JP3189566U

JP3189566U - 三軸制動ヒンジ

Info

Publication number: JP3189566U
Application number: JP2014000007U
Authority: JP
Inventors: 仁志大池; 公貴片桐
Original assignee: 株式会社三渡工業所
Priority date: 2014-01-06
Filing date: 2014-01-06
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2024-01-06

Abstract

【課題】被接続体を全方向に傾斜させてその傾斜位置にワンタッチで静止でき、監視カメラ、カメラ用三脚や液晶モニター用のスタンドなどとして利用できる三軸制動ヒンジを提供する。【解決手段】三軸制動ヒンジ１は、機器本体に取り付ける第１ブラケット２と、制動機構２８を介して水平軸回りに第１ブラケットに制動回転可能に軸着する第１可動部材３と、被接続体に取り付ける第２ブラケット５と、制動機構を介して水平軸回りに第２ブラケットに制動回転可能に軸着する第２可動部材７とを備える。【選択図】図１

Description

本考案は、被接続体を全方向に傾斜させてその傾斜位置にワンタッチで静止できる三軸制動ヒンジに関し、監視カメラ、カメラ用三脚や液晶モニター用のスタンドなどとして利用できる三軸制動ヒンジに関する。

カメラ用三脚および監視カメラスタンドは、カメラ本体をどの撮影方向にも向けられるように、ボールヒンジまたはボールジョイントを介してカメラ本体を取り付ける構造になっている。例えば、既存のボールヒンジでは、特開平７−７６４１号に開示されるように、ボールヒンジを介してカメラ本体をスタンドに取り付け、該ボールヒンジをロックナットで固定しており、このロックナットを緩めてカメラ本体を回すことにより、その撮影視野を調整することが可能になる。

ボールヒンジの他の使用例として、特表２００６−５２０７２０号では、自動車のサイドミラーにおいて鏡板を支持するミラー支持プレートを開示する。このサイドミラーは、実質的に平らな鏡板支持部をベース部に取り付けるために、該ベース部の中心と鏡板支持部の中心とをボールヒンジを介して接続している。

特開平７−７６４１号公報特表２００６−５２０７２０号公報

特開平７−７６４１号に示すカメラスタンドでは、カメラ本体を動かすためにロックナットをまず緩め、該カメラ本体を所定の撮影方向に向けた後にロックナットを再び回して締め付けねばならず、締め付け作業が煩わしいうえに締め付けの際にカメラ本体の位置がずれることがある。一方、特表２００６−５２０７２０号に開示のサイドミラーは、ロックナットを設置しない代わりに、電動モータの出力軸と噛み合う２本のスピンドルが必須であり、構造的に複雑なものになっている。

既存のボールヒンジまたはボールジョイントは、前述したように、カメラなどの被接続体を位置決めして固定するためにロックナットを強く締め付けねばならず、この締め付けは通常手動によって行い、電動式であれば構造的に複雑で高価になる。手動による締め付け作業では、高い固定力を得ることが難かしく、被接続体の重量は自ずからカメラなどの小さいものに限定されてしまう。また、この締め付け作業は、正確な位置決めを困難とするうえに、カメラ用スタンドなどではカメラの撮影作業の作業中断を伴う。

本考案は、従来のボールヒンジに関する前記の問題点を改善するために提案されたものであり、ロックナットなどの締め付け作業を必要とせず、全方向に傾斜する被接続体をその傾斜位置にワンタッチで静止する三軸制動ヒンジを提供することを目的としている。本考案の他の目的は、被接続体が数ｋｇに達していても容易に支持して任意の傾斜位置で静止する三軸制動ヒンジを提供することである。

本考案に係る三軸制動ヒンジは、機器本体に取り付ける第１ブラケットと、制動機構を介して水平軸回りに第１ブラケットに制動回転可能に軸着する第１可動部材と、被接続体に取り付ける第２ブラケットと、制動機構を介して水平軸回りに第２ブラケットに制動回転可能に軸着する第２可動部材とを備える。第２可動部材は、制動機構を介して垂直軸回りに第１可動部材に制動回転可能に軸着される。本考案の三軸制動ヒンジにおいて、第１ブラケット側の水平軸と第２ブラケット側の水平軸とは、水平面における交差角度が４５〜１３５度であると好ましい。

本考案の三軸制動ヒンジにおいて、制動機構は、第１および第２ブラケットにそれぞれ固着した水平軸と、第１または第２可動部材に固着した垂直軸を有する。この水平軸または垂直軸に対して、該軸とともに静止するワッシャおよびプラスチック製の制動部材と、水平軸または垂直軸を設けた部材と対向する可動部材に設けた貫通孔とを嵌装するともに、さらに皿バネを挿入してナットで締め付けることにより、対向する可動部材の側面と制動部材の側面とが摩擦面となる。この際に、第１および第２ブラケットの代わりに、第１および第２可動部材にそれぞれ水平軸を固着することも可能である。

本考案の三軸制動ヒンジにおいて、別の制動機構は、第１および第２ブラケットにそれぞれ固着した水平軸と、第１または第２可動部材に固着した垂直軸を有する。この水平軸または垂直軸を密に嵌入するプラスチック制動筒体と、該制動筒体を静止収納するための円形孔を設けた保持プラグとを有し、水平軸または垂直軸を設けた部材と対向する可動部材に保持プラグを一体的に取り付けることにより、該保持プラグで制動筒体の締め付けを維持する。

本考案の三軸制動ヒンジにおいて、さらに別の制動機構は、第１および第２ブラケットにそれぞれ固着した水平軸と、第１または第２可動部材に固着した垂直軸を有する。この水平軸または垂直軸に密に嵌装するプラスチック制動筒体と、該制動筒体の外周を取り囲む板バネ製の保持プラグと、制動筒体および保持部材の平行延長部を貫通して水平軸または垂直軸を設けた部材と対向する可動部材にねじ込むボルトとを有し、該ボルトによって保持部材で制動筒体を内方へ締め付ける。

本考案に係る三軸制動ヒンジは、被接続体を全方向に任意に傾斜させることができ、その傾斜位置において静止可能であり、被接続体を静止させる際に、ボールヒンジのようなロックナットなどの締め付け作業を必要としない。本考案の三軸制動ヒンジは、大型モニターや大型カメラのように被接続体が数ｋｇに達する重量物であっても、該接続体を支持することが可能であり、しかも傾けたその位置でそのまま確実に静止できるので、既存のボールヒンジに比べて遙かに便利である。

本考案に係る三軸制動ヒンジは、ボールヒンジの代替品として、監視カメラや防犯カメラを設置する際に用いると、ワンタッチでカメラの撮影照準を合わすことができる。本考案の三軸制動ヒンジを液晶モニターや画面表示体を設置する際に用いると、壁掛けでもスタンドでもワンタッチで画面位置を変更して画面設定が可能になる。また、本考案の三軸制動ヒンジは、姿見や髭剃り用ミラーなどを設置する際に使用できる。さらに、本考案の三軸制動ヒンジは、ボールジョイントの代替品として、各種の工作機械や産業機械のパーツとして適用可能である。

本考案に係る三軸制動ヒンジを示す斜視図である。図１の三軸制動ヒンジをＡ方向から示す側面図である。図１の三軸制動ヒンジをＢ方向から示す側面図である。図１の三軸制動ヒンジの平面図である。三軸制動ヒンジの使用例である監視カメラを示す斜視図である。本考案で用いる制動機構の拡大断面図である。図６の制動機構を分解して示す拡大断面図である。図６のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図である。本考案で用いる別の制動機構を示す拡大断面図である。図９の制動機構で用いる制動筒体の斜視図である。本考案で用いるさらに別の制動機構を示す概略側面図である。図１１の制動機構の横断面図である。

本考案に係る三軸制動ヒンジ１は、図１に示すように、第１ブラケット２と、該第１ブラケットに制動回転可能に軸着する第１可動部材３と、第２ブラケット５と、該第２ブラケットに制動回転可能に軸着する第２可動部材７とで構成する。第１ブラケット２および第１可動部材３と、第２ブラケット５および第２可動部材７とは、図示のように実質的に同一の形状であるけれども、用途に応じて異なる形状に成形してもよい。また、第１ブラケット２を機器本体（例えば、図５のアーム８）に取り付け且つ第２ブラケット５を被接続体（例えば、図５のカメラ本体１０）に取り付けても、またはその反対に第１ブラケット２を被接続体に取り付け且つ第２ブラケット５を機器本体に取り付けてもよい。

図２および図４に示すように、第１ブラケット２および第２ブラケット５は、通常、１対のＬ形材からなり、各Ｌ形材において、半円形端部の水平部１２に複数個のボルト孔１４（図１、図４）を形成し且つ半円形端部の垂直部１６に軸孔（図示しない）を形成する（図２と図３参照）。また、第１可動部材３および第２可動部材７は、通常Ｕ形材からなり、該Ｕ形材において、水平部１８の中央に軸孔（図示しない）を形成し且つ半円形端部の垂直部２０にも軸孔（図示しない）を形成する（図２と図３参照）。

第１ブラケット２と第１可動部材３とは、両垂直部１６，２０の軸孔に水平軸２２を通して回転可能に軸着する。第２ブラケット５と第２可動部材７とは、両垂直部１６，２０の軸孔に水平軸２４を通して回転可能に軸着する。同様に、第２可動部材７と第１可動部材３とは、水平部１８，１８の軸孔に垂直軸２６を通して相互に回転可能に軸着する。

個々の水平軸２２，２４は、ブラケット２，５に固着するため、例えば、各水平軸の後端部をブラケット２，５の垂直部１６にカシメ止めする。これらの水平軸は、ブラケット２，５の代わりに、可動部材３，７の垂直部２０に固着することも可能である。一方、垂直軸２６は、可動部材３または７の一方に固着するため、例えば、該垂直軸の後端部を可動部材３の水平部１８にカシメ止めする。

三軸制動ヒンジ１において、水平軸２２と水平軸２４つまり第１可動部材３と第２可動部材７とは、水平面における交差角度が直交になる態様で全方向に傾斜可能であり、可動部材３，７が平行に近づくと，その平行方向へは傾斜しにくくなる。このため、第１可動部材３と第２可動部材７とは、水平面における交差角度が４５〜１３５度になるように、第１可動部材３または第２可動部材７の水平部１８上にナット２７，２７（図３、図４）を植設すると好ましく、両ナットを垂直軸２６の軸心に対して対称に配置させる。第２可動部材７つまり第２ブラケット５は、図４に点線で示すように、交差角度が５０または３０度になると第１可動部材３上にナット２７，２７と接触して停止するため、有効回転範囲は８０度である。

一方、第１可動部材３は、図２から明らかなように垂直面において水平線から−９０〜９０度の範囲で回転して有効回転範囲は１８０度であり、且つ第２可動部材７は、図３から明らかなように第１可動部材３と同様に有効回転範囲は１８０度である。実際には、傾斜した被接続体が機器本体に接触することなどにより、第１可動部材３および第２可動部材７の有効回転範囲は１８０度よりも小さい。

水平軸２２，２４は、通常、可動部材３，７の垂直部２０ごとに個別に配置し、図示のように、各水平軸２２，２４および垂直軸２６ごとに制動機構２８を軸内側および軸上側にそれぞれ配置する。この制動機構は、小型の三軸制動ヒンジであれば、水平軸２２，２２または２４，２４の片側だけに取り付けることも可能である。また、水平軸２２，２２または２４，２４を長い一連の軸１本に変更し、この水平軸を可動部材３，７の両垂直部２０，２０間に通してもよく、水平軸が１本であれば制動機構２８は各垂直部の外側を配置すればよい。

制動機構２８には、図６から図８に示すディスク型、図９および図１０の圧入型、図１１および図１２の締め付け型などがあり、いずれのタイプも本考案に適用することが可能である。三軸制動ヒンジ１では、図１から図４においてディスク型の制動機構２８だけを取り付けているが、異なるタイプの制動機構を混在設置することも可能である。

ディスク型の制動機構２８は、例えば、図６から図８において説明する。図６から図８では、ブラケット２，５の垂直部１６に固着された各水平軸２２，２４および可動部材３の水平部１８に固着された垂直軸２６を軸３０で総称し、可動部材３，７の垂直部２０および可動部材７の水平部１８を対向部材３２で総称する。

制動機構２８では、軸３０に対して、該軸とともに静止する金属ワッシャ３４およびプラスチック製の制動ディスク３６と、対向部材３２に設けた貫通孔３８、別の制動部材４０およびワッシャ４２を順次嵌装する。軸３０には、さらに１枚または複数枚の皿バネ４４を挿入してナット４６で締め付けることにより、対向部材３２の両側面と制動ディスク３６，４０の側面とが摩擦面となる。この場合に、対向部材３２と制動ディスク３６，４０とを一体的に回転させ、制動ディスク３６，４０の側面とワッシャ３４，４２の側面とが摩擦面となるように構成してもよい。

三軸制動ヒンジ１を監視カメラ４２（図５参照）などに取り付ける際には、第１ブラケット２の水平部１２をアーム８にボルト止めし、第２ブラケット５の水平部１２をカメラ本体１０の下面にボルト止めすればよい。三軸制動ヒンジ１は、被接続体であるカメラ本体１０を全方向に任意に傾斜させることができ、その傾斜位置においてワンタッチで静止可能である。三軸制動ヒンジ１は、大型モニターや大型カメラのように被接続体が数ｋｇに達する重量物であっても、該接続体を支持することが可能であり、しかも傾けたその位置でそのままワンタッチで静止できる。

次に、本考案を実施例に基づいて説明する。三軸制動ヒンジ１は、図１から図４に示すように、１対のＬ形材である第１ブラケット２と、該第１ブラケットに制動回転可能に軸着するＵ形材の第１可動部材３と、１対のＬ形材である第２ブラケット５と、該第２ブラケットに制動回転可能に軸着するＵ形材の第２可動部材７とで構成する。第１ブラケット２と第１可動部材３とは、水平軸２２，２２によって回転可能に軸着し、且つ第２ブラケット５と第２可動部材７とは、水平軸２４，２４によって回転可能に軸着し、さらに第２可動部材７と第１可動部材３とは垂直軸２６によって相互に回転可能に軸着する。

個々の水平軸２２，２４は、その後端部をブラケット２，５の垂直部１６にカシメ止めする。一方、垂直軸２６は、その後端部を可動部材３の水平部１８にカシメ止めする。各水平軸２２，２４および垂直軸２６について、ディスク型の制動機構２８を軸内側および軸上側にそれぞれ配置する。

図６から図８には、ディスク型の制動機構２８を具体的に示し、ブラケット２，５の垂直部１６に固着された各水平軸２２，２４および可動部材３の水平部１８に固着された垂直軸２６を軸３０で総称し、可動部材３，７の垂直部２０および可動部材７の水平部１８を対向部材３２で総称する。図７と図８から明らかなように、軸３０は、軸方向に沿って周面の両側４８，４８を平行に切削した非円形軸に形成され、さらに軸３０の前方部において雄ねじ山５０を刻設する。

軸３０には、その後方から金属ワッシャ３４およびプラスチック製の制動ディスク３６と、対向部材３２に設けた円形の貫通孔３８、別の制動ディスク４０および金属ワッシャ４２を順次嵌装する。金属ワッシャ３４，４２および制動ディスク３６，４０は、軸３０の非円形軸に対応する非円形の貫通孔（図８参照）を有し、軸３０に嵌装されると該軸とともに回転・静止する。

制動ディスク３６，４０は、炭素含有のポリアセタール樹脂のような耐磨耗性エンジニアリングプラスチックの射出成形品であると好ましい。制動ディスク３６，４０および金属ワッシャ３４，４２は、その両側面が平坦なドーナツ状である。金属ワッシャ３４と４２は通常同一形状であり、且つ制動ディスク３６と４０も通常同一形状である。金属ワッシャ３４，４２は、制動ディスク３６，４０と同じ外径または該ディスクよりも多少大きい外径を有する。

軸３０には、さらに３枚の皿バネ４４を挿入してナット４６を雄ねじ山５０にねじ込む。制動機構２８を組み立ててナット４６で締め付けると、３枚の皿バネ４４によって制動ディスク３６，４０は弾性的に金属ワッシャ３４，４２で押圧される。対向部材３２が回動しても、両制動ディスク３６，４０および金属ワッシャ３４，４２は軸３０とともに静止している。

ナット４６は、対向部材３２の両側面を制動ディスク３６，４０と面接触させて機構全体を締め付けることにより、回動する対向部材３２の両側面と、静止する制動ディスク３６，４０の側面とが摩擦面となり、対向部材３２を任意の回動位置で静止できる。制動機構２８の摩擦抵抗つまり制動力は、ナット４６の締め付けを変えることで容易に調整できる。制動機構２８は、長期間安定して使用でき、数万回の旋回試験に容易に耐えることが可能である。

図９および図１０には、圧入型の制動機構５２を示し、制動機構５２は、対向部材３２の内側壁に突設した筒状の保持プラグ５４を有し、該保持プラグには円形孔５６を設ける。円形孔５６は、円形内周面において軸方向にキー溝（図示しない）を形成した円筒形状である。円形孔５６には、ブラケット２，５の垂直部１６などに固着された軸３０を挿入し、さらに該軸を支持するプラスチック制動筒体５８を収納する。

図１０に示す制動筒体５８は、フランジ部６０および円筒部６２とからなり、該円筒部の外周壁に軸方向のキー突条６４を形成する。円筒部６２の外径は、横円形孔５６の直径とほぼ等しく、該円筒部の内径は非圧入状態で軸３０の直径よりも僅かに小さい。制動筒体５８は、耐磨耗性プラスチック製であるので長期間使用することが可能である。制動筒体５８を円形孔５６内に収納すると、軸方向に設けたキー突条６４が円形孔５６の内周キー溝と係合して静止することにより、制動筒体５８はフランジ部６０を除いて円形孔５６内に完全に嵌り込んで静止する。

制動筒体５８の円筒部６２は、保持プラグ５４の円形孔５６の深さと同じまたはそれ以下である。制動筒体５８を外側から保持プラグ５４の円形孔５６内へ収納し、さらに軸３０を制動筒体５８内へ挿入してカシメ止めすると、該制動筒体のフランジ部６０がブラケット垂直部１６と対向部材３２との間に位置する。この結果、軸３０は制動筒体５８に圧入されるため、対向部材３２は制動筒体５８によって軸３０に対して制動回転できる。

図１１および図１２には、締め付け型の制動機構６４を示し、該制動機構は可動部材３，７の水平部１８の裏面などに取り付け、下側に適宜のプレート６５を挟んで高さを調整する。制動機構６４は、軸３０に密に嵌装するプラスチック制動筒体６６と、該制動筒体の外周を取り囲む板バネ製の保持金具６８と、制動筒体６６および保持金具６８の平行延長部を貫通し、プレート６５および水平部１８の裏面にねじ込むボルト７８とを有する。

制動筒体６６は、その内周面が円形断面である湾曲部６９と、該湾曲部の両端から接線方向へ平行に延設する延長部７０，７０を備えることにより、軸３０の周面と接触する湾曲部６９の内周面が摩擦面となる。制動筒体６６の延長部７０，７０は、通常の状態で所定の縦間隙を有し、この間隙の存在によって湾曲部６９の内方変形による軸３０の締め付けが可能となる。この縦間隙は、通常、挟着弾性片７２の高さと同じまたはその高さよりも狭くなるように定める。

保持金具６８は、制動筒体６６の外周面と密接する湾曲部７４および延長部７６，７６を有する。ボルト７８が上方延長部７６を下方へ作用することにより、保持金具６８の湾曲部７４を介して制動筒体６６を内方へ締め付ける。保持金具６８の湾曲部７４は、制動筒体６６の外周面のほぼ全体を取り囲む。延長部７６，７６は、図示のようなほぼ同じ長さであっても長さが異なっていてもよい。

ボルト７８を回すと、保持金具６８および制動筒体６６を内方へ締め付け、該制動筒体によって軸３０を制動する。ボルト７８は、そのねじ込み量によって制動筒体６６に付与する制動力を容易且つ微妙に調整できる。保持金具の延長部が横長であれば、ボルト７８を複数本立設することも可能である。弾性片７２は、一般にバネ鋼製であり、制動筒体６６の延長部７０，７０間に介在させる。弾性片７２は、ボルト７８を緩めた際に、その弾力によって制動筒体６６の延長部７０，７０間を大きく開くことにより、軸３０が自由回動することを可能とする。

１三軸制動ヒンジ
２第１ブラケット
３第１可動部材
５第２ブラケット
７第２可動部材
２２，２４水平軸
２６垂直軸

Claims

機器本体に取り付ける第１ブラケットと、制動機構を介して水平軸回りに第１ブラケットに制動回転可能に軸着する第１可動部材と、被接続体に取り付ける第２ブラケットと、制動機構を介して水平軸回りに第２ブラケットに制動回転可能に軸着する第２可動部材とを備え、第２可動部材は制動機構を介して垂直軸回りに第１可動部材に制動回転可能に軸着される三軸制動ヒンジ。
第１ブラケット側の水平軸と第２ブラケット側の水平軸とは、水平面における交差角度が４５〜１３５度である請求項１記載の三軸制動ヒンジ。
制動機構は、第１および第２ブラケットにそれぞれ固着した水平軸と、第１または第２可動部材に固着した垂直軸を有し、この水平軸または垂直軸に対して、該軸とともに静止するワッシャおよびプラスチック製の制動部材と、水平軸または垂直軸を設けた部材と対向する可動部材に設けた貫通孔とを嵌装するともに、さらに皿バネを挿入してナットで締め付けることにより、対向する可動部材の側面と制動部材の側面とが摩擦面となる請求項１記載の三軸制動ヒンジ。
第１および第２ブラケットの代わりに、第１および第２可動部材にそれぞれ水平軸を固着する請求項３記載の三軸制動ヒンジ。
制動機構は、第１および第２ブラケットにそれぞれ固着した水平軸と、第１または第２可動部材に固着した垂直軸を有し、この水平軸または垂直軸を密に嵌入するプラスチック制動筒体と、該制動筒体を静止収納するための円形孔を設けた保持プラグとを有し、水平軸または垂直軸を設けた部材と対向する可動部材に保持プラグを一体的に取り付けることにより、該保持プラグで制動筒体の締め付けを維持する請求項１記載の三軸制動ヒンジ。
制動機構は、第１および第２ブラケットにそれぞれ固着した水平軸と、第１または第２可動部材に固着した垂直軸を有し、この水平軸または垂直軸に密に嵌装するプラスチック制動筒体と、該制動筒体の外周を取り囲む板バネ製の保持プラグと、制動筒体および保持部材の平行延長部を貫通して水平軸または垂直軸を設けた部材と対向する可動部材にねじ込むボルトとを有し、該ボルトによって保持部材で制動筒体を内方へ締め付ける請求項１記載の三軸制動ヒンジ。