(57)【要約】ロッドを押し出す方向にピストンが移動することに伴う出力低下を補うことができる。シリンダ５１内に封入される気体の量を変化させることでピストンロッド５５の先端を所定の範囲で移動させる気体ばね１５において、略筒形状のシリンダ５１は、ピストン５４に設けられるロッド５５が突出する側に向けて内径が大きくなるテーパ部を有する。
2016104268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が覆われた略筒形状のシリンダと、
前記シリンダの中心軸と略平行に移動するピストンと、
第１の端が前記シリンダから突出し、第２の端が前記ピストンに設けられる棒状のロッドと、
弾性を有する材料で形成されたダイヤフラムであって、前記シリンダの内側に設けられ、前記シリンダの内壁面及び前記ピストンの底面に接触するダイヤフラムと、
を備え、前記シリンダ内に封入される気体の量を変化させることで前記第１の端を所定の範囲で移動させる気体ばねであって、
前記シリンダは、前記ロッドが突出する側に向けて内径が大きくなるテーパ部を有することを特徴とする気体ばね。
【請求項２】
物体が載置される載置台と、
両端が覆われた略筒形状のシリンダと、前記シリンダの中心軸と略平行に移動するピストンと、第１の端が前記シリンダから突出して前記載置台に連結され、第２の端が前記ピストンに設けられる棒状のロッドと、弾性を有する材料で形成されたダイヤフラムであって、前記シリンダの内側に設けられ、前記シリンダの内壁面及び前記ピストンの底面に接触するダイヤフラムと、を有し、前記シリンダ内に封入される気体の量を変化させることで前記載置台を所定の範囲で昇降させる気体ばねと、
を備え、
前記シリンダは、前記ロッドが突出する側に向けて内径が大きくなるテーパ部を有することを特徴とする搭載装置。
【請求項３】
前記テーパ部の前記中心軸に沿った方向の長さは、前記載置台を所定の範囲で昇降させるときの前記ピストンの移動量と略同一である
ことを特徴とする請求項２に記載の搭載装置。
【請求項４】
前記ダイヤフラムは、前記シリンダの内周面に設けられるフランジ部と、前記ピストンと接触し、前記シリンダの中心軸に沿って移動する底部と、前記フランジ部と前記底部とが両端に設けられる略筒状の周壁部と、を有し、
前記周壁部は、前記底部側より前記フランジ部側が細いテーパ形状であり、前記テーパ形状は前記テーパ部のテーパ角と略同一のテーパ角を有し、
前記フランジ部は、前記シリンダの内径が小さい部分に設けられる
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の搭載装置。
【請求項５】
前記テーパ部は、第１のテーパ角度を有する第１のテーパ部と、前記第１のテーパ角度より大きい第２のテーパ角度を有する第２のテーパ部と、を含み、
前記第２のテーパ部は、前記第１のテーパ部よりも前記ロッドが突出する側に形成される
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の搭載装置。
【請求項６】
前記ピストンロッドが最も突出していない状態である第１の状態であるときの前記ダイヤフラムの受圧面積は、前記テーパ部の最も内径が小さい位置である第１の位置における断面積であって、前記中心軸と直交する断面における前記シリンダの中空部分の断面積と同じであり、
前記ピストンロッドが最も突出した状態である第２の状態における前記ダイヤフラムの受圧面積は、前記テーパ部の最も内径が大きい位置である第２の位置における断面積であって、前記中心軸と直交する断面における前記シリンダの中空部分の断面積と同じであり、
前記第１の状態におけるゲージ圧である第１のゲージ圧と大気圧との和と、前記第１の状態にあるときに気体が封入された領域の体積である第１の体積と、の積は、前記第２の状態にあるときのゲージ圧である第２のゲージ圧と大気圧との和と、前記第１の体積と前記テーパ部の体積との和と、の積と同じであり、
前記第１のゲージ圧と前記第１の位置における直径との積は、前記第２のゲージ圧と前記第２の位置における直径との積と同じである
ことを特徴とする請求項３に記載の搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体ばね及び搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、カメラが載置される雲台を昇降自在に支持する筒体と、筒体の昇降に連動して回転する輪軸と、を有し、輪軸の非円形カムのモーメントの半径ｒの変化によって気体ばねの弾発力の補償動作を行う荷重搭載装置が開示されている。このため、特許文献１に記載の発明では、筒体のストロークの全範囲において、筒体側の荷重と、ストロークで変化する気体ばねの弾発力が均衡する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４０２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、気体ばねは、ピストンの位置により出力が変化する。具体的には、ロッドを押し出す方向にピストンが移動するにつれて、気体ばねの出力は徐々に低下する。特許文献１に記載の発明では、気体ばねの出力低下を補正して一定の出力を得るために、非円形カムを有する輪軸を介在させなくてはならない。したがって、特許文献１に記載の発明では、輪軸の分だけ、装置の構成が複雑になり、また装置が大型化してしまうという問題がある。【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ロッドを押し出す方向にピストンが移動することに伴う出力低下を補うことができる気体ばね及び搭載装置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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る搭載装置は、例えば、両端が覆われた略筒形状のシリンダと、  前記シリンダの中心軸と略平行に移動するピストンと、第１の端が前記シリンダから突出し、第２の端が前記ピストンに設けられる棒状のロッドと、弾性を有する材料で形成されたダイヤフラムであって、前記シリンダの内側に設けられ、前記シリンダの内壁面及び前記ピストンの底面に接触するダイヤフラムと、を備え、前記シリンダ内に封入される気体の量を変化させることで前記第１の端を所定の範囲で移動させる気体ばねであって、前記シリンダは、前記ロッドが突出する側に向けて内径が大きくなるテーパ部を有することを特徴とする。【０００７】
本発明に係る搭載装置によれば、シリンダは、ロッドが突出する側に向けて内径が大きくなるテーパ部を有する。そのため、ロッドが突出する側にピストンが移動するにつれて、ダイヤフラムの受圧面積が広くなる。これにより、ロッドを押し出す方向にピストンが移動することに伴う出力低下を補うことができる。【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る搭載装置は、例えば、物体が載置される載置台と、両端が覆われた略筒形状のシリンダと、前記シリンダの中心軸と略平行に移動するピストンと、第１の端が前記シリンダから突出して前記載置台に連結され、第２の端が前記ピストンに設けられる棒状のロッドと、弾性を有する材料で形成されたダイヤフラムであって、前記シリンダの内側に設けられ、前記シリンダの内壁面及び前記ピストンの底面に接触するダイヤフラムと、を有し、前記シリンダ内に封入される気体の量を変化させることで前記載置台を所定の範囲で昇降させる気体ばねと、を備え、前記シリンダは、前記ロッドが突出する側に向けて内径が大きくなるテーパ部を有することを特徴とする。これにより、載置台が上昇する（ロッドを押し出す）方向にピストンが移動（上昇）するにつれて、ダイヤフラムの受圧面積が広くなることで、ピストンの上昇に伴う出力低下を補正することができる。【０００９】
ここで、前記テーパ部の前記中心軸に沿った方向の長さは、前記載置台を所定の範囲で昇降させるときの前記ピストンの移動量と略同一であってもよい。これにより、ピストンが移動する全範囲において、ピストンの上昇に伴う気体ばねの出力低下を補うことができる。【００１０】
ここで、前記ダイヤフラムは、前記シリンダの内周面に設けられるフランジ部と、前記ピストンと接触し、前記シリンダの中心軸に沿って移動する底部と、前記フランジ部と前記底部とが両端に設けられる略筒状の周壁部と、を有し、前記周壁部は、前記底部側より前記フランジ部側が細いテーパ形状であり、前記テーパ形状は前記テーパ部のテーパ角と略同一のテーパ角を有し、前記フランジ部は、前記シリンダの内径が小さい部分に設けられてもよい。これにより、ダイヤフラムの周壁部がテーパ部の内壁に密着可能である。【００１１】
ここで、前記テーパ部は、第１のテーパ角度を有する第１のテーパ部と、前記第１のテーパ角度より大きい第２のテーパ角度を有する第２のテーパ部と、を含み、前記第２のテーパ部は、前記第１のテーパ部よりも前記ロッドが突出する側に形成されてもよい。これにより、気体圧力によりピストンを上向きに押す力をより細かく調整することができる。【００１２】
ここで、前記ピストンロッドが最も突出していない状態である第１の状態であるときの前記ダイヤフラムの受圧面積は、前記テーパ部の最も内径が小さい位置である第１の位置における断面積であって、前記中心軸と直交する断面における前記シリンダの中空部分の断面積と同じであり、前記ピストンロッドが最も突出した状態である第２の状態における前記ダイヤフラムの受圧面積は、前記テーパ部の最も内径が大きい位置である第２の位置における断面積であって、前記中心軸と直交する断面における前記シリンダの中空部分の断面積と同じであり、前記第１の状態におけるゲージ圧である第１のゲージ圧と大気圧との和と、前記第１の状態にあるときに気体が封入された領域の体積である第１の体積と、の積は、前記第２の状態にあるときのゲージ圧である第２のゲージ圧と大気圧との和と、前記第１の体積と前記テーパ部の体積との和と、の積と同じであり、前記第１のゲージ圧と前記第１の位置における直径との積は、前記第２のゲージ圧と前記第２の位置における直径との積と同じであってもよい。これにより、ピストンの位置によらず一定の出力を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ロッドを押し出す方向にピストンが移動することに伴う出力低下を補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態に係るペデスタル１の概略構成の一例を示す概念図である。
【図２】気体ばねの概略構成の一例を示す断面図である。
【図３】ダイヤフラムの概略を示す斜視図である。
【図４】テーパ角の算出方法の説明のために、気体ばねを部分的に拡大した図である。
【図５】第２の実施の形態に係るペデスタル２の気体ばねの概略構成の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明に係る搭載装置の一実施の形態であるペデスタル１の概略構成の一例を示す概念図である。
【００１７】
ペデスタル１は、主として、上下動可能な筒体１１と、筒体１１の上端に取り付けられた載置台１２と、筒体１１が挿通される基礎円筒１３と、基礎円筒１３を支持する台車１４と、台車１４の内部に設けられた気体ばね１５と、気体ばね１５に設けられた第１プーリ１６と、ワイヤ１７と、台車１４に設けられた第２プーリ１８と、筒体１１に設けられた第３プーリ１９と、を有する。台車１４の下には、床上を移動するための車輪１４Ａが設けられる。
【００１８】
載置台１２には、雲台３１が取り付けられる。雲台３１を介して、ペデスタル１には撮影用のカメラ３２が搭載されている。気体ばね１５には、リザーバタンク２１がエアパイプ２２で連結されている。
【００１９】
気体ばね１５のピストンロッド５５（後に詳述）先端には、第１プーリ１６が設けられている。ピストンロッド５５の上下動に伴い、第１プーリ１６も上下動する。
【００２０】
ワイヤ１７は、一端が台車１４に固定され、第１プーリ１６、第２プーリ１８及び第３プーリ１９を経て、他端が筒体１１の下端に固定される。
【００２１】
ピストンロッド５５、すなわち第１プーリ１６が上昇すると、台車１４と第１プーリ１６との間の長さを長くする方向（図１における黒矢印方向）にワイヤ１７が移動する。その結果、筒体１１が上方（＋ｚ方向）に移動する。逆に、ピストンロッド５５が下降すると、第１プーリ１６も下降し、ピストンロッド５５が上昇するときと反対方向（図１における白抜き矢印方向）にワイヤ１７が移動する。その結果、筒体１１が下方（−ｚ方向）に移動する。
【００２２】
本実施の形態では、ワイヤ１７を用いるため、ワイヤ１７の移動量、すなわち筒体１１の移動量をピストンロッド５５の移動量の倍とすることができる。また、ワイヤ１７を用いることで、気体ばね１５を複数設ける場合にも対応可能となるうえ、気体ばね１５の配置の自由度も高くなる。
【００２３】
図２は、気体ばね１５の概略構成の一例を示す断面図である。図２において、実線は、ピストン５４が−ｚ側の端である最下位にある（ピストンロッド５５が最も突出していない）状態を示し、点線は、ピストン５４が＋ｚ側の端である最上位にある（ピストンロッド５５が最も突出した）状態を示す。
【００２４】
気体ばね１５は、主として、シリンダ５１と、ボンネット５２、５３と、ピストン５４と、ピストンロッド５５と、ばね５６と、ダイヤフラム５７と、軸受５８と、保持部材５９と、を有する。
【００２５】
シリンダ５１は、略筒形状の部材である。シリンダ５１は、ピストンロッド５５が突出する側（＋ｚ方向）に向けて内径が大きくなるテーパ部５１ａを有する。
【００２６】
テーパ部５１ａは、ピストン５４（後に詳述）の移動距離（ストローク）Ｌと略同一の長さで形成される。ここで、ストロークとは、最下位に位置するときのピストン５４の位置と、最上位に位置するときのピストン５４の位置と、の間の距離である。また、テーパ部５１ａは、ピストン５４が最下位と最上位との間で移動するときにダイヤフラム５７の周壁部５７ａ（後に詳述）が接触する領域と略同一である。
【００２７】
テーパ部５１ａは、ストロークＬが２００〜３００ｍｍに対して直径の変化が略２〜３ｍｍ程度となるように形成される。すなわち、テーパ部５１ａのテーパ角θａは、略０．５度程度（本実施の形態では、例えば略０．３８度〜略０．８６度程度）である。ただし、テーパ部５１ａのテーパ角はこれに限定されない。テーパ角θａの算出方法については、後に詳述する。
【００２８】
シリンダ５１の両端に形成された開口部を覆うように、シリンダ５１の両端には、それぞれボンネット５２、５３が設けられる。ボンネット５２とボンネット５３とは、図示しないタイロッドにより連結されている。これにより、シリンダ５１の内部に中空部分が形成される。
【００２９】
ボンネット５３には、ダイヤフラム５７とボンネット５３の内壁との間に形成された気密室Ｘ内に気体（本実施の形態では、空気）を注入したり、排出したりする供給口５３ａが形成される。供給口５３ａには、エアパイプ２２、すなわちリザーバタンク２１が取り付けられる。なお、リザーバタンク２１は、ピストン５４の上下動による気密室Ｘの容積変動にしたがう圧力変動が大きい時に、圧力変動を小さくおさえるために取り付けられるものであるが、本発明において必須ではない。
【００３０】
ピストン５４は、略有底筒形状の部材であり、シリンダ５１の中心軸Ｃと略平行に移動する。ピストン５４の底面内側には、ピストンロッド５５の一端が設けられる。ピストンロッド５５の他端は、ボンネット５２に形成された孔５２ａを通って気体ばね１５の外部に突出する。ピストンロッド５５は、孔５２ａに設けられた軸受５８により軸支される。
【００３１】
ピストンロッド５５のシリンダ５１から突出している端には、第１プーリ１６が連結される。また、第１プーリ１６には、ワイヤ１７等を介して筒体１１が連結される。ピストン５４がシリンダ５１の内部を上下（±ｚ方向）に移動すると、それに伴い、筒体１１も上下に移動する。
【００３２】
ピストン５４の底面内側には、ばね５６の一端が設けられる。ばね５６は、例えばコイルばねである。ばね５６の一端はピストン５４の底面内側に設けられ、他端はボンネット５２に設けられる。ばね５６は、ピストン５４に下向き（−ｚ方向）の力を付勢する。
【００３３】
ピストン５４の底面外側は、ダイヤフラム５７を押圧する。図３は、ダイヤフラム５７の概略を示す斜視図である。図３における実線は、ダイヤフラム５７を使用していない状態を示し、図３における点線は、ダイヤフラム５７を使用している状態の一例を示す。
【００３４】
ダイヤフラム５７は、略有底円筒形状の部材であり、ゴム等の弾性を有する材料で形成される。ダイヤフラム５７は、主として、略筒状の周壁部５７ａと、周壁部５７ａの一端に形成された膜部５７ｂ（底部に相当する）と、周壁部５７ａの膜部５７ｂが設けられていない端に形成されたフランジ部５７ｃと、を有する。
【００３５】
膜部５７ｂは、流体圧力により、中心軸Ｃに沿って移動する。また、膜部５７ｂは、ピストン５４の底面外側と接触する。フランジ部５７ｃは、他の部分に比べて肉厚に形成されており、シリンダ５１に固定される。
【００３６】
周壁部５７ａは、膜部５７ｂ側よりフランジ部５７ｃ側が細いテーパ形状に形成されている。周壁部５７ａの直径が大きい側の端には膜部５７ｂが設けられ、周壁部５７ａの直径が小さい側の端にはフランジ部５７ｃが設けられる。周壁部５７ａのテーパ角は、テーパ部５１ａのテーパ角θａと略同一である。なお、周壁部５７ａは、必ずしもテーパ形状である必要は無い。
【００３７】
図２の説明に戻る。ダイヤフラム５７のフランジ部５７ｃは、シリンダ５１の内壁と、保持部材５９とにより、厚さを薄くするように狭みこまれる。これにより、ダイヤフラム５７がシリンダ５１の内側に固定される。なお、保持部材５９は、フランジ部５７ｃをシリンダ５１とともに狭持するためだけに設けられており、シリンダ５１の一部とみなすことができる。
【００３８】
このように構成された気体ばね１５の作用について説明する。ピストン５４は、ばね５６による下向きの付勢力を受けて、ボンネット５３の内壁に当接する最下位（初期位置）に位置している。このとき、ピストン５４の側面の略全域に、ダイヤフラム５７の周壁部５７ａが接触している。
【００３９】
供給口５３ａから圧縮空気を供給すると、保持部材５９、ボンネット５３及びダイヤフラム５７によって区画された気密室Ｘが加圧状態（例えば０．１〜１ＭＰａ）となり、ダイヤフラム５７（ピストン５４）の底面に上向き（＋ｚ方向）の力が作用する。圧縮空気によりダイヤフラム５７（ピストン５４）を上向きに押す力は、ばね５６による付勢力よりも大きいため、供給口５３ａから圧縮空気を供給することで、ばね５６の付勢力に抗してピストン５４（ピストンロッド５５）が上昇する。これにより、筒体１１、すなわちカメラ３２が上昇する。
【００４０】
ピストン５４の上昇に伴い、ダイヤフラム５７の周壁部５７ａは、ピストン５４の側面から徐々に離れてシリンダ５１の内壁面に接触し、周壁部５７ａの折り返し部分が上昇する。このようにして、ダイヤフラム５７が反転する。
【００４１】
シリンダ５１の周壁部５７ａが接触する部分は、テーパ部５１ａである。周壁部５７ａのテーパ角がテーパ部５１ａのテーパ角θａと略同一であるため、ダイヤフラム５７が反転したときに周壁部５７ａがテーパ部５１ａの内壁に密着可能である。
【００４２】
テーパ部５１ａは、ピストンロッド５５が突出する側（＋ｚ方向）に向けて内径が大きくなっているため、ピストン５４が上向きに移動するにつれて受圧面積が広くなる。ここで、ダイヤフラム５７の周壁部５７ａはテーパ部５１ａの内周面と当接するため、受圧面積は、中心軸Ｃと略直交する断面におけるシリンダ５１の中空部分の断面積であって、周壁部５７ａの折り返し部分がある位置における断面積と略同一である。以下、中心軸Ｃと略直交する断面におけるシリンダ５１の中空部分の断面積を、単にシリンダ５１の断面積という。
【００４３】
通常の（テーパ部５１ａを有しない）気体ばねだと、ピストン５４を下方に移動させると気密室Ｘの容積が減少する。その結果、気密室Ｘ内の気体の圧力が上昇し、上昇力（出力が増大する。ここで、上昇力を、単位面積当たりの、気体圧力によりピストン５４を上向きに押す力と定義する。一方、ピストン５４を上方に移動させると、気密室Ｘの容積は増大して、上昇力が減少する。その結果、ピストン５４の位置によって上昇力が異なり、受圧面積が一定の場合には、上昇力と載置台１２に搭載されたカメラ３２の荷重とは、垂直方向（ｚ方向）のある位置でしか釣り合わない。
【００４４】
それに対し、テーパ部５１ａを有する場合には、ピストン５４を上方に移動させて上昇力が減少するのに伴い、受圧面積を広くしている。このように、上昇力の減少分を受圧面積を広くすることで補い、ピストンロッド５５が第１プーリ１６を上向きに押す力を一定とする。その結果、ワイヤ１７が筒体１１を上昇させる力も一定となる。
【００４５】
ここで、ピストンロッド５５が第１プーリ１６を上向きに押す力を一定とするためのテーパ角θａの求め方について、詳細に説明する。図４は、テーパ角θａの算出方法の説明のために、気体ばね１５を部分的に拡大した図である。なお、図４においては、テーパ部５１ａの径の変化が分かりやすいように、ｘ方向の寸法変化をｚ方向と比べて大きく図示しているため、図４の気体ばね１５の形状は、実際の気体ばね１５の形状と異なっている。
【００４６】
図４に示すように、テーパ部５１ａの最も細い（最も内径が小さい）位置における直径をＡとし、テーパ部５１ａの最も太い（最も内径が大きい）位置における直径をＡ’とする。ピストン５４のストロークはＬである。
【００４７】
ピストンロッド５５が最も突出していない状態（ピストン５４が初期位置にある）におけるダイヤフラム５７の受圧面積は、テーパ部５１ａの最も細い位置におけるシリンダ５１の断面積、すなわちπＡ２／４であり、このときのゲージ圧をＰとする。また、ピストンロッド５５が最も突出した状態におけるダイヤフラム５７の受圧面積は、テーパ部５１ａの最も太い位置におけるシリンダ５１の断面積、すなわちπＡ’２／４であり、このときのゲージ圧をＰ０とする。また、大気圧をＰｋとする。リザーバタンク２１、エアパイプ２２及び気密室Ｘに封入される気体の容積、すなわちピストン５４が初期位置にあるときに気体が封入された領域の体積をＶとする。
【００４８】
この場合において、ボイルの法則より数式１が成立する。また、ピストン５４の位置によらず気体がピストン５４を上向きに押す力Ｑを一定とするためには、数式２が成立する必要がある。
【００４９】
【数１】
2016104268.tif 000003
【数２】
2016104268.tif 000004
【００５０】
数式１は、受圧面積がπＡ２／４のときのゲージ圧（Ｐ）と大気圧（Ｐｋ）との和と、受圧面積がπＡ２／４のときに気体が封入された領域の体積（Ｖ）と、の積は、受圧面積がπＡ’２／４のときのゲージ圧（Ｐ０）と大気圧（Ｐｋ）との和と、体積（Ｖ）とテーパ部５１ａの体積との和と、の積と同じであることを示している。また、数式２は、受圧面積がπＡ２／４のときのゲージ圧（Ｐ）と、テーパ部５１ａの最も細い位置における直径（Ａ）との積は、受圧面積がπＡ’２／４のときのゲージ圧（Ｐ０）と、テーパ部５１ａの最も太い位置における直径（Ａ’）との積と同じであることを示している。
【００５１】
ここで、ゲージ圧Ｐ、Ｐ０、直径Ａ、容積Ｖ、ストロークＬは任意に定められるため、数式１、２より直径Ａ’が求められる。そして、直径Ａ、Ａ’及びストロークＬによりテーパ部５１ａのテーパ角θａが求められる。
【００５２】
このようにして求められたテーパ角θａ（直径Ａ、Ａ’、ストロークＬ等）を用いてシリンダ５１を形成することで、ピストン５４の位置によらず、気体圧力によりピストン５４を上向きに押す力Ｑと、筒体１１、載置台１２、カメラ３２等により第１プーリ１６を下向きに押す力（搭載装置が搭載する荷重）と、を釣り合わせることができる。
【００５３】
気体ばね１５の作用の説明に戻る。ピストン５４は、その上端面がボンネット５２に当接する最上位まで上昇して、停止する。ピストン５４が最上位にある状態から圧縮空気を抜いて、気密室Ｘの圧力を大気圧に戻すと、ばね５６の付勢力によりピストン５４（ピストンロッド５５）が下降する。ピストン５４の下降に伴い、ダイヤフラム５７の周壁部５７ａは、テーパ部５１ａの内壁面にから徐々に離れてピストン５４の外周面に接触し、周壁部５７ａの折り返し部分が下降する。このようにして、ダイヤフラム５７が再び反転する。ピストン５４は、その底面がボンネット５３に当接する最下位まで下降して、停止する。
【００５４】
本実施の形態によれば、ピストン５４の位置が上昇（ピストンロッド５５を押し出す方向にピストン５４が移動）することによる気体ばねの出力低下を補正することができる。特に、テーパ角θａを適切な値とすることで、ピストン５４の位置によらず気体ばねの出力を一定にすることができる。特に、テーパ部５１ａの中心軸Ｃに沿った方向の長さがピストン５４のストロークと略同一であるため、ピストン５４が移動する全範囲において、ピストン５４の位置によらず一定の出力を得ることができる。したがって、特別な構成を追加することなく、カメラ３２を搭載するペデスタル１の動作を安定化できる。また、気体ばねの出力低下を補正する機構が不要となるため、構造設計や動作設計の自由度を向上させることができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、中心軸Ｃを含み、中心軸Ｃと略平行な断面におけるテーパ部５１ａの壁面は直線状であったが、中心軸Ｃと略平行な面におけるテーパ部５１ａの壁面は、曲線であってもよいし、曲線を含んでいてもよい。例えば、中心軸Ｃと略平行な面におけるテーパ部５１ａの壁面は、＋ｚ方向にいくにしたがってテーパ角θａが徐々に大きくなるような曲線であってもよい。
【００５６】
＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、テーパ角θａのテーパ部５１ａを有するシリンダ５１を用いたが、テーパ部の形態はこれに限られない。
【００５７】
第２の実施の形態は、異なるテーパ角を有する複数のテーパ部がシリンダに形成された形態である。以下、第２の実施の形態に係る搭載装置であるペデスタル２について説明する。なお、第１の実施の形態に係るペデスタル１と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５８】
図５は、気体ばね１５Ａの概略構成の一例を示す断面図である。図５において、実線は、ピストン５４がボンネット５３の内壁に当接する最下位（初期位置）にある状態を示し、点線は、ピストン５４がボンネット５２の内壁に当接する最上位にある状態を示す。
【００５９】
気体ばね１５は、主として、シリンダ５１Ａと、ボンネット５２、５３と、ピストン５４と、ピストンロッド５５と、ばね５６と、ダイヤフラム５７と、軸受５８と、保持部材５９と、を有する。
【００６０】
シリンダ５１Ａは、略筒形状の部材である。シリンダ５１Ａは、ピストンロッド５５が突出する側（＋ｚ方向）に向けて内径が大きくなるテーパ部５１ｂ及びテーパ部５１ｃを有する。
【００６１】
テーパ部５１ｂ、５１ｃは、中心軸Ｃに沿って隣接して設けられる。テーパ部５１ｂの長さＬ１及びテーパ部５１ｃの長さＬ２の合計は、ピストン５４のストロークＬと略同一である。また、テーパ部５１ｂ及びテーパ部５１ｃは、ピストン５４が最下位と最上位との間で移動するときにダイヤフラム５７の周壁部５７ａ（後に詳述）が接触する領域と略同一である。
【００６２】
テーパ部５１ｃのテーパ角θｃは、テーパ部５１ｂのテーパ角θｂより大きい。また、テーパ角θｂとテーパ角θｃとの平均値は、テーパ角θａと略同一である。
【００６３】
本実施の形態によれば、異なるテーパ角を有する複数のテーパ部５１ｂ、５１ｃを含むテーパ部がシリンダ５１Ａに形成されるため、気体圧力によりピストン５４を上向きに押す力Ｑをより細かく調整することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態では、シリンダ５１Ａに２つのテーパ部５１ｂ、５１ｃが形成されていたが、テーパ部の数は２つに限られず、３つ以上でもよい。
【００６５】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。この発明は、カメラ等の物体を搭載する搭載装置に限らず、搭載荷重に均衡したスムースな昇降動作が必要とされる技術に広く適用できる。
【００６６】
また、本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、略平行とは、厳密に平行な場合には限られず、数度程度の誤差を含む。
【符号の説明】
【００６７】
１      ：ペデスタル
２      ：搭載装置
１１    ：筒体
１２    ：載置台
１３    ：基礎円筒
１４    ：台車
１５    ：気体ばね
１６    ：第１プーリ
１７    ：ワイヤ 
１８    ：第２プーリ
１９    ：第３プーリ
２１    ：リザーバタンク
２２    ：エアパイプ
３１    ：雲台
３２    ：カメラ
５１    ：シリンダ
５１Ａ  ：シリンダ
５１ａ  ：テーパ部
５１ｂ  ：テーパ部
５１ｃ  ：テーパ部
５２    ：ボンネット
５２ａ  ：孔
５３    ：ボンネット
５３ａ  ：供給口
５４    ：ピストン
５５    ：ピストンロッド
５６    ：ばね
５７    ：ダイヤフラム
５７ａ  ：周壁部
５７ｂ  ：膜部
５７ｃ  ：フランジ部
５８    ：軸受
５９    ：保持部材
【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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【国際調査報告】
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