JP2007293025A - Rotational load device - Google Patents

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JP2007293025A JP2006120701A JP2006120701A JP2007293025A JP 2007293025 A JP2007293025 A JP 2007293025A JP 2006120701 A JP2006120701 A JP 2006120701A JP 2006120701 A JP2006120701 A JP 2006120701A JP 2007293025 A JP2007293025 A JP 2007293025A
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rotary
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Tsutomu Shimada
島田  勉
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation load device capable of surely reducing the variation in the angular moment in the tilt direction and vibration caused by the backlash of a gear in the vicinity of changeover tilt angle, and surely making a unit part rotate by a driving source. <P>SOLUTION: A camera cradle is equipped with a part integrally rotating with shafts 15a and 15b as the center of rotation, when a camera 6 is mounted on a receiving part 15 (hereinafter, to be referred to as a unit part); a cam 28 press-fit in the shaft 15b; and a friction pad 30, made to press-contact with the outer circumferential surface of the lower part of the cam 28 by a spring 31. The cam 28 is fixed, at a position where a position vector (r) toward the center of gravity G of the unit part from the shaft 15b becomes substantially parallel to the center-of-gravity direction, when the vertex 28a of its projecting part comes into contact with the center of the friction pad 30. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転負荷装置に関し、特に、回転される物体の重心とチルト方向の回転中心が大きくずれている場合に、その回転と停止を制御する回転負荷装置に関する。   The present invention relates to a rotary load device, and more particularly, to a rotary load device that controls rotation and stop when a center of gravity of a rotating object and a rotation center in a tilt direction are greatly deviated.

従来より、カメラを壁面に取り付けられた雲台に設置し、その雲台をチルト方向にモータで回転させる監視用カメラの技術が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。また、上記カメラをデジタルカメラにする技術も知られている(例えば、特許文献3参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a monitoring camera technique in which a camera is installed on a pan head attached to a wall surface and the pan head is rotated by a motor in a tilt direction (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In addition, a technique for converting the camera into a digital camera is also known (see, for example, Patent Document 3).

ここで、デジタルカメラが上記雲台の受け部に搭載されているときに一体となってチルト方向の回転を行う部分(以下「ユニット部」という。)は、その重心がその回転中心より上にあって且つ大きく離れていることが多い。   Here, when the digital camera is mounted on the pan head receiving portion, the portion that rotates together in the tilt direction (hereinafter referred to as “unit portion”) has a center of gravity above the center of rotation. Often, they are far apart.

このため、ユニット部をチルト方向に回転させる際の回転モーメントは、雲台に搭載されるデジタルカメラの自重により生じる負荷(以下「自重負荷」という。)で大きく変動する。このとき、ギアのバックラッシュ等による振動が発生し、デジタルカメラで撮影した画像がブレてしまうという問題があった。   For this reason, the rotational moment when the unit portion is rotated in the tilt direction varies greatly depending on the load (hereinafter referred to as “self-weight load”) generated by the weight of the digital camera mounted on the pan head. At this time, there is a problem that vibration caused by gear backlash or the like is generated, and an image captured by the digital camera is blurred.

そこで、従来より、ユニット部の回転モーメントの変動を小さくするためや、ギアのバックラッシュ等による振動の削減のために、ユニット部の回転軸周りに一定の摩擦負荷(以下「フリクション」という。)が加えられている。
実公平2−4319号公報 特開2002−40553号公報 特開2003−60937号公報
Therefore, conventionally, a constant friction load (hereinafter referred to as “friction”) around the rotation axis of the unit portion is used to reduce fluctuations in the rotational moment of the unit portion and to reduce vibration due to gear backlash and the like. Has been added.
No. 2-4319 JP 2002-40553 A JP 2003-60937 A

しかしながら、チルト回転中のユニット部の回転モーメントは一定ではない。また、上記自重負荷の大きさがマイナスからプラス、又はプラスからマイナスに切り替わる際のチルト角度(以下「切替チルト角度」という。)において、ギアのバックラッシュの方向が切替わるために上記ユニット部は最も大きく振動する。   However, the rotational moment of the unit part during tilt rotation is not constant. In addition, since the direction of the backlash of the gear is switched at the tilt angle (hereinafter referred to as “switching tilt angle”) when the magnitude of the self-weight load is switched from minus to plus or from plus to minus, the unit portion is Vibrates most.

しかし、上記切替チルト角度におけるギアのバックラッシュによる振動をできるだけ小さくするように大きなフリクションを加えると、回転モーメントが大きい時、例えば、ユニット部が大きく傾いた状態から起き上がる際に、駆動源のモータトルクが不足して回転不能となってしまう。その一方、駆動源のモータトルクによる回転が確実にできる程度にしかフリクションを加えないと、回転モーメントの変動やギアのバックラッシュよる振動のために画像がブレてしまい、当初の効果が得られない。   However, if a large amount of friction is applied to minimize the vibration caused by the gear backlash at the switching tilt angle, the motor torque of the drive source is increased when the rotational moment is large, for example, when the unit part is lifted from a large tilted state. It becomes impossible to rotate due to lack of. On the other hand, if friction is applied only to such an extent that rotation by the motor torque of the drive source can be surely performed, the image will be blurred due to fluctuations in rotational moment and vibration due to gear backlash, and the original effect cannot be obtained. .

本発明の目的は、チルト方向の回転モーメントの変動や切替チルト角度前後のギアのバックラッシュによる振動を確実に小さくすることができ、且つ駆動源によりユニット部を確実に回転させることができる回転負荷装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a rotational load capable of reliably reducing vibrations caused by fluctuations in rotational moment in the tilt direction and gear backlash before and after the switching tilt angle, and capable of reliably rotating the unit portion by a drive source. To provide an apparatus.

上記目的を達成するために、請求項1記載の回転負荷装置は、駆動源を用いてユニット部をその回転中心まわりにチルト方向に回転駆動させるユニット回転装置に設けられる回転負荷装置であって、前記回転駆動を妨げる負荷を前記ユニット部に与える回転負荷装置において、前記ユニット部の回転中心からその重心へ向かう位置ベクトルの向きが重力方向とほぼ平行であるときに、前記負荷が最大となるよう制御する制御機構を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the rotary load device according to claim 1 is a rotary load device provided in a unit rotary device that uses a drive source to rotationally drive the unit portion around its rotation center in a tilt direction, In the rotary load device that applies a load to the unit unit that impedes the rotational drive, the load is maximized when the direction of the position vector from the rotation center of the unit unit toward the center of gravity is substantially parallel to the direction of gravity. It has the control mechanism which controls.

本発明によれば、ユニット部の回転中心からその重心へ向かう位置ベクトルの向きが重力方向とほぼ平行であるときに、ユニット部を駆動源を用いてその回転中心まわりにチルト方向に回転駆動させる際にユニット部に与える負荷が最大となるよう制御するので、チルト方向の回転モーメントの変動や切替チルト角度前後のギアのバックラッシュによる振動を確実に小さくすることができ、且つ駆動源によりユニット部を確実に回転させることができる。   According to the present invention, when the direction of the position vector from the rotation center of the unit portion toward the center of gravity is substantially parallel to the gravity direction, the unit portion is rotationally driven around the rotation center in the tilt direction using the drive source. Control to maximize the load applied to the unit part, vibrations due to rotational moment fluctuation in the tilt direction and gear backlash before and after the switching tilt angle can be reliably reduced, and the drive part can Can be reliably rotated.

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る回転負荷装置としてのカメラが搭載されたカメラクレードル式雲台装置(以下「カメラクレードル」という。)の斜視図であり、(a)は左斜め前方から見た場合、(b)は右斜め後方から見た場合を示す。ここで、図1に示すカメラクレードルはその構造の説明を容易にするため、一部のカバーが外されている。   FIG. 1 is a perspective view of a camera cradle head device (hereinafter referred to as “camera cradle”) equipped with a camera as a rotational load device according to a first embodiment of the present invention. When viewed from the left diagonal front, (b) shows the case viewed from the right diagonal rear. Here, in order to facilitate explanation of the structure of the camera cradle shown in FIG. 1, a part of the cover is removed.

図1において、カメラクレードル10は、デジタルカメラ6(以下「カメラ6」という。)をパン回転及びチルト回転可能に搭載する装置である。カメラクレードル10は、装置下部の台座カバー17で覆われている台座部1と、台座部1の前部にあってメモリーカード2の挿入部を有するカードスロット7と、台座部1の後部にあって無線ランカード4の挿入部を有するカードスロット8とを備える。また、カメラクレードル10は、電源用コネクタ3と、USBコネクタ5と、シャーシ16に固定されているパンカバー12と、カメラ6をその側面部でメカ的及び電気的に接続するアダプタ14と、カメラ6をその底部で受ける受け部15とを備える。   In FIG. 1, a camera cradle 10 is a device on which a digital camera 6 (hereinafter referred to as “camera 6”) is mounted so as to be capable of pan rotation and tilt rotation. The camera cradle 10 has a pedestal portion 1 covered with a pedestal cover 17 at the bottom of the apparatus, a card slot 7 having a memory card 2 insertion portion at the front of the pedestal portion 1, and a rear portion of the pedestal portion 1. And a card slot 8 having an insertion portion for the wireless run card 4. The camera cradle 10 includes a power connector 3, a USB connector 5, a pan cover 12 fixed to the chassis 16, an adapter 14 that mechanically and electrically connects the camera 6 at its side surface, and a camera. 6 and a receiving portion 15 that receives 6 at its bottom.

カメラ6は、画像データを表示する液晶画面6−aと、被写体を撮像するレンズ部6bとを備える。また、アダプタ14はその底部で受け部15に設けられた不図示のコネクタに電気的に接続されている。このような構成により、カードスロット7に挿入されているメモリーカード2にカメラ6で撮影されたデータを保存でき、逆に、メモリーカード2のデータをデジタルカメラ6に転送しデジタルカメラの液晶画面6−aに表示させることもできる。   The camera 6 includes a liquid crystal screen 6-a that displays image data, and a lens unit 6b that images a subject. The adapter 14 is electrically connected to a connector (not shown) provided on the receiving portion 15 at the bottom. With such a configuration, the data photographed by the camera 6 can be stored in the memory card 2 inserted in the card slot 7, and conversely, the data in the memory card 2 is transferred to the digital camera 6 and the liquid crystal screen 6 of the digital camera. -A can also be displayed.

無線ランカード4は、カードスロット8に挿入されているときに、不図示のアクセスポイント経由でカメラクレードル10をネットワークへ接続する。   When the wireless run card 4 is inserted in the card slot 8, the camera cradle 10 is connected to the network via an access point (not shown).

図2は、図1のカメラクレードル10の外装カバーを取り外した状態での斜視図であり、(a)は正面図、(b)は左側面図、(c)は真上から見た平面図を示す。ここで、図2に示すカメラクレードルは、パン回転動作の説明を容易にするため、プリント基板等の電気部品は省略しメカ部を中心に表している。   2 is a perspective view of the camera cradle 10 of FIG. 1 with the exterior cover removed, wherein (a) is a front view, (b) is a left side view, and (c) is a plan view viewed from directly above. Indicates. Here, in the camera cradle shown in FIG. 2, in order to facilitate the explanation of the pan rotation operation, electric parts such as a printed circuit board are omitted and the mechanical part is mainly shown.

図2において、カメラクレードル10は、ベース板34に複数のゴムブッシュ35を介してビスで固定されているモータ支持板33と、モータ支持板33に固定されているパン機構部駆動用のパンモータ37とを備える。また、カメラクレードル10は、パンモータ37に圧入されているかさ歯ギア38と、かさ歯ギア38と噛合うかさ歯ギア40及びかさ歯ギア40と同軸上にあるパン軸41を固定するシャーシ16とを備える。   In FIG. 2, the camera cradle 10 includes a motor support plate 33 fixed to a base plate 34 with screws via a plurality of rubber bushes 35, and a pan motor 37 for driving a pan mechanism section fixed to the motor support plate 33. With. The camera cradle 10 includes a bevel gear 38 that is press-fitted into the pan motor 37, a bevel gear 40 that meshes with the bevel gear 38, and a chassis 16 that fixes the pan shaft 41 that is coaxial with the bevel gear 40. Is provided.

パン軸41は、モータ支持板33に固定されたパン軸受36に回転自由に挿入され、Eリング39によりスラスト方向の規制を受けている。   The pan shaft 41 is rotatably inserted into a pan bearing 36 fixed to the motor support plate 33, and is restricted in the thrust direction by an E ring 39.

シャーシ16は、その両側に側板16a、16bを有し、そこに軸受20a、20bが圧入されている。これにより、シャーシ16はパンモータ37の回転に同期し、パン軸41を回転中心として回転する。なお、本実施形態ではシャーシ16は図1の状態から時計方向及び反時計方向へそれぞれ160°回転可能となっている。   The chassis 16 has side plates 16a and 16b on both sides thereof, and bearings 20a and 20b are press-fitted therein. As a result, the chassis 16 rotates around the pan shaft 41 in synchronization with the rotation of the pan motor 37. In the present embodiment, the chassis 16 can be rotated 160 ° clockwise and counterclockwise from the state shown in FIG.

受け部15は、その左右両側面には軸15a、15bが同軸上に設けられ、軸15a、15bは軸受20a、20bに回転自由に挿入されている。   The receiving portion 15 has shafts 15a and 15b coaxially provided on both left and right side surfaces thereof, and the shafts 15a and 15b are rotatably inserted into the bearings 20a and 20b.

側板16aは、チルト機構部駆動用のチルトモータ21(以下「モータ21」という。)が固定される。   A tilt motor 21 (hereinafter referred to as “motor 21”) for driving the tilt mechanism section is fixed to the side plate 16a.

図2(c)に示すように、チルトモータ21はギア22が圧入されている出力軸21aを有する。また、側板16aは、Eリング24(図1(b)参照)によりスラスト方向の規制を受けるギア25が挿入されている軸23を固定する。   As shown in FIG. 2C, the tilt motor 21 has an output shaft 21a into which a gear 22 is press-fitted. Further, the side plate 16a fixes the shaft 23 into which the gear 25 that receives the restriction in the thrust direction by the E-ring 24 (see FIG. 1B) is inserted.

ギア25(図2(c))は、同軸上にあって一体で形成されるギア25aとギア25bの大小のギアからなる。ここで、ギア25aはギア22と噛合い、ギア25bは軸15aに圧入された部分ギア26と噛合っている。これにより、受け部15はモータ21の回転に同期して軸15a、15bを回転中心として回転する。なお、本実施の形態では、カメラクレードル10は、図2(b)の状態から図3(a)に示すように、時計方向に40°回転でき、また図3(b)に示すように反時計方向に40°回転できる。   The gear 25 (FIG. 2C) is composed of large and small gears 25a and 25b which are coaxially formed integrally. Here, the gear 25a meshes with the gear 22, and the gear 25b meshes with the partial gear 26 press-fitted into the shaft 15a. As a result, the receiving portion 15 rotates around the shafts 15a and 15b in synchronization with the rotation of the motor 21. In the present embodiment, the camera cradle 10 can be rotated 40 ° clockwise as shown in FIG. 3A from the state of FIG. Can rotate 40 ° clockwise.

軸15b(図2(b))は、カム28が圧入され、カム28の下部外周面にはフリクションパッド30が接触している。フリクションパッド30にはその底部に板バネ31が接着されており、板バネ31はシャーシ16に固定されている。   The shaft 15b (FIG. 2B) is press-fitted with a cam 28, and a friction pad 30 is in contact with the lower outer peripheral surface of the cam 28. A plate spring 31 is bonded to the bottom of the friction pad 30, and the plate spring 31 is fixed to the chassis 16.

フリクションパッド30は板バネ31により、矢印Z方向(図2(a))へ力を受けており、これによりフリクションパッド30はカム28の外周面に圧接される。ここで、従来より、カメラ6が受け部15に搭載されているときに軸15a,15bを回転中心として一体となって回転する部分(以下「ユニット部」という。)の回転モーメントの変動は、カメラ6の自重により生じる負荷がマイナスからプラス、又はプラスからマイナスに切り替わる際のチルト角度(以下「切替チルト角度」という。)において最も大きく変動することが知られている。すなわち、軸15bからユニット部の重心Gへ向かう位置ベクトルrの向きと重力方向(一点鎖線)とがほぼ平行となるときに、ユニット部の回転モーメントの変動は最も大きくなる。また、切替チルト角度前後ではギアのバックラッシュによる振動も大きくなる。   The friction pad 30 receives a force in the direction of the arrow Z (FIG. 2A) by the leaf spring 31, whereby the friction pad 30 is pressed against the outer peripheral surface of the cam 28. Here, conventionally, when the camera 6 is mounted on the receiving portion 15, the fluctuation of the rotational moment of the portion (hereinafter referred to as “unit portion”) that rotates integrally with the shafts 15 a and 15 b as the rotation center is: It is known that the load caused by the weight of the camera 6 varies most greatly in the tilt angle (hereinafter referred to as “switching tilt angle”) when switching from minus to plus or from plus to minus. That is, when the direction of the position vector r from the shaft 15b toward the center of gravity G of the unit portion and the direction of gravity (one-dot chain line) are substantially parallel, the fluctuation of the rotational moment of the unit portion is the largest. Further, the vibration due to the gear backlash increases before and after the switching tilt angle.

よって、図2(b)に示すように、カム28は、その凸部の頂点28a(カム28の半径が最も大きい面)がフリクションパッド30の中心に接するときに、上記位置ベクトルrと重力方向がほぼ平行となる位置で固定される。これにより、チルト角度が切替チルト角度となるときにカム28がフリクションパッド30から受けるフリクションの大きさが最大となり、チルト方向の回転モーメントの変動を確実に小さくすることができ、切替チルト角度前後のギアのバックラッシュによる振動も削減できる。また、チルト角度が切替チルト角度から外れたときには、上記フリクションの大きさは小さくなるので、モータ21によりユニット部を確実に回転させることができる。   Therefore, as shown in FIG. 2B, the cam 28 has a position of the convex portion 28a (surface with the largest radius of the cam 28) in contact with the center of the friction pad 30 and the position vector r. Are fixed at positions where they are substantially parallel. As a result, when the tilt angle becomes the switching tilt angle, the magnitude of the friction that the cam 28 receives from the friction pad 30 is maximized, and the fluctuation of the rotational moment in the tilt direction can be reliably reduced. Vibration due to gear backlash can also be reduced. Further, when the tilt angle deviates from the switching tilt angle, the magnitude of the friction becomes small, so that the unit portion can be reliably rotated by the motor 21.

一方、図3(a),(b)に示すように、フリクションパッド30はユニット部がチルト方向について最も傾いた位置となった状態で、カム28の半径が最も小さい面28b、28cに接するようになっている。このような構成とすることにより、図3(a),(b)に示す状態で、カム28がフリクションパッド30から受けるフリクションを最小とすることができる。これにより、このフリクションが最も大きくなる図3(a),(b)に示す状態でモータ21のモータトルクが不足し、ユニット部が回転停止してしまうのを防止することができる。   On the other hand, as shown in FIGS. 3A and 3B, the friction pad 30 is in contact with the surfaces 28b and 28c having the smallest radius of the cam 28 in a state where the unit portion is at the most inclined position in the tilt direction. It has become. With such a configuration, the friction that the cam 28 receives from the friction pad 30 in the state shown in FIGS. 3A and 3B can be minimized. Thereby, it is possible to prevent the motor unit 21 from rotating and stopping due to insufficient motor torque of the motor 21 in the state shown in FIGS.

また、カム28は、図2(b)の状態から図3(a)又は図3(b)の状態になるまでの間に徐々にフリクションパッド30の中心に接する部分の半径が小さくなっていく形状になっている。これにより、位置ベクトルrと重力方向の成す角度が大きくなるにつれて、カム28がフリクションパッド30から受けるフリクションは減少させることができ、チルト回転を滑らかに行うことができる。   Further, the radius of the cam 28 gradually contacts the center of the friction pad 30 from the state shown in FIG. 2B to the state shown in FIG. 3A or 3B gradually decreases. It has a shape. Thereby, as the angle formed by the position vector r and the direction of gravity increases, the friction that the cam 28 receives from the friction pad 30 can be reduced, and the tilt rotation can be performed smoothly.

また、ユーザーがカム28を軸15bを回転中心として回転でき、且つ任意の固定箇所に固定できる構造とすれば、受け部15にカメラ6以外のカメラ(カメラ61)を交換可能に搭載することができる。   Further, if the user can rotate the cam 28 about the shaft 15b and can be fixed at an arbitrary fixing position, a camera (camera 61) other than the camera 6 can be mounted on the receiving portion 15 in a replaceable manner. it can.

この場合、カム28と軸15bにはカメラクレードル10に搭載できるカメラを搭載した場合の上記ユニット部の重心に応じて上記固定個所が決定される。   In this case, the fixed portion is determined according to the center of gravity of the unit portion when a camera that can be mounted on the camera cradle 10 is mounted on the cam 28 and the shaft 15b.

以下、カム28が図2(b)の状態で固定されている状態で、カメラ6の代わりにそのレンズ部61aがレンズ部6bよりも大きいカメラ61が受け部15に搭載された場合について説明する。   Hereinafter, a case where a camera 61 whose lens portion 61a is larger than the lens portion 6b is mounted on the receiving portion 15 in place of the camera 6 with the cam 28 fixed in the state of FIG. .

カメラ61が搭載された状態でのユニット部は、レンズ部61aの重量の影響で、ユニット部の重心Gは、図4に示すようにレンズ部61aの方向にずれる。このため、軸15bからユニット部の重心Gへ向かう位置ベクトルrの向きはと重力方向(一点鎖線)に対して反時計方向へ約5°傾いた状態となる。   In the unit part with the camera 61 mounted, the center of gravity G of the unit part shifts in the direction of the lens part 61a as shown in FIG. 4 due to the weight of the lens part 61a. For this reason, the direction of the position vector r from the shaft 15b toward the center of gravity G of the unit portion is inclined by about 5 ° counterclockwise with respect to the direction of gravity (dashed line).

従って、カム28は図2(b)の状態から5°時計回りに回転させた状態で固定される。これにより、カメラ61を受け部15に搭載する場合でも、本発明の効果を奏することができる。   Therefore, the cam 28 is fixed in a state rotated clockwise by 5 ° from the state shown in FIG. Thereby, even when the camera 61 is mounted on the receiving portion 15, the effects of the present invention can be achieved.

また、カム28と軸15bには、上記固定箇所を示す印が搭載されるカメラ毎に予め付けられている。これにより、ユーザが受け部15に搭載するカメラに応じてカム28と軸15bに付けられた印の1つにカム28と軸15bの位置を合わせ、カム28を固定するだけで確実に本発明の効果を奏することができる。   Further, the cam 28 and the shaft 15b are preliminarily attached to each camera on which the mark indicating the fixed portion is mounted. Thus, the present invention can be reliably achieved by simply aligning the cam 28 and the shaft 15b with one of the marks attached to the cam 28 and the shaft 15b in accordance with the camera mounted on the receiving portion 15 and fixing the cam 28. The effect of can be produced.

図5は、図2(b)に示すカメラクレードル10の他の変形例を示す図である。   FIG. 5 is a view showing another modification of the camera cradle 10 shown in FIG.

図5のカメラクレードル10aは、その構成が上記カメラクレードル10と基本的に同じであり、同じ構成要素については同一の符号を付して重複した説明を省略し、以下に異なる構成要素について説明する。   The camera cradle 10a in FIG. 5 is basically the same in configuration as the camera cradle 10, and the same components are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted, and different components will be described below. .

図5のカメラクレードル10aは、カム28の代わりに円盤形状の摩擦板51がその円中心の位置で軸15bに圧入されている。フリクションパッド30は、摩擦板51の下部外周面にバネ31により圧接されており、受け部15の軸15b回りの回転に対してフリクションを与える。   In the camera cradle 10a of FIG. 5, a disc-shaped friction plate 51 is press-fitted into the shaft 15b at the center of the circle instead of the cam 28. The friction pad 30 is pressed against the lower outer peripheral surface of the friction plate 51 by a spring 31 and applies friction to the rotation of the receiving portion 15 around the shaft 15b.

摩擦板15は、軸15bと同心円の形状を有するので、デジタルカメラ6がチルト方向に傾いても、バネ31によるフリクションパッド30の摩擦板51に圧接する力は一定である。   Since the friction plate 15 has a concentric shape with the shaft 15b, even if the digital camera 6 is tilted in the tilt direction, the force of the spring 31 pressing against the friction plate 51 of the friction pad 30 is constant.

図6は、図5における摩擦板51を説明するのに用いられる図であり、(a)は下から見た平面図、(b)は斜め下から見た斜視図である。   6A and 6B are diagrams used to explain the friction plate 51 in FIG. 5, where FIG. 6A is a plan view viewed from below, and FIG. 6B is a perspective view viewed obliquely from below.

図6において、摩擦板51のフリクションパッド30に接する外周面の表面状態は均一ではなく、高摩擦領域51bは低摩擦領域51aに比べ摩擦係数が高くなっている。また、摩擦板51は、図5に示すように、高摩擦領域51bの割合が最も高くなる部分51cがフリクションパッド30の中心に接するときに、軸15bからユニット部の重心Gへ向かう位置ベクトルrと重力方向がほぼ平行となる位置で固定される。これにより、チルト角度が上記切替チルト角度となるときに摩擦板51がフリクションパッド30から受けるフリクションの大きさが最大となり、チルト方向の回転モーメントの変動を確実に小さくすることができ、切替チルト角度前後のギヤのバックラッシュによる振動も削減できる。また、チルト角度が切替チルト角度から外れたときには、上記フリクションの大きさは小さくなるので、モータ21によりユニット部を確実に回転させることができる。   In FIG. 6, the surface state of the outer peripheral surface that contacts the friction pad 30 of the friction plate 51 is not uniform, and the high friction region 51b has a higher friction coefficient than the low friction region 51a. Further, as shown in FIG. 5, the friction plate 51 has a position vector r from the shaft 15b toward the center of gravity G of the unit portion when the portion 51c having the highest ratio of the high friction region 51b contacts the center of the friction pad 30. It is fixed at a position where the direction of gravity is almost parallel. Thereby, when the tilt angle becomes the switching tilt angle, the friction plate 51 receives the maximum amount of friction from the friction pad 30, and the fluctuation of the rotational moment in the tilt direction can be surely reduced. Vibration caused by backlash of the front and rear gears can be reduced. Further, when the tilt angle deviates from the switching tilt angle, the magnitude of the friction becomes small, so that the unit portion can be reliably rotated by the motor 21.

また、摩擦板51は、図6(b)に示すように、フリクションパッド30の中心に接する部分の高摩擦領域51bの割合が小さくなっていく形状になっている。これにより、位置ベクトルrと重力方向の成す角度が大きくなるにつれて、摩擦板51がフリクションパッド30から受けるフリクションは減少させることができ、チルト回転を滑らかに行うことができる。   Further, as shown in FIG. 6B, the friction plate 51 has a shape in which the ratio of the high friction region 51 b in the portion in contact with the center of the friction pad 30 is reduced. Thereby, as the angle formed by the position vector r and the direction of gravity increases, the friction received by the friction plate 51 from the friction pad 30 can be reduced, and the tilt rotation can be performed smoothly.

また、本実施の形態ではフリクションパッド30は摩擦板51の外周面に接するようにし、フリクションを得た。しかし、位置ベクトルrと重力方向の成す角度が大きくなるにつれて、摩擦板51がフリクションパッド30から受けるフリクションが減少すればこれに限定されない。例えば、フリクションパッド30が摩擦板51の平面部51dに接する形状とし、平面部51dの摩擦係数を変化させることによりフリクションを得るようにしてもよい。   In the present embodiment, the friction pad 30 is in contact with the outer peripheral surface of the friction plate 51 to obtain friction. However, the present invention is not limited to this as long as the friction that the friction plate 51 receives from the friction pad 30 decreases as the angle between the position vector r and the direction of gravity increases. For example, the friction pad 30 may have a shape in contact with the flat surface portion 51d of the friction plate 51, and the friction may be obtained by changing the friction coefficient of the flat surface portion 51d.

さらに、カメラクレードル10と同様に、ユーザーが摩擦板51を軸15b中心に回転でき、且つ任意の固定箇所に固定できる構造とすれば、受け部15にカメラ6以外のカメラ(カメラ61)を交換可能に搭載することができる。   Further, similarly to the camera cradle 10, if the user can rotate the friction plate 51 around the shaft 15b and can be fixed at an arbitrary fixing position, the camera (camera 61) other than the camera 6 is replaced with the receiving portion 15. It can be mounted as possible.

本発明の第1の実施の形態に係る回転負荷装置としてのカメラが搭載されたカメラクレードル式雲台装置(以下「カメラクレードル」という。)の斜視図であり、(a)は左斜め前方から見た場合、(b)は右斜め後方から見た場合を示す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a camera cradle-type pan head device (hereinafter referred to as “camera cradle”) equipped with a camera as a rotational load device according to a first embodiment of the present invention. When viewed, (b) shows the case viewed from the right rear side. 図1のカメラクレードルの外装カバーを取り外した状態での斜視図であり、(a)は正面図、(b)は左側面図、(c)は真上から見た平面図を示す。It is a perspective view in the state where the exterior cover of the camera cradle of Drawing 1 was removed, (a) is a front view, (b) is a left view, (c) shows a top view seen from right above. カメラクレードルをチルトさせた状態を示す図であり、(a)は図2(b)の状態から時計方向に40°回転させた状態を示し、(b)は図2(b)の状態から時計方向に40°回転させた状態を示す。It is a figure which shows the state which tilted the camera cradle, (a) shows the state rotated 40 degrees clockwise from the state of FIG.2 (b), (b) shows the timepiece from the state of FIG.2 (b). The state rotated 40 degrees in the direction is shown. 図2(b)のカメラクレードルの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the camera cradle of FIG.2 (b). 図2(b)に示すカメラクレードルの他の変形例を示す図である。It is a figure which shows the other modification of the camera cradle shown in FIG.2 (b). 図5における摩擦板を説明するのに用いられる図であり、(a)は下から見た平面図、(b)は斜め下から見た斜視図である。It is a figure used for demonstrating the friction board in FIG. 5, (a) is the top view seen from the bottom, (b) is the perspective view seen from diagonally downward.

符号の説明Explanation of symbols

6 カメラ
10 カメラクレードル
15 受け部
15a,15b 軸
21 モータ
28 カム
30 フリクションパッド
31 板バネ
51 摩擦板
6 Camera 10 Camera cradle 15 Receiving part 15a, 15b Shaft 21 Motor 28 Cam 30 Friction pad 31 Leaf spring 51 Friction plate

Claims (11)

駆動源を用いてユニット部をその回転中心まわりにチルト方向に回転駆動させるユニット回転装置に設けられる回転負荷装置であって、前記回転駆動を妨げる負荷を前記ユニット部に与える回転負荷装置において、
前記ユニット部の回転中心からその重心へ向かう位置ベクトルの向きが重力方向とほぼ平行であるときに、前記負荷が最大となるよう制御する制御機構を有することを特徴とする前記回転負荷装置。
A rotary load device provided in a unit rotation device that drives a unit portion to rotate in a tilt direction around a rotation center using a drive source, wherein the load unit that impedes the rotation drive is applied to the unit portion.
The rotary load device having a control mechanism for controlling the load to become maximum when the direction of a position vector from the rotation center of the unit portion toward the center of gravity is substantially parallel to the direction of gravity.
前記制御機構は、前記位置ベクトルの向きと重力方向とがなす角度が大きくなる程、前記負荷を小さくするよう制御することを特徴とする請求項1記載の回転負荷装置。   The rotary load device according to claim 1, wherein the control mechanism controls the load to decrease as the angle formed by the direction of the position vector and the direction of gravity increases. 前記制御機構は、前記ユニット部の回転中心と同軸上に設けられたカムと、前記カムの下部外周面に圧接されるフリクションパッドとを備え、前記カムの半径を前記フリクションパッドで圧接される部分が最大となるようにすることにより前記負荷を大きくすることを特徴とする請求項1又は2記載の回転負荷装置。   The control mechanism includes a cam provided coaxially with the rotation center of the unit portion, and a friction pad pressed against the lower outer peripheral surface of the cam, and a portion where the radius of the cam is pressed by the friction pad The rotational load device according to claim 1, wherein the load is increased by making the maximum value of the rotation load. 前記ユニット部は、前記回転中心を備える第1のユニットと、該第1のユニットに装着された第2のユニットとを備え、
前記制御機構は、前記第2のユニットが装着されたときの前記重心の位置に応じて、前記チルト方向に前記カムを回転・固定させることを特徴とする請求項3記載の回転負荷装置。
The unit portion includes a first unit including the rotation center, and a second unit attached to the first unit,
4. The rotary load device according to claim 3, wherein the control mechanism rotates and fixes the cam in the tilt direction according to the position of the center of gravity when the second unit is mounted.
前記第2のユニットは、前記第1のユニットに交換可能に装着される複数の装置のいずれか1つであることを特徴とする請求項5記載の回転負荷装置。   The rotary load device according to claim 5, wherein the second unit is any one of a plurality of devices that are replaceably attached to the first unit. 前記第1のユニットはクレードルであり、第2のユニットは撮像装置であることを特徴とする請求項4又は5記載の回転負荷装置。   The rotary load device according to claim 4 or 5, wherein the first unit is a cradle, and the second unit is an imaging device. 前記制御機構は、前記ユニット部の回転中心と同軸上に設けられた円盤形状の回転板と、該回転板の下部外周面に圧接されるフリクションパッドとを備え、前記フリクションパッドで圧接される部分の前記回転板の摩擦係数を大きくすることにより前記負荷を大きくすることを特徴とする請求項1又は2記載の回転負荷装置。   The control mechanism includes a disk-shaped rotating plate provided coaxially with the rotation center of the unit portion, and a friction pad pressed against the lower outer peripheral surface of the rotating plate, and a portion pressed by the friction pad The rotary load device according to claim 1, wherein the load is increased by increasing a friction coefficient of the rotary plate. 前記制御機構は、前記ユニット部の回転中心と同軸上に設けられた円盤形状の回転板と、該回転板の平面部の一部にフリクションパッドを圧接する圧接部とを備え、前記フリクションパッドで圧接される部分の前記回転板の摩擦係数を大きくすることにより前記負荷を大きくすることを特徴とする請求項1又は2記載の回転負荷装置。   The control mechanism includes a disc-shaped rotary plate provided coaxially with the rotation center of the unit portion, and a pressure contact portion that presses a friction pad against a part of a flat portion of the rotary plate, and the friction pad The rotary load device according to claim 1, wherein the load is increased by increasing a friction coefficient of the rotary plate in a portion to be pressed. 前記ユニット部は、前記回転中心を備える第1のユニットと、該第1ユニットに装着された第2のユニットとを備え、
前記制御機構は、前記第2のユニットが装着されたときの前記重心の位置に応じて、前記チルト方向に前記回転板を回転・固定させることを特徴とする請求項7又は8記載の回転負荷装置。
The unit portion includes a first unit including the rotation center, and a second unit attached to the first unit,
The rotational load according to claim 7 or 8, wherein the control mechanism rotates and fixes the rotary plate in the tilt direction according to the position of the center of gravity when the second unit is mounted. apparatus.
前記第2のユニットは、前記第1のユニットに交換可能に装着される複数の装置のいずれか1つであることを特徴とする請求項9記載の回転負荷装置。   The rotary load device according to claim 9, wherein the second unit is any one of a plurality of devices that are replaceably attached to the first unit. 前記第1のユニットはクレードルであり、第2のユニットは撮像装置であることを特徴とする請求項9又は10記載の回転負荷装置。   The rotary load device according to claim 9 or 10, wherein the first unit is a cradle, and the second unit is an imaging device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009229578A (en) * 2008-03-19 2009-10-08 Canon Precision Inc Panhead
CN102314179A (en) * 2011-05-04 2012-01-11 杭州电子科技大学 Cradle head control method based on mobile phone and built-in gravity sensor

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