JP7500490B2 - Swivel device - Google Patents
Swivel device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7500490B2 JP7500490B2 JP2021065107A JP2021065107A JP7500490B2 JP 7500490 B2 JP7500490 B2 JP 7500490B2 JP 2021065107 A JP2021065107 A JP 2021065107A JP 2021065107 A JP2021065107 A JP 2021065107A JP 7500490 B2 JP7500490 B2 JP 7500490B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic body
- rotor
- housing
- holder
- circumferential direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 64
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 4
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
本発明は、旋回装置に関する。 The present invention relates to a swivel device.
旋回装置として、燃焼ガスを噴射して推力を発生させる装置(例えば下記特許文献1)を用いて、旋回棒を旋回させる構成が考えられる。 As a rotation device, a device that injects combustion gas to generate thrust (for example, see Patent Document 1 below) can be used to rotate the rotation rod.
このような旋回装置では、燃料はもちろんその貯留タンク等も必要となり、重量および大きさが嵩む等の問題が考えられる。 Such a rotating device requires fuel as well as storage tanks, which can lead to problems such as increased weight and size.
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、燃焼ガス等を噴射しなくても旋回棒を旋回させることができる旋回装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a rotation device that can rotate a rotation rod without injecting combustion gas, etc.
上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る旋回装置は、推力発生装置と、前記推力発生装置に取付けられた旋回体と、を備え、前記推力発生装置は、中心軸線回りに沿う周方向に回転可能に支持された回転子と、前記回転子が収容された筐体と、前記回転子を周方向に回転させるモータと、前記モータを保持する保持体と、を備え、前記筐体および前記保持体は、互いに相対変位可能に連結され、前記回転子は、径方向の中央部に位置して前記モータに連結された本体部と、前記本体部を径方向に挟む位置に各別に設けられた磁性体、および前記磁性体と重量が異なる非磁性体と、前記本体部と前記磁性体および前記非磁性体とを各別に連結するとともに、弾性変形可能に形成された一対の弾性連結片と、を備え、前記筐体における周方向の一部に、電気伝導体が設けられ、前記回転子が、周方向に回転する過程において、前記磁性体および前記非磁性体が、前記電気伝導体と径方向のうちの一方向に並んだときに、前記中心軸線に沿う軸方向から見て、前記回転子、前記モータ、および前記保持体が、前記中心軸線から前記非磁性体側に向かう向きに、前記筐体に対して変位するように径方向に振動し、前記旋回体は、前記一方向に延びるとともに、一端部が前記保持体に固定された旋回棒と、前記旋回棒における前記一方向の途中位置を、前記軸方向に延びる回転軸線回りに回転可能に支持する支持部と、前記旋回棒において、前記支持部に支持された部分より前記一方向の他端部側に位置する部分に取付けられ、前記軸方向に直交する水平方向に対する前記旋回棒の傾き姿勢を決めるバランサーと、を備えている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The rotating device according to the present invention comprises a thrust generating device and a rotating body attached to the thrust generating device, the thrust generating device comprises a rotor supported rotatably in a circumferential direction around a central axis, a housing in which the rotor is housed, a motor that rotates the rotor in the circumferential direction, and a holder that holds the motor, the housing and the holder are connected to each other so as to be displaceable relative to each other, the rotor comprises a main body portion located in a radial center portion and connected to the motor, a magnetic body and a non-magnetic body having a different weight from the magnetic body, which are separately provided at positions radially sandwiching the main body portion, and a pair of elastic connecting pieces that connect the main body portion to the magnetic body and the non-magnetic body, and are formed to be elastically deformable, an electric conductor is provided on a portion of the housing in the circumferential direction, When the rotor rotates in a circumferential direction, and the magnetic body and the non-magnetic body are aligned in one of the radial directions with the electrically conductor, when viewed from an axial direction along the central axis, the rotor, the motor, and the holder vibrate radially so as to be displaced relative to the housing in a direction from the central axis toward the non-magnetic body, and the rotating body includes a rotating rod extending in the one direction and having one end fixed to the holder, a support part that supports a midpoint of the rotating rod in the one direction so as to be rotatable around a rotation axis extending in the axial direction, and a balancer that is attached to a portion of the rotating rod that is located closer to the other end in the one direction than the portion supported by the support part and that determines the inclination attitude of the rotating rod with respect to a horizontal direction perpendicular to the axial direction.
この発明によれば、本体部に対して弾性変位可能に設けられた磁性体および非磁性体の各重量が互いに異なり、筐体および保持体が、互いに相対変位可能に連結されているので、回転子が周方向に回転すると、回転子にモータを介して連結されている保持体が、回転子とともに、筐体に対して径方向に振動する。
また、回転子が周方向に回転する過程において、磁性体および非磁性体が、電気伝導体と径方向のうちの一方向に並んだときに、軸方向から見て、回転子、モータ、および保持体が、中心軸線から非磁性体側に向かう向きに、筐体に対して変位するように径方向に振動する構成とされている。なお、このような構成は、例えば、磁性体および非磁性体の各重量、弾性連結片の剛性、回転子の回転速度等を調整することで得ることができる。
したがって、回転子の回転時に、磁性体および非磁性体が、電気伝導体と前記一方向に並び、前述の振動が発生すると、磁性体および非磁性体が有する慣性マスにより、弾性連結片が径方向に弾性変形して、非磁性体の回転半径が短くなることで、角運動量保存の法則に基づいて、非磁性体の角速度が増加し、また、磁性体の回転半径は長くなることで、角運動量保存の法則に基づいて、磁性体の角速度は低下する。
また、筐体の周方向の一部に、電気伝導体が設けられているので、磁性体が、電気伝導体の設けられている周方向の位置に達すると、電気伝導体において磁場が変化し、磁性体および電気伝導体に、互いに逆向きで同じ大きさの力が発生する。この力の大きさは、回転子の回転速度と、回転子および筐体の相対速度と、の和に比例する。
これに対し、非磁性体が、電気伝導体の設けられている周方向の位置に達しても、電気伝導体において磁場が変化することはない。
According to this invention, the magnetic and non-magnetic bodies which are elastically displaceable relative to the main body have different weights, and the housing and the holder are connected so that they can be displaced relative to each other. Therefore, when the rotor rotates in the circumferential direction, the holder which is connected to the rotor via the motor vibrates radially together with the rotor relative to the housing.
In addition, when the magnetic body and the non-magnetic body are aligned with the electric conductor in one of the radial directions during the process of the rotor rotating in the circumferential direction, the rotor, the motor, and the holder vibrate in the radial direction so as to be displaced relative to the housing in a direction from the central axis toward the non-magnetic body as viewed from the axial direction. Note that such a configuration can be obtained, for example, by adjusting the weights of the magnetic body and the non-magnetic body, the rigidity of the elastic connecting piece, the rotation speed of the rotor, etc.
Therefore, when the rotor rotates, the magnetic body and the non-magnetic body are aligned in the same direction as the electrically conductor, and when the aforementioned vibration occurs, the inertial mass of the magnetic body and the non-magnetic body causes the elastic connecting piece to elastically deform in the radial direction, shortening the radius of rotation of the non-magnetic body, thereby increasing the angular velocity of the non-magnetic body based on the law of conservation of angular momentum, and conversely, when the radius of rotation of the magnetic body becomes longer, the angular velocity of the magnetic body decreases based on the law of conservation of angular momentum.
In addition, since an electric conductor is provided at a portion of the circumference of the housing, when the magnetic body reaches the circumferential position where the electric conductor is provided, the magnetic field in the electric conductor changes, and forces of the same magnitude but in opposite directions are generated in the magnetic body and the electric conductor. The magnitude of this force is proportional to the sum of the rotational speed of the rotor and the relative speed between the rotor and the housing.
In contrast, even if the non-magnetic body reaches the circumferential position where the electric conductor is provided, the magnetic field in the electric conductor does not change.
以下、具体的に説明する。
説明に際し、前記一方向を前後方向といい、軸方向から見て、中心軸線Oに対して電気伝導体が位置している側を前側といい、これとは逆向きを後側という。
また、軸方向から見て、前後方向に直交する方向を左右方向といい、回転子が時計回りに回転する場合に、電気伝導体の設けられている前側を通過する向きを左側といい、後側を通過する向きを右側という。
The specific details will be explained below.
For the purpose of explanation, the one direction is referred to as the front-rear direction, and when viewed from the axial direction, the side on which the electrical conductor is located with respect to the central axis O is referred to as the front side, and the opposite side is referred to as the rear side.
In addition, when viewed from the axial direction, the direction perpendicular to the front-to-back direction is called the left-to-right direction, and when the rotor rotates clockwise, the direction passing through the front side where the electrical conductor is provided is called the left side, and the direction passing through the rear side is called the right side.
回転子が、軸方向から見て、時計回りに回転する場合に、非磁性体が、電気伝導体の設けられている前側に達すると、電気伝導体において磁場が変化せず、前述の振動に起因して、非磁性体の慣性マスにより弾性連結片が弾性変形することで、回転半径が短くなった非磁性体の時計回り(左向き)の角速度が増加する一方、前述の振動に起因して、磁性体の慣性マスにより弾性連結片が弾性変形することで、回転半径が長くなった磁性体の時計回り(右向き)の角速度は減少する。したがって、この状態では、回転子にトータルで左向きの運動量(以下、左運動量という)が生ずる。
その後、非磁性体が、電気伝導体の設けられている前側を周方向に通過し、磁性体が、電気伝導体の設けられている前側に達すると、後側に位置して前述と同様に回転半径が短くなった非磁性体の時計回り(右向き)の角速度が増加する一方、前述と同様に回転半径が長くなった磁性体の時計回り(左向き)の角速度は減少する。したがって、この状態では、回転子にトータルで右向きの運動量(以下、右運動量という)が生ずる。
この右運動量によって、回転子が、電気伝導体に対して右側に移動した状態では、磁性体が、電気伝導体における周方向の中央部を通過する過程で、電気伝導体から徐々に径方向の内側に離れるように移動するので、電気伝導体において磁場が変化して、磁性体には電気伝導体に向かう吸引力がかかることで、磁性体の回転半径が長くなり、磁性体の角速度が減少する。したがって、前述の右運動量が増加して前述の左運動量より大きくなる。
以上より、回転子が1回転する間に、回転子、モータ、および保持体は、トータルで右向きの運動量を得る。
次に、筐体について説明する。
磁性体および非磁性体の各重量が互いに異なっているので、回転子が時計回りに回転すると、筐体は反時計回りに揺動円運動し、また、磁性体が、揺動円運動している筐体に設けられた電気伝導体の位置している前側に達すると、磁性体と電気伝導体との間に生ずる吸引力によって、筐体に後ろ向きの力がかかり、筐体の回転半径が短くなり、筐体の角速度が増加する。この際、回転子、モータ、および保持体には、前述のように右向きの運動量が生じ、筐体には右向きの運動量が生じているため、筐体の角速度の増加に伴い、筐体にかかる右向きの運動量が増加する。一方、非磁性体が、電気伝導体の設けられている前側に達すると、筐体の角速度は変化せず、回転子、モータ、および保持体には右向きの運動量が生じ、筐体には左向きの運動量が生ずる。
以上より、回転子が1回転する間に、筐体は、トータルで右向きの運動量を得る。
これにより、回転子が1回転する間に、回転子、保持体、および筐体の全てが、右向きの運動量を得ることとなり、推力発生装置全体に右向きの推力を生じさせることができる。
When the rotor rotates clockwise as viewed from the axial direction, when the non-magnetic body reaches the front side where the electric conductor is provided, the magnetic field does not change in the electric conductor, and the elastic connecting piece is elastically deformed by the inertial mass of the non-magnetic body due to the vibration described above, so that the clockwise (leftward) angular velocity of the non-magnetic body, whose radius of rotation has become shorter, increases, while the clockwise (rightward) angular velocity of the magnetic body, whose radius of rotation has become longer, decreases due to the elastic connecting piece being elastically deformed by the inertial mass of the magnetic body due to the vibration described above. Therefore, in this state, a total leftward momentum (hereinafter referred to as leftward momentum) is generated in the rotor.
Then, when the non-magnetic body passes in the circumferential direction in front of the electric conductor and the magnetic body reaches the front of the electric conductor, the clockwise (rightward) angular velocity of the non-magnetic body located at the rear and with a shorter radius of rotation as described above increases, while the clockwise (leftward) angular velocity of the magnetic body with a longer radius of rotation as described above decreases. Therefore, in this state, a total momentum in the rightward direction (hereinafter referred to as rightward momentum) is generated in the rotor.
When the rotor moves to the right with respect to the electric conductor due to this right momentum, the magnetic body gradually moves away from the electric conductor in the radial direction as it passes through the circumferential center of the electric conductor, so that the magnetic field in the electric conductor changes and an attractive force acts on the magnetic body toward the electric conductor, which lengthens the radius of rotation of the magnetic body and reduces the angular velocity of the magnetic body. Therefore, the right momentum increases and becomes larger than the left momentum.
As a result, while the rotor makes one rotation, the rotor, motor, and holder acquire a total momentum in the rightward direction.
Next, the housing will be described.
Since the magnetic body and the non-magnetic body have different weights, when the rotor rotates clockwise, the housing performs a counterclockwise oscillating circular motion, and when the magnetic body reaches the front side of the housing where the electric conductor is located, a backward force is applied to the housing due to the attraction force generated between the magnetic body and the electric conductor, the rotation radius of the housing becomes shorter, and the angular velocity of the housing increases. At this time, the rotor, motor, and holder generate rightward momentum as described above, and the housing generates rightward momentum, so that the rightward momentum applied to the housing increases with the increase in the angular velocity of the housing. On the other hand, when the non-magnetic body reaches the front side where the electric conductor is located, the angular velocity of the housing does not change, and the rotor, motor, and holder generate rightward momentum, and the housing generates leftward momentum.
As a result, the housing acquires a total momentum in the right direction while the rotor makes one rotation.
As a result, during one rotation of the rotor, the rotor, the holder, and the housing all gain momentum in the rightward direction, enabling the entire thrust generating device to generate a rightward thrust.
以上とは逆に、回転子が、軸方向から見て、反時計回りに回転する場合、推力発生装置全体に生ずる推力は左向きとなる。
なお、磁性体が、電気伝導体の設けられている前側を周方向に通過した後、再度、この位置に到達するまでの間に、モータからの回転トルクによって、回転子の回転速度は回復する。
Conversely, when the rotor rotates counterclockwise as viewed from the axial direction, the thrust generated by the entire thrust generating device is directed to the left.
After the magnetic body has passed in the circumferential direction on the front side where the electrical conductor is provided, the rotational speed of the rotor is restored by the rotational torque from the motor until the magnetic body reaches this position again.
そして、保持体に固定された旋回棒が前後方向に延びているので、推力発生装置に、前述したような、軸方向から見て前後方向に交差する向きの推力が生ずると、旋回棒が、推力発生装置およびバランサーとともに、回転軸線回りに旋回することとなる。
これにより、例えば燃焼ガス等を噴射しなくても、推力を発生させて旋回棒を旋回させることができる。
Since the swivel rod fixed to the holder extends in the fore-and-aft direction, when a thrust is generated in the thrust generating device in a direction that intersects the fore-and-aft direction when viewed from the axial direction, as described above, the swivel rod rotates around the rotation axis together with the thrust generating device and the balancer.
This makes it possible to generate thrust and rotate the rotation rod without, for example, jetting combustion gas or the like.
前記非磁性体の重量は、前記磁性体の重量より重くてもよい。 The weight of the non-magnetic material may be greater than the weight of the magnetic material.
この場合、非磁性体の重量が、磁性体の重量より重くなっているので、回転子が周方向に回転する過程において、磁性体および非磁性体が、電気伝導体と前記一方向に並んだときに、軸方向から見て、回転子、モータ、および保持体が、中心軸線から非磁性体側に向かう向きに、筐体に対して変位するように径方向に振動する構成を容易に得ることができるとともに、大きな推力を容易に生じさせることができる。 In this case, since the weight of the non-magnetic body is greater than the weight of the magnetic body, when the magnetic body and the non-magnetic body are aligned in the same direction with the electrical conductor as the rotor rotates in the circumferential direction, it is easy to obtain a configuration in which the rotor, motor, and holder vibrate radially so as to be displaced relative to the housing in a direction from the central axis toward the non-magnetic body when viewed from the axial direction, and a large thrust can be easily generated.
前記筐体および前記保持体は、互いに弾性変位可能に連結されてもよい。 The housing and the holder may be connected to each other so as to be elastically displaceable.
この場合、筐体および保持体が、互いに弾性変位可能に連結されているので、回転子が周方向に回転したときに、筐体および保持体を円滑に相対変位させることができる。 In this case, the housing and the holder are connected to each other so that they can be elastically displaced, so that the housing and the holder can be smoothly displaced relative to each other when the rotor rotates in the circumferential direction.
前記弾性連結片は、前記本体部から径方向の外側に向かうに従い、互いが周方向に離れる向きに延びる一対の連結部と、一対の前記連結部における径方向の外端部同士を連結し、周方向に延びる周面部と、を備え、前記磁性体、および前記非磁性体は、前記周面部に設けられてもよい。 The elastic connecting piece may include a pair of connecting portions that extend away from each other in the circumferential direction as they move radially outward from the main body portion, and a peripheral surface portion that connects the radial outer ends of the pair of connecting portions and extends in the circumferential direction, and the magnetic material and the non-magnetic material may be provided on the peripheral surface portion.
この場合、弾性連結片が、周面部および一対の連結部を備え、本体部に連結されることで、軸方向から見て閉曲線を呈するので、弾性連結片の剛性を容易に調整することができるとともに、負荷を抑えながら、径方向の弾性変形量を大きく確保することができる。 In this case, the elastic connecting piece has a peripheral portion and a pair of connecting portions, and is connected to the main body portion, so that it presents a closed curve when viewed from the axial direction. This makes it easy to adjust the rigidity of the elastic connecting piece, and ensures a large amount of radial elastic deformation while suppressing the load.
この発明によれば、燃焼ガス等を噴射しなくても旋回棒を旋回させることができる。 According to this invention, the rotating rod can be rotated without injecting combustion gas, etc.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る旋回装置1を説明する。
図1に示されるように、旋回装置1は、推力発生装置11と、推力発生装置11に取付けられた旋回体12と、を備えている。
Hereinafter, a rotating device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1 , the rotating device 1 includes a
推力発生装置11は、回転子13、筐体14、モータ15、および保持体16を備えている。
回転子13は、中心軸線O回りに沿う周方向に回転可能に支持されている。
以下、中心軸線Oに沿う方向を軸方向といい、軸方向から見て、中心軸線Oに交差する方向を径方向という。
The thrust generating
The
Hereinafter, the direction along the central axis O will be referred to as the axial direction, and the direction intersecting the central axis O as viewed from the axial direction will be referred to as the radial direction.
筐体14は、第1収容部35および第1連結部36を備えている。筐体14は、合成樹脂材料等の絶縁材料で形成されている。
The
第1収容部35は、軸方向に間隔をあけて設けられた一対の基板部37と、一対の基板部37における外周縁部同士を軸方向に連結した第1接続部38と、を備えている。基板部37は、円板状に形成され、中心軸線Oと同軸に配設されている。第1接続部38は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。一対の基板部37と複数の第1接続部38とに囲まれた空間に、回転子13が、基板部37および第1接続部38との非接触状態を維持したまま、周方向に回転可能に収容されている。
The
筐体14における周方向の一部に、電気伝導体17が設けられている。電気伝導体17は、回転子13より径方向の外側に設けられている。電気伝導体17は、表裏面が軸方向を向き、かつ周方向に延びる湾曲した板状に形成されている。軸方向から見て、電気伝導体17の内周面の曲率中心は、中心軸線Oとほぼ一致している。電気伝導体17の外周部は、筐体14から径方向の外側に張り出している。電気伝導体17は、一対の基板部37に軸方向に挟まれて固定されている。電気伝導体17は、例えばアルミニウム合金等により形成されている。電気伝導体17は、中心軸線Oを中心に例えば0°以上180°以下となっている。
An
軸方向から見て、筐体14の重心は、電気伝導体17の周方向の中央部と、中心軸線Oと、を結ぶ直線から離れて位置している。
以下、軸方向から見て、この直線が延びる方向を前後方向(一方向)といい、前後方向に直交する方向を左右方向といい、中心軸線Oに対して電気伝導体17が位置している側を前側といい、これとは反対側を後側という。
第1連結部36は、第1収容部35に対して軸方向の一方側に設けられている。
以下、軸方向の一方側を上方といい、これとは反対側を下方という。
When viewed from the axial direction, the center of gravity of the
Hereinafter, when viewed from the axial direction, the direction in which this straight line extends will be referred to as the front-to-rear direction (one direction), the direction perpendicular to the front-to-rear direction will be referred to as the left-to-right direction, the side on which the
The first connecting
Hereinafter, one side in the axial direction is referred to as the upper side, and the opposite side is referred to as the lower side.
第1連結部36に、図2に示されるように、保持体16の後述する第2連結部43が挿通された連結孔36aが形成されている。連結孔36aは、中心軸線Oと同軸に配設されている。第1連結部36は、軸方向に延びる第2接続部39を介して第1収容部35に連結されている。
第2接続部39は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。第2接続部39は、中心軸線Oを径方向に挟む両側に1つずつ、合計2つ設けられている。第2接続部39は、電気伝導体17の周方向の中央部から、中心軸線Oを中心に約90°離れた位置に設けられている。つまり、第2接続部39は、左右一対設けられている。
2, a
A plurality of
保持体16は、第2収容部41、取付部42、および第2連結部43を備え、モータ15の駆動時に生ずる回転力を受け止める。保持体16は、合成樹脂材料等の絶縁材料で形成されている。
The
第2収容部41は、第1連結部36の下方に設けられている。第2収容部41の上面と第1連結部36の下面との間に、軸方向の隙間が設けられている。第2収容部41に、モータ15が収容され保持されている。第2収容部41の下端部は、上下一対の基板部37のうち、上側の基板部37に形成された貫通孔37aに挿入されている。モータ15の出力軸15aは、第2収容部41から下方に突出し、回転子13に連結されている。これにより、モータ15は、回転子13を周方向に回転可能に支持している。
The
取付部42は、第1連結部36の上方に設けられている。取付部42の下面と、第1連結部36の上面との間に、軸方向の隙間が設けられている。取付部42に、前後方向に開口した取付孔42aが形成されている。取付孔42aに、旋回体12の後述する旋回棒26の一端部が嵌合されて固定されている。取付部42の下面に、下方に向けて突出し、第1連結部36の上面に形成された環状溝36bに、隙間を設けた状態で挿入された突出筒42bが形成されている。
The mounting
第2連結部43は、第2収容部41と取付部42とを連結している。第2連結部43は、軸方向に延びるとともに、第1連結部36の連結孔36aに挿通されている。第2連結部43は、中心軸線Oと同軸に配設されている。第2連結部43の外周面と、連結孔36aの内周面と、の間に隙間が設けられている。
The second connecting
第1連結部36の上面における連結孔36aの開口周縁部、および第2収容部41の上面にそれぞれ、窪み部が形成され、各窪み部に環状のゴム体44が各別に嵌合されている。これらのゴム体44内に、第2連結部43が嵌合されている。第1連結部36の上面の窪み部に嵌合されたゴム体44は、取付部42の下面に当接し、第2収容部41の上面の窪み部に嵌合されたゴム体44は、第1連結部36の下面に当接している。
ゴム体44を介して、筐体14および保持体16が、互いに弾性変位可能に連結されている。なお、ゴム体44を設けず、筐体14および保持体16が、互いに相対変位可能に連結されてもよい。
A recess is formed around the opening edge of the connecting
The
回転子13は、図3に示されるように、本体部21と、磁性体22および非磁性体23と、一対の弾性連結片24と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the
本体部21は、径方向の中央部に位置してモータ15の出力軸15aに連結されている。本体部21は、合成樹脂材料等の絶縁材料で形成されている。
磁性体22および非磁性体23は、重量が互いに異なっているとともに、本体部21を径方向に挟む位置に各別に設けられている。磁性体22は、径方向に並べられた複数の磁石となっている。複数の磁石は、互いに異なる磁極が径方向で隣接するように設けられている。
非磁性体23の重量が、磁性体22の重量より重くなっている。なお、非磁性体23の重量を、磁性体22の重量以下としてもよい。
The
The
The weight of the
一対の弾性連結片24は、本体部21と、磁性体22および非磁性体23と、を各別に連結するとともに、弾性変形可能に形成されている。弾性連結片24は、合成樹脂材料等の絶縁材料で形成されている。
弾性連結片24は、一対の第3連結部(連結部)31と、周面部32と、を備え、本体部21に連結されることで、軸方向から見て閉曲線を呈する。
The pair of elastic connecting
The elastic connecting
一対の第3連結部31は、本体部21から径方向の外側に向かうに従い、互いが周方向に離れる向きに延びている。第3連結部31は、表裏面が周方向を向く板状に形成されている。第3連結部31は、軸方向から見て直線状に延びている。
周面部32は、一対の第3連結部31における径方向の外端部同士を連結し、周方向に延びている。周面部32は、表裏面が径方向を向く板状に形成されている。
磁性体22および非磁性体23は、周面部32に設けられている。図示の例では、磁性体22および非磁性体23は、周面部32における周方向の中央部に設けられている。周面部32の径方向の剛性は、第3連結部31の径方向の剛性より低くなっている。
The pair of third connecting
The
The
回転子13の回転時に、磁性体22が、電気伝導体17の設けられている周方向の位置に達すると、電気伝導体17に径方向で近接することで、電気伝導体17において磁場が変化する。
回転子13が、周方向に回転する過程において、磁性体22および非磁性体23が、電気伝導体17と前後方向に並んだときに、軸方向から見て、回転子13、モータ15、および保持体16が、中心軸線Oから非磁性体23側に向かう向きに、筐体14に対して変位するように径方向に振動する。なお、このような構成は、例えば、磁性体22および非磁性体23の各重量、弾性連結片24の剛性、および回転子13の回転速度等を調整することで得ることができる。
When the
In the process of the
旋回体12は、図1に示されるように、旋回棒26、支持部27、およびバランサー28を備えている。
As shown in FIG. 1, the rotating
旋回棒26は前後方向に延びている。旋回棒26の一端部は、保持体16の取付部42の取付孔42aに嵌合されて固定されている。
支持部27は、旋回棒26における前後方向の途中位置を、軸方向に延びる回転軸線L回りに回転可能に支持している。支持部27は、旋回棒26における前後方向の途中位置に設けられた被支持部26aを支持している。支持部27および被支持部26aのうちのいずれか一方は、回転軸線Lと同軸に配設されていずれか他方に向けて突出した軸部とされ、いずれか他方に、軸部が回転軸線L回りに回転可能に嵌合された孔部が形成されている。軸部および孔部は、例えば円錐形状に形成される。
バランサー28は、旋回棒26において、被支持部26aより前後方向の他端部側に位置する部分に取付けられ、軸方向に直交する水平方向に対する旋回棒26の傾き姿勢を決める。図示の例では、バランサー28は、旋回棒26の他端部に取付けられ、旋回棒26は、水平方向に沿って延びている。
The
The
The
以上説明したように、本実施形態による旋回装置1によれば、本体部21に対して弾性変位可能に設けられた磁性体22および非磁性体23の各重量が互いに異なり、筐体14および保持体16が、互いに相対変位可能に連結されているので、回転子13が周方向に回転すると、回転子13にモータ15を介して連結されている保持体16が、回転子13とともに、筐体14に対して径方向に振動する。
また、回転子13が周方向に回転する過程において、磁性体22および非磁性体23が、電気伝導体17と前後方向に並んだときに、軸方向から見て、回転子13、モータ15、および保持体16が、中心軸線Oから非磁性体23側に向かう向きに、筐体14に対して変位するように径方向に振動する構成とされている。
したがって、回転子13の回転時に、磁性体22および非磁性体23が、電気伝導体17と前後方向に並び、前述の振動が発生すると、磁性体22および非磁性体23が有する慣性マスにより、弾性連結片24が径方向に弾性変形して、非磁性体23の回転半径が短くなることで、角運動量保存の法則に基づいて、非磁性体23の角速度が増加し、また、磁性体22の回転半径は長くなることで、角運動量保存の法則に基づいて、磁性体22の角速度は低下する。
As described above, according to the swivel device 1 of this embodiment, the
In addition, when the
Therefore, when the
また、筐体14の周方向の一部に、電気伝導体17が設けられているので、磁性体22が、電気伝導体17の設けられている周方向の位置に達すると、電気伝導体17において磁場が変化し、磁性体22および電気伝導体17に、互いに逆向きで同じ大きさの力が発生する。この力の大きさは、回転子13の回転速度と、回転子13および筐体14の相対速度と、の和に比例する。
これに対し、非磁性体23が、電気伝導体17の設けられている周方向の位置に達しても、電気伝導体17において磁場が変化することはない。
In addition, since the
In contrast, even if the
以下、具体的に説明する。 The details are explained below.
図4に示されるように、回転子13が、軸方向から見て、時計回りに回転する場合に、非磁性体23が、電気伝導体17の設けられている前側に達すると、電気伝導体17において磁場が変化せず、前述の振動に起因して、非磁性体23の慣性マスにより弾性連結片24が弾性変形することで、回転半径が短くなった非磁性体23の時計回り(左向き)の角速度が増加する一方、前述の振動に起因して、磁性体22の慣性マスにより弾性連結片24が弾性変形することで、回転半径が長くなった磁性体22の時計回り(右向き)の角速度は減少する。したがって、この状態では、回転子13にトータルで左向きの運動量(以下、左運動量という)が生ずる。
As shown in FIG. 4, when the
その後、非磁性体23が、電気伝導体17の設けられている前側を周方向に通過し、図5に示されるように、磁性体22が、電気伝導体17の設けられている前側に達すると、後側に位置して前述と同様に回転半径が短くなった非磁性体23の時計回り(右向き)の角速度が増加する一方、前述と同様に回転半径が長くなった磁性体22の時計回り(左向き)の角速度は減少する。したがって、この状態では、回転子13にトータルで右向きの運動量(以下、右運動量という)が生ずる。
Then, the
この右運動量によって、図5に二点鎖線で示されるように、回転子13が、電気伝導体17に対して右側に移動した状態では、磁性体22が、電気伝導体17における周方向の中央部を通過する過程で、電気伝導体17から徐々に径方向の内側に離れるように移動するので、電気伝導体17において磁場が変化して、磁性体22には電気伝導体17に向かう吸引力がかかることで、磁性体22の回転半径が長くなり、磁性体22の角速度が減少する。したがって、前述の右運動量が増加して前述の左運動量より大きくなる。
以上より、回転子13が1回転する間に、回転子13、モータ15、および保持体16は、トータルで右向きの運動量を得る。
5, when the
As a result, while the
次に、筐体14について説明する。
磁性体22および非磁性体23の各重量が互いに異なっているので、回転子13が時計回りに回転すると、筐体14は反時計回りに揺動円運動し、また、磁性体22が、揺動円運動している筐体14に設けられた電気伝導体17の位置している前側に達すると、磁性体22と電気伝導体17との間に生ずる吸引力によって、筐体14に後ろ向きの力がかかり、筐体14の回転半径が短くなり、筐体14の角速度が増加する。この際、回転子13、モータ15、および保持体16には、前述のように右向きの運動量が生じ、筐体14には右向きの運動量が生じているため、筐体14の角速度の増加に伴い、筐体14にかかる右向きの運動量が増加する。一方、非磁性体23が、電気伝導体17の設けられている前側に達すると、筐体14の角速度は変化せず、回転子13、モータ15、および保持体16には右向きの運動量が生じ、筐体14には左向きの運動量が生ずる。
以上より、回転子13が1回転する間に、筐体14は、トータルで右向きの運動量を得る。
これにより、回転子13が1回転する間に、回転子13、保持体16、および筐体14の全てが、右向きの運動量を得ることとなり、推力発生装置11全体に右向きの推力を生じさせることができる。
Next, the
Since the weights of the
As a result, while the
As a result, during one rotation of the
以上とは逆に、回転子13が、軸方向から見て、反時計回りに回転する場合、推力発生装置11全体に生ずる推力は左向きとなる。
なお、磁性体22が、電気伝導体17の設けられている前側を周方向に通過した後、再度、この位置に到達するまでの間に、モータ15からの回転トルクによって、回転子13の回転速度は回復する。
Conversely, when the
After the
そして、保持体16に固定された旋回棒26が前後方向に延びているので、推力発生装置11に、前述したような、軸方向から見て前後方向に交差する向きの推力が生ずると、旋回棒26が、推力発生装置11およびバランサー28とともに、回転軸線L回りに旋回することとなる。
これにより、例えば燃焼ガス等を噴射しなくても、推力を発生させて旋回棒26を旋回させることができる。
Since the
This makes it possible to generate thrust and rotate the
非磁性体23の重量が、磁性体22の重量より重くなっているので、回転子13が周方向に回転する過程において、磁性体22および非磁性体23が、電気伝導体17と前後方向に並んだときに、軸方向から見て、回転子13、モータ15、および保持体16が、中心軸線Oから非磁性体23側に向かう向きに、筐体14に対して変位するように径方向に振動する構成を容易に得ることができるとともに、大きな推力を容易に生じさせることができる。
Since the weight of the
筐体14および保持体16が、互いに弾性変位可能に連結されているので、回転子13が周方向に回転したときに、筐体14および保持体16を円滑に相対変位させることができる。
The
弾性連結片24が、周面部32および一対の連結部31を備え、本体部21に連結されることで、軸方向から見て閉曲線を呈するので、弾性連結片24の剛性を容易に調整することができるとともに、負荷を抑えながら、径方向の弾性変形量を大きく確保することができる。
The elastic connecting
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、保持体16の取付部42を、筐体14の下方に設けてもよい。
For example, the mounting
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した実施形態および変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, the components in the above-described embodiments may be replaced with well-known components as appropriate without departing from the spirit of the present invention, and the above-described embodiments and variations may be combined as appropriate.
1 旋回装置
11 推力発生装置
12 旋回体
13 回転子
14 筐体
15 モータ
16 保持体
17 電気伝導体
21 本体部
22 磁性体
23 非磁性体
24 弾性連結片
26 旋回棒
27 支持部
28 バランサー
31 第3連結部(連結部)
32 周面部
L 回転軸線
O 中心軸線
REFERENCE SIGNS LIST 1
32 Circumferential surface portion L Rotation axis O Central axis
Claims (4)
前記推力発生装置は、
中心軸線回りに沿う周方向に回転可能に支持された回転子と、
前記回転子が収容された筐体と、
前記回転子を周方向に回転させるモータと、
前記モータを保持する保持体と、を備え、
前記筐体および前記保持体は、互いに相対変位可能に連結され、
前記回転子は、
径方向の中央部に位置して前記モータに連結された本体部と、
前記本体部を径方向に挟む位置に各別に設けられた磁性体、および前記磁性体と重量が異なる非磁性体と、
前記本体部と前記磁性体および前記非磁性体とを各別に連結するとともに、弾性変形可能に形成された一対の弾性連結片と、を備え、
前記筐体における周方向の一部に、電気伝導体が設けられ、
前記回転子が、周方向に回転する過程において、
前記磁性体および前記非磁性体が、前記電気伝導体と径方向のうちの一方向に並んだときに、
前記中心軸線に沿う軸方向から見て、前記回転子、前記モータ、および前記保持体が、前記中心軸線から前記非磁性体側に向かう向きに、前記筐体に対して変位するように径方向に振動し、
前記旋回体は、
前記一方向に延びるとともに、一端部が前記保持体に固定された旋回棒と、
前記旋回棒における前記一方向の途中位置を、前記軸方向に延びる回転軸線回りに回転可能に支持する支持部と、
前記旋回棒において、前記支持部に支持された部分より前記一方向の他端部側に位置する部分に取付けられ、前記軸方向に直交する水平方向に対する前記旋回棒の傾き姿勢を決めるバランサーと、を備えている、旋回装置。 A thrust generating device and a rotating body attached to the thrust generating device,
The thrust generating device comprises:
A rotor supported so as to be rotatable in a circumferential direction around a central axis;
A housing in which the rotor is housed;
A motor that rotates the rotor in a circumferential direction;
a holder for holding the motor,
The housing and the holder are connected to each other so as to be displaceable relative to each other,
The rotor is
a main body portion located at a radial center portion and connected to the motor;
a magnetic body provided at a position on either side of the main body in a radial direction, and a non-magnetic body having a weight different from that of the magnetic body;
a pair of elastic connecting pieces that connect the main body to the magnetic body and the non-magnetic body, respectively, and are formed to be elastically deformable;
An electrical conductor is provided on a portion of the housing in a circumferential direction,
In the process of the rotor rotating in the circumferential direction,
When the magnetic body and the non-magnetic body are aligned in one of the radial directions with respect to the electrical conductor,
When viewed from an axial direction along the central axis, the rotor, the motor, and the holder vibrate in a radial direction so as to be displaced relative to the housing in a direction from the central axis toward the non-magnetic material side,
The rotating body is
A pivot rod extending in the one direction and having one end fixed to the holder;
a support portion that supports the rotating rod at a midpoint in the one direction so as to be rotatable about a rotation axis extending in the axial direction;
A swivel device comprising: a balancer attached to a portion of the swivel rod that is located on the other end side in the one direction from the portion supported by the support portion, and that determines the inclination attitude of the swivel rod with respect to a horizontal direction perpendicular to the axial direction.
前記本体部から径方向の外側に向かうに従い、互いが周方向に離れる向きに延びる一対の連結部と、
一対の前記連結部における径方向の外端部同士を連結し、周方向に延びる周面部と、を備え、
前記磁性体、および前記非磁性体は、前記周面部に設けられている、請求項1から3のいずれか1項に記載の旋回装置。 The elastic connecting piece is
A pair of connecting portions extending in a direction away from each other in a circumferential direction as they move radially outward from the main body portion;
a peripheral surface portion that connects radially outer ends of the pair of connecting portions to each other and extends in a circumferential direction,
The swivel device according to claim 1 , wherein the magnetic body and the non-magnetic body are provided on the peripheral surface portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021065107A JP7500490B2 (en) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | Swivel device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021065107A JP7500490B2 (en) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | Swivel device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022160738A JP2022160738A (en) | 2022-10-20 |
| JP7500490B2 true JP7500490B2 (en) | 2024-06-17 |
Family
ID=83658077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021065107A Active JP7500490B2 (en) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | Swivel device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7500490B2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007074790A (en) | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Actuator and plane mobile unit |
| CN102169035A (en) | 2010-12-22 | 2011-08-31 | 中国科学院广州能源研究所 | Torsional high-accuracy micro-thrust measuring system |
-
2021
- 2021-04-07 JP JP2021065107A patent/JP7500490B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007074790A (en) | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Actuator and plane mobile unit |
| CN102169035A (en) | 2010-12-22 | 2011-08-31 | 中国科学院广州能源研究所 | Torsional high-accuracy micro-thrust measuring system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022160738A (en) | 2022-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5919745B2 (en) | Vacuum pump | |
| CN105351450B (en) | Bikini harmonic drive | |
| US5453650A (en) | Face opposing type motor | |
| CN102313966B (en) | Rigid load-bearing quick control reflector | |
| JPWO2017138165A1 (en) | Control moment gyro | |
| CN102459948A (en) | Adjusting device for rotating body, and rotating body | |
| JP2024073539A (en) | Self-aligning virtual elliptical drive device | |
| KR20150012267A (en) | An electric motor or generator system | |
| JPS6250189B2 (en) | ||
| JP7500490B2 (en) | Swivel device | |
| JPH01200320A (en) | Rotary mirror optical deflector | |
| JP2014105752A (en) | Reaction wheel | |
| JP5488131B2 (en) | Electromagnetic actuator | |
| JP7419706B2 (en) | Auto balancer equipment, motors, drones | |
| JP4991823B2 (en) | Scanner motor | |
| JP7509184B2 (en) | Dual-axis integrated motor and actuator | |
| JP7499616B2 (en) | Robot arm and joint structure | |
| WO2024075355A1 (en) | Propulsion device | |
| JPH01154115A (en) | Rotating body supporting device | |
| WO2018092906A1 (en) | Magnetic power transmission structure and actuator | |
| JP6988661B2 (en) | Two-axis integrated motor and actuator | |
| JP7512103B2 (en) | Vibration actuator and device | |
| JP6707010B2 (en) | Attitude control device | |
| JP2017104807A (en) | Driving device | |
| JPH03272317A (en) | Gas bearing structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20220513 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20220725 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231010 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240529 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240604 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240605 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7500490 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |