JP3486302B2 - 操舵／推力制御装置 - Google Patents
操舵／推力制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、飛しょう体の飛し
ょう中の制御を行う空力翼と推力偏向用ベーンとをそれ
ぞれ軸着した出力軸を、単一の駆動モータで回動制御す
るようにしたものに係り、特に空力翼に発生する空力負
荷と推力偏向用ベーンに発生する空力負荷とにより生じ
るトルクが、相互に相殺されるようにすることによっ
て、駆動モータに負荷されるトルクを低減できるように
した操舵／推力制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】飛しょう体の姿勢制御および飛行方向制
御を行うために、舵面（空力翼）に外部流（空気流）を
作用させ、また推力偏向用ベーンにより推進エンジンの
燃焼ガス流の方向を変えて推力方向を変え、機体制御に
必要とする運動を飛しょう体に発生させることが行われ
ている。 【０００３】図４は、このような空力翼と推力偏向用ベ
ーンとを設け、機体制御を行うようにした飛しょう体の
操舵／推力制御装置を示す斜視図である。図示省略した
飛しょう体の後端部には、出力軸０６に軸着され、出力
軸０６の回動により、外部を流れる空気流０１０に対す
る迎角を変えて、翼面に発生する空気力の大きさを制御
して、飛しょう体に所望の運動を発生させる空力翼０５
が設けられるとともに、飛しょう体の推進を行うロケッ
トモータの燃焼ガス０９が噴出するロケットモータノズ
ル０８の出口部には、出力軸０６′に軸着され、出力軸
０６′の回動により、燃焼ガス０９の噴出方向を変え
て、推進力の方向を制御して、飛しょう体に所望の運動
を発生させる推力偏向用ベーン０７が設けられている。 【０００４】また、空力翼０５と推力偏向用ベーン０７
とを、それぞれ回動させる出力軸０６，０６′は、空力
翼０５側、推力偏向用ベーン０７側ともに、同一方向の
ねじ溝が刻設され、駆動モータ０１の発生トルクで回動
する１体のモータ軸０２、ねじ方向が同一にされてモー
タ軸０２に刻設されたねじ溝にそれぞれ螺合し、モータ
軸０２の回動により、モータ軸０２の配設方向である機
体軸の前後方向に、同一の位相で移動する２個のボール
スクリュウ０３，０３、およびボールスクリュウ０３，
０３にそれぞれ連結されたトルクアーム０４，０４を介
して、駆動モータ０１のトルクが伝達されることにより
作動する。 【０００５】すなわち、１台の駆動モータ０１の作動に
より、空力翼０５および推力偏向用ベーン０７の空気流
および燃焼ガス流０９の流れ方向に対する傾き角を変え
て、飛しょう体に所望の運動を発生させる場合には、空
力翼０５の傾き角で飛しょう体に発生する運動と、空力
翼０５の傾き角と同方向の傾き角にした、推力偏向用ベ
ーン０７の傾き角で飛しょう体に発生する運動とが、同
一方向の運動を発生させるようにしているため、上述し
たように、出力軸０６を回動させる、ボールスクリュウ
０３、モータ軸０２に刻設されるねじ溝と、出力軸０
６′を回動させる、ボールスクリュウ０３、モータ軸０
２に刻設されるねじ溝とは、同一方向にねじ溝にされ
て、ボールスクリュウ０３，０３が同一位相で移動し
て、出力軸０６，０６′を同一方向に回動させ、飛しょ
う体に同一方向の運動を発生させるようにしている。 【０００６】このように、２つの出力軸６，６′を回動
させる駆動モータ０１の必要トルクは、空力翼０５、推
力偏向用ベーン０７にそれぞれ作用する空気流０１０お
よび燃焼ガス０９流によって、空力翼０５、推力偏向用
ベーン０７のそれぞれに発生する空力負荷により生じる
外部負荷トルクが、共に出力軸６，６′の回転角の増加
に対向する向きに作用することから、それぞれで生じる
外部負荷トルクの和以上のトルクを必要とすることにな
る。 【０００７】すなわち、図４において示した、従来の操
舵／推力制御装置においては、空力翼０５に作用する空
気流０１０による空力負荷によって生じる外部負荷トル
クＴｅｆは、空気力の作用力中心ＣＰが空力翼０５を軸
着している出力軸０６より流れの下流側にあるため、出
力軸０６の回転角を空力負荷をさらに増加させる回転方
向Ｒに対抗する方向に働き、さらに、推力偏向用ベーン
０７に作用する燃焼ガス流０９によって発生する空力負
荷による外部負荷トルクＴｅｖも、燃焼ガス流０９の作
用力中心ＣＰ′が推力偏向用ベーン０７を軸着している
出力軸０６′より流れの下流側にあり、同様に推力の方
向をさらに偏向させる、回転角を増加させる回転方向
Ｒ′に対抗する方向に作用する。 【０００８】前述したように、駆動モータ０１のトルク
を空力翼０５の出力軸０６、および推力偏向用ベーン０
７の出力軸０６′に、それぞれ伝達するモータ軸０２、
およびモータ軸０２に螺合するボールスクリュウ０３，
０３のねじ方向も同じであるため、空力翼０５、推力偏
向用ベーン０７で発生する外部負荷トルクＴｅｆ，Ｔｅ
ｖは、同位相のモータ軸換算時負荷Ｔ′ｅｆ，Ｔ′ｅｖ
となって、駆動モータ０１に負荷されることになる。従
って、従来の操舵／推力制御装置では、駆動モータ０１
に必要となるトルクは、空力翼０５、および推力偏向用
ベーン０７に作用する空力負荷によって発生する外部負
荷トルクの和、Ｔｅｆ＋Ｔｅｖ以上となり、駆動モータ
０１の高出力化、寸法増大をまねく不具合があった。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の操舵／推力制御装置の不具合を解消するため、空力
翼で発生する外部負荷トルクと、推力偏向用ベーンで発
生する外部負荷トルクとが、互に逆方向のトルクとなっ
て駆動モータに負荷されるようにして、駆動モータを低
出力化できるとともに、寸法も縮小でき、小容量化でき
る操舵／推力制御装置を提供することを課題とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】このため、本発明の操舵
／推力制御装置は、次の手段とした。胴体から外部流内
に突出された空力翼に作用する外部流によって、空力翼
に発生する空力負荷によって、空力翼を軸着し、回動す
る第１の出力軸に生じ、第１の出力軸を回動制御するた
めに設けられている、トルクアーム，ボールスクリュウ
およびモータ軸を介して、駆動モータに負荷されるトル
クの方向と、推進エンジンから外部に噴出する燃焼ガス
流中に設置された、推力偏向用ベーンに作用する燃焼ガ
ス流によって、推力偏向用ベーンに発生する流体（空
力）負荷によって、推力偏向用ベーンを軸着し、回動す
る第２の出力軸に生じ、第２の出力軸を回動制御するた
めに設けられている、上述した装置を介して、駆動モー
タに負荷されるトルクの方向とが、互いに逆方向になる
ように、空力翼および推力偏向用ベーンのそれぞれに発
生する空力負荷の作用力中心を設定するようにした。 【００１１】すなわち、空力翼を軸着した第１の出力軸
および推力偏向用ベーンを軸着した第２の出力軸を、単
一の駆動モータのモータ軸にそれぞれ螺合させたボール
スクリュの前後移動により回動させて、前記空力翼で発
生する空気力および前記推力偏向用ベーンの推力方向を
それぞれ制御して飛しょうを行う、飛しょう体の操舵／
推力制御装置において、前記空力翼の空力負荷の作用力
中心を前記第１の出力軸よりも流れの上流側に配置する
と共に前記推力偏向用ベーンの作用力中心を前記第２の
出力軸よりも流れの下流側に配置するか、或いは、前記
空力翼の空力負荷の作用力中心を前記第１の出力軸より
も流れの下流側に配置すると共に前記推力偏向用ベーン
の作用力中心を前記第２の出力軸よりも流れの上流側に
配置することにより、双方の空力負荷で生じる２つの外
部負荷トルクを相殺させ、駆動モータに作用する外部負
荷トルクを低減するようにした。 【００１２】なお、本発明の推力偏向用ベーンには、推
力偏向用ベーンと同様に、燃焼ガス流の方向を変えて推
力の方向を変えるようにした、推力偏向用ベータをも含
むものである。 【００１３】本発明の操舵／推力制御装置は、上述の手
段により、空力翼に作用する空力負荷により、空力翼を
軸着した出力軸に生じる外部負荷トルクＴｅｆは、
（１）式で示すようになり、推力偏向用ベーンに作用す
る空力負荷により、推力偏向用ベーンを軸着した出力軸
に生じる外部負荷トルクＴｅｖは、（２）式で示すよう
になり、しかも、双方の空力負荷の作用により生じる外
部負荷トルクＴｅｆ，Ｔｅｖの方向は逆向きとなる。こ
れより、駆動モータに外部負荷トルクとして負荷される
トルクＴｍは、ボールスクリュウ、トルクアームによる
減速を省略すれば（３）式で示すようになる。 【００１４】すなわち、外部負荷トルクＴｅｆ，Ｔｅｖ
が同じ向きの場合に比べ、駆動モータに必要とするトル
クを減少させることができ、この必要トルクの低減によ
って、駆動モータの小型化、低出力化、つまり操舵／推
力制御装置の小型化が達成できる。 【００１５】 【数１】 【００１６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の操舵／推力制御装
置の実施の一形態を、図面にもとづき説明する。図１
は、本発明の操舵／推力制御装置の実施の第１形態を示
す斜視図である。なお、図において、図４に示す従来の
操舵／推力制御装置に符したものと同一の符番のもの
は、同一の部材につき説明は省略する。 【００１７】本実施の形態の空力翼５は、飛しょう体の
外側を流れる空気流０１０の作用により生じる空力負荷
の作用力中心ＣＰが、空力翼５を軸着して、空気流０１
０に対する迎角を変えるようにした、第１の出力軸とし
ての出力軸０６よりも流れの上流側に配置される空力翼
形状のものを選定した。この空力翼５に発生する空力負
荷は、空力翼５の空力負荷を増大させる方向に、出力軸
０６を回転させるときの方向Ｒと同方向の外部負荷トル
クＴｅｆを発生させる。すなわち、この外部負荷トルク
Ｔｅｆは、ボールスクリュウ０３、トルクアーム０４に
よって決まる減速比に比例した、空力負荷トルクＴｅｆ
モータ軸換算トルクＴ′ｅｆとなってモータ軸０２に作
用する。 【００１８】また、推力偏向用ベーン０７に作用する燃
焼ガス流０９により生じる空力負荷の作用力中心は、図
４に示した従来の操舵／推力制御装置と同様に、推力偏
向用ベーン０７を軸着して、燃焼ガス流０９に対する迎
角を変えて、燃焼ガス流０９の吹出し方向、すなわち、
推力方向を変える、第２の出力軸としての出力軸０６′
に対し、流れの後方になるように配置されている。これ
により、推力の方向を大きく偏向させる、出力軸０６′
の回転方向Ｒ′と逆方向の回転をさせる外部負荷トルク
Ｔｅｖが生じる空力負荷が、燃焼ガス流０９の作用によ
り推力偏向用ベーン０７に発生する。 【００１９】この推力偏向用ベーン０７に発生する空力
負荷によって、出力軸０６′に生じる外部負荷トルクＴ
ｅｖは、空力翼５によって生じる外部負荷トルクＴｅｆ
と同様に、ボールスクリュウ０３、４トルクアーム０４
によって決まる減速比に比例した、空力負荷トルクＴｅ
ｖモータ軸換算トルクＴ′ｅｖとなって、モータ軸０２
に作用する。 【００２０】これらの２つのモータ軸換算トルクＴ′ｅ
ｆ，Ｔ′ｅｖは、互に逆向きのトルクであることから、
駆動モータ１の必要出力トルクは、（３）式と同様にそ
の差分のみで良く、駆動モータ１の出力を小さくでき、
駆動モータ０１の小型化、ひいては本実施の形態の操舵
／推力制御装置の小型化が可能となる。 【００２１】次に、図２は本発明の操舵／推力制御装置
の実施の第２形態を示す斜視図である。本実施の形態で
は、推力偏向用ベーン７の空力負荷の作用力中心を、出
力軸０６′より流れの上流側に位置するベーン形状にし
た、推力偏向用ベーン７にしたものである。また、空力
翼０５に発生する空力負荷の作用中心は、図４に示した
従来の操舵／推力制御装置と同様に、出力軸０６より流
れの下流側に配置されるようにした。これにより、駆動
モータ０１に必要な出力トルクは、実施の第１形態と同
様に、空力翼０５の空力負荷による空力負荷トルクＴｅ
ｆモータ軸換算トルクＴ′ｅｆと、推力偏向用ベーンの
空力負荷による空力負荷トルクＴｅｖモータ軸換算トル
クＴ′ｅｖとの差となり、駆動モータの低出力化、小型
化が可能となり、本実施の形態の操舵／推力制御装置を
小型にできる。 【００２２】次に、図３は本発明の操舵／推力制御装置
の実施の第３形態を示す斜視図である。本実施の形態で
は、燃焼ガス流０９の流れの方向を変える推力偏向体と
して、本発明の推力偏向用ベーンとしての推力偏向用ベ
ータ１１を用いるようにしたものである。この推力偏向
用ベータ１１に作用する燃焼ガス流０９によって生じる
空力負荷の作用力中心は、推力偏向用ベータ１１を軸着
して、推力偏向用ベータ１１の中心線の方向を、燃焼ガ
ス流０９の方向に対して傾ける出力軸０６´よりも、下
流側に必ず位置することから、空力翼５の形状を図１に
示す実施の第１形態における空力翼５と同様にして、空
力翼５の空力負荷の作用力中心ＣＰが、出力軸０６より
上流側となるようにした。これにより、上述した実施の
第１形態、実施の第２形態と同様に、駆動モータ０１に
負荷される外部負荷の低減が可能となり、駆動モータ０
１の低出力化、小型化ができ、ひいては、本実施の形態
の操舵／推力制御装置を小型化することができる。 【００２３】以上、本発明の操舵／推力制御装置の実施
の形態について説明したが、本発明は、産業用多関節ロ
ボットアームにも適用できるものである。 【００２４】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の操舵／推
力制御装置によれば、特許請求の範囲に示す構成によ
り、操舵／推力制御装置を形成する空力翼、および推力
偏向用ベーンに発生する空力負荷によって生じ、駆動モ
ータに負荷される、外部負荷トルクを低減させることが
でき、駆動モータを低出力のものにできるとともに、小
型にして小容量化することができ、操舵／推力制御装置
自身の小型化ができ、飛しょう性能に秀れた飛しょう体
が実現できる。
ょう中の制御を行う空力翼と推力偏向用ベーンとをそれ
ぞれ軸着した出力軸を、単一の駆動モータで回動制御す
るようにしたものに係り、特に空力翼に発生する空力負
荷と推力偏向用ベーンに発生する空力負荷とにより生じ
るトルクが、相互に相殺されるようにすることによっ
て、駆動モータに負荷されるトルクを低減できるように
した操舵／推力制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】飛しょう体の姿勢制御および飛行方向制
御を行うために、舵面（空力翼）に外部流（空気流）を
作用させ、また推力偏向用ベーンにより推進エンジンの
燃焼ガス流の方向を変えて推力方向を変え、機体制御に
必要とする運動を飛しょう体に発生させることが行われ
ている。 【０００３】図４は、このような空力翼と推力偏向用ベ
ーンとを設け、機体制御を行うようにした飛しょう体の
操舵／推力制御装置を示す斜視図である。図示省略した
飛しょう体の後端部には、出力軸０６に軸着され、出力
軸０６の回動により、外部を流れる空気流０１０に対す
る迎角を変えて、翼面に発生する空気力の大きさを制御
して、飛しょう体に所望の運動を発生させる空力翼０５
が設けられるとともに、飛しょう体の推進を行うロケッ
トモータの燃焼ガス０９が噴出するロケットモータノズ
ル０８の出口部には、出力軸０６′に軸着され、出力軸
０６′の回動により、燃焼ガス０９の噴出方向を変え
て、推進力の方向を制御して、飛しょう体に所望の運動
を発生させる推力偏向用ベーン０７が設けられている。 【０００４】また、空力翼０５と推力偏向用ベーン０７
とを、それぞれ回動させる出力軸０６，０６′は、空力
翼０５側、推力偏向用ベーン０７側ともに、同一方向の
ねじ溝が刻設され、駆動モータ０１の発生トルクで回動
する１体のモータ軸０２、ねじ方向が同一にされてモー
タ軸０２に刻設されたねじ溝にそれぞれ螺合し、モータ
軸０２の回動により、モータ軸０２の配設方向である機
体軸の前後方向に、同一の位相で移動する２個のボール
スクリュウ０３，０３、およびボールスクリュウ０３，
０３にそれぞれ連結されたトルクアーム０４，０４を介
して、駆動モータ０１のトルクが伝達されることにより
作動する。 【０００５】すなわち、１台の駆動モータ０１の作動に
より、空力翼０５および推力偏向用ベーン０７の空気流
および燃焼ガス流０９の流れ方向に対する傾き角を変え
て、飛しょう体に所望の運動を発生させる場合には、空
力翼０５の傾き角で飛しょう体に発生する運動と、空力
翼０５の傾き角と同方向の傾き角にした、推力偏向用ベ
ーン０７の傾き角で飛しょう体に発生する運動とが、同
一方向の運動を発生させるようにしているため、上述し
たように、出力軸０６を回動させる、ボールスクリュウ
０３、モータ軸０２に刻設されるねじ溝と、出力軸０
６′を回動させる、ボールスクリュウ０３、モータ軸０
２に刻設されるねじ溝とは、同一方向にねじ溝にされ
て、ボールスクリュウ０３，０３が同一位相で移動し
て、出力軸０６，０６′を同一方向に回動させ、飛しょ
う体に同一方向の運動を発生させるようにしている。 【０００６】このように、２つの出力軸６，６′を回動
させる駆動モータ０１の必要トルクは、空力翼０５、推
力偏向用ベーン０７にそれぞれ作用する空気流０１０お
よび燃焼ガス０９流によって、空力翼０５、推力偏向用
ベーン０７のそれぞれに発生する空力負荷により生じる
外部負荷トルクが、共に出力軸６，６′の回転角の増加
に対向する向きに作用することから、それぞれで生じる
外部負荷トルクの和以上のトルクを必要とすることにな
る。 【０００７】すなわち、図４において示した、従来の操
舵／推力制御装置においては、空力翼０５に作用する空
気流０１０による空力負荷によって生じる外部負荷トル
クＴｅｆは、空気力の作用力中心ＣＰが空力翼０５を軸
着している出力軸０６より流れの下流側にあるため、出
力軸０６の回転角を空力負荷をさらに増加させる回転方
向Ｒに対抗する方向に働き、さらに、推力偏向用ベーン
０７に作用する燃焼ガス流０９によって発生する空力負
荷による外部負荷トルクＴｅｖも、燃焼ガス流０９の作
用力中心ＣＰ′が推力偏向用ベーン０７を軸着している
出力軸０６′より流れの下流側にあり、同様に推力の方
向をさらに偏向させる、回転角を増加させる回転方向
Ｒ′に対抗する方向に作用する。 【０００８】前述したように、駆動モータ０１のトルク
を空力翼０５の出力軸０６、および推力偏向用ベーン０
７の出力軸０６′に、それぞれ伝達するモータ軸０２、
およびモータ軸０２に螺合するボールスクリュウ０３，
０３のねじ方向も同じであるため、空力翼０５、推力偏
向用ベーン０７で発生する外部負荷トルクＴｅｆ，Ｔｅ
ｖは、同位相のモータ軸換算時負荷Ｔ′ｅｆ，Ｔ′ｅｖ
となって、駆動モータ０１に負荷されることになる。従
って、従来の操舵／推力制御装置では、駆動モータ０１
に必要となるトルクは、空力翼０５、および推力偏向用
ベーン０７に作用する空力負荷によって発生する外部負
荷トルクの和、Ｔｅｆ＋Ｔｅｖ以上となり、駆動モータ
０１の高出力化、寸法増大をまねく不具合があった。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の操舵／推力制御装置の不具合を解消するため、空力
翼で発生する外部負荷トルクと、推力偏向用ベーンで発
生する外部負荷トルクとが、互に逆方向のトルクとなっ
て駆動モータに負荷されるようにして、駆動モータを低
出力化できるとともに、寸法も縮小でき、小容量化でき
る操舵／推力制御装置を提供することを課題とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】このため、本発明の操舵
／推力制御装置は、次の手段とした。胴体から外部流内
に突出された空力翼に作用する外部流によって、空力翼
に発生する空力負荷によって、空力翼を軸着し、回動す
る第１の出力軸に生じ、第１の出力軸を回動制御するた
めに設けられている、トルクアーム，ボールスクリュウ
およびモータ軸を介して、駆動モータに負荷されるトル
クの方向と、推進エンジンから外部に噴出する燃焼ガス
流中に設置された、推力偏向用ベーンに作用する燃焼ガ
ス流によって、推力偏向用ベーンに発生する流体（空
力）負荷によって、推力偏向用ベーンを軸着し、回動す
る第２の出力軸に生じ、第２の出力軸を回動制御するた
めに設けられている、上述した装置を介して、駆動モー
タに負荷されるトルクの方向とが、互いに逆方向になる
ように、空力翼および推力偏向用ベーンのそれぞれに発
生する空力負荷の作用力中心を設定するようにした。 【００１１】すなわち、空力翼を軸着した第１の出力軸
および推力偏向用ベーンを軸着した第２の出力軸を、単
一の駆動モータのモータ軸にそれぞれ螺合させたボール
スクリュの前後移動により回動させて、前記空力翼で発
生する空気力および前記推力偏向用ベーンの推力方向を
それぞれ制御して飛しょうを行う、飛しょう体の操舵／
推力制御装置において、前記空力翼の空力負荷の作用力
中心を前記第１の出力軸よりも流れの上流側に配置する
と共に前記推力偏向用ベーンの作用力中心を前記第２の
出力軸よりも流れの下流側に配置するか、或いは、前記
空力翼の空力負荷の作用力中心を前記第１の出力軸より
も流れの下流側に配置すると共に前記推力偏向用ベーン
の作用力中心を前記第２の出力軸よりも流れの上流側に
配置することにより、双方の空力負荷で生じる２つの外
部負荷トルクを相殺させ、駆動モータに作用する外部負
荷トルクを低減するようにした。 【００１２】なお、本発明の推力偏向用ベーンには、推
力偏向用ベーンと同様に、燃焼ガス流の方向を変えて推
力の方向を変えるようにした、推力偏向用ベータをも含
むものである。 【００１３】本発明の操舵／推力制御装置は、上述の手
段により、空力翼に作用する空力負荷により、空力翼を
軸着した出力軸に生じる外部負荷トルクＴｅｆは、
（１）式で示すようになり、推力偏向用ベーンに作用す
る空力負荷により、推力偏向用ベーンを軸着した出力軸
に生じる外部負荷トルクＴｅｖは、（２）式で示すよう
になり、しかも、双方の空力負荷の作用により生じる外
部負荷トルクＴｅｆ，Ｔｅｖの方向は逆向きとなる。こ
れより、駆動モータに外部負荷トルクとして負荷される
トルクＴｍは、ボールスクリュウ、トルクアームによる
減速を省略すれば（３）式で示すようになる。 【００１４】すなわち、外部負荷トルクＴｅｆ，Ｔｅｖ
が同じ向きの場合に比べ、駆動モータに必要とするトル
クを減少させることができ、この必要トルクの低減によ
って、駆動モータの小型化、低出力化、つまり操舵／推
力制御装置の小型化が達成できる。 【００１５】 【数１】 【００１６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の操舵／推力制御装
置の実施の一形態を、図面にもとづき説明する。図１
は、本発明の操舵／推力制御装置の実施の第１形態を示
す斜視図である。なお、図において、図４に示す従来の
操舵／推力制御装置に符したものと同一の符番のもの
は、同一の部材につき説明は省略する。 【００１７】本実施の形態の空力翼５は、飛しょう体の
外側を流れる空気流０１０の作用により生じる空力負荷
の作用力中心ＣＰが、空力翼５を軸着して、空気流０１
０に対する迎角を変えるようにした、第１の出力軸とし
ての出力軸０６よりも流れの上流側に配置される空力翼
形状のものを選定した。この空力翼５に発生する空力負
荷は、空力翼５の空力負荷を増大させる方向に、出力軸
０６を回転させるときの方向Ｒと同方向の外部負荷トル
クＴｅｆを発生させる。すなわち、この外部負荷トルク
Ｔｅｆは、ボールスクリュウ０３、トルクアーム０４に
よって決まる減速比に比例した、空力負荷トルクＴｅｆ
モータ軸換算トルクＴ′ｅｆとなってモータ軸０２に作
用する。 【００１８】また、推力偏向用ベーン０７に作用する燃
焼ガス流０９により生じる空力負荷の作用力中心は、図
４に示した従来の操舵／推力制御装置と同様に、推力偏
向用ベーン０７を軸着して、燃焼ガス流０９に対する迎
角を変えて、燃焼ガス流０９の吹出し方向、すなわち、
推力方向を変える、第２の出力軸としての出力軸０６′
に対し、流れの後方になるように配置されている。これ
により、推力の方向を大きく偏向させる、出力軸０６′
の回転方向Ｒ′と逆方向の回転をさせる外部負荷トルク
Ｔｅｖが生じる空力負荷が、燃焼ガス流０９の作用によ
り推力偏向用ベーン０７に発生する。 【００１９】この推力偏向用ベーン０７に発生する空力
負荷によって、出力軸０６′に生じる外部負荷トルクＴ
ｅｖは、空力翼５によって生じる外部負荷トルクＴｅｆ
と同様に、ボールスクリュウ０３、４トルクアーム０４
によって決まる減速比に比例した、空力負荷トルクＴｅ
ｖモータ軸換算トルクＴ′ｅｖとなって、モータ軸０２
に作用する。 【００２０】これらの２つのモータ軸換算トルクＴ′ｅ
ｆ，Ｔ′ｅｖは、互に逆向きのトルクであることから、
駆動モータ１の必要出力トルクは、（３）式と同様にそ
の差分のみで良く、駆動モータ１の出力を小さくでき、
駆動モータ０１の小型化、ひいては本実施の形態の操舵
／推力制御装置の小型化が可能となる。 【００２１】次に、図２は本発明の操舵／推力制御装置
の実施の第２形態を示す斜視図である。本実施の形態で
は、推力偏向用ベーン７の空力負荷の作用力中心を、出
力軸０６′より流れの上流側に位置するベーン形状にし
た、推力偏向用ベーン７にしたものである。また、空力
翼０５に発生する空力負荷の作用中心は、図４に示した
従来の操舵／推力制御装置と同様に、出力軸０６より流
れの下流側に配置されるようにした。これにより、駆動
モータ０１に必要な出力トルクは、実施の第１形態と同
様に、空力翼０５の空力負荷による空力負荷トルクＴｅ
ｆモータ軸換算トルクＴ′ｅｆと、推力偏向用ベーンの
空力負荷による空力負荷トルクＴｅｖモータ軸換算トル
クＴ′ｅｖとの差となり、駆動モータの低出力化、小型
化が可能となり、本実施の形態の操舵／推力制御装置を
小型にできる。 【００２２】次に、図３は本発明の操舵／推力制御装置
の実施の第３形態を示す斜視図である。本実施の形態で
は、燃焼ガス流０９の流れの方向を変える推力偏向体と
して、本発明の推力偏向用ベーンとしての推力偏向用ベ
ータ１１を用いるようにしたものである。この推力偏向
用ベータ１１に作用する燃焼ガス流０９によって生じる
空力負荷の作用力中心は、推力偏向用ベータ１１を軸着
して、推力偏向用ベータ１１の中心線の方向を、燃焼ガ
ス流０９の方向に対して傾ける出力軸０６´よりも、下
流側に必ず位置することから、空力翼５の形状を図１に
示す実施の第１形態における空力翼５と同様にして、空
力翼５の空力負荷の作用力中心ＣＰが、出力軸０６より
上流側となるようにした。これにより、上述した実施の
第１形態、実施の第２形態と同様に、駆動モータ０１に
負荷される外部負荷の低減が可能となり、駆動モータ０
１の低出力化、小型化ができ、ひいては、本実施の形態
の操舵／推力制御装置を小型化することができる。 【００２３】以上、本発明の操舵／推力制御装置の実施
の形態について説明したが、本発明は、産業用多関節ロ
ボットアームにも適用できるものである。 【００２４】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の操舵／推
力制御装置によれば、特許請求の範囲に示す構成によ
り、操舵／推力制御装置を形成する空力翼、および推力
偏向用ベーンに発生する空力負荷によって生じ、駆動モ
ータに負荷される、外部負荷トルクを低減させることが
でき、駆動モータを低出力のものにできるとともに、小
型にして小容量化することができ、操舵／推力制御装置
自身の小型化ができ、飛しょう性能に秀れた飛しょう体
が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の操舵／推力制御装置の実施の第１形態
を示す斜視図， 【図２】本発明の操舵／推力制御装置の実施の第２形態
を示す斜視図， 【図３】本発明の操舵／推力制御装置の実施の第３形態
を示す斜視図， 【図４】従来の操舵／推力制御装置の実施の１例を示す
斜視図である。 【符号の説明】 ０１ 駆動モータ ０２ モータ軸 ０３ ボールスクリュウ ０４ トルクアーム ５，０５ 空力翼 ０６，０６′ 出力軸 ７，０７ 推力偏向用ベーン ０８ ロケットモータノズル ０９ 燃焼ガス流 ０１０ 空気流 １１ 推力偏向用ベータ ＣＰ 空力翼作用力中心 ＣＰ′ 推力偏向用ベーン（ベータ）作用の中心 Ｒ，Ｒ′ 出力軸回転方向 Ｔｅｆ 空力翼外部負荷トルク Ｔｅｖ 推力偏向用ベーン（ベータ）外部負荷ト
ルク Ｔ′ｅｆ 空力翼外部負荷トルクモータ軸換算時ト
ルク Ｔ′ｅｆ 推力偏向用ベーン（ベータ）外部負荷ト
ルク モータ軸換算時トルク
を示す斜視図， 【図２】本発明の操舵／推力制御装置の実施の第２形態
を示す斜視図， 【図３】本発明の操舵／推力制御装置の実施の第３形態
を示す斜視図， 【図４】従来の操舵／推力制御装置の実施の１例を示す
斜視図である。 【符号の説明】 ０１ 駆動モータ ０２ モータ軸 ０３ ボールスクリュウ ０４ トルクアーム ５，０５ 空力翼 ０６，０６′ 出力軸 ７，０７ 推力偏向用ベーン ０８ ロケットモータノズル ０９ 燃焼ガス流 ０１０ 空気流 １１ 推力偏向用ベータ ＣＰ 空力翼作用力中心 ＣＰ′ 推力偏向用ベーン（ベータ）作用の中心 Ｒ，Ｒ′ 出力軸回転方向 Ｔｅｆ 空力翼外部負荷トルク Ｔｅｖ 推力偏向用ベーン（ベータ）外部負荷ト
ルク Ｔ′ｅｆ 空力翼外部負荷トルクモータ軸換算時ト
ルク Ｔ′ｅｆ 推力偏向用ベーン（ベータ）外部負荷ト
ルク モータ軸換算時トルク
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F42B 10/64
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 空力翼を軸着した第１の出力軸および推
力偏向用ベーンを軸着した第２の出力軸を、単一の駆動
モータのモータ軸にそれぞれ螺合させたボールスクリュ
の前後移動により回動させて、前記空力翼で発生する空
気力および前記推力偏向用ベーンの推力方向をそれぞれ
制御して飛しょうを行う、飛しょう体の操舵／推力制御
装置において、前記空力翼の空力負荷の作用力中心を前
記第１の出力軸よりも流れの上流側に配置すると共に前
記推力偏向用ベーンの作用力中心を前記第２の出力軸よ
りも流れの下流側に配置するか、或いは、前記空力翼の
空力負荷の作用力中心を前記第１の出力軸よりも流れの
下流側に配置すると共に前記推力偏向用ベーンの作用力
中心を前記第２の出力軸よりも流れの上流側に配置した
ことを特徴とする操舵／推力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19200996A JP3486302B2 (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 操舵／推力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19200996A JP3486302B2 (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 操舵／推力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1038498A JPH1038498A (ja) | 1998-02-13 |
| JP3486302B2 true JP3486302B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=16284093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19200996A Expired - Fee Related JP3486302B2 (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 操舵／推力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3486302B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113008088B (zh) * | 2021-04-13 | 2022-03-04 | 蓝箭航天空间科技股份有限公司 | 一种运载火箭反推装置及运载火箭 |
-
1996
- 1996-07-22 JP JP19200996A patent/JP3486302B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1038498A (ja) | 1998-02-13 |
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