(57)【要約】      （修正有）【課題】構造的に単純、小型軽量、高信頼性かつ安価なツール交換機を提供すること【解決手段】ハンドラーに拘束されるなオス部分と、オス部分に取り外し可能で、ツールに拘束されるメス部分とを備えるツール交換デバイスであって、ロッキング手段は、オス部分にメス部分をロックするために与えられ、それぞれのアクチュエータは電動機を備えている。ロッキング手段は、メス部分のロックされた位置と、ロックされていない位置との間を選択的に移動可能である。従来の解決策とは異なり、本発明のデバイスでは、有利なことに、ロッキング手段の活性化は、電動機の役割ではなく、これとは対照的に、電動機は、ロッキング手段をロックされていない位置に移動する仕事のみを有する。代わりに弾性部材が提供され、弾性部材は、ロッキング手段をロックされた位置に保持する力を連続的に加える。電動機は、メス部分を分離させるためにのみ介入する。【選択図】図１
2017109300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツール交換デバイス（１）であって、
−外部のハンドリングシステムに拘束されることが可能な主本体（２）と；
−主本体（２）に収容されるオス部分（４）と；
−取り扱われ、オス部分（４）に取り外し可能に合わせることができるツールに拘束されることが可能なメス部分（５）と；
−オス部分（４）にメス部分（５）をロックするためのロッキング手段（１１）と、
−ロッキング手段（１１）のアクチュエータ（１３、１４）とを備え、
ロッキング手段（１１）は、オス部分（４）に合わされたメス部分（５）に係合し、メス部分（５）がオス部分（４）から外れるのを防ぐ、ロックされた位置と、メス部分（５）と係合せず、メス部分（５）をオス部分（４）から外すことができる、ロックされていない位置との間を選択的に移動可能であり、
ロッキング手段のアクチュエータ（１３、１４）は、少なくとも１つの弾性部材（２０）と電動機とを備えることと、弾性部材（２０）が、ロッキング手段（１１）をロックされた位置に移動させ、保持するのに十分な力をロッキング手段（１１）に連続的に加え、電動機（１５）が、このような力に対抗し、ロッキング手段（１１）をロックされていない位置に移動するために必要な場合に介入を行うことを特徴とする、ツール交換デバイス（１）。
【請求項２】
ロッキング手段（１１）は、オス部分（４）に作られた対応する座（２１）に収容された複数の球（１１）を備え、球（１１）は、ロックされた位置で、それぞれの座（２１）から少なくとも部分的に突出し、オス部分（４）に合わされたメス部分（５）に作られたスロート部または対応するニッチ部（１２）に係合し、それによって、受け口を実現し、ロックされていない位置で、球（１１）は、メス部分（５）の前記スロート部または対応する前記ニッチ部（１２）に係合しない、請求項１に記載のデバイス（１）。
【請求項３】
オス部分（４）は、長手方向の軸（Ｘ）を有し、球（１１）は、前記軸（Ｘ）に対して半径方向に移動可能である、請求項２に記載のデバイス（１）。
【請求項４】
球のアクチュエータは、オス部分（４）に少なくとも部分的に収容され、ロッキング手段（１１）をロックされた位置に固定する前進した位置と、ロッキング手段（１１）がロックされていない位置にある後退した位置の間を摺動するスラスト部材（１８）をさらに備え、スラスト部材（１８）は、通常、弾性部材（２０）によって加えられるスラストに起因して、前進した位置に留まり、メス部分（５）を外すためにのみ、一緒に拘束されている電動機（１５）によって後退した位置に移動する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のデバイス（１）。
【請求項５】
オス部分（４）は、円筒形または円錐形であり、メス部分（５）は、オス部分（４）に相補的な形状を有する穴（６）を有するため、例えば最小限の運動でオス部分（４）に合わせることができる、請求項４に記載のデバイス（１）。
【請求項６】
スラスト部材（１８）は、オス部分（４）とのシリンダ−ピストン連結を規定し、球（１１）を収容する座（２１）は、オス部分（４）の側壁を貫通して作られた穴であり、スラスト部材（１８）は、それぞれの前進した位置で、オス部分（４）の内側に面する球（１１）の部分と接触する、請求項５に記載のデバイス（１）。
【請求項７】
ロックされた位置に達するまで、球（１１）を外側に突出させるために、後退した位置から前進した位置に移動する間に、それぞれの座（２１）の中で球（１１）に徐々にトラストを加えるように、スラスト部材（１８）の外側表面、すなわち、球（１１）とオス部分（４）の内側表面を向いた表面は、それぞれの球（１１）の近くで少なくともテーパー状（２２）である、請求項６に記載のデバイス（１）。
【請求項８】
弾性部材（２０）は、バネ、または多数のバネであり、デバイス本体（２）とスラスト部材（１８）の間に挟まれており、それぞれのバネ（２０）は、前進した位置に向かってスラスト部材（１８）にスラストを連続的に加えるようにあらかじめ負荷がかけられている、請求項４〜７のいずれか一項に記載のデバイス（１）。
【請求項９】
スラスト部材（１８）は、偏心的な動的なシステム（１７）によって電動機（１５）に操作可能に連結している、請求項４〜８のいずれか一項に記載のデバイス（１）。
【請求項１０】
電動機（１５）は、そのシャフト（１６）が偏心カム（１７）、または両方とも偏心的な連結または接続でスラスト部材（１８）に接続するモータであり、電動機（１５）のシャフト（１６）の軸（Ｙ）は、オス部分（４）の長手方向の軸（Ｘ）に直交している、請求項９に記載のデバイス（１）。
【請求項１１】
スラスト部材（１８）は、少なくとも１つの溝部（２３）を備えており、この溝部（２３）で、偏心カム（１７）が安定な平衡位置にある、請求項１０に記載のデバイス（１）。
【請求項１２】
オス部分（４）に対して近位と遠位の間を、本体（２）のそれぞれの座（２７）内を摺動するカーソル（２５）をさらに備え、弾性部材（２０）が、バネ、または多数のバネであり、カーソル（２５）とスラスト部材（１８）の間に挟まれており、それぞれのバネ（２０）は、前進した位置に向かってスラスト部材（１８）にスラストを連続的に加えるようにあらかじめ負荷がかけられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のデバイス（１’）。
【請求項１３】
カーソル（２５）は、偏心的な動的なシステム（１７’）によって電動機（１５）に操作可能に連結している、請求項１２に記載のデバイス（１）。
【請求項１４】
電動機（１５）は、そのシャフト（１６）が偏心カム（１７’）、または両方とも偏心的な連結または接続でカーソル（２５）に接続するモータであり、電動機（１５）のシャフト（１６）の軸（Ｙ）は、オス部分（４）の長手方向の軸（Ｘ）に直交している、請求項１３に記載のデバイス（１）。
【請求項１５】
カーソル（２５）は、少なくとも１つの溝部（２３’）を備えており、この溝部（２３’）で、偏心カム（１７’）が安定な平衡位置にあり、カーソルがオス部分（４）の近位にある、請求項１４に記載のデバイス（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットマニピュレータにツールを着脱可能に連結することができるツール交換デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
工業オートメーション分野において、ロボット化されたマニピュレータ（例えば、多関節アーム）によって、所与の機械加工に必要とされるツールを状況に応じて掴み、取り扱うことができるツール交換デバイスの使用が知られている。
【０００３】
多くの解決策が提案されているが、本発明は、特に、
−マニピュレータに永久的に固定されることを意図しており、オス部分を備えている本体と、
−掴まれ、取り扱われるツールに固定されるメス部分と、
を備え、本体が、必要な間、オス部分を受け入れ、動かないように保持するように設計されたツール交換デバイスに関する。
【０００４】
この種のデバイスでは、メス部分の中にオス部分を可逆的に閉じ込めることを意図した部材が、本体の中に収容される。従来、「ツールを迅速に交換するデバイス」は、オス部分を迅速に捕まえて離し（例えば、１秒未満で）、従って、ツールを迅速に捕まえて離すために、この閉じ込める部材が高速で移動するツール交換デバイスを意味する。
【０００５】
この操作は、駆動部材が電動機によって動くか、または加圧流体によって動くかによって、電動型または空気圧型であってもよい。
【０００６】
例えば、ドイツのＳＣＨＵＮＫ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ  ＫＧ社は、複数の電気または空気圧によって操作されるツール交換デバイスを製造している。電気によって操作されるツール交換デバイスは、「Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｔｏｏｌ  Ｃｈａｎｇｅｒ  ＥＷＳ」という商品名で商業化されており、以下のインターネットリンクで入手可能な技術文書に詳細に記載されている。ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｃｈｕｎｋ．ｃｏｍ／ｓｃｈｕｎｋ＿ｆｉｌｅｓ／ａｔｔａｃｈｍｅｎｔｓ／ＯＭ＿ＡＵ＿ＥＷＳ＿＿ＥＮ．ｐｄｆ。
【０００７】
ＡＴＩ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎの名義のＵＳ  ８１３２８１６号、ＵＳ  ８２０９８４０号、ＵＳ  ８７４７２８８号およびＵＳ  ２０１２／０２７７０８０号文書は、電気によって操作されるツール交換デバイスの他の例を記載している。
【０００８】
ＷＯ  ２００７／１０６６６２号は、これもＡＴＩ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎの名義であるが、以下のインターネットリンクで入手可能な指示マニュアルに示されているデバイスに対応する、空気圧によって操作されるツール交換デバイスを記載している。ｈｔｔｐ：／／ｐｄｆ．ｄｉｒｅｃｔｉｎｄｕｓｔｒｙ．ｃｏｍ／ｐｄｆ／ａｔｉ−ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ−ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ／ｒｏｂｏｔｉｃ−ツール−ｃｈａｎｇｅｒｓ−ｓｔａｎｄａｒｄ−ｈｅａｖｙ−ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ−ｓｅｒｉｅｓ／２４４４３−１４９７１７．ｈｔｍｌ＃ｏｐｅｎ。
【０００９】
最も人気のある構成の１つは、ロッキング部材が、オス部分に収容される金属球であり、
−オス部分が滑り落ちるのを防ぐために、球が、メス部分の対応する座またはスロート部に係合し、オス部分に合わされる、ロックされた位置と、
−球がオス部分と係合しないため、オス部分は、動かないように保持されることはなく、メス部分から分離することができる休止位置と、
の間を選択的に移動可能なものである。
【００１０】
実際、球は、オス部分の適切な座に収容され、球がそれぞれの座から突出しておらず、または部分的にしか突出していない、引っ込んだ位置（すなわち、休止位置）と、球が、メス部分に係合し、受け口に似たメス部分と連結する形状を規定するのに十分な程度、それぞれの座から突出する、突出した位置（すなわち、ロックされた位置）との間を移動可能である。
【００１１】
既に述べたように、球は、空気圧型または電動型のアクチュエータを用いることによって移動される。
【００１２】
本発明は、電気によって操作されるツール交換デバイスに関する。
【００１３】
本願出願人は、現行の電気によって操作されるツール交換デバイスには顕著な欠点があることを発見した。電動アクチュエータは、球をロックされた位置に保持し、メス部分がオス部分から外れるのを防ぐために、動いたままでなければならない（すなわち、待機モードまたは休止モードではない）。偶発的に外れてしまうと、実際にツールが落下し、取り扱っていた部品が破損することがあり、またはマニピュレータの近くで作業している人が怪我をすることさえある。
【００１４】
言い換えると、電動機は、メス部分の中にオス部分を拘束するのに必要な時間ずっと、通電しておかなければならない。
【００１５】
この態様では、製造業者は、電動機の状態のフィードバック制御のために、ツール交換デバイス（典型的には電動型）に複雑な安全システムを設計し、組み込まなければならない。明らかに、その重量による負担の増加に加え、デバイスの設計、製造、設定および管理の費用に与えられる影響は、考慮する価値がある。
【００１６】
当該技術分野で知られている他の解決策は、電動型の安全システムに加え、保持バネの使用を提供する。例えば、電気の障害または停電に起因する電動アクチュエータの誤作動の場合、保持バネは、球が休止位置に移動するのを防ぐのに十分な程度の弱い力が球にかかるように設計されているため、ツールが偶発的に外れるのを防ぐ。
【００１７】
このバネが、オス部分が偶発的に外れるのを防ぐことに関与する場合、その連結は、電動アクチュエータと完全に釣り合うものではない。つまり、バネは、突出するロックされた位置に球を保持するのに必要なスラストを球に加えるものではなく、球が引っ込んだ休止位置に移動するのを防ぐだけである。これにより、オス部分自体はメス部分から外れないが、大きな遊びのある状態でメス部分に拘束されたままになる。いずれにせよ、ツールは、まだ使用可能ではなく、吊り上げられているが、操作可能ではない。
【００１８】
実際に、既知の解決策において、保持バネは、電動型の安全システムにとっては冗長であるが、単独の場合には、オス部分に対するメス部分の効果的な連結を保証することができない。
【００１９】
ＥＰ  １９７０１７０号は、保持バネを備えた、空気圧によって操作されるツール交換デバイスを記載する。
【００２０】
保持バネを備える既知の技術分野の他の解決策は、ＵＳ４６３６１３５号およびＵＳ６３９８２７９号にも記載されている。
【００２１】
これとは対照的に、ツール交換デバイスの構造を可能な限り単純化し、同時に、オス部分からメス部分が偶発的に外れる可能性をなくし、電気エネルギーの無駄を最小限にしつつ、効率的な操作を保証することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の目的は、従来の解決策の欠点を解決し、構造的に単純であり、小型であり、非常に軽量であり、信頼性が高く、安価なツール交換デバイスを提供することである。
【００２３】
従って、本発明は、請求項１に記載のツール交換デバイスに関する。
【００２４】
特に、このデバイスは、
−外部のハンドリングシステム、例えば、工業用マニピュレータに拘束されることが可能な主本体と、
−主本体に収容され、前記主本体と共に１個の部品で作られるオス部分と、
−取り扱われ、オス部分に取り外し可能に合わせることができるツールに拘束されることが可能なメス部分と、
−オス部分にメス部分をロックするためのロッキング手段と、
−ロッキング手段の電動アクチュエータとを備える。
【００２５】
ロッキング手段は、メス部分がオス部分と合わさったときに、メス部分と係合し、メス部分がオス部分から外れるのを防ぐ、ロックされた位置と、メス部分がオス部分と合わさったときに、メス部分と係合せず、外すことができる、ロックされていない位置との間を選択的に移動可能である。
【００２６】
既知の技術分野の解決策とは異なり、本発明のデバイスでは、有利なことに、ロッキング手段の活性化は、アクチュエータの電動機の役割ではなく、これとは対照的に、電動機は、ロッキング手段をロックされていない位置に移動する仕事のみを有する。
【００２７】
ロッキング手段のアクチュエータは、少なくとも１つの弾性部材（例えば、１つ以上のバネ）と、電動機とを備える。弾性部材は、ロッキング手段をロックされた位置に移動させ、保持するのに十分な力をロッキング手段に連続的に加え、電動機は、このような力に対抗し、ロッキング手段をロックされていない位置に移動するために必要な場合に介入を行う。
【００２８】
実際、弾性部材は、ロッキング手段を連続的にロックされた状態に保持するように調整され、電動機は、オス部分のロックを解除するときにのみ介入する。
【００２９】
この提案された解決策は、明確な利点を与える。第一に、オス部分をメス部分に連結した状態に保持するために、電動機は必ずしも動いたままでなくてもよい。この役割は、実際に、電気エネルギーを消費せず、固有に機能を発揮する弾性部材に割り当てられている。
【００３０】
従って、このデバイスの構造は、特に単純かつ軽量なものとすることができる。デバイスの基板に、電動機をフィードバック制御するための複雑な制御システムを組み込む必要がない。弾性部材は、停電の場合（すなわち、従来のデバイスが誤作動を起こし得るあらゆる場合）であっても、オス部分とメス部分の正しい連結を保証する。
【００３１】
電動機は、既知の技術で与えられるものとは対照的に、ツールを交換するために、メス部分をオス部分の連結から外すためにのみ動かされる。
【００３２】
従属クレームは、本発明の好ましい態様を明示する。
【００３３】
好ましい実施形態において、ロッキング手段は、複数の球（例えば、金属球またはセラミック材料で作られた複数の球）を備え、この複数の球は、オス部分に作られた対応する座に、例えば、それぞれの外側表面に周方向に収容される。ロックされた位置で、球は、メス部分がオス部分に合わされたとき、メス部分に作られたスロート部または対応するニッチ部に係合するのに十分なだけ、それぞれの座から少なくとも部分的に突出する。これによって受け口が規定され、スロート部またはニッチ部が球によって動かないように保持されているため、メス部分が滑り落ちるのを防ぐ。これとは対照的に、ロックされていない位置では、球は、オス部分から突出している場合であっても、メス部分のスロート部またはニッチ部と係合せず、そのため、ツールの変更を行うことができるように、オス部分から離れて移動することができる。
【００３４】
好ましくは、オス部分は、長手方向の軸を有し、球は、この軸に対して半径方向にそれぞれの座を移動可能である。
【００３５】
好ましい実施形態において、球のアクチュエータは、オス部分に収容され、前進した位置と後退した位置の間を摺動するスラスト部材をさらに備え、前進した位置と抗体した位置は、それぞれ、ロッキング手段のロック状態とロック解除状態、従って、メス部分のロック状態とロック解除状態に対応する。本発明の背景となるアイディアに即して、スラスト部材は、通常、弾性部材によって加えられるスラストに起因して、前進した位置に留まり、メス部分を外すためにのみ、すなわち、外すのに必要な時間だけ、一緒に拘束されている電動機によって後退した位置に移動し、上述の利点を有する。
【００３６】
好ましくは、オス部分は、円筒形または円錐形であり、メス部分は、オス部分に相補的な形状を有する穴を有するため、例えば最小限の運動でオス部分に合わせることができる。
【００３７】
この実施形態において、スラスト部材は、オス部分とのシリンダ−ピストン連結を規定する。球を収容する座は、オス部分の側壁を貫通して作られた穴であり、好ましくは、座は、球が完全に飛び出し、落ちるのを防ぐような形状である。例えば、座は、球の一部のみが、それぞれの座の外側に半径方向に突出するようにテーパー状である。スラスト部材は、それぞれの前進した位置で、オス部分の内側に面する球の部分と接触する。これは、オス部分の内側から、移動してメス部分と係合するに必要なスラストを球に加えるちょうど良いスラスト部材である。
【００３８】
好ましくは、スラスト部材の外側表面（球とオス部分の内側表面を向いた表面）は、それぞれの球の近くで少なくともテーパー状である。この特徴により、ロックされた位置に達するまで、球に可能な限り大きなスラストを加えるために、スラスト部材が後退した位置から前進した位置に移動するとき、球にスラストを徐々に加えることができる。
【００３９】
本発明のデバイスの好ましい実施形態において、弾性部材は、バネ、または多数のバネであり、デバイス本体とスラスト部材の間に挟まれている。それぞれのバネは、あらかじめ負荷がかけられており、スラスト部材にこのようなスラストを連続的に加え、オス部分の内側表面に沿って、これを前進した位置に移動させるように調整されている。
【００４０】
好ましくは、電動機とスラスト部材との連結は、動的なシステムであるカム、両方とも偏心的な連結または接続（すなわち、電動機が動く軸に平行な軸で作動する）によって得られる。必要な場合、スラスト部材の安定な位置、例えば、相対的に前進した位置に、カムまたは動的なシステム／連結／接続に、少なくとも１つの溝部を与えてもよい。
【００４１】
例えば、電動機は、そのシャフトが偏心カムでスラスト部材に接続するモータであってもよく、電動機のシャフトの軸は、オス部分の長手方向の軸に直交している。
【００４２】
デバイスは、スイッチ（例えば、マイクロスイッチ）、または電力デバイスの電流要求を検出するエンコーダまたは回路を備えていてもよく、これらは、電動機の電源を自動的に切り、メス部分を外すことが必要になるまでは電源を切ったままにするために使用される。
【００４３】
デバイスの第２の実施形態において、弾性部材は、バネ、または多数のバネであり、スラスト部材と、オス部分の軸に平行にデバイス本体を摺動するカーソルとの間に挟まれている。それぞれのバネは、あらかじめ負荷がかけられており、スラスト部材にこのようなスラストを連続的に加え、オス部分の内側表面に沿って、これを前進した位置に移動させるように調整されている。
【００４４】
この第２の実施形態において、電動機は、垂直方向のカーソル位置（すなわち、所与の瞬間にデバイス本体中のカーソルが取る高さ）を変え、スラスト部材を移動させるのに介入する。従って、上述の第１の実施形態とは異なり、電動機は、スラスト部材には直接的に作用せず、カーソルに作用し、次いで、オス部分の軸と平行にスラスト部材を垂直に移動させるために、バネと協働する。
【００４５】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を利用し、単なる説明のために示され、限定的ではない以下の好ましいが排他的ではない実施形態の説明を見ればさらに明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】オス部分からメス部分が分離した構成での本発明の第１の実施形態のツール交換デバイスの斜視図
【図２】メス部分がオス部分に連結した構成での図１に示すデバイスの斜視図
【図３】同じ構成であるが、電気接続が取り付けられた図１に示すデバイスの斜視図
【図４】メス部分がオス部分に連結し、電気接続が取り付けられた構成での図１に示すデバイスの斜視図
【図５】メス部分が存在しない図１に示すデバイスの分解図
【図６】図１に示すデバイスの縦断面図
【図７】図１に示すデバイスの縦断面図
【図８】本発明の第２の実施形態のデバイスの分解図
【図９】第１の構成での図８に示す組み立てられたデバイスの縦断面斜視図
【図１０】第２の構成での図８に示す組み立てられたデバイスの縦断面斜視図
【図１１】第１の構成での図８に示す組み立てられたデバイスの縦断面正面図
【図１２】第２の構成での図８に示す組み立てられたデバイスの縦断面正面図
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１は、箱形の本体２を備える本発明のデバイス１の斜視図である。本体２の上にプレート３が設置され、プレート３は、オス部分４を備えており、図に示す実施形態では、本体２からカンチレバー状に延びる円錐形部分４によって構成される。デバイス１は、オス部分４に脱着可能に連結するメス部分５をさらに備えている。
【００４８】
特に、メス部分５は、オス部分４に相補的な形状を有する中央の穴６を有し、その結果、最小限の遊びでオス部分４をメス部分５に挿入することができる。
【００４９】
本体２と、本体２と共にオス部分４は、両方ともマニピュレータ（例えば、ロボットアームまたは数値制御機械）に固定することができ、メス部分５は、取り扱われるツールまたは部品に固定することができる。
【００５０】
図２は、オス部分４に合わされ、ロックされたメス部分５を示す。円錐形部分４は、穴６に挿入される。
【００５１】
図１０を参照しつつ、加圧流体のためのコネクタを示す。
【００５２】
図３および図４は、図１および図２に対応し、相違点は、デバイス１が、電気コネクタ７、７’および８、８’と、本体２をマニピュレータに固定するための固定ブラケット９とを備えたものとして示されていることである。
【００５３】
図１および図３からわかるように、オス部分４の円錐形部分４の上に複数の球が存在し、周方向に均一な間隔で、同じ高さに配置されている。球１１は、円錐形部分４の壁に作られた適切な座に収容される。
【００５４】
球１１は、オス部分４にメス部分５をロックするためのロッキング手段として設計されている。実際に、球１１は、半径方向に円錐形部分４の垂直方向対称軸Ｘ付近のロックされていない位置と、この軸Ｘから半径方向に離れたロックされた位置との間を選択的に要求に応じて移動可能である。
【００５５】
メス部分５の穴６にスロート部が作られるか、または好適には、複数のニッチ部または溝部１２が作られ、球１１がロックされた位置にあるときに、球１１をその中に少なくとも部分的に挿入することができる。ニッチ部１２は、球１１の受け口を規定し、メス部分５がオス部分４から外れるのを防ぐようにテーパー形状である。図２および図４は、メス部分５がオス部分４にロックされ、球１１がニッチ部１２に入り込んだ状態を示す。メス部分５は、球１１をロックされていない位置に移動することによって分離することができ、以下、球１１をどのように取り扱うかを説明する。
【００５６】
この図に示す例において、デバイス１は、４個の球１１と、多くのニッチ部１２を備えている。
【００５７】
図５は、デバイス１の分解図である。電力デバイスが参照番号１３で全体的に示されており、電動機１５を備え、そのシャフト１６は、軸Ｘに直交する軸Ｙに沿って延び、回転する。電動機１５のシャフト１６に偏心的に接続するカムが参照番号１７で示されており、それにより、軸Ｙに平行な第２の軸Ｙ’を規定する。
【００５８】
円錐形部分４の内側から球１１に対するスラストを与えることを意図した部材１８と、スラスト部材１８を保持するための保持プレート１９と、垂直方向に（すなわち、軸Ｘに平行に）配置された多数のバネ２０とを備えるアセンブリが参照符号１４で全体的に示されている。
【００５９】
ここからわかるように、オス部分の円錐形部分４の側壁に４個の貫通穴２１が作られている。貫通穴２１は、球１１を収容する座を構成し、球１１が外側に過剰に飛び出し、落ちるのを防ぐような形状である。言い換えると、球１１は、穴２１の中を移動可能である必要があるが、いずれにせよ、球１１は外に飛び出してはならない。図７において、球１１の望ましくない外側への落下を防ぐために、穴２１が円形ではなく円錐形であることが適切な可能性がある。
【００６０】
スラスト部材１８は、それぞれのシリンダでピストン運動するために、内側を交互に滑るように円錐形部分４に相補的な形状を有する。穴２１の中での球１１の上述の２つの様式での半径方向の移動は、スラスト部材１８の垂直方向の交互移動によって制御される。
【００６１】
シリンダ中のピストンの相似性について言及すると、スラスト部材１８が、最上部中央に対応する完全に上昇した位置に移動したとき、球１１は、ロックされた位置に達するまで、すなわち、球１１の一部が、穴２１の外側に突出してメス部分と係合するまで、穴２１の中で可能な限り多くのスラストを受ける（単純化のため、図５には示さない）。
【００６２】
スラスト部材１８が、完全に下がった位置に移動したとき、すなわち、シリンダ中のピストンの相似性について言及すると、最下部中央に対応する本体２の内側に移動したとき、球１１は、ロックされていない位置に達するまで、穴２１の中を自由に戻る。
【００６３】
スラスト部材１８の外側表面に、球１１の誘導路として作用する４つのテーパー部分２２が作られている。スラスト部材１８が完全に上昇した位置に移動したとき、テーパー部分２２は、ロックされた位置に向かって球１１に徐々にスラストを加え、スラスト部材１８が完全に下がった位置に移動したとき、テーパー部分２２は、球がオス部分４の内側に落ちるのを防ぐ境界として作用する。
【００６４】
デバイス１が組み立てられると、バネ２０は圧縮され（すなわち、あらかじめ負荷がかけられた状態になり）、保持プレート１９にスラストを連続的に加え、これにより、スラスト部材１８を上昇した位置に安定に保持する傾向がある。従って、バネ２０は、メス部分５のロックされた位置に球を連続的に保持するように働く。
【００６５】
図６および図７は、この概念を最良の様式で示す。特に、これらの図において、デバイス１は、球１１がロックされた位置にある状態で示されており、すなわち、球１１は、バネ２０が加える力によって完全に上昇したスラスト部材１８によって、それぞれの穴２１の外側に半径方向に制限されるようにスラストを受けている。
【００６６】
メス部分５の取り外しを達成するために、電動機１５は、それぞれのシャフト１６を、カム１７によって、半分だけ回転させ、スラスト部材１８に下側のスラストを加えるように必ず通電され、これによって、球１１が開放され、図１に見られるニッチ部１２の係合を解除するために、穴２１の中を部分的に戻ることができる。ロックされていない位置は、添付した図には示されていない。
【００６７】
カム１７は、スラスト部材１８に作られたスロット２４内にあり、図５、図６および図７で見ることができる。スロット２４の内側表面は、参照番号２３で示されるわずかな溝部を与えるように局所的に加工されている。溝部２３は、単なる小さなへこみであり、カム１７の安定な平衡位置を規定するためのものである。カム１７は、電動機のシャフト１６に対して偏心的に組み立てられているため、溝部２３の存在は、電動機が動いていないときにカム１７を安定な位置に保持するのに有用である。
【００６８】
図８は、第１の実施形態とは、本体２に作られた適切な座２７に収容されたカーソル２５を備えるという点で異なる第２の実施形態１’を示す。カーソル２５は、オス部分４の長手方向の軸である軸Ｘに平行に座２７を摺動する。座２７でのカーソル２５の垂直方向の移動は、上述のものと同等のカム機構１７’によって、電力デバイス１５（この例でも電動機）によって制御される。
【００６９】
カーソル２５は、それぞれのバネ２０ごとに座２６を備えており、示されている例では４個あり、ソケット形状である。組み立て工程において、バネ２０は、カーソル２５の座２６に挿入され、スラスト部材１８を上部に押す。
【００７０】
図９および図１０は、デバイス１’の操作の理解に役立つ。これらの図は、いずれも電動機１５の軸Ｙに直交するが、それぞれ、軸Ｘを含まない面および軸Ｘを含む面に対する垂直断面図である。
【００７１】
特に、図９において、デバイス１’は、球１１がロックされた位置にある状態で示されており、図１０において、ロックされていない位置にある状態で示されている。図９において、カム１７’が、カーソル２５を座２７の最も高い位置に保持しているため、スラスト部材１８は完全に上昇している。従って、球１１の閉じ込めに対応する前進した位置で、カーソル２５は、オス部分４に向かって上昇しており、バネ２０は、スラスト部材１８をオス部分４に対して押されたままに保持している。図１０において、カム１７’が、カーソル２５を座２７の最も低い位置（ほぼ底部）に保持しているため、スラスト部材１８は下がっている。従って、カーソル２５は、座２７の底部に向かって下がっており、バネ２０は、伸びているものの、スラスト部材１８を前進した位置に保持し、オス部分４に対して押された状態にすることはできない。これとは対照的に、スラスト部材１８は、後退した位置にあり、球１１は、それぞれの座２１の中を自由に戻り、メス部分のロックが解除される。
【００７２】
図１１は、明らかに、ロックされた位置にあるデバイス１’を示し、球１１は、スラスト部材１８によって外側にスラストを受けている。この図において、カーソル２５について移動距離Ｄが利用可能であり、この移動距離は、それぞれ図９および図１０によって示されるように、圧縮されたバネと伸びたバネ２０の長さの差より大きいか、この長さの差と同じである。移動距離Ｄは、実際に、カーソル２５がスラスト部材１８を後退した位置に移動するのに十分な距離でなければならないが、バネは、伸びたり、初期の負荷がかけられていない長さまで戻ったりすることができる。
【００７３】
図１２は、電動機１５のシャフトの軸Ｙを含む面で切断した垂直断面を示す。この図において、カーソル２５には、少なくとも１つの溝部２３’が備わっており、この溝部で、カム１７’が、ロックされた位置のデバイス１’に対応する安定な平衡状態にあることがわかるだろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
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