(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記駆動スタッドの中心長手方向軸線に対して斜角に配向された、前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放する係合要素と、
前記係合要素と連結し、前記第２の部品に対して長手方向に動くことで前記係合要素を動かす作動要素であって、前記中心長手方向軸線を横断しており、周辺部と中心部とを備え、該周辺部が前記駆動スタッドの前記中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向された作動要素と、を備える自在継手。
【請求項２】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記駆動スタッドの中心長手方向軸線に対して斜角に配向された、前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放する係合要素と、
前記係合要素と連結し、前記第２の部品に対して動くことで前記係合要素を動かす作動要素であって、周辺部と中心部とを備え、該周辺部が前記駆動スタッドの前記中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向された作動要素と、を備え、
前記第２の部品が、前記連結要素と前記第２の部品との間のトルク伝達に関与するように構成された少なくとも２つの耐荷重突起を備え、前記作動要素の少なくとも一部が、前記作動要素の少なくともいくつかの位置で、前記耐荷重突起間に延びる自在継手。
【請求項３】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記駆動スタッドの中心長手方向軸線に対し斜角に配向された、前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放する係合要素と、
前記係合要素と連結し、前記第２の部品に対して動くことで前記係合要素を動かす作動要素であって、周辺部と中心部とを備え、該周辺部が前記駆動スタッドの前記中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向された作動要素とを備え、
前記連結要素と前記第２の部品とが協働してアパーチャを形成し、前記作動要素の少なくとも一部が、前記作動要素の少なくともいくつかの位置で、前記アパーチャ内に延びる自在継手。
【請求項４】
前記作動要素が、前記第２の部品の周囲に延びるカラーを備える請求項１、２または３に記載の自在継手。
【請求項５】
係合要素が前記ガイド内を第１の方向に沿って動き、前記作動要素が前記係合要素付近に支持面を備え、前記支持面が、前記第１の方向と非平行且つ前記中心長手方向軸線と非平行に配向される請求項１、２または３に記載の自在継手。
【請求項６】
前記支持面が前記第１の方向に実質的に垂直に配向される請求項５に記載の自在継手。
【請求項７】
前記第２の部品が、前記連結要素のそれぞれの側に離間して位置決めされた２つのアームを備え、前記作動要素の少なくとも一部が、前記第２の部品に対する少なくともいくつかの位置で、前記２つの離間アーム間に延びる請求項１または３に記載の自在継手。
【請求項８】
前記係合要素が、前記作動要素の前記第１の支持面と係合するように位置決めされた第２の支持面を備える請求項５に記載の自在継手。
【請求項９】
前記作動要素が、前記第２の部品の周辺から接近可能であり、前記中心長手方向軸線を横断する請求項１、２または３に記載の自在継手。
【請求項１０】
前記周辺部が、前記中心部から斜角に延びて離れる第１の傾斜アームを備える請求項１、２または３に記載の自在継手。
【請求項１１】
前記周辺部が、前記中心部から斜角に延びて離れる第２の傾斜アームをさらに備える請求項１０に記載の自在継手。
【請求項１２】
前記第１および第２のアームが、前記中心部の両側に位置決めされる請求項１１に記載の自在継手。
【請求項１３】
前記作動要素が、前記周辺部で前記係合要素に連結される請求項１、２または３に記載の自在継手。
【請求項１４】
前記作動要素を静止位置に向けて付勢する機能をもつ一方で、前記連結要素とは係合しないままの付勢要素をさらに備える請求項１、２または３に記載の自在継手。
【請求項１５】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放する係合要素と、
前記係合要素と連結し、前記第２の部品に対して長手方向に動くことで前記係合要素を動かす作動要素とを備え、
前記作動要素が、前記駆動スタッドから離れて位置決めされ、前記駆動スタッドの中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向される周辺部と、中心部とを備え、
前記作動要素が前記中心長手方向軸線を横断する自在継手。
【請求項１６】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放する係合要素と、
前記係合要素と連結し、前記第２の部品に対して動くことで前記係合要素を動かす作動要素とを備え、
前記作動要素が、前記駆動スタッドから離れて位置決めされ、前記駆動スタッドの中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向される周辺部と、中心部とを備え、
前記第２の部品が、前記連結要素と前記第２の部品との間のトルク伝達に関与するように構成された少なくとも２つの耐荷重突起を備え、前記作動要素の少なくとも一部が、前記作動要素の少なくともいくつかの位置で、前記耐荷重突起間に延びる自在継手。
【請求項１７】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放する係合要素と、
前記係合要素と連結し、前記第２の部品に対して動くことで前記係合要素を動かす作動要素とを備え、
前記作動要素が、前記駆動スタッドから離れて位置決めされ、前記駆動スタッドの中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向される周辺部と、中心部とを備え、
前記連結要素と前記第２の部品とが協働してアパーチャを形成し、前記作動要素の少なくとも一部が、前記作動要素の少なくともいくつかの位置で、前記アパーチャ内に延びる自在継手。
【請求項１８】
前記作動要素が、前記第２の部品の周囲に延びるカラーを備える請求項１５、１６または１７に記載の自在継手。
【請求項１９】
前記中心部が、前記周辺部によって、前記駆動スタッドから離れるように前記中心長手方向軸線に沿って偏倚されている請求項１５、１６または１７に記載の自在継手。
【請求項２０】
前記作動要素が前記第２の部品に対して第１の位置にある場合、前記カラーが、前記駆動スタッドの前記長手方向軸線に直角に配向された第１の平面上で中心に位置決めされる請求項１８に記載の自在継手。
【請求項２１】
前記作動要素が前記第１の位置にある場合、前記中心部が、前記長手方向軸線に対して直角に配向された第２の平面上で中心に位置決めされる請求項２０に記載の自在継手。
【請求項２２】
前記駆動スタッドと前記第２の平面とが前記第１の平面の両側に位置決めされる請求項２１に記載の自在継手。
【請求項２３】
前記周辺部が、前記カラーと前記中心部との間に斜角に延びる第１の傾斜アームを備える請求項１８に記載の自在継手。
【請求項２４】
前記周辺部が、前記カラーと前記中心部との間に斜角に延びる第２の傾斜アームをさらに備える請求項２３に記載の自在継手。
【請求項２５】
前記第１および第２のアームが、前記中心部の両側に位置決めされる請求項２４に記載の自在継手。
【請求項２６】
前記作動要素が前記中心部で前記係合要素に連結される請求項１５、１６または１７に記載の自在継手。
【請求項２７】
前記作動要素が前記周辺部で前記係合要素に連結される請求項１５、１６または１７に記載の自在継手。
【請求項２８】
前記第２の部品が、前記連結要素のそれぞれの側に離間して位置決めされた２つのアームを備え、前記作動要素の少なくとも一部が、前記第２の部品に対する前記作動要素の少なくともいくつかの位置で、前記２つの離間アーム間に延びる請求項１５または１７に記載の自在継手。
【請求項２９】
前記作動要素を静止位置に向けて付勢する機能をもつ一方で、前記連結要素とは係合しないままの付勢要素をさらに備える請求項１５、１６または１７に記載の自在継手。
【請求項３０】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記駆動スタッドの中心長手方向軸線に対して８０度未満の角度で配向された、前記駆動スタッド内の内部通路を備える、前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放する係合要素と、
前記第２の部品の周囲に延びるカラーを有し、前記係合要素と連結し、前記第２の部品に対して動くことで前記係合要素を動かす作動要素であって、周辺部と中心部とを備え、該周辺部が前記駆動スタッドの前記中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向された作動要素と、を備え、
前記作動要素が、長手方向長さＤ１を有するストロークを通して前記第２の部品に対して可動とされ、前記第２の部品が、最接近時に前記作動要素および前記係合要素のうちの近い方が、前記連結要素に長手方向距離Ｄ２以内に接近するように構成され、Ｄ２がＤ１の５倍未満である自在継手。
【請求項３１】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記駆動スタッドの中心長手方向軸線に対して８０度未満の角度で配向された、前記駆動スタッド内の内部通路を備える、前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放し、質量中心を画定している係合要素と、
前記第２の部品の周囲に延びるカラーを有し、前記係合要素と連結し、前記第２の部品に対して動くことで前記係合要素を動かす作動要素であって、周辺部と中心部とを備え、該周辺部が前記駆動スタッドの前記中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向された作動要素と、を備え、
前記作動要素が、長手方向長さＤ１を有するストロークを通して前記第２の部品に対して可動とされ、前記第２の部品が、前記駆動スタッドから最も遠い、前記中心長手方向軸線を横断する壁を備え、前記係合要素が静止位置にある場合、前記質量中心が長手方向距離Ｄ３だけ前記壁から離間され、Ｄ３がＤ１の８倍未満である自在継手。
【請求項３２】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記駆動スタッドの中心長手方向軸線に対して８０度未満の角度で配向された、前記駆動スタッド内の内部通路を備える、前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放する係合要素と、
前記第２の部品の周囲に延びるカラーを有し、前記係合要素と連結し、前記第２の部品に対して動くことで前記係合要素を動かす作動要素であって、周辺部と中心部とを備え、該周辺部が前記駆動スタッドの前記中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向された作動要素と、を備え、
前記第２の部品が、前記連結要素と前記第２の部品との間のトルク伝達に関与するように構成された少なくとも２つの耐荷重突起を備え、前記作動要素の少なくとも一部が、前記作動要素の少なくともいくつかの位置で、前記耐荷重突起間に延びる自在継手。
【請求項３３】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記駆動スタッドの中心長手方向軸線に対して８０度未満の角度で配向された、前記駆動スタッド内の内部通路を備える、前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放する係合要素と、
前記第２の部品の周囲に延びるカラーを有し、前記係合要素と連結し、前記第２の部品に対して動くことで前記係合要素を動かす作動要素であって、周辺部と中心部とを備え、該周辺部が前記駆動スタッドの前記中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向された作動要素と、を備え、
前記連結要素と前記第２の部品とが協働してアパーチャを形成し、前記作動要素の少なくとも一部が、前記作動要素の少なくともいくつかの位置で、前記アパーチャ内に延びる自在継手。
【請求項３４】
前記内部通路が、前記中心長手方向軸線に実質的に平行に配向される請求項３０、３１、３２または３３に記載の自在継手。
【請求項３５】
前記内部通路が、前記中心長手方向軸線に対して斜角に配向される請求項３０、３１、３２または３３に記載の自在継手。
【請求項３６】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放する係合要素と、
前記第２の部品の周辺から接近可能であるとともに、前記第２の部品の中心長手方向軸線を横断し、前記第２の部品の周囲に延びるカラーを備え、前記係合要素と連結され、前記第２の部品に対し長手方向に動くことで前記係合要素を動かす作動要素であって、周辺部と中心部とを備え、該周辺部が前記駆動スタッドの前記中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向された作動要素と、
前記連結要素に対するいかなる反応とも関係なく、前記作動要素を静止位置に向けて付勢するように機能する付勢要素とを備え、
前記作動要素が、長手方向長さＤ１を有するストロークを通して前記第２の部品に対して可動とされ、前記第２の部品が、最接近時に前記作動要素および前記係合要素のうちの近い方が、前記連結要素に長手方向距離Ｄ２以内に接近するように構成され、Ｄ２がＤ１の５倍未満である自在継手。
【請求項３７】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放し、質量中心を画定している係合要素と、
前記第２の部品の周辺から接近可能であるとともに、前記第２の部品の中心長手方向軸線を横断し、前記第２の部品の周囲に延びるカラーを備え、前記係合要素と連結され、前記第２の部品に対し長手方向に動くことで前記係合要素を動かす作動要素であって、周辺部と中心部とを備え、該周辺部が前記駆動スタッドの前記中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向された作動要素と、
前記連結要素に対するいかなる反応とも関係なく、前記作動要素を静止位置に向けて付勢するように機能する付勢要素とを備え、
前記作動要素が、長手方向長さＤ１を有するストロークを通して前記第２の部品に対して可動とされ、前記第２の部品が、前記駆動スタッドから最も遠い、前記中心長手方向軸線を横断する壁を備え、前記係合要素が静止位置にある場合、前記質量中心が距離Ｄ３だけ前記壁から離間され、Ｄ３がＤ１の８倍未満である自在継手。
【請求項３８】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放する係合要素と、
前記第２の部品の周辺から接近可能であるとともに、前記第２の部品の中心長手方向軸線を横断し、前記第２の部品の周囲に延びるカラーを備え、前記係合要素と連結され、前記第２の部品に対し動くことで前記係合要素を動かす作動要素であって、周辺部と中心部とを備え、該周辺部が前記駆動スタッドの前記中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向された作動要素と、
前記連結要素に対するいかなる反応とも関係なく、前記作動要素を静止位置に向けて付勢するように機能する付勢要素とを備え、
前記第２の部品が、前記連結要素と前記第２の部品との間のトルク伝達に関与するように構成された少なくとも２つの耐荷重突起を備え、前記作動要素の少なくとも一部が、前記作動要素の少なくともいくつかの位置で、前記耐荷重突起間に延びる自在継手。
【請求項３９】
第１の部品と、駆動スタッドを備える第２の部品と、前記第１と第２の部品間に連結された少なくとも１つの連結要素とを備え、前記少なくとも１つの連結要素が前記第１と第２の部品間でトルクを伝達するように構成された、トルク伝達工具と共に用いる自在継手において、
前記第２の部品内のガイドと、
前記ガイド内に可動式に設けられ、係合位置にある場合は前記駆動スタッドを出て伸張して工具アタッチメントと係合し、解放位置にある場合は前記工具アタッチメントを解放する係合要素と、
前記第２の部品の周辺から接近可能であるとともに、前記第２の部品の中心長手方向軸線を横断し、前記第２の部品の周囲に延びるカラーを備え、前記係合要素と連結され、前記第２の部品に対し動くことで前記係合要素を動かす作動要素であって、周辺部と中心部とを備え、該周辺部が前記駆動スタッドの前記中心長手方向軸線に対して少なくとも部分的に斜角に配向された作動要素と、
前記連結要素に対するいかなる反応とも関係なく、前記作動要素を静止位置に向けて付勢するように機能する付勢要素とを備え、
前記連結要素と前記第２の部品とが協働してアパーチャを形成し、前記作動要素の少なくとも一部が、前記作動要素の少なくともいくつかの位置で、前記アパーチャ内に延びる自在継手。
【請求項４０】
前記付勢要素が前記ガイド内に配置される請求項３６、３７、３８または３９に記載の自在継手。
【請求項４１】
前記付勢要素が実質的に前記第２部品内に全体的に配置される請求項３６、３７、３８または３９に記載の自在継手。
【請求項４２】
前記付勢要素が前記係合要素の周囲に配置される請求項３６、３７、３８または３９に記載の自在継手。
【請求項４３】
前記付勢要素が質量中心により特徴付けられ、該質量中心が、前記作動要素の少なくともいくつかの位置で前記第２の部品内に位置決めされる請求項３６、３７、３８または３９に記載の自在継手。
【請求項４４】
前記作動要素が、前記第２の部品に対して次第に外側の位置に長手方向に可動とされる請求項３６、３７、３８または３９に記載の自在継手。
【請求項４５】
前記第２の部品が、前記連結要素の各側に離間して位置決めされた２つのアームを備え、前記作動要素の少なくとも一部が、前記第２の部品に対する前記作動要素の少なくともいくつかの位置で、前記２つの離間アーム間に延びる請求項３６、３７または３９に記載の自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自在継手と工具アタッチメントとの間の係合力を変更する機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去の自在継手には、工具アタッチメントを着脱自在に係合する機構が設けられていた。本発明の譲受人に譲渡された（特許文献１）（ロバーツ（Ｒｏｂｅｒｔｓ）ら）および（特許文献２）（ロバーツら）は、いくつかの種類のこのような機構を開示している。自在継手用の他の機構は、（特許文献３）（サモン（Ｓａｍｍｏｎ）、第３段落、３２行目参照）および（特許文献４）（フォックス三世（Ｆｏｘ，ＩＩＩ））ならびに（特許文献５）（ニキパック（Ｎｉｃｋｉｐｕｃｋ））に記載されている。
【０００３】
加えて、工具アタッチメントを延長バーに着脱自在に係合するための多くの機構が記述されており、延長バーは場合によっては自在継手に接続される。例えばすべて本発明の譲受人に譲渡された（特許文献６）（ロバーツら）（特許文献７）（ロバーツら）（特許文献８）（ロバーツら）（特許文献９）（ロバーツら）（特許文献１０）（ロバーツら）に開示された機構を参照されたい。他のこのような機構は（特許文献１１）（フォックス三世）および（特許文献１２）（ニキパック）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，６６０，４９１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４３３，５４８号明細書
【特許文献３】米国特許第４，６１４，４５７号明細書
【特許文献４】米国特許第５，２９１，８０９号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００５／０２２９７５２Ａ１号明細書
【特許文献６】米国特許第４，８４８，１９６号明細書
【特許文献７】米国特許第５，２１４，９８６号明細書
【特許文献８】米国特許第５，２３３，８９２号明細書
【特許文献９】米国特許第５，５０１，１２５号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，６４４，９５８号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，７８１，０８５号明細書
【特許文献１２】米国特許第４，７６８，４０５号明細書
【特許文献１３】米国仮特許出願第６０／７９６，３８２号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，９１１，８００号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前置きとして、添付の図面は、自在継手の駆動スタッドと工具アタッチメントとの間の係合力を変更する２つの異なる機構を示す。これらの機構は両方とも作動要素と係合要素とを含み、作動要素は、自在継手の連結要素付近で自在継手を横断して延びている。ある場合には係合要素は斜めに配向されたピンを含み、他の場合には係合要素は長手方向に配向されたピンを含む。両機構とも長手方向に小型であり、駆動要素の外径を超えてごく僅かな距離だけ突出している。
【０００６】
本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ規定され、本発明はこの発明の概要または前述の背景技術の説明内の記載によっていかようにも限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】係合力を変更する機構の第１の好適な実施形態を含む自在継手の縦断面図であり、係合位置の機構を示す。
【図２】係合力を変更する機構の第１の好適な実施形態を含む自在継手の縦断面図であり、解放位置の機構を示す。
【図３】係合力を変更する機構の第２の好適な実施形態を含む自在継手の縦断面図であり、係合位置の機構を示す。
【図４】係合力を変更する機構の第２の好適な実施形態を含む自在継手の縦断面図であり、解放位置の機構を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、連結要素１６により相互接続された第１の部品１２と第２の部品１４とを含む自在継手１０を示す。連結要素１６は、第１のピン１８によって第１の部品１２に、および第２のピン２０によって第２の部品１４に枢着されている。この例において、第１の部品１２は一対の離間アーム２２を含み、第２の部品１４は一対の離間アーム２４を含む（そのうちの１つだけ図１に示されている）。アーム２２、２４は、それぞれ連結ピン１８、２０を受容する耐荷重突起として機能し、連結要素１６と第１の部品１２および第２の部品１４のそれぞれとの間でトルクを伝達する。第１の部品はソケット２６を画定し、第２の部品は駆動スタッド２８を画定する。ソケット２６は図示のものとは異なるサイズまたは構成を有する場合があり、ソケット２６はすべての実施形態において必須ではない。必要に応じて、第１の部品１２に、例えばブレーカ・バーのハンドルと同様のハンドル、または延長バーシャフト、Ｔバーあるいは他の工具または工具部品などの、トルクを受けるための他の構造を設けることができる。
【０００９】
ソケット２６は、第１の部品を、例えばレンチまたは延長バーなどの任意の適当なトルク伝達工具に連結するように構成されている。駆動スタッド２８は任意の適当な工具アタッチメントへの挿入用に構成され、通例完全な円ではない断面を画定する。例えば駆動スタッド２８は、断面が正方形、六角形または他の非円形形状を有し得る。第２の部品１４は、駆動スタッド２８とアーム２４との間に円形断面を画定することが多いが、これは必須ではない。駆動スタッド２８は中心長手方向軸線３０を画定し、第２の部品１４は連結要素１６と協働して、連結要素１６と第２の部品１４との間に自在継手１０を通るアパーチャ３２を画定する。
【００１０】
第１の部品１２は、第１のピン１８を中心に連結要素１６に対して限定円弧を自在に枢動し、第２の部品１４は、第２のピン２０を中心に連結要素１６に対して限定円弧を自在に枢動する。このような動きにより、自在継手１０は、第１の部品１２が第２の部品に対して斜角に位置した状態で回転することができる。アーム２４は連結要素１６と駆動スタッド２８との間でトルクを伝達する。上記の自在継手１０の特徴は従来どおりであり、これらの特徴を（特許文献２）（ロバーツら）により詳細に記載されているように構成することができる。例えば（特許文献２）の図１は、連結要素と第２の部品の２つの離間アームとの可能な一関係を示す斜視図である。
【００１１】
自在継手１０は、以下に説明するように、自在継手１０と工具アタッチメントとの間の係合力を変更する機構を含む。本明細書および以下の特許請求の範囲を通して用いられるように、用語「工具アタッチメント」は、限定されないが、ソケット、延長バー、ある種のラチェット等を始めとする、駆動スタッド２８によって係合されるように構成された任意の留め具を指す。
【００１２】
図１および２の実施形態において、第２の部品１４は、長手方向軸線３０に対して斜角に延びる誘導方向４２に沿って配向されたガイド４０を含む。軸線３０と誘導方向４２との間の斜角は、１０度より大きいのが好適である。この例において、ガイドは、駆動スタッド２８内の内部通路４４および内部肩部４８を含む。内部通路４４は軸線３０に対して斜角に配向され、概してこの斜角は８０度より小さくなる。本明細書および以下の特許請求の範囲で用いられるように、駆動スタッド内の内部通路は、その長さの少なくとも一部が駆動スタッドによって囲まれているものである。そのため、駆動スタッド内の内部通路は、駆動スタッドの表面の溝とは区別される。
【００１３】
図示の機構は、ガイド４０内に可動式に配置された係合要素５０をさらに含む。この例の係合要素５０は、下端５２と上端５４とを有するピンを含む。図示の係合要素５０は、上端５４内の溝に受容された割り座金などの固定具５６を含む。図示のように、固定具５６の下面は、以下に説明するように、係合要素５０の支持面５８として機能する。あるいは、係合要素の頭部が、図示の固定具５６などの追加要素なしに、支持面を提供するような形状に形成および／または拡大されていてもよい。係合要素５０は、下端５２と上端５４との間に外部肩部５９を画定する。
【００１４】
本明細書および以下の特許請求の範囲を通して用いられるように、用語「係合要素」は１つまたは複数の連結された構成要素を指し、そのうちの少なくとも１つは、工具アタッチメントを解放可能に係合するように構成されている。このため、この用語は、単一部品係合要素および多部品組立体（例えば、代理人整理番号第７４２／２９４号、２００６年５月１日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された（特許文献１３）の図４〜６に示す多部品係合要素を含む）の両方を包含する。本明細書とこの関連特許出願との間に矛盾がある場合には本明細書が優先される以外は、この関連特許出願全体を参照により本明細書に援用する。
【００１５】
係合要素５０の主要機能は、通常の使用の際に、駆動スタッド２８上に工具アタッチメントを保持することである。係合要素５０の下端５２は、係合要素５０が係合位置にある場合、工具アタッチメントを係合し、係合要素５０が解放位置にある場合、工具アタッチメントを解放するように構成されている。本明細書および以下の特許請求の範囲を通して用いられるように、用語「係合位置」は、工具アタッチメントを取り外すと考えられるあらゆる力に対抗して工具アタッチメントを正しい場所に係止することを意味するものではない。
【００１６】
図１および２に円柱対称なピンとして図示されているが、係合要素５０は様々な形状をとり得る。必要に応じて、係合要素５０に、その長さの一部または全部に完全な円ではない断面を設けてもよく、通路４４は、内部で係合要素５０の好適な回転方向が自動的に得られるように補完形状を画定し得る。すなわち、係合要素５０は通路４４内で回転可能である必要はない。係合要素５０の下端５２の末端は、任意の適当な形状に形成されてもよく、例えば本発明の譲受人に譲渡された（特許文献１４）に示されるように丸みがあってもよい。
【００１７】
図示の機構は、説明を分かりやすくするために図２に関連して説明する作動要素６０をさらに含む。この好適な実施形態の作動要素６０は、軸線３０に近接してまたは実際には軸線３０を横断して延びる中心部６２と、軸線３０から離間したままの周辺部６４とを含む。周辺部６４は、一対の対向傾斜アーム７０、７２と、カラー６６とを含む。カラー６６は、第２の部品１４の周囲に近接して嵌合しており、カラー６６は、軸線３０に実質的に平行な経路に沿って長手方向に摺動する。この例において、カラー６６は、カラーの内周の回りに完全に延びる溝を画定し、傾斜アーム７０、７２の外端は溝内に受容される。この配置により、カラー６６は傾斜アーム７０、７２および第２の部品１４に対して自由に回転できる。あるいは、カラー６６は傾斜アーム７０、７２に固定されてもよく、またはカラーは異なる外形を有する傾斜アーム７０、７２を係合してもよい。例えば、カラーは傾斜アーム７０、７２を係合するための棚を画定してもよく、第２の部品１４上の固定リングが、カラーのストロークを一方向に制限してもよい。
【００１８】
任意所与のカラー構造において、傾斜アーム７０、７２は、軸線３０に対して斜めに角度をつけられており、傾斜アーム７０、７２は、カラー６６に対して軸線３０に沿って中心部６２を偏倚させ、アーム７０、７２が軸線３０に対して直角に延びる場合よりも、中心部６２がカラー環の中心に関して（軸線３０に沿って測定して）駆動スタッド２８からより遠くなるようにする役目を果たす。図２において、参照番号７６は軸線３０に直角の第１の平面を示し、第１の平面は作動要素６０が図２に示す上昇位置にある場合、カラー６６の質量中心を通過する。参照番号７８は軸線３０に直角の第２の平面を示し、第２の平面は作動要素６０が図２の上昇位置にある場合、中心部６２の質量中心を通過する。傾斜アーム７０、７２により偏倚させられるので、第２の平面７８および駆動スタッド２８は、第１の平面７６の対向する両側に位置決めされる。
【００１９】
傾斜アーム７０は、係合要素５０の上端５４を受容する細長いスロット７４を画定する。スロット７４に隣接する傾斜アーム７０の上面は、この例では、固定具５６の支持面５８を係合する支持面６８として機能する。また、この例では、支持面６８は誘導方向４２に実質的に直角に配向されているが、これは必須ではない。多くの場合、軸線３０または誘導方向４２に平行にならないように、支持面６８を配向することが好ましい。
【００２０】
図１および２に示すように、カラー６６は第２の部品１４の外周周辺の周りに延びている。限定されないが、周辺の周りに部分的にのみ延びる構造、および長手方向長さが短い構造を始めとする、代替構造を同様に採用してもよいことは理解されよう。
【００２１】
本発明の自在継手は、好適には、一旦駆動スタッド２８が工具アタッチメント内に挿入されると工具アタッチメントとの自動係合を提供する、少なくとも１つの付勢要素を含む。いくつかの実施形態において、このような自動係合は、駆動スタッド２８が工具アタッチメント内に挿入される際に、係合要素５０の露出端が工具アタッチメントによって解放位置へと押された後、動作することができる。自動係合はまた、作動要素６０を用いて係合要素５０を解放位置に動かした後にも有用となりうる。オペレータが手動で作動要素を動かして係合を始動する代替実施形態では、付勢要素は必要ない場合がある。一代替例では、戻り止めを用いて、係合位置および解放位置などの１つまたは複数の位置に作動要素を保持することができる。
【００２２】
図１および２の実施形態は、係合要素５０および作動要素６０を図１に示す係合位置に付勢するように、肩部４８および５９上に載っている付勢要素９０を含む。付勢要素９０は、第２の部品１４内にある質量中心を画定する。この場合、付勢要素９０は、第２の部品１４に対して反応することにより係合要素５０を付勢する。このようにして、付勢要素９０は、連結要素１６と係合せず且つ連結要素１６に対する任意の反応と関係なく、所望の付勢力を提供する。
【００２３】
本発明の多くの型は、隠れた付勢要素を提供し、これは（１）機構の動作を妨害し得る異物または物体などの外的影響から保護され、（２）付勢要素が使用中に壊れてばらばらになったとしても、その破片が自在継手１０から外部へ漏れにくくする。この例では、付勢要素９０は、係合要素５０を取り囲むとともにガイド４０内に位置決めされている圧縮タイプのコイルばねであるが、多くの他のタイプの付勢要素を用いて、上述した付勢機能を行うことができる。代替実施形態において、付勢要素は他の形状で実施され、他の位置に配置され、係合要素および作動要素を他の方向に付勢し、および／または他の構成要素と一体化または直接連結されてもよい。
【００２４】
図１および２は２つの別々の位置の説明した機構を示す。図１の位置は通常の静止位置であり、この位置で付勢要素９０は、係合要素５０および作動要素６０を係合位置に保持する。
【００２５】
図２に示すように、外力がかかってカラー６６が動き駆動スタッド２８から離れると、カラー６６は係合要素５０を、図１および２の図で斜め上方に動かす。これにより、係合要素５０の下端５２は、その係合位置（すなわち下端５２の末端が駆動スタッド２８から十分外側に突出して工具アタッチメントと係合する任意の位置）から、さらに通路４４内へと動く。
【００２６】
外力が除去され、カラー６６が図２の位置から離れるように動くことが可能になると、付勢要素９０の付勢力は、係合要素５０を図１の位置に向けて動かす。
【００２７】
駆動スタッド２８が単純に工具アタッチメントに押し込まれると、工具アタッチメントは係合要素５０を駆動スタッド２８に押し込み、このプロセスで付勢要素９０を圧縮することができる。
【００２８】
この例では、係合要素５０と作動要素６０の接触領域が、第２の部品１４の周辺部内に留まるため、係合要素５０が第２の部品１４内で斜めに摺動しても、カラー６６に、駆動スタッド２８の所与のサイズに対して非常に小さい外径を設けることができる。
【００２９】
図３および４は本発明の第２の好適な実施形態を図示する。図１および図２の説明で範囲１０〜３２内の参照番号により示された自在継手の基本構造は、２つの実施形態において同一であり再度説明しない。この実施形態において、第２の部品１４は、駆動スタッド２８内の内部通路１０２と内部肩部１０４とを含むガイド１００を含む。この例のガイド１００および内部通路１０２は、中心長手方向軸線３０に平行に配向されている。
【００３０】
係合要素１１０はガイド１００内に位置決めされており、この係合要素はボール１１２と、傾斜路１１４と、シャフト１１６とを含んでいる。傾斜路１１４およびシャフト１１６は、一体として動き、所望であれば一片として形成されてもよい。傾斜路１１４がガイド１００内で長手方向に動くと、ボール１１２が傾斜路１１４に沿って動く。シャフト１１６の上端１１８は、例えば割り座金などの固定具１２０を受容する溝を画定し、固定具１２０の下側は支持面１２２を形成する。上述したように、上端１１８の頭部を、追加部品の必要なしに支持面を提供するように形成および／または拡大することも可能である。傾斜路１１４は、シャフト１１６の周囲に肩部１２４を画定する。
【００３１】
説明を分かりやすくするために図４を参照すると、作動要素１３０は中心部１３２と周辺部１３４とを含み、周辺部１３４はカラー１３６と、一対の対向傾斜アーム１４２、１４４とを含む。作動要素１３０は、傾斜アーム１４２、１４４内にスロットがないこと、および中心部１３２内に開口１４４があること以外は上記の作動要素６０と同様である。シャフト１１６の上端１１８はこの開口１４４を通過する。中心部１３２は開口１４４の周囲に支持面１３８を形成し、この支持面１３８は固定具１２０の支持面１２２、または係合要素の他の支持面と係合する。
【００３２】
前述のように、傾斜アーム１４２、１４４は、中心部１３２を連結要素１６に向けて且つ駆動スタッド２８から離れるように偏倚させ、軸線３０に直角であるとともにカラー１３６の質量中心を通る第１の平面１４６が、軸線３０に直角である中心部１３２の質量中心を通る第２の平面１４８と、駆動スタッド２８との間に位置決めされている。
【００３３】
付勢要素１８０は、肩部１０４、１２４に載るようにガイド１００内のシャフト１１６の周囲に位置決めされている。付勢要素１８０は第２の部品１４内にある質量中心を画定する。この場合、付勢要素１８０は、第２の部品１４に対して反応することにより係合要素１１０を付勢する。このようにして、付勢要素１８０は、連結要素１６と係合せず且つ連結要素１６に対する任意の反応と関係なく、所望の付勢力を提供する。
【００３４】
図３は静止位置の説明した機構を示し、付勢要素１８０の付勢力が係合要素１１０を工具アタッチメント係合位置に保持している。この位置において、ボール１１２は駆動スタッド２８から外側に突出して、工具アタッチメント（図示せず）のソケット内の凹部または穴と係合する。
【００３５】
作業者が工具アタッチメントを解放したいときは、カラー１３６を駆動スタッド２８から離れるように動かして付勢要素１８０を圧縮し、傾斜路を図３および４で見て上方に動かしてボール１１２が駆動スタッド２８内へと自在に動けるようにする。このようにして工具アタッチメントが解放される。
【００３６】
図示された実施形態は両方とも、第２の部品１４の全長を最小限に抑えるように構成および位置決めされた作動要素６０、１３０を含んでいる。作動装置６０、１３０は、第２の部品１４の周辺から接近可能であり、中心長手方向軸線３０を横断する中心部６２、１３２を含む。作動要素６０、１３０の少なくともいくつかの位置で、作動要素６０、１３０の少なくとも一部は、連結要素１６および第２の部品１４により画定されるアパーチャ３２内へと伸長する。同様に、作動要素６０、１３０の少なくともいくつかの位置で、作動要素６０、１３０の少なくとも一部は、第２の部品１４の耐荷重突出要素２４間へと伸長する。
【００３７】
換言すれば、係合要素５０、１１０および／または作動要素６０、１３０を、連結要素１６に近い位置に動かしてもよい。図２および４を参照すると、作動要素６０、１３０は、長手方向長さＤ１を有するストロークを通して動く。最近接時に、係合要素５０、１１０および作動要素６０、１３０のうちの近い方が、長手方向距離Ｄ２以内で連結要素１６に接近する。（係合要素５０、１１０および作動要素６０、１３０の近い方と、連結要素１６との間の接触時に、Ｄ２はゼロに等しい）。Ｄ２はＤ１の５倍より短いことが好ましく、Ｄ１の２倍より短いことがより好ましく、さらにＤ１より短いことが最も好ましい。
【００３８】
図示の構造が長手方向に小型であることの他の尺度として、係合要素が静止位置にあるときに、係合要素の質量中心が駆動スタッドから最も遠い第２の部品の壁に近接して位置決めされる。図１および３を参照すると、係合要素５０、１１０の質量中心９２、１８２は、それぞれ軸線３０を横断する駆動スタッド２８から最も遠い、第２の部品１４の壁９４、１８４から長手方向距離Ｄ３だけ離間されている。Ｄ３はＤ１（それぞれ図２および４）の８倍より短いことが好ましく、Ｄ１の５倍より短いことがより好ましく、Ｄ１の３倍より短いことが最も好ましい。
【００３９】
本明細書を通しておよび添付の特許請求の範囲において、以下の定義は理解されよう。
【００４０】
用語「連結されている」およびその様々な形は、直接および間接連結の両方を広く包含することを意図するものである。そのため、２つの部品が直接連結されている（例えば直接接触または直接機能係合により）場合、および第１の部品が中間部品と機能的に係合され、その中間部品が第２の部品と、直接あるいは１つまたは複数の追加中間部品を介して機能的に係合される場合、第１の部品は第２の部品に連結されているといえる。また、２つの部品は、あるときには機能的に係合される（直接または間接的）が、他のときには機能的に係合されない場合、連結されているといえる。
【００４１】
用語「係合」およびその様々な形は、工具アタッチメントの保持に対して用いられる場合、（例えば工具の使用中に導入され得るような）不注意または望ましくない分離力に対して、工具および工具アタッチメントを一緒に保持しようとする任意の力を加えることを指す。しかし、係合がすべての場合に、あらゆる考え得るタイプまたは大きさの分離力に対抗して維持される連動接続を必要とするわけではないことは理解されよう。
【００４２】
図面に示す要素を参照する際に用いられる呼称「上部」および「下部」は、説明の便宜上付加されているに過ぎない。これらの指示は絶対的なものまたは限定として解釈されるものではなく、逆であってもよい。明瞭にするため、特に言及しない限り用語「上部」は概して、要素の、駆動スタッドなどの連結端からより離れた側を示す。加えて、特に言及しない限り、用語「下部」は概して、要素の、連結端により近い側を指す。
【００４３】
用語「長手方向の」は、駆動スタッドの長さ方向にほぼ平行な方向を指す。上述の実施形態において、長手方向は長手方向軸線３０にほぼ平行である。
【００４４】
用語「要素」は、単部品構成要素および多部品構成要素の両方を含む。そのため、要素は、要素の機能を行うように協働する２つ以上の別体の構成要素で作製されていてもよい。
【００４５】
本明細書で用いられるように、要素が、ある位置（例えば係合位置または解放位置）に向かう、または特定の構成要素に向かう（例えば駆動スタッドに向かうかまたは離れる）動きは、長手方向、斜め、回転などの動き、およびそれらの組み合わせのすべての様態を含む。
【００４６】
２つの部品の並進に適用される用語「相対的な動き」は任意の動き、つまり１つの部品の質量中心が他の部品の質量中心に対して動くことを指す。
【００４７】
本明細書で用いられるように、用語「付勢要素」は付勢力を提供する任意の装置を指す。代表的付勢要素には、限定されないが、ばね（例えばエラストマまたは金属ばね、ねじりばね、コイルばね、板ばね、引張ばね、圧縮ばね、引張コイルばね、らせんばね、渦巻きばね、平ばね等）、戻り止め（例えばばね荷重戻り止めボール、コーン、楔、シリンダ等）、空気圧装置、油圧装置等、およびそれらの組み合わせがある。
【００４８】
上述の工具は、多かれ少なかれ以下の特徴のいくつかまたはすべてにより特徴付けられる。すなわち、単純な構造、製造が容易な少数部品、狭いおよび／または限られた作業空間内において工具を用いるユーザのアクセスが容易である、頑丈で耐久性と信頼性の高い構造、戻り止めを受容するように設計された様々なサイズおよび構成を有するなど様々な工具アタッチメントを収容する能力、磨耗に対する自己調整能力、正確な位置合わせ要件が実質的に排除される、洗浄が容易である、出っ張り面が最小限である、工具外側への延出が僅かである、および長手方向に短い、などである。
【００４９】
図示された機構は、作動要素が設けられた第２の部品よりほんの僅かに大きい最大断面寸法を有する作動要素を含む。このような作動要素はいくつかの利点をもたらす。本作動要素の外径が小さいため工具は小型でよく、狭い空間で容易に用いられる。また、本作動要素は使用中に不用意に解放位置に動くことが少ないが、それは本作動要素の断面が多くの工具アタッチメントより小さいからである。
【００５０】
当然ながら、上述の好適な実施形態に対して幅広い変形および変更をなし得ることは理解できよう。例えば、作動要素は図示の一対の対向傾斜アームではなく１つの傾斜アームのみを採用してもよい。また、便宜上、係合要素および作動要素の様々な位置を説明した。用語「位置」が、多様な形状および寸法の凹部および穴を有する工具アタッチメントに適した位置の範囲を包含するものであることは、当然理解されよう。
【００５１】
そのため、以上の詳細な説明は、限定ではなく例示としてみなされるとともに、本発明の範囲を画定しようとするものは、すべての等価物を含む以下の特許請求の範囲であるということを理解されたいと意図するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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