【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、軸受と支軸との間に設けられた輪状シム又は輪状ウェーブワッシャを形状記憶合金で形成することにより、軸受を保持する保持体と支軸との熱膨張係数の違いにより発生する軸受への予圧変化を小さく、又は、一定に保ち、軸受を用いる空間安定装置の負荷の温度変化に対する動作特性を安定化させるための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種の空間安定装置としては、飛翔体に搭載する空間安定装置があった（例えば、特許文献１参照）。
すなわち、赤外線カメラ及び可視カメラで撮像する画像は５軸の空間安定手段で追従して得ていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２０２１５３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空間安定装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、回転軸（支軸）を保持体に回転自在に支持する軸受と回転軸との間に介装する予圧用の輪状シム又は輪状ウェーブワッシャの材質が鉄又は燐青銅等の通常の金属材料で構成されていたため、軸受の外輪を支持する支持側である保持体と、軸受の内輪に支持され負荷を有する支軸とが、互いに異なる材料で構成されている場合、この保持体と回転軸の熱膨張係数の違いにより温度変化で寸法差が生じ、軸受に対する当初の予圧が変化し、この変化によって負荷の駆動特性に悪影響が発生し、空間安定装置全体の動作特性が温度変化によって大きく悪影響を受けていた。
【０００５】
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、特に、軸受と支軸との間に設けられた輪状シム又は輪状ウェーブワッシャを形状記憶合金で形成することにより、軸受を保持する保持体と支軸との熱膨張係数の違いにより発生する軸受への予圧変化を小さく、又は、一定に保ち、軸受を用いる空間安定装置の負荷の温度変化に対する動作特性を安定化させるようにした空間安定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【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、第１駆動モータによりヨー方向に回転自在で全体形状がＵ字型をなす保持体と、前記保持体に設けられた一対の軸受と、前記各軸受間に回転自在に設けられた第１支軸と、前記第１支軸の中央位置に設けられた負荷と、前記第１支軸に形成され前記負荷の両側に位置する段部と、前記各段部と前記各軸受との間の一方又は両方へ配設された輪状シム又は輪状ウェーブワッシャと、前記保持体に設けられ前記第１支軸をピッチ方向に回転させるための第２駆動モータとを備えた空間安定装置において、前記輪状シム又は輪状ウェーブワッシャは、形状記憶合金よりなる構成であり、また、前記負荷は、第１枠体と、前記第１枠体に第２支軸を介して回転自在な第２枠体と、前記第２枠体に第３支軸を介して回転自在な第３枠体と、前記第３枠体に設けられたカメラとからなる構成である。
【０００７】
【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で示されるものは全体形状がＵ字型をなす支持部材としての保持体であり、この保持体１の両側に形成された一対の孔２、３内には一対の軸受４、５が設けられている。
【０００８】
前記保持体１は、固定側１Ａに基部６及び第１駆動モータ７を介してヨー方向Ａに沿って回転自在に設けられており、前記各軸受４、５間には負荷８をその中央位置に有する第１支軸９が回転自在に設けられている。
前記保持体１の外面には、第２駆動モータ１０が設けられ、この第２駆動モータ１０によって前記第１支軸９は、前記ヨー方向Ａとは９０゜異なるピッチ方向Ｂに沿って回転するように構成されている。
【０００９】
前記第１支軸９における前記負荷８の両側位置には、段部１１、１２が形成され、この段部１１、１２には、形状記憶合金で形成された輪状シム又は輪状ウェーブワッシャ１３、１４が設けられている。
【００１０】
前記各輪状シム又は輪状ウェーブワッシャ１３、１４は、各軸受４、５と第１支軸９との間に位置して各軸受４、５の内輪に対する予圧を与えることができるように構成されている。
従って、前記各輪状シム又は輪状ウェーブワッシャ１３、１４の形状は、前述の空間安定装置１００が使用される実際の温度条件下において、前記保持体１及び第１支軸９の熱膨張係数を考慮して最適な形状となり、かつ、負荷８及び空間安定装置１００の動作が最良の特性となるように構成されており、保持体１の外輪側に対する第１支持軸９の内輪による予圧が最適となる。
【００１１】
前記負荷８は、図２のように構成され、前記第１支軸９に設けられた第１枠体２０と、前記第１枠体２０の内側に第２支軸２１及び第１有限角トルカ２２を介してヨー方向Ａへ回転自在に設けられた第２枠体２３と、前記第２枠体２３の内側に第３支軸２４及び第２有限角トルカ２５を介してピッチ方向Ｂへ回転自在に設けられた第３枠体２６と、前記第３枠体２６に設けられロール方向Ｃへ回転自在な可視カメラ２７、赤外線カメラ２８及びレーザ測距装置２９とから構成され各カメラ２７、２８で撮像したターゲットに対して各モータ７、１０及びトルカ２２、２５を介して図示しない制御部を介してターゲット追尾を行うことができるように構成されている。
尚、空間安定装置１００としては、一例を示したもので、他の空間安定装置に応用することもでき、例えば、図３に示す２軸型の構成（図２と同等部分には同一符号を付し、その説明は省略している）に適用した場合も、前述と同様の作用効果を得ることができる。
【００１２】
【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、負荷を回転自在に支持する支軸と軸受との間に、形状記憶合金からなる輪状シム又は輪状ウェーブワッシャが設けられているため、空間安定装置を使用する温度条件下において、保持体と支軸が異なる材質で熱膨張係数が異なる場合でも、その温度下で最適な形状となるように輪状シム又は輪状ウェーブワッシャが変形し、軸受の内輪と外輪に対する予圧が最適となり、常に高精度の空間安定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空間安定装置を示す構成図である。
【図２】図１の詳細構成図である。
【図３】図２の他の形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 保持体
４、５ 軸受
７ 第１駆動モータ
８ 負荷
９ 第１支軸
１０ 第２駆動モータ
１１、１２ 段部
１３、１４ 輪状シム又は輪状ウェーブワッシャ
２０ 第１枠体
２１ 第２支軸
２３ 第２枠体
２４ 第３支軸
２６ 第３枠体
２７、２８ カメラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a space stabilizer, and in particular, by forming a ring-shaped shim or a ring-shaped wave washer provided between a bearing and a support shaft from a shape memory alloy, the heat of the holding body that holds the bearing and the support shaft. The present invention relates to a novel improvement for stabilizing the operating characteristics of a space stabilizer using a bearing with respect to a temperature change of the space stabilizer using a bearing while keeping a change in a preload caused by a difference in expansion coefficient small or constant.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of space stabilizer used, there has been a space stabilizer mounted on a flying object (see, for example, Patent Document 1).
That is, the image captured by the infrared camera and the visible camera is obtained by following the 5-axis space stabilization means.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-202153
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional space stabilizer is configured as described above, the following problems exist.
That is, a preloading ring shim or ring-shaped wave washer that is interposed between a bearing that rotatably supports a rotating shaft (support shaft) on a holding body and the rotating shaft is a normal metal material such as iron or phosphor bronze. Therefore, if the holding body that supports the outer ring of the bearing and the support shaft that is supported by the inner ring of the bearing and has a load are made of different materials, the holding body and the rotating shaft Due to the difference in thermal expansion coefficient, the temperature change causes a dimensional difference, the initial preload on the bearing changes, and this change has an adverse effect on the drive characteristics of the load. I was receiving.
[0005]
The present invention has been made to solve the above problems, and in particular, by forming a ring-shaped shim or a ring-shaped wave washer provided between the bearing and the support shaft from a shape memory alloy, To reduce the preload change to the bearing due to the difference in thermal expansion coefficient between the holding body to be held and the support shaft, or keep it constant, and stabilize the operating characteristics against the temperature change of the load of the space stabilizer using the bearing An object of the present invention is to provide a space stabilizer.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A space stabilizer according to the present invention is rotatable in the yaw direction by a first drive motor and has a U-shaped overall shape, a pair of bearings provided on the holding body, and freely rotatable between the bearings. A first support shaft provided on the first support shaft, a load provided at a central position of the first support shaft, a step portion formed on the first support shaft and positioned on both sides of the load, the step portions, A space provided with an annular shim or an annular wave washer disposed on one or both of the bearings, and a second drive motor that is provided on the holding body and rotates the first support shaft in the pitch direction. In the stabilizer, the ring-shaped shim or the ring-shaped wave washer is made of a shape memory alloy, and the load is rotatable to the first frame body and the first frame body via a second support shaft. A second frame, and the second frame and the second frame through a third support shaft; A third frame member, such a configuration consisting of a camera provided on the third frame member.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a space stabilizer according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, a reference numeral 1 denotes a holding body as a supporting member whose overall shape is a U-shape, and a pair of bearings 4 in a pair of holes 2 and 3 formed on both sides of the holding body 1. 5 are provided.
[0008]
The holding body 1 is provided on the fixed side 1 </ b> A so as to be rotatable along the yaw direction A via the base 6 and the first drive motor 7, and a load 8 is placed between the bearings 4 and 5 at the center position. A first support shaft 9 is provided rotatably.
A second drive motor 10 is provided on the outer surface of the holder 1, and the second drive motor 10 causes the first support shaft 9 to rotate along a pitch direction B that is 90 ° different from the yaw direction A. It is configured as follows.
[0009]
Step portions 11 and 12 are formed at both side positions of the load 8 on the first support shaft 9. The step portions 11 and 12 have annular shims or annular wave washers 13 and 14 formed of a shape memory alloy. Is provided.
[0010]
Each of the ring-shaped shims or ring-shaped wave washers 13 and 14 is positioned between the bearings 4 and 5 and the first support shaft 9 so as to apply a preload to the inner ring of the bearings 4 and 5. Yes.
Therefore, the shape of each ring-shaped shim or ring-shaped wave washer 13, 14 takes into account the thermal expansion coefficients of the holding body 1 and the first support shaft 9 under the actual temperature conditions in which the space stabilizer 100 is used. Thus, the load 8 and the operation of the space stabilizer 100 have the best characteristics, and the preload by the inner ring of the first support shaft 9 on the outer ring side of the holding body 1 is optimal. Become.
[0011]
The load 8 is configured as shown in FIG. 2, and a first frame 20 provided on the first support shaft 9, a second support shaft 21 and a first finite angle torquer on the inside of the first frame body 20. The second frame 23 is provided so as to be rotatable in the yaw direction A through 22, and is rotated in the pitch direction B through the third support shaft 24 and the second finite angle torquer 25 inside the second frame 23. A third frame 26 provided freely, and a visible camera 27, an infrared camera 28 and a laser distance measuring device 29 which are provided on the third frame 26 and are rotatable in the roll direction C. The target tracking can be performed on the target imaged by the control unit (not shown) via the motors 7 and 10 and the torquers 22 and 25.
It should be noted that the space stabilizer 100 is an example, and can be applied to other space stabilizers. For example, the two-shaft configuration shown in FIG. In this case, the same effects as described above can be obtained.
[0012]
【The invention's effect】
Since the space stabilizer according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
That is, since a ring-shaped shim or wave-shaped wave washer made of a shape memory alloy is provided between the support shaft that rotatably supports the load and the bearing, under the temperature conditions using the space stabilizer, Even when the material of the support shaft is different and the coefficient of thermal expansion is different, the ring shim or wave washer is deformed so that it has an optimal shape at that temperature, and the preload on the inner ring and outer ring of the bearing is optimized, so that high accuracy Spatial stability can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a space stabilizer according to the present invention.
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of FIG. 1;
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating another embodiment of FIG. 2;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Holding body 4, 5 Bearing 7 1st drive motor 8 Load 9 1st spindle 10 2nd drive motor 11, 12 Step part 13 and 14 Ring-shaped shim or ring-shaped wave washer 20 1st frame 21 2nd spindle 23 1st Two frame body 24 Third support shaft 26 Third frame body 27, 28 Camera
