(57)【要約】 【課題】 例えば、操舵翼を有する小型のロケットに搭載した場合において、コストの低減及び品質の向上を実現したうえで、複数の操舵翼を支障なく駆動することが可能であるアクチュエータを提供する。【解決手段】ステータ３３及びロータ３４を具備したモータ部３２を複数備え、これらのモータ部３２を直列に配置し、モータ部３２の軸心上に位置する固定軸３１にモータ部３２の各ステータ３３を固定すると共に各ロータ３４を回転可能に支持された状態とし、モータ部３２のロータ３４の各外周面には、歯部分３４ａをそれぞれ設けた。このアクチュエータ３を機軸Ｌ上に配置すると共に、操舵翼２に個々に回転力を伝達する複数の回転軸４２を機軸Ｌに沿って配置し、回転軸４２に小歯車４５をそれぞれ設けて、アクチュエータ３のロータ３４の各歯部分３４ａにそれぞれ噛み合わせた。【選択図】図１
2007306715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ及びロータを具備したモータ部を複数備え、これらのモータ部を直列に配置し、上記モータ部の各々の回転力を各ロータを介して個別に外部に出力可能としたことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
複数のモータ部には、ロータの回転量を検出するセンサをそれぞれ設けた請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
直列に配置したモータ部の軸心上に位置する固定軸を具備し、モータ部の各ステータを固定軸に固定してあると共にモータ部の各ロータを固定軸に回転可能に支持された状態とし、モータ部のロータの各外周面には歯部分を設けた請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
複数の操舵翼を有する飛翔体において、上記複数の操舵翼に対して個々に回転力を伝達する複数の回転軸を機軸に沿って配置すると共に請求項３に記載のアクチュエータを機軸上に配置し、複数の回転軸には小歯車をそれぞれ設け、上記アクチュエータの複数のモータ部におけるロータの各歯部分と複数の回転軸の各小歯車とをそれぞれ噛み合わせたことを特徴とする飛翔体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ロケットの操舵翼を駆動するのに用いられるアクチュエータ及びこれを搭載した飛翔体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
飛翔体、例えば、ロケットにおいて、操舵翼は、通常胴体又は尾部の外周面に２〜４枚配置され、これらの操舵翼を駆使して姿勢制御を行うために、操舵翼毎に独立した駆動系が設けられている。
【０００３】
従来、上記した駆動系は、ロケットの機軸に沿って配置される駆動源としての小型電動モータと、この小型電動モータの出力軸に形成されたスクリューシャフトと、操舵翼軸の端部から直角方向に延出したトルクアームと、このトルクアームの先端に回動自在に連結されてスクリューシャフトとともにボールねじを構成するナットを備えており、この駆動系では、スクリューシャフトの回転運動をナットの直線運動に変換し、そして、このナットの直線運動をトルクアームを介して操舵翼軸の回動に変換することで、小型電動モータの回転力を操舵翼に伝えるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２４３３９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した操舵翼を有するロケットにおいて、操舵翼毎の駆動系の各小型電動モータをロケットの機軸に沿ってそれぞれ配置している都合上、機体を小型化する場合には、直径の小さい小型電動モータを開発する必要があり、コストの上昇を招いてしまうという問題があった。
【０００５】
また、直径の小さい小型電動モータの製造には、微細な技術が必要であり、品質の面で、すなわち、安定性及び信頼性の面で難があるという問題を有しており、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００６】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたものであり、例えば、操舵翼を有する小型のロケットに搭載した場合において、コストの低減及び品質の向上を実現したうえで、複数の操舵翼を支障なく駆動することが可能であるアクチュエータ及びこのアクチュエータを搭載した飛翔体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のアクチュエータは、ステータ及びロータを具備したモータ部を複数備え、これらのモータ部を直列に配置し、上記モータ部の各々の回転力を各ロータを介して個別に外部に出力可能とした構成としたことを特徴としており、このアクチュエータの構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００８】
一方、本発明の飛翔体は、複数の操舵翼を有する飛翔体において、上記複数の操舵翼に対して個々に回転力を伝達する複数の回転軸を機軸に沿って配置すると共に請求項３に記載のアクチュエータを機軸上に配置し、複数の回転軸には小歯車をそれぞれ設け、上記アクチュエータの複数のモータ部におけるロータの各歯部分と複数の回転軸の各小歯車とをそれぞれ噛み合わせた構成としたことを特徴としており、この飛翔体の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００９】
本発明のアクチュエータでは、上記した構成としたから、例えば、操舵翼を有する小型のロケットに搭載する場合において、ロケットの機軸上に配置することで、複数の操舵翼を支障なく駆動することがことができ、その結果、微細な技術が要求される直径の小さい小型電動モータを開発する必要がなくなる分だけ、コストの低減及び品質の向上が図られることとなる。
【００１０】
また、本発明の飛翔体では、上記した構成としたから、例えば、操舵翼を有する小型のロケットである場合において、操舵翼を駆動する小型電動モータ、すなわち、微細な技術が要求される直径の小さい小型電動モータを複数個搭載する必要がなくなり、操舵翼の駆動系が低コストで且つ高品質なものとなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のアクチュエータによれば、上記した構成としているので、例えば、操舵翼を有する小型のロケットに搭載した場合において、複数の操舵翼を支障なく駆動することがことができるのは勿論のこと、コストの低減及び品質の向上をも実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００１２】
また、本発明の飛翔体では、上記した構成としているので、例えば、操舵翼を有する小型のロケットである場合において、微細な技術が要求される直径の小さい小型電動モータを操舵翼駆動用として複数搭載する必要がなくなる分だけ、操舵翼の駆動系を低コストで且つ高品質なものとすることが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のアクチュエータにおいて、複数のモータ部に、ロータの回転量を検出するセンサをそれぞれ設ける構成を採用することができ、この構成を採用すると、複数のモータ部のロータの動作を迅速且つ的確に捉え得ることから、例えば、操舵翼を有する小型のロケットに搭載した場合には、操舵翼の舵角を正確に制御し得ることとなる。
【００１４】
また、本発明のアクチュエータにおいて、直列に配置したモータ部の軸心上に位置する固定軸を具備し、モータ部の各ステータを固定軸に固定してあると共にモータ部の各ロータを固定軸に回転可能に支持された状態とし、モータ部のロータの各外周面には歯部分を設けた構成を採用することができ、この構成を採用すると、例えば、複数の回転軸を固定軸に沿って配置し、これらの回転軸に小歯車をそれぞれ設けて複数のモータ部におけるロータの各歯部分にそれぞれ噛み合わせるだけで、複数の回転軸を介した動力伝達を行い得ることとなる。
【００１５】
さらに、本発明のアクチュエータにおいて、モータ部の各ロータをいずれもステータの内側で回転可能に支持された状態とし、これらのロータをそれぞれ内周面に歯部分を有する歯車状ロータとして形成した構成としてもよく、この場合には、例えば、複数の回転軸をモータ部の各歯車状ロータの内側に配置し、これらの回転軸に小歯車をそれぞれ設けて複数のモータ部における各歯車状ロータにそれぞれ噛み合わせれば、上記と同じく複数の回転軸を介した動力伝達を行い得ることとなる。
【００１６】
一方、本発明の飛翔体において、機軸に沿って配置した複数の回転軸から複数の操舵翼に対して回転力を伝達する構成としては、回転軸に設けた回転軸側傘歯車と機軸と直交する方向の操舵翼軸に設けた操舵翼軸側傘歯車とを噛み合わせる構成や、操舵翼軸にトルクアームを設けて、このトルクアームに形成した雌ねじ部と回転軸に形成した雄ねじ部とをねじ結合する構成や、操舵翼軸に設けた歯車を回転軸に形成した雄ねじ部に噛み合わせる構成を採用することができる。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１８】
図１及び図２は、本発明の一実施例によるアクチュエータをロケットに搭載して、本発明の一実施例による飛翔体とした場合を示す。
【００１９】
図１及び図２に示すように、飛翔体としてのロケット１は、円周方向に９０°の間隔をおいて配置した４枚の操舵翼２と、これらの操舵翼２を駆動するアクチュエータ３と、このアクチュエータ３から出力される回転力を操舵翼２に伝える伝達機構４を備えており、操舵翼２の機軸Ｌと直交する方向の操舵翼軸２１は、軸受６を介してロケット外殻５に回転可能に支持されている。
【００２０】
４枚の操舵翼２を駆動するアクチュエータ３は、機軸Ｌ上に位置する固定軸３１と、この固定軸３１上において直列に配置した４つのモータ部３２を具備している。モータ部３２の各ステータ３３は固定軸３１に固定してあり、一方、モータ部３２の各ロータ３４は、固定軸３１に一体で形成した円形フランジ３１ａに軸受３５を介して回転可能に支持された状態となっていて、これらのロータ３４の各外周面には、歯部分３４ａがそれぞれ設けてある。
【００２１】
伝達機構４は、機軸Ｌに沿って配置されて軸受４１を介して回転可能に支持される４本の回転軸４２と、これらの回転軸４２の各端部に設けた傘歯車４３と、上記操舵翼軸２１に設けられて回転軸側傘歯車４３と噛み合う傘歯車４４を具備しており、４本の回転軸４２に小歯車４５をそれぞれ設けて、上記アクチュエータ３の４つのモータ部３２におけるロータ３４の各歯部分３４ａにそれぞれ噛み合わせるようになすことで、各ロータ３４を介して出力されるモータ部３２の各回転力を４枚の操舵翼２に対して個別に伝達するようになっている。
【００２２】
この場合、４つのモータ部３２には、各ロータ３４の回転量を検出して図示しない操舵角制御部に出力するセンサ３６がそれぞれ設けてある。
【００２３】
上記した実施例では、アクチュエータ３をロケット１の機軸Ｌ上に配置することで、４枚の操舵翼２を支障なく駆動することがことができ、その結果、微細な技術が要求される直径の小さい小型電動モータを操舵翼２の数だけ搭載する必要がなくなり、操舵翼２の駆動系のコストの低減及び品質の向上が図られることとなる。
【００２４】
また、上記した実施例では、４つのモータ部３２にセンサ３６をそれぞれ設けているので、４つのモータ部３２の各ロータ３４の回転量を迅速且つ的確に捉え得ることとなり、したがって、操舵翼４の舵角を正確に制御し得ることとなる。
【００２５】
図３は、本発明の他の実施例を示しており、図３に示すように、この実施例におけるロケット１Ａが、先の実施例のロケット１と相違するところは、操舵翼軸２１Ａにトルクアーム２５を設けて、このトルクアーム２５に形成した雌ねじ部２６と回転軸４２Ａに形成した雄ねじ部４６とをねじ結合することで、回転軸４２Ａから操舵翼２に対して回転力を伝達するようにした点にあり、他の構成は先の実施例のロケット１と同じである。
【００２６】
このロケット１Ａにおいても、アクチュエータ３をロケット１の機軸Ｌ上に配置することで、４枚の操舵翼２を支障なく駆動することがことができ、微細な技術が要求される直径の小さい小型電動モータを操舵翼２の数だけ搭載する必要がなくなる分だけ、操舵翼２の駆動系のコストの低減及び品質の向上が図られることとなる。
【００２７】
図４は、本発明のさらに他の実施例を示しており、図４に部分的に示すように、この実施例では、操舵翼軸２１Ｂに設けた歯車２７を回転軸４２Ｂに形成した雄ねじ部４７に噛み合わせることで、回転軸４２Ｂから操舵翼２に対して回転力を伝達するようにしていて、この実施例においても、操舵翼２の駆動系のコストの低減及び品質の向上が図られることとなる。
【００２８】
上記した実施例では、操舵翼を有する小型のロケットに本発明のアクチュエータを搭載して、操舵翼の駆動用として用いた場合を示したが、これに限定されるものではない。
【００２９】
また、上記した実施例では、ロータ３４に歯部分３４ａを形成して、歯車伝達によりモータ部３２の回転力を外部に出力するようにしているが、これに限定されるものではなく、ロータ３４にチェーンやベルトを掛け渡して、チェーンドライブやベルトドライブでモータ部３２の回転力を外部に出力するようにしてもよい。
【００３０】
さらに、上記した実施例では、本発明の飛翔体がロケットである場合を示したが、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施例を示すアクチュエータを搭載した飛翔体としてのロケットの部分断面説明図である。（実施例１）
【図２】図１のＡ−Ａ線位置での断面説明図である。（実施例１）
【図３】本発明の他の実施例を示すアクチュエータを搭載した飛翔体としてのロケットの部分断面説明図である。（実施例２）
【図４】本発明のさらに他の実施例によるロケットの伝達機構の要部説明図である。（実施例３）
【符号の説明】
【００３２】
１，１Ａ  ロケット（飛翔体）
２        操舵翼
３        アクチュエータ
２１，２１Ａ，２１Ｂ      操舵翼軸
３１      固定軸
３２      モータ部
３３      ステータ
３４      ロータ
３４ａ    歯部分
３６      センサ
４２，４２Ａ，４２Ｂ      回転軸
４５      小歯車
Ｌ        機軸
【図１】
2007306715.tif 000003
【図２】
2007306715.tif 000004
【図３】
2007306715.tif 000005
【図４】
2007306715.tif 000006