JPH075366Y2

JPH075366Y2 - ジヤイロ装置

Info

Publication number: JPH075366Y2
Application number: JP3297787U
Authority: JP
Inventors: 紀生中里
Original assignee: 東京航空計器株式会社
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2002-03-06
Also published as: JPS63141417U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、ジャイロの旋回方向と同方向にロータを回転
させるジャイロ装置に関し、特に、１つのロータを正逆
両方向に回転可能にしたジャイロ装置に関する。

（従来の技術とその問題点）従来のジャイロ装置では、定常円旋回等の一定方向の旋
回を連続すると、ロール・ピッチ角度に異常に多いドリ
フトが発生した。この現象は、ジャイロ装置を使用する
計測分野では、大きな問題となっている。

このような現象は摩擦が多いほど多くあらわれるので、
摩擦が原因と考えられ、その対策としては軸受け関係の
摩擦を最少にするとともに、ロータの慣性能率を大きく
することが考えられる。

しかし、形状が大きくなり構造的にも限界があるととも
に、部品，コスト，加工工数，調整工数が上昇してしま
い、軽量小形・コストダウン等が叫ばれている最近の趨
勢に沿わない。

本考案の目的は、一定方向の旋回を連続的に行って試験
をする運動体に搭載され、その旋回方向にかかわらず一
定の測定精度を得ることができるジャイロ装置を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための手段）本件考案者は、前記ドリフト現象について、ジャイロの
旋回方向とロータの回転方向、およびジャイロの旋回角
速度に関連して以下に示すような傾向があることを見い
出した。

ジャイロの旋回方向とロータの回転方向が同方向の場
合には、ドリフトが発生しない（第２図）。

ジャイロの旋回方向とロータの回転方向が逆方向の場
合には、ドリフトが発生する（第３図）。

ジャイロの旋回角速度が大きい場合には、ドリフトが
少ない。

ジャイロの旋回角速度が小さい場合には、ドリフトが
多い。

前記傾向に基づき、本考案では、以下の事項に着目し
た。

第１に、ジャイロの旋回方向とロータの回転方向が同じ
であれば、ドリフトが発生しない。

第２に、この種のテストは、測定前に旋回方向を決めて
おけば、左右旋回を各々に一定時間連続して測定を行
う。

これらの考察により、現在のジャイロを使用し、わずか
な改造によりドリフトを押さえることができるジャイロ
装置を考案するに至った。

つまり、ジャイロの旋回方向とロータの回転方向が逆で
あるとドリフトが発生し、同方向であるとドリフトは発
生しない（収束する）性質をもっている。このため、ジ
ャイロを正逆回転可能として、この性質を利用すること
により、一定方向の旋回においてドリフトが発生しない
ジャイロ装置を実現した。

すなわち、本考案によるジャイロ装置は、旋回する運動体に搭載されるジャイロ装置であって、ジャイロのロータを前記旋回する運動体の旋回方向に対
応する正方向および逆方向のいずれかに回転方向を設定
する回転方向設定手段と、前記回転方向設定手段の決定に基いて前記運動体の旋回
方向と同方向に前記ロータを回転させるように駆動する
回転制御手段を設け、前記ジャイロの旋回方向と同方向に前記ロータを回転さ
せるように構成されている。

この回転方向設定機能をもたせたのは、ロータの回転方
向、自立装置の極性切換をするためである。この場合、
前記回転方向設定手段は、前記ロータの回転中に切換が
できないようにする回転方向保持回路を含むことができ
る。この回転方向保持機能をもたせたのは使用中の誤操
作によって逆転とならないようにするためである。また
回転制御手段は、前記ロータに非接触で断続的な制動を
加える停止回路を含むことができる。この回転停止機能
をもたせたのは、回転方向を切り換える場合に、モータ
の発熱をおさえ早く停止させ、できるだけ早い時間で逆
転させることを可能とするためである。

以上の構成より、本考案によるジャイロ装置はジャイロ
のロータの回転方向を左右選択して設定できるので、旋
回方向と回転方向を合わせドリフトのない計測が可能と
なった。

（実施例）以下、図面等を参照して、実施例について本考案を詳細
に説明する。

第１図は、本考案によるジャイロ装置の実施例を示した
ブロック図である。第１図に示したブロック図は、回転
方向の切換と回転制御（停止，逆転）に関連する部分の
みを示している。

第１図において、１は回転方向設定スイッチ、２は保持
回路、３は回転制御回路、４は操作スイッチ、５は停止
回路、６は回転検出回路、７はインバータ、８はジャイ
ロである。

回転方向設定スイッチ１は、ジャイロ８の回転方向を設
定するためのスイッチであり、右回転（RIGHT）と左回
転（LEFT）を切換ることができる。回転方向設定スイッ
チ１の出力は、保持回路２に接続されている。回転方向
設定スイッチ１で設定された回転方向は、誤操作保護の
ため、保持回路２で一旦自己保持され、操作スイッチ４
で電源をきる（POWER OFF）ことにより、解除される。

ここでは、回転方向設定スイッチ１が、右回転（RIGH
T）に設定されたとする。

保持回路２によって保持された指令信号は、回転方向設
定回路３を通りジャイロ８に接続され、ジャイロ８のロ
ータの回転方向と自立装置の極性を設定する。

次に、操作スイッチ４により、起動電源を入れる（GYRO
ON）ことにより、ジャイロ８を起動する。この時、ジ
ャイロ８は、400HZインバータ７を介して、駆動電源が
供給され、前記設定された右方向に回転する。

ジャイロ８の回転が安定した時点で、計測を行うことに
よりドリフトのない計測ができる。

次に、ジャイロ８のロータを逆転させる場合について説
明する。

ジャイロ８は、約24,000r.p.mで回転しているので、こ
れを瞬時に逆転することは不可能である。しかし、電源
を切り自然に停止するのを待つと約20分程度かかる。そ
こで、ジャイロ８のモータの発熱を押さえ、できるだけ
早く停止させ、早い間隔にて逆転させるようにした。

切換スイッチ４を停止（BRAKE）に切換えると、停止回
路５は、ジャイロ８にブレーキをかけ早く停止させる。
このブレーキの方法として非接触にてブレーキをかけ
る、逆回転を行う方法を採用した。そのまま逆転させる
と、前記モータが熱で焼損するおそれがあるからであ
り、停止回路５には、回転検出回路６で検出されたジャ
イロ８の回転信号が接続されている。この停止回路５で
は、約10秒毎に逆転，惰走（前記回転信号による回転確
認）を交互に行い、少しずつ回転を止め、ジャイロ８の
回転が停止したことを確認した時点で動作を完了する。
このように停止制御すれば、ジャイロ８のロータは、約
３分間で停止する。

次に、操作スイッチ４で一旦電源を切り（POWER OF
F）、回転方向設定スイッチ１で回転方向を左回転（LEF
T）に設定し、操作スイッチ４で再スタートする（GYRO
ON）。

本考案によるジャイロ装置を搭載した運動体において、
運動体の旋回方向と同方向にロータの回転方向を設定で
きるので、ドリフトのない計測を行うことができる。

本考案によるジャイロ装置の応用例として、動揺測定装
置が挙げられる。

動揺測定装置は、運動体に前記ジャイロ装置を搭載し
て、運動体のピッチ・ロール角度，ヨー角速度をそのジ
ャイロ装置で検出し、加速度計により横方向の加速度を
検出する装置である。なお、加速度計をジャイロ装置に
取付ければ、傾斜誤差のない加速度が検出できる。この
動揺測定装置は、前述のセンサ部，電気系統部，そして
リモートスイッチ等により構成され、運動体の走行時に
おける基本軸回りの運動を、角度および角速度（加速度
を内蔵することも可能）として検出し、各種の記録装置
に記録する。

この動揺測定装置は、自動車等の各種車両を始めとし
て、船舶，航空機，ホーバークラフト，道路，その他の
動揺測定に幅広く利用できる。

（考案の効果）以上詳しく説明したように、本考案によれば、ジャイロ
の旋回方向と同方向にロータを回転させるので、従来不
可能とされていた定常円旋回テストを左右回転ともに正
確に判定できるようになった。

また、従来のジャイロ装置に対して大きな改良をするこ
となく、コストアップも防ぐことがきる等の効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案によるジャイロ装置の実施例を示した
ブロック図である。第２図および第３図は、ドリフト現象についてのジャイ
ロ装置の旋回方向とロータの回転方向との関係を説明す
るための図である。１…回転方向設定スイッチ、２…保持回路３…回転制御回路、４…操作スイッチ５…停止回路、６…回転検出回路７…インバータ、８…ジャイロ９…運動体

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】旋回する運動体に搭載されるジャイロ装置
であって、ジャイロのロータを前記旋回する運動体の旋回方向に対
応する正方向および逆方向のいずれかに回転方向を設定
する回転方向設定手段と、前記回転方向設定手段の決定に基いて前記運動体の旋回
方向と同方向に前記ロータを回転させるように駆動する
回転制御手段を設け、前記ジャイロの旋回方向と同方向に前記ロータを回転さ
せるように構成したジャイロ装置。
【請求項２】前記回転方向設定手段は、前記ロータの回転中に切換できないような回転方向保持
回路を含むことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
１項記載のジャイロ装置。
【請求項３】前記回転制御手段は、前記ロータに非接触で断続的な制動を加える回転停止回
路を含むことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
項記載のジャイロ装置。