(57)【要約】      （修正有）【課題】小型ロケットやペットボトルロケットにおけるペイロードやパラシュートを放出する機構において、同一構造の放出機構をモジュール化して複数個簡易に搭載可能な構造を提供する。【解決手段】板バネ２、ペイロードを包むフィルム３からなり、フィルムはその一端が板バネに固定され、板バネが開放されることによりフィルムが伸張されて前記ペイロードを放出する構造を備えることを特徴とする小型ロケットにおけるペイロード放出機構とすることにより、構造をコンパクト化し、簡易にモジュール化が出来る機構を発明した。【選択図】図１
2010111192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロケット胴体部に設けられた略筒型の殻構造部の一部を切欠いた構造部に設置される、
小型ロケットにおけるペイロード放出機構であって、
板バネ、ペイロードを包むフィルムからなり、フィルムはその一端が板バネに固定され、板バネが開放されることによりフィルムが伸張されて前記ペイロードを放出する構造を備えることを特徴とする小型ロケットにおけるペイロード放出機構。
【請求項２】
ロケット胴体部に設けられた略筒型の殻構造部の一部を切欠いた構造部に設置される、
小型ロケットにおけるペイロード放出機構であって、
前記切欠き部分を覆う蓋１と、
該蓋１の外側と前記殻構造部の外側とを連結するとともに前記蓋１を回転させながら外部に放出する応力を備えた板バネ２と、
前記殻構造部の外側と前記蓋１とに連結されているとともに前記殻構造部と前記蓋１との内部にペイロードを覆う状態で収納されたフィルム３とからなり、
該フィルム３は、前記板バネ２の応力により前記蓋１が放出された際に伸張されて前記ペイロードを放出する構造を備えることを特徴とする小型ロケットにおけるペイロード放出機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペットボトルロケット等の小型ロケットにおいて、小型ロケット胴体部のスペースを効率よく利用しながらペイロードの放出を行う技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペットボトルロケット等の小型ロケットは宇宙やロケットに関する教材として、または遊戯具として近年普及が進みつつある。又、高機能化されたペットボトルも登場しつつある。例えば、複数本の圧力タンクを束ねたり、多段式の機構を備えたりするものや、ブースターによる発射装置なども開発されている。又、カメラを搭載すれば地上の撮影が可能となる。模擬衛星等のペイロードを搭載して教材や遊戯具として利用することも出来る。更には全国規模の大会が開かれるなどして急速な拡がりを見せている。
【０００３】
ロケットにおけるペイロードとは、有効積載量を指す。即ち、ロケット本体の持つ推進系の能力に対して生じる積載余力がペイロードである。実際の宇宙開発においては、人工衛星や実験施設等がペイロードとしてロケットに搭載される。モデルロケットやペットボトルロケットでは、カメラや計測器等の各種電子機器や、模擬衛星（人工衛星に見立てた箱状の物体、場合によっては各種電子機器を搭載する）をペイロードとして搭載し、教材や遊戯具として利用することが出来る。
【０００４】
このようなペットボトルロケット等の小型ロケットを安全且つ確実に回収する為には、打上げた後に空中で開くパラシュートが不可欠である。パラシュートを開いて減速しながら落下させることにより、着地時の衝撃を和らげ、機体に対するダメージを減らすことができる。
【０００５】
そして、ペイロードの放出機構はパラシュートの放出機構としても利用することができる。ペイロード搭載部にパラシュートを搭載しその一端をロケット本体に固定した状態でペイロード放出機構を働かせれば、パラシュートが放出されて開傘する。
【０００６】
パラシュートの放出機構の例として、先行文献を紹介する。
【０００７】
非特許文献１は、ペットボトルの先端部にダミータンクを取付け、その内側に少量の水を入れておく構造となっている。ロケット本体の姿勢の変化に応じて、ダミータンク内の水が移動することによりダミータンクがロケット本体から外れてパラシュート開傘のトリガとなる仕組みである。
【０００８】
特許文献１（特開２００１−２４７０９６号広報）は、予め圧力タンクとダミータンクとを固定しておき、ダミータンク内には圧縮した風船を設置しておく構造となっている。分離装置によってダミータンクが分離した際に、圧縮された風船によりパラシュートが外部に押し出され放出される仕組みである。
【０００９】
特許文献２（特開２００１−２４７０７３号広報）は、予め圧力タンクとダミータンクとを固定しておき、ダミータンクに連結された紐を打上後に地上から引っ張ることによりダミータンクを分離させる機構である。ダミータンクを分離させることにより、その内部に設置されていたパラシュートが開傘する。
【非特許文献１】ＨＴＴＰ：／／ｈｏｍｅｐａｇｅ．ｎｉｆｔｙ．ｃｏｍ／ｙｏｉｉｄｅａ／ｗａｔｅｒｒｏｃｋｅｔ／ｗａｔｅｒｒｏｃｋｅｔ．ｈｔｍ
【特許文献１】特開２００１−２４７０９６
【特許文献２】特開２００１−２３９０７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
先行文献の例ではいずれのものも、ペットボトルロケットの機体の上部に位置するダミータンクと下部に位置する圧力タンクとを分離させてパラシュートを放出する仕組みとなっている。
【００１１】
このように上下に分離する仕組みを採用した場合、複数個の放出機構を搭載することが極めて困難であり、単純に複数個の分離機構を積み重ねるということでは実現できない。更には複数個の放出機構の放出タイミングや放出の方向を任意に設計することが極めて困難である。これらを実現する為には非常に複雑な機構が必要となり、ペットボトルロケットに搭載可能なサイズに納めることは先行事例の方法では不可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記に係る問題点を鑑みて、本発明は成された。その構成は請求項１の発明においては小型ロケット胴体部に設けられた略筒型の殻構造部の一部を切欠いた構造部に設置される、小型ロケットにおけるペイロード放出機構であって、板バネ、ペイロードを包むフィルムからなり、フィルムはその一端が板バネに固定され、板バネが開放されることによりフィルムが伸張されて前記ペイロードを放出する構造を備えることを特徴とする。
【００１３】
更に請求項２の発明においては小型ロケット胴体部に設けられた略筒型の殻構造部の一部を切欠いた構造部に設置される、ペットボトルロケット等の小型ロケットにおけるペイロード放出機構であって、前記切欠き部分を覆う蓋１と、該蓋１の外側と前記殻構造部の外側とを連結するとともに前記蓋１を回転させながら外部に放出する応力を備えた板バネ２と、前記殻構造部の外側と前記蓋１とに連結されているとともに前記殻構造部と前記蓋１との内部にペイロードを覆う状態で収納されたフィルム３とからなり、該フィルム３は、前記板バネ２の応力により前記蓋１が放出された際に伸張されて前記ペイロードを放出する構造を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明を用いると、ペイロードの放出は小型ロケット胴体部から側方に向かってなされ、小型ロケットの分離を伴わない。これにより、図６のモジュール１０のような構造を持つ放出機構とすることができる。ここでいうモジュールとは、図６にある構造部のみで放出機構として独立して動作が可能であるという意味である。
【００１５】
このようにしてモジュール１０を作成すると、放出機構を複数個積み重ねることが極めて容易である。更には積み重ねる際には放出の向きを自由に設定することが出来る。又、この場合には各々の放出機構のモジュール１０の動作が独立しているだけでなく機械的な干渉も発生しない。図７はロケット本体１１にモジュール１０を二つ搭載した場合の模式図である。
【００１６】
本発明を用いると、放出機構を搭載した部分のロケット胴体部の断面積の殆どをペイロードの搭載用に利用することが可能となる。上下に分離する機構を用いていないので、ロケットの軸方向の長さについては制限が無く、先行事例に比して体積の大きなペイロードを搭載しやすい利点が生じる。また、パラシュートを本発明による放出機構に搭載した場合には、先行事例に比して大きなパラシュートの搭載が可能となる。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施例を説明する。尚、ここに挙げる実施例はあくまで実施の一形態であって、本発明はこれらの事例に何ら限定されるものではない。
【００１８】
本発明の代表的な実施形態のおける構造及び動作を図１〜３に沿って説明する。
【００１９】
本発明はロケットの胴体部９に備えられたペイロード放出機構である。ロケット胴体部９は、円筒若しくは角筒形状のおよそ半分を切欠いた形状となっている。
【００２０】
まずは、これから放出を行う為に蓋が閉じている状態を説明する。
【００２１】
蓋１は、ロケット胴体部９の切欠き部分を覆う形状となっている。その剛性を向上させるために、支柱１０１と１０２及び２枚の蓋板１０３を備えることが望ましい。
【００２２】
蓋１は、第二固定具８０２によりその外側は板バネ２と連結されている。更には、その内側にはフィルム３の一端が固定されている。
【００２３】
板バネ２は、第一固定具８０１により殻構造部４に、第二固定具により蓋１にそれぞれ固定されている。
【００２４】
フィルム３は、一端は蓋１に固定されており、他端は殻構造部４に固定されている。
【００２５】
蓋１は、閉じた状態においてはノッチ６によって殻構造部４に固定されている。更には、ノッチ６による固定を受けた際に、板バネ２が外側にフィットして覆う形状及び長さを備えているため支柱１０２が殻構造部４と接触して固定される。又、この状態において板バネ２は応力を蓄えた状態となっている。
【００２６】
この状態において、フィルム３はロケット胴体部９と蓋１とで囲まれた領域に設置されたペイロード７を包み込む形状となる。尚、フィルム３は折り曲げ自在のフィルムであり、多少の伸縮性を備えても良い。
【００２７】
更にフィルム３は、ペイロード７とロケット胴体部９や蓋１とを直接接触させることを防いでいる。
【００２８】
そのため、電装部５が殻構造部４の内側に設置されていた場合、ペイロード７と接触することは無い。これにより、電装部５とペイロード７が干渉することで互いに損傷したり動作中に引っかかったりという問題を回避できる。
【００２９】
次に、蓋１を開放するプロセスを説明する。
【００３０】
まず、電装部５からノッチ６の動きを制御し、ノッチ６が蓋１を開放する。ノッチ６の開閉はサーボモータ等のアクチュエータを用いて行う。
【００３１】
蓋１開放のタイミングを制御するトリガとしては、遠隔操作やタイマ制御、センサーによる高度の検知等を用いる。
【００３２】
次に、板バネ２がもとに戻ろうとし、図３のように蓋１を略１８０度回転させながら外側に移動させる。
【００３３】
このときにフィルム３が殻構造部４内から引き出され図３のように伸張される。
【００３４】
これによりペイロード７がフィルム３に押し出されて放出される。
【実施例２】
【００３５】
図３と図４は蓋１を用いない場合の放出機構を表している。その動作は実施例１のものと略同様である。
【実施例３】
【００３６】
本発明の応用例を挙げる。
【００３７】
本発明におけるペイロード７を搭載する部分にパラシュートを搭載しパラシュートの端部をロケット本体に固定しておけば、パラシュート放出機構として利用できる。パラシュート放出の際には、ある程度の速度をもって放出する必要があり、本発明では板バネ２を備えることでパラシュート放出の速度を十分なものとできる。
【００３８】
図７のように複数個の放出機構をロケットに搭載した場合、一つをパラシュート用とし、他を模擬衛星放出用とするなどの利用方法が可能である。本発明による放出機構はモジュール化して複数個搭載することが極めて容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ロケット胴体部に放出機構を搭載した構造の斜視図である。
【図２】放出機構によりペイロードが保持された状態の断面図である。
【図３】放出機構によりペイロードが放出された状態の断面図である。
【図４】放出機構によりペイロードが保持された状態の断面図である。
【図５】放出機構によりペイロードが放出された状態の断面図である。
【図６】本発明による放出機構をモジュール化した際の構造の斜視図である。
【図７】本発明による放出機構を複数個搭載した小型ロケットの斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  蓋
１０１  支柱
１０２  支柱
１０３  蓋板
２  板バネ
３  フィルム
４  殻構造部
５  電装部
６  ノッチ
７  ペイロード
８０１  第一固定具
８０２  第二固定具
９  小型ロケット胴体部
１０  モジュール
１１  小型ロケット本体
【図１】
2010111192.tif 000003
【図２】
2010111192.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010111192.tif 000006
【図５】
2010111192.tif 000007
【図６】
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【図７】
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