JP2005036951A - パイプの内径内で摺動する軸やパイプの固定と開放機構。 - Google Patents
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Abstract
【課題】パイプの内径内で摺動する軸やパイプの固定と開放を確実に実行できる機構。
【解決手段】解決方法は二つあり、バネ用丸ナット20には、右回り止め巻きバネ1と、左回り止め巻きバネ5が取り付けられ、バネ用丸ナット20は外側パイプ内径3内で、バネ用丸ナット20の締まり雌螺子23に締め雄螺子10を螺合し、締める時も緩める時も、外側パイプ内径3内を左右何れにも回転することなく、螺子の締めと開放をする。二つ目は、クサビ用丸ナット9に深溝24と浅溝25を保有する玉溝21と玉26を設け、外側パイプ内径3の中で、クサビ用丸ナット9の締まり雌螺子23に対し、締め雄螺子10が作用し、締めと、緩みの螺合にクサビ用丸ナット9を外側パイプ内径3内で回転させない。
【選択図】図2
【解決手段】解決方法は二つあり、バネ用丸ナット20には、右回り止め巻きバネ1と、左回り止め巻きバネ5が取り付けられ、バネ用丸ナット20は外側パイプ内径3内で、バネ用丸ナット20の締まり雌螺子23に締め雄螺子10を螺合し、締める時も緩める時も、外側パイプ内径3内を左右何れにも回転することなく、螺子の締めと開放をする。二つ目は、クサビ用丸ナット9に深溝24と浅溝25を保有する玉溝21と玉26を設け、外側パイプ内径3の中で、クサビ用丸ナット9の締まり雌螺子23に対し、締め雄螺子10が作用し、締めと、緩みの螺合にクサビ用丸ナット9を外側パイプ内径3内で回転させない。
【選択図】図2
Description
本発明は、伸縮する医療機器部品、杖、釣り竿、カメラの三脚、アンテナ等の丸パイプの伸縮、固定と開放の構造技術分野に属する。
市販されている従来の方法を、杖を例として述べると、外側パイプの内径に内側パイプを挿入し、内側パイプの先端に設けた締め雄螺子を、丸ナットに対し締まりの方向に回わすと、工作機械のコレットチャック機構の理で丸ナットの中子は開き、外側パイプの内面と中子は摩擦力で固定し、外側パイプと内側パイプは、合体して一本の杖となる構造や、車椅子における患者の体系に応じた座席の上下、手摺、背もたれの長さ、角度等の調整には、パイプの外部からボルトによる伸縮の固定が主流を占めている。
従来の杖等の構造では、使用回数が増すにつれて、外側パイプ内面と、丸ナットの接触摩擦力は次第に減少し、外側円筒パイプの内径壁では、丸ナットの中子が回転して、一対のパイプを固定合体することができなくなる、以上の欠点の解決を課題とする 従来の構造では、車椅子等に於いても、外部からのボルトによる螺子締めが主流で、患者の危険性と、デザイン的にも一考を要す。以上の欠点の解決を課題とする。
丸ナットが回転する原因は、外側パイプの内壁が円筒で、丸ナット外径も円筒である。円と円との関係上、両者間に摩擦力が無くなれば、パイプの内径を丸ナットが回転するのは当然である、従来の構造の接触摩擦に対して、本発明はパイプの内径内で、丸ナットが雄螺子の回転に対して、逆止め機構を使用して回転を防ぎ、丸ナットの締まり雌螺子23に雄螺子を螺合し、摩擦筒を圧縮することで、外側パイプ2と内側パイプ4の固定と開放の機構を、外側パイプ2と内側パイプ4に対して与えた。
図1にて、一例として杖で説明する。左図は使用に際し体型に合わせて、杖の長さを調整する。右図は格納の為に杖を縮めた図である。杖の長さの調整には、外側パイプ2の外側パイプ内径3に、内側パイプ4を挿入し、両者を伸縮し、必要な長さに調整する。
杖の長さの調整ができたら、長さを保つ為に外側パイプ2と内側パイプ4を固定することとなる。問題は固定する条件である。それには、丸ナットはパイプ内で回転できないこと、丸形ナット33が、パイプ内を長手の方向に移動できることである。パイプ内で丸ナットが回転するといけない理由は、ナットの雌螺子が回転すると雄螺子が丸ナットの雌螺子と螺合できないからである。
本発明の骨子となる外側パイプ内径3内で、丸形ナット33が長手の方向には前後に摺動するが、丸形ナット33を左右には回転させない為に、ワンウエイクラッチ方式を使用する。丸形ナット33のワンウエイクラッチ機構には、バネ用丸ナット20の方法と、クサビ用丸ナット9の方法を使用する。
図6はバネ用丸ナット20である。ナットの形は、鍔31を持った円筒で中心に雌螺子23を保有し、バネ先止め孔12を2個保有する。鍔31の鍔外径32は外側パイプ内径3内を摺動する、丸ナット外径面22の直径は、次に説明するバネの内径面27との間に隙間があり、外側パイプ内径3と丸ナット外径面22の隙間で巻きバネの線径が遊ぶ状態を必要とする。
図4は右回り止め巻きバネ1であり、図5は左回り止め巻きバネ5である。共にバネ巻きの方向は同じ右巻き方向である。バネ元端8とバネ先端7の位置がバネ用丸ナット20に対して右回り止め巻きバネ1と左回り止め巻きバネ5とでは逆の位置になっている。
巻きバネの外径について述べる。発明の目的の一つに、外側パイプ内径3の内で、丸形ナット33が長手の方向に前後に摺動する条件がある。巻きバネの巻き数の総ての外径寸法を、外側パイプ内径3寸法より気持ちプラス目にするとバネ用丸ナット20の左右回転は完全になくなるが、外側パイプ内径3に対する巻きバネの摩擦力が大きくてバネ用丸ナット20が長手の方向への摺動ができなくなる。その対策として、外側パイプ内径3寸法より気持ちプラス目にする巻きバネのは一巻きか二巻きにして残りの巻き数の外径寸法は外側パイプ内径3の寸法よりマイナスとする。
図6のバネ用丸ナット20の二つのバネ先止め孔12に、図4、図5の右回り止め巻きバネ1と左回り止め巻きバネ5のバネ元端8を挿入すると、図7の形状となる。
図2にて、右回り止め巻きバネ1と左回り止め巻きバネ5を、バネ用丸ナット20に取り付けた儘、外側パイプ内径3に挿入する。
右回り止め巻きバネ1と左回り止め巻きバネ5の巻き方向は、右巻きでも左巻きでも、巻きの方向はどちらかに統一する。ここでは一例として右巻きとする。使用した目的は、外側パイプ内径3に挿入されているバネ用丸ナット20を外側パイプ内径3内で回わさない為である。図4の右回り止め巻きバネ1では、図2、図7参照、内側パイプ4に設置した。同軸の軸11の締め雄螺子10を右回りに回転して、バネ用丸ナット20の締まり雌螺子23と螺合する。
ここでじっくりと考えたいことは、一例として、右巻きバネで開放切り口が時計方向の右回りに向いていて、巻きバネの外径がパイプの内径に対して、僅かにプラスの右巻きバネを、パイプの切断面に向かって挿入していくと、一度挿入した右巻きバネは、パイプの中を左回りに回転しても、右回りの回転には、右巻きバネの巻きコイルが外側に膨らんで回転できない。但し、この時、右巻きバネの反対側の切り口は、バネ用丸ナット20に固定されている。
このことは、右回り止め巻きバネ1を固定しているバネ用丸ナット20の締まり雌螺子23に、締め雄螺子10を締める時、外側パイプ内径3内をバネ用丸ナット20が右回転をしないので、螺子を締めることができる。
同じ理屈で、一例として、パイプの切断面に対して、右巻きバネを挿入してみる。ここで前項と異なるのは、前項ではパイプの切断面に向かって右巻きバネの開放切り口を挿入した、今度は右巻きバネの切り端を、先ず、バネ用丸ナット20に固定した状態で、外側パイプ内径3に挿入する。すると、右巻きバネの開放切り口はパイプの中に最後に挿入することになる、開放切り口は前項とは逆の左回りに向いている。一度挿入した右巻きバネはパイプの中を右回りには回転するが、左回りに回転させようとしても、右巻きバネの巻きコイルが外側に膨らんで、回転はできない。
このことは、右回り止め巻きバネ1を固定しているバネ用丸ナット20の締まり雌螺子23より、締め雄螺子10の螺合を緩める時にも、外側パイプ内径3内を、バネ用丸ナット20が左回転をしないので、螺子を緩めることができる。
以上の説明のように、図6のバネ用丸ナット20には、図4の右回り止め巻きバネ1と、図5の左回り止め巻きバネ5が取り付けられて、図7のように、組み立てられている。バネ用丸ナット20は外側パイプ内径3内で、バネ用丸ナット20の締まり雌螺子23に内側パイプ4の締め雄螺子10を螺合し、締める時も緩める時も、外側パイプ内径3内を、左右何れにも回転させない、螺子の締めと開放を確実に実行する。
以上をまとめると、外側パイプ内径3に挿入されているバネ用丸ナット20は、パイプの中を長手の方向には移動できるが、右回り止めバネ1と左回り止めバネ5により、パイプ内で回転することはない。
さて、図3にて、内側パイプ4の内側パイプ上端面6に設置した軸11に、図3、図9の摩擦筒18の筒孔19を挿入する。摩擦筒18の材質はゴム又はウレタン等の圧力を加えると変形し、圧力を去ると元に戻る樹脂等で整形し、形は円筒である。次に右回り止め巻きバネ1と左回り止め巻きバネ5を取り付けたバネ用丸ナット20を締め雄螺子10に螺合し、溝13にEリング14をはめ離脱を防ぐ。
内側パイプ4の軸11に摩擦筒18とバネ用丸ナット20を設置したら、図2に示す外側パイプ2の外側パイプ内径3の中へ挿入して準備作業は終わる。
図2にて、外側パイプ内径3内に挿入した内側パイプ4を右回わりに回わすと締め雄螺子10の螺子は右回わりして、右回り止め巻きバネ1と左回り止め巻きバネ5により、バネ用丸ナット20は外側パイプ内径3内で回転することなく締め付けられていく。
締め付け力により、摩擦筒18の摩擦筒上面28は丸ナット下面17から圧力を受け、摩擦筒下面29は内側パイプ上端面6で支えられて、摩擦筒18はバネ用丸ナット20により圧縮され、摩擦筒側面30は横方向に膨らみ、外側パイプ内径3と密着して、外側パイプ2と内側パイプ4と内側パイプ4は固定する。
次に、クサビ用丸ナット9を使用する方法について説明する。図10はクサビ用丸ナット9の機構拡大図で、円筒形で円の中心に締まり雌螺子23を有し、円周上には玉溝21を複数個穿っている。玉溝21の溝の深さは玉26の直径を基準として、円の中心線の中央位置が深溝24で、深溝24位置の溝の深さは、玉26の直径よりプラスとする。左右外周に向かって浅溝25となる。玉溝21の巾は玉26の直径よりプラスとする。
クサビ用丸ナット9に深溝24と浅溝25を保有する玉溝21と玉26を設けた目的は、外側パイプ内径3の中で、クサビ用丸ナット9の締まり雌螺子23に対し、締め雄螺子10が作用し、締めと、緩みの螺合にクサビ用丸ナット9を外側パイプ内径3内で回転させない為である。
図11右にて、外側パイプ内径3に内接するクサビ用丸ナット9の締まり雌螺子23に対し、軸11の締め雄螺子10を矢印の締まりの方向へ回わすと、クサビ用丸ナット9も締め雄螺子10の回転摩擦につられて矢印の方向へ回ろうとするが、玉26は外側パイプ内径3と玉溝21の間の摩擦力により、図の如く玉溝21の中を深溝24の位置から左方の浅溝25の位置へ移る。すると、玉26は浅溝25と外側パイプ内径3の間に挟まって楔となり、クサビ用丸ナット9は外側パイプ内径3内で回ることなく固定する。
さて、図8にて、外側パイプ内径3内に挿入した内側パイプ4で、螺子締め方向に締め雄螺子10を回わしていくと、クサビ用丸ナット9は固定して螺合は進行する。その結果、クサビ用丸ナット9の丸ナット下面17と内側パイプ上端面6の間で摩擦筒18は上下から締め圧力を受け、摩擦筒側面30は横に膨らみ、外側パイプ内径3と摩擦筒側面30は密着して外側パイプ2と内側パイプ4は結合、固定する。図1は杖としての使用例である。
従来の摩擦による丸ナットの機構から楔やバネの特性を利用することで、完全に丸ナットの固定化に成功し、医療機器の部品の結合にも安全性を高めた。更に使用回数の繰り返し使用を可能にした。
1 右回り止め巻きバネ
2 外側パイプ
3 外側パイプ内径
4 内側パイプ
5 左回り止め巻きバネ
6 内側パイプ上端面
7 バネ先端
8 バネ元端
9 クサビ用丸ナット
10 締め雄螺子
11 軸
12 バネ先止め孔
13 溝
14 Eリング
15 止め
16 バネ外径面
17 丸ナット下面
18 摩擦筒
19 筒孔
20 バネ用丸ナット
21 玉溝
22 丸ナット外径面
23 締まり雌螺子
24 深溝
25 浅溝
26 玉
27 バネ内径面
28 摩擦筒上面
29 摩擦筒下面
30 摩擦筒側面
31 鍔
32 鍔外径
33 丸形ナット
2 外側パイプ
3 外側パイプ内径
4 内側パイプ
5 左回り止め巻きバネ
6 内側パイプ上端面
7 バネ先端
8 バネ元端
9 クサビ用丸ナット
10 締め雄螺子
11 軸
12 バネ先止め孔
13 溝
14 Eリング
15 止め
16 バネ外径面
17 丸ナット下面
18 摩擦筒
19 筒孔
20 バネ用丸ナット
21 玉溝
22 丸ナット外径面
23 締まり雌螺子
24 深溝
25 浅溝
26 玉
27 バネ内径面
28 摩擦筒上面
29 摩擦筒下面
30 摩擦筒側面
31 鍔
32 鍔外径
33 丸形ナット
Claims (3)
- 外側パイプ内径(3)内で、丸形ナット(33)を左右には回転させない為に、ワンウエイクラッチ方式を使用する、パイプの内径内で摺動する軸やパイプの固定と開放機構。
- バネ用丸ナット(20)には、右回り止め巻きバネ(1)と左回り止め巻きバネ(5)が取り付けられている。バネ用丸ナット(20)は外側パイプ内径(3)内で、締まり雌螺子(23)に締め雄螺子(10)を螺合し、締める時も緩める時も、外側パイプ内径(3)内を左右何れにも回転させない、請求項1記載のパイプの内径内で摺動する軸やパイプの固定と開放機構。
- クサビ用丸ナット(9)に深溝(24)と浅溝(25)を保有する玉溝(21)と玉(26)を設け、外側パイプ内径(3)の中で、クサビ用丸ナット(9)の締まり雌螺子(23)に対し、締め雄螺子(10)が作用し、締めと、緩みの螺合にクサビ用丸ナット(9)を外側パイプ内径(3)内で回転させない、請求項1記載のパイプの内径内で摺動する軸やパイプの固定と開放機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003297949A JP2005036951A (ja) | 2003-07-17 | 2003-07-17 | パイプの内径内で摺動する軸やパイプの固定と開放機構。 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003297949A JP2005036951A (ja) | 2003-07-17 | 2003-07-17 | パイプの内径内で摺動する軸やパイプの固定と開放機構。 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005036951A true JP2005036951A (ja) | 2005-02-10 |
Family
ID=34213684
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003297949A Pending JP2005036951A (ja) | 2003-07-17 | 2003-07-17 | パイプの内径内で摺動する軸やパイプの固定と開放機構。 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005036951A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010072239A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Hideya Ozeki | カメラ支持具 |
CN102392927A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-03-28 | 天津市电视技术研究所 | 用于摄像机的轴向旋转自锁装置 |
CN103231348A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-08-07 | 安徽江淮汽车股份有限公司 | 一种快插连接组件 |
WO2013180582A1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | Puku Limited | An improved connector |
CN108321526A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-07-24 | 浙江易航海信息技术有限公司 | 智能天线 |
CN110552940A (zh) * | 2018-05-31 | 2019-12-10 | 富国兴业股份有限公司 | 伸缩定位装置 |
-
2003
- 2003-07-17 JP JP2003297949A patent/JP2005036951A/ja active Pending
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CN102392927A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-03-28 | 天津市电视技术研究所 | 用于摄像机的轴向旋转自锁装置 |
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