JPH0797033B2

JPH0797033B2 - 静電浮揚起動装置

Info

Publication number: JPH0797033B2
Application number: JP3118652A
Authority: JP
Inventors: 弘治田辺; 正男大月; 繁治円居
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 1991-05-23
Filing date: 1991-05-23
Publication date: 1995-10-18
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH04346021A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、静電ジャイロ（ＥＳ
Ｇ：Electrostatic Gyro) 及び静電加速度計（ＥＳＡ：
Electrostatic Accelerometer)の静電浮揚起動装置に関
し、特にその具体的な構成を提案すると共に、地上用及
び衛星用の共用化を図ったものである。

【０００２】

【従来の技術】静電ジャイロ（以下ＥＳＧと言う）また
は静電加速度計（以下ＥＳＡと言う）は図８に示すよう
にキャビティ３に収容されたロータ２，電極Ｇ，起動線
輪５及び偏角センサ部（投光器７，光電検出器８）等と
電源部１００及び電子回路部２００で構成される。ロー
タ２はアルミ合金またはベリリウム製の球形状である。
ロータ２を支持（浮揚）するための電極Ｇがセラミック
製のキャビティ３の中に収められている。キャビティ３
内は１０^-6〜１０^-8mmHgの高真空に保たれており、放電
の防止と気体分子による外乱トルクの防止を図ってい
る。ロータ２と電極Ｇとの間のすき間を微小に保ち、ロ
ータ２の周囲に配置された６〜８枚の電極Ｇに高電圧を
印加すると、ロータ２と電極Ｇとはコンデンサを形成し
ているので、静電力が作用してロータ２を電極Ｇから浮
揚させることができる。ただし、この静電力は負の剛性
を持っているので、このまゝではロータ２を安定に浮揚
させることができないから、ロータ変位に伴う電極電圧
変化を検出して電極電圧補正を自動的に行い、ロータ支
持系に正の剛性を付与している。

【０００３】このようにして支持されたロータ２は、周
囲に配置された起動線輪５により、インダクションモー
タの原理で駆動され、所要の角運動量を得るために高速
で回転される。一度定常回転に達した後は、風損等回転
数を減少させる原因がないため、起動線輪５の駆動電源
を断とし、以後惰性で回転させた状態でジャイロとして
使用する。回転後ロータ２のスピン軸を所要の位置に移
動させると共に章動運動を減衰させる目的で減衰線輪６
を作動させる。

【０００４】以上のようにして得られたロータ２のスピ
ン軸は、慣性空間の一方向を保持する特性を有している
から、ロータ２のスピン軸は方向基準となる。このた
め、キャビティ（ジャイロケース）３が傾けば、ロータ
２のスピン軸とジャイロケース３との間に相対偏角が発
生するから、この角度を測定することにより、ジャイロ
１を搭載した物体の姿勢角を二方向について検出するこ
とができる。この姿勢角の検出角は一例として図８のよ
うなロータ表面に設けられた適当なパターン２ａを光学
的に検出する方法がある。

【０００５】また加速度は各電極Ｇに加わっている電圧
を測定することによりｘ，ｙ，ｚの３軸方向の加速度が
同時に測定可能である。ここでロータ２の浮揚方法につ
いて説明する。これには大きく分けて（１）サーボ回路によるロータの浮揚方法（２）共振回路によるロータの浮揚方法の二つの方法があるが、本発明は（２）に関している。
図９に共振回路によるロータ２の浮揚原理図を示す。Ａ
は直列共振回路を用いたロータの浮揚回路で、一軸方向
のみを表している。ロータ２と電極Ｇ₁，Ｇ₂で構成さ
れる要素をコンデンサと考えると、回路中にインダクタ
ンスＬを導入すれば共振回路が構成される。この共振回
路に高周波電源装置の一種である静電浮揚起動装置（以
下ＦＳＫと言う）１２より電流が供給される。

【０００６】電極（コンデンサ）に蓄えられる電界エネ
ルギーまたは静電力（吸引力）は図９Ａの回路に対し、
図９Ｂに示す特性を有している。ただし、これは片方の
回路、例えば電極Ｇ₁とロータ２間の静電容量Ｃ₁，コ
イル９のインダクタンスＬ，抵抗器１１の抵抗値ｒ，Ｆ
ＳＫ１２で構成される回路についての様子を表している
が、他方の場合（電極Ｇ₂とロータ２間の容量Ｃ₂，コ
イル１０のインダクタンスＬ，抵抗値ｒ，電源１２で構
成される回路）についても同様である。また、ロータ２
と電極Ｇ₁，Ｇ₂との間隔ｄ₁，ｄ₂は、ｄ₁＋ｄ₂＝一定（１）の関係があるので、もしｄ₁が大きくなればｄ₂は減少
する。

【０００７】今、動作点Ｐを図９Ｂのように選び、電源
１２の周波数ｆを固定する。ロータ２が変位し、ロータ
２と電極Ｇ₁のすき間ｄ₁が大きくなったとすると、静
電容量Ｃ₁は減少するので、動作点Ｐは曲線の上方へ移
動する。つまり吸引力Ｆ₁が増大し、ｄ₁を小さくする
方向に働く。ｄ₂側は、すき間が小さくなるので吸引力
Ｆ₂が小さくなる方向に働き、結局ｄ₁，ｄ₂の変化に
よる吸引力の変化は差動的となる。

【０００８】図１０にこの様子を示す。図１０Ａのよう
に、ロータ２が外力Ｆ_aにより左側に移動した場合を考
えると、図１０Ｂにおいて釣合いの状態１Ｆ_a＝Ｆ₁−Ｆ₂ （２）から、状態２Ｆ_a＞Ｆ₁−Ｆ₂になる。するとｄ₁が増
加、ｄ₂が減少すると共に、Ｃ₁が減少、Ｃ₂が増加
（状態３）し、その結果コンデンサの端子電圧Ｖ_C1増
加、Ｖ_C2減少となるので、力Ｆ₁増加、Ｆ₂減少とな
る。従って、Ｆ_a＝Ｆ₁−Ｆ₂となり再び釣り合って新
しい状態１が実現する。ただし、状態３→４，４→１は
ほとんど瞬時に行われ、状態２→３はロータ２が実際に
動く時間である。

【０００９】間隔ｄ₁とｄ₂との平均値をｄ₀で表す。
即ち、ｄ₀＝（ｄ₁＋ｄ₂）／２（３）ロータ２がｄ₁＝ｄ₂＝ｄ₀の状態から電極Ｇ₁側にδ
だけ変位した場合にはｄ₁，ｄ₂はｄ₁＝ｄ₀＋δ，ｄ₂＝ｄ₀−δ （４）と表せる。吸引力Ｆ₁，Ｆ₂，その合成力Ｆ＝｜Ｆ₁｜
−｜Ｆ₂｜とロータの変位δとの関係を図１０Ｃに示
す。

【００１０】ＥＳＧ及びＥＳＡを地上で動作させる場合
に、初期状態では地球重力によりロータ２は図１１Ａに
示すように下の電極Ｇ₂に接触していて、ｄ₁＝最大
（ｄ₂＝０）であり、この時の動作点Ｐ₀は静電力〜ロ
ータ変位特性曲線の共振点付近にあるように静電浮揚起
動装置１２の周波数が選定されている。しかし、動作点
Ｐ₀では静電力Ｆ＝｜Ｆ₁｜−｜Ｆ₂｜は１Ｇ相当以上で
あるので、ロータ２は僅かに浮揚し、静電力Ｆが１Ｇ相
当となる動作点Ｐで平衡状態となる。

【００１１】図８の電子回路部２００に含まれるＥＳＡ
（共振回路によるロータ浮揚方式）の電気的要部の一例
を図１２に示す。ただし、簡単のため一軸のみについて
考慮しているが、一般性を失うことはない。以下、その
動作を簡単に説明する。ＳＦＫ１２の出力交流電圧は、
増幅器Ａ₁，Ａ₂に入力されて増幅された後、トランス
Ｔ₁，Ｔ₂（共振回路のインダクタンスＬに対応する）
に入る。このインダクタンスＬと、ロータ２と電極
Ｇ₁，Ｇ₂間で形成される静電容量Ｃ₁，Ｃ₂で構成さ
れた直列共振回路で共振するので、インダクタンスＬ及
び容量Ｃ₁，Ｃ₂には高電圧が発生し、それら容量の静
電力を利用することになる。トランスＴ₁，Ｔ₂の電圧
の一部を検波器ＤＥＴ₁，ＤＥＴ₂で検波し、ＬＰＦ
（ローパスフィルタ）Ｆ₁，Ｆ₂を通して差動増幅器Ｄ
Ａに入力するが、その差動増幅器ＤＡの出力は加速度
（外力）に対応した電圧となっている。一方、この電圧
を微分器Ｄを通し、電圧（加速度）の変化分を増幅器Ａ
₃，Ａ₄で増幅してトランスＴ₁，Ｔ₂にフィードバッ
クすることにより、この系にダンピングを与えている。
なお図１２のトランスＴ₁，Ｔ₂は図８のキャビティ３
内に収容してもよい。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ＥＳＧ及びＥＳＡは現
在輸入に依存しており、その主要な構成要素であるＳＦ
Ｋ（静電浮揚起動装置）１２をはじめとして、その詳細
については公開されていないのが実状である。この発明
の第１の目的はＳＦＫを開発して、ＥＳＧ及びＥＳＡの
国産化比率を高めることである。

【００１３】また、従来のＥＳＧ及びＥＳＡは地上用と
軌道衛星用とでそれぞれ異なるタイプのものが用いら
れ、共用化できない不便があった。即ち、地上用のもの
を軌道衛星上で用いたとすれば、軌道上では微小重力し
か作用しないので、ロータ２と電極Ｇ₁，Ｇ₂とで作る
コンデンサＣ₁，Ｃ₂に蓄えられる静電力Ｆ₁，Ｆ₂及
びＦ＝｜Ｆ₁｜−｜Ｆ₂｜が大き過ぎてしまい、測定レン
ジ（範囲）の中心部の極く一部しか使用しないので、得
られる出力電圧が小さく実用的とはいえない。

【００１４】また軌道衛星用のものを地上で用いたとす
れば、、図１１Ｂに示したように、動作点Ｐ（復元力Ｆ
は１Ｇ）でロータ２を浮揚できたとしても、動作点Ｐ付
近の直線性がきわめて悪く、測定精度が低下するので実
用できない。この発明の第２の目的はこれら従来の問題
を解決してＥＳＧ及びＥＳＡの地上及び軌道衛星上での
共用化を可能とするＳＦＫを提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】（１）静電ジャイロ及
び静電加速度計のロータに静電力を印加して前記ロータ
を浮揚させるために、前記ロータ及びそのロータに近接
対向する電極で作るコンデンサとそのコンデンサに直列
のコイルとより成る直列共振回路に高周波電流を供給す
る静電浮揚起動装置（ＦＳＫ）において、請求項１の発
明では、ＦＳＫに第１発振器（周波数ｆ_L）と、第２発
振器（周波数ｆ_H，しかしｆ_H＞ｆ_L）と、周波数可変
発振器（周波数ｆ_V；初期状態ではｆ_Vは前記ｆ_Hより
僅かに大きい）と、これら発振器の出力の１つを選択し
て出力する切換器と、周波数比較器と、制御回路とを設
ける。

【００１６】前記周波数比較器は、前記周波数可変発振
器の周波数ｆ_Vを前記周波数ｆ_Lと比較し、ｆ_L＜ｆ_Vのとき、出力を論理０ｆ_V≦ｆ_Lのとき、出力を論理１として、それらの出力を前記制御回路に供給する。

【００１７】前記制御回路は、（ａ）外部より供給され
るモード信号が衛星モードでないとき、前記切換器を制
御して、（ａ−１）制御動作のスタート時より所定の時間の
間、前記第２発振器（ｆ _H）の出力を選択させる。（ａ−２）前記所定の時間以降、前記周波数可変発振
器（ｆ_V）の出力を選択させ、かつその周波数ｆ_Vが所
定のレートで減少するように前記周波数可変発振器を制
御する。

【００１８】（ａ−３）前記周波数比較器の出力が論
理１になると、前記第１発振器（ｆ _L）の出力を選択さ
せる。（ｂ）前記モード信号が衛星モードであるとき、前記
切換器を制御して前記第２発振器（ｆ_H）の出力を選択
させる。（２）請求項２の発明は、第１発振器（周波数ｆ_L）
と、周波数可変発振器（周波数ｆ_V；初期状態ではｆ_V
は所定の基準周波数ｆ_H（しかしｆ_L＜ｆ_H）にほゞ等
しい）と、これら発振器の出力の１つを選択して出力す
る切換器と、周波数比較器と、制御回路とを具備する静
電浮揚起動装置である。

【００１９】前記周波数比較器は、前記周波数可変発振
器の周波数ｆ_Vを前記周波数ｆ_Lと比較し、ｆ_L＜ｆ_Vのとき、出力を論理０ｆ_V≦ｆ_Lのとき、出力を論理１として、それらの出力を前記制御回路に供給する。

【００２０】前記制御回路は、（ａ−１）制御動作のスタート時より、前記切換器を
制御して前記周波数可変発振器の出力を選択させる。（ａ−２）前記スタート時より所定の時間経過した
後、前記周波数可変発振器を制御して、その周波数ｆ_V
を所定のレートで減少させる。

【００２１】（ａ−３）前記周波数比較器の出力が論
理１になると、前記切換器を制御して前記第１発振器
（ｆ_L）の出力を選択させる。

【００２２】

【実施例】図４はこの発明の説明に供する図であり、図
９Ａのｄ₁＝ｄ₂＝ｄ₀の状態からのロータ２の変位δ
と、その許容最大変位量δmax で最大の静電力Ｆを得る
ためのＳＦＫ１２の周波数ｆとの関係を示している。ま
ず、図４Ａを考える。これは図１１Ｂと同じ状態（地上
１Ｇのもとに置かれた状態）を表す。ここで例としてＬ
₁＝Ｌ₂＝２１．６mH，ロータの最大変位δmax ＝０．
１mm（この値はこの装置での最大変位、つまり電極との
境界である）で共振するように電源周波数ｆ＝３１４．
５９９KHz に設定した場合である。動作点Ｐ₀では前述
のように、地上の重力加速度の１Ｇよりも大きい静電力
Ｆなので、ロータ２は下の電極Ｇ₂から少し浮上し動作
点Ｐで平衡することになるが、まだ充分な静電力とはい
えない。

【００２３】これから電源（ＦＳＫ）の周波数ｆを下げ
て行きロータ２の変位δが０．０４mmで共振するように
すると図４Ｂのようにｆ＝２９８．０５９KHz となる
が、これはＡに比べると静電力Ｆが大きくなっている。
またロータ２は、より中心に近い動作点Ｐへ移動するこ
とがわかる。このようにして電源周波数ｆを下げて行く
と、図４Ｃ，Ｄ，Ｅと変化するが、Ｄは静電力Ｆ及びそ
の直線性共に良好な状態であることがわかる（この状態
での感度ΔＦ／Δδは非常に大きい）。

【００２４】図４Ａの初期状態から電源周波数ｆを徐々
に下げて行けばロータ２は次第にδ＝０付近に近づくこ
とがわかるが、ではＡの状態の電源周波数ｆ（または電
源を印加していない状態）からＤの状態の電源周波数ｆ
に瞬時に変化させるとどうなるかを考えてみる。こゝで
問題なのは、動作点Ｐの曲線上での位置である。例えば
図４Ｃに示したように、共振曲線（静電力曲線）の最大
値を境界として、原点方向に動作点Ｐがある場合は安定
であるが、境界より外側（変位δの大きくなる方向）に
動作点Ｐがある場合はロータ２は不安定となり、ますま
すバランスの崩れる方向に移動する。つまり、ロータ２
を安定に浮揚させることが不可能になり、電極に衝突し
て接触したまゝとなる。この関係は図１０に関し説明し
たことから容易に理解される。

【００２５】従って、動作点Ｐは必ず安定領域になけれ
ばならないが、もし図４Ａの初期状態からＤのような状
態に急に電源周波数ｆを変えようとした場合、実際のロ
ータ２は質量があるので、あまり速い変化には追従しな
い。その結果として動作点Ｐは不安定領域になるので、
浮揚させることができなくなる。以上述べたように、ロ
ータ２を安定に保ちながら直線性がよく、かつ充分な静
電力Ｆのある領域へロータ２を移動させるためには、交
流電源（ＦＳＫ）１２の周波数ｆの変化をロータ２の物
理的な移動速度よりも遅くし、しかも連続的に行う必要
がある。これにより、１Ｇの数倍以上の加速度を測るこ
とが可能となる。

【００２６】次に、軌道衛星上における微小加速度測定
について検討する。一例として１×１０^-3Ｇ以下の加速
度を測定する場合、静電力Ｆは当然小さくする必要があ
るので、今図４Ａ，Ｂをもう一度見ると、中心δ＝０付
近の静電力Ｆは小さく図ではほとんど判断できない。し
かし、安定領域のロータ２の最大変位δmax の約１／４
０程度の範囲で中心付近を拡大してみると、直線性が非
常によいことがわかる（しかし拡大図は省略する）。例
えば図４Ｂの場合、直線との相関係数０．９９９９９９
程度が得られるので実用上充分である。従って、図４Ａ
乃至Ｂのような状態の中心付近を使えば微小加速度の測
定が実現できる。

【００２７】図１に示すのはこの発明のＳＦＫのブロッ
ク図である。この発明では地上においてロータ２が電極
Ｇ₂に接触している初期状態から、ロータ２をスムーズ
に中心δ＝０付近に移行させるために、電極Ｇ₁，Ｇ₂
に印加するＳＦＫの周波数ｆを低い方へ連続的に変化さ
せる必要があり、このために周波数可変発振器（以下Ｆ
ＶＯと言う）２０が用いられる。しかしロータ２がδ＝
０付近に移行した後にはＦＶＯ２０に代わって固定周波
数ｆ_Lを有し、高安定な例えば水晶発振器より成る第１
発振器２１が用いられる。また軌道衛星上で用いる場合
には、発振周波数ｆ_H( しかし、ｆ_H＞ｆ_L）が、可変
周波数発振器２０の地上における初期起動時の周波数と
ほゞ等しく、周波数固定の高安定な例えば水晶発振器よ
り成る第２発振器２２のみが用いられる。

【００２８】ＦＶＯ２０の出力は切換器２３のスイッチ
Ｓ₁の一端とf/v 変換器２４の入力端子に供給される。
f/v 変換器２４では図２に示すよう入力信号の周波数ｆ
_Vが減少するにしたがって増加する直流電圧が発生さ
れ、第１，第２コンパレータ３１，３２の各一方の入力
端子に供給される。第１，第２コンパレータ３１，３２
の各他方の入力端子には基準電圧Ｖ₁，Ｖ₂（しかしＶ
₁＞Ｖ₂）が供給されている。基準電圧Ｖ₁は入力信号
の周波数ｆ_Vが第１発振器２１の周波数ｆ_Lに一致した
とき、f/v 変換器２４より出力される直流電圧にほゞ等
しく、また基準電圧Ｖ₂は、入力周波数ｆ_Vが第２発振
器２２の周波数ｆ_Hに一致したときに f/v変換器２４が
出力する直流電圧とほゞ等しい。

【００２９】図１の回路の動作を図３を参照して説明し
よう。（ａ）地上におけるＳＦＫの動作（ａ−１）図４Ａにおいて、ロータ２が電極Ｇ₂に接
触されている初期状態（動作点Ｐ₀）からロータ２が僅
かに浮揚された状態（動作点Ｐ）で平衡させるために第
２発振器（ｆ_H）２２の出力が選択されて出力される。
そのため制御回路３３により制御されて、切換器２３の
スイッチＳ₂が所定の期間Ｔ₁の間オンとされる。（ス
イッチＳ₁，Ｓ₃はオフに制御されたまゝである。）こ
のときＦＶＯ２０の周波数ｆ_Vはｆ_Hより僅かに高く設
定されている。ｆ_V＞ｆ_H＞ｆ_Lであるから、f/v 変換
器２４の出力Ｅ_Vは図２より分かるようにＥ_V＜Ｖ₂＜
Ｖ ₁となり、第１，第２コンパレータ３１，３２の出力
は共に論理０である。

【００３０】（ａ−２）ＳＦＫの周波数を次第に下げ
て図４Ｂ，Ｃに示すような動作状態に連続的に移行させ
るために、ＦＶＯ２０の出力を選択する必要がある。こ
のため、制御回路３３により、スイッチＳ₁をオンとし
てより所定の期間Ｔ₁が経過した後、スイッチＳ₂がオ
フ、スイッチＳ₁がオンとされる。（スイッチＳ₃はオ
フのまゝ。）またＦＶＯ２０が制御回路３３により制御
されてその周波数ｆ_Vは所定の変化率でｆ_Hより次第に
低下される。ｆ_L＜ｆ_V≦ｆ_Hであるので、図２より明
らかなようにf/v 変換器２４の出力Ｅ_VはＶ₂≦Ｅ_V＜
Ｖ₁であり、第１コンパレータ３１の出力は論理０，第
２コンパレータ３２の出力は論理１となる。従ってｆ_L
＜ｆ_V≦ｆ_Hであることが確認できる。ロータ２は図４
Ｂ，Ｃの動作点Ｐ（重力と平衡状態にある）を維持しな
がら次第に変位δ＝０の原点に近づけられる。

【００３１】（ａ−３）ＦＶＯ２０の周波数ｆ_Vが低
下してｆ_V＝ｆ_Lになると、f/v 変換器２４の出力はＥ
_V＝Ｖ₁となるので、第１コンパレータ３１の出力は論
理１（第２コンパレータ３２の出力は論理１のまゝ）と
なるので、制御回路３３はこれを検出して直ちにスイッ
チＳ₃をオン、Ｓ₁をオフ（Ｓ₂はオフのまゝ）とす
る。これにより第１発振器２１の出力（ｆ_L）が選択さ
れる。ロータ２は図４Ｄの動作点Ｐの平衡状態に保持さ
れる。この間ＦＶＯ２０の周波数ｆ_Vは制御回路３３に
より制御されて、ｆ_V≦ｆ_Lに保持される。

【００３２】（ｂ）軌道衛星上でのＳＦＫの動作この場合には、ＳＦＫの外部より衛星モード信号ＳＭが
供給されるので、制御回路３３はこれを検出して、スイ
ッチＳ₂をオン、Ｓ₁，Ｓ₃をオフに制御して、第２発
振器（ｆ_H）２２の出力を選択させる。これによりロー
タ２は図４Ａに示した特性曲線における初期動作点Ｐ₀
から、衛星軌道上の非常に小さな重力加速度と平衡する
原点に近い動作点（図示せず）に移行される。((ｂ)項
終わり)なお、図１において第２コンパレータ３２を省
略することもできる。またＥＳＧ及びＥＳＡが地上のみ
で使用される場合には、図５Ａに示すように図１の第２
発振器２２及び第２コンパレータ３２を省略することも
できる。その時には、前記（ａ−１）において、ＦＶＯ
２０の出力が選択される。しかしＦＶＯ２０は初期状態
ではｆ_V≒ｆ_H（基準周波数）に設定されている。な
お、図５Ｂについては後述する。図５Ａの実施例の動作
は図１の動作とほゞ同様であるので、その動作を図６に
纏めて示すにとどめ、詳しい説明を省略する。

【００３３】図１のf/v 変換器２４は、入力信号を図２
と相似の振幅周波数特性をもつＨＰＦ（ハイパスフィル
タ）３４を通して整流器３５に加えて整流した後、ＬＰ
Ｆ（ローパスフィルタ）３６を通して平滑することによ
り実現しているが、入力周波数の増加に応じて直流出力
電圧が増加する特性であれば、他の方式のものを用いて
もよい。

【００３４】図１乃至図３及びこれまでの説明から分か
るように、f/v 変換器２４と第１，第２コンパレータ３
１，３２とより成る回路は、入力周波数ｆ_Vが（ａ−
１）：ｆ_H＜ｆ_Vか、（ａ−２）：ｆ_L＜ｆ_V≦ｆ
_Hか、または（ａ−３）：ｆ_V≦ｆ _Lかを判別して、第
１出力Ｏ₁＝“０”，第２出力Ｏ₂＝“０”；Ｏ₁＝
“０”，Ｏ₂＝“１”またはＯ₁＝“１”，Ｏ₂＝
“１”をそれぞれ出力する周波数比較器４０を構成して
いる。周波数比較器４０としては前記機能が満足されれ
ば、別の回路構成であってもよい。図７に示す回路は、
ＦＶＯ２０の出力と共に第１，第２発振器２１，２２の
出力を基準周波数として周波数比較器４０ｃに入力させ
た場合である。

【００３５】同様に図５Ｂの回路はＦＶＯ２０の出力と
共に第１発振器２１の出力を基準周波数として周波数比
較器４０ｂに入力した場合である。なお、装置を簡単化
するため図１の第２コンパレータ３２及びそれと対応し
て図７の周波数比較器４０ｃの第２出力Ｏ₂を省略する
こともできる。前記請求項１ではこの省略を考慮してい
る。

【００３６】図３及び図６の（ａ−１）項の動作におい
て、ＦＶＯ２０の周波数ｆ_Vを制御回路３３により制御
させてもよいし、させなくてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
ＦＶＯ（ｆ_V）２０，高安定な第１発振器（ｆ_L）２１
及び第２発振器（ｆ_H）２２，これら各発振器の出力を
選択して出力する切換器２３，前記ｆ_Vとｆ_Lとを比較
する周波数比較器４０，その比較出力に従い、前記切換
器２３を制御すると共にＦＶＯ２０を選択した場合には
その周波数ｆ_Vを所定のレートでｆ_H→ｆ_Lに連続的に
制御する制御回路３３とによってＳＦＫ（静電浮揚起動
装置）を実現できる。

【００３８】ＥＳＧ及びＥＳＡを軌道衛星上で使用する
場合には、衛星モード信号ＳＭをＳＦＫの制御回路３３
に供給することによって、第２発振器（ｆ_H) ２２の出
力を選択して出力し、ＥＳＧ及びＥＳＡの地上と軌道衛
星上とでの共用化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すブロック図。

【図２】図１のf/v 変換器２４の周波数特性を示す図。

【図３】図１の要部の動作を説明するための図。

【図４】ＥＳＡにおいてロータに作用する静電力対ロー
タ変位特性をＳＦＫの周波数をパラメータとして示す
図。

【図５】この発明の変形実施例を示すブロック図。

【図６】図５の要部の動作を説明するための図。

【図７】この発明の他の変形実施例を示すブロック図。

【図８】静電加速度計（ＥＳＡ）の概略の構造を示す斜
視図。

【図９】ＡはＳＦＫ１２，ロータ２，電極Ｇ₁，Ｇ₂等
で作る直列共振回路の結線図、ＢはＡのロータ２と電極
Ｇ₁（Ｇ₂）とで作るコンデンサＣ₁（Ｃ₂）に蓄えら
れる電界エネルギー（静電力）の共振特性を示す図。

【図１０】Ａは図９Ａのロータ２に外力Ｆ_aが加わっ
て、ロータ２が変位した状態を示す図、Ｂはその状態変
移図、ＣはＡ，Ｂにおいて静電力対ロータ変位特性上の
ロータの変位後の新しい動作点Ｐを示す図。

【図１１】ＡはＥＳＧ及びＥＳＡにおけるロータの初期
状態を示す図、Ｂは静電力対ロータ変位特性上における
Ａのロータの初期動作点Ｐ₀と重力（１Ｇ）と平衡した
動作点Ｐとを示す図。

【図１２】静電加速度計（ＥＳＡ）の一軸についての電
気的なブロック構成図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭47−9066（ＪＰ，Ａ) 特開昭47−10166（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−46766（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電ジャイロ及び静電加速度計のロータ
に静電力を印加して前記ロータを浮揚させるために、前
記ロータ及びそのロータに近接対向する電極で作るコン
デンサとそのコンデンサに直列のコイルとより成る直列
共振回路に高周波電流を供給する静電浮揚起動装置にお
いて、第１発振器（周波数ｆ_L）と、第２発振器（周波
数ｆ_H，しかしｆ_H＞ｆ_L）と、周波数可変発振器（周
波数ｆ_V；初期状態ではｆ_Vは前記ｆ_Hより僅かに大き
い）と、これら発振器の出力の１つを選択して出力する
切換器と、周波数比較器と、制御回路とを具備し、前記
周波数比較器は、前記周波数可変発振器の周波数ｆ_Vを
前記周波数ｆ_Lと比較し、ｆ_L＜ｆ_Vのとき、出力を論理０ｆ_V≦ｆ_Lのとき、出力を論理１として、それらの出力を前記制御回路に供給するもので
あり、前記制御回路は、外部より供給されるモード信号
が衛星モードでないとき、前記切換器を制御して、制御
動作のスタート時より所定の時間の間、前記第２発振器
（ｆ_H）の出力を選択させ、前記所定の時間以降、前記
周波数可変発振器（ｆ_V）の出力を選択させ、かつその
周波数ｆ_Vが所定のレートで減少するように前記周波数
可変発振器を制御し、前記周波数比較器の出力が論理１
になると、前記第１発振器（ｆ_L）の出力を選択させ、
前記モード信号が衛星モードであるとき、前記切換器を
制御して前記第２発振器（ｆ_H）の出力を選択させるも
のであることを特徴とする、静電浮揚起動装置。
【請求項２】第１発振器（周波数ｆ_L）と、周波数可
変発振器（周波数ｆ _V；初期状態ではｆ_Vは所定の基準
周波数ｆ_H（しかしｆ_L＜ｆ_H）にほゞ等しい）と、こ
れら発振器の出力の１つを選択して出力する切換器と、
周波数比較器と、制御回路とを具備する静電浮揚起動装
置であって、前記周波数比較器は、前記周波数可変発振
器の周波数ｆ_Vを前記周波数ｆ_Lと比較し、ｆ_L＜ｆ_Vのとき、出力を論理０ｆ_V≦ｆ_Lのとき、出力を論理１として、それらの出力を前記制御回路に供給するもので
あり、前記制御回路は、制御動作のスタート時より、前
記切換器を制御して前記周波数可変発振器（ｆ_V≒
ｆ_H）の出力を選択させ、前記スタート時より所定の時
間経過した後、前記周波数可変発振器を制御して、その
周波数ｆ_Vを所定のレートで減少させ、前記周波数比較
器の出力が論理１になると、前記切換器を制御して前記
第１発振器（ｆ_L）の出力を選択させることを特徴とす
る、静電浮揚起動装置。