(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台に、一端が互いに近接し、他端が互いに離間するように傾斜して取付けられ、三角形の底辺以外の２辺をなすように設けられた第１、第２のレールと、
一端及び他端が前記第１、第２のレールにそれぞれ移動自在に設けられた第１の横リンクと、
前記第１の横リンクと平行とされ、搭載物が載置される傾動可能な傾動台としての第２の横リンクと、
前記第２の横リンクおよび前記第１の横リンクに回動可能に接続され、第１の横リンクと第２の横リンクを保持する互いに平行な第１、第２の縦リンクと
を具備し、
前記第１の横リンク、前記第２の横リンク、前記第１の縦リンク、および前記第２の縦リンクは平行四辺形リンクを構成していることを特徴とする傾動可能な物品搭載装置。
【請求項２】
前記第１、第２の縦リンクを常に鉛直に保つ姿勢制御部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の傾動可能な物品搭載装置。
【請求項３】
前記姿勢制御部は、前記基台に対して水平に移動可能に設けられた水平部と、前記水平部に垂直に設けられた垂直部と、前記垂直部に前記第１、第２の横リンクに接続された第３の縦リンクを垂直方向に移動自在に保持する保持手段とを具備することを特徴とする請求項２に記載の傾動可能な物品搭載装置。
【請求項４】
前記第１、第２のレールに連結され、これら第１、第２のレールの傾斜角度を調整する調整手段をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の傾動可能な物品搭載装置。
【請求項５】
前記調整手段は、前記第１、第２のレールにそれぞれ連結された第１、第２のナットと、前記第１のナットが螺合される第１のねじ部と、前記第２のナットが螺合され、前記第１のねじ部と螺刻方向が異なる第２のねじ部とを有するねじ棒とを具備することを特徴とする請求項４に記載の傾動可能な物品搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば放送用テレビ（ＴＶ）カメラが搭載される雲台に係わり、特に、ＴＶカメラを旋回、傾動可能として撮影、操作をするための傾動可能な物品搭載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の雲台は、水平回転軸に対して搭載物を傾動させるチルトと称する操作を行うと、搭載物の重心が下降し、場合によっては倒れてしまう。これを防止するため、例えば特公平２−２７５６０号公報に開示されるように、搭載物の重量とバランスするばねが配設されている。しかし、この方式はばねの容量にもよるが搭載物が小形ビデオカメラなどの軽量の場合にしか適用できない。
【０００３】
搭載物が大形カメラに長焦点レンズを付加したような重量物の場合、カムヘッドと称する雲台が多用されている。これは英国特許第１，３１６，２５０号や、特公平２−３５１９８号公報などに例示されるように、雲台にカムとカムホロワーを備え、搭載物の重心がチルトと共に水平に移動し、位置エネルギーが変化しないようにしている。
【０００４】
これらカムヘッドとは別の構造として、特公昭６４−１０７１９号公報（以下、第１の従来例と称す）に記載されるように、公知のルーロー機構を応用したものや、特表平６−５０１０９１号公報（以下、第２の従来例と称す）に記載されるように、特殊なリンク機構を組合せたものなどもある。これらはいずれもチルトに従って搭載物の重心を水平移動させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記カムヘッドの問題点は、カムの形状を搭載物の重心の高さに応じて変える必要があることである。このため、カメラやレンズを交換し、搭載物の重心の高さが変化する場合、その都度それに適合するカムに交換しなければならず、撮影の準備作業が煩雑である。
【０００６】
これに対して前記第１、第２の従来例に記載された構成の場合、カムの交換のような煩雑な調節を行うことなく搭載物の重心高の変化に対応できるようになっている。しかし、第１の従来例におて、チルト角を大きくする場合、摺動杆の長さを長くする必要があり、また、第２の従来例の場合、複雑なリンク機構を必要とするため、摺動杆やリンクの剛性が要求され、通常の材料や寸法では、たわみや破損を生ずるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、搭載物の重心をチルトと共に水平に移動し、かつ、搭載物の重心高さの変化に対し簡単な操作で対応することができる傾動可能な物品搭載装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、基台と、前記基台に、一端が互いに近接し、他端が互いに離間するように傾斜して取付けられ、三角形の底辺以外の２辺をなすように設けられた第１、第２のレールと、一端及び他端が前記第１、第２のレールにそれぞれ移動自在に設けられた第１の横リンクと、前記第１の横リンクと平行とされ、搭載物が載置される傾動可能な傾動台としての第２の横リンクと、
前記第２の横リンクおよび前記第１の横リンクに回動可能に接続され、第１の横リンクと第２の横リンクを保持する互いに平行な第１、第２の縦リンクとを具備し、前記第１の横リンク、前記第２の横リンク、前記第１の縦リンク、および前記第２の縦リンクは平行四辺形リンクを構成していることを特徴とする傾動可能な物品搭載装置を提供する。
【０００９】
また、本発明は、上記傾動可能な物品搭載装置において、前記第１、第２の縦リンクを常に鉛直に保つ姿勢制御部をさらに有していてもよい。この姿勢制御部は、前記基台に対して水平に移動可能に設けられた水平部と、前記水平部に垂直に設けられた垂直部と、前記垂直部に前記第１、第２の横リンクに接続された第３の縦リンクを垂直方向に移動自在に保持する保持手段とを具備する構成とすることができる。
【００１０】
さらに、本発明は、前記第１、第２のレールに連結され、これら第１、第２のレールの傾斜角度を調整する調整手段をさらに有してもよい。この調整手段は、前記第１、第２のレールにそれぞれ連結された第１、第２のナットと、前記第１のナットが螺合される第１のねじ部と、前記第２のナットが螺合され、前記第１のねじ部と螺刻方向が異なる第２のねじ部とを有するねじ棒とを具備する構成とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図９乃至図１２は、本発明の原理を説明する説明図である。
【００１３】
図９は、周知のルーロー機構を示している。長さ２ａを有するリンク／ＡＢ（／は線分を示している）のＡ点及びＢ点が、半頂角αの斜面／ＰＱ、／ＰＲ上を摺動するとき、リンク／ＡＢの中点Ｏ上のＰ点（／ＯＰ＝ｈ）の軌跡は破線で示すように直線となる。なお、Ｏ点の軌跡は楕円である。したがって、／ＡＢを傾動台として、ＴＶカメラなどを搭載し、その重心をＰ点に配置すれば、チルト角θの如何にかかわらず重心Ｐ点は水平に移動する。このため、位置のエネルギーに変化がなく、搭載物は傾いたまま静止する。
【００１４】
しかし、／ＡＢをそのまま傾動台とした場合、チルト角θに従って、Ａ点またはＢ点が、例えば図９に示すＢ’点のように斜面の頂点Ｐに近づくため、チルト角θを大きくするためには斜面が搭載物の重心近くまで必要となる。このため、搭載物と斜面が干渉し現実の雲台を設計することが困難となる。
【００１５】
この問題を解決するため、図１０（ａ）に示す前記第１の従来例（特公昭６４−１０７１９）では、固定された斜面を用いず、斜面と同じ効果を出すために傾動台のＡ点、Ｂ点に摺動杆／ＡＣ、／ＢＤをそれぞれ設け、これら摺動杆／ＡＣ、／ＢＤの移動方向を固定ローラＥ、Ｅ’及びＦ、Ｆ’で規制している。しかし、この構成によりチルト角θを大きくするためには、摺動杆／ＡＣ、／ＢＤの長さを長くする必要があり、摺動杆の剛性が問題となる。
【００１６】
これに対して、本発明では、図１０（ｂ）に示すように、斜面／ＰＱ、／ＰＲ上を摺動するリンク／ＡＢとＴＶカメラなどを搭載する傾動台／ＣＤとを分離し、リンク／ＡＢと傾動台／ＣＤとを含む平行四辺形のリンク／ＡＢＣＤを形成している。このような構成とすることにより、チルト角θが大きくなっても、斜面と搭載物との干渉を防止できる。
【００１７】
ただし、図１０（ｂ）に示す構成のままでは、平行四辺形のリンク／ＡＢＣＤが倒れてしまうため、図１１に示すような姿勢制御部を設けている。即ち、基台に対し水平に移動可能な逆Ｔ字形の支持体Ｔの垂直部に垂直に移動可能な例えば縦リンク／ＥＯを設け、この縦リンク／ＥＯにより、平行四辺形のリンク／ＡＢＣＤを保持する。このような構成とすることにより、縦リンク／ＡＣ、／ＢＤを常に鉛直に保つことができ、平行四辺形のリンクが倒れることはない。
【００１８】
図１２（ａ）（ｂ）は、搭載物の重心の高さｈが変った場合の対策を示している。図１２（ａ）は前記第１の従来例に用いられている方法であり、斜面の半頂角αは変えずにリンク／ＡＢの長さを調節している。
【００１９】
これに対して、図１２（ｂ）は本発明の構成であり、リンク／ＡＢの長さは変えず、斜面の半頂角αを変えている。図９に示すように、ａ＝ｈｔａｎαであり、ｈ＝ａ／ｔａｎαであるから、αの僅かな変化でｈは大きく変る。具体的には斜面を固定する支持体を、基台に対して回動自在に取付け、この支持体を回動することにより、斜面の頂角を変化させ、搭載物の重心高の変化に対応させる。
【００２０】
図１乃至図８は、本発明に係る傾動可能な物品搭載装置としての雲台の実施形態を示している。
【００２１】
先ず、図１を参照して本発明の雲台について概略的に説明する。図１は雲台の第１の側面部を示しており、この第１の側面部と対向する第２の側面部も同様の構成とされている。基台１には一対の傾斜レール２ａ、２ｂが設けられている。これら傾斜レール２ａ、２ｂ上には転動するローラ３ａ、３ｂが設けられ、これらローラ３ａ、３ｂは、平行四辺形リンクの一辺を構成する第１の横リンク４の両端部に軸と軸受で回転可能に取り付けられている。平行四辺形リンクは第１の横リンク４、第２の横リンクとしての傾動台５、及び第１の縦リンク６、及び第２の縦リンク７とにより構成されている。第１の縦リンク６の両端は第１の横リンク４の一端、傾動台５の一端に軸８ａ、９ａにより回動自在に保持されている。第２の縦リンク７の両端は第１の横リンク４の他端、傾動台５の他端に軸８ｂ、９ｂにより回動自在に保持されている。なお、ローラ３ａ、３ｂと軸８ａ、８ｂは同軸である。
【００２２】
平行四辺形リンクの第１、第２の縦リンク６、７を常に鉛直に保つための姿勢制御部は、第３の縦リンク１２と逆Ｔ字型の支持体１３等とにより構成されている。第３の縦リンク１２の両端は第１の横リンク４の中央部と傾動台５の中央部に軸１１ａ、１１ｂにより回動自在に保持されている。前記支持体１３は水平部１３ａと垂直部１３ｂとからなり、垂直部１３ｂには第３の縦リンク１２を垂直方向に移動可能に保持するローラ１７ａ、１７ｂ及び１８ａ、１８ｂが設けられている。また、支持体１３の水平部１３ａは、基台１に固定されたブラケット１４ａ、１４ｂに設けられたローラ１５ａ、１５ｂ及び１６ａ、１６ｂにより水平方向に移動可能に保持されている。
【００２３】
上記構成において、傾動台５を傾斜させると、傾動台５の傾斜操作に応じて、第１の横リンク４に設けられたローラ３ａ、３ｂが傾斜レール２ａ、２ｂ上を動く。これに伴い第１の横リンク４が傾いたとき、第３の縦リンク１２が水平及び垂直方向に移動しても、逆Ｔ字型の支持体１３の作用で、第３の縦リンク１２は常に鉛直状態に保持される。したがって、第１の縦リンク６、第２の縦リンク７も常に鉛直状態に保持され、平行四辺形リンクは倒れることなく、傾動台５の傾きがそのまま第１の横リンク４に伝わる。図２は、傾動台５を反時計方向に傾斜させた場合を示しており、ローラ３ａが傾斜レール２ａを上昇し、ローラ３ｂが傾斜レール２ｂを下降した状態を示している。傾動台５を時計方向に傾斜させた場合、傾斜レール２ａ、２ｂに対するローラ３ａ、３ｂの位置関係が逆となる。
【００２４】
尚、基台１は三脚などに固定され、垂直軸まわりに旋回できるよう図示せぬパン回転機構が設けられる。また、傾動台５にはＴＶカメラなどを搭載するための図示せぬＶアタッチメント機構が取付けられる。なお、傾動台５には、雲台のパン（旋回）、チルト（傾動）操作を行うための図示せぬ操作杆（パン棒）を取付けるための菊座１０が設けらている。
【００２５】
次に、図３乃至図８を参照して、上記雲台の具体的な構成について説明する。
【００２６】
前述したように、雲台の第１の側面部と第２の側面部は同一構成とされており、前記傾斜レール２ａ、２ｂ、平行四辺形リンク、及び逆Ｔ字型の支持体１３を含む姿勢制御部は、雲台の第１の側面部と第２の側面部に対称に配置されている。図３乃至図７に示すように、第２の側面部に配置された傾斜レール、平行四辺形リンク及び逆Ｔ字型の支持体１３において、第１の側面部に配置された部分と同一部分には同一符号に“’”を付して示している。
【００２７】
図３乃至図７に示すように、第１の縦リンク６及び６’は、互いに一対の部材６ａ、６ｂ、６ａ’、６ｂ’により構成されている。この理由は次の通りである。図５に示すように、交叉して配置される傾斜レール２ａ、２ｂ、及び２ａ’、２ｂ’の干渉を避けるため、傾斜レール２ａと２ｂの取付け位置をずらすとともに、傾斜レール２ａ’、２ｂ’の取付け位置をずらして配置している。このような構成において、第１の横リンク４、４’とローラ３ａ、３ａ’とを短い軸により一体的に配置するため、第１の縦リンク６及び６’を、各一対の部材６ａ、６ｂ、６ａ’、６ｂ’により構成している。
【００２８】
また、平行四辺形リンクは第１の側面部側と第２の側面部側が一体となって動作する必要がある。このため、図３、図６及び図７に示すように、第１の縦リンク６及び６’に設けられた軸９ａ及び９ａ’は共通軸１９ａにより一体化され、第２の縦リンク７及び７’に設けられた軸９ｂ及び９ｂ’は共通軸１９ｂにより一体化されている。さらに、図１、図３乃至図５に示すように、第１の縦リンク６及び６’の中間部は補強板２０ａにより結合され、第２の縦リンク７及び７’の中間部は補強板２０ｂにより結合され、剛性が保持されている。前記第１の縦リンク６及び６’に設けられた軸９ａ及び９ａ’は、図３、図６に示すように、傾動台５に設けられたブラケット２１、２１’に回動自在に保持されている。
【００２９】
また、図５、図６に示すように、第１の横リンク４、４’の一端は、第１の縦リンク６、６’を構成する部材６ａ、６ａ’に軸８ａを介して保持されている。すなわち、第１の横リンク４、４’の一端には軸受（図に×印で示す）を介して軸８ａ、８ａ’の一端が回動自在に保持され、この軸８ａ’の他端は部材６ａ、６ａ’に固定されている。同様に前記ローラ３ａ、３ａ’は、軸８ｃ、８ｃ’を介して部材６ｂ、６ｂ’に保持されている。
【００３０】
図８は、傾斜レール２ａ、２ｂの固定構造を示している。傾斜レール２ａ、２ｂにはレール支持体２２ａ、２２ｂが設けられている。これらレール支持体２２ａ、２２ｂの下端は、基台１に固定されたブラケット２３ａ、２３ｂに軸２４ａ、２４ｂにより回動自在に保持されている。レール支持体２２ａ、２２ｂの上端はねじ棒２５の第１のねじ部２５ａ、第２のねじ部２５ｂに螺合されたナット２６ａ、２６ｂに軸２７ａ、２７ｂを介して保持されている。すなわち、図４、図６、図７に示すように、ナット２６ａ、２６ｂにはねじ棒２５の軸線と直角方向に軸２７ａ、２７ａ’、２７ｂ、２７ｂ’の一端が固着され、これら軸２７ａ、２７ａ’、２７ｂ、２７ｂ’の他端が前記レール支持体２２ａ、２２ａ’、２２ｂ、２２ｂ’の上端の軸受に嵌合されている。
【００３１】
前記ねじ棒２５は、第１のねじ部２５ａが例えば右ねじとされ、第２のねじ２５ｂが例えば左ねじとされ、中央部２８が基台１に固定された支柱２９により緩やかに支えられている。このため、第１のねじ部２５ａ、又は第２のねじ部２５ｂの先端部をドライバーのような工具を用いて回転すると、ナット２６ａ、２６ｂは軸２７ａ、２７ａ’、２７ｂ、２７ｂ’と共に、互いに接近する方向、あるいは互いに離間方向に移動する。この２６ａ、２６ｂの動作に伴い、レール支持体２２ａ、２２ａ’、２２ｂ、２２ｂ’は、軸２４ａ、２４ａ’、２４ｂ、２４ｂ’を中心に回動し、傾斜レール２ａ、２ａ’、２ｂ、２ｂ’はその傾斜を変える。したがって、搭載物の重心位置に応じてねじ棒２５ａ、２５ｂを回転して、傾斜レール２ａ、２ａ’、２ｂ、２ｂ’の傾斜角を変えることにより、搭載物の重心位置に対応させることができる。
【００３２】
上記実施形態によれば、傾斜レール２ａ、２ａ’、２ｂ、２ｂ’に沿って両端が移動可能な第１の横リンク４、４’を設け、この第１の横リンク４、４’と共に、平行四辺形リンクを構成する第２の横リンクとしての傾動台５、第１、第２の縦リンク６、６’、７、７’を設け、さらに、この平行四辺形リンクを保持するための、姿勢制御部としての第３の縦リンク１２、１２’、及びこの第３の縦リンク１２、１２’を水平方向、垂直方向に移動可能に保持する逆Ｔ字型の支持体１３、１３’を設けている。したがって、搭載物を傾動させてもその重心が水平移動するため、傾動操作を円滑に行うことができる。
【００３３】
また、平行四辺形リンクを用いることにより、傾斜レールを搭載物と干渉することなく配置することができ、しかも、チルト角を大きくとることができる。
【００３４】
さらに、傾斜レール２ａ、２ａ’、２ｂ、２ｂ’の傾斜角をねじ棒の回転操作により変更できる。したがって、搭載物の重心高さの変更に対し、従来に比べて容易かつ速やかに対応することができる。
【００３５】
その他、本発明の要旨を変えない範囲で変形実施可能なことは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、搭載物の重心をチルトと共に水平に移動し、かつ、搭載物の重心高さの変化に対し簡単な操作で対応することができる傾動可能な物品搭載装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すものであり、雲台の第１の側面を示す側面図。
【図２】図１に示す傾動台を反時計方向に傾斜させた場合を示す側面図。
【図３】図１の３−３線に沿った断面図。
【図４】図１の４−４線に沿った断面図。
【図５】図１の５−５線に沿った断面図。
【図６】図１の６−６線に沿った断面図。
【図７】図１の７−７線に沿った断面図。
【図８】図１の傾斜レールを取り出して示す側面図。
【図９】周知のルーロー機構を示す図。
【図１０】（ａ）は従来の構成を示す図、（ｂ）は本発明の原理を示す図。
【図１１】本発明の姿勢制御部を示す概略図。
【図１２】（ａ）は第１の従来例の問題点を示す図、（ｂ）は本発明の原理を示す図。
【符号の説明】
１…基台、
２ａ、２ｂ、２ａ’、２ｂ’…傾斜レール、
３ａ、３ｂ、３ａ’、３ｂ’…ローラ、
４、４’…第１の横リンク、
５…第２の横リンクとしての傾動台、
６、６’…第１の縦リンク、
７、７’…第２の縦リンク、
１２、１２’…第３の縦リンク、
１３、１３’…支持体、
１５、１６…水平動用ローラ、
１７、１８…垂直動用ローラ、
２５…ねじ棒、
２５ａ、２５ｂ…第１、第２のねじ部。
【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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