(57)【要約】本発明は三脚ヘッドに関し、特にカメラの三脚ヘッドに関し、その三脚ヘッドにより、カメラによって発生するチッピングモーメントよるチッピングモーメントを釣り合わせるためのリターンモーメントをコンパクトな構成で正弦曲線にできるだけ近い形で発生させることができる。本質的に、上記のために、固定リターンばね(17)が使用される。カメラを支持する装置(5)のチッピングモーメントが、キャリア(26)を通って、ケーブル(9)によって伝達され、その結果、押圧ばね(17)を圧縮し、必要なリターンモーメントを発生させる。
2005527745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材(4,20,21)と、
傾動可能アセンブリ(5)であって、一方で傾動軸(N)の周りに回転可能に前記ベース部材(4,20,21)に連結され、他方で架台、特にカメラの架台(3)がそれに固定的に取り付けられる傾動可能アセンブリ(5)と、
傾動運動の際に生じる傾動モーメント(MN)を補償するための手段であって、前記ベース部材(4)上に自由に支持される少なくとも1つのエネルギー蓄積部材(17)を備える手段と、を含む三脚ヘッド、特にカメラの三脚ヘッドであって、
傾動モーメントを補償するための手段が、前記傾動可能アセンブリ(5)上の前記傾動軸(N)からある距離だけ離れた位置に取り付けられ、また、前記架台が傾動し、その結果前記エネルギー蓄積部材(17)が前記キャリアアセンブリを通して本質的に正弦曲線的なリターンモーメント(M)を、前記キャリアアセンブリに、したがって前記架台に及ぼすとき、前記エネルギー蓄積部材(17)に作用するキャリアアセンブリ(22,24,25,26)を備え、前記キャリアアセンブリが、前記傾動軸(N)の周りで前記傾動可能アセンブリ(5)と共に移動可能である少なくとも1つのキャリア(26)を備え、かつ、前記キャリア(26)および前記エネルギー蓄積部材(17)と相互作用する少なくとも1つの引張部材(9)を備えることを特徴とする三脚ヘッド。
【請求項２】
前記エネルギー蓄積部材が、押圧ばね(17)または引張ばねまたは捩りばねまたは渦巻ばねであることを特徴とする請求項1に記載の三脚ヘッド。
【請求項３】
前記引張部材(9)が、前記キャリアとエネルギー蓄積部材との間の経路中で転向させられるか、あるいは少なくとも1回折り返されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の三脚ヘッド。
【請求項４】
前記引張部材(9)が、前記キャリア(26)と、少なくとも1つの押圧ばね(17)の一端との間の経路中で一度転向させられ、次の式の括弧内の小部分の値、すなわち(rs,max-rb+Lvw,min)が0に等しいかまたは0に近くなることを、あるいは次の式の括弧内の値が1であるかまたはできる限り1に近くなることを目指し、反作用的補償モーメントすなわちリターンモーメント(M)が次の式を満足するように、前記キャリア(26)から前記傾動軸(N)までの割り当て、前記押圧ばね(17)の予張力、および前記傾動軸(N)と転向点(19)との間の距離rbが選択されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【数１】
2005527745.tif 000007
ここで、rs,maxは傾動軸とキャリアとの間の最大距離、rsは傾動軸とキャリアとの間の距離、rbは傾動軸と引張部材の転向点からの出口点との間の距離、Lvw,minは最小のばね予張力、cは個々の押圧ばねのばね定数、αは個々の傾動角度である。
【請求項５】
一組の押圧ばね(17)を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項６】
前記少なくとも1つの押圧ばね(17)がコイルばねであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項７】
前記少なくとも1つの押圧ばね(17)が、前記傾動軸(N)に本質的に平行に位置合わせされ、これをこの方向に圧縮することができることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項８】
前記少なくとも1つの押圧ばね(17)が、固定支持手段(18)と、前記傾動軸(N)の方向に特に移動可能である可動支持手段(16)との間でクランプ締めされることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項９】
前記引張部材(9)の一端(14)が前記可動支持手段(16)に連結され、他端(8)が前記キャリア(26)に連結されることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項１０】
前記引張部材(9)の両端(8,14)の間に位置する前記転向点(13)が、それ自体のシャフト(11)の周りに回転可能な前記転向ロール(10)によって形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項１１】
前記転向ロール(10)は、前記キャリア(26)から来る前記引張部材(9)が、転向させられた後に、前記可動支持手段(16)の方向に、前記転向ロール(10)を離れるサイト(19)を通過する軸の周りに本質的にピボット回転可能なように取り付けられることを特徴とする請求項10に記載の三脚ヘッド。
【請求項１２】
前記キャリア(26)から始まる前記引張部材(9)が、前記傾動軸(N)に対し本質的に垂直に、前記転向点(13)に向かって延び、転向させられた後、前記傾動軸(N)に対し本質的に平行に可動支持手段(16)へと延びることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項１３】
前記引張部材の前記一端(14)が前記可動支持手段(16)に連結され、そこから前記転向点(13)を通って、前記引張部材(9)が前記キャリア(26)に連結されている前記キャリア(26)まで行き、そこから前記転向点(13)を通って前記可動支持手段(16)まで戻ることを特徴とする請求項12に記載の三脚ヘッド。
【請求項１４】
前記引張部材(9)が連続ケーブルとして設計されることを特徴とする請求項13に記載の三脚ヘッド。
【請求項１５】
少なくとも2つの引張部材(9)が、前記傾動軸(N)に関して対称に配置されることを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項１６】
前記傾動軸(N)の両側に対称な装置があるとき、連続する引張部材(9)が設けられ、前記引張部材が前記キャリア(26)の領域における連続する設計からなることを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項１７】
キャリアアセンブリ(7)は、それぞれが2つの転向点(13a,13b)を含む転向の組み合わせから形成されることを特徴とする請求項16に記載の三脚ヘッド。
【請求項１８】
前記転向点(13a,13b)が転向ロールによって形成され、それによって、前記2つの転向点において、一方の転向点が固定転向ロール(13b)によって形成され、他方の転向点がピボット回転可能な転向ロール(13a)によって形成されることを特徴とする請求項17に記載の三脚ヘッド。
【請求項１９】
前記少なくとも1つのキャリア(26)が、前記傾動軸(N)に平行なシャフトの周りで回転可能であることを特徴とする請求項1ないし請求項18のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項２０】
前記少なくとも1つのキャリア(26)が、前記傾動軸(N)に垂直であり、好ましくは位置に関して連続、可動であり、それぞれの位置で固定可能であることを特徴とする請求項1ないし請求項19のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項２１】
前記引張部材(9)が前記キャリア(26)を貫通するか、またはそれをループ状に囲むことを特徴とする請求項13に記載の三脚ヘッド。
【請求項２２】
前記引張部材(9)が前記キャリア(26)にクランプ止めされることを特徴とする請求項1ないし請求項15および請求項19、請求項20のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項２３】
前記引張部材(9)がケーブルであることを特徴とする請求項1ないし請求項22のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項２４】
前記ケーブルが撓むように屈曲可能であることを特徴とする請求項23に記載の三脚ヘッド。
【請求項２５】
前記引張部材(9)は伸長性を持たないことを特徴とする請求項1ないし請求項24のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項２６】
前記引張部材(9)には予め張力が加えられていることを特徴とする請求項25に記載の三脚ヘッド。
【請求項２７】
前記ケーブルが、ワイヤまたは並撚りもしくは編組みスチールまたはアラミド繊維のケーブルであることを特徴とする請求項23ないし請求項26のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項２８】
少なくとも1つの溝(12)が、部分的に前記引張部材(9)を受けそれを導くために前記転向ロール(10)に備わることを特徴とする請求項1ないし請求項27のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項２９】
前記キャリア(26)は、前記傾動軸(N)に平行に位置合わせされたキャリアピンであることを特徴とする請求項1ないし請求項28のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は三脚ヘッドに関し、詳しくはカメラ用の三脚ヘッド関する。本発明に関する限り、これは、カメラだけでなく照準および測定装置など他の物体も、架台としての三脚ヘッド上に置くことを意図していることを意味する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、重量または大きさのため、あるいは安定したカメラの移動という観点からの特別の要求のため手で持つことができないカメラは、カメラ三脚またはカメラ柱脚で支えられる。カメラは、水平軸(傾動軸)および垂直軸(旋回軸)の周りで回動可能なように、カメラ三脚ヘッドに取り付けられ、カメラマンが、移動物体をカメラの対物レンズで追跡することを可能にする (以下では、「カメラ三脚」という用語だけを使用するが、説明はカメラ柱脚にも同様に適用される)。カメラが傾けられるときはいつも、すなわち、カメラ三脚ヘッドが傾動軸の周りで回動するときはいつも、カメラの重心と、この傾動軸(重心の高さ)の間の距離がカメラの重量と共に、回転モーメントを傾動軸の周りに発生させるが、この回転モーメントは傾動角度に依存する。
【０００３】
重量補償装置は、この傾動モーメントを補償することによって、力を掛けずにカメラを傾動させることを可能にすることを意図している。さまざまなカメラまたはテレプロンプターなどのアクセサリが取り付けられるとき負荷モーメントが急激に変化するので、重量補償は、さまざまな重量および重心のさまざまな高さに対し迅速かつ簡単に調節可能であることが必要である。
【０００４】
さらに、重量補償は、どんな傾動位置でも、正確には少なくとも±90°の傾動範囲内で、それに続くいかなる運動もなくカメラを直接保持し、したがってカメラの傾動の間に、全体の空間の視野をカバーすることを可能にすることを意図している。
【０００５】
穏やかな傾動運動を可能にするために、カメラの三脚ヘッドは、重量補償とは独立の、可能な限り調節可能でもあり摩擦のない減衰装置をさらに備えているべきである。
【０００６】
公知のカメラ三脚ヘッドは、ドイツ特許24 57 267に記載されているような、例えば、傾動運動を減衰させるための調節可能な回転抵抗を持つ液圧式減衰部材を有する。さらに、ドイツ特許P 26 57 692は、カメラ三脚ヘッド用の減衰装置を記載している。
【０００７】
重量補償に関して、例えば、傾動モーメントは、傾動軸上に次々に配置された、いくつかのゴムのディスク捩りばねによって補償されるべきことが知られている(DE 30 26 379)。ここでは、重量補償を、個々のばねを係合または係合解除することによって適合させることができる。
【０００８】
ピッチ軸の周りを旋回する物体の重量を補償するための装置は、DE 39 08 682 A1から知られている。ピッチ軸上でレバーアームを介し、ぜんまいばね装置の助けで、リターンモーメントが作用する。ピッチの範囲を延ばし、理想の回転モーメント補償を全てのピッチ角で達成するために、補償装置は減速装置を備え、それによって入力シャフトがピッチ軸になり、それによって、ぜんまいばね装置が出力シャフト上でレバーアームを介して作用する。重量補償用の傾動モーメントが、一組のギアを介して傾動運動によって圧縮されるディスクばねアセンブリに伝達される傾動固定ヘッドがDE-OS 27 01 520から知られている。
【０００９】
GB 2 189 042 Aは、コイルばねが傾動運動の結果キャリアを介して圧縮され、この目的のため、コイルばねが空間内にピボット回転可能に取り付けられるカメラ三脚ヘッドを記載している。
【特許文献１】ドイツ特許24 57 267
【特許文献２】ドイツ特許P 26 57 692
【特許文献３】DE 30 26 379
【特許文献４】DE 39 08 682 A1
【特許文献５】DE-OS 27 01 520
【特許文献６】GB 2 189 042 A
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、この傾動運動の間に発生する重量モーメントを補償するための装置を備えるカメラ三脚を考案するタスクに基づき、前記装置は傾動モーメントをできる限り正確に補償し、設計的にはコンパクトであり得る。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、三脚ヘッド、特にカメラ三脚ヘッドであって、
ベース部材と、一方で傾動軸の周りに回転可能にベース部材に連結され、他方で架台、特にカメラ架台がそれに固定的に取り付けられる傾動可能アセンブリと、
傾動運動の際に生じる傾動モーメントを補償するための手段であって、ベース部材で支持される少なくとも1つのエネルギー蓄積部材を備える手段と、を含む三脚ヘッドによって、このタスクに対処する。傾動モーメントを補償するための手段が、傾動可能アセンブリ上の傾動軸からある距離だけ離れた位置に取り付けられ、また、架台が傾動し、その結果エネルギー蓄積部材がキャリアアセンブリを通して本質的に正弦曲線的なリターンモーメントをキャリアアセンブリに、したがって架台に及ぼすとき、エネルギー蓄積部材に作用するキャリアアセンブリを備える。キャリアアセンブリは、傾動軸の周りで傾動可能アセンブリと共に移動可能である少なくとも1つのキャリアを備え、かつ、キャリアおよびエネルギー蓄積部材と相互作用する少なくとも1つの引張部材を備える。
【００１２】
エネルギー蓄積部材は、主に、ポテンシャルエネルギーを蓄積する部材として定義される。
【００１３】
三脚ヘッドのコンパクトさをかなり増大させるが、少なくとも1つのエネルギー蓄積部材への作用に関して、傾動運動の結果、キャリアアセンブリによる力にさらされる引張部材の使用によって、傾動可能アセンブリ、したがって三脚架台、具体的にはカメラ架台への本質的にリターンモーメントの正弦曲線的な挙動が達成される。特別の運動力学および力の起動が、リターンモーメントの望ましい正弦曲線的な挙動に効果的な影響を引き起こし、少なくとも1つのエネルギー蓄積部材を本質的に固定して保つことを可能にする。傾動運動によって起動される1つまたは複数のキャリアの運動だけが必要であり、前記1つまたは複数のキャリアは、コンパクトな三脚ヘッドの設計を実現するために、より効果的に限定された空間の内部に保たれる。本発明によれば、運動力学的反転によりキャリアが固定して配置されたとしても、またエネルギー蓄積部材が傾動可能アセンブリと共に動くとしても、コンパクトな三脚ヘッドの設計を実現できるように、エネルギー蓄積部材のこの運動を制限内に保つことができる。
【００１４】
エネルギー蓄積部材は、押圧ばね、または引張ばね、または捩りばね、またはコイルばねであってもよい。捩りばねは高いエネルギー密度を持つので、このタイプのばねは有利な効果がある。引張部材を、キャリアとエネルギー蓄積部材との間の経路中で少なくとも一度転向させることができる。
【００１５】
引張部材は、好ましくは、キャリアと押圧ばねの一端との間の経路中で少なくとも一度転向させられる。以下の式の括弧内の小部分の値、すなわち(rs,max-rb+Lvw,min)が0に等しいかまたは0に近くなるよう、あるいは以下の式の括弧内の値が1であるか、またはできる限り1に近くなることを目指し、キャリアから傾動軸までの割り当て、押圧ばねの予張力、および傾動軸と転向点との距離は、反作用的補償モーメント(リターンモーメント)が以下の式を満足するように選択される。
【００１６】
【数２】
2005527745.tif 000003
ここで、rs,maxは傾動軸とキャリアとの間の最大距離、rsは傾動軸とキャリアとの間の距離、rbは傾動軸と引張部材の転向点からの出口点との間の距離、Lvw,minは最小のばねの予張力、cは個々の押圧ばねのばね定数、αは個々の傾動角度である。
【００１７】
rs,max、rbおよびLvw,minは定義された量である。傾動角度αは変数として変化する。さらにrsは可変的に定義できる量である。出口点は、引張部材がキャリアから離れる方向で転向点を離れる位置として定義される。
【００１８】
転向は、特に、−90°と+90°との間の傾動の全体の経路にわたるリターンモーメントでも有利な挙動を実現するが、特に転向は、小さい傾動角度の場合に最初の挙動に有利に影響する。空間的要求およびリターンモーメントの挙動は、rsおよびrbの値を他の値と組み合わせて調整することによって容易に影響を与えることができる。
【００１９】
狭い空間内でエネルギー密度を上げるために、1つの強いばねの代わりに小さい寸法を持つ一組の押圧ばねを備え、それによってコイルばねを押圧ばねとして設けることができる。
【００２０】
少なくとも1つの押圧ばねが、傾動軸に本質的に平行に好都合に位置合わせされ、この方向に圧縮され、それによって、少なくとも1つの押圧ばねを、固定支持手段と、特に傾動軸の方向に移動可能な可動支持手段との間にクランプ止めすることができる。
【００２１】
好ましくは、引張部材の一端を可動支持手段に連結すべきである。引張部材の他端はキャリアに連結される。引張部材の両端の間に位置する転向点を、それ自体のロールシャフトの周りで回転可能な転向ロールによって形成することが有利なことがある。その結果、摩擦力を低減させ、力の挙動に、リターンモーメントを調節するという意味で影響を与えることができる。このことは、転向後にキャリアから来る引張部材が可動支持手段の方向に転向ロールを離れる位置に、転向ロールを本質的にピボット回転可能に取り付ける場合にも当てはまる。
【００２２】
キャリアから始まる引張部材が、転向点まで傾動軸に対して鋭角または本質的に垂直に通り、転向させられた後、可動支持手段に関して本質的に傾動軸に平行に通るとき、力の挙動は特に好ましく作用する。
【００２３】
引張部材の一端が可動支持手段に連結されるとき、リターンモーメントの望ましい正弦曲線的推移に好ましい引張部材の経路が得られ、そこから転向点を通って、引張部材が連結されているキャリアにゆき、そこから転向点を通って可動支持手段に戻る。その結果、引張部材の端点を取り付ける動作は、それをキャリアで行う必要がなくなり簡単化される。特に、その端点を取り付けるのが難しいアラミドケーブルが使用された場合、引張部材を、キャリアと可動支持手段におけるその端点それぞれのところで、ループを作る、連続した引張部材として使用することもできる。均衡のとれたシステムという意味で、前述の経路は、少なくとも2つの引張部材を、傾動軸に関して対称に配置するように提供することができる。
【００２４】
少なくとも1つのキャリアが、傾動軸に平行なシャフトの周りで回転可能なように、すなわち、キャリアが、引張部材が捩れるのを防止し、適切な補償を保証するように配置された場合、さらなる力の挙動への影響、およびリターンモーメントの正弦曲線的挙動への結果としての影響が可能である。
【００２５】
傾動軸に垂直な少なくとも1つのキャリアが、好ましくは位置に関して、連続的に移動可能であり、それをそれぞれの位置に固定できるという事実の結果として、ばねの予張力およびレバーの状態を調節するために、傾動軸とキャリアの間の距離を変化させることができる。引張部材を介したこの調節が、押圧ばねの予張力に変化をもたらす。
【００２６】
引張部材の両端が簡単に取り付けられる場合、引張部材はキャリアを通って、回転する引張部材の2つの端部は、より簡単にもたらされる可動支持手段に取り付けられる。これは、並撚りもしくは編組みスチールまたはアラミド繊維のケーブルが使用される場合に特にあてはまる。そのようなアラミド繊維ケーブルは、規模の大きいものでは、エレベータ建設セクターから知られており、本発明に対応する規模では、テニスラケットのストリングとして知られている。これらのアラミド繊維ケーブルは、好ましくは耐摩耗性樹脂に含浸させられる。その結果、ケーブル内部の繊維の初期摩耗を大幅に低減できるので、特に交互応力および転向の場合に、そのようなケーブルにより大きな抵抗を与えるのを防止することが可能になる。これらのケーブルは、本発明では特に重要である、さらにより小さい転向半径を可能にする。
【００２７】
しかし、引張部材をキャリア内部にクランプ留めすることもでき、その結果、キャリアが傾動軸の周りを動くとき、引張部材が可動支持手段を動かし、したがって、押圧ばねの圧縮をもたらすように引張部材に作用を起こさせる。
【００２８】
引張部材またはケーブルを、より効果的に案内する場合には、少なくとも1つの溝を、部分的に引張部材を受けるために、転向点に、また特に転向ロールに設けることができる。
【００２９】
キャリアは、傾動軸に平行に位置合わせされかつ傾動軸からある距離をおいて配置された突出したピンでもよい。
【００３０】
押圧ばねがベース部材で支持され、したがって本質的に固定して配置されることを前に述べたが、本発明は、それにもかかわらず、いくつかの解決策を含み、その解決策によれば、運動力学的反転の様態で、キャリアがベースに固定的に取り付けられ、引張部材が押圧ばねと共に傾動可能アセンブリに取り付けられる。
【００３１】
引張部材の第2の転向が施された場合、本発明の保護の範囲は、押圧ばねの代わりに引張ばねの使用を可能にする。
【００３２】
いくつかの引張部材、好ましくは2つの引張部材を、傾動軸に対して対称な配置で備えることができる。しかし、この対称な配置は、傾動軸の両側に備えられた牽引ケーブルがキャリアの領域の内部で連続的に形成される点において実現することができる。完全な運動を保証する妨害されない方法でこれが機能することを可能にするために、各キャリアは、各々が2つの転向点を含む転向の組み合わせで形成される。これらの転向点をそれぞれ、転向ロールによって形成することができ、2つの転向点で、転向点の一方は固定ロールによって、他方はピボット回転可能なロールによって形成される。この2つのロールの間の経路は傾動運動の間変化しないので、各キャリアの固定ロールが、固定した距離に互いに割り当てられる。これは、ピボット回転可能なロールの領域では、あてはまらない。ピボットの回転可能性が、このロールを、傾動と共に変化する引張部材の経路に従わせる。
【００３３】
次に本発明の実施形態の例を、添付の図面に関連してさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図1は、カメラの三脚ヘッド2とその上に取り付けられたカメラ3とを備えるカメラの三脚1を概略的に示す。カメラは、その重心Sが、投影平面に横向きに延びる傾動軸Nのちょうど真上に位置するカメラの平衡位置に対して、およそ傾動角度αだけ偏位している。傾動軸Nからのカメラの重心の中心―中心間距離aが、レバーアームb=a sinαをもたらし、このレバーアームが、カメラの重量Fsと共に、傾動軸Nの周りに傾動モーメントMNをもたらす。角度αが増加するにつれて、傾動モーメントMN = Fs a sin αは正弦曲線的に増加する。
【００３５】
概略的に示されたベース部材4が図2aから認識できる。このベース部材上に、傾動可能アセンブリ5が、傾動軸Nの周りで傾動可能、縦揺れ可能、または傾倒可能なように取り付けられる。ここでは図示されていないカメラは通常、この傾動可能アセンブリに取り付けられ、したがって同様の傾動運動を強いられる。傾動運動は双方向矢印6で示されている。ケーブル9の一端8が取り付けられ概略的に示されたキャリア7は、傾動アセンブリ上に配置される。ここでケーブル9は、傾動軸Nに対して鋭角をなして(好ましくは傾動軸に垂直に延び)、シャフト11の周りで回転可能な転向ロール10へと延びている。この転向ロール10は、転向点13を決め、ケーブル9を導く溝12をもつ。ケーブル9の他端14は、コイルばね17用の可動支持部材16に取り付けられ、前記支持部材16は、双方向矢印15に対応するように移動可能である。反対側では、押圧ばねとして作用するコイルばね17は、ベース部材4の固定支持部材18で支持され、このためケーブル9がこの固定支持部材18を貫通する。ケーブル9は、本質的に、転向ロール10、したがって転向点13におけるケーブル9の出口点19では傾動軸Nと平行に延びる。
【００３６】
予張力が導入されたコイルばね17は、支持部材16と18の間で長さLをもつ。傾動角度αが0°であるとき、この長さLは、予張力が与えられたコイルばねの長さに相当する。しかし、キャリア7と傾動軸Nの間の距離rsは、準備のできた三脚ヘッドにて可変な規定された設定値を持つ。ある値に設定されなければならない、傾動軸Nに平行に延びるケーブル部分のケーブル軸と、傾動軸Nとの間の距離rbがまだある。最初に、この距離rb、ならびに距離rs、maxおよび最小のばねの予張力を、一方でリターンモーメントの最適な正弦曲線推移を達成することができ、他方で三脚ヘッドに最適な空間状態が得られるように、特定の三脚ヘッドに対し、まず設定しなければならない。
【００３７】
傾動可能アセンブリ5が、ゼロ位置から例えば角度αだけ傾動させられるとき、キャリア7と転向点13の間の距離が長くなり、その結果、ケーブル9の長さは一定に保たれるとき、図2aを考察すると、ケーブルは可動支持部材16を左に(矢印15)動かし、したがってコイルばね17を圧縮し、長さLを短縮する。これによって、角度αに依存し、既に図1に関連して説明したようにカメラによって及ぼされる傾動モーメントに対する重量補償として作用するリターンモーメントが生み出される。
【００３８】
同様の参照記号を使用する図2bは、図2aで示したのと同様の方法で本発明の基礎をなす原理を示す。しかし、ここでは押圧ばねの代わりに、引張ばね17''が設けられている。その他に関し状況は本質的に同じであり、同じ部品は同じ参照記号で示されている。ここでは、転向ロール10'および10''の付近で第2および第3の転向13'および13''が生じ、言い換えれば、全体として180°の転向が生じる。これによって、コイルばねに、引張ばね17''としての効力を生じさせることが可能となる。
【００３９】
図2cは同様の状況を示している。ここでは、捩りばね17'''が使われている。ここでもまた、図2aにおける部品と同じ部品は同じ参照記号で示されている。
【００４０】
図2dは、いかにして連続牽引ケーブル9を、傾動軸Nに関して対称な構成において使用できるかを明らかにしている。前の図面に一致するこれらの機構は、同じ参照記号で示され、図2dに関連してここで改めて説明しない。参照番号4は、ベース部材に連結され、かつ傾動アセンブリ5に対して固定状態で配置される部品を示す。キャリアアセンブリ7は、ここでは傾動アセンブリ5と共に動けるように配置される。牽引ケーブル9は、このキャリアアセンブリ7を貫通する。キャリアアセンブリ7は、傾動軸Nの両側に2つの転向点13aおよび13bを備える転向ロールの組み合わせを含む。転向点13bは、それぞれ1つの転向ロール26'によって形成される。これらの転向ロール26'は、好ましくは転向ロール26''と共に、傾動軸Nに対する距離に関して調節可能であり、傾動可能アセンブル5がゼロ位置から傾斜設定へと移動する場合、これらの2つのロールの間のケーブルの経路は、経路の方向に対して変化しないので、傾動可能アセンブリ5に、それぞれ特定の位置にピボット回転可能ではないが、固定可能な方法で取り付けられる。しかしロール26''は、ロール26'とロール26''の間で、ここではケーブルの経路に沿って通過するシャフト11'の周りにピボット回転可能に取り付けられる。したがって、このピボット回転可能なロール26''を、傾動運動の間に変化するケーブルの経路へと調節することができる。さらに、シャフト11'は、ロール26''でケーブル9の出口点19'を通過することができる。この点において、転向ロール10を、正確にはベース部材4の内部に同様にピボット回転可能に取り付けることができる。対応するピボット回転シャフトは、11''で示される。
【００４１】
図3は、本発明に必要な程度までカメラの三脚ヘッド2を示す概略図である。傾動可能アセンブリ5は、ベース部材4の内部に傾動可能に取り付けられ、図3に示すように、ゼロ位置から+/-90°の角度範囲で特に傾動可能である。傾動可能アセンブリ5は、ベース部材4に対して傾動軸Nの周りでこの傾動運動を行う。双方向矢印15に対応する傾動軸N方向に移動可能な押圧ばね17用の支持部材16は、図6の16'で傾動軸N上のベース部材4の内部に取り付けられる。ここでは、押圧ばね17はコイルばねとして示されている。ベース部材4に連結された固定支持部材18は、可動支持部材16からある距離をおいて配置される。押圧ばね17は、押圧ばね17を支持するのに役立つように、これらの支持部材16,18の間に配置される。傾動可能アセンブリ5のゼロ位置で、予張力が付与された押圧ばね17の長さLが、支持部材16,18の間の距離によって決められる。
【００４２】
特に図3から明らかなように、傾動可能アセンブリ5はベース部材4のシャンク20および21に、傾動軸Nの高さで取り付けられる。この実施形態の例では、これらのシャンク20および21は、ベースプレートに垂直に位置合わせされる。
【００４３】
傾動運動によって起動される回転運動に関して、中心回転部材22を備える傾動可能アセンブリ5は、それがコロ軸受23(図6)に取り付けられているシャンク20によって突き出している。この実施形態では、2つのカートリッジ24および25が、回転部材22の内部に設けられている。主に図4に示すゼロ位置で、これらのカートリッジは傾動軸Nに垂直に移動可能であり、それらをそれぞれの位置で、正確に言うと傾動軸Nに対して対称な位置で固定することができる。これらのカートリッジ24および25の各々は、キャリアピン26を備えており、各々のキャリアピンは、それぞれのカートリッジ24および25から図4に示すように傾動軸Nに平行に突き出している。
【００４４】
ガイド溝12を備える転向ロール10が、それぞれのキャリアピン26と可動支持部材16の間に、それぞれの側に設けられる。この転向ロール10は、傾動可能アセンブリ5のゼロ位置で傾動軸に垂直に配置されたシャフト11の周りで回転可能である。上述の部品の各対称装置が、対応するゼロ位置を決めた場合360°の角度範囲にわたって考えられることをここで述べるべきであろう。この場合、このゼロ位置に基づいて、適切なリターンモーメントが得られる。
【００４５】
図3および図4による実施形態の例では、2つの押圧ばね17は、コイルばねとして提供される。もちろん、エネルギー密度を増やすために、より大きな強度の単一のばね、またはいくつかのばねの組みを提供することが可能である。ここに示す実施形態の例では、引張部材として働き可動支持部材16の一端14に取り付けられたケーブル9は、最初に転向ロール10を通ってキャリアピン26に行き、そこから転向ロール10を経由して可動支持部材16に同じルートで戻る。これは両側であてはまる。ケーブル9をキャリアピン26の内部にクサビ留めすることができる。この例では、キャリアピン26は、傾動軸に平行なそのシャフトの周りで回転可能である。ケーブル9が溝の内部でキャリアピン26の周りを自由に取り巻く場合、それに対応して摩擦が小さいとき、このようなキャリアピン26の回転能力をなしで済ませることができる。ケーブル9を、連続ケーブルとして使用することができることをこの点について言及しておくべきであろう。したがって、ケーブル9は、端点14の領域の可動支持部材16で単純なループによって固定されるであろう。したがって、ケーブルの端部を、アラミドケーブルなど合成繊維ケーブルの場合に特にそうである本質的に複雑な方法でクサビ留めする必要がない。ケーブル9を2度案内する代わりに、追加で、それぞれの側に可動支持部材16に一端14で取り付けられた単一のケーブル9を備えることができ、ケーブル9は、そこから、図4の実施形態と同じように、傾動軸Nに平行にかつその方向に転向ロール10に導かれ、そこからケーブル9の他端15が固定されるキャリアピン26に導かれる。この場合、キャリアピン26は、傾動軸Nに平行なそれらにシャフトの周りで回転可能なように、カートリッジ24および25の内部に取り受けられる。図6から明らかなように、ケーブル9は、傾動軸Nに垂直に、対応するケーブル部分がゼロ位置に整列するように、転向ロール10とキャリアピン26の間を通る。
【００４６】
両側に関して、牽引ケーブルは、ケーブルが両方のキャリア26を通過するような、単一の簡単な連続したガイドケーブルでもよい。
【００４７】
ゼロ位置では、コイルばね17は、予張力を掛けられたばねに対応する長さLをもつ。このばねの予張力を、キャリアピン26と傾動軸(図6)の間の距離rsを変えることによって変えることができる。図6による装置では、距離rbも、傾動軸Nに平行な経路としての、転向ロール10と可動支持部材16の間のケーブル9のその部分の経路と、傾動軸Nとの間で決められる。傾動が起こり、この押圧ばね、またはこれら複数の押圧ばねがリターンモーメントを生み出すときには、押圧ばねとして使用されるコイルばね17が曲げられるのを防止するために、ガイドシャフト17'がコイルばね17の内部に配置される。ケーブル9は、生じる力に関して、できるだけ伸長しない引張部材として働く。この目的のために、事前に張力を掛けられたケーブル、具体的には並撚りスチールまたはアラミドケーブルを使用することができる。
【００４８】
図3による眺めDとして、図5は、図6の断面図のための断面線A-Aを示すのに役立つ。
【００４９】
図6、図7および図8の説明によれば、転向ロール10はそれぞれ、軸受ブラケット27の内部に取り付けられる。この軸受ブラケットは、好ましくは、シャフト28の周りに自由に回転可能である。図6から特に明らかなように、シャフト28は、傾動軸Nに平行に延びており、好ましくは出口点19を通過し、端点14と転向ロール10の間のケーブル9の部分の延長上に位置する。
【００５０】
図7および図8は、ケーブルが2度案内されるとき、ケーブル9が、各キャリアピン26の周りを取り巻き、その結果、両方の自由端14が、可動支持部材16に簡単に取り付けられる方法を明確に示す。
【００５１】
次に、図9、図10および図11に基づく機能的原理の短い説明をする。傾動可能アセンブリ5が、図3に示すゼロ位置から、図9に示す約50°に傾いた位置まで動いた場合、キャリア26は、図7または図8に示す位置から、図10または図11に示す位置に移動するが、位置は見る方向に依存している。キャリアピン26と転向点13の間の距離が増加する。これは、図7と図10を比較し、図8と図11を比較するとき、明らかに識別可能である。ケーブル9の全体の長さは同じであるので、上記のプロセスが、可動支持部材16を図9の矢印29の方向に動かし、図6で示すようにそれがコイルばね17の長さLを短縮する。その結果、コイルばね17がさらに圧縮される。図6のカートリッジ24および25が、傾動軸Nに対称的に近づくように動かされ、固定され、それによって、ゼロ位置にある、ばねの予張力が増加することを可能にするとき、同じことが起こる。もしプロセスが逆になれば、ばねの予張力は低減する。
【００５２】
傾動軸Nに平行なシャフト28の周りの転向ロール10の、前述の特別の自由回転の架台は、図10および図11で明確に確認できるように、さまざまな傾動位置において、転向ロール10をケーブルの経路と位置合わせすることを可能にする。最適な回転架台は、シャフト28が、出口点19を通って、端部14とこの出口点19との間のケーブル部分の延長上にあるときに得られる。
【００５３】
この実施形態では、リターンモーメントは以下のように決められる。
【００５４】
【表１】
2005527745.tif 000004
【００５５】
リターンモーメントは以下の式から得られる。
【００５６】
【数３】
2005527745.tif 000005
【００５７】
理想を言えば、rs,max-rb+Lvw,min=0である。
【００５８】
【表２】
2005527745.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】カメラの三脚の概略図である。
【図２ａ】押圧ばねを使用した本発明の重量補償原理の概略透視図である。
【図２ｂ】引張ばねを使用した本発明の重量補償原理の概略透視図である。
【図２ｃ】捩りばねを使用した本発明の重量補償原理の概略透視図である。
【図２ｄ】キャリアアセンブリを貫通する1本の牽引ケーブルを使用した本発明の重量補償原理の概略透視図である。
【図３】傾動可能アセンブリを示すカメラの三脚ヘッドの概略的実施形態の例の透視図である。
【図４】傾動可能アセンブリを図示しない、図3によるカメラの三脚ヘッドの別の透視図である。
【図５】カメラの三脚ヘッドの概略正面図である。
【図６】図5の線A-Aに沿ったカメラの三脚ヘッドの断面図である。
【図７】断面線C-Cに沿った図5および図6による三脚ヘッドを通る断面図である。
【図８】図6の断面線B-Bに沿った図7に類似の断面図である。
【図９】傾動可能アセンブリがゼロ位置から50°傾動した位置にある、少し別な位置から見た図3に類似のカメラの三脚ヘッドの透視図である。
【図１０】図9の傾動位置にある図7に類似の断面図である。
【図１１】同様に図9の傾動位置に対応する、図8に類似の断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
3  カメラの架台
4,20,21  ベース部材
5  傾動可能なアセンブリ
7  キャリアアセンブリ
8,14  引張部材の端
9  引張部材
10  転向ロール
11  ロールシャフト
12  溝
13,13a,13b  転向点
16  可動支持手段
17  エネルギー蓄積部材（押圧ばね）
18  固定支持部材
19  転向点
22,24,25,26  キャリアアセンブリ
N  傾動軸
【図１】
2005527745.tif 000008
【図２ａ】
2005527745.tif 000009
【図２ｂ】
2005527745.tif 000010
【図２ｃ】
2005527745.tif 000011
【図２ｄ】
2005527745.tif 000012
【図３】
2005527745.tif 000013
【図４】
2005527745.tif 000014
【図５】
2005527745.tif 000015
【図６】
2005527745.tif 000016
【図７】
2005527745.tif 000017
【図８】
2005527745.tif 000018
【図９】
2005527745.tif 000019
【図１０】
2005527745.tif 000020
【図１１】
2005527745.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月15日(2004.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材(4,20,21)と、
傾動可能アセンブリ(5)であって、一方で傾動軸(N)の周りに回転可能に前記ベース部材(4,20,21)に連結され、他方で架台、特にカメラの架台(3)がそれに固定的に取り付けられる傾動可能アセンブリ(5)と、
傾動運動の際に生じる傾動モーメント(MN)を補償するための手段であって、前記ベース部材(4)上に自由に支持される少なくとも1つのエネルギー蓄積部材(17)を備える手段と、を含む三脚ヘッド、特にカメラの三脚ヘッドであって、
傾動モーメントを補償するための手段が、前記傾動可能アセンブリ(5)上の前記傾動軸(N)からある距離だけ離れた位置に取り付けられ、また、前記架台が傾動し、その結果前記エネルギー蓄積部材(17)が前記キャリアアセンブリを通して本質的に正弦曲線的なリターンモーメント(M)を、前記キャリアアセンブリに、したがって前記架台に及ぼすとき、前記エネルギー蓄積部材(17)に作用するキャリアアセンブリ(22,24,25,26)を備え、前記キャリアアセンブリが、前記傾動軸(N)の周りで前記傾動可能アセンブリ(5)と共に移動可能である少なくとも1つのキャリア(26)を備え、かつ、前記キャリア(26)および前記エネルギー蓄積部材(17)と相互作用する少なくとも1つの引張部材(9)を備え、
前記引張部材(9)が前記キャリア(26)から始まり、前記傾動軸(N)に対して本質的に垂直に転向点(13)に向かって延び、転向後、前記引張部材は前記傾動軸(N)に対して本質的に平行に延びることを特徴とする三脚ヘッド。
【請求項２】
前記エネルギー蓄積部材が、押圧ばね(17)または引張ばねまたは捩りばねまたは渦巻ばねであることを特徴とする請求項1に記載の三脚ヘッド。
【請求項３】
前記引張部材(9)が、前記キャリアとエネルギー蓄積部材との間の経路中で転向させられるか、あるいは少なくとも1回折り返されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の三脚ヘッド。
【請求項４】
前記引張部材(9)が、前記キャリア(26)と、少なくとも1つの押圧ばね(17)の一端との間の経路中で一度転向させられ、次の式の括弧内の小部分の値、すなわち(rs,max-rb+Lvw,min)が0に等しいかまたは0に近くなることを、あるいは次の式の括弧内の値が1であるかまたはできる限り1に近くなることを目指し、反作用的補償すなわちリターンモーメント(M)が次の式を満足するように、前記キャリア(26)から前記傾動軸(N)までの割り当て、前記押圧ばね(17)の予張力、および前記傾動軸(N)と転向点(19)との間の距離rbが選択されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【数１】
2005527745.tif 000022
ここで、rs,maxは傾動軸とキャリアとの間の最大距離、rsは傾動軸とキャリアとの間の距離、rbは傾動軸と引張部材の転向点からの出口点との間の距離、Lvw,minは最小のばね予張力、cは個々の押圧ばねのばね定数、αは個々の傾動角度である。
【請求項５】
一組の押圧ばね(17)を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項６】
前記少なくとも1つの押圧ばね(17)がコイルばねであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項７】
前記少なくとも1つの押圧ばね(17)が、前記傾動軸(N)に本質的に平行に位置合わせされ、これをこの方向に圧縮することができることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項８】
前記少なくとも1つの押圧ばね(17)が、固定支持手段(18)と、前記傾動軸(N)の方向に特に移動可能である可動支持手段(16)との間でクランプ締めされることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項９】
前記引張部材(9)の一端(14)が前記可動支持手段(16)に連結され、他端(8)が前記キャリア(26)に連結されることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項１０】
前記引張部材(9)の両端(8,14)の間に位置する前記転向点(13)が、それ自体のシャフト(11)の周りに回転可能な前記転向ロール(10)によって形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項１１】
前記転向ロール(10)は、前記キャリア(26)から来る前記引張部材(9)が、転向させられた後に、前記可動支持手段(16)の方向に、前記転向ロール(10)を離れるサイト(19)を通過する軸の周りに本質的にピボット回転可能なように取り付けられることを特徴とする請求項10に記載の三脚ヘッド。
【請求項１２】
前記キャリア(26)から始まる前記引張部材(9)が、前記傾動軸(N)に対し本質的に垂直に、前記転向点(13)に向かって延び、転向させられた後、前記傾動軸(N)に対し本質的に平行に可動支持手段(16)へと延びることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項１３】
前記引張部材の前記一端(14)が前記可動支持手段(16)に連結され、そこから前記転向点(13)を通って、前記引張部材(9)が前記キャリア(26)に連結されている前記キャリア(26)まで行き、そこから前記転向点(13)を通って前記可動支持手段(16)まで戻ることを特徴とする請求項12に記載の三脚ヘッド。
【請求項１４】
前記引張部材(9)が連続ケーブルとして設計されることを特徴とする請求項13に記載の三脚ヘッド。
【請求項１５】
少なくとも2つの引張部材(9)が、前記傾動軸(N)に関して対称に配置されることを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項１６】
前記傾動軸(N)の両側に対称な装置があるとき、連続する引張部材(9)が設けられ、前記引張部材が前記キャリア(26)の領域における連続する設計からなることを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項１７】
キャリアアセンブリ(7)は、それぞれが2つの転向点(13a,13b)を含む転向の組み合わせから形成されることを特徴とする請求項16に記載の三脚ヘッド。
【請求項１８】
前記転向点(13a,13b)が転向ロールによって形成され、それによって、前記2つの転向点において、一方の転向点が固定転向ロール(13b)によって形成され、他方の転向点がピボット回転可能な転向ロール(13a)によって形成されることを特徴とする請求項17に記載の三脚ヘッド。
【請求項１９】
前記少なくとも1つのキャリア(26)が、前記傾動軸(N)に平行なシャフトの周りで回転可能であることを特徴とする請求項1ないし請求項18のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項２０】
前記少なくとも1つのキャリア(26)が、前記傾動軸(N)に垂直であり、好ましくは位置に関して連続、可動であり、それぞれの位置で固定可能であることを特徴とする請求項1ないし請求項19のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項２１】
前記引張部材(9)が前記キャリア(26)を貫通するか、またはそれをループ状に囲むことを特徴とする請求項13に記載の三脚ヘッド。
【請求項２２】
前記引張部材(9)が前記キャリア(26)にクランプ止めされることを特徴とする請求項1ないし請求項15および請求項19、請求項20のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項２３】
前記引張部材(9)は伸長性を持たないことを特徴とする請求項1ないし請求項22のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項２４】
前記引張部材(9)には予め張力が加えられていることを特徴とする請求項23に記載の三脚ヘッド。
【請求項２５】
前記ケーブルが、ワイヤまたは並撚りもしくは編組みスチールまたはアラミド繊維のケーブルであることを特徴とする請求項23または請求項24に記載の三脚ヘッド。
【請求項２６】
少なくとも1つの溝(12)が、部分的に前記引張部材(9)を受けそれを導くために前記転向ロール(10)に備わることを特徴とする請求項1ないし請求項25のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【請求項２７】
前記キャリア(26)は、前記傾動軸(N)に平行に位置合わせされたキャリアピンであることを特徴とする請求項1ないし請求項26のいずれか1項に記載の三脚ヘッド。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明は、三脚ヘッド、特にカメラ三脚ヘッドであって、
ベース部材と、一方で傾動軸の周りに回転可能にベース部材に連結され、他方で架台、特にカメラ架台がそれに固定的に取り付けられる傾動可能アセンブリと、
傾動運動の際に生じる傾動モーメントを補償するための手段であって、ベース部材で支持される少なくとも1つのエネルギー蓄積部材を備える手段と、を含む三脚ヘッドによって、このタスクに対処する。傾動モーメントを補償するための手段が、傾動可能アセンブリ上の傾動軸からある距離だけ離れた位置に取り付けられ、また、架台が傾動し、その結果エネルギー蓄積部材がキャリアアセンブリを通して本質的に正弦曲線的なリターンモーメントをキャリアアセンブリに、したがって架台に及ぼすとき、エネルギー蓄積部材に作用するキャリアアセンブリを備える。キャリアアセンブリは、傾動軸の周りで傾動可能アセンブリと共に移動可能である少なくとも1つのキャリアを備え、かつ、キャリアおよびエネルギー蓄積部材と相互作用する少なくとも1つの引張部材を備える。キャリアから始まる引張部材が傾動軸に対して本質的に垂直に転向点へと延び、転向後、引張部材は傾動軸に対して本質的に平行に延びる。
【国際調査報告】
2005527745.tif 000023
2005527745.tif 000024
2005527745.tif 000025
2005527745.tif 000026
2005527745.tif 000027
2005527745.tif 000028