JPH0726714B2 - 三脚の中央支柱 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カメラ等を取付けるための、高さ調節可能な
三脚の中央支柱に関する。

〔従来の技術〕

高さ調節可能な部材としてガスばねを備えている高さ調
節可能な、もしくは長さ変動可能な支柱は、多くの技術
分野で利用されている。

この種のガスばねの構造は、時の経過に応じて多様に改
良されたが、そのプロトタイプは、1875年のアメリカ合
衆国特許第168980号明細書に記載されているものであ
る。この明細書に記載されたガスばねは、自動車用のガ
スばねである。

特にこの分野においては、ガスばねの緩衝特性を調整す
るために、一連の問題解決手段が実現されている。この
場合とくに言及に値するガスばねは、例えば、ドイツ連
邦共和国特許第2750667号、同第2836662号の各明細書に
記載されているような、ばねの両終端位置に向って徐々
に剛くなる形式のガスばねである。

このようなガスばねにおける効果的な作業ピストンとし
ては、例えばドイツ連邦共和国特許出願公告第1107030
号明細書に記載されているような、ガスばねの長さ変動
に対応して、十分な形状に形成されたダイに巻出される
形式のロールダイアフラムが用いられる。

円筒形のピストンロッドを有するガスばねは、例えばド
イツ連邦共和国特許出願公開第2710647号明細書におけ
るように、映写カメラ又はテレビ撮影カメラを当接し
て、カメラの重量を支えるためにも利用される。

この公知例の場合、ガスばねは、中央コラムとして三脚
内に組込まれており、その上端部に、カメラを取付ける
旋回可能な三脚ヘッドを備えている。この中央コラム
は、例えば摩擦クラッチにより、任意の各位置に係止す
ることが出来る。

カメラを別の高さ位置に移動させるには、この摩擦クラ
ッチを解離して、カメラを所望の新しい高さに案内する
ことができる。ガスばねの内圧によって、高さは、カメ
ラの重量に合わせて調整されているので、カメラを新し
い位置にもたらすための力は、極く僅かなものでよい。

公知のガスばねにおいては、別の場合に用いられる小型
の低圧ガスばねとは異り、ピストンロッド容積に対する
全ガス容積の比が、始めからかなり大きい。つまり、そ
の意味するところは、公知のガスばねの構成寸法が比較
的大きく、このガスばねの全ばね長さに関連するばね特
性曲線は、比較的フラットではあるが、カメラの重量に
対して申し分なく調整することが出来ない。従って、こ
のガスばねが解錠されると、カメラはセットされた位置
に保たれない。

そこで、カメラを新たな高さ位置にもたらすには、ガス
ばねを摩擦クラッチによって位置固定する前に、カメラ
マン自身が、カメラをその新たな位置に固定し、その状
態を点検しなければならない。

位置固定されてないガスばねにおいてカメラが手離され
ると、その位置は、直ちにガスばね特性曲線に応じてず
れることになる。従って、カメラマンは、カメラの高さ
位置を変えるためだけにも、常に両手を用いなければな
らない。

しかし、一般的にカメラマンは、この高さ変更中に、他
の作業、例えばカメラを新たな位置に旋回させたり、接
眼レンズを調整したりする作業を行なわねばならないの
で、カメラの高さ調節と新たな位置でのカメラ固定との
操作を簡易化することが望ましい。このことは、例えば
ガスばねがばね長さに関連して、水平なばね特性曲線を
有していれば可能である。これによりカメラは、ガスば
ねのばね力のみによって、所望の高さ位置に保持される
筈である。

油圧式三脚は、圧力タンク内の圧力に依存している。従
って、油圧式三脚の圧力タンク内の圧力が一定又は実質
的に一定に維持されているならば、支持力は、操作の間
中一定である。また、圧力タンク内の圧力は容積に依存
している。然しながら、ピストンロッドが動くと、容積
が変化する；ピストンロッド全体が圧力タンク内に引込
められると、ガス容積は最小値となり、従って、ガス圧
力は最大値になる；ピストンロッドが、三脚の最大長さ
に圧縮されると、その時の圧力タンク内の容積は最大値
となり、ガス圧は、それに対応して最小値になる。最大
容積と最小容積の差は、ピストンロッドの容積に対応す
る。この値が、圧力タンクの総容積に関して小さい場
合、この差は無視することが出来、従って支持力は全操
作条件で殆ど一定である。従って、フラットなばね特性
曲線を得るためには、ピストンロッド容積に対する全容
積の比が、更に大きくなるようなガスばねと圧力容器と
を備えた三脚が必要になる。そのためには、圧力容器が
極めて大型にならざるを得ない。このような大型の圧力
容器を満たすためには、かなりの手間と費用とを要す
る。

この種の三脚の場合には、実地において、中央支柱がど
のようなポジションにも固定される。従って、中央支柱
を固定位置にロックしないでもカメラを希望する位置に
維持することが出来るという利点を有しているが、三脚
の製作コスト及びその構成容積ならびに重量は著しく大
きくなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の課題とするところは、冒頭に述べた形式の高さ
調節可能な支柱、特に映写カメラ又はテレビ撮影カメラ
を取付けるための三脚用中央支柱に改良を加えて、簡単
な構造と比較的小さな構成寸法で、正確に水平なばね特
性曲線が得られるように、従って、中央支柱が係止され
ていない場合でも、回転運動が行われうるようにするこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の課題を解決する本発明は、カメラを取付けるため
の三脚の高さ調節可な中央支柱であって；高さ調節部材
として、円筒形のカップ型ケーシングを有する空気圧シ
リンダ；前記ケーシングの底部に結合され、その自由端
部でガイドピストンを支持していて、ケーシングとガイ
ドピストンの間を滑動する中央ピストンロッド；を有
し、ピストンロッドが、カップ型の内部シリンダであっ
て、シール部材を介してガイドピストン及びピストンロ
ッドに支承されていて、且つその閉端部でカメラを高さ
支持する装置と結合されていて、ガイドピストンが、ガ
イドピストンが分割する内部シリンダの空隙にオリフィ
スを有し、内部シリンダには圧縮ガスが充填されている
三脚の中央支柱において；ピストンロッドの直径が、ガ
イドピストンからケーシングの底部に至るまで大きくな
る傾斜部を有しており、そのため、空気圧シリンダが、
シリンダ内のピストンのストロークの間実質的に一定な
上方作用支持力を供給し、内部シリンダとピストンロッ
ドの間に介在するシール部材が、半径方向に弾力性があ
り、且つシール部材を膨張・収縮させピストンロッドの
直径の変化に応じた一定のシール係合を維持するような
断面を有することを特徴とする三脚の中央支柱である。

〔発明の作用と効果〕

本発明の構成によって、ピストンロッドが、外側に引上
げられると、シリンダ小室の容積が大きくなり、シリン
ダ内の圧力が小さくなる。圧力は、ピストンの実表面
と、弾性シール材の近傍のピストンロッドの断面の間の
表面に作用する。本発明の装置は、密閉系であるので、
圧力×容積（ｐ×Ｖ）は、操作中一定である。ピストン
ロッドが引込められた場合、力（Ｆ）は、圧力p1とピス
トンロッドの実効面積A1とで形成せれる。ピストンロッ
ドが引上げられて、圧力がp2、ピストンロッドの実効面
積がA2になった場合も、同じ力、即ち,F＝p2×A2がその
位置に作用する。ピストンの実効面積A1又はA2は、各々
中空ピストンロッドの直径d1及びd2に対応する。ピスト
ンロッドの直径が少々変化しても、三脚は安定で、ピス
トンロッドの引込み、引上げの全長に亘って支持力が一
定している。

このような構成によれば、主としてテーパ状のピストン
ロッドを半径方向で弾性的なシール部材と関連させてガ
スばね支柱のために利用することが出来る。

ピストンロッドの変動する横断面に整合されているこの
種の半径方向弾性なシール部材が、軸方向で比較的フラ
ットなシールスリーブとして或る程度容易に製作されう
ることは明らかである。

ピストンロッドにおける摩擦力を小さく抑え、かつ中央
支柱の高さ調節に際する変形およびこれに関連した始動
衝撃を回避するためには、シールスリーブを短かい軸方
向シールリップを備えるほぼＷ字状横断面の成形体とし
て構成しておくと有利である。

このシールスリーブはプラスチック又はゴムから製作さ
れるが、その場合、プラスチックを繊維又は織物等で補
強しておくと効果的である。シール部材がピストンロッ
ドに付着することを阻止するためには、例えばグラフフ
ァイトの添加されたプラスチックのようないわゆる自己
潤滑性の材料から成るシールスリーブを用いると有利で
ある。

本発明による高さ調節可能な支柱においては、極めて簡
単な構造で、水平なばね特性曲線を得ることが出来る。
映写カメラ又はテレビ撮影カメラを取付けるための三脚
に関連した既述の使用例においては、これによって、三
脚の中央支柱が固定されていない場合でも、カメラをそ
の都度の高さ位置で安定的に保持することが可能にな
る。

本発明による中央支柱の構成寸法は、極めて小さなもの
にすることが可能である。そのガス容量は、ほぼ水平な
ばね特性曲線を有する上述した公知の中央支柱において
必要とされるガス容量に比して、機能及び作用の面では
等しいにも拘らず、僅か20分の１に過ぎない。

圧搾ガスを収容するスペースは、ピストンロッドを中空
に構成しておくことにより、更に一層拡大することが出
来る。このような効果によっても、ピストンロッドのテ
ーパ度は小さく抑えられるので、弾性的なシール部材
は、難なくピストンロッドの直径変動に追従させうる。

水平なばね特性曲線を得るために、ピストンロッドの直
径変動を数学的に正確に算定するには、このピストンロ
ッドの形状は、必然的にやや球状になるが、その形状
は、テーパ形状から極く僅かしか偏倚していない。つま
り、その偏倚の程度は、それによって生ずるばね力が、
中央支柱の高さ調節に際する摩擦力を下回るほど僅かな
ものであるに過ぎない。従って、製作技術的な理由か
ら、通常は、テーパ形状が採用される。

〔実施例〕

次に、添付図面に示す実施例につき本発明を詳細に説明
する。

三脚装置（１）は、支持リング（２）に旋回自在に枢支
された長さ調節可能な３本の脚部（３）と、鉛直方向に
延びる高さ調節可能な中央コラムとしてのガスばね
（４）とを有している。

このガスばね（４）は、支持リング（２）内に支承さ
れ、その上端部に載設装置（５）を有している。この載
設装置（５）上には、映写カメラ又はテレビ撮影カメラ
を取付けるための旋回可能な三脚ヘッド（６）が装着さ
れている。

三脚の脚部（３）は、緊締装置（７）によって長さを規
定することが可能である。この緊締装置（７）は、スラ
イドスリーブ（８）と該スリーブから各脚部（３）にそ
れぞれ案内されているステー（９）とを有している。ス
ライドスリーブ（８）は、高さ調節可能なガスばね
（４）における支持リング（２）から下方に延びる、円
筒形でカップ状のケーシング（10）上を滑動する。

本発明によるこの三脚装置（１）は、三脚台車（11）上
に載置されている。

第２図には、高さ調節可能な中央コラムとしてのガスば
ねが詳細に示されている。

上部の開いた円筒形のケーシング（10）の底部には、上
方に向って延びる中空形成された中央のピストンロッド
（12）が固定されており、このピストンロッド（12）
は、開いた自由端部にガイドピストン（13）を支持して
いる。ガイドピストン（13）上には、カップ上の内部シ
リンダ（14）が被せ嵌められており、内部シリンダ（1
4）の下端部は、シールスリーブ（15）により、ピスト
ンロッド（12）に対してガス密にシールされている。

内部シリンダ（14）内のスペースは、この内部シリンダ
（14）のためのスライドリング（16）を有するガイドピ
ストン（13）によって、２つの部分、すなわち上位の中
空室（17）とピストンロッド（12）をも受容する下位の
中空室（18）とに分割されている。これら２つの中空室
（17）（18）は、ガイドピストン（13）の内部に形成さ
れた小さな穿孔部（19）によって、互いに連通させられ
ている。

この穿孔部（19）は、スロットルとしての作用を有して
いるので、ガスばね（４）の高さ調節に際する両中空室
（17）（18）間のガス交換は、所定の速度でのみ行なわ
れる。

解錠されたガスばね（４）は、三脚ヘッド（６）及びカ
メラが装着されていない場合でも、この穿孔部（19）に
より、制限された速度で外行運動を行なう。従って、急
速に外行する他のガスばねにおけるような、操作員にと
っての負傷の恐れが回避されるので、三脚を取扱う場合
の高い安全性が保証される。

内部シリンダ（14）の内室には、例えば簡単なエアポン
プによりバルブ（20）を介して供給される圧搾ガスが充
填されている。三脚ヘッド（６）を取付けるための載設
装置（５）は、内部シリンダ（14）の上端部に係合され
ている。この内部シリンダ（14）の上位閉鎖プレート内
には、過圧バルブ（21）が配置されている。

この三脚装置は、その使用に際して、次のように準備さ
れる。

まず初めに、ガスばね（４）の内部シリンダ（14）に圧
搾ガスを充填し、ガスばね（４）を解錠し、次いで、使
用するカメラを三脚ヘッド（６）上に載設する。

次に、カメラが所望の位置に保持されるまで、つまりカ
メラの重量がガスの力で相殺されるまで、圧搾ガスをバ
ルブ（20）を介して内部シリンダ（14）の内室に充填す
る。内部シリンダ内のスペースとピストンロッド（12）
の内部とには、穿孔部（19）により、両中空室（17）
（18）が連通させられているため、常に等しいガス圧が
存在している。

ガスばね（４）は、載設装置（５）を引くか、或いは押
すことによって高さ調節することが出来る。ガスばねの
実効力は、シール（15）の高さにおける実効ピストン力
のために、三脚の高さ調節の間の容積の変化の結果変化
する内部シリンダ（14）の内圧に正確に掛けられる。

内部シリンダ（14）をより効果的に案内するため、ケー
シング（10）には、その周面に分配された複数のガイド
ローラ（22）が設けられている。これらのガイドローラ
（22）は、内部シリンダ（14）の外壁に当接して、これ
を中心的に案内するために役立つ。また、この内部シリ
ンダ（14）は、その外壁に対して作用する緊締装置（2
3）により、任意の高さに固定することができる。

中心部に位置するピストンロッド（12）は、そのケーシ
ング（10）の底部の係止点から始まる中央ピストンロッ
ド（12）は、ガイドピストン（13）の方向に実質的に円
錐形に広がっているため、上昇操作中の容積或いは圧力
変化を補償する。

約20kgまでの重量を有するカメラ用のガスばねにおいて
は、ピストンロッドの長さは約50cm、その底部における
直径は約28mm、ガイドピストン（13）における直径は約
30.5mmとされる。

ガス圧と関与するピストンロッドの円錐度はガスばねの
実効長さとは無関係に、三脚ヘッド（６）を含むカメラ
の重量が常に平衡を維持するように算定される；このこ
とは、空気圧装置よって供給される特性支持が、ストロ
ークの全長さに沿って正確に一定であることを意味して
いる。

第３図に詳しく示したシールスリーブ（15）は、ピスト
ンロッド（12）の直径変動に追従しうるような弾性度で
構成されている。そのため、このシールスリーブ（15）
の断面形状は、ほぼＷ字状となっている。

このシール部材は、内部シリンダ（14）における下位の
閉鎖リング（26）に設けられた溝（25）内に挿入されて
いる。そのＷ字成形体における外側の脚部が、この溝
（25）の側壁に当接するのに対し、内側の脚部は、ピス
トンロッド（12）に当接する比較的鋭角のリング状シー
ル舌片（27）を上部範囲に有している。

この溝（25）に続く別の段付けられた溝（25a）内に
は、ポリテトラフルオルエチレンから成るＬ字形断面の
支承リング（28）が挿入されている。

支承リング（28）は、環状のウェブ（28a）を有してい
て、このウェブからは、パッキンリング（15）の直下
で、小さなギャップで互いに分離されている水平板（28
b）が伸びていて、パッキンリング（15）を支持してい
る。水平板（28b）の間のギャップが、この半径方向の
支承リング（28）をピストンロッド（12）の直径の変化
に対応可能にする。

シールスリーブ（15）は、これらのプレート（28b）に
よって支承される。半径方向で弾性的なこの支承リング
（28）も、各プレート（28b）間のギャップによって、
ピストンロッド（12）の直径変動に追従することが出来
る。

プレート（28b）とウェブ（28a）との間に位置する周方
向の縁部（28c）は、付加的にピストンロッド（12）に
対するシール部としても用いられるので、全体的に見る
と、このガスばね（４）は、かなり高イ圧力で作動する
ことが可能であり、極めて重い映写カメラ又はテレビ撮
影カメラを支承することが出来る。

リング状シール舌片（27）を、ピストンロッド（12）に
沿った各ポジションで充分にピストンロッド（12）に当
接させるために、リング状シール舌片（27）を囲繞する
ばねリング（29）が設けられている。

終端位置内に進入する際の緩衝効果を得るためには、ピ
ストンロッド（12）の直径を、それぞれ短かい緩衝区間
に互り、下端部では拡大させ、上端部では縮小させるこ
とが可能である。なおこのことは、第２図に符号（30）
及び（31）により破線で示されている。

第4a図及び第4bには、別の実施態様によるシールスリー
ブ（15′）（15″）における各半割部分の断面と下面と
が示されている。

このシールスリーブ（15′）（15″）は、第３図に示さ
れたシールスリーブ（15）とほぼ同じＷ字状の断面を有
している。ばねリング（29）によりピストンロッド（1
2）に圧着されるリング状シール舌片（27）の下方に
は、外向きに傾斜する傾斜面取部（41）が設けられてい
る。その面からは、突起（42′）又は（42″）が突出し
ている。

これらの突起におけるピストンロッド（12）に面する表
面は円筒面である。従って、これらの突起（42′）（4
2″）は軸方向の母線によりピストンロッド（12）に当
接し、各突起の間には、切欠（43′）（43″）が形成さ
れている。

第4a図に示された実施例においては、突起（42′）が、
シールスリーブ（15′）の内周面に沿って直接互いに接
続されているので、その間に形成される切欠（43′）の
大きさは若干小さくなる。

これに対し、第4b図による実施例の場合には、シールス
リーブ（15″）に沿った各突起（42″）が、相互間隔を
おいて配置されているので、傾斜面取部（41）にまで達
する切欠（43″）は、それに応じてやや大きくなる。

リング状シール舌片（27）の下に位置するこれら切欠
（43′）（43″）は、上述したのとは異なる形式で構成
することも可能である。なお、これらの切欠（43′）
（43″）の役目は、シールスリーブ（15′）（15″）の
内壁が、変形により大きな面に亘ってピストンロッド
（12）に当接しないように、ひいては、ガスばね（４）
のスムーズな滑動を阻止することにある。

また、これらの切欠（43′）（43″）内には、オイルが
連行されるので、潤滑機能が全体的に改善される。この
種のシールスリーブにおける伸びは、切欠の存在によっ
て大きくされるので、このガスばねは、全体として、か
なり融通のきく摺動運動を行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ガスばねとして構成された本発明による高さ
調節可能な中央コラムを有する三脚装置を概略的に示し
た全体図、 第２図は、この中央コラムの断面図、 第3a図は、底部範囲における中央コラムの断面図、 第3b図は、支承リングの平面図、 第4a図及び第4b図は、それぞれ、中央コラム用シールス
リーブの半割部における断面図と底面図である。 （１）三脚装置、（２）支持リング （３）脚部、（４）ガスばね （５）載設装置、（６）三脚ヘッド （７）緊締装置、（８）スライドスリーブ （９）ステー、（10）ケーシング （11）三脚台車、（12）ピストンロッド （13）ガイドピストン、（14）内部シリンダ （15）（15′）（15″）シールスリーブ （16）スライドリング、（17）上位の中空室 （18）下位の中空室、（19）穿孔部 （20）バルブ、（21）過圧バルブ （22）ガイドローラ、（23）緊締装置 （25）（25a）溝、（26）閉鎖リング （27）リング状シール舌片、（28）支承リング （28a）ウェブ、（28b）プレート （28c）周方向の縁部、（29）ばねリング （41）傾斜面取部、（42′）（42″）突起 （43′）（43″）切欠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カメラを取付けるための三脚の高さ調節可
   な中央支柱であって；高さ調節部材として、円筒形のカ
   ップ型ケーシングを有する空気圧シリンダ；、前記ケー
   シングの底部に結合され、その自由端部でガイドピスト
   ンを支持していて、ケーシングとガイドピストンの間を
   滑動する中央ピストンロッド；を有し、ピストンロッド
   が、カップ型の内部シリンダであって、シール部材を介
   してガイドピストン及びピストンロッドに支承されてい
   て、且つその閉端部でカメラを高さ支持する装置と結合
   されていて、ガイドピストンが、ガイドピストンが分割
   する内部シリンダの空隙にオリフィスを有し、内部シリ
   ンダには圧縮ガスが充填されている三脚の中央支柱にお
   いて；ピストンロッドの直径が、ガイドピストンからケ
   ーシング（10）の底部に至るまで大きくなる傾斜部を有
   しており、そのため、空気圧シリンダ（４）が、シリン
   ダ内のピストンのストロークの間実質的に一定な上方作
   用支持力を供給し、内部シリンダ（14）とピストンロッ
   ド（12）の間に介在するシール部材（15）が、半径方向
   に弾力性があり、且つシール部材を膨張・収縮させピス
   トンロッド（12）の直径の変化に応じた一定のシール係
   合を維持するような断面を有することを特徴とする三脚
   の中央支柱。