WO2018101180A1

WO2018101180A1 - 締結工具

Info

Publication number: WO2018101180A1
Application number: PCT/JP2017/042305
Authority: WO
Inventors: 洋規生田; 俊人藪名香; 貴勇畔柳
Original assignee: 株式会社マキタ
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2018-06-07
Also published as: US11185913B2; CN110023005A; EP3530371B1; JP2018089643A; US20190283112A1; EP3530371A4; EP3530371A1; JP6863723B2

Abstract

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られるファスナ用の締結工具の構成を合理化する。ボルト軸端部を破断することなく、ボルトとカラーで作業材を締結する締結工具１００であって、ボルト把持部１８５をアンビル１８１に対して移動動作させるべく、回転可能な第１機構部１６１と、長軸方向に移動可能な第２機構部１６９を有するボルト把持部駆動機構１６０につき、第１機構部１６１の第１方向ＦＲ側および第２方向ＲＲ側には、長軸方向ＬＤの軸力を受けるスラスト転がりベアリング１６６、１６７がそれぞれ設けられている。

Description

締結工具

　本発明は、溝が形成された軸部にヘッド部が一体形成されたボルトと、当該ボルトに係合可能な中空筒状のカラーを備えたファスナを介して、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。

上記第１の形態に係るファスナに関する締結工具の一例として、国際公開ＷＯ２００２／０２３０５６号では、軸部の端部領域を把持可能なボルト把持部と、カラーに係合可能なアンビルとを備えるとともに、ピストン・シリンダによる流体圧を利用して、ボルト把持部をアンビルに対して移動させ、これによってアンビルがカラーを押圧し、カラーとヘッド部とで作業材を挟着する締結工具が開示されている。

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、加締めの際に軸部の端部領域を破断することがないよう、加締め作業時に綿密な出力管理が必要である。また加締め完了後においては、作業材を締結したファスナは締結工具に強固に圧着された状態とされているが、かかるファスナを締結工具から確実に離脱させるための工夫が必要とされる。上記公報開示の締結工具では、流体圧を用いた出力制御を行うため、加締めに必要な出力管理が容易であるとともに、大出力を介して、作業材を締結したファスナを締結工具から確実に離脱させることができる。その一方、当該流体圧式の締結工具では、装置構成のコンパクト化が困難という問題点がある。
　また上記第１・第２の形態に係るファスナとは別に、例えば特開２０１３－２４８６４３号公報のように、いわゆるブラインドリベットを用いた電動式のコンパクトな締結工具も知られているが、かかるブラインドリベットは、軸部が破断した状態で締結を完了する形態であるため、上記第１の形態のような加締め作業時における綿密な出力管理の必要性、および加締め完了後に、締結工具に強固に圧着されたファスナを、確実に締結工具から離脱させるための工夫の必要性に乏しい。

　上記問題点に鑑み、本発明は、上記第１の形態、すなわち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に係るファスナが用いられる締結工具の構成をより一層合理化することを課題とする。

　上記した課題を解決するべく、本発明に係る締結工具が構成される。当該締結工具は、溝が形成された軸部にヘッド部が一体形成されたボルトと、当該ボルトに係合可能な中空筒状のカラーを備えたファスナを介して、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。

　本発明に係る締結工具は、軸部の端部領域を把持可能なボルト把持部と、前記カラーに係合可能なアンビルと、前記ボルト把持部を駆動して、前記アンビルに対し所定の長軸方向に相対移動させるボルト把持部駆動機構と、前記ボルト把持部駆動機構を駆動するモータと、少なくとも前記ボルト把持部駆動機構の一部または全部を収容するハウジングとを有する。
「少なくとも前記ボルト把持部駆動機構の一部または全部を収容するハウジング」とは、ハウジングが、ボルト把持部駆動機構の一部のみを収容する態様、ボルト把持部駆動機構の全部を収容する態様、ボルト把持部駆動機構の一部およびボルト把持部駆動機構以外の構成部材を収容する態様、ボルト把持部駆動機構の全部およびボルト把持部駆動機構以外の構成部材を収容する態様のいずれも包含する。
　また「ハウジング」は、少なくともボルト把持部駆動機構の一部または全部を収容することができる構造であれば足り、その外形構造、露出部の有無や程度を問わない。

　そして、前記軸部の端部領域を把持した状態の前記ボルト把持部が、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、前記長軸方向のうちの前記第１方向とは反対の第２方向、および前記カラーの径方向内側へと押圧し、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、前記カラーの中空部を前記溝に圧着し、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（Ｓｗａｇｅ、スウェージ）を完了する。典型的には、上記「第１方向」は、締結工具の後方側、上記「第２方向」は締結工具の前方側に該当する。

　さらに前記軸部の端部領域を把持した状態の前記ボルト把持部は、前記ボルト把持部駆動機構を介して、前記アンビルに対して、前記第２方向へと相対移動することにより、前記ボルトに加締められた状態の前記カラーを前記アンビルから離脱させるとともに、前記軸部の端部領域を前記ボルト把持部から離脱可能に構成されている。

　また前記ボルト把持部駆動機構は、前記ハウジングに対し前記長軸方向への移動が規制された状態で支持されるとともに、前記モータによって回転駆動される第１機構部と、前記長軸方向への移動が可能かつ前記長軸周りの回動が規制された状態で前記ボルト把持部に連接された第２機構部と、を有する。そして、前記第１機構部の回転駆動により、前記第２機構部が前記長軸方向に駆動され、これによって前記ボルト把持部が、前記アンビルに対して前記長軸方向に相対移動されるよう構成されている。

　ボルト把持部駆動機構としては、例えば、第１機構部がボールナット、第２機構部がボールネジシャフトで構成されたボールネジ機構を採用することが好適である。本発明にボールネジ機構を採用した場合、ボールナットとボールネジシャフトを同心状に設定することでボルト把持部駆動機構の構造をコンパクト化するとともに、動力伝達媒体としての複数のボールに負荷を分散して伝達させることができる。またボールナットとボールネジシャフト間の減速比を相対的に大きく設定でき、モータの出力をボルト把持部駆動機構に伝達する経路上に減速機構を多数配置することを回避・低減でき、締結工具の装置構成簡素化に資する。
ボルト把持部駆動機構については、ボールネジ機構の他、例えば、第１機構部がピニオンギア、第２機構部がラック部で構成されたラック＆ピニオン機構を採用し、あるいはカム機構等の回転直線変換機構を採用することも可能である。

　上記第１の形態、すなわち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に係るファスナにおいて、変形を伴う強い力を作用させて作業材の締結を行う場合、ボルト把持部をアンビルに対して相対移動するのに非常に強い負荷（軸力）が必要となる。また加締め作業が完了し、ボルトに加締められた状態のカラーをアンビルから離脱させる場合も、当該カラーがアンビルに強固に圧着されていることから、やはり強い負荷（軸力）が必要となる。これらの負荷は、いずれもアンビルに対してボルト把持部を相対移動させるために必要とされるものであり、当該ボルト把持部を駆動するためのボルト把持部駆動機構にも上記負荷が同様に作用することになる。すなわち本発明においては、第１機構部の回転駆動により第２機構部を長軸方向に駆動し、これによってボルト把持部のアンビルに対する長軸方向の相対移動動作を行う構成を採用するため、かかる負荷は、ボルト把持部から第２機構部を介して第１機構部へと長軸方向の軸力として作用することになる。このように長軸方向への軸力が第１機構部に強く作用する場合、当該軸力が第１機構部の円滑な回転駆動の妨げになることが懸念される。
本発明では、かかる加締め作業における軸力、および加締め作業が完了してカラーをアンビルから離脱させる際の軸力が、第１機構部の回動動作の妨げとなることを防止するべく、第１機構部の構成に工夫を加えている。具体的には、前記第１機構部の第１方向側および第２方向側に、前記第１機構部の回動を許容しつつ、前記ボルト把持部から前記第２機構部を介して前記第１機構部へと伝達される前記長軸方向の軸力を受けるスラスト転がりベアリングをそれぞれ設けている。

　当該スラスト転がりベアリングは、加締め作業およびカラーのアンビル離脱の際に、第１機構部に作用する長軸方向の軸力を、当該長軸方向周りに転動しつつ受ける部材であり、典型的には軌道部、転動体、転動体保持部を有する構成とされ、例えばスラスト玉軸受、スラストアンギュラ玉軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト針状ころ（ニードル）軸受、スラスト円錐ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受等が好適に採用可能である。
　本発明においては、第１機構部の第２方向側に設けられるスラスト転がりベアリングは、加締め作業に際して、ボルト把持部をアンビルに対して相対移動する際に生じる力、すなわちボルト把持部をアンビルに対して第１方向に相対移動することでファスナを加締める際に、ボルト把持部から第２機構部を介して第１機構部へと伝達される軸力を確実に受け止め、第１機構部の回動動作に支障がでないように構成されている。
　一方、第１機構部の第１方向側に設けられるスラスト転がりベアリングは、加締め作業が完了し、ボルトに加締められた状態のカラーをアンビルから離脱させる際に生じる力、すなわちボルト把持部をアンビルに対して第２方向に相対移動することでカラーをアンビルから離脱させるのに必要な軸力が、ボルト把持部から第２機構部を介して第１機構部へ伝達されるのを確実に受け止め、第１機構部の回転動作に支障がでないように構成されている。

第１方向側に設けられるスラスト転がりベアリング（第１スラスト転がりベアリング）および第２方向側に設けられるスラスト転がりベアリング（第２スラスト転がりベアリング）は、第１機構部のハウジングに対する円滑な回動動作を許容しつつ、長軸方向への軸力を確実に受け止める構成であれば足りるものであり、その両者、あるいは一方に関し、第１機構部に直接的に当接状に連接されてもよく、あるいは、スラストワッシャ等の介在部材を挟んで第１機構部に間接的に連接されてもよい。また、第１スラスト転がりベアリングおよび第２スラスト転がりベアリングは、第１機構部とハウジングの間に介在配置される態様の他、締結工具におけるハウジング以外の構成要素と第１機構部の間に介在配置されてもよい。

　第１機構部は、第１方向側および第２方向側にそれぞれスラスト転がりベアリングが配置されるが、更にラジアル軸受を配置して第１機構部を支持することもできる。これにより第１機構部の著軸方向周りの回動動作の円滑性が一層担保されることにある。またラジアル軸受は第１機構部の第１方向側、第２方向側のみならず、当該第１機構部の外周領域に配置することが可能である。

本発明における「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。

本発明における「作業材」としては、典型的には、それぞれ貫通孔を有する複数の締結作業部材で構成され、締結作業部材としては、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、各締結作業部材を、互いの貫通孔が合致した状態で重合し、あるいは締結作業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。

本発明に係る「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。

　本発明における「ボルト把持部」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。この場合、各爪は、軸部の径方向に位置移動可能に構成し、端部領域を把持する係合位置と端部領域を解放する解放位置との間で切換え可能とすることができる。また係合位置と解放位置の切換えについては、アンビルに対するボルト把持部の相対移動に伴って、当該アンビルの形状に倣う形で切換え動作が自動で行われる態様、あるいは使用者の手動操作で切換えを行う態様が採用できる。

本発明における「ボルト」はピンとしても定義可能である。本発明において、カラーの中空部が圧着される「溝」は、少なくとも軸部における圧着箇所に形成されていれば足りる。一方、軸部におけるカラーの中空部の圧着箇所以外の部分、あるいは軸部の全体に溝部を形成する態様も包含される。圧着箇所以外の溝は、例えばカラーの位置決めや仮留め等に利用可能である。

　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ボア（開口中空部）を有することが好ましい。
「アンビル」の第１の具体態様として、ボアにテーパー部を設けるとともに、ボア径につき、カラーの加締め領域の外径よりも小径に形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、アンビルのテーパー部がカラーに当接し、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入り込んでいくことになる。
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の溝に圧着され、これによってカラーがボルトに加締められ、ファスナによる作業材の締結が遂行される。

　さらに「アンビル」の第２の具体態様として、カラーの外径を変化させて形成し、締結作業時には、アンビルのボア内径よりも小径に形成されたカラーの端部が、変形を伴うことなく当該ボアに受承されるとともに、ボア内径よりも大径に形成されたカラーの所定部分が、ボルト把持部の相対動作とともに、アンビルによって長軸方向に押圧されつつ、当該アンビルのボアによって径方向に圧搾されて縮径状に変形されて加締められる態様も採用可能である。あるいは上記第１の具体態様と第２の具体態様を組み合わせる第３の具体態様も採用可能である。

　本発明の好ましい形態として、前記第１方向側のスラスト転がりベアリングにつき、ニードルベアリングで構成することが好ましい。上述のように、第１方向側のスラスト転がりベアリングは、加締め作業が完了し、ボルトに加締められた状態のカラーをアンビルから離脱させる際に生じる力、すなわちボルト把持部をアンビルに対して第２方向に相対移動することでカラーをアンビルから離脱させるのに必要な軸力を受けるものであるが、この軸力は、確かに強い負荷ではあるものの、第２方向側のスラスト転がりベアリングが受けるファスナ加締め作業時の軸力よりは相対的に小さいものとなる。従って、第１方向側のスラスト転がりベアリングは、第２方向側のスラスト転がりベアリングよりも受承負荷が相対的に小さいことに鑑み、構造の簡素化・コンパクト化に優れるニードルベアリングで構成することが好ましい。

さらに本発明の好ましい形態として、第１スラスト転がりベアリングにつき、第１機構部の後端部に当接するよう構成することが好ましい。後端部に当接する構成とすることで軸方向寸法が増大することを回避し、装置のコンパクト化に資する。なお「後端面に当接」については、例えばスラストワッシャやＯリング等の補助部材が介在することを排除するものではない。なお当該後端部は、典型的には長軸方向と交差する後端面によって構成可能である。

　さらに本発明の好ましい形態として、ボルト把持部駆動機構につき、第１機構部としてのボールナットおよび第２機構部としてのボールネジシャフトを有するボールネジ機構で構成することが好ましい。この場合、第１機構部と第２機構部は、ボールネジ機構としてのボールを介在する形で係合することになる。更に、ボールナットには、モータを介して当該ボールナットを回転駆動するためのギアを配置することが好ましい。そして当該ボールナットのギア外周部につき、ハウジングの上部において当該ハウジングの外郭内に位置するよう構成することが好ましい。ハウジングの上部においてギア外周部がハウジングの外郭内に位置するとは、ハウジングの上下方向に関し、第１機構部のギアがハウジング内に収まることを意味し、これにより締結工具におけるセンターハイトのコンパクト化に資することになる。

　さらに本発明の好ましい形態として、モータから第１機構部への動力伝達経路には、減速用の遊星ギア機構を配置することが好ましい。遊星ギア機構は、占有容積に比して、動力伝達に際しての減速比を比較的大きく確保できる特性を有することから、動力伝達経路上に多数の減速機構を配置することを回避・低減でき、締結工具の装置構成簡素化に資する。特に、ボルト把持部駆動機構に、減速比を大きく確保できるボールねじナット機構を採用すれば、更に装置構成が一層簡素化し、コンパクト化に資することとなる。

　さらに本発明の好ましい形態として、第１方向側および第２方向側のスラスト転がりベアリングの少なくとも一方は、第１機構部の外径寸法よりも大径となるように構成されていることが好ましい。この態様によれば、スラスト転がりベアリングが受ける長軸方向の軸力に関し、単位面積当たりの負荷量を低減することができる。

　さらに本発明の好ましい形態として、第１方向側および第２方向側のスラスト転がりベアリングとハウジングの間には、スラストワッシャが介在配置されていることが好ましい。この態様によれば、スラストワッシャが介在することで部材の組み付け性、動作特性が向上することとなる。

　さらに本発明の好ましい形態として、第２機構部の長軸周りの回動を規制する規制部材を更に有することが好ましい。そして、当該規制部材は、第２機構部の長軸方向への移動動作のガイドを兼務することが好ましい。この態様によれば、第２機構部の動作に関する部材構成の簡素化・合理化が図られる。

　さらに本発明の好ましい形態として、規制部材は、ハウジングに連接されるとともに長軸方向に延在するガイド部材と、第２機構部に連接されるとともに、ガイド部材に当接した状態で長軸方向にガイドされる被ガイド部材とを有することが好ましい。この態様によれば、部材間の当接作用を介して、確実な回動規制および移動動作のガイドが遂行される。

　さらに本発明の好ましい形態として、ガイド部材は長軸方向に延在する長穴で構成され、被ガイド部材は長穴に嵌合当接するローラで構成されていることが好ましい。この態様によれば、長穴とローラという簡素化された構成による第２機構部の回動規制および移動動作のガイドが遂行される。

　本発明は、上記第１の形態、すなわち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に係るファスナが用いられる締結工具に関して、その構成をより一層合理化することに寄与し得る技術が提供されることとなった。

本発明の実施形態に係る作業材およびファスナを示す正面断面図である。本発明の実施形態に係る締結工具の全体構成を示す正面断面図である。締結工具におけるアウタハウジングの一部構成を示す部分断面図である。締結工具におけるインナハウジングの詳細な構成を示す部分断面図である。図４の部分断面図に対応した平面断面図である。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。締結工具の作動状態を示す部分断面図である。締結工具の作動状態を示す部分断面図である。締結工具の作動状態を示す部分断面図である。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。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態として、ファスナを介して作業材を締結する締結工具について説明する。
図１に、本発明の実施形態に係る作業材Ｗおよびファスナ１が示される。本実施形態に係る作業材Ｗは、一例として板状金属製の締結作業部材Ｗ１、Ｗ２からなり、各締結作業部材Ｗ１、Ｗ２に予め形成された貫通孔Ｗ１１、Ｗ２１が互いに合致するように重ね合されている。

ファスナ１は、ボルト２およびカラー６を主体として構成される。ボルト２は、ヘッド３と、当該ヘッド３と一体形成されるとともに外周部に溝５が形成されたボルト軸４を有する。ヘッド３は本発明の「ヘッド部」に対応する。溝５は、ボルト軸４の長軸方向に関し、略全長に渡って形成されている。カラー６は、カラー中空部７を有する円筒状に形成されるとともに、当該カラー中空部７がボルト軸４に挿通されることで、ボルト２と係合する。カラー中空部７の内壁は、平滑面として処理されるとともに、特に図示しないものの、カラー６をボルト軸４に挿通した場合の仮留め用係合部が形成されている。図１に示すファスナ１は、カラー６がボルト軸４の溝５に係合して仮留めされた状態が示されている。

　図２に、本発明の実施形態に係る締結工具１００の全体構成が示される。当該締結工具１００は、リベッタないしロックボルトツール等とも称呼される。

　なお、以下の説明においては、符号「ＦＲ」を締結工具１００の前側方向（図２における紙面左側方向）と定義し、さらに符号「ＲＲ」を後側方向（図２における紙面右側方向）、符号「Ｕ」を上側方向（図２における紙面上側方向）、符号「Ｂ」を下側方向（図２における紙面下側方向）、符号「Ｌ」を左側方向（図５における紙面下側方向）、符号「Ｒ」を右側方向（図５における紙面上側方向）と定義し、さらに符号「ＬＤ」を締結工具の長軸が延在する方向、すなわち長軸方向（図２における紙面左右方向）と定義するとともに、各図において適宜に図示することとする。
　本実施形態における後側方向ＲＲは本発明の「第１方向」に対応し、前側方向ＦＲは本発明の「第２方向」に対応し、長軸方向ＬＤは本発明の「長軸方向」に対応する。

　図２に示すように、締結工具１００の外郭は、アウタハウジング１１０、当該アウタハウジングに連接するグリップ部１１４を主体として構成されている。
アウタハウジング１１０は、モータ１３５を収容するモータ収容領域１１１と、インナハウジング１２０を収容するインナハウジング収容領域１１３と、コントローラ１３１を収容するコントローラ収容領域１１７を主体として構成されている。インナハウジング１２０は、遊星ギア減速機構１４０、ベベルギア減速機構１５０およびボールネジ機構１６０の収容部材であり、その詳細については後述する。コントローラ収容領域１１７の下部には、モータ１３５の駆動電源となるバッテリ１３０を締結工具１００に取外し自在に接続するためのバッテリ装着部１１８が設けられている。
図２においては、インナハウジング収容領域１１３のうち、モータ収容領域１１１に隣接する領域は、遊星ギア減速機構１４０およびベベルギア減速機構１５０を収容する減速ギア収容領域１１２として示されている。
またモータ収容領域１１１とコントローラ収容領域１１７の連接領域には、モータ１３５の駆動電流値に関する閾値設定用の操作ダイアル１３２が設けられている。操作ダイアル１３２は、特に図示しないものの、その上面表示部に、複数の閾値表示（本実施形態では無段階レベル）が印字されており、作業者の選択および手動操作により、任意の閾値が設定可能とされる。なお閾値に関する詳細については後述する。

グリップ部１１４には、作業者が手動操作可能なトリガ１１５および当該トリガ１１５の手動操作に応じてオン・オフされる電気スイッチアセンブリ１１６が配置されている。
上記コントローラ収容領域１１７、モータ収容領域１１１、インナハウジング収容領域１１３（減速ギア収容領域１１２を含む）、およびグリップ部１１４は、連続状に配置されてクローズループをなす。

図３に、モータ収容領域１１１および減速ギア収容領域１１２の詳細な構造が示される。
モータ収容領域１１１に収容されるモータ１３５には、ＤＣブラシレスモータが採用され、冷却ファン１３８が取り付けられたモータ出力軸１３６が、各端部領域においてベアリング１３７，１３７によって軸支されている。モータ出力軸１３６の一方端は、遊星ギア減速機構１４０における第１サン・ギア１４１Ａに一体回転可能に連結されている。

減速ギア収容領域１１２に収容される遊星ギア減速機構１４０は、２段減速式であり、その減速第１段は、第１サン・ギア１４１Ａと、当該第１サン・ギア１４１Ａに噛合い係合する複数の第１遊星ギア１４２Ａと、各第１遊星ギア１４２Ａに噛合い係合する第１インターナルギア１４３Ａを主体として構成される。また減速第２段は、第１遊星ギア１４２Ａのキャリアを兼ねる第２サン・ギア１４１Ｂと、当該第２サン・ギア１４１Ｂに噛合い係合する複数の第２遊星ギア１４２Ｂと、各第２遊星ギア１４２Ｂに噛合い係合する第２インターナルギア１４３Ｂと、各第２遊星ギア１４２Ｂの公転動作を受承して回動されるキャリア１４４を主体として構成されている。

　キャリア１４４は、減速ギア収容領域１１２において、遊星ギア減速機構１４０に隣接した状態で収容されるベベルギア減速機構１５０の駆動側中間軸１５１に一体回転可能に連結されている。
　ベベルギア減速機構１５０は、ベアリング１５２，１５２に両端支持された駆動側中間軸１５１と、当該駆動側中間軸１５１に設けられた駆動側ベベルギア１５３と、ベアリング１５５，１５５に両端支持された被動側中間軸１５４と、当該被動側中間軸１５４に設けられた被動側ベベルギア１５６およびボールナット駆動ギア１５７を主体として構成されている。なお「中間軸」とは、上記モータ出力軸１３６から、後述するボールネジ機構１６０（図４参照）へと、モータ１３５の回転出力を伝達する経路における中間の軸を意味するものである。なおモータ出力軸１３６および駆動側中間軸１５１の延在方向ＥＤは、被動側中間軸１５４の延在方向、すなわち長軸方向ＬＤと傾斜状に交差する構成とされている。

　図４および図５に、インナハウジング収容領域１１３の詳細な構造が示される。インナハウジング収容領域１１３に収容されるインナハウジング１２０は、既に述べたように、遊星ギア減速機構１４０、ベベルギア減速機構１５０およびボールネジ機構１６０の収容部材である。本実施形態では、インナハウジング１２０のうち、遊星ギア減速機構１４０を収容する領域は樹脂で形成され、ベベルギア減速機構１５０およびボールネジ機構１６０を収容する領域は金属で形成され、両者はネジによって相互に一体結合されている（便宜上、図示を省略）。
　図４に示すように、インナハウジング１２０の後側方向ＲＲには、ガイドフランジ取付アーム１２２を介して、ガイドフランジ１２３が連結されている。ガイドフランジ１２３には、長軸方向ＬＤへと延在する長穴状のガイド穴１２４が形成されている。本実施形態におけるインナハウジング１２０は本発明の「ハウジング」に対応する。

　またインナハウジング１２０の前側方向ＦＲには、ジョイントスリーブ１２７を介してアンビル１８１係止のためのスリーブ１２５が連結されている。スリーブ１２５は、長軸方向ＬＤに延在するスリーブボア１２６を有する円筒体として構成されている。

　インナハウジング１２０はボールネジ収容領域１２１を有し、当該ボールネジ収容領域１２１にはボールネジ機構１６０が収容される。ボールネジ機構１６０は本発明の「ボルト把持部駆動機構」に対応する。
ボールネジ機構１６０は、ボールナット１６１およびボールネジシャフト１６９を主体として構成される。ボールナット１６１の外周部には、ボールナット駆動ギア１５７に噛合い係合する被動ギア１６２が形成され、当該被動ギア１６２がボールナット駆動ギア１５７からモータの回転出力を受けることにより、ボールナット１６１は長軸ＬＤ周りに回動可能とされている。またボールナット１６１には長軸方向ＬＤに延在するボア１６３が形成され、当該ボア１６３には溝部１６４が設けられている。

　本実施形態におけるボールナット１６１は、長軸方向ＬＤに強い軸力が作用した状態で、長軸方向ＬＤ周りに回動可能にインナハウジング１２０に支持される。そのためボールナット１６１の外周部とインナハウジング１２０の間にはラジアル転がりベアリングが配置され、ボールナット１６１の軸方向両端部にはそれぞれスラスト転がりベアリングが配置されている。

具体的には、ボールナット１６１は、長軸方向ＬＤに離間した状態で配置された複数のラジアルニードルベアリング１６８を介して、長軸方向ＬＤ周りに回動可能な状態でインナハウジング１２０に両持ち状に支持される。一方、ボールナット１６１の前側方向ＦＲにおける前方側端部１６１Ｆにおいては、スラストボールベアリング１６６がボールナット１６１とインナハウジング１２０の間に介在配置される。これにより、長軸方向ＬＤへの軸力（スラスト荷重）がボールナット１６１に作用した状態であっても、スラストボールベアリング１６６が、当該軸力を確実に受けつつ、ボールナット１６１が長軸方向ＬＤ周りに円滑に回動することを許容し、ボールナット１６１の長軸方向ＬＤ周りの回動動作が強い軸力によって阻害されるリスクを未然回避している。

またボールナット１６１の後側方向ＲＲにおける後方側端部１６１Ｒについては、スラストニードルベアリング１６７がボールナット１６１とインナハウジング１２０の間に介在配置され、長軸方向ＬＤに作用する軸力（スラスト荷重）が作用した状態であっても、当該スラストニードルベアリング１６７が、長軸方向ＬＤに作用する軸力を確実に受けつつ、ボールナット１６１の長軸方向ＬＤ周りの回動動作を許容し、強い軸力がボールナット１６１の長軸方向ＬＤ周りの回動動作に悪影響を及ぼすリスクを未然回避している。なお本実施形態では、ボールナット１６１とスラストボールベアリング１６６、およびボールナット１６１とスラストニードルベアリング１６７の間にはスラストワッシャ１６５が更に介在配置されている。

　図４に示されるように、スラストボールベアリング１６６およびスラストニードルベアリング１６７は、ボールナット１６１の前方側端部１６１Ｆおよび後方側端部１６１Ｒにおける当該ボールナット１６１の外径寸法よりも大径となるように設定されており、ボールナット１６１に作用する軸力（スラスト荷重）の単位面積当たりの受圧量が増大することを回避し、動作性および耐久性向上が図られている。

さらに図４、図５に示すように、ボールネジシャフト１６９は、長軸方向ＬＤに延在する長尺体として構成され、その外周部に形成された溝部（便宜上図示省略）が、ボールナット１６１の溝部１６４にボールを介して係合しており、ボールナット１６１が長軸方向ＬＤ周りに回動することでボールネジシャフト１６９は長軸方向ＬＤに直線動作するように構成されている。すなわちボールネジシャフト１６９は、ボールナット１６１の長軸方向ＬＤ周りの回転運動を長軸方向ＬＤへの直線運動に変換する運動変換機構として働く。ボールナット１６１およびボールネジシャフト１６９は、ボールナット１６１に形成された溝部１６４と、ボールネジシャフト１６９に形成された溝部（図示省略）がボールを介在させた状態で互いに係合する構成であり、ボールナット１６１は本発明の「第１機構部」に対応し、ボールネジシャフト１６９は本発明の「第２機構部」に対応する。

　なお被動ギア１６２の外周部は、インナハウジング１２０に形成された切欠き状の孔部１２０Ｈを通じて、当該インナハウジング１２０の外郭部と略面一となるように寸法設定がなされている。換言すれば、被動ギア１６２の外周がインナハウジング１２０の外郭を超えて上側方向Ｕへと突出しないように構成されている。これにより、ボールネジシャフト１６９のシャフトライン１６９Ｌからアウタハウジング１１０の上側方向Ｕの外郭部までの高さ（センターハイトとも称呼される）ＣＨの低減化が図られている。

　ボールネジシャフト１６９は、その前側方向ＦＲの端部領域に設けられた螺合部１７１を介して、後述するボルト把持機構１８０の第２連結部１８９と一体状に連結される。またボールネジシャフト１６９は、その後側方向ＲＲの端部領域にエンドキャップ１７４が設けられるとともに、図５に示すように、エンドキャップ１７４に隣接した状態で、左側方向Ｌおよび右側方向Ｒにそれぞれ突出するローラシャフト１７２を介して、左右一対のローラ１７３，１７３が設けられる。各ローラ１７３は、ガイドフランジ１２３のガイド穴１２４にそれぞれ転動可能に支持される。従ってボールネジシャフト１６９は、インナハウジング１２０に支持されたボールナット１６１、およびローラ１７３が嵌合されるガイド穴１２４を介して、長軸方向ＬＤにおいて異なる２つの領域で安定的に支持されることになる（両持ち式の支持）。なお、ボールナット１６１の長軸方向ＬＤ周りの回転に伴い、ボールネジシャフト１６９には長軸方向ＬＤ周りの回転トルクが作用する可能性もあるが、上記ローラ１７３およびガイド穴１２４の当接により、かかる回転トルクに起因するボールネジシャフト１６９の長軸方向ＬＤ周りの回転が規制されている。

　なお、本実施形態では、ボールネジシャフト１６９側にローラ１７３を設け、インナハウジング１２０（ないしガイドフランジ１２３）側にガイド穴１２４を設けているが、これを逆にして、ボールネジシャフト側にガイド穴、インナハウジング１２０ないしガイドフランジ１２３側にローラを配置する構成としてもよい。
　またガイド穴１２４は、ローラ１７３の当接が確保できる範囲にて、例えばガイドレール等といった他の構成に代替することも可能である。

　さらに図４に示すように、ボールネジシャフト１６９には、エンドキャップ１７４に隣接して、アーム取付ネジ１７５およびアーム１７６を介し、磁石１７７が設けられている。当該磁石１７７はボールネジシャフト１６９と一体化されており、ボールネジシャフト１６９が長軸方向ＬＤに移動動作する際に磁石１７７も一体に移動動作する。

　アウタハウジング１１０には、図４においてボールネジシャフト１６９が前側方向ＦＲに最大限移動した状態における磁石１７７の位置に対応して、初期位置センサ１７８が設けられ、後側方向ＲＲに最大限移動した状態における磁石１７７の位置に対応して、最後端位置センサ１７９が設けられている。初期位置センサ１７８および最後端位置センサ１７９はそれぞれホール素子で形成され、磁石１７７の位置検出を行う位置検知機構を構成する。本実施形態における初期位置センサ１７８および最後端位置センサ１７９は、磁石１７７がそれぞれ検知可能範囲に置かれた場合に当該磁石１７７の位置検知が行われるよう設定されている。図４は、締結工具１００が「初期位置」に置かれた状態が示される。

　図４に示すように、ボルト把持機構１８０は、アンビル１８１と、ボルト把持爪１８５を主体として構成されている。ボルト把持機構１８０ないしボルト把持爪１８５は本発明の「ボルト把持部」に対応する。
アンビル１８１は、長軸方向ＬＤに延在するアンビルボア１８３を有する円筒体として構成される。アンビルボア１８３においては、前側方向ＦＲにおける開口部１８１Ｅから長軸方向ＬＤに所定距離分だけテーパー部１８１Ｔが設けられている。テーパー部１８１Ｔは、後側方向ＲＲに向かうに従って逐次的に狭くなるように角度αの傾斜角が付与されている。
アンビル１８１は、その外周に形成されたスリーブ係止リブ１８２を介してスリーブ１２５およびスリーブボア１２６に係止され、インナハウジング１２０に一体状に連結されている。

アンビルボア１８３の径は、図１に示すカラー６の外径よりも僅かに小さく設定されており、カラー６の変形を促す強い締結力（軸力）が作用する場合にのみ、当該カラー６が開口部１８１Ｅからアンビルボア１８３へと変形を伴いながら入り込む構成とされている。一方、アンビルボア１８３の開口部１８１Ｅの径は、カラー６の外径よりも僅かに大きく設定されており、当該カラー６のアンビルボア１８３への挿入ガイド部を形成している。
なおテーパー部１８１Ｔは、長軸方向ＬＤにつき、カラー６の高さ寸法よりも長く形成されており、カラー６がアンビルボア１８３内に最大限入り込んだ場合であっても、当該カラー６は、長軸方向ＬＤについてテーパー部１８１Ｔの形成領域内に位置することになる。

　ボルト把持爪１８５は、ジョー（顎、Ｊａｗ）とも称呼され、特に図示しないものの、長軸方向ＬＤに視て合計３つのボルト把持爪１８５が仮想円周状に等間隔で配置されており、図１に示すファスナ１のボルト軸端部領域４１を把持するように構成されている。なおボルト軸端部領域４１は本発明の「端部領域」に対応する。また各ボルト把持爪１８５は、ボルト把持爪基部１８６と一体化されている。図４および図５に示すように、ボルト把持爪基部１８６は、第１連結部１８７Ａ、第２連結部１８７Ｂ、係止部１８８、第３連結部１８９、螺合部１７１を介してボールネジシャフト１６９に連結されている。なお図４、図５に示すように、第２連結部１８７Ｂと係止部１８８は、当該第２連結部１８７Ｂの後端に形成された係止フランジ１８７Ｃと、係止部１８８の前端に形成された係止端部１８８Ａとが長軸方向ＬＤについて互いに係合することで連結される。係止フランジ１８７Ｃと係止端部１８８Ａの連結態様として、第３連結部１８８が後側方向ＲＲに移動する場合には、第２連結部１８７Ｂと第３連結部１８８が一体状に移動する。すなわち、後側方向ＲＲに関しては、ボールネジシャフト１６９が移動動作する場合、当該ボールネジシャフト１６９とボルト把持爪１８５が一体状に後側方向ＲＲに移動動作するものである。一方、第３連結部１８８が前側方向ＦＲに移動する場合は、第３連結部材１８８は、係止端部１８８Ａの前方に形成されたスペース１９０に対応する形で、第２連結部１８７Ｂに対し相対移動するように構成されている。

なお螺合部１７１においては、ボールネジシャフト１６９に小径部が形成されることにより、第２連結部１８９の外周径とボールネジシャフト１６９の外周径が略面一となるように構成されている。

図６に、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１０１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１０１は、コントローラ１３１、３相インバータ１３４、モータ１３５、およびバッテリ１３０を主体として構成されている。コントローラ１３１には、電気スイッチアセンブリ１１６、操作ダイアル１３２、初期位置センサ１７８、最後端位置センサ１７９、モータ１３５の駆動電流検出アンプ１３３の各検出信号が入力される。
駆動電流検出アンプ１３３は、モータ１３５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１３１に出力する。

　本実施形態では、モータ１３５として、小型にもかかわらず相対的に高い出力が得られるＤＣブラシレスモータが採用されており、当該モータ１３５におけるロータ角がホールセンサ１３９によって検出され、当該ホールセンサ１３９による検出値がコントローラ１３１に送られる。また３相インバータ１３４は、本実施形態では１２０°通電矩形波駆動方式にてブラシレス式のモータ１３５を駆動する。

　次に本実施形態に係る締結工具１００の作用について説明する。
　図７に示すように、締結作業部材Ｗ１，Ｗ２を重合した状態で、各貫通孔Ｗ１１、Ｗ２１にボルト２のボルト軸４を貫通させる。そしてヘッド３が締結作業部材Ｗ１に当接するとともに、締結作業部材Ｗ２側にボルト軸４が突出した状態で、当該ボルト軸４にカラー６を係合させ、ヘッド３とカラー６とで作業材Ｗを狭着する（予備組み付け）。
そして当該予備組み付け状態において、作業者が締結工具１００を手で保持し、ボルト軸端部領域４１に、締結工具１００におけるボルト把持爪１８５を係合させる。このとき、ボルト軸４の略全長に渡って溝５が形成されるとともに、ボルト軸端部領域４１の溝は特に大きく形成されているため（併せて図１参照）、ボルト把持爪１８５はボルト軸端部領域４１に容易かつ確実に係合することができる。

図７は、ボルト把持爪１８５がボルト軸端部領域４１を把持した状態、すなわち締結作業の初期状態を示している。当該締結作業の初期状態においては、長軸方向ＬＤに関し、ボールネジシャフト１６９に連結された磁石１７７が初期位置センサ１７８に対応した状態に置かれている。

　初期状態において作業者がトリガ１１５（図２参照）を手動操作することにより、電気スイッチアセンブリ１１６がスイッチオン状態となり、コントローラ１３１が３相インバータ１３４を介してモータ１３５を正転駆動する。なお「正転駆動」とは、ボールネジシャフト１６９が後側方向ＲＲに移動することで、ボルト把持爪１８５が後側方向ＲＲに移動動作する駆動態様を指す。

図８に示すように、モータ１３５が正転駆動されると、ベベルギア減速機構１５０における最終ギアであるボールナット駆動ギア１５７と噛合い係合した被動ギア１６２が回転駆動され、これによってボールナット１６１が長軸方向ＬＤ周りに正転方向（後側方向ＲＲから前側方向ＦＲに視て右回り）に回転駆動される。ボールネジシャフト１６９は、ボールナット１６１の回転動作を直線運動に変換する形で、後側方向ＲＲへと移動動作する。これによりボールネジシャフト１６９とともに、ボルト把持爪１８５も後側方向ＲＲへと一体状に移動動作する。このとき、ボールネジシャフト１６９に連結された磁石１７７は、初期位置センサ１７８から後側方向ＲＲへと移動し、初期位置センサ１７８の検知可能範囲から離脱する。

ボルト把持爪１８５が、初期状態から後側方向ＲＲに移動動作することで、ボルト把持爪１８５に係合把持されたボルト軸端部領域４１も後側方向ＲＲに引張られることになる。カラー６の外径は、アンビルボア１８３の開口部１８１Ｅの径よりもわずかに大きく設定されているものの、ボルト把持爪１８５がボルト軸端部領域４１を後側方向ＲＲへと強く引張ることで、カラー６がアンビル１８１に当接して制止されるとともに、更なるボルト把持爪１８５の後側方向ＲＲへの移動動作に伴って、カラー６は開口部１８１Ｅからアンビルボア１８３のテーパー部１８１Ｔへと縮径しながら進入することとなる。カラー６は、テーパー部１８１Ｔに進入する際、テーパー部１８１Ｔの傾斜角α（図４参照）の長軸方向成分および径方向成分に対応する形で、前側方向ＦＲおよび当該カラー６の径方向内側へと押圧され変形することになる。

　このとき、カラー６をアンビルボア１８３に入り込ませるための強い負荷は、ボルト把持爪１８５、ボルト把持爪基部１８６、第１連結部１８７Ａ、第２連結部１８７Ｂ，係止部１８８、第３連結部１８９、ボールネジシャフト１６９を経由し、前側方向ＦＲへの軸力として、ボールナット１６１に作用することとなる。本実施形態では、ボールナット１６１の前方側端部１６１Ｆがスラストボールベアリング１６６を介してインナハウジング１２０に支持されているため、当該スラストボールベアリング１６６が、長軸方向ＬＤ周りに転動してボールナット１６１の回転動作を許容するとともに、前側方向ＦＲへの軸力を受け、当該軸力がボールナット１６１の円滑な回転動作の妨げとなることを防止している。

図９に示すように、更にボールナット１６１が正転方向に回転駆動され、ボールネジシャフト１６９が後側方向ＲＲに移動すると、ボルト把持爪１８５が、ボルト軸端部領域４１を、図８に示す状態から更に後側方向ＲＲに引張ることとなる。これによりアンビル１８１に係止されたカラー６は更にテーパー部１８１Ｔの奥へと入り込み、この結果、カラー６は更に前側方向ＦＲおよび当該カラー６の径方向内側へと強く押圧され、平滑面として形成されたカラー中空部７が、ボルト軸４に形成された溝５（図１参照）に強く圧着される。当該圧着によりカラー中空部７と溝５との間で塑性変形による噛み込みが生じ、これによってファスナ１の加締めが完了し、作業材Ｗの締結作業が完了するに至る。

締結作業完了に至る際、図９に示すように、長軸方向ＬＤについて、初期位置センサ１７８から離間した磁石１７７が、最後端位置センサ１７９に近接するよりも前に、カラー６が、それ以上アンビルボア１８３の奥へと入り込むことができない状態に陥り（すなわち締結作業の最終段階に入り）、その結果、モータ１３５の駆動電流値が急激に増大することになる。図６に示すコントローラ１３１は、駆動電流検出アンプ１３３から入力される駆動電流値を、予め設定された所定の閾値と比較する。なお当該閾値は、既に述べたように図２に示す操作ダイアル１３２を作業者が手動操作することで適宜に選択設定される。本実施形態では、必要とする軸力、すなわち締結に必要な負荷に応じて５段階の閾値設定がなされている。
当該駆動電流値が所定の閾値を超える場合、加締めによる締結作業が完了したものとして、コントローラ１３１は、３相インバータ１３４を介してモータ１３５の駆動を停止する。本実施形態では、駆動電流値が所定の閾値を超える場合、電気ブレーキを作動させてモータ１３５を急停止させる構成を採用している。

本実施形態では、駆動電流に基づく綿密な出力管理を行うことにより、図１に示すファスナ１につき、ボルト軸４と一体となった状態を維持したまま締結作業を完了できる。これにより、締結作業後にボルト軸４の破断部をケアする追加工程が不要であり、作業効率の向上が図られる。

　上記の通り、図９には、加締めによる締結作業が完了した状態の締結工具１００が示されているが、当該締結工具１００を、図９の作業完了状態から、図７に示す初期状態に復帰させ、ボルト２に加締められた状態のカラー６をアンビル１８１から離脱させ、次の締結作業に備える必要がある。

本実施形態では、締結作業が完了し、作業者がトリガ１１５（図２参照）をオフにした場合、図６に示すコントローラ１３１が、３相インバータ１３４を介してモータ１３５を逆転駆動させる。当該モータ１３５の逆転動作は、ベベルギア減速機構におけるボールナット駆動ギア１５７に噛合い係合する被動ギア１６２を介してボールナット１６１に伝達され、これによってボールネジシャフト１６９が前側方向ＦＲに移動し、当該ボールネジシャフト１６９と一体状に、ボルト把持爪１８５が前側方向ＦＲに移動することとなる。この時、加締めに際しての強い負荷に起因して、カラー６はアンビルボア１８３に強固に圧着されているため、カラー６をアンビル１８１から離脱させるには相応に強い負荷が必要とされる。この負荷は、ボルト把持爪１８５、ボルト把持爪基部１８６、第１連結部１８７Ａ、第２連結部１８７Ｂ、係止部１８８、第３連結部１８９、ボールネジシャフト１６９を経由し、後側方向ＲＲへの軸力として、ボールナット１６１に作用することとなる。

本実施形態では、ボールナット１６１の後方側端部１６１Ｒが、（スラストワッシャ１６５および）スラストニードルベアリング１６７を介してインナハウジング１２０に支持されているため、当該スラストニードルベアリング１６７が、長軸方向ＬＤ周りに転動してボールナット１６１の回転動作を許容しつつ、後側方向ＲＲへの軸力を確実に受け、当該軸力がボールナット１６１の円滑な回転動作の妨げとなることを未然に防止している。

なお、本実施形態では、正転時における軸力は、上述の通りスラストボールベアリング１６６で受承されるのに対し、逆転時における軸力はスラストニードルベアリング１６７で受承される。これは、加締め作業において必要とされる軸力に比べて、カラー６をアンビル１８１から離脱させるのに必要とされる軸力が相対的に小さいため、負荷受承能力の大小、占有空間の大小、コストの大小に鑑みて逆転時の軸力受承部材としてスラストニードルベアリング１６７が選定されるものである。もちろん、作業材Ｗの材質や性状、ファスナの材質や性状等といった各種の締結作業条件に応じて、スラストニードルベアリング１６７に代えて、他のスラストベアリング（例えばスラストボールベアリング）によって逆転時の軸力を受承する構成を採用してもよい。
また作業材の材質や仕様、ファスナの材質や仕様等との関係で、締結作業条件が許容する場合には、正転時および逆転時のいずれについてもスラストニードルベアリングで受ける構成に代替することも可能である。

　ところで本実施形態では、図４に示すボールネジシャフト１６９の長軸方向ＬＤに関する最大可動範囲として、初期位置センサ１７８と最後端位置センサ１７９の離間距離相当分が割り当てられている。換言すれば、磁石１７７が初期位置センサ１７８に対応する位置から、最後端位置センサ１７９に対応する位置までの間の距離が、ボールネジシャフト１６９の最大可動範囲として与えられる。例えば、ボルト把持爪１８５がボルト２に係合していない状態でトリガ１１５をオン操作した場合、実質的に無負荷状態にあるモータ１３５の駆動電流値は所定の閾値に達することがないため、ボールネジシャフト１６９は、磁石１７７が最後端位置センサ１７９に到達するまで、後側方向ＲＲに移動動作可能である。磁石１７７が最後端位置センサ１７９に達した状態は、締結工具１００が「停止位置」にあると定義される。

一方、ボルト把持爪１８５がファスナ１のボルト２を把持し、上述した加締めによる締結作業を行う場合は、当該締結作業完了に際してモータ１３５の駆動電流値が急増し、磁石１７７が最後端位置センサ１７９の検出可能範囲に到達するよりも前に、駆動電流値が所定の閾値を超え、その時点でモータ１３５の駆動が停止されることとなる。

　図１０に、モータ駆動制御機構１０１における駆動制御フローの概要が示される。なお当該駆動制御フローにおける判断は、特に注記のない限り、上記コントローラ１３１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９に記載の符号をそのまま流用し、特に図１０で再掲しないものとする。
モータ駆動制御ルーチンにおいては、まずステップＳ１１として、トリガ１１５および電気スイッチアセンブリ１１６のオン・オフ状態がモニタされる。そしてトリガ１１５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１３４において、モータ１３５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、ステップＳ１３としてモータ１３５が正転駆動される。上述したように、モータ１３５の「正転駆動」は、図４に示すボールネジシャフト１６９が後側方向ＲＲに直線動作し、ボルト把持爪１８５がアンビル１８１に対し後側方向ＲＲ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１３５の正転駆動により、図１に示すファスナ１において、カラー６のボルト２に対する加締めが行われる。

ステップＳ１４においては、上述したモータ１３５の駆動電流値が所定の閾値を超えることで締結作業が完了したか否か、または、磁石１７７が最後端位置センサ１７９に達したか（停止位置に置かれたか）、が判別される。
ステップＳ１４において、締結作業の完了、または停止位置が検出された場合、ステップＳ１５において、電気ブレーキによるモータ１３５の急速停止が行われる。
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が検知された場合、ステップＳ１７において、モータ１３５の逆転駆動が行われる。当該逆転駆動は、磁石１７７が初期位置センサ１７８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、電気ブレーキによるモータ１３５の急速停止が行われ（ステップＳ１９）、モータ駆動処理が終了する。

以上の構成および作用に照らし、本実施形態によれば、ボルト軸端部領域４１が破断することなくボルト軸４と一体となった状態でファスナ１の加締めを完了する締結工具１００につき、コンパクトで綿密な軸力管理を行うことができる合理的な構成が得られることとなった。

さらに本件発明および実施形態の趣旨に基づき、以下の態様が適宜に採用される。また以下の態様を、それぞれ独立して、あるいは複数組み合わせて、本件特許請求の範囲に記載の各発明に付加することで更なる態様が採用される。
（態様１）
「前記モータの駆動電流に基づいて、前記ボルト把持部の前記アンビルに対する前記第１方向への相対移動を終了することによって、前記ファスナの加締めを完了する」
　この態様によれば、ファスナの加締めが完了に近づくにつれてモータの駆動電流が増大することを有効に利用して綿密な出力管理が行える。
（態様２）
「態様１において、前記モータの駆動電流値が所定の閾値を超える場合に、前記ファスナの加締めを完了する」
　この態様によれば、モータの駆動電流値に関する所定の閾値を設定することで、加締め完了のタイミングを確実に図ることができる。
（態様３）
　「前記第１方向側および第２方向側のスラスト転がりベアリングの少なくとも一方は、前記第１機構部の外径寸法よりも大径となるように構成されている」
　この態様によれば、スラスト転がりベアリングが受ける長軸方向の軸力に関し、単位面積当たりの負荷量を低減することができる。
（態様４）
「前記第１方向側および第２方向側のスラスト転がりベアリングと前記ハウジングの間にはスラストワッシャが介在配置されている」
　この態様によれば、スラストワッシャが介在することで部材の組み付け性、動作特性が向上することとなる。
（態様５）
「前記第２機構部の前記長軸周りの回動を規制する規制部材を更に有し、当該規制部材は、前記第２機構部の前記長軸方向への移動動作のガイドを兼務する」
　この態様によれば、第２機構部の動作に関する部材構成の簡素化・合理化が図られる。
（態様６）
「態様５において、前記規制部材は、前記ハウジングに連接されるとともに前記長軸方向に延在するガイド部材と、前記第２機構部に連接されるとともに、前記ガイド部材に当接した状態で前記長軸方向にガイドされる被ガイド部材とを有する」
　この態様によれば、部材間の当接作用を介して、確実な回動規制および移動動作のガイドが遂行される。
（態様７）
「態様５または態様６において、前記ガイド部材は前記長軸方向に延在する長穴で構成され、前記被ガイド部材は前記長穴に嵌合当接するローラで構成される」
　この態様によれば、長穴とローラという簡素化された構成による第２機構部の回動規制および移動動作のガイドが遂行される。
（態様８）
「前記モータから前記第１機構部への動力伝達経路には、更に減速用のベベルギア機構が配置されている」
　この態様によれば、ベベルギア機構を採用することで、動力伝達経路の向きを適宜に変更して、装置構成のコンパクト化を促進することができる。
（態様９）
「前記長軸方向における前記第２機構部の位置を検出する検出機構が設けられている」
　この態様によれば、第２機構部の位置を検出することで、初期位置への復帰動作を確実ならしめることができる。
（態様１０）
「態様９において、前記検出機構は、磁石と、当該磁石の近接を検知可能なホール素子を有し、当該磁石とホール素子の一方が前記第２機構部に設けられ、他方が締結工具における前記第２機構部以外の構成部材に設けられる。」
　この態様によれば、磁石とホール素子を利用した確実な第２機構部の位置検出が遂行される。

Ｗ　作業材
Ｗ１，Ｗ２　締結作業部材
Ｗ１１、Ｗ２１　貫通孔
１　ファスナ
２　ボルト
３　ヘッド
４　ボルト軸
４１　ボルト軸端部領域
５　溝
６　カラー
７　カラー中空部
１００　締結工具
１０１　モータ駆動制御機構
１１０　アウタハウジング
１１１　モータ収容領域
１１２　減速ギア収容領域
１１３　インナハウジング収容領域
１１４　グリップ部
１１５　トリガ
１１６　電気スイッチアセンブリ
１１７　コントローラ収容領域
１１８　バッテリ装着部
１２０　インナハウジング
１２０Ｈ　孔部
１２１　ボールネジ機構収容領域
１２２　ガイドフランジ取付アーム
１２３　ガイドフランジ
１２４　ガイド穴
１２５　スリーブ
１２６　スリーブボア
１２７　ジョイントスリーブ
１３０　バッテリ
１３１　コントローラ
１３２　操作ダイアル
１３３　駆動電流検出アンプ
１３４　３層インバータ
１３５　モータ
１３６　モータ出力軸
１３７　ベアリング
１３８　冷却ファン
１３９　ホールセンサ
１４０　遊星ギア減速機構
１４１Ａ　第１サン・ギア
１４２Ａ　第１遊星ギア
１４３Ａ　第１インターナルギア
１４１Ｂ　第２サン・ギア
１４２Ｂ　第２遊星ギア
１４３Ｂ　第２インターナルギア
１４４　キャリア
１５０　ベベルギア減速機構
１５１　駆動側中間軸
１５２　ベアリング
１５３　駆動側ベベルギア
１５４　被動側中間軸
１５５　ベアリング
１５６　被動側ベベルギア
１５７　ボールナット駆動ギア
１６０　ボールネジ機構
１６１　ボールナット
１６１Ｆ　前方側端部
１６１Ｒ　後方側端部
１６２　被動ギア
１６３　ボア
１６４　溝部
１６５　スラストワッシャ
１６６　スラストボールベアリング
１６７　スラストニードルベアリング
１６８　ラジアルニードルベアリング
１６９　ボールネジシャフト
１６９Ｌ　回転軸
１７１　螺合部
１７２　ローラシャフト
１７３　ローラ
１７４　エンドキャップ
１７５　アーム取付ネジ
１７６　アーム
１７７　磁石
１７８　初期位置センサ
１７９　最後端位置センサ
１８０　ボルト把持機構
１８１　アンビル
１８１Ｔ　テーパー部
１８２　スリーブ係止リブ
１８３　アンビルボア
１８５　ボルト把持爪
１８６　ボルト把持爪基部
１８７Ａ　第１連結部
１８７Ｂ　第２連結部
１８７Ｃ　係止フランジ
１８８　係止部
１８８Ａ　係止端部
１８９　第３連結部
１９０　スペース

Claims

溝が形成された軸部にヘッド部が一体形成されたボルトと、当該ボルトに係合可能な中空筒状のカラーを備えたファスナを介して、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ボルト把持部と、
前記カラーに係合可能なアンビルと、
前記ボルト把持部を駆動して、前記アンビルに対し所定の長軸方向に相対移動させるボルト把持部駆動機構と、
前記ボルト把持部駆動機構を駆動するモータと、
少なくとも前記ボルト把持部駆動機構の一部または全部を収容するハウジングとを有し、
　前記軸部の端部領域を把持した状態の前記ボルト把持部が、前記ボルト把持部駆動機構を介して、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、前記長軸方向のうちの前記第１方向とは反対の第２方向、および前記カラーの径方向内側へと押圧し、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、前記カラーの中空部を前記溝に圧着し、前記端部領域が前記軸部と一体となった状態を維持して前記ファスナの加締めを完了可能に構成され、
　さらに前記軸部の端部領域を把持した状態の前記ボルト把持部が、前記ボルト把持部駆動機構を介して、前記アンビルに対して、前記第２方向へと相対移動することにより、前記ボルトに加締められた状態の前記カラーを前記アンビルから離脱させるとともに、前記軸部の端部領域を前記ボルト把持部から離脱可能に構成されており、
　前記ボルト把持部駆動機構は、前記ハウジングに対し前記長軸方向への移動が規制された状態で支持されるとともに、前記モータによって回転駆動される第１機構部と、前記長軸方向への移動が可能かつ前記長軸周りの回動が規制された状態で、前記ボルト把持部に連接された第２機構部と、を有し、
　前記第１機構部の回転駆動により、前記第２機構部が前記長軸方向に駆動され、これによって前記ボルト把持部が、前記アンビルに対して前記長軸方向に移動されるよう構成され、
　さらに、前記第１機構部の前記第１方向側および第２方向側には、前記第１機構部の回動を許容しつつ、前記ボルト把持部から前記第２機構部を介して前記第１機構部へと伝達される前記長軸方向の軸力を受けるスラスト転がりベアリングがそれぞれ設けられていることを特徴とする締結工具。
　請求項１に記載の締結工具であって、
　前記第１方向側のスラスト転がりベアリングは、ニードルベアリングで構成されていることを特徴とする締結工具。
　請求項１または２に記載の締結工具であって、
　前記第１方向側のスラスト転がりベアリングは、前記第１機構部の後端部に当接することを特徴とする締結工具。
　請求項１～３のいずれか１項に記載の締結工具であって、
　前記ボルト把持部駆動機構は、前記第１機構部としてのボールナット、および前記第２機構部としてのボールネジシャフトを有するボールネジ機構で構成され、前記ボールナットには、当該ボールナットを前記モータによって回転駆動するボールナット駆動ギアが形成されており、
前記ボールナット駆動ギアの外周部は、前記ハウジングの上部において当該ハウジングの外郭内に位置するよう構成されていることを特徴とする締結工具。
　請求項１～４のいずれか１項に記載の締結工具であって、
　前記モータから前記第１機構部への動力伝達経路には減速用の遊星ギア機構が配置されていることを特徴とする締結工具。
　請求項１～５のいずれか１項に記載の締結工具であって、
　前記第１方向側および第２方向側のスラスト転がりベアリングの少なくとも一方は、前記第１機構部の外径寸法よりも大径となるように構成されていることを特徴とする締結工具。
　請求項１～６のいずれか１項に記載の締結工具であって、
　前記第１方向側および第２方向側のスラスト転がりベアリングと前記ハウジングの間にはスラストワッシャが介在配置されていることを特徴とする締結工具。
　請求項１～７のいずれか１項に記載の締結工具であって、
　前記第２機構部の前記長軸周りの回動を規制する規制部材を更に有し、
　当該規制部材は、前記第２機構部の前記長軸方向への移動動作のガイドを兼務することを特徴とする締結工具。
　請求項８に記載の締結工具であって、
　前記規制部材は、前記ハウジングに連接されるとともに前記長軸方向に延在するガイド部材と、前記第２機構部に連接されるとともに、前記ガイド部材に当接した状態で前記長軸方向にガイドされる被ガイド部材とを有することを特徴とする締結工具。
　請求項９に記載の締結工具であって、
　前記ガイド部材は前記長軸方向に延在する長穴で構成され、前記被ガイド部材は前記長穴に嵌合当接するローラで構成されていることを特徴とする締結工具。