JP3653455B2 - 有限角リニアモータを用いた空間安定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有限角リニアモータを用いた空間安定装置に関し、特に、目的物検出部を二軸方向に移動させて空間安定させるためのジンバル機構部を駆動させる駆動源として弧状に曲折した形状の有限角リニアモータを用い、全体形状を小型化させるための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種の空間安定装置としては、図示していないが、ジンバル機構部の駆動手段として、トルクモータ（例えば、ギヤードモータ）をジンバル機構部の二軸のピッチ軸及びヨー軸の外端位置に取付けて各軸の駆動を行い、空間安定を行うようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空間安定装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、ジンバル機構部のピッチ軸とヨー軸の外端位置にトルクモータを各々取付けているため、トルクモータの形状も大形となり、かつ、ジンバル機構部自体の形状も大形化していた。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、目的物検出部を二軸方向に移動させて空間安定させるためのジンバル機構部を駆動させる駆動源として弧状に曲折した形状の有限角リニアモータを用い、全体形状を小型化させるようにした有限角リニアモータを用いた空間安定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による有限角リニアモータを用いた空間安定装置は、目的物検出部を二軸方向へ移動させるためのジンバル機構部を内側に有する筒状のハウジング部と、前記ジンバル機構部を二軸方向へ移動させるため弧状をなす有限角リニアモータからなるピッチ軸モータ及びヨー軸モータと、前記ハウジング部に直接設けられ長円筒状の輪状光ファイバを有するヨー軸検出用光ファイバジャイロ及び長円筒状の輪状光ファイバを有するピッチ軸検出用光ファイバジャイロと、前記ハウジング部の後端に位置するリング部に装着され輪状光ファイバを有するロール軸検出用光ファイバジャイロと、を有し、前記ピッチ軸モータ及びヨー軸モータを駆動することにより前記目的物検出部を空間安定させるようにした空間安定装置において、前記ピッチ軸モータ及びヨー軸モータは、固定子巻線を有する弧状固定子と、前記弧状固定子の内側に設けられた可動子とよりなる同一構造の有限角リニアモータで構成されると共に、前記ピッチ軸モータの可動子が前記ハウジング部の内壁に固定され、前記ピッチ軸モータの弧状固定子が前記ジンバル機構部のピッチ軸受によりピッチ軸方向に回動自在なピッチ軸体に接続され、前記ヨー軸モータの可動子が前記ピッチ軸体の内壁に接続され、前記ヨー軸モータの弧状固定子が前記ハウジング部の内壁に設けられたヨー軸受に保持され前記ピッチ軸と直交する方向に前記目的物検出部を回動するためのヨー軸体に接続されている構成である。
【発明の実施の形態】
【０００６】
以下、図面と共に本発明による有限角リニアモータを用いた空間安定装置の好適な実施の形態について説明する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
図１において符号１で示されるものは全体形状が筒状をなすハウジング部であり、このハウジング部１の内側には周知のジンバル機構部２により保持された例えば赤外線カメラ又はセンサ等からなり、目的とする物体を検出するための目的物検出部３が設けられている。
【０００７】
前記目的物検出部３は、前記ジンバル機構部２に設けられたピッチ軸モータ４、ヨー軸モータ５及び図示しないロール軸用駆動モータ（周知の直結又はギヤモータ）によって３軸方向の姿勢変化を制御し、空間の一定方向を向くことができるように構成されている。
なお、本発明においては、前記ピッチ軸モータ４及びヨー軸モータ５の他に図示しないロール軸用駆動モータを用いて３軸駆動によって空間安定を行っているが、本発明の形態では、ピッチ軸モータ４及びヨー軸モータ５を全体形状が弧状をなす有限角リニアモータ（図２及び図３で示す）を用いている。
【０００８】
前記ピッチ軸モータ４及びヨー軸モータ５は、図２及び図３で示されるように構成されている。
すなわち、図２及び図３において符号３０で示されるものは全体形状が弧状（約８０°の角度範囲）に形成された弧状固定子であり、この弧状固定子３０は、間隔子３１により間隔をあけて設けられた一対の第１、第２固定子板３２、３３で構成されている。
前記各固定子板３２、３３の外周には、固定子巻線３４が各々巻回されており、前記弧状固定子３０の各固定子板３２、３３間の空間部３５内には、可動子３６が弧状固定子３０に対して相対移動可能に構成されている。
【０００９】
前記可動子３６は、可動子ヨーク３７の両側にマグネット板３７を貼着した構造で構成され、前記固定子巻線３４に印加する駆動パルスを移動させることによって可動子３６と弧状固定子３０との相対移動が達成される。
前記可動子３６は、前記固定子巻線３４の周縁よりも外方へ突出し、この可動子３６が固定側であるハウジング部１の内側１ａへ固定されている。
【００１０】
前記ピッチ軸モータ４及びヨー軸モータ５は、前述の図２及び図３で示されるように同一構造で構成されており、前述ピッチ軸モータ４の場合、このピッチ軸モータ４の可動子３６がハウジング部１の内壁１ａに固定され、その弧状固定子３０が前記ジンバル機構部２のピッチ軸受４０によりピッチ軸Ａ方向に回動自在なピッチ軸体４１に接続されている。
【００１１】
前記ジンバル機構部２のピッチ軸Ａと直交する方向に目的物検出部３を回動するように、ハウジング部１の内壁１ａに設けられたヨー軸受４２に保持されたヨー軸体４３には、ヨー軸モータ５の弧状固定子３０が接続され、このヨー軸モータ５の可動子３６は前記ピッチ軸体４１の内壁４１ａに接続されている。
なお、前述の各モータ４、５の可動子３６と弧状固定子３０の取付構造は、可動子３６と弧状固定子３０を逆状態として取付けることもできる。また、各モータ４、５の取付位置も前述の状態に限ることなく、他の位置に取付けることができる。
【００１２】
前記ハウジング部１の外周面には、互いに異なる面位置において、長円筒状の輪状光ファイバ１０ａを有するヨー軸検出用光ファイバジャイロ１０、長円筒状の輪状光ファイバ１１ａを有するピッチ軸検出用光ファイバジャイロ１１が各々直接設けられ、このハウジング部１の後端に接合して位置するジャイロ機構部２の後端のリング部１２には、輪状光ファイバ１３ａを有するロール軸検出用光ファイバジャイロ１３が設けられている。
【００１３】
前記各光ファイバジャイロ１０、１１は、輪状枠体２０に輪状光ファイバ１０ａ、１１ａを巻き付けてファイバ保護カバー２１が装着され、このファイバ保護カバー２１に蓋２２が設けられている構成である。
前記ピッチ軸検出用光ファイバジャイロ１１を駆動するための電子回路部２３は、このピッチ軸検出用光ファイバジャイロ１１とは独立して形成されていると共に、これから離間してハウジング部１の表面（裏面も可）に設けられた平板状のパッケージで形成されている。
【００１４】
また、前記ピッチ軸検出用光ファイバジャイロ１１の光学部品２４は、前記ピッチ軸検出用光ファイバジャイロ１１の内側に位置して配設されている。
なお、前記ヨー軸検出用光ファイバジャイロ１０における電子回路部２３及び光学部品２４も図示していないが前述のピッチ軸検出用光ファイバジャイロ１１と同様に構成されている。
また、前記ロール軸検出用光ファイバジャイロ１３の電子回路部２３及び光学部品２４は、図示していないが、ハウジング部１の表面又は裏面に前記ロール軸軸検出用光ファイバジャイロ１３から独立かつ離間して設けられている。
【００１５】
従って、前述の構成において、本発明による空間安定装置１００を、船舶又は飛行機あるいはミサイルやロケット等に取付け、これらの姿勢が変化した場合においても、この目的物検出部３によって捕捉された目的物（ターゲット）は、画像として取込まれ、姿勢変化に応じて各光ファイバジャイロ１０、１１で検出された位置信号により前記各モータ４、５が作動し、ピッチ軸体４１とヨー軸体４３とが互いに９０°異なるピッチ軸Ａとヨー軸Ｂ方向に回動し、目的物検出部３の空間姿勢が制御される。
【００１６】
【発明の効果】
本発明による空間安定装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、互いに直交して回動するピッチ軸体とヨー軸体とを駆動するためのピッチ軸モータとヨー軸モータとが、弧状固定子を有する有限角リニアモータで構成されているため、モータの一部をハウジング部あるいはジンバル機構部に取付けることができ、モータの小型化及び装置の小型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による空間安定装置を示す斜視図である。
【図２】 図１のモータ（有限角リニアモータ）を示す断面図である。
【図３】 図２の弧状固定子を示す側面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング部
１ａ 内壁
２ ジンバル機構部
３ 目的物検出部
４ ピッチ軸モータ
５ ヨー軸モータ
１０ ヨー軸検出用光ファイバジャイロ
１０ａ 輪状光ファイバ
１１ ピッチ軸検出用光ファイバジャイロ
１１ａ 輪状光ファイバ
１３ ロール軸検出用光ファイバジャイロ
１３ａ 輪状光ファイバ
３０ 弧状固定子
３４ 固定子巻線
３６ 可動子
４０ ピッチ軸受
４１ ピッチ軸体
４１ａ 内壁
４２ ヨー軸受
Ａ ピッチ軸

Claims (1)

1. 目的物検出部(3)を二軸方向へ移動させるためのジンバル機構部(2)を内側に有する筒状のハウジング部(1)と、前記ジンバル機構部(2)を二軸方向へ移動させるため弧状をなす有限角リニアモータからなるピッチ軸モータ(4)及びヨー軸モータ(5)と、前記ハウジング部 (1) に直接設けられ長円筒状の輪状光ファイバ (10a) を有するヨー軸検出用光ファイバジャイロ (10) 及び長円筒状の輪状光ファイバ (11a) を有するピッチ軸検出用光ファイバジャイロ (11) と、前記ハウジング部 (1) の後端に位置するリング部 (12) に装着され輪状光ファイバ (13a) を有するロール軸検出用光ファイバジャイロ (13) と、を有し、前記ピッチ軸モータ(4)及びヨー軸モータ(5)を駆動することにより前記目的物検出部(3)を空間安定させるようにした空間安定装置において、前記ピッチ軸モータ(4)及びヨー軸モータ(5)は、固定子巻線(34)を有する弧状固定子(30)と、前記弧状固定子(30)の内側に設けられた可動子(36)とよりなる同一構造の有限角リニアモータで構成されると共に、前記ピッチ軸モータ (4) の可動子 (36) が前記ハウジング部 (1) の内壁 (1a) に固定され、前記ピッチ軸モータ (4) の弧状固定子 (30) が前記ジンバル機構部 (2) のピッチ軸受 (40) によりピッチ軸 (A) 方向に回動自在なピッチ軸体 (41) に接続され、前記ヨー軸モータ (5) の可動子 (36) が前記ピッチ軸体 (41) の内壁 (41a) に接続され、前記ヨー軸モータ (5) の弧状固定子 (30) が前記ハウジング部 (1) の内壁 (1a) に設けられたヨー軸受 (42) に保持され前記ピッチ軸 (A) と直交する方向に前記目的物検出部 (3) を回動するためのヨー軸体 (43) に接続されていることを特徴とする有限角リニアモータを用いた空間安定装置。

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