JPS6082917A - ジヤイロコンパス用液体安定器 - 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】 本発明は、公知のスベリ一式ジャイロコンパスに使用す
る液体安定器に関するものである。

初期の液体安定器は、液体として通常水銀を用いていた
。しかしながら、ジャイロ自身の小型化に対する要求か
ら、水銀を用いた液体安定器の小型化を図ろうとすると
、いくつかの問題点が発見された。その第１は、小型化
に伴って、後述するも、液体管の内径を細くすると、液
体安定器が大きな傾斜から戻ったときに、液体管内に気
泡が混入し、水銀が液体安定器の主要部である一対の壺
間を円滑に流動しなくなり、水銀の液面精度が保持でき
ないため、時によっては、ジャイロの指北作用に誤差を
もたらす場合があることである。その第２は、水銀の表
面に酸化物から成る皮膜が生成し、これも又、上記と同
様、液面精度を阻害するため、一定期間毎に上記酸化物
皮膜を除去してやる必要があった。

これ等の事情から、ジャイロコンパスの小型化に伴って
、液体安定器の液体として弗素油等の高密変曲が用いら
れるようになった。しかしながら、この１１１＋密度油
を用いた液体安定器において、その油に起因して、ジャ
イロコンパスの起動時、時として、誤差を生ずるという
欠点があった。

後で経しく述べるが、高密変曲を用いた従来の液体安定
器は、船の動揺下においても動揺誤差を生ずることなく
、よい精度でジャイロを指北せしめる点で卓効のあるジ
ャイロコンパス用指北装置であるが、液体安定器に起因
して、ジャイロコンパスの起動時、指北動作に誤差を生
ずる欠点があった。

本発明の説明に先だち、第１乃至４図に従って、従来の
液体安定器を説明し、ついで起動時の誤差の原因を説明
しよう。

第１図は、従来のスベリ一式ジャイロコンパスの液体安
定器（ＬＢ）の−例の一部を断面として示す正面図であ
る。同図に於て、（１１，（１’）ば同一構成の壺で、
これ等は、ジャイロ（図示せず）の水平軸（２＋　（１
１，面に垂直）のまわりにジャイロのスピン軸と共に運
動するように、ジャイロと力学的に関係づけられている
ものである。壺（１１，（１’）は、水平軸（２）に対
し、左右に対称となっている。

壺（１１，（１’）は、液体管（３）により、下部同士
が連通されている。このため、液体管（３）の両端部に
は、鍔＋４）、（４’）が夫々付けられ、これ等鍔ｆ４
１．　（４’）が壺＋１１．　（１’）の下部に夫夫固
定されている。一方、壺（１）、（１’）の上部は、空
気管（５）と蓋（６）。

（６′）とによって連結されており、Ｍ（６１，（６’
）は、空気管（５）と一体化され、蓋（６）、（６’）
が壺（１）。

（１′）の上方へネジ等で止められている。斯くして、
液体安定器（ＬＢ）が構成される。こ＼で、壺（１１，
（１’）のほぼ中ばを満たずように、液体（７）が入っ
ている。ジャイロのスピン軸が水平面から水平軸（２）
のまわりに傾斜すると、液体安定器（ＬＢ）は、ジャイ
ロのスピン軸と、水平軸（２）とのまわりに−緒に傾斜
するようになっているため、この傾斜に応じて、液体（
７）は壺（１）と（１′）との間で、低い方の壺へ移動
し、低い方の壺が他方に比し多量に液体を保有すること
となり、この質量アンバランスに働く重力が、ジャイロ
に対し水平軸（２）のまわりのトルクを与えることとな
り、これがジャイロに指北作用を生ずることば、すでに
多くの専門書で明らかにされている周知のことである。

この従来の液体安定器（ＬＢ）を用いたスベリ一式ジャ
イロコンパスは、ジャイロが回転していないときは、上
記液体安定器（ＬＢ）は、それが生ずるトルクのため転
倒して、ストッパーにあたって静止している。なぜなら
ば、わずかにでも壺（１）。

（１′）間の質量に差ができると、低い方の壺へ、まず
まず液体（７）が集まってくることになり、かつジャイ
ロが回転していないと、このトルクにバランスする何の
トルクもないので、自然に低い方の壺が一部になる形で
転倒するわけである。ストッパーは、通當、液体安定器
（ＬＢ）が４５“位に傾くようにセントされている。

第２図は、上記従来の液体安定器（ＬＢ）の壺（１）。

（１′）の片方、こ＼では壺（ｌｌを拡大して示す断面
図である。こ＼で、（９）ば平ゴム状のパツキンで、壺
（１）の空気管（５）側の気密のため、そして、００）
は０リングで、液体管（３）の液密用に用いられている
。

この従来の液体安定器（ＬＢ）は、時により、ジャイロ
コンパスの起動時に、誤差を生ずる原因となる欠点があ
る。それは、上にのべたように、ジャイロコンパスの起
動時に、液体安定器（ＬＢ）がストッパー迄転倒してい
ることに起因する。即ち、このとき、下側の壺、例えば
壺（１）では、その中の液体（７）の液面が上昇し、空
気管（５）の中にも液体（７）が入り込んでいることに
由来する。通常は、起動後、ジャイロのスピン軸が次第
に水平になるように立上るにつれ、内命（１）、（１′
５が互に水平に戻り、空気管（５）の中の液体は、壺（
１）の中に戻り、ジャイロの指北動作には、別に誤差を
生ずることばない。ところが、時により、空気管（５）
及び蓋（６）の部分を示す第３図のごとく、空気管（５
）の下端に少量の液体（７′）が蓋状に残ってしまった
り、或は空気管（５）の一部を示す第４図のごとく、液
体の表面張力により空気管（５）の中に少量の液体（７
″）が残存し、これが空気管（５）をふさいでしまうこ
とがある。このとき、第３図の場合でも第４図の場合で
も、空気管（５）をふさいでいる液体（７′）又は（７
′りの上部の空気圧をＰ２．下部の空気圧をＰｚ。

空気管（５）の内側断面積をａと仮定すると、圧力の釣
合の式として、次式が成りたつ。

こ＼で、ｇはルカの加速度、ｍは空気管（５）をふさい
でいる少量の液体（７′）又は（７”）の質量である。

一方、この圧力差で、壺（１）と（１′）との液面に差
が生ずる。こ−で、内命（１１及び（１′）内の液体（
７）の液面差をΔｈ、液体の密度をρとすると、内命（
１）及び（１′）内の液面のつりあいの式は圧力のつり
あいから、次のとおりとなる。

Ｐ２＋Δｈ・ρ・ｇ　−Ｐ　１　・・・（２）したがっ
て、液体安定器の左右の重力の差Ｆは、ｍがごく小さい
として、次式のようにめられる。

Ｆ−Δｈ・ρ・ｇ・５−ｍ−ｇζΔｈ・ρ・ｇ・・・（
３） こ＼で、Ｓは各音の内側断面積である。

とごろで、Δｈ・ρ・ｇば、（２）式によれば、（ＰＩ
　Ｆ２）に等しく、これは（１）式によれば（ｍ−ｇ／
ａ）に等しいから、 Ｆ＃□・ｍ　−ｇ　・・・（４） が成立し、Ｓとａの比が美大なために（Ｓ／ａ）が極め
て大きくなり、少量の液体（７′）又は（７”）の小さ
な質量ｍによっても、壺（１１及び（１′）間に、大き
な重力アンバランスが生じ、このため、ジャイロの指北
動作に初期誤差を生ずることになる。

油によっては、上記の如き空気管（５）が少量の液体に
より塞さがれる現象が起こりやすくなる。

従って、本発明の主目的は、上述の如き初期誤差の全く
生じない液体安定器を提供せんとするものである。

本発明の要旨は、その中に液体を保有する２個の同一形
状の壺と、これらの底部を通して上記液体を自由に移動
し得るようにするために上記内命の底部を貫通して結ぶ
液体管と、上記内命の液面上部の空気を互いに自由に移
動できるよう上記内命の蓋を貫通して結ぶ空気管とから
成るジャイロコンパス用液体安定器において、上記液体
安定器の構造を該液体安定器の最大傾斜時に於ても、低
い方の壷内の上記液体の液面が上記空気管の該低い方の
壷内に於ける開口部に絶対に到達しないようになしたこ
とを特徴とするジャイロコンパス用液体安定器に在る。

以）、上述の如き特徴を存する本発明の一例を、第５図
及び第６図を参照して説明しよう。

第５図は本発明の一実施例の主要部の断面図である。第
５図の例は、壺（１）の内容積を従来の例に比して大に
して、液体安定器がバランスし、壺（ＩＪと（１′）と
に等量の液体（７）がある場合、例えば壺（１）内の液
体（７）の液面の位置を（１２）で示す如く、Ｍ（６）
の内面より、即ち空気管（５）の開口端（５′）より遥
かに一ト方になし、又液体安定器の転倒時でも、壺（１
）内の液体（７）の液面が点線（１３）に示す如く、十
分壺＋１１内にあり、空気管（５）の開口端（５′）迄
絶対に液面が到達しないようにした場合である。

第６図は本発明の他の一実施例の要部の断面図である。

第６図の例では、空気管（５）の各音（１）。

（１′）、この例では（１）に於ける開口端（５′）を
、偏心して即ち、液体安定器全体の重心の側、つまり内
側に寄せた場合である。こうすることで、第５図と同様
、液体安定器の転倒時にも、壺（１）内に於ける液体（
７）の液面が、空気管（５）の開口端（５′）に絶対に
とどかぬようになす。かくすれば、第５図の例に比して
、各音を相当に小さくすることができる効果がある。

その外、本発明の要旨を逸脱せずに、多くの変化変更が
当該業者によりなされ得ることは、明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のジャイロコンパス用液体安定器の一部を
断面とする路線図、第２図はその一部の拡大Ｗｉ面図、
第３及び第４図は従来の液体安定器に起因して生ずる誤
差の原因の説明に供る路線図、第５図は本発明の一実施
例の要部の断面図、第６図は本発明の他の例の要部の断
面図である。 図に於て、（１１，（１’）は壺、（３）は液体管、（
６罰空気管、（６１，（６’）は蓋、（７）は液体を夫
々示す。 第８図　第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　その中に液体を保有する２個の同一形状の壺と、
   これらの底部を通して上記液体を自由に移動し得るよう
   にするために上記内命の底部を貫通して結ぶ液体管と、
   上記内命の液面上部の空気を互いに自由に移動できるよ
   う上記内命り蓋を貫通して結ぶ空気管とから成るジャイ
   ロコンパス用液体安定器において、上記液体安定器の構
   造を該液体安定器の最大傾斜時に於ても、低い方の壷内
   の上記液体の液面が上記空気管の該低い方の壷内に於け
   る開口部に絶対に到達しないようになしたことを特徴と
   するジャイロコンパス用液体安定器。 ２、上記特許請求の範囲第１項記載のジャイロコンパス
   用液体安定器において、上記空気管の上記内命内の開口
   部の位置を安定器全体の重心の側に移動せしめたことを
   特徴とする。