JPH02193011A - Vertical torquer for gyrocompass - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable the attaching of a function as torquer to a driven pickup by adding a permanent magnet and a U-shaped core to the driven pickup. CONSTITUTION:A U-shaped core 60-1 which has a permanent magnet 60-2 for generating a DC magnetic field in an E-shaped core 8-1a is mounted, on the side opposite to a primary coil 8-1 pertaining to a secondary coil 8-2, onto a core 8-1a through connecting devices 60-3 and 60-4. Then, a magnetic field is made in a space where the coil 8-2 is located with the magnet 60-2. Now when a DC current runs to the coil 8-2, a force is generated between the coil 8-2 and the coil 8-1 by Fleming's rule of left hand. This enables application of a torque proportional to a current about a vertical shaft of a gyrocase 1 to which the coil 8-1 is mounted thereby enabling the obtaining of a function of a torquer at a low cost.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船舶等に利用されるジャイロコンパス用トル
カ、特にその垂直トルカに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a torquer for a gyro compass used in ships and the like, and particularly to a vertical torquer thereof.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

本発明が適用される従来のジャイロコンパスとしては、
例えば第４図に示すようなものがある。As a conventional gyro compass to which the present invention is applied,
For example, there is one shown in FIG.

同図において、符号（Ａ）は、ジャイロコンパス全体を
表し、（１）はジャイロケースで、このジャイロケース
（１）は誘導電動機により高速、かつ一定回転数にて回
転されるジャイロロータを内蔵し、その回転ベクトルは
南向き（北側より見て時計まわり）である。ジャイロケ
ース（１）は、上下に一対の垂直軸（２）、（２’）を
突出して有し、これ等垂直軸（２）。In the figure, the symbol (A) represents the entire gyro compass, and (1) is the gyro case. This gyro case (1) has a built-in gyro rotor that is rotated by an induction motor at high speed and at a constant rotation speed. , its rotation vector is southward (clockwise when viewed from the north). The gyro case (1) has a pair of vertical shafts (2), (2') protruding from the top and bottom, and these vertical shafts (2).

（２′）は、ジャイロケース（１）の外側に配された垂
直環（３）の対応する位置に取付けられたボールベアリ
ング（４）、（４’）の内輪に夫々嵌合する。上記垂直
軸（２）には、懸吊線（５）の下端が固定され、その上
端は懸吊線取付台（５′）を介して垂直環（３）に取付
けられる。(2') are respectively fitted into the inner rings of ball bearings (4) and (4') mounted at corresponding positions on a vertical ring (3) disposed on the outside of the gyro case (1). The lower end of a suspension line (5) is fixed to the vertical shaft (2), and its upper end is attached to the vertical ring (3) via a suspension line mount (5').

以上の構造により、ジャイロケース（１）の重量は垂直
軸（２）、（２’）のボールベアリング（４）、（４’
）のスラスト荷重とはならず、全て懸吊線（５）が受は
持つことになり、上記ボールベアリング（４）、（４’
）の摩擦トルクを大幅に減少させることができる。垂直
環〔３）の東西に、ジャイロに指北トルクを与えるため
の一対の液体安定器（６）が取付けられる。With the above structure, the weight of the gyro case (1) is reduced by the ball bearings (4), (4') of the vertical shafts (2), (2').
), the suspension line (5) will carry all the bearings, and the ball bearings (4) and (4'
) can significantly reduce the friction torque. A pair of liquid stabilizers (6) are installed on the east and west sides of the vertical ring [3] to provide northerly torque to the gyro.

各液体安定器（６）は、第５図に示す如く、一種の連通
管であって、ジャイロの南北に配される壺（６−１）、
　（６−１’）　、これ等のなかばを満たす高比重の液
体（６−２）　、南北の壺（６−１）、　（６−１’）
を上方で連通ずる空気管（６−３）　、およびそれ等を
下方で連通ずる液体管（６−４＞　　よりなる。Each liquid stabilizer (6) is a type of communication pipe, as shown in FIG.
(6-1'), high specific gravity liquid that fills the middle of these (6-2), north and south jars (6-1), (6-1')
It consists of an air pipe (6-3) that connects the two above, and a liquid pipe (6-4) that connects the two below.

第６図に示す如く、ジャイロケース（１）の西側には、
指北運動を制振させるためのダンピングウェイト（７）
が取付けられる。As shown in Figure 6, on the west side of the gyro case (1),
Damping weight to dampen pointing north motion (7)
is installed.

第４図に示す如く、ジャイロケース（１）の東側には、
ジャイロケース（１）と垂直環（３）の垂直軸（２）、
＜２’）まわりの偏角を検出する差動変圧器の一次コイ
ル（８−１）　が、又、これと相対する垂直１　（３）
の位置には差動変圧器の二次コイル（８−２）　　がそ
れぞれ取付けられ、追従ピックアップ〔８〕を構成する
。As shown in Figure 4, on the east side of the gyro case (1),
the vertical axis (2) of the gyro case (1) and the vertical ring (3);
<2') The primary coil (8-1) of the differential transformer which detects the declination angle around
The secondary coils (8-2) of the differential transformer are respectively installed at the positions of and constitute the follow-up pickup [8].

第７図Ａ、Ｂ及びＣは、追従ピックアップ（８）の−例
を示す。同図に示す如く、一次コイル＜８−１）は、高
透磁率材製のＥ型鉄心（８−１ａ）と、交流電源（８−
ＩＣ）に接続され、Ｅ型鉄心（８−１ａ）の中央の歯（
８−１ａａ）　　に巻線される一次コイル部（８−１１
１）とより構成される。一方、二次コイル（８−２）　
　は、第７図Ｃに示す如く、それぞれが互に差動的に接
続される２個の二次コイル部（８−２ａ）、　（Ｌ２ｂ
）　　と、これ等が固定されている基板（８−２Ｃ）と
から構成される。Figures 7A, B and C show examples of follow-up pickups (8). As shown in the figure, the primary coil <8-1) includes an E-type iron core (8-1a) made of high magnetic permeability material and an AC power source (8-1a).
IC), and the center tooth (
8-1aa) The primary coil part (8-11
1). On the other hand, the secondary coil (8-2)
As shown in FIG. 7C, there are two secondary coil parts (8-2a), (L2b
) and a board (8-2C) to which these are fixed.

尚、（８−１ｄ）は、一次コイル（８−１ｂ）のジャイ
ロケース（１）への取付金具である。Note that (8-1d) is a fitting for attaching the primary coil (8-1b) to the gyro case (1).

第８図は、上記追従ピックアップ（８）の動作原理の説
明に供する路線図である。同図に於て、交流電源（８−
１ｃ）によって、一次コイル部（８−１ｂ）が励起され
ると、Ｅ型鉄心（８−１ａ）の中央の歯（８−１１ａ）
　から両側の歯（８−１ａｂ）、　（８−１ａＣ）　　
に対称的に交番磁束Ｂが空間に作られる。ここで、二次
コイル（８〜２）即ち、その２個のコイル部（８−２ａ
）、　（８−２ｂ）が上記一次コイル＜８−１）　　に
対して対称な位置にある場合、２個の二次コイル部（８
−２１）、　（８−２ｂ）　　には等しい電圧が誘起さ
れる。然し、両者は差動的に接続されている為、二次コ
イル（８−２）　　の出力端（８−２６）には、何等出
力電圧は現われない。一方、一次コイル（８−１）　　
に対し、二次コイル（８−２）　が第８図の矢印（Ｄ）
の方向に移動すると、二次コイル（８−２）　の２個の
二次コイル部（８−２ａ）、　（８−２ｂ）　　に誘起
される電圧に差が生じ、これ等の出力端（８−２ｄ）に
は、その矢印（Ｄ）方向の相対移動量に対応した電圧が
誘起され、追従ピックアップとなる。FIG. 8 is a route map for explaining the operating principle of the follow-up pickup (8). In the same figure, the AC power supply (8-
1c), when the primary coil part (8-1b) is excited, the central tooth (8-11a) of the E-type iron core (8-1a)
Teeth on both sides from (8-1ab), (8-1aC)
An alternating magnetic flux B is created in space symmetrically. Here, the secondary coil (8-2), that is, its two coil parts (8-2a
), (8-2b) are located symmetrically with respect to the primary coil <8-1), the two secondary coil parts (8-1)
-21) and (8-2b), the same voltage is induced. However, since the two are differentially connected, no output voltage appears at the output terminal (8-26) of the secondary coil (8-2). On the other hand, the primary coil (8-1)
On the other hand, the secondary coil (8-2) is indicated by the arrow (D) in Figure 8.
When the secondary coil (8-2) moves in the direction of -2d), a voltage corresponding to the amount of relative movement in the direction of arrow (D) is induced, resulting in a tracking pickup.

第４図に於て、垂直１１（３）は、さらに、垂直軸（２
）。In FIG. 4, the vertical axis 11 (3)
).

（２′）およびジャイロスピン軸の双方に直交する東西
の位置より外方に一対の水平軸（９）、（９’）を突出
して有し、これ等水平軸（９）、（９’）は、垂直環（
３）の外側に配された水平！（１０）の対応する位置に
取付けられたボールベアリング（１１）、　（１１’）
の内輪に夫々嵌合する。水平環（１０）は、さらに水平
面内で、かつ上記水平軸（９）、（９’）と直交する位
置に一対のジンバル軸（１２）、　（１２’）を有する
。これ等ジンバル軸（１２）、　（１２’）は、水平環
（１０）の外側に位置する追従１１（１３）に取付けら
れた一対のジンバル軸ボールベアリング（１４）、　（
１４’）に夫々嵌合する。(2') and a pair of horizontal axes (9), (9') protruding outward from east-west positions perpendicular to both the gyro spin axis, and these horizontal axes (9), (9'). is a vertical ring (
3) Horizontal placed outside! Ball bearings (11), (11') installed in corresponding positions of (10)
Fits into the inner ring of each. The horizontal ring (10) further has a pair of gimbal axes (12), (12') within the horizontal plane and at positions perpendicular to the horizontal axes (9), (9'). These gimbal axes (12), (12') are connected to a pair of gimbal axle ball bearings (14), (
14') respectively.

追従１（１３）は、第４図に示すように、上下に追従軸
（１５）、　（１５’）を有し、これ等追従軸（１５）
、　（１５’）は、盤器（１６）の対応位置にある追従
軸ボールベアリング（１７＞、　（１７’）に夫々嵌合
する。As shown in Fig. 4, the follower 1 (13) has upper and lower follow-up axes (15) and (15'), and these follow-up axes (15)
, (15') are respectively fitted into follower shaft ball bearings (17>, (17') located at corresponding positions on the board (16).

上方の追従軸（１５）の軸端にはコンパスカード（１８
）が取付けられ、これと盤器（１６）の対応する船首側
の位置に固設した基線（１８Ｂ）　　とによって、船首
の方位角が読みとられる。盤器（１６）の下部には、方
位サーボモータ（１９）が取付けられ、その回転軸（１
９Ａ）　　は、方位ピニオン（２０）を介して追従環（
１３）の下部にある方位歯車（２１）と結合する。盤器
（１６）の下部には、方位発振器（２２）が取付けられ
、その回転軸（２２Ａ）　　は歯車系（図示せず）を介
して方位歯車（２１）に噛み合わされ、方位信号を電気
信号に変換して外部に発信する。A compass card (18) is attached to the shaft end of the upper tracking shaft (15).
) is attached, and the azimuth of the bow can be read from this and the baseline (18B) fixed at the corresponding position on the bow side of the board (16). A direction servo motor (19) is attached to the lower part of the board (16), and its rotation axis (1
9A) is connected to the follower ring (
13) and the azimuth gear (21) at the bottom. An azimuth oscillator (22) is attached to the lower part of the board (16), and its rotating shaft (22A) is meshed with the azimuth gear (21) via a gear system (not shown), converting the azimuth signal into an electrical signal. and transmit it to the outside.

ここで、水平１（１０）以内、即ち水平ｉ１　（１０）
、垂直１　（３）、ジャイロケース（１）等を含めた部
分は、通常鋭感部と呼ばれている。鋭感部はジンバル軸
（１２）、　（１２’）のまわりに下の重い物理振子を
構成し、これによって、水平軸（９）、　（９’）は船
体傾斜に関係なく、常に水平面内に保持される。Here, within horizontal 1 (10), i.e. horizontal i1 (10)
, vertical 1 (3), gyro case (1), etc., is usually called the sensitive part. The sensitive part forms a lower heavy physical pendulum around the gimbal axis (12), (12'), which ensures that the horizontal axis (9), (9') is always in the horizontal plane, regardless of the hull inclination. Retained.

ジャイロケース（１）の方位と垂直環（３）の方位とに
差があると、この差を両者の間に設けた追従ピックアッ
プ（８）が検出し、電気信号に変換する。この電気信号
は、外部のサーボ増幅器（２３）によって増幅され、方
位サーボモータ（１９）に加えられる（方位サーボ系）
。方位サーボモータ（１９）の回転は、回転軸（１９Ａ
）　　、方位ピニオン（２０）、方位歯車（２１）を通
して追従環（１３）に伝達され、さらに水平環（１０）
、水平軸（９）、（９’）等を介して垂直１ｉ（３）に
伝えられ、垂直環（３）とジャイロケース（１）との方
位偏差が常にゼロに保たれるようになっている。If there is a difference between the orientation of the gyro case (1) and the orientation of the vertical ring (3), a follow-up pickup (8) provided between the two detects this difference and converts it into an electrical signal. This electrical signal is amplified by an external servo amplifier (23) and applied to the azimuth servo motor (19) (azimuth servo system).
. The direction servo motor (19) rotates around the rotation shaft (19A).
), is transmitted to the following ring (13) through the azimuth pinion (20) and the azimuth gear (21), and further to the horizontal ring (10).
, are transmitted to the vertical 1i (3) via the horizontal axes (9), (9'), etc., so that the azimuth deviation between the vertical ring (3) and the gyro case (1) is always kept at zero. There is.

方位サーボ系の作用により、水平軸（９）、（９’）と
ジャイロスピン軸とは常に直交関係を保ち、かつ懸吊線
（５）の捩りトルクは一切ジャイロに加わることはない
。すなわち、サーボ系を持った垂直軸（２）。Due to the action of the azimuth servo system, the horizontal axes (9), (9') and the gyro spin axis always maintain an orthogonal relationship, and no torsional torque of the suspension line (5) is applied to the gyro. That is, a vertical axis (2) with a servo system.

（２’）、水平軸（９）、（９’）およびジンバル軸（
１２）、　（１２’）の三つの軸の働きによって、ジャ
イロケース（１）は船体の角運動より完全に絶縁された
ことになり、ジャイロスコープを構成する。(2'), horizontal axis (9), (9') and gimbal axis (
Due to the action of the three axes 12) and (12'), the gyro case (1) is completely insulated from the angular movement of the ship, thus forming a gyroscope.

上述したジャイロスコープに指北力、すなわちコンパス
としての機能を与えるのが上記した液体安定器（６）で
ある。The above-mentioned liquid stabilizer (6) provides the above-mentioned gyroscope with a pointing force, that is, a function as a compass.

次に、第５図を参照して、この液体安定器（６）の原理
を説明する。尚、第５図は、ジャイロの指北端が水平面
に対して角度θだけ上昇している場合の図である。船が
停止している場合を考えることにすれば、液体（６−２
）　の液面は重力ｇの方向と直交する。よって、傾斜ゼ
ロの場合に比較して、図に於て斜線で示した部分の液体
が、北側の壺（６−１’）では減少し、南側の壺（６−
１）　　では増加する。今、水平軸（９）、（９’）か
ら両売（６−１）、　（６−１’）の中心までの距離を
ｒｔ　、両売（６−１）、　（６−１’）の断面積をＳ
、液体（６−２）　　の比重をρとすれば、傾斜部の液
体の重量は、 Ｓ　Ｘ　ｒ　＋Ｓｉｎθｘρｘｇ となる。Next, the principle of this liquid stabilizer (6) will be explained with reference to FIG. Note that FIG. 5 is a diagram when the north end of the gyro's finger is raised by an angle θ with respect to the horizontal plane. If we consider the case where the ship is stopped, liquid (6-2
) is perpendicular to the direction of gravity g. Therefore, compared to the case where the slope is zero, the liquid in the shaded area in the figure decreases in the north jar (6-1') and in the south jar (6-1').
1) Then it will increase. Now, the distance from the horizontal axis (9), (9') to the center of Ryouuri (6-1), (6-1') is rt, and the distance of Ryouri (6-1), (6-1') is rt. The cross-sectional area is S
, the specific gravity of the liquid (6-2) is ρ, then the weight of the liquid at the inclined portion is S X r +Sinθxρxg.

上記重量アンバランスは、南北両方の壺（６−１）。The weight imbalance mentioned above is for both the north and south pots (6-1).

（６−１’）で生じており、かつ水平軸（９）、（９’
）からのモーメントアームはｒ、なので、結局、角度θ
だけ傾斜している時の液体安定器（６）の作る水平軸（
９）。(6-1'), and the horizontal axis (9), (9'
) is the moment arm from r, so in the end, the angle θ
The horizontal axis created by the liquid stabilizer (6) when it is tilted by
9).

（９′）まわりのトルクＴＨは、近似的にＴＩ＝　２　
Ｓ　ｒｔ２ｇ　９θ となる。The torque TH around (9') is approximately TI=2
S rt2g 9θ.

ここで、 ２　Ｓ　ｒ、２ｇ　ｐ＝に とおいて、Ｋを安定器定数と称している。すなわち、液
体安定器（６）は、ジャイロスピン軸の水平面に対する
傾斜に比例したトルクを、ジャイロの水平軸（９）、（
９’）のまわりに加える作用を行うもので、これによっ
て、ジャイロは指北力を有し、ジャイロコンパスとなる
。Here, in 2 S r, 2 g p=, K is called a ballast constant. That is, the liquid stabilizer (6) applies a torque proportional to the inclination of the gyro spin axis with respect to the horizontal plane to the horizontal axis (9), (
9'), and as a result, the gyro has a pointing force and becomes a gyro compass.

一方、ダンピングウェイト（７〕は、第６図に示す如く
、垂直軸（２）、（２’）を含み、かつジャイロスピン
軸と直交する面内において垂直軸（２）、（２’）より
ｒ２（紙面に垂直方向）の距離を以てジャイロケース（
１）に取付けられる。この第６図は、指北側が水平面に
対して角度θだけ上昇して傾斜した状態のジャイロケー
ス（１）を西側より見た図である。質潰ｍのダンピング
ウェイト（７）に重力加速度ｇが作用して、鉛直方向に
ｍ　ｘ　ｇの力がこれに働（。この力を垂直軸（２）、
（２’）に平行な成分ｍｇｃｏｓθと、スピン軸に平行
な成分ｍｇｓｉｎθとに分解して考える。この中で、垂
直軸（２）、（２’）に平行な成分は、垂直軸ボールベ
アリング（４）、（４’）の負荷として作用するのみで
あるが、スピン軸に平行な成分は、垂直軸（２）、（２
’）から距離ｒ２を乗じて垂直軸（２）。On the other hand, as shown in FIG. 6, the damping weight (7) includes the vertical axes (2), (2'), and is located from the vertical axes (2), (2') in a plane perpendicular to the gyro spin axis. Move the gyro case (
1). FIG. 6 is a diagram of the gyro case (1) viewed from the west side, with the north side of the gyro tilted upward by an angle θ with respect to the horizontal plane. Gravitational acceleration g acts on the damping weight (7) of the mass crusher m, and a force of m x g acts on it in the vertical direction (this force is expressed on the vertical axis (2),
(2') and the component mg cos θ parallel to the spin axis. Among these, the components parallel to the vertical axes (2) and (2') only act as loads on the vertical axis ball bearings (4) and (4'), but the components parallel to the spin axis are Vertical axis (2), (2
') to the vertical axis (2) multiplied by the distance r2.

（２′）まわりのトルクとしてジャイロに作用すること
になる。このトルクをＴφと書き表わすことにすれば、
Ｔφは近似的に次式の如くなる。It will act on the gyro as a torque around (2'). If we write this torque as Tφ, then
Tφ is approximated by the following equation.

Ｔφ＝μ・θ　　　但しμ＝ｍｇｒ２ すなわち、ダンピングウェイト（７）は、ジャイロスピ
ン軸の水平面に対する傾斜に比例したトルクを、ジャイ
ロの垂直軸（２）、（２’）のまわりに加える装置であ
り、これによってコンパスの指北運動を減衰させること
ができる。Tφ=μ・θ However, μ=mgr2 In other words, the damping weight (7) is a device that applies a torque around the vertical axes (2) and (2') of the gyro that is proportional to the inclination of the gyro spin axis with respect to the horizontal plane. , this can attenuate the compass pointing motion.

垂直１１（３）には、ジャイロロータのスピン軸と平行
な入力軸を有する加速度計又は傾斜計（５０）が、又、
垂直環（３）とジャイロケース（１）とには、入力端子
に比例したトルクをジャイロケース（１）の垂直軸（２
）、（２’）のまわりに加える垂直トルカ（５１）が取
付けられている６ 更に、追従ピックアップ（８）の出力信号（８Ａ）及び
上記加速度計（５０）の出力信号（５０Ａ）　（ジャイ
ロスピン軸の水平面に対する傾斜角に比例）を入力とし
、上記垂直トルカ（５１）へ出力信号（５１Ａ）　　を
出力する制御装置（５２）が設けられている。In the vertical 11(3) there is also an accelerometer or inclinometer (50) with an input axis parallel to the spin axis of the gyro rotor.
The vertical ring (3) and the gyro case (1) are connected to the vertical axis (2) of the gyro case (1) to apply a torque proportional to the input terminal.
), (2') are attached with vertical torquers (51) to add around them6.Furthermore, the output signal (8A) of the tracking pickup (8) and the output signal (50A) of the accelerometer (50) (gyro pin A control device (52) is provided which inputs a signal (proportional to the inclination angle of the shaft with respect to a horizontal plane) and outputs an output signal (51A) to the vertical torquer (51).

第９図は上述した従来のジャイロコンパスにおいて、ジ
ャイロスピン軸の指北端の真北からの方位誤差φと傾斜
角θとを変数とし、且つそれ等の初期誤差φＯ９θＯに
対する指北運動をラプラス演算子及び伝達関数とによっ
てブロック図的に表わしたものである。同図において、
ｇは重力加速度、Ｒは地球半径、Ωは地球自転角速度、
Ｈはジャイロの角運動量、λはその地点の緯度、Ｋは指
北定数（安定器定数）、μはダンピング定数、Ｓはラプ
ラス演算子である。FIG. 9 shows the above-mentioned conventional gyro compass, in which the azimuth error φ and the inclination angle θ from the north end of the gyro spin axis from the true north are variables, and the pointing north motion with respect to these initial errors φO9θO is expressed by the Laplace operator. and a transfer function. In the same figure,
g is the gravitational acceleration, R is the radius of the earth, Ω is the angular velocity of the earth's rotation,
H is the gyro's angular momentum, λ is the latitude of the point, K is the designated northing constant (ballast constant), μ is the damping constant, and S is the Laplace operator.

今、方位誤差φがあると、この誤差φに地球の自転角速
度Ωの水平成分Ωｃｏｓλ（１００）　を乗じたものが
角速度入力としてジャイロの水平軸まわりの要素（１０
１）　　に作用して、初期傾斜角θ０と共にジャイロの
傾斜角θを発生させる。ジャイロスピン軸の傾斜角θに
よって垂直環（３）も同様の傾斜となり、垂直環（３）
に取付けられた液体安定器（６）も傾斜し、中の液体（
６−２）　　が低い方の壺に移動することによって、Ｋ
θとなるトルクをジャイロの水平軸のまわりに発生する
。このトルクにθをジャイロの角運動量Ｈで除したもの
に、地球自転角速度の垂直成分Ωｓｉｎλを加算したも
のが、角速度入力としてジャイロの垂直軸まわりの要素
（１０２）　　に作用し、これに、初期方位誤差φ０を
加えたものが方位誤差φとなってループが閉じる。この
ループがジャイロコンパスの指北ループである。このル
ープは、ループ内に１／Ｓで表わされる極が２個存在す
る為に、振動解となる。一方ジャイロ傾斜角θにダンピ
ング定数μを乗じたトルクμθを角運動ＩＨで除したも
のが、角速度入力としてジャイロの水平軸要素（１０１
）　　に上記傾斜角θを減するように負帰還され、上記
指北ループの指北運動を減衰させる。このループが減衰
ループである。Now, if there is an azimuth error φ, this error φ multiplied by the horizontal component Ωcosλ(100) of the earth's rotational angular velocity Ω is the element (10
1) Generates the tilt angle θ of the gyro together with the initial tilt angle θ0. Due to the inclination angle θ of the gyro spin axis, the vertical ring (3) also has a similar inclination, and the vertical ring (3)
The liquid stabilizer (6) attached to the is also tilted so that the liquid inside (
6-2) By moving to the lower pot, K
A torque of θ is generated around the horizontal axis of the gyro. This torque, θ divided by the angular momentum H of the gyro, plus the vertical component Ω sinλ of the earth's rotational angular velocity acts on the element (102) around the vertical axis of the gyro as an angular velocity input, and the initial The addition of the orientation error φ0 becomes the orientation error φ, and the loop is closed. This loop is the gyro compass's pointing north loop. This loop becomes an oscillatory solution because there are two poles represented by 1/S in the loop. On the other hand, the gyro's horizontal axis element (101
) is negatively fed back to reduce the inclination angle θ, thereby attenuating the pointing north movement of the pointing north loop. This loop is a damping loop.

尚、第４図において、制御装置（５２）は追従ピックア
ップ（８）及び加速度計（５０）の出力信号（８Ａ）、
　（５（ＩＡ）を入力とし、内部において、ジャイロの
スピン軸を短い時間内に真北に静定させる為の短期静定
演算を行った後、その出力（５１Ａ）　　を上記垂直ト
ルカ（５１）に供給するものであるが、これ等の詳細は
本発明と直接関係していないので、これ以上の説明は省
略する。In addition, in FIG. 4, the control device (52) outputs the output signals (8A) of the tracking pickup (8) and the accelerometer (50),
(5 (IA) is input, and after performing a short-term stabilization calculation to statically fix the spin axis of the gyro to true north within a short time, the output (51A) is sent to the vertical torquer (51). However, since these details are not directly related to the present invention, further explanation will be omitted.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、このような従来のジャイロコンパスにあ
っては、追従ピックアップ（８）と垂直トルカ（５１）
とが、第４図に示したように全く別々のエレメントであ
った為、１）エレメントとしての製造コスト、即ち部品
製造費及び組立費が付加されるので、コスト高となる。However, in such a conventional gyro compass, the tracking pickup (8) and the vertical torquer (51) are
4 are completely separate elements as shown in FIG. 4. 1) The manufacturing cost of the element, that is, the manufacturing cost of parts and the assembly cost are added, resulting in high cost.

２）垂直トルカ（５１）をピックアップ（８）と別々に
設けたことにより、制御装置（５１）から垂直トルカ（
５１）に至るスリップリング、フレキシブル電路等の部
品及び配線の為の手間を要し、コストアップの原因とな
る。2) By providing the vertical torquer (51) separately from the pickup (8), the vertical torquer (51) can be controlled from the control device (51).
51) requires time and effort for parts such as slip rings and flexible electrical circuits and wiring, which causes an increase in costs.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明によれば、少くともジャイロロータを内蔵し且つ
上下に垂直軸（２，２’）を有するジャイロケース（１
）と、その外周に配された垂直環（３）と、上記ジャイ
ロケースに固定されＥ型鉄心及び一次コイル部より成る
一次コイル（８−１）　　と、上記垂直環に固定された
二次コイル（８−２）　　とより成り上記ジャイロケー
スと上記垂直環との上記垂直軸まわりの相対角偏位を検
出する追従ピックアップ（８）とを有するジャイロコン
パス用垂直トルカに於て、上記二次コイル（８−２）　
　に関し上記一次コイル（８−１）　　と反対側に上記
Ｅ型鉄芯（８−１１）に直流磁界を発生させる永久磁石
（６（）−２）を有する磁性材よりなるコア（６０−１
）を非磁性材より成る連結具（６０−３，６Ｏ−４）　
　を介して上記Ｅ型鉄芯に取付けることにより垂直トル
カを構成したことを特徴とするジャイロコンパス用垂直
トルカが得られる。According to the present invention, the gyro case (1) includes at least a built-in gyro rotor and has vertical axes (2, 2') at the top and bottom.
), a vertical ring (3) arranged around its outer periphery, a primary coil (8-1) fixed to the gyro case and consisting of an E-type iron core and a primary coil part, and a secondary coil fixed to the vertical ring. (8-2) In the vertical torquer for a gyro compass, which has a follow-up pickup (8) for detecting the relative angular deviation of the gyro case and the vertical ring around the vertical axis, the secondary coil (8-2)
A core (60-1) made of a magnetic material has a permanent magnet (6()-2) for generating a DC magnetic field in the E-type iron core (8-11) on the opposite side to the primary coil (8-1).
) is made of non-magnetic material (60-3, 6O-4)
A vertical torquer for a gyro compass is obtained, which is characterized in that the vertical torquer is constructed by attaching it to the E-shaped iron core via the above-mentioned E-shaped iron core.

〔作用〕[Effect]

本発明によるジャイロコンパス用垂直トルカは、永久磁
石（６０−２）によって、二次コイル（８−２）　　の
位置している空間に磁界φ１．φ２が作られる。今、二
次コイル（８−２）　　に直流電流ｉを流せば、フレミ
ングの左手の法則により、二次コイル（８−２）　　と
、一次コイル（８−１）　　との間に、力Ｆが発生し、
一次コイル（８−１）　が取付けられているジャイロケ
ース（１）に対し、その垂直軸（２）、（２’）のまわ
りに電流ｌに比例したトルクを加えることが出来る。The vertical torquer for a gyro compass according to the present invention has a permanent magnet (60-2) that creates a magnetic field φ1. φ2 is created. Now, if a DC current i is passed through the secondary coil (8-2), a force F will be generated between the secondary coil (8-2) and the primary coil (8-1) according to Fleming's left hand rule. occurs,
A torque proportional to the current l can be applied to the gyro case (1) to which the primary coil (8-1) is attached around its vertical axis (2), (2').

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第１図Ａ、Ｂ及びＣは、夫々本発明によるジャイロコン
パス用垂直トルカの一実施例の側面、上面及び一部の平
面を示す図である。尚、第１図において、第７図と同一
素子は同一の番号を付し、それ等の詳細説明は省略する
。FIGS. 1A, 1B, and 1C are views showing a side surface, a top surface, and a partial plan view, respectively, of an embodiment of a vertical torquer for a gyro compass according to the present invention. In FIG. 1, the same elements as those in FIG. 7 are given the same numbers, and detailed explanation thereof will be omitted.

第１図において、（６０−１＞は、磁性材、例えば鉄よ
り成るコ字状のコア（鉄心）で、その中央に角柱状の永
久磁石（６０−２）が固設されると共に、非磁性材より
成る２個の連結具（６０−３）、　（６０−４）　を介
して、一次コイル（８−１）　　のＥ型鉄芯（８−１ａ
）に連結されている。この場合、コ字状のコア（６０−
１）の両側の歯（６０−１ａ）、　（６０−１ｂ）　　
は、Ｅ型鉄芯（８−１ａ）の両側の歯（８−１ａｂ）、
　（８−１１Ｃ）　　に、二次コイル（８−２＞　　を
介し且つ空隙を以て夫々対向し、永久磁石（６０−２）
はＥ型鉄芯（８−１ａ）の中央の歯（８−１ａａ）　　
に、同じく二次コイル（８−２）　　を介し且つ空隙を
以て対向している。In FIG. 1, (60-1> is a U-shaped core (iron core) made of a magnetic material, for example iron, and a prismatic permanent magnet (60-2) is fixed in the center of the core. The E-type iron core (8-1a) of the primary coil (8-1) is
) is connected to. In this case, a U-shaped core (60-
1) Teeth on both sides (60-1a), (60-1b)
are the teeth (8-1ab) on both sides of the E-type iron core (8-1a),
(8-11C) are opposed to each other with a secondary coil (8-2> and an air gap between them), and a permanent magnet (60-2)
is the center tooth (8-1aa) of the E-type iron core (8-1a)
Similarly, the secondary coil (8-2) is opposed to the secondary coil (8-2) with a gap therebetween.

第２図は第１図に示した装置のトルカ部分の動作の説明
に供する原理説明図である。永久磁石（６０−２）によ
って、二次コイル（８−２）　　の位置している空間に
、同図に於て、φ１．φ２で示す磁界が作られる。今、
二次コイル（８−２）　　に直流電流ｌを流せば、フレ
ミングの左手の法則により、二次コイル（８−２）　　
と、一次コイル（８−１）　　との間に、同図矢印（Ａ
）で示す方向の力が発生し、一次コイル（８−１）　　
の取付けられているジャイロケース（１）に対し、その
垂直軸（２）、（２’）のまわりに電流ｉに比例したト
ルクを加えることが出来る。FIG. 2 is a principle explanatory diagram for explaining the operation of the torquer portion of the apparatus shown in FIG. 1. In the same figure, φ1. A magnetic field designated φ2 is created. now,
If a DC current l flows through the secondary coil (8-2), then according to Fleming's left hand rule, the secondary coil (8-2)
and the primary coil (8-1), as shown by the arrow (A) in the same figure.
) is generated, and the primary coil (8-1)
A torque proportional to the current i can be applied to the gyro case (1) to which the gyro case (1) is attached around its vertical axis (2), (2').

第３図は、追従ピックアップ（８）をピックアップに供
すると同時に、垂直トルカとしても用いる場合の接続の
一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a connection when the follow-up pickup (8) is used as a pickup and also used as a vertical torquer.

第３図において、二次コイル（８−２）　　の一方の出
力端（８−２ｄ’）をアースして電位ゼロとすると共に
、他の出力端（８−２６）を第４図に示す追従ピックア
ップ（８）の出力端として、サーボ増幅器（２３）に接
続する。サーボ増幅器（２３）は、第３図に示す如（、
演算増幅器（２３−２）　、直流カット用のコンデンサ
（２３−１）等から構成され、上記出力端（８−２ｄ）
は、上記コンデンサ（２３−１）を介して上記演算増幅
器（２３−２＞の非反転入力端子に接続される。尚、そ
の反転入力端子はアースされている。一方、同じ出力端
（８−２６）は、第４図に示す垂直トルカ（５１）の入
力端子としても動作し、これに、例えば第４図に示す短
期静定用の制御装置（５２）の出力端（５２−１）が接
続され、上記追従ピックアップ（８）をトルカとして使
用することが出来る。すなわち、追従ピックアップ（８
）の二次コイル（８−２）　　に発生する直流電圧を、
追従ピックアップ（８）の出力として使用する一方、同
二次コイルに直流電流を流すことにより、これを垂直ト
ルカとしても使用する。In Fig. 3, one output end (8-2d') of the secondary coil (8-2) is grounded to zero potential, and the other output end (8-26) is connected to the following as shown in Fig. 4. The output end of the pickup (8) is connected to a servo amplifier (23). The servo amplifier (23) is as shown in FIG.
It consists of an operational amplifier (23-2), a DC cut capacitor (23-1), etc., and the output terminal (8-2d)
is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier (23-2>) via the capacitor (23-1).The inverting input terminal is grounded.On the other hand, the same output terminal (8- 26) also operates as an input terminal of the vertical torquer (51) shown in FIG. 4, and to this, for example, the output terminal (52-1) of the short-term static fixing control device (52) shown in FIG. The following pickup (8) can be used as a torquer.In other words, the following pickup (8) can be connected to the
) The DC voltage generated in the secondary coil (8-2) of
While it is used as the output of the follow-up pickup (8), it can also be used as a vertical torquer by passing a direct current through the secondary coil.

尚、第１図の例に於ては、永久磁石（６０−２）をコ字
状のコア（６０−１）の中央に突設したが、永久磁石を
コア（６０−１）の両側の歯（６０−１ａ）、　（６０
−１ｂ）　の代わりに夫々設け、永久磁石（６０−２）
の代わりに磁性材より成る同一形状の柱状体を設けても
よい。In the example shown in Fig. 1, the permanent magnet (60-2) is provided protruding from the center of the U-shaped core (60-1), but the permanent magnet is provided on both sides of the core (60-1). Teeth (60-1a), (60
-1b) respectively installed in place of the permanent magnet (60-2)
Instead, a columnar body made of a magnetic material and having the same shape may be provided.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明してきたように、本発明によれば、以↓゛　７
・−１ 下に列挙する効果が得られる。As explained above, according to the present invention, the following ↓゛7
-1 The effects listed below can be obtained.

従来の追従ピックアップに永久磁石とコ字状コアを追加
するという簡単な構造で、追従ピックアップにトルカと
しての機能を付加させることができ、別個のトルカを使
用する従来例に対して低コストでトルカの機能を得るこ
とが出来る。′追従ピックアップの二次コイルのコイル
部をトルカとしても用いているので、電路やスリップリ
ングを増設する必要がなく、信頼性の高いトルカを得る
ことが出来る。With a simple structure of adding a permanent magnet and a U-shaped core to a conventional follow-up pickup, it is possible to add the function of a torquer to the follow-up pickup, and it is possible to add a torquer function to the follow-up pickup at a lower cost than the conventional example that uses a separate torquer. You can get the following functions. 'Since the coil part of the secondary coil of the follow-up pickup is also used as a torquer, there is no need to add an electric circuit or slip ring, and a highly reliable torquer can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図ＡＳＢ及びＣは夫々本発明の垂直トルカの側面、
上面及び一部の平面を示す図、第２図はトルカの動作原
理の説明に供する路線図、第３図は本発明の要部の結線
図、第４図は本発明が適用される従来のジャイロコンパ
スの斜視図、第５図は上記ジャイロコンパスの液体安定
器の路線図、第６図はそのダンピングウェイトの原理説
明用の路線図、第７図はその追従ピックアップの構造図
、第８図はその原理説明の路線図、第９図は第４図のジ
ャイロコンパスの原理説明用のブロック図である。 図において、（１〕はジャイロケース、（３）は垂直環
、（８）は追従ピックアップ、（８−１）　　は一次コ
イル、（８−２）は二次コイル、（６０−１）はコ字状
コア、（６０−２＞は永久磁石をそれぞれ示す。 代　　理　　人 松　　隈　　秀　　盛 第１　図 第１図Figures 1 ASB and C are side views of the vertical torquer of the present invention, respectively;
FIG. 2 is a route diagram for explaining the operating principle of the ToruCa, FIG. 3 is a wiring diagram of the main parts of the present invention, and FIG. 4 is a diagram of the conventional system to which the present invention is applied. A perspective view of the gyro compass, Figure 5 is a route diagram of the liquid stabilizer of the gyro compass, Figure 6 is a route diagram for explaining the principle of the damping weight, Figure 7 is a structural diagram of its follow-up pickup, and Figure 8. is a route map for explaining the principle, and FIG. 9 is a block diagram for explaining the principle of the gyro compass shown in FIG. In the figure, (1) is the gyro case, (3) is the vertical ring, (8) is the tracking pickup, (8-1) is the primary coil, (8-2) is the secondary coil, and (60-1) is the coil. The letter-shaped core, (60-2> indicates a permanent magnet. Agent Hideo Hitomatsu Kuma Mori 1 Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、少くともジャイロロータを内蔵し且つ上下に垂直軸
を有するジャイロケースと、その外周に配された垂直環
と、上記ジャイロケースに固定されＥ型鉄心及び一次コ
イル部より成る一次コイルと、上記垂直環に固定された
二次コイルとより成り上記ジャイロケースと上記垂直環
との上記垂直軸まわりの相対角偏位を検出する追従ピッ
クアップとを有するジャイロコンパス用垂直トルカに於
て、 上記二次コイルに関し上記一次コイルと反対側に上記Ｅ
型鉄心に直流磁界を発生させる永久磁石を有する磁性材
よりなるコアを非磁性材より成る連結具を介して上記Ｅ
型鉄心に取付けることにより垂直トルカを構成したこと
を特徴とするジャイロコンパス用垂直トルカ。 ２、上記永久磁石を上記コアの中央に突設し、上記コア
の両端に夫々歯を突設し、上記永久磁石を上記Ｅ型鉄心
の中央の歯に上記二次コイルを介して対向せしめ、上記
コアの両端の歯を夫々上記二次コイルを介して上記Ｅ型
鉄心の両側の歯に対向せしめたことを特徴とする上記特
許請求の範囲第１項記載のジャイロコンパス用垂直トル
カ。[Claims] 1. A gyro case containing at least a gyro rotor and having vertical axes above and below, a vertical ring disposed around the outer periphery of the gyro case, and a gyro case fixed to the gyro case from an E-type iron core and a primary coil part. A vertical torquer for a gyro compass, comprising: a primary coil comprising a primary coil; and a follow-up pickup comprising a secondary coil fixed to the vertical ring and detecting a relative angular deviation of the gyro case and the vertical ring around the vertical axis. With respect to the secondary coil, the above E is placed on the opposite side of the above primary coil.
A core made of a magnetic material having a permanent magnet that generates a DC magnetic field in the type iron core is connected to the above E through a connector made of a non-magnetic material.
A vertical torquer for a gyro compass, characterized in that the vertical torquer is configured by being attached to a molded iron core. 2. The permanent magnet is provided protruding from the center of the core, teeth are provided from each end of the core, and the permanent magnet is opposed to the teeth at the center of the E-type iron core via the secondary coil, 2. The vertical torquer for a gyro compass according to claim 1, wherein the teeth at both ends of the core are opposed to the teeth on both sides of the E-type iron core via the secondary coil.