JP2001511871A - 回転負荷釣り合わせ機構またはそれに関連する改善 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、回転可能入力部（１９、２２）と、１対の心合わせされた線運動可能出力部（２４、２５）と、前記入力部の回転を最小変位位置と最大変位位置の間において位相が互いに９０°離れている前記出力部のシヌソイド運動に変換する手段（２３）と、前記最小変位位置から離れる出力部の前記振動運動に抵抗を与えるばね手段（２９）とを備える回転釣り合わせ機構に関する。入力部の回転運動を前記２つの出力部の線運動に変換する手段は、固定軸の回りを回転するように取り付けられる回転可能カム（２３）を備え、出力部は、カムの回転軸を通る互いの動作に共通の線運動のために取り付けられ、カムの対向する面でカムと係合する２つのカム従動節（３０）を備え、前記ばね手段（２９）は、各従動節に作用し、従動節をカムに向かって片寄らせ、カムに抵抗を与える。

Description

【発明の詳細な説明】 回転負荷釣り合わせ機構またはそれに関連する改善 本発明は、回転負荷釣り合わせ機構に関し、特に、傾斜軸の回りを回転される とき、カメラ等の搭載物の平衡が破られることによって引き起こされるトルクを 釣り合わせるための傾斜取付台ヘッドに関するが、これに限定されるものではな い。 レバーまたはカム構造によって負荷をかけられる油圧装置、空気圧装置および ばねなど、多数の負荷釣り合わせ機構が知られている。発明者らの英国特許第２ １０２７５７号明細書には、複数のばねおよびレバー構造が開示されており、こ れらの構造は、真の平衡を生成し、異なる負荷に適合するように調整することも できるが、比較的複雑でかさ高であるので、適合させることが困難である場合が ある。釣り合わせ機構、特に、カメラの傾斜取付台に組み込むべき機構の重要な 必要条件は、取付台の全体の大きさを最小に保つことができるように、機構は小 型でなければならないということである。 本発明によって、回転可能入力部と、１対の心合わせされた線運動可能出力部 と、前記入力部の回転を、最小変位位置と最大変位位置の間において位相が互い に９０°離れている前記出力部のシヌソイド振動に変換する手段と、前記最小位 置から離れる出力部の前記振動運動に抵抗するばね手段と、を備える回転釣り合 わせ機構が提供される。 好適には、入力部の回転運動を前記２つの出力部の線運動に変換する手段は、 固定軸の回りを回転するように取り付けられる回転可能カムを備え、出力部は、 カムの回転軸を通る、互いの動作に共通の線に沿う線運動のために取り付けられ 、カムの対向する面においてカムと係合する２つのカム従動節を備え、前記ばね 手段は、各従動節に作用して従動節をカムに向かって片寄らせ、カムの回転に抵 抗を与える。 特に、カムは、その周囲の一部に凹所部分を有し直径上の対向する位置に尖端 を有するハート型とすることが可能であり、カムは、カムの回転軸を通り凹所の 中心と尖端を結ぶ線の両側で対称であり、カムの基準位置は、カム従動節の一方 が凹所と係合し、他方が尖端と係合する位置である。 前述したいずれの構造においても、ばね手段は、カム従動節の運動に加圧によ って抵抗を与えるように配置することができる。 本発明による特定の一実施形態において、ばね手段は、各ばね手段の一端を固 定し、他端を各カム従動節に結合した状態で、互いに平行に配置することができ る。 以下に本発明の特定の実施形態について、添付図面を参照して述べる。 図１は、テレビジョンまたは映画撮影機型カメラのための傾斜取付台に適する 回転負荷釣り合わせ機構の側面図である。 図２は、取付台の端面図である。 まず、図１について述べると、図１には、水平方向に延在する細長い基体（全 体として符号１０で示す）を備える、テレビジョンまたはビデオカメラ用の取付 台が示されている。基体１０上に、プラットフォーム１１が備えられ、ハウジン グを通して延在する水平軸１２の回りを矢印１３の方向に枢動する。プラットフ ォーム上に、図では符号１４で示すカメラが取り付けられる。 ハウジング１０は、水平方向に延在する細長い中空箱形であり、長方形の断面 を有する。ハウジングは、側壁１５と、頂部壁１６と、底部壁１７と、端壁１８ とを有する。 水平に延びる軸１９は、ハウジングを通して延在し、ハウジングの側壁１５の 軸受（図示してない）に取り付けられるが、軸受は前記軸１２の回りを回転する ように軸１９を支持する。軸１９の両端は、符号２１で示すように側壁１５から 突出し、１対の平行なアーム２２の下端が軸１９の突出端に固定される。プラッ トフォーム１１は、アームの上端に取り付けられる。したがって、プラットフォ ームとその上のカメラは、アーム２２によって支持され、矢印１３によって示さ れるように軸１２の回りを垂線の両側に枢動する。プラットフォームの枢動運動 は、ハウジング１０に取り付けられる釣り合わせ構造によって制御され、その結 果、プラットフォームは、ハウジングの回りのプラットフォームの傾斜の範囲で いかなる位置にも動かすことができ、適切な釣り合わせ力が自動的に生成されプ ラットフォームを正しい位置に支持する。次に、釣り合わせ機構について述べる 。一定の質量を担持し１対のばねによる抵抗を受けるフィリングプラットフォー ムの詳細な数学解析は、発明者らの前記英国特許第２１０２７５７号明細書によ ってまとめることが可能である。この特許を参照されたい。 釣り合わせ機構は、ハウジング内の軸２１に取り付けられるカム２３を備え、 カムはハート形輪郭を有し、ハート形輪郭は、図１に示すようにアーム２２が中 立垂直位置にあるとき、枢動軸１２を通って延びる水平軸に関して対称である。 符号２４と２５で示す同様な２つのカム従動節は、カムの対向する面において作 用する。各カム従動節は、ハウジングの側壁１８の水平孔２７に取り付けられる プランジャ２６を備え、カムに向う方向及びカムから離れる方向に滑動する。各 プランジャは、プランジャの端部に固定されるプレート２８を有し、加圧ばね２ ９はこのプレートと端壁の間で作用し、プランジャをカムに向かって押し付ける 。プランジャの端部は、プランジャ内でスピンドル３１上に取り付けられるロー ラ３０を有し、カムがそれぞれのプランジャー間で回転するとき、カム表面と円 滑なころがり係合が可能となる。 プラットフォームの傾斜と共にカムが軸の回りを回転するとき、カム従動節は カムの対向する両半分と係合することは理解される。カムの各半分は、カムが１ ８０°回転するとき、カム従動節のシヌソイド運動の完全なサイクルが形成され る形状であり、各カム従動節の運動は、互いに９０°離れた位相である。カム従 動節は、ばね２９の加圧力によってカムに押し付けて保持されるので、カム従動 節は、プラットフォーム／アーム組立部品の垂線からの傾斜角によってシヌソイ ド状に変化する。その結果、アーム２２の垂直位置に対応するカム２３の中立位 置からのカム２３の回転に抵抗する力が生じ、その力によって、物体／プラット フォーム組立体の平衡を破る力と大きさが等しく方向が反対の釣り合わせ力が生 成されるため、プラットフォームはいかなる傾斜位置においても完全に釣り合い の取れた状態で支持される。 機構の種々の別の同様な形態を利用し、シヌソイド状に変化する位相の９０° 離れた２つの力を生成し、前述した釣り合わせ効果を提供することができること は理解される。たとえば、斜板機構を使用することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年２月１日（１９９９．２．１） 【補正内容】 明細書 回転負荷釣り合わせ機構またはそれに関連する改善 本発明は、回転負荷釣り合わせ機構に関し、特に、傾斜軸の回りを回転される とき、カメラ等の搭載物の平衡が破られることによって引き起こされるトルクを 釣り合わせるための傾斜取付台ヘッドに関する。 レバーまたはカム構造によって負荷をかけられる油圧装置、空気圧装置および ばねなど、多数の負荷釣り合わせ機構が知られている。発明者らの英国特許第２ １０２７５７号明細書には、複数のばねおよびレバー構造が開示されており、こ れらの構造は、真の平衡を生成し、異なる負荷に適合するように調整することも できるが、比較的複雑でかさ高であるので、適合させることが困難である場合が ある。釣り合わせ機構、特に、カメラの傾斜取付台に組み込むべき機構の重要な 必要条件は、取付台の全体の大きさを最小に保つことができるように、機構は小 型でなければならないということである。 ＷＯ−Ａ−９４／０７０８０には、基体と、積載物を支持する支持部材とを備 える、積載物のための傾斜可能取付台が開示されている。支持部材は、前記水平 軸の回りで傾斜することが可能であり、基体の水平軸の回りを頂部静止中央位置 の両側に回って傾斜する。トルク発生装置が、基体に取り付けられ、傾斜可能支 持体に作用し、支持体の傾斜に対応して、自体の積載物を有する支持体の平衡モ ーメントを超えるモーメントと大きさが等しく方向が反対のトルクを生成し、前 記軸の回りのいかなる位置においても支持体を平衡させて保持する。傾斜可能な 支持体は２つの太くて短い軸を有し、その軸の上に、支持体が、前記水平軸の回 りで傾斜するように取り付けられる。２つのトルク生成装置が備えられ、この装 置は、太くて短い各軸に作用し、各軸は変位によってシヌソイド状に変化するト ルクを生成する。制御は、トルク生成装置を調整して装置間の位相角度を変更し 、装置によって生成されるトルクの集団振幅を変え、傾斜可能トルク部材の運動 のいかなる位置に対しても支持部材上の積載物の重量に適合するように実施され る。 本発明によって、水平軸の回りに回転可能であり物体を担持する入力部と、前 記水平軸の垂直上方に物体が配置される中立位置から入力部が回転して変位され るとき、釣り合わせトルクを生成する手段と、を備える回転釣り合わせ機構が提 供される。釣り合わせトルクを生成する手段は、１対の心合わせされた線運動可 能出力部と、入力部の前記中立位置からの回転を最小変位位置と最大変位位置の 間において位相が互いに９０°離れている前記出力部のシヌソイド変位に変換す る手段と、前記最小変位位置から離れる出力部の前記振動運動に抵抗するばね手 段と、を備える。 好適には、入力部の回転運動を前記２つの出力部の線運動に変換する手段は、 前記水平軸の回りを前記入力部と共に回転するように取り付けられる回転可能カ ムを備え、出力部は、カムの回転軸を通る、互いの動作に共通する線に沿う線運 動のために取り付けられ、カムの対向する面においてカムと係合する２つのカム 従動節を備え、前記ばね手段は、それぞれの従動節に作用して従動節をカムに向 かって片寄らせ、カムの回転に抵抗を与える。 特に、カムは、その周囲の一部に凹所部分を有し直径上の対向する位置に尖端 を有するハート形とすることが可能であり、カムは、カムの回転軸を通り凹所の 中心と尖端を結ぶ線の両側で対称であり、ハート形頂部の凹所とハート形の基部 において出力部に対する最小変位位置となる。 前述したいずれの構造においても、ばね手段は、カム従動節の運動に加圧によ って抵抗を与えるように配置することができる。 本発明による特定の一実施形態において、ばね手段は、各ばね手段の一端を固 定し、他端を各カム従動節に結合した状態で、互いに平行に配置することができ る。 以下に本発明の特定の実施形態について、添付図面を参照して述べる。 図１は、テレビジョンまたは映画撮影機型カメラのための傾斜取付台に適する 回転負荷釣り合わせ機構の側面図である。 図２は、取付台の端面図である。 まず、図１について述べると、図１には、水平方向に延在する細長い基体（全 体として符号１０で示す）を備える、テレビジョンまたはビデオカメラ用の取付 台が示されている。基体１０上に、プラットフォーム１１が備えられハウジング を通して延在する水平軸の回りを矢印１３の方向に枢動する。プラットフォーム 上に、図では符号１４で示すカメラが取り付けられる。 ハウジング１０は、水平方向に延在する細長い中空箱形であり、長方形の断面 を有する。ハウジングは、側壁１５と、頂部壁１６と、底部壁１７と、端壁１８ とを有する。 水平に延びる軸１９は、ハウジングを通して延在し、ハウジングの側壁１５の 軸受（図示してない）に取り付けられるが、軸受は前記軸１２の回りを回転する ように軸１９を支持する。軸１９の両端は、符号２１で示すように側壁１５から 突出し、１対の平行なアーム２２の下端が軸１９の突出端に固定される。プラッ トフォーム１１は、アームの上端に取り付けられる。したがって、プラットフォ ームとその上のカメラは、アーム２２によって支持され、矢印１３によって示さ れるように中立の垂直位置から軸１２の回りを垂線の両側に枢動する。プラット フォームの枢動運動は、ハウジング１０に取り付けられる釣り合わせ構造によっ て制御され、その結果、プラットフォームは、ハウジングの回りのプラットフォ ームの傾斜の範囲でいかなる位置にも動かすことができ、適切な釣り合わせ力が 自動的に生成されプラットフォームを正しい位置に支持する。次に、釣り合わせ 機構について述べる。一定の質量を担持し１対のばねによる抵抗を受ける傾斜す るプラットフォームの詳細な数学解析は、発明者らの前記英国特許第２１０２７ ５７号明細書によってまとめることができる。この特許を参照されたい。 釣り合わせ機構は、ハウジング内の軸２１に取り付けられるカム２３を備え、 カムはハート形輪郭を有し、ハート形輪郭は、図１に示すようにアーム２２が中 立垂直位置にあるとき、枢動軸１２を通って延びる水平軸に関して対称である。 符号２４と２５で示す同様な２つのカム従動節は、カムの対向する面において作 用する。各カム従動節は、ハウジングの側壁１８の水平孔２７に取り付けられる プランジャ２６を備え、カムに向う方向及びカムから離れる方向に滑動する。各 プランジャは、プランジャの端部に固定されるプレート２８を有し、加圧ばね２ ９はこのプレートと端壁の間で作用し、プランジャをカムに向かって押し付ける 。プランジャの端部は、プランジャ内でスピンドル３１上に取り付けられるロー ラ３０を有し、カムがそれぞれのプランジャー間で回転するとき、カム表面と円 滑 なころがり係合が可能となる。 プラットフォームの傾斜と共にカムが軸の回りを回転するとき、カム従動節は カムの対向する両半分と係合することは理解される。カムの各半分は、図示した 中立位置にあるプラットフォームの位置から±９０°だけプラットフォームが傾 斜することによって、カム従動節と係合するカムの半分の形状に従ってカム従動 節のシヌソイド運動のサイクルが形成される形状である。カム従動節は、ばね２ ９の加圧力によってカムに押し付けて保持されるので、カム従動節は、プラット フォーム／アーム組立部品の中立位置からの傾斜角によってシヌソイド状に変化 する。その結果、カム２３の中立位置からのカム２３の回転に抵抗する力が生じ 、その力によって、物体／プラットフォーム組立体の平衡を破る力と大きさが等 しく方向が反対の釣り合わせ力が生成されるため、プラットフォームはいかなる 傾斜位置においても完全に釣り合いの取れた状態で支持される。 種々の別の同様な形態の機構を利用して、シヌソイド状に変化し位相が９０° 離れた最小変位位置と最大変位位置を有する２つの出力部を生成し、前述した釣 り合わせ効果を提供することができることは理解される。たとえば、斜板機構を 使用することができる。 請求の範囲 １．回転可能釣り合わせ機構であって、水平軸（１２）の回りを回転可能であり 物体（１４）を担持する入力部と、前記水平軸の垂直上方に前記物体が位置する 中立位置から前記入力部が回転して変位するとき、釣り合わせトルクを生成する 手段（１０）と、を備え、前記釣り合わせトルクを生成する前記手段は、１対の 心合わせされた線運動可能出力部（２４、２５）と、前記中立位置からの前記入 力部の回転を、前記中立位置と前記中立位置に対して９０°の位置にある前記入 力部の位置に対応する最小変位位置と最大変位位置の間において、互いに９０° 離れた位相を有する前記出力部のシヌソイド変位に変換する手段（２３）と、前 記最小変位位置から外れる前記出力部の前記振動運動に抵抗を与えるばね手段と 、を備えることを特徴とする回転可能釣り合わせ機構。 ２．請求の範囲１に記載の回転可能釣り合わせ機構において、前記入力部の回転 運動を前記２つの出力部の線運動に変換する手段は、前記水平軸（１２）の回り を前記入力部（１９、２２）と共に回転するように取り付けられる回転可能カム （２３）を備え、前記出力部は、前記カムの回転軸（１２）を通る、互いの動作 に共通の線に沿う線運動のために取り付けられ、カムの対向する面においてカム と係合する２つのカム従動節（２４、３０、３１）を備え、前記ばね手段（２９ ）は、前記各従動節に作用し、前記従動節を前記カムに向かって片寄らせ、前記 カムの回転に抵抗を与えることを特徴とする回転可能釣り合わせ機構。 ３．請求の範囲１または２に記載の回転可能釣り合わせ機構において、前記カム （２３）は、ハート形であり、前記ハート形の頂部の凹所と前記ハート形の基部 において前記出力部に対する前記最小変位位置が形成されることを特徴とする回 転可能釣り合わせ機構。 ４．請求の範囲１から３のいずれかに記載の回転可能釣り合わせ機構において、 前記ばね手段（２９）は、前記カム従動節（２４）の運動に加圧によって抵抗を 与えることを特徴とする回転可能釣り合わせ機構。 ５ 請求の範囲４に記載の回転可能釣り合わせ機構において、前記ばね手段（２ ９）は、各ばね手段の一端が固定され他端が各カム従動節（２４、３０、３１） に結合された状態で、互いに平行に配置されることを特徴とする回転可能釣り合 わせ機構。 【図１】【図２】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転可能釣り合わせ機構であって、回転可能入力部と、１対の心合わせされ た線運動可能出力部と、前記入力部の回転を、最小変位位置と最大変位位置の間 において位相が互いに９０°離れている前記出力部の線運動に変換する手段と、 前記最小変位位置から外れる前記出力部の前記振動運動に抵抗を与えるばね手段 と、を備えることを特徴とする回転可能釣り合わせ機構。 ２．請求の範囲１に記載の回転可能釣り合わせ機構において、前記入力部の回転 運動を前記２つの出力部の線運動に変換する前記手段は、固定軸の回りを回転す るように取り付けられる回転可能カムを備え、前記出力部は、前記カムの回転軸 を通る、互いの動作に共通の線に沿う線運動のために取り付けられ、カムの対向 する面においてカムと係合する２つのカム従動節を備え、前記ばね手段は、前記 各従動節に作用し、前記従動節を前記カムに向かって片寄らせ、前記カムの回転 に抵抗を与えることを特徴とする回転可能釣り合わせ機構。 ３．請求の範囲１または２に記載の回転可能釣り合わせ機構において、前記カム は、その周囲の一部に凹所を有し直径上の反対側に尖端を有するハート形であり 、前記カムは、前記カムの回転軸を通り前記凹所の中心と前記尖端を結ぶ線の両 側で対称であり、前記カムの基準位置は、前記カム従動節の一方は前記凹所と係 合し、他方は前記尖端と係合する位置であることを特徴とする回転可能釣り合わ せ機構。 ４．請求の範囲１から３のいずれかに記載の回転可能釣り合わせ機構において、 前記ばね手段は、前記カム従動節の運動に加圧によって抵抗を与えることを特徴 とする回転可能釣り合わせ機構。 ５ 請求の範囲４に記載の回転可能釣り合わせ機構において、前記ばね手段は、 各ばね手段の一端は固定され他端は各カム従動節に結合された状態で、互いに平 行に配置されることを特徴とする回転可能釣り合わせ機構。