JPH0352002B2 - - Google Patents
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- JPH0352002B2 JPH0352002B2 JP60125867A JP12586785A JPH0352002B2 JP H0352002 B2 JPH0352002 B2 JP H0352002B2 JP 60125867 A JP60125867 A JP 60125867A JP 12586785 A JP12586785 A JP 12586785A JP H0352002 B2 JPH0352002 B2 JP H0352002B2
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- gyro
- servo motor
- horizontal
- ring
- gyroscope
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Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
- G01C19/34—Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes
- G01C19/38—Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes with north-seeking action by other than magnetic means, e.g. gyrocompasses using earth's rotation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
- G01C19/04—Details
- G01C19/30—Erection devices, i.e. devices for restoring rotor axis to a desired position
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/12—Gyroscopes
- Y10T74/1229—Gyroscope control
- Y10T74/1232—Erecting
- Y10T74/1254—Erecting by motor torque
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/12—Gyroscopes
- Y10T74/1289—Horizontal gyroscopes
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Geology (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、従来の船舶用のほか、陸上の航行体
にも搭載可能な小型ジヤイロ装置に関する。
にも搭載可能な小型ジヤイロ装置に関する。
本発明と同一の出願人による従来の「ジヤイロ
装置」（特公昭52−10017号明細書他）と概要を第
３図〜第７図によつて説明しよう。
装置」（特公昭52−10017号明細書他）と概要を第
３図〜第７図によつて説明しよう。
第３図に於て、１はその内部に高速にて回転す
るジヤイロロータを内蔵するジヤイロケースで、
之を液密構造となす。２はジヤイロケース１を包
囲するタンクの如き容器、３はジヤイロケース１
を支持する懸吊線で、その上端をタンク２に、下
端をジヤイロケース１に夫々固定する。４Ｎ，４
Ｓ及び５Ｎ，５Ｓは夫々無接触変位検出装置６の
１次側及び２次側で、１次側４Ｎ，４Ｓは例えば
ジヤイロケース１の表面で、ジヤイロのスピン軸
の延長との交点即ちジヤイロの北及び南側に夫々
取付ける。一方、２次側５Ｎ，５Ｓをタンク２の
一次側４Ｎ，４Ｓの対応する位置に取付ける。７
は高粘性のダンピングオイルの如き液体で、之を
タンク２内に充填する。タンク２の赤道上スピン
軸と直交する位置（東西）に一対と水平面８，
８′の一端を取付け、それ等の他端を水平環１２
に対応する位置に設けた軸受１３，１３′に回動
的に嵌合する。１０は水平追従用サーボモータ
で、之を水平環１２に取付ける。一方の水平軸８
に水平歯車９を取付け之をサーボモータ１０の回
転軸に取付けた水平ピニオン１１と噛合せしめ
る。水平環１２の前記水平軸々受１３，１３′と
直交する位置にジンバル軸１４，１４′を夫々取
付け、之等を追従環１６の対応する位置に取付け
たジンバル軸々受１５，１５′に夫々回動的に嵌
合する。追従環１６の上下に追動軸１７，１７′
を取付け、之等の遊端部を盤器２４の対応せる位
置に設けた追従軸々受２５，２５′に回動的に嵌
合する。方位歯車２１を一方の追従軸１７に取付
ける。１９は盤器２４に取付けた方位追従サーボ
モータ、２０はその回転軸に取付けた方位ピニオ
ンで、之は方位歯車２１と噛合する。
るジヤイロロータを内蔵するジヤイロケースで、
之を液密構造となす。２はジヤイロケース１を包
囲するタンクの如き容器、３はジヤイロケース１
を支持する懸吊線で、その上端をタンク２に、下
端をジヤイロケース１に夫々固定する。４Ｎ，４
Ｓ及び５Ｎ，５Ｓは夫々無接触変位検出装置６の
１次側及び２次側で、１次側４Ｎ，４Ｓは例えば
ジヤイロケース１の表面で、ジヤイロのスピン軸
の延長との交点即ちジヤイロの北及び南側に夫々
取付ける。一方、２次側５Ｎ，５Ｓをタンク２の
一次側４Ｎ，４Ｓの対応する位置に取付ける。７
は高粘性のダンピングオイルの如き液体で、之を
タンク２内に充填する。タンク２の赤道上スピン
軸と直交する位置（東西）に一対と水平面８，
８′の一端を取付け、それ等の他端を水平環１２
に対応する位置に設けた軸受１３，１３′に回動
的に嵌合する。１０は水平追従用サーボモータ
で、之を水平環１２に取付ける。一方の水平軸８
に水平歯車９を取付け之をサーボモータ１０の回
転軸に取付けた水平ピニオン１１と噛合せしめ
る。水平環１２の前記水平軸々受１３，１３′と
直交する位置にジンバル軸１４，１４′を夫々取
付け、之等を追従環１６の対応する位置に取付け
たジンバル軸々受１５，１５′に夫々回動的に嵌
合する。追従環１６の上下に追動軸１７，１７′
を取付け、之等の遊端部を盤器２４の対応せる位
置に設けた追従軸々受２５，２５′に回動的に嵌
合する。方位歯車２１を一方の追従軸１７に取付
ける。１９は盤器２４に取付けた方位追従サーボ
モータ、２０はその回転軸に取付けた方位ピニオ
ンで、之は方位歯車２１と噛合する。
２２はコンパスコードで、之を追従軸１７′に
取付ける。２３は盤器２４の上面に於てコンパス
カード２２と対応する如く取付けた基線板で、そ
の中央部に引かれた基線２６と、コンパスカード
２２とにより、本器の装備された航行体の針路を
読み取る。
取付ける。２３は盤器２４の上面に於てコンパス
カード２２と対応する如く取付けた基線板で、そ
の中央部に引かれた基線２６と、コンパスカード
２２とにより、本器の装備された航行体の針路を
読み取る。
次に、上述の無接触変位検出装置６の一具体例
を第４図及び第５図を参照して説明する。第４図
はＮ（北）側の一組をとり出したものである。同
図に示す如く１次側４Ｎを１個の１次側コイルと
なし、その巻き線はジヤイロスピン軸に直交する
平面内にあり、通常ジヤイロ電源と共用の交流で
励磁され、破線矢印a1，a1にて示す交番磁場を作
る。２次側５Ｎも動じく４個の矩形コイル５
NW，５NE，５NU，５NLより構成し、一対の
コイル５NW，５NEを横方向に並列に配置し、
他方の対のコイル５NU，５NLを上下方向に並
べる。コイル対５NW，５NEの巻き始め及びコ
イル対５NW，５NLの巻き始めを互いに接続す
る。今、１次側コイル４Ｎ、即ちジヤイロケース
１が２次側コイル５Ｎ、即ちタンク２の中心に位
置している場合を考えると、各４個の各２次側コ
イル５NW，５NE，５NU，５NL中を１次コイ
ル４Ｎによる磁束が貫通するので、これに対応し
て電圧が４個の各コイルに誘起されるが、各２次
コイル中の磁束変化は略々同一であり、更に各コ
イル体は上述の如く差動的に接続せられているの
で、その出力端子２−１及び２−２には、電圧は
何等発生しない。ここで、例えば１次側コイル４
Ｎが東方に同図Ｅ偏倚した場合を考えると、コイ
ル５NEを貫通する磁束は増加し、コイル５NW
を貫通する磁束は減少するので、出力端子２−１
には電圧が生ずるが、端子２−２には出力はな
い。
を第４図及び第５図を参照して説明する。第４図
はＮ（北）側の一組をとり出したものである。同
図に示す如く１次側４Ｎを１個の１次側コイルと
なし、その巻き線はジヤイロスピン軸に直交する
平面内にあり、通常ジヤイロ電源と共用の交流で
励磁され、破線矢印a1，a1にて示す交番磁場を作
る。２次側５Ｎも動じく４個の矩形コイル５
NW，５NE，５NU，５NLより構成し、一対の
コイル５NW，５NEを横方向に並列に配置し、
他方の対のコイル５NU，５NLを上下方向に並
べる。コイル対５NW，５NEの巻き始め及びコ
イル対５NW，５NLの巻き始めを互いに接続す
る。今、１次側コイル４Ｎ、即ちジヤイロケース
１が２次側コイル５Ｎ、即ちタンク２の中心に位
置している場合を考えると、各４個の各２次側コ
イル５NW，５NE，５NU，５NL中を１次コイ
ル４Ｎによる磁束が貫通するので、これに対応し
て電圧が４個の各コイルに誘起されるが、各２次
コイル中の磁束変化は略々同一であり、更に各コ
イル体は上述の如く差動的に接続せられているの
で、その出力端子２−１及び２−２には、電圧は
何等発生しない。ここで、例えば１次側コイル４
Ｎが東方に同図Ｅ偏倚した場合を考えると、コイ
ル５NEを貫通する磁束は増加し、コイル５NW
を貫通する磁束は減少するので、出力端子２−１
には電圧が生ずるが、端子２−２には出力はな
い。
一方、１次コイル４Ｎが西方に（同図Ｗ）偏倚
した場合には、前の述にコイル５NWの誘起電圧
が増加し、コイル５NEの誘起電圧が減少し、東
偏した場合とは逆位相な電圧が端子２−１に発生
する。この場合、コイル５NU，５NLは上下方
向に配置されているので、その出力端子２−２に
は何等電圧の発生がないのは上述と同様である。
一方、１次側コイル４Ｎの上下方向変位に対して
は、横方向に配置されたコイル５NW，５NEに
は何等電圧は発生しないが、上下方向に配置され
たコイル５NL，５NUに電圧が発生するので、
その端子２−２に出力電圧が発生する。即ち第３
図の構造によつて、ジヤイロケース１のＮ端のタ
ンク２に対する東西方向及び上下方向の変位を検
出する事が出来る。
した場合には、前の述にコイル５NWの誘起電圧
が増加し、コイル５NEの誘起電圧が減少し、東
偏した場合とは逆位相な電圧が端子２−１に発生
する。この場合、コイル５NU，５NLは上下方
向に配置されているので、その出力端子２−２に
は何等電圧の発生がないのは上述と同様である。
一方、１次側コイル４Ｎの上下方向変位に対して
は、横方向に配置されたコイル５NW，５NEに
は何等電圧は発生しないが、上下方向に配置され
たコイル５NL，５NUに電圧が発生するので、
その端子２−２に出力電圧が発生する。即ち第３
図の構造によつて、ジヤイロケース１のＮ端のタ
ンク２に対する東西方向及び上下方向の変位を検
出する事が出来る。
第５図は東西方向の検出装置のみを示したもの
で、ジヤイロケース１を上部より見た配置図であ
る。即ち、Ｓ側の変位検出装置を１次側コイル４
Ｓ及び２次側コイル５SE，５SWより構成し、ジ
ヤイロケース１が東方に偏倚した時に、コイル５
SEを通る磁束が増加し、コイル５SWの磁界は減
少し、端子３−１に電圧が誘起され、この電圧の
位相はコイル５NW，５NEの端子２−１の発生
電圧のそれと等しくされている。又、第５図に示
す様にコイル５SE，５SW及びコイル５NE，５
NWが更に差動的に結線されている為が、ジヤイ
ロケース１の東西方向変位に対しては、端子３−
２には全く発生電圧がない代わりに、ジヤイロケ
ース１が垂直軸線０（図面に垂直）のまわりに角
変位を生ずると、端子３−２にはその回転方向に
応じ、位相の180°反転した出力電圧が発生する。
で、ジヤイロケース１を上部より見た配置図であ
る。即ち、Ｓ側の変位検出装置を１次側コイル４
Ｓ及び２次側コイル５SE，５SWより構成し、ジ
ヤイロケース１が東方に偏倚した時に、コイル５
SEを通る磁束が増加し、コイル５SWの磁界は減
少し、端子３−１に電圧が誘起され、この電圧の
位相はコイル５NW，５NEの端子２−１の発生
電圧のそれと等しくされている。又、第５図に示
す様にコイル５SE，５SW及びコイル５NE，５
NWが更に差動的に結線されている為が、ジヤイ
ロケース１の東西方向変位に対しては、端子３−
２には全く発生電圧がない代わりに、ジヤイロケ
ース１が垂直軸線０（図面に垂直）のまわりに角
変位を生ずると、端子３−２にはその回転方向に
応じ、位相の180°反転した出力電圧が発生する。
この出力電圧は、サーボ増幅器３０を介し、
（又は介さなくてもよい）方位サーボモータ１９
の制御巻線に加えられる。サーボモータ１９の回
転は方位ピニオン２０、方位歯車２１、追従環１
６及び水平線１２を介して、タンク２に伝達さ
れ、このタンク２は上記垂直軸のまわりの角変位
がゼロとなる用に制御される。即ち、ジヤイロケ
ース１が如何なる方位をとろうとも、このサーボ
系によつて懸吊線３には捩りが全く生ぜず、これ
よりジヤイロには垂直軸に関しては如何なる外乱
トルクも印加されることはない。尚、第５図に於
て、３−３は誤差修正用信号発生装置で、船舶の
速度或いは緯度に対応した電圧を発生し、方位追
従系の追従をずらして懸吊船３を捩り、ジヤイロ
の垂直軸まわりにトルクを加えて誤差修正を行な
う。
（又は介さなくてもよい）方位サーボモータ１９
の制御巻線に加えられる。サーボモータ１９の回
転は方位ピニオン２０、方位歯車２１、追従環１
６及び水平線１２を介して、タンク２に伝達さ
れ、このタンク２は上記垂直軸のまわりの角変位
がゼロとなる用に制御される。即ち、ジヤイロケ
ース１が如何なる方位をとろうとも、このサーボ
系によつて懸吊線３には捩りが全く生ぜず、これ
よりジヤイロには垂直軸に関しては如何なる外乱
トルクも印加されることはない。尚、第５図に於
て、３−３は誤差修正用信号発生装置で、船舶の
速度或いは緯度に対応した電圧を発生し、方位追
従系の追従をずらして懸吊船３を捩り、ジヤイロ
の垂直軸まわりにトルクを加えて誤差修正を行な
う。
第６図は水平追従系を示したもので、２次側５
Ｎ及び５Ｓのコイル５NU，５NL及び５SU，５
SLが前述と同様差動的に結線されており、これ
が為にコイル５NU，５NLの端子４−１には、
ジヤイロケース１のタンク２に対する上下方向並
進移動に対しては出力電圧は発生しないが、水平
軸のまわりの角運動に対しては、端子４−１に電
圧が発生し、これはサーボ増幅器３１に介し（又
は介さずに）水平追従サーボモータ１０の制御巻
線に加えられる。水平追従サーボモータ１０の回
転は、水平ピニオン１１及び水平歯車９を介して
タンク２を回転し、タンク２の上位角変位ゼロと
ならしめる。
Ｎ及び５Ｓのコイル５NU，５NL及び５SU，５
SLが前述と同様差動的に結線されており、これ
が為にコイル５NU，５NLの端子４−１には、
ジヤイロケース１のタンク２に対する上下方向並
進移動に対しては出力電圧は発生しないが、水平
軸のまわりの角運動に対しては、端子４−１に電
圧が発生し、これはサーボ増幅器３１に介し（又
は介さずに）水平追従サーボモータ１０の制御巻
線に加えられる。水平追従サーボモータ１０の回
転は、水平ピニオン１１及び水平歯車９を介して
タンク２を回転し、タンク２の上位角変位ゼロと
ならしめる。
第７図はタンク２以内を略線的に示したもの
で、ジヤイロケース１内のジヤイロのスピン軸の
延長の指北端Ａ側（ジヤイロケース１上にある）
が、水平面Ｈ−H′に対して角θだけ上昇してい
る場合である。こゝで、ジヤイロケース１の重心
O1、懸吊線３とジヤイロケース１との結合点を
Ｑ、懸吊線３とタンク２との結合点をＰ、タンク
２の中心をO2とし、ジヤイロケース１内のロー
タのスピン軸が水平（θ＝Ｏ）の時、O1とO2は
一致しているものとする。又、Ａを指北端、Ｂと
Ａと180°ずれたジヤイロケース１上の点とし、
A′，B′をＡ，Ｂに対応するタンク２の点とする。
で、ジヤイロケース１内のジヤイロのスピン軸の
延長の指北端Ａ側（ジヤイロケース１上にある）
が、水平面Ｈ−H′に対して角θだけ上昇してい
る場合である。こゝで、ジヤイロケース１の重心
O1、懸吊線３とジヤイロケース１との結合点を
Ｑ、懸吊線３とタンク２との結合点をＰ、タンク
２の中心をO2とし、ジヤイロケース１内のロー
タのスピン軸が水平（θ＝Ｏ）の時、O1とO2は
一致しているものとする。又、Ａを指北端、Ｂと
Ａと180°ずれたジヤイロケース１上の点とし、
A′，B′をＡ，Ｂに対応するタンク２の点とする。
扨て、懸吊線３は、実際には曲げ剛性がある為
に、同図点線の如き撓み曲線を呈するので、タン
ク２に対するジヤイロケース１の軸方向移動量ζ
（O2〜O1）は極くわずか減少する筈であるが、実
用的な設計ではこの影響が極めて小さく、ここで
は一応懸吊線３は完全に可撓性のものとして説明
を進める。前述の如く、サーボ系の作用で、タン
ク２の上の点A′，B′と、ジヤイロケース１上の
点Ａ，Ｂとは常に直線上にある如くなされている
ので、タンク２もジヤイロケース１と同様θだけ
水平面Ｈ−H′に対して傾斜する。今、外部の加
速度がないものとすれば、ジヤイロケース１のス
ピン軸方向には何等外力が作用してないので、懸
吊線３は鉛直線に一致する。懸吊線３の張力をＴ
とし、ジヤイロケース１のダンパー液７に浮力を
除いた残留重量をmgとすば、懸吊線３の張力Ｔが
点O1のまわりに Ｍ＝Trsinθ＝mgrsinθ なるモーメントＭを作り、これがジヤイロのトル
クとしてその水平軸（O1を通つて紙面に直角）
のまわりに加わることになる。尚ここでｒは同図
に示す如くジヤイロケース１の重心O1と懸吊線
３とジヤイロケース１との結合点Ｑとの間の距離
である。即ち、この方法によつても、「スピン軸
の水平面に対する傾斜に比例したトルクをジヤイ
ロの水平軸のまわりに加える」ことが出来る故
に、距離ｒ、残留質量mg及びジヤイロの角運動量
を選定して、その指北運動の周期を数十分内至百
数十分とすることで、ジヤイロコンパスを得るこ
とが出来る。
に、同図点線の如き撓み曲線を呈するので、タン
ク２に対するジヤイロケース１の軸方向移動量ζ
（O2〜O1）は極くわずか減少する筈であるが、実
用的な設計ではこの影響が極めて小さく、ここで
は一応懸吊線３は完全に可撓性のものとして説明
を進める。前述の如く、サーボ系の作用で、タン
ク２の上の点A′，B′と、ジヤイロケース１上の
点Ａ，Ｂとは常に直線上にある如くなされている
ので、タンク２もジヤイロケース１と同様θだけ
水平面Ｈ−H′に対して傾斜する。今、外部の加
速度がないものとすれば、ジヤイロケース１のス
ピン軸方向には何等外力が作用してないので、懸
吊線３は鉛直線に一致する。懸吊線３の張力をＴ
とし、ジヤイロケース１のダンパー液７に浮力を
除いた残留重量をmgとすば、懸吊線３の張力Ｔが
点O1のまわりに Ｍ＝Trsinθ＝mgrsinθ なるモーメントＭを作り、これがジヤイロのトル
クとしてその水平軸（O1を通つて紙面に直角）
のまわりに加わることになる。尚ここでｒは同図
に示す如くジヤイロケース１の重心O1と懸吊線
３とジヤイロケース１との結合点Ｑとの間の距離
である。即ち、この方法によつても、「スピン軸
の水平面に対する傾斜に比例したトルクをジヤイ
ロの水平軸のまわりに加える」ことが出来る故
に、距離ｒ、残留質量mg及びジヤイロの角運動量
を選定して、その指北運動の周期を数十分内至百
数十分とすることで、ジヤイロコンパスを得るこ
とが出来る。
しかしながら、上述のジヤイロコンパスを、よ
り小型の航行体に搭載するために小型化しようと
すると、非常な困難さを伴う。その第１は、精度
上の要求である。ジヤイロコンパス等のジヤイロ
機器においては、機器の性能は擾乱トルクとジヤ
イロの角運動量との比、即ちジヤイロのドリフト
レートで略々決定される。小型化は、必然的にジ
ヤイロロータの外径寸法が小さくなることを意味
するが、ジヤイロロータの角運動量は外径寸法の
４乗に比例するため、擾乱トルクが一定の場合、
急激にドリフトが増大することを意味し、システ
ム性能を満足させることが不可能となる。
り小型の航行体に搭載するために小型化しようと
すると、非常な困難さを伴う。その第１は、精度
上の要求である。ジヤイロコンパス等のジヤイロ
機器においては、機器の性能は擾乱トルクとジヤ
イロの角運動量との比、即ちジヤイロのドリフト
レートで略々決定される。小型化は、必然的にジ
ヤイロロータの外径寸法が小さくなることを意味
するが、ジヤイロロータの角運動量は外径寸法の
４乗に比例するため、擾乱トルクが一定の場合、
急激にドリフトが増大することを意味し、システ
ム性能を満足させることが不可能となる。
困難さの第２は、構造、特にジンバル、サーボ
モータ、スリツプリング、軸受等の構造、配置に
起因するもので、これ等の組み合せ、配置等を良
く考慮しない限り、ジヤイロコンパスの小型化は
困難である。
モータ、スリツプリング、軸受等の構造、配置に
起因するもので、これ等の組み合せ、配置等を良
く考慮しない限り、ジヤイロコンパスの小型化は
困難である。
本発明は、上述した従来の問題点を解決するジ
ヤイロ装置を提供するもので、これは、スピン軸
を略々水平にしたジヤイロを内蔵するジヤイロケ
ースと、該ジヤイロケースを３軸の自由度をもつ
て支持する支持装置と、上記ジヤイロに指北作用
を与える指北装置と、上記ジヤイロケースを略々
垂直の軸のまわりに追従する追従軸を有する追従
環と、上記追従軸を支持する盤器と、蒸気追従軸
を回動する為のサーボモータと、上記追従軸を介
してジヤイロ等に電力を供給するためのスリツプ
リングとよりなるジヤイロコンパスにおいて、上
記追従環はフオーク状であり、上記盤器に対して
片持的に支持されており、上記追従軸に上記盤器
に対して１個の導型大径玉軸受と小径玉軸受とに
よつて回転的に支持され、上記追従軸にはパンケ
ーキ型直接駆動方式のサーボモータの回転子が回
設され、該回転子と対応する盤器側の位置に上記
サーボモータの固定子を取付けると共に、その外
周にスリツプリングを取付ける構造としたジヤイ
ロ装置である。
ヤイロ装置を提供するもので、これは、スピン軸
を略々水平にしたジヤイロを内蔵するジヤイロケ
ースと、該ジヤイロケースを３軸の自由度をもつ
て支持する支持装置と、上記ジヤイロに指北作用
を与える指北装置と、上記ジヤイロケースを略々
垂直の軸のまわりに追従する追従軸を有する追従
環と、上記追従軸を支持する盤器と、蒸気追従軸
を回動する為のサーボモータと、上記追従軸を介
してジヤイロ等に電力を供給するためのスリツプ
リングとよりなるジヤイロコンパスにおいて、上
記追従環はフオーク状であり、上記盤器に対して
片持的に支持されており、上記追従軸に上記盤器
に対して１個の導型大径玉軸受と小径玉軸受とに
よつて回転的に支持され、上記追従軸にはパンケ
ーキ型直接駆動方式のサーボモータの回転子が回
設され、該回転子と対応する盤器側の位置に上記
サーボモータの固定子を取付けると共に、その外
周にスリツプリングを取付ける構造としたジヤイ
ロ装置である。
本発明は、水平及び垂直のサーボモータに従来
使われていた軸方向に長い歯車系を必要とするチ
ユーブ型の代わりに、歯車系を必要としないパン
ケーキ型のサーボモータを採用すると共に、垂直
軸支持用の玉軸受として、上部に導型大口系の玉
軸受を用い、内側にパンケーキ型サーボモータを
その外側にスリツプリングを配し、又、サーボモ
ータと下側に小口径の玉軸受を介して、方位角発
信用の光学式エンコーダを取付ける構造とするこ
とにより、ジヤイロ装置の小型化を図つたもので
ある。
使われていた軸方向に長い歯車系を必要とするチ
ユーブ型の代わりに、歯車系を必要としないパン
ケーキ型のサーボモータを採用すると共に、垂直
軸支持用の玉軸受として、上部に導型大口系の玉
軸受を用い、内側にパンケーキ型サーボモータを
その外側にスリツプリングを配し、又、サーボモ
ータと下側に小口径の玉軸受を介して、方位角発
信用の光学式エンコーダを取付ける構造とするこ
とにより、ジヤイロ装置の小型化を図つたもので
ある。
第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す断
面図及び上面図である。同図において、第３図と
同一の部材或いは部品は同一の符号を付し、それ
等の説明は省略する。
面図及び上面図である。同図において、第３図と
同一の部材或いは部品は同一の符号を付し、それ
等の説明は省略する。
第１図及び第２図において、１０′は水平環１
２の水平軸８の位置に取りつけたパンケーキ型の
水平サーボモータで、直接駆動方式のため、第３
図の従来例における水平ピニオン１１、水平歯車
９の不要であり、従つて、これ等は削除されてい
る。追従環１６は、小型化の為、環状ではなく、
フオーク状（一方の腕は描かれていない）となさ
れ、追従環１６に固定されている追従軸１７は、
薄型大口径の玉軸受２５′と、小口径の玉軸受２
５と支承されているので、追従環１６は盤器２４
から片持ち的に支持されている。追従軸１７に
は、パンケーキ型の方位サーボモータ１９の回転
子１９Ａが、又、盤器２４側の対応する位置に
は、方位サーボモータ１９の固定子１９Ｂが夫々
固設される。追従環１６は、上記サーボモータ１
９の外周部で、その下方に突出する如くスカート
１６Ａを有し、該スカート１６Ａの外周部にスリ
ツプリング５０の集電環５０Ａが固定されてい
る。盤器２４の上記集電環５０Ａと対応する位置
には、ブラシ５０Ｂが固設され、これ等により、
ジヤイロロータや水平サーボモータ１０′等に給
電する。
２の水平軸８の位置に取りつけたパンケーキ型の
水平サーボモータで、直接駆動方式のため、第３
図の従来例における水平ピニオン１１、水平歯車
９の不要であり、従つて、これ等は削除されてい
る。追従環１６は、小型化の為、環状ではなく、
フオーク状（一方の腕は描かれていない）となさ
れ、追従環１６に固定されている追従軸１７は、
薄型大口径の玉軸受２５′と、小口径の玉軸受２
５と支承されているので、追従環１６は盤器２４
から片持ち的に支持されている。追従軸１７に
は、パンケーキ型の方位サーボモータ１９の回転
子１９Ａが、又、盤器２４側の対応する位置に
は、方位サーボモータ１９の固定子１９Ｂが夫々
固設される。追従環１６は、上記サーボモータ１
９の外周部で、その下方に突出する如くスカート
１６Ａを有し、該スカート１６Ａの外周部にスリ
ツプリング５０の集電環５０Ａが固定されてい
る。盤器２４の上記集電環５０Ａと対応する位置
には、ブラシ５０Ｂが固設され、これ等により、
ジヤイロロータや水平サーボモータ１０′等に給
電する。
盤器２４の下方部には、取付部材５２を介して
方位エンコーダ５１の筐体５１Ａが取付けられ
る。一方、追従軸１７には、カツプリング５３を
介して方位エンコーダ５１の軸５１Ｂが連結さ
れ、盤器２４に対する追従環１６の方位角を発信
する。
方位エンコーダ５１の筐体５１Ａが取付けられ
る。一方、追従軸１７には、カツプリング５３を
介して方位エンコーダ５１の軸５１Ｂが連結さ
れ、盤器２４に対する追従環１６の方位角を発信
する。
本発明によるジヤイロ装置の効果は次の通りで
ある。
ある。
追従軸の軸受として、薄形大口径の玉軸受と小
口径の玉軸受とを用いて、追従環を盤器に対して
片持ち的に支持すると共に、内部にパンケーキ型
サーボモータを、又、その外側にスリツプリング
を配置すると共に、追従軸の軸端にカツプリング
を介して方位角発信用のエンコーダを取付けた構
造とすることにより装置の大幅な小型化を達成す
ることが出来た。水平及び垂直のサーボモータと
して、歯車系を必要としないパンケーキ型直接駆
動方式のダイレクトサーボモータを用いることに
より、追従速度、追従精度が大きく向上した結果
船舶の方位基準としての用途のほか、陸上用の走
行体等の如く大きな回転運動、回転角速度を有す
るものに対しても搭載が可能となると共に、ジヤ
イロ装置としての精度も向上した。
口径の玉軸受とを用いて、追従環を盤器に対して
片持ち的に支持すると共に、内部にパンケーキ型
サーボモータを、又、その外側にスリツプリング
を配置すると共に、追従軸の軸端にカツプリング
を介して方位角発信用のエンコーダを取付けた構
造とすることにより装置の大幅な小型化を達成す
ることが出来た。水平及び垂直のサーボモータと
して、歯車系を必要としないパンケーキ型直接駆
動方式のダイレクトサーボモータを用いることに
より、追従速度、追従精度が大きく向上した結果
船舶の方位基準としての用途のほか、陸上用の走
行体等の如く大きな回転運動、回転角速度を有す
るものに対しても搭載が可能となると共に、ジヤ
イロ装置としての精度も向上した。
第１図は本発明のジヤイロ装置の一具体例を示
す断面図、第２図はその上面図、第３図は従来例
のジヤイロコンパスの略線的斜視図、第４図は変
位検出装置の略線図、第５図は方位追従系の略線
図、第６図は水平追従系の略線図、第７図は第３
図のジヤイロコンパスの指北原理の説明に供する
略線図である。 図に於いて、１はジヤイロケース、２はタンク
（容器）、３は懸吊線、６は検出器、４Ｎ，４Ｓ，
５Ｎ及び５Ｓはその構造要素、５NE，５NW，
５NU，５NL、５SE，５SW、５SU及び５SLは
更にその一部、７はダンピングオイル（液体）、
８及び８′は水平軸、９は水平歯車、１０はサー
ボモータ、１１は水平ピニオン、１２は水平環、
１３及び１３′は軸受、１４及び１４′はジンバル
軸、１５及び１５′は軸受、１６は追従環、１７
及び１７′は追従軸、１９はサーボモータ、２０
は方位ピニオン、２１は方位歯車、２４は盤器、
２５及び２５′は軸受、５０はスリツプリング、
５１は方位エンコーダ、５３はカツプリングを
夫々示す。
す断面図、第２図はその上面図、第３図は従来例
のジヤイロコンパスの略線的斜視図、第４図は変
位検出装置の略線図、第５図は方位追従系の略線
図、第６図は水平追従系の略線図、第７図は第３
図のジヤイロコンパスの指北原理の説明に供する
略線図である。 図に於いて、１はジヤイロケース、２はタンク
（容器）、３は懸吊線、６は検出器、４Ｎ，４Ｓ，
５Ｎ及び５Ｓはその構造要素、５NE，５NW，
５NU，５NL、５SE，５SW、５SU及び５SLは
更にその一部、７はダンピングオイル（液体）、
８及び８′は水平軸、９は水平歯車、１０はサー
ボモータ、１１は水平ピニオン、１２は水平環、
１３及び１３′は軸受、１４及び１４′はジンバル
軸、１５及び１５′は軸受、１６は追従環、１７
及び１７′は追従軸、１９はサーボモータ、２０
は方位ピニオン、２１は方位歯車、２４は盤器、
２５及び２５′は軸受、５０はスリツプリング、
５１は方位エンコーダ、５３はカツプリングを
夫々示す。
Claims (1)
- １ スピン軸を略々水平にしたジヤイロを内蔵す
るジヤイロケースと、該ジヤイロケースを３軸の
自由度をもつて支持する支持装置と、上記ジヤイ
ロに指北作用を与える指北装置と、上記ジヤイロ
ケースを略々垂直の軸まわりに追従する追従軸を
有する追従環と、上記追従軸を支持する盤器と、
上記追従軸を回動する為のサーボモータと、上記
追従軸を介してジヤイロ等に電力を供給するため
のスリツプリングとよりなるジヤイロコンパスに
おいて、上記追従環はフオーク状であり、上記盤
器に対して片持的に支持されており、上記追従軸
に上記盤器に対して１個の導型大径玉軸受と小径
玉軸受とによつて回転的に支持され、上記追従軸
にはパンケーキ型直接駆動方式のサーボモータの
回転子が回設され、該回転子と対応する盤器側の
位置に上記サーボモータの固定子を取付けると共
に、その外周にスリツプリングを取付ける構造と
したことを特徴とするジヤイロ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125867A JPS61283813A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | ジヤイロ装置 |
| US06/871,876 US4708024A (en) | 1985-06-10 | 1986-06-09 | Gyro apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125867A JPS61283813A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | ジヤイロ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61283813A JPS61283813A (ja) | 1986-12-13 |
| JPH0352002B2 true JPH0352002B2 (ja) | 1991-08-08 |
Family
ID=14920896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60125867A Granted JPS61283813A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | ジヤイロ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4708024A (ja) |
| JP (1) | JPS61283813A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100529662C (zh) * | 2006-07-07 | 2009-08-19 | 中国兵器工业第二○五研究所 | 单轴光纤陀螺寻北仪 |
| US7637022B2 (en) * | 2006-12-06 | 2009-12-29 | Trimble Navigation Limited | Damping system and method for a pendulously supported crossline generator |
| KR20240130712A (ko) * | 2021-12-31 | 2024-08-29 | 무그 인코포레이티드 | 오류 정정이 내장된 고대역폭 모듈식 슬립 링 |
| JP2023180506A (ja) * | 2022-06-09 | 2023-12-21 | 東京計器株式会社 | ジャイロコンパス |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB135500A (ja) * | 1918-11-19 | |||
| US1739251A (en) * | 1923-09-13 | 1929-12-10 | Sperry Gyroscope Co Inc | Supporting means for gyroscopic compasses |
| US2677194A (en) * | 1949-11-19 | 1954-05-04 | Arma Corp | Gyroscopic compass |
| US3212196A (en) * | 1962-06-21 | 1965-10-19 | Sperry Rand Corp | Gyrocompasses |
| US3292269A (en) * | 1963-06-27 | 1966-12-20 | Sperry Rand Corp | Gyroscopic compasses |
| US3327541A (en) * | 1964-10-02 | 1967-06-27 | Gen Motors Corp | Signal pickoff and torque generator |
| US3855711A (en) * | 1971-08-10 | 1974-12-24 | Tokyo Keiki Kk | Gyrocompass |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP60125867A patent/JPS61283813A/ja active Granted
-
1986
- 1986-06-09 US US06/871,876 patent/US4708024A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61283813A (ja) | 1986-12-13 |
| US4708024A (en) | 1987-11-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |