(57)【要約】  輸送機関（１２）と流体またはエネルギ配給システム（１４）との間の接続を確立するための接続装置は、主支持構造体（１６）と、輸送機関上の接続設備（２０）に解放可能に接続するための接続器ヘッド（１８）と、長手軸（２４）、接続器ヘッド（１８）を支持する前端部、および後端部を有する支持ビーム（２２）と、支持機構（２６）とを含む。支持機構（２６）は、支持ビーム（２２）が、支持ビームの長手軸（２４）に沿って移動でき、支持ビームの長手軸（２４）に垂直な２並進自由度を有するように、主支持構造体（１６）内で支持ビーム（２２）の後端部を支持する。３回転自由度を有する関節（５２）は、支持ビーム（２２）の前端部と接続器ヘッド（１８）との間に連結される。
2020514192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送機関と流体またはエネルギ配給システムとの間の接続を確立する接続装置であって、
主支持構造体と、
前記輸送機関上の接続設備に解放可能に接続するための接続器ヘッドと、
長手軸と、前記接続器ヘッドを支持する前端部と、後端部とを有する支持ビームと、
前記支持ビームが、前記支持ビームの長手軸に沿って移動でき、前記支持ビームの長手軸に垂直な２並進自由度を有するように、前記主支持構造体内で前記後端部を支持する支持機構と、
前記支持ビームの前記前端部と前記接続器ヘッドとの間に連結された、３回転自由度を有する関節と、
を含む接続装置。
【請求項２】
前記支持機構は、前記主支持構造体によって支持された後端リンクと、前記支持ビームを支持する可動性前端リンクとを有する３次元平行四辺形リンク機構を含み、前記前端リンクが原点から離れるときに、前記支持ビームは支持ビーム自体に対して平行なままである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記原点は、ばねおよび重力によって画定される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記３次元平行四辺形リンク機構の前記前端リンクは、片持ち式にガイドチャネルを支持し、前記支持ビームの前記後端部は、前記支持ビームが、前記支持ビームの長手軸に沿って、案内された形で移動できるように、前記ガイドチャネルによって案内される、請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
前記支持ビームの前記後端部は、前記ガイドチャネルのレールで案内されるホイールを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記支持ビームを前記ガイドチャネルに沿って前進移動および後退移動で駆動する両方向駆動体をさらに含む、請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記駆動体は、サーボモータまたはステップモータを備えたリニア駆動体、好ましくはチェーン駆動体、より好ましくはエンドレスチェーン駆動体である、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記支持ビームの前記前端部と前記接続器ヘッドとの間に連結された前記関節は、
１８０°だけ離間した２つの内側リングピボットと、周方向に延び、前記２つの内側リングピボットから９０°の位置に配置された２つの内側リング長穴とを有する内側リングと、
１８０°だけ離間した２つの外側リングピボットと、周方向に延び、前記２つの外側リングピボットから９０°の位置に配置された２つの外側リング長穴とを有する外側リングと、
を含むカルダン継手であり、
前記外側リングは、両方のリングが、共通中心軸と同軸であり、互いに対して回転できるように、前記内側リングのまわりに取り付けられ、前記内側リングピボットは、前記外側リング長穴内で周方向に案内され、前記外側リングピボットは、前記内側リング長穴内で周方向に案内され、それにより、
前記外側リングおよび前記内側リングは協働して、第１の回転自由度をもたらし、
前記外側リングピボットおよび内側リングピボットは、前記支持ビームの前記前端部および前記接続器ヘッドと協働して、２つのさらなる回転自由度を画定する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記支持ビームの前記前端部と前記接続器ヘッドとの間に連結された前記関節の各前記３回転自由度は、±１０°未満、好ましくは±６°未満に機械的に制限される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記輸送機関は船であり、前記装置は、前記主支持構造体を支持する浮遊体をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記接続器ヘッドは、
前側部と、
前記前側部に配置された接続器または接続器装置と、
を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記接続器ヘッドは、前記接続器または接続器装置のまわりに対称に配置された少なくとも４つのガイドロールまたは４つのガイドロール装置をさらに含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記接続器ヘッドは、前記接続器または前記接続器装置のまわりに配置された２つのガイドピンもしくは２つのガイドチューブ、または１つのガイドピンおよび１つのガイドチューブをさらに含む、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
輸送機関と流体またはエネルギ配給システムとの間の接続を確立する接続システムであって、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の接続装置と、
前記輸送機関上の漏斗状接続設備と、
を含み、
前記輸送機関と前記流体またはエネルギ配給システムとの間の接続を確立するために、前記接続ヘッドは、前記漏斗状接続設備に導入される、接続システム。
【請求項１５】
請求項１２に記載の接続装置を含み、
前記漏斗状接続設備は、４つの面を備えた角錐台形状を有する入口部を有し、各これらの面は、前記接続ヘッドを前記漏斗状接続設備内の中心に置くために、前記４つのガイドロールの１つ、または前記４つのガイドロール装置の１つと協働することができる、請求項１４に記載の接続システム。
【請求項１６】
請求項１３に記載の接続装置を含み、
前記漏斗状接続設備は、前記接続器ヘッド上のガイドチューブと協働する少なくとも１つのガイドピンおよび／または前記接続器ヘッド上のガイドピンと協働する少なくとも１つのガイドチューブを有する、請求項１４または１５に記載の接続システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的には、輸送機関と流体またはエネルギ配給システムとの間の接続を確立する接続装置に関する。本発明はさらに、そのような接続装置を含む接続システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書の中で、輸送機関とは、陸上で、水上で、または空中で、人、品物、および／または機材を運ぶ、または輸送するために使用される可動装置である。典型的な輸送機関として、例えば、陸上車（例として、乗用車、トラック、バス、可動作業機械など）、有軌道車（例として、列車、路面電車、クレーンなど）、船舶（例として、船、ボート、フェリー、潜水艦など）、航空機（例として、飛行機）がある。
【０００３】
特許文献１は、浮遊構造体に接続するための解放可能な接続器を担持する関節アーム機構を含む炭化水素移送システムを開示している。実質的に鉛直な第１のアームの後端部は、１対の第１の関節を介して支持構造体に連結される。実質的に水平な第２のアームは、その後端部で、１対の第２の関節を介して第１のアームの前端部に連結される。各第１および第２の関節は、ピッチ、ロール、およびヨーとして特定される３回転自由度を付与する。第２のアームの前端部は、３回転自由度を有する関節を介して解放可能な接続器を担持する。第１のアームを第２のアームに連結する第２の関節対によって画定される水平軸のまわりの第２のアームの回転動作（ピッチ）をより容易に制御できるように、釣合おもりおよび減衰手段が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００４／０９９０６１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、輸送機関と流体またはエネルギ配給システムとの間の接続を確立するための接続装置を提供することであり、この装置は、コンパクトで、頑丈であり、かつコスト効率のよい構造を有し、接続作業時に制御が容易であり、かつ／または位置ずれが大きい場合でさえ、確実な接続を保証し、かつ／または接続装置に接続されたまま、輸送機関が少し移動するのを可能にする。
【０００６】
本発明のさらなる目的は、船舶と流体またはエネルギ配給システムとの間の接続を確立するのに最良に適した接続装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、輸送機関と流体またはエネルギ配給システムとの間の接続を確立するための接続装置は、主支持構造体と、輸送機関上の接続設備に解放可能に接続するための接続器ヘッドと、長手軸、接続器ヘッドを支持する前端部、および後端部を有する支持ビームと、支持ビームが、その長手軸に沿って移動することができ、その長手軸に垂直な２並進自由度を有するように、主支持構造体内で後端部を支持する支持機構と、支持ビームの前端部と接続器ヘッドとの間に連結された、３回転自由度を有する関節とを含む。当然のことながら、接続装置は、コンパクトで、頑丈であり、かつコスト効率のよい構造を有することができ、それにもかかわらず、位置ずれが大きい場合でさえ、確実な接続を保証し、接続装置に接続されたまま、輸送機関が少し移動するのを可能する。最後に重要なこととして、国際公開第２００４／０９９０６１号パンフレットに開示された炭化水素移送システムと比較して、提案された接続装置は、接続作業時の接続ヘッドの経路の制御を大幅に簡単にする。
【０００８】
主支持構造体内で支持ビームを支持する支持機構の、特に、コンパクトで、頑丈であり、かつコスト効率のよい実施形態は、主支持構造体によって支持された固定後端リンクと、支持ビームを支持する可動性前端リンクとを有する３次元平行四辺形リンク機構を含み、支持ビームは、前端リンクが原点から上下方向または左右方向のいずれかに移動する場合に、それ自体に対して平行なままである。この原点は、有利にも、ばねおよび重力によって画定される。
【０００９】
好ましい実施形態では、３次元平行四辺形リンク機構の前端リンクは、細長いガイド構造体を片持ち式に支持し、支持ビームの後端部は、この細長いガイド構造体によって案内されるので、支持ビームは、その長手軸に沿って案内される形で移動することができる。この細長いガイド構造体は、有利にも、一種のガイドチャネルとして考案され、支持ビームの後端部は、このガイドチャネルにスライド可能に受け入れられる。案内による滑らかな移動を達成するために、支持ビームの後端部は、有利にも、細長いガイド構造体のレールで案内されるホイールを含む。通常、装置は、支持ビームを細長いガイド構造体に沿って前進移動および後退移動で駆動する両方向駆動体をさらに含む。そのような駆動体は、有利にも、サーボモータまたはステップモータを備えたリニア駆動体、好ましくはチェーン駆動体、より好ましくはエンドレスチェーン駆動体とされる。
【００１０】
支持ビームの前端部と接続器ヘッドとの間に連結された関節は、有利にも、３回転自由度を有するカルダン継手とされる。これらの回転自由度の２つの回転軸は、支持ビームの長手軸に垂直であるのが好ましく、第３の回転自由度の回転軸は、支持ビームの長手軸に平行である。
【００１１】
そのようなカルダン継手の好ましい実施形態は、１８０°だけ離間した２つの内側リングピボットと、周方向に延び、２つの内側リングピボットから９０°の位置に配置された２つの内側リング長穴とを有する内側リングと、１８０°だけ離間した２つの外側リングピボットと、周方向に延び、２つの外側リングピボットから９０°の位置に配置された２つの外側リング長穴とを有する外側リングとを含む。外側リングは、両方のリングが、共通中心軸と同軸であり、この共通中心軸のまわりに互いに対して回転できるように、内側リングのまわりに取り付けられる。内側リングピボットは、外側リング長穴内で周方向に案内され、外側リングピボットは、内側リング長穴内で周方向に案内される。したがって、外側リングおよび内側リングは協働して、第１の回転自由度をもたらす。外側リングピボットおよび内側リングピボットは、支持ビームの前端部および接続器ヘッドと協働して、２つのさらなる回転自由度を画定する。当然のことながら、これは、支持ビームの前端部と接続器ヘッドとの間に連結された関節の、特に、コンパクトで、頑丈であり、コスト効率のよい実施形態である。
【００１２】
支持ビームの前端部と接続器ヘッドとの間に連結された関節の各３回転自由度は、±１０°未満、好ましくは±６°未満、最も好ましくは±３°〜±６°の範囲に機械的に制限されるのが好ましい。そのような回転自由度は通常、接続作業時に、接続器ヘッドの向付けにより、角度ずれを補償することができ、接続装置が輸送機関の接続設備に接続されている間、輸送機関の角移動（ロール、ピッチ、およびヨー）が可能になるのを保証するのに十分に有意義である。回転自由度はまた、接続作業時に、接続器ヘッドのブロッキングを回避するのに十分に小さい。より大きい回転自由度が必要とされる場合、接続器ヘッドの原点をばねで中心位置出しするのが望ましい。
【００１３】
当然のことながら、提案された装置は、接続を確立される輸送機関が船の場合に特に重要である。これは、とりわけ、装置が接続される船のわずかな並進および角移動を装置が問題なく可能にすることによる。
【００１４】
接続が確立される輸送機関が船の場合に、提案された装置は、有利にも、主支持構造体を支持する浮遊体をさらに含む。
【００１５】
好ましい実施形態では、接続器ヘッドは、前側部と、前側部に配置された接続器または接続器装置と、接続器または接続器装置のまわりに対称に配置された少なくとも４つのガイドロールまたは４つのガイドロール装置、ならびに／あるいは接続器または接続器装置のまわりに配置された２つのガイドピンもしくは２つのガイドチューブ、または１つのガイドピンおよび１つのガイドチューブとを含む。
【００１６】
輸送機関と流体またはエネルギ配給システムとの間の接続を確立する接続システムは、上記の接続装置と、輸送機関上の漏斗状接続設備とを含む。輸送機関と流体またはエネルギ配給システムとの間の接続を確立するために、接続ヘッドが、漏斗状接続設備に導入される。
【００１７】
この接続システムの好ましい実施形態では、漏斗状接続設備は、４つの面を有する角錐台形状を有する入口部を有し、各これらの面は、接続ヘッドを漏斗状接続設備内の中心に置くために、接続ヘッド上の４つのガイドロールの１つ、または４つのガイドロール装置の１つと協働することができる。
【００１８】
この接続システムのさらに好ましい実施形態では、漏斗状接続設備は、接続器ヘッド上のガイドチューブと協働する少なくとも１つのガイドピンおよび／または接続器ヘッド上のガイドピンと協働する少なくとも１つのガイドチューブを有する。
【００１９】
本発明の上記の、および他の特徴、態様、および利点が、本発明の好ましい実施形態の以下の説明から、および添付図面を参照して、より深く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】輸送機関と流体またはエネルギ配給システムとの間の接続を確立するための装置を示す概略的な立面図である。
【図２】図１の装置を示す概略的な平面図である。
【図３】接続器ヘッドの好ましい実施形態を示す３次元図である。
【図４】図３の接続器ヘッドと協働するように設計された輸送機関上の接続設備の好ましい実施形態を示す３次元図である。
【図５】接続器ヘッドを支持する、３回転自由度を有する関節の３次元図である。
【図６】船に接続された図１の装置をきわめて概略的な図で示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１および図２は、全体として参照番号１０で示される接続装置を示しており、この接続装置は、この装置で実施される様々な機械概念をより効果的に示すために概略的に示されている。そのような装置１０は、外壁１２による部分よって表される輸送機関（以下では、参照番号１２は、輸送機関自体を示すためにも使用される）と、長方形１４によって概略的に表される電気エネルギまたは流体配給システムとの間の接続を確立するために使用される。
【００２２】
この装置１０は、電動式フェリーを電力配給システムに接続して、フェリーのバッテリを再充電するために特に開発されたが、輸送機関１２は、陸上車（例として、乗用車、トラック、バス、可動作業機械など）、有軌道車（例として、列車、路面電車、クレーンなど）、船舶（例として、船、ボート、潜水艦など）、航空機（例として、飛行機）とすることもできる。
【００２３】
この輸送機関が接続される配給システム１４は、液体（例として、水、液体燃料、油圧油、または輸送機関によって輸送される任意の液体）、ガス（例として、加圧空気、ガス状燃料、または輸送機関によって輸送される任意のガス）、さらには空気式または油圧式の運搬可能な固体／流体または固体／ガス混合物用の配給システムとすることもできる。
【００２４】
接続装置１０は、有利にも、過酷な環境から機械内部を保護する閉鎖ケーシングを含む外側ケーシングおよび主支持構造体１６を含む。図１では、この閉鎖ケーシング１６の側壁が透明な壁として示されており、そのため、ケーシングの内部を見ることができ、このことは、図２におけるケーシングの上部壁に対しても同様である。参照番号１８は、輸送機関壁１２内の接続設備２０に解放可能に接続するための接続器ヘッドを全体として示している。この接続器ヘッド１８は、長手軸２４を有する支持ビーム２２の前端部で支持されている。支持ビーム２２の後端部は、主支持構造体１６内で、支持ビームの長手軸２４に垂直な２並進自由度Ｘ、Ｙを支持ビーム２２に付与する機構２６を用いて支持されている。（図１および図２に示す座標系Ｘ、Ｙ、Ｚにおいて、基準軸Ｘは鉛直方向とされ、重力は、基準軸Ｘの反対方向に作用する。）
【００２５】
好ましい実施形態では、機構２６は、３次元平行四辺形リンク機構を含む。この機構は、主支持構造体１６によって形成された（または主支持構造体１６によって支持された）固定後端リンクまたはフレームリンク２８と、前部プレート３０によって形成された可動性前端リンクとを有する。すべて同じ長さを有する４つの平行連結リンク３２ｉ（ｉ＝１〜４）は、可動性前部プレート３０を後端リンク２８に連結しており、２回転自由度をそれぞれが有する８つのカルダン継手３４ｉ（ｉ＝１〜８）は、平行連結リンク３２ｉと前部プレート３０との間の４つの継手、または平行連結リンク３２ｉと後端リンク２８との間の４つの継手を形成している。したがって、前部プレート３０は、鉛直方向で上下に（すなわち、基準軸Ｘに平行に）、かつ横方向で左右に（すなわち、基準軸Ｙに平行に）移動することができ、３次元平行四辺形リンク機構２６は、可動性前部プレート３０が常にそれ自体に対して平行のままであることを保証する。
【００２６】
２つの懸架ばね３６１、３６２は、前部プレート３０の下方および横方向移動を弾性で妨げるように、上部連結リンク３２１、３２２と外側ケーシング１６との間に連結されている。図１の平面に垂直な断面において、両方のばね３６１、３６２の中心軸が完全に鉛直ではなくて、互いに対して若干傾斜しているのが分かり、これらの軸の交差する頂点は、平行四辺形リンク機構２６の下に配置される。重力は、前部プレート３０を基準軸Ｘの反対方向で下方に付勢する。前部プレート３０は、懸架ばね３６１、３６２が重力を補償する中心原点を有する。前部プレート３０が、この中心原点より上に移動すると、懸架ばね３６１、３６２は回避される（すなわち、懸架ばねは、もはや支持ロッド３７と軸方向に係合しない）ので、重力は、単独で前部プレートを中心原点に戻す役割を果たす。前部プレート３０が、この中心原点より下に移動すると、２つの懸架ばね３６１、３６２は、前部プレートを中心原点に戻す。当然のことながら、これは、ばねによる原点の中心位置出しを保証するための、非常に効率的で、費用がかからず、頑丈な構造であるが、同様の結果を得るために、３つ以上のばねを使用することももちろん可能である。上部連結リンク３２１、３２２に連結される代わりに、ばね３６１、３６２は、下部連結リング３２３、３６４または前部プレート３０に連結することもできる。図面に示す引張りばね（引張りばねは、３次元平行四辺形リンク機構２６に作用する力によって伸長する）を使用する代わりに、圧縮ばね（圧縮ばねは、３次元平行四辺形リンク機構２６に作用する力によって圧縮される）、または１つまたは複数のカルダン継手３４ｉに連結されるねじりばね（ねじりばねは、３次元平行四辺形リンク機構２６に作用する力によって生じるトルクによってねじられる）を使用することもできる。
【００２７】
前部プレート３０は、４つの平行連結リンク３２ｉ間の空間内で細長いガイド構造体３８を片持ちの態様で支持している。したがって、３次元平行四辺形リンク機構２６は、細長いガイド構造体３８が、それ自体に対して常に平行なまま（すなわち、基準軸Ｚに平行なまま）、鉛直方向で上下に（すなわち、基準軸Ｘに平行な移動）、および横方向で左右に（すなわち、基準軸Ｙに平行な移動）移動できるのを保証する。細長いガイド構造体３８内では、支持ビーム２２の後端部は、支持ビームの長手軸２４に沿った、すなわち、基準軸Ｚに平行な並進移動でのみ移動可能であるように案内される。好ましい実施形態では、細長いガイド構造体３８は、支持ビーム２２の後端部がスライド可能に受け入れられるガイドチャネル３８の形態を取る。支持ビーム２２をその長手軸２４に沿って直線的で滑らかに案内するために、支持ビーム２２の後端部は、２対のレール４２で案内される２対のホイール４０を装備するのが好ましいが、ホイールおよび／またはレールの有無にかかわらず、他の種類のガイドシステムも排除されない。支持ビーム２２をその長手軸２４に沿って前後に、基準軸Ｚに平行に移動させるために、支持ビーム２２は、両方向リニア駆動体４４、好ましくは、両方向モータ４６、好ましくはサーボモータまたはステップモータを装備したエンドレスチェーン駆動体に連結される。あるいは、両方向モータは、支持ビーム２２に取り付けられ、ガイドチャネル３８に固定された歯付きレールまたはチェーンと係合する歯付きホイールを装備することもできる。さらなる代替案として、リニアモータを使用して、支持ビーム２２を駆動することができる。
【００２８】
前部プレート３０は、外側ケーシング１６の前部開口４８の後ろに配置されている。この前部開口４８を通って、支持ビーム２２は、接続器ヘッド１８を基準軸Ｚの方向にケーシング１６から押し出す、または接続器ヘッド１８を外側ケーシング１６の前部空洞５０に戻して格納する。装置１０が使用されない場合、支持ビーム２２は完全に格納され、接続器ヘッド１８は、前部空洞５０に配置され、この場合に、前部空洞５０は、有利にも、例えば、引き戸、ハッチ、または巻込み戸（図示せず）によって閉じられる。図１および図２において、支持ビーム２２は、前部プレート３０の上記の中心原点に一致する前部開口４８の中心位置で、最大可能ストロークの約半分だけ前方に移動して示されている。
【００２９】
引き続き図１および図２を参照して、参照番号５２は、支持ビーム２２の前端部と接続器ヘッド１８との間に連結された３回転自由度を有する関節を示している。関節５２の各これらの３回転自由度は、±１０°未満、好ましくは±６°未満、より好ましくは±３°〜±６°の範囲に機械的に制限されるのが好ましい。関節５２の３回転自由度のいずれか、またはすべては、ばねで中心位置出しされる原点を有することができるが、有さなくてもよい。
【００３０】
図５は、支持ビーム２２の端部プレート５８と接続器ヘッド１８のベースプレート５４との間に連結された、かかる関節５２の好ましい実施形態を示している。この実施形態では、関節５２は、３回転自由度を有するカルダン継手５２である。このカルダン継手５２は、１８０°だけ離間した２つの内側リングピボット６０と、周方向に延び、２つの内側リングピボット６０から９０°の位置に配置された２つの内側リング長穴６２とを含む内側リング５８と、１８０°だけ離間した２つの外側リングピボット６６と、周方向に延び、２つの外側リングピボット６６から９０°の位置に配置された２つの外側リング長穴６８とを含む外側リング６４とを含む。外側リング６４は、両方のリング５８、６４が、共通中心軸と同軸であり、互いに対して回転できるように、内側リング５８のまわりに取り付けられている。内側リングピボット６０は、外側リング長穴６８内で周方向に案内され、外側リングピボット６６は、内側リング長穴６２内で周方向に案内され、それにより、カルダン継手は、両方のリング５８、６４の前記共通中心軸のまわりの回転自由度をもたらす。この第１の回転自由度の最大振幅は、長穴６２、６８の長さによって画定される。外側リング６４は、支持ビーム２２の端部プレート５８のブラケット７０において、外側リングピボット６６を用いて回転可能に支持されている。これは、第２の回転自由度をもたらす。内側リング５８は、接続器ヘッド１８のベースプレート５４のブラケット７２において、内側リングピボット６０を用いて回転可能に支持されている。これは、第３の回転自由度をもたらす。当然のことながら、これは、この用途において十分な満足をもたらす、関節５２の非常に丈夫で、かつ費用のかからない実施形態であるが、もちろん、関節５２の他の実施形態も排除されない。
【００３１】
図３は、接続器ヘッド１８の好ましい実施形態を示している。ベースプレート５４の前部側で、いくつかの接点要素７６を有する電気接続器７４が中心に配置されている。（図３に示す単一の電気接続器７４は、もちろん、いくつかの電気接続器からなる装置で置き換えることができる。）４つのガイドロール７８ｉが接続器７４のまわりに対称に配置されており、接続器７４は、ガイドロール７８ｉ間で中心に配置されている。（各単一のガイドロール７８ｉは、もちろん、複数のガイドロールからなる装置で置き換えることができる。）参照番号８０１、２は、同様に、中心接続器７４に関して対称に配置された２つのガイドチューブを示している。ガイドロール７８ｉおよびガイドチューブ８０ｉの機能は、図４についての説明を読んだ後により深く理解されるであろう。
【００３２】
ここで、図４を参照すると、図４は、車両１２に配置された接続設備２０の好ましい実施形態を示している。この接続設備２０は、入口開口８４および４つの傾斜壁８６ｉ（ｉ＝１〜４）を含む円錐台形状を有する入口漏斗８２を含む。４つの傾斜壁８６ｉは、二つ一組で基準軸Ｘ、Ｙに実質的に平行である。この入口漏斗８２は、４つの横壁９０ｉおよびベースプレート９２によって範囲を限定される接続器チャンバ８８に通じている。４つの横壁９０ｉは、ベースプレート９２に垂直であり、二つ一組で基準軸Ｘ、Ｙに実質的に垂直である。（ベースプレート９２は、基準軸Ｚに実質的に垂直である。）電気接続器９４は、ベースプレート９２から突出している。電気接続器９４は、接続器ヘッド１８の電気接続器７４に機械的および電気的に相補的であり、そのため、両方の接続器７４、９４は、一時的な電気接続を形成するために、軸方向に互いに嵌め込むことができる。
【００３３】
あるいは、接続設備２０は、電気接続器からなる装置を装備することができ、この場合に、この装置は、接続器ヘッド１８によって支持された、電気接続器からなる装置と機械的および電気的に相補的であり、そのため、両方の装置の接続器は、一時的な電気接続を形成するために、軸方向に互いに嵌め込むことができる。図３および図４に示すプラグおよびソケット接続器７４、９４は、もちろん、任意の他のタイプおよび数量の電気プラグおよびソケット接続器で（すなわち、軸方向に互いに嵌め込むことができる接続器で）置き換えることができることに留意されたい。さらに、これらの接続器は、軸方向に互いに嵌め込むことができるガスおよび／または流体接続器で置き換える、または補うこともできる。
【００３４】
参照番号９６１、９６２は、電気接続器９４に関して対称に配置され、接続器ヘッド１８のガイドチューブ８０１、８０２と相補的である２つのガイドピンを示している。引き戸、ハッチ、または巻込み戸（図示せず）は、接続設備２０が使用されない場合に、入口漏斗８２、あるいは接続器チャンバ８８の前部開口を閉じるために設けることができる。
【００３５】
車両１２への接続を確立するために、接続器ヘッド１８は、支持ビーム２２の軸方向前進移動によって、基準軸Ｚの方向に入口漏斗８２の入口開口まで運ばれなければならない。接続器ヘッド１８が入口漏斗８２に入り込んだときに、接続器ヘッド１８が入口漏斗８２と完全に一列整列していない場合に、ガイドロール７８ｉの最初のものが、基準軸Ｘに平行な（または基準軸Ｙに平行な）２つの傾斜壁８６ｉの一方と接触する。接続器ヘッド１８が、入口漏斗８２にさらに深く入り込むと、この最初のガイドロール７８ｉと接触している傾斜壁８６ｉは、接続器ヘッド１８を入口漏斗８２の中心に向かって基準軸Ｙの（または基準軸Ｘの）方向に押し動かし、支持ビーム２２は、基準軸Ｙに沿った（または基準軸Ｘに沿った）その並進自由度により、この並進移動に追従し、その結果、支持ビーム自体に対して平行なままである。接続器ヘッド１８が入口漏斗８２にさらに入り込むと、ガイドロール７８ｉの二番目のものが、基準軸Ｙに平行な（または基準軸Ｘに平行な）２つの傾斜壁８６ｉの一方と接触する。接続器ヘッド１８が、入口漏斗８２にさらにもっと入り込むと、この二番目のガイドロール７８ｉと接触している傾斜壁８６ｉは、接続器ヘッド１８を入口漏斗８２の中心に向かって基準軸Ｘの（または基準軸Ｙの）方向に押し動かし、支持ビーム２２は、基準軸Ｘに沿った（または基準軸Ｙに沿った）その並進自由度により、この並進移動に追従し、その結果、支持ビーム自体に対して平行なままである。こうして、接続器ヘッド１８は、傾斜壁８６ｉによって、接続器チャンバ８８に押し込まれる。接続器ヘッド１８が、問題なく接続器チャンバ８８に入り込むが、それにもかかわらず、接続器チャンバ８８内で十分な程度に中心に置かれて、迅速な前進による接続を達成するのを保証するために、この接続器チャンバ８８の断面の寸法は、長手軸２４（または基準軸Ｚ）に垂直な平面において、４つのガイドロール７８ｉの範囲を正確に定める方形の寸法よりも若干大きいだけである。特に、接続器チャンバ８８内での接続器ヘッド１８の中心位置出しは、接続ヘッド１８が、接続器チャンバ８８に入り込むときに、ガイドピン９６１、９６２が、それらの円錐状の端部でガイドチューブ８０１、８０２に入り込むのを保証するのに十分でなければならない。この場合に、ガイドピン９６１、９６２の円錐状の端部は、電気接続器７４が電気接続器９４と機械接触する前の、接続器チャンバ８８内での接続器ヘッド１８の中心位置出しの微調整を可能にする。
【００３６】
関節５２の３回転自由度は、接続器ヘッド１８上および接続器チャンバ８８内の嵌合部品間の角度ずれを補償することを可能にする。関節５２の３回転自由度により、接続器チャンバ８８内の部品と嵌合する接続器ヘッド１８上の部品間のすべての初期角度ずれは、実際上、ガイドピン９６１、９６２がガイドチューブ８０１、８０２に十分に入り込むとすぐになくなる。ガイドピン９６１、９６２がガイドチューブ８０１、８０２と完全に係合すると、接続器ヘッド１８は、接続器チャンバ８８内で基準軸Ｘ、Ｙの方向の動きを強く阻止される。たとえ輸送機関１２が、例えば、船の場合に、接続装置１０への接続時に鉛直方向および／または水平方向に少し移動しても、支持ビーム２２は、その長手軸２４に垂直なその２並進自由度により、これらの移動に容易に追従することができる。接続装置１０への接続時に、輸送機関１２の小さい角移動（すなわち、ロール、ピッチ、およびヨー）は関節５２に吸収され、そのため、これらの角移動は、支持ビーム２２に影響を及ぼさない。
【００３７】
なお、接続器ヘッド１８上の２つのガイドチューブ８０ｉおよび接続器チャンバ８８内の２つのガイドピン９６ｉを有する代わりに、接続器ヘッド１８上の２つのガイドピンおよび接続器チャンバ８８内の２つのガイドチューブ、または接続器ヘッド１８上および接続器チャンバ８８内に１つのガイドチューブおよび１つのガイドピンを有することもできる。さらに、ガイドチューブ８０ｉは、ガイドピン９６ｉと協働する好ましい問題解決手段であるが、そのようなガイドチューブ８０ｉを、単に、接続器ヘッド１８または接続器チャンバ８８の構造要素の穴に置き換えることも排除されない。最後に、ガイドピン上に円錐状端部を有する代わりに、または有するのに加えて、漏斗状の入口部を備えたガイドチューブ８０ｉを有することもできる。
【００３８】
図１を再度参照すると、参照番号９８は、モータ４６を、特に、モータの回転方向と、モータの速度と、接続器ヘッド１８の前後の移動中に生じるモータトルク（または、リニアモータの場合にモータ力）とを制御するコントローラを示すことに留意されたい。前進移動（すなわち、輸送機関に向かう移動）は、モータトルク（力）限界を低くして高速で行われる。遅くとも、接続器ヘッド１８が、入口漏斗８２に進入したときに、モータトルク（力）限界を低くしたまま減速させる。ガイドピン９６ｉの最初の係合時に、モータトルク（力）限界を高くする。接続時に、モータ４６は、輸送機関１２が基準軸Ｚの方向にわずかに移動した場合に、嵌合が外れるのを防止するのに十分なモータトルク（力）を連続的に発生させる。後退移動を開始する場合に、回転方向が逆転され、嵌合を外すために高いモータトルク（力）限界が設定され、その後、戻り移動が、モータトルク（力）限界を低くして高速で行われる。接続器ヘッド１８が前部開口４８に接近するとすぐに、力限界を低くしたまま減速される。
【００３９】
図６は、ドック１０２に停泊した船１００の船体内の接続設備２０に接続された図１および図２の接続装置１０の概略図である。この実施形態では、接続装置１０は、関節リンク機構１０６によってドック１０２に連結された浮遊体１０４に取り付けられている。この関節リンク機構１０６は、有利にも、鉛直平面に平行な平行四辺形リンク機構であるので、浮遊体１０４は水位１０８に追従することができ、浮遊体の上面は常に水平なままである。したがって、水位１０８が変わった場合に、接続装置１０および船１００は共に水位１０８に追従し、接続装置１０は、船１００の船体内の接続設備２０に対して同じ高さのままである。
【００４０】
（例えば、バラスト状態が異なり、船の大きさが異なる、または船の大きさが同じ場合に）水位１０８に対する接続設備２０の高さのより大きな差を補償できるようにするために、接続装置１０は、高さを調整可能な補助支持構造体１１０を用いて、浮遊体１０４上に支持することができる。代替案として、またはそれに加えて、浮遊体１０４は、水位１０８より上の接続装置１０の高さを調整するために、いくらかの水を充填し、ポンプで空にすることができるバラストタンク（図示せず）を装備することもできる。さらに、ドック１０２に固定される代わりに、関節リンク機構１０６は、もちろん、輸送機関、特に、ドック１０２に沿って移動する有軌道車に固定することができる。最後に、船、特にフェリーが、フェリーを所定の位置に保持するために、キングピンまたは同様のものを有するランプを用いてドック１０２に連結される場合に、接続装置１０は、もちろん、このランプ上に直接支持することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  接続装置
１２  輸送機関または外側輸送機関壁
１４  エネルギまたは流体配給システム
１６  主支持構造体（外側ケーシング）
１８  接続器ヘッド
２０  １２上の接続設備
２２  支持ビーム
２４  ２２の長手軸
２６  支持機構（３次元平行四辺形リンク機構）
２８  固定後端リンクまたはフレームリンク
３０  可動性前端リンク、前部プレート
３２ｉ  平行連結リンク
３４ｉ  カルダン継手
３６ｉ  懸架ばね
３７  支持ロッド
３８  細長いガイド構造体（ガイドチャネル）
４０  ２対のホイール
４２  ２対のレール
４４  両方向リニア駆動体
４６  両方向モータ
４８  １６内の前部開口
５０  前部空洞
５２  関節
５４  ベースプレート
５６  端部プレート
５８  内側リング
６０  内側リングピボット
６２  内側リング長穴
６４  外側リング
６６  外側リングピボット
６８  外側リング長穴
７０  ブラケット
７２  ブラケット
７４  電気接続器
７６  ７４の接点要素
７８ｉ  ガイドロール
８０１、８０２  ガイドチューブ
８２  入口漏斗
８４  ８２の入口開口
８６ｉ  ４つの傾斜壁
８８  接続器チャンバ
９０ｉ  ８６の４つの横壁
９２  ８６のベースプレート
９４  電気接続器
９６１、９６２  ガイドピン
１００  船
１０２  ドック
１０４  浮遊体
１０６  関節リンク機構
１０８  水位
１１０  補助支持構造体
【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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【国際調査報告】
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