特許 5692582 ジャイロモータユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5692582

(24)【登録日】2015年2月13日

(45)【発行日】2015年4月1日

(54)【発明の名称】ジャイロモータユニット

(51)【国際特許分類】

   G01C 19/02 20060101AFI20150312BHJP

【ＦＩ】

   G01C19/02 Z

【請求項の数】10

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2011-27737(P2011-27737)

(22)【出願日】2011年2月10日

(65)【公開番号】特開2012-167961(P2012-167961A)

(43)【公開日】2012年9月6日

【審査請求日】2014年1月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110847

【弁理士】

【氏名又は名称】松阪 正弘

(72)【発明者】

【氏名】稲森 博明

【審査官】 梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１７７３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０９５０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４８−０１００９９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００４−３０１６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０８１２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１６９４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１４２０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０１８９９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ １９／００ − ２１／３６

Ｇ０１Ｃ ２３／００ − ２５／００

Ｇ０１Ｐ １５／００ − １５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心軸が互いに垂直であり、外縁部を近接させて略三角錘状に配置される３つの円盤部と、
前記３つの円盤部に囲まれる領域に配置され、回転部が前記３つの円盤部の中央に固定される３つのモータ部と、
を備え、
前記３つの円盤部のそれぞれの外縁部の少なくともモータ部側の部位が、前記モータ部に向かって漸次径が減少する傾斜面を有する、ジャイロモータユニット。

【請求項2】

前記傾斜面と中心軸とのなす角が４５°である、請求項１に記載のジャイロモータユニット。

【請求項3】

前記３つの円盤部のそれぞれの外縁部のモータ部とは反対側の部位が、前記モータ部から遠ざかる方向に向かって漸次径が減少する他の傾斜面を有する、請求項１または２に記載のジャイロモータユニット。

【請求項4】

中心軸が互いに垂直であり、外縁部を近接させて略三角錘状に配置される３つの円盤部と、
前記３つの円盤部に囲まれる領域に配置され、回転部が前記３つの円盤部の中央に固定される３つのモータ部と、
を備え、
前記３つの円盤部のそれぞれの外縁部の少なくともモータ部とは反対側の部位が、前記モータ部から遠ざかる方向に向かって漸次径が減少する傾斜面を有する、ジャイロモータユニット。

【請求項5】

前記３つのモータ部が、略三角錘状の取付部の３つの傾斜面に取り付けられる、請求項１ないし４のいずれかに記載のジャイロモータユニット。

【請求項6】

前記３つの傾斜面が交差する頂点が、各円盤部の最外周よりも径方向内側に位置する、請求項５に記載のジャイロモータユニット。

【請求項7】

前記３つの円盤部の中心軸が１点で交差する、請求項１ないし６のいずれかに記載のジャイロモータユニット。

【請求項8】

前記３つの円盤部の外縁部が、前記外縁部の内側の部位よりも厚い、請求項１ないし７のいずれかに記載のジャイロモータユニット。

【請求項9】

前記外縁部の内側の部位のうち、前記外縁部近傍の部位が、前記モータ部の回転部と重なる部位よりも厚い、請求項８に記載のジャイロモータユニット。

【請求項10】

前記３つのモータ部のそれぞれが、軸受として潤滑油が含浸されたスリーブを備える、請求項１ないし９のいずれかに記載のジャイロモータユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、慣性力を発生する、または、ジャイロスコープとして利用されるジャイロモータユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、回転体型のジャイロスコープ（ジャイロセンサとも呼ばれる。）と同様の構造により、回転体の回転速度を変化させて使用者にジャイロモーメントを利用したトルク等の力を与える装置が提案されている。

【0003】

例えば、国際公開第２００２／０７３３８５号の図１３では、３つのジャイロスコープの回転数比を制御することにより、任意の方向に合成角運動量ベクトルを発生させる技術が開示されている。特開平１０−０９７３７５号公報では、回転型ジャイロを高速回転させた状態で、回転型ジャイロの軸方向を変動させることで、ジャイロ効果による反作用をコンピュータ入力装置に発生させる技術が開示されている。特開２００１−１１３０４８号公報では、慣性の大きなモータによる反力を操作者に伝達するゲーム機用操作装置が開示されている。

【0004】

なお、特開２０００−１２１３６９号公報には、底面が正三角形の三角錐台の形状をしたブロックの３つの傾斜面にそれぞれ、加速度計内蔵光ファイバコイルの軸線が直角となるように取り付けた光ファイバジャイロセンサユニットが開示されている。また、特開２００５−２７８３０９号公報には、モータにおいて、スリーブに含浸された潤滑油の枯渇を防止する技術が開示されている。これにより、モータの駆動時のノイズが低減され、長寿命化が実現される。

【特許文献1】国際公開第２００２／０７３３８５号

【特許文献2】特開平１０−０９７３７５号公報

【特許文献3】特開２００１−１１３０４８号公報

【特許文献4】特開２０００−１２１３６９号公報

【特許文献5】特開２００５−２７８３０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ビデオゲーム機等において使用者に回転体の慣性を利用した力を体感させる場合、回転体の回転数や慣性モーメントを大きくする必要がある。そのためには、消費電力の増大や回転体の大型化が必要となる。したがって、国際公開第２００２／０７３３８５号の図１３に示される構造にて設計を行うと、ビデオゲーム機の入力装置に搭載するにはサイズが大きくなりすぎ、かつ、消費電力が過大となる。

【0006】

また、通常のモータはある程度の軸方向の長さを有するため、３つの回転体を３つの軸上にコンパクトに配置することができない。具体的には、立方体の３つの面に対向するように３つの回転体が配置され、モータは他の３つの面に対向するように配置される。回転軸は互いにねじれの位置となり、装置の小型化や薄型化が困難となる。

【0007】

本発明では、３軸のジャイロモータユニットを小型化することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一の側面に係る例示的なジャイロモータユニットは、中心軸が互いに垂直であり、外縁部を近接させて略三角錘状に配置される３つの円盤部と、前記３つの円盤部に囲まれる領域に配置され、回転部が前記３つの円盤部の中央に固定される３つのモータ部と、を備え、前記３つの円盤部のそれぞれの外縁部の少なくともモータ部側の部位が、前記モータ部に向かって漸次径が減少する傾斜面を有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ジャイロモータユニットを小型化することができきる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、ジャイロモータユニットの平面図である。

【図2】図２は、ジャイロモータユニットの底面図である。

【図3】図３は、ジャイロモータユニットの斜視図である。

【図4】図４は、ジャイロモータユニットの斜視図である。

【図5】図５は、取付部の平面図である。

【図6】図６は、取付部の底面図である。

【図7】図７は、１組の円盤部、モータ部等を示す断面図である。

【図8】図８は、モータ部の断面図である。

【図9】図９は、円盤部の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、本発明の例示的な一の実施形態に係るジャイロモータユニット１を示す平面図であり、図２は、底面図である。図３は、ジャイロモータユニット１の斜視図であり、図４は、１つの円盤部（いわゆる、フライホイール）を正面から見た場合のジャイロモータユニット１を示す図である。ジャイロモータユニット１は多軸型の円盤回転装置であり、ビデオゲーム機の入力装置に円盤部の慣性を利用した力（ジャイロ効果を含む。）や振動等を与える。ジャイロモータユニット１は、小型であることから、力や振動等の発生が求められる様々な他の装置に利用可能である。さらに、ジャイロモータユニット１は、３軸のジャイロスコープとしても利用可能である。

【0012】

ジャイロモータユニット１は、３つの円盤部２と、３つのモータ部３と、取付部５と、を備える。３つの円盤部２の中心軸Ｊ１は、互いに垂直であり、１点で交差する。円盤部２は、外縁部を互いに近接させるようにして配置される。これにより、３つの円盤部２は、三角錐の側面のように略三角錐状に配置される。

【0013】

３つのモータ部３の回転部は、３つの円盤部２の中央にそれぞれ固定される。３つのモータ部３は、各円盤部２の他の円盤部２側、すなわち、中心軸Ｊ１が他の円盤部２の中心軸Ｊ１に近づく側に配置される。これにより、モータ部３は、３つの円盤部２におよそ囲まれる領域に配置される。

【0014】

３つのモータ部３は、取付部５に取り付けられる。図５および図６は、取付部５の平面図および底面図である。取付部５は、互いに垂直な３つの取付プレート５１を備え、略三角錐状、すなわち、四面体状である。３つの取付プレート５１の交点５１１が、三角錐の上側の頂点に対応する。以下、交点５１１を「頂点」と呼ぶ。３つのモータ部３は、３つの取付プレート５１にそれぞれ取り付けられる。すなわち、３つのモータ部３は、略三角錐状の取付部５の３つの傾斜面に取り付けられる。

【0015】

各取付プレート５１のおよそ中央には、モータ部３との干渉を避けるための中央孔５２が設けられる。中央孔５２は、取付プレート５１の頂点５１１とは反対側のエッジまで繋がっている。各中央孔５２の周囲には、３つの貫通孔５３が設けられる。貫通孔５３にねじが挿入されることにより、モータ部３が取付プレート５１に固定される。

【0016】

なお、取付部５を三角錐と捉えた場合の底面の位置には、蓋部材を取り付けてもよい。すなわち、蓋部材を、ジャイロモータユニット１を設置する際の取付部材として用いてもよい。ジャイロモータユニット１は、設置面に対して三角錐状となる姿勢にて設置してもよいが、このような姿勢には限定されない。ジャイロモータユニット１は、ねじ等の他の部材を用いる等して他の設置姿勢にしてもよい。

【0017】

図７は、１組の円盤部２、モータ部３等を示す断面図である。図７では断面の細部については平行斜線の図示を省略している。他の図においても同様である。以下の説明では、モータ部３の中心軸Ｊ１方向における図７の上側である紙面左側を単に「上側」と呼び、下側である紙面右側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸Ｊ１に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸Ｊ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ。

【0018】

モータ部３は、回転部３１と、静止部３２と、を備える。回転部３１は静止部３２の上方に位置する。静止部３２は、図５の取付部５に固定される。回転部３１には円盤部２が固定される。

【0019】

図８は、モータ部３の断面図である。回転部３１は、シャフト３１１と、ハブ３１２と、ヨーク３１３と、ロータマグネット３１４と、磁性体３１５と、を備える。中心軸Ｊ１はシャフト３１１の中心に位置する。ハブ３１２は、略円板状である。ハブ３１２の中央にシャフト３１１の上端が固定される。ハブ３１２の中央には、略円筒状に上方に突出するボス部４１１が形成される。図７に示すように、円盤部２は、ボス部４１１の外周面およびボス部４１１の周囲におけるハブ３１２の上面に、接着剤を用いて固定される。円盤部２の中央孔２１にボス部４１１が圧入されることにより、円盤部２が回転部３１に固定されてもよい。

【0020】

ヨーク３１３は、略円筒状である。ヨーク３１３は、ハブ３１２の外周部に取り付けられ、下方へと延びる。ロータマグネット３１４は、円環状であり、多極着磁される。ロータマグネット３１４は、ヨーク３１３の内周面に固定される。磁性体３１５は、円環状であり、ボス部４１１の下部に取り付けられる。

【0021】

静止部３２は、スリーブ３２１と、スリーブ保持部３２２と、キャップ部３２３と、スラストプレート３２４と、抜止部材３２５と、含油部材３２６と、ワッシャ３２７と、ステータ３２８と、絶縁シート３２９と、補助磁石３３０と、ベースプレート３３１と、回路基板３３２と、配線基板３３３と、を備える。図１ないし図４では、回路基板３３２および配線基板３３３は省略している。

【0022】

スリーブ３２１は筒状であり、潤滑油が含浸された多孔質材料（例えば、多孔質焼結体）にて形成される。スリーブ３２１にはシャフト３１１が挿入される。スリーブ保持部３２２は略円筒状である。スリーブ保持部３２２にはスリーブ３２１が挿入される。

【0023】

キャップ部３２３は略椀状であり、スリーブ保持部３２２の下部の開口を閉塞する。キャップ部３２３は、スリーブ保持部３２２に、接着またはかしめ等の機械的締結により固定される。もちろん、これ以外の方法によって両部材を締結してもよい。スラストプレート３２４は、キャップ部３２３内の中央に配置される。スラストプレート３２４には、上側からシャフト３１１の下端面が当接する。下端面は球面状である。

【0024】

抜止部材３２５は、キャップ部３２３とスリーブ３２１との間に配置される。抜止部材３２５は円環状であり、例えば、樹脂により形成される。シャフト３１１の下部の外周面には、環状に切り欠かれた環状溝４１２が形成される。抜止部材３２５は、環状溝４１２と非接触状態にて嵌り合うことにより、シャフト３１１がスリーブ３２１から抜けることが防止される。なお、抜止部材３２５は弾性変形するため、シャフト３１１を抜止部材３２５に下端面から挿入して容易に嵌合することができる。

【0025】

ワッシャ３２７は、円環状であり、スリーブ３２１の上端面上に配置される。ワッシャ３２７により、スリーブ３２１に含浸された潤滑油がスリーブ３２１の上面側から飛散することが防止される。また、ワッシャ３２７によって、スリーブ３２１から潤滑油が蒸発することが抑制される。スリーブ保持部３２２の内周面には、中心軸Ｊ１を中心とする環状の溝である凹部４１３が形成される。含油部材３２６は、潤滑油が含浸された円環状の部材であり、凹部４１３内に配置される。含油部材３２６の内周面はスリーブ３２１の外周面と当接する。含油部材３２６から滲み出した潤滑油はスリーブ３２１へと供給される。すなわち、含油部材３２６がスリーブ３２１に含浸される潤滑油を補充する補油機構としての役割を果たす。これにより、モータ部３の長寿命化が実現される。

【0026】

スリーブ３２１の外周面には軸方向に伸びる複数の溝４１４が形成される。複数の溝４１４は、モータ部１の組立においてシャフト３１１をスリーブ３２１に挿入する際に、スリーブ３２１内の空気を外部に円滑に排出する通路としての役割を果たす。これにより、シャフト３１１をスリーブ３２１に容易に、すなわち、内部に残存する空気に押し戻されることなく、挿入することが可能となる。

【0027】

スリーブ３２１の内周面の上側および下側には、シャフト３１１の外周面と滑る状態で接する摺接部４２１，４２２がそれぞれ設けられる。上側の摺接部４２１は、下側の摺接部４２２よりも軸方向の長さが長い。モータ部３が駆動される際には、摺接部４２１，４２２においてシャフト３１１がスリーブ３２１により潤滑油を介して中心軸Ｊ１に垂直な方向であるラジアル方向に支持される。

【0028】

このとき、モータ部３では回転部３１および円盤部２の重心がシャフト３１１の上部に位置するため、ラジアル方向に関する負荷が摺接部４２１に集中的に作用する。しかし、含油部材３２６が摺接部４２１の外側に設けられる（すなわち、径方向において含油部材３２６と摺接部４２１とが重なる）ため、含油部材３２６からの潤滑油が摺接部４２１に効率よく供給され、シャフト３１１はラジアル方向に関して安定して支持される。

【0029】

スリーブ保持部３２２の上端面には、上方に突出する環状突出部４２３が設けられる。補助磁石３３０は環状であり、環状突出部４２３の外周に配置される。補助磁石３３０は、中心軸Ｊ１方向に両磁極が並ぶように着磁される。補助磁石３３０と磁性体３１５との間に磁気吸引力が生じる。これにより、シャフト３１１の下端がスラストプレート３２４から離れることなく一定の状態にて中心軸Ｊ１方向に支持される（すなわち、スラスト支持される）。シャフト３１１がラジアル方向およびスラスト方向に安定して支持されることにより、円盤部２の安定した回転が実現される。

【0030】

補助磁石３３０は環状突出部４２３の外周に沿って配置されるのみで位置決めされるため、モータ部３が小型化される際に、補助磁石３３０が微小な部材である場合でも、容易に配置することができる。補助磁石３３０および磁性体３１５の双方が必ずしも円環状である必要はなく、例えば、磁性体３１５のみが円環状とされ、複数の補助磁石３３０が環状突出部４２３の外周に配置されてもよい。

【0031】

軸受として潤滑油が含浸されたスリーブ３２１が用いられることにより、ボール軸受が用いられる場合に比べてモータ部３が小型化される。これにより、ジャイロモータユニット１をビデオゲーム機の入力装置等の狭い空間内に容易に配置することができる。また、スリーブ３２１によりモータ部３の振動が抑制されるため、ジャイロモータユニット１は人の手に触れる入力装置等に特に適している。

【0032】

スリーブ保持部３２２の外周面には、ステータ３２８が取り付けられる。ステータ３２８では、環状コアに設けた複数の突極に巻線が施される。ステータ３２８は、ロータマグネット３１４の中心軸Ｊ１側に位置する。ロータマグネット３１４およびステータ３２８はモータ部３の駆動機構を構成する。図示省略の電流供給回路からステータ３２８に供給される電流が制御されることにより、中心軸Ｊ１を中心として回転部３１を静止部３２に対して回転させるトルク（回転力）が発生する。

【0033】

スリーブ保持部３２２の下部は、ベースプレート３３１の取付孔４３１に挿入され、かしめにより固定される。既述のように、スリーブ保持部３２２の下部は、取付プレート５１の中央孔５２にも挿入される。これにより、取付プレート５１と円盤部２とが軸方向に近づき、ジャイロモータユニット１の小型化が容易となる。ベースプレート３３１は、取付プレート５１の貫通孔５３に挿入されるねじにより取付部５に固定される。なお、ベースプレート３３１と取付プレート５１とは、接着やかしめ等の他の方法によって固定されてもよい。

【0034】

ベースプレート３３１の下面には、粘着材料により、板状の回路基板３３２が固定される。回路基板３３２の下面には、可撓性を有するシート状の配線基板３３３がさらに接着される。ベースプレート３３１は、回路基板３３２の近傍に貫通孔４３２をさらに有する。貫通孔４３２には、ステータ３２８からの引出線４３５が通される。引出線４３５は、回路基板３３２の下面に半田付けされる。回路基板３３２上の配線は配線基板３３３の配線に接合される。絶縁シート３２９は、ステータ３２８とベースプレート３３１との間に配置される。

【0035】

なお、凹部４１３の上方では、スリーブ３２１とスリーブ保持部３２２との間に間隙が構成される。この間隙により、潤滑油が、スリーブ保持部３２２の内周面の上部へとスリーブ３２１から直接移動することが防止される。さらに、ワッシャ３２７の外周面と対面するスリーブ保持部３２２の上端部には、内径がスリーブ保持部３２２の上端側に行くに従い小さくなる傾斜面が設けられる。この傾斜面とワッシャ３２７の外周端面との間に、下方の間隙よりも小さい微小間隙が構成される。これにより、潤滑油がスリーブ保持部３２２を伝わって漏出しそうになった場合であっても、微小間隙による封止構造（ラビリンス構造の一形態と捉えることもできる。）により、潤滑油がスリーブ保持部３２２内に保持される。

【0036】

図９は、円盤部２の断面図である。円盤部２は、中央部２２と、平板部２３と、外縁部２４と、を備える。平板部２３は、外縁部２４よりも内側の部位を主に構成する。中央部２２は略円筒状である。中央部２２の内周面により中央孔２１が形成される。平板部２３は、中心軸Ｊ１に垂直な略平板状であり、中央部２２と外縁部２４との間に位置する。外縁部２４は、軸方向において中央部２２および平板部２３よりも厚い。なお、中央部２２は外縁部２４よりも上方に突出しないことが好ましい。中央部２２は外縁部２４よりも厚くてもよい。

【0037】

外縁部２４が、外縁部２４の内側の部位（ただし、中央部２２を除く）である平板部２３よりも厚いことにより、円盤部２の質量に対して慣性モーメントを相対的に大きくすることができる。換言すれば、円盤部２を軽量化することができる。その結果、ジャイロモータユニット１の軽量化を図りつつ慣性力やジャイロモーメントを十分に発生することができる。

【0038】

平板部２３は、中央部２２側から外縁部２４に向けて３つの異なる厚さの部位２３１，２３２，２３３を有する。最も径方向内側の部位２３１は、最も薄く、軸方向において回転部３１と重なる。外縁部２４近傍の部位２３３は、最も厚い。これにより、外縁部２４を支持する剛性が確保される。中間の部位２３２は、部位２３１よりも厚く、部位２３２よりも薄い。中央部２２の内側面および部位２３１の下面には、接着剤によるボス部４１１との結合を強固とするための複数の溝４４１，４４２が設けられる。

【0039】

外縁部２４の外周面の上半分は、上方に向かって、すなわち、モータ部３から遠ざかる方向に向かって漸次径が減少する上傾斜面２４１である。外周面の下半分は、下方に向かって、すなわち、モータ部３に向かって漸次径が減少する下傾斜面２４２である。上傾斜面２４１および下傾斜面２４２は、中心軸Ｊ１と３０°ないし６０°をなす。

【0040】

上傾斜面２４１が設けられることにより、図３および図４に示すように、ジャイロモータユニット１を配置するために必要な空間を小さくすることができる。すなわち、上傾斜面２４１により、３つの円盤部２により形成される略三角錐状の形状の上側の頂部が平らとなり、他の３つの頂部も平らとなる。また、下傾斜面２４２により、図４に示すように、円盤部２同士を近づけることができ、ジャイロモータユニット１の小型化が実現される。好ましくは、下傾斜面２４２は、中心軸Ｊ１と４５°をなし、これにより、円盤部２同士を最も効率よく近づけることができる。

【0041】

円盤部２では、外縁部２４は平板部２３から上下方向に突出する。仮に、外縁部が上方のみに突出すると、ジャイロモータユニットのサイズが大きくなる。外縁部が下方のみに突出すると、円盤部の慣性モーメントが低下する。ジャイロモータユニット１では、外縁部２４を上下に突出させることにより、サイズの小型化、軽量化および慣性モーメントの確保が実現される。

【0042】

図４中に破線にて一部を示すように、取付部５の３つの傾斜面が交差する頂点５１１の位置は、径方向において、円盤部２の最外周よりも内側に位置する。このような位置関係となるように円盤部２を大きくすることによっても、慣性力を大きくすることが実現される。

【0043】

ジャイロモータユニット１では、３つの円盤部２の回転速度を変化させることにより、円盤部２の慣性を利用して任意の方向へのトルク等の力を発生することができる。また、回転方向を高速に反転することにより、振動も発生することができる。力覚を提示するこのような制御は、別途設けられた制御部からの信号に従って駆動回路がステータ３２８に電流を供給することにより実現される。駆動回路は、回路基板３３２上に設けられてもよく、モータ部３の外部に別途設けられてもよい。

【0044】

ジャイロモータユニット１がビデオゲーム機の入力装置に搭載される場合は、例えば、使用者が、押す、引く、浮き上げる、等の動作を入力装置に対して行うことにより、これらの動作に合わせて力や振動等が発生し、使用者が体感する。

【0045】

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

【0046】

３つの取付プレート５１は、個別の部材でもよい。取付プレート５１は、ベースプレート３３１を兼ねてもよい。この場合、さらなる小型化が実現される。なお、３直交面を持つ三角錐体にモータ部３を配置できるのであれば、取付プレート５１やベースプレート３３１の形状や、これらの部材に形成される孔の形状や位置等は特に限定されるものではない。

【0047】

３つの中心軸Ｊ１は互いに垂直であれば、１点で交差する必要はない。ただし、円盤部２の外縁部２４を互いに近接させることにより、中心軸Ｊ１は互いに近接する、または、交差しているとみなせる状態となる。このような中心軸Ｊ１の配置により、ジャイロモータユニット１が小型化される。３つのモータ部３は、３つの円盤部２により囲まれる領域におよそ配置されるのであれば、完全にこの領域内に配置される必要はない。

【0048】

円盤部２の外周面には、モータ部３に向かって漸次径が減少する傾斜面のみが設けられてもよい。逆に、モータ部３から遠ざかる方向に向かって漸次径が減少する傾斜面のみが設けられてもよい。さらには、上傾斜面２４１と下傾斜面２４２との間に、中心軸Ｊ１に平行な面取り状の面が設けられてもよい。このように、円盤部２では、外縁部２４の少なくともモータ部３側の部位が、モータ部３に向かって漸次径が減少する傾斜面を有する、または、外縁部２４のモータ部３とは反対側の部位が、モータ部３から遠ざかる方向に向かって漸次径が減少する傾斜面を有する。

【0049】

シャフト３１１とスリーブ３２１との間には、中心軸Ｊ１に沿って３箇所以上の摺接部が設けられてもよい。この場合、含油部材３２６は最も上側の摺接部の外側に設けられる。なお、含油部材３２６はスリーブ３２１の中央よりも下側に設けられてもよい。これにより、潤滑油の漏れを抑制することができる。

【0050】

スリーブ保持部３２２およびキャップ部３２３は、有底の略円筒状の部材として一体的に形成されてもよい。また、凹部４１３は必ずしも環状の溝である必要はなく、含油部材３２６もスリーブ３２１の周囲に部分的に設けられてもよい。凹部４１３には、含油部材として、例えば、フェルトや多孔質焼結体等により形成される含油可能な部材が設けられる。

【0051】

ワッシャ３２７に代えて、環状の含油部材等の含油可能な飛散防止部材が設けられてもよい。含油可能な飛散防止部材の材料としては、潤滑油の毛細管現象による保持力がスリーブの保持力より小さくなるものが選定される。これにより、スリーブ３２１の端面に滲み出した潤滑油は一旦飛散防止部材に保持されるが、モータ部３の運転停止後、潤滑油は飛散防止部材からスリーブ３２１内部に毛細管現象により引き戻される。その結果、モータ部３の寿命が向上する。

【0052】

モータ部３は、潤滑油が含浸されたスリーブ３２１が用いられることにより小型化されるが、スリーブ３２１に代えて流体動圧軸受が用いられてもよい。また、ボール軸受が用いられてもよい。スリーブ３２１に代えてさらに他の種類の軸受を用いることも可能である。

【0053】

モータ部３では、磁性体３１５が磁石（すなわち、磁性を帯びた磁性体）とされ、補助磁石３３０が磁石ではない磁性体とされてもよい。また、磁性体３１５および補助磁石３３０の双方が磁石とされてもよい。さらに、ハブ３１２が磁性体により形成され、磁性体３１５が省略されてもよい。なお、軸方向における回転部３１の移動可能範囲が小さく、許容範囲内に収まる場合は、補助磁石３３０を必ずしも配置する必要はない。

【0054】

モータ部３は、ロータマグネット３１４がステータ３２８の外側に位置する、いわゆる、アウターロータ型であるが、ロータマグネット３１４がステータ３２８より中心軸Ｊ１側に位置する、いわゆる、インナーロータ型であってもよい。

【0055】

なお、円盤部２は、シャフト３１１に圧入、接着、溶接、かしめなどの締結方法を利用して直接固定されてもよい。また、上述の実施形態では、ハブ３１２に円盤部２が取り付けられるが、ハブ３１２は必ずしも必要ではなく、ヨーク３１３を直接円盤部２に締結するようにしてもよい。さらには、使用される３つモータ部３の構成は、それぞれ異なってもよく、１つが異なる構成であり２つが同じ構成のモータ部であってもよい。

【0056】

上記実施形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本発明に係るジャイロモータユニットは、ビデオゲーム機等の入力装置において力や振動を発生する装置として利用可能である。ジャイロモータユニットは、手術の訓練や遠隔手術の際の操作部の力発生源として、あるいは、リハビリ装置の力発生源としても利用可能である。さらに、人工衛星や深海探査機の姿勢制御用のジャイロスコープとしても利用可能である。このように、ジャイロモータユニットは、様々な分野における力発生源やセンサとして利用可能である。

【符号の説明】

【0058】

１ ジャイロモータユニット
２ 円盤部
３ モータ部
２３ 平板部
２４ 外縁部
３１ 回転部
５１ プレート部
２３１，２３３ （平板部の）部位
２４１ 上傾斜面
２４２ 下傾斜面
３２１ スリーブ
５１１ 頂点
Ｊ１ 中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】