JP2020522659A - 第１の要素と第２の要素の間の機械的連結のための、並びに、光学的および／または電気的および／または流体伝達のための装置 - Google Patents

Abstract

第１の要素（Ｅ１）と第２の要素（Ｅ２）の間で機械的リンク、並びに、光学的および／または電気的および／または流体的伝達を達成するために装置であって、該装置は、前記第１の要素（Ｅ１）に固定されるように設計されている第１の連結部品（１０）と、前記第１の要素（Ｅ1）と、光学的および／または電気的に接続され、および／または、流体連通しており、且つ、前記第１の連結部品（１０）上に取り付けられている第１の接合部材（３０）と、前記第２の要素（Ｅ２）に固定されるように設計されており、前記第１の連結部材（１０）と前記第１の接合部材（３０）の間に部分的に配置され、前記第１の要素（Ｅ１）と前記第２の要素（Ｅ２）の間でボールジョイントリンクを構成している第２の連結部材（４０）と、前記第２の連結部品（２０）に配置されている、前記第２の要素（Ｅ２）と、光学的および／または電気的に接続され、および／または、流体連通している第２の接合部材（４０）と、を含み、前記第１および第２の接合部材（３０、４０）は、一方から他方に光学的および／または電気的および／または流体的伝達を可能にするように構成されている、装置。【選択図】図１

Description

本発明は、運動の伝達、特に、第１の要素と第２の要素の間のボールジョイントの運動の伝達の分野に関する。

米国特許第294851号では、部品Ｂは球形部品を部分的にのみ、且つ、フェルールＣの反対側でのみ取り囲む。かくして、この特許は、第２の要素に固定されるように設計されている第２の連結部品が、第１の連結部品と第１の接合部材の間で少なくとも部分的に配置される構成を開示していない。

ロボット、ホームオートメーションおよび産業の分野では、データの伝送をも可能にする効率的な機械的リンクに対するニーズがある。

本発明の観点の第１のものによる本発明の主題は、かくして、第１の要素と第２の要素の間で機械的なリンク、並びに、光学的および／または電気的および／または流体的伝達を達成するための装置であって、該装置は、
前記第１の要素に固定されるように設計されている第１の連結部品と、
前記第１の要素と、光学的および／または電気的に接続され、および／または、流体連通しており、且つ、前記第１の連結部品上に取り付けられている第１の接合部材と、
前記第２の要素に固定されるように設計されており、前記第１の連結部品と前記第１の接合部材の間に部分的に配置され、前記第１の要素と前記第２の要素の間でボールジョイントリンクを構成している第２の連結部品と、
前記第２の連結部品に配置されている、前記第２の要素Ｅ２と、光学的および／または電気的に接続され、および／または、流体連通している第２の接合部材と、を含み、
前記第１および第２の接合部材は、一方から他方に光学的および／または電気的および／または流体的伝達を可能にするように構成されている、装置である。

かくして、本発明による装置は、第１の要素と第２の要素の間で、同時に、機械的、光学的、電気的、および、流体的伝達を可能にする。

光学的、電気的、および、流体的接触は、機械的な運動の伝達と同期されることができる。

第１および第２の接合部材は、共に、第２の連結部品に配置されるのがよい。

機械的リンク
第２の連結部品は、１つの実施形態では、３度の自由度に亘って第１の連結部品に対して運動可能である。

第２の連結部品は、１８０°よりも大きい、なおよくは２１０°よりも大きい角度、特に、３６０°に亘って第１の連結部品の軸線Ｚを中心として回転運動可能であるのがよい。１つの実施形態では、第２の連結部品は、第１の連結部品の軸線Ｚを中心として完全に回転が自由であるのがよい。軸線Ｚは、第１の連結部品の中心軸線、特に第１の連結部品の対称軸線であるのがよい。

第２の連結部品は、厳密に０°よりも大きい、なおよくは１０°よりも大きい、若しくは２０°よりも大きい最大角度に亘って軸線Ｚと垂直な少なくとも１つの軸線Ｘを中心として、或いはさらに軸線Ｚと垂直な複数の軸線Ｘを中心として、回転運動可能であるのがよい。軸線Ｘは、軸線Ｚと垂直な平面Ｐを形成することができる。最大角度は、例えば、２２．５°程度であるのがよいが、装置の構成は、この最大角度が、本発明の文脈から逸脱することなく異なるように変更されることができるであろう。この最大角度は、さらに、装置のための偏向角度と呼ばれる。

１つの実施形態では、第２の連結部品は、厳密に０°よりも大きい、なおよくは１０°よりも大きい、若しくは２０°よりも大きい、最大角度に亘って、軸線Ｚと垂直な複数の軸線Ｘ、或いはさらに軸線Ｚと垂直な平面Ｐを形成する無数の軸線Ｘを中心として、回転運動可能であるのがよい。

第１の連結部材は、凹形部分を含むのがよく、第２の連結部品は、反対側の外部凹部を有するのがよい。第２の連結部品は、かくして、第１の連結部品に部分的に配置されるのがよい。

第１の連結部品の前記凹形部分は、少なくとも部分的に球形の内部面を有するのがよく、第２の連結部品は、少なくとも部分的に球形の外部面を有するのがよい。

第１の連結部品の内部面は、環状全体形態を有するのがよく、この環状全体形態は、中心軸線Ｚを中心として３６０°まで延びる第１の球の部分を形成しており、回転軸線Ｚに対して垂直に第１の球の中心から測定される２つの角度αと角度βの間の角度部分で延びているのがよい。

角度αは、１°〜４５°、なおよくは２°〜３５°、或いはさらによくは３°〜２５°であるのがよい。角度βは、０°〜９０°（９０°を除く）、なおよくは１５°〜７５°、或いはさらによくは２０°〜６５°であるのがよい。

第１の球は、６〜５００ｍｍ、なおよくは、例えば、２０ｍｍ程度である、１０〜２５０ｍｍの半径を有するのがよい。

第２の連結部品の外部面は、環状全体形態であるのがよく、この環状全体形状は、中心軸線Ｙを中心として３６０°まで延びる第２の球の部分を形成しており、中心軸線Ｙに対して垂直に第２の球の中心から測定される２つの角度γと角度δの間の角度部分で延びているのがよい。

角度γは、１０°〜８０°、なおよくは２０°〜７０°、或いはさらによくは３０°〜６０°であるのがよい。角度δは、-６０°〜６０°、なおよくは-５０°〜５０°、或いはさらによくは-４０°〜４０°であるのがよい。

第２の球は、６〜５００ｍｍ、なおよくは、例えば、２０ｍｍ程度である、１０〜２５０ｍｍの半径を有するのがよい。

第１および第２の球は、共通の中心を有するのがよい。それらの半径は、百分の数百ｍｍだけ異なっているのがよい。例えば、Ｒ₁ -Ｒ₂ は、０．０１〜２ｍｍ、或いはさらによくは０．０２〜１．５ｍｍ、なおさらによくは０．０３〜１ｍｍである。

第１の接合部材は、凸形部分を含むのがよく、第２の連結部品は、反対側の内部凹部を含むのがよい。第１の接合部材は、かくして、第２の連結部品に部分的に配置されるのがよい。

第２の連結部品は、少なくとも部分的に球形の内部面を有するのがよく、第１の接合部材は、少なくとも部分的に球形の外部面を含むのがよい。

第２の連結部品の内部面は、環状全体形態を有するのがよく、この環状全体形態は、中心軸線Ｙを中心として３６０°まで延びる第３の球の部分を形成しており、上記２つの角度γと角度δの間の角度部分で延びているのがよい。第３の球は、４〜４８０ｍｍ、なおよくは、例えば、１８ｍｍ程度である、１０〜３００ｍｍの半径Ｒ₃を有するのがよい。

第１の接合部材の外部面は、環状全体形態を有するのがよく、の環状全体形態は、中心軸線Ｚを中心として３６０°まで延びる第４の球の部分を形成しており、上記２つの角度αと角度βの間の角度部分で延びているのがよい。第４の球は、４〜４８０ｍｍ、なおよくは、例えば、１８ｍｍ程度である、１０〜３００ｍｍの半径Ｒ₄を有するのがよい。

第３および第４の球は、共通の中心を有するのがよい。それらの半径は、百分の数百ｍｍだけ異なっているのがよい。例えば、Ｒ₃ -Ｒ₄ は、０．０１〜２ｍｍ、或いはさらによくは０．０２〜１．５ｍｍ、なおさらによくは０．０３〜１ｍｍである。かかる構成は、第２の連結部品が、第１の連結部品と第１の接合部材の間で回転することができることを確保することを可能にする。

第２の連結部品は、半径方向溝を有する内部面を含むのがよく、半径方向溝は、該内部面の高さの少なくとも一部に亘って延びている。半径方向溝は、１つの実施形態では、第２の連結部品の中心軸線Ｙを含む平面上で延びている。

第２の接合部材は、第２の連結部品の半径方向溝に受け入れられるように設計されているスタッドを備えた回転プレートを含むのがよい。回転プレートは、上記の平面Ｐ上で実質的に平らな仕方で延びる、ディスコイド全体形態を有するのがよい。回転プレートは、１８０°よりも大きい、さらによくは２１０°よりも大きい角度、特に３６０°に亘って第１の連結部品の上記軸線Ｚを中心にして回転運動可能であるのがよい。

軸線Ｚを中心とする回転プレートの回転運動は、半径方向溝内のスタッドの相互作用により、第２の連結部品に、および、逆も同様に伝達される。さらに、回転プレートは、平面Ｐと平行のままであり、回転プレートのスタッドは、第２の連結部品が軸線Ｘおよび平面Ｐのまわりで移動するときに半径方向溝内で移動する。

本発明による装置は、２つの非整合回転シャフトの間のカルダンジョイントとして使用されることができる。かかるジョイントは、耐漏洩性内部電気的および／または光学的接合をも可能にする。

変形実施形態では、第２の連結部品は、上記半径方向溝を欠くのがよく、第２の接合部材は、上記スタッドを欠くのがよい。

第２の連結部品と第２の接合部品は、同期連結ロッドによって互いに連結されているのがよく、同期連結ロッドは、軸線Ｚを中心とした第２の接合部材の回転プレートの回転運動を第２の接合備品に、およびその逆も同様に、伝達することを確保することを可能にする。

連結ロッドは、ボールジョイントリンクによって、一方では第２の連結部品に、他方では第２の接合部材に固定されるのがよい。このボールジョイント接合部は、以下でわかるように、連結ロッドにおいて流体的リンクをも可能にするように、耐漏洩性であるのがよい。連結ロッドは、中空であるのがよい。この場合に、連結ロッドは、連結ロッドにおいて流体的リンクを可能にするように、移動および耐漏洩性に関する限り、並進接合部の形態で連結された第１の連結ロッド部分および第２の連結ロッド部分を含むのがよい。

電気的伝達
２つの第１および第２の接合部材は各々、電流伝達コレクタを含むのがよい。伝達コレクタの各々は、少なくとも２つの電気伝達トラックを含むのがよい。これらのトラックの１つは、大量伝達を可能にし、その他のトラックは電流伝達を可能にする。コレクタの各々は、例えば、２〜２０のトラック、或いはさらに４〜１２のトラック、例えば６または８のトラックを含むのがよい。

伝達コレクタは、高データ伝達速度を達成することを可能にするように構成されているのがよい。

１つの実施形態では、２つの伝達コレクタの各々のトラックは、平らなディスコイダル全体形態を有するのがよい。この場合に、２つの伝達コレクタは、同じ設計を備えた同じ数のトラックを含むのがよい。２つの伝達コレクタは、平面Ｐに対して互いに対称である。２つの伝達コレクタは、軸線Ｚを中心として互いに対して回転運動可能であるが、平面Ｐに対しては固定されている。２つの伝達コレクタは、ディスコイド全体形態を有し、平面Ｐ上で互いに平行に実質的に平らな仕方で延びているのがよい。

第２の伝達コレクタは、１つの実施形態では、回転プレートに固定されている。

装置は、第１のコレクタと第２のコレクタの間で電気伝達を可能にするように、第１の接合部材の第１の伝達コレクタと第２の接合部材の第２の伝達コレクタの間に配置された複数のボールを含むのがよい。

これらのボールは、少なくとも導電性被覆を含む。これらのボールは、特に、導電性材料、例えば、ステンレス鋼、若しくはブラス、若しくは胴から作られているのがよいが、これは制限的なリストではない。ボールの使用は、有利に摩擦を減少させ、摩擦をなくしさえすることを可能にする。装置は。６〜２００のボール、なおよくは８〜１２０、或いはさらには１２〜３６のボールを含むのがよい。コレクタの各トラックは、３〜３６のボール、なおよくは５〜８のボール、或いはさらには９〜１８のボールと接触しているのがよい。

ボールは、特に、保持部品に保持されるのがよい。保持部品は、オリフィスが穿孔されているディスコイダル全体形態の板(plaque)の形態であるのがよく、オリフィスに、ボールが配置されているのがよい。１つの実施形態では、保持部品は、例えば、スナップ嵌めによって第２の接合部材に固定されている。

変形実施形態では、伝達コレクタ、および、ボールは、平らな仕方でなく、管状の仕方で配置されていてもよい。

本発明のもう１つの観点によれば、本発明の別の主題は、独立に、或いは、先の目的と組み合わせて、第１の要素と第２の要素の間で、機械的リンク、並びに、光学的および／または電気的および／または流体的伝達を達成するための装置であって、該装置は、
第１の要素に固定されるように設計されている第１の連結部品と、
第１の要素と、光学的におよび／または電気的に連結され、および／または流体連通しており、第１の連結部品上に取り付けられている第１の接合部材と、
第２の要素に固定されるように設計されており、第１の連結部品と第１の接合部材の間に少なくとも部分的に配置され、第１の要素と第２の要素の間でボールジョイントリンクを構成することがある第２の連結部品と、第２の連結部品に配置され、第２の要素と光学的におよび／または電気的に連結され、および／または流体連通している第２の接合部材と、を含み、
前記第１および第２の接合部材は、一方から他方に光学的なおよび／または電気的なおよび／または流体的な伝達を可能にするように構成されていることがあり、
前記第１および第２の接合部材は各々、電流伝達コレクタと、前記第１の接合部材の第１の伝達コレクタと前記第２の接合部材の第２の伝達コレクタの間で電気的に伝達を可能にするように前記第１の接合部材の第１の伝達コレクタと前記第２の接合部材の第２の伝達コレクタの間に配置されている複数のボールと、を含む、装置である。

変形実施形態では、２つの伝達コレクタの間の電気的伝達は、ボールなしで、しかし、例えば、特にトラック毎に１つのリーフを備えたばね作用を有するリーフによって、或いは、代替的には、ブッシュによって行われ得る。

第１の連結部品は、第１の要素から電気的データを受け取る第１の受け取り電気コネクタを含むのがよい。

第１の受け取り電気コネクタは、ディスコイド全体形態を有し、平面Ｐ上で実質的に平らな仕方で延びているのがよい。

第２の連結部品は、第２の要素から電気的データを受け取る第２の受け取り電気コネクタを含むのがよい。

第２の受け取り電気コネクタは、第２の伝達コネクタに第２の受け取り電気コネクタを接続する可撓性の電気コネクタを含むのがよい。第２の受け取り電気コネクタは、ディスコイド全体形態を有し、中心軸線Ｙと垂直な平面Ｑ上で実質的に平らな仕方で延びているのがよい。

電気トラックが、数アンペア程度の、例えば、０．５〜１０Ａの、なおよくは１〜６Ａの、或いはさらには、例えば、２Ａ程度である１．５〜４Ａの電流を通すことを可能にするように構成されているのがよい。

光学的伝達
装置は、第１の要素と第２の要素の間で光学的伝達を可能にするように構成されているのがよい。

そのために、装置は、接合部材の一方上に配置された光リングを含むのがよく、光リングは、接合部材の一方が他方に対して回転するときに、同じ強度および同じ光回転速度が維持されることを可能にする表面状態を有することができる。

そのために、光リングは、不透明度が変化する適当な劣化エボリュート表面処理を受けているのがよい。かかる構成は、受信周期性を克服することを可能にする。光リングの光学的処理は、連続的な出力信号を得るように選択されるのがよい。変形例では、この曲線の電子的記録は、出力信号を平滑化するために行われるのがよい。

光リングの表面の状態、表面の形態、および、材料の密度は、十分な同期で光の伝達を可能にするように選択される。

光リングは、環状全体形態を有し、平面Ｐと平行に、実質的に平らな仕方で延びているのがよい。

１つの実施形態では、装置は、２つの接合部材の各々上に１つずつ、平面Ｐと平行に、互いに対面して配置された２つの光リングを含むのがよい。

１つの実施形態では、光リングは、光がディスク形態の入口を経てリングに到達し、次いで、光が、環状形態を有するリングの全表面に亘って分布されることを可能にするように構成されている形態を有するのがよい。次いで、光リングのかかる形態は、環状形態の第２の光リングに向けて光伝達を可能にし、次いで、ディスク形態の出口に向かって光の再集中を可能にする。ディスク形態の入口および出口は、２つのリングの間の環状伝達表面に対して比較的隔絶されているのがよい。かくして、第１のリングと第２のリングの間の光束は、環状横断面を有することができる。所定の光リングは、光の到着および出発を可能にする、特にディスク形態の１つまたはそれ以上の入口および／または出口を含むのがよい。

伝達は、光学的にのみ全体的に行われることができ、すなわち、第１の要素から光をもたらす第１の光ファイバから直接、次いで、光リングを横切って、次いで、第２の要素に光をもたらす第２の光ファイバに直接伝達されることができ、逆も同様である。第１および第２の光ファイバは、接合部材の相対回転を妨げないように可撓性であるのがよい。１つの実施形態では、一方は固定されているのがよく、他方は可撓性であるのがよい。

変形例では、伝達は、光学的および電気的の両方で行われることができる。この場合には、装置は、２つの伝達コレクタの間の、光学的−電気的若しくは電気的−光学的若しくは電気的−光学的−電気的、或いはさらに光学的−電子的−光学的伝達のための少なくとも１つの発信器および光受信器を含むのがよい。

１つの実施形態では、各伝達コレクタは、各々が上記光リングに対面して配置されているのがよい光発信器−受信器を含むのがよい。

流体的伝達
装置は、第１の要素と第２の要素の間で流体的伝達を可能にするように構成されているのがよい。伝達される流体は、気体、例えば、空気、または、液体、例えば、水若しくは油であってよい。

流体は、単一の場所、または、変形例では、２つの異なる場所で循環することができる。流体は、例えば、装置の中央で循環することができ、次いで、流体の循環は、軸線方向に、或いは、側部で、流体の循環は、同心的ある。

軸線方向の流体の循環の場合には、装置は、流体の通過を可能にする中空シャフトを含むのがよい。

周辺の流体の循環の場合には、装置は、適当な耐漏洩性シールを備えた偏心流体通路を含むのがよい。

すべての場合に、流体的接合部は、耐漏洩性であるように構成されている。

装置は、一方で、第２の連結部品にボールジョイントリンクによって固定され、および、他方で、第２の接合部材に固定され、上述したように、流体的リンクを可能にするように構成されている連結ロッドを含むのがよい。連結ロッドは、中空であり、移動に関する限り、並進接合部の形態で連結され、流体が連結ロッドを通して流れることを可能にするように耐漏洩性である第１の中空連結ロッド部分および第２の中空連結ロッド部分を含む。第１の連結ロッド部分は、部分的に第２の連結ロッド部分中でスライドするように構成されているのがよい。

本発明による装置は、十分に耐漏洩性であるように構成されているのがよい。「耐漏洩性」は、耐漏洩性が、電気的および／または光学的接続が装置で満足のいく仕方で生じることができるようなものでなければならない。

本発明による装置は、上述したように、第１の要素と第２の要素の間で流体的連通を可能にするように流体的伝達を可能にする耐漏洩性をさらに有するのがよい。

装置の耐漏洩性は、例えば、十分な保護指数、例えば、ＩＰ６７を有するのがよい。

第１および第２の連結ロッド部分は、装置の内部耐漏洩性を確保するように構成されている。装置は、第１の連結箇所と第２の連結箇所の間に配置されている漏れ防止シールを含むのがよい。耐漏洩性シールは、熱可塑性材料、例えば、EMDMまたはPTFEから作られているのがよい。耐漏洩性シールの硬度は、例えば、３０〜７０SHORE A、或いは、４０〜６０SHORE D程度であるのがよい。

第１および第２の連結ロッド部分の少なくとも一方 或いはさらには両方が、熱可塑性材料、例えば、POM(ポリオキシメチレン)から作られているのがよい。

電気的および光学的接点は、好ましくは、装置の入口および出口で同期されている。

装置は、円形全体形態を有するのがよい。装置は、より大きい横方向寸法、特に、例えば、５０〜１０００ｍｍ、なおよくは６０〜８００ｍｍ、或いはさらには８０〜５００ｍｍ、なおよくは、１２０ｍｍ程度である１００〜１４０ｍｍの径を有することができる。

装置は、さらに、１つまたはそれ以上のセンサ、例えば、１つまたはそれ以上の超音波センサ、或いは、さらには、１つまたはそれ以上の赤外線センサを含むのがよい。かかるセンサは、耐腐食役割、或いは、代替的には、空間的基準役割を果たすことを可能にすることができる。

組立体
本発明の別の主題は、互いに結合された上記のような装置を複数含み、第１の装置の第１の連結部品および第２の連結部品の一方が、隣接する第２の装置のための第１の要素を形成する組立体である。

２つの隣接する装置は、それらの第１の連結部品を介して、或いは、代替的には、変形例で、一方がその第１の連結部品を介して、他方がその第２の連結部品を介して、互いに連結されることができる。換言すると、組立体が組み立てられるときに、装置は、いかなる任意の方向にも配置されることができる。

かかる組立体は、各装置の偏向角度に互いに付加される限りで、可能な偏向角度を増大させることを可能にする。

２つの隣接する装置は、両方の装置の２つの連続する連結部品の保持を確保するように組立リングによって互いに結合されるのがよい。

第１および第２の連結部品の各々は、一方の連結部品をもう一方の連結部品に固定することを可能にするためのスナップ嵌めラグを含むのがよい。

軸線Ｚに対する連結部品の安全な配向を確保するためのロケータシステムが設けられていない場合には、スナップ嵌めラグは、すべて同じであるのがよい。すべてのスナップ嵌めラグは、その目的のために、１つを除いて、同じ形態を有するのがよい。

組立体は、装置に結合された１つまたはそれ以上の付属品をさらに含んでよい。これらの付属品は、例えば、イーサネット（登録商標）接続、ＵＳＢ接続、光ファイバ、或いは、モータ駆動入れ子アームのような機械的または電気的付属品であってよいが、これは、制限的なリストではない。

本発明による組立体および装置は、回転制約のない電気的および／または光学的および／または流体的関節連結伝達装置が有用であることができるすべての技術分野、特に、製造または組立ラインの産業分野、関節連結アームのためのロボット分野、或いはさらに、データ伝達および照明のためのドメスティックオートメーションの分野で使用されることができるが、これは、制限的なリストではない。

本発明の他の特徴および利点は、本発明を制限しない例示的な実施形態の以下の詳細な説明を読み、添付の図面を検討することによって明らかになるであろう。

本発明による装置の概略部分斜視図である。 図１の分解図である。 図１および図２の矢印ＡおよびＢに沿った図である。 図１および図２の矢印ＡおよびＢに沿った図である。 図１、図２、図３ａ、および、図３ｂの装置のＩＶ−ＩＶにおける概略部分横断面図である。 図４の詳細図である。 図４の詳細図である。 図４の詳細図である。 図１−図４の装置の第１の連結部品の概略部分斜視図である。 図５の分解図である。 図５および図６の矢印ＶＩＩに沿った図である。 図７の矢印ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った横断面図である。 図１−図４の装置の第２の連結部品の概略部分分解図である。 図９の矢印Ｘに沿った図である。 図１０のＸＩ−ＸＩに沿った横断面図である。 図１−図４の装置の第１の接合部材の概略部分斜視図である。 図１２の分解図である。 図１２および図１３の矢印ＡおよびＢに沿った図である。 図１２および図１３の矢印ＡおよびＢに沿った図である。 図１２、図１３、図１４ａ、および、図１４ｂの装置のＸＶ−ＸＶにおける概略部分横断面図である。 図１−図４の装置の第２の接合部材の概略部分斜視図である。 図１−図４の装置の第２の接合部材の概略部分斜視図である。 図１６ａおよび図１６ｂの矢印ＡおよびＢに沿った図である。 図１６ａおよび図１６ｂの矢印ＡおよびＢに沿った図である。 図１６ａ、図１６ｂ、図１７ａ、および、図１７ｂの装置のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける概略部分横断面図である。 図１８の分解図である。 図１−図４の装置の光学的伝達部の概略部分斜視図である。 図２０の矢印Ａに沿った図である。 図２０ａの矢印ＢＢに沿った横断面図である。 図２０ｂの詳細図である。 図２０ｂの詳細図である。 接合部材の一方の頂面斜視図である。 接合部材の一方の底面斜視図である。 接合部材の他方の頂面斜視図である。 接合部材の他方の底面斜視図である。 図である。 図２３ａの矢印ＢＢに沿った横断面図である。 図２３ｂの詳細図である。 図２３ｂの詳細図である。 光リングの変形実施形態の斜視図である。 図２３ｅの分解図である。 図２３ｅの頂面図である。 図２３ｅの長手方向断面図である。 本発明による組立体の概略部分斜視図である。 変形実施形態の概略部分斜視図である。 図２５の分解図である。 図２５および図２６の矢印ＸＸＶＩＩに沿った図である。 図２７の矢印ＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩに沿った横断面図である。 変形実施形態の図４と同様な頂面図である。 図２９ａの矢印ＢＢに沿った横断面図である。 変形実施形態の図４と同様な斜視図である。 図３０の頂面図である。 図３０の矢印ＢＢに沿った横断面図である。 図３０の詳細図である。 図３０の詳細図である。 図３０連結ロッドの斜視図である。 図３１ａの矢印ＢＢに沿った横断面図である。 変形実施形態の図４と同様な図である。 図３３の矢印Ａに沿った図である。 図３３の詳細図である。 図３３の詳細図である。 図３３の詳細図である。 図３３の詳細図である。

図１−図１９は、図１に破線で示されている、第１の要素Ｅ１と第２の要素Ｅ２の間で機械的リンクを達成するための、並びに、光学的および電気的伝達のための装置１を示している。

装置は、第１の要素Ｅ１に固定されるように設計されている第１の連結部品１０、および、第２の要素Ｅ２に固定されるように設計されている第２の連結部品２０を含む。

装置は、さらに、第１の要素Ｅ１と、光学的および／または電気的に接続され、および／または、流体連通しており、且つ、図２でわかるように、第１の連結部品１０上に取り付けられている第１の接合部材３０、および、第２の連結部材２０に配置された、第２の要素Ｅ２に光学的におよび電気的に接続されている第２の接合部材４０を含む。

第２の連結部品２０は、図４でわかるように、第１の連結部品１０と第１の接合部材３０の間に少なくとも部分的に配置されている。２つの連結部品１０および２０は、以下に説明するように、それらの特定の形態によって第１の要素Ｅ１と第２の要素Ｅ２の間でボールジョイントリンクを構成している。

さらに、第１および第２の接合部材３０および４０は、装置が、第１の要素Ｅ１と第２の要素Ｅ２の間で、同時に光学的および電気的伝達を可能にするように、一方から他方に光学的および電気的伝達を可能にするように構成されている。第１および第２の接合部材は、共に、第２の連結部品２０に配置されている。

今、連結部品の構成の更なる詳細を説明する。

第２の連結部品２０は、第１の連結部品１０に対して３度の自由度に亘って運動可能である。そのために、第２の連結部品２０は、３６０°の角度に亘って第１の連結部品１０の中心軸線Ｚを中心として回転運動可能である。換言すると、第２の連結部品２０は、第１の連結部品１０の中心軸線Ｚを中心として完全に回転が自由である。

さらに、第２の連結部品は、２２．５°程度の最大偏向角度に亘って軸線Ｚと垂直なすべての軸線Ｘを中心として回転運動可能である。軸線Ｘは、図３ａ、図３ｂ、および、図７の平面である、軸線Ｚと垂直な平面Ｐを形成する。

図５−図８に示されているように、第１の連結部品１０は、凹形部分１１を含む。この凹形部分１１は、少なくとも部分的に球形の内部面を有する。第１の連結部品の内部面は、環状全体形態を有し、この環状全体形態は、中心軸線Ｚを中心として３６０°まで延びる第１の球の部分を形成しており、図８に示されているように、回転軸線Ｚに対して垂直に第１の球の中心から測定される２つの角度αと角度βの間の角度部分で延びている。角度αは、例えば、１２．５°程度である。角度βは、例えば、２５°程度である。第１の球は、例えば、２０ｍｍ程度の半径Ｒ₁ を有する。

図９−図１１に示されているように、第２の連結部品２０は、凹形部分１１の凹形と反対側の外部凹部を有する。第２の連結部品は、かくして、第１の連結部品に部分的に配置される。第２の連結部品２０は、少なくとも部分的に球形の外部面２１を含み、少なくとも部分的に球形の外部面２１は、環状全体形態を有し、中心軸線Ｙを中心として３６０°まで延びる第２の球の部分を形成しており、図１１でわかるように、中心軸線Ｙに対して垂直に第２の球の中心から測定される２つの角度γと角度δの間の角度部分で延びている。角度γは、例えば、５０°程度である。角度δは、例えば、５°程度である。第２の球は、例えば、２０ｍｍ程度の半径Ｒ₂ を有する。

さらに、図１２−図１５に示されているように、第１の接合部品３０が、凸形部分３１を含み、凸形部分３１は、部分的に球形の外部面の形態を有する。第１の接合部材３０の外部面は、環状全体形態を有し、この環状全体形態は、中心軸線Ｚを中心として３６０°まで延びる第４の球の部分を形成しており、上記の２つの角度αと角度βの間の角度部分で延びている。第４の球は、例えば、１８ｍｍ程度の半径Ｒ₄ を有する。

第２の連結部品２０は、反対側の内部凹部を有し、この内部凹部は、部分的に球形の内部面２２の形態を有する。第１の接合部材は、かくして、図４でわかるように、第２の連結部品に部分的に配置されるのがよい。第２の連結部品２０の内部面は、環状全体形態を有し、この環状全体形態は、中心軸線Ｙを中心として３６０°まで延びる第３の球の部分を形成しており、上記の２つの角度γと角度δの間の角度部分で延びている。第３の球は、例えば、１８ｍｍ程度の半径Ｒ₃ を有する。

かかる構成は、第２の連結部品２０が、第１の連結部品１０と第１の接合部材３０の間で回転することができることを確保することを可能にする。

さらに、図９でわかるように、第２の連結部品は、内部面２２を有し、内部面２２は、この内部面２２の高さの少なくとも一部に亘って延びる半径方向溝２４を有する。半径方向溝２４は、図１１でわかるように、第２の連結部品の中心軸線Ｙを含む平面上で延びている。

さらに、第２の接合部材は、図１６ａ−図１９に示されているように、第２の連結部品２０の半径方向溝２４に受け入れられるように設計されているスタッド４３を備えた回転プレート４２を含む。回転プレート４２は、上記の平面Ｐに沿って、実質的に平らな仕方で延びるディスコイド全体形態を有する。回転プレート４２は、３６０°の角度に亘って第１の連結部品の上記軸線Ｚを中心として回転運動可能である。

装置は、第１の要素Ｅ１と第２の要素Ｅ２の間で電気的伝達を可能にするように構成されている。そのために、第１および第２の接合部材３０、４０は各々、それぞれ、電流伝達コレクタ３５および４５を含む。第２の伝達コレクタ４６は、図１６ａでわかるように、回転プレート４５に固定されている。２つの伝達コレクタ３５、４５の各々は、平らなディスコイド全体形態を有する。

伝達コレクタ３５、４５の各々は、一方では、図１２、図１３、図１４ａに、他方では、図２２ａに示されているように、それぞれ、電気的伝達のための６つのトラック３６および４６を含む。トラックの１つは、大量伝達を可能にし、他方は、電流の伝達を可能にする。２つの伝達コレクタ３５および４５の各々のトラック３６および４６は、円形および同心である。

２つの伝達コレクタ３５および４５は、同じ設計を備えた同じ数のトラックを含む。２つの伝達コレクタ３５および４５のトラックは、平面Ｐに対して互いに対称である。２つの伝達コレクタは、軸線Ｚを中心として互いに対して回転運動可能であるが、平面Ｐに対しては固定されている。２つの伝達コレクタは、ディスコイド全体形態を有し、平面Ｐに沿って互いに平行に、実質的に平らな仕方で延びている。

第１のコレクタ３５と第２のコレクタ４５の間で電気的伝達を可能にするために、装置は、第１の接合部材３０の第１の伝達コレクタ３５と第２の接合部材４０の第２のコレクタ４５の間に配置された複数のボール５０を含み、ボール５０は、図１６ａおよび図１９に示されているように、保持部品５２に保持されている。ボール５０は、少なくとも電気的な被覆を含む。ボール５０は、特に、導電性材料、例えば、ステンレス鋼から作られているのがよい。保持部品５２は、ディスコイド全体形態のプレートの形態を有し、ディスコイド全体形態のプレートには、オリフィス５３が穿孔されており、ボール５０は、オリフィス５３に配置される。

さらに、第１の連結部品１０は、図３ｂ、図６、および、図７で見えるように、第１の要素Ｅ１から電気的データを受け取る第１の受け取り電気コネクタ１５を含む。第１の受け取り電気コネクタ１５は、ディスコイド全体形態を有し、平面Ｐに沿って実質的に平らな仕方で延びている。

同様に、第２の連結部品２０は、第２の要素Ｅ２から電気的データを受け取る第２の受け取り電気コネクタ２５を含む。第２の受け取り電気コネクタ２５は、ディスコイド全体形態を有し、中心軸線Ｙと垂直な平面Ｑに沿って実質的に平らな仕方で延びている。平面Ｑは、図１７ａおよび図１７ｂの平面である。

第２の受け取り電気コネクタ２５は、第２の受け取り電気コネクタ２５を第２の伝達コレクタ４５に接続する可撓性電気コネクタ２７を含む。

装置はまた、第１の要素Ｅ１と第２の要素Ｅ２の間で光学的伝達を可能にするように構成されている。そのために、装置は、接合部材３０または４０の一方、すなわち、図２０−図２３ｄにより詳細に示されているように、第１の接合部材３０上に配置された光リング６０を含む。

光リング６０は、環状全体形態を有し、平面Ｐと平行に、実質的に平らな仕方で延びている。光が、例えば、図２０に示されているように、２つの光ファイバ６１によって光リング６０に向かって、または、光リング６０から伝達される。

装置はさらに、各々が伝達コレクタ上に１つずつある２つの光トランシーバ６２および６３を含み、２つの光トランシーバ６２および６３は、各々上記光リングに面して配置されている。

図２３ｅおよび図２３ｆに示されている変形実施形態では、光学的伝達は、互いに対面して配置されている２つの光リングによって達成されることができる。各光リング６０は、ディスク形態の入口６４を経て光がリングに到達し、光は、次いで、環状形態を有するリングの全体面６５に亘って分配されることを可能にするように構成されている形態を有する。次いで、光学的伝達は、環状形態の第２のリング６０に向かい、次いで、光は、再集中されてディスク形態の出口６６に向かう。

各光リング６０は、内部輻射を可能にするように外部分散防止表面処理を受けている。光リングの全ての外部面は、入口６４および出口６６を別にして、例えば、アルミナイド、銀被覆、或いは他の型式の不透明な拡散材料で被覆されているのがよい。かくして、内部輻射は、入口６４、出口６６、環状ビームの間だけで伝達される。

本発明は、さらに、例として、図２４に示されているような、互いに結合された、上記の４つの装置１を含む組立体５に関する。

この例では、第１の装置１の第１の連結部品１０は、隣接する第２の装置のための第１の要素を形成する。第１の装置１は、一方がその第１の連結部品１０を介して、また、他方がその第２の連結部品２０を介して、第２の装置１に連結されている。

隣接する第２および第３の装置１は各々、それらの第１の連結部品１０を介して互いに連結されており、それらの第２の連結部品２０を介して隣接する第３および第４の装置１に連結されている。

隣接する装置は、両方の装置の２つの連続する連結部品の保持を確保するように組立リング７０によって互いに結合される。

第１および第２の連結部品の各々は、１つの連結部品をもう１つの連結部品に固定するためのスナップ嵌めラグ７２を含む。軸線Ｚに対する連結部品の安全な配向を確保するためのロケータシステムが設けられていない場合には、スナップ嵌めラグは、すべて同じであるのがよい。

変形実施形態では、伝達コレクタ３５、４５およびボール５０は、平らな仕方でなく管状的な仕方で配置されているのがよい。例として、図２５−図２８は、５つの伝達トラック３６、４６を含み、トラックは各々、リングの形態を有し、リングの内部面は、図２６でわかるように、円錐の一部であり、伝達トラック３６、４６の間には、ベアリングにあるように、保持部品５２に保持されているボールが配置されている実施形態を示している。かくして、５つの一連のボールを収容する５つの保持部品５２がある。

電流は、各ロッド３７、４７によってトラックの各々に供給されて、トラックの内側または外側を通過する。

変形実施形態では、第２の部品と第２の接合部材は、剛性的な仕方で互いに関節連結されているのがよい。例として、図２９ａおよび図２９ｂは、第２の接合部品の回転プレートの回転運動を軸線Ｚを中心として第２の連結部材に、および逆も同様に伝達することを確保することを可能にする同期連結ロッド８０を介して第２の連結部品と第２の接合部材を連結する可能性を示している。

連結ロッドは、ボールジョイントリンクによって、一方では第２の連結部品に、他方では第２の接合部材に固定されているのがよい。

本発明による装置は、変形例では、さらに、機械的リンク、並びに、光学的、電気的、および、流体的伝達を可能にする。

例として、別の例示的な実施形態が、同様に図３２ａおよび図３２ｂに示されており、この例示的な実施形態もまた、連結ロッド８０を含み、ボールジョイントは、連結ロッドにおける流体的リンクをも可能にする仕方で耐漏洩性である。連結ロッド８０は、中空であり、この場合には、移動および耐漏洩性に関する限り、連結ロッド８０における流体的リンクを可能にするように、並進接合部によって連結された第１の連結ロッド部分８１および第２の連結ロッド部分８２を含む。第１の連結ロッド部分８１は、第２の連結ロッド８２内で一部がスライドするように構成されている。

この例は、同様に、角度α、角度β、角度γ、および、角度δの値に関して、図１−図１９の実施形態とは異なっている。

さらに、図３３−図３３ｅには、同時にまたは次々に、光学的、電気的、および、流体的伝達を可能にするように構成されている変形実施形態が示されている。この例では、装置は、流体路Ｆを形成する流体的に耐漏洩性のリンク連結ロッド８０を含む。

当然に、本発明は、記載されている例だけに限定されない。装置は、さらに、１つまたはそれ以上のセンサ、例えば、１つまたはそれ以上の超音波センサ、或いは、１つまたはそれ以上の赤外線センサすら含んでもよい。かかるセンサは、耐腐食役割、或いは、代替的には、空間的基準役割を果たすことを可能にすることができる。

１ 装置
Ｅ１ 第１の要素
Ｅ２ 第２の要素
５ 装置の組立体
１０ 第１の連結部品
１１ 凹形部分
１５ 第１の受け取り電気コネクタ
Ｚ 第１の連結部品の中心軸線
Ｘ 第１の連結部品の中心軸線Ｚと垂直な軸線
２０ 第２の連結部品
２１ 少なくとも部分的に球形の外部面
２４ 半径方向溝
２５ 第２の受け取り電気コネクタ
Ｙ 第２の連結部品の中心軸線
３０ 第１の接合部材
３１ 凸形部分
３５ 伝達コレクタ
４０ 第２の接合部材
４２ 回転プレート
４３ スタッド
４５ 伝達コレクタ
５０ ボール
５２ 保持部品
５３ オリフィス
６０ 光リング
Ｆ 流体路
８０ 連結ロッド

Claims (11)

1. 第１の要素（Ｅ１）と第２の要素（Ｅ２）の間で機械的リンク、並びに、光学的および／または電気的および／または流体的伝達を達成するための装置であって、該装置は、
   前記第１の要素（Ｅ１）に固定されるように設計されている第１の連結部品（１０）と、
   前記第１の要素（Ｅ1）と、光学的および／または電気的に接続され、および／または、流体連通しており、且つ、前記第１の連結部品（１０）上に取り付けられている第１の接合部材（３０）と、
   前記第２の要素（Ｅ２）に固定されるように設計されており、前記第１の連結部品（１０）と前記第１の接合部材（３０）の間に部分的に配置され、前記第１の要素（Ｅ１）と前記第２の要素（Ｅ２）の間でボールジョイントリンクを構成している第２の連結部品（２０）と、
   前記第２の連結部品（２０）に配置されている、前記第２の要素（Ｅ２）と、光学的および／または電気的に接続され、および／または、流体連通している第２の接合部材（４０）と、を含み、
   前記第１および第２の接合部材（３０、４０）は、一方から他方に光学的および／または電気的および／または流体的伝達を可能にするように構成されている、装置。
2. 前記第２の連結部品（２０）は、１８０°よりも大きい、なおよくは２１０°よりも大きい角度、特に、３６０°に亘って前記第１の連結部品（１０）の軸線（Ｚ）を中心として回転運動可能である、請求項１に記載の装置。
3. 前記第２の連結部品（２０）は、厳密に０°よりも大きい、なおよくは１０°よりも大きい、若しくは２０°よりも大きい最大角度に亘って前記軸線（Ｚ）と垂直な少なくとも１つの軸線（Ｘ）を中心として、或いは、前記軸線（Ｚ）と垂直な複数の軸線（Ｘ）を中心として回転運動可能である、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記第１の連結部材（１０）は、凹形部分（１１）を含み、前記第２の連結部品（２０）は、反対側の外部凹部を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記第１の連結部品（１０）の前記凹形部分は、少なくとも部分的に球形の内部面を有し、前記第２の連結部品（２０）は、少なくとも部分的に球形の外部面（２１）を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記第１の接合部材（３０）は、凸形部分（３１）を含み、前記第２の連結部品は、反対側の内部凹部を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記第２の連結部品（２０）は、少なくとも部分的に球形の内部面（２２）を有し、
   前記第１の接合部材は、少なくとも部分的に球形の外部面を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記第２の連結部品（２０）は、半径方向溝（２４）を有する内部面を有し、前記半径方向溝（２４）は、該内部面の高さの少なくとも一部に亘って延びている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記第２の接合部材は、前記第２の連結部品の前記半径方向溝（２４）に受け入れられるように設計されているスタッド（４３）を備えた回転プレート（４２）を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記２つの第１および第２の接合部材（３０、４０）は各々、電流伝達コレクタ（３５、４５）を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
11. 複数のボール（５０）をさらに含み、該複数のボール（５０）は、前記第１の接合部材の第１の前記伝達コレクタ（３５）と前記第２の接合部品の第２の前記伝達コレクタ（４５）の間の電気的伝達を可能にするように、前記第１の伝達コレクタ（３５）と前記第２の伝達コレクタ（４５）の間に配置されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。

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