(57)【要約】      （修正有）【課題】機械的接触によって発生する２軸ジンバルの零点合わせ時の治具や作業者によるばらつきによる精度不安定化及び接触傷の発生を防止する零点調整装置を提供する。【解決手段】２軸ジンバルの零点調整装置及び方法は、基準ミラー２１に対してレーザコリメータ２０から発射したレーザ光２２により基準ミラー２１に対するレーザ光２２を直交とし、２軸ジンバル８の調整用ミラー３１に対してレーザコリメータ２０からのレーザ光２２を発射して各ジンバル１２、１５を回動させ、調整ミラー３１に対してレーザ光２２が直交する状態を機械的零点調整完了とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
調整治具台(1)上に直立して設けられた基準用板(6)と、前記基準用板(6)の前面(6a)の凹部(7)内に設けられた基準ミラー(21)と、前記凹部(7)を覆うように前記前面(6a)に取付けられアウタジンバル(12)とインナジンバル(15)からなる２軸ジンバル(8)と、前記インナジンバル(15)のジンバル前面(8a)に設けられた調整用ミラー(31)と、前記調整治具台(1)上に設けられ前記基準ミラー(21)に対して離間して位置し、レーザ光の出力画像を見るためのモニタ画面(20A)を有するコリメータ(20)と、よりなり、
前記２軸ジンバル(8)が前記基準用板(6)に設置されていない状態で、前記基準ミラー(21)に対して前記コリメータ(20)から発射したレーザ光(22)のレーザ光軸が直交となるようにし、次に、前記２軸ジンバル(8)が前記基準用板(6)に設けられた状態で、前記調整用ミラー(31)に対して前記コリメータ(20)からのレーザ光(22)を発射し、前記レーザ光(22)のレーザ光軸が前記調整用ミラー(31)に対して直交となるように前記インナジンバル及びアウタジンバルを回動させ、前記２軸ジンバルの機械的零位置を得ることを特徴とする２軸ジンバルの零点調整装置。
【請求項２】
前記基準ミラーに対する前記レーザ光軸は、予め直交となるように設定されており、前記機械的零位置において、前記２軸ジンバルの２軸の角度センサの電気的零位置を設定することを特徴とする請求項１記載の２軸ジンバルの零点調整装置。
【請求項３】
前記基準用板の前記２軸ジンバルを取付けるための取付基準面と前記基準ミラーのミラー面とは平行であることを特徴とする請求項１又は２記載の２軸ジンバルの零点調整装置。
【請求項４】
調整治具台(1)上に直立して設けられた基準用板(6)と、前記基準用板(6)の前面(6a)の凹部(7)内に設けられた基準ミラー(21)と、前記凹部(7)を覆うように前記前面(6a)に取付けられアウタジンバル(12)とインナジンバル(15)からなる２軸ジンバル(8)と、前記インナジンバル(15)のジンバル前面(8a)に設けられた調整用ミラー(31)と、前記調整治具台(1)上に設けられ前記基準ミラー(21)に対して離間して位置し、レーザ光の出力画像を見るためのモニタ画面(20A)を有するコリメータ(20)と、よりなり、
前記２軸ジンバル(8)が前記基準用板(6)に設置されていない状態で、前記基準ミラー(21)に対して前記コリメータ(20)から発射したレーザ光(22)のレーザ光軸が直交となるようにし、次に、前記２軸ジンバル(8)が前記基準用板(6)に設けられた状態で、前記調整用ミラー(31)に対して前記コリメータ(20)からのレーザ光(22)を発射し、前記レーザ光(22)のレーザ光軸が前記調整用ミラー(31)に対して直交となるように前記インナジンバル及びアウタジンバルを回動させ、前記２軸ジンバルの機械的零位置を得ることを特徴とする２軸ジンバルの零点調整方法。
【請求項５】
前記基準ミラーに対する前記レーザ光軸は、予め直交となるように設定されており、前記機械的零位置において、前記２軸ジンバルの２軸の角度センサの電気的零位置を設定することを特徴とする請求項４記載の２軸ジンバルの零点調整方法。
【請求項６】
前記基準用板の前記２軸ジンバルを取付けるための取付基準面と前記基準ミラーのミラー面とは平行であることを特徴とする請求項４又は５記載の２軸ジンバルの零点調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２軸ジンバルの零点調整装置及び方法に関し、特に、レーザコリメータとミラーを用いることにより、非接触式の測定手段によって２軸ジンバルの零点調整を行うための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ジンバルを用いた装置は種々あり、例えば、特許文献1の「張力一定吊り機構のモータ制御装置」においては、２軸ジンバルが用いられており、この２軸ジンバルの零点調整については開示されていないが、実際の２軸ジンバルの零点調整装置としては、一般に、図３で示されるように構成されていた。
すなわち、図３において符号１で示されるものは長手形状の調整治具台であり、この調整治具台１上の一端側１Ａ上には治具シャフト２を有する調整装置３が植立した状態で取付けられている。
【０００３】
前記治具シャフト２は、前記調整装置３に一対の軸受(図示せず)を介してその軸方向Ａに沿って往復直動自在に設けられており、この治具シャフト２の先端にはフランジ２Ａを有する突部２Ｂが形成されている。
【０００４】
前記調整治具台１上には、前記調整装置３に対して所定距離だけ離間した位置に基準用板６が植立した状態で取付けられており、この基準用板６の中央位置には取付孔７が形成されている。
前記取付孔７内には、２軸ジンバル８の基部９が嵌め込み式に設けられている。
【０００５】
前記基部９から前記調整装置３側へ向けて突出する一対の支持部材１０,１１間には、枠状をなすアウタジンバル１２の各軸部（図示せず）が挟持される状態で保持されており、前記各外側軸部(図示せず)のうちの何れか一方にはトルカ―(図示せず)が設けられ、このトルカ―の作動によってアウタジンバル１２が各外側軸部(図示せず)を介して矢印Ｂに沿って回動自在に設けられている。
【０００６】
前記アウタジンバル１２の内側には、枠状をなすインナジンバル１５が一対の内側軸部１６,１７を介して挟持されるように保持されており、前記各内側軸部１６,１７のうちの何れか一方の内側軸部１６又は１７にはトルカ―(図示せず)が設けられ、このトルカ―の作動によって内側ジンバル１２が各内側軸部１６,１７を介して矢印Ｃに沿って回転自在に設けられている。
従って、前記各ジンバル１２,１５は互いに直交する２軸の２軸ジンバル８を構成している。
【０００７】
次に、前述の構成において、実際に、前記２軸ジンバル８の各ジンバル１２,１５の零点調整を行う場合、図３のように前記各ジンバル１２,１５を有する２軸ジンバル８の基部９を前記基準用板６の取付孔７内に嵌合させると、基部９のフランジ９ａが基準用板６の基準面６ａに当接される。
さらに、図４及び図５で示されるように、前記インナジンバル１５の開口１５ａの開口径φＡ（図５）には、前記治具シャフト２の突部２Ｂの突部径φａ（図４）が嵌め込み自在に構成されているため、図３のように、前記治具シャフト２の突部２Ｂを前記開口１５ａ内に嵌め込み、前記基準面６ａに対して前記開口１５ａの縁に形成された輪状の調整面１５ａＡが平行となるように位置決めすると、２軸の機械的零位置が設定されたことになり、治具シャフト２はインナジンバル１５のみに付勢している。
従って、この状態で、各ジンバル１２,１５をテープ等で固定することにより、各ジンバル１２,１５の機械的零点は設定されたことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−１９０６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の２軸ジンバルの零点調整装置は、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、調整装置の治具シャフトを２軸ジンバルに接触させて各ジンバルの零点調整を行う機械的接触方式であるため、例えば、治具の接触力のばらつき、作業者によるばらつき等が発生しやすく、結果的に、調整精度が不安定となり、製品に接触傷等も付きやすかった。
【００１０】
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、レーザコリメータとミラーを用いることにより、非接触式の測定手段によって２軸ジンバルの零点調整を行うようにした２軸ジンバルの零点調整及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による２軸ジンバルの零点調整装置は、調整治具台上に直立して設けられた基準用板と、前記基準用板の前面の凹部内に設けられた基準ミラーと、前記凹部を覆うように前記前面に取付けられアウタジンバルとインナジンバルからなる２軸ジンバルと、前記インナジンバルのジンバル前面に設けられた調整用ミラーと、前記調整治具台上に設けられ前記基準ミラーに対して離間して位置し、レーザ光の出力画像を見るためのモニタ画面を有するコリメータと、よりなり、前記２軸ジンバルが前記基準用板に設置されていない状態で、前記基準ミラーに対して前記コリメータから発射したレーザ光のレーザ光軸が直交となるようにし、次に、前記２軸ジンバルが前記基準用板に設けられた状態で、前記調整用ミラーに対して前記コリメータからのレーザ光を発射し、前記レーザ光のレーザ光軸が前記調整用ミラーに対して直交となるように前記インナジンバル及びアウタジンバルを回動させ、前記２軸ジンバルの機械的零位置を得る構成であり、また、前記基準ミラーに対する前記レーザ光軸は、予め直交となるように設定されており、前記機械的零位置において、前記２軸ジンバルの２軸の角度センサの電気的零位置を設定する構成であり、また、
前記基準用板の前記２軸ジンバルを取付けるための取付基準面と前記基準ミラーのミラー面とは平行である構成であり、また、前記２軸ジンバルの零点調整方法は、調整治具台上に直立して設けられた基準用板と、前記基準用板の前面の凹部内に設けられた基準ミラーと、前記凹部を覆うように前記前面に取付けられアウタジンバルとインナジンバルからなる２軸ジンバルと、前記インナジンバルのジンバル前面に設けられた調整用ミラーと、前記調整治具台上に設けられ前記基準ミラーに対して離間して位置し、レーザ光の出力画像を見るためのモニタ画面を有するコリメータと、よりなり、前記２軸ジンバルが前記基準用板に設置されていない状態で、前記基準ミラーに対して前記コリメータから発射したレーザ光のレーザ光軸が直交となるようにし、次に、前記２軸ジンバルが前記基準用板に設けられた状態で、前記調整用ミラーに対して前記コリメータからのレーザ光を発射し、前記レーザ光のレーザ光軸が前記調整用ミラーに対して直交となるように前記インナジンバル及びアウタジンバルを回動させ、前記２軸ジンバルの機械的零位置を得る方法であり、また、前記基準ミラーに対する前記レーザ光軸は、予め直交となるように設定されており、前記機械的零位置において、前記２軸ジンバルの２軸の角度センサの電気的零位置を設定する方法であり、また、前記基準用板の前記２軸ジンバルを取付けるための取付基準面と前記基準ミラーのミラー面とは平行である方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による２軸ジンバルの零点調整装置及び方法は、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、調整治具台上に直立して設けられた基準用板と、前記基準用板の前面の凹部内に設けられた基準ミラーと、前記凹部を覆うように前記前面に取付けられアウタジンバルとインナジンバルからなる２軸ジンバルと、前記インナジンバルのジンバル前面に設けられた調整用ミラーと、前記調整治具台上に設けられ前記基準ミラーに対して離間して位置し、レーザ光の出力画像を見るためのモニタ画面を有するコリメータと、よりなり、前記２軸ジンバルが前記基準用板に設置されていない状態で、前記基準ミラーに対して前記コリメータから発射したレーザ光のレーザ光軸が直交となるようにし、次に、前記２軸ジンバルが前記基準用板に設けられた状態で、前記調整用ミラーに対して前記コリメータからのレーザ光を発射し、前記レーザ光のレーザ光軸が前記調整用ミラーに対して直交となるように前記インナジンバル及びアウタジンバルを回動させ、前記２軸ジンバルの機械的零位置を得ることを特徴とする２軸ジンバルの零点調整装置及び方法により、非接触型であるため、調整治具自体による２軸ジンバルへの接触傷の発生もなく、かつ、零点調整精度を大幅に向上でき、製品外表面への傷も殆んど皆無である。
また、前記基準ミラーに対する前記レーザ光軸は、予め直交となるように設定されており、前記機械的零位置において、前記２軸ジンバルの２軸の角度センサの電気的零位置を設定することにより、極めて簡単に零点調整ができる。
また、前記基準用板の前記２軸ジンバルを取付けるための取付基準面と前記基準ミラーのミラー面とは平行であることにより、レーザ光により、モニタ画面を見つつ簡単に零点調整ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による２軸ジンバルの零点調整装置の２軸ジンバル取付け前を示す正面構成図である。
【図２】図１の装置に２軸ジンバルを取付けた状態を示す正面図である。
【図３】従来構成を示す正面断面図である。
【図４】図３の治具用シャフトを左側からみた状態を示す斜視図である。
【図５】従来のインナジンバルの拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明による２軸ジンバルの零点調整装置は、レーザコリメータとミラーを用いることにより、非接触式の測定手段によって２軸ジンバルの零点調整を行うことである。
【実施例】
【００１５】
以下、図面と共に本発明による２軸ジンバルの零点調整装置及び方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説明する。
図１において、符号１で示されるものは、長手形状の調整治具台であり、この調整治具台１の一端側１Ａ上には、画像モニタ２０Ａを備えた周知のレーザコリメータ２０が設置され、このレーザコリメータ２０から所定距離だけ離間した前記調整治具台１の他端側１Ｂ上には、その中央位置の前面６ａに凹部７を有する基準用板部材６が植立した状態で設けられ、前記凹部７内には基準ミラー２１が設けられている。
【００１６】
前記レーザコリメータ２０から発射されたレーザ光２２は、前記基準ミラー２１のミラー面２１ａで反射されて前記レーザコリメータ２０に戻ることにより、前記レーザ光２２が前記基準ミラー２１に対して垂直すなわち直交状態であるか否かを画像モニタ２０Ａで確認することができるように構成されている。
【００１７】
次に、前述の図１の２軸ジンバルの零点調整装置３０の前記凹部７の外側の凹部７ａ内に２軸ジンバル８の基部９を前記基準ミラー６を覆うように挿入して固定すると、図２で示される状態となり、前記基部９のフランジ９ａに設けられた一対の支持部材１０（一方のみ示す）に枠状の２軸ジンバル８のアウタジンバル１２の外側軸部(図示せず)が保持されており、前記アウタジンバル１２は矢印Ｂで示される方向に沿って回動するように構成されている。尚、前記フランジ９ａは基準用板６の取付基準面６ａに当接している。
【００１８】
前記アウタジンバル１２の内側には、枠状をなすインナジンバル１５が一対の内側軸部１６,１７を介して挟持されるように保持されており、前記各内側軸部１６,１７のうちの何れか一方の内側軸部１６又は１７にはトルカ―(図示せず)が設けられ、このトルカ―の作動によって内側ジンバル１２が各内側軸部１６,１７を介して矢印Ｃに沿って回転自在に設けられている。
従って、前記各ジンバル１２,１５は互いに直交する２軸の２軸ジンバル８を構成している。
【００１９】
前記インナジンバル１５の内面１５ａには、調整用ミラー３１が設けられ、前記コリメータ２０から発射されたレーザ光２２は前記調整用ミラー３１で反射されてコリメータ２０に戻るように構成されている。
【００２０】
次に、前述の構成において、実際に、前記２軸ジンバル８の各ジンバル１２,１５の零点調整を行う場合、まず、図１のように前記基準用板６の凹部７に基準ミラー２１を取付け、この場合の前記取付基準面６ａと前記基準ミラー２１のミラー面２１ａとは、図１の正面で見て互いに平行な状態である。
【００２１】
前述の状態で、コリメータ２０から発射されたレーザ光２２は前記ミラー面２１ａで反射されてコリメータ２０内に入ることにより、このレーザ光２２がミラー面に対して垂直すなわち直交状態であるか否かを画像モニタ２０Ａで見ることができるため、この画像モニタ２０Ａを見つつ、コリメータ２０の位置、角度を調整する。
この場合、前述の図１におけるコリメータ２０のレーザ光２２の位置調整はその都度行うようにすることもできるが、通常は図１の構成のレーザ光の調整は治具として調整済みとして用いることが多い。
【００２２】
次に、図１の構成を用いて、実際に２軸ジンバル８の零点調整を行う場合、まず、２軸ジンバル８の基部９を前記基準用板６の取付用凹部７ａ内に嵌め込むことにより、前記基準ミラー２１は前記基部９及びフランジ９ａによって覆われる。
この状態で、コリメータ２０からのレーザ光２２が前記調整用ミラー３１の表面に照射し、画像モニタ２０Ａでコリメータ２０の出力画像を見つつ、各ジンバル１２,１５を手動又は電動（各トルカ―を用いる）で、レーザ光２２のレーザ光軸と調整用ミラー３１が垂直（すなわち、直交）となる角度位置を探り、垂直状態が確認された各ジンバル１２,１５の状態が機械的零の状態で、この状態で機械的零点調整が完了したことになる。
前述の機械的零点調整が完了した状態で、各ジンバル１２,１５の各軸の角度センサ(図示せず)の電気的零位置を画像モニタ２０Ａのキーボード２０Ｃを有するパソコン２０Ｂのソフトウェアでオフセットすなわちリセット状態として設定することができる。
【００２３】
次に、本発明による２軸ジンバルの零点調整装置及び方法の要旨をまとめると次の通りとなる。
すなわち、調整治具台１上に直立して設けられた基準用板６と、前記基準用板６の前面６ａの凹部７内に設けられた基準ミラー２１と、前記凹部７を覆うように前記前面６ａに取付けられアウタジンバル１２とインナジンバル１５からなる２軸ジンバル８と、前記インナジンバル１５のジンバル前面８ａに設けられた調整用ミラー３１と、前記調整治具台１上に設けられ前記基準ミラー２１に対して離間して位置し、レーザ光の出力画像を見るためのモニタ画面２０Ａを有するコリメータ２０と、よりなり、前記２軸ジンバル８が前記基準用板６に設置されていない状態で、前記基準ミラー２１に対して前記コリメータ２０から発射したレーザ光２２のレーザ光軸が直交となるようにし、次に、前記２軸ジンバル８が前記基準用板６に設けられた状態で、前記調整用ミラー３１に対して前記コリメータ２０からのレーザ光２２を発射し、前記レーザ光２２のレーザ光軸が前記調整用ミラー３１に対して直交となるように前記インナジンバル及びアウタジンバルを回動させ、前記２軸ジンバルの機械的零位置を得ることを特徴とする２軸ジンバルの零点調整装置と方法であり、また、前記基準ミラー２１に対する前記レーザ光軸は、予め直交となるように設定されており、前記機械的零位置において、前記２軸ジンバルの２軸の角度センサの電気的零位置を設定することを特徴とする２軸ジンバルの零点調整装置と方法であり、また、前記基準用板６の前記２軸ジンバル８を取付けるための取付基準面６ａと前記基準ミラー２１のミラー面２１ａとは平行であることを特徴とする２軸ジンバルの零点調整装置と方法である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明による２軸ジンバルの零点調整装置及び方法は、２軸ジンバルの零点をレーザ光とミラーを用いて非接触式に検出して調整できるため、空間安定装置の各ジンバルの最終調整が極めて容易となる。
【符号の説明】
【００２５】
１    調整治具台
１Ａ    一端側
１Ｂ    他端側
６    基準用板
６ａ    取付基準面
７    凹部
７ａ    取付凹部
８    ２軸ジンバル
９    基部
９ａ    フランジ
１０    支持部材
１２    アウタジンバル
１５    インナジンバル
１５ａ    内面
１６    内側軸部
１７    内側軸部
２０    コリメータ
２０Ａ    画像モニタ
２０Ｂ    パソコン
２１    基準ミラー
２１ａ    ミラー面
２２    レーザ光
３０    ２軸ジンバルの零点調整装置
３１    調整用ミラー
【図１】
2015155826.tif 000003
【図２】
2015155826.tif 000004
【図３】
2015155826.tif 000005
【図４】
2015155826.tif 000006
【図５】
2015155826.tif 000007