JPH0619046Y2 - ジャイロ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 a.産業上の利用分野 本考案は、ジヤイロ装置に関し、特に、スピンモータの
回転軸をケーシング外に突出させ、この回転軸によつて
ジヤイロロータ以外の物体の回転を行うようにするため
の新規な改良に関する。

b.従来の技術 従来、用いられていたこの種のジヤイロ装置としては、
種々の構成が提案されているが、その中で代表的な構成
について述べると、第６図にて示される特開昭60-23731
3号公報の第３図の構成を示すことができる。

すなわち、第６図において符号１で示されるものは、全
体がほぼ断面逆Ｕ字形をなすケーシングであり、このケ
ーシング１の内壁１ａには、その軸中心に玉軸受からな
る一対の軸受２を有するフレーム３が設けられている。

前記フレーム３の内壁３ａには、ステータ巻線４を有す
るステータ４ａが固定して設けられ、前記軸受２の内輪
２ａにはロータ軸５が回転自在に設けられている。

前記フレーム３は、前記各軸受２の外輪２ｂに固定され
ており、前記内輪２ａ及び回転軸５の下端５ｂに固定さ
れ全体形状がほぼＵ形をなすエンドキヤツプ６の外周に
は、リング状をなすヒステリシスリング７が設けられ、
このエンドキヤツプ６とヒステリシスリング７とによつ
てモータロータ８を構成し、前記ステータ４ａとモータ
ロータ８とによつてスピンモータ９を構成している。

前記回転軸５の上部には、ジンバル１０及びばね部材１
１からなるヒンジ機構１２を介してジヤイロロータ１３
が設けられており、このジヤイロロータ１３は断面形状
がほぼＵ字形をなす輪体より構成され、このジヤイロロ
ータ１３の内壁には、リングマグネツト１４が固定して
設けられている。

又、前記ジヤイロロータ１３の下端には、センサーリン
グ１５が設けられていると共に、このセンサーリング１
５に対応する前記フレーム３上には、センサコイル１６
が立設して設けられている。

さらに、前記フレーム３の上面には、トルカーコイル１
７が設けられると共に、このトルカーコイル１７は上方
に向けて立設され、その先端がジヤイロロータ１３内に
位置すると共に、前記リングマグネツト１４と対応して
いる。

さらに、前記ケーシング１の下端に取付けられた底板１
８には、絶縁部１９を介して端子２０が設けられてい
る。

c.考案が解決しようとする問題点 従来のジヤイロ装置は、以上のように構成されていたた
め、次のような問題点が存在していた。

すなわち、従来の構成では、ジヤイロ装置の回転軸は、
ジヤイロロータを回転させる作用のみしか有しておら
ず、例えば、姿勢の検出部でアクチユエータを用いて物
体を回転させる必要がある場合、ジヤイロ装置とは別
に、独立したモータ等の回転手段が必要となり、ジヤイ
ロ装置のモータは、ジヤイロ装置のジヤイロロータを回
転するだけしか利用することができなかつた。

又、ジヤイロロータの回転速度のモニターを行うため、
スピンモータの回転部に磁石を埋め込み、スピンモータ
の回転時に磁石による磁束変化をケーシングに設けた磁
気検出手段にて検出していたが、ケーシング内にはスピ
ンモータが発生する磁束、並びに、トルカーコイルの発
生する磁束によつて磁気検出手段が影響を受け、ジヤイ
ロロータの回転速度のモニターには精度が低下してい
た。

本考案は、以上のような問題点を解決するためになされ
たもので、特に、スピンモータの回転軸をケーシング外
に突出させ、この回転軸によつてジヤイロロータ以外の
物体の回転を行うようにしたジヤイロ装置を提供するこ
とを目的とする。

d.問題点を解決するための手段 本考案によるジヤイロ装置は、ケーシング内に保持され
たスピンモータの回転軸に、ヒンジ機構を介して設けら
れたジヤイロロータを有するものにおいて、前記回転軸
を軸受を介して支持するためのフレームと、前記回転軸
に設けられたロータと、前記回転軸の下端に設けられ前
記ケーシングの底板を貫通して垂下する回転軸延長部と
を備えた構成である。

e.作用 本考案によるジヤイロ装置においては、回転軸の下端に
形成された回転軸延長部が、ケーシングの底板を貫通し
て垂下しているため、この回転軸延長部の下端に、物体
例えば、ミニグラインダを装着すると、１個のスピンモ
ータの回転によつて、ジヤイロロータの回転とミニグラ
インダの回転を得ることができ、スピンモータ以外の他
の独立したモータを用いることなく、二系統の回転の仕
事を同時に行うことができる。

又、ケーシングの下部内における回転軸にエンコーダを
取付けることによつて、回転軸の回転速度制御を行うこ
とができ、前記回転軸延長部に取付けられた物体（例え
ばミニグラインダ）を高精度の定速で回転させることが
できる。

f.実施例 以下、図面と共に本考案によるジヤイロ装置の好適な実
施例について説明する。

尚、従来例と同一又は同等部分については同一符号を用
いて説明する。

第１図から第５図迄は、本考案によるジヤイロ装置を示
すもので、第１図は第１実施例、第２図は第２実施例、
第３図は第３実施例を各々示す断面図、第４図は第３図
の概略分解斜視図、第５図はロボツトハンドに応用した
状態を示す斜視図である。

まず、第１図で示される第１実施例において、符号１で
示されるものは、全体がほぼ断面逆Ｕ字形をなすケーシ
ングであり、このケーシング１の内壁１ａには、その軸
中心に玉軸受からなる一対の軸受２を有するフレーム３
が設けられている。

前記フレーム３の内壁３ａには、ステータ巻線４を有す
るステータ４ａが固定して設けられ、前記軸受２の内輪
２ａにはロータ軸５が回転自在に設けられている。

前記フレーム３は、前記各軸受２の外輪２ｂに固定され
ており、前記内輪２ａ及び回転軸５の下端５ｂに固定さ
れ全体形状がほぼＵ形をなすエンドキヤツプ６の外周に
は、リング状をなすヒステリシスリング７が設けられ、
このエンドキヤツプ６とヒステリシスリング７とによつ
てモータロータ８を構成し、前記ステータ４ａとモータ
ロータ８とによつてスピンモータ９を構成している。

前記回転軸５の上部には、ジンバル１０及びばね部材１
１からなるヒンジ機構１２を介してジヤイロロータ１３
が設けられており、このジヤイロロータ１３は断面形状
がほぼＵ字形をなす輪体より構成され、このジヤイロロ
ータ１３の内壁には、リングマグネツト１４が固定して
設けられている。

又、前記ジヤイロロータ１３の下端には、センサーリン
グ１５が設けられていると共に、このセンサーリング１
５に対応する前記フレーム３上には、センサコイル１６
が立設して設けられている。

前記フレーム３の上面には、トルカーコイル１７が設け
られると共に、このトルカーコイル１７は上方に向けて
立設され、その先端がジヤイロロータ１３内に位置する
と共に、前記リングマグネツト１４と対応している。

さらに、前記ケーシング１の下端に取付けられた端子板
としての底板１８には、絶縁部１９を介して端子２０が
設けられている。

前記回転軸５の下端に一体に形成された回転軸延長部５
ａは、前記底板１８の軸孔１８ａに設けられた磁性流体
２１を介して下方に貫通して垂下しており、この回転軸
延長部５ａは前記底板１８から外部に突出して形成され
ている。

さらに、第２図に示す他の実施例の場合、前記回転軸５
の上端に円板状のストツパ体２２が設けられていると共
に、前記底板１８の直径が前記ケーシング１の直径より
も小に構成されている。尚、他の構成部分は第１図の構
成と同一であるため、同一符号を付し、その説明は重複
を避けるべく省略する。

又、第３図に示す他の実施例の場合、フレーム３の下端
内部に発光体２３及び受光体２４が配設され、回転軸５
に設けられた回転スリツト板２５の周縁２５ａが、前記
発光体２３及び受光体２４間に配設されており、前記回
転スリツト板２５、発光体２３及び受光体２４とによつ
て、回転軸５の回転速度を検出するためのエンコーダ２
６が構成されている。

又、第４図及び第５図においては、前述のジヤイロ装置
２７をロボツトハンド２８のアーム２９に形成されたジ
ヤイロ保持部２９ａ内に保持した状態が示されており、
前記回転軸５の回転軸延長部５ａには、物体としてのミ
ニグラインダ３０が取付けられている。

本考案によるジヤイロ装置は、前述したように構成され
ており、以下に、その動作について説明する。

まず、第１図の状態でスピンモータ９を作動させると、
回転軸５が高速で回転し、ヒンジ機構１２を介してジヤ
イロロータ１３が高速で回転する。

前述の状態において、ジヤイロロータ１３に傾きが生じ
た場合、この傾斜状態がセンサコイル１６によつて検出
され、トルカーコイル１７に所要の制御電流を印加する
ことにより、ジヤイロロータ１３、リングマグネツト１
４の磁束及びトルカーコイル１７の制御電流の積に比例
する力が作用し、ジヤイロロータ１３の所要の姿勢制御
がなされる。

さらに、前記回転軸５の回転軸延長部５ａにミニグライ
ンダ３０を装着し、ロボツトハンド２８にジヤイロ装置
２７を設けた場合、回転軸５の回転によつて、ジヤイロ
ロータ１３と共にミニグラインダ３０も回転し、このミ
ニグラインダ３０によつて他の仕事をすることができ
る。

又、前述の場合、回転軸５の回転速度の検出は、前記エ
ンコーダ２６によつて高精度に行われ、ロボツトハンド
２８の傾斜状態と同時に回転速度の検出も行うことがで
きる。

尚、前述のミニグラインダ３０は、物体としての一例で
あり、これに限らず、他の物体を取付けて回転すること
もできる。

g.考案の効果 本考案によるジヤイロ装置は、以上のように構成されて
いるため、次のような効果を得ることができる。

(1)回転軸がケーシングの底板から下方に突出して回転
軸延長部を形成しているため、この回転軸延長部に、他
の物体であるミニグラインダ等を取りつけることによ
り、回転軸は、ジヤイロロータの回転とミニグラインダ
の回転の二つの仕事をすることができ、従来のように、
独立した別のモータを付加する必要がなく、小形で低価
格の多機能形ジヤイロロータを得ることができる。

(2)ジヤイロ装置内に、光学式のエンコーダを有してい
るため、スピンモータから発生する磁気的影響を受ける
ことなく、極めて高精度の回転軸の回転制御を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図迄は、本考案によるジヤイロ装置を示
すもので、第１図は第１実施例、第２図は第２実施例、
第３図は第３実施例を各々示す断面図、第４図は第３図
の概略分解斜視図、第５図はロボツトハンドに応用した
状態を示す斜視図、第６図は従来のジヤイロ装置を示す
断面図である。 １はケーシング、２は軸受、３はフレーム、５は回転
軸、５ａは回転軸延長部、８はロータ、９はスピンモー
タ、１２はヒンジ機構、１３はジヤイロロータ、１８は
底板、３０は物体（ミニグラインダ）である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング(1)内に保持されたスピンモー
   タ(9)の回転軸(5)に、ヒンジ機構(12)を介して設けられ
   たジヤイロロータ(13)を有するジヤイロ装置において、
   前記回転軸(5)を軸受(2)を介して支持するためのフレー
   ム(3)と、前記回転軸(5)に設けられたロータ(8)と、前
   記回転軸(5)の下端に設けられ前記ケーシング(1)の底板
   (18)を貫通して垂下する回転軸延長部(5a)とを備え、前
   記回転軸(5)の上部にて前記ジヤイロロータ(13)を回転
   させ、前記回転軸延長部(5a)によつて前記ジヤイロロー
   タ(13)以外の物体(30)の回転を行うようにしたことを特
   徴とするジヤイロ装置。