ジンバル

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2軸のジンバルの図解

ジンバル（英: Gimbal）は、1つの軸を中心として物体を回転させる回転台の一種である。軸が直交するようにジンバルを設置すると、内側のジンバルに載せられた物体の向きを常に一定に保つことができる。例えば船舶や航空機に搭載された、ジャイロスコープ、羅針盤、焜炉、ドリンクホルダーなどが一般にジンバルを使って地平線に対して常に垂直を向くようになっている。

[編集] 慣性航法

[編集] 船舶

船舶や潜水艦における慣性航法では、慣性航法装置を設置する台として少なくとも3つのジンバルを必要とする。それによって装置が重力方向に対して固定され、船の横揺れ、縦揺れ、偏揺れの影響を受けないようになる。この場合、慣性計測装置に3方向に直交するよう設置されたジャイロを装備し、3次元空間のあらゆる方向の回転を検出する。ジャイロの出力は3つのジンバルの向きを制御するモーターを駆動し、慣性計測装置の向きが一定になるようにする。レゾルバと呼ばれる角度計測装置が3つのジンバル上に装備され、9つのコサイン値を提供し、船の向きを決定するのに使われる。

[編集] 航空宇宙

航空宇宙での慣性航法システムでは、機体の回転によって3つのジンバルリングのうち2つの軸が同一平面上にそろってしまうジンバルロックという現象が発生しうる。これが発生すると、向きを検知することができなくなる。この問題を回避するため、4番目のジンバルを追加して、他の3つのジンバル間の角度を保つよう働かせる。最近では、ジンバルを全く使わずに慣性センサを機体のStrapdown System に直接装備して、機体の回転と加速を四元数法でデジタルに計測し、そこから向きや速度を計算する方式もある。

[編集] ロケットエンジン

宇宙船のロケットエンジンは、一般に2つのジンバル上に設置され、噴射方向を変化させられるようになっている。また、各エンジンを1つのジンバル上に設置する方式もある。ジンバルの作動範囲を超えた場合ジンバルロックが起こり、制御不能になる。

[編集] 釣り

大物釣りでは、2軸のジンバルを使って釣竿を固定する場合がある。ジンバルは、ファイティングベルトやファイティングチェアと呼ばれる器具に設置される。ジンバル内には釣竿を引っ掛けるピンがあり、竿自体が回転するのを防ぐようになっている。

[編集] 関連項目

• ドライブシャフト
• ジャイロスコープ
• オイラー角