JPH01134206A

JPH01134206A - 超電導ジヤイロ

Info

Publication number: JPH01134206A
Application number: JP29186387A
Authority: JP
Inventors: Sokichi Hayashi; 林　宗吉
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1989-05-26

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】ａ、産業上の利用分野本発明は、超電導ジャイロに関し、特に、超電導コイル
電流を流すことにより角運動量を得るようにするための
新規な改良に関する。

ｂ、従来の技術従来、用いられていたこの種のダイナミカリーチューン
ドジャイロとしては１種々の構成が提案されているが、
その中で代表的な構成について述べると、第５図にて示
される特開昭６０−２３７５１５号公報の第３図の構成
を示すことができる。

すなわち、第５図において符号１で示されるものは全体
がほぼ断血逆Ｕ字形をなすケースであり、このケース１
の内壁１ａには、その他中心に玉軸受からなる一対の軸
受２を有するフレーム３が嵌合により設けられている。

Ｉｎフレーム３の内壁３ａには、ステータ巻線４を有す
るステータ４ａが固定して設けられ。

前記軸受２の内輪２ａにはロータ軸５が回転自在に設け
られている。

前記フレーム３は、前記各軸受２の外輪２ｂに固定され
ており、前記内輪２ａ及び回転軸５の下端５ｂに固定さ
れ全体形状がほぼＵ形をなすエンドキャップ６の外周に
は、輪状のヒステリシスリング７が設けられ、このエン
ドキャップ６とヒステリシスリング７とによってモータ
ロータ８を構成し、前記ステータ４ａとモータロータ８
とによってスピンモータ９を構成している。

前記回転軸５の上部には、ジンバル１０及びばね部材１
１からなるヒンジ機構１２を介してジャイロロータ１３
が設けられており、このジャイロロータ１３は断面形状
がほぼＵ字形をなす輪体より構成され、このジャイロロ
ータ１６の内壁には、リングマグネット１４が固定して
設けられている。

又、前記ジャイロロータ１３の下端には、センサーリン
グ１５が設けられていると共に、このセンサーリング１
５に対応する前記フレーム３上には、センサコイル１６
が立設して設けられている。

さらに、前記フレーム３の上面に’ｔ’！、、　　）ル
カーコイル１７が設けられると共に、このトルカ−コイ
ル１７は上方に向けて立設され、その先端がジャイロロ
ータ１３内に位置すると共に。

前記リングマグネット１４と対応している。

さらに、前記ケース１の下端に取付けられた端子板１８
には、絶縁部１９を介して端子２０が設けられている。

従来のダイナミカリーチューンドジャイロは、前述した
ように構成されており、以下に、その動作について説明
する。

第５図の状態において、スピンモータ９を作動させろと
、＠転軸５が高速で回転し、ヒンジ機構１２を介してジ
ャイロロータ１３が高速で回転する〇前述の状態において、ジャイロロータト３に傾きが生じ
た場合、この傾斜状態がセンサコイル１６によって検出
され、トルカ−コイル１７に所要の制御電流を印加する
ことにより、ジャイロロータ１３．リングマグネット１
４の磁束及びトルカ−コイル１７の制御電流の積に比例
する力が作用し、ジャイロロータ１３の所１１の姿勢制
御がなされる。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点従来のダイナミカリーチューンドジャイロは。

以上のように構成されていたため、次のような問題点を
有していた。

すなわ、ち、所定の角運動量を得るために、スピンモー
タを用いてジャイロロータを常に高速回転しなければな
らず１機械的構成が複雑であると共に、高速回転する可
動部分の寿命が短かく、コストアップとなっていた。

又、スピンモータを使用しているため、スピンモータの
発生する熱が問題となり、特性を一定に保つことが極め
て困難であった。

本発明は１以上のような問題点を解決するためになされ
たもので、特に、超電導コイルに電流を流すことにより
角運動量を得るようにした超電導ジャイロを提供するこ
とを目的とする。

ｄ０問題点を解決するための手段本発明による超電導ジャイロは、ケース内に設けられ同
心円状に積み重ねられた超電導コイルと、前記超電導コ
イルを支持するための支持手段と、前記支持手段の変位
を検出するためのセンサーとを備えた構成である。

８０作　用本発明による超電導ジャイロにおいては、前記超電導コ
イルに電流を流すことにより、この超電導コイルの電路
を流れる荷電粒子の発生する角運動量を用い、所定の方
向に電流が流れている時、ケースがＸ軸のまわりに回転
変位すると、支持手段（ヒンジ）の剛性により、超電導
コイルはＸ軸のまわりに回転する。

この時に、Ｙ軸まわりに発生する摂動による前記支持手
段（ヒンジ）の曲げ変位をセンサーにて読み取る。

従って、角運動量の発生手段としては、スピンモータに
よるジャイロロータ等の機械的手段を用いる必要がな（
、超電導コイルのみで行われるため、構造が簡潔で、耐
久性のある安定したジャイロを得ることができる。

ｆ、実施例以下、図面と共に本発明による超電導ジャイロの好適な
実施例について詳細に説明する。

尚、従来例と同−又は同等部分については。

同一符号を付して説明する。

第１図から第４図は１本発明による超電導ジャイロを示
すためのもので、第１図は全体構成を示す概略構成図、
第２図は電気的接続を示す回路図、第３図は第１図の平
面図、第４図は動作原理を示す回路図である。

図において符号１で示されるものは、全体がほぼ箱形を
なすケースであり、このケース１内に充填された油等の
液体２１内には、基板２２上の支柱２３に同心円状に積
み重ねた超電導コイル２４を有する超電導コイル体２３
が配設されており、この超電導コイル２４は円筒ケース
２６によって覆われている。

さらに、前記超電導コイル２４０両端は、支持手段であ
る一対のヒンジ２７に接続されており、これらのヒンジ
２７には各々センサーとしてのストレンゲージ２８が設
けられ、これらのストレンゲージ２８のリード＠　２８
　ａは、外部の図示しない制御回路部に接続されている
。

さらに、第２図に示す構成において、前記超電導コイル
２４の両端２４ａ間には、並列スイッチＳ、が接続され
ていると共に、各両端２４ａには、各々直列スイッチＳ
２　　が接続されている。

又、前記超電導コイル２４の両端２４ａは。

前記直列スイッチＳ２　　を介して前述の制御回路（図
示せず）に接続されている。

本発明による超電導ジャイロは、前述したように構成さ
れており、以下に、その動作について説明する。

まず１前述の超電導コイル２４に電流を供給する場合に
は、まず、各直列スイッチＳ２　　を閉じ、並列スイッ
チＳ、を開とすることにより。

超電導コイル２４に電流が供給され、電流供給後は、並
列スイッチＳ、を閉、各直列スイッチＳ２　を開とする
ことにより、前述の制御回路側と超電導コイル２４との
電気的接続は絶たれ。

超電導コイル２４内にて永続的に電流が流れ続け、この
超電導コイル２４の電路を流れる荷電粒子の発生する角
運動量を得ること力上できる。

この超電導コイル２４を流れる電流、工と角運動量Ｈと
の関係は、１例として、超電導コイル２４を１０００タ
ーン、第４図で示す半径ｒをｊＯｃｍ、電流工を１００
Ａとすると、角運動量Ｈ＝３６００［ｇｃｍ２Ｓ　’）
となり、従来の小形ジャイロに相当する程度の角運動量
を有することができる。

次に、第３図において、超電導コイル２４に矢印Ａの方
向に電流が流れている時、ケース１がｘｌｌＴｏのまわ
りに回転変位すると、各ヒンジ２７の剛性により、超電
導コイル体２３はＸ軸のまわりに回転する。

この場合、Ｙ軸まわりに発生する摂動によるヒンジ２７
の曲げ変位を各ストレンゲージ２８にて読み取る。

尚、従来のジャイロロータに相当する超電導コイル体２
３の姿勢制御の方法は１図示していないが、拘束ばねに
よって零点に自動的に復帰する手段、又は、電磁的なト
ルカ−手段によって行うものである。

又、前述の支持手段としてのヒンジ２７及びセンサーと
してのストレンゲージ２８は、いずれも−例を示したも
のであり、他の手段を用いた場合も同等の効果を得るこ
とができることは、述べるまでもないことである。

ｇ０発明の効果本発明による超電導ジャイロは、以上のように構成され
ているため、次のような効果を得ることができる。

すなわち、角運動量を得るための手段として。

超電導コイルを用いているため、従来のような機械的手
段によるスピンモータとジャイロロータを用いる必要が
な（、構造が簡単で、寿命の長い、安定したジャイロを
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は１本発明による超電導ジャイロな示
すためのもので、第１図は全体構成を示す概略構成図、
第２図は電気的接続を示す回路図、第３図は第１図の平
面図、第４図は動作原理を示す回路図、第５図は従来の
ダイナミカリーチューンドジャイロを示す断面図である
。１はケース、２３は支柱、２４は超電導コイル、２４ａ
は端部、２６は円筒ケース、２７は支持手段（ヒンジ）
、２８はセンサー（スピンモータ）、Ｓ、は並列スイッ
チ、Ｓ２　　は直列スイッチである。第１図第２図第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ケース（１）内に設けられ同心円状に積み重ねら
れた超電導コイル（２４）と、前記超電導コイル（２４
）を支持するための支持手段（２７）と、前記支持手段
（２７）の変位を検出するためのセンサー（２８）とを
備え、前記超電導コイル（２４）に電流を流すことによ
り角運動量を得るようにしたことを特徴とする超電導ジ
ャイロ。
（２）前記支持手段（２７）は、ヒンジからなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超電導ジャイロ
。
（３）前記超電導コイル（２４）は、その中心に支柱（
２３）を有する円筒ケース（２６）内に収容されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の超電導ジャイロ。
（４）前記超電導コイル（２４）に接続された直列スイ
ッチ（Ｓ＿２）と並列スイッチ（Ｓ＿１）とを備え、前
記超電導コイル（２４）に電流を流した後、前記直列ス
イッチ（Ｓ＿２）を開、前記並列スイッチ（Ｓ＿１）を
閉とするようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項乃至第３項の何れかに記載の超電導ジャイロ。