(57)【要約】  第１の部品と第２の部品との間の継手アセンブリが、第１の部品に連結されるように構成されたボール部分を備える。ソケットが、第２の部品又は地面に連結されるように構成され、ソケットベースと、ソケットカバーと、ボール部分を受け入れて球面継手を形成する、組み立てられたソケットベース及びソケットカバー内の球面継手空洞とを含む。継手アセンブリ内には、少なくとも１つの付勢部材が存在する。クランプが、少なくとも１つの付勢部材がソケットベースとソケットカバーとを互いの方向に付勢させるようにソケットベースをソケットカバーに締め付ける。【選択図】図３
2018534498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部品と第２の部品との間の継手アセンブリであって、
前記第１の部品に連結されるように構成されたボール部分と、
前記第２の部品又は地面に連結されるように構成され、
ソケットベースと、
ソケットカバーと、
前記ボール部分を受け入れて球面継手を形成する、組み立てられたソケットベース及びソケットカバー内の球面継手空洞と、
を備えるソケットと、
前記継手アセンブリにおける少なくとも１つの付勢部材と、
前記少なくとも１つの付勢部材が前記ソケットベースと前記ソケットカバーとを互いの方向に付勢させるように前記ソケットベースを前記ソケットカバーに締め付けるクランプと、
を含むことを特徴とする継手アセンブリ。
【請求項２】
前記クランプは、前記ソケットカバー上に取り付けられて前記ソケットベースに連結されるキャップを含み、前記キャップと前記ソケットカバーとの間に、前記ソケットベースに向けた前記ソケットカバーの付勢作用を可能にする並進関節が形成される、請求項１に記載の継手アセンブリ。
【請求項３】
前記キャップは、前記ソケットベースの環状面に接触する少なくとも１つのＣ字形クリップを含む、請求項２に記載の継手アセンブリ。
【請求項４】
前記キャップは、前記少なくとも１つのＣ字形クリップにねじ込み係合される少なくとも１つの締結具を含む、請求項３に記載の継手アセンブリ。
【請求項５】
前記少なくとも１つの付勢部材は、前記クランプと前記ソケットカバーとの間にある、請求項１から４のいずれか１項に記載の継手アセンブリ。
【請求項６】
前記少なくとも１つの付勢部材は、エラストマリングである、請求項１から５のいずれか１項に記載の継手アセンブリ。
【請求項７】
前記ソケットベースは、超高分子量ポリエチレンの一体部品から成る、請求項１又は６に記載の継手アセンブリ。
【請求項８】
前記ソケットカバーは、超高分子量ポリエチレンの一体部品から成る、請求項１から７のいずれか１項に記載の継手アセンブリ。
【請求項９】
前記ボール部分は金属製である、請求項１から８のいずれか１項に記載の継手アセンブリ。
【請求項１０】
前記ソケットカバーは、前記ボール部分に対する前記第１の部品の連結を可能にするように構成された皿穴開口部を有し、この皿穴開口部は、前記ボール部分に向ってテーパ付けされている、請求項１から９のいずれか１項に記載の継手アセンブリ。
【請求項１１】
前記ボール部分のねじ穴に受け入れられ、前記球面継手空洞から前記皿穴開口部を介して突出するねじロッドをさらに含む、請求項１０に記載の継手アセンブリ。
【請求項１２】
前記ソケットベースは、前記球面継手空洞から離れるフランジを端部に有し、前記継手アセンブリは、前記フランジを取り囲んで該フランジと共に並進関節を形成するハウジングをさらに含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載の継手アセンブリ。
【請求項１３】
運動シミュレータであって、
出力部と、
前記出力部と支持構造との間の少なくとも１つのリニアアクチュエータと、
前記少なくとも１つのリニアアクチュエータと、前記出力部及び前記支持構造の一方との間の少なくとも１つの継手アセンブリと、
を備え、前記継手アセンブリは、
前記少なくとも１つのリニアアクチュエータ、又は前記出力部及び前記支持構造の一方に連結されたボール部分と、
前記少なくとも１つのリニアアクチュエータ、又は前記出力部及び前記支持構造の一方に連結されて、前記ボール部分に連結された前記少なくとも１つのリニアアクチュエータ、又は前記出力部及び前記支持構造の一方と相補的であり、
ソケットベースと、
ソケットカバーと、
前記ボール部分を受け入れて球面継手を形成する、組み立てられたソケットベース及びソケットカバー内の球面継手空洞と、
を備えるソケットと、
前記継手アセンブリにおける少なくとも１つの付勢部材と、
前記少なくとも１つの付勢部材が前記ソケットベースと前記ソケットカバーとを互いの方向に付勢させるように前記ソケットベースを前記ソケットカバーに締め付けるクランプと、を含む、ことを特徴とする運動シミュレータ。
【請求項１４】
前記クランプは、前記ソケットカバー上に取り付けられて前記ソケットベースに連結されるキャップを含み、前記キャップと前記ソケットカバーとの間に、前記ソケットベースに向けた前記ソケットカバーの付勢作用を可能にする並進関節が形成される、請求項１３に記載の運動シミュレータ。
【請求項１５】
前記キャップは、前記ソケットベースの環状面に接触する少なくとも１つのＣ字形クリップを含む、請求項１４に記載の運動シミュレータ。
【請求項１６】
前記キャップは、前記少なくとも１つのＣ字形クリップにねじ込み係合される少なくとも１つの締結具を含む、請求項１５に記載の運動シミュレータ。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの付勢部材は、前記クランプと前記ソケットカバーとの間にある、請求項１３から１６のいずれか１項に記載の運動シミュレータ。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの付勢部材は、エラストマリングである、請求項１３から１７のいずれか１項に記載の運動シミュレータ。
【請求項１９】
前記ソケットベースは、超高分子量ポリエチレンの一体部品から成る、請求項１３又は１８に記載の運動シミュレータ。
【請求項２０】
前記ソケット頂部は、超高分子量ポリエチレンの一体部品から成る、請求項１３から１９のいずれか１項に記載の運動シミュレータ。
【請求項２１】
前記ボール部分は金属製である、請求項１３から２０のいずれか１項に記載の運動シミュレータ。
【請求項２２】
前記ソケット頂部は、前記少なくとも１つのリニアアクチュエータ、又は前記出力部及び前記支持構造の一方との連結のための皿穴開口部を有し、この皿穴開口部は、前記ボール部分に向ってテーパ付けされている、請求項１３から２１のいずれか１項に記載の運動シミュレータ。
【請求項２３】
前記ボール部分のねじ穴に受け入れられ、前記球面継手空洞から前記皿穴開口部を介して突出するねじロッドをさらに含む、請求項２２に記載の運動シミュレータ。
【請求項２４】
前記ソケットベースは、前記球面継手空洞から離れるフランジを端部に有し、前記継手アセンブリは、前記フランジを取り囲んで該フランジと共に並進関節を形成するハウジングをさらに含む、請求項１３から２３のいずれか１項に記載の運動シミュレータ。
【請求項２５】
前記ハウジングは、前記支持構造に連結され、前記支持構造は床である、請求項２４に記載の運動シミュレータ。
【請求項２６】
継手アセンブリを形成する方法であって、
ソケットベースとソケットカバーとの間に定められたソケットの球面継手空洞内にボールを配置するステップと、
前記ソケットベース、前記ソケットカバー及びクランプのうちの少なくとも２つの間に少なくとも１つの付勢部材を配置するステップと、
前記少なくとも１つの付勢部材の作用に抗して前記ソケットベースと前記ソケットカバーとを締め付けることによって、前記ソケットベースと前記ソケットカバーとを互いの方向に付勢させるステップと、
前記ボールを第１の部品に固定し、前記ソケットを第２の部品又は地面に固定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
前記クランプはキャップであり、前記方法は、前記キャップを前記ソケットカバー上に配置して、該キャップと該ソケットカバーとの間に、前記ソケットベースと前記ソケットカバーとの前記互いの方向への付勢を可能にする並進関節を形成するステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ソケットベース、前記ソケットカバー及び前記クランプのうちの少なくとも２つの間に前記少なくとも１つの付勢部材を配置するステップは、前記キャップと前記ソケットカバーとの間に前記少なくとも１つの付勢部材を配置するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ソケットベースと前記ソケットカバーとを互いの方向に付勢させるステップは、前記キャップの端部において前記クランプの少なくとも１つのクリップを前記ソケットベースの環状面に締め付けるステップを含む、請求項２７又は２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記ボールを第１の部品に固定するステップは、前記ソケットカバーの穴にねじロッドを通して、このねじロッドを前記ボールのねじ穴に挿入するステップを含む、請求項２６から２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記ソケットを第２の部品又は地面に固定するステップは、前記ソケットベースをハウジングに挿入して、前記地面に対して並進関節を形成するステップを含む、請求項２６から３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記ボールを第１の部品に固定し、前記ソケットを第２の部品又は地面に固定するステップは、前記継手アセンブリを運動シミュレータに固定するステップを含む、請求項２６から３１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２０１５年１０月２９日に出願された米国特許出願第６２／２４７，８７０号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本出願は、運動シミュレータで使用されるタイプの継手アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
球面継手は、接合する部品間の複数の回転自由度を可能にするという理由で数多くの用途で使用されている。運動シミュレータなどのいくつかの特定の用途では、振動学的動きを正確かつ厳密に表現するために、球面継手がもたらす遊びはできるだけ少ないことが重要である。一般に球面継手にはソケットの表面に取り囲まれたボールが含まれることを考えると、このことは難題になり得る。従って、ソケットを相互連結部品で構成しなければならず、これによってボールとソケットとの間に遊びが生じてしまう恐れがある。また、数多くの部品の使用を考慮すると、それにも関わらず製造及び組み立てが容易であると同時に引張力に対する高い抵抗を有する継手アセンブリを形成することが望ましいと考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の目的は、先行技術に関連する問題点に対処する継手アセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本開示の第１の実施形態によれば、第１の部品と第２の部品との間の継手アセンブリであって、第１の部品に連結されるように構成されたボール部分と、第２の部品又は地面に連結されるように構成され、ソケットベースと、ソケットカバーと、ボール部分を受け入れて球面継手を形成する、組み立てられたソケットベース及びソケットカバー内の球面継手空洞とを備えるソケットと、継手アセンブリにおける少なくとも１つの付勢部材と、少なくとも１つの付勢部材がソケットベースとソケットカバーとを互いの方向に付勢させるようにソケットベースをソケットカバーに締め付けるクランプとを備えた継手アセンブリが提供される。
【０００６】
さらに、第１の実施形態によれば、いくつかの例では、クランプは、ソケットカバー上に取り付けられてソケットベースに連結されるキャップを含み、キャップとソケットカバーとの間に、ソケットベースに向けたソケットカバーの付勢作用を可能にする並進関節が形成される。
【０００７】
さらに、第１の実施形態によれば、いくつかの例では、キャップは、ソケットベースの環状面に接触する少なくとも１つのＣ字形クリップを含む。
【０００８】
さらに、第１の実施形態によれば、いくつかの例では、キャップは、少なくとも１つのＣ字形クリップにねじ込み係合される少なくとも１つの締結具を含む。
【０００９】
さらに、第１の実施形態によれば、いくつかの例では、少なくとも１つの付勢部材は、クランプとソケットカバーとの間にある。
【００１０】
さらに、第１の実施形態によれば、いくつかの例では、少なくとも１つの付勢部材はエラストマリングである。
【００１１】
さらに、第１の実施形態によれば、いくつかの例では、ソケットベースは、超高分子量ポリエチレンの一体部品から成る。
【００１２】
さらに、第１の実施形態によれば、いくつかの例では、ソケットカバーは、超高分子量ポリエチレンの一体部品から成る。
【００１３】
さらに、第１の実施形態によれば、いくつかの例では、ボール部分は金属製である。
【００１４】
さらに、第１の実施形態によれば、いくつかの例では、ソケットカバーは、ボール部分に対する第１の部品の連結を可能にするように構成された皿穴開口部を有し、この皿穴開口部が、ボール部分に向ってテーパ付けされている。
【００１５】
さらに、第１の実施形態によれば、いくつかの例では、ボール部分のねじ穴に受け入れられ、球面継手空洞から皿穴開口部を介して突出するねじロッドをさらに含む。
【００１６】
さらに、第１の実施形態によれば、いくつかの例では、ソケットベースは、球面継手空洞から離れるフランジを端部に有し、継手アセンブリは、フランジを取り囲んでフランジと共に並進関節を形成するハウジングをさらに含む。
【００１７】
本開示の第２の実施形態によれば、運動シミュレータであって、出力部と、出力部と支持構造との間の少なくとも１つのリニアアクチュエータと、少なくとも１つのリニアアクチュエータと、出力部及び支持構造の一方との間の少なくとも１つの継手アセンブリとを備え、継手アセンブリが、少なくとも１つのリニアアクチュエータ、又は出力部及び支持構造の一方に連結されたボール部分と、少なくとも１つのリニアアクチュエータ、又は出力部及び支持構造の一方に連結されて、ボール部分に連結された少なくとも１つのリニアアクチュエータ、又は出力部及び支持構造の一方と相補的であり、ソケットベースと、ソケットカバーと、ボール部分を受け入れて球面継手を形成する、組み立てられたソケットベース及びソケットカバー内の球面継手空洞とを備えるソケットと、継手アセンブリにおける少なくとも１つの付勢部材と、少なくとも１つの付勢部材がソケットベースとソケットカバーとを互いの方向に付勢させるようにソケットベースをソケットカバーに締め付けるクランプとを含む、運動シミュレータが提供される。
【００１８】
さらに、第２の実施形態によれば、いくつかの例では、クランプは、ソケットカバー上に取り付けられてソケットベースに連結されるキャップを含み、キャップとソケットカバーとの間に、ソケットベースに向けたソケットカバーの付勢作用を可能にする並進関節が形成される。
【００１９】
さらに、第２の実施形態によれば、いくつかの例では、キャップは、ソケットベースの環状面に接触する少なくとも１つのＣ字形クリップを含む。
【００２０】
さらに、第２の実施形態によれば、いくつかの例では、キャップは、少なくとも１つのＣ字形クリップにねじ込み係合される少なくとも１つの締結具を含む。
【００２１】
さらに、第２の実施形態によれば、いくつかの例では、少なくとも１つの付勢部材は、クランプとソケットカバーとの間にある。
【００２２】
さらに、第２の実施形態によれば、いくつかの例では、少なくとも１つの付勢部材はエラストマリングである。
【００２３】
さらに、第２の実施形態によれば、いくつかの例では、ソケットベースは、超高分子量ポリエチレンの一体部品から成る。
【００２４】
さらに、第２の実施形態によれば、いくつかの例では、ソケット頂部は、超高分子量ポリエチレンの一体部品から成る。
【００２５】
さらに、第２の実施形態によれば、いくつかの例では、ボール部分は金属製である。
【００２６】
さらに、第２の実施形態によれば、いくつかの例では、ソケット頂部が、少なくとも１つのリニアアクチュエータ、又は出力部及び支持構造の一方との連結のための皿穴開口部を有し、この皿穴開口部は、ボール部分に向ってテーパ付けされている。
【００２７】
さらに、第２の実施形態によれば、いくつかの例では、ボール部分のねじ穴にねじロッドが受け入れられ、球面継手空洞から皿穴開口部を通じて突出する。
【００２８】
さらに、第２の実施形態によれば、いくつかの例では、ソケットベースは、球面継手空洞から離れるフランジを端部に有し、継手アセンブリが、フランジを取り囲んでフランジと共に並進関節を形成するハウジングをさらに含む。
【００２９】
さらに、第２の実施形態によれば、いくつかの例では、ハウジングは支持構造に連結され、支持構造は床である。
【００３０】
本開示の第３の実施形態によれば、継手アセンブリを形成する方法であって、ソケットベースとソケットカバーとの間に定められたソケットの球面継手空洞内にボールを配置するステップと、ソケットベース、ソケットカバー及びクランプのうちの少なくとも２つの間に少なくとも１つの付勢部材を配置するステップと、少なくとも１つの付勢部材の作用に抗してソケットベースとソケットカバーとを締め付けることによって、ソケットベースとソケットカバーとを互いの方向に付勢させるステップと、ボールを第１の部品に固定し、ソケットを第２の部品又は地面に固定するステップとを含む方法が提供される。
【００３１】
さらに、第３の実施形態によれば、いくつかの例では、クランプがキャップであり、方法が、キャップをソケットカバー上に配置して、キャップとソケットカバーとの間に、ソケットベースとソケットカバーとの互いの方向への付勢を可能にする並進関節を形成するステップをさらに含む。
【００３２】
さらに、第３の実施形態によれば、いくつかの例では、ソケットベース、ソケットカバー及びクランプのうちの少なくとも２つの間に少なくとも１つの付勢部材を配置するステップが、キャップとソケットカバーとの間に少なくとも１つの付勢部材を配置するステップを含む。
【００３３】
さらに、第３の実施形態によれば、いくつかの例では、ソケットベースとソケットカバーとを互いの方向に付勢させるステップが、キャップの端部においてクランプの少なくとも１つのクリップをソケットベースの環状面に締め付けるステップを含む。
【００３４】
さらに、第３の実施形態によれば、いくつかの例では、ボールを第１の部品に固定するステップが、ソケットカバーの穴にねじロッドを通して、このねじロッドをボールのねじ穴に挿入するステップを含む。
【００３５】
さらに、第３の実施形態によれば、いくつかの例では、ソケットを第２の部品又は地面に固定するステップが、ソケットベースをハウジングに挿入して、地面に対して並進関節を形成するステップを含む。
【００３６】
さらに、第３の実施形態によれば、いくつかの例では、ボールを第１の部品に固定し、ソケットを第２の部品又は地面に固定するステップが、継手アセンブリを運動シミュレータに固定するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本開示による継手アセンブリを用いた運動シミュレータの斜視図である。
【図２】本開示の継手アセンブリの断面図である。
【図３】図２の継手アセンブリの分解図である。
【図４】図２の継手アセンブリのキャップと浮遊ソケット頂部との間の接合部の詳細を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図面を参照すると、具体的には図１に運動シミュレータを１０で示す。運動シミュレータ１０は、制御装置から作動信号を受け取ることによってその出力部を一連の動きに従って動かすことができるタイプのものである。例えば、運動シミュレータ１０は、実行すべき動きを表す運動信号を制御装置から受け取ると、ビデオ又はオーディオ出力と同期して動くタイプのものとすることができる。図示の実施形態では、運動シミュレータ１０は、運動シミュレータ１０の動きを体験する１又は２以上の乗員を支持する運動プラットフォーム１１を有する。図示の実施形態では、運動プラットフォーム１１は、ユーザが座ることができる座席部分１１を有する座席である。他の乗員支持構造を含めることもできるが、簡潔にするために本出願では座席部分１１という表現を使用する。
【００３９】
座席部分１１は、肘掛け、座席及び背もたれを有するように示しているが、これは考えられる数多くの構成のうちの一つであり、座席部分１１は、１人のユーザ用、複数のユーザ用とすることも、ベンチなどとすることもできる。運動シミュレータ１０は、出力部、すなわち座席部分１１を地面に対して支持する作動システム１２も有する。作動システム１２は、その様々な部品を隠すケーシングを有するように示しているが、リニアアクチュエータ１３が部分的に見える。作動システムは、出力部、すなわち座席部分１１を地面から支持するこれらのリニアアクチュエータ１３のうちの１つ又は２つ以上を有することができる。ある実施形態では、リニアアクチュエータ１３が、ボールねじシステムを有するタイプの電気機械式アクチュエータであるが、他のタイプのリニアアクチュエータを使用することもできる。或いは、運動シミュレータ１０には、電気機械式リニアアクチュエータ１３の代わりに油圧又は空気圧シリンダーを使用することもできる。図１の運動シミュレータ１０は、数多くの考えられる運動シミュレータの構成のうちの１つである。例えば、運動シミュレータ１０は、飛行シミュレータの実施形態では座席部分の代わりにプラットフォーム又は構造を支持することができ、或いは平行マニピュレータ又は同様のロボット用途の場合にはエンドエフェクタを支持することができる。
【００４０】
リニアアクチュエータ１３のうちの１つ又は２つ以上は、適切な締結具を介して地面又は座席部分１１に連結される、図３に示すような継手アセンブリ２０を有することができる。ある実施形態では、継手アセンブリ２０が地面の上に位置する。しかしながら、図１に示すように、この継手アセンブリ２０を運動シミュレータ１０の座席部分１１又は同様の出力部の裏面に当接させて設けることも検討される。
【００４１】
継手アセンブリ２０は、ハウジング３０と、ソケットベース４０と、（例えば、ソケットベース４０と共にソケットを形成する）浮遊ソケットカバー５０と、キャップ６０と、ボール７０と、コネクタ８０とを有することができる。
・  ハウジング３０は、継手アセンブリ２０内に存在して、継手アセンブリ２０を地面、リニアアクチュエータ１３の端部、又は運動プラットフォーム１１に固定することができる。ハウジング３０は、後述するような１つ又は２つの並進自由度（ＤＯＦ）の動きを可能にする並進関節を形成することもできる。
・  ソケットベース４０は、ボール７０を受け入れて継手アセンブリ２０の球面継手を形成するソケット部分を形成する。さらに、ソケットベース４０は、ハウジング３０と共に並進関節部分を形成することもできる。さらに、ハウジング３０を含まない実施形態では、ソケットベース４０を構造（例えば、運動プラットフォーム又は地面）、又はリニアアクチュエータ１３、或いは中間部品の端部に連結することもできる。
・  浮遊ソケットカバー５０は、ボール７０を受け入れる他方のソケット部分である。特筆すべきこととして、ベース４０及びカバー５０という表現は、使用中に常にベースが底部に存在して常にカバーが頂部に存在することを示すものではなく、本明細書において詳述するようにそうでない場合もある。カバー５０としてのカバーという表現は、ベース４０内にボール７０を導入した後にベース４０上に取り付けることができるが、最初にカバー５０に含まれているボール７０をシステムに導入することも検討される。
・  例えばキャップ、カバー又は蓋などのクランプ６０は、ソケットベース４０及び浮遊ソケットカバー５０をボール７０上に挟持する。
・  ボール７０は、ソケットベース４０とソケットカバー５０とを組み合わせたものに受け入れられ、結果として得られる継手アセンブリ２０の球面継手の可動部分になる。
・  コネクタ８０は、ボール７０とリニアアクチュエータ１３の端部と間の接合部、中間部品又は構造である。或いは、リニアアクチュエータ１３の性質によっては、コネクタ８０をリニアアクチュエータ１３のロッド又は細長いねじシャフトの端部とすることもできる。
【００４２】
図２及び図３を同時に参照すると、ハウジング３０がベースプレート３１を有しているのが分かる。ベースプレート３１は、中心穴３２を有する。図示の実施形態では、中心穴３２が、長円形又は同様の楕円形又は角丸正方形を有する。矩形、球形、円形などを含む他の形状も検討される。ベースプレート３１の隅部には、隅部穴３３が定められる。キャッププレート３４は、ベースプレート３１上に着座するように構成される。キャッププレート３４も、ベースプレート３１の中心穴３２よりも小さなサイズではあるが中心穴３５を有する。以下で詳述するように、この構成は、ソケットベース４０を内部に閉じ込めるように提供される。キャッププレート３４の隅部には、縦に重ねた時にベースプレート３１の隅部穴３３と一致するように隅部穴３６が定められる。隅部穴３６は、皿穴ボアとすることができる。従って、隅部穴３６及び３３に締結具を通して、ハウジング３０を地面／床、又は出力部１１の裏面などの支持面に固定することができる。
【００４３】
ソケットベース４０は、端部にフランジ４２を有する概ね円筒形の本体４１を有する。ソケットベース４０は、端部のフランジ４２を特徴とする本体４１内に形成された中心ソケット４３も有する。中心ソケット４３は、切頭球形、半球形又は準半球形とすることができる。従って、中心ソケット４３は、ボール７０がソケットベース４０に対して最大３つの回転ＤＯＦで回転するように摺動関係でボール７０を受け入れる球形座面の一部を形成している。
【００４４】
ソケットベース４０の対向する端部には別のフランジ４５が設けられ、これによってフランジ４２及び４５間には円筒体４１によってネック部４６が定められる。図２に示すように、フランジ４５は、ベースプレート３１と同等の又はわずかに薄い厚みを有する。従って、図２に示すように、（地面上にいずれかの摺動プレートを含む）地面と、ベースプレート３１の中心穴３２の内面と、キャッププレート３４の平面とによって境界付けられた空間内にフランジ４５を受け入れることができる。さらに、フランジ４５の寸法は、ソケットベース４０がハウジング３０内に閉じ込められているにも関わらずキャッププレート３４に平行な平面内で、従って最大２つの並進ＤＯＦで動くことができるようになっている。ネック部４６は、円筒体４１の直径が減少した部分であるため、キャッププレート３４の中心穴３５の境界に当接するまでは、ソケットベース４０の２つの並進ＤＯＦでのさらなる動きを可能にする。ある実施形態によれば、ソケットベース４０は、ＵＨＭＷ（すなわち、超高分子量ポリエチレン）などの低摩擦特性材料で形成された一体部品であるが、他の材料（例えば、様々なタイプの金属又はポリマー）、及び金属ベースと低摩擦インサートとを含む２部品構成などの他の構成を使用することもできる。
【００４５】
図示してはいないが、ソケットベース４０の底部には不純物の出口としての穴を定めることもできる。この穴は、例えば組み立て目的で六角レンチ（アーレンキー）を受け入れる六角形断面（又は、他の同様の形状）をさらに有することができる。十分に大きな直径を有するさらに別の代替例として、この穴は、コネクタ８０の端部へのアクセスを可能にしてコネクタ８０をボール７０に対して螺合又は螺脱させることもできる。
【００４６】
図２〜図３を参照すると、浮遊ソケットカバー５０は、外側円筒面５１Ａ（数ある可能性の中でも円形以外の周囲形状が検討される）と上面５１Ｂとを有する環状体を有する。環状体の中心には貫通開口部５２が位置する。貫通開口部５２は、座面５５（図２及び図４）によって境界付けられる。座面５５は、ボール７０の表面と相補的であるように概ね切頭球形状である。最終的に、貫通開口部５２は、ボール７０がコネクタ８０と共に現れる張り出し部５６（図２及び図４）によって境界付けることができる。内部にボール７０が存在するソケットベース４０にソケットカバー５０を組み立てると、ボール７０が最大３つの回転ＤＯＦで動くことができる球面継手が形成される。ある実施形態によれば、ソケットカバー５０は、ＵＨＭＷ（すなわち、超高分子量ポリエチレン）などの低摩擦特性材料で形成された一体部品であるが、他の材料（例えば、様々なタイプの金属又はポリマー）を使用することもできる。ソケットベース４０とソケットカバー５０は、同じ材料で構成されることが好都合となり得る。
【００４７】
浮遊ソケットカバー５０は、他のいずれの部品にも固定されていない点で浮遊と呼ばれるが、代わりに図示の実施形態に基づいてキャップ６０と呼ばれるクランプ６０の作用でボール７０に対して付勢されることによって図２及び図４に示す位置に閉じ込められる。換言すれば、ソケットカバー５０は、ソケットベース４０に対して並進することはできるが、ボール７０との接触状態を保つように付勢される。キャップ６０は、浮遊ソケットカバー５０をボール７０に押しつけるのに役立つようにソケットベース４０を把持し又は締め付ける。図２〜図４を参照すると、キャップ６０は、端部に（例えば、皿穴形状、又は真っ直ぐな円筒形などの他の形状の）貫通開口部６３を有する内向きに突出する壁部６２を含む環状体６１を有する。従って、キャップ６０によって逆にされたカウンタボア状の内部空洞６４が定められ、継手アセンブリ２０の組み立て時にはソケットベース４０に向かって配向される。環状体６１には、環状体６１を貫いて延びる締結具穴６５が円周方向に分布する。実用的にするために、締結具穴６５の端部には、適切な締結具６６を受け入れるように皿穴を開けることができる。
【００４８】
締結具６６は、環状体６１を越えて突出してＣ字形クリップ６７に連結するほど十分に長い。図示の実施形態では、クリップ６７の各々に一対の締結具６６が使用され、アセンブリは、これらのクリップ６７を２つ採用する。約２７０度の単一のＣ字形クリップを使用する構成、１対よりも多くのクリップ６７を使用する構成、又はクリップ６７毎に単一の締結具６６又は２つよりも多くの締結具６６を使用する構成などの他の構成も検討される。図示のＣ字形の代替案として、クリップ６７に真っ直ぐなタブ又は他の保持具形状を使用することも検討される。図２及び図３から観察すると、クリップ６７は、キャップ６０をソケットベース４０に取り付けるためにフランジ４２及び４５間に、従ってネック部４６に適合するという理由で単一のリングの代わりに使用されている。しかしながら、ある実施形態では、ソケットベース４０が構造（座席又は地面）に直接連結されるようにフランジ４５を含んでおらず、従って数多くのクリップ６７の代わりに単一のリングを使用することもできる。また、クリップ６７と環状体６１の端面との間に間隙を設け、締結具６６をねじ込むことによって間隙を縮小又は拡大することもできる。また、この間隙が存在せずに、ソケットカバー５０の上面５１Ｂと内向きに突出する壁部６２の対向面との間に、キャップ６０内における浮遊カバー５０の並進運動を可能にする間隙が存在するようにして、クリップ６７を環状体６１の端面に当接させることもできる。使用できる他のクランプとしては、ソケットカバー５０をソケットベース４０の方に至らしめるジョー、プライヤなどが挙げられる。
【００４９】
浮遊は、以下の組み立てによって行われる。内部空洞６４を、ソケットベース４０のフランジ４２上に摺動させた時にフランジ４２の平面（すなわち、環状体６１の軸に対して垂直な平面）内で許容される横方向の遊びが実質的にゼロ又は無視できるほどになるように寸法決めする。同様に、浮遊ソケットカバー５０の外側円筒面５１Ａを、やはり横方向の遊びはゼロ又は無視できるほどであるが軸方向の摺動は許容される状態で内部空洞６４内にぴったりと受け入れることによって並進関節が得られるようにサイズ決めする。図２に示すように、突出する壁部６２と浮遊ソケットカバー５０の上面５１Ｂとの間に付勢部材６８を収容する。クリップ６７が共に図２に示す形で部品を挟み付けた時に付勢部材６８が弾性的に変形して浮遊ソケットカバー５０をボール７０に対して付勢するように環状体６１をサイズ決めする。ソケットカバー５０が浮遊し、すなわち環状体６１内で軸方向に動くことが可能になると、付勢部材６８の付勢によってソケットカバー５０がボール７０に押し付けられ、これによって球面継手を形成する。
【００５０】
図示の実施形態によれば、付勢部材６８は、ゴム又はいずれかの適切なタイプのポリマーで形成されたＯリング、環状シールなどのエラストマリングである。加圧作用を高めるために、（例えば、同心関係の）他の環状エラストマなどのさらなる付勢部材６８を使用することもできる。数ある可能性の中でも特に、例えば金属製の板ばね、コイルばねなどを付勢部材６８として使用することもできる。特筆すべきこととして、クリップ６７は、付勢部材６８が弾性変形段階にある時に変形しないように選択された剛性材料（例えば、鋼）で形成される。付勢部材６８に加わる圧力を増減させることによる付勢作用の増減を可能にするのは、環状体６１の環状端面とクリップ６７との間の間隙のサイズである。付勢部材６８は、他の可能性の中でも特に、ソケットベース４０と浮遊ソケット５０との間（図４）などの他の場所に位置することもできる。このような場合には、付勢部材６８を、浮遊ソケットカバー５０をソケットベース４０に向かって引き寄せる引張ばねとし、浮遊ソケットカバー５０とキャップ６０との間に間隙を設けて上述したような並進運動を可能にする。別の検討される構成は、締結具６６を付勢作用のために使用し、締結具６６のうちの１つ又は２つ以上の周囲に圧縮コイルばねを配置して、（単複の）締結具６６の頭部と圧縮コイルばねを収容するカウンタボアの当接面との間に圧縮作用を与えることができる。上述した実施形態の一部では、キャップ６０が存在せずにソケットカバー５０を締結具６６（クランプ６０の一部）に直接連結することもできる。しかしながら、キャップ６０は、ソケットベース４０とソケットカバー５０との間の間隙を隠し、玉継手が汚染物質に曝されるのを抑えて防護壁を形成することができる。
【００５１】
図２及び図３を参照すると、ボール７０はねじ穴７１を有する。従って、例えばねじ本体８１の端部の六角ソケット８１Ａを用いて、コネクタ８０をそのねじ本体８１と共にねじ穴７１に螺入することができる。コネクタ８０に取り付けることができる部品の例として、ねじ本体８１上にナット８２を設けることができる。ボール７０をリニアアクチュエータ又は構造に連結できるようにするあらゆる適切な方法が検討される。例えば、ボール７０のねじ穴７１にロッド端部を直接螺入することができる。ボール７０は、特にねじ穴７１の存在によって完全なボールではないことも観察される。しかしながら、ボール７０という表現は、（完全なボールではなく）ボール部分、或いは１又は複数の実質的に球状の突出部を含むことが知られている。
【００５２】
ソケットベース４０とソケットカバー５０とによって形成されるソケット内にボール７０を組み立てると、３つの回転ＤＯＦでのボール７０の動きが可能になるが、ボールが連結される部品によってボール７０の動きが制約されて、動きが３つの回転ＤＯＦ未満に制限されることがある。同様に、ハウジング３０の並進ＤＯＦを含むアセンブリ２０の実施形態では、ボール３０が連結される部品によってハウジング３０内におけるソケットベース４０の動きが制約されて、動きが２つの並進ＤＯＦ未満に制限されることもある。
【００５３】
取り付け中には、以下の一連の動作を実行することができる。最初に、アセンブリ２０がハウジング３０を特徴として有する場合には、ハウジング３０内にソケットベース４０を取り付ける。この取り付けは、ソケットベース４０をベースプレート３１内に配置した後に、ベースプレート３１上にキャッププレート３４を着座させ、フランジ４５を介してこれらの間にソケットベース４０を閉じ込めることによって行うことができる。次に、ねじなどの締結具を用いて、地面、床、座席の裏面、プラットフォームなどの適切な構造にハウジング３０を締結することができる。或いは、ハウジング３０を含まない実施形態では、適切な構造にソケットベース４０を直接固定することもできる。このような場合には、フランジ４５が締結具穴を有することができる。
【００５４】
次に、ソケットベース４０にボール７０を挿入し、例えばソケットベース４０にコネクタ８０を螺入することができる。次に、浮遊ソケットカバー５０とキャップ６０との間に付勢部材６８が存在する状態でソケットカバー５０及びキャップ６０をソケットベース４０に摺動係合させる。この前者のステップは、いずれかの適切なサブステップシーケンスに従って行うことができる。次に、キャップ６０の環状体６１の底部にクリップ６７を取り付けて締結具６６を締め付けると、ベース４０、カバー５０及びキャップ６０のアセンブリ全体が軸方向の遊びを失って付勢部材６８が圧縮されるようになる。この結果、ソケットカバー５０がボール７０に押し付けられて球面継手を形成する。その後、コネクタ８０の有無に関わらず、座席、地面又は他のいずれかの選択された構造部品にボール７０を連結することができる。
【００５５】
図示の実施形態では、ソケットベース４０及びソケットカバー５０を、ベース４０及びカバー５０の材料以外の材料で形成されたボール７０と直接相互作用する一体部品として示している。従って、上述したように、ソケットベース４０及びソケットカバー５０は、ＵＨＭＷポリエチレンなどの低摩擦材料で構成され、ボール７０は、アルミニウムなどの金属で形成される。しかしながら、キャップ６０をソケットベース４０にねじ止めすることが効果を示さない場合もあり、従って締結具６６及びクリップ６７を含む実施形態は、このような効果の無さを克服する。
【００５６】
一方で、別の実施形態によれば、代わりにキャップ６０をソケットベース４０のフランジ４２に直接ねじ止めすることもできる。このような実施形態では、円筒体４１の円周面上にいずれかの適切なタイプのねじ部を設けることができる。このような実施形態では、軸方向距離当たりのねじ山の数が並目ねじよりも多くなるように、比較的小さなピッチを有するようなねじ部が選択される。このようにすると、キャップ６０に好適な引裂抵抗が与えられる。さらに、細目ねじが引き起こす回転当たりの軸方向変位は並目ねじよりも少ないことが知られており、これによってソケットベース４０に対するソケットカバー５０の締め付けの調整が容易になる。従って、ソケットベース４０を一体部品として示しているが、キャップ６０との効果的なねじ込み係合を可能にするように、ソケットベース４０を様々な部品のアセンブリとすることも検討される。例えば、ソケットベース４０は、座面を形成するインサートを内部に受け入れる金属製のレセプタクルシェルを有することができる。このような場合には、レセプタクルシェルを、ソケットベース４０とキャップ６０との間のねじ込み係合を実現する金属製とする一方で、座面を定めるインサートを、ＵＨＭＷポリエチレンのｉｇｌｉｄｅ（登録商標）材料などの低摩擦係数材料で構成することができる。他の構成も検討される。
【００５７】
さらに別の実施形態として、ソケットベース４０、ソケットカバー５０及びキャップ６０は、円筒形であるように、従って円形断面を有するように示している。しかしながら、ソケットベース４０、ソケットカバー５０及びキャップ６０の外面上に平面を提供又は機械加工することも検討される。このような平面は、ソケットベース４０をソケットキャップ６０に対して螺入及び螺脱させるツールと共に使用することができる。
【００５８】
特定の順序で行われる特定のステップを参照しながら本明細書における方法及びシステムを図示し説明したが、本発明の教示から逸脱することなく、これらのステップを組み合わせ、細分化し、又は並べ替えて同等の方法を形成することもできると理解されるであろう。従って、ステップの順序及び分類は、本発明を限定するものではない。
【００５９】
当業者には、上述した本発明の実施形態に対する修正及び改善が明らかになるであろう。上記の説明は、限定ではなくむしろ例示を意図したものである。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって限定されるように意図される。例えば、継手アセンブリ２０は、運動シミュレータの一部である必要はなく、作動していない２つの部品を相互連結することもできる。球面継手という表現は、少なくとも１つの回転自由度が存在できることを示唆するために使用したものであるが、より多くの自由度が存在することもできる。
【符号の説明】
【００６０】
２０  継手アセンブリ
３０  ハウジング
３１  ベースプレート
３２  中心穴
３３  隅部穴
３４  キャッププレート
３５  中心穴
３６  隅部穴
４０  ソケットベース
４１  本体
４２  フランジ
４３  中心ソケット
４５  フランジ
４６  ネック部
５０  ソケットカバー
５１Ａ  外側円筒面
５１Ｂ  上面
５２  貫通開口部
６０  キャップ（クランプ）
６１  環状体
６２  壁部
６３  貫通開口部
６４  内部空洞
６５  締結具穴
６６  締結具
６７  クリップ
６８  付勢部材
７０  ボール
８０  コネクタ
８１  ねじ本体
８２  ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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