專利名稱：可旋轉(zhuǎn)且可樞軸轉(zhuǎn)動的連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及可旋轉(zhuǎn)的連接結(jié)構(gòu)，更具體地涉及可旋轉(zhuǎn)且 可樞軸轉(zhuǎn)動的連接器，其具有可允許流體、固體和氣體沿著它連通 的內(nèi)通道以及阻止相鄰連接器分離的外接頭。2. 背景技術(shù)許多球窩式連接器目前正在使用。通常，許多這類連接器受到 同一問題的困擾，即在足夠力的作用下，第一連接器的球會脫離 相鄰連接器的承窩。在結(jié)構(gòu)上，承窩外端可壓緊在表面(例如第一 連接器的外承窩壁)上。當(dāng)樞軸轉(zhuǎn)動力施加在互連的連接器上時， 承窩外端和所壓緊的表面可用作支點(diǎn)，以便使互連的球從承窩中脫 離或"脫出"。已經(jīng)采取了若干方法來改正這一問題。 一種方法公開于 Lockwood的美國專利No.6042155和5449206中。Lockwood的專利
中所公開的Lockwood發(fā)明的兩個互連球窩式連接器1如

圖1的剖視 圖所示。然而，這些連接器1在結(jié)構(gòu)上是比較復(fù)雜的，要求內(nèi)環(huán)形 環(huán)體2突出而進(jìn)入到穿過連接器1中間所形成的通道3中。這種復(fù) 雜性不僅增加了制造成本，而且內(nèi)環(huán)形環(huán)體2會對穿過通道3的物 品(例如軟管或管)的直徑有所限制，或者可將這類物品保持在環(huán) 形環(huán)體3和連接器1的內(nèi)壁4之間。多個球窩式連接器可連接起來，以形成單條柔性臂。臂中的單 個連接器可彼此相對地旋轉(zhuǎn)、樞軸轉(zhuǎn)動、彎曲和扭轉(zhuǎn)，并且該臂可 彎曲成各種形狀和位置。因此，可以比較理想地將相鄰的連4妻器以 一定的方式配合起來，以允許臂保持在彎曲位置中。這種保持固定 不動并支撐載荷(無需使用工具、外支撐件、鎖定裝置等等)的能 力可適用于許多應(yīng)用中。對于由聚合樹脂制成的許多球窩式連接器而言，柔性臂在處于 彎曲或撓曲位置時保持互連載荷的能力取決于相鄰連接器之間的摩 擦配合。隨著時間的推移，連接器會變松，在相鄰連接器之間形成 的摩擦?xí)?。這又會導(dǎo)致臂在應(yīng)力的作用下出現(xiàn)非所需的彎曲， 而這樣的應(yīng)力是所述臂以前能夠承受的。這種彎曲一般是由于稱為" 蠕變"的現(xiàn)象造成的。當(dāng)活動件受到恒定的或間斷性的載荷時，就會 在該載荷的作用下逐漸地松弛并變松，從而出現(xiàn)了蠕變。隨著時間的推移，蠕變可導(dǎo)致互連的球窩式連接器發(fā)生變形。 承窩會變形而呈橢圓形形狀，以便釋放其所承受的比較恒定的應(yīng)變。 類似地，安置在該承窩中的球會繼續(xù)對該承窩施加載荷作用力，這 最終會導(dǎo)致球脫離承窩。在所述臂保持非線性形狀達(dá)一段延長時間 之后，這會是特別常見的。在其它的缺點(diǎn)中，蠕變和所造成的變形 會減小承受載荷的能力、固定保持力以及柔性臂的彎曲半徑。因此，在本領(lǐng)域中需要一種改進(jìn)的可樞軸轉(zhuǎn)動的連接器。發(fā)明概要通常，本發(fā)明的 一個實施例所采取的形式為這樣的 一種連接器， 其具有限定了承窩內(nèi)空腔和承窩外開口端的凹形端，承窩內(nèi)空腔經(jīng) 由承窩外端而與連接器外部相連通，所述連接器還具有限定了球內(nèi) 空腔和球外開口端的凸形端，其中球內(nèi)空腔經(jīng)由球外端而與連接器 外部相連通，還具有與凸形端和凹形端相連的頸部，以及定位成圍 繞凹形端外部的外保持件。外保持件如接頭可約束或限制連接器的凹形端的擴(kuò)張(expansion)。這種限制會有助于防止連接器的凹形端脫離相鄰連接器 的凸形端。作為備選，外保持件可有助于將接頭保持在連接器的凹 形端外部上。在一些實施例中，連接器可具有中空頸，因此連接器可以限定 從凸形端至凹形端的處于連接器中的通道。另外，多個連接器可通過球和承窩互連起來以形成臂。當(dāng)各個 連接器限定了通道時，就通過臂的長度形成了連續(xù)通道。在閱讀了本發(fā)明的詳細(xì)介紹之后，本領(lǐng)域的4支術(shù)人員可以實現(xiàn) 本發(fā)明的其它實施例和優(yōu)點(diǎn)。附圖簡介圖1顯示了兩個互連的現(xiàn)有技術(shù)的球窩式連接器的剖視圖。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的連接器主體的剖視圖。圖2A顯示了圖2所示連接器的側(cè)視圖。圖2B顯示了沿著圖2A的線A-A剖開的剖視圖。圖2C顯示了圖2B的圓圈區(qū)域B的剖一見圖。圖2D顯示了圖2所示連接器的透視圖。圖3顯示了連接器的外視圖，顯示出環(huán)繞在圖2所示連接器主 體周圍的接頭。圖3A顯示了圖3所示接頭的端視圖。 圖3B顯示了圖3所示接頭的側(cè)視圖。
圖3C顯示了圖3所示接頭的透視圖。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的卡扣配合式連接器的側(cè)視 圖，其具有凹形端，并且在接近承窩的中間位置帶有承靠點(diǎn)。圖5以剖3見圖顯示了才艮據(jù)圖2和3所示實施例的、安置在第二 連接器的承窩中的第一連接器的球。圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的連接器的側(cè)視圖，顯示了 第二接頭。圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的連接器的側(cè)視圖，其具有 形成于其上的保持器(retainer)。圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明第五實施例的連接器的側(cè)視圖，其具有 形成于其上的斜面。圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明第六實施例的連接器的側(cè)視圖，其具有 形成于其上的保持器和斜面。圖10顯示了根據(jù)圖2和3的實施例的三個互連連接器的局部剖 視圖。圖10A顯示了由一系列連接器、例如圖2A,2B和2C所示連接 器構(gòu)成的柔性臂的側(cè)視圖。圖IOB顯示了圖10A所示柔性臂的端^L圖。圖11顯示了才艮據(jù)圖2、圖3和圖IO所示實施例的兩個軸向地歪 斜的連4妻器的剖^f見圖。圖12顯示了根據(jù)圖2和3所示實施例的一系列互連連接器構(gòu)成 的柔性臂組件。圖13顯示了才艮據(jù)圖2、 3和12所示實施例的一系列互連連接器 構(gòu)成的柔性臂組件，其中連接器軸向地歪斜。圖14顯示了根據(jù)圖6所示實施例的一系列互連連接器構(gòu)成的柔 性臂組件。圖15顯示了根據(jù)圖6和14所示實施例的一系列互連連接器構(gòu) 成的柔性臂組件，其中連接器軸向地歪斜。 圖16顯示了根據(jù)本發(fā)明第七實施例的連接器的剖視圖，顯示了 整體地成形的接頭。圖17顯示了根據(jù)本發(fā)明第八實施例的連接器的剖視圖，顯示了 整體地成形的接頭。本發(fā)明的詳細(xì)描述1.連接器主體的概述和結(jié)構(gòu)通常，本發(fā)明的一個實施例采取中空連接器的形式。如圖2的 剖視圖所示，該連接器包括具有凸形端12和凹形端14的連接器主 體10 (或者口語上稱為"串珠")，以及可選的外接頭(圖2未示出)。 連接器的凸形端12可被稱為"球"，而凹形端14可被稱為"承窩"。球 12和承窩14 一般都是外凸的。凸形端和凹形端之間的結(jié)合限定了串 珠10的變窄部分或頸部16，其中球12和承窩14 一般都在接近頸部 16處在橫截面上變窄。作為參考并且如本文中所用，連接器的縱軸 線從球延伸至承窩或者從承窩延伸至球，而連接器的橫軸線垂直于 縱軸線。連接器主體10的內(nèi)部一般是中空的，如圖2所示。凸形端12 限定了球內(nèi)空腔22，而凹形端14限定了承窩內(nèi)空腔24。另外，這 些空腔22,24通過中空頸26連在一起，并且限定了將連接器的球和 承窩相連起來的通道。因此，頸部16也是中空的。另外，凸形部分 和凹形部分12,14在它們的外端(即球外開口端18和承窩外開口端 20)都是開口的，或者這些外端與頸部直接相對。因此，通道在凸 形端和凹形端都與串珠的外部相連通。在備選實施例中，頸部16可 為實心的，因此就將球外開口端18與承窩外開口端20分隔開。圖2A、 2B、 2C和2D提供了圖2所示連接器主體10的各種視 圖。圖2A顯示了連接器主體10的側(cè)視圖，其具有大約1.4英寸的 總長度L，凸形端12具有大約1.1英寸的外徑DME，并且頸部16具 有大約0.79英寸的外徑D肌。另外，從凸形端12的最大外徑點(diǎn)至下 述承靠點(diǎn)29上的點(diǎn)的長度L,是大約0.96英寸。圖2B顯示了沿著圖 2A的線A-A的剖視圖。在該視圖中，顯示了球內(nèi)空腔的最大直徑 D固，其測得為大約0.895英寸。球內(nèi)空腔在球外開口端處的直徑Dwo 是大約0.881英寸。另外，如下文中更詳細(xì)地所述，連接器主體在切 去部分28處的直徑Dc。是大約1.15英寸。圖2C是圖2B中的圓圏 區(qū)域B的放大圖。最后，圖2D顯示了連接器主體10的透視圖。應(yīng) 當(dāng)理解，圖2A至2D的實施例的特定尺寸是il明性而非限制性的； 圖2所示連接器主體的備選實施例可具有不同的尺寸。如圖2A至2D所示，連接器主體10可包括一個或多個切去部 分28。這些切去部分28在連接器外部中限定了凹口，并且一般在一 側(cè)與連接器主體的圓柱形部分的被稱為"承靠點(diǎn)"29的平坦部接界， 這將在下文中更詳細(xì)地論述。這些凹口可允許更容易地用工具將接 頭定位成圍繞連接器主體10。還將在下文中更詳細(xì)地論述接頭。切 去部分28是可選的，例如在圖3、圖4和圖6-8的下述實施例中未 示出?；氐綀D2,連接器主體10的凹形端14 一般在尺寸上設(shè)置成可接 受相鄰連接器的凸形端12。相鄰連接器的凹形端14和凸形端12之 間的配合一般是摩擦配合，從而允許互連的串珠10彼此相對運(yùn)動， 但一旦串珠設(shè)置在所需的位置中時，就可固定地保持串珠。也就是 說，當(dāng)?shù)谝淮楹偷诙蹦颗浜蠒r，第一串珠的凸形端12的外側(cè) 壁一般與第二串珠的凹形端14的內(nèi)側(cè)壁相接觸。在備選實施例中， 接頭可用于壓緊凹形端14,以便提供摩擦配合?；ミB的串珠10可進(jìn) 行樞軸轉(zhuǎn)動和旋轉(zhuǎn)。一般而言，球12的最寬外部分形成于球的中間或其附近，而承 窩14的最寬內(nèi)部分成形為從承窩開口端20稍孩t地朝向頸部16。在 備選實施例中，承窩14的最寬內(nèi)部分可位于承窩的中點(diǎn)。凸形和凹 形連接器的端部18,20可在起始于它們的中點(diǎn)的任一方向或兩個方向
上，沿著它們的長度而向內(nèi)和/或向外漸縮。另外，開口20在凹形端 14處的直徑可稍小于凸形端12的最寬部分，因此就要求凸形端12 搭扣或迫壓進(jìn)入凹形端14中。串珠10的這種搭扣接頭可形成上述 摩擦配合，從而有助于相鄰串珠之間的連接。另外，如圖2所示，串珠10內(nèi)的通道一般沒有阻塞、突起或凸 出件，或者其它向內(nèi)伸入串珠內(nèi)部的阻礙物。因此，對于單個串珠IO 而言，物體可自由地通過串珠內(nèi)部而不會被串珠10的某些部分(部 分地或完全地)阻擋。球12和承窩14的大致彎曲的內(nèi)側(cè)壁限定了 通往頸部內(nèi)部的呈圓形地傾斜的通道壁，因此就減少了通道內(nèi)形成 陡峭角度的不連續(xù)。傾斜的內(nèi)部以及沒有向內(nèi)突出的部件有助于物 體(例如電纜、導(dǎo)體、導(dǎo)線、流體，管道等等)通過串珠內(nèi)部。應(yīng) 注意，連接器主體10的備選實施例可在沿著通道的一些點(diǎn)處設(shè)置密 封件或內(nèi)壁，以便將通道的兩端彼此密封隔離。一般來說，連接器主體10可由各種材料制成。例如，串珠10 可由各種塑料，例如各種聚酯和聚氯乙烯制成。更具體而言，串珠IO 可由熱塑性材料如乙縮醛形成。串珠材料一般是比較耐用的。因此， 用于生產(chǎn)的合適材料包括金屬、木材和陶瓷。串珠10也可由復(fù)合材 料制成，其例如為浸漬或涂覆上TEFLON或其它減摩化合物的塑料。在具有適于卡扣配合在相鄰連接器的球12上的承窩14的實施 例中，連接器主體10的彈性在選擇制造材料時會是一個因素。例如， 如果材料更具彈性，則在相鄰連接器的球12已卡扣配合到承窩14 中之后，承窩14更有可能回到其原始形狀。然而，過度的彈性也可 能會因施加在連接處的應(yīng)力而導(dǎo)致承窩14與球12提前分離。2.壓配合4妾頭圖3顯示了連接器的外視圖。如圖所示，壓配合接頭30環(huán)繞連 接器主體10的承窩14。通常，接頭30限制承窩14的外部產(chǎn)生擴(kuò)張， 從而有助于承窩14和相鄰連接器的球(圖3未示出)之間的緊密連 接。接頭30也可緊壓在相鄰連接器的球上，以便為承窩14和球之 間的連接提供另外的強(qiáng)度。在任一種情況下，接頭30通過至少限制 承窩14外部的擴(kuò)張，而用作外保持件。盡管接頭30在圖3中顯示 為在其外部分中具有裂開或孔，應(yīng)當(dāng)理解，該孔僅僅顯示為用于說 明下面的承靠點(diǎn)29。接頭30的大多數(shù)(盡管并非全部)實施例具有 連續(xù)的表面。接頭30 —般壓配合在連接器上，并且在尺寸上設(shè)置成可比較緊 貼地配合在承窩14周圍。為了阻止承窩14的擴(kuò)張，接頭30的內(nèi)徑 一般等于承窩14的外徑。為了緊壓承窩14,接頭30的內(nèi)徑一般略 小于承窩14的外徑，因此當(dāng)接頭30壓配合在凹形端14上時，承窩 受壓。因為凸形端12所具有的外徑一般小于凹形端的外徑，所以接 頭30可在壓配合操作過程中設(shè)置在連接器主體10的凸形端12上， 而不會緊壓凸形部分12或與凸形部分12形成干涉。接頭30穿過凸形端12并且沿著凹形端14的縱軸線而被推進(jìn)， 直到接頭30和凹形端14之間的結(jié)合充分地摩擦緊貼在一起，而足 以將接頭30保持就位。當(dāng)接頭30最終設(shè)置成圍繞承窩14時，承窩 14會在徑向上施加擴(kuò)張力而壓在接頭30上。這種擴(kuò)張力與在接頭30 和承窩14之間形成的摩擦結(jié)合在一起， 一般可將接頭30保持就位， 并且阻止沿著連接器的縱軸線而施加的任何分離作用力。如圖2A所示，接頭30 —般沿著連接器的外周邊承靠在比較平 坦的位置處。作為備選，該承靠點(diǎn)29可從外凹形端14朝著頸部16 稍微向內(nèi)地線性傾斜一定的角度。這種角度可提供較小的斜面，以 便有助于正確地定位以及固定保持住接頭30。如圖2C所示，在連接器的一些實施例中，承靠點(diǎn)29朝著承窩 14的開口端略微地漸縮。例如，如圖2C所示的連接器在承靠點(diǎn)29 的最接近頸部16的那一端具有大約1.226英寸的外徑D,,但在承靠 點(diǎn)29的最接近承窩開口端20的那一端具有1.218英寸的外徑D2。 在備選實施例中，承靠點(diǎn)29可更大或更小程度地漸縮，并且可采用
各種不同的測量。該承靠點(diǎn)漸縮可有助于減小因上述蠕變造成的接頭30的運(yùn)動。圖3A至3C顯示了圖3所示接頭30的多個視圖。更具體而言， 圖3A提供了端視圖，圖3B顯示了側(cè)視圖，而圖3C顯示了透視圖。 在所示的特定實施例中，接頭30具有大約1.24英寸的外徑OD和大 約1.21英寸的內(nèi)徑ID。另外，接頭30的寬度W為大約0,25英寸。 然而，應(yīng)當(dāng)理解，這里所論述的關(guān)于接頭尺寸的測量值是說明性而 非限制性的。通常，接頭30在尺寸上設(shè)置成與如圖2A至2D所示的 連接器主體10相配。圖3所示連接器主體10和/或接頭30的備選實 施例可具有不同的測量尺寸。在本發(fā)明的一個備選實施例、例如上述卡扣配合式實施例中， 承窩14可從頸部16和承窩外開口端20朝著承窩的中部在橫向直徑 上增大。因此，線性的不彎曲的承靠點(diǎn)29可被限定在具有最大橫向 直徑的承窩14的截面處或其附近。與如圖3所示的實施例相比，圖 4顯示了具有凹形端14的卡扣配合式連接器，其中承靠點(diǎn)29接近承 窩中部。應(yīng)注意，承靠點(diǎn)29 —般定位在與插入到承窩14中的相鄰 連接器的球12至少部分地重疊的位置。這有助于承窩14和相鄰連 接器的球12之間的摩擦連接。參見圖5的剖視圖，與承靠點(diǎn)29 (因此和所承靠的接頭30)的 位置無關(guān)的是，接頭30可用于至少稍微地緊壓第一連接器主體10a 的承窩14。作為備選，接頭可僅僅阻止或限制承窩14的擴(kuò)張。當(dāng)?shù)?二連接器主體10b的球12插入第一連接器主體10a的承窩14和設(shè)置 在其周圍的接頭30中時，接頭30可使承窩壁的至少一部分內(nèi)表面32 與球壁的外表面34形成接觸。應(yīng)注意，圖5所示連接器主體10a，10b 與如圖2和3所示的連接器主體相同。承窩內(nèi)壁32和球外壁34的彼此接觸或相鄰的那些部分摩擦式 地阻止第一和第二連接器主體10a,10b的重新對準(zhǔn)，從而保持第一和 笫二連接器1 Oa, 1 Ob彼此相對地定位。也就是說，當(dāng)?shù)?一 串珠通過彎
曲、推動或扭轉(zhuǎn)而相對于第二串珠縱向地定位時，上述相鄰表面所 產(chǎn)生的摩擦阻力一般會阻止重力或其它外力使第一和第二串珠運(yùn)動 脫離它們的相對位置。這種軸向歪斜如下述的剖視圖ll所示。
摩擦阻力不僅可保持兩個連接器的縱向?qū)?zhǔn)，而且也可支撐連 接其中一個連接器上所附帶的重量或質(zhì)量。通過"臂"或者一連串互連 連接器來支撐就位的確切重量取決于該重量與支撐點(diǎn)或固定點(diǎn)之間 的連接器的數(shù)量。連接器的數(shù)量越大，則在施加于至少一個串珠上 的扭矩克服摩擦配合所產(chǎn)生的作用力而導(dǎo)致臂彎曲之前，能夠沿著 臂長度被支撐的重量就越小。
然而，各串珠的接頭和承窩之間的連接越緊，則就可支撐更多 的重量。有效的是，上緊的接頭和/或緊公差配合的凸形端和凹形端 會增大臂中的各球窩節(jié)之間的摩擦力，這又允許臂支撐更多的重量， 以及更容易阻止非所需的運(yùn)動。
在一個備選實施例中，柔性臂中各接頭的上緊程度可被單個地 進(jìn)行調(diào)整，從而提供了阻止非所需運(yùn)動如軸向不對準(zhǔn)的可變阻力水 平。例如，接頭可在臂中部略微更松一些，但在各端部則更緊一些， 從而形成了柔性臂可在其中間部分彎曲的趨勢。
除了形成或增強(qiáng)互連串珠之間的上述摩擦力之外，接頭也可阻止承窩的擴(kuò)張，這種擴(kuò)張會導(dǎo)致互連串珠的分離。如圖3A最佳地所 示的壓配合接頭30是基本上實心的環(huán)箍或材料帶，例如管段。該接 頭可在尺寸上設(shè)置成緊貼地配合在承窩外部上，從而阻止承窩的擴(kuò) 張，或者可在尺寸上設(shè)置成稍微地壓緊承窩的外部，從而除了阻止 擴(kuò)張之外還提供了壓緊力。
3.夾緊接頭除了上述壓配合接頭之外，夾緊接頭也可在本發(fā)明的備選實施 例中用作外保持件。圖6顯示了連接器的外^L圖，其具有連接于其 上的夾緊接頭40。如圖所示，凸起部(protrusion)42從接頭40的圓形
部分向外延伸，而圓形部分的內(nèi)壁與連接器承窩14的外壁基本上完 全地接觸。夾緊接頭40也可具有軟管夾類型的結(jié)構(gòu)。在定位成圍繞連接器主體IO之前，夾緊接頭的內(nèi)徑(也就是說， 接頭內(nèi)壁的直徑) 一般在大小上設(shè)置成使得接頭40可定位成圍繞承 窩14,而不會有接頭內(nèi)壁的任何部分接觸到承窩14的外壁。 一旦接 頭40沿著縱向并且圍繞承窩14成角地正確對準(zhǔn)，則接頭40就被夾 緊、壓接或壓緊，直到該接頭的大部分內(nèi)壁接觸到承窩14的外壁。 由于接頭40 —般是無彈性的并且在夾緊/壓接過程中沒有去掉任何材 料，因此接頭的總體尺寸不能改變。因此，夾緊/壓接過程就迫使接 頭40的一些部分從承窩14向上和向外地變形，同時朝著承窩而對 接頭的其余部分加壓，從而形成了上述凸起部42。與壓配合接頭一 樣，夾緊接頭40—般會壓緊承窩14,或者至少限制承窩14的擴(kuò)張， 其方式如上所述。這種壓緊導(dǎo)致連接器承窩和相鄰連接器的球之間 形成摩擦關(guān)系，這也如上所述。上述接頭可由各種材料制成，其中金屬和塑料是常用材料。壓 配合接頭也可由橡膠或其它彈性材料制成，這類材料能夠在承窩14 上施加足以將承窩14向內(nèi)壓或防止其擴(kuò)張的力。4.可選的連接器主體除了上述實施例之外，連接器主體IO也可包括另外的特征，其 設(shè)計成促進(jìn)主體和接頭之間的連接。例如，凸起、向外延伸的環(huán)形 環(huán)體或臺肩(一起稱為"保持器")可形成為朝向承窩的后部分。圖2 和3所示連接器以及圖6所示連接器包括這種保持器50,其位于承 窩14的外壁上并且靠近承窩的外開口端20。具有形成于其上的保持 器51的連接器主體70的第二示例如圖7所示?？梢钥吹?，保持器51 從承窩外壁向外延伸。參見圖7，保持器51的外徑通常至少稍大于相關(guān)聯(lián)接頭30的內(nèi) 徑。因此， 一旦接頭30定位成圍繞連接器主體70的承窩74 (無論是通過壓配合或夾緊)，則保持器51就防止接頭30沿著連接器主 體70朝著承窩外開口端72向后滑動。保持器51可有效地用于從后 面阻止接頭30，并且有助于保持接頭30就位。保持器51也可有助 于接頭30圍繞承窩74的正確對準(zhǔn)，這是通過防止接頭在壓配合或 夾緊過程中定位成離連接器主體70后面太遠(yuǎn)來實現(xiàn)的。
因此，上述保持器50，51用作外保持件。然而，在上述接頭30,40 約束或限制承窩14外部擴(kuò)張的同時，保持器50,51可幫助將這種4妄 頭30，40保持成圍繞承窩。
圖8顯示了連接器的另一實施例。在該實施例中，連接器主體80 設(shè)有從承窩84的外壁向外延伸的斜面52。該斜面52 —般朝著頸部 86向下傾斜，其中在斜面的最遠(yuǎn)離頸部86的那一端在高度上形成了 陡峭的突變("凸緣"54)。該斜面52防止接頭30沿著連接器主體80 朝著頸部86向前滑動。 一旦通過夾緊配合或使壓配合接頭沿著斜面 52滑動并越過凸緣54而使接頭30正確地定位，則凸緣54的外徑一 般會超出接頭的內(nèi)徑。因此，斜面52用于限制接頭30的向前運(yùn)動， 該方式與保持器51 (如圖7所示)限制向后運(yùn)動的方式非常類似。 一般而言，當(dāng)壓配合接頭30 (如圖8的具體示例所示)沿著斜面的 長度而行進(jìn)時，斜面52從頸部86向上傾斜并且逐漸地壓緊，從而 允許壓配合接頭30越過凸'緣54。 一旦接頭30越過凸緣54,則斜面 52會擴(kuò)張而基本上回到其原始尺寸。這種擴(kuò)張就產(chǎn)生了大于接頭30 內(nèi)徑的凸緣直徑54,從而有助于將接頭30保持就位。結(jié)果，斜面52 和凸緣54也以與針對保持器50，51所述相類似的方式而用作外j呆持 件。
應(yīng)注意， 一些實施例可同時采用斜面52和保持器50,51,以便 將接頭的任何可能橫向運(yùn)動約束在比較窄的范圍內(nèi)。圖9顯示了連 接器主體90，其在承窩94的外部上同時采用了斜面52和保持器50， 其中壓配合接頭30承靠在斜面52和保持器50之間。具有將反向轉(zhuǎn)矩從其中一個主軸，向另一主軸進(jìn)行互相傳遞的功能；旋 轉(zhuǎn)角度限制機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)角度限制機(jī)構(gòu)由凸輪面與凸輪從動件構(gòu)成，該 凸輪面形成于上述第3安裝架上，該凸輪從動件與上述第1主軸和第2 主軸中的至少一者成一體旋轉(zhuǎn)，且與上述凸輪面彈性地卡合；在形成于 對折的第1外殼和第2外殼的接合部位的各凹部的內(nèi)部，分別設(shè)置第1 主軸和第2主軸，由此，上述各外殼的打開面呈連續(xù)的基本平面狀。另外，在本發(fā)明中，上述旋轉(zhuǎn)傳遞機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于上述第1、第2 主軸上的第l、第2齒輪，以及介設(shè)于上述第l、第2齒輪之間的偶數(shù)個 齒輪，上述第l，第2齒輪和偶數(shù)個齒輪分別構(gòu)成齒輪排而連接。此外，在本發(fā)明中，上述偶數(shù)個齒輪呈交錯狀而設(shè)置、固定于上述 第3安裝架上，另外，上述第1、第2齒輪由直徑小于上述偶數(shù)個齒輪的 齒輪形成。發(fā)明的效果按照本發(fā)明的鉸鏈裝置，由于第1外殼側(cè)的第1安裝架和第2外殼 側(cè)的第2安裝架通過第1、第2主軸，軸支承于第3安裝架上，第1、第 2主軸通過傳遞反向轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)連接，因此比如，隨著第l安裝 架以第3安裝架為基軸向一個方向的旋轉(zhuǎn)，第2安裝架同樣以該第3安 裝架為基軸，沿反方向旋轉(zhuǎn)，這樣，外殼的打開動作流暢。另外，由于 第1安裝架和第2安裝架的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動，故在己有技術(shù)中，在將折疊設(shè)備 折疊的狀態(tài)下，2根軸各自獨(dú)立，則在外殼的位置產(chǎn)生錯位，但是，按照 本發(fā)明，由于通過轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)，這2根軸聯(lián)動，故不會產(chǎn)生這樣的錯 位。即，如果將該鉸鏈裝置應(yīng)用于折疊式便攜電話，則不會產(chǎn)生便攜電 話的上下外殼的錯位，能夠使用戶獲得穩(wěn)定感。另外，由于第1、第2主軸分別內(nèi)置于第1、第2外殼的內(nèi)部，故沒 有了像已有技術(shù)那樣的主軸部的凹凸。由此，可使2個外殼的打開面呈
或蠕變，這類變形和/或蠕變是上述尖銳聲音的成因。當(dāng)相鄰串珠10 之間的摩擦配合減小時，串珠10會相互摩擦，從而導(dǎo)致抖動噪音和尖銳聲音。因此，通過減少蠕變，也就減輕了尖銳聲音。除了流體之外，管道和/或線纜也可穿過臂的通道61。例如，在 通道61內(nèi)添加管道可允許電線沿著管內(nèi)通過，而無需考慮臂60的 彎曲或扭轉(zhuǎn)會壓迫電線或?qū)е缕渌膿p壞。然而， 一般應(yīng)注意，如 果在通道61內(nèi)沒有設(shè)置任何凸起部，就會降低這種壓迫或損壞的可 能性，而對樞軸轉(zhuǎn)動運(yùn)動范圍的限制也會具有同樣的效果。因此， 由一系列互連連接器主體10構(gòu)成的柔性臂60尤其可適合用于柔性 的淋浴噴頭臂、手電筒，或者要求軟管或臂能夠保持住使用者設(shè)定 的固定位置的其它應(yīng)用中。這樣的 一種應(yīng)用在題目為"柔性的淋浴噴 頭臂組件"的美國專利No.5865378中更具體地進(jìn)行介紹。例如，串珠 10可與本文所述的具有專用第一和第二端的串珠組合起來，以形成 淋浴噴頭臂。本文所述的外護(hù)套也可選擇性地用于保護(hù)柔性臂60免 受沙粒、灰塵、臟物等沉積在串珠10上的困擾，因為這些物質(zhì)會導(dǎo) 致在操縱串珠10時發(fā)出尖銳噪音，并且可能會限制相鄰串珠的運(yùn)動 范圍。圖10A和10B分別以側(cè)視圖和端視圖顯示了柔性臂60。臂60 由一系列共五個如圖2A至2D所示的連接器主體IO構(gòu)成，各主體10 都帶有已安裝上的圖3A和3B所示接頭30。在該特定示例中，臂60 具有大約5.24英寸的總長度L，接頭30處的寬度W為大約1.25英 寸。應(yīng)當(dāng)理解，圖10A所示的測量尺寸只是用于說明而非具有限制 性；柔性臂60的備選實施例可具有不同的測量尺寸。圖12和13顯示了第一柔性臂60，其采用了本文所述的連接器 主體10。圖12顯示了第一柔性臂60，其中所有的串珠都基本上縱 向地對準(zhǔn)，而圖13顯示了第一柔性臂60，其中若干串珠縱向地歪斜。 如圖所示，第一柔性臂60采用了如圖3所示的壓配合^"頭30。圖14和15顯示了第二柔性臂62,其采用了本文所述的連接器
主體10。圖14顯示了第二柔性臂62,其中所有的串珠都基本上縱 向地對準(zhǔn)，而圖15顯示了第二柔性臂62，其中若干串珠縱向地歪斜。 如圖所示，第二柔性臂62采用了如圖6所示的夾緊接頭40。6.整體地成形的接頭除了本文所述的壓配合接頭30和夾緊接頭40之外，連接器接 頭34也可與連接器主體IOO成形為一個整體，如圖16所示。通常， 接頭34可與連接器主體100內(nèi)嵌模制在一起或進(jìn)行共擠壓加工，從 而導(dǎo)致在接頭34通常所處的位置處積聚有塑料或聚合物。該整體地 成形的接頭34可采用與連接器主體100相同的材料來制成。作為備 選，如圖17所示， 一種備選的整體地成形的接頭36可由與連接器 主體102不同的聚合物制成。在圖17中，兩種不同的材料用兩種不 同的剖面線來表示較密的斜剖面線用于表示接頭36的材料，而較 稀疏的近似垂直剖面線表示主體102的材料。另外，應(yīng)注意，接頭36 的材料可延伸進(jìn)入連接器主體102上所形成的凹口 (未示出)中， 以便有助于這兩種材料之間的更高強(qiáng)度的結(jié)合，而不是在連接器主 體102表面上形成齊平。在任一種情況下，整體地成形的接頭34,36可在同一模具或在不 同模具中被注射模制在連接器主體100,102上。另外， 一旦接頭34,36 形成于主體100,102上，則連接器就可從模制裝置中取出，此時連接 器主體100,102仍然是至少稍具柔性的。例如，連接器可在主體100,102 仍然為溫?zé)岷腿嵝?但不必是可變形的)的狀態(tài)下取出來。然后， 柔性連接器的凸形端可插入另 一連接器的凹形端中，并冷卻下來變 成無柔性的連接器，這是因為凸形端在插入過程中會稍微地發(fā)生變 形。在插入凸形端之后，它就可回到其原始形狀并且冷卻下來。在 連接器冷卻時，連接器主體100,102將硬化并逐漸失去其柔性，從而 保證凸形端在插入之后不會在使用過程中容易變形。這又使得可利 用具有內(nèi)嵌模制接頭的一系列串珠100,102來組裝柔性臂。
如圖16和17所示，由于接頭34,364皮內(nèi)嵌模制或以其它方式與 連接器主體100,102 —起成形或者形成于其上，因此，就不需要保持 器、斜面或任何其它的外凸起部來保持接頭34,36的位置。7.結(jié)論本領(lǐng)域的技術(shù)人員從以上描述中可以認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明 的精神和范圍的前提下，可以對所述實施例的進(jìn)行許多的變化。例 如，可采用另外的材料來制造連接器主體和/或接頭。作為另一示例， 接頭可利用螺紋沿著承窩的外壁來上緊，而非壓配合或夾緊于其上。 另外，盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合特定實施例進(jìn)行了描述，但是，這些描 述僅僅是示例性的，并非具有限制性。因此，本發(fā)明的適當(dāng)范圍由 所附權(quán)利要求來確定，而非由以上示例來限定。
權(quán)利要求
1. 一種連接器，包括限定了承窩內(nèi)空腔和承窩外開口端的凹形端，所述^K窩內(nèi)空腔經(jīng) 由所述承窩外端而與所述連^^妄器外部相連通；限定了球內(nèi)空腔和球外開口端的凸形端，所述球內(nèi)空腔經(jīng)由所述 球外端而與所述連接器外部相連通；將所述凸形端和凹形端相連起來的頸部；以及外保持件，其定位成圍繞所述凹形端的外部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述頸部限定 了中空頸，其將所述承窩內(nèi)空腔和球內(nèi)空腔相連起來以限定通道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的連接器，其特征在于，所述連4矣器還 包括形成于所述通道內(nèi)的內(nèi)壁，所述內(nèi)壁構(gòu)造成將所述承窩內(nèi)空腔與 所述球內(nèi)空腔隔開。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述承窩內(nèi)空 腔包括沿著所述連接器的縱軸線從所述凹形端的中點(diǎn)至所述中空頸 而連續(xù)地變窄的平滑通道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述凹形端的 外部包括承靠點(diǎn)，所述承靠點(diǎn)包括適于接受接頭的平坦的圓柱形部 分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的連接器，其特征在于，所述承靠點(diǎn)還 包括線性地漸縮的表面，其從所述承窩的外開口端向內(nèi)延伸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的連接器，其特征在于，所述承靠點(diǎn)還 包括線性地漸縮的表面，其朝著所述承窩的外開口端而向內(nèi)延伸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述連接器還 包括切去部分，所述切去部分包括形成于所述連接器外部上的凹口 ， 所述切去部分構(gòu)造成接受用于將接頭定位成圍繞所述凹形端外部的 工具。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述承窩內(nèi)空 腔包括內(nèi)徑，第二連接器的凸形端包括外徑，所述承窩內(nèi)空腔的內(nèi)徑小于所述第二連接器的凸形端的外徑；因此，將所述第二連接器的凸形端插入所述承窩內(nèi)空腔中就會形 成摩擦配合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述凸形端外 部的最寬部分位于所述頸部和所述球外開口端之間的中間位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述凹形端外 部的最寬部分定位成從所述承窩外開口端朝著所述頸部。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述凹形端的 外部的最寬部分位于所述頸部和所述承窩外開口端之間的中間位 置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述承窩外開 口端包括這樣的直徑，其小于所述凸形端的所述最寬部分。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述連接器至 少部分地由塑料形成。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述連接器至 少部分地由金屬形成。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述連接器至 少部分地由陶瓷形成。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述連接器至 少部分地由木材形成。
18. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的連接器，其特征在于，所述連接器至 少部分地由復(fù)合材料形成。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述外保持件 包括從所述凹形端外部向外延伸的保持器，所述保持器構(gòu)造成用于保 持接頭。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述外保持件 包括從所述凹形端的外部向外延伸的斜面，所述斜面朝著所述頸部向 下傾斜。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的連接器，其特征在于，還在所述斜 面的最接近所述承窩外開口端的那一端包括凸緣。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于，所述外保持件 包括接頭，所述接頭構(gòu)造成限制所述凹形端的擴(kuò)張。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的連接器，其特征在于，所述接頭由 塑料制成。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的連接器，其特征在于，所述接頭由 金屬制成。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的連接器，其特征在于，所述接頭包 括內(nèi)徑，所述凹形端包括外徑，所述接頭的內(nèi)徑小于所述凹形端的外 徑。
26. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的連接器，其特征在于，所述接頭包 括壓配合接頭。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的連接器，其特征在于，所述壓配合 接頭包括這樣的內(nèi)徑，其小于所述凹形端外部的直徑。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的連接器，其特征在于，所述壓配合 接頭由彈性材料制成。
29. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的連接器，其特征在于，所述接頭包 括夾緊接頭。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的連接器，其特征在于，所述夾緊接 頭包括通過將所述夾緊接頭壓接在所述凹形端的外部上而形成的凸 起部。
31. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的連接器，其特征在于，所述夾緊接 頭包括軟管夾。
32. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的連接器，其特征在于，所述接頭包 括整體地成形的接頭，其定位成圍繞所述凹形端的外部。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的連接器，其特征在于，所述整體地 成形的接頭與所述凹形端的外部內(nèi)嵌模制在一起。
34. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的連接器，其特征在于，所述整體地成形的接頭與所述凹形端的外部被共擠壓在一起。
35. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的連接器，其特征在于，所述整體地 成形的接頭由與所述凹形端的外部相同的材料構(gòu)成。
36. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的連接器，其特征在于，所述整體地 成形的接頭由與所述凹形端的外部不同的材料構(gòu)成。
37. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的連接器，其特征在于，所述凹形端 的外部包括凹口 ，所述整體地成形的4妾頭延伸進(jìn)入所述凹口中。
38. —種連接器，包括限定了承窩內(nèi)空腔和承窩外開口端的凹形端，所述承窩內(nèi)空腔經(jīng) 由所述承窩外端而與所述連接器外部相連通；限定了球內(nèi)空腔和球外開口端的凸形端，所述球內(nèi)空腔經(jīng)由所述 球外端而與所述連接器外部相連通；將所述凸形端和凹形端相連起來的頸部，所述頸部所包括的截面 小于所述凸形端的外徑和所述凹形端的外徑；以及用于防止所述凹形端擴(kuò)張的器具。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的連接器，其特征在于，用于防止所 述凹形端擴(kuò)張的所述器具壓緊所述凹形端的外部。
40. —種連接器主體，包括限定了承窩內(nèi)空腔和承窩外開口端的凹形端，所述承窩內(nèi)空腔經(jīng) 由所述承窩外端而與所述連接器主體外部相連通，所述凹形端具有包 括承靠點(diǎn)的外部，所述承靠點(diǎn)包括平坦的圓柱形部分，其用來接受構(gòu) 造成限制所述凹形端擴(kuò)張的接頭；限定了球內(nèi)空腔和球外開口端的凸形端，所述球內(nèi)空腔經(jīng)由所述 球外端而與所述連接器主體外部相連通；和將所述凸形端和凹形端相連起來的頸部。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的連接器主體，其特征在于，所迷頸 部限定了中空頸，所述中空頸將所述承窩內(nèi)空腔和球內(nèi)空腔相連起 來，以便限定通道。
42. —種柔性連接器組件，包括第一連接器，其包括限定了承窩內(nèi)空腔和承窩外開口端的凹形端，所述承 窩內(nèi)空腔經(jīng)由所述承窩外端而與所述連接器外部相連通；限定了球內(nèi)空腔和球外開口端的凸形端，所述^>內(nèi)空 腔經(jīng)由所述球外端而與所述連接器外部相連通； 將所述凸形端和凹形端相連起來的頸部； 第二連接器，其包括限定了承窩內(nèi)空腔和承窩外開口端的凹形端，所述承 窩內(nèi)空腔經(jīng)由所述承窩外端與所述連接器外部相連通；限定了球內(nèi)空腔和球外開口端的凸形端，所述球內(nèi)空 腔經(jīng)由所述球外端與所述連接器外部相連通； 將所述凸形端和凹形端相連起來的頸部； 所述第二連接器的凸形端位于所述第一連接器的凹形端內(nèi)，所述 第一連接器和第二連接器因此而形成了臂；和第一接頭定位成圍繞所述第一連接器的凹形端的外部，所述第一 接頭基本上限制了所述第一連接器的凹形端的擴(kuò)張。
43. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的柔性連接器組件，其特征在于，所 述第一連接器和第二連接器的頸部各自限定了中空頸，所述中空頸將 所述承窩內(nèi)空腔和所述球內(nèi)空腔相連起來，因此所述第一連接器和第 二連接器就限定了從中穿過的連續(xù)通道。
44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的柔性連接器組件，其特征在于，所 述連續(xù)通道允許沿著所述連接器組件的長度來傳送流體、固體和氣 體。
45. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的柔性連接器組件，其特征在于，所 述柔性連接器組件還包括第三連接器，其包括限定了承窩內(nèi)空腔和承窩外開口端的凹形端，所述承 窩內(nèi)空腔經(jīng)由所述承窩外端與所述連接器外部相連通； 限定了球內(nèi)空腔和球外開口端的凸形端，所迷球內(nèi)空 腔經(jīng)由所述球外端與所述連接器外部相連通； 將所述凸形端和凹形端相連起來的頸部； 所述第三連接器的凸形端位于所述第二連接器的凹形端內(nèi)，所述第一連接器、第二連接器和第三連接器因此而形成了臂；第二接頭定位成圍繞所述第二連接器的凹形端的外部，所述接頭限制了所述第二連接器的凹形端的擴(kuò)張；和所述第二連接器的凹形端與所述第三連接器的凸形端之間的摩 擦阻力水平不同于所述第一連接器的凹形端與所述第二連接器的凸 形端之間的摩擦阻力水平。
46. —種用于組裝柔性連接器組件的方法，包括 提供多個連接器主體，各連接器主體包括限定了承窩內(nèi)空腔和承窩外開口端的凹形端，所述承 窩內(nèi)空腔經(jīng)由所述承窩外端而與所述連接器主體外部相連 通；限定了球內(nèi)空腔和球外開口端的凸形端，所述球內(nèi)空 腔經(jīng)由所述球外端與所述連接器主體外部相連通； 將所述凸形端和凹形端相連起來的頸部； 將所述連接器中的第一連接器的凸形端穿過承窩外開口端而插 入到所述連接器^i^第二連接器的承窩內(nèi)空腔中；和.將接頭定位成圍繞所述連接器中的所述第二連接器的凹形端。
47. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，所述接頭限制 所述連接器中的所述第二連接器的凹形端的擴(kuò)張。
48. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，所述接頭阻止 所述連接器中的所述第一連接器的凸形端脫離所述連接器中的所述 第二連接器的凹形端。
全文摘要
一種可旋轉(zhuǎn)且可樞軸轉(zhuǎn)動的連接器(10)，其具有凹形端(14)，凸形端(12)，將凸形端和凹形端相連起來的頸部(16)，以及外保持件。例如，外保持件如接頭(30)，其可限制凹形端外部的擴(kuò)張。外保持件也可采取保持器或類似結(jié)構(gòu)的形式，以便將接頭保持成圍繞連接器凹形端的外部。另外，連接器可以是中空的，從而在其中限定連續(xù)的通道。另外，多個連接器可以互連起來，以形成臂。
文檔編號F16BGK101124425SQ200480029796
公開日2008年2月13日 申請日期2004年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月14日
發(fā)明者G·戈利齊斯基, H·A·呂特讓 申請人:沃特皮克公司