JP3046770B2 - Gimbal device for control stick - Google Patents

Gimbal device for control stick

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JP3046770B2
JP3046770B2 JP8324405A JP32440596A JP3046770B2 JP 3046770 B2 JP3046770 B2 JP 3046770B2 JP 8324405 A JP8324405 A JP 8324405A JP 32440596 A JP32440596 A JP 32440596A JP 3046770 B2 JP3046770 B2 JP 3046770B2
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Japan
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axis
gimbal
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control stick
angular displacement
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宗俊 江原
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株式会社コミュータヘリコプタ先進技術研究所
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    • Y02T50/40Weight reduction

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリコプタ等の航
空機、車両、ロボットマニピュレータなどの操縦装置や
コンピュータ用のデータ入力装置などに好適な操縦桿用
ジンバル装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control stick gimbal device suitable for a control device such as an aircraft such as a helicopter, a vehicle, a robot manipulator or a data input device for a computer.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、従来の操縦装置の一例を示す平
面図である。操縦桿は、操縦装置の基台1に対して直交
2軸(ロール軸Rとピッチ軸P)回りに揺動自在に支持
されており、各軸回りの操縦量を独立に取り出すために
2軸ジンバル装置が一般に使用される。操縦桿の上部に
は、手で握るためのグリップ2が取付けられる。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a plan view showing an example of a conventional steering device. The control stick is swingably supported about two orthogonal axes (a roll axis R and a pitch axis P) with respect to the base 1 of the control device. Gimbal devices are commonly used. A grip 2 for gripping by hand is attached to the upper part of the control stick.

【0003】グリップ2のロール軸回りの操縦量は出力
軸3から出力され、グリップ2のピッチ軸回りの操縦量
は出力軸7から出力され、2軸ジンバル装置の構造上、
出力軸3と出力軸7とは互いに直交する方向に突出して
いる。
The steering amount of the grip 2 around the roll axis is output from the output shaft 3, and the steering amount of the grip 2 around the pitch axis is output from the output shaft 7.
The output shaft 3 and the output shaft 7 project in directions orthogonal to each other.

【0004】出力軸3には、ロール軸回りの操縦量を検
出するセンサ4が取り付けられ、さらに出力軸3と一体
的に変位するアーム5の端部にはロール軸回りのフィー
ルを生成するためのフィール機構6が設置される。
[0004] A sensor 4 for detecting a steering amount around the roll axis is attached to the output shaft 3, and an end of an arm 5 displaced integrally with the output shaft 3 generates a feel around the roll axis. Is installed.

【0005】出力軸7には、ピッチ軸回りの操縦量を検
出するセンサ8が取り付けられ、さらに出力軸7と一体
的に変位するアーム9の端部にはピッチ軸回りのフィー
ルを生成するためのフィール機構10が設置される。
[0005] A sensor 8 for detecting a steering amount around the pitch axis is attached to the output shaft 7, and an end of an arm 9 displaced integrally with the output shaft 7 generates a feel around the pitch axis. Is installed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の操縦装置では、
各出力軸3、7が直交する方向に配置されるため、セン
サやフィール機構も各軸毎に設置する関係上、装置全体
が必然的に大型化してしまう。特に、こうした装置を航
空機のコクピット内にサイドスティック操縦装置として
設置する場合、パイロット座席回りの機器類の設置スペ
ースを確保するため、前後方向に比べて左右方向のサイ
ズ制限が厳しくなる。
In a conventional control device,
Since the output shafts 3 and 7 are arranged in a direction orthogonal to each other, since the sensors and the feel mechanism are installed for each shaft, the entire device is inevitably increased in size. In particular, when such a device is installed as a side stick control device in the cockpit of an aircraft, the size restrictions in the left-right direction are stricter than in the front-rear direction in order to secure a space for installing devices around the pilot seat.

【0007】また、従来の2軸ジンバル装置では、内側
ジンバル自体に第1軸用のセンサおよびフィール機構を
取り付け、外側ジンバルに第2軸用のセンサおよびフィ
ール機構を取り付け、内側ジンバル全体を外側ジンバル
で支持する構造を採る。そのため、可動部である内側ジ
ンバルの機構が複雑、大型になり、内側ジンバルを支持
する外側ジンバルも必然的に大型になって、操縦慣性の
増加や装置全体の大型化をもたらす。
In the conventional two-axis gimbal device, a sensor and a feel mechanism for the first axis are attached to the inner gimbal itself, a sensor and a feel mechanism for the second axis are attached to the outer gimbal, and the entire inner gimbal is attached to the outer gimbal. Take a structure to support with. Therefore, the mechanism of the inner gimbal, which is a movable part, becomes complicated and large, and the outer gimbal that supports the inner gimbal is also necessarily large, resulting in an increase in steering inertia and an increase in the size of the entire apparatus.

【0008】本発明の目的は、装置サイズを大幅に小型
化、薄型化でき、操作性に優れた操縦桿用ジンバル装置
を提供することである。
An object of the present invention is to provide a gimbal device for a control stick, which can greatly reduce the size and thickness of the device and is excellent in operability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、操縦桿を第1
軸回りに角変位自在に支持するための内側ジンバルと、
内側ジンバルを第1軸と直交する第2軸回りに角変位自
在に支持するための外側ジンバルと、外側ジンバルに対
して第1軸と同軸回りに角変位自在に支持された、円弧
状のスライド部材と、操縦桿の軸回りに角変位自在に設
けられ、操縦桿の第1軸回りの角変位とスライド部材と
が連動し、操縦桿の第2軸回りの角変位とスライド部材
とが連動しないように、操縦桿とスライド部材とを連結
するための連結部材と、スライド部材の第1軸回りの角
変位量を軸回り運動で出力する第1出力軸と、内側ジン
バルの揺動面と平行に配置され、内側ジンバルの第2軸
回りの角変位量を軸回り運動で出力する第2出力軸とを
備えることを特徴とする操縦桿用ジンバル装置である。
本発明に従えば、第2出力軸を内側ジンバルの揺動面と
平行に配置することによって、第1軸方向に突出する部
分を解消できるため、装置全体の小型化、特に第1軸方
向の装置サイズを薄型化することが可能となる。特に、
本装置を航空機のサイドスティック操縦装置として設置
した場合、第1軸となるロール軸と比べて第2軸となる
ピッチ軸方向の装置サイズを大幅に低減化できる。さら
に、第1軸回りの角変位量をスライド部材を介して第1
出力軸から直接取り出すことによって、内側ジンバル自
体に操縦量センサやフィール機構を取り付ける必要が無
くなり、内側ジンバルの小型化、軽量化が図られる。そ
の結果、操縦慣性の低減化、装置全体の小型軽量化を実
現できる。また、連結部材を操縦桿の軸回りに角変位自
在に設けることによって、連結部材とスライド部材との
間の捩り運動が許容されるため、連結部材の動きを円滑
化できる。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a control stick is provided in a first position.
An inner gimbal for supporting angular displacement around the axis,
An outer gimbal for supporting the inner gimbal so as to be angularly displaceable about a second axis orthogonal to the first axis, and an arc-shaped slide supported on the outer gimbal for angular displacement about the same axis as the first axis. The member is provided so as to be angularly displaceable about the axis of the control stick, and the angular displacement about the first axis of the control stick and the slide member are linked, and the angular displacement of the control stick about the second axis and the slide member are linked. A connecting member for connecting the control stick and the sliding member, a first output shaft for outputting the amount of angular displacement of the sliding member about the first axis by an axial movement, and a swinging surface of the inner gimbal. And a second output shaft that is arranged in parallel and outputs the amount of angular displacement of the inner gimbal about the second axis in a motion about the axis.
According to the present invention, by arranging the second output shaft in parallel with the swinging surface of the inner gimbal, it is possible to eliminate a portion protruding in the first axial direction. The device size can be reduced. In particular,
When this device is installed as an aircraft side stick control device, the size of the device in the pitch axis direction as the second axis can be significantly reduced as compared with the roll axis as the first axis. Further, the amount of angular displacement about the first axis is determined by the first member via the slide member.
By directly taking out from the output shaft, there is no need to attach a steering amount sensor or a feel mechanism to the inner gimbal itself, and the size and weight of the inner gimbal can be reduced. As a result, a reduction in steering inertia and a reduction in size and weight of the entire device can be realized. Further, by providing the connecting member so as to be angularly displaceable around the axis of the control stick, a torsional movement between the connecting member and the slide member is allowed, so that the movement of the connecting member can be smoothed.

【0010】また本発明は、第1出力軸および第2出力
軸が、外側ジンバルから同一方向かつ平行に突出するよ
うに配置されていることを特徴とする。本発明に従え
ば、第1出力軸および第2出力軸が同じ方向に突出して
いるため、外側ジンバルの一面に各軸に関する操縦量セ
ンサやフィール機構を集中的に配置することができ、装
置の薄型化が容易になる。また、外部機器とを接続する
電気配線等も集中的に配置できるため、装置の交換やメ
ンテナンスを容易に実施できる。
Further, the present invention is characterized in that the first output shaft and the second output shaft are arranged so as to project from the outer gimbal in the same direction and in parallel. According to the present invention, since the first output shaft and the second output shaft protrude in the same direction, a steering amount sensor and a feel mechanism for each axis can be intensively arranged on one surface of the outer gimbal, and the apparatus can be used. Thinning becomes easy. In addition, since electrical wiring and the like for connecting to external devices can be intensively arranged, replacement and maintenance of the device can be easily performed.

【0011】また本発明は、内側ジンバルと第2出力軸
とを連結し、角変位軸の方向を変換する回転軸変換機構
を備えることを特徴とする。本発明に従えば、回転軸変
換機構を用いることによって、内側ジンバルの回転軸方
向を任意の方向、好ましくは90度の方向に変換するこ
とができるため、第2出力軸を配置する方向の設計自由
度を高めることができ、装置の小型化、薄型化に資す
る。
Further, the present invention is characterized in that a rotation axis conversion mechanism for connecting the inner gimbal and the second output shaft and changing the direction of the angular displacement axis is provided. According to the present invention, since the rotation axis direction of the inner gimbal can be changed to an arbitrary direction, preferably a direction of 90 degrees by using the rotation axis conversion mechanism, the design of the direction in which the second output shaft is arranged is designed. The degree of freedom can be increased, which contributes to downsizing and thinning of the device.

【0012】また本発明は、前記回転軸変換機構は、内
側ジンバルと連動するホイールおよび第2出力軸と連動
するバレルカムで構成されることを特徴とする。本発明
に従えば、内側ジンバルと第2出力軸との間の順方向お
よび逆方向の伝達効率を向上できるため、第2出力軸に
フィール機構を取り付けた場合にフィール機構からの力
を操縦桿に効率よく伝達することができる。
Further, the present invention is characterized in that the rotary shaft conversion mechanism is constituted by a wheel interlocking with an inner gimbal and a barrel cam interlocking with a second output shaft. According to the present invention, the forward and reverse transmission efficiencies between the inner gimbal and the second output shaft can be improved. Therefore, when a feel mechanism is attached to the second output shaft, the force from the feel mechanism is controlled by the control rod. Can be transmitted efficiently.

【0013】また本発明は、前記回転軸変換機構は、増
速または減速となる変速比を有することを特徴とする。
本発明に従えば、第2出力軸に電動によるフィール機構
を取り付けた場合に、フィールを発生する駆動源、たと
えばモータの出力や回転数を変速比分だけ緩和すること
ができるため、装置の小型化や消費電力の低減に資す
る。
Further, the invention is characterized in that the rotating shaft conversion mechanism has a speed ratio for increasing or decreasing the speed.
According to the present invention, when a motorized feeler mechanism is attached to the second output shaft, the drive source that generates the feel, for example, the output and the number of revolutions of the motor can be reduced by the speed ratio, so that the size of the device can be reduced. And power consumption.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る操縦桿用ジ
ンバル装置を示す平面図である。操縦桿は、基台11に
対して直交2軸(ロール軸Rとピッチ軸P)回りに揺動
自在に支持されている。操縦桿の上部には、手で握るた
めのグリップ12が取付けられる。
FIG. 1 is a plan view showing a control stick gimbal device according to the present invention. The control stick is swingably supported about two orthogonal axes (a roll axis R and a pitch axis P) with respect to the base 11. A grip 12 for gripping by hand is attached to the upper part of the control stick.

【0015】グリップ12のロール軸回りの操縦量は出
力軸13から出力される。出力軸13には、ロール軸回
りの操縦量を検出するセンサ14が取り付けられ、さら
に出力軸13と一体的に変位するアーム15の端部には
ロール軸回りのフィールを生成するためのフィール機構
16が設置される。
The amount of operation of the grip 12 around the roll axis is output from an output shaft 13. A sensor 14 for detecting a steering amount around the roll axis is attached to the output shaft 13, and a feel mechanism for generating a feel around the roll axis is provided at an end of an arm 15 that is displaced integrally with the output shaft 13. 16 are installed.

【0016】グリップ12のピッチ軸回りの操縦量は出
力軸17から出力される。出力軸17には、ピッチ軸回
りの操縦量を検出するセンサ18が取り付けられ、さら
に出力軸17と一体的に変位するアーム19の端部には
ピッチ軸回りのフィールを生成するためのフィール機構
20が設置される。
The operation amount of the grip 12 around the pitch axis is output from an output shaft 17. A sensor 18 for detecting a steering amount around the pitch axis is attached to the output shaft 17, and a feeling mechanism for generating a feel around the pitch axis is provided at an end of an arm 19 that is displaced integrally with the output shaft 17. 20 are installed.

【0017】出力軸13と出力軸17は、装置の後面か
ら同一方向かつ平行に突出するように配置されており、
各出力軸13、17に関するセンサ14、18やフィー
ル機構16、20を集中的に配置できるため、従来と比
べて装置の薄型化が可能になる。
The output shaft 13 and the output shaft 17 are arranged so as to project in the same direction and in parallel from the rear surface of the device.
Since the sensors 14 and 18 and the feel mechanisms 16 and 20 relating to the respective output shafts 13 and 17 can be arranged in a concentrated manner, the apparatus can be made thinner as compared with the related art.

【0018】図2は、本発明の実施の一形態を示す概略
斜視図である。図3は具体的な内部構造の一例を示し、
図3(a)はA−A線断面図、図3(b)はB−B線断
面図、図3(c)はC−C線断面図である。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an embodiment of the present invention. FIG. 3 shows an example of a specific internal structure,
3A is a sectional view taken along line AA, FIG. 3B is a sectional view taken along line BB, and FIG. 3C is a sectional view taken along line CC.

【0019】グリップ12ととともに操縦桿を構成する
シャフト21はロール軸Rと同軸方向に延びる軸30を
有し、軸30が角筒状のインナージンバル31にベアリ
ングを介して軸支されることによって、ロール軸R回り
に角変位自在に支持されている。
The shaft 21 that forms a control stick together with the grip 12 has a shaft 30 extending coaxially with the roll axis R. The shaft 30 is supported by a rectangular cylindrical inner gimbal 31 via a bearing. , And are supported so as to be angularly displaceable about the roll axis R.

【0020】インナージンバル31はピッチ軸Pと同軸
方向に延びる軸32を有し、軸32が角筒状のアウター
ジンバル40にベアリングを介して軸支されることによ
って、ピッチ軸P回りに角変位自在に支持されている。
こうして操縦桿の2軸ジンバル機構が構成される。
The inner gimbal 31 has a shaft 32 extending coaxially with the pitch axis P. When the shaft 32 is supported by a rectangular outer gimbal 40 via a bearing, angular displacement about the pitch axis P is achieved. It is freely supported.
Thus, a two-axis gimbal mechanism of the control stick is configured.

【0021】アウタージンバル40の内側には、インナ
ージンバル31を迂回するように、ピッチ軸Pを中心と
する円弧状のスライド板42が配置される。スライド板
42の両端には1対のアーム41(図2では省略)が固
定され、アーム41はベアリングを介してアウタージン
バル40にロール軸R回りに軸支されることによって、
スライド板42もロール軸Rと同軸回りに角変位自在と
なり、その角変位量は一体的に回転する出力軸13から
出力される。
Inside the outer gimbal 40, an arc-shaped slide plate 42 centered on the pitch axis P is arranged so as to bypass the inner gimbal 31. A pair of arms 41 (omitted in FIG. 2) are fixed to both ends of the slide plate 42, and the arms 41 are supported by the outer gimbal 40 around the roll axis R via bearings.
The slide plate 42 is also capable of angular displacement about the same axis as the roll axis R, and the amount of angular displacement is output from the output shaft 13 that rotates integrally.

【0022】シャフト21の下端部には、スライド板4
2を挟むように下向きU字状の連結部材43が設けられ
る。連結部材43のU字アームには、スライド板42を
挟持するように接触する1対のカムフォロワ44が取り
付けらる。
At the lower end of the shaft 21, a slide plate 4 is provided.
2, a downwardly U-shaped connecting member 43 is provided. A pair of cam followers 44 that are in contact with each other so as to sandwich the slide plate 42 are attached to the U-shaped arm of the connecting member 43.

【0023】こうした構成によって、シャフト21がロ
ール軸R回りに角変位すると、力がカムフォロワ44を
介してスライド板42に伝達するため、シャフト21の
ロール軸R回りの動きとスライド板42の動きとが連動
する。一方、シャフト21がピッチ軸P回りに角変位す
ると、連結部材43はカムフォロワ44の転がりによっ
てスライド板42と平行に角変位するだけとなり、シャ
フト21のピッチ軸P回りの動きとスライド板42の動
きとは連動しなくなる。こうしてシャフト21のロール
軸R回りの角変位だけを出力軸13から取り出すことが
できる。
With this configuration, when the shaft 21 is angularly displaced around the roll axis R, a force is transmitted to the slide plate 42 via the cam follower 44, so that the movement of the shaft 21 around the roll axis R and the movement of the slide plate 42 Are linked. On the other hand, when the shaft 21 is angularly displaced around the pitch axis P, the connecting member 43 is only angularly displaced in parallel with the slide plate 42 by the rolling of the cam follower 44, and the movement of the shaft 21 around the pitch axis P and the movement of the slide plate 42 Will not be linked. Thus, only the angular displacement of the shaft 21 around the roll axis R can be taken out from the output shaft 13.

【0024】なお、シャフト21がピッチ軸P回りに角
変位する場合、スライド板42が垂直な姿勢であると
き、連結部材43の動きは円滑であるが、ロール角操縦
によってスライド板42が一定角度で傾斜するとき、幾
何学的に連結部材43の挟持面とスライド板42とが僅
かに平行でなくなり、連結部材43は捩り力を受ける。
その対策として、連結部材43をシャフト21の軸回り
に角変位自在に支持する構造を採用することによって、
任意のロール角において連結部材43のピッチ軸P回り
の動きを円滑化できる。
When the shaft 21 is angularly displaced about the pitch axis P, when the slide plate 42 is in a vertical position, the movement of the connecting member 43 is smooth. , The holding surface of the connecting member 43 and the slide plate 42 are not slightly parallel to each other geometrically, and the connecting member 43 receives a torsional force.
As a countermeasure, by adopting a structure in which the connecting member 43 is supported so as to be angularly displaceable around the axis of the shaft 21,
At an arbitrary roll angle, the movement of the connecting member 43 around the pitch axis P can be smoothed.

【0025】次にピッチ軸P回りの機構について説明す
る。インナージンバル31には、ピッチ軸Pを中心とし
て周方向に一定間隔に配置された複数の係合部34を有
するホイール33が固定され、ピッチ軸P回りに一体的
に角変位する。係合部34は、ホイール33と一体的に
成形された突起でも構わないが、伝達損失を低減するた
め、ホイール33に形成された凹部に鋼球を埋め込んだ
ボール軸受け構造が好ましい。なお、図2に示すホイー
ル33は円板形状を成し、インナージンバル31の外面
に取り付けられている。図3に示すホイール33は、ピ
ッチ軸回りの操縦範囲だけを網羅する円弧状を成し、イ
ンナージンバル31の内面に取り付けられている。
Next, a mechanism around the pitch axis P will be described. A wheel 33 having a plurality of engagement portions 34 arranged at regular intervals in the circumferential direction around the pitch axis P is fixed to the inner gimbal 31, and angularly displaces integrally around the pitch axis P. The engaging portion 34 may be a protrusion integrally formed with the wheel 33, but is preferably a ball bearing structure in which a steel ball is embedded in a concave portion formed on the wheel 33 in order to reduce transmission loss. The wheel 33 shown in FIG. 2 has a disk shape and is attached to the outer surface of the inner gimbal 31. The wheel 33 shown in FIG. 3 has an arc shape that covers only the maneuvering range around the pitch axis, and is attached to the inner surface of the inner gimbal 31.

【0026】こうしたホイール33と係合するようにバ
レルカム35が設けられ、ピッチ軸Pと直交する軸回り
に回転するようにアウタージンバル40に軸支されてい
る。バレルカム35の周面にはスパイラル状の溝が形成
されており、ホイール33の係合部34と係合すること
によって、ホイール33のピッチ軸P回りの角変位を直
交する軸回りの角変位に変換する回転軸変換機構を構成
する。また、上述のように、係合部34としてボール軸
受け構造を採用することによって、バレルカム35の角
変位をホイール33に伝達することも可能である。ホイ
ール33とバレルカム35の変速比は、係合部34の回
転半径、バレルカム35の溝の回転半径およびスパイラ
ルピッチで決定される。この変速比を増速または減速と
なるように設定することで、出力軸17に電動によるフ
ィール機構を取り付けた場合に、フィールを発生する駆
動源、たとえばモータの出力や回転数を変速比分だけ緩
和することができるため、装置の小型化や消費電力の低
減に資する。
A barrel cam 35 is provided so as to engage with the wheel 33, and is rotatably supported by an outer gimbal 40 so as to rotate about an axis orthogonal to the pitch axis P. A spiral groove is formed on the peripheral surface of the barrel cam 35, and by engaging with the engaging portion 34 of the wheel 33, the angular displacement of the wheel 33 around the pitch axis P is changed to an angular displacement around an orthogonal axis. A rotation axis conversion mechanism for conversion is configured. Further, as described above, by adopting the ball bearing structure as the engaging portion 34, it is possible to transmit the angular displacement of the barrel cam 35 to the wheel 33. The gear ratio between the wheel 33 and the barrel cam 35 is determined by the turning radius of the engaging portion 34, the turning radius of the groove of the barrel cam 35, and the spiral pitch. By setting this gear ratio to increase or decrease the speed, when a motorized feeler mechanism is attached to the output shaft 17, the drive source that generates the feel, for example, the motor output or the number of revolutions, is reduced by the gear ratio. This contributes to downsizing of the device and reduction of power consumption.

【0027】バレルカム35の出力軸17は、ピッチ軸
Pに対して直交する面内であれば任意の方向に配置可能
であるが、図3ではロール軸Rと同軸の出力軸13と平
行で同一方向にアウタージンバル40から突出するよう
に配置される。
The output shaft 17 of the barrel cam 35 can be arranged in any direction within a plane perpendicular to the pitch axis P, but in FIG. It is arranged to protrude from the outer gimbal 40 in the direction.

【0028】こうした構成において、グリップ12をロ
ール軸R回りに操縦すると、シャフト21および連結部
材43が軸30の回りに揺動し、連結部材43を介して
スライド板42がロール軸R回りに角変位し、最終的に
ロール操縦量は出力軸13の角変位量として出力され
る。一方、グリップ12をピッチ軸P回りに操縦する
と、シャフト21およびインナージンバル31が軸32
の回りに揺動し、ホイール33を介してバレルカム35
がロール軸Rと平行な軸回りに角変位し、最終的にピッ
チ操縦量は出力軸17の角変位量として出力される。
In such a configuration, when the grip 12 is steered around the roll axis R, the shaft 21 and the connecting member 43 swing around the shaft 30, and the slide plate 42 is turned around the roll axis R via the connecting member 43. The output shaft 13 is displaced, and finally the roll operation amount is output as the angular displacement amount of the output shaft 13. On the other hand, when the grip 12 is steered around the pitch axis P, the shaft 21 and the inner gimbal 31
Around the barrel cam 35 via the wheel 33.
Is angularly displaced around an axis parallel to the roll axis R, and the pitch control amount is finally output as the angular displacement amount of the output shaft 17.

【0029】図4は、本発明の実施の他の形態を示す概
略斜視図である。ここでは、バレルカム35の出力軸1
7をピッチ軸Pに対して直交する面内であって、ロール
軸Rとも直交する方向(下方)に配置しているため、装
置の下面からピッチ操縦量を取り出すことになる。こう
した構成においても、ピッチ軸方向の装置サイズを低減
化することができる。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing another embodiment of the present invention. Here, the output shaft 1 of the barrel cam 35
Since 7 is disposed in a direction (downward) perpendicular to the pitch axis P and also perpendicular to the roll axis R, the pitch control amount is taken out from the lower surface of the apparatus. Even in such a configuration, the device size in the pitch axis direction can be reduced.

【0030】なお、出力軸17とスライド板42との干
渉が発生する場合には、ホイール33の直径を大きくし
て、バレルカム35の軸を出力軸13の方に寄せて配置
することによって、スライド板42の変位量を充分確保
できる。
When interference between the output shaft 17 and the slide plate 42 occurs, the diameter of the wheel 33 is increased, and the shaft of the barrel cam 35 is arranged closer to the output shaft 13 so as to slide. The displacement of the plate 42 can be sufficiently secured.

【0031】以上の説明において、回転軸変換機構とし
てホイールとバレルカムの組合せを示したが、その他
に、互いに直交する回転軸を有する1対のベベルギアが
使用可能である。
In the above description, the combination of the wheel and the barrel cam has been described as the rotation axis conversion mechanism. Alternatively, a pair of bevel gears having rotation axes orthogonal to each other can be used.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、第
1軸方向に突出する部分を解消できるため、装置全体の
小型化、特に第1軸方向の装置サイズを薄型化すること
が可能となる。
As described in detail above, according to the present invention, since the portion protruding in the first axial direction can be eliminated, it is possible to reduce the size of the entire device, and particularly to reduce the size of the device in the first axial direction. Becomes

【0033】さらに、内側ジンバル自体に操縦量センサ
やフィール機構を取り付ける必要が無くなり、内側ジン
バルの小型化、軽量化が図られ、操縦慣性の低減化、装
置全体の小型軽量化を実現できる。また、連結部材を操
縦桿の軸回りに角変位自在に設けることによって、連結
部材とスライド部材との間の捩り運動が許容されるた
め、連結部材の動きを円滑化できる。
Further, there is no need to attach a steering amount sensor or a feel mechanism to the inner gimbal itself, so that the inner gimbal can be reduced in size and weight, and the steering inertia can be reduced, and the entire apparatus can be reduced in size and weight. In addition, since the connecting member is provided so as to be angularly displaceable around the axis of the control stick, a torsional movement between the connecting member and the slide member is allowed, so that the movement of the connecting member can be smoothed.

【0034】また、第1出力軸および第2出力軸が同じ
方向に突出しているため、外側ジンバルの一面に各軸に
関する操縦量センサやフィール機構を集中的に配置する
ことができ、装置の薄型化が容易になる。
Further, since the first output shaft and the second output shaft protrude in the same direction, a steering amount sensor and a feel mechanism for each axis can be intensively arranged on one surface of the outer gimbal, and the apparatus can be made thin. It becomes easier.

【0035】また、回転軸変換機構を用いることによっ
て、第2出力軸を配置する方向の設計自由度を高めるこ
とができ、装置の小型化、薄型化に資する。
Further, by using the rotation axis conversion mechanism, the degree of freedom in designing the direction in which the second output shaft is arranged can be increased, which contributes to the reduction in size and thickness of the device.

【0036】また、回転軸変換機構としてホイールとバ
レルカムとの組合せを用いることによって、内側ジンバ
ルと第2出力軸との間の順方向および逆方向の伝達効率
を向上できる。
Further, by using a combination of a wheel and a barrel cam as the rotation shaft conversion mechanism, the forward and reverse transmission efficiency between the inner gimbal and the second output shaft can be improved.

【0037】また、回転軸変換機構を増速または減速と
なる変速比に設定することによって、第2出力軸に電動
によるフィール機構を取り付けた場合に、フィールを発
生する駆動源、たとえばモータの出力や回転数を変速比
分だけ緩和することができるため、装置の小型化や消費
電力の低減に資する。
Further, by setting the rotation axis conversion mechanism to a speed ratio for increasing or decreasing the speed, a drive source for generating a feel when an electric feel mechanism is attached to the second output shaft, for example, an output of a motor. And the number of revolutions can be reduced by the speed ratio, which contributes to downsizing of the device and reduction of power consumption.

【0038】こうして装置サイズを大幅に小型化、薄型
化でき、操作性に優れた操縦桿用ジンバル装置を実現で
きる。
In this manner, the size of the apparatus can be significantly reduced in size and thickness, and a gimbal apparatus for a control stick excellent in operability can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る操縦桿用ジンバル装置を示す平面
図である。
FIG. 1 is a plan view showing a control stick gimbal device according to the present invention.

【図2】本発明の実施の一形態を示す概略斜視図であ
る。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing one embodiment of the present invention.

【図3】具体的な内部構造の一例を示し、図3(a)は
A−A線断面図、図3(b)はB−B線断面図、図3
(c)はC−C線断面図である。
3A and 3B show an example of a specific internal structure. FIG. 3A is a sectional view taken along line AA, FIG. 3B is a sectional view taken along line BB, and FIG.
(C) is a sectional view taken along line CC.

【図4】本発明の実施の他の形態を示す概略斜視図であ
る。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing another embodiment of the present invention.

【図5】従来の操縦装置の一例を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing an example of a conventional steering device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 グリップ 13、17 出力軸 14、18 センサ 16、20 フィール機構 21 シャフト 31 インナージンバル 33 ホイール 35 バレルカム 40 アウタージンバル 42 スライド板 43 連結部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Grip 13, 17 Output shaft 14, 18 Sensor 16, 20 Feeling mechanism 21 Shaft 31 Inner gimbal 33 Wheel 35 Barrel cam 40 Outer gimbal 42 Slide plate 43 Connecting member

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05G 9/047 B64C 13/04 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G05G 9/047 B64C 13/04

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 操縦桿を第1軸回りに角変位自在に支持
するための内側ジンバルと、 内側ジンバルを第1軸と直交する第2軸回りに角変位自
在に支持するための外側ジンバルと、 外側ジンバルに対して第1軸と同軸回りに角変位自在に
支持された、円弧状のスライド部材と、 操縦桿の軸回りに角変位自在に設けられ、操縦桿の第1
軸回りの角変位とスライド部材とが連動し、操縦桿の第
2軸回りの角変位とスライド部材とが連動しないよう
に、操縦桿とスライド部材とを連結するための連結部材
と、 スライド部材の第1軸回りの角変位量を軸回り運動で出
力する第1出力軸と、 内側ジンバルの揺動面と平行に配置され、内側ジンバル
の第2軸回りの角変位量を軸回り運動で出力する第2出
力軸とを備えることを特徴とする操縦桿用ジンバル装
置。
An inner gimbal for supporting the control stick so as to be angularly displaceable about a first axis; and an outer gimbal for supporting the inner gimbal for angular displacement about a second axis orthogonal to the first axis. An arc-shaped slide member supported so as to be angularly displaceable coaxially with the first axis with respect to the outer gimbal; and a first member of the control stick provided so as to be angularly displaceable about the axis of the control stick.
A connecting member for connecting the control stick and the slide member so that the angular displacement about the axis and the slide member are linked and the angular displacement of the control stick about the second axis and the slide member are not linked; A first output shaft for outputting the angular displacement amount of the inner gimbal about the first axis by an axial movement, and an angular displacement amount of the inner gimbal around the second axis for the angular movement about the second axis. A gimbal device for a control stick, comprising: a second output shaft for outputting.
【請求項2】 第1出力軸および第2出力軸が、外側ジ
ンバルから同一方向かつ平行に突出するように配置され
ていることを特徴とする請求項1記載の操縦桿用ジンバ
ル装置。
2. The gimbal device for a control stick according to claim 1, wherein the first output shaft and the second output shaft are arranged so as to project in the same direction and in parallel from the outer gimbal.
【請求項3】 内側ジンバルと第2出力軸とを連結し、
角変位軸の方向を変換する回転軸変換機構を備えること
を特徴とする請求項1記載の操縦桿用ジンバル装置。
3. An inner gimbal is connected to the second output shaft,
The control column gimbal device according to claim 1, further comprising a rotation axis conversion mechanism that changes a direction of the angular displacement axis.
【請求項4】 前記回転軸変換機構は、内側ジンバルと
連動するホイールおよび第2出力軸と連動するバレルカ
ムで構成されることを特徴とする請求項3記載の操縦桿
用ジンバル装置。
4. The control column gimbal device according to claim 3, wherein the rotation axis conversion mechanism includes a wheel interlocked with an inner gimbal and a barrel cam interlocked with a second output shaft.
【請求項5】 前記回転軸変換機構は、増速または減速
となる変速比を有することを特徴とする請求項3記載の
操縦桿用ジンバル装置。
5. The control stick gimbal device according to claim 3, wherein the rotation axis conversion mechanism has a speed ratio for increasing or decreasing the speed.
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