(57)【要約】【課題】速度及びトルクを自動調節できる二方向高速電動ラチェット駆動手持ち工具を提供する。【解決手段】電動手持ち工具において使用するための２部品遊星キャリアであり、遊星キャリアは、工具の回転子に取り付け可能な駆動部と、クランクピンを有するピン止め部とを含む。クランクピンは、工具の駆動軸に動作可能に接続可能であり、駆動軸に回転及びトルクを与える。ピン止め部は、駆動部に回転可能に係合されて、回転子の回転が、駆動部及びピン止め部を駆動軸に印加される負荷の関数として互いに対して回転させ、クランクピン中心軸と駆動部回転軸との間のオフセットは、駆動軸に印加される負荷の関数として可変であり、オフセットの変動は、駆動軸に伝達される回転速度及びトルク量を負荷の関数として変化させる。【選択図】図１
2014108514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動回転手持ち工具において使用するための２部品遊星キャリアであって、前記遊星キャリアは前記工具の駆動軸に動作可能に接続可能であり、前記遊星キャリアは、
回転軸を有し、前記工具のモータ回転子に固定的に取り付け可能な駆動部と、
ベース及び前記ベースから偏心して延びるクランクピンを含むピン止め部と、
を含み、前記クランクピンは、中心軸を有し且つ前記駆動軸に動作可能に接続可能であり、前記クランクピンが前記駆動部回転軸の周りで軌道回転するときに前記駆動軸に回転及びトルクを与え、前記ピン止め部は、前記駆動部に回転可能に係合されて、前記回転子の回転が、前記駆動部及び前記ピン止め部を、前記駆動軸に印加される負荷の関数として互いに対して回転させ、前記クランクピン中心軸と前記駆動部回転軸との間のオフセットは、前記駆動軸に印加される前記負荷の関数として可変であり、前記オフセットの前記変動は、前記駆動軸に伝達される回転速度及びトルク量を、前記駆動軸への負荷の関数として変化させる、ことを特徴とする２部品遊星キャリア。
【請求項２】
前記ピン止め部は、前記ピン止め部が前記駆動軸への前記負荷の関数として前記レセプタクル内で回転するように、前記駆動部のヘッド部内に偏心して配置されたレセプタクルに回転可能に配置され、それにより前記クランクピン中心軸と前記駆動軸回転軸との間の前記オフセットを、前記駆動軸への前記負荷の関数として変化させることを特徴とする、請求項１に記載の遊星キャリア。
【請求項３】
前記ピン止め部は、前記クランクピンの前記駆動部回転軸の周りの前記軌道回転が、前記クランクピンに伝達される前記駆動軸への前記負荷が及ぼす力に対向して、前記クランクピンを半径方向外向きに押す、前記クランクピンに働く遠心力を発生させるように、前記レセプタクル内に回転可能に配置され、それにより前記クランクピン中心軸と前記駆動部回転軸との間の前記オフセットを前記駆動軸への前記負荷の関数として変化させて、前記駆動軸に伝達される前記回転速度及び前記トルク量を前記駆動軸への負荷の関数として変化させることを特徴とする、請求項２に記載の遊星キャリア。
【請求項４】
前記駆動部は、前記駆動部が前記ピン止め部内で前記駆動軸への前記負荷の関数として回転するように、前記ピン止め部のベースの中空内部に回転可能に配置され、それにより前記クランクピン中心軸と前記駆動部回転軸との間の前記オフセットを、前記駆動軸上の前記負荷の関数として変化させることを特徴とする、請求項１に記載の遊星キャリア。
【請求項５】
前記駆動部は、前記駆動部回転軸に対して偏心して回転するカム形状の外面を有するように構成された側壁を含むことを特徴とする、請求項４に記載の遊星キャリア。
【請求項６】
前記駆動部の前記カム形状の外面は、前記駆動部が前記ピン止め部内で回転すると、前記駆動部外面と前記ピン止め部ベース内面との間の界面に摩擦力を生成するように構成され且つ動作可能であることを特徴とする、請求項５に記載の遊星キャリア。
【請求項７】
前記駆動部は、前記摩擦力が前記ピン止め部に回転力を印加して、前記クランクピンに伝達される前記駆動軸への前記負荷が及ぼす力と対向して、前記クランクピンを軌道回転させ、前記駆動部が前記駆動軸への前記負荷の関数として前記ピン止め部内で回転するように構成され且つ動作可能であり、それにより前記クランクピン中心軸と前記駆動部回転軸との間の前記オフセットを、前記駆動軸への前記負荷の関数として変化させて、前記駆動軸に伝達される前記回転速度及び前記トルク量を、前記駆動軸における負荷の関数として変化させることを特徴とする、請求項６に記載の遊星キャリア。
【請求項８】
電動回転手持ち工具であって、
負荷に動作可能に接続可能な駆動軸と、
前記工具の前記駆動軸に動作可能に接続された２部品遊星キャリアと、
を含み、
前記遊星キャリアは、
回転軸を有し、前記工具のモータ回転子に固定的に取り付けられた駆動部と、
ベース及び前記ベースから偏心して延びるクランクピンを含むピン止め部と、を含み、前記クランクピンは、中心軸を有し且つ前記駆動軸に動作可能に接続可能であり、前記クランクピンが前記駆動部回転軸の周りで軌道回転するときに前記駆動軸に回転及びトルクを与え、前記ピン止め部は、前記駆動部に回転可能に係合されて、前記回転子の回転が、前記駆動部及び前記ピン止め部を、前記駆動軸に印加される負荷の関数として互いに対して回転させ、前記クランクピン中心軸と前記駆動部回転軸との間のオフセットは、前記駆動軸に印加される前記負荷の関数として可変であり、前記オフセットの前記変動は、前記駆動軸に伝達される回転速度及びトルク量を、前記駆動軸への負荷の関数として変化させる、ことを特徴とする電動回転手持ち工具。
【請求項９】
前記ピン止め部は、前記ピン止め部が前記駆動軸への前記負荷の関数として前記レセプタクル内で回転するように、前記駆動部のヘッド部内に偏心して配置されたレセプタクルに回転可能に配置され、それにより前記クランクピン中心軸と前記駆動軸回転軸との間の前記オフセットを、前記駆動軸への前記負荷の関数として変化させることを特徴とする、請求項８に記載の電動回転手持ち工具。
【請求項１０】
前記ピン止め部は、前記クランクピンの前記駆動部回転軸の周りの前記軌道回転が、前記クランクピンに伝達される前記駆動軸への前記負荷が及ぼす力に対向して、前記クランクピンを半径方向外向きに押す、前記クランクピンに働く遠心力を発生させるように、前記レセプタクル内に回転可能に配置され、それにより前記クランクピン中心軸と前記駆動部回転軸との間の前記オフセットを前記駆動軸への前記負荷の関数として変化させて、前記駆動軸に伝達される前記回転速度及び前記トルク量を前記駆動軸への負荷の関数として変化させることを特徴とする、請求項９に記載の電動回転手持ち工具。
【請求項１１】
前記駆動部は、前記駆動部が前記ピン止め部内で前記駆動軸への前記負荷の関数として回転するように、前記ピン止め部のベースの中空内部に回転可能に配置され、それにより前記クランクピン中心軸と前記駆動部回転軸との間の前記オフセットを、前記駆動軸上の前記負荷の関数として変化させることを特徴とする、請求項８に記載の電動回転手持ち工具。
【請求項１２】
前記駆動部は、前記駆動部回転軸に対して偏心して回転するカム形状の外面を有するように構成された側壁を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の電動回転手持ち工具。
【請求項１３】
前記駆動部の前記カム形状の外面は、前記駆動部が前記ピン止め部内で回転すると、前記駆動部外面と前記ピン止め部ベース内面との間の界面に摩擦力を生成するように構成され且つ動作可能であることを特徴とする、請求項１２に記載の電動回転手持ち工具。
【請求項１４】
前記駆動部は、前記摩擦力が前記ピン止め部に回転力を印加して、前記クランクピンに伝達される前記駆動軸への前記負荷が及ぼす力と対向して、前記クランクピンを軌道回転させ、前記駆動部が前記駆動軸への前記負荷の関数として前記ピン止め部内で回転するように構成され且つ動作可能であり、それにより前記クランクピン中心軸と前記駆動部回転軸との間の前記オフセットを、前記駆動軸への前記負荷の関数として変化させて、前記駆動軸に伝達される前記回転速度及び前記トルク量を、前記駆動軸における負荷の関数として変化させることを特徴とする、請求項１３に記載の電動回転手持ち工具。
【請求項１５】
二方向手持ち電動ラチェット駆動工具であって、
駆動ギアに固定的に接続された駆動軸と、
各々が駆動リンクの側方揺動運動に応じて前記駆動軸を回転させるように前記駆動ギアに動作可能に係合可能な、駆動リンクにピボット運動可能に接続された一対の対向する爪と、
２部品遊星キャリアと、
を含み、前記遊星キャリアは、
回転軸を有し、前記工具のモータ回転子に固定的に取り付けられた駆動部と、
ベース及び前記ベースから偏心して延びるクランクピンを含むピン止め部と、
を含み、前記クランクピンは、中心軸を有し且つ前記駆動リンクに回転可能に接続されて、前記クランクピンが前記駆動部回転軸の周りで軌道回転するときに前記駆動リンクを側方揺動運動させ、前記ピン止め部は、前記駆動部に回転可能に係合されて、前記回転子の回転が、前記駆動部及び前記ピン止め部を、前記駆動軸に印加される負荷の関数として互いに対して回転させ、前記クランクピン中心軸と前記駆動部回転軸との間のオフセットは、前記駆動軸に印加される前記負荷の関数として可変であり、前記オフセットの前記変動は、前記駆動リンクの速度及び側方揺動運動の長さを変化させ、それにより前記駆動軸に伝達される回転速度及びトルクの量を、駆動軸への負荷の関数として変化させることを特徴とする二方向手持ち電動ラチェット駆動工具。
【請求項１６】
前記ピン止め部は、前記ピン止め部が前記駆動軸への前記負荷の関数として前記レセプタクル内で回転するように、前記駆動部のヘッド部内に偏心して配置されたレセプタクルに回転可能に配置され、それにより前記クランクピン中心軸と前記駆動軸回転軸との間の前記オフセットを、前記駆動軸への前記負荷の関数として変化させることを特徴とする、請求項１５に記載の二方向手持ち電動ラチェット駆動工具。
【請求項１７】
前記ピン止め部は、前記クランクピンの前記駆動部回転軸の周りの前記軌道回転が、前記クランクピンに伝達される前記駆動軸への前記負荷が及ぼす力に対向して、前記クランクピンを半径方向外向きに押す、前記クランクピンに働く遠心力を発生させるように、前記レセプタクル内に回転可能に配置され、それにより前記クランクピン中心軸と前記駆動部回転軸との間の前記オフセットを前記駆動軸への前記負荷の関数として変化させて、前記駆動軸に伝達される前記回転速度及び前記トルク量を、前記駆動軸への負荷の関数として変化させることを特徴とする、請求項１６に記載の二方向手持ち電動ラチェット駆動工具。
【請求項１８】
前記駆動部は、前記駆動部が前記ピン止め部内で前記駆動軸への前記負荷の関数として回転するように、前記ピン止め部のベースの中空内部に回転可能に配置され、それにより前記クランクピン中心軸と前記駆動部回転軸との間の前記オフセットを、前記駆動軸上の前記負荷の関数として変化させることを特徴とする、請求項１５に記載の二方向手持ち電動ラチェット駆動工具。
【請求項１９】
前記駆動部は、前記駆動部回転軸に対して偏心して回転するカム形状の外面を有するように構成された側壁を含み、前記駆動部の前記カム形状の外面は、前記駆動部が前記ピン止め部内で回転すると、前記駆動部外面と前記ピン止め部ベース内面との間の界面に摩擦力を生成するように構成され且つ動作可能であることを特徴とする、請求項１８に記載の二方向手持ち電動ラチェット駆動工具。
【請求項２０】
前記駆動部は、前記摩擦力が前記ピン止め部に回転力を印加して、前記クランクピンに伝達される前記駆動軸への前記負荷が及ぼす力と対向して、前記クランクピンを軌道回転させ、前記駆動部が前記駆動軸への前記負荷の関数として前記ピン止め部内で回転するように構成され且つ動作可能であり、それにより前記クランクピン中心軸と前記駆動部回転軸との間の前記オフセットを、前記駆動軸への前記負荷の関数として変化させて、前記駆動軸に伝達される前記回転速度及び前記トルク量を、前記駆動軸における負荷の関数として変化させることを特徴とする、請求項１９に記載の二方向手持ち電動ラチェット駆動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本教示は、電動ラチェット駆動手持ち工具に関し、より具体的には、速度及びトルクを自動調節する二方向高速電動ラチェット駆動手持ち工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
本項の記述は、単に本開示に関する背景情報を提供するものであり、従来技術を構成しない場合がある。
【０００３】
電動手持ちラチェット駆動工具は、ナット及びボルト等の物体を取り付け、締め付け、緩め、取り外すために、多くの工業の場面で広範に使用されている。例えば、空気圧駆動式及び電動式ラチェット駆動工具は、自動車産業において、ホイールをそれぞれの自動車から取り外すか、取り付ける際に、自動車のホイール・ラグにナットを取り付けたり、締め付けたりするため、或いは、ナットを緩めたり、自動車のホイール・ラグから取り外すためなどに、一般に使用される。
【０００４】
典型的には、かかる既知のラチェット駆動工具により伝達される速度及びトルク量は、調節不可能である、つまり、ラチェット駆動工具は単一の速度で動作し、単一のトルク量を伝達するように構成されているか、又は、トルクが減少すると出力も減少するように構成されている。
【０００５】
従って、かかる既知のラチェット駆動工具を使用する際には、ユーザは、それぞれのラチェット駆動工具の速度及びトルクを調節することができないか、又は、それぞれのラチェット駆動工具の各々の特定の用途／使用に対して必要なように、速度、トルク、及び出力設定を手動で変更する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許番号５，５３５，６４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
速度及びトルクが調節できないこと、及び、かかる既知のラチェット駆動工具を各々の特定の用途／使用に合わせて手動で再構成する必要があることは、どちらも、時間がかかり、手間がかかり、非効率であり、また、それぞれのラチェット駆動工具が適用される物体のトルク超過に繋がりかねない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
種々の実施形態において、本開示は、電動手持ち工具において使用するための２部品遊星キャリアを提供する。遊星キャリアは、回転軸を有し、工具のモータ回転子に固定的に取り付けられた駆動部を含む。遊星キャリアは、ベースと、ベースから偏心して延びるクランクピンとを含むピン止め部をさらに含む。クランクピンは、中心軸を有し且つ駆動軸に動作可能に接続可能であり、クランクピンが駆動部回転軸の周りで軌道回転するときに駆動軸に回転及びトルクを与える。ピン止め部は、駆動部に回転可能に係合されて、回転子の回転が、駆動部及びピン止め部を、駆動軸に印加される負荷の関数として互いに対して回転させ、クランクピン中心軸と駆動部回転軸との間のオフセットは、駆動軸に印加される負荷の関数として可変である。さらに、オフセットの変動は、駆動軸に伝達される回転速度及びトルク量を駆動軸における負荷の関数として変化させる。
【０００９】
他の種々の実施形態において、本開示は、負荷に動作可能に接続可能な駆動軸と、駆動軸に動作可能に接続された２部品遊星キャリアとを含む電動回転手持ち工具を提供する。遊星キャリアは、回転軸を有し、工具のモータ回転子に固定的に取り付けられた駆動部を含む。遊星キャリアは、ベースと、ベースから偏心して延びるクランクピンとを含むピン止め部をさらに含む。クランクピンは、中心軸を有し且つ駆動軸に動作可能に接続されて、クランクピンが駆動部回転軸の周りで軌道回転するときに駆動軸に回転及びトルクを与える。ピン止め部は、駆動部に回転可能に係合されて、回転子の回転が、駆動部及びピン止め部を、駆動軸に印加される負荷の関数として互いに対して回転させ、クランクピン中心軸と駆動部回転軸との間のオフセットは、駆動軸に印加される負荷の関数として可変である。さらに、オフセットの変動は、駆動軸に伝達される回転速度及びトルク量を駆動軸への負荷の関数として変化させる。
【００１０】
さらに他の実施形態において、本開示は、二方向手持ち電動ラチェット駆動工具を提供する。工具は、駆動ギアに固定的に接続された駆動軸と、各々が駆動リンクの側方揺動運動に応答して駆動軸を回転させるように駆動ギアに交互に且つ動作可能に係合可能な、駆動リンクにピボット運動可能に接続された一対の対向する爪と、２部品遊星キャリアと、を含む。２部品遊星キャリアは、回転軸を有し、工具のモータ回転子に固定的に取り付けられた駆動部を含む。２部品遊星キャリアは、ベースと、ベースから偏心して延びるクランクピンとを含むピン止め部をさらに含む。クランクピンは、中心軸を有し且つ駆動リンクに回転可能に接続されて、クランクピンが駆動部回転軸の周りで軌道回転するときに駆動リンクを側方揺動運動させる。ピン止め部は、駆動部に回転可能に係合されて、回転子の回転が、駆動部及びピン止め部を、駆動軸に印加される負荷の関数として互いに対して回転させ、クランクピン中心軸と駆動部回転軸との間のオフセットは、駆動軸に印加される負荷の関数として可変である。さらに、オフセットの変動は、駆動リンクの速度及び側方揺動運動の長さを変化させ、それにより駆動軸に伝達される回転速度及びトルクの量を駆動軸への負荷の関数として変化させる。
【００１１】
本教示の更なる適用可能な領域は、本明細書で提供される説明から明らかとなるであろう。説明及び特定の例示は、単に説明目的であることを意図したものであり、本教示の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。
【００１２】
本明細書で説明される図面は、例示のみを目的とし、いかなる形であれ本明細書の範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の種々の実施形態による、工具が適用される物体の回転に対する抵抗の関数として、工具により伝達される速度及びトルクを自動調節するように構成され動作可能な、二方向高速手持ち電動ラチェット駆動工具の等角図である。
【図２】本開示の種々の実施形態による、図１に示されるラチェット駆動工具の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図３Ａ】本開示の種々の実施形態による、工具がラチェット駆動工具の駆動軸に高速回転及び低トルクを伝達するように、ピン止め部内に配置された駆動部を有する、図１に示されるラチェット駆動工具の２部品遊星キャリアに動作可能に接続された駆動リンクの一部の、線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図３Ｂ】本開示の種々の実施形態による、図１に示されるラチェット駆動工具の２部品遊星キャリアの、図３Ａの線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図４Ａ】本開示の種々の実施形態による、工具がラチェット駆動工具の駆動軸に低速回転及び高トルクを伝達するように、駆動部がピン止め部内に配置された、図１に示されるラチェット駆動工具の２部品遊星キャリアに動作可能に接続された駆動リンクの一部の、線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図４Ｂ】本開示の種々の実施形態による、図１に示されるラチェット駆動工具の２部品遊星キャリアの、図４Ａの線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【図５】本開示の種々の実施形態による、図１に示されるラチェット駆動工具の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図６Ａ】本開示の種々の実施形態による、工具がラチェット駆動工具の駆動軸に高速回転及び低トルクを伝達するように、駆動部のレセプタクル内に配置されたピン止め部を有する、図１に示されるラチェット駆動工具の２部品遊星キャリアに、動作可能に接続された駆動リンクの、一部の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図６Ｂ】本開示の種々の実施形態による、図１に示されるラチェット駆動工具の２部品遊星キャリアの、図６Ａの線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図７Ａ】本開示の種々の実施形態による、工具がラチェット駆動工具の駆動軸に低速回転及び高トルクを伝達するようにピン止め部が駆動部のレセプタクル内に配置された、図１に示されるラチェット駆動工具の２部品遊星キャリアに動作可能に接続された駆動リンクの一部の、線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図７Ｂ】本開示の種々の実施形態による、図１に示されるラチェット駆動工具の２部品遊星キャリアの、図７Ａの線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
幾つかの図面全体を通して、対応する参照符号は、対応する部品を示す。
【００１５】
以下の説明は、本質的に単なる例示であり、いかなる形であれ、本教示、用途、又は使用を限定することを意図するものではない。本明細書の全体を通して、同様の参照符号は、同様の要素を指すために使用される。
【００１６】
図１を参照すると、本開示は、工具１０が動作可能に接続される、例えばナット又はボルトなどの物体の回転に対する抵抗に基づいて、工具１０により伝達される速度及びトルクを自動調節するように構成され且つ動作可能な、二方向高速手持ち電動ラチェット駆動工具１０を提供する。工具１０が動作可能に接続された物体の回転に対する抵抗は、本明細書において、工具１０に対する負荷と呼ばれることもある。特定的には、工具１０が適用される物体の回転に対する抵抗の量に基づき、工具１０は、工具１０により伝達されるトルクを自動的に調節して、それぞれの物体を緩めるのに必要なトルクの量を提供する。さらに、それぞれの物体が「固定が外れ」回転し始めると、工具１０は、伝達するトルクの量を自動的に低減させ、工具１０がそれぞれの物体を回転させる回転速度を上昇させる。同様に、物体を取り付ける際は、工具１０は、物体を高速で回転させるのに十分なトルクを伝達することにより取り付けを開始し、その後、物体が回転に抵抗し始めると、自動的に速度を低下させ、伝達するトルクを増加させるが、伝達されるトルクの量は、物体の回転に対する抵抗に基づく。さらに、工具１０は、かかる工程中のそれぞれの物体の回転に対する抵抗の変化に基づき、取り付け／締め付け及び緩め／取り外し工程の全体を通して、伝達するトルクを、必要に応じて自動的に増加及び減少させる。
【００１７】
例えば、工具１０が自動車のホイール・ラグからラグ・ナットを取り外すために用いられる場合、工具１０は、ラグ・ナットの固さ（回転に対する抵抗）に基づいて、ラグ・ナットを緩めるのに十分なトルクを伝達するように自動調整し、次いで、ラグ・ナットから工具１０を取り外すことなく、又は、速度及び／又はトルクの設定を手動で変更することなく、且つラグ・ナットに伝達するトルク量を自動的に減らし、ラグ・ナットに伝達する回転速度を自動的に上昇させて、ラグ・ナットを迅速且つ効率的に取り外す。同様に、工具１０が自動車のホイール・ラグ上にラグ・ナットを取り付けるために用いられる場合、工具は、最初に、高速で低いトルクを伝えながら（しなしながら、ラグ上のラグ・ナットを回転するのに十分なトルクで）、ラグ・ナットをラグ上にねじ止めする。次いで、例えば、ラグ・ナットがホイールをそれぞれのブレーキロータつまりドラムに締め付け始めるなど、ラグ・ナットが最初の速度での回転に抵抗し始めると、ラグ・ナットから工具１０を取り外すことなく、又は速度及び／又はトルクの設定を手動で変更することなく、工具１０は、ラグ・ナットに伝達するトルク量を自動的に増やし、ラグ・ナットに伝達する回転速度を下げて、ラグ・ナットを迅速且つ効率的にしっかりと締め付け、ホイールをブレーキロータつまりドラムに固定させる。
【００１８】
ここで図１及び図２を参照すると、以下で説明されるように、工具１０は、一般に、シングルアーム爪１８及びダブルアーム爪２０にピボット運動可能に接続された駆動リンク１６を含み、爪１８及び２０のいずれかが、反転カム２４の選択された位置に応じて、環状駆動ギア２２と噛み合い接触する。種々の実装形態において、駆動リンク１６は、工具ハウジング１４を側方に回転可能に貫通するピボット柱４８を介して、工具ハウジング１４にピボット運動可能に接続される。これらの要素及び工具１０の適切な接続及び機能のために必要な他の要素の全ては、工具ハウジング１４の前方端に収容される。駆動ギア２２は、工具ハウジング１４の最前方端に封入され、駆動ギア２２の外周面上に長手方向に形成された歯２６が、工具の長手方向軸線に対して横断方向になるように位置決めされる。一体型で好ましくは正方形の駆動軸２８は、駆動ギア２２の中心からその一方の側へ且つハウジング１４の範囲を超えて、軸方向外方に延び、ソケット（図示せず）又は他の物品に係合してラチェット回転させるために利用可能である。既知の種類のボールばね組立体３０は、駆動軸２８と回転される物体との接続を容易にする。駆動ギア２２の反対側に、正方形の駆動軸２８と正反対且つ同軸に、一体型延長部３２が設けられる（これも駆動ギア軸の内端部であると考えることができる）。
【００１９】
シングルアーム爪１８は、駆動ギア２２の外面上の複数の歯２６と選択的に移動可能に相互作用するように形成された複数の平行歯１８ｂをもつ平坦な前向き面を有するヘッド部１８ａを含む。シングルアーム爪ヘッド部１８ａは、エルボーつまり曲げ部１８ｄに向かって概ね長手方向且つ後方に延びるシングル爪アーム１８ｃの最前方端において支持され、曲げ部１８ｄにおいて、シングルアーム爪１８は、ピン５０により駆動リンク１６にピボット運動可能に接続される。第２のアームつまり直線区画１８ｅは、曲げ部１８ｄから、カム２４のための接触点又は接触面を与える後方に向けられた爪先端部１８ｆに向かって、後方に延びる。同様に、ダブルアーム爪２０は、駆動ギア２２の環状外面上の歯２６と選択的に移動可能に相互作用するのに適切な寸法及び間隔にされた、複数の平行で側方に配置された歯２０ｂを支持する前向きの平坦面をもつヘッド部２０ａを有する。対をなす離間配置された平行な爪アーム２０ｃ、２０ｃ’は、爪ヘッド部２０ａの両側から、爪２０がピン５２により駆動リンク１６にピボット運動可能に接続される共通のエルボーつまり曲げ部２０ｄに向かって、概ね長手方向且つ後方に延びる。曲げ部２０ｄから、爪２０は、カム２４のための接触点又は接触面を与える爪先端部１８ｆで終端する第２のアームつまり直線区画２０ｅを介して概ね後方に延び続ける。
【００２０】
図１に示されるように、シングルアーム爪アーム１８ｃは、対をなす離間配置されたダブルアーム爪アーム２０ｃ、２０ｃ’の間を後方に延び、爪１８及び２０が動くと、これらは互いにはさみのような方式で相互作用し、それぞれのヘッド部１０ａ及び２０ａは、駆動ギア２２の環状歯付き面に向かって口のように開く。ねじりばね（図示せず）がピボット柱４８の周りに巻かれ、その脚部は、前方に延び、ヘッド部１８ａ及び２０ａにおいて又はそのやや後方で、爪１８及び２０の後方及び外方に向けられた面に対して摺動可能に当接し、それにより、爪ヘッド部１８ａ及び２０ａを駆動ギア２２に向かって付勢する。
【００２１】
爪ヘッド部１８ａと２０ａのどちらがギア歯２６と接触するかは、工具１０が、反転カム２４の位置により決定される正転又は逆転モードのいずれで操作されるかによって決まる。種々の実施形態において、反転カム２４は、反転レバー５８が取り付けられ、固定的に接続される外方に延びるステム５６を有することができる。
【００２２】
従って、駆動ギア２２を一方向にラチェット回転させるように工具１０を操作することが望まれる場合は、カム・レバー５８は、反転カム２４が爪端部１８ｆ又は２０ｆの一方に接触し、対応する爪ヘッド部１８ａ又は２０ａが駆動ギア２２と接触すること、及び駆動リンク１６が動くにつれてそれぞれの爪１８又は２０がピボット運動可能に動くことを防止するように設定される。カム２４によってブロックされないそれぞれの自由端１８ｆ又は２０ｆを有する他方の爪１８又は２０は、付勢ねじりばねによって前方に延びることができるので、関連したヘッド部１８ａ又は２０ａは、駆動ギア２２と接触し、駆動リンク１６が動いて駆動ギア２２のラチェット回転を生じさせるのに必要なように動く。
【００２３】
駆動リンク１６は、一体型の対をなす平行プレート１６ｂ及び１６ｃを有する、中実本体部１６ａを含む。プレート１６ｂ及び１６ｃは、工具ハウジング１４内で前方に延び、前向きの下部コーナー及び上部コーナーにおいて、これらの間に爪エルボー１８ｄ及び２０ｄを受けるのに十分な距離だけ互いに離間される。適切なサイズ及び位置付けにされた、同軸に位置合わせされた開口部が、ピボット柱４８、ピボット・ピン５０及び５２、並びに反転カム２４を受けるように、プレート１６ｂ及び１６ｃを側方に貫通して形成される。駆動リンク１６は、本体１６ａの後方に向いた部分に配置された、側方弓形状開口部６２をさらに含む。開口部６２は、開口部つまり溝６２内で円滑に回転運動するようなサイズ及び形状にされた駆動ブッシング６４を受ける。駆動ブッシング６４は、工具１０の回転可能遊星キャリア６８から長手方向前方に延びるクランクピン６６を受けるように構成される。具体的には、クランクピン６６は、遊星キャリア６８の前面６８ａ上に、偏心して配置される。つまり、クランクピン６６は、遊星キャリア６８の中心からオフセットして前面６８ａから延びる。遊星キャリア６８は、工具１０のモータ７２の、長手方向中心軸ＲＡを有する回転子７０に動作可能に接続される。さらに、以下でさらに説明されるように、キャリア６８は、モータ回転子７０の回転が、キャリア６８を回転させるように、回転子７０に動作可能に接続される。キャリア６８の回転は、次に、回転子７０の中心軸ＲＡの周りでクランクピン６６を軌道回転させる。その結果、クランクピン６６が軌道回転すると、ブッシング６４を動かし、駆動リンク１６の前方部分及び後方部分を、ピボット柱４８の周りをシーソー方式で、Ｘ+方向及びＸ-方向（図３Ａ乃至図４Ｂに図示される）に側方上下にピボット揺動させる。
【００２４】
より具体的には、駆動リンク１６は、カム２４の前方且つ爪エルボー１８ｄ及び２０ｄの間及び且つ後方の点において、ピボット・ピン４８により側方に回転可能に貫通される。従って、駆動リンク１６は、ハウジング１４内で移動可能に接続され、クランクピン６６の軌道回転は、駆動リンク１６を、シーソー方式でピン４８の周りで揺動させ、それにより、爪１８及び２０を、ピン５０及び５２の周りでピボット揺動させる。
【００２５】
種々の実施形態において、モータ回転子７０が２０，０００乃至２５，０００ＲＰＭの範囲で動作すると、爪１８及び２０は、最大約４，０００乃至５，０００ＲＰＭの速度で、ピン５０及び５２の周りでピボット揺動することができる。しかしながら、爪端部１８ｆと２０ｆとの間の反転カム２４の構造及び位置に起因して、常に、爪１８及び２０のどちらか１つだけが駆動ギア２２と接触し、それにより、かかる接触が、駆動ギア２２及び駆動軸２８の回転を生じさせる。さらに、駆動軸２８の回転は、例えばソケットを介して駆動軸２８が動作可能に接続される、ナット又はボルト等の物体に、回転速度及びトルクを伝達する。重要なことに、以下でさらに詳細に説明され、当業者には容易に理解されるように、駆動軸２８により伝達される回転速度及びトルクは、回転子７０の中心軸ＲＡとクランクピン６６の中心軸ＰＡとの間のオフセットＤの長さつまり距離の関数である。具体的には、オフセットＤが長くなるつまり大きくなるほど、駆動軸２８の回転速度は高くなり、駆動軸２８により伝達されるトルクは小さくなる。これとは逆に、オフセットＤが短くなるつまり小さくなるほど、駆動軸２８の回転速度は低くなり、駆動軸２８により伝達されるトルクは大きくなる。
【００２６】
工具１０の一般的な部品、並びにそれぞれの機能及び協働に関する更なる詳細は、引用により本明細書に組み入れられる特許文献１に記載されている。
【００２７】
ここで図２、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、及び図４Ｂを参照すると、種々の実施形態において、遊星キャリア６８は、ピン止め部６８ｃのベース６９から偏心して延びるクランクピン６６を有するピン止め部６８ｃ内に配置された駆動部６８ｂを含む２部品構成を有する。具体的には、駆動部６８ｂは、ピン止め部６８ｃのベース６９の中空内部に回転可能に配置される。以下で説明されるように、駆動部６８ｂは、回転子７０に固定的に取り付けられ、回転子７０の回転が駆動部６８ｂを回転させ、それにより駆動部６８ｂは、ピン止め部６８ｃの回転を駆動する、つまりピン止め部６８ｃを回転させる。具体的には、駆動部６８ｂは、本明細書において摩擦界面７４と呼ばれることがある、駆動部６８ｂの外面とピン止め部６８ｃの内面との間の界面７４において、摺動摩擦接触が存在するように、ピン止め部６８ｃ内に配置される。一般に、駆動部６８ｂは、回転子７０の回転が駆動部６８ｂを回転させるように、回転子７０に固定的に取り付けられる。駆動部６８ｂとピン止め部６８ｃとの間の摩擦界面７４における摩擦力、及び駆動部６８ｂの外面のＲＡに対する偏心は、次にピン止め部６８ｃの回転を生じさせ、それによりクランクピン６６を回転子軸ＲＡの周りで軌道回転させ、それが駆動軸２８（図１に示される）に回転及びトルクを伝達する。駆動部６８ｂは、回転子７０に固定的に接続されているので、駆動部６８ｂは、回転子７０が周りを回転する回転子中心軸ＲＡと同一直線上にある回転軸ＣＡを有する。従って、ピン止め部６８ｃが回転していると、クランクピン６６は、駆動部の回転軸ＣＡの周りで軌道回転する。
【００２８】
重要なことに、ピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗が、回転子７０により駆動部６８ｂに印加される回転力が界面７４で発生する摩擦力及び駆動部６８ｂの外向き遠心力に打ち勝つと、界面７４における摩擦接触は、駆動部６８ｂをピン止め部６８ｃ内でこれに対して滑らせ、３６０°未満の、例えば０°乃至３５５°の、半径方向距離だけ回転させる。当業者であれば容易に理解するように、駆動軸２８、駆動ギア２２、爪１８及び２０、駆動リンク１６、及びクランクピン６６の相互接続に基づき、ピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗は、例えばナット又はボルトなどの、駆動軸２８が動作可能に接続された物体の回転に対する抵抗により発生する、駆動ギア２２へのそれぞれの負荷からもたらされる。従って、駆動軸２８への負荷は、ピン止め部６８ｃに伝達され、駆動軸２８へのそれぞれの負荷の関数である、ピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗を生じさせる。従って、駆動部６８ｂは、駆動軸２８が動作可能に接続された物体の回転に対する抵抗、つまり駆動軸２８への負荷により生じる、ピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗に基づき、ピン止め部６８ｃ内で、３６０°未満の、例えば０°乃至３５５°の半径方向距離を回転する。
【００２９】
図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、及び図４Ｃに示されるように、駆動部６８ｂは、側壁の一部が、側壁の直径方向に対向する部分より厚くなるように構成された側壁を含む。具体的には、駆動部６８ｂの側壁は、その内面が回転軸ＣＡの周りに、これから等距離に中心揃えされ、一方その外面は回転軸ＣＡの周りに、これから等しくない距離に偏心して配置されるように構成される。従って、駆動部６８ｂは、駆動部の回転軸ＣＡに対して偏心して回転する、カム形状の外面を有する。クランクピン６６の中心軸ＰＡは、駆動部の回転軸ＣＡと同様に、工具ハウジング１４内で長手方向に配向される。
【００３０】
上述のように、駆動部６８ｂは、駆動軸２８に印加される負荷の量に基づき、ピン止め部６８ｃ内で、摩擦摺動するように３６０°未満で滑る又は回転することができ、駆動軸２８への負荷は、ピン止め部６８ｃに伝達され、ピン止め部６８ｃは、駆動軸２８への負荷の関数として回転に抵抗する。
【００３１】
例えば、図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、工具モータ７２が、動作していないとき、又は、例えば締め付ける若しくは緩めるナット又はボルトに動作可能に接続されていないなど、駆動軸２８が回転される物体に動作可能に係合されていない場合のように、駆動軸２８に負荷がかかっていないときに動作して回転子７０を回転させているとき、駆動軸２８及び駆動ギア２２の回転に対する抵抗、従ってピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗は、相対的に最小となる。かかる最小の抵抗は、工具１０の部品の協働動作がもたらす内部摩擦力のみによって発生する。このような場合、駆動部６８ｂとピン止め部６８ｃとの間の界面７４における摩擦力及びクランクピン６６の半径方向外向きの遠心力は、一般に、ピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗より大きい。実際に、遠心力は、駆動ギア２２に十分に大きい負荷が印加されるまで、クランクピン６６が半径方向最外側の構成にあることを保証する。従って、このクランクピンの最外側位置は、高速低トルク構成に対応し、工具に負荷がかかっていないときのデフォルト位置である。従って、デフォルト位置において、駆動部６８ｂは、ピン止め部６８ｃ内で回転しないか、又は僅かしか回転しない。つまり、駆動部は、ピン止め部６８ｃに対して、デフォルト位置から離れるように回転しないか、又は僅かしか回転しない。従って、モータ回転子７０が回転し、負荷が増大すると、摩擦界面７４における摩擦力は、ピン止め部６８ｃを相対回転させる又は相対回転を増大させることができる。
【００３２】
上述のように、駆動軸２８で伝達される回転速度及びトルクは、クランクピン６６の中心軸ＰＡと駆動部回転軸ＣＡとの間のオフセットＤの関数である（駆動部回転軸ＣＡは、回転子７０の中心軸ＲＡと同一直線上にあることを想起されたい）。具体的には、オフセットＤが長いつまり大きいほど、駆動軸２８の回転速度は高くなり、駆動軸２８により伝達されるトルクは小さくなる。これとは逆に、オフセットＤが短いつまり小さいほど、駆動軸２８の回転速度は低くなり、駆動軸２８により伝達されるトルクは大きくなる。
【００３３】
重要なことに、図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、駆動部６８ｂは、駆動軸２８に負荷がかかっていないとき、つまり駆動部６８ｂとピン止め部６８ｃとの間にほとんど滑りがないとき、オフセットＤが、本明細書においてＤ無負荷（ＤNL）と図示され、呼ばれる最大長さを有するように、ピン止め部６８ｃ内に配置される。オフセットＤがＤNLに等しいときの、ピン止め部６８ｃ内における駆動部６８ｂの配向は、本明細書では、駆動部６８ｂのデフォルト又は「ホーム」位置と呼ばれる。当業者には容易に理解されるように、工具モータ７２が動作して回転子７０を回転させ、且つオフセットＤが最大長さＤNLを有するとき、回転子中心軸ＲＡの周りのクランクピン中心軸ＣＡの軌道回転の半径は、ＤNLと等しい。その結果、クランクピン６６の軌道回転は、駆動リンク１６の、Ｘ+及びＸ-方向における側方揺動移動つまり運動（図３Ａ乃至図４Ｂに示される）の最大長さを発生させる。これにより、それぞれの爪１８又は２０の最大ストローク長さを発生させ、これにより、各爪のストロークで駆動ギア２２を最大限回転させて、工具１０が伝達できる最高回転速度及び最少トルク量を駆動軸２８に伝達する。
【００３４】
一方、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、駆動軸２８が、例えば締め付ける又は緩めるナット又はボルトに動作可能に接続されるなど、回転させたい物体に動作可能に係合されている場合のように、工具モータ７２が動作して回転子７０を回転させ、且つ駆動軸２８に印加される負荷がある場合、駆動軸２８及び駆動ギア２２の回転に対する抵抗、従って、ピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗は、負荷の関数である。つまり、負荷が大きいほど、ピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗は大きくなる。かかる場合、Ｄが概ねＤNLと等しいように、駆動部６８ｂは、最初にピン止め部６８ｃ内のホーム位置に配置される。Ｄが概ねＤNLに等しく、且つ駆動軸２８に負荷が印加されて、駆動部６８ｂとピン止め部６８ｃとの間の界面７４における摩擦力と、クランクピン６６の外向きの遠心力とが、ピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗より小さい場合、回転子７０により駆動部６８ｂに伝達されるトルクにより、駆動部６８ｂがピン止め部６８ｃ内で回転し始める、又は滑り始める。
【００３５】
上述のように、駆動部６８ｂは、カム形状の断面を有し、駆動部の側壁の一部は直径方向に対向する部分より厚く、これにより駆動部外面を、駆動部回転軸ＣＡに対して偏心して回転させる。従って、駆動部外面の偏心回転に起因して、駆動部６８ｂがピン止め部６８ｃ内で回転すると、摩擦界面７４における摩擦力は次第に増大する。具体的には、駆動部６８ｂがピン止め部６８ｃ内で回転すると、摩擦界面の摩擦力が、駆動軸２８への負荷及びクランクピン６６の半径方向外向きの遠心力により生じるピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗を上回るまで、摩擦界面７４における摩擦力は着実に増大する。ひとたび界面の摩擦力が、ピン止め部６８ｃの回転に対する負荷に基づく抵抗とクランクピン６６の半径方向外向きの遠心力を上回ると、ピン止め部６８ｃは、駆動部６８ｂに沿って回転し始め、駆動軸２８に回転及びトルクを伝達し始める。
【００３６】
さらに、ピン止め部６８ｃ内における駆動部外面の偏心回転に起因して、駆動部回転軸ＣＡとクランクピン中心軸ＣＡとの間のオフセットＤの長さは、駆動部６８ｂがピン止め部６８ｃ内で回転するとき、つまり駆動部６８ｂがピン止め部６８ｃに対して回転するに従って、連続的に短くなる。つまりオフセットＤの長さは、駆動部６８ｂがピン止め部６８ｃ内でホーム位置から離れる回転量の関数として低減する。駆動軸２８に負荷が印加されたときのオフセットＤの低減した長さは、本明細書においてＤ負荷（ＤL）と図示され、呼ばれる。さらに、負荷の関数としてのオフセットＤの長さの変化量は、本明細書においてデルタＤ（ΔＤ）と図示され（図４Ｂに示される）、呼ばれる。（ΔＤ）は、ホーム位置において、０．０である。
【００３７】
当業者には容易に理解されるように、負荷が大きいほど、ピン止め部６８ｃの回転に対する負荷に基づく抵抗を上回るためには、界面の摩擦力が大きい必要がある。従って、ピン止め部６８ｃの回転に対する負荷に基づく抵抗が大きいほど、ピン止め部６８ｃの回転に対する負荷に基づく抵抗を上回るために必要な界面の摩擦力を発生させるためには、駆動部６８ｂは、ピン止め部６８ｃ内でホーム位置から離れるようにより遠くへ回転する必要がある。
【００３８】
上述のように、駆動軸２８で伝達される回転速度及びトルクは、オフセットＤの関数である。従って、オフセットＤが変化すると、つまりΔＤが増大及び減少すると、駆動軸２８の回転速度及び伝達されるトルクは、ΔＤの関数として増大及び減少する。具体的には、ΔＤの値が大きいほど、駆動軸２８の回転速度は遅くなり、駆動軸２８により伝達されるトルクは大きくなる。これとは逆に、ΔＤの値が小さいほど、駆動軸２８の回転速度は速くなり、駆動軸２８により伝達されるトルクは小さくなる。
【００３９】
より具体的には、駆動軸２８が回転させる物体に動作可能に接続され、工具モータ７２が動作して回転子７０を回転させると、駆動軸２８における負荷に基づき、つまりピン止め部６８ｃに伝達される物体の回転に対する抵抗に基づき、駆動部６８ｂは、ピン止め部６８ｃ内でホーム位置から離れるように回転し始める。駆動部６８ｂがホーム位置から離れるように回転すると、ΔＤが増大し、それにより、回転子中心軸ＲＡの周りのクランクピン中心軸ＰＡの軌道回転の半径を減少させる。その結果、図４Ｂに示されるように、クランクピン中心軸ＰＡの軌道回転の半径が減少すると、クランクピン６６の軌道回転により発生する、駆動リンク１６のＸ+及びＸ-方向における側方揺動運動量はますます小さくなる。このことにより、それぞれの爪１８又は２０のストローク長さは減少し、各爪のストロークによる駆動ギア２２の回転は減少し、駆動軸２８に伝達される回転速度は遅く、トルク量は増加する。
【００４０】
さらに、駆動軸２８における負荷が低減すると、つまり駆動軸２８に動作可能に接続された物体がより小さい抵抗で回転し始めると、ピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗も、負荷の低減の関数として低減する。その結果、ピン止め部６８ｃを回転させるのに必要な、駆動部６８ｂとピン止め部６８ｃとの間の摩擦界面７４における摩擦力は、負荷の低減の関数として低減する。さらに、ピン止め部を回転させるのに必要な界面の摩擦力の量が低減すると、界面の摩擦力がピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗を上回るのに必要な界面の摩擦力に概ね等しくなる、又はこれより僅かに大きくなるまで、駆動部６８ｂは、ピン止め部６８ｃ内で回転してホーム位置に戻る。
【００４１】
駆動部６８ｂがホーム位置に向かって戻るように回転すると、ΔＤは減少し、それにより回転子中心軸ＲＡの周りのクランクピン中心軸ＰＡの軌道回転の半径を増大させる。その結果、図３Ｂに示されるように、クランクピン中心軸ＰＡの軌道回転の半径が増大すると、クランクピン６６の軌道回転により発生する、駆動リンク１６のＸ+及びＸ-方向における側方揺動運動量はますます大きくなる。このことにより、それぞれの爪１８又は２０のストローク長さは増大し、各爪のストロークによる駆動ギア２２の回転は増加し、駆動軸２８に伝達される回転速度は速く、トルク量は減少する。
【００４２】
従って、モータ７２の動作が一定量の動力を工具回転子７０に伝達すると、駆動軸２８に伝達される回転速度及びトルク量は、常に、ΔＤの関数であり、これはピン止め部６８ｃ内における駆動部６８ｂの回転量の関数であり、これはピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗の関数であり、さらに、これは駆動軸２８が動作可能に接続される負荷つまり駆動軸２８が動作可能に接続された物体の回転に対する抵抗の関数である。
【００４３】
例えば、ユーザが固いナットを緩めようとする場合、たとえ幾らかの回転速度を犠牲にする必要があっても、工具１０は、最初に大きなトルクを駆動軸２８に伝達することが望ましい。逆に、ナットが緩んだら、トルクはさほど必要ではなくなり、トルクより回転速度が優先される。従って、ひとたび駆動軸２８が緩めようとするナットに動作可能に接続され、モータ７２が動作して駆動部６８ｂを回転させると、ナットの回転に対する初期抵抗、つまり初期負荷は、駆動部６８ｂをピン止め部６８ｃ内でホーム位置から離れるように回転させ、それにより、ΔＤを増加させて、上述のように、駆動軸２８により大きなトルクを伝達する。具体的には、駆動部６８ｂは、ΔＤの増加によりナットに十分なトルクが与えられ、ナットがゆっくりと回転し始めるまで、ピン止め部６８ｃ内で回転し続ける。従って、ひとたびナットが回転し始めると、ピン止め部６８ｃの回転に対する負荷に基づく抵抗は減少し、駆動部６８ｂはピン止め部内でホーム位置に向かって戻るように回転できるようになり、それにより、ΔＤは減少し、駆動軸２８に伝達されるトルクは減少し、回転速度は増大する。
【００４４】
従って、駆動軸２８に伝達される回転速度及びトルク量は、駆動軸２８への負荷の関数として、つまり駆動軸２８が動作可能に接続された物体の回転に対する抵抗の関数として、自動的に増加及び減少する。すなわち、駆動軸２８に動作可能に接続された物体の回転に対する抵抗、つまり負荷が変化すると、ピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗量はこれに応じて変化し、これに応じて、駆動部６８ｂを、ピン止め部６８ｃ内でホーム位置から離れるように又は向かうように回転させる。これに応じて、かかる駆動部６８ｂのピン止め部６８ｃ内での回転は、ΔＤの値を変化させ、これに応じてクランクピン６６の軌道回転の半径を変化させ、これに応じて駆動軸２８に伝達される回転速度及びトルク量を増加又は減少させる。
【００４５】
ここで図５、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、種々の実施形態において、ピン止め部６８ｃは、駆動部６８ｂのヘッド部７８内に偏心して配置された、つまりヘッド部７８内で駆動部回転軸ＣＡに対してオフセットされたレセプタクル７６に回転可能に配置される。具体的には、ピン止め部６８ｃは、該ピン止め部６８ｃがレセプタクル７６内で自由に回転できるように、レセプタクル７６に配置される。前述の実施形態と同様に、駆動部６８ｂは、回転子７０に固定的に接続され、ピン止め部６８ｃのクランクピン６６は、ベース６９から偏心して延びる。従って、回転子７０の回転を介する駆動部６８ｂの回転は、ピン止め部６８ｃを、駆動部回転軸ＣＡの周りで軌道回転させる。重要なことに、以下でさらに説明するように、ピン止め部６８ｃは、駆動軸２８への負荷に基づいてレセプタクル７６内で回転する（図１に示される）。レセプタクル７６内でのピン止め部６８ｃの回転は、偏心したクランクピン６６の中心軸ＰＡを、駆動部回転軸ＣＡに対して半径方向内向き又は外向きに動かし、それによりオフセットＤの長さを変化させる、つまりΔＤを増加又は減少させ、且つ駆動軸２８に伝達される回転速度及びトルク量に影響を与える。従って、駆動軸２８に伝達される回転速度及びトルク量は、駆動軸２８上の負荷の関数として自動的に増加及び減少する。
【００４６】
ここで図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、上述のように、ピン止め部６８ｃは、ピン止め部６８ｃがレセプタクル７６内で自由に回転できるように、駆動部６８ｂのレセプタクル７６に配置される。当業者には容易に理解されるように、駆動部６８ｂの回転は、ピン止め部６８ｃに、より具体的にはクランクピン６６に印加される遠心力を発生させる。従って、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、駆動部６８ｂが回転すると、クランクピン６６に遠心力が働き、クランクピン６６が、さらにクランクピン中心軸ＰＡが、半径方向最外側の位置に向かって押し付けられる。
【００４７】
駆動軸２８が回転させようとする物体と動作可能に係合していない場合のように、駆動軸２８に負荷がないときに工具１０が動作すると、ピン止め部６８ｃには、工具１０の部品の協働的動作により発生する、本明細書では無負荷摩擦力と呼ぶ、摩擦力以外に負荷はない。さらに、駆動部６８ｂにも負荷はなく、つまり駆動部６８ｂの回転に対する抵抗はなく、駆動部６８ｂは、回転子７０の回転速度により決まる無負荷速度で回転する。このような場合、クランクピン６６に印加される遠心力は、一般に、クランクピン６６に印加される無負荷摩擦力より大きい。従って、遠心力は、ピン止め部６８ｃをレセプタクル７６内で回転させ、クランクピン６６、従ってクランクピン中心軸ＣＡは、オフセットＤが、図６Ｂに示される最大長さＤNL（Ｄｎｏ−ｌｏａｄ（無負荷））を有する半径方向最外側位置へ、強制的に動かされる。オフセットＤがＤNLに等しいとき、クランクピン６６の半径方向最外側位置は、本明細書においてクランクピン６６の「ホーム」位置と呼ばれる。
【００４８】
上述のように、駆動軸２８で伝達される回転速度及びトルクは、クランクピン６６の中心軸ＰＡと駆動部回転軸ＣＡとの間のオフセットＤの関数である（駆動部回転軸ＣＡは、回転子７０の回転軸ＲＡと同一直線上にあることを想起されたい）。具体的には、オフセットＤが長いつまり大きいほど、駆動軸２８の回転速度は高くなり、駆動軸２８により伝達されるトルクは小さくなる。これとは逆に、オフセットＤが短いつまり小さいほど、駆動軸２８の回転速度は低くなり、駆動軸２８により伝達されるトルクは大きくなる。従って、当業者には容易に理解されるように、オフセットＤがＤNLに等しいとき、回転子回転軸ＲＡの周りのクランクピン中心軸ＣＡの軌道回転の半径は、ＤNLに等しい。その結果、クランクピン６６の軌道回転は、駆動リンク１６のＸ+及びＸ-方向における側方揺動移動又は運動（図６Ａ乃至図７Ｂに示される）の最大長さを発生させる。このことにより、それぞれの爪１８又は２０の最大ストローク長さを発生させ、これが各爪のストロークにより駆動ギア２２を最大限に回転させ、それにより駆動軸２８には工具１０により伝達可能な最高回転速度及び最少トルク量が駆動軸２８に伝達される。
【００４９】
ここで図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、駆動軸２８が、例えば締め付ける又は緩めるナット又はボルトに動作可能に接続されるなど、回転させたい物体に動作可能に係合されている場合のように、駆動軸２８に負荷が印加された状態で工具１０を動作させると、負荷は、駆動軸２８の回転に対する抵抗を発生させ、これによりピン止め部６８ｃの駆動回転に対する抵抗を発生させる。このような場合、ピン止め部６８ｃは、最初に、クランクピン６６が、ＤがＤNLと概ね等しくなるホーム位置に位置決めされるように、レセプタクル７６内で配向される。しかしながら、回転子７０により駆動部６８ｂに伝達されるトルクは、駆動部６８ｂに回転力を印加し、負荷により発生するピン止め部６８ｃの軌道回転に対する抵抗に対抗する軌道回転力をピン止め部６８ｃに印加する。これらの対抗する軌道回転力の結果、ピン止め部６８ｃは、偏心したクランクピン６６及びクランクピン中心軸ＰＡが駆動部回転軸ＣＡに向かって半径方向内向きに動くように、レセプタクル７６内で回転し始める。
【００５０】
上述のように、このような場合、クランクピン６６は、最初に、ＤがＤNLと概ね等しくなるように、ホーム位置で、レセクタプル７６内で配向される。従って、ピン止め部６８ｃがレセプタクル７６内で回転し、クランクピン中心軸ＰＡが駆動部回転軸ＣＡに向かって半径方向内向きに動くと、オフセットＤの長さは、連続して短くなる。つまり、オフセットＤの長さは、駆動軸２８に印加される負荷の関数である、クランクピン６６のホーム位置から離れる軌道回転量の関数として低減する。上述の実施形態と同様に、駆動軸２８に負荷が印加されたときの、オフセットＤの短くなった長さは、本明細書においてＤL（Ｄ  ｌｏａｄ（負荷））と図示され、呼ばれ、負荷の関数としてのオフセットＤの長さの変化量は、本明細書においてΔＤ（デルタＤ）と図示され、呼ばれる（図７Ｂに示される）。
【００５１】
上述のように、クランクピン６６のホーム位置から離れる軌道回転の量は、負荷の関数である。より具体的には、当業者には容易に理解されるように、オフセットＤが減少する、つまりΔＤが増大すると、ピン止め部６８ｃの軌道回転により発生するトルクは、それに応じて増大する。従って、駆動部６８ｂが回転して、ピン止め部６８ｃをレセプタクル７６内で回転させ、且つクランクピン６６を軌道回転させると、ΔＤが増大して、駆動軸２８により多くのトルクを伝達させる。従って、ピン止め部６８ｃの駆動回転に対する負荷に基づく抵抗がより大きいと、クランクピン６６はホーム位置からより遠くへ回転する必要がある。さらに、クランクピン６６は軌道回転を続け、伝達されるトルクが負荷により発生する駆動軸２８の回転に対する抵抗、つまり駆動軸２８が動作可能に接続された物体の回転に対する抵抗を上回るまで、ΔＤが増大して、駆動軸２８により多くのトルクを伝達させる。この時点で、駆動軸２８、及び駆動軸２８が接続された物体は回転し始める。また、以下で説明されるように、駆動軸２８への負荷が低減すると、ΔＤも、ピン止め部６８ｃの回転に対する負荷に基づく抵抗の関数として、減少する。
【００５２】
上述のように、駆動軸２８に伝達される回転速度及びトルクは、オフセットＤの関数である。従ってオフセットＤが変化すると、つまりΔＤが増大及び減少すると、駆動軸２８で伝達される回転速度及びトルクは、ΔＤの関数として増大及び減少する。具体的に、ΔＤの値が大きいほど、駆動軸２８の回転速度は遅くなり、駆動軸２８により伝達されるトルクは大きくなる。これとは逆に、ΔＤの値が小さいほど、駆動軸２８の回転速度は速くなり、駆動軸２８により伝達されるトルクはより小さくなる。
【００５３】
より具体的には、駆動軸２８が回転させる物体に動作可能に接続され、工具モータ７２が動作して回転子７０を回転させると、駆動軸２８における負荷、つまりピン止め部６８ｃに伝達される物体の回転に対する抵抗に基づき、ピン止め部６８ｃは、レセプタクル７６内でホーム位置から離れるように回転し始める。クランクピン６６がホーム位置から離れるように回転すると、ΔＤが増大し、それにより回転子中心軸ＲＡの周りのクランクピン中心軸ＰＡの軌道回転の半径を減少させる。その結果、図７Ｂに示されるように、クランクピン中心軸ＰＡの軌道回転の半径が減少すると、クランクピン６６の軌道回転により発生する、駆動リンク１６のＸ+及びＸ-方向における側方揺動運動はますます小さくなる。これにより、それぞれの爪１８又は２０のストローク長さが減少し、このことは各爪のストロークによる駆動ギア２２の回転を低減させ、それにより駆動軸２８に伝達される回転速度は遅くなり、トルク量は増加する。
【００５４】
さらに、駆動軸２８への負荷が低減すると、つまり駆動軸２８に動作可能に接続された物体がより少ない抵抗で回転し始めると、ピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗も、負荷の低減の関数として低減する。その結果、ピン止め部６８ｃは、駆動部レセプタクル７６内で回転し、クランクピン６６をホーム位置に向かって回転させ、ΔＤを減少させ、それにより、回転子中心軸ＲＡの周りのクランクピン中心軸ＰＡの軌道回転の半径を増大させる。その結果、クランクピン中心軸ＰＡの軌道回転の半径が増大すると、図６Ｂに示されるように、クランクピン６６の軌道回転により発生する、駆動リンク１６のＸ+及びＸ-方向の側方揺動運動はますます大きくなる。これにより、それぞれの爪１８又は２０のストローク長さは増大し、各爪のストロークによる駆動ギア２２の回転が増大し、それにより駆動軸２８に伝達される回転速度は速くなり、トルク量は減少する。クランクピン６６は、駆動軸２８に伝達されるトルクが、回転させたい物体の回転に対する抵抗を上回るのに必要なトルクと概ね等しいか又はこれより僅かに大きくなるまで、ホーム位置に向かって回転を続ける。負荷が減少し続けると、つまり駆動軸２８に動作可能に接続された物体の回転に対する抵抗が減少し続けると、クランクピン６６は、ホーム位置に向かってさらに回転し、それにより駆動軸２８に伝達されるトルクは低減し、回転速度は増大する。
【００５５】
従って、モータ７２の動作が一定量の動力を工具回転子７０に伝達すると、駆動軸２８に伝達される回転速度及びトルク量は、常に、ΔＤの関数であり、これはピン止め部６８ｃ内における駆動部６８ｂの回転量の関数であり、これはピン止め部６８ｃの回転に対する抵抗の関数であり、さらに、これは駆動軸２８が動作可能に接続される負荷つまり駆動軸２８が動作可能に接続された物体の回転に対する抵抗の関数である。
【００５６】
例えば、上述のように、ユーザが固いナットを緩めようとする場合、たとえ幾らかの回転速度を犠牲にする必要があっても、工具１０は、最初に大きなトルクを駆動軸２８に伝達することが望ましい。逆に、ナットが緩んだら、トルクはさほど必要ではなくなり、トルクより回転速度が優先される。従って、ひとたび駆動軸２８が緩めようとするナットに動作可能に接続され、モータ７２が動作して駆動部６８ｂを回転させると、ナットの回転に対する初期抵抗、つまり初期負荷は、ピン止め部６８ｃをレセプタクル内で回転させ、それによりクランクピン６６をホーム位置から離れるように回転させ、それによりΔＤを増加させて、上述のように、駆動軸２８により大きなトルクを伝達する。具体的には、ピン止め部６８ｃは、ΔＤの増加によりナットに十分なトルクが与えられ、ナットが低速で回転し始めるまで、レセプタクル７６内で回転し続ける。次いで、ナットが回り始めると、ピン止め部６８ｃの軌道回転に対する、負荷に基づく抵抗は減少し、ピン止め部６８ｃはレセプタクル７６内で回転できるようになり、それにより、クランクピン６６はホーム位置に向かって回転し、ΔＤは減少し、駆動軸２８に伝達されるトルクは減少し、回転速度は増大する。
【００５７】
従って、駆動軸２８に伝達される回転速度及びトルク量は、駆動軸２８への負荷の関数として、つまり駆動軸２８が動作可能に接続されている物体の回転に対する抵抗の関数として、自動的に増加及び減少する。すなわち、駆動軸２８に動作可能に接続された物体の回転に対する抵抗つまり負荷が変化すると、それに応じてピン止め部６８ｃの軌道回転の回転に対する抵抗量は変化し、それに応じてクランクピン６６を、ホーム位置から離れるように又はこれに向かうように軌道回転させる。それに応じて、かかるクランクピン６６の軌道回転は、ΔＤの値を変化させ、クランクピン６６の軌道回転の半径を変化させ、駆動軸２８に伝達される回転速度及びトルク量を増加又は減少させる。
【００５８】
本明細書における説明は本質的に単なる例示であり、従って、説明されたものの要旨から逸脱しない変形は、本教示の範囲内に入ることが意図される。かかる変形は、本教示の趣旨及び範囲からの逸脱であると見なされない。
【符号の説明】
【００５９】
１０：工具
１４：工具ハウジング
１６：駆動リンク
１６ａ：本体部
１６ｂ、１６ｃ：プレート
１８：シングルアーム爪
１８ａ、２０ａ：ヘッド部
１８ｂ、２０ｂ：平行歯
１８ｃ：単一の爪アーム
１８ｄ、２０ｄ：エルボー又は曲げ区画
１８ｅ、２０ｅ：直線区画
１８ｆ、２０ｆ：爪先端部
２０：ダブルアーム爪
２０ｃ、２０ｃ’：平行な爪アーム
２２：環状駆動ギア
２４：反転カム
２６：歯
２８：駆動軸
３０：ボールばね組立体
３２：延長部
４８：ピボット柱（ピボット・ピン）
５０、５２：ピン
５６：ステム
５８：反転レバー
６２：開口部又は溝
６４：駆動ブッシング
６６：クランクピン
６８ａ：前面
６８ｂ：駆動部
６８ｃ：ピン止め部
６９：ベース
７０：回転子
７２：モータ
７４：界面
７６：レセプタクル
７８：ヘッド部
Ｄ：オフセット
ＣＡ：駆動部回転軸
ＰＡ：中心軸
ＲＡ：回転子中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【外国語明細書】
2014108514000001.pdf