JP3467633B2 - ジャイロコンパス - Google Patents
ジャイロコンパスInfo
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- JP3467633B2 JP3467633B2 JP30647394A JP30647394A JP3467633B2 JP 3467633 B2 JP3467633 B2 JP 3467633B2 JP 30647394 A JP30647394 A JP 30647394A JP 30647394 A JP30647394 A JP 30647394A JP 3467633 B2 JP3467633 B2 JP 3467633B2
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- gyro
- azimuth
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば船舶、自動車等の
航行体の針路測定に使用して好適なジャイロコンパスに
関する。
航行体の針路測定に使用して好適なジャイロコンパスに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のジャイロコンパスとして、例え
ば、本願出願人と同一の出願人によって昭和６１年１２
月１３日に出願された特願昭第６０−１２５８６７号
（特開昭６１−２８３８１３号）に開示された例があ
る。図１２及び図１３を参照して斯かる特願昭第６０−
１２５８６７号に開示された例を説明する。
ば、本願出願人と同一の出願人によって昭和６１年１２
月１３日に出願された特願昭第６０−１２５８６７号
（特開昭６１−２８３８１３号）に開示された例があ
る。図１２及び図１３を参照して斯かる特願昭第６０−
１２５８６７号に開示された例を説明する。
【０００３】図１２は従来のジャイロコンパスの正面断
面構成を示し、図１３は平面構成を示す。図示のように
垂直方向にＺ軸をとり、水平面内に互いに直交するＸ軸
及びＹ軸をとる。ジャイロコンパスは液密構造のジャイ
ロケース１１１を有し、斯かるジャイロケース１１１内
には高速で回転するジャイロロータ（図示なし）が内蔵
されている。斯かるジャイロケース１１１はダンピンク
オイルの如き高粘性流体が充填されたタンク１１５内に
配置され、タンク１１５の上端部より下方に延在する懸
吊線１１３によって支持されている。
面構成を示し、図１３は平面構成を示す。図示のように
垂直方向にＺ軸をとり、水平面内に互いに直交するＸ軸
及びＹ軸をとる。ジャイロコンパスは液密構造のジャイ
ロケース１１１を有し、斯かるジャイロケース１１１内
には高速で回転するジャイロロータ（図示なし）が内蔵
されている。斯かるジャイロケース１１１はダンピンク
オイルの如き高粘性流体が充填されたタンク１１５内に
配置され、タンク１１５の上端部より下方に延在する懸
吊線１１３によって支持されている。
【０００４】図１３に示すように、タンク１１５の外側
を囲むように且つそれより隔置されて環状の水平環１１
７が水平に配置されており、斯かる水平環１１７はＹ軸
方向に沿って直径方向両側に水平軸１１５Ａ、１１５Ｂ
を有する。一方、タンク１１５はＹ軸方向に沿って直径
方向両側に軸受け１１９Ａ、１１９Ｂを有し、水平環１
１７の水平軸１１５Ａ、１１５Ｂはタンク１１５の対応
する軸受け１１９Ａ、１１９Ｂの内輪に嵌合している。
を囲むように且つそれより隔置されて環状の水平環１１
７が水平に配置されており、斯かる水平環１１７はＹ軸
方向に沿って直径方向両側に水平軸１１５Ａ、１１５Ｂ
を有する。一方、タンク１１５はＹ軸方向に沿って直径
方向両側に軸受け１１９Ａ、１１９Ｂを有し、水平環１
１７の水平軸１１５Ａ、１１５Ｂはタンク１１５の対応
する軸受け１１９Ａ、１１９Ｂの内輪に嵌合している。
【０００５】水平環１１７はＸ軸方向に沿って直径方向
両側に軸受け１２３Ａ、１２３Ｂを有する。水平環１１
７の外側を囲むように且つそれより隔置されてフォーク
状の追従環１２１が配置されており、斯かる追従環１２
１はＸ軸方向に沿って直径方向両側にジンバル軸１１７
Ａ、１１７Ｂを有する。追従環１２１のジンバル軸１１
７Ａ、１１７Ｂは対応する水平環１１７の軸受け１２３
Ａ、１２３Ｂの内輪に嵌合している。
両側に軸受け１２３Ａ、１２３Ｂを有する。水平環１１
７の外側を囲むように且つそれより隔置されてフォーク
状の追従環１２１が配置されており、斯かる追従環１２
１はＸ軸方向に沿って直径方向両側にジンバル軸１１７
Ａ、１１７Ｂを有する。追従環１２１のジンバル軸１１
７Ａ、１１７Ｂは対応する水平環１１７の軸受け１２３
Ａ、１２３Ｂの内輪に嵌合している。
【０００６】こうして、タンク１１５はＹ軸方向に沿っ
た水平軸１１５Ａ、１１５Ｂの中心軸線周りに回転し、
更に、水平環１１７と共にＸ軸方向に沿ったジンバル軸
１１７Ａ、１１７Ｂの中心軸線周りに回転する。
た水平軸１１５Ａ、１１５Ｂの中心軸線周りに回転し、
更に、水平環１１７と共にＸ軸方向に沿ったジンバル軸
１１７Ａ、１１７Ｂの中心軸線周りに回転する。
【０００７】図１２に示すように、追従環１２１はＺ軸
方向の追従軸１２５に装着されている。ジャイロコンパ
スの下側には盤器１２７が配置されており、斯かる盤器
１２７は中心孔１２７Ａと円筒状の突起部１２７Ｂとを
有する。斯かる盤器１２７の中心孔１２７Ａ周りにより
半径が小さい軸受け１２９が装着され、円筒状の突起部
１２７Ｂの上端にはより半径が大きい軸受け１３１が装
着されている。追従軸１２５は内側の軸受け１２９の内
輪に嵌合し、追従環１２１の円筒状壁１２１Ａは外側の
軸受け１３１の内輪に嵌合している。
方向の追従軸１２５に装着されている。ジャイロコンパ
スの下側には盤器１２７が配置されており、斯かる盤器
１２７は中心孔１２７Ａと円筒状の突起部１２７Ｂとを
有する。斯かる盤器１２７の中心孔１２７Ａ周りにより
半径が小さい軸受け１２９が装着され、円筒状の突起部
１２７Ｂの上端にはより半径が大きい軸受け１３１が装
着されている。追従軸１２５は内側の軸受け１２９の内
輪に嵌合し、追従環１２１の円筒状壁１２１Ａは外側の
軸受け１３１の内輪に嵌合している。
【０００８】こうして、追従軸１２５及び追従環１２１
は２つの軸受け１２９、１３１によって回転可能に支持
されている。
は２つの軸受け１２９、１３１によって回転可能に支持
されている。
【０００９】タンク１１５の一方の水平軸１１５Ｂに水
平サーボモータ１４１が装着されており、斯かる水平サ
ーボモータ１４１によってタンク１１５は水平軸１１５
Ａ、１１５Ｂ周りに回転駆動される。斯かる水平サーボ
モータ１４１は歯車及びピニオンを使用しないパンケー
キ型の直動式であり、タンク１１５の水平軸１１５Ｂに
取り付けられた内側の回転子１４１Ａとそれに対応して
水平環１１７に取り付けられた外側の固定子１４１Ｂと
を含む。
平サーボモータ１４１が装着されており、斯かる水平サ
ーボモータ１４１によってタンク１１５は水平軸１１５
Ａ、１１５Ｂ周りに回転駆動される。斯かる水平サーボ
モータ１４１は歯車及びピニオンを使用しないパンケー
キ型の直動式であり、タンク１１５の水平軸１１５Ｂに
取り付けられた内側の回転子１４１Ａとそれに対応して
水平環１１７に取り付けられた外側の固定子１４１Ｂと
を含む。
【００１０】追従軸１２５に方位サーボモータ１４３が
装着されており、斯かる方位サーボモータ１４３によっ
て追従環１２１は追従軸１２５周りに回転駆動される。
斯かる方位サーボモータ１４３は歯車及びピニオンを使
用しないパンケーキ型の直動式であり、追従軸１２５に
取り付けられた内側の回転子１４３Ａとそれに対応して
盤器１２７に取り付けられた外側の固定子１４３Ｂとを
含む。
装着されており、斯かる方位サーボモータ１４３によっ
て追従環１２１は追従軸１２５周りに回転駆動される。
斯かる方位サーボモータ１４３は歯車及びピニオンを使
用しないパンケーキ型の直動式であり、追従軸１２５に
取り付けられた内側の回転子１４３Ａとそれに対応して
盤器１２７に取り付けられた外側の固定子１４３Ｂとを
含む。
【００１１】追従環１２１はその円筒状壁１２１Ａに隣
接して更にに円筒状のスカート部１２１Ｂを有し、斯か
るスカート部１２１Ｂに沿ってスリップリング１４５が
設けられている。斯かるスリップリング１４５を介して
ジャイロロータ及び水平サーボモータ１４１に電力が供
給される。スリップリング１４５は、追従環１２１のス
カート部１２１Ｂに取り付けられた内側の集電環１４５
Ａと盤器１２７に取り付けられた外側のブラシ１４５Ｂ
とを含む。
接して更にに円筒状のスカート部１２１Ｂを有し、斯か
るスカート部１２１Ｂに沿ってスリップリング１４５が
設けられている。斯かるスリップリング１４５を介して
ジャイロロータ及び水平サーボモータ１４１に電力が供
給される。スリップリング１４５は、追従環１２１のス
カート部１２１Ｂに取り付けられた内側の集電環１４５
Ａと盤器１２７に取り付けられた外側のブラシ１４５Ｂ
とを含む。
【００１２】盤器１２７の下側には取り付け部１３５が
取り付けられており、斯かる取り付け部１３５内に方位
エンコーダ１４７が装着されている。斯かる方位エンコ
ーダ１４７によって盤器１２７に対する追従環１２１の
方位角が検出される。斯かる方位エンコーダ１４７は追
従軸１２５の下端部に装着されたカップリング１３３に
取り付けられた内側の軸部１４７Ａとそれに対応して盤
器１２７に取り付けられた外側の固定子１４７Ｂとを含
む。
取り付けられており、斯かる取り付け部１３５内に方位
エンコーダ１４７が装着されている。斯かる方位エンコ
ーダ１４７によって盤器１２７に対する追従環１２１の
方位角が検出される。斯かる方位エンコーダ１４７は追
従軸１２５の下端部に装着されたカップリング１３３に
取り付けられた内側の軸部１４７Ａとそれに対応して盤
器１２７に取り付けられた外側の固定子１４７Ｂとを含
む。
【００１３】追従軸１２５とそれに取り付けられたカッ
プリング１３３、方位エンコーダ１４７の軸部１４７Ａ
及び方位サーボモータ１４３の回転子１４３Ａ、更に、
追従環１２１とそれに取り付けられたスリップリング１
４５の集電環１４５Ａは一体的な組立体を構成する。斯
かる組立体と、水平環１１７及びタンク１１５は、追従
軸１２５の中心軸線周りに回転可能な一体的な回転部を
構成する。
プリング１３３、方位エンコーダ１４７の軸部１４７Ａ
及び方位サーボモータ１４３の回転子１４３Ａ、更に、
追従環１２１とそれに取り付けられたスリップリング１
４５の集電環１４５Ａは一体的な組立体を構成する。斯
かる組立体と、水平環１１７及びタンク１１５は、追従
軸１２５の中心軸線周りに回転可能な一体的な回転部を
構成する。
【００１４】タンク１１５に対するジャイロケース１１
１の変位を検出するために、無接触変位検出装置が設け
られている。斯かる無接触変位検出装置はＸ軸方向に沿
ってジャイロケース１１１の両側に設置されている。無
接触変位検出装置は赤道上に北側の１対のコイルと南側
の１対のコイルとを含む。各対のコイルはジャイロケー
ス１１１に配置された１次コイルとそれに対応してタン
ク１１５の内面に装着された２次コイルとを有する。
１の変位を検出するために、無接触変位検出装置が設け
られている。斯かる無接触変位検出装置はＸ軸方向に沿
ってジャイロケース１１１の両側に設置されている。無
接触変位検出装置は赤道上に北側の１対のコイルと南側
の１対のコイルとを含む。各対のコイルはジャイロケー
ス１１１に配置された１次コイルとそれに対応してタン
ク１１５の内面に装着された２次コイルとを有する。
【００１５】無接触変位検出装置によってタンク１１５
に対するジャイロケース１１１のＸ軸方向の移動量とＹ
軸周りの角度変位及びＺ軸周りの角度変位がそれぞれ独
立的に検出される。検出されたＹ軸周りの角度変位は、
増幅器を介して又は増幅器を介することなしに、水平サ
ーボモータ１４１に供給される。水平サーボモータ１４
１が駆動されることによって、タンク１１５はタンク１
１５の水平軸１１５Ａ周りに回転し、それによってタン
ク１１５のＹ軸周りの角度変位がゼロとなるように制御
される。
に対するジャイロケース１１１のＸ軸方向の移動量とＹ
軸周りの角度変位及びＺ軸周りの角度変位がそれぞれ独
立的に検出される。検出されたＹ軸周りの角度変位は、
増幅器を介して又は増幅器を介することなしに、水平サ
ーボモータ１４１に供給される。水平サーボモータ１４
１が駆動されることによって、タンク１１５はタンク１
１５の水平軸１１５Ａ周りに回転し、それによってタン
ク１１５のＹ軸周りの角度変位がゼロとなるように制御
される。
【００１６】同様に、検出されたＺ軸周りの角度変位
は、増幅器を介して又は増幅器を介することなしに、方
位サーボモータ１４３に供給される。方位サーボモータ
１４３が駆動されることによって、追従環１２１及び水
平環１１７が回転し、それによってタンク１１５のＹ軸
周りの角度変位がゼロとなるように制御される。
は、増幅器を介して又は増幅器を介することなしに、方
位サーボモータ１４３に供給される。方位サーボモータ
１４３が駆動されることによって、追従環１２１及び水
平環１１７が回転し、それによってタンク１１５のＹ軸
周りの角度変位がゼロとなるように制御される。
【００１７】こうして、ジャイロケース１１１が如何な
る方位をとっても、斯かるサーボ系によって、懸吊線１
１３に捩じりが生ずることはない。即ち、ジャイロはＺ
軸周り即ち垂直軸周りにいかなる外乱トルクを受けるこ
とはない。
る方位をとっても、斯かるサーボ系によって、懸吊線１
１３に捩じりが生ずることはない。即ち、ジャイロはＺ
軸周り即ち垂直軸周りにいかなる外乱トルクを受けるこ
とはない。
【００１８】図１４を参照してジャイロの指北作用を説
明する。図１４はジャイロケース１１１がタンク１１５
内に配置された状態を略線的に示したものであり、タン
ク１１５内にはダンピング液１１６が充填されており、
ジャイロケース１１１は斯かるダンピング液１１６に漬
かる状態で懸吊線１１３によって懸吊されている。
明する。図１４はジャイロケース１１１がタンク１１５
内に配置された状態を略線的に示したものであり、タン
ク１１５内にはダンピング液１１６が充填されており、
ジャイロケース１１１は斯かるダンピング液１１６に漬
かる状態で懸吊線１１３によって懸吊されている。
【００１９】ここで、ジャイロケース１１１の重心の位
置をＯ1 、タンク１１５の中心位置をＯ2 とする。懸吊
線１１３とタンク１１５の結合点をＰ、懸吊線１１３と
ジャイロケース１１１の結合点をＱとする。タンク１１
５の中心軸線は線ＰＯ2 を通る。ジャイロロータ１１０
のスピン軸線がジャイロケース１１１と交わる点をＡ、
Ｂとし、斯かる２点Ａ、Ｂに対応するタンク１１５上の
点をＡ’、Ｂ’とする。更に、水平面をＨ−Ｈ’とす
る。
置をＯ1 、タンク１１５の中心位置をＯ2 とする。懸吊
線１１３とタンク１１５の結合点をＰ、懸吊線１１３と
ジャイロケース１１１の結合点をＱとする。タンク１１
５の中心軸線は線ＰＯ2 を通る。ジャイロロータ１１０
のスピン軸線がジャイロケース１１１と交わる点をＡ、
Ｂとし、斯かる２点Ａ、Ｂに対応するタンク１１５上の
点をＡ’、Ｂ’とする。更に、水平面をＨ−Ｈ’とす
る。
【００２０】ジャイロロータ１１０のスピン軸線が水平
な場合（θ＝０°）には、ジャイロケース１１１の重心
の位置Ｏ1 はタンク１１５の中心位置Ｏ2 に一致する。
ジャイロロータ１１０のスピン軸線が水平面Ｈ−Ｈ’に
対して傾斜角θだけ傾斜しているものとする。ジャイロ
ケース１１１の指北端Ａ側が水平面に対して上昇してい
る。
な場合（θ＝０°）には、ジャイロケース１１１の重心
の位置Ｏ1 はタンク１１５の中心位置Ｏ2 に一致する。
ジャイロロータ１１０のスピン軸線が水平面Ｈ−Ｈ’に
対して傾斜角θだけ傾斜しているものとする。ジャイロ
ケース１１１の指北端Ａ側が水平面に対して上昇してい
る。
【００２１】懸吊線１１３は僅かに剛性を有するから、
このとき、実際には破線にて示すように撓み曲線を描
く。タンク１１５に対するジャイロケース１１１のスピ
ン軸線に沿った方向の移動量ξ（Ｏ1 −Ｏ2 ）も、僅か
に減少する。しかしながら、懸吊線１１３は十分可撓性
を有し、斯かる移動量の変化は僅かであり、実用的な設
計では、その影響は小さい。従って、ここでは斯かる移
動量の変化を無視して説明する。
このとき、実際には破線にて示すように撓み曲線を描
く。タンク１１５に対するジャイロケース１１１のスピ
ン軸線に沿った方向の移動量ξ（Ｏ1 −Ｏ2 ）も、僅か
に減少する。しかしながら、懸吊線１１３は十分可撓性
を有し、斯かる移動量の変化は僅かであり、実用的な設
計では、その影響は小さい。従って、ここでは斯かる移
動量の変化を無視して説明する。
【００２２】上述のようにサーボ系によって、タンク１
１５も傾斜し、タンク１１５上の２点Ａ’、Ｂ’を通る
直線がジャイロケース１１１上の２点Ａ、Ｂを通るよう
になる。即ちタンク１１５の中心軸線ＰＯ2 は鉛直線に
対して傾斜角θだけ傾斜する。
１５も傾斜し、タンク１１５上の２点Ａ’、Ｂ’を通る
直線がジャイロケース１１１上の２点Ａ、Ｂを通るよう
になる。即ちタンク１１５の中心軸線ＰＯ2 は鉛直線に
対して傾斜角θだけ傾斜する。
【００２３】外部から加速度が作用しないと、ジャイロ
ケース１１１のスピン軸線方向に力が作用しないから、
懸吊線１１３は鉛直線に一致する。懸吊線１１３の張力
Ｔによってジャイロケース１１１の重心Ｏ1 周りのモー
メントＭが生成される。ジャイロケース１１１の重心Ｏ
1 と点Ｑの間の距離をｒとし、ジャイロケース１１１の
ダンパー液１１６による浮力を除いた残留重量をｍｇと
すれば、モーメントＭは次のように表される。
ケース１１１のスピン軸線方向に力が作用しないから、
懸吊線１１３は鉛直線に一致する。懸吊線１１３の張力
Ｔによってジャイロケース１１１の重心Ｏ1 周りのモー
メントＭが生成される。ジャイロケース１１１の重心Ｏ
1 と点Ｑの間の距離をｒとし、ジャイロケース１１１の
ダンパー液１１６による浮力を除いた残留重量をｍｇと
すれば、モーメントＭは次のように表される。
【００２４】
【数１】Ｍ＝Ｔｒｓｉｎθ＝ｍｇｒｓｉｎθ
【００２５】斯かるモーメントＭはジャイロのトルクと
して水平軸線（重心Ｏ1 を通り紙面に垂直な線）周りに
作用する。こうして、「スピン軸線の水平面に対する傾
斜角に比例したトルクをジャイロの水平軸の周りに加え
る」ことができるから、指北力が生成され、ジャイロコ
ンパスを得ることができる。上記の距離ｒ、重量ｍｇ及
びジャイロの角運動量を選択することによって、指北運
動の周期を数１０分〜百数１０分とすることができる。
して水平軸線（重心Ｏ1 を通り紙面に垂直な線）周りに
作用する。こうして、「スピン軸線の水平面に対する傾
斜角に比例したトルクをジャイロの水平軸の周りに加え
る」ことができるから、指北力が生成され、ジャイロコ
ンパスを得ることができる。上記の距離ｒ、重量ｍｇ及
びジャイロの角運動量を選択することによって、指北運
動の周期を数１０分〜百数１０分とすることができる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】従来のジャイロコンパ
スではスリップリングが使用されており、斯かるスリッ
プリングによってジャイロロータ、水平サーボモータへ
の電力供給及びジャイロ信号の送受信が行われていた。
スではスリップリングが使用されており、斯かるスリッ
プリングによってジャイロロータ、水平サーボモータへ
の電力供給及びジャイロ信号の送受信が行われていた。
【００２７】また、従来のジャイロコンパスでは、方位
サーボモータとしてパンケーキ型の直動式モータを使用
していた。直動式モータは、回転子を３６０°回転させ
るためには、固定子側を永久磁石、回転子側を励磁コイ
ルによって構成し、励磁コイルの切り換え機構としてス
リップリングが使用されていた。
サーボモータとしてパンケーキ型の直動式モータを使用
していた。直動式モータは、回転子を３６０°回転させ
るためには、固定子側を永久磁石、回転子側を励磁コイ
ルによって構成し、励磁コイルの切り換え機構としてス
リップリングが使用されていた。
【００２８】しかしながら、スリップリングは接点不良
を起こし易く、また、機械的摩擦によって寿命が短い欠
点がある。
を起こし易く、また、機械的摩擦によって寿命が短い欠
点がある。
【００２９】方位サーボモータにおいてスリップリング
の使用を回避するためにブラシレスモータを使用するこ
とが知られている。ブラシレスモータでは、固定子側を
トロイダル３相巻線、回転子側を永久磁石より構成し、
トロイダル３相巻線と永久磁石の間の相対的な位置関係
を検出し、コンミュテータ制御回路による制御によっ
て、３相巻線のうち所定の２巻線が順次励磁される。
の使用を回避するためにブラシレスモータを使用するこ
とが知られている。ブラシレスモータでは、固定子側を
トロイダル３相巻線、回転子側を永久磁石より構成し、
トロイダル３相巻線と永久磁石の間の相対的な位置関係
を検出し、コンミュテータ制御回路による制御によっ
て、３相巻線のうち所定の２巻線が順次励磁される。
【００３０】トロイダル３相巻線と永久磁石の間の相対
的な位置関係は方位発信器によって検出される。方位発
信器として、ゼロクロス発信器を具備したインクリメン
タルな方位エンコーダを使用することが知られている。
的な位置関係は方位発信器によって検出される。方位発
信器として、ゼロクロス発信器を具備したインクリメン
タルな方位エンコーダを使用することが知られている。
【００３１】しかしながら、インクリメンタルな方位エ
ンコーダによって方位軸（ロータリトランスの回転子）
の絶対回転角度を検出するためには、ゼロクロス発信器
によってゼロクロス点を検出する必要がある。即ち、ゼ
ロクロス点を検出した後でなければ、トロイダル３相巻
線と永久磁石の間の相対的な位置関係を検出することは
できなかった。
ンコーダによって方位軸（ロータリトランスの回転子）
の絶対回転角度を検出するためには、ゼロクロス発信器
によってゼロクロス点を検出する必要がある。即ち、ゼ
ロクロス点を検出した後でなければ、トロイダル３相巻
線と永久磁石の間の相対的な位置関係を検出することは
できなかった。
【００３２】従来のジャイロコンパスでは、起動時の方
位によっては、数時間経たないと使用可能な状態、即ち
静止状態とはならない欠点があった。例えば、ジャイロ
の指北端が真北を向いていない場合に、ジャイロの指北
端が真北を向くまでかなりの時間がかかることがある。
位によっては、数時間経たないと使用可能な状態、即ち
静止状態とはならない欠点があった。例えば、ジャイロ
の指北端が真北を向いていない場合に、ジャイロの指北
端が真北を向くまでかなりの時間がかかることがある。
【００３３】本発明は斯かる点に鑑み、ジャイロコンパ
スにおいて、スリップリングを使用しない、より信頼性
があり且つより構成が簡単なジャイロコンパスを提供す
ることを目的とする。
スにおいて、スリップリングを使用しない、より信頼性
があり且つより構成が簡単なジャイロコンパスを提供す
ることを目的とする。
【００３４】本発明は斯かる点に鑑み、方位発信器とし
てゼロクロス発信器を具備するインクリメンタル方式の
方位エンコーダを使用し、方位サーボモータとして固定
子側にトロイダル３相巻線、回転子側に永久磁石を有す
るブラシレスモータを使用するジャイロコンパスにおい
て、ゼロクロス点を検出することができるジャイロコン
パスを提供することを目的とする。
てゼロクロス発信器を具備するインクリメンタル方式の
方位エンコーダを使用し、方位サーボモータとして固定
子側にトロイダル３相巻線、回転子側に永久磁石を有す
るブラシレスモータを使用するジャイロコンパスにおい
て、ゼロクロス点を検出することができるジャイロコン
パスを提供することを目的とする。
【００３５】本発明は斯かる点に鑑み、インクリメンタ
ル方式の方位エンコーダを使用するジャイロコンパスに
おいて、停止時から再起動する間に航行体が移動してい
ない場合に、ゼロクロス検出後、停止時の方位即ち真北
方位から起動させることによって、短時間にて使用可能
な状態となるジャイロコンパスを提供することを目的と
する。
ル方式の方位エンコーダを使用するジャイロコンパスに
おいて、停止時から再起動する間に航行体が移動してい
ない場合に、ゼロクロス検出後、停止時の方位即ち真北
方位から起動させることによって、短時間にて使用可能
な状態となるジャイロコンパスを提供することを目的と
する。
【００３６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、例えば
図１に示すように、Ｘ軸方向のスピン軸線を有するジャ
イロと該ジャイロをＹ軸及びＺ軸周りに回転可能に支持
する支持装置と、上記支持装置をＹ軸周りに回転可能に
支持し、基台に垂直な追従軸を有し、該追従軸を通る垂
直軸線周りに回転可能な追従環と、上記ジャイロに指北
力を付与するための指北装置と、を有するジャイロコン
パスにおいて、上記ジャイロを含みＺ軸周りに回転可能
な回転部と上記基台を含む固定部との間にロータリート
ランスが配置され、上記ロータリートランスはディジタ
ルシリアル通信回路を介して上記固定部と上記回転部の
間で信号を通信するための信号チャンネルと上記固定部
より上記回転部へ電源を供給するための電源チャンネル
とを含むことを特徴とする。
図１に示すように、Ｘ軸方向のスピン軸線を有するジャ
イロと該ジャイロをＹ軸及びＺ軸周りに回転可能に支持
する支持装置と、上記支持装置をＹ軸周りに回転可能に
支持し、基台に垂直な追従軸を有し、該追従軸を通る垂
直軸線周りに回転可能な追従環と、上記ジャイロに指北
力を付与するための指北装置と、を有するジャイロコン
パスにおいて、上記ジャイロを含みＺ軸周りに回転可能
な回転部と上記基台を含む固定部との間にロータリート
ランスが配置され、上記ロータリートランスはディジタ
ルシリアル通信回路を介して上記固定部と上記回転部の
間で信号を通信するための信号チャンネルと上記固定部
より上記回転部へ電源を供給するための電源チャンネル
とを含むことを特徴とする。
【００３７】本発明によれば、ジャイロコンパスにおい
て、上記信号チャンネルに使用される搬送波周波数と上
記電源チャンネルに使用される電源周波数は異なること
を特徴とする。
て、上記信号チャンネルに使用される搬送波周波数と上
記電源チャンネルに使用される電源周波数は異なること
を特徴とする。
【００３８】本発明によれば、ジャイロコンパスにおい
て、上記電源チャンネルを経由して上記回転部へ供給さ
れる上記電源周波数はジャイロロータの駆動電源の周波
数に等しいことを特徴とする。
て、上記電源チャンネルを経由して上記回転部へ供給さ
れる上記電源周波数はジャイロロータの駆動電源の周波
数に等しいことを特徴とする。
【００３９】本発明によれば、ジャイロコンパスにおい
て、上記ジャイロはジャイロケースに対するジャイロロ
ータのＹ軸周り及びＺ軸周りの回転変位を検出するピッ
クアップを有し、該ピックアップのコイル励磁用電源の
周波数は上記ロータリートランスの励磁周波数に等しい
ことを特徴とする。
て、上記ジャイロはジャイロケースに対するジャイロロ
ータのＹ軸周り及びＺ軸周りの回転変位を検出するピッ
クアップを有し、該ピックアップのコイル励磁用電源の
周波数は上記ロータリートランスの励磁周波数に等しい
ことを特徴とする。
【００４０】本発明によれば、ジャイロコンパスにおい
て、上記回転部には上記ジャイロのＸ軸周りの回転角度
を検出する東西傾斜計と上記ジャイロのＹ軸周りの回転
角度を検出する南北傾斜計とが装着され、上記固定部に
は上記回転部のＺ軸周りの回転角度を検出する方位発信
器が装着され、上記信号チャンネルを経由してジャイロ
信号、上記東西傾斜計、上記南北傾斜計及び上記方位発
信器の出力信号が送信受信されるように構成されている
ことを特徴とする。
て、上記回転部には上記ジャイロのＸ軸周りの回転角度
を検出する東西傾斜計と上記ジャイロのＹ軸周りの回転
角度を検出する南北傾斜計とが装着され、上記固定部に
は上記回転部のＺ軸周りの回転角度を検出する方位発信
器が装着され、上記信号チャンネルを経由してジャイロ
信号、上記東西傾斜計、上記南北傾斜計及び上記方位発
信器の出力信号が送信受信されるように構成されている
ことを特徴とする。
【００４１】本発明によれば、Ｘ軸方向のスピン軸線を
有するジャイロと該ジャイロをＹ軸及びＺ軸周りに回転
可能に支持する支持装置と、上記支持装置をＹ軸周りに
回転可能に支持し、基台に垂直な追従軸を有し、該追従
軸を通る垂直軸線周りに回転可能な追従環と、上記ジャ
イロに指北力を付与するための指北装置と、を有するジ
ャイロコンパスにおいて、上記追従軸の下側には上記回
転部をＺ軸周りに回転させるための方位サーボモータと
上記回転部のＺ軸周りの回転角度を検出する方位発信器
が装着され、上記方位サーボモータはトロイダル３相巻
線よりなる固定子と永久磁石よりなる回転子とを含み、
上記方位発信器は上記回転部のＺ軸周りの回転角度をイ
ンクリメンタルに検出する方位エンコーダとゼロクロス
発信器を含み、ジャイロコンパスの起動時にゼロクロス
モードが作動され、コンミュテータ制御回路を制御する
ことによって、上記トロイダル３相巻線のうちの２巻線
を順次励磁して上記回転子を３６０°内の角度で回転さ
せ、上記ゼロクロス発信器はゼロクロス検出信号を発生
させるように構成されていることを特徴とする。
有するジャイロと該ジャイロをＹ軸及びＺ軸周りに回転
可能に支持する支持装置と、上記支持装置をＹ軸周りに
回転可能に支持し、基台に垂直な追従軸を有し、該追従
軸を通る垂直軸線周りに回転可能な追従環と、上記ジャ
イロに指北力を付与するための指北装置と、を有するジ
ャイロコンパスにおいて、上記追従軸の下側には上記回
転部をＺ軸周りに回転させるための方位サーボモータと
上記回転部のＺ軸周りの回転角度を検出する方位発信器
が装着され、上記方位サーボモータはトロイダル３相巻
線よりなる固定子と永久磁石よりなる回転子とを含み、
上記方位発信器は上記回転部のＺ軸周りの回転角度をイ
ンクリメンタルに検出する方位エンコーダとゼロクロス
発信器を含み、ジャイロコンパスの起動時にゼロクロス
モードが作動され、コンミュテータ制御回路を制御する
ことによって、上記トロイダル３相巻線のうちの２巻線
を順次励磁して上記回転子を３６０°内の角度で回転さ
せ、上記ゼロクロス発信器はゼロクロス検出信号を発生
させるように構成されていることを特徴とする。
【００４２】本発明によれば、ジャイロコンパスにおい
て、上記ゼロクロスモードでは、最初にゼロクロス発信
器に対応した位置の１対の２巻線が励磁され、それによ
ってゼロクロス信号が発生しない場合には次に隣接する
１対の２巻線が励磁され、それによって最少の励磁コイ
ル切り換え回数にてゼロクロスを検出することができる
ように構成されていることを特徴とする。
て、上記ゼロクロスモードでは、最初にゼロクロス発信
器に対応した位置の１対の２巻線が励磁され、それによ
ってゼロクロス信号が発生しない場合には次に隣接する
１対の２巻線が励磁され、それによって最少の励磁コイ
ル切り換え回数にてゼロクロスを検出することができる
ように構成されていることを特徴とする。
【００４３】本発明によれば、ジャイロコンパスにおい
て、上記ゼロクロスモードが終了するとラストアジマス
モードが作動され、それによって上記ジャイロの指北端
は真北方向に指向されるように構成されていることを特
徴とする。
て、上記ゼロクロスモードが終了するとラストアジマス
モードが作動され、それによって上記ジャイロの指北端
は真北方向に指向されるように構成されていることを特
徴とする。
【００４４】
【作用】本発明のジャイロコンパスによると、フレック
スジャイロ又はＴＤＧ１１は東西方向軸線即ちＹ軸及び
垂直方向軸線即ちＺ軸の２軸周りに回転可能に支持され
ており、３軸支持型に比較してより簡単を構造を達成す
ることができる。
スジャイロ又はＴＤＧ１１は東西方向軸線即ちＹ軸及び
垂直方向軸線即ちＺ軸の２軸周りに回転可能に支持され
ており、３軸支持型に比較してより簡単を構造を達成す
ることができる。
【００４５】フレックスジャイロ又はＴＤＧ１１、追従
環１５、南北傾斜計２１及び東西傾斜計２３等よりなる
回転部と固定部の間にはスリップリングの代わりにロー
タリートランス４５が装着されている。
環１５、南北傾斜計２１及び東西傾斜計２３等よりなる
回転部と固定部の間にはスリップリングの代わりにロー
タリートランス４５が装着されている。
【００４６】ロータリートランス４５は少なくとも３チ
ャンネルを有する。第１のチャンネルを経由して固定部
より回転部へ電源電流が供給され、第２及び第３のチャ
ンネルを経由して固定部と回転部の間で信号が送受信さ
れる。
ャンネルを有する。第１のチャンネルを経由して固定部
より回転部へ電源電流が供給され、第２及び第３のチャ
ンネルを経由して固定部と回転部の間で信号が送受信さ
れる。
【００４７】方位サーボモータ２９はトロイダル３相巻
線よりなる固定子２９−１と永久磁石よりなる回転子２
９−２を含む。最初に３相巻線のうちの所定の２巻線を
励磁し、方位サーボモータの回転子２９−２を所定の位
置まで回転させ、更に順次２巻線を励磁し、回転子２９
−２を１回転させることによって、方位発信器による絶
対回転角度なしに、ゼロクロス信号を発生させるゼロク
ロスモードによって、ゼロクロス点を検出することがで
きる。
線よりなる固定子２９−１と永久磁石よりなる回転子２
９−２を含む。最初に３相巻線のうちの所定の２巻線を
励磁し、方位サーボモータの回転子２９−２を所定の位
置まで回転させ、更に順次２巻線を励磁し、回転子２９
−２を１回転させることによって、方位発信器による絶
対回転角度なしに、ゼロクロス信号を発生させるゼロク
ロスモードによって、ゼロクロス点を検出することがで
きる。
【００４８】方位サーボモータ２９はトロイダル３相巻
線よりなる固定子２９−１と永久磁石よりなる回転子２
９−２を含む。ゼロクロス信号検出後、方位サーボ演算
部６１によって固定子２９−１と回転子２９−２の間の
相対的な位置関係が演算され、３相巻線のうちの最初に
励磁される２巻線が選択される。更に順次２巻線を励磁
することによって、方位サーボモータ２９の回転子２９
−２を回転角３６０°以内で自由に回転せることができ
る。
線よりなる固定子２９−１と永久磁石よりなる回転子２
９−２を含む。ゼロクロス信号検出後、方位サーボ演算
部６１によって固定子２９−１と回転子２９−２の間の
相対的な位置関係が演算され、３相巻線のうちの最初に
励磁される２巻線が選択される。更に順次２巻線を励磁
することによって、方位サーボモータ２９の回転子２９
−２を回転角３６０°以内で自由に回転せることができ
る。
【００４９】方位発信器は、インクリメンタル方式の方
位エンコーダ３１を使用し、ゼロクロスを具備する。本
発明によると、ゼロクロスを迅速に検出するゼロクロス
モードが作動される。ゼロクロスモードでは、最初にゼ
ロクロス発信器に対応した位置の２つの巻線を励磁し、
それによってゼロクロスが検出されない時は次に隣接す
る２巻線を励磁する。それによって、方位サーボモータ
２９の回転子２９−２を１回転させることなく最少の回
転角度にて且つ短時間でゼロクロスを検出することがで
きる。
位エンコーダ３１を使用し、ゼロクロスを具備する。本
発明によると、ゼロクロスを迅速に検出するゼロクロス
モードが作動される。ゼロクロスモードでは、最初にゼ
ロクロス発信器に対応した位置の２つの巻線を励磁し、
それによってゼロクロスが検出されない時は次に隣接す
る２巻線を励磁する。それによって、方位サーボモータ
２９の回転子２９−２を１回転させることなく最少の回
転角度にて且つ短時間でゼロクロスを検出することがで
きる。
【００５０】本発明によると、ゼロクロスモードの次に
ラストアジマスモードが作動される。ラストアジマスモ
ードでは、起動時に追従軸即ち方位軸１７を強制的に回
転させて、ジャイロの指北端が真北方向を向くように配
置する。それによって、起動時に短時間でジャイロを使
用することができる。
ラストアジマスモードが作動される。ラストアジマスモ
ードでは、起動時に追従軸即ち方位軸１７を強制的に回
転させて、ジャイロの指北端が真北方向を向くように配
置する。それによって、起動時に短時間でジャイロを使
用することができる。
【００５１】
【実施例】以下に図１〜図１１を参照して本発明の実施
例について説明する。図１に本発明によるジャイロコン
パスの概念図を示す。本例のジャイロコンパスはフレッ
クスジャイロ又はＴＤＧ（ｔｕｎｅｄ ｄｒｙ ｇｙｒ
ｏ）１１を有し、斯かるＴＤＧ１１はブロック１３に装
着されている。
例について説明する。図１に本発明によるジャイロコン
パスの概念図を示す。本例のジャイロコンパスはフレッ
クスジャイロ又はＴＤＧ（ｔｕｎｅｄ ｄｒｙ ｇｙｒ
ｏ）１１を有し、斯かるＴＤＧ１１はブロック１３に装
着されている。
【００５２】ここで図示のように、ブロック１３に固定
したＸＹＺ座標系を考え、垂直方向にＺ軸をとり、水平
面内に互いに直交するＸ軸及びＹ軸をとる。
したＸＹＺ座標系を考え、垂直方向にＺ軸をとり、水平
面内に互いに直交するＸ軸及びＹ軸をとる。
【００５３】ジャイロのスピン軸線はＸ軸に沿って配置
され、ジャイロの指北端を図示のようにＸ軸の正の方向
にとると、Ｙ軸は東西方向に沿って配置される。ブロッ
ク１３はＹ軸周りに回転可能に追従環１５によって支持
されており、斯かる追従環１５はＺ軸に沿った追従軸１
７を有し、斯かる追従軸１７はＺ軸周りに回転可能に基
台１０に装着されている。こうして、ブロック１３はＹ
軸及びＺ軸の２軸周りに回転可能に支持されている。
され、ジャイロの指北端を図示のようにＸ軸の正の方向
にとると、Ｙ軸は東西方向に沿って配置される。ブロッ
ク１３はＹ軸周りに回転可能に追従環１５によって支持
されており、斯かる追従環１５はＺ軸に沿った追従軸１
７を有し、斯かる追従軸１７はＺ軸周りに回転可能に基
台１０に装着されている。こうして、ブロック１３はＹ
軸及びＺ軸の２軸周りに回転可能に支持されている。
【００５４】ブロック１３には南北方向の傾斜即ちＹ軸
周りの回転傾斜θを検出する南北傾斜計又は南北加速度
計２１と東西方向の傾斜即ちＸ軸周りの回転傾斜σを検
出する東西傾斜計又は東西加速度計２３が装着されてい
る。
周りの回転傾斜θを検出する南北傾斜計又は南北加速度
計２１と東西方向の傾斜即ちＸ軸周りの回転傾斜σを検
出する東西傾斜計又は東西加速度計２３が装着されてい
る。
【００５５】更に、追従環１５のＹ軸に沿って水平サー
ボモータ又は水平ＤＳＴ（ダイレクト・サーボ・トル
カ）２７が装着され、追従軸１７に沿って方位サーボモ
ータ又は方位ＤＳＴ（ダイレクト・サーボ・トルカ）２
９が装着されている。追従軸１７の下方には方位エンコ
ーダ３１が装着されており、斯かる方位エンコーダ３１
によって追従軸１７のＺ軸周りの回転角が検出される。
ボモータ又は水平ＤＳＴ（ダイレクト・サーボ・トル
カ）２７が装着され、追従軸１７に沿って方位サーボモ
ータ又は方位ＤＳＴ（ダイレクト・サーボ・トルカ）２
９が装着されている。追従軸１７の下方には方位エンコ
ーダ３１が装着されており、斯かる方位エンコーダ３１
によって追従軸１７のＺ軸周りの回転角が検出される。
【００５６】ＴＤＧ１１にはジャイロケースに対するジ
ャイロロータの変位を検出する（図示しない）ピックア
ップが装着されており、斯かるピックアップはジャイロ
ロータのＹ軸周りの角度変位及びＺ軸周りの角度変位を
検出するように配置されている。ジャイロロータのＹ軸
周りの角度変位を検出するピックアップは水平ピックア
ップと称され、ジャイロロータのＺ軸周りの角度変位を
検出するピックアップは方位ピックアップと称される。
また、ＴＤＧ１１にはジャイロロータをＹ軸周り及びＺ
軸周りにトルキングする（図示しない）Ｙトルカ及びＺ
トルカが設けられている。
ャイロロータの変位を検出する（図示しない）ピックア
ップが装着されており、斯かるピックアップはジャイロ
ロータのＹ軸周りの角度変位及びＺ軸周りの角度変位を
検出するように配置されている。ジャイロロータのＹ軸
周りの角度変位を検出するピックアップは水平ピックア
ップと称され、ジャイロロータのＺ軸周りの角度変位を
検出するピックアップは方位ピックアップと称される。
また、ＴＤＧ１１にはジャイロロータをＹ軸周り及びＺ
軸周りにトルキングする（図示しない）Ｙトルカ及びＺ
トルカが設けられている。
【００５７】ジャイロケースとジャイロロータの間に垂
直軸線（Ｚ軸）周りの角度変位が生ずると、斯かる角度
変位は方位ピックアップによって検出され、斯かる角度
変位信号は方位サーボ演算部６１に供給される。方位サ
ーボ演算部６１よりコンミュテータ制御回路６３を介し
て方位サーボモータ２９に駆動信号が供給される。それ
によってＴＤＧ１１はＺ軸周りに回転駆動され、ジャイ
ロケースとジャイロロータの間の垂直軸線（Ｚ軸）周り
の角度変位がゼロとなるように制御される。
直軸線（Ｚ軸）周りの角度変位が生ずると、斯かる角度
変位は方位ピックアップによって検出され、斯かる角度
変位信号は方位サーボ演算部６１に供給される。方位サ
ーボ演算部６１よりコンミュテータ制御回路６３を介し
て方位サーボモータ２９に駆動信号が供給される。それ
によってＴＤＧ１１はＺ軸周りに回転駆動され、ジャイ
ロケースとジャイロロータの間の垂直軸線（Ｚ軸）周り
の角度変位がゼロとなるように制御される。
【００５８】同様に、ジャイロケースとジャイロロータ
の間に水平軸線（Ｙ軸）周りの角度変位が生ずると、斯
かる角度変位は水平ピックアップによって検出され、斯
かる角度変位信号は水平サーボ演算部６５に供給され
る。水平サーボ演算部６５より水平サーボモータ２７に
駆動信号が供給される。それによってＴＤＧ１１はＹ軸
周りに回転駆動され、ジャイロケースとジャイロロータ
の間の水平軸線（Ｙ軸）周りの角度変位がゼロとなるよ
うに制御される。
の間に水平軸線（Ｙ軸）周りの角度変位が生ずると、斯
かる角度変位は水平ピックアップによって検出され、斯
かる角度変位信号は水平サーボ演算部６５に供給され
る。水平サーボ演算部６５より水平サーボモータ２７に
駆動信号が供給される。それによってＴＤＧ１１はＹ軸
周りに回転駆動され、ジャイロケースとジャイロロータ
の間の水平軸線（Ｙ軸）周りの角度変位がゼロとなるよ
うに制御される。
【００５９】この作用によってジャイロには水平軸線
（Ｙ軸）及び垂直軸線（Ｚ軸）周りのいかなる外乱トル
クも印加されない。
（Ｙ軸）及び垂直軸線（Ｚ軸）周りのいかなる外乱トル
クも印加されない。
【００６０】次に本例のジャイロコンパスの指北作用に
ついて説明する。ジャイロコンパスの指北作用は、ジャ
イロコンパスの取り付け面が水平面上にある場合、ＴＤ
Ｇ１１のＹトルカによってジャイロロータにＹ軸周り、
即ち水平軸周りにトルクＫθ（Ｋは安定器定数又は指北
定数である。）を付与することによって得られる。しか
しながら、ジャイロコンパスの取り付け面が東西方向に
傾斜した場合、本例のジャイロコンパスの支持機構は東
西系の自由度（Ｘ軸周りの自由度）がないため、Ｙトル
カによってジャイロロータに付与すべきトルクＫθを分
割して付与する必要がある。
ついて説明する。ジャイロコンパスの指北作用は、ジャ
イロコンパスの取り付け面が水平面上にある場合、ＴＤ
Ｇ１１のＹトルカによってジャイロロータにＹ軸周り、
即ち水平軸周りにトルクＫθ（Ｋは安定器定数又は指北
定数である。）を付与することによって得られる。しか
しながら、ジャイロコンパスの取り付け面が東西方向に
傾斜した場合、本例のジャイロコンパスの支持機構は東
西系の自由度（Ｘ軸周りの自由度）がないため、Ｙトル
カによってジャイロロータに付与すべきトルクＫθを分
割して付与する必要がある。
【００６１】ＹトルカによってジャイロロータをＹ軸周
りにトルキングするためのトルキング信号をＴY とし、
ＺトルカによってジャイロロータをＺ軸周りにトルキン
グするためのトルキング信号をＴZ とする。斯かるトル
キング信号ＴY 、ＴZ は次の式によって表される。
りにトルキングするためのトルキング信号をＴY とし、
ＺトルカによってジャイロロータをＺ軸周りにトルキン
グするためのトルキング信号をＴZ とする。斯かるトル
キング信号ＴY 、ＴZ は次の式によって表される。
【００６２】
【数２】ＴY ＝Ｋθｃｏｓσ
ＴZ ＝−Ｋθｓｉｎσ
【００６３】ここで、θは南北加速度計２１の出力信号
（北側上昇を＋とする。）、σは東西加速度計２３の出
力信号（西側上昇を＋とする。）である。またＫは指北
定数である。
（北側上昇を＋とする。）、σは東西加速度計２３の出
力信号（西側上昇を＋とする。）である。またＫは指北
定数である。
【００６４】南北加速度計２１から出力された回転傾斜
信号θ及び東西加速度計２３から出力された回転傾斜信
号σはコンパス演算部３５に供給される。コンパス演算
部３５は、数２の式によってトルキング信号ＴY 、ＴZ
を演算する。斯かるトルキング信号ＴY 、ＴZ は、コン
パス演算部３５より水平トルキング回路３６及び方位ト
ルキング回路３７を経由して、それぞれＴＤＧ１１のＹ
トルカ及びＺトルカに供給される。
信号θ及び東西加速度計２３から出力された回転傾斜信
号σはコンパス演算部３５に供給される。コンパス演算
部３５は、数２の式によってトルキング信号ＴY 、ＴZ
を演算する。斯かるトルキング信号ＴY 、ＴZ は、コン
パス演算部３５より水平トルキング回路３６及び方位ト
ルキング回路３７を経由して、それぞれＴＤＧ１１のＹ
トルカ及びＺトルカに供給される。
【００６５】ＴＤＧ１１のＹトルカ及びＺトルカによっ
てジャイロロータはＹ軸周りに、即ち水平軸線周りにト
ルキングされる。このトルキング量は、「スピン軸の水
平面に対する傾斜に比例したトルクをジャイロの水平軸
周りに加える。」ことになる。こうして、数１の式にて
示したモーメントＭと等価なモーメントが生成され、ジ
ャイロケースに指北力が付与され、ジャイロコンパスが
構成される。
てジャイロロータはＹ軸周りに、即ち水平軸線周りにト
ルキングされる。このトルキング量は、「スピン軸の水
平面に対する傾斜に比例したトルクをジャイロの水平軸
周りに加える。」ことになる。こうして、数１の式にて
示したモーメントＭと等価なモーメントが生成され、ジ
ャイロケースに指北力が付与され、ジャイロコンパスが
構成される。
【００６６】図２及び図３を参照して本発明のジャイロ
コンパスの例を説明する。図２は本例のジャイロコンパ
スの正面構成を示し、図３は本例のジャイロコンパスの
平面構成を示す。本例のジャイロコンパスは盤器４１と
斯かる盤器４１に装着された円筒形状のカバー４３とを
有する。カバー４３内にて、ＴＤＧ１１はブロック１３
に装着されており、ブロック１３は追従環１５によって
Ｙ軸周りに回転可能に支持されている。
コンパスの例を説明する。図２は本例のジャイロコンパ
スの正面構成を示し、図３は本例のジャイロコンパスの
平面構成を示す。本例のジャイロコンパスは盤器４１と
斯かる盤器４１に装着された円筒形状のカバー４３とを
有する。カバー４３内にて、ＴＤＧ１１はブロック１３
に装着されており、ブロック１３は追従環１５によって
Ｙ軸周りに回転可能に支持されている。
【００６７】図２に示すように、ブロック１３は東西方
向両側に水平軸１３Ａ、１３Ｂを有し、斯かる水平軸１
３Ａ、１３Ｂは対応して配置された追従環１５の軸受け
１９Ａ、１９Ｂの内輪に嵌合している。斯かるブロック
１３には、Ｘ軸に沿って南北傾斜計又は南北加速度計２
１が装着されている。追従環１５には、Ｙ軸に沿って東
西傾斜計又は東西加速度計２３と水平サーボモータ２７
が装着されている。
向両側に水平軸１３Ａ、１３Ｂを有し、斯かる水平軸１
３Ａ、１３Ｂは対応して配置された追従環１５の軸受け
１９Ａ、１９Ｂの内輪に嵌合している。斯かるブロック
１３には、Ｘ軸に沿って南北傾斜計又は南北加速度計２
１が装着されている。追従環１５には、Ｙ軸に沿って東
西傾斜計又は東西加速度計２３と水平サーボモータ２７
が装着されている。
【００６８】水平サーボモータ２７は図１２及び図１３
を参照して説明した水平サーボモータ１４１と同様な歯
車及びピニオンを使用しないパンケーキ型の直動式であ
ってよく、ブロック１３の水平軸１３Ａ、１３Ｂ取り付
けられた内側の回転子２７−１とそれに対応して追従環
１５に取り付けられた外側の固定子２７−２とを含む。
を参照して説明した水平サーボモータ１４１と同様な歯
車及びピニオンを使用しないパンケーキ型の直動式であ
ってよく、ブロック１３の水平軸１３Ａ、１３Ｂ取り付
けられた内側の回転子２７−１とそれに対応して追従環
１５に取り付けられた外側の固定子２７−２とを含む。
【００６９】追従環１５の下側にはプラットホーム４９
が装着されており、斯かるプラットホーム４９には方位
軸即ち追従軸１７が装着されている。
が装着されており、斯かるプラットホーム４９には方位
軸即ち追従軸１７が装着されている。
【００７０】プラットホーム４９の下側にはロータリー
トランス４５と方位サーボモータ２９と方位エンコーダ
３１が配置されている。ロータリートランス４５は盤器
４１に装着された下側のステータ４５−１とプラットホ
ーム４９に装着された上側のロータ４５−２とを有す
る。本例によるとスリップリングの代わりにロータリー
トランス４５を使用することによってスリップリングの
有する欠点が除去される。
トランス４５と方位サーボモータ２９と方位エンコーダ
３１が配置されている。ロータリートランス４５は盤器
４１に装着された下側のステータ４５−１とプラットホ
ーム４９に装着された上側のロータ４５−２とを有す
る。本例によるとスリップリングの代わりにロータリー
トランス４５を使用することによってスリップリングの
有する欠点が除去される。
【００７１】方位サーボモータ２９は、盤器４１に装着
された外側の固定子２９−１とプラットホーム４９に装
着された内側の回転子２９−２とを有する。方位エンコ
ーダ３１は図１２及び図１３を参照して説明した方位エ
ンコーダ１４７と同様な構造であってよく、追従軸１７
の下端部に装着されたカップリング４７に取り付けられ
た内側の軸部３１−１とそれに対応して盤器４１に取り
付けられた外側の固定子３１−２とを含む。
された外側の固定子２９−１とプラットホーム４９に装
着された内側の回転子２９−２とを有する。方位エンコ
ーダ３１は図１２及び図１３を参照して説明した方位エ
ンコーダ１４７と同様な構造であってよく、追従軸１７
の下端部に装着されたカップリング４７に取り付けられ
た内側の軸部３１−１とそれに対応して盤器４１に取り
付けられた外側の固定子３１−２とを含む。
【００７２】追従環１５とプラットホーム４９と追従軸
１７とロータリートランス４５のロータ４５−２と方位
サーボモータ２９の回転子２９−１と方位エンコーダ３
１の軸部３１−１とは回転部を構成し、斯かる回転部は
プラットホーム４９に装着された軸受け５３Ａと追従軸
１７に装着された軸受け５１によって回転可能に支持さ
れている。
１７とロータリートランス４５のロータ４５−２と方位
サーボモータ２９の回転子２９−１と方位エンコーダ３
１の軸部３１−１とは回転部を構成し、斯かる回転部は
プラットホーム４９に装着された軸受け５３Ａと追従軸
１７に装着された軸受け５１によって回転可能に支持さ
れている。
【００７３】図４にＴＤＧ１１即ちフレックスジャイロ
の構成例を示す。ＴＤＧ又はフレックスジャイロの詳細
は例えば、本願出願人と同一の出願人によって昭和６０
年５月１５日に出願された特願昭第６０−１０３０８３
号（特開昭６１−２６０１１７号）を参照されたい。
の構成例を示す。ＴＤＧ又はフレックスジャイロの詳細
は例えば、本願出願人と同一の出願人によって昭和６０
年５月１５日に出願された特願昭第６０−１０３０８３
号（特開昭６１−２６０１１７号）を参照されたい。
【００７４】図示のように、ＴＤＧ１１のＸＹＺ軸をと
る。ジャイロロータのスピン軸線に沿ってＸ軸をとり、
それに垂直に互いに直交するＹ軸及びＺ軸をとる。斯か
る座標系は図１にてブロック１３にとったＸＹＺ軸のＸ
軸、Ｙ軸及びＺ軸に整合している。
る。ジャイロロータのスピン軸線に沿ってＸ軸をとり、
それに垂直に互いに直交するＹ軸及びＺ軸をとる。斯か
る座標系は図１にてブロック１３にとったＸＹＺ軸のＸ
軸、Ｙ軸及びＺ軸に整合している。
【００７５】フレックスジャイロはハウジング１５１と
該ハウジング１５１の上側に装着された上側キャップ１
５３と下側に装着された下側キャップ１５５とを有す
る。ハウジング１５１と上側及び下側キャップ１５３、
１５５とによってジャイロケースが構成される。ハウジ
ング１５１の上面と上側キャップ１５３の間に上側室が
形成され、ハウジング１５１の下面と下側キャップ１５
５の間に下側室が形成される。
該ハウジング１５１の上側に装着された上側キャップ１
５３と下側に装着された下側キャップ１５５とを有す
る。ハウジング１５１と上側及び下側キャップ１５３、
１５５とによってジャイロケースが構成される。ハウジ
ング１５１の上面と上側キャップ１５３の間に上側室が
形成され、ハウジング１５１の下面と下側キャップ１５
５の間に下側室が形成される。
【００７６】上側室にはジャイロロータ１５９が配置さ
れており、斯かるジャイロロータ１５９はフレックスヒ
ンジ１６１によって弾性的に支持されている。フレック
スヒンジ１６１には軸１６５が装着されており、斯かる
軸１６５は玉軸受け１５７を介してハウジング１５１の
内側円筒状突出部１５１Ａの中心孔に支持されている。
れており、斯かるジャイロロータ１５９はフレックスヒ
ンジ１６１によって弾性的に支持されている。フレック
スヒンジ１６１には軸１６５が装着されており、斯かる
軸１６５は玉軸受け１５７を介してハウジング１５１の
内側円筒状突出部１５１Ａの中心孔に支持されている。
【００７７】下側室にはモータ１６７が配置されてお
り、斯かるモータ１６７は固定子１６７−１とそれに対
応した回転子１６７−２を有する。固定子１６７−１は
ハウジング１５１の外側円筒状突出部１５１Ｂの内側壁
に装着され、回転子１６７−２は固定子１６７−１に囲
まれるように軸１６５の下端部に装着されている。
り、斯かるモータ１６７は固定子１６７−１とそれに対
応した回転子１６７−２を有する。固定子１６７−１は
ハウジング１５１の外側円筒状突出部１５１Ｂの内側壁
に装着され、回転子１６７−２は固定子１６７−１に囲
まれるように軸１６５の下端部に装着されている。
【００７８】ジャイロロータ１５９とフレックスヒンジ
１６１と軸１６５と回転子１６７−２は一体的な組立体
を構成し、軸１６５の中心軸線周りに高速回転すること
ができるように構成されている。軸１６５の中心軸線、
即ち、斯かる組立体の回転軸線はジャイロロータのスピ
ン軸線である。
１６１と軸１６５と回転子１６７−２は一体的な組立体
を構成し、軸１６５の中心軸線周りに高速回転すること
ができるように構成されている。軸１６５の中心軸線、
即ち、斯かる組立体の回転軸線はジャイロロータのスピ
ン軸線である。
【００７９】モータの固定子１６７−１の巻線に交流電
圧が印加されると、それによって生成された回転磁界が
モータの回転子１６７−２に作用する。それによって、
トルクが生じ、モータの回転子１６７−２は固定子１６
７−１に対して回転する。こうして、組立体１５９、１
６１、１６５、１６７−２はＸ軸周りに回転し、ジャイ
ロロータ１５９はスピン軸線周りに高速回転する。
圧が印加されると、それによって生成された回転磁界が
モータの回転子１６７−２に作用する。それによって、
トルクが生じ、モータの回転子１６７−２は固定子１６
７−１に対して回転する。こうして、組立体１５９、１
６１、１６５、１６７−２はＸ軸周りに回転し、ジャイ
ロロータ１５９はスピン軸線周りに高速回転する。
【００８０】上側室には、ジャイロロータ１５９にＹ軸
及びＺ軸周りのトルクを加えるトルカ１７１が設けられ
ている。このトルカ１７１は、図１を参照して説明した
ＴＤＧ１１のＹトルカ及びＺトルカに相当する。斯かる
トルカ１７１は、ジャイロロータ１５９に装着された環
状の永久磁石１７１−１とそれに対応してハウジング１
５１の上面に装着されたトルカコイル１７１−２とを含
む。トルカコイル１７１−２はジャイロロータ１５９の
環状溝１５９Ａ内に且つそれより隔置して配置されてい
る。
及びＺ軸周りのトルクを加えるトルカ１７１が設けられ
ている。このトルカ１７１は、図１を参照して説明した
ＴＤＧ１１のＹトルカ及びＺトルカに相当する。斯かる
トルカ１７１は、ジャイロロータ１５９に装着された環
状の永久磁石１７１−１とそれに対応してハウジング１
５１の上面に装着されたトルカコイル１７１−２とを含
む。トルカコイル１７１−２はジャイロロータ１５９の
環状溝１５９Ａ内に且つそれより隔置して配置されてい
る。
【００８１】図示の矢印のように、永久磁石１７１−１
を通りジャイロロータ１５９の環状溝１５９Ａに沿って
磁気回路Φが形成される。斯かる磁気回路とトルカコイ
ル１７１−２によって発生する磁界との共働によって、
トルクが生成される。
を通りジャイロロータ１５９の環状溝１５９Ａに沿って
磁気回路Φが形成される。斯かる磁気回路とトルカコイ
ル１７１−２によって発生する磁界との共働によって、
トルクが生成される。
【００８２】上側室には、更にピックアップ１７３が配
置されている。このピックアップ１７３は、図１を参照
して説明したＴＤＧ１１の水平ピックアップ及び方位ピ
ックアップに相当する。ピックアップ１７３はトルカ１
７１に隣接してハウジング１５１の上面に装着されてい
る。
置されている。このピックアップ１７３は、図１を参照
して説明したＴＤＧ１１の水平ピックアップ及び方位ピ
ックアップに相当する。ピックアップ１７３はトルカ１
７１に隣接してハウジング１５１の上面に装着されてい
る。
【００８３】ジャイロロータ１５９が高速回転している
間に、スピン軸線に直交するＹ軸又はＺ軸周りの角速度
がハウジング１５１に作用した場合を考える。ジャイロ
の方向保持性によってジャイロロータ１５９は慣性空間
に対してその位置を保持する。従って、ジャイロロータ
１５９は、ハウジング１５１に対して相対的にＹ軸又は
Ｚ軸周り回転変位する。ジャイロロータ１５９のＹ軸周
りの回転偏倚量又はＺ軸周り回転偏倚量は、ピックアッ
プ１７３によって検出される。
間に、スピン軸線に直交するＹ軸又はＺ軸周りの角速度
がハウジング１５１に作用した場合を考える。ジャイロ
の方向保持性によってジャイロロータ１５９は慣性空間
に対してその位置を保持する。従って、ジャイロロータ
１５９は、ハウジング１５１に対して相対的にＹ軸又は
Ｚ軸周り回転変位する。ジャイロロータ１５９のＹ軸周
りの回転偏倚量又はＺ軸周り回転偏倚量は、ピックアッ
プ１７３によって検出される。
【００８４】図５、図６及び図９を参照して本例の方位
サーボモータ２９の構成と動作を説明する。図５Ａに示
すように、本例の方位サーボモータ２９は、例えばダイ
レクト・サーボ・トルカ（ＤＳＴ）であってよく、外側
の固定子２９−１は３対のコイルを含み、内側の回転子
２９−２は永久磁石Ｍを含む。３対のコイルＡ−Ｄ、Ｂ
−Ｅ、Ｃ−Ｆの各々は、互いに直径方向両側に配置さ
れ、永久磁石ＭのＮ極及びＳ極即ち両端部は湾曲して形
成されており、３対のコイルとの間に僅かな隙間が形成
されている。
サーボモータ２９の構成と動作を説明する。図５Ａに示
すように、本例の方位サーボモータ２９は、例えばダイ
レクト・サーボ・トルカ（ＤＳＴ）であってよく、外側
の固定子２９−１は３対のコイルを含み、内側の回転子
２９−２は永久磁石Ｍを含む。３対のコイルＡ−Ｄ、Ｂ
−Ｅ、Ｃ−Ｆの各々は、互いに直径方向両側に配置さ
れ、永久磁石ＭのＮ極及びＳ極即ち両端部は湾曲して形
成されており、３対のコイルとの間に僅かな隙間が形成
されている。
【００８５】図６に３対のコイルＡ−Ｄ、Ｂ−Ｅ、Ｃ−
Ｆの接続を示す。各対のコイルは直列に接続されてい
る。各コイルの両端の端子に付された数字のうち同一の
数字は接続される、例えば、コイルＡの端子２とコイル
Ｄの端子２は接続される。こうして直列に接続された３
対のコイルは、図６Ｂに示すように、一点０にて接続さ
れ星形が形成される。
Ｆの接続を示す。各対のコイルは直列に接続されてい
る。各コイルの両端の端子に付された数字のうち同一の
数字は接続される、例えば、コイルＡの端子２とコイル
Ｄの端子２は接続される。こうして直列に接続された３
対のコイルは、図６Ｂに示すように、一点０にて接続さ
れ星形が形成される。
【００８６】次に方位サーボモータ２９の動作を説明す
る。図５Ｂ及び図６Ｂに示すように、隣接する２対のコ
イルに励磁電流が供給される。それによって永久磁石Ｍ
に偶力が作用し、永久磁石Ｍは励磁電流が供給されてい
ない対のコイルに近接するように配置される。例えば、
第１及び第２の対のコイルＡ−Ｄ、Ｂ−Ｅが励磁される
と、永久磁石Ｍは第３のコイルＣ−Ｆに近接して、即
ち、コイルＣとコイルＦの間に配置される。
る。図５Ｂ及び図６Ｂに示すように、隣接する２対のコ
イルに励磁電流が供給される。それによって永久磁石Ｍ
に偶力が作用し、永久磁石Ｍは励磁電流が供給されてい
ない対のコイルに近接するように配置される。例えば、
第１及び第２の対のコイルＡ−Ｄ、Ｂ−Ｅが励磁される
と、永久磁石Ｍは第３のコイルＣ−Ｆに近接して、即
ち、コイルＣとコイルＦの間に配置される。
【００８７】このとき生ずる偶力の領域は±９０°であ
り、斯かる偶力によって回転子２９−２を３６０°まで
回転させることはできない。しかしながら、図５Ｂに示
すように、隣接する２対のコイルに順次励磁電流を供給
することによって、回転子２９−２を３６０°内で自由
に回転させることができる。
り、斯かる偶力によって回転子２９−２を３６０°まで
回転させることはできない。しかしながら、図５Ｂに示
すように、隣接する２対のコイルに順次励磁電流を供給
することによって、回転子２９−２を３６０°内で自由
に回転させることができる。
【００８８】図１及び図９に示すように、方位サーボ演
算部６１は方位エンコーダ３１の出力信号を入力して方
位軸１７の方位角φを演算する。それによって、固定子
２９−１に対する回転子２９−２の相対的位置を判定
し、方位サーボモータ２９の３対のコイルＡ−Ｄ、Ｂ−
Ｅ、Ｃ−Ｆのうち２対のコイルを選択する。斯かる命令
信号はミュテータ制御回路６３を経由して方位サーボモ
ータ２９に供給される。それによって選択された２対の
コイルが励磁され、永久磁石Ｍに偶力が作用し、回転子
２９−２が回転する。
算部６１は方位エンコーダ３１の出力信号を入力して方
位軸１７の方位角φを演算する。それによって、固定子
２９−１に対する回転子２９−２の相対的位置を判定
し、方位サーボモータ２９の３対のコイルＡ−Ｄ、Ｂ−
Ｅ、Ｃ−Ｆのうち２対のコイルを選択する。斯かる命令
信号はミュテータ制御回路６３を経由して方位サーボモ
ータ２９に供給される。それによって選択された２対の
コイルが励磁され、永久磁石Ｍに偶力が作用し、回転子
２９−２が回転する。
【００８９】次に図７を参照してロータリートランス４
５の構成及び動作を説明する。ロータリートランス４５
は上側のロータ４５−１と下側のステータ４５−２とを
有する。図示のようにロータ４５−１とステータ４５−
２との間に生成される磁気回路ＭＦによって電気信号が
伝達される。本例のロータリートランス４５は図示のよ
うに３チャンネルを有する。外側の第１のチャンネルＣ
Ｈ１は電源供給用であり、第２のチャンネルＣＨ２はデ
ィジタル信号による双方向シリアル通信用であり、内側
の第３のチャンネルＣＨ３は方位ピックアップの出力信
号の送信用である。
５の構成及び動作を説明する。ロータリートランス４５
は上側のロータ４５−１と下側のステータ４５−２とを
有する。図示のようにロータ４５−１とステータ４５−
２との間に生成される磁気回路ＭＦによって電気信号が
伝達される。本例のロータリートランス４５は図示のよ
うに３チャンネルを有する。外側の第１のチャンネルＣ
Ｈ１は電源供給用であり、第２のチャンネルＣＨ２はデ
ィジタル信号による双方向シリアル通信用であり、内側
の第３のチャンネルＣＨ３は方位ピックアップの出力信
号の送信用である。
【００９０】図８及び図９を参照して、ロータリートラ
ンス４５を経由して送受信される信号と制御ループを説
明する。図８はロータリートランス４５のロータ４５−
１側に配置された制御回路を示し、図９はロータリート
ランス４５のステータ４５−２側に配置された制御回路
を示す。
ンス４５を経由して送受信される信号と制御ループを説
明する。図８はロータリートランス４５のロータ４５−
１側に配置された制御回路を示し、図９はロータリート
ランス４５のステータ４５−２側に配置された制御回路
を示す。
【００９１】先ず第１のチャンネルＣＨ１を経由して送
受信される信号を説明する。ロータリートランス４５の
ステータ４５−２側に電源回路８２が配置されており、
斯かる電源回路８２からの交流電源は第１のチャンネル
ＣＨ１を経由してロータ４５−１側の整流回路８１に供
給される。斯かる整流回路８１によって得られた直流電
源は水平サーボモータ２９用電源、ＴＤＧ１１のジャイ
ロロータ駆動用電源、南北加速度計２１及び東西加速度
計２３用の電源、制御回路用電源として使用される。
受信される信号を説明する。ロータリートランス４５の
ステータ４５−２側に電源回路８２が配置されており、
斯かる電源回路８２からの交流電源は第１のチャンネル
ＣＨ１を経由してロータ４５−１側の整流回路８１に供
給される。斯かる整流回路８１によって得られた直流電
源は水平サーボモータ２９用電源、ＴＤＧ１１のジャイ
ロロータ駆動用電源、南北加速度計２１及び東西加速度
計２３用の電源、制御回路用電源として使用される。
【００９２】尚、ＴＤＧ１１のジャイロロータ、方位ピ
ックアップ及び水平ピックアップには交流電源が使用さ
れるが、電源回路８２からの交流電源周波数をジャイロ
ロータ用電源周波数及びピックアップ励磁周波数とする
ことによって、プラットホーム４９上にジャイロロータ
用電源、ピックアップ励磁用電源を設ける必要がなくな
る。
ックアップ及び水平ピックアップには交流電源が使用さ
れるが、電源回路８２からの交流電源周波数をジャイロ
ロータ用電源周波数及びピックアップ励磁周波数とする
ことによって、プラットホーム４９上にジャイロロータ
用電源、ピックアップ励磁用電源を設ける必要がなくな
る。
【００９３】次に、第２のチャンネルＣＨ２を経由して
送受信される信号を説明する。ロータリートランス４５
のステータ４５−２側に配置された方位サーボ演算部６
１によって航行体の方位角φが演算される。斯かる方位
角信号φと航行体の速度信号Ｖと緯度信号λは、インタ
ーフェイス部７８を経由してステータ４５−２側のディ
ジタルシリアル通信回路７７に供給される。
送受信される信号を説明する。ロータリートランス４５
のステータ４５−２側に配置された方位サーボ演算部６
１によって航行体の方位角φが演算される。斯かる方位
角信号φと航行体の速度信号Ｖと緯度信号λは、インタ
ーフェイス部７８を経由してステータ４５−２側のディ
ジタルシリアル通信回路７７に供給される。
【００９４】斯かる信号は更にディジタルシリアル通信
回路７７よりロータリートランス４５の第２のチャンネ
ルＣＨ２を経由してロータ４５−１側のディジタルシリ
アル通信回路７５に供給される。ディジタルシリアル通
信回路７５より供給されたディジタル信号はコンパス演
算部３５に供給される。電源用周波数に対してディジタ
ルシリアル通信用周波数を約２〜１００倍とすることに
よって、電源回路８２とディジタルシリアル通信回路７
７の間の干渉は回避される。
回路７７よりロータリートランス４５の第２のチャンネ
ルＣＨ２を経由してロータ４５−１側のディジタルシリ
アル通信回路７５に供給される。ディジタルシリアル通
信回路７５より供給されたディジタル信号はコンパス演
算部３５に供給される。電源用周波数に対してディジタ
ルシリアル通信用周波数を約２〜１００倍とすることに
よって、電源回路８２とディジタルシリアル通信回路７
７の間の干渉は回避される。
【００９５】一方、２つの加速度計２１、２３の出力信
号はＡＤ変換器７２に供給されてディジタル信号に変換
され、コンパス演算部３５に供給される。コンパス演算
部３５は上述のように、数２の式の演算を行う。それに
よって得られたトルキング信号ＴY 、ＴZ は各トルキン
グ回路３６、３７に供給される。
号はＡＤ変換器７２に供給されてディジタル信号に変換
され、コンパス演算部３５に供給される。コンパス演算
部３５は上述のように、数２の式の演算を行う。それに
よって得られたトルキング信号ＴY 、ＴZ は各トルキン
グ回路３６、３７に供給される。
【００９６】最後に、第３のチャンネルＣＨ３を経由し
て送受信される信号を説明する。ＴＤＧ１１に装着され
た水平ピックアップ及び方位ピックアップの出力信号は
ＡＤ変換器７１によってディジタル信号に変換される。
水平ピックアップディジタル信号は水平サーボ演算部６
５を経由して水平サーボモータ２９に供給される。一
方、方位ピックアップディジタル信号は、ディジタルシ
リアル通信回路７４に供給され、第３のチャンネルＣＨ
３を経由してジャイロロータのステータ４５−２側のデ
ィジタルシリアル通信回路７６に供給される。方位ピッ
クアップディジタル信号は、斯かるディジタルシリアル
通信回路７６より、方位サーボ演算部６１に供給され
る。
て送受信される信号を説明する。ＴＤＧ１１に装着され
た水平ピックアップ及び方位ピックアップの出力信号は
ＡＤ変換器７１によってディジタル信号に変換される。
水平ピックアップディジタル信号は水平サーボ演算部６
５を経由して水平サーボモータ２９に供給される。一
方、方位ピックアップディジタル信号は、ディジタルシ
リアル通信回路７４に供給され、第３のチャンネルＣＨ
３を経由してジャイロロータのステータ４５−２側のデ
ィジタルシリアル通信回路７６に供給される。方位ピッ
クアップディジタル信号は、斯かるディジタルシリアル
通信回路７６より、方位サーボ演算部６１に供給され
る。
【００９７】一方、方位サーボ演算部６１は方位エンコ
ーダ３１より出力された回転角信号ＬＳＢを入力して絶
対回転角度、即ち、方位角φを演算し、それをジャイロ
信号として外部に供給する。尚、方位サーボ演算部６１
の出力信号はコンミュテータ制御回路６３を経由して方
位サーボモータ２９に供給される。
ーダ３１より出力された回転角信号ＬＳＢを入力して絶
対回転角度、即ち、方位角φを演算し、それをジャイロ
信号として外部に供給する。尚、方位サーボ演算部６１
の出力信号はコンミュテータ制御回路６３を経由して方
位サーボモータ２９に供給される。
【００９８】本例によると、図８に示すように、ジャイ
ロロータのロータ４５−１側には、整流回路８１、トル
キング回路３６、３７、コンパス演算部３５、水平サー
ボ演算部６５、ＡＤ変換回路７１、７２、ディジタルシ
リアル通信回路７４、７５が配置され、これらは例えば
プラットホーム４９に装着されてよい。
ロロータのロータ４５−１側には、整流回路８１、トル
キング回路３６、３７、コンパス演算部３５、水平サー
ボ演算部６５、ＡＤ変換回路７１、７２、ディジタルシ
リアル通信回路７４、７５が配置され、これらは例えば
プラットホーム４９に装着されてよい。
【００９９】また、図９に示すように、ジャイロロータ
のステータ４５−２側に配置された電源回路８２、ディ
ジタルシリアル通信回路７６、７７、インターフエイス
部７８、方位サーボ演算部６１、コンミュテータ制御回
路６３等は、例えば、盤器４１に装着されてよい。
のステータ４５−２側に配置された電源回路８２、ディ
ジタルシリアル通信回路７６、７７、インターフエイス
部７８、方位サーボ演算部６１、コンミュテータ制御回
路６３等は、例えば、盤器４１に装着されてよい。
【０１００】図１０を参照して本発明のジャイロコンパ
スの動作を説明する。本例のジャイロコンパスは、ゼロ
クロスモードとラストアジマスモードとコンパスモード
の３モードによって運転される。コンミュテータ制御回
路６３の入力側に起動シークエンス部６２が挿入されて
いる。斯かる起動シークエンス部６２はゼロクロスモー
ド部６２−１とラストアジマスモード部６２−２とコン
パスモード６２−３部を有する。方位サーボ演算部６１
の出力は、運転モードによって、これらの３つのモード
部のいずれかへ入力される。
スの動作を説明する。本例のジャイロコンパスは、ゼロ
クロスモードとラストアジマスモードとコンパスモード
の３モードによって運転される。コンミュテータ制御回
路６３の入力側に起動シークエンス部６２が挿入されて
いる。斯かる起動シークエンス部６２はゼロクロスモー
ド部６２−１とラストアジマスモード部６２−２とコン
パスモード６２−３部を有する。方位サーボ演算部６１
の出力は、運転モードによって、これらの３つのモード
部のいずれかへ入力される。
【０１０１】本発明によるとジャイロコンパスを実際に
起動する前に、ゼロクロスモードとラストアジマスモー
ドが起動される。ゼロクロスモードは方位エンコーダ３
１によってゼロクロスを検出するために使用される。方
位エンコーダ３１は方位軸即ち追従軸１７の回転角をイ
ンクリメンタルに検出するように構成されている。回転
角の検出は、所定の角度位置に付された原点即ちゼロク
ロスを検出した後に計数される。
起動する前に、ゼロクロスモードとラストアジマスモー
ドが起動される。ゼロクロスモードは方位エンコーダ３
１によってゼロクロスを検出するために使用される。方
位エンコーダ３１は方位軸即ち追従軸１７の回転角をイ
ンクリメンタルに検出するように構成されている。回転
角の検出は、所定の角度位置に付された原点即ちゼロク
ロスを検出した後に計数される。
【０１０２】図５Ａ及び図５Ｂを再び参照してゼロクロ
スモードを説明する。上述のように、方位サーボモータ
２９の３対のコイルＡ−Ｄ、Ｂ−Ｅ、Ｃ−Ｆのうち隣接
する２対のコイル、例えば、第１及び第２の対のコイル
Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｅに電流ｉ1 を流すと、永久磁石Ｍはコイ
ルによって発生した磁界によって偶力を受け、電流が流
れていないコイル、即ち、第３の対のコイルＣ−Ｆの位
置まで回転して停止する。即ち、永久磁石ＭのＮ極とＳ
極はそれぞれ、第３の対のコイルＣ−Ｆの前にて停止す
る。
スモードを説明する。上述のように、方位サーボモータ
２９の３対のコイルＡ−Ｄ、Ｂ−Ｅ、Ｃ−Ｆのうち隣接
する２対のコイル、例えば、第１及び第２の対のコイル
Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｅに電流ｉ1 を流すと、永久磁石Ｍはコイ
ルによって発生した磁界によって偶力を受け、電流が流
れていないコイル、即ち、第３の対のコイルＣ−Ｆの位
置まで回転して停止する。即ち、永久磁石ＭのＮ極とＳ
極はそれぞれ、第３の対のコイルＣ−Ｆの前にて停止す
る。
【０１０３】従って、予め所定の２対のコイルに電流が
流れるようしておけば、永久磁石Ｍは必ず他の対のコイ
ルの位置に配置される。それによってゼロクロスが検出
されない場合には、隣接した次の２対のコイル、即ち、
第２及び第３の対のコイルＢ−Ｅ、Ｃ−Ｆに電流ｉ2 を
流す。それによって永久磁石Ｍは偶力を受け、第１の対
のコイルＡ−Ｄの位置まで回転して停止する。このよう
に、励磁するコイルを順次切り換えることによって、永
久磁石Ｍは６０°毎に回転する。それによってゼロクロ
スが検出される。
流れるようしておけば、永久磁石Ｍは必ず他の対のコイ
ルの位置に配置される。それによってゼロクロスが検出
されない場合には、隣接した次の２対のコイル、即ち、
第２及び第３の対のコイルＢ−Ｅ、Ｃ−Ｆに電流ｉ2 を
流す。それによって永久磁石Ｍは偶力を受け、第１の対
のコイルＡ−Ｄの位置まで回転して停止する。このよう
に、励磁するコイルを順次切り換えることによって、永
久磁石Ｍは６０°毎に回転する。それによってゼロクロ
スが検出される。
【０１０４】追従軸１７の方位角即ち絶対角が不明であ
っても、この一連の動作によって、方位サーボモータ２
９の回転子２９−２を６０°毎に回転させることによっ
て、ゼロクロスを検出することができる。
っても、この一連の動作によって、方位サーボモータ２
９の回転子２９−２を６０°毎に回転させることによっ
て、ゼロクロスを検出することができる。
【０１０５】図１１に最小の励磁コイル切り換え回数に
てゼロクロスを検出するためのゼロクロスモードを示
す。ゼロクロス点を所定の２対のコイルＳ１、Ｓ３の間
に設定する。例えば図５Ａに示すように、第１の対のコ
イルＡ−Ｄと第３の対のコイルＣ−Ｆの間にゼロクロス
点Ｚを設定する。先ずステップ１００にてゼロクロスモ
ードが開始すると、所定の２対のコイルＳ１、Ｓ２に電
流を流して励磁する。例えば第１及び第２の対のコイル
Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｅに電流を流す。永久磁石Ｍは電流が流れ
ていないコイルＳ３、即ち、第３の対のコイルＣ−Ｆに
近接して配置される。ステップ１０１にて、ゼロクロス
が検出されたか否かが判定される。
てゼロクロスを検出するためのゼロクロスモードを示
す。ゼロクロス点を所定の２対のコイルＳ１、Ｓ３の間
に設定する。例えば図５Ａに示すように、第１の対のコ
イルＡ−Ｄと第３の対のコイルＣ−Ｆの間にゼロクロス
点Ｚを設定する。先ずステップ１００にてゼロクロスモ
ードが開始すると、所定の２対のコイルＳ１、Ｓ２に電
流を流して励磁する。例えば第１及び第２の対のコイル
Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｅに電流を流す。永久磁石Ｍは電流が流れ
ていないコイルＳ３、即ち、第３の対のコイルＣ−Ｆに
近接して配置される。ステップ１０１にて、ゼロクロス
が検出されたか否かが判定される。
【０１０６】斯かる２対のコイルＳ１、Ｓ３の間にゼロ
クロス点Ｚがあるから、通常は、ステップ１０１にてゼ
ロクロスが検出されて、ステップ１０５で終了する。ス
テップ１０１にてゼロクロスが検出されない場合には、
ステップ１０３に進み、次の２対のコイルＳ２、Ｓ３、
即ち、第２及び第３の対のコイルＢ−Ｅ、Ｃ−Ｆが励磁
される。それによって永久磁石Ｍは６０°回転し、電流
が流れていないコイルＳ１、即ち、第１の対のコイルＡ
−Ｄに近接して配置される。それによってゼロクロスが
検出されて、ステップ１０５で終了する。
クロス点Ｚがあるから、通常は、ステップ１０１にてゼ
ロクロスが検出されて、ステップ１０５で終了する。ス
テップ１０１にてゼロクロスが検出されない場合には、
ステップ１０３に進み、次の２対のコイルＳ２、Ｓ３、
即ち、第２及び第３の対のコイルＢ−Ｅ、Ｃ−Ｆが励磁
される。それによって永久磁石Ｍは６０°回転し、電流
が流れていないコイルＳ１、即ち、第１の対のコイルＡ
−Ｄに近接して配置される。それによってゼロクロスが
検出されて、ステップ１０５で終了する。
【０１０７】それでも未だゼロクロスが検出されない場
合には、ステップ１０１に戻る。通常は２つのステップ
１０１、１０３でゼロクロスが検出される。こうして、
ゼロクロス点を所定の位置に設定することによって最少
の切り換え回数且つ短時間でゼロクロスを検出すること
ができる。
合には、ステップ１０１に戻る。通常は２つのステップ
１０１、１０３でゼロクロスが検出される。こうして、
ゼロクロス点を所定の位置に設定することによって最少
の切り換え回数且つ短時間でゼロクロスを検出すること
ができる。
【０１０８】再び図１０を参照して起動シークエンス部
６２におけるゼロクロスモード部６２−１の機能を説明
する。ゼロクロスモードにおいて、追従軸１７が所望の
回転角速度ｄφZ ／ｄｔにて回転するように、方位サー
ボモータ２９の回転角速度が制御される。先ず、所望の
回転角速度信号ｄφZ ／ｄｔがゼロクロスモード部６２
−１に供給される。ゼロクロスモード部６２−１は、電
流値信号をコンミュテータ制御回路６３に供給する。斯
かる電流値信号は方位サーボモータ２９の所定の２対の
コイルに供給される。
６２におけるゼロクロスモード部６２−１の機能を説明
する。ゼロクロスモードにおいて、追従軸１７が所望の
回転角速度ｄφZ ／ｄｔにて回転するように、方位サー
ボモータ２９の回転角速度が制御される。先ず、所望の
回転角速度信号ｄφZ ／ｄｔがゼロクロスモード部６２
−１に供給される。ゼロクロスモード部６２−１は、電
流値信号をコンミュテータ制御回路６３に供給する。斯
かる電流値信号は方位サーボモータ２９の所定の２対の
コイルに供給される。
【０１０９】それによって方位サーボモータ２９の回転
子２９−２及び追従軸１７は回転し、その回転角度は方
位エンコーダ３１によって検出され、回転角信号ＬＳＢ
として方位サーボ演算部６１に供給される。方位サーボ
演算部６１は回転角信号ＬＳＢを入力し、それをゼロク
ロスモード部６２−１に供給する。
子２９−２及び追従軸１７は回転し、その回転角度は方
位エンコーダ３１によって検出され、回転角信号ＬＳＢ
として方位サーボ演算部６１に供給される。方位サーボ
演算部６１は回転角信号ＬＳＢを入力し、それをゼロク
ロスモード部６２−１に供給する。
【０１１０】ゼロクロスモード部６２−１は単位時間当
たりのＬＳＢ数を計算し、それによって追従軸１７の実
際の回転角速度ｄφZ ／ｄｔを演算する。ゼロクロスモ
ード部６２−１は、斯かる実際の回転角速度信号ｄφZ
／ｄｔと所望の回転角速度信号ｄφZ ／ｄｔを比較し、
両者の偏差に相当する電流値信号を演算し、それをコン
ミュテータ制御回路６３を介して方位サーボモータ２９
にフィードバックする。それによって追従軸１７は所望
の回転角速度ｄφZ ／ｄｔにて回転する。
たりのＬＳＢ数を計算し、それによって追従軸１７の実
際の回転角速度ｄφZ ／ｄｔを演算する。ゼロクロスモ
ード部６２−１は、斯かる実際の回転角速度信号ｄφZ
／ｄｔと所望の回転角速度信号ｄφZ ／ｄｔを比較し、
両者の偏差に相当する電流値信号を演算し、それをコン
ミュテータ制御回路６３を介して方位サーボモータ２９
にフィードバックする。それによって追従軸１７は所望
の回転角速度ｄφZ ／ｄｔにて回転する。
【０１１１】同時に、ゼロクロスモード部６２−１はＬ
ＳＢ数を積算しそれによって追従軸１７の実際の回転角
度φi を演算する。斯かる回転角度φi はゼロクロスモ
ード終了後、ラストアジマスモード部６２−２に供給さ
れる。
ＳＢ数を積算しそれによって追従軸１７の実際の回転角
度φi を演算する。斯かる回転角度φi はゼロクロスモ
ード終了後、ラストアジマスモード部６２−２に供給さ
れる。
【０１１２】こうして、本例のゼロクロスモードでは、
方位サーボモータ２９によって追従軸１７は、所望の回
転角速度ｄφZ ／ｄｔにて回転し、ゼロクロスを検出す
ることができる。
方位サーボモータ２９によって追従軸１７は、所望の回
転角速度ｄφZ ／ｄｔにて回転し、ゼロクロスを検出す
ることができる。
【０１１３】次に本例のラストアジマスモードについて
説明する。本発明によると、ゼロクロスモードの終了
後、コンパスモードで運転を開始する前にラストアジマ
スモードが使用される。方位軸周りの回転角をゼロクロ
ス発信器とインクリメンタルエンコーダによって検出す
る形式のジャイロコンパスにおいて、ゼロクロスモード
によってゼロクロスを検出したとき、停止する方位は機
構的に常に一定となる。斯かる状態でコンパスモードを
作動すると、ジャイロコンパスの指北端が真北を向くま
で時間がかかる。
説明する。本発明によると、ゼロクロスモードの終了
後、コンパスモードで運転を開始する前にラストアジマ
スモードが使用される。方位軸周りの回転角をゼロクロ
ス発信器とインクリメンタルエンコーダによって検出す
る形式のジャイロコンパスにおいて、ゼロクロスモード
によってゼロクロスを検出したとき、停止する方位は機
構的に常に一定となる。斯かる状態でコンパスモードを
作動すると、ジャイロコンパスの指北端が真北を向くま
で時間がかかる。
【０１１４】本例のラストアジマスモードによると、コ
ンパスモードを作動させる前に予めジャイロコンパスの
指北端を真北方向に向かせておく。それによってジャイ
ロコンパスの指北端が真北方向を向いた状態で、コンパ
スモードを開始させることができる。
ンパスモードを作動させる前に予めジャイロコンパスの
指北端を真北方向に向かせておく。それによってジャイ
ロコンパスの指北端が真北方向を向いた状態で、コンパ
スモードを開始させることができる。
【０１１５】ジャイロコンパスを停止してから再度起動
する場合、その間航行体は移動していないものとする。
従って、ゼロクロスモードを開始する場合、ジャイロコ
ンパスの指北端は真北を向いている。斯かる状態から、
ゼロクロスモードによってゼロクロスを検出すると、追
従軸１７は所定の回転角度φi だけ回転する。本例のラ
ストアジマスモードはゼロクロスモードにおける追従軸
１７の回転角度φi を検出し、ゼロクロス検出後、斯か
る回転角φi だけ追従軸１７を反対方向に回転させるよ
うに構成されている。
する場合、その間航行体は移動していないものとする。
従って、ゼロクロスモードを開始する場合、ジャイロコ
ンパスの指北端は真北を向いている。斯かる状態から、
ゼロクロスモードによってゼロクロスを検出すると、追
従軸１７は所定の回転角度φi だけ回転する。本例のラ
ストアジマスモードはゼロクロスモードにおける追従軸
１７の回転角度φi を検出し、ゼロクロス検出後、斯か
る回転角φi だけ追従軸１７を反対方向に回転させるよ
うに構成されている。
【０１１６】図１０を参照して起動シークエンスにおけ
るラストアジマスモード部６２−２の機能を説明する。
ゼロクロスモードにおいて追従軸１７が回転角度φi だ
け回転した場合、ゼロクロスモード部６２−１は回転角
度信号φi をラストアジマスモード部６２−２に供給す
る。ラストアジマスモード部６２−２は、斯かる回転角
φi だけ追従軸１７を反対方向に回転させるために電流
値信号をコンミュテータ制御回路６３に供給する。斯か
る電流値信号は方位サーボモータ２９の所定の２対のコ
イルに供給される。
るラストアジマスモード部６２−２の機能を説明する。
ゼロクロスモードにおいて追従軸１７が回転角度φi だ
け回転した場合、ゼロクロスモード部６２−１は回転角
度信号φi をラストアジマスモード部６２−２に供給す
る。ラストアジマスモード部６２−２は、斯かる回転角
φi だけ追従軸１７を反対方向に回転させるために電流
値信号をコンミュテータ制御回路６３に供給する。斯か
る電流値信号は方位サーボモータ２９の所定の２対のコ
イルに供給される。
【０１１７】それによって方位サーボモータ２９の回転
子２９−２及び追従軸１７は回転しその回転角度は方位
エンコーダ３１によって検出され、回転角信号ＬＳＢと
して方位サーボ演算部６１に供給される。方位サーボ演
算部６１は回転角信号ＬＳＢを入力して追従軸１７の絶
対回転角度、即ち、方位角を演算し、それをラストアジ
マスモード部６２−２に供給する。
子２９−２及び追従軸１７は回転しその回転角度は方位
エンコーダ３１によって検出され、回転角信号ＬＳＢと
して方位サーボ演算部６１に供給される。方位サーボ演
算部６１は回転角信号ＬＳＢを入力して追従軸１７の絶
対回転角度、即ち、方位角を演算し、それをラストアジ
マスモード部６２−２に供給する。
【０１１８】ラストアジマスモード部６２−２は、斯か
る方位角より方位サーボモータ２９に供給する電流値信
号を演算し、それをコンミュテータ制御回路６３を介し
て方位サーボモータ２９にフィードバックする。それに
よって追従軸１７は回転角度φi だけ回転する。こうし
て、ジャイロコンパスモードを開始するとき、ジャイロ
コンパスの指北端は真北を向いていることとなる。
る方位角より方位サーボモータ２９に供給する電流値信
号を演算し、それをコンミュテータ制御回路６３を介し
て方位サーボモータ２９にフィードバックする。それに
よって追従軸１７は回転角度φi だけ回転する。こうし
て、ジャイロコンパスモードを開始するとき、ジャイロ
コンパスの指北端は真北を向いていることとなる。
【０１１９】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
【０１２０】
【発明の効果】本発明によると、従来のようにスリップ
リングを使用する代わりに、ロータリートランス４５を
使用するから、スリップリングのように接点不良、機械
的接触による摩擦等がなく信頼性の高いジャイロコンパ
スを供給することができる利点がある。
リングを使用する代わりに、ロータリートランス４５を
使用するから、スリップリングのように接点不良、機械
的接触による摩擦等がなく信頼性の高いジャイロコンパ
スを供給することができる利点がある。
【０１２１】本発明によると、方位サーボモータはトロ
イダル３相巻線よりなり、コンミュテータ制御回路を制
御することによって、トロイダル３相巻線のうちの２巻
線を順次励磁して回転子を３６０°内の角度で回転させ
ることができるから、ジャイロコンパスの起動時のゼロ
クロスモードにおいて、ゼロクロス発信器によってゼロ
クロス検出信号を発生させることができる利点がある。
イダル３相巻線よりなり、コンミュテータ制御回路を制
御することによって、トロイダル３相巻線のうちの２巻
線を順次励磁して回転子を３６０°内の角度で回転させ
ることができるから、ジャイロコンパスの起動時のゼロ
クロスモードにおいて、ゼロクロス発信器によってゼロ
クロス検出信号を発生させることができる利点がある。
【０１２２】本発明によると、ゼロクロスモードでは、
最初にゼロクロス発信器に対応した位置の１対の２巻線
が励磁され、それによってゼロクロス信号が発生しない
場合には次に隣接する１対の２巻線が励磁されるように
構成されているから、最少の励磁コイル切り換え回数に
てゼロクロスを検出することができる利点がある。
最初にゼロクロス発信器に対応した位置の１対の２巻線
が励磁され、それによってゼロクロス信号が発生しない
場合には次に隣接する１対の２巻線が励磁されるように
構成されているから、最少の励磁コイル切り換え回数に
てゼロクロスを検出することができる利点がある。
【０１２３】本発明によると、ゼロクロスモードが終了
するとラストアジマスモードが作動され、それによって
ジャイロの指北端は真北方向に指向されるように構成さ
れているから、ジャイロコンパスの指北端を真北に向け
た状態でコンパスモードを作動開始することができる利
点がある。
するとラストアジマスモードが作動され、それによって
ジャイロの指北端は真北方向に指向されるように構成さ
れているから、ジャイロコンパスの指北端を真北に向け
た状態でコンパスモードを作動開始することができる利
点がある。
【図１】本発明によるジャイロコンパスの概念図であ
る。
る。
【図２】本発明によるジャイロコンパスの例の正面構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】本発明によるジャイロコンパスの例の平面構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図４】ＴＤＧの例の断面図である。
【図５】本発明によるジャイロコンパスに使用する方位
サーボモータの作動を説明する説明図である。
サーボモータの作動を説明する説明図である。
【図６】本発明によるジャイロコンパスに使用する方位
サーボモータのコイルの接続を説明する説明図である。
サーボモータのコイルの接続を説明する説明図である。
【図７】本発明によるジャイロコンパスに使用するロー
タリートランスの例を説明する説明図である。
タリートランスの例を説明する説明図である。
【図８】ロータリートランスのロータ側の回路を説明す
る説明図である。
る説明図である。
【図９】ロータリートランスのステータ側の回路を説明
する説明図である。
する説明図である。
【図１０】本発明によるジャイロコンパスの起動シーク
エンスの例を説明する説明図である。
エンスの例を説明する説明図である。
【図１１】本発明によるゼロクロスモードの工程を説明
する流れ図である。
する流れ図である。
【図１２】従来のジャイロコンパスの例の正面断面図で
ある。
ある。
【図１３】従来のジャイロコンパスの例の平面断面図で
ある。
ある。
【図１４】従来のＴＤＧのタンクの内部の概略を示す図
である。
である。
１０ 基台
１１ ＴＧＤ
１３ ブロック
１３Ａ、１３Ａ’ 水平軸
１５ 追従環
１７ 追従軸
１９ 軸受け
２１ 南北傾斜計又は南北加速度計
２３ 東西傾斜計又は東西加速度計
２７ 水平サーボモータ
２７−１ 回転子
２７−２ 固定子
２９ 方位サーボモータ
３１ 方位エンコーダ
３５ コンパス演算部
３６ 水平トルキング回路
３７ 方位トルキング回路
４１ 盤器
４３ カバー
４５ ロータリートランス
４７ カップリング
４９ プラットホーム
５１、５３Ａ 軸受け
６１ 方位サーボ演算部
６２ 起動シークエンス部
６３ コンミュテータ制御回路
６５ 水平サーボ演算部
１１０ ジャイロロータ
１１１ ジャイロケース
１１３ 懸吊線
１１５ タンク
１１５Ａ、１１５Ｂ 水平軸
１１６ 液
１１７ 水平環
１１７Ａ、１１７Ｂ ジンバル軸
１１９Ａ、１１９Ｂ 軸受け
１２１ 追従環
１２１Ａ 円筒状壁
１２１Ｂ スカート部
１２３Ａ、１２３Ｂ 軸受け
１２５ 追従軸
１２７ 盤器
１２７Ａ 中心軸
１２７Ｂ 突起
１２９、１３１ 軸受け
１３３ カップリング
１３５ 取り付け部
１４１ 水平サーボモータ
１４１Ａ 回転子
１４１Ｂ 固定子
１４３ 方位サーボモータ
１４３Ａ 回転子
１４３Ｂ 固定子
１４５ スリップリング
１４５Ａ 集電環
１４５Ｂ ブラシ
１４７ 方位エンコーダ
１５１ ハウジング
１５３ 上側キャップ
１５５ 下側キャップ
１５７ 玉軸受け
１５９ ジャイロロータ
１６１ フレックスヒンジ
１６１Ａ 中心孔
１６１−１ ボス
１６１−２ ジンバル環
１６１−３ 外周環
１６１−４ 内側ヒンジ部
１６１−５ 外側ヒンジ部
１６５ 軸
１６７ モータ
１６７−１ 固定子
１６７−２ 回転子
１７１−１ 永久磁石
１７１−２ トルカコイル
１７３ ピックアップ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 藤本 修一
東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株
式会社トキメック内
(56)参考文献 特開 昭54−27669（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−116176（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−283813（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−91014（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−283814（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−215554（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−167387（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01C 19/00 - 19/72
Claims (8)
- 【請求項１】 Ｘ軸方向のスピン軸線を有するジャイロ
と該ジャイロをＹ軸及びＺ軸周りに回転可能に支持する
支持装置と、 上記支持装置をＹ軸周りに回転可能に支持し、基台に垂
直な追従軸を有し、該追従軸を通る垂直軸線周りに回転
可能な追従環と、 上記ジャイロに指北力を付与するための指北装置と、を
有するジャイロコンパスにおいて、 上記ジャイロを含みＺ軸周りに回転可能な回転部と上記
基台を含む固定部との間にロータリートランスが配置さ
れ、上記ロータリートランスはディジタルシリアル通信
回路を介して上記固定部と上記回転部の間で信号を通信
するための信号チャンネルと上記固定部より上記回転部
へ電源を供給するための電源チャンネルとを含むことを
特徴とするジャイロコンパス。 - 【請求項２】 請求項１記載のジャイロコンパスにおい
て、上記信号チャンネルに使用される搬送波周波数と上
記電源チャンネルに使用される電源周波数は異なること
を特徴とするジャイロコンパス。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のジャイロコンパス
において、上記電源チャンネルを経由して上記回転部へ
供給される上記電源周波数はジャイロロータの駆動電源
の周波数に等しいことを特徴とするジャイロコンパス。 - 【請求項４】 請求項１又は２記載のジャイロコンパス
において、上記ジャイロはジャイロケースに対するジャ
イロロータのＹ軸周り及びＺ軸周りの回転変位を検出す
るピックアップを有し、該ピックアップのコイル励磁用
電源の周波数は上記ロータリートランスの励磁周波数に
等しいことを特徴とするジャイロコンパス。 - 【請求項５】 請求項１、２、３又は４記載のジャイロ
コンパスにおいて、上記回転部には上記ジャイロのＸ軸
周りの回転角度を検出する東西傾斜計と上記ジャイロの
Ｙ軸周りの回転角度を検出する南北傾斜計とが装着さ
れ、上記固定部には上記回転部のＺ軸周りの回転角度を
検出する方位発信器が装着され、上記信号チャンネルを
経由してジャイロ信号、上記東西傾斜計、上記南北傾斜
計及び上記方位発信器の出力信号が送信受信されるよう
に構成されていることを特徴とするジャイロコンパス。 - 【請求項６】 Ｘ軸方向のスピン軸線を有するジャイロ
と該ジャイロをＹ軸及びＺ軸周りに回転可能に支持する
支持装置と、 上記支持装置をＹ軸周りに回転可能に支持し、基台に垂
直な追従軸を有し、該追従軸を通る垂直軸線周りに回転
可能な追従環と、 上記ジャイロに指北力を付与するための指北装置と、を
有するジャイロコンパスにおいて、 上記追従軸の下側には上記回転部をＺ軸周りに回転させ
るための方位サーボモータと上記回転部のＺ軸周りの回
転角度を検出する方位発信器が装着され、上記方位サー
ボモータはトロイダル３相巻線よりなる固定子と永久磁
石よりなる回転子とを含み、上記方位発信器は上記回転
部のＺ軸周りの回転角度をインクリメンタルに検出する
方位エンコーダとゼロクロス発信器を含み、ジャイロコ
ンパスの起動時にゼロクロスモードが作動され、コンミ
ュテータ制御回路を制御することによって、上記トロイ
ダル３相巻線のうちの２巻線を順次励磁して上記回転子
を３６０°内の角度で回転させ、上記ゼロクロス発信器
はゼロクロス検出信号を発生させるように構成されてい
ることを特徴とするジャイロコンパス。 - 【請求項７】 請求項６記載のジャイロコンパスにおい
て、 上記ゼロクロスモードでは、最初にゼロクロス発信器に
対応した位置の１対の２巻線が励磁され、それによって
ゼロクロス信号が発生しない場合には次に隣接する１対
の２巻線が励磁され、それによって最少の励磁コイル切
り換え回数にてゼロクロスを検出することができるよう
に構成されていることを特徴とするジャイロコンパス。 - 【請求項８】 請求項６又は７記載のジャイロコンパス
において、上記ゼロクロスモードが終了するとラストア
ジマスモードが作動され、それによって上記ジャイロの
指北端は真北方向に指向されるように構成されているこ
とを特徴とするジャイロコンパス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30647394A JP3467633B2 (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | ジャイロコンパス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30647394A JP3467633B2 (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | ジャイロコンパス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08159772A JPH08159772A (ja) | 1996-06-21 |
| JP3467633B2 true JP3467633B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=17957443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30647394A Expired - Fee Related JP3467633B2 (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | ジャイロコンパス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3467633B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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