JPS6248165B2 - - Google Patents
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- JPS6248165B2 JPS6248165B2 JP54501302A JP50130279A JPS6248165B2 JP S6248165 B2 JPS6248165 B2 JP S6248165B2 JP 54501302 A JP54501302 A JP 54501302A JP 50130279 A JP50130279 A JP 50130279A JP S6248165 B2 JPS6248165 B2 JP S6248165B2
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- molded
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Classifications
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- G—PHYSICS
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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
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
- G01C19/04—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/12—Gyroscopes
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Description
請求の範囲
１ (a) 両端に円形端部を有し、これらを貫く出
力軸の周りに回転自在であり、且つ前記出力軸
に直交する旋回軸の周りに回転自在のホイール
手段を支持したプラスチツク成型体より成るジ
ンバル部材と、 (b) 前記ジンバル部材のまわりに嵌合し、前記円
形端部と密に嵌り合つて内部の領域を密封して
いる成型プラスチツク円筒スリーブ部材とより
成る、慣性センサ。 ２ ジンバル部材及びスリーブ部材は、熱硬化性
または熱硬化性樹脂である前記第１項記載の慣除
センサ。 ３ 樹脂はポリフエニルスルフイドである前記２
項記載の慣性センサ。 ４ 樹脂はランダム配向のガラス繊維又はカーボ
ン繊維強化型である前記２項記載の慣性センサ。 ５ 繊維は10−40％の範囲にある前記４項記載の
慣性センサ。 ６ (a) 両端に円形端部を有し、これらを貫く出
力軸の周りに回転自在であり、且つ前記出力軸
に直交する旋回軸の周りに回転自在のホイール
手段を支持したプラスチツク成型体より成るジ
ンバル部材と、 (b) 前記ジンバル部材のまわりに嵌合し、前記円
形端部と密に嵌り合つて内部の領域を密封して
いる成型プラスチツク円筒状スリーブ部材と、 (c) 前記円筒状スリーブを取囲む外側ハウジング
部材及び前記外側ハウジング部材の端部に嵌合
して閉鎖する端蓋部材より成るプラスチツク成
型ハウジング部材と、より成る慣性センサ。 ７ ジンバル部材、スリーブ部材及びハウジング
部材は、熱硬化性または熱硬化性樹脂である前記
第６項記載の慣性センサ。 ８ 樹脂はポリフエニルスルフイドである前記７
項記載の慣性センサ。 ９ 樹脂はランダム配向のガラス繊維又はカーベ
ン繊維強化型である前記７項記載の慣性センサ。 １０ 繊維は10−40％の範囲にある前記９項記載
の慣性センサ。 １１ (a) 両端に円形端部を有し、これらを貫く
出力軸の周りに回転自在であり、且つ前記出力
軸に直交する旋回軸の周りに回転自在のホイー
ル手段を支持したプラスチツク成型体より成る
ジンバル部材と、 (b) 前記ジンバル部材のまわりに嵌合し、前記円
形端部と密に嵌り合つて内部の領域を密封して
いる成型プラスチツク円筒状スリーブ部材と、 (c) 前記円筒状スリーブを取囲む外側ハウジング
部材及び前記外側ハウジング部材の端部に嵌合
して閉鎖する端蓋部材より成るプラスチツク成
型ハウジング部材と、 (d) ハウジング部材に嵌合して外側ハウジング内
に円筒状領域を画成しトルクジエネレータとシ
グナルジエネレータとを支持しているプラスチ
ツク支持部材と、より成る慣性センサ。 １２ ジンバル部材及びスリーブ部材は熱硬化性
または熱硬化性樹脂である前記第１１項記載の慣
性センサ。 １３ 樹脂はポリフエニルスルフイドである前記
１２項記載の慣性センサ。 １４ 樹脂はランダム配向のガラス繊維又はカー
ボン繊維強化型である前記１２項記載の慣性セン
サ。 １５ 繊維は10−40％の範囲にある前記１４項記
載の慣性センサ。 発明の背景 本発明は慣性センサに関するものであり、更に
詳しく言えば成形加工された部品で作られた低価
格のジヤイロスコープに関するものである。 例えばジヤイロスコープのような一般用途にて
又は軍事用途にて使用される従来の慣性センサの
設計に当つては例えばアルミニウム、ベリリウム
及びステンレス鋼のような材料を機械加工して作
られた構造支持要素を利用する点に特徴を有して
いた。一般に、これら支持要素は標準の機械加工
手順に従つて製造される。 ジヤイロ服構成要素構造体においては寸法及び
形状が機械加工要件に依存することが多い。典型
的には、例えばジンバルのような構成要素は最初
は粗機械加工が施され、次で熱処理がなされねば
ならない。次で、スロツト、孔及び溝の機械加工
を含む最終の機械加工作業が行なわれるであろ
う。該部品は次で応力除去がなされる。次で、例
えばジグナル及びトルクジエネレータロータ、モ
ータステータ並びにホイールの整合と言つたジヤ
イロの組立作業に必要な据え付け調整作業が行な
われる。該作業は多大の費用を要する。通常は、
引き続いてカプセルに囲包する作業が必要とな
る。これら組立作業は全て通常は手で行なわれ、
多大の時間を費し、従つて高価なものとなる。 更に、従来の方法によつて作られた装置は機械
加工における誤差又は部品取扱い時に生じる汚損
のために各ロツト毎に及び各ユニツト毎に相当ば
らついたものとなる。加うるに、重要な多くの組
立作業は作業者の感覚によるものであり、従つて
監視することは困難である。前記望ましくない問
題点の幾つかを解決するためにセンサの組立作業
は高価な無塵室にて行なわれることが多い。 従つて、本発明の目的は精密な多量生産技術に
よつて作ることのできる慣性センサを提供するこ
とである。 本発明の他の目的は低廉な材料にて構成される
慣性センサを提供することである。 本発明の他の目的は部品数の極めて少ない簡略
化された設計を可能とするジヤイロスコープ用構
成要素を作ることである。 本発明の更に他の目的は最小限度の組立作業と
道具立てによつて作ることのできる慣性センサを
提供することである。 発明の要約 慣性センサは大部分の構成要素が成型されたプ
ラスチツク材料にて構成される。該成型要素はそ
の断面積が比較的小さいことを特徴とする。更に
該成型構成要素は該要素に案内及び整合スロツト
と同様にキー及びキー溝を成型して組込んでい
る。好ましい実施態様において、プラスチツク材
料は30％黒鉛入りポリフエニレンスルフイドであ
る。各要素は繊維の配向をランダムな状態に維持
し且つプラスチツク材料内の空隙及び空洞を最小
限度にするような方法で成型される。成型された
慣性装置構成要素を使用することにより従来に比
べ部品数の少ない簡略化された設計が可能とな
り、製造時に於る組立作業及び道具立てのための
諸要件が相当に減少される。加うるに、好ましい
とされる熱可塑性樹脂材料は従来使用されていた
（例えばベリリウムのような）材料より50倍程度
安価なものである。
力軸の周りに回転自在であり、且つ前記出力軸
に直交する旋回軸の周りに回転自在のホイール
手段を支持したプラスチツク成型体より成るジ
ンバル部材と、 (b) 前記ジンバル部材のまわりに嵌合し、前記円
形端部と密に嵌り合つて内部の領域を密封して
いる成型プラスチツク円筒スリーブ部材とより
成る、慣性センサ。 ２ ジンバル部材及びスリーブ部材は、熱硬化性
または熱硬化性樹脂である前記第１項記載の慣除
センサ。 ３ 樹脂はポリフエニルスルフイドである前記２
項記載の慣性センサ。 ４ 樹脂はランダム配向のガラス繊維又はカーボ
ン繊維強化型である前記２項記載の慣性センサ。 ５ 繊維は10−40％の範囲にある前記４項記載の
慣性センサ。 ６ (a) 両端に円形端部を有し、これらを貫く出
力軸の周りに回転自在であり、且つ前記出力軸
に直交する旋回軸の周りに回転自在のホイール
手段を支持したプラスチツク成型体より成るジ
ンバル部材と、 (b) 前記ジンバル部材のまわりに嵌合し、前記円
形端部と密に嵌り合つて内部の領域を密封して
いる成型プラスチツク円筒状スリーブ部材と、 (c) 前記円筒状スリーブを取囲む外側ハウジング
部材及び前記外側ハウジング部材の端部に嵌合
して閉鎖する端蓋部材より成るプラスチツク成
型ハウジング部材と、より成る慣性センサ。 ７ ジンバル部材、スリーブ部材及びハウジング
部材は、熱硬化性または熱硬化性樹脂である前記
第６項記載の慣性センサ。 ８ 樹脂はポリフエニルスルフイドである前記７
項記載の慣性センサ。 ９ 樹脂はランダム配向のガラス繊維又はカーベ
ン繊維強化型である前記７項記載の慣性センサ。 １０ 繊維は10−40％の範囲にある前記９項記載
の慣性センサ。 １１ (a) 両端に円形端部を有し、これらを貫く
出力軸の周りに回転自在であり、且つ前記出力
軸に直交する旋回軸の周りに回転自在のホイー
ル手段を支持したプラスチツク成型体より成る
ジンバル部材と、 (b) 前記ジンバル部材のまわりに嵌合し、前記円
形端部と密に嵌り合つて内部の領域を密封して
いる成型プラスチツク円筒状スリーブ部材と、 (c) 前記円筒状スリーブを取囲む外側ハウジング
部材及び前記外側ハウジング部材の端部に嵌合
して閉鎖する端蓋部材より成るプラスチツク成
型ハウジング部材と、 (d) ハウジング部材に嵌合して外側ハウジング内
に円筒状領域を画成しトルクジエネレータとシ
グナルジエネレータとを支持しているプラスチ
ツク支持部材と、より成る慣性センサ。 １２ ジンバル部材及びスリーブ部材は熱硬化性
または熱硬化性樹脂である前記第１１項記載の慣
性センサ。 １３ 樹脂はポリフエニルスルフイドである前記
１２項記載の慣性センサ。 １４ 樹脂はランダム配向のガラス繊維又はカー
ボン繊維強化型である前記１２項記載の慣性セン
サ。 １５ 繊維は10−40％の範囲にある前記１４項記
載の慣性センサ。 発明の背景 本発明は慣性センサに関するものであり、更に
詳しく言えば成形加工された部品で作られた低価
格のジヤイロスコープに関するものである。 例えばジヤイロスコープのような一般用途にて
又は軍事用途にて使用される従来の慣性センサの
設計に当つては例えばアルミニウム、ベリリウム
及びステンレス鋼のような材料を機械加工して作
られた構造支持要素を利用する点に特徴を有して
いた。一般に、これら支持要素は標準の機械加工
手順に従つて製造される。 ジヤイロ服構成要素構造体においては寸法及び
形状が機械加工要件に依存することが多い。典型
的には、例えばジンバルのような構成要素は最初
は粗機械加工が施され、次で熱処理がなされねば
ならない。次で、スロツト、孔及び溝の機械加工
を含む最終の機械加工作業が行なわれるであろ
う。該部品は次で応力除去がなされる。次で、例
えばジグナル及びトルクジエネレータロータ、モ
ータステータ並びにホイールの整合と言つたジヤ
イロの組立作業に必要な据え付け調整作業が行な
われる。該作業は多大の費用を要する。通常は、
引き続いてカプセルに囲包する作業が必要とな
る。これら組立作業は全て通常は手で行なわれ、
多大の時間を費し、従つて高価なものとなる。 更に、従来の方法によつて作られた装置は機械
加工における誤差又は部品取扱い時に生じる汚損
のために各ロツト毎に及び各ユニツト毎に相当ば
らついたものとなる。加うるに、重要な多くの組
立作業は作業者の感覚によるものであり、従つて
監視することは困難である。前記望ましくない問
題点の幾つかを解決するためにセンサの組立作業
は高価な無塵室にて行なわれることが多い。 従つて、本発明の目的は精密な多量生産技術に
よつて作ることのできる慣性センサを提供するこ
とである。 本発明の他の目的は低廉な材料にて構成される
慣性センサを提供することである。 本発明の他の目的は部品数の極めて少ない簡略
化された設計を可能とするジヤイロスコープ用構
成要素を作ることである。 本発明の更に他の目的は最小限度の組立作業と
道具立てによつて作ることのできる慣性センサを
提供することである。 発明の要約 慣性センサは大部分の構成要素が成型されたプ
ラスチツク材料にて構成される。該成型要素はそ
の断面積が比較的小さいことを特徴とする。更に
該成型構成要素は該要素に案内及び整合スロツト
と同様にキー及びキー溝を成型して組込んでい
る。好ましい実施態様において、プラスチツク材
料は30％黒鉛入りポリフエニレンスルフイドであ
る。各要素は繊維の配向をランダムな状態に維持
し且つプラスチツク材料内の空隙及び空洞を最小
限度にするような方法で成型される。成型された
慣性装置構成要素を使用することにより従来に比
べ部品数の少ない簡略化された設計が可能とな
り、製造時に於る組立作業及び道具立てのための
諸要件が相当に減少される。加うるに、好ましい
とされる熱可塑性樹脂材料は従来使用されていた
（例えばベリリウムのような）材料より50倍程度
安価なものである。
本発明並びに本発明の前記諸目的、他の目的及
び種々の特徴は図面に則した以下の説明にてより
完全に理解されるであろう。 第１図は本発明を具体化した慣性センサの斜視
図であり、一部破断されている。 第２Ａ図及び第２Ｂ図は夫々従来のジンバル及
び第１図のセンサのジンバルの斜視図である。 第３図は第１図の慣性センサのシグナルジエネ
レータの斜視図である。 第４図は第１図の慣性センサのトルクジエネレ
ータの斜視図である。 第５Ａ図及び第５Ｂ図は夫々第１図の慣性セン
サのシグナルジエネレータ及びトルクジエネレー
タのための薄板状フレツトの一例を示す。 好ましい実施態様の説明 第１図、第２Ｂ図、第３図及び第４図は本発明
に従つた慣性装置の一例を示す。装置１０は既に
確立された作動原理に基づいた自由度１の積分レ
ートジヤイロである。該ジヤイロは玉軸受ホイー
ル組立体１２、ホイール支持体１３、同期ヒステ
リシスモータ１４を具備し、これらは全て浮動ジ
ンバル１６内に配置されている。該ジンバル１６
はホイールハウジング部分１７ａと、端部分１７
ｂ，１７ｃとを有する。端部分１７ｂ及び１７ｃ
は円筒状スリーブ１８の内壁に摩擦係合するよう
にされる。該スリーブ１８は主ハウジング組立体
２０の中で前記ジンバル浮動組立体を囲包してい
る。ジンバル１６とスリーブ１８は各端部がラジ
アル軸受２２及び２４にて支持される。 第１図の実施態様において、シグナルジエネレ
ータ２８とトルクジエネレータ３０は化学的に腐
蝕されそして接合された積層の芯部材であるロー
タとステータ要素を有する。ホイールモータのた
めのステータも又化学的に腐蝕されそして接合さ
れた積層の芯部材である。 マイクロシン シグナル ジエネレータ２８が
ジヤイロ１０の一端に配置され、クラツパ型トル
クジエネレータ３０が他端に配置される。ベロー
ズ組立体３２及び３４がジヤイロ１０の両端に配
置され、ハウジング２０内の浮動流体の熱による
体積の変化を許容し得るようにされる。玉軸受ホ
イール組立体１２には本実施態様においては通常
の玉軸受が組込まれているが、他の実施態様にお
いては別の軸受を使用することも可能である。 モータ１４は化学的に腐蝕されそして接合され
た積層モータステータ３５に機械巻きコイルが取
付けられる。ホイール・モータ組立体は（ホイー
ル組立体の）ロータとステータ３５との間の大き
な間隙部分を使用する。該態様において、ホイー
ルは大略2.5ワツトの総運転動力によつて24000r.
p.m.にて回転し、10000dyn・cm・ｓの角運動量
を発生する。 浮動ジンバル１６が第２Ｂ図に図示され、比較
のための従来の浮動ジンバルが第２Ａ図に図示さ
れる。本発明に係るジンバル１６（第２Ａ図）は
成型スリーブ１８、並びにラジアル軸受２２及び
２４から成るホイール支持軸受によつて組立が容
易に行ない得る。ジンバル１６にはあり溝形のバ
ランスウエイトスロツト４０とワイヤ通しスロツ
ト４２が組立体の端部分１７ｂと１７ｃに成形さ
れる。該浮動体１６は出力軸４４及びスピン軸４
６のまわりに実質的に対称であり、従つて該浮動
体の各慣性、各慣性の差及び各慣性の積は比較的
小さい。 第２Ａ図は本実施態様の第２Ｂ図の浮動ジンバ
ルに対応する従来の浮動ジンバルを示す。該従来
の浮動ジンバルは、粗機械加工、熱処理、最終機
械加工、応力除去作業、次でSG及びTGロータ、
モータステータ並びにホイールの組立て及び整合
のための据え付け調整作業と言つた前記発明の背
景にて概略説明した方法を使用して従来技術にて
作られたものである。対照的に、第２Ｂ図の成型
浮動ジンバル１６は実質的に機械加工を必要とせ
ず、又従来の成型技術を使用して信頼度よく多量
生産することができる。本発明に使用される成型
浮動ジンバル１６は例えばホイールハウジング部
分１７ａのような大横断面積部を最小限度とした
ことが特徴とされ、又端部分１７ｂ及び１７ｃは
全て横断面積が比較的一様とされる。従つて、成
形工程時の材料の収縮による割れとかひけは最小
限度とすることができる。更に第２Ｂ図の浮動ジ
ンバル１６はバランスウエイト用の孔及びスロツ
ト４０並びにワイヤ通し４２を有する。 シグナルジエネレータ２８が第３図に図示され
る。ジエネレータ２８はシグナルＥ・タイプのシ
グナルジエネレータ（SG）であり、ジンバル１
６及びスリーブ１８から成る浮動組立体の角度変
位を測定する。該SG２８はステータ及びロータ
を夫々形成する化学的に腐蝕されて接合される積
層芯５０及び５２を有する。第１巻線５４並びに
第２巻線５６及び５８は組立てられた積層ステー
タ５０に配置されたコイル支持体に取付けられた
機械巻きコイルである。組立体切欠き６０及び６
２はステータ５０をジヤイロ１０のハウジング２
０内に固定するためのものである。シグナルジエ
ネレータ２８は次のような特性を有する。 感 度 −33ｍＶ／mr 弾性リストレイント −0.0031dyn・cm／ｍＶ 反動トルク −0.14dyn／cm 零出力電圧 −0.6ｍＶ 動 力 −33ｍＷ トルクジエネレータ３０は本実施態様としては
第４図に図示される。トルクジエネレータ
（TG）３０は高トルク発生能力を有するクラツパ
型のジエネレータである。ジエネレータ４０は、
ステータ組立体６６及び６８並びにロータ組立体
７０を形成する腐蝕されそして接合された積層の
芯要素を有する。ステータ組立体６６及び６８は
各端部に機械巻コイルを備えている。これらコイ
ルは第４図では参照番号72〜75で表わされる。ス
テータ６６及び６８はハウジング組立体２０内に
該ステータを配置するためにその端部にタブ７６
〜７９を有する。該構成にて、TG３０は最大640
ｍＷで10000dyn・cmのトルクを提供する。 本発明に従うと、積層された芯電磁副構成要素
は化学的に腐蝕されそして接合され、従来の技術
に比べ相当価格の節約を達成することができる。
従来技術においては、積層部材は基材から型に合
わせて切断され、焼鈍され、噴霧塗装され、次で
取付け具にて重ね合せられそして接合された。こ
のように成形後の部品の取扱いが必須であり、時
間の浪費であるばかりでなく、壊れ易い製品を損
傷する可能性もある。これに対し、本発明に従つ
た化学的に腐蝕された部品は腐蝕工程の前に焼鈍
され、成形後の取扱いを除去している。一つの腐
蝕されるフレーム、即ち、フレツトの上に数多く
の別個の部片を製造するために、写真技術を用い
てマスターパターンが創り出される。所望数のフ
レツトの重ね合せそして接合によつて、整合さ
れ、接合されそして使用可能とされた積層芯部材
が作り出される。第５Ａ図はシグナルジエネレー
タ２８のステータ５０及びロータ５２のための積
層用フレツトの一例を示し、第５Ｂ図はトルクジ
エネレータ３０のステータ６６及び６８並びにロ
ータ７０のための積層用フレツトの一例を示す。 ジヤイロ１０の主たる構成要素はジンバル１
６、スリーブ１８及びホイール支持体を備えた浮
動組立体と、端部取付体及び最外端部片を備えた
主ハウジング組立体であり、これらは熱可塑性物
質にて成形される。好ましい実施態様にて使用さ
れる特定のプラスチツクは市場で入手可能な繊維
強化充填材を持つたポリフエニレンスルフイド
（Phillips Ryton）である。該好ましい成施態様
においては、30％黒鉛入り繊維強化（CFR）充
填材が使用される。他の実施態様においては、ガ
ラス繊維か炭素繊維のいずれかを最適の性能を提
供するべく10〜４％の間の量にて使用することが
できる。他の実施態様においては、異なる割合と
することもできるであろう。充填材の選択及び該
充填材の量についての考察の幾つかを次に説明す
る。 炭素繊維強化材とガラス繊維強化材との間の主
たる相違は次の通りである。 (1) これら二つの充填材の主たる相違は形成され
た配合物の電気的及び熱的伝導率である。ガラ
ス繊維は極めて高い体積抵抗率と優れた誘電特
性を有するが、炭素繊維は極めて低い体積抵抗
率と低い誘電特性値を有する。熱伝導率は
CFRを高度に充填された配合物において極め
て高くなる。CFRとGFRの機械的・電気的及
び熱的特性の比較が表１及び表２に示される。 (2) 強度及び或るクリープ値はCFR材料の方が
有利である。 (3) モールドはガラス繊維を使用した場合より
CFRを使用した場合の方が早く摩損する傾向
にある。 (4) Ryton R4は40％ガラス繊維強化ポリフエニ
レンスルフイド（PPS）であり、プレブレンド
により容易に入手することができる。一方現在
供給されているCFR PPSの配合は一定してい
ない。 (5) 本方法において材料を選択する際の一つの大
きな関心事は価格である。CFR材料は現在ガ
ラス繊維より高価である。加うるに、成形価格
はモールドの寿命が短いということのために著
しく高くなる。 (6) 静電荷の畜積はガラス繊維の方が導電率が低
いということから大きい。
び種々の特徴は図面に則した以下の説明にてより
完全に理解されるであろう。 第１図は本発明を具体化した慣性センサの斜視
図であり、一部破断されている。 第２Ａ図及び第２Ｂ図は夫々従来のジンバル及
び第１図のセンサのジンバルの斜視図である。 第３図は第１図の慣性センサのシグナルジエネ
レータの斜視図である。 第４図は第１図の慣性センサのトルクジエネレ
ータの斜視図である。 第５Ａ図及び第５Ｂ図は夫々第１図の慣性セン
サのシグナルジエネレータ及びトルクジエネレー
タのための薄板状フレツトの一例を示す。 好ましい実施態様の説明 第１図、第２Ｂ図、第３図及び第４図は本発明
に従つた慣性装置の一例を示す。装置１０は既に
確立された作動原理に基づいた自由度１の積分レ
ートジヤイロである。該ジヤイロは玉軸受ホイー
ル組立体１２、ホイール支持体１３、同期ヒステ
リシスモータ１４を具備し、これらは全て浮動ジ
ンバル１６内に配置されている。該ジンバル１６
はホイールハウジング部分１７ａと、端部分１７
ｂ，１７ｃとを有する。端部分１７ｂ及び１７ｃ
は円筒状スリーブ１８の内壁に摩擦係合するよう
にされる。該スリーブ１８は主ハウジング組立体
２０の中で前記ジンバル浮動組立体を囲包してい
る。ジンバル１６とスリーブ１８は各端部がラジ
アル軸受２２及び２４にて支持される。 第１図の実施態様において、シグナルジエネレ
ータ２８とトルクジエネレータ３０は化学的に腐
蝕されそして接合された積層の芯部材であるロー
タとステータ要素を有する。ホイールモータのた
めのステータも又化学的に腐蝕されそして接合さ
れた積層の芯部材である。 マイクロシン シグナル ジエネレータ２８が
ジヤイロ１０の一端に配置され、クラツパ型トル
クジエネレータ３０が他端に配置される。ベロー
ズ組立体３２及び３４がジヤイロ１０の両端に配
置され、ハウジング２０内の浮動流体の熱による
体積の変化を許容し得るようにされる。玉軸受ホ
イール組立体１２には本実施態様においては通常
の玉軸受が組込まれているが、他の実施態様にお
いては別の軸受を使用することも可能である。 モータ１４は化学的に腐蝕されそして接合され
た積層モータステータ３５に機械巻きコイルが取
付けられる。ホイール・モータ組立体は（ホイー
ル組立体の）ロータとステータ３５との間の大き
な間隙部分を使用する。該態様において、ホイー
ルは大略2.5ワツトの総運転動力によつて24000r.
p.m.にて回転し、10000dyn・cm・ｓの角運動量
を発生する。 浮動ジンバル１６が第２Ｂ図に図示され、比較
のための従来の浮動ジンバルが第２Ａ図に図示さ
れる。本発明に係るジンバル１６（第２Ａ図）は
成型スリーブ１８、並びにラジアル軸受２２及び
２４から成るホイール支持軸受によつて組立が容
易に行ない得る。ジンバル１６にはあり溝形のバ
ランスウエイトスロツト４０とワイヤ通しスロツ
ト４２が組立体の端部分１７ｂと１７ｃに成形さ
れる。該浮動体１６は出力軸４４及びスピン軸４
６のまわりに実質的に対称であり、従つて該浮動
体の各慣性、各慣性の差及び各慣性の積は比較的
小さい。 第２Ａ図は本実施態様の第２Ｂ図の浮動ジンバ
ルに対応する従来の浮動ジンバルを示す。該従来
の浮動ジンバルは、粗機械加工、熱処理、最終機
械加工、応力除去作業、次でSG及びTGロータ、
モータステータ並びにホイールの組立て及び整合
のための据え付け調整作業と言つた前記発明の背
景にて概略説明した方法を使用して従来技術にて
作られたものである。対照的に、第２Ｂ図の成型
浮動ジンバル１６は実質的に機械加工を必要とせ
ず、又従来の成型技術を使用して信頼度よく多量
生産することができる。本発明に使用される成型
浮動ジンバル１６は例えばホイールハウジング部
分１７ａのような大横断面積部を最小限度とした
ことが特徴とされ、又端部分１７ｂ及び１７ｃは
全て横断面積が比較的一様とされる。従つて、成
形工程時の材料の収縮による割れとかひけは最小
限度とすることができる。更に第２Ｂ図の浮動ジ
ンバル１６はバランスウエイト用の孔及びスロツ
ト４０並びにワイヤ通し４２を有する。 シグナルジエネレータ２８が第３図に図示され
る。ジエネレータ２８はシグナルＥ・タイプのシ
グナルジエネレータ（SG）であり、ジンバル１
６及びスリーブ１８から成る浮動組立体の角度変
位を測定する。該SG２８はステータ及びロータ
を夫々形成する化学的に腐蝕されて接合される積
層芯５０及び５２を有する。第１巻線５４並びに
第２巻線５６及び５８は組立てられた積層ステー
タ５０に配置されたコイル支持体に取付けられた
機械巻きコイルである。組立体切欠き６０及び６
２はステータ５０をジヤイロ１０のハウジング２
０内に固定するためのものである。シグナルジエ
ネレータ２８は次のような特性を有する。 感 度 −33ｍＶ／mr 弾性リストレイント −0.0031dyn・cm／ｍＶ 反動トルク −0.14dyn／cm 零出力電圧 −0.6ｍＶ 動 力 −33ｍＷ トルクジエネレータ３０は本実施態様としては
第４図に図示される。トルクジエネレータ
（TG）３０は高トルク発生能力を有するクラツパ
型のジエネレータである。ジエネレータ４０は、
ステータ組立体６６及び６８並びにロータ組立体
７０を形成する腐蝕されそして接合された積層の
芯要素を有する。ステータ組立体６６及び６８は
各端部に機械巻コイルを備えている。これらコイ
ルは第４図では参照番号72〜75で表わされる。ス
テータ６６及び６８はハウジング組立体２０内に
該ステータを配置するためにその端部にタブ７６
〜７９を有する。該構成にて、TG３０は最大640
ｍＷで10000dyn・cmのトルクを提供する。 本発明に従うと、積層された芯電磁副構成要素
は化学的に腐蝕されそして接合され、従来の技術
に比べ相当価格の節約を達成することができる。
従来技術においては、積層部材は基材から型に合
わせて切断され、焼鈍され、噴霧塗装され、次で
取付け具にて重ね合せられそして接合された。こ
のように成形後の部品の取扱いが必須であり、時
間の浪費であるばかりでなく、壊れ易い製品を損
傷する可能性もある。これに対し、本発明に従つ
た化学的に腐蝕された部品は腐蝕工程の前に焼鈍
され、成形後の取扱いを除去している。一つの腐
蝕されるフレーム、即ち、フレツトの上に数多く
の別個の部片を製造するために、写真技術を用い
てマスターパターンが創り出される。所望数のフ
レツトの重ね合せそして接合によつて、整合さ
れ、接合されそして使用可能とされた積層芯部材
が作り出される。第５Ａ図はシグナルジエネレー
タ２８のステータ５０及びロータ５２のための積
層用フレツトの一例を示し、第５Ｂ図はトルクジ
エネレータ３０のステータ６６及び６８並びにロ
ータ７０のための積層用フレツトの一例を示す。 ジヤイロ１０の主たる構成要素はジンバル１
６、スリーブ１８及びホイール支持体を備えた浮
動組立体と、端部取付体及び最外端部片を備えた
主ハウジング組立体であり、これらは熱可塑性物
質にて成形される。好ましい実施態様にて使用さ
れる特定のプラスチツクは市場で入手可能な繊維
強化充填材を持つたポリフエニレンスルフイド
（Phillips Ryton）である。該好ましい成施態様
においては、30％黒鉛入り繊維強化（CFR）充
填材が使用される。他の実施態様においては、ガ
ラス繊維か炭素繊維のいずれかを最適の性能を提
供するべく10〜４％の間の量にて使用することが
できる。他の実施態様においては、異なる割合と
することもできるであろう。充填材の選択及び該
充填材の量についての考察の幾つかを次に説明す
る。 炭素繊維強化材とガラス繊維強化材との間の主
たる相違は次の通りである。 (1) これら二つの充填材の主たる相違は形成され
た配合物の電気的及び熱的伝導率である。ガラ
ス繊維は極めて高い体積抵抗率と優れた誘電特
性を有するが、炭素繊維は極めて低い体積抵抗
率と低い誘電特性値を有する。熱伝導率は
CFRを高度に充填された配合物において極め
て高くなる。CFRとGFRの機械的・電気的及
び熱的特性の比較が表１及び表２に示される。 (2) 強度及び或るクリープ値はCFR材料の方が
有利である。 (3) モールドはガラス繊維を使用した場合より
CFRを使用した場合の方が早く摩損する傾向
にある。 (4) Ryton R4は40％ガラス繊維強化ポリフエニ
レンスルフイド（PPS）であり、プレブレンド
により容易に入手することができる。一方現在
供給されているCFR PPSの配合は一定してい
ない。 (5) 本方法において材料を選択する際の一つの大
きな関心事は価格である。CFR材料は現在ガ
ラス繊維より高価である。加うるに、成形価格
はモールドの寿命が短いということのために著
しく高くなる。 (6) 静電荷の畜積はガラス繊維の方が導電率が低
いということから大きい。
【表】
【表】
〓〓〓.
【表】
【表】
充填材の量と充填材のタイプの関係について考
察すると次の通りである。 (1) 一般に30％CFRは、機械的性質が40％ガラ
ス強化材に比較される場合には、もろいという
点を犠牲にすると良好な強度を持つ。 (2) 低価格のジヤイロ用として10％又は20％
CFRを使用しても有意の利益は殆んど得られ
ない。 他の実施態様においては、成型部品用として次
の熱可塑性樹脂を利用することができる。 ポリスルホン−ガラス及び炭素繊維による強化 ポリスルホン（Astrel360） ポリイミド−アミド アクリロ−ブタジエン スチレン ナイロン（非晶質） 他の実施態様においては、次のような熱硬化性
樹脂を使用することもできる。 フアイバライトからのエポキシ系 エポキシ黒鉛系 このような実施態様においても、前記熱可塑性
樹脂の実施態様において説明したと同じ態様でガ
ラス又は炭素繊維強化材を使用することができ
る。 本発明は本発明の精神又は重要な特徴から離脱
することなく他の態様にても具体化され得るもの
である。従つて上記実施態様は単に本発明の説明
のためのものであつて、これら実施態様に限定さ
れるものではないことを理解されたい。
察すると次の通りである。 (1) 一般に30％CFRは、機械的性質が40％ガラ
ス強化材に比較される場合には、もろいという
点を犠牲にすると良好な強度を持つ。 (2) 低価格のジヤイロ用として10％又は20％
CFRを使用しても有意の利益は殆んど得られ
ない。 他の実施態様においては、成型部品用として次
の熱可塑性樹脂を利用することができる。 ポリスルホン−ガラス及び炭素繊維による強化 ポリスルホン（Astrel360） ポリイミド−アミド アクリロ−ブタジエン スチレン ナイロン（非晶質） 他の実施態様においては、次のような熱硬化性
樹脂を使用することもできる。 フアイバライトからのエポキシ系 エポキシ黒鉛系 このような実施態様においても、前記熱可塑性
樹脂の実施態様において説明したと同じ態様でガ
ラス又は炭素繊維強化材を使用することができ
る。 本発明は本発明の精神又は重要な特徴から離脱
することなく他の態様にても具体化され得るもの
である。従つて上記実施態様は単に本発明の説明
のためのものであつて、これら実施態様に限定さ
れるものではないことを理解されたい。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/932,139 US4281555A (en) | 1978-08-08 | 1978-08-08 | Molded inertial sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55500553A JPS55500553A (ja) | 1980-08-21 |
| JPS6248165B2 true JPS6248165B2 (ja) | 1987-10-13 |
Family
ID=25461839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54501302A Expired JPS6248165B2 (ja) | 1978-08-08 | 1979-08-08 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4281555A (ja) |
| EP (1) | EP0016807A4 (ja) |
| JP (1) | JPS6248165B2 (ja) |
| CA (1) | CA1138688A (ja) |
| GB (1) | GB2049932B (ja) |
| SE (1) | SE456776B (ja) |
| WO (1) | WO1980000370A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4426889A (en) | 1978-08-08 | 1984-01-24 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Molded inertial sensor |
| DE8508955U1 (de) * | 1985-03-26 | 1985-06-13 | Vallon GmbH, 7412 Eningen | Tragelement für Magnetometer |
| DE8508954U1 (de) * | 1985-03-26 | 1985-06-13 | Vallon GmbH, 7412 Eningen | Magnetsonde mit Montagerohr |
| US5156056A (en) * | 1991-06-24 | 1992-10-20 | Condor Pacific Industries, Inc. | Gyroscope having a specifically restrained piezoelectric crystal |
| US9039424B2 (en) | 2011-10-19 | 2015-05-26 | Winchester Electronics Corporation | Closed entry din jack and connector with PCB board lock |
| RU2517650C1 (ru) * | 2013-02-26 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Способ изготовления газодинамического подшипника поплавкового гироскопа |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US2752791A (en) * | 1951-02-09 | 1956-07-03 | Research Corp | Gyroscopic apparatus |
| US2937533A (en) * | 1957-04-04 | 1960-05-24 | United Aircraft Corp | Buoyed gyroscope |
| US3043147A (en) * | 1957-12-09 | 1962-07-10 | Lear Inc | Gyroscopic device and method of assembly |
| US2982139A (en) * | 1959-10-05 | 1961-05-02 | Telecomputing Corp | Rate gyroscope |
| US3313162A (en) * | 1962-09-04 | 1967-04-11 | Universal Match Corp | Gyroscopic apparatus |
| US3339421A (en) * | 1963-11-14 | 1967-09-05 | Lear Siegler Inc | Dynamic gas film supported inertial instrument |
| US3318160A (en) * | 1964-07-31 | 1967-05-09 | Litton Systems Inc | Vibra-rotor gyroscope |
| US3466934A (en) * | 1967-04-20 | 1969-09-16 | Us Time Corp The | Gyroscope and its method of manufacture |
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| US3727466A (en) * | 1970-07-23 | 1973-04-17 | Honeywell Inc | Gyro noise reduction |
| US3722295A (en) * | 1970-12-02 | 1973-03-27 | Sperry Rand Corp | Multiple rotation gyroscope with hydrodynamic suspension |
| US3802068A (en) * | 1972-04-14 | 1974-04-09 | Gould Inc | Method of making a rotor |
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| US3831268A (en) * | 1973-12-03 | 1974-08-27 | Briggs & Stratton Corp | Method of making an electric motor armature core |
| US3954932A (en) * | 1974-09-26 | 1976-05-04 | Phillips Petroleum Company | Poly(phenylene sulfide) containing mixtures and processes for producing free sintered parts therefrom |
| US4075388A (en) * | 1975-04-30 | 1978-02-21 | Phillips Petroleum Company | Adhesive bonding of poly(arylene sulfide) surfaces |
| US4028962A (en) * | 1975-12-24 | 1977-06-14 | Nelson Edwin B | Design and construction of flywheels from anisotropic materials |
| IT1063728B (it) * | 1976-01-09 | 1985-02-11 | Merlo Michele | Giroscopio di velocita di precisione in miniatura |
| US4061043A (en) * | 1976-03-29 | 1977-12-06 | John Callender Stiles | Electrostatic rate gyroscope |
| US4114452A (en) * | 1977-08-11 | 1978-09-19 | General Dynamics Corporation | Moving magnet miniature angular rate sensor |
-
1978
- 1978-08-08 US US05/932,139 patent/US4281555A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-08-08 WO PCT/US1979/000581 patent/WO1980000370A1/en unknown
- 1979-08-08 GB GB8010694A patent/GB2049932B/en not_active Expired
- 1979-08-08 JP JP54501302A patent/JPS6248165B2/ja not_active Expired
- 1979-08-08 CA CA000333381A patent/CA1138688A/en not_active Expired
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1980
- 1980-03-11 EP EP19790900965 patent/EP0016807A4/en not_active Ceased
- 1980-04-03 SE SE8002603A patent/SE456776B/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
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|---|---|
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| EP0016807A1 (en) | 1980-10-15 |
| SE456776B (sv) | 1988-10-31 |
| SE8002603L (sv) | 1980-04-03 |
| GB2049932A (en) | 1980-12-31 |
| JPS55500553A (ja) | 1980-08-21 |
| EP0016807A4 (en) | 1980-11-28 |
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