JP3377514B2 - リングレーザジャイロスコープのディザーモータ構造体 - Google Patents
リングレーザジャイロスコープのディザーモータ構造体Info
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- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/66—Ring laser gyrometers
- G01C19/68—Lock-in prevention
- G01C19/70—Lock-in prevention by mechanical means
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- Power Engineering (AREA)
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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- Micromachines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の背景】本発明は、慣性力計器センサに関する。
特に、本発明は、リングレーザジャイロスコープ用ディ
ザー（ｄｉｔｈｅｒ）ばね構造体、及びリングレーザジ
ャイロスコープ用ブロックに対する熱に起因する応力効
果を最小にするディザースプリングの製造方法である。
特に、本発明は、リングレーザジャイロスコープ用ディ
ザー（ｄｉｔｈｅｒ）ばね構造体、及びリングレーザジ
ャイロスコープ用ブロックに対する熱に起因する応力効
果を最小にするディザースプリングの製造方法である。
【０００２】リングレーザジャイロスコープ（ＲＬＧ）
は、航空機のような乗物の回転角度を測定するために一
般に使用される。かかるジャイロスコープは、多数の鏡
からの連続的な反射光の助けを借りて、閉ループ光路す
なわち「リング」内にて移動する、反対方向に回転する
２つのレーザ光ビームを有している。この閉じた光路
は、ジャイロスコープフレームすなわち「ブロック」の
内側となる光キャビティにより画成される。一つの型式
のＲＬＧにおいて、ブロックは、六角形の形状の外周を
形成する６つの平坦な側部により境が設定された平坦な
上面及び底面を有している。ブロックの３つの平坦な非
隣接側部は三角形の形状をした光路の隅部にて３つの鏡
に対する鏡の取り付け面を形成する。
は、航空機のような乗物の回転角度を測定するために一
般に使用される。かかるジャイロスコープは、多数の鏡
からの連続的な反射光の助けを借りて、閉ループ光路す
なわち「リング」内にて移動する、反対方向に回転する
２つのレーザ光ビームを有している。この閉じた光路
は、ジャイロスコープフレームすなわち「ブロック」の
内側となる光キャビティにより画成される。一つの型式
のＲＬＧにおいて、ブロックは、六角形の形状の外周を
形成する６つの平坦な側部により境が設定された平坦な
上面及び底面を有している。ブロックの３つの平坦な非
隣接側部は三角形の形状をした光路の隅部にて３つの鏡
に対する鏡の取り付け面を形成する。
【０００３】作用に関して説明すれば、ＲＬＧがその入
力軸線（ブロックの平坦な上面及び底面に対して垂直で
且つこれらの面の中心にある）の周りを回転するとき、
互いに反対方向に回転する各レーザ光ビームの有効光路
長さが変化し、角速度に公称上は比例する周波数におけ
る差が各ビームの間にて生ずる。次に、この差を信号処
理電子機器により測定して、その乗物の回転角度を決定
する。
力軸線（ブロックの平坦な上面及び底面に対して垂直で
且つこれらの面の中心にある）の周りを回転するとき、
互いに反対方向に回転する各レーザ光ビームの有効光路
長さが変化し、角速度に公称上は比例する周波数におけ
る差が各ビームの間にて生ずる。次に、この差を信号処
理電子機器により測定して、その乗物の回転角度を決定
する。
【０００４】レーザ光ビームが鏡の表面にて反射される
ときに形成される、後方散乱放射光、及びその他の因子
が原因となって、その入力軸線の周りのＲＬＧの角速度
が特定の閾値以下の値であるときには互いに反対方向に
回転する各レーザ光ビーム間における周波数の差は無く
なる。この現象は、「ロックイン」と称され、このロッ
クインが生ずる回転角度範囲は、ＲＬＧの「不作用領域
（ｄｅａｄｂａｎｄ）」である。低回転速度のとき、ロ
ックインは、実際には低回転率のとき、回転していない
と表示することになるから、この現象は望ましくない。
このため、低回転率を正確に測定し得ないことは、乗物
のナビゲーション装置のＲＬＧの有効性を低下させるこ
とになる。
ときに形成される、後方散乱放射光、及びその他の因子
が原因となって、その入力軸線の周りのＲＬＧの角速度
が特定の閾値以下の値であるときには互いに反対方向に
回転する各レーザ光ビーム間における周波数の差は無く
なる。この現象は、「ロックイン」と称され、このロッ
クインが生ずる回転角度範囲は、ＲＬＧの「不作用領域
（ｄｅａｄｂａｎｄ）」である。低回転速度のとき、ロ
ックインは、実際には低回転率のとき、回転していない
と表示することになるから、この現象は望ましくない。
このため、低回転率を正確に測定し得ないことは、乗物
のナビゲーション装置のＲＬＧの有効性を低下させるこ
とになる。
【０００５】ロックイン現象を解消するため幾つかの公
知の方策がある。かかる方策の１つは、ＲＬＧをその入
力軸線の周りにて機械的に振動させ、ＲＬＧが常に、不
作用領域に作用し、その内に係止されることが絶対ない
ようにするため駆動モータを使用することを含む。この
ＲＬＧの機械的振動は、ディザー（ｄｉｔｈｅｒｉｎ
ｇ）と称される。ディザーは、「ディザースプリング」
として公知の撓み装置にジャイロスコープ用ブロックを
取り付けることにより行われる。
知の方策がある。かかる方策の１つは、ＲＬＧをその入
力軸線の周りにて機械的に振動させ、ＲＬＧが常に、不
作用領域に作用し、その内に係止されることが絶対ない
ようにするため駆動モータを使用することを含む。この
ＲＬＧの機械的振動は、ディザー（ｄｉｔｈｅｒｉｎ
ｇ）と称される。ディザーは、「ディザースプリング」
として公知の撓み装置にジャイロスコープ用ブロックを
取り付けることにより行われる。
【０００６】ＲＬＧ１４のジャイロスコープ用ブロック
１２をディザーさせる、かかる公知のディザースプリン
グ１０が図１に図示されている。このディザースプリン
グ１０は、全体として、ハブ１６と連続的な円環状縁部
２２との間を伸長する複数の可撓性の半径方向部材すな
わちリード２０を有する中央部材すなわちハブ１６（Ｒ
ＬＧ１４の入力軸線１８上に中心がある）から成ってい
る。三角形の形状のローブ（ｌｏｂｅ、切れ込みで分か
れた突出部）２４がハブ１６から外方に伸長し、ローブ
２４の１つは、各対の隣接するリード（ｒｅｅｄ）２０
の間に介在させてある。ローブ２４の各々は、ディザー
スプリング１０を適当なジャイロ支持体又は慣性力プラ
ットフォーム（図示せず）に締結し且つ固着するため、
ボルト（図示せず）のような適当な締結具用の取付用穴
２６を有している。円環状縁部（トロイダル・リム、ｔ
ｒｏｉｄａｌ ｒｉｍｒｉｍ）２２は、円弧状の形状を
した取り付け部分２８により画成され、この取り付け部
分２８を通じて、ディザースプリング１０は、適当な接
着剤によりジャイロスコープ用ブロック１２のブロック
穴３０内に固着される。取り付け部分２８は、リード２
０の端部に配置された縁部切欠き３２を介して円弧状に
隔てられている。リードの各々は、適当な接着剤を介し
てその両側部に取り付けられた一対の圧電変換器（ＰＺ
Ｔ）３４を有している。ディザースプリング１０とＰＺ
Ｔ３４との組み合わせ体は、ＲＬＧ１４をその入力軸線
１８の周りにて機械的に振動させる駆動モータ１１を画
成する。
１２をディザーさせる、かかる公知のディザースプリン
グ１０が図１に図示されている。このディザースプリン
グ１０は、全体として、ハブ１６と連続的な円環状縁部
２２との間を伸長する複数の可撓性の半径方向部材すな
わちリード２０を有する中央部材すなわちハブ１６（Ｒ
ＬＧ１４の入力軸線１８上に中心がある）から成ってい
る。三角形の形状のローブ（ｌｏｂｅ、切れ込みで分か
れた突出部）２４がハブ１６から外方に伸長し、ローブ
２４の１つは、各対の隣接するリード（ｒｅｅｄ）２０
の間に介在させてある。ローブ２４の各々は、ディザー
スプリング１０を適当なジャイロ支持体又は慣性力プラ
ットフォーム（図示せず）に締結し且つ固着するため、
ボルト（図示せず）のような適当な締結具用の取付用穴
２６を有している。円環状縁部（トロイダル・リム、ｔ
ｒｏｉｄａｌ ｒｉｍｒｉｍ）２２は、円弧状の形状を
した取り付け部分２８により画成され、この取り付け部
分２８を通じて、ディザースプリング１０は、適当な接
着剤によりジャイロスコープ用ブロック１２のブロック
穴３０内に固着される。取り付け部分２８は、リード２
０の端部に配置された縁部切欠き３２を介して円弧状に
隔てられている。リードの各々は、適当な接着剤を介し
てその両側部に取り付けられた一対の圧電変換器（ＰＺ
Ｔ）３４を有している。ディザースプリング１０とＰＺ
Ｔ３４との組み合わせ体は、ＲＬＧ１４をその入力軸線
１８の周りにて機械的に振動させる駆動モータ１１を画
成する。
【０００７】各リード２０における１つのＰＺＴの長さ
が長くなる一方、他方のＰＺＴの長さが短くなるよう
に、電圧がＰＺＴ３４に印加される。ＰＺＴ３４におけ
るこうした長さが変化する効果は、その上のＰＺＴ３４
の取り付け部を通じてリード２０に伝達される。各リー
ド２０の一側部の長さを長くする一方、他の側部の長さ
を短くすることでリード２０は撓み又は曲がり、リード
２０の各々は、ＲＬＧ入力軸線１８の周りにて僅かに回
転する。電圧は変動し、このため、リード２０は、常
時、振動位相にあり、円環状縁部２２に取り付けられた
ジャイロスコープ用ブロック１２は、入力軸線１８の周
りにて回転する。ディザーの振幅は、ロックイン効果を
最小にし得るように全体として入念に制御し且つモニタ
リングされる。ディザーの振動角速度及び変位量は常
時、モニタリングすることができるため、これらをＲＬ
Ｇ１４の出力信号から排除することができる。
が長くなる一方、他方のＰＺＴの長さが短くなるよう
に、電圧がＰＺＴ３４に印加される。ＰＺＴ３４におけ
るこうした長さが変化する効果は、その上のＰＺＴ３４
の取り付け部を通じてリード２０に伝達される。各リー
ド２０の一側部の長さを長くする一方、他の側部の長さ
を短くすることでリード２０は撓み又は曲がり、リード
２０の各々は、ＲＬＧ入力軸線１８の周りにて僅かに回
転する。電圧は変動し、このため、リード２０は、常
時、振動位相にあり、円環状縁部２２に取り付けられた
ジャイロスコープ用ブロック１２は、入力軸線１８の周
りにて回転する。ディザーの振幅は、ロックイン効果を
最小にし得るように全体として入念に制御し且つモニタ
リングされる。ディザーの振動角速度及び変位量は常
時、モニタリングすることができるため、これらをＲＬ
Ｇ１４の出力信号から排除することができる。
【０００８】上述した公知のディザースプリング１０
は、ロックインを防止し得るように、ＲＬＧ１４のジャ
イロスコープ用ブロック１２を十分にディザーさせる
が、幾つかの不利益な点がある。現在、図１に図示した
ディザースプリング１０は、放電加工（ＥＤＭ、ｅｌｅ
ｃｔｒｏ−ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）
として公知の方法を介してディザースプリング「ブラン
ク」から所要形状に機械加工されている。ＥＤＭは、光
エネルギの電源から発生された電気スパークを使用して
材料を除去する。図１の公知のディザースプリング１０
を形成するため、ディザースプリング「ブランク」を最
初に穿孔して、ＥＤＭ切断要素用の中央の位置決め穴
（この穴はＲＬＧの入力軸線１８も画成する）を形成す
ることが必要となる。次に、３つのローブ締結具の穴２
６を穿孔する。その後、ＥＤＭ切断要素を３回作動させ
て、「ブランク」から材料を除去し（参照番号３６、３
８、４０を参照）、ディザースプリング１０の３つのロ
ーブ２４及び３つのリード２０を形成する。最後に、Ｅ
ＤＭ切断要素の４回目の作動をさせ、ブランクから材料
を除去し（参照番号４２を参照）、円環状縁部２２の外
周を形成する。ディザースプリング１０を最終的な形態
に機械加工するため、多数回の穿孔ステップ及びＥＤＭ
切断要素の多数回の作動が必要となるため、図１に図示
した公知のディザースプリング構造体の製造はコスト高
となり且つ時間がかかる。
は、ロックインを防止し得るように、ＲＬＧ１４のジャ
イロスコープ用ブロック１２を十分にディザーさせる
が、幾つかの不利益な点がある。現在、図１に図示した
ディザースプリング１０は、放電加工（ＥＤＭ、ｅｌｅ
ｃｔｒｏ−ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）
として公知の方法を介してディザースプリング「ブラン
ク」から所要形状に機械加工されている。ＥＤＭは、光
エネルギの電源から発生された電気スパークを使用して
材料を除去する。図１の公知のディザースプリング１０
を形成するため、ディザースプリング「ブランク」を最
初に穿孔して、ＥＤＭ切断要素用の中央の位置決め穴
（この穴はＲＬＧの入力軸線１８も画成する）を形成す
ることが必要となる。次に、３つのローブ締結具の穴２
６を穿孔する。その後、ＥＤＭ切断要素を３回作動させ
て、「ブランク」から材料を除去し（参照番号３６、３
８、４０を参照）、ディザースプリング１０の３つのロ
ーブ２４及び３つのリード２０を形成する。最後に、Ｅ
ＤＭ切断要素の４回目の作動をさせ、ブランクから材料
を除去し（参照番号４２を参照）、円環状縁部２２の外
周を形成する。ディザースプリング１０を最終的な形態
に機械加工するため、多数回の穿孔ステップ及びＥＤＭ
切断要素の多数回の作動が必要となるため、図１に図示
した公知のディザースプリング構造体の製造はコスト高
となり且つ時間がかかる。
【０００９】上述したディザースプリングの製造の不利
益な点に加えて、図１に図示した公知のディザースプリ
ング１０を内蔵するＲＬＧは、ジャイロスコープ用ブロ
ック１２及びディザースプリング１０の熱膨張及び収縮
率の差のため（これは、ブロック１２及びディザースプ
リング１０を製造する材料の熱膨張率（ＣＴＥ）の差に
起因する）、温度変化に敏感である。実際には、ブロッ
ク１２は、全体として温度的に安定しているが、ディザ
ースプリング１０は、熱に起因して寸法上の変化を生ず
る。こうしたディザースプリングの寸法上の変化は、ブ
ロック穴３０を介してブロック１２に伝達され、ブロッ
ク１２に対し機械的応力を加え、これにより、ＲＬＧ１
４の回転角度のデータ出力の正確さ、ディザースプリン
グ１０及びＲＬＧ１４の予想寿命を短くすることにな
る。円環状縁部２２とブロック穴３０（縁部の切欠き３
２により形成）との間の空隙４４（図１参照）は、温度
変化により、リード２０が実質的に応力無しで長さが半
径方向に膨張し且つ収縮することを許容するが、公知の
ディザースプリング１０は、温度変化の下、縁部２２の
長さが応力無しで周方向に膨張し且つ収縮して変化する
ことを容易に許容しない。
益な点に加えて、図１に図示した公知のディザースプリ
ング１０を内蔵するＲＬＧは、ジャイロスコープ用ブロ
ック１２及びディザースプリング１０の熱膨張及び収縮
率の差のため（これは、ブロック１２及びディザースプ
リング１０を製造する材料の熱膨張率（ＣＴＥ）の差に
起因する）、温度変化に敏感である。実際には、ブロッ
ク１２は、全体として温度的に安定しているが、ディザ
ースプリング１０は、熱に起因して寸法上の変化を生ず
る。こうしたディザースプリングの寸法上の変化は、ブ
ロック穴３０を介してブロック１２に伝達され、ブロッ
ク１２に対し機械的応力を加え、これにより、ＲＬＧ１
４の回転角度のデータ出力の正確さ、ディザースプリン
グ１０及びＲＬＧ１４の予想寿命を短くすることにな
る。円環状縁部２２とブロック穴３０（縁部の切欠き３
２により形成）との間の空隙４４（図１参照）は、温度
変化により、リード２０が実質的に応力無しで長さが半
径方向に膨張し且つ収縮することを許容するが、公知の
ディザースプリング１０は、温度変化の下、縁部２２の
長さが応力無しで周方向に膨張し且つ収縮して変化する
ことを容易に許容しない。
【００１０】従って、改良されたディザースプリング構
造体及びディザースプリングの製造方法が必要とされて
いる。特に、ＲＬＧのジャイロスコープ用ブロックに付
与される機械的応力を最小にしつつ、温度変化の下にて
膨張し且つ収縮することのできるＲＬＧのディザースプ
リング構造体が必要とされている。更に、製造がより経
済的で且つ時間がかからないディザースプリング構造体
も必要とされている。
造体及びディザースプリングの製造方法が必要とされて
いる。特に、ＲＬＧのジャイロスコープ用ブロックに付
与される機械的応力を最小にしつつ、温度変化の下にて
膨張し且つ収縮することのできるＲＬＧのディザースプ
リング構造体が必要とされている。更に、製造がより経
済的で且つ時間がかからないディザースプリング構造体
も必要とされている。
【００１１】
【発明の概要】本発明は、リングレーザジャイロスコー
プ用ディザースプリング構造体及びディザースプリング
の製造方法である。該ディザースプリングは、中央ハブ
と、三角形形状の複数のローブと、複数の可撓性の半径
方向リードと、円環状の外縁部とを有している。該複数
の三角形形状のローブは、中央ハブから半径方向外方に
伸長し、また、これらのローブは、ディザースプリング
を慣性力プラットフォームに取り付けるために使用され
る。複数の可撓性のリードは、中央ハブから半径方向外
方に伸長し、複数のリードの１つは、各対の隣接するロ
ーブの間に配置されている。円環状の外縁部は、ディザ
ースプリングをリングレーザジャイロスコープのジャイ
ロスコープ用ブロックに取り付けるために使用される。
この円環状縁部は、複数の部分の１つがリードの各々の
半径方向外端部にある状態にて複数の隔たった円弧状部
分により画成される。円弧状部分の各々は、そのそれぞ
れのリードの各側部に対し反対方向で且つ横断方向に伸
長する第一及び第二の張出し要素（翼状要素）を有して
いる。１つのリードの第一の張出し要素の自由端は、隣
接するリードの第二の張出し要素の自由端から隔てられ
ており、熱応力除去部を形成する。ディザースプリング
の製造方法は、材料ブランクを提供することと、連続的
な１回のパスにて材料ブロックから材料を除去し、上述
したディザースプリング構造を形成することとを含む。
プ用ディザースプリング構造体及びディザースプリング
の製造方法である。該ディザースプリングは、中央ハブ
と、三角形形状の複数のローブと、複数の可撓性の半径
方向リードと、円環状の外縁部とを有している。該複数
の三角形形状のローブは、中央ハブから半径方向外方に
伸長し、また、これらのローブは、ディザースプリング
を慣性力プラットフォームに取り付けるために使用され
る。複数の可撓性のリードは、中央ハブから半径方向外
方に伸長し、複数のリードの１つは、各対の隣接するロ
ーブの間に配置されている。円環状の外縁部は、ディザ
ースプリングをリングレーザジャイロスコープのジャイ
ロスコープ用ブロックに取り付けるために使用される。
この円環状縁部は、複数の部分の１つがリードの各々の
半径方向外端部にある状態にて複数の隔たった円弧状部
分により画成される。円弧状部分の各々は、そのそれぞ
れのリードの各側部に対し反対方向で且つ横断方向に伸
長する第一及び第二の張出し要素（翼状要素）を有して
いる。１つのリードの第一の張出し要素の自由端は、隣
接するリードの第二の張出し要素の自由端から隔てられ
ており、熱応力除去部を形成する。ディザースプリング
の製造方法は、材料ブランクを提供することと、連続的
な１回のパスにて材料ブロックから材料を除去し、上述
したディザースプリング構造を形成することとを含む。
【００１２】ディザースプリングは、公知のディザース
プリング構造について必要とされるように、切断要素を
多数回作動させ且つパスする場合と比較して、切断要素
の連続的な１回のパスにて形成することができるから、
このディザースプリング構造体及びディザースプリング
の製造方法はより経済的で且つより時間がかからない。
更に、１つのリードにおける第一の張出し要素の自由端
が隣接するリードの第二の張出し要素の自由端から隔た
っていることは、リングレーザジャイロスコープのジャ
イロスコープ用ブロックに付与される機械的応力を最小
にしつつ、温度変化下にて、円環状縁部が周方向に長さ
が膨張し且つ収縮することを可能にする。
プリング構造について必要とされるように、切断要素を
多数回作動させ且つパスする場合と比較して、切断要素
の連続的な１回のパスにて形成することができるから、
このディザースプリング構造体及びディザースプリング
の製造方法はより経済的で且つより時間がかからない。
更に、１つのリードにおける第一の張出し要素の自由端
が隣接するリードの第二の張出し要素の自由端から隔た
っていることは、リングレーザジャイロスコープのジャ
イロスコープ用ブロックに付与される機械的応力を最小
にしつつ、温度変化下にて、円環状縁部が周方向に長さ
が膨張し且つ収縮することを可能にする。
【００１３】
【好ましい実施の形態の詳細な説明】本発明によるディ
ザースプリング構造体５０及びディザースプリングの製
造方法が図２及び図３に図示されている。ディザースプ
リング５０は、リングレーザジャイロスコープ（ＲＬ
Ｇ）５４（一部分のみ図示）を振動させる駆動モータ５
７の一部を形成する。ＲＬＧ５４は、ディザースプリン
グ５０を受け入れ得る寸法とされた中央に配置したブロ
ック穴５８を有するジャイロスコープ用ブロック５６を
備えている。該ブロック５６は、ガラスセラミック又は
同様の材料で製造されている。適当なジャイロスコープ
用ブロック材料は、「セルヴィット（Ｃｅｒｖｉｔ）」
及び「ゼロダール（Ｚｅｒｏｄｕｒ）」という商標名で
販売されているガラスセラミック材料を含む。これらの
材料は、全体として温度的に安定しており、典型的に、
約０．０５Ｅ乃至０６／℃の熱膨張率（ＣＴＥ）を有し
ている。
ザースプリング構造体５０及びディザースプリングの製
造方法が図２及び図３に図示されている。ディザースプ
リング５０は、リングレーザジャイロスコープ（ＲＬ
Ｇ）５４（一部分のみ図示）を振動させる駆動モータ５
７の一部を形成する。ＲＬＧ５４は、ディザースプリン
グ５０を受け入れ得る寸法とされた中央に配置したブロ
ック穴５８を有するジャイロスコープ用ブロック５６を
備えている。該ブロック５６は、ガラスセラミック又は
同様の材料で製造されている。適当なジャイロスコープ
用ブロック材料は、「セルヴィット（Ｃｅｒｖｉｔ）」
及び「ゼロダール（Ｚｅｒｏｄｕｒ）」という商標名で
販売されているガラスセラミック材料を含む。これらの
材料は、全体として温度的に安定しており、典型的に、
約０．０５Ｅ乃至０６／℃の熱膨張率（ＣＴＥ）を有し
ている。
【００１４】駆動モータ５２のディザースプリング５０
は、中央ハブ６０と、円環状外縁部６２と、３つの可撓
性リード６４と、３つの三角形形状のローブ６６とを有
している。ローブ６６は、中央ハブ６０から半径方向外
方に伸長している。ローブ６６の各々は、ディザースプ
リング５０を適当なジャイロ支持体又は慣性力プラット
フォーム（図示せず）に取り付け且つ固着するためのボ
ルト（図示せず）のような適当な締結具を受け入れる取
付用穴６７を有している。ローブ６６の各々は、取付用
穴６７からローブ６６の材料を通ってローブ６６の外側
壁面７０まで半径方向に伸長するスリット６９を更に備
えている。リード６４は、中央ハブ６０から円環状縁部
６２まで半径方向外方に伸長している。リード６４の１
つは、各対の隣接するローブ６６の間に介在される。駆
動モータ５２の一対の圧電変換器（ＰＺＴ）６５が適当
な接着剤を介してリード６４の反対側部に取り付けられ
ている。ＰＺＴ６５に電圧を印加すると、可撓性のリー
ド６４は曲がり、該リードは、縁部６２をハブ６０（Ｒ
ＬＧ５４の入力軸線６８上に中心がある）に対して回転
させ、これにより、ＲＬＧ５４をディザーさせる。
は、中央ハブ６０と、円環状外縁部６２と、３つの可撓
性リード６４と、３つの三角形形状のローブ６６とを有
している。ローブ６６は、中央ハブ６０から半径方向外
方に伸長している。ローブ６６の各々は、ディザースプ
リング５０を適当なジャイロ支持体又は慣性力プラット
フォーム（図示せず）に取り付け且つ固着するためのボ
ルト（図示せず）のような適当な締結具を受け入れる取
付用穴６７を有している。ローブ６６の各々は、取付用
穴６７からローブ６６の材料を通ってローブ６６の外側
壁面７０まで半径方向に伸長するスリット６９を更に備
えている。リード６４は、中央ハブ６０から円環状縁部
６２まで半径方向外方に伸長している。リード６４の１
つは、各対の隣接するローブ６６の間に介在される。駆
動モータ５２の一対の圧電変換器（ＰＺＴ）６５が適当
な接着剤を介してリード６４の反対側部に取り付けられ
ている。ＰＺＴ６５に電圧を印加すると、可撓性のリー
ド６４は曲がり、該リードは、縁部６２をハブ６０（Ｒ
ＬＧ５４の入力軸線６８上に中心がある）に対して回転
させ、これにより、ＲＬＧ５４をディザーさせる。
【００１５】図２に図示するように、円環状外縁部６２
は、３つの隔たった円弧状部分７２により画成される。
円弧状部分７２の１つは、リード６４の各々における半
径方向外端７４に配置されている。円弧状部分７２の各
々は、それぞれ反対方向を向いた第一の張出し要素７６
及び第二の張出し要素７８により更に画成されている。
第一及び第二の張出し要素７６、７８は、そのそれぞれ
のリード６４の各側部から横断方向に伸長し、リード６
４の１つのリードにおける第一の張出し部７６の自由端
８０は、リード６４の隣接するリードにおける第二の張
出し要素７８の自由端８２から隔てられている。隣接す
るリード６４における第一及び第二の張出し要素７６、
７８の隔たった自由端８０、８２は、第一の組みの３つ
の熱応力除去空隙８４を画成する。第一の熱応力除去空
隙８４は、ローブ６６のスリット６９と半径方向に整合
している。
は、３つの隔たった円弧状部分７２により画成される。
円弧状部分７２の１つは、リード６４の各々における半
径方向外端７４に配置されている。円弧状部分７２の各
々は、それぞれ反対方向を向いた第一の張出し要素７６
及び第二の張出し要素７８により更に画成されている。
第一及び第二の張出し要素７６、７８は、そのそれぞれ
のリード６４の各側部から横断方向に伸長し、リード６
４の１つのリードにおける第一の張出し部７６の自由端
８０は、リード６４の隣接するリードにおける第二の張
出し要素７８の自由端８２から隔てられている。隣接す
るリード６４における第一及び第二の張出し要素７６、
７８の隔たった自由端８０、８２は、第一の組みの３つ
の熱応力除去空隙８４を画成する。第一の熱応力除去空
隙８４は、ローブ６６のスリット６９と半径方向に整合
している。
【００１６】円弧状部分７２の各々における第一及び第
二の張出し要素７６、７８の自由端８０、８２は、縁部
切欠き８８により円弧状に分離された取り付け部分８６
を有している。ディザースプリング５０は、適当な接着
剤を介して取り付け部分８６にてＲＬＧ５４のジャイロ
スコープ用ブロック５６のブロック穴５８に取り付けら
れる。縁部切欠き８８は、円弧状部分７２とブロック穴
５８との間に非接触領域を画成する。これらの非接触領
域は、第二の組みの３つの熱応力除去空隙９０を画成す
る。一つの好ましい実施の形態において、ディザースプ
リング５０は、０．５Ｅ乃至０６／℃のＣＴＥを有する
超インバー（ｉｎｖａｒ）で出来ている。
二の張出し要素７６、７８の自由端８０、８２は、縁部
切欠き８８により円弧状に分離された取り付け部分８６
を有している。ディザースプリング５０は、適当な接着
剤を介して取り付け部分８６にてＲＬＧ５４のジャイロ
スコープ用ブロック５６のブロック穴５８に取り付けら
れる。縁部切欠き８８は、円弧状部分７２とブロック穴
５８との間に非接触領域を画成する。これらの非接触領
域は、第二の組みの３つの熱応力除去空隙９０を画成す
る。一つの好ましい実施の形態において、ディザースプ
リング５０は、０．５Ｅ乃至０６／℃のＣＴＥを有する
超インバー（ｉｎｖａｒ）で出来ている。
【００１７】ジャイロスコープ用ブロック５６及びディ
ザースプリング５０を製造する材料の熱膨張率が相違す
るため、ディザースプリング５０及びジャイロスコープ
用ブロック５６は、温度変化時、異なる率にて膨張し且
つ収縮する。しかしながら、第一の熱応力除去空隙８４
は、温度変化時、円環状縁部６２が膨張し且つ収縮した
とき、円弧状部分７２の周方向長さが変化することを可
能にする。縁部６２が熱膨張又は収縮する間、隣接する
リード６４の第一及び第二の張出し要素７６、７８の自
由端８０、８２は、第一の空隙８４に入り且つこの空隙
８４から出るように変位して、互いには接触したり、当
接せず、これにより、熱応力除去部分を形成する。同様
に、第二の熱応力除去空隙９０は、温度変化時、リード
６４が膨張し且つ収縮するとき、リード６４の半径方向
長さが変化することを許容する。リード６４が熱膨張し
又は収縮する間、縁部切欠き８８は、変位して第二の空
隙９０に入り且つこの空隙から出て、また、ブロック穴
５８に接触したり、当接したりせず、これにより熱応力
除去部分を形成する。第一及び第二の空隙８４、９０に
より提供される熱応力除去部分は、熱に起因して寸法が
変化するとき、ディザースプリング５０によりジャイロ
スコープ用ブロック５６に付与される機械的応力を最小
にする。
ザースプリング５０を製造する材料の熱膨張率が相違す
るため、ディザースプリング５０及びジャイロスコープ
用ブロック５６は、温度変化時、異なる率にて膨張し且
つ収縮する。しかしながら、第一の熱応力除去空隙８４
は、温度変化時、円環状縁部６２が膨張し且つ収縮した
とき、円弧状部分７２の周方向長さが変化することを可
能にする。縁部６２が熱膨張又は収縮する間、隣接する
リード６４の第一及び第二の張出し要素７６、７８の自
由端８０、８２は、第一の空隙８４に入り且つこの空隙
８４から出るように変位して、互いには接触したり、当
接せず、これにより、熱応力除去部分を形成する。同様
に、第二の熱応力除去空隙９０は、温度変化時、リード
６４が膨張し且つ収縮するとき、リード６４の半径方向
長さが変化することを許容する。リード６４が熱膨張し
又は収縮する間、縁部切欠き８８は、変位して第二の空
隙９０に入り且つこの空隙から出て、また、ブロック穴
５８に接触したり、当接したりせず、これにより熱応力
除去部分を形成する。第一及び第二の空隙８４、９０に
より提供される熱応力除去部分は、熱に起因して寸法が
変化するとき、ディザースプリング５０によりジャイロ
スコープ用ブロック５６に付与される機械的応力を最小
にする。
【００１８】図３に図示するように、ディザースプリン
グ構造５０は、電気放電機械加工（ＥＤＭ）を介してデ
ィザースプリング材料「ブランク」９２から上述の形状
体となるように器械加工される。本発明によるこのディ
ザースプリング構造体５０の製造方法は、ディザースプ
リング材料ブランク９２に中央位置決め穴９４（この穴
は、ＲＬＧ５４の入力軸線６８と一致する）を穿孔する
ことで開始する。次に、ＥＤＭ装置９６の切断要素９５
を使用して材料をブランク９２から除去し、これによ
り、ブランク９２を機械加工して上述したディザースプ
リング構造体５０にする。ＥＤＭ装置９６の切断要素９
５は１回だけ作動させ、１回の連続的なパス（パス矢印
９７で示すように）を行い、ディザースプリング５０を
開始時から仕上げ状態に機械加工する。この１回のパス
による機械加工工程は、主として、ディザースプリング
構造体設計のスリット６９及び空隙８４（図２参照）に
より行われる。このディザースプリング５０は、図１の
公知のディザースプリング構造体１０に対して必要とさ
れるように、切断要素を多数回作動させ且つパスさせる
場合と比較して切断要素９５を連続的に１回パスさせる
だけで形成することができるから、ディザースプリング
構造体５０の製造はより経済的で且つ時間がかからな
い。
グ構造５０は、電気放電機械加工（ＥＤＭ）を介してデ
ィザースプリング材料「ブランク」９２から上述の形状
体となるように器械加工される。本発明によるこのディ
ザースプリング構造体５０の製造方法は、ディザースプ
リング材料ブランク９２に中央位置決め穴９４（この穴
は、ＲＬＧ５４の入力軸線６８と一致する）を穿孔する
ことで開始する。次に、ＥＤＭ装置９６の切断要素９５
を使用して材料をブランク９２から除去し、これによ
り、ブランク９２を機械加工して上述したディザースプ
リング構造体５０にする。ＥＤＭ装置９６の切断要素９
５は１回だけ作動させ、１回の連続的なパス（パス矢印
９７で示すように）を行い、ディザースプリング５０を
開始時から仕上げ状態に機械加工する。この１回のパス
による機械加工工程は、主として、ディザースプリング
構造体設計のスリット６９及び空隙８４（図２参照）に
より行われる。このディザースプリング５０は、図１の
公知のディザースプリング構造体１０に対して必要とさ
れるように、切断要素を多数回作動させ且つパスさせる
場合と比較して切断要素９５を連続的に１回パスさせる
だけで形成することができるから、ディザースプリング
構造体５０の製造はより経済的で且つ時間がかからな
い。
【００１９】本発明は好ましい実施の形態に関して説明
したが、当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱せず
に、形態及び細部の点にて変更を加え得ることが理解さ
れよう。 ［図面の簡単な説明］
したが、当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱せず
に、形態及び細部の点にて変更を加え得ることが理解さ
れよう。 ［図面の簡単な説明］
【図１】リングレーザジャイロスコープ（ＲＬＧ）用の
公知のディザースプリング構造の平面図である。
公知のディザースプリング構造の平面図である。
【図２】本発明によるＲＬＧ用のディザースプリング構
造体の平面図である。
造体の平面図である。
【図３】本発明による図２のディザースプリング構造体
の製造方法を示す平面図である。
の製造方法を示す平面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ブリンツ，ウィリアム・エム
アメリカ合衆国ミネソタ州55014，リ
ノ・レイクス，カイオウト・トレイル
466
(72)発明者 ジョンソン，カール・ディー
アメリカ合衆国ミネソタ州55116，セン
ト・ポール，ナイルズ・アベニュー
2084
(56)参考文献 特開 昭58−61405（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−228112（ＪＰ，Ａ)
米国特許4847855（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01C 19/66
H01S 3/083
Claims (7)
- 【請求項１】 リングレーザジャイロスコープ用のディ
ザースプリングにおいて、 中央ハブと、 ディザースプリングを慣性力プラットフォームに取り付
けるべく該中央ハブから半径方向外方に伸長する複数の
三角形形状のローブにして、各ローブが、取付用穴から
ローブの外面まで半径方向に伸長するスリットを有して
いる、複数の三角形形状のローブと、 中央ハブから半径方向外方に伸長する複数の可撓性の半
径方向リードにして、それぞれ１つのリードが各対の互
いに隣接するローブ間に配置されるようになされてい
る、複数の可撓性の半径方向リードと、 ディザースプリングをリングレーザジャイロスコープの
ジャイロスコープ用ブロックに取り付ける円環状外縁部
とを備え、該外縁部が、互いに間隔をおかれた複数の円
弧状部分にして、それぞれ１つの円弧状部分がリードの
各々の半径方向外端に位置するようになされた複数の円
弧状部分により画成され、該円弧状部分の各々が、それ
ぞれのリードの各側部に対し互いに反対方向で且つ横断
方向に伸長する第一及び第二の張出し要素を備え、それ
ぞれ１つのリードの第一の張出し要素の自由端が隣接す
るリードの第二の張出し要素の自由端から隔てられて熱
応力除去部分を形成している、ディザースプリング。 - 【請求項２】 請求項１のディザースプリングにおい
て、ローブの半径方向に伸長するスリットが、隣接する
リードの第一及び第二の張出し要素の自由端間の空間と
整合している、ディザースプリング。 - 【請求項３】 請求項１のディザースプリングにおい
て、リードの可撓性が、円環状縁部の円弧状部分がハブ
に対して回転するのを許容するようになされている、デ
ィザースプリング。 - 【請求項４】 リングレーザジャイロスコープ用のディ
ザースプリングの製造方法において、 材料ブランクを提供するステップと、 中央ハブと、該中央ハブから半径方向外方に伸長する複
数の三角形形状のローブと、中央ハブから半径方向外方
に伸長する複数の可撓性のリードにして、それぞれ１つ
のリードが各対の互いに隣接するローブ間に配置される
ようになされている、複数の可撓性の半径方向リード
と、互いに間隔をおかれた複数の円弧状部分にして、そ
れぞれ１つの円弧状部分がリードの各々の半径方向外端
に位置するようになされた複数の円弧状部分により画成
された円環状外縁部と、を有するディザースプリングを
形成し得るように材料ブランクから１回の連続的なパス
にて材料を除去するステップとを備え、 円弧状部分の各々が、それぞれのリードの各側部に対し
互いに反対方向で且つ横断方向に伸長する第一及び第二
の張出し要素を備え、それぞれ１つのリードの第一の張
出し要素の自由端が隣接するリードの第二の張出し要素
の自由端から隔てられるようにする、ディザースプリン
グの製造方法。 - 【請求項５】 請求項４の方法において、ディザースプ
リングを形成すべく材料ブランクから連続的な１回のパ
スにて材料を除去するステップが、 取付用穴にして、該取付用穴からローブの外面まで半径
方向外方に伸長するスリットを有する取付用穴を形成し
得るように複数の三角形形状のローブの各々から材料を
除去することを含む、方法。 - 【請求項６】 請求項４の方法において、ディザースプ
リングを形成すべく材料ブランクから連続的な１回のパ
スにて材料を除去するステップが、 ディザースプリングを形成すべく材料ブランクから１回
の連続的なパスにて材料を機械加工するステップを含
む、方法。 - 【請求項７】 請求項６の方法において、ディザースプ
リングを形成すべく材料ブランクから連続的な１回のパ
スにて材料を機械加工するステップが放電加工を使用し
て行われる、方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/984,773 | 1997-12-04 | ||
| US08/984,773 US5950995A (en) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Ring laser gyroscope dither motor structure |
| PCT/US1998/024583 WO1999034236A2 (en) | 1997-12-04 | 1998-11-18 | Ring laser gyroscope dither motor structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002500368A JP2002500368A (ja) | 2002-01-08 |
| JP3377514B2 true JP3377514B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=25530861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000526832A Expired - Fee Related JP3377514B2 (ja) | 1997-12-04 | 1998-11-18 | リングレーザジャイロスコープのディザーモータ構造体 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5950995A (ja) |
| JP (1) | JP3377514B2 (ja) |
| AU (1) | AU733524B2 (ja) |
| CA (1) | CA2312745A1 (ja) |
| WO (1) | WO1999034236A2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP4714618B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2011-06-29 | 日本航空電子工業株式会社 | ディザースプリング及びリングレーザジャイロ |
| US7535574B2 (en) * | 2006-09-29 | 2009-05-19 | Honeywell International Inc. | Baseplate for a ring laser gyroscope |
| KR100849895B1 (ko) | 2007-01-30 | 2008-08-04 | 주식회사 한화 | 응력 전파 차단 자이로블록 |
| JP4494425B2 (ja) * | 2007-02-15 | 2010-06-30 | 日本航空電子工業株式会社 | リングレーザージャイロ |
| US8631702B2 (en) * | 2010-05-30 | 2014-01-21 | Honeywell International Inc. | Hemitoroidal resonator gyroscope |
| FR2970073B1 (fr) * | 2010-12-31 | 2014-02-07 | Thales Sa | Systeme de fixation pour bloc optique de gyrometre laser |
| US11852483B1 (en) * | 2022-08-12 | 2023-12-26 | Honeywell International Inc. | Dither motor apparatus with pickoff embedded drives for ring laser gyroscope |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3107766A (en) * | 1961-05-03 | 1963-10-22 | Gen Motors Corp | Friction engaging devices having a lever spring |
| US3259383A (en) * | 1964-06-04 | 1966-07-05 | Associated Spring Corp | Slotted belleville spring |
| GB1384249A (en) * | 1971-06-25 | 1975-02-19 | Gkn Transmissions Ltd | Manufacture of diaphragm springs |
| US3807029A (en) * | 1972-09-05 | 1974-04-30 | Bendix Corp | Method of making a flexural pivot |
| US4314174A (en) * | 1980-03-25 | 1982-02-02 | Litton Systems, Inc. | Piezoelectric transducer drive having temperature compensation |
| US4349183A (en) * | 1980-08-04 | 1982-09-14 | Litton Systems Inc. | Spring for a ring laser gyro dither mechanism |
| US4370583A (en) * | 1981-01-16 | 1983-01-25 | The Singer Company | Piezoelectric motor for dithering ring laser gyroscopes |
| US4436423A (en) * | 1981-09-14 | 1984-03-13 | The Singer Company | Ring laser gyroscope suspension |
| US4597667A (en) * | 1982-12-09 | 1986-07-01 | Litton Systems, Inc. | Dither controller for ring laser angular rotation sensor |
| US4801206A (en) * | 1986-06-04 | 1989-01-31 | Litton Systems, Inc. | Simplified ring laser gyroscope dither control and method |
| US4779985A (en) * | 1986-12-22 | 1988-10-25 | Litton Systems, Inc. | Dither suspension for ring laser gyroscope and method |
| DE3805631A1 (de) * | 1988-02-24 | 1989-09-07 | Teldix Gmbh | Drehschwingungsantrieb |
| US4847855A (en) * | 1988-03-31 | 1989-07-11 | Honeywell Inc. | Thermally neutral dither motor design |
| US4988908A (en) * | 1989-05-31 | 1991-01-29 | Honeywell Inc. | Piezoelectric transducers for a ring laser gyroscope dither motor |
| GB8917420D0 (en) * | 1989-07-29 | 1990-01-04 | British Aerospace | Dither arrangements |
| US5308575A (en) * | 1991-09-27 | 1994-05-03 | Honeywell Inc. | Sintered dense laser block |
| US5867270A (en) * | 1997-12-04 | 1999-02-02 | Honeywell Inc. | Mechanism and method for mounting piezoelectric transducers |
-
1997
- 1997-12-04 US US08/984,773 patent/US5950995A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-11-18 JP JP2000526832A patent/JP3377514B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-18 WO PCT/US1998/024583 patent/WO1999034236A2/en active IP Right Grant
- 1998-11-18 CA CA002312745A patent/CA2312745A1/en not_active Abandoned
- 1998-11-18 AU AU34478/99A patent/AU733524B2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5950995A (en) | 1999-09-14 |
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| CA2312745A1 (en) | 1999-07-08 |
| WO1999034236A2 (en) | 1999-07-08 |
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