JPH0335843B2 - - 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４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２を回転させるフライホイールモ
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
まわりに振れ得るように支持されたフライホイー
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、上記フライホ
イールモータ１３Ａ，１４Ａの振れ得る軸１５
Ac，１５Bcと支持部との間に夫々架張されたス
プリング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。

本発明に於ては、更にセンタスプリング１９，
２０を、夫々フライホイールモータ１３Ａ，１４
Ａの軸１５Ac，１５Bcと支持材１５Ab，１５
Bbとの間に架張する。即ち、一方のフライホイ
ールモータ１４Ａの部分を示す第２図の如く、セ
ンタスプリング２０の一端を軸１５Bcに固定す
ると共に、その他端を支持材１５Bcに、軸１５
Bcの下方に於て固定する。斯くすれば、フライ
ホイール１４の回転軸１４Ｂは、常に上方（第１
図に於てＺ軸方向）を向く。即ち、フライホイー
ルモータ１４Ａの軸１５Bcに関して、下側を重
くしたと同様の効果が得られ、フライホイールモ
ータ１４Ａの支持の自由度が増す。尚、他方のス
プリング１９と軸１５Acとの関係も上述と同様
で、従つて、フライホイール１３も、フライホイ
ール１４と同様に作用する。

次に、上述した本発明の水平安定装置の動作を
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１
０、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、本発明では、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１５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、センタスプリング１９，２０を上
述の如く設け、フライホイール１３，１４の回転
軸１３Ｂ，１４Ｂの向きを上向（Ｚ軸方向）にな
したので、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１３
Ｂ，１４Ｂは上向になる。

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３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３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、上述した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１０Ｅに
対して180゜離れているが、両者の軸１５Ac，１
５Bc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〕

以上説明してきたように、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ているので、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。更に、フライホイール
の回転軸が常に上向きであるので、起動が容易で
ある。

【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図は第１図Ａの一部の拡大図、第３図
はその動作説明用の上面図、第４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、１９，２０はセンタスプリングを
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ように支持されたフライ
   ホイールモータにより夫々回転される一対のフラ
   イホイールと、上記フライホイールモータの振れ
   得る軸と支持部との間に夫々架長されたスプリン
   グとより成ることを特徴とする水平安定装置。