JP2023136349A - 締結工具 - Google Patents

Abstract

【課題】上記問題点に鑑み、本開示は、締結工具において、加締めに必要な出力管理を更に洗練化することが可能な技術を提供することを課題とする。【課題を解決するための手段】ファスナの軸部の端部領域を把持した状態のピン把持部が、アンビルに対して相対移動することでファスナの加締めが行われ、端部領域が軸部と一体となった状態を維持しつつファスナの加締めが完了可能に構成され、制御部２０が、モータの駆動電流Ｉ１およびモータの駆動電力に基づいてモータを駆動制御することで定義されるモータ駆動制御モードにより、ピン把持部を第１方向に駆動させてファスナの加締めを遂行する締結工具。【選択図】 図１０

Description

本開示は、軸部とヘッド部が一体形成されたピンと、当該ピンに係合可能な中空筒状のカラーを備えたファスナを用いて、ヘッド部とカラー間に配された作業材を締結する締結工具に関する。

上記のように構成されたファスナによる作業材の締結に関しては、ボルトの軸部の端部領域が当該軸部と一体となった状態を維持したまま加締めを完了する形態や、あるいは軸部の端部領域が破断して当該軸部から除去された状態で加締めを完了する形態が知られている。
前者の形態（第１の形態）では、軸部の破断がない状態での締結が可能であるため、コーティング剤を破断箇所に再塗布する等といった追加工程を不要にできる利点があり、後者の形態（第２の形態）では、軸部の端部領域を破断して除去することにより、加締め完了に際してのファスナ高を抑制することができる利点がある。

例えば、ＷＯ２０１８／１３１５７７号公報（以下「特許文献１」という）は、上記第１の形態に係るファスナに関する締結工具を開示している。
特許文献１に記載の締結工具では、モータの駆動電流が所定の目標電流となるように制御して加締め作業が行われる。

上記第１の形態に係るファスナを用いた作業材の締結工具については、加締め作業時に綿密な出力管理が必要である。特に、軸部の端部領域を破断させることなく加締め作業を完了する必要があることから、上記第２の形態に係るファスナに比べて、加締め作業の終了段階に向けて、綿密な出力管理を行う要請が高い。

この点、特許文献１では、出力管理に関する一つの解決提案がなされているが、これを更に発展させて、出力管理の一層の洗練化が要請される。

ＷＯ２０１８／１３１５７７号公報

上記問題点に鑑み、本開示は、締結工具において、加締めに必要な出力管理を更に洗練化することが可能な技術を提供することを課題とする。

上記課題を解決するべく、以下の締結工具が構成される。すなわち、
軸部とヘッド部が一体形成されたピンと、前記ピンに係合可能な中空筒状のカラーを備えたファスナを用いて、前記ヘッド部と前記カラー間に配された作業材を締結する締結工具が構成される。

この締結工具は、前記軸部の端部領域を把持可能なピン把持部と、前記カラーに係合可能なアンビルと、前記ピン把持部を駆動して、前記アンビルに対し所定の長軸方向に相対移動させるモータと、前記モータの駆動制御を行う制御部と、を有する。
そして、前記軸部の端部領域を把持した状態の前記ピン把持部が、前記アンビルに対して、前記長軸方向のうちの所定の第１方向へと相対移動することにより、前記アンビルが、前記軸部に嵌合された状態の前記カラーを押圧することで前記ファスナの加締めが行われる。

この締結工具においては、前記カラーと前記ヘッド部とで前記作業材を挟着するとともに、前記端部領域が前記軸部と一体となった状態を維持しつつ前記ファスナの加締めが完了可能に構成される。

前記制御部は、前記モータの駆動電流および前記モータの駆動電力に基づいて前記モータを駆動制御することで定義されるモータ駆動制御モードにより、前記ピン把持部を前記第１方向に駆動させることで、前記ファスナの加締めを遂行する。

本開示に係る締結工具が遂行する加締め作業は、スウェージ（Ｓｗａｇｅ）とも称呼される。そしてファスナを用いて作業材を締結する場合、カラーを塑性変形させて加締める必要があるため、強い出力が求められる。この点、以下の問題が考えられる。

（１）過大出力
当該出力が過大の場合、ボルト把持部ないしボルトの軸部に強い力が作用して機材破損の可能性が生じることになる。
（２）モータの動的慣性力
また、一般工具分野においては、大出力式のモータを採用する等して作業性能の向上を図る傾向が見られる。これを締結工具に適用する場合、高速回転タイプのモータを減速ないし停止させる際に、当該モータの動的慣性力が大きいことに起因して、ファスナのピンを把持するピン把持部（特にプラー部）に大きな負荷が作用し、機材保護性が低下する懸念がある。

これら（１）過大出力および（２）モータの動的慣性力は、とりわけ、端部領域が軸部と一体となった状態を維持しつつ加締めを完了する態様、すなわち非破断式のファスナが用いられる場合に問題となり易い。
非破断式のファスナでは、加締めの際に、端部領域が軸部から破断（離断）しないため、ピン把持部を，第１方向の最後端位置まで相対移動「したまま」（いわゆる「移動しっぱなし状態」ｋｅｅｐ ｍｏｖｉｎｇ ｔｉｌｌ ｔｈｅ ｅｎｄ）にすることができないからである。

本開示に係る締結工具では、モータの駆動電流およびモータの駆動電力に基づいて、モータを駆動制御することで定義されるモータ駆動制御モードが構成される。
そして当該モータ駆動制御モードが適用された状態で、制御部が、ピン把持部を第１方向に駆動させて、ファスナの加締めを遂行するよう構成される。

この場合、モータの駆動電流に基づく制御によって、上記（１）の問題、すなわち過大出力への対処が効果的になされる。
典型的には、モータの駆動電流が所定の上限値を超えないように当該モータを駆動制御することにより、過大出力に効果的に対処することができる。

更に、モータの駆動電力に基づく制御を加えることによって、上記（２）の問題、すなわちモータの動的慣性力への対処が効果的になされる。
典型的には、モータの駆動電力が所定の上限値を超えないように当該モータを駆動制御することで、モータの駆動電流制御による過大出力抑制に加えて、モータの回転数が必要以上に増大することを抑制することができる。
これにより、モータの回転に起因する動的慣性力を低位に維持することで、モータ減速時ないし停止時等に、機材に無用の負荷が作用することを効果的に回避することができる。

本開示における「モータ」としては、小型で大出力が得られるブラシレスモータが好適に採用可能であるが、これに限定されるものではない。
またモータの駆動電流供給手段としては、締結工具に取り付けられるＤＣバッテリが好適であるが、例えばＡＣ電源を用いることも可能である。

また本開示における「モータの駆動電流」については、例えば、締結工具におけるモータ駆動回路における電流値、あるいは駆動源としてバッテリが用いられる場合には、当該バッテリにおける出力電流値等を適宜に利用することもできる。

また本開示における「モータの駆動電力」については、電力＝電流×電圧と換算されることから、例えばモータの駆動電流値、あるいはモータの駆動電流値に基づいて算出される電圧値等を、駆動電力に対する相関値として、適宜に代替利用することもできる。

また本開示における「作業材」は、典型的には、それぞれ貫通孔を有する複数の締結対象部材で構成することができる。また締結対象部材としては、締結強度が要求される金属材料等が好適に用いられる。この場合、各締結対象部材を、互いの貫通孔が合致した状態で重合し、あるいは締結対象部材を重合させた状態で貫通孔を形成した上で、各貫通穴にファスナのボルトの軸部を貫通し、合致した貫通孔の一方端側にボルトのヘッド部が位置し、他方端側にカラーが位置するようにファスナを設定するのが好適である。

本開示に係る「締結工具」の用途としては、例えば航空機や自動車等の輸送機器の製造工程、ソーラパネルやプラント工場の設置基材等のように、作業材を特に高強度にて締結する必要がある場面に好適に用いられる。

本開示における「ピン把持部」は、軸部の端部領域にそれぞれ係合可能な複数の爪（ジョーとも称呼される）で構成することができる。

本発明における「アンビル」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、当該カラーの外郭部を受承するためのテーパー部を有するボア（開口中空部）を設けることが好ましい。
その具体態様として、ボア径は、カラーの加締め領域の外径よりも小径に設定する一方、ボアに形成されたテーパー部の開口については、カラーの加締め領域外径よりも大径に設定することで、カラーをボア内へと誘導可能に構成することが好ましい。これにより、ボルト把持部がアンビルに対して締結動作方向に相対動作する際に、アンビルがテーパー部開口に当接し、当該カラーを長軸方向に押圧しつつ、さらなる相対動作に応じ、テーパー部によってカラーが径方向に圧搾されながらアンビルのボア内に受承されていくことになる。

この結果、カラーは、ヘッド部との間で作業材を長軸方向に狭着するとともに、アンビルのボアによってカラーが径方向に圧搾されて縮径変形することで、カラーの中空部が軸部に圧着され、これによってカラーがボルトに加締められ、ファスナによって作業材が締結される。

このようにファスナを加締める場合、カラーの塑性変形を行うことから、他の工具、あるいは家電等の一般的な電気機器部材とは異なり、相対的に強大な出力が要求とされるとともに、当該大出力に対しての機材保護が強く求められる。
特に、上記非破断式のファスナを用いる場合、この要求が顕著となる。
そして、本開示に係る締結工具では、モータ駆動制御モードとして、モータの駆動電流および駆動電力の双方に基づいてモータの駆動制御を行う構成を有しており、（１）過大出力および（２）モータの動的慣性力の双方に対する機材保護の万全を図ることが可能とされる。

本開示によれば、締結工具において、加締めに必要な出力管理を更に洗練化することが可能な技術が提供されることになる。特に当該技術は、ボルトの軸部とその端部領域が一体となった状態で加締めを完了する形態のファスナが用いられる締結工具への適用が効果的である。

本開示に係る締結工具で使用可能なファスナの一例（非破断式ないし軸維持式）の説明図である。 本開示に係る締結工具で使用可能なファスナの他の一例（破断式ないし軸引きちぎり式）の説明図である。 補助ハンドルが取り付けられた状態の締結工具の左側面図である。 ネジシャフト及びピン把持部が初期位置に配置されている場合の締結工具の断面図である。 図４の部分拡大図である。 図３のＶーＶ線における部分断面図である。 図５のＶＩ－ＶＩ線における断面図である。 本開示に係る締結工具におけるモータ駆動制御機構の構成を模式的に示すブロック図である。 モータ駆動制御機構における処理ステップを示すフロー図である。 モータ駆動制御モードによる処理態様を示すブロック図である。 モータ駆動電流の経時的変化を示すグラフである。 モータ駆動電力の経時的変化を示すグラフである。 モータ回転数の経時的変化を示すグラフである。 従来におけるモータ駆動電力の経時的変化を示すグラフである。 従来におけるモータ回転数の経時的変化を示すグラフである。

本開示に係る締結工具に関し、前記制御部は、前記モータ駆動制御モードにおいて、前記モータの駆動電流に関する第１指標値が所定の第１上限値以下になり、前記モータの駆動電力に関する第２指標値が所定の第２上限値以下になるように前記モータを駆動制御することが好ましい。

本開示においては、上記第１上限値は、モータの駆動電流制限制御に際しての閾値に対応することになる。そして上記第２上限値は、モータの駆動電力制限制御に際しての閾値に対応することになる。

モータの駆動電流および駆動電力の双方につき、所定の上限値以下となるようにモータを（抑制的に）駆動制御することで、モータ過大出力およびモータの動的慣性力双方に起因する機材への悪影響を効果的に抑制することが可能となる。

「モータの駆動電流に関する第１指標値」は、モータの駆動電流値自体を採用する態様以外に、例えばバッテリ駆動式の場合のバッテリ供給電流値を採用する態様等も可能である。また「第１指標値」は、電流値以外に、モータの駆動電流値に相関する電圧値等を採用することも可能である。

同様に「モータの駆動電力に関する第２指標値」は、モータの駆動電力値自体を採用する態様以外に、例えばバッテリ駆動式の場合のバッテリ供給電力値を採用する態様等も可能である。また電力値自体を採用する態様以外に、電力値に相関する電圧値や電流値を採用することも可能である。

また本開示に係る締結工具に関し、前記第１上限値および前記第２上限値の少なくとも一方は、作業者の手動操作によって変更調節可能に構成されていることが好ましい。

典型的には、回転式の操作ダイアル、あるいはテンキー入力手段等を介して、第１上限値および第２上限値の少なくとも一方について、作業者が任意の設定値を手動入力することで変更調節可能とすることができる。
例えば、締結に際しての要求強度、材質等、作業環境に係る諸要件に応じて、第１上限値および第２上限値の少なくとも一方を変更調整可能とすることで、締結工具の利便性がより向上する。

また本開示に係る締結工具に関し、前記第２上限値は、加締め作業時における前記モータの慣性力に対応して設定されることが好ましい。
上記の通り、モータが回転駆動される場合の（動的）慣性力は、減速時ないし停止時に、機材に対して好ましくない負荷を作用させ得る。従って、モータの慣性力に対応して第２上限値を設定するとともに、モータ駆動制御モードにおいて、モータの駆動電力に関する第２指標値が当該第２上限値以下になるように駆動制御することで、実用的な機材保護性能の向上が図られることになる。

また本開示に係る締結工具に関し、前記制御部は、前記モータ駆動制御モードにおいて、前記第１指標値および前記第２指標値を電圧値として算出することが好ましい。
第１指標値および第２指標値のいずれにおいても電圧値による取扱とすることで、制御システム全体としての画一処理が促進される。

また本開示に係る締結工具に関し、前記制御部は、前記モータ駆動制御モードにおいて、前記モータの駆動電流に関し、前記第１指標値が前記第１上限値以下となるように第１電圧出力値を算出するとともに、前記第１電圧出力値に基づいて前記第２指標値を設定し、前記第２上限値を、前記モータの駆動電流に基づいて電圧値として算出するとともに、前記第２指標値が前記第２上限値以下となるように前記モータを駆動制御することが好ましい。

これにより、モータ駆動制御モードにおいて、まずモータの駆動電流に基づく駆動制御を先行し、次に電力に基づく駆動制御を行うことで、モータ駆動処理全体のストリームライン化が図られる。

また本開示に係る締結工具に関し、前記モータはブラシレスモータによって定義されるとともに、前記制御部は、前記第２指標値が前記第２上限値以下となるように第２電圧出力値を算出するとともに、前記第２電圧出力値に基づいて前記モータを駆動するためのＰＷＭデューティ比を算出することが好ましい。

これにより、相対的にコンパクトで大出力を得やすいブラシレスモータを用いるとともに、当該ブラシレスモータに本開示に係るモータ駆動制御モードを適用することで、出力管理を最適化しつつ作業効率を向上することができる。

また本開示に係る締結工具に関し、前記制御部は、前記ファスナの加締め作業の開始から当該加締め作業の完了まで、前記モータ駆動制御モードによって前記ピン把持部を駆動することができる。そして前記モータの駆動電力に関する第２指標値が所定の第２上限値以下になるように前記モータを駆動制御することが好ましい。
これにより、加締め作用の当初から確実にモータの出力管理を図ることができる。

また本開示に係る締結工具に関し、前記制御部は、前記ファスナの加締め作業の開始から所定時間経過した場合に、前記モータ駆動制御モードによって前記ピン把持部を駆動する構成としてもよい。

これにより、加締め作業の開始から所定時間経過するまでは通常のモータ駆動制御を行うとともに、当該所定時間以降は本開示に係るモータ駆動制御モードを適用して、綿密な出力管理を行うことで、作業時間の短縮化と機材の保護性確保を両立させることができる。

また本開示に係る締結工具に関し、前記ピン把持部が前記第１方向に駆動される前の状態を初期位置と定義した場合に、
前記制御部は、前記ファスナの加締め作業を完了した前記ピン把持部を前記初期位置に復帰させる復動行程を有するとともに、
前記復動行程においては、前記モータ駆動制御モード非適用状態に置かれることが好ましい。

これにより、往動行程においてモータ駆動制御モードを適用して機材の保護性確保を図りつつ、復動行程においては当該モータ駆動制御モードを適用せずに、次の加締め作業を準備するための復帰時間を早め、ストローク時間を短縮化することができる。

また本開示に係る締結工具に関し、前記制御部は、前記モータの回転数に関する指標が所定の設定値以下になる場合に、前記ピン把持部の駆動を停止することで前記ファスナの加締めを完了することが好ましい。
いわゆる非破断式のファスナを用いる場合、上記の通り、加締めの際に、端部領域が軸部から離断しないため、どの時点をもって加締め完了とするかを規定する必要がある。
この点、モータの回転数に関す指標を用いることで、加締め作業の完了を確実に把握することが可能とされる。
なお「モータの回転数に関する指標が所定の設定値以下」には、モータが駆動停止し、回転数がゼロになる態様も包含されるものとする。

また本開示に係る締結工具に関し、前記締結工具は、前記ファスナを第１のファスナとした場合に、更に、軸部とヘッド部が一体形成されたピンと、前記ピンに係合可能な中空筒状のカラーを備え、前記軸部における端部領域が前記軸部から離断可能に構成された第２のファスナを用いて、前記ヘッド部と前記カラー間に配された作業材を締結可能に構成され、
前記ピン把持部は、前記第２のファスナにつき、前記端部領域が前記軸部から離断された状態で当該第２のファスナの加締めを完了可能に構成されていることが好ましい。

第１のファスナが非破断式と定義されるのに対し、第２のファスナは破断式（離断式）と定義される。
本開示に係る締結工具は、これら異なる種類のファスナである第１のファスナ、第２のファスナの双方に対応した、いわゆる兼用機としての機能を奏する。
これにより締結工具の機能性を更に向上させることができる。

以下、図面を参照して、本開示の代表的且つ非限定的な実施形態について、具体的に説明する。以下の実施形態では、ファスナを使用して作業材を締結可能な締結工具１を例示する。

締結工具１は、複数種類のファスナを選択的に使用可能である。
図１および図２に示すファスナ９、９Ａは、それぞれ締結工具１で使用可能なファスナの一例である。
より詳細には、ファスナ９、９Ａは、複数部材加締め式のファスナとも称される公知のファスナの一例である。

複数部材加締め式のファスナには、ピンの軸部が破断せずにそのまま維持されるタイプ（以下、単に「非破断式」「非破断タイプ」ないし「軸維持式」等ともいう）と、ピンの軸部の一部（ピンテール又はマンドレルともいう）が破断して引きちぎられるタイプ（以下、単に、「破断式」「破断タイプ」ないし「軸引きちぎり式」等ともいう）がある。

図１に示すファスナ９は、非破断タイプである。
図１におけるファスナ９は、ピン９１と、カラー９５を有する。
ピン９１は、軸部９１１と、軸部９１１の一端部に、当該軸部９１１と一体状に形成されたヘッド部９１５を有する。
軸部９１１には、カラー９５に係合可能な溝９１１Ａが形成されるとともに、後述するピン把持部１６５（図４参照）による把持のための小径部９１３が設けられている。
カラー９５は、軸部９１１を挿通可能な円筒状部材として構成される。
ピン９１とカラー９５とは、互いに別体として成型された後、一体状に組み合わされて構成される。

当該ファスナ９を、以下に説明する締結工具１に適用する場合、ピン９１がカラー９５に対して軸方向に引っ張られることでカラー９５が塑性変形し、ピン９１のヘッド部９１５と、ピン９１の軸部９１１に加締められたカラー９５とで作業材Ｗ（締結対象である作業材Ｗ１および作業材Ｗ２）が互いに締結される。

一方、図２に示すファスナ９Ａは、破断タイプである。ファスナ９Ａの基本構成は上記ファスナ９と同等であるが、ファスナ９Ａにおけるピン９１は長軸方向に相対的に長く形成されるとともに、軸部９１１には、カラー９５に係合可能な溝９１１Ａと、ピン把持部１６５（図４参照）による把持および破断用の小径部９１３が設けられている。

以下、本実施形態に係る締結工具１の概略構成について説明する。
図３および図４に示すように、締結工具１は、工具本体１０と、ノーズ１６と、ハンドル１７とを備えている。

工具本体１０は、ハウジングとも称され、モータ２１、駆動機構３等を収容する。工具本体１０には、バッテリ１４５を装着可能であって、締結工具１は、バッテリ１４５から供給される電力で動作する。
ノーズ１６は、アンビル１６１と、アンビル１６１内に配置されたピン把持部１６５とを備える。
アンビル１６１は、所定の駆動軸Ａ１に沿って延在するように、工具本体１０の一端部に連結されている。
駆動軸Ａ１の延在方向は、本開示における「長軸方向」と合致している。

ハンドル１７は、使用者によって把持される長尺の筒状体である。ハンドル１７は、駆動軸Ａ１の延在方向において、アンビル１６１とは反対側に配置されており、駆動軸Ａ１に交差する方向（詳細には、概ね直交する方向）に延在する。
ハンドル１７は、使用者によって押圧操作（引き操作）されるトリガ１７１を備えている。図４に示すように、トリガ１７１は、当該トリガ１７１の押圧操作で投入され、トリガＯＮ信号を生じさせる電気式のスイッチ１７２に連結されている。
本実施形態では、ハンドル１７の両端は、概ねＣ 字状の工具本体１０に連結されている。工具本体１０及びハンドル１７は、全体として略Ｄ字状の環状部（リング）を形成する。

使用者が、ファスナ９（図１参照）あるいはファスナ９Ａ（図２参照）をアンビル１６１の先端部に係合させ、トリガ１７１を押圧操作すると、モータ２１が駆動される。
これによって、軸部９１の小径部９１３を把持したピン把持部１６５を介して、駆動機構３が、ピン９１をカラー９５に対して後方に強く引っ張る。これにより、ファスナ９（９Ａ）を変形させることで、作業材Ｗ（Ｗ１およびＷ２）が締結される。

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。
前後方向は本開示の長軸方向と合致するものである。
前後方向において、ノーズ１６が配置されている側を前側、反対側（ハンドル１７が配置されている側）を後側と定義する。
後側は本開示の第１方向と合致し、前側は本開示の第２方向と合致する。
また、駆動軸Ａ１に直交し、ハンドル１７の長軸方向に対応する方向を上下方向と規定する。
上下方向において、ハンドル１７の駆動軸Ａ１に近い端部側を上側、反対側（駆動軸Ａ１から遠い端部側）を下側と定義する。
また、前後方向及び上下方向に直交する方向を左右方向と定義する。

以下、締結工具１の詳細構成について説明する。
図３および図４に示すように、工具本体１０は、収容部１２と、延在部１３と、バッテリ保持部１４とを含む。
収容部１２は、駆動軸Ａ１に沿って延在している。収容部１２の上側部分の前端部（以下、バレル部１０３という）は、円筒状に形成されている。バレル部１０３の前端部の周囲には、補助ハンドル１８を装着可能である。

延在部１３は、工具本体１０のうち、収容部１２の下端部から、後ろ下方向に斜めに延びている。バッテリ保持部１４は、延在部１３の上下方向の中央部から後方に延びている。
バッテリ保持部１４は、バッテリ１４５を取り外し可能に保持するように構成されている。
なお、本実施形態では、バッテリ１４５は、バッテリ保持部１４に支持されたバッテリホルダ１４１を介してバッテリ保持部１４に装着される。これに代えて、バッテリ保持部１４は、バッテリ１４５を直接着脱可能に構成されてもよい。

図４に示すように、工具本体１０の内部には、主に、モータ２１と、駆動機構３と、位置検出機構８と、コントローラ２０とが収容されている。

モータ２１は、収容部１２の下後端部に収容されている。本実施形態では、モータ２１には、ＤＣ式のブラシレスモータが採用されている。
モータシャフト２１３の回転軸Ａ２は、駆動軸Ａ１の下側で駆動軸Ａ１と平行に（つまり、前後方向に）延在している。モータシャフト２１３は、正方向及び逆方向の二方向に回転可能である。正方向は、後述するネジシャフト４５及びピン把持部１６５を後方へ移動させる方向に対応する。逆方向は、ネジシャフト４５及びピン把持部１６５を前方へ移動させる方向に対応する。以下では、モータシャフト２１３が正方向に回転するようにモータ２１を駆動することを正転駆動ともいう。モータシャフト２１３が逆方向に回転するようにモータ２１を駆動することを逆転駆動ともいう。

駆動機構３は、モータ２１に駆動されて、図１に示すファスナ９（ないし図２に示すファスナ９Ａ）のピン９１を、カラー９５に対して前後方向に相対移動させるように構成されている。詳しくは、駆動機構３は、ピン９１を把持するように構成されたピン把持部１６５を、工具本体１０に連結されたアンビル１６１に対して駆動軸Ａ１に沿って移動させるように構成されている。

図５に示すように、本実施形態の駆動機構３は、遊星減速機３１と、駆動ギア３２と、アイドルギア３３と、ボールネジ機構４０とを含む。
遊星減速機３１は、収容部１２において、モータ２１の前側に、モータ２１と同軸状に配置されている。遊星減速機３１は、多段式の遊星減速機として構成されている。
駆動ギア３２は、遊星減速機３１の前側に、遊星減速機３１と同軸状に配置されている。

遊星減速機３１は、モータシャフト２１３から入力されるトルクを増大させ、駆動ギア３２を回転させるように構成されている。
アイドルギア３３は、駆動ギア３２の上側に配置されている。アイドルギア３３は、駆動ギア３２と、後述するナット４１の被動ギア４１１に係合している。

ボールネジ機構４０は、運動変換機構の一つとして、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、ボールネジ機構４０は、ナット４１の回転運動をネジシャフト４５の直線運動に変換して、ピン把持部１６５を直線状に移動させるように構成されている。
ボールネジ機構４０は、ナット４１とネジシャフト４５とを主体として構成され、収容部１２の上側部分に収容されている。

ナット４１は、工具本体１０に対して、前後方向に実質的に移動不能、且つ、駆動軸Ａ１周りに回転可能な状態で支持されている。
ナット４１は、円筒状に形成されており、外周部に一体的に設けられた被動ギア４１１を有する。
ナット４１は、被動ギア４１１の前側及び後側で、工具本体１０に支持された２つのベアリングによって支持されている。

ネジシャフト４５は、工具本体１０に対して、駆動軸Ａ１周りに実質的に回転不能、且つ、駆動軸Ａ１に沿って前後方向に移動可能な状態でナット４１に係合している。
より詳細には、ネジシャフト４５は、長尺体として構成され、駆動軸Ａ１に沿って延在するように、ナット４１に挿通されている。
詳細な図示は省略するが、ナット４１の内周面とネジシャフト４５の外周面にそれぞれ形成された溝によって、螺旋状の軌道が形成されている。軌道内には、多数のボールが転動可能に配置されている。
ネジシャフト４５は、これらのボールを介してナット４１に係合している。ネジシャフト４５の後端部には、延設シャフト４５１が同軸状に連結固定され、ネジシャフト４５に一体化されている。以下、一体化されたネジシャフト４５と延設シャフト４５１を総称して、駆動シャフト４５０ともいう。

駆動シャフト４５０は、駆動軸Ａ１に沿って駆動シャフト４５０を貫通する貫通孔を有する。
工具本体１０の後端部には、回収容器１５が取り外し可能に取り付けられている。
回収容器１５は、ファスナ９のピン９１から離断された軸部９１１の端部領域９１６（軸部９１１のうち、小径部９１３よりも端部側、すなわちヘッド部９１５から離間する側の部分、以下「ピンテール」という）を収容するための容器である。ファスナ９から分離されたピンテールは、駆動シャフト４５０の貫通孔を通って回収容器１５に到達し、回収容器１５に収容される。
すなわち、図２に示すファスナ９Ａが使用される場合に、分離されたピンテールが回収容器に収容される構成である。

また、図５～図７に示すように、ネジシャフト４５の後端部には、ベアリングホルダ４６が連結されている。
ベアリングホルダ４６は、ネジシャフト４５の周囲に配置されるベース部４６１と、ベース部４６１から左方及び右方に延びる２つのアーム部４６３を有する。
ベース部４６１は、ネジシャフト４５の後端部に設けられたショルダ部の後面と延設シャフト４５１の前端面とに挟まれ、ネジシャフト４５に連結固定されている。
これにより、ベアリングホルダ４６は、ネジシャフト４５（駆動シャフト４５０）に一体化されている。

各アーム部４６３の先端部には、ベアリング４６５が取り付けられている。
一方、工具本体１０（収容部１２）には、左右一対のガイドプレート１２１が固定されている。
各ガイドプレート１２１には、前後方向に延在するガイド溝１２３が形成されている。左右のベアリング４６５は、夫々、左右のガイド溝１２３内に配置されている。
このような構成により、モータ２１の駆動に応じて、ナット４１が駆動軸Ａ１周りに回転されると、ネジシャフト４５は、ナット４１及び工具本体１０に対して前後方向に直線状に移動する。

更に、図５および図７に示すように、ベアリングホルダ４６の下端部には、磁石ホルダ４７が連結されている。磁石ホルダ４７は、磁石４８の保持部材である。
磁石ホルダ４７は、ベアリングホルダ４６の下側に配置されており、上下方向に磁石ホルダ４７を貫通する貫通孔４７１を有する。
ベアリングホルダ４６（ベース部４６１）の下端部には、上下方向に延びるネジ穴４６２が形成されている。ネジ穴４６２には、磁石ホルダ４７の下側から、磁石ホルダ４７の貫通孔４７１を介してネジ４７５が締結されている。
これにより、磁石ホルダ４７及び磁石４８は、ベアリングホルダ４６に連結固定され、ベアリングホルダ４６を介してネジシャフト４５（駆動シャフト４５０）に一体化されている。

磁石ホルダ４７は、磁石４８が下方に露出するように磁石４８を支持している。
磁石ホルダ４７はネジシャフト４５と一体化されているため、磁石４８の中心は、ネジシャフト４５が駆動軸Ａ１に沿って前後方向に移動するのに伴って、駆動軸Ａ１に平行な移動軸Ａ３に沿って（移動軸Ａ３上を）前後方向に移動する。

図５に示す位置検出機構８は、磁石４８による磁界を検出することで、ネジシャフト４５、ひいてはピン把持部１６５の位置を検出する機構である。
本実施形態では、位置検出機構８は、磁石４８の移動軸Ａ３の近傍に、前後方向に離間配置された２つの磁気センサ８０（第１センサ８１及び第２センサ８２）を含む。磁気センサ８０による検出結果は、モータ２１の駆動制御（およびピン把持部１６５の移動制御）に使用される。なお第１センサ８１は、ピン把持部１６５の初期位置センサを規定し、第２センサ８２は、ピン把持部１６５の最後端位置センサを規定する。

図４に示すように、コントローラ２０は、延在部１３内に配置されている。
コントローラ２０は、特に図示しないものの、回路基板を収容する駆体構造を有し、後述するモータ駆動制御機構２００の構成要素をなす。
コントローラ２０は、図示しない電線を介して、磁気センサ８０（第１センサ８１及び第２センサ８２）、後述のＬＥＤライト２５、スイッチ１７２等に電気的に接続されている。コントローラ２０は、モータ２１の駆動を含む締結工具１の動作を制御する。

また図４に示すように、延在部１３において、コントローラ２０と対向する側の側部、換言すればトリガ１７１に向かう側部には、操作ダイアル２２が設けられている。
また本実施形態に係る締結工具１は、図１に示す非破断タイプのファスナ９を用いて締結作業を行う態様、図２に示す破断タイプのファスナ９Ａを用いて締結作業を行う態様のいずれにも対応した、いわゆる兼用タイプとして構成されている。
操作ダイアル２２は、非破断タイプのファスナ９および破断タイプのファスナ９Ａいずれを使用するか、作業者が適宜に手動入力することが可能に構成されている。
さらに操作ダイアル２２は、図１に示す非破断タイプのファスナ９を用いて締結作業を行う場合の、モータ２１の駆動電流および駆動電力に関する任意の上限値を入力可能に構成されている。この点については「モータ駆動制御モード」として後述する。

さらに、延在部１３の下端部の前壁に形成された開口部には、ＬＥＤライト２５が保持されている。ＬＥＤライト２５は、ノーズ１６の前方領域（つまり、ファスナによる締結作業領域）を照らすように配置されている。

なお、図４および図６に示すように、本実施形態では、工具本体１０は、金属ハウジング１０２と、樹脂ハウジング１０７とで形成されている。
金属ハウジング１０２は、金属（例えば、アルミニウム合金）で形成されており、上述のバレル部１０３と、駆動ギア３２、アイドルギア３３、ナット４１を支持する支持部１０４とを含む。
樹脂ハウジング１０７は、合成樹脂によって形成されており、金属ハウジング１０２に連結固定されて、金属ハウジング１０２と一体化されている。樹脂ハウジング１０７は、金属ハウジング１０２のうち、支持部１０４の大部分を覆っている。

図６に示すように、金属ハウジング１０２の支持部１０４のうち、ナット４１を支持する部分の左側部及び右側部には、ネジ穴１０５が形成されている。
樹脂ハウジング１０７の左壁部及び右壁部には、ネジ穴１０５を外部に露出させる開口１０８が形成されている。
各ネジ穴１０５には、図３および図６に示すように、アイボルト１０９を締結可能である。
締結工具１の使用者は、アイボルト１０９のループにショルダベルト（図示略）の取付け具を取り付けることで、締結工具１を肩からショルダベルトで吊り下げることができる。

以下、ノーズ１６について説明する。図４に示すように、ノーズ１６は、アンビル１６１と、ピン把持部１６５とを主体として構成されている。なお、アンビル１６１及びピン把持部１６５の構成は公知であるため、以下に簡単に説明する。

アンビル１６１は、全体としては円筒体であって、駆動軸Ａ１に沿って延在するボアを有する。
ボアの先端部は、他の部分よりも小径に構成されており、ファスナ９のカラー９５に当接（係合）可能である。
アンビル１６１は、連結部材１６２、１６３を介して工具本体１０（バレル部１０３）に連結されている。

ピン把持部１６５は、ファスナ９のピン９１（軸部９１１）を把持可能に構成され、アンビル１６１に対して駆動軸Ａ１に沿って前後方向に移動可能に保持されている。
より詳細には、ピン把持部１６５は、アンビル１６１と同軸状にボア内に保持されており、ボア内を摺動可能である。
ピン把持部１６５は、ジョーアセンブリとも称され、ピン９１の軸部９１１を把持可能な複数の爪を有する（プリ―とも称呼される）

ピン把持部１６５は、アンビル１６１に対して初期位置（図３に示す位置）から後方へ移動するのに伴って、爪による把持力が増大するように構成されている。
ピン把持部１６５の後端部は、連結部材１６６を介してネジシャフト４５の前端部に連結されている。
よって、ピン把持部１６５は、ネジシャフト４５と一体的に前後方向に移動する。なお、連結部材１６６は、駆動シャフト４５０の貫通孔に連通する貫通孔を有する。

以下、ハンドル１７の内部構造について説明する。
図４に示すように、ハンドル１７の内部には、トリガ１７１の後側に隣接してスイッチ１７２（電気スイッチ）が収容されている。
スイッチ１７２は、常時にはオフ状態で維持され、トリガ１７１の引き操作に応じてオン状態とされる。
スイッチ１７２はオン状態とされると、特定の信号（オン信号）をコントローラ２０に出力する。

（往動行程）
図４に示すように、トリガ１７１が引き操作されない初期状態では、ネジシャフト４５（駆動シャフト４５０）及びピン把持部１６５は、初期位置に配置されている。
使用者は、非破断タイプのファスナ９（図１参照）もしくは、破断タイプのファスナ９Ａ（図２参照）の一方を作業材Ｗに対して仮留めし、ピン９１の軸部９１１をピン把持部１６５の先端部（爪）に挿入し、小径部９１３を用いて、緩く把持させる。
なお上記ように、ファスナ９およびファスナ９Аのいずれを用いて作業を行うか、については、操作ダイアル２２への作業者の手動入力操作がなされている（図４参照）。
使用者がトリガ１７１を引き操作すると、コントローラ２０（制御回路）は、スイッチ１７２からのオン信号に応じてモータ２１に通電し、モータ２１の正転駆動を開始する。これにより、往動行程が開始される。

往動工程においては、遊星減速機３１、駆動ギア３２、アイドルギア３３を介して、モータシャフト２１３の正方向の回転がナット４１に伝達される。
ネジシャフト４５及びピン把持部１６５は、ナット４１の回転に伴って、工具本体１０及びアンビル１６１に対して後方（第１方向）へ移動する。
ピン９１の軸部９１１は、ピン把持部１６５によって強固に把持されて、カラー９５及び作業材Ｗに対して後方へ引っ張られる。

（非破断タイプの場合）
図１に示す非破断タイプのファスナ９が使用される場合、カラー９５が変形してピン９１の軸部９１１に加締められることで、作業材Ｗがピン９１のヘッド部９１５とカラー９５に挟持される。そして、これ以上の締結（塑性変形）が不能な状態に至ると、モータ２１の回転数が減少する。そして当該モータ２１の回転数が所定の目標回転数以下になることに基づいて、モータ２１を停止され、これにより往動行程が終了する。
なお本実施形態に係る締結工具１では、非破断タイプのファスナ９が使用される場合、モータ２１の出力管理につき、特徴的なモータ駆動制御モード下に置かれるが、この点については後述する。

（破断タイプの場合）
一方、図２に示す破断タイプのファスナ９Ａが使用される場合、カラー９５が変形してピン９１の軸部９１１に加締められ、作業材Ｗがピン９１のヘッド部９１５とカラー９５に挟持された後、軸部９１１が小径部９１３で破断して、ピンテールが分離され、作業材Ｗの締結が終了する。
コントローラ２０は、ネジシャフト４５及びピン把持部１６５が予め定められた停止位置に到達するのに応じて、モータ２１の正転駆動を停止する。

具体的には、本実施形態では、コントローラ２０は、第２センサ８２の検出結果に基づいて、ネジシャフト４５及びピン把持部１６５が停止位置に到達したか否かを判断するように構成されている。具体的には、コントローラ２０は、磁石４８が第２センサ８２に前方から近づき、第２センサ８２がオンとされると（第２センサ８２から出力されたＬＯＷ信号を認識すると）、ネジシャフト４５及びピン把持部１６５が停止位置に到達したと判断し、モータ２１を停止させる。これをもって、往動行程が終了する。

（復動行程）
図１に示す非破断タイプのファスナ９、および図２に示す破断タイプのファスナ９Ａのいずれが用いられる場合においても、使用者がトリガ１７１の押圧を解除し、スイッチ１７２がオフとされるのに応じて、コントローラ２０は、モータ２１の逆転駆動を開始する。これにより、復動行程が開始される。

モータシャフト２１３が逆方向に回転するのに伴って、ナット４１は、往動行程とは逆方向に回転する。これにより、ネジシャフト４５及びピン把持部１６５は、工具本体１０及びアンビル１６１に対して前方（第２方向）へ移動する。
コントローラ２０は、図４に示すように、ネジシャフト４５及びピン把持部１６５が初期位置に到達するのに応じて、モータ２１の逆転駆動を停止する。

本実施形態では、コントローラ２０は、第１センサ８１の検出結果に基づいて、ネジシャフト４５及びピン把持部１６５が初期位置に到達したか否かを判断するように構成されている。
具体的には、コントローラ２０は、磁石４８が第１センサ８１に後方から近づき、第１センサ８１がオンとされると（第１センサ８１から出力されたＬＯＷ信号を認識すると）、ネジシャフト４５及びピン把持部１６５が初期位置に到達したと判断し、モータ２１を停止させ、これにより復動行程が終了する。

（モータ駆動制御機構２００の構成）
図８には、本実施形態に係る締結工具１００におけるモータ駆動制御機構２００の電気的構成が、ブロック図として示される。
モータ駆動制御機構２００は、コントローラ２０、３相インバータ２４、およびバッテリ１４５を主体として構成されている。
コントローラ２０は、本開示における「制御部」に対応する構成例である。
コントローラ２０には、トリガ１７１によって投入されるスイッチ１７２、操作ダイアル２２、初期位置センサを規定する第１センサ８１，最後端位置センサを規定する第２センサ８２、モータ２１の駆動電流検出アンプ２３が電気的に接続され、検出信号の入力が行われる。
また当該コントローラ２０にはＬＥＤライト２５が接続され、作業領域の照光に加えて、加締め作業が完了した場合に発光して作業者に報知する。
なお、駆動電流検出アンプ２３は、モータ２１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２０に出力する。

図９には、コントローラ２０（およびモータ駆動制御機構２００）における、モータ駆動制御モードにおける制御フロー（以下、「モータ駆動制御ルーチンＳ１０という」）の概要が示される。なお当該モータ駆動制御モードにおける判断は、特に注記のない限り、上記コントローラ２０が行うものとし、また各構成部材の符号については、上記した図１～図８に記載の符号をそのまま流用し、特に図９で再掲しないものとする。

（Ｓ１１）
モータ駆動制御ルーチンＳ１０においては、ステップＳ１１として、トリガ１７１を介したスイッチ１７２のオン・オフ状態がモニタされる。
（Ｓ１２）
そしてスイッチ１７２のオン状態が検出された場合、ステップＳ１２として、３相インバータ２４において、モータ２１を駆動するためのＤｕｔｙ比算出およびＰＷＭ信号の生成が行われる。
（Ｓ１３）
次に、ステップＳ１３としてモータ２１が正転駆動される。
本実施形態では、上記の通り、非破断タイプのファスナ９（図１参照）が使用される場合、モータ２１は所定のモータ駆動制御モードによって駆動制御されることになる。この点については、以下、「電流制限および電力制限に基づくモータ駆動制御モード」として、下記に詳述する。

モータ１３５の正転駆動は、図４～図７に示すネジシャフト４５が後方（第１方向）に直線動作し、ピン把持部１６５がアンビル１６１に対し後方に移動する動作に対応している。ステップＳ１３におけるモータ２１の正転駆動により、図１に示すファスナ９において、カラー９５のピン９１に対する加締めが行われる。

（Ｓ１４）
ステップＳ１４においては、（１）上述したモータ２１の回転数が所定の回転設定値を下回ることで締結作業が完了したか否か、または、（２）磁石４８が最後端位置センサを規定する第２センサ８２に達したか、が判別される。
典型的には、モータ２１の回転数に基づく判断は、図１に示す非破断式ファスナ９が用いられる場合の制御態様である。また最後端位置検出に基づく判断は、図２に示す破断式ファスナ９Ａが用いられる場合の制御態様である。

モータ２１の回転数に関する所定の回転設定値は、本実施形態では所定の回転数に設定されているが、ゼロ回転、すなわちモータ２１が停止される態様も好適に包含可能である。
なお、非破断式ファスナ９が用いられる場合であっても、モータ２１の回転数が所定の回転設定値を下回る前に、最後端位置検出がなされる場合もあるので（加締め完了までに長時間を要する場合等）、このような場合には、非破断式ファスナ９においても、最後端位置検出に基づく判断が行われる。

（Ｓ１５）
ステップＳ１４において、締結作業の完了、または最後端位置が検出された場合、ステップＳ１５において、モータ１３５の出力停止が行われる。
なお特にフロー表示しないものの、コントローラ２０を介してＬＥＤライト２５が発光し、締結作業の完了を作業者に報知する。

（Ｓ１６）～（Ｓ１９）
次に、ステップＳ１６において、作業者によるトリガのオフ操作に基づくスイッチ１７２のＯＦＦ信号が検知された場合、ステップＳ１７ａにおいて、モータ２１を逆転駆動するためのＤｕｔｙ比算出およびＰＷＭ信号の生成がなされ、ステップＳ１７ｂにおいて、モータ２１の逆転駆動が行われる。
モータ２１の逆転駆動は、上述の通り、所定の目標回転数にてモータ２１を駆動制御することで行われるとともに、磁石４８が初期位置センサを定義する第１センサ８１に達するまで継続される。そしてステップＳ１８における初期位置検出に伴い、電気ブレーキによってモータ２１停止がなされ（ステップＳ１９）、モータ駆動制御モードが終了する。

（モータ駆動制御ブロック図）
次に、非破断式のファスナ９（図１参照）が用いられる場合であって、モータ正転時における「電流制限および電力制限に基づくモータ駆動制御モード」について、図１０のモータ駆動制御ブロック図に基づいて説明する。なお当該モータ駆動制御モードでの処理は、いずれも図８に示すコントローラ１３１（ないし３相インバータ１３４）における処理要素によって遂行されるものである。

（電流制限処理１：Ｐゲイン処理）
まずモータ２１の駆動電流の制限制御に関し、電流制限処理部ＣＬにおける処理について説明する。
図１０に示すように、加合せ点（加算点とも称呼）２０１において、（処理前の）モータ駆動電流値Ｉ１（単位：Ａ（アンペア））がマイナス値、電流制限値Ｉ２（単位：Ａ（アンペア））がプラス値として合算されて、電流差分値Ｉ３（単位：Ａ（アンペア））が得られる。
当該電流差分値Ｉ３は、比例要素を構成する増幅器２０３においてＰゲイン（比例ゲイン）処理がなされ、電圧値としてのＰ出力値Ｐ１（比例出力）（単位：Ｖ（ボルト））が得られる。

（電流制限処理２：Ｉゲイン処理）
一方、電流差分値Ｉ３は、積分要素を構成する積分処理部２０５および増幅器２０７において、それぞれ積分処理およびＩゲイン（積分ゲイン）処理がなされ、（積分）電圧値としてのＩ出力値Ｐ２（積分出力）（単位：Ｖ（ボルト））が得られる。

Ｐ出力値Ｐ１とＩ出力値Ｐ２は加合せ点２０９で合算されることで、（Ｐ＆Ｉ出力としての）電圧出力値Ｖ１（単位：Ｖ（ボルト））が得られる。この電圧出力値Ｖ１は、制御系における所謂ＰＩ動作に対応し、定常偏差の是正効果を併有する。
電圧出力値Ｖ１は、電流制限処理後の電圧出力値であるとともに、本開示における「第２指標値」「第１電圧出力値」の一例となる。
当該電圧出力値Ｖ１は、次に電圧制限処理部ＶＬに送られる。

（電流制限処理の意義）
上記のように電流制限処理が行われる結果、電圧出力値Ｖ１は、電流制限値Ｉ２を上限とした、モータ駆動電流値に対応する電圧値としての指標を規定する。
換言すれば、当該電流制限処理部ＣＬにより、所定の電流制限値Ｉ２を超えるモータ駆動電流値（本実施形態では、当該駆動電流値に対応した電圧出力）は出力されない処理がなされることになる。

（電力制限処理）
更に本実施形態では、図１０に示すように、モータ駆動電流値Ｉ１は、電力制限処理部ＰＬにて駆動電力の制限制御を受ける。
具体的には、電力制限処理部ＰＬでは、予め設定された所定の電力制限値ＰＷ１（単位：Ｗ（ワット））につき、当該電力制限値ＰＷ１を、モータ駆動電流値Ｉ１で除すことにより、電圧制限値Ｖ２（単位：Ｖ（ボルト））が出力される。

すなわちＶ２＝ＰＷ１（Ｗ）／Ｉ１（Ａ）によって、電圧制限値Ｖ２が算出される。
当該電圧制限値Ｖ２は、モータ２１の駆動電力を抑制制御するための制限値に対応した電圧値としての閾値であり、本開示における「第２上限値」に対応する一例である。
そして算出された電圧制限値Ｖ２は、電圧制限処理部ＶＬに送られる。

（電圧制限処理を受けた出力）
電圧制限処理部ＶＬでは、上記電流制限処理部ＣＬから出力された電圧出力値Ｖ１が、上記電力制限処理部ＰＬから出力された電圧制限値Ｖ２と比較される。
電圧出力値Ｖ１＞電圧制限値Ｖ２の場合は、電圧制限値Ｖ２が制限処理後電圧出力値Ｖ３となるように出力値の調整が行われる。
一方、電圧出力値Ｖ１＜電圧制限値Ｖ２の場合、ないし電圧出力値Ｖ１＝電圧制限値Ｖ２の場合には、電圧出力値Ｖ１に対する変更調整は行われず、電圧出力値Ｖ１が制限処理後電圧出力値Ｖ３とされる。
換言すれば、電圧制限処理部ＶＬでは、電圧値同士の対比を行いつつ、実質的には、モータ駆動電流値Ｉ１に対応した電力値が、所定の電力制限値ＰＷ１を超えないように出力調整されることになる（換言すれば、本実施形態では、当該調整は、電圧値を用いることで行われている）。

（ＰＷＭデューティ比の算出）
このように電圧制限処理部ＶＬにおいて電圧制限値Ｖ２との比較処理を受けた上で、制限処理後電圧値Ｖ３（単位：Ｖ（ボルト））が出力され、加合せ点２１４に送られる。
加合せ点２１４では、制限処理後電圧値Ｖ３は、バッテリ１４５の電源電圧Ｖ４（単位：Ｖ（ボルト））との比率計算処理がなされ、さらに増幅器２１５において百分率換算がなされることで、モータ２１を駆動するためのＰＷＭデューティ比が算出される。そして当該、ＰＷＭデューティ比に基づいてＰＷＭ信号が生成され、ブラシレスモータとして構成されるモータ２１が駆動される。

（モータ駆動制御モード下における各パラメータの経時的変化）
上記したモータ駆動制御モード（すなわちモータ２１の駆動電流の制限制御および駆動電力の制限制御）に関し、
（１）図１に示す非破断式のファスナ９を使用し、
（２）当該モータ駆動制御モードを介してモータ２１を正転させて締結作業を遂行する場合における、モータ２１の駆動電流値，電力値およびモータ２１の回転数の経時的変化について、それぞれ図１１、図１２および図１３に模式的に示す。

なお本実施形態では、上記の通り、各制御パラメータについて対応電圧値を算出することにより電流制限処理および電力制限処理を行っている。
換言すれば、モータ２１の駆動電流値および電力値については、モータ駆動制御機構２００において、それらに対応する電圧値を用いて各種処理が行われている。
一方、本開示に係る技術的特徴を明確化する目的のため、図１１、図１２では、モータ２１の駆動電流値および電力値の経時的変化を用いて説明するものとする。

図１１に示すグラフは、縦軸がモータ２１の駆動電流値（電力制限処理後電圧値Ｖ３に対応する駆動電流値）、横軸が時間経緯を示す。
縦軸におけるＴＨ１は、モータ２１の駆動電流に関する電流制限値Ｉ２に相当する（図１０参照）。
横軸におけるＴＭ１は、実際に加締め作業が開始される時間、具体的には、ファスナ９のカラー９５（図１参照）がアンビル１６１（図４参照）に当接して制止され、加締め作業が始まる有負荷駆動開始時間、ないしロードスタート時間に該当する。
またＴＭ２は、上記した電力制限処理部ＰＬおよび電圧制限処理部ＶＬ（ともに図１０参照）による電力制限処理が開始される時間に該当する。
またＴＭ３は、上記した電流制限処理部ＣＬ（同じく図１０参照）による電流制限処理が開始される時間に該当する。
またＴＭ４は、締結完了時間、すなわちモータ２１の回転数が所定の回転設定値を下回り、締結完了として、モータ２１が出力停止される時間を示す（併せて図９のステップＳ１５参照）。

図１２に示すグラフは、縦軸がモータ２１の駆動電力値（電力制限処理後電圧値Ｖ３に対応する駆動電力値）、横軸が時間経緯を示す。
縦軸におけるＴＨ２は、上記した電圧制限値Ｖ２（図１０参照）に対応する電力制限値である。
なお図１２は、電力値と時間の関係をグラフ化したものであるが、既に図１０に基づいて説明した通り、モータ駆動制御機構２００においては、電圧値に基づいて処理が行われるものであり、図１２は説明の便宜のための模式的表示である。
図１２の横軸におけるＴＭ１～ＴＭ４は、いずれも上記図１１におけるＴＭ１～ＴＭ４と同等である。

図１３に示すグラフは、縦軸がモータ２１の回転数ＭＲ（単位：ｒｐｍ）であり、横軸が時間経緯を示す。
図１３の縦軸におけるＭＲ１は、加締め作業の完了を判断するための指標としての、モータ２１の目標回転数に相当する。
図１３の横軸におけるＴＭ１～ＴＭ４は、いずれも上記図１１におけるＴＭ１～ＴＭ４と同等である。
なおモータ２１の回転数ＭＲは、例えば、モータ２１によって駆動される駆動機構３（図４等参照）の構成部材、あるいはモータ２１を駆動するためのバッテリ１４５の駆動電流値等、当該モータ２１の回転数ＭＲと相関関係にある他のパラメータで代替してもよい。

（モータ駆動電流の抑制制御の開始）
図９に示すステップＳ１１において、トリガ１７１の操作に基づき、スイッチ１７２のオン状態が検出された場合、ステップＳ１２において、モータ２１の駆動電流Ｉ１が所定の電流制限値Ｉ２以下となるようにモータ駆動電流の抑制制御が行われる。
これに対応して、図１１に示すように、モータ２１の駆動初期の段階では、相対的に大きな起動電流が発生するが（図１１における領域１１）、電流制限値ＴＨ１（すなわちＩ２）に至らないため、特に電流制限値ＴＨＩに応じた抑制は行われていない。

この状態は、図１０においては、モータ駆動電流値が電流制限値Ｉ２以下であるため、電圧出力値Ｖ１は、特に制限を受けることなく、モータ駆動電流値Ｉ１と等しくなるように出力された上で、電圧制限処理部に送られることを意味する。

また、図１２に示すように、モータ２１の駆動初期の段階では、相対的に大きな起動電流が生じることに伴って、相対的に大きな起動電力が発生するが（図１２における領域２１）、電力制限値ＴＨ２に至らないため、特に電力制限値ＴＨ２に応じた抑制は行われていない。

またこの状態においては、図１３に示すように、駆動電流値Ｉ１の増大に応じて、モータ２１の回転数ＭＲが上昇した上で、安定的にモータ２１の回転が維持される（図１３における領域Ｒ１１）。

（ロードスタート）
その後、実際に加締め作業が開始されるロードスタート時間に相当するＴＭ１から、当該加締めに必要な出力増大に対応する形で、図１１に示すように駆動電流値Ｉ１が増加する（図１１における領域１２）。
一方、駆動電流値Ｉ１の増加に伴い、図１２に示すように、モータ２１駆動のための電力値も上昇していく（図１２における領域２２）。
上記した電力制限値ＴＨ２は、当該ＴＨ２を超える電力の発生を許容しない規制値として設定されている。そして、電力値が電力制限値ＴＨ２に達した場合には（図１２における時間ＴＭ２）、電力値を制限する処理が行われ、ＴＭ２以降の電力値はＴＨ２に抑制されることとなる（図１２における領域２３）。これは図１０においては、電力制限処理部ＰＬにおいて電圧制限値Ｖ２が算出されるとともに、電圧制限処理部ＶＬにおいて電圧出力値Ｖ１が電圧制限値Ｖ２に達することで、以降の出力が電圧制限値Ｖ２までに抑制されることに対応している。

図１２に示すように、時間ＴＭ２以降においては、電力制限処理を介して、電力値がＴＨ２を超えないように抑制されることにより、電力値はＴＨ２に維持されることになる（図１２における領域２３～領域２４の範囲）。

この場合、電力値が抑制されることに伴って、図１１に示すように、モータ駆動電流値も相対的に抑制的となり、電流制限値ＴＨ１に至ることなく推移する（図１１における領域Ｉ３）。
そして 電力値およびモータ駆動電流値の抑制に伴い、図１３に示すように、モータ２１の回転数ＭＲも相対的に低位に推移することになる（図１３における領域Ｒ１２～Ｒ１３）。
これは、換言すれば、モータ２１の回転数ＭＲが相対的に低いことで、締結作業に要する時間が若干長くなる一方、モータ２１の回転に伴う動的な慣性力が相対的に低く推移することを意味する。

（加締め作業の進展および終了）
加締めが進行し、所要トルクが相対的に増大することに起因して、図１１に示すように、時間ＴＭ２からＴＭ３へと推移するに従って、モータ駆動電流値は右肩上がりに増大し、時間ＴＭ３において、電流制限値ＴＨ１に至る（図１１における領域Ｉ４）。
これによりモータ駆動電流値は、電流制限値ＴＨ１となるように抑制された状態で、時間ＴＭ４に至る。

この場合、モータ駆動電流値が抑制されることに伴って、図１２に示すように、電力値は時間ＴＭ３からＴＭ４に至るまでの間、同様に抑制されることになる（図１２における領域２４以降）。

（本実施形態における機材保護性能の向上）
この場合、図１３に示すように、モータ駆動電流値が抑制されることに伴って、時間ＴＭ４に至るまでの間で、モータ２１の回転数ＭＲが減少していく。
上記のとおり、本実施形態では、すでに時間ＴＭ２において電力抑制制御を行っており、モータ２１の回転数ＭＲは、時間ＴＭ２からＴＭ３を経由してＴＭ４に至るまで、相対的に低減するように抑制されている。
このため、時間ＴＭ４において、モータ２１の回転数ＭＲが目標回転数ＭＲ１を下回り、モータ２１の回転駆動を停止して加締め作業を終了する場合、モータ２１の回転部材の動的な慣性力が相対的に低く抑えられており、モータ２１停止時のショックを効果的に低減することができる。

（電力抑制制御を行わない従来タイプとの対比）
上記の通り、本実施形態では、モータ駆動電流値の抑制制御および電力抑制制御を併有することにより、図１に示す非破断式のファスナ９を加締め場合の出力管理を綿密化し、機材保護性能を向上することができる。
一方、かかる電力抑制制御を行わない、駆動電流の抑制制御のみの、いわゆる従来式のモータ駆動制御機構を用いる場合、モータ駆動のための電力の時間的推移は図１４に示す状態となる。

すなわち図１４では、上記図１２において説明した電力制限値ＴＨ２が設定されていないため、電力値は、加締めが開始される時間ＴＭ１以降、大きく上昇推移し（図１４における領域３２，３３）、加締め終了である時間ＴＭ５に至るまで相対的に大きな電力が維持されることになる。

このため、図１５に示すように、モータの回転数ＭＲについては、図１３に示す状態と異なり、相対的に高い回転数が、加締め終了である時間ＴＭ５に至るまで維持され、目標回転数ＭＲ２に至ることで停止駆動されることになる（図１５における領域Ｒ２１～Ｒ２２～Ｒ２３～Ｒ２４）。
モータの回転数ＭＲが相対的に高く維持されることは、加締め作業に要する時間を早めることにつながるため、作業性向上の観点では優位性がある。

一方、図１に示す非破断式のファスナ９を加締める場合、加締め作業を終了するべくモータの駆動を停止する際に、相対的に高い回転数で駆動されるモータを停止させる必要がある。
換言すれば、図１５における目標回転数ＭＲ２は、図１３における目標回転数ＭＲ１よりも相対的に大きい数値とならざるを得ない。
このため、モータが回転駆動される際の相対的に大きな動的慣性力が、モータ停止時に機材への負荷が大きく作用する悪影響が考えられる。

本実施形態においては、モータ駆動電流の制限制御に加えて、更に電力の制限制御を行うことで、モータ２１の回転速度を相対的に低位に維持することができる。このため加締め作業を終了するべく、モータモータ２１が駆動停止される場合の、当該モータ２１の動的慣性力が機材に悪影響を与えることを極力回避することが可能である。

とりわけ締結工具１においては、強い加締め力を発揮する必要があることから、ピン把持部１６５の、特に把持爪部分（「プラー」とも称呼）に大きな負荷が作用し易い。
これは、特に図１に示す非破断式のファスナ９を加締める場合に問題となる。
すなわち、非破断式のファスナ９では、一般に、軸部９１１の端部領域９１６を破断することなく、軸部９１１に維持したまま加締めを完了するため、加締め時に、これ以上、ファスナ９の塑性変形が不可能となって、モータ回転数が急激に低下（ないし停止）することを検出して、加締め作業を終了する構成を有する。（図９のステップＳ１４参照）

この点、本実施形態によれば、モータ駆動電流の制限制御に加えて更に電力の制限制御を行うことで、モータ２１の回転速度を相対的に低く維持し、加締め作業完了判断のための目標回転数を低位に設定することができる（ＭＲ１＜ＭＲ２）。
このため、モータ２１を停止して加締め作業を終了する場合（すなわち往動行程を終了する場合）に、当該モータ２１の動的な慣性力を低く維持して停止時のショックを低減し、ピン把持部１６５を含む締結工具１の機材保護性能を向上させることができる。

上記したように、本実施形態では、モータ２１の回転速度を相対的に低位に維持するため、加締め完了に至るまでの作業時間が多少長くなる。一方、作業時間とトレードオフの関係で、モータ２１の動的な慣性力を低く維持して機材保護の万全を図る特徴を有している。
この点、作業時間の遅延を少しでも抑止することを重視する見地では、例えば、モータ２１の駆動開始から所定時間経過するまでは、電力による制限制御を行わないように構成し、所定時間経過した場合に上記モータ駆動制御モードを適用することで、往動工程の途中までは、モータ２１を相対的に高速で回転駆動し、加締め作業終了が近づく場合に、モータ駆動制御モードを適用し、モータ２１の回転速度を相対的に低位に維持して、動的な慣性力低減させるといった構成を採用することもできる。

具体的には、
「少なくとも前記ファスナの加締め完了直前に、前記モータ駆動制御モードにて前記ボルト把持部を前記第１方向に駆動する」構成、あるいは
「前記ファスナの加締めが開始されてから所定時間経過後に、前記モータ駆動制御モードにて前記ボルト把持部を前記第１方向に駆動する」構成である。
このように構成し、ファスナ９の加締め作業がスタートしてから暫くは、相対的にモータ２１の回転速度を高く維持して作業時間を稼ぎ、所定時間経過後、あるいは少なくとも加締め作業完了直前において、モータ駆動制御モードを適用してモータ２１の回転速度を相対的に低位に維持することで、作業性の向上と機材保護の万全の双方を担保することが可能とされる。

一方、例えば非常に強い締結力が要求されるような作業環境、あるいは、締結工具１に搭載されるモータ２１が大トルク出力式の場合、加締め作業が開始されてから比較的早期にモータ２１の駆動電流ないし駆動電力が大きく上昇し、機材保護の観点から、なるべく早いタイミングで本実施例に係るモータ駆動制御モードを適用することが求められるケースも考えられる。
このような場合には、
「ファスナ９の加締め作業の開始から当該加締め作業の完了まで、モータ駆動制御モードによって前記ピン把持部を駆動する」構成、あるいは
「作業者がトリガ１７１を投入操作した場合、当該トリガ１７１の投入から加締め作業の完了まで、モータ駆動制御モードによって前記ピン把持部を駆動する」構成を適用することが好適である。

また本実施形態に係る締結工具１は、図１に示す非破断式のファスナ９および図２に示す破断式のファスナ９Ａの双方に対応した、いわゆる「兼用機」として構成されている。
この点、上記実施形態では、非破断式のファスナ９の往路行程についてのみ、駆動電流抑制制御および電力抑制制御によるモータ駆動制御を適用する構成について説明した。
一方、機材保護の更なる徹底の見地より、例えば
「更に、前記カラーと前記ヘッド部とで前記作業材を挟着するとともに、前記端部領域が前記軸部から離断された状態で前記ファスナの加締めが完了可能に構成され、
前記制御部は、前記モータの駆動電流および前記モータの駆動電力に基づいて前記モータを駆動制御することで定義されるモータ駆動制御モードにより、把持部を前記第１方向に駆動させることで、前記ファスナの加締めを遂行する」構成、あるいは

「加締め作業を完了した場合に、前記ピン把持部が、前記アンビルに対して、前記長軸方向のうち前記第１方向と反対の第２方向へと相対移動することにより、初期位置へと復動可能に構成されるとともに、
前記制御部は、前記復動動作につき、前記モータ駆動制御モードにより、把持部を前記第２方向に駆動させる」構成等を適宜に単独あるいは追加で採用することもできる。

なお、上記実施形態は単なる例示であり、本開示に係る締結工具は、上記実施形態に例示された締結工具１に限定されるものではない。例えば、下記に例示される非限定的な変更を加えることができる。また、これらの変更のうち少なくとも１つが、締結工具１の構成（特徴）の少なくとも一部、請求項に記載された構成（特徴）の少なくとも１つと組み合わされて採用され得る。

以下、その他の変形例について説明する。
締結工具１は、上記実施形態で例示されたファスナ９とは異なるタイプのファスナ（例えば、ブラインドリベット）を用いて作業材Ｗを締結するように構成されていてもよい。締結工具１は、アンビル１６１及びピン把持部１６５の交換によって、更に複数種類のファスナに対応可能であってもよい。工具本体１０、ノーズ１６、ハンドル１７の形状、構成要素及びその連結態様は、任意に変更されうる。

駆動機構３は、モータ２１の動力によって駆動され、ピン把持部１６５をアンビル１６１に対して前後方向に移動できればよく、その構成要素及び配置は任意に変更されうる。
例えば、ボールネジ機構４０に代えて、互いに直接螺合するナットとネジシャフトとを備えた送りネジ機構が採用されてもよい。
また、ボールネジ機構４０は、ネジシャフト４５が、前後方向に実質的に移動不能、且つ、回転可能に支持される一方、ナット４１が、ネジシャフト４５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１６５は、直接的又は間接的にナット４１に連結されればよい。
上記実施形態の例とは異なるギア列によって、モータ２１からボールネジ機構４０へ動力が伝達されてもよい。

コントローラ２０の制御回路は、マイクロコンピュータではなく、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。

１：締結工具、
１０：工具本体、
１０２：金属ハウジング、１０３：バレル部、１０４：支持部、１０５：ネジ穴
１０７：樹脂ハウジング、１０８：開口、１０９：アイボルト
１２：収容部
１２１：ガイドプレート、１２３：ガイド溝、１２５：支持リブ、１３：延在部
１４：バッテリ保持部、１４１：バッテリホルダ、１５：回収容器、１６：ノーズ
１６１：アンビル、１６２：連結部材、１６３：連結部材、１６５：ピン把持部
１６６：連結部材
１７：ハンドル
１７１：トリガ、１７２：スイッチ、１８：補助ハンドル
１４５ バッテリ
２０：コントローラ、２００：モータ駆動制御機構
２０１：加合せ点、２０３：増幅器、２０５：積分処理部、２０７：増幅器、
２０９：加合せ点、２１１：出力リミッタ処理部、２１４：加合せ点、
２１５：増幅器
２１：モータ
２１３：モータシャフト、２１９：ホールセンサ
２２：操作ダイアル
２３：駆動電流検出アンプ
２４：３相インバータ
２５：ＬＥＤライト
３：駆動機構
３１：遊星減速機、３２：駆動ギア、３３：アイドルギア、
４０：ボールネジ機構、４１：ナット、４１１：被動ギア、４５：ネジシャフト、
４５０：駆動シャフト、４５１：延設シャフト、４６：ベアリングホルダ、
４６１：ベース部、４６２：ネジ穴、４６３：アーム部、４６５：ベアリング、
４７：磁石ホルダ、４７１：貫通孔、４７５：ネジ、４８：磁石、
８ 位置検出機構
８０：磁気センサ
８１：第１センサ（初期位置センサ）、８２：第２センサ（最後端位置センサ）
８６：第１基板、８７：第２基板
９、９Ａ：ファスナ
９１：ピン、９５：カラー、９１１：軸部、９１３：小径部、９１５：ヘッド部
９１６：端部領域
ＣＬ：電流制限処理部、ＰＬ：電力制限処理部
ＶＬ：（電力制限処理後）電圧制限処理部
Ｐ１：Ｐ出力値、Ｉ：Ｉ出力値
Ｉ１：モータ駆動電流値（第１指標値）、Ｉ２：電流制限値（第１上限値）
Ｉ３：電流差分
ＰＷ１：電力制限値
Ｖ１：（電流制限処理後）電圧出力値（第２指標値：第１電圧出力値）、
Ｖ２：（電力制限処理に基づく）電圧制限値（第２上限値）
Ｖ３：（電力制限処理後）電圧値（第２電圧出力値）、
Ｖ４：電源電圧値（バッテリ電圧値）
ＭＲ：モータ回転数
ＰＷ：電力指標値（電圧出力）
Ａ１：駆動軸、Ａ２：回転軸、Ａ３：移動軸、
Ｗ、 Ｗ１、Ｗ２：作業材

Claims (12)

1. 軸部とヘッド部が一体形成されたピンと、前記ピンに係合可能な中空筒状のカラーを備えたファスナを用いて、前記ヘッド部と前記カラー間に配された作業材を締結する締結工具であって、
   前記軸部の端部領域を把持可能なピン把持部と、前記カラーに係合可能なアンビルと、前記ピン把持部を駆動して、前記アンビルに対し所定の長軸方向に相対移動させるモータと、前記モータの駆動制御を行う制御部と、を有し、
   前記軸部の端部領域を把持した状態の前記ピン把持部が、前記アンビルに対して、前記長軸方向のうちの所定の第１方向へと相対移動することにより、前記アンビルが、前記軸部に嵌合された状態の前記カラーを押圧することで前記ファスナの加締めが行われるとともに、
   前記カラーと前記ヘッド部とで前記作業材を挟着するとともに、前記端部領域が前記軸部と一体となった状態を維持しつつ前記ファスナの加締めが完了可能に構成され、
   前記制御部は、前記モータの駆動電流および前記モータの駆動電力に基づいて前記モータを駆動制御することで定義されるモータ駆動制御モードにより、前記ピン把持部を前記第１方向に駆動させることで、前記ファスナの加締めを遂行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、
   前記制御部は、前記モータ駆動制御モードにおいて、前記モータの駆動電流に関する第１指標値が所定の第１上限値以下になり、前記モータの駆動電力に関する第２指標値が所定の第２上限値以下になるように前記モータを駆動制御することを特徴とする締結工具。
3. 請求項２に記載の締結工具であって、
   前記第１上限値および前記第２上限値の少なくとも一方は、作業者の手動操作によって変更調節可能に構成されていることを特徴とする締結工具。
4. 請求項２または３に記載の締結工具であって、
   前記第２上限値は、加締め作業時における前記モータの慣性力に対応して設定されることを特徴とする締結工具。
5. 請求項２～４までのいずれか１項に記載の締結工具であって、
   前記制御部は、前記モータ駆動制御モードにおいて、前記第１指標値および前記第２指標値を電圧値として算出することを特徴とする締結工具。
6. 請求項５に記載の締結工具であって、
   前記制御部は、前記モータ駆動制御モードにおいて、前記モータの駆動電流に関し、前記第１指標値が前記第１上限値以下となるように第１電圧出力値を算出するとともに、前記第１電圧出力値に基づいて前記第２指標値を設定し、
   前記第２上限値を、前記モータの駆動電流に基づいて電圧値として算出するとともに、
   前記第２指標値が前記第２上限値以下となるように前記モータを駆動制御することを特徴とする締結工具。
7. 請求項６に記載の締結工具であって、
   前記モータはブラシレスモータによって定義されるとともに、
   前記制御部は、前記第２指標値が前記第２上限値以下となるように第２電圧出力値を算出するとともに、前記第２電圧出力値に基づいて前記モータを駆動するためのＰＷＭデューティ比を算出することを特徴とする締結工具。
8. 請求項１～７までのいずれか１項に記載の締結工具であって、
   前記制御部は、前記ファスナの加締め作業の開始から当該加締め作業の完了まで、前記モータ駆動制御モードによって前記ピン把持部を駆動することを特徴とする締結工具。
9. 請求項１～８までのいずれか１項に記載の締結工具であって、
   前記制御部は、前記ファスナの加締め作業の開始から所定時間経過した場合に、前記モータ駆動制御モードによって前記ピン把持部を駆動することを特徴とする締結工具。
10. 請求項１～９までのいずれか１項に記載の締結工具であって、
    前記ピン把持部が前記第１方向に駆動される前の状態を初期位置と定義した場合に、
    前記制御部は、前記ファスナの加締め作業を完了した前記ピン把持部を前記初期位置に復帰させる復動行程を有するとともに、
    前記復動行程においては、前記モータ駆動制御モード非適用状態に置かれることを特徴とする締結工具。
11. 請求項１～１０までのいずれか１項に記載の締結工具であって、
    前記制御部は、前記モータの回転数に関する指標が所定の設定値以下になる場合に、前記ピン把持部の駆動を停止することで前記ファスナの加締めを完了することを特徴とする締結工具。
12. 請求項１～１１までのいずれか１項に記載の締結工具であって、
    前記締結工具は、前記ファスナを第１のファスナとした場合に、更に、軸部とヘッド部が一体形成されたピンと、前記ピンに係合可能な中空筒状のカラーを備え、前記軸部における端部領域が前記軸部から離断可能に構成された第２のファスナを用いて、前記ヘッド部と前記カラー間に配された作業材を締結可能に構成され、
    前記ピン把持部は、前記第２のファスナにつき、前記端部領域が前記軸部から離断された状態で当該第２のファスナの加締めを完了可能に構成されていることを特徴とする締結工具。

Images