JP2003182972A

JP2003182972A - 吊具の姿勢安定化装置

Info

Publication number: JP2003182972A
Application number: JP2001386949A
Authority: JP
Inventors: Yoshitsugu Nekomoto; 善続猫本; Akira Wakabayashi; 明若林; Hiroshi Kamiyoshi; 博神吉
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】救命治具５の回転方向の姿勢を安定させる。【解決手段】ジャイロフレーム１３にワイヤロープ４
を介して被災者３１を収容する救命治具５を吊り下げ、
フライホイール１９の回転及びジンバル１５の回動によ
り発生するＺ軸回りの旋回力により救命治具５の旋回を
抑制し、救命治具５の回転方向の姿勢を安定させる。そ
して、ジンバル１５の内部を真空にする真空ポンプ２１
設け、フライホイール１９を真空内で回転させ、フライ
ホイール１９を大型化して回転慣性を大きくすることな
く、大きな旋回力を得るようにし、ジンバル１５に角速
度を与えたときの姿勢制御力を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、索体（ワイヤロー
プ）で吊り下げられる吊具の姿勢を安定させる姿勢安定
化装置に関し、例えば、人を収容するための人用吊具
（救助用の救命治具）に適用して好適である。

【０００２】

【従来の技術】災害時等に被災者をヘリコプタで搬送す
ることが行われている。この場合、ヘリコプタから吊具
としての人用吊具（救助用の救命治具）をワイヤロープ
で吊り下げ、救命治具に人を収容して所定の場所に被災
者を搬送するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被災者
は、救命治具に吊られて救助されるので、ヘリコプタに
よりつり上げられた際にはワイヤロープのねじれ等によ
り救命治具に回転や揺れ等の複雑な動きが発生し、収容
された被災者は気分が悪くなったり恐怖心が増大する等
の虞があり、救助作業の妨げになる虞があった。

【０００４】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、複雑な動きが発生する吊具の姿勢を安定させること
ができる姿勢安定化装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、吊り手段に吊られるジャイロフレー
ムと、ジャイロフレームに索体を介して吊り下げられ人
を収容するための人用吊具と、第１回転中心軸回りでジ
ャイロフレーム内に回動自在に設けられるジンバルと、
ジンバルを回動駆動するジンバル駆動手段と、第１回転
中心軸に直交する第２回転中心軸回りでジンバル内に回
転自在に設けられるフライホイールと、フライホイール
を回転駆動するフライホイール駆動手段とを備え、フラ
イホイールの回転及びジンバルの回動により発生する第
１回転中心軸及び第２回転中心軸に直交する第３回転中
心軸回りの旋回力により人が収容される人吊具の旋回を
抑制することを特徴とする。

【０００６】そして、ジンバルの内部を真空にする真空
手段を設け、フライホイールを真空内で回転させるよう
にしたことを特徴とする。また、第３回転中心軸に交差
する軸回りで人用吊具の傾動を抑制する傾動抑制手段を
設けたことを特徴とする。また、傾動抑制手段は、抑制
する傾動の中心軸に直交する軸方向に索体をスライド自
在にジャイロフレームに支持されていることを特徴とす
る。また、傾動抑制手段は、抑制する傾動の中心軸に直
交する軸方向に回転中心を有する長尺滑車がジャイロフ
レームに設けられ、長尺滑車の２点に索体が巻回支持さ
れたことを特徴とする。

【０００７】また、傾動状況を検出する傾動検出手段を
人用吊具に設け、傾動検出手段の検出情報に応じて索体
をスライド駆動するスライド駆動手段を設けたことを特
徴とする。また、傾動状況を検出する傾動検出手段を人
用吊具に設け、傾動検出手段の検出情報に応じて長尺滑
車を回転駆動させる滑車駆動手段をジャイロフレームに
設けたことを特徴とする。

【０００８】また、傾動抑制手段は、吊り手段に吊られ
ると共に索体が支持される第２ジャイロフレームがジャ
イロフレームの外側に設けられ、ジンバルの回動中心で
ある第１回転中心軸に直交する第４回転軸回りでジャイ
ロフレームが第２ジャイロフレームに回動自在に支持さ
れ、第２ジャイロフレームに対してジャイロフレームを
回動させる回動手段が設けられたことを特徴とする。

【０００９】また、上記目的を達成するための本発明の
構成は、吊り手段に吊られるジャイロフレームと、ジャ
イロフレームに索体を介して吊り下げられ被吊下物を保
持する吊具と、第１回転中心軸回りでジャイロフレーム
内に回動自在に設けられるジンバルと、ジンバルを回動
駆動するジンバル駆動手段と、第１回転中心軸に直交す
る第２回転中心軸回りでジンバル内に回転自在に設けら
れるフライホイールと、フライホイールを回転駆動する
フライホイール駆動手段と、ジンバルの内部を真空にす
る真空手段とを設け、フライホイールを真空内で回転さ
せると共にフライホイールの回転及びジンバルの回動に
より発生する第１回転中心軸及び第２回転中心軸に直交
する第３回転中心軸回りの旋回力により被吊下物の旋回
を抑制することを特徴とする。

【００１０】また、上記目的を達成するための本発明の
構成は、吊り手段に吊られるジャイロフレームと、ジャ
イロフレームに索体を介して吊り下げられ被吊下物を保
持する吊具と、第１回転中心軸回りでジャイロフレーム
内に回動自在に設けられるジンバルと、ジンバルを回動
駆動するジンバル駆動手段と、第１回転中心軸回に直交
する第２回転中心軸回りでジンバル内に回転自在に設け
られるフライホイールと、フライホイールを回転駆動す
るフライホイール駆動手段と、第３回転中心軸に交差す
る軸回りで吊具の傾動を抑制する傾動抑制手段とを設
け、傾動抑制手段で被被吊下物の傾動を抑制した状態で
フライホイールの回転及びジンバルの回動により発生す
る第１回転中心軸及び第２回転中心軸に直交する第３回
転中心軸回りの旋回力により被吊下物の旋回を抑制する
ことを特徴とする。

【００１１】また、上記目的を達成するための本発明の
構成は、吊り手段に吊られるジャイロフレームと、ジャ
イロフレームに索体を介して吊り下げられ被吊下物を保
持する吊具と、第１回転中心軸回りでジャイロフレーム
内に回動自在に設けられるジンバルと、ジンバルを回動
駆動するジンバル駆動手段と、第１回転中心軸に直交す
る第２回転中心軸回りでジンバル内に回転自在に設けら
れるフライホイールと、フライホイールを回転駆動する
フライホイール駆動手段と、ジンバルの内部を真空にす
る真空手段と、第３回転中心軸に交差する軸回りで吊具
の傾動を抑制する傾動抑制手段とを設け、傾動抑制手段
で被吊下物の傾動を抑制した状態でフライホイールを真
空内で回転させると共にフライホイールの回転及びジン
バルの回動により発生する第１回転中心軸及び第２回転
中心軸に直交する第３回転中心軸回りの旋回力により被
吊下物の旋回を抑制することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１には本発明の第１実施形態例
に係る吊具の姿勢安定化装置を適用した際の概要、図２
にはコントロール・モーメント・ジャイロの原理状況、
図３には姿勢安定化装置のシステム構成、図４にはジャ
イロ装置の断面、図５には図４中のV-V 線矢視、図６に
は図４中のVI-VI 線矢視を示してある。

【００１３】図１に示すように、吊り手段としてのヘリ
コプター１にはワイヤロープ２を介してジャイロ装置３
が吊られ、ジャイロ装置３には索体としてのワイヤロー
プ４を介して人用吊具としての救命治具５が吊り下げら
れている。救命治具５には人としての被災者３１が収容
されるようになっている。ジャイロ装置３は、疑似的な
ジャイロスコープを形成してコントロール・モーメント
・ジャイロの原理によりワイヤロープ２のねじれ等の外
乱に起因して生じる救命治具５の回転や揺れ等の複雑な
動きを相殺する旋回モーメントを発生させて、救命治具
５の姿勢を安定させるようになっている。

【００１４】図２に基づいてコントロール・モーメント
・ジャイロの原理を説明する。図２に示すように、第１
回転中心軸６回りにジンバル７が支持され、ジンバル７
には第１回転中心軸６に直交する第２回転中心軸８回り
で回転するフライホイール９が支持されている。フライ
ホイール９を回転させてモータ１０により第１回転中心
軸６に角速度を与えると、第１回転中心軸６及び第２回
転中心軸８に直行する第３回転中心軸１１回りに旋回モ
ーメントＭが発生する。

【００１５】フライホイール９の回転慣性をIp、フライ
ホイール９の回転速度をΩ、ジンバルモータ１０による
第１回転中心軸６回りのジンバル７の角速度をｄθとす
ると、Ｍ＝Ip・Ω・ｄθの関係が成り立つ。つまり、旋
回モーメントＭは、フライホイール９の回転慣性Ip、フ
ライホイール９の回転速度Ω及びジンバル７の角速度ｄ
θに比例した旋回力となっている。

【００１６】図３乃至図６に基づいて姿勢安定化装置を
詳細に説明する。

【００１７】図に示すように、ワイヤー２にはユニバー
サルジョイント１２を介してジャイロ装置３のジャイロ
フレーム１３が鉛直方向のＺ軸回りを含む方向に自由支
持され、ジャイロフレーム１３の内部には、図２に示し
た第１回転中心軸６であるジンバル軸１４が架台１８及
び軸受１４ａを介して水平なＹ軸回りで回動自在に支持
されている。ジャイロフレーム１３の下部には救命治具
５を吊るすワイヤロープ４の上端が固定されている。

【００１８】ジンバル軸１４には中空のジンバル１５
（図２に示したジンバル７に相当）が固定され、ジャイ
ロフレーム１３に対してジンバル１５がＹ軸回りで回動
自在に設けられている。ジンバル軸１４はジンバルモー
タ１６（図２に示したモータ１０に相当）により回動駆
動され、ジンバルモータ１６の駆動によりジンバル１５
には任意の方向に所定の角速度が与えられる。

【００１９】ジンバル１５にはジンバル軸１４に直交す
る、図２に示した第２回転中心軸８であるフライホイー
ル軸１７が軸受１７ａを介して水平なＸ軸回りで回転自
在に支持され、フライホイール軸１７にはフライホイー
ル１９（図２に示したフライホイール９に相当）が取り
付けられている。フライホイール軸１７はフライホイー
ル駆動手段としてのフライホイールモータ２０により回
転駆動され、フライホイールモータ２０の駆動によりフ
ライホイール１９が回転駆動される。

【００２０】ジャイロフレーム１３の内部には真空手段
としての真空ポンプ２１が設けられ、真空ポンプ２１は
ホース２２を介してジンバル１５につながっている。真
空ポンプ２１の駆動によりジンバル１５の内部が真空状
態にされ、フライホイール１９が空気抵抗を受けずに回
転できるようになっている。

【００２１】フライホイールモータ２０によりフライホ
イール１９を回転させ、ジンバルモータ１６によりジン
バル軸１４を回動させてジンバル１５に所定の角速度を
与えることにより、ジャイロフレーム１３にはジャイロ
効果により鉛直方向のＺ軸回りに旋回力Ｗ（図２に示し
たＷに相当）が発生する。旋回力Ｗはフライホイール１
９の回転慣性、回転速度及びジンバル１５の角速度に比
例した値となる。

【００２２】図３、図４に示すように、ジャイロフレー
ム１３には鉛直方向のＺ軸回りの角速度を検出する角速
度計２３が設けられ、ワイヤロープ２のねじれ等により
生じるジャイロフレーム１３のＺ軸回りの回転が検出さ
れる。角速度計２３の検出情報はアンプ２４及びＡ／Ｄ
変換器２５を介して制御手段としてのコントローラ２６
に入力される。

【００２３】コントローラ２６からは、ジャイロフレー
ム１３のＺ軸回りの回転情報に応じてＡ／Ｄ変換器２７
及びモータドライブ２８を介してジンバルモータ１６に
駆動指令が出力され、ジャイロフレーム１３に生じたＺ
軸回りの回転と反対方向に旋回力が発生するようにジン
バル１５に角速度を与える。

【００２４】上記構成の姿勢安定化装置では、フライホ
イールモータ２０によりフライホイール１９を回転させ
る。この時、真空ポンプ２１の駆動によりジンバル１５
の内部が真空状態にされ、フライホイール１９は空気抵
抗を受けずに風損が最小の状態で高速回転されている。

【００２５】ヘリコプター１により救命治具５に収容さ
れた被災者３１を搬送している時に、ワイヤロープ２の
ねじれ等の外乱によりジャイロフレーム１３にＺ軸回り
の回転力が生じると、角速度計２３によりジャイロフレ
ーム１３の角速度が検出される。角速度計２３の検出情
報はコントローラ２６に入力され、コントローラ２６か
らは、ジャイロフレーム１３のＺ軸回りの回転情報に応
じてジンバルモータ１６に駆動指令が出力される。

【００２６】これにより、ジンバル１５に所定の角速度
が与えられ、外乱によりジャイロフレーム１３に生じた
Ｚ軸回りの回転と反対方向に旋回力が発生し、Ｚ軸回り
の回転が打ち消される。

【００２７】このため、ワイヤロープ２のねじれ等の外
乱によりジャイロフレーム１３に回転力が生じても、ジ
ャイロフレーム１３に発生する旋回力によりジャイロフ
レーム１３が回転することがなくなり、救命治具５のＺ
軸回りの回転方向の姿勢を安定させることが可能にな
る。

【００２８】このとき、フライホイール１９は空気抵抗
を受けずに風損が最小の状態で高速回転されているた
め、フライホイール１９を大型化して回転慣性を大きく
することなく、即ち、装置を大型化することなく、大き
な旋回力が得られ、ジンバル１５に角速度を与えたとき
の制御力を増大させることができる。

【００２９】従って、救命治具５に収容された被災者３
１は気分が悪くなったり恐怖心が増大することがなくな
り、救助作業の妨げになることがない。

【００３０】図７に基づいて本発明の第２実施形態例を
説明する。図７には本発明の第２実施形態例に係る姿勢
安定化装置におけるのジャイロ装置の断面を示してあ
る。尚、図１乃至図６に示した第１実施形態例と同一部
材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。

【００３１】第２実施形態例の姿勢安定化装置は、第３
回転中心軸であるＺ軸方向に直交する（交差する）軸回
りで救命治具５の傾動を抑制する傾動抑制手段を設けた
ものである。具体的には、Ｚ軸方向に直交するＸ軸回り
の救命治具５の傾動を抑制するようにしたものである。

【００３２】即ち、図に示すように、救命治具５を吊る
すワイヤロープ４の上部は連続して形成され、ジャイロ
フレーム１３の２箇所の滑車２９に巻回されて救命治具
５を吊り下げるようになっている。２箇所の滑車２９に
支持されたワイヤロープ４はＺ軸方向に直交するＹ軸方
向に延びて配されてスライド自在となっている。

【００３３】外乱等でＸ軸回りに救命治具５が傾動した
場合、２箇所の滑車２９に支持されたワイヤロープ４は
Ｙ軸方向にスライドするが、振り子の復元力により受動
的に逆向きにワイヤロープ４はＹ軸方向にスライドし、
Ｘ軸回りの救命治具５の傾動が抑制される。ワイヤロー
プ４はＹ軸方向に延びてジャイロフレーム１３に支持さ
れているので、Ｙ軸回りには回転力は発生せず、Ｙ軸回
りの救命治具５の傾動は防止されている。

【００３４】このため、救命治具５のＺ軸回りの回転が
抑制されると共に簡単な構成の小さい制御力でＸ軸回り
の救命治具５の傾動が抑制され、更に、Ｙ軸回りの救命
治具５の傾動が防止され、複雑な動きが発生する救命治
具５の姿勢を安定させることができる

【００３５】図８、図９に基づいて本発明の第３実施形
態例を説明する。図８には本発明の第３実施形態例に係
る姿勢安定化装置におけるのジャイロ装置の断面、図９
には図８中のIX-IX 線矢視を示してある。尚、図１乃至
図６に示した第１実施形態例と同一部材には同一符号を
付して重複する説明は省略してある。

【００３６】第３実施形態例の姿勢安定化装置は、第３
回転中心軸であるＺ軸方向に直交する（交差する）軸回
りで救命治具５の傾動を抑制する傾動抑制手段を設けた
ものである。具体的には、Ｚ軸方向に直交するＸ軸回り
の救命治具５の傾動を抑制するようにしたものである。

【００３７】即ち、図に示すように、ジャイロフレーム
１３には抑制する傾動の中心軸であるＸ軸に直交するＹ
軸方向に回転中心を有する長尺滑車３０が設けられ、長
尺滑車３０の両端部近傍には巻回溝３２がそれぞれ形成
されている。一方、救命治具５を吊るすワイヤロープ４
の上端は吊治具３３に固定され、吊治具３３には長尺滑
車３０の巻回溝３２にそれぞれ巻回される巻回ワイヤ３
４，３５が設けられている。つまり、長尺滑車３０の２
点に索体が巻回支持された状態になっている。長尺滑車
３０の回転により巻回ワイヤ３４，３５を介して吊治具
３３がＸ軸回りで回動し、救命治具５がＸ軸回りで傾動
する。

【００３８】外乱等でＸ軸回りに救命治具５が傾動した
場合、長尺滑車３０の回転により巻回ワイヤ３４，３５
を介して吊治具３３がＸ軸回りで回動し、救命治具５が
Ｘ軸回りで傾動するが、振り子の復元力により受動的に
逆向きに巻回ワイヤ３４，３５を介して吊治具３３がＸ
軸回りで回動し、Ｘ軸回りの救命治具５の傾動が抑制さ
れる。長尺滑車３０はＹ軸方向に回転中心を有し、長尺
滑車３０の両端近傍の巻回溝３２に巻回ワイヤ３４，３
５がそれぞれ巻回されて２点に支持された状態になって
いるので、Ｙ軸回りには回転力は発生せず、Ｙ軸回りの
救命治具５の傾動は防止されている。

【００３９】このため、救命治具５のＺ軸回りの回転が
抑制されると共に簡単な構成の小さい制御力ででＸ軸回
りの救命治具５の傾動が抑制され、更に、Ｙ軸回りの救
命治具５の傾動が防止され、複雑な動きが発生する救命
治具５の姿勢を安定させることができる

【００４０】図１０、図１１に基づいて本発明の第４実
施形態例を説明する。図１０には本発明の第４実施形態
例に係る姿勢安定化装置におけるのジャイロ装置の断
面、図１１には本発明の第４実施形態例に係る姿勢安定
化装置のシステム構成を示してある。尚、図１乃至図６
に示した第１実施形態例及び図７に示した第２実施形態
例と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略
してある。

【００４１】第４実施形態例の姿勢安定化装置は、第３
回転中心軸であるＺ軸方向に直交する（交差する）軸回
りで救命治具５の傾動を抑制する傾動抑制手段を設けた
ものである。具体的には、図７に示した第２実施形態例
の構成に対し、救命治具５の傾動を打ち消すようにワイ
ヤロープ４をスライド駆動させてＺ軸方向に直交するＸ
軸回りの救命治具５の傾動を抑制するようにしたもので
ある。

【００４２】即ち、図に示すように、２箇所の滑車２９
に巻回されてジャイロフレーム１３の内部に配される部
位のワイヤロープ４にはラック歯車３６が設けられ、ジ
ャイロフレーム１３の内部にはラック歯車３６に噛み合
うピニオン３７を有する駆動モータ３８が設けられてい
る。また、図１１に示すように、救命治具５にはＸ軸回
りの傾動の角速度を検出する第２角速度計３９が設けら
れている。

【００４３】図１１に示すように、第２角速度計３９の
検出情報はアンプ４０及びＡ／Ｄ変換器２５を介して制
御手段としてのコントローラ２６に入力される。コント
ローラ２６からは、救命治具５のＸ軸回りの傾動情報に
応じてＡ／Ｄ変換器２７及びモータドライブ４１を介し
て駆動モータ３８に駆動指令が出力され、救命治具５に
生じたＸ軸回りの傾動と反対方向に傾動力が発生するよ
うにピニオン３７及びラック歯車３６を介してワイヤロ
ープ４をスライドさせる。

【００４４】外乱等でＸ軸回りに救命治具５が傾動した
場合、救命治具５に設けられた第２角速度計３９により
傾動角速度が検出されてコントローラ２６に入力され
る。コントローラ２６では、検出された傾動角速度に応
じて救命治具５に生じたＸ軸回りの傾動と反対方向に傾
動力が発生するように駆動モータ３８に駆動指令が出力
され、ピニオン３７及びラック歯車３６を介してワイヤ
ロープ４がスライドして救命治具５の傾動が打ち消され
る。ワイヤロープ４はＹ軸方向に延びてジャイロフレー
ム１３に支持されているので、Ｙ軸回りには回転力は発
生せず、Ｙ軸回りの救命治具５の傾動は防止されてい
る。

【００４５】このため、救命治具５のＺ軸回りの回転が
抑制されると共にＸ軸回りの救命治具５の傾動が確実に
抑制され、更に、Ｙ軸回りの救命治具５の傾動が防止さ
れ、複雑な動きが発生する救命治具５の姿勢を安定させ
ることができる

【００４６】図１２、図１３に基づいて本発明の第５実
施形態例を説明する。図１２には本発明の第５実施形態
例に係る姿勢安定化装置におけるのジャイロ装置の断
面、図１３には図１２中のXIII-XIII 線矢視を示してあ
る。尚、図１乃至図６に示した第１実施形態例及び図
８、図９に示した第３実施形態例と同一部材には同一符
号を付して重複する説明は省略してある。

【００４７】第５実施形態例の姿勢安定化装置は、第３
回転中心軸であるＺ軸方向に直交する（交差する）軸回
りで救命治具５の傾動を抑制する傾動抑制手段を設けた
ものである。具体的には、図８、図９に示した第３実施
形態例の構成に対し、救命治具５の傾動を打ち消すよう
に長尺滑車３０を回転駆動させて巻回ワイヤ３４，３５
を移動させ、Ｚ軸方向に直交するＸ軸回りの救命治具５
の傾動を抑制するようにしたものである。

【００４８】即ち、図に示すように、Ｙ軸方向に回転中
心を有する長尺滑車３０の外周には外周歯車４１が設け
られ、ジャイロフレーム１３の内部には駆動歯車４２を
有する駆動モータ４３が設けられている。外周歯車４１
及び駆動歯車４２のそれぞれに噛み合う一つの中間歯車
４４が備えられ、駆動モータ４３の駆動により駆動歯車
４２、中間歯車４４及び外周歯車４１を介して長尺滑車
３０が駆動回転する。また、救命治具５にはＸ軸回りの
傾動の角速度を検出する第２角速度計３９（図１１参
照）が設けられている。

【００４９】外乱等でＸ軸回りに救命治具５が傾動した
場合、救命治具５に設けられた第２角速度計３９により
傾動角速度が検出されて図示しないコントローラに入力
される。コントローラでは、検出された傾動角速度に応
じて救命治具５に生じたＸ軸回りの傾動と反対方向に傾
動力が発生するように駆動モータ４３に駆動指令が出力
され、駆動歯車４２、中間歯車４４及び外周歯車４１を
介して長尺滑車３０が駆動回転して巻回ワイヤ３４，３
５を介して吊治具３３がＸ軸回りで回動し、救命治具５
の傾動が打ち消される。長尺滑車３０はＹ軸方向に回転
中心を有し、長尺滑車３０の両端近傍の巻回溝３２に巻
回ワイヤ３４，３５がそれぞれ巻回されて２点に支持さ
れた状態になっているので、Ｙ軸回りには回転力は発生
せず、Ｙ軸回りの救命治具５の傾動は防止されている。

【００５０】このため、救命治具５のＺ軸回りの回転が
抑制されると共にＸ軸回りの救命治具５の傾動が確実に
抑制され、更に、Ｙ軸回りの救命治具５の傾動が防止さ
れ、複雑な動きが発生する救命治具５の姿勢を安定させ
ることができる

【００５１】図１４乃至図１６に基づいて本発明の第６
実施形態例を説明する。図１４には本発明の第６実施形
態例に係る姿勢安定化装置におけるのジャイロ装置の断
面、図１５には図１４中のXV-XV 線矢視、図１６には図
１４中のXVI-XVI 線矢視を示してある。尚、図１乃至図
６に示した第１実施形態例と同一部材には同一符号を付
して重複する説明は省略してある。

【００５２】第６実施形態例の姿勢安定化装置は、第３
回転中心軸であるＺ軸方向に直交する（交差する）軸回
りで救命治具５の傾動を抑制する傾動抑制手段を設けた
ものである。具体的には、二重ジンバル機構としてＺ軸
方向に直交する軸回りの救命治具５の傾動を抑制するよ
うにしたものである。

【００５３】即ち、図に示すように、ジャイロフレーム
１３の外側には第２ジャイロフレーム５１が配され、第
２ジャイロフレーム５１には軸受５２ａを介して第２ジ
ンバル軸５２が回転自在に支持されている。第２ジンバ
ル軸５２はジンバル軸１４及びフライホイール軸１７に
直交する垂直な軸回りで回転自在となっている。

【００５４】第２ジンバル軸５２にはジャイロフレーム
１３が固定され、ジャイロフレーム１３は第２ジャイロ
フレーム５１に対してジンバル軸１４及びフライホイー
ル軸１７に直交する垂直な軸回りで回動自在となってい
る。第２ジンバル軸５２は第２ジンバルモータ５３の駆
動により回転駆動される。そして、救命治具５を吊るす
ワイヤロープ４の上端が第２ジャイロフレーム５１に固
定されている。

【００５５】第６実施形態例の姿勢安定化装置は、ジン
バル機構が二重に構成されており、ジンバルモータ１６
及び第２ジンバルモータ５３の駆動により、救命治具５
のＺ軸回りの回転が旋回モーメントＭにより抑制制御さ
れると共に、救命治具５の水平軸回りでの傾動が抑制制
御される。

【００５６】このため、救命治具５のＺ軸回りの回転が
抑制されると共にＸ軸回り及びＹ軸回りの救命治具５の
傾動が抑制され複雑な動きが発生する救命治具５の姿勢
を安定させることができる。

【００５７】図１７乃至図２０に基づいて本発明の第７
実施形態例を説明する。図１７には本発明の第７実施形
態例に係る姿勢安定化装置におけるのジャイロ装置の断
面、図１８には図１７中のXVIII-XVIII 線矢視、図１９
には図１７中のXIX-XIX 線矢視、図２０には本発明の第
７実施形態例に係る姿勢安定化装置のシステム構成を示
してある。尚、図１乃至図６に示した第１実施形態例及
び図１４乃至図１６に示した第６実施形態例と同一部材
には同一符号を付して重複する説明は省略してある。

【００５８】第７実施形態例の姿勢安定化装置は、二重
ジンバル機構としてＺ軸方向に直交する水平のＸ軸回り
及びＹ軸回りの救命治具５の傾動をジャイロモーメント
により抑制するようにしたものである。

【００５９】即ち、図１７乃至図１９に示すように、第
７実施形態例のジャイロ装置５５には、ジャイロフレー
ム１３の外側に第２ジャイロフレーム５１が配され、第
２ジャイロフレーム５１には軸受５２ａを介して第２ジ
ンバル軸５２が回転自在に支持されている。第２ジンバ
ル軸５２はジンバル軸１４及びフライホイール軸１７に
直交する水平な軸回り（Ｘ軸回りもしくは及びＹ軸回
り）で回転自在となっている。

【００６０】第２ジンバル軸５２にはジャイロフレーム
１３が取り付けられ、ジャイロフレーム１３は第２ジャ
イロフレーム５１に対してジンバル軸１４及びフライホ
イール軸１７に直交する水平な軸回り（Ｘ軸回りもしく
はＹ軸回り）で回動自在となっている。第２ジンバル軸
５２は第２ジンバルモータ５３の駆動により回転駆動さ
れる。そして、救命治具５を吊るすワイヤロープ５６の
上端が第２ジャイロフレーム５１に固定されている。

【００６１】図２０に示すように、ワイヤロープ５６は
４本で一組とされ、４本のワイヤロープ５６の下端は吊
治具５７に固定されている。吊治具５７には、Ｘ軸回り
の傾動の角速度を検出する第３角速度計５８及びＹ軸回
りの傾動の角速度を検出する第４角速度計５９が設けら
れている。

【００６２】第３角速度計５８及び第４角速度計５９の
検出情報はアンプ６１，６２及びＡ／Ｄ変換器６３を介
してコントローラ６４に入力される。コントローラ６４
からは、吊治具５７のＸ軸回り及びＹ軸回りの傾動情報
に応じてＡ／Ｄ変換器６５及びモータドライブ６６，６
７を介して第２ジンバルモータ５３及びジンバルモータ
１６に駆動指令が出力される。

【００６３】第３角速度計５８及び第４角速度計５９の
検出情報に応じて第２ジンバルモータ５３及びジンバル
モータ１６が駆動されることで、救命治具５に生じたＸ
軸回り及びＹ軸回りの傾動と反対方向に傾動力が生じる
ように旋回モーメントが発生し、救命治具５の水平軸回
りでの傾動が抑制制御される。

【００６４】このため、Ｘ軸回り及びＹ軸回りの救命治
具５の傾動が抑制され複雑な動きが発生する救命治具５
の姿勢を安定させることができる。

【００６５】尚、上述した実施形態例では、救命治具５
に収容された被災者３１を例に挙げて説明したが、クレ
ーン等により機器を吊り上げるときの吊具の姿勢安定制
御に適用することも可能である。回転や傾動を伴う複雑
な動きを抑制できるため、振動などに影響が及ぼされる
機器の吊り上げ等に適用して好適である。

【００６６】

【発明の効果】本発明の吊具の姿勢安定化装置は、吊り
手段に吊られるジャイロフレームと、ジャイロフレーム
に索体を介して吊り下げられ人を収容するための人用吊
具と、第１回転中心軸回りでジャイロフレーム内に回動
自在に設けられるジンバルと、ジンバルを回動駆動する
ジンバル駆動手段と、第１回転中心軸に直交する第２回
転中心軸回りでジンバル内に回転自在に設けられるフラ
イホイールと、フライホイールを回転駆動するフライホ
イール駆動手段とを備え、フライホイールの回転及びジ
ンバルの回動により発生する第１回転中心軸及び第２回
転中心軸に直交する第３回転中心軸回りの旋回力により
人が収容される人吊具の旋回を抑制するようにしたの
で、ジャイロフレームに回転力が生じても、ジャイロフ
レームに発生する旋回力によりジャイロフレームが回転
することがなくなり、人用吊具の回転方向の姿勢を安定
させることが可能になる。この結果、人用吊具に収容さ
れた人の気分を悪くしたり恐怖心を増大させることがな
くなり、搬送作業の妨げになることがない。

【００６７】そして、ジンバルの内部を真空にする真空
手段を設け、フライホイールを真空内で回転させるよう
にしたので、フライホイールを大型化して回転慣性を大
きくすることなく、大きな旋回力が得られ、ジンバルに
角速度を与えたときの姿勢制御力を増大させることがで
きる。

【００６８】また、第３回転中心軸に交差する軸回りで
人用吊具の傾動を抑制する傾動抑制手段を設けたので、
人用吊具の回転及び傾動が抑制され、複雑な動きが発生
する人用吊具の姿勢を安定させることができる。

【００６９】また、傾動抑制手段は、抑制する傾動の中
心軸に直交する軸方向に索体がスライド自在にジャイロ
フレームに支持されているので、簡単な構成で複雑な動
きが発生する人用吊具の姿勢を安定させることができ
る。

【００７０】また、傾動抑制手段は、抑制する傾動の中
心軸に直交する軸方向に回転中心を有する長尺滑車がジ
ャイロフレームに設けられ、長尺滑車の２点に索体が巻
回支持されているので、簡単な構成で複雑な動きが発生
する人用吊具の姿勢を安定させることができる。

【００７１】また、傾動状況を検出する傾動検出手段を
人用吊具に設け、傾動検出手段の検出情報に応じて索体
をスライド駆動するスライド駆動手段を設けたので、複
雑な動きが発生する人用吊具の姿勢を確実に安定させる
ことができる。

【００７２】また、傾動状況を検出する傾動検出手段を
人用吊具に設け、傾動検出手段の検出情報に応じて長尺
滑車を回転駆動させる滑車駆動手段をジャイロフレーム
に設けたので、複雑な動きが発生する人用吊具の姿勢を
確実に安定させることができる。

【００７３】また、傾動抑制手段は、吊り手段に吊られ
ると共に索体が支持される第２ジャイロフレームがジャ
イロフレームの外側に設けられ、ジンバルの回動中心で
ある第１回転中心軸に直交する第４回転軸回りでジャイ
ロフレームが第２ジャイロフレームに回動自在に支持さ
れ、第２ジャイロフレームに対してジャイロフレームを
回動させる回動手段が設けられているので、複雑な動き
が発生する人用吊具の姿勢を安定させることができる。

【００７４】また、本発明の吊具の姿勢安定化装置は、
吊り手段に吊られるジャイロフレームと、ジャイロフレ
ームに索体を介して吊り下げられ被吊下物を保持する吊
具と、第１回転中心軸回りでジャイロフレーム内に回動
自在に設けられるジンバルと、ジンバルを回動駆動する
ジンバル駆動手段と、第１回転中心軸に直交する第２回
転中心軸回りでジンバル内に回転自在に設けられるフラ
イホイールと、フライホイールを回転駆動するフライホ
イール駆動手段と、ジンバルの内部を真空にする真空手
段とを設け、フライホイールを真空内で回転させると共
にフライホイールの回転及びジンバルの回動により発生
する第１回転中心軸及び第２回転中心軸に直交する第３
回転中心軸回りの旋回力により被吊下物の旋回を抑制す
るようにしたので、ジャイロフレームに回転力が生じて
も、ジャイロフレームに発生する、フライホイールを大
型化して回転慣性を大きくすることなく得られる旋回力
により、ジャイロフレームが回転することがなくなり、
吊具の回転方向の姿勢を安定させることが可能になる。
この結果、吊具に保持される被吊下物を複雑な動きがな
い状態で搬送することが可能になる。

【００７５】また、本発明の吊具の姿勢安定化装置は、
吊り手段に吊られるジャイロフレームと、ジャイロフレ
ームに索体を介して吊り下げられ被吊下物を保持する吊
具と、第１回転中心軸回りでジャイロフレーム内に回動
自在に設けられるジンバルと、ジンバルを回動駆動する
ジンバル駆動手段と、第１回転中心軸に直交する第２回
転中心軸回りでジンバル内に回転自在に設けられるフラ
イホイールと、フライホイールを回転駆動するフライホ
イール駆動手段と、第３回転中心軸に交差する軸回りで
吊具の傾動を抑制する傾動抑制手段とを設け、傾動抑制
手段で被吊下物の傾動を抑制した状態でフライホイール
の回転及びジンバルの回動により発生する第１回転中心
軸及び第２回転中心軸に直交する第３回転中心軸回りの
旋回力により被吊下物の旋回を抑制するようにしたの
で、ジャイロフレームに回転力が生じても、ジャイロフ
レームに発生する旋回力により、ジャイロフレームが回
転することがなくなると共に傾動力が抑制され、吊具の
回転方向及び傾動方向の姿勢を安定させることが可能に
なる。この結果、吊具に保持される被吊下物を複雑な動
きがない状態で搬送することが可能になる。

【００７６】また、本発明の吊具の姿勢安定化装置は、
吊り手段に吊られるジャイロフレームと、ジャイロフレ
ームに索体を介して吊り下げられ被吊下物を保持する吊
具と、第１回転中心軸回りでジャイロフレーム内に回動
自在に設けられるジンバルと、ジンバルを回動駆動する
ジンバル駆動手段と、第１回転中心軸に直交する第２回
転中心軸回りでジンバル内に回転自在に設けられるフラ
イホイールと、フライホイールを回転駆動するフライホ
イール駆動手段と、ジンバルの内部を真空にする真空手
段と、第３回転中心軸に交差する軸回りで吊具の傾動を
抑制する傾動抑制手段とを設け、傾動抑制手段で被吊下
物の傾動を抑制した状態でフライホイールを真空内で回
転させると共にフライホイールの回転及びジンバルの回
動により発生する第１回転中心軸及び第２回転中心軸に
直交する第３回転中心軸回りの旋回力により被吊下物の
旋回を抑制するようにしたので、ジャイロフレームに回
転力が生じても、ジャイロフレームに発生する、フライ
ホイールを大型化して回転慣性を大きくすることなく得
られる旋回力により、ジャイロフレームが回転すること
がなくなると共に傾動力が抑制され、吊具の回転方向及
び傾動方向の姿勢を安定させることが可能になる。この
結果、吊具に保持される被吊下物を複雑な動きがない状
態で搬送することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態例に係る吊具の姿勢安定
化装置を適用した際の概要図。

【図２】コントロール・モーメント・ジャイロの原理
図。

【図３】姿勢安定化装置のシステム構成図。

【図４】ジャイロ装置の断面図。

【図５】図４中のV-V 線矢視図。

【図６】図４中のVI-VI 線矢視図。

【図７】本発明の第２実施形態例に係る姿勢安定化装置
におけるのジャイロ装置の断面図。

【図８】本発明の第３実施形態例に係る姿勢安定化装置
におけるのジャイロ装置の断面図。

【図９】図８中のIX-IX 線矢視図。

【図１０】本発明の第４実施形態例に係る姿勢安定化装
置におけるのジャイロ装置の断面図。

【図１１】本発明の第４実施形態例に係る姿勢安定化装
置のシステム構成図。

【図１２】本発明の第５実施形態例に係る姿勢安定化装
置におけるのジャイロ装置の断面図。

【図１３】図１２中のXIII-XIII 線矢視図。

【図１４】本発明の第６実施形態例に係る姿勢安定化装
置におけるのジャイロ装置の断面図。

【図１５】図１４中のXV-XV 線矢視図。

【図１６】図１４中のXVI-XVI 線矢視図。

【図１７】本発明の第７実施形態例に係る姿勢安定化装
置におけるのジャイロ装置の断面図。

【図１８】図１７中のXVIII-XVIII 線矢視図。

【図１９】図１７中のXIX-XIX 線矢視図。

【図２０】本発明の第７実施形態例に係る姿勢安定化装
置のシステム構成図。

【符号の説明】

１ヘリコプター２，４ワイヤロープ３，５５ジャイロ装置５救命治具６第１回転中心軸７ジンバル８第２回転中心軸９フライホイール１０モータ１１第３回転中心軸１２ユニバーサルジョイント１３ジャイロフレーム１４ジンバル軸１５ジンバル１６ジンバルモータ１７フライホイール軸１８架台１９フライホイール２０フライホイールモータ２１真空ポンプ２２ホース２３角速度計２４，６１，６２アンプ２５，２７，６３Ａ／Ｄ変換器２６，６４コントローラ２８モータドライブ２９滑車３０長尺モータ３１被災者３２巻回溝３３吊治具３４，３５巻回ワイヤ３６ラック歯車３７ピニオン３８駆動モータ３９第２角速度計４１外周歯車４２駆動歯車４３駆動モータ４４中間歯車５１第２ジャイロフレーム５２第２ジンバル軸５３第２ジンバルモータ５７吊治具５８第３角速度計５９第４角速度計

フロントページの続き (72)発明者若林明兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者神吉博兵庫県加古川市東神吉町神吉1646 Ｆターム(参考） 2E184 BB04 BB23 BB28 HH11 HH18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吊り手段に吊られるジャイロフレーム
と、ジャイロフレームに索体を介して吊り下げられ人を
収容するための人用吊具と、第１回転中心軸回りでジャ
イロフレーム内に回動自在に設けられるジンバルと、ジ
ンバルを回動駆動するジンバル駆動手段と、第１回転中
心軸に直交する第２回転中心軸回りでジンバル内に回転
自在に設けられるフライホイールと、フライホイールを
回転駆動するフライホイール駆動手段とを備え、フライ
ホイールの回転及びジンバルの回動により発生する第１
回転中心軸及び第２回転中心軸に直交する第３回転中心
軸回りの旋回力により人が収容される人吊具の旋回を抑
制することを特徴とする吊具の姿勢安定化装置。
【請求項２】請求項１において、ジンバルの内部を真
空にする真空手段を設け、フライホイールを真空内で回
転させるようにしたことを特徴とする吊具の姿勢安定化
装置。
【請求項３】請求項１もしくは請求項２において、第
３回転中心軸に交差する軸回りで人用吊具の傾動を抑制
する傾動抑制手段を設けたことを特徴とする吊具の姿勢
安定化装置。
【請求項４】請求項３において、傾動抑制手段は、抑
制する傾動の中心軸に直交する軸方向に索体をスライド
自在にジャイロフレームに支持されていることを特徴と
する吊具の姿勢安定化装置。
【請求項５】請求項３において、傾動抑制手段は、抑
制する傾動の中心軸に直交する軸方向に回転中心を有す
る長尺滑車がジャイロフレームに設けられ、長尺滑車の
２点に索体が巻回支持されたことを特徴とする吊具の姿
勢安定化装置。
【請求項６】請求項４において、傾動状況を検出する
傾動検出手段を人用吊具に設け、傾動検出手段の検出情
報に応じて索体をスライド駆動するスライド駆動手段を
設けたことを特徴とする吊具の姿勢安定化装置。
【請求項７】請求項５において、傾動状況を検出する
傾動検出手段を人用吊具に設け、傾動検出手段の検出情
報に応じて長尺滑車を回転駆動させる滑車駆動手段をジ
ャイロフレームに設けたことを特徴とする吊具の姿勢安
定化装置。
【請求項８】請求項３において、傾動抑制手段は、吊
り手段に吊られると共に索体が支持される第２ジャイロ
フレームがジャイロフレームの外側に設けられ、ジンバ
ルの回動中心である第１回転中心軸に直交する第４回転
軸回りでジャイロフレームが第２ジャイロフレームに回
動自在に支持され、第２ジャイロフレームに対してジャ
イロフレームを回動させる回動手段が設けられたことを
特徴とする吊具の姿勢安定化装置。
【請求項９】吊り手段に吊られるジャイロフレーム
と、ジャイロフレームに索体を介して吊り下げられ被吊
下物を保持する吊具と、第１回転中心軸回りでジャイロ
フレーム内に回動自在に設けられるジンバルと、ジンバ
ルを回動駆動するジンバル駆動手段と、第１回転中心軸
に直交する第２回転中心軸回りでジンバル内に回転自在
に設けられるフライホイールと、フライホイールを回転
駆動するフライホイール駆動手段と、ジンバルの内部を
真空にする真空手段とを設け、フライホイールを真空内
で回転させると共にフライホイールの回転及びジンバル
の回動により発生する第１回転中心軸及び第２回転中心
軸に直交する第３回転中心軸回りの旋回力により被吊下
物の旋回を抑制することを特徴とする吊具の姿勢安定化
装置。
【請求項１０】吊り手段に吊られるジャイロフレーム
と、ジャイロフレームに索体を介して吊り下げられ被吊
下物を保持する吊具と、第１回転中心軸回りでジャイロ
フレーム内に回動自在に設けられるジンバルと、ジンバ
ルを回動駆動するジンバル駆動手段と、第１回転中心軸
に直交する第２回転中心軸回りでジンバル内に回転自在
に設けられるフライホイールと、フライホイールを回転
駆動するフライホイール駆動手段と、第３回転中心軸に
交差する軸回りで吊具の傾動を抑制する傾動抑制手段と
を設け、傾動抑制手段で被吊下物の傾動を抑制した状態
でフライホイールの回転及びジンバルの回動により発生
する第１回転中心軸及び第２回転中心軸に直交する第３
回転中心軸回りの旋回力により被吊下物の旋回を抑制す
ることを特徴とする吊具の姿勢安定化装置。
【請求項１１】吊り手段に吊られるジャイロフレーム
と、ジャイロフレームに索体を介して吊り下げられ被吊
下物を保持する吊具と、第１回転中心軸回りでジャイロ
フレーム内に回動自在に設けられるジンバルと、ジンバ
ルを回動駆動するジンバル駆動手段と、第１回転中心軸
に直交する第２回転中心軸回りでジンバル内に回転自在
に設けられるフライホイールと、フライホイールを回転
駆動するフライホイール駆動手段と、ジンバルの内部を
真空にする真空手段と、第３回転中心軸に交差する軸回
りで吊具の傾動を抑制する傾動抑制手段とを設け、傾動
抑制手段で被吊下物の傾動を抑制した状態でフライホイ
ールを真空内で回転させると共にフライホイールの回転
及びジンバルの回動により発生する第１回転中心軸及び
第２回転中心軸に直交する第３回転中心軸回りの旋回力
により被吊下物の旋回を抑制することを特徴とする吊具
の姿勢安定化装置。