JP2010221336A - 複数の工具取付けインターフェースを備えた回転工具 - Google Patents

Abstract

【課題】回転工具の工具取付けインターフェースを改良する。
【解決手段】出力軸２４が回転軸線３８と遠位ネック部分３４とを有しており、遠位ネック部分３４が、回転軸線３８と交差しない少なくとも３つのネック面６０を有しており、概してＵ字形のばねエレメント８２が設けられており、ばねエレメントが、ベース部分８４と２つの脚部８６とを有しており、ばねエレメント２８が遠位ネック部分３４に跨っている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転工具、特にドライバビット又はソケット等の種々異なる加工部材を回転工具のシャフトに取り付けるためのインターフェースに関する。

特開平１１−３４７９６１号公報は、ドライバビット又はソケットを回転工具の出力軸に固定することを可能にするハイブリッドインターフェースを開示している。出力軸は、ビットを取り付ける又は取り外すために、球体及びスリーブ配列等の手段と共にドライバビットを受容するための六角形のキャビティを有するように構成されている。出力軸の遠位端部は、正方形の周縁を有しており、したがって、典型的なソケットを受容することもできる。１つの実施形態は、日本市場において使用される規格に従ったソケットを固定するために、ピン及びＯリングと協働するように構成されている。第２の実施形態は、北アメリカ及び欧州市場において使用される規格の典型的な内側環状溝を備えて構成されたソケットを固定するために出力軸の周縁における孔に取り付けられたばね付勢された突出部を使用している。特開２００６−７３８９号公報は、日本規格によるソケットの取付けを単純化するためのソケット取付けインターフェースを開示している。取外し可能なばね部材は、回転工具の出力軸の端面にねじを用いて固定され、ソケットにおける１つ又は２つ以上の貫通孔と協働する１つ又は２つ以上の突出部を有している。

特開平１１−３４７９６１号公報 特開２００６−７３８９号公報

本発明の課題は、回転工具の工具取付けインターフェースを改良することである。

本発明は、上述の設計の両方の利点を有しかつドライバビット及び様々なソケットを受容することができるハイブリッド工具取付けインターフェースを提供する。設計は、単純に製造されかつ組み立てられ、ビット又はソケットを取り付ける又は取り外すための付加的な工具を必要としない。

本発明の回転工具は、回転軸線を有する出力軸と、回転軸線に関連しない少なくとも３つのネック面を有する遠位ネック部分と、ベース部分及び２つの脚部を有する概してＵ字形のばねエレメントとを有しており、ばねエレメントは、遠位ネック部分に跨っている。Ｕ字形のばねエレメントは、別個の取付け手段なしに出力軸に固く取り付けられており、次のような利点を有する。すなわち、多くのタイプの加工部材を固定するために使用されることができる特徴が、摩耗又は損傷を受けて交換される必要がある場合にさらに容易に取外し可能な安価に構成された部材において具体化されることができる。

この設計は、出力軸に回転軸線と同軸状の細長いキャビティが設けられているという利点を有し、これにより、出力軸は選択的にドライバビットを受容することができ、これにより、使用者のための付加的な機能を提供し、使用者は別個のアダプタを使用する必要なくドライバビット又はソケットから選択することができる。

出力軸にはさらに、細長いキャビティ内にドライバビットを固定するための手段が設けられている。好適には、これらの手段は、摺動可能に取り付けられたスリーブを有しており、このスリーブは、ばねによって付勢されており、かつ球体と協働し、この球体は、周方向溝を備えたドライバビットが挿入された場合にロック部材として働く。このように、使用者は、別個の工具なしにこのタイプのドライバビットを容易に取り外すか又は取り付けることができる。

本発明の回転工具のばねエレメントは、２つの先端部を有しており、各先端部は、２つの脚部のうちの１つと接している。これらの２つの先端部は、ベース部分及び２つの脚部と共に、遠位ネック部分を包囲しており、ばねエレメントを保持している。したがって、ばねの力及びばねのジオメトリは、ばねプレートが、別個の固定手段を必要とすることなく出力軸のネック領域を包囲しかつ固定されることを可能にする。ばねエレメントは取外し可能であるので、使用者は選択的に、交換のために又は何らかの工具タイプとの使用のために、ばねエレメントを取り外すことができる。

２つの脚部のそれぞれは、遠位ネック部分のネック面のうちの１つに接触し、これは、ばねエレメントを保持するために出力軸の周囲を掴むために働く。好適には、脚部は、ネック面の凹んだ領域内のネック面と接触している。これは、ソケットを挿入するための全体的な概して平坦な輪郭を提供するために、遠位ネック部分の他の部分と同一平面を成して位置することができるという利点を有する。

移動阻止面として働く突出部分が、遠位ネック部分の凹んだ面に隣接している。これらの移動阻止面は、ソケットが遠位ネック部分に挿入されるか又は遠位ネック部分から取り出される時にばねプレートが回転軸線に沿って軸方向に移動するのを阻止するという利点を提供する。

ばねプレートがソケットを保持する手段のうちの１つは、脚部に少なくとも１つのばね弾性的な突出部を有することによる。好適には、２つのこのような突出部は２つの脚部に存在する。突出部は有利には、ソケット内の内側溝又は半径方向キャビティと係合することができる。

ソケットが挿入されるとき、ソケットは、ばね弾性的な突出部と、突出部を包囲するばねプレートの部分、好適にアームとを概してたわませる。したがって、これらがたわまされた時に各ばね弾性的な突出部を受容するために各ネック面から細長いキャビティまで延びたキャビティを提供することが有利である。キャビティへの多数のアスペクト、シャフト及びソケットを通じて挿入されたピンと協働するために使用されることができる内部円筒状アスペクト、及びより大きな、好適には円錐状のキャビティ部分とが設けられていことが好ましい。

同じ取付けインターフェースが、ソケットを固定するためにピン及びＯリングが使用される日本規格によるソケットを受容するために、ばねエレメントのベース部分には開口が設けられている。開口は、ソケットを固定するために使用されるピンのための挿入通路を形成するために協働するように、出力軸におけるキャビティと概して同軸に配置されている。

ソケットを保持するための突出部と、ピンによって出力軸を横切るための通路とは、同時に提供されているので、本発明の回転工具は、少なくとも３つの異なる手段を介して作業部材を固く取り付けることができる。第１に、ドライバビットが、細長いキャビティに挿入されかつ保持されることができる。第２に、内側溝を備えたソケットは、ばね弾性的な突出部を介して保持されることができる。第３に、半径方向キャビティを備えたソケットは、ばね弾性的な突出部を介してだけではなく、ばねプレートにおける開口と出力軸におけるキャビティとを横切るピンと協働することによっても保持されることができ、これにより、ソケットは、ソケットの周縁の周囲に延びたＯリングによって固定されることができる。

本発明による回転工具の側面図の概略図である。工具ハウジング内に配置された特徴は破線で示されている。 回転工具のための取付けインターフェースの好適な実施形態の側面図である。 断面Ａ−Ａに沿って見た図２の取付けインターフェースの断面図である。 取付けインターフェースの分解斜視図である。 図３の詳細な断面図である。 日本規格によるソケットが取り付けられた、取付けインターフェースの断面図である。 元来日本規格による取り付けのために意図されたソケットが取り付けられた、取付けインターフェースの断面図である。 北米及び欧州において使用される規格によるソケットが取り付けられた取付けインターフェースの断面図である。

本発明による回転工具の例が図１に示されている。例示された実施形態は電動工具、特にコードレスインパクトドライバーであるが、本発明は有利には、回転工具が電動式であるかどうか又は電動工具がインパクト駆動機能を有するかどうかにかかわらず様々な回転工具と共に使用されることができる。電動式の回転工具１２のハウジング１０内には、モータ１４と、このモータに関連したモータシャフト１６とが配置されている。トランスミッション１８はモータシャフト１６の回転を、駆動軸２０の、増大した出力トルクに、しかしながらこれに対応して減じられた速度の回転に変換する。駆動軸２０はハンマー２２に連結されており、ハンマー２２自体は出力軸２４に連結されている。駆動軸２０と、ハンマー２２と、出力軸２４とは、当業者によく知られているように、ハンマー及びアンビル配列を介して、出力トルクの反復的な急激な増加を伝達するように構成されている。このようなインパクトドライバーの例は、引用により本明細書に記載されたものとする米国特許出願公開第２００６／０２３７２０５号明細書に示されている。工具にはハンドル２６とトリガ２８とが設けられており、工具は使用者によって簡便に操作されることができる。この典型的なコードレス工具において電源はＤＣバッテリであるが、ＡＣ電源も標準的な選択肢である。

図２〜図４は、回転工具の工具取付けインターフェースの様々な図を示している。出力軸２４は、近位ネック部分３２と、遠位ネック部分３４と、端面３６と、回転軸線３８とを有している。出力軸２４における細長いキャビティ４０は、回転軸線３８に中心合わせされている。キャビティは、好適には多角形であり、キャビティは、相補的に多角形に形成されたドライバビット（図示せず）を受容することができる。

ドライバビットを固定するための手段として、スリーブ４４と、圧縮ばね４６と、保持リング４８とが、出力軸２４の近位ネック部分３２の周囲に取り付けられている。これらのエレメントは全て、Ｃ字形リング５０が環状溝５２に挿入されると近位ネック部分３２に固定される。ばね４６からの力は、スリーブ４４を位置決めさせ、半径方向キャビティ５６に取り付けられた球体５４が部分的に細長いキャビティ４０内へ押し込まれ、これにより、ロック部材として働き、環状溝を備えた六角形のドライバビットに作用し（例えば、ＤＩＮ３１２６−Ｅ６．３規格に従って）、これによりドライバビットは、出力軸２４に固く取り付けられかつ出力軸２４から解離されることができる。

半径方向キャビティ５６は、可変の直径を備えて寸法決めされており、球体５４は半径方向キャビティ５６内を移動するが、細長いキャビティ４０内へ、部分的にのみ突入することができる。使用者はスリーブ４４をばね力に抗して押し付けることができ、これにより、球体は、細長いキャビティ４０から完全に出るための十分な空間を有する。球体５４の対ではなく、１つの球体、細長いピン、又はブレードが択一的にロック部材として使用されてもよい。

ドライバビットを保持するためのこれらの好適な手段以外に、多くの従来の択一例が、後で説明されるソケット保持手段と共存することができる限り、多くの従来の択一例も比較可能である。本質的な特徴は、出力軸２４が、細長いキャビティ４０を備えており、ドライバビットを固定するための手段が、出力軸２４の近位ネック部分３２内又は近位ネック部分３２の周囲に配置されている、ということである。例えば、回転軸線に対して垂直に取り付けられた１つ又は２つ以上のねじも、ドライバビットを固定するために使用されることができる。択一的に、近位ネック部分３２に組み込まれた磁性部分は、ドライバビットを引き付けて保持するために使用することができる。さらに、種々異なる調整方法が可能である。ばね４６によって付勢される代わりに、スリーブ４４が、近位ネック部分３２に螺合させられることができ、これにより、スリーブの位置は、１つ又は２つ以上のロック部材を対応して位置決めするために、回転によって調整される。

正方形の雌型インターフェースを有するソケットを受容するために、出力軸２４の遠位ネック部分３４は好適には、回転軸線３８に対して垂直な断面において断面が正方形である。遠位ネック部分３４の詳細な特徴は、図４及び図５に示されている。４つのネック面６０はそれぞれ、ネックキャビティ６２を備えて構成されており、このネックキャビティ６２は、ネック面６０と細長いキャビティ４０との間の空間を横切っておりかつ円筒状部分６４と円錐状部分６６とを有している。各ネック面６０の表面は部分的に凹まされている。４つの凹んだ面７０のそれぞれは、遠位ネック部分３４の４つの角隅において、同様に凹まされた傾斜面６９によって接続されている。前側の突出部６７と後側の突出部６８とは、凹んだ面７０と傾斜面６９とのそれぞれの側に設けられている。

別のエレメントも取り付けられることなく、遠位ネック部分３４は、使用者が、日本のタイプのソケット７１を、この規格のために一般的であるような保持手段としての金属ピン７２及びゴム製Ｏリング７４を使用して出力軸２４に取り付けかつ固定することを可能にするのに十分である。そうするために、ソケット７１が出力軸２４に取り付けられ、ソケットの各内面７６が、各ネック面６０の突出部６８と接触する。次いで、ピン７２は、ソケットにおける半径方向キャビティ７８と、出力軸２４の２つのネックキャビティ６２とを通って挿入される。最後に、Ｏリング７４は、ピン７２を捕捉するために、ソケット７１の環状溝８０の周囲に取り付けられる。与えられたソケット７１は、出力軸２４に対する４つの可能な向きのうちのいずれか１つの向きで、取り付けられることができ、２つの可能な向きのうちの１つの向きにおいてソケット７１を横切る取付けピン７２を生じる。全ての場合に、ドライバビット取付け手段からの妨害が生じないので、２つの別個の取付けインターフェースが同じ出力軸２４において共存することができる。

出力軸２４が種々異なるタイプのソケットをも受容することができるように、また、種々異なるタイプのソケットが別個の取付け部材を用いずに保持されることができるように、ばねプレート８２が好適には出力軸２４の遠位ネック部分３４に取り付けられており、前記ばねプレートは、ベース部分８４と、２つの脚部８６と、２つの角隅部分８８と、２つの脚部先端部８９とを有している。２つの角隅部分８８はベース部分８４を脚部８６に連結している。２つの脚部先端部８９のそれぞれは脚部の端部から延びており、すなわち、２つの脚部先端部８９は、脚部８６の、ベース部分８４に対面する部分とは反対側の脚部８６の部分から延びている。

ばねプレート８２は図４の分解図に最もよく示されている。ばねプレート８２は、別個の取付け手段を用いずに出力軸２４に取り付けられ、取付け又は取外しのために工具の使用を必要としない。回転軸線３８（図示せず）に対して垂直な、取り付けられたばねプレート８２の断面は実質的にＵ字形であり、このＵ字形はベース部分８４と２つの脚部８６とによって規定されている。

ばねプレート８２の厚さと、遠位ネック部分３４の寸法とは、極めて近い大きさであり、ばねプレート８２が取り付けられた場合、ばねプレートの部分はそれぞれ凹んだ面７０又は傾斜面６９に接触し、各ネック面６０の前方突出部６７と後方突出部６８との表面と、必ずしも正確にではないが実質的に同一平面を成す（図５参照）。これらの突出部６７，６８は、ソケットが挿入又は除去される場合にばねプレート８２に作用する軸方向の力に対抗するための移動阻止面を提供している。

ばねプレートの２つの角隅部分８８及び２つの脚部先端部８９は、遠位ネック部分３４の傾斜面６９に対して相補的である。遠位ネック部分３４の各ネック面６０は同じ構造を有しているので、ばねプレート８２は、４つの可能な向きのうちのいずれか１つの向きで取り付けられることができる。ばねプレート８２はばね力を提供し、このばね力は、２つの脚部先端部６９を介して遠位ネック部分３４を掴むようになっている。ばねプレート８２は、このばね力を克服することによって手作業で取り外されることができる。遠位ネック部分３４は択一的に非対称の設計、例えば２つのネックキャビティ６２のみを有していてもよい。この場合には、ばねプレート８２は好適には特定の向きで挿入される。

ばね力自体は、ばねプレート８２を保持するための十分な取付け手段を有しているが、択一例も可能である。ばねプレート８２の、遠位ネック部分３４に設けられたキャビティに対応する、端面のうちの１つに、開口が設けられているならば、部材はねじ又は同様のものを用いて固定されることができる。適切なねじ頭は平坦であり、ソケットの挿入を妨害しないようにねじ頭は好適にはばねプレート８２内に僅かに凹まされている。さらに、ドライバビットの取付けを妨害しないように、このようなねじは、細長いキャビティ４０内に進入するように十分に長いべきではない。

ばねプレート８２の各脚部８６の中央には、ばね弾性的な突出部９０が設けられている。４つの開口９２が突出部の周囲に配置されており、これにより、４つのフレキシブルなアーム９４を形成している。ばねプレートの絶対的に本質的な特徴ではないが、これらの開口９２及びアーム９４は、突出部９０を脚部８６の表面より下方にたわませるために必要な力を減じる。以下に示すように、このことは、取付けインターフェースへのソケットの挿入時に潜在的に発生する。したがって、２個、３個、５個、６個、又はそれ以上の開口を備えた脚部８６が、この同じ目的のために使用されることができ、合理的な択一例を提供する。ばねプレート８２は好適には金属薄板の打抜き加工によって製造され、これらの開口９２及びアーム９４はこのプロセスの間に容易に提供されることができる。

各突出部９０がたわまされる場合、各突出部９０は、回転軸線３８に対して概して垂直な半径方向の力を提供する。ソケット７１が挿入される場合、ソケットの内面７６は各突出部９０をたわませるのに対し、ソケット７１は、ソケットの取付け位置へ滑り込み、この時点で突出部９０はソケット７１におけるキャビティ７８又は溝１００に作用する。ばねプレート８２が出力軸２４に取り付けられる場合、各突出部９０及びフレキシブルなアーム９４の位置は、概して、ネックキャビティ６２の円筒状部分６４及び円錐状部分６６の位置にそれぞれ対応する。この構造は、突出部９０及びフレキシブルなアーム９４が、固有のばね力に抗して概して回転軸線３８の方向にたわまされるための十分な空間を提供する。

ばねプレート８２のベース部分８４は、ネックキャビティ６２の円筒状部分６４のものと直径がほぼ同じである開口９６を有している。開口９６はネックキャビティと同軸状に位置決めされているので、ピンはこれらの特徴を通って挿入されることができ、これにより、ばねプレート８２が出力軸２４に取り付けられている場合でさえもソケット７１はピン７２及びＯリング７４を用いて取り付けられることができる。この構成における、ソケット７１の内面７６は常時突出部９０をたわませているが、このことは、上述のように、突出部９０を収容するためのネックキャビティ９２における十分な空間が存在するので、可能である。択一的に及び好適に、同じソケット７１が、取り外され、９０°だけ回転させられ、突出部９０のばね力に抗して挿入されることができ、これにより、各突出部９は、図７に示されているようにソケット７１における半径方向キャビティ７８と係合する。内部環状溝１００を備えたソケット９８も、図８に示されているように、この取付けインターフェースによって保持されている。

１０ ハウジング、 １２ 回転工具、 １４ モータ、 １６ モータシャフト、 １８ トランスミッション、 ２０ 駆動軸、 ２２ ハンマー、 ２４ 出力軸、 ２６ ハンドル、 ３２ 近位ネック部分、 ３４ 遠位ネック部分、 ３６ 端面、 ３８ 回転軸線、 ４０ 細長いキャビティ、 ４４ スリーブ、 ４６ 圧縮ばね、 ４８ 保持リング、 ５０ Ｃ字形リング、 ５２ 環状溝、 ５４ 球体、 ６０ ネック面、 ６２ ネックキャビティ、 ６４ 円筒状部分、 ６６ 円錐状部分、 ６７ 前側の突出部、 ６８ 後側の突出部、 ６９ 傾斜面、 ７０ 凹んだ面、 ７１ ソケット、 ７２ 金属ピン、 ７４ Ｏリング、 ７６ 内面、 ７８ 半径方向キャビティ、 ８０ 環状溝、 ８２ ばねプレート、 ８４ ベース部分、 ８６ 脚部、 ８８ 角隅部分、 ８９ 脚部先端部、 ９０ 突出部、 ９２ 開口、 ９４ アーム、 ９６ 開口

Claims (13)

1. 回転工具であって、
   出力軸（２４）が設けられており、該出力軸が回転軸線（３８）と遠位ネック部分（３４）とを有しており、該遠位ネック部分（３４）が、前記回転軸線（３８）と交差しない少なくとも３つのネック面（６０）を有しており、
   概してＵ字形のばねエレメント（８２）が設けられており、該ばねエレメントが、ベース部分（８４）と２つの脚部（８６）とを有する形式のものにおいて、
   前記ばねエレメント（２８）が遠位ネック部分（３４）に跨っていることを特徴とする、回転工具。
2. 前記出力軸（２４）が、ビットを収容するための、前記回転軸線（３８）と同軸状のキャビティ（４０）を有している、請求項１記載の回転工具。
3. さらに、キャビティ（４０）内にビットを固定するための手段が設けられている、請求項２記載の回転工具。
4. 前記ばねエレメント（８２）がさらに２つの先端部（８９）を有しており、該先端部がそれぞれ、２つの脚部（８６）のうちの１つから延びており、２つの先端部（８９）が、前記ベース部分（８４）及び前記２つの脚部（８６）と相俟って、ばねエレメント（８２）を保持するために遠位ネック部分（３４）を包囲している、請求項１から３までのいずれか１項記載の回転工具。
5. ２つの脚部（８６）のそれぞれが、遠位ネック部分（３４）の前記ネック面（６０）のうちの１つに接触している、請求項１から４までのいずれか１項記載の回転工具。
6. 前記２つの脚部（８６）のうちの少なくとも１つが、前記ネック面（６０）のうちの１つのネック面の凹んだ面（７０）と接触する、請求項１から５までのいずれか１項記載の回転工具。
7. 前記２つの脚部（８６）のうちの少なくとも１つが、遠位ネック部分（３４）における移動阻止面（６８）に隣接している、請求項１から６までのいずれか１項記載の回転工具。
8. 前記ばねエレメント（８２）の２つの脚部（８６）のうちの少なくとも１つが、ばね弾性的な突出部（９０）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の回転工具。
9. 前記出力軸がネックキャビティ（６２）を有しており、該ネックキャビティ（６２）が、少なくとも１つのばね弾性的な突出部（９０）がたわまされた場合に該突出部を収容するようになっている、請求項８記載の回転工具。
10. 前記ネックキャビティ（６２）が、概して円筒状の部分（６４）と概して円錐状の部分（６６）とを有している、請求項９記載の回転工具。
11. ばねエレメント（８２）のベース部分（８４）が開口（９６）を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の回転工具。
12. ばねエレメント（８２）のベース部分（８４）に設けられた開口（９６）が、出力軸（２４）の少なくとも１つのネックキャビティ（６２）と概して同軸状に位置決めされている、請求項１１記載の回転工具。
13. （ａ）ドライバビットと、（ｂ）内側溝（１００）を備えたソケット（９８）と、（ｃ）半径方向キャビティ（７８）を備えたソケット（７１）とのそれぞれが、前記出力軸に固く取り付けられることができ、前記半径方向キャビティがピン（７２）と協働するようになっており、該ピンが、前記半径方向キャビティ（７８）を横切りかつＯリング（７４）を介してソケット（７１）に固定されるようになっている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の回転工具。

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