JP2012017895A

JP2012017895A - ジンバル機構

Info

Publication number: JP2012017895A
Application number: JP2010154774A
Authority: JP
Inventors: Naoto Yamane; 尚人山根
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2010-07-07
Publication date: 2012-01-26

Abstract

【課題】設置スペース及び支持部の剛性を削減でき、小型の飛翔体に用いるのに好適なジンバル機構を提供する。
【解決手段】ロール軸周りに回転するロール軸駆動機構１２と、このロール軸駆動機構１２の回転軸に設置されるフレーム２３と、このフレーム２３に設置され、ロール軸と直交するヨー軸周りに回転するヨー軸駆動機構２２と、このヨー軸駆動機構２２の回転軸に設置され、目標を検知する目標検知部２１と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ジンバル機構に関する。

従来から、飛翔体の誘導装置などに搭載され、撮像装置などを目標方向に指向させるためのジンバル機構が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−２７７２４５号公報

現有の飛翔体のジンバル機構は、外部と画する隔壁に設置されたフレームに駆動機構を備えるものがある。

そのため、フレームを設置する隔壁の設置スペースが必要となるとともに、駆動機構をフレームの先端で支持するため、フレームには高い剛性が必要となる。

そこで本発明は、上記の欠点を解除すべくなされたもので、設置スペースを削減するとともに、駆動機構の重心付近を支持する構造とし、支持部に必要な剛性を低減できるジンバル機構を提供することを目的とする。

実施形態のジンバル機構は、ロール軸周りに回転するロール軸駆動機構と、このロール軸駆動機構の回転軸に設置されるフレームと、このフレームに設置され、前記ロール軸と直交するヨー軸周りに回転するヨー軸駆動機構と、このヨー軸駆動機構の回転軸に設置され、目標を検知する目標検知部と、を備える。

本発明の実施形態に係るジンバル機構の側面断面図である。本発明の実施形態に係るジンバル機構の要部を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係るジンバル機構１０の側面断面図である。このジンバル機構１０は、例えば、飛翔体等の機首前方部に配設され、空間において飛翔体等を安定させる機能を持つものである。このジンバル機構１０は、ジンバル軸として、ロール軸とヨー軸が直交している。

図１に示すように、ジンバル機構１０は、ロール軸R周りに回転するロール軸駆動機構１２と、ロール軸駆動機構１２の回転軸に設置されるフレーム２３と、フレーム２３に設置され、ロール軸Rと直交するヨー軸Y周りに回転するヨー軸駆動機構２２と、ヨー軸駆動機構２２の回転軸に設置され、目標を検知する目標検知部２１と、を備える。図２は、本発明の実施形態に係るジンバル機構の要部を示す斜視図である。図２では、分かりやすくするため、外殻（後述する）とロール軸駆動機構１２を省略している。

図１に示すように、ジンバル機構１０の大きさ、すなわちロール軸R方向の長さは、目標検知部２１の長さに比べて短く構成されている。そして、目標検知部２１の外側に、ジンバル機構１０の各部を配置している。

ロール軸Rは、飛翔体（図示しない）の機首方向から、尾部に向かって貫通する軸である。このジンバル機構１０では、ロール軸Rは、目標検知部２１の略中心を通っている。ヨー軸Yは、飛翔体の上方から下方に向かって重心を貫通する軸である。このジンバル機構１０では、ヨー軸Yは、ジンバル機構１０の重心を通っている。ジンバル機構１０の重心は、目標検知部２１内を貫通している。

ロール軸駆動機構１２は、例えば、フレーム２３に設置されたコイル１５と、飛翔体の機首部分の一部である外殻１１に設置された永久磁石１４と、フレーム２３と外殻１１との間に設置されるベアリング１６と、を備える。

目標検知部２１としては、例えば、監視用カメラやレーザ装置が好適である。コイル１５に所定の電流が流れることにより、永久磁石１４とコイル１５はモータとして機能し、フレーム２３がロール軸R周りに回転する。

従来は、ロール軸駆動機構１２と外殻１１は別個に配設されており、例えば、外殻１１に設けられる隔壁にロール軸駆動機構１２が設置されていた。このような構成では、ジンバル機構そのものの設置スペースの削減が困難であるとともに、ロール軸駆動機構１２を支持する隔壁に高い剛性が必要となる。そのため、飛翔体が更に大型化する。

これに対し、本実施形態のジンバル機構では、ロール軸駆動機構１２は、外殻１１に設置され、ロール軸駆動機構を支持するための隔壁を必要としていないので、設置スペースの削減が可能となっている。また、ロール軸駆動機構１２及びヨー軸駆動機構２２の重心付近を外殻１１により支持するので、支持部に要求される剛性を低減することができる。

上述したように、本実施形態によれば、飛翔体の外部と画する外殻にロール軸駆動機構を設置することにより、フレームおよび隔壁を排除することができる。それによって、設置スペース及び支持部の剛性を削減でき、小型の飛翔体に用いるのに好適なジンバル機構を得ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０・・・ジンバル機構
１１・・・外殻
１２・・・ロール軸駆動機構
１４・・・永久磁石
１５・・・コイル
１６・・・ベアリング
２１・・・目標検知部
２２・・・ヨー軸駆動機構
２３・・・フレーム

Claims

ロール軸周りに回転するロール軸駆動機構と、このロール軸駆動機構の回転軸に設置されるフレームと、このフレームに設置され、前記ロール軸と直交するヨー軸周りに回転するヨー軸駆動機構と、このヨー軸駆動機構の回転軸に設置され、目標を検知する目標検知部と、を備えるジンバル機構。
前記ロール軸駆動機構は、飛翔体の機首部分の一部である外殻に設置されている請求項１記載のジンバル機構。
前記ロール軸駆動機構は、前記フレームに設置されたコイルと、前記外殻に設置された永久磁石と、前記フレームと前記外殻との間に設置されるベアリングと、を備える請求項２又は請求項３に記載のジンバル機構。
前記目標検知部は、監視用カメラあるいはレーザ装置である請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のジンバル機構。
ジンバル機構において、前記ロール軸方向の長さは、前記目標検知部の長さに比べて短く構成されている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のジンバル機構。