JP6863813B2 - アタッチメントおよび締付工具 - Google Patents

Description

本発明は、締付工具に着脱可能なアタッチメント、およびアタッチメントを備えた締付工具に関する。

呼び径の大きなボルトやナットの締め付けのために、高トルクを出力可能で反力受けを備えた専用の締付工具が知られている。しかしながら、一般的に、専用の締付工具は重量が大きく、高価であることから、専用の締付工具ほど出力トルクが高くない締付工具に着脱可能な増力装置付きのアタッチメントが提案されている。例えば、特許文献１には、電動ドライバに着脱可能に構成され、遊星歯車増力装置と反力受けを備えた締付補助パワーユニットが開示されている。

登録実用新案第３１２９０７０号公報

特許文献１に開示された締付補助パワーユニットは、電動ドライバの出力軸に対して同軸状に取り付けられることから、電動ドライバと締付補助パワーユニット全体でみると、出力軸の延在方向に大型化してしまう。このため、狭い場所での作業時など、使用される環境によっては作業性が低下する場合がある。

本発明は、かかる状況に鑑み、締付工具に着脱可能なアタッチメントに関し、アタッチメントが装着されたときの締付工具の作業性の向上に資す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、モータの動力によって回転駆動される最終出力シャフトを備えた締付工具に着脱可能なアタッチメントが提供される。このアタッチメントは、遊星減速機と、反力受け部材と、ユニバーサルジョイントとを備えている。

遊星減速機は、互いに逆方向に回転可能に同軸状に配置された第１出力シャフトと第２出力シャフトとを有する。反力受け部材は、外部の当接対象物に当接可能なアーム部を有する。また、反力受け部材は、第１出力シャフトと一体的に回転するように第１出力シャフトに連結されている。ユニバーサルジョイントは、トルク伝達可能に構成されている。また、ユニバーサルジョイントは、トルクが入力される入力側端部が締付工具の最終出力シャフトに連結可能に構成されるとともに、トルクが出力される出力側端部が遊星減速機に連結されている。第２出力シャフトは、ボルトまたはナットに係合可能なソケットを、第２出力シャフトと一体的に回転するように連結可能に構成されている。反力受け部材は、ソケットの回転時の反力によって、第１出力シャフトと一体的に第２出力シャフトとは逆方向に回転するように構成されている。ユニバーサルジョイントは、入力側端部を介して伝達された最終出力シャフトのトルクを、出力側端部を介して遊星減速機に伝達するように構成されている。

本態様のアタッチメントが締付工具に装着されると、ユニバーサルジョイントを介して締付工具の最終出力シャフトのトルクが遊星減速機に伝達され、更に、遊星減速機によって増幅される。よって、反力受け付の専用の締付工具に比べて軽量で安価な締付工具を利用して、呼び径の大きなボルトやナットの締め付けを行うことが可能となる。更に、締付工具と遊星減速機は、ユニバーサルジョイントを介して連結される。ユニバーサルジョイントは、２つの回転体の間でトルクを伝達可能であって、２つの回転体の回転軸の相対的な位置や角度が変化しても、トルク伝達に影響を生じない軸継手である。よって、使用者は、ボルトやナットの締め付け作業を行う環境に応じて、締付工具の最終出力シャフトの回転軸と、遊星減速機の回転軸の相対的な位置や角度を、自由に変更することができる。これにより、アタッチメントが装着されたときの締付工具の作業性を向上することができる。

なお、締付工具の典型例は、回転駆動される最終出力シャフトに取り付けられた先端工具やソケットを介して、ネジ、ボルト、ナット等を締め付けるための電動工具である。このような締付工具の典型例として、スクリュードライバ、ドライバドリル等が挙げられる。また、締付工具は、所定の駆動軸周りの回転操作による締め付けで先端工具を装着可能なチャックを備え、最終出力シャフトを駆動軸周りに回転駆動することで、先端工具を回転駆動するように構成された回転工具（例えば、電動ドリル）を含みうるものである。

遊星減速機は、典型的には、太陽ギア、遊星ギアおよびインターナルギアを含む遊星ギア機構を主体として構成される。遊星減速機は、遊星ギア機構を１つのみ備えていてもよいし、２つ以上備えていてもよい。本態様の遊星減速機は、２つの出力シャフト（第１出力シャフトと第２出力シャフト）を有するように構成される。典型的には、遊星ギアのインターナルギアおよびキャリアを、夫々、第１出力シャフトおよび第２出力シャフトとすることができる。なお、第１出力シャフトと第２出力シャフトが「互いに逆方向に回転可能」とは、第１出力シャフトと第２出力シャフトのうち、何れか一方の出力シャフトに作用するトルクの反力（反動）として、このトルクと大きさが等しいトルク（反作用トルク（reaction torque））が他方の出力シャフトに逆方向に作用して、他方の出力シャフトが逆方向に回転することを意味する。

反力受け部材は、第１出力シャフトに対して直接連結されてもよいし、間接的に（言い換えると、第２出力シャフト一体的に回転する別の介在部材を介して）連結されていてもよい。同様に、第２出力シャフトには、ソケットが直接連結可能であってもよいし、間接的に（言い換えると、第２出力シャフトと一体的に回転する別の介在部材を介して）連結可能であってもよい。また、反力受け部材のアーム部が当接する外部の当接対象物として、一般的には、近傍に配置されたボルトまたはナットや、その他の部材が使用される。このため、締付対象のボルトまたはナットと当接対象物との配置関係に応じて、アーム部の形状やサイズが異なる複数種類の反力受け部材を交換できるように、反力受け部材は、第１出力シャフトに対して着脱可能に構成されていることが好ましい。なお、反力受け部材は、典型的には、第１出力シャフトに直接または間接的に連結されるベース部（典型的には、筒状部分）と、アーム部とを備え、アーム部は、第１出力シャフトの回転軸に交差する方向（典型的には径方向）に延在する部分を含む。アーム部は、全体としては、例えば、直線状に形成されていてもよいし、Ｌ字状等、屈曲部を含む構成とされてもよい。

ユニバーサルジョイントは、２つの回転体の間でトルクを伝達可能であれば、その種類は特に限定されないが、例えば、ボール式や十字軸式のユニバーサルジョイントを採用することができる。ユニバーサルジョイントの入力側端部は、締付工具の最終出力シャフトと一体的に回転可能な状態で締付工具の最終出力シャフトに連結可能であればよく、その形状や取付け態様は特に限定されない。また、入力側端部は、締付工具の最終出力シャフトに直接連結可能であってもよいし、間接的に（言い換えると、最終出力シャフトと一体的に回転する別の介在部材を介して）連結可能であってもよい。

本発明の一態様によれば、遊星減速機は、太陽ギア、遊星ギアおよびインターナルギアを含む遊星ギア機構を少なくとも１つ備えてもよい。そして、第１出力シャフトは、少なくとも１つの遊星ギア機構のうち最終段の遊星ギア機構のインターナルギアであって、第２出力シャフトは、最終段の遊星ギア機構のキャリアであってもよい。本態様によれば、コンパクトで合理的なアタッチメントの構成を実現することができる。なお、ここでいう「最終段の遊星ギア機構」とは、遊星減速機が遊星ギア機構を１つだけ備える場合には、その遊星ギア機構を指し、遊星減速機が遊星ギア機構を複数備える場合には、トルク伝達方向において最下流側に位置する遊星ギア機構を指すものである。

本発明の一態様によれば、遊星減速機の減速比は、１０以上であってもよい。言い換えると、遊星減速機は、回転速度を１／１０以下に減速して動力を伝達するように構成されていてもよい。本態様によれば、締付工具の最終出力シャフトからユニバーサルジョイントを介して伝達されたトルクを１０倍以上に増大させることができる。これにより、出力トルクが比較的低い締付工具を利用して、高トルクが必要なボルトやナットの締め付けを行うことが可能となる。

本発明の一態様によれば、反力受け部材は、第１出力シャフトの回転軸周りの周方向に形成された複数の凸部を有し、第１出力シャフトは、周方向に形成された複数の凹部を有してもよい。反力受け部材と第１出力シャフトは、複数の凸部と複数の凹部との係合によって互いに連結されていてもよい。そして、複数の凸部のうちアーム部の基端部領域に対応して形成された凸部と、対応する凹部は、夫々、他の凸部および他の凹部よりも周方向の幅が広く形成されていてもよい。本態様によれば、当接対象物でソケットの回転時の反力を受けるときに強い力が加わるアーム部の基端部領域の強度を確保することができる。

本発明の一態様によれば、モータと、モータの動力によって回転駆動される最終出力シャフトと、最終出力シャフトと一体的に回転するように、最終出力シャフトに取り外し可能に連結されたアタッチメントとを備えた締付工具が提供される。アタッチメントとして、上述の態様の何れか１つに記載のアタッチメントで採用されうる。本態様の締付工具によれば、アタッチメントが取り付けられることで、上述の各態様と同様の効果を得ることができる。

ドライバドリルに取り付けられたアタッチメントの斜視図である。 ドライバドリルに取り付けられたアタッチメントの側面図である。 ドライバドリルに取り付けられたアタッチメントの縦断面図である。 アタッチメントの断面図である。 図４のＶ−Ｖ線における断面図である。 図４に対応するユニバーサルジョイントの断面図である。 図５に対応するユニバーサルジョイントの断面図である。 本体ユニットを示す図４の部分拡大図である。 本体ユニットを示す図５の部分拡大図である。 図４のＸ−Ｘ線における断面図である。 図４のＸＩ−ＸＩ線における断面図である。

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、締付工具に取り付けられてボルトまたはナットを締め付けるように構成された、反力受け部材４付のアタッチメント１を例示する。また、アタッチメント１を着脱可能な締付工具として、ネジ締め作業や穴あけ作業が可能な電動式のドライバドリル５を例示する。なお、ドライバドリル５の構成は周知であるため、ドライバドリル５については簡単に説明する。

まず、ドライバドリル５の外観構成について説明する。図１および図２に示すように、ドライバドリル５の外郭は、主に、本体ハウジング５１と、ハンドル５７によって形成されている。本体ハウジング５１は、所定の駆動軸Ａ１に沿って延在する。駆動軸Ａ１の延在方向における本体ハウジング５１の一端部からは、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）を着脱可能に構成されたチャック５８が、駆動軸Ａ１に沿って突出している。ハンドル５７は、使用者による把持が可能に構成されており、本体ハウジング５１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５７の基端部には、使用者による押圧操作が可能なトリガ５７１が設けられている。また、ハンドル５７の突出側の端部には、バッテリ装着部５７５を介して、充電式のバッテリ９が取り外し可能に装着されている。

なお、以下ではドライバドリル５の方向に関して、説明の便宜上、駆動軸Ａ１の延在方向をドライバドリル５の前後方向と規定し、チャック５８が配置されている側を前側、反対側を後側と規定する。また、駆動軸Ａ１に直交し、ハンドル５７の延在方向に対応する方向を上下方向と規定し、本体ハウジング５１が配置される側を上側、バッテリ９が装着される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。

本体ハウジング５１の上面には、変速レバー５１１が設けられている。変速レバー５１１は、前後方向に移動可能に配置されており、使用者は、変速レバー５１１の位置を切り替えることで、後述する遊星減速機５３（図３参照）の減速比（つまり、スピンドル５５の回転数および出力トルク）を切り替えることができる。また、本体ハウジング５１の下端部には、正逆切替レバー５１３が設けられている。正逆切替レバー５１３は、左右方向に移動可能に配置されており、使用者は、正逆切替レバー５１３の位置を切り替えることで、モータ５２の出力シャフト５２１（図３参照）の回転方向を正転方向（ネジを締め付ける方向）と逆転方向（ネジを緩める方向）との間で切り替えることができる。

更に、本体ハウジング５１の前端部には、トルク調整リング５１５と、モード切替リング５１７とが設けられている。トルク調整リング５１５は、駆動軸Ａ１周りに回転可能に配置されている。使用者は、トルク調整リング５１５を回転させることで、後述するクラッチ機構５４によってトルク伝達を遮断するトルクの閾値を調整することができる。モード切替リング５１７は、駆動軸Ａ１周りに回転可能に配置されている。使用者は、モード切替リング５１７を回転させることで、ドライバドリル５の動作モードを切り替えることができる。なお、ドライバドリル５の動作モードとして、クラッチ機構５４が作動するネジ締めモードと、クラッチ機構５４が作動しないドリルモードの２種類が用意されている。

以下、ドライバドリル５の内部構造について説明する。

図３に示すように、本体ハウジング５１には、モータ５２と、遊星減速機５３と、クラッチ機構５４と、スピンドル５５とが収容されている。

本実施形態では、モータ５２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５２は、ロータ（図示略）と共に回転する出力シャフト５２１の回転軸が駆動軸Ａ１上を延在するように、本体ハウジング５１の後端部内に配置されている。遊星減速機５３は、３段の遊星ギア機構を含む減速機構として構成され、モータ５２の前側に配置されている。遊星減速機５３は、モータ５２の出力シャフト５２１から入力されたトルクを増大させ、ドライバドリル５の最終出力シャフトとしてのスピンドル５５に出力する。これにより、スピンドル５５は、駆動軸Ａ１周りに回転駆動される。チャック５８は、スピンドル５５と一体的に回転するように、ボルト５８１によってスピンドル５５に同軸状に連結されている。クラッチ機構５４は、遊星減速機５３の前側に配置されており、動作モードとしてネジ締めモードが選択されている場合、遊星減速機５３から出力されるトルクが設定された閾値に達すると、スピンドル５５へのトルク伝達を遮断するように構成されている。

ハンドル５７の内部において、トリガ５７１の後側には、スイッチ５７３が収容されている。スイッチ５７３は、トリガ５７１の押圧操作に応じてオンとされてオン信号を出力し、トリガ５７１の押圧が解除されるとオフとされてオフ信号を出力する。上述のようにハンドル５７の下端部には、バッテリ装着部５７５が設けられている。また、ハンドル５７の下端部内（バッテリ装着部５７５の上側）には、モータ５２の駆動制御等、ドライバドリル５の制御を司るコントローラ５７７が収容されている。

使用者は、ネジ締め作業や穴あけ作業を行う場合、所望の作業に応じた先端工具をチャック５８に装着する。なお、チャック５８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５８を緩めると）爪が開き、反対方向に回転されると（チャック５８を締め付けると）爪が閉まるように構成されている。使用者は、チャック５８を緩め、チャック５８の工具挿入孔５８３に先端工具の基端部を差し込んで、チャック５８を締め付けることで、先端工具を装着することができる。使用者によってトリガ５７１が押圧操作されると、モータ５２が駆動され、チャック５８に装着された先端工具がスピンドル５５と一体的に駆動軸Ａ１周りに回転駆動されることで、作業が遂行される。

なお、ネジ締めモードが選択されている場合には、遊星減速機５３から出力されるトルクが閾値に達するとクラッチ機構５４が作動してスピンドル５５へのトルク伝達が遮断され、ネジ締め作業が完了する。使用者がトリガ５７１の押圧操作を解除すると、モータ５２の駆動が停止される。また、ドリルモードが選択されている場合には、クラッチ機構５４は作動せず、使用者がトリガ５７１の押圧操作を解除することで、モータ５２が停止し、スピンドル５５の回転も停止して、穴あけ作業が完了する。

以下、ドライバドリル５に装着されて、ボルトまたはナットを締め付け可能なアタッチメント１について説明する。上述のように、ドライバドリル５はネジ締め作業や穴あけ作業を遂行可能な締付工具であって、概ね１００Ｎ・ｍ以上の高トルクが必要とされる、呼び径の大きなボルトやナット（典型的には、呼び径が１０ｍｍ以上のボルトやナット）の締め付けには、基本的には対応していない。アタッチメント１は、ドライバドリル５を用いて、呼び径の大きなボルトやナットの締め付けを可能とするものである。

図１、図４、図５に示すように、アタッチメント１は、ユニバーサルジョイント２と、本体ユニット３とを備えている。これらの詳細構成について、順に説明する。

まず、ユニバーサルジョイント２について説明する。ユニバーサルジョイント２は、２つの回転体の間でトルクを伝達可能であって、２つの回転体の回転軸間の相対的な位置や角度が変化してもトルク伝達に影響を生じない軸継手である。図６および図７に示すように、本実施形態のユニバーサルジョイント２は、第１部材２１と、第２部材２２と、ピン２５とを備えている。

第１部材２１は、ドライバドリル５のスピンドル５５のトルクが伝達される（入力される）入力側部材として構成されている。第１部材２１は、全体としては長尺のシャフト状に形成されており、直線状に延在するシャフト部２１１と、シャフト部２１１の一端に接続する連結部２１３と、シャフト部２１１の他端に接続する球状部２１５とを含む。

連結部２１３は、ドライバドリル５のチャック５８に着脱可能に構成された部分である。本実施形態では、シャフト部２１１が丸棒状に形成されているのに対し、連結部２１３は、工具挿入孔５８３に挿入可能な六角柱状に形成されている（図１参照）。連結部２１３は、ユニバーサルジョイント２において、チャック５８を介してスピンドル５５のトルクが入力される入力側端部である。連結部２１３は、ユニバーサルジョイント２のトルク伝達方向において最上流側に位置する端部であるということもできる。球状部２１５は、シャフト部２１１の径よりも大径の球状に形成されている。また、球状部２１５は、シャフト部２１１の軸線Ａ２に直交する方向に延在する貫通孔２１６を有する。貫通孔２１６は、中央部の径がピン２５の径と概ね等しく、且つ、中央部から両側の開口端に向けて拡径するように形成されている。つまり、貫通孔２１６を規定する球状部２１５の内壁面は、中央部から両側の開口端に向けて、概ね円錐状のテーパ面として形成されている。

第２部材２２は、後述の遊星減速機３０にトルクを出力する出力側部材として構成されている。第２部材２２は、全体としては、第１部材２１の球状部２１５よりも大径の円柱状部材として形成されている。第２部材２２には、その軸線Ａ３方向における一端面から中心に向けて凹んだ凹部２２１が形成されている。球状部２１５は、凹部２２１に収容され、貫通孔２１６に挿通された円柱状のピン２５を介して第２部材２２に支持されている。上述のように、球状部２１５の貫通孔２１６は、中央部から両側の開口端に向けて拡径するように形成されている。このため、図４に点線で示すように、球状部２１５は、貫通孔２１６を規定するテーパ面がピン２５の外周面に当接する位置まで、ピン２５の軸線Ａ４に対して角度変更が可能とされている。なお、本実施形態では、軸線Ａ４に対して片側２０度程度（両側４０度程度）の角度変更が可能である。また、図５に点線で示すように、球状部２１５は、所定の角度範囲内で、凹部２２１内においてピン２５の軸線Ａ４周りに回動可能である。なお、本実施形態では、軸線Ａ４周りに６０度程度の角度変更が可能である。

上述の構成により、使用者は、第２部材２２の軸線Ａ３に対するシャフト部２１１の軸線Ａ２の相対的な位置と角度、つまり、第２部材２２に対する第１部材２１の相対的な位置と角度を自由に変更することができる。

更に、図６および図７に示すように、第２部材２２には、軸線Ａ３に沿って凹部２２１から他端部に貫通する貫通孔２２３が形成されている。貫通孔２２３には、後述する遊星減速機３０の入力シャフトとなるシャフト部２２５が圧入されている。つまり、シャフト部２２５は、ユニバーサルジョイント２において、遊星減速機３０に対してトルクを出力する出力側端部である。シャフト部２２５は、ユニバーサルジョイント２のトルク伝達方向において最下流側に位置する端部であるということもできる。

以下、本体ユニット３について説明する。図４および図５に示すように、本実施形態では、本体ユニット３は、遊星減速機３０と、スピンドル３７と、ソケット４０と、反力受け部材４とを含む。遊星減速機３０、スピンドル３７、ソケット４０、および反力受け部材４は、本体ユニット３の軸線Ａ５に関し、同軸状に配置されている。

まず、遊星減速機３０について説明する。遊星減速機３０は、複数の遊星ギア機構を含み、ユニバーサルジョイント２を介して伝達されたトルクを増大させて出力する減速機構（増力機構）である。なお、本実施形態では、遊星減速機３０の減速比は、２０に設定されている。つまり、遊星減速機３０は、入力されたトルクを２０倍に増大させることが可能である。図８および図９に示すように、本実施形態では、遊星減速機３０は、２組の遊星ギア機構を備えている。２組の遊星ギア機構は、トルク伝達方向において上流側に配置される第１遊星ギア機構３１と、第１遊星ギア機構３１に対して下流側に配置される第２遊星ギア機構３２とからなる。第１遊星ギア機構３１は、太陽ギア３１１と、キャリア３１３と、４つの遊星ギア３１７と、インターナルギア３５とを含む。第２遊星ギア機構３２は、太陽ギア３２１と、キャリア３２３と、４つの遊星ギア３２７と、インターナルギア３５とを含む。

なお、本実施形態では、インターナルギア３５は、第１遊星ギア機構３１と第２遊星ギア機構３２に共通の部材である。また、本実施形態では、インターナルギア３５は、本体ユニット３の外郭を形成するハウジングを兼用しており、両端部の内周部にはギア歯は形成されていない。上述のユニバーサルジョイント２の第２部材２２は、その軸線Ａ３と本体ユニット３の軸線Ａ５とが一致するように、インターナルギア３５の一端部（ギア歯が形成されていない部分）内に配置されている。より詳細には、第２部材２２は、シャフト部２２５側の端部がインターナルギア３５の一端部内に配置され、ボールベアリング２７によって、軸線Ａ５周りに回転可能に支持されている。

なお、以下では、本体ユニット３の方向に関しては、便宜上、軸線Ａ５方向において、第２部材２２が配置されているインターナルギア３５の一端部側を入力側、他端部側を出力側というものとする。

第１遊星ギア機構３１の太陽ギア３１１は、第２部材２２から出力側に突出するシャフト部２２５の先端部に固定されている。キャリア３１３は、軸線Ａ５周りに回転可能に配置され、太陽ギア３１１およびインターナルギア３５に噛合する４つの遊星ギア３１７が太陽ギア３１１の周りを公転することで回転される。キャリア３１３は、軸線Ａ５に沿って出力側に突出するシャフト部３１４を有する。第２遊星ギア機構３２の太陽ギア３２１は、第１遊星ギア機構３１のシャフト部３１４に固定されている。キャリア３２３は、軸線Ａ５周りに回転可能に配置され、太陽ギア３２１およびインターナルギア３５に噛合する４つの遊星ギア３２７が太陽ギア３２１の周りを公転することで回転される。

また、図８および図１０に示すように、第２遊星ギア機構３２のキャリア３２３は、２つの係合突起３２４を有する。２つの係合突起３２４は、４つの遊星ギア３２７のうち、対向配置された２つに対応する位置に設けられている。２つの係合突起３２４は、軸線Ａ５を挟んで互いに離間して対向し、夫々、キャリア３２３の出力側の端面から出力側に向けて突出している。２つの係合突起３２４は、軸線Ａ５に関して対称状に形成されている。各係合突起３２４は、出力側からみて、扇形に形成されている。つまり、扇形の半径に対応する係合突起３２４の２つの側面３２５は、キャリア３２３の径方向外側に向けて互いに離間する方向に傾斜するテーパ面として形成されている。側面３２５がなす角（扇形の中心角）は、概ね１２０度である。なお、側面３２５は、後述のスピンドル３７の係合部３７４の側面３７５に当接してトルクを伝達するトルク伝達面として構成されている。

図８および図９に示すように、インターナルギア３５の出力側の端部（ギア歯が形成されていない部分）内には、保持スリーブ３８が固定されている。保持スリーブ３８は、大径部３８１と小径部３８３とを含む段付きの円筒部材である。大径部３８１の外径はインターナルギア３５の内径と概ね等しく、小径部３８３の外径は、大径部３８１よりも小さい。保持スリーブ３８は、大径部３８１が入力側、小径部３８３が出力側に配置され、大径部３８１がインターナルギア３５の出力側の端部内に嵌合され、固定されている。更に、保持スリーブ３８のうち、大径部３８１側（入力側）の端部内には、メタルベアリング３９が配置されている。また、小径部３８３の外周部には、全周に亘る環状の溝３８４が形成されている。

また、図１および図１１に示すように、インターナルギア３５の出力側の端部には、軸線Ａ５周りの周方向に関し、複数の嵌合凹部３５１が設けられている。各嵌合凹部３５１は、インターナルギア３５の出力側の端部から入力側に向けて矩形状に凹む凹部である。本実施形態では、嵌合凹部３５１は３つ設けられており、そのうち１つは、他の２つに比べて周方向の幅が大きく形成されている。嵌合凹部３５１は、後述する反力受け部材４の嵌合凸部４１１が嵌合される部分である。

スピンドル３７は、後述のソケット４０を着脱可能に構成され、軸線Ａ５周りにキャリア３２３と一体的に回転可能に、ハウジングとしてのインターナルギア３５に保持されている。図８および図９に示すように、本実施形態では、スピンドル３７は、円柱部３７１と、フランジ部３７３と、係合部３７４と、ソケット装着部３７７とを含む。

円柱部３７１は、軸線Ａ５方向においてスピンドル３７の入力側の概ね半分を占める部分である。スピンドル３７は、円柱部３７１が保持スリーブ３８に挿通され、一部がメタルベアリング３９に保持されることで、軸線Ａ５周りに回転可能とされている。なお、円柱部３７１のうち、メタルベアリング３９に保持されている部分よりも出力側の部分には、円柱部３７１の全周に亘る環状の溝が形成されており、この溝にＯリング３７２が装着されている。Ｏリング３７２は、スピンドル３７と保持スリーブ３８の間からグリスが漏出するのを防止するシール部材として設けられている。フランジ部３７３は、円柱部３７１の入力側の端部から径方向外側に突出する部分であって、保持スリーブ３８（メタルベアリング３９）の入力側の端面とキャリア３２３の係合突起３２４の出力側の端面との間に配置されている。

係合部３７４は、軸線Ａ５方向においてフランジ部３７３から入力側に突出する角柱状の部分である。係合部３７４は、上述のキャリア３２３の係合突起３２４と係合し、係合突起３２４との間でトルク伝達可能に構成されている。詳細には、係合部３７４は、図１０に示すように、軸線Ａ５に直交する断面が、キャリア３２３の直径と概ね等しい長さの長辺と、キャリア３２３の２つの係合突起３２４の離間距離よりも短い短辺とを有する矩形状に構成されている。なお、係合部３７４の矩形状断面の長辺に対応する２つの側面３７５は、係合突起３２４の側面３２５に当接してトルクを伝達するトルク伝達面として構成されている。

係合部３７４は、キャリア３２３の２つの係合突起３２４の間に配置され、係合部３７４の突出端面（軸線Ａ５方向において入力側の端面）がキャリア３２３の出力側の端面に接触した状態で、保持スリーブ３８とキャリア３２３の間に配置されている。スピンドル３７は、図１０に点線で示すように、係合部３７４の側面３７５が係合突起３２４の側面３２５に当接する位置まで、キャリア３２３に対して軸線Ａ５周りに回動可能である。本実施形態では、上述のように、係合突起３２４の２つの側面３２５のなす角は概ね１２０度であることから、スピンドル３７は概ね６０度の角度範囲内でキャリア３２３に対する回動が可能である。

ソケット装着部３７７は、軸線Ａ５方向において円柱部３７１から出力側に突出する部分である。図８および図９に示すように、ソケット装着部３７７は、軸線Ａ５に沿ってインターナルギア３５の出力側の端部から外部へ突出している。ソケット装着部３７７は、ソケット４０を着脱可能に構成されている。

ソケット装着部３７７およびソケット４０の構成自体は周知であるため、これらについては簡単に説明する。角柱状に形成されたソケット装着部３７７には、軸線Ａ５に直交する方向に延在し、抜け止め用のピン（図示略）が挿通される貫通孔３７６が設けられている。一方、ソケット４０は、全体としては筒状に形成されており、その基端部の内周部は、ソケット装着部３７７に嵌合可能に構成されている。ソケット４０の基端部がソケット装着部３７７の外側に嵌合され、ソケット４０に設けられた貫通孔（図示略）と貫通孔３７６にピン（図示略）が挿通され、ピンがソケット４０の外周側からＯリング（図示略）によって抜け止めされることで、ソケット４０がスピンドル３７に装着される。また、ソケット４０の先端部の内周部は、ナット（図示略）に係合可能に（典型的には断面六角形状に）構成されている。

アタッチメント１に着脱可能なソケット４０は、サイズ（径）の異なるボルトやナットに対応できるように、複数種類が用意されている。使用者は、実際に使用するナットのサイズに応じて適切なソケット４０をスピンドル３７に装着することができる。

上述のように構成された遊星減速機３０において、ユニバーサルジョイント２を介して伝達されたトルクは、第１遊星ギア機構３１、第２遊星ギア機構３２の順に伝達される。具体的には、ユニバーサルジョイント２のシャフト部２２５と一体的に第１遊星ギア機構３１の太陽ギア３１１が回転する。遊星ギア３１７は、自転しつつ太陽ギア３１１の周りを公転することで、キャリア３１３（シャフト部３１４）を、軸線Ａ５周りにシャフト部２２５と同じ方向に回転させる。第２遊星ギア機構３２でも同様の伝達が行われ、キャリア３２３がシャフト部２２５と同じ方向に回転する。また、キャリア３２３が回転すると、図１０に点線で示すように、キャリア３２３の出力側の端部に設けられた２つの係合突起３２４の側面３７５が、スピンドル３７の係合部３７４の両側面３７５に当接し、キャリア３２３のトルクをスピンドル３７に伝達する。これにより、スピンドル３７およびソケット４０は、キャリア３２３と一体的に回転する。

一方で、第１遊星ギア機構３１および第２遊星ギア機構３２において、キャリア３１３、３２３の回転時の反力は、遊星ギア３１７、３２７を介して、インターナルギア３５をキャリア３１３、３２３とは逆方向に回転させるように作用する。

以上に説明したように、遊星減速機３０では、インターナルギア３５と、キャリア３２３とは、互いに逆方向に回転可能な２つの最終出力シャフトとして構成されている。このことから、以下では、インターナルギア３５およびキャリア３２３を、夫々、第１出力シャフト３５および第２出力シャフト３２３ともいう。

以下、反力受け部材４について説明する。図８および図９に示すように、反力受け部材４は、第１出力シャフト（インターナルギア）３０に連結されており、スピンドル３７を介して第２出力シャフト(キャリア）３２３に一体的に回転可能に連結されたソケット４０の回転時の反力によって、第２出力シャフト３２３と逆方向に回転するように構成されている。反力受け部材４は、締付対象のボルトまたはナットの近傍にある当接対象物（例えば、隣接して配置されたボルトまたはナット）に当接することで、この反力を当接対象物で受けることを可能とするための部材である。本実施形態では、反力受け部材４は、インターナルギア３５の出力側の端部に着脱可能に構成されたベース部４１と、ベース部４１から突出するアーム部４５とを備えている。

ベース部４１は、短尺の円筒状に形成されており、上述の保持スリーブ３８の小径部３８３の外径と概ね等しい内径を有する。図１および図１１に示すように、ベース部４１は、軸線Ａ５周りの周方向に設けられた複数の嵌合凸部４１１を含む。各嵌合凸部４１１は、インターナルギア３５に形成された嵌合凹部３５１に嵌合可能な矩形状に形成され、径方向外側に突出するように設けられている。本実施形態では、嵌合凸部４１１は３つ設けられており、そのうち１つは、他の２つに比べて周方向の幅が大きく形成されている。幅狭の２つの嵌合凸部４１１には、径方向に延在するネジ穴４１２が形成されている。

ベース部４１は、嵌合凸部４１１がインターナルギア３５の嵌合凹部３５１に夫々嵌合された状態で、インターナルギア３５の内周部と小径部３８３の外周部との間に挿入されている。更に、ベース部４１は、ネジ穴４１２にネジ４１３が螺合され、小径部３８３の外周部の溝３８４にネジ４１３の先端が配置されることで、インターナルギア３５および保持スリーブ３８に対して固定されている。これにより、反力受け部材４は、インターナルギア３５と一体的に回転可能とされている。

図１および図８に示すように、本実施形態では、アーム部４５は、全体としては概ねＬ字状に形成されており、延在部４５１と当接部４５２とを含む。延在部４５１は、ベース部４１に接続し、軸線Ａ５方向においてインターナルギア３５から離れる方向に延在する部分である。なお、延在部４５１のうち、アーム部４５の根元部分、つまり基端部領域４５０が、ベース部４１の３つの嵌合凸部４１１のうち、幅広の１つの嵌合凸部４１１の径方向外側に接合されている。当接部４５２は、延在部４５１の先端から屈曲して径方向外側に突出している。軸線Ａ５方向における当接部４５２の位置は、スピンドル３７にソケット４０が装着された場合にソケット４０の先端と概ね同じ位置に設定されている。

なお、締結対象のボルトまたはナットと当接対象物との様々な配置関係に対応できるように、反力受け部材４は、アーム部４５の長さや形状が異なる複数種類が用意されている。使用者は、締結対象のボルトまたはナットと当接対象物との配置関係に応じて適切な反力受け部材４を、インターナルギア３５に連結することができる。

以下、アタッチメント１が取り付けられたドライバドリル５による作業例として、ナットの締付作業と緩め作業について、簡単に説明する。

ナットの締付作業を行う場合、使用者は、正逆切替レバー５１３を正転方向に対応する位置に切り替える。なお、ドライバドリル５の動作モードは、ネジ締めモードとドリルモードのどちらであってもよいが、ネジ締めモードの場合、使用者は、トルク調整リング５１５を回転させて、適宜、閾値を設定する。なお、閾値は、遊星減速機３０の減速比が２０であることを考慮して設定されればよい。同様に、使用者は、変速レバー５１１の切替位置に応じてスピンドル５５の出力トルクが変わることも考慮して、変速レバー５１１を切り替えればよい。使用者は、チャック５８を緩め、工具挿入孔５８３にアタッチメント１の連結部２１３を差し込み、チャック５８を締め付けることで、連結部２１３を介してアタッチメント１をドライバドリル５に取り付ける。

続いて、使用者は、アタッチメント１に連結されたソケット４０をナットに係合させる。このとき、作業環境によっては、図３に示すように、ドライバドリル５の駆動軸Ａ１、アタッチメント１のシャフト部２１１の軸線Ａ２、および本体ユニット３の軸線Ａ５が一直線上に配置可能なスペースを確保できない場合がある。上述のように、ユニバーサルジョイント２のシャフト部２１１は、第２部材２２に対する相対的な位置と角度（つまり、本体ユニット３に対する相対的な位置と角度）を自由に変更可能に構成されている（図４および図５参照）。つまり、使用者は、シャフト部２１１が連結されたドライバドリル５と、本体ユニット３との相対的な配置関係を自由に変更可能である。よって、使用者は、作業環境に応じて、両者の配置関係を適切に調整することができる。

また、断面が多角形状（典型的には六角形状）のソケット４０とナットとを係合させるには、軸線Ａ５周りの周方向に関し、ナットに対するソケット４０の位置を調整する必要が生じる。上述のように、本実施形態では、ソケット４０が連結されたスピンドル３７は、遊星減速機３０のキャリア３２３に対し、軸線Ａ５周りに概ね６０度の角度範囲内で回動可能に配置されている（図１０参照）。よって、使用者は、ソケット４０をこの角度範囲内で回動させ、容易にナットに係合させることができる。

使用者がトリガ５７１を押圧操作すると、コントローラ５７７は、出力シャフト５２１が正転方向に回転するようにモータ５２を駆動する。これにより、遊星減速機５３を介してスピンドル５５が駆動軸Ａ１周りに回転駆動される。スピンドル５５（チャック５８）のトルクは、連結部２１３を介してユニバーサルジョイント２に伝達され、更に、シャフト部２２５を介して遊星減速機３０に伝達される。スピンドル３７を介して遊星減速機３０の第２出力シャフト３２３に一体的に回転可能に連結されたソケット４０は、ナットを締め付ける方向に回転される。上述のように、遊星減速機３０の減速比は２０である。よって、ドライバドリル５のスピンドル５５のトルクが５Ｎ・ｍだった場合、第２出力シャフト３２３のトルクは、呼び径がＭ１２のナットを締め付けるのに十分な１００Ｎ・ｍまで増幅される。

ソケット４０が第２出力シャフト３２３と一体的に回転するときには、第１出力シャフト３５には、反力として逆方向のトルクが作用する。このため、第１出力シャフト３５に連結された反力受け部材４は、ある時点で、軸線Ａ５を中心として、ソケット４０とは逆方向に回転し始める。反力受け部材４が回転し、締結対象のナットに隣接して配置された当接対象物（例えば、他のナットやボルト）にアーム部４５（詳細には、当接部４５２）が当接すると、ソケット４０の回転による反力を、反力受け部材４を介して当接対象物が受けることになる。なお、アーム部４５を介して当接対象物で反力を受けるときには、アーム部４５の基端部領域４５０には、軸線Ａ５周りの周方向に強い力が加わる。これに対し、上述のように、基端部領域４５０に対応して形成された嵌合凸部４１１と、これに対応する嵌合凹部３５１は、その周方向の幅が、夫々、他の嵌合凸部４１１および他の嵌合凹部３５１よりも広く形成されることで、その強度が確保されている。これにより、アーム部４５が破損する可能性を低減することができる。

使用者がナットの着座を確認してトリガ５７１の押圧操作を解除するか、または、ネジ締めモードでクラッチ機構５４が作動すると、締付作業が完了する。

ナットの緩め作業を行う場合、使用者は、正逆切替レバー５１３を逆転方向に対応する位置に切り替え、締付作業と同様、アタッチメント１に連結されたソケット４０をナットに係合させる。そして、トリガ５７１を押圧操作することで、出力シャフト５２１が逆転方向に回転するようにモータ５２を駆動させ、適宜、トリガ５７１の押圧操作を解除することで緩め作業を完了させる。

以上に説明したように、本実施形態のアタッチメント１がドライバドリル５に装着されると、ユニバーサルジョイント２を介してドライバドリル５の最終出力シャフトであるスピンドル５５のトルクが遊星減速機３０に伝達され、更に、遊星減速機３０によって増幅される。特に、本実施形態では、遊星減速機３０の減速比は２０であることから、遊星減速機３０は、ユニバーサルジョイント２を介して伝達されたトルクを２０倍に増大させることができる。よって、反力受け付の専用の締付工具に比べて軽量で安価なドライバドリル５を利用して、呼び径の大きなボルトやナットの締め付けを行うことが可能となる。

更に、ドライバドリル５と遊星減速機３０を連結するユニバーサルジョイント２は、シャフト部２１１の軸線Ａ２と遊星減速機３０の軸線Ａ５の相対的な位置や角度が変化しても、トルク伝達に影響を生じない軸継手である。よって、使用者は、ボルトやナットの締め付け作業を行う環境に応じて、本体ユニット３に対するドライバドリル５の相対的な位置や角度を、自由に変更することができる。これにより、アタッチメント１が装着されたときのドライバドリル５の作業性を向上することができる。

また、本実施形態では、反力受け部材４が第２遊星ギア機構３２のインターナルギア３５に連結されている。そして、ソケット４０は、スピンドル３７を介して、第２遊星ギア機構３２のキャリア３２３に、キャリア３２３と一体的に回転可能に着脱される。これにより、コンパクトで合理的なアタッチメント１の構成が実現されている。

本実施形態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。ドライバドリル５、モータ５２、スピンドル５５は、夫々、本発明の「締結工具」、「モータ」、「最終出力シャフト」に対応する構成例である。アタッチメント１は、本発明の「アタッチメント」に対応する構成例である。遊星減速機３０、インターナルギア３５、キャリア３２３は、夫々、本発明の「遊星減速機」、「第１出力シャフト」、「第２出力シャフト」に対応する構成例である。反力受け部材４、アーム部４５は、夫々、本発明の「反力受け部材」、「アーム部」に対応する構成例である。ユニバーサルジョイント２、連結部２１３、シャフト部２２５は、夫々、本発明の「ユニバーサルジョイント」、「入力側端部」、「出力側端部」に対応する構成例である。ソケット４０は、本発明の「ソケット」に対応する構成例である。

第１遊星ギア機構３１および第２遊星ギア機構３２は、各々、本発明の「遊星ギア機構」に対応する構成例である。太陽ギア３１１、３２１は、各々、本発明の「太陽ギア」に対応する構成例である。遊星ギア３１７、３２７は、各々、本発明の「遊星ギア」に対応する構成例である。インターナルギア３５は、本発明の「インターナルギア」に対応する構成例である。３つの嵌合凸部４１１は、本発明の「複数の凸部」に対応する構成例である。３つの嵌合凹部３５１は、本発明の「複数の凹部」に対応する構成例である。

上記実施形態は単なる例示であり、本発明に係るアタッチメントおよび締付工具は、例示されたアタッチメント１およびドライバドリル５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、実施形態に示すアタッチメント１またはドライバドリル５、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。

上記実施形態では、締付工具の一例としてドライバドリル５が挙げられているが、アタッチメント１が着脱可能な締付工具は、ドライバドリル５に限られない。例えば、スクリュードライバであってもよい。また、締付工具は、ネジ類の締め付けを行う締付工具に限られず、駆動軸Ａ１周りの回転操作による締め付けで先端工具を装着可能なチャックを備え、最終出力シャフトを駆動軸Ａ１周りに回転駆動させることで先端工具を回転駆動するように構成された回転工具（例えば、電動ドリル）であってもよい。

ユニバーサルジョイント２は、入力側端部を介して伝達されたトルクを、出力側端部を介して遊星減速機３０に伝達可能であればよく、その構成は上記実施形態の例に限られない。例えば、ボール式のユニバーサルジョイントに代えて、十字軸式のユニバーサルジョイントが採用されてもよい。また、遊星減速機３０に含まれる遊星ギア機構の数は、２つに限られず、１つであっても３つ以上であってもよい。また、各遊星ギア機構の構成も、適宜、変更可能である。遊星減速機３０の減速比は２０に限られないが、出力トルクが比較的低い締付工具を利用して、高トルクが必要なボルトやナットの締め付けを行うことを可能とするためには、減速比は１０以上であると好ましい。

反力受け部材４は、インターナルギア３５に直接連結されるのではなく、インターナルギア３５と一体的に回転可能な別部材に連結されてもよい。また、インターナルギア３５と反力受け部材４とは、必ずしも嵌合凹部３５１と嵌合凸部４１１の係合によって連結される必要はなく、その他の連結構造が採用されてもよい。一方、ソケット４０は、キャリア３２３とは別部材のスピンドル３７ではなく、キャリア３１３のシャフト部３１４のように、キャリア３２３の一部として設けられたシャフト部に連結されてもよい。

１：アタッチメント
２：ユニバーサルジョイント
２１：第１部材
２１１：シャフト部
２１３：連結部
２１５：球状部
２１６：貫通孔
２２：第２部材
２２１：凹部
２２３：貫通孔
２２５：シャフト部
２５：ピン
２７：ボールベアリング
３：本体ユニット
３０：遊星減速機
３１：第１遊星ギア機構
３１１：太陽ギア
３１３：キャリア
３１４：シャフト部
３１７：遊星ギア
３２：第２遊星ギア機構
３２１：太陽ギア
３２３：キャリア
３２４：係合突起
３２５：側面
３２７：遊星ギア
３５：インターナルギア（第１出力シャフト）
３５１：嵌合凹部
３７：スピンドル（第２出力シャフト）
３７１：円柱部
３７２：Ｏリング
３７４：係合部
３７５：側面
３７６：貫通孔
３７７：ソケット装着部
３８：保持スリーブ
３８１：大径部
３８３：小径部
３８４：溝
３９：メタルベアリング
４：反力受け部材
４１：ベース部
４１１：嵌合凸部
４１２：ネジ穴
４１３：ネジ
４５：アーム部
４５０：基端部領域
４５１：延在部
４５２：当接部
４０：ソケット
５：ドライバドリル
５１：本体ハウジング
５１１：変速レバー
５１３：正逆切替レバー
５１５：トルク調整リング
５１７：モード切替リング
５２：モータ
５２１：出力シャフト
５３：遊星減速機
５４：クラッチ機構
５５：スピンドル
５７：ハンドル
５７１：トリガ
５７３：スイッチ
５７５：バッテリ装着部
５７７：コントローラ
５８：チャック
５８１：ボルト
５８３：工具挿入孔
９：バッテリ
Ａ１：駆動軸
Ａ２：軸線
Ａ３：軸線
Ａ４：軸線
Ａ５：軸線

Claims (5)

1. モータの動力によって回転駆動される最終出力シャフトを備えた締付工具に着脱可能なアタッチメントであって、
   互いに逆方向に回転可能に同軸状に配置された第１出力シャフトと第２出力シャフトとを有する遊星減速機と、
   外部の当接対象物に当接可能なアーム部を有し、前記第１出力シャフトと一体的に回転するように前記第１出力シャフトに連結された反力受け部材と、
   トルク伝達が可能なユニバーサルジョイントであって、前記トルクが入力される入力側端部が前記締付工具の前記最終出力シャフトに連結可能に構成されるとともに、前記トルクが出力される出力側端部が前記遊星減速機に連結されたユニバーサルジョイントと、
   ボルトまたはナットに係合可能なソケットを連結可能に構成され、前記第２出力シャフトと同軸状に配置されたスピンドルとを備え、
   前記反力受け部材は、前記ソケットの回転時の反力によって、前記第１出力シャフトと一体的に前記第２出力シャフトとは逆方向に回転するように構成されており、
   前記ユニバーサルジョイントは、前記入力側端部を介して伝達された前記最終出力シャフトのトルクを、前記出力側端部を介して前記遊星減速機に伝達するように構成されており、
   前記第２出力シャフトは、係合突起を備え、
   前記スピンドルは、前記第２出力シャフトの前記係合突起に係合可能な係合部を備え、前記係合部と前記係合突起との係合によって伝達されるトルクによって、前記第２出力シャフトと一体的に回転するように構成され、
   前記第２出力シャフトと前記スピンドルとは、前記係合突起と前記係合部とが係合する位置と、前記係合突起と前記係合部とが離間する位置との間で、前記第２出力シャフトの軸周りに相対回動可能であることを特徴とするアタッチメント。
2. 請求項１に記載のアタッチメントであって、
   前記遊星減速機は、太陽ギア、遊星ギアおよびインターナルギアを含む遊星ギア機構を少なくとも１つ備え、
   前記第１出力シャフトは、前記少なくとも１つの遊星ギア機構のうち最終段の遊星ギア機構の前記インターナルギアであって、
   前記第２出力シャフトは、前記最終段の遊星ギア機構のキャリアであることを特徴とするアタッチメント。
3. 請求項１または２に記載のアタッチメントであって、
   前記遊星減速機の減速比は、１０以上であることを特徴とするアタッチメント。
4. 請求項１〜３の何れか１つに記載のアタッチメントであって、
   前記反力受け部材は、前記第１出力シャフトの回転軸周りの周方向に形成された複数の凸部を有し、
   前記第１出力シャフトは、前記周方向に形成された複数の凹部を有し、
   前記反力受け部材と前記第１出力シャフトは、前記複数の凸部と前記複数の凹部との係合によって互いに連結されており、
   前記複数の凸部のうち前記アーム部の基端部領域に対応して形成された凸部と、対応する凹部は、夫々、他の凸部および他の凹部よりも前記周方向の幅が広く形成されていることを特徴とするアタッチメント。
5. モータと、
   前記モータの動力によって回転駆動される最終出力シャフトと、
   前記最終出力シャフトと一体的に回転するように、前記最終出力シャフトに取り外し可能に連結された請求項１〜４の何れか１つに記載のアタッチメントとを備えた締付工具。

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