JP2017216869A - 連結器具 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な三次元動作を相互に行う必要のある構造体間に可撓性部材を確実に誘導することのできる、費用対効果の高い連結器具を提供する。【解決手段】第１アーム１２０と第２アーム１４０と相互接続部材１６０とを含む連結器具において、第１アーム１２０は相互接続部材１６０の第１軸を中心に回転可能であり、第２アーム１４０は第１軸に直交する相互接続部材１６０の第２軸を中心に回転可能である。可撓性部材は、第１及び第２アーム１２０、１４０に沿って延在するとともに、第１及び第２軸を中心とするアーム１２０、１４０の回転に順応するよう構成される。可撓性部材は、第１アーム１２０の回転に順応するため巻いたり戻ったりできるよう相互接続部材１６０内に収容される単一コイル状部を有する。さらにコイル状部は、第２アーム１４０の回転に順応するため可撓性部材の軸を中心に捻れるよう構成される。【選択図】図２

Description

本出願の発明は、導体やケーブル、ホース等の可撓性部材を誘導及び保護する連結器具に関する。

一方の構造体が他方の構造体に対し可動である二つの構造体の間において、導電体やケーブル、水圧ホース等の可撓性部材を誘導する必要のある分野が多数存在する。例えば航空業界では、電気ケーブルから可動式制御面上の構成部品に電力を供給することが一般的な要求事項である。一方、自動車業界では、導電体を用いてドアやサイドミラー等の構成部品に電力を供給することが一般的な要求事項である。これらすべての分野において、導体は接続される構造体の反復動作に損傷を生じることなく耐え得るものでなくてはならないとともに、重量とコストの低減のため使用する導体の量を最小化しなくてはならない。

導体を可動継手内に収容することにより必要可動域に対応するとともに、継手外の物体による損傷から導体を保護する解決策が創出されてきた。しかし、これらの解決策では、通常、一度につき一つの軸を中心にした動作にしか対応することができない。従って、複数の軸を中心にした動作に同時に対応する必要がある場合には、複数の別個の継手が必要となるため、複雑性、コスト及び重量が増加するとともに、デザインの柔軟性が低減する。

よって、複数の軸を中心とした二つの構造体の動作に同時に対応することが求められる導体等の可撓性部材を誘導及び保護する手段が求められている。

本発明の第一の実施例によれば、第１アーム、第２アーム及び相互接続部材を有する連結器具が提供される。該連結器具において、第１アームは相互接続部材の第１軸を中心に回転可能であり、第２アームは、相互接続部材の第２軸を中心に回転可能である。第２軸は第１軸に対して直角である。第１及び第２アームに沿って延在する可撓性部材は、両アームの第１軸及び第２軸を中心とする回転に順応するよう構成されるとともに、第１アームの回転に順応するよう巻いたり戻ったりできるよう相互接続部材内に収容された単一コイル状部を有する。さらに該コイル状部は、第２アームの回転に順応するよう可撓性部材の軸を中心に捩れるよう構成される。

本発明の連結器具は、相互に直角な第１軸及び第２軸を中心に両アームが同時に回転するので導体やホース等の可撓性部材を誘導及び保護することができる。従って、連結器具は、可撓性部材を保護及び誘導するとともに、相互接続された構造体の複雑な三次元動作を可能にする。可撓性部材のコイル状部は、第１軸を中心とした回転に順応するよう可撓性部材が巻いたり戻ったりすることを可能にするとともに、第２軸を中心とした回転に順応するよう可撓性部材が捻れることを可能にする。よって、連結器具は、複雑な三次元動作を相互に行う必要のある構造体間に可撓性部材を誘導する問題に対する確実で費用対効果の高い解決策を提供する。

第１アームは、相互接続部材の第１軸に沿って該相互接続部材内に延伸する貫通ピンと係合しており、相互接続部材の第１軸を中心に回転できるようになっていてもよい。

第２アームは、相互接続部材の第２軸に沿って該相互接続部材内に収容される第１及び第２支柱と係合しており、相互接続部材の第２軸を中心に回転できるようになっていてもよい。

貫通ピンは、可撓性部材の一部分を収容する溝部を有してもよい。

溝部は貫通ピンの直径の全域にわたって延在してもよい。

貫通ピンは中実端部を有してもよく、溝部は中実端部から貫通ピンに沿って途中まで設けられてもよい。

貫通ピンは、可撓性部材の別の一部分を収容する溝部を更に有してもよい。

貫通ピンは、可撓性部材を収容するとともに該可撓性部材を第１アームに誘導するチャネルを有してもよい。

チャネルは角度付でもよい。

第１支柱は、可撓性部材を収容するとともに該可撓性部材を第２アームへ誘導するチャネルを有してもよい。

チャネルは角度付でもよい。

第１及び第２アームは、可撓性部材を収容するチャネルをそれぞれ有してもよい。

第１アームのチャネルは貫通ピンのチャネルと位置をあわせてもよい。

第２アームのチャネルは第１支柱のチャネルと位置をあわせてもよい。

連結器具は自在継手として構成してもよい。

可撓性部材は略平坦な細長状の可撓性導電体でもよい。

可撓性導電体は単一の連続した導体でもよい。

また、可撓性導電体はケーブルまたはホースで構成されてもよい。

第１及び第２アームならびに相互接続部材は、金属製であってもよい。

図１は、第１及び第２アームならびに第１アームと第２アームを接続する相互接続部材を有する連結器具の概略斜視図である。 図２は、相互接続部の内部及び第１及び第２アームそれぞれの内部を示す図１の連結器具の概略断面図である。 図３は、相互接続部の内部及び第１及び第２アームそれぞれの内部を図２とは異なる角度から示す図１の連結器具の別の概略断面図である。 図４は、図１乃至３に示す連結器具に使用される可撓性導体の一部の概略断面図である。 図５は、図４の可撓性導体を取り付けた状態における図１乃至３に示す連結器具の相互接続部材の断面図である。

最初に図１を参照する。連結器具の全体が１００で表される。以下に記される実施例及び添付の図面において、連結器具１００は可撓性導体を誘導及び保護するが、当業者は、本願で説明される原理が、例えばケーブル、空気式及び油圧式ホースや光ファイバーケーブル等その他の種類の可撓性部材にも適用可能であることを理解できる。

連結器具１００は、第１アーム１２０、第２アーム１４０及び相互接続部材１６０を有する自在継手として構成される。第１アーム１２０は、第１開口ヨーク１２４で終端する略中空のシャフト１２２の形に形成される。第２アーム１４０は、第２開口ヨーク１４４で終端する略中空のシャフト１４２の形に形成される。相互接続部材１６０は、第１アーム１２０と第２アーム１４０を連結するよう第１ヨーク１２４と第２ヨーク１４４の間に収容される。

略円形の開口部１２６、１２８（開口部１２８は図１に図示されない）は、第１アーム１２０の第１ヨーク１２４の対向する第１及び第２側面１３０、１３２にそれぞれ形成される。貫通ピン１３４は、開口部１２６、１２８に収容され、ヨーク１２４の第１側面１３０とヨーク１２４の第２側面１３２との間に延在する。図示される貫通ピン１３４は、第１アーム１２０が貫通ピン１３４と共に動くよう開口部１２６、１２８に固定して収容される。連結器具１００の組立状態において、相互接続部材１６０が貫通ピン１３４の周りを矢印１３５の方向に回転できるよう、貫通ピン１３４は相互接続部材１６０内に回転可能に収容される。あるいはその代わりに、貫通ピン１３４は、第１アーム１２０が貫通ピン１３４の周りを矢印１３５の方向に回転できるよう、開口部１２６、１２８に回転可能に収容されるとともに相互接続部材１６０内に固定して収容されてもよい。

略円形の開口部１４６、１４８（開口部１４８は図１に図示されない）は、第２アーム１４０のヨーク１４４の対向する第１及び第２側面１５０、 １５２にそれぞれ形成される。第１支柱１５４は開口部１４６に固定して収容され、第２支柱１５６（図１に図示されない）は第１支柱１５４と同軸上に開口部１４８に固定して収容される。これにより、第２アーム１４０は第１及び第２支柱１５４、１５６と共に運動する。連結器具１００の組立状態において、第１及び第２支柱１５４、１５６は、相互接続部材１６０内で矢印１５５の方向に回転できるよう相互接続部材１６０内に回転可能に収容される。あるいはその代わりに、第１及び第２支柱１５４、１５６は、第２アーム１４０が第１及び第２支柱１５４、１５６の周りを矢印１５５の方向に回転できるよう、開口部１４６、１４８に回転可能に収容されるとともに、相互接続部材１６０内に固定して収容されてもよい。

相互接続部材１６０は略中空のハウジング１６２で構成され、該略中空のハウジング１６２は、該ハウジング１６２の第１側面の中心部に形成される第１略円形開口部１６４（図５に示す）と、第１側面に対向する該ハウジング１６２の第２側面の中心部に形成される第２略円形開口部１６６（図５に示す）とを有する。連結器具１００の組立時において、貫通ピン１３４が第１及び第２開口部１６４、１６６に収容された状態で、貫通ピン１３４の長手軸が相互接続部材１６０の中心を通るよう第１及び第２開口部１６４、１６６ は互いに位置を合わせて配置される。

相互接続部材１６０は、ハウジング１６２の第３側面の中心部に形成される第３略円形開口部１６８（図５に示す）と、第３側面に対向するハウジング１６２の第４側面の中心部に形成される第４略円形開口部１７０（図５に示す）とを更に備える。ハウジング１６２の第１及び第２側面は、ハウジング１６２の第３及び第４側面に概ね直交する。連結器具１００の組立時において、第１及び第２支柱１５４、１５６が第３及び第４開口部１６８、１７０にそれぞれ収容された状態で、（同軸上に配置される）第１及び第２支柱１５４、１５６の長手軸が貫通ピン１３４の長手軸に直角に相互接続部材１６０の中心を通るよう、第３及び第４開口部１６８、１７０は互いに位置を合わせて配置される。従って、図１に示すように、連結器具１００の組立状態において、第１及び第２アーム１２０、１４０は、互いに直交する軸の周りを矢印１３５、１５５の方向に回転可能である。

図２は、図１に示す連結器具１００の概略断面図であり、相互接続部材１６０の内部ならびに第１及び第２アーム１２０、１４０それぞれの内部を示す。

図３は、図１に示す連結器具１００の別の概略断面図であり、図２とは異なる角度から相互接続部材１６０の内部ならびに第１及び第２アーム１２０、１４０それぞれの内部を示す。

図２及び図３に示すように、貫通ピン１３４は可撓性導体の一部分を収容する第１及び第２スロット３０２、３０２を備える。図３に明示されるように、第１スロット３０２は貫通ピン１３４の第１部分３０４に開口部として形成される。該第１部分は、貫通ピン１３４の第１及び第２端部３０６、３０８の間に延在する。第２スロット３０２は貫通ピン１３４の第１部分３０４と第２部分３１０の間に形成される。該第２部分３１０は貫通ピン１３４の第１端部３０６から第２端部３０８に向かって途中まで延在する。

図３に明示されるように、第２スロット３０２は、約９０度に曲がって貫通ピン１３４の内部に延在する角度付チャネル３１２で終端される。角度付チャネル３１２は、第１アーム１２０のヨーク１２４の第２側面１３２内を貫通して延伸するとともに第１アーム１２０のシャフト１２２の内部に沿って延伸する細長チャネル３１４と位置を合わせて配置される。角度付チャネル３１２と細長チャネル３１４の目的は、以下により詳細に説明するように、可撓性導体を収容及び誘導することである。

図２に明示されるように、第１支柱１５４も約９０度に曲がって第１支柱１５４の内部に延伸する角度付チャネル３２０を有する。角度付チャネル３２０は、第２アーム１４０のヨーク２４４の第１側面２５０内を貫通して延伸するとともに第２アーム１４０のシャフト１４２の内部に開口する細長チャネル３２２と位置を合わせて配置される。

図４は、図１に示す連結器具に使用される可撓性導体の一部分の概略断面図である。図５は、相互接続部材１６０内に取り付けられた状態を示す可撓性導体の断面図である。

図４に全体が４００で示される可撓性導体は、一つ以上の電気信号を伝送する略平坦な細長状導体である。可撓性導体４００は例えばリボンケーブルまたはフレキシブルＰＣＢであってもよい。

可撓性導体４００は連結器具１００内に収容されるよう構成され、第１延伸部４１０（明確にするために図４及び５では切断して示す）、第２延伸部４２０（図４及び５では切断して示す）、中央部４３０、コイル状部４４０ならびに第１及び第２中間部４５０、４６０を有する。本願では理解を容易にするため可撓性導体４００は多数の「複数の部分」として説明するが、実際には「複数の部分」が単一の連続した導体を構成するものである。

第１延伸部４１０は、導体４００の略平坦直線部であり、第１中間部４５０を介して中央部４３０に連結される。第１中間部４５０は、可撓性導体４００がピン１３４の第２端部３０８の角度付チャネル３１２の形に添って該チャネル３１２内に収容されるよう、導体４００が約９０度曲がったものである。

中央部４３０もまた導体４００の略平坦直線部であり、連結器具１００の組立状態において、図２及び図５に示すように貫通ピン１３４の第２スロット３０２に収容される。この目的のために、中央部４３０の末端部４３２は、中央部４３０の端縁と概ね直角な縁部を有するとともに中央部４３０に平行な直立部４３６へと続く斜め折れ部４３４を有する。直立部４３６は１８０度曲げ部４３８で終端され、該曲げ部４３８はコイル状部４４０の内側端部４４２につながる直線部４３９へと続く 。

図２及び図５に示すように、導体４００が連結器具１００に取り付けられた状態において、中央部４３０は貫通ピン１３４の第１及び第２部分３０４、３１０の間に収容される。斜め折れ部４３４は、直立部４３６が貫通ピン１３４の第２部分３１０の外側端縁に隣接して配置されるよう、第２部分３１０の開放端の上部に延在する。１８０度曲げ部４３８は、貫通ピン１３４の第１及び第２部分３０４、３１０の開放端を囲んで延在し、直線部４３９は貫通ピン１３４の第１及び第２部分３０４、３１０の間において第１スロット３００に収容される。

コイル状部４４０により、可撓性導体４００は、アーム１２０、１４０のそれぞれの回転軸を中心とする動作に順応することができる。この目的のために、貫通ピン１３４の第２スロット３０２に中央部４３０が収容された状態において、コイル状部４４０は貫通ピン１３４の第１及び第２部分３０４、３１０の周りに緩いコイル形状を形成する。該コイル形状は、図示した例では、約１．５巻で構成され、各巻線は互いに間隔をあけ概ね平行に配置される。連結器具１００の特定の応用における必要性に応じて、コイル巻数は増減させてもよい。

この緩いコイル形状は、第１アーム１２０の図１の矢印１３５方向への回転に順応するよう、必要に応じて巻いたり戻ったりできる。従って、第１アーム１２０の回転時、コイル状部４４０は回転に順応するため、回転方向に応じて巻いたり戻ったりする。

緩いコイル形状により、可撓性導体４００は、第２アーム１４０の図１の矢印１５５方向への回転に順応するよう可撓性導体４００の中心の長手方向軸を中心に捻れることができる。従って、 第２アームの回転時、コイル状部４００の巻線間隔が小さくなるよう、可撓性導体４００のコイル状部４４０は該可撓性導体４００の中心縦軸を中心に捻れる。第１アーム１２０の回転動作の極限において、可撓性導体４００のコイル状部４４０の捻れにより該コイル状部の巻線は互いに接触してもよい。

二つの直交軸を中心とする回転に順応するために単一の連続した可撓性導体４００内に単一コイル状部４４０を設けることにより、連結器具１００の設計及び構造が簡素化できるとともに、導体４００の損傷リスクを低減できる。なぜなら、単一の連続した可撓性導体４００は、応力により損傷する可能性のある接合部や接続部を有さないからである。

第２延伸部４２０は、導体の略平坦な直線部であり、第２中間部４６０によりコイル状部の外側端部４４４に結合される。第２中間部４６０は、導体４００において、第２中間部４６０の中央直線部４６６により結合される一対の反対向きの曲げ部４６２、４６４を有する。該曲げ部４６２、４６４と該直線部は、導体４００が第１支柱１５４の角度付チャネル３２０内にその形状に沿って収容されることを可能にする。

図５に示すように、可撓性導体４００が連結器具１００に取り付けられた状態において、第１延伸部４１０は、ピン１３４の第２端部３０８の角度付チャネル３１２から延出する。また、第１延伸部４１０は、第１アーム１２０のヨーク１２４の第２側面１３２の内部を通って、且つ、第１アーム１２０のシャフト１２２の内部に沿って延在するチャネル３１４に収容される。

同様に、可撓性導体４００が連結器具１００に取り付けられた状態において、第２延伸部４２０は支柱１５４の角度付チャネル３２０から延伸するとともに、第２アーム１４０のヨーク１４４の第１側面１５０の内部を通ってチャネル３２２に収容される。

上述したように、可撓性導体４００が連結器具１００に取り付けられた状態において、可撓性導体４００の中央部４３０は第２スロット３０２に収容され、直線部４３９は貫通ピン１３４の第１スロット３００に収容され、コイル状部４４０は貫通ピン１３４の周りに緩く巻かれている。中央部４３０と直線部４３９がそれぞれ第２及び第１スロット３０２、３００に配置されることにより、導体４００がスロットに固定される。これにより、コイル状部４４０は、ハウジング１６２内で自由に動くのではなく、第１アーム１２０の動きに合わせて巻いたり戻ったりする。また、コイル状部４４０は、貫通ピン１３４に沿って動いたり延伸したりするのではなく、第２アーム１４０の動きに合わせて捻れる。

導体４００の第１中間部４５０は角度付チャネル３１２に収容され、第２中間部４６０は角度付チャネル３２０に収容される。該中間部４５０、４６０が角度付チャネル３１２、３２０に配置されることにより、導体４００のコイル状部４４０をハウジング内の適所に保持することが補助される。これにより、第２アーム１４０の動作中における導体４００の動作が規制されるため、コイル状部４４０のコイル巻線が確実に捻れ、第２アーム１４０の運動動作に順応できる。さらにコイル状部４４０を固定し安定させることでコイル状部４４０が適切に捻れるようにするため、コイル状部４４０の外側端部４４４を支柱１５４に接続または一体化されるガイドまたはスロット４８０に収容してもよい。

上述したように、本願で説明及び図示される実施例において連結器具１００は可撓性導体を誘導及び保護するが、当業者は、本願で説明される原理が、例えばケーブル、空気式及び油圧式ホースや光ファイバーケーブル等その他の種類の可撓性部材にも、たとえ該可撓性部材が平坦状でなくても、適用可能であることを理解できる。唯一の要求事項は、相互接続部材が可撓性部材のコイル状部を収容できる十分な空間を有することである。

Claims (18)

1. 第１アーム、第２アーム及び相互接続部材を有する連結器具であって、
   前記第１アームは前記相互接続部材の第１軸を中心に回転可能であり、
   前記第２アームは前記第１軸に直交する前記相互接続部材の第２軸を中心に回転可能であり、
   可撓性部材が前記第１及び第２アームに沿って延在するとともに両アームの前記第１及び第２軸を中心とする回転に順応するよう構成され、前記可撓性部材は、前記第１アームの回転に順応するために巻いたり戻ったりできるよう前記相互接続部材に収容される単一のコイル状部を有し、該コイル状部は前記第２アームの回転に順応するよう前記可撓性部材の軸を中心に捩れるよう更に構成される、連結器具。
2. 前記第１アームが前記第１軸を中心に回転できるよう、前記第１アームは、前記相互接続部材の第１軸に沿って前記相互接続部材内に延在する貫通ピンと係合する、請求項１に記載の連結器具。
3. 前記第２アームが前記第２軸を中心に回転できるよう、前記第２アームは、前記相互接続部材の第２軸に沿って前記相互接続部材内に収容される第１及び第２支柱と係合する、請求項１または２に記載の連結器具。
4. 前記貫通ピンは前記可撓性部材の一部を収容するスロットを備える、請求項２に記載の連結器具。
5. 前記スロットは前記貫通ピンの直径の全域にわたって延在する、請求項４に記載の連結器具。
6. 前記貫通ピンは中実端部を有し、前記スロットは前記中実端部から前記貫通ピンに沿って途中まで設けられる、請求項４または５に記載の連結器具。
7. 前記貫通ピンは前記可撓性部材の別の部分を収容する別のスロットを有する、請求項４から６のいずれか１つに記載の連結器具。
8. 前記貫通ピンは前記可撓性部材を収容するとともに前記第１アームに向かって誘導するチャネルを備える、請求項４から７のいずれか１つに記載の連結器具。
9. 前記チャネルが角度付である、請求項８に記載の連結器具。
10. 前記第１支柱は前記可撓性部材を収容するとともに前記第２アームに向かって誘導するチャネルを備える、請求項３から９のいずれか１つに記載の連結器具。
11. 前記チャネルが角度付である、請求項１０に記載の連結器具。
12. 前記第１及び第２アームは前記可撓性部材を収容するチャネルをそれぞれ有する、先行する請求項のいずれか１つに記載の連結器具。
13. 前記第１アームのチャネルは前記貫通ピンのチャネルと位置を合わせてある、請求項８に従属する場合の請求項１２に記載の連結器具。
14. 前記第２アームのチャネルは前記第１支柱のチャネルと位置を合わせてある、請求項１０に従属する場合の請求項１２に記載の連結器具。
15. 前記連結器具は自在継手として構成される、先行する請求項のいずれか１つに記載の連結器具。
16. 前記可撓性部材は略平坦な細長状の可撓性導電体である、先行する請求項のいずれか１つに記載の連結器具。
17. 前記可撓性導電体は単一の連続した導体である、請求項１６に記載の連結器具。
18. 前記可撓性部材はケーブルまたはホースからなる、請求項１から１５のいずれか１つに記載の連結器具。

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