JPS6320297A - 宇宙における装置の防振・支持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、位置制御機能と振動吸収機能を有する、宇宙
における装置の防振・支持機構に関するものである。

［従来の技術］ 宇宙の飛行物体上では、重力が地上に比べて著しく低い
ため、地上では製造できないような性能の優れた物質が
できるものと期待されている。しかし、飛行物体上でも
、人間活動や機械の動き等による振動が生じ、製造され
る材料の性質に悪影響を与えることがあるため、宇宙に
おける材料製造装置は、防振・支持機構を設け、飛行物
体上の製造装置に振動を極力伝えないようにすると共に
製造装置を飛行物体に支持させる必要がある。この防振
・支持機構としては、電磁サスペンションを用いること
が考えられる。

しかし、地上用としては、多数の応用例のある電磁サス
ペンションも、宇宙における装置の防振・支持機構に応
用した事例はない。

［発明が解決しようとする問題点］ 宇宙における装置の防振・支持機構として上述の電磁サ
スペンションを適用することが考えられるが、宇宙にお
ける重力の加速度は、地上の重力の加速度に比べて、１
００万分の１程度であり、例えば、地上で１００ｋｇｒ
の重さの装置でも、宇宙では０．１８ｒ程度の重さしか
ないため、地上の防振・支持機構とは比較にならない高
精度で、＝　２− かつ柔構造の防振・支持機構が必要である。

又、宇宙では、加速度の大きさや方向が変化するので、
一定の強さや方向をもつ力で、装置を支持して、バラン
スさせておくことはできない。

更に地上においては、地球方向への重力による力が強い
のに対して、宇宙では上下、左右の力の強弱が殆んどな
く、直角座標３軸にほぼ等方性があるため、地上とは異
なる考え方で防振・支持機構を開発しなければならない
。

本発明は、上述の実情に鑑み、宇宙における装置の防振
・支持機構の高精度化、柔構造化を目的として、なした
ものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、装置を支持するために直角座標３軸の方向に
配設した電磁サスペンションと、前記装置の加速度の方
向と大きさ或いは変位を検出するためのセンサーと、該
センサーからの出力信号を受けて前記電磁サスペンショ
ンに供給する励磁電流を制御する制御装置とで構成して
いる。

［作　　　用］ 従って、本発明では、支持される装置の加速度の方向と
大きさ或いは変位をセンサーによって検出し、該センサ
ーからの出力信号によって、制御装置で電磁サスペンシ
ョンに流れる電流を制御して、該電磁サスペンションの
支持力を加減することにより、宇宙における微弱な定常
的加速度や大きさや方向が変化する振動加速度に対応し
て、被支持装置の支持と防振をなし得る。

［実　施　例コ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。

第１図〜第３図は、本発明の一実施例である。

■は被支持装置、２は支持枠で、該支持枠２の直角座標
３軸方向に、前記被支持装置１を挾むように相対する３
組の電磁サスペンション３とセンサー４を配設している
。該センサー４は、被支持装置ｌの加速度の大きさと方
向又は変位を感知し、出力信号に変換して、制御装置５
へ伝送するようになっている。該制御装置５は、前記の
センサー４の出力信号を受けて、前記電磁サスペンショ
ン３に供給する励磁電流を制御して、前記電磁サスペン
ション３の支持・防振機能を制御するようになっている
。

前記電磁サスペンション３の詳細を、第２図及び第３図
により説明すると、電磁サスペンション３の永久磁石３
ａは、前記被支持装置１側に取り付けられ、円筒型のＳ
極３ａ−１と、該Ｓ極３ａ−１の同筒型中心部に突設し
た棒状のＮ極３ａ−２で構成され、コイル３ｂは、前記
支持枠２側に固設され、円筒型の鉄芯に巻き付けられた
もので、前記永久磁石３ａのＳ極３ａ−１とＮ極３ａ−
２の間に、遊動状態に挿入されている。

又、前記電磁サスペンション３は、前記コイル３ｂの巻
き付は方を均一にして、かつ前記永久磁石３ａによりで
きる磁場の有効幅よりも、幅広く巻き付けである。

次に本発明の作動を第４図〜第７図をも参照しつつ説明
する。

宇宙では、質量中心からのずれや、僅かに残存する大気
の抵抗のために、完全な無重力環境は得られず、微弱だ
が定常的で一方向の加速度が存在し、又、宇宙基地のよ
うに機械設備を有しを入操作が行なわれる場合には、機
械設備の振動や人の動きによる振動加速度が発生する。

斯かる定常的加速度や振動加速度により被支持装置ｌが
動くと、第４図及び第５図に示すように、電磁サスペン
ション３の永久磁石３ａとＳ極ａａ−＋　、Ｎ極３ａ−
２の相対的位置関係が変化する。

この位置関係の変化の際の加速度の大きさや方向又は変
位を各センサー４により感知し、各センサー４からの出
力信号を受けた制御装置５で、前記各センサー４に対応
するそれぞれの電磁サスペンション３に供給される励磁
電流ｉを、第６図に示すように一定強さに制御する。

前記電磁サスペンション３は、コイル３ｂの巻き付は方
向を均一にして、かつ前記永久磁石３ａにより生じる磁
場の有効幅よりも幅広く巻き付けであるため、上述のよ
うに、永久磁石３ａとＳ極３ａ−＋　、Ｎ極３ａ−２の
相対的な位置変化があっても、第６図のように励磁電流
ｉを一定に制御することで、重なりの変化（被支持装置
１の変位δ）のいかんに拘らず、各電磁サスペンション
３の被支持装置ｌに対する支持力Ｐは一定に保持せしめ
られる。

電磁サスペンション３は定常加速度を支持し、かつ位置
制御を行い、振動加速度に対しては非常に柔らかいバネ
（励磁電流ｉ−０では、バネ定数は理論的には零）とし
て振動を吸収する。

上記実施例では、励磁電流ｉを一定に制御することでバ
ネ定数をほとんど０の極端に柔らかいバネとしてあつか
っているが、センサー４によって被支持装置１の変位を
検出するようにしそれに応じて、電流を変えてもよい。

例えば、励磁電流ｉを１−ｉｏ＋ａδ（ａは定数）とな
るよう制御すればバネ定数がａの任意の柔らかいバネも
作れる。この場合の支持力Ｐは変位δによって第７図に
示すように変化する。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得る
ことは勿論である。

［発明の効果］ 本発明の宇宙における装置の防振・支持機構は、上述の
ような構造を有するので、宇宙の全方位に亘る微弱な加
速度の変化に対応した高精度で柔構造の支持・防振機能
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の宇宙における装置の防振・支持機構の
一実施例の説明図、第２図は本発明の宇宙における装置
の防振・支持機構の電磁サスペンションの部分の詳細図
、第３図は第２図の■−■方向矢視図、第４図及び第５
図は第３図の電磁サスペンションの永久磁石とＳ極、Ｎ
極の相対的な位置関係が変化した状態の説明図、第６図
は励磁電流が一定の場合の装置変位と支持力の関係を表
わすグラフ、第７図は励磁電流が変化する場合の装置変
位と支持力の関係を表わすグラフである。 １は被支持装置、２は支持枠、３は電磁サスペンション
、４はセンサー、５は制御装置を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）装置を支持するために直角座標３軸の方向に配設し
   た電磁サスペンションと、前記装置の加速度の方向と大
   きさ或いは変位を検出するためのセンサーと、該センサ
   ーからの出力信号を受けて前記電磁サスペンションに供
   給する励磁電流を制御する制御装置とで構成したことを
   特徴とする宇宙における装置の防振・支持機構。