JP2005069466A - 固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な機構で強力な固定力を長期間安定に維持することができる固定装置を提供する。
【解決手段】 ヘッドランプ５０を取付対象３０に固定する固定装置１０であっては、一端が互いに連結され、他端が開放され、取り付けの対象物を把持するようにその囲む範囲を変えることができる複数のアーム１と、連結された複数のアームを支持するベース部材２と、ベース部材において、ベース部材に対して相対位置を変え、そのベース部材に係合してその端縁を複数のアームに押し当ててアームが囲む角度を変えるナット５とを備える。
【選択図】 図７

Description

本発明は固定装置に関し、より具体的には所定の部品を取付対象に固定するための汎用的な固定装置に関するものである。

自転車にはヘッドランプや速度計などの部品をハンドル等に取り付けるために、従来から多くの部品固定装置が提案されてきた。たとえば部品固定装置を３つの部分に分け、これら３つの部分を互いに固定する装置が特開平８−１１３１７５号公報（米国特許第５，７３５，４４１号）に提案されている。これら３つの部分は、（ａ1）ハンドル取付部、（ａ2）中間部および（ａ3）その中間部を介在させてハンドル取付部に固定される部品取付部、である。この固定装置の根元に相当するハンドル取付部（ａ1）は、ハンドルの管部分を外周から締め付ける管締結部分と、中間部（ａ2）の水平回転を所定範囲で許容しながら中間部を固定するねじ締結機構とを有する。また、中間部（ａ2）は、ハンドル取付部（ａ1）に締結されるねじ締結機構を備え、部品取付部（ａ3）が装着されるレール部を備えている。部品取付部（ａ3）は、中間部のレールに係合する係合溝と、そのレールとの係合を固定するストッパ機構と、部品を固定する部品固定ねじ機構とを備えている。

上記の固定装置によれば、ヘッドランプなどの部品の方向を調整しながら容易に部品をハンドル等に取り付けることが可能になる。

また、バンド状の締結部品を用いて、各種サイズの取付対象に、容易に部品を取り付けることができる、取付対象への適合性に優れた固定装置の提案も実用新案登録第２６０２５８２号によりなされている。この固定装置では、一端が互いに連結された２つのバンドが管外周に巻きつけられる。この固定装置は、端部の外周側に凸部が形成された第１のバンドと、端部の内周側に凹部が形成された第２のバンドとを有している。第１のバンドと第２のバンドとは、上記の凹凸が形成されていない端同士ねじで連結され、上記凹凸のある両方の端部が引合せ部材を通ることにより取付対象部を締め付けるように引き合わされ、凸部が凹部に挿入され係止する。この結果、管外周をバンドで締め付けた状態で、取付対象部である管に部品を固定することができる。

この固定装置を用いることにより、サイズの異なる各種の型式の自転車に対して１種類の固定装置を用いてヘッドランプや速度計を固定することができる。

しかしながら、上記の従来の固定装置では、取り付け、取外し、緩めおよび増し締めなどを簡単に行なうことができない。たとえば上記の３つの部分に分かれる固定装置では、部品取付部（ａ3）や中間部（ａ2）の機構が複雑になり、製造コストを低減しにくく、また多くの部分を介在させて締結されるため締結を強固なものにすることが難しい。また、バンド状の締結部品を用いる場合、増し締めなどが容易ではない。さらに、凹部と凸部との係合による締結維持において経時変化が大きく、締結力を強固に維持することが困難である。このため、自転車用途に限らず、簡単な機構で強力な固定力を長期間安定に維持することが容易な固定装置の提供が望まれてきた。

本発明は、簡単な機構で強力な固定力を長期間安定に維持することができる固定装置を提供することを目的とする。

本発明の固定装置は、部品を取付対象に固定する固定装置である。この固定装置は、一端側において支持され、他端が開放され、取り付けの対象物を把持するようにその囲む範囲を変えることができる複数のアームと、複数のアームを支持するベース部材と、ベース部材に対して相対位置を変え、その端縁により複数のアームを押して前記アームが囲む範囲を変えるようにするアーム駆動部材とを備える。

上記の構成によれば、非常に簡単な機構により取付対象物を強固に把持して、その状態を維持することができる。このため、たとえば素手で強固に固定することができる。上記のアームが囲む範囲は、たとえばアームが２つの場合は、２つのアームが挟む部分の範囲をいい、またアームが３つ以上の場合は、３つ以上のアームによって囲まれる部分の範囲をさす。

次に図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態における固定装置を用いて自転車のハンドルにヘッドランプを固定した状態を示す図である。ヘッドランプ５０を搭載した固定装置１０は、アーム１によって管状のハンドル３０の外周部をアーム駆動部材５によって締め付け、ヘッドランプ５０をハンドル３０に固定する。

図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う、ヘッドランプを固定した部分の断面図である。ベース部材２の外周部には雄ねじが形成され、その上端部にヘッドランプ５０が螺合され固定され、搭載されている。ベース部材２の下端には、内周に雌ねじが切られたアーム駆動部材５が螺合され、２本の相対向する弧状のアーム１を押し、アームに応力を付加してアームによりハンドル３０を締め付けている。

図３は、本発明の実施の形態における固定装置１０を用いて、速度計５１をハンドル３０に固定した状態を示す図である。速度計５１は、２本のアーム１のうちの一方に固定されている。固定はねじ類を用いてもよいし、接着剤を用いてもよい。図１に示す固定装置は、重力に沿って上方からハンドルを把持する姿勢をとっていたが、図３に示す固定装置１０の用い方では、重力に交差するように側方からハンドルを把持する姿勢をとる。

図４は、本実施の形態における固定装置を説明する斜視図である。図４において、管状のベース部材２には、複数のアームの一端同士を連結する連結部材である回転軸３が、管状ベース部材の中心（軸線）を通り、その両端を管状部分に固定されている。相対向する２つの弧状アーム１の端部が回転軸３に回動自由に取り付けられている。

２つの相対向するアームが、回動自由に回転軸３に連結されるアーム端部の構造として、たとえば図５に示すような構造を用いることができる。相対向する２つのアームの端部に凸部１ａと凹部１ｂとが互いに相補うように形成され、一方の凸部１ａが他方の凹部１ｂに挿入される。回転軸が通る孔１ｃが、双方の凸部の厚み中央に設けられる。基材２に設けられた孔を通る回転軸３が、この孔１ｃに挿入され、２つのアームとともにヒンジ構造を形成する。回転軸３は２つのアームを連結する連結部材として機能する。基材２は、この連結部材として機能する回転軸３を支持することにより、２つのアームを支持する。すなわち、基材２は上記のヒンジ構造を支持する。

上記の変形例として、上記の２つのアームを含むアーム構造体を一体成形加工により一体物として形成してもよい。この一体成形加工によるアーム構造体では、２つのアームが連結される連結部（根元部）はアームの部分よりも薄くして剛性を小さくし、アーム駆動部材によって駆動されるとき、弾性変形しやすいようにする。この一体物のアームを、ピ
ンや棒状体などの軸に、連結部（根元部）でまたがるように載せる。すなわち、アーム構造体は上記軸にその根元部で掛け下げられる。

このような構成において、アームのそれぞれにアーム駆動部材の縁が当たり２つのアームが囲む範囲を狭くするとき、基材に固定された上記ピンや棒状体の軸が、そのアーム駆動部から加わる応力に抗して、２つのアームの連結部（根元部）を支持する。この場合、連結部材は、２つのアームの連結部（根元部）と、ピンまたは棒状体などの軸とで構成されることになる。

上記の一体成形加工によるアーム構造体では、アームの端部に回転軸を通す必要がない。このため、軸と基材とを一体成形加工により一体物として製造することができるという利点を有する。

上記回転軸はステンレス鋼を含む各種の鋼、アルミ、チタン、マグネシウムなどの金属を用いることができ、また、ベース部材、アーム駆動部材（ナット）、アームは各種のプラスチック、エンジニアリングプラスチック、金属などを用いることができる。これらプラスチック、エンジニアリングプラスチック、金属の材料選定にあたっては、強度、弾性率、剛性、耐久性、などが考慮される。

上述した回転軸を用いて２つのアームのヒンジ構造を形成する場合、上記の回転軸と基材とを一体成形加工により製造してもよい。２つのアームには締付けの際に問題にならないように溝を設けてその回転軸に回動自由に取り付けることができる。

図６は、アーム駆動部材であるナット５を螺合させて、アーム側に移動させてアームに押し当てアームに取付対象部（図示せず）に対して締結力を与える状態を示す図である。このとき素手でナットを回転させて締め付けることができるように、ナット５の外径は大きいことが望ましく、またナットの外周に管軸に沿うように溝５ａを設けることができる。

図７は図４におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。アーム１は回転軸３とともにベース部材２に支持されている。そのアームは、ベース部材２に螺合されるアーム駆動部材５に押されて、その囲む範囲を狭め、取付対象部を挟んでしっかりと把持する。

図８Ａから８Ｃは３つの例を示す。図８Ａは、その管の径が細い場合、太い場合および両者の中間の径の場合を示す図である。図８Ａ〜図８Ｃのいずれの場合も、アーム駆動部材５がアーム１と接触する位置Ａは、アームの連結部材である回転軸３よりも取付対象部の側に位置する。このような位置関係を固定状態において実現することにより、アームが取付対象部を容易に把持、または挟むことができるようになる。図８Ａ〜図８Ｃに示すように、取付対象部の径が大きくなるほど上記の接触位置Ａは、連結部材である回転軸３に近づく。このため、アーム先端の間隔が取付対象部の直径に近づき、アームの固定力が小さくなる。

アーム１が取付対象部を把持する力の大小は、上記の位置関係では決まらず、アーム１と取付対象部３０との接触長または接触面積の要因が大きく影響する。図８Ａから８Ｃに示す３つの場合では、アーム１の弧の形状が取付対象部の径に合致する図８Ｂの場合、上記接触長または接触面積が最も大きく、把持力または固定力が最も大きい。

上記の簡単な構造の固定装置を用いて容易にかつ強固にヘッドランプや速度計などをハンドルなどに固定することができる。

次に、上記の実施の形態において説明した事項を含んで、本発明の他の実施の形態を羅列的に説明する。

上記のベース部材およアーム駆動部材が管状の部材であり、ベース部材の外周に雄ねじが切られ、アーム駆動部材の内周に雌ねじが切られ、アーム駆動部材が前記ベース部材に螺合される構成をとってもよい。

この構成により、管状のアーム駆動部材をベース部材の周りに回転させてねじ管軸に沿って移動させて、アーム駆動部材の端部をアームに押し当て、取付対象位置をアームにしっかりと把持させることができる。この固定操作は非常に簡単化されている。

また、上記の複数のアームの端を連結する連結部材を備え、ベース部材は連結部材を介在させて前記アームを支持する構成をとってもよい。

回転軸によりアームの端を連結することにより、さらに簡単な構造にした上で、取付対象へのアームによる締め付けを容易化することができる。

上記の連結部材はベース部材の一方の端部に設けられ、アームはその一方の端部から外側に向けて配置され、アーム駆動部材は、取付対象に固定した状態において、ベース部材の一方の端部における連結部材の位置よりもより外側の位置でアームと接触するようにできる。

この構成により、アーム駆動部材を駆動させることにより、アームに取付対象を把持するような応力を容易に与えることができるようになる。この結果、アームはより強固に取付対象を把持することが可能になる。

上記の連結部材はベース部材に設けられた回転軸である。アームとして管を外周に沿って把持するように弧状の対向するアームが２本、ともにその一端が回転軸に回動自由に取り付けられる構成をとることができる。

この構造を用いることにより、アームを簡単な構造でベース部材に固定し、管状の取付対象部に容易にかつ強固に固定することができるようになる。

上記の管状のベース部材のアームが配置される側の管端に相対向するように２つの切れ込み部が設けられ、回転軸はその切れ込み部以外の相対向する管端にその端を固定され、アームは切れ込み部に向かう配置をとることができる。

この構造によれば、アームを弧状にして切れ込み部またはその外側を通るように配置することができ、アーム駆動部材をベース部材の端近くまで移動しなくてもアーム駆動部材がアームに押し当るようにできる。このため、取付対象部分にアームを把持させたときのアームからアーム駆動部材に加わる反力をベース部材にも安定して多く負担させることができる。このため、容易に強固な固定を行なうことができるようになる。

アーム駆動部材の外周に、管軸に沿う方向の溝が設けられてもよい。この構成により、素手により容易にアーム駆動部材を回転させてアームに押し当り強い締め付け力をアームに与えることができる。

上記の本発明の実施の形態では、弧状の相対向する２つのアームの場合を説明したが、本発明の実施の形態は、アームが２つの場合に限定されない。本発明の実施の形態による固定装置はアームが複数あればよく、たとえば３つや４つでもよい。その場合、アームが
連結部材に連結される構造はアームの端部同士が互いに連結されていればどのような構造でもよい。たとえば３本のアームが端部を１箇所にまとめられて錐状に広がるような構成であってもよい。この場合、３本のアームを一体成形加工で一体物として形成した場合、１箇所にまとめられたアームの端部と、それをベース部材に支持させるようにするアーム支持部材とが上記の連結部材を構成することになる。この連結部材は、上述のように、配置することにより製造方法を簡単化して、かつアームの取付対象部への締め付けを容易化することができる。

アームは所定の剛性を有する弾性部材で形成されていてもよく、その場合、アーム駆動部材に駆動されて弾性変形して、その囲む範囲を狭めて取付対象部を把持できる。また、取付対象部は管状である必要はなく、棒の先端部などであってもよい。また、当然のことであるが、本発明の固定装置は取付対象部は自転車各部に限定されず、どのような装置や器具を取付対象部にしてもよい。

本発明の固定装置を用いることにより、簡単な機構で強力な固定力を長期間安定に維持することができるので、各種の産業用途、また家庭用途に広範に利用されることが期待される。

上記において、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

ヘッドランプを自転車のハンドルに固定した、本発明の実施の形態における固定装置を示す図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う部分断面図である。 速度計を自転車のハンドルに固定した、本発明の実施の形態における固定装置を示す図である。 図１の固定装置においてアーム駆動部材（ナット）を使用する状態を説明する図である。 図１の固定装置のアームの連結機構を説明する図である。 図１の固定装置においてアームが取付対象部を把持しようとする状態を説明する図である。 図４におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図８Ａは取付対象部が細い場合、図８Ｂは取付対象部がアームの弧形状と合致する場合、図８Ｃは取付対象部が太い場合を、それぞれ示す図である。

符号の説明

１ アーム、１ａ 端の凸部、１ｂ 端の凹部、１ｃ 孔、２ ベース部材、２ａ ベース部材の切れ込み部、３ 回転軸（連結部材）、５ ナット（アーム駆動部材）、５ａ
溝、１０ 固定装置、３０ 取付対象部、５０ 部品。

Claims (6)

1. 部品を取付対象に固定する固定装置であって、
   一端側において支持され、他端が開放され、取り付けの対象物を把持するようにその囲む範囲を変えることができる複数のアームと、
   前記複数のアームを支持するベース部材と、
   前記ベース部材に対して相対位置を変え、その端縁により前記複数のアームを押して前記アームが囲む範囲を変えるようにするアーム駆動部材とを備える、固定装置。
2. 前記ベース部材およびアーム駆動部材が管状の部材であり、前記ベース部材の外周に雄ねじが切られ、前記アーム駆動部材の内周に雌ねじが切られ、前記アーム駆動部材が前記ベース部材に螺合される、請求項１に記載の固定装置。
3. 前記複数のアームの端を連結する連結部材を備え、前記ベース部材は前記連結部材を介在させて前記アームを支持する、請求項１に記載の固定装置。
4. 前記連結部材は前記ベース部材の一方の端部に設けられ、前記アームはその一方の端部から外側に向けて配置され、前記アーム駆動部材は、前記取付対象に固定した状態において、前記ベース部材の一方の端部における連結部材の位置よりもより外側の位置で前記アームと接触している、請求項３に記載の固定装置。
5. 前記連結部材が前記ベース部材に設けられた回転軸であって、前記アームとして管を外周に沿って把持するように弧状の対向するアームが２本、ともにその一端が前記回転軸に回動自由に取り付けられている、請求項３に記載の固定装置。
6. 前記管状のベース部材の前記アームが配置される側の管端に相対向するように２つの切れ込み部が設けられ、前記回転軸はその切れ込み部以外の相対向する管端にその端を固定され、前記アームは前記切れ込み部に向かうように配置される、請求項５に記載の固定装置。

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