JPH02193012A - Vertical torquer for gyrocompass - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable operating of a driven pickup as vertical torquer concurrently by inserting a partial rectifier circuit wherein a diode and a resistor are connected in parallel between a coil section of a primary coil and an AC power source. CONSTITUTION:A partial rectifier circuit 60 wherein a diode 60-1 and a resistor 60-2 are connected in parallel is inserted between a coil section 8-1b of a primary coil 8-1 and an AC power source 8-1c to make a driven pickup operate as vertical torquer concurrently. Then, the coil 8-1 is AC excited through the circuit 60 to form a DC magnetic field at a position of a secondary coil 8-2 together with an AC magnetic field. Then, a function separating circuit 62 comprising a constant current circuit 64 and a capacitor 6 is connected to an output of the coil 8-2 to run a torquer current to the coil 8-2 through the circuit 64. Thus, a torque proportional to the torquer current can be applied about a vertical shaft of a gyrocompass interacting with the DC magnetic field.

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！！（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') is a vertical one placed outside the gyro case (1). ! They fit into the inner rings of ball bearings (4) and (4') installed in the corresponding positions of (3), respectively. 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').
') will not be a thrust load, and 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 north direction 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 communicates with the two above, and a liquid pipe (6-4) that communicates 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環（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);
The primary coil (8-1) of the differential transformer that detects the declination angle around (2') is located at the position of the vertical ring (3) opposite to this. -2) are respectively attached to constitute a 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（８−１１）の中央の歯（
８−１ａａ）　　に巻線される一次コイル部（８−１ｂ
）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）、　（８−２ｂ
）　　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 (8-1b
). On the other hand, the secondary coil (8-2)
As shown in FIG. 7C, there are two secondary coil sections (8-2a) and (8-2b) that are differentially connected to each other.
) and a substrate (8-2c) to which these are fixed.

尚、（８−１６）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 (8-16) 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−
ＩＣ）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（８−１ａａ）
　　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（８−２
ａ）、　（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（
８−２ａ）、　（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（８−２ｄ）には、何隻出
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-
When the primary coil part (8-1b) is excited by IC), the central tooth (8-1aa) of the E-type iron core (8-1a)
Teeth on both sides (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 (8-2
a), (8-2b) is the above primary coil (8-1)
If the two secondary coil parts (
Equal voltages are induced in 8-2a) and (8-2b). However, since both are differentially connected, no output voltage appears at the output end (8-2d) 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 the arrow (D) is induced at , resulting in a tracking pickup.

第４図に於て、垂直環（３）は、さらに、垂直軸（２）
。In Figure 4, the vertical ring (3) is further connected to the vertical axis (2).
.

（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’）　ｊ；！、
垂直環（３）の外側に配された水平環（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環（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 the east-west positions perpendicular to both the gyro spin axis, and these horizontal axes (9), (9'). j;! ,
Ball bearings (11) installed at corresponding positions on the horizontal ring (10) arranged outside the vertical ring (3), (
11'), respectively. The horizontal ring (10) further includes a pair of gimbal axes (12), (12') within the horizontal plane and at positions perpendicular to the horizontal axes (9), (9').
has. These gimbal axes (12), (12') are connected to a pair of gimbal axle ball bearings (14) attached to a follower ring (13) located outside the horizontal ring (10).
, (14') respectively.

追従環（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 ring (13) has upper and lower follower axes (15) and (15'), and these follower 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ＩＩ
（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) follows II via the azimuth pinion (20)
(13) is combined with 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、水平環（１０）以内、即ち水平環（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（１
２）、　（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, the portion within the horizontal ring (10), that is, the portion including the horizontal ring (10), the vertical ring (3), the gyro case (1), etc., is usually called the sensitive part. The sensitive part is on the gimbal axis (1
2) Construct a lower heavy physical pendulum around (12'), by which the horizontal axis (9), (9') is always kept in the horizontal plane, regardless of the hull inclination.

ジャイロケース（１）の方位と垂直ｙＪ（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（１９
Ａ＞　　、方位ピニオン（２０）、方位歯車（２１）を
通して追従Ｉ！（１３）に伝達され、さらに水平環（１
０）、水平軸（９）、＜９’）等を介して垂直環（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 vertical yJ (3), this difference is detected by a follow-up pickup (8) provided between the two and converted into an electrical signal. This electrical signal is amplified by an external servo amplifier (23),
It is added to the azimuth servo motor (19) (azimuth servo system). The direction servo motor (19) rotates around the rotation axis (19).
A>, following I! through the azimuth pinion (20) and azimuth gear (21). (13) and further to the horizontal ring (1
0), vertical ring (3) via horizontal axis (9), <9'), etc.
The direction deviation between the vertical ring (3) and the gyro case (1) is always kept at zero.

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）（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。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, vertical axes (2) (2') with servo systems,
horizontal axis (9), (9') and gimbal axis (12),
Due to the action of the three axes (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ｒｌ　％両壺（６−１）、　（６−１’）の断面積を
８１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　、ｓｉｎθ×ρＸｇ 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 of zero inclination, the liquid in the shaded area in the figure decreases in the north jar (6-1') and decreases in the south jar (6-1').
−1) will increase. Now horizontal axis (9), (9')
The distance from Ryouri (6-1), (6-1') to the center is rl % The cross-sectional area of Ryopot (6-1), (6-1') is 81 Specific gravity of liquid (6-2) If ρ is the weight of the liquid on the slope, S X r , sin θ×ρXg.

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Ｔｏ＝　２　
Ｓ　ｒｌ”ｇ　９θ となる。The torque TH around (9') is approximately To=2
S rl”g 9θ.

ここで、 ２Ｓ　ｒ、２ｇ　ρ＝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 2S r, 2g ρ=, 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) of the gyro, (
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
ｒｚ（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。質蚤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
ｍｘｇの力がこれに働く。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 in a plane perpendicular to the gyro spin axis. Gyro case (
1). FIG. 6 is a view from the west side of the gyro case (1) in a state where the north side of the finger is tilted upward by an angle θ with respect to the horizontal plane. Gravitational acceleration g acts on the damping weight (7) of the material m, and a force m x g acts on it in the vertical direction. This force is expressed on the vertical axis (2), (2
') and a component mgsinθ 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')
from 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＝ｍｇ　ｒ２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
）、輯′）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=mg r2 In other words, the damping weight (7) applies a torque proportional to the inclination of the gyro spin axis with respect to the horizontal plane to the vertical axis (2
), 輯′), which can dampen the compass's north-pointing motion.

垂直ｍ　（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、人力電流
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。Vertical m (3) 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 human power current.
), (2') are fitted with an additional vertical torquer (51).

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）　を人力と
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。Furthermore, the output signal (8A) of the tracking pickup (8) and the output signal (50A) of the accelerometer (50) (proportional to the inclination angle of the gyro spin axis with respect to the horizontal plane) are human powered and output to the vertical torquer (51). A control device (52) is provided that outputs a signal (51A>).

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φ０．θ０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 from the north end of the gyro spin axis and the inclination angle θ are variables, and the initial error φ0. The pointing north motion with respect to θ0 is expressed in a block diagram using a 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！　（３）も同様の傾斜となり、垂直１１（
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
、Ｋθ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、角速度人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φ
０を加えたものが方位誤差φとなってループが閉じる。Now, if there is an azimuth error φ, this error φ multiplied by the horizontal component Ω cosλ (100) of the earth's rotational angular velocity Ω is used as the angular velocity input, which is the element (10
1) Generates the tilt angle θ of the gyro together with the initial tilt angle θ0. Vertical due to the tilt angle θ of the gyro spin axis! (3) also has a similar slope, with vertical 11 (
The liquid stabilizer (6) attached to 3) is also tilted, and the liquid (6-2) inside moves to the lower pot, thereby generating a torque of Kθ around the horizontal axis of the gyro. This torque, θ divided by the angular momentum H of the gyro, and the addition of the vertical component Ω sin λ of the earth's rotational angular velocity act on the element (102) around the vertical axis of the gyro as an angular velocity human force, and the initial Orientation error φ
The addition of 0 becomes the orientation error φ, and the loop is closed.

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を角運動量Ｈ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（１
０１）　　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。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 (1
01) is negatively fed back to reduce the inclination angle θ,
The pointing north movement of the pointing north loop is attenuated. 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）、
　（５０Ａ）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),
(50A) is input, and after performing short-term stabilization calculation to statically fix the spin axis of the gyro to true north within a short time, the output (51A) is supplied 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 control device! (51) to the vertical torquer (51), it takes time and effort for components such as a slip ring, flexible electric circuit, 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フを内蔵し且つ
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交流電源（８−ＩＣ）により励起さ
れる一次コイル（８−１）　及び上記垂直環に固定され
た二次コイル（８−２＞　　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、上記一次コイルのコイル部（
８−１ｂ）と上記交流電源との間にダイオード（６０−
１）及び抵抗器（６０〜２）を並列接続して成る部分整
流回路（６０）を挿入することにより上記追従ピックア
ップを垂直トルカとしても動作させるようにしたことを
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 gyro loaf 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 excited by an AC power supply (8-IC), and a secondary coil fixed to the vertical ring. In a vertical torquer for a gyro compass, which comprises a coil (8-2) and a follow-up pickup (8) for detecting the relative angular deviation of the gyro case and the vertical ring around the vertical axis, the primary coil Coil part (
A diode (60-1b) is connected between the
A vertical torquer for a gyro compass, characterized in that the following pickup can also be operated as a vertical torquer by inserting a partial rectifier circuit (60) formed by connecting 1) and resistors (60 to 2) in parallel. is obtained.

〔作用〕[Effect]

一次コイル（８−１）　　を部分整流回路（６０）を介
して交流励起することにより二次コイル（８−２）　　
の位置に交流磁界と共に、直流磁界を作る。By exciting the primary coil (8-1) with alternating current through the partial rectifier circuit (60), the secondary coil (8-2) is activated.
Create a DC magnetic field along with an AC magnetic field at the position.

二次コイルの出力にコンデンサ（６３）と定電流回路（
６４）とからなる機能分離回路（６２）を接続し、二次
コイルに定電流回路を介して、トルカ電流ｉ。A capacitor (63) and a constant current circuit (
A torquer current i is connected to the secondary coil through a constant current circuit.

を流すことにより、上述の直流磁界と作用し合って、ト
ルカ電流１７　に比例したトルクをジャイロの垂直軸の
まわりに加えることができる。By flowing , it is possible to interact with the above-mentioned DC magnetic field and apply a torque proportional to the torquer current 17 around the vertical axis of the gyro.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第１図は本発明の一実施例の回路図である。尚、同図に
おいて、第４乃至第８図と同一素子は、同一の符号を付
し、それ等の詳細説明は省略する。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention. In this figure, the same elements as those in FIGS. 4 to 8 are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.

第１図において、一次コイル（８−１）　　のコイル部
（８−１ｂ）に交流電源（８−ＩＣ）を、並列接続した
ダイオード（６０−１）及び抵抗器（６Ｇ−２）からな
る部分整流回路（６０）を介して、接続する。一方、二
次コイル（８−２）　　のコイル部（８−２ａ）、　（
８−２ｂ）　　の出力端（８−２ｄ）を、機能分離回路
（６２）のコンデンサ（６３）及び定電流回路（６４〉
の入力側に夫々接続する。又、コンデンサ（６３〉の出
力側及び二次コイル（８−２）　　のコイル部（８−２
ｂ）の出力端を、追従ピックアップ〔８〕の端子（６５
）となし、これをサーボ増幅器（２３）　（第４図）の
入力端に接続する。又、二次コイル（８−２＞　　の出
力端（Ｉｌｌ−２６）を定電流回路（６４）の出力端に
接続すると共に、定電流回路（６４）の入力端を、トル
カ端子（６６）となし、これに、例えば第４図の短期静
定の為の制御装置（５２）の出力端（５１Ａ＞　　が接
続されたり、或いは、図示せずもこのジャイロコンパス
に固有の緯度誤差（緯度の正接ぐタンジェント）に比例
した方位誤差）を修正する等に使用される。In Figure 1, a part consisting of a diode (60-1) and a resistor (6G-2) connected in parallel to the coil part (8-1b) of the primary coil (8-1) is connected to an AC power supply (8-IC). Connection is made via a rectifier circuit (60). On the other hand, the coil part (8-2a) of the secondary coil (8-2), (
8-2b) is connected to the capacitor (63) of the functional separation circuit (62) and the constant current circuit (64).
Connect to the input side of each. Also, the output side of the capacitor (63) and the coil part (8-2) of the secondary coil (8-2)
Connect the output end of b) to the terminal (65) of the tracking pickup [8].
) and connect it to the input terminal of the servo amplifier (23) (Fig. 4). Further, the output end (Ill-26) of the secondary coil (8-2>) is connected to the output end of the constant current circuit (64), and the input end of the constant current circuit (64) is connected to the torquer terminal (66). For example, the output terminal (51A) of the control device (52) for short-term static determination shown in FIG. It is used to correct the azimuth error (proportional to the tangent).

第２図及び第３図は本発明の詳細な説明に供する図であ
る。FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the present invention in detail.

第２図は一次コイル（８−１）　　のコイルＩＩ（８−
１１］）に流れる電流を示す波形図である。一方の電流
１゜は、ダイオード（６０−１）の順方向と同じなので
、抵抗器（６０−２＞を流れず、ダイオード（６０−１
）のみを流れるので、第２図に示すように大きな振幅で
ある。Figure 2 shows the primary coil (8-1) and coil II (8-1).
11]) is a waveform diagram showing the current flowing through the circuit. One current, 1°, is the same as the forward direction of the diode (60-1), so it does not flow through the resistor (60-2>) and flows through the diode (60-1).
), the amplitude is large as shown in FIG.

一方、他方の電流】２は、ダイオード（６０−１）に対
して逆方向となるので、その通過はダイオード（６０−
１＞により阻止され、抵抗器（６０−２）を介して流れ
ることになる。従って、電流１２　の振幅は電流１１　
のそれに比して、小さい値となる。On the other hand, the other current []2 is in the opposite direction to the diode (60-1), so its passage is through the diode (60-1).
1> and flows through the resistor (60-2). Therefore, the amplitude of the current 12 is the current 11
This value is smaller than that of .

即ち、この例では、ダイオード（６０−１）、抵抗器（
６０−２）を介して一次コイル（８−１）を交流電源（
８−１ｃ）で励起することにより、 交流振幅　　１　ａｃ　”　（１＋　＋　１２＞／２Ｏ 直流電流　　１ｄｃ＝　（ｉｌ−ｉ−）／２＝の２種類
の電流を一次コイル（８−１）　　に流したことと、等
価になる〈部品整流回路）。交流電流によるものは、従
来例と同様、二次コイル（８−２）　　の位置に交番磁
界を作り、二次コイル（８−２）　　には第１図上下方
向の相対変位に対応した交流信号を作り、ピックアップ
信号となる。That is, in this example, the diode (60-1), the resistor (
The primary coil (8-1) is connected to an AC power source (
8-1c), two types of currents with AC amplitude 1 ac'' (1+ + 12>/2O and DC current 1dc=(il-i-)/2=) flow through the primary coil (8-1). This is equivalent to (component rectifier circuit).As with the conventional example, the one using alternating current creates an alternating magnetic field at the position of the secondary coil (8-2); An alternating current signal corresponding to the relative displacement in the vertical direction shown in FIG. 1 is generated and becomes a pickup signal.

一方、上記直流電流によって、二次コイル（８−２）の
位置に直流磁界φ（第３図参照）が作られる為、二次コ
イル（８−２＞　　に定電流回路（６４）を介して、所
定のトルカ電流ｌ、を流すことにより、フレミングの左
手の法則により、一次コイル（８−１＞　　と二次コイ
ル（８−２）　　との間には、第３図に示す如くトルカ
電流１．に比例した力Ｆが発生し、ジャイロケース（１
）の垂直軸まわりにトルクを与えるトルカとしての機能
が発生することになる。尚、コ・ンデンサ（６３）はト
ルカ電流ｉ、がサーボ増幅器（２３）に流れないように
する為の直流カットの為に設けである。On the other hand, the DC magnetic field φ (see Figure 3) is created at the position of the secondary coil (8-2) by the DC current, so a constant current circuit (64) is connected to the secondary coil (8-2>). By flowing a predetermined torquer current l, a torquer current 1 is generated between the primary coil (8-1> and the secondary coil (8-2)) according to Fleming's left-hand rule, as shown in FIG. A force F proportional to . is generated, and the gyro case (1
) functions as a torquer that applies torque around the vertical axis. Incidentally, the capacitor (63) is provided to cut off the DC current to prevent the torquer current i from flowing to the servo amplifier (23).

〔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、以下に列挙
する効果が得られる。As explained above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

従来の追従ピックアップの一次コイルをダイオードと抵
抗器からなる部分整流回路を介して交流電源より励磁す
ると共に、二次コイルの出力端にコンデンサと定電流回
路からなる機能分離回路を追加するという簡単な構造で
、垂直トルカとしての機能を付加させることができ、別
個のトルカを用意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。A simple method is to excite the primary coil of a conventional follow-up pickup from an AC power source through a partial rectifier circuit consisting of a diode and a resistor, and to add a functional separation circuit consisting of a capacitor and a constant current circuit to the output end of the secondary coil. With this structure, the function as a vertical torquer can be added, and the torquer function can be obtained at a lower cost than in the conventional example in which a separate torquer is prepared.

ピックアップブ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。Since the coil part of the pickup's secondary coil 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図は本発明の垂直トルカの機能説明用の回路図、第
２図及び第３図はトルカとしての作用を示す波形図及び
路線図、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）は部分整流回
路、（６２）は機能分離回路をそれぞれ示す。 第 Ｉ 図FIG. 1 is a circuit diagram for explaining the function of the vertical torquer of the present invention, FIGS. 2 and 3 are waveform diagrams and route diagrams showing the action as a torquer, and FIG. 4 is a conventional gyro to which the present invention is applied. A perspective view of the compass, Figure 5 is a route diagram of the liquid stabilizer of the gyro compass, Figure 6 is a route diagram explaining the principle of the damping weight, Figure 7 is a structural diagram of its follow-up pickup, and Figure 8 is a route diagram of the liquid stabilizer of the gyro compass. FIG. 9 is a route map for explaining the principle, and is a block diagram for explaining the principle of the gyro compass shown in FIG. 4. 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) is the partial rectifier circuit. , (62) indicate functional separation circuits, respectively. Figure I

Claims (1)

【特許請求の範囲】 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交流電源により励起され
る一次コイル及び上記垂直環に固定された二次コイルよ
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、 上記一次コイルのコイル部と上記交流電源との間にダイ
オード及び抵抗器を並列接続して成る部分整流回路を挿
入することにより上記追従ピックアップを垂直トルカと
しても動作させるようにしたことを特徴とするジャイロ
コンパス用垂直トルカ。[Claims] A gyro case that includes at least a gyro rotor and has vertical axes above and below, and a vertical ring disposed around the outer periphery of the gyro case;
A follow-up pickup consisting of a primary coil fixed to the gyro case and excited by an AC power supply and a secondary coil fixed to the vertical ring, which detects the relative angular deviation of the gyro case and the vertical ring around the vertical axis. In the vertical torquer for a gyro compass, the following pickup can be converted into a vertical torquer by inserting a partial rectifier circuit consisting of a diode and a resistor connected in parallel between the coil section of the primary coil and the AC power source. A vertical torquer for a gyro compass, which is characterized in that it can also be operated as a gyro compass.