JP2008069843A - 位置固定機構 - Google Patents

Abstract

【課題】長穴やレールへの固定は、振動やネジ緩みなどで、設置位置がずれてしまう。
【解決手段】座面形状とは連続しない凹凸を有するワッシャーと、レールや長穴などのガイドが前記ワッシャーへの当接面に、前記ガイドの摺動方向に連続的に、前記凹凸と係合する凹凸を有し、前記凹凸同士を係合させることにより、ガイドが単一穴として機能し、ボルト、ナットなどの連結部材で固定することで安定的に様々な固定が行うことができる。
【選択図】 図１

Description

各種工具、機械要素、建材の位置固定機構に関するものである。

従来、長穴やレールなどといった摺動可能なガイドの使用用途として、二つの使われ方が考えられる。一つは作成段階であらかじめ相互位置決めする部材が決まったもの同士の相対位置等を調節するものであり、他方は決まっていない他の部材に対し取り付けピッチにとらわれず固定するためのものである。
位置ずれが起きないように固定する場合、両者とも連結部材を硬く締めて、摩擦力に頼るのが常套手段であるが、それでもずれてしまう場合、前者では固定したい二つの部材の当接面に係合しあう凹凸を設けてずれを防止することが行われている。後者の場合は固定する対象が特定できなかったり、当接面が滑らかであったりする場合にはさらに強くしめてずれを防ぐか長穴やレールの使用を断念するかである。

不特定の対象物に対して段階的に位置決めを行う機構の例としては、他社のスノーボードも固定できる、スノーボードのビンディングの固定法等があげられ、発明の趣旨とは関係ないが、図１０（特許文献１−図２）に示すようにスノーボードのビンディングはボーダーの体格、好みに合わせて、ビンディングを固定する押さえプレート（３）を進行左右にずらして固定するため長穴が使われている。ワッシャー（５）の当接面にあわせるようにディスクの当接面をえぐって滑走時の長穴の長手方向へのずれを防いでいる。
この場合あまり多段階的に調整位置を設けると、係合具合が甘くなり、滑走時に位置ずれを起こすため、位置決め段階数が大きく制限されるという問題点を有し、さらにこの手法はたとえば金属プレス製品のような厚みの薄いものには適用が難しい。
特開２００６−０６８１７９

本発明は、このように不特定のもの、特定のもの関係なく長穴や、レールなどに横ずれのない固定ができ、さらに多段階化にも対応する位置固定機構を、さまざまな製品に、しかも安価で提供するものである。

請求項１に記載の位置固定機構によれば、長穴やレールなど、一対の規制壁が、連結部材を一方向の前後だけに摺動を規制するガイドと；
前記ガイドに当接するワッシャーと；で構成する位置固定機構において；
前記ワッシャーが座面に、座面形状とは連続しない凹凸を有し；
前記ガイドが、ワッシャーの当接面に、前記凹凸と係合する凹凸を、前記ガイドの摺動方向に連続的に、有していることで、前記ガイド上の任意の位置で、前記ワッシャーと前記ガイドの両凹凸を係合させることにより、前記ガイド間の空隙が単一の挿通孔として機能するため、前記ガイド上の摺動を抑えて固定できる。
また座面に座面形状に連続しない凹凸を設けることにより前記ワッシャーの大きさにとらわれず、耐久性が許す限り細かいピッチで固定位置を選択できる。
さらに前記両凹凸が係合する／しないの二元的状態で管理されるため、連結部材にピン穴つきシャフトとスナップピンのような”はずす／つける”の二元的な連結部材を用いることで、簡単に脱着可能で、ネジ緩みなどによるズレの心配がない位置固定機構とすることもできる。

請求項２に記載の位置固定機構によれば、請求項１記載の位置固定機構において前記ワッシャーを回転させて設置角度を変えることで、前記ワッシャーに施された凹凸が、前記ガイドの施された凹凸と係合する設置角度を複数有し、その回転の中心が前記ワッシャーの挿通孔から外れていることで、前記ワッシャーを回転して、設置角度を変え、前記ワッシャー側と前記ガイド側の係合する凹凸の組み合わせを組み替えることで固定位置が変わる。中心からずらす方向、距離を適当に選べば、前記ガイドの凹凸の一周期のピッチ間を段階的に補間することができる。

請求項３に記載の位置固定機構によれば、請求項１、２いずれか記載の位置固定機構において前記ワッシャーの挿通孔が長穴で、前記凹凸同士が係合時、前記長穴の長手方向が前記ガイドの摺動方向と一致しないことにより、前記ワッシャーの長穴長手方向に、両凹凸を係合させたまま前記ワッシャーを動かすことで、連続的に固定位置を微調整することができる。前記ワッシャーに長穴を用いることで位置ずれを起こす可能性があるが、前記ガイド上の摺動方向と、前記ワッシャーの摺動方向が異なることで、従来のガイドでの固定よりも、各段にずれにくくなる。

請求項４に記載の位置固定機構によれば、前記ワッシャーとボルト、ナット、シャフトなどの連結部材が一体化することで構造をシンプル化させ、ワッシャーが直接操れない状況のときに、連結部材ごと調節することで、容易に所望の位置に固定物を固定できる。
ここでの一体化は連結部材の座面に直接凹凸を設けて連結部材に前記ワッシャーの役目をおわせることと、前記ワッシャーが連結部材に係合して一体となって動かすことを含む概念である。

請求項５に記載の接続プレートは、請求項１〜４いずれか記載の位置固定機構を用いることで、部材と部材を接続した後のずれを防止することができる。
本発明での接続プレートとはＬ字プレート、Ｔ字プレート、Ｉ字プレート、Ｈ字プレートなどさまざまな部材を任意の形で接続するプレートを意味する。

請求項６記載の動力機械は、請求項１〜４いずれか記載の位置固定機構を動力機械に用いることで、動力機械から発する振動など長穴やレール上のずれを防止することができる。特によるプーリーの位置固定機構などは、ゴムベルトやチェーンなどの伸びによるたるみを解消するため特に本発明の位置固定機構が有益に働く。

請求項７に記載の据付装置は、装置請求項１〜４いずれか記載の位置固定機構を用いることで動力機械から発する振動などによる動力機械の位置のずれを防止できる。

請求項８に記載のキャスターは、請求項１〜４いずれか記載の位置固定機構を用いることで走行時に起こる振動などによるキャスターの設置ずれを防止できる。特に天板などに本発明の位置固定機構を用いることにより、対応する車両の種類幅が広がり有益である。

請求項９に記載の建材は、請求項１〜４いずれか記載の位置固定機構を用いることで、空調等で起こる振動などによる固定物の位置ずれを防止できる。
特にピクチャーレールなどで、ユーザーの意図によって任意に位置で照明機器や絵画等さまざまなものを安定的に固定するのに有益である。

本発明の位置固定機構により長穴、レールなどに固定物を安定的に固定できる。
特に動力機械など常に振動にさらされる位置固定手段では、定期的な位置ずれのチェック頻度を格段に少なくすることができる。
またズレを懸念して長穴、レールにできずに段階的にしか位置固定できなかった部材に応用することにより、汎用性や兼用性が広がる。

以下、この発明の位置固定機構の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
なお以降の文中では通常の長穴やワッシャーと区別するため
長穴やレールなど、一対の規制壁が、連結部材を一方向の前後だけに摺動を規制するガイドと；
前記ガイドに当接するワッシャーと；で構成する位置固定機構において；
前記ワッシャーが座面に、座面形状とは連続しない凹凸を有するワッシャーを位置決めワッシャーとして記述し、
前記ガイドがワッシャーの当接面に前記凹凸と係合する凹凸を前記ガイドの摺動方向に連続的に設けているガイドを位置決めガイドとして記述する。

図１は本発明の位置固定機構を使った汎用Ｌ字プレートの一実施例である。
汎用Ｌ字プレート１０は位置決めガイド１０ａ、１０ｂを有し、位置決めガイドが有する長穴の長手方向に向かって左右に断面円弧状の溝が前記長手方向に連設され、位置決めガイド１０ａには２本のボルト６がそれぞれワッシャー７、位置決めワッシャー３０を長穴の順で挿通され、鉄柱６０の雌ねじ（不図示）に螺着され鉄柱６０を固定されている
さらに位置決めガイド１０ｂに対して。鉄柱６１を所望の位置にあわせ、二枚の位置決めワッシャー３０、３０の係合位置、設置角度を選んで、ボルト６、６がワッシャー７、７、位置決めワッシャー３０、３０の順に挿通させ、ネジ穴６１ａ、６１ｂに螺着される。
長穴と位置決めワッシャーは、ボルトによって圧接されている限りは、両者の凹凸が係合して動かず、単純な挿通孔として機能し、鉄柱６０、６１はＬ字型に安定的に固定される。

図２を用いて、本発明の位置決めワッシャーの設置角度を変えることによる固定位置の微調整機能を説明する。
まず長穴プレート１２は５本の位置決めガイド１２ａ〜１２ｅを有し、それぞれに対し、同形の位置決めワッシャー３１が設置角度を変えて、当接されている。位置決めガイドが有する長穴の左右には、長穴長手方向に垂直に断面円弧上の溝が施され、この溝が長手方向に等間隔で連設されている。
一方位置決めワッシャー３１は、中央に挿通孔３１ａを有し、４つの球面状の突起３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅが、正方形の頂点となるように並び、その正方形の中心点は、挿通孔の中心と縦に１／８ピッチ、横に３／８ピッチずらして設けられている。
ここで１ピッチは位置決めガイド１２の長穴に連設された凹凸の一周期の長さを表す。図３の左の位置決めワッシャー３１を基準として、それぞれ９０度、−９０度、１８０度、回転して設置した様子と、元の状態から上に１ピッチずらした図である。段階的に１／４ピッチずつ、挿通孔の位置が微調整されていることがわかる。

また挿通孔３１ａは４５度の長手方向をもつ長穴を有し、左右にずらすことにより、さらにその１／４ピッチを連続的に微調整できる。これにより長穴の設置位置すべてに固定が可能になる。挿通孔に１／４ピッチのマージンを持たせることも可能であるが、長穴にしたほうが、ガタツキが少なくなる。
作業者はボルト等を使って挿通孔３１ａを通して、長穴プレート１２に他の固定物を任意の位置で固定できる。

図３は本発明の位置固定機構の、他の一実施例である。
図３の長穴プレート１４に位置決めガイド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを有し、位置決めガイドが有する長穴の左右には、長穴長手方向に垂直に断面円弧上の溝が施され、この溝が長手方向に等間隔で連設されている。また同一の位置決めワッシャー３２が円柱側面状の突起４列を有し、中央に長穴３２ａが設けられていて、長穴の中心は前記突起群に対し、１／４ピッチ分、長穴の摺動方向にずれている。位置決めガイド１４ａに係合している位置決めワッシャー３２は一番左に設置され、長穴プレート１４上の四つ位置決めワッシャーにあって一番高い位置に挿通孔を形成している。位置決めガイド１４ｂに係合している位置決めワッシャー３２は一番左に設置されることで前記挿通孔より１／２ピッチ下に位置している。つまり位置決めワッシャー３２は設置位置を右から左に移動することで１/２ピッチの範囲で任意の高さで固定できる。

位置決めガイド１４ｃに係合している位置決めワッシャー３２は１８０度回転して一番左に設置されることで、位置決めガイド１４ｂに係合している位置決めワッシャー３２の挿通孔と同じ高さである。位置決めガイド１４ｄに係合している位置決めワッシャー３２は一番右に設置し、挿通孔は前記挿通孔より１／２ピッチ下に位置し長穴プレート上の四つ位置決めワッシャーにあって一番低い位置に挿通孔を形成している。つまり位置決めワッシャー３２は設置位置を右から左に移動することで１／２ピッチの範囲で任意の高さで固定でき、１８０度回転した場合も含め全体で１ピッチ微調整することができる。
１ピッチ以上上下させたいときには、位置決めガイドの凹凸を１ピッチずらして微調整することができることから長穴プレート１４が有する長穴の任意の位置で固定が可能となる。位置決めワッシャーに長穴を用いる事で、固定位置がずれる事が懸念されるが、位置決めワッシャーがずれるためには位置決めガイドに摺動方向に力がかかることが必要で、その力が位置決めワッシャーを真横にシフトする力に分力されるだけでなく、摺動方向にかかる力が係合する凹凸同士の当接面の摩擦力を増大させるため単なる長穴に固定するより格段にずれにくい。

図４は係止点を３点とした場合の一係合状態の図である。長穴プレート１６に位置決めワッシャー３３が係合している。係止点は正三角形の頂点に位置し、挿通孔の中心は、この正三角形の中心から外れている。この位置固定機構では６段階の微調整が可能である。

図５は本発明の位置固定機構を使った汎用取り付けレールの一実施例である。
レール２０はＣチャンネル型で上面に位置決めガイドを有し、空隙の両側上面に断面円弧形状の溝を有し、その溝は摺動方向に連設される。位置決めワッシャー３４は正方形の金属片で、４つの角が球面状に曲げられていて、挿通孔の中心は正方形の中心から外れている。レール２０の内側面の幅はナット４の側面間よりは大きく、側面の角の距離よりは小さいため、レール２０内にナット４を挿入すると、摺動は自在であるが、回動はしない。作業者はナット４をレール２０内に挿入し、所望の位置にずらし、位置決めワッシャーの設置位置、設置角度を合わせ、位置決めワッシャー３４の突起をレール２０の連設溝に係合させて、ボルト６をワッシャー７、固定物７０、位置決めワッシャー３４、レール２０の空隙の順に挿通して、ナット４に螺着する。
このとき位置決めワッシャー３４の突起とレール２０の連設溝が係合しているため、固定物７０がずれる事はない。

図６は本発明の位置固定機構を使った汎用取り付けレールの他の一実施例である。
位置決めワッシャーとナットを溶接等で一体化させた位置決めナット４２は３つの球面状の突起を有し、それぞれが正三角形の頂点に位置し、その正三角形の中心はネジ穴の中心から外れている。
レール２１はＣチャンネル型で上面に位置決めガイドを有し、ガイドの両側内面に断面円弧形状の溝を有し、その溝は摺動方向に連設される。レール２１内は位置決めナット４２の側面間の幅より大きく、対向する角の幅より小さいため、位置決めナット４２はレール２１内で回転しないものの、微妙に角度は変えられる状態にある。

作業者はあらかじめ所定の設置角度で位置決めナット４２をレール２１内に滑り込ませ、所望の位置で、ボルト６にワッシャー７、固定物７０の順に挿通して、位置決めナット４２に螺着されるボルト６を回すと、位置決めナット４２は回らないため、位置決めナット４２が上昇し、ナットの突起がガイド下側の連続溝に係合し、固定物が安定的にレールに固定される。

図７は本発明の位置固定機構を使った汎用取り付けレールの他の一実施例である。
位置決めシャフト４５の座面には球面状の突起が４つ付いており突起はそれぞれ正方形の頂点に位置し、正方形の中心はシャフトの中心から外されている。
レール２２はＣチャンネル型で上面に位置決めガイドを有し、ガイドの両側内面に断面円弧形状の溝を有し、その溝は摺動方向に連設される。
作業者は位置決めシャフト４５の円柱部を持って、位置決めシャフト４５の頭部をレール２２内にいれ、所望の位置で突起をレール２２の連設溝に係合させる。微調したければ位置決めシャフト４５を回して係合パターンを変え、再度突起をレール２２の連設溝に係合させる。円柱部に固定物７０、ワッシャー７を挿通して、スナップピン８を位置決めシャフト４５のピン穴に挿通し、固定する。
このようなシャフト、スナップピンによる固定は、簡単に脱着可能で、ネジ緩みなどによるズレの心配がなく安定した固定を持続することができる。

図８は本発明の位置固定機構を使った汎用取り付けレールの他の一実施例である。
レール２３はＣチャンネル型で上面に位置決めガイドを有し、ガイドの両側内面に断面円弧形状の溝を有し、その溝は摺動方向に連設される。
ボルト６には位置決めワッシャー３５が挿通され、ボルト６に対して回動しないように係止片がボルト頭側面に当接している。位置決めワッシャー３５の座面には球面状の突起４つが正方系の頂点部に配され、その正方形中心は、ボルト６の雄ネジの中心軸からは外れている。

作業者はボルト６の雄ネジ部を持って、ボルト頭をレール内にいれ、所望の位置で突起をレール２３の前記溝に係合させる。微調したければ雄ネジ部を回して係合パターンを変え、再度突起をレールの連続溝に係合させる。ボルト６の雄ネジに固定物７０、ワッシャー７を挿通して、ナット４にて螺着し、固定する。
このような位置決めワッシャー３５はボルト６のボルト頭と同じ形状を持つナットにも適用可能で、金属プレスのような安価な工程で製作可能であり、反してボルト等に直接突起を設けるのは技術的にも、工程的にもより高価であり、位置決めワッシャー３５を一体化させることで安価に確実に固定が行える。

図９は位置決めガイドを有する長穴プレート１８と位置決めワッシャー３６の図である。位置決めワッシャー３６は１６つの突起を有し、そのうち８つが位置決めガイドの凹凸に係合している。図のように設けられる限り凹凸を設けて係合させることは耐久性、係合の安定性を高めるためには有効である。

特にレールの様な薄い部材で位置決めガイドを形成すると、位置決めワッシャーの突起の球面の曲率半径を、レールの断面円弧形状溝の曲率半径より少し大きくすることで、ネジで締め付けることにより、位置決めワッシャーの突起とレールの溝が弾性的に係合するため、弾性応力のためガタツキが少なく、ナット等連結部材も緩みにくくなる。

実施例の位置決めワッシャーの多くに球面状の突起を採用しているが、球面に限らず、円錐側面や角錐側面状など様々な、形状が有効で、突起ではなく窪みでもよく、その配置も正三角形や正方形に限らずさまざまな配置が可能である。位置決めガイドの連設形状も前記突起等に係合すれば、どんな形状でもかまわない。

本発明の接続プレートの使用例の斜視図である。 本発明の位置固定機構の一実施例の正面図である。 本発明の位置固定機構の他の一実施例の正面図である。 本発明の位置固定機構の他の一実施例の正面図である。 本発明の位置固定機構の他の一実施例の斜視図である。 本発明の位置固定機構の他の一実施例の斜視図である。 本発明の位置固定機構の他の一実施例の斜視図である。 本発明の位置固定機構の他の一実施例の斜視図である。 本発明の位置固定機構の他の一実施例の正面図である。 従来の位置固定機構の実施例の斜視図である。

符号の説明

Ｌ字プレート １０
長穴プレート １２，１４，１６，１８
レール ２０，２１，２２，２３
位置決めワッシャー ３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６
位置決めナット ４２
位置決めシャフト ４５
ナット ４
ボルト ６
ワッシャー ７
スナップピン ８
鉄柱 ６０，６１
固定物 ７０

Claims (9)

1. 長穴やレールなど、一対の規制壁が、連結部材を一方向の前後だけに摺動を規制するガイドと；
   前記ガイドに当接するワッシャーと；で構成する位置固定機構において、
   前記ワッシャーが座面に、座面形状とは連続しない凹凸を有し、；
   前記ガイドがワッシャーとの当接面に、前記凹凸に係合する凹凸を、前記ガイドの摺動方向に連続的に、有していることを特徴とする位置固定手段
2. 前記ワッシャーが回転により設置角度を変えることで、
   前記ワッシャーに施された凹凸が、前記ガイドに施された凹凸と係合する設置角度を複数有し、
   その回転の中心が、前記ワッシャーの挿通孔の中心から外れていることを特徴とする請求項１記載の位置固定機構
3. 前記ワッシャーの挿通孔が長穴で、前記凹凸同士が係合時、前記ワッシャーの長穴の長手方向が、前記ガイドの摺動方向と一致しないことを特徴とする請求項１〜２いずれか記載の位置固定機構
4. 請求項１〜３いずれか記載の位置固定機構において、前記ワッシャーと連結部材の一部を一体化させたことを特徴とする位置固定機構
5. 請求項１〜４いずれか記載の位置固定機構を用いた接続プレート
6. 請求項１〜４いずれか記載の位置固定機構を動力機械
7. 請求項１〜４いずれか記載の位置固定機構を用いた動力機械据付装置
8. 請求項１〜４いずれか記載の位置固定機構を用いたキャスター
9. 請求項１〜４いずれか記載の位置固定機構を用いた建材

Images