、ピン９１の引張り領域９１４はカラー９５から突出する。

以上のような構成により、引張り領域９１４が強く引っ張られた場合でも、比較的、ピン９１が引張り溝９１５で破断したり、ピン把持部６３が外れたりしにくいファスナ９が実現されている。

以下、締結工具１について説明する。まず、図２および図３を参照して、締結工具１の概略構成について簡単に説明する。

図２および図３に示すように、本実施形態では、締結工具１は、ドライバドリル２と、アタッチメント５とを主体として構成されている。より詳細には、本実施形態の締結工具１は、先端工具を回転駆動するように構成された周知のドライバドリル２に対し、運動変換機構５１およびノーズ部６を備えたアタッチメント５が連結された工具に相当する。

図３に示すように、ドライバドリル２は、本体部２１と、ハンドル部２７とを備えている。本体部２１は、所定の駆動軸Ａ１に沿って延在する。本体部２１内には、主に、モータ３１と、モータ３１の動力によって回転駆動されるスピンドル３５が収容されている。モータ３１とスピンドル３５は、駆動軸Ａ１に沿って同軸状に配置されている。スピンドル３５の先端部には、先端工具（典型的にはネジ締め作業や穴あけ作業用の先端工具）を着脱可能なチャック３７が同軸状に連結されている。チャック３７は、本体部２１の一端部から駆動軸Ａ１に沿って突出している。ハンドル部２７は、本体部２１から駆動軸Ａ１に交差する方向（概ね直交する方向）に突出している。ハンドル部２７の基端部には、使用者による押圧操作が可能なトリガ２７３が設けられている。また、ハンドル部２７の突出側の端部には、バッテリ装着部２７５を介して、充電式のバッテリ２７９が取り外し可能に装着されている。

図２および図３に示すように、アタッチメント５は、全体としては長尺状に形成されている。アタッチメント５は、駆動軸Ａ１に沿って延在し、且つ、チャック３７と本体部２１の一部を覆うように、ドライバドリル２に連結されている。なお、本実施形態では、アタッチメント５は、ドライバドリル２に着脱可能に構成されている。

以下、締結工具１の詳細構成について説明する。なお、以下では締結工具１の方向に関して、説明の便宜上、駆動軸Ａ１の延在方向を締結工具１の前後方向と規定する。そして、アタッチメント５が配置されている側を前側、反対側（モータ３１が配置されている側）を後側と規定する。また、駆動軸Ａ１に直交し、ハンドル部２７の延在方向に対応する方向を上下方向と規定する。そして、ハンドル部２７が本体部２１に接続されている側（ハンドル部２７の基端側）を上側、ハンドル部２７のバッテリ装着部２７５側（ハンドル部２７の自由端側）を下側と規定する。また、前後方向および左右方向に直交する方向を左右方向と規定する。

まず、図３〜図５を参照して、ドライバドリル２について説明する。上述のように、本実施形態では、周知のドライバドリル２が採用されているため、その構成については簡単に説明する。

以下、本体部２１について説明する。なお、図４では、説明の便宜上、アタッチメント５が取り外された状態の本体部２１が図示されている。

図４および図５に示すように、本体部２１は、本体ハウジング２１１と、モータ３１と、ギアアセンブリ３２と、チャック３７と、クラッチ機構４とを備えている。

本体ハウジング２１１は、後端が閉塞され、前端が開放された有底円筒状の中空体として形成されている。本体ハウジング２１１の後端部内には、モータ３１が収容されている。また、モータ３１の前側には、ギアアセンブリ３２が配置されている。なお、ギアアセンブリ３２は、ギアアセンブリ３２の前側部分が本体ハウジング２１１の前端から前方へ突出した状態で本体ハウジング２１１に連結されている。

本実施形態では、モータ３１として、小型で高出力なブラシレスＤＣモータが採用されている。モータ３１は、ステータ３１１と、ロータ３１２と、ロータ３１２と共に回転するモータシャフト３１３とを有する。モータ３１は、モータシャフト３１３が駆動軸Ａ１上を延在するように配置されている。

ギアアセンブリ３２は、ギアケース３２１と、ギアケース３２１内に夫々収容された遊星減速機３３と、スピンドル３５とを含む。なお、ギアケース３２１は、前側に配置された第１ギアケース３２２と、第１ギアケース３２２の後側に連結された第２ギアケース３２７によって構成されている。第１ギアケース３２２は、第１ギアケース３２２の後側部分を構成する大径部３２３と、第１ギアケース３２２の前側部分を構成し、大径部３２３よりも小径の小径部３２４と、大径部３２３と小径部３２４とをつなぐショルダ部３２５とを含む。

第２ギアケース３２７の後壁部は、軸受を介して、モータシャフト３１３の前端部を回転可能に支持している。遊星減速機３３は、ギアケース３２１内に、モータ３１と同軸状に配置されている。本実施形態では、遊星減速機３３は、３段の遊星ギア機構を含む減速機構として構成されている。遊星減速機３３は、モータシャフト３１３から入力されたトルクを増大させ、ドライバドリル２の最終出力シャフトとしてのスピンドル３５に出力する。スピンドル３５は、第１ギアケース３２２の小径部３２４内に配置された軸受によって、駆動軸Ａ１周りに回転可能に支持されている。スピンドル３５の前端部は、第１ギアケース３２２の前端から前方へ突出している。

チャック３７は、スピンドル３５の前端部に締まり勝手となるように螺合され、ボルト３７１によって抜け止めされている。これにより、チャック３７は、スピンドル３５と同軸状に一体化されている。なお、チャック３７は、複数の爪（図示略）を備えており、駆動軸Ａ１周りに所定方向に回転されると（チャック３７を緩めると）爪が開き、反対方向に回転されると（チャック３７を締め付けると）爪が閉まるように構成されている。チャック３７の爪の開閉動作を通じて、先端工具や、後述するアタッチメント５の連結シャフト５５が着脱される。

また、図４および図５に示すように、本体部２１は、クラッチ機構４を備えている。クラッチ機構４は、モータ３１からスピンドル３５へ至るトルクの伝達経路上に設けられ、所定の閾値を超えたトルクが作用した場合に、トルク伝達を遮断するトルクリミッタとして構成されている。本実施形態では、クラッチ機構４は、トルクの伝達経路上で、遊星減速機３３とスピンドル３５との間に設けられ、遊星減速機３３からスピンドル３５へ伝達されるトルクが閾値を超えた場合に、トルクの伝達を遮断する。クラッチ機構４としては、例えば、特開２０１２ー２１８０８８号公報に開示されているクラッチ機構と同様の構成を採用することができる。簡単に説明すると、クラッチ機構４は、バネ支持部４１と、トルク調整リング４３と、ワッシャ４５と、コイルバネ４７と、複数の係合ピン４９（図５参照）とを含む。

バネ支持部４１は、駆動軸Ａ１に沿って前後方向に移動可能、且つ、駆動軸Ａ１周りに回転不能な状態で、小径部３２４の前端部に連結されている。バネ支持部４１は、外周に雄ネジ部を有する有底の円筒部材として形成されている。トルク調整リング４３は、小径部３２４の前端部に、駆動軸Ａ１周りに回転可能に連結されており、使用者による回転操作が可能である。トルク調整リング４３は、内周に雌ネジ部を有し、バネ支持部４１に螺合されている。ワッシャ４５は、第１ギアケース３２２のショルダ部３２５の前側に配置されている。コイルバネ４７は、圧縮され、両端部がバネ支持部４１の底部とワッシャ４５に夫々当接した状態で、小径部３２４に外装されている。

第１ギアケース３２２のショルダ部３２５には、前後方向に延在する複数の貫通孔が、周方向に等間隔で形成されている。図５に示すように、複数の係合ピン４９は、これらの貫通孔に夫々挿通されている。各係合ピン４９は、前端がワッシャ４５の後面に当接し、後端が遊星減速機３３の３段目の（最前方の、または、トルクの伝達経路において最下流側のともいえる）インターナルギア３３０の前面に当接している。なお、詳細な図示は省略するが、インターナルギア３３０の前面には、周方向に等間隔で前方へ突出するカム突起が係合ピン４９と同じ数だけ設けられている。

このような構成により、係合ピン４９は、コイルバネ４７の付勢力によって、ワッシャ４５を介してインターナルギア３３０の前面に押し付けられるとともに、周方向でカム突起と係合することで、インターナルギア３３０の回転を規制する。使用者がトルク調整リング４３を回転操作すると、トルク調整リング４３に螺合したバネ支持部４１が前後方向に移動するのに伴って、コイルバネ４７の圧縮量が変化する。つまり、コイルバネ４７による係合ピン４９の押圧力が調整されることになる。

例えば、ドライバドリル２がネジ締め作業に使用された場合、ネジ締めの進行につれてスピンドル３５への負荷が増大する。スピンドル３５への負荷がインターナルギア３３０の回転を規制するコイルバネ４７の押圧力を超えると（つまり、コイルバネ４７の押圧力に対応する閾値を超えたトルクが作用すると）、インターナルギア３３０のカム突起が係合ピン４９を前方へ押し出して相対的にカム突起を乗り越えさせ、インターナルギア３３０を空転させる。これにより、遊星減速機３３からスピンドル３５へのトルク伝達が遮断される。詳細は後述するが、ドライバドリル２にアタッチメント５が装着され、ファスナ９を用いた作業材Ｗの締結作業が行われる場合も、同様に、トルク伝達が遮断されうる。

なお、第１ギアケース３２２の大径部３２３には、モード切替リング３２８が駆動軸Ａ１周りに回転可能に装着されている。モード切替リング３２８は、大径部３２３とトルク調整リング４３の間に配置されており、使用者による回転操作が可能である。使用者は、モード切替リング３２８を回転させることで、ドライバドリル２の動作モードを切り替えることができる。なお、本実施形態では、ドライバドリル２の動作モードとして、クラッチ機構４が作動するネジ締めモードと、クラッチ機構４が作動しないドリルモードの２種類が用意されている。モード切替えのための構成は周知であるため、ここでの詳細な説明は省略するが、例えば、特開２０１２―２１８０８８号公報に開示されているのと同様の構成を採用することができる。

次に、図３を参照して、ハンドル部２７について説明する。図３に示すように、ハンドル部２７は、本体ハウジング２１１と一体的に形成され、ハンドル部２７の外郭を形成するハンドルハウジング２７１を備えている。ハンドルハウジング２７１の上端部内には、常時にはオフ状態で維持され、トリガ２７３の引き操作に連動してオン状態に切り替えられるスイッチ２７４が収容されている。上述のように、ハンドル部２７の下端部には、バッテリ装着部２７５が設けられている。また、ハンドルハウジング２７１の下端部内（バッテリ装着部２７５の上側）には、モータ３１の駆動制御等、ドライバドリル２の制御を司るコントローラ２７７が収容されている。本実施形態では、コントローラ２７７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等を含むマイクロコンピュータとして構成されている。スイッチ２７４は、図示しない配線によってコントローラ２７７に接続されており、オン状態またはオフ状態を示す信号をコントローラ２７７に出力する。

以下、図３および図５〜図８を参照して、アタッチメント５について説明する。本実施形態では、アタッチメント５は、運動変換機構５１と、連結シャフト５５と、ノーズ部６と、連結ハウジング５０とを含む。なお、図６および図７では、説明の便宜上、アタッチメント５は、ドライバドリル２から取り外された状態で図示されているが、アタッチメント５の方向に関しては、アタッチメント５がドライバドリル２に装着された状態（図３および図５参照）を基準として規定する。

まず、運動変換機構５１について説明する。運動変換機構５１は、ドライバドリル２のチャック３７（スピンドル３５）の回転運動を直線運動に変換するように構成されている。本実施形態では、運動変換機構５１は、ナット５３と、ネジシャフト５４とを主体として構成されている。

ナット５３は、内周面に雌ネジ部を有する円筒状部材である。ナット５３は、駆動軸Ａ１周りに回転可能な状態で、スリーブ５２に保持されている。

図６および図７に示すように、本実施形態では、スリーブ５２は、段付きの円筒状部材として構成されている。より詳細には、スリーブ５２は、スリーブ５２の後側部分（ドライバドリル２側に配置される部分）を構成する大径部５２１と、スリーブ５２の前側部分を構成し、大径部５２１よりも小径の小径部５２５と、大径部５２１と小径部５２５とをつなぐショルダ部５２８とを含む。なお、本実施形態では、図６に示すように、大径部５２１は、大径部５２１の外周面に、駆動軸Ａ１を挟んで対称状に駆動軸Ａ１に平行に設けられた一対の平面部５２２を有する。言い換えると、大径部５２１の断面形状は円形ではなく、ダブルＤ形状とされている。また、図７に示すように、小径部５２５の前端から後部まで、駆動軸Ａ１を挟んで対称状に駆動軸Ａ１に平行に延在する一対の溝５２６が形成されている。

図６に示すように、ナット５３は、スリーブ５２の大径部５２１の前端部内で回転可能に支持されている。なお、ナット５３とショルダ部５２８の間には、ナット５３の回転を許容しつつネジシャフト５４が後方へ引っ張られるときにナット５３に作用する軸力（スラスト荷重）を受けるためのスラスト軸受５３１が配置されている。また、図７および図８に示すように、ナット５３の後端部には、後方に突出する凸部であって、後述する連結シャフト５５の係合凹部５５７に係合可能な２つの係合凸部５３７が形成されている。２つの係合凸部５３７は、ナット５３の貫通孔を挟んで、夫々、ナット５３の外縁まで直線状に延在している。更に、図６に示すように、ナット５３の後端部の中心部（貫通孔の周囲）には、前方へ凹む環状の凹部５３４が形成されている。

ネジシャフト５４は、外周面に雄ネジ部を有する長尺状の円柱状部材である。ネジシャフト５４は、駆動軸Ａ１周りの回転が規制され、且つ、駆動軸Ａ１方向（前後方向）に移動可能な状態で、ナット５３に係合している。より詳細には、ネジシャフト５４は、雄ネジ部がナット５３の雌ネジ部に螺合した状態でナット５３に係合し、駆動軸Ａ１方向に延在している。

図７および図８に示すように、ネジシャフト５４の前後方向における中央部には、スリーブ５２の小径部５２５内を摺動可能な円筒状の摺動部５４１が固定されている。摺動部５４１には、小径部５２５に設けられた一対の溝５２６内に突出する一対の係合ピン５４２が設けられている。係合ピン５４２の径は溝５２６の幅に概ね等しく、係合ピン５４２は、溝５２６に沿って前後方向に摺動可能である。このような構成により、ナット５３が回転されると、ネジシャフト５４は、溝５２６に係合した係合ピン５４２によって駆動軸Ａ１周りの回転が規制され、駆動軸Ａ１に沿って前後方向に移動される。係合ピン５４２およびスリーブ５２の溝５２６の後端は、ネジシャフト５４の後方への移動を禁止するストッパとして機能し、ネジシャフト５４および後述のピン把持部６３の最後方位置を規定する。

また、図６に示すように、ネジシャフト５４の後端部には、外周から径方向外側に突出する係止フランジ５４４が設けられている。係止フランジ５４４は、ナット５３の後端部の凹部５３４に係合可能に構成されている。係止フランジ５４４と凹部５３４は、ネジシャフト５４の前方への移動を禁止するストッパとして機能し、ネジシャフト５４およびピン把持部６３の最前方位置（初期位置ともいう）を規定する。更に、ネジシャフト５４の前端部には、外周面に雄ネジ部を有する円筒状の連結部材５４６が固定されている。連結部材５４６には、ピン把持部６３が連結されている。

なお、本実施形態では、スリーブ５２、ナット５３、スラスト軸受５３１、ネジシャフト５４、摺動部５４１、および連結部材５４６は、予め組み付けられて、単一の運動変換ユニット５１０を構成している。

以下、連結シャフト５５について説明する。連結シャフト５５は、ドライバドリル２のチャック３７に装着可能、且つ、ナット５３に係合可能に構成されている。連結シャフト５５は、チャック３７（スピンドル３５）のトルクをナット５３に伝達するための部材である。本実施形態では、図７および図８に示すように、連結シャフト５５は、チャック係合部５５１と、ナット係合部５５５とを含む。

チャック係合部５５１は、連結シャフト５５の後側部分を構成するシャフト部であって、チャック３７に装着可能、且つ、ネジシャフト５４の係止フランジ５４４よりも大きな径を有する。ナット係合部５５５は、チャック係合部５５１の前側の部分であって、チャック係合部５５１よりも大きくナット５３と概ね等しい径を有する。チャック係合部５５１とナット係合部５５５とは一体的に形成されている。ナット係合部５５５の前端部には、上述したナット５３の係合凸部５３７に係合可能な係合凹部５５７が形成されている。より詳細には、係合凹部５５７は、ナット係合部５５５の直径に沿って直線状に延在する断面矩形状の溝部として構成されている。

また、図６に示すように、連結シャフト５５は、前端からチャック係合部５５１の中央部まで延在するシャフト挿入孔５５９を有する。シャフト挿入孔５５９の径は、ネジシャフト５４の係止フランジ５４４の径より僅かに大きい。シャフト挿入孔５５９には、ネジシャフト５４の後端部が配置される。ネジシャフト５４は、ナット５３の回転に伴って、シャフト挿入孔５５９内で前後方向に移動されるため、シャフト挿入孔５５９の深さ（前後方向の長さ）は、ネジシャフト５４の移動可能距離よりも大きく設定されている。

以下、ノーズ部６について説明する。ノーズ部６は、ファスナ９（図１参照）のピン９１を把持して引っ張り、カラー９５をピン９１の軸部９１０に加締めるように構成された引張り機構（加締め機構）である。ノーズ部６は、アンビル６１と、ピン把持部６３とを備えている。

アンビル６１は、ファスナ９のカラー９５に係合可能に構成されている。より詳細には、図６および図７に示すように、アンビル６１は、ボアを有する長尺の円筒状のスリーブとして構成されている。アンビル６１の後側部分の内径（ボア径）は、後述のピン把持部６３の基部６３２の外径と概ね同径に形成される一方、前側部分の内径は、後側部分よりも小径に形成されている。これにより、アンビル６１内の内径が変化する部分には、駆動軸Ａ１に概ね直交する面を有するショルダ部６１３が形成されている。

更に、アンビル６１の前側部分の前端部は、開口端（前端）に向けて内径が緩やかに拡径するテーパ部６１７として形成されている。なお、テーパ部６１７は、前後方向に関して、カラー９５の係合部９５３の高さよりも長く設定されている。テーパ部６１７の内径は、開口端では係合部９５３の外径よりも僅かに大きいが、開口端よりも後方では係合部９５３の外径よりも小さくなるように設定されている。これにより、係合部９５３の変形を促す強い軸方向の力が作用すると、係合部９５３は、開口端からテーパ部６１７へと変形を伴いながら入り込む。

アンビル６１は、後述する連結ハウジング５０の前端部（ノーズ保持部５０７）内に後端部が挿入され、駆動軸Ａ１に沿って延在する状態で、固定リング５０８を介して連結ハウジング５０に連結固定される。固定リング５０８は、雌ネジ部が内周面に形成された円筒状の部材である。

ピン把持部６３は、ファスナ９のピン９１の軸部９１０（詳細には、引張り領域９１４）を把持可能に構成されるとともに、駆動軸Ａ１に沿って、アンビル６１に対して前後方向に相対移動可能に配置されている。より詳細には、図６および図７に示すように、ピン把持部６３は、アンビル６１のボア内にアンビル６１と同軸状に配置され、駆動軸Ａ１に沿ってボア内を摺動可能である。本実施形態では、ピン把持部６３は、軸部９１０の引張り領域９１４を把持可能に構成されたジョー６３０と、ジョー６３０と一体形成された基部６３２とを含む。

ジョー６３０は、引張り領域９１４を把持可能な複数の爪（例えば、３つの爪）６３１を有する。爪６３１は、駆動軸Ａ１を中心とする仮想円周状に等間隔で配置されている。また、ジョー６３０は、隣接する爪６３１同士の間隔が前端に向かって広がるように構成されている。ジョー６３０の前後方向の長さは、ピン把持部６３が初期位置に配置された場合、爪６３１の前端部がアンビル６１のテーパ部６１７の前端から前方に突出するように設定されている。また、基部６３２は、前端が閉塞された有底円筒状に形成されている。また、基部６３２の後端部の内周面には、連結部材５４６の雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部が形成されている。ピン把持部６３は、基部６３２が連結部材５４６の前端部に螺合されることで、連結部材５４６を介してネジシャフト５４に一体的に連結されている。

以上のようなノーズ部６の構成により、ジョー６３０（爪６３１）による把持力は、ジョー６３０がアンビル６１内に引き込まれ、後方へ移動するのに伴って増大する。

以下、連結ハウジング５０について説明する。図３に示すように、連結ハウジング５０は、前方へ向けて徐々に細くなるように形成され、前後方向に延在する段付きの貫通孔を有する筒状部材として形成されている。連結ハウジング５０は、上述の運動変換機構５１（運動変換ユニット５１０）を収容し、ノーズ部６を保持するように構成されている。また、連結ハウジング５０は、ドライバドリル２のチャック３７と本体部２１の前端部を覆うように、ドライバドリル２の本体部２１（詳細には第１ギアケース３２２）に固定可能に構成されている。これに伴い、連結ハウジング５０は、後側から、本体カバー部５０１、チャックカバー部５０３、運動変換ユニット収容部５０４、ノーズ保持部５０７を有する。

図３および図５に示すように、本体カバー部５０１は、連結ハウジング５０の後端部を構成する略円筒状の部分である。本体カバー部５０１は、第１ギアケース３２２の大径部３２３の外周に嵌合可能に構成され、左右の側部に夫々２つの貫通孔を有する。一方、大径部３２３の左右の側部には、夫々、２つのネジ穴が形成されている。連結ハウジング５０は、本体カバー部５０１の貫通孔に挿通されたネジ５０２が大径部３２３のネジ穴に螺合されることで、本体ハウジング２１１に連結固定される。連結ハウジング５０が本体ハウジング２１１に連結された状態で、本体カバー部５０１は、本体部２１の前端部を覆う。

チャックカバー部５０３は、本体カバー部５０１の前方に連続する部分であって、チャック３７の外径よりも若干大きい内径を有する。チャックカバー部５０３は、連結ハウジング５０が本体ハウジング２１１に連結された状態で、チャック３７に対して非接触状態でチャック３７の外側を覆うように配置される。

図６および図７に示すように、運動変換ユニット収容部５０４は、チャックカバー部５０３の前方に連続する部分であって、運動変換機構５１のスリーブ５２の外周に嵌合可能に構成されている。つまり、段付きの円筒状部材として構成されたスリーブ５２に対応して、運動変換ユニット収容部５０４の後側部分の内径は、前側部分の内径よりも大きく設定されている。また、運動変換ユニット収容部５０４の後側部分の貫通孔の断面形状は、スリーブ５２の大径部５２１が一対の平面部５２２（図６参照）を有することに対応して、円形ではなくダブルＤ形状とされている。このため、大径部５２１が運動変換ユニット収容部５０４の後側部分に嵌合されると、連結ハウジング５０に対するスリーブ５２の回転が規制される。

ノーズ保持部５０７は、運動変換ユニット収容部５０４の前側に連続する部分であって、連結ハウジング５０の前端部を構成している。ノーズ保持部５０７の内径は、アンビル６１の外径と概ね等しく設定されている。ノーズ保持部５０７の外周面には、固定リング５０８の雌ネジ部に螺合可能な雄ネジ部が形成されている。

なお、本実施形態において、アタッチメント５は、例えば次の手順で組み付けられ、ドライバドリル２に装着される。

まず、運動変換ユニット５１０の連結部材５４６に、ピン把持部６３が螺合され、固定される。また、連結シャフト５５は、別途、チャック係合部５５１を介してドライバドリル２のチャック３７に装着される。スリーブ５２の大径部５２１内で、ナット５３の係合凸部５３７が連結シャフト５５の係合凹部５５７に係合される。そして、連結ハウジング５０が、ピン把持部６３、運動変換ユニット５１０、チャック３７、および本体部２１の前端部を覆うように、前方から装着される。このとき、一対の平面部５２２を有する大径部５２１が、運動変換ユニット収容部５０４の後側部分のダブルＤ形状の貫通孔に嵌合するように、連結ハウジング５０に対するスリーブ５２の周方向の位置決めが行われる。更に、合計４本のネジ５０２によって、連結ハウジング５０が本体ハウジング２１１に固定される。

また、アンビル６１が、連結ハウジング５０（ノーズ保持部５０７）の前端部から挿入され、ピン把持部６３の外側に嵌合される。固定リング５０８がノーズ保持部５０７の外周部に螺合されることで、アンビル６１が連結ハウジング５０に連結される。なお、アンビル６１の前後方向における中央部には、外周から径方向外側に突出する係止リブ６１８が設けられている。また、固定リング５０８の前端には、径方向内側に突出する環状のフランジ部が設けられている。係止リブ６１８が連結ハウジング５０の前端（ノーズ保持部５０７の前端）と固定リング５０８のフランジ部の間に配置されることで、アンビル６１の前後方向位置が規定される。

本実施形態では、このようにしてアタッチメント５がドライバドリル２に装着されることで、締結工具１が構成される。これにより、ドライバドリル２のチャック３７（スピンドル３５）の回転運動が連結シャフト５５を介して運動変換機構５１に伝達されて、直線運動に変換され、ピン把持部６３に伝達される。なお、締結工具１において、モータ３１、遊星減速機３３、スピンドル３５（チャック３７）、および運動変換機構５１は、同軸状に（駆動軸Ａ１に沿って）配置される。

以下、締結工具１の電気的な構成について説明する。なお、本実施形態では、アタッチメント５はドライバドリル２と電気的に接続されていないため、締結工具１の電気的構成は、ドライバドリル２の電気的構成に対応する。

図９に示すように、締結工具１は、コントローラ２７７と、三相インバータ３１５と、ホールセンサ３１６とを備えている。三相インバータ３１５は、６つの半導体スイッチング素子を用いた三相ブリッジ回路を備えており、コントローラ２７７からの制御信号が示すデューティ比に従って三相ブリッジ回路の各スイッチング素子をスイッチング動作させることで、そのデューティ比に応じたパルス状の電流（駆動パルス）をモータ３１に供給する。ホールセンサ３１６は、モータ３１の各相に対応して配置される３つのホール素子を備えている。ホールセンサ３１６は、モータ３１の回転位置センサであって、ロータ３１２が所定の回転位置に達する毎に（つまり、モータ３１が所定量回転する毎に）、コントローラ２７７にパルス信号を出力するように構成されている。

また、コントローラ２７７には、電流検出アンプ３１７が電気的に接続されている。電流検出アンプ３１７は、モータ３１の駆動電流をシャント抵抗によって電圧に変換し、更にアンプによって増幅した信号をコントローラ２７７に出力する。更に、コントローラ２７７には、トリガ２７３のスイッチ２７４が電気的に接続されている。コントローラ２７７は、ホールセンサ３１６、スイッチ２７４等から出力された信号に基づいて、適宜、モータ３１の駆動（つまり、駆動機構の動作）を制御する。

以下、締結工具１によるファスナ９を用いた作業材Ｗの締結工程について説明する。なお、本実施形態における締結工程は、加締め工程と、復帰工程とを含む。加締め工程は、ピン把持部６３が初期位置から後方へ移動され、アンビル６１によってカラー９５がピン９１の軸部９１０に加締められる工程である。復帰工程は、加締め工程の後、ピン把持部６３が初期位置まで前方へ戻される工程である。

使用者は、まず、図１に示すように、ヘッド９１７が作業材Ｗの一面に当接した状態となるように、作業材Ｗに形成された取付け孔にピン９１の軸部９１０を挿通する。その後、使用者は、作業材Ｗの反対側の面から、カラー９５を軸部９１０に遊嵌状に係合させる。使用者は、更に、図３に示すように、カラー９５から突出した引張り領域９１４を、アタッチメント５のピン把持部６３に係合させる。より詳細には、使用者は、ピン把持部６３が後方へ引っ張られた場合に、爪６３１が、中央部と端部９１６とを接続するテーパ部に少なくとも当接するように、ジョー６３０を引張り溝９１５に係合させる。

トリガ２７３が押圧操作（引き操作）されると、モータ３１の駆動が開始される。なお、デューティ比は１００％に設定され、モータ３１は最高速度で駆動される。モータ３１の駆動により、遊星減速機３３を介してスピンドル３５が回転駆動される。スピンドル３５のトルクは、チャック３７を介してアタッチメント５の運動変換機構５１に伝達される。そして、運動変換機構５１は回転運動を直線運動に変換し、ピン把持部６３を、駆動軸Ａ１に沿って、後方のチャック３７側（ドライバドリル２側）へ引っ張る。つまり、遊星減速機３３、スピンドル３５、チャック３７、および運動変換機構５１は、全体として、ピン把持部６３をアンビル６１に対して後方に移動させることで加締め工程を遂行する駆動機構として機能する。なお、ピン把持部６３（ネジシャフト５４）を後方へ移動させるときのモータ３１の回転方向は、ドライバドリル２でネジ締め作業やドリル作業が行われる場合と同じ正方向である。

加締め工程では、ジョー６３０によってピン９１が強固に把持されて後方へ引っ張られる。これに伴い、カラー９５は、アンビル６１のテーパ部６１７（図７参照）へと縮径しながら進入する。ピン把持部６３が後方へ移動されるのにつれて、カラー９５は、アンビル６１によって前方および径方向内側へと強く押圧され、加締め溝９１２に圧着された状態となるように、軸部９１０に加締められる。

本実施形態では、締結工具１で使用される典型的なファスナ９は、上述のように、引張り領域９１４が強く引っ張られた場合でも、比較的、ピン９１が引張り溝９１５で破断したり（つまり、端部９１６が分離されたり）、ピン把持部６３が外れたりしにくい構成を有する。そして、締結工具１は、ピン把持部６３がカラー９５を確実に軸部９１０に加締めることが可能な引張り力（軸方向の力）を発揮できるだけのトルクを発生可能であって、且つ、最大トルク発生時でも、ピン把持部６３の引張り力が、ピン９１を破断するのに必要な引張り力に達しないように構成されている。このため、モータ３１の駆動が継続されると、カラー９５が軸部９１０に対して確実に加締められた後、カラー９５はアンビル６１のボア内へそれ以上進入できなくなり、ピン把持部６３はそれ以上後方へ移動不能な状態に至る。

そこで、本実施形態では、コントローラ２７７は、ピン把持部６３が後方へ移動不能な状態に至るまでモータ３１を駆動し、ピン把持部６３がそのような状態に至った場合、加締め工程が終了したと判断して、モータ３１の駆動を停止するように構成されている。なお、ここでいう「ピン把持部６３が後方へ移動不能な状態に至った場合」とは、軸部９１０に対するカラー９５の加締めの完了に伴ってピン把持部６３が後方へ移動不能な状態となった場合を指している。つまり、ピン把持部６３に対し、外力が作用して（例えば、ピン把持部６３に何らかの部材が直接的または間接的に干渉して）、ピン把持部６３の後方への移動が阻止された場合を指すものではない。

本実施形態では、ピン把持部６３が後方へ移動不能となると、モータ３１は過負荷でロック状態に至ることから、コントローラ２７７は、モータ３１がロック状態に至った場合に、ピン把持部６３が後方へ移動不能な状態に至ったと判断する。より詳細には、コントローラ２７７は、ホールセンサ３１６からの出力信号に基づいて、モータ３１が減速し、回転速度（回転数）が所定の閾値を下回った場合に、モータ３１がロック状態に至ったと判断する。なお、コントローラ２７７は、モータ３１の回転速度の変化量が負の値である場合に、モータ３１が減速中であると判断すればよい。モータ３１の回転速度の変化量として、例えば、モータ３１の単位時間当たりの回転速度の微分値または差分値を採用することができる。あるいはモータ３１の回転速度に対応する他の物理量の変化量が採用されてもよい。なお、回転速度の閾値としては、例えば、モータ３１の回転が実質的に停止した状態に対応するゼロに近い値が予め設定され、コントローラ２７７のＲＯＭ（または不揮発性メモリ）に記憶されていればよい。

なお、モータ３１の駆動の停止は、単なるモータ３１への通電の遮断によって行われてもよいし、電気ブレーキまたは機械式ブレーキによる制動力の付与によって行われてもよい。

なお、本実施形態では、上述のように、ドライバドリル２には、設定された閾値を超えたトルクが作用すると、トルクの伝達を遮断するクラッチ機構４が設けられている。よって、使用者は、予め、モード切替リング３２８を操作してネジ締めモードを選択し、更に、トルク調整リング４３を操作して、カラー９５確実が軸部９１０に加締められるが、最大トルクよりは若干小さいトルクの閾値を設定することができる。この場合、コントローラ２７７がモータ３１のロック状態を認識する前にクラッチ機構４が作動し、遊星減速機３３からスピンドル３５へのトルク伝達が遮断されるのに伴って、ピン把持部６３の後方への移動が停止される。これにより、加締め工程が終了する。

コントローラ２７７は、加締め工程が終了した後、復帰工程を遂行する。例えば、コントローラ２７７は、加締め工程を終了させた後直ちに、または、所定時間の経過後、モータ３１を正方向とは逆方向に回転駆動する。あるいは、コントローラ２７７は、トリガ２７３の引き操作が解除されてスイッチ２７４がオフ状態とされた場合、モータ３１を正方向とは逆方向に回転駆動する。そして、ネジシャフト５４の係止フランジ５４４がナット５３の凹部５３４に係合する初期位置まで前方へ戻されると、コントローラ２７７は、モータ３１の駆動を停止することで、復帰工程を終了させる。なお、ピン把持部６３が初期位置に復帰したか否かについては、例えば、コントローラ２７７は、電流検出アンプ３１７からの出力信号に基づき、モータ３１の駆動電流が所定の閾値を超えたか否かに応じて判断することができる。

以上に説明したように、本実施形態の締結工具１では、モータ３１の動力によって、ピン９１の軸部９１０の引張り領域９１４を把持するピン把持部６３を、カラー９５に係合可能なアンビル６１に対し、駆動軸Ａ１に沿って相対移動させる構成が採用されている。これにより、流体圧を利用する締結工具と比べ、装置構成の簡素化を実現することができる。また、加締め工程は、ピン把持部６３が実質的に後方へ移動不能な状態に至った場合に終了するため、モータ３１の綿密な出力管理を不要とすることができる。

また、本実施形態の締結工具１は、軸部９１０の引張り領域９１４が、引張り溝９１５と、引張り溝９１５に対して加締め領域９１１の反対側に位置し、引張り溝９１５の底の径よりも大径に形成された端部９１６とを含むファスナ９によって作業材Ｗを締結するように構成されている。このような構成のファスナ９は、ピン把持部６３が引張り溝９１５に係合した状態で、引張り領域９１４が強く引っ張られても、引張り領域９１４が比較的破断しにくい。よって、ピン把持部６３が実質的に後方へ移動不能な状態に至るまで引張り領域９１４を引っ張り続けることで、カラー９５が確実に軸部９１０に加締められた状態を実現することができる。

また、本実施形態では、コントローラ２７７（ＣＰＵ）は、モータ３１が減速し、回転速度が所定の閾値を下回った場合に、加締め工程が終了したと判断し、モータ３１の駆動を停止するように構成されている。言い換えると、コントローラ２７７は、ピン把持部６３が後方へ移動不能な状態に至った結果、モータ３１がロック状態に至った場合に、モータ３１の駆動を停止する。コントローラ２７７は、モータの回転速度に基づいて、加締め工程が終了したことを適切に判断し、モータ３１の駆動を停止させることができる。

特に、本実施形態では、モータ３１としてブラシレスモータが採用されている。ブラシレスモータは、回転制御のためのホールセンサ３１６を有することが一般的である。本実施形態では、コントローラ２７７は、ホールセンサ３１６から出力されるパルス信号に基づいて、モータ３１の回転速度およびその変化量を容易に算出することができる。よって、ピン把持部６３が実質的に後方へ移動不能となったことを検出するための構成を別途設ける必要をなくし、構成の合理化を図っている。

また、本実施形態では、締結工具１は、モータ３１から運動変換機構５１へトルクを伝達する伝達経路上に設けられたクラッチ機構４を備えている。クラッチ機構４は、設定された閾値を超えたトルクが作用すると、遊星減速機３３からスピンドル３５へのトルク伝達を遮断するトルクリミッタとして構成されている。クラッチ機構４が作動した場合、加締め工程は、クラッチ機構４の作動をもって終了する。本実施形態では、モータ３１が完全にロック状態に至る前にクラッチ機構４がトルクの伝達を遮断することで、モータ３１の負荷を低減し、モータ３１の発熱を抑えることができる。

更に、本実施形態では、締結工具１は、使用者の外部操作に応じて、コイルバネ４７による係合ピン４９の押圧力、すなわち、クラッチ機構４の作動基準とされるトルクの閾値を調整可能に構成されたトルク調整リング４３を備えている。モータ３１がロック状態に至るときのトルクは、例えば、実際に使用されるファスナや作業材の仕様等の要因によって異なりうる。本実施形態では、使用者は、トルク調整リング４３を回転操作することで、かかる要因に応じて適切に閾値を調整することができる。適切に閾値を調整することで、カラー９５が軸部９１０に確実に加締められ、且つ、モータ３１が完全にロック状態に至る前にクラッチ機構４を作動させることが可能となる。

更に、本実施形態の締結工具１は、先端工具を回転駆動するように構成されたドライバドリル２と、ドライバドリル２に着脱可能なアタッチメント５を備えている。このことから、次のような効果が得られる。ファスナ９による作業材Ｗの締結には、締結作業に先立って、作業材Ｗにピン９１が挿通される取付け孔を形成する必要がある。よって、使用者は、まず、ドライバドリル２のチャック３７に穴あけ作業用の先端工具を取り付け、作業材Ｗに取り付け孔を形成する穴あけ作業を行う。その後、先端工具を取り外し、上述の手順でアタッチメント５をドライバドリル２に取り付け、締結工具１によるファスナ９を用いた作業材Ｗの締結作業を行う。なお、使用者は、アタッチメント５を取り付ける前に、必要に応じて、ドライバドリル２の動作モードをネジ締めモードに設定し、トルク調整リング４３を操作して、トルクの閾値を設定することができる。このように、本実施形態では、ファスナ９による作業材Ｗの締結のための一連の作業を、１台の締結工具１で行うことができるため、利便性が向上する。

上記実施形態は単なる例示であり、本発明に係る締結工具は、例示された締結工具１の構成に限定されるものではない。例えば、下記に例示される変更を加えることができる。なお、これらの変更は、これらのうちいずれか１つのみ、あるいは複数が、独立して、または実施形態に示す締結工具１あるいは各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。

例えば、上記実施形態の締結工具１は、周知のドライバドリル２と、ドライバドリル２に着脱可能なアタッチメント５によって構成されている。しかしながら、本発明に係る締結工具は、必ずしも、締結作業以外の加工作業を独立して遂行可能な作業工具とアタッチメントとで構成される必要はない。つまり、締結工具１は、締結作業用の単一の作業工具として構成されてもよい。

また、締結工具１（ドライバドリル２）には、必ずしもクラッチ機構４が設けられる必要はない。つまり、モータ３１がロック状態に至った場合にのみ、加締め工程が終了してもよい。また、コントローラ２７７は、モータ３１がロック状態に至った場合、自動的にモータ３１の駆動を停止するのではなく、トリガ２７３のスイッチ２７４がオフ状態とされたことに応じてモータ３１の駆動を停止してもよい。反対に、加締め工程は、コントローラ２７７によるロック状態に至ったか否かの判断を介することなく、クラッチ機構４の作動によってのみ終了してもよい。また、締結工具１には、クラッチ機構４の作動を検出可能な検出機構が設けられてもよい。そして、コントローラ２７７は、検出機構の検出結果に基づいて、クラッチ機構４が作動したことを認識した場合、モータ３１の駆動を停止するように構成されていてもよい。なお、クラッチ機構４の作動の検出機構としては、例えば、インターナルギア３３０の空転開始を検出可能な変位センサや、スピンドル３５の回転量の変化を検出可能な回転センサ等を採用することができる。

トルクリミッタとしてのクラッチ機構４が作動するトルクの閾値は、必ずしも調整可能である必要はなく、一律で設定されていてもよい。例えば、締結工具１が、常に、同じファスナ（例えば、実施形態で例示されたファスナ９）を用いた締結作業に使用される場合には、カラー９５が軸部９１０に確実に加締められる一方、モータ３１がロック状態に至る前にトルクの伝達を遮断することができる適切な閾値が設定されていればよい。

締結工具１で使用可能な非破断式の複数部材加締め式ファスナは、上記実施形態で例示されたファスナ９（図１参照）に限られない。例えば、ピン９１およびカラー９５の径や長さ、加締め溝９１２および引張り領域９１４の構成等は、適宜、変更が可能である。ノーズ部６のアンビル６１およびピン把持部６３の構成（例えば、テーパ部６１７の角度やジョー６３０および爪６３１の形状等）も、ファスナ９の変更に応じて、適宜、変更されればよい。

モータ３１や、駆動機構（遊星減速機３３、スピンドル３５、チャック３７、および運動変換機構５１）の構成についても、適宜、変更されてよい。例えば、モータ３１としてブラシ付のモータが採用されてもよいし、交流モータが採用されてもよい。また、上記実施形態の運動変換機構５１は、ナット５３と、ナット５３に直接螺合されたネジシャフト５４とを備えた所謂送りネジ機構として構成されている。送りネジ機構に代えて、ナットと、ボールを介してナットに係合するネジシャフトとを備えたボールネジ機構が採用されてもよい。また、何れの運動変換機構においても、ネジシャフトが、前後方向の移動が規制され、且つ、回転可能に支持される一方、ナットが、ネジシャフトの回転に伴って前後方向に移動するように構成されていてもよい。この場合、ピン把持部６３は、直接的または間接的にナットに連結されればよい。

コントローラ２７７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、メモリ等を含むマイクロコンピュータにて構成される例が挙げられているが、コントローラ（制御回路）は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuits）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのプログラマブル・ロジック・デバイスで構成されていてもよい。

上記実施形態およびその変形例の各構成要素と本発明の各構成要素との対応関係を以下に示す。ファスナ９は、本発明の「非破断式の複数部材加締め式ファスナ」の一例である。ピン９１およびカラー９５は、夫々、本発明の「ピン」および「カラー」の一例である。軸部９１０およびヘッド９１７は、夫々、本発明の「軸部」および「ヘッド」の一例である。加締め領域９１１および加締め溝９１２は、夫々、本発明の「加締め領域」および「加締め溝」の一例である。引張り領域９１４、引張り溝９１５、端部９１６は、夫々、本発明の「端部領域」、「引張り溝」、「端部」の一例である。

締結工具１は、本発明の「締結工具」の一例である。駆動軸Ａ１は、本発明の「駆動軸」の一例である。アンビル６１およびピン把持部６３は、夫々、本発明の「アンビル」、「ピン把持部」の一例である。モータ３１は、本発明の「モータ」の一例である。遊星減速機３３、スピンドル３５、チャック３７および運動変換機構５１は、本発明の「駆動機構」の一例である。コントローラ２７７（ＣＰＵ）は、本発明の「制御部」の一例である。運動変換機構５１は、本発明の「運動変換機構」の一例である。クラッチ機構４は、本発明の「トルクリミッタ」の一例である。トルク調整リング４３は、本発明の「調整部材」の一例である。

更に、本発明および上記実施形態とその変形例の趣旨に鑑み、以下の態様が構築される。以下の態様は、実施形態に示す締結工具１、上記変形例、または各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。
［態様１］
前記締結工具は、前記モータの動力によって最終出力シャフトを回転駆動するように構成された回転工具と、前記回転工具に対して取り外し可能に装着されたアタッチメントとを備え、
前記駆動機構は、前記最終出力シャフトの回転運動を直線運動に変換し、前記ピン把持部を前記アンビルに対して前記前後方向に移動させるように構成された運動変換機構を含み、
前記アタッチメントは、前記運動変換機構と、前記ピン把持部と、前記アンビルとを含んでいてもよい。
なお、本態様において、ドライバドリル２、アタッチメント５は、夫々、「回転工具」、「アタッチメント」の一例である。
［態様２］
態様１において
前記駆動機構は、前記モータのトルクを増大させて前記最終出力シャフトに伝達するように構成された遊星減速機を含み、
前記モータ、前記遊星減速機、前記最終出力シャフト、および前記運動変換機構は、同軸状に配置されていてもよい。
なお、本態様において、遊星減速機３３は、「遊星減速機」の一例である。
［態様３］
態様１または２において、
前記回転工具は、ドライバドリルであってもよい。
［態様４］
前記締結工具は、前記ファスナとして、前記引張り溝を１つのみ有するファスナによって前記作業材を締結するように構成されていてもよい。
［態様５］
前記締結工具は、モータの駆動を制御するように構成された制御部を更に備え、
制御部は、前記トルクリミッタが作動した場合に、モータの駆動を停止するように構成されていてもよい。

１：締結工具
２：ドライバドリル
２１：本体部
２１１：本体ハウジング
２７：ハンドル部
２７１：ハンドルハウジング
２７３：トリガ
２７４：スイッチ
２７５：バッテリ装着部
２７７：コントローラ
２７９：バッテリ
３１：モータ
３１１：ステータ
３１２：ロータ
３１３：モータシャフト
３１５：三相インバータ
３１６：ホールセンサ
３１７：電流検出アンプ
３２：ギアアセンブリ
３２１：ギアケース
３２２：第１ギアケース
３２３：大径部
３２４：小径部
３２５：ショルダ部
３２７：第２ギアケース
３２８：モード切替リング
３３：遊星減速機
３３０：インターナルギア
３５：スピンドル
３７：チャック
３７１：ボルト
４：クラッチ機構
４１：バネ支持部
４３：トルク調整リング
４５：ワッシャ
４７：コイルバネ
４９：係合ピン
５：アタッチメント
５０：連結ハウジング
５０１：本体カバー部
５０２：ネジ
５０３：チャックカバー部
５０４：運動変換ユニット収容部
５０７：ノーズ保持部
５０８：固定リング
５１：運動変換機構
５１０：運動変換ユニット
５２：スリーブ
５２１：大径部
５２２：平面部
５２５：小径部
５２６：溝
５２８：ショルダ部
５３：ナット
５３１：スラスト軸受
５３４：凹部
５３７：係合凸部
５４：ネジシャフト
５４１：摺動部
５４２：係合ピン
５４４：係止フランジ
５４６：連結部材
５５：連結シャフト
５５１：チャック係合部
５５５：ナット係合部
５５７：係合凹部
５５９：シャフト挿入孔
６：ノーズ部
６１：アンビル
６１３：ショルダ部
６１７：テーパ部
６１８：係止リブ
６３：ピン把持部
６３０：ジョー
６３１：爪
６３２：基部
９：ファスナ
９１：ピン
９１０：軸部
９１１：加締め領域
９１２：加締め溝
９１４：引張り領域
９１５：引張り溝
９１６：端部
９１７：ヘッド
９１９：先端
９５：カラー
９５１：フランジ
９５３：係合部
Ａ１：駆動軸
Ｗ：作業材

Claims (5)

1. 加締め溝が形成された加締め領域と、引張り溝が形成された端部領域とを含む軸部と、前記軸部の前記加締め領域側の一端部に一体形成されたヘッドとを有するピンと、前記ピンとは別体として形成され、前記軸部に係合可能に構成された円筒状のカラーとを含む非破断式の複数部材加締め式ファスナによって作業材を締結する締結工具であって、
   前記カラーに係合可能に構成されたアンビルと、
   前記締結工具の前後方向に延在する駆動軸に沿って、前記アンビルに対して相対移動可能に配置されるとともに、前記引張り溝に係合することで、前記端部領域を把持可能に構成されたピン把持部と、
   モータと、
   前記モータの動力によって駆動され、前記ピン把持部を前記アンビルに対して前後方向に移動させるように構成された駆動機構とを備え、
   前記駆動機構は、前記端部領域を把持した状態の前記ピン把持部を初期位置から後方へ移動させることで、前記軸部に係合された前記カラーを、前記アンビルによって前記軸部の前記加締め溝に加締める加締め工程を遂行するように構成されており、
   前記加締め工程は、前記ピン把持部が実質的に後方へ移動不能な状態に至った場合に終了することを特徴とする締結工具。
2. 請求項１に記載の締結工具であって、
   前記締結工具は、前記ファスナとして、前記軸部の前記端部領域が、前記引張り溝と、前記引張り溝に対して前記加締め領域の反対側に位置し、前記引張り溝の底の径よりも大径に形成された端部とを含むファスナによって前記作業材を締結するように構成されていることを特徴とする締結工具。
3. 請求項１または２に記載の締結工具であって、
   前記モータの駆動を制御するように構成された制御部を更に備え、
   前記制御部は、前記モータが減速し、前記モータの回転速度が所定の閾値を下回った場合に、前記加締め工程が終了したと判断し、前記モータの駆動を停止するように構成されていることを特徴とする締結工具。
4. 請求項１〜３の何れか１つに記載の締結工具であって、
   前記駆動機構は、回転運動を直線運動に変換し、前記ピン把持部を前記アンビルに対して前記前後方向に移動させるように構成された運動変換機構を含み、
   前記締結工具は、前記モータから前記運動変換機構へトルクを伝達する伝達経路上に設けられ、所定の閾値を超えたトルクが作用した場合に、前記トルクの伝達を遮断するように構成された機械的なトルクリミッタを更に備え、
   前記加締め工程は、前記トルクリミッタの作動をもって終了することを特徴とする締結工具。
5. 請求項４に記載の締結工具であって、
   使用者の外部操作に応じて前記閾値を調整可能に構成された調整部材を更に備えたことを特徴とする締結工具。

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