JP4225557B2 - 模型等の器材取外し機構付き磁力支持天秤装置 - Google Patents
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模型を磁力支持する磁力支持天秤装置(MSBS:Magnetic Suspension and Balance System)は、風洞試験において模型の周りを流れる気流が模型に作用する抗力等の空気力を、模型の内部に設けられる磁石と相互作用する磁気力を生じさせるために設けられているコイルに流す電流の大きさに置き換えて測定する装置である。こうした空気力とコイル電流の大きさとの関係を調べて予めマップ、関数、表等の対応関係を用意しておき、この対応関係をコイル電流の測定値に当てはめることによって、模型に作用する抗力等の空気力を知ることができる。
このように磁力支持天秤装置に於いては、多数の磁場制御用電磁石が測定部周りに配置され、これに用いる模型の内部には強力な永久磁石が組み込まれている場合が多い。このため、一旦磁力支持制御に失敗して、模型を床に落としたりすると、模型内部の永久磁石は周りの電磁石の鉄心部分と強力に吸引し合う結果、模型を床面から取り外すことは非常に困難な作業であり、且つ人手で行う場合には危険な作業となることは容易に想像がつくであろう。大型風洞の磁力支持天秤装置では作業員が測定部の内部に入り作業するが、この時に大型の強力な磁石が電磁石の鉄部と強く吸引し合う際に、間に人が挟まれる危険がある。実際、本件発明者は100φ×100のネオジ磁石を組み込んだ球形模型を床に落下させた経験があるが、この時は、模型が破損し、中の磁石が床面に食い込み、磁石を取り外すのに相当の時間を掛けざるを得なかった。設備と器材の損害もさることながら、人身事故となりかねないこうした事故は磁力支持試験に付きものであり、電磁石の鉄心部分に吸引している模型を安全且つ迅速に取り外せる機構付き磁力支持天秤装置の実現は研究現場から強く待望されているところである。
また、本発明の磁力支持天秤装置は、測定部内に配置された永久磁石を備えた模型等の器材と壁を介して対峙して設置された電磁石の鉄部を測定部から離れる方向に変位させる手段と、該変位手段を駆動させる手段と、該駆動手段を操作する手段とを備え、磁力支持制御に失敗して前記壁部を介し測定部周りに配置されている電磁石の鉄部と強く吸引し壁等の介在物に吸着された状態に有る模型を安全且つ迅速に前記介在物から取り外すことができるようにした。
そして、その電磁石の鉄部を測定部から離れる方向に変位させる手段は、前記電磁石全体を変位させるもの、前記電磁石の鉄心のみを変位させるものの他、コイル部を固定とし、前記電磁石の鉄心を継鉄と共に変位させるものを提示する。
本発明の他の磁力支持天秤装置は、測定部の上方と左右の電磁石は固定式であって、該3つの電磁石との間には所定距離が保てる隔壁が配置されるようにし、下方の電磁石のみが上記した構成を備えるものとした。
また、本発明の磁力支持天秤装置は、電磁石の鉄部が設定距離離れたことを検知する手段と、該検知手段の出力を受信するまで測定部の開口をロックする安全機構とを備えるようにした。
本発明の磁力支持天秤装置は、測定部に対峙して設置された電磁石の鉄部を測定室から離れる方向に変位させる手段と、該変位手段を駆動させる手段と、該駆動手段を操作する手段とからなる取り外し機構を備えるようにしたものであるから、吸着された永久磁石と電磁石の鉄部との間の距離を広げて吸引力を小さくし、人力で永久磁石を壁等の介在物から安全且つ容易に取り外すことができる状況を実現することができる。
そして、その電磁石の鉄部を測定部から離れる方向に変位させる手段は、前記電磁石全体を変位させるもの、前記電磁石の鉄心のみを変位させるものの他、前記電磁石の鉄心を継鉄と共に変位させるものを提示することができるため、それぞれの磁力支持天秤装置の構成に応じて容易な設計を選択することができる。また、既存の磁力支持天秤装置についても本発明の機構を追加工事で設備することが可能である。
また、本発明の磁力支持天秤装置は、電磁石の鉄部が設定距離離れたことを検知する手段と、該検知手段の出力を受信するまで測定部の開口をロックする安全機構とを備えるようにしたことにより、危険な状況を回避するまで測定部内に作業員が立ち入ったり手を入れたりすることができないので、人身事故を確実に防止することができる。
また、本発明に基づき安全な距離を取れるような設計を施すことにより、現在のものよりも大型の磁力支持天秤装置を業の安全を確保しながら設計することが可能となる。
なお、この隔壁Sの存在は実験通風時には流れを乱す邪魔な存在となるから、通風時には測定壁W側に待避させるなどの移動機構Tが必要である。これは磁力支持開始までの模型仮保持機構と同様油圧機構などによる作動で待避させればよい。
1〜4 1系列磁気回路を構成する磁力支持天秤装置のコイル
5〜8 他の1系列磁気回路を構成する磁力支持天秤装置のコイル
10 模型 M 永久磁石
C 電磁石の巻線コイル部 F 鉄心
Y ヨーク W 測定部壁
S 隔壁 T 移動機構
Claims (7)
- 測定部内に配置された永久磁石を備えた模型等の器材と壁を介して対峙して設置された電磁石の鉄部を前記測定部から離れる方向に変位させることにより、前記電磁石によって壁等の介在物に吸着された前記永久磁石と該電磁石の鉄部との間の距離を広げて吸引力を小さくし、人力で前記永久磁石を前記介在物から取り外せるようにしたことを特徴とする磁力支持天秤装置における模型等の器材取外し方法。
- 測定部内に配置された永久磁石を備えた模型等の器材と壁を介して対峙して設置された電磁石の鉄部を測定部から離れる方向に変位させる手段と、該変位手段を駆動させる手段と、該駆動手段を操作する手段とを備え、磁力支持制御に失敗して前記壁部を介し測定部周りに配置されている電磁石の鉄部と強く吸引し壁等の介在物に吸着された状態に有る模型を安全且つ迅速に前記介在物から取り外すことができるようにした磁力支持天秤装置。
- 電磁石の鉄部を測定部から離れる方向に変位させる手段は、前記電磁石全体を変位させるものとした請求項2に記載の磁力支持天秤装置。
- 電磁石の鉄部を測定部から離れる方向に変位させる手段は、前記電磁石の鉄心のみを変位させるものとした請求項2に記載の磁力支持天秤装置。
- 電磁石の鉄部を測定部から離れる方向に変位させる手段は、コイル部を固定とし、前記電磁石の鉄心を継鉄と共に変位させるものとした請求項2に記載の磁力支持天秤装置。
- 測定部の上方と左右の電磁石は固定式であって、該3つの電磁石との間には所定距離が保てる隔壁が配置され、下方の電磁石のみが請求項2乃至5のいずれかに記載された構成を備えたものである磁力支持天秤装置。
- 電磁石の鉄部が設定距離離れたことを検知する手段と、該検知手段の出力を受信するまで測定部の開口をロックする安全機構とを備えた請求項2乃至6のいずれかに記載の磁力支持天秤装置。
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