(57)【要約】【課題】軽量化及びコスト低減を実現し、画質を向上する。【解決手段】防爆カメラにおいて、被固定面に固定される金属筐体１１と、金属筐体１１に固定されることにより金属筐体１１とによって収容空間２５を構成するガラスドームカバー３９と、収容空間２５に配置されるカメラユニット１５と、収容空間２５における金属筐体１１に設けられ圧縮変形可能な緩衝用弾性体（碗状弾性部材１０９）と、を設けた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被固定面に固定される金属筐体と、
ガラスドームカバーを有し、前記金属筐体に固定されて前記金属筐体との間で収容空間を構成するドームブロックと、
前記収容空間に配置されるカメラユニットと、
前記収容空間における前記金属筐体に設けられ、圧縮変形可能な緩衝用弾性体と、を備える、
防爆カメラ。
【請求項２】
請求項１に記載の防爆カメラであって、
前記緩衝用弾性体が、前記カメラユニットを挟み、前記ガラスドームカバーの反対側に配置される、
防爆カメラ。
【請求項３】
請求項２に記載の防爆カメラであって、
前記緩衝用弾性体が、前記カメラユニットに向かって開放する開口部を有した碗状弾性部材で形成される、
防爆カメラ。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の防爆カメラであって、
前記緩衝用弾性体が、ゴム又は樹脂の独立発泡体である、
防爆カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防爆カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
防爆型の監視カメラは、例えば筐体内部に可燃性ガスが充満等することで爆発が起きた場合に爆発の影響をその筐体外部へ及ばない構造を備える必要がある。筐体外部へ及ばせない構造とは、具体的には、（１）カメラ筐体の内部の爆発に耐えてカメラ筐体が破壊しないこと、（２）カメラ筐体の隙間を内部の爆発により発生する高温ガスが通過時に充分に冷却されて外部の可燃性ガスを発火させないことにある。防爆型の監視カメラにおける爆発試験は、例えば内部空間の容量に応じた可燃性ガスが封入される。このため、内部容量の低減化は、防爆構造としては有利となる。防爆構造は、一般的に、コスト低減の要請から、外殻部材の肉厚増加により強度を持たせる構成が主流となっている。
【０００３】
例えば特許文献１の防爆形カメラ容器は、容器本体と、ドーム形状のガラス部材とを備える。容器本体は、例えばアルミニウム鋳物により気密性を有して強固に成形される。ガラス部材は、強化された厚肉（例えば１５ｍｍ程度）の光学ガラスによってドーム形状に成形されている。ガラス部材は、拡径した基端部の外周面が、キャップの鍔状の係止部により筐体に固定される。ガラス部材とキャップの間には気密性を高めるためのシーリング材が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４８９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１を含む従来の防爆型監視カメラは、強度の確保を、外殻部材の肉厚に依存していた。このため、質量が増大し、材料費が嵩むカメラ装置となってしまうという問題があった。また、透明のガラスドームを有するドーム型防爆カメラでは、肉厚のドームガラスが使用されるため、特に望遠側を撮像した場合には、その撮像画像の画質の劣化が著しくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した従来の状況に鑑みてなされたもので、軽量化及びコスト低減を実現でき、しかも、画質を向上させることができる防爆カメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、被固定面に固定される金属筐体と、ガラスドームカバーを有し、前記金属筐体に固定されて前記金属筐体との間で収容空間を構成するドームブロックと、前記収容空間に配置されるカメラユニットと、前記収容空間における前記金属筐体に設けられ、圧縮変形可能な緩衝用弾性体と、を備える、防爆カメラを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の防爆カメラの斜視図
【図２】図１に示す防爆カメラの左側面図
【図３】図２のＡ−Ａ断面図
【図４】図３の要部拡大図
【図５】図３のカメラユニットを省略した断面図
【図６】図１に示す防爆カメラの分解時におけるドームブロック固定ネジを外した状態の手順説明図
【図７】図１に示す防爆カメラの分解時におけるドームブロックを外した状態の手順説明図
【図８】緩衝用弾性体が存在する場合と緩衝用弾性体が無い場合との最大内部圧力を比較した説明図
【図９】内部圧力と、ガラス厚及び画質との相関を表す説明図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、適宜図面を参照しながら、本発明に係る防爆カメラを具体的に開示す実施形態（以下、「本実施形態」という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。なお、以下の本実施形態のカメラ装置として、監視カメラを例示して説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態の防爆カメラの斜視図である。
【００１１】
本実施形態に係る防爆カメラ１００は、金属筐体１１と、ドームブロック１３と、カメラユニット１５と、緩衝用弾性体とを少なくとも有する。なお、本実施形態において、上下前後左右の方向は、図１に示す矢印の方向に従う。
【００１２】
金属筐体１１は、例えばアルミ又はアルミ合金によりカップ形状に一体成形される。金属筐体１１は、防爆試験の基準に合致するような一定の肉厚を有する。金属筐体１１の下部には、固定板１７が設けられる。この固定板１７がボルト等の締結具（図示略）によって、金属筐体１１は被固定面（例えば天井、壁面）に固定される。
【００１３】
図２は、図１に示す防爆カメラの左側面図である。
【００１４】
金属筐体１１の外方には固定板１７の近傍にケーブルパイプ固定ナット１９が設けられる。ケーブルパイプ固定ナット１９は、ケーブルパイプ２１の端末部分を固定する。ケーブルパイプ２１には、カメラユニット１５内の各種の基板に接続されたカメラケーブル２３が通される。
【００１５】
図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【００１６】
金属筐体１１の内部には、収容空間２５の一部を構成する筐体凹部２７が形成される。筐体凹部２７は、底が平坦底面２９で形成される。平坦底面２９には、カメラユニット１５を固定するための複数のスタッド固定雌ネジ３１が穿設される。筐体凹部２７は、深さ方向中央に、拡幅部３３が設けられる。拡幅部３３と平坦底面２９との間には、階段部３５が形成される。金属筐体１１は、筐体凹部２７の開口周囲が円形の開口端面３７となる。開口端面３７には、ドームブロック１３が固定される。ドームブロック１３は、ガラスドームカバー３９を有し、金属筐体１１に固定されることにより、ガラスドームカバー３９と金属筐体１１とによって収容空間２５を構成する。言い換えると、ドームブロック１３は、金属筐体１１に固定されて金属筐体１１との間で収容空間２５を構成する。開口端面３７には、ドームブロック１３を螺着するための複数のドームブロック固定雌ネジ４１が穿設される。また、開口端面３７には、Ｏ（オー）リング４３を収容するためのＯ（オー）リング収容溝４５が開口端面３７と同心円で形成される。
【００１７】
ドームブロック１３は、ガラスドームカバー３９と、ドームリング４７と、ガラスドーム押さえリング４９と、側面封止材５１と、端面封止材５３とを有する。ドームリング４７は、ガラスドームカバー３９を金属筐体１１に固定する。ガラスドーム押さえリング４９は、ガラスドームカバー３９をドームリング４７に保持する。側面封止材５１は、ガラスドームカバー３９とドームリング４７との間を気密にシールする。端面封止材５３は、ガラスドームカバー３９とガラスドーム押さえリング４９との間を気密にシールする。ガラスドームカバー３９は、半球カバー部５５と、短尺円筒部５７を接続して形成される。
【００１８】
図４は、図３の要部拡大図である。
【００１９】
短尺円筒部５７は、下端に向かい徐々に肉厚に形成されることにより、外表面に下端に向かって拡径されるテーパー面５９を有する。ガラスドームカバー３９は、このテーパー面５９とドームリング４７との間に側面封止材５１が挟入される。ガラスドームカバー３９は、テーパー面５９を有することによりドームリング４７からの上方向への抜けが阻止される構造となっている。ガラスドームカバー３９に装着されたドームリング４７には、ガラスドーム押さえリング４９が螺合される。ガラスドーム押さえリング４９は、ドームリング４７の内周に形成されたリング雌ネジ６１に、外周に形成された外周雄ネジ６３を螺合することによりガラスドームカバー３９をドームリング４７に挟着する。このガラスドーム押さえリング４９とガラスドームカバー３９の端面との間には、端面封止材５３が挟入される。
【００２０】
このようにして、ガラスドームカバー３９が固定されたドームブロック１３は、複数のドームブロック固定ネジ６５により金属筐体１１の開口端面３７に螺着される。この際、金属筐体１１の開口端面３７に形成されているＯリング収容溝４５には、Ｏリング４３が配置される。Ｏリング４３は、金属筐体１１の開口端面３７と、ガラスドーム押さえリング４９との間を気密にシールする。
【００２１】
防爆カメラ１００は、収容空間２５に満たされた可燃性ガスが着火され、爆発した際には、高温高圧の気体が、ドームリング４７とガラスドーム押さえリング４９との螺合部や、Ｏリング４３とガラスドーム押さえリング４９との間を通過し、ドームリング４７と開口端面３７との僅かな隙間を通り外部へ逃げる。高温高圧の気体は、この螺合部等を通過することにより金属筐体１１に吸熱されて冷却される。
【００２２】
図３に示すように、収容空間２５には、カメラユニット１５が収容される。カメラユニット１５は、パンシャーシ６７を有する。パンシャーシ６７は、金属筐体１１のスタッド固定雌ネジ３１に下端が螺着した複数のカメラ支持スタッド６９により支持固定される。つまり、パンシャーシ６７は、金属筐体１１に固定されて非回転となる。このパンシャーシ６７の下端には、カメラユニット１５の電源基板７１が固定される。パンシャーシ６７の中央には、スリップリング７３のハウジング７５が固定される。ハウジング７５の上部には、軸部７７が回転自在に支持される。ハウジング７５には、電源基板７１からの電力線が接続される。
【００２３】
パンシャーシ６７の上面には、パン軸受７９が固定される。パン軸受７９は、転がり軸受を介して中空のパン旋回軸８１を回転自在に支持する。パン旋回軸８１は、回転中心がパン回転中心Ｐｃとなる。パン旋回軸８１の内方には、スリップリング７３の軸部７７が固定される。つまり、スリップリング７３の軸部７７は、パン旋回軸８１と一体となって回転する。パン旋回軸８１には、パンチルトシャーシ８３が固定される。パンチルトシャーシ８３には、カメラ基板８５が固定される。従って、パンチルトシャーシ８３及びカメラ基板８５は、パン旋回軸８１を介してパンシャーシ６７に対して回転自在に支持される。
【００２４】
パンチルトシャーシ８３には、パンモータを備えるパン駆動機構８７が固定される。パンモータの駆動軸には、パンウォーム８９が固定される。パンウォーム８９は、パン軸受７９の外周に同軸で固定されたパンウォームホイール９１に噛合する。従って、パン駆動機構８７のパンモータが駆動されると、パンウォーム８９がパン軸受７９に固定されたパンウォームホイール９１の外周を公転する。これにより、パンチルトシャーシ８３は、パン旋回軸８１とともにパン回転する。
【００２５】
スリップリング７３は、ハウジング７５と軸部７７との間に、回転端子と、電気接触子とを備える。回転端子は、ハウジング内の軸部７７の外周に固定され、軸線に沿う方向で複数段で設けられる。電気接触子は、回転しないハウジング７５に設けられ、それぞれの回転端子に接触する。これにより、スリップリング７３は、固定側の電源基板７１と、回転側のカメラ基板８５との間でエンドレス旋回を実現しながら、撮像信号等の送受や給電を可能としている。
【００２６】
パンチルトシャーシ８３の左右には、起立する一対の側壁が離間して設けられる。それぞれの側壁には、チルト軸受９３が一対で固定される。この一対のチルト軸受９３は、チルト旋回軸９５の両端を回転自在に支持する。チルト旋回軸９５は、回転中心がチルト回転中心Ｔｃとなる。チルト旋回軸９５は、チルト回転中心Ｔｃがパン回転中心Ｐｃに直角に交差する方向となる。チルト旋回軸９５には、レンズ支持枠９７が固定される。レンズ支持枠９７には、チルト旋回軸９５と同軸にチルトウォームホイールが固定される。
【００２７】
パンチルトシャーシ８３には、チルトモータ９９を備えたチルト駆動機構１０１が固定される。チルトモータ９９の駆動軸には、チルトウォーム１０３が固定される。チルトウォーム１０３は、上記のレンズ支持枠９７に固定されたチルトウォームホイールに噛合する。従って、チルト駆動機構１０１のチルトモータ９９が駆動されると、レンズ支持枠９７がチルト回転中心Ｔｃを中心にチルト回転する。
【００２８】
レンズ支持枠９７の内方には、カメラ１０５のレンズ１０７が固定される。カメラ１０５には、レンズ１０７をレンズ中心に沿って移動させて焦点距離を変えるズーム機構が設けられている。防爆カメラ１００は、これら複数のモータによって、カメラユニット１５が旋回、チルト、ズームの動作（ＰＴＺ（Pan Tilt Zoom）動作）を可能としている。
【００２９】
図５は、図３のカメラユニットを省略した断面図である。
【００３０】
緩衝用弾性体は、収容空間２５における金属筐体１１に設けられる。この緩衝用弾性体は、圧縮変形可能となる。即ち、防爆カメラ１００では、内部の爆発時の急峻な気圧増加を、（柔らかい）緩衝用弾性体で吸収することにより、低減させるよう図っている。
【００３１】
緩衝用弾性体は、カメラユニット１５を挟みガラスドームカバー３９の反対側に配置される。防爆カメラ１００では、特にガラスドームカバー３９の反対側に緩衝用弾性体を設置することにより、ガラスドームカバー３９への衝撃の緩和が図られている。
【００３２】
また、本実施形態において、緩衝用弾性体は、カメラユニット１５に向かって開放する開口部を有した碗状弾性部材１０９で形成されている。
【００３３】
また、本実施形態において、緩衝用弾性体は、ゴム又は樹脂の独立発泡体で形成される。独立発泡体の素材は、より具体的にはポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン等の合成樹脂のほか、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム等の合成ゴム素材等を用いることができる。
【００３４】
緩衝用弾性体は、収容空間２５での爆発時、高温高圧の気体が通過して金属筐体１１へ到達してはならない。即ち、緩衝用弾性体は、高温高圧の気体により圧縮変形し（潰れ）なければならない。そのため、緩衝用弾性体の表面には、高温高圧となった気体の通過をより確実に阻止するためのシート材が設けられてもよい。シート材の材質としては合成樹脂、合成ゴム、金属薄膜等が挙げられる。
【００３５】
次に、ドームブロック１３の分解手順を説明する。
【００３６】
図６は、図１に示す防爆カメラの分解時におけるドームブロック固定ネジを外した状態の手順説明図である。
【００３７】
防爆カメラ１００を分解するには、先ず、ドームブロック固定雌ネジ４１の全てが螺合解除される。これにより、ドームブロック１３は、金属筐体１１との固定が解除される。
【００３８】
図７は、図１に示す防爆カメラの分解時におけるドームブロックを外した状態の手順説明図である。
【００３９】
固定が解除されたドームブロック１３は、金属筐体１１から浮上する方向に分離される。金属筐体１１の開口端面３７には、Ｏリング４３を収容したＯリング収容溝４５が表出する。なお、図７では、Ｏリング４３の図示を省略している。
【００４０】
分離されたドームブロック１３は、図３に示すように、ドームリング４７にドームブロック固定雌ネジ４１が螺合することにより、ガラスドームカバー３９が固定されている。ガラスドーム押さえリング４９は、着脱用治具（図示略）の突起を係合凹部１１１に係合させて回転が可能となる。これにより、ドームリング４７からガラスドーム押さえリング４９が脱着される。ドームブロック１３は、ドームリング４７からガラスドーム押さえリング４９が脱着されることにより、ガラスドームカバー３９が脱着可能となる。同時に、端面封止材５３と側面封止材５１の取り外しが可能となる。
【００４１】
防爆カメラ１００は、上記の分解手順と逆の手順により、ドームブロック１３が組み立てられた後、金属筐体１１に装着固定される。
【００４２】
次に、上記した構成の作用を説明する。
【００４３】
図８は、緩衝用弾性体が存在する場合と無い場合との最大内部圧力を比較した説明図である。
【００４４】
本実施形態に係る防爆カメラ１００は、図８に示すように、収容空間２５に封入された可燃性ガス等が着火により発火し、急激に燃焼（爆発）すると、収容空間２５が急峻に気圧上昇して、高温高圧の気体で充満する。なお、可燃性ガス等とは、可燃性ガス又は可燃性液体の蒸気を言う。
【００４５】
例えば可燃性ガスとして水素ガスを用いた爆発現象には、比較的緩やかな爆燃（deflagration）と、反応の激しい爆轟（detonation）とが知られる。爆轟による衝撃圧力のピークは、爆燃の場合に比べ１桁以上大きな衝撃圧力値を示す。爆轟では、膨張速度が音速を超える。即ち、爆燃は、衝撃波を伴わず、爆轟は衝撃波を伴う。衝撃波（shock wave）は、主に空気中を伝播し、圧力などの物理量が不連続に変化する圧力波の一種となる。防爆カメラ１００は、緩衝用弾性体を圧縮変形させることにより、爆轟時における衝撃波の緩和作用も有する。
【００４６】
爆発時における高温高圧の気体は、緩衝用弾性体を圧縮する。また、一部の高温高圧の気体は、螺合部分から冷却されながら外部へ排出される。そして、緩衝用弾性体は、圧縮されることにより収容空間２５における爆発により生じた衝撃波の一部を吸収する。ガラスドームカバー３９に作用する爆発による衝撃は、緩衝用弾性体がその一部を吸収する分、緩和される。従って、緩衝用弾性体を設けた防爆カメラ１００では、緩衝用弾性体を設けない場合に比べ、図８に示すように、内部圧力のピーク値が抑制可能となる。また、緩衝用弾性体が圧縮されて収縮することにより、高温高圧の気体の一部が外部へ排出されるスピードが抑えられるため、この気体が螺合部分を通過する時間を長くでき、その間に充分に冷却されて排出される。
【００４７】
また、防爆規格においては、収容空間２５の量に応じて可燃性ガスの量を決定する。このため、収容空間２５に緩衝用弾性体が配置されることにより、見かけの内部容量が低減し、可燃性ガスの量を低減させることができる。防爆カメラ１００は、これによっても、ガラスドームカバー３９に作用する爆発による衝撃を緩和させることができる。
【００４８】
図９は、内部圧力Ｐと、ガラス厚及び画質との相関を表す説明図である。内部圧力Ｐ（言い換えると、ガラスドームカバー３９にかかる応力）に対応してガラスの厚みが例えば１５ｍｍ、１２ｍｍ、１０ｍｍと定められ、ガラスの厚みが小さい程、撮像画像の画質は向上することが示されている。
【００４９】
上記のように、ガラスドームカバー３９は、内部圧力（衝撃）が緩和される分、薄厚化が可能となる。図９に示すように、ガラスドームカバー３９は、内部圧力Ｐの抑制に伴って、厚みｔが例えば１５ｍｍのものから、１２ｍｍのもの、更には１０ｍｍのものへと薄厚化が可能となる。防爆カメラ１００は、ガラスドームカバー３９が薄厚となることにより、質量の低減が可能となる。材料費も安価となる。また、防爆カメラ１００は、ガラスドームカバー３９が薄厚となることにより、撮像光の透過率が向上するとともに、撮像光（光線束）のずれ（収差）が抑制される。これにより、厚肉のガラスドームカバー３９を用いる場合に比べ、薄肉のガラスドームカバー３９を備えた防爆カメラ１００によれば、図９に示すように、良好な画質が得られるようになる。
【００５０】
また、防爆カメラ１００は、緩衝用弾性体が、ガラスドームカバー３９の反対側に設けられる。緩衝用弾性体は、爆発時に、ガラスドームカバー３９の反対側の金属筐体１１に当たってガラスドームカバー３９に向かって伝播（反射）する衝撃（波）を効率よく吸収できる。これにより、ガラスドームカバー３９に対する衝撃の吸収緩和作用をより高めることができる。
【００５１】
また、防爆カメラ１００では、緩衝用弾性体が、碗状弾性部材１０９により構成される。碗状弾性部材１０９は、カメラユニット１５に対向する側が、内方凹部１１３の開口部となる。本実施形態において、緩衝用弾性体は、円形の開口部を有する。碗状弾性部材１０９は、衝撃を受けた際、衝撃の伝播方向が閉塞空間となるので、効率のよい衝撃の吸収緩和作用が得られる。
【００５２】
更に、防爆カメラ１００では、緩衝用弾性体が独立発泡体からなることにより、爆発時に生じた高温高圧の気体が、緩衝用弾性体内へ進入しない。これにより、独立発泡体は、衝撃を、厚み方向の圧縮力に効率よく変換し、衝撃を良好に吸収して緩和させることが可能となる。
【００５３】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５４】
例えば上記の構成例では、緩衝用弾性体が碗状弾性部材１０９である場合を例に説明したが、緩衝用弾性体は、複数枚のシートや平板であってもよい。これらシートや平板は、分散配置しても積層してもよい。また、緩衝用弾性体は、碗状弾性部材１０９とせず、碗状弾性部材１０９の内方空間も緩衝用弾性体で充填したブロック体としてもよい。
【００５５】
従って、本実施形態に係る防爆カメラ１００によれば、軽量化及びコスト低減を実現でき、しかも、画質を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、軽量化及びコスト低減を実現でき、しかも、画質を向上させることができる防爆カメラとして有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１１  金属筐体
１３  ドームブロック
１５  カメラユニット
２５  収容空間
３９  ガラスドームカバー
１００  防爆カメラ
１０９  碗状弾性部材（緩衝用弾性体）
【図１】
2018013531.tif 000003
【図２】
2018013531.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018013531.tif 000006
【図５】
2018013531.tif 000007
【図６】
2018013531.tif 000008
【図７】
2018013531.tif 000009
【図８】
2018013531.tif 000010
【図９】
2018013531.tif 000011