(57)【要約】【課題】シャフトの半径方向の振動吸収に有効なダンパ機構を備えたフライホイール及びコントロールモーメントジャイロを提供する。【解決手段】ハウジングと連結した基台にベアリングを介して回転可能に取り付けたシャフトを備え、シャフトに取り付けられたローテイティングマスを収容するフライホイールにおいて、基台とベアリングとの間に筒状のホルダを備えるとともに、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体とＯリングを介在させる。ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間の粘性流体によりシャフトの軸方向の振動を吸収することができ、Ｏリングの弾性と粘性流体のスクイーズフィルムダンパ効果によりシャフトの半径方向の振動を吸収することができる。Ｏリングの位置をホルダ外周面と基台の間に介在させてもよく、更にはその間に粘性流体を介在させてもよい。【選択図】  図1
2006038209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと連結した基台にベアリングを介して回転可能に取り付けたシャフトを備え、前記シャフトに取り付けられたローテイティングマスを収容するフライホイールにおいて、前記基台とベアリングとの間に筒状のホルダを備えるとともに、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体とＯリングを介在させ、当該Ｏリングによりベアリングカートリッジを支持したことを特徴とするフライホイール。
【請求項２】
ホルダを基台と一体に形成したことを特徴とする請求項１記載のフライホイール。
【請求項３】
ハウジングと連結した基台にベアリングを介して回転可能に取り付けたシャフトを備え、前記シャフトに取り付けられたローテイティングマスを収容するフライホイールにおいて、前記基台とベアリングとの間に筒状のホルダを備えるとともに、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間にＯリングを介在させたことを特徴とするフライホイール。
【請求項４】
ハウジングと連結した基台にベアリングを介して回転可能に取り付けたシャフトを備え、前記シャフトに取り付けられたローテイティングマスを収容するフライホイールにおいて、前記基台とベアリングとの間に筒状のホルダを備えるとともに、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間に粘性流体とＯリングを介在させたことを特徴とするフライホイール。
【請求項５】
筐体リングと連結した基台にベアリングを介して回転可能に取り付けたシャフトを備え、前記シャフトに取り付けられたフライホイールを収容するコントロールモーメントジャイロにおいて、前記基台とベアリングとの間に筒状のホルダを備えるとともに、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体とＯリングを介在させ、当該Ｏリングによりベアリングカートリッジを支持したことを特徴とするコントロールモーメントジャイロ。
【請求項６】
ホルダを基台と一体に形成したことを特徴とする請求項５記載のコントロールモーメントジャイロ。
【請求項７】
筐体リングと連結した基台にベアリングを介して回転可能に取り付けたシャフトを備え、前記シャフトに取り付けられたフライホイールを収容するコントロールモーメントジャイロにおいて、前記基台とベアリングとの間に筒状のホルダを備えるとともに、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間にＯリングを介在させたことを特徴とするコントロールモーメントジャイロ。
【請求項８】
筐体リングと連結した基台にベアリングを介して回転可能に取り付けたシャフトを備え、前記シャフトに取り付けられたフライホイールを収容するコントロールモーメントジャイロにおいて、前記基台とベアリングとの間に筒状のホルダを備えるとともに、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間に粘性流体とＯリングを介在させたことを特徴とするコントロールモーメントジャイロ。
【請求項９】
筒状のホルダ内にベアリングカートリッジが挿入するスライドダンピング機構において、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体とＯリングを介在させ、当該Ｏリングによりベアリングカートリッジを支持したことを特徴とするスライドダンピング機構。
【請求項１０】
筒状のホルダ内にベアリングカートリッジが挿入するスライドダンピング機構において、ホルダを取り付ける基台を備え、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間にＯリングを介在させたことを特徴とするスライドダンピング機構。
【請求項１１】
筒状のホルダ内にベアリングカートリッジが挿入するスライドダンピング機構において、ホルダを取り付ける基台を備え、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間に粘性流体とＯリングを介在させたことを特徴とするスライドダンピング機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工衛星にリアクショントルクを与え姿勢制御を行うためのフライホイール、人工衛星にトルクを与え姿勢制御を行うためのコントロールモーメントジャイロおよびこれらに用いることができるスライドダンピング機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
フライホイールは、人工衛星に搭載して、外乱による姿勢変動を小さくし、リアクショントルク（出力トルク）により、衛星の姿勢を変化させるために、安定した回転が要求される。
また、フライホイールを用いたコントロールモーメントジャイロは、人工衛星に搭載して、外乱による姿勢変動を小さくし、ジャイロ効果によるトルク（出力トルク）により、衛星の姿勢を変化させるために、安定した回転が要求される。
【０００３】
フライホイールやコントロールモーメントジャイロの回転が安定しないと、これから発生する擾乱が、衛星に搭載されている観測機器の性能を低下させることとなる。この回転の安定のため、打ち上げ時の振動ストレスを緩和させるために振動を吸収するダンパ機構が採用される。
【０００４】
（従来のフライホイール）
従来のフライホイールの構造およびダンパ機構を説明する。図９はフライホイールの構造を説明する図である。図９において、９０１はフライホイール、９０２はローテイティングマス、９０３はシャフト、９０４はモータロータ、９０５はモータステータ、９０６は上ハウジング、９０７は下ハウジング、９０８は固定側ベアリング、９０９は自由側ベアリング、９１０はダンパ機構、９１１は下ハウジング９０７の内部に連結した基台である。
図１０はダンパ機構９１０の部分を拡大した図である。ダンパ機構９１０は、下ハウジング９０７に連結したホルダ９１０１と自由側ベアリング９０９との間に設けられる粘性ダンパである。自由側ベアリング９０９は、自由側ベアリングカートリッジ９０９ａと、自由側ベアリングカートリッジ９０９ａ内に上下に重なった２個のベアリング９０９ｂ，９０９ｃを備える。シャフト９０３下方端部に連結した自由側ベアリング９０９は、筒状に形成したホルダ９１０１に上下方向に移動可能に挿入配置され、ホルダ９１０１の内面と自由側ベアリング９０９の外周部面との間には粘性流体として油を介在させる。
振動吸収は、液体の粘度、ホルダ９１０１の内面と対向する自由側ベアリング９０９の外周部の面積、隙間で発生する粘性抵抗により行われる。隙間の大きさは、例えば５μｍである。
【０００５】
宇宙用フライホイールの耐機械環境条件が、厳しい条件となってきている。要求ランダム条件は、（従来）０．２３Ｇ２／Ｈｚから（近年）０．５Ｇ２／Ｈｚと要求条件が高いレベルとなっている。これに対応するためにホイール自体の耐機械環境性を向上させることが必要である。フライホイールの耐環境性を向上させるために、ホイール内部のダンピングを効かせ、伝達応答倍率を低減させることが必要である。
従来のフライホイールは、フローティング部において、シャフト９０３の軸方向の機械共振倍率を粘性ダンピングにより低減するダンピング機構となっている。しかしながら、シャフト９０３の半径方向の機械共振倍率Ｑ＝３３と非常に高く、機械環境条件に持たない設計となっていた。
【０００６】
（従来のコントロールモーメントジャイロ）
従来のコントロールモーメントジャイロの構造およびダンパ機構を説明する。コントロールモーメントジャイロの構造について図１１に示す。図１１において、１１０１はフライホイール、１１０２は両端部分１１０２ａ，１１０２ｂを立てて中間の平面部１１０１ｃに前記フライホイール１１０１を搭載するジンバル部、１１０３ａ，１１０３ｂは前記両端部分１１０２ａ，１１０２ｂのそれぞれに連結してジンバル部１１０２を回転可能にするシャフト、１１０４は前記シャフト１１０３、ジンバル部１１０２を介してフライホイール１１０１に正転・逆転の回転力を与えてフライホイール１１０１にリアクショントルクを発生させための駆動モータ、１１０５はジンバル部１１０２の回転角度を検出する角度検出器、１１０８は固定側ベアリング、１１０９は自由側ベアリング、１１１０はダンパ機構、１１１１は基台である。１１１２は前記基台１１１１と連結したほぼ円形の筐体リング（図１２参照）であり、差し渡しの両端部に前記基台１１１１と固定側ベアリング１１０８および自由側ベアリング１１０９が連結される。筐体リング１１１２は固定側ベアリング１１０８および自由側ベアリング１１０９への印加荷重を緩和させるために、高い剛性とダンピング性能が要求される。
図１３はダンパ機構１１１０の部分を拡大した図である。ダンパ機構１１１０は、基台１１１１に連結したホルダ１１１０１と自由側ベアリング１１０９との間に設けられる粘性ダンパである。自由側ベアリング１１０９は、自由側ベアリングカートリッジ１１０９ａと、自由側ベアリングカートリッジ１１０９ａ内に上下に重なった２個のベアリング１１０９ｂ，１１０９ｃを備える。シャフト１１０３下方端部に連結した自由側ベアリング１１０９は、筒状に形成したホルダ１１１０１に上下方向に移動可能に挿入配置され、ホルダ１１１０１の内面と自由側ベアリング１１０９の外周部面との間には粘性流体として油を介在させる。Ｏリング１１１３ａ，１１１３ｂは基台１１１１とホルダ１１１０１との気密を保つためのものである。
振動吸収は、液体の粘度、ホルダ１１１０１の内面と対向する自由側ベアリング１１０９の外周部の面積、隙間で発生する粘性抵抗により行われる。隙間の大きさは、例えば５μｍである。
【０００７】
宇宙用コントロールモーメンタムジャイロの耐機械環境条件は、０．５Ｇ２／Ｈｚと高いレベルのランダム条件が要求される。これに対応するためにジンバル自体の耐機械環境性を向上させることが必要である。コントロールモーメンタムジャイロの耐環境性を向上させるために、ジンバルのダンピングを効かせ、伝達応答倍率を低減させることが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、シャフトの半径方向の振動吸収に有効なダンパ機構を備えたフライホイールを提供することにある。
【０００９】
さらに解決しようとする問題点は、ジンバルシャフトの半径方向および軸方向の両方向の振動吸収に有効なダンパ機構を備えたコントロールモーメントジャイロを提供することにある。
【００１０】
さらに解決しようとする問題点は、軸の半径方向および軸方向の両方向の振動吸収に有効なダンパ機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係るフライホイールは、ハウジングと連結した基台にベアリングを介して回転可能に取り付けたシャフトを備え、前記シャフトに取り付けられたローテイティングマスを収容するフライホイールにおいて、前記基台とベアリングとの間に筒状のホルダを備えるとともに、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体とＯリングを介在させ、当該Ｏリングによりベアリングカートリッジを支持したことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に係るフライホイールは、請求項１に記載のフライホイールにおいて、ホルダを基台と一体に形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に係るフライホイールは、ハウジングと連結した基台にベアリングを介して回転可能に取り付けたシャフトを備え、前記シャフトに取り付けられたローテイティングマスを収容するフライホイールにおいて、前記基台とベアリングとの間に筒状のホルダを備えるとともに、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間にＯリングを介在させたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に係るフライホイールは、ハウジングと連結した基台にベアリングを介して回転可能に取り付けたシャフトを備え、前記シャフトに取り付けられたローテイティングマスを収容するフライホイールにおいて、前記基台とベアリングとの間に筒状のホルダを備えるとともに、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間に粘性流体とＯリングを介在させたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に係るコントロールモーメントジャイロは、筐体リングと連結した基台にベアリングを介して回転可能に取り付けたシャフトを備え、前記シャフトに取り付けられたフライホイールを収容するコントロールモーメントジャイロにおいて、前記基台とベアリングとの間に筒状のホルダを備えるとともに、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体とＯリングを介在させ、当該Ｏリングによりベアリングカートリッジを支持したことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６に係るコントロールモーメントジャイロは、ホルダを基台と一体に形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項７に係るコントロールモーメントジャイロは、筐体リングと連結した基台にベアリングを介して回転可能に取り付けたシャフトを備え、前記シャフトに取り付けられたフライホイールを収容するコントロールモーメントジャイロにおいて、前記基台とベアリングとの間に筒状のホルダを備えるとともに、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間にＯリングを介在させたことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項８に係るコントロールモーメントジャイロは、筐体リングと連結した基台にベアリングを介して回転可能に取り付けたシャフトを備え、前記シャフトに取り付けられたフライホイールを収容するコントロールモーメントジャイロにおいて、前記基台とベアリングとの間に筒状のホルダを備えるとともに、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間に粘性流体とＯリングを介在させたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項９に係るスライドダンピング機構は、筒状のホルダ内にベアリングカートリッジが挿入するスライドダンピング機構において、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体とＯリングを介在させ、当該Ｏリングによりベアリングカートリッジを支持したことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１０に係るスライドダンピング機構は、筒状のホルダ内にベアリングカートリッジが挿入するスライドダンピング機構において、ホルダを取り付ける基台を備え、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間にＯリングを介在させたことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１１に係るスライドダンピング機構は、筒状のホルダ内にベアリングカートリッジが挿入するスライドダンピング機構において、ホルダを取り付ける基台を備え、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間に粘性流体とＯリングを介在させたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に係るフライホイールは、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体とＯリングを介在させて、シャフトの軸方向の振動を粘性流体により吸収し、シャフトの半径方向の振動をＯリングの弾性と粘性流体によるスクイーズフィルムダンパ効果により吸収することができる。
【００２３】
請求項２に係るフライホイールは、ホルダを基台と一体に形成して、部品数、製造工程を減らして、安価にフライホイールを得ることができる。
【００２４】
請求項３に係るフライホイールは、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間にＯリングを介在させて、シャフトの軸方向の振動を粘性流体により吸収し、シャフトの半径方向の振動をＯリングの弾性により吸収することができる。
【００２５】
請求項４に係るフライホイールは、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間に粘性流体とＯリングを介在させて、シャフトの軸方向の振動を粘性流体により吸収し、シャフトの半径方向の振動をＯリングの弾性と粘性流体によるスクイーズフィルムダンパ効果により吸収することができる。
【００２６】
請求項５に係るコントロールモーメントジャイロは、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体とＯリングを介在させ、シャフトの軸方向の振動を粘性流体により吸収し、シャフトの半径方向の振動をＯリングの弾性と粘性流体によるスクイーズフィルムダンパ効果により吸収することができる。
【００２７】
請求項６に係るコントロールモーメントジャイロは、ホルダを基台と一体に形成して、部品数、製造工程を減らして、安価にコントロールモーメントジャイロを得ることができる。
【００２８】
請求項７に係るコントロールモーメントジャイロは、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間にＯリングを介在させて、シャフトの軸方向の振動を粘性流体により吸収し、シャフトの半径方向の振動をＯリングの弾性により吸収することができる。
【００２９】
請求項８に係るコントロールモーメントジャイロは、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間に粘性流体とＯリングを介在させて、シャフトの軸方向の振動を粘性流体により吸収し、シャフトの半径方向の振動をＯリングの弾性と粘性流体によるスクイーズフィルムダンパ効果により吸収することができる。
【００３０】
請求項９に係るスライドダンピング機構は、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体とＯリングを介在させ、ベアリングカートリッジの長さ方向の振動を粘性流体により吸収し、ベアリングカートリッジの半径方向の振動をＯリングの弾性と粘性流体によるスクイーズフィルムダンパ効果により吸収することができる。
【００３１】
請求項１０に係るスライドダンピング機構は、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体を介在させ、前記基台とホルダ外面との間にＯリングを介在させて、ベアリングカートリッジの長さ方向（軸方向）の振動を粘性流体により吸収し、ベアリングカートリッジの半径方向の振動をＯリングの弾性により吸収することができる。
【００３２】
請求項１１に係るスライドダンピング機構は、ベアリングカートリッジ外周面とホルダ内面との間に粘性流体とＯリングを介在させ、ベアリングカートリッジの長さ方向（軸方向）の振動を粘性流体により吸収し、ベアリングカートリッジの半径方向の振動をＯリングの弾性と粘性流体によるスクイーズフィルムダンパ効果により吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
シャフトの半径方向の振動を吸収するという目的を、ベアリングカートリッジ外周面又はホルダ外面にＯリングを粘性流体とともにあるいは単独に介在させ、軸方向の振動吸収機能を損なわずに実現した。
【実施例１】
【００３４】
（フライホイールおよびダンパ機構）
図１（ａ）は、本発明装置に係るフライホイールの一実施例の断面図であり、ダンパ機構部分を示した断面図、図１（ｂ）はさらに詳細に示した断面図である。図１において、１０２はローテイティングマス、１０３はシャフト、１０７は下ハウジング、１０８は前記下ハウジング１０７の内部に連結した基台、１０８ａは円筒部である。１１０は自由側ベアリングであり、自由側ベアリングカートリッジ１１０ａ、自由側ベアリングカートリッジ１１０ａ内に上下に位置するベアリング１１０ｂ，１１０ｃを備える。１１１はホルダ、１１２は前記自由側ベアリングカートリッジ１１０ａの外周面とホルダ１１１の内周面との間に粘性流体として介在させる油、１１３ａ，１１３ｂは前記ホルダ１１１の所定個所例えば上端及び下端部の内周部に設けた溝部、１１４ａ，１１４ｂはそれぞれが前記ホルダ１１１の溝部１１３ａ，１１３ｂの中に密着して置かれるゴム製のＯリングである。図示しない残りの部分は図９と同様である。
シャフトの軸方向用ダンパ機構が、自由側ベアリングカートリッジ１１０ａの外周面とホルダ１１１の内周面との間に形成する隙間と、その隙間に充填される油１１２とで構成される。油１１２はグリス又はオイルを用いる。
シャフトの半径方向用ダンパ機構が、ホルダ１１１、所定のバネ定数を備えたＯリング１１４ａ，１１４ｂと基台１０８、さらに自由側ベアリングカートリッジ１１０ａの外周面とホルダ１１１の内周面との間に形成する隙間に充填される油１１２により構成される。基台１０８の中央部はホルダ１１１が配置されるように円筒部１０８ａを形成する。Ｏリング１１４ａは、自由側ベアリングカートリッジ１１０ａの外周面に巻かれ、ホルダ１１１の上方の溝部１１３ａに嵌り、溝部１１３ａの面に接触する。また、同様に、Ｏリング１１４ｂは、自由側ベアリングカートリッジ１１０ａの外周面に巻かれ、ホルダ１１１の下方の溝部１１３ｂに嵌り、溝部１１３ｂの面に接触する。
【００３５】
シャフト１０３と図示しない上ハウジング、下ハウジング１０７との間の軸方向の振動は、自由側ベアリング１１０、ホルダ１１１との間に介在する油１１２の粘性抵抗により、振動吸収される。
シャフト１０３の半径方向の振動は、Ｏリング１１４ａ又は１１４ｂが振動の状況により押され圧縮され（図１（ｂ）のＯリング１１４ａから図１（ｃ）へと変形）、これにより振動吸収される。振動状況により、上方のＯリング１１４ａ又は下方のＯリング１１４ｂのいずれかあるいは両方が圧縮し振動を吸収する。共振倍率はＱ＝１０以下と従来の１／３以下にすることができた。
自由側ベアリングカートリッジ１１０ａの外周面とホルダ１１１の内周面との間に形成する隙間は、従来の場合に比較して大きくし、半径方向へ移動することができるようにし、Ｏリング１１４ａ，１１４ｂによるゴムダンパと、粘性流体である油によるスクイーズフィルムダンパ効果により、半径方向のダンピング効果を向上させている。この隙間は、例えば３０μｍにする。
【実施例２】
【００３６】
（フライホイールにおける一体形成）
図１による例では、ホルダ１１１を基台１０８の中央部に配置する構造としたが、例えば図２のように、ホルダ１１１と基台１０８とを一体に形成してもよい。
【実施例３】
【００３７】
（フライホイールおよびダンパ機構の他の例）
図３（ａ）は、本発明装置に係るフライホイールの一実施例の断面図であり、ダンパ機構部分を示した断面図、図３（ｂ）はシャフトの半径方向用ダンパ機構の１個所を示した断面図である。図３において、３０２はローテイティングマス、３０３はシャフト、３０７は下ハウジング、３０８は前記下ハウジング３０７の内部に連結した基台、３０８ａは円筒部、３０８ｂは突出部である。３１０は自由側ベアリングであり、自由側ベアリングカートリッジ３１０ａ、自由側ベアリングカートリッジ３１０ａ内に上下に位置するベアリング３１０ｂ，３１０ｃを備える。３１１はホルダ、３１２は前記自由側ベアリングカートリッジ３１０ａの外周面とホルダ３１１の内周面との間に粘性流体として介在させる油、３１３ａ，３１３ｂは前記ホルダ３１１の所定個所例えば上端及び下端部の外周部に設けた段差部、３１４ａ，３１４ｂはそれぞれが前記ホルダ３１１の段差部３１３ａ，３１３ｂの外周部の段差内に密着して置かれるゴム製のＯリング、３１５はＯリング止めである。図示しない残りの部分は図９と同様である。
シャフトの軸方向用ダンパ機構が、自由側ベアリングカートリッジ３１０ａの外周面とホルダ３１１の内周面との間に形成する隙間と、その隙間に充填される油３１２とで構成される。油３１２はグリス又はオイルを用いる。
シャフトの半径方向用ダンパ機構が、ホルダ３１１、所定のバネ定数を備えたＯリング３１４ａ，３１４ｂと基台３０８により構成される。基台３０８の中央部はホルダ３１１が配置されるように円筒部３０８ａを形成し、下部が内部に延びる突出部３０８ｂが形成され、突出部３０８ｂの辺により円形が形成される。突出部３０８ｂが形成する円形部分にホルダ３１１の下端部が挿入される。このとき、ホルダ３１１の下方の段差部３１３ｂにＯリング３１４ｂが巻き付け密着されていて、Ｏリング３１４ｂは、突出部３０８ｂと段差部３１３ｂの両方に押しつけられて、ゴムの弾性により断面が扁平に変形され、ホルダ３１１の外周面と円筒部３０８ａの内周面とに接触する。また、ホルダ３１１の上方の段差部３１３ａにＯリング３１４ａが巻き付け密着されていて、Ｏリング止め３１５がホルダ３１１と基台３０８が形成する円筒部３０８ａとの上方から装着される。Ｏリング止め３１５は上端部に張り出した張り出し部を備えた短い円筒を形成し、例えばその外周にネジ部が施されている。Ｏリング止め３１５のネジ部は、基台３０８が形成する円筒部３０８ａに施したネジ部とはまりあう。Ｏリング止め３１５が、円筒部３０８ａに止められると、Ｏリング３１４ａは、Ｏリング止め３１５の下端部と段差部３１３ａの両方に押しつけられて、ゴムの弾性により断面が変形され、ホルダ３１１の外周面と円筒部３０８ａの内周面とに接触する。
【００３８】
シャフト３０３と図示しない上ハウジング、下ハウジング３０７との間の軸方向の振動は、自由側ベアリングカートリッジ３１０ａとホルダ３１１との間に介在する油３１２の粘性抵抗により、振動吸収される。
シャフト３０３の半径方向の振動は、変形されたＯリング３１４ａ又は３１４ｂが振動の状況により押され圧縮され（図３（ｂ）のＯリング３１４ａが、図３（ｃ）のように変形）、これにより振動吸収される。振動状況により、上方のＯリング３１４ａ又は下方のＯリング３１４ｂのいずれかあるいは両方が圧縮し振動を吸収する。
自由側ベアリングカートリッジ３１０ａの外周面とホルダ３１１の内周面との間に形成する隙間は、従来の場合と同じである。例えば、５μｍである。また、ホルダ３１１の外周面と円筒部３０８の内周面との距離は、半径方向へ移動することができるようにし、たとえば０．２５ｍｍに形成した。
【実施例４】
【００３９】
（フライホイールおよびダンパ機構の別の例）
図４（ａ）は、本発明装置に係るフライホイールの一実施例の断面図であり、ダンパ機構部分を示した断面図、図４（ｂ）はシャフトの半径方向用ダンパ機構の１個所を示した断面図である。図４において、４０２はローテイティングマス、４０３はシャフト、４０７は下ハウジング、４０８は前記下ハウジング４０７の内部に連結した基台、４０８ａは円筒部、４０８ｂは突出部である。４１０は自由側ベアリングであり、自由側ベアリングカートリッジ４１０ａ、自由側ベアリングカートリッジ４１０ａ内に上下に位置するベアリング４１０ｂ，４１０ｃを備える。４１１はホルダ、４１２は前記自由側ベアリングカートリッジ４１０ａの外周面とホルダ４１１の内周面との間に粘性流体として介在させる油、４１３ａ，４１３ｂは前記ホルダ４１１の所定個所例えば上端及び下端部の外周部に設けた段差部、４１４ａ，４１４ｂはそれぞれが前記ホルダ４１１の段差部４１３ａ，４１３ｂの外周部の段差内に密着して置かれるゴム製のＯリング、４１５はＯリング止めで、４１６はホルダ４１１の外周面と円筒部４０８の内周面との間に粘性流体として介在させる油である。図示しない残りの部分は図９と同様である。
シャフトの軸方向用ダンパ機構が、自由側ベアリングカートリッジ４１０ａの外周面とホルダ４１１の内周面との間に形成する隙間と、その隙間に充填される油４１２とで構成される。
シャフトの半径方向用ダンパ機構が、ホルダ４１１、所定のバネ定数を備えたＯリング４１４ａ，４１４ｂと基台４０８、さらにホルダ４１１の外周面と円筒部４０８の内周面との間に形成する隙間に充填される油４１６により構成される。
油４１２及び油４１６はグリス又はオイルを用いる。
基台４０８の中央部はホルダ４１１が配置されるように円筒部４０８ａを形成し、下部が内部に延びる突出部４０８ｂが形成され、突出部４０８ｂの辺により円形が形成される。突出部４０８ｂが形成する円形部分にホルダ４１１の下端部が挿入される。このとき、ホルダ４１１の下方の段差部４１３ｂにＯリング４１４ｂが巻き付け密着されていて、Ｏリング４１４ｂは、突出部４０８ｂと段差部４１３ｂの両方に押しつけられて、ゴムの弾性により断面が扁平に変形され、ホルダ４１１の外周面と円筒部４０８ａの内周面とに接触する。また、ホルダ４１１の上方の段差部４１３ａにＯリング４１４ａが巻き付け密着されていて、Ｏリング止め４１５がホルダ４１１と基台４０８が形成する円筒部４０８ａとの上方から装着される。Ｏリング止め４１５は上端部に張り出した張り出し部を備えた短い円筒を形成し、例えばその外周にネジ部が施されている。Ｏリング止め４１５のネジ部は、基台４０８が形成する円筒部４０８ａに施したネジ部とはまりあう。Ｏリング止め４１５が、円筒部４０８ａに止められると、Ｏリング４１４ａは、Ｏリング止め４１５の下端部と段差部４１３ａの両方に押しつけられて、ゴムの弾性により断面が変形され、ホルダ１１１の外周面と円筒部４０８ａの内周面とに接触する。
【００４０】
シャフト４０３と図示しない上ハウジング、下ハウジング４０７との間の軸方向の振動は、自由側ベアリングカートリッジ４１０ａとホルダ４１１との間に介在する油４１２の粘性抵抗により、振動吸収される。
シャフト４０３の半径方向の振動は、変形されたＯリング４１４ａ又は４１４ｂが振動の状況により押され圧縮され（図４（ｃ）のＯリング４１４ａが実線から、図４（ｄ）の波線に変形）、ホルダ４１１の外周面と円筒部４０８の内周面との隙間に介在させた油４１６によるスクイーズフィルムダンパ効果により、振動吸収される。振動状況により、上方のＯリング４１４ａ又は下方のＯリング４１４ｂのいずれかあるいは両方が圧縮し振動を吸収する。共振倍率はＱ＝１０以下と従来の１／３以下にすることができた。
自由側ベアリングカートリッジ４１０ａの外周面とホルダ４１１の内周面との間に形成する隙間は、従来の場合と同じである。例えば、５μｍである。また、ホルダ４１１の外周面と円筒部４０８の内周面との距離は、半径方向へ移動することができるようにし、たとえば０．２５ｍｍに形成した。
【実施例５】
【００４１】
（コントロールモーメントジャイロおよびダンパ機構）
図５（ａ）は、本発明装置に係るコントロールモーメントジャイロの一実施例の断面図であり、ダンパ機構部分を示した断面図、図５（ｂ）はさらに詳細に示した断面図である。図５において、５０２ｂはジンバル部の両端部、５０３はシャフト、５０８は基台、５０８ａは円筒部である。５１０は自由側ベアリングであり、自由側ベアリングカートリッジ５１０ａ、自由側ベアリングカートリッジ５１０ａ内に上下に位置するベアリング５１０ｂ，５１０ｃを備える。５１１はホルダ、５１２は前記自由側ベアリングカートリッジ５１０ａの外周面とホルダ５１１の内周面との間に粘性流体として介在させる油、５１３ａ，５１３ｂは前記ホルダ５１１の所定個所例えば上端及び下端部の内周部に設けた溝部、５１４ａ，５１４ｂはそれぞれが前記ホルダ５１１の溝部５１３ａ，５１３ｂの中に密着して置かれるゴム製のＯリング、５１５は筐体リングである。図示しない残りの部分は図１１と同様である。
シャフトの軸方向用ダンパ機構が、自由側ベアリングカートリッジ５１０ａの外周面とホルダ５１１の内周面との間に形成する隙間と、その隙間に充填される油５１２とで構成される。油５１２はグリス又はオイルを用いる。
シャフトの半径方向用ダンパ機構が、ホルダ５１１、所定のバネ定数を備えたＯリング５１４ａ，５１４ｂと基台５０８、さらに自由側ベアリングカートリッジ５１０ａの外周面とホルダ５１１の内周面との間に形成する隙間に充填される油５１２により構成される。基台５０８の中央部はホルダ５１１が配置されるように円筒部５０８ａを形成する。Ｏリング５１４ａは、自由側ベアリングカートリッジ５１０ａの外周面に巻かれ、ホルダ５１１の上方の溝部５１３ａに嵌り、溝部５１３ａの面に接触する。また、同様に、Ｏリング５１４ｂは、自由側ベアリングカートリッジ５１０ａの外周面に巻かれ、ホルダ５１１の下方の溝部５１３ｂに嵌り、溝部５１３ｂの面に接触する。
【００４２】
シャフト５０３と基台５０７との間の軸方向の振動は、自由側ベアリング５１０、ホルダ５１１との間に介在する油５１２の粘性抵抗により、振動吸収される。
シャフト５０３の半径方向の振動は、Ｏリング５１４ａ又は５１４ｂが振動の状況により押され圧縮され（図５（ｂ）のＯリング５１４ａから図５（ｃ）へと変形）、これにより振動吸収される。振動状況により、上方のＯリング５１４ａ又は下方のＯリング５１４ｂのいずれかあるいは両方が圧縮し振動を吸収する。共振倍率はＱ＝１０以下となることが期待できる。
自由側ベアリングカートリッジ５１０ａの外周面とホルダ５１１の内周面との間に形成する隙間は、従来の場合に比較して大きくし、半径方向へ移動することができるようにし、Ｏリング５１４ａ，５１４ｂによるゴムダンパと、粘性流体である油によるスクイーズフィルムダンパ効果により、半径方向のダンピング効果を向上させている。この隙間は、例えば３０μｍにする。
【実施例６】
【００４３】
（コントロールモーメントジャイロにおける一体形成）
図５による例では、ホルダ５１１を基台５０８の中央部に配置する構造としたが、例えば図６のように、ホルダと基台５０８とを一体に形成してもよい。
【実施例７】
【００４４】
（コントロールモーメントジャイロおよびダンパ機構の他の例）
図７（ａ）は、本発明装置に係るコントロールモーメントジャイロの一実施例の断面図であり、ダンパ機構部分を示した断面図、図７（ｂ）はシャフトの半径方向用ダンパ機構の１個所を示した断面図である。図７において、７０２ｂはジンバル部の両端部、７０３はシャフト、７０７は筐体リング、７０８は基台、７０８ａは円筒部、７０８ｂは突出部である。７１０は自由側ベアリングであり、自由側ベアリングカートリッジ７１０ａ、自由側ベアリングカートリッジ７１０ａ内に上下に位置するベアリング７１０ｂ，７１０ｃを備える。７１１はホルダ、７１２は前記自由側ベアリングカートリッジ７１０ａの外周面とホルダ７１１の内周面との間に粘性流体として介在させる油、７１３ａ，７１３ｂは前記ホルダ７１１の所定個所例えば上端及び下端部の外周部に設けた段差部、７１４ａ，７１４ｂはそれぞれが前記ホルダ７１１の段差部７１３ａ，７１３ｂの外周部の段差内に密着して置かれるゴム製のＯリング、７１５はＯリング止めである。図示しない残りの部分は図１１と同様である。
シャフトの軸方向用ダンパ機構が、自由側ベアリングカートリッジ７１０ａの外周面とホルダ７１１の内周面との間に形成する隙間と、その隙間に充填される油７１２とで構成される。油７１２はグリス又はオイルを用いる。
シャフトの半径方向用ダンパ機構が、ホルダ７１１、所定のバネ定数を備えたＯリング７１４ａ，７１４ｂと基台７０８により構成される。基台７０８の中央部はホルダ７１１が配置されるように円筒部７０８ａを形成し、下部が内部に延びる突出部７０８ｂが形成され、突出部７０８ｂの辺により円形が形成される。突出部７０８ｂが形成する円形部分にホルダ７１１の下端部が挿入される。このとき、ホルダ７１１の下方の段差部７１３ｂにＯリング７１４ｂが巻き付け密着されていて、Ｏリング７１４ｂは、突出部７０８ｂと段差部７１３ｂの両方に押しつけられて、ゴムの弾性により断面が扁平に変形され、ホルダ７１１の外周面と円筒部７０８ａの内周面とに接触する。また、ホルダ７１１の上方の段差部７１３ａにＯリング７１４ａが巻き付け密着されていて、Ｏリング止め７１５がホルダ７１１と基台７０８が形成する円筒部７０８ａとの上方から装着される。Ｏリング止め７１５は上端部に張り出した張り出し部を備えた短い円筒を形成し、例えばその外周にネジ部が施されている。Ｏリング止め７１５のネジ部は、基台７０８が形成する円筒部７０８ａに施したネジ部とはまりあう。Ｏリング止め７１５が、円筒部７０８ａに止められると、Ｏリング７１４ａは、Ｏリング止め７１５の下端部と段差部７１３ａの両方に押しつけられて、ゴムの弾性により断面が変形され、ホルダ７１１の外周面と円筒部７０８ａの内周面とに接触する。
【００４５】
シャフト７０３とジンバル部との間の軸方向の振動は、自由側ベアリングカートリッジ７１０ａとホルダ７１１との間に介在する油７１２の粘性抵抗により、振動吸収される。
シャフト７０３の半径方向の振動は、変形されたＯリング７１４ａ又は７１４ｂが振動の状況により押され圧縮され（図７（ｂ）のＯリング７１４ａが、図７（ｃ）のように変形）、これにより振動吸収される。振動状況により、上方のＯリング７１４ａ又は下方のＯリング７１４ｂのいずれかあるいは両方が圧縮し振動を吸収する。
自由側ベアリングカートリッジ７１０ａの外周面とホルダ７１１の内周面との間に形成する隙間は、従来の場合と同じである。例えば、５μｍである。また、ホルダ７１１の外周面と円筒部７０８の内周面との距離は、半径方向へ移動することができるようにし、たとえば０．２５ｍｍに形成した。
【実施例８】
【００４６】
（コントロールモーメントジャイロおよびダンパ機構の別の例）
図８（ａ）は、本発明装置に係るコントロールモーメントジャイロの一実施例の断面図であり、ダンパ機構部分を示した断面図、図８（ｂ）はシャフトの半径方向用ダンパ機構の１個所を示した断面図である。図８において、８０２ｂはジンバル部の両端部、８０３はシャフト、８０７は筐体リング、８０８は基台、８０８ａは円筒部、８０８ｂは突出部である。８１０は自由側ベアリングであり、自由側ベアリングカートリッジ８１０ａ、自由側ベアリングカートリッジ８１０ａ内に上下に位置するベアリング８１０ｂ，８１０ｃを備える。８１１はホルダ、８１２は前記自由側ベアリングカートリッジ８１０ａの外周面とホルダ８１１の内周面との間に粘性流体として介在させる油、８１３ａ，８１３ｂは前記ホルダ８１１の所定個所例えば上端及び下端部の外周部に設けた段差部、８１４ａ，８１４ｂはそれぞれが前記ホルダ８１１の段差部８１３ａ，８１３ｂの外周部の段差内に密着して置かれるゴム製のＯリング、８１５はＯリング止めで、８１６はホルダ８１１の外周面と円筒部８０８の内周面との間に粘性流体として介在させる油である。図示しない残りの部分は図１１と同様である。
シャフトの軸方向用ダンパ機構が、自由側ベアリングカートリッジ８１０ａの外周面とホルダ８１１の内周面との間に形成する隙間と、その隙間に充填される油８１２とで構成される。
シャフトの半径方向用ダンパ機構が、ホルダ８１１、所定のバネ定数を備えたＯリング８１４ａ，８１４ｂと基台８０８、さらにホルダ８１１の外周面と円筒部８０８の内周面との間に形成する隙間に充填される油８１６により構成される。
油８１２及び油８１６はグリス又はオイルを用いる。
基台８０８の中央部はホルダ８１１が配置されるように円筒部８０８ａを形成し、下部が内部に延びる突出部８０８ｂが形成され、突出部８０８ｂの辺により円形が形成される。突出部８０８ｂが形成する円形部分にホルダ８１１の下端部が挿入される。このとき、ホルダ８１１の下方の段差部８１３ｂにＯリング８１４ｂが巻き付け密着されていて、Ｏリング８１４ｂは、突出部８０８ｂと段差部８１３ｂの両方に押しつけられて、ゴムの弾性により断面が扁平に変形され、ホルダ８１１の外周面と円筒部８０８ａの内周面とに接触する。また、ホルダ８１１の上方の段差部８１３ａにＯリング８１４ａが巻き付け密着されていて、Ｏリング止め８１５がホルダ８１１と基台８０８が形成する円筒部８０８ａとの上方から装着される。Ｏリング止め８１５は上端部に張り出した張り出し部を備えた短い円筒を形成し、例えばその外周にネジ部が施されている。Ｏリング止め８１５のネジ部は、基台８０８が形成する円筒部８０８ａに施したネジ部とはまりあう。Ｏリング止め８１５が、円筒部８０８ａに止められると、Ｏリング８１４ａは、Ｏリング止め８１５の下端部と段差部８１３ａの両方に押しつけられて、ゴムの弾性により断面が変形され、ホルダ１１１の外周面と円筒部８０８ａの内周面とに接触する。
【００４７】
シャフト８０３と基台８０８との間の軸方向の振動は、自由側ベアリングカートリッジ８１０ａとホルダ８１１との間に介在する油８１２の粘性抵抗により、振動吸収される。
シャフト８０３の半径方向の振動は、変形されたＯリング８１４ａ又は８１４ｂが振動の状況により押され圧縮され（図８（ｃ）のＯリング８１４ａが実線から、図８（ｄ）の波線に変形）、ホルダ８１１の外周面と円筒部８０８の内周面との隙間に介在させた油８１６によるスクイーズフィルムダンパ効果により、振動吸収される。振動状況により、上方のＯリング８１４ａ又は下方のＯリング８１４ｂのいずれかあるいは両方が圧縮し振動を吸収する。共振倍率はＱ＝１０以下となることが期待できる。
自由側ベアリングカートリッジ８１０ａの外周面とホルダ８１１の内周面との間に形成する隙間は、従来の場合と同じである。例えば、５μｍである。また、ホルダ８１１の外周面と円筒部８０８の内周面との距離は、半径方向へ移動することができるようにし、たとえば０．２５ｍｍに形成した。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明装置の一実施例の断面図である。（実施例１）
【図２】本発明装置の一実施例の断面図である。（実施例２）
【図３】本発明装置の一実施例の断面図である。（実施例３）
【図４】本発明装置の一実施例の断面図である。（実施例４）
【図５】本発明装置の一実施例の断面図である。（実施例５）
【図６】本発明装置の一実施例の断面図である。（実施例６）
【図７】本発明装置の一実施例の断面図である。（実施例７）
【図８】本発明装置の一実施例の断面図である。（実施例８）
【図９】従来のフライホイールを説明する図である。
【図１０】従来のダンパ機構を説明する図である。
【図１１】従来のコントロールモーメントジャイロを説明する図である。
【図１２】従来のコントロールモーメントジャイロを説明する図である。
【図１３】従来のダンパ機構を説明する図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０２…ローテイティングマス、１０３…シャフト、１０７…下ハウジング、１０８…基台、１０８ａ…円筒部、１０８ｂ…突出部、１１０…自由側ベアリング、１１１…ホルダ、１１２…油、１１３ａ，１１３ｂ…段差部、１１４ａ，１１４ｂ…Ｏリング、１１５…Ｏリング止め。
【図１】
2006038209.tif 000003
【図２】
2006038209.tif 000004
【図３】
2006038209.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006038209.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006038209.tif 000009
【図８】
2006038209.tif 000010
【図９】
2006038209.tif 000011
【図１０】
2006038209.tif 000012
【図１１】
2006038209.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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