(57)【要約】【課題】ヘッドに空洞を有する締結材を締結するビットが受け入れ可能な、コンパクトな設計のラチェット工具を提供する。【解決手段】空力ラチェット駆動工具は、対向する第１と第２の端部、及び長手軸を有する長尺ハウジングを含む。空気入口が前記第１の端部に配置され、ヘッドが第２の端部からほぼ軸方向に延びている。当該工具は、ラチェット機構と、ヘッドから延び、前記ラチェット機構と動作可能に結合するビット受入部とを含んでいる。前記ビット受入部は、ビットを受け入れ、これを一時的に保持するビットソケットを形成する。前記ソケットは、前記ハウジング及びヘッドの軸にほぼ直交する長手軸を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に対向する第１と第２の端部と、前記両端部間に延在する長手軸とを有する長尺ハウジングと；
前記ハウジングの第１の端部に配置される、圧縮空気源と接続するための空気入口と；
前記ハウジングの第２の端部からほぼ軸方向に延びるヘッドと；
ラチェット機構と、
前記ヘッドから延び、前記ラチェット機構と動作可能に結合されるビット受入部であって、前記ビット受入部が、ビットを受け入れ、一時的にこれを保持するためのビットソケットを形成し、前記ソケットが、前記ハウジングとヘッドの軸にほぼ直交する長手軸を有しているビット受入部と、から構成される空力ラチェット駆動工具。
【請求項２】
前記ビット受入部が、前記ラチェット機構に直接取り付けられている、請求項１に記載の工具。
【請求項３】
前記ラチェット機構が回転ホイールを備え、前記ビット受入部を回転駆動するために当該ビット受入部が前記回転ホイールに取り付けられ、前記ラチェット機構がさらに、前記回転ホイールを駆動するための少なくとも１つの爪を前記ハウジング内に備えている、請求項２に記載の工具。
【請求項４】
受け入れた前記ビットを前記ソケット内に一時的に保持するためのビット保持具をさらに備えている、請求項１に記載の工具。
【請求項５】
前記ビット保持具が、前記ビットを前記ソケット内に保持するために前記ソケット内に突き出る係合位置と、前記ビットを前記ソケットから解放するために前記ソケットからほぼ引っ込んだ引込位置との間で移動可能である、請求項４に記載の工具。
【請求項６】
前記ビット保持具が弾性変形可能であり、前記係合位置に向けて付勢されている、請求項５に記載の工具。
【請求項７】
前記ビットソケット内に受け入れられるビットと協働し、前記ビット保持具が前記係合位置にあるときに当該ビット保持具を受け入れる少なくとも１つのスロットを前記ビットが外周表面に有し、これによって当該ビットを前記ソケット内に一時的に保持する、請求項５に記載の工具。
【請求項８】
前記ソケットと前記ビットの各々が六角形の断面形状を有する、請求項７に記載の工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に空力ラチェット工具に関し、より具体的にはビットを受け入れ、一時的にビットを保持するためのビットソケットを形成するビット受入部を含む空力ラチェット工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空力ラチェット駆動レンチは、一般に、頭部に空洞が形成されずにラチェットなどの工具のソケット（受け口）内に納まるよう形成された締結材を締め付ける（及び緩める）ために使用されている。このような締結材には、例えば六角ソケット内に納まる六角ボルトや六角ナットが含まれる。このようなレンチは、典型的にハウジングと、前記ハウジングから軸方向に延びるヘッドと、ソケットや他の工具と結合するための前記ヘッドからほぼ直角に延びる雄ソケット固定部を含む。前記雄ソケット固定部は一般に、前記ソケットの開口部内に受け入れられるよう形成された四角接合部である。前記ハウジングとヘッドとが軸方向に配列され、前記雄ソケット固定部が前記ラチェット工具のヘッドからほぼ直角に延びているため、このようなラチェット工具は、自動車修理や工業用途などのラチェット工具の動きが制約される困難な場所においても採用することができる。
【０００３】
他の形式の締結材は、当該締結材を締結するための工具のビット又はヘッドを受け入れるよう形成された空洞をヘッドに有している。このような締結材には、例えばフィリップヘッド締結材（Phillips-head fasteners）、スロットヘッド締結具（slotted-head fasteners）、Torx締結材(登録商標）などが含まれる。これらの形式の締結材を締結するラチェット装置の使用は、ラチェット工具がコンパクト設計であることから有利である。しかしながら、従来のラチェット工具は、締結材のヘッドを受け入れるためのソケットと結合する雄ソケット結合部しか持っていなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明は、ヘッドに締結材を締結するための空洞を有するビットが受け入れ可能な、コンパクトな設計のラチェット工具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる１つの態様では、空力ラチェット駆動工具は一般に、第１と第２の対向する端部と、この両者の間に延在する長手軸とを有する。圧縮空気源と接続するため、第１の端部に空気入口が配置されている。ヘッドは一般に、前記ハウジングの第２の端部からほぼ軸方向に延びている。この駆動工具は、ラチェット機構と、前記ヘッドから延び、前記ラチェット機構と動作可能に結合されるビット受入部とを含んでいる。このビット受入部は、ビットを受け入れ、一時的にこれを保持するビットソケットを形成する。前記ソケットは、前記ハウジングとヘッドの軸にほぼ直交する長手軸を有する。
【０００６】
他の目的と特性とは、一部は自明であり、一部は以下に指摘される。
添付の全ての図面を通して、同一符号は同一要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
各図面、特には図１において、本発明の教示によって構成される空力ラチェット駆動工具が、一般に符号１０で示されている。このラチェット工具１０は、長手軸Ａ１を有する長尺ハウジング１２を含んでいる。工具１０のヘッド１４が、ハウジング１２の一方の端部から軸方向に延び、反対の端部からは圧縮空気供給源（図示せず）に接続するための空気入口１６が延びている。ハウジング１２内への圧縮空気の導入をコントロールするためのトリガ１９は、入口１６に隣接して配置されている。適切なビットを受け入れるためのビット受入部２１がヘッド１４から横方向に突き出ている。ラチェット工具１０の構成要素は、金属、より具体的にはスチールで作られているが、これら構成要素は、プラスチックなどの他の材料によって作られることも想定される。
【０００８】
図２において、１つの例では、ラチェット工具１０は、インパクト駆動出力シャフト（図示せず）の回転運動を前記ラチェット機構の振動運動に変換するため、前記出力シャフトとラチェット機構２６を動作可能に結合するクランクシャフト２４を含む。前記出力シャフトは、シャフトを回転させるエアモータ（図示せず）に接続されている。クランクシャフト２４は、ヘッド１４のボア２８内に配置される。クランクシャフト２４のフランジ３０は、ボア２８内部に嵌められたニードルベアリング３３に支持され、このニードルベアリング３３は、ヘッド１４内で出力シャフトと一緒に軸回転するクランクシャフト２４を支持する。フランジ３０からはクランク３５が延びており、クランク３５はシャフト２４の中心から偏心している。ほぼ球状の側面と開口部３９とを有する駆動ベアリング３７が、クランクシャフトのクランク３５を回転可能に受け入れる。ラチェット機構２６の振動部材４１は、ヘッド１４のヨーク４７のアーム４５Ａ、４５Ｂの間に位置している。振動部材４１内の歯付き開口部４３は、ヨーク４７のアーム４５Ａ、４５Ｂの開口部とほぼ位置合わせされ、ラチェット機構２６の複数の要素を受け入れる。これに関しては以下に記す。駆動ベアリング３７は、振動部材４１の半円状開口部４９内に移動可能に嵌まる。クランク３５が回転すると、駆動ベアリング３７は振動部材の半円状開口部４９内で円運動し、この動きが部材４１をビット受入部２１の長手軸回りに前後に振動させる。
【０００９】
ラチェット機構２６は一般に、ヨークアーム４５Ａ、４５Ｂと振動部材４１とが位置合わせされた開口部内に嵌まる大きさの回転ホイール５１を含んでいる。回転ホイール５１は、当該回転ホイールの外周の約半分ほどに延びるほぼ円周状のスロット５３を内部に有している。ビット受入部２１は、回転ホイール５１から横方向外側に延びている。回転ホイール５１のビット受入部２１の反対側には、円周スロット５３の底部と交わる軸方向ボア５５が設けられている（図３）。ビット受入部２１の回転方向（例えば、時計回りまたは反時計回り）をセットするためのセット部材５７が軸方向ボア５５内に受け入れられ（溝６１内のボールベアリング５９によって固定される。）、これを手で回転可能とするために一方から延びる操作部６５を有するディスク６３を含んでいる。セット部材５７は、プランジャ７１を付勢するためのスプリング６９を受け入れる横向きボアを備えた延長軸６７を有する。
【００１０】
ラチェット機構２６はまた、ビット受入部２１の回転方向を制御するため、一般に符号７３で示すラチェット爪を含んでいる。この爪７３は、内部を貫通する横ボア７５を有しており、爪の側面と回転ホイールの側面とを貫通するピン７７を挿入することによって、当該爪は回転ホイール５１の円周スロット５３内に搭載される。この爪７３は、符号７９、８１で示すような傾斜したまたはほぼ弓状の端部を有する。これらの部分には、振動部材４１の開口部４３内にある歯と係合するよう形成された歯が設けられている。爪７３は、一方の長手方向の側面に形成され、プランジャの自由端８５によって押されたときにピン７７を中心に回転させるための溝またはチャンネル８３を有しており、このプランジャは、スプリング６９によって爪に向けて保持されている。このように、操作部６５によってセット部材５７が手で回転されると、前記セット部材シャフトが一定角度回転し、この回転が爪７３のチャンネル８３内にあるプランジャ７１を回転させる。第１の位置では、爪７３は振動部材４１によって１つの角度方向（例えば、時計回り）に回転する位置にある。第２の位置では、爪７３は振動部材４１によって反対の角度方向（例えば、反時計回り）に回転する位置にある。ラチェット爪７３の各端部は、１つの方向にのみ動作し、この方向と反対の方向への移動はフリーである。
【００１１】
回転ホイール５１は、ヘッド１４のヨーク４７内の一方の側面において、ほぼ弾性体でスプリング材料で作られたスラストワッシャ８７によって保持される。スラストワッシャ８７は、その円周方向に波状部、または曲げ部を有し、回転ホイール５１とヨーク４７の間で両者と一体になって圧縮される。ヘッド１４の反対の側面では、回転ホイール５１はプレート８９とスナップリング９１とによってヨーク４７内に位置決め保持される。このプレート８９は、スナップリング９１を保持する延長環状ボス９３を有し、中心のボア９５はビット受入部２１上にピッタリと嵌まる。プレート８９は、ヨーク４７の一方のアーム４５Ａの開口部内に嵌まり、前記ヨークアームの開口部内のアンダーカット９７に挿入されるスナップリング９１によって位置決め保持される。スプリング付勢されたボールベアリング（それぞれ符号９９、１０１で表示）が、プレート８９、スラストワッシャ８７、回転ホイール５１を所定位置に保持するための力を及ぼす。この形式のラチェット機構を採用した同様な空力ラチェット工具の例が、本願と同一出願人による米国特許出願番号10/938,312に開示されており、その内容は参考として本明細書に含まれる。
【００１２】
動作時において、出力シャフトがクランクシャフト２４と駆動ベアリング３７とを回転させ、これによって振動部材４１がビット受入部２１の長手軸を中心に回転する。ビット受入部２１を時計回りに回転させる向きにあるとき、爪は、その端部８１が振動部材４１の開口部４３と係合するようプランジャ７１上で回転する。クランク２４と駆動ベアリング３７とが回転すると、振動部材４１は最初時計回りに移動する。振動部材４１の開口部４３の歯が爪端部８１の歯と係合し、回転ホイール５１を振動部材とともに時計回りに回転させる。これはさらに、ビット受入部２１を時計回りに回転させる。クランクシャフト２４が半回転（すなわち１８０°回転）すると、駆動ベアリング３７は振動部材４１を逆回転させ、反時計回りに回転させる。振動部材の開口部４３の歯は爪端部８１の歯との係合を解き、相互にすれ違い移動する。ここでは回転ホイール５１が動くことはない。クランクシャフト２４がさらに半回転すると、駆動ベアリング３７は再び振動部材４１を逆回転させて時計回りに回転させる。これによって振動部材の開口部４３の歯が爪端部８１の歯と再係合し、回転ホイール５１、さらにはビット受入部２１を再び回転させる。このプロセスは、モータの係合が解除されるまで繰り返される。ビット受入部２１を反時計回りに回転させる操作も同様であるが、爪端部７９（爪端部８１ではない）が振動部材の開口部４３の歯と係合し、ビット受入部を反対方向（すなわち、反時計回り）に回転する点で相違する。
【００１３】
ビット保持具の回転運動をもたらすためのラチェット工具のこの構成、より具体的にラチェット機構の構成は、本発明の範囲から乖離することなく変化させ得ることは理解されよう。例えば、ラチェット機構を米国特許第6,578,643号および第6,860,174号に開示された機構と同様にすることが可能であり、この両者はいずれも参考として本明細書中に含まれる。この特定な形式のラチェット機構の回転ホイール（すなわち、ラチェットホイール）は、前記部材の周囲から全周にわたって外方へ延びる歯を含んでおり、この歯は、振動部材（すなわち、ラチェット）に回転可能な状態で搭載された一対の爪と係合している。その他の形式のラチェット機構もまた、本発明の範囲に含まれている。
【００１４】
次に、図３−６において、ビット受入部２１には六角ビットソケット１０５が形成されており、図６に一般に符号１０７で示される対応した形状（例えば、六角）と寸法のボデー１０９を有するビットを受け入れ、一時的に保持する。ソケット１０５の形状と寸法とは、本願発明の範囲から乖離することなく変化され得ることは理解されよう。ビットソケット１０５は長手軸Ａ２（図３）を有し、これはハウジングの軸Ａ１、ヘッド及び出力シャフトの回転軸に対してほぼ直交している。図６に示すビット１０７は、Torx締結材（登録商標）を締付け、または緩めるために使用さる星型ヘッド１１１を有している。しかしながら、本願発明は、各種締結材に対応する様々なヘッド形状、寸法を有するビットと共に使用することにも適していることは理解されよう。これら締結材には、フィリップヘッド締結材、スロットヘッド締結材が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００１５】
ラチェット工具１００は、ビット１０７を一時的にソケット１０５内に保持するためのビット保持具１１２を含んでいる。図示された実施の形態では、このビット保持具１１２はほぼＣ字状で、図４に示すようにビット受入部２１の外周に形成されたチャンネル状の凹部１１４内に受け入れられる。ビット受入部２１内にあるスロット１１６（図４）が、ソケット１０５の隣接する２つの側面１１８、１２０のコーナ部をまたいで横方向に延びている。図５に示すように、ビット保持具１１２が係合位置にあると、ビット保持具の直線状の係合部分１２１がスロット１１６を貫通してソケット１０５内に突き出ている。ビット保持具１１２が引き込んだ位置にあるときは、前記係合部分１２１はソケット１０５内に出ることはない。ビット保持具１１２は自身の弾性によって前記係合部分に向けて付勢されており、係合部分１２１が引き込み位置から係合位置に戻ることができるように少なくとも部分的に弾性変形が可能である。以下に記す理由により、本実施の形態で使用するビット１０７は、ビット（図６）のコーナ部を横方向にまたいで延びる外周表面上に形成されたスロット１２２を有している。好ましくは、ビット１０７の各コーナ（例えば、表示の実施の形態における六つのコーナそれぞれ）は、自身を通過するスロットを有している。
【００１６】
使用時において、ビット１０７はソケット１０５に差し込まれ、ビットのテーパ付き端部がビット保持具１１２の係合部分１２１と接触し、係合部１２１をほぼソケットの外部へ押し出すことによって引き込み位置に移動させる。ビット１０７がさらにソケット１０５内に差し込まれると、ビットの各コーナがビット保持具１１２の係合部１２１に引き続き接触する。そして、ビット１０７、より具体的には当該ビットのボデー１０９がソケット１０５内に完全に収納されると、係合部１２１が係合位置に移動し、その突出部分がビットの対応するコーナのスロット１２２内に受け入れられ、ビットをソケット内に保持するようスロットのエッジが前記係合部分を捉える。ビット１０７を取外すには、ソケット１０５からビットを引き出す。ビット１０７が引かれると、ビットのコーナが再度ビット保持具１１２の係合部１２１と接触し、ビット保持具をその引き込み位置内に移動させる。ビットをソケット内に保持する他の方法も本願発明の範囲に含まれる。
【００１７】
本発明、または好ましい実施の形態の構成要素の説明における冠詞の「１つ（a、an）」、「前記（the）」、「当該（said）」は、１つまたはそれより多い要素であり得ることを意味する。また、「からなる（comprising）」、「含む（including）」、「有する（having）」の用語は、対象物が含まれることを意味し、表示された要素以外にも他の要素も含まれ得ることを意味する。
以上より、本願発明の幾つかの目的が達成され、加えてその他の有利な結果が得られることが理解されよう。
【００１８】
本発明の範囲から逸脱することなく上記構成に対して各種の変更が可能であることから、上述の記載、添付図面の表示に含まれる全ての事項は、例示目的のためであって、限定するものでないことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明にかかる実施の形態の空力ラチェット工具を示す斜視図である。
【図２】前記ラチェット駆動工具のヘッドの内部構成要素を示す分解斜視図である。
【図３】前記ラチェット工具のヘッドを示す右側面部分断面図である。
【図４】ビット受入部と、これに結合される回転ホイール、及びビット受入部から分解されたビット保持具を示す拡大斜視図である。
【図５】前記ビット受入部と、これに結合される回転ホイールを示す正面図である。
【図６】前記駆動工具を示す部分斜視図であり、前記ビット受入部から分解されたビットを示す。
【符号の説明】
【００２０】
１０．空力ラチェット駆動工具、  １２．長尺ハウジング、  １４．ヘッド、  ２１．ビット受入部、  ２４．クランクシャフト、  ２６．ラチェット機構、  ３５．クランク、  ３７．駆動ベアリング、  ４１．振動部材、  ４３．歯付き開口部、  ４５Ａ、４５Ｂ．アーム、  ４７．ヨーク、  ５１．回転ホイール、  ５３．スロット、  ５７．セット部材、  ６５．操作部、  ７１．プランジャ、  １００．ラチェット工具、  １０５．六角ビットソケット、  １０７．ビット、  １１２．ビット保持具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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