JP2017184306A - Turning drive device - Google Patents

Turning drive device Download PDF

Info

Publication number
JP2017184306A
JP2017184306A JP2016063503A JP2016063503A JP2017184306A JP 2017184306 A JP2017184306 A JP 2017184306A JP 2016063503 A JP2016063503 A JP 2016063503A JP 2016063503 A JP2016063503 A JP 2016063503A JP 2017184306 A JP2017184306 A JP 2017184306A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
shaft
pan
tilt
driven
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016063503A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
啓 末藤
Kei Suefuji
啓 末藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2016063503A priority Critical patent/JP2017184306A/en
Publication of JP2017184306A publication Critical patent/JP2017184306A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a miniaturized turning drive device with a vibration type actuator which has excellent controllability.SOLUTION: A monitor camera 100 includes: an imaging device 110; a supporting body 120 that rotatably supports the imaging device 110 around a tilt rotation axis L1; a pan driving motor 140 having a vibrator 142 and a driven body 143; a tilt driving motor 150 having a vibrator 152 and a driven body 153; and a tilt drive shaft 160 that is engaged with the imaging device 110, and is movably provided to a direction of a pan rotation axis L2 at a position almost coincide with the pan rotation axis L2. The imaging device 110 and the supporting body 120 are integrally rotated around the pan rotation axis L2 by a rotation output of the driven body 143 when driving the pan driving motor 140. The imaging device 110 is rotated around the tilt rotation axis L1 by advancing the tilt drive shaft 160 to a direction of the pan rotation axis L2 by the output from the tilt driving motor 150.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、振動体と被駆動体とを加圧接触させ、振動体に励起させた振動によって振動体と被駆動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータを用いた旋回駆動装置に関する。   The present invention relates to a turning drive device using a vibration type actuator that brings a vibrating body and a driven body into pressure contact and moves the vibrating body and the driven body relatively by vibration excited by the vibrating body.

振動型アクチュエータの特徴である高精度で静粛な駆動を活かした旋回駆動装置が知られている(特許文献1参照)。図11は、周知の旋回駆動装置の一例であるステージ装置400の概略構成を示す側面図である。ステージ装置400では、パン駆動用の振動型アクチュエータ401aの駆動軸にケース420が固定されており、ケース420にはチルト駆動用の振動型アクチュエータ401bが固定されている。そして、チルト駆動用の振動型アクチュエータ401bの駆動軸には、駆動対象物である旋回ステージ410が固定されている。このような構成により、振動型アクチュエータ401bを駆動することにより、旋回ステージ410のみを第1の回転軸L1まわりに回転させるチルト駆動を行うことができる。そして、振動型アクチュエータ401aを駆動することにより、ケース420と振動型アクチュエータ401bと旋回ステージ410とを一体的に第2の回転軸L2まわりに回転させるパン駆動を行うことができる。   A turning drive device is known that utilizes the high-precision and silent drive that is characteristic of a vibration actuator (see Patent Document 1). FIG. 11 is a side view showing a schematic configuration of a stage device 400 which is an example of a known turning drive device. In stage device 400, case 420 is fixed to the drive shaft of vibration actuator 401a for pan driving, and vibration actuator 401b for tilt driving is fixed to case 420. A turning stage 410 as a driving target is fixed to the drive shaft of the vibration actuator 401b for tilt driving. With such a configuration, by driving the vibration type actuator 401b, it is possible to perform tilt driving in which only the turning stage 410 is rotated about the first rotation axis L1. Then, by driving the vibration type actuator 401a, it is possible to perform pan driving in which the case 420, the vibration type actuator 401b, and the turning stage 410 are integrally rotated around the second rotation axis L2.

旋回駆動装置の別の例として、互いに略直交する2つの軸のそれぞれの軸まわりに回転可能な球体を駆動対象物とし、球体を回転駆動するために2つ以上の圧電駆動部を備える回転駆動装置が提案されている(特許文献2参照)。2つ以上の圧電駆動部はそれぞれ、球体を回転させる第1の運転モードと、縦振動により非回転用の圧電駆動部と球体との間の摩擦力を低減させる第2の運転モードでの駆動が可能となっている。   As another example of the swivel driving device, a sphere that can be rotated around each of two axes that are substantially orthogonal to each other is a driving object, and a rotational driving device that includes two or more piezoelectric driving units to rotationally drive the sphere. An apparatus has been proposed (see Patent Document 2). Each of the two or more piezoelectric drive units is driven in a first operation mode in which the sphere is rotated and in a second operation mode in which the frictional force between the non-rotation piezoelectric drive unit and the sphere is reduced by longitudinal vibration. Is possible.

特開2005−37724号公報JP 2005-37724 A 特開2001−211676号公報JP 2001-211676 A

しかしながら、上記のステージ装置400では、パン駆動の際に、旋回ステージ410だけでなくチルト駆動用の振動型アクチュエータ401bとケース420とが一体となって第2の回転軸L2まわりに回転する。そのため、パン駆動用の振動型アクチュエータ401aには大きなトルクが必要となってしまい、パン駆動用の振動型アクチュエータ401aが大型化し、ひいてはステージ装置400全体が大型化するという問題が生じる。また、チルト駆動用の振動型アクチュエータ401bが第2の回転軸L2まわりに回転するため、チルト駆動用の振動型アクチュエータ401bへの給電のためにスリップリング等を用いる必要があり、その分だけステージ装置が大型化してしまう。更に、チルト駆動用の振動型アクチュエータ401bは、旋回ステージ410の外径側に配置されているため、パン駆動時のイナーシャが増大し、旋回ステージ410の位置決め精度や応答性等が低下するおそれがある。加えて、ステージ装置400を設置する場所には、チルト駆動用の振動型アクチュエータ401bが移動可能なスペースを確保する必要があり、設置場所が制限されてしまうという問題がある。   However, in the stage device 400 described above, not only the turning stage 410 but also the vibration actuator 401b for tilt driving and the case 420 rotate together around the second rotation axis L2 during pan driving. For this reason, a large torque is required for the vibration actuator 401a for driving the pan, and there is a problem that the vibration actuator 401a for driving the pan is increased in size, and the entire stage device 400 is increased in size. Further, since the vibration actuator 401b for tilt driving rotates around the second rotation axis L2, it is necessary to use a slip ring or the like for feeding power to the vibration actuator 401b for tilt driving, and the stage accordingly. The device becomes large. Further, since the vibration type actuator 401b for tilt driving is arranged on the outer diameter side of the turning stage 410, the inertia at the time of pan driving increases, and the positioning accuracy and responsiveness of the turning stage 410 may be lowered. is there. In addition, it is necessary to secure a space where the vibration actuator 401b for tilt driving can be moved at a place where the stage apparatus 400 is installed, and there is a problem that the installation place is limited.

上記特許文献2に記載された回転駆動装置では、複数の圧電駆動部を用いて球体を駆動する構成となっているため、ステージ装置400についての上述の問題は生じない。しかし、球体を所定の方向に回転させるためには、複数の圧電駆動部のうち1つを第1の運転モードで駆動し、残りを球体との間の摩擦力を低減するために第2の運転モードで駆動する必要があるため、消費電力が増大するという問題がある。また、球体はその表面で圧電駆動部と接触しているため、球体の表面に高精度な加工が必要となり、生産コストが増加する。更に、球体は、平板状のステージと比較すると、旋回ステージに取り付ける部材(例えば、カメラ等)の形状や大きさの制限が大きいという問題もある。   The rotational drive device described in Patent Document 2 has a configuration in which a sphere is driven using a plurality of piezoelectric drive units, and thus the above-described problem with respect to the stage device 400 does not occur. However, in order to rotate the sphere in a predetermined direction, one of the plurality of piezoelectric drive units is driven in the first operation mode, and the rest is used to reduce the frictional force between the sphere and the second. Since it is necessary to drive in an operation mode, there exists a problem that power consumption increases. Further, since the sphere is in contact with the piezoelectric drive unit on the surface thereof, high-precision processing is required on the surface of the sphere, and the production cost increases. Furthermore, the sphere has a problem that the shape and size of a member (for example, a camera) attached to the turning stage is greatly limited as compared with a flat plate stage.

本発明は、振動型アクチュエータを用いた、小型で制御性に優れた旋回駆動装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a small-sized swivel drive device using a vibration type actuator and having excellent controllability.

本発明に係る旋回駆動装置は、第1の回転体と、前記第1の回転体を第1の軸の軸まわりに回転可能に軸支する第2の回転体と、第1の振動体および前記第1の振動体に励起した振動により前記第1の軸と直交する第2の軸の軸まわりに回転する第1の被駆動体を有する第1の振動型アクチュエータと、前記第1の回転体と係合し、前記第2の軸と略一致する位置において前記第2の軸の軸方向に移動可能に設けられた軸部材と、第2の振動体および前記第2の振動体に励起した振動により駆動される第2の被駆動体を有する第2の振動型アクチュエータと、を備え、前記第1の振動型アクチュエータの回転出力によって前記第1の回転体と前記第2の回転体とを一体的に前記第2の軸の軸まわりに回転させ、前記第2の振動型アクチュエータの出力によって前記軸部材を前記第2の軸の軸方向に直進させることにより前記第1の回転体を前記第1の軸の軸まわりに回転させることを特徴とする。   A swivel drive device according to the present invention includes a first rotating body, a second rotating body that rotatably supports the first rotating body around an axis of a first shaft, a first vibrating body, A first vibration-type actuator having a first driven body that rotates around an axis of a second axis orthogonal to the first axis by vibration excited in the first vibrating body; and the first rotation A shaft member provided so as to be movable in the axial direction of the second shaft at a position substantially engaged with the second shaft, and excited by the second vibrating body and the second vibrating body. A second vibration type actuator having a second driven body that is driven by the generated vibration, and the first rotation body and the second rotation body according to the rotation output of the first vibration type actuator. Are integrally rotated around the axis of the second shaft, and the second vibration type actuator is rotated. The output is characterized by rotating said first rotary member by straight the shaft member in the axial direction of the second axis about the axis of said first shaft.

本発明によれば、振動型アクチュエータを用いた、小型で制御性に優れた旋回駆動装置を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a small-sized swivel drive device using a vibration type actuator and having excellent controllability.

本発明の第1実施形態に係る監視カメラの概略構成を示す斜視図及び分解斜視図である。It is the perspective view and exploded perspective view which show schematic structure of the surveillance camera which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の監視カメラの構造をその断面を表して示す斜視図と部分拡大図である。FIG. 2 is a perspective view and a partially enlarged view showing the cross section of the structure of the surveillance camera of FIG. 1. 図1の監視カメラが備えるチルト駆動用モータによって駆動されるチルト駆動シャフトの概略構成を示す斜視図と分解斜視図である。FIG. 2 is a perspective view and an exploded perspective view showing a schematic configuration of a tilt drive shaft driven by a tilt drive motor included in the surveillance camera of FIG. 1. 図1の監視カメラでチルト角度を−30度/+30度としてそれぞれ撮像装置を駆動した監視カメラの状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a state of a monitoring camera in which the imaging device is driven with a tilt angle of −30 degrees / + 30 degrees in the monitoring camera of FIG. 1. 図1の監視カメラでパン角度を−30度、チルト角度とパン角度を共に−30度としたそれぞれ撮像装置を駆動した監視カメラの状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a state of the monitoring camera that drives the imaging device with the panning angle of −30 degrees and the tilt angle and panning angle of −30 degrees in the monitoring camera of FIG. 1. 図1の監視カメラの変形例の1つであるステージ装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the stage apparatus which is one of the modifications of the surveillance camera of FIG. 本発明の第2実施形態に係る監視カメラの概略構成を示す斜視図及び断面図である。It is the perspective view and sectional drawing which show schematic structure of the surveillance camera which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図7の監視カメラを構成するパン駆動用モータの駆動部の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the drive part of the motor for a pan drive which comprises the surveillance camera of FIG. 図7の監視カメラを構成するチルト駆動用モータの概略構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows schematic structure of the motor for tilt drive which comprises the surveillance camera of FIG. 図7の監視カメラを構成するチルト駆動用モータにおいて振動体と被駆動体とを加圧接触させるための別の加圧手段の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of another pressurization means for making a vibration body and a to-be-driven body press-contact in the tilt drive motor which comprises the surveillance camera of FIG. 周知の旋回駆動装置の概略構成を示す側面図である。It is a side view which shows schematic structure of a well-known turning drive device.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係る旋回駆動装置として、監視カメラを取り上げることとする。図1(a)は、本発明の第1実施形態に係る監視カメラ100の概略構成を示す斜視図である。図1(b)は、監視カメラ100の分解斜視図である。監視カメラ100は、撮像装置110(第1の回転体)、支持体120(第2の回転体)、第1の振動型アクチュエータ(以下「パン駆動用モータ」という)140及び第2の振動型アクチュエータ(以下「チルト駆動用モータ」という)150を備える。また、監視カメラ100は、基台130及び出力変換機構を有し、出力変換機構は、チルト駆動用モータ150に連結された外部ギア157と、外部ギア157によって駆動されるチルト駆動シャフト160(軸部材)とを有する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, a surveillance camera is taken up as the turning drive device according to the present invention. Fig.1 (a) is a perspective view which shows schematic structure of the surveillance camera 100 which concerns on 1st Embodiment of this invention. FIG. 1B is an exploded perspective view of the monitoring camera 100. The monitoring camera 100 includes an imaging device 110 (first rotating body), a support body 120 (second rotating body), a first vibration type actuator (hereinafter referred to as “pan driving motor”) 140, and a second vibration type. An actuator (hereinafter referred to as “tilt driving motor”) 150 is provided. The surveillance camera 100 includes a base 130 and an output conversion mechanism. The output conversion mechanism includes an external gear 157 coupled to the tilt drive motor 150 and a tilt drive shaft 160 (axis) driven by the external gear 157. Member).

説明の便宜上、図1に示すように、互いに直交するX方向(X軸)、Y方向(Y軸)及びZ方向(Z軸)を定める。図1には、監視カメラ100が初期位置(ホームポジション)にある状態が示されている。撮像装置110はレンズ部111を有しており、監視カメラ100が初期位置にあるとき、レンズ部111の光軸L3はX軸と略平行となっている。監視カメラ100は、後述するように、光軸L3と略直交する第1の軸であるチルト回転軸L1まわりに撮像装置110を回転させることが可能な構造となっており、監視カメラ100が初期位置にあるとき、チルト回転軸L1はY軸と略平行となっている。また、監視カメラ100は、光軸L3と略直交する第2の軸であるパン回転軸L2まわりに撮像装置110を回転させることが可能な構造となっており、監視カメラ100が初期位置にあるとき、パン回転軸L2はZ軸と略平行となっている。撮像装置110のチルト駆動とパン駆動の詳細については後述する。   For convenience of explanation, as shown in FIG. 1, an X direction (X axis), a Y direction (Y axis), and a Z direction (Z axis) orthogonal to each other are defined. FIG. 1 shows a state in which the monitoring camera 100 is in the initial position (home position). The imaging device 110 includes a lens unit 111, and when the monitoring camera 100 is in the initial position, the optical axis L3 of the lens unit 111 is substantially parallel to the X axis. As will be described later, the monitoring camera 100 has a structure capable of rotating the imaging device 110 around a tilt rotation axis L1 that is a first axis substantially orthogonal to the optical axis L3. When in position, the tilt rotation axis L1 is substantially parallel to the Y axis. In addition, the monitoring camera 100 has a structure capable of rotating the imaging device 110 around the pan rotation axis L2, which is a second axis substantially orthogonal to the optical axis L3, and the monitoring camera 100 is in the initial position. The pan rotation axis L2 is substantially parallel to the Z axis. Details of tilt driving and pan driving of the imaging device 110 will be described later.

なお、監視カメラ100は、パン回転軸L2が水平方向と直交すると共にチルト回転軸L1が鉛直方向と直交するように配置されることを必要とするものではない。また、略直交とは2つの方向(軸)が実質的に直交しているものとみなすことができることを指し、略平行とは2つの方向(軸)が実質的に平行になっているとみなすことができることをいう。例えば、チルト回転軸L1とパン回転軸L2とは略直交するが、これは、チルト回転軸L1とパン回転軸L2とが厳密に直交していることを必要としない。つまり、監視カメラ100を構成する各種部品の寸法精度や組み付け精度を考慮して、チルト回転軸L1とパン回転軸L2とは、直交しているとみなすことができればよい。   Note that the surveillance camera 100 does not require the pan rotation axis L2 to be orthogonal to the horizontal direction and the tilt rotation axis L1 to be orthogonal to the vertical direction. Also, “substantially orthogonal” means that two directions (axes) can be considered to be substantially orthogonal, and “substantially parallel” means that two directions (axes) are substantially parallel. It can be done. For example, the tilt rotation axis L1 and the pan rotation axis L2 are substantially orthogonal, but this does not require that the tilt rotation axis L1 and the pan rotation axis L2 are strictly orthogonal. That is, it is only necessary that the tilt rotation axis L1 and the pan rotation axis L2 can be regarded as being orthogonal to each other in consideration of the dimensional accuracy and assembly accuracy of various components constituting the surveillance camera 100.

図2(a)は、監視カメラ100の構造をその断面を表して示す斜視図である。図2(b)は、図2(a)中の領域Wの拡大図である。撮像装置110は、2つのガイド溝部112及び2つの回転シャフト部113を有する。2つの回転シャフト部113はそれぞれ、チルト回転軸L1を中心軸とした丸棒状のシャフトであり、支持体120に設けられた後述する2カ所のチルト軸受121に嵌挿されている。こうして、撮像装置110は、チルト回転軸L1まわりに回転可能な状態で支持体120に取り付けられている。2つのガイド溝部112は、光軸L3方向に伸びた長穴形状を有する。   FIG. 2A is a perspective view showing the cross section of the structure of the surveillance camera 100. FIG. 2B is an enlarged view of the region W in FIG. The imaging device 110 includes two guide groove portions 112 and two rotation shaft portions 113. Each of the two rotation shaft portions 113 is a round bar-shaped shaft having the tilt rotation axis L <b> 1 as a central axis, and is fitted into two later-described tilt bearings 121 provided on the support body 120. Thus, the imaging device 110 is attached to the support 120 so as to be rotatable around the tilt rotation axis L1. The two guide groove portions 112 have a long hole shape extending in the direction of the optical axis L3.

支持体120は、リング状の土台部120aと、土台部120aからパン回転軸L2方向に突設された2つの立壁部120bとを有する。2カ所の立壁部120bのそれぞれに、チルト軸受121が設けられている。チルト軸受121は、転がり軸受又は滑り軸受等であり、撮像装置110の回転シャフト部113を回転可能に軸支している。土台部120aは、その下面(立壁部120bが設けられている面の反対側の面)で、パン駆動用モータ140の被駆動体143(第1の被駆動体)と連結される。パン駆動用モータ140は、後述するように、被駆動体143をパン回転軸L2まわりに回転させ、支持体120は被駆動体143と一体的にパン回転軸L2まわりに回転し、これにより支持体120に支持された撮像装置110をパン駆動させる。基台130は、パン駆動用モータ140及びチルト駆動用モータ150を固定し、撮像装置110が安定した旋回動作を可能とするための十分な剛性(強度)を有する。基台130においてチルト駆動シャフト160の可動領域となる部分には、空間Sが設けられている。   The support body 120 includes a ring-shaped base portion 120a and two standing wall portions 120b that protrude from the base portion 120a in the direction of the pan rotation axis L2. A tilt bearing 121 is provided in each of the two standing wall portions 120b. The tilt bearing 121 is a rolling bearing or a sliding bearing, and rotatably supports the rotating shaft portion 113 of the imaging device 110. The base portion 120a is connected to the driven body 143 (first driven body) of the pan driving motor 140 on the lower surface (the surface opposite to the surface on which the standing wall portion 120b is provided). As will be described later, the pan driving motor 140 rotates the driven body 143 around the pan rotation axis L2, and the support body 120 rotates integrally with the driven body 143 around the pan rotation axis L2, thereby supporting the pan driving motor 143. The imaging device 110 supported by the body 120 is driven to pan. The base 130 fixes the pan driving motor 140 and the tilt driving motor 150, and has sufficient rigidity (strength) to enable the imaging device 110 to perform a stable turning operation. A space S is provided in a portion of the base 130 that becomes a movable region of the tilt drive shaft 160.

パン駆動用モータ140は、リング状に構成されており、振動体142、被駆動体143、制振ゴム144及び加圧部材145を有する。振動体142は、リング状の弾性体142bと、電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子142aとを有する。弾性体142bは、ステンレス鋼等の金属材料からなり、上面(被駆動体143側の面)には突起部142cが形成されており、突起部142cの先端面が被駆動体143と加圧接触する摩擦摺動面となる。突起部142cの先端面には、耐久性(耐摩耗性)を高めるための窒化処理(硬化処理)や硬質粒子が含有されたメッキ処理等が施されている。圧電素子142aは、弾性体142bの下面に接着剤を用いて接着されている。   The pan driving motor 140 is configured in a ring shape, and includes a vibrating body 142, a driven body 143, a damping rubber 144, and a pressure member 145. The vibrating body 142 includes a ring-shaped elastic body 142b and a piezoelectric element 142a that is an electro-mechanical energy conversion element. The elastic body 142b is made of a metal material such as stainless steel, and a protrusion 142c is formed on the upper surface (surface on the driven body 143 side). The tip surface of the protrusion 142c is in pressure contact with the driven body 143. It becomes a friction sliding surface. The tip surface of the protrusion 142c is subjected to nitriding treatment (hardening treatment) for enhancing durability (wear resistance), plating treatment containing hard particles, or the like. The piezoelectric element 142a is bonded to the lower surface of the elastic body 142b using an adhesive.

圧電素子142aに不図示のフレキシブル配線板等を用いて所定の駆動電圧(交流電圧)を印加することにより、振動体142に面外方向の曲げ振動による進行性の振動波を励起し、弾性体142bの被駆動体143側の表面に楕円運動を生じさせる。これにより、被駆動体143は、振動体142によって摩擦駆動されてパン回転軸L2まわりに回転し、振動体142に対する相対的な位置を変化させる。なお、振動体142に進行性の振動波を生じさせる原理は周知であるので、ここでの詳細な説明を省略する。   By applying a predetermined drive voltage (alternating voltage) to the piezoelectric element 142a using a flexible wiring board (not shown) or the like, a progressive vibration wave due to bending vibration in the out-of-plane direction is excited on the vibration body 142, and an elastic body Elliptical motion is generated on the surface of the driven body 143 side of 142b. As a result, the driven body 143 is frictionally driven by the vibrating body 142 and rotates around the pan rotation axis L <b> 2 to change the relative position with respect to the vibrating body 142. Since the principle of generating a progressive vibration wave in the vibrating body 142 is well known, detailed description thereof is omitted here.

被駆動体143は、弾性材料で形成されたリング状の本体部143aと、振動体142の突起部142dと加圧接触する摩擦摺動面を有する接触ばね部143cと、本体部143aと接触ばね部143cとを連結する連結部143bとを有する。被駆動体143は、例えば、焼入処理したステンレス鋼や硬化アルマイト処理したアルミ合金等で形成されている。連結部143bと接触ばね部143cは、ばね性を有する厚みで形成されており、これにより、接触ばね部143cを突起部142cに対して安定して接触させることが可能となっている。   The driven body 143 includes a ring-shaped main body portion 143a formed of an elastic material, a contact spring portion 143c having a frictional sliding surface that comes into pressure contact with the protrusion 142d of the vibrating body 142, and the main body portion 143a and the contact spring. It has the connection part 143b which connects the part 143c. The driven body 143 is made of, for example, hardened stainless steel or hardened anodized aluminum alloy. The connecting portion 143b and the contact spring portion 143c are formed with a thickness having a spring property, so that the contact spring portion 143c can be stably brought into contact with the protruding portion 142c.

被駆動体143と支持体120との間に配置された円環状の制振ゴム144は、振動減衰性能が高いブチルゴムやシリコーンゴム等の樹脂材料で形成されている。制振ゴム144は、パン駆動用モータ140の駆動中に被駆動体143に発生する不要な振動を低減する役割を担うと共に、被駆動体143と支持体120とを連結する役割を担う。パン駆動用モータ140の駆動中(撮像装置110のパン駆動中)は、制振ゴム144が被駆動体143から支持体120への振動の伝達を抑制するため、撮像装置110の安定した駆動を実現することができる。また、制振ゴム144を設けることにより、パン駆動用モータ140の駆動時における異音の発生と出力低下を抑制することができる。加圧部材145は、フェルト145a、加圧受けプレート145b及び加圧ばね145cを有する。加圧ばね145cは、接触ばね部143cと突起部142cとの間に適切な加圧力が生じるようにフェルト145aを介して振動体142を被駆動体143に対して押し当てている。   The annular damping rubber 144 disposed between the driven body 143 and the support 120 is formed of a resin material such as butyl rubber or silicone rubber having high vibration damping performance. The vibration damping rubber 144 plays a role of reducing unnecessary vibration generated in the driven body 143 while the pan driving motor 140 is driven, and also plays a role of connecting the driven body 143 and the support body 120. During the driving of the pan driving motor 140 (during the pan driving of the imaging device 110), the vibration damping rubber 144 suppresses the transmission of vibration from the driven body 143 to the support body 120, so that the imaging device 110 can be driven stably. Can be realized. Further, by providing the vibration damping rubber 144, it is possible to suppress the generation of abnormal noise and a decrease in output when the pan driving motor 140 is driven. The pressure member 145 includes a felt 145a, a pressure receiving plate 145b, and a pressure spring 145c. The pressure spring 145c presses the vibrating body 142 against the driven body 143 via the felt 145a so that an appropriate pressure is generated between the contact spring portion 143c and the protrusion 142c.

チルト駆動用モータ150は、パン駆動用モータ140の内側のスペース(被駆動体143及び振動体142の内径側に形成されている空間部)において、基台130に固定されている。チルト駆動用モータ150は、振動体152、被駆動体153(第2の被駆動体)、内部ギア154、加圧ばね155及びフランジ156を有する。   The tilt driving motor 150 is fixed to the base 130 in a space inside the pan driving motor 140 (a space formed on the inner diameter side of the driven body 143 and the vibrating body 142). The tilt driving motor 150 includes a vibrating body 152, a driven body 153 (second driven body), an internal gear 154, a pressure spring 155, and a flange 156.

振動体152は、積層型の圧電素子152a、第1の弾性体152b、第2の弾性体152c、シャフト152d、上部ナット152e及び下部ナット152fを有する。圧電素子152a、第1の弾性体152b及び第2の弾性体152cは、シャフト152dに設けられた鍔部及び上部ナット152eによって所定の加圧力でシャフト152dのスラスト方向に締め付けられている。なお、シャフト152dのスラスト軸はパン回転軸L2と略平行である。圧電素子152aは、複数の板状の圧電セラミックスが電極を挟んで積層され、各電極層はそれぞれ2つの電極を有し、2つの電極に位相の異なる交流電圧が印加されることで、変位方向が互いに直交する同形の2つの曲げ振動が振動体152に励振される。その結果、第1の弾性体152bの下方端面(被駆動体153の後述する接触ばね部153cとの接触面)に楕円運動を生じさせることができる。   The vibrating body 152 includes a laminated piezoelectric element 152a, a first elastic body 152b, a second elastic body 152c, a shaft 152d, an upper nut 152e, and a lower nut 152f. The piezoelectric element 152a, the first elastic body 152b, and the second elastic body 152c are fastened in the thrust direction of the shaft 152d with a predetermined pressure by a flange portion and an upper nut 152e provided on the shaft 152d. The thrust axis of the shaft 152d is substantially parallel to the pan rotation axis L2. The piezoelectric element 152a is formed by laminating a plurality of plate-shaped piezoelectric ceramics sandwiching electrodes, and each electrode layer has two electrodes, and an alternating voltage having a different phase is applied to the two electrodes. Two bending vibrations having the same shape perpendicular to each other are excited by the vibrating body 152. As a result, elliptical motion can be generated on the lower end surface of the first elastic body 152b (contact surface with the contact spring portion 153c described later of the driven body 153).

被駆動体153は、リング状の本体部153a及び接触ばね部153cを有し、接触ばね部153cは本体部153aに固定されている。接触ばね部153cの上方端の面は、加圧ばね155による付勢力によって第1の弾性体152bと加圧接触している。第1の弾性体152bに対する接触ばね部153cの接触面積は小さく、且つ、接触ばね部153cは適度なばね性を有する。前述の通りに振動体152を駆動して、第1の弾性体152bの下方端面に楕円運動が励起されると、接触ばね部153cは接線方向に摩擦駆動される。これにより、被駆動体153(接触ばね部153cと本体部153a)は、シャフト152dの中心軸(スラスト軸)まわりに回転する。このとき、内部ギア154は、本体部153aの下部に取り付けられており、よって、内部ギア154も被駆動体153と一体的に回転する。   The driven body 153 has a ring-shaped main body portion 153a and a contact spring portion 153c, and the contact spring portion 153c is fixed to the main body portion 153a. The upper end surface of the contact spring portion 153c is in pressure contact with the first elastic body 152b by the urging force of the pressure spring 155. The contact area of the contact spring portion 153c with respect to the first elastic body 152b is small, and the contact spring portion 153c has an appropriate spring property. When the vibrating body 152 is driven as described above and the elliptical motion is excited on the lower end surface of the first elastic body 152b, the contact spring portion 153c is frictionally driven in the tangential direction. Thereby, the driven body 153 (the contact spring portion 153c and the main body portion 153a) rotates around the central axis (thrust axis) of the shaft 152d. At this time, the internal gear 154 is attached to the lower portion of the main body portion 153a, and thus the internal gear 154 also rotates integrally with the driven body 153.

内部ギア154は、チルト駆動用モータ150の回転出力を外部ギア157へ伝達するための出力伝達部材である。内部ギア154は、フランジキャップ156aを介してフランジ156に嵌合されている。フランジ156は、下部ナット152fとシャフト152dに設けられた異径部により、シャフト152dのスラスト方向での位置が定められており、且つ、基台130に固定されている。フランジキャップ156aは、フランジ156に圧入されており、内部ギア154の回転によるフランジ156の摩耗を抑制する。加圧ばね155は、内部ギア154と本体部153aとの間に配置されて、被駆動体153に対してシャフト152dのスラスト方向に加圧力を付与しており、これにより、接触ばね部153cが第1の弾性体152bと加圧接触する。被駆動体153の回転出力は、被駆動体153と一体的に回転する内部ギア154を介して外部ギア157へ伝達される。外部ギア157は、外部ギア157の回転の中心軸がパン回転軸L2と略一致するように、基台130に設けられた軸受131に回転可能に軸支されている。軸受131の直下において、チルト駆動シャフト160を構成する後述の昇降シャフト本体159aの回転を規制する回転規制部材149が基台130に取り付けられている。   The internal gear 154 is an output transmission member for transmitting the rotation output of the tilt driving motor 150 to the external gear 157. The internal gear 154 is fitted to the flange 156 via a flange cap 156a. The flange 156 has a position in the thrust direction of the shaft 152d determined by a different diameter portion provided on the lower nut 152f and the shaft 152d, and is fixed to the base 130. The flange cap 156 a is press-fitted into the flange 156 and suppresses wear of the flange 156 due to rotation of the internal gear 154. The pressure spring 155 is disposed between the internal gear 154 and the main body portion 153a, and applies pressure to the driven body 153 in the thrust direction of the shaft 152d, whereby the contact spring portion 153c is The first elastic body 152b is brought into pressure contact. The rotation output of the driven body 153 is transmitted to the external gear 157 via the internal gear 154 that rotates integrally with the driven body 153. The external gear 157 is rotatably supported by a bearing 131 provided on the base 130 so that the central axis of rotation of the external gear 157 substantially coincides with the pan rotation axis L2. A rotation restricting member 149 for restricting the rotation of a later-described lifting shaft main body 159 a constituting the tilt drive shaft 160 is attached to the base 130 immediately below the bearing 131.

図3(a)は、チルト駆動用モータ150によって駆動されるチルト駆動シャフト160の概略構成を示す斜視図である。図3(b)は、チルト駆動シャフト160の分解斜視図である。チルト駆動シャフト160は、昇降シャフト159及び連結体158を有する。昇降シャフト159は、昇降シャフト本体159a及び抑えリング159cを有する。外部ギア157の内周面の所定範囲には雌ネジ(不図示)が切られ、昇降シャフト本体159aの外周面の所定範囲には雄ネジ(不図示)が切られており、これらは螺合している。外部ギア157と昇降シャフト本体159aとの螺合範囲は、撮像装置110のチルト駆動に伴う昇降シャフト本体159aの昇降量(パン回転軸L2方向の移動量)に応じて設定することができる。また、昇降シャフト本体159aの外部ギア157側には、外周面の一部を切り欠いた平坦部159a−1が設けられており、平坦部159a−1が形成されている部分は、回転規制部材149の内孔に摺動自在に挿通される。回転規制部材149の内孔の形状は、平坦部159a−1が形成されている部分の形状に合わせてあり、前述の通り、回転規制部材149は基台130に取り付けられている。   FIG. 3A is a perspective view showing a schematic configuration of a tilt drive shaft 160 driven by the tilt drive motor 150. FIG. 3B is an exploded perspective view of the tilt drive shaft 160. The tilt drive shaft 160 includes a lifting shaft 159 and a connecting body 158. The lifting shaft 159 has a lifting shaft body 159a and a retaining ring 159c. A female screw (not shown) is cut in a predetermined range of the inner peripheral surface of the external gear 157, and a male screw (not shown) is cut in a predetermined range of the outer peripheral surface of the elevating shaft body 159a. doing. The screwing range between the external gear 157 and the lift shaft body 159a can be set according to the lift amount (movement amount in the pan rotation axis L2 direction) of the lift shaft body 159a accompanying the tilt drive of the imaging device 110. Further, a flat portion 159a-1 in which a part of the outer peripheral surface is cut out is provided on the external gear 157 side of the lifting shaft main body 159a, and the portion where the flat portion 159a-1 is formed is a rotation restricting member. 149 is slidably inserted into the inner hole 149. The shape of the inner hole of the rotation restricting member 149 is matched to the shape of the portion where the flat portion 159a-1 is formed, and the rotation restricting member 149 is attached to the base 130 as described above.

回転規制部材149によって、昇降シャフト本体159aのパン回転軸L2まわりの回転は規制されている。したがって、内部ギア154の回転出力が外部ギア157に伝達されると、雌ネジと雄ネジの螺合状態に従い、外部ギア157の回転に伴って、昇降シャフト本体159aは、パン回転軸L2まわりに回転することなく、パン回転軸L2方向に移動する。外部ギア157の回転方向が逆になれば、昇降シャフト本体159aが直進する方向は逆になる。このように、監視カメラ100では、チルト駆動用モータ150の被駆動体153の回転駆動力を、外部ギア157及び昇降シャフト本体159aにより、チルト駆動シャフト160のパン回転軸L2方向への直進駆動力に変換している。   The rotation restricting member 149 restricts the rotation of the elevating shaft main body 159a around the pan rotation axis L2. Therefore, when the rotation output of the internal gear 154 is transmitted to the external gear 157, the lifting shaft body 159a moves around the pan rotation axis L2 as the external gear 157 rotates according to the screwed state of the female screw and the male screw. It moves in the direction of the pan rotation axis L2 without rotating. If the rotation direction of the external gear 157 is reversed, the direction in which the elevating shaft body 159a goes straight is reversed. As described above, in the surveillance camera 100, the rotational driving force of the driven body 153 of the tilt driving motor 150 is converted into the straight driving force in the direction of the pan rotation axis L2 of the tilt driving shaft 160 by the external gear 157 and the lifting shaft body 159a. Has been converted.

連結体158は、ガイド部材158a、保持部材158b、軸受158c、固定リング158d及び固定ビス158eを有する。ガイド部材158aの長手方向(パン回転軸L2と平行な方向)の一端の近傍には、2本のガイドピン158a−1が形成されている。ここで、撮像装置110において、2つのガイド溝部112は、ガイド部材158aの厚み(図3でのY方向厚み)と同等の距離だけ、チルト回転軸L1方向に離れて設けられている(図1参照)。2つのガイド溝部112のそれぞれにガイドピン158a−1が挿入されることで、ガイド部材158aは撮像装置110と係合する。このとき、2つのガイド溝部112がガイドピン158a−1を介してチルト駆動用モータ150からの駆動力を受けることができるように、ガイドピン158a−1の外周とガイド溝部112の内壁との間には適度な摩擦力が生じている。その一方で、ガイドピン158a−1は、ガイド溝部112内をその長手方向に摺動可能となっている。ガイド部材158aは、撮像装置110の加重を支える部材でもある。つまり、チルト駆動シャフト160は、撮像装置110の加重を支えながら、後述するように、撮像装置110のチルト駆動を行う部材である。   The connecting body 158 includes a guide member 158a, a holding member 158b, a bearing 158c, a fixing ring 158d, and a fixing screw 158e. Two guide pins 158a-1 are formed in the vicinity of one end of the guide member 158a in the longitudinal direction (a direction parallel to the pan rotation axis L2). Here, in the imaging device 110, the two guide groove portions 112 are provided apart in the tilt rotation axis L1 direction by a distance equivalent to the thickness of the guide member 158a (Y-direction thickness in FIG. 3) (FIG. 1). reference). The guide pin 158a-1 is inserted into each of the two guide groove portions 112, so that the guide member 158a engages with the imaging device 110. At this time, between the outer periphery of the guide pin 158a-1 and the inner wall of the guide groove portion 112 so that the two guide groove portions 112 can receive a driving force from the tilt driving motor 150 via the guide pin 158a-1. There is a moderate frictional force. On the other hand, the guide pin 158a-1 can slide in the longitudinal direction in the guide groove portion 112. The guide member 158a is also a member that supports the weight of the imaging device 110. In other words, the tilt drive shaft 160 is a member that drives the tilt of the image pickup apparatus 110 while supporting the weight of the image pickup apparatus 110, as will be described later.

ガイド部材158aの長手方向の他端近傍には、ガイドピン158a−1と略平行に孔部158a−2が設けられており、ガイド部材158aにおける孔部158a−2側の端面は平面状に形成されている。一方、保持部材158bには、ガイド部材158aを嵌合するための凹部が設けられている。ガイド部材158aの孔部158a−2側を保持部材158bに嵌合した状態で、ガイド部材158aにおける孔部158a−2側の端面は凹部底面に当接する(図2(a)参照)。また、保持部材158bには、孔部158b−1が設けられており、ガイド部材158aが保持部材158bに嵌合した状態で、ガイド部材158aに設けられた孔部158a−2と保持部材158bに設けられた孔部158b−1とは連通する。固定ビス158e(図3(b)には不図示)は、孔部158a−2と孔部158b−1に挿通され、ガイド部材158aと保持部材158bとを締結する。こうして、ガイド部材158aは、ガイド部材158aの孔部158a−2側端面と保持部材158bの凹部底面との当接と固定ビス158eによる締結により、保持部材158bに対して固定される。なお、ガイド部材158aと保持部材158bとは、接着剤等により接着されていてもよいし、1つの部材として一体的に構成されていてもよい。   Near the other end in the longitudinal direction of the guide member 158a, a hole 158a-2 is provided substantially in parallel with the guide pin 158a-1, and the end surface of the guide member 158a on the hole 158a-2 side is formed in a flat shape. Has been. On the other hand, the holding member 158b is provided with a recess for fitting the guide member 158a. In a state where the hole 158a-2 side of the guide member 158a is fitted to the holding member 158b, the end surface of the guide member 158a on the hole 158a-2 side abuts on the bottom surface of the recess (see FIG. 2A). Further, the holding member 158b is provided with a hole 158b-1, and the hole 158a-2 and the holding member 158b provided in the guide member 158a in a state where the guide member 158a is fitted to the holding member 158b. It communicates with the provided hole 158b-1. The fixing screw 158e (not shown in FIG. 3B) is inserted into the hole 158a-2 and the hole 158b-1, and fastens the guide member 158a and the holding member 158b. Thus, the guide member 158a is fixed to the holding member 158b by contact between the end face of the guide member 158a on the hole 158a-2 side and the bottom surface of the concave portion of the holding member 158b and fastening by the fixing screw 158e. The guide member 158a and the holding member 158b may be bonded with an adhesive or the like, or may be integrally configured as one member.

軸受158cと固定リング158dは、昇降シャフト本体159aの先端部に設けられた円筒状の中空部に回転可能に収容され、抑えリング159cが昇降シャフト本体159aの先端に固定されることで、中空部から抜け出さない構造となっている。保持部材158bは、凹部側の反対側に形成されている軸部で軸受158cに軸支されると共に固定リング158dに固定されることにより、昇降シャフト159に連結されている。よって、ガイド部材158aと保持部材158bとは一体的に、昇降シャフト159に対してパン回転軸L2方向での移動が規制される一方で、パン回転軸L2まわりに回転可能となっている。   The bearing 158c and the fixing ring 158d are rotatably accommodated in a cylindrical hollow portion provided at the tip of the lifting shaft body 159a, and the holding ring 159c is fixed to the tip of the lifting shaft body 159a, so that the hollow portion It has a structure that does not escape. The holding member 158b is connected to the elevating shaft 159 by being pivotally supported by the bearing 158c and fixed to the fixing ring 158d at a shaft portion formed on the opposite side of the concave portion. Therefore, the guide member 158a and the holding member 158b are integrally restricted from moving in the direction of the pan rotation axis L2 with respect to the lifting shaft 159, while being rotatable about the pan rotation axis L2.

次に、監視カメラ100において撮像装置110をチルト駆動する際のチルト駆動用モータ150の駆動方法について、撮像装置110のチルト角度を−30度とした場合と+30度とした場合のそれぞれについて説明する。但し、撮像装置110のチルト角度は、これに限定されるものではない。なお、監視カメラ100の初期位置は、図1に示した通りであり、監視カメラ100が初期位置にあるときに光軸L3はX軸と略平行となっている。   Next, a driving method of the tilt driving motor 150 when the imaging device 110 is tilt-driven in the monitoring camera 100 will be described for each of the case where the tilt angle of the imaging device 110 is −30 degrees and the case where the tilt angle is +30 degrees. . However, the tilt angle of the imaging device 110 is not limited to this. The initial position of the surveillance camera 100 is as shown in FIG. 1, and the optical axis L3 is substantially parallel to the X axis when the surveillance camera 100 is in the initial position.

図4(a)は、撮像装置110を初期状態からチルト角度を−30度としてチルト駆動した監視カメラ100の状態を示す斜視図である。図4(a)では、昇降シャフト159の動きを説明するために、チルト駆動用モータ150を断面で示している。チルト駆動用モータ150は、被駆動体153を一方向に回転させ、内部ギア154の回転を介して外部ギア157を所定の方向に回転させることで、昇降シャフト159を矢印M1向き(パン回転軸L2方向のマイナス向き)へ移動させる。これにより、撮像装置110は、ガイド溝部112を介してチルト駆動シャフト160(ガイド部材158a)から矢印M1向きに力を受ける。このとき、支持体120は、パン回転軸L2の径方向においてパン回転軸L2から離れた位置にチルト回転軸L1が位置するように撮像装置110を軸支している。つまり、撮像装置110のガイド溝部112と係合しているガイドピン158a−1の位置は、光軸L3方向において撮像装置110の回転シャフト部113の中心軸であるチルト回転軸L1から離れている。そのため、撮像装置110がチルト駆動シャフト160(ガイド部材158a)から受ける力は、チルト回転軸L1まわりのモーメントとして作用する。よって、チルト駆動シャフト160を矢印M1向きに移動させると、ガイドピン158a−1が撮像装置110を矢印M1向きに引き寄せながらガイド溝部112に沿って摺動する。これにより、撮像装置110のチルト角度のみが−30度だけ駆動された状態とすることができる。このとき、チルト駆動シャフト160は、パン回転軸L2上に維持される。   FIG. 4A is a perspective view illustrating a state of the monitoring camera 100 in which the imaging apparatus 110 is tilt-driven from the initial state with a tilt angle of −30 degrees. In FIG. 4A, the tilt driving motor 150 is shown in cross section in order to explain the movement of the elevating shaft 159. The tilt driving motor 150 rotates the driven body 153 in one direction and rotates the external gear 157 in a predetermined direction via the rotation of the internal gear 154, thereby moving the lifting shaft 159 in the direction of the arrow M1 (pan rotation axis). (L2 direction minus direction). Thereby, the imaging device 110 receives a force in the direction of the arrow M1 from the tilt drive shaft 160 (guide member 158a) via the guide groove portion 112. At this time, the support 120 supports the imaging device 110 so that the tilt rotation axis L1 is located at a position away from the pan rotation axis L2 in the radial direction of the pan rotation axis L2. That is, the position of the guide pin 158a-1 engaged with the guide groove portion 112 of the imaging device 110 is away from the tilt rotation axis L1 that is the central axis of the rotation shaft portion 113 of the imaging device 110 in the optical axis L3 direction. . Therefore, the force that the imaging device 110 receives from the tilt drive shaft 160 (guide member 158a) acts as a moment around the tilt rotation axis L1. Therefore, when the tilt drive shaft 160 is moved in the direction of arrow M1, the guide pin 158a-1 slides along the guide groove 112 while pulling the imaging device 110 in the direction of arrow M1. Thereby, only the tilt angle of the imaging device 110 can be driven by −30 degrees. At this time, the tilt drive shaft 160 is maintained on the pan rotation axis L2.

図4(b)は、撮像装置110を初期状態からチルト角度を+30度としてチルト駆動した監視カメラ100の状態を示す斜視図である。図4(b)でも、昇降シャフト159の動きを説明するために、チルト駆動用モータ150を断面で示している。チルト駆動用モータ150を、被駆動体153を図4(a)の場合とは反対の方向に回転させると、内部ギア154の回転を介して、外部ギア157を図4(a)の場合とは反対の方向に回転させることができる。これにより、昇降シャフト159は矢印M2向き(パン回転軸L2方向のプラス向き)へ移動し、撮像装置110は、ガイド溝部112を介してチルト駆動シャフト160から矢印M2向きに力を受け、チルト回転軸L1まわりのモーメントが発生する。よって、チルト駆動シャフト160を矢印M2向きに移動させると、ガイドピン158a−1が撮像装置110を矢印M2向きに突き上げながらガイド溝部112に沿って摺動する。これにより、撮像装置110のチルト角度のみが+30度だけ駆動された状態とすることができる。このときも、チルト駆動シャフト160は、パン回転軸L2上に維持される。このように、監視カメラ100は、チルト駆動用モータ150の駆動によってチルト駆動シャフト160をパン回転軸L2の軸方向の所定の向きに移動させることにより、撮像装置110のチルト駆動を実現することができる構造となっている。   FIG. 4B is a perspective view illustrating a state of the monitoring camera 100 in which the imaging apparatus 110 is tilt-driven from the initial state with a tilt angle of +30 degrees. In FIG. 4B as well, the tilt driving motor 150 is shown in cross section in order to explain the movement of the elevating shaft 159. When the driven body 153 is rotated in the direction opposite to that in the case of FIG. 4A, the tilt driving motor 150 rotates the internal gear 154 and the external gear 157 in the case of FIG. 4A. Can be rotated in the opposite direction. As a result, the elevating shaft 159 moves in the direction of arrow M2 (plus direction of the pan rotation axis L2 direction), and the imaging device 110 receives force in the direction of arrow M2 from the tilt drive shaft 160 via the guide groove 112, and rotates tilt. A moment around the axis L1 is generated. Therefore, when the tilt drive shaft 160 is moved in the direction of the arrow M2, the guide pin 158a-1 slides along the guide groove 112 while pushing up the imaging device 110 in the direction of the arrow M2. Thereby, only the tilt angle of the imaging device 110 can be driven by +30 degrees. Also at this time, the tilt drive shaft 160 is maintained on the pan rotation axis L2. As described above, the surveillance camera 100 can realize the tilt drive of the imaging apparatus 110 by moving the tilt drive shaft 160 in a predetermined direction in the axial direction of the pan rotation axis L2 by driving the tilt drive motor 150. It has a structure that can be done.

次に、監視カメラ100において撮像装置110をパン駆動する際のパン駆動用モータ140の駆動方法について、撮像装置110のパン角度を−30度とした場合について説明する。但し、撮像装置110のパン角度は、これに限定されるものではない。図5(a)は、パン角度を−30度として撮像装置110を初期状態からパン駆動したときの監視カメラ100の状態を示す斜視図である。パン駆動用モータ140の被駆動体143をパン回転軸L2まわりの矢印M3方向に30度回転させると、撮像装置110及び支持体120を一体的に矢印M3方向に回転させることができ、これにより、パン角度のみを−30度だけ変えた状態とすることができる。なお、撮像装置110を初期状態からパン角度のみを+30度だけ駆動したい場合には、パン駆動用モータ140の被駆動体143を、矢印M3方向の逆方向に30度だけ回転させればよい。   Next, a driving method of the pan driving motor 140 when the imaging device 110 is pan-driven in the monitoring camera 100 will be described in the case where the pan angle of the imaging device 110 is −30 degrees. However, the pan angle of the imaging device 110 is not limited to this. FIG. 5A is a perspective view showing a state of the monitoring camera 100 when the imaging apparatus 110 is pan-driven from the initial state with a pan angle of −30 degrees. When the driven body 143 of the pan driving motor 140 is rotated 30 degrees in the direction of the arrow M3 around the pan rotation axis L2, the imaging device 110 and the support body 120 can be integrally rotated in the direction of the arrow M3. Only the pan angle can be changed by -30 degrees. If it is desired to drive the imaging device 110 by only +30 degrees in the pan angle from the initial state, the driven body 143 of the pan driving motor 140 may be rotated by 30 degrees in the reverse direction of the arrow M3.

監視カメラ100では、連結体158は、撮像装置110に係合しているため、撮像装置110及び支持体120と一体的にパン駆動される。ここで、連結体158は、中心軸がパン回転軸L2と略一致するように配置された昇降シャフト159に連結されているため、連結体158のパン駆動が撮像装置110及び支持体120のパン駆動を阻害することはない。また、連結体158は、昇降シャフト159に対して相対的にパン回転軸L2まわりに回転可能となっている。よって、監視カメラ100でのパン駆動時における連結体158の動きによって昇降シャフト159が回転することはないため、撮像装置110のパン駆動時に、チルト駆動用モータ150は何ら影響を受けない。   In the surveillance camera 100, since the connecting body 158 is engaged with the imaging device 110, the panning drive is integrally performed with the imaging device 110 and the support body 120. Here, since the connecting body 158 is connected to the elevating shaft 159 disposed so that the central axis thereof substantially coincides with the pan rotation axis L2, the pan driving of the connecting body 158 is performed by the pan of the imaging device 110 and the support body 120. It does not hinder driving. Further, the connecting body 158 is rotatable around the pan rotation axis L2 relative to the lifting shaft 159. Therefore, since the lifting shaft 159 does not rotate due to the movement of the connecting body 158 during pan driving in the surveillance camera 100, the tilt driving motor 150 is not affected at all during pan driving of the imaging device 110.

図5(b)は、撮像装置110のチルト角度のみが−30度となっている図4(a)の状態からパン角度を−30度として撮像装置110をパン駆動したときの監視カメラ100の状態を示す斜視図である。撮像装置110が所定角度だけチルト駆動された状態でパン駆動用モータ140を駆動したときでも、連結体158は撮像装置110と共に、昇降シャフト159とは独立してパン回転軸L2まわりに回転することができる。つまり、監視カメラ100では、撮像装置110がチルト駆動されていることは、パン駆動用モータ140の駆動の妨げにならない。したがって、チルト角度のみが−30度となっている撮像装置110を支持体120と一体的に矢印M3方向に30度だけ回転させることで、更にパン角度が−30度となった状態にすることができる。   FIG. 5B illustrates the monitoring camera 100 when the imaging device 110 is pan-driven from the state of FIG. 4A in which only the tilt angle of the imaging device 110 is −30 degrees and the pan angle is −30 degrees. It is a perspective view which shows a state. Even when the pan driving motor 140 is driven in a state in which the imaging device 110 is tilted by a predetermined angle, the coupling body 158 rotates together with the imaging device 110 around the pan rotation axis L2 independently of the lifting shaft 159. Can do. That is, in the surveillance camera 100, the tilt driving of the imaging device 110 does not hinder the driving of the pan driving motor 140. Therefore, by rotating the imaging device 110 whose tilt angle is only −30 degrees by 30 degrees integrally with the support body 120 in the direction of the arrow M3, the pan angle is further set to −30 degrees. Can do.

上記説明では、パン駆動用モータ140とチルト駆動用モータ150のいずれか一方を独立して駆動する形態について説明した。しかし、パン駆動によってチルト駆動用モータ150が何ら影響を受けないことから、パン駆動用モータ140とチルト駆動用モータ150を同時に駆動することが可能なことは明らかである。   In the above description, a mode in which one of the pan driving motor 140 and the tilt driving motor 150 is driven independently has been described. However, since the tilt driving motor 150 is not affected by the pan driving, it is obvious that the pan driving motor 140 and the tilt driving motor 150 can be driven simultaneously.

このように、監視カメラ100は、基台130に固定されたパン駆動用モータ140及びチルト駆動用モータ150を独立して任意に駆動することができ、パン駆動用モータ140の駆動によってチルト駆動用モータ150をパン回転させる必要がない。よって、監視カメラ100では、従来の監視カメラ(図11参照)で課題となっていた、パン駆動用の振動型アクチュエータの大トルク化は不要となり、これにより小型化が可能となる。また、監視カメラ100では、パン駆動時のイナーシャの低減が可能になることで、撮像装置110の位置決め精度や応答性を高めた、高精度な駆動制御が可能となる。更に、監視カメラ100では、パン駆動用モータ140の内側にチルト駆動用モータ150を配置する構成とすることによって更なる小型化が可能となる。   As described above, the surveillance camera 100 can independently and arbitrarily drive the pan driving motor 140 and the tilt driving motor 150 fixed to the base 130, and the tilt driving motor 140 can drive the tilt driving by driving the pan driving motor 140. There is no need to pan the motor 150. Therefore, in the surveillance camera 100, it is not necessary to increase the torque of the vibration actuator for driving the pan, which has been a problem with the conventional surveillance camera (see FIG. 11), and thus the size can be reduced. In addition, the surveillance camera 100 can reduce inertia during pan driving, thereby enabling high-precision drive control with improved positioning accuracy and responsiveness of the imaging device 110. Further, the surveillance camera 100 can be further downsized by arranging the tilt driving motor 150 inside the pan driving motor 140.

監視カメラ100では、パン駆動用モータ140の振動体142及びチルト駆動用モータ150の振動体152は基台130に対して相対的に移動することがない構造となっているため、フレキシブル配線板等を用いた簡単な構造での給電が可能である。よって、監視カメラ100では、従来構造ではチルト駆動用の振動型アクチュエータへの給電のために必要なスリップリングが不要となることで、小型化が可能となる。更に、パン駆動用モータ140及びチルト駆動用モータ150を独立して任意に駆動することができるため、球体を駆動する従来の旋回駆動装置のように、球体と振動型アクチュエータとの間の摩擦力を低減するための駆動を行う必要がない。よって、監視カメラ100では、パン駆動用モータ140及びチルト駆動用モータ150へ供給される電気エネルギを効率的に撮像装置110の駆動に用いることが可能になることで、消費電力を低減することができる。加えて、パン駆動用モータ140では、振動体142と被駆動体143との接触部は平坦な形状となっており、チルト駆動用モータ150についても同様である。したがって、監視カメラ100では、高精度で複雑な加工が必要な球体を駆動する構造に比べて、生産性の向上とコストの低減が可能となる。   The surveillance camera 100 has a structure in which the vibrating body 142 of the pan driving motor 140 and the vibrating body 152 of the tilt driving motor 150 do not move relative to the base 130. Power can be supplied with a simple structure using Therefore, the surveillance camera 100 can be miniaturized because the conventional structure does not require a slip ring that is necessary for supplying power to the vibration actuator for tilt driving. Further, since the pan driving motor 140 and the tilt driving motor 150 can be arbitrarily driven independently, the frictional force between the sphere and the vibration type actuator as in the conventional turning driving device for driving the sphere. There is no need to drive to reduce the above. Therefore, in the monitoring camera 100, the electric energy supplied to the pan driving motor 140 and the tilt driving motor 150 can be efficiently used for driving the imaging device 110, thereby reducing power consumption. it can. In addition, in the pan driving motor 140, the contact portion between the vibrating body 142 and the driven body 143 has a flat shape, and the same applies to the tilt driving motor 150. Therefore, in the surveillance camera 100, it is possible to improve productivity and reduce costs compared to a structure that drives a sphere that requires high-precision and complicated machining.

パン駆動用モータ140及びチルト駆動用モータ150は、摩擦力を利用して撮像装置110を駆動するため、撮像装置110に対する保持力を有している。そのため、監視カメラ100への無通電時に予期せぬ外力が監視カメラ100に作用しても、撮像装置110が動いてしまうのを抑制することができる。よって、監視カメラ100では、撮像装置をDCモータ等で駆動する構成で必要となるブレーキ等が不要になることで、小型化と軽量化が可能となる。   The pan driving motor 140 and the tilt driving motor 150 have a holding force with respect to the imaging device 110 in order to drive the imaging device 110 using a frictional force. Therefore, even if an unexpected external force acts on the monitoring camera 100 when the monitoring camera 100 is not energized, the imaging device 110 can be prevented from moving. Therefore, the surveillance camera 100 can be reduced in size and weight by eliminating the need for a brake or the like that is required in a configuration in which the imaging apparatus is driven by a DC motor or the like.

なお、監視カメラ100では、ガイド部材158a及び保持部材158bを一体的に、軸受158cにより昇降シャフト159に対してパン回転軸L2まわりに回転可能な構成とした。しかし、昇降シャフト159に対してガイド部材158a及び保持部材158bがパン回転軸L2まわりに回転可能であれば、その構成に制限はない。また、監視カメラ100では、ガイド部材158aを、撮像装置110のガイド溝部112にガイドピン158a−1を係合させることで光軸L3方向に移動可能とした。しかし、これに限定されず、光軸L3方向に変形可能なばね部材やリニアガイド等を用いて、ガイド部材158aを撮像装置110に取り付けてもよい。   In the monitoring camera 100, the guide member 158a and the holding member 158b are integrally configured to be rotatable around the pan rotation axis L2 with respect to the lifting shaft 159 by the bearing 158c. However, as long as the guide member 158a and the holding member 158b can rotate around the pan rotation axis L2 with respect to the lifting shaft 159, the configuration is not limited. In the monitoring camera 100, the guide member 158a is movable in the direction of the optical axis L3 by engaging the guide pin 158a-1 with the guide groove portion 112 of the imaging device 110. However, the present invention is not limited to this, and the guide member 158a may be attached to the imaging device 110 using a spring member, a linear guide, or the like that can be deformed in the optical axis L3 direction.

次に、監視カメラ100の変形例について説明する。図6は、監視カメラ100の変形例の1つであるステージ装置200の概略構成を示す斜視図である。ステージ装置200は、監視カメラ100の撮像装置110をステージ210に変えたものである。よって、ステージ装置200の構成要素であって監視カメラ100の構成要素と同じものについては、同じ符号を付して、ここでの説明を省略する。   Next, a modified example of the monitoring camera 100 will be described. FIG. 6 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a stage apparatus 200 that is one of the modified examples of the monitoring camera 100. The stage device 200 is obtained by replacing the imaging device 110 of the monitoring camera 100 with a stage 210. Therefore, the same constituent elements of the stage apparatus 200 as the constituent elements of the monitoring camera 100 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted here.

ステージ210は、平板状に形成され、支持体120のチルト軸受121に、チルト回転軸L1まわりに回転可能に取り付けられている。ステージ210の表面には複数箇所にねじ穴部214が設けられている。複数のねじ穴部214を用いて、様々な形状や大きさの被駆動部材をステージ210に取り付けることができる。これにより、ステージ装置200の汎用性を高めることができる。例えば、ステージ装置200は、デジタルカメラ等の撮像装置を固定する雲台として用いることができる。また、ステージ装置200を用いれば、ステージ210にカメラを取り付けて監視カメラとする場合でも、基台130の実際の取付位置に応じてカメラの光軸の方向を変更することができ、よって、ニーズに応じた監視カメラを実現することができる。   The stage 210 is formed in a flat plate shape, and is attached to the tilt bearing 121 of the support 120 so as to be rotatable around the tilt rotation axis L1. Screw holes 214 are provided at a plurality of locations on the surface of the stage 210. Driven members of various shapes and sizes can be attached to the stage 210 using the plurality of screw hole portions 214. Thereby, the versatility of the stage apparatus 200 can be improved. For example, the stage apparatus 200 can be used as a pan head for fixing an imaging apparatus such as a digital camera. In addition, when the stage apparatus 200 is used, even when a camera is attached to the stage 210 and used as a monitoring camera, the direction of the optical axis of the camera can be changed according to the actual mounting position of the base 130. Can be realized.

次に、本発明の第2実施形態について説明する。図7(a)は、本発明の第2実施形態に係る監視カメラ300の概略構成を示す斜視図である。図7(b)は、監視カメラ300の分解斜視図である。監視カメラは、撮像装置310、支持体320、基台330、パン駆動用モータ340及びチルト駆動用モータ350を備える。レンズ部311を有する撮像装置310は、チルト回転軸L1まわりに回転可能に、支持体320に軸支されている。撮像装置310は、第1実施形態に係る監視カメラ100の撮像装置110においてガイド溝部112が設けられている部分に、ガイド溝部112に代えて、光軸L3と略平行にガイドレール312が設けられている点で、撮像装置110と異なる。支持体320は、第1実施形態に係る監視カメラ100を構成する支持体120と同じである。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7A is a perspective view showing a schematic configuration of a monitoring camera 300 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7B is an exploded perspective view of the monitoring camera 300. The surveillance camera includes an imaging device 310, a support 320, a base 330, a pan driving motor 340, and a tilt driving motor 350. The imaging device 310 having the lens unit 311 is pivotally supported by the support 320 so as to be rotatable around the tilt rotation axis L1. The imaging device 310 is provided with a guide rail 312 substantially parallel to the optical axis L3 in place of the guide groove 112 in the portion where the guide groove 112 is provided in the imaging device 110 of the monitoring camera 100 according to the first embodiment. It differs from the imaging device 110 by the point. The support body 320 is the same as the support body 120 that constitutes the monitoring camera 100 according to the first embodiment.

パン駆動用モータ340は、リング状の駆動部341と、リング状の被駆動体343と制振ゴム344を備える。制振ゴム344は、第1実施形態に係る監視カメラ100を構成するパン駆動用モータ140に用いられている制振ゴム144と同じである。図8は、パン駆動用モータ340の駆動部341の概略構成を示す斜視図である。駆動部341は、同一構造を有する3つの振動体ユニットV1,V2,V3と、振動体ユニットV1〜V3を保持するリング状の保持台347とを有する。なお、図8では、1つの振動体ユニットV1を分解して示している。振動体ユニットV1〜V3は、保持台347の円周を略3等分する位置に配置されている。なお、駆動部341を構成する振動体ユニットの数は3つに限定されるものではなく、必要な出力特性に応じて決定すればよく、1つ又は2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。保持台347は、基台330に固定されている。   The pan driving motor 340 includes a ring-shaped drive unit 341, a ring-shaped driven body 343, and a damping rubber 344. The vibration damping rubber 344 is the same as the vibration damping rubber 144 used in the pan driving motor 140 constituting the surveillance camera 100 according to the first embodiment. FIG. 8 is a perspective view showing a schematic configuration of the drive unit 341 of the pan driving motor 340. The drive unit 341 includes three vibrator units V1, V2, and V3 having the same structure, and a ring-shaped holding base 347 that holds the vibrator units V1 to V3. In FIG. 8, one vibrating body unit V1 is disassembled and shown. The vibrating body units V1 to V3 are disposed at positions that divide the circumference of the holding table 347 into approximately three equal parts. Note that the number of vibrator units constituting the drive unit 341 is not limited to three, and may be determined according to necessary output characteristics, and may be one or two, or four. It may be the above. The holding table 347 is fixed to the base 330.

3つの振動体ユニットV1〜V3は同一構造を有するため、振動体ユニットV1について、以下に説明する。振動体ユニットV1は、振動体342、支持部材346、フェルト345a及びイコライズプレート345bを有する。振動体342は、弾性体342b、弾性体342bの一方の面に設けられた2つの突起部342c、弾性体342bにおいて突起部342cが設けられている面の反対側の面に設けられた圧電素子342aを有する。弾性体342bは、略矩形で平板状の形状を有し、例えば、マルテンサイト系のステンレス等の金属材料からなり、耐久性を高めるための処理として焼入処理等の硬化処理が施されている。突起部342cは、バネ性を有する厚さ(高さ)で形成されており、例えば、弾性体342bを構成する板材のプレス加工等によって弾性体342bと一体的に形成される。但し、これに限定されず、突起部342cは、溶接等によって弾性体342bに接合されていてもよい。突起部342cの先端面(上面)は、被駆動体343と摩擦摺動するため、耐摩耗性を高めるための処理として焼入処理等の硬化処理が施されている。被駆動体343は、ステンレス等の金属材料からなり、突起部342cとの摩擦摺動面には、耐摩耗性を高めるための処理として窒化処理等の硬化処理が施されている。   Since the three vibrating body units V1 to V3 have the same structure, the vibrating body unit V1 will be described below. The vibrating body unit V1 includes a vibrating body 342, a support member 346, a felt 345a, and an equalizing plate 345b. The vibrating body 342 includes an elastic body 342b, two protrusions 342c provided on one surface of the elastic body 342b, and a piezoelectric element provided on the surface of the elastic body 342b opposite to the surface on which the protrusion 342c is provided. 342a. The elastic body 342b is substantially rectangular and has a flat plate shape. For example, the elastic body 342b is made of a metal material such as martensitic stainless steel and is subjected to a hardening process such as a quenching process as a process for improving durability. . The protruding portion 342c is formed with a thickness (height) having a spring property, and is formed integrally with the elastic body 342b by, for example, pressing a plate material constituting the elastic body 342b. However, the present invention is not limited to this, and the protrusion 342c may be joined to the elastic body 342b by welding or the like. Since the tip surface (upper surface) of the protrusion 342c slides frictionally with the driven body 343, a hardening process such as a quenching process is performed as a process for improving wear resistance. The driven body 343 is made of a metal material such as stainless steel, and the friction sliding surface with the protrusion 342c is subjected to a hardening process such as a nitriding process as a process for improving the wear resistance.

圧電素子342aは、接着剤により弾性体342bに接合されている。圧電素子342aは、板状の圧電セラミックスの両面に所定の形状の電極が形成された構造を有する。圧電素子342aの電極に所定の周波数の交流電圧を印加して、振動体342に第1の曲げ振動モードと第2の曲げ振動モードの振動を励起する。これにより、2つの突起部342cに、2つの突起部342cを結ぶ方向と突起部342cの突出方向とを含む面内で楕円運動を生じさせて、突起部342cにより被駆動体343を摩擦駆動する。このとき、振動体ユニットV1〜V3は、2つの突起部342cを結ぶ方向が被駆動体343の中心軸を中心とする円周の接線方向となるように保持台347に取り付けられている。その結果、被駆動体343を、その中心軸であるパン回転軸L2を回転中心として回転させることができる。なお、突起部342cは、少なくとも1つあれば、被駆動体343の駆動は可能である。振動体342に上述の通りに楕円運動を生じさせる原理は周知であるので、ここでの詳細な説明は省略する。   The piezoelectric element 342a is bonded to the elastic body 342b with an adhesive. The piezoelectric element 342a has a structure in which electrodes of a predetermined shape are formed on both surfaces of a plate-like piezoelectric ceramic. An alternating voltage having a predetermined frequency is applied to the electrode of the piezoelectric element 342a to excite vibrations in the first bending vibration mode and the second bending vibration mode in the vibrating body 342. As a result, an elliptical motion is generated in the two protrusions 342c in a plane including the direction connecting the two protrusions 342c and the protrusion direction of the protrusion 342c, and the driven body 343 is frictionally driven by the protrusion 342c. . At this time, the vibrating body units V <b> 1 to V <b> 3 are attached to the holding base 347 so that the direction connecting the two protrusions 342 c is the tangential direction of the circumference around the central axis of the driven body 343. As a result, the driven body 343 can be rotated with the pan rotation axis L <b> 2, which is the center axis thereof, as the rotation center. Note that the driven body 343 can be driven as long as there is at least one protrusion 342c. Since the principle of causing the vibrating body 342 to generate an elliptical motion as described above is well known, detailed description thereof is omitted here.

支持部材346は、薄板状の金属部材(弾性部材)であり、円弧状の形状を有している。支持部材346の長さ方向の一端は振動体342の弾性体342bの一部に溶接等により接合されている。また、支持部材346の長さ方向の他端近傍には孔部346aが設けられており、孔部346aにおいて支持部材346は固定ねじ349によって保持台347に締結されている。2つの支持部材346に挟持された振動体342は、保持台347に設けられた凹部347aにおいて、フェルト345aを介して支持される。フェルト345aと凹部347aとの間にはイコライズプレート345bが配置されており、支持部材346、フェルト345a及びイコライズプレート345bは、振動体342(突起部342c)を被駆動体343に対して加圧接触させる。パン駆動用モータ340の駆動により、被駆動体343はパン回転軸L2まわりに回転し、制振ゴム344を介して支持体320(撮像装置310)がパン駆動される。   The support member 346 is a thin plate-like metal member (elastic member) and has an arc shape. One end of the support member 346 in the length direction is joined to a part of the elastic body 342b of the vibrating body 342 by welding or the like. Further, a hole 346 a is provided in the vicinity of the other end in the length direction of the support member 346, and the support member 346 is fastened to the holding table 347 by a fixing screw 349 in the hole 346 a. The vibrating body 342 sandwiched between the two support members 346 is supported by a recess 347a provided in the holding table 347 via a felt 345a. An equalizing plate 345b is disposed between the felt 345a and the recess 347a. The supporting member 346, the felt 345a, and the equalizing plate 345b press the vibrating body 342 (protruding portion 342c) against the driven body 343. Let By driving the pan driving motor 340, the driven body 343 rotates around the pan rotation axis L2, and the support body 320 (imaging device 310) is pan-driven via the damping rubber 344.

チルト駆動用モータ350は、リング状のパン駆動用モータ340の内径側のスペースに配置されている。図9は、チルト駆動用モータ350の構成を示す分解斜視図である。チルト駆動用モータ350は、振動体352、昇降シャフト353及び連結体358を有する。振動体352は、パン駆動用モータ340に用いられている振動体342と同じであるので、その構造及び駆動方法についてのここでの説明を省略する。振動体352は、2つの突起部を結ぶ方向がパン回転軸L2の軸方向と略平行となるように、基台330に突設された壁部332に固定されている。   The tilt driving motor 350 is disposed in a space on the inner diameter side of the ring-shaped pan driving motor 340. FIG. 9 is an exploded perspective view showing the configuration of the tilt drive motor 350. The tilt driving motor 350 includes a vibrating body 352, a lifting shaft 353, and a connecting body 358. Since the vibrating body 352 is the same as the vibrating body 342 used in the pan driving motor 340, the description of the structure and the driving method is omitted here. The vibrating body 352 is fixed to a wall portion 332 protruding from the base 330 so that the direction connecting the two protrusions is substantially parallel to the axial direction of the pan rotation axis L2.

昇降シャフト353は、振動体352によって摩擦駆動される被駆動体である。昇降シャフト353、ステンレス等の金属材料からなる略丸棒状の部材であるが、その中心軸(スラスト軸)がパン回転軸L2と略一致する位置に配置される。昇降シャフト353は、ネオジウム磁石やフェライト磁石等の磁石(不図示)が設けられており、磁石の吸引力により所定の加圧力で振動体352と加圧接触している。よって、振動体352を駆動することにより、昇降シャフト353をパン回転軸L2方向(図9でZ方向)に直線的に移動させることができる。昇降シャフト353は、振動体352との摩擦摺動面である接触部353cと、連結体358との摺動面となる球面部353dとを有する。接触部353cは、昇降シャフト353における振動体352側の面をプレス加工や切削加工等により平坦化させ、更に平滑な面となるようにラップ加工等が施された部位であり、加えて、窒化処理等の硬化処理が施されることによって耐摩耗性が高められている。   The elevating shaft 353 is a driven body that is frictionally driven by the vibrating body 352. The elevating shaft 353 is a substantially round bar-shaped member made of a metal material such as stainless steel, and the central axis (thrust axis) thereof is disposed at a position substantially coincident with the pan rotation axis L2. The elevating shaft 353 is provided with a magnet (not shown) such as a neodymium magnet or a ferrite magnet, and is in pressure contact with the vibrating body 352 with a predetermined applied pressure by the magnet's attractive force. Therefore, by driving the vibrating body 352, the elevating shaft 353 can be linearly moved in the pan rotation axis L2 direction (Z direction in FIG. 9). The elevating shaft 353 includes a contact portion 353 c that is a friction sliding surface with the vibrating body 352 and a spherical surface portion 353 d that is a sliding surface with the coupling body 358. The contact portion 353c is a portion where the surface on the vibrating body 352 side of the elevating shaft 353 is flattened by pressing or cutting, and lapped so as to be a smoother surface. Abrasion resistance is enhanced by performing a curing treatment such as a treatment.

連結体358は、ガイド部358aと保持部358b(図7(b)参照)とを有する。保持部358bは、昇降シャフト353の球面部353dと連結し、球面部353dに対してチルト回転軸L1、パン回転軸L2及びこれらと直交する軸(図9でのX軸)の各軸まわりに摺動しながら回転可能に構成されている。ガイド部358aは、撮像装置310に設けられているガイドレール312と係合する幅を有しており、撮像装置310に対してレンズ部311の光軸L3方向に相対的に移動可能となっている。よって、昇降シャフト353がパン回転軸L2方向に直線的に移動すると、連結体358も昇降シャフト353と一体となってパン回転軸L2方向に直線的に移動する。   The coupling body 358 has a guide part 358a and a holding part 358b (see FIG. 7B). The holding portion 358b is connected to the spherical portion 353d of the elevating shaft 353, and around each axis of the tilt rotation axis L1, the pan rotation axis L2, and an axis (X axis in FIG. 9) orthogonal to these relative to the spherical portion 353d. It is configured to be rotatable while sliding. The guide portion 358 a has a width that engages with a guide rail 312 provided in the imaging device 310, and can move relative to the imaging device 310 in the direction of the optical axis L 3 of the lens portion 311. Yes. Therefore, when the lifting shaft 353 moves linearly in the direction of the pan rotation axis L2, the coupling body 358 also moves integrally with the lifting shaft 353 in the direction of the pan rotation axis L2.

監視カメラ300では、チルト駆動用モータ350を駆動して昇降シャフト353をパン回転軸L2方向に直線的に移動させることで、撮像装置110のチルト駆動を実現することができる。また、パン駆動用モータ340の被駆動体343をパン回転軸L2まわりに回転させることで、撮像装置110のパン駆動を実現することができる。その際、第1実施形態で説明した監視カメラ100と同様に、パン駆動用モータ340とチルト駆動用モータ350をそれぞれ独立して駆動することが可能であり、パン駆動用モータ340でチルト駆動用モータ350を回転駆動させる必要もない。また、監視カメラ100と同様に、パン駆動用モータ340の振動体342とチルト駆動用モータ350の振動体352が回転或いは直進することもない。よって、監視カメラ300でも、監視カメラ100で得られる効果と同様の効果を得ることができる。   In the monitoring camera 300, the tilt driving of the imaging device 110 can be realized by driving the tilt driving motor 350 to linearly move the lifting shaft 353 in the direction of the pan rotation axis L2. Further, by rotating the driven body 343 of the pan driving motor 340 around the pan rotation axis L2, the pan driving of the imaging device 110 can be realized. At that time, similarly to the surveillance camera 100 described in the first embodiment, the pan driving motor 340 and the tilt driving motor 350 can be driven independently, and the pan driving motor 340 can be used for tilt driving. There is no need to drive the motor 350 to rotate. Similarly to the surveillance camera 100, the vibrating body 342 of the pan driving motor 340 and the vibrating body 352 of the tilt driving motor 350 do not rotate or go straight. Therefore, even with the monitoring camera 300, the same effect as that obtained with the monitoring camera 100 can be obtained.

監視カメラ300では、チルト駆動用モータ350にリニア駆動タイプの振動型アクチュエータを用いることにより、パン回転軸L2方向での昇降シャフト353の駆動を実現している。そのため、監視カメラ100で用いられているような回転出力を直進出力に変換させるための外部ギア157が不要となり、また、外部ギア157と昇降シャフト本体159aとを螺合させる構成も不要となることで、構造の簡素化と更なる軽量化を図ることができる。また、監視カメラ300では、外部ギア157等が不要になることで、噛み合い音は発生せず、静粛な動作が可能となる。更に、監視カメラ300では、パン駆動用モータ340とチルト駆動用モータ350によって撮像装置310をダイレクトに駆動することができるため、外部ギア157を用いた構造で発生し得るバックラッシュ等は発生しない。よって、監視カメラ300では、撮像装置310のより高精度な位置決めとより高い応答性での制御が可能となる。   In the surveillance camera 300, the linear drive type vibration actuator is used for the tilt drive motor 350, thereby driving the lift shaft 353 in the pan rotation axis L2 direction. Therefore, the external gear 157 for converting the rotation output used in the surveillance camera 100 to the straight output is not required, and the configuration for screwing the external gear 157 and the lifting shaft body 159a is not required. Thus, the structure can be simplified and the weight can be further reduced. In the surveillance camera 300, since the external gear 157 and the like are not necessary, a meshing sound is not generated, and a quiet operation is possible. Further, in the surveillance camera 300, the imaging device 310 can be directly driven by the pan driving motor 340 and the tilt driving motor 350, so that backlash or the like that may occur in the structure using the external gear 157 does not occur. Therefore, in the monitoring camera 300, it is possible to control the imaging device 310 with higher accuracy and higher responsiveness.

監視カメラ300では、撮像装置310とチルト駆動用モータ350との連結に球面部353dを用いているため、チルト回転軸L1まわりの回転とパン回転軸L2まわりの回転を1つの部品で実現することができる。そのため、監視カメラ300では、構造の簡素化と軽量化に加えて、部品点数の削減によるコストの低減も可能となる。   Since the monitoring camera 300 uses the spherical surface portion 353d to connect the imaging device 310 and the tilt drive motor 350, the rotation around the tilt rotation axis L1 and the rotation around the pan rotation axis L2 can be realized by one component. Can do. Therefore, in the surveillance camera 300, in addition to simplifying the structure and reducing the weight, the cost can be reduced by reducing the number of parts.

ところで、チルト駆動用モータ350では、振動体352と昇降シャフト353とを所定の加圧力で加圧接触させるための加圧手段に、磁石を用いた構成について説明したが、加圧手段はこれに限定されるものではない。図10は、振動体352と昇降シャフト353とを加圧接触させるための別の加圧手段の構成を説明する図である。ここでは、加圧ばね355a、加圧受け部材355b及び従動部355cを有する加圧部材355を用いて、振動体352と昇降シャフト353とを加圧接触させている。   By the way, in the tilt drive motor 350, the configuration using the magnet as the pressurizing unit for pressurizing and contacting the vibrating body 352 and the lifting shaft 353 with a predetermined pressurizing force has been described. It is not limited. FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of another pressurizing unit for bringing the vibrating body 352 and the lifting shaft 353 into press contact. Here, the vibrating body 352 and the elevating shaft 353 are brought into pressure contact with each other using a pressure member 355 having a pressure spring 355a, a pressure receiving member 355b, and a driven portion 355c.

加圧ばね355aは、コイルばね等であり、振動体352と昇降シャフト353とが所望の加圧力で接触可能となるばね定数を有する。加圧受け部材355bは、加圧ばね355aからの加圧力を受け、従動部355cを介して昇降シャフト353を振動体352に加圧している。従動部355cは、球状もしくはコロ形状に構成されており、回転可能である。よって、昇降シャフト353がパン回転軸L2方向に移動しても、従動部355cはパン回転軸L2方向に移動することはなく、振動体352に対して加圧力を付与し続けることができる。   The pressure spring 355a is a coil spring or the like, and has a spring constant that allows the vibrating body 352 and the elevating shaft 353 to contact with each other with a desired pressure. The pressure receiving member 355b receives the pressure from the pressure spring 355a and presses the lifting shaft 353 to the vibrating body 352 via the driven portion 355c. The driven portion 355c is formed in a spherical shape or a roller shape and is rotatable. Therefore, even if the elevating shaft 353 moves in the direction of the pan rotation axis L2, the driven portion 355c does not move in the direction of the pan rotation axis L2, and can continue to apply pressure to the vibrating body 352.

なお、加圧手段に磁石を用いることはコストアップにつながるため、磁石に代えて加圧ばね355aを用いた構成とすることで、コスト低減が可能となる。また、磁石も加圧部材355も用いないその他の加圧手段として、昇降シャフト353を挟み込むように2つの振動体352で対向させた構造のものを用いてもよい。このような構成とすることで、駆動力と保持力を増加させることができる。   In addition, since using a magnet for the pressurization means leads to an increase in cost, the cost can be reduced by using a pressurization spring 355a instead of the magnet. Further, as another pressurizing means that does not use the magnet and the pressurizing member 355, a structure in which two vibrating bodies 352 face each other so as to sandwich the elevating shaft 353 may be used. With such a configuration, driving force and holding force can be increased.

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。また、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。   Although the present invention has been described in detail based on preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms within the scope of the present invention are also included in the present invention. included. Moreover, each embodiment mentioned above only shows one Embodiment of this invention, It is also possible to combine each embodiment suitably.

100,300 監視カメラ
110,310 撮像装置
120 支持体
130,330 基台
140,340 パン駆動用モータ
150,350 チルト駆動用モータ
160 チルト駆動シャフト
157 外部ギア
200 ステージ装置
210 ステージ
410 旋回ステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,300 Surveillance camera 110,310 Image pick-up device 120 Support body 130,330 Base 140,340 Pan drive motor 150,350 Tilt drive motor 160 Tilt drive shaft 157 External gear 200 Stage device 210 Stage 410 Turning stage

Claims (11)

第1の回転体と、
前記第1の回転体を第1の軸の軸まわりに回転可能に軸支する第2の回転体と、
第1の振動体および前記第1の振動体に励起した振動により前記第1の軸と直交する第2の軸の軸まわりに回転する第1の被駆動体を有する第1の振動型アクチュエータと、
前記第1の回転体と係合し、前記第2の軸と略一致する位置において前記第2の軸の軸方向に移動可能に設けられた軸部材と、
第2の振動体および前記第2の振動体に励起した振動により駆動される第2の被駆動体を有する第2の振動型アクチュエータと、を備え、
前記第1の振動型アクチュエータの回転出力によって前記第1の回転体と前記第2の回転体とを一体的に前記第2の軸の軸まわりに回転させ、前記第2の振動型アクチュエータの出力によって前記軸部材を前記第2の軸の軸方向に直進させることにより前記第1の回転体を前記第1の軸の軸まわりに回転させることを特徴とする旋回駆動装置。
A first rotating body;
A second rotating body that rotatably supports the first rotating body around the axis of the first axis;
A first vibration type actuator having a first driven body and a first driven body that rotates around an axis of a second axis orthogonal to the first axis by vibration excited by the first vibrating body; ,
A shaft member that engages with the first rotating body and is movable in the axial direction of the second shaft at a position substantially coincident with the second shaft;
A second vibration type actuator having a second vibrating body and a second driven body driven by vibration excited by the second vibrating body;
The rotation output of the first vibration type actuator causes the first rotation body and the second rotation body to rotate integrally around the axis of the second shaft, and the output of the second vibration type actuator. The swivel drive device characterized in that the first rotary body is rotated about the axis of the first axis by moving the shaft member straight in the axial direction of the second axis.
前記第2の回転体は、前記第2の軸の径方向において前記第2の軸から離れた位置に前記第1の軸が位置するように前記第1の回転体を軸支していることを特徴とする請求項1に記載の旋回駆動装置。   The second rotating body pivotally supports the first rotating body so that the first axis is located at a position away from the second axis in the radial direction of the second axis. The swivel drive device according to claim 1. 前記第1の振動型アクチュエータが固定される基台を備え、
前記第2の振動型アクチュエータは、前記第1の振動型アクチュエータの内径側のスペースにおいて前記基台に固定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の旋回駆動装置。
A base on which the first vibration type actuator is fixed;
3. The turning drive device according to claim 1, wherein the second vibration type actuator is fixed to the base in a space on an inner diameter side of the first vibration type actuator.
前記第2の振動型アクチュエータは、前記第2の軸と略平行な軸の軸まわりの回転駆動力を出力し、
前記第2の振動型アクチュエータの回転駆動力を前記軸部材の前記第2の軸の軸方向への直進駆動力に変換する出力変換手段を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の旋回駆動装置。
The second vibration type actuator outputs a rotational driving force around an axis substantially parallel to the second axis;
4. The apparatus according to claim 1, further comprising an output conversion unit configured to convert a rotational driving force of the second vibration type actuator into a linear driving force of the shaft member in the axial direction of the second shaft. 5. The turning drive device according to Item 1.
前記第2の振動型アクチュエータは、前記回転駆動力を出力する内部ギアを備え、
前記出力変換手段は、前記軸部材と螺合すると共に前記内部ギアと噛み合うように前記第2の軸の軸まわりに回転可能に設けられた外部ギアを備え、
前記外部ギアの回転方向に応じて前記第2の軸の軸方向において前記軸部材が直進する向きが変わることを特徴とする請求項4に記載の旋回駆動装置。
The second vibration type actuator includes an internal gear that outputs the rotational driving force,
The output conversion means includes an external gear provided so as to rotate about the axis of the second shaft so as to be engaged with the internal gear while being screwed with the shaft member,
The turning drive device according to claim 4, wherein a direction in which the shaft member moves straight in an axial direction of the second shaft changes according to a rotation direction of the external gear.
前記軸部材は、前記第1の軸の径方向において前記第1の回転体に対して摺動可能であり、かつ、前記第1の回転体と共に第2の軸の軸まわりに回転可能な部位を有することを特徴とする請求項4又は5に記載の旋回駆動装置。   The shaft member is slidable with respect to the first rotating body in the radial direction of the first shaft, and is rotatable about the axis of the second shaft together with the first rotating body. The turning drive device according to claim 4, wherein the turning drive device is provided. 前記第2の振動型アクチュエータは、前記第2の振動体は前記第2の被駆動体を前記第2の軸の軸方向に直進駆動するリニア駆動タイプの振動型アクチュエータであり、
前記第2の被駆動体が前記軸部材であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の旋回駆動装置。
The second vibration type actuator is a linear drive type vibration type actuator in which the second vibration body linearly drives the second driven body in the axial direction of the second axis,
The turning drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second driven body is the shaft member.
前記第2の被駆動体は磁石を含み、
前記磁石の吸引力によって前記第2の振動体と前記第2の被駆動体とが加圧接触していることを特徴とする請求項7に記載の旋回駆動装置。
The second driven body includes a magnet;
The swivel drive device according to claim 7, wherein the second vibrating body and the second driven body are in pressure contact with each other by an attractive force of the magnet.
前記軸部材は、前記第2の軸の軸まわりに回転せずに前記第1の回転体が前記軸部材に対して相対的に前記第2の軸の軸まわりに回転可能となるように摺動可能に係合すると共に、前記第1の軸の径方向において前記第1の回転体に対して摺動可能であることを特徴とする請求項7又は8に記載の旋回駆動装置。   The shaft member does not rotate about the axis of the second shaft, and the first rotating body is slid so as to be rotatable about the axis of the second shaft relative to the shaft member. The swivel drive device according to claim 7 or 8, wherein the swivel drive device is movably engaged and slidable with respect to the first rotating body in a radial direction of the first shaft. 前記第1の回転体は、撮像装置であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の旋回駆動装置。   The turning drive device according to claim 1, wherein the first rotating body is an imaging device. 前記第1の回転体は、平板状のステージであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の旋回駆動装置。   The turning drive device according to any one of claims 1 to 9, wherein the first rotating body is a flat stage.
JP2016063503A 2016-03-28 2016-03-28 Turning drive device Pending JP2017184306A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016063503A JP2017184306A (en) 2016-03-28 2016-03-28 Turning drive device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016063503A JP2017184306A (en) 2016-03-28 2016-03-28 Turning drive device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017184306A true JP2017184306A (en) 2017-10-05

Family

ID=60007769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016063503A Pending JP2017184306A (en) 2016-03-28 2016-03-28 Turning drive device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017184306A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021085868A (en) * 2019-11-25 2021-06-03 エルエス、エレクトリック、カンパニー、リミテッドLs Electric Co., Ltd. Thermal image monitoring apparatus and distributing panel having the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021085868A (en) * 2019-11-25 2021-06-03 エルエス、エレクトリック、カンパニー、リミテッドLs Electric Co., Ltd. Thermal image monitoring apparatus and distributing panel having the same
US11310429B2 (en) 2019-11-25 2022-04-19 Ls Electric Co., Ltd. Thermal image monitoring apparatus and distributing panel having the same
JP7185658B2 (en) 2019-11-25 2022-12-07 エルエス、エレクトリック、カンパニー、リミテッド Thermal image monitoring device and switchboard including it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1806793B1 (en) Exciting method for elastic vibration member and vibratory driving device
US11606046B2 (en) Vibration type actuator, optical apparatus, and electronic apparatus
US8031418B2 (en) Lens driving mechanism and image pickup apparatus using the same
JP4838865B2 (en) Piezoelectric motor and electronic device with piezoelectric motor
JP2008245507A (en) Friction drive actuator
JP2017184306A (en) Turning drive device
US11515811B2 (en) Vibration-type actuator, pan head, and electronic apparatus
US11746863B2 (en) Rotary-to-linear motion converter
US11522474B2 (en) Vibration wave motor and electronic apparatus including the vibration wave motor
WO2016002917A1 (en) Vibration-type actuator, lens barrel, image-capturing device, and automatic stage
US11689121B2 (en) Vibration wave motor having pressing parts separated by slits and turning apparatus incorporating the same
JP2004274916A (en) Actuator
US8531086B2 (en) Vibration actuator, lens barrel, and camera
JP4844135B2 (en) Vibration actuator device, lens barrel and camera system
US11644736B2 (en) Vibration type actuator, camera platform, and electronic device
US20220321031A1 (en) Vibration-type actuator, and optical apparatus and electronic apparatus including the same
JP2019080393A (en) Vibration type actuator and electronic apparatus including the same
JP4497594B2 (en) Linear motion mechanism using ultrasonic motor and electronic equipment using the same
JP6914740B2 (en) Gripping device
JP2017143659A (en) Turning drive unit
JP2021126041A (en) Vibration type actuator, universal head and electronic apparatus
JP2022136602A (en) Vibration type actuator, universal head having the same, and electronic apparatus
JP2023019639A (en) Vibration wave drive apparatus and imaging apparatus
JP2022016927A (en) Vibration-type actuator and apparatus
CN114123855A (en) Vibration-type actuator, rotation driving apparatus, and image pickup apparatus