(57)【要約】【課題】従来の空間安定装置は、小さなトルカをペイロードの回動軸近傍に配置するので、大きなトルクを発生させることができない。【解決手段】本発明による空間安定装置は、ジンバル機構３に取り付けられたトルカ４によってペイロード２を回動させる構成であって、前記ケーシング１の内壁面１０によって形成される内部空間１１の外周位置１２に前記トルカ４を配置し、ペイロード２の回動軸とトルカ４と間の距離を大きくする構成である。【選択図】図２
2009300946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１）に収容されたペイロード（２）と、
前記ケーシング（１）内で前記ペイロード（２）を回動可能に支持するジンバル機構（３）と、
前記ジンバル機構（３）に取り付けられ、前記ジンバル機構（３）を介して前記ペイロード（２）を回動させるトルカ（４）と
を備え、
前記トルカ（４）は、前記ケーシング（１）の内壁面（１０）によって形成される内部空間（１１）の外周位置（１２）に配置されていることを特徴とする空間安定装置。
【請求項２】
前記ジンバル機構（３）には、第１枠体（３１）と、前記第１枠体（３１）に支軸（３３）を介して接続された第２枠体（３２）とが設けられており、
前記トルカ（４）には、前記第１枠体（３１）に第１腕部材（４１ａ）を介して取り付けられた固定子（４１）と、前記第２枠体（３２）に第２腕部材（４２ａ）を介して取り付けられた可動子（４２）とが設けられ、
前記可動子（４２）は、前記支軸（３３）の回転方向に沿って円弧状に変位されることを特徴とする請求項１記載の空間安定装置。
【請求項３】
前記トルカ（４）には、前記固定子（４１）及び前記可動子（４２）をそれぞれ有する第１及び第２トルカ本体（４ａ，４ｂ）が設けられており、
前記第１及び第２トルカ本体（４ａ，４ｂ）は、前記ペイロード（２）の中心線（２ａ）、前記支軸（３３）の中心線（３３ａ）、及び前記各中心線（２ａ，３３ａ）の交点（５０）のいずれか１つを中心として対称に配置され、同一方向のトルクを前記第２枠体（３２）に作用させることを特徴とする請求項２記載の空間安定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間安定装置に関し、特に、ケーシングの内壁面によって形成される内部空間の外周位置にトルカを配置することで、ペイロードの回動軸とトルカと間の距離を大きくでき、小さなトルカでも大きなトルクを発生できるようにするための新規な改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられていたこの種の空間安定装置としては、例えば特許文献１等に示されている空間安定装置が用いられている。すなわち、従来の空間安定装置では、ケーシング内に例えば赤外線カメラや可視カメラ等のペイロードが収容されるとともに、周知のジンバル機構によって前記ペイロードが複数の支軸回りに回動可能に支持されている。前記ジンバル機構にはトルカが取り付けられており、前記ペイロードは前記トルカの駆動力によって回動される。
【０００３】
前記ケーシングは、風圧抵抗を少なくするために球体形状とされているため、ジンバル機構等を設置するスペースには制約がある。このため、前記トルカとして小さな（薄い）トルカが採用され、この小さなトルカが回動中心軸上の平面（２次元空間）に配置される。すなわち、従来装置では、小さなトルカがペイロードの回動軸近傍に配置される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９５１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来の空間安定装置では、小さなトルカをペイロードの回動軸近傍に配置するので、大きなトルクを発生させることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、小さなトルカでも大きなトルクを発生できる空間安定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る空間安定装置は、ケーシングに収容されたペイロードと、前記ケーシング内で前記ペイロードを回動可能に支持するジンバル機構と、前記ジンバル機構に取り付けられ、前記ジンバル機構を介して前記ペイロードを回動させるトルカとを備え、前記トルカは、前記ケーシングの内壁面によって形成される内部空間の外周位置に配置されている。
また、前記ジンバル機構には、第１枠体と、前記第１枠体に支軸を介して接続された第２枠体とが設けられており、前記トルカには、前記第１枠体に第１腕部材を介して取り付けられた固定子と、前記第２枠体に第２腕部材を介して取り付けられた可動子とが設けられ、前記可動子は、前記支軸の回転方向に沿って円弧状に変位される。
さらに、前記トルカには、前記固定子及び前記可動子をそれぞれ有する第１及び第２トルカ本体が設けられており、前記第１及び第２トルカ本体は、前記ペイロードの中心線、前記支軸の中心線、及び前記各中心線の交点のいずれか１つを中心として対称に配置され、同一方向のトルクを前記第２枠体に作用させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の空間安定装置によれば、ケーシングの内壁面によって形成される内部空間の外周位置にトルカが配置されているので、ペイロードの回動軸とトルカと間の距離を大きくでき、小さなトルカでも大きなトルクを発生できる。また、外周位置には枠体等の他の部品が少ないため、トルカの可動子の可動範囲を大きくすることができ、ペイロードの回動角度（ストローク）を大きくできる。
また、トルカの固定子及び可動子が、第１及び第２腕部材を介して第１及び第２枠体に取り付けられ、前記可動子が支軸の回動方向に沿って円弧状に変位されるので、より確実に内部空間の外周位置にトルカを配置でき、より確実に大きなトルクを発生できる。
さらに、対象配置された第１及び第２トルカ本体が同一方向のトルクを前記第２枠体に作用させるので、さらに大きなトルクを発生できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による空間安定装置の外観を示す斜視図である。図において、ケーシング１には、半球状に形成された球状部１ａと円筒状に形成された円筒部１ｂとが設けられており、このケーシング１内には、例えば赤外線カメラや可視カメラ等のペイロード２が収容されている。このペイロード２は、周知のジンバル機構３によって前記ケーシング内で回動可能に支持されており、トルカ４の駆動力によって回動される。このトルカ４の駆動制御が行われることで、周知の空間安定動作又は目標追尾動作が行われる。なお、図１には、ペイロード２をピッチ方向に回動させるトルカ４のみが示されているが、周知のように、ジンバル機構３には、ロール方向及びヨー方向の回動を行うトルカ（駆動手段）も取り付けられている。
【００１０】
次に、図２は、図１の空間安定装置の断面図である。図において、ジンバル機構３には、アウタジンバルである第１枠体３１と、インナジンバルである第２枠体３２とが設けられており、前記第２枠体３２は前記第１枠体３１に支軸３３を介して接続されている。すなわち、前記第２枠体３２は、前記第１枠体３１に対して相対的に回動可能に設けられている。
【００１１】
前記トルカ４は、固定子４１及び可動子４２を有する有限角トルカ（球面トルカ）であり、前記ケーシング１の内壁面１０によって形成される内部空間１１の外周位置１２に配置されている。すなわち、前記トルカ４は、前記ケーシング１内で前記ペイロード２の回動軸からできる限り離れた位置に配置されており、前記内壁面１０に近接して配置されている。また、前記固定子４１及び前記可動子４２は、前記支軸３３の回動方向に沿って円弧状に形成されており、前記可動子４２は、前記回動方向に沿って円弧状に変位される。換言すると、前記可動子４２は、前記球状部１ａ（図１参照）の内壁面に沿って円弧状に変位される。
【００１２】
前記固定子４１は第１腕部材４１ａを介して前記第１枠体３１に取り付けられ、前記可動子４２は第２腕部材４２ａを介して前記第２枠体３２に取り付けられている。すなわち、第１及び第２枠体３１，３２から離れた位置に配置された前記トルカ４の駆動力が、前記第１及び第２腕部材４１ａ，４２ａを介して前記第１及び第２枠体３１，３２に伝えられる。
【００１３】
このような空間安定装置では、ケーシング１の内壁面１０によって形成される内部空間１１の外周位置１２にトルカ４が配置されているので、ペイロード２の回動軸とトルカ４と間の距離を大きくでき、小さなトルカ４でも大きなトルクを発生できる。また、外周位置１２には枠体等の他の部品が少ないため、可動子４２の可動範囲を大きくすることができ、ペイロード２の回動角度（ストローク）を大きくすることができる。
【００１４】
また、トルカ４の固定子４１及び可動子４２が、第１及び第２腕部材４１ａ，４２ａを介して第１及び第２枠体３１，３２に取り付けられ、前記可動子４２が前記支軸３３の回動方向に沿って円弧状に変位されるので、より確実に内部空間１１の外周位置１２にトルカ４を配置でき、より確実に大きなトルクを発生できる。
【００１５】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２による空間安定装置の断面図である。なお、実施の形態１による空間安定装置と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。実施の形態１では、１つのトルカ４によってペイロード２をピッチ方向に回動させるように説明したが、この実施の形態２では、前記固定子４１と前記可動子４２とをそれぞれ有する第１及び第２トルカ本体４ａ，４ｂによってペイロード２をピッチ方向に回動させる。
【００１６】
図３において、第１及び第２トルカ本体４ａ，４ｂは、前記ペイロード２を中心として前記内部空間１１の互いに対向する位置に配置されている。すなわち、第１及び第２トルカ本体４ａ，４ｂは、ペイロード２の中心線２ａと支軸３３の中心線３３ａとの交点５０を中心に対称に配置されている。従って、第１及び第２トルカ本体４ａ，４ｂの可動子４２が互いに逆方向に変位されることで、同一方向のトルクが支軸３３に作用される。その他の構成は、実施の形態１の構成と同じである。
【００１７】
このような空間安定装置では、ペイロード２を中心として前記内部空間１１の互いに対向する位置に第１及び第２トルカ本体４ａ，４ｂが配置されるので、第１及び第２トルカ本体４ａ，４ｂによって同一方向のトルクを支軸３３に作用でき、さらに大きなトルクを発生できる。
【００１８】
なお、実施の形態２では、第１及び第２トルカ本体４ａ，４ｂは交点５０を中心に点対称に配置されるように説明したが、ペイロードの中心線又は支軸の中心線を中心に線対称に配置されてもよい。
【００１９】
また、実施の形態１，２では、ペイロード２をピッチ方向に回動させるトルカ４のみが前記内部空間１１の外周位置１２に配置されるように説明したが、ペイロードをロール方向及びヨー方向に回動させるトルカが外周位置に配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１による空間安定装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１の空間安定装置の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２による空間安定装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  ケーシング
２  ペイロード
２ａ  中心線
３  ジンバル機構
４  トルカ
４ａ  第１トルカ本体
４ｂ  第２トルカ本体
１０  内壁面
１１  内部空間
１２  外周位置
３１  第１枠体
３２  第２枠体
３３  支軸
３３ａ  中心線
４１  固定子
４１ａ  第１腕部材
４２  可動子
４２ａ  第２腕部材
５０  交点
【図１】
2009300946.tif 000003
【図２】
2009300946.tif 000004
【図３】
2009300946.tif 000005