JP2018515804A - ボール・ソケット装着装置用の傾斜防止ばね機構及び引張取付機構 - Google Patents

Abstract

本発明は、外装ハウジング(15)内に配置されたガイド部材(18)を備えたボール外殻(16)からなるボール・ソケット装着装置(1)用の傾斜防止ばね機構及び引張取付機構に関し、前記ボール外殻(16)に配置され、ネック部(10)、スリット(9)および穴付スライド(20)を有する内部ボール(5)と、内部ボール(5)のネック部(10)に取り付けられた調節ねじ(3)を有する取付ディスク(2)を備えたソケット(24)と、キャップ(17)とを具備する。傾斜防止ばね機構及び引張取付機構は、内部ボール(5)の内部空洞(6)に挿入された１つ以上の好適の弾性体が、内部ボール(5)の回転によってもたらされる弾性体の変形に起因する力によって生じるトルクによって内部ボール(5)の回転が相殺されるように、ボール外殻(16)のガイド部材(18) および内部ボール(5)の内面に接触するか又は取り付けられていることを特徴とする。【選択図】 図４

Description

本発明は、ボール及びソケット装着装置用の傾斜防止ばね機構及び引張取付機構に係り、ばね機構は内部ボール及び本体（例えば、カメラ）の重量から生じる傾動力を相殺することを可能にし、ボール・ソケット装着装置の内部ボールが垂直平面内で回転するときにボールからずれたときにボールに接続され、また、内部ボールを所与の位置に固定するために、本体の光軸がボール・ソケット装着装置への取り付けは、固定操作の間および固定操作の結果として、僅かでも回転しないことに関する。

写真撮影の基本的な要件は、カメラを常に水平に保たなければならないということにある。昇降可能なボールソケットヘッドは、写真家のあいだでは長い間よく知られていたものである。３つの自由度を有する従来のボールソケットヘッドとは対照的に、ここでは２つのボールが互いに内側に取り付けられている。外側のより大きなボールは、システムを水平にするために適合され、内側の小さなものは２つの自由度に制限され、それにより、写真撮影およびビデオ撮影における最も頻繁に適用されるカメラの装着と方位を解決する双方向傾斜ヘッドとして機能する。

この従来の解決策は、カメラがその中心位置から前方または後方に傾けられたとき、その重心がボールの中心の上から変位し、それによってバランス位置から変位して前方に傾くという欠点を有する。ユーザーは、そのような欠点を防止するために、常に注意を払わなければならない。

先行技術の特許出願P 01 03299は、球状体を受け取る埋め込みリングおよびボール・ソケット継手を開示しており、ボール・ソケット継手は埋め込みリングを包囲するハウジングを備え、埋め込みリングはその大円に隣接するセクションに沿って球体を完全に包囲する。埋め込みリングは、第１の内側リムおよび第２の内側を有し、各リムは他方のものとは異なる寸法のそれぞれの表面を画定する。

特許出願P1300365は、特に三脚にカメラを取り付けるために、水平にして回転させることが必要な装置用のボール・ソケット装着装置を開示している。この解決策の装置は、頂部に開口し、内球面を有するハウジングと、該ハウジング内で回転するように構成され、ハウジングの内球面に対応する外球面領域を有する殻（シェル）と、該シェルの内側球面に対応する表面形状を有し、前記シェルに対して回転可能に構成されたボールとを備えている。ハウジングの上部開口を通って延在し、ボールに結合されるかまたはボールと一体化された取付ディスクがボールに接続される。この解決策の本質的な特徴は、シェルが180°より大きい、好ましくは190°〜210°の中心角を有する球状シェルであり、シェルの頂部が平坦な表面で覆われており、ボールがシェルに固定されるように構成されていることである。

上記の解決策は、ボール・ソケット装着装置に取り付けられた本体（カメラ）が、装着装置がその平衡位置から変位したときに下方に傾斜するのを防止できないという欠点を有し、締め付け機構を適用することにより、内部ボールの位置を固定する間に光軸が僅かにずれるとともに、その構成により、内部ボールに形成されたスリットが内部ボールのネック部を構造的に弱くしてしまい、それにより装着の安定性が低下する。

図２０の助けを借りて特許出願P1300365号の解決策の欠点を説明する。

公知の解決策では、取付ディスク2aのほうに向かうスリット開口が内部ボール5内に形成され、その結果、内部ボール5のネック部分の半分の１つ − ネック部10a − のみが取付ディスクに固定され、これにより調整された平面に対して光軸が変位する。このようにして光学系の精密な調整が不可能になる。

これに加えて、取付ディスク2aに取り付けられたカメラ4のバランスを保つことができなくなり、カメラ4が水平面に対して角度Ωだけ傾いてしまう。

本発明の目的は、垂直面内でボール・ソケット装着装置の内部ボールの調整中において、ボール・ソケット装着装置の内部ボール殻に取り付けられたカメラが傾斜するのを防止するための機構を提供することにあり、また、保持機構の操作に起因する固定プロセス中において、ボール・ソケット装着装置に取り付けられたカメラ本体の光軸がわずかな量すらも回転することがないように、所与の位置/方位に内部ボールを固定させる機構を提供することにある。

本発明による解決策を考察してみると、ボール・ソケット装着装置の内部ボールの内部空洞に挿入された１つ又は複数の好適に構成された弾性体の面の１つがボール外殻のガイド部材に固定され、内部ボールの回転に起因する弾性体の変形によって生じる力が内部本体の回転に反作用するように、前記１つ以上の弾性体の別の面は、水平軸まわりに位置する前記内部ボールの内面に接触するか、または前記内部ボールの内面に固定される。

そして、さらに、ボール・ソケット装着装置の内部ボールに形成された内部空洞内に捩りばねが配置されている場合において、ばねの一方側のステムがボール外殻の底部に配置されたガイド部材に形成された穴のなかに保持され、ばねの他方側のステムが、ボール・ソケット装着装置の内部ボールのネック部に形成された穴のなかに保持されており、内部ボールに形成された内部空洞に一対のＶばねまたは板ばねを配置して、ばねの第１のステムをボール外殻の底部に形成されたガイド部材に引っ張り、ばねの第２のステムは、内部空洞の内側に形成された支持面に向けて張力をかけ、内部ボールの上部ネック部およびボールの底部からそれぞれ始まる引張り穴およびスリットを有し、前記スリットが引張り穴の軸線を取り囲むように内部ボール内に設けられているので、本発明の目的を達成することができる。

上記課題を解決するために、本発明は、外装ハウジング内にガイド部材が設けられたボール外殻と、前記ボール外殻内に配置されたネック部、スリット、および穴付スライドをそれぞれ有する内部ボールと、前記内部ボールのネック部に取り付けられた調節ねじを備えた取付ディスクを有するソケットと、キャップとを備えている。この機構では、内部ボールの内部空洞に挿入された１つ以上の好適に構成された弾性体がボール外殻のガイド部材および内部ボールの内面と接触するかまたは取り付けられ、内部ボールの回転によってもたらされる前記弾性体の変形に起因する力によって生じるトルクにより内部ボールの回転が相殺される。

本発明の目的は、外装ハウジング内に配置されたガイド部材を備えたボール外殻と、前記ボール外殻内に配置されたネック部、スリット、および穴付スライドをそれぞれ有する内部ボールと、前記内部ボールのネック部に取り付けられた調節ねじを備えた取付ディスクを有するソケットと、キャップと、を具備する傾斜防止ばね機構および引張取付機構を提供することによって更に達成される。この機構は、外装ハウジングに挿入されたボール外殻のなかに位置し、穴を有するガイド部材を備え、内部空洞を有する内部ボールと、穴を有するネック部と、長手空洞の取付面上に配置された穴付スライドと、を備えることを特徴とし、前記穴付きスライドの穴がボール外殻のガイド部材に取り付けられるように位置決めされ、二重ステムばねの第１のステムがガイド部材の穴のなかに固定され、第２のステムがネック部に形成された穴のなかに固定されるように、二重ステム捩りばねが内部ボールの内部空洞の内側に取り付けられ、これにより前記二重ステム捩りばねのバネ力が内部ボールに固定された取付ディスク上に位置する本体の重量によって生じる傾動力を相殺し、内部ボールの底部から始まり、内部ボールに形成されている内部ボールのネック部の始まりまで延び出ているスリットを有し、前記スリットは、内部ボールを２つの空間領域、大きいほうのボールセクションと小さいほうのボールセクションとに分割し、内部ボールの底部付近のネック部分から延びる直径Ｄと軸ｔ１を有する引張り穴を有する引張り棒の軸線ｔ１がスリットに沿って延在し、引張り棒の上部アーチ面が調節ねじのステムに接触するように引張り穴のなかに引張り棒を挿入する。

上記課題を解決するために、本発明は、外装ハウジング内にガイド部材が設けられたボール外殻と、前記ボール外殻内に配置され、スリットを有するネック部および穴付スライドを有する内部ボールと、前記内部ボールのネック部に取り付けられた調節ねじを備えた取付ディスクを有するソケットと、キャップとを備えている。この機構は、内部ボールが外装ハウジング内に挿入され、ガイド部材が設けられたボール外殻のなかに位置付けられ、支持面を有する内部空洞と、穴を有するネック部と、その長手空洞の取付面に配置された穴付スライドと、を具備する内部ボールを有することを特徴とし、また穴付スライドの穴がボール外殻のガイド部材に取り付けられるように位置決めされていることを特徴とし、２つの引張ばねが内部ボールの内部空洞に挿入され、その第１のステムがガイド部材に対して引っ張られ、ガイド部材およびステムが固定部材によって取り囲まれ、引張ばねの第２のステムが固定される内部ボールの内部空洞に設けられた支持面に当接して、内部ボールに固定された取付ディスクに取り付けられた本体の重量から生じる傾動力を前記引張りばねが相殺する。また、この機構は、内部ボールのなかに形成され、内部ボールの底部から始まり内部ボールのネック部の始端まで伸びるスリットを備えており、該スリットは内部ボールを２つの空間領域、すなわち大きいほうのボール部と小さいほうのボール部とに分割するものであり、内部ボールの底部付近のネック部分から延びる軸ｔ１と直径Ｄを有する引張り穴を有する引張り棒の軸線ｔ１が前記スリットに沿って延在し、引張り棒の上部アーチ面が調節ねじのステムに接触するように引張り穴のなかに引張り棒が挿入されている。

本発明の好ましい実施形態では、傾斜防止機構のばねは、ステムを有するように構成された板ばねである。

本発明の傾斜防止機構のさらに好ましい実施形態では、長さＬを有する引張り棒は、長さＬ２および直径Ｄを有する円筒状部分と長さＬ１を有する切頭部分とからなり、位置決めピンが前記円筒状部分に配置され、引張面と、引張面に対して直交するように設定された２つの切頭面と、アーチ面と、を有し、長さ比がＬ１：Ｌ２＝４：１〜Ｌ１：Ｌ２＝３：１の範囲にある。

本発明の傾斜防止機構のさらに好ましい実施形態では、長さＨを有する引張り穴と長さＬを有する引張り棒との間に、不等式Ｌ＞Ｈが成り立つ。

本発明の傾斜防止機構のさらに好適かつ好適な実施形態では、内部ボールに重量を軽くするための減量凹部が形成されている。

本発明の傾斜防止機構のさらに好ましい実施形態では、引張り穴の軸線（ｔ１）は、その長さの下部１／３〜１／４の部分に沿ってスリットの内側にある。

本発明の解決策を添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、カメラを搭載したボール・ソケット装着装置の好適な実施形態を示す側面図である。 図１ａは、傾斜した姿勢の図１のボール・ソケット装着装置を示す図である。 図２は、本発明の引張取付装置の内部ボールの好適な実施形態を示す断面図である。 図３は、図２の内部ボールを下方から見て示す図である。 図４は、本発明のばね機構の好適な実施形態を示す断面図である。 図５は、図４のボール・ソケット装着装置に取り付けられたカメラの部分を前方に傾斜した姿勢で示す部分断面図である。 図６は、図５に示した捩りばねの側面図である。 図７は、図６に示したばねの下面図である。 図８は、本発明の他の実施形態のばね機構を示す断面図である。 図９は、回転する内部ボールを有するばね機構のさらに好ましい実施形態を示す断面図である。 図１０は、ボール・ソケット装着装置に適用される本発明に係る傾斜防止ばね機構及び引張取付機構の断面図である。 図１１は、図１０に示した機構の引張り棒の可能な実施形態の斜視図である。 図１２は、図１１の引張り棒の側面図である。 図１３は、本発明の他の実施形態のボール・ソケット装置のボールとソケットの部分を示す分解斜視図である。 図１４は、図６の捩りばねが見える図１３のボール・ソケット装置の断面図である。 図１５は、本発明のばね機構のさらに好適な実施形態を示す断面図である。 図１６は、図１５のばね機構のさらに好適な実施形態を示す断面図である。 図１７は、図１６のばねの側面図である。 図１８は、図１６の好適な実施形態のばね機構のばねを上方から見て示す図である。 図１９は、図１８のばねの分解斜視図である。 図２０は、従来装置の不利な点を示す図である。

図１はボール・ソケット装着装置１の好適な実現例を示し、その上に取り付けられたカメラ４と共に側面図を示す。図面にはボール・ソケット装着装置１が示されており、取付ディスク２は調節ねじ３と、その上に取り付けられたカメラ４とを備えている。

図１ａにおいて、ボール・ソケット装着装置は、傾斜した位置に示されている。

カメラ４は、光軸が水平に設定されているとき、その重心Ｇがピボット点Ａを上回るように取付ディスク２上に位置決めされ、それによってシステムは平衡位置にある。

カメラ４が所定の角度ωだけ傾けられると、傾動力ＦＧが生じる。

ＦＧ＝６×sinω
この傾動力は角度ωにほぼ正比例する。

ボール引張り機構を適用するいかなる位置にもシステムを保持することはできるが、より高い傾斜角ωのためには、高い保持力が必要とされるので、装着した装置を回転させることが不可能となる。

低い傾斜角度ωについては、システムは内部摩擦力によってバランスをとって維持されるが、より高い傾斜角度に対しては、傾斜角度に比例して増加するばね力が、傾動力ＦＧを相殺するために望ましい。

このような動作モードは、本体が任意の方向に容易に回転でき、その最後の位置に保持することができるようにする必要がある。

システムの内部摩擦は、摺動部品の適切な寸法設定によって調整することができる。

実施例：
本体がその最大傾斜まで傾けられると、角度ωは３２°となる。

システムの内部摩擦により、約１ｋｇの質量を有する装置を任意の位置に静止させたままにすることができる。実際の経験によれば、この場合にシステムを微調整しても十分に快適に扱うことができることが示される。このようなバネは、内部摩擦をゼロで計算したときに、最大傾斜角度（３２°）で２ｋｇの光学装置を釣り合わせるのに十分なばね力を提供するように選択されるべきである。

これにより、装置の傾動は、組み合わされた内部摩擦力とばね力とによって打ち消される。しかし、内部摩擦は戻りばねの力にも作用し、１ｋｇから３ｋｇまでの間の質量を有する装置（一般的に使用されるほとんどのカメラをカバーする範囲）では、装置は任意の位置でその位置/姿勢を保持することができるが、それは容易に回すことができ、それにより快適で安全な使用が可能になる。

上記実施例で言及したバネの構成については、後で詳しく説明する。

図２に内部ボール５の可能な実施形態を断面図で示し、図３に図２の内部ボール５の下面図を示す。

これらの図面では、内部ボール５のなかに形成された内部空洞６および長手空洞７と、ネック部１０内に配置された穴１１とを有するネック部１０および凹部１２を有する内部ボール５が容易に見られる。

また、これらの図面では、スリット９と引張り穴８も見られる。スリット９は、内部ボール５を、大きいほうのボール部１３と小さいほうのボール部１４との２つの部分に分割している。

このスリット９は引張り穴８の軸線ｔ１を取り囲んでいる。これは、スリット９の中間面が引張り穴８の軸線ｔ１と一致するか、または有利には軸線ｔ１とスリット９の中間面が数度の角度で交差することを意味する。この後者の配置は、内部ボール５のネック部１０に位置するスリット９の上部を可能な限りネック部１０の外面に近づけること、すなわち、ボール部のこの部分をネック部１０においてできるだけ狭くすることを達成するためには、この構成により小さいほうのボール部１４を大きいほうのボール部１３からより容易に引き離すことができ、より小さな力を加えることができる。

この図面では、長手空洞７の取付面３６，３７も見ることができる。

図４は、本発明のばね機構の好ましい実施の形態を示す断面図である。図にはガイド部材１８が設けられたボール外殻１６を有するボール・ソケット装着装置１の外装ハウジング１５を示しており、そこには、ボール外殻１６が挿入された内部ボール５と、内部ボール５の周囲を取り囲むソケット２４と、ボール外殻１６の頂部を覆うように適合するキャップ１７とが含まれている。図から分かるように、穴付スライド２０は、穴（穴２０を有するスライドの穴の直径はガイド部材１８の直径と同じである）によってガイド部材１８上に配置され、穴付スライド２０は、内部ボール５の内側に形成された長手空洞７の取付面３６，３７に沿って摺動するようになっている。

また、この図では、内部空洞６に配置された二重ステムばね２１のステム２３がガイド部材１８に形成された穴１９のなかに固定され、二重ステムばね２１の他方のステム２２は、内部ボール５のネック部10に形成された穴１１を有することが示されている。

二重ステムばね２１のステム２３を受け入れるように構成されたガイド部材１８に形成された穴１９の深さは、ガイド部材１８の長さよりも十分に大きく、これにより穴１９もまたボール外殻１６のなかに延び込んでいる。取付ディスク２は、内部ボール５のネック部１０に取り付けられている。

図５にボール・ソケット装着装置に対してわずかに前傾した位置に取り付けられたカメラ４の部分断面図を示し、ボール・ソケット装着装置１それ自体は、調節ねじ３を備えた取付ディスク２を備えている。

ユーザーが内部ボール５を調整し、カメラ４を矢印の方向に前方に傾斜させると、内部ボール５の内部空洞６内に位置する二重ステム捩りばね２１のばね力は、それ以上の傾動に対抗する、すなわち、カメラ４の重量Ｇに起因するレバーアームＫに直交する力成分Ｆの（回転軸に対する）トルクを相殺する。

したがって、二重ステムばね２１のばね力を特定するためにも、カメラ４の質量を考慮に入れることが重要である。

図６には、図５に示した解決策に用いられる二重ステム捩りばね２１の構成を示す。図７には、図６の二重ステムばね２１の下面図を示し、また二重ステム捩りばね２１の二つのステム２２，２３も示している。

図８には、本発明のばね機構の他の可能な実施形態の断面図を示す。図にはボール・ソケット装着装置１の外装ハウジング１５を示しており、ボール外殻１６にはガイド部材２５が設けられ、そこには、ボール外殻１６内に挿入された内部ボール５と、内部ボール５を包囲するソケット２４と、ボール外殻１６の上部を覆うキャップ１７とを備えている。

ガイド部材２５の高さは、ステム２９をガイド部材２５に対して十分に支持できるように、引張ばね２７の寸法に対応して、すなわちステム２９の長さに対応して設定されている。

ガイド部材２５の下部は、内部ボール５の内側に形成された長手空洞７の側壁に沿って、すなわち長手空洞の取付面３６，３７に沿って摺動するように適合する穴２０を有するスライドによって周囲を取り囲まれている。

内部空洞６内に対称配置された板ばね２７の第１のステム２８は、内部空洞６に形成された支持面３０に向かって引っ張られる一方で、板ばね２７の第２のステム２９はガイド部材２５に向かって引っ張られ、ステムは固定部材２６内において板ばね２７のステム２９とともに周囲を取り囲むことによりガイド部材２５を固定する。

図９は、本発明のばね機構のさらなる可能な実施形態の断面図であり、内部ボール５が回転されている。図面には、より長いガイド部材２５が設けられたボール外殻１６を備えたボール・ソケット装着装置１の外装ハウジング１５が示され、またボール外殻１６に挿入された内部ボール５、内部ボール５の周囲を取り囲むソケット２４、およびボール外殻１６の上部を覆うキャップ１７も示されている。

ガイド部材２５の下部は、内部ボール５の内側に形成された長手空洞７の側壁に沿って、すなわち長手空洞７の取付面３６，３７に沿って摺動するように、適合する穴２０を備えたスライドによって周囲を取り囲まれている。

同図に示すように、内部ボール５は矢印の方向に回転している。この場合、内部空洞６に対称的に配置された引張ばね３１のステム３２は、ガイド部材２５に対して引っ張られる。ステム３２の位置決めは、固定部材２６によって容易にされる。引張ばね３１の回転方向を向くステム３３は、内部空洞６に形成された支持面３０に対して引っ張られ、回転方向に対向する他方の引張りばね３１のステム３３は、支持面３０から離間した状態で、内部空洞６の内側に自由に掛けられるようになっている。

この後者の場合、内部ボール５の回転または突然の傾動の際に、傾斜方向に面する引張ばね３１のステム３３が支持面３０に対して引っ張られる。このようにして生成されるばね力が内部ボール５の更なる回転及び傾動を制限する。

図１０にボール・ソケット装着装置に適用された本発明の傾斜防止ばね機構および引張取付機構の断面図を示す。図にはボール・ソケット装着装置１の外装ハウジング１５を示しており、ボール外殻１６にはガイド部材１８が設けられ、ボール外殻１６に挿入された内部ボール５、内部ボール５の周囲を取り囲むソケット２４と、ボール外殻１６の頂部を覆うキャップ１７とを含む。ガイド部材１８は、内部ボール５の内側に形成された長手空洞７の取付面３６，３７に沿って摺動するように適合する穴２０を持つスライドによって周囲を取り囲まれている。

内部空洞６に配置された二重ステムばね２１の一方のステム２３は、ガイド部材１８に形成された穴１９のなかに固定されている。一方、二重ステムばね２１の他方のステム２２は、内部ボール５のネック部１０に形成された穴１１のなかに固定されている。

図には、位置決めピン３８が設けられ、長さＨを有する引張り穴８内に挿入される引張り棒３５が示されている。引張り棒３５の上部のより狭い部分は、内部ボール５のネック部１０を越えて延び出し、取付ディスク２の調節ねじ３のステム３４に接触している。調節ねじ３をねじ込むと、そのステム３４が引張り棒３５の狭い上部に圧力を加え、引張り棒３５の底部がボール部１４に圧力を掛けることは明白であり、それを外側に押すことによって内部ボール５の下部がわずかに膨張してボール外殻１６にしっかりと固定される結果となる。

図１１に引張り棒３５の可能な実施の形態を示す。図１２に、図１１に示した引張り棒の側面図を示す。図には、長さＬ１を有する切頭部分４２と、長さＬ２を有する円筒部分とを有する引張り棒３５を示す。引張り棒３５の位置決めピン３８も見ることができる。

図では、切頭部分４２は、引張面３９および２つの切頭面４０によって境界が定められていることも明確に分かる。

図１３は、本発明のボール・ソケット装着装置１の他の実施形態の分解図である。

ここでは図示されていない三脚は下部外装ハウジング１５の下側に接続され、ボール外殻１６は外装ハウジング１５内に配置され、ソケット４９と、ボール外殻１６と外装ハウジング１５との間に位置するソケット４９を固定するための締結リングとを備えている。ボール外殻１６は、ソケット２４および内部部材５ａを受け入れる。内部部材５ａは、ソケット２４の開口４７内に位置する円筒形要素であり、窪み４８は、ネック部１０の反対側の上部に形成されている。

ボール・ソケット装置の内側に配置された二重ステムばね２１のステム２２は、窪み４８（図１４参照）に受け入れられている。

図１５に、本発明の傾斜防止ばね機構および張力取り付け機構のさらなる実施形態の断面図を示す。

図にはボール・ソケット装着装置１の外装ハウジング１５が示されており、ボール外殻１６にはガイド部材１８が設けられ、ボール外殻１６に挿入された内部ボール５と、内部ボール５を取り囲むソケット２４と、ボール外殻１６を覆うキャップ１７とを備えている。穴付スライド２０は、穴によってガイド部材１８上に配置されるようになっている。

特別に構成された二重ステムばね４４は、内部ボール５の内部空洞１６のなかに配置され、内部ボール５のネック部１０に形成された穴１１内に固定されるばねの第１のステム４５と、ガイド部材１８に形成された穴１９内に配置される第２のステム４６とをそれぞれ有している。ばね４４のステム４６を受け入れるためにガイド部材１８に形成された穴１９は、ガイド部材１８の長さよりも十分に深く、結果としてボール外殻１６内に延び込み、ボール外殻１６に対してばね４４のステム４６が固定される。

図１６と図１７に、図１５に示された傾斜防止および引張取付機構のばね４４の平面斜視図および側面図をそれぞれ示す。ばね４４は、複数の折り畳まれた捩りばねであり、そのステム４５，４６は、図１５に関して説明した方法で前記機構に固定されている。

図１８と図１９は、図１５のばね機構のばねの他の実施形態であるばね５０の平面斜視図および分解斜視図をそれぞれ示す。このばね５０は、ステム５１，５２が図１５に関連して説明した方法で前記機構に固定された、多重に折り畳まれた捩りばねである。

ばね５０の部品５３，５４，５５が図１９に示されている。

本発明の好適な実施例（図４参照）では、ガイド部材１８と共に配置されたボール外殻１６が外装ハウジング１５内に挿入され、内部ボール５がボール外殻１６内に挿入される。二重ステムばね２１の一方のステム２３がガイド部材１８に形成された穴１９内に固定され、二重ステムばね２１の他方のステム２２が内部ボール５のネック部１０に形成された穴１１に固定されるように、二重ステムばね２１は内部ボール５の内部空洞６内に配置されている。

穴２０を有するスライドは、ガイド部材１８を取り囲むように配置されている。また、穴２０を有するスライドは、内部ボール５の内側に形成された長手空洞７の取付面３６，３７に沿って摺動するように配置されている。

内部ボール５には、内部ボール５のネック部１０から内部ボール５の底部付近までに延び出す軸ｔ１と直径Ｄを有する引張り穴８が形成されている。

また、内部ボール５には、内部ボール５の底部から始まり、内部ボール５のネック部１０の始端まで延びるスリット９が設けられている。スリット９は、内部ボール５を２つの空間領域に、すなわち大きいほうのボール部１３と小さいほうのボール部１４とに分割している。

スリット９の幾何学的形状は、スリット９が引張り穴８の軸線ｔ１を取り囲むように想定して設計されている。また、内部ボール５とボール外殻１６との間にはソケット２４およびキャップ１７が挿入されている。

本発明による取り付け機構を操作するために、長さＬの引張り棒３５が配置されている。引張り棒３５は、直径Ｄを有する円筒体から形成されており、その円筒状部分４１の端部に長さＬ２を有する位置決めピン３８が配置されている。引張り棒３５の長さＬ１を有する切頭部分４２は、引張面３９と、引張面３９に対して直交するように機械加工された２つの切頭面４０とによって形成されている。

長さＨの引張り穴８および長さＬの引張り棒３５の場合に、不等式Ｌ＞Ｈが成り立つ。引張り棒３５は、その位置決めピン３８がスリット９内に延び込み、引張り棒３５の切頭部分４２の最上部が引張り穴８から突出するように、引張り穴８内に挿入され、切頭部分４２のアーチ面４３に接触する調節ねじ３を含む。アーチ面４３は、任意に平坦に配置されてもよい。切頭部分４２の長さＬ１と引張り棒３５の円筒形部分長さＬ２との間の長さ比は、Ｌ１：Ｌ２＝４：１〜Ｌ１：Ｌ２＝３：１の範囲である（図２参照）。

本発明の解決策では、引張り穴８に挿入された引張り棒３５の下部円筒状部分４１が、内部ボール５のボール部１３，１４に引っ掛かることなく確実に押し出されることができるようにするためには、引張り穴８の軸線ｔ１がスリット９の下部１／３〜１／４の部分に沿ってスリット９の内側に位置することが重要である。

本発明による解決策の好適な実施の形態では、光学装置、例えばカメラ４は、ボール・ソケット装着装置１の内部ボール５のネック部１０に取り付けられた取付ディスク２に取り付けられる公知の方法で行う。カメラ４を所望の角度に位置決めするために、まず、ボール外殻１６の上側切頭面（平坦面）は、既知の方法で、例えばスピリットレベル法によって水平にされる。カメラ４のさらなる位置決めは、続いて、すなわち、内部ボール５をボール外殻１６内で垂直軸まわりのみに水平に回転させることによって実行され、内部ボール５の長手空洞７の取付面３６，３７内に位置決めされた穴付スライド２０は、ボール外殻１６のガイド部材１８を取り囲むように固定されているので、他の方向の回転が阻止される。その後、長手空洞７によって規定される平面に沿って内部ボール５を所望の程度まで回転させることにより、さらなる位置決め/配向を行うことができる。内部ボール５の取付面３６，３７に配置された穴付スライド２０は、ボール外殻１６のガイド部材１８を取り囲むように配置され、内部ボール５の長手空洞７内で摺動し始める。

この方位決め動作中において、本体 - 例えば大型レンズを有するカメラ - は、取付ディスク２上に取り付けられ、方位決めを行う人によって十分に支持されていない場合に重力と重心位置のために内部ボール５をより大きく傾けることができる。しかしながら、この時点で、本発明による反傾斜ばね機構が作動され、すなわちばね力が傾斜トルクと釣り合い、内部ボール５の内部空洞６内に挿入された二重ステム捩りばね２１が過度の傾斜を阻止する。

所与の本体またはカメラが一旦所望の位置/向きに達すると、調節ねじ３を内側に回すことによりその位置/向きがロックされ、調節ねじ３のステム３４は、引張り穴８に位置する引張り棒３５の切頭部分４２のアーチ面４３に圧力を加える。切頭部分４２は引張り穴８よりも断面積が小さいので引張り穴８内で変位する。これにより、円筒状部分４１と切頭部分４２との相互連結点を支点とする第１種レバーとして作用することにより、円筒状部分４１の逆方向の変位が生じ、内部ボール５の小ボール部１４に圧力を加え、小ボール部１４をスリット９に沿ってボール部１３からさらに押し出す。これにより内部ボール５の径が増大し、ボール５がボール外殻１６の内側で動けなくなる。

本発明の可能な実施形態では、引張ばね３１の第１のステム３２がガイド部材２５と接触するように、引張ばね３１を内部ボール５の内部空洞６に配置することができる。第２のステム３３が支持面３０と接触し、引張ばね３１が位置決めされており、内部空洞６の幅が引張ばね３１の幅と実質的に同じであり、これにより、ばねが正しい位置からずれることがない。

本発明の他の可能な実施形態では、引張ばね３１の第２のステム３３が支持面３０に対して固定されるように、引張ばね３１を内部ボール５の内部空洞６に配置することができる。ガイド部材２５に接触し、またそれから離れることができる。あるいは、各引張ばね３１の両ステム３２，３３は、ガイド部材２５および支持面３０に固定される。

直径Ｄは、好ましくは約６ｍｍである。

スリット９の断面積は、１〜１．５ｍｍ、好ましくは１．２ｍｍである。

カメラが前方に傾斜するにつれて傾斜角度とともに傾動力が増加するので、この傾動力を相殺するために比例的に増加する反力が必要である。その回転に比例して増大するばね力を有するように適切に配置された捩りばねが、この要件を満たす。

本発明による解決策は、ボール・ソケット装着装置の内部ボールが垂直面内で回転されるときにバランスからずれたときに、そのばね機構が内部ボールとそれに接続された本体（例えばカメラ）を傾けないようにするという利点を有し、ボール・ソケット装着装置に接続された本体の光軸が僅かであっても回転しないように、内部ボールを所与の位置に固定することを提供する。

1…ボール・ソケット装着装置、2…取付ディスク、3…調節ねじ、3a…引張ねじ、4…カメラ、5…内部ボール、5a…内部部材、6…内部空洞、7…長手空洞、8…引張り穴、9…スリット、10…ネック部、10a…ネック部、11…穴（ボア）、12…凹部、13…ボール部、14…ボール部、15…外装ハウジング、16…ボール外殻、17…キャップ、18…ガイド部材、19…穴、
20…穴付スライド、21…二重ステムばね、22…ステム、23…ステム、24…ソケット、25…ガイド部材、26…固定部材、27…板ばね、28…ステム、29…ステム、
30…支持面、31…引張ばね、32…ステム、33…ステム、34…ステム、35…引張り棒、36…取付面、37…取付面、38…位置決めピン、39…引張面、
40…切頭面、41…円筒状部分、42…切頭部分、43…アーチ面、44…ばね、45…ばねステム、46…ばねステム、47…開口、48…窪み、49…ソケット、
50…ばね、51…ばねステム、52…ばねステム、53…ばねの部分、54…ばねの部分、55…ばねの部分、
L…長さ、L1…長さ、L2…長さ、H…長さ、t1…軸、D…直径、α…傾斜角、P…枢軸点、FG…傾動力、G…重力中心。

Claims (10)

1. 外装ハウジング(15)内に配置されたガイド部材18を備えたボール外殻(16)と、前記ボール外殻(16)内に配置され、ネック部(10)、スリット(9)および穴付スライド(20)を有する内部ボール(5)と、ソケット(24)と、前記内部ボール(5)のネック部(10)に取り付けられ、調節ねじ(3)が配置された取付ディスク(2)を有するキャップ(17)と、を具備するボール・ソケット装着装置(1)用の傾斜防止ばね機構及び引張取付機構であって、
   前記内部ボール(5)の内部空洞(6)に挿入された１つ以上の好適に構成された弾性体が、前記内部ボール(5)の回転によってもたらされる前記弾性体の変形に起因する力によって生じるトルクによって前記内部ボール(5)の回転が相殺されるように、前記ボール外殻(16)の前記ガイド部材(18)および前記内部ボール(5)の内面に接触するかまたは取り付けられていることを特徴とするボール・ソケット装着装置(1)用の傾斜防止ばね機構及び引張取付機構。
2. 外装ハウジング(15)内に配置されたガイド部材18を備えたボール外殻(16)と、前記ボール外殻(16)内に配置され、ネック部(10)、スリット(9)および穴付スライド(20)を有する内部ボール(5)と、ソケット(24)と、前記内部ボール(5)のネック部(10)に取り付けられ、調節ねじ(3)が配置された取付ディスク(2)を有するキャップ(17)と、を具備するボール・ソケット装着装置(1)用の傾斜防止ばね機構及び引張取付機構であって、
   前記内部ボール(5)は、前記外装ハウジング(15)に挿入された前記ボール外殻(16)内に配置され、穴(19)を有するガイド部材(18)が設けられ、内部空洞(6)、穴(11)付きネック部(10)およびその長手空洞(7)の取付面(36,37)に配置された穴付スライド(20)を有し、前記穴付スライド(20)の穴が前記ボール外殻(16)の前記ガイド部材(18)に取り付けられるように位置決めされ、
   二重ステムばね(21,44)の第１のステム(23,46)が前記ガイド部材(18)の穴(19)に固定され、かつ前記二重ステムばねの第２のステム(22,45)が前記ネック部(10)内に形成された穴(11)に固定されるように、前記内部ボール(5)の内部空洞(6)の内側に取り付けられた二重ステム捩りばね(21,44)と、前記二重ステム捩りばね(21,44)のばね力によって、前記内部ボール(5)に固定された取付ディスク(2)上に置かれた本体の重量によって生じる傾動力を相殺することと、
   前記内部ボール(5)の底部から始まり前記内部ボール(5)のネック部(10)の始端まで延在するように、前記内部ボール(5)内に形成されたスリット(9)と、前記スリット(9)は前記内部ボール(5)を大きいほうのボール部と小さいほうのボール部との２つの空間領域に分割することと、
   前記内部ボール(5)の底部近傍のネック部(10)から延在する軸線ｔ１および直径Ｄを有し、前記軸線ｔ１が前記スリット(9)に沿って延びるように形成された引張り穴(8)と、
   その上部アーチ面(43)が調節ねじ(3)のステムに接触するように前記引張り穴(8)のなかに挿入された引張り棒(35)と、
   を具備することを特徴とするボール・ソケット装着装置用の傾斜防止ばね機構及び引張取付機構。
3. 外装ハウジング(15)内に配置されたガイド部材18を備えたボール外殻(16)と、前記ボール外殻(16)内に配置され、ネック部(10)、スリット(9)および穴付スライド(20)を有する内部ボール(5)と、ソケット(24)と、前記内部ボール(5)のネック部(10)に取り付けられ、調節ねじ(3)が配置された取付ディスク(2)を有するキャップ(17)と、を具備するボール・ソケット装着装置(1)用の傾斜防止ばね機構及び引張取付機構であって、
   前記内部ボール(5)は、前記外装ハウジング(15)に挿入された前記ボール外殻(16)内に配置され、ガイド部材(25)が設けられ、支持面(30)を有する内部空洞(6)、穴(11)付きネック部(10)およびその長手空洞(7)の取付面(36,37)に配置された穴付スライド(20)を有し、前記穴付スライド(20)の穴が前記ボール外殻(16)の前記ガイド部材(18)に取り付けられるように位置決めされており、
   前記ガイド部材（25）および第１のステム(32)は固定部材(26)によって周囲を取り囲まれ、前記第１のステム(32)が前記ガイド部材(25)に対して引っ張られる一方で、第２のステム(33)が内部ボール(5)の内部空洞(6)に設けられた支持面（30）に固定されるように、前記内部ボール(5)の内部空洞(6)に挿入された２つの引張ばね(31)と、これらの前記引張ばね(21)は前記内部ボール(5)に固定された前記取付ディスク(2)上に取り付けられた本体の重量によって生じる傾動力を相殺することと、
   前記内部ボール(5)の底部から始まり前記内部ボール(5)のネック部(10)の始端まで延在するように、前記内部ボール(5)内に形成されたスリット(9)と、前記スリット(9)は前記内部ボール(5)を大きいほうのボール部と小さいほうのボール部との２つの空間領域に分割することと、
   前記内部ボール(5)の底部近傍のネック部(10)から延在する軸線ｔ１および直径Ｄを有し、前記軸線ｔ１が前記スリット(9)の内側に延びるように形成された引張り穴(8)と、
   その上部アーチ面(43)が調節ねじ(3)のステムに接触するように前記引張り穴(8)のなかに挿入された引張り棒(35)と、
   を具備することを特徴とするボール・ソケット装着装置用の傾斜防止ばね機構及び引張取付機構。
4. 前記ばねは、ステムを有するように構成された板ばね(27)であることを特徴とする請求項３に記載の機構。
5. 長さＬを有する前記引張り棒(35)は、長さＬ２および直径Ｄを有する円筒状部分(41)と、長さＬ１を有する切頭部分(42)とからなり、位置決めピン(38)が前記円筒状部分(41)に配置され、引張面(39)と、前記引張面(39)に対して直交するように設定された２つの切頭面(40)と、アーチ面(43)と、を有し、長さ比がＬ１：Ｌ２＝４：１〜Ｌ１：Ｌ２＝３：１の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構造。
6. 前記引張り穴の長さＨと前記引張り棒(35)の長さＬとの間にＬ＞Ｈの関係が成り立つことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の構造。
7. 前記内部ボール(5)に減量凹部(12)が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の構造。
8. 前記内部ボール(5)の代わりに、水平軸まわりの回転体として構成された内部部材(5a)を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の構造。
9. 前記引張り穴(8)の軸(t1)は、前記スリット(9)の長さの下部１/３〜１/４の部分に沿って前記スリット(9)の内側にあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の構造。
10. アタッチメント要素で固定されたソケット(49)が前記外装ハウジング(15)と前記ボール外殻との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の構造。

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