(57)【要約】  【課題】本発明では、パンテーブルの倒れガタを軽減させ、パン動作が安定したカメラ用電動雲台を小型で安価な構成で提供することを目的としている。  【解決手段】ベース側筺体に対して、水平方向に所定の角度内で回動自在に構成された駆動側筺体を有し、前記駆動側筺体が、前記ベース側筺の内部に設けられたベース部材上に前記駆動側筺体の回動中心軸に対して同心円上に略対向する位置に複数配置された球状の金属部材に当接しながら回動するカメラ用電動雲台において、前記駆動側筺体の前記球状の金属部材に当接する部位は、その形状の一部が下側に向かって拡大する略円錐形状を有している弾性変形可能な薄板金属部材で構成され、前記薄板金属部材は、前記略円錐形状の一部が前記球状の金属部材に対して当接すること。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース側筺体に対して、水平方向に所定の角度内で回動自在に構成された駆動側筺体を有し、前記駆動側筺体が、前記ベース側筺体の内部に設けられたベース部材上に前記駆動側筺体の回動中心軸に対して同心円上に対向する位置に複数配置された球状の金属部材に当接しながら回動するカメラ用電動雲台において、前記駆動側筺体の前記球状の金属部材に当接する部位は、その形状の一部が下側に向かって拡大する円錐形状を有している弾性変形可能な薄板金属部材で構成され、前記薄板金属部材は、前記円錐形状の一部が前記球状の金属部材に対して当接することを特徴とするカメラ用電動雲台。
【請求項２】
前記ベース部材は、前記駆動側筺体の一部であり前記薄板金属部材と一体となり水平方向に回動する駆動ステージの外周部の一部の上方を覆う複数の爪形状を有していることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用電動雲台。
【請求項３】
前記爪形状は、前記駆動ステージの回動面内に配置されており、前記駆動ステージの回動面内における隣接する前記複数の爪間の角度位相は全て異なる角度に設定されいることを特徴とする請求項１または２に記載のカメラ用電動雲台。
【請求項４】
前記ベース部材に対する、前記駆動ステージの組立位相は、前記駆動側筺体の回動動作範囲外にて行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカメラ用電動雲台。
【請求項５】
前記駆動側筺体の内部には、前記ベース側筺体に対してチルト方向に傾斜自在な構成を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカメラ用電動雲台。
【請求項６】
前記駆動側筺体の上面には、任意の撮像装置が締結可能な三脚雄ネジ（１０４）を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカメラ用電動雲台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置を着脱可能で所定の角度内でパン方向に駆動ステージ部が回動自在に回転することができるカメラ用電動雲台に関し、特に駆動ステージ部の軸受部周辺構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パン動作を行うことができるカメラ用電動雲台と撮像装置とを接続し、ネットワーク経由でパン動作を遠隔操作しながら撮影方向を変更する、カメラ用電動雲台システムが一般に普及してきている。なお、パン動作を行うカメラ用電動雲台では、駆動源としてステッピングモーター等のモーターを持ち、その回転動作によって、撮像装置が取り付いている駆動ステージ部を垂直軸周りに回転する。この回転動作によって水平方向の撮影方向を変更することが一般的である。
【０００３】
ここで従来の駆動ステージ部の軸受部周辺構造を持つカメラ用電動雲台２００を図１２及び図１３に示す。図１２は従来のカメラ用電動雲台２００の分解斜視図である。
図１３は従来のカメラ用電動雲台２００の断面を示す図である。
【０００４】
従来のカメラ用電動雲台２００では、ベース部材２０１に設けた複数の凹部２０２にそれぞれ鋼球２０３を配設している。そして、鋼球２０３とはラジアル方向では駆動ステージ２０４と接しており、スラスト方向では受け板金２０５と接している。なおこの時、駆動ステージ２０４と受け板金２０５は一体に締結されているものである。そして、ベース部材２０１の内側にはモーター２０６が固定されており、その回転軸２０６１がベース部材２０１中央部に設けられた穴から上方に凸している。
【０００５】
この上方に凸している回転軸２０６１は駆動ステージ２０４に設けられた勘合部と勘合している。これにより、モーター２０６から伸びる回転軸２０６１が回転するとその動きに連動するように、一体となっている駆動ステージ２０４と受け板金２０５が鋼球２０３の上側及び側面側を転がりながら水平方向に回転する。これにより、カメラ取付部２０８の水平方向へのパン動作を実現している。
【０００６】
また、駆動ステージ２０４に設けられたフランジの外周部２０４Ａの上側を覆う形で、アウターカバー２０７が設けられている。このアウターカバー２０７によって駆動ステージ２０４の浮き方向及び倒れ方向の規制を行う構成となっている。なお、ここアウターカバー２０７はベース部材２０１に対して上下方向の位置が規制されている。
【０００７】
この様な構成を持つカメラ用電動雲台２００においては、駆動ステージ２０４の倒れを押さえる部材であるアウターカバー２０７の間に数多くの部品が介在している。そのため、ガタが多く積み上がる構成となってしまい、図中矢印に示す倒れ方向の押さえが不十分になることが往々にして見受けられる。
【０００８】
そのため、パン動作が不安定になり、駆動ステージ２０４に取り付けている撮像装置の撮影映像が揺れてしまい、所望の映像が記録できないという問題がある。このような問題に対して従来では、例えば特許文献１に示すような中心軸部を軸と板金を一緒に樹脂へインサート成型することで、軸回りの剛性を金属板によって担保する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開2009-296350号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来例である特許文献１に記載の技術では、インサート成型を用いることで高剛性化を図っているため、製品の製造コストが高騰および製品の大型化を招くという問題があった。
【００１１】
そこで本発明では、パンテーブルの倒れガタを軽減させ、パン動作が安定したカメラ用電動雲台を小型で安価な構成で提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、ベース側筺体に対して、水平方向に所定の角度内で回動自在に構成された駆動側筺体を有し、前記駆動側筺体が、前記ベース側筺の内部に設けられたベース部材上に前記駆動側筺体の回動中心軸に対して同心円上に略対向する位置に複数配置された球状の金属部材に当接しながら回動するカメラ用電動雲台において、前記駆動側筺体の前記球状の金属部材に当接する部位は、その形状の一部が下側に向かって拡大する略円錐形状を有している弾性変形可能な薄板金属部材で構成され、前記薄板金属部材は、前記略円錐形状の一部が前記球状の金属部材に対して当接することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、パンテーブルの倒れガタを軽減させ、パン動作が安定したカメラ用電動雲台を小型で安価な構成で提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】：カメラ用電動雲台の斜視図
【図２】：連結部の断面図
【図３】：凹部周辺の拡大図
【図４】：ベース部材に鋼球を配設した状態を示す図
【図５】：受け板金を示す図
【図６】：爪とフランジ部を示す図
【図７】：連結部における反力を示す図
【図８】：ベース部材に対する駆動ステージの組立を示す分解斜視図
【図９】：駆動ステージのパン動作範囲と組立時の位相に関する図
【図１０】：爪の形状及び位相関係を示す図
【図１１】：パン動作中に各爪において一つの爪が外れたポジションとなった状態を示す図
【図１２】：従来のカメラ用電動雲台の分解斜視図
【図１３】：従来のカメラ用電動雲台の連結部の断面を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
［実施の形態］
＜カメラ用電動雲台の構成要素説明＞
まず最初に図１を用いてカメラ用電動雲台１００の構成を説明する。図１は、本発明の実施形態に係るカメラ用電動雲台１００の斜視図である。カメラ用電動雲台１００は、図１に示すようにベース側筺体１０１、駆動側筺体１０２から構成されており、両者は水平方向に所定の範囲内で相対的に回動可能な構成で連結されている。ベース側筺体１０１は、カメラ用電動雲台１００の土台となる部位であり、パン動作時に固定側となる部位である。内部には電源、回転動作を制御するための制御部、及び機構部等が配設されている。
【００１７】
駆動側筺体１０２は、ベース側筺体１０１の上側に配設されており、後述の駆動部１０３からの出力を受けて、ベース側筺体１０１に対して所定の範囲内で水平方向の回転動作を行う事が出来るものである。また、駆動側筺体１０２の上面からは雄ネジ１０４が凸する形で配置されている。この雄ネジ１０４は、一般的な三脚に設けられている雄ネジと同一のネジであり、この部位と種々のカメラの底面に設けられている三脚雌ネジに締結することで駆動側筺体１０２と種々のカメラは一体化することが可能となっている。
【００１８】
そして、駆動側筺体１０２はその内部にチルト機構（不図示）を有しており、ベース側筺体１０１に対してチルト動作をし、任意の角度で固定することが可能になっている。そのため、上下方向の撮影画角を任意に変更可能な構成になっている。
【００１９】
＜連結部の構成説明＞
次に、ベース側筺体１０１と駆動側筺体１０２の連結部について図２を用いて説明する。図２は連結部の断面図である。ベース側筺体１０１と駆動側筺体１０２の間を繋ぐ連結部では、ベース部材１０５に設けた複数の凹部１０６にそれぞれ鋼球１０７を配設している。ここで、図３にベース部材１０６の凹部１０６周辺の拡大図を示す。また、図４にベース部材１０６に鋼球１０７を配設した状態を示す。
【００２０】
ベース部材１０５は図３に示すように、その中央部に開口部１０８を持ち、開口部１０８の周辺には凹部１０６が略等間隔で同心円状に複数設けられている。この時、凹部１０６は円周方向、開口部１０８の中心を通る中心線を挟んで対向するように配設されている。
【００２１】
なお、開口部１０８の中心は駆動側筺体１０２のパン動作の中心軸と略同一の場所に設けられているものとする。また、凹部１０６は周囲の面１０９よりも一段低い底面１１０を持っている。そして、外側に向けて解放され、残りの３方を周囲の面１０９よりも一段高い壁１１１により囲われる形で構成されている。
【００２２】
この様な構成の凹部１０６に鋼球１０７が配設されているが、鋼球１０７は壁１１１に対してラジアル方向スラスト方向共に、若干凸する形状となっている。また、凹部１０６を囲む壁１１１の間の距離は鋼球１０７よりも大きく設定されていて、鋼球１０７は凹部１０６の中で回転動作を行う事が可能になっている。さらに、凹部１０６の底面１１０はは周囲の面よりも低く設定されているため、凹部１０６の内部で鋼球１０７が回転したとしても、凹部１０６の外に転がり出てしまう事は無い構成となっている。連結部の説明に戻り、受け板金１１２は図２に示すように鋼球１０７に斜めに当接している。
【００２３】
ここで、前述のように、鋼球１０７は壁１１１に対してラジアル方向スラスト方向共に、若干凸しているため、受け板金１１２はラジアル方向スラスト方向共に鋼球１０７とのみ接することとなる。なお、凹部１０６は前述の通り、凹部１０６は円周方向、開口部１０８の中心を通る中心線を挟んで対向するように配設されているため、バランス良く支える事が可能になり、安定して駆動側筺体１０２を支える事が可能となっている。
【００２４】
ここで、図５に受け板金１１２の形状を示す。図５（ａ）は受け板金１１２の斜視図である。図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ部における、受け板金１１２の断面図である。
【００２５】
受け板金１１２は図５に示すように、上下を貫通する中央開口部１１３を持ち、上側平面部１１４と下側平面部１１５を、下側に向かって末広がりな斜め面１１６で繋いだ傘状の略円錐形状をした薄板金属の部材であり、上側平面部１１４が駆動ステージ１１７と一体に締結されている。なお、本実施例においては、斜め面１１６の中腹が内側に向かって円弧形状に凸する構成としている。これは、受け板金１１２の斜面裏側に当たる駆動ステージ部１１７と間に空間を設けることによって、斜め面１１６にバネ性を持たせるためである。
【００２６】
なお、例えば斜め面１１６を直線的に広がる円錐形状として、受け板金１１２の裏側に当たる駆動ステージ１１７側を凹形状とすることによって空間を確保し、斜め面１１６にバネ性を持たせる構成としても構わない。なお、駆動ステージ１１７は、駆動側筺体１０２の根元部分を構成する円盤状の部材である。
【００２７】
連結部の説明に戻り、図２に示すようにベース部材１０５の内側には、モーター１１８が固定されており、その回転軸１１８１がベース部材１０５中央部に設けられた穴から上側に凸している。この凸している回転軸１１８１は駆動ステージ１１７に設けられた勘合部１１７１と勘合している。そのため、モーター１１８から伸びる回転軸１１８１が回転するとその動きに連動するように、一体となっている駆動ステージ１１７と受け板金１１２が鋼球１０７の上を転がりながら水平方向に回転する。
【００２８】
これにより、駆動側筺体１０２はベース側筺体１０１に対して水平方向へのパン動作を実現している。またこの時、パン動作を阻害する抵抗は、鋼球１０７の上を転がる時の転がり抵抗のみとなるため、非常に小さな抵抗しか働いていない。そのため、非常にスムーズにパン動作をすることが可能となる。また、回転させるための抵抗が小さいため、内臓するモーター１１８も小型のものを使う事が可能となるため、製品全体の小型化、省電力化に大きく貢献している。そして、鋼球１０７及び受け板金１１２は共に金属で構成されているため、摩耗にも強く耐久性能が向上し製品寿命の延命を図ることが出来る。
【００２９】
駆動ステージ１１７には、外周部にフランジ部１１９が複数設けられている。また、ベース部材１０５には、上方に凸した内側向きの爪１２０が複数設けられており、爪１２０の下側がフランジ部１１９の上側を覆っている。なお本実施例においては、爪１２０は４箇所設けられているが、この数に限られたものでは無い。
【００３０】
ここで、図６に爪１２０とフランジ部１１９を示す。図６に示すように、フランジ部１１９の上側面を爪１２０の下側面が押さえる構成になっている。これにより、駆動ステージ１１７のベース部材１０５に対する浮き方向（上側）及び倒れ方向（図中矢印）の規制を行っている。
【００３１】
連結部では先述のように、鋼球１０７に対して受け板金１１２が斜面で当接することによって駆動ステージ１１７が保持されている。受け板金１１２は前述のようにバネ性を有している。そのため、連結部では図７に示すように、駆動ステージ１１７より上側の部材及び搭載されているカメラ（不図示）の自重を受けると受け板金１１２部はスラスト方向の反力Ｆ１及びラジアル方向の反力Ｆ２を受けることとなる。なお、図７は受け板金１１２が受ける反力を示す図である。
【００３２】
スラスト方向の反力Ｆ１により、駆動ステージ１１７は上側に押し上げられる。そして、フランジ部１１９を爪１２０の下側面に押しつける働きをする。これにより、スラスト方向のガタを抑制する構成になっている。
【００３３】
そして前述の通り、凹部１０６は円周方向、開口部１０８の中心を通る中心線を挟んで対向するように配設されているため、ラジアル方向の反力Ｆ２は、互いに打ち消しあう形となる。そのため、開口部１０８の中心に対してセンタリングされる形となり、ラジアル方向のガタを抑制する構成になっている。
【００３４】
また、図２に示すように、これらフランジ部１１９及び爪１２０を覆い隠すように、ベース部材１０５の外側をベース側筺体１０１の外観を構成するアウターカバー１２２が覆う形で設けられている。アウターカバー１２２は、内部の駆動ステージ１１７やベース部材１０５などの駆動側筺体１０２の回動にかかわる機構部との間に直接的に関係を持たず、外側を覆うだけの構成となっている。
【００３５】
以上纏めると、本実施例に示すカメラ用電動雲台１００の連結部では、駆動ステージ１１７は、浮方向、沈みこみ方向、そしてラジアル方向の全ての方向をベース部材１０５にて受ける構成となっており、ガタを抑制することが可能となっている。また、駆動ステージ１１７と一体になっている斜め面で形成された受け板金１１２を、同心円上に略対向した形で配設されている複数の鋼球１０７で受けることによって、ラジアル方向及びスラスト方向のガタを抑制することが可能になっている。ラジアル方向、スラスト方向、共にガタが抑制されるため、必然的に駆動側筺体１０２の倒れ方向のガタは軽減されることとなる。
【００３６】
＜連結部の組立に関する説明＞
次に、駆動ステージ１１７の組立に関して図８及び図９を用いて説明する。図８はベース部材１０５に対する駆動ステージ１１７の組立を示す分解斜視図であり、位相は組立時の位相を示している。図９は、ベース部材１０５に対する駆動ステージ１１７の組立時の位相を示す図である。図８に示すように、駆動ステージ１１７のフランジ１１９は部分的に切り欠き１２１が設けられ複数のフランジ部１１９と切り欠き１２１が交互に並ぶ構成となっている。
【００３７】
そして、組立時の所定の位相ではベース部材１０５の爪１２０と切り欠き１２１の位相が対応しており、この組立時の所定の位相でのみ爪１２０が切り欠き１２１を通過しベース部材１０５に対して駆動ステージ１１７を組立することが可能である。そして組立時の位相以外では爪１２０がフランジ１１９にひっかかり抜けないものとなっている。ここで図９に駆動ステージ１１７のパン動作範囲と組立時の位相に関する図を示す。
【００３８】
図９に示すように、組立時には、駆動ステージ１１７をパン動作の範囲Ｂよりも回した、位相Ａの状態まで回転させて組み立てる。これにより、例えば駆動ステージ１１７のパン動作中に駆動ステージ１１７がベース部材１０５から外れてしまうことが無い。
【００３９】
＜爪部の位相に関する説明＞
次に各爪１２０のそれぞれの形状及び相対的な位相について図１０を用いて説明する。図１０は爪１２０の形状及び位相関係を示す図である。なお、位相は組立時の位相を示している。図１０に示すように、爪１２０の幅Ｌは、全て同じ長さで構成されている。すなわちこの爪１２０に対応する切り欠き１２１も同様に全て同じ幅となっており、その幅はＬに対して組立のクリアランスを加えたＬよりも大きい幅となっている。また、各爪１２０間の位相Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚは、全て異なる角度で構成されている。
【００４０】
ここまでで説明した、爪１２０と切り欠き１２１の関係とすることによって、フランジ部１１９と爪１２０が全て外れる唯一の位相はパン動作の外側となる。そのため、図１１(a)〜(d)に示すようにパン動作中に仮に一つの爪１２０が外れたポジションαになったとしても、残り３つの爪１２０は必ずフランジ部１１９の上を覆うポジションβとなる。
【００４１】
なお、図１１(a)〜(d)は、全てパン動作中に各爪において一つの爪１２０が外れたポジションαとなった状態を示している。
【００４２】
つまりは本実施例に示す爪１２０と切り欠き１２１の関係とすることによって、パン動作中にはフランジ部１１９と爪１２０が外れてガタが大きくなることを防ぐことが可能である。
【００４３】
以上説明してきたように、本実施例に示すカメラ用電動雲台１００における連結部では、パン動作回転の中心軸に対して同心円状に中心軸に対して対称な位置に配置した鋼球１０７の上にバネ性を持つ、受け板金１１２が斜め面１１６で当接する。
また、鋼球１０７を受けるベース部材１０５と一体に形成されている爪１２０により、駆動ステージ１１７の浮き上がり方向の規制する。
【００４４】
そして、受け板金１１２が駆動側筺体１０２の一部である、駆動ステージ１１７と一体になり回転する構成とすることによって、駆動側筺体１０２のパン動作時のガタを抑制することが可能となっているまた、ベース部材１０５と駆動ステージ１１７の組立位相を駆動側筺体１０２のパン動作範囲外とし、かつ爪１２０の幅を一定にしつつも各爪１２０間の位相を全て異なるものとすることによって、パン動作中のガタ増大を抑制することが可能となっている。
【００４５】
本実施例に示すカメラ用電動雲台１００における連結部の構成では、倒れガタを抑制するために特別に部品を追加することや、特別な加工を行っていない。そのため、非常に安価で小型な構成でパン動作が安定したカメラ用電動雲台を実現可能としている。
【００４６】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施例に示す形態のみに限定されるものではなく、本発明と同様の効果が得られるものであれば、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。また、上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１００  ‥‥カメラ用電動雲台
１０１  ‥‥ベース側筺体
１０２  ‥‥駆動側筺体
１０３  ‥‥駆動部
１０４  ‥‥雄ネジ
１０５  ‥‥ベース部材
１０６  ‥‥凹部
１０７  ‥‥鋼球
１０８  ‥‥開口部
１０９  ‥‥周囲の面
１１０  ‥‥底面
１１１  ‥‥壁
１１２  ‥‥受け板金
１１３  ‥‥中央開口部
１１４  ‥‥上側平面部
１１５  ‥‥下側平面部
１１６  ‥‥斜め面
１１７  ‥‥駆動ステージ
１１７１‥‥勘合部
１１８  ‥‥モーター
１１８１‥‥回転軸
１１９  ‥‥フランジ部
１２０  ‥‥爪
１２１  ‥‥切り欠き
１２２  ‥‥アウターカバー
２０１  ‥‥ベース部材
２０２  ‥‥凹部
２０３  ‥‥鋼球
２０４  ‥‥駆動ステージ
２０５  ‥‥受け板金
２０６  ‥‥モーター
２０６１‥‥回転軸
２０７  ‥‥アウターカバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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