JPH0352898B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0352898B2 JPH0352898B2 JP12587185A JP12587185A JPH0352898B2 JP H0352898 B2 JPH0352898 B2 JP H0352898B2 JP 12587185 A JP12587185 A JP 12587185A JP 12587185 A JP12587185 A JP 12587185A JP H0352898 B2 JPH0352898 B2 JP H0352898B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gimbal
- torsion bar
- output shaft
- case
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Gyroscopes (AREA)
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ツ
バーで弾性的に拘束する方式のジヤイロ装置に関
する。
ヤイロロータを組み込んだジンバルをトーシヨツ
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、この種のジヤイロ装置としては、例えば
第３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９ｂに支
承される軸９ａにより回動可能に支持されてい
る。ここで、電路１０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１３−１３のまわりに回転する。このと
き、スピン軸１３−１３と出力軸１４−１４とに
直交する入力軸（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
限界を超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。
第３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９ｂに支
承される軸９ａにより回動可能に支持されてい
る。ここで、電路１０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１３−１３のまわりに回転する。このと
き、スピン軸１３−１３と出力軸１４−１４とに
直交する入力軸（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
限界を超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。
しかしながら、前述したジヤイロ装置において
は、次の如き欠点がある。即ち、第３図に示した
ジヤイロ装置１８においては、トーシヨンバー４
はねじりに対する弾性的な拘束力に関して、その
太さと長さとが決定されている。さらに、軸受９
ｂにおいても、軸受摩擦の小さいことがその選定
基準となつている。従つて、トーシヨンバー４と
軸９ａとの設計は、互いに独立してなされる。と
くに、軸受寸法は軸受としての標準寸法が定まつ
ており、自由な寸法の軸受を利用するのは困難で
ある。よつて、従来のジヤイロ装置１８において
は、トーシヨンバー４及び次９ａのラジアルばね
定数は、相互に有機的なつながりを持つていな
い。その結果、ジヤイロ装置１８の出力軸１４−
１４に直角な方向から加速度が加えられるとジン
バル６は、第４図に示す如く、ケース１に対し
て、傾きθを持ちながら移動することになる。こ
の傾きの速度θ〓はジヤイロ装置に対し角速度入力
として作用し、誤差を生じる。
は、次の如き欠点がある。即ち、第３図に示した
ジヤイロ装置１８においては、トーシヨンバー４
はねじりに対する弾性的な拘束力に関して、その
太さと長さとが決定されている。さらに、軸受９
ｂにおいても、軸受摩擦の小さいことがその選定
基準となつている。従つて、トーシヨンバー４と
軸９ａとの設計は、互いに独立してなされる。と
くに、軸受寸法は軸受としての標準寸法が定まつ
ており、自由な寸法の軸受を利用するのは困難で
ある。よつて、従来のジヤイロ装置１８において
は、トーシヨンバー４及び次９ａのラジアルばね
定数は、相互に有機的なつながりを持つていな
い。その結果、ジヤイロ装置１８の出力軸１４−
１４に直角な方向から加速度が加えられるとジン
バル６は、第４図に示す如く、ケース１に対し
て、傾きθを持ちながら移動することになる。こ
の傾きの速度θ〓はジヤイロ装置に対し角速度入力
として作用し、誤差を生じる。
尚、第４図に於て、ｍはジンバル６の質量を、
αはそれに作用する加速度を示す。今、この場合
について考える。ジンバル６の重心６ｇと軸９ａ
の支点及びトーシヨンバー４の支点との距離をそ
れぞれla，ltとすると、各支点に作用する支持力
はそれぞれFa＝mα・lt／（la＋lt），Ft＝mα・
la／（la＋lt）となる。ここで軸９ａのラジアルば
ね定数をKa、トーシヨンバー４をラジアルばね
定数をKtとすると、各々の変位は、軸９ａでは
Sa＝Fa／Ka、トーシヨンバー４ではSt＝Ft／
Ktとなる。又、θ＝Fa／Ka−Ft／Kt／lt＋laである。
αはそれに作用する加速度を示す。今、この場合
について考える。ジンバル６の重心６ｇと軸９ａ
の支点及びトーシヨンバー４の支点との距離をそ
れぞれla，ltとすると、各支点に作用する支持力
はそれぞれFa＝mα・lt／（la＋lt），Ft＝mα・
la／（la＋lt）となる。ここで軸９ａのラジアルば
ね定数をKa、トーシヨンバー４をラジアルばね
定数をKtとすると、各々の変位は、軸９ａでは
Sa＝Fa／Ka、トーシヨンバー４ではSt＝Ft／
Ktとなる。又、θ＝Fa／Ka−Ft／Kt／lt＋laである。
本発明は、上述した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
る位置に設けた出力軸、上記ジンバルの上記出力
軸と反対の位置に取付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り付けら
れるケース、上記ジンバルの上記ケースに対する
上記出力軸まわりの変角を検出する変角検出装置
からなるジヤイロ装置において、上記トーシヨン
バー及び出力軸軸受を構成する軸のラジアルばね
定数を、上記ジヤイロロータのスピン軸方向に加
速度が作用しても上記ジンバルが上記ケースに対
し傾くことなく平行に移動するように選択して構
成される。
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
る位置に設けた出力軸、上記ジンバルの上記出力
軸と反対の位置に取付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り付けら
れるケース、上記ジンバルの上記ケースに対する
上記出力軸まわりの変角を検出する変角検出装置
からなるジヤイロ装置において、上記トーシヨン
バー及び出力軸軸受を構成する軸のラジアルばね
定数を、上記ジヤイロロータのスピン軸方向に加
速度が作用しても上記ジンバルが上記ケースに対
し傾くことなく平行に移動するように選択して構
成される。
本発明のジヤイロ装置に於ては、ジンバル６を
支持するトーシヨンバー４及び軸９ａのラジアル
ばね定数Kt及びKaを、加速度が加わつた際、ト
ーシヨンバー４及び軸９ａに夫々作用する支持力
Ft及びFaに対するトーシヨンバー４及び軸９ａ
の変位St（＝Ft／Kt）及びSa（＝Fa／Ka）が等しくなる よう（St＝Sa）に設定することにより、加速度
が加わつても、ジンバル６は、出力軸１４−１４
に対して平行移動する。
支持するトーシヨンバー４及び軸９ａのラジアル
ばね定数Kt及びKaを、加速度が加わつた際、ト
ーシヨンバー４及び軸９ａに夫々作用する支持力
Ft及びFaに対するトーシヨンバー４及び軸９ａ
の変位St（＝Ft／Kt）及びSa（＝Fa／Ka）が等しくなる よう（St＝Sa）に設定することにより、加速度
が加わつても、ジンバル６は、出力軸１４−１４
に対して平行移動する。
第１図は、本発明の一実施例を示す断面図であ
る。同図において、第３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。
る。同図において、第３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。
第１図に示す本発明の例において、ジンバル６
は、トーシヨンバー４及び軸９ａにより、ケース
１の中心部に支持されている。ここで、ジヤイロ
装置１８の出力軸１４−１４に直角方向に加速度
が加わつた場合、トーシヨンバー４と軸９ａとの
ラジアルばね定数の選択により、ジンバル６は、
第２図に示す如く、ケース１に対して傾くことな
く、平行移動する。これに関して以下に説明を行
う。ジンバル６の質量をｍとし、加速度αが作用
したときについて考える。ジンバル６の重心６ｇ
と軸９ａの支点及びトーシヨンバー４の支点との
距離をそれぞれla，ltとすると、各支点に作用す
る支持力はそれぞれFa＝＝mα・lt／（la＋lt），
Ft＝mα・la／（la＋lt）となる。ここで軸９ａの
ラジアルばね定数をKa、トーシヨンバー４のラ
ジアルばね定数をKtとすると、各々の変位は、
軸９ａではSa＝Fa／Ka、トーシヨンバー４では
St＝Ft／Ktとなる。ここで、Sa＝Stとなるよう
に各々のラジアルばね定数を設定することによ
り、加速度αに対しジンバル６は傾くことなる平
行移動し誤差の発生を防止できる。
は、トーシヨンバー４及び軸９ａにより、ケース
１の中心部に支持されている。ここで、ジヤイロ
装置１８の出力軸１４−１４に直角方向に加速度
が加わつた場合、トーシヨンバー４と軸９ａとの
ラジアルばね定数の選択により、ジンバル６は、
第２図に示す如く、ケース１に対して傾くことな
く、平行移動する。これに関して以下に説明を行
う。ジンバル６の質量をｍとし、加速度αが作用
したときについて考える。ジンバル６の重心６ｇ
と軸９ａの支点及びトーシヨンバー４の支点との
距離をそれぞれla，ltとすると、各支点に作用す
る支持力はそれぞれFa＝＝mα・lt／（la＋lt），
Ft＝mα・la／（la＋lt）となる。ここで軸９ａの
ラジアルばね定数をKa、トーシヨンバー４のラ
ジアルばね定数をKtとすると、各々の変位は、
軸９ａではSa＝Fa／Ka、トーシヨンバー４では
St＝Ft／Ktとなる。ここで、Sa＝Stとなるよう
に各々のラジアルばね定数を設定することによ
り、加速度αに対しジンバル６は傾くことなる平
行移動し誤差の発生を防止できる。
なお、上記においては、簡単の為、加速度はジ
ンバル６のみに作用しているかの如く説明してい
るが、他の例として、ジンバル６をダンピングオ
イル中において場合でも、上記力に浮力の影響を
加味することにより応用可能である。
ンバル６のみに作用しているかの如く説明してい
るが、他の例として、ジンバル６をダンピングオ
イル中において場合でも、上記力に浮力の影響を
加味することにより応用可能である。
なお、第１図に示す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１３−
１３近傍より第１図において左方に向つた部分
を、２面取りして、断面三ケ月状の第１及び第２
の凹部１９ａ及び１９ｂを設ける。
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１３−
１３近傍より第１図において左方に向つた部分
を、２面取りして、断面三ケ月状の第１及び第２
の凹部１９ａ及び１９ｂを設ける。
また、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一
方、３本の電路１０を第２の凹部１９ｂ内に配置
する。又、トーシヨンバー４は、ハウジング２に
固定されるホルダー３により支持されている。
こゝで、ホルダー３は、トーシヨンバー４が圧入
される円筒状部３ａと、ねじ２１によりハンジン
グ２に固定されるフランジ部３ｂを有する。又、
円筒状部３ａの外周面と、この円筒状部３ａが挿
入されているハウジング２の開口２ａの内周面と
の間には、所要のギヤツプｇが設けてある。
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一
方、３本の電路１０を第２の凹部１９ｂ内に配置
する。又、トーシヨンバー４は、ハウジング２に
固定されるホルダー３により支持されている。
こゝで、ホルダー３は、トーシヨンバー４が圧入
される円筒状部３ａと、ねじ２１によりハンジン
グ２に固定されるフランジ部３ｂを有する。又、
円筒状部３ａの外周面と、この円筒状部３ａが挿
入されているハウジング２の開口２ａの内周面と
の間には、所要のギヤツプｇが設けてある。
本発明によるジヤイロ装置によれば、加速度に
伴うジンバルの出力軸に対する傾きが発生しない
為、ジンバルの傾斜による設定が生じない。従つ
て、大きな加速度が作用する使用環境において
も、正確に角検出することができる。
伴うジンバルの出力軸に対する傾きが発生しない
為、ジンバルの傾斜による設定が生じない。従つ
て、大きな加速度が作用する使用環境において
も、正確に角検出することができる。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は
その動作の説明に供する略線図、第３図は従来の
ジヤイロ装置の断面図、第４図はその動作の説明
に供する略線図である。 図に於て、１はケース、２はハウジング、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、９ａは軸、９ｂは軸受、１０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、１４−１４は出力軸、１６は
ハウジング、１８はジヤイロ装置、ｇはギヤツプ
を夫々示す。
その動作の説明に供する略線図、第３図は従来の
ジヤイロ装置の断面図、第４図はその動作の説明
に供する略線図である。 図に於て、１はケース、２はハウジング、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、９ａは軸、９ｂは軸受、１０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、１４−１４は出力軸、１６は
ハウジング、１８はジヤイロ装置、ｇはギヤツプ
を夫々示す。
Claims (1)
- １ 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位置に設けた出力軸、上記ジ
ンバルの上記出力軸と反対の位置に取付けたトー
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
他端が取り付けられるケース、上記ジンバルの上
記ケースに対する上記出力軸まわりの変角を検出
する変角検出装置からなるジヤイロ装置におい
て、上記トーシヨンバー及び出力軸軸受を構成す
る軸のラジアルばね定数を、上記ジヤイロロータ
のスピン軸方向に加速度が作用しても上記ジンバ
ルが上記ケースに対し傾くことなく平行に移動す
るように選択したことを特徴とするジヤイロ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12587185A JPS61283817A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | ジヤイロ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12587185A JPS61283817A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | ジヤイロ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61283817A JPS61283817A (ja) | 1986-12-13 |
| JPH0352898B2 true JPH0352898B2 (ja) | 1991-08-13 |
Family
ID=14920991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12587185A Granted JPS61283817A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | ジヤイロ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61283817A (ja) |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP12587185A patent/JPS61283817A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61283817A (ja) | 1986-12-13 |
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