JPS6177587A - 安定台装置 - 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】 本発明は揺動体（船舶など）に投口されて揺動体の揺動
に係わりなく水平状態を維持する安定自装置に関する。

従来、この種の安定自装置としては、互いに直交する２
軸を中心として回動自在な内外２つの回転枠からなるジ
ンバル装胃で安定台を支持し、安定台には２ｆｌｌ！ｉ
ｆのフライホイールを垂設してモータで各フライホイー
ルを高速回転させ、フライホイールによるジャイロ効果
によって安定台を、揺動体の揺動に係わりなく水平状態
に維持するようにした構造が周知である。しかし、この
安定自装置は構成が複雑なため高価であり、また寿命が
短いという欠点があった。

このため、構成が比較的簡易で安価に得られる安定自装
置として、第１図に示すように振子を用いた安定自装置
が実用されている。

第１図において、１は揺動体２に固定された支柱、１８
は支柱１の上端に固定された口字状の支持体である。支
持体１ａには、口字状の支持体３が、その中央に固定さ
れた第１の回動＠４によって回動自在に取り付けられて
いる。そして、支持体３の上端には、平板状の安定台５
がその中央に前記第１の回動軸４に直交する方向に固定
された第２の回動軸６によって、回動自在に取り付りら
れでいる。、第１の回動＠４、第２の回υノ軸６には、
それぞれ振子７．８が取付シャフト９．１０によって固
定されている。

振子７は重力によって常に第１の回動軸４の軸心から鉛
直下方に位置しようとする。従って、第２図に示すよう
に揺動体２が水平から傾いた場合には、第１の回動軸４
は振子７が鉛直下方に来るように支柱１に対して回動す
る。同様に、第３図に示すように揺動体２が水平から傾
いた場合には、第２の軸は振子８が鉛直下方に来るよう
に支持体３に対して回動する。この結果、揺動体２がい
がなる方向に傾いても、安定台５は水平状態（鉛直線に
直交する平面に一敗する状態）に維持される。

しかしながら、このような構成の安定台装置では、例え
ば揺ｆｌｌＪ体（船舶）２が丈−ジンク（ｓｕｒｇｉｎ
ｇ　＞　、スウエイング（ｓｗａｙｉｎｇ　）を受けた
場合、または、船舶の揺動中心から離れた位置に安定台
装置を取り付け、揺動体２の１ヱ肋を受けた場合、第２
図あるいは第３図に示すように振子７．８に６１方向の
加速度αが作用し、第１の回動軸４、第２の回動軸６に
はαＷ、ａの回転トルクが牛じる（振子７．８の重量を
いずれもＷ、取付シャフト９．１０の長さをいずれｂ）
とする）ため、この回転トルクによって第１の回動軸４
、第２の回動軸６が回動し、安定台５が水平状態に維持
されなくなるという欠点があった。

本発明は上記の欠点を改め、横方向の加速度の影響を除
去して常に水平状態が維持されるようにした安定台装置
を提供することを目的としている。

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第４図は本発明の一実施例を示す斜？Ｊ、！図である。

同図において、１１は揺動体１２に固定された支ｔよ、
１１ａは支柱１１の上部に固定された口字状の支持体で
ある。１３は、中央に固定された第１の回動ｆＩＩｌ１
１４によって、コ字状支持体１１ａの両端に回動自在に
取り付けられた口字状の支持体である。１５は、中央に
前記第１の回！ＩＪ　＠１４に直交する方向に固定され
た第２の回ｆＪ］軸１６によって、支持体１３の両端に
回動自在に取り付りられｌζ平板状の安定台であって、
これらは第１図に示した従来装置と同様である。

第１の回０Ｊ軸１４の一端には歯巾１７が固定されでい
る。この歯車１７の近ｊ労にＪ３いて、第１の回動軸１
４には補艮阪状の回転体取付部材１８が回動自在に取り
付けられている。回転体取付部材１８の下端部には、歯
車（下部回転体）１′９が回動自在に取り付けられてい
る。歯車１９は歯車１７と噛み合っている。回転体取付
部材１８の土喘部に１よ、歯車１７の中心と山車１９の
中心とを通る直線上にその回動中心が位置するように、
歯車１つと同−歯数、同一重量のＩａＴｌ”（上部回転
体〉２０が回動自在に取り付けられている。

下方の歯車１９の軸部１９ａには、直線状の取１寸シャ
フト２１の一端が歯車２０．１７．１９の中心を通る直
、櫟と同一方向に、歯車２０とは反対方向に延びるよう
に固定されている。この取付シャフト２１には、下部振
子２２が締付具２３によって所定位置に固定されている
。

一方、上方の歯車２０のｈｌ＋部２０ａには、直線状の
取付シャフト２４の一端が歯巾２０．１７．１９の中心
を通る直櫟ど同一方向に、山車１つとは反対方向に延び
るように固定されている。この取付シャフト２４には、
上部振子２５が締付具２６によって所定位置に固定され
ている。、２つの取付ジャ７１−２１．２４は同一長さ
で同−重量である。

ここで下部振子２２の重量をＷｌ、上部振子２５の重量
をＷ２とすると、Ｗｌ＞Ｗ２に設定されている。また山
車１９の中心と下部振子２２の手心との距離をｆ＋、歯
車２０の中心と上部振子２５の手心との距離をア２とす
ると、 ＷＩＪ！＋＝Ｗ２）２　・・・・・（１）に設定されて
いる。

同（ｌに、第２の回！ＪＩ軸１６の一端には歯車２７が
固定され、この歯車２７の近傍において、細長板状の回
転体取付部材２８が第２の回動軸１６に回動自在に取り
付けられている。回転体取付部材２８の′Ｆ端部には、
歯車（下部回転体）２つが回動自在に取り付けられてい
る。歯巾２９は山車２７と噛み合っている。回転体取付
部材２８の上端部には、歯車２７の中心と歯車２９の中
心とを通る直線上にその回動中心が位置するように、歯
車２９と同−山数、同−小量の歯巾（上部回転体）３０
が回動自在に取っ付ｔノられている。

下方のＩｆｌ巾２９の軸部２９ａには、直線状の取付シ
ャフト３１の一端が歯車３０．２７．２９の中心を通る
直線と同一方向に、歯車３０とは反対方向に延びるよう
に固定されている。この取付シャフト３１には、下部１
辰子３２が締付具３３によって所定位置に固定されてい
る。

一方、上方の歯車３０の軸部３０ａには、直線状の取付
シトフト３４の一端が歯車３０．２７．２つの中心を通
る直線と同一方向に、山車１つとは反対方向に延びるよ
うに固定されている。この取付シト７１−３４には、上
部振子３５が締付具３６によって所定位置に固定されて
いる。２つの取付シャフト３１．３４は同一長さで同−
重量である。

下部振子３２、上部振子３５のＴｆ４ｒｆ１及び取り（
Ｊけ位置は、前記下部呈子２２、下部振子２５の」ｑ合
と全く同一で、同様に（１）式の関係を有している。

なＪ３、第１の回動軸１４、第２の回動軸１６は、それ
ぞれに取り付けられる鉛直線方向を維持するだめのは溝
部（山車１７．２７、回転体取付部材１８．２８、歯車
１９．２９．２０．３ｏ、取付シャフト２１．３１．２
４．３４、下部振子２２．３２、上部振子２５．３５、
締付具２３．３３．２６．３６等から成る）を取り除い
た状態で、重量バランスが取れるように設計されている
。

次に、上記実施例の作動について説明ブる。

まず第１の回動軸１４について説明すると、第５図に示
すように、取付シャフト２１．２４を一直線状にしたま
ま、山車２０．１７．１９、回転体取付部材１８、取付
シトフト２１．２４の全体を鉛直線■から角度θだけ傾
かせたとする。すると、下方の歯車１９の中心の回りに
下部振子２２（：作用する重力によって ）ｌｓｉｎθＸ　Ｗ　＋ なる反ｆｆ′ｉｉ１回りの回転トルクが生じ、歯車１９
によって中央の歯車１７へ伝達される。同様に上方の山
車２０の中心の回りに上部振子２５に作用する重力によ
って ｄ２ｓｉｎθＸ　Ｗ　２ なる時１フ１回りの回転トルクが１し、山車２０によっ
て中央の歯巾１７へ伝達される。

ここ−’Ｃ’　　Ｖｌ＋７＋　／　ｌ　＝Ｗ２　、ｅ２
テあるから、１！＋３ｉｎθＸ　Ｗ　１−ノ２ｓｉｎ　
θ×〜Ｖ２−・＝　（２＞である。

ｔＪｔａ車１７には、このように逆方向の等しい回転ト
ルクが加わるから、歯巾１９．１７．２０間には旧対運
動は生じない。従って、回転体取付部材１８及び取付シ
ャフト２１．２４は一直線状を維持される。この状態で
、中央の山車１７の中心の回りには、下部振子２２に作
用する重力によって（〕１＋ａ　）　ｓｉｎθＸ　Ｗ　
＋ なる反時４回りの回転トルクが生じ、上部１辰子２５に
作用する重力によって （、ｅ　２−１−ａ　）　ＳｉｎθＸ　Ｗ　ｚなる時計
回りの回転トルクが生じる（但し歯車１７の中心と歯車
１９．２０の中心との距離をａとする。）。

両回転トルクの差は （、ｅ　、　＋ａ　）　ｓｉｎθ×ＷＩ＝（）２十〇）
ｓｉｎ　　θ　ＸＷ２　−　（Ｊ　　ｌ　ｓｉ　ｎ　θ
　Ｘ　　Ｗ　　ｌ　　　　＞！　　２　３ｉ　ｎ　θＸ
Ｗ２　）　＋　（Ｗｌ　−Ｗ２　）　Ｉ　Ｓｉｎθ−・
・−（３）となる。ここで（２）式より第１項はＯであ
るから、（３）式の右辺は （Ｗｌ　−Ｗ２　）　ａ　ｓｉｎθ となる。ここでＷｌ＞Ｗ２であるから （Ｗｌ　−Ｗ２　＞　ａ　ｓｉｎθ〉Ｏとなる。従ッて
下部振子２２による回転トルクの方が大であるから、取
付シｌｌフト２１．２４．歯市１９．１７．２０、回転
体取付部材１８の全体は、下部振子２２を下にして鉛直
線Ｖに一致するまで回動する。

叩も、取付シャフト２１．２４を一直線状にした場合、
重力によって當に取付シトフト２１．２／１（，１第６
図に示すように鉛直方向に一致している。

従って、第６図に鎖線で示すように揺動ｖｆＮ１２が水
平から傾くと、取付シャフト２１．２４はその傾斜角θ
だシブ支柱１１に対して傾斜して１１）直状態を保って
いる。

第２の回動軸１６についても全く同様であるから、第２
の回動軸１６の取付シャフト３１．３４は、常に玲ｉｌ
′Ｉ線と−￥！ｌするように維持される。従って、第１
図に示した従来例と同様に、安定臼１５は、揺動体１２
が揺動しても７：シに、水平に侃だ壜′しる。

しかして、揺動体１２の揺動によって、揺動体１２（こ
横方向く第６図において〉の加速度αが作用した場合、
下部振子２２によって回転トルクのＷ＋ｊ！＋が生じる
と共に、上部振子２５によって回転トルクのＷ２）２が
生じる。この筒回転トルクはＷｌノ１＝Ｗ２．１！２の
ため等しい１直となり、中央の歯車１７に互いに逆方向
の回転１ヘルクとして作用する。このため、横方向の加
速度が作用しても、下部振子２２による回転トルクを上
部振子２５による回転トルクが打ち消すことになるから
横方向の加速度が生じても影費されず、取（−Ｊシトフ
ト２１．２４は鉛直方向に維持される。

全く同様に、第６図における加速度に垂直な方向の加）
１度が作用した場合には、下部１５子３２による回転ト
ルクを上部指子３５による回転トルクが打ら滌すため、
第２の回動軸１６についても同（着に、取付シャフト３
１．３４は沿直方向に維持される。従って、安定台１５
は横方向の加速度に無関係に水平に維持される。

第７図は本発明の他の実施例の（社）部を示している。

本実施例で（，１、例えば第１の回動軸１４には山数の
異なる２つの山車１７ａ、１７ｂが壬ね合わせて固定さ
れ、下方の歯車１９は歯数の多い歯車１７ａと噛み合い
、同一歯数となっており、上方の南中２０はめ数の少な
い歯車１７ｂと噛み合い、同−ｌｆ′Ｉ数となっている
。回転体取付部材１８の上９品には、下部振子２２及び
上部振子２５を除いた全体の重量バランス（回転体取付
部材１８を水平にした１９合の第１の回動軸１４を中心
とした全体の重ｆｆｔのバランス）を維持するためのバ
ランスウェイト３７が固定されている。下方の歯車１９
ににって第１の回動＠１４に伝達される回転トルクと、
上方の山車２０によって第１の回動軸１４に（云ｊヱさ
れる回転［−ルクとは安なる。例えば南中１７ａ（／ａ
ＱＴ１９）の歯数が歯車１７ｂ　（歯車２０）のＩｆＩ
故の２イ８である場合には、下方の歯車１９によって伝
）ヱされる回転トルクは上方の歯車２０によって伝達さ
れる回転トルクの１７２になるから、同一の回転トルク
となるように Ｗ＋　Ｉ！＋　＝２Ｗｚ　Ｊ２２・・・・・・（４）に
設定づれば、第６図の実施例の場合と同様に、（苦方向
の加速度にＪ、る彰τ↑を免れることがＣきる。

また本実施例では、下方の南中１９の中心と歯ｊｌｊ１
７ａ（１７ｂ）の中心との距ｍａ＋が上方の歯車２０の
中心とｆａｆｆｉｌ　７ｂ　　（１７ａ　）の中心との
？［１９Ｊｔａ２より大となるから、取ｆ＝Ｊシセフト
２１．２４が下部振子２５を下にして鉛直方向になる安
定度が増大する。なお（４）式を、ｉだすために、例え
ばで２を１　／　２１’ニすればよいから上部１辰子２
５の高さを低めることができ、装置全体の大きさを小さ
くできる。

以上木発明の詳細な説明し／ζが、本発明１．１上記実
施例の（１１１造に限定されるもので（よむ（，１重々
の変形か可能なことは切論であり、１２“１えば南中に
、」、る回転トルクの伝達をブーりとベルトによって代
用してもよい。

本発明は上記の如く偶成されているので、■加速度によ
る影口を除去して安定台を常に正確に水平に維持するこ
とがでさる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の安定台賃胃を示すｆＡ　８２図、第２図
、第３図はその仙（１原叩を示す図、第４図は本発明の
一実施例を・示す斜視図、第５〜６図はその動（ｒ原理
を示す図、第７図は本発明の他の実施例の敷部を示す側
面図である。 １１・・・・・・支柱、１２・・・・・・揺動体、１３
・・・・・・支持体、１４・・・・・・第１の回転軸、
１５・・・・・・安定分、１６・・・・・・第２の回１
ｒｌＪ１帖、１７・・・・・・ｆｆｆｆ１＋車、１８・
・・・・・回転体取付部材、１９・・・・・・歯巾、２
０・・・・・・山中、２１・・・・・・取（」シャフト
、２２・・・・・・下部１辰子、２３・・・・・・締付
具、２４・・・・・・取付シャフト、２５・・・・・・
上部１辰子、２６・・・・・・締イ１貝、２７・・・・
・・歯車、２８・・・・・・回転体取付部材、２９・・
・・・・歯巾、３０・・・・・・ｌｆｌ車、３１・・・
・・・取付シｌ／フト、３２・・・・・・下部振子、３
３・・・・・・啼付居、３４・−・・・・取付ｔプシャ
フト、３５・・・・・・上部１＆子、３Ｇ・・・・・・
締付具、３７・・・・・・バランスウェイ］−０ １７訂出願人　　　支立電気株式会社 代理人　弁理士　　甲　川　誠　志 第　１　甚 第　２　図 第　５３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 揺動体に対して回動自在に支持された回動軸と；前記回
   動軸に対して回動自在に取り付けられた回転体取付部材
   と； 前記回転体取付部材の一端側に回動自在に取り付けられ
   、回動によって前記回動軸に回転トルクを伝達する下部
   回転体と； 前記回転体取付部材の他端側に回動自在に取り付けられ
   、回動によって前記回動軸に回転トルクを伝達する上部
   回転体と； 重力によって前記回動軸の回動中心の鉛直方向に位置す
   るように、前記下部回転体に固定された下部振子と； 前記下部回転体に加わる横方向加速度によって前記回動
   軸に伝達される回転トルクを打ら消すように、前記上部
   回転体に固定された上部振子と；前記回動軸に固定され
   た安定台とを具備する安定台装置。