JPH10194200A - ヒータ兼用磁気トルカ - Google Patents
ヒータ兼用磁気トルカInfo
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- JPH10194200A JPH10194200A JP556797A JP556797A JPH10194200A JP H10194200 A JPH10194200 A JP H10194200A JP 556797 A JP556797 A JP 556797A JP 556797 A JP556797 A JP 556797A JP H10194200 A JPH10194200 A JP H10194200A
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- Japan
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- coil
- coils
- magnetic field
- heater
- coil unit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】この発明は、使用形態の多様化を図って、小形
・軽量・省電力化の促進を図り得るようにすることにあ
る。 【解決手段】コイル部１０を第１及び第２のコイル１０
ａ，１０ｂを同心状に巻線方向を巻付けて、このコイル
部１０の第１及び第２のコイル１０ａ，１０ｂに対して
選択的に駆動電流ＩA ，ＩB を供給して駆動制御し、磁
界あるいは熱量の少なくとも一方を発生させるように構
成したものである。
・軽量・省電力化の促進を図り得るようにすることにあ
る。 【解決手段】コイル部１０を第１及び第２のコイル１０
ａ，１０ｂを同心状に巻線方向を巻付けて、このコイル
部１０の第１及び第２のコイル１０ａ，１０ｂに対して
選択的に駆動電流ＩA ，ＩB を供給して駆動制御し、磁
界あるいは熱量の少なくとも一方を発生させるように構
成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば人工衛星
等の宇宙航行体の姿勢制御用アクチュエータとして用い
られる磁気トルカに関する。
等の宇宙航行体の姿勢制御用アクチュエータとして用い
られる磁気トルカに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、宇宙航行体においては、姿勢制
御用アクチュエータである磁気トルカで磁界を発生して
トルクを宇宙航行体本体に与えて姿勢を制御する姿勢制
御系と、ヒータを用いて搭載機器等の被熱制御体を熱制
御する熱制御系が搭載されおり、この時、磁気トルカと
ヒータは別々のコンポーネントである。
御用アクチュエータである磁気トルカで磁界を発生して
トルクを宇宙航行体本体に与えて姿勢を制御する姿勢制
御系と、ヒータを用いて搭載機器等の被熱制御体を熱制
御する熱制御系が搭載されおり、この時、磁気トルカと
ヒータは別々のコンポーネントである。
【０００３】図２は、このような従来の姿勢制御系を構
成する磁気トルカ１及び熱制御系２を示すもので、磁気
トルカ１は、コイル部１ａ、電流ドライバ１ｂ及び制御
部１ｃで構成され、その制御部１ｃには、姿勢制御信号
が入力される。制御部１ｃは、入力した姿勢制御信号に
基づいて駆動電流信号を生成して電流ドライバ１ｂに出
力する。電流ドライバ１ｂは、駆動電流信号に応じた駆
動電流を発生してコイル部１ａを駆動制御する。これに
より、コイル部１ａは、磁界を発生してトルクを図示し
ない宇宙航行体に付与し、該宇宙航行体の姿勢を制御す
る。
成する磁気トルカ１及び熱制御系２を示すもので、磁気
トルカ１は、コイル部１ａ、電流ドライバ１ｂ及び制御
部１ｃで構成され、その制御部１ｃには、姿勢制御信号
が入力される。制御部１ｃは、入力した姿勢制御信号に
基づいて駆動電流信号を生成して電流ドライバ１ｂに出
力する。電流ドライバ１ｂは、駆動電流信号に応じた駆
動電流を発生してコイル部１ａを駆動制御する。これに
より、コイル部１ａは、磁界を発生してトルクを図示し
ない宇宙航行体に付与し、該宇宙航行体の姿勢を制御す
る。
【０００４】また、熱制御系２は、ヒータ部２ａ、電流
ドライバ２ｂ及び制御部２ｃで形成され、その制御部２
ｃには、熱制御信号が入力される。制御部２ｃは、熱制
御信号に基づいて駆動電流信号を生成して電流ドライバ
２ｂに出力する。電流ドライバ２ｂは、駆動電流信号に
応じた駆動電流を発生してヒータ部２ａを駆動制御す
る。これにより、ヒータ部２ａは、熱量を発生して図示
しない被熱制御体を加熱制御する。
ドライバ２ｂ及び制御部２ｃで形成され、その制御部２
ｃには、熱制御信号が入力される。制御部２ｃは、熱制
御信号に基づいて駆動電流信号を生成して電流ドライバ
２ｂに出力する。電流ドライバ２ｂは、駆動電流信号に
応じた駆動電流を発生してヒータ部２ａを駆動制御す
る。これにより、ヒータ部２ａは、熱量を発生して図示
しない被熱制御体を加熱制御する。
【０００５】ところで、宇宙開発の分野、特に超小型衛
星においては、スペース、重量、電力の制限が機微して
ため、上記磁気トルカ及び熱制御系を含む搭載部品／機
器の小形・軽量・省電力化の促進が強く要請されてい
る。
星においては、スペース、重量、電力の制限が機微して
ため、上記磁気トルカ及び熱制御系を含む搭載部品／機
器の小形・軽量・省電力化の促進が強く要請されてい
る。
【０００６】しかしながら、上記磁気トルカ１にあって
は、姿勢制御系に要求される駆動力に応じて、その形状
がほぼ決定されるために、小形・軽量・省電力化に限界
があるという問題を有する。また、熱制御系２にあって
は、熱制御に必要な熱量に応じて、その形状、電力がほ
ぼ決定されるために、小形・軽量・省電力化に限界があ
るという問題を有する。
は、姿勢制御系に要求される駆動力に応じて、その形状
がほぼ決定されるために、小形・軽量・省電力化に限界
があるという問題を有する。また、熱制御系２にあって
は、熱制御に必要な熱量に応じて、その形状、電力がほ
ぼ決定されるために、小形・軽量・省電力化に限界があ
るという問題を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の磁気トルカ及び熱制御系では、いずれも性能を維持
したまま、小型・軽量・省電力化を行うのは困難である
という問題を有する。この発明は、上記の事情に鑑みて
なされたもので、磁気トルカとヒータを一体化して、小
形・軽量・省電力化の促進を図り得るようにしたヒータ
兼用磁気トルカを提供することを目的とする。
来の磁気トルカ及び熱制御系では、いずれも性能を維持
したまま、小型・軽量・省電力化を行うのは困難である
という問題を有する。この発明は、上記の事情に鑑みて
なされたもので、磁気トルカとヒータを一体化して、小
形・軽量・省電力化の促進を図り得るようにしたヒータ
兼用磁気トルカを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、複数のコイ
ルを有したコイル部と、このコイル部の複数のコイルに
対して選択的に駆動電流を供給して駆動制御し、磁界あ
るいは熱量の少なくとも一方を発生させるコイル駆動制
御手段とを備えてヒータ兼用磁気トルカを構成したもの
である。
ルを有したコイル部と、このコイル部の複数のコイルに
対して選択的に駆動電流を供給して駆動制御し、磁界あ
るいは熱量の少なくとも一方を発生させるコイル駆動制
御手段とを備えてヒータ兼用磁気トルカを構成したもの
である。
【０００９】上記構成によれば、コイル部は、磁界を発
生して、該磁界でトルクを発生させることにより、姿勢
制御用アクチュエータとして機能すると共に、熱量を発
生することにより、熱制御系の熱源として機能する。従
って、コイル部が姿勢制御系と熱制御系の双方の構成を
兼用することで、構成部品の軽減が図れ、小形・軽量・
省電力化の促進が図れる。
生して、該磁界でトルクを発生させることにより、姿勢
制御用アクチュエータとして機能すると共に、熱量を発
生することにより、熱制御系の熱源として機能する。従
って、コイル部が姿勢制御系と熱制御系の双方の構成を
兼用することで、構成部品の軽減が図れ、小形・軽量・
省電力化の促進が図れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。図１はこの発明
の一実施の形態に係るヒータ兼用磁気トルカを示すもの
で、コイル部１０は、第１及び第２のコイル１０ａ，１
０ｂが同心状に、その巻線方向が逆方向に巻付けられ
る。この第１及び第２のコイル１０ａ，１０ｂは、電流
ドライバ１１に接続され、この電流ドライバ１１，１２
からの駆動電流に応動して駆動制御される。この電流ド
ライバ１１，１２には、制御部１３が接続される。制御
部１３は、入力する姿勢制御信号及び熱制御信号に基づ
いてコイル部１０の第１及び第２のコイル１０ａ，１０
ｂの各電流値を算出して電流値信号を生成して電流ドラ
イバ１１，１２に出力する。
いて、図面を参照して詳細に説明する。図１はこの発明
の一実施の形態に係るヒータ兼用磁気トルカを示すもの
で、コイル部１０は、第１及び第２のコイル１０ａ，１
０ｂが同心状に、その巻線方向が逆方向に巻付けられ
る。この第１及び第２のコイル１０ａ，１０ｂは、電流
ドライバ１１に接続され、この電流ドライバ１１，１２
からの駆動電流に応動して駆動制御される。この電流ド
ライバ１１，１２には、制御部１３が接続される。制御
部１３は、入力する姿勢制御信号及び熱制御信号に基づ
いてコイル部１０の第１及び第２のコイル１０ａ，１０
ｂの各電流値を算出して電流値信号を生成して電流ドラ
イバ１１，１２に出力する。
【００１１】ここで、第１のコイル１０ａの駆動電流を
ＩA 、第２のコイル１０ｂの駆動電流をＩB とすると、
熱制御信号に基づく要求熱量Ｑ、姿勢制御信号に基づく
磁界の強さＭは、 Ｑ＝ｆ（ＩA ＋ＩB ） …（１） Ｍ＝ｇ（ＩA −ＩB ） …（２） の式で表される。但し、ｆ：関数、ｇ：関数である。
ＩA 、第２のコイル１０ｂの駆動電流をＩB とすると、
熱制御信号に基づく要求熱量Ｑ、姿勢制御信号に基づく
磁界の強さＭは、 Ｑ＝ｆ（ＩA ＋ＩB ） …（１） Ｍ＝ｇ（ＩA −ＩB ） …（２） の式で表される。但し、ｆ：関数、ｇ：関数である。
【００１２】また、第１及び第２のコイル１０ａ，１０
ｂの駆動電流ＩA ，ＩB は、ｆ，ｇの逆関数Ｆ，Ｇを使
うと、 ＩA ＝（Ｆ（Ｑ）＋Ｇ（Ｍ））／２ …（３） ＩB ＝（Ｆ（Ｑ）−Ｇ（Ｍ））／２ …（４） で表される。そこで、制御部１３は、式（３），（４）
により駆動電流ＩA 、ＩB を算出して、該駆動電流ＩA
、ＩB に基づいた電流値信号を生成して電流ドライバ
１１，１２に出力する。
ｂの駆動電流ＩA ，ＩB は、ｆ，ｇの逆関数Ｆ，Ｇを使
うと、 ＩA ＝（Ｆ（Ｑ）＋Ｇ（Ｍ））／２ …（３） ＩB ＝（Ｆ（Ｑ）−Ｇ（Ｍ））／２ …（４） で表される。そこで、制御部１３は、式（３），（４）
により駆動電流ＩA 、ＩB を算出して、該駆動電流ＩA
、ＩB に基づいた電流値信号を生成して電流ドライバ
１１，１２に出力する。
【００１３】上記構成において、制御部１３には、姿勢
制御系からの姿勢制御信号と共に、熱制御系からの熱制
御信号が入力されると、該姿勢制御信号及び熱制御信号
に基づいて上記式（３），（４）を用いて第１及び第２
のコイル１０ａ，１０ｂの駆動電流ＩA 、ＩB を算出し
て、該駆動電流ＩA 、ＩB に基づいた電流値信号を電流
ドライバ１１，１２に出力する。
制御系からの姿勢制御信号と共に、熱制御系からの熱制
御信号が入力されると、該姿勢制御信号及び熱制御信号
に基づいて上記式（３），（４）を用いて第１及び第２
のコイル１０ａ，１０ｂの駆動電流ＩA 、ＩB を算出し
て、該駆動電流ＩA 、ＩB に基づいた電流値信号を電流
ドライバ１１，１２に出力する。
【００１４】すると、電流ドライバ１１，１２は、コイ
ル部１０の第１及び第２のコイル１０ａ，１０ｂに対し
て電流値信号に基づく電流ＩA ，ＩB を発生して供給し
て磁界Ｍ及び熱量Ｑを発生させる。
ル部１０の第１及び第２のコイル１０ａ，１０ｂに対し
て電流値信号に基づく電流ＩA ，ＩB を発生して供給し
て磁界Ｍ及び熱量Ｑを発生させる。
【００１５】ここで、コイル部１０は、例えば第１のコ
イル１０ａが、磁界を発生して該磁界でトルクを発生さ
せ、図示しない宇宙航行体の姿勢を制御する。同時に、
第２のコイル１０ｂは、熱量を発生し、図示しない熱伝
導手段を介して被熱制御体を加熱制御する。これによ
り、コイル部１０は、磁気トルカとしてのトルク発生機
能と、熱制御系の熱源として機能する。
イル１０ａが、磁界を発生して該磁界でトルクを発生さ
せ、図示しない宇宙航行体の姿勢を制御する。同時に、
第２のコイル１０ｂは、熱量を発生し、図示しない熱伝
導手段を介して被熱制御体を加熱制御する。これによ
り、コイル部１０は、磁気トルカとしてのトルク発生機
能と、熱制御系の熱源として機能する。
【００１６】また、制御部１３は、姿勢制御信号及び熱
制御信号に応じて、コイル部１０の第１及び第２のコイ
ル１０ａ，１０ｂを、例えば姿勢制御用の磁界と最低限
の熱を発生するように駆動したり、あるいは熱量のみを
発生するように電流ドライバ１１，１２を動作制御す
る。
制御信号に応じて、コイル部１０の第１及び第２のコイ
ル１０ａ，１０ｂを、例えば姿勢制御用の磁界と最低限
の熱を発生するように駆動したり、あるいは熱量のみを
発生するように電流ドライバ１１，１２を動作制御す
る。
【００１７】このように、上記ヒータ兼用磁気トルカ
は、コイル部１０を第１及び第２のコイル１０ａ，１０
ｂを同心状に巻線方向を逆方向に巻付けて、このコイル
部１０の第１及び第２のコイル１０ａ，１０ｂに対して
選択的に駆動電流ＩA ，ＩB を供給して駆動制御し、磁
界あるいは熱量の少なくとも一方を発生させるように構
成した。
は、コイル部１０を第１及び第２のコイル１０ａ，１０
ｂを同心状に巻線方向を逆方向に巻付けて、このコイル
部１０の第１及び第２のコイル１０ａ，１０ｂに対して
選択的に駆動電流ＩA ，ＩB を供給して駆動制御し、磁
界あるいは熱量の少なくとも一方を発生させるように構
成した。
【００１８】これによれば、コイル部１０は、磁界を発
生して、該磁界でトルクを発生させ、姿勢制御用アクチ
ュエータとして機能すると共に、熱量を発生して、熱制
御系の熱源として機能することにより、構成部品の兼用
が図れるために、部品点数の軽減が図れ、小形・軽量・
省電力化の促進が図れる。
生して、該磁界でトルクを発生させ、姿勢制御用アクチ
ュエータとして機能すると共に、熱量を発生して、熱制
御系の熱源として機能することにより、構成部品の兼用
が図れるために、部品点数の軽減が図れ、小形・軽量・
省電力化の促進が図れる。
【００１９】なお、上記実施の形態では、コイル構造と
して、コイル部１０の第１及び第２のコイル１０ａ，１
０ｂの巻線方向を逆方向に巻き付けるように構成した場
合で説明したが、これに限ることなく、巻線方向を同一
にして電流を逆向きに供給するように構成してもよい。
このほか、２本以上の磁気トルカを使って構成すること
も可能である。
して、コイル部１０の第１及び第２のコイル１０ａ，１
０ｂの巻線方向を逆方向に巻き付けるように構成した場
合で説明したが、これに限ることなく、巻線方向を同一
にして電流を逆向きに供給するように構成してもよい。
このほか、２本以上の磁気トルカを使って構成すること
も可能である。
【００２０】また、上記実施の形態では、コイル部１０
として、同心状に第１及び第２のコイル１０ａ，１０ｂ
を二層巻付けて構成した場合で説明したが、これに限る
ことなく、二層以上のコイルを同心状に巻付けたコイル
構造を用いて構成することも可能である。
として、同心状に第１及び第２のコイル１０ａ，１０ｂ
を二層巻付けて構成した場合で説明したが、これに限る
ことなく、二層以上のコイルを同心状に巻付けたコイル
構造を用いて構成することも可能である。
【００２１】さらに、上記実施の形態では、同心状に巻
き付けたコイル構造のものを用いて構成した場合で説明
したが、このコイル構造に限ることなく、各種のコイル
構造のものを用いて構成可能で、略同様の効果が期待さ
れる。よって、この発明は、上記実施の形態に限ること
なく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変形を実施し得ることは勿論である。
き付けたコイル構造のものを用いて構成した場合で説明
したが、このコイル構造に限ることなく、各種のコイル
構造のものを用いて構成可能で、略同様の効果が期待さ
れる。よって、この発明は、上記実施の形態に限ること
なく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変形を実施し得ることは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、使用形態の多様化を図り、小形・
軽量・省電力化の促進を図り得るようにしたヒータ兼用
磁気トルカを提供することができる。
ば、構成簡易にして、使用形態の多様化を図り、小形・
軽量・省電力化の促進を図り得るようにしたヒータ兼用
磁気トルカを提供することができる。
【図１】この発明の一実施の形態に係るヒータ兼用磁気
トルカを示した図。
トルカを示した図。
【図２】従来の磁気トルカと熱制御系を示した図。
１０…コイル部。 １０ａ…第１のコイル。 １０ｂ…第２のコイル。 １１，１２…電流ドライバ。 １３…制御部。
Claims (6)
- 【請求項１】 複数のコイルを有したコイル部と、 このコイル部の複数のコイルに対して選択的に駆動電流
を供給して駆動制御し、磁界あるいは熱量の少なくとも
一方を発生させるコイル駆動制御手段とを具備したヒー
タ兼用磁気トルカ。 - 【請求項２】 同心状に巻付けられた複数のコイルを有
したコイル部と、 このコイル部の複数のコイルに対して選択的に駆動電流
を供給して駆動制御し、磁界あるいは熱量の少なくとも
一方を発生させるコイル駆動制御手段とを具備したヒー
タ兼用磁気トルカ。 - 【請求項３】 前記コイル部は、複数のコイルの巻線方
向を交互に逆方向に巻付けたことを特徴とする請求項１
又は２記載のヒータ兼用磁気トルカ。 - 【請求項４】 前記コイル部は、第１及び第２のコイル
の二層で構成されることを特徴とする請求項１又は２記
載のヒータ兼用磁気トルカ。 - 【請求項５】 前記第１及び第２のコイルは、巻線方向
が逆方向に巻付けられることを特徴とする請求項３又は
４記載のヒータ兼用磁気トルカ。 - 【請求項６】 前記コイル部は、発生磁界でトルクを発
生して宇宙航行体の姿勢制御を実行し、発生した熱で被
熱制御体の加熱制御を実行することを特徴とする請求項
１乃至５のいずれか記載のヒータ兼用磁気トルカ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP556797A JPH10194200A (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | ヒータ兼用磁気トルカ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP556797A JPH10194200A (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | ヒータ兼用磁気トルカ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10194200A true JPH10194200A (ja) | 1998-07-28 |
Family
ID=11614799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP556797A Pending JPH10194200A (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | ヒータ兼用磁気トルカ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10194200A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103165257A (zh) * | 2011-12-13 | 2013-06-19 | 波音公司 | 作为磁通量发生器、加热器或消磁线圈的多用途电气线圈 |
-
1997
- 1997-01-16 JP JP556797A patent/JPH10194200A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103165257A (zh) * | 2011-12-13 | 2013-06-19 | 波音公司 | 作为磁通量发生器、加热器或消磁线圈的多用途电气线圈 |
| JP2013136375A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-07-11 | Boeing Co:The | 磁気束発生器、加熱器、または消磁コイルとしての多目的電気コイル |
| EP2604525A3 (en) * | 2011-12-13 | 2017-11-22 | The Boeing Company | Multi-purpose electrical coil as a magnetic flux generator, heater or degauss coil |
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