JP2583173Y2 - 角速度センサの防振支持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、自動車のナビゲーショ
ンシステムや自動操舵システム、あるいはラジオコント
ロール式模型航空機等の移動体の姿勢制御や安定増強な
どに用いられる角速度センサの支持装置に関するもの
で、特に、その角速度センサが防振支持されるようにす
る防振支持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車のナビゲーションシステム
においては、自動車の速度を積分して走行距離を求める
とともに、車体の回転角速度を積分してその方位を求め
ることにより、その走行軌跡が演算処理される。また、
ラジオコントロール式模型ヘリコプタにおいては、特に
ヨー軸まわりの回転角速度を検出してテールロータのピ
ッチ制御にフィードバックすることにより、その安定増
強が図られる。このように、移動体の位置や姿勢の制御
等のためにはその角速度を検出することが必要となって
いる。そのための角速度センサとしては、ジャイロが用
いられることが多い。通常のジャイロは、回転体に作用
するジャイロスコピックプリセッションを利用して角速
度を検出するものであるが、最近では、振動ジャイロを
用いた例も見られるようになってきている。振動ジャイ
ロは、振動体に回転角速度を加えるとその振動と直交す
る方向にコリオリ力が生じる、という現象を利用するも
ので、一般には、振動子と、その振動子に振動を加える
駆動用圧電磁器と、その振動子に生ずる力を検出する検
出用圧電磁器とによって構成される。そのような振動ジ
ャイロは、感度及び精度が高く、しかも軽量小形に構成
することができるという特徴を有している。

【０００３】ところで、そのような振動ジャイロ等の角
速度センサは、外部振動や衝撃などの影響を受けやす
い。したがって、機体に対して防振支持されるようにす
る必要がある。その場合、上述のようなラジオコントロ
ール式模型等に用いられる角速度センサ、特に振動ジャ
イロは小形軽量であるので、その防振のためには、十分
にやわらかい防振支持部材を用いることが必要となる。
そこで、従来は、両面に接着剤を塗布した厚手のスポン
ジテープを角速度センサの底面に接着し、そのスポンジ
テープを介してセンサを機体に接着するようにしてい
た。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな支持方法では、角速度センサの重心がやわらかいス
ポンジの上方に位置することになるので、水平方向の外
部振動などを受けたとき、その角速度センサが傾いてし
まう。特に、模型ヘリコプタのヨー軸まわりの角速度の
検出に振動ジャイロを用いる場合には、その振動ジャイ
ロが上下方向に設置されるので、より傾きやすくなる。
一方、角速度センサは機体の一軸まわりの角速度を検出
するものであるから、その検出軸の方向が変動すると、
検出される角速度に誤差が生じることになる。そのため
に、従来のような支持方法では、精度の高い振動ジャイ
ロを用いても、その精度を十分に活かすことができない
という問題がある。また、角速度センサの応答性を確保
するためには、その角速度センサが検出軸のまわりに回
転することもないようにされていなければならない。

【０００５】本考案は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、角速度センサの検出精度
に及ぼされる影響ができるだけ小さく抑えられるように
しながら、その角速度センサを確実に防振支持すること
のできる防振支持装置を得ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本考案では、角速度センサを円筒状のケース内に固
定し、そのケースを、その外側に配置されて機体に固定
される円筒状のハウジングにより、防振体を介して支持
するようにしている。その防振体は、内側ケースと同心
のリング状をした軸方向及び径方向に変形しやすい複数
枚の薄肉弾性板によって構成されている。そして、それ
らの弾性板は、内側ケースの軸線方向の重心位置に関し
てほぼ対称に配置されている。

【０００７】

【作用】このように構成することにより、角速度センサ
は、薄肉弾性板を介して機体に支持されることになる。
したがって、その角速度センサは、弾性板に平行な方向
及びそれに直交する方向にはやわらかく弾性支持され
る。すなわち、外部振動がその角速度センサに伝わるこ
とが防止される。そして、その弾性板がリング状とされ
ているので、その角度センサを固定支持するケースは全
周から均等に支持される。しかも、その支持位置は、重
心を挟む両側対称位置とされている。したがって、ケー
スの傾きが防止される。また、弾性板は、その面内の回
転に対しては高い抵抗を示す。したがって、ケースの回
転も防止される。その結果、ケースは外部振動などを受
けても平行移動のみをすることになり、そのケース内に
固定されている角速度センサの検出軸の方向が機体に対
して変動することが防止される。

【０００８】

【実施例】以下、図面を用いて本考案の実施例を説明す
る。図中、図１及び図２は本考案による角速度センサの
防振支持装置の一実施例を示すもので、図１はその縦断
面図であり、図２はその一部を切り欠いて示す分解斜視
図である。これらの図から明らかなように、角速度セン
サである振動ジャイロ１は、鋼材からなる円筒状の内側
ケース２内に収容され、そのケース２内にシリコン樹脂
３を充填することによって固定されている。その振動ジ
ャイロ１は、その検出軸Ｈが円筒状ケース２の中心軸線
にほぼ一致するようにして、また、その重心がケース２
のほぼ中心に位置するようにして配置されている。ジャ
イロ１のリード線４は、ケース２の一端面から外部に引
き出されている。

【０００９】内側ケース２の外周面には、その中心位置
に関して軸線方向対称な位置に、それぞれ凹溝５，５が
形成されている。そして、その各凹溝５に、薄肉弾性板
である防振ゴム６の一端がそれぞれ接着固定されてい
る。その防振ゴム６は、ケース２と同心のリング状のも
ので、軸方向及び径方向に変形しやすいＵ字形断面に形
成されている。各防振ゴム６，６は、互いに向い合うよ
うにして取り付けられている。ケース２の外側には、円
筒状の防振ゴムハウジング７が配置されている。防振ゴ
ム６，６の外端は、そのハウジング７の両端部内周面に
接着固定されている。こうして、角速度センサの振動ジ
ャイロ１を収容した内側ケース２が、その重心に関して
対称に配置される２枚の防振ゴム６，６からなる防振体
８を介して、外側ハウジング７に結合されるようになっ
ている。

【００１０】このようにして互いに結合された内側ケー
ス２及び外側ハウジング７は、更に、矩形状の水平フラ
ンジ部９を有する円筒状のユニットケース１０内に収容
されるようになっている。そのユニットケース１０はガ
ラス繊維によって強化されたナイロン樹脂からなるもの
で、その内部空間の内径は、防振ゴムハウジング７が隙
間なく嵌合される大きさとされている。ユニットケース
１０はその水平フランジ部９側が開口端とされ、そのフ
ランジ部９に重ね合わされて先端が開口部に嵌合される
キャップ１１によって密閉されるようになっている。そ
のユニットケース１０の内周面内端部及びキャップ１１
の先端部には、それぞれハウジング７の端面に係合する
係合部１２，１３が形成されている。こうして、防振ゴ
ムハウジング７をユニットケース１０内に挿入し、その
ケース１０をキャップ１１によって塞いだとき、それら
の係合部１２，１３によってハウジング７が両側から挟
まれて固定されるようになっている。また、振動ジャイ
ロ１のリード線４は、ユニットケース１０とキャップ１
１との間に挟まれて固定される外部のリードハーネス１
４に接続されるようになっている。このようにして、こ
の実施例においては、角速度センサ及びその防振支持装
置を含む全体が一つのユニット１５として構成されるよ
うにされている。そして、そのユニットケース１０が、
ラジオコントロール式模型ヘリコプタ等の機体に固定さ
れるようになっている。

【００１１】このような角速度センサユニット１５を組
み立てるときには、まず、市販の振動ジャイロ１をケー
ス２内に挿入し、その検出軸Ｈ及び重心が円筒状ケース
２の中心軸線及び中心にほぼ一致するように位置調整し
た後、そのケース２内にシリコン樹脂３を充填する。そ
して、シリコン樹脂３が固化した後、ケース２の端部を
かしめて振動ジャイロ１を固定する。次いで、ケース２
の外周面に防振ゴム６，６の内端部を接着し、その防振
ゴム６，６の外端部にハウジング７を接着する。更に、
それをユニットケース１０内に入れ、振動ジャイロ１の
リード線４を外部のリードハーネス１４に接続した後、
キャップ１１を取り付けて固定する。それによってその
組み立てが完了する。

【００１２】この角速度センサユニット１５を模型ヘリ
コプタのヨー軸まわりの安定増強のために用いるときに
は、図１に示されているように、ユニットケース１０の
キャップ１１が底面となるようにして機体の水平面１６
上に直接取り付ける。したがって、振動ジャイロ１の検
出軸Ｈが上下方向、すなわちヨー軸にほぼ平行となる。
その状態では、振動ジャイロ１が収容固定されている内
側ケース２は、ユニットケース１０、したがって機体か
ら完全に遊離し、２枚の防振ゴム６，６からなる防振体
８のみによって支持されている。この状態で、機体が上
下振動すると、その振動はユニットケース１０及び防振
ゴムハウジング７に伝わるが、防振ゴム６，６が上下方
向にはやわらかく変形するので、その振動が内側ケース
２に伝わることは防止される。また、機体が水平振動し
たときにも、防振ゴム６，６が径方向にやわらかく変形
することにより、その振動が内側ケース２に伝わること
が防止される。したがって、そのケース２内に収容固定
されている振動ジャイロ１は確実に防振支持されること
になる。

【００１３】そして、その防振ゴム６，６が内側ケース
２の重心に関して対称に配置され、その防振ゴム６，６
によってケース２が全周において均等に支持されている
ので、ケース２の中心軸線がハウジング７、すなわち機
体に対して相対的に傾くことが防止される。また、防振
ゴム６は、その中心軸線まわりの回転に対してはかなり
の剛性を有しているので、機体、したがってユニットケ
ース１０がヨー軸まわりに回転するときには、内側ケー
ス２もそれに追従して回転する。その結果、機体のヨー
軸まわりの回転角速度は、そのケース２内に収容固定さ
れている振動ジャイロ１によって正確に検出されるよう
になる。

【００１４】また、この実施例のように、角速度センサ
及びその防振支持装置をユニットケース１０内に収容し
て一つの角速度センサユニット１５とすることにより、
その機体への取り付けが容易となる。更に、振動ジャイ
ロ１を鋼製のケース２内に収容するようにすることによ
り、その振動ジャイロ１が外部から磁気的に遮蔽される
ようになるので、外部磁気による検出誤差も防止される
ようになる。

【００１５】図３，４は、本考案による防振支持装置の
それぞれ異なる実施例を示す縦断面図である。図３の実
施例では、内側ケース２と外側ハウジング７との間の防
振体８１を構成する上下の防振ゴム６１，６１がベロー
ズ状に形成されている。また、図４の実施例では、その
防振体８２が、上下の防振ゴム６２，６２をその両端部
において互いに連結した円筒状のゴムチューブとして構
成されている。それらの防振体８１，８２も、内側ケー
ス２の重心に関して対称なものとされている。このよう
な防振体８１，８２によっても、上記実施例と同様の作
用効果が得られることは明らかであろう。これらの実施
例においても、角速度センサを収容した内側ケース２及
び防振ゴムハウジング７は、図１，２の実施例と同様に
ユニットケース内に収容されて一つのユニットとされ
る。しかしながら、そのハウジング７に取付けフランジ
などを設けることにより、そのハウジング７を直接機体
に固定するようにすることもできる。

【００１６】また、図４の実施例においては、その防振
ゴム６２，６２に空気抜き用の小孔１７，１７が設けら
れている。そのような小孔１７を設けることによって、
その防振体８２にダンパ作用を持たせることができ、振
動をより速やかに吸収させることが可能となる。そのよ
うな小孔１７は、図１，２あるいは図３の実施例のもの
にも設けることができる。

【００１７】なお、上記実施例においては、防振体８が
２枚の防振ゴム６，６によって構成されるものとしてい
るが、その防振ゴムを例えば３枚とすることもできる。
その場合には、そのうちの１枚を内側ケース２の軸線方
向中央部に配置するようにすればよい。また、上記実施
例では、機体のヨー軸まわりの角速度を検出する場合に
ついて説明したが、この防振支持装置は、機体のピッチ
軸あるいはロール軸まわりの角速度を検出する場合にも
そのまま用いることができる。その場合には、図１の角
速度センサユニット１５を、その軸線が水平となるよう
にして機体に取り付ければよい。そのようにしても、内
側ケース２は、その重心位置に関して対称に配置された
防振ゴム６，６によって同一条件で支持されるので、機
体振動などによって振動ジャイロ１の検出軸Ｈが傾くよ
うなことはない。更に、角速度センサとして振動ジャイ
ロを用いる場合について説明したが、従来一般の回転式
レートジャイロ等にもこの防振支持装置を適用すること
ができる。

【００１８】

【考案の効果】以上の説明から明らかなように、本考案
によれば、角速度センサを円筒状のケース内に収容固定
し、そのケースを、そのケースの重心に関して対称に配
置されるリング状の薄肉弾性板によって支持するように
しているので、角速度センサの検出軸が傾くことのない
ようにしながら、その角速度センサをやわらかく支持す
ることが可能となる。したがって、振動ジャイロのよう
な軽量の角速度センサであっても、その角速度センサに
伝わる振動を確実に遮断することができ、誤差の少ない
検出値を得ることができる。また、リング状の弾性板は
その軸線まわりの回転に対しては剛性を示すので、角速
度センサがその検出軸まわりに回転することも防止する
ことができる。したがって、角速度センサの応答性が損
なわれることもなくなる。その結果、振動に弱い振動ジ
ャイロ等の角速度センサを振動条件の悪いラジオコント
ロール式模型ヘリコプタ等に搭載することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による角速度センサの防振支持装置の一
実施例を示す縦断面図である。

【図２】その防振支持装置を、上下反転し一部切り欠い
て示す分解斜視図である。

【図３】本考案による角速度センサの防振支持装置の異
なる実施例を示す要部の縦断面図である。

【図４】本考案による角速度センサの防振支持装置の更
に異なる実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 振動ジャイロ（角速度センサ） ２ 円筒状ケース ３ シリコン樹脂 ６，６１，６２ 防振ゴム（薄肉弾性板） ７ ハウジング ８，８１，８２ 防振体 １０ ユニットケース １５ 角速度センサユニット １６ 機体水平面 １７ 空気抜き用小孔

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に角速度センサが収容されて固定さ
   れる円筒状のケースと、 そのケースの外側に配置され、機体に固定される円筒状
   のハウジングと、 それらケースとハウジングとを結合する防振体と、から
   なり、 前記防振体が、前記ケースと同心のリング状をした軸方
   向及び径方向に変形しやすい複数枚の薄肉弾性板によっ
   て構成され、 その弾性板が、前記角速度センサを収容した前記ケース
   の軸線方向の重心位置に関してほぼ対称に配置されてい
   ることを特徴とする、 角速度センサの防振支持装置。
2. 【請求項２】 前記弾性板に空気抜き用の小孔が設けら
   れている、 請求項１記載の角速度センサの防振支持装置。
3. 【請求項３】 前記角速度センサが振動ジャイロであ
   る、 請求項１又は２記載の角速度センサの防振支持装置。