(57)【要約】【課題】２部材を任意回転位置でねじ固定可能にした可回転連結部の固定機構を、簡単に機械加工できる構成で、大きな回転力に対抗する摩擦力を発生可能にする。【解決手段】第１の部材１１と、任意回転位置でねじ固定可能にした第２の部材１２とを備え、両部材相互間に螺挿する締付けねじ１３のねじ孔の周りに形成した対向面１１ｂ，１２ｂに、相互に面接触させて上記締付けねじにより押し付けられる摩擦面１１ｃ，１２ｃを形成する。該摩擦面は、対向面の外周からねじ孔周壁までの径方向長さの半分以下のものとして対向面の外周側部分に形成し、第１及び第２の部材が摩擦面においてのみ相互に接面し、接面する摩擦面の内側では締付けねじの緊締によっても相互に接触することがない離間部を形成する。【選択図】図１
2016126090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と、該第１の部材上に設定された軸線の周りにおける任意回転位置で該第１の部材とねじ固定可能にした第２の部材とを備え、上記両部材には上記軸線上において両部材相互間に締付けねじを螺挿するねじ孔を設けると共に、該ねじ孔の周りにおける両部材の対向面に、相互に面接触させて上記締付けねじにより押し付けられる摩擦面を形成した可回転連結部の固定機構において、
上記摩擦面が、上記第１及び第２の部材の対向面の外周から上記ねじ孔周壁までの径方向長さの半分以下である該対向面の外周側部分に形成され、該第１及び第２の部材がその摩擦面においてのみ相互に接面し、該第１及び第２の部材の対向面は、上記接面する摩擦面の内側では上記締付けねじの緊締によっても相互に接触することがない離間部として形成され、それにより上記締付けねじの緊締力が上記対向面の摩擦面間のみに作用するように構成している、
ことを特徴とする可回転連結部の固定機構。
【請求項２】
請求項１に記載の固定機構において、
上記第１の部材の一対を、それらの軸線を同一の直線上に配して共通のねじ孔を設けた筒状に形成し、その両端面における上記ねじ孔の周りに互いに背向する対向面を配設した第１の複合部材と、上記第２の部材の一対を、それらの軸線が同一の直線上にあってそれぞれのねじ孔の周りにおける対向面が間隔を置いて相対峙するように配置され、しかもそれらの対向面が、上記一対の第１の部材の背向する対向面に対し、それぞれの摩擦面が圧接されない状態で近接させて位置するように配設された第２の複合部材とを備え、
上記第１の複合部材及び第２の複合部材における軸線上に設けたねじ孔に単一の締付けねじを螺挿して締付けることにより、上記第２の部材の一対が変位して第１の部材の一対に押し付けられ、該締付けねじの緊締力がそれぞれの対向面の外周側部分における上記摩擦面間に作用するように構成している、
ことを特徴とする可回転連結部の固定機構。
【請求項３】
請求項１または２に記載の固定機構において、
上記第１及び第２の部材の対向面における摩擦面が、上記対向面における外周から、該外周半径の１／５を超える範囲内に形成されている、
ことを特徴とする可回転連結部の固定機構。
【請求項４】
第１の部材と、該第１の部材上に設定された軸線の周りにおける任意回転位置で該第１の部材とねじ固定可能にした第２の部材とを備え、上記両部材には上記軸線上において両部材相互間に締付けねじを螺挿するねじ孔を設けると共に、該ねじ孔の周りにおける両部材の対向面間に、それぞれの対向面に面接触させて上記締付けねじにより押し付けられる環状の摩擦部材を配設した可回転連結部の固定機構において、
上記環状の摩擦部材は、上記第１及び第２の部材の対向面の外周から上記ねじ孔周壁までの径方向長さの半分以下の径方向幅を有するものとして、該対向面の外周側に面接触するように形成され、上記第１及び第２の部材の対向面には、上記摩擦部材に対してその径方向幅の範囲において接面する摩擦面を形成させると共に、該摩擦面の内側は上記締付けねじの緊締によっても相互に接触することがない離間部として形成され、それにより上記締付けねじの緊締力が上記対向面の摩擦面のみにおいて上記摩擦部材に作用するように構成している、
ことを特徴とする可回転連結部の固定機構。
【請求項５】
請求項４に記載の固定機構において、
上記第１の部材の一対を、それらの軸線を同一の直線上に配して共通のねじ孔を設けた筒状に形成し、その両端面における上記ねじ孔の周りに互いに背向する対向面を配設した第１の複合部材と、上記第２の部材の一対を、それらの軸線が同一の直線上にあってそれぞれのねじ孔の周りにおける対向面が間隔を置いて相対峙するように配置され、しかもそれらの対向面が、上記一対の第１の部材の背向する対向面に対し、それぞれの摩擦面が上記摩擦部材に圧接されない状態で近接させて位置するように配設された第２の複合部材とを備え、
上記第１の複合部材及び第２の複合部材における軸線上に設けたねじ孔に単一の締付けねじを螺挿して締付けることにより、上記第２の部材の一対が変位して摩擦部材に押し付けられ、該締付けねじの緊締力がそれぞれの対向面間の摩擦部材に作用するように構成している、
ことを特徴とする可回転連結部の固定機構。
【請求項６】
請求項４または５に記載の固定機構において、
上記環状の摩擦部材の径方向幅が、該摩擦部材の外周半径の１／５を超えている、
ことを特徴とする可回転連結部の固定機構。
【請求項７】
上記第１及び第２の部材の対向面の周囲に、相互に回転可能に嵌合する嵌合部を設け、それにより上記対向面間に閉空間を形成している、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の可回転連結部の固定機構。
【請求項８】
上記第１の部材及び第２の部材の一方を支持脚部材と、他方を任意姿勢で支持されるべき載置機器を取り付け可能にした支持台部材と、それぞれ一体化又は固定可能にして、雲台を構成させている、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の可回転連結部の固定機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２部材を単一の軸線の周りにおいて任意回転位置でねじ固定可能にした可回転連結部の固定機構に関するものであり、特に、簡易な構成で任意回転位置に２部材を安定的に固定し、またその固定の解除を容易に行うことができる可回転連結部の固定機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、三脚やスタンド等の支持脚部材により、カメラや照明器具、各種測定機器等の載置機器を取り付けた支持台部材を、所要の姿勢で所要の位置に保持させ、或いは、該載置機器の向きを変えたりする場合などに、上記支持台部材を構成する複数の連結支柱間や、該支柱とカメラや照明器具等の支持台部材との間に、それらを任意の屈曲位置で固定可能に連結するところの、通常、雲台と呼ばれる可回転連結部の固定機構が組み込まれている。
【０００３】
これらの固定機構は、通常、固定側の第１の部材と、該第１の部材上に設定された軸線の周りにおける任意回転位置でねじ固定可能にした可動側の第２の部材とを備え、上記第１及び第２の部材は、上記軸線の周りにおいて直接摩擦面を対面させ、または該摩擦面間に摩擦部材を介して相互に回転可能に接合させ、上記軸線上において両部材相互間に設けたねじ孔に締付けねじを螺挿し、該ねじを緊締或いは弛緩することにより両部材を任意の回転位置において固定し、或いは、両部材間の向きを変えるためにそれを弛緩させるように構成している。
【０００４】
このような構成の固定機構では、第１と第２の部材相互間に作用する回転力を、両部材間の直接または摩擦部材を介して締付けねじで締め付けたときの摩擦力により受け止めるため、両部材の連結部に簡単な構成でより大きな回転力に対抗する摩擦力を発生させることが望まれるが、上述したように単純に第１及び第２の部材を締付けねじで押し付ける構成では、摩擦力が作用する面の摩擦係数や締付けねじの締付け力を大きくしなければ満足できる摩擦力を得ることが困難であり、小型、簡単な機構でより大きな摩擦力を発生できるようにすることが望まれている。
【０００５】
なお、上記第１と第２の部材の対向面間に発生する摩擦力を利用するのではなく、該対向面のそれぞれに、上記軸線の中心から放射方向に向けた多数の突条を相互に噛合可能に突設した噛合部を設けて、その噛合位置を回転方向にずらせて多段の回転位置で締付けねじにより第１及び第２の部材を押し付け固定するようにしたものも知られているが、この構成では無段階的な任意回転位置で両部材を固定することができず、また、両部材の固定回転位置の調整のために締付けねじを緩める場合に、上記対向面に設けた噛合部の各突条が他方の各突条を乗り越え可能にするところまで締付けねじを緩める必要があり、スタンド等により重量物を支持している場合にはその調整操作に危険性があるだけでなく、調整操作自体も必ずしも容易ではない。
【０００６】
また、上記対向面間に発生する摩擦力を大きくするために、摩擦係数が大きい摩擦面を開発することも考えられるが、その開発に多くの時間、労力及びコストを要することが予測され、製品自体も安価に提供することが困難になるので、望ましいとは言えない。
そのため、上記両部材の連結部に、小型で簡単に加工できる構成により大きな回転力に対抗する摩擦力を発生可能にし、その解放も容易である構成を採用することがより望まれている。
【０００７】
そこで、本発明者は、上記連結部における摩擦力について各種の実験、試作、考察を繰り返したところ、以下に詳述する構成が機械加工による形態の変更のみによって優れた摩擦力を発生できることを見出し、本発明をなすに至ったものである。
【０００８】
これを具体的に説明すると、まず上述したような汎用の可回転連結部の固定機構は、一般的に、上記第１及び第２の部材相互間に作用する回転力に対し、両部材の対向面に設けた摩擦面間、或いは対向面間に配設した摩擦部材との間の摩擦力を、該両部材の回転運動に対する抵抗（モーメント）として作用させることを利用するもので、その摩擦力としては、第１及び第２の部材の摩擦面が相互に回転するものであることから、摩擦面の全面について、該摩擦面上の各微小部分の摩擦力と該微小部分とねじ孔の中心である上記対向面の中心との間の距離との積を合算した総和になるものと考えられる。
【０００９】
しかるに、上述したように、摩擦面の中心軸線上におけるねじ孔に締付けねじを螺挿して一対の摩擦面を強く押し付けることから、該摩擦面に僅かながらも弾性変形が生じ、第１及び第２の部材が高強度の金属材製であっても、現実的には、その締付け力によって上記第１及び第２の部材の摩擦面の間の多数の微小部分に作用する垂直抗力が、トータル的には同じであっても、摩擦面のねじ孔に近い中心側において非常に大きく、それに伴って摩擦面の周辺側では比較的小さいものになり、締付けねじの締付け力が大きくなると摩擦面の周辺側が変形して殆ど押付け力がなくなる可能性もある。
【００１０】
そのため、接触面積に無関係な摩擦係数と微小部分に作用する垂直抗力との積として与えられる摩擦面上の各部の部分的な摩擦力は、摩擦面の中心側の一部においては大きくなるにしても、該摩擦面の周辺部においては非常に小さいものとなる。即ち、上述したように、該摩擦面の微小部分の摩擦力と該微小部分とねじ孔の中心との間の距離との積を合算した総和によって与えられるところの、上記摩擦面の全面についての回転運動に対する抵抗（モーメント）は、該摩擦面のねじ孔に近い中心側においては、摩擦面に作用する垂直抗力が非常に大きく、それに摩擦係数を乗じた摩擦力も大きいのに対し、それに乗ずるねじ孔の中心との間の距離は非常に小さく、また、上記摩擦面のねじ孔から遠い周辺側においては、ねじ孔の中心との間の距離が大きいが、摩擦面に作用する垂直抗力が非常に小さいかゼロに近くなるために摩擦力も大きいものとはならず、結果的に、第１及び第２の部材の相対的な回転運動に対する抵抗（モーメント）として作用する摩擦力は、非常に小さいものになる。
【００１１】
このような問題に対処し、本発明者は、上記第１及び第２の部材における対向面の中心軸線上に締付けねじを螺挿して一対の摩擦面を締め付けることは、対向面に作用する締付け力が該対向面の中心側に集中して、該摩擦面の相対的な回転の抑制に対して有効に作用しないことから、それを実験的にも確認し、しかも、その知見に基づいて、上記２部材の対向面をそれらの周辺側部分のみにおいて押し付けることが、本来対向面の中心側に作用する垂直抗力もその対向面の周辺側部分に集中させることになって、それを摩擦力の増大に有効に利用できることを確かめることができた。
但し、上記対向面の極端に周辺側に近い部分のみに摩擦面を形成すると、その小さい面積部分において単位面積当たりに締付けねじの大きな締付け力が集中するので、対向面を構成する第１及び第２の部材の一部が破損する可能性も生じ、そのため、対向面を構成する第１及び第２の部材の強度によって、摩擦面をどの程度対向面の周辺側に集中させ得るかについては限界がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述した本発明者の知見に基づいてなされたもので、その技術的課題は、第１と第２の部材とを任意回転位置でねじ固定可能にした可回転連結部の固定機構において、両部材の連結部を簡単に機械加工できる構成で、より大きな回転力に対抗する摩擦力を発生させることができ、両部材の固定の解除も容易に行えるようにした固定機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明によれば、第１の部材と、該第１の部材上に設定された軸線の周りにおける任意回転位置で該第１の部材とねじ固定可能にした第２の部材とを備え、上記両部材には上記軸線上において両部材相互間に締付けねじを螺挿するねじ孔を設けると共に、該ねじ孔の周りにおける両部材の対向面に、相互に面接触させて上記締付けねじにより押し付けられる摩擦面を形成した可回転連結部の固定機構において、上記摩擦面が、上記第１及び第２の部材の対向面の外周から上記ねじ孔周壁までの径方向長さの半分以下である該対向面の外周側部分に形成され、該第１及び第２の部材がその摩擦面においてのみ相互に接面し、該第１及び第２の部材の対向面は、上記接面する摩擦面の内側では上記締付けねじの緊締によっても相互に接触することがない離間部として形成され、それにより上記締付けねじの緊締力が上記対向面の摩擦面間のみに作用するように構成していることを特徴とする第１の可回転連結部の固定機構が提供される。
【００１４】
本発明に係る上記第１の可回転連結部の固定機構においては、上記第１の部材の一対を、それらの軸線を同一の直線上に配して共通のねじ孔を設けた筒状に形成し、その両端面における上記ねじ孔の周りに互いに背向する対向面を配設した第１の複合部材と、上記第２の部材の一対を、それらの軸線が同一の直線上にあってそれぞれのねじ孔の周りにおける対向面が間隔を置いて相対峙するように配置され、しかもそれらの対向面が、上記一対の第１の部材の背向する対向面に対し、それぞれの摩擦面が圧接されない状態で近接させて位置するように配設された第２の複合部材とを備え、上記第１の複合部材及び第２の複合部材における軸線上に設けたねじ孔に単一の締付けねじを螺挿して締付けることにより、上記第２の部材の一対が変位して第１の部材の一対に押し付けられ、該締付けねじの緊締力がそれぞれの対向面の外周側部分における上記摩擦面間に作用するように構成することができる。
【００１５】
また、本発明に係る上記第１の可回転連結部の固定機構においては、上記第１及び第２の部材の対向面における摩擦面が、上記対向面における外周から、該外周半径の１／５を超える範囲内に形成することが望まれる。
【００１６】
上記構成を有する本発明の第１の可回転連結部の固定機構においては、上記第１及び第２の部材の対向面における摩擦面を、該対向面の外周から上記ねじ孔外周までの径方向長さの半分以下の径方向幅を有するものとして該対向面の外周側部分に形成し、該第１及び第２の部材の対向面を、摩擦面の内側では上記締付けねじの緊締によっても相互に接触しない離間部として形成しているので、上記締付けねじによる緊締力を、本来上記離間部の対向面に作用すべき力を含めて、上記対向面の外周側部分の摩擦面間のみに作用させることができ、そのため、既知の一般的な固定機構に比して極めて強い摩擦力を発揮させることができる。
【００１７】
これを具体的に説明すると、上記固定機構において、対向面の外周半径をＲ、摩擦面の径方向幅をａとし、ａ＝Ｒ／３であるとする場合について、概算のために、その摩擦面における垂直抗力が摩擦面の全面に対して均等に作用するが、その合力が該摩擦面の面積を径方向に２等分する半径位置において該摩擦面に作用すると仮定して、その半径位置を求めると、該半径位置は、中心からほぼ０．８５Ｒの位置にあると計算される。なお、上記ａ＝Ｒ／３であるとする仮定は、ねじ孔周壁半径（ほぼ対向面の内周位置の半径）ｂが、ｂ＝Ｒ／３である場合において、摩擦面の径方向幅ａを対向面の外周からねじ孔周壁までの径方向長さの半分であるとする場合に相当するものである。
【００１８】
このように上記対向面の外周側のＲ／３の部分のみを摩擦面として第１及び第２の部材を締付けねじで締め付ける構成とすることにより、中心から０．８５Ｒの位置という第１及び第２の部材の周辺部において該両部材間に全垂直抗力を作用させることができ、そのため、第１及び第２の部材の一部が強度の限界に達しない範囲内で上記摩擦面の設定をより上記両部材の対向面の周辺部側に寄せることにより、締付けねじの締付け力が余り大きくなくても上記摩擦面に作用する摩擦力を非常に大きくすることができ、第１及び第２の部材に作用する大きな回転力に対抗する摩擦力を該摩擦面間に発生させることができる。しかも、そのための第１及び第２の部材の加工も、単純に摩擦面の設置位置を調整するだけのものであるため、格別の加工費用を要することなく容易に行うことができる。
【００１９】
また、上記締付けねじの締付けにより固定した第１及び第２の部材の固定の解除も、締付けねじの僅かなねじ戻し回転によって摩擦面の押し付けを緩めることにより容易に行うことができ、そのため、前述したところの、第１及び第２の部材の対向面のそれぞれに中心から放射方向に向けた多数の突条を相互に噛合可能に突設した噛合部を設けて、その噛合位置を回転方向にずらせて多段の回転位置で締付けねじにより固定するようにしたものに比しても、固定の解除を簡単に行うことができる。
【００２０】
更に、上記課題を解決するため、本発明によれば、第１の部材と、該第１の部材上に設定された軸線の周りにおける任意回転位置で該第１の部材とねじ固定可能にした第２の部材とを備え、上記両部材には上記軸線上において両部材相互間に締付けねじを螺挿するねじ孔を設けると共に、該ねじ孔の周りにおける両部材の対向面間に、それぞれの対向面に面接触させて上記締付けねじにより押し付けられる環状の摩擦部材を配設した可回転連結部の固定機構において、上記環状の摩擦部材は、上記第１及び第２の部材の対向面の外周から上記ねじ孔周壁までの径方向長さの半分以下の径方向幅を有するものとして、該対向面の外周側に面接触するように形成され、上記第１及び第２の部材の対向面には、上記摩擦部材に対してその径方向幅の範囲において接面する摩擦面を形成させると共に、該摩擦面の内側は上記締付けねじの緊締によっても相互に接触することがない離間部として形成され、それにより上記締付けねじの緊締力が上記対向面の摩擦面のみにおいて上記摩擦部材に作用するように構成していることを特徴とする第２の可回転連結部の固定機構が提供される。
【００２１】
本発明に係る上記第２の可回転連結部の固定機構においては、上記第１の部材の一対を、それらの軸線を同一の直線上に配して共通のねじ孔を設けた筒状に形成し、その両端面における上記ねじ孔の周りに互いに背向する対向面を配設した第１の複合部材と、上記第２の部材の一対を、それらの軸線が同一の直線上にあってそれぞれのねじ孔の周りにおける対向面が間隔を置いて相対峙するように配置され、しかもそれらの対向面が、上記一対の第１の部材の背向する対向面に対し、それぞれの摩擦面が上記摩擦部材に圧接されない状態で近接させて位置するように配設された第２の複合部材とを備え、上記第１の複合部材及び第２の複合部材における軸線上に設けたねじ孔に単一の締付けねじを螺挿して締付けることにより、上記第２の部材の一対が変位して摩擦部材に押し付けられ、該締付けねじの緊締力がそれぞれの対向面間の摩擦部材に作用するように構成することができる。
【００２２】
また、本発明に係る上記第２の可回転連結部の固定機構においては、上記環状の摩擦部材の径方向幅が、該摩擦部材の外周半径の１／５を超えているものとして構成することが望まれる。
【００２３】
上記構成を有する本発明の第２の可回転連結部の固定機構は、前記第１の固定機構が、第１及び第２の部材に形成した摩擦面を相互に直接的に接触させているのに対し、第１及び第２の部材の間に摩擦部材を介在させて、これに第１及び第２の部材の摩擦面を対面させている点で相違し、つまり、摩擦部材がその両面においてそれぞれ摩擦面を有しているが、基本的な動作には差異がなく、第１の固定機構と同様に機能させることができ、第１の固定機構と同様に、締付けねじの締付け力が余り大きくなくても上記摩擦面に作用する摩擦力を非常に大きくし、また、第１の及び第２の部材の固定を解除する場合にも、締付けねじの僅かなねじ戻しにより容易に該固定を解除することが可能になる。
【００２４】
本発明に係る上記第１及び第２の固定機構の好ましい実施形態においては、上記第１及び第２の部材の対向面の周囲に、相互に回転可能に嵌合する嵌合部を設け、それにより上記対向面間に閉空間を形成し、上記第１及び第２の部材の対向面の中心の軸線のズレを防止すると同時に、該閉空間の防塵等を行うことができる。この構成は、締付けねじの締め付けによ相互に押し付けられる摩擦面の補強のためにも有効なものである。
【００２５】
更に、本発明に係る固定機構の他の好ましい実施形態としては、上記第１の部材及び第２の部材の一方を支持脚部材と、他方を任意姿勢で支持されるべき載置機器を取り付け可能にした支持台部材と、それぞれ一体化又は固定可能にして、雲台を構成させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上に詳述した本発明の可回転連結部の固定機構によれば、第１と第２の部材とを任意回転位置でねじ固定可能にした可回転連結部の固定機構において、両部材の連結部に簡単な構成でより大きな回転力に対抗する摩擦力を発生させることができ、両部材の固定の解除も容易に行えるようにした固定機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る可回転連結部の固定機構の第１実施例（基本形態）を示す要部断面図である。
【図２】上記第１実施例の要部正面図である。
【図３】上記第１実施例における第１及び第２の部材（ここでは両者が同形）の構成の詳細を説明するためのもので、（ａ）は第１（第２）の部材の対向面側の要部正面図、（ｂ）は同部材の要部縦断面図である。
【図４】本発明に係る可回転連結部の固定機構の第２実施例の構成を示す断面図である。
【図５】本発明に係る可回転連結部の固定機構の第３実施例の構成を示す断面図である。
【図６】本発明に係る可回転連結部の固定機構の第４実施例の構成を示す断面図である。
【図７】上記第４実施例の主要な要素を分解して示す分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１〜図３は、本発明に係る可回転連結部の固定機構の第１実施例（基本形態）を示すものである。この固定機構における可回転連結部１Ａは、例えば、三脚やスタンド等の支持脚部材により、カメラや照明器具、更には各種測定器械等の載置機器を取り付けた支持台部材を所要の姿勢で保持させる場合、或いは、それらの姿勢や向きを所要の方向に向ける場合などに、上記支持脚部材を構成する複数の連結支柱等の間、或いは、該支柱等と上記支持台部材との間に、雲台等として、それらを任意屈曲位置で固定可能にするために組み込まれるものである。
【００２９】
上記第１実施例及び以下に説明する本発明の各実施例においては、上記支持脚部材及び支持台部材の一方と一体化又は固定可能にしたものを第１の部材と呼び、他方と一体化又は固定可能にしたものを第２の部材と呼んでいる。そして、それらの第１の部材１１及び第２の部材１２を任意回転位置でねじ固定可能にすることにより、各実施例の固定機構は雲台と呼ばれているような可回転連結部の固定機構を構成させている。
なお、上記可回転連結部１Ａは雲台としての使用に限られるものではない。
【００３０】
図１〜図３に示す第１実施例において、上記可回転連結部１Ａは、上記支持脚部材等に対応する固定側の第１の部材１１と、該第１の部材１１上に設定された軸線Ｌの周りにおける任意回転位置で該第１の部材１１とねじ固定可能にしたところの、上記支持台部材に対応する可動側の第２の部材１２とを備え、上記両部材１１，１２には、上記軸線Ｌ上において両部材相互間に締付けねじ１３を螺挿する同軸のねじ孔１１ａ，１２ａを設け、該ねじ孔１１ａ，１２ａに締付けねじ１３を挿通して、それに締付け用ナット１４を螺挿することにより、両部材１１，１２を上記軸線Ｌ上において締付け可能に形成している。
【００３１】
上記第１の部材１１は、図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、上記ねじ孔１１ａの周りに円形をなす対向面１１ｂを有し、また、上記第２の部材１２も第１の部材と同形であることから、ねじ孔１２ａの周りに同様な対向面１２ｂを有するものである。そして、図１からも明瞭に分かるように、上記第１及び第２の部材１１，１２の対向面１１ｂ，１２ｂには、相互に面接触させて上記締付けねじ１３により押し付けられる円環状の摩擦面１１ｃ，１２ｃを形成している。上記摩擦面１１ｃ，１２ｃの径方向幅ａは、上記軸線Ｌの周囲において、上記一対の対向面１１ｂ，１２ｂの外周から上記ねじ孔１１ａ，１２ａの周壁までの径方向長さｃの半分以下の寸法を有するものとして、該対向面１１ｂ，１２ｂの外周側部分に形成されるものである。
【００３２】
上記構成を有する第１及び第２の部材１１，１２は、それらが締付けねじ１３により締め付けられたときには、両摩擦面１１ｃ，１２ｃにおいてのみ相互に接面し、該第１及び第２の部材１１，１２の対向面１１ｂ，１２ｂは、上記接面する摩擦面１１ｃ，１２ｃの内側では、上記締付けねじ１３の緊締によっても相互に接触することがない離間部として形成され、それにより上記締付けねじ１３の緊締力が上記対向面１１ｂ，１２ｂの摩擦面１１ｃ，１２ｃ間のみに作用するように構成している。
【００３３】
上記摩擦面１１ｃ，１２ｃは、上述のように、対向面１１ｂ，１２ｂの外周から上記ねじ孔１１ａ，１２ａの周壁までの径方向長さの半分以下の径方向幅を有するものとして形成されるものであるが、その径方向幅ａは、一般的に、上記対向面１１ｂ，１２ｂにおける外周から該外周半径の１／５を超える範囲内に形成することが望まれ、その範囲よりも小さくなると、対向面１１ｂ，１２ｂを構成する第１及び第２の部材１１，１２の一部が破損する可能性も生じるので、第１及び第２の部材１１，１２の各部の機械的強度についての十分な配慮が必要になる。
【００３４】
上記構成を有する第１実施例の固定機構においては、第１及び第２の部材１１，１２の対向面１１ｂ，１２ｂにおける摩擦面１１ｃ，１２ｃを、該対向面の外周から上記ねじ孔１１ａ，１２ａの周壁までの径方向長さｃの半分以下の径方向幅ａを有するものとして、該対向面１１ｂ，１２ｂの外周側部分に形成し、該対向面１１ｂ，１２ｂを、摩擦面１１ｃ，１２ｃの内側では上記締付けねじ１３の緊締によっても相互に接触しない離間部として形成しているので、上記締付けねじ１３による緊締力を対向面１１ｂ，１２ｂの全面に作用させる場合と比較すると、上記締付けねじ１３による緊締力を、本来上記離間部に作用させる力を含めて該対向面１１ｂ，１２ｂの外周側の摩擦面１１ｃ，１２ｃ間のみに作用させることができ、このような観点からしても、特に、上記対向面１１ｂ，１２ｂの離間部の径方向幅が摩擦面１１ｃ，１２ｃの径方向幅よりも大きいため、上記締付けねじ１３による緊締力が摩擦面に集中的に作用し、摩擦面１１ｃ，１２ｃ間に極めて強い摩擦力を発生させることができる。
【００３５】
上記第１実施例の可回転連結部１Ａは、単一の第１の部材１１と単一の第２の部材１２とを軸線Ｌ上において締付けねじ１３で締付けるように構成しているが、この固定機構は、図４に示す第２実施例の可回転連結部１Ｂのように、第１実施例の可回転連結部１Ａの一対を併設した構成とすることができる。即ち、この第２実施例では、上記第１の部材１１の一対を、それらの軸線Ｌを同一の直線上に配し、その中心に共通のねじ孔１１ａを設けて一体化した筒状に形成し、その両端面における上記ねじ孔１１ａの周りに、互いに背向する対向面１１ｂ，１１ｂを配設し、それを三脚等に取り付ける支持脚部材２５に固定して第１の複合部材２１とし、また、上記第２の部材１２の一対を支持台部材２６に取り付けた第２の複合部材２２は、上記第２の部材１２の一対の軸線が同一の直線上にあって、それぞれのねじ孔１２ａの周りにおける対向面１２ｂ，１２ｂが間隔を置いて相対峙するように配置され、しかもそれらの対向面１２ｂ，１２ｂが、上記第１の複合部材２１の背向する対向面１１ｂ，１１ｂに対し、それぞれの摩擦面１１ｃ，１２ｃが圧接されない状態で近接させて位置するように配設している。
【００３６】
この第２実施例の可回転連結部１Ｂは、上記第１の複合部材２１及び第２の複合部材２２における軸線上に設けたねじ孔１１ａ，１２ａに単一の締付けねじ１３を挿通して、それに締付け用ナット１４を螺挿することにより、上記第２の部材１２の一対が弾性的な変位或いは微小な変位により、それらの対向面１２ｂ，１２ｂが第１の複合部材２１における第１の部材１１の一対の対向面１１ｂ，１１ｂに押し付ける方向に押圧され、該締付けねじ１３の緊締力がそれぞれの対向面１１ｂ，１１ｂの外周側部分における上記摩擦面１１ｃ，１２ｃ間に作用するように構成している。上記第２の部材１２の弾性的な変位は該第２の部材１２自体の弾性変形によって、また、該第２の部材１２の微小な変位は、支持台部材２６に対する固定に若干の弛みを付加することなどにより得ることができる。なお、図中における符号２７は、支持台部材２６に取り付けた各種載置機器の取付座を示している。
【００３７】
上記第２実施例の固定機構によれば、前記第１実施例の可回転連結部１Ａの一対を併設した構成を備えているため、締付け用ナット１４による締付けねじ１３の締め付けにより第２の複合部材２２における一対の対向面１２ｂ，１２ｂが第１の複合部材２１における一対の対向面１１ｂ，１１ｂに押し付ける方向に押圧され、該締付けねじ１３の緊締力がそれぞれの対向面１１ｂ，１２ｂの外周側部分における上記摩擦面１１ｃ，１２ｃ間に作用し、ほぼ２倍の摩擦力で第２の複合部材２２の回転が抑制される。
【００３８】
また、図５は本発明に係る固定機構の第３実施例の可回転連結部１Ｃを示すもので、前記第１の実施例と同様に、第１の部材１１と、該第１の部材上に設定された軸線Ｌの周りにおける任意回転位置で該第１の部材とねじ固定可能にした第２の部材１２とを備え、上記両部材１１，１２に上記軸線Ｌ上において両部材相互間に締付けねじ１３を螺挿するねじ孔１１ａ，１２ａを設けると共に、該ねじ孔１１ａ，１２ａの周りに両部材１１，１２の対向面１１ｂ，１２ｂを設け、その外周側部分にそれぞれ摩擦面１１ｃ，１２ｃを形成しているが、該摩擦面１１ｃ，１２ｃ間には、それらに面接触させて上記締付けねじ１３の螺締により押し付けられる円環状の摩擦部材２３を配設している。
【００３９】
上記摩擦部材２３は、具体的には、第１及び第２の部材１１，１２の対向面１１ｂ，１２ｂの外周から上記ねじ孔１１ａ，１２ａの周壁までの径方向長さ（図３のｃに対応：両部材１１，１２において同一）の半分以下の径方向幅を有する円環状のものとして、該対向面１１ｂ，１２ｂの外周側の摩擦面１１ｃ，１２ｃに面接触するように形成され、上記第１及び第２の部材１１，１２の対向面における上記摩擦面１１ｃ，１２ｃは、上記摩擦部材２３に対してその径方向幅の範囲において接面するように形成している。また、該摩擦面１１ｃ，１２ｃの内側における上記対向面１１ｂ，１２ｂは、上記締付けねじ１３の緊締によっても相互に接触することがない離間部として形成され、それにより上記締付けねじ１３及び締付け用ナット１４による緊締力が上記対向面の摩擦面１１ｃ，１２ｃのみにおいて上記摩擦部材２３に作用するように構成している。
【００４０】
上記構成を有する第３実施例の固定機構は、第１実施例において、第１及び第２の部材１１，１２の摩擦面１１ｃ，１２ｃを相互に直接的に押し付けているのに対し、それらの摩擦面１１ｃ，１２ｃの間に摩擦部材２３を介在させたもので、この摩擦部材２３の存否において構成的な差異があり、そのため、第１実施例と実質的に同種の作用効果を奏すると共に、該摩擦部材２３が別部材として存在することにより、例えば、第１及び第２の部材１１，１２がアルミニウム乃至はアルミニウム合金製であるときにそれとの摩擦特性において優れた金属等からなる摩擦部材を利用できるとか、該摩擦部材の損耗時に容易に交換できるなどの副次的な効果をもつものである。
【００４１】
図６及び図７は、本発明に係る固定機構の第４実施例の可回転連結部１Ｄを示すものである。この第４実施例は、図４を参照して詳述した前記第２実施例の固定機構において、第３実施例の場合と同様に、第１及び第２の部材１１，１２の摩擦面１１ｃ，１２ｃの間に摩擦部材２３を介在させたものである。
即ち、上記第２実施例の場合と同じ第１の複合部材２１と第２の複合部材２２とを備えて、それらの軸線上に設けたねじ孔１１ａ，１２ａに単一の締付けねじ１３を螺挿して締付けることにより、上記第２の部材１２の一対が変位して摩擦部材２３に押し付けられ、該締付けねじ１３の緊締力がそれぞれの対向面１１ｂ，１２ｂ間の摩擦部材２３に作用するように構成している。
【００４２】
なお、第４実施例における上記以外の構成は第３実施例と変わるところがないので、図６及び図７中における第３実施例と同一または対応する部分に同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
また、上記第３実施例及び第４実施例における摩擦部材２３は、上述のように、対向面１１ｂ，１２ｂの外周から上記ねじ孔１１ａ，１２ａの周壁までの径方向長さの半分以下の径方向幅を有するものとして形成されるものであるが、その径方向幅ａは、一般的に、上記対向面１１ｂ，１２ｂにおける外周から該外周半径の１／５を超える範囲内に形成することが望まれ、その範囲よりも小さくなると、対向面１１ｂ，１２ｂを構成する第１及び第２の部材１１，１２の一部や摩擦部材２３自体が上記締付けねじ１３及び締付け用ナット１４による緊締力で破損することがないように配慮する必要がある。
【００４３】
因みに、図６に示すような摩擦部材２３を外周半径Ｒの対向面１１ｂ，１２ｂにおける外周部に用い、その摩擦部材２３の径方向幅ａが、本発明において好ましい径方向幅の限度としている摩擦部材２３の外周半径Ｒの１／５であるとし、その内側では対向面１１ｂ，１２ｂが相互に接触しないようにした場合について、前述したような概算により、その摩擦部材２３における摩擦力の合力が作用する該摩擦面上の半径位置を求めてみると、まず、摩擦部材２３の一面が対向面と接する面積は、
４π〔Ｒ２−（０．８Ｒ）２〕＝１．４４πＲ２
になり、該摩擦部材の接触面積を径方向に２等分する半径位置において摩擦力の合力が作用すると仮定して、その半径位置を求めると、該半径位置は対向面の外周から上記面積の１／２である０．７２πＲ２を占める半径位置であり、これを４πＲ２・０．１８と書き替えると、摩擦面の内外側各１／２の面積は半径Ｒの円の全体面積の０．１８倍になる。それに基づいて摩擦面の面積を径方向に２等分する半径ｒの位置を求めると、４πＲ２−４πｒ２＝４πＲ２・０．１８であり、４πを消去してｒを求めると、Ｒ２−０．１８Ｒ２＝ｒ２であることから、ｒ≒０．９０６Ｒとなる。
つまり、中心からほぼ０．９１Ｒの半径位置において摩擦面に摩擦力の合力が作用することになり、対向面間に配設した摩擦部材との間の摩擦力を、該両部材の回転運動に対する非常に大きな抵抗（モーメント）として作用させることができる。
【００４４】
更に、上述した第２〜第４実施例における第１及び第２の部材１１，１２の対向面１１ｂ，１２ｂの周囲には、相互に回転可能に嵌合する嵌合部２４を設け、それにより上記対向面間に閉空間を形成しているが、この嵌合部２４は、上記第１及び第２の部材の対向面１１ｂ，１２ｂの中心の軸線のズレを防止すると同時に、該閉空間の防塵等を行うのに有効であり、更に、締付けねじ１３及び締付け用ナット１４による締め付けで相互に押し付けられる摩擦面１１ｃ，１２ｃや摩擦部材２３の補強のためにも有効なものである。
【符号の説明】
【００４５】
１１    第１の部材
１１ａ，１２ａ    ねじ孔
１１ｂ，１２ｂ    対向面
１１ｃ，１２ｃ    摩擦面
１２    第２の部材
１３    締付けねじ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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