JPH0714816Y2 - 中性型ジャイロコンパスにおける自動起立装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は船舶等に用いられる中性型ジャイロコンパス
のスピン軸を迅速に静定させる装置に関する。

〈従来の技術〉 スピン軸と垂直軸と水平軸の中心が重心と一致している
中性型ジャイロコンパスの停止状態では、スピン軸は水
平に対し自由な傾斜角度で停止する。

〈考案が解決しようとする課題〉 ところで、スピン軸が大きく傾斜した状態でジャイロコ
ンパスを起動すると、スピン軸がほぼ水平となる静定状
態となる迄には相当の時間（平均４時間以上）を必要と
するので、スピン軸を迅速に静定させる手段が望まれて
いる。

この考案は上記した起動から静定に至るまでに要する時
間を短縮することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 上記の課題を解決するためのこの考案は、スピン軸の水
平軸まわりの傾斜角度を検出する傾斜センサと、垂直軸
まわりの回転角を検出する追従センサと、垂直軸まわり
にトルクを加える板バネストッパと、ジャイロ装置を回
動させるサーボモータと、追従センサの出力を増幅して
サーボモータを駆動するサーボモータ駆動用アンプとか
らなり、傾斜センサの出力信号から船体の動揺分を除去
した偏差信号を取り出し、これを追従信号に加算してサ
ーボモータの駆動源とするものである。

〈作用〉 傾斜センサの出力から船体の動揺分を除去した偏差信号
と追従信号を併用することによりジャイロコンパスの静
定状態に至る迄の時間を大きく短縮できる。

即ち、垂直環とロータケースの接触を防止し垂直環をロ
ータケースに追従させるための追従信号と共に、傾斜セ
ンサの出力信号から船体の動揺分を除去したスピン軸の
傾斜角度に応じた偏差信号をサーボモータ駆動用アンプ
に加えることにより、垂直環に設けられた板バネをロー
タケースに接触させ、その時板バネストッパがたわんで
ロータケースと板バネとのなす角度に応じたトルクをロ
ータケースに加え、ジャイロコンパスの歳差運動を利用
して水平状態に移行させる。

〈実施例〉 高速回転するロータを内蔵したロータケース１の垂直軸
２を、ロータケース１外周の垂直環３に設けた垂直軸受
４と吊り線５で支承し、垂直環３両側の水平軸６、６を
水平環７に回動自在に軸止し、同水平環７の止軸８、８
を水平軸６、６に対し直角方向に回動自在に追従枠９に
支承し、同追従枠９と一体の旋回軸10に設けた歯輪11を
サーボモータ12で駆動し、上記スピン軸13と、垂直軸２
と、水平軸６、６の３軸の中心と重心は一致させてあ
る。

上記のような中性型ジャイロコンパスにおいて水平軸６
まわりの傾斜角を検出する傾斜センサ14を垂直環３に設
けると共に垂直軸２まわりの回動角を検出する電磁式追
従センサ15をロータケース１および垂直環３に設ける。

垂直環３には更に自由端がロータケース１に接する板バ
ネストッパ16、16の一端を固定し、上記した傾斜センサ
14の出力から船体の動揺による傾斜分をアクティブロー
パスフィルタ等の周知のフィルタ18で除去した偏差信号
を追従センサ15の出力信号に加算増幅してサーボモータ
12を駆動する。

尚、図中19はサーボモータ12駆動用の信号増幅器であ
る。

上記の装置により傾斜センサ14からの信号をフィルタ18
により、船体の動揺による成分を除去した偏差信号によ
りスピン軸13の水平軸６まわりの傾斜角度を判別し、こ
の傾斜角の大きさおよび傾斜方向に応じた信号をサーボ
モータ駆動用アンプ19に供給し、追従センサ15の出力信
号に加算する。

このアンプの出力によりサーボモータ12を駆動すると垂
直環３はロータケース１の吊り線５を中心に回転し、一
定角度回転するとアンプ19の出力は零となり、それ以上
は回転しない。この時この回転角および回転方向に応じ
て一方の板バネストッパ16がたわみロータケース１に対
し、垂直軸２まわりにトルクを加える。

このトルクにより水平軸６まわりにプリセッションを始
め、傾斜信号が予め設定した設定範囲内に入れば、サー
ボモータ駆動用アンプ19に加算していた偏差信号を零に
する。

尚、上記したプリセッションによる自動起立制御は、追
従センサ15からの追従信号による追従制御と同時に行な
っているので、船のヨーイング等の影響を受けずに制御
することができる。

以上の操作によりロータケース１のスピン軸13は所望の
傾斜角度にセットすることができる。

尚、船体の動揺成分除去用フィルタの入力信号は相当の
時間遅れがあるため傾斜角度を精度よくセットするため
には要求される精度と遅れ時間に応じた傾斜の変化速度
を得る必要がある。そのためには船体の傾斜速度を監視
し、その逆数および傾斜方向を判別してこれを追従信号
に加算する。

尚、ジャイロ静定時の傾斜角は緯度の関数であるため緯
度情報を入力演算し、その結果に応じた傾斜角に自動起
立させれば更に短時間での静定も可能である。

〈考案の効果〉 この考案によれば自動起立装置と方位設定装置とを併用
して追従制御と傾斜制御が同時に行なえるので、実際の
船上でヨーイングを生じている場合も使用可能である。

また、板バネのたわみを利用してトルクを与えるので、
加えるべきトルクに応じたロータケースと垂直環とのな
す角度をサーボモータにて制御するだけでよくトルク制
御がリニアに行なえ制御が容易となり、ジャイロコンパ
ス静定時間を従来のものに比べ0.5時間〜１時間程度に
短縮できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案に係る中性型ジャイロコンパスの斜視図
である。 １……ロータケース、２……垂直軸 ３……垂直環、４……垂直軸受 ６……水平軸、７……水平環 ８……水平環支軸、10……旋回軸 12……サーボモータ、13……スピン軸 14……傾斜センサ、15……追従センサ 16……板バネストッパ、18……フィルタ 19……サーボモータ駆動用アンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 岩倉 与志衛 兵庫県西宮市芦原町９番52号 古野電気株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−163509（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】スピン軸と、ロータケースを支持する垂直
   軸と、垂直環を支持する水平軸の中心が重心と一致して
   いる中性型ジャイロコンパスにおいて、スピン軸まわり
   の傾斜角度を検出する垂直環に取り付けた傾斜センサ
   と、ロータケースを支持する垂直軸まわりの回転角を検
   出する追従センサと、自由端がロータケースに摺接する
   よう一端を垂直環に固定し、垂直軸まわりにトルクを加
   える複数の板バネと、装置全体を支持する旋回軸を駆動
   するサーボモータおよび同モータを作動させるサーボモ
   ータ駆動用アンプからなり、傾斜センサの出力から船体
   の動揺による成分を除去した偏差信号を追従信号と共に
   サーボモータ駆動用アンプに加算するようにしたことを
   特徴とする中性型ジャイロコンパスにおける自動起立装
   置。