JP4723585B2 - 光学および／または写真映画撮影装置用の方向可変取付台 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文に基づいた光学および／または写真映画撮影装置用の方向可変取付台に関する。

周知のとおり、提示された種類の方向可変取付台は、光学装置において、特に写真映画撮影装置の特定の領域において、スタンド、三脚または他の支持物と一緒に使用されて、このような装置を方向可変に支持している。

既知の機構では、典型的には、例えば、方向可変に位置合わせするために取付台上に設けられた１つ以上のユニバーサルジョイント（例えば、球形または円筒形）が、ジョイントの構成要素に直接作用する押えネジによって加えられる摩擦固定力を印加するか、または弾性ばね手段を介して、予め選択された空間位置に固定できるように提供されている。

他の既知の機構は、例えば、ピストンチャンバ内の圧力を調整することによって発生する油圧推力が伝達される油圧ピストン装置を備える、静水圧式の負荷を加える手段の使用を提供している。方向可変取付台のユニバーサルジョイントを固定するための静水圧システムの１つの例は米国特許第４８８６２３０号から既知である。

詳細には固定力を加えることで得られる高い効率によって、単独の機械的特性を有するシステムと比較して有利であるが、それにも関わらず、提案された静水圧固定システムは、正確な位置合わせと、ジョイントへの固定力の段階的な印加との両方の点において、いくつかの限界を有する。固定力の段階的な印加は、詳細にはいわゆる摩擦負荷を調節することで達成することができるが、この摩擦負荷は、効果的な固定負荷とは異なるものであり、ジョイントの構成要素間で生成されて、支持物に対して取付台をより容易に正確に位置合わせすることができる。
米国特許第４８８６２３０号

本発明の主目的は、摩擦を高精度で段階的および調節可能に加えることによって、ジョイント構成要素を確実に固定することを可能にし、同時に、ジョイントを高効率で確実に固定してユーザから要求されるより小さい力の固定力を得ることを可能にする一方で、上記の限界を克服するように構造上および機能上で設計された光学および／または写真映画撮影装置用の方向可変取付台を提供することである。

この目的および以下で明らかにする他の目的は、添付の特許請求の範囲に基づいて構成された上述の種類の方向可変取付台によって、本発明に従って達成される。

本発明の他の利点および特徴は、単に非限定の例として提供される、添付図面を参照してなされる以下の詳細な説明から明らかとなる。

図面を参照すると、参照符号１は、本発明に基づいて構成された方向可変取付台全体を示しており、この取付台は、スタンドまたは図面に示されていない他の支持物に対して、光学および／または写真映画撮影装置を支持するプレート２を空間内で特定の方向に向けることができる。取付台１は、取付台対向プレート２上に設けられたネジ穴取付部３によって着脱可能にスタンド構造体に取り付けできる。

上記装置の対応部分にねじ込んでこの装置をプレートに対して固定できる、対応ネジ取付部４がプレート２上に設けられている。

取付台１は、それぞれ、参照符号６、７で示され、運動可能に互いに結合された第１および第２ジョイント構成要素を含む球形ジョイント５を備える。

第１ジョイント構成要素６は、プレート２に固定可能なネジ付シャンク９を備えた付属体によって延長された球形ジョイント部材８を備え、一方、第２ジョイント構成要素７は、取付台（スタンドに固定できる）の本体１ａ内に設けられた空洞１０を備え、この空洞Ｘは、球形ジョイント部材８を回転可能に受け入れる受座を形成して、装置の取付プレートとスタンドに取り付けられる方向可変取付部分との間に球形ジョイント結合を実現する。

より詳細には、空洞１０は、ジョイント部材８において球形結合面を画定する、球の一部分として形成された第２部分１０ｂによって延長された円筒形の第１部分１０ａを備える。

静水圧式の固定摩擦負荷を加える手段は、ジョイント構成要素６、７間を相対的に固定するために設けられている。上記手段は、本体１２ａの受座１２内で軸方向に案内される外側円筒形スカート１１ａを有する圧力リング１１を備える。円筒形スカート１１ａは、空洞１０内に収容され、これに取り付けられている。圧力リング１１は、図１のＸ軸で示される方向に沿って軸方向に案内され、球形ジョイント部材８の対応する表面部分と接触する球形の内面１１ｂを有して、球形ジョイント部材８の対応する表面部分とジョイントの受座との間に固定摩擦力を生成する。

リング１１と受座のベース１２ｂとの間に置かれた第１ピストン部材１３も、受座１２内に取り付けられる。このピストン部材は受座１２内にスライド可能に案内されて、圧力リング１１と同軸に油圧シールを保持し、ピストン１３と受座１２のベース１２ｂとの間に形成された第１チャンバ１４内で生成される油圧によってリングの方向に移動することができる。この空間には、さらに、第１チャンバ１４を第２円筒形チャンバ１６と流体連結させる通路１５があり、第２円筒形チャンバ１６内では第２油圧制御ピストン部材１７がスライド可能に案内されて油圧シールを保持する。第２ピストン１７はＸ軸に垂直なＹ方向に移動できる。第２チャンバ１６は、貫通穴１８を介して外部とも連通している。貫通穴１８は、ネジ込みプラグ１９でふさがれ、貫通穴１８を通って、例えば、低圧縮性の油圧オイルなど、ピストンを油圧制御する流体手段がチャンバ１４、１６に供給（および、必要に応じて排出）される。

チャンバ１４、１６間を流体連結した結果、後に説明するように、第２ピストン１７の外部から生じた応力が、それぞれ１３ａ、１７ａで示される第１および第２ピストンの油圧スラスト表面面積の割合に比例する関係にある増倍率で増加する大きさで、第１ピストン１３に伝達される（生成される油圧の結果として）ことに留意されたい。

参照符号２０は、空洞１０上に固定された第１弾性リングを示しており、本体１２ａを軸方向に保持する対応する肩部を形成している。第２弾性リング２１が空洞１０内に、第１リングと同軸で、第1リングから軸方向に離れた位置に取り付けられている。追加リング２２が、上記弾性リング間に同軸で配置されており、この追加リングの中心穴を通って、頭部２４ａを有するネジ部材のネジ付シャンク２４が貫通している。この頭部は、ネジ部材２４が空洞１０内に回転可能に支持されてＸ軸回りに自由に回転するように、リング２２とこのリングに対向する本体の表面１２ａとの間で軸方向に保持されている。ネジ部材のネジ付シャンク２４はさらに、一部空洞１０内に挿入されおよび空洞から突き出る幅広のベース２５ａを有する、円筒形フランジ２５の中心貫通穴の雌ネジと係合する。フランジ２５は、フランジの半径方向の穴にねじ込まれ、小さい固定シリンダ２７にネジのシャンク対して推力を作用するボルト２６によって回転可能なネジ２４に固定されている。フランジ２５は、次に、本体１ａを貫通する半径方向固定ネジ２８によって取付台の本体に回転しないように固定することができる。このネジ固定は、外側ノブ２９によって制御可能である。フランジ２５は、次に、ベース２５ａを介して取付台を支持するスタンドの静止構造物に固定できるため、取付台の本体１ａはＸ軸回りにフランジ上で回転可能に支持され、この回転は、操作ノブ２９によって固定または解放することができる。

ピストン１７を移動するために、管形状の第１アクチュエータシャフト３０が、横断面が多角形の部分と、取付台の本体１ａに設けられた、断面が対応する多角形（例えば六角形）の貫通開口１ｂとの間の接続結果として、Ｙ軸に沿って本体１ａ内をスライド可能に案内される。シャフト３０が、ピストン１７の反対側面１７ａから、シャフトの軸方向端部３０ａによってピストン１７を押し付けて作用する。一方、シャフトの反対側の軸方向端部３０ｂには、全体的に参照符号３２で示されたノブ本体を中心で貫通する穴３１の雌ネジ３１ａにねじ込まれる外側ネジ付け部分３０ｃを有する。

より詳細には、穴３１は、ノブの中心から突き出る円筒形付属体３３に少なくとも部分的に沿って、軸方向に延びている。上記付属体３３の外側スカートはまた、この端部の一部に沿ってネジ切りされており、次に、Ｙ軸と同軸方向に取付台の本体１ａから延びる管状の形成物３４の端部に設けられたネジ穴３４aにねじ込まれる。ノブ３２の上記雄および雌ネジ結合をＹ軸回りに角回転させることによって、まず、上記Ｙ軸に沿ったノブの横方向の動きに変換され（ネジ接続部３３〜３４ａによって）、この横方向の動きがアクチュエータシャフト（ノブにネジ付けされた）にも発生することに留意されたい。この移動によって、ネジ結合部３１ａ〜３０ｃの作用によりシャフトが軸方向にさらに移動する。結果として、有利には、シャフト３０は、上述の両方のネジ結合部の作用により、ノブを回転させることによって生成されるＹ軸に沿った横方向移動の組合せ移動を受ける。

ノブ３２には、把持可能な円筒形シェル部分３２ａが設けられ、シェル部分３２ａ上にはカバースリーブ３２ｂが嵌め込まれている。このスリーブは、ノブと一体的で、横方向に移動するとともにＹ軸に対して回転する。この点に関しては、ノブとスリーブとの間で対応して相互に係合する溝付き外形形状によって、確実にねじり結合される。

シャフト３０に加え、シャフト３０を軸方向に貫通する中心穴内で限定された半径方向の遊びを伴って、移動可能に配置されている第２アクチュエータシャフト３５が設けられる。シャフト３５は、シャフトの端部３５ａがピストン１７を押し付けることで、ピストン１７の対向面１７ａを動かす。一方で、対向する軸方向端部は、シャフトと同軸で延び、頭部３６ｂと接続されたネジ付きシャンク３６ａを有するスラストネジ３６と接触する。シャンク３６ａは、ブッシュ３８を中心で貫通する穴３７の雌ネジにねじ込まれる。ブッシュ３８は、第１アクチュエータシャフト３０に隣接する位置に、外側ネジが切られて、穴３１の雌ネジにねじ込まれる第１軸方向部分３８ａと、横断面において、例えば六角形など多角形の外形形状を有する第２部分３８ｂとを有している。第２部分３８ｂは、ノブ３２に同軸に取り付けられたリング３９を中心で貫通する、断面が対応する多角形の穴３９ａ内で、Ｙ軸に沿ってスライド可能に案内される。組み立てると、ノブ３２に設けられた空洞３２ｃと軸方向に対向する位置にある凹部４０が、リング３９内に設けられる。ノブ３２とリング３９は、一部が空洞３２ｃと係合し、一部が凹部４０と係合している円筒形のシェル部分４１と係合することによって、回転して一体になる。このシェル部分はさらに、Ｙ軸回りにノブ３２内で回転可能に支持される第２ノブ４４の表面４４ａに対向して、ばね４３によって弾性応力を加えられる小球４２を受ける受座を備える。受座の作用は、以下の記載から明らかとなる。窪み４４ｂが、規則的な角度間隔で配置され、ばね付勢された小球によってノブの回転に係合可能であり、これにより、ノブの「クリック」動作を可能にし、規則的に間隔を空けた解放が表面４４ａに提供される。

この第２ノブ４４は、中心軸貫通開口４５および多角形断面を有し、これにより、ネジ３６の頭部３６ｂをスライド可能に受け入れて軸方向案内を提供する。ノブ４４にはさらに、基底円形突出部４４ｃが設けられ、基底円形突出４４ｃを貫通してノブ４４が第１ノブ３２内で軸方向に保持されている。詳細には、突出部４４ｃは、追加の締付リング４６によってリング３９と当接する位置で保持されている。締付リング４６は、次に、スリーブ３２ａの軸方向端部によってノブ３２に軸方向に固定される。

また、参照符号４７は、Ｙ軸に対してずれた位置でノブ４４の本体内に取り付けられた止めネジを示し、参照符号４７ａで示される止めネジの頭部が、スラストネジ３６の頭部を妨げ、それによってネジ３６の軸方向の動きを拘束する手段として作用する。

最後に、参照符号４８は、ノブの本体内に設けられた対応する受座内に位置する円形プレート形状のノブ４４を閉鎖し、ネジ手段によってそこに軸方向に固定される部材を示している。

作動中、球形ジョイントの摩擦固定が、第１ノブ３２の回転運動によって達成される。第１ノブ３２の回転運動は、第１アクチュエータシャフト３０の軸方向の移動に変換され、軸方向の移動は、次に、ピストン１７に対して作用して、チャンバ１４、１６内でピストン１３に応力を加える静水圧を生成する。結果的に、球形ジョイント５の接触面間で摩擦応力を生成するような力でジョイント部材８に応力を加え、これによりジョイントを固定させるよう設計された圧力リング１１が移動する。

第２アクチュエータシャフト３５の軸方向の移動は、ユーザの要求に対してジョイントの構成要素６、７間の予め選択されたレベルの摩擦を予め設定するために用いられ、これにより、ジョイントを効果的に固定する段階の前で、これを解放する段階中に、装置の位置調節を支援することが、内側ノブ４４により代わりに制御される。

第２ノブ４４を回転させることによって、第２アクチュエータシャフト３５が、所望の予め設定された摩擦レベルに対応する予め選択された位置に達する前に、軸方向に移動する。この摩擦は、ピストン１７上のシャフト３５によって加えられる負荷で発生する静水応力によって生じる。この状態から、取付台の所望の空間位置が選択されると、第１ノブ３２を回転させることによってジョイントが固定される。第１ノブ３２は、ピストン１７が軸方向に移動することによって、固定に必要な摩擦力を生成する。解放段階において、ノブ４４を反対方向に回転させることで、アクチュエータシャフト３５が引き戻され、その結果、ピストン１７が第２アクチュエータシャフト３５と再び当接するまで引き戻されて、先に設定された摩擦度に対応する位置に達する。第１ノブ３２をさらにねじ戻しし
ても、先に設定された摩擦レベルには影響を与えず、したがって予め選択された摩擦が、上述の第１ノブのねじ戻しとは関係なく、維持される。

ネジ３６、したがって摩擦シャフト３５の移動に対する停止も、スラストネジ３６を軸方向に位置合わせすることによって設定される。

図４は、本発明による方向可変取付台の第２実施形態を示しており、図では、先の実施形態と類似の細部は、同一の参照符号を用いて示している。

この変形実施形態は、球形タイプの代わりに円筒状タイプのジョイント５を設けている点で大きく異なる。この変形実施形態においては、軸がＸと軸対称の円筒形状の第１ジョイント構成要素６ａが、第２ジョイント構成要素７ａを形成する対応した円筒形空洞１０ａ内で回転可能に収容されている。

参照符号５０は、空洞１０ａ内の肩部表面を示している。肩部表面に第１ジョイント部品７ａの対応表面部を当接させることにより、ジョイント軸Ｘに対してジョイント部品を相対的に固定するのに必要な摩擦力を生成できる。

Ｘ軸に沿った第１ジョイント構成要素の軸方向の移動は、先の実施形態で説明したのと同じように発生する圧力によって生じる推力でピストン１３の横方向移動を制御することによって達成される。

したがって、本発明は、既知の機構と比較して多くの利点を与えるという提案された目的を達成する。

第１の主な利点は、本発明による方向可変取付台を用いて達成できる高い効率にあり、静水圧特性の圧力手段を設けることによって、既知の機構と比較して、小さい力を加えることで同じ固定力を生成できることである。

他の利点は、本発明による方向可変取付台を用いて、詳細には、ジョイント構成要素間の摩擦レベルの調節能力によって達成できる、より精度の高い位置合わせにある。

本発明の第１実施形態による方向可変取付台の縦断面図の斜視図である。 図１の方向可変取付台の軸方向断面図である。 先の図における方向可変取付台の分解組立斜視図である。 本発明による方向可変取付台の第２実施形態の軸方向断面図である。

Claims (13)

1. 光学および／または写真映画撮影装置用の方向可変取付台であって、前記取付台は、
   移動可能に一体に結合される第１ジョイント構成要素（６）および第２ジョイント構成要素（７）を有する少なくとも１つのユニバーサルジョイント（５）であって、前記第１ジョイント構成要素は、光学および／または写真映画撮影装置を支持するプレートに結合させて固定可能な付属体を有する球形ジョイント部材を備え、前記第２ジョイント構成要素は、支持部材であるスタンドに固定できる本体内に設けられた空洞を備えると共に、前記第１ジョイント構成要素を可動状態で受け入れる受座を形成する、ユニバーサルジョイント（５）と、
   静水圧手段と前記静水圧手段を動作制御するためのアクチュエータ手段とを含む、前記ジョイント構成要素間に固定摩擦負荷を印加する手段であって、前記静水圧手段は、相互に連通する対応チャンバ（１４、１６）内で油圧シールを維持してスライド可能に案内される第１ピストン部材（１３）および第２ピストン部材（１７）を備える、固定摩擦負荷を印加する手段と、
   前記複数のピストン部材（１３、１７）のうちの一方に加わる推力が、前記ピストン部材の他方に伝達されるように、前記チャンバ内に設けられた流体手段であって、前記第１ピストン部材（１３）は、前記ジョイント構成要素のうちの一方に作用し、前記第２ピストン部材（１７）は、選択的に制御可能なアクチュエータ手段によって前記チャンバの外部から移動でき、これにより、前記流体手段内に前記第１ピストン部材（１３）に伝達される静水圧を生成することにより、前記ジョイント構成要素（６、７）間に固定摩擦力を加える、流体手段と、
   を備え、
   前記アクチュエータ手段は、前記複数のジョイント構成要素（６、７）間で予め選択された固定負荷を生成するために、前記第２ピストン部材（１７）を動作制御するための第１アクチュエータ部材（３０）と、前記第１アクチュエータ部材（３０）の制御によって得られた固定負荷とは関係なく、前記複数のジョイント構成要素（６、７）間に相対的な摩擦負荷を生成する際に、前記第２ピストン部材（１７）を選択的に制御するための別個の第２アクチュエータ部材（３５）とを備え、前記第１アクチュエータ部材および前記第２アクチュエータ部材は、同軸に設けられ、前記第２ピストン部材（１７）のスラスト方向に沿って互いに移動可能に結合される対応する第１アクチュエータシャフト(３０)および第２アクチュエータシャフト（３５）を備える、ことを特徴とする方向可変取付台。
2. 前記第２アクチュエータ部材（３５）は、前記第２ピストン部材（１７）から離れるように移動する前記第１アクチュエータ部材（３０）の動作位置とは関係なく、前記選択された摩擦負荷が前記ジョイント構成要素（６、７）間で維持されるように、前記第１アクチュエータ部材（３０）を制御することによって前記ユニバーサルジョイント（５）を解放する際の、前記第２ピストン部材（１７）の動作移動を制限する手段を形成する、請求項１に記載の取付台。
3. 前記第１アクチュエータシャフト（３０）は、前記第２ピストン部材（１７）と同軸での側面での動きで制御され、ネジ結合手段および対応手段が、前記第１アクチュエータシャフト（３０）と、前記第１アクチュエータシャフト（３０）と同軸に前記取付台上で回転可能に支持される第１ノブ（３２）との間に設けられて、前記ノブ（３２）の回転動きを、前記第２ピストン部材（１７）の方向へおよびそこから離れる方向への前記第１アクチュエータシャフト（３０）の対応する側面での動きに変換する、請求項１又は２に記載の取付台。
4. 前記第２アクチュエータシャフト（３５）は、前記第１アクチュエータシャフト（３０）と同軸での側面での動きで制御され、対応するネジ結合手段および対応手段が、前記第２アクチュエータシャフト（３５）と、前記第１ノブ（３２）に同軸で回転可能に支持される対応する第２ノブ（４４）との間に設けられて、前記第２ノブ（４４）の回転運動を、前記第２ピストン部材（１７）の方向およびそこから離れる方向への前記第２アクチュエータシャフト（３５）の側面での動きに変換する、請求項３に記載の取付台。
5. 前記第１アクチュエータシャフト（３０）は、この中に前記第２アクチュエータシャフト（３５）をスライド可能に受け入れる管状形状である、請求項４に記載の取付台。
6. 予め選択された摩擦負荷に相互に関係する前記第２アクチュエータシャフト（３５）の位置は調節可能である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の取付台。
7. 前記ユニバーサルジョイント（５）は球形である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の取付台。
8. 前記第１ピストン部材（１３）は、前記第１ピストン部材（１３）上で同軸に案内され、前記ユニバーサルジョイント（５）の前記球形の構成要素の対応する部分と結合する球形の表面部分（１１ｂ）を有する、圧力リング（１１）上で作用する、請求項１または７に記載の取付台。
9. 前記ユニバーサルジョイント（５）は円筒形である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の取付台。
10. 前記ユニバーサルジョイント（５）の軸は、前記第１ピストン部材（１３）の移動の方向と同軸であり、前記第１ピストン部材（１３）に加わる静水圧推力の結果として固定摩擦負荷を生成するために、ジョイント軸と交差する前記ジョイント構成要素間に、肩部表面が設けられている、請求項９に記載の取付台。
11. 前記第１ピストン部材（１３）および前記第２ピストン部材（１７）を制御する油圧流体は、低圧縮率の流体である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の取付台。
12. 前記第１および第２ピストン部材（１３、１７）は、対応する静水圧スラスト面を備え、前記第１ピストン部材の表面積の大きさは、前記第２ピストン部材の表面積よりも大きく、前記表面積間の割合は、前記第２ピストン部材（１７）に加わる推力と、静水圧によって前記第１ピストン部材（１３）に伝達される推力との間の増倍率に比例した相関関係にある、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の取付台。
13. 前記第１および第２ピストン部材（１３、１７）は、互いに垂直な方向に沿って油圧シールを維持すると同時に、これらの対応チャンバ（１４、１６）内で案内される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の取付台。

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