JP2005273760A - 取付機構 - Google Patents

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Abstract

【課題】 回転軸に対する回動レバー等のアクチュエータの取付角度を、例えば10°程度の小さい角度ピッチで正確に調整可能な簡易な構成の取付機構を提供する。
【解決手段】 回転軸と前記アクチュエータとの間に介挿される中間体を備え、この中間体に前記回転軸に同軸に設けられた第1の係合部に対して第1の角度を単位としてその軸心周りに回動させた位置にて係合可能に設けられた第1の被係合部と、前記アクチュエータの回転中心と同軸に設けられた第2の係合部に対して前記第1の角度とは異なる第2の角度を単位としてその軸心周りに回動させた位置にて係合可能に設けれらた第2の被係合部とを同軸に設ける。
【選択図】 図1

Description

本発明は、例えば回転軸に対する回動レバー等の取付角度を、所定の角度ピッチで正確に調整可能な簡易な構成の取付機構に関する。
スイッチ機構の一形態として該スイッチ機構に設けられた回動軸に回動レバーを取り付け、この回動レバーの傾倒に伴って上記回動軸が所定の角度だけ回動したとき、前記スイッチ機構の筐体内部に組み込んだマイクロスイッチをオン/オフするものがある。また逆にロボットアームに見られるように、回転軸の回転角に応じて該回転軸に取り付けた回動レバーの先端部を回動変位させることも行われている。
このような回転伝達機構においては前記回動アームの回動角度範囲がその動作点を決定する等の重要な意味を持つことが多く、従って回転軸に対する回動レバーの取付角度を調整可能に設けることが望ましい。そこで従来においては、図6に例示するように回転軸1にその中心軸を揃えて正多角形状の係合突起2を設けると共に、回動レバー3には所定の角度ピッチで上記係合突起2の角部に嵌合可能な複数の溝4を備えた係合受部5を設けることで、回転軸1に対する回動レバー3の取付角度を調整可能にしている(例えば特許文献1を参照)。尚、図中6は回転軸1に先端に突設されたボルトであり、7はワッシャ8を介して前記回転軸1の先端部との間に回動レバー3を挟み込んで前記ボルト6に螺合するナットである。
実開昭63−3023号公報
しかしながら特許文献1に示されるような従来の取付機構においては、その取付角度の調整可能なピッチ角度を小さくすると、係合突起2の角部と溝4との係合幅が狭くなることが否めない。また数多くの溝4を設けようとすると係合受部5の径を大きくせざるを得ないと言う問題がある。例えば10°〜15°ピッチで回動レバー3の取付角度を調整するに為は、係合受部5としてその円周方向に少なくとも36個の溝4を等角度間隔で設けることが必要となる。これ故、回動レバー3に大きな荷重が加わるような場合には、その荷重に十分耐え得るように回動軸1に対する回動レバー3の取付角度を、専ら、20〜30°程度の角度ピッチで調整可能に設けていることが殆どである。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、例えば回転軸に対する回動レバー等のアクチュエータの取付角度を、例えば15°程度の小さい角度ピッチで正確に調整可能な簡易な構成の取付機構を提供することにある。
本発明は、回転軸に対するアクチュエータの取付角度を規定する、例えば正多角形状の係合部と被係合部との対(連結部)を、その角度ピッチを異ならせて複数段に亘って備えていれば、これらの連結部でそれぞれ調整された取付角度の組合せとして、より細かな取付角度調整が可能となることに着目してなされている。例えば45°ピッチで取付角度の調整が可能な連結部と、60°ピッチで取付角度の調整が可能な連結部とを備えていれば、その角度差である15°ピッチで回転軸に対するアクチュエータの取付角度を調整することが可能となることに着目している。
そこで上述した目的を達成するべく本発明は、第1の部材に第2の部材を角度調整して取り付ける取付機構において、前記第1および第2の部材間に介挿される中間体を設け、特にこの中間体に
<A> 前記第1の部材に設けられた第1の係合部に対して第1の角度を単位として該第1の係合部の軸心周りに回動させた位置にて係合可能に設けられた第1の被係合部と、
<B> 前記第2の部材のアクチュエータに設けられた第2の係合部に対して前記第1の角度とは異なる第2の角度を単位として該第2の係合部の軸心周りに回動させた位置にて係合可能に設けれらた第2の被係合部と
を同軸に設けたことを特徴としている。
より具体的には本発明は、回転軸(第1の部材)にアクチュエータ(第2の部材)を角度調整して取り付ける取付機構に係り、前記回転軸と前記アクチュエータとの間に介挿される中間体を備えることを特徴としている。そして特にこの中間体に、
<a> 前記回転軸に同軸に設けられた第1の係合部に対して第1の角度を単位としてその軸心周りに回動させた位置にて係合可能に設けられた第1の被係合部と、
<b> 前記アクチュエータの回転中心と同軸に設けられた第2の係合部に対して前記第1の角度とは異なる第2の角度を単位としてその軸心周りに回動させた位置にて係合可能に設けれらた第2の被係合部と
を同軸に設けたことを特徴としている。
好ましくは前記第1の部材(回転軸)は、前記中間体および前記第2の部材(アクチュエータ)にそれぞれ穿たれた孔部を挿通してナットに螺合するボルトをその先端部に備え、上記ボルトの基部と前記ナットとの間に前記第2の部材(アクチュエータ)および前記中間体を挟み込んで前記第1の部材(回転軸)に固定するように構成される(請求項2,4)。また前記第1および第2の角度は、それぞれその軸心周りを等分割する角度として設定される(請求項5)。
尚、前記第1の係合部と前記第1の被係合部、および/または前記第2の係合部と前記第2の被係合部は、正多角形または正多角形に準じる星形をなす凸部と凹部との対としてそれぞれ構成することが望ましい(請求項6)。或いは前記第1の係合部と前記第1の被係合部、および/または前記第2の係合部と前記第2の被係合部は、円周方向に等角度に配列された複数の凸部と複数の凹部との対としてそれぞれ構成するようにしても良い(請求項7)。
また本発明の変形例として前記中間体を、前記第1および第2の角度とは異なる第3の角度を単位としてその軸心周りに回動させた位置にて互いに係合する第3の係合部と第3の被係合部とを個別に備えた第1の中間体および第2の中間体として実現するようにしても良い(請求項8)。
上記構成の取付機構によれば、第1の部材(回転軸)に対する中間体の取付角度を調整し、更にこの中間体に対する第2の部材(アクチュエータ)の取付角度を調整すれば、その取付角度の調整の向きが同じであるならば上記各取付角度の和として、また取付角度の調整の向きが逆であるならば上記各取付角度の差として前記第1の部材(回転軸)に対する第2の部材(アクチュエータ)の取付角度を調整することが可能となる。しかも上記中間体を第1の部材(回転軸)と第2の部材(アクチュエータ)との間に介在させるだけで、簡易に上記取付角度の細かい調整を可能とすることができ、その構成の複雑化を招来することもない。
更には上述した如く細かい角度ピッチで第1の部材(回転軸)に対する第2の部材(アクチュエータ)の取付角度を調整可能なので、第1の部材(回転軸)に対する中間体の取付角度ピッチ、および中間体に対する第2の部材(アクチュエータ)の取付角度ピッチを過度に小さくする必要がない。従って上記各取付角度ピッチを大きくしておくことで、荷重に対する機械的強度を容易に十分大きく確保することが可能となるので、第2の部材(アクチュエータ)に大きな荷重が加わる場合であっても、信頼性の高い動作を保証することが可能となる。
また第1および第2の角度を、それぞれその軸心周りを等分割する角度として設定しておけば、角度調整範囲を制限することなく全方位に亘る角度調整が可能となる。更には前記中間体を、第3の角度ピッチで互いに係合可能な第1および第2の中間体として実現すれば、これらの第1および第2の中間体間においてもその取付角度の調整が可能となるので、更に細かい角度ピッチでの調整が可能となる等の効果が奏せられる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る取付機構について説明する。
図1は本発明の実施形態に係る取付機構の概略構成を示す分解斜視図であり、図2はその要部を拡大して示す分解図である。言うまでもなく、この取付機構を構成する各要素は、機械的な結合に耐えうるだけの剛性を有する材料(例えば金属や合成樹脂)からなる。この取付機構は回動角が限定的に定まっている回転軸(第1の部材)10の先端に、アクチュエータ(第2の部材)としての板状の回動レバー20を取り付けるもので、特に上記回転軸10の先端と回動レバー20の回動基部との間に介挿される円盤状の中間体30を備えて構成される。
尚、回転軸10の先端部への前記回動レバー20の取り付けは、基本的には上記回転軸10の先端部に該回転軸10と同軸に一体に突設されたボルト11を、前記中間体30の後述する孔部および回動レバー20の回動中心に穿たれた軸孔21に順に挿通し、更にワッシャ12を介して前記ボルト11にナット13を螺合することで、前記回転軸10と先端部とナット13との間に前記中間体30および回動レバー20を挟み込むことによって行われる。
さて前記回転軸10の先端部であって前記ボルト11の基部には、該回転軸10と同軸に正方形状(正四角形)の突起が第1の係合部15として一体に設けられている。この第1の係合部15の突出高さは、例えば前記中間体30の厚みよりも僅かに低く設定されている。また前記中間体30には、上記第1の係合部15に係合可能な8角の星形形状をなす孔部が第1の被係合部31として形成されている。この中間体30が鋼板からなる場合には、第1の被係合部31をプレス等により孔空け加工することで容易に形成可能である。この第1の被係合部31は、前述した第1の係合部15の形状である正四角形を45°ずらして重ね合わせた形状をなし、第1の角度(45°)を単位としてその軸心周りにステップ的に回動させた位置にて前記第1の係合部15を嵌合し得るようになっている。このような第1の係合部15と第1の被係合部21との嵌合によって回転軸10に対する中間体30の取付角度が45°ステップで設定されて両者が機械的に強固に結合される。
一方、前記回動レバー20には、前記軸孔21(回動中心)を中心とする円周上に第2の係合部22を構成する6個の孔23が等間隔(60°間隔)に穿たれている。これらの孔23は同一形状をなして軸対称に設けられたものであり、例えば同一径の丸孔からなる。この回動レバー20が鋼板からなる場合には、上記孔23はプレス加工等により容易に形成することができる。また前記中間体30の上記回動レバー20に接する面側には、該中間体30の中心軸に同軸な円周上に位置して上記第2の係合部22の孔23にそれぞれ嵌合する6個の円柱状の突起32が第2の被係合部33として等間隔(60°間隔)に突設されている。これらの突起32の突出高さは、前記回動レバー20の厚みと同程度に設定されている。特に上記6個の孔23と6個の突起32とは、中間体20に対して回動レバー20を第2の角度(60°)を単位としてその軸心周りにステップ的に回動させた位置においてそれぞれ嵌合し得るようになっている。中間体30が前述したように鋼板である場合には、前記突起32はプレス加工による、いわゆる半打ち(半抜き)によってその表面に凸部を打ち出すことによって容易に形成可能である。このような第2の係合部22と第2の被係合部33との嵌合(孔23と突起32との嵌合)により、前記中間体30に対する回動レバー20の取付角度が60°ステップで設定され、両者が機械的に強固に連結されるものとなっている。
そして前記回転軸10に対する回動レバー20の取り付けは上述した中間体30を介して、特に回転軸10に対する中間体30の45°ステップでの取付角度調整と、該中間体30に対する回動レバー20の60°ステップでの取付角度調整をそれぞれ経て、前述したようにボルト11にワッシャ12を介してナット13を螺合させることにより実現される。
かくしてこのような中間体30を備えて構成される取付機構によれば、図3に示すように回転軸10に対する回動レバー20の取付角度を15°ステップで細かく調整することが可能となる。即ち、前述した第1の係合部15と第1の被係合部31との取付角度の調整幅(45°)、および第2の係合部22と第2の被係合部33との取付角度の調整幅(60°)との角度差(15°)を単位として細かく調整し得るようになっている。
具体的には図3(a)に示すように回動軸10に対して中間体30および回動レバー20をそれぞれ角度調整することなく取り付けた場合を基準として、回動軸10に対する回動レバー20の取付角度が0°であるとして定義すると、中間体30に対する回動レバー20の取付角度を60°単位で時計回り方向に順次変化させると、図3(b)〜(f)にそれぞれ示すように回動軸10に対する回動レバー20の取付角度を60°,120°,180°,240°,300°として設定することが可能となる。
これに対して回動軸10に対する中間体30の取付角度を時計方向に45°ずらして取り付けた場合、この中間体30に対して回動レバー20を角度調整することなく取り付けるものとすると、図3(g)に示すように回動軸10に対する回動レバー20の取付角度が45°となる。そしてこの状態において中間体30に対する回動レバー20の取付角度を60°単位で時計回り方向に順次変化させると、特に図示しないが回動軸10に対する回動レバー20の取付角度を105°(=45°+60°),165°,225°,285°,345°として設定することが可能となる。
逆に回動軸10に対する中間体30の取付角度を反時計方向に45°ずらして取り付けた場合、この中間体30に対して回動レバー20を角度調整することなく取り付けるものとすると、図3(h)に示すように回動軸10に対する回動レバー20の取付角度が−45°(=315°)となる。そしてこの状態において中間体30に対する回動レバー20の取付角度を時計回り方向に60°単位で順次変化させると、特に図示しないが回動軸10に対する回動レバー20の取付角度を15°(=−45°+60°),75°,135°,195°,255°として設定することが可能となる。
同様にして回動軸10に対する中間体30の取付角度を時計方向に90°ずらして取り付けた場合、この中間体30に対して回動レバー20を角度調整することなく取り付けるものとすると、図3(i)に示すように回動軸10に対する回動レバー20の取付角度が90°となる。そしてこの状態において中間体30に対する回動レバー20の取付角度を60°単位で時計回り方向に順次変化させると、特に図示しないが回動軸10に対する回動レバー20の取付角度を150°(=90°+60°),210°,270°,330°,390°(=30°)として設定することが可能となる。
このように前述した中間体30を備えて構成される取付構造によれば、回転軸10に対する中間体30の取付角度、およびこの中間体30に対する回動レバー20の取付角度を、互いに異なる角度(第1の角度45°と第2の角度60°)を単位として個別に調整可能なので、前記回転軸10に対する回動レバー20の取付角度を上記第1および第2の角度の角度差15°を単位として細かく調整することが可能となる。しかも回転軸10に対する中間体30の取付角度、およびこの中間体30に対する回動レバー20の取付角度をそれぞれ45°および60°として大きく設定しているので、これらの各連結部での機械的強度をそれぞれ十分に大きくすることができる等の効果が奏せられる。また回動レバー20および中間体30が鋼板等の金属材料であるならば、前述したようにプレス加工だけにより孔21,23,31および突起32を形成することができるので、安価に製造することができる等の利点がある。
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば図4に示すように回動レバー20に設ける第2の係合部22を正六角形状の孔部24として実現し、中間体30に設けられて上記第2の嵌合部22に係合する第2の被係合部33を正六角形状の突起部34として実現することも勿論可能である。この場合には、前述したワッシャ12に代えて前記孔部24よりも大径の平形ワッシャ14を用いて前記中間体30と回動レバー20とを前記回転軸10の端部との間に挟み込むようにすれば良い。
また回転軸10の先端部に設ける第1の係合部15と中間体30に設ける第1の被係合部31と関係、更には回動レバー20に設ける第2の係合部22と中間体30に設ける第2の被係合部33との関係を、それぞれ前述した実施形態とは逆の関係に設定することも勿論可能である。また第1の係合部15と第1の被係合部31との取付角度の調整幅(第1の角度)、および第2の係合部22と第2の被係合部33との取付角度の調整幅(第2の角度)についても適宜変更可能である。特に回転軸10に対する回動レバー20のと野付角度の調整範囲を360°の全方位として設定する必要がない場合には、上記第1および第2の角度を比較的任意に設定することが可能である。
更には図5に示すように前記中間体20を、前記第1および第2の角度とは異なる第3の角度を単位としてその軸心周りに回動させた位置にて互いに係合する第3の係合部35と第3の被係合部36とを個別に備えた第1の中間体20Aと第2の中間体20Bとして実現することも可能である。具体的には図5に示す例においては、回転軸と第1の中間体30Aとの取付角度を45°ステップで調整可能とし、第1の中間体30Aと第2の中間体30Bとの取付角度を60°ステップで調整可能とし、更にこの第2の中間体30Bと回動レバー20との取付角度を40°ステップで調整可能としている。尚、40°ステップでの取付角度調整は、例えば正九角形またはこの正九角形に準じた星形形状の突起と孔部とによって実現される。
このように構成された取付機構によれば、第1の中間体30Aを介する回転軸10と第2の中間体30Bとの間で前述したように15°ステップでの取付角度の調整が可能となり、また第2の中間体30Bを介する第1の中間体30Aと回動レバー20との間で、その角度差である20°(=60°−40°)ステップでの取付角度の調整が可能となる。この結果、第1および第2の中間体30A,30Bを介する回転軸10と回動レバー20との間においては、上記各取付調整角度の差(20°−15°)である5°ステップでの取付角度の調整が可能となる。従って中間体30を互いに角度調整可能な2枚の中間体30A,30Bとして構成するだけで、先の実施形態以上の細かい角度ステップで回転軸10に対する回動レバー20の取付角度を調整することが可能となる。
ここで前述した中間体30を介する取付角度の調整ステップについて説明すると、回転軸周りでの機械的結合強度を考慮した場合、前述した第1の連結機構(第1の係合部15と第1の被係合部31)および第2の連結構(第2の係合部22と第2の被係合部33)はそれぞれ周方向に角度を等分割した正多角形を基本とすることが望ましい。そこで第1の連結機構を正M角形、第2の連結機構を正N角形とすると、第1の連結機構における取付角度の調整ステップ角度mは
m=360°/M
となり、また第2の連結機構における取付角度の調整ステップ角度nは
n=360°/N
となる。そしてこれらの第1および第2の連結機構を順に介して得られる取付角度の調整ステップ角度kは
k=m−n=(360°/M)−(360°/N)
となる。そして全方位(360°)を上記ステップ角度kで割った数をKとすると
K=360°/k
となり、逆に上記ステップ角度kは全方位(360°)をK等分した角度
k=360°/K
として求められる。そしてこれらの各正多角形M,N,Kの間には、
(360°/M)−(360°/N)=360°/K
なる関係が成立することから、これを整理することで
K=M・N/(N−M)
なる関係を導くことができる。
一方、全方位(360°)を素因数分解すると
360°=23×32×5
となり、その約数は1,2,3,4,5,6,8,9,10,12,15,18,20,24,36,〜180,360として24個求められる。そして前記Kは正多角形の値を示すものであるから360°の約数で、且つ整数であり、従って前述したM・N/(N−M)もまた整数であることが必要である。従って任意の整数をTとしたとき、前述したM,Nは
M・N=T・(N−M)
なる関係を満たすことが必要である。
従って前記M,Nを前述した如く素因数分解して求められる約数の組合せとして設定したとき、整数Kが得られるM,Nの組合せを求めれば、これによって前述した実施形態に示す取付機構を容易に実現することが可能となる。具体的には前述した実施形態として計時したもの以外として、(M,N)を(15,12),(10,30)等として設定するようにすれば良い。
また上述した実施形態においては回転軸(第1の部材)10に対して回動レバー(第2の部材)20を角度調整して取り付ける場合を例に説明したが、固定物(第1の部材)に対して別の固定物(第2の部材)を角度調整して取り付ける場合にも同様に適用することができる。具体的には壁面(第1の部材)に棒状体(第2の部材)を角度調整して取り付ける場合や、建築現場におけるパイプ体等の骨格部材を角度調整して組み立てる際に用いる連結機構(カプラ)等にも同様に適用することができる。
このように本発明においては、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができ、その仕様に応じた角度ステップで第1の部材(回転軸)に対する第2の部材(アクチュエータ;回動レバー)の取付角度を調整するようにすれば良い。
本発明の一実施形態に係る取付機構の概略構成を示す分解斜視図。 図1に示す取付機構の要部を拡大して示す図。 図1に示す取付機構における取付角度の調整形態を示す図。 本発明の別の実施形態を示す図。 本発明の更に別の実施形態を示す要部概略構成図。 従来の取付機構の例を示す図。
符号の説明
10 回転軸(第1の部材)
11 ボルト
13 ナット
15 第1の係合部
20 回動レバー(第2の部材;アクチュエータ)
22 第2の係合部
30 中間体
30A 第1の中間体
30B 第2の中間体
31 第1の被係合部
33 第2の被係合部
35 第3の係合部
36 第3の被係合部

Claims (8)

  1. 第1の部材に第2の部材を角度調整して取り付ける取付機構であって、前記第1および第2の部材間に介挿される中間体を備え、
    この中間体は、前記第1の部材に設けられた第1の係合部に対して第1の角度を単位として該第1の係合部の軸心周りに回動させた位置にて係合可能に設けられた第1の被係合部と、前記第2の部材に設けられた第2の係合部に対して前記第1の角度とは異なる第2の角度を単位として該第2の係合部の軸心周りに回動させた位置にて係合可能に設けれらた第2の被係合部とを同軸に備えることを特徴とする取付機構。
  2. 前記第1の部材は、前記中間体および前記第2の部材にそれぞれ穿たれた孔部を挿通してナットに螺合するボルトをその先端部に同軸に備え、上記ボルトの基部と前記ナットとの間に前記第2の部材および前記中間体を挟み込んで前記回転軸に固定するものである請求項1に記載の取付機構。
  3. 回転軸にアクチュエータを取り付ける取付機構であって、前記回転軸と前記アクチュエータとの間に介挿される中間体を備え、
    この中間体は、前記回転軸に同軸に設けられた第1の係合部に対して第1の角度を単位としてその軸心周りに回動させた位置にて係合可能に設けられた第1の被係合部と、前記アクチュエータの回転中心と同軸に設けられた第2の係合部に対して前記第1の角度とは異なる第2の角度を単位としてその軸心周りに回動させた位置にて係合可能に設けれらた第2の被係合部とを同軸に備えることを特徴とする取付機構。
  4. 前記回転軸は、前記中間体および前記アクチュエータの回転中心にそれぞれ穿たれた孔部を挿通してナットに螺合するボルトをその先端部に同軸に備え、上記ボルトの基部と前記ナットとの間に前記アクチュエータおよび前記中間体を挟み込んで前記回転軸に固定するものである請求項3に記載の取付機構。
  5. 前記第1および第2の角度は、それぞれその軸心周りを等分割する角度である請求項1または3に記載の取付機構。
  6. 前記第1の係合部と前記第1の被係合部、および/または前記第2の係合部と前記第2の被係合部は、正多角形または正多角形に準じる星形をなす凸部と凹部との対としてそれぞれ構成されたものである請求項1または3に記載の取付機構。
  7. 前記第1の係合部と前記第1の被係合部、および/または前記第2の係合部と前記第2の被係合部は、円周方向に等角度に配列された複数の凸部と複数の凹部との対としてそれぞれ構成されたものである請求項1または3に記載の取付機構。
  8. 前記中間体は、前記第1および第2の角度とは異なる第3の角度を単位としてその軸心周りに回動させた位置にて互いに係合する第3の係合部と第3の被係合部とを個別に備えた第1の中間体と第2の中間体とからなる請求項1または3に記載の取付機構。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008057578A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Chugoku Electric Power Co Inc:The 連結構造及び連結方法
WO2014034397A1 (ja) * 2012-08-30 2014-03-06 株式会社 ニュー・サンワ 回転伝達部材、及びターンテーブル
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