(57)【要約】      （修正有）【課題】小型軽量で、使い勝手が良く、風の影響を受けにくい回転ワイパーを提供する。【解決手段】肉眼視野あるいは撮影レンズの光学的視野前方に設置された、光学的に歪みの少ない、光を透過する平面円盤、もしくは中空の球もしくは楕円球の一部を直線的に切り取った皿形円盤、または断面凸型形状の光を透過する円盤の円周部や同円盤に隣接する外周部に、同円盤を保持しつつ回転を安定且つ滑らかにする機構と、同円盤を円周部から駆動して回転力を与えられる構造を持たせることで、同円盤の中心部から円盤を回転させるための駆動装置の一切を排除し、同円盤中心部を有効視野として利用可能とし、有効視野を得るために必要とされる同円盤の面積を小さくし、バランス良く小型軽量で、風の抵抗や影響を受けにくい構成とした。【選択図】  図６
2004151662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
肉眼視野あるいは撮影レンズの光学的視野前方に設置された、光学的に歪みの少ない、光を透過する平面円盤、もしくは中空の球もしくは楕円球の一部を直線的に切り取った皿形円盤、または断面凸型形状の光を透過する円盤の円周部や同円盤に隣接する外周部に、同円盤を保持しつつ回転を安定且つ滑らかにする機構と、同円盤を円周部から電気的もしくは機械的に駆動して回転力を与えられる構造を持たせることで、同円盤の中心部から、駆動及び回転安定化のための一切の構造を排除し、有効視野として利用可能とした事を特徴とする回転ワイパー装置。
【請求項２】
【請求項１】
における該円盤を薄型軽量の中空軸モーターの中空の軸に取り付けた事を特徴とする回転ワイパー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術的分野】本発明は、回転する円盤の遠心力を利した回転ワイパーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】雨もしくは水飛沫等が付着して視界を遮る事を防ぐために、視界の前方に透明な円盤を配置し、この円盤を回転させる事で生じる遠心力により雨もしくは水飛沫等を払い除ける回転ワイパー装置において、「特願平８−３１５３７２ワイパーいらずのヘルメット」や「実用新案出願平３−７７８６０カメラ用ワイパー」のように、回転ワイパー装置についての発明の従来の考え方としては、円盤を回転させるために、同円盤の中心に回転の為の軸と駆動装置を置き、円盤を中心で駆動して回転させる考え方に基づいていた。そのため、円盤中心部に設置された円盤駆動装置に邪魔されない有効視野は円盤中心の回転軸から外れた部分に限定され、必要とされる視野径の２倍以上の直径の円盤を使用していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前項記述の「特願平８−３１５３７２ワイパーいらずのヘルメット」と同様に円盤を中心から駆動する仕組みの撮影用の回転ワイパー装置「実用新案出願平３−７７８６０カメラ用ワイパー」を図解して解決しようとする課題を説明する。
【０００４】
図１の撮影用の回転ワイパー装置三面見取り図に示された撮影用の回転ワイパー装置は、「実用新案出願平３−７７８６０カメラ用ワイパー」の技術を元に実際に映画等の撮影において使われているものである。図１の三面図では使用状況下での全体の様子を示す。なお、この図ではカメラ用ワイパー３の部分を透視的に図面化し、内部の様子を理解しやすくしている。
【０００５】
このカメラ用ワイパー３は撮影用のカメラ本体２から伸びたレンズサポーター５先端に取り付けられる。このカメラ用ワイパー３はカメラレンズ１の視野を確保するための開口部分９を除いて、全体は手が触れぬように軽金属製のカヴァー７により覆われている。装置中央にはモーター８が取りつけられ、モーター８の回転軸１１はカヴァー７の内部において、透明な円盤６の中心に取りつけられ、この回転軸１１によって、カヴァー７の内部において、透明な円盤６が回転する仕組みとなっている。
【０００６】
カメラレンズ１の視野を確保する為軽金属のカヴァー７に設けられた開口部分９は、モーター８の回転軸からはずれた透明な円盤６の周囲部分にある。従って、図１の正面図に示されたようにこのカメラ用ワイパー３は、開口部分９をカメラレンズ１の光軸１０に合わせカメラ本体２の中心から大きくずれた形で取り付けられる。これは、円盤６を回転させるための駆動装置を円盤６の中心に設置した形態であるがために、必要なレンズ視野は円盤６の回転軸１１からずれた周辺部でしか確保できないためであり、カメラに取り付けた時には、極めてバランスが悪くなる欠点があった。
【０００７】
このカメラ用ワイパー３においては実際にカメラレンズ１が必要とする視野面積の４倍以上の面積の雨等の水飛沫を払い除けるための透明な円盤６が必要となっており、レンズ視野とは無関係な全体の３／４の大きな面積が、このようなカメラ用ワイパー３が必要となる強い風を伴う雨天の状況下では、風の大きな抵抗を受ける欠点があった。
【０００８】
風の影響については図１とあわせて図２に示す俯瞰見取り図によりさらに説明する。カメラレンズ１前方からの雨その他の水飛沫は、矢印Ａの風と共にカメラレンズにかかってくる。図２中の矢印Ａのように風の力はこの時、水平方向の力の支点となるカメラ雲台１２の水平回転軸４および、レンズ光軸１０上からずれたカメラ用ワイパー３の大半の部分にかかってくるため、カメラには支点となるカメラ雲台１２の水平回転軸４を中心とした反時計方向の矢印Ｂの力がかかってくる事になり、カメラ操作に支障をきたす欠点があった。
【０００９】
さらにカヴァー７内部の雨等の水飛沫を払い除けるための透明な円盤６は、カメラレンズ１の視野を確保するためにカヴァー７に開けられた開口部９のみで矢印Ａの風の抵抗を受ける事となり、透明な円盤６は矢印Ａの風の抵抗を受けた部分で撓み、カメラレンズ１等に接触して破損してしまう欠点もあった。
【００１０】
その他にも、大きな円盤６を駆動するためモーター８が大きく強力なものが必要であり、使用する電気容量を確保するためにバッテリーも大きなものが必要であったり大きくなればなる程、それらは全て重量としての負担となり、特にコンパクトさと機動力が要求されるビデオ報道の現場においては大きさと重さが致命的な欠点となっていた。
【００１１】
以上が円盤を中心で駆動して回転させる従来の考え方に基づいて作られた「特願平８−３１５３７２ワイパーいらずのヘルメット」や「実用新案出願平３−７７８６０カメラ用ワイパー」のような回転ワイパー装置の持つ、ほぼ共通の欠点であり、これらの欠点を鑑みた上で小型軽量で、使い勝手が良く、風の影響を受けにくい回転ワイパーを提供する事を目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のために、本発明は、回転ワイパーの円盤の回転方法に着目した。円滑に円盤を回転させるための方法として、従来の技術が用いた、円盤の中心に回転軸を設けこれにより円盤を円滑に回転させる方法以外に、図３の円周回転ワイパーの基本構成図に示すように矢印Ｃで示された円盤１４の回転の中心から放射状に円盤の外周部に、円盤１４を支え円滑に一定の軌道上を回転させるガイドローラー１３を設置し、円盤１４の円滑な回転を確保する方法が考えられる。
【００１３】
図３に示した方法は、円盤の回転を中心軸を用いず、外周より円盤の一定の回転軌道を確保すると云う考え方の最も理解し易い一例であり、この図の説明をもって、本発明の新規性を限定するものでは無い。他にも外周から円盤の円滑な回転を確保する方法は、ローラーではなくベアリングを用いた方法や、磁力の反発や空気圧を利用した非接触型のもの、油膜等の潤滑を利用したもの等がある。
【００１４】
図４で示されるように、円盤１５の中心に回転軸１６を設け、これにより円盤１５を円滑に回転させる方法と、外周から円盤１４の円滑な回転を確保する方法において、必要とされる視野１７を確保するために必要となるそれぞれの円盤の面積は、外周から円盤１４の円滑な回転を確保する方法をとった場合の方が、円盤１５の中心に回転軸１６を設け、これにより円盤１５を円滑に回転させる方法を用いた場合より約１／４の面積の大きさで、必要とされる視野１７を確保する事ができる。以上の考えを課題解決の基本的なものとした。
【００１５】
具体的には、肉眼視野あるいは撮影レンズの光学的視野前方に設置された、光学的に歪みの少ない、光を透過する平面円盤、もしくは中空の球もしくは楕円球の一部を直線的に切り取った皿形円盤、または断面凸型形状の光を透過する円盤の円周部や同円盤に隣接する外周部に、同円盤を保持しつつ回転を安定且つ滑らかにする機構と、同円盤を円周部から電気的もしくは機械的に駆動して回転力を与えられる構造を持たせることで、同円盤の中心部から円盤を回転させるための駆動装置の一切を排除し、同円盤中心部を有効視野として利用可能とし、有効視野を得るために必要とされる同円盤の面積を小さくし、バランス良く小型軽量で、風の抵抗や影響を受けにくい構成とした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明において、回転ワイパーの主要部品となる円盤は、物理的な中心軸無しに回転するため、円盤の周囲に同円盤を保持しつつ回転を安定且つスムーズにする機構が必要となる。この機構として、油膜による潤滑を利用したものや、空気圧や磁力を利用して、円盤を中空に浮かせて保持する、非接触な機構と、円滑な回転を可能とするローラーやベアリングを円盤に接触させて保持する機構等があるが、最も理解し易い機構として、前項で述べた円滑な回転を可能とするローラーを円盤に接触して保持する基本的な機構をもつ、以下業務用カメラレンズに装着して使用する形態の本発明であるカメラ用円周回転ワイパー装置をもって説明する。なお、この実施例は本発明実施の一例であり請求項の範囲を限定するものではない。
【００１７】
図５に本カメラ用円周回転ワイパー装置の使用状態図を示す。この図に示されたようにカメラレンズ１８の鏡筒最前部に装着して使用する。カメラレンズ１９最前部に設けられている、フィルターネジを利用してカメラレンズ１９に装着するようになっているが、カメラレンズ１９には様々な種類があるため、この円周回転ワイパー装置１８においては、後述する数種類のフィルターネジサイズが用意されたフィルターアジャスターリング３０により汎用性を持たせており、このためこの円周回転ワイパー装置１８の構成は、後述する本体部分と、同レンズ装着部分の２つの部分により構成される。
【００１８】
カメラレンズ１９は頻繁にカメラマンの手が触れる部分であるため、この円周回転ワイパー装置１８においては、ガラス円盤２０を回転させるための機構は全て本体内部に内蔵され、カメラマンが操作中不用意に回転部分に触れないように作られている。
【００１９】
図６は円周回転ワイパー装置１８の全体図である。全体の構造としては回転するガラス円盤２０の外側に電動モーター２５を配した構造である。なお、図６および図７、においてはその構造を理解し易くするために、図６、図７におけるモーターカヴァー３２を外した形で図面化した。
【００２０】
図７は、図６中の線分Ｄ−Ｄにおいて電動モーター２５および摩擦伝動ホイール２６とクランプ２９を除くこの円周回転ワイパー装置１８を垂直方向に切断した断面見取り図である。電動モーター２５は、外筒２２に割り込む形で外筒２２内部においてレンズ取り付けリング２７に取り付けられている。
【００２１】
図８は図６の線分Ｄ−Ｄにおける垂直方向の断面図である。この円周回転ワイパー装置１８においてはその使用目的により、光学平面を持ち且つ透明なガラス円盤２０を用いている。
【００２２】
ガラス円盤２０の外周部には、カメラマンがこの円周回転ワイパー装置１８の作動中にガラス円盤２０に触れないように、ガラス円盤２０との間隔を開けてプロテクター３１が取り付けられている。プロテクター３１は円盤２０の回転による遠心力で払い除けられた水滴等を速やかに排出できるように間隔を開けて設けられた断面三角形の柱と、それに支えられたリング状の部分からなる。このリング状の部分の内側にはレンズフード等を取り付ける事を可能とするネジが刻まれている。
【００２３】
ガラス円盤２０には、これを支え回転させるための円筒状の回転セル２１が取り付けられて一体化している。回転セル２１は外筒２２の内部において、セルガイドローラー２４により保持されている。セルガイドローラー２４の配列関係を図８中の線分Ｅ−Ｅにおいて、水平方向に切断した俯瞰見取り図を、図９として示す。回転セル２１はセルガイドローラー２４に接する部分に回転軌道を安定させるための溝を持ち、この溝において円周回転ワイパー装置１８の円筒形の外筒２２の内側に設置された、レンズ光軸と平行で、且つ本装置の回転の中心から放射状に１２０度間隔で配置され、両端をベアリング保持された軸２３を回転軸として、スムーズに回転するセルガイドローラー２４によって保持され、外筒２２内部で安定した回転が確保されている。
【００２４】
この円周回転ワイパー装置１８においては、回転セル２１と一体化したガラス円盤２０を回転させる動力は、電動モーター２５を使用している。この電動モーター２５はその回転軸が、セルガイドローラー２４の軸２３と平行になるように外筒２２に設けられたくり抜き穴により、外筒２２に割り込む形で、外筒２２内部においてレンズ取り付けリング２７上に取り付けられている。摩擦伝動ホイール２６は電動モーター２５の回転軸に取り付けられ、当該摩擦伝動ホイール２６が、外筒２２に接触しないように外筒２２に設けられた切り抜き穴を通して、外筒２２内部の回転セル２１に接触して、電動モーター２５の回転を摩擦伝動によって回転セル２１および一体化したガラス円盤２０に伝え回転させる簡素な仕組みとなっている。
【００２５】
電動モーター２５と摩擦伝動ホイール２６は、モーターカヴァー３２によって覆われ直接手が触れない構造となっている。
【００２６】
外筒２２の底部には、Ｌ型の断面形状を持つレンズ取り付けリング２７が、取り付けられており、このリングにはレンズカヴァーリング２８に、本体部分をしっかりと取り付けるためのクランプ２９が設けられている。以上がこの円周回転ワイパー装置１８の本体部分である。
【００２７】
レンズ装着部分は、フィルターアジャスターリング３０とレンズカヴァーリング２８からなる。カメラレンズ前玉鏡筒前部に設けられたフィルターネジに、装着するうえで、汎用性を持たせるために数種類用意されたフィルターアジャスターリング３０のうちから、使用するカメラレンズのフィルターネジサイズに適合するものをフィルターネジに装着し、このフィルターアジャスターリング３０にレンズカヴァーリング２８を、その端部内側に施されたネジにねじ込んで一体化する。
【００２８】
この装着部分に本体部分を被せ、レンズ取り付けリング２７上に取り付けられたクランプ２９により固定し、一体化する。
【００２９】
電動モーター２５はバッテリーもしくは、電灯線により電源を供給され、配線の中間に設けられた電源スイッチにより回転をコントロールされる。
【００３０】
【発明の異なる実施の形態】
次に本発明の異なる実施の形態につき説明する。図１０の正面図、図１１の俯瞰透視図に示された装置は、円周回転ワイパーゴーグルである。この装置は、オートバイや自転車、オープンタイプの自動車等の雨天走行時に使用する、ゴーグルに本発明を適用したものであり、屋外の監視用双眼鏡にも同様の構造が適用できる。
【００３１】
円周回転ワイパーゴーグルにおいては、人の顔の曲面にある程度形状を合わせたフェイスマスク３４の目の部分に開けられた開口部に、前述のカメラ用円周回転ワイパーと同様の円周部と隣接する外周に回転を保持するローラー構造をもつ２つの円盤３７を配し、これをゴーグルのシールドレンズとし、２つの円盤３７の中間に設置した１つの電動モーター２５により、伝動ホイール２６を介して両円盤３７を回転させる。電動モーター２５は防水のモーターカヴァー３２で覆われ、さらに伝動ホイール２６との間の防水壁により密閉され防水化されている。駆動部を収めたモーターカヴァーはシールドフレームと一体化している。
【００３２】
この装置で使用する円盤３７は円周上に一体となった、円盤３７の盤面に垂直な円筒状の構造を有し、この部分に前述カメラ用円周回転ワイパーにおける、回転セルの役割を持たせている。円盤３７の全体の形状としては高さの低いシャーレのような皿型の形状をしている。この円盤３７は前述のカメラ用円周回転ワイパーの外筒とレンズカヴァーリングおよびプロテクターを一体化させた形状のシールドフレーム３３内に組み込まれている。このシールドフレーム３３内の円盤３７に隣接する外周部には円盤３７の回転の中心から放射状にセルガイドローラー２４が設置されており、円盤３７の円筒状の構造の部分においてこのセルガイドローラ２４により保持される。シールドフレーム３３のプロテクター部分の円盤３７の盤面の延長線状に当たる部分には、円盤３７の回転による遠心力で飛ばされた水滴を排出するための連続した穴が設けられている。シールドフレーム３３はフェイスマスク３４と一体化され、フェイスマスク３４にはこの装置を装着するためのゴムバンド３６が取りつけられている。この装置は外部の独立したバッテリーもしくはオートバイや自動車から電源を供給されて作動する。
【００３３】
次に、円盤外周部に電気的な構造をもつ１つの実施例として、中空軸モーターに円盤を取り付けたものの実施例を挙げて説明する。ここで使用する中空軸モーターは誘導電流型のブラシレスＤＣモーターで、外部にコントロールユニットをもつものである。
【００３４】
図１２に断面図を示す。図１３はこの断面図の部分拡大図である。図１４は図１２中の線分Ｆ−Ｆにおいて水平に切断した断面図であるが、ベアリングの位置を見せるために加筆している。これらの３枚の図面にて以下説明する。
【００３５】
モーター部分は永久磁石３９が取りつけられたローターである回転セル４０と、この回転セル４０を内包し、内部に薄鉄板を積層させた鉄芯４２に巻かれた電気コイル４１をもつ、一般的にステイターと呼ばれるアウター４３によって構成される。回転セル４０はアウター４３内部において、ベアリング４４により保持され、スムーズな回転が確保されている。この中空軸モーターにおいては回転セル４０が中空軸モーターの回転軸として機能する。回転セル４０には透明な円盤４５が取りつけられている。アウター４３の上には安全のためのプロテクター４６が取りつけられている。このプロテクターの構造は前述のカメラ用円周回転ワイパーの物とほぼ同一の構造である。
【００３６】
この円周回転ワイパーは、秒間３００コマの高速撮影において使用するために、超高速回転を目指して開発されているものであり、図１２、図１３、図１４において回転を保持するために使用されているベアリングは暫定的なものである。超高速回転時には、空気圧もしくは磁力による非接触型の回転保持機構が用いられる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明により、次に列挙する効果が得られる。従来必要とされていた回転ワイパーの直径を約半分の大きさとする事ができるようになり、これは面積で考えると約１／４となったことになる。風による影響も約１／４に軽減できただけで無く、回転する円盤の中心を光軸上に設置できるために、全体のバランスが良く使い勝手に優れたものとなった。
【００３８】
さらに、ガラス円盤全体を有効視野としているために、風による抵抗もガラス円盤全体で受け止める形となり、同円盤の一部が風の圧力で撓み、レンズ等に接触して損傷する事も無くなった。
【００３９】
又、従来のものよりも約１／４の大きさとなったことにより、駆動するための電動モーターも、出力が小さい小型のものを使用する事ができ、重量および省エネルギーと云う観点からも優れ、手軽に扱う事ができ、直接レンズ前面にフィルターのように取り付けて使用する事が可能となり、簡便に明瞭な映像を撮影もしくは観察する事が可能となった。
【００４０】
円周回転ワイパーゴーグルにおいては、オートバイや自転車、オープンタイプの自動車等の雨天走行時において、雨や走行車両の跳ね上げた水飛沫等により視界がさまたげられるのを防ぎ、雨天走行時においても明瞭な視野を常に確保する事が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術を用いた撮影用回転ワイパー装置の使用状態三面見取り図である。
【図２】従来の技術を用いた撮影用の回転ワイパー装置の風の影響についての俯瞰見取り図である。
【図３】円周回転ワイパーの基本構成図である。
【図４】従来の技術と本発明の比較図である。
【図５】カメラ用円周回転ワイパーの使用状況見取り図である。
【図６】カメラ用円周回転ワイパーの全体図である。
【図７】図６中の線分Ｄ−Ｄにおいてカメラ用円周回転ワイパーを垂直方向に切断した断面見取り図である。
【図８】図６中の線分Ｄ−Ｄにおいてカメラ用円周回転ワイパーを垂直方向に切断した断面図である。
【図９】図８中の線分Ｅ−Ｅにおいてカメラ用円周回転ワイパーを水平方向に切断した断面図である。
【図１０】円周回転ワイパーゴーグルの正面図である。
【図１１】円周回転ワイパーゴーグルの上方からの俯瞰透視図である。
【図１２】中央断面図である
【図１３】図１２の部分拡大図である。
【図１４】図１２中の線分Ｆ−Ｆにおいて水平に切断した断面図である。
【符号の説明】
１      ・・・カメラレンズ
２      ・・・カメラ本体
３      ・・・カメラ用ワイパー
４      ・・・水平回転軸線
５      ・・・レンズサポーター
６      ・・・円盤
７      ・・・カヴァー
８      ・・・モーター
９      ・・・開口部
１０    ・・・レンズ光軸
１１    ・・・回転軸
１２    ・・・カメラ雲台
１３    ・・・ガイドローラー
１４    ・・・円盤
１５    ・・・円盤
１６    ・・・回転軸
１７    ・・・必要とされる視野
１８    ・・・カメラ用円周回転ワイパー
１９    ・・・カメラレンズ
２０    ・・・円盤
２１    ・・・回転セル
２２    ・・・外筒
２３    ・・・軸
２４    ・・・セルガイドローラー
２５    ・・・電動モーター
２６    ・・・伝動ホイール
２７    ・・・レンズ取り付けリング
２８    ・・・レンズカヴァーリング
２９    ・・・クランプ
３０    ・・・フィルターアジャスターリング
３１    ・・・プロテクター
３２    ・・・モーターカヴァー
３３    ・・・シールドフレーム
３４    ・・・フェイスマスク
３５    ・・・フェイスアジャストパッド
３６    ・・・ゴムバンド
３７    ・・・円盤
３８    ・・・防水壁
３９    ・・・永久磁石
４０    ・・・回転セル
４１    ・・・電気コイル
４２    ・・・鉄芯
４３    ・・・アウター
４４    ・・・ベアリング
４５    ・・・円盤
Ａ      ・・・風力
Ｂ      ・・・風の抵抗による応力
Ｃ      ・・・円盤の回転の中心
Ｄ      ・・・切断点
Ｅ      ・・・切断点
Ｆ      ・・・切断点
【図１】
2004151662.tif 000003
【図２】
2004151662.tif 000004
【図３】
2004151662.tif 000005
【図４】
2004151662.tif 000006
【図５】
2004151662.tif 000007
【図６】
2004151662.tif 000008
【図７】
2004151662.tif 000009
【図８】
2004151662.tif 000010
【図９】
2004151662.tif 000011
【図１０】
2004151662.tif 000012
【図１１】
2004151662.tif 000013
【図１２】
2004151662.tif 000014
【図１３】
2004151662.tif 000015
【図１４】
2004151662.tif 000016