JP2020518479A - モジュール式治工具用迅速交換装置 - Google Patents

Abstract

モジュール式治工具受け器は、壁及びポートを有するハウジングとポート内に移動可能に配置される係合部材を含む。ロックアクチュエータは第１位置と第２位置の間で移動可能である。解除レバーはハウジングに連結され、ロックアクチュエータを第１位置から第２位置へ向かって移動させるためにロックアクチュエータと係合可能である。解除防止機構は解除レバーに連結され、解除防止機構がハウジングと係合して解除レバーの動きを抑えてロックアクチュエータが第１位置から第２位置へ動くのを防ぐ係合位置と、解除防止機構がハウジングとの係合を解除して解除レバーが動けるようにする係合解除位置の間で移動可能である。

Description

工業生産業務は機械式マニピュレータやロボットアームなどの自動製造設備を使って行われることが多い。製造設備にはしばしば特定の機能を実行することを目的とした治工具が装着される。治工具は、クランプ、グリッパ、真空カップなどの所定の工作物保持装置がワークと係合してワークを動かせるように、特定の部品に対して特別に構成されることがある。治工具は典型的には使用する部品の形状に基づいて設計され、特定の部品とともに使用するよう設計された治工具は、通常は異なる部品とともに使用することはできない。

着脱可能で交換可能な治工具により、１つの特定の部品構成に特化するのとは対照的に、製造設備を使用して様々な構成の部品を製造することができる。しかし、製造設備を１つの目的から他の目的へ再設定するのに必要な時間と労力は、製造設備の正確さと精密さを損なうことなく、可能な限り最小限に抑える必要がある。一部の設計では、治工具は従来の締結具により製造設備に連結される。他の設計では、迅速に連結及び連結解除することができる、２つの部品からなる連結器を使って治工具を交換できるようにする迅速交換治工具が与えられる。この２つの部品からなる連結器は、特殊なツールや調整手順を必要とすることなしに、２つの連結器部品を位置合わせして互いへ固定する構造をしばしば含む。しかし、多くの迅速交換連結器の設計は、高価であるか、操作するのが難しい。それゆえ、安価で操作が簡単な迅速交換連結器に対する要求が依然としてある。

本開示の一態様は、ハウジング、係合部材、ロックアクチュエータ、解除レバー、及び解除防止機構を含むモジュール式治工具受け器である。ハウジングはポートが貫通している壁を含む。係合部材はポート内に移動可能に配置される。ロックアクチュエータは壁の第１の側に配置される。ロックアクチュエータは、ロックアクチュエータが係合部材を壁の第１の側から壁の第２の側へ規定される第１方向に付勢する第１位置と、ロックアクチュエータが壁の第２の側から壁の第１の側へ規定される第２方向に係合部材が移動できるようにする第２位置の間で移動可能である。解除レバーはハウジングに連結され、ロックアクチュエータを第１位置から第２位置へ向かって移動させるためにロックアクチュエータと係合可能である。解除防止機構は解除レバーに連結され、解除防止機構がハウジングと係合して解除レバーの動きを抑えてロックアクチュエータが第１位置から第２位置へ動くのを防ぐ係合位置と、解除防止機構がハウジングとの係合を解除して解除レバーが動けるようにする係合解除位置の間で移動可能である。

ある実装では、ハウジングはポケットを含み、解除防止機構は係合位置でポケット内の表面と係合する。ハウジングはポケットに隣接する溝を含むことがあり、解除レバーはこの溝の中に配置される。ある実装では、ポケットは解除防止機構より広く、解除防止機構は溝より広い。解除防止機構は解除レバーに摺動可能に連結することができる。

ある実装では、モジュール式治工具受け器はロックアクチュエータを第１位置へ向けて付勢する第１付勢要素を含む。ある実装では、モジュール式治工具受け器は、壁の第２の側に配置される保持器を含む。この保持器は、保持器が係合部材と係合して係合部材が第２方向へ動くのを妨げる第１位置と、保持器が第２方向に係合部材が移動できるようにする第２位置との間で移動可能である保持器を含む。ある実装では、モジュール式治工具受け器は保持器を保持器の第１位置へ向けて付勢する第２付勢要素を含む。壁は円筒形とすることができる。保持器はリングとすることができる。ロックアクチュエータはピストンとすることができる。係合部材は球状とすることができる。

ある実装では、モジュール式治工具受け器はロックアクチュエータの第２位置から第１位置へ向かう動きの速度を抑制する緩衝器を含む。緩衝器はＯリングとすることができる。

ある実装では、係合部材は第１位置で連結器との係合を保持すること、及び第２位置で連結器を解放することに使用可能である。

開示される実施形態の別の態様はモジュール式治工具アセンブリである。モジュール式治工具アセンブリは連結器及び受け器を含む。受け器は、ハウジング、係合部材、ロックアクチュエータ、解除レバー、及び開放維持機構を含む。ハウジングはポートが貫通している壁を有する。係合部材は連結器との係合のためにポート内に移動可能に配置される。ロックアクチュエータは壁の第１の側に配置される。ロックアクチュエータは、ロックアクチュエータが係合部材を壁の第１の側から壁の第２の側へ規定される第１方向に連結器へ向けて付勢する第１位置と、ロックアクチュエータが壁の第２の側から壁の第１の側へ規定される第２方向へ係合部材が連結器から離れられるようにする第２位置の間で移動可能である。解除レバーはハウジングに連結され、解除レバーをロック位置から解除位置へ動かすことにより、ロックアクチュエータを第１位置から第２位置へ向かって移動させるためにロックアクチュエータと係合可能である。開放維持機構は、連結器がハウジングと係合している間に解除レバーを解除位置に保持するのに使用可能であり、かつ連結器がもはやハウジングと係合していない場合に解除レバーがロック位置に戻れるようにするのに使用可能である。

ある実装では、解除レバーは凹部を含み、開放維持機構は凹部と係合して解除レバーを解除位置に保持する保持ピンを含む。ある実装では、開放維持機構は連結器と係合可能なセンサピンを含む。ある実装では、開放維持機構はセンサピンが連結器と係合している間に保持ピンが解除レバーの凹部から後退するのを防ぎ、センサピンがもはや連結器と係合していない場合に保持ピンが解除レバーの凹部から後退できるようにする。解除レバーがロック位置から解除位置へ動くと保持ピンが解除レバーへ向かって凹部の中へ移動するように、保持ピンを解除レバーへ向けて付勢することができる。

開示される実施形態の別の態様は、受け器及び連結器を含むモジュール式治工具アセンブリである。受け器は、ポートが貫通している壁を含むハウジング、ポート内に移動可能に配置される係合部材、ロックアクチュエータ、及び解除レバーを有する。ロックアクチュエータは壁の第１の側に配置される。ロックアクチュエータは、ロックアクチュエータが係合部材を壁の第１の側から壁の第２の側へ規定される第１方向に付勢する第１位置と、ロックアクチュエータが壁の第２の側から壁の第１の側へ規定される第２方向に係合部材が移動できるようにする第２位置の間で移動可能である。解除レバーはハウジングに連結され、ロックアクチュエータを第１位置から第２位置へ向かって移動させるためにロックアクチュエータと係合可能である。また、受け器は第１支持部品を含む。連結器は第２支持部品を含む。第１支持部品及び第２支持部品は、連結器が受け器に対する連結解除位置から受け器に対する連結位置へ動かされる間に、連結器が受け器からぶら下がることができるように構成される。

本発明の様々な他の利用法が、以下の詳細な記述と図面を参照することでより明らかになるであろう。

連結解除位置での第１実施形態に係る迅速交換装置を示す側面図である。 部分的に連結された位置での図１の迅速交換装置を示す側面図である。 連結位置での図１の迅速交換装置を示す側面図である。 連結解除位置での図１の迅速交換装置を示す断面図である。 解除レバーがロック位置にある、連結位置での図１の迅速交換装置を示す断面図である。 解除レバーが解除位置にある、連結位置での図１の迅速交換装置を示す断面図である。 図１の迅速交換装置の受け器ハウジングの斜視図である。 受け器ハウジングの断面図である。 図１の迅速交換装置のピストンの斜視図である。 ピストンの断面図である。 図１の迅速交換装置の連結器リングの斜視図である。 連結器リングの断面図である。 図１の迅速交換装置の緩衝器の断面図である。 緩衝器の分解組立図である。 連結器リングの正面図である。 図１の迅速交換装置の代替の連結器リングの正面図である。 連結器が受け器に固定されていない部分的に連結された位置での、受け器及び連結器を含む第２実施形態に係る迅速交換装置を示す斜視図である。 連結器が受け器に固定されている連結位置での図１７の迅速交換装置を示す斜視図である。 受け器を示す断面図である。 解除レバーがロック位置にある、連結位置での受け器及び連結器を示す断面図である。 解除レバーが解除位置にある、連結位置での受け器及び連結器を示す断面図である。 受け器を示す斜視図である。 解除レバーがロック位置に、解除防止機構が係合位置にある、受け器の解除レバー及び解除防止機構を示す側面図である。 解除レバーがロック位置と解除位置の間の中間位置に、解除防止機構が係合解除位置にある、受け器の解除レバー及び解除防止機構を示す側面図である。 解除レバーがロック位置に、受け器の開放維持機構が第１位置にある、受け器を示す断面図である。 解除レバーがロック位置に、開放維持機構が第２位置にある、連結器に連結された受け器を示す断面図である。 解除レバーが解除位置に、開放維持機構が第３位置にある、連結器に連結された受け器を示す断面図である。 解除レバーがロック位置に、開放維持機構が第４位置にある、受け器を示す断面図である。

図１〜３は、受け器１１０、及び着脱可能で受け器１１０に連結可能な連結器１８０を含む迅速交換装置１００を示す。特に、受け器１１０及び連結器１８０は、受け器１１０と連結器１８０が互いに係合していない連結解除位置（図１）と、受け器１１０が連結器１８０と部分的に係合しているが連結器１８０へロックされていない部分的に連結された位置（図２）と、受け器１１０と連結器１８０が互いに係合し、互いに対して固定関係でロックされる連結位置（図３）との間で移動可能である。迅速交換装置１００はモジュール式治工具アセンブリの一部であってもよい。受け器１１０は、モジュール式治工具受け器と呼ばれることもある。連結器１８０は、モジュール式治工具アダプタと呼ばれることもある。

迅速交換装置１００は、ベース構造物１０２を治工具アセンブリ１０４に連結するのに使用することができる。ベース構造物１０２は、治工具アセンブリ１０４などの追加構造物を取り付けることが望まれる任意の構造とすることができる。一例として、ベース構造物１０２は機械式マニピュレータやロボットアームなどの自動製造設備とすることができる。治工具アセンブリ１０４は、必要に応じて特定の機能を実行する任意の種類の治工具とすることができて、棒、ジョイント、コネクタ、連結器、指、及び／又はシャベルなどのモジュール式治工具を含むことができる。ベース構造物１０２及び治工具アセンブリ１０４は、締結具１０６などの従来の要素を使ってそれぞれ受け器１１０と連結器１８０に連結することができる。

連結器１８０が受け器１１０に連結されている最中に、連結器１８０を受け器１１０に対して支持するために、連結器１８０は長いフック１８８を含み、受け器１１０は長いフランジ１１８を含む。部分的に連結された位置で、長いフック１８８の後ろ向きで角度の付いた内側表面１８９が長いフランジ１１８の後ろ向きで角度の付いた表面１１９と係合するように連結器１８０が動かされて、長いフック１８８を長いフランジ１１８の上に置くことで、受け器１１０と係合する。後ろ向きで角度の付いた内側表面１８９が後ろ向きで角度の付いた表面１１９と係合し、角度を合わせて（例えば実質的に同一平面上に）配置されると、連結器１８０は受け器１１０に対して斜めになっているが、受け器１１０と位置を合わせるため、長いフック１８８が長いフランジ１１８に接触する位置を中心にして連結器１８０を回転させることで、連結器１８０を連結位置まで移動させることができる。

受け器１１０と連結器１８０の間の連結を調整するために、テーパ付きのガイドピン１１２などの１つ又は複数のガイド構造物を与えることができる。図示の例では、テーパ付きのガイドピン１１２は受け器１１０上にあり、受け器１１０と連結器１８０が連結位置へ動かされた際に連結器１８０の対応する開口部に受け入れられる。また、連結器１８０が受け器１１０に連結するのに適したものであることを確かにするために、機械式コードピン１１４を受け器１１０及び連結器１８０のそれぞれに与えることができる。

受け器１１０及び連結器１８０が連結解除位置にある場合、受け器１１０及び連結器１８０を互いへ向けて移動させることで、両者を連結位置へ移動させることができる。受け器１１０及び連結器１８０が連結位置にある場合、まず回転可能な解除レバー１１６をロック位置（図５）から解除位置（図４及び図６）まで操作することで、両者を連結解除位置へ移動させることができる。解除レバー１１６が解除位置に達すると、受け器１１０と連結器１８０の間で以前確立されたロックが解除され、本明細書で詳細に説明されるように、受け器１１０及び連結器１８０が互いから遠ざかることができる。

図４〜６に最もよく示されているように、受け器１１０はベース構造物１０２に連結可能な受け器ベース部分１２０を含む。機械式コードピン１１４は受け器ベース部分１２０に形成される開口部１２２の中に配置される。解除レバー１１６は受け器ベース部分１２０に回転可能に連結され、解除位置（図４）から離れるように、図５に示されるように時計回りの方向へ、ねじりバネなどの付勢要素１２４によって付勢される。

受け器１１０は内部空洞１３２を画定する受け器ハウジング１３０を含む。受け器ハウジング１３０は、軸線１３４に沿って延在することができる。軸線１３４は内部空洞１３２を通って延びることができる。図示の例では、内部空洞１３２は略円筒形であり、軸線１３４は内部空洞１３２の中心軸である。

図７〜８で最もよくわかるように、受け器ハウジング１３０は受け器１１０の受け器ベース部分１２０に連結可能なベース１３６を含む。略円筒形の壁１３８はベース１３６から外側へ延在し、内部空洞１３２を実質的に取り囲む。端壁１４０は軸線１３４を横断して延在し、円筒壁１３８から内側へ、ベース１３６の反対側に延在する。

受け器１１０は、受け器ハウジング１３０の内部空洞１３２内に配置されるピストン１５０を含む。ピストン１５０は、受け器ハウジング１３０の内部空洞内で動くことで受け器１１０を連結器１８０に対してロック及びロック解除させるロックアクチュエータとして機能する。また、受け器１１０はピストン１５０を受け器ハウジング１３０から離れるように軸線１３４に沿って付勢する、圧縮バネ１５２などの付勢要素を含む。他の適切な付勢要素としては、積層ベルビルワッシャ（積層皿バネ）、又は圧縮性弾性材料の塊が挙げられる。ピストン１５０の受け器ハウジング１３０から離れる動きの速度は、緩衝器２１０により抑制される。緩衝器２１０はピストン１５０に固定され、緩衝器のピストンロッド２１２は直接、又は従来の締結具又は方法でハウジングに固定される保持器２００により、受け器ハウジング１３０に連結される。

ピストン１５０は複数の係合部材１６０と係合可能である。一例では、係合部材１６０はボールベアリングなどの略球状部材である。

受け器１１０は、係合部材１６０の受け器ハウジング１３０に対する動きを制御するベアリング保持器１７０をさらに含む。付勢要素１７２は、ベアリング保持器１７０を受け器ハウジング１３０から離すように付勢するために、ベアリング保持器１７０と係合する。例えば、付勢要素１７２は、圧縮バネ、積層皿バネ、又は圧縮性弾性材料の塊とすることができる。ベアリング保持器１７０は、受け器ハウジング１３０の円筒壁１３８を取り囲むリング形状の部材の形態とすることができて、受け器ハウジング１３０の円筒壁１３８の外径と相補的な内径を有する。ベアリング保持器１７０及び付勢要素１７２を受けるために、チャネル１４２が受け器ハウジング１３０のベース１３６に形成される。チャネル１４２は略円形とすることができて、円筒壁１３８を実質的に取り囲むことができる。

少なくとも部分的に係合部材１６０を受けるために、複数のポート又は開口部１４４が受け器ハウジング１３０の円筒壁１３８を貫通する。係合部材が球状である実装において、開口部１４４は、円筒壁１３８の表面に対して略直角な方向から見た場合に、断面を略円形とすることができる。開口部は、円筒壁を通って軸線１３４を実質的に横断する方向、例えば円筒壁１３８に対して半径方向などに延在してもよい。

ベアリング保持器１７０及び付勢要素１７２を受け器ハウジング１３０上に保持するため、及びベアリング保持器１７０の移動限界を規定するために、複数の柱（ｐｏｓｔ）１４６を受け器ハウジング１３０の円筒壁１３８から外側へ延在させることができる。柱１４６は、受け器ハウジング１３０の円筒壁１３８の外面（ｎｏｍｉｎａｌ ｐｅｒｉｐｈｅｒｙ）から外側へ延在する任意の種類の突出部とすることができて、ピン又は隆起（ｒｉｄｇｅ）若しくはバンプ（ｂｕｍｐ）などの構造であってもよい。柱１４６は円筒壁１３８上に形成することができる、又は円筒壁１３８を貫通して形成されたネジ穴（図示せず）と柱１４６のネジ係合などの任意の適切な手段により円筒壁１３８に連結することができる。そのため、ベアリング保持器１７０は、ベアリング保持器１７０がチャネル１４２内に配置されて開口部１４４を塞がない、又は妨げない格納位置と、ベアリング保持器が柱１４６と係合して開口部１４４を塞ぐ、又は妨げる伸長位置との間で移動することができる。付勢要素１７２はベアリング保持器１７０を伸長位置へ向けて付勢する。

柱１４６は、受け器ハウジング１３０の円筒壁１３８の周りの半径方向に離間した場所に配置される。柱１４６は数が開口部１４４と同じであってもよく、柱１４６の１つは隣接する各対の開口部１４４の間に配置されてもよい。

ピストン１５０は図９〜１０に最もよく示されている。ピストン１５０は、内部空洞１５４を取り囲む円筒壁１５３、及び円筒壁１５３と接続されて内部空洞１５４の開放端と反対側に配置される端壁１５６を含むことができる。ピストン１５０の内部空洞１５４の開放端に隣接して、本明細書で詳細に説明されるように、第１輪郭の係合面１５８及び第２輪郭の係合面１５９を係合部材１６０との係合のためにピストン１５０の円筒壁１５３の外周の周りに形成することができる。

図４〜６を参照すると、ピストン１５０は係合解除位置（図４及び図６）と係合位置（図５）の間で移動可能である。ピストン１５０は、ピストン１５０の内部空洞１５４内に受け器ハウジング１３０及びピストン１５０と係合するように配置される圧縮バネ１５２によってピストン１５０へ加えられる付勢力の影響で、受け器ハウジング１３０の内部空洞１３２の内部を軸線１３４に沿って移動する。

ピストン１５０の係合解除位置は、解除レバー１１６がピストン１５０と係合することに応答してピストン１５０が動かされると確立される。特に、解除レバー１１６が解除位置へ動かされると、解除レバー１１６がピストン１５０と係合し、ピストン１５０が係合位置から係合解除位置へ向かって移動する際に圧縮バネ１５２が圧縮される。

係合解除位置では、ピストン１５０の第２輪郭の係合面１５９は受け器ハウジング１３０内で開口部１４４に隣接して配置される。第２輪郭の係合面１５９は第１輪郭の係合面１５８よりも小さな最大直径を持ち、係合部材１６０と相補的であるような輪郭とされているため、ピストン１５０が係合解除位置にある場合に、係合部材１６０は受け器ハウジング１３０に対して内側へ、ピストン１５０の第２輪郭の係合面１５９へ向かって移動することができる。一例として、第２輪郭の係合面の大きさ及び形状によって、係合部材１６０を、係合部材の最外部を受け器ハウジング１３０の円筒壁１３８に対して同一面に、又は内側へ配置するのに充分な距離だけ、受け器ハウジング１３０の中へ格納することができる。したがって、ピストン１５０が係合解除位置にある場合、付勢要素１７２によってベアリング保持器１７０へ加えられる付勢力のためベアリング保持器１７０が伸長し、ベアリング保持器１７０が開口部１４４の近傍に配置されて、係合部材１６０を受け器ハウジング１３０の開口部１４４の中へ移動させる。この位置が確立されると、ベアリング保持器１７０は係合部材１６０を開口部１４４の内部でそれぞれの位置に保ち、係合部材１６０がピストン１５０の第２輪郭の係合面１５９と係合した結果、解除レバー１１６による力がピストン１５０へ加えられなくなった後でもピストン１５０が係合解除位置に保持される。ピストン１５０の係合解除位置は、本明細書で詳細に説明されるように、ベアリング保持器１７０が格納されるまで続く。

ベアリング保持器１７０は、連結器１８０が動かされて受け器１１０と係合し、係合位置が規定されると、伸長位置から格納位置へ動かされる。連結器１８０は、治工具アセンブリ１０４に連結される連結器主部１８１を含む。１つ又は複数の開口部１８２を、機械式コードピン１１４を受けるために連結器主部１８１内に形成することができる。連結器主部１８１は、本明細書で詳細に説明されるように、連結器１８０を受け器１１０に連結するために受け器１１０と係合可能な連結器リング１９０に連結される。連結器リング１９０は、連結器主部１８１により画定される凹部１８４の中で受けることができる。肩部１８６を凹部１８４の内部に形成することができる。

図１１〜１２に最もよく示されているように、連結器リング１９０は中央開口１９２を画定することができて、受け器１１０の少なくとも一部分が連結器リング１９０の中央開口１９２内で受けられるように構成される。中央開口１９２は、一部が中央開口１９２の周りに延在する環状壁１９４により画定される。１つ又は複数の環状突出部１９６が環状壁１９４から内側へ、中央開口１９２の半径方向中心に向かって延在する。環状突出部１９６は、受け器１１０が連結器１８０に連結される際に受け器１１０の係合部材１６０と係合するように構成される。環状突出部１９６は、受け器ハウジング１３０の円筒壁１３８の外径と相補的な最小内径を有する環を画定する。環状突出部１９６により画定される環は、隣接する対の環状突出部１９６により形成される、又はその間に配置される開口部１９８によって途切れており、受け器１１０及び連結器１８０が連結位置へ動かされた場合に受け器ハウジング１３０の柱１４６が環状突出部１９６を超えて動くことを可能にしている。開口部１９８は、溝、間隙、又は他の種類の開口部などの構造であってもよい。

図１５に示されるように、連結器リング１９０の開口部１９８は、９０度に等しい角度θ１で環状壁１９４の周りに半径方向に等間隔で配置されてもよい。本明細書で使用される場合、半径方向に等間隔で配置されるとは、隣接するすべての対の開口部１９８の間の角度間隔が、中央開口１９２の半径方向中心に対して測定した場合に同一であることを意味する。図１６に示されるように、代替の連結器リング３９０は、中央開口３９２、環状壁３９４、環状突出部３９６、及び開口部３９８ａ、３９８ｂ、３９８ｃ、３９８ｄを含み、これらはいずれも、開口部３９８ａ、３９８ｂ、３９８ｃ、３９８ｄが環状壁３９４の周りで半径方向に等間隔で配置されていないことを除いて、連結器リング１９０の対応する部分に類似している。この不均一な半径方向の間隔により、柱１４６が開口部３９８ａ、３９８ｂ、３９８ｃ、及び３９８ｄの場所に対応して配置されて連結器リング１９０と係合することで誤った取り付けが防止されるため、連結器及び受け器の誤った角度方向での取り付けが防止される。図示の例では、開口部３９８ａは開口部３９８ｂから９０度に等しい角度θ１だけ離間しており、開口部３９８ａは開口部３９８ｃから角度θ１だけ離間しており、開口部３９８ａは開口部３９８ｂから９０度に等しい角度θ１だけ離間しており、開口部３９８ｃは開口部３９８ｄから８０度に等しい角度θ２だけ離間しており、開口部３９８ｂは開口部３９８ｄから１００度に等しい角度θ３だけ離間している。本明細書で使用される場合、半径方向に不均一な間隔で配置されているとは、少なくとも一対の隣接する開口部３９８ａ〜ｄの間の角度間隔が、中央開口３９２の半径方向中心に対して測定した場合に、少なくとも１つの他の対の隣接する開口部３９８ａ〜ｄの間の角度間隔と同じではないことを意味する。

連結器１８０が受け器１１０に対する係合位置へ動かされると、受け器ハウジング１３０が連結器リング１９０の中央開口１９２へ入る。連結器リング１９０がベアリング保持器１７０と係合し、これにより、連結器１８０が受け器１１０へ向かって動く間にベアリング保持器１７０を伸長位置から格納位置まで移動させる。ベアリング保持器１７０がもはや開口部１４４の近傍に配置されなくなると、圧縮バネ１５２の付勢力がピストンを受け器ハウジング１３０から離れるように下方へ移動させ、結果として生じる、ピストン１５０の第２輪郭の係合面１５９の係合部材１６０との係合によって、係合部材１６０が開口部１４４を通って受け器ハウジング１３０の外側へと押される。図５で最もよくわかるように、これにより係合部材１６０が連結器リング１９０の環状突出部１９６と係合し、一方で係合部材１６０はピストン１５０の第１輪郭の係合面１５８と係合することにより、所定の位置に保持される。係合部材１６０がピストン１５０により連結器リング１９０と係合して保持される一方で、連結器１８０は受け器１１０に対する係合位置でロックされる。すでに述べたように、受け器１１０に対する連結器１８０の係合を解除するために、解除レバー１１６が解除位置へ動かされ、これにより圧縮バネ１５２が圧縮されて、ベアリング保持器１７０及び付勢要素１７２の影響下にある連結器リング１９０の環状突出部１９６のくさび状の形状により係合部材１６０へ加えられるカム作用に応答して、係合部材１６０が受け器ハウジング１３０へ動くことができる。付勢要素１７２は、係合部材１６０が自由に受け器ハウジング１３０へ移動できるようになると、連結器１８０を受け器１１０に対する係合位置から離れるように付勢する。

図１３〜１４に最もよく示されているように、緩衝器２１０は動きに抵抗する。図示の例では、ピストンロッド２１２及びピストンヘッド２１４を含む緩衝器ピストンの動きは、流体を第１グループのポート２３０及び第２グループのポート２３２を含むポートを通して流すことで抵抗される。ピストンロッド２１２及びピストンヘッド２１４は一体に形成する、又は別々に形成することができて、固定関係で連結することができる。第１グループのポート２３０及び第２グループのポート２３２であるポートは、ピストンロッド２１２に固定されるピストンヘッド２１４内に画定される。第１グループのポート２３０及び第２グループのポート２３２はそれぞれ、ピストンヘッド２１４が軸方向に移動する際に、流体がピストンヘッド２１４を超えて流れられるようにする。

緩衝器２１０は内部空間２１７を画定する緩衝器ハウジング２１６を含む。緩衝器ハウジング２１６は中空の円筒形部材であってもよく、緩衝器シリンダーと呼ばれることがある。流体が内部空間２１７の内部に配置されて、内部空間２１７内のピストンヘッド２１４の軸方向の動きに抵抗する。一実装では、流体は気体である。別の実装では、流体は油などの液体である。緩衝器ハウジング２１６は閉鎖端及び開放端を含む。シールアセンブリが緩衝器ハウジング２１６の開放端内に配置される。シールアセンブリは開口２２０を有するシール主部２１８を含む。ピストンロッド２１２はこの開口を通って延在する。また、シールアセンブリは第１封止リング２２２及び第２封止リング２２４を含む。第１封止リング２２２は緩衝器ハウジング２１６及びシール主部２１８と係合する。第２封止リングはシール主部２１８及びピストンロッド２１２と係合し、保持器リング２２６によりシール主部上に保持される。

緩衝器ハウジング２１６の閉鎖端の穴２２８は、緩衝器２１０をネジなどの従来の締結具によりピストン１５０に連結するのに使用することができる。

緩衝器２１０は、圧縮バネ１５２の影響下にあるピストン１５０の受け器ハウジング１３０から離れる動きに抵抗するように構成される。したがって、解除レバー１１６が解除位置へ動かされて、それにより圧縮バネ１５２が圧縮されてピストン１５０が受け器ハウジング１３０へ向かって動かされた後に、ピストン１５０及び解除レバー１１６はすぐにロック位置へ戻ることはない。その代わりに、ピストン１５０の受け器ハウジング１３０から離れる動きは、圧縮バネ１５２により加えられえる力及びピストンヘッド２１４内のポートの構成により決定される速度で、ゆっくりと起こる。結果として、解除レバー１１６は、連結器１８０が受け器１１０から取り外される間に、手動で解除位置に保持しておく必要はない。その代わりに、解除レバー１１６が解除位置へ動かされた後に、ピストン１５０の動きによって係合部材１６０が連結器リング１９０と再係合するまで連結器１８０が取り外し可能となる期間がある。この間は、連結器１８０を長いフック１８８及び長いフランジ１１８により受け器１１０に対して支持することができる。

緩衝器２１０は、ピストン１５０が受け器ハウジング１３０から離れる動きへの抵抗よりも小さい程度に、ピストン１５０が受け器ハウジング１３０へ向かう動きに抵抗するように構成することができる。例えば、第１グループのポート２３０は、第２グループのポート２３２のうちの１つ又は複数のポートよりも小さな総面積を有する１つ又は複数のポートを含むことができる。バルブ部材２３４が、ピストン１５０の受け器ハウジング１３０から離れる動きに応答して緩衝器２１０のピストンロッド２１２が動いている間に第２グループのポートを塞ぐように与えられる。これによりピストンヘッド２１４を通る流体の流れの速度を遅くして、ピストン１５０を遅くする。バルブ部材２３４は、ピストン１５０が受け器ハウジング１３０へ向かって動く場合は第２グループのポート２３２を塞がず、この方向への制限を小さくする。例えば、バルブ部材２３４はピストンロッド２１２の周りに延在するゴム製フラップとすることができて、ピストンヘッド２１４へ取り付けられ、保持器リング２３６により所定の位置に保持される。流体がピストンヘッド２１４のバルブ部材２３４が与えられている側から流れる場合、バルブ部材２３４は第２グループのポート２３２を覆い、第２グループのポート２３２はバルブ部材２３４により塞がれているものの第１グループのポート２３０はバルブ部材２３４により塞がれていないため、流体は第１グループのポート２３０を通ってピストンヘッド２１４を超えて流れるが、第２グループのポート２３２を通って流れることはない。流体がピストンヘッド２１４のバルブ部材２３４とは反対側から流れる場合、バルブ部材２３４は流圧によりピストンヘッド２１４から離れるように動かされて第２グループのポート２３２を開放し、第１グループのポート２３０及び第２グループのポート２３２がバルブ部材２３４により塞がれていないため、流体が第１グループのポート２３０及び第２グループのポート２３２を通ってピストンヘッド２１４を超えて流れる。

作業時に、連結器１８０はオペレータ（すなわち人）によって手動で受け器１１０に連結される。オペレータは連結器１８０を受け器１１０と位置合わせし、連結器１８０の長いフック１８８を受け器１１０の長いフランジ１１８へ引っ掛けながら、連結器１８０を上方へわずかに傾ける。長いフック１８８が長いフランジ１１８と係合した後に、オペレータが受け器１１０との軸方向の位置合わせのために連結器１８０を下方へ回転させる。この動きの間に、連結器１８０の連結器リング１９０がベアリング保持器１７０と係合し、付勢要素１７２を圧縮することで、ベアリング保持器１７０を受け器ハウジング１３０のチャネル１４２へ移動させる。連結器リング１９０が係合部材１６０を通り過ぎると、係合部材１６０は圧縮バネ１５２により受け器ハウジング１３０から離れるように付勢されるピストン１５０により外側へと押される。係合部材１６０は、ピストン１５０により係合部材１６０へ加えられる力により連結器リング１９０の内側と係合して保持され、連結器１８０を受け器１１０へロックする。

オペレータが連結器１８０を受け器１１０から解放することを望む場合、オペレータはまず解除レバー１１６を連結器１８０に向けて、解除レバー１１６の解除位置まで回転させる。これにより、圧縮バネ１５２が圧縮され、ピストン１５０によって係合部材１６０へ加えられた力が開放されて、ピストン１５０が受け器ハウジング１３０へ向かって移動する。オペレータが解除レバー１１６を放すと、圧縮バネ１５２によりピストン１５０へ加えられるばね力がピストン１５０を受け器ハウジングから離れるようにロック位置へ向けて付勢するが、この動きは緩衝器２１０により減速される。したがって、オペレータは連結器１８０を受け器１１０から取り外しながら解除レバー１１６を保持する必要はない。ピストン１５０が係合部材１６０を連結器リング１９０と再係合させる前に、オペレータは連結器１８０をわずかに上方へ回転させて連結器リング１９０のベアリング保持器１７０との係合を解除し、その結果、ベアリング保持器１７０は係合部材を受け器ハウジング１３０内に保持することができる。そして、オペレータは連結器１８０を受け器１１０から持ち上げて、連結器１８０の長いフック１８８の受け器１１０の長いフランジ１１８との係合を解除する。

図１７〜１８は第２実施形態に係る迅速交換装置４００を示す。図１７は、連結器４８０が受け器４１０に固定されていない部分的に連結された位置での、受け器４１０及び連結器４８０を含む迅速交換装置を示す斜視図である。図１８は、連結器４８０が受け器４１０に固定されている連結位置での迅速交換装置４００を示す斜視図である。迅速交換装置４００は迅速交換装置１００に類似しており、本明細書に別に記載される場合を除き、迅速交換装置１００に関する前述の特徴を含むことができる。迅速交換装置は、迅速交換装置１００、ベース構造物１０２、及び治工具アセンブリ１０４に関して説明されたように、ベース構造物及び治工具アセンブリと共に使用することができる。

受け器４１０及び連結器４８０は、着脱可能で受け器４１０に連結可能である。受け器４１０及び連結器４８０が互いに係合していない連結解除位置から、迅速交換装置４００を部分的に連結された位置へ移動させることができる。部分的に連結された位置は、連結器４８０を受け器４１０と係合させる動きの間に連結器４８０を受け器４１０から支持することで規定される。

連結器４８０が受け器４１０に連結されている最中に、連結器４８０を受け器４１０に対して支持するために、受け器４１０は第１支持部品４１８を含み、連結器４８０は第２支持部品４８８を含む。第１支持部品４１８及び第２支持部品４８８は、連結器４８０が受け器４１０からぶら下がることができるように構成される。図示の例では、受け器４１０の第１支持部品４１８が長いフックを画定し、連結器４８０の第２支持部品４８８は長い棒４８９ａを含む。長い棒４８９ａは、連結器４８０の両端において連結器４８０の周囲の構造から外側へ延在する突出部４８９ｂの間に延在し、長い棒４８９ａの両端が突出部４８９ｂに支持されて、長い棒４８９ａが連結器４８０から離間する。長い棒４８９ａを第１支持部品４１８により画定される長いフックの上に置くことで、連結器４８０を受け器に対する連結位置へ移動させる前に、連結器４８０が受け器４１０により支持される。加えて、第１支持部品４１８及び第２支持部品４８８は、連結位置への移動に備え、連結器４８０を受け器４１０に対して幾何学的に位置合わせするように配置される。

受け器４１０及び連結器４８０が部分的に連結された位置にある場合、受け器４１０及び連結器４８０を互いへ向けて動かすことで、両者を連結位置へ移動させることができる。特に、部分的に連結された位置から連結位置への移動は、第２支持部品４８８が第１支持部品４１８から吊るされて第１支持部品４１８により支持されている間に、連結器４８０を受け器４１０に対して回転させることで実現できる。部分的に連結された位置から連結位置への移動の間の連結器４８０の受け器４１０に対する回転の軸線は、第２支持部品４８８が第１支持部品４１８に接触する場所に沿って存在する。

受け器４１０及び連結器４８０が連結位置にある場合、まず回転可能な解除レバー４１６をロック位置から解除位置まで操作することで、両者を連結解除位置へ移動させることができる。解除レバー４１６が解除位置に達すると、受け器４１０と連結器４８０の間で以前に確立されたロックが終わり、受け器４１０及び連結器４８０が互いから遠ざかることができる。

図１９〜２１は、連結器４８０を受け器４１０に連結する間の内部構成要素の操作を含む、迅速交換装置４００を示す断面図である。図１９は、解除レバー４１６が解除位置にある、連結解除位置での受け器４１０を示す。図２０は、解除レバーがロック位置にある、連結位置での受け器４１０及び連結器４８０を示す断面図である。図２１は、解除レバー４１６が解除位置にある、連結位置での受け器及び連結器を示す断面図である。

受け器４１０は受け器ベース４２０及び受け器ハウジング４３０を含む。受け器ベース４２０及び受け器ハウジング４３０は互いに対して動かないように構成することが可能であり、それゆえ、図示されるように別の構造物とすることができる、又は一体成型のハウジングとして一体成型することができる。解除レバー４１６は、ピボットジョイント４２４により受け器ベース４２０に回転可能に連結されている。ピボットジョイント４２４には、解除レバー４１６を受け器ベース４２０へ回転可能な形で固定するピン又は他の適切な構造を含みうる。ピボットジョイント４２４にはバネ又は他の弾性構造などの付勢要素を組み込むことができる。解除レバー４１６は、説明されるように、解除レバー４１６へ向けて付勢される受け器ハウジング４３０を介して加えられる付勢力によって、解除レバー４１６のロック位置へ付勢することができる。

受け器ハウジング４３０は、受け器ハウジング１３０に類似している。受け器ハウジング４３０は、軸線４３４に沿って延在する内部空洞４３２、ベース４３６、円筒壁４３８、及び端壁４４０を含む。受け器ハウジング４３０のベース４３６は受け器ベース４２０に連結可能であり、円筒壁４３８はベース４３６と端壁４４０の間の内部空洞４３２を取り囲みむとともにベース４３６から端壁４４０まで外側へ延在する。端壁４４０は軸線４３４を横断して延在し、円筒壁４３８から内側へ延在して、ベース４３６の反対側に、内部空洞４３２に対する閉鎖端を画定する。

受け器４１０は、受け器ハウジング４３０の内部空洞４３２内に配置されるピストン４５０を含む。ピストン４５０は、受け器ハウジング１３０の内部空洞４３２内で動くことで受け器４１０を連結器４８０に対してロック及びロック解除させるロックアクチュエータとして機能する。また、受け器４１０は圧縮バネ４５２などの付勢要素を含み、圧縮バネ４５２は、ピストン４５０を受け器ハウジング４３０から離れるように軸線４３４に沿って付勢するように内部空洞４３２内に配置される。他の適切な付勢要素としては、積層皿バネ、又は圧縮性弾性材料の塊が挙げられる。ピストン４５０の受け器ハウジング４３０から離れる動きの速度は、円筒壁４３８の内面とピストン４５０の外面の間に配置されて、摩擦接触及び、ピストン４５０が軸線４３４に沿って端壁４４０へ向かって、及び端壁４４０から離れるのに伴って内部空洞４３２のピストン４５０と端壁４４０の間の部分へ流入する／流出する気流を制限することによって緩衝器として機能するＯリングにより抑制される。緩衝器２１０はピストン４５０に固定され、緩衝器のピストンロッド２１２は直接、又は従来の締結具又は方法でハウジングに固定される保持器２００により、受け器ハウジング４３０に連結される。

ピストン４５０は、ボールベアリングなどの略球状部材でありうる複数の係合部材４６０と係合可能である。

受け器４１０は、受け器ハウジング４３０の円筒壁４３８を取り囲んで係合部材４６０を受け器ハウジング４３０に対して保持するリング形状の要素でありうるベアリング保持器４７０をさらに含む。付勢要素４７２は、ベアリング保持器４７０を受け器ハウジング４３０から離すように付勢する。一例として、付勢要素４７２は、圧縮バネ、積層皿バネ、又は圧縮性弾性材料の塊とすることができる。ベアリング保持器４７０及び付勢要素４７２は、受け器ハウジング４３０のベース４３６に円筒壁４３８の周りに形成されるチャネル４４２の中に配置することができる。

係合部材４６０は、受け器ハウジング４３０の円筒壁４３８を貫通するポート又は開口部４４４内に配置することができる。係合部材４６０が球状である実装において、開口部４４４は、円筒壁４３８の表面に対して略直角な方向を見た場合に、断面を略円形とすることができる。開口部は、円筒壁４３８を通って軸線４３４を実質的に横断する方向、例えば円筒壁４３８に対して半径方向などに延在してもよい。

柱４４６は円筒壁４３８上に形成する、又は円筒壁４３８に連結することができて、ベアリング保持器４７０及び付勢要素４７２を保持し、移動を制限することができる。その結果、ベアリング保持器４７０は、外力が加えられた場合の格納位置と、外力が除去された場合に付勢要素４７２により加えられる付勢力に応答して伸長した位置の間を動くことができる。ベアリング保持器４７０はチャネル４４２内に配置され、格納位置では開口部４４４を塞ぐ、又は妨げることはせず、伸長位置では柱４４６と係合して開口部４４４を塞ぐ、又は妨げる。

ピストン４５０は、円筒壁４５３、内部空洞４５４、及び内部空洞４５４の開放端と反対側に配置される端壁４５６を含むことができる。ピストン４５０の内部空洞４５４の開放端に隣接して、第１輪郭の係合面４５８及び第２輪郭の係合面４５９を、ピストン４５０の円筒壁４５３の外周の周りに係合部材４６０との係合のために形成して、軸線４３４に沿ったピストンの移動に応答して係合部材４６０を半径方向に移動させることができる。

ピストン４５０は係合解除位置（図１９及び図２１）と係合位置（図２０）の間で移動可能である。ピストン４５０は受け器ハウジング４３０の内部空洞４３２の中を軸線４３４に沿って移動する。ピストン４５０の動きは、圧縮バネ４５２及び圧縮バネ４５２とは反対に力を加えるのに使用することができる解除レバー４１６によりピストン４５０へ加えられる力に起因する。

ピストン４５０の係合位置は、解除レバー４１６がロック位置にあることで確立される。圧縮バネ４５２は受け器ハウジング４３０及びピストン４５０と係合するようにピストン４５０の内部空洞４５４内に配置されているため、圧縮バネ４５２は、解除レバー４１６により加えられる力に抵抗されていない場合に、ピストン４５０を受け器ハウジングの端壁４４０から離れるように付勢する。係合位置では、ピストン４５０は圧縮バネ４５２によりピストン４５０へ加えられる付勢力の影響で、受け器ハウジング４３０の内部空洞４３２内で軸線４３４に沿って端壁４４０から離間している。

ピストン４５０の係合解除位置は、解除レバー４１６がピストン４５０に対して動くことに応答してピストン４５０が移動すると確立される。図示の例では、解除レバー４１６はピストン４５０の下部に連結されたピン４２１により、ピストン４５０に連結される。ピン４２１は、解除レバー４１６を通って規定される溝４２２を通って延在する。したがって、例えば、解除レバー４１６が解除位置へ動かされた場合、解除レバー４１６はピストン４５０と係合し、ピストン４５０が係合位置から係合解除位置へ向かって移動する際に圧縮バネ４５２が圧縮される。

係合解除位置では、ピストン４５０の第２輪郭の係合面４５９は受け器ハウジング４３０内で開口部４４４の近傍に配置される。第２輪郭の係合面４５９は第１輪郭の係合面４５８よりも小さな最大直径を持ち、係合部材４６０と相補的であるような輪郭とされているため、ピストン４５０が係合解除位置にある場合に、係合部材４６０は受け器ハウジング４３０に対して内側へ、ピストン４５０の第２輪郭の係合面４５９へ向かって移動することができる。一例として、第２輪郭の係合面４５９の大きさ及び形状によって、係合部材４６０を、係合部材４６０の最外部を受け器ハウジング４３０の円筒壁４３８に対して同一面に、又は内側へ配置するのに充分な距離だけ、受け器ハウジング４３０の中へ格納することができる。したがって、ピストン４５０が係合解除位置にある場合、付勢要素４７２によってベアリング保持器４７０へ加えられる付勢力のためベアリング保持器４７０が伸長し、ベアリング保持器４７０が開口部４４４の近傍に配置されて、係合部材４６０を受け器ハウジング４３０の開口部４４４の中へ移動させる。この位置が確立されると、ベアリング保持器４７０は係合部材４６０を開口部４４４の内部でそれぞれの位置に保ち、係合部材４６０がピストン４５０の第２輪郭の係合面４５９と係合した結果、解除レバー４１６によりピストン４５０へ力が加えられなくなった後でもピストン４５０が係合解除位置に保持される。ピストン４５０の係合解除位置は、本明細書で詳細に説明されるように、ベアリング保持器４７０が格納されるまで続く。

ベアリング保持器４７０は、連結器４８０が動かされて受け器４１０と係合して係合位置が規定されると、伸長位置から格納位置へ動かされる。連結器４８０は、治工具アセンブリ４０４に連結される連結器主部４８１を含む。連結器主部４８１は、本明細書で詳細に説明されるように、連結器４８０を受け器４１０に連結するために受け器４１０と係合可能な連結器リング４９０に連結される。連結器リング４９０は、連結器主部４８１により画定される凹部４８４の中で受けることができる。肩部４８６を凹部４８４の内部に形成することができる。

連結器リング４９０は連結器リング１９０に類似しており、環状壁４９４によって一部が画定される中央開口を含む。環状壁４９４は、中央開口と、環状壁４９４から中央開口の半径方向中心へ向かって内側へ延在する環状突出部４９６とを取り囲む。環状突出部４９６は、受け器４１０が連結器４８０に連結される際に、受け器４１０の係合部材４６０と係合するように構成される。環状突出部４９６は、受け器ハウジング４３０の円筒壁４３８の外径と相補的な最小内径を有する環を画定する。溝又は間隙などの開口部は、隣接する対の環状突出部４９６により形成する、又はその間に配置することができて、柱４４６が環状突出部４９６を通過することを可能にしている。

図２２は、ロック位置にある解除レバー４１６及び係合位置にある解除防止機構４１７を含む受け器を示す斜視図である。解除レバー４１６は受け器４１０の受け器ベース４２０に形成される溝４２５の中に配置される。溝４２５は受け器ベース４２０の底面からポケット４２６まで上方へ延在する。ポケット４２６は、解除防止機構４１７が係合位置にある場合に解除防止機構４１７と係合するように構成される係合面４２７を含む。解除防止機構４１７は解除レバー４１６に連結されているため、解除防止機構４１７の係合面４２７との係合により、解除防止機構が係合位置にある間に解除レバー４１６がロック位置から解除位置へ動くことが防止される。

すでに述べたように、解除レバー４１６は受け器ベース４２０に回転可能に連結され、溝４２５が設けられることで、解除レバー４１６が回転可能な空間が与えられる。解除レバー４１６を収容するため、溝４２５は解除レバー４１６よりわずかに広い。例えば、溝４２５の幅は、アセンブリのばらつきに対して余裕を与えて解除レバー４１６が滑らに動くことを確かにすることを目的とした小さな隙間の分だけ、解除レバー４１６の幅よりも大きくすることができる。

ポケット４２６は溝４２５より広い。係合面４２７は、ポケット内で溝４２５の片側に位置する。図示の例では、係合面４２７は、解除レバー４１６がロック位置にある場合に解除レバー４１６に横方向に隣接して配置される肩部の形になっている。係合面４２７と係合し、解除レバー４１６の動きを抑えるため、解除防止機構４１７は解除レバー４１６に連結される。図示の例では、解除防止機構４１７は解除レバー４１６の上面に連結される板状の構造物である。解除防止機構４１７は解除レバー４１６より広く、ポケット４２６より狭い。解除防止機構４１７の幅により、解除防止機構４１７がポケット４２６に受け入れられて係合面４２７などのポケット４２６内部の表面と係合することが可能となり、その結果、解除レバー４１６は、解除防止機構４１７が係合している場合は解除位置へ動くことができない。

解除防止機構４１７は、図２３〜２４で最もよくわかるように、係合位置から係合解除位置へ移動可能である。特に、図２３は解除レバー４１６がロック位置に、解除防止機構４１７が係合位置にある、解除レバー４１６及び解除防止機構４１７を示す側面図であり、図２４は係合解除位置にある解除防止機構４１７及びロック位置と解除位置の間の中間位置にある解除レバー４１６を示す側面図である。図２３では、解除防止機構４１７の終端部分はポケット４２６の係合面４２７と係合し、一方で解除レバー４１６はもっぱら溝４２５の中に配置されている。解除防止機構４１７は溝４２５の中を下方へ動くには広すぎるため、解除レバー４１６が解除位置へ向かって下方へ動くことが防止される。

解除防止機構４１７が係合解除位置へ移動できるようにするため、解除防止機構４１７は解除レバー４１６に対して動くことができる。図示の例では、解除防止機構４１７は、解除防止機構４１７を解除レバー４１６の上端に連結する滑りジョイントを画定する１つ又は複数のピン４２８を含む。ピン４２８により画定される滑りジョイントによって、解除防止機構４１７が解除レバー４１６の上面に沿ってポケット４２６に向けて、及びポケット４２６から離れるように摺動することが可能となる。解除防止機構４１７は、図示の例では引張バネである、バネ４２９などの弾性要素により係合位置へ向けて付勢することができる。図２４では、解除防止機構は、解除防止機構４１７の終端部分がポケット４２６から外側へ配置されるように、受け器ベース４２０から離れるように摺動されている。この位置では解除防止機構４１７は係合面４２７と係合せず、解除レバー４１６は溝４２５の中で解除位置へ向かって下方へ自由に動くことができて、その結果、連結器４８０を受け器４１０から取り外すことができる。

図２５〜２８は開放維持機構５１０を示す。開放維持機構５１０は第１穴５１２、センサピン５１４、プラグ５１６、及び第１圧縮バネ５１８を含む。また、開放維持機構５１０は第２穴５２０、終端部分５２４を有する保持ピン５２２、ポート５２６、第２圧縮バネ５２８、及び端面５３０を含む。開放維持機構５１０は連結器４８０を受け器４１０から取り外すのを支援する。特に、開放維持機構５１０は解除レバー４１６を解除位置に保持し、その結果、オペレータは解除レバー４１６を解除位置へ動かして、解除レバー４１６を保持し続ける必要もなしに、両手を使って連結器４８０を取り外すことができる。開放維持機構５１０は、連結器４８０が受け器４１０から取り外されるまでは、そうでなければ受け器ハウジング４３０により解除レバー４１６へ加えられる付勢力の結果として起こる、解除レバー４１６の解除位置からロック位置へ戻る動きを抑える。

第１穴５１２は受け器ベース４２０に形成され、受け器ハウジング４３０の軸線４３４に平行に延在する。第１穴５１２は受け器ベース４２０の上面５３２の開放端から受け器ベース４２０の底面５３４に向かって延在する。センサピン５１４、プラグ５１６、及び第１圧縮バネ５１８は第１穴５１２の中に配置される。センサピン５１４の第１終端５３６は、連結器４８０が受け器４１０に連結される際に連結器４８０がセンサピン５１４の第１終端５３６と接触するように、第１穴５１２の開放端から外へ、受け器ベース４２０の上面５３２から上方へ延在することができる。センサピン５１４は階段状形状を持つことができて、第１穴５１２の中で肩部５３８と係合して、センサピン５１４の第１終端５３６が受け器ベース４２０の上面５３２の上の最大高さまで上方へ移動するのを制限することができる。

センサピン５１４の第２終端５３７はプラグ５１６の開放端の中へと延び、プラグ５１６の内部穴の中でセンサピン５１４の第２終端５３７とプラグ５１６の閉鎖端の間に配置される第１圧縮バネ５１８と係合する。それゆえ、第１圧縮バネ５１８はプラグ５１６をセンサピン５１４から離れるように付勢する。センサピン５１４の反対側には、第２穴５２０に面するようにテーパ５１９がプラグ５１６の終端に形成される。

第２穴５２０は受け器ベース４２０に形成され、第１穴５１２に対して垂直に、受け器ベース４２０の側面５４０からポート５２６まで延在し、ポート５２６は第２穴５２０から溝４２５まで延在する。保持ピン５２２は第２穴５２０の中に配置され、第２穴５２０に沿って摺動することができる。保持ピン５２２はポート５２６よりも直径が小さい終端部分５２４を含み、終端部分５２４は、解除レバー４１６上の凹部５４３の中に画定される肩部５４２のような解除レバー４１６上に形成される形状と係合するためにポート５２６から外へ延在することができる。終端部分５２４がポート５２６から外へ延在する場合、保持ピン５２２の残りの部分はポート５２６を囲む領域内で受け器ベース４２０の壁と係合する。

保持ピン５２２は第２圧縮バネ５２８によってポート５２６へ向けて付勢される。第２圧縮バネ５２８は、第２穴５２０の中で保持ピン５２２と第２穴５２０の端面５３０の間に配置される。図示の例では、端面５３０は第２穴５２０の中に配置されて受け器ベース４２０の側面５４０に隣接する第２穴５２０に螺合連結されるプラグ上に形成される。第２圧縮バネ５２８は、保持ピン５２２上に形成されるテーパ５２３の近傍で保持ピン５２２と係合し、端面５３０と対向し、第１穴５１２が第２穴５２０と交差する領域にほぼ位置する。

開放維持機構５１０の第１位置は、解除レバー４１６がロック位置にある受け器４１０を示す断面図である図２５で見られる。連結器４８０は受け器４１０に連結されていない。このため、センサピン５１４は、センサピンの第１終端５３６が上面５３２の上に位置し、センサピン５１４の主部が第１穴５１２の中で肩部５３８と係合した状態で、第１穴５１２から外へ自由に延在することができる。センサピン５１４は第１圧縮バネ５１８によってこの位置まで付勢され、これによりプラグ５１６に対する第１位置が規定され、この位置ではセンサピン５１４の比較的短い長さがプラグ５１６の内部にある。プラグ５１６は保持ピン５２２の周囲面と係合し、保持ピン５２２の周囲面との係合によって第２穴５２０の中への動きが抑制される。

解除レバー４１６がロック位置にある状態では、保持ピン５２２の終端部分５２４は解除レバー４１６の側面と係合する。この係合によって終端部分５２４はポート５２６からさらに外へ延びないよう抑制され、これにより終端部分５２４のポート５２６から外への伸長の最小限度が規定される。この位置では、すでに述べたように、第２圧縮バネ５２８は圧縮され、保持ピン５２２の周囲面はプラグ５１６と係合する。

開放維持機構５１０の第２位置は、解除レバー４１６がロック位置にある、連結器４８０に連結された受け器４１０を示す断面図である図２６で見られる。開放維持機構５１０の第２位置では、連結器４８０は受け器４１０に連結されている。連結器４８０のセンサピン５１４の第１終端５３６との係合によって、センサピン５１４は第１圧縮バネ５１８により加えられる付勢力に逆らって第１穴５１２の中で下方へ動かされて、第１圧縮バネ５１８を圧縮する。保持ピン５２２は、図２６に関連して説明した第１位置に対して動かされていない。このため、プラグ５１６は保持ピン５２２の周囲面と係合したままで、センサピン５１４の下方への動きに応答して動いてはいない。

開放維持機構５１０の第３位置は、解除レバー４１６が解除位置にある、連結器４８０に連結された受け器４１０を示す断面図である図２７で見られる。第３位置では、連結器４８０は受け器４１０に連結されたままで、解除レバー４１６は解除位置へ動かされている。解除レバー４１６の解除位置への移動によって解除レバー４１６の凹部５４３の位置がポート５２６と揃えられ、これにより保持ピン５２２が第２穴５２０に沿って解除レバー４１６へ向かって移動することができて、保持ピン５２２の終端部分５２４が解除レバー４１６の凹部５４３に入る。

保持ピン５２２が第２穴５２０に沿って解除レバー４１６へ向かって移動することでテーパ５２３がポート５２６へ向かって動き、プラグ５１６が第１圧縮バネ５１８の影響で第１穴５１２に沿って下方へ動くことができて、プラグ５１６の終端のテーパ５１９が保持ピン５２２のテーパ５２３と係合する。プラグ５１６の終端のテーパ５１９が保持ピン５２２のテーパ５２３と係合することで、保持ピン５２２が第２穴５２０に沿って解除レバー４１６から離れるように移動することが防止される。それゆえ、センサピン５１４が連結器４８０との係合によって完全に第１穴５１２の中に配置されたままの状態で、プラグ５１６が保持ピン５２２の動きを妨げ続けることで、保持ピンの終端部分が解除レバー４１６の凹部５４３の中に保持されて肩部５４２と係合し、解除レバー４１６が解除位置に保たれる。

開放維持機構５１０の第４位置は、解除レバー４１６がロック位置で開放維持機構５００が第４位置にある受け器４１０を示す断面図である図２８で見られる。第４位置では、連結器４８０は受け器４１０から取り外されており、センサピン５１４は第１圧縮バネ５１８により加えられる力に応答して移動している。この移動の結果として、センサピン５１４の第１終端５３６は上面５３２の上にあり、センサピン５１４の主部は第１穴５１２の中で肩部５３８と係合している。

センサピン５１４の上方への移動の結果として、第１圧縮バネ５１８は長くなり、これにより第１圧縮バネ５１８によりプラグ５１６へ加えられる付勢力が減少する。そのため、プラグ５１６はプラグ５１６のテーパ５１９が保持ピン５２２のテーパ５２３と係合することで第２穴５２０に沿った保持ピン５２２の動きに抵抗し続けることはできない。

第４位置では、保持ピン５２２は解除レバー４１６から離れるように格納されて、保持ピン５２２の終端部分５２４はもはやポート５２６を通って延びることはなく、肩部５４２と係合するために解除レバー４１６の凹部５４３の中に配置されることもない。その代わり、プラグ５１６が保持ピン５２２の動きを妨げなくなると、保持ピン５２２は解除レバー４１６の凹部５４３の肩部５４２との相互作用によって動かされる。

保持ピン５２２の動きは、解除レバー４１６へ加えられる付勢力によって引き起こされる。特に、解除レバー４１６は受け器ハウジング４３０により加えられるばね力によって上方へ付勢され、肩部５４２は保持ピン５２２の終端部分５２４へ上方への力を加える。終端部分５２４はわずかにテーパが付いた表面又は傾斜した表面を持ち、終端部分５２４に上方への力が加えられることで、保持ピン５２２に加えられる力の第２穴５２０の方向である横方向成分が生じる。プラグ５１６により保持ピン５２２へあらかじめ加えられた機械的干渉が存在しないので、肩部５４２との係合によって保持ピン５２２は第２穴５２０に沿って解除レバー４１６から離れるように摺動する。この動作が終わると、開放維持機構５１０は第１位置へ戻り、これにより開放維持機構５１０が再び使用できるようにリセットされる。

本発明は特定の実施形態に関連して説明されたが、本発明は開示された実施形態に制限されるものではないと理解されるべきであり、むしろ、添付の請求項の趣旨と範囲に含まれる様々な変更及び等価な構成を包含することが意図されており、法令の下で認められるすべてのそのような変更及び等価な構造を網羅するように最大限広範な解釈が請求項の範囲に対して与えられるべきである。

Claims (20)

1. ポートが貫通している壁を含むハウジングと、
   前記ポート内に移動可能に配置される係合部材と、
   前記壁の第１の側に配置されるロックアクチュエータであって、前記ロックアクチュエータが前記係合部材を前記壁の前記第１の側から前記壁の第２の側へ規定される第１方向に付勢する第１位置と、前記ロックアクチュエータが前記壁の前記第２の側から前記壁の前記第１の側へ規定される第２方向に前記係合部材が移動できるようにする第２位置の間で移動可能であるロックアクチュエータと、
   前記ハウジングに連結され、前記ロックアクチュエータを前記第１位置から前記第２位置へ向かって移動させるために前記ロックアクチュエータと係合可能である解除レバーと、
   前記解除レバーに連結される解除防止機構であって、前記解除防止機構が前記ハウジングと係合して前記解除レバーの動きを抑えて前記ロックアクチュエータが前記第１位置から前記第２位置へ動くのを防ぐ係合位置と、前記解除防止機構が前記ハウジングとの係合を解除して前記解除レバーが動けるようにする係合解除位置の間で移動可能である解除防止機構と、
   を含む、モジュール式治工具受け器。
2. 前記ハウジングはポケットを含み、前記解除防止機構は前記係合位置で前記ポケット内の表面と係合する、請求項１に記載のモジュール式治工具受け器。
3. 前記ハウジングは前記ポケットに隣接する溝を含み、前記解除レバーは前記溝の中に配置される、請求項２に記載のモジュール式治工具受け器。
4. 前記ポケットは前記解除防止機構より広く、前記解除防止機構は前記溝より広い、請求項３に記載のモジュール式治工具受け器。
5. 前記解除防止機構は前記解除レバーに摺動可能に連結されている、請求項１に記載のモジュール式治工具受け器。
6. 前記ロックアクチュエータを前記第１位置へ向けて付勢する第１付勢要素と、
   前記壁の前記第２の側に配置される保持器であって、前記保持器が前記係合部材と係合して前記係合部材が前記第２方向へ動くのを妨げる第１位置と、前記保持器が前記第２方向に前記係合部材が移動できるようにする第２位置との間で移動可能である保持器と、
   前記保持器を前記保持器の前記第１位置へ向けて付勢する第２付勢要素、
   とをさらに含み、
   前記壁は円筒形であり、
   前記保持器はリングであり、
   前記ロックアクチュエータはピストンであり、
   前記係合部材は球状である、
   請求項１に記載のモジュール式治工具受け器。
7. 前記ロックアクチュエータの前記第２位置から前記第１位置へ向かう動きの速度を抑制する緩衝器をさらに含み、前記緩衝器はＯリングである、請求項１に記載のモジュール式治工具受け器。
8. 前記係合部材は前記第１位置で連結器との係合を保持すること、及び前記第２位置で前記連結器を解放することに使用可能である、請求項１に記載のモジュール式治工具受け器。
9. 連結器と、受け器と、を備えるモジュール式治工具アセンブリであって、
   前記受け器は、
   ポートが貫通している壁を含むハウジングと、
   前記連結器との係合のために前記ポート内に移動可能に配置される係合部材と、
   前記壁の第１の側に配置されるロックアクチュエータであって、前記ロックアクチュエータが前記係合部材を前記壁の前記第１の側から前記壁の第２の側へ規定される第１方向に前記連結器に向けて付勢する第１位置と、前記ロックアクチュエータが前記壁の前記第２の側から前記壁の前記第１の側へ規定される第２方向に前記連結器から離れるように前記係合部材が移動できるようにする第２位置の間で移動可能であるロックアクチュエータと、
   前記ハウジングに連結される解除レバーであって、前記解除レバーをロック位置から解除位置へ移動させることにより、前記ロックアクチュエータを前記第１位置から前記第２位置へ向かって移動させるために前記ロックアクチュエータと係合可能である解除レバーと、
   前記連結器が前記ハウジングと係合している間に前記解除レバーを前記解除位置に保持するのに使用可能であり、かつ前記連結器がもはや前記ハウジングと係合していない場合に前記解除レバーが前記ロック位置に戻れるようにするのに使用可能である開放維持機構と、
   を含むことを特徴とする、モジュール式治工具アセンブリ。
10. 前記解除レバーは凹部を含み、前記開放維持機構は前記凹部と係合して前記解除レバーを前記解除位置に保持する保持ピンを含む、請求項９に記載のモジュール式治工具アセンブリ。
11. 前記開放維持機構は前記連結器と係合可能なセンサピンを含む、請求項１０に記載のモジュール式治工具アセンブリ。
12. 前記開放維持機構は前記センサピンが前記連結器と係合している間に前記保持ピンが前記解除レバーの前記凹部から後退するのを防ぎ、前記センサピンがもはや前記連結器と係合していない場合に前記保持ピンが前記解除レバーの前記凹部から後退できるようにする、請求項１１に記載のモジュール式治工具アセンブリ。
13. 前記解除レバーが前記ロック位置から前記解除位置へ動いた場合に前記保持ピンが前記解除レバーへ向かって前記凹部の中へ移動するように、前記保持ピンが前記解除レバーへ向けて付勢される、請求項１２に記載のモジュール式治工具アセンブリ。
14. 前記受け器は、
    前記ロックアクチュエータを前記第１位置へ向けて付勢する第１付勢要素と、
    前記壁の前記第２の側に配置される保持器であって、前記保持器が前記係合部材と係合して前記係合部材が前記第２方向へ動くのを妨げる第１位置と、前記保持器が前記第２方向に前記係合部材が移動できるようにする第２位置との間で移動可能である保持器と、
    前記保持器を前記保持器の前記第１位置へ向けて付勢する第２付勢要素、
    と、
    をさらに含み、
    前記壁は円筒形であり、
    前記保持器はリングであり、
    前記ロックアクチュエータはピストンであり、
    前記係合部材は球状である、
    請求項９に記載のモジュール式治工具アセンブリ。
15. 前記ロックアクチュエータの前記第２位置から前記第１位置へ向かう動きの速度を抑制する緩衝器をさらに含み、前記緩衝器はＯリングである、請求項９に記載のモジュール式治工具アセンブリ。
16. 前記係合部材は前記第１位置で前記連結器との係合を保持すること、及び前記第２位置で前記連結器を解放することに使用可能である、請求項９に記載のモジュール式治工具アセンブリ。
17. 受け器と連結器とを備えるモジュール式治工具アセンブリであって、
    前記受け器は、
    ポートが貫通している壁を含むハウジングと、
    前記ポート内に移動可能に配置される係合部材と、
    前記壁の第１の側に配置されるロックアクチュエータであって、前記ロックアクチュエータが前記係合部材を前記壁の前記第１の側から前記壁の第２の側へ規定される第１方向に付勢する第１位置と、前記ロックアクチュエータが前記壁の前記第２の側から前記壁の前記第１の側へ規定される第２方向に前記係合部材が移動できるようにする第２位置の間で移動可能であるロックアクチュエータと、
    前記ハウジングに連結され、前記ロックアクチュエータを前記第１位置から前記第２位置へ向かって移動させるために前記ロックアクチュエータと係合可能である解除レバーと、
    第１支持部品と、を含み、
    前記連結器は、第２支持部品を含み、
    前記第１支持部品及び前記第２支持部品は、前記連結器が前記受け器に対する連結解除位置から前記受け器に対する連結位置へ動かされる間に、前記連結器が前記受け器からぶら下がることができるように構成される、
    ことを特徴とするモジュール式治工具アセンブリ。
18. 前記受け器は、
    前記ロックアクチュエータを前記第１位置へ向けて付勢する第１付勢要素と、
    前記壁の前記第２の側に配置される保持器であって、前記保持器が前記係合部材と係合して前記係合部材が前記第２方向へ動くのを妨げる第１位置と、前記保持器が前記第２方向に前記係合部材が移動できるようにする第２位置との間で移動可能である保持器と、
    前記保持器を前記保持器の前記第１位置へ向けて付勢する第２付勢要素と、
    をさらに含み、
    前記壁は円筒形であり、
    前記保持器はリングであり、
    前記ロックアクチュエータはピストンであり、
    前記係合部材は球状である、
    請求項１７に記載のモジュール式治工具アセンブリ。
19. 前記ロックアクチュエータの前記第２位置から前記第１位置へ向かう動きの速度を抑制する緩衝器をさらに含み、前記緩衝器はＯリングである、
    請求項１７に記載のモジュール式治工具アセンブリ。
20. 前記係合部材は前記第１位置で前記連結器との係合を保持すること、及び前記第２位置で前記連結器を解放することに使用可能である、請求項１７に記載のモジュール式治工具アセンブリ。

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