(57)【要約】  本発明の第１の態様によれば、発明者は、無反動、且つ反動補助で工業用ファスナを締める、または緩めるための動力工具を提供する。この動力工具は、ファスナを回転させるための回転力を発生させるモータと、複数の回転力増加トランスミッタを有する、低速／高トルクモード用の回転力増加機構と、複数の回転力打撃トランスミッタを有する、高速／低トルクモード用の回転力打撃機構と、少なくとも１つの増加トランスミッタと動作可能に連結されるハウジングと、低速／高トルクモードの間にハウジング上に発生する反動力を、固定物に伝達させる反動機構と、を備える。ここで、低速／高トルクモードの間には、少なくとも２つの増加トランスミッタが、互いに相対的に回転し、且つ、高速／低トルクモードの間には、少なくとも２つの増加トランスミッタが、打撃機構からの打撃動作を達成するように一体的となる。【選択図】図１
2013518736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無反動、且つ反動補助で工業用ファスナを締める、または緩めるための動力工具であって、
前記ファスナを回転させるための回転力を発生させるモータと、
複数の回転力増加トランスミッタを有する、低速且つ高トルクモード用の回転力増加機構と、
複数の回転力打撃トランスミッタを有する、高速且つ低トルクモード用の回転力打撃機構と、
少なくとも１つの増加トランスミッタと動作可能に連結されるハウジングと、
前記低速且つ高トルクモードの間に前記ハウジング上に発生する反動力を、固定物に伝達させる反動機構と、を備え、
前記低速且つ高トルクモードの間には、少なくとも２つの増加トランスミッタが、互いに相対的に回転し、且つ、
前記高速且つ低トルクモードの間には、少なくとも２つの増加トランスミッタが、前記打撃機構からの打撃動作を達成するように一体的となる、動力工具。
【請求項２】
前記増加機構、前記打撃機構、前記増加機構の一部、前記打撃機構の一部、および、これらの如何なる組み合わせのいずれかの間で、前記動力工具をシフトするためのスイッチを備える、請求項１に記載の動力工具。
【請求項３】
前記モータから、前記増加機構、前記打撃機構、前記増加機構の一部、前記打撃機構の一部、および、これらの如何なる組み合わせのいずれかに、回転力を伝達することを補助するための入力シャフトと、
前記増加機構、前記打撃機構、前記増加機構の一部、前記打撃機構の一部、および、これらの如何なる組み合わせのいずれかから、出力駆動部を介して、前記工業用ファスナに回転力を伝達することを補助するための出力シャフトと、を備える、請求項１または２に記載の動力工具。
【請求項４】
前記増加トランスミッタは、歯車ケージ、遊星歯車、リング歯車、太陽歯車、揺動歯車、サイクロイド歯車、エピサイクリック歯車、または、これら部材の如何なる組み合わせを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の動力工具。
【請求項５】
前記打撃トランスミッタは、ハンマーおよびアンビルを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の動力工具。
【請求項６】
前記低速且つ高トルクモードの間には、少なくとも２つの打撃トランスミッタは、静止し、または、少なくとも２つの打撃トランスミッタと、少なくとも１つの増加トランスミッタとは、ともに回転する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の動力工具。
【請求項７】
前記高速且つ低トルクモードの間には、少なくとも２つの打撃トランスミッタは、振動し、且つ、
前記ハウジングと、前記少なくとも２つの増加トランスミッタは、静止するか、
前記ハウジングと、前記少なくとも２つの増加トランスミッタは、ともに回転するか、および、
前記ハウジングは、静止するとともに、前記少なくとも２つの増加トランスミッタは、ともに回転するか、
のいずれかとなる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の動力工具。
【請求項８】
前記モータが、前記増加機構に隣接する前記打撃機構に隣接している場合、出力シャフトが、前記打撃機構をバイパスし、且つ、前記少なくとも１つの増加トランスミッタが、出力駆動部まで延在しているので、前記少なくとも２つの打撃トランスミッタは、静止する、請求項６に記載の動力工具。
【請求項９】
前記モータが、前記打撃機構に隣接する前記増加機構に隣接している場合、出力シャフトが、前記増加機構と接触し、且つ、前記少なくとも１つの増加トランスミッタが、前記少なくとも２つの打撃トランスミッタをバイパスするとともに、出力駆動部まで延在するので、前記少なくとも２つの打撃トランスミッタは、静止する、請求項６に記載の動力工具。
【請求項１０】
前記モータが、前記打撃機構に隣接する前記増加機構に隣接している場合、出力シャフトが、前記増加機構と接触し、且つ、前記少なくとも１つの増加トランスミッタが、前記少なくとも２つの打撃トランスミッタを回転させるとともに、出力駆動部まで延在するので、前記少なくとも２つの打撃トランスミッタと、前記少なくとも１つの増加トランスミッタとは、ともに回転する、請求項６に記載の動力工具。
【請求項１１】
前記モータが、前記増加機構に隣接する前記打撃機構に隣接している場合、前記打撃機構が、
少なくとも１つの打撃トランスミッタを、前記打撃機構のハウジングにロックするか、または、
少なくとも１つの打撃トランスミッタを、少なくとも他の前記打撃トランスミッタにロックすることによって、入力シャフトと、前記少なくとも１つの増加トランスミッタとの間の導管として動作するので、前記少なくとも２つの打撃トランスミッタと、前記少なくとも１つの増加トランスミッタとは、ともに回転する、請求項６に記載の動力工具。
【請求項１２】
少なくとも１つの打撃トランスミッタを、前記打撃機構のハウジングにロックするか、
少なくとも１つの打撃トランスミッタを、少なくとも他の前記打撃トランスミッタにロックするか、または、
少なくとも１つの打撃トランスミッタを、前記増加機構のハウジングにロックすることによって、前記少なくとも１つの増加トランスミッタの回転速度による前記打撃機構の動作が回避可能となる、請求項１０に記載の動力工具。
【請求項１３】
前記モータが、前記増加機構に隣接する前記打撃機構に隣接している場合、出力シャフトが前記増加機構をバイパスするので、前記ハウジングと、前記少なくとも２つの増加トランスミッタとは、静止する、請求項７に記載の動力工具。
【請求項１４】
前記モータが、前記打撃機構に隣接する前記増加機構に隣接している場合、前記モータが、入力シャフトによって前記打撃機構を駆動し、且つ、出力シャフトが、前記増加機構をバイパスするので、前記ハウジングと、前記少なくとも２つの増加トランスミッタとは、静止する、請求項７に記載の動力工具。
【請求項１５】
前記モータが、前記増加機構に隣接する前記打撃機構に隣接している場合、前記増加機構が、太陽歯車とリング歯車を連結するか、太陽歯車と歯車ケージを連結するか、または、歯車ケージとリング歯車を連結することによって、前記打撃機構から出力駆動部への導管として動作するので、前記ハウジングと、前記少なくとも２つの増加トランスミッタとは、ともに回転する、請求項７に記載の動力工具。
【請求項１６】
前記モータが、前記打撃機構に隣接する前記増加機構に隣接している場合、前記増加機構が、太陽歯車とリング歯車を連結するか、太陽歯車と歯車ケージを連結するか、または、歯車ケージとリング歯車を連結することによって、前記モータから前記打撃機構への導管として動作するので、前記ハウジングと、前記少なくとも２つの増加トランスミッタとは、ともに回転する、請求項７に記載の動力工具。
【請求項１７】
前記モータが、前記増加機構に隣接する前記打撃機構に隣接している場合、前記増加機構が、太陽歯車とリング歯車を連結するか、太陽歯車と歯車ケージを連結するか、または、歯車ケージとリング歯車を連結することによって、前記打撃機構から出力駆動部への前記ハウジング内の導管として動作するので、前記ハウジングは、静止するとともに、前記少なくとも２つの増加トランスミッタは、ともに回転する、請求項７に記載の動力工具。
【請求項１８】
前記モータが、前記打撃機構に隣接する前記増加機構に隣接している場合、前記増加機構が、太陽歯車とリング歯車を連結するか、太陽歯車と歯車ケージを連結するか、または、歯車ケージとリング歯車を連結することによって、前記モータから前記打撃機構への前記ハウジング内の導管として動作するので、前記ハウジングは、静止するとともに、前記少なくとも２つの増加トランスミッタは、ともに回転する、請求項７に記載の動力工具。
【請求項１９】
前記少なくとも２つの増加トランスミッタは、前記打撃機構からの打撃動作を補助するように一体となる、請求項１５、１６、１７、または１８に記載の動力工具。
【請求項２０】
前記増加機構は、前記モータに近接し、または前記モータから離隔して、歯車減速を有し、または排除する、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の動力工具。
【請求項２１】
前記スイッチは、手動式または自動式である、請求項２〜２０のいずれか１項に記載の動力工具。
【請求項２２】
前記スイッチは、使用者の一方の手を該スイッチ上に置く一方で、使用者の他方の手でトリガーを引くことを要する、請求項２〜２１のいずれか１項に記載の動力工具。
【請求項２３】
前記スイッチは、出力駆動部のトルク要求によって自動化され、
トルク要求が高い場合、前記増加機構は、実質的に動作され、前記打撃機構は、前記増加機構から伝達するトルクを、前記出力駆動部へ単に通過させる一方で、
トルク要求が比較的に低い場合、前記打撃機構は、前記増加機構から実質的に分離されて動作される、請求項２〜２２のいずれか１項に記載の動力工具。
【請求項２４】
前記ハウジングは、少なくとも第１および第２のハウジング部を有し、
前記第１のハウジング部は、部分的または全体的に打撃機構を有し、
前記第２のハウジング部は、部分的または全体的に増加機構を有し、
実質的に前記高速且つ低トルクモードの間には、前記モータは、出力駆動部を、高速で連続的に、または低速で間欠的に回転させ、前記少なくとも第１および第２のハウジング部は、互いに相対的に回転可能とするように連結され、
実質的に前記低速且つ高トルクモードの間には、前記モータは、前記出力駆動部を、正確且つ大きなトルクで連続的に回転させ、前記少なくとも第１および第２のハウジング部は、一体的に回転可能とするように連結される、請求項２〜２３のいずれか１項に記載の動力工具。
【請求項２５】
前記ハウジングは、少なくとも第１および第２のハウジング部を有し、
前記第１のハウジング部は、部分的または全体的に打撃機構を有し、
前記第２のハウジング部は、部分的または全体的に増加機構を有し、
実質的に前記高速且つ低トルクモードの間には、前記少なくとも第１および第２のハウジング部は、互いに相対的に回転可能とするように連結され、
実質的に前記低速且つ高トルクモードの間には、前記少なくとも第１および第２のハウジング部は、一体的に回転可能とするように連結される、請求項２〜２３のいずれか１項に記載の動力工具。
【請求項２６】
３つの増加トランスミッタを備える、請求項１〜２５のいずれか１項に記載の動力工具。
【請求項２７】
３つの打撃トランスミッタを備える、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の動力工具。
【請求項２８】
無反動、且つ反動補助で工業用ファスナを締める、または緩めるための動力工具であって、
前記ファスナを回転させるための回転力を発生させるモータと、
３つの回転力増加トランスミッタを有する、低速且つ高トルクモード用の回転力増加機構と、
２つの回転力打撃トランスミッタを有する、高速且つ低トルクモード用の回転力打撃機構と、
少なくとも１つの増加トランスミッタと動作可能に連結されるハウジングと、
前記低速且つ高トルクモードの間に前記ハウジングに発生する反動力を、固定物に伝達させる反動機構と、
前記増加機構、前記打撃機構、前記増加機構の一部、前記打撃機構の一部、および、これらの如何なる組み合わせのいずれかの間で、前記動力工具をシフトするためのスイッチと、
前記モータから、前記増加機構、前記打撃機構、前記増加機構の一部、前記打撃機構の一部、および、これらの如何なる組み合わせのいずれかに、回転力を伝達することを補助するための入力シャフトと、
前記増加機構、前記打撃機構、前記増加機構の一部、前記打撃機構の一部、および、これらの如何なる組み合わせのいずれかから、出力駆動部を介して、前記ファスナに回転力を伝達することを補助するための出力シャフトと、を備え、
前記低速且つ高トルクモードの間には、少なくとも２つの増加トランスミッタが、互いに相対的に回転し、且つ、
前記高速且つ低トルクモードの間には、少なくとも２つの増加トランスミッタが、一体的となる、動力工具。
【請求項２９】
ハウジングと、
モータと、
トルク強化機構と、
打撃機構と、を備える動力工具であって、
前記トルク強化機構は、
歯車ケージと、遊星歯車と、リング歯車と、太陽歯車と、を有し、
前記モータからのトルク入力を、正確且つ大きなトルク出力へと増加させ、工業用ファスナを締める、または緩める間に、回転力を前記ファスナに与えるために、前記ハウジングに固定物上に反動を与えさせつつ、前記ハウジングおよび前記トルク強化機構が反対方向に回転し、
前記打撃機構は、
ハンマーおよびアンビルを有し、
前記モータから伝達される回転質量よりも大きな回転質量を生成しつつ、前記ハウジングおよび前記トルク強化機構が同じ方向に回転し、
前記モータからの比較的に小さなトルク入力で、前記ファスナを上方または下方に移動させる間に前記打撃機構からのトルク出力が増加されるように、前記ハンマーが前記アンビルに負荷する打撃力を増加させ、
前記トルク強化機構および前記打撃機構は、前記工業用ファスナを締める、または緩める間に、部分的または全体的に、ともにまたは分離して、動作可能である、動力工具。
【請求項３０】
工具の使用者によって吸収可能な反動力を上回ってトルク出力を生成可能な動力工具であって、
反動部を有するハウジングと、
モータと、
トルク強化手段と、
打撃手段と、
出力駆動部と、
一方の部材との係合を部分的または全体的に解除するとともに、他方の部材と部分的または全体的に係合し、または、その逆の動作を行うことによって、前記トルク強化手段から前記打撃手段へと、部分的または全体的にシフトするための手段と、を備え、
前記トルク強化手段および前記打撃手段は、工業用ファスナを締める、または緩める間に、部分的に一体となって、または互いに独立して動作可能であり、
前記打撃手段は、
低振動を保証するために、前記強化手段から伝達されるトルクよりも小さなトルクで、手持ち操作を行うことを保証するように、打撃の反動のないトルクを提供し、
動作不能時に、所望の高トルク出力を達成するために、前記トルク強化手段に対して打撃動作を提供することがない一方で、前記モータおよび前記強化手段から伝達された力を、前記出力駆動部と調整するように作製され、
前記トルク強化手段は、
振動のない、連続的に回転する高トルクの動作を提供し、該高トルクの動作は、前記ハウジングが回転することを防止するために、前記反動部上に反動固定具を要し、
動作不能時に、前記打撃手段のトルク出力を増加させることがない一方で、前記モータおよび前記打撃手段から伝達された力を、前記出力駆動部と調整するように作製される、動力工具。
【請求項３１】
モータと、
前記モータからのトルク入力を、正確且つ大きなトルク出力へと増加させるトルク強化機構と、
ハンマーとアンビルのタイプの打撃機構と、を備える、工業用ファスナのための動力工具であって、
少なくとも前記ファスナを下げる、または外す間に使用可能な打撃モードと、
少なくとも前記ファスナを締める、または緩める間に使用可能な強化モードと、を有する、少なくとも２つのモードを備え、
前記打撃モードにおいては、使用者は、該使用者によって吸収可能なトルクよりも大きなトルクを要する、前記ファスナのネジ不規則性を克服するように、手動の工具保持機構によって、前記工具を保持し、
前記強化モードにおいては、工具当接機構が、第１のモードよりも正確且つ大きなトルクを提供するために、前記工具を固定して保持し、
前記手動の工具保持機構および前記工具当接機構は、同一であり、且つ、前記打撃モードから前記強化モードへと移行可能である、動力工具。
【請求項３２】
ハウジングと、
モータと、
前記モータからのトルク入力を、正確且つ大きなトルク出力へと増加させるトルク強化機構と、
ハンマーとアンビルのタイプの打撃機構と、を備える動力工具であって、
前記トルク強化機構および前記打撃機構は、工業用ファスナを締める、または緩める間に、独立して動作可能であり、
前記トルク強化機構は、前記工業用ファスナを締める、または緩める間に正確且つ大きなトルクが必要とされる場合に、動作され、回転力を前記ファスナに渡すために、ハウジングに固定物に対して反動させつつ、前記ハウジングおよび前記トルク強化機構は、反対の方向に回転し、且つ、
前記打撃機構は、前記工業用ファスナを上方または下方に移動させる間に正確性の低い小さなトルクが必要とされる場合に、動作され、前記モータから伝達される回転質量よりも大きな回転質量を生成しつつ、前記ハウジングおよび前記トルク強化機構は、同じ方向に回転し、前記モータからの比較的に小さなトルク入力で、前記打撃機構からのトルク出力が増加されるように、前記ハンマーが前記アンビルに負荷する打撃力を増加させる、動力工具。
【請求項３３】
実質的に本稿で説明され、且つ添付の図面に示された、無反動、且つ反動補助で工業用ファスナを締める、または緩めるための動力工具。
【請求項３４】
本稿で説明され、且つ添付の図面に示された、新規性を有する如何なる特徴、または、新規性を有する、如何なる特徴の組み合わせ。
【請求項３５】
その全体のコピーがこの参照により本稿に含まれているとされる、公衆に共有されている特許および特許出願において特許請求され、開示された技術によって、本稿にて実質的に説明された、無反動、且つ反動補助で工業用ファスナを締める、または緩めるための動力工具であって、
前記特許および特許出願は、
２００７年５月７日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１１／７４５，０１４号（発明の名称：「Ｐｏｗｅｒ−ｄｒｉｖｅｎ  ｔｏｒｑｕｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ」）、
２０１０年９月２１日に発行された米国特許ＮＯ．７，７９８，０３８号（発明の名称：「Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ａｒｍ  ｆｏｒ  ｐｏｗｅｒ−ｄｒｉｖｅｎ  ｔｏｒｑｕｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ」）、
２００８年５月１４日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１２／１２０，３４６号（発明の名称：「Ｓａｆｅｔｙ  ｔｏｒｑｕｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｆｙｉｎｇ  ｔｏｏｌ」）、
２００８年１２月１日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１２／３２５，８１５号（発明の名称：「Ｔｏｒｑｕｅ  ｐｏｗｅｒ  ｔｏｏｌ」）、および、
２００９年４月２２日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１２／４２８，２００号（発明の名称：「Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ａｄａｐｔｏｒｓ  ｆｏｒ  ｔｏｒｑｕｅ  ｐｏｗｅｒ  ｔｏｏｌｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  ｕｓｉｎｇ  ｔｈｅ  ｓａｍｅ」）
を含む、動力工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１０年２月９日に出願された、同時係属中の米国仮出願シリアルＮＯ．６１／３０２，５９８号（発明の名称：「Ｔｏｒｑｕｅ  ｔｏｏｌ  ｈａｖｉｎｇ  ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ  ａｎｄ  ｉｍｐａｃｔ  ｍｅａｎｓ」）と、２０１１年１月５日に出願された、同時係属中の米国仮出願シリアルＮＯ．６１／４３０，１０５号（発明の名称：「Ａｎ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｔｉｇｈｔｅｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｌｏｏｓｅｎｉｎｇ  ａｎ  ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ｆａｓｔｅｎｅｒ」）の継続出願である。この米国仮出願の内容は、この参照により本稿に含まれるものとする。
【０００２】
本願に開示された新しい概念、公衆に共有されている発行済みの以下の特許および特許出願に開示された進歩的技術、上記特許および特許出願の全体のコピーは、この参照により本稿に含まれるものとする。その特許および特許出願とは、２００７年５月７日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１１／７４５，０１４号（発明の名称：「Ｐｏｗｅｒ−ｄｒｉｖｅｎ  ｔｏｒｑｕｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ」）、２０１０年９月２１日に発行された米国特許ＮＯ．７，７９８，０３８号（発明の名称：「Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ａｒｍ  ｆｏｒ  ｐｏｗｅｒ−ｄｒｉｖｅｎ  ｔｏｒｑｕｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ」）、２００８年５月１４日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１２／１２０，３４６号（発明の名称：「Ｓａｆｅｔｙ  ｔｏｒｑｕｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｆｙｉｎｇ  ｔｏｏｌ」）、２００８年１２月１日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１２／３２５，８１５号（発明の名称：「Ｔｏｒｑｕｅ  ｐｏｗｅｒ  ｔｏｏｌ」）、および、２００９年４月２２日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１２／４２８，２００号（発明の名称：「Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ａｄａｐｔｏｒｓ  ｆｏｒ  ｔｏｒｑｕｅ  ｐｏｗｅｒ  ｔｏｏｌｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  ｕｓｉｎｇ  ｔｈｅ  ｓａｍｅ」）である。
【背景技術】
【０００３】
動力駆動のトルク強化工具は、最近の特許出願による開示を通して公知となっている。高速、低トルクの第１のモードにおいて、少なくとも１つの強化機構が、工具のハウジングと、工具の出力駆動部とともに回転する。低速、高トルクの第２のモードにおいては、ハウジングが他方向に回転しようとする一方で、少なくとも１つの強化機構は、一方向に回転する。ハウジングは、固定物と連結された反動固定具によって、その回転が停止される。
【０００４】
アプリケーションの特徴は、しばしば、ボルト締め仕事に対して反対の作用を及ぼし、例えば、腐食し、汚染され、捩れ、屑が付着し、粗い、磨耗し、不規則性を有し、向きが乱れ、配列が乱れ、および／または、不均一に潤滑油が塗布された、スタッドとナットのネジ、および表面を含む。反対のボルト締めアプリケーションの特徴を、多数回に亘って克服することは、第１のモードにおいては、実現不可能である。
【０００５】
殆どの打撃機構は、高速で回転される物体の重量に依存し、これは、打撃動作となる慣性を生む。様々な打撃機構は、公知となっており、少なくとも１つのハンマーを備える。他の部材が、動力入力とドライブ出力との間の干渉により引き起こされる振動によって動作し得る間に、このハンマーは、アンビルを打撃する。
【０００６】
いくつかの公知の打撃機構が、いくつかの、反対のボルト締めアプリケーションの特徴を克服するのに有効である。高トルクで使用者によって吸収されるが、打撃機構の大きな重量によって引き起こされる振動は、有害である。例えば、欧州における、日常的な、手から腕への動力工具からの振動暴露動作値は、２．５ｍ／ｓ２より小さい値である。公知の手持ち式高トルク打撃工具は、この値を超える。したがって、第１のモードにおけるトルク出力は、使用者に対して有害となるのを避けるように限定される。
【０００７】
公知の軽量且つ低トルク打撃機構は、使用者に対して有害な振動暴露を避け得るものであるとともに、ファスナを下げるまたは外す場合、反対のボルト締めアプリケーションの複数の特徴を克服するのに理想的となり得るものである。不運にして、これらは、接合部に接合された、高トルクを掛けられた、または腐食したファスナを緩めるのに有効ではなく、且つ、通常、トルク精度を必要とする高トルクの要求には、不適である。
【０００８】
高速の回転速度での反動固定具の使用は、怪我を引き起こすことで知られている。一般的に、傷害は、不適切な場所において、反動固定具が不意に固定物に対して強打したときに、使用者の四肢に起こる。これらの工具が動作する速度は、それ故に限定される。
【０００９】
最近開示された、２速の動力で駆動されるトルク強化工具は、反動固定具を必要とすることなく、ナットを下げる、または外すために、非常に高速で動作する。この工具は、自らのハウジングを、トルク強化手段とともにスピンさせ、使用者は、反動固定具を設けずに工具が動作される場合に、反動力を吸収する必要がある。回転力は、低トルク値を超えることができない。そうでなければ、一度、工具が、反対のボルト締めアプリケーション特徴を克服するためにトルクを負荷すると、使用者の腕は、反動力に圧倒されてしまい、捩れてしまう。多くの例において、この工具は、反対のボルト締めアプリケーション特徴を克服するのに十分なトルク値を達成するために、明らかに低速で、固定物に対して反動すべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
現行の工具使用の限定によって、使用者は、２つの工具を使用することを強いられる。すなわち、使用者は、大きな打撃力、高速の回転速度、および小さな反動力を有することから、反対のボルト締めアプリケーションがない状態で、ナットを下げる、または外すためのインパクトレンチを使用することを強いられる。また、使用者は、正確且つ計測可能な高トルクを実現できることから、ナットを締め付けるまたは緩めるために、反動固定具を有するトルクレンチを使用することを強いられる。インパクトレンチは、「テンス肘」の原因となる不正確さと振動があるために、高トルクにおいては許容不可能となってしまう。また、トルクレンチは、低速であるために、低トルクにおいては許容不可能となってしまう。
【００１１】
したがって、本発明は、これら課題に対処するために発明されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、発明者は、無反動、且つ反動補助で工業用ファスナを締める、または緩めるための動力工具を提供する。この動力工具は、ファスナを回転させるための回転力を発生させるモータと、複数の回転力増加トランスミッタを有する、低速且つ高トルクモード用の回転力増加機構と、複数の回転力打撃トランスミッタを有する、高速且つ低トルクモード用の回転力打撃機構と、少なくとも１つの増加トランスミッタと動作可能に連結されるハウジングと、低速且つ高トルクモードの間にハウジング上に発生する反動力を、固定物に伝達させる反動機構と、を備える。ここで、低速且つ高トルクモードの間には、少なくとも２つの増加トランスミッタが、互いに相対的に回転し、且つ、高速且つ低トルクモードの間には、少なくとも２つの増加トランスミッタが、打撃機構からの打撃動作を達成するように一体的となる。
【００１３】
本発明のさらなる特徴は、追加された請求項２〜３５に記載されている。
【００１４】
有利には、本発明は、工具に係る産業上の懸念および課題に対処するものである。本工具は、一般的に、推奨された振動暴露動作値以下となる。何故ならば、打撃機構は、第１のモードのみにおいて打撃し、低速、高トルクでは打撃しない故に、振動しない。この工具は、第１のモードにおいて、増加機構および打撃機構の間の協働による大きな質量によって、大きな慣性を提供する。これにより、打撃機構のトルク出力を増加させることになる。また、使用者によって吸収可能なトルクよりも大きなトルクが、反対のボルト締めアプリケーションの特徴を克服するために求められる場合においても、本工具は、反動固定具を使用することなく、高速でファスナを下げ、且つ外すことができる。また、本工具は、第２のモードにおいて、反動固定具を使用しつつ、ジョイントに連結された、高トルクが掛けられ、または腐食したファスナを緩めることができるとともに、より正確且つ大きな所望のトルクまで、ファスナを締めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の側方断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の側方断面図である。
【図４】本発明の一実施形態の側方断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の側方断面図である。
【図６】本発明の一実施形態の側方断面図である。
【図７】本発明の一実施形態の側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
添付の図面を参照して、本発明を例として説明する。
【００１７】
例として図１を参照して、この図は、本発明の一実施形態の斜視図を示す。本実施形態は、無反動且つ反動補助で工業用ファスナを締める、および緩めるための装置１として示されている。装置１は、駆動アセンブリ１００と、強化アセンブリ２００と、ギア／モードシフトアセンブリ３００と、スイベル／フリップ反動アセンブリ４００と、安全アセンブリ５００とを備える。
【００１８】
例として図２を参照して、この図は、本発明の一実施形態の側方断面図を示し、本実施形態は、符号１Ａとして示されている。装置１Ａは、参照番号の重複によって示されているように、装置１と同様である。
【００１９】
駆動アセンブリ１００は、駆動ハウジング１０１と、駆動機構１０２と、ハンドル１０４と、スイッチ機構１０５とを有する。駆動手段１０２は、ファスナを回転させる回転力を発生させ、モータを含むモータ駆動手段として構成されている。また、駆動機構１０２は、トルクレンチのような、手動の駆動機構としても構成されている。駆動機構１０２は、装置１Ａの動作のためのトルクを発生させる。駆動ハウジング１０１は、ハンドル１０４を含む円筒体として示されており、該ハンドル１０４は、使用者によって把持される部材であるとともに、モータ１０２をＯＮ／ＯＦＦにスイッチするためのスイッチ機構１０５が設けられている。
【００２０】
強化アセンブリ２００は、実質的に低速／高トルクモード用の回転力増加機構２１０を有し、該回転力増加機構２１０は、複数の回転力増加トランスミッタを含む。この実施形態においては、強化アセンブリ２００は、３つの増加トランスミッタ２１１、２１２、および２１３を有する。増加トランスミッタ２１１、２１２、および２１３は、歯車ケージ、遊星歯車、リング歯車、太陽歯車、揺動歯車（ｗｏｂｂｌｅ  ｇｅａｒ）、サイクロイド歯車、エピサイクリック歯車、コネクタ、スペーサ、シフトリング、保持リング、ブッシュ、軸受、キャップ、トランスミッション歯車、トランスミッションシャフト、位置決めピン、駆動ホイール、バネ、または、これら部材の如何なる組み合わせを含んでもよい。また、増加トランスミッタ２１１、２１２、および２１３は、他の公知の同様のコンポーネントも含んでもよい。
【００２１】
公知である種々の打撃機構が存在することを理解されよう。この打撃機構は、その大部分において、アンビルと回転ハンマーから構成される。ハンマーは、モータによって回転駆動され、アンビルは、回転抵抗を有する。これにより、出力駆動部に伝達される打撃動作が発生する。強化アセンブリ２００は、実質的に高速／低トルクモード用の回転力打撃機構２５０を有し、該回転力打撃機構２５０は、複数の回転力打撃トランスミッタを含む。この実施形態においては、強化アセンブリ２００は、２つの回転力打撃トランスミッタ２５１、２５２を有する。打撃トランスミッタ２５１、２５２は、ハンマー、アンビル、コネクタ、スペーサ、シフトリング、保持リング、ブッシュ、軸受、キャップ、トランスミッション歯車、トランスミッションシャフト、位置決めピン、駆動ホイール、または、これら部材の如何なる組み合わせを含んでもよい。また、打撃トランスミッタ２５１、２５２は、他の公知の同様のコンポーネントも含んでもよい。
【００２２】
公知のトルク強化工具は、通常、気圧、電気、油圧、またはピストンモータによって駆動される。力出力および回転速度は、しばしば、モータの一部となる遊星歯車等の手段によって、増加または減少される。いくつかの公知の工具は、工具モータの回転速度を増加させるための、１または複数の強化手段を、一時的に省略する。他の公知の工具は、シャフトの回転速度を増加および／または減速させるために、独立したコンポーネントとして、またはモータに近接させて、歯車強化機構および／または歯車減少機構を用いる。本発明は、独立したコンポーネントとして、増加トランスミッタと増加機構２１０の一部、または、打撃トランスミッタと打撃機構２５０の一部として、このような歯車強化機構および／または歯車減少機構を備えてもよい。
【００２３】
強化アセンブリ２００は、少なくとも１つの増加トランスミッタと動作可能に連結された強化ハウジング２２０を有する。装置１Ａは、反動アセンブリ４００の反動機構４０１を備える。なお、この反動機構４０１は、図２〜図７に、完全に図示されてはいない。反動機構４０１は、低速／高トルクモードの間にハウジング２２０に生じる反動力を、固定された対象物に伝達させる。
【００２４】
一般的に、装置１Ａの動作は、打撃機構２５０の起動または停止を必要とし、この動作は、スイッチを用いて手動で行われ得るものである。装置１Ａは、強化アセンブリ２００のスイッチ機構２３０を備え、該スイッチ機構２３０は、装置１Ａを、増加機構２１０、打撃機構２５０、増加機構２１０の一部（例えば、複数の増加トランスミッタのうちの１つといった部材）、打撃機構２５０の一部（例えば、複数の打撃トランスミッタのうちの１つといった部材）、および、これらの如何なる組み合わせのいずれかの間でシフトする。スイッチ機構２３０は、シフトカラー、シフトリング、玉軸受、軸受、保持リング、または、これら部材の如何なる組み合わせを有してもよい。また、スイッチ機構２３０は、他の公知の同様のコンポーネントも含んでもよい。
【００２５】
動作においては、装置１Ａの回転数：ｒｐｍは、トルク出力が増加するにつれて、減少する。打撃機構２５０の起動または停止は、代替的に、ｒｐｍが、予め定められた数値以下に低下し、または、予め定められた数値を超えて上昇した場合に、打撃機構２５０が無効、または有効となるように、自動化されてもよい。工業用ファスナ用の打撃モードを有効とするために、公知であるように、ハンマーとアンビルの装置を採用することが推奨される。ここで、該ハンマーとアンビルの装置は、打撃ハウジングと、少なくとも１つのハンマーと、アンビルとから構成され、該アンビルは、通常、ファスナを回転させる工具の出力駆動部と連結される。
【００２６】
装置１Ａは、入力シャフト２６０を備える。この入力シャフト２６０は、モータ１０２からの回転力を、増加機構２１０、打撃機構２５０、増加機構２１０の一部（例えば、複数の増加トランスミッタのうちの１つといった部材）、打撃機構２５０の一部（例えば、複数の打撃トランスミッタのうちの１つといった部材）、および、これらの如何なる組み合わせのいずれかへ伝達することを補助するためのものである。また、装置１Ａは、出力シャフト２７０を備える。この出力シャフト２７０は、増加機構２１０、打撃機構２５０、増加機構２１０の一部（例えば、複数の増加トランスミッタのうちの１つのといった部材）、打撃機構２５０の一部（例えば、複数の打撃トランスミッタのうちの１つといった部材）、および、これらの如何なる組み合わせのいずれかから、出力駆動部を介して、工業用ファスナに回転力を伝達することを補助するためのものである。
【００２７】
一般的に、本発明の装置は、打撃機構と増加機構を利用する。高速／低トルクの第１のモードにおいては、打撃機構は、ハンマーに回転力を提供するように動作する。低速／高トルクの第２のモードにおいては、打撃機構は、工具の一方の部材からの回転力を、他方の部材へ通過させるための拡張部として動作する。打撃機構は、工具モータに近接した位置、工具の出力駆動部に近接した位置、および、その間のいずれの位置に、配置されてもよい。
【００２８】
第１のモードにおいては、打撃機構は、常に、回転力を受け取って回転し、ハウジングは、回転力を受け取っても、または受け取らなくてもよく、トルク出力は、比較的に低い。これにより、ハウジングが反動する必要がなくなる。本発明の実施形態の殆どにおいては、打撃機構は、高速でのみ、動作可能である。すなわち、このことは、トルク強化機構が動作可能である場合の低速駆動においては、打撃がなく、よって、高トルク下において振動も発生しないことを意味する。一般的に、図２に示されているように、少なくとも２つの増加トランスミッタは、打撃機構から打撃動作を達成するように、一体的となる。
【００２９】
以下の説明は、図２〜図７に関する。例えば、強化器（ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）と増加器、増加（ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ、ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ）、および、打撃（ｉｍｐａｃｔ、ｉｍｐａｃｔｉｏｎ）といった語は、相互変換可能であることに留意されたい。
【００３０】
より具体的には、打撃モードの一実施形態において、工具ハウジングと歯車段は、衝突が生じているときも、静止している。打撃機構がモータから離隔している場合、モータからのシャフトは、増加器の中心を通って、打撃機構まで延び、そこから出力駆動部まで延びる。打撃機構がモータの直後段、且つ増加器の前段にある場合、モータは打撃機構を駆動させ、シャフトは、打撃機構から増加器の中心を通って出力駆動部まで延びる。
【００３１】
打撃モードの他の実施形態においては、歯車段をロックすることによって、打撃が発生する一方、工具ハウジングおよび歯車段は一体的に回転する。これは、太陽歯車とリング歯車を連結するか、太陽歯車と歯車ケージを連結するか、または、歯車ケージと遊星歯車のリング歯車を連結することによって、達成され得る。いずれの場合においても、歯車ケージとハウジングの全ては、モータから打撃機構へと延び、または、打撃機構から工具の出力駆動部へと延びる、１つの回転拡張部のように動作する。
【００３２】
打撃モードの他の実施形態においては、他の部材と歯車ケージをロックすることによって打撃が発生する一方で、工具ハウジングは静止し、歯車ケージは一体的に回転する。打撃機構がモータから離隔している場合、（複数の）歯車ケージは、ハウジング内部において、モータから打撃機構への拡張部として動作する。打撃機構がモータの直後段、且つ増加器の前段にある場合、（複数の）歯車ケージは、ハウジング内部において、打撃機構から工具の出力駆動部への拡張部として動作する。
【００３３】
一般的に、低速／高トルクの第２のモードの間には、図３に示されているように、少なくとも２つの増加トランスミッタが、互いに相対的に回転する。増加器モードにおいては、工具ハウジングは、太陽歯車と増加器の出力シャフトと反対方向に、常に回転する。これにより、工具ハウジングは必然的に反動することになる。トルクが増加器によって強化された場合、回転速度は、大きく低下するので、打撃機構は、無効となる。打撃機構が、増加器の後段、且つ工具の出力駆動部に近接して配置された場合、打撃機構は、最終段の太陽歯車とともに回転する場合、打撃しない。打撃機構が、増加器の前段、且つモータに近接して配置された場合、打撃機構は、高速で回転し、ロックされる必要がある。
【００３４】
打撃機構がモータから離隔する一実施形態においては、以下のことが起こる。増加器が回転する一方で、打撃機構は静止する。モータからの出力シャフトは、トルク増加のための増加器へと延びる。そして、最終段の太陽歯車は、打撃機構を通過し、出力駆動部へと延びる。打撃機構がモータの直後段、且つ増加器の前段にある場合、モータからの出力シャフトは、打撃機構を通過して、トルク増加のための増加器へと延びる。そして、最終段の太陽歯車は、出力駆動部に延びる。
【００３５】
他の実施形態においては、打撃機構は、力が負荷されている増加器の最終段の太陽歯車の速度で、回転する。打撃機構がモータから離隔している場合、モータからの出力シャフトは、トルク増加のための増加器に延び、最終段の太陽歯車は、打撃機構を回転させる。そして、打撃機構が、工具の出力シャフトを回転させることになる。打撃機構が、モータの直後段、且つ増加器の前段にある場合、増加器を回転させるために打撃機構を回転させることによって、結果として打撃が生じ、これは回避されるべきものである。他方では、打撃機構は、打撃ハウジングまたはアンビルでハンマーをロックすることによって、ロックされる。打撃機構は、モータ出力駆動部と、増加器の第１段の太陽歯車との間の拡張部として動作する。
【００３６】
増加器の最終段の太陽歯車の速度は、打撃機構を動作させるのに十分に高速となり得る。工具の出力シャフトにおける打撃は、打撃ハウジングでハンマーをロックすること、アンビルでハンマーをロックすること、工具ハウジングで打撃ハウジングをロックすること、または、工具ハウジングでハンマーをロックすることによって、回避可能である。
【００３７】
第１のモードのある特定の実施形態において、例えば、図６の上半分に示されているように、増加機構は、モータに近接し、且つ打撃機構の前段にある。モータは、増加機構にバイパスしており、その出力を、出力駆動部に向かって延びるピンを用いて、増加機構の少なくとも一部を通過して伝達する。第１のモードのある特定の実施形態においては、例えば図７の上半分に図示されているように、打撃機構は、モータに近接し、且つ増加機構の前段にある。打撃機構は、その出力を、出力駆動部に向かって延びるピンを用いて、増加機構の少なくとも一部を通過して伝達する。
【００３８】
本願の完全な工具の一実施形態は、モータハウジングを備え、該モータハウジングは、気圧モータの後段に、打撃機構を有する。この打撃機構は、該打撃機構を貫通する孔を含む。２００８年５月１４日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１２／１２０，３４６号（発明の名称：「Ｓａｆｅｔｙ  ｔｏｒｑｕｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｆｙｉｎｇ  ｔｏｏｌ」）に記載および特許請求されているように、ピンが、工具の後方プレートを貫通するとともに、安全プレートに連結されている。このピンは、例えば、モータに連結されたスプラインであり、その軸に沿って可動となっている。ピンの前部は、打撃機構のハンマーを回転させる。打撃機構の出力駆動部は、凹凸のキー溝が設けられているが、該キー溝が設けられた部分と、打撃機構から延びている部分との間において、円周部分を有する。
【００３９】
遊星ハウジングは、リング歯車と言われる内側スプラインを有する。外側スプラインを有する円形プレートは、第１の歯車段の前段において、遊星ハウジングの端部に連結される。打撃機構の出力駆動部は、円形プレートにおける雌スプラインと係合し、第１の太陽歯車としても動作する。円形プレートは、スプラインの頂部上に、溝を含む。２つの薄いプレートは、一端に設けられた孔と、直交部とを有する。該直交部は、２つのピンと連結するために、モータハウジングのハンドルに設けられた２つのスロットに挿通される。上記２つのピンは、安全プレートが、反動アームと係合するように押されたときに、軸方向後側に移動する。このような反動アームは、２００７年５月７日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１１／７４５，０１４号（発明の名称：「Ｐｏｗｅｒ−ｄｒｉｖｅｎ  ｔｏｒｑｕｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ」）、２０１０年９月２１日に発行された米国特許ＮＯ．７，７９８，０３８号（発明の名称：「Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ａｒｍ  ｆｏｒ  ｐｏｗｅｒ−ｄｒｉｖｅｎ  ｔｏｒｑｕｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ」）、および、２００８年１２月１日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１２／３２５，８１５号（発明の名称：「Ｔｏｒｑｕｅ  ｐｏｗｅｒ  ｔｏｏｌ」）に記載および特許請求されている。孔は、円形プレートを複数のプレートに連結するために、内部に玉軸受を含む。高速動作時においては、これは、遊星ハウジングが、モータハウジングハンドルに対して回転自在であることを意味する。概略的には、安全プレートが押し込まれておらず、且つ、速度レバーが押し下げられている場合、打撃機構は、打撃する。
【００４０】
速度レバーが開放された場合、反動アームは、所定位置に配置され、安全プレートが押される。そして、以下のことが同時に起こることとなる。係合プレートが、出力駆動部のスプライン部分から、その円周部分へと移動する。係合プレートが、遊星プレートとの係合から離脱し、モータハウジングハンドル内に移動する。そして、反動アームが係合する。ピンが、前方へ移動し、打撃機構を機能させないようにする一方で、遊星歯車を回転させるユニットとして打撃機構を回転可能とするために、アンビルと連結する。
【００４１】
再度、図１を参照して、装置１のコンポーネントは、公衆に共有されている発行済みの以下の特許および特許出願にて開示された技術を参照して、さらに説明され得るものである。なお、この特許および特許出願の全体のコピーは、この参照により本稿に含まれるものとする。この特許および特許出願とは、２００７年５月７日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１１／７４５，０１４号（発明の名称：「Ｐｏｗｅｒ−ｄｒｉｖｅｎ  ｔｏｒｑｕｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ」）、２０１０年９月２１日に発行された米国特許ＮＯ．７，７９８，０３８号（発明の名称：「Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ａｒｍ  ｆｏｒ  ｐｏｗｅｒ−ｄｒｉｖｅｎ  ｔｏｒｑｕｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ」）、２００８年５月１４日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１２／１２０，３４６号（発明の名称：「Ｓａｆｅｔｙ  ｔｏｒｑｕｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｆｙｉｎｇ  ｔｏｏｌ」）、２００８年１２月１日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１２／３２５，８１５号（発明の名称：「Ｔｏｒｑｕｅ  ｐｏｗｅｒ  ｔｏｏｌ」）、および、２００９年４月２２日に出願された米国仮出願シリアルＮＯ．１２／４２８，２００号（発明の名称：「Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ａｄａｐｔｏｒｓ  ｆｏｒ  ｔｏｒｑｕｅ  ｐｏｗｅｒ  ｔｏｏｌｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  ｕｓｉｎｇ  ｔｈｅ  ｓａｍｅ」）である。
【００４２】
上述した要素の各々、または２以上の要素は、上述したタイプとは異なる他のタイプの構造における有用なアプリケーションに適用されてもよいことを、理解されたい。上記記載、特許請求の範囲、または添付の図面に開示され、これら特定の形態として表現され、もしくは、開示された機能を実行するための手段、開示された結果を得るための方法あるいはプロセスに関して適切なものとして表現された特徴は、独立して、またはこのような特徴の如何なる組み合わせとして、その様々な形態における本発明を実現するために用いられてもよい。本発明は、流体により動作される工具において具現化されたものとして図示され、説明されたが、これは、説明された詳細に限定することを意図したものではない。何故ならば、種々の修正および構造的変形が、本発明の概念を逸脱することなく、行われ得るからである。さらなる分析を伴うことなく、上記説明は、本発明の趣旨を十分に明示しているので、他の者は、現在の知識を適用することによって、従来技術の観点から、本発明の包括的または特定の態様における本質的特徴を適正に構成する特徴を省略することなく、本発明を、様々なアプリケーションに容易に適応させることができる。本明細書および特許請求の範囲に使用される場合、「備える」、「有する」、「含む」という語句、およびこれらの変形は、具体的に記載された特徴、ステップ、または数値が含まれることを意味する。これら語句は、他の特徴、ステップ、またはコンポーネントを排除するものと理解されるべきではない。
【図１】
2013518736.tif 000003
【図２】
2013518736.tif 000004
【図３】
2013518736.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2013518736.tif 000008
【図７】
2013518736.tif 000009
【国際調査報告】
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2013518736.tif 000011
2013518736.tif 000012
2013518736.tif 000013
2013518736.tif 000014