JPS6352929A

JPS6352929A - 二軸撓みヒンジを有するジンバル

Info

Publication number: JPS6352929A
Application number: JP19666886A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Aihara; 哲夫相原
Original assignee: Tokyo Koku Keiki KK
Current assignee: Tokyo Koku Keiki KK
Priority date: 1986-08-22
Filing date: 1986-08-22
Publication date: 1988-03-07
Also published as: JPH0223288B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、チューンド・ジャイロ等に使用される二軸撓
みヒンジを有するジンバルの製造方法に関する。

（従来の技術）チューンド・ジャイロは、ジンバルの外側にロータを配
置し、スピンモータをケースに固定し、前記ロータを駆
動軸とサスペンションシステムを通して回転させる形式
のジャイロである。

このチューンド・ジャイロでは、駆動軸とロータスピン
軸間である一定のオフセント角をもって駆動軸がＮ回転
するとき、支点において拘束されているため、ジンバル
は２Ｎ回振動しなければならない。サスペンションシス
テムは１つのジンバルリングからなり、二軸撓みヒンジ
により駆動軸とロータへ結合されている。これらの拘束
の軸は互いに直角であり、拘束をねじることにより生じ
た弾性トルクをキャンセルするのは、２Ｎで振動するジ
ンバルの慣性反作用ｌ・ルクであり、その結果、ロータ
を拘束のない自由なものにする。

二軸撓みヒンジとは、直交二軸まわりに回転できるヒン
ジをいう。従来、この種のヒンジは、個々に撓みヒンジ
を製造し、それをジンバル構造に組み込むことにより、
製造していた。このため、組立精度により、二軸撓みヒ
ンジの品質が左右されるという欠点があった。

この欠点を解決するため、二軸撓みヒンジを一体物から
′ｌＡ造する方法が種々提案されている。

（発明が解決しようとする問題点）ＵＳＰ３７００２８９では、インナーリングとアウター
リングを組立てて、孔を一致させる方法を実施している
が、正確な位置決めができないという問題点があった。

また、スロットがインナーリングとアウターリングの組
立後放電加工によりカッ）されるが、カット後ヒンジ部
が接触しているため動きずらいという問題点があった。

本発明の目的は、容易でかつ正確な位置決めをしてスロ
ットを加工することにより、均一な品質で内部歪のない
二軸撓みヒンジを大量に製造し、性能向上と生産性向上
を図ることができる二軸撓みヒンジを有するジンバルの
製造方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）前記目的を達成するために本発明による二軸撓みヒンジ
を有するジンバルの製造方法は、軸方向の基準となる段
部を内壁面に形成した外筒を加工する外筒切削工程と、
前記外筒に１対のヒンジ用孔を９０度毎に加工する外筒
ヒンジ孔加工工程と、前記外筒に組立用ピン孔を加工す
る外筒ピン孔加工工程と、前記段部に対応する嵌合部と
間隙用の小径部とを外壁面に形成した内筒を加工する内
筒切削工程と、前記内筒に前記外筒のヒンジ用孔と直交
する方向に配置された１対のヒンジ用孔を９０度毎に加
工する内筒ヒンジ孔加工工程と、前記内筒に前記外筒の
組立用ピンに対応する位置に組立用ピン孔を加工する内
筒ピン孔加工工程と、前記外筒または前記内筒のいずれ
か一方の端面に位置決めピン孔を加工する位置決めピン
孔加工工程と、前記外筒の段部と前記内筒の嵌合部とが
密着するように挿入し前記各位置決めピン孔に位置決め
ピンを挿入して固定した内外筒組立を組み立てる内外筒
組立工程と、前記内外筒組立を前記位置決めピン孔で位
置決め固定して前記各ヒンジ孔の間隙からワイヤを通し
て放電加工によりスロットを形成し９０度回転させて他
のスロットを形成するスロット加工工程とから構成され
ている。

また、前記外筒ヒンジ孔加工工程および前記内筒ヒンジ
孔加工工程では、前記一対のヒンジ孔の中心を結ぶ線が
前記各節の軸方向に対して４５度の方向に配置されるよ
うに加工することを特徴としている。

（実施例）以下、図面等を参照して、実施例について本発明の詳細
な説明する。

第１図は、本発明による二軸撓みヒンジを有するジンバ
ルの製造方法の実施例を示したブロック図である。

第２図は、本発明による二軸撓みヒンジを有するジンバ
ルの製造方法における外筒の旋盤加工工程を説明するだ
めの図、第３図は、外筒の孔加工工程を説明するための
図、第４図は、外筒が完成した状態を示した図である。

第５図は、本発明による二軸撓みヒンジを有するジンバ
ルの製造方法における円筒の旋盤加工工程を説明するだ
めの図、第６図は、円筒が完成した状態を示した図であ
る。

第７図は、本発明による二輪撓みヒンジを有するジンバ
ルの製造方法における内筒と外筒の組立状態を示した図
、第８図〜第１０図は、スロットの加工工程を示した図
、第１１図は、本発明方法により製造された二軸撓みヒ
ンジを有するジンバルを示した斜視図である。

本発明による製造方法は、外筒１を製造する工程（Ｉ）
と、内筒２を製造する工程（ｎ）と、外筒１と内ｗ１２
とを組み合わせて撓みヒンジを加工する工程（ＩＩＩ）
とから構成されている。

工程（１）は、旋盤加工工程ａ、、加工工程す。

ねじ孔加工工程Ｃとから構成されている。

まず、旋盤加工工程ａでは、第２図に示すように、外筒
１の旋盤加工が行われる。外筒１の内壁１０には、軸方
向の基準になる段部１１が設けられ、それぞれの内径が
φＡ、φＢになるように切削加工される。また、外筒１
の外壁１２には、中央部に小径部１３が設けられ、さら
に、前記段部１１と反対側の開口部にはフランジ部１４
が設けられている。また、軸方向は、寸法りに切削され
る。

次に、孔加工工程すでは、第３図に示すように、治具ポ
ーラによる孔加工が行われる。外筒ｌの小径部１３には
、ヒンジ用孔１０１〜１０８が穿設される。一対のヒン
ジ孔１０１，１０２の中心を結ぶ線は、外？ｔ？ｉ　１
の軸方向に対して４５度の方向に配置されるように加工
される。これは、軸と平行に配置したときよりも、ジン
バルの長さくＥ）を短くできるからである。これらのヒ
ンジ用孔１０１〜１０８は、ロークリインデックスによ
り軸中心に９０°ずつ回転させて穿設する。また、外筒
１の段部１１には、組立用ピン孔１０９，１１０が１８
０°離れた位置に穿設される。

最後に、ねじ孔加工工程Ｃでは、フランジ部１４の軸方
向には、８個のねし孔１１１〜１１．８が加工される。

このねじ孔１１１〜１１８は、フライホイールあるいは
ロータへ取付けるためのものである。

工程（ｎ）は、旋盤加工工程ｄ、、加工工程ｅ。

ねじ孔加工工程ｒとから構成されている。

旋盤加工工程ｄは、内筒２の旋盤加工が行われる。内筒
２の内壁２１には、小径段部２２が設けられている。ま
た、外壁２４には、小径部２４および外筒１の段部１１
に嵌合する嵌合部２５が設けられている。小径部２４を
設けるのは、外筒１に組み込んだときに、外筒１の内壁
１０と接触しないようにするためである。従って、外ｉ
’ｉ？ｉｌの内壁１０側に設けてもよい。ここで、内筒
２の外壁２３と嵌合部２５の寸法はそれぞれφＡ、φＢ
に、軸方向の寸法はＤに加工される。

孔加工工程ｅでは、治具ポーラによる孔加工が行われる
。内筒２の小径部２４には、９０°ずつ回転させてヒン
ジ用孔２０１〜２０８が穿設される。このヒンジ用孔２
０１〜２０８は、外筒１のヒンジ用孔１０１〜１０８と
対応させて設けられるが、第４図（Ａ）と第６−図（Ａ
）によく示されているように、１対の孔１０１，１０２
の中心を結ぶ線と、孔２０１，２０２の中心を結ぶ線は
、互いに直交するような位置関係にある。

また、内筒２の嵌合部２５には、組立用ピン穴２０９．
２１０が穿設されている。これらの組立用ピン穴２０９
，２１０は、外筒１の組立用ピン孔１０９，１１０に対
応して、１８０°ずつ回転させて穿設される。

さらに、内筒２の嵌合部２５側の端面２６には、ピン穴
２１１が穿設される。このピン穴２１１は、ワイヤ放電
加工の際の加工基準となる穴である。

なお、このピン穴は、外筒１の端面に設けてもよい。

ねじ穴加工工程ｆでは、前記端面２６に、ねじ穴２１２
〜２１５が設けられる。このねじ穴２１２〜２１５は、
シャフトへの取付けのためのものである。

工程（ＩＩＩ）は、組立工程ｇ、熔接接工程、熱処理工
程ｉ、旋盤工程ｊ、ワイヤ放電加工工程にとから構成さ
れている。

組立工程ｇでは、第７図に示すように、外筒１に内筒２
を挿入し、回転方向の位置決めのため、組立用ピン孔１
０９，１１０と組立用ピン穴２０９．２１０に対して、
ピン５１．５２が挿入される。また、軸方向の位置決め
は、第７図（Ａ）の線Ｆに示されているように、外筒１
の段部１１と内筒２の嵌合部２５で行われる。

さらに、溶接工程りでは、内筒１と外筒２の両端面の接
合部分の円周まわりに電子ビーム溶接（ＥＢＷ）が行わ
れ、外筒１と内筒２とは一体化され、内外筒組立３が完
成する。

この後、熱処理工程ｉでは、内外筒組立３に焼き入れを
行い、硬度を増加させる。

さらに、旋盤加工工程ｊにより、内外筒組立３の両端面
を寸法Ｅに旋盤加工する。

ワイヤ放電加工工程りでは、第８図に示すように、内外
筒組立３をワイヤ放電加工用治工具７に組み込んで、ワ
イヤ６によるワイヤ放電加工で、二軸撓みヒンジに分離
加工を行う。ワイヤ放電加工により、スロットの加工時
間を短縮することができる。

ワイヤ放電加工用治工具７の取付部７１には、位置決め
用ピン７２が植設されており、内筒２のピン穴２１１に
嵌合させられ、回転方向の位置決めが行われる。

ワイヤ６は、第９図に示すように、ヒンジ用孔１０１と
２０２の間隙およびこれらの孔に対向する位置の孔１０
５．２０５の間隙に通され、クランク状に移動して（第
８図参照）、スロット３０１が加工される。さらに、反
対側のスロット・３０２が同様に加工される。

次に、ワイヤ放電加工用治工具７の取付部７１を９０”
回転させ、同様にしてスロッｌ−３０３゜３０４を加工
する。

このようにして、内外筒組立３に、第１１図に示すよう
な、撓みヒンジ８が形成される。

（発明の効果）以上詳しく説明したように、本発明によれば、外筒と内
筒を正確に位置決めして組み立てたのちに、ワイヤによ
る放電加工によりスロットを加工するので、均質でかつ
内部歪のない２軸撓みヒンジを大量に製造することがで
きる。

また、外筒と内筒の間に間隙を形成したので、ｆＱみヒ
ンジが動きやすくなり、ヒンジ性能が向上した。

さらに、ヒンジ孔を斜めに設けたので、ジンバルを小形
化することができた。

従って、小形軽量のＴＤＧが製造可能になるとともに、
フライトコントロール用からイナーシャルグレード用ま
で高性能なＴＤＧに使用可能になった。また、２軸の直
線加速度計にも通用できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による二軸撓みヒンジを有するジンバ
ルの製造方法の実施例を示したブロック図である。第２図は、本発明による二軸撓みヒンジを有するジンバ
ルの製造方法における外筒の旋盤加工工程を説明するた
めの図、第３図は、外筒の孔加工工程を説明するための
図、第４図は、外筒が完成した状態を示した図である。第５図は、本発明による二輪撓みヒンジを有するジンバ
ルの製造方法における円筒の旋盤加工工程を説明するた
めの図、第６図は、円筒が完成した状態を示した図であ
る。第７図は、本発明による二軸撓みヒンジを有するジンバ
ルの製造方法における内筒と外筒の組立状態を示した図
、第８図〜第１０図は、スロットの加工工程を示した図
、第１１図は、本発明方法により製造された二軸撓みヒ
ンジを有するジンバルを示した斜視図である。１・・・外筒１０１〜１０８・・・ヒンジ用孔１０９．１１０・・・組立用ピン孔１１５・・・取付けねし孔２・・・内筒２０１〜２０８・・・ヒンジ用孔２０９．１１０・・・組立用ピン穴１１１〜１１５・・・取付けねじ穴３・・・内外筒組立３０１〜３０４・・・スロット４・・・ドリル５１．５２・・・ピン６・・・放電加工用ワイヤ７・・・放電加工用治具８・・・撓みヒンジ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸方向の基準となる段部を内壁面に形成した外筒
を加工する外筒切削工程と、前記外筒に１対のヒンジ用
孔を９０度毎に加工する外筒ヒンジ孔加工工程と、前記
外筒に組立用ピン孔を加工する外筒ピン孔加工工程と、
前記段部に対応する嵌合部と間隙用の小径部とを外壁面
に形成した内筒を加工する内筒切削工程と、前記内筒に
前記外筒のヒンジ用孔と直交する方向に配置された１対
のヒンジ用孔を９０度毎に加工する内筒ヒンジ孔加工工
程と、前記内筒に前記外筒の組立用ピンに対応する位置
に組立用ピン孔を加工する内筒ピン孔加工工程と、前記
外筒または前記内筒のいずれか一方の端面に位置決めピ
ン孔を加工する位置決めピン孔加工工程と、前記外筒の
段部と前記内筒の嵌合部とが密着するように挿入し前記
各位置決めピン孔に位置決めピンを挿入して固定した内
外筒組立を組み立てる内外筒組立工程と、前記内外筒組
立を前記位置決めピン孔で位置決め固定して前記各ヒン
ジ孔の間隙からワイヤを通して放電加工によりスロット
を形成し９０度回転させて他のスロットを形成するスロ
ット加工工程とから構成した二軸撓みヒンジを有するジ
ンバルの製造方法。
（２）前記外筒ヒンジ孔加工工程および前記内筒ヒンジ
孔加工工程では、前記一対のヒンジ孔の中心を結ぶ線が
前記各筒の軸方向に対して４５度の方向に配置されるよ
うに加工することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の二軸撓みヒンジを有するジンバルの製造方法。