JP2002281694A - 空間安定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ジンバル機構に回転型の非接触コ
ネクタを設けることにより、ジンバル搭載装置及び駆動
制御部への電力供給及びデータ通信を非接触状態で行
い、空間安定化時の配線に伴う運動抵抗を減少させるこ
とを目的とする。 【解決手段】 本発明による空間安定装置は、ジンバル
機構(1)に設けられたジンバル搭載装置(7)と、ジンバル
機構(1)の単軸又は各軸(4、6)に設けられた駆動制御部
(10、11)と、固定側機器(22)及び非接触コネクタ(50)と
を備え、各駆動制御部(10、11)及びジンバル搭載装置
(7)と固定側機器(22)間のデータ通信及び電力供給は非
接触コネクタ(50)を介して無線（ワイヤレス）で行う構
成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空間安定装置に関
し、特に、回転側であるジンバル機構に搭載されたジン
バル搭載装置及び駆動制御部とジンバル機構の固定側に
設けた固定側機器との間における電力供給とデータ通信
を非接触コネクタを介して電気的配線のない状態で行
い、空間安定化動作時の配線に伴う運動抵抗を減少させ
るための新規な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ジンバル機構の回転側にあるジン
バル搭載装置及びこのジンバル搭載装置を駆動するため
のモータ等からなる駆動制御部からなる電気機器（回転
側機器）とジンバル機器の固定側にある電気機器（固定
側機器）間の信号伝達は、ロータリジョイント（スリッ
プリング）、接触接続型のコネクタ及び最終的には接触
接続型のコネクタに帰結する直結配線で接続されて行わ
れていた。配線を無線化する技術のうち、非接触方式で
のデータの送受は近年の電波や光による近距離無線通信
技術の発展によってかなり容易になってきたにも拘わら
ず、固定側から回転側への非接触方式の電力供給が困難
であったことから所詮電力用の配線がジンバル機構の外
部に取付けられて、ジンバル機構の動作に対して負荷と
なるように残り完全な無線化が難しい状況であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転側機器と固
定側機器間の信号伝達は、従来、以上のように実施され
ていたため次のような課題が存在していた。すなわち、
回転側と固定側の接続法のうち、接触型コネクタによる
接続方式及び直結配線方式には、たとえ有限角の回転運
動しか行わない場合でも、配線の捩れや配線の剛性によ
る有害抵抗の発生が避けられないという問題があった。
また、ロータリジョイント（スリップリング）方式は、
配線の捩れや配線の剛性による有害抵抗の発生は少ない
ものの大型、高価及び低耐環境性能等の問題があった。

【０００４】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、固定側機器から回転側機器への電
力供給に対しては、ジンバル機構の回転軸周りに設けた
非接触コネクタの回転トランスを介して給電する構成と
し、固定側機器と回転側機器間のデータ通信系に対して
は、回転側には回転トランスの回転子又はその接続部材
上に電波や光の無線送受信器を設け、固定側には固定側
機器に同様な電波や光の無線送受信器を設けて無線通信
を行う構成とし、非接触状態で、ジンバル搭載装置と固
定側機器との間の１チャンネル又は多チャンネルの信号
の授受を行うようにしたジンバル機構を持つ空間安定装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による空間安定装
置は、水平配置又は垂直配置の回転自在な単一の回転軸
を有するジンバル機構と、前記回転軸に設けられたジン
バル搭載装置と、前記回転軸に設けられた非接触コネク
タ及び駆動制御部と、前記ジンバル機構の固定側に設け
られた固定側機器と、前記非接触コネクタに設けられた
非接触給電手段及び無線通信手段とを備え、前記ジンバ
ル搭載装置及び駆動制御部と前記固定側機器との間のデ
ータ通信及び電力供給は前記非接触コネクタを介して電
気的配線のない状態で行われる構成であり、また、少な
くとも第１回転軸及び第２回転軸を有する２軸以上のジ
ンバル機構と、前記第１回転軸に設けられたジンバル搭
載装置と、前記第２回転軸に設けられた第２駆動制御部
及び第２非接触コネクタと、前記第１回転軸に設けられ
た第１駆動制御部及び第１非接触コネクタと、前記ジン
バル機構の固定側に設けられた固定側機器と、前記各非
接触コネクタに設けられた非接触給電手段及び無線通信
手段とを備え、前記各駆動制御部及びジンバル搭載装置
と前記固定側機器間のデータ通信及び電力供給は、前記
各非接触コネクタを介して電気的配線のない状態で行わ
れる構成であり、また、前記非接触コネクタの非接触給
電手段は回転トランスよりなる構成であり、また、前記
非接触コネクタの無線通信手段は回転側無線送受信器と
固定側無線送受信器とよりなる構成である。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による空
間安定装置の好適な実施の形態について説明する。図１
において符号１で示されるものは、２軸のジンバル機構
であり、このジンバル機構１の最も内側の第１回転軸６
には、カメラ等のジンバル搭載装置７が設けられ、この
第１回転軸６は第１枠体５に回転自在に設けられてい
る。尚、ここでは、慣性装置は図示を省略している。前
記第１回転軸６の一方側には、第１非接触コネクタ５０
が設けられ、他方には第１駆動制御部１１が設けられ、
前記第１枠体５の前記第１回転軸６と直交する位置に
は、第１枠体３に支持された一対の第２回転軸４が設け
られている。前記各第２回転軸４の一方には第２非接触
コネクタ５０Ａが設けられると共に、他方には第２駆動
制御部１０が設けられている。

【０００７】前記各枠体３、５は前記各軸４、６が直交
していることによって交差して（直交を含む）配置さ
れ、第２回転軸４は第２駆動制御部１０により回転され
て第１枠体５を矢印Ａの方向に回動させ、第１回転軸６
は第１駆動制御部１１により矢印Ｂの方向に回転されて
ジンバル搭載装置７が回動されるように構成されてい
る。前記ジンバル機構１の固定側２には、固定側機器２
２が設けられ、この固定側機器２２は各非接触コネクタ
５０、５０Ａを介して各駆動制御部１０、１１及びジン
バル搭載装置７に対して無線で電力供給とデータ通信が
できるように構成されている。従って、各回転軸６、４
の回転を制御することにより、飛行機等の姿勢変化に拘
わらず、ジンバル搭載装置７を一定方向に空間安定させ
ることができる。

【０００８】前記非接触コネクタ５０、５０Ａは、図２
で示されるように構成されている。図２において符号６
１で示されるものは非接触給電手段としての回転トラン
スであり、この回転トランス６１は、回転子トランス巻
線６２を有する中空状（中実も可）の回転子６３と、こ
の回転子６３と同心で外周位置に設けられ固定子トラン
ス巻線６４を有する輪状固定子６５とから構成されてい
る。

【０００９】前記輪状固定子６５の内壁部分には、非磁
性軸受６６が設けられ、この非磁性軸受６６は、輪状固
定子６５と回転子６３の間に配設されている。

【００１０】前記回転子６３の中空部分を覆うようにそ
の上部に保持板６７が設けられ、この保持板６７上に
は、１個又は複数の回転側無線送受信器６８が設けら
れ、この回転側無線送受信器６８を駆動するための電気
回路部６９は回転子６３に取付けられ、その電力は前記
回転トランス６１を経由して外部すなわち前記固定側機
器２２から受けることができるように構成されている。
なお、この回転側無線送受信器６８は電波又は光方式で
ある。

【００１１】前記輪状固定子６５の上部には、固定部材
７０が回転子６３及び輪状固定子６５を覆うように設け
られ、この固定部材７０の内側には、前記各回転側無線
送受信器６８と対応することができるように１個又は複
数個の固定側無線送受信器７１が設けられており、この
固定部材７０は、輪状固定子６５に固定する場合と、図
示しない装置の固定側に取付けることができる。なお、
この固定側無線送受信器７１は電波又は光方式であり、
これらの各無線送受信器６８、７１によって無線通信手
段８０を構成している。

【００１２】次に、前述の状態において、固定側機器２
２から電力とデータを送信すると、各非接触コネクタ５
０、５０Ａの非接触給電手段である回転トランス６１を
介して電力が各駆動制御部１１、１０及びジンバル搭載
装置７に無線（ワイヤレス）で送られると共に、データ
は無線通信手段８０を介して各駆動制御部１１、１０及
びジンバル搭載装置７に無線（ワイヤレス）で送られ
る。従って、無線通信手段８０は機械式のコネクタやス
リップリングと同じ働きを非接触状態で行うことができ
ると共に、各駆動制御部１１、１０のデータに基づく作
動によりジンバル搭載装置７の空間安定動作を達成する
ことができる。

【００１３】また、前述の形態においては、二軸の場合
について述べたが、二軸に限ることなく、図１の第１回
転軸６とジンバル搭載装置７との間にさらにジンバル機
構１を設けることにより、多軸等の空間安定装置を得る
ことができる。

【００１４】また、前述の形態においては、二軸以上の
ジンバル機構を用いた多軸の場合について述べたが、次
のような構成として単軸による回動のみとし、ジンバル
搭載装置７を搭載装置７としてパン又はチルト動作のみ
を得るようにすることができる。すなわち、図１の水平
型の第１回転軸６又は垂直型の第２回転軸４を回転する
単軸として用い、この単軸４又は６に前記非接触コネク
タ５０を取付けると共に、この単軸４又は６を回動させ
るためのモータ又はトルカーからなる駆動制御部１０又
は１１を設け、前記固定側機器２２から電力とデータを
送ることにより、駆動制御部１０又は１１とジンバル搭
載装置７と固定側機器２２との間のデータ通信及び電力
供給は、非接触コネクタ５０を介してワイヤレス状態で
行うことができる。従って、水平型の単軸６を用いて単
軸駆動とした場合には、搭載装置７はチルト動作のみと
なり、垂直型の単軸４を用いて単軸駆動とした場合に
は、搭載装置７はパン動作のみとなる。以上の構成によ
り、多軸のジンバル機構１を用いた空間安定装置の他
に、単軸のみによる一方向のみの空間安定装置を得るこ
とができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明による空間安定装置は、以上のよ
うに構成されているため、次のような効果を得ることが
できる。すなわち、非接触給電手段と無線通信手段とを
組合わせた非接触コネクタによってジンバル機構の回転
側と固定側を無線（ワイヤレス）で結合しているため、
外部から非接触状態で電力の供給を受けつつ無線方式で
データ通信を行うことができるので、配線の捩れや配線
の剛性によるジンバル機構の動作に対する有害抵抗の発
生を大幅に低減できる電力及びデータの供給等にワイヤ
を用いないジンバル機構を持つ空間安定装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空間安定装置の概略斜視図であ
る。

【図２】図１に示される非接触コネクタの詳細断面図で
ある。

【符号の説明】

１ ジンバル機構 ２ 固定側 ３ 第１枠体 ４ 第２回転軸 ５ 第２枠体 ６ 第１回転軸 ７ ジンバル搭載装置 １０ 第２駆動制御部 １１ 第１駆動制御部 ２２ 固定側機器 ５０、５０Ａ 非接触コネクタ ６１ 回転トランス（非接触給電手段） ８０ 無線通信手段（回転側無線送受信器６８、固定
側無線送受信器７１）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 昭文 長野県飯田市大休1879番地 多摩川精機株 式会社内 (72)発明者 小板橋 博行 愛知県小牧市野口23−３ 中部日本マルコ 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平配置又は垂直配置の回転自在な単一
   の回転軸(4又は6)を有するジンバル機構(1)と、前記回
   転軸(4又は6)に設けられたジンバル搭載装置(7)と、前
   記回転軸(4又は6)に設けられた非接触コネクタ(50又は5
   0A)及び駆動制御部(10又は11)と、前記ジンバル機構(1)
   の固定側(2)に設けられた固定側機器(22)と、前記非接
   触コネクタ(50又は50A)に設けられた非接触給電手段(6
   1)及び無線通信手段(80)とを備え、前記ジンバル搭載装
   置(7)及び駆動制御部(10又は11)と前記固定側機器(22)
   との間のデータ通信及び電力供給は前記非接触コネクタ
   (50及び50A)を介して電気的配線のない状態で行われる
   構成としたことを特徴とする空間安定装置。
2. 【請求項２】 少なくとも第１回転軸(6)及び第２回転
   軸(4)を有する２軸以上のジンバル機構(1)と、前記第１
   回転軸(6)に設けられたジンバル搭載装置(7)と、前記第
   ２回転軸(4)に設けられた第２駆動制御部(10)及び第２
   非接触コネクタ(50A)と、前記第１回転軸(6)に設けられ
   た第１駆動制御部(11)及び第１非接触コネクタ(50)と、
   前記ジンバル機構(1)の固定側(2)に設けられた固定側機
   器(22)と、前記各非接触コネクタ(50、50A)に設けられ
   た非接触給電手段(61)及び無線通信手段(80)とを備え、
   前記各駆動制御部(10、11)及びジンバル搭載装置(7)と
   前記固定側機器(22)間のデータ通信及び電力供給は、前
   記各非接触コネクタ(50、50A)を介して電気的配線のな
   い状態で行われる構成としたことを特徴とする空間安定
   装置。
3. 【請求項３】 前記非接触コネクタ(50)の非接触給電手
   段(61)は回転トランスよりなることを特徴とする請求項
   １又は２記載の空間安定装置。
4. 【請求項４】 前記非接触コネクタ(50)の無線通信手段
   (80)は回転側無線送受信器(68)と固定側無線送受信器(7
   1)とよりなることを特徴とする請求項１記載の空間安定
   装置。