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ジャイロコンパス

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

ジャイロコンパス
gyrocompass
回転羅針儀。回転するジャイロスコープに対する地球の自転の力学的効果を応用して南北の方向を決めるコンパスジャイロ車の回転軸を水平に保持し,水平からずれると水平に戻すようなジャイロ偶力が作用するように工夫してある。ジャイロの回転軸の不変性により回転が東西の方向成分をもっていると地球の自転により時間の経過につれて水平からの傾きを生じる。これを戻すような偶力により歳差運動で回転軸は南北にかたより,軸が南北を向けば軸が水平になって運動はやみ,回転軸の安定性により常に南北をさす。磁針は鉄の船や鉄製品の近くでは狂うが,ジャイロコンパスはそのようなことがなく,また指示は地理学上の南北を示している。

出典:ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典
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デジタル大辞泉

ジャイロコンパス(gyrocompass)
ジャイロスコープ原理を利用し、常に真北を指すように組み立てられた方位測定器船舶などに用いられる。回転羅針儀。転輪羅針儀

出典:小学館
監修:松村明
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世界大百科事典 第2版

じゃいろこんぱす【ジャイロコンパス】

出典:株式会社平凡社
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大辞林 第三版

ジャイロコンパス【gyrocompass】
ジャイロスコープの原理を応用した羅針盤。高速で回転する独楽こまの軸が、地球の自転の力に感応して、常に南北を指すようにした装置。鉄の影響を受けて誤差を生じやすい磁気コンパスの代わりに、船舶などで用いる。転輪羅針儀。回転羅針盤。

出典:三省堂
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日本大百科全書(ニッポニカ)

ジャイロコンパス
じゃいろこんぱす
gyro compass
高速で回転するジャイロ(こま)を利用する方位測定装置。転輪羅針儀ともいう。ジャイロの軸を地球の北に向けておくことにより、北を基準として他の方位を知ることができる。現在は法規によって、国際航路に就航する500トン以上の船舶は装備を義務づけられている。ジャイロコンパスが磁気コンパスより優れた点は次のとおりである。
(1)真北をさすため偏差がない。
(2)磁気コンパスのような自差がない。
(3)指北力が安定していて、70度くらいの高緯度まで使用できる。
(4)方位信号の伝送が容易で、オートパイロット(自動操舵装置)やレーダーなどに方位信号を送ることができる。[飯島幸人]

原理

図AのようにX・Y・Z軸の周りを自由に回転できるようにしたこまを、3軸の自由をもつといい、ジャイロスコープとよんでいる。ジャイロスコープには重要な二つの特性がある。一つは、ジャイロを高速度で回転させると、他から回転軸の方向を変えようとする力(トルクtorque)を受けない限り、ジャイロ軸が絶対空間の一点をさし続ける性質で、これを回転惰性という。もう一つは、高速度で回転しているジャイロに、その軸と一致しないトルクが作用すると、ジャイロ軸はその方向に向きを変えずに、新たに加えられたトルクの回転ベクトルの方向とジャイロのもつ回転ベクトルとが一致するように近道をとって軸の向きを変える性質で、プレセッションという。ジャイロコンパスはこの二つの性質を利用してつくられている。
 図Bのように、地球上の一点でジャイロを回転させ、軸を北に向けたとする。時間とともに地球は自転してゆくが、ジャイロ軸は回転惰性によって絶対空間の一点をさしているから、自転につれて地球の北の方向からずれていってしまう。ジャイロ軸をつねに地球の北に向けておくには、ジャイロ軸が地球自転によって子午線の方向からずれてゆく角速度と同じ角速度でプレセッションさせればよい。そのために、図Cのように軸におもりをつけたジャイロを用いる。このジャイロ軸を東方に向けて回転させるとき時間がたつと、地球の自転によって、ジャイロ軸はその地点の水平面に対して傾斜角をもつようになる。ジャイロ軸のN端が上昇し傾斜すると、地球重力がおもりに作用して、N端を引き下げるトルクが発生する。このトルクの回転ベクトルの方向は、右ねじの法則によって本のページの向こう側の方向になるから、ジャイロの回転ベクトルの方向がN端に向くように回転させてあれば、プレセッションによってジャイロ軸のN端は本のページの向こう側、つまり北の方向を向いてゆく。そして図C(3)のようにジャイロ軸が南北方向をさすと、地球自転による水平面の傾斜はジャイロ軸に影響を与えず、ジャイロ軸は水平面と平行になり続けるから、プレセッションもおこらずに軸は北を向き続けることになる。軸におもりをつけたジャイロはこの原理によって北をさし、方位の基準装置、コンパスとしての役割を果たすのである。[飯島幸人]

歴史

最初のジャイロコンパスの試作機は、1906年、ドイツのアンシュッツHermann Anschtz(1846―1931)によってつくられた。アンシュッツは薬学者であったが、当時盛んであった北極探検に興味をもち、潜水艦で極地に到達しようと考えた。潜水艦では磁気コンパスを使用できないのでジャイロに着目したのである。試作機は不完全であったが08年特許をとり、11年、3個のジャイロを使った世界最初の実用ジャイロコンパスを完成した。同じころやはりジャイロコンパスの研究をしていたアメリカのスペリーは1909年に第1号機をつくり、11年に特許を取得した。日本の軍艦金剛は13年(大正2)アンシュッツ式を装備してイギリスから帰国し、同年には海軍でアンシュッツ式とスペリー式の性能比較が行われている。14年に起こった第一次世界大戦では、アンシュッツ式のジャイロコンパスがドイツのUボートに搭載され威力を発揮した。
 日本では、1918年に東京計器製作所がスペリー式のジャイロコンパスの生産を開始し、32年(昭和7)には北辰(ほくしん)電機製作所がアンシュッツ式の技術を導入、この両方式が現在まで2社によって改良を加えられながら使用されている。なお、東京計器製作所は1990年(平成2)社名変更してトキメックとなった。北辰電機製作所は、1983年(昭和58)横河電機製作所と合併し、横河北辰電機に、86年横河電機となる。ジャイロコンパスを製作しているのは、同グループの横河電子機器である。
 アンシュッツ式、スペリー式以外に、1921年イギリスのブラウンSidney George Brown(1873―1948)によって開発されたブラウン式ジャイロコンパスがあり、この3種が世界のジャイロコンパスの主流を占めている。ブラウン式は日本では製造されていないので、ほとんど普及していない。[飯島幸人]
『茂在寅男・小林實著『コンパスとジャイロの理論と実際』(1971・海文堂) ▽伊関貢・庄司和民著『ジャイロコンパス及オートパイロット』(1973・海文堂) ▽飯島幸人・林尚吾著『航海計測』(1986・成山堂書店) ▽西谷芳雄著『コンパスと自動操舵』(1988・成山堂書店) ▽前畑幸弥著『ジャイロコンパスとオートパイロット』(1993・成山堂書店)』

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精選版 日本国語大辞典

ジャイロコンパス
〘名〙 (gyrocompass) 羅針盤の一つ。ジャイロスコープの原理を応用して、高速で回転する独楽(こま)の軸が、常に南北をさすようにしたもの。鉄の影響で磁気羅針盤に誤差の生じやすい磁気コンパスに代わって船舶、航空機などに用いる。転輪羅針盤。回転羅針儀。ジャイロ。

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