JPH03502480A - 自在スタンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自在スタンド 〔技術分野〕 本発明は、ダイヤルゲージを支持するために利用される自在スタンドに関する。

この自在スタンドは対象物が所定の場所において所定の位置に固定されねばなら ないような別の任意の目的に対しても利用できる。

〔背景技術〕

この種の自在スタンドは既にいろいろ知られている。

この自在スタンドは、主に、中央自在継手を介して互いに揺動でき、かつ、あら ゆる位置に固定できる２つの自在アームから構成されている。これらの自在アー ムは一端に球継手を有し、その球はボルトを備えており、そのボルトは球継手に よって与えられた自由度で任意に回転よび揺動できる。その一方のボルトは、例 えば脚に固く取り付けられ、他方のボルトは固定すべき対象物を支持する。自在 スタンドは、普通、２つの自在アームの間の中央揺動継手並びに球継手を固く締 め付けるための手段を有している。特に、唯一のハンドルによって作動され、こ れにより自在スタンドのすべての自在継手が同時に締め付けられるような締付は 手段が存在している。かかる自在スタンドは、ごく一般に、何等かの対象物を固 定するために利用され、例えば、ろう付けすべき部品、接着剤で結合すべき部品 あるいは溶着すべき部品を固定するために利用される。締付は機構を僅かに緩め ることによって、すべての自在継手は同じ力で動かせられ、このことは所望の目 標位置に合わせるために有用である。

これに対してダイヤルゲージにおいては、自在継手が所定の順序で締め付けられ ることが望まれ、このことは締付は手段を特別に設計することによって達成され る。

たいてい公知の締付は手段は、両方の自在アームの揺動軸上に軸方向に移動自在 に支持された傾斜接触面付きの要素を有している。これらの要素は、揺動輪上は 配置されたハンドルによつてねじ結合部により、円錐面を備えたこの要素の少な くとも１つに対して相対運動される。

その場合、円錐傾斜面あるいは走行面は間接的あるいは直接的に自在アームに長 手方向に移動自在に支持された押し棒に作用する。この押し棒は最終的に球継手 の球をこれにより締め付ける。

さらにハンドルを引き締めるとき、両方の自在アームは互いに押し合わされ、相 互に締め付けられる。かかる公知の自在スタンドの場合、円錐状要素によるのと 同様の作用が締付はブツシュによって得られる。その締付はブツシュには、その ブツシュの長手軸線に対して直角に延びる溝が切削加工されている。その溝は、 これが押し棒に一端が接するベルクランクに対する受は部として使用されること により、いわば円錐状要素として作用する。

締付はブツシュが相対運動するとき、ベルクランクは受は部において僅かに揺動 され、これによって押し棒の端部に押される。その場合、ベルクランクが長くな ればなる程、その力の伝達比は大きくなり、押し棒の求め得る移動距離は小さく なる。

別の公知の自在スタンドにおいては、ベルクランクの代わりに球が利用されてい る。その場合、円錐状要素は傾斜接触面付きの締付はブツシュからなり、その傾 斜接触面は、円錐状に切削加工された断面球面状の溝によって形成されている。

これら全部の公知の自在スタンドの目的は、勿論、できるだけ単純かつ軽量な構 造においてできるだけ大きな精度および締付は力を得ることにある。つまり、自 在スタンドは、自在アーム端部に作用するできるだけ高い力がその位置を変化さ せることなしに吸収できるように安定して構成され構築されなければならない。

唯一のハンドルを介して締め付けられる自在スタンドが特にダイヤルゲージスタ ンドとして快適に取り扱えるようにするために、かかるダイヤルゲージスタンド における各自在継手の締付けは、既に述べたように正確に同時に行われてはなら ない。もしこれが行われると、締付けを緩めた際に自在スタンドは瞬間的に完全 に一緒に倒れてしまう。

これに対してダイヤルゲージスタンドとして設置する場合、締め付ける場合にま ず自在スタンドの脚として作用する球継手が締め付けられ、次いで中央の揺動継 手が締め付けられ、最後にダイヤルゲージホルダーないし微調整装置によってダ イヤルゲージを支持する球継手が締め付けられる。その自在スタンドは、支持す べき測定器具の運動の自由度が徐々に制限され、補助的に確実に同一のある安定 性が保証されるように機能する。即ち、測定器具の位置を粗い位置合わせからス テップ的に微調整に移行できる。一般的な自在スタンドにおいて、この各自在継 手の順次に行われる締付けは、種々の強さの圧縮ばねが適当な方法で各伝達要素 に介挿されていることによって得られる。

普通の自在スタンドは非常に多くの単位部品から構成されている。これはその製 造費用を高め一単位部品が可動部品であるとき、これはその運動において相応し た公差を生ずる。２つの可動部品が互いに接するところは随所で移行個所が生じ 、そこには相応した隙間ができる。

予想されるすべての隙間は最終的に交差を増大し、支持される測定器具において 、非常に不安定な測定結果を生ずる。

〔発明の開示〕

本発明の目的は、冒頭に述べた形式の自在スタンドを、移行点が最小で済み、で きるだけ少ない単位部品から構成され、かつ、できるだけ大きな締付は力が発生 できるように作ることにある。

本発明によれば、この目的は、中央自在継手を介して互いに揺動自在に結合され 、かつ球継手を一端に存している２つの自在アームと、全部の自在継手を固く締 め付けるために唯一のハンドルで作動できる締付は手段とを６している、特にダ イヤルゲージ用の自在スタンドにおいて、球継手の少なくとも１個の球が、自在 アームに関して固定している自在アーム側支持面に接していることによって達成 される。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は本発明に基づく自在スタンドの分解斜視図、第２図は自在スタンド全体 の自在アーム軸線に沿った断面図、第３図は第２図における自在スタンドの力線 経過を示した説明図、第４図は異なった実施例の中央揺動継手部分の断面図であ る。

〔発明を実施するための最良の形態〕

以五図面を参照して本発明に基づく自在スタンドの実施例を説明する。

第１図には、本発明に基づく自在スタンドが、そのす゛べＣの構成部品が良好に 見えるように示され°Ｃいる。ここには共通した軸心６を中心に回転自在に支持 された２つの自在アーム］が存在している。その軸心６は締付はボルト７によっ て形成されている。この締付はボルト７は両方の０貨７′−ム１を貫通し、中央 揺動継手３杢・形成している。各自在アーム１の一端には球継手２が配置されて いる（第１図において一方の自在アームには図示せず）。各自在アーム１は一端 に、締付はボルト７の直径よりかなり大きな直径の貫通孔を有している。これら の孔に締付はブツシュ９，１０が通されている。締付はブツシュ９．１０は締付 はボルト７にその軸方向に移動自在に支持されている。一方の締付はブツシュ９ は締付はボルト７の上に移動自在に置かれており、他方の締付はブツシュ１０は 締付はボルト７にねじ込まれている。締付はブツシュ９は両方の自在アーム１の 中に突出している。即ち、常に両方の孔の中に同時に位置している。これによっ て締付はブツシュ９は中央揺動継手３に対する本来の軸受棒として作用１７、両 方の自在アーム１は中央揺動継手３によって互いに揺動できる。軸受棒として作 用する締付はブツシュ９の直径が非常に大きいことによっ゛Ｃ１揺動継手３の高 い精度および安定性が得られる。

軸受棒の直径が人きｊすれば大きい程、可能なねじれ公差は小さくなる。締付は ボルト７゛の一端に・＼ンドル２０があり、このハンドル２０はねじを介して締 イ＝ｉけボルト７に固着されている。

ハンドル２０を回転することによって締付はボルト７も回転される。ハンドル２ ０を引き締めると、このハンドル２０は軸方向ニードル軸受２１に押し付けられ 、この軸受２・１自体は締付はリング２２に押し付けられる。

ハンドル２０と締付はリング２２との間に生ずる摩擦は軸方向ニードル軸受２１ によって実質的に無くされるので、締付はリング２２にトルクは伝達されない。

締付はボルト７と締付はブツシュ１０とがねじ込み結合されていることによって 、ハンドル２０を引き締めると、締付はブツシュ１０はその方向に引き寄せられ る。両方の締付はブツシュ９．１０は円錐状に切削加工された丸溝２３を有して いる。これらの丸溝２３は、自在アーム１にある長孔にぴったり嵌め込まれてい る球１８に対する接触面として使用される。球１８は、自在アーム１の長孔内に おいて長手方向に移動自在に案内されている押し棒１４と接している。自在アー ム１の外側端において球継手２の球４に対する支持要素１５が自在アーム１に固 着されている。これらの球支持要素１５は、はぼブツシュ状に形成され、このブ ツシュはそのブツシュ軸線に対して直角に延びる四角孔１６を有している。この 四角孔１６の中には、押し棒１４の推力を伝達するために使用する２つの円筒セ グメント１３が保持されているため支持要素１５は端面に球状凹面２４が形成さ れており、この中に球継手２の球４が嵌め込まれている。この凹面２４は接触面 として使用される。球４および球支持要素１５における四角孔１６の上を覆って 別のブツシュ１１が球支持要素１５に被せられている。このブツシュ１１は端面 側において内側縁が球状凹面１２として形成され、この中に球４が噛み合い結合 で嵌め込まれている。ブツシュ１１はその内周面に周縁１９を有し、第２図およ び第３図を参照して詳述するように、円筒セグメント１３の端縁がその周溝１９ に作用する。球継手２の球４はボルト２５を備えている。このボルト２５は、自 在スタンド全体のホルダーとして使用されるか、あるいは反対側において測定器 具、例えばダイヤルゲージあるいは任意の工具または対象物を固定するための微 調整装置のホルダーとして使用される。

第２図には、第１図と同じ自在スタンドが自在アーム軸線に沿った断面図で示さ れており、ここでは自在スタンドは組み立てられており、その自在アーム１は互 いに１８０”の角度に開かれている。自在アーム１はそれぞれ一体部品の中空台 枠で構成されている。

この中空台枠は、それが自在スタンドの別の可動ないし固定構造部品全体に対す るホルダ一部品として使用できるので、特にニレガントで単純な構造を可能にす る。

この実施例の場合、中空台枠は特に単純な形をしている。

これは異なった直径の２つの貫通孔を有し、その小さい直径の貫通孔は押し棒１ ４を収容するために使用され、締付はブツシュ９．１０が案内されている大きい 直径の貫通孔に開口している。一方の締付はブツシュ９は同時に、第２図から非 常に明確に理解できるように、中央揺動継手３に対する軸受枠として作用する。

両方の締付はプツシ、９．１０はタンデム式に配置されている。即ち、これらの 締付はブツシュ９．１０は同じ方向に同時に移動し、常に互いに密接している。

この配置構造では各締付は継手における締付は力の自動的なバランスは、締付は 力を発生するために締付はブツシュが相対移動される場合と同じように行われな い。しかし随所で正確に同じ締付は力で同時に締め付けることは、ダイヤルゲー ジスタンドとしての実施例においては重要な要件でないことが分かっている。こ れに対してダイヤルゲージスタンドについて述べたように、各継手が所定の順序 で締め付けられることが非常に望ましい。これは締付はブツシュをタンデム式に 配置することによって最小の構造部品で、何等の圧縮ばねも必要とせずに実現で きる。第２図から明らかなように、締付はブツシュ９．１０は、球１８に接する 円錐面１７を有している。いま締付はブツシュ９゜１０がハンドル２０の方向に 移動されると、球１８は円錐面１７によって自在アーム１にある孔の中に押し込 まれ、これによって締付は力が押し棒１４に伝達される。

押し棒１４は球支持要素１５を貫通し、球支持要素１５をこれに対して直角に貫 通する四角孔１６の中に突出している。押し棒１４の端面は、四角孔１６の中に 嵌め込まれた２つの円筒セグメント１３の各端縁に作用する。

円筒セグメント１３は１８０°以上の角度にわたって延びている。その円筒体の 直径は球支持要素１５の外側半径よりも大きい。これによって円筒セグメント１ ３の反対側の端縁は球支持要素１５より突出している。そこで円筒セグメント１ ３の端縁は、外側から球継手２の球４の上に被せられているブツシュ１１の内周 面に設けられた周縁１つの中に突出している。このブツシュ１１の内側縁は端面 が球状凹面に形成されているので、ブツシュ１１はそこで内側面が狭くなり、球 ４が噛み合い接触する環状面１２が形成されている。いま押し棒１４により推力 が与えられると、円筒セグメント１３は揺動体ｐように作用するので、相応した 推力は逆向きにブツシュ１１の周溝１９に作用する。球支持要素１５は、これが 自在アーム１ないしその中空台枠にねじ込まれているので、常にそこに固く結合 されたままである。ブツシュ１１の周８１９に作用する推力によって、ブツシュ １１は自在アーム１に向けて引き寄せられ、これによって球４を球支持要素１５ に押しつける。球支持要素１５は球側に同様に球状凹面５を有しており、この球 状凹面５に球が噛み合い結合で押しつけられている。

第３図には各自在アームにおける力線の経過が特に明瞭に示されている。元来の 締付は力Ｆはハンドル２ｏを作動することによって発生され、締付はブツシュ１ ０をハンドル２０の方向に引き寄せる。反力は締付はリング２２によって自在ア ーム１の中空台枠に与えられが、ここでは他の反力と同様に図示されていない。

締付は力Ｆは矢印で示しているように円錐面１７によって球１８に継続して導か れる。力ができるだけ長い円周線に沿って球】８に分布されているとき、最小の 公差隙間でこの力の伝達が行われる。従って、円錐面１７は、その半径が球１８ の半径に相応している円錐状に切削加工された丸溝として有利に形成されている 。これによって球１８は常に丸溝の中における接触線上を転勤する。他方、球１ ８および自在アーム１における孔は、球１８ができるだけ正確に孔の中に嵌め込 まれるように寸法づけられている。自在アーム１における反力は、はぼ１８０’ の角度にわたって延びる円周線に沿って生ずる。球１８は締付は力をさらに押し 棒１４に伝達する。押し棒１４は両方の円筒セグメント１３の端縁ないしセグメ ント切断縁に作用する。反力は、中空台枠に固く結合されている球支持要素１５ によって与えられる。各円筒セグメント１３は、これが反対側の端縁で周縁１つ に押しつけられることによって、揺動体のように力をブツシュ１１に導く。これ によって最終的にブツシュ１１は球４に向けて引き寄せられ、球継手２が引き締 められる。この新たな引き締め方式によれば、球継手における公差隙間は普通の 構造に比べて一層小さくなる。球４の位置は常に、自在アーム１の中空台枠に固 くねじ込まれている球支持要素１５にこの球１４が接することによって規定され ている。球支持要素１５は、この構造のために、これが締付けによってその内部 に作用する推力および垂直力を問題なしに吸収できるように寸法づけられる。一 般的な構造の場合、球継手の球は押し棒によって間接的あるいは直接的に基本的 には自在アームから離れてこれを包囲するブツシュに押しつけられている。その ブツシュの弾性による公差の必要な制限と構造の大きさないしその直径の最小化 との間に矛盾が存在する。ブツシュ１１が小さな直径をしている場合、求め得る 公差隙間は本発明に基づく構造によって明らかに低減される。

ダイヤルゲージスタンドとしての実施例に対して所定の順序で各自在継手２．３ を締め付けるために、本発明に基づく自在スタンドの場合、圧縮ばねを無くすこ とができ、これにより別の構造部品も省略できる。各締付けの順序の制御は専ら 、組み込まれた締付はブツシュ９゜１０および押し捧４の長さを僅かに変化する ことによって行われる。例えば締付はブツシュ８が１０分の１ｍｌの単位で幾分 短くされているとき、中央揺動継手３の締付けは、締付はブツシュ１０の運動に よって締め付けられる球継手２の締付けよりも遅れて行われる。他方の球継手に 作用する押し棒１４の長さを短くすることによって、その締付けは中央揺動継手 ３の締付けに比べて遅くされる。

第４図には、本発明に基づく自在スタンドにおける締付は機構の異なった構造が 示されている。この締付は機構は、特に、止むを得なければすべての自在継手に おける締付けのバランスが達成されねばならないか、締付は力が特に大きくなけ ればならないときに適している。締付はブツシュ９．１０における接触面は、こ こでは締付はブツシュ軸線に対して直角に切削加工された溝２６であり、この溝 ２６はそこに入り込む突起２５に対する受は部として使用される。突起２５は棒 として球１８に嵌め込まれ、この突起２５がベルクランクとして作用することに より、球によって作用される押し棒１４へのベルクランク作用を増大する。

自在スタンドのこの新規な構造により、一般に少数の構造部品で済ませられる。

組立および分解が著しく簡単化され、これは製造費用をも低減する。各自在アー ム１の支持および機能部品として閉鎖形固定台枠を使用することによって、構造 的および美的な利点が得られ、それにも拘わらず、各台枠の中に締付は機構を外 から見えないように収納できる。特に大きく寸法づけられた締付はブツシュ９． １０はその機能を含めて締め付けの際に安定作用を与える。即ち、その大きな摩 擦面は、両方の自在アーム１の中央揺動継手３を特に安定して締め付け、これに よって最適な回り止めを保証する。一方の締付はブツシュ９が両方の自在アーム １を軸受環として結合するとき、この締付はブツシュ９によって重要な心出し機 能も得られる。従って、この軸受環の大きさは回り止めに対してだけでなく、ね じり安定性に対しても寄与する。

大きく寸法づけられた球１８も大きな作用を有している。

これは特に摩擦の小さな力伝達要素であるだけでなく、これが球継手に作用する 締付けを増強することにより、力変換器としてベルクランクのように作用する。

さらに、自在アーム１に固く結合された球支持要素１５に球継手２の球４を永久 的に支持することは、直接的な公差のない絶対的な結合を保証する。球４はこれ によって常に遊びおよび揺れが無い状態に保持されている。

ＦＩＧ、　４ 国際調査報告 ”’　ＰＣ’ｒ／ＣＨ３９１００２０５国際調査報告 ＣＨ８９００２０５ ＳＡ　　　　３２２６６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．中央揺助継手（３）を介して互いに揺動自在に結合されかつ球継手（２）を 一端に有している２つの自在アーム（１）と、全部の自在継手（２，３）を固く 締め付けるために唯一のハンドル（２０）で作動できる締付け手段とを有してい るダイヤルゲージ用の自在スタンドにおいて、球継手（２）の少なくとも１個の 球（４）が、自在アーム（１）に関して固定されている自在アーム側支持面（５ ）に接していることを特徴とする自在スタンド。 ２．球継手（２）を締め付けるための締付け手段は、球（４）の上を自在アーム （１）の方向に向けて被せられるブッシュ（１１）を有し、このブッシュ（１１ ）の内側縁（１２）は、球（４）を環状部分に沿って包囲する球状内側面として 形成され、ブッシュ（１１）を自在アーム（１）の方面に締め付けるための手段 を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の自在スタンド。 ３．ブッシュ（１１）を締め付けるための手段は、軸受（１）に支持された押し 棒（１４）の軸方向外側に向けて作用する推力を１８０°転向された推力に転向 し、ブッシェ（１１）を自在アーム（１）に向けて締め付ける転向要素（１３） を侍していることを特徴とする請求の範囲第２項記載の自在スタンド。 ４．球（４）に対する支持面（５）は球支持要素（１５）によって形成され、こ の球支持要素（１５）は自在アーム（１）に固く結合され、自在アーム（１）の 長手方向に対して直角に延びる四角孔（１６）を有し、この四角孔（１６）の中 に転向要素として円筒セグメント（１３）が対象な配置構造で、その一方の端縁 が押し棒（１４）によって圧力を加えられるように支持され、各円筒セグメント （１３）はそれらの円筒状壁面で球支持要素（１５）に接し、ブッシュ（１１） は円筒セグメント（１３）の他方の端縁によって自在アーム（１）の方向に推力 を与えられることを特徴とする請求の範囲第３項記載の自在スタンド。 ５．両方の自在アーム（１）は支持部品として一体部品の中空台枠から構成され 、この中空台枠がその内部に締付け力を伝達するための要素を見えないように収 容していることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記 載の自在スタンド。 ６．自在アーム（１）は揺動軸線（６）を規定し端部に締付けねじ（８）を持っ た締付けボルト（７）によって貫通され、この締付けボルト（７）は互いに接す る２つの締付けブッシュ（９，１０）をタンデム式に支持し、一方の締付けブッ シュ（１０）は締付けボルト（７）のねじ部分（８）に置かれるねじ付きブッシ ュであり、他方のブッシュ（９）は両方の自在アーム（１）の間に軸方向に移動 自在に締付けボルト（７）の上に置かれており、軸受棒として作用するようにさ れていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載 の自在スタンド。 ７．ブッシュ（１１）はその内周面に周溝（１９）を備えており、この周溝（１ ９）に円筒セグメント（１３）がその端縁で作用するようにされていることを特 徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の自在スタンド。 ８．各締付けブッシュ（９，１０）は同じ方向に傾いた平らなあるいは円筒状の 内側に湾曲した転動面（１７）あるいは受け部（２６）を有しており、この転動 面（１７）に球（１８）が接しているか、受け部（２６）が球に成形された突起 （２５）に対する受け面として使用し、その球あるいは突起（２５）を備えた球 は、締付けブッシュ（９，１０）から与えられた推力を押し棒（１４）に伝達す るための伝達要素として作用するようにされていることを特徴とする請求の範囲 第７項記載の自在スタンド。 ９．球（１８）は自在アーム（１）にある孔にびったり嵌め込み、自在アーム（ １）からこの球（１８）に作用する反力が、球（１８）を１８０°にわたって包 囲する母線に分布していることを特徴とする請求の範囲第８項記載の自在スタン ド。 １０．締付けブッシュ（９，１０）における円筒状の内側に湾曲した転動面（１ ７）は円錐状に切削された丸溝であるか、あるいは締付けブッシュ（９，１０） における円筒状の内側に湾曲した受け部（２６）は、締付けブッシュ軸線（６） に対して直角に削除された溝によって形成されていることを特徴とする請求の範 囲第８項または第９項記載の自在スタンド。