JP5463452B2 - インナジンバルの回転角度検出方法及び装置 - Google Patents

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本発明は、インナジンバルの回転角度検出方法及び装置に関し、特に、磁石と磁気ヘッドの組合せからなる簡単なリニアセンサを用いて、プラスマイナス３度以内のインナジンバルの正逆回転角度を検出するための新規な改良に関する。
従来、用いられていたこの種のインナジンバルを用いた特許文献１に示される空間安定装置等において、インナジンバルの軸回転検出には、例えば、周知のレゾルバやエンコーダが採用されていた。
特開平１０−２１３４３８号公報
従来のジンバルのインナジンバルの回転角度検出方法としては、レゾルバやエンコーダが用いられていたため、回転センサ自体の寸法が大きく、ジンバル機構及び空間安定装置等の形状を小型化するための大きい障害となっていた。
また、回転軸にギヤ機構を用いるために、回転軸周囲の構造が複雑となり、小型化及びコストダウンへの大きい障害となっていた。
本発明によるインナジンバルの回転角度検出方法は、多軸ジンバルのインナジンバルのプラスマイナス３度以内の軸回転をセンサにより検出し、前記センサは、前記インナジンバルの回転軸側に設けられコアと巻線の組合わせからなると共に磁束の変化に応じて出力される出力電圧が変化する磁気ヘッドと、前記インナジンバルの前記回転軸を支持する支持側に設けられた磁石と、からなり、前記回転軸と共に前記磁気ヘッドが正逆回転することにより、前記磁気ヘッドからの出力信号が変化し、前記インナジンバルの軸回転を検出するインナジンバルの回転角度検出方法において、前記磁石は、全体形状が凸形をなす横長型のベース部材と、前記ベース部材の両端に形成された一対の取付孔と、前記各取付孔間に設けられ突起状でその長手方向の両端に異なる磁極ＳとＮが形成された磁石片とからなり、前記磁気ヘッドは、円柱状をなし、前記磁気ヘッドの先端は前記磁石片の磁石面に接近した状態で対向し、前記磁気ヘッドから出力される前記出力電圧は数ボルトの範囲で変化する方法であり、また、本発明によるインナジンバルの回転角度検出装置は、多軸ジンバルのインナジンバルのプラスマイナス３度以内の軸回転をセンサにより検出し、前記センサは、前記インナジンバルの回転軸(3)側に設けられコアと巻線の組合わせからなると共に磁束の変化に応じて出力される出力電圧が変化する磁気ヘッドと、前記インナジンバルの前記回転軸を支持する支持側に設けられた磁石と、からなり、前記回転軸と共に前記磁気ヘッドが正逆回転することにより、前記磁気ヘッドからの出力信号が変化し、前記インナジンバルの軸回転を検出するインナジンバルの回転角度検出装置において、前記磁石は、全体形状が凸形をなす横長型のベース部材と、前記ベース部材の両端に形成された一対の取付孔と、前記各取付孔間に設けられ突起状でその長手方向の両端に異なる磁極ＳとＮが形成された磁石片とからなり、前記磁気ヘッドは、円柱状をなし、前記磁気ヘッドの先端は前記磁石片の磁石面に接近した状態で対向し、前記磁気ヘッドから出力される前記出力電圧は数ボルトの範囲で変化する構成である。
本発明によるインナジンバルの回転角度検出方法及び装置は、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、多軸ジンバルのインナジンバルのプラスマイナス３度以内の軸回転をセンサにより検出するようにしたインナジンバルの回転角度検出方法において、前記センサは、前記インナジンバルの回転軸側に設けられた磁気ヘッドと、前記インナジンバルの前記回転軸を支持する支持側に設けられた磁石と、からなり、前記回転軸と共に前記磁気ヘッドが正逆回転することにより、前記磁気ヘッドからの出力信号が変化し、前記インナジンバルの軸回転を検出することにより、小型のセンサで回転角度の検出ができ、多軸ジンバルを小型化できる。
また、前記磁石は、全体形状が凸形をなす横長型のベース部材と、前記ベース部材の両端に形成された一対の取付孔と、前記各取付孔間に設けられた磁石片とからなり、前記磁気ヘッドは、円柱状をなしていることにより、インナジンバルに取付けた場合、センサ自体が従来のレゾルバ及びエンコーダに比べて大幅に小型化され、多軸ジンバルの小型化及びコストダウンに大きく寄与することができる。
本発明は、磁石と磁気ヘッドの組合せからなる簡単なリニアセンサを用いて、プラスマイナス３度以内のインナジンバルの正逆回転角度を検出するようしたインナジンバルの回転角度検出方法及び装置を提供することを目的とする。
以下、図面と共に本発明によるインナジンバルの回転角度検出方法及び装置の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１で示されるものは、周知の多軸ジンバル２に設けられた可動部としてのインナジンバルであり、このインナジンバル１に設けられた軸孔３ａには、円柱状の回転軸３が設けられ、この回転軸３は矢印Ａに沿ってプラスマイナス３度以内の範囲で正逆回転することができるように構成されている。
前記回転軸３の先端には、図４及び図５で示される円柱状の磁気ヘッド４が一体状に接続され、この磁気ヘッド４も前記矢印Ａの方向に沿って正逆回転できるように構成されている。
前記磁気ヘッド４は、周知のように、図示しないコアと巻線の組合せからなり、磁束の変化に応じて出力される出力電圧が変化するように構成されている。
前記磁気ヘッド４の対向位置には、前記インナジンバル１を軸支するための固定部である支持側５としてのアウタ軸６が設けられ、この支持側５には磁石７が設けられている。従って、前述の磁気ヘッド４と磁石７とによりセンサ１０が構成されている。
前記磁石７は、図２及び図３で示されるように構成され、全体形状が凸形をなすと共に長手状のベース部材７ａにより形成され、このベース部材７ａの長手方向の両端に一対の取付孔８が設けられている。
前記磁石７の中央位置には、突起状の磁石片９が設けられ、この磁石片９はその長手方向の両端に異なる磁極ＳとＮが形成されるように構成されている。
前記磁気ヘッド４の先端４ａは、前記磁石７の磁石片９の磁石面９ａに接近した状態で対向しており、前記インナジンバル１の回転軸３が矢印Ａの方向に沿ってプラスマイナス３度以内の範囲で正逆回転することにより、前記磁気ヘッド４の先端４ａも矢印Ａの方向に沿って正逆回転する。
前述のように、前記磁石７の磁石面９ａに対して前記磁気ヘッド４の先端４ａがプラスマイナス３度以内の範囲で正逆回転することにより、磁石面９ａからの磁束の変化を磁気ヘッド４が受けることにより、磁気ヘッド４から出力される出力電圧は、数ボルトの範囲で変化し、この出力電圧を角度変換することによって前記インナジンバル１のプラスマイナス３度以内の角度変化を検出することができる。
本発明によるインナジンバルの回転角度検出方法及び装置を示す構成図である。 図１の磁石を示す平面図である。 図２の正面図である。 図１の磁気ヘッドの構成図である。 図４の先端を示す正面図である。
１ インナジンバル
２ 多軸ジンバル
３ 回転軸
３ａ 軸孔
４ 磁気ヘッド
４ａ 先端
５ 支持側
６ アウタ軸
７ 磁石
７a ベース部材
８ 取付孔
９ 磁石片
９ａ 磁石面
１０ センサ

Claims (2)

  1. 多軸ジンバル(2)のインナジンバル(1)のプラスマイナス３度以内の軸回転をセンサ(10)により検出し、
    前記センサ(10)は、前記インナジンバル(1)の回転軸(3)側に設けられコアと巻線の組合わせからなると共に磁束の変化に応じて出力される出力電圧が変化する磁気ヘッド(4)と、前記インナジンバル(1)の前記回転軸(3)を支持する支持側(5)に設けられた磁石(7)と、からなり、前記回転軸(3)と共に前記磁気ヘッド(4)が正逆回転することにより、前記磁気ヘッド(4)からの出力信号が変化し、前記インナジンバル(1)の軸回転を検出するインナジンバルの回転角度検出方法において、
    前記磁石(7)は、全体形状が凸形をなす横長型のベース部材(7a)と、前記ベース部材(7a)の両端に形成された一対の取付孔(8)と、前記各取付孔(8)間に設けられ突起状でその長手方向の両端に異なる磁極ＳとＮが形成された磁石片(9)とからなり、前記磁気ヘッド(4)は、円柱状をなし、前記磁気ヘッド(4)の先端(4a)は前記磁石片(9)の磁石面(9a)に接近した状態で対向し、前記磁気ヘッド(4)から出力される前記出力電圧は数ボルトの範囲で変化することを特徴とするインナジンバルの回転角度検出方法。
  2. 多軸ジンバル(2)のインナジンバル(1)のプラスマイナス３度以内の軸回転をセンサ(10)により検出し、
    前記センサ(10)は、前記インナジンバル(1)の回転軸(3)側に設けられコアと巻線の組合わせからなると共に磁束の変化に応じて出力される出力電圧が変化する磁気ヘッド(4)と、前記インナジンバル(1)の前記回転軸(3)を支持する支持側(5)に設けられた磁石(7)と、からなり、前記回転軸(3)と共に前記磁気ヘッド(4)が正逆回転することにより、前記磁気ヘッド(4)からの出力信号が変化し、前記インナジンバル(1)の軸回転を検出するインナジンバルの回転角度検出装置において、
    前記磁石(7)は、全体形状が凸形をなす横長型のベース部材(7a)と、前記ベース部材(7a)の両端に形成された一対の取付孔(8)と、前記各取付孔(8)間に設けられ突起状でその長手方向の両端に異なる磁極ＳとＮが形成された磁石片(9)とからなり、前記磁気ヘッド(4)は、円柱状をなし、前記磁気ヘッド(4)の先端(4a)は前記磁石片(9)の磁石面(9a)に接近した状態で対向し、前記磁気ヘッド(4)から出力される前記出力電圧は数ボルトの範囲で変化することを特徴とするインナジンバルの回転角度検出装置。
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