(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マシンツール構成部品をロック可能に連結するためのカップリングシステムであって、
(a) 出張り表面を有する凹部をその遠位端に有する雄カップリングと、
(b) 軸線と、前記雄カップリングの遠位端を受けるために前記軸線に沿って配置された開口と、を有する雌カップリングと、
(c) 近位端及び遠位端を有する一対の対向する顎部材であって、前記近位端は、前記雌カップリングの前記開口内に移動可能に取付けられ、前記遠位端は、前記雄カップリングと前記雌カップリングを嵌め合わせるように前記顎部材同士が離れて移動するときに前記雄カップリングの前記出張り表面と係合するロック表面を有しており、前記顎部材が共に対向する内部表面を有する、一対の対向する顎部材と、
(d) 第１及び第２の駆動球体と、前記対向する顎部材の前記近位端及び前記遠位端の前記内部表面とくさび形に係合／係合解除させるように前記第１及び前記第２の駆動球体を同時移動させる手段と、を有する、前記顎部材同士を互いから離れさせる駆動トレインと、
を備えるカップリングシステム。
【請求項２】
前記顎部材の前記内部表面が、前記第１及び第２の駆動球体とくさび形に係合するための近位ランプ及び遠位ランプを有する、請求項１に記載のカップリングシステム。
【請求項３】
前記近位ランプ及び前記遠位ランプの各々が円筒形断面を有することによって、前記第１及び前記第２の駆動球体が前記近位及び前記遠位ランプと凸面で接触して係合する、請求項２に記載のカップリングシステム。
【請求項４】
前記第１及び第２の駆動球体を同時移動させる手段がロックバーを有する、請求項１に記載のカップリングシステム。
【請求項５】
前記ロックバーが前記雌カップリングの前記軸線と直交するように配置された第１及び第２のボアを有すると共に、前記第１及び第２の駆動球体が前記第１及び第２のボア内で自在に浮動する、請求項４に記載のカップリングシステム。
【請求項６】
前記第１及び第２の駆動球体の直径が異なる、請求項１に記載のカップリングシステム。
【請求項７】
前記ランプの各々が前記雌カップリングの前記軸線に対して１０度から２０度の間の角度で傾斜している、請求項３に記載のカップリングシステム。
【請求項８】
前記顎部材を前記雌カップリングへ移動可能に取付けるために、前記各顎部材が前記雌カップリング内の凹部内で受容可能な前記近位端から垂直に延出する脚部を有する、請求項１に記載のカップリングシステム。
【請求項９】
前記第１及び第２の駆動球体が前記対向する顎部材の前記ランプとのくさび形係合状態から脱するように、前記ロックバーが前記第１及び第２の駆動球体を移動させるときに、前記顎部材を同時移動させて前記雄カップリングと前記雌カップリングを分離させる分離手段を更に備える、請求項１に記載のカップリングシステム。
【請求項１０】
前記分離手段は、各顎部材の近位端上に配置されるバンプ壁を備え、該バンプ壁は、前記駆動球体を前記顎部材の前記ランプから分離させるために、前記ロックバーが軸方向移動するときに、前記ロックバー上に配置されたバンプ表面と係合する、請求項９に記載のカップリングシステム。
【請求項１１】
マシンツール構成部品とロック可能に連結するためのカップリングシステムであって、
(a) 出張り表面を含む凹部をその遠位端に有する雄カップリングと、
(b) 軸線と、前記雄カップリングの遠位端を受けるために前記軸線に沿って同軸的に配置された開口と、を有する雌カップリングと、
(c) 近位端及び遠位端を有する一対の対向する顎部材であって、前記近位端は、前記雌カップリングの前記開口内に移動可能に取付けられ、前記遠位端は、前記雄カップリングと前記雌カップリングを嵌め合わせるように前記顎部材同士が離れて移動するときに前記出張り表面と係合するロック表面を有しており、前記顎部材が共に対向する内側の近位ランプ表面及び遠位ランプ表面を有する、一対の対向する顎部材と、
(d) 第１及び第２の駆動球体と軸方向移動可能ロックバーとを有し、前記前記第１及び第２の駆動球体は、前記顎部材の前記遠位端及び前記近位端から該第１及び第２の駆動球体がくさび形に離れるように前記対向する遠位ランプ表面同士と前記対向する近位ランプ表面同士の間にそれぞれ配置され、前記軸方向移動可能ロックバーは、前記第１及び第２の駆動球体が前記遠位及び近位ランプ表面と係合／係合解除するように、前記第１及び第２の駆動球体を同時移動させる、前記顎部材同士を互いから離すように移動させる駆動トレインと、
を備えるカップリングシステム。
【請求項１２】
前記ランプ表面は、前記駆動球体が凸面で接触して前記ランプと係合するように円筒形状を有している、請求項１１に記載のカップリングシステム。
【請求項１３】
前記第１及び第２の駆動球体が前記ロックバー内に移動可能に取付けられ、これにより、前記雄カップリングと前記雌カップリングを嵌め合わせるために前記駆動トレインが作動する度ごとに、前記第１及び第２の駆動球体の異なる表面部分が前記ランプと係合され得る、請求項１１に記載のカップリングシステム。
【請求項１４】
前記ロックバーが前記雌カップリングの前記軸と直交するように配置された第１及び第２のボアを有すると共に、前記第１及び第２の駆動球体が前記第１及び第２のボア内で自在浮動する、請求項１３に記載のカップリングシステム。
【請求項１５】
前記第１及び第２の駆動球体の直径が異なる、請求項６に記載のカップリングシステム。
【請求項１６】
前記顎部材の各々が、前記雌カップリング内の凹部内で受容可能である前記近位端から垂直に延出する脚部を有することによって、前記顎部材が前記雌カップリング上に移動可能に取付けられる、請求項１１に記載のカップリングシステム。
【請求項１７】
前記顎部材の各々の前記脚部が、前記雌カップリング内の前記凹部の従動表面と係合するカム表面を有することによって、前記駆動トレインが前記顎部材同士を互いから離すように移動するとき、前記雌カップリング内へ前記顎部材を軸方向に引込ませることにより、前記雄カップリングと前記雌カップリングの間の固定する力が大きくなる、請求項１６に記載のカップリングシステム。
【請求項１８】
前記雄カップリングの前記出張り及び前記顎部材のロック表面がカム表面及び従動表面を有することにより、前記雄カップリングと前記雌カップリングの間の固定する力が大きくなる、請求項１６に記載のカップリングシステム。
【請求項１９】
前記顎部材を回動して前記雄カップリングと前記雌カップリングを互いから離すための分離手段を更に備え、 前記分離手段は、前記駆動球体を前記顎部材の前記ランプ表面から分離させるために、前記ロックバーが軸方向移動するときに、前記ロックバー上に配置されたバンプ表面と係合する、各顎部材の近位端上に配置されたバンプ壁を有する、請求項１１に記載のカップリングシステム。
【請求項２０】
出張り表面を含む凹部をその遠位端に有する雄カップリングと、
軸線と、前記雄カップリングの遠位端を受容するように前記軸線に沿って配置された開口部と、を有する雌カップリングと、
近位端及び遠位端を有する一対の対向する顎部材であって、前記近位端は、前記雌カップリング内の前記開口内に移動可能に取付けられ、前記遠位端は、前記雄カップリングと前記雌カップリングを嵌め合わせるように前記顎部材同士が互いから離れて移動するときに前記出張り表面と重なって係合するロック表面を有し、前記顎部材が共に対向する内部表面を有する、一対の対向する顎部材と、
前記顎部材を回転移動することにより前記顎部材同士を引き離す駆動トレインであって、前記駆動トレインが前記顎部材の前記遠位端の内部表面同士間に配置された第１の駆動球体と、前記第１の駆動球体を移動させて前記顎部材の前記遠位端の内部表面とくさび形係合させることにより、前記顎部材を互いから引き離す軸方向移動可能ロックバーと、有する駆動トレインと、
を備えたマシンツール構成部品とロック可能に連結するためのカップリングシステムにおいて、
前記近位端同士及び前記遠位端同士が同時に互いから離れるように前記顎部材の前記近位端の内部表面とくさび形に係合する前記ロックバーと作動的に連携する、第２の駆動球体を備える、
カップリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般にマシンツール（工作機械）を連結（カップリング）するためのシステムに関し、より詳細には、一層強固な連結を提供するために顎の遠位端のみならず近位端を同時に開く駆動トレイン(driving train)を備える顎型挟持メカニズムを有するタイプの改良されたカップリングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
マシンツールを相互接続するためのカップリングシステムは従来の技術の当業者にとって周知である。このようなカップリングシステムはツールの一部を形成する中空の切頭円錐形の雄部品を含む。雄部品は一般にツールを回転させるためのスピンドルの一部である、雌部品内の切頭円錐形の開口部と咬み合う。切頭円錐形の両部品のテーパーは、一般に、ツールの縦軸に対して約１乃至１０度の傾斜を成す。雄部品と雌部品が雌開口部の内部に配置された挟持メカニズムによって同時に引張られる時、この傾斜によって強固な心々締めしろ連結(on-center interference coupling)が提供される。
【０００３】
今日、従来のカップリングシステムの雌部品と雄部品を同時に挟持するための種々のメカニズムが利用可能である。このうち、いくつかのメカニズムにおいては、雌部品が雄部品の壁内に設けられた相似形のソケット開口と係合する為の径方向に移動可能なロッキング（施錠）ボールを有する。（ロッキングボールが）径方向外側へ移動する時、ロッキングボールは切頭円錐形の雄ツールシャンク（柄部）を雌部品の開口内へ固定すると共に引込むように機能する。カム表面を有する軸方向に摺動可能なロックバーはロッキングボールをソケット開口の外側径方向へ強制的に移動する。他のタイプのメカニズムにおいて、雌開口部は切頭円錐形雄部品の中空内部へ延出可能である径方向に拡大可能なロッキングプランジャを有する。雄部品を雌部品の開口内へ強制的にくさび形に嵌め合わせるために、ロッキングプランジャは雄部品の壁内の開口と係合する径方向移動が可能なフィンガーを二つ以上有していても良い。
【０００４】
これらの一般的なタイプの従来のカップリングシステムは共にその意図された目的のために効果的であることを自ら示してきたが、異なる製造者によって製造されたシステムとはあいにく互換性がなかった。従って、ツールシステムのエンドユーザは最近まで特殊なタイプの専有権のあるツール及びカップリングシステム等から選ぶことを余儀なくされてきた。この問題を解決するために、１９８７年、ドイツ政府は、“ＤＩＮ６９８９０”と題された公告においてこのようなカップリングシステムがもつべき包絡の寸法を標準化した。しかしながら、この公告は切頭円錐形の（雄部品と雌部品からなる）嵌め合わせ部品を同時に挟持するためのカップリングメカニズムの縦横比又は型については標準化していなかった。これらの部品を同時に固着する為に雄部品と雌のテーパ（先細）領域の寸法を記述した、１９９３年の“ＤＩＮ６９８９３”と題された最近の公告が発行されるまで、ドイツではこのような互換性を許容した標準化仕様はなかった。この最新の公告はまた、雄部品が、従動表面を画成するその内部と外接する環状ショルダを有する必要があることを特定している。雌部品がこれらの二つの部品を同時にロックするために雄従動表面と係合するためのカム表面を有する部材を有するべきであることを示唆している。“ＤＩＮ６９８９３”に特定された標準化されたカップリングシステムは、そのシステムがドイツのいくつかの大手の自動車製造会社に販売されているいくつかのドイツを拠点としたツール会社によって既に製造されている。この“ＤＩＮ６９８９３”の導入が拡大するにつれ、ドイツその他の国々で同様の仕様が国際的に採用される傾向にあるが、“ＤＩＮ６９８９３”は、雌部材においてカム部材が取るべき形態又は雄部品内の従動表面と係合するようにカム部材を移動するために使用されるべき駆動メカニズムを特定していない。特に成功したデザインとしては雌カップリング内部に配置された一対の対向する顎部材を用いたものが挙げられる。このデザインにおいて、各顎部材はその近位端に脚を有している。顎部材を枢軸的に取付けるために、脚は雌カップリングの内径に沿って相似形を成す凹部内へ摺動する。各顎部材の遠位端はカム表面を有している。二つの雄と雌の部品を同時ロックするためにカム表面は顎部材が枢軸的に互いから離れる時に雄カップリング上の従動表面と相互作用する。この特定のデザイン用の駆動メカニズムは対向する顎部材の遠位端同士の間に配置された単一ロック球体を有する。ロックバーは、このロック球体を顎部材の近位端へ軸方向移動させる。これによって、ロック球体は、雄カップリング内の従動表面とロック係合するように、顎部材の近位端同士をくさび形に互いから分離する。このような挟持メカニズムは、磨耗したときに容易に交換可能な比較的単純な部品によって強固な連結を提供できるという利点がある。このデザインにおいてくさび状部品として用いられる自在浮動球体の使用は、球体の磨耗がその楔締め作用によって同じ位置で発生しないので特に好ましい。しかしながら、球体の磨耗が球体表面全体に広がるので、挟持メカニズムの寿命を短くすることになる。
【０００５】
このような駆動メカニズムは雄カップリング（軸継手）と雌カップリングを強固に同時ロックされる点でその効果を発揮しているが、出願人はこのメカニズムの作用において改良できる幾つかの部分を観察してきた。例えば、顎部材の脚と雌カップリング内の各顎部材の凹部との間の回転移動によって、顎部材がこのような回転移動をせずに均等に互いから離れる場合に発生する場合より、顎部材と雄雌カップリングの各内部表面とが接触する領域が結果的に小さくなる。顎部材の回転作用はまたカム表面及び脚が顎部材全体がその各全長にわたって均一に互いから離間できる場合に必要とされるよりも高い耐性でカム表面及び脚を製造することを要求する。
【０００６】
従来技術のシステムに伴う上記欠点を克服するため、顎部材の遠位端のみならず近位端同士を離間することが可能な駆動メカニズムを有する雌カップリングに雄カップリングをロック可能に相互接続するために対向する顎部材を用いるタイプの改良されたカップリングシステムを提供することが明らかに必要とされている。このような駆動システムは製造コストが廉く、現存のシステムに容易に適合でき、且つ確実に作動することが理想的である。最終的には、このような改良されたシステムは、一対の施錠用顎をくさび形に互いから分離するために球形の構成部品を利用する駆動メカニズムに関連する利点の全てを保持していなくてはならない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
一般に、本発明は、マシンツール構成部品をロック可能に連結するためのカップリングシステムであって、 (a) 出張り表面を有する凹部をその遠位端に有する雄カップリングと、(b) 軸と、雄カップリングの遠位端を受けるために軸に沿って配置された開口と、を有する雌カップリングと、(c) 近位端及び遠位端を有する一対の対向する顎部材であって、近位端は雌カップリングの開口内に移動可能に取付けられ、遠位端は、雄カップリングと雌カップリングを嵌め合わせるために顎部材同士が互いから離れて移動する時に雄カップリングの出張り表面と係合する、ロック表面を有しており、顎部材が共に対向する内部表面を有する、一対の対向する顎部材と、(d) 顎部材同士を互いから離れさせる駆動トレインであって、第１及び第２の駆動球体と、対向する顎部材の近位端及び遠位端の内部表面とくさび形に係合／分離させるように第１及び第２の駆動球体を同時移動させる手段と、を有する、駆動トレインと、を備えるカップリングシステムである。
【０００８】
顎部材の内部表面の各々は第１及び第２の駆動球体とくさび形係合する近位ランプ及び遠位ランプを有している。これらのランプの各々は好ましくは円筒形の断面を有し、これによって、駆動球体はこれらのランプとレンズ状接触(lenticular contact)、すなわち凸面で接触して係合する。各顎部材は、雌カップリング内の顎部材を移動可能に取付けるために雌カップリング内の相似形の凹部内で受容可能な近位端から垂直に延出する脚部を有する。駆動球体を移動する手段とは、好ましくは、雌カップリングの軸に対して直交するように配置された第１及び第２のボアを有するロックバーである。駆動球体はロックバー内のそれぞれのボア内を自在浮動することにより、球体の異なる表面が、カップリングシステムの耐用年数期間にわたって、対向する顎部材と係合すると共に伸縮するために使用され、これによって、駆動球体の局所的磨耗が回避される。この自在な浮動特性は、顎部材並びにロック表面及び出張り表面の製造に伴う通常の耐性を補う利点を有する。
【０００９】
雄カップリングの出張り及びロック表面と顎部材はカム表面及び従動表面を有することができ、カム表面及び従動表面は、駆動トレインが顎部材同士を引き離すように移動するときに雄カップリングと雌カップリングの間の施錠力を高めるように協働する。他の実施の形態においては、顎部材の脚と凹部、及び雌カップリングが同様に雄カップリングと雌カップリングの間の施錠力を高めるためのカム表面及び従動表面を有することができる。この他の実施の形態は、雄カップリングの出張り及びロック表面と雄カップリングとが雌カップリングの軸に対して交差するように設けられた配置において特に有用である。
【００１０】
実施の形態は共に、ロックバーが第１及び第２の駆動球体を移動させて顎部材の内部表面上のランプと第１及び第２の駆動球体のくさび形係合を解除する時に、雄カップリングと雌カップリングを分離するために顎部材を枢軸的に同時移動させる、分離メカニズムを有している。この分離メカニズムは、各顎部材の近位端上に配置されたバンプ壁と、これらの顎部材のバンプ壁との係合の際に顎部材を内側へ枢軸的に移動させる対向するバンプ表面をロックバー上に有する。
【００１１】
第１の球体が遠位端同士を引き離しながら同時に移動している間に顎部材の近位端同士を互いから離す第２の球体を提供することによって、顎と雄雌カップリングとの面接触領域が実質的に大きくなる。したがって、本発明は、好ましくは、雄カップリングと雌カップリングの間の連結をより強固にすることができる。ロック動作中の回転作用が除去されることによって顎部材の寸法公差に少し余裕ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、図１を参照すると、全図面を通して同様の構成部品には同様の参照番号が付されている。本発明のカップリングシステム１は、一般に（想像線で示される）ツールボディ５に接続される雄カップリング３とツールホルダ９に取付けられる雌カップリング７とを備える。ツールボディ５は、単一切削インサート、フライスカッタ、ドリルビットなどの切削ツール（図示なし）を保持し得る。ツールホルダ９は、回転スピンドル又は収縮可能なツールアーム（これも図示なし）に取付けられ得る。
【００１３】
図１、図２、及び図３に最も良く示されるように、雌カップリング（軸継手）７は、一対の移動可能な顎部材１１ａ及び１１ｂと駆動トレイン(drive train)１３を備える。駆動トレイン（列）１３は、顎部材１１ａ及び１１ｂを雄カップリング３の内部に配置された環状ショルダ２７に係合又は離脱させて径方向に拡縮する。この目的のために、駆動トレイン１３は、Ａ軸に沿って拡縮可能なロックバー１７内に設けられたボア（穴）内に取外し可能に取付けられている一対の駆動球体１５ａ及び１５ｂを有する。以下により詳細に示されるように、ロックバー１７のこのような軸方向移動によって、駆動球体１５ａ及び１５ｂが移動すると同時にこれらの駆動球体１５ａ及び１５ｂが顎部材１１ａ及び１１ｂの内部表面に沿って設けられた遠位ランプ表面及び近位ランプ表面にくさび形係合することにより、顎部材１１ａ及び１１ｂの遠位端及び近位端の両方が同時に拡縮する。
【００１４】
雄カップリング３は主として切頭円錐形外部表面２３を有する中空シャンク２１から形成される。切頭円錐形外部表面２３の底面には環状フェイス２４が外接されている。以下に明確にされるように、環状フェイス２４は、二つのカップリングが咬み合わされるときに雌カップリング７から延出するリング状の連結フェイス４４と係合する。シャンク２１は一般的な中空内部２５を有する。環状ショルダ２７はシャンク２１の内径と外接する。この環状ショルダ２７は顎部材１１ａ及び１１ｂの端部上に設けられた遠位ロック表面が把持することができる出張り表面２９を画成する。
【００１５】
雌カップリング７は、ツールホルダ９と一体的に接続し得る円筒形本体３５（本発明が容易に理解されるように、図１、図２、及び図３において断面で示される）から形成される。円筒形本体３５は。ツールホルダ９は、ロックバー１７の底部を格納する中空内部３７に通じる開口(aperture)３６を含む。雌カップリング７の円筒形本体３５は切頭円錐形内壁３９を含む。この切頭円錐形内壁３９は、雄カップリング３の切頭円錐形外部表面２３と相補的形状を有する。内壁３９の近位端は環状のガイドリング４１によって外接される。このガイドリング４１は、ツールホルダ９のロックバー開口３６と同軸的に位置合わせされる。ガイドリング４１の近位壁は環状の出張り表面４２を画成する。この出張り表面４２は、顎部材１１ａ及び１１ｂの脚部と協働して雄カップリング３と雌カップリング７を咬み合わせる。環状凹部４３は、顎部材１１ａ及び１１ｂの上記脚部を格納するために出張り表面４２とツールホルダ９の前面壁との間に画成される。切頭円錐形内壁３９の近位端は、前述したリング状の連結フェイス４４内で終端している。
【００１６】
再び、図１、図２、及び図３を参照すると、顎部材１１ａ及び１１ｂはそれぞれ長形本体部分４７ａ及び４７ｂを含む。長形本体部分４７ａ及び４７ｂの各遠位端には、表面部４９ａ及び４９ｂの各先細縁が成端形成されている。遠位ロック表面５１ａ及び５１ｂは、表面部４９ａ及び４９ｂの先細縁の後部に配置されている。各顎部材１１ａ及び１１ｂの近位端には、長形本体部分４７ａ及び４７ｂから垂直に延びた脚部５２ａ及び５２ｂが成端形成されている。脚部５２ａ及び５２ｂの各々の遠位側直角面は近位ロック表面５３ａ及び５３ｂを画成する。近位ロック表面５３ａ及び５３ｂは、雌カップリング７の環状ガイドリング４１によって画成された前述の出張り表面４２と係合可能である。顎部材１１ａ及び１１ｂの各内部表面には、遠位ランプ表面５４ａ及び５４ｂ並びに近位ランプ表面５７ａ及び５７ｂがそれぞれ配置されている。遠位ランプ表面５４ａ及び５４ｂは球体保持部分５５及びカム部分５６の両方を有する。球体保持部分５５は、ロックバー１７が図２に示された位置に延びたときに遠位端駆動球体１５ａを保持する。カム部分５６は、ロックバー１７が図３に示された位置に引込まれたときに遠位端駆動球体１５ａとくさび形係合する。顎部材１１ａ及び１１ｂは、その内部表面の近位端に近位ランプ表面５７ａ及び５７ｂを更に有する。
【００１７】
次に図４に関しては、これらの近位ランプ表面５７ａ及び５７ｂの各々もまた近位端駆動球体１５ａを保持すると共に同球体１５ａとくさび形係合するための球体保持部分５８及びカム部分５９を有する。遠位ランプ表面５４ａ及び５４ｂのカム部分５６並びに近位ランプ表面５７ａ及び５７ｂのカム部分５９はそれぞれ好ましくは円筒形断面を有し、これにより、遠位駆動球体１５ａ及び近位駆動球体１５ｂの表面とカム部分５６及び５９との間で比較的広範囲の凸面での接触が達成される。このような凸面での接触によって、くさび形要素同士間の点接触又は線接触から生じる比較的高い応力や磨耗が回避される。
【００１８】
図１に最も良く示されているように、ロックバー１７はツールホルダ９の中空内部３７内に通常は配置される基部６１を含む。特に図示されてはいないが、基部６１は駆動部に接続され、この駆動部は、ロックバー１７をＡ軸線に沿って強制的に出入りさせ得る多数のBellville（ベルビル）ワッシャで構成できる。ロックバー１７は、対向する細長い凹部６４ａ及び６４ｂによって特徴付けられる球体保持部６３を更に含む。これらの凹部６４ａ及び６４ｂによって、駆動球体１５ａ及び１５ｂの湾曲した表面が、顎部材１１ａ及び１１ｂの内部表面上に位置する遠位ロック表面５１ａ及び近位ロック表面５１ｂに係合できる。一対の平行な貫通ボア６５ａ及び６５ｂは、駆動球体１５ａ及び１５ｂを受容及び保持するために、ロックバー１７の球体保持部分６３の遠位端及び近位端を貫通している。各ボア６５ａ及び６５ｂの内径は、駆動球体１５ａ及び１５ｂの外径よりも僅かに大きく形成され、これにより、駆動球体１５ａ及び１５ｂに或る程度の回転自在性が付与される。このような回転自在性によって、好ましいことに、駆動球体１５ａ及び１５ｂの異なる表面が、カップリングシステム１の動作中に顎部材１１ａ及び１１ｂの遠位ランプ表面５４ａ及び５４ｂ並びに近位ランプ表面５７ａ及び５７ｂに係合することになる。これによって、駆動球体１５ａ及び１５ｂ上の局所領域で磨耗が生じるのが回避される。この回転自在性によって駆動球体は、更に顎部材１１ａ及び１１ｂ並びにロック表面及び出張り表面における小さな製造上の欠陥を補うことができる。
【００１９】
次に、図４及び図５に関しては、カップリングシステム１の両実施の態様は、顎部材１１ａ及び１１ｂの遠位ロック表面５１ａ及び５１ｂを雄カップリング３の出張り表面２９から取外すための取外し機構６７を有する。取外し機構６７は一対の先細のバンプ（隆起）表面６９ａ及び６９ｂから形成される。これらのバンプ表面６９ａ及び６９ｂは、顎部材１１ａ及び１１ｂの各近位端に位置する先細のバンプ壁７１ａ及び７１ｂに係合可能である。バンプ表面６９ａ及び６９ｂ並びにバンプ壁７１ａ及び７１ｂは平行でないが、代わりに、図４及び図５に示されているように、顎部材１１ａ及び１１ｂが径方向に延びた位置にあるときは、バンプ表面６９ａ及び６９ｂ並びにバンプ壁７１ａ及び７１ｂは互いに５度乃至１０度傾いている。従って、ロックバー１７のバンプ表面６９ａ及び６９ｂが顎部材１１ａ及び１１ｂのバンプ壁７１ａ及び７１ｂに突き当たるとき、顎部材１１ａ及び１１ｂは内側へ枢軸回転して、遠位ロック表面５１ａ及び５１ｂ並びに近位ロック表面５３ａ及び５３ｂはそれぞれの出張り表面２９及び４２から外れることになる。
【００２０】
図４は、本発明の第１の実施の態様を示している。第１の実施の態様において、顎部材１１ａ及び１１ｂの遠位ロック表面はカム表面７３ａ及び７３ｂであり、雄カップリング３の出張り表面２９は、従動表面７５ａ及び７５ｂを画成する。これに対して、雌カップリング７の近位ロック表面５３ａ及び５３ｂ並びに出張り表面４２はＡ軸線に対して直交するように配置されている。これにより、ロックロッド１６が図４に示された位置の右方向へ引き込まれる時、駆動球体１５ａ及び１５ｂは遠位ランプ表面５４ａ及び５４ｂのカム部分５６並びに近位ランプ表面５７ａ及び５７ｂのカム部分５９と係合し、同時に、顎部材１１ａ及び１１ｂの近位端と遠位端の両方を径方向に移動させる。この顎部材１１ａ及び１１ｂの遠位端の径方向延出によって顎部材１１ａ及び１１ｂの従動表面７５ａ及び７５ｂが雄カップリング３のカム表面７３ａ及び７３ｂと係合し、これによって雄カップリング３のシャンク２１が内壁３９によって画成された切頭円錐形のキャビディ内へ更に引き込まれる。同時に、顎部材１１ａ及び１１ｂの脚部５２ａ及び５２ｂから延出する近位ロック表面５３ａ及び５３ｂが、円筒形本体３５の出張り表面４２に対して垂直に摺動する。これにより、顎部材１１ａ及び１１ｂと、取付けられた雄カップリング３及び雌カップリング７と、の間で比較的広い第２の接触領域が提供される。顎部材１１ａ及び１１ｂの遠位端と近位端が共に同時に径方向へ延出すると共に、顎部材１１ａ及び１１ｂと雄カップリング３及び雌カップリング７との間に広い接触領域が提供されることによって、各顎部材がその近位脚を中心に回転する機械的動作を介して顎部材の遠位端のみを延出する従来の装置よりも一層強固な連結が提供される。
【００２１】
図５は他の実施の態様を示す。この実施の態様においては、顎部材１１ａ及び１１ｂと両カップリングとの間の内部係合カム及び従動表面が、顎部材１１ａ及び１１ｂの脚部５２ａ及び５２ｂと出張り表面４２との間に位置している。具体的には、出張り表面４２に代わって、環状切頭円錐形カム表面７８ａ及び７８ｂが用いられると共に、脚部５２ａ及び５２ｂ上の近位ロック表面に代わって、従動表面８０ａ及び８０ｂが用いられた。これに対して、雄カップリング３内の遠位ロック表面５１ａ及び５１ｂと出張り表面２９がロックバー１７の動作の軸Ａと直交するように配向される。従って、駆動球体１５ａ及び１５ｂが図５に示された位置まで引込んだとき、これらの球体１５ａ及び１５ｂは、遠位ランプ表面５４ａ及び５４ｂのカム部分５６並びに近位ランプ表面５７ａ及び５７ｂのカム部分５９に対して同時に作用して顎部材１１ａ及び１１ｂの遠位端と近位端の両方を同時に径方向に延出させ、これにより、近位カム表面７８ａ及び７８ｂ並びに従動表面８０ａ及び８０ｂは、雄カップリング３を、雌カップリング７の切頭円錐形内壁３９によって画成された凹部内奥へ引込ませる。
【００２２】
両方の場合において、遠位ランプ表面５４ａ及び５４ｂ並びに近位ランプ表面５７ａ及び５７ｂと駆動球体１５ａ及び１５ｂの広い範囲での凸面での接触が提供されていることと、ロックバー１７の球体保持部分６３内のボア６５ａ及び６５ｂ内を駆動球体１５ａ及び１５ｂが移動可能であることと、が相俟って、駆動球体１５ａ及び１５ｂと顎部材１１ａ及び１１ｂとの間の領域で局所的に発生する応力が低減され、カップリングシステム１の寿命及び信頼度が高められる。
【００２３】
本発明は二つの好ましい実施の態様によって説明されてきたが、異なる変形、変更、及び追加が実施可能であることは当業者にとって明確であろう。このような変形、変更、及び追加はすべて本発明の範囲を逸脱するものではなく、それは請求の範囲のみによって制限される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  雄及び雌カップリングの部分断面図を示す本発明のカップリングシステムの分解図である。
【図２】  ロックバーが延出した位置にあり、顎部材が引込んだアンロック位置にあるときのカップリングシステムの雌カップリングの状態を示す部分断面平面図である。
【図３】  ロックバーが引込んだ位置にあり、顎部材が径方向に延出したロック位置にあるときの図２の雌カップリングの状態を示す図である。
【図４】  雄カップリングの環状出張りがカム表面を画成し、顎部材のロック表面が従動表面を画成するカップリングシステムの第一の実施の態様を示す側断面図である。
【図５】  雌カップリングの本体の出張り表面がカム表面を画成すると共に顎部材の遠位ロック表面が従動表面を画成するカップリングシステムの他の実施の態様を示す側断面図である。
【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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