JPH1059293A - 操縦装置および操縦桿用ジンバル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操縦力を正確に検出できて構成が大きくなら
ず、さらにアクチュエータが故障したとしても操縦を継
続することができる操縦装置および操縦桿用ジンバル装
置を提供する。 【解決手段】 フィール算出機２４は操縦力センサ２２
および変位センサ２３によって検出された操縦桿２１の
操縦力および変位に基づいてフィールを算出し、アクチ
ュエータ２５は算出されたフィールに基づき、リンク機
構３１およびクラッチ２１を介して操縦桿２１にフィー
ルを付与する。リンク機構３０とアクチュエータ２５と
の間にはフィールを伝達および遮断するクラッチ２９が
設けられ、リンク機構３０には操縦桿２１にフィールを
付与するばね手段３１が設けられる。クラッチ２９が接
続した状態ではアクティブ型操縦装置として機能し、ク
ラッチ２９を遮断するとパッシブ型操縦装置として機能
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操縦桿による操縦
操作を電気信号に変換して航空機などの機体運動を制御
するフライ・バイ・ワイヤ用の操縦装置および操縦桿用
ジンバル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のフライ・バイ・ワイヤ用の操縦装
置では、操縦者による操舵量に応じたフィール（操舵
感）を人工的に作り出すために操縦桿にばねとダンパを
取付け、これによってフィールを反力として操縦桿に付
与している。このようなパッシブ型操縦装置では、ばね
とダンパの組合わせから成るので、イナーシャや固有振
動数などの影響を受けてオーバーシュートや収束遅れ、
および振動環境下では共振が生じるといった問題を有す
る。また機体応答からの操舵感、たとえば機体の動き、
舵の動きおよび空気抵抗の影響などが操縦桿にフィード
バックされないことからも適切な操作が困難であるとい
う問題があった。このようなパッシブ型操縦装置の問題
を解消するためにアクティブ型操縦装置がある。

【０００３】アクティブ型操縦装置では、操縦桿に操縦
桿の変位および操縦力を検出するセンサが設けられ、検
出された操縦力および変位に基づいてフィール算出機に
よって操縦桿に与えるフィールを算出し、この算出され
たフィールをアクチュエータによって操縦桿に付与す
る。こうしたフィール算出機を用いることによって、任
意のフィール特性を計算できるため、最適なフィールを
操縦桿に容易に付与することができる。また、機体応答
に応じてフィールを変化させることによってフィードバ
ック効果を与えることができ、操作性を向上させること
ができる。しかしながらこのようなアクティブ型操縦装
置では、アクチュエータが万一故障した場合には操縦を
継続することが困難となる。

【０００４】このようなパッシブ型およびアクティブ型
操縦装置に用いられる操縦桿は通常ジンバル装置によっ
て２軸に角変位自在に設けられる。

【０００５】図１２は従来のジンバル装置１を示す縦断
面図であり、図１３はジンバル装置１の横断面図であ
り、図１４は図１２の切断面線Ａ−Ａから見た断面図で
ある。ジンバル装置１はインナージンバル８とアウター
ジンバル９とを有し、操縦桿２は操縦桿２の軸線５に垂
直な第１軸線６まわりに角変位自在に一対の第１軸３に
よってインナージンバル８に支持され、インナージンバ
ル８は、操縦桿２の軸線５および第１軸線６に垂直な第
２軸線７を有する一対の第２軸４によってアウタージン
バル９に第２軸線６まわりに角変位自在に支持される。
このような構成によって、操縦桿２は第１軸線７および
この第１軸線に垂直な第２軸線６まわりに角変位自在に
設けられる。

【０００６】このようなジンバル装置１をアクティブ型
操縦装置に使用する場合には、各第１軸３および第２軸
４の変位を検出するためにそれぞれ第１軸用変位センサ
１１および第２軸用変位センサ１２が設けられ、さらに
操縦桿２に与えられた操縦力を検出する操縦力センサ１
０が操縦桿２の一端部２ａに設けられる。このような操
縦力センサ１０は、操縦桿２の第１軸線６および第２軸
線７まわりの２軸の操縦力を検出するために多軸フォー
スセンサが使用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】操縦力センサ１０によ
って操縦桿２に作用する第１軸線６および第２軸線７ま
わりの操縦力を検出する場合には、操縦力センサ１０は
１つであるので、クロスカップリング（相互影響）が生
じ、正確に各軸線６，７まわりの操縦力を検出すること
が困難であるという問題が生じる。

【０００８】また操縦桿２に第１軸３および第２軸４ま
わりにフィールを付与するために各第１軸３および第２
軸４にそれぞれアクチュエータを設ける必要があるが、
第１軸３はインナージンバル８のみによって支持される
ため、この第１軸３にフィールを与えるアクチュエータ
はインナージンバル８に装着しなければならない。した
がってインナージンバル８の構成および重量が大きくな
ってしまい、さらに第２軸にフィールを与えるアクチュ
エータはこのように大重量となったインナージンバル８
を駆動させねばならず、これによってジンバル装置の構
成がさらに大きくなってしまうという問題が生じる。

【０００９】また操縦桿２に与えるフィールは、操縦者
の操作力に耐えるだけの反力をアクチュエータに与える
必要があるので、駆動源が大きくなってしまい、これに
よって構成がさらに大きくなってしまう。

【００１０】本発明の目的は、操縦力を正確に検出でき
て構成が大きくならない操縦桿用ジンバル装置、および
アクチュエータが故障したとしても操縦を継続すること
ができる操縦装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、操縦桿に与え
られた操縦力を検出する操縦力センサと、操縦桿の変位
を検出する変位センサと、検出された操縦力および変位
に基づいて操縦桿に与えるフィールを算出するフィール
算出手段と、算出された前記フィールを操縦桿に付与す
るアクチュエータと、操縦桿にフィールを付与するばね
手段とを含むことを特徴とする操縦装置である。 本発明に従えば、操縦桿に与えられた操縦力および操縦
桿の変位はそれぞれ操縦力センサおよび変位センサによ
って検出され、フィール算出手段は検出された操縦力お
よび変位に基づいてフィールを算出する。アクチュエー
タは算出されたフィールを操縦桿に付与する。これらの
構成によってアクティブ型操縦装置が構成され、通常は
このアクティブ型操縦装置によって操縦が行われる。ま
た、操縦桿には操縦桿にフィールを付与するばね手段が
設けられ、このばね手段と操縦桿とによってパッシブ型
操縦装置が構成される。 したがってアクチュエータが故障するなどアクティブ型
操縦装置による操縦が困難となった場合には、パッシブ
型操縦装置によって継続して操縦を行うことができる。
また操縦桿にはばね手段が設けられるので、アクティブ
型操縦装置で操縦を行っている間にもばね手段によるば
ね力が操縦桿に作用し、これによって操縦桿にフィール
を与えるアクチュエータの駆動力を軽減でき、小型化が
図られる。

【００１２】また本発明は、前記アクチュエータからの
フィールを伝達または遮断する断続手段を含むことを特
徴とする。 本発明に従えば、アクティブ型操縦装置で操縦している
ときに、たとえばアクチュエータの故障などによって適
正な操縦が困難となった場合に、断続手段によってアク
チュエータからのフィールを遮断することによって、操
縦桿にはばね手段のみによってフィールが与えられ、ア
クティブ型操縦装置はパッシブ型操縦装置に素早く切換
わる。これによって操縦を継続することができる。

【００１３】また本発明は、アクチュエータの変位中心
と操縦桿の変位中心とが所定の距離を隔てて設けられ、
操縦桿とアクチュエータとの間には、アクチュエータか
らのフィールを操縦桿に伝達する伝達手段が設けられる
ことを特徴とする。 本発明に従えば、アクチュエータからのフィールは、た
とえばリンク機構などの伝達手段を介して操縦桿に伝達
される。したがってアクチュエータを直接操縦桿に設け
る必要がなくなり、配置の自由度が高くなり、操縦桿付
近の構成を小型化できる。

【００１４】また本発明の伝達手段は、操縦桿の変位軸
毎に設けられ、前記操縦力センサは、各伝達手段に取付
けられることを特徴とする。 本発明に従えば、操縦力センサは伝達手段に取付けられ
るので、従来のように操縦桿に直接取付けることによっ
て操縦桿の構成が大きくなってしまうといった問題が防
がれる。また操縦力センサは各伝達手段に取付けられる
ので、クロスカップリングが生じることなく正確に各変
位軸毎の操縦力を検出することができる。

【００１５】また本発明は、同一平面上で直交する２つ
の軸線まわりを回転可能に枢支された支軸を持つ外側お
よび内側ジンバルに対して、共通の操作ハンドルで完全
に独立した回転を与えることができるようにしたジンバ
ル装置の連結部材に、スライド板と一対のベアリングを
含むことを特徴とする操縦桿用ジンバル装置である。 本発明に従えば、内側ジンバルおよび外側ジンバルにそ
れぞれ別個にフィール用アクチュエータを設けることが
可能となり、内側ジンバルの小型、軽量化が図られる。
また、スライド板と一対のベアリングを使用することに
よって、内側ジンバルと外側ジンバルとが円滑に連結さ
れる。

【００１６】また本発明の前記連結部材は、操縦桿の軸
線まわりに角変位自在に設けられることを特徴とする。 本発明に従えば、前記連結部材は操縦桿の軸線まわりに
角変位自在に連結されるので、スライド板への追従運動
が良好となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある操縦装置２０の模式図である。操縦装置２０は操縦
桿２１とフィール計算機２４とアクチュエータ２５とク
ラッチ２９とリンク機構３０とを含んで構成される。こ
のような操縦装置２０は、たとえばフライ・バイ・ワイ
ヤ用の航空機に用いられる。

【００１８】操縦桿２１に与えられた操縦力は操縦力セ
ンサ２２によって検出され、操縦桿２１の変位は変位セ
ンサ２３によって検出される。フィール計算機２４は、
検出された操縦力および変位に基づいて操縦桿２１に与
えるフィールを算出する。アクチュエータ２５は、サー
ボモータ２７と減速装置２８とサーボモータ２７の速度
および変位を検出するレゾルバ２６とから構成され、フ
ィール算出機２４によって算出されたフィールに応じて
アクチュエータにフィールを付与する。アクチュエータ
２５の変位中心Ｐ１と操縦桿２１の変位中心Ｐ２とは所
定の距離を隔てて設けられ、アクチュエータ２５と操縦
桿２１との間には、アクチュエータからのフィールを伝
達および遮断する断続手段であるクラッチ２９およびア
クチュエータ２５からのフィールを操縦桿２１に伝達す
る伝達手段であるリンク機構３０が設けられる。前述の
操縦力センサ２２はこのリンク機構３０に取付けられ
る。またリンク機構３０にはばね手段３１が設けられ、
このばね手段３１はリンク機構３０を介して操縦桿２１
にフィールを付与する。

【００１９】操縦力センサ２２から検出された操縦力ま
たは変位センサ２３から検出された変位は電気信号に変
換され、図示しない油圧アクチュエータなどを介して舵
を変位させて操縦装置２０を備える機体の運動を制御す
る。

【００２０】クラッチ２９が接続され、アクチュエータ
２５からのフィールが操縦桿２１に付与される状態で
は、操縦装置２０はアクティブ型操縦装置として機能す
る。フィール算出機２４は、操縦桿２１に与えられた操
縦力および操縦桿２１の変位だけでなく、たとえば機体
の動き、舵の動きおよび空気抵抗の影響などの機体応答
に基づいてフィールを算出する。したがって操縦者は操
縦桿２１から機体応答のフィードバック効果を受けるこ
とができ、操縦性が向上される。

【００２１】サーボモータ２７は、算出されたフィール
に応じて減速装置２８、クラッチ２９およびリンク機構
３０を介して操縦桿２１にフィールを与える。サーボモ
ータ２７は、レゾルバ２６によって速度および変位が検
出され、検出されたサーボモータ２７の変位および速度
はフィール計算機２４に入力される。このようにして、
サーボモータ２７はフィードバック制御される。

【００２２】また操縦力センサ２２からの検出信号をコ
マンド信号としてフィール計算機２４に入力し、変位セ
ンサ２３からの検出信号をフィードバック信号としてフ
ィール算出機２４に入力することによって、クローズド
ループの制御計を備えるアクティブ型操縦装置とするこ
とが可能である。

【００２３】リンク機構３０にはばね手段３１が設けら
れ、このばね手段３１はリンク機構３０を介して操縦桿
２１にフィールを付与する。サーボモータ２７によって
操縦桿２１に付与されるフィールは人間の力に耐え得る
だけの力を要するが、操縦桿２１にはばね手段３１によ
ってもフィールが与えられ、これによってサーボモータ
２７の負担が軽くなる。したがってサーボモータ２７の
小型化および消費電力の低減化を図ることができる。

【００２４】クラッチ２９が接続し、アクティブ型操縦
装置として機能しているときに、たとえばアクチュエー
タ２５の故障などによって適正な操縦が困難となった場
合には、フィール算出機２４からクラッチ２９に遮断信
号を入力し、アクチュエータ２５から操縦桿２１に付与
されるフィールを遮断する。これによって、操縦桿２１
にはばね手段３１からのみフィールが与えられてパッシ
ブ型操縦装置として機能する。このようにクラッチ２９
によってアクチュエータ２５からのフィールを遮断する
ことによって迅速にアクティブ型操縦装置からパッシブ
型操縦装置に切換えて継続して操縦することができる。
クラッチ２９が遮断したとしても、操縦力センサ２２お
よび変位センサ２３は操縦桿２１の操縦力および変位を
検出することができるので、これらの操縦力または変位
を入力することによってフライ・バイ・ワイヤ用の操縦
装置として継続して操縦することができる。

【００２５】なお、図１ではリンク機構３０、ばね手段
３１、クラッチ２９およびアクチュエータ２５はそれぞ
れ１つずつしか図示していないが、以下に述べるよう
に、これらの構成は操縦桿２１の変位軸、すなわち第１
軸線４３および第２軸線４４の各軸毎に設けられるの
で、本形態では２つずつ設けられる。

【００２６】図２は操縦装置２０に備えられる操縦桿用
ジンバル装置３９を示す縦断面図であり、図３は操縦桿
用ジンバル装置３９の横断面図であり、図４は図２の切
断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図である。操縦桿用ジン
バル装置３９は、内支持体４０と外支持体４１と角変位
伝達部材４９とを有する。内支持体４０は、操縦桿２１
の軸線４２に垂直な第１軸線４３まわりに操縦桿２１を
角変位自在に支持し、外支持体４１は操縦桿２１の軸線
４２および第１軸線４３に垂直な第２軸線４４まわりに
内支持体４０を角変位自在に支持する。操縦桿２１の軸
線４２、第１軸線４３および第２軸線４４の交点が操縦
桿２１の変位中心Ｐ２となる。

【００２７】操縦桿２１の中心部よりもやや一端部２１
ａ寄りには、第１軸線４３を有し、操縦桿２１に固定さ
れる一対の第１軸部材４５が固定され、これらの第１軸
部材４５はそれぞれインナージンバル５０に玉軸受５１
を介して角変位自在に軸支される。これらのインナージ
ンバル５０および各第１軸部材４５を含んで内支持体４
０は構成される。インナージンバル５０には、第２軸線
４４を有する一対の第２軸部材４６ａ，４６ｂが固定さ
れ、これらの第２軸部材４６ａ，４６ｂはそれぞれ玉軸
受５３を介してアウタージンバル５２に第２軸線４４ま
わりに角変位自在に軸支される。これらの第２軸部材４
６ａ，４６ｂおよびアウタージンバル５２を含んで外支
持体４１は構成され、各第２軸部材４６ａ，４６ｂが操
縦桿２１の第２軸線の変位軸を構成する。

【００２８】角変位伝達部材４９は、第１軸線４３と同
軸に外支持体４１のアウタージンバル５２に角変位自在
に支持される一対の軸部材４６ａ，４６ｂと、各軸部材
４６ａ，４６ｂ間にわたって設けられ、第２軸線４４を
中心として円弧状に延びるスライド板４８を有する角変
位伝達部材４９とを含んで構成される。各軸部材４７
ａ，４７ｂはそれぞれ玉軸受５４を介して角変位自在に
アウタージンバル５２に軸支される。これらの軸部材４
７ａ，４７ｂおよび前記一対の第１軸部材４５が操縦桿
２１の第１軸線の変位軸を構成する。スライド板４８
は、両端部がそれぞれ軸部材４７ａ，４７ｂに一対の支
持部材５５を介して支持される。操縦桿２１の一端部２
１ａには連結部材５６が設けられ、この連結部材５６は
スライド板４８に装着される。

【００２９】図５は連結部材５６付近を示す操縦桿２１
の断面図であり、図６は連結部材５６の側面図である。
連結部材５６は、スライド板４８が挿通される一対の挿
通孔５７が形成され、略短円筒状の連結部６４と、連結
部６４の上部に連なり、操縦桿２１の一端部２１ａに形
成される挿入孔５８に挿入される軸部６５とを有する。
連結部材５６の軸部６５は一対のころ軸受５９を介して
操縦桿２１に、軸線４２まわりに角変位自在に支持され
る。軸部６５の上端には玉軸受６０が設けられ、この玉
軸受６０の内輪６１は軸部６５に固定され、外輪６２は
操縦桿２１に固定される。このようにして連結部材５６
は操縦桿２１の一端部２１ａに、操縦桿２１の軸線４２
まわりに角変位自在に設けられるので、操縦者は操縦桿
２１を任意の向きに角変位させることができる。

【００３０】連結部材５６の連結部６４には、スライド
板４８を挟持する２対の円柱状のベアリング６３が設け
られる。したがって連結部材５６は、スライド板４８に
沿って変位自在で、かつスライド板４８に垂直な方向の
変位が拘束された状態でスライド板４８に装着される。

【００３１】このような操縦桿用ジンバル装置３９の操
縦桿２１の第１軸線４３まわりの角変位は、操縦桿２１
の一端部２１ａに設けられる前記連結部材５６を介して
角変位伝達部材４９に伝達される。したがって、アウタ
ージンバル５２から外方に突出してアウタージンバル５
２に軸支される一方の軸部材４７ａによって、操縦桿２
１のアウタージンバル５２に対する第１軸線４３まわり
の角変位を取出すことができる。操縦桿２１のアウター
ジンバル５２に対する第２軸線４４まわりの角変位は、
アウタージンバル５２から外方に突出する一方の第２軸
部材４６ａによって取出すことができる。したがって操
縦桿２１に第１軸線４３まわりのフィールを与えるアク
チュエータ２５をインナージンバル５０に設ける必要が
なくなり、角変位伝達部材４９の一方の軸部材４７ａを
介して第１軸線４３まわりのフィールを外部から与える
ことができる。これによって操縦桿用ジンバル装置３９
の構成を小型化することができる。操縦桿２１の第２軸
線４４まわりのフィールは、一方の第２軸部材４６ａを
介してアクチュエータ２５によって与えられる。

【００３２】図７は第１軸線４３まわりに操縦桿２１に
フィールを与える構成を示す操縦装置２０内部を簡略化
して示す正面図であり、図８はその右側面図である。な
お、図７および図８では図解の便宜のため、第２軸線４
４まわりに操縦桿２１にフィールを与える構成について
は省略して示している。操縦桿２１に第１軸線４３まわ
りのフィールを与えるアクチュエータ２５ａ、リンク機
構３０ａおよびばね手段３１ａはハウジング７０内に収
納され、このハウジング７０の上部には操縦桿２１を備
えるジンバル装置３９が設けられる。このハウジング７
０を覆ってカバー体６９が設けられる。

【００３３】操縦桿２１の第１軸線４３まわりの角変位
を伝達する角変位伝達部材４９の一方の軸部材４７ａに
はリンク機構３０ａが連結され、このリンク機構３０ａ
を介してアクチュエータ２５ａから操縦桿２１に第１軸
線４３まわりのフィールが与えられる。リンク機構３０
ａは第１アーム７１ａ、ジョイントロッド７２ａおよび
第２アーム７３ａを有し、第１アーム７１ａの一端は角
変位伝達部材４９の一方の軸部材４７ａに固定され、第
１アーム７１ａの他端はジョイントロッド７２ａの一端
にピン７８ａを介して角変位自在に連結され、ジョイン
トロッド７２ａの他端は第２アーム７３ａの一端にピン
７９ａを介して角変位自在に連結される。第２アーム７
３ａの他端はばね手段３１ａにピン８０ａを介して角変
位自在に連結されるとともに、第２アーム７３ａの中央
部はクラッチ２９ａの一方の軸８６に固定される。クラ
ッチ２９ａの他方の軸にはアクチュエータ２５ａが連結
され、クラッチ２９ａはアクチュエータ２５ａの変位を
伝達および遮断することができる。

【００３４】アクチュエータ２５ａの減速装置２８ａは
ボールねじによって構成され、このボールねじのねじ軸
７４は基台９１に回転自在に軸支され、カップリング８
５ａを介してサーボモータ２７ａの出力軸に固定され
る。ねじ軸７４に螺合するナット７５には、ロッド７６
の一端が揺動自在に連結され、このロッド７６の他端部
は、クラッチ２９ａの他方の軸に固定されるシリンダ７
７に挿排自在に設けられる。本形態ではクラッチ２９ａ
の他方の軸は、アクチュエータ２５ａの変位中心Ｐ１ａ
としても機能する。

【００３５】ばね手段３１ａは内部に圧縮コイルばね８
４を備えるシリンダ８３と、このシリンダ８３に挿入さ
れるロッド８２とから構成される。シリンダ８３の一端
は、第２アーム７３ａの他端がピン８０によって角変位
自在に連結され、シリンダ８３の他端である底部にはロ
ッド８２の一端部が挿入される。ロッド８２の他端部は
ピン８１を介してハウジング７０に角変位自在に連結さ
れる。シリンダ８３は長手方向中央部で段差部８７を介
して小径となり、図７に示されるように操縦桿２１が中
立位置にある場合には、ロッド８２の一端部はシリンダ
８３の中央部に配置される。このロッド８２の一端部に
は、大径となる大径部８８が形成される。ロッド８２に
は環状の係止部材８９が嵌まり込み、この係止部材８９
の上面はロッド８２の大径部８８またはシリンダ８３の
段差部８７に係止され、この係止部材８９とシリンダ８
３の底部との間に圧縮コイルばね８４が介在される。操
縦桿２１が中立位置にある場合には、圧縮コイルばね８
４のばね力によって係止部材８９はロッド８２の大径部
８８およびシリンダ８３の段差部８７に係止される。

【００３６】したがってばね手段３１ａに圧縮力が作用
した場合には、シリンダ８３内にロッド８２がさらに挿
入される。このとき、圧縮コイルばね８４は、係止部材
８９を介してシリンダ８３の段差部８７と、シリンダ８
３の底部との間で圧縮される。これによってばね手段３
１ａは圧縮力に抗する向きにばね力を与える。

【００３７】また逆に、ばね手段３１に引張力が作用す
るとロッド８２が排出され、圧縮コイルばね８４は係止
部材８９を介してロッド８２の大径部８８と、シリンダ
８３の底部との間で圧縮される。これによって、ばね手
段３１は引張力に抗する向きにばね力を与える。このよ
うにばね手段３１は、引張りおよび圧縮のどちらの力が
作用したとしても、圧縮コイルばね８４が圧縮されて、
引張りおよび圧縮力に抗する向きにばね力を与えるの
で、圧縮コイルばね８４が伸びて塑性変形するといった
ことが防がれる。

【００３８】リンク機構３０ａのジョイントロッド７２
には操縦力センサ２２ａが設けられる。リンク機構３０
ａの第１アーム７１ａの軸部材４７ａとピン７８ａとの
間の長さ、および第２アーム７３ａの一方のクラッチの
軸８６ａとピン７９ａとの長さは互いに等しく選ばれ、
ジョイントロッド７２ａのピン７８ａとピン７９ａとの
間の長さ、および軸部材４７ａとクラッチの一方の軸８
６ａとの間の長さも互いに等しく選ばれる。これによっ
て操縦桿２１に作用する第１軸線４３まわりの力は、リ
ンク機構３０ａのジョイントロッド７２ａに引張りおよ
び圧縮力として作用する。したがってジョイントロッド
７２ａに作用する引張りおよび圧縮力を操縦力センサ２
２ａによって検出することによって、操縦桿２１に作用
する第１軸線４３まわりの操縦力を正確に検出すること
ができる。

【００３９】角変位伝達部材４９の他方の軸部材４７ｂ
には、変位センサ用リンク機構９０ａを介して変位セン
サ２３ａが連結され、この変位センサ２３ａによって操
縦桿２１の第１軸線４３まわりの角変位が検出される。
操縦桿用ジンバル装置３９は角変位伝達部材４９によっ
てアウタージンバル５２に対する操縦桿２１の第１軸線
４３まわりの角変位を取出すことができるので、変位セ
ンサ２３ａをインナージンバル５０に取付ける必要がな
く、図８に示されるようにジンバル装置３９の外部に設
けることができる。これによってジンバル装置３９の小
型化および軽量化を図ることができる。

【００４０】また操縦桿用ジンバル装置３９とアクチュ
エータ２５ａとはリンク機構３０ａによって連結される
ので、アクチュエータ２５ａと操縦桿２１とを上下方向
（図７における上下方向）に配置することができ、これ
によって操縦装置２０の構成が操縦桿２１に垂直な平面
方向に大きくなることが防がれる。したがって操縦装置
２０が他の機器の妨げとなることが防がれる。

【００４１】図９は、第１軸線４３まわりに操縦桿２１
にフィールを付与するときの状態を説明する操縦装置２
０内部の正面図である。操縦者によって操縦桿２１が矢
符Ｂ１方向（図９における時計まわり方向）に第１軸線
４３まわりに操作されると、これとは逆方向、すなわち
矢符Ｂ２方向にフィールが付与される。矢符Ｂ２方向に
反力としてフィールを付与する場合には、サーボモータ
２７ａによってねじ軸７４を回転駆動させてナット７５
を矢符Ｂ３方向に変位駆動させる。このナット７５に連
結されるロッド７６は、シリンダ７７を介してクラッチ
２９ａの他方の軸を矢符Ｂ４方向に角変位駆動させる。
アクティブ型操縦装置と機能している場合には、クラッ
チ２９ａの他方の軸と一方の軸８６ａとは接続され、こ
れによってクラッチ２９ａの一方の軸８６ａおよびリン
ク機構３０ａの第２アーム７３ａは矢符Ｂ４方向に角変
位駆動される。この第２アーム７３ａの角変位はジョイ
ントロッド７２ａ、第１アーム７１ａおよび角変位伝達
部材４９を介して操縦桿２１に伝達され、これによって
操縦桿２１には矢符Ｂ２方向にフィールが付与される。
またこの際、第２アーム７３ａの他端にはばね手段３１
ａが設けられ、このばね手段３１は操縦桿２１が矢符Ｂ
１方向に変位している場合には、操縦桿２１が中立位置
に変位する方向、すなわち矢符Ｂ２方向に変位する向き
にばね力を作用させる。すなわちばね手段３１ａのばね
力はアクチュエータ２５ａによって操縦桿２１に与える
フィールと同じ向きに作用する。したがってアクティブ
型操縦装置として機能している場合に、ばね手段３１ａ
はアクチュエータ２５ａのサーボモータ２７ａの負担が
軽減する向きにばね力が作用し、これによってサーボモ
ータ２７の消費電力の減少および小型化を図ることがで
きる。

【００４２】このようにクラッチ２９ａが接続されてい
る状態では、アクチュエータ２５ａから操縦桿２１にフ
ィールが与えられ、アクティブ型操縦装置として機能す
る。アクチュエータ２５ａが故障するなどして適正な操
縦が行えない場合には、アクチュエータ２５ａから操縦
桿２１に伝達されるフィールをクラッチ２９ａによって
遮断することによって、操縦桿２１にはばね手段３１ａ
のみからフィールが付与され、パッシブ型操縦装置とし
て機能する。これによって操縦を継続して行うことがで
きる。

【００４３】矢符Ｂ２とは反対方向に操縦桿２１にフィ
ールを付与する場合には、前述とは逆回転方向にサーボ
モータ２７ａを駆動させることによって前述と同様の作
用によって操縦桿２１には第１軸線４３まわりに矢符Ｂ
２とは逆方向の矢符Ｂ１方向にフィールが付与される。

【００４４】図１０は第２軸線４４まわりに操縦桿２１
にフィールを与える構成を示す操縦装置２０内部を簡略
化して示す左側面図であり、図１１はその正面図であ
る。なお、図１０および図１１では図解の便宜のため、
第１軸線４３まわりに操縦桿２１にフィールを与える構
成については一部省略して示している。第２軸線４４ま
わりにフィールを与える構成は、前述の図７〜図８に示
される第１軸線４３まわりにフィールを与える構成とほ
ぼ同様の構成を有するので、対応する構成には同一の参
照符号を付し、添字ａをｂに換えて説明を省略する。

【００４５】第２軸線４４まわりにフィールを付与する
構成では、前述のボールねじから成る減速装置２８ａに
代えて歯車減速装置から成る減速装置２８ｂが用いられ
る。このような構成においてもクラッチ２９ｂを遮断す
ることによってアクティブ型操縦装置からパッシブ型操
縦装置に素早く切換えることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、操縦装置
は操縦桿にアクチュエータによってフィールが与えられ
るアクティブ型操縦装置およびばね手段によってフィー
ルが与えられるパッシブ型操縦装置の両方の機能を備え
るので、たとえばアクチュエータの故障などによって適
正な操縦が困難となった場合には、パッシブ型操縦装置
によって操縦を継続して行うことができる。また、操縦
桿にはばね手段が設けられているので、アクティブ型操
縦装置として機能している場合にばね手段によってアク
チュエータの駆動力が軽減され、これによってアクチュ
エータの駆動力の軽減および小型化を図ることができ
る。

【００４７】またアクチュエータからのフィールを伝達
および遮断する断続手段が設けられるので、アクチュエ
ータが故障した場合にはこの断続手段によってアクチュ
エータからのフィールを遮断することによってアクティ
ブ型操縦装置は素早くパッシブ型操縦装置に切換わり、
操縦を継続することができる。

【００４８】操縦桿とアクチュエータとの間には伝達手
段が設けられるので、アクチュエータを直接操縦桿に取
付ける必要がなくなり操縦桿付近の構成が小型化でき
る。

【００４９】また操縦力センサは前記伝達手段に取付け
られるので、操縦桿の構成が小型化し、さらに操縦力を
正確に検出することができる。

【００５０】また操縦桿用ジンバル装置において、フィ
ール用のアクチュエータを内側ジンバルに設ける必要が
なくなり、これによってジンバル装置の小型化、軽量化
が図られる。

【００５１】スライド板に装着される連結部材は、ベア
リングによって挟持するのでスライド板に対して変位量
を精度よく伝達できる。

【００５２】また連結部材は操縦桿の一端に操縦桿の軸
線まわりに角変位自在に連結されるので、スライド板へ
の追従が良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である操縦装置２０の模
式図である。

【図２】操縦桿用ジンバル装置３９の縦断面図である。

【図３】操縦桿用ジンバル装置３９の横断面図である。

【図４】図２の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図であ
る。

【図５】連結部材５６付近を示す操縦桿２１の断面図で
ある。

【図６】連結部材５６の側面図である。

【図７】第１軸線４３まわりに操縦桿２１にフィールを
与える構成を示す操縦装置２０内部を簡略化して示す正
面図である。

【図８】第１軸線４３まわりに操縦桿２１にフィールを
与える構成を示す操縦装置２０内部を簡略化して示す右
側面図である。

【図９】第１軸線４３まわりに操縦桿２１にフィールを
付与するときの状態を説明する操縦装置２０内部の正面
図である。

【図１０】第２軸線４４まわりに操縦桿２１にフィール
を与える構成を示す操縦装置２０内部を簡略化して示す
左側面図である。

【図１１】第２軸線４４まわりに操縦桿２１にフィール
を与える構成を示す操縦装置２０内部の正面図である。

【図１２】従来のジンバル装置１を示す縦断面図であ
る。

【図１３】ジンバル装置１の横断面図である。

【図１４】図１の切断面線Ａ−Ａから見た断面図であ
る。

【符号の説明】

２０ 操縦装置 ２１ 操縦桿 ２２，２２ａ，２２ｂ 操縦力センサ ２３，２３ａ，２３ｂ 変位センサ ２４ フィール算出機 ２５，２５ａ，２５ｂ アクチュエータ ２６ レゾルバ ２７，２７ａ，２７ｂ サーボモータ ２８，２８ａ，２８ｂ 減速装置 ２９，２９ａ，２９ｂ クラッチ ３０，３０ａ，３０ｂ リンク機構 ３１，３１ａ，３１ｂ ばね手段 ３９ 操縦桿用ジンバル装置 ４０ 内支持体 ４１ 外支持体 ４３ 第１軸線 ４４ 第２軸線 ４７ａ，４７ｂ 軸部材 ４８ スライド板 ４９ 角変位伝達部材 ５６ 連結部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野島 義雄 岐阜県各務原市川崎町２番地 株式会社コ ミュータヘリコプタ先進技術研究所内 (72)発明者 上林 裕幸 岐阜県各務原市川崎町２番地 株式会社コ ミュータヘリコプタ先進技術研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操縦桿に与えられた操縦力を検出する操
   縦力センサと、 操縦桿の変位を検出する変位センサと、 検出された操縦力および変位に基づいて操縦桿に与える
   フィールを算出するフィール算出手段と、 算出された前記フィールを操縦桿に付与するアクチュエ
   ータと、 操縦桿にフィールを付与するばね手段とを含むことを特
   徴とする操縦装置。
2. 【請求項２】 前記アクチュエータからのフィールを伝
   達または遮断する断続手段を含むことを特徴とする請求
   項１記載の操縦装置。
3. 【請求項３】 アクチュエータの変位中心と操縦桿の変
   位中心とが所定の距離を隔てて設けられ、 操縦桿とアクチュエータとの間には、アクチュエータか
   らのフィールを操縦桿に伝達する伝達手段が設けられる
   ことを特徴とする請求項１または２記載の操縦装置。
4. 【請求項４】 伝達手段は操縦桿の変位軸毎に設けら
   れ、前記操縦力センサは、各伝達手段に取付けられるこ
   とを特徴とする請求項３記載の操縦装置。
5. 【請求項５】 同一平面上で直交する２つの軸線まわり
   を回転可能に枢支された支軸を持つ外側および内側ジン
   バルに対して、共通の操作ハンドルで完全に独立した回
   転を与えることができるようにしたジンバル装置の連結
   部材に、スライド板と一対のベアリングを含むことを特
   徴とする操縦桿用ジンバル装置。
6. 【請求項６】 前記連結部材は、操縦桿の軸線まわりに
   角変位自在に設けられることを特徴とする請求項５記載
   の操縦桿用ジンバル装置。