JP2973746B2 - アンビリカル接続装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一対の構造体の間にお
いて、流体や電気あるいは光用などのコネクタを接続す
るのに用いられるアンビリカル接続装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記したようなアンビリカル接続
装置としては、例えば図６および図７に示すようなもの
があった。

【０００３】アンビリカル接続装置は、一方の構造体Ａ
に、一端部に外向きフランジ１０１ａを有する筒体１０
１と、外向きフランジ１０１ａに固定した円筒形の保護
ケース１０２と、保護ケース１０２の開口端部を閉塞す
るカバー１０３およびシャッター１０４を備えている。

【０００４】前記筒体１０１内には、軸部にメインシャ
フト１０５を螺入貫通させた主歯車１０６が設けてあ
り、メインシャフト１０５内には、先端部をシャッター
１０４に連結し且つ基端部が回転自在に保持されたシャ
ッター駆動用シャフト１０７が挿設してある。前記主歯
車１０６は、駆動モータ１０８の出力軸に設けた出力歯
車１０９と係合している。前記メインシャフト１０５の
中間部に固定したマウンティングプレート１１０には、
ガイドシャフト１１１が貫通していると共に、コネクタ
の一方を構成するプラグ１１２が取付けてある。前記メ
インシャフト１０５およびシャッター駆動用シャフト１
０７には、メインシャフト１０５の直線動作をシャッタ
ー駆動用シャフト１０７の回転動作に変換するカム溝１
０５ａおよびピン１１３が設けてある。前記カバー１０
３とシャッター１０４には、約９０度ずれた位置に開口
部１０３ａ，１０４ａが設けてある。

【０００５】また、アンビリカル接続装置は、他方の構
造体Ｂに、隔壁１１４ａを有する円筒形の保護ケース１
１４と、保護ケース１１４の開口端部を閉塞するカバー
１１５およびシャッター１１６を備えている。

【０００６】前記隔壁１１４ａには、筒状のシャッター
駆動用部材１１７を回転自在に挿設した円筒部材１１８
と、コネクタの他方を構成するソケット１１９が取付け
てある。前記シャッター駆動用部材１１７内には、受圧
部材１２０と、この受圧部材１２０を付勢するスプリン
グ１２１が設けてある。前記受圧部材１２０およびシャ
ッター駆動用部材１１７には、受圧部材１２０の直線動
作をシャッター駆動用部材１１７の回転動作に変換する
ピン１２２およびカム溝１１７ａが設けてある。前記カ
バー１１５とシャッター１１６には、約９０度ずれた位
置に開口部１１５ａ，１１６ａが設けてある。

【０００７】上記の構成を備えたアンビリカル接続装置
は、両構造体Ａ，Ｂが接近したところで、一方の構造体
Ａに設けたクランプ機構（図示せず）で他方の構造体Ｂ
を引き寄せ、図６に示すように、シャッター１０４，１
１６が所定の間隔をおいて対向する状態に位置決めが成
されたところで、駆動モータ１０８を作動させると、出
力歯車１０９および主歯車１０６が回転するのに伴っ
て、主歯車１０６に螺合しているメインシャフト１０５
が前進し、同メインシャフト１０５がスプリング１２１
を圧縮しつつ受圧部材１２０を押動する。

【０００８】このとき、上記アンビリカル接続装置は、
メインシャフト１０５の前進に伴って、カム溝１０５ａ
とピン１１３の働きにより、シャッター駆動用シャフト
１０７およびシャッター１０４が回転すると共に、受圧
部材１２０の移動に伴って、ピン１２２とカム溝１１７
ａの働きにより、シャッター駆動用部材１１７およびシ
ャッター１１６が回転する。そして、最終的には、図７
に示すように、各シャッター１０４，１１６の回転によ
り一致した各開口部１０３ａ，１０４ａ，１１６ａ，１
１５ａを通して、メインシャフト１０５とともに前進し
たプラグ１１２がソケット１１９に接続されることとな
る。

【０００９】上記したようなアンビリカル接続装置は、
例えば、特開昭６２−２９５７９９号公報に記載されて
いる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うな従来のアンビリカル接続装置にあっては、両構造体
Ａ，Ｂ間の位置決めが完全に成されていないと接続する
ことができないため、その作業に時間がかかるという不
具合があると共に、駆動モータ１０８を用いることか
ら、出力歯車１０９や主歯車１０６等で構成される動力
伝達機構のほか、電力源や駆動制御装置などの構成が不
可欠であって、その構成により装置全体が大型で且つ複
雑になるという不具合が生じており、これらの不具合を
解決することが課題になっていた。

【００１１】

【発明の目的】本発明は、上記したような従来の課題に
着目して成されたもので、アンビリカル接続装置におい
て、接続作業時間の短縮、装置全体の小型化および簡略
化を実現することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるアンビリ
カル接続装置は、アンビリカル接続される一対の構造体
のうちの一方の構造体に、回動する一対の爪を備えたク
ランプ機構を設けると共に、他方の構造体に、前記クラ
ンプ機構により拘束される連結用ピンを設け、両構造体
に、該構造体に対して首振り自在な揺動体と、相手側に
対向して互いに当接する平面状のインターフェース部を
前面に有し且つ前記揺動体から相手側に向けて突出する
状態に弾性保持されたスライド体を各々備え、両揺動体
に、スライド体の後退に伴ってインターフェース部を貫
通して互いに接続されるコネクタを設け、クランプ機構
が、一対の爪の間に、連結用ピンを中心に案内する概略
Ｖ字状のガイド部と、ガイド部の中心部に開放され且つ
その開放端からコネクタの接続ストロークに対応した長
さの直線部分を有するピン嵌入部を備えている構成とし
ており、上記の構成を課題を解決するための手段として
いる。

【００１３】

【発明の作用】本発明に係わるアンビリカル接続装置で
は、各構造体におけるスライド体が揺動体とともに首振
り自在であると共に、スライド体を自己の構造体側に押
圧するだけで、そのインターフェース部からコネクタが
突出する状態となる。

【００１４】したがって、上記のアンビリカル接続装置
では、両構造体の位置関係に誤差があるとしても、両構
造体の接近動作、および一方の構造体に設けたクランプ
機構で他方の構造体に設けた連結用ピンを捕獲し且つ拘
束する動作に伴って、各スライド体の前面にある平面状
のインターフェース部同士が当接し、スライド体が揺動
して前記インターフェース部同士が面接触すると共に、
その面の間の滑り、および揺動体の首振り動作によって
互いの位置関係が修正され、最終的には各インターフェ
ース部を貫通したコネクタが互いに前面から突出状態と
なって、互いのコネクタが接続されることとなる。ま
た、当該アンビリカル接続装置では、連結用ピンに対し
てクランプ機構に概略Ｖ字状のガイド部とピン嵌入部を
備えているので、一対の爪の回動に伴って連結用ピンを
ガイド部の中心部に案内することにより、コネクタ同士
が同軸線上となるように全体の位置修正が成され、さら
に、爪の回動により連結用ピンをガイド部からピン嵌入
部に引き込むときには、ピン嵌入部がコネクタの接続ス
トロークに対応した長さの直線部分を有しているので、
コネクタ同士が同軸関係を維持した状態で接続される。

【００１５】

【実施例】以下、図１〜図５に基づいて本発明の一実施
例を説明する。

【００１６】アンビリカル接続装置は、例えば宇宙航行
体である一方の構造体と、ペイロードである他方の構造
体との間において、流体や電気等を供給するためのコネ
クタを接続するものであって、図１に示すように、一方
の構造体Ａに、クランプ機構１と接続機構Ｊ１を備える
共に、他方の構造体Ｂに、前記クランプ機構１により拘
束される連結用ピン２と接続機構Ｊ２を備えている。

【００１７】前記クランプ機構１は、図４にも示すよう
に、構造体Ａに固定されるブラケット３の先端部両側
に、回動する一対の爪４，４を備えると共に、同ブラケ
ット３に、爪駆動用のモータ５を備えている。前記ブラ
ケット３の先端部には、爪４，４の間に概略Ｖ字状に切
り欠いたガイド部３ａが形成してあり、ガイド部３ａの
中心部には、開放端から長さＬの直線部分を有するＵ字
状に切り欠いたピン嵌入部３ｂが形成してある。前記直
線部分の長さＬは、後記するコネクタの接続ストローク
に対応した寸法になっている。

【００１８】この実施例では、他方の構造体Ｂに、軸線
をＸ軸方向とした２本の連結用ピン２と、軸線をＹ軸方
向とした２本の連結用ピン２を設けた構成にしており、
これらのピン２に対応して、一方の構造体Ａには４個の
クランプ機構１が配設してある。なお、一方の構造体Ａ
には、他方の構造体Ｂの側面に添う配置で、６個のアラ
イメントガイド（図４に示す）６が設けてある。

【００１９】前記両接続機構Ｊ１，Ｊ２は、両構造体
Ａ、Ｂにおいてほぼ同じ構成を有するため、双方の同一
構成部位に同一符号を付し、以下に一方の接続機構Ｊ１
について構成を説明する。

【００２０】接続機構Ｊ１は、構造体Ａに固定される略
円筒状の取付け座７と、該構造体Ａに対して首振り自在
な揺動体８と、相手側（他方の構造体Ｂ側）に対向して
互いに当接する平面状のインターフェース部９を前面に
有し且つ前記揺動体８から相手側に向けて突出する状態
に弾性保持されたスライド体１０を備えている。

【００２１】前記揺動体８は、相手側の端部を平面状の
プレート部１１で閉塞した有底円筒状部材から成るもの
であって、取付け座７内に、軸線方向（図１左右方向）
に作用する複数の自立スプリング１２とジンバル機構１
３を介して取付けてあり、これによって首振り自在な状
態になっている。

【００２２】前記揺動体８のプレート部１１の中心部に
は、開口部１４が形成してあると共に、この開口部１４
に合わせて、略円筒状のジョイント部材１５が構造体Ａ
側に向けて固定してあり、さらに前記ジョイント部材１
５には、内部にスプリングガイド１６を設けた有底円筒
状のスプリングケース１７が連結してある。また、前記
揺動体８のプレート部１１には、１８０度異なる２箇所
に、コネクタの一方を構成するソケット１８，１８が取
付けてある。

【００２３】前記スライド体１０は、前面となる相手側
の端部を平面状のインターフェース部９で閉塞した有底
円筒状部材から成るものであって、揺動体８の外周側に
嵌装される要領で設けられている。

【００２４】前記インターフェース部９は、相手側に対
向する面に潤滑処理が施してあると共に、構造体Ａ側の
面の中心にはボス部１９が突設してあり、このボス部１
９には、略円筒状の部材から成るシャッター保持部材２
０の一端部が回転自在に取付けてある。前記シャッター
保持部材２０は、一端部に、前記インターフェース部９
の内側に重合状態となる円盤状のシャッター２１が固定
してあり、前記揺動体８のジョイント部材１５内に他端
部を摺動自在に挿入した状態になっている。

【００２５】前記インターフェース部９には、前記ソケ
ット１８，１８に対応する２箇所に、同ソケット１８を
挿通させ得る開口部２２，２２が形成してあり、これに
対してシャッター２１には、図５に示すように、前記開
口部と９０度異なる２箇所に、ソケット１８を挿通させ
得る開口部２３，２３が形成してある。

【００２６】また、前記インターフェース部９のボス部
１９と前記スプリングケース１７の間に、バイアススプ
リング２４が収容されており、これによってスライド体
１０は、前記揺動体８から相手側に向けて突出する状態
に弾性保持されている。

【００２７】さらに、前記揺動体８におけるジョイント
部材１５には、その円周上の１８０度異なる２箇所に、
ガイドピン２５，２５が設けてあり、これに対して前記
シャッター保持部材２０には、個々のガイドピン２５，
２５が係合するカム溝（図１では片方のみ示す）２６が
設けてある。前記カム溝２６は、一端側の軸線方向の直
線部分に、９０度の範囲にわたる螺旋部分が連続し、さ
らに前記螺旋部分に他端側の直線部分が連続した形態を
成している。

【００２８】なお、他方の構造体Ｂ側の接続機構Ｊ２
は、先述したように上記の接続機構Ｊ１とほぼ同一の構
成を有しており、揺動体８のプレート部１１に、コネク
タの他方を構成する２個のプラグ２７，２７が取付けて
ある。

【００２９】上記の構成を備えたアンビリカル接続装置
は、一方の構造体Ａに対して、例えばロボットアーム等
で保持した他方の構造体Ｂを接近させていくと、各スラ
イド体１０のインターフェース部９同士が当接し、この
とき両構造体Ａ，Ｂの位置関係に誤差があるとしても、
図２に示すように、揺動体８とともにスライド体１０が
揺動することによって前記インターフェース部９同士が
面で接触する。

【００３０】上記の接近過程では、両スライド体１０，
１０が互いに押し合う状態となって、夫々のバイアスス
プリング２４を圧縮しつつ自己の構造体側に後退すると
共に、ガイドピン２５とこれに係合しているカム溝２６
との働きによって、シャッター保持部材２０とともにシ
ャッター２１が９０度回転し、インターフェース部９の
開口部２２とシャッター２１の開口部２３とが一致した
状態になる。

【００３１】また、上記アンビリカル接続装置は、両構
造体Ａ，Ｂの接近に伴って、図２中に示すように、クラ
ンプ機構１における捕獲領域（斜線で示す）Ｈに連結用
ピン２が入ったところで、一対の爪４，４を中心方向に
回動させ、連結用ピン２を捕獲し且つこれを引き寄せ
る。これにより、上記アンビリカル接続装置は、インタ
ーフェース部９間の滑り、および各揺動体８の首振り動
作によって互いの位置関係が修正され、図３中の仮想線
で示すように、連結用ピン２が一対の爪４，４で拘束さ
れてガイド部３ａの中心部に案内され、さらに、連結用
ピン２がクランプ機構１のピン嵌入部３ｂの入り口に達
した時点で、両接続機構Ｊ１，Ｊ２が同軸線上に位置決
めされる。このとき、コネクタのソケット１８およびプ
ラグ２７同士も同軸線上となる。

【００３２】そして、最終的には、クランプ機構１の両
爪４，４の回動で連結用ピン２をピン嵌入部３ｂに引き
込むことにより、ピン嵌入部３ｂの直線部分の長さＬ、
すなわちコネクタの接続ストロークに対応する分だけ他
方の接続機構Ｊ２を引き寄せ、各シャッター２１および
インターフェース部９の開口部２３，２２から突出した
ソケット１８およびプラグ２７を互いに接続させる。こ
のとき、スライド体１０，１０の後退に伴ってインター
フェース部９，９を貫通し且つその前面に突出したソケ
ット１８およびプラグ２７は、ピン嵌入部３ｂの直線部
分によって同軸関係を維持しながら接続される。

【００３３】このように、上記実施例のアンビリカル接
続装置では、両構造体Ａ，Ｂにほぼ同一構成の接続機構
Ｊ１，Ｊ２を備えると共に、これらの接続機構Ｊ１，Ｊ
２にモータ等の駆動源を必要とせず、両構造体Ａ，Ｂの
接近動作、およびクランプ機構１で連結用ピン２を捕獲
し且つ拘束する動作に伴って、両構造体Ａ，Ｂの位置関
係の誤差を修正すると共に、シャッター２１を開放させ
てコネクタ（ソケット１８およびプラグ２７）を接続さ
せることとなる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のアン
ビリカル接続装置によれば、両構造体の接近動作、およ
びクランプ機構で連結用ピンを捕獲し且つ拘束する動作
を利用して双方の位置関係の誤差を修正し、これに連続
してコネクタを接続することができるので、接続作業時
間を大幅に短縮することができ、しかも、揺動体やスラ
イド体にモータ等の駆動源が不要であるため、構造を簡
単なものにすることができると共に、小型化ならびに軽
量化を実現することができ、このほか、両構造体におけ
る構成を同一にして部品の共通化や低コスト化を図るこ
とも容易であるなどの優れた効果が得られる。また、連
結ピンに対して、一対の爪と、概略Ｖ字状のガイド部
と、コネクタの接続ストロークに対応した長さの直線部
分を有するピン嵌入部を備えたクランプ機構を採用した
ことにより、コネクタ同士を同軸線上に位置決めしたの
ち、その同軸関係を維持しながら確実な接続を行うこと
ができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるアンビリカル接続装置
を説明する断面図である。

【図２】構造体の接近過程におけるアンビリカル接続装
置を説明する断面図である。

【図３】接続状態におけるアンビリカル接続装置を説明
する断面図である。

【図４】アンビリカル接続装置におけるクランプ機構お
よび連結用ピンの配置を示す概略説明図である。

【図５】図１に示すスライド体の正面図である。

【図６】従来におけるアンビリカル接続装置を説明する
断面図である。

【図７】図６に示すアンビリカル接続装置の接続状態を
示す断面図である。

【符号の説明】

Ａ 一方の構造体 Ｂ 他方の構造体 １ クランプ機構 ２ 連結用ピン３ａ ガイド部 ３ｂ ピン嵌入部 ４ 爪 ８ 揺動体 ９ インターフェース部 １０ スライド体 １８ ソケット（コネクタ） ２７ プラグ（コネクタ）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンビリカル接続される一対の構造体
   のうちの一方の構造体に、回動する一対の爪を備えたク
   ランプ機構を設けると共に、他方の構造体に、前記クラ
   ンプ機構により拘束される連結用ピンを設け、両構造体
   に、該構造体に対して首振り自在な揺動体と、相手側に
   対向して互いに当接する平面状のインターフェース部を
   前面に有し且つ前記揺動体から相手側に向けて突出する
   状態に弾性保持されたスライド体を各々備え、両揺動体
   に、スライド体の後退に伴ってインターフェース部を貫
   通して互いに接続されるコネクタを設け、クランプ機構
   が、一対の爪の間に、連結用ピンを中心に案内する概略
   Ｖ字状のガイド部と、ガイド部の中心部に開放され且つ
   その開放端からコネクタの接続ストロークに対応した長
   さの直線部分を有するピン嵌入部を備えていることを特
   徴とするアンビリカル接続装置。