特開 2024-112337 磁気トルカ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112337

(43)【公開日】2024-08-21

(54)【発明の名称】磁気トルカ

(51)【国際特許分類】

   B64G 1/32 20060101AFI20240814BHJP

【ＦＩ】

B64G1/32

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023017222

(22)【出願日】2023-02-08

(71)【出願人】

【識別番号】000104652

【氏名又は名称】キヤノン電子株式会社

(72)【発明者】

【氏名】戸丸 智博

(57)【要約】

【課題】比較的簡単な構造で、所望の剛性を確保しつつ磁気トルカの軽量化を実現する。
【解決手段】電磁石２ｂを有する電磁石部２と、電磁石部２を覆うように折り曲げられた単一の金属板を有する板状部材１とを備え、板状部材１は、電磁石部２を保持する保持部２０１と、板状部材１を宇宙機に取り付けるための固定部１０１と、宇宙機から電磁石部２に電力を供給する接続端子１ｂが取り付けた貫通孔３０１を有することを特徴とする磁気トルカ。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁石を有する電磁石部と、
前記電磁石部を覆うように折り曲げられた単一の金属板を有する板状部材と
を備え、
前記板状部材は、
前記電磁石部を保持する保持部と、
前記板状部材を宇宙機に取り付けるための固定部と、
前記宇宙機から前記電磁石部に電力を供給する接続端子が取り付けた貫通孔を有することを特徴とする磁気トルカ。

【請求項2】

前記電磁石部は、その軸方向両端において前記板状部材に対し固定されることを特徴とする請求項１に記載の磁気トルカ。

【請求項3】

前記金属板は、断面がコの字状に折り曲げられた収容部を有し、前記収容部における前記軸方向の両端部においてコの字状の前記断面を塞ぐようにして前記電磁石部が固定されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気トルカ。

【請求項4】

前記板状部材は、前記金属板と、前記金属板が取り付けられるとともに、前記固定部を有する他の金属板からなることを特徴とする請求項３に記載の磁気トルカ。

【請求項5】

前記他の金属板は、前記金属板の前記収容部の開口を塞ぐように前記電磁石部を覆っていることを特徴とする請求項４に記載の磁気トルカ。

【請求項6】

前記板状部材における前記固定部は、前記金属板のコの字状に折り曲げられた部分の端部から延在するフランジ状に開いた取り付け部に設けられた複数の貫通孔であることを特徴とする請求項３に記載の磁気トルカ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、宇宙機に搭載される磁気トルカに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されるような宇宙機に搭載される従来の磁気トルカは、所望の剛性を確保するため、複数の部材により電磁石部を保持していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－３００７７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら宇宙機に搭載される従来の磁気トルカの構造においては、複数の部材を組み合わせて構成しているため、構造が複雑化するだけでなく、質量の増加及び結合の負荷が発生し好ましくなかった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

以上を鑑み、本発明に係る磁気トルカは、
電磁石を有する電磁石部と、
前記電磁石部を覆うように折り曲げられた単一の板状部材を有し、
前記板状部材は、
前記電磁石部を保持する保持部と、
前記板状部材を宇宙機に取り付けるための固定部と、
前記宇宙機から前記電磁石部に電力を供給する接続端子が取り付けた貫通孔を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、比較的簡単な構造で、所望の剛性を確保しつつ軽量化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の一実施形態における磁気トルカの分解斜視図

【図2】本発明の一実施形態における磁気トルカの外観斜視図

【図3】本発明の一実施形態における磁気トルカの例の拡大図

【図4】本発明の一実施形態における磁気トルカの金属板の展開図

【図5】本発明の一実施形態における磁気トルカの金属板の他の展開図

【図6】本発明の他の実施形態における磁気トルカの外観斜視図

【図7】本発明の他の実施形態における磁気トルカの分解斜視図

【図8】本発明の他の実施形態における磁気トルカの断面図

【発明を実施するための形態】

【0008】

（第一実施形態）
本発明の実施例に係る宇宙機に搭載される磁気トルカＴＱについて、図１から図５を用いて説明する。

【0009】

図１には本実施形態に係る宇宙機に搭載される磁気トルカＴＱの分解斜視図を示している。図１に示すように、本実施形態の磁気トルカＴＱは、詳細は後述するが、構造部材として曲げ部を有した板状部材１に電磁石部２が接合される。なお、板状部材１は金属板１ａと接続端子１ｂと固定螺子１ｃから構成されている。

【0010】

金属板１ａは一枚の（単一の）板金を図１に示すようにコの字状に折り曲げて形成されている。コの字状に折り曲げた金属板１ａの端部には、フランジ状に開いた取り付け部１ｄが設けられており、宇宙機に対して螺子固定されるための貫通孔１０１が磁気トルカＴＱの軸方向（後述するコイル２ａの軸方向）に並設されている。なお、本実施形態においては貫通孔１０１を取り付け部１ｄの軸方向全体に亘って設けているが、これに限られず一部のみに設けてもよい。貫通孔１０１が軸方向に亘り複数並設されることにより、所望の寸法の宇宙機の固定部に対して任意に取り付けることができる。接続端子１ｂについて詳しくは図３を用いて後述する。

【0011】

また、電磁石部２は軸部２ａとそれに巻回されたコイル２ｂとで構成されている。軸部２ａは軸方向に延びる軸２ａ１と、その両端に端部２ａ２を有している。端部２ａ２はその外径が矩形状に形成されており、図２に示すように板状部材１のコの字状の部分を塞いでいる。コイル２ａは接続端子１ｂとの接続部を有している。なお、図１においては、接続端子１ｂとの接続部は図示を省略している。

【0012】

また、図２には、本実施形態に係る磁気トルカＴＱの外観斜視図を示している。図２に示すように、コの字状に折り曲げられて収容部をなす板状部材１の内部に電磁石部２が収容されている。電磁石部２は図１に示す金属板１ａにおけるコイル２ｂの軸方向の両端部に設けられた貫通孔２０１を保持部として利用し螺子固定される。

【0013】

金属板１ａは電磁石部２の長手方向に平行に延在する１つの部材で形成され、同一部材で端部２ａ２を介し電磁石部２を保持するため、結合の損失無く磁気トルカＴＱの剛性と強度を確保することができ、不図示の宇宙機から受ける荷重伝達に対し電磁石部２を構成する部材の状態変化を低減することで磁気特性を安定させる。

【0014】

また金属板１ａは電磁石部２の長手方向に平行な面と直交する垂直方向に面を持つコの字型に形成、換言すると長手方向に平行な複数の面で形成されたコの字型に形成され、電磁石部２の半径方向の曲げモーメント変化に対し直交する面が曲げ方向に対して有効に断面２次モーメントを増加することで全方位に剛性を確保する。

【0015】

また金属板１ａは電磁石部２の周囲を囲う多面体とフランジ状に開いた取り付け部１ｄであることによって各々の面が平面であり電磁石部２の取り付け、接続端子１ｂの取り付け、宇宙機に対して磁気トルカＴＱの取り付けの機能を他の部材を必要とせずに実現することができる。

【0016】

このように構成された本実施形態に係る磁気トルカＴＱは、不図示の宇宙機に対し、取り付け部１ｄに設けられた貫通孔１０１に螺子などの固定部材を取り付けることで固定される。さらに、接続端子１ｂが宇宙機の電装部に接続され、電磁石部２に対して電流が引火されることによって磁界が発生し、宇宙機の姿勢制御に用いられる。

【0017】

ここで、本実施形態の金属板１ａは、厚さ方向に貫通する貫通孔１０１を複数有し宇宙機との接合に用いる箇所以外にも貫通孔１０１を配置することで磁気トルカＴＱをより軽量にすることが可能である。また本実施形態の貫通孔１０１は円形であるが、これに限られず楕円形、矩形としてもよい。

【0018】

また、例えば図３の拡大図に示すように、板状部材を厚さ方向に貫通する貫通孔３０１及び螺子孔４０１を介し、宇宙機からの電力供給を受ける接続端子１ｂが接合され、この接続端子１ｂを介して電磁石部２の接続部を宇宙機に結合するように構成されている。また本実施形態では接続端子１ｂを使用した結合の態様を示しているが、これに限られず宇宙機と電磁石部２を直接結合してもよい。

【0019】

ここで、構造部材として曲げ部を有した板状部材１は、本実施形態ではアルミウム合金の非磁性の金属板１ａとしているが、例えば、図４の金属板１ａの展開図に示すように、一枚の板状部材から折り曲げて制作してもよいし、図５の金属板１ａの他の展開図に示すように、分割された複数の金属板１ａ１～１ａ５の端部を結合して金属板１ａを制作してもよい。他にも削り出し等により一体の構造物として制作してもよい。

【0020】

さらに、図５における金属板１ａ１、１ａ２、１ａ３、１ａ４、１ａ５は、例えば、所望の剛性方向が明確であれば、金属板１ａに及ぼされる曲げモーメントに対して断面二次モーメントが優位になるように各々の面の厚さ方向に寸法を変更して組み合わせてもよい。

【0021】

なお、金属板１ａを形成する材料は、前述した金属材料に限らず、樹脂部材、または、炭素繊維強化プラスチック、または、非磁性の金属材料でもよいし、異なる複数の材料を組み合わせた複合体で構成してもよい。

【0022】

（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態について説明する。本実施形態は上述した第一実施形態と多くの構成が同じであり、同じ構成については同じ符号を用いるとともに説明を省略し、その相違点についてのみ説明する。

【0023】

本実施形態においては、図６の外観斜視図に示すように、第一実施形態における金属板１ａのフランジ状に開いた取り付け部１ｄから貫通孔１０１を成す部分を削除しフランジ状に開いた取り付け部３ｂを有する金属板３ａを設ける。さらに、取り付け部３ｂにより結合される第二構造物５を設けている。この第二構造物５は、金属板５ａとそれに設けられた貫通孔５０１を有しており、貫通孔５０１を利用して磁気トルカＴＱが宇宙機に対して螺子固定される。このように、本実施形態においては、板状部材として金属板３ａと金属板５ａとを組み合わせて用いて、電磁石部２の保持と宇宙機への固定、電気接続を実現している。

【0024】

なお、本実施形態においても第一実施形態と同様に貫通孔５０１を金属板３ａの軸方向全体に亘って設けているが、これに限られず一部のみに設けてもよい。貫通孔５０１が軸方向に亘り複数並設されることにより、所望の寸法の宇宙機の固定部に対して任意に取り付けることができる。

【0025】

図７には本実施形態に係る磁気トルカＴＱの分解斜視図を示している。図７に示すように、金属板３ａは、フランジ状に開いた取り付け部３ｂに設けられた貫通孔６０１を利用し固定螺子３ｃによって金属板５ａに取り付けられる。

【0026】

また、図８の断面図に示すように電磁石部２の端部２ａ２を金属板５ａの深ざぐり付き貫通孔７０１を利用して固定螺子５ｂで取り付けることで固定螺子５の螺子頭部を金属板５内に格納し宇宙機への取り付け面を平面にすることができる。また、電磁石部２は第一実施形態と同様に金属板３ａに取り付けてもよい。

【0027】

ここで、本実施形態では金属板３ａと金属板５ａとを螺子固定しているが、接着及び溶接による結合でもよいし、金属板３ａと金属板５ａとを一体の構造物として成形してもよい。

【0028】

以上説明したように、本実施形態においては、金属板５ａを設けることを特徴としている。電磁石部２を覆う金属板３ａを単一の板金をコの字状に折り曲げた１つの部材で形成している点で第一実施形態と共通しており、電磁石部２の半径方向の曲げモーメント変化に対し直交する面が曲げ方向に対して有効に断面２次モーメントを増加することで全方位に剛性を確保することができる。加えて、金属板５ａは電磁石部２に対し、コの字状に折り曲げた金属板３ａの開口部側を覆っている。これにより、宇宙機から伝達される振動などの荷重伝達の影響を金属板５ａ自体の剛性によってより低減することが可能となり、磁気トルカＴＱの磁気特性をより安定化することができる。

【0029】

（他の実施形態）
また、本発明は上述した第一実施形態及び第二実施形態に限定されるものではない。例えば、第一実施形態の曲げ部を有する板状部材１からフランジ状に開いた取り付け部１ｄを削除し電磁石部２を直接宇宙機に結合することも可能である。

【0030】

その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0031】

１ 板状部材
１０１ 貫通孔
２０１ 貫通孔
３０１ 貫通孔
４０１ 螺子孔
１ａ 金属板
１ｂ 接続端子
１ｃ 固定螺子
１ｄ 取り付け部
２ 電磁石部
２ａ 軸部
２ａ１ 軸方向に延びる軸
２ａ２ 端部
２ｂ コイル
３ 板状部材
３ａ 金属板
３ｂ 取り付け部
５０１ 貫通孔
６０１ 貫通孔
４ 第二構造物
４ａ 金属板
４ｂ 固定螺子
７０１ 深ざぐり付き貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】