JP2014529044A - 負の駆動角度 - Google Patents

Abstract

トルク伝達ドライバーが、トルク発生源からトルクを受けて伝達するようになっている第１の端部分、並びに、回転軸の周囲に一連の５つ又は６つのローブ及び５つ又は６つのトラフを有する、第１の端部分に対向する第２の端部分を有する本体と、各ローブと各ローブの少なくとも片側におけるトラフとの間に、−２度〜−１０度の間の負の駆動角度を形成する駆動側面遷移部とを有する。トルク伝達ドライバーに対応する締結具が、トルク伝達ドライバーと係合するようになっている被駆動端部分であって、回転軸の周囲に一連の５つ又は６つのローブ及び５つ又は６つのトラフを有する、被駆動端部分と、締結具を締結するようになっているリード端部分と、各ローブと各ローブの少なくとも片側におけるトラフとの間に、−２度〜−１０度の間の負の駆動角度を形成する被駆動側面遷移部とを有する。【選択図】図１

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１１年８月２５日に出願された米国仮特許出願第６１／５２７，６０６号の優先権及び利益を主張する特許出願であり、上記米国仮特許出願は、引用することにより本明細書の一部をなす。

トルク伝達システムの、締結具及びトルク伝達ドライバーが、当該技術分野においてよく知られている。締結具の頭部は、ドライバーにおける相補形状の凸部又はリセスに嵌まる特定の形状のリセス又は凸部を有する。より一般的に知られているトルク伝達システムのうちの１つは、ＰＨＩＬＬＩＰＳ（商標）駆動システムとして市販されている十字型駆動システムである。例えば、米国特許第２，０４６，８３７号を参照されたい。トルク伝達駆動システムの数多くの形態及び形状が提案されている。例えば、米国特許第２，３９７，２１６号を参照されたい。

５ローブ（lobe：丸みのある突条）構成及び６ローブ構成のスプライン型トルク伝達システムもよく知られている。これらの５ローブ及び６ローブのトルク伝達システムの例が、それらのシステムの締結具及びドライバーとともに、米国特許第２，９６９，２５０号、同第３，１８７，７９０号、同第３，５８４，６６７号、同第４，９７０，９２２号及び同第５，２７９，１９０号に記載されている。そのようなスプライン型トルク伝達駆動システムの初期の形態は、正方形コーナーを有しており、この正方形コーナーに対応する締結具リセスは、製造が困難であるとともに製造費が高く、締結具及び／又はドライバーに応力を生じさせ、この応力は、繰返し使用による疲労破壊を引き起こした。これらの５ローブ及び６ローブのスプライン型トルク駆動システムの後期の形態は、交互になっている一連のローブ及びフルート（flutes：丸みのある溝）を形成するように締結具頭部又はドライバービットの３６０度の周に均一に位置決めされた、交わる複数の対向曲面を有した。これらの後期の形態のトルク駆動システムは、最も早期のスプライン型システムに固有の問題のうちの幾つかを解消しているが、一般には、ローブ駆動角度を５度未満に保持することが可能ではなかった。より高いトルクがかけられると、力成分が増大して破壊が生じるか又は締結具若しくはドライバーからローブがすり減る。市販名がＴＯＲＸ（商標）駆動システムとして知られている、これらの後期の形態のスプライン型トルク駆動システムの一形態は、１０度〜２０度の範囲内の駆動角度を達成するように設計されている、嵌合する弧状面をベースに６ローブ構成及び５ローブ構成を有するものであった。従来のＴＯＲＸ（商標）６ローブの輪郭が、図９及び図１０において曲線２０５によって示されている。米国特許第３，５８４，６６７号を参照されたい。

このスプライン型トルク伝達駆動システムの後期の形態は、締結具頭部の被駆動面とトルクドライバーの駆動面との双方が第１の一連の楕円曲面とこの第１の一連の楕円曲面の間に交互になっている第２の一連の楕円曲面とによって形成されていることによって、駆動角度をゼロに低減させるものであった。これらの一連の楕円曲面の一方は凸状であり、他方で、交互になっている一連の楕円曲面は凹状であった。交互になっている凹状楕円曲面及び凸状楕円曲面は、締結具頭部又はドライバービットの３６０度の周の回りに延在する、交互になっている一連のフルート及びローブを画定するように、滑らかに接線方向に合流するものであった。締結具頭部及びドライバービットのローブ及びフルートは双方とも、断面が楕円状に曲がっているものであった。また、楕円状に曲がったローブの中心と楕円状に曲がったフルートの対応する中心とは、これらの要素の交互特性に起因して、同じ六角形ではないが正六角形の頂点に位置するものであった。米国特許第５，２７９，１９０号を参照されたい。このローブを有するトルク伝達駆動システムの一実施形態は、ＴＯＲＸ ＰＬＵＳ（商標）駆動システムとして市販されている。図９及び図１０において、従来のＴＯＲＸ ＰＬＵＳ（商標）６ローブドライバーの輪郭が曲線２０３によって示されており、嵌合するＴＯＲＸ ＰＬＵＳ（商標）締結具リセスが曲線２０４によって示されている。

これらの後期の形態の６ローブスプライン型システムに伴う困難は、締結具がトルクを加えられると、ドライバービットの各ローブと締結具頭部の各ローブとの間に狭い点接触部が生じ、この点接触部が、トーションドライバー（torsion driver）の摩耗に伴い変化することである。これは、図９及び図１０に示されているとともにより詳細に記載されている曲線２０３及び２０４によって見てとれる。図９及び図１０において曲線２０３及び２０４によって示されているゼロの駆動角度の場合、トルクドライバーのビットの摩耗に伴いトルクドライバーと締結具頭部との間の接触点の動きは少なくなるが、ドライバービットのローブは、摩耗に伴い依然としてせん断及び破壊を受けていた。さらに、従来のスプライン型システムは、ドライバーが締結具からカムアウトしやすく、また、ドライバーが軸方向の位置合わせを維持せずに締結具内で傾くものであったため、ねじ形成締結具及びねじ切り締結具にはあまり効果的ではなかった。これらの問題の全ては、特に、約０．０３９インチ（１．０ミリメートル）よりも小さなねじ大径を有する締結具、代替的には、約０．０６３インチ（１．６ミリメートル）よりも小さなねじ大径を有する締結具の場合の、極度に小さなサイズの締結具頭部及びトーションドライバーにおいて目立つものであった。そのような小さな締結具は、ローブのサイズ及び伴うクリアランス公差に起因して、使用の際に変形しやすいものであった。

依然として必要とされているものは、摩耗に伴い安定したままであるとともに、ドライバーのローブ又は締結具のローブのせん断又は破断を低減しつつもトルク駆動により締結具の頭部に高トルクを伝達することが可能なままである締結具頭部及びトーションドライバーを有するトーション伝達システムである。さらに、より高いトルクがトーション伝達システムによって締結具に加えられることを可能にする５ローブトーション伝達システム又は６ローブトーション伝達システムが必要とされている。これらの課題は、締結具頭部及びドライバービットの双方のローブが極度に小さく、これらのローブのサイズ及びクリアランス公差がそれに対応して小さい小型サイズのトルク伝達システムにおいて特に目立つものであった。

トルク伝達システムにおいて使用する締結具が開示される。この締結具は、
被駆動端部分及びリード端部分を有する締結具であって、前記被駆動端部分はトルク伝達ドライバーと係合するようになっており、前記リード端部分は該締結具を締結するようになっており、前記被駆動端部分は、回転軸の周囲に一連の５つ又は６つのローブ及び５つ又は６つのトラフを有する被駆動面を有して構成されている、締結具と、
前記５つ又は６つの各ローブと、各ローブの少なくとも片側におけるトラフとの間に、−２度〜−１０度の間の負の駆動角度を形成する被駆動側面遷移部とを含む。被駆動側面は、締結具の各ローブの側面であり、この側面から、トーションが、所望に応じて締結具を基材にねじ込む際にトーション伝達ドライバーによって締結具の被駆動端部分に加えられる。代替的には、被駆動側面遷移部は、−３度〜−１０度の間の負の駆動角度を形成してもよい。

締結具の被駆動端部分の各ローブの被駆動側面遷移部は、−４度〜−６度の負の駆動角度を有することができる。

負の駆動角度を形成する、締結具の被駆動端部分の各ローブの被駆動側面遷移部は、ローブに沿って、長さが、約０．０３９インチ（１．０ミリメートル）未満のねじ大径を有する小さな締結具の場合等の０．００１インチから、約０．１２インチ（３．０ミリメートル）未満のねじ大径を有する締結具の場合等の０．０２０インチの間である。代替的又は付加的には、締結具の各ローブの被駆動側面遷移部は、負の駆動角度を有することができ、締結具のローブに沿った、半径Ａと半径Ｂとの差の２０％〜４０％の間の長さを有し、この場合、半径Ａはローブの外半径であり、半径Ｂはトラフの内半径である。

締結具の被駆動端部分は、トルク伝達ドライバーと係合するようになっている、外側に構成された被駆動面を有することができるか、又は、トルク伝達ドライバーと係合するようになっている、内側に構成された被駆動面を有することができる。いずれの場合も、締結具の被駆動端部分と、トルク伝達ドライバーのビットとの間のクリアランスは、０．００２インチ未満とすることができる。

トルク伝達ドライバーも開示される。このトルク伝達ドライバーは、第１の端部分及び第２の端部分を有する本体であって、第１の端部分は、トルク発生源からトルクを受けて伝達するようになっており、第１の端部分に対向する第２の端部分は、回転軸の周囲に一連の５つ又は６つのローブ及び５つ又は６つのトラフを有する、本体と、各ローブと各ローブの少なくとも片側におけるトラフとの間に、−２度〜−１０度の間の負の駆動角度を形成する駆動側面遷移部とを備える。駆動側面は、トルク伝達ドライバーの各ローブの側面であり、この側面から、トーションが、所望に応じて締結具を基材にねじ込む際にトーション伝達ドライバーによって締結具の被駆動端部分に加えられる。

トルク伝達ドライバーの第２の端部分の各ローブの駆動側面遷移部は、−４度〜−６度の間の負の駆動角度を有することができる。

トルク伝達ドライバーの第２の端部分の各ローブの駆動側面遷移部は、負の駆動角度を有することができ、締結具及びトーションドライバーのサイズに応じて、ローブに沿って、長さが０．００１インチ〜０．０２０インチの間である。代替的又は付加的には、トルク伝達ドライバーの第２の端部分の各ローブの駆動側面遷移部は、負の駆動角度を有することができ、ローブ及びトラフに沿った、半径Ａと半径Ｂとの差の２０％〜４０％の間の長さを有し、この場合、半径Ａはローブの外半径であり、半径Ｂはトラフの内半径である。

トルク伝達ドライバーの第２の端部分は、締結具と係合するようになっている、外側に構成された駆動面を有することができるか、又は、締結具と係合するようになっている、内側に構成された駆動面を有することができる。いずれの場合も、トルク伝達ドライバーのビットの第２の端部分と、締結具の被駆動部分との間のクリアランスは、０．００２インチ未満とすることができる。

本トルク伝達システム並びにその締結具及びトーションドライバーの他の詳細、目的及び利点は、本発明の実施形態の以下の記載が進むにつれ、明らかとなるであろう。

図面は、本発明のトルク伝達システムの特定の実施形態を、その締結具及びトーションドライバーとともに示す。

本発明の一実施形態を示す、６ローブ締結具とトーションドライバーのビット部分との部分等角図である。

本発明の一実施形態を示す、トルク伝達ドライバーの６ローブビットの立面図及び６ローブ締結具の部分断面図である。

本発明の一実施形態を示す、６ローブ締結具頭部におけるリセスとの６ローブトーションドライバーの係合を示す断面図である。

６ローブトーションドライバーのローブを示す、図３Ａのドライバービットの断面図の詳細図である。

６ローブ締結具リセスのローブを示す、図３Ａの締結具リセスの断面図の詳細図である。

本発明の代替的な実施形態を示す、突出した締結具頭部を有する締結具の一部とトーションドライバーのビット部分との等角図である。

本発明の代替的な実施形態を示す、突出した頭部を有する締結具の部分断面図に対するトーションドライバーのビットの立面図である。

本発明の代替的な実施形態を示す、締結具の突出した頭部との６ローブトーションドライバーの係合を示す断面図である。

６ローブトーションドライバーのローブを示す、図６Ａのドライバービットの断面図の詳細図である。

６ローブ締結具リセスのローブを示す、図６Ａの締結具リセスの断面図の詳細図である。

本発明の一実施形態を示す、５ローブトーションドライバーの代替的な一断面図である。

本発明の一実施形態を示す、４ローブトーションドライバーの代替的な別の断面図である。

本発明の６ローブ締結具頭部と６ローブトーションドライバーとの構成、並びに比較のための従来技術の６ローブトーションドライバーと６ローブ締結具頭部との構成を示す輪郭図である。

図９に細部１０として特定されている、図９の一部の拡大図である。

図１及び図２を参照すると、６ローブトルク伝達システムの締結具１０及びトーションドライバー２０が示されている。締結具１０は、所望に応じて締結具１０を基材にねじ込むようになっている締結具１０のリード部分１２を形成するねじを有するシャンクを有する。締結具１０はまた、トルク駆動力を締結具１０に伝達するようになっているトーションドライバー２０の対応的に構成されているビット部分２２と嵌合するようになっている６ローブリセス１８、又は代替的に、図７に例示的な断面として示されている５ローブリセスを形成する被駆動面が内部に構成されている頭部１６を有する。締結具１０のリセス１８は、リセス１８の３６０度の周に位置する交互になっている一連のローブ２４及びトラフ２６によって構成されている。これに対応して、トーションドライバー２０のビット部分２２は、締結具頭部１６のリセス１８のローブ２４及びトラフ２６の形状と相補する、交互になっている６つのローブ３０及びトラフ３２を形成する、３６０度の周に位置する交互になっているローブ３０及びトラフ３２を形成する駆動面を有する。

トーションドライバー２０のビット部分２２は、図２に示されているような平坦な端面を有することができる。代替的には、ビット部分２２は、「トルク伝達ドライバー（Torque Transmission Driver）」と題する、２０１１年７月７日に出願された国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０４３１９８号に開示されているような突出したリード端を有してもよい。ドライバー２０は、所望に応じて、動力ドライバー、手動式ドライバーハンドル、ドリルモーター又は他のトルク発生源等のトルク発生源からトルクを受けて伝達するようになっている端部分２１を有する。端部分２１は、図２に破線で示されているような、トルク発生源と係合するリセス２３を有することができる。代替的には、端部分２１は、トルク発生源からトルクを受けて伝達するようになっている突出部又はシャンク（図示せず）の形態であってもよい。

図３Ａを参照すると、トーションドライバー２０のビット部分２２は、トーションドライバー２０のビット部分２２のローブ３０及びトラフ３２が締結具頭部１６におけるリセス１８のトラフ２６及びローブ２４とそれぞれ係合することによって、締結具１０の頭部１６のリセス１８に組み付けられた状態で示されている。図３Ａ及び図３Ｂに示されているように、トーションドライバー２０のビット部分２２のローブ３０のそれぞれとトラフ３２のそれぞれとの間には、遷移外半径４２と遷移内半径４４との間に延びる、−２度〜−１０度の負の駆動角度θを形成する駆動側面遷移部３４が設けられている。駆動角度θは、図３Ｂに示されているように、駆動側面遷移部３４と、回転軸から延びるとともに遷移内半径４４に対して接線方向にある径方向線２８との間で測定されたものである。図３Ｃに示されているように、締結具１０の締結具頭部１６のリセス１８の各ローブ２４と各トラフ２６との間には、遷移外半径４６と遷移内半径４８との間に延びる、−２度〜−１０度の間の負の駆動角度αを形成する被駆動側面遷移部３６が設けられている。駆動角度αは、図３Ｃに示されているように、被駆動側面遷移部３６と、回転軸から延びるとともに遷移内半径４８に対して接線方向にある径方向線２８'との間で測定されたものである。ビット部分２２における駆動側面遷移部３４及び締結具頭部１６のリセス１８における被駆動側面遷移部３６は双方とも、−３度〜−１０度の間の負の角度を有することができる。更に別の代替形態において、ビット部分２２における駆動側面遷移部３４及び締結具頭部１６のリセス１８における被駆動側面遷移部３６は双方とも、−４度〜−６度の間の負の角度を有することができる。この構成により、トーションドライバー２０のビット部分２２の駆動側面遷移部３４と、締結具頭部１６におけるリセス１８の駆動側面遷移部３６との間のクリアランスは、０．００２インチ未満に維持することができる。この公差により、締結具１０とのトーションドライバー２０の有効かつ長期的な使用が提供される。通常、締結具駆動角度αは、面対面の接触を提供するようにビット駆動角度θと略同じである。代替的には、締結具駆動角度αは、締結具とドライバーとの間のクリアランスに対応するようにビット駆動角度θよりも大きくても小さくてもよい。

いずれの場合も、トーション力３８がトーションドライバー２０の回転によってビット部分２２により締結具１０の頭部１６に加えられると、ビット部分２２の駆動側面遷移部３４と締結具頭部１６のリセス１８における被駆動側面遷移部３６とが係合する。ビット部分２２の駆動側面遷移部３４及び締結具頭部１６のリセス１８の被駆動側面遷移部３６は双方とも、トーションドライバー２０のビット部分２２のローブのそれぞれ及びトラフのそれぞれと締結具頭部１６におけるリセス１８のローブのそれぞれ及びトラフのそれぞれとの間に、半径Ａと半径Ｂとの差の２０％〜４０％の範囲の係合長さを提供し、この場合、半径Ａは、リセス１８に対するビット部分２２のローブの外半径であり、半径Ｂは、リセス１８に対するビット部分２２のトラフの内半径である。駆動側面遷移部３４又は被駆動側面遷移部３６の実際の長さは、締結具１０及びトーションドライバー２０のサイズに応じて、０．００１インチ〜０．０２０インチの間とすることができる。例えば、被駆動側面遷移部の長さは、約０．０３９インチ（１．０ミリメートル）未満のねじ大径を有する小さな締結具の場合、０．００１インチ〜約０．００５インチの間とすることができる。その距離は、より大きな締結具では、例えば、約０．０３９インチ（１．０ミリメートル）〜０．１２インチ（３．０ミリメートル）の間のねじ大径を有する締結具の場合、長さが約０．００５インチ〜約０．０１５インチの間とすることができ、締結具１０及びトーションドライバー２０のサイズがそれぞれ増減するにつれ、長さは比例的に拡大及び縮小する。トーションドライバー２０の駆動側面遷移部３４及び締結具頭部１６のリセス１８の被駆動側面遷移部３６により、図３Ａにおいて矢印３８によって示されているように、締結具１０の締付け時にトーション力の分力によってトーション力が内方に広がることが可能になる。さらに、トーションドライバー２０のビット部分２２によってリセス１８を介して締結具頭部１６及び締結部にかけられるこれらのトーション力３８は、トーションドライバー２０のビット部分２２の摩耗に伴い比較的安定したままである。

締結具頭部１６のリセス１８及びトーションドライバー２０の対応的に構成されたビット部分２２は、トルクをドライバービットから締結具に良好に加えることを可能にするのに十分な深さだけ、ビット部分２２がリセス１８に挿入されるように構成されている。例えば、約０．０３９インチ（１．０ミリメートル）未満のねじ大径を有する小さな締結具は、０．０１０インチ（０．２５ミリメートル）未満の、被駆動面の有効な係合深さを有することができる。約０．２３６インチ（６．０ミリメートル）よりも大きなねじ大径を有するような、より大きな締結具の場合、有効な係合深さは０．０６インチ（１．５ミリメートル）以上とすることができる。

トーションドライバーによりトーション力を加えることによって締結具を緩めるために、同様の被駆動側面遷移部をローブとトラフとの間に設けることができることに留意すべきである。この付加特徴部は、分解のために緩められるように設計されている締結具に有用であり得る。分解のための適用形態において、被駆動側面遷移部は、所望に応じて正の駆動角度又は負の駆動角度を形成する駆動角度を有することができる。しかしながら、その適用形態は、適用形態のうちのほんの一部にすぎない。なぜなら、大半の締結具が、自身が締結される組立品の耐用年数の間、締め付け及び位置決めされて使用されるためである。さらに、分解のために被駆動側面遷移部が設けられ、トーションドライバーのローブが弱化せず、それらの耐用年数を制限することがないことを確実にするように注意を払わねばならない。

図４及び図５を参照すると、６ローブトーション伝達システムの締結具１１０及びトーションドライバー１２０が示されており、ここでは、締結具１１０は、外面１１８の３６０度の周に位置する、交互になっている一連のローブ１２４及びトラフ１２６の形態で構成されている、外側に構成された被駆動面１１８を有する。それに対応して、トーションドライバー１２０のビット部分１２２は、締結具１１０の締結具頭部１１６の外面１１８のローブ１２４及びトラフ１２６の形状に相補する、交互になっている６つのローブ１３０及びトラフ１３２を形成する、３６０度の周に位置する交互になっているローブ１３０及びトラフ１３２を有する。

図６Ａを参照すると、トーションドライバー１２０のビット部分１２２のローブ１３０及びトラフ１３２が締結具頭部１１６の外面１１８のトラフ１２８及びローブ１２６とそれぞれ係合することによって、締結具１１０の頭部部分１１６の外側被駆動面１１８の上に組み付けられた状態でトーションドライバー１２０のビット部分１２２が示されている。図６Ａ及び図６Ｂに示されているように、トーションドライバー１２０のビット部分１２２のローブ１３０のそれぞれとトラフ１３２のそれぞれとの間には、遷移外半径１４２と遷移内半径１４４との間に延びる、−２度〜−１０度の間の負の駆動角度θを形成する駆動側面遷移部１３４が設けられている。駆動角度θは、図６Ｂに示されているように、駆動側面遷移部１３４と、回転軸から延びるとともに遷移内半径１４４に対して接線方向にある径方向線１２８との間で測定されたものである。図６Ｃに示されているように、締結具１１０の締結具頭部１１６の外面１１８の各ローブ１２４と各トラフ１２６との間には、遷移外半径１４６と遷移内半径１４８との間に延びる、−２度〜−１０度の間の負の駆動角度αを形成する被駆動側面遷移部１３６が設けられている。駆動角度αは、図６Ｃに示されているように、被駆動側面遷移部１３６と、回転軸から延びるとともに遷移内半径１４８に対して接線方向にある径方向線１２８'との間で測定されたものである。ビット部分１２２における駆動側面遷移部１３４及びリセス１１８における被駆動側面遷移部１３６は双方とも、−３度〜−１０度の間の負の角度を有することができる。更に別の代替形態において、ビット部分１２２の駆動側面遷移部１３４及び締結具頭部１１６の外面１１８における被駆動側面遷移部１３６は双方とも、−４度〜−６度の間の負の駆動角度を有することができる。ここでも同様に、この構成により、トーションドライバー１２０のビット部分１２２の駆動側面遷移部１３４と、締結具頭部１１６の外面１１８の被駆動側面遷移部１３６との間のクリアランスは、０．００２インチ未満に維持することができる。この公差により、複数の締結具１１０とのトルクドライバー１２０の有効かつ長期的な使用が提供される。

トーション力１３８が、トーションドライバー１２０によってビット部分１２２により締結具１１０の頭部１１６にもたらされると、ビット部分１２２の駆動側面遷移部１３４と締結具頭部１１６の外面１１８における被駆動側面遷移部１３６とが係合する。ビット部分１２２の駆動側面遷移部１３４及び締結具頭部１１６の外面１１８の被駆動側面遷移部１３６は双方とも、伝達ドライバー１２０のビット部分１２２のローブのそれぞれ及びトラフのそれぞれと、締結具頭部１１６の外側被駆動面１１８のローブのそれぞれ及びトラフのそれぞれとの間に、半径Ａと半径Ｂとの間の距離の２０％〜４０％の範囲の係合長さを提供し、この場合、半径Ａは、外面１１８に対するビット部分１２２のローブの外半径であり、半径Ｂは、外面１１８に対するビット部分１２２のトラフの内半径である。駆動側面遷移部１３４又は被駆動側面遷移部１３６の実際の長さは、締結具１１０及びトーションドライバー１２０のサイズに応じて、０．００１インチ〜０．０２０インチの間とすることができる。例えば、被駆動側面遷移部の長さは、約０．０３９インチ（１．０ミリメートル）未満のねじ大径を有する締結具の場合、０．００１インチ〜約０．００５インチの間とすることができる。その距離は、より大きな締結具では、例えば、約０．０３９インチ（１．０ミリメートル）〜０．１２インチ（３．０ミリメートル）の間のねじ大径を有する締結具の場合の締結具サイズの場合、長さが約０．００５インチ〜約０．０１５インチの間とすることができ、締結具１１０及びトーションドライバー１２０のサイズがそれぞれ増減するにつれ、長さが比例的に拡大又は縮小する。遷移ドライバー１２０の駆動側面遷移部１３４及び締結具頭部１１６の外面１１８の被駆動側面遷移部１３６により、図６Ａにおいて矢印１３８によって示されているように、締結具１１０の締付け時に伝達力の分力によってトルク力が内方に広がることが可能になる。しかしながら、トーションドライバー１２０のビット部分１２２によって外面１１８を介して締結具頭部１１６及び締結部にかけられるこれらのトーション力１３８は、ドライバー１２０のビット部分１２２の摩耗に伴い比較的安定したままである。

締結具頭部１１６の外側被駆動面１１８及びトーションドライバー１２０の対応的に構成されたビット部分１２２は、トルクをドライバービットから締結具に良好に加えることを可能にするのに十分な深さだけ、外側被駆動面１１８がビット部分１２２における対応する面に挿入されるように構成されている。例えば、約０．０３９インチ（１．０ミリメートル）未満のねじ大径を有する小さな締結具が、０．０１０インチ（０．２５ミリメートル）未満の、ビットリセスへの外側被駆動面の有効な係合深さを有することができる。約０．２３６インチ（６．０ミリメートル）よりも大きなねじ大径を有するような、より大きな締結具の場合、有効な係合深さは０．０６インチ（１．５ミリメートル）以上とすることができる。

ここでも同様に、締結具が、リセス１８によって示されている、内側に構成されている被駆動面を有する、図１、図２及び図３Ａ〜図３Ｃに示されている実施形態の場合のように、締結具が、外側に構成された駆動面を有する、図４、図５及び図６Ａ〜図６Ｃに示されている本実施形態は、トーションドライバーによりトーション力を加えることによって締結具を緩めるために、付加的な同様の被駆動側面遷移部をローブとトラフとの間に設けることができる。図１、図２及び図３Ａ〜図３Ｃに示されている実施形態の場合のように、この付加特徴部は、図４、図５及び図６Ａ〜図６Ｃにおいて示されているように具現されている締結具が分解のために緩められるのに有用であり、正の駆動角度又は負の駆動角度を有し得る。しかしながら、その適用形態は、図１、図２及び図３Ａ〜図３Ｃに示されている実施形態の場合のように、適用形態のうちのほんの一部にすぎないことが予期される。なぜなら、大半の締結具が、自身が用いられる組立品の耐用年数の間、締め付け及び位置決めされて使用されるためである。さらに、図１、図２及び図３Ａ〜図３Ｃに示されている実施形態の場合のように、緩めるための被駆動側面遷移部を有する、本発明の本実施形態は、遷移ドライバーのローブが弱化することでドライバーの耐用年数を制限することがないように注意を払って行われ得る。

本トルク伝達システムの締結具１０、１１０及びドライバー２０、１２０は、図７における断面の例によって示されている５ローブトルク伝達システムであっても、図８における断面の例によって示されている４ローブトルク伝達システムであってもよいことが意図される。一適用形態において、約０．０３９インチ（１．０ミリメートル）未満のねじ大径を有する小さな締結具が、４ローブトルク伝達システムを用いることができる。

図９及び図１０を参照すると、図１、図２及び図３Ａ〜図３Ｃに示されているものと同様の６ローブトーションドライバーの輪郭及び締結具のリセスが曲線２０１及び２０２によって示されている。米国特許第５，２７９，１９０号に記載されているとともにＴＯＲＸ ＰＬＵＳ（商標）駆動システムとして市販されているタイプの、従来のスプライン型６ローブ締結具及び６ローブトーションドライバーもまた、曲線２０３及び２０４によって示されている。また、米国特許第３，５８４，６６７号に記載されているとともにＴＯＲＸ（商標）駆動システムとして市販されているような、従来のスプライン型６ローブトルクドライバー及び６ローブ締結具が、曲線２０５によって示されている。図９及び図１０から見てとることができるように、本駆動システムにより、トーションドライバーのビット部分と締結具の頭部における構成との間のクリアランスがよりいっそう密接であることで、本システムによってよりいっそう迅速かつより高いトーションが締結具に加えられる。さらに、図９及び図１０は、本システムのトーションドライバーはＴＯＲＸ（商標）駆動システム及びＴＯＲＸ ＰＬＵＳ（商標）駆動システムの６ローブ締結具を締め付けるのに用いることができるが、ＴＯＲＸ ＰＬＵＳ（商標）スプライン型トーション駆動システムの６ローブドライバーは本発明のトーション駆動システムとともに用いることができないことを示す。

本トルク伝達ドライバーは、用途の所望に応じて鋼製又はアルミニウム製とすることができる。一代替形態において、鋼は、焼入性及び強度の所望に応じて、ＡＩＳＩ（American Iron and Steel Institute：アメリカ鉄鋼協会）Ｓ２、６１５０、８６５０、８６６０若しくは他の工具鋼組成又は合金鋼組成等の中炭素鋼である。中炭素鋼は、ドライバーが作製された後で硬化することができる。トルク伝達ドライバーが形成された後、鋼ドライバーは、５８−６２ＨＲＣ（High Rupturing Capacity：耐高破断能力）の硬度まで硬化することができる。代替的には、鋼ドライバーは、６２ＨＲＣよりも大きな硬度まで硬化してもよい。

或る特定の実施形態を記載してきたが、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、種々の変形を行うことができるとともに均等物で置換することができることが理解されねばならない。さらに、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、本開示の教示に対して、特定の状況又は材料を適合させるように多くの変更を行うことができる。

Claims (36)

1. トルク伝達システムにおいて使用する締結具であって、
   被駆動端部分及びリード端部分を有する締結具であって、前記被駆動端部分はトルク伝達ドライバーと係合するようになっており、前記リード端部分は前記締結具を締結するようになっており、前記被駆動端部分は、回転軸の周囲に一連の５つ又は６つのローブ及び５つ又は６つのトラフを有する、締結具と、
   各ローブと、各ローブの少なくとも片側におけるトラフとの間に、−２度〜−１０度の間の負の駆動角度を形成する被駆動側面遷移部と、
   を含む、締結具。
2. 各ローブの前記被駆動側面遷移部は、−４度〜−６度の間の負の駆動角度を有する、請求項１に記載の締結具。
3. 前記負の駆動角度を有する、各ローブの前記被駆動側面遷移部は、半径Ａと半径Ｂとの差の２０％〜４０％の範囲の長さを前記締結具の前記各ローブと前記トラフとの間に有し、この場合、Ａはローブの外半径であり、Ｂはトラフの内半径である、請求項１または２に記載の締結具。
4. 前記締結具の前記被駆動端部分は、トルク伝達ドライバーと係合するようになっている、外側に構成された被駆動面を有する、請求項１から３の何れか１項に記載の締結具。
5. 前記締結具の前記被駆動端部分と前記トルク伝達ドライバーとの間のクリアランスは、０．００２インチ未満である、請求項４に記載の締結具。
6. 前記締結具の前記被駆動端部分は、トルク伝達ドライバーと係合するようになっている、内側に構成された被駆動面を有する、請求項１から３の何れか１項に記載の締結具。
7. 前記締結具の前記被駆動端部分と前記トルク伝達ドライバーとの間のクリアランスは、０．００２インチ未満である、請求項６に記載の締結具。
8. 前記締結具は、０．０３９インチ（１．０ミリメートル）未満のねじ大径を有する、請求項１から７の何れか１項に記載の締結具。
9. トルク伝達ドライバーであって、
   第１の端部分及び第２の端部分を有する本体であって、
   前記第１の端部分は、トルク発生源からトルクを受けて伝達するようになっており、
   前記第１の端部分に対向する前記第２の端部分は、回転軸の周囲に一連の５つ又は６つのローブ及び５つ又は６つのトラフを有する、本体と、
   前記５つ又は６つのローブの各ローブと、各ローブの少なくとも片側におけるトラフとの間に、−２度〜−１０度の間の負の駆動角度を形成する駆動側面遷移部と、
   を備える、トルク伝達ドライバー。
10. 各ローブの前記駆動側面遷移部は、−４度〜−６度の間の負の駆動角度を有する、請求項９に記載のトルク伝達ドライバー。
11. 前記負の駆動角度を有する、各ローブの前記駆動側面遷移部は、前記トルク伝達ドライバーの前記各ローブに沿って０．００１インチ〜０．０２０インチの間の長さを有する、請求項９または１０に記載のトルク伝達ドライバー。
12. 前記負の駆動角度を有する、各ローブの前記駆動側面遷移部は、半径Ａと半径Ｂとの差の２０％〜４０％の間の長さを前記トルク伝達ドライバーの前記各ローブに沿って有し、この場合、Ａはローブの外半径であり、Ｂはトラフの内半径である、請求項９から１１の何れか１項に記載のトルク伝達ドライバー。
13. 前記トルク伝達ドライバーの前記第２の端部分は、締結具と係合するようになっている、外側に構成された駆動面を有する、請求項９から１２の何れか１項に記載のトルク伝達ドライバー。
14. 前記締結具の前記第２の端部分と前記トルク伝達ドライバーとの間のクリアランスは、０．００２インチ未満である、請求項１３に記載のトルク伝達ドライバー。
15. 前記トルク伝達ドライバーの前記第２の端部分は、締結具と係合するようになっている、内側に構成された駆動面を有する、請求項９から１２の何れか１項に記載のトルク伝達ドライバー。
16. 前記締結具の前記第２の端部分と前記トルク伝達ドライバーとの間のクリアランスは、０．００２インチ未満である、請求項１５に記載のトルク伝達ドライバー。
17. 前記トルク伝達ドライバーの前記第２の部分は、０．０３９インチ（１．０ミリメートル）未満のねじ大径を有する締結具と係合するようになっている、請求項９から１６の何れか１項に記載のトルク伝達ドライバー。
18. トルク伝達システムにおいて使用する締結具であって、
    被駆動端部分及びリード端部分を有する締結具であって、前記被駆動端部分はトルク伝達ドライバーと係合するようになっており、前記リード端部分は前記締結具を締結するようになっており、前記被駆動端部分は、回転軸の周囲に一連の４つ、５つ又は６つのローブ及び４つ、５つ又は６つのトラフを有する、締結具と、
    前記４つ、５つ又は６つのローブの各ローブと、各ローブの少なくとも片側におけるトラフとの間に、−２度〜−１０度の間の負の駆動角度を形成する被駆動側面遷移部と、
    を含む、締結具。
19. 前記締結具は、０．０３９インチ（１．０ミリメートル）未満のねじ大径を有する、請求項１８に記載の締結具。
20. 前記締結具は、０．０６３インチ（１．６ミリメートル）未満のねじ大径を有する、請求項１８に記載の締結具。
21. 各ローブの前記被駆動側面遷移部は、−４度〜−６度の間の負の駆動角度を有する、請求項１８から２０の何れか１項に記載の締結具。
22. 前記負の駆動角度を有する、各ローブの前記被駆動側面遷移部は、半径Ａと半径Ｂとの差の２０％〜４０％の範囲の長さを前記締結具の前記各ローブと前記トラフとの間に有し、この場合、Ａはローブの外半径であり、Ｂはトラフの内半径である、請求項１８から２１の何れか１項に記載の締結具。
23. 前記締結具の前記被駆動端部分は、トルク伝達ドライバーと係合するようになっている、外側に構成された被駆動面を有する、請求項１８から２２の何れか１項に記載の締結具。
24. 前記締結具の前記被駆動端部分と前記トルク伝達ドライバーとの間のクリアランスは、０．００２インチ未満である、請求項２３に記載の締結具。
25. 前記締結具の前記被駆動端部分は、トルク伝達ドライバーと係合するようになっている、内側に構成された被駆動面を有する、請求項１８から２２の何れか１項に記載の締結具。
26. 前記締結具の前記被駆動端部分と前記トルク伝達ドライバーとの間のクリアランスは、０．００２インチ未満である、請求項２５に記載の締結具。
27. トルク伝達ドライバーであって、
    第１の端部分及び第２の端部分を有する本体であって、
    前記第１の端部分は、トルク発生源からトルクを受けて伝達するようになっており、
    前記第１の端部分に対向する前記第２の端部分は、回転軸の周囲に一連の５つ又は６つのローブ及び５つ又は６つのトラフを有する、本体と、
    前記５つ又は６つのローブの各ローブと、各ローブの少なくとも片側におけるトラフとの間に、−２度〜−１０度の間の負の駆動角度を形成する駆動側面遷移部と、
    を備える、トルク伝達ドライバー。
28. 前記トルク伝達ドライバーの前記第２の部分は、０．０３９インチ（１．０ミリメートル）未満のねじ大径を有する締結具と係合するようになっている、請求項２７に記載のトルク伝達ドライバー。
29. 前記トルク伝達ドライバーの前記第２の部分は、０．０６３インチ（１．６ミリメートル）未満のねじ大径を有する締結具と係合するようになっている、請求項２７に記載のトルク伝達ドライバー。
30. 各ローブの前記駆動側面遷移部は、−４度〜−６度の間の負の駆動角度を有する、請求項２７から２９の何れか１項に記載のトルク伝達ドライバー。
31. 前記負の駆動角度を有する、各ローブの前記駆動側面遷移部は、前記トルク伝達ドライバーの前記各ローブに沿って０．００１インチ〜０．０２０インチの間の長さを有する、請求項２７から３０の何れか１項に記載のトルク伝達ドライバー。
32. 前記負の駆動角度を有する、各ローブの前記駆動側面遷移部は、半径Ａと半径Ｂとの差の２０％〜４０％の間の長さを前記トルク伝達ドライバーの前記各ローブに沿って有し、この場合、Ａはローブの外半径であり、Ｂはトラフの内半径である、請求項２７から３１の何れか１項に記載のトルク伝達ドライバー。
33. 前記トルク伝達ドライバーの前記第２の端部分は、締結具と係合するようになっている、外側に構成された駆動面を有する、請求項２７から３２の何れか１項に記載のトルク伝達ドライバー。
34. 前記締結具の前記第２の端部分と前記トルク伝達ドライバーとの間のクリアランスは、０．００２インチ未満である、請求項３３に記載のトルク伝達ドライバー。
35. 前記トルク伝達ドライバーの前記第２の端部分は、締結具と係合するようになっている、内側に構成された駆動面を有する、請求項２７から３２の何れか１項に記載のトルク伝達ドライバー。
36. 前記締結具の前記第２の端部分と前記トルク伝達ドライバーとの間のクリアランスは、０．００２インチ未満である、請求項３５に記載のトルク伝達ドライバー。

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