JPH0643571U - 角速度センサの防振支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動ジャイロ等の角速度センサが、検出精度
を損なうことなく確実に防振支持されるようにする。 【構成】 振動ジャイロ１は円筒状のケース２内に収納
され、シリコン樹脂３を充填することによって固定され
ている。そのケース２は、上下２枚の薄肉防振ゴム６，
６を介して円筒状のハウジング７により支持されてい
る。その防振ゴム６，６はケース２と同心のリング状の
もので、ケース２の重心に関して対称に配置されてい
る。そして、ハウジング７が模型ヘリコプタ等の機体１
６に固定されるようになっている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車のナビゲーションシステムや自動操舵システム、あるいはラ ジオコントロール式模型航空機等の移動体の姿勢制御や安定増強などに用いられ る角速度センサの支持装置に関するもので、特に、その角速度センサが防振支持 されるようにする防振支持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば自動車のナビゲーションシステムにおいては、自動車の速度を積分して 走行距離を求めるとともに、車体の回転角速度を積分してその方位を求めること により、その走行軌跡が演算処理される。また、ラジオコントロール式模型ヘリ コプタにおいては、特にヨー軸まわりの回転角速度を検出してテールロータのピ ッチ制御にフィードバックすることにより、その安定増強が図られる。このよう に、移動体の位置や姿勢の制御等のためにはその角速度を検出することが必要と なっている。そのための角速度センサとしては、ジャイロが用いられることが多 い。 通常のジャイロは、回転体に作用するジャイロスコピックプリセッションを利 用して角速度を検出するものであるが、最近では、振動ジャイロを用いた例も見 られるようになってきている。振動ジャイロは、振動体に回転角速度を加えると その振動と直交する方向にコリオリ力が生じる、という現象を利用するもので、 一般には、振動子と、その振動子に振動を加える駆動用圧電磁器と、その振動子 に生ずる力を検出する検出用圧電磁器とによって構成される。そのような振動ジ ャイロは、感度及び精度が高く、しかも軽量小形に構成することができるという 特徴を有している。

【０００３】 ところで、そのような振動ジャイロ等の角速度センサは、外部振動や衝撃など の影響を受けやすい。したがって、機体に対して防振支持されるようにする必要 がある。その場合、上述のようなラジオコントロール式模型等に用いられる角速 度センサ、特に振動ジャイロは小形軽量であるので、その防振のためには、十分 にやわらかい防振支持部材を用いることが必要となる。 そこで、従来は、両面に接着剤を塗布した厚手のスポンジテープを角速度セン サの底面に接着し、そのスポンジテープを介してセンサを機体に接着するように していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、そのような支持方法では、角速度センサの重心がやわらかいス ポンジの上方に位置することになるので、水平方向の外部振動などを受けたとき 、その角速度センサが傾いてしまう。特に、模型ヘリコプタのヨー軸まわりの角 速度の検出に振動ジャイロを用いる場合には、その振動ジャイロが上下方向に設 置されるので、より傾きやすくなる。一方、角速度センサは機体の一軸まわりの 角速度を検出するものであるから、その検出軸の方向が変動すると、検出される 角速度に誤差が生じることになる。 そのために、従来のような支持方法では、精度の高い振動ジャイロを用いても 、その精度を十分に活かすことができないという問題がある。 また、角速度センサの応答性を確保するためには、その角速度センサが検出軸 のまわりに回転することもないようにされていなければならない。

【０００５】 本考案は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、角速 度センサの検出精度に及ぼされる影響ができるだけ小さく抑えられるようにしな がら、その角速度センサを確実に防振支持することのできる防振支持装置を得る ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するために、本考案では、角速度センサを円筒状のケース内に 固定し、そのケースを、その外側に配置されて機体に固定される円筒状のハウジ ングにより、防振体を介して支持するようにしている。その防振体は、内側ケー スと同心のリング状をした軸方向及び径方向に変形しやすい複数枚の薄肉弾性板 によって構成されている。そして、それらの弾性板は、内側ケースの軸線方向の 重心位置に関してほぼ対称に配置されている。

【０００７】

【作用】

このように構成することにより、角速度センサは、薄肉弾性板を介して機体に 支持されることになる。したがって、その角速度センサは、弾性板に平行な方向 及びそれに直交する方向にはやわらかく弾性支持される。すなわち、外部振動が その角速度センサに伝わることが防止される。 そして、その弾性板がリング状とされているので、その角度センサを固定支持 するケースは全周から均等に支持される。しかも、その支持位置は、重心を挟む 両側対称位置とされている。したがって、ケースの傾きが防止される。また、弾 性板は、その面内の回転に対しては高い抵抗を示す。したがって、ケースの回転 も防止される。その結果、ケースは外部振動などを受けても平行移動のみをする ことになり、そのケース内に固定されている角速度センサの検出軸の方向が機体 に対して変動することが防止される。

【０００８】

【実施例】

以下、図面を用いて本考案の実施例を説明する。 図中、図１及び図２は本考案による角速度センサの防振支持装置の一実施例を 示すもので、図１はその縦断面図であり、図２はその一部を切り欠いて示す分解 斜視図である。 これらの図から明らかなように、角速度センサである振動ジャイロ１は、鋼材 からなる円筒状の内側ケース２内に収容され、そのケース２内にシリコン樹脂３ を充填することによって固定されている。その振動ジャイロ１は、その検出軸Ｈ が円筒状ケース２の中心軸線にほぼ一致するようにして、また、その重心がケー ス２のほぼ中心に位置するようにして配置されている。ジャイロ１のリード線４ は、ケース２の一端面から外部に引き出されている。

【０００９】 内側ケース２の外周面には、その中心位置に関して軸線方向対称な位置に、そ れぞれ凹溝５，５が形成されている。そして、その各凹溝５に、薄肉弾性板であ る防振ゴム６の一端がそれぞれ接着固定されている。その防振ゴム６は、ケース ２と同心のリング状のもので、軸方向及び径方向に変形しやすいＵ字形断面に形 成されている。各防振ゴム６，６は、互いに向い合うようにして取り付けられて いる。 ケース２の外側には、円筒状の防振ゴムハウジング７が配置されている。防振 ゴム６，６の外端は、そのハウジング７の両端部内周面に接着固定されている。 こうして、角速度センサの振動ジャイロ１を収容した内側ケース２が、その重 心に関して対称に配置される２枚の防振ゴム６，６からなる防振体８を介して、 外側ハウジング７に結合されるようになっている。

【００１０】 このようにして互いに結合された内側ケース２及び外側ハウジング７は、更に 、矩形状の水平フランジ部９を有する円筒状のユニットケース１０内に収容され るようになっている。そのユニットケース１０はガラス繊維によって強化された ナイロン樹脂からなるもので、その内部空間の内径は、防振ゴムハウジング７が 隙間なく嵌合される大きさとされている。ユニットケース１０はその水平フラン ジ部９側が開口端とされ、そのフランジ部９に重ね合わされて先端が開口部に嵌 合されるキャップ１１によって密閉されるようになっている。そのユニットケー ス１０の内周面内端部及びキャップ１１の先端部には、それぞれハウジング７の 端面に係合する係合部１２，１３が形成されている。こうして、防振ゴムハウジ ング７をユニットケース１０内に挿入し、そのケース１０をキャップ１１によっ て塞いだとき、それらの係合部１２，１３によってハウジング７が両側から挟ま れて固定されるようになっている。 また、振動ジャイロ１のリード線４は、ユニットケース１０とキャップ１１と の間に挟まれて固定される外部のリードハーネス１４に接続されるようになって いる。 このようにして、この実施例においては、角速度センサ及びその防振支持装置 を含む全体が一つのユニット１５として構成されるようにされている。そして、 そのユニットケース１０が、ラジオコントロール式模型ヘリコプタ等の機体に固 定されるようになっている。

【００１１】 このような角速度センサユニット１５を組み立てるときには、まず、市販の振 動ジャイロ１をケース２内に挿入し、その検出軸Ｈ及び重心が円筒状ケース２の 中心軸線及び中心にほぼ一致するように位置調整した後、そのケース２内にシリ コン樹脂３を充填する。そして、シリコン樹脂３が固化した後、ケース２の端部 をかしめて振動ジャイロ１を固定する。次いで、ケース２の外周面に防振ゴム６ ，６の内端部を接着し、その防振ゴム６，６の外端部にハウジング７を接着する 。更に、それをユニットケース１０内に入れ、振動ジャイロ１のリード線４を外 部のリードハーネス１４に接続した後、キャップ１１を取り付けて固定する。そ れによってその組み立てが完了する。

【００１２】 この角速度センサユニット１５を模型ヘリコプタのヨー軸まわりの安定増強の ために用いるときには、図１に示されているように、ユニットケース１０のキャ ップ１１が底面となるようにして機体の水平面１６上に直接取り付ける。したが って、振動ジャイロ１の検出軸Ｈが上下方向、すなわちヨー軸にほぼ平行となる 。 その状態では、振動ジャイロ１が収容固定されている内側ケース２は、ユニッ トケース１０、したがって機体から完全に遊離し、２枚の防振ゴム６，６からな る防振体８のみによって支持されている。 この状態で、機体が上下振動すると、その振動はユニットケース１０及び防振 ゴムハウジング７に伝わるが、防振ゴム６，６が上下方向にはやわらかく変形す るので、その振動が内側ケース２に伝わることは防止される。また、機体が水平 振動したときにも、防振ゴム６，６が径方向にやわらかく変形することにより、 その振動が内側ケース２に伝わることが防止される。したがって、そのケース２ 内に収容固定されている振動ジャイロ１は確実に防振支持されることになる。

【００１３】 そして、その防振ゴム６，６が内側ケース２の重心に関して対称に配置され、 その防振ゴム６，６によってケース２が全周において均等に支持されているので 、ケース２の中心軸線がハウジング７、すなわち機体に対して相対的に傾くこと が防止される。また、防振ゴム６は、その中心軸線まわりの回転に対してはかな りの剛性を有しているので、機体、したがってユニットケース１０がヨー軸まわ りに回転するときには、内側ケース２もそれに追従して回転する。 その結果、機体のヨー軸まわりの回転角速度は、そのケース２内に収容固定さ れている振動ジャイロ１によって正確に検出されるようになる。

【００１４】 また、この実施例のように、角速度センサ及びその防振支持装置をユニットケ ース１０内に収容して一つの角速度センサユニット１５とすることにより、その 機体への取り付けが容易となる。 更に、振動ジャイロ１を鋼製のケース２内に収容するようにすることにより、 その振動ジャイロ１が外部から磁気的に遮蔽されるようになるので、外部磁気に よる検出誤差も防止されるようになる。

【００１５】 図３，４は、本考案による防振支持装置のそれぞれ異なる実施例を示す縦断面 図である。 図３の実施例では、内側ケース２と外側ハウジング７との間の防振体８１を構 成する上下の防振ゴム６１，６１がベローズ状に形成されている。また、図４の 実施例では、その防振体８２が、上下の防振ゴム６２，６２をその両端部におい て互いに連結した円筒状のゴムチューブとして構成されている。それらの防振体 ８１，８２も、内側ケース２の重心に関して対称なものとされている。 このような防振体８１，８２によっても、上記実施例と同様の作用効果が得ら れることは明らかであろう。 これらの実施例においても、角速度センサを収容した内側ケース２及び防振ゴ ムハウジング７は、図１，２の実施例と同様にユニットケース内に収容されて一 つのユニットとされる。しかしながら、そのハウジング７に取付けフランジなど を設けることにより、そのハウジング７を直接機体に固定するようにすることも できる。

【００１６】 また、図４の実施例においては、その防振ゴム６２，６２に空気抜き用の小孔 １７，１７が設けられている。そのような小孔１７を設けることによって、その 防振体８２にダンパ作用を持たせることができ、振動をより速やかに吸収させる ことが可能となる。 そのような小孔１７は、図１，２あるいは図３の実施例のものにも設けること ができる。

【００１７】 なお、上記実施例においては、防振体８が２枚の防振ゴム６，６によって構成 されるものとしているが、その防振ゴムを例えば３枚とすることもできる。その 場合には、そのうちの１枚を内側ケース２の軸線方向中央部に配置するようにす ればよい。 また、上記実施例では、機体のヨー軸まわりの角速度を検出する場合について 説明したが、この防振支持装置は、機体のピッチ軸あるいはロール軸まわりの角 速度を検出する場合にもそのまま用いることができる。その場合には、図１の角 速度センサユニット１５を、その軸線が水平となるようにして機体に取り付けれ ばよい。そのようにしても、内側ケース２は、その重心位置に関して対称に配置 された防振ゴム６，６によって同一条件で支持されるので、機体振動などによっ て振動ジャイロ１の検出軸Ｈが傾くようなことはない。 更に、角速度センサとして振動ジャイロを用いる場合について説明したが、従 来一般の回転式レートジャイロ等にもこの防振支持装置を適用することができる 。

【００１８】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、角速度センサを円筒状のケ ース内に収容固定し、そのケースを、そのケースの重心に関して対称に配置され るリング状の薄肉弾性板によって支持するようにしているので、角速度センサの 検出軸が傾くことのないようにしながら、その角速度センサをやわらかく支持す ることが可能となる。したがって、振動ジャイロのような軽量の角速度センサで あっても、その角速度センサに伝わる振動を確実に遮断することができ、誤差の 少ない検出値を得ることができる。また、リング状の弾性板はその軸線まわりの 回転に対しては剛性を示すので、角速度センサがその検出軸まわりに回転するこ とも防止することができる。したがって、角速度センサの応答性が損なわれるこ ともなくなる。 その結果、振動に弱い振動ジャイロ等の角速度センサを振動条件の悪いラジオ コントロール式模型ヘリコプタ等に搭載することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による角速度センサの防振支持装置の一
実施例を示す縦断面図である。

【図２】その防振支持装置を、上下反転し一部切り欠い
て示す分解斜視図である。

【図３】本考案による角速度センサの防振支持装置の異
なる実施例を示す要部の縦断面図である。

【図４】本考案による角速度センサの防振支持装置の更
に異なる実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 振動ジャイロ（角速度センサ） ２ 円筒状ケース ３ シリコン樹脂 ６，６１，６２ 防振ゴム（薄肉弾性板） ７ ハウジング ８，８１，８２ 防振体 １０ ユニットケース １５ 角速度センサユニット １６ 機体水平面 １７ 空気抜き用小孔

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に角速度センサが収容されて固定さ
   れる円筒状のケースと、 そのケースの外側に配置され、機体に固定される円筒状
   のハウジングと、 それらケースとハウジングとを結合する防振体と、から
   なり、 前記防振体が、前記ケースと同心のリング状をした軸方
   向及び径方向に変形しやすい複数枚の薄肉弾性板によっ
   て構成され、 その弾性板が、前記角速度センサを収容した前記ケース
   の軸線方向の重心位置に関してほぼ対称に配置されてい
   ることを特徴とする、 角速度センサの防振支持装置。
2. 【請求項２】 前記弾性板に空気抜き用の小孔が設けら
   れている、 請求項１記載の角速度センサの防振支持装置。
3. 【請求項３】 前記角速度センサが振動ジャイロであ
   る、 請求項１又は２記載の角速度センサの防振支持装置。