JP2009168817A - 制御モーメントジャイロスコープ - Google Patents

Abstract

【課題】宇宙機への配備のための制御モーメントジャイロスコープ（ＣＭＧ（５０、１２０））を提供すること。
【解決手段】一実施形態では、ＣＭＧは、固定子筐体（５２、１２２）と、固定子筐体内に配設された内部ジンバル組立体（５４、１２４）と、固定子筐体に連結され、内部ジンバル組立体の中間部分（７８）の周囲に少なくとも部分的に配設されたトルクモータ（９４、１３８）とを含む。トルクモータは、ジンバル軸（５６、１４０）を中心に内部ジンバル組立体を回転させるように構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般に、回転式慣性装置に関し、より詳細には、別個のトルクモジュール組立体の必要を排除する改善された運動量制御システムの構成を含む制御モーメントジャイロスコープに関する。

制御モーメントジャイロスコープ（ＣＭＧ）は、一般に、衛星姿勢制御システムに用いられる。一般的なＣＭＧは、固定子筐体（たとえばベースリング構造体）によって支持される内部ジンバル組立体（ＩＧＡ）を備える。ＩＧＡは、シャフトに連結された慣性要素（たとえば輪または円筒）を含む回転子組立体を含む。回転子がスピン軸を中心に回転できるように、スピン軸受がシャフトの各端部に配設される。スピンモータが回転子に連結され、回転子を駆動して、運動量の保存を可能にする。トルクモジュール組立体（ＴＭＡ）が、固定子筐体の第１端部部分に取り付けられ、信号モジュール組立体（ＳＭＡ）が、ＴＭＡの反対側の固定子筐体の第２端部部分に取り付けられる。ＴＭＡは、ＩＧＡ組立体を、回転子のスピン軸と直交するジンバル軸を中心に選択的に回転させるように機能し、その結果、回転子のスピン軸に直交し、ジンバル速度に比例する出力トルクを生成する。ＳＭＡは、回転式の界接面を介して、ＩＧＡ組立体の電気構成要素（たとえばスピンモータおよび電子部品）に、電気信号および電力を送達するように機能する。ＴＭＡは、内部ジンバル組立体の回転速度、整流および／または角度位置を監視するのに適した１つまたは複数の回転センサ（たとえばタコメータ、リゾルバなど）をさらに含んでよい。最後に、ＣＭＧをホストの宇宙機（たとえば衛星）に取り付けできるように、宇宙機用界接面（たとえば複数のボルト開口を含む環状構造体）が、固定子筐体の外表面に設けられる。

重量および容積が、ＣＭＧの構成における主な関心事項である。従来式のＣＭＧは、回転子の特定の特性に依存して、一般に、毎分６，０００回転（ＲＰＭ）以上の回転子速度を達成可能である。より高速（たとえば最高４０，０００ＲＰＭ）で回転することのできる回転子が開発されている。ＣＭＧの回転子速度がそのように上昇することで、ＣＭＧの出力トルクを低減することなく、回転子のサイズ、したがってＣＭＧおよびホストの宇宙機のサイズおよび重量を縮小できるようになる。しかしながら、高速の回転子によって、ＴＭＡまたはＳＭＡの寸法を縮小できるようにはならない。したがって、ＣＭＧのサイズが縮小するにつれて、ＣＭＧの重量および容積を決定する際に、回転子のサイズはより重要でなくなり、一方で、ＴＭＡおよびＳＭＡの寸法が、より重要な要因となる。結果として、ＴＭＡ、およびより少ない程度でＳＭＡが、高速の回転子を用いるＣＭＧ、ならびに、より低いトルク必要条件を有するより小型のＣＭＧに、望ましくない重量および容積を加えることになり得る。

ホストの宇宙機に所望のトルクを与えるために、ＴＭＡは、ＩＧＡおよびしたがってスピンする回転子を、ジンバル軸を中心に回転させる。スピンする回転子は、スピン軸を中心としたその慣性および回転速度による保存された運動量を含む。ＴＭＡによって掛けられるジンバル速度に比例する出力トルクが、スピン軸およびジンバル軸に直交する軸を中心に働く。このトルクが、ＣＭＧの回転子から、ＩＧＡおよび固定子筐体を介して、宇宙機へと伝達される。この荷重経路は、比較的柔軟である傾向がある。その結果、従来式のＣＭＧは、しばしば、最適に満たない、回転子から宇宙機への荷重経路をもたらし、結果として、宇宙機へのトルクの伝達に関して、帯域幅の性能が低くなる。さらに、回転子のスピン軸受から宇宙機取付け用界接面への熱伝導経路が、比較的長く、非能率的になり得る。

上記を考慮すると、容易に拡大縮小可能であり、剛性の高い回転子から宇宙機への荷重経路を有し、比較的効率的な熱伝導経路を有する、ＣＭＧ、特に高速回転子を用いるＣＭＧをもたらすことが望まれるであろう。好ましくは、このＣＭＧは、別個のＴＭＡサブアセンブリの必要を排除する運動量制御システムを用い、それによって、ＣＭＧの全体的な重量、容積および部品数を低減する。本発明の他の望ましい特色および特徴は、添付の図面および本発明のこの背景と併せて、本発明の以下の詳細な説明および添付の請求項から明らかになろう。

宇宙機への配備のための制御モーメントジャイロスコープ（ＣＭＧ）が提供される。ＣＭＧは、固定子筐体と、固定子筐体内に配設された内部ジンバル組立体と、固定子筐体に連結され、内部ジンバル組立体の中間部分の周囲に少なくとも部分的に配設されたトルクモータとを含む。トルクモータは、ジンバル軸を中心に内部ジンバル組立体を回転させるように構成される。

本発明の少なくとも１つの例が、同様の符号が同様の要素を示す以下の図と併せて下記に説明される。

既知の高速制御モーメントジャイロスコープ（ＣＭＧ）の平面図である。 第１の例示的な実施形態によるＣＭＧの等角図である。 第１の例示的な実施形態によるＣＭＧの断面図である。 第２の例示的な実施形態によるＣＭＧの断面図である。

以下の詳細な説明は、性質上、単に例示的なものであり、本発明または本発明の用途および使用を制限することは意図されない。さらに、前述の背景技術または以下の詳細な説明に示されたいかなる理論によっても縛られる意図はない。

図１は、衛星などの宇宙機への配備に適する従来式の制御モーメントジャイロスコープ（ＣＭＧ）２０の平面図である。ＣＭＧ２０は、内部ジンバル組立体（ＩＧＡ）２１を支持する固定子筐体２２（たとえばベースリング構造体）を含む。この場合では、ＩＧＡ２１は、第１および第２のスピン軸受２３および２５を介してＩＧＡ２１の筐体に回転的に連結された高速回転子２４を包含する。高速回転子２４は、ＩＧＡ２１内に配設されたスピンモータ（図示せず）によって、スピン軸２６を中心に回転させられてよい。ＩＧＡ２１が、信号モジュール組立体（ＳＭＡ）２８とトルクモジュール組立体（ＴＭＡ）３０との間に配設されるように、ＳＭＡ２８およびＴＭＡ３０が、固定子筐体２２およびＩＧＡ２１の対向する端部部分に取り付けられる。ＴＭＡ３０は、ジンバル軸３２を中心に選択的にＩＧＡ２１を回転させるトルクモータ（図示せず）を含む。ＩＧＡ２１の回転を容易にするために、ジンバル軸受２７および２９が、固定子筐体２２とＩＧＡ２１との間に配設される。所望の場合、ＴＭＡ３０は、モータの整流および／またはＩＧＡ２１の角度位置または回転速度の測定に適した位置センサおよび／または速度センサ（たとえばリゾルバ、タコメータなど）を備えてもよい。さらに、および図１に示すように、ジンバル軸電位差計３４が、ＩＧＡ２１の角度位置を測定するようにＳＭＡ２８の端部に取り付けられてよい。ＴＭＡ３０およびジンバル軸電位差計３４が外部の電源に接続できるように、ＴＭＡおよび電位差計の電力伝達コネクタ３６および３８が、それぞれ、ＴＭＡ３０および電位差計３４の外面上に設けられる。

ＳＭＡ２８は、軸方向のスリップリング組立体を包含する筐体を備える。ＳＭＡの電力伝達コネクタ４０が、ＳＭＡ２８の外面上に配設される。ＳＭＡ２８は、コネクタ４０を介して受けた電力および他の電気信号を、回転式の界接面の向こうへ、およびＩＧＡ２１の電気構成要素（たとえばスピンモータ、温度変換装置など）へと伝達させる。宇宙機取付け用界接面が、ＣＭＧ固定子筐体２２の外面上に設けられ、たとえば、中に形成された複数のボルト開口を有する環状構造体を備えてよい。宇宙機取付け用界接面は、宇宙機の壁へ直接ボルトで留められるか、または、やはり宇宙機に取り付けられる取付け用構造体にボルトで留められてよい。ＣＭＧ２０の作動中には、ＴＭＡ３０は、ホストの宇宙機にジャイロスコープのトルクを与えるように、ジンバル軸３２を中心に選択的にＩＧＡ２１を回転させる。これが起こると、トルクは、本明細書では直接的な回転子から宇宙機への荷重経路と称される経路に沿って、回転子から宇宙機へと伝達される。回転子から宇宙機への荷重経路の大部分は、固定子筐体２２を介するものである。上述のように、ＩＧＡ２１の筐体は、比較的壁が薄く柔軟であり、結果として、スピン軸受からのトルクおよび熱の伝達が不十分となり得る。

図１をさらに参照して、内部ジンバル組立体（ＩＧＡ）２１内に取り付けられた高速回転子２４は、出力トルクまたは運動量を低減することなく、ＩＧＡ２１、したがって固定子筐体２２のサイズおよび重量を最小にできるようにする。しかしながら、ＴＭＡの出力トルクは、全体として、ＣＭＧの運動量および出力トルクの性能によって確立されるため、ＩＧＡ２１のサイズおよび重量のこの減少は、ＴＭＡ３０のサイズおよび重量には影響を与えない。結果として、相対的な意味で、ＴＭＡ３０が、ＣＭＧのサイズおよび重量におけるより重要な要因となり得る。したがって、別個の端部取付け式のトルクモジュール組立体の必要性を軽減するために、ＴＭＡの構成要素（たとえばトルクモータおよびおそらくは１つまたは複数の回転センサ）が固定子筐体２２およびＩＧＡ２１の中または上に一体化された制御モーメントジャイロスコープの例示的な実施形態が、ここで図２および３と併せて説明される。

図２および３は、それぞれ、第１の例示的な実施形態によるＣＭＧ５０の等角図および断面図である。ＣＭＧ５０は、ジンバル軸５６を中心として回転するように内部ジンバル組立体（ＩＧＡ）５４が中に取り付けられた固定子筐体５２を備える。ＩＧＡ５４は、高速回転子６０を包含するＩＧＡ筐体５８を備える。図３に示されるように、回転子６０は、回転可能なシャフト６６に固定的に連結された慣性要素６４（たとえば輪または円筒）を含む。回転子６０の回転的な動きを容易にするために、スピン軸受６８が、シャフト６６の各端部の周囲に配設される。スピンモータ７０が、同様に、シャフト６６の中間部分の周囲に配設され、下側のＩＧＡ筐体５８に取り付けられる。通電されると、スピンモータ７０は、スピン軸６２を中心に回転子６０を回転させるように、シャフト６６にトルクを与える。図３の７２で示すように、スピンモータ整流シャッタおよび回路カード組立体が、やはりＩＧＡ５４内に取り付けられ、よく知られたやり方でスピンモータ７０の電力位相を調整するように機能してよい。

本願の目的のために、固定子筐体５２を３つの部分、すなわち、第１端部部分７４と、第１端部部分７４の実質的に反対側にある第２端部部分７６と、第１端部部分７４と第２端部部分７６との間に配設される中間部分７８とに、概念的に分けることが有用である。図２および３に示される配置を参照すると、第１端部部分７４、第２端部部分７６、および中間部分７８は、それぞれ、固定子筐体５２の上部分、下部分、および中央部分に対応する。固定子筐体５２は、中間部分７８の平均の内径および外径が、第１および第２の端部部分７４および７６の平均の内径および外径よりかなり大きくなるように、概ね球形を有する。ＩＧＡ筐体５８、およびより全体的にＩＧＡ５４は、同様に、中間部分８０を有するものとして考えられてよい。ＩＧＡ筐体５８の中間部分８０は、たとえば図３に示されるように、固定子筐体５２の中間部分７８と概ね整列し、部分７８および８０は、スピン軸６２によってそれぞれ横断される。好ましい実施形態では、固定子筐体５２の中間部分７８は、概ねＩＧＡ５４の中間部分８０を取り囲み、おそらくはＩＧＡ５４の中間部分８０と実質的に同軸となる。

上述の場合と同様に、信号モジュール組立体（ＳＭＡ）８２が、固定子筐体５２の端部部分７６に取り付けられ、ＳＭＡ８２内に収容されるジンバル軸受（図示せず）を介して、ＩＧＡ５４の端部部分を支持する。所望の場合、ジンバル軸電位差計８４が、固定子筐体５２の実質的に反対側のＳＭＡ８２の端部部分に取り付けられてもよい。ＳＭＡ８２は、軸スリップリング組立体（図示せず）が中に配設されるＳＭＡ筐体８６を備える。スリップリング組立体は、固定子部分（たとえば管形のスリーブ）内に配設された回転子部分（たとえばシャフト）を含む。スリップリング組立体の回転子部分は、細長いコネクタ９０（たとえば、外装ケーブルの束）を介して、ＩＧＡ５４の構成要素（たとえばトルクモータ７０に結合されたＳＭＡ電力コネクタ８８）に電気的に結合される。スリップリング組立体の固定子部分は、ＳＭＡ筐体８６に固定的に連結され、ＳＭＡ筐体８６の外面上に設けられたＳＭＡ電力伝達コネクタ９２に電気的に結合される。ＩＧＡ５４がジンバル軸５６を中心に回転するとき、細長いコネクタ９０およびスリップリング回転子がそれとともに回転する。スリップリング回転子が回転する際に、複数の柔軟な導電性フィンガ（図示せず）が、スリップリング回転子とスリップリング固定子との間に電気接点を保持する。このようにして、ＳＭＡ８２および細長いコネクタ９０は、電気信号および／または電力を回転式の界接面の向こうへ、およびＩＧＡ５４の電気構成要素（たとえばスピンモータ７０および整流電子部品７２）へと送達させる。

図１において上述されるＣＭＧ２０とは対照的に、ＣＭＧ５０は、固定子筐体５２の端部部分に取り付けられた別個のトルクモジュール組立体を含まない。その代わりに、ＣＭＧ５０は、固定子筐体５２の中央部分内に取り付けられたトルクモータ９４を用いる。トルクモータ９４の正確な配置は、実施形態ごとに必然的に異なるが、トルクモータ９４は、好ましくは、固定子筐体５２の中間部分７８の内表面に取り付けられ、ＩＧＡ５４の中間部分８０の周囲に少なくとも部分的に配設される。図示の例示的な実施形態では、トルクモータ９４は、スピン軸６２によって横断される。トルクモータ９４は、様々な直接駆動、歯車列、および摩擦駆動の機構を含む、ＩＧＡ筐体５８にトルクを与え、それによってジンバル軸５６を中心にＩＧＡ５４を回転させるのに適する任意の装置を備えてよい。このトルクモータ９４は、やはり、好ましくは、ＩＧＡ５４を実質的に囲む（たとえば取り囲む）電磁式の装置を備える。たとえば、トルクモータ９４は、ＩＧＡ筐体５８および／またはジンバル軸５６の外面の周囲に間隔を置かれた、または回りに分散された一連の磁石を備えてよい。図３に示される特定の実装例では、トルクモータ９４は、（ｉ）固定子筐体５２の中間部分７８（または中央部分）の内表面に取り付けられた複数の巻線９６と、（ｉｉ）回転子ＩＧＡ筐体５８の中間部分８０（または中央部分）の外表面に取り付けられた複数の磁石９８とを備える。磁石９８は、巻線９６に実質的に隣接する。巻線９６が通電されると、巻線９６の磁束が磁石９８に与えられ、それによって、ＩＧＡ５４、したがって磁石９８を、制御された方式でジンバル軸５６を中心に回転させるトルクを生成する。電力は、固定子筐体５２の外面上に配設された電力コネクタ９９によってトルクモータ９４に供給されてよい。

図３に示される例示的な実施形態では、ジンバル整流シャッタおよび回路カード組立体１００が、トルクモータ９４の電力位相を調整するように、固定子筐体５２の端部部分７４内に取り付けられるが、代替実施形態では、トルクモータ整流シャッタおよび回路カード組立体（ならびに下記のタコメータおよびリゾルバ）は、図４と併せて下記に説明される光学回転センサを用いて置換え（または拡張）されてもよい。所望の場合、ジンバル軸受１０２（たとえば浮動式の組合せ軸受カートリッジ）が、また、固定子筐体５２の端部部分７４内の固定子筐体５２の内部構造体とＩＧＡ筐体５８との間に配設されてもよい。ジンバル軸受１０２は、ＩＧＡ５４を支持し、その回転的な動きを容易にする。ジンバル軸受１０２に加えて、またはその代わりに、トルクモータ９４が、ＩＧＡ筐体５８を磁気的に懸架し、それによってさらに、ＩＧＡ５４の回転を支持し、回転を容易にするように構成されてもよい。最後に、ジンバル軸受１０２、ジンバル整流シャッタおよび回路カードアセンブリ１００、ならびにＣＭＧ５０の他の内部構成要素へ接近するために、図２および３に全体的に１０４で示されるように、端部カバーが、固定子筐体５２の端部部分７４に取り外し可能に連結されてよい。

必ずしも必要ではないが、ＣＭＧ５０は、好ましくは、ＩＧＡ５４の回転特性を検出するのに適した、固定子筐体５２とＩＧＡ５４との間に取り付けられた少なくとも１つの回転センサを含む。図示の例示的な実施形態では、ＣＭＧ５０は、（ｉ）ＩＧＡ５４の回転速度を監視するように構成されたタコメータ１０６と、（ｉｉ）ＩＧＡ５４の角度位置を監視するように構成されたリゾルバ１０８との、２つのセンサを備える。図示の例示的な実施形態では、タコメータ１０６およびリゾルバ１０８は、ＳＭＡ８２の実質的に反対側の固定子筐体５２の第１端部部分７４内に取り付けられる。電力は、固定子筐体５２の外面上に配設された電力コネクタ１１０を介して、タコメータ１０６およびリゾルバ１０８に供給されてよい。当然ながら、タコメータ１０６およびリゾルバ１０８は、ＣＭＧ５０によって用いられてよい様々なタイプのセンサのただ２つの例である。さらなる例として、図４と併せてより詳細に以下に説明されるように、光学回転センサ（たとえば光学エンコーダ）が、内部ジンバル組立体の回転速度および／または角度位置を監視するために用いられてもよい。

宇宙機取付け用界接面１１２が、固定子筐体５２の外面上に設けられる。図示の例では、宇宙機取り付け用界接面１１２は、固定子筐体５２の中間部分７８の周囲に配設された実質的に環状の構造体を備える。ＣＭＧ５０がホストの宇宙機の壁、または、やはりホストの宇宙機に固定される中間取付け構造体にボルトで留めることができるように、複数のボルト開口が、宇宙機取り付け用界接面１１２を介して形成される。このようなやり方で取り付けられたとき、ＣＭＧ５０は、ホストの宇宙機に、その姿勢を制御するトルクを与えることができる。図３に最も明らかに示されるように、トルクモータ９４と宇宙機取付け用界接面１１２とは、好ましくは実質的に互いに隣接して配設される。宇宙機取り付け用界接面１１２およびＩＧＡ筐体５８の中間部分８０に対するトルクモータ９４の近さのため、および、トルクモータ９４の全体的な構成のために、ＣＭＧ５０は、ＩＧＡ５４にトルクを伝達する比較的堅固な経路を提供する。これがまた、ＣＭＧのトルクリプルを低減し、運動量制御システムの動特性（たとえば帯域幅）を改善する。

したがって、中央に取り付けられたトルクモータを用い、好ましい実施形態では、固定子筐体とＩＧＡ筐体との間に配設された１つまたは複数の回転センサを用いる、例示的なＣＭＧが提供されることが、前述の説明から明らかになろう。とりわけ、例示的なＣＭＧは、別個の端部取付け式のＴＭＡの必要を排除し、それによってＣＭＧの全体的な重量、容積、および部品数をかなり低減する。この重量およびサイズの節約は、図２に示されるＣＭＧ５０を図１に示されるＣＭＧ２０に対して比較することによって、より完全に理解されるであろう（図１〜３は正確な縮尺で描かれていないことに留意されたい）。さらなる利点として、ＣＭＧ５０の構成は、容易に拡大縮小可能である。

当然ながら、上述のＣＭＧ（すなわち図２および３に示されるＣＭＧ５０）は、本発明のＣＭＧの特定の実施形態のただ１つの例であり、添付の請求項に述べられるように、様々な他の実施形態が、本発明の範囲から逸脱することなく実施可能である。この点をさらに強調するために、図４は、第２の例示的な実施形態によるＣＭＧ１２０の断面図を提供する。ＣＭＧ１２０は、図２および３と併せて上述されたＣＭＧ５０と同様であり、たとえば、ＣＭＧ１２０は、内部ジンバル組立体（ＩＧＡ）１２４を支持する固定子筐体１２２を備える。他の構造的構成要素の中でも、ＩＧＡ１２４は、ＩＧＡ筐体１２８内に取り付けられた回転子１２６を含む。スピンモータ１３０がＩＧＡ筐体１２８内にやはり配設され、通電されたとき、スピン軸１３２を中心に回転子１２６を回転させるように回転子１２６にトルクを与える。回転子１２６の回転を容易にするために、スピン軸受１３４が、回転子１２６のシャフトの各端部の周囲に配設される。上の場合と同様に、宇宙機取付け用界接面１３６が、固定子筐体１２２の外面に設けられ、トルクモータ１３８が、固定子筐体１２２内に配設され、ＩＧＡ１２４の中間部分の周囲に少なくとも部分的に配設される。上に示されるように、トルクモータ１３８は、ＩＧＡ１２４を、ジンバル軸１４０を中心に選択的に回転させ、それによって、取付け用界接面１３６に取り付けられたホストの宇宙機に、ジャイロスコープのトルクを与えるように機能する。ジンバル軸１４０を中心としたＩＧＡ１２４の回転的な動きを容易にするように、ジンバル軸受１４２（たとえば薄い部分の組合せ軸受）が、ＩＧＡ筐体１２８と固定子筐体１２２との間に配設される。

ＣＭＧ１２０は、ＣＭＧ５０（図２および３）と、３つの主な方式において異なる。まず、ジンバル軸受１４２が、ＩＧＡ１２４の中間部分または中央部分と固定子組立体１２２との間に配設される。スピン軸１３２およびスピン軸受１３４へのその近さのために、ジンバル軸受１４２は、回転子１２６から宇宙機取付け用界接面１３６への改善された熱伝導経路、および比較的効率的な（堅固な）トルク伝導経路をもたらす。ＣＭＧ１２０とＣＭＧ５０との間の第２の差異としては、ＣＭＧ１２０は、タコメータ、リゾルバ、またはジンバル整流シャッタおよび回路カード組立体を含まない。その代わりに、これらの構成要素は、ＩＧＡ１２４の角度位置および／または回転速度を検出可能である光学回転センサ１４４（たとえば絶対光学エンコーダ）によって置き換えられている。図４に示されるように、光学回転センサ１４４は、固定子筐体１２２の端部部分に固定的に連結されてよい。代替として、光学回転センサ１４４は、固定子筐体１２２の中央部分内に（たとえばジンバル軸受１４２に隣接して）取り付けられてもよい。最後に、ＣＭＧ１２０とＣＭＧ５０との間の第３の主な違いとして、ＣＭＧ１２０は、光学回転センサ１４４の実質的に反対側の固定子筐体１２２の端部部分に取り付けられた薄く平たいスリップリング組立体１４６を含む。（ＣＭＧ５０によって用いられ、図２および３に示されるような軸方向のスリップリング組立体に対する）薄く平たいスリップリング組立体１４６の控えめな長さが、ＣＭＧ１２０の全体的な寸法をさらに減少させる。薄く平たいスリップリング組立体１４６は、上述のように、回転式の界接面の向こうへ、およびＩＧＡ１２４に、電力を供給するのに適する回転式変圧器を備える。薄く平たいスリップリング組立体１４６は、また、ＩＧＡ１２４に制御信号を与えるように構成されてよいが、この機能を行うために光ファイバー装置（たとえば光学回転センサ１４４）が代わりに用いられてよいことが理解されよう。

したがって、別個のＴＭＡサブアセンブリの必要を排除し、それによって、ＣＭＧの全体的な重量、容積、および部品数を低減する高速回転子を用いる、ＣＭＧの複数の例が提供されることが理解されたい。さらに、少なくとも１つの実施形態において、ＣＭＧは、剛性の高い、回転子から宇宙機への荷重経路をもたらし、比較的効率的な熱伝導経路を有する。少なくとも１つの例示的な実施形態が、前述の詳細な説明において提示されているが、非常に多くの変形例が存在することが理解されたい。例示的な実施形態または複数の例示的な実施形態は単なる例であり、本発明の範囲、適用可能性、または構成をいかようにも限定するようには意図されないことが、やはり理解されたい。むしろ、前述の詳細な説明は、当業者に、本発明の例示的な実施形態を実施するための便利な道案内を提供するものとなる。添付の請求項において述べられる本発明の範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態において説明される要素の機能および構成に様々な変更が行われてよいことが理解されよう。

２０ ＣＭＧ
２１ ＩＧＡ
２２ 固定子筐体
２３、２５ スピン軸受
２４ 高速回転子
２６ スピン軸
２７、２９ ジンバル軸受
２８ ＳＭＡ
３０ ＴＭＡ
３２ ジンバル軸
３４ ジンバル軸電位差計
３６、３８ 電力伝達コネクタ
４０ 電力伝達コネクタ
５０ ＣＭＧ
５２ 固定子筐体
５４ ＩＧＡ
５６ ジンバル軸
５８ ＩＧＡ筐体
６０ 高速回転子
６２ スピン軸
６４ 慣性要素
６６ シャフト
６８ スピン軸受
７０ スピンモータ
７２ スピンモータ整流シャッタおよび回路カード組立体
７４ 第１端部部分
７６ 第２端部部分
７８ 中間部分
８０ 中間部分
８２ ＳＭＡ
８４ ジンバル軸電位差計
８６ ＳＭＡ筐体
８８ ＳＭＡ電力コネクタ
９０ コネクタ
９２ ＳＭＡ電力伝達コネクタ
９４ トルクモータ
９６ 巻線
９８ 磁石
９９ 電力コネクタ
１００ ジンバル整流シャッタおよび回路カード組立体
１０２ ジンバル軸受
１０４ 端部カバー
１０６ タコメータ
１０８ リゾルバ
１１０ 電力コネクタ
１１２ 宇宙機取付け用界接面
１２０ ＣＭＧ
１２２ 固定子筐体
１２４ ＩＧＡ
１２６ 回転子
１２８ ＩＧＡ筐体
１３０ スピンモータ
１３２ スピン軸
１３４ スピン軸受
１３６ 宇宙機取付け用界接面
１３８ トルクモータ
１４０ ジンバル軸
１４２ ジンバル軸受
１４４ 光学回転センサ
１４６ スリップリング組立体

Claims (3)

1. 宇宙機への配備のための制御モーメントジャイロスコープ（ＣＭＧ（５０、１２０））であって、
   固定子筐体（５２、１２２）と、
   前記固定子筐体内に配設された内部ジンバル組立体（５４、１２４）と、
   前記固定子筐体に連結され、前記内部ジンバル組立体の中間部分（７８）の周囲に少なくとも部分的に配設されたトルクモータ（９４、１３８）において、ジンバル軸（５６、１４０）を中心に前記内部ジンバル組立体を回転させるように構成されたトルクモータと、を備えたＣＭＧ。
2. 請求項１に記載のＣＭＧ（５０、１２０）において、
   前記内部ジンバル組立体（５４、１２４）が、
   前記固定子筐体（５２、１２２）に回転可能に連結された内部ジンバル組立体筐体（５８、１２８）と、
   前記内部ジンバル組立体筐体に回転可能に連結された回転子（１２６）と、
   前記内部ジンバル組立体筐体に連結され、スピン軸（１３２）を中心に前記回転子を回転させるように構成されたスピンモータ（７０、１３０）と、を備えたＣＭＧ。
3. 請求項２に記載のＣＭＧ（５０、１２０）において、
   前記トルクモータ（９４、１３８）が、
   前記固定子筐体（５２、１２２）の中央部分に固定的に連結された複数の巻線（９６）と、
   前記内部ジンバル筐体（５８、１２８）の中央部分に固定的に連結され、複数の前記巻線に実質的に隣接する複数の磁石（９８）と、を備えたＣＭＧ。

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