JPS62291204A - 水平安定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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＋１１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＋
１１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、（２＾）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
（１１には（Ｘ軸）、（Ｙ軸）回りの傾きを検出する傾
斜計＋３１．　（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
（５１，（６１に供給し、両者を駆動して１、安定台（
１１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って
は、傾斜計を２１固、ドリフト補正回路を２個、トルク
モータを２ｆ固、ドリフト補正回路用電源（図示せず）
、ジンバルを２１叱フライホイール（２）、フライホイ
ールモータ（２Ａ）が必要となっていたため、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
った。

〔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
由度を持っ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ェイト（ＩＯＢ）
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（１
５Ａｃ）　。

（１５Ｂｃ）と支持部との間に夫々医張されたスプリン
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
度が加わっても、回転しているフライホイール（１３）
　、　（１４）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）はキャップ状に形成された安定台
である。このキャップ状の安定台（１０）の筒状部（Ｉ
ＯＡ）の下端には、リング状のウェイト（ＩＯＢ）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（ＩＯＣ）の下面の中央部に、下端に小径の
キャップ状部（１００）を有する支持部又はボス部（Ｉ
ＯＥ）が、下方に伸びる如く設けられている。

安定台（ｌＯ）は２個のジンバル（Ｘ軸、　Ｙｔｌｉｌ
）機構（１１）を介して（２軸の自由度をもって）支柱
（１２）で支えられているので、安定台（１０）は、そ
のウェイト（ＩＯＢ）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、ウェイ）　（ＩＯＢ）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（ＩＯＥ）を包囲するリング状部（１５Ｃ）と、
その−直径の両端（１８０°離れた位置）に夫々設けら
れたＬ字状及び逆り字状の支持部材（１５Ａ）　、　（
１５Ｂ）とを有する。モータ取付台（１５）は、ベアリ
ング（１６）、　（１７）を介して安定台（１０）のキ
ャップ状部（１００）に対して回転自在に支持されてい
る。各支持部＋；ｔ　（１５Ａ）　、　（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）　、　（１４
Ａ）が、互に直角な水平な軸（１５Ａｃ）　、　（１５
Ｂｃ）のまわりに振れ得るように支持される。従って、
両フライホイール（１３）　、　（１４）はキャップ状
部（１００）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（Ｉ
ＯＥ）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ッ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（１００）、　（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（ＩＯＡ）と支持
部材（１５Ａ）　、　（１５Ｂ）との間に於て、他の部
ｔオと接触すること無く、自転し得るし、キャップ状部
（１００）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）　、
　（１４Ａ）の軸（１５Ａｃ）　、　（１５Ｂｃ）と支
持材（１５Ａｂ）　、　（１５Ｂｂ）との間に栄張する
。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（、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
（１５Ｂα）に、軸（１５１３ｃ）の下方のに於て固定
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（１５Ｂ
ｃ）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、従って、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が加わったとすると、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（プレセツションする）、
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軸方向に加わった場合も、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（Ｘ軸回り）に
バランスを取っである。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、Ｘ
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である。

又、フライホイール（１３）、（１４）とフライホイー
ルモータ（１３八）、（１４Ａ）は、軸（１５Ａｃ）　
、　（１５Ｂｃ）の回りに自由度を持ち、同軸の回りは
バランスを取っであるが、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（１３Ｂ）。

（１４Ｂ）は上旬になる。

尚、２組のフライホイールモータ（１３Ａ）　、　（１
４＾）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
に直交する様にしである。

安定台（１０）に対して、モータ取付台（１５）が第１
図より０回動じ、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Ｔｌ　、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Ｔ
２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（ＩＯＥ）に対して１８０°
離れているが、両者の軸（１５＾ｃ）　、　（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（ＩＯＥ）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（ＩＯＥ）に関して、フライホイールモータ（
１３Ａ）　、　（１４Ａ）等と対向する位置に、バラン
スウェ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
タとで構成されるので、部品点数が少な（、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
きいフィ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図は従来例の路線図である。 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）　、　（２
０）はセンタスプリングを夫々示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 支柱にジンバル機構を介して２軸の自由度を持って支持
   されている安定台と、該安定台にヤジロベと同様の機能
   を与えるウェイトと、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のまわりに振れ得るように支
   持されたフライホィールモータにより夫々回転される一
   対のフライホィールと、上記フライホィールモータの振
   れ得る軸と支持部との間に夫々架張されたスプリングと
   より成ることを特徴とする水平安定装置。