JPH0223288B2

JPH0223288B2 -

Info

Publication number: JPH0223288B2
Application number: JP61196668A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Aihara
Original assignee: TOKYO AIRCRAFT INSTR CO
Current assignee: TOKYO AIRCRAFT INSTR CO
Priority date: 1986-08-22
Filing date: 1986-08-22
Publication date: 1990-05-23
Also published as: JPS6352929A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、チユーンド・ジヤイロ等に使用され
る二軸撓みヒンジを有するジンバルに関する。

（従来の技術）チユーンド・ジヤイロは、ジンバルの外側にロ
ータを配置し、スピンモータをケースに固定し、
前記ロータを駆動軸とサスペンシヨンシステムを
通して回転させる形式のジヤイロである。

このチユーンド・ジヤイロでは、駆動軸とロー
タスピン軸間である一定のオフセツト角をもつて
駆動軸がＮ回転するとき、支点において拘束され
ているため、ジンバルは2N回振動しなければな
らない。サスペンシヨンシステムは１つのジンバ
ルリングからなり、二軸撓みヒンジにより駆動軸
とロータへ結合されている。これらの拘束の軸は
互いに直角であり、拘束をねじることにより生じ
た弾性トルクをキヤンセルするのは、2Nで振動
するジンバルの慣性反作用トルクであり、その結
果、ロータを拘束のない自由なものにする。

二軸撓みヒンジとは、直交二軸まわりに回転で
きるヒンジをいう。従来、この種のヒンジは、
個々に撓みヒンジを製造し、それをジンバル構造
に組み込むことにより、製造していた。このた
め、組立精度により、二軸撓みヒンジの品質が左
右されるという欠点があつた。

この欠点を解決するため、二軸撓みヒンジを一
体物から製造する方法が種々提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） USP3700289では、インナーリングとアウター
リングを組立てて、孔を一致させる方法を実施し
ているが、正確な位置決めができないという問題
点があつた。

また、スロツトがインナーリングとアウターリ
ングの組立後放電加工によりカツトされるが、カ
ツト後ヒンジ部が接触しているため動きずらいと
いう問題点があつた。

本発明の目的は、容易でかつ正確な位置決めを
してスロツトを加工することにより、均一な品質
で内部歪のない二軸撓みヒンジを大量に製造し、
性能向上と生産性向上を図ることができる二軸撓
みヒンジを有するジンバルを提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段）前記目的を達成するために、本発明による二軸
撓みヒンジを有するジンバルは、軸方向の基準と
なる段部を内壁面に形成した外筒を加工し、前記
外筒に１対のヒンジ用孔を90度毎に加工し、前記
外筒に組立用ピン孔を加工して外筒を準備し、前
記外筒の段部に対応する嵌合部と間隙用の小径部
とを外壁面に形成し、前記外筒のヒンジ用孔と直
交する方向に配置された１対のヒンジ用孔を90度
毎に加工し、前記外筒の組立用ピンに対応する位
置に組立用ピン孔を加工して内筒を準備し、前記
外筒または前記内筒のいずれか一方の端面に位置
決めピン孔を加工し、前記外筒の段部と前記内筒
の嵌合部とが密着するように挿入し前記各位置決
めピン孔に位置決めピンを挿入して固定した内外
筒組立を設け、前記内外筒組立を前記位置決めピ
ン孔で位置決め固定して前記各ヒンジ孔の間隙か
らワイヤを通して放電加工によりスロツトを形成
し90度回転させて他のスロツトを形成して構成さ
れている。

前記外筒のヒンジ孔加工および前記内筒ヒンジ
孔加工では、前記一対のヒンジ孔の中心を結ぶ線
が前記各筒の軸方向に対して45度の方向に配置す
ることができる。

（実施例）以下、図面等を参照して、実施例について本発
明を詳細に説明する。

第１図は、本発明による二軸撓みヒンジを有す
るジンバルの実施例の製造方法の実施例を示した
ブロツク図である。

第２図は、本発明による二軸撓みヒンジを有す
るジンバルの実施例の製造方法における外筒の旋
盤加工工程を説明するための図、第３図は、外筒
の孔加工工程を説明するための図、第４図は、外
筒が完成した状態を示した図である。

第５図は、本発明による二軸撓みヒンジを有す
るジンバルの実施例の製造方法における内筒の旋
盤加工工程を説明するための図、第６図は、内筒
が完成した状態を示した図である。

第７図は、本発明による二軸撓みヒンジを有す
るジンバルの実施例の製造方法における内筒と外
筒の組立状態を示した図、第８図〜第１０図は、
スロツトの加工工程を示した図、第１１図は、前
記方法により製造された本発明による二軸撓みヒ
ンジを有するジンバルを示した斜視図である。

前記製造方法は、外筒１を製造する工程（）
と、内筒２を製造する工程（）と、外筒１と内
筒２とを組み合わせて撓みヒンジを加工する工程
（）とから構成されている。

工程（）は、旋盤加工工程ａ、孔加工工程
ｂ、ねじ加工工程ｃとから構成されている。

まず、旋盤加工工程ａでは、第２図に示すよう
に、外筒１の旋盤加工が行われる。外筒１の内壁
１０には、軸方向の基準になる段部１１が設けら
れ、それぞれの内径がφA、φBになるように切削
加工される。また、外筒１の外壁１２には、中央
部に小径部１３が設けられ、さらに、前記段部１
１と反対側の開口部にはフランジ部１４が設けら
れている。また、軸方向は、寸法Ｄに切削され
る。

次に、孔加工工程ｂでは、第３図に示すよう
に、治具ボーラによる孔加工が行われる。外筒１
の小径部１３には、ヒンジ用孔１０１〜１０８が
穿設される。一対のヒンジ孔１０１，１０２の中
心を結ぶ線は、外筒１の軸方向に対して45度の方
向に配置されるように加工される。これは、軸と
平行に配置したときよりも、ジンバルの長さ(E)を
短くできるからである。これらのヒンジ用孔１０
１〜１０８は、ロータリインデツクスにより軸中
心に90゜ずつ回転させて穿設する。また、外筒１
の段部１１には、組立用ピン孔１０９，１１０が
180゜離れた位置に穿設される。

最後に、ねじ孔加工工程ｃでは、フランジ部１
４の軸方向には、８個のねじ孔１１１〜１１８が
加工される。このねじ孔１１１〜１１８は、フラ
イホイールあるいはロータへ取付けるためのもの
である。

工程（）は、旋盤加工工程ｄ、孔加工工程
ｅ、ねじ孔加工工程ｆとから構成されている。

旋盤加工工程ｄは、内筒２の旋盤加工が行われ
る。内筒２の内壁２１には、小径段部２２が設け
られている。また、外壁２４には、小径部２４お
よび外筒１の段部１１に嵌合する嵌合部２５が設
けられている。小径部２４を設けるのは、外筒１
に組み込んだときに、外筒１の内壁１０と接触し
ないようにするためである。従つて、外筒１の内
壁１０側に設けてもよい。ここで、内筒２の外壁
２３と嵌合部２５の寸法はそれぞれφA、φBに軸
方向の寸法はＤに加工される。

孔加工工程ｅでは、治具ボーラによる孔加工が
行われる。内筒２の小径部２４には、90゜ずつ回
転させてヒンジ用孔２０１〜２０８が穿設され
る。このヒンジ用孔２０１〜２０８は、外筒１の
ヒンジ用孔１０１〜１０８と対応させて設けられ
るが、第４図Ａと第６図Ａによく示されているよ
うに、１対の孔１０１，１０２の中心を結ぶ線
と、孔２０１，２０２の中心を結ぶ線は、互いに
直交するような位置関係にある。

また、内筒２の嵌合部２５には、組立用ピン穴
２０９，２１０が穿設されている。これらの組立
用ピン穴２０９，２１０は、外筒１の組立用ピン
孔１０９，１１０に対応して、180゜ずつ回転させ
て穿設される。

さらに、内筒２の嵌合部２５側の端面２６に
は、ピン穴２１１が穿設される。このピン穴２１
１は、ワイヤ放電加工の際の加工基準となる穴で
ある。なお、このピン穴は、外筒１の端面に設け
てもよい。

ねじ孔加工工程ｆでは、前記端面２６に、ねじ
穴２１２〜２１５が設けられる。このねじ穴２１
２〜２１５は、シヤフトへの取付けのためのもの
である。

工程（）は、組立工程ｇ、熔接工程ｈ、熱処
理工程ｉ、旋盤工程ｊ、ワイヤ放電加工工程ｋと
から構成されている。

組立工程ｇでは、第７図に示すように、外筒１
に内筒２を挿入し、回転方向の位置決めのため、
組立用ピン孔１０９，１１０と組立用ピン穴２０
９，２１０に対して、ピン５１，５２が挿入され
る。また、軸方向の位置決めは、第７図Ａの線Ｆ
に示されているように、外筒１の段部１１と内筒
２の嵌合部２５で行われる。

さらに、熔接工程ｈでは、外筒１と内筒２の両
端面の接合部分の円周まわりに電子ビーム熔接
（EBW）が行われ、外筒１と内筒２とは一体化さ
れ、内外筒組立３が完成する。

この後、熱処理工程ｉでは、内外筒組立３に焼
き入れを行い、硬度を増加させる。

さらに、旋盤加工工程ｊにより、内外筒組立３
の両端面を寸法Ｅに旋盤加工する。

ワイヤ放電加工工程ｈでは、第８図に示すよう
に、内外筒組立３をワイヤ放電加工用治工具７に
組み込んで、ワイヤ６によるワイヤ放電加工で、
二軸撓みヒンジに分離加工を行う。ワイヤ放電加
工により、スロツトの加工時間を短縮することが
できる。

ワイヤ放電加工用治工具７の取付部７１には、
位置決め用ピン７２が植設されており、内筒２の
ピン穴２１１に嵌合させられ、回転方向の位置決
めが行われる。

ワイヤ６は、第９図に示すように、ヒンジ用孔
１０１と２０２の間隙およびこれらの孔に対向す
る位置の孔１０５，２０５の間隙に通され、クラ
ンク状に移動して（第８図参照）、スロツト３０
１が加工される。さらに、反対側のスロツト３０
２が同様に加工される。

次に、ワイヤ放電加工用治工具７の取付部７１
を90゜回転させ、同様にしてスロツト３０３，３
０４を加工する。

このようにして、内外筒組立３に、第１１図に
示すような、撓みヒンジ８が形成される。

（発明の効果）以上詳しく説明したように、本発明によれば、
外筒と内筒を正確に位置決めして組み立てたのち
に、ワイヤによる放電加工によりスロツトを加工
するので、均質でかつ内部歪のない２軸撓みヒン
ジを大量に製造することができる。

また、外筒と内筒の間に間隙を形成したので、
撓みヒンジが動きやすくなり、ヒンジ性能が向上
した。

さらに、ヒンジ孔を斜めに設けたので、ジンバ
ルを小形化することができた。

従つて、小形軽量のTDGが製造可能になると
ともに、フライトコントロール用からイナーシヤ
ルグレード用まで高性能なTDGに使用可能にな
つた。また、２軸の直線加速度計にも適用できる
ようになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による二軸撓みヒンジを有す
るジンバルの実施例の製造方法の実施例を示した
ブロツク図である。第２図は、本発明による二軸
撓みヒンジを有するジンバルの実施例の製造方法
における外筒の旋盤加工工程を説明するための
図、第３図は、外筒の孔加工工程を説明するため
の図、第４図は、外筒が完成した状態を示した図
である。第５図は、本発明による二軸撓みヒンジ
を有するジンバルの実施例の製造方法における内
筒の旋盤加工工程を説明するための図、第６図
は、内筒が完成した状態を示した図である。第７
図は、本発明による二軸撓みヒンジを有するジン
バルの実施例の製造方法における内筒と外筒の組
立状態を示した図、第８図〜第１０図は、スロツ
トの加工工程を示した図、第１１図は、前記方法
により製造された本発明による二軸撓みヒンジを
有するジンバルを示した斜視図である。１……外筒、１０１〜１０８……ヒンジ用孔、
１０９，１１０……組立用ピン孔、１１５……取
付けねじ孔、２……内筒、２０１〜２０８……ヒ
ンジ用孔、２０９，１１０……組立用ピン穴、１
１１〜１１５……取付けねじ穴、３……内外筒組
立、３０１〜３０４……スロツト、４……ドリ
ル、５１，５２……ピン、６……放電加工用ワイ
ヤ、７……放電加工用治具、８……撓みヒンジ。

Claims

【特許請求の範囲】１軸方向の基準となる段部を内壁面に形成した
外筒を加工し、前記外筒に１対のヒンジ用孔を90
度毎に加工し、前記外筒に組立用ピン孔を加工し
て外筒を準備し、前記外筒の段部に対応する嵌合
部と間隙用の小径部とを外壁面に形成し、前記外
筒のヒンジ用孔と直交する方向に配置された１対
のヒンジ用孔を90度毎に加工し、前記外筒の組立
用ピンに対応する位置に組立用ピン孔を加工して
内筒を準備し、前記外筒または前記内筒のいずれ
か一方の端面に位置決めピン孔を加工し、前記外
筒の段部と前記内筒の嵌合部とが密着するように
挿入し前記各位置決めピン孔に位置決めピンを挿
入して固定した内外筒組立を設け、前記内外筒組
立を前記位置決めピン孔で位置決め固定して前記
各ヒンジ孔の間隙からワイヤを通して放電加工に
よりスロツトを形成し90度回転させて他のスロツ
トを形成して構成した二軸撓みヒンジを有するジ
ンバル。２前記外筒のヒンジ孔加工および前記内筒ヒン
ジ孔加工では、前記一対のヒンジ孔の中心を結ぶ
線が前記各筒の軸方向に対して45度の方向に配置
されるようにした特許請求の範囲第１項記載の二
軸撓みヒンジを有するジンバル。