JP2022517447A - ツールの改善された軸保護機構 - Google Patents

Abstract

固定機構はツールのために設けられ、そのツールからの様々な器具の軸の着脱を可能にする。機構は、機構内で器具軸を容易に解放可能であるが確実な係合を提供する構造を有し、機構と係合するときに器具を複数の位置で係合させる整列機能を有して、使用時に、機構及びツールに対する器具軸の整列と同心を維持する。

Description

本発明は、ハンドツールに関し、より詳細には、様々な器具及び軸をハンドツールに解放可能に固定するための機構に関する。

ハンドツールは、各人が様々な作業を実行できるように、様々な用途向けに設計されている。これらのツールは、そのツールをより安全に操作するために各人が握ることができる柄を含んでいる。

このタイプのツールのいくつかは様々な機構を含み、この機構はそのツールがいくつかの異なる器具を有することを可能にし、これら器具はツールに取り外し可能に取り付けられる取付軸を有する。これらの機構は、器具の軸をツールに取り付けて交換可能な態様で利用することを可能にし、これにより、複数の取り外し可能なアタッチメントを備えた単一のツールが様々な機能を提供することができるようになる。

しかしながら、このタイプの機構によくある欠点の一つとして、機構は、ツール及び器具の使用中にずれていたり、ずれてきたりすることを防ぎつつ器具軸をツールに取り付けることができないため、器具をツールに対して適切な位置に再配置するためには、大抵はツールから器具を取り外して、再度取り付ける必要がある。

加えて、このタイプの機構の他の一般的な欠点として、器具の軸とツールとは完全には固定されていないため、柄と器具との間の動き、トグル、または遊びの量が使用者に認識されてしまうことがある。これにより、使用中にエラーが発生したり、ツールの性能に対する品質または信頼性の認識が低下したりするおそれがある。

このタイプの機構の改良は、「ツールの軸固定機構」と題された米国特許第９，０２７，２１９号明細書に見られ、その全体は、あらゆる目的のために参照により本明細書に明示的に組み込まれる。しかしながら、この軸固定機構には、従来の機構の特定の欠点に対処する一方で、依然として改善の余地がある。

したがって、こうした機構を利用してツールの使用中に器具がツールに固定された場合にも、器具の軸のツールに対する配置を維持しつつ、簡単な操作でツールから様々な交換可能な器具を固定及び取り外しすることのできるツールの固定機構を開発することが望まれる。

さらに、器具の軸と用具の間に堅固な接続を有するツールの固定機構を開発し、器具と柄との間の実際のまたは知覚されるトグルまたは遊びをなくすことが望まれる。

本開示の例示的な実施形態の一態様によれば、ツールに対する様々な器具の軸の着脱を可能にするツールの固定機構が提供される。固定機構は、手持ち用及び／または手動操作用の手術器具、及び、手術用ナビゲーションシステムに取り付けられる器具のように、手術中に器具の先端がどこにあるかをコンピュータに知らせるために絶対的な精度を必要とする「ナビゲート用手術器具」に適用可能である。本開示のツールの固定機構は、従来の軸固定機構に対していくつかの改善点を有する。改善点の１つは、既存の全てのコネクタに存在する側方トグルがなくなったことである。この機構は、機構内での器具軸の確実な係合を提供する構造を有し、器具とツールとの係合におけるゆるさ（ｓｌｏｐ）、トグルまたは遊びを実質的に低減する。トグルにおける削減は、機構内に存在する２つのロック領域とそれらの間の間隔の増加によって達成される。加えて、ロック領域の１つは、機構の内部形状に対して軸を押すために、線接触となる点で、軸を挟持する。

本開示の例示的な実施形態の別の態様によれば、固定機構は、機構及びツールに対する器具軸の整列を維持することにより器具のツールとの同心性を高める整列機能を有する。例示的な一実施形態において、固定機構のこの性質は、固定機構に対して軸を係合させて同心に保持する同じ構成要素上の同心の２つのロックテーパを利用することによって提供される。

本開示の例示的な実施形態のさらに別の態様によれば、器具は、カラーを押し下げるなどして機構を外すことなく、自己装填されることができる。この機能は、軸が固定機構内に挿入されるときに複数のテーパ面に乗り上げる、機構内に存在する複数のボールベアリングのセットを複数利用することによって実現される。

本開示の例示的な実施形態のさらなる態様によれば、機構と共に用いられる軸は、軸と機構との間で複数箇所での接触を可能にし、既存の軸であれ特注構造の軸であれ、普遍的に軸と機構との間の確実な整列係合を可能にする。

本開示の例示的な実施形態の別の態様によれば、機構は比較的単純な構造を有し、ツールの動作またはツールの全体的なサイズに大きな影響を与えることなく、その中に配置された他の様々な機構を有するツールとともに機構を利用することが可能になる。

本願発明の他の多くの態様、特徴及び利点は、図面と共に以下の詳細な説明から明らかになる。
図面は、本発明を実施するために現在考えられる最良の形態を示す。

本開示に従って構築された固定機構の一実施形態を含むツールの等角図。 図１の２－２線に沿った断面図。 図１の３－３線に沿った断面図。 固定機構と係合した軸を示す、図３と同様の断面図。 図４の５－５線に沿った断面図。 図４の軸の部分的に切り取った等角図。 図４の軸の正面図。 図１の固定機構のスリーブの断面図。 図８のスリーブの等角断面図。 図１のツールの部分的に切り取った断面図。 図８のスリーブと係合した軸の断面図。 軸と係合した図１０の固定機構を示す等角正面図。 軸と係合した図８のスリーブの一部の等角正面図。 本発明の固定機構の第２の実施形態の部分的に切り取った断面図。

ここで、図面全体を参照して、同様の参照番号は開示全体を通して同様の部品を示すが、本発明に従って構築されたツールの柄は、図１において概して１００で示される。柄１００は、ハンドツールとして使用される任意の形状に形成することができるが、各人が柄１００の確実な把持を維持することを助けるために、人間工学に基づいた触覚的造形部（tactile features）１０２が形成されていることが好ましい。柄１００は、造形部１０２に加えて、必要に応じて他の設計要素１０４を有することができる。こうした柄の例は、「ツールの軸固定機構」と題された、ゴーティエらによる米国特許第９，０２７，２１９号明細書に開示されており、その全体は、あらゆる目的のために参照により本明細書に明示的に組み込まれる。

ここで図１～図１１を見ると、柄１００には、器具軸１０８を柄１００に解放可能に固定することができる固定機構１０６が形成されている。軸１０８は、端部に任意の器具または造形部（図示しない）を含み得るが、柄１００に様々な機能を提供するために、機構１０６に固定されてはいない。

また、柄１００は、固定機構１０６に加えて、例えば「ラチェットトルクレンチ」と題された米国特許第７，９１３，５９４号明細書に示され説明されているようなトルク制限機構またはラチェット機構のような他の機構を、単独でまたは互いに組み合わせて含むことができる。米国特許第７，９１３，５９４号明細書は、参照により、その全体が本明細書に明示的に組み込まれる、また、柄１００には、「可変ギア比ラチェット」と題された米国特許第８，４６８，９１４号明細書に示され説明されているような可変ギア比機構を組み込むことができ、米国特許第８，４６８，９１４号明細書は参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる。

図面に示される一実施形態において、固定機構１０６は、ラチェット機構１１０を含む柄１００内に組み込まれる。機構１１０の詳細は、本明細書に組み込まれた前述の米国特許第７，９１３，５９４号明細書に開示されているので、説明を省略する。

固定機構１０６は、構成部品として、係合ソケット１１２、ブッシング１１４、いくつかのボールベアリング１１６、ロックスリーブ１１８、付勢ばね１２０、ウェーブスプリング３１０、位置決めリング３１２、及びリリースカラー１２２を含む。係合ソケット１１２は、図２及び図３に最もよく示されるように、柄１００の中に形成された空洞１０００内に配置され、ソケット１１２と柄１００との間に係合されたいくつかのベアリング１１００によって空洞１０００と整列して保持される。ソケット１１２は、それを通る中央通路１２９を画定する形状が概して円筒形であり、内側部分１２４と、内側部分１２４の一端にある半径方向に延びるフランジ１２６と、フランジ１２６から外向きに内側部分１２４とは反対側に延びる外側部分１２８とを含む。ソケット１１２の内面には、通路１２９を通ってソケット１１２の長さを延長する、軸方向に延びるいくつかの溝１３０が配置されている。これら溝１３０は、任意の数にすることができ、また、任意の適切な断面形状を有することができ、軸１０８上に存在する様々な幾何学的形状、例えば三角形、四角形、その他の多角形の角の全てと係合可能な構成で、ソケット１１２内部の周りに配置される。図示の例示的な実施形態では、ソケット１１２と軸１０８との間に４点係合構成を複数提供するために、ソケット１１２の内部に配置された８つの溝１３０がある。加えて、これら溝１３０は、溝１３０に自己整列機能を提供して、軸１０８と溝１３０との適切な整列を助ける、外向きにテーパ状の端部１３２を含むことができるとともに、軸１０８がソケット１１２内に完全に挿入されたときにテーパ状の溝端部１３２と係合することにより、軸１０８のソケット１１２内への挿入に対する停止部として機能し得る。さらに、各溝１３０のテーパ状端部は、例えば要素を動かすために柄１００を叩くなど、柄１００の反対側の軸１０８と所望の深さで係合させるために、軸１０８が軸方向に作用する外部圧縮力に曝されたときに、軸１０８がソケット１１２内で引っかかって動かなくなることを抑制する。テーパ状端部１３２は、軸１０８上の切子面３０４と相補的に形成され、軸１０８がソケット１１２内に完全に着座したときの面間接触を促進して、ベアリング応力を最小化する。

また、ソケット１１２はいくつかの開口部１３４を含み、これら開口部１３４は、ソケット１１２を通って、より具体的には隣接する溝１３０同士の間の外側部分１２８を通って延び、各開口部１３４内にはボールベアリング１１６が配置されるが、ベアリング１１６は例えばピン、円筒ころ、またはくさびのような、別の形状を有してもよい。これら開口部１３４は狭まった内端１３６を有し、この内端１３６は複数のベアリング１１６が完全にソケット１１２の内部に入るのを妨げる。ベアリング１１６及び開口部１３４は任意の数にすることができるが、図１１及び図１２に最もよく示される図示の実施形態では、それぞれ４つずつ存在し、これにより、軸１０８がどのような構成であっても、複数のベアリング１１６と軸１０８との間に複数の係合点が生じるので、軸１０８はベアリング１１６及びソケット１１２と確実に係合する。加えて、図示した実施形態において、ベアリング１１６及び開口部１３４は、溝１３０内で係合された器具とベアリング１１６との干渉を最小化するように、複数の溝１３０の間の位置でソケット１１２内に配置される。

図３に最もよく示されているように、ベアリング１１６は、ソケット１１２の外周側に配置されたブッシング１１４によって、部分的に、ソケット１１２の外側から開口部１３４内に保持されている。ブッシング１１４は、ソケット１１２の直径よりわずかに大きい直径を有する円筒形スリーブとして形成され、ブッシング１１４はソケット１１２に対してスライド可能になっている。ブッシング１１４は、ソケット１１２から離れて配置された、内側に延びる径方向フランジ１４０を含み、フランジ１４０はソケット１１２の中央通路１２９を貫通するとともに、中央通路１２９と整列している。径方向フランジ１４０は、ソケット１１２の外側との接触により、ブッシング１１４は開口部１３４を少なくとも部分的に覆うように配置させ、ブッシング１１４がソケット１１２の外面上の開口部１３４を部分的に覆って、その中にベアリング１１６を保持する。これに代えて、ブッシング１１４は、ベアリング１１６を開口部１３４内に付勢する押し棒（図示せず）などの他の適切な作動部材と連動してもよいし、それらと置き換えられてもよい。

ソケット１１２に沿ったブッシング１１４の動きは、図２及び図３に最もよく示されるように、ソケット１１２のフランジ１２６に当接するロックスリーブ１１８によって案内される。ロックスリーブ１１８は、図示された実施形態では、ソケット１１２のフランジ１２６に接続されている。ロックスリーブ１１８は、略円筒状であり、ブッシング１１４内の開口部１４２及びソケット１１２の中央通路１２９と整列する中央通路１４４を画定する。通路１４４は、内部に向けてテーパ状になった外端１４６を有し、外端１４６はブッシング１１４のフランジ１４０と隙間を空けて隣り合うように配置されている。さらに、ロックスリーブ１１８は任意の所望の構成で形成することができるが、一実施形態では、スリーブ１１８は、ラチェット内の中央ギアとしても機能できるように、外面１４９にいくつかの歯１４８を含むことができ、これにより、スリーブ１１８は、米国特許第７，９１３，５９４号明細書に開示されたラチェット機構１１０の中心歯車としても機能することができる。スリーブ１１８は、例えば溶接などの任意の適切な方法で、ソケット１１２のフランジ１２６に取り付けられ、ソケット１１２、ブッシング１１４及びスリーブ１１８を軸方向に沿って互いに整列させた状態で保持する。

ブッシング１１４は、ソケット１１２の外端とブッシング１１４のフランジ１４０との間の位置に保持された付勢部材またはばね１９０によって、ソケット１１２から離れるように付勢される。ばね１９０がブッシング１１４をソケット１１２から離れるように付勢するかまたは押すことにより、複数のベアリング１１６はソケット１１２内の既定の係合位置に配置される。加えて、ばね１９０はリリースカラー１２２をロックスリーブ１１８から外側に出るように押す。図２及び図３に最もよく示されているように、カラー１２２は、円筒状のガイド部分１５０及び外向きに延びる係合部分１５２を含む。ガイド部分１５０は、ブッシング１１４のフランジ１４０と直接当接するように配置されるとともに、中央通路１５１を画定する。中央通路１５１は、ロックスリーブ１１８の中央通路１４４、ブッシング１１４内の開口部１４２、及びソケット１１２の中央通路１５１と整列している。ガイド部分１５０は、通路１４４の直径よりわずかに小さい直径を有するので、ガイド部分１５０は通路１４４に挿入することができる。通路１４４内にガイド部分１５０を保持するために、ガイド部分１５０は周辺ノッチ１５４を含み、周辺ノッチ１５４内には保持リング１５６が配置される。リング１５６は、スリーブ１１８及びソケット１１２を柄１００の中のキャビティ１０００内に保持するために、ガイド部分１５０から柄１００内の対応する凹部１５８内に向けて、例えば、ロックスリーブ１１８上で柄１００に固定されたエンドキャップ１６０内に向けて外方に延びる。凹部１５８はリング１５６の幅より大きい幅を有するので、リング１５６は凹部１５８内を移動することが可能になる。リング１５６は、付勢部材／ばね１９０によって、凹部１５８の外端と係合するように付勢される。

フランジ１４０とリング１５６との間で、ガイド部分１５０は、ガイド部分１５０の周囲に間隔を置いて配置されるいくつかの開口部１６２を含み、これら開口部１６２内には複数のボールベアリング１６４が配置されるが、これらベアリング１６４は、例えば、ピン、円筒ころ、またはくさびのような、別の形状を有してもよい。これら開口部１６２は、ソケット１１２の開口部１３４と同様に形成され、その中にベアリング１６４を受容して保持する。これらベアリング１６４のサイズは、複数の開口部１６２及び複数のベアリング１６４がロックスリーブ１１８内で通路１４４のより直径が大きい部分と整列したときに、複数のベアリング１６４がガイド部分１５０から外向きに延びて通路１４４の表面に接触するように、設定される。付勢部材１２０がカラー１２２及びガイド部分１５０を通路１４４から外向きに付勢するとき、複数のベアリング１６４は、通路１４４の内向きにテーパ状になった部分に接触し、開口部１６２を通って通路１５１内に向けて内向きに付勢される。この位置で、複数のベアリング１６４は、軸１０８の通路１５１内に配置された部分と係合することができる。

図４～図７に最もよく示されているように、図示の例示的な実施形態において、軸１０８は、軸１０８の端部２０２に配置された第１の幾何学的な部分２００と、端部２０２の第１の部分２００から軸方向に離間した位置にある第２の幾何学的な部分２０４とを含む。第１の部分２００は、断面が略正方形であり、角度のついた、あるいは湾曲した、複数の角２０６を有し、第１の部分２００がソケット１１２の内部に形成された溝１３０内で容易に向きが合わせられ、整列され、係合されるとともに、複数のベアリング１１６と関連することができる。第２の部分２０４も、断面が略正方形であり、角度のついた、あるいは湾曲した角２０８を有するが、第２の部分２０４は第１の部分２００よりもわずかに大きく、より大きな幅または直径を有する。各部分２００，２０４は、いくつかの平坦面または面３０４，３０６を含み、これら平坦面または面３０４，３０６は異なるサイズを有することができる。ただし、他の実施形態では、第２の部分２０４は、カラー１２２の通路１５１内に挿入可能な円形または他の任意の適切な形状など、他の断面形状を有することができる。第１の部分２００は、複数の切子面１３３によって第２の部分２０４に接合され、ソケット１１２内への軸１０８の挿入するための停止機能を提供する。加えて、第２の部分２０４の構成により、ガイド部分１５０内のいくつかのベアリング１６４が、機構１１０に対して軸１０８の第２の部分２０４に係合して固定することが可能になる。

図５の例示的な実施形態では、１１個のベアリング１６４がガイド部分１５０内に存在する。軸１０８の第２の部分２０４がガイド部分１５０内に配置され、複数のベアリング１６４が開口部１６２を通じて通路１５１内に向けて付勢されたとき、複数のベアリング１６４のうちのいくつかは第２の部分２０４と係合し、残りのベアリング１６４は第２の部分２０４に接触しないままになる。この構成では、複数のベアリング１６４は、第２の部分２０４と表面３０６に様々な構成を有する既存の軸であれ特注の軸であれ、全般的に係合することができ、その他の部分は接触していないため、第２の部分２０４をベアリング１６４によってしっかりと係合させることができる。

ここで図３，図８～図１０及び図１４を参照すると、固定機構１０６が軸１０８と機構１０６との間のトグルまたは遊びを大幅に低減及び／または排除できるようにするために、スリーブ１１８は、第１（または前側）テーパ３００及び第２（または後側）テーパ３０２を含む。各テーパ３００，３０２は、スリーブ１１８と同心であり、スリーブ１１８の内周の周りに延在し、複数のベアリング１１６のセットと複数のベアリング１６４のセットのうちの１つとそれぞれ整列している。テーパ３００，３０２はスリーブ１１８上で互いに離れて配置されており、スリーブ１１８は単一部品であって、軸１０８に加えられた負荷がベアリング１１６，１６４の両セットを介してスリーブ１１８に伝達されることを可能にする。この負荷が単一の構成要素、つまりスリーブ１１８に伝達されると、スリーブ１１８に対する、したがって柄１００に対する軸１０８の整列性が大幅に改善され、使用時に機構１０６が軸１０８を柄１００と同心に保持する能力が向上する。

加えて、複数のベアリング１１６のセットと複数のベアリング１６４のセットの両方が、それぞれ対応するテーパ３００，３０２と係合しているので、軸１０８がカラー１２２内に挿入された時に、軸１０８はベアリング１１６，１６４に係合し、関連するテーパ３００またはテーパ３０２に沿ってベアリング１１６，１６４を付勢することができる。したがって、固定機構１０６の係合を解除するためにカラー１２２をさらに内側に押し込む必要がなく、柄１００の操作が簡単になる。

ここで、図１１～図１３を参照すると、軸１０８が機構１０６内に挿入されたときに、ベアリング１１６，１６４が軸１０８に係合し、図示の例示的な実施形態では、ベアリング１１６，１６４が軸１０８の第１の部分２００及び第２の部分２０４に係合する。ベアリング１１６と第１の部分２００との係合について、ベアリング１１６の数は、ベアリング１１６と軸１０８の第１の部分２００との間に所望の数の接触点を提供するように選択される。図示された例示的な実施形態では、１１個のベアリング１１６により、機構１０６は、機構１０６と器具／軸１０８との間の十分な数の接触点を提供して、器具１０８を柄１００と同心に保持しており、これは、軸１０８の周面に、第１の部分２００及び第２の部分２０４のような追加的な平坦部または不連続部を有する軸１０８にも好適である。

ベアリング１６４に関して、図示された例示的な実施形態におけるこれらの４つのベアリング１１６の位置は、後側ロックボールベアリング１１６と線接触となる点で軸１０８を挟むように選択される。図１１～図１３に最もよく示されているように、複数のベアリング１１６は、軸１０８の第１の部分２００の各側面３０４とその側面３０４の中点からずれた位置で係合し、したがって、溝１３０とベアリング１１１６との間で、軸１０８の各角２０６を「挟む」。この配向は、軸１０８をスリーブ１１８の内部形状に対して押し付けるため、柄１００及び軸１０８の使用中に、軸１０８をスリーブ１１８内の四角形の形状に対してねじるような力が作用する。

機構１０６及び複数のベアリング１１６の軸１０８に対する押し込みを助けるために、図３，図１０，図１４の図示された例示的実施形態では、異なる２つの付勢部材１９０，３１０と、圧縮ばね１９０と、複数のウェーブスプリング３１０とが、スリーブ１１８のそれぞれ対応するテーパ面３００，３０２に対して、また、整列された器具／軸表面／部分２００，２０４に向かって、複数のボールを押すように作用して、器具／軸１０８を所定の位置に保持する。仮に、張力を加えて軸１０８を取り外そうとすると、両セットのボール１１６，１６４が、対応するテーパ３００，３０２にさらに乗り上げ、増大した半径方向の力で器具／軸１０８を掴むことになる。

独立した各ベアリングセット１１６，１６４の解放は、初めに、ロックされているベアリング１１６のセットに向けて外側リリースカラー１２２を押すことによって行われる。カラー１２２をブッシング１１４及びブッシング１１４内に配置された圧縮ばね１９０に抗して内側に押すと、複数のベアリング１１６がテーパ３００に沿って軸１０８から外向きに離れる方向に動くことができるようになる。また、ブッシング１１４は、カラー１２２の反対側にある複数のベアリング１６４と接触し、これらベアリング１６４を押してウェーブスプリング３１０の付勢に抗してテーパ３０２から外し、軸１０８から２番目のベアリング１６４のセットを解放する。また、カラー１１２及びリリーススリーブ／ブッシング１１４は単一部品であるので、ベアリング１１６，１６４のこの解放は、ブッシング／リリーススリーブ１１４がカラー１１２の延長部分として形成される代替の実施形態においても同様に実現される。位置決めリング３１２は、ウェーブスプリング３１０と複数のベアリング１６４との間で、スリーブ１１８内においてソケット１１２の周りに同心となるように配置される。位置決めリング３１２は、前述のように、カラー１２２をブッシング１１４と係合するように押圧することによって相殺されるまで、ウェーブスプリング３１０の付勢の下でベアリング１６４をソケット１１２内に係合させかつ付勢するように作用する。

図４～図５及び図１１～図１３に最もよく示されるように、適切な器具の軸１０８が機構１０６を利用して柄１００と係合されるとき、軸１０８の第１の部分２００は、ソケット１１２内に挿入されて、ソケット１１２内で整列された溝１３０内に受容され、軸１０８が柄１００と係合する。軸１０８の溝１３０内への挿入は、溝１３０のテーパ状端部１３２によって促進される。溝１３０内に配置されたとき、軸１０８の端部２０２は、第１の部分２００の外面の周りで複数の溝１３０と複数のベアリング１１６とが係合していることによって、柄１００との整列が維持される。

使用中に軸１０８を柄１００内にロックするために、初めに、リリースカラー１２２が付勢部材１９０の付勢に抗して通路１４４内に向けて付勢される。そうすることで、リング１５６は、凹部１５８の内端に到達するまで凹部１５８内を移動し、それにより、カラー１２２はそれ以上の移動が制限される。この位置において、軸１０８の端部２０２がカラー１２２の通路１５１内に挿入されると、端部２０２は複数のベアリング１６４に接触してこれらベアリング１６４をカラー１２２のガイド部分１５０の外側に向けて付勢することができるので、図４に示すように、端部２０２は、カラー１２２を通過して、ロックスリーブ１１８、ブッシング１１４及びソケット１１２の中に入ることができる。必要に応じて軸１０８を回転させることにより、先に説明したように、端部２０２は、テーパ状端部１３２と接触してソケット１１２の溝１３０及びベアリング１１６と整列し、その中に着座し、係合することができる。

端部２０２及び第１の部分２００がソケット１１２の溝１３０内に適切に着座した後、リリースカラー１２２が解放され、付勢部材１９０がカラー１２２をソケット１１２に対してロックスリーブ１１８及びブッシング１１４から外側に付勢する。そうすることで、カラー１２２のガイド部分１５０にある複数の開口部１６２及び複数のベアリング１６４は、ロックカラー１１８の内側に向けてテーパ状になっている部分の中に移動し、ここで複数のベアリング１６４は、ロックカラー１１８によってリリースカラー１２２内に画定された通路１５１内に向けて内向きに付勢される。ただし、このときに軸１０８は通路１５１内に配置されているので、特定のベアリング１６４は、軸１０８の第２の部分２０４の面３０６と摩擦係合し、それにより、機構１０６内において軸１０８が確実に係合する。第２の部分２０４に係合する特定のベアリング１６４は、ソケット１１２内の軸１０８の向き、第２の部分２０４の特定の断面形状及び第２の部分２０４上の関連する面３０６の位置に依存するが、通路１５１内のベアリング１６４の数及び位置は、複数のベアリング１６４と様々な構成及び／または形状の第２の部分２０４との間の確実な係合を普遍的に提供し、それにより、カラー１２２内から軸１０８が外れることが抑制されるので、軸１０８を必要に応じて柄１００と組み合わせて利用することができる。

加えて、この位置において、軸１０８がカラー１２２内の各ベアリング１６４と、ソケット１１２の溝１３０及びベアリング１１６とに係合する結果、軸１０８と柄１００との間には、軸方向において互いに離れた２箇所において、整列のための接触が生じる。機構１０６のためのこの構造により、柄１００を介して軸１０８に加えられる力は、柄１００に対する軸１０８の整列を変化させることなく、すなわち、軸方向の位置ずれまたは「ゆるさ（ｓｌｏｐ）」の量を大幅に低減し、繰り返し使用した後においても、軸１０８が溝１３０及びベアリング１１６に加えてベアリング１６４と係合することにより、機構１０６及び柄１００に対する軸１０８の同心性が大幅に向上する。

軸１０８を取り外すために、カラー１２２が付勢部材１９０の付勢に抗して再びロックカラー１１８内に押し込むと、ベアリング１１６，１６４の軸１０８との係合を解除することができるようになるので、軸１０８をカラー１２２、ロックスリーブ１１８及びソケット１１２から取り外すことができる。

したがって、機構１０６は、ベアリング１１６，１６４を介して第２の部分２０４に任意の構成を有する軸１０８に確実に係合すると同時に、ベアリング１１６及び溝１３０と同様にベアリング１６４を介して、機構１０６及び柄１００に対する軸１０８の整列が維持される。

本開示の固定機構１０６によって提供される特定の改善には、以下の構成が含まれるが、これらに限定されない。
１．さらに離間した２つの領域であるテーパ３００，３０２でロックすることによるトグルの排除と、テーパ３００，３０２に沿って離間したロックベアリング１１６，１６４の両セットを保持するスリーブ１１８の単一部材構造。

２．両ロック用テーパ３００，３０２が同じ部品、つまりスリーブ１１８上にあるため、装置／軸／器具１０８を柄１００と同心に保持すること。ロック用のボールによる同心力。

３．ロックベアリング１６４と従動軸１０８内部の四角形との間での線接触となる点によるグリップ強度の向上。ダブルスクエアのポイント上にベアリング１６４を配置することにより、１／４インチ（６．３５ｍｍ）スクエアドライブの取り付けが容易になり、軸１０８を４５度回転して再挿入できる。ベアリング１６４はどちらの位置においてもロックされる。引き抜き力が増大すると、軸が溝１３０とソケット１１２の内部形状に対してねじられる。

４．この固定機構の設計は、他の軸の形状、例えばＡＯ、トライフラット（Ｔｒｉ－Ｆｌａｔ）、１／４インチ（６．３５ｍｍ）スクエア、ハドソン（Ｈｕｄｓｏｎ）、ストライカー（Ｓｔｒｙｋｅｒ）及びその他多くの標準的な軸の接続形状においても使用できる。

５．ベアリング１１６の設計により、軸１０８は、軸部分２００，２０４上の異なる直径であり得る平坦面３０４，３０６での同心的な接触が可能になる。常に周囲での接触が提供される。

本発明の他の様々な実施形態は、本発明と見なされる主題を特に指摘するとともに明確に主張する以下の請求項の範囲内であると考えられる。

Claims (15)

1. 器具の軸をツールに取り付けるための固定機構であって、
   ａ）前記ツールに固定されるように適合されたソケットであって、前記ソケットは少なくとも２つの溝を含み、前記少なくとも２つの溝は、前記ソケットの内面に配置されるとともに前記軸と係合可能であることにより、前記軸と前記機構との整列を維持する、ソケットと、
   ｂ）前記ソケットと整列された中央通路を含むロックスリーブであって、その内部に第１ロック面と第２ロック面とを有する、ロックスリーブと、
   ｃ）前記ロックスリーブの前記通路内に整列されて挿入されたリリースカラーであって、前記カラーは、前記第１ロック面と選択的に係合可能であるとともに前記軸と係合するように適合された第１ロック部材を含む、リリースカラーと、
   ｄ）前記少なくとも２つの溝の間に配置された前記ソケット内の少なくとも１つの開口部内に配置された第２ロック部材であって、前記第２ロック部材は、前記第２ロック面と選択的に係合可能であるとともに前記軸と係合するように適合された、第２ロック部材と、
   ｅ）前記ソケットと前記カラーとの間の前記通路内に配置された第１付勢部材であって、前記ロック部材を付勢して前記第１ロック面と係合させる第１付勢部材と、
   ｆ）前記ソケットと前記ブッシングとの間の前記通路内に配置された第２付勢部材であって、前記ベアリングを付勢して前記第２ロック面と係合させる第２付勢部材と、
   ｇ）前記ロックスリーブの前記通路内に配置され、前記第２付勢部材と前記第２ロック部材との間に係合された位置決めリングであって、前記位置決めリングは第２ロック部材と係合可能である、位置決めリングと、
   ｈ）前記ロックスリーブの前記通路内に配置され、前記第１付勢部材と前記リリースカラーとの間に係合されたリリーススリーブであって、前記リリーススリーブは、前記第１ロック部材及び前記第２ロック部材を単一動作で解放できるように前記第２ロック部材と係合可能である、リリーススリーブと、
   を備える、固定機構。
2. 前記リリーススリーブ及び前記リリースカラーが一の構成要素である、
   請求項１に記載の固定機構。
3. 前記第１ロック部材及び前記第２ロック部材は、前記軸上の平坦面と係合するように適合される、
   請求項１に記載の固定機構。
4. 前記第１ロック部材と前記第２ロック部材とは、前記軸上の異なる平坦面に係合するように適合される、
   請求項３に記載の固定機構。
5. 前記第２ロック部材は、前記軸の平坦面と中心からずれた位置で係合するように適合されている、
   請求項３に記載の固定機構。
6. 前記第１ロック部材と前記第２ロック部材とは、前記軸の直径の異なる面と係合するように適合されている、
   請求項１に記載の固定機構。
7. ａ）柄と、
   ｂ）前記柄内に配置された請求項１の機構と、
   を備えるツール。
8. 請求項１に記載の機構を使用して、器具の軸をツールに取り付ける方法。
9. ａ）内部に形成された空洞を含む柄と、
   ｂ）前記空洞内に配置された固定機構と、を備えるツールであって、
   前記固定機構は、
   ｉ）前記ツールに固定されるように適合されたソケットであって、前記ソケットは少なくとも２つの溝を含み、前記少なくとも２つの溝は、前記ソケットの内面に配置されるとともに軸と係合可能であることにより、前記軸と前記機構との整列を維持する、ソケットと、
   ｉｉ）前記ソケットと整列された中央通路を含むロックスリーブであって、その内部に第１ロック面と第２ロック面とを有する、ロックスリーブと、
   ｉｉｉ）前記ソケットと反対側から前記ロックスリーブの前記通路内に整列されて挿入されたリリースカラーであって、前記カラーは、前記第１ロック面と選択的に係合可能であるとともに前記軸と係合するように適合された第１ロック部材を含む、リリースカラーと、
   ｉｉｉ）前記少なくとも２つの溝の間に配置された前記ソケット内の少なくとも１つの開口部内に配置された第２ロック部材であって、前記第２ロック部材は、前記第２ロック面と選択的に係合可能であるとともに前記軸と係合するように適合された、第２ロック部材と、
   ｉｖ）前記ソケットと前記カラーとの間の前記通路内に配置された第１付勢部材であって、前記ロック部材を付勢して前記第１ロック面と係合させる第１付勢部材と、
   ｖ）前記通路内に配置された第２付勢部材であって、前記第２ロック部材を付勢して前記第２ロック面と係合させる第２付勢部材と、
   ｖｉ）前記ロックスリーブの前記通路内に配置され、前記第１付勢部材と前記リリースカラーとの間に係合されたリリーススリーブであって、前記リリーススリーブは、前記第１ロック部材及び前記第２ロック部材を単一動作で解放できるように、第２ロック部材と係合可能な、リリーススリーブと、
   を有する、ツール。
10. 前記固定機構は、前記ロックスリーブの前記通路内に配置される位置決めリングであって、前記第２付勢部材と前記第２ロック部材との間に係合される位置決めリングをさらに備える、
    請求項９に記載のツール。
11. 前記第２ロック部材は、軸と中心からずれた位置で係合するように適合されている、
    請求項９に記載のツール。
12. 前記固定機構と係合可能な軸をさらに含み、
    前記軸は、前記軸の端部に隣接する第１の部分を含み、
    前記第１の部分は、第１の断面形状を有するとともに、その上にいくつかの第１平坦面を有する、
    請求項９に記載のツール。
13. 前記軸上で前記第１の部分に隣接する第２の部分をさらに含み、
    前記第２の部分は、第２の断面形状を有するとともに、その上にいくつかの第２平坦面を有する、
    請求項１２に記載のツール。
14. 前記第１の断面形状は、前記第２の断面形状とは異なる、
    請求項１３に記載のツール。
15. 前記第１の断面形状が、前記第２の断面形状とは異なる直径を有する、
    請求項１４に記載のツール。

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