JP4160565B2 - トルク伝達工具用自在継手 - Google Patents

Description

本発明は、第１部品および第２部品を備えた形式の自在継手に関する。

第１部品は、トルク伝達工具の駆動スタッドを受け入れるように形成された凹部を備え、また、第２部品は、工具ヘッドに係合するように構成された駆動スタッドを備える。少なくとも、１つの継手要素が、第１部品と第２部品との間に位置決めされ、トルクをそれらの間に伝達し、第１部品を第２部品に対して斜めに位置決めして、第１部品および第２部品を回転させる。この形式の自在継手は、一般的に、ソケットレンチのようなトルク伝達工具に使用される。例えば、ヘイゼブルックの米国特許第４，９４１，８６２号に開示された、定速タイプの自在継手を参照されたい。従来の自在継手は、駆動スタッドにバネ付勢式戻り止め球体を備え、この戻り止め球体は、自在継手に取り付けられた工具ヘッドの凹部に係合し、使用者が保持力を容易に変更したり、選択したりすることができないようになっている。

この構造には、欠点がないわけではない。特に、ある場合には、よりしっかりと、また、より積極的に、工具ヘッドを駆動スタッド内の適所に保持することが望ましい場合がある。他の場合には、工具ヘッドを駆動スタッドから解除して、駆動スタッドから自在に落下し、駆動スタッドに取付けられた工具ヘッドを片手で取り外せるのが望ましい。本発明の目的は、使用者が手で、工具ヘッドの保持力を制御することができる自在継手を提供することにある。

本発明によれば、上記に説明した形式の自在継手は、係合位置にあるとき、工具ヘッドに係合し、また解除位置にあるとき工具ヘッドを解除するために、第２部品の駆動スタッドに移動可能に取り付けられた係合要素を備える。使用者による第１位置と第２位置との間での操作のために、アクチュエータが第１部品と第２部品の一方に取り付けられている。リンク部材が、アクチュエータにより移動され、かつ、係合要素に連結されて、工具ヘッドを第２部品の駆動スタッドに保持するに当たって係合要素の有効性を変化させ、それにより、使用者は、前記保持力を手で制御することができる。

本発明によれば、使用者は手で、自在継手の工具ヘッドの保持力を制御することができる。

実施例の第１グループでは、リンク部材は工具ヘッドの係合要素の移動に順応し、使用者は、アクチュエータを第１位置に移動させることによって、工具ヘッドを第２部品から解除させることができる。後述の本発明の急速解除の実施例は、工具ヘッドの自在継手からの解除を片手で行うことができる。

使用者は、単に、アクチュエータを操作し、工具ヘッドを自在継手の駆動スタッドから解除し、工具ヘッドを駆動スタッドから落下させる。実施例の第２グループでは、リンク部材は、アクチュエータを第１位置に移動させたとき、工具ヘッド係合要素を解除位置に移動させ、また、アクチュエータが第２位置に移動するとき、工具ヘッド係合要素を係合位置に保持し、アクチュエータを第２位置に移動させたとき、第２部品の駆動スタッドに工具ヘッドをよりしっかりと保持することができるように構成されている。これらの実施例は、使用者が、再び、アクチュエータを操作することによって、工具ヘッドを自在継手の駆動スタッドに保持する力を選択的に高めることができる。
これは、使用者が、使用中に、工具ヘッドが自在継手から不用意に外されるのを防ぎたい場合に有用である。

今、図を参照すると、図１ないし図４は、本発明の自在継手の第１の実施例の種々の図を示す。自在継手１０は、第１部品１２と第２部品２０とを有する。第１部品１２は、本実施例では、延長バーを備えるソケットレンチＷ（図２）であるトルク伝達工具の駆動スタッドＤを受け入れるように形成された凹部１４を備える。本明細書に用いられているように、用語「トルク伝達工具」というときは、ソケットレンチ、延長バー、Ｔバー、ブレース、その他の手工具および動力工具を含む、全範囲のトルク伝達工具を含むものである。また、第１部品１２は、２つの間隔を隔てた平行なアーム１８を有する第１継手部分１６を備える。第２部品２０は、ソケットＳのような工具ヘッドに係合するように形成された、駆動スタッド２２を有し、ソケットＳは、六角ボルトヘッド、ナット、または特定の寸法の他の非円形の加工物（図示せず）に係合するように構成されている。本明細書で用いられているように、用語「工具ヘッド」は、ソケット、六角レンチヘッド、他の形式のレンチヘッド、種々の形式のビット、およびドリル用ビットを含む他の形式のビットを含む、全範囲の工具を含むものである。また、第２部品２０は、２つの間隔を隔てた平行アーム２６を構成する第２継手部分２４を有する。長手方向軸線３０は、駆動スタッド２２の中心を通る。

継手要素３２が、第１部品１２と第２部品２０を回動可能に相互に連結する。この実施例では、継手要素３２は、形状がほぼ長方形であり、直角方向に配置決めされた第１ピボットピン３４と第２ピボットピン３６とを有する。第１ピボットピン３４が第１アーム１８に設けられ、継手要素３２は第１ピボットピン３４を中心に第１部品１２に対して自由に回動する。第２ピボットピン３６は第２アーム２６に取付けられ、第２部品２０は第２ピボットピン３６を中心に継手要素３２に対して自由に回動する。自在継手１０の以上の特徴は従来通りであり、これら特徴により、第１部品１２を第２部品２０に対して斜めに配置決めし、第１部品１２および第２部品２０を回転させる。本発明によれば、自在継手１０は、本実施例では、形状が球形である工具ヘッドまたはソケット係合要素５０を有する。ソケット係合要素５０は、これを図３に示す係合位置と図５に示す解除位置との間で移動させることができるように、駆動スタッド２２に移動可能に取付けられている。図３に示す係合位置では、ソケット係合要素５０は駆動スタッド２２を越えて突出してソケットに係合し、かつ、それを保持する。図５に示す解除位置では、ソケット係合要素５０は、駆動スタッド２２内に完全に受け入れられ、それによりソケットを解除する。

ソケット係合要素５０の位置は、少なくとも一部が、リンク要素６０によって制御され、本実施例では、リンク要素６０は、長手方向軸線３０に沿って移動できる長手方向に延びたランプ６２を備える。リンク要素６０は、第２部品２０に形成された段付きボア６１内に摺動可能に受入れられている。ランプ６２は、高い部分６４と低い部分６６とにより構成される。リンク要素６０は、また、ヘッド６９で終わっている小さな直径を有するシャフト６８を有する。本実施例では、コイル圧縮バネであるバネ７０が、シャフト６８の周囲に設けられ、ランプ６２を更に駆動スタッド３２へ付勢させる。休止位置では、ランプ６２の高い部分６４は、図３に示すように、ソケット係合要素５０と整列する。本実施例では、板状であるアクチュエータ８０は、開口部８２と外縁部分すなわち周囲つかみ部分８４とを備える。アクチュエータ８０は、駆動スタッド２２と継手要素３２との間の領域で、第２アーム２６の間に位置決めされている。リンク要素６０のシャフト６８は、開口部８２を貫通し、かつ、シャフト６８が開口部８２の外に移動するのを防止するために、ヘッド６９はアクチュエータ８０に固定される。例えば、ヘッド６９は、アクチュエータ８０に適所に溶接されても良いし、リベット止めされてもよい。

図３に示す休止位置では、バネ７０はランプ６２を第１位置に保持し、この第１位置で、高い部分６４がソケット係合要素５０を図３に示す係合位置に維持する。使用者がソケットを駆動スタット２２から解除したいときには、この実施例では、使用者は、アクチュエータ８０の周囲つかみ部８４を操作して、アクチュエータ８０を移動させ、ランプ６２を駆動スタッド２２から部分的に引く。アクチュエータ８０が図５に示す第２位置に達して、低い部分６６がソケット係合要素５０と整列するとき、ソケット係合要素５０は半径方向内方に自由に移動し、それにより、ソケットを解除する。ソケット係合要素５０が図５に示す解除位置にあるとき、ソケットは駆動スタッド２２から重力によって自由に落下する。ランプ６２の傾斜角度によって、自在継手１０は、多少積極的な保持力で、ソケットを保持するように作ることができる。もし、ランプ６２が緩やかな傾斜を有するならば、アクチュエータ８０が操作されていないときは、ソケット係合要素５０を押し込むのに、比較的大きな力が必要となる。そのような構成では、通常、ソケットを駆動スタッド２２に移動させるとき、使用者はアクチュエータ８０を図３に示す第１位置から、図５に示す第２位置に手で移動させる。他方、ランプ６２の傾斜がかなりきついときは、アクチュエータ８０を特に操作しないでも、ソケットを所定位置に単に押し込むことにより、ソケットを駆動スタッド２２に取り付けることができる。

図６ないし図８は第２実施例１０’を示し、第２実施例１０’は、多くの点で、図１ないし図５を参照して上記で説明した実施例と同様である。図６ないし図８に示す実施例では、リンク要素６０’は、リンク要素６０’のまわりに円周方向に延びるランプ６２’を備える。図示しランプ６２’は円形であるが、螺旋状のランプも適している。図７に最も良く示されているように、ランプ６２’は、リンク要素６０’のそれぞれの角度位置に、高い部分６４’と低い部分６６’とを備える。この場合、アクチュエータ８０’は、第２部品２０’の周囲部分まで延びるように取付けられたレバーアームである。レバーアーム８０’は、使用者が操作するために位置決めされた、延長末端部分８４’を備える。図６ないし図８に示す実施例は、使用者が、アクチュエータ８０’を約９０°の円弧にわたって、回転させることにより、リンク要素６０’の位置を制御する点を除いては、図１ないし図５に示す実施例と同様に操作する。この場合、バネ７０’は圧縮バネであり、圧縮バネはリンク要素６０’を、使用者が置いた位置に、摩擦により保持する。図７に示す位置では、ソケット係合要素５０は、係合位置にある。アクチュエータ８０’を９０°回転させると、低い部分６６’がソケット係合要素５０と整列し、ソケットを自在継手１０’の駆動スタッドから解除する。所望ならば、螺旋状ランプと共に、トーションバネまたは圧縮バネのようなバネを使用して、ランプを所定位置に付勢させてもよい。

自在継手１０、１０’は、種々の用途に有用な、急速解除機能を有する。図９ないし図１２は、第３実施例を示し、第３実施例は、好きなときに、使用者が、自在継手に対するソケットの強い保持と弱い保持とを選択できるように設計されている。この第３実施例では、自在継手１０''は、上記と同様なランプ６２''を備えるリンク要素６０''を有する。この場合、シャフト６８''は、図９に示すように、スタブシャフト６９''で終わっている。アクチュエータ８０''は板状であり、長手方向軸線３０''と直角に摺動するように、第２部品２０''に取付けられている。この板８０''は、長手方向軸線３０''に沿う、リンク要素６０''の移動を選択的に許したり、阻止したりするように位置決めされた開口部８２''を備える。図９に示す位置では、開口部８２''は、スタブシャフト６９''と整列し、力を、ソケットを介してソケット係合要素５０、矢印Ａの方向に食わえることができ、ランプ６２''を継手要素３２''に向かって、また、スタブシャフト６９''を開口部８２''の中へ移動させる。これにより、使用者は、ソケットを所定位置に押し込むことにより駆動スタッド２２''に取付け、また、在来の方法で、ソケットを引っ張ることにより、ソケットを解除することができる。使用者が、ソケットを駆動スタッド２２''に適所に保持する力を増したければ、使用者は、開口部８２''がスタブシャフト６９''（図１１および図１２）との整列からはずれるように、アクチュエータ８０''を摺動させる。この位置では、ランプ６２''は継手要素３２''に向って移動するのを阻止し、ソケットは、駆動スタッド２２''に適所に、よりしっかりと固定される。

図９ないし図１１に示す実施例は、急速解除機能を備えないが、その代わり、ソケットが駆動スタッドから不用意に外される可能性を少なくするために、使用者は選択的にソケットの保持力を強めることができる。図１３ないし図１５は第４の実施例を示し、これにより、使用者は、望むとき、自在継手に対するソケットの強い保持と、弱い保持とを選択することができる。この第４の実施例では、自在継手１０''' は、ソケット係合要素５０を有し、その位置は、少なくとも一部が、圧縮バネ７０''' によりソケット係合要素５０に向かって付勢された球体６１''' によって制御される。球体６１''' の位置は、一部が自在継手１０''' の第２部品２０''' のボアに摺動可能に設けられたスライド６３''' の位置によって、制御される。スライド６３''' の位置は、凹部８２''' を備えるアクチュエータ８０''' の手段により、使用者により制御される。この実施例では、球体６１''' とスライド６３''' が協働して、アクチュエータ８０''' をソケット係合要素５０に連結する２部材リンク要素６０''' を形成する。

使用者が、アクチュエータ８０''' を図１３に示す位置に移動させるとき、バネ７０''' は、球体６１''' を付勢してソケット係合要素５０と接触させる。バネ７０''' により生じるバネ力に応じて、この位置で、ソケット係合要素５０が、特定の使用に適切な、小さい、中ぐらいの、または大きい保持力を出すように、自在継手１０''' を設計することができる。いくつかの実施例では、バネ７０''' により生じるバネ力は、ほとんどの場合に、ソケットが第２部品２０''' から解除されるのを防止するのに有効なほどの大きさである。使用者が、ソケットを第２部品２０''' から解除したいとき、使用者はアクチュエータを、図１４に示す第２部品''' に対して左に摺動させることができる。このアクチュエータ８０''' の移動は、スライド６３''' をバネ７０''' に向かって移動させ、それにより、球体６１''' をソケット係合要素５０から遠ざけるように移動させる。球体６１''' のこの位置で、ソケット係合要素５０は、内方に自由に移動し、それにより、保持ソケットを解除する。中くらい程度のソケット保持力が、アクチュエータ８０''' を図１３と図１４とに示す位置の間の中間に位置決めすることにより得られる。

図１３ないし図１５に示す実施例により、使用者は、ソケットが不用意に駆動スライドから外される機会を減ずるために、選択的にソケット保持力を強くすることができ、なおかつ、急速解除機能を備える。勿論、上記の実施例は、幅広く変更し、改良することができることがわかるであろう。例えば、上記の実施例はすべて、２つの直交関係にある回転軸線を有する継手部材を利用している。他方、本発明は、複数の球状継手部材を有する定速タイプの自在継手に使用してもよい。また、都合上、ランプ、ソケット係合要素、およびアクチュエータの種々の位置を説明した。ソケットは様々な寸法の凹部を備えるのが適当なので、当然ながら、「位置」というときは、ある領域内での位置を包む。また、本発明の自在継手には、種々の他のタイプの急速解除機構を使用でき、また、同様に、阻止機構も他のタイプのものであってもよい。当業者は、種々のアクチュエータおよびリンク要素を使用することができ、また、あるものは複数構成部品を有していてもよいことに、気がつくであろう。移動し、回転し、または回転と移動の組み合わせを伴って移動する、線形、および非線形のランプを含む、広範囲のランプを使用することができる。上記の付勢および保持機能を行わせるのに、多くのバネを使用することができる。

従って、上記の詳細な説明は、限定的というよりむしろ例示であり、また本発明の権利範囲を定義するのは、均等の範囲を含む請求の範囲である。

図１は、本発明の第１の実施例にかかる自在継手の斜視図である。 図２は、ソケットレンチおよびソケットに取付けられた、図１に示す自在継手の部分断面側面図である。 図３は、ソケット係合要素を係合位置で示す、部分断面図および図１の線３−３に沿った断面図を示す。 図４は、図３の線４−４に沿った断面図である。 図５は、ソケット係合要素を解除位置で示す、図３と同じ、部分断面図である。 図６は、周囲ランプを利用した第２実施例の部分断面図である。 図７は、図６の線７−７に沿った断面図である。 図８は、図６の線８−８に沿った断面図である。 図９は、本発明の第３の実施例の部分断面図である。 図１０は、矢印の方向に移動させた要素８０''を示す、図８の線１０−１０に沿った断面図である。 図１１は、矢印の方向に移動させた要素８０''を示す、図１０と同じ断面図を示す。 図１２は、図１１の線１２−１２に沿った部分断面図である。 図１３は、本発明の第４の実施例の断面図である。 図１４は、図１３の線１４−１４に沿った部分断面図である。 図１５は、図１４の線１５−１５に沿った部分断面図である。

符号の説明

１０ 自在継手
１２ 第１部品
１６ 第１継手部分
１８ 平行アーム
２０ 第２部品
２２ 駆動スタッド
２４ 第２継手部分
２６ 平行アーム
３０ 長手方向軸線
３２ 継手要素
３４ 第１ピボットピン
３６ 第２ピボットピン
５０ ソケット係合要素
６０ リンク要素
６２ ランプ
６４ 高い部分
６６ 低い部分
６８ シャフト
７０ バネ
８０ アクチュエータ

Claims (11)

1. 工具の駆動スタッドを受け入れるように形成された凹部および第１継手部分を備えた第１部品と、工具ヘッドに係合するように形成された駆動スタッドおよび第２継手部分を備えた第２部品と、前記第１継手部分と前記第２継手部分とを連結する少なくとも１つの継手要素とを有し、前記少なくとも１つの継手要素は、前記第１部品を前記第２部品に対して斜めにしながら、前記第１部品及び前記第２部品間で回転トルクを伝達するようにしたトルク伝達工具用自在継手において、
   係合位置にあるとき工具ヘッドに係合し、また、係合解除位置にあるとき工具ヘッドを解除するように、前記第２部品の駆動スタッド内に変位可能に取付けられた工具ヘッド係合要素と、
   前記第２部品と前記継手要素との間に取付けられたアクチュエータであって、前記第２部品の周面よりも外側に延び、使用者による操作可能な外縁部分を有するアクチュエータと、
   前記第２部品の駆動スタッド内に変位可能に取り付けられたリンク要素であって、前記アクチュエータにより、前記工具ヘッド係合要素を前記係合位置にする位置と、前記工具ヘッド係合要素を前記係合解除位置にする位置との間で変位されるリンク要素と
   を有することを特徴とするトルク伝達工具用自在継手。
2. 前記リンク要素は、前記アクチュエータが第１位置にあるときに前記工具ヘッド係合要素が前記係合解除位置となり、またアクチュエータが第２位置にあるときに前記工具ヘッド係合要素が前記係合位置となるようにして、使用者が、アクチュエータを前記第１位置に変位させることによって、工具ヘッドを第２部品から解除することができるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のトルク伝達工具用自在継手。
3. 前記リンク要素は、前記アクチュエータを第１位置に変位させたときに前記工具ヘッド係合要素を係合解除位置に変位させ、また、前記アクチュエータを第２位置に変位させたときに前記工具ヘッド係合要素を前記係合位置に保持して、工具ヘッドを前記第２部品の駆動スタッドに、しっかりと保持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のトルク伝達工具用自在継手。
4. 前記リンク要素が、高い位置から低い位置へ徐々にテーパされたランプを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のトルク伝達工具用自在継手。
5. 前記ランプの高い部分が前記ランプの低い部分より、前記アクチュエータに近い位置に位置決めされ、かつ、前記リンク要素は、前記第２部品の駆動スタッド内で摺動できるように取付けられていることを特徴とする請求項４に記載のトルク伝達工具用自在継手。
6. 前記ランプが前記リンク要素の円周方向の少なくとも一部に延び、また前記リンク要素が、前記アクチュエータにより、前記第２部品の駆動スタッド内で回転できるように取付けられることを特徴とする請求項４に記載のトルク伝達工具用自在継手。
7. 前記工具ヘッド係合要素は、前記ランプの高い部分が前記工具ヘッド係合要素を係合位置に保持し、また前記ランプの低い部分が前記工具ヘッド係合要素の係合解除位置への変位を許容するように、前記ランプに係合していることを特徴とする請求項４に記載のトルク伝達工具用自在継手。
8. 前記第２継手部分が２つの間隔を隔てたアームを備え、前記継手要素が２つの間隔を隔てたアームの間に位置決めされ、かつ、前記アクチュエータが２つの間隔を隔てたアームの間で、前記第２部品の周囲にまで延びている、ことを特徴とする請求項１に記載のトルク伝達工具用自在継手。
9. 前記アクチュエータの前記外縁部分は、少なくとも１つのつかみ部を有することを特徴とする請求項１に記載のトルク伝達工具用自在継手。
10. 前記アクチュエータの前記外縁部分が、レバーアームにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載のトルク伝達工具用自在継手。
11. 前記アクチュエータの前記外縁部分が、板状にされていることを特徴とする請求項１に記載のトルク伝達工具用自在継手。