JPH11500212A - 切離し可能なカップリングおよび切離し用の工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 カップリングの二つの部分（１、３）の少なくとも一方が、ほぼ半径方向の縁部（１１）を持つ四つのスプライン（５）を備えたプロファイル断面を含む。四つの半径方向の内部直線セグメント（６）は、スプラインを相互に接続し、標準駆動正方形（１４）を形成する。このカップリングは、ソケットを駆動し、アクセサリのネジを締めたり、緩めたりすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 切離し可能なカップリングおよび切離し用の工具 本発明は、特にネジまたはナットを回転させるための工具を備えている、雄の 構成部分および雌の構成部分との間で分離することができるカップリングに関す る。 現在のカップリングは、通常、例えば、ＩＳＯ規格１１７４に規定されている 対応する雄の正方形の駆動部材と雌の正方形の駆動部材を使用している。雄の正 方形の部材は、一般に、工具の頭部と一体に作られていて、ソケットの雌の正方 形の部材内に挿入するようになっていて、上記ソケットは、その対向する端部に 、締めたり、緩めたりするためのネジまたはナットように設計された駆動プロフ ァイルを持っている。上記ソケットは、問題の正方形の駆動部材の寸法に関連す るソケットのグループの一部を形成している。別の方法としては、雄の正方形の 部材を、延長部分、万能継手のような他の部材の雌の正方形の部材内に挿入する ようにすることもできる。 正方形の駆動部材の標準寸法は、６．３５mm（１／４インチ）、９．５２mm（ ３／８インチ）、１２．７０mm（１／２インチ）の長さの側面に対応する。一定 の工具サイズに対応する一定の正方形の部材の場合には、得られる最大トルクは 、雄の正方形の機械的強度によって制限される。このため、使用することができ るソケットの範囲が極度に制限され、一定のネジ山数の場合には、緩める場合の トルクは、締め付ける場合の公称トルクと比べると遥かに大きく、特に腐食を起 こしている場合には非常に予測が難しいため、上記制限はさらに厳しいものにな る。 その結果、雄の正方形の部材の限界より大きいトルクが要求される場合には、 工具を変更し、またもう一段階上のサイズの正方形の部材を使用しなければなら ない。このため、数種類の工具と、数種類のソケットが必要になり、その結果、 より丈夫で、より大型でより高価な工具を使用することになる。 特定の工具および特定の硬度の鋼鉄を使用して得ることができるトルクを大き くするために、種々の提案が行われてきた。しかし、このような提案は、六角計 をベースとする形状のものを使用している（ＦＲ−Ａ−１，５６０，２７０およ び２，６８２，７２７、ＵＳ−Ａ−４，５１２，２２０、４，３６１，４１２お よび４，９３０，３７８、ＥＰ−Ａ−０，４５８，７７１）。これらの工具は、 標準型の雄の正方形の部材と互換性がないという欠点がある。 さらに、従来のプロファイルは、一般に、（雄のプロファイルが接続している 間は）スプリングの力が加えられているロック用ボールをうまく取り付けられる ように設計されていないし、また（雌のプロファイルの場合には）上記ボールを 収容するための凹部を設けることができるように設計されていない。 本発明の目的は、標準化された雄の正方形の部材と互換性を持つカップリング を提供し、一定のサイズの場合、上記正方形の部材に対応するトルクより非常に 大きいトルクを得ることができるようにし、一方、上記正方形の部材のボール型 のロック装置を効果的に設置することができるようにすることである。 この目的を達成するために、本発明が提供しようとしているのは、二つの部材 の中の少なくとも一方の横断面が、スプラインを備えたプロファイルを持つこと を特徴とする上記タイプのカップリングである。上記二つの部材は、 − それぞれ内部に標準型の正方形のドライブに、すべてが外接するように設 計されている、半径方向に延びる四本の直線セグメントと； − 上記正方形のコーナに設けられている、上記正方形の部材の輪郭に対して 、半径方向に外側に突出していて、その縁部がほぼ半径方向に延びている四本の スプラインと； − 丸くなっている部分で、上記スプラインに接続している上記の直線セグメ ントの端部とを含む。 本発明のカップリングは、下記の特徴の一つまたはそれ以上を持つ。 − スプラインを備えたプロファイルが、対応する部材の使用可能な全長にわ たってほぼ一定であること。 − 雌の部材が、直線セグメントに対応するその平らな面の少なくとも一つ内 に、スプリングの力が加わっていて、対応する雄のプロファイルまたは上記標準 型正方形の部材の平らな面に乗っているロック部材を収容するための凹部を有し ていること。 − 雌のプロファイルの丸い各部分が、第一の丸い部分および直線セグメント に接線方向で接続している、ハッキリと大きい半径を持つ第二の丸い部分を通し て、隣接する直線セグメントに接続していること。 − 雌のプロファイルの丸い各部分が、第一の丸い部分に接線方向に接続して いて、第一の直線セグメントに隆起部で接続していて、それに対して数度の角度 を持つ第二の直線セグメントを通して、隣接する直線セグメントに接続している こと。 − スプラインの側面が、ほぼ半径方向を向いている直線セグメントまたは円 弧の形をしていて、丸く接続部分を通して、プロファイルの隣接部分に接線方向 に接続している縁部に接していること。 − 各スプラインの縁部が、全体として、プロファイルの中心部に対して、ほ ぼ半径方向を向いていること。 − スプラインの外側が、その中心が対応するスプラインの全対称軸上に位置 している円に属する円弧に接していること。 − 直線セグメントに垂直な中央の点が、プロファイルの中心を通ること。 − 雌の部材の直線セグメントが、その全長またはその一部にわたって中央部 分が中空になっている。 − スプラインを備えたプロファイルが、二つの方向の回転に対して対称であ ること。 − スプラインを備えたプロファイルが、二つの方向の回転に対して非対称で あること。 他の観点から見ると、本発明は、駆動トルクを受け、上記のスプラインを備え たプロファイルを持つように設計された第一の構成部分と、第一の構成部分から ネジまたはナットに駆動トルクを伝えるための少なくとも一つの第二の構成部分 とからなる、ネジまたはナットを回転させるための手動工具または補助工具であ る。 上記工具の他の特徴は下記の通りである。 − 雌のスプラインを備えたプロファイルは一定の断面を持ち、一方、雌のス プラインを備えたプロファイルは、双線または球根状に、雌のプロファイルの断 面の大きさまで広がった後幅が狭くなる断面を持つこと。 − 雌の構成部分は先が広がった入り口を有し、一方、雄の構成部分はその後 部がほぼ円錐台状で、その前部が、より大きなテーパ角度を持ち、その全長の一 部分のスプライン間に、雄のプロファイルの中空部により溝が形成されているほ ぼ円錐台の形をしていて、上記前部は、直線セグメントに接している雌のプロフ ァイルのその部分に一部挿入できるように設計されている。 − 二つのスプラインを備えたプロファイルは、類似の硬度、特に４０−５０ ＨＲＣ程度の硬度を持つこと。 本発明のいくつかの実施形態を、添付の図面を参照しながら説明する。 第１図は、本発明のカップリングの断面図である。 第２図は、カップリングの二つの構成部分と関連するネジの側面図である。 第３図は、対応する端部部材の端面図である。 第４図は、カップリングのソケットの端面図である。 第５図は、別の雄のプロファイルの部分図である。 第６図は、関連する別の雌のプロファイルの部分図である。 第７図は、他の別の雌のプロファイルの部分図である。 第８図は、雌のプロファイル内への雄のプロファイルの挿入を容易にするため の配置である。 第９図は、第８図の雌のプロファイルのもう一つの形である。 第１０図は、本発明の雄のプロファイルを有する角型延長部材の部分側面図で ある。 第１１図は、第１０図の矢印ＸＩの方向に見た端面図である。 第１２図および第１３図は、それぞれ第１０図および第１１図に類似する他の 実施形態の図面である。 第１図は、第２図および第３図に示す駆動用の雄の端部部材１の横断面のプロ ファイルと、第２図および第４図に示すソケット３の駆動部分２の動作隙間内の 対応するプロファイルである。使用中、端部部材の近い方の端部は、今までは図 示してない、例えば、ラチェット、延長部材または任意の他のアクセサリのよう な、駆動工具の頭部に固定されている。ソケット３は、その部分２に対向して、 ネジ、ナット、タップ等のような、回される対応するネジ山付き部材１０（第２ 図）に係合するための、任意の周知の雌のプロファイルを持つ作動部分４を持つ 。図示のプロファイルは、その使用可能な高さ全体にわたって一定である。構成 部分１および３は、通常は４０−５０ＨＲＣ程度の相対的に高く、また相対的に 類似の硬度を持つ。 雄および雌のプロファイルの全体の形は、それぞれ、軸対称の十字形で、プロ ファイルの中心Ｏに対して、相互に９０度離れている四本の同じスプラインを含 み、四本の中間直線セグメント６を含む。各セグメント６の垂線７の中点は、中 心Ｏを通る。スプライン５は、円弧８の外側に形成されている四つの円弧は、中 心をＯに持つ一つの同じ円９に属し、その側面はほぼ半径方向に向いている二つ の直線セグメント１１に接している。雌のプロファイルに関する限り、凹状の丸 い部分１２は、円弧８およびセグメント１１に接線方向で接していて、凸状の丸 い部分１３は、対応するこれらセグメント１１および隣接するセグメント６に接 線方向で接している。 雌のプロファイルの四つのセグメント６は、動作隙間内で、破線で示す標準型 の雄の正方形の部材１４に外接するように設計されている。さらに、雌のプロフ ァイルの平らな各面は、セグメント６の全長にわたって、また予め定めた高さの ところに、スプリングの力が加わっているロック・ボール１６を収容するために 、雄のプロファイルの平らな面から突出している凹部１５を持つ。凹部１５の高 い方の部分も、標準型の雄の正方形の部材１４のロック・ボールを収容するよう に設計されている。別の方法としては、ボール１６の代わりに、（図示せず）球 状の端部を持つプランジャを使用することもできる。 雄のプロファイルおよび正方形の部材１４を比較すると、前者が、中心Ｏに対 して、非常に高い慣性極モーメント（または、極強度係数）を持ち、そのため非 常に高いトルクを持つことができる。さらに、スプライン５の形により、スプラ インは上記の高いトルクに耐えることができ、セグメント１１がほぼ半径方向に 向いているために、工具に加えられたトルクが、雌のプロファイルに大した損失 を起こさずに、雄のプロファイルのセグメント１１から雌のプロファイルのセグ メント１１に伝達される。 別の方法としては、セグメント１１の延長部は、点Ｏの一方または他方の側面 を通ることができる。その場合、トルクの伝達は遠心分力または求心分力を生じ る。 さらに別の方法としては、円弧８の中心を、点Ｏにより近い点（点０１）また はもっと遠い点（点０２）に位置する、対応するスプラインの対称軸の他の点上 に位置させることもできる。 さらに別の方法としては、第１図の鎖線で示すように、雌のプロファイルの各 セグメント６の中央部分を、６Ａのところで凹状にすることもできる。この凹部 はセグメント６のほぼ全長にわたって形成することができるが、ボール・タイプ のロックを使用する場合には、図示のように、このロックは凹部１５から外へは みだしてはならない。 第５図および第６図の実施形態の場合には、雄のプロファイル（第５図）は、 直線セグメント１１の代わりに、凸状の円弧１１Ａが使用されているという点で 修正が行われている。雌のプロファイル（第６図）に関する限り、二つの方法で 修正が行われている。一方、その直線セグメント１１の代わりに、円弧１１Ａの 半径より大きい半径を持つ凸状の円弧１１Ｂが使用されている。さらに、大きい 半径Ｒを持つ一つの凸状の円弧１３Ａは、各直線セグメント６の各端部と隣接す る丸い部分１３との間に存在していて、それらに接線方向で接している。 このような修正の第一の効果は、トルクが加えられたとき、二つのプロファイ ル間の接点が、スプラインの外側の端部に近くなり、それにより伝達されるトル クが増大することであり、第二の効果は、ＦＲ−Ａ−２，５６０，０９９に開示 されているように、標準型の正方形の部材１４から雌のプロファイルへのトルク の伝達が改善されることである。 第７図の実施形態と第６図の実施形態との間の違いは、円弧１３Ａの代わりに 、丸い部分１３に接線方向で接し、隆起部１３Ｃにより接続しているセグメント ６に対して、数度の角度を形成している短い直線セグメント１３Ｂが使用されて いることである。この実施形態は、また標準型雄の正方形の部材１４から雌のプ ロファイルへのトルクの伝達を改善する。 また、別の方法としては、スプライン５および／またはセグメント６は、例え ば、上記二つの実施形態を結合する二つの回転方向に対して、非対称にすること もできる。 第８図は、本発明の対応する雄のプロファイルと雌のプロファイルをそれぞれ 含む二つの構成部分の隣接する端部である。特に、これら二つの構成部分として 第２図の雄の端部部材１とソケット３を使用することができる。 例えば、ソケットの近い方の端部の角度ｘは、ソケットの軸に対して６０度で あるような湾曲１４を持っている。 端部部材１に関する限り、この部材１は、その遠い方の端部に、二つの連続し た円錐台からなる先端部１５と、端部部材の軸に対して約７０度の角度ｙを持つ 近い方の円錐台１６と、もっとテーパ角度が大きく、約９０度の角度ｚを持つ端 部円錐台１７を含む。 対応する標準型の正方形の部材の平面部の間の距離、すなわち、第１図の二つ の対向するセグメント６の間の距離は、円錐台１７の一番短い直径と、一番長い 直径との間である。従って、プロファイルの四つの凹部は、それに沿って中点ま で、円錐台１７に入り込んでいる。 このような配置により、特にユーザにとって扱い易いような方法で、雄の構成 部分を雌の構成部分に挿入することができる。 別の方法としては（第９図）、湾曲部１４をソケット３の近い方の端部のとこ ろから短くすることができ、その後ろにもっと角度の小さい第二の湾曲部１８を 設けることもできる。 第１０図および第１１図は、「角型延長部」と呼ばれる延長部材に対する本発 明の適用を示す。この「角型延長部」は、雌のエレメント内に挿入した後で、ス プリングの力が加わっているボールまたはロック・プランジャにより軸方向にロ ックすると、このロック部材の中央の軸を通る直径の周囲で、ある角度の湾曲を することができる。 それ故、そのハンドル１９から突出している延長部材の遠いほうの端部は、す でに説明した雄のプロファイルを持ち、その寸法は、ハンドル１９から雌の部材 の最大横断面積に対応する最大横断面積の断面２０のところまで、次第にまた同 じように増大し、その後、延長部材の遠いほうの端部２１まで次第に減少してい る。 第１０図および第１１図の実施形態の場合には、寸法の増大および減少は直線 的である。反対に、第１２図および第１３図の実施形態の場合には、上記の寸法 の増大および減少は、ドーム状になっていて、延長部材の端部の全体は、頭部を 切ったボールの形をしている。 第１０図−第１３図は、その二つのスプラインの間の雄のプロファイルによっ て支持されているロック・ボール１６の目で見ることができる部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ )，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ， ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特に、ネジまたはナットを回転させるための工具に属する雄の構成部分（ １）および雌の構成部分（３）との間で分離することができるカップリングであ って、その横断面のスプラインを備えたプロファイルを持つ二つの構成部分の少 なくとも一方が、 − 標準型の正方形のドライブ（１４）に同時に外接するように設計されて いる、内部を半径方向に延びる四本の直線セグメント（６）と、 − 上記正方形のコーナにおいて、上記正方形の輪郭に対して、半径方向に 外側に突出していて、その縁部（１１、１１Ａ）がほぼ半径方向に延びている四 本のスプライン（５）と、 − 丸くなっている部分(１３)で、上記スプラインの縁部(１１、１１Ａ)に 接続している、該直線セグメント（６）の端部と、 をそれぞれ含むことを特徴とする、カップリング。 ２．スプラインを備えたプロファイルが、対応する構成部分の使用可能な高さ 全体にわたってほぼ同じであることを特徴とする請求項１に記載のカップリング 。 ３．該雌の構成部分（３）が、該直線セグメント（６）に対応する平らな面の 一つの上に、スプリングの力が加わっていて、対応する雄のプロファイルまたは 上記標準型の正方形の部材（１４）の平らな面によって支持されているロック部 材（１６）を収容するための凹部（１５）を含むことを特徴とする請求項１また は請求項２に記載のカップリング。 ４．雌のプロファイルの丸い各部分（１３）が、第一の丸い部分（１３）およ び直線セグメント（６）に接線方向に接している、半径（Ｒ）が著しくと大きい 第二の丸い部分（１３Ａ）を通じて、該隣接する直線セグメント（６）に接続し ていることを特徴とする、請求項１から請求項３の何れか １項に記載のカップリング。 ５．雌のプロファイルの丸い各部分（１３）が、該第一の丸い部分（１３）に 接線方向に接し、該第一の直線セグメント（６）に隆起部（１３Ｃ）で接続し、 それに対して数度の角度（α）を形成している第二の直線セグメント（１３Ｂ） を通じて、該隣接する直線セグメント（６）に接続していることを特徴とする、 請求項１から請求項４の何れか１項に記載のカップリング。 ６．該スプライン（５）の側面が、ほぼ半径方向を向いている直線セグメント （１１）または円弧（１１Ａ、１１Ｂ）の形をしていて、丸い接続部分（１２、 １３）を通じて、該プロファイルの隣接部分に接線方向に接している縁部に接し ていることを特徴とする、請求項１から請求項５の何れか１項に記載のカップリ ング。 ７．各スプライン（５）の該縁部(１１、１１Ａ、１１Ｂ)が、全体として、プ ロファイルの中心（Ｏ）に対して、ほぼ半径方向を向いていることを特徴とする 、請求項６に記載のカップリング。 ８．該スプライン（５）の外側が、その中心（０、０１、０２）が対応するス プラインの全対称軸上に位置している円（９）に属する円弧（８）に接している ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載のカップリング。 ９．該直線セグメント(６)の垂線の中央の点が、プロファイルの中心（Ｏ）を 通ることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載のカップリング 。 １０．該雌の構成部分（３）の各直線セグメント（６）が、その全長またはその 一部にわたって中央部分が中空（６Ａ）になっていることを特徴とする、請求項 １から請求項９の何れか１項に記載のカップリング。 １１．スプラインを備えたプロファイルが、二つの回転方向に対して対称である ことを特徴とする、請求項１から請求項１０の何れか１項に記載のカップリング 。 １２．スプラインを備えたプロファイルが、二つの回転方向に対して非対称であ ることを特徴とする、請求項１から請求項１０の何れか１項に記載のカップリン グ。 １３．駆動トルクを受け、請求項１から請求項１２の何れか１項に記載のスプラ インを備えたプロファイルを持つように設計された第一の構成部分（１）と、該 第一の構成部分からネジまたはナット（１０）に該駆動トルクを伝えるための少 なくとも一つの第二の構成部分（３）とからなり、この第二の構成部分は、動作 隙間内で、該第一の構成部分に関連するスプラインを備えた駆動プロファイルを 有する、ネジまたはナットを回転させるための手動工具または補助工具。 １４．雌のスプラインを備えたプロファイルが一定の断面を有し、一方、雄のス プラインを備えたプロファイルは、双線または球根状に、該雌のプロファイルの 断面の大きさまで広がった後、幅が狭くなる断面を有することを特徴とする、請 求項１３に記載の駆動工具。 １５．雌の構成部分（３）が先が広がった入り口(１４、１４、１８)を有し、一 方、該雄の構成部分（１）が、その後部（１６）がほぼ円錐台状で、その前部（ １７）が、テーパ角度がもっと大きい状態になっていて、その全長の一部分にス プライン間に、雄のプロファイルの中空部により溝が形成されているほぼ円錐台 の形をしていて、該前部（１７）は、該直線セグメント（６）に接している雌の 該プロファイルのその部分に一部挿入できるように設計されていることを特徴と する、請求項１３または請求項１４に記載の駆動工具。 １６．スプラインを備えた二つのプロファイルが、類似の硬度、特に４０−５０ ＨＲＣ程度の硬度を持つことを特徴とする、請求項１３から請求項１５の何れか １項に記載の工具。