JPH0723688Y2 - 模型用レートジャイロ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、無線操縦式の模型ヘリコプタ等に使用するの
に適した模型用レートジャイロに関するものである。

（従来の技術） 無線操縦される模型ヘリコプタには、特にホバリング時
におけるヨー軸まわりの安定性を与えるために、レート
ジャイロを利用した安定増強装置が搭載されることが多
い。この安定増強装置は、レートジャイロによって検出
したヘリコプタのヨー軸まわりの揺れの角速度をテール
ロータのピッチ制御用サーボモータにフイードバック
し、その揺れを止める方向にテールロータのピッチを自
動制御することにより、機首の左右方向への揺れを抑え
るようにしたものである。

このような安定増強装置に用いられるレートジャイロ
は、一般に、機体前後方向のジンバル軸を有するジャイ
ロジンバルにより、ジャイロモータをそのジンバル軸の
軸線のまわりに回転自在に支持しておき、そのモータに
よって、ジンバル軸に直交する軸線のまわりにフライホ
イールを回転駆動させるようにしたものとされている。
このようなレートジャイロによれば、機体が左右方向に
機首を振ると、ジンバルにはジャイロプリセッションに
よってその揺れの角速度に比例した回転モーメントが作
用するので、ジンバル軸の回転角度を検出することによ
って、機体のヨー軸まわりの角速度を求めることができ
る。

ところで、このようなレートジャイロのフライホイール
は、慣性モーメントの大きいものとすることが求められ
る。したがって、それを単一のものとすると、大形のも
のとすることが必要となり、その支持が困難となる。そ
こで、模型用レートジャイロの場合には、しそのフライ
ホイールを二つに分け、ジャイロモータの両端面から突
出するモータ軸の両端にそれぞれ取り付けて片持ち支持
するようにしている。

従来は、そのフライホイールは単純な円板状のものとさ
れていた。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、模型用レートジャイロの場合には、構造
上、フライホイールをモータの端面にある程度以上近づ
けることはできない。したがって、フライホイールを円
板状のものとすると、そのフライホイールとモータとの
間には、かなり大きな間隙が形成されることになる。し
かも、模型用レートジャイロに用いられるモータのモー
タ軸は比較的細い。

そのために、ヘリコプタが墜落したりしてジャイロに強
い衝撃が加わると、フライホイールの重量のためにモー
タ軸が曲がってしまうことがある。

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、フライホイールをモータの端面から大
きく突出するモータ軸の先端に取り付けるようにしなが
ら、そのモータ軸の永久曲がりが防止されるようにする
ことである。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するために、本考案による第１番目の模
型用レートジャイロは、フライホイールを、ジャイロモ
ータの端面に対向する円板部と、その円板部の外周縁か
らモータの外周面に沿って延出し、そのモータの端部外
周面を覆う円筒部とからなるキャップ状のものとして形
成したことを特徴としている。そのフライホイールの円
筒部は、モータの外径よりわずかに大きい内径を有する
ものとされている。

また、本考案による第２番目の模型用レートジャイロ
は、フライホイールとして従来のものと同様の円板状の
ものを用い、その代わりに、モータの外周に、そのフラ
イホイールに向けて突出するフライホイール規制部材を
取り付けたことを特徴としている。そのフライホイール
規制部材は、フライホイールの外周部分に対して小さな
間隔を置いて対向するものとされている。

（作用） このように構成することにより、第１番目のレートジャ
イロの場合には、モータ軸が曲がろうとすると、フライ
ホイールの円筒部がモータの外周面に当接するので、そ
れ以上のモータ軸の曲がりが規制される。また、第２番
目のレートジャイロの場合には、フライホイールのモー
タ側の面がフライホイール規制部材の突出端に当接する
ことによって、それ以上のモータ軸の曲がりが規制され
る。したがって、モータ軸の曲がり得る範囲をその弾性
限度内としておけば、モータ軸の永久曲がり変形は確実
に防止される。

（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、第1,2図は本考案による模型用レートジャイロの
第１実施例を示すもので、第１図はその分解斜視図であ
り、第２図はそのジンバルユニットの縦断正面図であ
る。

これらの図から明らかなように、この模型用レートジャ
イロ１は、円筒状のジンバルリング２とそのジンバルリ
ング２から外方に延出する一対のジンバル軸3,3とから
なるジャイロジンバル４を備えている。そのジンバル４
のジンバル軸3,3は、ジンバルリング２の１本の直径上
に位置するものとされている。

ジンバル４の中央のジンバルリング２には、円形断面の
ジャイロモータ５が嵌合されて固定されるようになって
いる。そのモータ５のモータ軸６は、その両端がモータ
５の両端面からそれぞれ同じ長さだけ突出するものとさ
れている。そして、モータ５をジンバル４に取り付けた
ときには、そのモータ軸６がジンバル軸3,3の軸線に直
交するようにされている。

モータ軸６の両端には、一対のフライホイール7,7が固
着されるようになっている。そのフライホイール７は、
モータ５の端面に対向する円板部7aと、その円板部7aの
外周縁からモータ５の中央側に向けてモータ軸６と平行
に延出する円筒部7bとからなるキャップ状のものとされ
ている。その円筒部7bの内径は、モータ５の外径よりも
やや大きくされている。また、その円筒部7bの長さは、
フライホイール７をモータ軸６に取り付けたとき、モー
タ５の中央部近くにまで達する長さとされている。こう
して、モータ５は、そのモータ軸６に取り付けられるフ
ライホイール７の円筒部7bにより、端部外周面が小さな
間隔をおいて覆われるようになっている。

そして、このようにジンバル４にモータ５を取り付け、
そのモータ軸６にフライホイール7,7を取り付けること
によって、ジンバルユニット８が形成されるようになっ
ている。そのジンバルユニット８は、ジンバル軸3,3に
装着されるベアリング9,9を介して、フレームをなすケ
ーシング10により、ジンバル軸3,3の軸線のまわりに回
転自在に支持されるようになっている。

このように構成されたレートジャイロ１においては、モ
ータ５を作動させると、そのモータ軸６の両端に固着さ
れたフライホイール7,7が回転駆動される。その状態
で、フライホイール7,7に外力が作用すると、ジャイロ
プリセッションによりフライホイール7,7がその外力に
直交する方向に傾く。したがって、ジンバル軸3,3の軸
線が機体前後方向となるようにしてヘリコプタに設置し
ておけば、ジンバル軸３の回転角度によって機体のヨー
軸まわりの角速度を検出することができる。

ヘリコプタが墜落したときのようにジャイロ１に強い衝
撃が加わったときには、フライホイール7,7の衝撃方向
の慣性力により、モータ軸６が曲がろうとする。しかし
ながら、そのときには、第３図に示されているようにフ
ライホイール７の円筒部7bの内周面がモータ５の外周面
に係合するので、モータ軸６のそれ以上の曲がりは防止
される。モータ５の外周面のフライホイール７の円筒部
7bの内周面との間の間隔は小さくされているので、それ
らが係合するまでのモータ軸６の曲がりは小さい。した
がって、そのモータ軸６の曲がりは弾性限度内に抑えら
れ、外力がなくなったときにはその弾性によってモータ
軸６は元の状態に戻る。こうして、モータ軸６の永久変
形が防止される。

そして、フライホイール７をこのようにキャップ状のも
のとすることにより、フライホイール７の質量がその外
周部に集中するので、そのモータ軸６まわりの回転慣性
モーメントを大きくすることができる。したがって、フ
ライホイール７の円板部7aは肉厚の小さいものとするこ
とができ、ジンバルユニット８をコンパクトなものとす
ることができる。また、フライホイール7,7の重心がジ
ンバル軸３の軸線に近づくので、ジンバル軸３まわりの
慣性モーメントは小さくなる。したがって、角速度検出
時の応答性がよくなり、鋭敏なレートジャイロとするこ
とができる。

第４図は、本考案による模型用レートジャイロの第２実
施例を示すジンバルユニットの切り欠き正面図である。
なお、この実施例において、第1,2図の実施例に対応す
る部分には同じ符号を付すことにより、重複する説明は
省略する。

このレートジャイロ１の場合には、モータ軸６の両端に
取り付けられるフライホイール7,7は、従来のものと同
様の円板状のものとされている。そして、モータ５が嵌
合固定されるジンバルリング２の幅がモータ５の長さよ
り大きくされ、その両端部2a,2aがモータ５の両端面よ
りもフライホイール7,7側に突出するようにされてい
る。そのジンバルリング２の端面は、フライホイール７
の外周部分に小さな間隔を置いて対向するものとされて
いる。

このように構成されたレートジャイロ１においても、モ
ータ軸６が曲がろうとすると、フライホイール７の外周
部分がジンバルリング２の端面に当接するので、モータ
軸６のそれ以上の曲がりが規制される。したがって、ジ
ンバルリング２の端面とフライホイール７との間の間隔
を小さくすることにより、モータ軸６の曲がりを弾性限
度内に抑えることができ、そのモータ軸６の永久変形を
防止することができる。

この実施例においては、ジンバルリング２の端部2aが本
考案でいうフライホイール規制部材となっている。しか
しながら、そのフライホイール規制部材は、ジンバルリ
ング２とは別部材とすることもできる。その場合には、
フライホイール規制部材を、モータ５の外周面に沿って
円周方向に間隔を置いて取り付けられる複数個の部材と
することもできる。

このように、本考案によるレートジャイロ１は、モータ
軸６の曲がりが確実に防止されるので、墜落することの
多い模型ヘリコプタ等の模型航空機に用いたときに特に
効果を発揮する。しかしながら、それに限られることは
なく、一般の模型用レートジャイロとしても有用なもの
であることは明らかであろう。

（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、モー
タ軸が曲がろうとするとき、そのモータ軸に取り付けら
れたフライホイールがモータあるいはモータに取り付け
られたフライホイール規制部材に当接することによって
そのモータ軸の曲がりが規制されるようにしているの
で、フライホイールがモータの端面から大きく離して配
置されていても、モータ軸の曲がりは小さく抑えること
ができる。したがって、そのモータ軸の曲がりを弾性限
度内とすることができ、モータ軸の永久曲がりを防止す
ることができる。こうして、耐衝撃性に優れた模型用レ
ートジャイロを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による模型用レートジャイロの第１実
施例を示す要部の分解斜視図、 第２図は、そのレートジャイロのジンバルユニットを示
す切り欠き正面図、 第３図は、そのレートジャイロの作用を説明するための
説明図、 第４図は、本考案による模型用レートジャイロの第２実
施例を示すジンバルユニットの切り欠き正面図である。 １……模型用レートジャイロ ２……ジンバルリング 2a……端部（フライホイール規制部材） ３……ジンバル軸、４……ジャイロジンバル ５……ジャイロモータ、６……モータ軸 ７……フライホイール、7a……円板部 7b……円筒部 ８……ジンバルユニット 10……ケーシング（フレーム）

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ジンバル軸を有し、フレームによりそのジ
   ンバル軸の軸線のまわりに回転自在に支持されるジャイ
   ロジンバルと、 両端面から突出するモータ軸を有し、そのモータ軸が前
   記ジンバル軸の軸線に直交するようにして前記ジンバル
   に固定されるジャイロモータと、 前記モータ軸の先端に固定され、前記モータにより回転
   駆動されるフライホイールと、 を備えたレートジャイロにおいて； 前記フライホイールが、前記モータの端面に対向する円
   板部と、その円板部の外周縁から前記モータの外周面に
   沿って延出し、小さな間隔を置いてそのモータの端部外
   周面を覆う円筒部とからなるキャップ状のものとされて
   いる、 模型用レートジャイロ。
2. 【請求項２】ジンバル軸を有し、フレームによりそのジ
   ンバル軸の軸線のまわりに回転自在に支持されるジャイ
   ロジンバルと、 両端面から突出するモータ軸を有し、そのモータ軸が前
   記ジンバル軸の軸線に直交するようにして前記ジンバル
   に固定されるジャイロモータと、 前記モータ軸の先端に固定され、前記モータにより回転
   駆動されるフライホイールと、 を備えたレートジャイロにおいて； 前記フライホイールが、前記モータの端面に対向する円
   板状のものとされ、 前記モータの外周に、そのモータの端面から突出し、小
   さな間隔を置いて前記フライホイールの外周部分に対向
   するフライホイール規制部材が取り付けられている、 模型用レートジャイロ。