JPH10246637A - 減揺装置 - Google Patents
減揺装置Info
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- JPH10246637A JPH10246637A JP5075997A JP5075997A JPH10246637A JP H10246637 A JPH10246637 A JP H10246637A JP 5075997 A JP5075997 A JP 5075997A JP 5075997 A JP5075997 A JP 5075997A JP H10246637 A JPH10246637 A JP H10246637A
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- frictional force
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ジンバルと主系間の減衰が、ブレーキ等の摩
擦力を利用したもので構成される場合、摩擦力によるト
ルクがバネの復元力によるトルクより大きくなる領域が
生じ、ジンバルが保持される。そのため、十分な制振が
できなかった。 【解決手段】 ジンバル回転軸１３に摩擦板７１を有す
る回転板７０を設ける。また、主系等に固定された固定
摩擦板６０を設け、この固定摩擦板６０にはジンバル回
転角を検知するためのスイッチ６１を設ける。コントロ
ーラ６３はこのスイッチ６１の検知信号によりコイル６
２の磁力を制御し、摩擦板７１と固定摩擦板６０との摩
擦力を変える。これにより、ジンバル回転角に応じた摩
擦力の設定可能とする。
擦力を利用したもので構成される場合、摩擦力によるト
ルクがバネの復元力によるトルクより大きくなる領域が
生じ、ジンバルが保持される。そのため、十分な制振が
できなかった。 【解決手段】 ジンバル回転軸１３に摩擦板７１を有す
る回転板７０を設ける。また、主系等に固定された固定
摩擦板６０を設け、この固定摩擦板６０にはジンバル回
転角を検知するためのスイッチ６１を設ける。コントロ
ーラ６３はこのスイッチ６１の検知信号によりコイル６
２の磁力を制御し、摩擦板７１と固定摩擦板６０との摩
擦力を変える。これにより、ジンバル回転角に応じた摩
擦力の設定可能とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶やゴンドラ等
の本体に横揺れ（揺動）防止のために設置する、ジャイ
ロモーメントを用いた減揺装置に関するものである。
の本体に横揺れ（揺動）防止のために設置する、ジャイ
ロモーメントを用いた減揺装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の減揺装置の構成を示すモデルの一
例を図７に示す。図において、符号１１はジャイロ・ロ
ータを、符号１２はジャイロ・ロータ回転軸を示す。ま
た、符号１０は、ジャイロ・ロータ１１を支える枠であ
るジンバルを、符号１３はジンバル回転軸を、符号１４
はジンバル回転軸１３まわりの復元力として働くバネ
を、符号１５は回転運動の減衰を行うジンバル回転軸１
３まわりのダンパを示す。なお、ここでいう「ダンパ」
は回転運動の減衰を行う全ての手段の総称を意味する。
また、符号２０は制御対象となる主系を、符号２１は主
系回転軸を、符号２２、２３は主系回転軸２１回りのバ
ネおよびダンパを示す。なお、図において、記号Φｘは
ジンバル１０の角変位を、記号Φｙは主系２０の角変位
を符号Ωはジャイロ・ロータ１１の回転速度を表わして
いる。
例を図７に示す。図において、符号１１はジャイロ・ロ
ータを、符号１２はジャイロ・ロータ回転軸を示す。ま
た、符号１０は、ジャイロ・ロータ１１を支える枠であ
るジンバルを、符号１３はジンバル回転軸を、符号１４
はジンバル回転軸１３まわりの復元力として働くバネ
を、符号１５は回転運動の減衰を行うジンバル回転軸１
３まわりのダンパを示す。なお、ここでいう「ダンパ」
は回転運動の減衰を行う全ての手段の総称を意味する。
また、符号２０は制御対象となる主系を、符号２１は主
系回転軸を、符号２２、２３は主系回転軸２１回りのバ
ネおよびダンパを示す。なお、図において、記号Φｘは
ジンバル１０の角変位を、記号Φｙは主系２０の角変位
を符号Ωはジャイロ・ロータ１１の回転速度を表わして
いる。
【０００３】図に示す直交座標系において、制御対象と
なる主系２０のｙ軸回りの振動を抑制するためにジンバ
ル１０をｘｚ平面に設ける。そして、ジャイロモーメン
トを発生させるために回転速度Ωで回転するジャイロ・
ロータ１１をｚ軸上に設置する。ここで、ジンバル１０
はジンバル回転軸１３を中心として回転可能に支持され
るとともに、ジンバル回転軸回りのバネ１４によって、
図示の位置（中立位置）に弾性的に支持され、さらに、
ダンパ１５により回転運動が減衰されるようになってい
る。また、主系２０は主系回転軸２１を中心として回転
可能に支持されるとともに、主系回転軸回りのバネ２２
によって、図示の位置（中立位置）に弾性的に支持さ
れ、さらに、ダンパ２３により回転運動が減衰されるよ
うになっている。この減揺装置において、外乱による主
系２０のｙ軸まわりの回転（主系の回転角Φｙ）によ
り、ジャイロ・ロータ１１には、ジンバル回転軸１３の
ｘ軸まわりにジャイロモーメントが作用する。さらに、
ジンバル１０と主系２０は、バネ１４とダンパ１５によ
り接続、支持されているため、ジンバル１０の回転によ
るジャイロモーメントによりｙ軸に制振作用が働く。こ
こで、ジンバル１０の回転は、ジンバル１０と主系２０
間に取り付けたバネ１４とダンパ１５で調節する。な
お、実際に用いる際は、主系は船舶やゴンドラ自身を指
し、主系のバネやダンパは、主系本体の重力や形状によ
るバネ、空気や水等の粘性などによるダンパを指す。こ
れら主系のバネやダンパを制御することは困難であり、
減揺装置は、そのジンバル回転軸回りのバネやダンパを
制御することで、主系の制振効果を出している。
なる主系２０のｙ軸回りの振動を抑制するためにジンバ
ル１０をｘｚ平面に設ける。そして、ジャイロモーメン
トを発生させるために回転速度Ωで回転するジャイロ・
ロータ１１をｚ軸上に設置する。ここで、ジンバル１０
はジンバル回転軸１３を中心として回転可能に支持され
るとともに、ジンバル回転軸回りのバネ１４によって、
図示の位置（中立位置）に弾性的に支持され、さらに、
ダンパ１５により回転運動が減衰されるようになってい
る。また、主系２０は主系回転軸２１を中心として回転
可能に支持されるとともに、主系回転軸回りのバネ２２
によって、図示の位置（中立位置）に弾性的に支持さ
れ、さらに、ダンパ２３により回転運動が減衰されるよ
うになっている。この減揺装置において、外乱による主
系２０のｙ軸まわりの回転（主系の回転角Φｙ）によ
り、ジャイロ・ロータ１１には、ジンバル回転軸１３の
ｘ軸まわりにジャイロモーメントが作用する。さらに、
ジンバル１０と主系２０は、バネ１４とダンパ１５によ
り接続、支持されているため、ジンバル１０の回転によ
るジャイロモーメントによりｙ軸に制振作用が働く。こ
こで、ジンバル１０の回転は、ジンバル１０と主系２０
間に取り付けたバネ１４とダンパ１５で調節する。な
お、実際に用いる際は、主系は船舶やゴンドラ自身を指
し、主系のバネやダンパは、主系本体の重力や形状によ
るバネ、空気や水等の粘性などによるダンパを指す。こ
れら主系のバネやダンパを制御することは困難であり、
減揺装置は、そのジンバル回転軸回りのバネやダンパを
制御することで、主系の制振効果を出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図８に、ジンバル１０
と主系２０間のダンパ１５がブレーキ等の摩擦力を利用
したもので構成される場合のダンパ１５の摩擦力および
バネ１４の復元力によるトルクとジンバル回転角Φｘと
の関係を示す。図８において、実線はダンパ１５の摩擦
力によるトルクを、破線はバネ１４の復元力によるトル
クを示している。ここで、実線で示す摩擦力によるトル
クが正および負の範囲で示されているのは、ジンバルの
回転による角速度の符号により、摩擦力のトルクの符号
が反転するためである。また、破線で示すバネ１４の復
元力によるトルクは、ねじりバネを用いた場合、図のよ
うにジンバルの回転角Φｘに比例する。図８より、符号
Ｂで示すジンバルの回転角Φｘの範囲が−θよりθの間
では、摩擦力によるトルクがバネの復元力によるトルク
より大きくなる。よって、この範囲ではジンバル１０が
保持（静止）される。ジンバル１０が保持されると主系
２０に対する制振が効かない。よって、制振を効かすた
めには保持角−θおよびθを小さくする必要がある。し
かし、十分な制振を行うには、摩擦力を大きくする必要
がある。そのため、ダンパ１５の摩擦力の設定が難し
い、という課題があった。本発明はこのような事情に鑑
みてなされたものでジンバルが保持される保持領域を小
さくする、すなわち保持角を小さくする一方で、主系に
十分な制振効果を与える摩擦力の設定ができる減揺装置
を提供することを目的とする。
と主系２０間のダンパ１５がブレーキ等の摩擦力を利用
したもので構成される場合のダンパ１５の摩擦力および
バネ１４の復元力によるトルクとジンバル回転角Φｘと
の関係を示す。図８において、実線はダンパ１５の摩擦
力によるトルクを、破線はバネ１４の復元力によるトル
クを示している。ここで、実線で示す摩擦力によるトル
クが正および負の範囲で示されているのは、ジンバルの
回転による角速度の符号により、摩擦力のトルクの符号
が反転するためである。また、破線で示すバネ１４の復
元力によるトルクは、ねじりバネを用いた場合、図のよ
うにジンバルの回転角Φｘに比例する。図８より、符号
Ｂで示すジンバルの回転角Φｘの範囲が−θよりθの間
では、摩擦力によるトルクがバネの復元力によるトルク
より大きくなる。よって、この範囲ではジンバル１０が
保持（静止）される。ジンバル１０が保持されると主系
２０に対する制振が効かない。よって、制振を効かすた
めには保持角−θおよびθを小さくする必要がある。し
かし、十分な制振を行うには、摩擦力を大きくする必要
がある。そのため、ダンパ１５の摩擦力の設定が難し
い、という課題があった。本発明はこのような事情に鑑
みてなされたものでジンバルが保持される保持領域を小
さくする、すなわち保持角を小さくする一方で、主系に
十分な制振効果を与える摩擦力の設定ができる減揺装置
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、主系回転軸
を中心として揺動する主系に設けられた支持手段と、該
支持手段により、前記主系回転軸を含む平面内で主系回
転軸と直交する方向へ向けて支持されたジンバル回転軸
と、該ジンバル回転軸に支持されて一体に回転するジン
バルと、該ジンバルに支持され、前記主系回転軸および
ジンバル回転軸と直交する方向に向けられた軸を中心と
して回転するジャイロ・ロータと、前記ジンバルと支持
手段との間に設けられてこれらの間に摩擦力を与える摩
擦力付与手段と、前記ジンバルの回転角度を検出する検
出手段と、この検出手段に検出された回転角度によって
前記摩擦力付与手段の摩擦力を制御する制御手段と、を
備えたことを特徴とする減揺装置である。
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、主系回転軸
を中心として揺動する主系に設けられた支持手段と、該
支持手段により、前記主系回転軸を含む平面内で主系回
転軸と直交する方向へ向けて支持されたジンバル回転軸
と、該ジンバル回転軸に支持されて一体に回転するジン
バルと、該ジンバルに支持され、前記主系回転軸および
ジンバル回転軸と直交する方向に向けられた軸を中心と
して回転するジャイロ・ロータと、前記ジンバルと支持
手段との間に設けられてこれらの間に摩擦力を与える摩
擦力付与手段と、前記ジンバルの回転角度を検出する検
出手段と、この検出手段に検出された回転角度によって
前記摩擦力付与手段の摩擦力を制御する制御手段と、を
備えたことを特徴とする減揺装置である。
【０００６】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の減揺装置において、前記摩擦力付与手段が、前
記ジンバルと支持手段との間に段階的あるいは連続的な
摩擦力を与えることを特徴としている。
に記載の減揺装置において、前記摩擦力付与手段が、前
記ジンバルと支持手段との間に段階的あるいは連続的な
摩擦力を与えることを特徴としている。
【０００７】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の減揺装置において、前記制御手段が、前記摩擦
力付与手段の摩擦力を電気的指令により制御することを
特徴としている。
に記載の減揺装置において、前記制御手段が、前記摩擦
力付与手段の摩擦力を電気的指令により制御することを
特徴としている。
【０００８】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載の減揺装置において、前記摩擦力付与手段が、前
記主系もしくは前記支持手段の固定系と、前記ジンバル
もしくは前記ジンバル回転軸の回転系の一方に第１の摩
擦板を備え、他の一方に該第１の摩擦板と接する第２の
摩擦板を備え、該第２の摩擦板は前記制御手段による電
気的指令により磁力を増減させるコイルを備えたことを
特徴としている。
に記載の減揺装置において、前記摩擦力付与手段が、前
記主系もしくは前記支持手段の固定系と、前記ジンバル
もしくは前記ジンバル回転軸の回転系の一方に第１の摩
擦板を備え、他の一方に該第１の摩擦板と接する第２の
摩擦板を備え、該第２の摩擦板は前記制御手段による電
気的指令により磁力を増減させるコイルを備えたことを
特徴としている。
【０００９】次に、請求項５に記載の発明は、主系回転
軸を中心として揺動する主系に設けられた支持手段と、
該支持手段により、前記主系回転軸を含む平面内で主系
回転軸と直交する方向へ向けて支持されたジンバル回転
軸と、該ジンバル回転軸に支持されて一体に回転するジ
ンバルと、該ジンバルに支持され、前記主系回転軸およ
びジンバル回転軸と直交する方向に向けられた軸を中心
として回転するジャイロ・ロータと、前記ジンバルと支
持手段との間に設けられ、前記ジンバルもしくは前記ジ
ンバル回転軸の回転系の回転角に応じて摩擦力を与える
摩擦力付与手段と、を備えたことを特徴とする減揺装置
である。
軸を中心として揺動する主系に設けられた支持手段と、
該支持手段により、前記主系回転軸を含む平面内で主系
回転軸と直交する方向へ向けて支持されたジンバル回転
軸と、該ジンバル回転軸に支持されて一体に回転するジ
ンバルと、該ジンバルに支持され、前記主系回転軸およ
びジンバル回転軸と直交する方向に向けられた軸を中心
として回転するジャイロ・ロータと、前記ジンバルと支
持手段との間に設けられ、前記ジンバルもしくは前記ジ
ンバル回転軸の回転系の回転角に応じて摩擦力を与える
摩擦力付与手段と、を備えたことを特徴とする減揺装置
である。
【００１０】また、請求項６に記載の発明は、請求項５
に記載の減揺装置において、前記摩擦力付与手段が、前
記主系もしくは前記支持手段の固定系と、前記ジンバル
もしくは前記ジンバル回転軸の回転系の一方に第１の摩
擦板を備え、他の一方に第２の摩擦板を備え、前記第１
の摩擦板は摩擦面に角度を有し、前記第２の摩擦板は弾
性力により前記第１の摩擦板に圧接されることを特徴と
している。
に記載の減揺装置において、前記摩擦力付与手段が、前
記主系もしくは前記支持手段の固定系と、前記ジンバル
もしくは前記ジンバル回転軸の回転系の一方に第１の摩
擦板を備え、他の一方に第２の摩擦板を備え、前記第１
の摩擦板は摩擦面に角度を有し、前記第２の摩擦板は弾
性力により前記第１の摩擦板に圧接されることを特徴と
している。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
減揺装置を図面を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の一実施形態によ
る減揺装置を示す図である。同図において図６の各部に
対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略す
る。本実施形態の減揺装置の構成は図７に示す従来の減
揺装置に以下の構成変更をしたものである。具体的に
は、符号２０は制御対象となる主系を、符号１０はジン
バルを表している。ここで、ジンバル１０はジンバル回
転軸１３を介して、主系２０に固定された支持部９０、
接続部９１により主系２０に支持されている。また、ジ
ンバル回転軸１３は、ジンバル回転軸１３と支持部９０
とを接続する接続部９１により回転可能に接続されてい
る。なお、接続部９１には、図７に示すバネ１４あるい
はこれと同等のものであって、ジンバル回転角に応じた
復元力を生じるものを含むものとする。
減揺装置を図面を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の一実施形態によ
る減揺装置を示す図である。同図において図６の各部に
対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略す
る。本実施形態の減揺装置の構成は図７に示す従来の減
揺装置に以下の構成変更をしたものである。具体的に
は、符号２０は制御対象となる主系を、符号１０はジン
バルを表している。ここで、ジンバル１０はジンバル回
転軸１３を介して、主系２０に固定された支持部９０、
接続部９１により主系２０に支持されている。また、ジ
ンバル回転軸１３は、ジンバル回転軸１３と支持部９０
とを接続する接続部９１により回転可能に接続されてい
る。なお、接続部９１には、図７に示すバネ１４あるい
はこれと同等のものであって、ジンバル回転角に応じた
復元力を生じるものを含むものとする。
【００１２】図２は、図１の減揺装置におけるジンバル
回転軸１３の端部を詳細に示した図である。図において
符号６０は主系２０あるいは支持部９０に固定される固
定摩擦板を、符号７０はジンバル回転軸１３に固定され
た回転板を表している。また、図２より固定摩擦板６０
の周辺には、図３に示すように複数のスイッチ６１が設
けられ、このスイッチ６１からの信号によりコントロー
ラ６３は、固定摩擦板６０に設けられたコイル６２の磁
力を制御する。なお、スイッチ６１は図３に示すように
ジンバルの回転角Φｘがゼロとなる位置からプラス側に
角度θ’およびマイナス側に角度−θ’の位置に設けら
れているものとする。また、回転板７０には、バネ７２
により固定摩擦板６０に圧接して摩擦力を生じさせるた
めの摩擦板７１が設けられ、さらにスイッチ６１を作動
させるためのスイッチ作動片７３が回転摩擦板のジンバ
ルの回転角Φｘが”ゼロ”となる位置、すなちジンバル
回転軸１３の中心とスイッチ作動片７３を結ぶ線が図７
に示すジャイロ・ロータ回転軸１２の方向と一致するよ
うに設けられている。そして、摩擦板７１はコイル６２
の磁力により固定摩擦板６０に対する圧接力が変わり、
摩擦板７１と固定摩擦板６０との間に生じる摩擦力が段
階的に変化するようになっている。
回転軸１３の端部を詳細に示した図である。図において
符号６０は主系２０あるいは支持部９０に固定される固
定摩擦板を、符号７０はジンバル回転軸１３に固定され
た回転板を表している。また、図２より固定摩擦板６０
の周辺には、図３に示すように複数のスイッチ６１が設
けられ、このスイッチ６１からの信号によりコントロー
ラ６３は、固定摩擦板６０に設けられたコイル６２の磁
力を制御する。なお、スイッチ６１は図３に示すように
ジンバルの回転角Φｘがゼロとなる位置からプラス側に
角度θ’およびマイナス側に角度−θ’の位置に設けら
れているものとする。また、回転板７０には、バネ７２
により固定摩擦板６０に圧接して摩擦力を生じさせるた
めの摩擦板７１が設けられ、さらにスイッチ６１を作動
させるためのスイッチ作動片７３が回転摩擦板のジンバ
ルの回転角Φｘが”ゼロ”となる位置、すなちジンバル
回転軸１３の中心とスイッチ作動片７３を結ぶ線が図７
に示すジャイロ・ロータ回転軸１２の方向と一致するよ
うに設けられている。そして、摩擦板７１はコイル６２
の磁力により固定摩擦板６０に対する圧接力が変わり、
摩擦板７１と固定摩擦板６０との間に生じる摩擦力が段
階的に変化するようになっている。
【００１３】次にコントローラ６３の動作を説明する。
ジンバルの回転角Φｘが小さい場合、すなわち −θ’＜Φｘ＜θ の範囲では回転板７０に設けられたスイッチ作動片７３
は図３に示す範囲Ａにある。しかし、ジンバルの回転角
Φｘが範囲Ａを越えるときに、スイッチ作動片７３によ
りスイッチ６１が作動し、検知信号がコントローラ６３
に送られる。ここで、ジンバル１０が回転を始める前の
スイッチ作動回数の初期値を”ゼロ”とすると、スイッ
チ６１の検知信号が奇数回コントローラに送られた時に
はスイッチ作動片７３は範囲Ａ以外、すなわちジンバル
回転角Φｘが Φｘ ≦ −θ’ あるいは Φｘ ≧ θ にあり、偶数回の場合には範囲Ａ、すなわち −θ’ ≦ Φｘ ≦ θ にあることを検知できる。よって、コントローラ６３
は、スイッチ６１からの検知信号の回数をカウントし、
カウントした回数が偶数の場合にはコイルを”ｏｆｆ”
として磁力を切り摩擦板７１と固定摩擦板６０との摩擦
力を弱める制御を行う。一方、奇数の場合にはコイル
を”ｏｎ”として磁力を生じさせ摩擦板７１と固定摩擦
板６０との摩擦力を強める制御をおこなう。なお、コン
トローラ６３はカウントした回数が奇数か偶数かのみを
判断すればよいので、カウントの為のカウンタは１ビッ
トでよい。
ジンバルの回転角Φｘが小さい場合、すなわち −θ’＜Φｘ＜θ の範囲では回転板７０に設けられたスイッチ作動片７３
は図３に示す範囲Ａにある。しかし、ジンバルの回転角
Φｘが範囲Ａを越えるときに、スイッチ作動片７３によ
りスイッチ６１が作動し、検知信号がコントローラ６３
に送られる。ここで、ジンバル１０が回転を始める前の
スイッチ作動回数の初期値を”ゼロ”とすると、スイッ
チ６１の検知信号が奇数回コントローラに送られた時に
はスイッチ作動片７３は範囲Ａ以外、すなわちジンバル
回転角Φｘが Φｘ ≦ −θ’ あるいは Φｘ ≧ θ にあり、偶数回の場合には範囲Ａ、すなわち −θ’ ≦ Φｘ ≦ θ にあることを検知できる。よって、コントローラ６３
は、スイッチ６１からの検知信号の回数をカウントし、
カウントした回数が偶数の場合にはコイルを”ｏｆｆ”
として磁力を切り摩擦板７１と固定摩擦板６０との摩擦
力を弱める制御を行う。一方、奇数の場合にはコイル
を”ｏｎ”として磁力を生じさせ摩擦板７１と固定摩擦
板６０との摩擦力を強める制御をおこなう。なお、コン
トローラ６３はカウントした回数が奇数か偶数かのみを
判断すればよいので、カウントの為のカウンタは１ビッ
トでよい。
【００１４】これにより、摩擦力によるトルクは、図４
の実線で示すようにジンバルの回転角Φｘに応じて２段
階の摩擦力の切り換えができるようになる。また図４か
ら分かるように実線で示す摩擦力によるトルクが破線で
示す復元力によるトルクを越える保持領域Ｂ’（−θ”
〜θ”）を図８に示す従来の保持領域Ｂ（−θ〜θ）よ
りも小さくする、すなわち保持角を小さくすることがで
きる。また摩擦力を段階的に制御できるようにすること
で、主系２０に十分な制振効果を与える摩擦力の設定が
可能となる。図５（ａ）に摩擦力が一定の場合の主系の
時間軸応答の解析例、（ｂ）に摩擦力が２段に切り換え
る本実施の形態の場合の主系の時間軸応答の解析例を示
す。図より本実施の形態による減揺装置の方が制振効果
が大きいことが分かる。
の実線で示すようにジンバルの回転角Φｘに応じて２段
階の摩擦力の切り換えができるようになる。また図４か
ら分かるように実線で示す摩擦力によるトルクが破線で
示す復元力によるトルクを越える保持領域Ｂ’（−θ”
〜θ”）を図８に示す従来の保持領域Ｂ（−θ〜θ）よ
りも小さくする、すなわち保持角を小さくすることがで
きる。また摩擦力を段階的に制御できるようにすること
で、主系２０に十分な制振効果を与える摩擦力の設定が
可能となる。図５（ａ）に摩擦力が一定の場合の主系の
時間軸応答の解析例、（ｂ）に摩擦力が２段に切り換え
る本実施の形態の場合の主系の時間軸応答の解析例を示
す。図より本実施の形態による減揺装置の方が制振効果
が大きいことが分かる。
【００１５】なお、上記実施形態における減揺装置とし
て、スイッチ６１を２つ設け２段階の摩擦力の制御を行
っているが、スイッチを多く設けることにより摩擦力の
多段階の切り換えを可能とし、更に制振効果が増すよう
な摩擦力設定ができるようにしもよい。また、上記実施
形態における減揺装置として、ジンバル回転軸１３端部
に回転板７０を設け、固定摩擦板６０を主系２０あるい
は支持部９０に固定しているが、主系２０もしくは支持
部９０の固定系と、ジンバル１０もしくはジンバル回転
軸１３の回転系の一方に回転板７０を設け、他の一方に
この回転板７０と接する固定摩擦板６０を設ける構成と
してもよい。また、上記実施形態における減揺装置とし
て、スイッチ６１およびコントローラ６３を省きし、コ
イル６２を所定のジンバル回転角範囲にのみ設けること
により段階的な摩擦力の制御を行なうようにしてもよ
い。
て、スイッチ６１を２つ設け２段階の摩擦力の制御を行
っているが、スイッチを多く設けることにより摩擦力の
多段階の切り換えを可能とし、更に制振効果が増すよう
な摩擦力設定ができるようにしもよい。また、上記実施
形態における減揺装置として、ジンバル回転軸１３端部
に回転板７０を設け、固定摩擦板６０を主系２０あるい
は支持部９０に固定しているが、主系２０もしくは支持
部９０の固定系と、ジンバル１０もしくはジンバル回転
軸１３の回転系の一方に回転板７０を設け、他の一方に
この回転板７０と接する固定摩擦板６０を設ける構成と
してもよい。また、上記実施形態における減揺装置とし
て、スイッチ６１およびコントローラ６３を省きし、コ
イル６２を所定のジンバル回転角範囲にのみ設けること
により段階的な摩擦力の制御を行なうようにしてもよ
い。
【００１６】（第２の実施の形態）図６を用いて図１の
減揺装置における他の実施の形態を説明する。図６は、
図１の他の実施の形態による減揺装置におけるジンバル
回転軸１３の端部の詳細に示した図である。図において
符号８０は主系２０あるいは支持部９０に固定される固
定板を、符号８１はジンバル回転軸１３に固定され、ジ
ンバル回転軸１３とともに回転する回転摩擦板を表す。
また、固定板８０には、固定摩擦板８２がバネ８３によ
り接続されている。ここで、固定摩擦板８２は、バネ８
３により回転摩擦板８１に圧接される。一方回転摩擦板
８１において、固定摩擦板８２と接する摩擦面は角度を
もっている。そのため、ジンバル回転角Φｘに応じて、
回転摩擦板８１と固定摩擦板８２との押しつけ圧が変わ
り、摩擦力を可変にする構造となっている。よって、摩
擦力によるトルクが復元力によるトルクを越える保持領
域を小さくする、すなわち保持角を小さくできる一方
で、ジンバル回転角Φｘに応じて、主系２０に十分な制
振効果を与える摩擦力の設定が可能となる。また、回転
摩擦板８１の摩擦面に角度をもたせることにより、ジン
バル回転角Φｘに対して、連続的な摩擦力の変化を容易
に実現できる。なお、上記実施形態における減揺装置と
して、ジンバル回転軸１３端部に回転摩擦板８１を設
け、固定摩擦板８２を主系２０あるいは支持部９０に固
定しているが、主系２０もしくは支持部９０の固定系
と、ジンバル１０もしくはジンバル回転軸１３の回転系
の一方に回転摩擦板８１を設け、他の一方にこの回転摩
擦板８１と接する固定摩擦板８２を設ける構成としても
よい。また、上記実施形態における減揺装置として、固
定摩擦板８２がバネ８３により回転摩擦板８１に圧接さ
れるが、バネに限定されるものではなく、弾性物を固定
板８０と固定摩擦板８２との間に設け、この弾性物の弾
性力により回転摩擦板８１に圧接されるようにしてもよ
い。
減揺装置における他の実施の形態を説明する。図６は、
図１の他の実施の形態による減揺装置におけるジンバル
回転軸１３の端部の詳細に示した図である。図において
符号８０は主系２０あるいは支持部９０に固定される固
定板を、符号８１はジンバル回転軸１３に固定され、ジ
ンバル回転軸１３とともに回転する回転摩擦板を表す。
また、固定板８０には、固定摩擦板８２がバネ８３によ
り接続されている。ここで、固定摩擦板８２は、バネ８
３により回転摩擦板８１に圧接される。一方回転摩擦板
８１において、固定摩擦板８２と接する摩擦面は角度を
もっている。そのため、ジンバル回転角Φｘに応じて、
回転摩擦板８１と固定摩擦板８２との押しつけ圧が変わ
り、摩擦力を可変にする構造となっている。よって、摩
擦力によるトルクが復元力によるトルクを越える保持領
域を小さくする、すなわち保持角を小さくできる一方
で、ジンバル回転角Φｘに応じて、主系２０に十分な制
振効果を与える摩擦力の設定が可能となる。また、回転
摩擦板８１の摩擦面に角度をもたせることにより、ジン
バル回転角Φｘに対して、連続的な摩擦力の変化を容易
に実現できる。なお、上記実施形態における減揺装置と
して、ジンバル回転軸１３端部に回転摩擦板８１を設
け、固定摩擦板８２を主系２０あるいは支持部９０に固
定しているが、主系２０もしくは支持部９０の固定系
と、ジンバル１０もしくはジンバル回転軸１３の回転系
の一方に回転摩擦板８１を設け、他の一方にこの回転摩
擦板８１と接する固定摩擦板８２を設ける構成としても
よい。また、上記実施形態における減揺装置として、固
定摩擦板８２がバネ８３により回転摩擦板８１に圧接さ
れるが、バネに限定されるものではなく、弾性物を固定
板８０と固定摩擦板８２との間に設け、この弾性物の弾
性力により回転摩擦板８１に圧接されるようにしてもよ
い。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による減揺
装置によれば、下記の効果を得ることができる。請求項
１に記載の発明によれば、ジンバルと支持手段との間に
設けられてこれらの間に摩擦力を与える摩擦力付与手段
と、ジンバルの回転角度を検出する検出手段と、この検
出手段に検出された回転角度によって摩擦力付与手段の
摩擦力を制御する制御手段とを設けた。これにより、摩
擦力によるトルクが復元力によるトルクを越える保持領
域を小さくできる、すなわち保持角を小さくできる一方
で、ジンバル回転角Φｘに応じて、主系に十分な制振効
果を与える摩擦力の設定が可能となり、制振効果の高い
減揺装置を実現できる。
装置によれば、下記の効果を得ることができる。請求項
１に記載の発明によれば、ジンバルと支持手段との間に
設けられてこれらの間に摩擦力を与える摩擦力付与手段
と、ジンバルの回転角度を検出する検出手段と、この検
出手段に検出された回転角度によって摩擦力付与手段の
摩擦力を制御する制御手段とを設けた。これにより、摩
擦力によるトルクが復元力によるトルクを越える保持領
域を小さくできる、すなわち保持角を小さくできる一方
で、ジンバル回転角Φｘに応じて、主系に十分な制振効
果を与える摩擦力の設定が可能となり、制振効果の高い
減揺装置を実現できる。
【００１８】また、請求項２に記載の発明によれば、摩
擦力付与手段は、ジンバルと支持手段との間に段階的あ
るいは連続的な摩擦力を与える。このように、段階的あ
るいは連続的に摩擦力を変化させることで、トルクが復
元力によるトルクを越える保持領域を小さくできる、す
なわち保持角を小さくできる一方で、ジンバル回転角Φ
ｘに応じて、主系に十分な制振効果を与える段階的ある
いは連続的な摩擦力の設定が可能となり、制振効果の高
い減揺装置を実現できる。
擦力付与手段は、ジンバルと支持手段との間に段階的あ
るいは連続的な摩擦力を与える。このように、段階的あ
るいは連続的に摩擦力を変化させることで、トルクが復
元力によるトルクを越える保持領域を小さくできる、す
なわち保持角を小さくできる一方で、ジンバル回転角Φ
ｘに応じて、主系に十分な制振効果を与える段階的ある
いは連続的な摩擦力の設定が可能となり、制振効果の高
い減揺装置を実現できる。
【００１９】また、請求項３に記載の発明によれば、制
御手段は、摩擦力付与手段の摩擦力を電気的指令により
制御する。これにより、摩擦力付与手段による擦力の段
階的あるいは連続的な制御が可能となり、制振効果の高
い減揺装置を実現できる。
御手段は、摩擦力付与手段の摩擦力を電気的指令により
制御する。これにより、摩擦力付与手段による擦力の段
階的あるいは連続的な制御が可能となり、制振効果の高
い減揺装置を実現できる。
【００２０】請求項４に記載の発明によれば、摩擦力付
与手段は、第１の摩擦板と、この第１の摩擦板と接する
第２の摩擦板を備え、第２の摩擦板は制御手段による電
気的指令により磁力を増減させるコイルを備えている。
コイルの磁力により摩擦力の調節ができるので、摩擦力
によるトルクが復元力によるトルクを越える保持領域を
小さくできる一方で、ジンバル回転角Φｘに応じて、主
系に十分な制振効果を与える摩擦力の設定が可能とな
る。
与手段は、第１の摩擦板と、この第１の摩擦板と接する
第２の摩擦板を備え、第２の摩擦板は制御手段による電
気的指令により磁力を増減させるコイルを備えている。
コイルの磁力により摩擦力の調節ができるので、摩擦力
によるトルクが復元力によるトルクを越える保持領域を
小さくできる一方で、ジンバル回転角Φｘに応じて、主
系に十分な制振効果を与える摩擦力の設定が可能とな
る。
【００２１】また、請求項５に記載の発明によれば、ジ
ンバルと支持手段との間に設けられ、前記ジンバルもし
くは前記ジンバル回転軸の回転系の回転角に応じて摩擦
力を与える摩擦力付与手段設けている。これにより、摩
擦力によるトルクが復元力によるトルクを越える保持領
域を小さくできる、すなわち保持角を小さくできる一方
で、ジンバル回転角Φｘに応じて、主系に十分な制振効
果を与える摩擦力の設定が可能となり、制振効果の高い
減揺装置を実現できる。
ンバルと支持手段との間に設けられ、前記ジンバルもし
くは前記ジンバル回転軸の回転系の回転角に応じて摩擦
力を与える摩擦力付与手段設けている。これにより、摩
擦力によるトルクが復元力によるトルクを越える保持領
域を小さくできる、すなわち保持角を小さくできる一方
で、ジンバル回転角Φｘに応じて、主系に十分な制振効
果を与える摩擦力の設定が可能となり、制振効果の高い
減揺装置を実現できる。
【００２２】また、請求項６に記載の発明によれば、摩
擦力付与手段は、主系もしくは支持手段の固定系と、ジ
ンバルもしくはジンバル回転軸の回転系の一方に第１の
摩擦板を備え、他の一方に第１の摩擦板と接する第２の
摩擦板を備え、第１の摩擦板は摩擦面に角度を有し、第
２の摩擦板は弾性力により前記第１の摩擦板に圧接され
ている。この第１の摩擦板の摩擦面の角度により、連続
的な摩擦力の設定ができるので、摩擦力によるトルクが
復元力によるトルクを越える保持領域を小さくできる一
方で、ジンバル回転角Φｘに応じて、主系に十分な制振
効果を与える摩擦力の設定が可能となる。
擦力付与手段は、主系もしくは支持手段の固定系と、ジ
ンバルもしくはジンバル回転軸の回転系の一方に第１の
摩擦板を備え、他の一方に第１の摩擦板と接する第２の
摩擦板を備え、第１の摩擦板は摩擦面に角度を有し、第
２の摩擦板は弾性力により前記第１の摩擦板に圧接され
ている。この第１の摩擦板の摩擦面の角度により、連続
的な摩擦力の設定ができるので、摩擦力によるトルクが
復元力によるトルクを越える保持領域を小さくできる一
方で、ジンバル回転角Φｘに応じて、主系に十分な制振
効果を与える摩擦力の設定が可能となる。
【図１】 本発明の一実施形態による減揺装置を示す図
である。
である。
【図２】 図１の減揺装置におけるジンバル回転軸の端
部を詳細に示した図である。
部を詳細に示した図である。
【図３】 図２の固定摩擦板をジンバル回転軸方向から
みた図である。
みた図である。
【図４】 本発明の減揺装置による復元力および摩擦力
によるトルクとジンバル回転角との関係を示した図であ
る。
によるトルクとジンバル回転角との関係を示した図であ
る。
【図５】 摩擦力一定の場合と摩擦力が可変の場合の主
系の時間軸応答を示した図である。
系の時間軸応答を示した図である。
【図６】 本発明の他の実施形態の減揺装置におけるジ
ンバル回転軸の端部を詳細に示した図である。
ンバル回転軸の端部を詳細に示した図である。
【図７】 減揺装置の一従来例の構成図である。
【図８】 図７の減揺装置による復元力および摩擦力に
よるトルクとジンバル回転角との関係を示した図であ
る。
よるトルクとジンバル回転角との関係を示した図であ
る。
１０ ジンバル １３ ジンバル回
転軸 ２０ 主系 ６０ 固定摩擦板 ６１ スイッチ ６
２ コイル ６３ コントローラ ７０ 回転板 ７
１ 摩擦板 ７２ バネ ７３ スイッチ作動片 ８０ 固定板 ８１ 回転摩擦板 ８
２ 固定摩擦板 ８３ バネ
転軸 ２０ 主系 ６０ 固定摩擦板 ６１ スイッチ ６
２ コイル ６３ コントローラ ７０ 回転板 ７
１ 摩擦板 ７２ バネ ７３ スイッチ作動片 ８０ 固定板 ８１ 回転摩擦板 ８
２ 固定摩擦板 ８３ バネ
Claims (6)
- 【請求項１】 主系回転軸を中心として揺動する主系に
設けられた支持手段と、 該支持手段により、前記主系回転軸を含む平面内で主系
回転軸と直交する方向へ向けて支持されたジンバル回転
軸と、 該ジンバル回転軸に支持されて一体に回転するジンバル
と、 該ジンバルに支持され、前記主系回転軸およびジンバル
回転軸と直交する方向に向けられた軸を中心として回転
するジャイロ・ロータと、 前記ジンバルと支持手段との間に設けられてこれらの間
に摩擦力を与える摩擦力付与手段と、 前記ジンバルの回転角度を検出する検出手段と、 この検出手段に検出された回転角度によって前記摩擦力
付与手段の摩擦力を制御する制御手段と、を備えたこと
を特徴とする減揺装置。 - 【請求項２】 前記摩擦力付与手段は、 前記ジンバルと支持手段との間に段階的あるいは連続的
な摩擦力を与えることを特徴とする請求項１記載の減揺
装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、 前記摩擦力付与手段の摩擦力を電気的指令により制御す
ることを特徴とする請求項２記載の減揺装置。 - 【請求項４】 前記摩擦力付与手段は、 前記主系もしくは前記支持手段の固定系と、前記ジンバ
ルもしくは前記ジンバル回転軸の回転系の一方に第１の
摩擦板を備え、他の一方に該第１の摩擦板と接する第２
の摩擦板を備え、 該第２の摩擦板は前記制御手段による電気的指令により
磁力を増減させるコイルを備えたことを特徴とする請求
項３記載の減揺装置。 - 【請求項５】 主系回転軸を中心として揺動する主系に
設けられた支持手段と、 該支持手段により、前記主系回転軸を含む平面内で主系
回転軸と直交する方向へ向けて支持されたジンバル回転
軸と、 該ジンバル回転軸に支持されて一体に回転するジンバル
と、 該ジンバルに支持され、前記主系回転軸およびジンバル
回転軸と直交する方向に向けられた軸を中心として回転
するジャイロ・ロータと、 前記ジンバルと支持手段との間に設けられ、前記ジンバ
ルもしくは前記ジンバル回転軸の回転系の回転角に応じ
て摩擦力を与える摩擦力付与手段と、を備えたことを特
徴とする減揺装置。 - 【請求項６】 前記摩擦力付与手段は、 前記主系もしくは前記支持手段の固定系と、前記ジンバ
ルもしくは前記ジンバル回転軸の回転系の一方に第１の
摩擦板を備え、他の一方に該第１の摩擦板と接する第２
の摩擦板を備え、 前記第１の摩擦板は摩擦面に角度を有し、 前記第２の摩擦板は弾性力により前記第１の摩擦板に圧
接されることを特徴とする請求項５記載の減揺装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5075997A JPH10246637A (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | 減揺装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5075997A JPH10246637A (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | 減揺装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10246637A true JPH10246637A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=12867772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5075997A Pending JPH10246637A (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | 減揺装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10246637A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008055368A (ja) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Hitachi Koki Co Ltd | 遠心機 |
| WO2009049371A1 (en) * | 2007-10-16 | 2009-04-23 | Halcyon International Pty Ltd | Gyro-stabiliser |
| JP2013519886A (ja) * | 2010-02-17 | 2013-05-30 | ヴィーム リミテッド | 能動適応ジャイロスタビライザー制御システム |
| US8555734B2 (en) | 2005-08-22 | 2013-10-15 | Technology Investment Company Pty Ltd | Stabilising means |
-
1997
- 1997-03-05 JP JP5075997A patent/JPH10246637A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8555734B2 (en) | 2005-08-22 | 2013-10-15 | Technology Investment Company Pty Ltd | Stabilising means |
| JP2008055368A (ja) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Hitachi Koki Co Ltd | 遠心機 |
| JP4569778B2 (ja) * | 2006-09-01 | 2010-10-27 | 日立工機株式会社 | 遠心機 |
| WO2009049371A1 (en) * | 2007-10-16 | 2009-04-23 | Halcyon International Pty Ltd | Gyro-stabiliser |
| JP2013519886A (ja) * | 2010-02-17 | 2013-05-30 | ヴィーム リミテッド | 能動適応ジャイロスタビライザー制御システム |
| JP2013519887A (ja) * | 2010-02-17 | 2013-05-30 | ヴィーム リミテッド | 障害耐容船舶スタビライザー制御システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20040218 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050804 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060221 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060620 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |