JP7475573B2 - 自由雲台 - Google Patents

Description

本発明は、カメラ等の各種機器などの被支持体を、三脚、スタンドなどの支持体に対して角度を自在に固定するための自由雲台に関する。

自由雲台は、球状のボールと、このボールに首部を介して連結されカメラ等を支持するための上皿と、ボールを回動可能かつ任意角度で固定可能に支持する本体部とを有する。本体部は、ボールを挟んで対向する通常一対の当接面と、この当接面同士の距離を初期位置から変更しボールに接近させる固定手段と、その固定手段を動作するための操作つまみを有する。この操作つまみを操作することにより、当接面の間隔を狭めてボールを任意の角度で固定し、カメラ等の角度を自由に設定できる。

特表２０１８－５２１３３６号公報

特表２０１０－５２９５０９号公報

特開２００５－０３１６０５号公報

しかし、前記の自由雲台では、当接面同士の距離が、自由雲台が製造された当初の距離から、初期なじみや経年変化によって、ボールからより離れた距離に至った場合に、固定手段を動作しない非固定時のボールのガタつきが大きくなるという欠点がある。

この点を更に詳しく説明する。自由雲台は必ずしもボールを固定した状態でのみ使用されるのではなく、非固定状態としたままでカメラ等の荷重だけを自由雲台に託し、カメラ等の角度すなわち構図を自由に変更しつつ使用されることがある。例えば、自動車などが走行するのを追って撮影するいわゆる流し撮りなどがこの好例である。この際に望遠レンズを使うことが特に多いので、ボールのガタつきはカメラブレの原因になる。

この際に構図変更に伴う抵抗力つまりボールに掛かる摩擦力などは、構図をスムーズに変更できる程度のものが好ましく、より好ましくはカメラ等が風から受ける力や手の振動力などの影響で、ボール外周面が動く速度が比較的速い場合により強く、構図を変更するための操作のようなボール外周面の動く速度が比較的遅い場合には、より弱くなっていると、撮影意図に無関係な不随意な動きだけ抑制され、また構図決定の邪魔にならずよい。

特許文献１には、案内要素の初期位置をねじ付きフェルールによって調節する構成が開示されている。しかし、これは固定手段全体を下で支える構成である。すると固定手段の各部は、経年変化によって案内要素の位置はボールから離間する方向に変位するから、固定手段を動作しない非固定時のボールのガタつきが大きくなるという欠点がある。

更に、ボールを固定する支持要素にはプラスチック材が用いられる。本願発明者は精密な測定の結果、従来認識されていない以下の現象を見いだした。もしも、ボール表面に油脂類を塗布し、案内リングとボール間に油脂類を介在させ、その油脂類の粘性抵抗を得ようと意図したとしても、プラスチック材から成る支持要素では、油脂類の持つ粘性抵抗力は後述する本願発明者が見いだした現象によって、十分に発揮することができない、という欠点がある。

更に、特許文献１には、ロックデバイスから独立して、摩擦デバイスがボールをいわゆる半固定するための摩擦力を決める構成が開示されている。ロックデバイスをフリーにして摩擦デバイスを操作した場合に、構図を変更しつつある状態でボールに掛かる力は動摩擦力である。動摩擦力は速度にかかわらず一定である。したがってボール外周面が動く速度が比較的速い場合に、撮影意図に無関係な不随意な動きを十分に抑制できるように摩擦デバイスを調節すると、構図を変更するための操作のようなボール外周面の動く速度が比較的遅い動きに対し動摩擦力が過大となり、撮影の邪魔になる。また、構図を変更するための操作のようなボール外周面の動く速度が比較的遅い場合に、操作の邪魔にならない程度に摩擦デバイスを調節すると、ボール外周面が動く速度が比較的速い場合には動摩擦力が過小となり、撮影意図に無関係な不随意な動きは十分抑制されない、という欠点がある。

特許文献２には、ねじによってロック手段の初期位置を調節する構成が開示され、ロック手段の内部には、皿ばねワッシャによって構成された摩擦手段を有する。ロック手段と摩擦手段との位置関係は組立時に定められる。使用中に起きる初期なじみや経年変化によってロック手段の位置がボールから離間する方向に変位したときに、ロック手段をボールがガタつかない程度に調節したとすると、皿ばねワッシャにより構成された摩擦手段からの摩擦力を受ける。したがって、ボールのガタつきを抑制することと、撮影意図に応じた摩擦力を得ることとが両立しないという欠点がある。

更に、特許文献２の雲台では、構図を変更しつつある状態で摩擦手段からボールに掛かる力は動摩擦力である。すると先ほどの説明と同じく、ボール外周面の動く速度が比較的遅い動きに対し動摩擦力が過大となるか、又はボール外周面が動く速度が比較的速い場合には動摩擦力が過小となる、という欠点がある。

特許文献３には、下ボール受けの外側に、ゴム又はエラストマー製の案内リングを配置し、案内リングはボールに対し弾性的に当接する構成が開示されている。案内リングはゴム又はエラストマーという極めて柔らかい材質である。したがって、案内リングをボールに対し相当の押圧力をもって当接させたとしても、カメラ等の重力に対抗することができず、案内リングがカメラ等を支持できない。よって、使用中に初期なじみや経年変化によって下ボール受けの位置がボールから離間する方向に変位したとき、それを案内リングで補うことはできず、固定手段を動作しない非固定時のボールのガタつきが大きくなるという欠点がある。

また、ゴム又はエラストマーは、油脂類を塗布しない状態で摩擦されると、大きなスティックスリップを発生する特性がある。したがって、ボール表面に油脂類を塗布しない場合には案内リングはボールのスムーズな運動を妨げる。

更に、本願発明者は精密な測定の結果、従来認識されていない以下の現象を見いだした。ボール表面に油脂類を塗布し、案内リングとボール外周面との間に油脂類を介在させ、その油脂類の粘性抵抗を得ようと意図したとする。しかしゴム又はエラストマー製の案内リングでは、油脂類の持つ粘性抵抗力は後述する本願発明者が見いだした現象によって、十分に発揮することができない。更にボール外周面に油脂類を塗布しているから、案内リングとボールの間の摩擦力等は小さくなる。以上から、案内リングでは十分な摩擦力等を得ることができない、という欠点がある。

本発明は従来認識されていない上記現象及びその原因に着目してなされたものである。そして本発明の主要な課題は、ボールに対してボール外周面に塗布した油脂などの粘性流体からの粘性抵抗力を与え、撮影意図に無関係な不随意な動きだけを抑制し、また構図決定の邪魔にならず、更にカメラブレも効果的に抑制する自由雲台を提供することである。

［１］ 本発明に係る一態様の自由雲台は、球状をなすボールと、前記ボールを回動可能かつ任意角度で固定可能に支持する本体部を有し、前記本体部は、前記ボールを挟んで対向する少なくとも一対の当接面を有し、前記当接面の一方の移動当接面を前記ボールに向けて移動させ、前記移動当接面と、他方の固定当接面との距離を変更するための固定手段を有し、前記本体部は円環状またはＣ字状のダンパバンドを有し、前記ダンパバンドは、その内周側のダンパバンド当接部を前記ボールに接し、外周側を前記本体部に接し、前記ボールの外径が最も大きな位置で前記ボールを側方から取り囲んでおり、前記ダンパバンド当接部の任意の１点から前記ボールの中心に向けた仮想線を前記ダンパバンドの内部方向に延長し、前記仮想線の前記ダンパバンド当接部から前記ダンパバンドの内部方向へ向けて前記ボールの半径の１５％の距離までを影響領域とした場合に、前記任意の１点の前記影響領域内におけるヤング率が、前記ダンパバンドと前記本体部のヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して５ＧＰａ以上であることを特徴としている。

［２］ 前記［１］の自由雲台において、前記影響領域内におけるヤング率は、好ましくは７ＧＰａ以上かつ２０６ＧＰａ以下であり、更に好ましくは１５ＧＰａ以上かつ２０６ＧＰａ以下である。

［３］ 本発明に係る他の態様の自由雲台は、球状をなすボールと、前記ボールを回動可能かつ任意角度で固定可能に支持する本体部を有し、前記本体部は、前記ボールを挟んで対向する少なくとも一対の当接面を有し、前記当接面の一方の移動当接面を前記ボールに向けて移動させ、前記移動当接面と、他方の固定当接面との距離を変更するための固定手段を有し、前記本体部は、前記固定当接面を有する上ボール受けと、前記移動当接面を有 する下ボール受けと、前記上ボール受けが固定されるとともに前記下ボール受けを上下移動可能に支持する本体と、前記本体に収容され回転可能かつ下方へは移動不能とされた軸体と、前記軸体の下端に固定された基台と、前記基台の底面から締め込まれ前記基台の上面から突出して前記本体を押圧する止めネジと、前記下ボール受けの外周に配置されたダンパを有し、前記ダンパは、前記移動当接面の外側でその上端のダンパ当接部が前記ボールに接するとともにその下端が前記本体に接し、前記ダンパ当接部と前記固定当接面は前記ボールを挟んで対向し、前記ダンパ当接部と前記固定当接面との距離は前記固定手段とは独立して決定され、前記ダンパ当接部の任意の１点から前記ボールの中心に向けた仮想線を前記ダンパの内部方向に延長し、前記仮想線の前記ダンパ当接部から前記ダンパの内部方向へ向けて前記ボールの半径の１５％までを影響領域とした場合に、前記任意の１点の前記影響領域内におけるヤング率が、前記ダンパと前記本体部のヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して５ＧＰａ以上であることを特徴とする。

［４］前記影響領域内におけるヤング率は、好ましくは７ＧＰａ以上かつ２０６ＧＰａ以下であり、更に好ましくは１５ＧＰａ以上かつ２０６ＧＰａ以下である。前記ダンパは交換可能とされており、前記ダンパを交換することにより、前記ダンパ当接部と前記固定当接面との距離が調整可能とされていてもよい。前記ダンパを交換することにより、前記ダンパ当接部と前記固定当接面との距離が調整可能とされていてもよい。

［５］ 前記［１］～［４］の自由雲台において、前記ボールの外周面に粘性流体が塗布されていてもよい。前記粘性流体は油脂であってもよい。

本発明に係る自由雲台では、距離規制部、ダンパバンド、もしくはダンパによって、移動当接面と固定当接面との距離の最大値、またはダンパバンド当接部と固定当接面との距離、またはダンパ当接部と固定当接面との距離が規制される。したがって固定手段を動作しない非固定時のボールのガタつきが抑制され、非固定時のカメラブレが抑制される。

また、移動当接面、ダンパバンド、もしくはダンパという、ボールを支持する、すなわちカメラ等の荷重を支持する部品に硬質の材質を使用できる。したがって非固定時も固定時も、ボールを高い剛性で支持することができるから、非固定時のみならず固定時でもカメラブレを抑制できる。

また、ダンパバンドやダンパを用い、ボールの外周面に粘性流体が塗布されている場合には、ダンパバンドやダンパからボールに掛かる力は、粘性流体や油脂の粘性抵抗力となる。粘性抵抗力は速度に比例することが知られている。したがって、カメラ等が風から受ける力や手の振動力などの影響で、ボール外周面が動く速度が比較的速い場合には、粘性抵抗力はより強くなる。また構図を変更するための操作のようなボール外周面の動く速度が比較的遅い場合には、粘性抵抗力はより弱くなる。したがって撮影意図に無関係な不随意な動きは十分抑制され、構図決定の邪魔にならない、といった優れた効果を奏する。

更に、距離規制部、ダンパ、ダンパバンドといった構成要素には可動部分が無い。したがって初期なじみや経年変化による部品の摩耗などが問題にならない。よって上述した効果は製造当初のみならず長期の使用期間に亘って維持されるという優れた効果を奏する。

上述した効果は、距離規制部、ダンパバンド、ダンパといった簡素で安価な構成によって得られる。したがって部品製造コストや組立製造コストが安価であるという優れた効果を奏する。

更に、距離規制部、ダンパバンド、もしくはダンパを交換することにより、移動当接面と固定当接面との距離の最大値、ダンパバンド当接部と固定当接面との距離、又はダンパ当接部と固定当接面との距離を、任意の距離に設定できる。したがって製造が容易であり、製造コストが安価であるという優れた効果を奏する。

本発明に係る自由雲台の第１実施形態の斜視図である。 本発明に係る自由雲台の第１実施形態の縦断面図である。 同実施形態において、影響領域であるボールとダンパとの関係を示す正面視右側の部分拡大縦断面模式図である。 同実施形態において、ボール外周面とダンパ当接部とのクリアランスの要部を示し、ダンパ当接部を水平とした部分拡大縦断面模式図である。 本発明に係る自由雲台の第２実施形態の縦断面図である。 同実施形態の自由雲台において、影響領域であるボールとダンパバンドと上ボール受けとの関係を示す正面視右側の部分拡大縦断面模式図である。 本発明に係る自由雲台の第３実施形態の正面図である。 本発明に係る自由雲台の第３実施形態の縦断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、周知の構成を以下の実施形態に適用してもよいし、以下の実施形態の構成を組み合わせたり、相互に置換してもよい。

［第１実施形態］
図１乃至図４は本発明の第１実施形態を示している。しかし、本発明はこの種の自由雲台への適用に限られるものではなく、ボールを挟んで対向する少なくとも一対の当接面を有する形式の自由雲台には全て適用可能である。

この実施形態の自由雲台は、例えば三脚の上端に取り付けられ、例えばカメラ、望遠鏡、双眼鏡、測定器具等の被支持体を任意の向きで支持する役目を果たす。ただし本発明の自由雲台はこのような用途に限定されることはなくいかなる用途に使用されてもよい。

この自由雲台は、球状をなすボール５と、ボール５を回動可能かつ任意角度で固定可能に支持する本体部１と、三脚などに固定される基台９とを有する。

ボール５には同軸に延びる円柱状の首部５ｂが一体的に形成され、この首部５ｂの先端に連結されカメラ等を支持するための上皿７が垂直に固定されている。この上皿７は、同軸状に固定されたオネジ８を有する。オネジ８をカメラ等の被支持体にねじ込み、被支持体を上皿７に取り付ける。上皿７の上面には図示しない滑り止めシートを設けてもよい。滑り止めシートはゴム、コルクなど周知の材質でよい。

本体部１には、ボール外周面５ａを挟む少なくとも一対の当接面の一つである移動当接面１１ａを有する本体下部１ａ（２，３，９，１０）と、当接面の他の一つである固定当接面４ａを有する本体上部１ｂを有する。本体上部１ｂには、本体下部１ａに対して回動可能に取り付けられた上ボール受け４と、上ボール受け４に形成されボール５の傾動を可能とするための一つのスロット４ｄとを有する。スロット４ｄは上ボール受け４に２つ以上形成されていてもよい。またスロット４ｄは無くてもよい。

本体下部１ａには、移動当接面１１ａと固定当接面４ａとの距離を変更するための固定手段２０（１０ａ，１１，１２，１３）と、固定手段２０を動作するための操作つまみ１０と、固定手段２０によってボール５を固定すると同時に固定される軸体１３とを有する。軸体１３に基台９が固定されている。

本体下部１ａは、円筒形の本体２と、本体２の上端に取り付けられた円環状のリングネジ３と、本体２の中にそれぞれ配置されたすり鉢状の下ボール受け１１および円環状のコマ１２と、本体２の側面を貫通して設けられた止めネジ１０ａとを有する。操作つまみ１０は止めネジ１０ａに固定されている。

本体２の上端には、リングネジ３を介して、円筒状の上ボール受け４が同軸に取り付けられている。リングネジ３の下部の内周面には雌ネジ３ｂが形成され、本体２の上端部に形成された雄ネジ２ｃと螺合している。リングネジ３の雌ネジ３ｂと本体２の雄ネジ２ｃとの間のねじには、例えば接着剤または止めネジなどの公知の回り止め手段で回り止めをしてもよい。リングネジ３の上端には内方へ突出する係合部３ａが全周にわたって形成され、この係合部３が上ボール受け４の下端部に全周にわたって形成された係合部４ｂと係合している。

上ボール受け４の中に、球状のボール５が収容されている。上ボール受け４の上端部の内周面は、上方へ向けてすぼまる固定当接面４ａとされている。固定当接面４ａの直径および断面の傾斜角度は、固定当接面４ａの幅方向のほぼ中央部がボール５のボール外周面５ａに接するように設定されている。図１に示すように１つのスロット４ｄは、固定当接面４ａの一部にも亘っている。スロット４ｄの幅は首部５ｂの直径よりも若干大きく、スロット４ｄの下端は半円状にされている。これにより、首部５ｂはスロット４ｄ内に例えば９０°倒れこむことができ、例えばカメラを縦位置で使用できるようになっている。

ボール５の内部には、軽量化を図るために首部５ｂと同軸に円柱状の空洞５ｄ、およびねじ穴５ｃが形成され、空洞５ｄはボール５の下端面に開口している。空洞５ｄは無くてもよい。ねじ穴５ｃはオネジ８を収容する。

本体２の内部には、円筒形の空洞２ｂが形成され、この空洞２ｂ内には固定手段２０として上から順に、下ボール受け１１、コマ１２、および軸体１３が収容されている。下ボール受け１１はすり鉢状をなしており、本体２の空洞２ｂの内径は下ボール受け１１の外径よりも僅かに大きく、下ボール受け１１は空洞２ｂの内周面に沿って上下に摺動する。下ボール受け１１の上端には、上から見て円環状をなす、すり鉢状に傾斜した移動当接面１１ａが形成され、この移動当接面１１ａがボール５の下面を固定する。移動当接面１１ａの直径および断面の傾斜角度は、移動当接面１１ａの幅方向のほぼ中央部がボール５のボール外周面５ａに接するように設定されている。

移動当接面１１ａの内径は、ボール５の空洞５ｄの内径よりも十分に大きく設定されている。この例では、移動当接面１１ａの軸方向に沿った断面が直線状であり、ボール５と移動当接面１１ａとの当接領域は円環状となる。円環状領域の幅はほぼ線と見なせるほど狭くてもよいし、移動当接面１１ａを凹曲面としてその曲率をボール５の外周面の曲率に近づけることにより、当接領域の幅を大きくしてもよい。

下ボール受け１１の下面には、下へ向けてすぼまるテーパ面１１ｂが形成されている。コマ１２の上端は下ボール受け１１のテーパ面１１ｂと同じテーパを有するテーパ面１２ａとされ、両者はほぼ同軸に当接している。コマ１２の下端にも、上方へ向けてすぼまるテーパ面１２ｂが形成されている。コマ１２の外径は下ボール受け１１の外径よりも小さい。

軸体１３の上面はコマ１２のテーパ面１２ｂに対応したテーパ面１３ａとされている。軸体１３の上部には円環状に張り出したフランジ部１３ｂが形成され、空洞２ｂ内に形成された円環状の段差部２ｄに、フランジ部１３ｂが係止されている。軸体１３は回転可能かつ下方へは移動不能とされている。

本体２の側面の一部には、軸心に向けて雌ネジ穴２ｆが形成され、この雌ネジ穴２ｆに止めネジ１０ａが螺合されている。操作つまみ１０を回して止めネジ１０ａを締め込むと、その先端がコマ１２を押して偏心させる。コマ１２が偏心すると、軸体１３が下方へ押圧されるとともに、下ボール受け１１が初期位置から押し上げられ、ボール５を押し上げる。これによりボール５は上ボール受け４の固定当接面４ａと、下ボール受け１１の移動当接面１１ａとに挟まれて、回転が阻止される。一方、軸体１３のフランジ部１３ｂが段差部２ｄに押しつけられ、両者の摩擦により軸体１３の回転が止められる。また、上ボール受け４はボール５により圧迫され、係合部４ｂがリングネジ３の係合部３ａと強く係合するため、上ボール受け４の回転も止められる。

軸体１３の下面の中央には雌ネジ穴１３ｃが形成され、この雌ネジ穴１３ｃが三脚等の上端に設けられる雄ネジに固定される。また、軸体１３の下端部には縮径部が形成され、この縮径部に円盤状の基台９が同軸に固定され、本体２の下面に沿って配置されている。基台９は、操作つまみ１０で止めネジ１０ａを締め込むと、本体２に対して回転不能となり、操作つまみ１０を緩めると回転可能となる。

上記の自由雲台を使用する場合、三脚などの上端の雄ネジに、軸体１３の雌ネジ穴１３ｃを当てて基台９を回し、雌ネジ穴１３ｃに雄ネジを締め込む。また、操作つまみ１０を緩めてボール５から上方の回動を自由にする。オネジ８をカメラ等の下面の雌ネジに当て、上皿７を回してオネジ８をカメラ等に締め込む。

次に、上皿７が適切な角度になるようにボール５を回してカメラの位置決めを行う。スロット４ｄの位置が適切でなければ、上ボール受け４を回してスロット４ｄの位置を調整する。位置決めが完了したら、操作つまみ１０を締める。すると、コマ１２が偏心し、ボール５が固定されるとともに、基台９が回転不能となり、上ボール受け４も本体２に固定される。すなわち、操作つまみ１０を締めるだけで、全ての固定が完了する。操作つまみ１０を緩めれば、基台９、上ボール受け４、およびボール５のいずれも動くようになる。

固定手段の一例として上記構成を開示したが、本発明に係る自由雲台において、固定手段２０はこの例に限定されない。当接面の一方の移動当接面１１ａをボール５に向けて移動させ、移動当接面１１ａと他方の固定当接面４ａとの距離を変更するための固定手段２０であれば、公知の手段でよい。例えば、操作つまみ１０の止めネジ先端をテーパ状とし下ボール受け１１のテーパ面１１ｂと係合させ、コマ１２を用いずに下ボール受け１１を上方に移動させてもよい。また、操作つまみ１０に偏心カムを設け、下ボール受け１１の下端と偏心カムを係合させて上方に移動させてもよいが、これらに限定されない。

またこの例で、コマ１２の中心部の空洞に付勢手段の例えば圧縮コイルバネを入れ、移動当接面１１ａにボール５に向けた押圧力を有する構成としてもよい。この押圧力は、カメラ等の被支持体から掛かる荷重より小さいほうが好ましいが、限定されない。

またこの例では、固定手段２０はボール５を正面視下から押圧して固定するようにされているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、正面視右側又は左側の横方向からボール５を押圧して固定してもよい。

本体部１には、下ボール受け１１の上端部の外側に円環状のダンパ２１が同軸に設けられている。ダンパ２１は下ボール受け１１の外周に添って、本体２の本体上面２ａにダンパ接地面２１ｂを下にして配置されている。ダンパ２１の上面には、上から見て円環状をなす、すり鉢状に傾斜したダンパ当接部２１ａが、ボール５を挟んで上ボール受け４の固定当接面４ａと対向して形成される。固定手段２０を動作させない時には、ダンパ当接部２１ａは、下ボール受け１１の移動当接面１１ａより、微小距離だけボール５に接近している。よってこの時はダンパ当接部２１ａがボール５の下面を支える。上ボール受け４の固定当接面４ａとダンパ２１のダンパ当接部２１ａとの距離は、ボール５がスムーズに回動し、且つボール５のガタつきが無い程度に調整されている。

この例では、ダンパ当接部２１ａの軸方向に沿った断面が直線状であり、ボール５とダンパ当接部２１ａとの当接領域は円環状となる。円環状領域の幅はほぼ線と見なせるほど狭くてもよいし、ダンパ当接部２１ａを凹曲面としてその曲率をボール外周面５ａの曲率に近づけることにより、当接領域の幅を大きくしてもよい。当接領域の幅が大きいと後述する粘性抵抗力２９（図４参照）を大きくできる。

固定手段２０を動作しない非固定時には、ボール５は下側をダンパ当接部２１ａに当接させ、上側を上ボール受け４の固定当接面４ａに当接させている。上ボール受け４の固定当接面４ａとダンパ当接部２１ａとの距離は、固定手段２０とは独立して、ダンパ２１によって決定される。したがってダンパ２１は、この例では距離規制部を兼ねる。よって非固定時のボールのガタつきは抑制され、カメラブレが抑制される。

ダンパ接地面２１ｂが受ける力は、固定手段２０を動作しない時のカメラ等の荷重だけであり、おおむね１０から５０Ｎ程度と比較的に小さい。したがって初期なじみや経年変化による部品の摩耗などが問題にならない。また、ダンパ接地面２１ｂは、それを取り付ける本体上面２ａとの間に可動部がない。したがって、上ボール受け４の固定当接面４ａと、ダンパ２１のダンパ当接部２１ａとの距離は、長期使用後にも摩耗やへたり等によって拡大することがない。よって上述した効果は、製造当初のみならず長期の使用期間に亘って維持される。

従来の自由雲台の構成では、下ボール受け１１でボール５を常に支持していた。この場合には固定手段２０の、下ボール受け１１の下面の下へ向けてすぼまるテーパ面１１ｂとコマ１２の上端のテーパ面１２ａ、およびコマ１２の下端のテーパ面１２ｂと軸体１３の上部のテーパ面１３ａが当接していて、大きな力を受けつつ摺動する。その力は、固定手段２０を動作させ、ボール５を固定する程度には必要であり、その力の大きさは自由雲台のサイズやカメラ等の大きさなどにもよるが、概ね５００から２０００Ｎ程度である。すると、各々のテーパ面間は、大きな力を受けつつ摺動するから、初期なじみや経年変化によって部品の摩耗等を引き起す。したがって、下ボール受け１１の位置は図示下側の方向へ、すなわちボール５から離れた方向に移動する。よって、非固定時のボール５のガタつきが大きくなるから、カメラブレの原因となっていたのである。

下ボール受け１１の下面のテーパ面１１ｂとコマ１２の上端のテーパ面１２ａ、およびコマ１２の下端のテーパ面１２ｂと軸体１３の上部のテーパ面１３ａとの間は、前述した大きな力を受けつつ摺動するから、この間に油脂類が塗布される。この間は、ダンパ２１によって、固定手段２０の非固定時には当接が解かれ、空隙が空く。すると塗布した油脂類はその空隙に再進入できる。これにより、ダンパ２１は上記間隙への油脂の供給を促進し、この間隙の摩耗を抑制する効果を奏する。

本体上面２ａと移動当接面１１ａとの距離は、本体２の円筒形の空洞２ｂ、下ボール受け１１、コマ１２、および軸体１３の、それぞれの寸法公差の集積で決まる。すると、ダンパ２１のダンパ接地面２１ｂとダンパ当接部２１ａとの距離を、予め十分大きく設定せねばならない。移動当接面１１ａの上方への移動距離は固定手段２０によって決まる。だから移動当接面１１ａの移動距離には制限がある。よってダンパ２１のダンパ接地面２１ｂとダンパ当接部２１ａとの距離を大きくしすぎると問題となる場合がある。そこで、ダンパ２１を交換可能とし、ダンパ接地面２１ｂとダンパ当接部２１ａとの距離を複数設定したダンパ２１を製作しておき、本体２に下ボール受け１１、コマ１２、軸体１３を組み込んでその寸法を測定した後、適切な寸法のダンパ２１を選んで組み立ててもよい。

ダンパ２１を交換する代わりに、予め厚さを複数設定した円環状の丸座金形状のシムを複数種類製作しておき、ダンパ２１のダンパ接地面２１ｂと本体上面２ａとの間に、複数から選択した適切な厚さのシムを挟むことにより、ダンパ２１を交換したと等価にして、本体上面２ａとダンパ当接部２１ａとの距離を調節してもよい。本体上面２ａとシム、シムとダンパ接地面２１ｂとの間は、やはり可動部がないから、初期なじみや経年変化による部品の摩耗などが問題にならずよい。

また、例えば、本体上面２ａに下方に向けたメネジを設け、そこに止めネジを螺合させ、止めネジの一端を本体上面２ａから突出させてダンパ２１のダンパ接地面２１ｂに当接させ、止めネジの突出量で本体上面２ａとダンパ当接部２１ａとの距離を調節する構成としてもよい。この場合、止めネジを回して、その突き出し距離を調節することで、ダンパ２１を交換した場合と等価にする。止めネジとダンパ接地面２１ｂとの間は、やはり可動部がないから、初期なじみや経年変化による部品の摩耗などが問題にならずよい。

更に、本体上面２ａに下方に向けた穴を設けて付勢手段としてバネを入れ、バネの一端を本体上面２ａから突出させてダンパ２１のダンパ接地面２１ｂに当接付勢させることで、ダンパ当接部２１ａにボール５に対する押圧力を与えてもよい。この場合の押圧力は、カメラ等の被支持体から掛かる荷重より小さいほうが好ましいが、限定されない。

また、ダンパ２１を本体２と一体的に形成してもよい。例えば、本体上面２ａから上へ向けて円筒状に本体２を延長し、その上端にダンパ当接部２１ａを設けてもよい。この場合、本体上面２ａからダンパ当接部２１ａまでとの距離の異なったものを予め製作しておき、組立時に適切なものに選択、交換してもよい。この例では、部品点数が減少するから部品コストが低下する。

なお、この実施形態では、本体２の本体上面２ａと、ダンパ２１のダンパ接地面２１ｂとが、共に平面形状とされているが、平面形状に限定されない。本体部１にダンパ当接部２１ｂを当接できればいかなる形状でもよい。

この実施形態では、ダンパ２１は本体上面２ａに当接しているのみであるが、例えば接着、粘着、ねじどめなどの公知の手段で固定してもよい。また、ダンパ２１の外周面と上ボール受け４の内周面とを公知の手段で固定してもよい。更に、ダンパ接地面２１ｂと本体上面２ａとの間及び／又はダンパ２１の外周面と上ボール受け４との間に、粘性流体を介在させてもよい。ダンパ２１を本体２に固定し、またはダンパ２１を上ボール受け４に固定し、または粘性流体を介在させることで、後述する粘性抵抗力２９の反作用がダンパ２１からスムーズに本体部１に伝達される。

図４に示すように、ボール５のボール外周面５ａには油脂２７がほぼ均一に塗布されている。油脂２７は粘性流体２６である。従来の自由雲台では、ボール外周面５ａに粘性流体２６を塗布し、移動当接面１１ａとボール５の間に粘性流体２６を介在させ、その粘性抵抗力２９を得ようと意図しても、ほとんど得ることができなかった。更に、粘性流体２６を粘性の高いものに変更しても、粘性抵抗力２９はほとんど上昇しなかった。

本願発明者が行った実験的研究により、粘性流体２６がボール外周面５ａに与える粘性抵抗力２９について、従来認識されていない以下の現象を見いだした。それにより、従来の自由雲台で粘性抵抗力２９を得られなかった理由をも見いだし、本発明に至った。以下この現象を、特に図３、図４を参照しつつ説明する。

ボール５の回動運動つまりボール外周面５ａの移動に伴い、粘性流体２６がボール外周面５ａとダンパ当接部２１ａとの狭いクリアランス３０に、その粘性によって引き込まれる。粘性流体２６はクリアランス３０に引き込まれることにより、局部的に高い油圧２８を発生する。粘性流体２６の油圧２８が上昇すると、その粘度が局部的に著しく上昇する。粘度が上昇した粘性流体２６は、ボール外周面５ａに、移動方向と逆向きの高い粘性抵抗力２９を与える。その結果、この高い粘性抵抗力２９が、ボール５の動きを抑制する。

粘性抵抗力２９は、油圧２８によって上昇する。油圧２８は、クリアランス３０の距離が小さい程大きくなる。ここまでは従来知られていた現象である。

高い粘性抵抗力２９を得ようとすると、油圧２８が更に上昇する。このとき、従来認識されていない以下の現象を見いだした。ダンパ当接部２１ａは、その油圧２８によってボール外周面５ａとは逆の方向すなわちダンパ２１の内部方向に変位する。すると、ダンパ当接部２１ａとボール外周面５ａとのクリアランス３０は拡大する。クリアランス３０が拡大すると、油圧２８が低下する。油圧２８が低下すると粘性抵抗力２９も低下するのである。

従来の自由雲台では、いわゆる静的に、ボール外周面５ａと下ボール受け１１の移動当接面１１ａとの距離を、特に初期なじみや経年変化による部品の摩耗などの影響で適切に保つことが出来なかった。又は、いわゆる動的に、下ボール受け１１の移動当接面１１ａが油圧２８に対抗できずクリアランス３０が拡大していた。このいずれかまたは両方の理由で、粘性流体２６の粘性抵抗力２９をほとんど得ることができなかったのである。すると、静的にはボール外周面５ａとダンパ当接部２１ａとのクリアランス３０を長期間に亘り適切に保つことが出来、且つ動的にはボール外周面５ａとダンパ当接部２１ａとのクリアランス３０を、油圧２８に対抗して適切に維持することが出来るなら、粘性抵抗力２９が十分に発揮されると思慮し本発明に至った。

すなわち、図３に示すように、ダンパ２１が本体部１に接した状態で、ダンパ当接部２１ａの任意の１点からボール５の中心に向けた仮想線２４をダンパ２１の内部方向に延長し、延長された仮想線２４のダンパ当接部２１ａからダンパ２１の内部方向へ向けてボール５の半径の１５％までの影響領域２５の距離において、任意の１点の影響領域２５内におけるヤング率が、ダンパ２１と本体部１のヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して、５ＧＰａ以上であること、という本発明の条件内であれば、適切な粘性抵抗力２９を得ることができる、とわかり本発明に至った。影響領域２５内におけるヤング率は、好ましくは７ＧＰａ以上かつ２０６ＧＰａ以下であり、より好ましくは１５ＧＰａ以上かつ２０６ＧＰａ以下である。

図４を用いて更に詳しく説明する。油圧２８は、ボール外周面５ａとダンパ当接部２１ａの移動速度が最も速い１点において最も高くなる。油圧２８からの力は、その１点からダンパ２１内部方法に向けて拡散しつつ伝達される。したがってその影響領域２５は、ダンパ当接部２１ａから所定距離までである。本願発明者が行った実験的研究の結果、クリアランス３０の拡大に油圧２８が影響する影響領域２５は、前記した仮想線２４のダンパ当接部２１ａからダンパ２１内部方向へ向けてボール５の半径の１５％までの距離であるとわかった。このとき、もしダンパ２１の内部方向へ向けてボール５の半径の１５％までの距離に本体部１が含まれるのなら、本体部１もクリアランス３０の拡大に影響する影響領域２５である。

その影響領域２５で、任意の１点の影響領域２５内におけるヤング率が、ダンパ２１と本体部１のヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して、５ＧＰａ以上であることが、本発明の条件である。

粘性抵抗力２９は速度に比例する。したがって、カメラ等が風から受ける力や手の振動力などの影響で、ボール５のボール外周面５ａが動く速度が比較的速い場合には、粘性抵抗力２９はより強くなる。また構図を変更するための操作のようなボール外周面の動く速度が比較的遅い場合には、粘性抵抗力２９はより弱くなる。したがって撮影意図に無関係な不随意な動きは十分抑制され、また構図決定の邪魔にならない。

ボール５は、カメラ等の被支持体を支えるのに十分な材質で構成されるから、通常いわゆる硬質な材質を使う。したがって、いわゆる動的なクリアランス３０を拡大させているのは、ダンパ当接部２１ａを含むダンパ２１とそれに接した本体２である。ボール５の材質を例示すれば、金属材質では鉄、鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、銅、銅系合金、特に黄銅、アルミニウム、アルミニウム系合金、マグネシウム、マグネシウム系合金、亜鉛、亜鉛系合金など、非金属材質ではガラス、セラミックス、プラスチック類、特に繊維強化プラスチックなどをあげられるが、限定されない。

本体部１である上ボール受け４も、ボール５を覆うように支持するのに十分な材質で構成されるから、通常いわゆる硬質な材質を使う。したがって、いわゆる動的なクリアランス３０を拡大させているのは、ダンパ当接部２１ａを含むダンパ２１とそれに接した本体２である。上ボール受け４の材質を例示すれば、金属材質では鉄、鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、銅、銅系合金、特に黄銅、アルミニウム、アルミニウム系合金、マグネシウム、マグネシウム系合金、亜鉛、亜鉛系合金など、非金属材質ではガラス、セラミックス、プラスチック類の特に繊維強化プラスチックなどをあげられるが、限定されない。

本体部１である上ボール受け４の特に固定当接面４ａも、ダンパ２１と同様に、固定当接面４ａの任意の１点からボール５の中心に向けた仮想線を固定当接面４ａの内部方向に延長し、延長された仮想線の固定当接面４ａから上ボール受け４の内部方向へ向けてボール５の半径の１５％までの影響領域の距離において、固定当接面４ａの任意の１点の影響領域内におけるヤング率が、５ＧＰａ以上であると、上ボール受け４にも粘性抵抗力を有効に働かせることが出来るから更に好ましい。

上ボール受け４の固定当接面４ａに材質を２種以上重畳して使い、例えばボール外周面５ａに近い方は比較的柔い材質の例えばプラスチック類で構成し、ボール外周面５ａから遠い方は比較的硬い材質の例えば金属材質で構成し、影響領域が２種以上の材質に亘っていてもよい。比較的柔い材質の仮想線２４が及ぶ距離が十分に小さければ、影響領域が前項の条件を満足するから、粘性抵抗力２９を有効に働かせることが出来るので好ましい。

ダンパ２１の材質は、前記の本発明の条件の範囲内であれば、公知の材質でよい。例示すれば、金属材質である鉄、鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、銅、銅系合金、黄銅、アルミニウム、アルミニウム系合金、マグネシウム、マグネシウム系合金、亜鉛、亜鉛系合金などがあげられ、非金属材質ではガラス、セラミックス、プラスチック類の特に繊維強化プラスチック、フェノール樹脂などをあげられるが、限定されない。また、ダンパ２１に耐摩耗性を向上させるための公知の手段、例えばめっきや陽極酸化処理等を講じてもよい。

ダンパ２１の材質を２種以上重畳して使い、例えばボール外周面５ａに近い方は比較的柔い材質の例えばプラスチック類で構成し、ボール外周面５ａから遠い方は比較的硬い材質の例えば金属材質で構成し、影響領域２５が２種以上の材質に亘っていてもよい。比較的柔い材質の部分に仮想線２４が及ぶ距離が十分に小さければ、影響領域２５が本発明の条件を満足するから、粘性抵抗力２９を有効に働かせることが出来る。尚このダンパ２１の材質を２種以上重畳した場合の測定については後述する。

ここで粘性抵抗力２９の測定結果の一例を示す。ボール５は自由雲台に最もよく使用されるアルミニウム合金で構成した。ダンパ２１は、以下の場合とした。ボール５と同じ材質のアルミニウム合金で構成し、影響領域２５内におけるヤング率が７０．６ＧＰａの場合。ボール５よりも硬質な材質である黄銅で構成し、影響領域２５内におけるヤング率が１１０ＧＰａの場合。ボール５よりも硬質な材質である鋼で構成し、影響領域２５内におけるヤング率が２０６ＧＰａの場合。及びボール５より軟質な材質のプラスチック類の一種であるポリアセタールで構成し、影響領域２５内におけるヤング率が２．８ＧＰａの場合とした。また、影響領域２５に本体部１が含まれない、図２、３と同様の構成とした。

測定の結果を示す。ダンパ２１がボール５と同じアルミニウム合金で構成されたヤング率が７０．６ＧＰａの場合では、十分な粘性抵抗力２９が得られ構図設定が非常に安定していた。また、ダンパ２１が黄銅で構成され、影響領域２５内におけるヤング率が１１０ＧＰａの場合では、十分な粘性抵抗力２９が得られ構図設定が非常に安定していた。また、ダンパ２１が鋼で構成され、影響領域２５内におけるヤング率が２０６ＧＰａの場合では、十分な粘性抵抗力２９が得られ構図設定が非常に安定していた。且つ粘性抵抗力２９の大きさは、ダンパ２１がアルミニウム合金で構成されヤング率が７０．６ＧＰａの場合と、ダンパ２１が黄銅で構成され影響領域２５内におけるヤング率が１１０ＧＰａの場合、及びダンパ２１が鋼で構成され影響領域２５内におけるヤング率が２０６ＧＰａの場合では、差異が無く一定値を示した。しかし、ダンパ２１がポリアセタールで構成され、影響領域２５内におけるヤング率が２．８ＧＰａの場合では、粘性抵抗力２９はまったく不十分であり、構図設定の安定には寄与しなかった。本願発明者は更に実験的研究を重ね、ダンパ２１のヤング率を変化させていき、粘性抵抗力２９が有効に発生する条件を特定し、本発明に至った。

したがって、ダンパ２１のヤング率は、ボール５の材質より大きくされてもよい。この例として上述の測定の結果の通り、ボール５がアルミニウム合金で構成され、ダンパ２１が黄銅で構成されている場合を例示できるが、限定されない。

また本発明では、前述したとおりダンパ２１のダンパ当接部２１ａと、上ボール受け４の固定当接面４ａとの距離は、初期なじみや経年変化の影響を受けない構成である。したがって、ダンパ当接部２１ａとボール外周面５ａとのいわゆる静的なクリアランス３０は、製造当初のみならず長期間に亘って一定値を維持する。したがって静的に常に適切なクリアランス３０を保つことができ、長期間に亘って粘性抵抗力２９を得ることができる。

従来の自由雲台では、下ボール受け１１の移動当接面１１ａの材質として、比較的に柔いプラスチック類を使用することが多かった。プラスチック類は、ボール外周面５ａとの間で、スティックスリップを起こしにくいからである。しかし前項までの説明で明らかなように、プラスチック類だけを材質とした下ボール受け１１では、ヤング率が小さいから、いわゆる動的なクリアランス３０を保てず粘性抵抗力２９を得ることはできない。

更に、従来の自由雲台では、下ボール受け１１をボール５と同じ材質で構成し、ボール外周面５ａに粘性流体２６を塗布して、粘性抵抗力２９を得ようとしても、初期なじみや経年変化によって部品間に摩耗などが起こるから、移動当接面１１ａがボール外周面５ａから離間する方向に移動するため、極短い期間でいわゆる静的なクリアランス３０を保つことができなくなり、結果として粘性抵抗力２９を得ることができない、ということも明らかになった。結局、従来の自由雲台の構成では、前項で説明した下ボール受け１１の材質として柔い材質であるプラスチック類を使用した場合にも、本項で説明した下ボール受け１１を硬い材質で構成した場合にも、どちらもボール５に粘性抵抗力２９を与えることはできなかったのである。

上ボール受け４にはスロット４ｄがある。場合によってはスロット４ｄとダンパ２１とが干渉することがある。このときにはダンパ２１のスロット４ｄに対応する箇所を切り欠いてもよい。ダンパ当接部２１ａからボール外周面５ａに掛かる粘性抵抗力２９は、ダンパ２１の切り欠き箇所では与えられない。しかし、ダンパ当接部２１ａが残存する他の部分に掛かる粘性抵抗力２９で十分に補うことができる。また、スロット４ｄと干渉する位置以外のダンパ当接部２１ａによって、ダンパ２１とボール外周面５ａとの位置関係やクリアランス３０も保たれる。

また、ボール５の下端には空洞５ｄがあり、その部分がダンパ当接部２１ａを通過する際には、その部分だけは粘性抵抗力２９が与えられない。しかしボール外周面５ａが残存する他の部分の粘性抵抗力２９で十分に補うことができる。

粘性流体２６である油脂２７の粘性は、支持するカメラ等の被支持体、自由雲台の特にボール５の直径、その自由雲台が使われる撮影状況を勘案し、適切な粘性のものを使用すれば、公知のものでよい。鉱物油、鉱物油系グリース、植物油、植物油系グリース、動物油、動物油系グリース、シリコーンオイル、シリコーングリース、オイルコンパウンドなどが例示できるが限定されない。

ダンパ２１のダンパ当接部２１ａとボール外周面５ａとの摺動は、ダンパ当接部２１ａがボール外周面５ａに対して大きな押圧力を持たないことから、良好に保たれる。だからダンパ当接部２１ａとボール外周面５ａとの間のスティックスリップなどは、ダンパ当接部２１ａがどのような材質であっても問題にならない。またダンパ２１の材質は、粘性抵抗力２９を発生させるため比較的硬い材質としているから、固定手段２０を動作しない非固定時でも、カメラ等を硬く支持することができ、カメラブレを抑制できる。

下ボール受け１１の移動当接面１１ａとボール外周面５ａの間の摺動は、下ボール受け１１は固定手段２０であって、固定にしか使用されないから、そもそもスティックスリップなどが問題にならない。本発明に係る構成では、構図を変更するときの抵抗力はボール５に掛かる粘性抵抗力２９による。したがって固定手段２０を、操作つまみ１０を操作しないときに、固定状態と非固定状態との中間程度にする、いわゆる半固定にはしなくてよい。本発明の構成では半固定になしなくてよいため、半固定用の機構は特に必要が無いが、公知の手段で半固定状態を実現してもよい。

下ボール受け１１の材質は特に限定されず、公知の材質でよい。下ボール受け１１は半固定にしなくてよいから、比較的硬い材質が使用できる。この場合には固定手段２０を動作する固定時にも、カメラ等を硬く支持することができるから、よりカメラブレを抑制できるので好ましい。

ダンパ当接部２１ａからボール外周面５ａに掛かる粘性抵抗力２９は、その反作用をボール外周面５ａからダンパ当接部２１ａに掛ける。ダンパ当接部２１ａに掛かった反作用は、本体上面２ａを通じ本体２に伝達される。このとき固定手段２０は動作していない非固定時である。したがって、軸体１３は固定されていない。よって軸体１３に固定された基台９と、本体２との間が反作用の影響でガタつく可能性がある。

そのガタつきを抑制する手段として、基台９の底部に設けた基台ネジ９ａから止めネジ２３を少なくとも１箇所、好ましくは３箇所以上、基台９の上部から本体下部空洞２ｅに向けて突出させ、本体下部空洞２ｅに収容された座金形状の円盤２２を止めネジ２３で押し上げて、本体２下部に円盤２２を当接させる構成とすると好適である。本体２に至った粘性抵抗力２９の反作用は、円盤２２、止めネジ２３、基台９へと伝達され、三脚などに逃がすことができ、本体２と基台９間のガタつきを起こさないでよい。

ガタつきを抑制する手段は他に、バネなどの付勢手段を本体下部空洞２ｅに入れ、基台９と本体２との間に付勢手段を挟む構成で抑制してもよい。このときバネは、例えば波座金、さらばね、コイルスプリングなどの形状でもよい。適切な押圧力を持つ付勢手段であれば、有効に作用する。自由雲台に基台９を用いない、すなわち本体２を直接三脚などに固定するタイプの自由雲台であれば、このガタつきを抑制する手段は不要である。

［第２実施形態］
図５乃至図６は本発明の第２実施形態を示している。本体下部１ａの固定手段２０には、コマ１２の中心部の円筒形状の空洞１２ｃに、距離規制部３１として円柱形状の内コマ３２が固定手段２０を貫いて挿入されている。内コマ３２の外径は、コマ１２の中心部の円筒形状の空洞１２ｃの内径より小さくされている。内コマ３２の上下端面は、それぞれ平坦な内コマ上端面３２ａと内コマ下端面３２ｂとされている。

内コマ３２は、内コマ上端面３２ａが下ボール受け下端面１１ｃに当接し、内コマ下端面３２ｂが軸体１３の軸体上端面１３ｄに当接している。また、内コマ上端面３２ａと内コマ下端面３２ｂとの距離は、内コマ３２が無い場合の下ボール受け下端面１１ｃと軸体上端面１３ｄとの距離よりも微小距離大きくされている。したがって、下ボール受け１１の上下方向の位置は、本体上面２ａから一定の距離以上に規制される。

すると、距離規制部３１である内コマ３２によって、下ボール受け１１の移動当接面１１ａと、上ボール受け４の固定当接面４ａとの距離の最大値が規制される。上ボール受け４の固定当接面４ａと下ボール受け１１の移動当接面１１ａとの距離の最大値は、ボール５がスムーズに回動し、且つボール５のガタつきが無い程度に調整されている。したがって距離規制部３１は、固定手段２０を動作しない非固定時の、ボール５のガタつきを抑制する。

内コマ３２はコマ１２の中心部の円筒形状の空洞１２ｃに単に収納されているだけである。だから固定手段２０の動作時に必要があれば操作つまみ１０の操作によるコマ１２の変位にしたがって、微少量図示左側に変位できる。したがって固定手段２０の固定動作に影響しない。固定手段２０を非固定とすれば、内コマ３２は元の位置に復帰する。

距離規制部３１である内コマ３２の内コマ上端面３２ａと下ボール受け下端面１１ｃとの間は、単に当接しているのみである。内コマ下端面３２ｂと軸体上端面１３ｄとの間も、単に当接しているのみである。また、内コマ３２が受ける力は、固定手段２０を動作しない時のカメラ等の荷重だけである。その大きさはおおむね１０から５０Ｎ程度と比較的に小さい。したがって距離規制部３１である内コマ３２には実質的な可動部は無く、且つ掛かる力も小さい。よって初期なじみや経年変化による部品の摩耗などが問題にならない。またボール５のガタつきを抑制する効果は製造当初のみならず長期の使用期間に亘って維持される。ゆえに、固定手段２０を非固定としたときのカメラブレを長期の使用期間に亘って抑制できる。

一方、固定手段２０の、下ボール受け１１の下面の下へ向けてすぼまるテーパ面１１ｂとコマ１２の上端のテーパ面１２ａ、およびコマ１２の下端のテーパ面１２ｂと軸体１３の上端のテーパ面１３ａとの間は、大きな力を受けつつ摺動する。その力は固定手段２０を動作させ、ボール５を固定する程度には必要であり、その力の大きさは自由雲台のサイズやカメラ等の大きさなどにもよるが、概ね５００から２０００Ｎ程度である。すると、各々のテーパ面間は、大きな力を受けつつ摺動するから、初期なじみや経年変化によって部品の摩耗等を引き起す。したがって下ボール受け１１の位置は図示下側の方向、すなわちボール５から離れた方向に移動する。よって、内コマ３２が無い場合には、非固定時のボールのガタつきが大きいから、カメラブレの原因となっていたものである。

軸体１３の軸体上端面１３ｄと下ボール受け下端面１１ｃとの距離は、下ボール受け１１、コマ１２、および軸体１３の、それぞれの寸法公差の集積で決まる。すると内コマ３２の内コマ下端面３２ｂと内コマ上端面３２ａとの距離を、予め十分大きく設定せねばならない。移動当接面１１ａの上方への移動距離は固定手段２０によって決まる。よって移動当接面１１ａの上方への移動距離に制限がある。したがって、内コマ３２の内コマ下端面３２ｂと内コマ上端面３２ａとの距離を大きくしすぎると問題となる。そこで、内コマ３２を交換可能とし、前記の距離を複数設定した内コマ３２を製作しておき、本体２に軸体１３、コマ１２、下ボール受け１１を組み込んでその寸法を測定した後、適切な寸法に設定された内コマ３２を選んで組み立てるとよい。

内コマ３２を交換する代わりに、内コマ下端面３２ｂと軸体上端面１３ｄ間、及び／又は内コマ上端面３２ａと下ボール受け下端面１１ｃとの間に、円盤状のシムを挟んでもよい。このとき予め厚さを複数設定したシムを製作しておき、適切な厚さのものを挟むことにより内コマ３２を交換したと等価にして、軸体上端面１３ｄと下ボール受け下端面１１ｃとの距離を調節する。シムと軸体上端面１３ｄ、シムと下ボール受け下端面１１ｃ、シムと内コマ上端面３２ａ、シムと内コマ下端面３２ｂとの間は、やはり可動部がないから、初期なじみや経年変化による部品の摩耗などが問題にならずよい。

内コマ３２を用いず、軸体上端面１３ｄに下方に向けた止めネジを設け、軸体上端面１３ｄから止めネジの一端をコマ１２の空洞１２ｃに固定手段２０を貫いて突出させ、その一端を下ボール受け下端面１１ｃに当接させて、止めネジを距離規制部３１としてもよい。また逆に下ボール受け下端面１１ｃに上方に向けた止めネジを設け、下ボール受け下端面１１ｃから止めネジの一端をコマ１２の空洞１２ｃに固定手段２０を貫いて突出させ、その一端を軸体上端面１３ｄに当接させて、止めネジを距離規制部３１としてもよい。これらの場合止めネジは、その突き出し距離を調節することで、距離規制部３１を交換したと等価にする。止めネジの一端と下ボール受け下端面１１ｃとの間、又は止めネジの一端と軸体上端面１３ｄの間は、やはり可動部がないから、初期なじみや経年変化による部品の摩耗などが問題にならずよい。

この実施形態では、内コマ３２の内コマ下端面３２ｂと軸体１３の軸体上端面１３ｄ間、及び内コマ３２の内コマ上端面３２ａと下ボール受け下端面１１ｃとの間は、共に平面とされているが、平面に限定されない。また内コマ３２の外形形状も円柱形状でなくてもよい。また、距離規制部３１をコマ１２の中心部に配置しているが、限定されない。距離規制部３１は、下ボール受け１１の移動当接面１１ａと上ボール受け４の固定当接面４ａとの距離を、固定手段２０と独立して決定でき、且つ交換可能であれよい。

距離規制部３１を、コマ１２を取り囲む中空の円筒形状とし、本体２の空洞２ｂの周辺部に配置し、下ボール受け１１のテーパ面１１ｂ、および、軸体１３のテーパ面１３ａとそれぞれ当接して、下ボール受け１１を支える構成にしてもよい。

この実施形態の固定手段２０では、下ボール受け１１の下面の下へ向けてすぼまるテーパ面１１ｂとコマ１２の上端のテーパ面１２ａ、およびコマ１２の下端のテーパ面１２ｂと軸体１３の上端のテーパ面１３ａが当接しているが、本発明はこの構成に限定されない。固定手段２０は、移動当接面１１ａが軸線方向に移動可能であれば、公知の他の構造でもよい。

下ボール受け１１のテーパ面１１ｂとコマ１２の上端のテーパ面１２ａ、およびコマ１２の下端のテーパ面１２ｂと軸体１３の上端のテーパ面１３ａとの間は、大きな力を受けつつ摺動する。そこでこの間に、油脂類を塗布するのが一般的である。この間は、距離規制部３１によって、固定手段２０の非固定時には当接が解かれ、空隙が空く。すると塗布した油脂類はその空隙に再進入できる。したがって、距離規制部３１によってこの間の摩耗を抑制できる。

距離規制部３１の内コマ３２の材質は、カメラ等の荷重を支えることができれば、公知の材質でよい。例示すれば、金属材質では鉄、鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、銅、銅系合金、特に黄銅、アルミニウム、アルミニウム系合金、マグネシウム、マグネシウム系合金、亜鉛、亜鉛系合金などがあげられ、非金属材質ではガラス、セラミックス、プラスチック類の特に繊維強化プラスチック、フェノール樹脂などをあげられるが、限定されない。内コマ３２に耐摩耗性を向上させるための公知の手段、例えばめっきや陽極酸化処理等を講じてもよい。

下ボール受け１１の材質は、固定手段２０を動作させることができれば、公知の材質でよい。例示すれば、金属材質では鉄、鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、銅、銅系合金、黄銅、アルミニウム、アルミニウム系合金、マグネシウム、マグネシウム系合金、亜鉛、亜鉛系合金などがあげられ、非金属材質ではガラス、セラミックス、プラスチック類の特に繊維強化プラスチック、フェノール樹脂などをあげられるが、限定されない。また、下ボール受け１１に耐摩耗性を向上させるための公知の手段、例えばめっきや陽極酸化処理等を講じてもよい。

またこの実施形態では、移動当接面１１ａの軸方向に沿った断面が直線状であり、ボール５と移動当接面１１ａとの当接領域は円環状となる。円環状領域の幅はほぼ線と見なせるほど狭くてもよいし、移動当接面１１ａを凹曲面としてその曲率をボール外周面５ａの曲率に近づけることにより、当接領域の幅を大きくしてもよい。当接領域の幅が大きいと粘性抵抗力２９を大きくできる。

ボール５のボール外周面５ａには粘性流体２６として油脂２７がほぼ均一に塗布されている。距離規制部３１の内コマ３２によって、下ボール受け１１の移動当接面１１ａと、上ボール受け４の固定当接面４ａとの距離の最大値が規制されている。したがって、移動当接面１１ａと固定当接面４ａとの距離、換言すれば移動当接面１１ａとボール外周面５ａとのクリアランスは、製造当初のみならず長期間に亘って一定値を維持する。したがって前述した静的なクリアランスが長期間に亘って維持されることになる。

下ボール受け１１が、移動当接面１１ａの任意の１点からボール５の中心に向けた仮想線を下ボール受け１１の内部方向に延長し、仮想線の移動当接面１１ａから下ボール受け１１の内部方向へ向けてボール５の半径の１５％までの影響領域の距離において、任意の１点の影響領域４５内におけるヤング率が複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して５ＧＰａ以上であることを満たす構成であれば、すなわちこの動的なクリアランスを、前記の静的なクリアランスと同時に維持できるような構成であれば、移動当接面１１ａはボール外周面５ａへ、粘性流体２６の粘性抵抗力２９を与えることが出来るから、より好適である。

この場合、固定手段２０の非固定時には、上述のように粘性流体２６がボール外周面５ａに粘性抵抗力２９を与える。固定手段２０を動作したときには、粘性流体２６がクリアランスから脱出し、ボール外周面５ａに固定力を与える。なお、この場合の粘性流体２６である油脂２７は、支持するカメラ等の被支持体、自由雲台の特にボール５の直径、その自由雲台が使われる撮影状況を勘案し、適切な粘性のものを使用すれば、公知のものでよい。鉱物油、鉱物油系グリース、植物油、植物油系グリース、動物油、動物油系グリース、シリコーンオイル、シリコーングリース、オイルコンパウンドなどが例示できるが限定されない。

本体上部１ｂの上ボール受け４の内周面４ｃには、ボール５の外径の最も大きな位置に、円環帯状のダンパバンド４１が設けられている。ダンパバンド４１は、内周面をボール外周面５ａが当接するダンパバンド当接部４１ａとし、外周面は上ボール受け４の内周面４ｃに当接されている。ダンパバンド当接部４１ａは、ボール外周面５ａと少なくとも当接し、あるいはボール外周面５ａに対して若干の押圧力をもって当接してもよい。

図６に示すように、ダンパバンド４１は、本体部１すなわち上ボール受け４の内周面４ｃと接した状態で、ダンパバンド当接部４１ａの任意の１点からボール５の中心に向けた仮想線４４をダンパバンド４１の内部方向に延長し、仮想線４４のダンパバンド当接部４１ａからダンパバンド４１の内部方向へ向けてボール５の半径の１５％までの影響領域４５の距離において、任意の１点の影響領域４５内におけるヤング率が、ダンパバンド４１と上ボール受け４のヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して、５ＧＰａ以上であること、という条件を満たす。これを満たせばダンパバンド４１は、ボール外周面５ａに対し、塗布された粘性流体２６である油脂２７の粘性抵抗力２９を得ることが出来る。

ダンパバンド４１と当接される上ボール受け４の内周面４ｃとの間には可動部がない。したがって、ダンパバンド当接部４１ａのある一点と、ボール５の中心軸を隔てて直径距離にあるダンパバンド当接部４１ａの一点との距離、つまりダンパバンド当接部４１ａとボール外周面５ａとの間のいわゆる静的なクリアランスは、製造当初のみならず長期間に亘って一定値を維持する。更に、いわゆる動的なクリアランスは、前段落記載の条件により維持される。結果、静的なクリアランスと動的なクリアランスとが共に維持されるから、前に説明したように粘性抵抗力２９を得るのである。

上ボール受け４の材質は、ボール５を固定する固定手段２０の反力が掛かる部分であるから、通常はボール５の材質と同程度かより高い強度とヤング率を有する。一方ダンパバンド４１は、ダンパバンド当接部４１ａをボール外周面５ａに当接していなければならない。したがって、ダンパバンド４１をいわゆる硬質な材質で構成すると、各部の寸法公差が著しく狭いものになる可能性がある。

ダンパバンド４１をいわゆる軟質な材質で構成し、ダンパバンド当接部４１ａの初期の内径寸法をボール５の直径より僅かに小さく設定し、当初の組立時にはボール５を上ボール受け４に押し込むようにし、ダンパバンド当接部４１ａが若干の押圧力をもってボール外周面５ａに当接せしめるようにすると、より好ましい。その場合、ダンパバンド４１は軟質な材質であるから、時間と共にいわゆるクリープ現象をおこすことが多く、ダンパバンド４１のダンパバンド当接部４１ａ部分の厚みの距離は、押圧力を持たない程度まで減少する可能性がある。しかし、ダンパバンド４１にはカメラ等の荷重は掛からないから、ダンパバンド当接部４１ａがボール外周面５ａと離間する位置にまではクリープしない。

ダンパバンド４１が軟質な材質で構成され、ボール外周面５ａに対し初期に押圧力をもって当接する場合には、軟質な材質は多くがスティックスリップを起こしにくい特性があるから、その初期の押圧力はボール５の動きに関係しないことが多い。したがってこの場合には、ダンパバンド４１からボール５に掛かる初期の押圧力は適切に選べばよい。

ダンパバンド４１は、上ボール受け４の内周面４ｃに、例えば接着、粘着、螺子止めなどの公知の手段で固定してもよい。ダンパバンド４１の材質は、いわゆる硬質な材質で構成するならば、例えば金属材質である鉄、鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、銅、銅系合金、黄銅、アルミニウム、アルミニウム系合金、マグネシウム、マグネシウム系合金、亜鉛、亜鉛系合金などがあげられ、非金属材質ではガラス、セラミックス、繊維強化プラスチック、フェノール樹脂などをあげられるが、限定されない。また、いわゆる軟質な材質で構成するならば、例えばプラスチック類があげられるが、限定されない。

上ボール受け４に、図１に示すように、カメラ等をいわゆる縦位置にするためのスロット４ｄが形成されている場合には、スロット４ｄと干渉する位置でダンパバンド４１を切り欠き、ダンパバンド４１が円の全周に亘らないＣ字状にしてもよい。スロット４ｄの幅は、ボール５から上へ伸びる首部５ｂを収容できれば足りるから、ボール５の直径よりも格段に小さく設定される。したがってその場合でも、粘性抵抗力２９には問題が無い。また、スロット４ｄと干渉する位置以外のダンパバンド４１によって、ダンパバンド４１とボール外周面５ａとの位置関係やクリアランス３０も良好に保たれる。

上ボール受け４の材質が前述したように、ボール５の材質と同程度かより高い強度とヤング率を有する場合には、影響領域４５内におけるヤング率が、ダンパバンド４１と上ボール受け４のヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して、５ＧＰａ以上であること、という条件は、この例のようにダンパバンド４１が十分に薄ければ、ダンパバンド４１をいかなる材質で構成しようとも容易に満足しうる。

ダンパバンド４１による粘性抵抗力２９の測定結果の一例を示す。ダンパバンド４１を軟質材質の一種であるプラスチックで構成し、影響領域４５内におけるヤング率が、ダンパバンド４１と上ボール受け４のヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して、５ＧＰａ以上であること、を満たす場合と、満たさない場合とを測定した。

ダンパバンド４１の材質はプラスチックである、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニルの各材を単独、又は２種をダンパバンド４１の厚み方向に積層して用いた。

上ボール受け４の材質は、ボール５の材質と同じアルミニウム合金とした。そしてダンパバンド４１の内部方向へ向けてボール５の半径の１５％までの影響領域４５の距離に、本体部１である上ボール受け４が含まれる構成とした。

影響領域４５のヤング率については以下の設定とした。ダンパバンド当接部４１ａの任意の１点からボール５の中心に向けた仮想線４４をダンパバンド４１の内部方向に延長し、仮想線４４のダンパバンド当接部４１ａからダンパバンド４１の内部方向へ向けてボール５の半径の１５％までの影響領域４５の距離において、任意の１点の影響領域４５内におけるヤング率が、ダンパバンド４１と上ボール受け４のヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して、２４．９ＧＰａから２．７ＧＰａの場合とした。

ボール外周面５ａと上ボール受け４の内周面４ｃとの隙間は、ボール５の半径寸法との比で０．６から７．０％とした。

ダンパバンド４１からボール外周面５ａに掛かる初期の押圧力は、強い場合、中程度の場合、ほぼ無い場合とした。そして各々の条件を組み合わせて測定を行った。

測定した結果を以下に示す。粘性抵抗力２９は、影響領域４５が、ダンパバンド４１と上ボール受け４のヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して、２４．９ＧＰａ以下から１５ＧＰａ以上の範囲だと極めて良好な粘性抵抗力２９を呈した。１５ＧＰａ未満から７ＧＰａ以上の範囲では粘性抵抗力２９は良好に保たれた。そして７ＧＰａ未満から５ＧＰａ以上の範囲までは適切な粘性抵抗力２９を得た。５ＧＰａより小さなヤング率だと、粘性抵抗力２９は急激に低下してしまい、カメラ等を安定して使用することができなくなった。

ダンパバンド４１の材質を変更したり、重畳したりしても粘性抵抗力には変化が無かった。また、ボール外周面５ａと上ボール受け４の内周面４ｃとの隙間の、ボール５の半径寸法との比を変化させても、粘性抵抗力２９には変化が無かった。

ダンパバンド４１からボール外周面５ａに掛かる初期の押圧力は、大きいとわずかに粘性抵抗力２９が増大した。その原因は必ずしも明確でないが、ボール５とダンパバンド４１との当接領域の幅の差異であろうと考えられる。押圧力が小さいときには、当接領域が円環状領域となって、粘性抵抗力２９を発生させる幅は狭い。一方押圧力が増大すると、ダンパバンド当接部４１ａが凹み、結果当接領域が凹曲面となりボール外周面５ａの曲率に近づくから、粘性抵抗力２９を発生する幅が広くなるためと推定される。ただし、この押圧力による粘性抵抗力２９の差異は極めて限定的であった。

第１実施形態の、ダンパ２１のダンパ当接部２１ａに、この測定と同様の薄いプラスチックを重畳して構成した状態での測定も行った。結果は前項までで述べたダンパバンド４１の場合と同様であった。

実験の結果、粘性抵抗力２９の発生に関係して、且つ有効な粘性抵抗力２９を呈するのは、影響領域２５内、又は影響領域４５内におけるヤング率が、ダンパ２１や影響領域２５内の本体部１のヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算し、又はダンパバンド４１と影響領域４５内の本体部１のヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して、５ＧＰａ以上であること、という条件だけであり、ヤング率は好ましくは７ＧＰａ以上かつ２０６ＧＰａ以下であり、更に好ましくは１５ＧＰａ以上かつ２０６ＧＰａ以下である、ことがわかった。

上記のダンパバンド４１に関する測定、及び先に説明したダンパ２１に関する測定から、以下のことを推考できる。粘性抵抗力２９は、影響領域２５内、又は影響領域４５内のヤング率が十分に高い条件であれば、差異が無く一定値を示す。また、いわゆる動的なクリアランス３０が、油圧２８によって必要以上に拡大しなければ、適切な粘性抵抗力２９を得ることができる。更に、クリアランス３０は影響領域２５内、又は影響領域４５内におけるヤング率が十分に高ければ必要以上に拡大しない。したがって、粘性抵抗力２９の発生に有効な、影響領域２５内、又は影響領域４５内のヤング率には上限値は無い。よって、影響領域内のヤング率は、下限値のみ規定する。

ダンパ２１を有する場合で、ダンパ２１の外径が著しく小さく、ダンパ当接部２１ａの任意の１点からボール５の中心に向けた仮想線２４をダンパ２１の内部方向に延長し、仮想線２４のダンパ当接部２１ａからダンパ２１の内部方向へ向けてボール５の半径の１５％までの影響領域２５が、ダンパ２１の外部にまで到達した場合には、以下のとおりとする。

この場合、油圧２７はボール外周面５ａとダンパ当接部２１ａの移動速度が最も速い１点において最も高くなり、油圧２７からの力は、その１点からダンパ２１の内部方法に向けて拡散しつつ伝達してゆくが、ダンパ２１の外径が著しく小さいため、油圧２７からの力は、ダンパ２１の内部に十分に拡散することができない。

したがって、この場合には、クリアランス３０はダンパ２１が仮想線２４の方向に局部的に圧縮されて拡大するのでなく、ダンパ２１が正面視上側から見て外形が拡大するような、曲げ応力による変位が支配的となって拡大する。ダンパ２１の外径が著しく小さいから、曲げ応力に対抗するための断面二次モーメントは過小となる。よって、この曲げ応力で、いわゆる動的なクリアランス３０が拡大する。このため、粘性抵抗力２９が十分に発生できない。

更に、ダンパ２１の外径が著しく小さいため、ダンパ２１の円周方向の強度が不足し、主にボール５に掛かるカメラ等の荷重によって、ダンパ２１の円周方向の永久変形を生じ、いわゆる静的なクリアランス３０が拡大する。その結果、ボール５のガタつきの原因になるし、粘性抵抗力２９も十分に発生できない。更に、ダンパ２１の外径が著しく小さいため、ダンパ２１の軸方向の強度が不足し、主にボール５に掛かるカメラ等の荷重によって、ダンパ２１が座屈や破損する恐れもある。

しかし、本発明に係る構成のダンパ２１の外径は、必要に応じて上ボール受け４の内径すなわちボール５の直径程度にまで設定が可能である。したがって、本発明に係る構成のダンパ２１であれば、仮想線２４はダンパ２１の外部にまで到達することはない。また、本発明に係る構成のダンパ２１であれば、ダンパ２１の円周方向及び軸方向の強度も十分に保たれる。

ダンパバンド４１を有する場合で、上ボール受け４のボール５の外径の最も大きな位置に対応した箇所の外径が小さく、ダンパバンド当接部４１ａの任意の１点からボール５の中心に向けた仮想線４４をダンパバンド４１の内部方向に延長し、仮想線４４のダンパバンド当接部４１ａからダンパバンド４１の内部方向へ向けてボール５の半径の１５％までの影響領域４５が、上ボール受け４、本体部１の外部にまで到達したときを考える。

油圧はボール外周面５ａとダンパバンド当接部４１ａの移動速度が最も速い１点において最も高くなり、油圧からの力は、その１点からダンパバンド４１の内部方法に向けて拡散しつつ伝達してゆくが、上ボール受け４の外径が小さいため、油圧からの力は、上ボール受け４の内部に十分に拡散することができない。

この場合には、クリアランスは上ボール受け４が仮想線４４の方向に局部的に圧縮されて拡大するのでなく、上ボール受け４が、正面視上側から見て外形が拡大するような、曲げ応力による変位が支配的となって拡大する。上ボール受け４のボール５の外径の最も大きな位置に対応した箇所の外径が著しく小さいから、上ボール受け４の曲げ応力に対抗するための断面二次モーメントは過小となる。よって、この曲げ応力で、いわゆる動的クリアランスが拡大する。結果、粘性抵抗力が十分に発生できない。

更に、上ボール受け４の断面二次モーメントが不足すると、固定手段２０を操作したときの反力によって上ボール受け４が大きく変形し、ボール５を安定的に支持することができない。また、上記反力によって、上ボール受け４の永久変形を生じ、いわゆる静的なクリアランスが拡大する。その結果、ボール５のガタつきの原因になるし、粘性抵抗力も十分に発生できない。

しかし、上ボール受け４及びダンパバンド４１が本発明に係る構成であれば、仮想線４４は上ボール受け４、本体部１の外部にまで到達することはない。したがって、上ボール受け４の断面二次モーメントも適切に保たれ、いわゆる動的クリアランスが拡大することもない。また、固定手段２０を操作したときの反力による上ボール受け４の変形量も適切に保たれ、更に、上ボール受け４の永久変形も生じない。

本実施形態に係る構成では、構図を変更するときの抵抗力はボール５に掛かる粘性抵抗力２９による。したがって固定手段２０を、固定状態と非固定状態との中間程度にする、いわゆる半固定にはしなくてよい。本実施形態の構成では半固定になしなくてよいため、半固定用の機構は特に必要が無いが、公知の手段で半固定状態を実現してもよい。また、下ボール受け１１の材質を、前述した粘性抵抗力２９を得るために硬質な材質で構成した場合には、固定手段２０を動作する固定時にも、カメラ等を硬く支持することができ、よりカメラブレを抑制できる。

この第２実施形態では、ダンパバンド４１と距離規制部３１（内コマ３２）を共に有する例を開示したが、もちろん、ダンパバンド４１または距離規制部３１のみ有する構成としてもよい。特に説明しなかった構成は前述の第１実施形態と同様でよい。

［第３実施形態］
図７乃至図８は本発明の第３実施形態を示している。この例では、本体部１０１は左右に二分割され本体左部１０１ａ及び本体右部１０１ｂとされる。本体部１０１の下側には基台１０９が設けられ、基台１０９の上方向の縮径部１０９ａで、本体左部１０１ａの拡径部１０１ｃと、本体右部１０１ｂの拡径部１０１ｄとが係合している。

本体左部１０１ａと本体右部１０１ｂの上方には、左ボール受け１０１ｅと右ボール受け１０１ｆがそれぞれ形成され、ボール１０５を挟み込んでいる。本体部１０１の上下方向の中央部付近には、本体右部１０１ｂを貫通する、固定手段１２０であるねじ１１０ａを有する。ねじ１１０ａはつまみ１１０に固定されている。ねじ１１０ａは本体右部１０１ｂの貫通穴１０１ｇを貫通している。ねじ１１０ａは、ねじ当接部１１０ｂと貫通穴１０１ｇの入口付近とを接している。ねじ１１０ａの先端にはオネジ１１０ｃが形成され、本体左部にあるメネジ１０１ｈと螺合されている。

ボール１０５のボール外周面１０５ａには粘性流体である油脂が塗布されている。本体左部１０１ａと本体右部１０１ｂとの間には、スロット１０２が正面及び背面の２箇所に形成されていて、カメラ等をいわゆる縦位置で使うことが出来る。スロット１０２は１箇所とされてもよい。またスロット１０２は無くてもよい。

ねじ１１０ａの付近の本体部１０１の下方には、距離規制部１３０である距離規制ねじ１３１があり、つまみ１１０のねじ１１０ａ同様且つ左右逆方向に、本体左部１０１ａを貫通し、ねじ１１０ａの先端が本体右部１０１ｂのメネジ１３２と螺合されている。距離規制ねじ１３１は、螺合される部分の距離の調節によって本体左部１０１ａと本体右部１０１ｂの離間量を調整する。距離規制ねじ１３１は、ボール１０５がスムーズに回動し、且つボール１０５のガタつきが無い程度に調整されている。

つまみ１１０を締めると、ボール１０５に着目した場合、基台１０９を支点とし、貫通穴１０１ｇを力点として、左ボール受け１０１ｅと右ボール受け１０１ｆとが作用点として接近する。ボール１０５は接近した左ボール受け１０１ｅと右ボール受け１０１ｆに挟まれて固定される。この実施形態では移動当接面と固定当接面は互換する。

つまみ１１０を緩めたときには、左ボール受け１０１ｅと右ボール受け１０１ｆとが離間しようとするが、距離規制ねじ１３１によって左ボール受け１０１ｅと右ボール受け１０１ｆとの距離の最大値が規制される。それにより固定手段１２０を非固定としたときでも、ボール１０５がガタつくことがない。

本体左部１０１ａの左ボール受け１０１ｅと、本体右部１０１ｂの右ボール受け１０１ｆには、ボール１０５の外径の最も大きくなる位置に、それぞれ半円弧状または矩形状をなすダンパバンド左部１４１ａとダンパバンド右部１４１ｂが当接されている。ダンパバンド左部１４１ａとダンパバンド右部１４１ｂとは、それぞれダンパバンド当接左部１４１ｃとダンパバンド当接右部１４１ｄとで、ボール外周面１０５ａに当接している。ダンパバンド左部１４１ａとダンパバンド右部１４１ｂは、ボール外周面１０５ａに対して若干の押圧力をもって当接してもよい。ダンパバンド左部１４１ａとダンパバンド右部１４１ｂとは、軟質な材質で構成されると、更によい。

ダンパバンド左部１４１ａとダンパバンド右部１４１ｂとがそれぞれ当接される本体左部１０１ａと本体右部１０１ｂとの間には可動部がない。したがってこれまで説明してきたように、ダンパバンド当接左部１４１ｃのある一点と、ボール１０５の中心軸を隔てて直径距離にあるダンパバンド当接右部１４１ｄの一点との距離、換言すればダンパバンド当接左部１４１ｃ及びダンパバンド当接右部１４１ｄとボール外周面１０５ａとの間のいわゆる静的なクリアランスは、製造当初のみならず長期間に亘って一定値を維持する。

ダンパバンド左部１４１ａとダンパバンド右部１４１ｂとは、本体部１０１と接した状態で、ダンパバンド当接左部１４１ｃとダンパバンド当接右部１４１ｄとの任意の１点からそれぞれボール５の中心に向けた仮想線を、ダンパバンド左部１４１ａとダンパバンド右部１４１ｂとの内部方向に延長し、仮想線のダンパバンド左部１４１ａとダンパバンド右部１４１ｂとの内部方向へ向けて前記ボールの半径の１５％までの影響領域の距離において、任意の１点の影響領域内におけるヤング率が、ダンパバンド左部１４１ａと本体左部１０１ａ及びダンパバンド右部１４１ｂと本体右部１０１ｂのヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して、５ＧＰａ以上であること、という条件を満たす。したがって、いわゆる動的なクリアランスも維持される。

故に、静的なクリアランスと動的なクリアランスとが共に維持されるから、これまでの説明で明らかなように、前述までの実施形態と同様に、粘性流体２６の粘性抵抗力２９を得ることができる。

この第３実施形態では、ダンパバンド左部１４１ａ及びダンパバンド右部１４１ｂと、距離規制部１３０を共に有する例を開示したが、もちろんダンパバンド左部１４１ａ及びダンパバンド右部１４１ｂ、または距離規制部１３０のみ有する構成としてもよい。更に、ダンパバンド左部１４１ａ又はダンパバンド右部１４１ｂのいずれか一方のみ有する構成でもよい。特に説明しなかった構成は前述の実施形態と同様でよい。

以上実施形態を説明したが、本発明は本実施形態に限定されず、特許請求の範囲内でいかなる変形も可能である。例えば、他の周知な構成と置換したり加えたりしてもよい。

本発明に係る自由雲台では、距離規制部および／またはダンパによって、移動当接面と固定当接面との距離の最大値、及びダンパ当接部と固定当接面との距離が、規制される。したがって固定手段を動作しない非固定時のボールのガタつきが抑制される。よって、非固定時のカメラブレが抑制される。

また、本発明に係る自由雲台では、移動当接面やダンパという、カメラ等の荷重を支持する部品に硬質の材質を使用できるから、非固定時でも固定時でも、ボールを高い剛性で支持することができる。よって非固定時のみならず固定時でもカメラブレを抑制できる。

また、本発明に係る自由雲台では、ボール外周面に塗布した粘性流体や油脂によってボールに粘性抵抗力を与えることができる。ボールに掛かる粘性抵抗力は速度に比例するから、カメラ等が風から受ける力や手の振動力などの影響で、ボール外周面が動く速度が比較的速い場合には、粘性抵抗力はより強くなる。構図を変更するための操作のようなボール外周面の動く速度が比較的遅い場合には、粘性抵抗力はより弱くなる。したがって、撮影意図に無関係な不随意な動きは十分抑制され、構図決定の邪魔にならない。

また、本発明に係る自由雲台では、距離規制部、ダンパ、ダンパバンドといった構成要素には可動部分が無いので初期なじみや経年変化による部品の摩耗などが問題にならない。よって、上述した効果は製造当初のみならず長期の使用期間に亘って維持される。

また、本発明に係る自由雲台では、上述した効果は、距離規制部、ダンパバンド、ダンパといった簡素で安価な構成によって得られるから、部品製造コストや組立製造コストが安価である。

更に、本発明に係る自由雲台では、距離規制部やダンパを交換することにより、移動当接面と固定当接面との距離の最大値、およびダンパ当接部と固定当接面との距離を、任意の距離に設定できる。したがって製造が容易であり、製造コストが安価である。したがって産業上の利用可能性を有する。

１ 本体部 １ａ 本体下部
１ｂ 本体上部 ２ 本体
２ａ 本体上面 ２ｂ 空洞
２ｃ 雄ネジ ２ｄ 段差部
２ｅ 本体下部空洞 ２ｆ 雌ネジ穴
３ リングネジ ３ａ 係合部
３ｂ 雌ネジ ４ 上ボール受け
４ａ 固定当接面 ４ｂ 係合部
４ｃ 内周面 ４ｄ スロット
５ ボール ５ａ ボール外周面
５ｂ 首部 ５ｃ ねじ穴
５ｄ 空洞 ７ 上皿
８ オネジ ９ 基台
９ａ 基台ネジ １０ 操作つまみ
１０ａ 止めネジ １１ 下ボール受け
１１ａ 移動当接面 １１ｂ テーパ面
１１ｃ 下ボール受け下端面 １２ コマ
１２ａ テーパ面 １２ｂ テーパ面
１２ｃ 空洞 １３ 軸体
１３ａ テーパ面 １３ｂ フランジ部
１３ｃ 雌ネジ穴 １３ｄ 軸体上端面
２０ 固定手段 ２１ ダンパ
２１ａ ダンパ当接部 ２１ｂ ダンパ接地面
２２ 円盤 ２３ 止めネジ
２４ 仮想線 ２５ 影響領域
２６ 粘性流体 ２７ 油脂
２８ 油圧 ２９ 粘性抵抗力
３０ クリアランス ３１ 距離規制部
３２ 内コマ ３２ａ 内コマ上端面
３２ｂ 内コマ下端面 ４１ ダンパバンド
４１ａ ダンパバンド当接部 ４４ 仮想線
４５ 影響領域 １０１ 本体部
１０１ａ 本体左部 １０１ｂ 本体右部
１０１ｃ 拡径部 １０１ｄ 拡径部
１０１ｅ 左ボール受け １０１ｆ 右ボール受け
１０１ｇ 貫通穴 １０１ｈ メネジ
１０２ スロット １０５ ボール
１０５ａ ボール外周面 １０９ 基台
１０９ａ 縮径部 １１０ つまみ
１１０ａ ねじ １１０ｂ ねじ当接部
１１０ｃ オネジ １２０ 固定手段
１３０ 距離規制部 １３１ 距離規制ねじ
１３２ メネジ １４１ａ ダンパバンド左部
１４１ｂ ダンパバンド右部 １４１ｃ ダンパバンド当接左部
１４１ｄ ダンパバンド当接右部

Claims (4)

1. 球状をなすボールと、
   前記ボールを回動可能かつ任意角度で固定可能に支持する本体部を有し、
   前記本体部は、前記ボールを挟んで対向する少なくとも一対の当接面を有し、
   前記当接面の一方の移動当接面を前記ボールに向けて移動させ、前記移動当接面と、他方の固定当接面との距離を変更するための固定手段を有し、
   前記本体部は円環状またはＣ字状のダンパバンドを有し、
   前記ダンパバンドは、その内周側のダンパバンド当接部を前記ボールに接し、外周側を前記本体部に接し、前記ボールの外径が最も大きな位置で前記ボールを側方から取り囲んでおり、
   前記ダンパバンド当接部の任意の１点から前記ボールの中心に向けた仮想線を前記ダンパバンドの内部方向に延長し、前記仮想線の前記ダンパバンド当接部から前記ダンパバンドの内部方向へ向けて前記ボールの半径の１５％の距離までを影響領域とした場合に、前記任意の１点の前記影響領域内におけるヤング率が、前記ダンパバンドと前記本体部のヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して５ＧＰａ以上であることを特徴とする自由雲台。
2. 球状をなすボールと、
   前記ボールを回動可能かつ任意角度で固定可能に支持する本体部を有し、
   前記本体部は、前記ボールを挟んで対向する少なくとも一対の当接面を有し、
   前記当接面の一方の移動当接面を前記ボールに向けて移動させ、前記移動当接面と、他方の固定当接面との距離を変更するための固定手段を有し、
   前記本体部は、
   前記固定当接面を有する上ボール受けと、
   前記移動当接面を有する下ボール受けと、
   前記上ボール受けが固定されるとともに前記下ボール受けを上下移動可能に支持する本体と、
   前記本体に収容され回転可能かつ下方へは移動不能とされた軸体と、
   前記軸体の下端に固定された基台と、
   前記基台の底面から締め込まれ前記基台の上面から突出して前記本体を押圧する止めネジと、
   前記下ボール受けの外周に配置されたダンパを有し、
   前記ダンパは、前記移動当接面の外側でその上端のダンパ当接部が前記ボールに接す るとともにその下端が前記本体に接し、
   前記ダンパ当接部と前記固定当接面は前記ボールを挟んで対向し、前記ダンパ当接部と前記固定当接面との距離は前記固定手段とは独立して決定され、
   前記ダンパ当接部の任意の１点から前記ボールの中心に向けた仮想線を前記ダンパの内部方向に延長し、前記仮想線の前記ダンパ当接部から前記ダンパの内部方向へ向けて前記ボールの半径の１５％までを影響領域とした場合に、前記任意の１点の前記影響領域内におけるヤング率が、前記ダンパと前記本体部のヤング率を複合則のＲｅｕｓｓ則で計算して５ＧＰａ以上であることを特徴とする自由雲台。
3. 前記ボールの外周面に粘性流体が塗布されていることを特徴とする請求項１または２記載の自由雲台。
4. 前記粘性流体は油脂であることを特徴とする請求項３記載の自由雲台。

Images