JPH0434610A

JPH0434610A - ジンバル装置

Info

Publication number: JPH0434610A
Application number: JP14187390A
Authority: JP
Inventors: Misao Tawara; 田原　操
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-02-05

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、航空機の操縦桿等に適用されるジンバル装置
に係り、特に、運動を互いに直交する少なくとも３軸に
ついて分配された回転運動として相互に独立に伝達でき
るようにしたジンバル装置に関する。

〔従来の技術〕

航空機の操縦桿、その他の操作装置には、ジンバル装置
が組み込まれている。このジンバル装置は、−のレバー
の運動を互いに直交する軸の回転運動として伝達できる
よう、あるいは、各軸から運動を入力してレバーに任意
の運動を与えることができるようにしたものである。

第７図は、従来の一般的なジンバル装置の構成を模式的
に示したもので、この種の型式のジンバル装置としては
、例えば、実開昭５３−６６６００号公報記載のジンバ
ル装置がある。

このジンバル装置では、レバー３０は、枢支点３１でＸ
軸と連結され、このＸ軸はｙ軸の構成部材３２によって
回転自在に支承される。そして、ｙ軸は、ｚ軸の構成部
材３３によって支承されるものである。

また、第８図に示されているジンバル装置は、夫々の軸
回りの運動を互いに独立に伝達できるように構成したも
のである。すなわち、Ｘ軸に対しては、ｙ軸回りの運動
を伝達する揺動リンク３４をボールジヨイント３５を介
してポテンショメータ３６に連結している。Ｘ軸の構成
部材３２には、ｙ軸方向にアーム３７を連結して、この
アーム３７にＸ軸回りの運動をポテンショメータ３８に
伝達する揺動リンク３９をボールジヨイント４０を介し
て連結している〔発明が解決しようとする課題〕しかしながら、上述のｉ！７図のジンバル装置では、−
の軸が他の軸の構成部材によって支承されているため、
他の軸回りの運動に影響を与えてしまう。例えば、レバ
ー３０をｙ軸回りの矢印Ｂ方向に傾動させると、当該ｙ
軸の構成部材３２を動かしてしまうため、このｙ軸回り
の運動が正確に伝達されない不都合がある。従って、各
軸回りの回転を夫々ポテンショメータ等を介して検出し
た後、その値を較正する必要があった。

一方、第８図に示したジンバル装置では、例えば、レバ
ー３０のＸ軸回りの傾動は、アーム３７から揺動リンク
３９を介してポテンショメータ３８に伝達される。この
場合、Ｘ軸は、ｙ軸回りの運動を伝達する揺動リンク３
４にボールジヨイント３５によって連結されていること
から、ポテンショメータ３６には、Ｘ軸回りの回転は伝
達されない。しかし、揺動リンクを設けるなど機構が複
線になる欠点があった。また、従来のジンバル装置では
、運動を３軸までしか分配することができなかった。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する
問題点を解消し、互いに直交する３軸について分配した
運動を各軸間相互に影響が及ぶことなくコンパクトな構
成によって正確に伝達することを可能とし、又、ジンバ
ル装置の用途に応じて４軸以上について伝達することの
できるジンバル装置を提供することにある。

（ｍ、ｌを解決するための手段〕上記目的を達成するために、本発明は、基台と平行な第
１の軸線回りに回動自在に枢支され長さ方向に長孔を有
するアーチ状の第１のジンバルと、上記第１軸と直交す
る第２の軸回りを回動自在に枢支され長さ方向に長孔を
有するアーチ状の第２のジンバルとを備え、上記第１ジ
ンバルと第２ジンバルの長孔をともに貫通するレバーと
第１軸および第２軸に直交する第３の軸回りに回転自在
に枢支される回転軸とを各軸の交点上において自在継手
を介して連結したことを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明によれば、レバーの傾動に伴って外側ジンバル、
内側ジンバルが回動し上記レバーの傾動方向、傾動角度
に対応する互いに直交する軸について分配された回転運
動として伝達され、その際、外側ジンバルと内側ジンバ
ルは、相互の連動に干渉し合わない。また、レバーの軸
回りの回転も自在継手を介して回転軸レバーの傾動とに
関わりなく伝達されるので、レバーの運動は、相互に独
立した３軸の回転運動として伝達される。

また、３軸の回転を入力して上記とは逆にレバーに任意
の運動を伝達することもできる。

さらに、上記各軸の交点を通る任意の補助軸を設け、こ
の軸回りに回動自在に他のジンバルを設けて構成するこ
とによって、３軸に補助軸を加えた少なくとも４軸につ
いて運動を伝達することができる。

〔実施例〕

以下、本発明によるジンバル装置の一実施例を添付の図
面を参照して説明する。

第１図において、符号１は、ジンバル装置の基台を示し
ている。この基台１上には、Ｘ軸回りを回動自在な第１
のジンバル２と、Ｘ軸に直交するｙ軸回りを回動自在な
第２のジンバル３と、Ｘ軸、ｙ軸に夫々直交するｚ軸を
回転軸とする操作レバー４が配設される。

上記第１ジンバル２は、この実施例では、半円形のアー
チ状の部材であって、Ｘ軸と同一軸線上にある支軸５ａ
、５ｂをその両端部に備え、この支軸５ａ、５ｂは、夫
々軸受け６ａ、６ｂによって回転自在に支承されている
。支軸５　ａ　ｓ　５　ｂには、図示はしていないが、
回転を伝達するのに必要な種種のリンク装置が連結され
るものである。

コノような第１ジンバル２には、長さ方向に長孔７が形
成されている。なお、第１ジンバル２のアーチをなすそ
の形状は、この実施例の半円形に限定されるものではな
く、その他、楕円形、台形、懸垂形等でもよいことは勿
論である。

次に、第２ジンバル３は、上記第１ジンバル２の内側に
おいてこれに交差するようにして、半円形アーチ状の第
２ジンバル３が基台１上に枢支されるものである。この
第２ジンバル３は、その両端部にｙ軸と同軸上に位置す
る支軸８　ａ　ｓ　８　ｂを備えており、この支軸８　
ａ　ｓ　８　ｂは、軸受け９　ａ　％９ｂによって回転
自在に支承されている。そして、これら支軸８２％　８
ｂには、図示しないリンク装置が連結されており、第２
ジンバル３のｙ軸回りの回転が伝達されるようになって
いるのは、上述した第１ジンバル２と同様である。また
、この第２ジンバル３には、第１ジンバル２同様に、そ
の長さ方向に長孔１０が形成されている。

上記操作レバー４は、第１ジンバル２の長孔７、第２ジ
ンバル３の長孔１０をともに通すようにして配設される
ものである。この場合、操作レバー４は、全体符号１１
で示した自在継手を介してＺ軸に一致する回転軸１２に
連結されている。第２図および第３図に示されるように
、この自在継手１１は、レバー４と一体的な第１の継手
部材１３と、回転軸１２と一体の第２の継手部材１４と
、これらを接合する十字軸１５とから構成されているも
のである。これら第１および第２の継手部材１３．１４
は、先端部が二叉形状を有しこれらの間が上記十字軸１
５によって連結されている。この場合、上記十字軸１５
の中心は、Ｘ軸、ｙ軸、Ｚ軸の交点に設定されている。

なお、上記回転軸１２は、軸受け１６によって支承され
、回転を伝達する図示しないリンク装置と連結されてい
る。

以上のように構成される本発明のジンバル装置によれば
、操作レバー４を第４図に図示するように、矢印方向に
傾動させた場合、この操作レバー４の運動は、夫々、Ｘ
軸、ｙ軸方向の変位として分配されて相互に影響を及ぼ
し合うことなく独立して、正確に伝達される。すなわち
、操作レバー４は、第１ジンバル２、第２ジンバル３と
夫々の長孔７．１０を介して係合しあっているが、外側
ジンバル２、内側ジンバル３は、互いの運動に干渉し合
わない。操作レバー４がこれら長孔７．１０に沿って傾
動する過程では、第１ジンバル２、第２ジンバル３は、
操作レバー４の傾動方向および傾動一対一に角に対応す
る回転角度で回転する。

そして、Ｘ軸、ｙ軸方向に分配された変位が夫々支軸５
　ａｓ　５　ｂｓ支軸８ａ、８ｂの回転量に変換されて
伝達される。

また、操作レバー４を２軸回りに回転すると、この回転
は、自在継手１１を介して、回転軸１２に伝達される。

このような操作レバー４の回転が上記の傾動と同時に行
われた場合は、第１継手部材１３と第２継手部材１４が
十字軸１５を中心に折曲することになるが、この自在継
手１１の動作は、ｚ軸回りの回転の伝達になんら影響を
及ぼすものではない。

次に、第５図に本発明のジンバル装置の他の実施例を示
す。この場合、第１実施例の構成要素と同一の構成要素
には、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

この実施例では、Ｘ軸、ｙ軸、Ｚ軸の交点を通る補助軸
２０と同軸上の支軸２１ａ、２１ｂを備え、軸受け２２
ｇ、２２ｂを介して当該補助軸２０回りに回動自在に支
承された′ｉＪ３図のジンバル２３を第１ジンバル２の
外側に設けている。この第３のジンバル２３には、その
長さ方向に長孔２４が形成されるのは、第１．第２ジン
バル２゜３と同様であり、レバー４が第１乃至第３ジン
バル２．　３．　２３の長孔７．１０．２４を貫通する
ようになっている。

なお、この実施例では、第３ジンバル２３の回動軸であ
る補助軸２０は、各軸の交点を通るとともに、ｚ軸と直
交するように構成されているが、ジンバル装置の用途に
応じて各軸の交点を通る任意の方向に設けてもよい、ま
た、以上のようなジンバルは１つに限らず２以上設ける
こともできる。

以上のように構成されるジンバル装置によれば、第１実
施例において説明したのと同様にして、レバー４の傾動
は、その方向および傾動角に１対１に対するｙ軸、ｙ軸
、補助軸２０の夫々の回動転として相互に独立に伝達さ
れる。また、レバー４の回転は、自在継手１１を介して
ｚ軸へ他の軸とは独立に伝達され、従って、異なる４軸
について伝達されることになる。

次に、第６図は、第１ジンバル２の長孔７と第２ジンバ
ル３の長孔１０の夫々内周縁に接触する１１作レバー４
の外周部にベアリング２５を装着した変形例を示した図
である。これによって、操作レバー４と外側ジンバル２
、内側ジンバル３との間の摩擦抵抗が低減され、操作性
が良好となる。

なお、摩擦抵抗低減の手段として、長孔７．１０に夫々
潤滑コーティングを施してもよい。

以上の実施例では、操作レバー４の運動を３軸、あるい
は４軸について分配した回転として伝達する例を挙げて
説明したが、逆に、本発明のジンバル装置は、各軸から
回転を入力して、自在継手１１を介して連結されるレバ
ーに任意の運動を与える装置として構成することも可能
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、第１
の軸回りに回動自在なアーチ状の第１ジンバルと、上記
第１軸と直交する第２の軸回りを回動自在なアーチ状の
第２ジンバルに長孔を設け、この長孔をともに通したレ
バーを第１軸および第２軸に直交する第３の軸回りに回
転する軸に自在継手を介して連結しているので、任意の
レバーの運動を互いに直交する夫々３つの軸に関する変
位に分配するとともに、相互に独立に伝達することがで
き、較正が不要になるなど全体としてコンパクトな構成
でありながら正確な変位を伝達することができる。

また、上記各軸の交点を通る補助軸回りに回動するジン
バルを設けることによって、４軸以上について回転を伝
達することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるジンバル装置の一実施例を示す斜
視図、第２図は同ジンバル装置のｘ−ｚ軸平面の側断面
図、第３図は同ジンバル装置のｙ−ｚ軸平面の側断面図
、第４図は同ジンバル装置の一部省略平面図、第５図は
他の実施例によるジンバル装置を示した斜視図、第６図
は他の変形例によるジンバル装置のＸ−Ｚ軸平面の側断
面図、第７図および第８図は従来のジンバル装置の構成
を模式的に示した説明図である。１・・・基台、２・・・第１ジンバル、３・・・第２ジ
ンバル、４・・・操作レバー、１１・・・自在継手、１
２・・・回転軸。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄第１図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１、基台と平行な第１の軸回りに回動自在に枢支され長
さ方向に長孔を有するアーチ状の第１のジンバルと、上
記第１軸と直交する第２の軸回りを回動自在に枢支され
長さ方向に長孔を有するアーチ状の第２のジンバルとを
備え、上記第１ジンバルと第２ジンバルの長孔をともに
貫通するレバーと第１軸および第２軸に直交する第３の
軸回りに回転自在に枢支される回転軸とを各軸の交点上
において自在継手を介して連結したことを特徴とするジ
ンバル装置。２、各軸の交点を通る１以上の補助軸の回りに回動自在
に枢支されたジンバルを設け、このジンバルの長さ方向
の長孔にレバーを貫通したことを特徴とする請求項１記
載のジンバル装置。