JPH0352897B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はジヤイロ装置、特に高速で回転するジ
ヤイロロータを組み込んだジンバルをトーシヨン
バーで弾性的に拘束する方式のジヤイロ装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来、この種のジヤイロ装置としては、例えば
第４図に示すようなものがある。同図において、
１は円筒状のケースであり、その両開口端はハウ
ジング２及びベローズ１１により封止されてい
る。該ケース１の中には、ロータ８ａ及びステー
タ８ｂを有するジヤイロロータ８を封入したジン
バル６が、ダンピングオイル１２と共に封入され
ている。尚、８ｃはロータ８ａの軸受である。ジ
ンバル６はトーシヨンバー４及び軸受９により回
動可能に支持されている。ここで、電路１０ａ，
１０ｂを通じてジヤイロロータ８に給電すること
により、ロータ８ａは、高速にてスピン軸線１３
−１３のまわりに回転する。このとき、スピン軸
線１３−１３と出力軸線１４−１４とに直交する
入力軸線（図示せず）まわりに角速度が加わる
と、角速度に比例したプレセツシヨントルクが出
力軸線１４−１４まわりに生じ、ジンバル６がケ
ース１に対し回動を行い、変角が生じる。この変
角の大きさは、プレセツシヨントルクと変角によ
るトーシヨンバー４のねじれによるトルクとが一
致することにより決定される。この変角は、ケー
ス１に固定した固定部５ａとジンバル６に固定し
た回転部５ｂとより成る変角検出装置５により、
電気信号として出力される。このようなジヤイロ
装置１８において、過大入力が加わつた際、変角
が過大となり、トーシヨンバー４のねじり応力が
限界を越えることがないよう、ジンバル６の回動
角度を規制するストツパー７が設けられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前述した従来のジヤイロ装置に
おいては、次の如き欠点がある。

即ち、第４図に示したジヤイロ装置１８におい
ては、ストツパー７の構成要素である調整ピン７
ｆが、ベローズ１１側のハウジング１６に支持さ
れており、該ハウジング１６はケース１の内部に
固着されている。従つて、ストツパー７を構成す
るには、ジンバル６をケース１の内に組込む必要
がある。この従来方式を用いた場合、ストツパー
７の自由度の調整は、以下の２つ方法を用いるこ
とになる。第１の方法としては、所定の自由度を
得るため、出力軸線１４−１４に関し、その左右
に隙間を劃成するためのジンバル６の一側に設け
た溝７ｅと、調整ピン７ｆとを用いる方法であ
る。本方式においては、構成部品の寸法により自
由度が決定されている為、自由度そのものを後で
調整する必要がないものの、組立時に、左右の隙
間が均一になるように組立を行う必要がある。こ
の隙間を均一に組立るという作業は、非常に困難
な作業である。仮りに目標とする自由度を±1°と
し、そのばらつきを±0.1°におさえようとした場
合、ジヤイロ装置１８のケース１の外径は通常20
mm〜25mmであるから、ストツパー７の回転半径も
せいぜい10mmが最大である。従つて、1°の自由度
に対する隙間は0.17mmであり、ばらつきを±0.1
度とするには、隙間を0.017mmの精度で判別しな
ければならない。

上述の方法は、作業性及び部品精度の両面にお
いてはなはだ不都合である。

一方、以下に記す第２の方法も用いられる。即
ち、自由度を決定する調整ピン７ｆの先端は、ハ
ウジング１６に組込まれている根元に対し偏心し
ており、この偏心を有する調整ピン７ｆをジンバ
ル６に設けた溝７ｅの中でまわすことにより、調
整ピン７ｆの外周と溝７ｅの側面との隙間を調整
する。このような機構を２組設けることにより、
左右の自由度をそれぞれ独立して調整することが
できる。この第２の方法によれば、高精度の部品
は必要としない。しかし、この方法の重大な欠点
は、組立状況においてジンバル６に触れることが
できない点にある。従つて、自由度の確認を行う
には、実際にジヤイロロータ８をまわして、これ
は入力角速度を加えることにより、ジンバル６に
変角を与えることになる。この変角を変角検出装
置５により電気信号として取り出し、調整を行
う。

このように組立の中間段階でジヤイロロータ８
をまわすことは、本来ジンバル６はダイピングオ
イル１２中に浮かんで使用することにより考え
て、好ましいことではない。即ちジヤイロロータ
８の回転に伴う振動が、直接、軸受９に伝達され
たり、ストツパー７がダンピング使用なしにぶつ
かることになる。これらのことは、精密部品で構
成されるジヤイロ装置１８によつて、最も嫌われ
る金属粉の発生の原因となる。さらに、自由度調
節の為に、調整ピン７ｆをまわすことは、ハウジ
ング１６との間で金属同志がこすれることにな
り、ここにも金属粉が発生することになる。この
段階で発生した金属粉は、ケース１、ハウジング
２、ハウジング１６の内部に入ることにより、除
去不能となる。これらの金属粉が軸受９を汚染す
ることにより、ジヤイロ装置１８の性能劣化をま
ねくことになる。

又、他の欠点として、従来のジヤイロ装置１８
において、ジヤイロロータ８へ給電する為の電路
１０ａ，１０ｂは、第４図に示すように、ジンバ
ル６のスピン軸線１３−１３の両端より引き出さ
れている。これは、ジンバル６の内部にできる限
り大きな角運動量を有するジヤイロロータ８を使
用する為、ジンバル６が大きくなり、電路を収納
する場所が限られることによる。従つて、電路は
２本１０ａ，１０ｂを設けることにとどまる。し
かし、ジヤイロ装置１８に用いるジヤイロロータ
８のステータ８ｂは、２相巻線又は、３相巻線よ
りなる。これらの巻線は、３端子を有する巻線で
あり、上述の２本の電路１０ａ，１０ｂでは１本
の不足を生じる。この問題を解決する為、トーシ
ヨンバー４を介して給電することとなる。この結
果、トーンシヨンバー４を固定するハウジング
２、ケース１も電気的に結合されることになる。
これは、ジヤイロ装置１８を他の機器と併用する
際の絶縁及びアースに対する電気的ポテンシヤル
の発生の両面で都合が悪く、ジヤイロ装置１８を
民間市場で使う際のネツクとなつていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決したジヤイロ装置を
提供するもので、これは、ジヤイロロータ、該ジ
ヤイロロータを内蔵するジンバル、該ジンバルの
上記ジヤイロロータのスピン軸と直交する軸線の
一方に設けた出力軸、上記出力軸と反対側に設け
たトーシヨンバー、上記ジンバルを内蔵し上記出
力軸の嵌合する出力軸軸受及び上記トーシヨンバ
ーの他端が取付けられるケース、上記ジンバルの
上記ケースに対する上記出力軸線まわりの変角を
検出する変角検出装置とからなるジヤイロ装置に
おいて、上記ジンバルは上記出力軸線を中心とし
該軸方向に２体に分離可能な第１及び第２の筒状
体より構成され、該第１の筒状体には上記トーシ
ヨンバーの一端と上記ジヤイロロータが固設され
ると共に、上記ジヤイロロータの軸端近傍が２面
取り出された形状となつており、該２面取り部と
上記ケースの作る一方の空間にジヤイロロータへ
の給電用電路を収納すると共に他方の空間に上記
ジンバルの上記ケースに対する上記出力軸線のま
わりの角運動を制限するストツパより成る。

〔作用〕

本発明のジヤイロ装置によれば、ジヤイロロー
タを内蔵するジンバルを、２個の円筒状体から構
成し、その一方の円筒状体のジヤイロロータのス
ピン軸端近傍に２面取り部を設け、この２面取り
部とケースとの作る空間に、ジヤイロロータへの
給電用電路及びジンバルのストツパーを配置する
ことにより、組立及び調整を簡易となしたもので
ある。

〔実施例〕

第１図、第２図及び第３図は、本発明の一実施
例を示す断面図、その主要部の断面図及び斜視図
である。同図において、第４図と同一部材は同一
番号を付し、これらの説明は省略する。

本発明のこの例に於ては、ジンバル６を、第１
の円筒状体６ａと、これと分離可能に一体に連結
される第２の円筒状体６ｂとより形成する。一方
の円筒状体、例えば第１の円筒状体６ａのジヤイ
ロロータ８のスピン軸線１３−１３近傍より第１
図に於て左方に向かつた部分を、２面取りして断
面三日月状の第１及び第２の凹部１９ａ及び１９
ｂを設ける。

本発明のこの例に於ては、主として固定部７ａ
と、可動部７ｂと、ベース７ｃとより成るジンバ
ル６の回動角規制用のストツパー７を、主として
第１の円筒状体６ａの２面取りによる第１の凹部
１９ａとケース１との空間内に配置する。即ち、
ストツパー７の固定部７ａの一端を、ハウジング
２の内面に固定したリング状のベース７ｃに固着
する。ストツパー７の棒状の可動部７ｂをジンバ
ル６上に、その２面取りによる第１の凹部１９ａ
内に、出力軸線１４−１４方向に固着する。又、
２面取りよる第２の凹部１９ｂ内には３本の電路
１０ａ，１０ｂ，１０ｃが組み込まれている。

第２及び第３図は、これらの位置関係を示す断
面図及び斜視図である。同図に示す如く、固定部
７ａは互いに平行で出力軸線１４−１４と平行に
伸びる２本のフオーク７a_-1，７a_-2を有し、それ
等の間に可動部７ｂが配置され、可動部７ｂの両
側とフオーク７a_-1，７a_-2との間に、ギヤツプ
g₁，g₂が夫々形成される。ギヤツプg₁，g₂は、フ
オーク７a_-1，７a_-2に螺入した調整ねじ７d₁，７
d₂により自由に調整することができる。即ち、ス
トツパー７の自由度が調整され得る。このよう
な、構造を用いることにより、ハウジング２にト
ーシヨンバー４を介してジンバル６を取り付ける
ことにより、ストツパー７を構成することが可能
となる。尚、第１図においてはホルダー３を介し
てトーシヨンバー４がハウジング２に取り付けら
れているが、このホルダー３がなくても本発明の
効果に差異はない。

〔発明の効果〕

上述した本発明のジヤイロ装置によれば、ケー
ス１及びハイジング１６を用いることなく、スト
ツパー７の自由度の調整を行うことができる。
又、この自由度の調整にあたり、ジンバル６ケー
ス１をかぶつていない為、自由に触れることがで
きる。従つて、ジヤイロロータ８をまわすことな
くジンバル６に変角を与えることができる。これ
により、出力軸１４ａを支承する軸受９にジヤイ
ロロータ８の回転による振動を与えることなく、
ジンバル６の自由度調整を行なえる。さらに、こ
の調整段階で金属粉が生じたときも、この段階で
は、ジンバル６はケース１に収納されていない
為、その洗浄は可能である。このように、本発明
によれば、ジンバル６の自由度の調整が容易であ
るばかりでなく、調整時に生じる金属粉の除去に
より装置の信頼性を大幅に向上できる。

又、３本の電路１０ａ，１０ｂ，１０ｃを２面
取りによる第２の凹部１９ｂに配設し得るので、
トーシヨンバー４を電路として用いる必要がなく
なり、従来の問題点である。ケース１が電気的に
接続されるという欠点が解決される。この為、ジ
ヤイロ装置１８は、種々の用途に利用し易くなつ
た上に、トーシヨンバー４に電流を流す必要がな
くなつた為、通電によるトーシヨンバー４のねじ
れも解消し、より高精度のジヤイロ装置を構成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は
第１図の−線に沿つた断面図、第３図はその
要部の斜視図、第４図は従来のジヤイロ装置の断
面図である。 図に於いて１はケース、２はハイジング、３は
ホルダー、４はトーシヨンバー、５は変角検出装
置、６はジンバル、７はストツパー、８はジヤイ
ロロータ、９は軸受、１０ａ，１０ｂ，１０ｃは
電路、１１はベローズ、１２はダンピングオイ
ル、１３−１３はスピン軸線、１４−１４は出力
軸線、１６はハウジング、１８はジヤイロ装置、
１９ａ，１９ｂ、は第１及び第２の凹部、g₁，g₂
はギヤツプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ジヤイロロータ、該ジヤイロータを内蔵する
   ジンバル、該ジンバルの上記ジヤイロロータのス
   ピン軸と直交する軸線の一方に設けた出力軸、上
   記出力軸と反対側に設けたトーシヨンバー、上記
   ジンバルを内蔵し、上記出力軸の嵌合する出力軸
   軸受及び上記トーシヨンバーの他端が取付けられ
   るケース、上記ジンバルの上記ケースに対する上
   記出力軸線まわりの変角を検出する変角検出装置
   とからなるジヤイロ装置において、上記ジンバル
   は上記出力軸線を中心とし該軸方向に２体に分離
   可能な第１及び第２の筒状体より構成され、該第
   １の筒状体には上記トーシヨンバーの一端と上記
   ジヤイロロータが固設されると共に上記ジヤイロ
   ロータの軸端近傍が２面取り出された形状となつ
   ており、該２面取り部と上記ケースの作る一方の
   空間にジヤイロロータへの給電用電路を収納する
   と共に他方の空間に上記ジンバルの上記ケースに
   対する上記出力軸線のまわりの角運動を制限する
   ストツパーを設けたことを特徴とするジヤイロ装
   置。