TWI484112B

TWI484112B - 接頭單元

Info

Publication number: TWI484112B
Application number: TW098130013A
Authority: TW
Inventors: Tsuyoshi Komine; Masayuki Doi
Original assignee: Big Alpha Co Inc
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2015-05-11
Also published as: CN102144119A; WO2010027056A1; CN102144119B; EP2333393A1; KR20110083593A; TW201013084A; JP2010060111A; US20110188925A1; JP5172551B2; EP2333393B1; US8534951B2; EP2333393A4; KR101590052B1

Description

接頭單元

本發明為接頭單元，該接頭單元具備：承座；和臂部，該臂部具有被收容於該承座的接頭部；及鎖定機構，該鎖定機構是藉由將前述接頭部壓接於前述承座的內面，而使前述臂部能以任意的轉動角固定。

就與構成上述構造的接頭單元相關的技術而言，存在有專利文獻1，而就與壓接相關的技術而言，則存在有專利文獻2所記載的技術。

在專利文獻1中揭示一種構造：以防止脫落的狀態，將形成於球狀接頭之基部16的球首部21收容於罩殼17的內部，並使一體形成於球首部21的頭部22突出於罩殼17的外部，不僅如此，將來自於保持部11所具備之螺紋棒19的壓力，從罩殼17內部的附屬裝置18傳遞至球首部21，而藉由將該球首部21壓接於罩殼17的內面，而使基部16相對於罩殼17的旋轉角可任意地固定。

在專利文獻2中揭示一種構造，該構造具備：用來握持被握持物100的3個握持部11A、11B、11C，該3個握持部11A、11B、11C是藉由抵接於被握持物100之圓筒形的外周面101，而在被握持物100的中心方向上產生變形；並且具備：第1構件21；和可轉動地連設於該第1構件21兩側的板狀第2構件22A、22B；及配設於該第2構件22A、22B端部的圓筒構件23A、22B；該構造是將球體26配置於圓筒構件23A與握持部11A之間，並具備公螺紋構件43，該公螺紋構件43是將藉由六角扳手40的操作所產生的壓力作用於第1構件21。

在該專利文獻2中記載著以下的技術點：第2構件22A與第2構件22B是以彎曲狀態收容於彎曲構件收容孔33，並利用公螺紋構件43的旋轉操作，使來自於公螺紋構件43的壓力作用於第1構件21，且利用來自於該第1構件21的力量促使第2構件22A與圓筒構件23位移，如此一來，能以3個握持部11A、11B、11C壓接於被握持物100而予以握持。

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2004-52911號公報(段落號碼[0010～0024]、第3圖、第4圖)

[專利文獻2]日本特開2006-123105號公報(段落號碼[0017～0031]、第1圖～第3圖)

在專利文獻1所記載的球狀接頭中，是藉由使構成筒狀之罩殼(本發明的承座)的端部形成小口徑部，而形成球首部(本發明的接頭部)的防止脫落部。接著，在固定基部(本發明的臂部)之旋轉角的場合中，是由附屬裝置將來自於螺紋棒(本發明之鎖定機構的局部)的按壓力作用於球首部，而藉由將該球首部按壓於防止脫落部的內面，並以各個接觸面的摩擦力使基部與罩殼間達成鎖定狀態並保持相對的角度。

此外，在利用專利文獻1所記載的球狀接頭執行鎖定的場合中，為了使「以儘可能廣大的面，使球首部(本發明的接頭部)均等地壓接於防止脫落部之內面」的結構呈現穩定的鎖定狀態，是採用以下的構造：藉由將螺紋棒配置於構成筒狀之罩殼(本發明的承座)的軸心(筒狀部位的軸心)上，而從沿著該軸心的方向作用壓力。

話雖如此，即使在配置有專利文獻1所記載之螺紋棒的結構中，軸心方向上的尺寸容易擴大，仍具有改善的空間。

因此，考慮採用譬如楔型等的滑動構件，該楔型等的滑動構件是以與軸心正交的姿勢來配置鎖定用螺紋體，而將來自於該螺紋體的力量轉換至沿著軸心的方向後傳遞至接頭部。但是，在採用該種滑動構件的裝置中，卻必須考慮：因為滑動構件之滑動性的下降、或扭曲的產生，而有損於圓滑的作動的問題。

為了解決上述的問題，而如專利文獻2所記載，考慮利用「以複數個握持部來握持鎖定對象」的鎖定構造，但是該專利文獻2就「零件數量較多，招致成本提高，且組裝也相當費時」的這點來看，也難以被採用。

本發明的目的是在於以下的特點：合理地構成接頭單元，該接頭單元不會招致「用來執行臂部對承座之旋轉角的固定」的機構之大型化、和作動不良。

本發明是具備以下構件的接頭單元：承座；和臂部，該臂部具有被收容於該承座的接頭部；及鎖定機構，該鎖定機構是藉由將前述接頭部壓接於前述承座的內面，而能以任意的轉動角固定前述臂部，其特徵點在於：前述鎖定機構具備：第1按壓體，該第1按壓體是將來自於夾鉗裝置的按壓力作用於承座內，且剖面形狀呈圓形；和第2按壓體，該第2按壓體是藉由與該第1按壓體之間的接觸來傳達按壓力，且剖面形狀呈圓形；及壓力塊，該壓力塊是使來自於第1按壓體或第2按壓體的力量作用於接頭部，而壓接於承座內面。

根據上述的構造，在「於按壓力作用方向上操作夾鉗裝置」的場合中，是將來自於該夾鉗裝置的按壓力作用於第1按壓體，並從該第1按壓體作用於第2按壓體，更進一步藉由來自於上述其中一方之按壓力作用於壓力塊，將接頭部壓接於承座內面而使承座與臂部達成固定狀態。如此一來，由於是透過第1按壓體與第2按壓體將按壓力作用於壓力塊的構造，故能以「沿著使壓力作用於壓力塊的方向」的姿勢，採用不具備螺紋等的構造。此外，由於第1按壓體與第2按壓體的剖面形狀呈圓形，而可透過形成圓形的各個外面彼此傳達按壓力，即使在作用按壓力的場合中也能各自轉動，在已解除按壓力的場合中也能輕易地各自轉動。因此構成：不會招致「用來執行臂部對承座之旋轉角的固定之機構」的作動不良的接頭單元。

本發明，是將前述壓力塊收容成可在軸心方向上自由移動，並具備「形成有用來收容前述第1按壓體與第2按壓體的內部空間」的筒狀殼體，且前述夾鉗裝置具有：在「旋合於形成在前述殼體之母螺紋部」的螺栓，具備旋轉操作部的構造，而在該夾鉗裝置之螺栓的前端部與前述殼體的內壁面形成一致的狀態下，亦可設定成維持前述第1按壓體與第2按壓體之間的相對關係位置。

根據該構造，在利用殼體所具備的夾鉗裝置之旋轉操作部的操作而轉動螺栓的場合中，來自於該螺栓的力量被傳達至第1按壓體與第2按壓體，且更進一步被傳達至壓力塊。此外，即使在螺栓的前端被操作成與殼體的內壁面一致的位置的場合中，也能維持第1按壓體與第2按壓體間的相對關係位置，如此一來，可確實地將來自於螺栓的按壓力傳達至第1按壓體。

本發明亦可藉由設定以下的尺寸，來維持前述第1按壓體與第2按壓體間的相對關係位置：在與前述內部空間的前述軸心正交之方向上的尺寸；和第1按壓體的剖面尺寸；和第2按壓體的剖面尺寸；及從前述壓力塊上之內部空間側的面起，到在前述軸心方向上相對的面為止的尺寸。根據上述的說明，可以使「因為在承座的內部空間中第1按壓體與第2按壓體接觸，且第1按壓體與第2按壓體的相互接觸而限制了自由移動」的第1按壓體與第2按壓體，可維持彼此之間的相對關係位置。

本發明亦可：具備用來保持前述第1按壓體的第1保持構件、及用來保持前述第2按壓體的第2保持構件，並在壓接前述第1按壓體與第2按壓體的方向上，對前述第1保持構件與第2保持構件的其中任一個作用來自於前述夾鉗裝置的按壓力。根據上述的說明，因來自於夾鉗裝置的按壓力而使第1保持構件與第2保持構件形成相對的偏位，而使來自於第1按壓體與第2按壓體之其中任一方的按壓力作用於壓力塊，使承座與臂部形成固定狀態。

以下，根據圖面說明本發明的實施形態。

如第1圖及第2圖所示，是將被測量平台(surface plate)或工作台所支承的底座單元B、和接頭單元J、及刻度量規型的量規單元G依序連結，而構成測量器。

該測量器，首先是在利用磁鐵的磁力而使底座單元B吸附固定於鐵製的測量平台或工作台的狀態下，設定底座單元B與量規單元G間的相對關係位置。在此之後，利用接頭單元J來固定底座單元B與量規單元G之間的相對位置。接著，使量規單元G之探針4的端部接觸於「透過夾具而被測量平台或工作台所支承之工件或工具等」測量對象的外表面，而實現從量規單元G的指針5A讀取測量值。

底座單元B，在框體1的外面具備操縱手柄2，可藉由轉動操作該操縱手柄2而變更框體1內部之磁鐵(永久磁鐵，圖面中未顯示)的位置，而構成可自由切換：吸附固定於鐵製工作台的狀態；及解除吸附的狀態。

量規單元G具備：量規罩殼3，該量規罩殼3是透過緩衝構造而由接頭單元J所支承；和軸狀的探針4，該軸狀的探針4為該量規罩殼3所具備；及刻度顯示部5，該刻度顯示部5形成於量規罩殼3。並具備以下的構造：在探針4的外端部形成有球體4A，將該球體4A接觸於測量對象時之探針4朝軸心方向的位移量作為機械性的轉動量，而作用於刻度顯示部5的指針5A。

緩衝構造，一體地具備相對於塊狀框架7而彎曲成形的板簧部8，並具有：利用握把9A的轉動操作，而使調整螺栓9旋合於框架7的構造。接著，藉由轉動操作握把9A使調整螺栓9的前端抵接於板簧部8的遊動端側，來設定初期彈性變形量，而可於測量時藉由板簧部8的彈性變形，作出測量方向上的融通(緩衝)。

接頭單元J，在由圓筒狀鋼材所形成之殼體10的兩端部具備承座11、12，並在該殼體10的中間部具備鎖定機構L。而其中一個承座11，是以可自由旋轉地被殼體10所支承的額外構件(鋼材)所形成，另一個承座12則與殼體10形成一體。

連結於底座單元B之臂部13的基端的球狀接頭部14，是被收容於其中一個承座11，而連結於量規單元G之臂部13的基端的球狀接頭部14，則被收容於另一個承座12。

臂部13具有「在外周形成螺紋溝」的螺栓構造，將其中一個臂部13旋合於底座單元B的框體1並由鎖定螺帽13N予以固定，將另一個臂部13旋合於量規單元G的框架7，並由鎖定螺帽13N予以連結固定。

藉由使承座11、12的外端部小徑化而形成接頭部14的防止脫落部，此外，在該外端部的內側形成有承座內面11S、12S，該承座內面11S、12S是形成半徑與接頭部14之半徑相等的凹面狀。不僅如此，在該承座11、12上可供臂部13貫穿之開口的周圍的局部，是以沿著半徑方向的姿勢形成有可供臂部13嵌入的切除溝11T、12T，而構成：能以臂部13嵌入該切除溝11T、12T的姿勢獲得大的轉動角。

在殼體10之外周的中心位置(與內周面的中心位置一致)假設有殼體軸心X，使該殼體10中配置有承座11之部位的外周面形成小徑化。將一體形成於承座11的套管11A外嵌於該小徑化部分，並在套管11A與殼體10之間配置有用來執行防止脫落的卡合體15。藉由該構造，承座11相對於殼體10而維持在殼體軸心X之方向上的位置的狀態下，於殼體軸心X的周圍支承成自由旋轉。

鎖定機構L具備：滾子狀的第1按壓體21，該滾子狀的第1按壓體21是將來自於夾鉗裝置Lc的按壓力傳達至殼體內部；和滾子狀的第2按壓體22，該滾子狀的第2按壓體22是用來傳達來自於該第1按壓體21的按壓力；和量規單元側的壓力塊16，該量規單元側的壓力塊16是用來傳達來自於第1按壓體21的按壓力；及底座單元側的壓力塊16，該底座單元側的壓力塊16是用來傳達來自於第2按壓體22的按壓力。此外，在殼體10內部面對夾鉗裝置Lc的位置處，用來支承第2按壓體22的板23，是在利用黏著或熔接的技術、或者與殼體10形成銷卡合而固定的狀態下，設於殼體10的內面。

如第3圖及第4圖所示，夾鉗裝置Lc具備：螺栓18，該螺栓18是以與殼體軸心X正交的姿勢，旋合在形成於殼體10的母螺紋部；及旋鈕19，該被作為以手動的方式旋轉操作該螺栓18的旋轉操作部。而第1按壓體21與第2按壓體22，是採用剖面形狀呈圓形的鋼材而形成滾子狀。2個壓力塊16分別是採用金屬或樹脂而整體性地形成活塞狀，並嵌入成可在殼體10的內部沿著殼體軸心X移動。

該接頭單元J設定有：尺寸S，該尺寸S是表示第1按壓體21與第2按壓體22於殼體10的內部空間內，在沿著殼體軸心X的方向上可移動的領域；和尺寸H，該尺寸H是表示第1按壓體21與第2按壓體22，在與螺栓18之軸心平行的方向(垂直於殼體軸心X與板23之表面的方向)上可移動的領域；及尺寸W，該尺寸W是表示第1按壓體21與第2按壓體22在橫方向上可移動的領域；即使夾鉗裝置Lc的螺栓18被設定在與殼體10內壁面一致的位置的狀態下，也能為持第1按壓體21與第2按壓體22間的相對關係位置。

而尺寸S，在解除了「由夾鉗裝置Lc的螺栓18作用於第1按壓體21」之壓力的狀態下，成為一對壓力塊16之各內部空間側的面彼此在殼體軸心X方向上的距離。不僅如此，第1按壓體21與第2按壓體22是由滾子所構成，且如先前所述，由於板23是以固定狀態設於殼體10的內面，因此可解決：第1按壓體21與第2按壓體22分別將殼體軸心X作為中心，而在殼體內部旋轉的問題。

更具體地說，由於第1按壓體21與第2按壓體22是採用相同半徑r的滾子，因此前述的尺寸S被設定成：小於第1按壓體21的直徑(2r)、與第2按壓體22的直徑(2r)之總合的尺寸關係(S＜4r)。此外，前述的尺寸H被設定成：小於第1按壓體21的直徑(2r)、與第2按壓體22的直徑(2r)之總合的尺寸關係(H＜4r)。

由於在該實施形態中，由於是假設為：在夾鉗裝置Lc的螺栓18位在與殼體10之內壁面一致的位置的狀態下，2個壓力塊16接觸於板23的關係位置，因此尺寸S與在沿著殼體軸心X方向上之板23的尺寸一致。此外，在夾鉗裝置Lc的螺栓18位在與殼體10之內壁面一致的位置的狀態中，板23的表面位置、與第1按壓體21的兩端部接觸於「面向該板23」之殼體10內面的位置之間的距離為尺寸H。

此外，在夾鉗裝置Lc的螺栓18位於與殼體10之內壁面一致的位置的狀態下，第2按壓體22可以在長軸方向上移動之領域的長度為尺寸W。

而所謂維持相對關係位置的狀態，可藉由下述狀態的組合而成立。亦即，在第1按壓體21接觸於殼體10的內面而被限制長軸方向之移動的狀態下，該第1按壓體，是接觸於第2按壓體22或量規單元側的壓力塊16。在第2按壓體22接觸於殼體10的內面而被限制長軸方向之移動的狀態下，第2按壓體22接觸於第1按壓體21或板23的狀態；或者接觸於底座單元側之壓力塊16的狀態。

藉由維持上述的相對關係位置，可使第2按壓體22接觸或者靠近板23，且該第2按壓體22位於接觸或者靠近底座單元側之壓力塊16的位置，不僅如此，使第1按壓體21接觸或靠近夾鉗裝置Lc之螺栓18的前端，且形成「該第1按壓體21位在接觸或靠近量規單元側的壓力塊16之位置」的關係位置，即使在從外部作用衝擊的場合、或從任一個方向作用重力的場合中，也能維持該關係位置。

由於上述的構造，在朝鎖定方向操作夾鉗裝置Lc之旋鈕19的場合中，當藉由旋鈕19的旋轉操作力而由螺栓18的前端對第1按壓體21作用按壓力的同時，使來自於螺栓18前端的按壓力作用於「接觸於該第1按壓體21」的第2按壓體22。

由於該按壓力，第1按壓體21與第2按壓體22產生移動而使各自的外周面轉動，且使第1按壓體21與第2按壓體22朝「擴張2個壓力塊16之距離(殼體軸心X方向上的距離)」的方向，對各自所接觸的壓力塊16作用力量。如此一來，使作用有「來自於壓力塊16之按壓力」的接頭部14被壓附於承座內面11S、12S，並達成鎖定狀態，且以任意的轉動角固定臂部13。在此同時，阻止承座11在殼體軸心X上的旋轉，並固定於殼體10。

相反地，在朝解除鎖定的方向操作解除夾鉗裝置Lc之旋鈕19的場合中，藉由旋鈕19的旋轉操作力使螺栓18的前端朝「從第1按壓體21分離」的方向移動，由於作用於第1按壓體21與第2按壓體22的按壓力同時被解除，而允許第1按壓體21與第2按壓體22分別朝「縮短2個壓力塊16之距離(殼體軸心X方向上的距離)」的方向移動，而解除接頭部14與承座內面11S、12S之間的壓接，使臂部13變得可自由轉動(達成鎖定解除狀態)。在此同時，允許承座11在殼體軸心X周圍的自由旋轉。

特別的是，由於是「由剖面形狀呈圓形的第1按壓體21，將來自於夾鉗裝置Lc的壓力傳達至剖面形狀呈圓形的第2按壓體22」的構造，故相較於譬如「將來自於夾鉗裝置Lc的按壓力傳達至滑動作動之中間構件」的構造，不會招致作動不良地執行圓滑的作動，而成為能確實地執行迅速鎖定、與解除鎖定的構造。

[其他實施形態]

本發明除了上述的實施形態以外，也能構成以下的形態(在以下的其他實施形態中，具有與前述實施形態相同功能的部分，是標示與前述實施形態共通的號碼、符號)。

(a)如第5圖所示，接頭單元J，在圓筒狀的殼體10之其中一方的端部具備承座12，並在另一方的端部形成有「呈現與殼體軸心X正交之姿勢」的平坦的導引面10G，且在該端部側形成有開口10S。在殼體10之上述另一方的端部側，相對於導引面10G，配置有接觸於其端面的第1保持構件31，且在滾子狀的第1按壓體21嵌入「形成於該第1保持構件31之凹部31A」的狀態下被支承。該第1保持構件31，是與平行於導引面10G之操作軸心Y同軸心地形成螺紋孔。

形成於臂部13基端的球狀接頭部14被收容於承座12，且對該接頭部14作用按壓力的壓力塊16、和第2保持構件32被收容成：可沿著殼體軸心X自由移動。在第2保持構件32形成有凹部32A，且在「滾子狀的第2按壓體22嵌入該凹部32A」的狀態下被支承。第1按壓體21與第2按壓體22除了該圖所顯示的關係位置之外，也能以「外周彼此接觸」的關係位置來配置。

鎖定機構L之夾鉗裝置Lc的螺栓18，是在貫穿殼體10的狀態下旋合於第1保持構件31的螺紋孔。如此一來，在以手動方式旋轉操作夾鉗裝置Lc之旋鈕19的場合中，第1保持構件31是在滑接於導引面10G的狀態下，沿著操作軸心Y朝該圖面中的上方偏移。隨著前述的偏移，第1按壓體21壓接於第2按壓體22，按壓力便從第2按壓體22沿著殼體軸心X分別依序作用於第2保持構件32、壓力塊16，如此一來，可達成接頭部14被壓附於承座內面12S的鎖定狀態。

雖然在上述的其他別實施形態(a)中，是將夾鉗裝置Lc的螺栓18旋合於第1保持構件31，但亦可構成：使螺栓18的前端壓附於第1保持構件31而作用按壓力。

(b)如第6圖所示，接頭單元J在圓筒狀殼體10的兩端部具備承座11、12，並將連結於臂部13的接頭部14收容於各承座11、12，且「對該接頭部14作用按壓力」的壓力塊16，是可沿著殼體軸心X自由移動地收容於殼體10。

夾鉗裝置Lc的螺栓18，是採與殼體軸心X正交的姿勢，旋合在形成於殼體10之中間部的母螺紋部，在殼體10的內部收容有：作用來自於螺栓18之按壓力的滾子狀第1按壓體21。在一對壓力塊16之彼此相對的面上，形成有接觸於第1按壓體21的第2按壓體22。該第2按壓體22是呈現「去除滾子狀構件之局部」的形狀，其剖面形狀形成不完全的圓形。

如第6圖所示，第1按壓體21與2個第2按壓體22是分別配置成接觸的關係位置。如此一來，在利用手動方式旋轉操作夾鉗裝置Lc之旋鈕19的場合中，當由螺栓 18的前端對第1按壓體21作用按壓力的同時，也對接觸於該第1按壓體21的一對第2按壓體22作用按壓力，並將來自於該一對第2按壓體22的按壓力作用於所對應的壓力塊16，如此一來，使接頭部14被壓附於承座內面11S、12S，而達成鎖定狀態。

(c)雖然第1按壓體21與第2按壓體22是採用相等長度的構件，但亦可採用譬如「將第2按壓體22的長度設定成較第1按壓體21更長之類」的不同長度的構件、或採用鋼球之類的球體作為第1按壓體21與第2按壓體22。

(d)亦可採用剖面形狀呈矩形之角管狀的殼體10來取代圓筒狀的殼體10。在採用上述角管的場合中，尺寸H、尺寸W的值是與殼體10之內面的距離一致。此外，在採用上述剖面形狀呈矩形之角管的場合中，即使第1按壓體21與第2按壓體22皆採用球體，也不會招致「該球體沿著殼體10的內面而於殼體軸心X周圍旋轉」的問題。

(e)接頭部也可以是「可執行2維轉動的構造」，以取代可3維轉動的球體。具體地說，也可以是下述的構造：在臂部的基端形成棒狀的支軸部，並使該支軸部支承於承座，且藉由使壓力塊接觸於支軸部的外周部分來執行鎖定。

(f)接頭單元也可以構成：僅在殼體的其中一端部具備臂部的構造。

(g)該接頭單元除了測量器以外，也能用來固定「相機拍攝時所使用的三脚架」之雲台(或稱為照相機座)部的姿勢、或用於「用來支承照明用之燈具」的接頭部分。

[產業上的利用性]

本發明可適用於所有採用「利用來自於夾鉗裝置之按壓力而鎖定之鎖定機構」的接頭單元。

B‧‧‧底座單元

G‧‧‧量規單元

H．．．可移動之領域的尺寸

J．．．接頭單元

L．．．鎖定機構

Lc．．．夾鉗裝置

W．．．可移動之領域的尺寸

S．．．可移動之領域的尺寸

X．．．殼體軸心

Y．．．操作軸心

1．．．框體

2．．．操縱手柄

3．．．量規罩殼

4．．．探針

4A．．．球體

5．．．刻度顯示部

5A．．．指針

7．．．框架

8．．．板簧部

9．．．調整螺栓

9A．．．握把

10．．．殼體

10G．．．導引面

10S．．．開口

11．．．承座

11A．．．套管

11S．．．承座內面

11T．．．切除溝

12．．．承座

12S．．．承座內面

12T．．．切除溝

13．．．臂部

13N．．．鎖定螺帽

14．．．接頭部

15．．．卡合體

16．．．壓力塊

18．．．螺栓

19．．．旋鈕

21．．．第1按壓體

22．．．第2按壓體

23．．．板

31．．．第1保持構件

31A．．．凹部

32．．．第2保持構件

32A．．．凹部

第1圖：為測量器的立體圖。

第2圖：為測量器的側面圖及接頭單元的剖面圖。

第3圖：是顯示在鎖定狀態及鎖定解除狀態下，第1按壓體與第2按壓體間之關係位置的接頭單元的剖面圖。

第4圖：是在鎖定狀態及鎖定解除狀態下，沿著殼體軸心之方向觀看的接頭單元的剖面圖。

第5圖：為其他實施形態(a)之接頭單元的剖面圖。

第6圖：為其他實施形態(b)之接頭單元的剖面圖。

B．．．底座單元

G．．．量規單元