JPH01203798A - 電動雲台用減速機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、三脚に載置されるビデオカメラ等の撮影機材
の方向移動を行なう雲台の電動操作に係る減速機構に関
する。

（従来の技術） 最近、ビデオカメラ等の撮影機が一般に普及し、運動会
、結婚式あるいは鳥獣類の撮影など屋外や野外での利用
者が自立つようになってきている。

このような撮影機は重量物なので労力が省くため、三脚
上に据付けて操作されることが多い。この場合雲台に取
り付けられた撮影カメラの水平回動あるいは上下回動と
いった方向移動操作を電動によって行なうことがしばし
ばある。特に、警戒心の強い野鳥など野性動物の生態撮
影の場合には撮影機を被写体に近い位置におき、盪影者
は遠く離れあるいは天幕内から撮影カメラの方向移動を
遠隔操作するのに電動雲台を必要とする。また撮影カメ
ラをモニターテレビに接続し、希望の撮影構図で撮影を
行なう場合にも電動雲台が必要となる。

このような電動雲台は、例えば第５図に示す構造を有す
る。地表に据付けられた三脚Ａの上に取付けられる電動
雲台は互に連結された水平回動機構Ｂ及び上下回動機構
Ｃを備え、上下回動機構Ｃの胴体部上面に支台りを固定
し、同支台りにカメラＥをねし止めで固定する。水平回
動機構Ｂ及び上下回動機構Ｃはそれぞれが備えるリング
ギヤＦ。

Ｇを回動させることによって撮影カメラの水平回動及び
上下回動を行なうが、モータを含むその駆動機構は減速
機ケースＨ内に納められ、邊影者が操作盤Ｊによって操
作する。

ところで、電動雲台は一定の速度で撮影カメラの方向移
動を行なうものであるが、必要とするその移動速度を得
るのにモータの回転速度を減速機構を介して大巾に落し
て利用している。この従来の減速機構は通常直径の異な
る多数の歯車を組み合わせて多段階で必要な減速度が得
られるように構成され、減速機ケースに収納されている
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、歯車伝動ではその伝動を円滑に行なうた
め、組み合わせ歯車間に遊び即ちバフクラッシュを不可
欠としているので、このような多数の歯車を経由する減
速機構においては全体として減速損失が大きい。したが
って、撮影カメラの方向移動時に停めようとする位置に
正確に停まらず、また停止状態からの再始動または逆回
転始動の場合にタイムラグを生じていわゆる画面ぶれを
生じるという性能上の問題があり、また駆動モータとし
ても比較的大きいものとなり、雲台用減速装置を軽量小
型化するのに限度があった。またさらには、駆動時に歯
車伝動による連続震動音を生じ、集音マイクを使用して
撮影する場合にはそれが騒音として録音されるという問
題があった。

したがって本発明の目的は、減速損失が少なくて撮影カ
メラの方向移動における始動・停止が正確に行なえ、震
動及び騒音が抑えられ、さらに−段での減速比が高くて
構成部品が少なくて済み、小型化が可能な減速機構を提
供することにある。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明は、入力回転輪と同
軸で外周面にＶ字溝を有する中心ローラ、同中心ローラ
のＶ字溝に外表面で接触しかつそれぞれ自転軸を有し回
転自在な複数の球状従動ローラ、同従動ローラの自転軸
軸端を支持し前記中心ローラと同心で回転自在な従動ロ
ーラ支持部材、前記従動ローラと軸方向入力側から接触
するテーパ面を内周に有するリング状加圧部材、同加圧
部材を入力側から軸方向に加圧する加圧手段及び出力回
転軸と同軸で前記従動ローラと軸方向出力側から接触す
るテーパ面を入力側に突出したつば部分の内周に有し回
転自在な受皿状フランジ部材から構成される電動雲台用
に好適な減速機構を提供するものである。

（作用） 外部に付設したモータの駆動によって入力回転軸に回転
を与えると、中心ローラが回転し、同中心ローラに接触
している従動ローラが転勤し、同従動ローラの自転軸を
固定している従動ローラ支持部材は中心ローラと同心か
つ同方向に回転する。

即ち前記従動ローラは自転しながら中心ローラを心軸と
して公転するという遊星ローラ機構をなす。

さらに回転する従動ローラと接触しているフランジ部材
が同従動ローラと同方向に回転し、従って出力回転軸が
回転する。即ち、同従動ローラの加圧部材とフランジ部
材との接触部位の差による差動機構が働らく。結局出力
回転軸に固定されたカメラ取付部材が前記の両機構によ
って得られる高い減速比にしたがって緩速度で回動し、
設置した撮影カメラの回動を行うや （実施例） 以下、図面について本発明の減速機構を上下回動機構に
施した実施例の詳細を説明する。第１図は本発明の減速
機構を施された電動雲台の要部断面図、第２図は一部を
切欠いて示す第１図の減速機構要部の斜視図、第３図は
第１図のｍ−ｍ線に沿う断面図、そして第４図は第１図
のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

第１図及び第２図において、本発明による減速機構は、
１体としてハウジング１に収容される。

ハウジング１の外部には駆動モータ２が付設され、同モ
ータ２のモータ軸３の軸端はハウジング蓋４の孔を挿通
してハウジング１内に導入され、同軸端には小歯車５を
取り付けである。同小歯車５に噛合する大歯車６は入力
回転軸７に取り付けられており、同人力回転軸７には同
軸外周面にＶ字溝８ａを有する中心ローラ８が連設しで
ある。同中心ローラ８の外周にはそのｖ字溝８ａの両側
面に均一に接触させる形に３ケの球状の従動ローラ９が
配置しである。同従動ローラ９はそれぞれ入力回転軸７
の軸方向に並行な自転軸１０を心軸として有し、同自転
軸１０の周囲には６本のニードルローラ１１を挿嵌した
形に取付けである。従って、従動ローラ９はそれぞれ自
転軸１０を中心に回転自在である。これらの自転軸１０
はそれぞれ両端部を従動ローラ支持部材１２に固定され
、この従動ローラ支持部材１２は入力回転軸７と同心に
回転自在としである。そして従動ローラ９の外表面は、
対向する入力側の加圧部材１３及び出力側のフランジ部
材１４のテーパ面１３ａ及び１４ａにそれぞれ接触させ
、従動ローラ９を挟持させである。即ち、従動ローラ支
持部材１２の出力側には、入力側に突出したつば部分を
有する受皿状のフランジ部材１４を配置し、同つば部分
の内周面を３個の前記従動ローラ９の外表面と接触する
テーパ面１４ａとし、同フランジ部材１４には背面側に
延びる出力回転軸１５をビン１６で固定し、同出力回転
軸１５はラジアル軸受１７に軸支させである。また同フ
ランジ部材１４は従動ローラ９と接触すると共に、背面
側でハウジングｌに対してスラスト軸受１８を介在させ
て回転自在としである。

次に、従動ローラ９の入力側にはリング状の加圧部材１
３を配置するが、同加圧部材１３はリング内周にテーパ
面１３ａを有し、ハウジング１の内壁に軸方向に摺動可
能に嵌入されることによって同テーパ面１３ａで３個の
前記従動ローラ９の外表面とそれぞれ点接触する。さら
に加圧部材１３の入力側にはリング状にバネ体１９を配
置し、同バネ体１９を覆って前記ハウジング蓋４を装着
することによって、同バネ体１９を前記加圧部材１３に
対する加圧手段として使用するようにしである。さらに
、出力回転軸１５には回動部材２０を止めねじ２１で固
定し、同回動部材２０にはカメラ取付台２２を固着した
カメラ取付部材２３を螺着し、同カメラ取付部材２３の
側面には抑え板２４を冠装しである。またさらに、以上
の減速機構は取付部材２５を介して水平回動機構２６に
取付けられている。

以上の図示実施例においては、ハウジング１内で加圧部
材１３はバネ体１９によって軸方向出力側に加圧付勢さ
れ、そのテーパ面１３ａで３個の従動ローラ９とそれぞ
れ点接触し、各従動ローラ９はさらにフランジ部材１４
のテーパ面１４ａと点接触しかつフランジ部材１４を軸
方向に加圧している。したがって、モータ２のスイッチ
を入れて小歯車５及び大歯車６を経由して入力回転軸７
を回転させると、これと同軸にその先端に固着された中
心ローラ８が回転し、同中心ローラ８のＶ字溝８ａの両
側面に接触している３個の従動ローラ９はそれぞれ自転
軸１０のまわりを中心ローラと逆の向きに自転すると共
に中心ローラ８と同心に同じ向きに公転する。これによ
り、フランジ部材１４は逆の向きに回転しその回転を出
力回転軸１５に伝える。

したがって、回動部材２０等を介して付設されて、カメ
ラ取付台２２が出力回転軸１５を心軸として上下回動を
行う。

以上の実施例においても見られるように、本発明の減速
機構は、固定中心のまわりを回転する太陽ローラに相当
する中心ローラ８とそのまわりを公転する中心上で自転
する遊星ローラに相当する従動ローラ９からなる遊星ロ
ーラ機構を有し、さらに前記加圧部材１３のテーパ面１
３ａとフランジ部材１４のテーパ面１４ａそれぞれのテ
ーバを相違させ、この場合加圧部材１３のテーパ面１３
ａの軸方向に対するテーバの方を大となるように設定す
れば従動ローラ９の加圧部材１３及びフランジ部材１４
との接触点の中心ローラ８の軸心からの距離が相違し減
速が行なわれるという差動機構をも有したものである。

本発明の減速機構において、第３図及び第４図のように
、中心ローラ軸を中心とする中心ローラと従動ローラの
接触軌道円の半径をｒＩ＋従動ローラ自転軸を中心とす
る従動ローラと加圧部材テーパ面との接触軌道円の半径
をｒ２＋従動ローラ自転軸を中心とする従動ローラとフ
ランジ部材テーパ面との接触軌道円の半径をｒ３ｒ　中
心ローラ軸を中心とする従動ローラと加圧部材テーパ面
との接触軌道円の半径をＲ，そして中心ローラ軸を中心
とする従動ローラとフランジ部材テーパ面との接触軌道
円の半径をＲ２とすれば、中心ローラの回転数と、加圧
部材テーパ面と従動ローラ間の接触点の回転数との比即
ち遊星ローラ機構によるｒ＋ 同接触点の回転数と、フランジ部材テーパ面と従動ロー
ラ間の接触点の回転数の比、即ち減速比結局、本減速機
構における出力側回転軸の回転数の入力側回転軸の回転
数に対する比即ち縮減速比で表わされる。

即ち、本発明における減速比は遊星ローラ機構による出
力分が大きく、さらに、これに加えて入力側加圧部材テ
ーパ面のテーパ及び出力側フランジ部材テーパ面のテー
パを適当に選ぶことにより、従動ローラを介した差動機
構をも含んだ形となり、本発明においては１段階で高い
減速比を得ることができる。

なお、上記実施例の場合には、モータ軸３と入力回転軸
７間に小歯車５と大歯車６の歯合を取り入れてあり、小
歯車５の回転数をａ、とし、大歯車６の回転数をａ２と
した場合、縮減速比は次式となりさらに高い減速比が得
られるようにしである。

本発明の減速機構は、以上のように入力回転軸７に直結
した中心ローラ８から出力回転軸１５に直結したフラン
ジ部材１４までの回転伝動をコロガリ摩擦伝動を利用し
て行なうようにし、従来の歯車機構のバックラッシュに
相当するものをなくしたから、摩擦損失が小さく減速効
率が極めて高く、電動雲台の水平回動や上下回動などの
方向移動にも無駄な動きがなくなり、また操作時の震動
がなく、発生騒音が極めて小さくなるなど製品の品質が
向上する。

さらに、本発明では従動ローラ９から出力回転軸１５へ
の伝動をフランジ部材１４のテーパ面１４ａの摩擦抵抗
を利用して行なう様にしたから、従動ローラ９への加圧
が、加圧力の弱いバネ体１９によるものであっても出力
回転軸１５にはくさび効果によって極めて大きいトルク
が生じる。この加圧手段としてはバネ体のほか、ネジ、
油圧あるいは空気圧なども利用できるが、加圧力が小さ
くても済むからハウジング１の材料として比較的強度の
小さいアルミニウム合金材でも利用することができる。

また加圧バネ体１９の強さを加減することによってトル
クリミットの設定ができるし、長期間の使用で従動ロー
ラ９とフランジ部材１４のテーパ面１４３間の接触部に
摩耗があってもバネ体１９の加圧調整機能により追尾が
良好で滑りがなく、またバネ体１９の加圧力調整も容易
であるから保守管理が容易である。さらにまた、テーパ
面接触伝動を採用したことにより、従来の組み合せ部品
間において必要とされた組み付は精度したがって部品の
加工精度のレベルダウンが可能である。

なお、本減速機構は電動雲台の水平回動および上下回動
用としてそれぞれ別系統に装備されるものであるが、同
一減速機ケースに収容され同一モータによって駆動させ
ることができる。また本減速機構の出力回転軸１５の回
転はさらに、たとえば平歯車およびラックを介して第５
図にみられるような電動雲台のリングギヤに伝動される
ものであるが、その伝動機構の設定は本減速機構の利点
を損なうことなく最小限度の範囲内で行なうことも任意
でありかつ容易である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、減速
損失が少なくて減速効率が高く、また従来の歯車機構に
みられるバックラッシュがないから、撮影カメラの方向
移動及び停止が正確で画面ぶれがなく、低震動かつ低騒
音が保てる電動雲台用減速機構が得られる。

また、本発明によれば、本発明の機構は、構造が簡単で
保守が容易であると共に、減速効率が高く、−段階で高
い減速比が得られるから、構成部品が少なく、出力の小
さいモータが利用でき、部品精度のレベルダウンが可能
となったことと相俟って小型軽量化かつ低価格化が図れ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

実施例を示す第１図は本発明による減速機構を施された
電動雲台の要部断面図、第２図は一部を切欠いて示す第
１図の減速機構要部の拡大斜視図。 第３図は第１図のｍ−ｍ線に沿う断面図、第４図は第１
図のＴＶ−ＴＶ線に沿う断面図、そして第５図は従来の
電動雲台の斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力回転軸（７）と同軸で外周面にＶ字溝（８ａ
   ）を有する中心ローラ（８）、同中心ローラ（８）のＶ
   字溝（８ａ）と外表面で接触しかつそれぞれ自転軸（１
   ０）を有し回転自在な複数の球状従動ローラ（９）、同
   従動ローラ（９）の自転軸（１０）軸端を支持し前記中
   心ローラ（８）と同心で回転自在な従動ローラ支持部材
   （１２）、前記従動ローラ（９）と軸方向入力側から接
   触するテーパ面（１３ａ）を内周に有するリング状加圧
   部材（１３）、同加圧部材（１３）を入力側から軸方向
   に加圧する加圧手段及び出力回転軸（１５）と同軸で前
   記従動ローラ（９）と軸方向出力側から接触するテーパ
   面（１４ａ）を入力側に突出したつば部分の内周に有す
   る回転自在な受皿状フランジ部材（１４）から構成され
   ていることを特徴とする電動雲台用減速機構。