JPH08247766A - レートジャイロ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組立・配線工数の削減。 【構成】 レートジャイロではジンバル１３内にモータ
１４が保持され、そのモータの回転軸１４ａに対し、直
角な軸心まわりにジンバル１３が回動自在に保持され
る。ジンバル１３の外側にスリット板２７がモータ軸１
４ａと平行に突出して取付けられる。スリット板２７の
一方の側に、発光素子２９と受光素子３１とが配線基板
６８に取付けられた状態で配され、スリット板の反対側
に、発光素子２９の光をスリット板２７のスリットを透
して受光素子３１に導く光学路（反射鏡８２，８３より
成る）が設けられる。なお、光学路を先球光ファイバで
構成してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はレートジャイロの構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２及び図３に示すように、ほぼ直方体
状のケース１１がその一面、図においては上面が開放と
され、その開放面はカバー１２で蓋される。ケース１１
内にジンバル１３が回動自在に収容され、ジンバル１３
内にモータ１４が取付けられる。即ち図においてジンバ
ル１３は筒状をしており、その筒状の軸心と直角な線上
において、ジンバル１３の側面から回動軸心１５が両外
側に突出して固定され、この回動軸心１５がケース１１
の対向側板１１ａ，１１ｂに回動自在に保持される。

【０００３】モータ１４は、この例では、その回転軸が
ジンバル１３の筒状体の軸心とほぼ一致してジンバル１
３内に収容され、ジンバル１３のカバー１２側の面は内
側に鍔１７が一体に形成され、鍔１７の内面にモータ１
４の固定板１８の周縁部が例えば接着により固定されて
いる。モータ１４の回転軸とジンバルの回動軸心１５と
が互いに直角で、これら両者と直角な軸が入力軸２５で
あって、ケース１１に対し入力軸２５まわりの角速度が
矢印２６で示すように加わると、常時回転しているモー
タ１４がコリオリの力を受け、モータ１４が取付けられ
てジンバル１３が回動軸心１５を中心として回動する。
この回動変位量が入力角速度として検出される。

【０００４】このジンバル１３の変位量、つまり回動量
を検出するため光学的検出手段が用いられる。そのため
従来は、ジンバル１３の側面、図においては回動軸心１
５の取付け位置と９０°離れた側面において、スリット
板２７が突出して設けられ、スリット板２７の板面はジ
ンバル１３の筒状の軸心と平行され、スリット板２７に
は回動軸心１５の延長方向及びジンバル１３の筒状体の
軸心の両者と直角な方向に延長したスリット２８が開け
られている。スリット板２７を挟んで、その一方側に発
光ダイオードのような発光素子２９が配され、他方にフ
ォトダイオードのような受光素子３１が配される。受光
素子３１は複数あって、スリット２８と幅方向において
スリット２８の両側に別れて配される。スリット板２７
が回動軸心１５を中心として回動すると、発光素子２９
からスリット２８を通じて受光素子３１で受光される光
量が、一方が増加して他方が減少し、これら両受光素子
の出力が差動的に取り出され、その極性と大きさにより
スリット板２７の変位方向と変位量が検出される。

【０００５】発光素子２９，受光素子３１はそれぞれＬ
字状具３３，３４の各垂直部に取付けられる。一方ケー
ス１１内に、その内部を二つの部分に分離するように、
各２枚の案内板３５，３６が側板１１ａ，１１ｂの内面
より突出して設けられ、案内板３５間に案内されてＬ字
状具３３が挿入位置決めされ、ケース１１のカバー１２
と対向する底板１１ｃにネジ３８で固定される。Ｌ字状
具３４も同様に案内板３６によって案内位置決めされて
底板１１ｃにネジ３９によって固定される。このとき、
発光素子２９と受光素子３１とがスリット２８との位置
関係が所定の関係となるようにされている。

【０００６】ジンバル１３がニュートラルの位置に戻っ
た際にすぐ停止するように制動手段、いわゆるダンパー
が設けられる。制動手段としてジンバル１３のスリット
板２７が突出した側と反対の側面より制動板４７が突出
して固定され、その制動板４７を挟んでマグネット４
８，４９が配され、マグネット４８，４９は磁気ヨーク
５１で連結され、かつ、互いに異なる磁極が対向され、
これらマグネット４８，４９間に磁気空隙５２が形成さ
れ、磁気空隙５２の間に制動板４７が位置される。従っ
て磁気空隙５２内に生じている磁束は制動板４７に直角
に入射される。制動板４７はアルミニウムのような導電
性のよい金属板により構成されているため、ジンバル１
３が軸心１５まわりに回動すると、制動板４７に渦電流
が発生して、その反作用と電力消費によって制動作用が
生じる。この磁気ヨーク５１を底板１１ｃ上の所定位置
に配置すると、磁気空隙５２間に制動板４７が正しく位
置するようにされている。

【０００７】ジンバル１３は、その回動軸心１５の位置
がモータ１４の回転軸及び角速度入力軸２５の両者と互
いに直角で、かつ、適当な力で保持され、つまりがたつ
くことなく、容易に回動することができるように保持さ
れる。ねじ６１は図２に示すように側板１１ａ，１１ｂ
に形成されたねじ孔６７にねじ込まれ、そのねじ６１の
ねじ孔６７に対するねじ込み量によってジンバル１３の
軸方向に対する締め付け力を調整する。

【０００８】モータ１４に対する直流電力の供給、また
発光素子２９に対する電力の供給、更に受光素子３１に
よる出力の差動的な取り出し、その増幅などの各種電気
的回路は配線基板６８に搭載される。配線基板６８は案
内板３５，３６によって分離されたケース１１の内部の
ジンバル１３と反対側の部分に収容され、側板１１ａ，
１１ｂの内面に形成された溝６９に、配線基板６８の両
側縁が案内されてケース１１に保持される。発光素子２
９及び受光素子３１はＦＰＣ（図示せず）によって配線
基板６８に接続される。配線基板６８から電源線や出力
信号線等からなるケーブル７１が、ケース１１の一側孔
を通じて外部に導出され、その導出端にコネクタ７２が
取付けられている。

【０００９】なお、図２及び図３ではモータ１４の回転
軸１４ａがジンバル１３の軸心と同一方向に配されてい
るが、これと直角で、制動板４７とスリット板２７とを
結ぶ方向に配される場合もある。その場合の角速度の入
力軸はジンバル１３の軸心方向と一致する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の構造では、発
光素子２９及び受光素子３１をＬ字状具３３，３４に個
別に実装しなければならないこと、発光素子２９及び
受光素子３１と配線基板６８との間をＦＰＣで配線しな
ければならないこと、によって組立の作業性が悪くな
り、組立・配線工数が増大する欠点があった。

【００１１】この発明の目的は、これら従来の欠点を解
決して、組立・配線工数を削減しようとするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

（１）請求項１の発明は、ジンバル内にモータを保持
し、そのモータの回転軸に対し、直角な軸心まわりに上
記ジンバルを回動自在にケース内に保持したレートジャ
イロにおいて、ジンバルにモータ軸と平行なスリット板
が外側に突出して取付けられ、そのスリット板の一方の
側に、発光素子と受光素子とが配線基板に実装された状
態で配され、スリット板の反対側に、発光素子の光をス
リット板のスリットを透して受光素子に導く光学路が設
けられている。

【００１３】（２）請求項２の発明では、前記（１）に
おいて、光学路が、発光素子の光を反射させる第１の反
射鏡と、その第１の反射鏡で反射された光を更に受光素
子へ反射させる第２の反射鏡より構成される。 （３）請求項３の発明では、前記（１）において、光学
路が、発光素子の光を一端より入射し、その入射した光
を他端より受光素子に向けて出射させる光ファイバより
構成される。

【００１４】（４）請求項４の発明では、上記（３）に
おいて、光ファイバが先球光ファイバでとされる。

【００１５】

【実施例】この発明の実施例を図１に、図２，図３と対
応する部分に同じ符号を付けて示し、重複説明を省略す
る。この発明では、ジンバル１３の外側に、モータ軸１
４ａと平行に突出して取付けられているスリット板２７
の一方の側、即ち図においてケース１１内のヨーク５１
と反対側から見て、スリット板２７の左側に、発光素子
２９と受光素子３１とが配線基板６８に実装された状態
で配される。またスリット板２７の反対側に、発光素子
２９の光をスリット板２７のスリットを透して、受光素
子３１に導く光学路が設けられている。

【００１６】図１Ａの例では、光学路はホルダ８１に取
付けられた反射鏡８２，８３によって構成されている。
即ち発光素子２９の光は反射鏡８２，８３で順次反射さ
れ、スリット板２７のスリットを透して受光素子３１に
入射される。なお、図１Ｄに示すように、光学路を光フ
ァイバ８７で構成することもできる。その場合、光ファ
イバ８７の両端をレンズ状に加工しておくと（先球ファ
イバと言う）、発光素子２９及び受光素子３１との光の
結合損失が少なくなるので望ましい。

【００１７】この発明では、モータ１４や発光素子２９
に対する電源回路や受光素子出力の検出・増幅などの各
種電気的回路が搭載される配線基板６８に、発光素子２
９及び受光素子３１も一緒に搭載され、その配線基板６
８がボルト８５及びナット８６でケース１１内面の張り
出し１１ａ及び突起１１ｂに、スリット板２７とほぼ平
行に固定されている。

【００１８】なお、図１ＢのＷは、スリット板２７を保
持するための突起１３ａの幅である。また、従来例でも
述べたが、モータ１４はその回転軸１４ａが制動板４７
とスリット板２７とを結ぶ方向に配され、角速度の入力
軸２５がジンバル１３の軸心方向に設定される場合もあ
る。

【００１９】

【発明の効果】従来の技術では、発光素子２９及び受光
素子３１を個別にＬ字状具に取付け、それらのＬ字状具
をケース１１内にねじ止めし、更に発光素子２９及び受
光素子３１と配線基板６８との間をＦＰＣで配線してい
たのに対して、この発明では発光素子２９及び受光素子
３１を配線基板６８に他の部品と共に実装したので、組
立の作業性が向上すると共に、これらの素子へのＦＰＣ
による配線が不要となり、組立・配線工数を大幅に削減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す図で、Ａはレートジャ
イロの平面図、ＢはＡのａ−ａ′断面図、ＣはＡの光学
路とそのホルダ８１の斜視図、Ｄは光学路とそのホルダ
の他の例を示す平面図。

【図２】従来のレートジャイロの部分分解斜視図。

【図３】Ａは図２のカバー１２を外したレートジャイロ
の平面図、ＢはＡのＢ−Ｂ断面図。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ジンバル内にモータを保持し、そのモー
   タの回転軸に対し、直角な軸心まわりに上記ジンバルを
   回動自在にケース内に保持したレートジャイロにおい
   て、 上記ジンバルに上記モータ軸と平行なスリット板が外側
   に突出して取付けられ、 そのスリット板の一方の側に、発光素子と受光素子とが
   配線基板に実装された状態で配され、 上記スリット板の反対側に、上記発光素子の光を上記ス
   リット板のスリットを透して上記受光素子に導く光学路
   が設けられていることを特徴とするレートジャイロ。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記光学路が、上記
   発光素子の光を反射させる第１の反射鏡と、その第１の
   反射鏡で反射された光を更に上記受光素子へ反射させる
   第２の反射鏡より成ることを特徴とするレートジャイ
   ロ。
3. 【請求項３】 請求項１において、上記光学路が、上記
   発光素子の光を一端より入射し、その入射した光を他端
   より上記受光素子に向けて出射させる光ファイバより成
   ることを特徴とするレートジャイロ。
4. 【請求項４】 請求項３において、上記光ファイバが先
   球光ファイバであることを特徴とするレートジャイロ。