Fusion360でバヨネット機構を作る

バヨネット機構とは

バヨネット機構とは、差し込んでから回転させることで、二つの部品を固定できる機構です。

元は銃剣を固定する機構を指していて、レンズ交換式のカメラなどに採用された際に、バヨネット機構と呼ばれるようになったそうです。
他に、映像信号を伝送するケーブルで、BNCコネクターというタイプは、バヨネット機構です。オシロスコープやデジタル映像信号など、同軸ケーブルを利用しているプロ用機器に多く採用されています。
30年ほど前は、パソコンのディスプレイがVGA～SXGAくらいの解像度で、高価なトリニトロン管のディスプレイの機種などには、BNCコネクターが採用されていました。

バヨネット機構の検討

まだ作成中のパーツで、簡単に固定、取り外しが出来る機構を検討していて、バヨネット機構にたどり着きました。
今回は本番の前に、小さなパーツを作って練習です。

まあ正直、磁石で良いんじゃないかな？と思わなくも無いですが……（あれ？構造見直したら、磁石のほうが簡単……？）

まあ、fusion360の勉強にもなったので……

バヨネット機構を作る(メス側)

まず、メス側です。差し込んで、回転して固定するので、その軌道に沿って円筒の周囲をくり抜く必要があります。

カメラやBNCコネクターは斜めに回転しますが、今回は真横に回転させます。
最後にちょっと引っ掛け部分をつけて、軽く固定します。

円筒パーツの円周部分に貼り付ける想定で、スケッチを作ります。
オス側の突起は丸いので、角を円とトリムで丸くしています。

スケッチを「作成」「エンボス」で貼り付け、「切り取り」を指定して円筒からくり抜きます。

あらかじめ円筒の中心に、構築線で回転軸になる線を引いておきます。
「作成」「パターン」「円形状」で、くり抜いた箇所を「フィーチャー」で指定します。
回転軸を指定し、コピーする数を指定します。今回は小さいので、2個にしました。

差込口の周りを、補強のためにぐるりと囲います。
上ではオフセットで上端に作りましたが、切り取った部分を通じて円筒内部と繋がってしまって、切り取りに手間がかかりました。
円筒の底に作ってから移動させた方が、簡単だった気がします。

最後に、ボディを結合して、ボディの名前を「バヨネット_メス」に変更して、完了です。

バヨネット機構の作成(オス側)

オス側は、円筒に丸い突起が付いただけなので、メス側より単純です。
まず、突起のサイズを決めます。
メス側の切り欠きは、中心軸からの扇形に切り取られているので、スケッチの5mmより狭くなっています。
計測したところ、約4.5mmでした。

突起サイズは、わずかに小さな4.4mmにします。

円筒サイズは、メス側より1mm小さくしました。0.5mmで良かった気がします。
端から2mmほど離して、エンボスで突起を作り、パターンでコピーします。この手順はメスと同じです。

重ねてみると、突起がメス側と接触していたので、「回転」で位置を調整します。

印刷と確認

3Dモデルのファイルをオス、メスをそれぞれ出力し、BambuLab Studioにインポートします。
最初のモデルは、メス側の補強部分にもサポートが付いたので、補強部分に斜めの面取りを施して、サポートを無くしました。

これを印刷します。

珍しく、一回で成功しました。
ちょっと引っかかる部分もありますし、逆に緩すぎる部分もありますので、本番は何度か調整が必要だと思いますが、基本的な作成中工程は把握できました。

これで何が出来るかは、完成をお楽しみに！