JP2002221256A - Minute gravity rotating apparatus - Google Patents

Minute gravity rotating apparatus

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JP2002221256A
JP2002221256A JP2001275343A JP2001275343A JP2002221256A JP 2002221256 A JP2002221256 A JP 2002221256A JP 2001275343 A JP2001275343 A JP 2001275343A JP 2001275343 A JP2001275343 A JP 2001275343A JP 2002221256 A JP2002221256 A JP 2002221256A
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JP
Japan
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microgravity
vibration
counterweight
rotating device
rotation
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Application number
JP2001275343A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Kawasaki
秀一 川崎
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a minute gravity rotating apparatus capable of absorbing vibration caused by unbalance of a box for experiment by means of a counterbalance. SOLUTION: The axis 30 of rotation is supported in a casing 10 by means of bearings 11 and 12, and the boxes 20-23 for experiment that are respectively installed in the tip of arms 24-27 are rotated by a motor 13. A case 28 is installed in the respective boxes 20-23 for experiment, and the counterbalance 1 is arranged in the every case 1 in a moving up and down state. The counterbalance 1 moves up and down by a cable 4 that is wound on pulleys 2, 3, and rotary motion of the cable 4 is performed by the rotation of the motor 5. Unbalance of acceleration during rotation caused by various sizes of experimental objects in the boxes 20-23 for experiment leads to up and down vibration of the boxes for experiment. However, the unbalance can be removed by adjusting a position of the counterbalance 1, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は微小重力回転装置に
関し、宇宙空間にて実験を行う回転体においてボックス
内に入れる加速度付加対象物の重量差のアンバランスに
起因して発生する振動を吸収すると共に、回転体のアン
バランスも解消させ、ボックス内の対象が発生する振
動、回転体の各装置が発生する振動、回転により空気等
の渦が発生する振動、又は軸受が発生する振動を吸収さ
せる装置である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microgravity rotating device, and absorbs vibration generated due to an imbalance of a weight difference between objects to be subjected to acceleration put in a box in a rotating body for performing experiments in outer space. At the same time, the imbalance of the rotating body is eliminated, and the vibration generated by the object in the box, the vibration generated by each device of the rotating body, the vibration generated by the vortex such as air due to the rotation, or the vibration generated by the bearing is absorbed. Device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12は現在宇宙で行なわれている回転
式実験装置の一例を示す平面図であり、図において、モ
ータ、等の回転装置160には4本の支持部材161,
162,163,164が取付けられ、放射状に伸びて
いる。支持部材161〜164の先端には実験ボックス
170,171,172,173が取付けられ、実験ボ
ックス170〜173内には実験対象物、例えば植物、
等が入れられる。このような装置は、無重力状態におい
て回転装置160により約1回転/秒程度の低速回転が
与えられる実験ボックス170〜173内の対象物の実
験が行なわれる。
2. Description of the Related Art FIG. 12 is a plan view showing an example of a rotary experiment device currently being carried out in space. In FIG. 12, a rotating device 160 such as a motor has four support members 161,
162, 163 and 164 are attached and extend radially. Experimental boxes 170, 171, 172, 173 are attached to the tips of the support members 161 to 164.
And so on. In such a device, an experiment is performed on an object in the experiment boxes 170 to 173 to which a low-speed rotation of about 1 rotation / second is given by the rotating device 160 in a zero gravity state.

【0003】上記のような回転式実験装置では、支持部
材161〜164の先端に実験ボックス170〜173
が取付けられており、先端部が大きな形状である。又、
実験ボックス170〜173内には種類の異なる実験対
象物が収納され、実験物の大きさも種々異なり、装置全
体は回転軸中心に対称な配置ではあるが、収納される実
験対象物はアンバランスである。従って、回転により支
持部材161〜164及び実験ボックス170〜173
には振動が発生し、振動が発生すると実験対象物を変動
させたり、悪影響を及ぼすことになる。又、実験装置を
含む回転体全体の重量は不明なまま回転させることがあ
る。
[0003] In the rotary type experimental apparatus as described above, the experimental boxes 170 to 173 are provided at the tips of the support members 161 to 164.
Are attached, and the tip portion has a large shape. or,
In the experiment boxes 170 to 173, different types of experimental objects are stored, and the sizes of the experimental objects are variously different. Although the entire apparatus is arranged symmetrically about the rotation axis center, the stored experimental objects are unbalanced. is there. Therefore, the support members 161 to 164 and the experiment boxes 170 to 173 are rotated by rotation.
Vibrates, and when the vibration occurs, the object to be tested is fluctuated or adversely affected. Further, the rotating body including the experimental apparatus may be rotated without knowing the weight.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述のように従来の宇
宙での回転装置は、回転中に振動が発生し、回転体を構
成するアームや実験ボックスに振動を与え、実験対象物
に悪影響を及ぼしていた。又、これらの振動は、回転軸
を介して周囲環境へ伝播し、周囲の宇宙機器へも影響を
及ぼし、機器の制御、等にも影響を与えることになる。
このような振動は予め予知される定常的な振動に対して
は装置の構造的な面で解消できるが、任意に発生する振
動モードの変化に対しては対応し難く、制御には限界が
あり、何らかの対策が望まれていた。
As described above, in the conventional rotating apparatus in space, vibration occurs during rotation, giving vibration to the arm and the experimental box that constitute the rotating body, and adversely affecting the experimental object. Was exerted. In addition, these vibrations propagate to the surrounding environment via the rotating shaft, affect the surrounding space equipment, and also affect the control of the equipment.
Such vibrations can be eliminated in terms of the structural aspects of the device against steady-state vibrations predicted in advance, but it is difficult to respond to changes in the vibration modes that occur arbitrarily, and there is a limit in control. Some sort of measure was desired.

【0005】そこで本発明は、宇宙空間において回転式
実験装置に発生する任意の振動に対し、カウンタウエイ
トを設け、カウンタウエイトの位置を調整することによ
り、実験ボックス内の収納物の大小により生ずる回転体
のアンバランス量を解消させると共に、アンバランス量
により発生する振動も能動的及び受動的に吸収し、任意
の振動モードを減退させることのできる回転装置を提供
することを課題としてなされたものである。
Accordingly, the present invention provides a counterweight for any vibration generated in a rotary experiment apparatus in outer space, and adjusts the position of the counterweight so that the rotation caused by the size of the storage in the experimental box. An object of the present invention is to provide a rotating device capable of eliminating an unbalance amount of a body, actively and passively absorbing vibration generated by the unbalance amount, and reducing an arbitrary vibration mode. is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の(1)〜(34)の手段を提供する。
The present invention provides the following means (1) to (34) to solve the above-mentioned problems.

【0007】(1)ケーシング内の中心部に設置され両
端部又は片方の端部の一辺のいずれかがケーシング側に
軸受を介して回転可能に支持され一端がモータに連結し
た回転軸と、同回転軸に一端が取付けられ放射状に伸び
る複数のアームと、同複数のアーム先端にそれぞれ取付
けられた重力を付加する対象を入れる任意数のボックス
とからなる宇宙空間で回転する微小重力回転装置であっ
て、前記回転装置の所望の計測点に取付けられた加速度
センサと、前記各ボックスに上下動可能に配設されたカ
ウンタウエイトと、同カウンタウエイトをそれぞれ駆動
する駆動手段と、前記複数の加速度センサの検出信号を
取込み、回転中に前記各ボックス間に生ずる重量アンバ
ランス量を検出し同アンバランス量を解消し振動を吸収
するように前記駆動手段を駆動して前記カウンタウエイ
トの上下位置を調整する制御装置とを備えてなることを
特徴とする微小重力回転装置。
(1) A rotating shaft which is installed at the center of the casing and one of both ends or one end is rotatably supported on the casing side via a bearing and one end is connected to a motor. A microgravity rotating device that rotates in outer space, comprising: a plurality of arms each having one end attached to a rotating shaft and extending radially; and an arbitrary number of boxes each attached to a tip of the plurality of arms for receiving an object to which gravity is added. An acceleration sensor attached to a desired measurement point of the rotating device; a counterweight disposed in each of the boxes so as to be vertically movable; driving means for driving each of the counterweights; and the plurality of acceleration sensors. , The weight imbalance generated between the boxes during rotation is detected, and the driving is performed so as to eliminate the imbalance and absorb the vibration. Microgravity rotating device characterized by comprising a control device for adjusting the vertical position of the counterweight by driving means.

【0008】(2)前記アームと平行になるように前記
各ボックスに電動可能なカウンタウエイト及びその駆動
手段を取り付け、同カウンタウエイトは前記アームと平
行で、かつ前記回転軸から離れて同回転軸の左右両方向
に往復移動可能に配設されていることを特徴とする
(1)記載の微小重力回転装置。
(2) Each box is provided with a motorable counterweight and a driving means for the box so that the counterweight is parallel to the arm. The counterweight is parallel to the arm and separated from the rotation axis. The microgravity rotating device according to (1), wherein the microgravity rotating device is arranged so as to be able to reciprocate in both left and right directions.

【0009】(3)前記制御装置は、アンバランス量を
検出し振動を吸収する場合に、設定された周波数におい
て前記ボックスが振動しない方向に前記カウンタウエイ
トを微小移動し、能動的制振を可能とすることを特徴と
する(1)又は(2)記載の微小重力回転装置。
(3) When the control device detects an unbalance amount and absorbs vibration, the control device slightly moves the counterweight in a direction in which the box does not vibrate at a set frequency, thereby enabling active vibration suppression. The microgravity rotating device according to (1) or (2), wherein

【0010】(4)前記制御装置は、能動的に制振可能
に前記カウンタウエイトを稼働させると共に、静的状態
においても前記アーム及びボックスの全体系のアンバラ
ンス量を解消するように前記カウンタウエイトを電動稼
働可能とする制御機能を合わせ持つことを特徴とする
(3)記載の微小重力回転装置。
(4) The control device activates the counterweight so as to be able to actively control the vibration and also controls the counterweight so as to eliminate the unbalance of the entire system of the arm and the box even in a static state. (3) The microgravity rotating device according to (3), further having a control function of enabling the motor to operate electrically.

【0011】(5)ケーシング内の中心部に設置され両
端部又は片方の端部の一辺のいずれかがケーシング側に
軸受を介して回転可能に支持され一端がモータに連結し
た回転軸と、同回転軸に一端が取付けられ放射状に伸び
る複数のアームと、同複数のアーム先端にそれぞれ取付
けられたボックスとからなる宇宙空間で回転する微小重
力回転装置であって、前記各アーム又はボックスに取付
けられた加速度センサと、前記各アームに沿って移動可
能で、かつ同アームに平行に単数又は複数配設されたカ
ウンタウエイトと、同各カウンタウエイトをそれぞれ駆
動する駆動手段と、前記複数の加速度センサの検出信号
を取込み、回転中に各ボックス間に生ずる加速度のアン
バランス量を検出し同アンバランス量をなくするように
前記駆動手段を駆動して前記カウンタウエイトの位置を
調整する制御装置とを備えてなることを特徴とする微小
重力回転装置。
(5) A rotating shaft which is installed at the center of the casing and one of both ends or one end is rotatably supported on the casing side via a bearing and one end is connected to a motor. A microgravity rotating device that rotates in outer space including a plurality of arms each having one end attached to a rotating shaft and extending radially, and a box attached to a tip of each of the plurality of arms, the microgravity rotating device being attached to each of the arms or boxes. Acceleration sensors, a counter weight movably arranged along each of the arms, and singly or plurally disposed in parallel with the arms, driving means for driving the respective counter weights, and a plurality of acceleration sensors. A detection signal is taken, an unbalanced amount of acceleration generated between the boxes during rotation is detected, and the driving unit is driven so as to eliminate the unbalanced amount. Microgravity rotating device characterized by comprising a control device for adjusting the position of the counterweight with.

【0012】(6)前記制御装置は、アンバランス量を
検出し振動を吸収する場合に、設定された周波数におい
て前記ボックスが振動しない方向に前記カウンタウエイ
トを微小移動し、能動的制振を可能とすることを特徴と
する(5)記載の微小重力回転装置。
(6) When the control device detects an unbalance amount and absorbs vibration, the control device minutely moves the counterweight in a direction in which the box does not vibrate at a set frequency, thereby enabling active vibration suppression. (5) The microgravity rotating device according to (5).

【0013】(7)前記制御装置は、能動的に制振可能
に前記カウンタウエイトを稼働させると共に、静的状態
においても回転体全体系の重量アンバランス量を解消す
るように前記カウンタウエイトを電動稼働とする制御機
能を合わせ持つことを特徴とする(6)記載の微小重力
回転装置。
(7) The control device activates the counterweight so as to be able to actively control the vibration, and electrically drives the counterweight so as to eliminate the weight imbalance of the entire rotating body even in a static state. The microgravity rotating device according to (6), further having a control function of operating.

【0014】(8)上記(1)から(7)記載の構成を
組み合わせることにより必要な回転アンバランス量及び
振動吸収機能を持つことを特徴とする微小重力回転装
置。
(8) A microgravity rotating device characterized by having a required rotational unbalance amount and a vibration absorbing function by combining the configurations described in (1) to (7).

【0015】(9)前記駆動手段は前記カウンタウエイ
トに螺合するネジ棒により同カウンタウエイトを駆動さ
せることを特徴とする(1)から(8)のいずれかに記
載の微小重力回転装置。
(9) The microgravity rotating device according to any one of (1) to (8), wherein the driving means drives the counterweight with a screw rod screwed into the counterweight.

【0016】(10)前記駆動手段はケーブルとプーリ
により前記カウンタウエイトを駆動することを特徴とす
る(1)から(8)のいずれかに記載の微小重力回転装
置。
(10) The microgravity rotating device according to any one of (1) to (8), wherein the driving means drives the counterweight by a cable and a pulley.

【0017】(11)前記制御装置は、前記カウンタウ
エイトを制御手段で制御する際に前記加速度センサから
取り込んだ検出信号から前記各ボックスの振動を検出
し、同振動を予め設定した所定の要求値と比較し、同要
求値以下に振動を抑えるように制御することを特徴とす
る(1)から(10)のいずれかに記載の微小重力回転
装置。
(11) The control device detects the vibration of each box from the detection signal taken from the acceleration sensor when controlling the counter weight by the control means, and detects the vibration at a predetermined required value set in advance. The microgravity rotating device according to any one of (1) to (10), wherein the microgravity rotating device is controlled to suppress the vibration to be equal to or less than the required value.

【0018】(12)前記制御装置は、回転起動前に前
記ボックスの重量アンバランス量を計測するために、前
記回転装置を所定量回転させることにより軸方向又は軸
と直角な任意方向の前記回転軸変位と前記モータへ加え
た電力量との関係により前記アンバランス量を計測する
ことを可能としたことを特徴とする(1)から(11)
のいずれかに記載の微小重力回転装置。
(12) The control device rotates the rotating device by a predetermined amount to measure the weight imbalance amount of the box before the rotation is started, and thereby controls the rotation in the axial direction or an arbitrary direction perpendicular to the axis. (1) to (11), wherein the unbalance amount can be measured based on a relationship between a shaft displacement and an electric power applied to the motor.
The microgravity rotating device according to any one of the above.

【0019】(13)前記制御装置は、回転起動前に前
記ボックスを含み回転部全体の重量を計測するために、
前記回転装置を所定量回転させることにより軸方向又は
軸と直角な任意方向の前記回転軸変位、加速度、変位及
び加速度の両方のいずれかと前記モータへ加えた電力量
との関係により前記回転部の系全体の重量を宇宙空間の
微小重力環境下で計測することを可能としたことを特徴
とする(1)から(11)のいずれかに記載の微小重力
回転装置。
(13) In order to measure the weight of the entire rotating section including the box before starting the rotation,
By rotating the rotating device by a predetermined amount, the rotational axis displacement in an axial direction or an arbitrary direction perpendicular to the axis, the acceleration, the displacement and the acceleration of the rotation unit by the relationship between any one of the displacement and acceleration and the amount of power applied to the motor. The microgravity rotating device according to any one of (1) to (11), wherein the weight of the entire system can be measured in a microgravity environment in outer space.

【0020】(14)前記制御装置は、回転起動前に前
記ボックスを含み回転部全体の重量を計測するために、
前記モータに電力を所定量付加し軸方向又は軸と直角な
任意方向の前記回転軸変位と前記モータへ加えた電力量
との関係により前記回転部の系全体の重量を宇宙空間の
微小重力環境下で計測することを可能としたことを特徴
とする(1)から(11)のいずれかに記載の微小重力
回転装置。
(14) In order to measure the weight of the whole rotating section including the box before starting the rotation,
A predetermined amount of electric power is applied to the motor, and the weight of the entire system of the rotating unit is reduced according to the relationship between the displacement of the rotating shaft in the axial direction or an arbitrary direction perpendicular to the axis and the amount of electric power applied to the motor. The microgravity rotating device according to any one of (1) to (11), wherein measurement can be performed under the following conditions.

【0021】(15)前記制御装置は、前記計測した結
果を用いて回転起動前に前記カウンタウエイトの任意数
を電動移動させ通常回転の前に系全体の重量アンバラン
ス量を補正可能としたことを特徴とする(12)から
(14)のいずれかに記載の微小重力回転装置。
(15) The controller can use the measured result to electrically move an arbitrary number of the counterweights before starting rotation to correct the weight imbalance of the entire system before normal rotation. The microgravity rotating device according to any one of (12) to (14), characterized in that:

【0022】(16)前記アンバランス量の補正は、複
数回実施し、前記アンバランス量の補正の精度を向上可
能としたことを特徴とする(15)記載の微小重力回転
装置。
(16) The microgravity rotating device according to (15), wherein the correction of the unbalance amount is performed a plurality of times to improve the accuracy of the correction of the unbalance amount.

【0023】(17)前記計測又はアンバランス量の補
正は、キャリブレーション機能とすることを可能とする
(12)から(16)のいずれかに記載の微小重力回転
装置。
(17) The microgravity rotating device according to any one of (12) to (16), wherein the measurement or the correction of the unbalance amount can be performed by a calibration function.

【0024】(18)前記各ボックスとアームの間に1
から3のいずれかの自由度可動可能なリンク部材を介在
させ、能動制振を実施するための前記カウンタウエイト
を可動させる方向にも制振可能とすることを特徴とする
(1)から(17)のいずれかに記載の微小重力回転装
置。
(18) One box is provided between each box and the arm.
(1) to (17), wherein a link member movable in any one of the degrees of freedom from (1) to (3) is interposed to enable damping in a direction in which the counterweight for performing active damping is moved. ).

【0025】(19)前記各ボックスとアームの間に1
から3のいずれかの自由度可動可能な弾性又は塑性部材
を介在させ、能動制振を実施するための前記カウンタウ
エイトを可動させる方向にも制振可能とすることを特徴
とする(1)から(17)のいずれかに記載の微小重力
回転装置。
(19) One box is provided between each box and the arm.
(1) characterized in that an elastic or plastic member movable in any one of the above-mentioned (3) to (3) degrees of freedom is interposed, so that the counterweight for performing active vibration suppression can be damped in the direction of movement. The microgravity rotating device according to any one of (17).

【0026】(20)請求項18記載のリンク部材と請
求項19記載の弾性又は塑性部材とを組み合わせて前記
各ボックスとアームとの間を支持し、前記制振を実施す
るための前記カウンタウエイトを制振可能とすることを
特徴とする(1)から(17)のいずれかに記載の微小
重力回転装置。
(20) The counterweight for supporting the space between each of the boxes and the arm by combining the link member according to claim 18 and the elastic or plastic member according to claim 19, and performing the vibration suppression. The microgravity rotating device according to any one of (1) to (17), wherein the microgravity rotating device is capable of suppressing vibration.

【0027】(21)前記軸受に、弾性支持された軸
受、塑性支持された軸受、電磁軸受、エアークッション
を設けた軸受、バネ又はダンパ軸受、モータ式軸受、流
体式軸受のいずれかを用いることを特徴とする(1)か
ら(20)のいずれかに記載の微小重力回転装置。
(21) As the bearing, any one of an elastically supported bearing, a plastically supported bearing, an electromagnetic bearing, a bearing provided with an air cushion, a spring or damper bearing, a motor type bearing, and a fluid type bearing is used. The microgravity rotating device according to any one of (1) to (20), characterized in that:

【0028】(22)前記磁気軸受の場合、磁力を変化
させることにより能動的に回転体の制振を可能としたこ
とを特徴とする(21)記載の微小重力回転装置。
(22) The microgravity rotating device according to (21), wherein in the case of the magnetic bearing, the rotating body can be actively damped by changing a magnetic force.

【0029】(23)前記バネ又はダンパ軸受は、油
圧、流体、モータ式、空気式のいずれかとし、ダンピン
グ力を能動的に変動し、制振を可能としたことを特徴と
する(21)記載の微小重力回転装置。
(23) The spring or damper bearing may be any one of a hydraulic type, a fluid type, a motor type, and a pneumatic type, wherein the damping force is actively varied to enable damping. The microgravity rotating device as described.

【0030】(24)前記回転軸、アーム及びボックス
からなる回転体は前記ケーシングに対して複数の弾性力
調整可能なスプリングを介して回転可能に支持され、前
記制御装置は前記加速度センサからの信号に基づいて前
記スプリングの弾性力を調整し前記回転体を制振可能と
することを特徴とする(1)記載の微小重力回転装置。
(24) The rotating body including the rotating shaft, the arm, and the box is rotatably supported on the casing via a plurality of springs capable of adjusting an elastic force, and the control device transmits a signal from the acceleration sensor. (1) The microgravity rotating device according to (1), wherein the elastic force of the spring is adjusted on the basis of the above, so that the rotating body can be damped.

【0031】(25)ケーシング内の中心部に設置され
両端部又は片方の端部の一辺のいずれかがケーシング側
に軸受を介して回転可能に支持され一端がモータに連結
した回転軸と、同回転軸に一端が取付けられ放射状に伸
びる複数のアームと、同複数のアーム先端にそれぞれ取
付けられた重力を付加する対象を入れる任意数のボック
スとからなる宇宙空間で回転する微小重力回転装置であ
って、前記回転装置の所望の計測点に取付けられた加速
度センサと、前記各ボックスの所望の位置に取付けられ
た加振機と、前記複数の加速度センサの検出信号を取込
み、回転中に前記各ボックス間に生ずる加速度のアンバ
ランス量を検出し同アンバランス量を解消し振動を吸収
するように前記加振機を制御する制御装置とを備えてな
ることを特徴とする微小重力回転装置。
(25) A rotating shaft which is installed at the center of the casing and one of both ends or one end is rotatably supported on the casing side via a bearing and one end is connected to a motor. A microgravity rotating device that rotates in outer space, comprising: a plurality of arms each having one end attached to a rotating shaft and extending radially; and an arbitrary number of boxes each attached to a tip of the plurality of arms for receiving an object to which gravity is added. An acceleration sensor attached to a desired measurement point of the rotating device, a vibrator attached to a desired position of each box, and the detection signals of the plurality of acceleration sensors. A control device for detecting the amount of imbalance of acceleration generated between the boxes, controlling the vibrator so as to eliminate the amount of imbalance and absorb vibration. Microgravity rotating device.

【0032】(26)前記ケーシングの外周は弾性力を
有する複数の制振遮断装置で外部の固定側に支持されて
いることを特徴とする(1),(5),(25)のいず
れかに記載の微小重力回転装置。
(26) Any one of (1), (5) and (25), wherein the outer periphery of the casing is supported on an external fixed side by a plurality of vibration damping and breaking devices having elasticity. 3. The microgravity rotating device according to 1.).

【0033】(27)前記実験ボックスは前記回転軸に
取付けられるアームに代えて、前記回転軸を中心とし同
回転軸と共に回転する回転体の周囲に収納され、回転駆
動されることを特徴とする(1),(5),(25),
(26)のいずれかに記載の微小重力回転装置。
(27) The experimental box is housed around a rotating body that rotates about the rotation axis and rotates with the rotation axis, instead of an arm attached to the rotation axis, and is driven to rotate. (1), (5), (25),
The microgravity rotating device according to any one of (26).

【0034】(28)前記制振遮断装置は、前記ケーシ
ングに伝わる振動を受け、その弾性係数又は減衰率、又
は弾性係数及び減衰率の両方を変化させて振動を吸収す
る能動制振を行うことを特徴とする(26)又は(2
7)記載の微小重力回転装置。
(28) The vibration damping cut-off device performs active vibration damping which receives vibration transmitted to the casing and absorbs the vibration by changing its elastic coefficient or damping rate or both the elastic coefficient and damping rate. (26) or (2)
7) The microgravity rotating device according to the above.

【0035】(29)前記制振遮断装置は、パッシブス
プリングのみから構成されることを特徴とする(26)
又は(27)記載の微小重力回転装置。
(29) The vibration damping / interrupting device comprises only a passive spring (26).
Or the microgravity rotating device according to (27).

【0036】(30)前記制振遮断装置は、パッシブス
プリング及びダンパから構成されることを特徴とする
(26)又は(27)記載の微小重力回転装置。
(30) The microgravity rotating device according to (26) or (27), wherein the vibration damping cutoff device comprises a passive spring and a damper.

【0037】(31)前記制振遮断装置は、パッシブス
プリング及び減衰特性を持つ材料から構成されることを
特徴とする(26)又は(27)記載の微小重力回転装
置。
(31) The microgravity rotating device according to (26) or (27), wherein the vibration damping cutoff device is made of a passive spring and a material having damping characteristics.

【0038】(32)前記複数の制振遮断装置の全て
は、前記ケーシングの外周と前記固定側との間にその弾
性力の作用方向が前記回転軸方向と傾斜するように取付
けられていることを特徴とする(26)又は(27)記
載の微小重力回転装置。
(32) All of the plurality of vibration damping cutoff devices are mounted between the outer periphery of the casing and the fixed side so that the direction of action of the elastic force is inclined with respect to the direction of the rotation axis. The microgravity rotating device according to (26) or (27), characterized in that:

【0039】(33)前記複数の制振遮断装置の全て
は、前記ケーシングの外周と前記固定側との間にその弾
性力の作用方向が前記回転軸方向と同方向か、又は直交
する方向のいずれかとなるように取付けられていること
を特徴とする(26)又は(27)記載の微小重力回転
装置。
(33) In all of the plurality of vibration damping and blocking devices, the direction of action of the elastic force between the outer periphery of the casing and the fixed side is the same as the direction of the rotation axis or the direction perpendicular to the direction of the rotation axis. The microgravity rotating device according to (26) or (27), wherein the microgravity rotating device is attached so as to be one of them.

【0040】(34)前記複数の制振遮断装置は、前記
ケーシングの外周と前記固定側との間にその弾性力の作
用方向が前記回転軸方向と傾斜する方向、周方向、直交
方向に取付けられているものが混在していることを特徴
とする(26)又は(27)記載の微小重力回転装置。
(34) The plurality of vibration damping cut-off devices are mounted between the outer periphery of the casing and the fixed side in a direction in which the elastic force acts in a direction inclined with respect to the rotation axis direction, a circumferential direction, and a direction orthogonal to the rotation axis direction. The microgravity rotating device according to (26) or (27), characterized in that the components are mixed.

【0041】本発明は上記(1)〜(34)から構成さ
れ、本発明の(1)〜(3)、(5)、(6)、(1
1)においては上下方向移動可能なカウンタウエイト、
アームと平行に移動するカウンタウエイトを、それぞれ
装備しており、各ボックスの重量が異なり、回転中に加
速度の違いにより振動が発生すると、制御装置は加速度
センサからの信号により、振動を検知し、回転中のアン
バランス量がなくなるようにカウンタウエイトの位置を
駆動手段を制御して調整する。この調整により回転中に
回転装置に生じるアンバランス量が解消され、アンバラ
ンス量に起因する振動も吸収する。又、本発明の(8)
のように、カウンタウエイトを上下方向、アームと平行
のものを組み合わせ、移動を制御して効果的な制振も可
能となる。
The present invention comprises the above (1) to (34), and the present invention provides (1) to (3), (5), (6), (1)
In 1), a counter weight that can be moved up and down,
Equipped with counter weights that move parallel to the arm, the weight of each box is different, and when vibration occurs due to the difference in acceleration during rotation, the control device detects the vibration by the signal from the acceleration sensor, The position of the counterweight is adjusted by controlling the driving means so that the unbalance amount during rotation is eliminated. By this adjustment, the unbalance amount generated in the rotating device during rotation is eliminated, and vibration caused by the unbalance amount is also absorbed. Further, (8) of the present invention
As described above, the counterweights are combined in the vertical direction and parallel to the arm, and the movement is controlled to enable effective vibration suppression.

【0042】又、本発明の(4)と(7)のように、回
転中のみならず、静的な状態においてもカウンタウエイ
トの移動を制御してアーム及びボックス全体の重量アン
バランス量を調整することもできる。
Further, as in (4) and (7) of the present invention, the movement of the counterweight is controlled not only during rotation but also in a static state to adjust the weight imbalance of the arm and the entire box. You can also.

【0043】本発明の(9)、(10)では、カウンタ
ウエイトの駆動手段はネジ棒の回転や、ケーブルとプー
リの組み合わせで行なうため簡単な機構で実現できるの
で、装置の構成が簡素化される。
In (9) and (10) of the present invention, the driving means of the counterweight can be realized by a simple mechanism because it is driven by the rotation of the screw rod or the combination of the cable and the pulley, so that the configuration of the apparatus is simplified. You.

【0044】本発明の(12)〜(17)では、制御装
置は回転軸の変位とモータへ加えた電力量との関係か
ら、回転起動前にボックスの重量のアンバランス、回転
部全体の重量、を測定することができ、この測定結果に
よりアンバランス量を補正するようにカウンタウエイト
の位置を制御することができる。
In (12) to (17) of the present invention, the control device determines the imbalance of the weight of the box before starting rotation and the weight of the entire rotating part from the relationship between the displacement of the rotating shaft and the amount of electric power applied to the motor. , Can be measured, and the position of the counterweight can be controlled so as to correct the imbalance amount based on the measurement result.

【0045】更に、本発明の(18)〜(20)では、
ボックスとアーム間の支持部にはリンク部材や弾性又は
塑性部材を介在させ、あるいはこれら部材を組み合わせ
て用いて振動を効果的に吸収することができる。又、更
に、本発明の(21)〜(23)では、回転軸の軸受に
は、弾性、塑性、電磁、空気、バネ、ダンパ、モータ
式、流体、の各方式のいずれかを用いることができ、振
動を効果的に吸収することができる。
Further, in (18) to (20) of the present invention,
Vibration can be effectively absorbed by using a link member or an elastic or plastic member interposed in the support portion between the box and the arm, or by using a combination of these members. Furthermore, in (21) to (23) of the present invention, any one of elastic, plastic, electromagnetic, air, spring, damper, motor type, and fluid types may be used for the bearing of the rotating shaft. And vibration can be effectively absorbed.

【0046】本発明の(24)では、回転体全体はケー
シングに対してスプリングで支持されており、スプリン
グ弾性力が調整可能である。制御装置は加速度センサか
らの信号により加速度のアンバランスを検出すると、対
応するスプリングの弾性力を適正に調節し、振動が発生
した箇所のスプリングにより、その振動を効果的に吸収
することができる。
In (24) of the present invention, the entire rotating body is supported by the spring with respect to the casing, and the spring elastic force can be adjusted. When the control device detects the imbalance of the acceleration based on the signal from the acceleration sensor, the elastic force of the corresponding spring is appropriately adjusted, and the vibration can be effectively absorbed by the spring where the vibration occurs.

【0047】本発明の(25)では、ボックスに生じた
加速度のアンバランスが加速度センサにより検出され、
制御装置に入力され、制御装置はこのアンバランスを解
消するために該当するボックスの加振機を駆動しアンバ
ランスを解消させ、アンバランスに起因する振動を吸収
することができる。
In (25) of the present invention, the imbalance of the acceleration generated in the box is detected by the acceleration sensor,
Input to the control device, the control device drives the vibrator of the corresponding box to eliminate the imbalance, cancels the imbalance, and can absorb the vibration caused by the imbalance.

【0048】本発明の(26)では、ケーシング全体が
外部の固定側に制振遮断装置で支持されているので、ケ
ーシング内部の制振機構で制御できずにケーシングに漏
れて伝わる振動を周囲の制振遮断装置の弾性力により吸
収し、外部へ伝播しないようにすることができる。
In (26) of the present invention, since the entire casing is supported on the external fixed side by the vibration damping cutoff device, the vibration transmitted to the casing, which cannot be controlled by the vibration damping mechanism inside the casing and is transmitted to the surroundings, cannot be controlled. It can be absorbed by the elastic force of the vibration damping cut-off device and not propagated to the outside.

【0049】本発明の(27)では、実験ボックスが回
転軸と一体的に回転する回転体の格納部に格納され複数
の実験ボックスが一体的に回転する構成であり、上記
(1),(5),(25),(26)の発明と同様な制
振機構を適用して効果的な制振がなされる。
In (27) of the present invention, the experiment box is stored in the storage part of the rotating body that rotates integrally with the rotating shaft, and the plurality of experiment boxes rotate integrally. 5), (25), and (26), the same vibration damping mechanism as that of the present invention is applied to achieve effective vibration damping.

【0050】本発明の(28)では、制振遮断装置がケ
ーシングの振動を能動的に制振するのでケーシングの振
動が効果的に吸収され、外部へ伝播されることがなく、
又、本発明の(29)では、制振遮断装置がパッシブス
プリング、(30)ではパッシブスプリング及びダン
パ、(31)ではパッシブスプリング及び減衰特性を有
する材料であり、簡単な機構でケーシングの小さな振動
を吸収できるので制振機構を簡素化できる。
In (28) of the present invention, the vibration of the casing is actively damped by the vibration damping cut-off device, so that the vibration of the casing is effectively absorbed and not transmitted to the outside.
In (29) of the present invention, the vibration damping / interrupting device is a passive spring, (30) is a passive spring and a damper, and (31) is a material having a passive spring and damping characteristics. Therefore, the vibration damping mechanism can be simplified.

【0051】本発明の(32)では、制振遮断装置が回
転軸方向と傾斜して取付けられているので、3次元の任
意方向から生ずる振動を全体的に吸収することができ
る。又本発明の(33)では、回転軸方向と周方向か、
又は直交する方向のいずれかに取付けられており、更に
本発明の(34)では、傾斜方向、周方向、直交方向の
ものが混合して取付けられているので、回転装置の仕様
や、実験の状況に応じて発生する振動のパターンに適す
るように(32),(33),(34)の発明の好まし
いものが選択して適用できる。
In (32) of the present invention, since the vibration damping cutoff device is mounted obliquely with respect to the direction of the rotation axis, it is possible to entirely absorb vibrations generated from any three-dimensional direction. Also, in (33) of the present invention, whether the rotation axis direction and the circumferential direction
Or in the direction orthogonal to the direction, and in (34) of the present invention, the components in the inclined direction, the circumferential direction, and the orthogonal direction are mixed and mounted. Preferred ones of the inventions (32), (33) and (34) can be selected and applied so as to be suitable for the pattern of vibration generated according to the situation.

【0052】[0052]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の第1形態に係る微小重力回転装置を示し、(a)は
側面図、(b)は(a)におけるA−A矢視図である。
図において、10は外側のケーシングで回転体全体を収
納しており、中央部の上下に凹部10a,10bが設け
られている。上下の凹部10a,10b内には軸受1
1,12が配設されている。軸受11,12としては、
磁気軸受、バネによる支持、弾性部材による支持、塑性
支持された軸受、空気クッションを設けた軸受、バネ又
はダンパ軸受、モータ式軸受、流体式軸受、のいずれか
を用いてもよく、回転軸30は図1では両端を支持して
いるが、両端、又は片方の一辺のいずれかの方法により
支持する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. 1A and 1B show a microgravity rotating device according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a side view, and FIG. 1B is a view taken along the line AA in FIG.
In the figure, reference numeral 10 denotes an outer casing which houses the entire rotating body, and is provided with concave portions 10a and 10b above and below a central portion. The bearing 1 is provided in the upper and lower recesses 10a and 10b.
1, 12 are provided. As the bearings 11 and 12,
Any of a magnetic bearing, a support by a spring, a support by an elastic member, a plastically supported bearing, a bearing with an air cushion, a spring or damper bearing, a motor-type bearing, and a fluid-type bearing may be used. 1 supports both ends in FIG. 1, but supports either end or one side.

【0053】30は前記した回転軸であり、両端がそれ
ぞれ凹部10a,10b内に配置され、凹部10b内で
モータ13に連結し、軸受11,12で両端部、又は上
記のように片方の端部の一辺のいずれかが軸支される。
従って、回転軸30は軸受11,12によりケーシング
10の固定側に接触することなく支持されている。35
は加速度センサであり、各実験ボックス20〜23の上
部に取付けられ、各実験ボックス20〜23の振動を検
出し、後述するように制御装置へ、その信号を入力す
る。なお、加速度センサは実験ボックス以外に回転軸3
0、アーム24〜27に設けても良く、必要な計測点に
設ければ良い。
Reference numeral 30 denotes the above-mentioned rotary shaft, both ends of which are disposed in the recesses 10a and 10b, respectively, and are connected to the motor 13 in the recess 10b, and both ends of the bearings 11 and 12 or one end as described above. One of the sides of the part is pivotally supported.
Therefore, the rotating shaft 30 is supported by the bearings 11 and 12 without contacting the fixed side of the casing 10. 35
Is an acceleration sensor, which is attached to the upper part of each of the experiment boxes 20 to 23, detects the vibration of each of the experiment boxes 20 to 23, and inputs the signal to a control device as described later. In addition, the acceleration sensor has a rotating shaft 3
0, may be provided on the arms 24 to 27, and may be provided at necessary measurement points.

【0054】回転軸の周囲には(b)図にも示すよう
に、X,Y軸方向に4本のアーム24,25,26,2
7が固定され、水平に伸び先端には実験ボックス20,
21,22,23が取付けられている。各実験ボックス
20〜23のアーム24〜27の取付部には箱形で上下
に伸びるケース28がそれぞれ取付けられ、各ケース2
8内には後述するように、カウンタウエイト1、プーリ
2,3、ケーブル4、モータ5が配設されており、各実
験ボックス20〜23のアンバランス量を調整し、アン
バランス量に起因して発生する振動を吸収するために、
カウンタウエイト1を上下に移動できる構成である。
As shown in FIG. 5B, four arms 24, 25, 26, and 2 are arranged in the X and Y axis directions around the rotation axis.
7 is fixed, extends horizontally and has an experimental box 20 at the tip.
21, 22, 23 are attached. Boxes 28 extending vertically in the shape of a box are attached to the mounting portions of the arms 24 to 27 of the experimental boxes 20 to 23, respectively.
As will be described later, a counterweight 1, pulleys 2, 3, a cable 4, and a motor 5 are provided in the apparatus 8, and the unbalance amount of each of the experimental boxes 20 to 23 is adjusted. In order to absorb the vibration that occurs
In this configuration, the counterweight 1 can be moved up and down.

【0055】図2は上記に説明した実験ボックス20〜
23に上下に配置したケース内部を示し、(a)は内部
の上面図、(b)は側面図、(c)は(a)におけるB
−B断面図である。これら図において、カウンタウエイ
ト1は実験ボックス23のみを示しているが他の実験ボ
ックス20〜22も同様であり、図示省略している。ケ
ース28の長手方向には(c)図に示すように底面と上
面にそれぞれレール6,7が設けられ、このレール6,
7にカウンタウエイト1の溝が係合し、上下に移動自在
に配設されている。カウンタウエイト1にはケーブル4
が取付けられ、ケーブル4はプーリ2,3に巻回され、
一対の長手方向のケーブルの一方はカウンタウエイト1
の穴1aを挿通し、ケーブル4が回転移動することによ
りカウンタウエイト1をレール6,7に沿って上下に移
動させることができる。
FIG. 2 shows the experimental boxes 20 to 20 described above.
23 shows the inside of the case arranged vertically, (a) is a top view of the inside, (b) is a side view, and (c) is B in (a).
It is -B sectional drawing. In these figures, the counterweight 1 shows only the experiment box 23, but the other experiment boxes 20 to 22 are the same, and are not shown. In the longitudinal direction of the case 28, rails 6 and 7 are provided on the bottom surface and the upper surface, respectively, as shown in FIG.
7 is engaged with a groove of the counterweight 1 and is disposed so as to be movable up and down. Cable 4 for counterweight 1
Is attached, and the cable 4 is wound around the pulleys 2 and 3,
One of the pair of longitudinal cables is a counterweight 1
The counter weight 1 can be moved up and down along the rails 6 and 7 by rotating the cable 4 through the hole 1a.

【0056】プーリ3の上部には歯車3aが取付けら
れ、モータ5の歯車5aと噛み合い、モータ5が回転す
るとプーリ3を回転させ、プーリ3の回転はケーブル4
を上下に移動させ、ケーブル4の移動によりカウンタウ
エイト1が上下位置可能としている。
A gear 3a is mounted on the upper portion of the pulley 3, meshes with a gear 5a of the motor 5, rotates the pulley 3 when the motor 5 rotates, and rotates the pulley 3
Is moved up and down, and the movement of the cable 4 allows the counterweight 1 to be moved up and down.

【0057】なお、上記のケース28内のカウンタウエ
イト1は、ケース28を実験ボックス21〜23のケー
シング側に取り付けても良く、ボックスの左右両側にお
いて上下移動させても良い。
The counterweight 1 in the case 28 may be attached to the casing of the experiment boxes 21 to 23, or may be moved up and down on both left and right sides of the box.

【0058】このような構成の実施の第1形態の回転体
において、実験ボックス20〜23内には実験対象とな
る物体、即ち、植物や動物、等が入れられ、モータ13
を駆動することにより、宇宙環境において低速回転させ
て宇宙での植物の成長状況や植物の生存状況を観察する
実験がなされる。実験ボックス20〜23には、このよ
うに形状、大きさ、重さの異なる実験物が収納されるた
め、回転すると実験ボックス20〜23間の重さのアン
バランスにより発生する加速度に差が生じ、ボックス間
で振動が発生する。この振動はアーム24〜27を伝わ
って回転軸30を振動させ、この振動は軸受部からケー
シング10に伝わり、外部の環境に伝播され、周囲に悪
影響を及ぼすことになる。
In the rotating body according to the first embodiment having such a configuration, an object to be tested, that is, a plant, an animal, or the like is placed in the test boxes 20 to 23, and the motor 13
An experiment is performed to observe the growth state of the plant and the survival state of the plant in space by rotating at a low speed in a space environment by driving the spacecraft. Since the experimental boxes 20 to 23 accommodate such experimental objects having different shapes, sizes, and weights, when rotated, a difference occurs in the acceleration generated due to the imbalance in the weight between the experimental boxes 20 to 23. Vibration occurs between the boxes. This vibration propagates through the arms 24 to 27 to vibrate the rotating shaft 30, and the vibration is transmitted from the bearing to the casing 10, propagates to the external environment, and adversely affects the surroundings.

【0059】そこで本発明の実施の第1形態では、回転
軸30に振動が発生すると、その振動は加速度センサ3
5で検出する。実験ボックスのアンバランス量により生
ずる振動は主としてアーム先端の実験ボックスを上下に
振動させるモードであり、この振動を加速度センサ35
で検出する。センサ35の信号は後述するように制御装
置へ入力され、制御装置では振動が生じた実験ボックス
を判定し、その振動の原因となる各実験ボックス20〜
23間のアンバランス量を調整するため、上向きの加速
度が大きい実験ボックスではカウンタウエイト1を下向
きに移動させ、又、逆に下向きの加速度が大きい場合に
はカウンタウエイトを上方へ移動させる。
Therefore, according to the first embodiment of the present invention, when vibration is generated on the rotating shaft 30, the vibration is
5 to detect. The vibration caused by the unbalance amount of the experimental box is a mode in which the experimental box at the end of the arm is vibrated up and down.
To detect. The signal of the sensor 35 is input to the control device as described later, and the control device determines the experimental box in which the vibration has occurred, and determines each of the experimental boxes 20 to 20 that cause the vibration.
In order to adjust the amount of imbalance between the 23, the counterweight 1 is moved downward in an experimental box having a large upward acceleration, and the counterweight is moved upward when the downward acceleration is large.

【0060】図3は本発明の実施の第1形態に係るシス
テムの制御系統図である。図において、各実験ボックス
20〜23上面の加速度センサ35からの上下方向の加
速度信号は増幅器40a〜40dにより増幅され制御装
置41へ入力される。制御装置41では、これら入力信
号から実験装置の実験ボックス20〜23に加わる加速
度信号を取り込む。これら信号から各ボックスに加わる
上下方向の振動を検出し、各ボックスに対応する振動を
打ち消す方向のカウンタウエイト1を選び、このカウン
タウエイト1のモータ5を駆動して振動の振幅と逆方向
にカウンタウエイト1を移動させ、振動を打ち消すよう
に制御する。
FIG. 3 is a control system diagram of the system according to the first embodiment of the present invention. In the figure, acceleration signals in the vertical direction from the acceleration sensors 35 on the upper surfaces of the experiment boxes 20 to 23 are amplified by amplifiers 40a to 40d and input to the control device 41. The control device 41 takes in the acceleration signals applied to the experiment boxes 20 to 23 of the experiment device from these input signals. From these signals, the vertical vibration applied to each box is detected, the counterweight 1 in the direction to cancel the vibration corresponding to each box is selected, and the motor 5 of the counterweight 1 is driven to counter the vibration in the opposite direction to the amplitude of the vibration. The weight 1 is moved so as to cancel the vibration.

【0061】又、制御装置41はモータ13の駆動も制
御して回転軸30の回転、停止も制御すると共に、記憶
装置14に予め記憶されている回転式実験装置の振動が
許容される範囲を示す要求値のデータを参照し、カウン
タウエイト1の制御を行い、カウンタウエイト1を上下
動させて振動が要求値以下となるように制振を行う。
The control device 41 also controls the driving of the motor 13 to control the rotation and stop of the rotary shaft 30, and also sets the range in which the vibration of the rotary experimental device stored in the storage device 14 in advance is allowed. The control of the counter weight 1 is performed with reference to the data of the required value shown, and the counter weight 1 is moved up and down to perform vibration suppression so that the vibration becomes equal to or less than the required value.

【0062】又、制御装置41は、予め回転軸30の軸
方向又は軸と直角の任意方向の軸変位とモータの必要電
力量との関係データを保有しておき、この関係データの
特性から重量アンバランス量や、微小重力環境での回転
体の系全体の重量を推定して測定することができる。こ
のような測定に基づいてカウンタウエイトの移動方向、
移動量を決定することができる。
The control device 41 holds in advance relation data between the axial displacement of the rotating shaft 30 or an arbitrary direction perpendicular to the axis and the required electric power of the motor. It can be measured by estimating the amount of imbalance and the weight of the entire system of the rotating body in a microgravity environment. Based on such measurements, the direction of movement of the counterweight,
The amount of movement can be determined.

【0063】上記のように本実施の第1形態において
は、各実験ボックス20〜23間でアンバランスがあ
り、これにより回転中に振動が発生すると、アンバラン
ス量により回転中に生ずる加速度のアンバランスをカウ
ンタウエイト1の上下の移動により調整すると共に、こ
の調整によりアンバランスに起因して発生する各実験ボ
ックス20〜23の上下の振動を防止することができ
る。
As described above, in the first embodiment, there is an imbalance between each of the experimental boxes 20 to 23, and when vibration occurs during rotation, the imbalance of acceleration caused during rotation due to the amount of unbalance occurs. The balance can be adjusted by moving the counterweight 1 up and down, and the adjustment can prevent the vertical vibration of each of the experimental boxes 20 to 23 caused by the imbalance.

【0064】図4は本発明の実施の第2形態に係る微小
重力回転装置を示し、(a)はカウンタウエイトの上面
図、(b)は側面図、(c)は(a)におけるC−C断
面図である。本実施の第2形態では、カウンタウエイト
をネジ棒と螺合させてネジを回転することにより上下動
させる構成としたものであり、実施の第1形態における
プーリ2,3、ケーブル4及びモータ5によりカウンタ
ウエイト1を駆動させる方式に代えたものである。その
他の構成は図1〜図3に示す実施の第1形態の構成と同
じであるので共通部分の説明は省略する。
FIG. 4 shows a microgravity rotating device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4A is a top view of a counterweight, FIG. 4B is a side view, and FIG. It is C sectional drawing. In the second embodiment, the counterweight is screwed into the screw rod and the screw is rotated to move the counterweight up and down. The pulleys 2 and 3, the cable 4, and the motor 5 in the first embodiment are used. Instead of driving the counterweight 1. The other configuration is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, and the description of the common parts will be omitted.

【0065】図4においてケース28内には底面と上面
にはレール6,7が設けられ、カウンタウエイト17は
上下のレール6,7に係合して上下動可能に配置されて
いる。カウンタウエイト17にはネジ棒16が貫通して
螺合しており、ネジ棒16は一端がケース28内に固定
されたモータ15に連結し、他端が軸受18に支持され
ている。モータ15が回転するとネジ棒16が回転し、
ネジ棒16の回転はカウンタウエイト17を上下に移動
させる構成である。なお、図では実験ボックス23のカ
ウンタウエイト17を示したが、その他の実験ボックス
20〜22も同様な構成である。
In FIG. 4, rails 6 and 7 are provided on the bottom surface and the upper surface in the case 28, and the counterweight 17 is arranged to be vertically movable by engaging with the upper and lower rails 6 and 7. A screw rod 16 penetrates and is screwed into the counterweight 17. One end of the screw rod 16 is connected to the motor 15 fixed in the case 28, and the other end is supported by a bearing 18. When the motor 15 rotates, the screw rod 16 rotates,
The rotation of the screw rod 16 moves the counterweight 17 up and down. Although the figure shows the counter weight 17 of the experiment box 23, the other experiment boxes 20 to 22 have the same configuration.

【0066】上記の実施の第2形態においても、回転中
に実験ボックスの収納物のアンバランスにより実験装置
に振動が発生すると、カウンタウエイト17をネジ棒1
6の回転により上下動させて調整することにより、実施
の第1形態と同様にアンバランス量を解消させ、アンバ
ランスに起因して発生する振動を抑えることができる。
なお、制御の系統は図3に示すものと同じであるのでそ
の説明は省略する。
In the second embodiment as well, when vibrations occur in the experimental apparatus due to unbalance of the contents of the experimental box during rotation, the counterweight 17 is moved to the screw rod 1.
By performing the adjustment by moving up and down by the rotation of 6, the imbalance amount can be eliminated as in the first embodiment, and the vibration generated due to the imbalance can be suppressed.
Since the control system is the same as that shown in FIG. 3, the description is omitted.

【0067】図5は本発明の実施の第3形態に係る微小
重力回転装置を示し、(a)は側面図、(b)は(a)
におけるD−D矢視図である。本実施の第3形態におい
ては、実験ボックス間に生ずるアンバランス量をアーム
の上面と下面とに配設した一対のカウンタウエイトを水
平方向へ移動させて解消させ、アンバランス量に起因し
て発生する振動を抑える構成としたものである。その他
の回転式実験装置の構成は実施の第1形態と同じであ
る。
FIG. 5 shows a microgravity rotating device according to a third embodiment of the present invention, wherein (a) is a side view and (b) is (a).
FIG. In the third embodiment, the unbalance generated between the experimental boxes is eliminated by moving the pair of counterweights disposed on the upper and lower surfaces of the arm in the horizontal direction, and the amount of the unbalance generated due to the unbalance is generated. This is a configuration that suppresses vibration that occurs. The other configuration of the rotary experiment apparatus is the same as that of the first embodiment.

【0068】図5において、各アーム24,25,2
6,27の上部にはアームと平行にネジ棒36aが配設
され、各ネジ棒36aは一端が実験ボックス20〜23
側へ、他端がアーム24〜27上に固定されたモータ3
1aに連結されている。各ネジ棒36aには、それぞれ
カウンタウエイト29aが螺合し、モータ31aが回転
することにより、後述するようにカウンタウエイト29
aが左右へ移動する。同様にアーム24〜27の下部に
もアームと平行にネジ棒36bが配設され、同様にモー
タ31bと実験ボックス20〜23間で回転し、カウン
タウエイト29bを左右に移動させる。又、加速度セン
サ35は各実験ボックス20〜23の上部へ取付けられ
る構成である。
In FIG. 5, each arm 24, 25, 2
A screw rod 36a is disposed on the upper part of each of the test rods 6 and 27 in parallel with the arm.
Motor 3 with the other end fixed on arms 24-27
1a. A counter weight 29a is screwed into each screw bar 36a, and the motor 31a rotates, thereby rotating the counter weight 29a as described later.
a moves left and right. Similarly, a screw bar 36b is provided below the arms 24 to 27 in parallel with the arms, and similarly, rotates between the motor 31b and the experiment boxes 20 to 23 to move the counterweight 29b left and right. The acceleration sensor 35 is configured to be attached to the upper part of each of the experiment boxes 20 to 23.

【0069】図6は上記に説明の実施の第3形態におけ
るカウンタウエイトの配置を示し、(a)は側面図、
(b)は(a)におけるE−E矢視図、(c)は(a)
におけるF−F矢視図、(d)は(a)におけるG−G
矢視図である。これら図において、アーム27の上下に
は平行にネジ棒36a,36bが配設され、それぞれ一
端はモータ31a,31bに接続され、他端は実験ボッ
クス23側の軸受32a,32bに支持されている。モ
ータ31a,31bはアーム27に固定されており、モ
ータ31a,31bが回転するとネジ棒36a,36b
が回転し、ネジ棒にはカウンタウエイト29a,29b
に螺合し、カウンタウエイト29a,29bを左右へ移
動可能としている。
FIG. 6 shows the arrangement of the counterweights according to the third embodiment described above, wherein (a) is a side view,
(B) is an EE arrow view in (a), (c) is (a)
, And (d) is GG in (a).
It is an arrow view. In these figures, screw rods 36a and 36b are disposed in parallel on the upper and lower sides of the arm 27, and one end is connected to each of the motors 31a and 31b, and the other end is supported by bearings 32a and 32b on the experiment box 23 side. . The motors 31a and 31b are fixed to the arm 27. When the motors 31a and 31b rotate, the screw rods 36a and 36b
Rotates, and counterweights 29a and 29b
And the counterweights 29a, 29b can be moved to the left and right.

【0070】カウンタウエイト29a,29bは、
(c)図に示すようにアームに設けられたレール33
a,33bにその溝が係合し、レール33a,33bに
沿って移動可能としている。このようなアームの上下に
沿って水平移動するカウンタウエイト29a,29b
は、図5(b)に示すように4本のアーム24〜27に
それぞれ配設され、実験ボックス20〜23間にアンバ
ランス量が生じると、加速度センサ35からの信号が制
御装置へ取り込まれ、回転中に発生する加速度の相違に
より振動が発生すると、各モータ31a,31bの8個
のモータを制御して各アームのカウンタウエイト29
a,29bを左右に移動させてアンバランス量を解消さ
せる。これにより、アンバランス量に起因する振動も抑
えることができる。なお、上記に説明の制御の系統は図
3に示す実施の第1形態と同様であるので図示省略する
図7は本発明の実施の第4形態に係る微小重力回転装置
を示し、(a)はカウンタウエイトの配置の側面図、
(b)は(a)におけるH−H矢視図、(c)は(a)
におけるJ−J矢視図である。本実施の第4形態では、
カウンタウエイトの移動をモータとプーリによる移動方
式とし、図6に示す実施の第3形態でのネジ棒による移
動方式に代えた構成としたものであり、その他の構成は
実施の第3形態と同じである。
The counter weights 29a and 29b are
(C) Rail 33 provided on the arm as shown in the figure
The grooves are engaged with the rails 33a and 33b, and are movable along the rails 33a and 33b. Counter weights 29a and 29b that move horizontally along the upper and lower sides of such an arm.
Are arranged on the four arms 24 to 27, respectively, as shown in FIG. 5 (b). When an imbalance occurs between the experimental boxes 20 to 23, a signal from the acceleration sensor 35 is taken into the control device. When vibration occurs due to the difference in acceleration generated during rotation, the eight motors 31a and 31b are controlled to control the counterweight 29 of each arm.
a, 29b are moved left and right to eliminate the imbalance amount. Thereby, vibration caused by the unbalance amount can also be suppressed. The control system described above is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 3 and is not shown. FIG. 7 shows a microgravity rotating device according to a fourth embodiment of the present invention. Is a side view of the arrangement of the counterweight,
(B) is an HH arrow view in (a), (c) is (a)
FIG. In the fourth embodiment,
The movement of the counterweight is a movement method using a motor and a pulley, and is a configuration replacing the movement method using a screw bar in the third embodiment shown in FIG. 6, and other configurations are the same as those in the third embodiment. It is.

【0071】図7において、アーム27の上部,下部に
はレール33a,33bが設けられ、(c)図に示すよ
うにカウンタウエイト34a,34bが係合し、左右に
移動可能に配設されている。カウンタウエイト34a,
34bにはケーブル35aの一方が固定され、他方のケ
ーブル35aは(c)図に示すようにカウンタウエイト
34a,34bに設けられた穴に移動自在に挿通されて
いる。ケーブル35a,35bはアーム27の両側に固
定されたプーリ37a及び37bに巻回され、プーリ3
7a,37bには歯車38aが取付けられている。歯車
38a,38bはモータ39a,39bの歯車に噛み合
い、モータ39a,39bが回転すると、プーリ37
a,37bが回転し、プーリ37a,37bが回転する
とカウンタウエイト34a,34bが左右に移動する構
成である。
In FIG. 7, rails 33a and 33b are provided on the upper and lower portions of the arm 27, and as shown in FIG. 7 (c), counterweights 34a and 34b are engaged and arranged so as to be movable left and right. I have. Counter weight 34a,
One of the cables 35a is fixed to 34b, and the other cable 35a is movably inserted into holes provided in the counterweights 34a and 34b as shown in FIG. The cables 35a and 35b are wound around pulleys 37a and 37b fixed on both sides of the arm 27, respectively.
A gear 38a is attached to 7a and 37b. The gears 38a and 38b mesh with the gears of the motors 39a and 39b, and when the motors 39a and 39b rotate, the pulleys 37a and 38b rotate.
When the pulleys 37a and 37b rotate and the pulleys 37a and 37b rotate, the counterweights 34a and 34b move left and right.

【0072】上記構成の実施の第4形態においては、実
施の第3形態と同じく、実験ボックス20〜23間にア
ンバランス量があり、振動が発生すると、各実験ボック
ス20〜23の加速度センサ35からの信号が制御装置
へ取り込まれてアンバランス量を解消するように各モー
タ39a,39bを制御してカウンタウエイト34a,
34bを左右に移動して調整し、アンバランス量を解消
させると共に、これに起因して発生する振動も抑えるこ
とができる。
In the fourth embodiment having the above-described configuration, similarly to the third embodiment, when there is an imbalance between the test boxes 20 to 23 and the vibration occurs, the acceleration sensors 35 of the respective test boxes 20 to 23 are generated. The motors 39a and 39b are controlled so that the signal from the controller is taken into the control device and the imbalance amount is eliminated, and the counter weights 34a and 34b are controlled.
34b can be adjusted by moving it to the left and right to eliminate the amount of unbalance and to suppress the vibration caused by this.

【0073】なお、上記に説明した実施の第1〜第4形
態では、カウンタウエイトの移動は回転装置が回転中に
能動的に制振する例で説明したが、回転起動前に静止状
態で各カウンタウエイトを移動して静的状態で回転体の
系全体の重量アンバランス量を調整することもできる。
In the first to fourth embodiments described above, the movement of the counterweight is described as an example in which the rotating device is actively damped while the rotating device is rotating. It is also possible to adjust the weight imbalance of the entire system of the rotating body in a static state by moving the counterweight.

【0074】図8は本発明の実施の第5形態に係る微小
重力回転装置の断面図であり、本実施の第5形態では、
第1、第2形態におけるカウンタウエイトの上下移動、
第3、第4形態におけるカウンタウエイトのアームと平
行な方向の移動の両方の機能を備え、更に、実験ボック
スの支持、回転軸の支持に自由度を持たせ、振動をより
確実に吸収できる構造としたものであり、次にその全体
構造について説明する。
FIG. 8 is a sectional view of a microgravity rotating device according to a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment,
Up and down movement of the counterweight in the first and second embodiments,
In the third and fourth embodiments, it has the function of both movement of the counterweight in the direction parallel to the arm, and has a degree of freedom in supporting the experimental box and supporting the rotating shaft, so that vibration can be more reliably absorbed. Next, the overall structure will be described.

【0075】ケーシング50内には、支持部材57a,
57bが取り付けられ、支持部材57a,57bにはモ
ータ52、軸受54、56、スラスト軸受55を取り付
け、回転軸51を軸支し、モータ52で回転軸51を回
転させる。軸受54、56は磁気、バネ、空気クッショ
ン流体、等の軸受からなり、回転軸51を弾性支持して
いる。回転軸51の周囲には回転体80が固定されてい
る。この回転体80は図1に示すアームに相当しその外
周囲にはリンク機構45を介して実験ボックス20〜2
3が取り付けられている。なお、この実験ボックスは4
個のみならず、必要に応じて複数個軸に対称となるよう
に取り付ける。又、回転軸51周辺には軸の振動による
変位を検出するセンサ53が取り付けられ、図示してな
い制御装置へその検出信号を出力する。このセンサ53
は回転軸51に取り付けても、又回転軸51周囲の固定
側のいずれかに取付けても良い。
In the casing 50, support members 57a,
A motor 52, bearings 54, 56, and a thrust bearing 55 are mounted on the support members 57 a, 57 b, and the rotating shaft 51 is supported by the motor 52, and the rotating shaft 51 is rotated by the motor 52. The bearings 54 and 56 are made of bearings such as magnetism, springs, and air cushion fluid, and elastically support the rotating shaft 51. A rotating body 80 is fixed around the rotating shaft 51. The rotating body 80 corresponds to the arm shown in FIG.
3 is attached. This experiment box has 4
In addition to the individual pieces, if necessary, a plurality of pieces are mounted so as to be symmetrical about the axis. A sensor 53 for detecting displacement due to vibration of the shaft is attached around the rotation shaft 51, and outputs a detection signal to a control device (not shown). This sensor 53
May be attached to the rotating shaft 51, or may be attached to any of the fixed sides around the rotating shaft 51.

【0076】各実験ボックスには、それぞれバランサ駆
動モータ42が取り付けられ、モータ42と回転体80
にはレール81が取り付けられている。このモータ4
2、レール81の構成は図6、図7に示す機構のいずれ
かが適用できる。上下のレール81はバランサ43が移
動可能に取りつけられ、モータ42を駆動することによ
り実施の第3、第4形態のカウンタウエイトと同様にバ
ランサ43を移動制御する構成である。このバランサ4
3は図6、図7に示す例と同じように実験ボックスの上
下に一対ずつ設けられ、回転中の能動的制振を行なうと
共に、静止中にも移動させて静的な状態での重量アンバ
ランス量を解消したり、回転起動前のアンバランス量を
補正したり、キャリブレーションを行なうことができ
る。
A balancer drive motor 42 is attached to each experiment box, and the motor 42 and the rotating body 80
Is mounted with a rail 81. This motor 4
2. Any of the mechanisms shown in FIGS. 6 and 7 can be applied to the configuration of the rail 81. The upper and lower rails 81 have a configuration in which the balancer 43 is movably mounted, and the motor 42 is driven to control the movement of the balancer 43 as in the counterweights of the third and fourth embodiments. This balancer 4
6 and 7 are provided above and below the experimental box, respectively, as in the examples shown in FIGS. 6 and 7, to perform active vibration suppression during rotation, and to move even during standstill to remove weight in a static state. It is possible to eliminate the balance amount, correct the unbalance amount before starting rotation, and perform calibration.

【0077】又、実験ボックス20〜23の回転軸側に
は、上下動可能にバランサ44が配設されている。この
バランサ44の構成は実施の第1、第2形態における図
2、図4の機構が適用され、上下方向に生じる回転中又
は静止中の実験ボックスの重量アンバランス量を調整
し、振動を防止するものである。
A balancer 44 is provided on the rotating shaft side of the experimental boxes 20 to 23 so as to be vertically movable. The structure of the balancer 44 employs the mechanism shown in FIGS. 2 and 4 in the first and second embodiments, and adjusts the weight imbalance amount of the experimental box rotating or stationary, which occurs in the vertical direction, to prevent vibration. Is what you do.

【0078】実験ボックス20〜23と回転体80はリ
ンク機構45で支持されており、リンク機構45は、軸
方向のみ1自由度のリンクであり、回転体80と実験ボ
ックス間の振動を吸収する。なお、リンク機構は1自由
度ではなく、1〜3自由度のリンクを振動の状況に応じ
て用いればより効果的に振動を吸収することができる。
The experimental boxes 20 to 23 and the rotating body 80 are supported by a link mechanism 45. The link mechanism 45 is a link having only one degree of freedom only in the axial direction, and absorbs vibration between the rotating body 80 and the experimental box. . It should be noted that the link mechanism is not limited to one degree of freedom, but the vibration can be more effectively absorbed if a link having one to three degrees of freedom is used according to the situation of vibration.

【0079】なお、回転体80及び回転軸51を支持す
る軸受54、56、スラスト軸受55、モータ52は共
に支持部材57a,57bでケーシング50に支持され
ているが、この支持部材の代わりにパッシブスプリング
を複数個設けても良く、回転系から生ずる振動をこれら
パッシブスプリングでも吸収し、ケーシング50側へ伝
播する振動を最小限に抑えるような構成としても良い。
The bearings 54 and 56 for supporting the rotating body 80 and the rotating shaft 51, the thrust bearing 55, and the motor 52 are all supported by the casing 50 by supporting members 57a and 57b. A plurality of springs may be provided, and the vibration generated from the rotating system may be absorbed by these passive springs to minimize the vibration propagating to the casing 50 side.

【0080】又、バランサ43、44は、いずれか一方
のバランサを取外し、バランサ43のみ、又はバランサ
44のみの構成としても良く、振動の状況に応じて適宜
選択して採用すれば良い。
The balancers 43 and 44 may be configured such that one of the balancers is removed and only the balancer 43 or only the balancer 44 is used.

【0081】以上説明の実施の第5形態では、実施の第
1〜第4形態の機能を合わせ持ち、更に、リンク機構4
5、又は必要に応じてパッシブスプリングの機能を備
え、アンバランス量を吸収すると共に、回転中に発生す
る振動をより一層効果的に吸収することができる。
The fifth embodiment described above has the functions of the first to fourth embodiments in combination, and further has the link mechanism 4.
5 or, if necessary, a function of a passive spring can be provided to absorb the imbalance amount and to more effectively absorb the vibration generated during rotation.

【0082】図9は本発明の実施の第6形態に係る微小
重力回転装置を示し、実施の第1〜第5形態における回
転装置全体を更に制振遮断装置によって外部の固定側に
弾性支持したものであり、内部の構成は実施の第1〜第
5形態のものと同じであるので、それらの説明は省略す
る。
FIG. 9 shows a microgravity rotating device according to a sixth embodiment of the present invention. The entire rotating device according to the first to fifth embodiments is further elastically supported on an external fixed side by a vibration damping cutoff device. Since the internal configuration is the same as that of the first to fifth embodiments, their description is omitted.

【0083】即ち、図9において、(a)は側面図、
(b)はその平面図であり、ケーシング10(図8のケ
ーシング50も含む)は実施の第1〜第5形態で説明し
た回転体が適用される。ケーシング10はその外周の上
下4ヶ所(合計8ヶ所)が、それぞれ固定側83に回転
軸と直交する方向に弾性力が作用するように、制振遮断
装置82で支持されている。制振遮断装置82はバネ
体、流体、空気、弾性部材、磁気軸受、等で弾性力が付
加され、かつ、内部に変位センサ、等が組込まれて、そ
の弾性体がケーシング10の振動から受ける変位を検出
して能動的に吸収するようにバネ定数(弾性係数又は減
衰率、或いはこれら両方)を変化させて制御するもので
ある。
That is, in FIG. 9, (a) is a side view,
(B) is a plan view, and the rotating body described in the first to fifth embodiments is applied to the casing 10 (including the casing 50 in FIG. 8). The casing 10 is supported by the vibration damping / interrupting device 82 such that the upper and lower four locations (eight locations in total) on the outer periphery of the casing 10 apply elastic force to the fixed side 83 in a direction orthogonal to the rotation axis. An elastic force is applied to the vibration damping cut-off device 82 by a spring body, fluid, air, an elastic member, a magnetic bearing, or the like, and a displacement sensor or the like is incorporated therein, and the elastic body receives vibration from the casing 10. The control is performed by changing the spring constant (elastic coefficient or damping rate or both) so that the displacement is detected and actively absorbed.

【0084】なお、この制振遮断装置82は能動制振を
行うものに代えて、能動制振は行なわず、適切な弾性力
のみのパッシブ制振を行うようにしても制振の効果は期
待できるものである。又、パッシブスプリング及びダン
パを併用しても良く、又、パッシブスプリングに減衰特
性を有する材料とで構成しても良い。
It should be noted that, even if the vibration damping cut-off device 82 does not perform active vibration damping but performs passive vibration damping with only an appropriate elastic force instead of the active vibration damping device, the effect of vibration damping is expected. You can do it. Further, a passive spring and a damper may be used in combination, or the passive spring may be made of a material having damping characteristics.

【0085】(c),(d)は他の支持方法を示し、
(c)が側面図、(d)はその平面図である。この例で
は制振遮断装置82をケーシング10の上下方向(回転
軸と同方向)に弾性力が作用するように8ヶ所で固定側
へ支持されたものである。(e)及び(f)の例では、
ケーシング10を回転軸と直交する方向で、かつ弾性力
が一方向のみ向くように4ヶ所(全部で8か所)を制振
遮断装置82で支持したもの、(g)及び(h)の例で
はケーシング10の周囲8ヶ所斜め方向に弾性力が作用
するように、制振遮断装置82で支持した例である。
(C) and (d) show other supporting methods.
(C) is a side view, and (d) is a plan view thereof. In this example, the vibration damping / breaking device 82 is supported on the fixed side at eight locations so that an elastic force acts in the vertical direction of the casing 10 (the same direction as the rotation axis). In the examples of (e) and (f),
(G) and (h) in which the casing 10 is supported in four directions (eight in total) by the vibration damping / breaking device 82 so that the elastic force is directed in only one direction in the direction orthogonal to the rotation axis. In this example, the casing 10 is supported by a vibration damping / interrupting device 82 so that elastic force acts in eight oblique directions around the casing 10.

【0086】上記の実施の第6形態においては、実施の
第1〜第5形態のケーシング10の外周囲4ヶ所(合計
8か所)を外部の固定側83に制振遮断装置82で支持
するので、(a)及び(b)の例では、ケーシング10
に水平方向の振動が伝えられると、この水平方向の振動
を効果的に吸収することができる。(c)及び(d)の
例では、ケーシング10に上下方向の振動が伝わると、
この上下方向の振動を、又、(e)及び(f)の例で
は、ケーシング10に水平方向で、かつ一方向のみの振
動が加わると、この一方向の振動を、それぞれ効果的に
吸収できるものである。更に、(g)及び(h)の例で
は、X,Y,Z方向の3次元方向の振動すべてに対処で
きるものであり、あらゆる方向のケーシング10の振動
を平均的に吸収することができる。
In the above-described sixth embodiment, the four outer peripheral portions (eight in total) of the casing 10 of the first to fifth embodiments are supported on the external fixed side 83 by the vibration damping / breaking device 82. Therefore, in the examples of (a) and (b), the casing 10
When the vibration in the horizontal direction is transmitted to the device, the vibration in the horizontal direction can be effectively absorbed. In the examples of (c) and (d), when vibration in the vertical direction is transmitted to the casing 10,
In the examples of (e) and (f), when the horizontal vibration is applied to the casing 10 in only one direction, the vibration in one direction can be effectively absorbed. Things. Further, in the examples of (g) and (h), it is possible to cope with all the vibrations in the three-dimensional directions of the X, Y, and Z directions, and it is possible to absorb vibrations of the casing 10 in all directions on average.

【0087】なお、上記の実施の第6形態では、ケーシ
ング10を上下4ヶ所(8ヶ所)で支持する例で説明し
たが、4ヶ所に限定するものではなく、制振遮断装置の
数は振動の状況に応じて増減すれば良いものである。
In the above-described sixth embodiment, an example has been described in which the casing 10 is supported at four upper and lower locations (eight locations). However, the present invention is not limited to four locations. It should just increase or decrease according to the situation of.

【0088】又、図9で説明した制振遮断装置82によ
る支持方法を混在させてケーシング10を支持しても良
い。この場合には、ケーシングの仕様や実験対象物の状
態により、ケーシング10が特有な振動を発生する際
に、この振動パターンに合わせてケーシング周囲に回転
軸と同方向、直交する方向、斜め方向、等必要な個所に
最も適切な制振遮断装置82の取付を行なえば、より効
果的な制振が可能となる。
Further, the casing 10 may be supported by mixing the support methods by the vibration damping / cutting-off device 82 described with reference to FIG. In this case, depending on the specifications of the casing and the state of the test object, when the casing 10 generates a unique vibration, the same direction as the rotation axis, the direction orthogonal to the rotation axis, the oblique direction, If the most appropriate mounting of the vibration damping / interrupting device 82 is performed at necessary places, it becomes possible to achieve more effective vibration damping.

【0089】図10は実施の第7形態に係る微小重力回
転装置の回転体の構造を示し、(a)は内部の側面図、
(b)は(a)におけるK−K断面図、(c)は(a)
におけるL−L断面図である。これらの構造において
は、図示省略するが、それぞれ実施の第1〜第5形態に
おいて説明した水平方向、上下方向のカウンタバランス
が適用できるものである。
FIG. 10 shows the structure of a rotating body of a microgravity rotating device according to a seventh embodiment, wherein FIG.
(B) is a sectional view taken along line KK in (a), (c) is (a)
It is LL sectional drawing in. In these structures, although not shown, the horizontal and vertical counter balances described in the first to fifth embodiments can be applied.

【0090】これら図10において、ケーシング60内
には、図1で説明したものと同様に、両端を軸受11,
12で支持された回転軸30が配設され、回転軸30は
モータ63により回転駆動される。回転軸30には回転
体61が取付けられており、回転体61はケーシング6
0内で回転軸30を中心として回転する構成である。
In FIGS. 10A and 10B, both ends of the bearing 11 are provided in the casing 60 in the same manner as described with reference to FIG.
A rotating shaft 30 supported by 12 is provided, and the rotating shaft 30 is driven to rotate by a motor 63. A rotating body 61 is attached to the rotating shaft 30, and the rotating body 61 is
It is configured to rotate around the rotation axis 30 within 0.

【0091】回転体61には、図示の例では回転軸30
を中心として8ヶ所に実験ボックス62が収納されるボ
ックス格納部65が配置されており、これら8ヶ所のボ
ックス格納部65には実験ボックス62が収納され、一
体的に回転する構成である。又、各実験ボックス62
は、図示省略しているが回転体61の上部より挿入、取
出しが可能なように開口部を有するものである。
In the illustrated example, the rotating shaft 61 is
The box storage units 65 for storing the experiment boxes 62 are arranged at eight locations around the center, and the experiment boxes 62 are stored in these eight box storage units 65 and are configured to rotate integrally. In addition, each experiment box 62
Although not shown, has an opening so that it can be inserted and removed from the upper part of the rotating body 61.

【0092】上記の実施の第7形態の構造において、実
施の第1〜第5形態と同様の上下方向、水平方向に駆動
するカウンタバランサを取付ける場合には、実験ボック
スを支持するアームがないので実験ボックスが収納され
る回転体61の対応する位置へ、同様に取付ければ良
い。
In the structure of the seventh embodiment, when a counter balancer that is driven in the vertical and horizontal directions as in the first to fifth embodiments is mounted, there is no arm for supporting the experiment box. What is necessary is just to attach similarly to the corresponding position of the rotating body 61 in which an experiment box is stored.

【0093】本実施の第7形態においては、更に、
(c)に示すように回転体61の底部壁内(あるいは壁
面でも良い)には電装品を収納したモジュール64A,
64B,64C,64Dが設けられている。これら電装
品は図示の例では4個の例で示しているが、必要に応じ
て必要個数を設ければ良いものである。
In the seventh embodiment, further,
As shown in (c), a module 64A containing electrical components is provided in the bottom wall (or the wall surface) of the rotating body 61.
64B, 64C and 64D are provided. These electrical components are shown in the example of four in the illustrated example, but the necessary number may be provided as needed.

【0094】上記に説明の実施の第7形態においても、
実施の第1〜第5形態と同様のカウンタウエイトを適用
して制振機構によって効果的な制振効果が得られると共
に、図9に示す実施の第6形態のようにケーシング60
を制振遮断装置82を適用してケーシング60へ加わる
振動を効果的に吸収できるものである。
In the seventh embodiment described above,
By applying the same counterweight as in the first to fifth embodiments, an effective vibration-damping effect can be obtained by the vibration-damping mechanism, and a casing 60 as in the sixth embodiment shown in FIG.
The vibration applied to the casing 60 can be effectively absorbed by applying the vibration damping / blocking device 82.

【0095】なお、図示省略するが、実施の第8形態と
して、上記実施の第1〜第5形態におけるカウンタウエ
イト1,17,29a,29b,34a,34bの代わ
りに加振機を設け、加振機は回転軸、アーム、ボックス
の所望の箇所に設置し、制御装置で加速度センサからの
信号に基づいて加振機を駆動して回転軸、アーム、実験
ボックスからなる回転体の振動を吸収する構成としても
同様な効果が得られる。又、カウンタウエイトに加振機
を組み込んでカウンタウエイトを移動制御すると共に、
加振機も駆動させて制振する構成とすれば、より高精度
な制振が可能となる。
Although not shown, as an eighth embodiment, a vibrator is provided instead of the counterweights 1, 17, 29a, 29b, 34a, and 34b in the first to fifth embodiments. The shaker is installed at a desired position on the rotating shaft, arm and box, and the controller drives the shaker based on the signal from the acceleration sensor to absorb the vibration of the rotating body consisting of the rotating shaft, arm and experimental box The same effect can be obtained even if the configuration is used. In addition to incorporating a vibrator into the counterweight to control the movement of the counterweight,
If the vibration exciter is also driven to control the vibration, more accurate vibration control can be achieved.

【0096】又、図8において、詳しい図示は省略した
が、パッシブスプリングを設ける場合には、パッシブス
プリングをアクテブスプリングとして作動させ、アクテ
ブスプリング近くには加速度センサを設ける。このよう
な構成で、加速度センサからの信号を制御装置に取り込
んで、振動が所定値以上となると、該当するアクテブス
プリングを作動させて弾性力を調整し、制振する構成と
することにより、より高制度に制振が可能となる。この
制御系統は基本的には図3に示す系統図と同様にあり、
詳しい説明は省略する。
In FIG. 8, although not shown in detail, when a passive spring is provided, the passive spring is operated as an active spring, and an acceleration sensor is provided near the active spring. With such a configuration, a signal from the acceleration sensor is taken into the control device, and when the vibration is equal to or more than a predetermined value, the corresponding active spring is operated to adjust the elastic force and to suppress the vibration. High system can be damped. This control system is basically similar to the system diagram shown in FIG.
Detailed description is omitted.

【0097】又、本発明の実施の第1〜第5形態におい
ては、制振手段として上下方向に移動するカウンタウエ
イト1、17、アームと平行な方向に移動するカウンタ
ウエイト29a,29b,34a,34b、パッシブス
プリング、アクテブスプリングが用いられるている。そ
こで、図示省略するが、本発明の実施の第9形態とし
て、制御装置に次のような機能を持たせた構成も提供す
る。
In the first to fifth embodiments of the present invention, the counterweights 1 and 17 that move vertically and the counterweights 29a, 29b, and 34a that move in the direction parallel to the arms are used as vibration damping means. 34b, a passive spring and an active spring are used. Therefore, although not shown, a configuration in which the control device has the following functions is also provided as a ninth embodiment of the present invention.

【0098】即ち、加速度センサからの信号にもとづい
て、信号の大きさ、発生場所を調べ、最も適切な位置の
制振手段を上記の中から選択し、又は適切なものを複数
組み合わせ、これらを制御する構成とする。このような
実施の第9形態によれば、より一層精度の高い制振が可
能となる。
That is, based on the signal from the acceleration sensor, the magnitude and location of the signal are checked, the most appropriate position of the vibration damping means is selected from the above, or a plurality of appropriate vibration damping means are combined. It is configured to be controlled. According to such a ninth embodiment, more accurate vibration suppression can be achieved.

【0099】図11は上記に説明した実施の第1〜第9
形態における回転式実験装置の振動の要求値と制振効果
を示す図であり、(a)図は単一の固有値(X)の固有
振動のみを有する回転軸30の振動の場合の例であり、
要求値(Y)に対して本発明のカウンタウエイトを用い
た回転体振動不整合吸収装置を用いることにより要求値
(Y)以下の振動(XA)のように制振される。
FIG. 11 shows the first to ninth embodiments described above.
It is a figure which shows the required value of the vibration of a rotary type experimental apparatus in a form, and a vibration suppression effect, and (a) figure is an example in the case of the vibration of the rotating shaft 30 which has only the natural vibration of a single natural value (X). ,
The vibration (XA) equal to or smaller than the required value (Y) is damped by using the rotational body vibration mismatch absorbing device using the counterweight of the present invention with respect to the required value (Y).

【0100】(b)図は固有振動数のパターンが
(X1 )から(X2 )に変化した場合の制振効果を示
す。これは実験ボックス内で植物が成長したりすること
により実験ボックスの振動特性が変化するような場合で
ある。この場合も同様に本発明の回転体振動不整合吸収
装置を適用することにより、固有振動(X1 )に対して
は要求値(Y)以下の振動パターン(XA)に、固有振
動(X2 )に対しては要求値(Y)以下の(XB)へ、
それぞれ振動を吸収し、制振することができる。
FIG. 10B shows the vibration damping effect when the pattern of the natural frequency changes from (X 1 ) to (X 2 ). This is the case where the vibration characteristics of the experimental box change due to the growth of plants in the experimental box. In this case as well, by applying the rotating body vibration mismatch absorbing device of the present invention, the natural vibration (X 1 ) is converted into a vibration pattern (XA) equal to or smaller than the required value (Y), and the natural vibration (X 2 ) To (XB) below the required value (Y),
Each can absorb vibration and dampen it.

【0101】[0101]

【発明の効果】本発明の微小重力回転装置は、上記
(1)〜(34)から構成され、本発明の(1)〜
(3)、(5)、(6)、(11)においては上下方向
移動可能なカウンタウエイト、アームと平行に移動する
カウンタウエイトを、それぞれ装備しており、各ボック
スの重量が異なり、回転中に加速度の違いにより振動が
発生すると、制御装置は加速度センサからの信号によ
り、振動を検知し、回転中のアンバランス量がなくなる
ようにカウンタウエイトの位置を駆動手段を制御して調
整する。この調整により回転中に回転装置に生じるアン
バランス量が解消され、アンバランス量に起因する振動
も吸収する。又、本発明の(8)のように、カウンタウ
エイトを上下方向、アームと平行のものを組み合わせ、
移動を制御して効果的な制振も可能となる。
The microgravity rotating device of the present invention comprises the above items (1) to (34).
In (3), (5), (6), and (11), a counterweight that can move in the vertical direction and a counterweight that moves in parallel with the arm are provided, and the weight of each box is different. When vibration occurs due to a difference in acceleration, the control device detects the vibration based on a signal from the acceleration sensor and controls the driving means to adjust the position of the counterweight so that the amount of unbalance during rotation disappears. By this adjustment, the unbalance amount generated in the rotating device during rotation is eliminated, and vibration caused by the unbalance amount is also absorbed. Also, as in (8) of the present invention, the counterweight is combined with a counterweight in the vertical direction and parallel to the arm,
By controlling the movement, effective vibration suppression is also possible.

【0102】又、本発明の(4)と(7)のように、回
転中のみならず、静的な状態においてもカウンタウエイ
トの移動を制御してアーム及びボックス全体の重量アン
バランス量を調整することもできる。
Also, as in (4) and (7) of the present invention, not only during rotation but also in a static state, the movement of the counterweight is controlled to adjust the weight imbalance of the arm and the entire box. You can also.

【0103】本発明の(9)、(10)では、カウンタ
ウエイトの駆動手段はネジ棒の回転や、ケーブルとプー
リの組み合わせで行なうため簡単な機構で実現できるの
で、装置の構成が簡素化される。
In the embodiments (9) and (10) of the present invention, the driving means of the counterweight can be realized by a simple mechanism since the driving of the counterweight is performed by the rotation of the screw rod or the combination of the cable and the pulley, so that the configuration of the apparatus is simplified. You.

【0104】本発明の(12)〜(17)では、制御装
置は回転軸の変位とモータへ加えた電力量との関係か
ら、回転起動前にボックスの重量のアンバランス、回転
部全体の重量、を測定することができ、この測定結果に
よりアンバランス量を補正するようにカウンタウエイト
の位置を制御することができる。
In (12) to (17) of the present invention, the control device determines the imbalance of the weight of the box before starting rotation and the weight of the entire rotating part from the relationship between the displacement of the rotating shaft and the amount of electric power applied to the motor. , Can be measured, and the position of the counterweight can be controlled so as to correct the imbalance amount based on the measurement result.

【0105】更に、本発明の(18)〜(20)では、
ボックスとアーム間の支持部にはリンク部材や弾性又は
塑性部材を介在させ、あるいはこれら部材を組み合わせ
て用いて振動を効果的に吸収することができる。又、更
に、本発明の(21)〜(23)では、回転軸の軸受に
は、弾性、塑性、電磁、空気、バネ、ダンパ、モータ
式、流体、の各方式のいずれかを用いることができ、振
動を効果的に吸収することができる。
Further, in (18) to (20) of the present invention,
Vibration can be effectively absorbed by using a link member or an elastic or plastic member in the support between the box and the arm, or by using a combination of these members. Further, in (21) to (23) of the present invention, any one of elastic, plastic, electromagnetic, air, spring, damper, motor type, and fluid types may be used for the bearing of the rotating shaft. And vibration can be effectively absorbed.

【0106】本発明の(24)では、回転体全体はケー
シングに対してスプリングで支持されており、スプリン
グ弾性力が調整可能である。制御装置は加速度センサか
らの信号により加速度のアンバランスを検出すると、対
応するスプリングの弾性力を適正に調節し、振動が発生
した箇所のスプリングにより、その振動を効果的に吸収
することができる。
In (24) of the present invention, the entire rotating body is supported by the spring with respect to the casing, and the elasticity of the spring can be adjusted. When the control device detects the imbalance of the acceleration based on the signal from the acceleration sensor, the elastic force of the corresponding spring is appropriately adjusted, and the vibration at the location where the vibration occurs can be effectively absorbed.

【0107】本発明の(25)では、ボックスに生じた
加速度のアンバランスが加速度センサにより検出され、
制御装置に入力され、制御装置はこのアンバランスを解
消するために該当するボックスの加振機を駆動しアンバ
ランスを解消させ、アンバランスに起因する振動を吸収
することができる。
In (25) of the present invention, the imbalance of the acceleration generated in the box is detected by the acceleration sensor.
Input to the control device, the control device drives the vibrator of the corresponding box to eliminate the imbalance, cancels the imbalance, and can absorb the vibration caused by the imbalance.

【0108】本発明の(26)ではケーシング全体は外
部の固定部に制振遮断装置で支持されているので、ケー
シング内部の制振機構で制御できず、ケーシングに漏れ
て伝わる振動を周囲の制振遮断装置の弾性力により吸収
し、外部へ伝播しないようにすることができる。
In (26) of the present invention, since the entire casing is supported by the external fixed portion by the vibration damping / breaking device, the vibration cannot be controlled by the vibration damping mechanism inside the casing, and the vibration transmitted to the casing by leaking to the casing is suppressed. It can be absorbed by the elastic force of the vibration isolator and not propagated to the outside.

【0109】本発明の(27)では、実験ボックスは回
転軸と一体的に回転する回転体の格納部に格納され複数
の実験ボックスが一体的に回転する構成であり、上記
(1),(5),(25),(26)の発明と同様な制
振機構を適用して効果的な制振がなされる。
In (27) of the present invention, the experiment box is stored in a storage part of a rotating body that rotates integrally with the rotating shaft, and a plurality of experiment boxes rotate integrally. 5), (25), and (26), the same vibration damping mechanism as that of the present invention is applied to achieve effective vibration damping.

【0110】本発明の(28)では、制振遮断装置はケ
ーシングの振動を能動的に制振するのでケーシングの振
動が効果的に吸収され、外部へ伝播されることがなく、
又、本発明の(29)では、制振遮断装置がパッシブス
プリングであり、(30)ではパッシブスプリング及び
ダンパ、(31)ではパッシブスプリング及び減衰特性
を持つ材料であり、簡単な機構でケーシングの小さな振
動を吸収できるので制振機構を簡素化できる。
According to (28) of the present invention, since the vibration damping cut-off device actively damps the vibration of the casing, the vibration of the casing is effectively absorbed and is not transmitted to the outside.
Further, in (29) of the present invention, the vibration damping cut-off device is a passive spring, (30) is a passive spring and a damper, (31) is a passive spring and a material having damping characteristics, and the casing is formed by a simple mechanism. Since small vibrations can be absorbed, the vibration damping mechanism can be simplified.

【0111】本発明の(32)では、制振遮断装置は回
転軸方向と傾斜して取付けられているので、3次元の任
意方向から生ずる振動を全体的に吸収することができ
る。又本発明の(33)では回転軸方向と周方向か、又
は直交する方向のいずれかに取付けられており、更に本
発明の(34)では、傾斜方向、周方向、直交方向のも
のが混合して取付けられているので、回転装置の仕様
や、実験の状況に応じて発生する振動のパターンに適す
るように(32),(33),(34)の発明の好まし
いものが選択して適用できる。
In (32) of the present invention, since the vibration damping / breaking device is mounted obliquely with respect to the direction of the rotation axis, it is possible to absorb vibrations originating from any three-dimensional direction as a whole. Further, in (33) of the present invention, it is attached in either the circumferential direction or the circumferential direction or the direction orthogonal to the rotation axis direction, and in (34) of the present invention, those in the inclined direction, circumferential direction and orthogonal direction are mixed. The inventions of (32), (33) and (34) are preferably selected and applied so as to be suitable for the specification of the rotating device and the vibration pattern generated according to the situation of the experiment. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の第1形態に係る微小重力回転装
置を示し、(a)は側面図、(b)は(a)におけるA
−A矢視図である。
1A and 1B show a microgravity rotating device according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a side view, and FIG.
FIG.

【図2】本発明の実施の第1形態に係るカウンタウエイ
トの配置を示し、(a)は上面図、(b)は側面図、
(c)は(a)におけるB−B断面図である。
2A and 2B show an arrangement of counterweights according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a top view, FIG.
(C) is a BB sectional view in (a).

【図3】本発明の実施の第1形態に係る制御の系統図で
ある。
FIG. 3 is a system diagram of control according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の第2形態に係る微小重力回転装
置のカウンタウエイトの配置を示し、(a)は上面図、
(b)は側面図、(c)は(a)におけるC−C断面図
である。
FIG. 4 shows an arrangement of counterweights of a microgravity rotating device according to a second embodiment of the present invention, where (a) is a top view,
(B) is a side view, (c) is a CC sectional view in (a).

【図5】本発明の実施の第3形態に係る微小重力回転装
置を示し、(a)は側面図、(b)は(a)におけるD
−D矢視図である。
5A and 5B show a microgravity rotating device according to a third embodiment of the present invention, wherein FIG. 5A is a side view, and FIG.
FIG.

【図6】本発明の実施の第3形態に係るカウンタウエイ
トの配置を示し、(a)は側面図、(b)は(a)にお
けるE−E矢視図、(c)はF−F矢視図、(d)はG
−G矢視図である。
FIGS. 6A and 6B show an arrangement of counter weights according to a third embodiment of the present invention, wherein FIG. 6A is a side view, FIG. 6B is a view taken along the line EE in FIG. Arrow view, (d) G
FIG.

【図7】本発明の実施の第4形態に係る微小重力回転装
置を示し、(a)は側面図、(b)は(a)におけるH
−H矢視図、(c)はJ−J矢視図である。
7A and 7B show a microgravity rotating device according to a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 7A is a side view, and FIG.
-H arrow view, (c) is a JJ arrow view.

【図8】本発明の実施の第5形態に係る微小重力回転装
置の断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a microgravity rotating device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の第6形態に係る微小重力回転装
置の各種支持形態を示し、(a),(e),(c),
(g)はそれぞれ制振遮断装置による異なった支持を示
すケーシングの側面図、(b)は(a)の、(f)は
(e)の、(d)は(c)の、(h)は(g)の、それ
ぞれ対応する平面図である。
FIGS. 9A and 9B show various support forms of the microgravity rotating device according to the sixth embodiment of the present invention, wherein FIGS.
(G) is a side view of the casing showing different support by the vibration damping and isolating device, (b) of (a), (f) of (e), (d) of (c), and (h). (G) is a corresponding plan view.

【図10】本発明の実施の第7形態に係る微小重力回転
装置を示し、(a)は内部の側面図、(b)は(a)に
おけるK−K断面図、(c)は(a)におけるL−L断
面図である。
10A and 10B show a microgravity rotating device according to a seventh embodiment of the present invention, wherein FIG. 10A is an internal side view, FIG. 10B is a sectional view taken along line KK in FIG. 10A, and FIG. It is LL sectional drawing in ().

【図11】本発明の実施の第1〜第9形態に係る微小重
力回転体振動不整合吸収装置の制振効果を示し、(a)
は単一の固有振動パターンの制振を、(b)は固有振動
パターンが変化する場合の制振を、それぞれ示す。
11A and 11B show the vibration damping effect of the microgravity rotator vibration mismatch absorber according to the first to ninth embodiments of the present invention, and FIG.
Shows vibration suppression of a single natural vibration pattern, and (b) shows vibration suppression when the natural vibration pattern changes.

【図12】従来の宇宙における回転式実験装置の平面図
である。
FIG. 12 is a plan view of a conventional rotary experiment apparatus in space.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,17,29a,29b カウンタウエイト 2,3 プーリ 4 ケーブル 5,13,15,31a,31b モータ 6,7,33a,33b レール 10,50,60 ケーシング 11,12 弾性軸受 14 記憶装置 16,36a,36b ネジ棒 20〜23,62 実験ボックス 24〜27 アーム 28 ケース 30,51 回転軸 34a,34b カウンタウエイト 35 加速度センサ 41 制御装置 42 バランサ駆動モータ 43,44 バランサ 45 リンク機構 52,63 モータ 53 センサ 54,56 軸受 55 スラスト軸受 57a,57b 支持部材 61,80 回転体 64 モジュール 65 ボックス格納部 81 レール 82 制振遮断装置 83 固定側 1, 17, 29a, 29b Counterweight 2, 3 Pulley 4 Cable 5, 13, 15, 31a, 31b Motor 6, 7, 33a, 33b Rail 10, 50, 60 Casing 11, 12 Elastic bearing 14 Storage device 16, 36a , 36b Screw rod 20-23, 62 Experimental box 24-27 Arm 28 Case 30, 51 Rotary axis 34a, 34b Counter weight 35 Acceleration sensor 41 Controller 42 Balancer drive motor 43, 44 Balancer 45 Link mechanism 52, 63 Motor 53 Sensor 54, 56 Bearing 55 Thrust bearing 57a, 57b Supporting member 61, 80 Rotating body 64 Module 65 Box storage section 81 Rail 82 Vibration suppression shut-off device 83 Fixed side

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケーシング内の中心部に設置され両端部
又は片方の端部の一辺のいずれかがケーシング側に軸受
を介して回転可能に支持され一端がモータに連結した回
転軸と、同回転軸に一端が取付けられ放射状に伸びる複
数のアームと、同複数のアーム先端にそれぞれ取付けら
れた重力を付加する対象を入れる任意数のボックスとか
らなる宇宙空間で回転する微小重力回転装置であって、
前記回転装置の所望の計測点に取付けられた加速度セン
サと、前記各ボックスに上下動可能に配設されたカウン
タウエイトと、同カウンタウエイトをそれぞれ駆動する
駆動手段と、前記複数の加速度センサの検出信号を取込
み、回転中に前記各ボックス間に生ずる加速度のアンバ
ランス量を検出し同アンバランス量を解消し振動を吸収
するように前記駆動手段を駆動して前記カウンタウエイ
トの上下位置を調整する制御装置とを備えてなることを
特徴とする微小重力回転装置。
1. A rotating shaft, which is installed at a central portion in a casing, and one of both ends or one end of one end is rotatably supported on a casing side via a bearing, and one end is connected to a motor. What is claimed is: 1. A microgravity rotating device rotating in outer space, comprising: a plurality of radially extending arms each having one end attached to a shaft; ,
An acceleration sensor attached to a desired measurement point of the rotating device, a counterweight disposed vertically movably in each of the boxes, a driving unit for driving the counterweight, and detection of the plurality of acceleration sensors A signal is fetched, and an imbalance amount of acceleration generated between the boxes during rotation is detected, and the driving means is driven so as to eliminate the imbalance amount and absorb the vibration, and adjust the vertical position of the counterweight. A microgravity rotating device comprising a control device.
【請求項2】 前記アームと平行になるように前記各ボ
ックスに電動可能なカウンタウエイト及びその駆動手段
を取り付け、同カウンタウエイトは前記アームと平行
で、かつ前記回転軸から離れて同回転軸の左右両方向に
往復移動可能に配設されていることを特徴とする請求項
1記載の微小重力回転装置。
2. An electric counterweight and a driving means for the counterweight are mounted on each of the boxes so as to be parallel to the arm, and the counterweight is parallel to the arm and separated from the rotation axis by the same rotation axis. The microgravity rotating device according to claim 1, wherein the microgravity rotating device is arranged so as to be able to reciprocate in both the left and right directions.
【請求項3】 前記制御装置は、アンバランス量を検出
し振動を吸収する場合に、設定された周波数において前
記ボックスが振動しない方向に前記カウンタウエイトを
微小移動し、能動的制振を可能とすることを特徴とする
請求項1又は2記載の微小重力回転装置。
3. The control device, when detecting an imbalance amount and absorbing vibration, enables the counterweight to slightly move in a direction in which the box does not vibrate at a set frequency, thereby enabling active vibration suppression. The microgravity rotating device according to claim 1 or 2, wherein the rotation is performed.
【請求項4】 前記制御装置は、能動的に制振可能に前
記カウンタウエイトを稼働させると共に、静的状態にお
いても前記アーム及びボックスの全体系のアンバランス
量を解消するように前記カウンタウエイトを電動稼働可
能とする制御機能を合わせ持つことを特徴とする請求項
3記載の微小重力回転装置。
4. The control device activates the counterweight so as to be able to actively control the vibration, and controls the counterweight so as to eliminate the unbalance amount of the entire system of the arm and the box even in a static state. 4. The microgravity rotating device according to claim 3, further comprising a control function for enabling electric operation.
【請求項5】 ケーシング内の中心部に設置され両端部
又は片方の端部の一辺のいずれかがケーシング側に軸受
を介して回転可能に支持され一端がモータに連結した回
転軸と、同回転軸に一端が取付けられ放射状に伸びる複
数のアームと、同複数のアーム先端にそれぞれ取付けら
れたボックスとからなる宇宙空間で回転する微小重力回
転装置であって、前記各アーム又はボックスに取付けら
れた加速度センサと、前記各アームに沿って移動可能
で、かつ同アームに平行に単数又は複数配設されたカウ
ンタウエイトと、同各カウンタウエイトをそれぞれ駆動
する駆動手段と、前記複数の加速度センサの検出信号を
取込み、回転中に各ボックス間に生ずる加速度のアンバ
ランス量を検出し同アンバランス量をなくするように前
記駆動手段を駆動して前記カウンタウエイトの位置を調
整する制御装置とを備えてなることを特徴とする微小重
力回転装置。
5. A rotary shaft installed at a central portion in the casing and one of both ends or one end of one end is rotatably supported on the casing side via a bearing, and one end is connected to a motor. A microgravity rotating device that rotates in outer space including a plurality of arms each having one end attached to a shaft and extending radially, and a box attached to each of the ends of the plurality of arms, the device being attached to each of the arms or the boxes. An acceleration sensor, one or more counterweights movable along each of the arms and arranged in parallel with the arm, driving means for driving the respective counterweights, and detection of the plurality of acceleration sensors A signal is taken, and the driving means is driven so as to detect an unbalance amount of acceleration generated between the boxes during rotation and eliminate the unbalance amount. A microgravity rotating device comprising: a control device for adjusting a position of the counterweight.
【請求項6】 前記制御装置は、アンバランス量を検出
し振動を吸収する場合に、設定された周波数において前
記ボックスが振動しない方向に前記カウンタウエイトを
微小移動し、能動的制振を可能とすることを特徴とする
請求項5記載の微小重力回転装置。
6. The control device, when detecting an imbalance amount and absorbing vibration, enables the counterweight to slightly move in a direction in which the box does not vibrate at a set frequency, thereby enabling active vibration suppression. The microgravity rotation device according to claim 5, wherein the rotation is performed.
【請求項7】 前記制御装置は、能動的に制振可能に前
記カウンタウエイトを稼働させると共に、静的状態にお
いても回転体全体系の重量アンバランス量を解消するよ
うに前記カウンタウエイトを電動稼働とする制御機能を
合わせ持つことを特徴とする請求項6記載の微小重力回
転装置。
7. The control device activates the counterweight so as to be able to actively control the vibration, and also electrically operates the counterweight so as to eliminate the weight imbalance of the entire rotating body even in a static state. 7. The microgravity rotating device according to claim 6, further comprising a control function of:
【請求項8】 請求項1から請求項7記載の構成を組み
合わせることにより必要な回転アンバランス量及び振動
吸収機能を持つことを特徴とする微小重力回転装置。
8. A microgravity rotating device having a necessary rotational imbalance amount and a vibration absorbing function by combining the configurations of claim 1 to 7.
【請求項9】 前記駆動手段は前記カウンタウエイトに
螺合するネジ棒により同カウンタウエイトを駆動させる
ことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の微
小重力回転装置。
9. The microgravity rotating device according to claim 1, wherein the driving means drives the counterweight with a screw rod screwed into the counterweight.
【請求項10】 前記駆動手段はケーブルとプーリによ
り前記カウンタウエイトを駆動することを特徴とする請
求項1から8のいずれかに記載の微小重力回転装置。
10. The microgravity rotating device according to claim 1, wherein the driving means drives the counterweight by a cable and a pulley.
【請求項11】 前記制御装置は、前記カウンタウエイ
トを制御手段で制御する際に前記加速度センサから取り
込んだ検出信号から前記各ボックスの振動を検出し、同
振動を予め設定した所定の要求値と比較し、同要求値以
下に振動を抑えるように制御することを特徴とする請求
項1から10のいずれかに記載の微小重力回転装置。
11. The control device detects vibration of each of the boxes from a detection signal taken from the acceleration sensor when controlling the counterweight by a control means, and detects the vibration with a predetermined required value set in advance. The microgravity rotating device according to any one of claims 1 to 10, wherein the control is performed such that the vibration is suppressed to be equal to or less than the required value.
【請求項12】 前記制御装置は、回転起動前に前記ボ
ックスの重量アンバランス量を計測するために、前記回
転装置を所定量回転させることにより軸方向又は軸と直
角な任意方向の前記回転軸変位と前記モータへ加えた電
力量との関係により前記アンバランス量を計測すること
を可能としたことを特徴とする請求項1から11のいず
れかに記載の微小重力回転装置。
12. The control device according to claim 1, wherein the control device rotates the rotation device by a predetermined amount to measure a weight imbalance amount of the box before the rotation is started. The microgravity rotating device according to any one of claims 1 to 11, wherein the imbalance amount can be measured based on a relationship between a displacement and an amount of electric power applied to the motor.
【請求項13】 前記制御装置は、回転起動前に前記ボ
ックスを含み回転部全体の重量を計測するために、前記
回転装置を所定量回転させることにより軸方向又は軸と
直角な任意方向の前記回転軸変位、加速度、加速度及び
変位の両方のいずれかと前記モータへ加えた電力量との
関係により、前記回転部の系全体の重量を宇宙空間の微
小重力環境下で計測することを可能としたことを特徴と
する請求項1から11のいずれかに記載の微小重力回転
装置。
13. The control device according to claim 1, further comprising: rotating the rotating device by a predetermined amount to measure the weight of the entire rotating unit including the box before starting rotation. Rotational axis displacement, acceleration, the relationship between any one of acceleration and displacement and the amount of electric power applied to the motor made it possible to measure the weight of the entire system of the rotating part in a microgravity environment in outer space. The microgravity rotating device according to any one of claims 1 to 11, wherein:
【請求項14】 前記制御装置は、回転起動前に前記ボ
ックスを含み回転部全体の重量を計測するために、前記
モータに電力を所定量付加し軸方向又は軸と直角な任意
方向の前記回転軸変位と前記モータへ加えた電力量との
関係により前記回転部の系全体の重量を宇宙空間の微小
重力環境下で計測することを可能としたことを特徴とす
る請求項1から11のいずれかに記載の微小重力回転装
置。
14. The control device according to claim 1, further comprising: applying a predetermined amount of electric power to the motor to measure the weight of the entire rotating unit including the box before starting the rotation. 12. The system according to claim 1, wherein the weight of the entire system of the rotating unit can be measured in a microgravity environment in outer space by a relationship between an axial displacement and an amount of electric power applied to the motor. A microgravity rotating device according to any one of the above.
【請求項15】 前記制御装置は、前記計測した結果を
用いて回転起動前に前記カウンタウエイトの任意数を電
動移動させ通常回転の前に系全体の重量アンバランス量
を補正可能としたことを特徴とする請求項12から14
のいずれかに記載の微小重力回転装置。
15. The control device according to claim 1, wherein the measured result is used to electrically move an arbitrary number of the counterweights before the rotation is started, so that the weight imbalance amount of the entire system can be corrected before the normal rotation. 15. The method according to claim 12, wherein:
The microgravity rotating device according to any one of the above.
【請求項16】 前記アンバランス量の補正は、複数回
実施し、前記アンバランス量の補正の精度を向上可能と
したことを特徴とする請求項15記載の微小重力回転装
置。
16. The microgravity rotating device according to claim 15, wherein the correction of the unbalance amount is performed a plurality of times to improve the accuracy of the correction of the unbalance amount.
【請求項17】 前記計測又はアンバランス量の補正
は、キャリブレーション機能とすることを可能とする請
求項12から16のいずれかに記載の微小重力回転装
置。
17. The microgravity rotation device according to claim 12, wherein the measurement or the correction of the unbalance amount can be performed by a calibration function.
【請求項18】 前記各ボックスとアームの間に1から
3のいずれかの自由度可動可能なリンク部材を介在さ
せ、能動制振を実施するための前記カウンタウエイトを
可動させる方向にも制振可能とすることを特徴とする請
求項1から17のいずれかに記載の微小重力回転装置。
18. A link member movable between one and three degrees of freedom between each of the boxes and the arm, and damping is also performed in a direction in which the counterweight for performing active vibration suppression is moved. 18. The microgravity rotation device according to claim 1, wherein the rotation is enabled.
【請求項19】 前記各ボックスとアームの間に1から
3のいずれかの自由度可動可能な弾性又は塑性部材を介
在させ、能動制振を実施するための前記カウンタウエイ
トを可動させる方向にも制振可能とすることを特徴とす
る請求項1から17のいずれかに記載の微小重力回転装
置。
19. An elastic or plastic member movable between one and three degrees of freedom is interposed between each box and the arm, and the counterweight for performing active vibration suppression is also moved in a direction in which the counterweight is moved. The microgravity rotating device according to any one of claims 1 to 17, wherein the microgravity rotating device is capable of damping.
【請求項20】 請求項18記載のリンク部材と請求項
19記載の弾性又は塑性部材とを組み合わせて前記各ボ
ックスとアームとの間を支持し、前記制振を実施するた
めの前記カウンタウエイトを制振可能とすることを特徴
とする請求項1から17のいずれかに記載の微小重力回
転装置。
20. A combination of the link member according to claim 18 and the elastic or plastic member according to claim 19 to support between each of the boxes and the arm, and to provide the counterweight for performing the vibration suppression. The microgravity rotating device according to any one of claims 1 to 17, wherein the microgravity rotating device is capable of damping.
【請求項21】 前記軸受に、弾性支持された軸受、塑
性支持された軸受、電磁軸受、エアークッションを設け
た軸受、バネ又はダンパ軸受、モータ式軸受、流体式軸
受のいずれかを用いることを特徴とする請求項1から2
0のいずれかに記載の微小重力回転装置。
21. An elastic bearing, a plastically supported bearing, an electromagnetic bearing, a bearing provided with an air cushion, a spring or damper bearing, a motor-type bearing, or a fluid-type bearing is used as the bearing. 3. The method according to claim 1, wherein
0. The microgravity rotating device according to any one of 0.
【請求項22】 前記磁気軸受の場合、磁力を変化させ
ることにより能動的に回転体の制振を可能としたことを
特徴とする請求項21記載の微小重力回転装置。
22. The microgravity rotating device according to claim 21, wherein in the case of the magnetic bearing, the rotating body can be actively damped by changing a magnetic force.
【請求項23】 前記バネ又はダンパ軸受は、油圧、流
体、モータ式、空気式のいずれかとし、ダンピング力を
能動的に変動し、制振を可能としたことを特徴とする請
求項21記載の微小重力回転装置。
23. The spring or damper bearing according to claim 21, wherein the spring or damper bearing is any one of a hydraulic type, a fluid type, a motor type, and a pneumatic type, and a damping force is actively changed to enable damping. Microgravity rotating device.
【請求項24】 前記回転軸、アーム及びボックスから
なる回転体は前記ケーシングに対して複数の弾性力調整
可能なスプリングを介して回転可能に支持され、前記制
御装置は前記加速度センサからの信号に基づいて前記ス
プリングの弾性力を調整し前記回転体を制振可能とする
ことを特徴とする請求項1記載の微小重力回転装置。
24. A rotating body comprising the rotating shaft, the arm and the box is rotatably supported on the casing via a plurality of elastic force adjustable springs, and the control device receives a signal from the acceleration sensor in response to a signal from the acceleration sensor. 2. The microgravity rotating device according to claim 1, wherein the elastic force of the spring is adjusted based on the rotation so that the rotating body can be damped.
【請求項25】 ケーシング内の中心部に設置され両端
部又は片方の端部の一辺のいずれかがケーシング側に軸
受を介して回転可能に支持され一端がモータに連結した
回転軸と、同回転軸に一端が取付けられ放射状に伸びる
複数のアームと、同複数のアーム先端にそれぞれ取付け
られた重力を付加する対象を入れる任意数のボックスと
からなる宇宙空間で回転する微小重力回転装置であっ
て、前記回転装置の所望の計測点に取付けられた加速度
センサと、前記各ボックスの所望の位置に取付けられた
加振機と、前記複数の加速度センサの検出信号を取込
み、回転中に前記各ボックス間に生ずる加速度のアンバ
ランス量を検出し同アンバランス量を解消し振動を吸収
するように前記加振機を制御する制御装置とを備えてな
ることを特徴とする微小重力回転装置。
25. A rotating shaft installed at a central portion in the casing, one of both ends or one end of the one end is rotatably supported on the casing side via a bearing, and one end is connected to a motor. A microgravity rotating device rotating in outer space, comprising: a plurality of arms each having one end attached to a shaft and extending radially; and an arbitrary number of boxes each of which is attached to a tip of the plurality of arms and for receiving an object to which gravity is added. An acceleration sensor attached to a desired measurement point of the rotating device; a vibrator attached to a desired position of each box; and a detection signal of the plurality of acceleration sensors. A control device for controlling the vibrator so as to detect an imbalance amount of acceleration occurring therebetween, cancel the imbalance amount, and absorb vibration. Gravity rotation device.
【請求項26】 前記ケーシングの外周は、弾性力を有
する複数の制振遮断装置で外部の固定側に支持されてい
ることを特徴とする請求項1,5,25のいずれかに記
載の微小重力回転装置。
26. The microscopic device according to claim 1, wherein an outer periphery of the casing is supported on an external fixed side by a plurality of vibration damping / breaking devices having an elastic force. Gravity rotation device.
【請求項27】 前記実験ボックスは前記回転軸に取付
けられるアームに代えて、前記回転軸を中心とし同回転
軸と共に回転する回転体の内部に収納され、回転駆動さ
れることを特徴とする請求項1,5,25,26のいず
れかに記載の微小重力回転装置。
27. The experiment box is housed in a rotating body that rotates about the rotation axis and rotates together with the rotation axis, instead of an arm attached to the rotation axis, and is driven to rotate. Item 30. The microgravity rotating device according to any one of Items 1, 5, 25, and 26.
【請求項28】 前記制振遮断装置は、前記ケーシング
に伝わる振動を受け、その弾性係数又は減衰率、又は弾
性係数及び減衰率の両方を変化させて振動を吸収する能
動制振を行うことを特徴とする請求項26又は27記載
の微小重力回転装置。
28. The vibration damping cutoff device performs active vibration damping that receives vibration transmitted to the casing and absorbs the vibration by changing its elastic coefficient or damping rate or both of the elastic coefficient and damping rate. 28. The microgravity rotating device according to claim 26 or 27.
【請求項29】 前記制振遮断装置は、パッシブスプリ
ングのみから構成されることを特徴とする請求項26又
は27記載の微小重力回転装置。
29. The microgravity rotation device according to claim 26, wherein the vibration damping / interrupting device comprises only a passive spring.
【請求項30】 前記制振遮断装置は、パッシブスプリ
ング及びダンパから構成されることを特徴とする請求項
26又は27記載の微小重力回転装置。
30. The microgravity rotating device according to claim 26, wherein the vibration damping cutoff device comprises a passive spring and a damper.
【請求項31】 前記制振遮断装置は、パッシブスプリ
ング及び減衰特性を持つ材料から構成されることを特徴
とする請求項26又は27記載の微小重力回転装置。
31. The microgravity rotation device according to claim 26, wherein the vibration damping cutoff device is made of a passive spring and a material having a damping characteristic.
【請求項32】 前記複数の制振遮断装置の全ては、前
記ケーシングの外周と前記固定側との間にその弾性力の
作用方向が前記回転軸方向と傾斜するように取付けられ
ていることを特徴とする請求項26又は27記載の微小
重力回転装置。
32. All of the plurality of vibration damping and blocking devices are mounted between the outer periphery of the casing and the fixed side so that the direction of action of the elastic force is inclined with respect to the direction of the rotation axis. 28. The microgravity rotating device according to claim 26 or 27.
【請求項33】 前記複数の制振遮断装置の全ては、前
記ケーシングの外周と前記固定側との間にその弾性力の
作用方向が前記回転軸方向と同方向か、又は直交する方
向のいずれかとなるように取付けられていることを特徴
とする請求項26又は27記載の微小重力回転装置。
33. An apparatus according to claim 33, wherein the direction of action of the elastic force between the outer periphery of the casing and the fixed side is the same as the direction of the rotation axis or the direction perpendicular to the rotation axis. 28. The microgravity rotating device according to claim 26, wherein the microgravity rotating device is attached so as to be flexible.
【請求項34】 前記複数の制振遮断装置は、前記ケー
シングの外周と前記固定側との間にその弾性力の作用方
向が前記回転軸方向と傾斜する方向、周方向、直交方向
に取付けられているものが混在していることを特徴とす
る請求項26又は27記載の微小重力回転装置。
34. The plurality of vibration damping cut-off devices are mounted between an outer periphery of the casing and the fixed side in a direction in which the elastic force acts in a direction inclined with respect to the rotation axis direction, a circumferential direction, and a direction orthogonal to the rotation axis direction. 28. The microgravity rotator according to claim 26, wherein the rotating parts are mixed.
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