JP2017122795A - 拭き取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で簡素な構成にもかかわらず、光学面の拭き残りを抑えて効率的な拭き取りを行える拭き取り装置を提供する。【解決手段】フォロワ部材が、カム部と係合することにより、拭き取り部材の他端は光学面の周囲側から前記光学面の光軸側へと変位し、フォロワ部材が、カム部から離脱したときに、拭き取り部材の他端は、付勢部材の付勢力に従い、光学面の光軸側から光学面の周囲側へと変位する。【選択図】図８

Description

本発明は、例えば監視カメラなどに好適に用いられる拭き取り装置に関する。

屋外に設置された監視カメラなどにおいて、雨や雪などからカメラを保護するために専用のハウジングに収納され、かかるハウジングからレンズなどの光学系を収容した円筒状の鏡筒が突き出ているものがある。このような鏡筒の先端には、レンズを保護する保護ガラスが配置され、この保護ガラス及びレンズを通して所望の映像を撮影することができるように構成されている。

ここで、屋外に設置された監視カメラにおいては、保護ガラスの表面に雨滴や雪，或いは塵埃などが付着することで、鮮明な映像が得られない恐れがある。そのため、多くの屋外用監視カメラにおいては、保護ガラスに付着する雨滴等を除去するためにワイパー装置を設け、必要に応じてワイパー装置を動作させることにより、クリアな監視映像を確保できるようにしている。

一般的なワイパー装置としては、例えば特許文献１に示すように、一端にワイパーブレードを取り付けたアームを、他端を中心に往復揺動動作させることで、扇状にワイパーブレードを摺動させてガラス面を拭き取るものが知られている。しかしながら、ワイパーブレードを扇状に摺動させてガラス面を拭き取るワイパー装置では、かなりの面積の拭き残りが生じるため、それにより監視カメラの視界が遮られるという問題がある。かかる問題は、特に円形のガラス面を拭き取る際に顕在化しやすい。

これに対し特許文献２には、回動アームに対して長手方向にスライド可能なスライドアームを取り付けて、回動アームの往復回動に応じてスライドアームをスライドさせることで、これらに取り付けられたワイパーブレードにより円形のガラス面を、拭き残りを抑制しつつ拭き取ることができるワイパー装置が開示されている。しかしながら、このようなワイパー装置では、監視カメラの大型化を招き、また構成が複雑となって、部品点数も増大するという問題がある。

一方、特許文献３には、監視カメラ用途ではないが、配管の確認用の円形窓を清掃する清掃器具が開示されている。かかる清掃器具においては、円形窓の中心に設けた回転軸から窓表面に沿って３方向に延在するようブラシを配置し、該回転軸を回転させることで、ブラシを円形窓の表面に摺動させて、円形窓の周囲まで清掃を行えるようにしている。しかるに、かかる清掃器具を監視カメラに転用した場合、光軸近傍に回転軸を有することから、監視カメラの主要な視界が遮られてしまい、監視機能を大幅に損ねるという根本的な問題がある。又、回転軸を円形窓の内側から外側へと貫通させる場合、円形窓に貫通用の開口を設けなくてはならず、水や塵埃等に対する密封機能が低下するという問題もある。

特開2004-61737号公報 特開平05-145814号公報 特開2010-5503号公報 特開平05-68191号公報

これに対し、特許文献４には、円形の保護ガラスを回転駆動させつつ、ワイパーブレードを設けた揺動アームを最小限の角度で揺動させることで、拭き残し領域を極力排除したワイパー装置が開示されている。特許文献４のワイパー装置によれば、特許文献２の構成に比べ、監視装置の小型化を図れる一方で、保護ガラスを回転させる機構が必要になる。かかる場合、保護ガラスはレンズと共に光学系の一部を構成するので、撮像した映像のぶれや歪み等を招かないように、光軸直交面に対して倒れなく精密に回転させる必要があるが、高精度な回転機構を設けることでコストが増大し、且つ監視装置の大型化を招く恐れがある。

本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、小型で簡素な構成にもかかわらず、光学面の拭き残りを抑えて効率的な拭き取りを行える拭き取り装置を提供することを目的とする。

本発明の拭き取り装置は、
光学面を保持する鏡筒と、
周方向に６つのカム部を有し、駆動源に連結されて前記鏡筒に対して所定方向に回転する回転部材と、
前記鏡筒に設けられ、前記回転部材の回転に応じて前記カム部に係合し，その後離脱する６つのフォロワ部材と、
前記フォロワ部材に連結され、前記フォロワ部材の回動に応じて揺動しつつ光学面上を摺動する拭き取り部材と、
前記拭き取り部材を回動方向に付勢する付勢部材と、を有し、
前記フォロワ部材が、前記カム部と係合することにより、前記拭き取り部材は前記光学面の周囲側と光軸側のうち一方の側から他方の側へと変位し、前記フォロワ部材が、前記カム部から離脱したときに、前記拭き取り部材は、前記付勢部材の付勢に従い、前記他方の側から前記一方の側へと変位するものである。

本発明によれば、小型で簡素な構成にもかかわらず、光学面の拭き残りを抑えて効率的な拭き取りを行える拭き取り装置を提供することができる。

本実施の形態にかかる拭き取り装置を備えた監視カメラ１００の斜視図である。 監視カメラ１００の分解図である。 監視カメラ１００の拭き取り装置を示す斜視図である。 図３の矢印IV部を拡大して示す図である。 拭き取り部材が中間位置にある状態を示す図４と同様な図である。 拭き取り部材が光軸側の位置にある状態を示す図４と同様な図である。 １つのワイパー機構１１０を示す斜視図である。 ガラス平板１０８及びワイパー機構１１０を光軸方向に見た図である。 拭き取り部材が中間位置の状態における拭き取り装置の斜視図である。 拭き取り部材が揺動ストローク端の状態における拭き取り装置の斜視図である。 別な実施の形態にかかる拭き取り装置の動作を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態にかかる拭き取り装置を備えた監視カメラ１００の斜視図であるが、拭き取り装置は簡略化して示している。図２は、監視カメラ１００の分解図である。図３は、監視カメラ１００の拭き取り装置を示す斜視図である。

図１、２において、不図示の撮像装置を収容した中空の筐体１０１は、柱や塀などの構造物に設置された取付台１０９に対して，ボルトＢＴを介して固定されている。筐体１０１の一端側（図２で手前側）には、不図示の光学系を内包した円筒状の鏡筒１０２が連結され、他端側（図２で奥側）はねじ止めされた蓋部材１０３により閉止されている。

鏡筒１０２の近傍において、図２に示すように筐体１０１内には駆動源としてのモータ１０４が取り付けられている。鏡筒１０２の軸線方向（以下、光軸方向とする）に平行に延在するモータ１０４の回転軸１０４ａは、筐体１０１から突き出ており、その先端に駆動ギヤ１０５が固定されている。

鏡筒１０２の周囲には、回転部材である円管状の回転リング１０６が回転可能に取り付けられている。回転リング１０６の筐体１０１側の端部周囲には，作動ギヤ１０６ａが形成されており、回転リング１０６を鏡筒１０２に組み付けた際に、駆動ギヤ１０５と噛合するようになっている。また回転リング１０６の先端内周には、内側に突出するようにして６つのカム部１０６ｂ（図１，３参照）が周方向に等間隔に形成されている。又、図１に示すように駆動ギヤ１０５と作動ギヤ１０６ａとを遮蔽しつつ、鏡筒１０２の上方を覆うように庇状に延在する遮光用のフード１０７が、筐体１０１の他端側にねじ止めされている。鏡筒１０２及び回転リング１０６は、フード１０７の円形開口１０７ａを介して外部に突出している。フード１０７は回転リング１０６の抜け止めも兼ねる。

図１，３に示すように、鏡筒１０２の先端には、光学面を構成する円形のガラス平板１０８が嵌合固定されている。ガラス平板１０８を介して被写体光が取り込まれ、鏡筒１０２内のレンズを介して、筐体１０１内の撮像装置により被写体の撮像が行われるようになっている。ガラス平板１０８に隣接して、ガラス平板１０８の拭き取り動作を行う６つのワイパー機構１１０が設けられている。鏡筒１０２とワイパー機構１１０と回転リング１０６とで、拭き取り装置を構成する。以下、ワイパー機構１１０について説明する。

図４は、図３の矢印IV部を拡大して示す図であって、拭き取り部材が光学面の周囲側の位置にある状態を示している。図５は、拭き取り部材が中間位置にある状態を示す図４と同様な図である。図６は、拭き取り部材が光軸側の位置にある状態を示す図４と同様な図であるが、回転リング１０６を取り外している。図７は、１つのワイパー機構１１０を示す斜視図である。各ワイパー機構１１０は同様の構成を有する。

図６において、鏡筒１０２の先端外周には，等間隔に６つの凹部１０２ｃが形成されており、各凹部１０２ｃの底面には円形開口１０２ｄが形成されている。円形開口１０２ｄには、ワイパー機構１１０の揺動軸１１１の一端が回転可能に嵌合している。揺動軸１１１は、中央外周に半筒状の突起１１１ａを固定形成しており、また揺動軸１１１の周囲には捩りバネ１１２が組み付けられている。付勢部材としての捩りバネ１１２の一端１１２ａは突起１１１ａに係合し、その他端１１２ｂは、凹部１０２ｃの縁に形成された凸部１０２ｅに係合している。従って、揺動軸１１１は、捩りバネ１１２から、常に図６で軸線回りに矢印Ａ方向（時計回りの回動方向）に向かう付勢力を付与されている。

揺動軸１１１の他端には、円盤の外周の一部を切り欠いたごとき切欠部１１３ａを備えたフォロワ部１１３と、揺動軸１１１の軸線直交方向に延在するアーム部１１４の一端１１４ａとが固定され、これらは一体的に揺動するようになっている。図７に示すように、アーム部１１４の自由端である他端１１４ｂは、撓み可能な板状の第１のリンク部材１１５の中央に固定的に取り付けられ、第１のリンク部材１１５の遠端１１５ａは、撓み可能な板状の第２のリンク部材１１６の中央に枢動可能に取り付けられ、第１のリンク部材１１５の近端１１５ｂは、撓み可能な板状の第３のリンク部材１１７の中央に枢動可能に取り付けられている。

第２のリンク部材１１６及び第３のリンク部材１１７の図７で下方には、揺動軸１１１からアーム部１１４に沿って湾曲しつつ延在するケース１１８が配置されている。光軸方向に見たときのケース１１８の曲率半径は、ガラス平板１０８の周縁の曲率半径に略等しいと好ましい。ケース１１８の図７で上面には、４つの枠部１１８ａ〜１１８ｄが長手方向に離間しつつ、一体的に形成されている。アーム部１１４と，リンク部材１１５〜１１７と、ケース１１８とでフレームを構成するが、これらは金属製であると好ましい。

第２のリンク部材１１６の遠端両側に設けられた枠部１１８ａには、第２のリンク部材１１６の遠端に形成された枢軸１１６ａがそれぞれ変位可能に係合し、また第２のリンク部材１１６の近端両側に設けられた枠部１１８ｂには、第２のリンク部材１１６の近端に形成された枢軸１１６ｂがそれぞれ変位可能に係合している。これにより第２のリンク部材１１６が撓んだとき、その枢軸１１６ａ、１１６ｂが枠部１１８ａ、１１８ｂ内でそれぞれ変位可能となり、第２のリンク部材１１６の撓みを阻害しないようになっている。

更に、第３のリンク部材１１７の遠端両側に設けられた枠部１１８ｃには、第３のリンク部材１１７の遠端に形成された枢軸１１７ａがそれぞれ変位可能に係合し、また第３のリンク部材１１７の近端両側に設けられた枠部１１８ｄには、第３のリンク部材１１７の近端に形成された枢軸１１７ｂがそれぞれ変位可能に係合している。これにより第３のリンク部材１１７が撓んだとき、その枢軸１１７ａ、１１７ｂが枠部１１８ｃ、１１８ｄ内でそれぞれ変位可能となり、第３のリンク部材１１７の撓みを阻害しないようになっている。

ケース１１８は、円弧状の湾曲した角筒状であって、長手方向に沿って図７で下面にスリット１１８ｆを有する。又、ケース１１８の遠端１１８ｅは、三角形状に尖っている（図５参照）。例えばケース１１８より弾性率が小さいゴム製である拭き取り部材である摺動部材１１９は、ケース１１８内に保持された基部１１９ａと、基部１１９ａに対してスリット１１８ｆを介して外部へと延在する部位を介して連結された三角形断面形状の摺動部１１９ｂとを有する。ワイパー機構１１０が鏡筒１０２に組み付けられた状態で、摺動部１１９ｂのエッジ状の先端が、ガラス平板１０８に当接することとなる。

次に、ワイパー機構１１０の動作について説明する。図８は、ガラス平板１０８及びワイパー機構１１０を光軸方向に見た図である。図８では、ワイパー機構１１０を代表して、フォロワ部１１３と、アーム部１１４と、摺動部材１１９のみを示しているが、上述したように摺動部材１１９は、リンク部材１１５〜１１７及びケース１１８を介してアーム部１１４と共に変位するようになっている。６つのワイパー機構１１０は、同期して動作する。

まず、図３，図８（ａ）に示す初期位置では、フォロワ部１１３がカム部１０６ｂに係合しておらず、アーム部１１４及び摺動部材１１９は、ガラス平面１０８の周囲側に位置している。従って、かかる状態では、監視カメラの視界を遮ることが抑制される。

例えば雨天時などにモータ１０４に給電することで、駆動ギヤ１０５が図８で時計回りに一定速で回転を始めると、駆動ギヤ１０５に噛合した作動ギヤ１０６ａを介して駆動力が伝達され、回転リング１０６が鏡筒１０２の周囲で反時計回りに回転する。カム部１０６ｂが各フォロワ部材１１３の切欠部１１３ａ（図５，図７参照）に係合すると、捩りバネ１１２の付勢力に抗してフォロワ部材１１３と共に揺動軸１１１及びアーム部１１４が同時に反時計回りに回動させられる（図４，図８（ｂ）参照）。これにより、摺動部材１１９がガラス平面１０８の周囲側から光軸側へと変位し始める。図８（ｂ）は、回転リング１０６が１．０°回転した中間位置の状態を示す。かかる状態における拭き取り装置の斜視図を、図５及び図９に示す。

図８（ｃ）に示すように、回転リング１０６が１０°回転して、カム部１０６ｂが各フォロワ部材１１３の切欠部１１３ａに完全に係合した状態では、ケース１１８の三角形状の遠端１１８ｅの隣接する縁同士が合致し、摺動部材１１９の自由端（先端）が光軸上に位置するようになり、すなわち各摺動部材１１９の自由端同士が当接し合うこととなる。尚、少なくとも２つの摺動部材１１９が当接すれば良い。ワイパー機構１１０が揺動ストローク端にある拭き取り装置の斜視図を、図６及び図１０に示す。

その後、図８（ｄ）に示すように、回転リング１０６が２０°回転して、カム部１０６ｂが各フォロワ部材１１３の切欠部１１３ａから離脱した状態では、捩りバネ１１２の付勢力によりフォロワ部材１１３と共に揺動軸１１１及びアーム部１１４が同時に時計回りに回動させられ、これにより摺動部材１１９がガラス平面１０８の光軸側から周囲側へと初期位置に戻る。以上により明らかであるが、６つのワイパー機構１１０が互いに補完し合いながら、ガラス平板１０８の表面に対して摺動部材１１９を当接させたまま摺動することで、ガラス平板１０８の表面全体を拭き残しなく拭き取り動作を行うことができる。尚、回転リング１０６の回転位置を検出するセンサを設けて、拭き取り措置の動作が不要な場合に、図８（ｄ）の位置でモータ１０４を停止させるように制御すると好ましい。

本実施の形態にかかる拭き取り装置は、回転リング１０６を１方向に回転させるのみでガラス板１０８のほぼ全面の拭き取りを行うことができ、構造がシンプルであり、部品数も最小限で構成されるため、コストを減少できる。又、ガラス平板１０８に貫通軸を設けないので、防雨防水に優れ、屋外に設置される監視カメラに好適であり、円形のガラス平板１０８全体を均一に拭き取りができ、不使用時においては完全退避し視界の妨げにならないという利点がある。かかる拭き取り装置は、監視カメラに限らず、丸窓を備える屋外（風雨に曝される）機器の窓や車両、船舶の窓、あるいは発熱量が少ないため融雪効果の薄い豪雪地帯の交通信号機などの発光サイン部にも適している。

図１１は、別な実施の形態にかかる拭き取り装置の動作を示す図であるが、ワイパー機構の主要部のみ示している。本実施の形態においては、フォロワ部１１３が切欠部の代わりに，外周から突出したフォロワ片１１３ｂを有している。フォロワ片１１３ｂは、カム部１０６ｂに係合可能となっている。又、アーム部１１４と一体的に回動するフォロワ部１１３は、不図示の捩りバネにより反時計回り(図１１(ａ)の矢印Ｂ方向)に付勢されている。フォロワ部１１３に対してカム部１０６ｂは、矢印に示す方向に相対移動する。図示していないが、アーム部１１４には、反時計回りにおける過度の揺動を阻止するストッパを設けると好ましい。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。

図１１(ａ)に示すように、カム部１０６ｂがフォロワ部１１３のフォロワ片１１３ｂに係合した状態では、フォロワ片１１３ｂから時計回りのトルクを受けたアーム部１１４が、不図示の捩りバネからの付勢力に抗してカム部１０６ｂ側に接近し、これにより不図示の摺動部材の端部が光学面の周囲側に位置するようになっている。

一方、図１１(ｂ)に示すように、カム部１０６ｂがフォロワ部１１３のフォロワ片１１３ｂから離脱した状態では、フォロワ片１１３ｂの拘束が解かれるため、不図示の捩りバネから反時計回りの付勢力を受けたアーム部１１４がカム部１０６ｂ側から離間して反時計回りに揺動して、不図示の摺動部材の端部が光学面の光軸側に位置するようになっている。その後、次のカム部１０６ｂがフォロワ部１１３のフォロワ片１１３ｂに係合することで、図１１(ａ)に示す位置へとアーム部１１４が時計回りに揺動する。以下、アーム部１１４は同様の揺動動作を繰り返す。

また、本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、回転リングはギヤでなくベルトやプーリ或いはチェーン駆動或いはこれらの複合機構を用いて回転駆動されても良い。光学面は平面でなく曲率を有していても良い。又、カム部とフォロワ部とはそれぞれ時間差をおいて係合・離脱しても良い。更に、捩りバネを用いる代わりに，揺動軸１１１の端部を鏡筒１０２に固定することでトーションバーとして用いることもできる。

１００ 監視カメラ
１０１ 筐体
１０２ 鏡筒
１０２ｃ 凹部
１０２ｄ 円形開口
１０２ｅ 凸部
１０３ 蓋部材
１０４ モータ
１０４ａ 回転軸
１０５ 駆動ギヤ
１０６ 回転リング
１０６ａ 作動ギヤ
１０６ｂ カム部
１０７ フード
１０７ａ 円形開口
１０８ ガラス平板
１０９ 取付台
１１０ ワイパー機構
１１１ 揺動軸
１１１ａ 突起
１１２ 捩りバネ
１１２ａ 一端
１１２ｂ 他端
１１３ フォロワ部
１１３ａ 切欠部
１１４ アーム部
１１４ａ 一端
１１４ｂ 他端
１１５ 第１のリンク部材
１１５ａ 遠端
１１５ｂ 近端
１１６ 第２のリンク部材
１１６ａ 遠端側の枢軸
１１６ｂ 近端側の枢軸
１１７ 第３のリンク部材
１１７ａ 遠端側の枢軸
１１７ｂ 近端側の枢軸
１１８ ケース
１１８ａ〜１１８ｄ 枠部
１１８ｅ 遠端
１１８ｆ スリット
１１９ 摺動部材
１１９ａ 基部
１１９ｂ 摺動部

Claims (4)

1. 光学面を保持する鏡筒と、
   周方向に６つのカム部を有し、駆動源に連結されて前記鏡筒に対して所定方向に回転する回転部材と、
   前記鏡筒に設けられ、前記回転部材の回転に応じて前記カム部に係合し，その後離脱する６つのフォロワ部材と、
   前記フォロワ部材に連結され、前記フォロワ部材の回動に応じて揺動しつつ光学面上を摺動する拭き取り部材と、
   前記拭き取り部材を回動方向に付勢する付勢部材と、を有し、
   前記フォロワ部材が、前記カム部と係合することにより、前記拭き取り部材は前記光学面の周囲側と光軸側のうち一方の側から他方の側へと変位し、前記フォロワ部材が、前記カム部から離脱したときに、前記拭き取り部材は、前記付勢部材の付勢に従い、前記他方の側から前記一方の側へと変位する拭き取り装置。
2. 前記カム部は周方向に等間隔に配置され、前記フォロワ部材が前記カム部と係合することにより、前記拭き取り部材の少なくとも２つの端部は、互いに当接し合う請求項１に記載の拭き取り装置。
3. 前記拭き取り部材は、前記フォロワ部材に連結されたフレームと、前記フレームより弾性率が小さい素材からなり前記光学面に対して摺動可能な摺動部とを有する請求項１又は２に記載の拭き取り装置。
4. 前記光学面は円形である請求項１〜３のいずれかに記載の拭き取り装置。

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