JPH0797034B2 - ジャイロスコ−プ式人工水平儀 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２つの直交軸廻り相互に関節動作する内側及
び外側フレームからなるシンバルマウント内に支持され
たジャイロスコープとジャイロスコープ軸の空間内での
位置を検知し、この位置を人工水平線の形で表示する手
段とを具備したジャイロスコープ式姿勢指示装置（人工
水平儀）に関する。

〔従来の技術〕

縦方向及び横方向の姿勢を指示するいわゆる水平儀は航
空分野で公知である。

飛行機がそのピッチ軸廻りに回転しながら急降下すると
水平線はパイロットからみると視野内で上昇する。一
方、飛行機が上昇すると水平線はパイロットの視野内で
降下する。同様に、飛行機が例えば左にローリングを始
めると水平線はパイロットの視野内で時計方向に回転を
始め、飛行機が右にローリングを始めれば水平線は反対
方向に回転する。

また、飛行機がそのピッチ軸及びロール軸の廻りに組合
せた運動を始めるとパイロットの視野では前述の方向の
組合せの方向に水平線が運動する。

縦方向及び横方向の姿勢指示器はパイロットにはっきり
見えるように計器パネルに配置される。この指示器は飛
行機がピッチ軸又はロール軸又はその両軸廻りに単一方
向運動又は複合運動を行うときに水平線に対する飛行機
の水平位置及びシルエットの動的表示を行う。従って、
高度が高い場合又は視界が悪い場合等に水平線がみえな
い場合でもパイロットは水平儀を見れば飛行機の横方向
及び縦方向の姿勢を確認できる。

飛行機の表示に対する人工水平線の運動を図示的に表示
するための動的影像を発生する方法はいくつかある。本
発明はこのような方法の１つであるジャイロスコープ式
水平儀に関するものである。

一般にジャイロスコープ式水平儀は：質量の主要部を構
成し、モータにより高速回転し（毎分数千回転）その質
量の回転軸がジャイロスコープ軸となるジャイロスコー
プと；ジャイロスコープ式水平儀が搭載された飛行機が
飛んでいる各地点でジャイロスコープ軸を垂直線にでき
る限り一致した状態に保持するための起立手段と；ジャ
イロスコープ軸の空間における位置を検知しこれを人工
水平線として表示するための手段とを具備している。

ジャイロスコープ式水平儀の一例はフランス特許No.114
2614に開示され前述の構成のジャイロスコープは２つの
直交軸廻りに相互に関節動作する２つのフレームからな
るジンバルマウント内に支持される。ジャイロスコープ
式水平儀は外側フレームの回転軸が飛行機のロール軸と
平行になるように計器パネル上に取付けられる。表示手
段は球の一部を切欠いた全体的にたる型形状を有する。
この「球状のたる」は中心対称軸である長軸廻りに回転
し、この長軸がジャイロスコープを支持する内側フレー
ムの回転軸と平行になるように適当な部材上に搭載され
る。この結果、表示手段の回転軸はジャイロスコープ軸
に直角となり、前記起立手段の作用によりジャイロスコ
ープがこの表示手段の回転軸に作用しているときには該
回転軸は飛行機が飛んでいる地点での垂直線に対し直角
に保持される。

この例においては、ジャイロスコープ式水平儀は外側フ
レームに対する内側フレームの回転軸廻りに内側フレー
ムとともに回転する歯付ホイルを具備する。これは表示
位置の対称長軸廻りに回転するこの表示装置とともに回
転する歯付ホイルに間接的に噛み合い、外側フレームに
対する内側フレームが一方向に角度変位すると表示装置
はこの角度変位に等しい角度又は比例する角度だけ反対
方向に回転する。

このような構造はすべて中央に飛行機のシルエットを写
す透明画面を前面に有するケーシング内に装着される。
人工水平線は球状のたる型表示装置の対称上軸を含む平
面内にある大きな円形の円弧によりこの表示装置の画面
上に表示される。飛行機が水平に直進飛行しているとき
はケーシングの透明画面上の飛行機のシルエットは人工
水平線と一致する。

作動状態では、よく知られたように人工水平儀は実時間
で空間上の飛行機の位置に実質的に対応する飛行機のシ
ルエットをケーシングの前面に写し出す。

従って、飛行機がそのロール軸に対し中立姿勢のときに
は人工水平線に対するシルエットの位置は飛行機の縦方
向の姿勢を指示する。同様に、飛行機がピッチ軸に対し
中立位置のときには人工水平線に対するシルエットの位
置は飛行機のロール軸に対する姿勢を表わす。飛行機が
ピッチ軸及びロール軸の廻りに複合動作するときに人工
水平線に対するシルエットの位置は水平軸に対する飛行
機の実際の位置を表わす。

この種のジャイロスコープ式水平儀は実用上の効果が大
きく計器飛行の飛行機においてバックアップ用水平儀と
して使用されている。

この人水平儀は飛行機搭載計器用の電源が切れた場合の
バックアップ用（非常用）計器として使用できる。ジャ
イロスコープモータへの電源が切れると、回転する音量
の大きな慣性によりジャイロスコープは摩擦により回転
が止まるまで高速回転を続ける。従って、水平儀は５分
から10分間は作動を続け、この時間をパイロットに飛行
機の姿勢を指示する。

ジャイロスコープ式水平儀の信頼性は保証されている
が、この信頼性をさらに高め製造コストを低下させるた
めにその構造を簡単にするための研究開発が進められて
いる。

〔発明の構成〕

本発明に係るジャイロスコープ式水平儀は、ジンバルマ
ウントと、該ジンバルマウント内に懸架されたジャイロ
スコープとを具備し、該ジンバルマウントは、第１の軸
廻りに回転する外側フレームと、該第１の軸と直角な第
２の軸廻りに該外側フレームに対して回転する内側フレ
ームとを有し、更に、前記外側フレームの回転に対応し
て回転するように該外側フレームに連結された光学的表
示画面と、前記ジャイロスコープの軸の空間内の位置を
表わす前記外側フレームに対する前記内側フレームの角
度位置を検知するセンサーと、前記光学的表示画面を駆
動して前記角度位置を人工水平線として表示するプロセ
ッサとを具備している。

〔作用及び効果〕

ディスプレイ画面と外側フレームとの間の回転結合によ
りジャイロスコープ式水平儀の機械的構造、特に前記従
来構造を大きく簡素化できる。このような構造において
は、計器により映る映像の動作はロール運動に関しての
み機械的に行われ、水平線に対する上昇及び下降運動の
動的表示は後述のように適当な電子手段により行われ
る。この結果、球状たる型表示位置に関連するすべての
部品（他の例における対応する部品）は不要となる。こ
れにより製造コストが低下する。

本発明において、表示画面として液晶型の表示画面を用
いれば特に好ましい。

これにより表示画面は構造が簡単で、操作性が良く、信
頼性が高くなり、また経済的に製造できる。

さらに、液晶は消費電力が非常に小さい。これは航行用
計器、特にバックアップ用計器として大きな利点であ
る。

好ましい実施例において、ディスプレイ画面は液晶のう
ち少くともいくつかは画面上に平行なセグメントを表示
する専用型（dedicated）の液晶を用いている。

ディスプレイ画面がジャイロスコープを装着した外側フ
レームの回転に対応して回転するように又は外側フレー
ムとともに回転するように拘束させて構成することによ
り前述の研究開発中に起った他の技術的課題を解決しジ
ャイロスコープ式水平儀の信頼性を高め、構造を簡単に
している。

固定式のマトリックス型液晶表示装置を用い、これとと
もにジャイロスコープ軸の空間内での位置を計測する２
つの角度センサーを用いてもよい。適当な電子回路によ
りセンサーからの信号を変換してジャイロスコープ軸の
空間内での位置をマトリックス画面上に人工水平線とし
て表示する。

上記のようにして発明を行う場合、現時点では複雑で、
コストが高く、信頼性も低い技術を用いてもよい。

これらの解決による利点は大きいが、これにより必然的
に高解像のマトリックス画面を必要とし、また水平線の
運動を実時間で示すために電子回路内に傾斜線の発生手
段を必要とする。

これまでジャイロスコープ式水平儀のような重要な航空
機用計器での使用に適した簡単な構造で安価で充分な性
能の液晶型マトリックス画面は市場で得られなかった。

このような画面は現在開発され、画面背面のガラス上に
成長形成した薄膜トランジスタにより各点（pixel）を
スイッチ動作させる信頼性の高い液晶画面が市場化され
る見通しである。これについては出願人に既に模型によ
りテストを行ってきた。

しかしながら、前述のように、固定式画面を用いた場
合、これを制御する電子回路内に傾斜線の発生手段を必
要とする。この種の発生手段はこれと協働するコンピュ
ータと多くの電子部品を必要とする。信頼性を示すMTBF
（mean time before failure）は部品数に反比例する。
前記発生手段に要する部品数は多く主にバックアップ用
として用いる計器としては充分な信頼性が得られない。
また消費電力も大きくなる。

従って、前述の研究開発段階において、傾斜線の発生手
段は使用しないことまた少くとも初期段階ではマトリッ
クス型液晶画面は使用しないことが望ましいとされた。

本発明はこの２重の技術的課題を解決する。ディスプレ
イ画面を、外側フレームの回転に対応して回転するよう
に外側フレームに結合することにより２つの角度センサ
ー、２つの角度信号を解析するためのプロセッサ及び傾
斜線の発生手段の使用を省略することができる。外側フ
レームに対する内側フレームの角度位置を計測するだけ
でよく、これは１つのセンサーで行うことができ検知結
果は回転する画面上に水平線として表示できる。このこ
とは、電子回路のプロセッサは単に１つのディメンショ
ンについて作用を行えばよいことを意味し、前述のコン
ピュータの使用は必要なくなる。

液晶のうち少くとも数個が平行なセグメントを画面上に
表示する専用液晶画面を用いることにより、簡単に水平
線の上昇及び下降を表示することができ、また外側フレ
ームの回転と同量の画面の回転により飛行機のローリン
グによる水平点の回転を表示できる。

このような構成により、ジャイロスコープ式水平儀の構
造が簡単になり動的映像は光学的に行われ人工水平線の
表示機能を低下させることなく電子部品の構成を簡単に
できる。

航空分野の技術に詳しい本出願人は以下に述べる本発明
の第２の実施例を開発した。

水平線として表示した水平儀の画面を他の要素、例えば
滑走角度、滑空角度のポテンシャル、方位、着陸軌道等
の数値、記号等で補完する必要が生ずる場合がある。

この目的を達成するため本発明の実施例ではマトリック
ス型ディスプレイ画面を使用している。協働するトラン
ジスタにより接点動作される複数の接点（pixels）から
なる液晶表示装置を用いることが望ましい。この場合、
トランジスタは例えば画面の背面のガラス上に形成され
た薄膜型トランジスタを用いることができる。

第１に、近年の開発によりマトリックス画面の信頼性及
び解像度が向上したため適当な時期を民間及び軍用の航
空機への採用の見通しができた。

本出願人はこの種のマトリックス画面及び適当な電子回
路を使用することにより複雑な記号を適当な方法で動か
すことができることを見出した。しかしながら、画面
が、ジャイロスコープの外側フレームの回転に対応して
回転するように外側フレームに連結されているため、人
工水平線あるいはこれに関連する記号等を実時間で動作
させるための傾斜線の発生手段は不要となる。この実施
例は最初の実施例に比べ映像が複雑になるが必要とする
電子部品の数はそれほど多くなくまた信頼性は低下しな
い。

本発明の主題であるジャイロスコープ式水平儀の開発中
に、本出願人は需要者の従来に比べ長さ方向の寸法の小
さい水平儀の要求という別の技術的課題に直面した。

また、ピッチ軸上の水平儀の運動の表示に対しある程度
の補修ができることが望ましい。このような補正は特に
ピッチ運動及びローリング運動を組合せた複合動作を表
示する場合に都合がよい。

従来の水平儀においてはジャイロスコープ軸の動きが機
械的に表示装置に伝達されていたためこのような補正は
複雑なものであった。

本発明の１つの特徴によれば、ディスプレイ画面をジャ
イロスコープの外側フレームの角度位置に応じてモータ
により回転させることにより、上記２つの問題を解決で
きる。

このような構成によりジャイロスコープの外側フレーム
とディスプレイ画面の直接的なリンク結合を省略できる
ため、ディスプレイ画面をフレームに対しオフセットす
ることができ従って長さ方向のスペースを小さくするこ
とが可能となる。

さらに、フレームと画面との回転結合が制御装置を介し
て行われるため、予め定めたパラメータに従って人工水
平線の位置を補正する手段を制御用電子回路又は画面上
の人工水平線の運動（ピッチ方向）を制御する電子回路
又はその両方に一体化することができる。

本発明の別の特徴によれば、水平儀にバックアップ用バ
ッテリーを組合せ、好ましい実施例ではこれはカドミウ
ム−ニッケル電池とし、このバッテリーを計器パネルの
計器及び処理装置への電源とディスプレイ画面との間に
挿入している。

この結果、万一計器パネルの計器への電源が切れても処
理装置及びディスプレイ画面にはバックアップ用バッテ
リーから電力が供給され続ける。液晶の消費電力は非常
に小さく又電子回路は構成が簡単であるため消費電力が
小さく、従ってこれらはジャイロスコープがその大きな
慣性によって作用を続けている間、非常に小さい容量の
バッテリーにより作動を続けることができる。従って、
本発明に係るジャイロスコープ式水平儀は計器飛行用に
装備するバックアップ用水平儀として用いることができ
る。

以下本発明について図面を参照してさらに説明する。

〔実施例〕

第１図に示す実施例において、ジャイロ式人工水平儀10
はその構造自体は公知のジャイロスコープ装置11を具備
している。

ジャイロスコープ装置11は、２つのフレームを備えたジ
ンバルマウント内に宙吊りに支持されたジャイロスコー
プ12からなる。第１のフレームはこの例ではジャイロス
コープ12を支持する構造体13aに取付けられた回転軸13
として構成されている。第２の外側のフレームは番号14
で示されている。

２つのフレームはピッチ軸15及びロール軸16の２つの直
交軸廻りに回転可能に取付けられている。回転軸13は外
側フレーム14に対しジャーナル13bにより関節結合（枢
着）されている。外側フレーム14は適当な手段により支
持部材21に対し関節結合されている。

ジャイロスコープは図示しないモータを公知の形式で備
え、このモータはジャイロスコープ軸18廻りに毎分数千
回転で回転する。このジャイロスコープ軸18はピッチ軸
15に対し直交している。

このモータには図示しない電源からロールコレクタ19及
びピッチコレクタ20を介して必要な電力が供給される。

調速おもり17等の起立手段によりジャイロスコープ軸18
はこのジャイロスコープ式水平儀10を搭載した飛行機が
飛んでいる場所における垂直線に対し平行に保持され
る。

パイロットの手動操作によるジャイロスコープのリセッ
ト手段がロール軸上のリセット装置22及びピッチ軸上の
リセット装置22′として備わっている。これらのリセッ
ト手段は公知の形式でパイロットによるノブ24の操作に
より装置23を介して制御される。

第２図は第１図の構造をさらに詳細に図示している。両
図において同一部材には同一番号を付してある。

ジャイロスコープ装置11、特に番号12から24までに示し
た構成部品は、現在何千ものこのような装置が多くの国
の民間及び軍用の航空機に装着されているため、この分
野においてよく知られている。

従来と同様、第３図に示すように、ジャイロスコープ12
は例えばジャイロスコープ軸18廻りに毎分24000回転で
回転する通常トップと呼ばれるステータ80及びロータ81
を有するモータを備えている。ロータは減速器83を介し
て起立器の調速おもり17に結合される。減速器により調
速おもり17は例えば毎分40回転で回転する。ボウル84及
びカバー85がケースを構成する。ジャイロスコープ軸18
に沿ってバランスを保つためにバラストおもり82が用い
られる。

このジャイロスコープの構造及び作用は公知でありここ
ではこれ以上説明しない。

第２図において、本発明に係るジャイロスコープ式水平
儀10は、外側フレーム14の回転に対応して回転するよう
に外側フレーム14に連結されたディスプレイ画面30を具
備している。

図示した実施例においてディスプレイ画面30は液晶表示
画面である。さらに詳しくは、この例において用いられ
た液晶は、本発明の別の特徴に従って、平行なセグメン
トを画面上に表示する。

第１図及び第２図の実施例において、ディスプレイ画面
30を外側フレーム14と連動するように拘束的に構成して
ディスプレイ画面30と外側フレーム14間の回転結合が行
われる。これは、この例では、一端が外側フレーム14に
取付けられ、他端がディスプレイ画面30を支持するブラ
ケット32に取付けられたロール軸16と同軸のシャフト31
により達成される。

本発明に係るジャイロスコープ式水平儀は、この例では
回転軸13及び部材13aからなる内側フレームの外側フレ
ーム14に対する角度位置を検知するためのセンサーを備
えている。図示した実施例において、センサー33はポテ
ンショメータからなりその瞬間抵抗が外側フレームに対
する内側フレームの角度位置、即ちピッチ軸15に対する
ジャイロスコープ軸18の角度位置を表わす。

この水平儀はこの角度位置をディスプレイ画面上に表示
するためのプレセス手段を備えている。

図示した実施例においては、このプロセス手段は部品36
を有する電子装置34からなり、ケーブル35を介してポテ
ンショメータのセンサー33に接続されている。

前述のように第１図及び第２図の実施例においては、デ
ィスプレイ画面30は平行セグメントを表示するための専
用（dedicated）の液晶表示画面である。第１図に示す
ように、いわゆる中立位置においては、画面は水平線42
からなる暗い部分とこの水平線42と平行な数本の線43か
らなる明るい部分を表示する。水平線42及び他の線43は
ピッチ軸15及びロール軸16を含む平面に平行である。

従来と同様に、水平儀10はパイロットが目でみる計器パ
ネル上に設置されるフロントパネルモジュール40を備え
ている。このモジュール40は中央に２つの水平枝部であ
る翼48を有するモデル41を表示した円形の視野ガラス49
を備えている。リセット装置を制御するノブ24はこのフ
ロントパネルモジュール40上に設けられる。

図示した実施例においては、ディスプレイ画面30は８角
形であり、液晶と電子装置との結合はディスプレイ画面
の側縁に設けたフレキシブルフィルム37により行われ
る。視野ガラス42の直径は実質上８角形のディスプレイ
画面の対向する２辺間の距離より小さい。フロントパネ
ルモジュール40の内部のハウジング（図示しない）にデ
ィスプレイ画面30が自由に回転可能に装着される。

第２図には第１図中のディスプレイ画面30、シャフト3
1、ブラケット32、電子装置34、フレキシブルフィルム3
7、フロントパネルモジュール40及び画面内の線42,43が
示されている。また、これらの装置全体を収容するケー
シング50が部分的に図示してある。第１図は本発明の構
成及び作用の理解を容易にするための概略的な図であ
り、第２図は本発明に係る装置の実際の外観図である。

このジャイロスコープ装置11の作用は従来と同様であ
る。ジャイロスコープ12のモータは毎分数千回転で回転
する。ジャイロスコープ12は精密にバランス調整された
質量を有する。ジャイロスコープ軸18は一定の方向を保
持する。

公知のように、起立器の調速おもり17の作用により、ジ
ャイロスコープ軸18を水平儀10を搭載した飛行機が飛ん
でいる地点における垂直線と整合させる。

パイロットはリセット用ノブ24を操作して水平儀10のピ
ッチ軸15とロール軸16とにより形成される平面を飛行機
のピッチ軸及びロール軸と整合させることができる。こ
の操作は従来と同じであり、ジャイロスコープ軸18が垂
直線との一致を保持できなくなるような飛行状態のとき
に必要となる。

一般に、角度センサー33は外側フレームに対する内側フ
レームの角度位置、即ちピッチ軸15に対するジャイロス
コープ軸18の位置を表示する出力を発生する。図の実施
例では、センサー33はポテンショメータ型であり、出力
は角度の値に比例した電圧で表わされる。

電子装置34はセンサー33からの出力情報を処理してこれ
を水平儀（人工水平線）の形式でディスプレイ画面30上
に表示する。実際には、電子装置34は、飛行機が水平飛
行の場合に画面30上の水平線42がモデル41の翼48により
形成される平面と平行になりこれらと一致するようにこ
の水平線42の位置を制御する ディスプレイ画面30は外側フレーム14とともに回転する
ように拘束されかつ水平線42はピッチ軸15及びロール軸
16のなす平面に平行であるため、この水平線42は常にジ
ャイロスコープ軸18に対し直角であり従って垂直線に対
し直角である。

ディスプレイ画面30は水平儀が搭載された飛行機の計器
パネルに取付けられたフロントパネルモジュール40に対
し自由に回転可能であるため、モデル41の翼48の面と線
42,43との間の瞬間角度は実時間で飛行機の横方向の姿
勢を表わす。

概略すると、センサー33及び電子装置34の作用により、
画面30上での人工水平線42の位置が飛行機の縦方向の姿
勢を示し、この水平線のモデル41の翼48の面に対する角
度位置が飛行機の横方向の姿勢を示す。

このように構成された人工水平線は非常に簡単に作られ
る。これはロール軸に対する飛行機の姿勢は機械的手段
で表示され、ピッチ軸に対する飛行機の姿勢は電子手段
により表示され、この場合１つのデメンションのみにつ
いて（この例ではピッチ角度）動作すればよいため電子
手段の構成が非常に簡単になるからである。

第４図から第６図を参照して、本発明に係るジャイロス
コープ式水平儀の別の実施例について説明する。第１
図、第２図の実施例と対応する部分には同じ番号を付し
てある。

第５図の水平儀10Aは第１図、第２図の例と同様のジャ
イロスコープ装置11及びこのジャイロスコープ装置11の
外側フレーム14の回転に対応して回転するように外側フ
レーム14に取付けられたディスプレイ画面30Aを具備し
ている。

ディスプレイ画面30Aに人工水平儀10Aの支持構造体21内
に回転可能に搭載されている。複数のガイドローラ62が
この構造体21上に取付けられている。第５図は本発明の
この実施例の理解を容易にするために一部を切欠いて示
してあり、ガイドローラ62は１つのみ表わしてある。

この実施例では、ディスプレイ画面は円形であり、ガイ
ドローラ62はその外周面63に係合してこれをガイドす
る。

ディスプレイ画面30Aは軸方向のアーム64上に装着さ
れ、このアーム64は支持構造体21の垂直壁66内に設けた
ベアリング65に装着される。

ディスプレイ画面30Aの外周面63の近くには歯付リング6
8が備わる。この歯付リングは、減速器67を介して回転
位置決め駆動モータ70に連結されたギヤホイル69と噛み
合う。

シャフト64の回転軸上に中心を有する円形トラック72か
らなる回路71がディスプレイ画面30Aに取付けられ壁66
に取付けられたブラシ回路73と協働して可動ディスプレ
イ画面30Aと固定構造体21間での集電装置を構成し、こ
れらのトラックの１つがポテンショメータを構成して画
面回転制御用の角度位置センサーを形成する。

別の角度位置センサーがジャイロスコープ装置11の後部
に設けられる。このセンサーはジャイロスコープ装置11
に取付けられた複数の円形プラスチックトラックを有す
る回路74からなりこれに固定構造体21上に設けたブラシ
回路75（図示しない）が係合して協働する。このセンサ
ーは中立基準位置に対する外側フレーム14の角度位置を
表わす信号を発生する。このセンサー76はいわゆる回転
センサーである。

外側フレーム14に対する内側フレーム13,13bの角度位置
を検知するセンサー（ピッチセンサー）が第１図及び第
２図の例と同様にロール方向及びピッチ方向の集電器と
ともに備わる。

この実施例では電子回路77,78がジャイロスコープ装置1
1の後部上方に設けられる。回路78の構成部品は図示省
略してある。

第６図は液晶マトリックス型のディスプレイ画面30Aを
示す。

この例ではディスプレイ画面としては画面背面のガラス
上に配設した薄膜型トランジスタによりスイッチングさ
れる多点式（pixel型）画面を使用している。他のマト
リックス型ディスプレイ画面を用いてもよい。

一連の番号が画面上に記してある。レベル線43は番号51
で示す。人工水平線42の下側に記したパラメータ52は水
平儀10Aを搭載した飛行機の飛行方位を示す。

第４図のブロック図を参照して第５図の装置の動作につ
いて説明する。この図において、機械的、物理的作用は
点線で示し、電気的結合は実線で示す。

図の左側にジャイロスコープ装置11を示す。外側フレー
ムに対する内側フレームの角度位置は回転センサー33で
計測され、固定された基準位置（飛行機のロール軸及び
ピッチ軸により形成された面）に対する外側フレームの
角度位置は回転センサー76で計測される。情報はこのポ
テンシャメータ式センサーから電子回路77,78に入力さ
れる。これらの回路にはさらに中立位置に対するディス
プレイ画面30の角度位置を計測するセンサー79が連結さ
れる。このセンサーはプラスチックトラック72及びブラ
シ回路73を備えたものである。

電子回路77,78はモータ70の制御信号及びディスプレイ
画面30A上の表示情報を出力する。この図はさらに中間
に減速器67、ギヤホイル69及び歯付きリング68を介して
モータ70とディスプレイ画面30Aとの間の相互作用も示
している。

回路77,78は飛行機の各種装備ユニットに連結され、端
子53,54を介して各種情報（滑空傾斜、滑空傾斜のポテ
ンシャル、方位、着陸軌道等）を受ける。

この実施例ではバックアップ用バッテリー55が備わり、
電子回路77,78及びモータ70の電力供給端子56,57間に配
設される。通常の作動状態では、端子56,57は計器パネ
ルの計器用電源に公知の安全回路を介して接続される。

第４図及び第５図のジャイロスコープ式水平儀の作動は
以下のとおりである。

ディスプレイ画面30Aへの回転接合はサーボモータ70及
びこれと協働する電子回路77,78により行われる。セン
サー76は外側フレーム14の角度位置を実時間で計測す
る。従って、このセンサーはこの角度位置を表わす信号
を出力する。同様に、センサー79はディスプレイ画面30
Aの角度位置を表わす信号を出力する。エラー信号が電
子回路77,78で発生され公知の電子制御回路を介してモ
ータ70を動作させる。

ディスプレイ画面30の角度位置は従って外側フレーム14
の角度位置を実時間で表示し、従って飛行機のロール角
度を表示する。

電子部品はディスプレイ画面30Aの一連の接点（pixel
s）を接続させる。これにより第６図に示すような各種
記号が表示される。

第１図及び第２図の実施例と同様に、センサー33及び電
子回路77,78の出力信号によりピッチ軸に対して人工水
平儀を位置決めする。

端子53,54に送られた情報は電子回路77,78で処理され記
号の形でディスプレイ画面30A上に表示される。

電子回路77,78は飛行機が両軸に関して組合せた運動を
可能とするためにピッチセンサー33及びロールセンサー
76からの出力情報を補正することが望ましい。この場
合、ディスプレイ画面又は駆動モータに送られる情報は
このような組合せた運動を考慮して補正される。このよ
うな構成によりパイロットの操作性が向上する。

前記実施例では電子回路77,78は明らかに複雑な構成と
なるが、ディスプレイ画面30Aがサーボモータ70を介し
てジャイロスコープ装置11の外側フレーム14に結合され
ているため、画面上に実時間で傾斜した線を発生させる
ための複雑なプロセッサ等は省略可能である。

本発明のこの特徴により、このような傾斜した線を発生
させる必要はなくなり従ってこの種のプロセッサは不要
となる。

さらに、水平線42及び目盛線43は画面上に実時間で表示
するために電子回路77,78は１つのディメンションのみ
のピッチセンサー33からの信号を処理するだけでよい。

また、第５図に示す実施例はディスプレイ画面31Aと外
側フレーム14とが分離しているため第２図の実施例より
も長さが短い。

さらに、本実施例ではカドミウム−ニッケル電池である
バッテリー15が、端子56,57の主電源が切れた場合に電
子回路77,78及びモータ70に電力を供給することができ
る。このバッテリーはジャイロスコープ12が慣性で動作
を続けられる時間（約10分）の間隔で電力を供給する。
従って、第５図の水平儀10A（及び第１図、第２図の水
平儀10にバックアップ用バッテリーを付加した場合）は
非常時にも動作する。

本発明は、前記実施例に限定されず各種の変更が可能で
ある。

従って、液晶ディスプレイ画面に代えて他の表示手段を
用いることができる。

同様に、第５図の実施例において、専用液晶型画面を用
いてもよいし、又は第２図の実施例においてマトリック
ス型ディスプレイ画面を用いてもよく、各々その利点が
得られる。

各種情報はどんな情報でも電子回路77,78により処理さ
れ、各特有の効果を有するディスプレイ画面30又は30A
上に表示できる。

どんな種類のサーボモータ及び制御回路でも使用でき
る。また、ディスプレイ画面30Aは、減速器67、歯付リ
ング68及びギヤホイル69を用いて駆動する代りに他のど
んな駆動手段を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るジャイロスコープ式水平儀の一実
施例の斜視図、第２図は第１図の水平儀を一部破断した
詳細斜視図、第３図は公知のジャイロスコープの一部破
断斜視図、第４図は本発明に係るジャイロスコープ式水
平儀の他の実施例の各部分の相互作用を示すブロック
図、第５図は第４図の実施例の一部破断斜視図、第６図
は第５図の水平儀のディスプレイ画面を示す図である。 11……ジャイロスコープ装置、 12……ジャイロスコープ、 13……回転軸（内側フレーム）、 14……外側フレーム、 15……ピッチ軸、16……ロール軸、 18……ジャイロスコープ軸、 30,30A……ディスプレイ画面、 33……センサー、42……人工水平線、 43……目盛線、48……翼。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ジンバルマウントと、該ジンバルマウント
   内に懸架されたジャイロスコープとを具備し、該ジンバ
   ルマウントは、第１の軸廻りに回転する外側フレーム
   と、該第１の軸と直角な第２の軸廻りに該外側フレーム
   に対して回転する内側フレームとを有し、更に、前記外
   側フレームの回転に対応して回転するように該外側フレ
   ームに連結された光学的表示画面と、前記ジャイロスコ
   ープの軸の空間内の位置を表わす前記外側フレームに対
   する前記内側フレームの角度位置を検知するセンサー
   と、前記光学的表示画面を駆動して前記角度位置を人工
   水平線として表示するプロセッサとを具備したジャイロ
   スコープ式人工水平儀。
2. 【請求項２】前記ディスプレイ画面は前記外側フレーム
   とともに回転するように拘束されたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のジャイロスコープ式人工水平
   儀。
3. 【請求項３】前記ディスプレイ画面は液晶表示画面であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のジャイ
   ロスコープ式人工水平儀。
4. 【請求項４】前記ディスプレイ画面は専用（dedicate
   d）液晶型であって少くとも数個の液晶は該ディスプレ
   イ画面上に平行なセグメントを形成することを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載のジャイロスコープ式人工
   水平儀。
5. 【請求項５】前記ディスプレイ画面はマトリックス型表
   示画面であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のジャイロスコープ式人工水平儀。
6. 【請求項６】前記マトリックス型表示画面は複数の接点
   及び該画面の背面に形成した各接点の接点動作用薄膜型
   トランジスタからなることを特徴とする特許請求の範囲
   第５項記載のジャイロスコープ式人工水平儀。
7. 【請求項７】前記ディスプレイ画面を回転させるための
   モータと前記ジンバルマウントの外側フレームの角度位
   置を検知し該角度位置に基いて前記モータを動作させる
   ための制御手段を備えたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のジャイロスコープ式人工水平儀。
8. 【請求項８】バックアップ用バッテリーを具備したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のジャイロスコ
   ープ式人工水平儀。
9. 【請求項９】前記バッテリーはニッケル−カドミウム電
   池であることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の
   ジャイロスコープ式人工水平儀。