JP3199872U - ボールジョイント機構 - Google Patents

Abstract

【課題】単純な構成で安全に回動規制を行うことができるボールジョイント機構を提供する。【解決手段】第１の回動規制は、スリーブ４の円周方向に成形されたスリーブガイド７に、ボール２の貫通孔内に設けられた凸部が嵌まり回動規制されている。また、第２の回動規制は、ホルダ１０に設けられたホルダ溝部９とボール２の外周面に設けられた凸部とが挿入されることにより回動規制されている。凸部を一対のスライドピン３で共有することにより、第１の回動規制及び第２の回動規制とを同時に満たすことができる。この結果、ボールジョイント１を貫通する線材３０の捻れ及び捩れを防止することができる。【選択図】図２

Description

本考案は、電子機器等のアームの間接部等に設けられ、回転規制を有する自在間接機構に関する。

卓上に設置可能な照明機器及び表示装置等を設置する場合、必要とする方向に向けられるよう、自在の方向に可動可能な機構部品が備わっている。
そのような機構部品には、自由に回転及び上下左右に動作させることができる間接機構を有している。しかし、間接機構を有する電子機器は、制御に必要な信号線及び電源線が必須であり、間接機構を貫通させなくてはならない。このため、間接機構を中継して電線類が貫通状態にある場合、間接機構を自在に可動させると、電線類は捩れたり、捻られたりするため、電線類にストレスが掛かり、切断に至ることがある。このような捻れ、捩れを防止することを目的に下記特許文献が開示されている。

従来、間接機構はボールジョイントを用いたものが多く、特許文献１では、電子機器の間接部にボールジョイント機構を設け、電線の捻りを防止するため、ボールジョイントの中を貫通する電線が捻れ過ぎないよう、回動角度を規制するための回動規制手段を設けている。

ボールジョイントの回動規制手段の構成は、ボールジョイントに組み込まれたコイルバネが弾性変形することにより、回動規制が掛かる。また、重力方向に首振り揺動範囲に対してもコイルバネが弾性変形し、一定以上の首振りができないように抑制されている。

コイルバネが弾性変形して規制するため、コイルバネはボール部の線材貫通孔に挿入されると共に、先端部が固定され、一方の端部（末端部）はホルダ内部に設けられた溝部に嵌め込まれ、回動する摺動角度に合わせた溝部に沿って摺動している。よって、回動規制の角度内では、コイルバネが変形し難い摺動状態となっている。また、回動規制の角度を超えて回転させようとした場合、溝部回動角度として摺動溝にコイルバネの一方の端部が突き当たるため、コイルバネが変形し、回動方向への付勢力が発生する。このように回動規制が行われ、ある一定以上の角度に回動させることが困難となるボールジョイント機構が提供されている。

特開２００２−１２２１２９号公報

しかしながら、従来のボールジョイント機構では、コイルバネの変形による付勢力を利用しているため、付勢力以上の力を加えた場合、コイルバネの変形量を超えてしまうとコイルバネは元の復元力を維持することが困難となり、想定している回動規制が掛からなくなることが考えられる。
また、回動規制が掛からなくなれば、線材へのストレスが発生することにより、捻れに至ることが発生し、本来の目的である、線材の捻れの防止が出来なくなる。
また、コイルバネだけの付勢力で回動規制を行う場合、回動規制を越えて力を加えると、規制荷重は徐々に増加することになり、これ以上回らないとなる限界箇所が容易にわからないため、何処まで力を加えて良いのか判断することが出来ず、コイルバネの許容を越えてしまうことが考えられる。そのため、誤って必要以上の力を掛けてしまった場合、コイルバネを破損に至らしめることも考えられ、その場合は線材が捻れ、最終的に線材の切断と共にジョイント機構が破損し、アームとして機能が成り立たなくなることは明白である。
本考案は、以上のような問題点を解消することができる構成を有し、より単純な構成で、安全に回動規制を行うことができるボールジョイント機構を提供することにある。

上記目的を達成するため請求項１に記載された考案は、
線材などの管を連通する構造を備えたボールジョイント機構において、
ボールを貫通する軸線上に設けられた貫通孔に円筒のスリーブが挿入され、前記スリーブが前記貫通孔内で円周方向に回動することを規制する第１回動規制手段と
前記ボールと前記ボールの受座となるホルダとが軸線上に貫通する連続した貫通孔を有し、前記ボールが自在に回動することを規制する第２回動規制手段とが設けられ、
前記第１回動規制手段と前記第２回動規制手段との規制を前記ボールに設けた凸部により規制していることを特徴としている。

このように、ボールジョイントのボール部貫通孔に円筒部材を挿入し、円筒部材が円周方向へ回動する第１回動規制手段と、ボールを保持するホルダの受座内で回動する第２回動規制手段とに対して、ボール部に設けた凸部を利用して第１回動規制手段及び第２回動規制手段とを同時に行うことができる構成であるため、所望の回動規制を容易に構成することができる。

上記目的を達成するため請求項２に記載された考案である前記第１回動規制手段は、前記スリーブが円周方向に回動する面に形成されたスリーブガイド溝に、前記ボールの貫通孔面に設けられた凸部が嵌まり、前記スリーブガイド溝に沿って円周方向に回動することを特徴としている。

上記目的を達成するため請求項３に記載された考案である前記第２回動規制手段は、前記ホルダに前記ボールが装着される開口部から軸方向沿いにスリットが設けられ、前記ボール回動面に形成された凸部が前記スリットに嵌まり、前記スリットに沿って摺動することを特徴としている。
上記目的を達成するため請求項４に記載された考案は、前記ボール部貫通孔の中に設けられた凸部と、前記ボール外周面に設けられた凸部とが一体であることを特徴としている。
上記目的を達成するため請求項５に記載された考案は、前記ボールには、軸方向にスリットが設けられていることを特徴としている。

以上、請求項１から請求項５までの考案によれば、３６０度回転可能なボールジョイントに第１回動規制手段及び第２回動規制手段を設けることにより、所望の回動規制が容易に設定できるボールジョイントを提供することができる。
特に本考案のボールジョイントは、アームが装着されるあらゆる電子機器に設けられ、中空のアーム部と、ボールジョイント部内に連通する貫通孔を有することにより、制御用の信号線及び電源線（以下、電線という）が通すボールジョイントの構成において、本考案の回動規制手段により、電線を通したボールジョイントを回動させた場合、一定角度以上の回動が制限されるため電線の捻れ等による電線の断線が防止できる。また、使用者に対して無駄な回動操作をすることを規制することができるため、使用者にとって扱い易く効率の良いボールジョイント機構を提供することができる。

本考案の実施の形態であるボールジョイントの外観図である。 本考案の実施の形態を示すボールジョイントの分解斜視図である。 本考案の実施の形態である取付プレートとスリーブの斜視図である。 本考案の実施の形態であるボールとホルダの斜視図である。 本考案の実施のボールジョイントをアームに装着した図である。

本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態の図１に示すように、ボールジョイントの組み立て後の外観図である。ホルダ１０及びボール２、取付プレート５、スリーブ４とにより本考案のボールジョイントが構成されている。

図２は、本考案の実施のボールジョイント機構の分解斜視図である。
ボールジョイント１は、ホルダ１０内に成形された受座８がボール２を保持し、ボール２の一方には取付プレート５が装着されたスリーブ４が挿入されている。このようにホルダ１０の下端から取付プレート５までが軸方向に連続して構成されており、各構成部材には連続した貫通孔となるように各部品に穴が設けられており、線材３０を通すことができる。なお、ホルダ１０はボール２を保持するため、ボール２の半球面以上を包み込むように受座８が成形されており、ボール２を軽圧入にて受座８に嵌合されている。

次に、図２及び図３に示す第１の回動規制を説明する。ボール２に挿入されたスリーブ４は、ボール２の貫通孔に沿って挿入されおり、ボール２の貫通孔内にスリーブ４が挿入された領域において、軸方向に対して円周方向にスリーブガイド溝７が設けられ、その溝部にボール２の内壁面に凸部となるスライドピン３が嵌まり、スリーブガイド溝７に成形された形状に沿ってスリーブ４が回動する。

なおスライドピン３は、複数相対する位置に設置され、相対的に同じ角度範囲で摺動できるようにスリーブガイド溝７がスライドピン３と挿入するように成形されている。このように、ボール２の貫通孔内に設けられたスライドピン３がスリーブガイド溝７に挿入されることにより、スリーブ４の円周方向の回動角度が決定され、スリーブ４に接続された取付プレート５に取り付けられる電子機器が所望の角度で回動が規制できるため、線材３０の捻れを防止することができる第１の回動規制が構成されている。
なお、ボール２に設けられているボールスリット１２は、スリーブ４を保持すると共に、回動トルクを得るために設けられており、ホルダ１０をナット（図示せず）等により締め付けることにより回動トルクを調整することができる。

次に、図２及び図４に示す第２の回動規制を説明する。
ホルダ１０は、ボール２を保持するための受座８が成形されている。受座８には、ボール２を保持すると共にボール２が回動することができるように嵌合されている。この構成において、ホルダ１０の開口部１１からツバ部６下端に向かい軸方向にホルダ溝部９が成形されている。またボール２の外周面に凸部となるスライドピン３が相対的に装着されている。なお、ホルダ溝部９は、スライドピン３がスライドすることができる程度の溝幅が成形されている。

ホルダ１０に成形されたホルダ溝部９にボール２の摺動面に装着されたスライドピン３が挿入されることにより、溝部の形状に沿ってスライドピン３がスライドすることができる。このように、ボール２はホルダ溝部９の位置にそれぞれのスライドピン３が挿入され、溝部の形状に沿って回動する。このような第２の回動規制は、ホルダ１に成形されたホルダ溝部９の形状により、スライドピン３の回動が決定され、ボール２に装着されたスリーブ４を経由し、取付プレート５に取り付けられた電子機器（図示せず）が２つの回動規制により自在に回動することを規制できるため、線材３０が捻れたり捩れたりすることを防止することができる。

なお、ホルダ１に成形されたホルダ溝部９は、ホルダ１０の開口部１１の軸方向に対し直交した位置に成形されており、スライドピン３は、ホルダ溝部９と対向する一方のホルダ溝部９に挿入され、溝形状に沿って回動することができる。なお、スライドピン３が挿入されない他のホルダ溝部９は、ホルダ１０とボール２とを確実に嵌合するため、ボール２をホルダ１０の受座８を挿入時に生じる応力を外側にたわむことによりボール２が容易に挿入され易くするため、たわみを許容するものである。また、ホルダ１０のネジ部１３をナット（図示せず）により締め付けることで、ボール２を受座８内に保持すると共に、ボール２が回動するためのトルクを調整することができる。

本考案の実施例では、図２、図４及び図５において説明した通り、第１及び第２の回動規制を有しており、各々の回動規制を説明してきたが、この２つの回動規制を同時に満たすことができる構成であることを説明する。
第１の回動規制の凸部はスライドピン３がボール２の貫通孔面側に設けられている。また、第２の回動規制の凸部は、スライドピン３がボール２の外周面（摺動面）に設けられている。このスライドピン３をボール２を貫くスライドピンとすることにより、第１の回動規制の凸部と、第２の回動規制の凸部とを一体のスライドピン３とすることができる。
このように一体のスライドピン３とすることにより、第１の回動規制及び第２の回動規制とが同時に満たすことにより本考案であるボールジョイント１を実施することができる。この結果、ボールジョイント１を貫通する線材３０に対して、捻れ及び捩れを防止することができる。

以上、本考案のボールジョイントの実施例を説明した。本構成は、図５に示すように電子機器のアーム４０に装着され、ディスプレイ２０のような電子機器を保持すると共に自在に回動することができる機器に取り付くことを主としたものであるが、線材の代わりに、溶液・溶剤のチューブや、エアツール用のホースのような管状のものに対しても有効で、捻れ及び捩れを防止することができるボールジョイントとして組み込むことができる。

本考案は、電子機器のアーム等に取り付けるボールジョイント機構に適しており、自在に回動するボールジョイントとしての回動機能の一部を簡単な構成で、回動規制することにより、電子機器の制御等を行うための電気信号及び電力を送るための電線に対し、捻れ及び捩れ等を防止することできるボールジョイント機構を提供することができる。

１ ボールジョイント
２ ボール
３ スライドピン
４ スリーブ
５ 取付プレート
６ ツバ部
７ スリーブガイド溝
８ 受座
９ ホルダ溝部
１０ ホルダ
１１ 開口部
１２ ボールスリット
２０ ディスプレイ
３０ 線材
４０ アーム

Claims (5)

1. 線材及び管を連通する構造を備えたボールジョイント機構において、
   ボールを貫通する軸線上に設けられた貫通孔に円筒のスリーブが挿入され、前記スリーブが前記貫通孔内で円周方向に回動することを規制する第１回動規制手段と
   前記ボールと前記ボールの受座となるホルダとが軸線上に貫通する連続した貫通孔を有し、前記ボールが自在に回動することを規制する第２回動規制手段とが設けられ、
   前記第１回動規制手段と前記第２回動規制手段との規制を前記ボールに設けた凸部により規制していることを特徴とするボールジョイント機構。
2. 前記第１回動規制手段は、前記スリーブが円周方向に回動する面に形成されたスリーブガイド溝に、前記ボールの貫通孔面に設けられた凸部が嵌まり、前記スリーブガイド溝に沿って円周方向に回動することを特徴とする請求項１に記載のボールジョイント機構。
3. 前記第２回動規制手段は、前記ホルダに前記ボールが装着される開口部から軸方向沿いにスリットが設けられ、前記ボール回動面に形成された凸部が前記スリットに嵌まり、前記スリットに沿って摺動することを特徴とする請求項１または、請求項２に記載のボールジョイント機構。
4. 前記ボール部貫通孔の中に設けられた凸部と、前記ボール外周面に設けられた凸部とが一体のであることを特徴とする請求項１、または請求項２、または請求項３に記載のボールジョイント機構
5. 前記ボールには、軸方向にスリットが設けられていることを特徴とする請求項１、または請求項２、または請求項３、または請求項４に記載のボールジョイント機構。

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