JPH0335842B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アンテナ等を水平に保持する水平安
定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の水平安定装置としては、例えば
第３図に示すようなものがある。これに於ては、
安定台１は２個のジンバル（Ｘ軸，Ｙ軸）を介し
て、図示せずも船体に取り付けられた支柱で支え
られている。安定台１には動揺補償のため、フラ
イホイール２が取付けられている。尚、２Ａはフ
ライホイールモータである。また、安定台１には
（Ｘ軸），（Ｙ軸）回りの傾きを検出する傾斜計３，
４を設置して、それ等の出力をドリフト補正回路
７，８を介してトルクモータ５，６に供給し、両
者を駆動して、安定台１を（Ｙ軸）及び（Ｘ軸）
まわりに回動し、水平にさせる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の水平安定装置
にあつては、傾斜計を２個、ドリフト補正回路を
２個、トルクモータを２個、ドリフト補正回路用
電源（図示せず）、ジンバルを２個、フライホイ
ール２、フライホイールモータ２Ａが必要となつ
ていたため、高価である。又、部品点数が多い
し、故障も多い。更に、安定台１が水平になるま
で時間が掛かるという問題点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、そ
の手段は、支柱１２にジンバル機構１１を介して
２軸の自由度を持つて支持されている安定台１０
と、該安定台にヤジロベと同様の機能を与えるウ
エイト１０Ｂと、上記安定台に対して回動自在に
支持され且つ互に直交する軸１５Ac，１５Bcの
まわりに振れ得るフライホイールモータ１３Ａ，
１４Ａにより夫々回転される一対のフライホイー
ル１３，１４とより成る水平安定装置である。

〔作用〕

上述の構成に於て、モータ１３Ａ，１４Ａを
夫々駆動してフライホイール１３，１４を回転さ
せるのみで、安定台１０にどのような加速度が加
わつても、回転しているフライホイール１３，１
４等の作用で、安定台１０は、常に水平を保持す
る。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。第１
図Ａは、本発明の一実施例を示す断面図であり、
同図Ｂはその上面図である。

同図に於て、１０はキヤツプ状に形成された安
定台である。このキヤツプ状の安定台１０の筒状
部１０Ａの下端には、リング状のウエイト１０Ｂ
がフランジ状に設けられている。又、安定台１０
の平らな円板状部１０Ｃの下面の中央部に、下端
に小径のキヤツプ状部１０Ｄを有する支持部又は
ボス部１０Ｅが、下方に伸びる如く設けられてい
る。

安定台１０は２個のジンバル（Ｘ軸，Ｙ軸）機
構１１を介して（２軸の自由度をもつて）支柱１
２で支えられているので、安定台１０は、そのウ
エイト１０Ｂにより、「やじろべい」と同様に、
例えば船体に固定されている支柱１２が、船体の
動揺等により２軸（Ｘ軸，Ｙ軸）回りに傾斜して
も、水平を保つ。しかしながら、支柱１２を水平
方向に移動させると、ウエイト１０Ｂに加速度が
加わるため、安定台１０は傾斜してしまう。この
加速度の影響を防ぐため、２組のフライホイール
１３，１４を設ける。即ち、第１図に於て、１５
はフライホイール１３，１４のフライホイールモ
ータ１３Ａ，１４Ａを支持するモータ取付台で、
このモータ取付台１５は、安定台１０の支持部１
０Ｅを包囲するリング状部１５Ｃと、その一直径
の両端（180゜離れた位置）に夫々設けられたＬ字
状及び逆Ｌ字状の支持部材１５Ａ，１５Ｂとを有
する。モータ取付台１５は、ベアリング１６，１
７を介して安定台１０のキヤツプ状部１０Ｄに対
して回転自在に支持されている。各支持部材１５
Ａ，１５Ｂの水平部１５Aa，１５Ba上には、
夫々支持材１５Ab，１５Bbが植立され、これ等
により、フライホイールモータ１３Ａ，１４Ａ
が、互に直角な水平な軸１５Ac，１５Bcのまわ
りに振れ得るように支持される。従つて、両フラ
イホイール１３，１４はキヤツプ状部１０Ｄに対
して、互に180゜の角間隔を持つことになる。又、
１８は安定台１０の支持部１０Ｅ及びモータ取付
台１５のリング状部１５Ｃに夫々取付けたスリツ
プリング及びブラシを全体的に示すもので、これ
を通じて電源（図示せず）よりフライホイールモ
ータ１３Ａ，１４Ａに電力を与え、フライホイー
ル１３，１４を夫々回転する。尚、詳述せずも、
各部材１０Ｄ，１３，１４，１５Ａ，１５Ｂ等の
形状及び寸法は、第１図に示す如く選択されてい
るので、フライホイール１３，１４は、筒状部１
０Ａと支持部材１５Ａ，１５Ｂとの間に於て、他
の部材と接触すること無く、自転し得るし、キヤ
ツプ状部１０Ｄのまわりに回動できるものであ
る。

次に、上述した本発明の一例の動作を説明す
る。今、安定台１０に第１図に於てＹ軸方向に加
速度αが加わつたとすると、それに、Ｘ軸回りに
トルクＴ（＝mαL，ここで、ｍは安定台１０、フ
ライホイール１３，１４等を含む回動部の質量、
Ｌはこの回動部の支点（Ｘ又はＹ軸）と回動部の
重心との間の距離）が、Ｘ軸まわりに発生し、こ
のトルクＴは、軸１５Bcを介してフライホイー
ル１４に作用する。フライホイール１４にトルク
Ｔが加わると、フライホイール１４（その角運動
量はＨ）は、軸１５Bc回りに旋回する（プレセ
ツシヨンする）。フライホイール１４が回転して
いないとすると、安定台１０は、このトルクＴと
安定台１０が傾斜して戻ろうとするトルクとが等
しくなる所まで傾斜するが、フライホイール１４
が回転していると、加速度αによりトルクＴが発
生してもフライホイール１４に反作用のトルクが
発生し、安定台１０は傾斜せず、水平を保つ。

一方、加速度がＸ軸方向に加わつた場合も、フ
ライホイール１３が回転しているので、Ｙ軸方向
の場合と同様に、安定台１０は水平に保たれる。

更に、本発明の第１図の例に於ては、船等の旋
回の場合の影響を無くすため、安定台１０は支柱
１２回り（Ｚ軸回り）にバランスを取つてある。
また、船等の旋回がフライホイール１３，１４に
影響を与えない様に、Ｚ軸回りにバランスさせた
フライホイールモータ等を有するモータ取付台１
５は、前述の如く安定台１０の回りを自由に回転
出来る様にしてある。

又、フライホイール１３，１４とフライホイー
ルモータ１３Ａ，１４Ａは、軸１５Ac，１５Bc
の回りに自由度を持ち、同軸の回りはバランスを
取つてあるが、若干各モータ１３Ａ，１４Ａの下
側を重くしてあるので、各フライホイール１３，
１４の回転軸１３Ｂ，１４Ｂの向きは上向（Ｚ軸
方向）になる様になつている。これは、フライホ
イール１３，１４を回し初めの時に、フライホイ
ール１３，１４の回転軸１３Ｂ，１４Ｂを上向に
する為である。

尚、２組のフライホイールモータ１３Ａ，１４
Ａの軸１５Ac，１５Bcは、Ｘ軸，Ｙ軸方向より
の加速度の影響を防ぐため、前述の如く互に直交
する様にしてある。

安定台１０に対して、モータ取付台１５が第１
図よりθ回動し、第２図に示す位置に来た場合で
も、第１図の例で発生する様なトルクＴのベクト
ルは第２図の様にT₁，T₂に分解されるので、一
方のトルクT₁はフライホイール１４の反作用で、
他方のトルクT₂はフライホイール１３の反作用
で打消しあうので、安定台１０は、やはり水平を
保つ。尚、第１図に示す本発明の例に於ては、フ
ライホイールモータ１３Ａ，１４Ａは支持部１０
Ｅに対して180゜離れているが、両者の軸１５Ac，
１５Bcが相互に直交していれば、両者を180゜以
外、例えば90゜、或はそれ以下に近接配置しても
よい。しかし、この場合、回動部を回転軸、即ち
支持部１０Ｅのまわりにバランスさせるため、モ
ータ取付台１５に、支持部１０Ｅに関してフライ
ホイールモータ１３Ａ，１４Ａ等に対向する位置
に、バランスウエイトを設ける必要がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による水平安定装
置は、主として２組のフライホイールとフライホ
イールモータとで構成されるので、部品点数が少
なく、安価で、故障が少ない。従来の例では、傾
斜計の出力を時定数の大きいフイルタを通してド
リフト補正をしているので、水平になるまで時間
が掛かるが、本例ではその時間は必要でないので
すぐ使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ及びＢは本発明の一例の縦断面及び上
面図、第２図はその動作説明用の上面図、第３図
は従来例の略線図である。 図に於て、１０は安定台、１１はジンバル機
構、１２は支柱、１３，１４はフライホイール、
１３Ａ，１４Ａはフライホイールモータ、１５は
モータ取付台を夫々示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 支柱にジンバル機構を介して２軸の自由度を
   持つて支持されている安定台と、該安定台に支柱
   を中心に円周上に配置されたヤジロベと同様の機
   能を与えるウエイトと、上記安定台に対して支柱
   を中心に回動自在に支持されたモータ取付台とモ
   ータ取付台に支柱を中心とし対称に取付けられ、
   支柱に対して直交する水平面に於いて互に直交す
   る軸のまわりに振れ得るモータにより夫々回転さ
   れる一対のフライホイールとより成ることを特徴
   とする水平安定装置。