JP4195535B2 - 傾動可能な物品搭載装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば放送用テレビ(TV)カメラが搭載される雲台に係わり、特に、TVカメラを旋回、傾動可能として撮影、操作をするための傾動可能な物品搭載装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、この種の雲台は、水平回転軸に対して搭載物を傾動させるチルトと称する操作を行うと、搭載物の重心が下降し、場合によっては倒れてしまう。これを防止するため、例えば特公平2−27560号公報に開示されるように、搭載物の重量とバランスするばねが配設されている。しかし、この方式はばねの容量にもよるが搭載物が小形ビデオカメラなどの軽量の場合にしか適用できない。
【0003】
搭載物が大形カメラに長焦点レンズを付加したような重量物の場合、カムヘッドと称する雲台が多用されている。これは英国特許第1,316,250号や、特公平2−35198号公報などに例示されるように、雲台にカムとカムホロワーを備え、搭載物の重心がチルトと共に水平に移動し、位置エネルギーが変化しないようにしている。
【0004】
これらカムヘッドとは別の構造として、特公昭64−10719号公報(以下、第1の従来例と称す)に記載されるように、公知のルーロー機構を応用したものや、特表平6−501091号公報(以下、第2の従来例と称す)に記載されるように、特殊なリンク機構を組合せたものなどもある。これらはいずれもチルトに従って搭載物の重心を水平移動させている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記カムヘッドの問題点は、カムの形状を搭載物の重心の高さに応じて変える必要があることである。このため、カメラやレンズを交換し、搭載物の重心の高さが変化する場合、その都度それに適合するカムに交換しなければならず、撮影の準備作業が煩雑である。
【0006】
これに対して前記第1、第2の従来例に記載された構成の場合、カムの交換のような煩雑な調節を行うことなく搭載物の重心高の変化に対応できるようになっている。しかし、第1の従来例におて、チルト角を大きくする場合、摺動杆の長さを長くする必要があり、また、第2の従来例の場合、複雑なリンク機構を必要とするため、摺動杆やリンクの剛性が要求され、通常の材料や寸法では、たわみや破損を生ずるという問題がある。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、搭載物の重心をチルトと共に水平に移動し、かつ、搭載物の重心高さの変化に対し簡単な操作で対応することができる傾動可能な物品搭載装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、基台と、前記基台に、一端が互いに近接し、他端が互いに離間するように傾斜して取付けられ、三角形の底辺以外の2辺をなすように設けられた第1、第2のレールと、一端及び他端が前記第1、第2のレールにそれぞれ移動自在に設けられた第1の横リンクと、前記第1の横リンクと平行とされ、搭載物が載置される傾動可能な傾動台としての第2の横リンクと、
前記第2の横リンクおよび前記第1の横リンクに回動可能に接続され、第1の横リンクと第2の横リンクを保持する互いに平行な第1、第2の縦リンクとを具備し、前記第1の横リンク、前記第2の横リンク、前記第1の縦リンク、および前記第2の縦リンクは平行四辺形リンクを構成していることを特徴とする傾動可能な物品搭載装置を提供する。
【0009】
また、本発明は、上記傾動可能な物品搭載装置において、前記第1、第2の縦リンクを常に鉛直に保つ姿勢制御部をさらに有していてもよい。この姿勢制御部は、前記基台に対して水平に移動可能に設けられた水平部と、前記水平部に垂直に設けられた垂直部と、前記垂直部に前記第1、第2の横リンクに接続された第3の縦リンクを垂直方向に移動自在に保持する保持手段とを具備する構成とする ことができる。
【0010】
さらに、本発明は、前記第1、第2のレールに連結され、これら第1、第2のレールの傾斜角度を調整する調整手段をさらに有してもよい。この調整手段は、前記第1、第2のレールにそれぞれ連結された第1、第2のナットと、前記第1のナットが螺合される第1のねじ部と、前記第2のナットが螺合され、前記第1のねじ部と螺刻方向が異なる第2のねじ部とを有するねじ棒とを具備する構成とすることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0012】
図9乃至図12は、本発明の原理を説明する説明図である。
【0013】
図9は、周知のルーロー機構を示している。長さ2aを有するリンク/AB(/は線分を示している)のA点及びB点が、半頂角αの斜面/PQ、/PR上を摺動するとき、リンク/ABの中点O上のP点(/OP=h)の軌跡は破線で示すように直線となる。なお、O点の軌跡は楕円である。したがって、/ABを傾動台として、TVカメラなどを搭載し、その重心をP点に配置すれば、チルト角θの如何にかかわらず重心P点は水平に移動する。このため、位置のエネルギーに変化がなく、搭載物は傾いたまま静止する。
【0014】
しかし、/ABをそのまま傾動台とした場合、チルト角θに従って、A点またはB点が、例えば図9に示すB’点のように斜面の頂点Pに近づくため、チルト角θを大きくするためには斜面が搭載物の重心近くまで必要となる。このため、搭載物と斜面が干渉し現実の雲台を設計することが困難となる。
【0015】
この問題を解決するため、図10(a)に示す前記第1の従来例(特公昭64−10719)では、固定された斜面を用いず、斜面と同じ効果を出すために傾動台のA点、B点に摺動杆/AC、/BDをそれぞれ設け、これら摺動杆/AC、/BDの移動方向を固定ローラE、E’及びF、F’で規制している。しかし、この構成によりチルト角θを大きくするためには、摺動杆/AC、/BDの長さを長くする必要があり、摺動杆の剛性が問題となる。
【0016】
これに対して、本発明では、図10(b)に示すように、斜面/PQ、/PR上を摺動するリンク/ABとTVカメラなどを搭載する傾動台/CDとを分離し、リンク/ABと傾動台/CDとを含む平行四辺形のリンク/ABCDを形成している。このような構成とすることにより、チルト角θが大きくなっても、斜面と搭載物との干渉を防止できる。
【0017】
ただし、図10(b)に示す構成のままでは、平行四辺形のリンク/ABCDが倒れてしまうため、図11に示すような姿勢制御部を設けている。即ち、基台に対し水平に移動可能な逆T字形の支持体Tの垂直部に垂直に移動可能な例えば縦リンク/EOを設け、この縦リンク/EOにより、平行四辺形のリンク/ABCDを保持する。このような構成とすることにより、縦リンク/AC、/BDを常に鉛直に保つことができ、平行四辺形のリンクが倒れることはない。
【0018】
図12(a)(b)は、搭載物の重心の高さhが変った場合の対策を示している。図12(a)は前記第1の従来例に用いられている方法であり、斜面の半頂角αは変えずにリンク/ABの長さを調節している。
【0019】
これに対して、図12(b)は本発明の構成であり、リンク/ABの長さは変えず、斜面の半頂角αを変えている。図9に示すように、a=htanαであり、h=a/tanαであるから、αの僅かな変化でhは大きく変る。具体的には斜面を固定する支持体を、基台に対して回動自在に取付け、この支持体を回動することにより、斜面の頂角を変化させ、搭載物の重心高の変化に対応させる。
【0020】
図1乃至図8は、本発明に係る傾動可能な物品搭載装置としての雲台の実施形 態を示している。
【0021】
先ず、図1を参照して本発明の雲台について概略的に説明する。図1は雲台の第1の側面部を示しており、この第1の側面部と対向する第2の側面部も同様の構成とされている。基台1には一対の傾斜レール2a、2bが設けられている。これら傾斜レール2a、2b上には転動するローラ3a、3bが設けられ、これらローラ3a、3bは、平行四辺形リンクの一辺を構成する第1の横リンク4の両端部に軸と軸受で回転可能に取り付けられている。平行四辺形リンクは第1の横リンク4、第2の横リンクとしての傾動台5、及び第1の縦リンク6、及び第2の縦リンク7とにより構成されている。第1の縦リンク6の両端は第1の横リンク4の一端、傾動台5の一端に軸8a、9aにより回動自在に保持されている。第2の縦リンク7の両端は第1の横リンク4の他端、傾動台5の他端に軸8b、9bにより回動自在に保持されている。なお、ローラ3a、3bと軸8a、8bは同軸である。
【0022】
平行四辺形リンクの第1、第2の縦リンク6、7を常に鉛直に保つための姿勢制御部は、第3の縦リンク12と逆T字型の支持体13等とにより構成されている。第3の縦リンク12の両端は第1の横リンク4の中央部と傾動台5の中央部に軸11a、11bにより回動自在に保持されている。前記支持体13は水平部13aと垂直部13bとからなり、垂直部13bには第3の縦リンク12を垂直方向に移動可能に保持するローラ17a、17b及び18a、18bが設けられている。また、支持体13の水平部13aは、基台1に固定されたブラケット14a、14bに設けられたローラ15a、15b及び16a、16bにより水平方向に移動可能に保持されている。
【0023】
上記構成において、傾動台5を傾斜させると、傾動台5の傾斜操作に応じて、第1の横リンク4に設けられたローラ3a、3bが傾斜レール2a、2b上を動く。これに伴い第1の横リンク4が傾いたとき、第3の縦リンク12が水平及び垂直方向に移動しても、逆T字型の支持体13の作用で、第3の縦リンク12は常に鉛直状態に保持される。したがって、第1の縦リンク6、第2の縦リンク7も常に鉛直状態に保持され、平行四辺形リンクは倒れることなく、傾動台5の傾きがそのまま第1の横リンク4に伝わる。図2は、傾動台5を反時計方向に傾斜させた場合を示しており、ローラ3aが傾斜レール2aを上昇し、ローラ3bが傾斜レール2bを下降した状態を示している。傾動台5を時計方向に傾斜させた場合、傾斜レール2a、2bに対するローラ3a、3bの位置関係が逆となる。
【0024】
尚、基台1は三脚などに固定され、垂直軸まわりに旋回できるよう図示せぬパン回転機構が設けられる。また、傾動台5にはTVカメラなどを搭載するための図示せぬVアタッチメント機構が取付けられる。なお、傾動台5には、雲台のパン(旋回)、チルト(傾動)操作を行うための図示せぬ操作杆(パン棒)を取付けるための菊座10が設けらている。
【0025】
次に、図3乃至図8を参照して、上記雲台の具体的な構成について説明する。
【0026】
前述したように、雲台の第1の側面部と第2の側面部は同一構成とされており、前記傾斜レール2a、2b、平行四辺形リンク、及び逆T字型の支持体13を含む姿勢制御部は、雲台の第1の側面部と第2の側面部に対称に配置されている。図3乃至図7に示すように、第2の側面部に配置された傾斜レール、平行四辺形リンク及び逆T字型の支持体13において、第1の側面部に配置された部分と同一部分には同一符号に“’”を付して示している。
【0027】
図3乃至図7に示すように、第1の縦リンク6及び6’は、互いに一対の部材6a、6b、6a’、6b’により構成されている。この理由は次の通りである。図5に示すように、交叉して配置される傾斜レール2a、2b、及び2a’、2b’の干渉を避けるため、傾斜レール2aと2bの取付け位置をずらすとともに、傾斜レール2a’、2b’の取付け位置をずらして配置している。このような構成において、第1の横リンク4、4’とローラ3a、3a’とを短い軸により一体的に配置するため、第1の縦リンク6及び6’を、各一対の部材6a、6b、6a’、6b’により構成している。
【0028】
また、平行四辺形リンクは第1の側面部側と第2の側面部側が一体となって動作する必要がある。このため、図3、図6及び図7に示すように、第1の縦リンク6及び6’に設けられた軸9a及び9a’は共通軸19aにより一体化され、第2の縦リンク7及び7’に設けられた軸9b及び9b’は共通軸19bにより一体化されている。さらに、図1、図3乃至図5に示すように、第1の縦リンク6及び6’の中間部は補強板20aにより結合され、第2の縦リンク7及び7’の中間部は補強板20bにより結合され、剛性が保持されている。前記第1の縦リンク6及び6’に設けられた軸9a及び9a’は、図3、図6に示すように、傾動台5に設けられたブラケット21、21’に回動自在に保持されている。
【0029】
また、図5、図6に示すように、第1の横リンク4、4’の一端は、第1の縦リンク6、6’を構成する部材6a、6a’に軸8aを介して保持されている。すなわち、第1の横リンク4、4’の一端には軸受(図に×印で示す)を介して軸8a、8a’の一端が回動自在に保持され、この軸8a’の他端は部材6a、6a’に固定されている。同様に前記ローラ3a、3a’は、軸8c、8c’を介して部材6b、6b’に保持されている。
【0030】
図8は、傾斜レール2a、2bの固定構造を示している。傾斜レール2a、2bにはレール支持体22a、22bが設けられている。これらレール支持体22a、22bの下端は、基台1に固定されたブラケット23a、23bに軸24a、24bにより回動自在に保持されている。レール支持体22a、22bの上端はねじ棒25の第1のねじ部25a、第2のねじ部25bに螺合されたナット26a、26bに軸27a、27bを介して保持されている。すなわち、図4、図6、図7に示すように、ナット26a、26bにはねじ棒25の軸線と直角方向に軸27a、27a’、27b、27b’の一端が固着され、これら軸27a、27a’、27b、27b’の他端が前記レール支持体22a、22a’、22b、22b’の上端の軸受に嵌合されている。
【0031】
前記ねじ棒25は、第1のねじ部25aが例えば右ねじとされ、第2のねじ25bが例えば左ねじとされ、中央部28が基台1に固定された支柱29により緩やかに支えられている。このため、第1のねじ部25a、又は第2のねじ部25bの先端部をドライバーのような工具を用いて回転すると、ナット26a、26bは軸27a、27a’、27b、27b’と共に、互いに接近する方向、あるいは互いに離間方向に移動する。この26a、26bの動作に伴い、レール支持体22a、22a’、22b、22b’は、軸24a、24a’、24b、24b’を中心に回動し、傾斜レール2a、2a’、2b、2b’はその傾斜を変える。したがって、搭載物の重心位置に応じてねじ棒25a、25bを回転して、傾斜レール2a、2a’、2b、2b’の傾斜角を変えることにより、搭載物の重心位置に対応させることができる。
【0032】
上記実施形態によれば、傾斜レール2a、2a’、2b、2b’に沿って両端が移動可能な第1の横リンク4、4’を設け、この第1の横リンク4、4’と共に、平行四辺形リンクを構成する第2の横リンクとしての傾動台5、第1、第2の縦リンク6、6’、7、7’を設け、さらに、この平行四辺形リンクを保持するための、姿勢制御部としての第3の縦リンク12、12’、及びこの第3の縦リンク12、12’を水平方向、垂直方向に移動可能に保持する逆T字型の支持体13、13’を設けている。したがって、搭載物を傾動させてもその重心が水平移動するため、傾動操作を円滑に行うことができる。
【0033】
また、平行四辺形リンクを用いることにより、傾斜レールを搭載物と干渉することなく配置することができ、しかも、チルト角を大きくとることができる。
【0034】
さらに、傾斜レール2a、2a’、2b、2b’の傾斜角をねじ棒の回転操作により変更できる。したがって、搭載物の重心高さの変更に対し、従来に比べて容易かつ速やかに対応することができる。
【0035】
その他、本発明の要旨を変えない範囲で変形実施可能なことは勿論である。
【0036】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、搭載物の重心をチルトと共に水平に移動し、かつ、搭載物の重心高さの変化に対し簡単な操作で対応することができる傾動可能な物品搭載装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すものであり、雲台の第1の側面を示す側面図。
【図2】図1に示す傾動台を反時計方向に傾斜させた場合を示す側面図。
【図3】図1の3−3線に沿った断面図。
【図4】図1の4−4線に沿った断面図。
【図5】図1の5−5線に沿った断面図。
【図6】図1の6−6線に沿った断面図。
【図7】図1の7−7線に沿った断面図。
【図8】図1の傾斜レールを取り出して示す側面図。
【図9】周知のルーロー機構を示す図。
【図10】(a)は従来の構成を示す図、(b)は本発明の原理を示す図。
【図11】本発明の姿勢制御部を示す概略図。
【図12】(a)は第1の従来例の問題点を示す図、(b)は本発明の原理を示す図。
【符号の説明】
1…基台、
2a、2b、2a’、2b’…傾斜レール、
3a、3b、3a’、3b’…ローラ、
4、4’…第1の横リンク、
5…第2の横リンクとしての傾動台、
6、6’…第1の縦リンク、
7、7’…第2の縦リンク、
12、12’…第3の縦リンク、
13、13’…支持体、
15、16…水平動用ローラ、
17、18…垂直動用ローラ、
25…ねじ棒、
25a、25b…第1、第2のねじ部。
Claims (5)
- 基台と、
前記基台に、一端が互いに近接し、他端が互いに離間するように傾斜して取付けられ、三角形の底辺以外の2辺をなすように設けられた第1、第2のレールと、
一端及び他端が前記第1、第2のレールにそれぞれ移動自在に設けられた第1の横リンクと、
前記第1の横リンクと平行とされ、搭載物が載置される傾動可能な傾動台としての第2の横リンクと、
前記第2の横リンクおよび前記第1の横リンクに回動可能に接続され、第1の横リンクと第2の横リンクを保持する互いに平行な第1、第2の縦リンクと
を具備し、
前記第1の横リンク、前記第2の横リンク、前記第1の縦リンク、および前記第2の縦リンクは平行四辺形リンクを構成していることを特徴とする傾動可能な物品搭載装置。 - 前記第1、第2の縦リンクを常に鉛直に保つ姿勢制御部をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の傾動可能な物品搭載装置。
- 前記姿勢制御部は、前記基台に対して水平に移動可能に設けられた水平部と、前記水平部に垂直に設けられた垂直部と、前記垂直部に前記第1、第2の横リンクに接続された第3の縦リンクを垂直方向に移動自在に保持する保持手段とを具備することを特徴とする請求項2に記載の傾動可能な物品搭載装置。
- 前記第1、第2のレールに連結され、これら第1、第2のレールの傾斜角度を調整する調整手段をさらに有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の傾動可能な物品搭載装置。
- 前記調整手段は、前記第1、第2のレールにそれぞれ連結された第1、第2のナットと、前記第1のナットが螺合される第1のねじ部と、前記第2のナットが螺合され、前記第1のねじ部と螺刻方向が異なる第2のねじ部とを有するねじ棒とを具備することを特徴とする請求項4に記載の傾動可能な物品搭載装置。
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