(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
双方向通信可能な親側の無線通信ユニットと、これに接続されたメインコンピュータとを有する親機と、
前記親側の無線通信ユニットと双方向通信可能な子側の無線通信ユニットと、点火玉に点火電流を流す点火回路部と、前記子側無線通信ユニットと点火回路部を制御するサブコンピュータとを有する子機とからなり、
前記子機は、さらに、前記サブコンピュータからの指示により自己診断スイッチをＯＮ／ＯＦＦして点火玉に微少電流を流し電圧降下を計測して、点火玉の導通・絶縁を判断する自己診断スイッチ及び抵抗からなる自己診断部を備え、
前記サブコンピュータは、前記子側無線通信ユニットを受信可能状態にする受信時間と該受信時間より２０倍以上長く前記子側無線通信ユニットを受信不能状態にするスリープ時間とを交互に繰り返す待機モードと、前記子側無線通信ユニットを連続的に受信可能状態にする作動モードとを切替可能であり、
前記親機による親側と子側の無線通信ユニット間の通信により、前記サブコンピュータを待機モードから作動モードに切り替え、次いで、点火回路部により点火玉に点火電流を流し、
さらに前記子機は、前記作動モードにおいて、点火動作前に点火玉の導通確認、充電、及びアーム切替を実施し、点火動作後に点火玉の導通確認を再度実施する、ことを特徴とするロケット用火工品の無線点火装置。
【請求項２】
前記子機は、さらに、電池により電源を供給する電源回路部と、昇圧された電力を蓄え点火玉に点火電流を供給する点火回路部とを備え、
前記点火回路部は、電池と点火玉との間に位置し電池電圧を所定の点火電圧まで昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路をＯＮ／ＯＦＦする昇圧スイッチと、昇圧回路と点火玉との間に位置し点火玉を点火する点火スイッチと、昇圧回路と点火スイッチとの間に位置し前記点火スイッチがＯＦＦのときに蓄えた昇圧された電力を前記点火スイッチがＯＮのときに点火電流として点火玉に供給するコンデンサと、を有し、
該作動モードにおいて、点火動作前に前記昇圧スイッチをＯＮにすることにより前記昇圧回路に電源を供給して電圧を昇圧し、昇圧された電力を前記コンデンサに蓄え、次いで、親機からの通信により前記点火スイッチをＯＮにして、点火回路部により前記コンデンサから点火玉に点火電流を流す、ことを特徴とする請求項１に記載のロケット用火工品の無線点火装置。
【請求項３】
単一の親機に対し複数の子機を備え、
前記メインコンピュータにより、複数の子機を待機モードに維持した後、複数の子機を作動モードに順次切り替え、次いで、親機からの一斉通信により、複数の子機に同時点火を指令する、ことを特徴とする請求項１に記載のロケット用火工品の無線点火装置。
【請求項４】
双方向通信可能な親側の無線通信ユニットと、これに接続されたメインコンピュータとを有する親機と、
前記親側の無線通信ユニットと双方向通信可能な子側の無線通信ユニットと、点火玉に点火電流を流す点火回路部と、前記子側無線通信ユニットと点火回路部を制御するサブコンピュータと、該サブコンピュータからの指示により自己診断スイッチをＯＮ／ＯＦＦして点火玉に微少電流を流し電圧降下を計測して、点火玉の導通・絶縁を判断する自己診断スイッチ及び抵抗からなる自己診断部とを有する子機とを備えたロケット用火工品の無線点火方法であって、
前記親機からの通信により、子機を前記子側無線通信ユニットを受信可能状態にする受信時間と該受信時間より２０倍以上長く前記子側無線通信ユニットを受信不能状態にするスリープ時間とを交互に繰り返す待機モードに維持し、
次に、親機からの通信により、子機を前記子側無線通信ユニットを連続的に受信可能状態にする作動モードに切り替え、
次に、親機からの通信により、点火回路部により点火玉に点火電流を流し、
さらに、前記作動モードにおいて、点火動作前に点火玉の導通確認、充電、及びアーム切替を実施し、点火動作後に点火玉の導通確認を再度実施する、ことを特徴とするロケット用火工品の無線点火方法。
【請求項５】
前記子機が、さらに、電池により電源を供給する電源回路部と、昇圧された電力を蓄え点火玉に点火電流を供給する点火回路部とを備え、
前記点火回路部は、電池と点火玉との間に位置し電池電圧を所定の点火電圧まで昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路をＯＮ／ＯＦＦする昇圧スイッチと、昇圧回路と点火玉との間に位置し点火玉を点火する点火スイッチと、昇圧回路と点火スイッチとの間に位置し前記点火スイッチがＯＦＦのときに蓄えた昇圧された電力を前記点火スイッチがＯＮのときに点火電流として点火玉に供給するコンデンサと、を有するロケット用火工品の無線点火方法であって、
前記作動モードにおいて、点火動作前に前記昇圧スイッチをＯＮにすることにより前記昇圧回路に電源を供給して電圧を昇圧し、昇圧された電力を前記コンデンサに蓄え、
次に、親機からの通信により前記点火スイッチをＯＮにして、点火回路部により前記コンデンサから点火玉に点火電流を流す、ことを特徴とする請求項４に記載のロケット用火工品の無線点火方法。
【請求項６】
単一の親機に対し複数の子機を備え、
親機からの通信により、複数の子機を待機モードに維持し、
次に、親機からの通信により、複数の子機を作動モードに順次切り替え、
次に、親機からの一斉通信により、複数の子機の点火玉に同時に点火電流を流して同時点火する、ことを特徴とする請求項４に記載のロケット用火工品の無線点火方法。
【請求項７】
待機モードとして、スリープ時間が１分間以上の長期待機モードと、スリープ時間が１分間未満、１秒間以上の短期待機モードとを準備し、
電源投入後、親機からの通信により、複数の子機を長期待機モードへ順次切り替え、
次に、親機からの通信により、複数の子機を短期待機モードへ順次切り替え、
次いで、親機からの通信により、複数の子機を作動モードへ順次切り替え、
作動モードにおいて、親機からの通信により、親機から各子機に対して一斉に点火指示を送信して複数の子機の点火玉に同時に点火電流を流す、ことを特徴とする請求項６に記載のロケット用火工品の無線点火方法。
【請求項８】
前記作動モードにおいて、前記子側無線通信ユニットを所定の一定時間のみ前記点火指示を受信可能に維持し、
所定の一定時間に、特定の親機から点火指示を受信した場合のみ、その指示を受け付け、点火玉に点火電流を流して点火動作を行う、ことを特徴とする請求項７に記載のロケット用火工品の無線点火方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロケット用火工品の無線点火装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
「火工品」とは、火薬または爆薬を利用して爆発反応の生起、伝達などに適合するように加工したものである。かかる火工品には、例えば、雷管、信管、導火線、導爆線、などが含まれる。
また、「導爆線」は、爆轟を伝えるために用いられるロープ状の火工品である。導爆線は、導火線と違い、芯薬は爆薬で、端を雷管などで起爆して使用するものであり、爆速が非常に速い（５５００〜７０００ｍ／ｓｅｃ）特徴がある。
【０００３】
ロケットなどの火工品の点火装置は、品質の安定性と高い信頼性が求められるため、従来は、主としてワイヤー（導電線）や高密封型導爆線を用いた点火装置が用いられていた。
しかし、これらの火工品点火装置は、（１）敷設に手間が掛かる、（２）ロケットの重量が増す、（３）伝達ルートなどレイアウト上の制約が多い、（４）誤結線（配線）の可能性がある、等の問題点があった。
【０００４】
そこで、無線を用いた火工品点火装置が、従来から提案されている（例えば、非特許文献１、特許文献１）。
【０００５】
非特許文献１は、ダイナマイトや花火用の無線による点火装置であり、点火の順番や間隔が設定できる。また、アドレス方式であるため、ノイズ等の誤動作が発生しにくい特徴がある。
【０００６】
特許文献１は、電波法の規制に抵触しない範囲で起爆の信頼性及び安全性の向上を図ることを目的としている。
そのため、この装置は、図１に示すように、交流電力エネルギーを変調して出力する出力手段を有するコントローラーユニット５１、及び前記出力手段の出力に応じて交流磁界を発生するアンテナユニット５２を備えて切羽から離間する位置に設置される電力エネルギー送信装置と、アンテナユニット５３が発生した交流磁界を受信して該交流磁界のエネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段、交流磁界の変調成分を受信して復調する復調手段、及び該復調手段によって復調された信号によって点火起爆を制御する点火起爆制御手段を備えて切羽に装填される無線雷管ユニットとを具備するものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】アディク株式会社、無線点火装置、インターネット＜ＵＲＬ：  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｐｒｏｓ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／０３５６６８／００６／＞
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１５３５９８号公報、「遠隔無線起爆装置並びに該装置に用いられる電力エネルギー送信装置及び無線雷管ユニット」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した非特許文献１の無線点火装置は、花火業界などで、安全上の観点から近年、使用が提案されている。このような花火用の無線点火装置では、運用時間が半日前後の短期間であるため、受信機側に用いる電池の必要容量が小さく、通常の電池をそのまま用いても支障はなかった。
【００１０】
しかし、ロケット用火工品の無線点火装置の場合、ロケットを実際の発射台に設置し、実際に点火動作を行うまで期間が長く（例えば、最大７日間）、受信機側に用いる電池の必要容量が大きく、重くなる問題点があった。
すなわち、ロケット用火工品の運用を考えた場合、発射台に設置される直前から点火動作までの全運用期間に対し、通信ユニットなどへ安定的に電源を供給させるためには、受信機側に非常に大きな電池が必要となり、取り扱い上の容易さ、小型化、レイアウトの自由さ等のメリットを得られないという問題があった。
【００１１】
一方、通信ユニットの省電力を実現するために、通信ユニット本体のスリープモード機能などを用いることが知られている。しかし、ロケット用火工品は、ロケットの分離機構等において、複数の火工品を同時に点火できる「同時性」が求められ、点火タイミングの遅れやバラツキ等の許容範囲（例えば、１０ｍｓ未満）が狭い問題点があった。
そのため、スリープモードの状態では、複数の火工品の点火タイミングの遅れやバラツキが大きく、同時性を確保できなかった。
【００１２】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、発射台に設置される直前から点火動作までの全運用期間（例えば、最大７日間）の間、小容量の電池で安定して作動でき、かつ複数の火工品の点火タイミングの遅れとバラツキを所望の許容範囲（例えば、１０ｍｓ未満）に低減することができるロケット用火工品の無線点火装置と方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、双方向通信可能な親側の無線通信ユニットと、これに接続されたメインコンピュータとを有する親機と、
前記親側の無線通信ユニットと双方向通信可能な子側の無線通信ユニットと、点火玉に点火電流を流す点火回路部と、前記子側無線通信ユニットと点火回路部を制御するサブコンピュータとを有する子機とからなり、
前記子機は、さらに、前記サブコンピュータからの指示により自己診断スイッチをＯＮ／ＯＦＦして点火玉に微少電流を流し電圧降下を計測して、点火玉の導通・絶縁を判断する自己診断スイッチ及び抵抗からなる自己診断部を備え、
前記サブコンピュータは、前記子側無線通信ユニットを受信可能状態にする受信時間と該受信時間より２０倍以上長く前記子側無線通信ユニットを受信不能状態にするスリープ時間とを交互に繰り返す待機モードと、前記子側無線通信ユニットを連続的に受信可能状態にする作動モードとを切替可能であり、
前記親機による親側と子側の無線通信ユニット間の通信により、前記サブコンピュータを待機モードから作動モードに切り替え、次いで、点火回路部により点火玉に点火電流を流し、
さらに前記子機は、前記作動モードにおいて、点火動作前に点火玉の導通確認、充電、及びアーム切替を実施し、点火動作後に点火玉の導通確認を再度実施する、ことを特徴とするロケット用火工品の無線点火装置が提供される。
【００１４】
本発明の実施例によれば、単一の親機に対し複数の子機を備え、
前記メインコンピュータにより、複数の子機を待機モードに維持した後、複数の子機を作動モードに順次切り替え、次いで、親機からの一斉通信により、複数の子機に同時点火を指令する。
【００１５】
前記子機は、さらに、電池により電源を供給する電源回路部と、昇圧された電力を蓄え点火玉に点火電流を供給する点火回路部とを備え、
前記点火回路部は、電池と点火玉との間に位置し電池電圧を所定の点火電圧まで昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路をＯＮ／ＯＦＦする昇圧スイッチと、昇圧回路と点火玉との間に位置し点火玉を点火する点火スイッチと、昇圧回路と点火スイッチとの間に位置し前記点火スイッチがＯＦＦのときに蓄えた昇圧された電力を前記点火スイッチがＯＮのときに点火電流として点火玉に供給するコンデンサと、を有し、
該作動モードにおいて、点火動作前に前記昇圧スイッチをＯＮにすることにより前記昇圧回路に電源を供給して電圧を昇圧し、昇圧された電力を前記コンデンサに蓄え、次いで、親機からの通信により前記点火スイッチをＯＮにして、点火回路部により前記コンデンサから点火玉に点火電流を流す。
【００１７】
また本発明によれば、双方向通信可能な親側の無線通信ユニットと、これに接続されたメインコンピュータとを有する親機と、
前記親側の無線通信ユニットと双方向通信可能な子側の無線通信ユニットと、点火玉に点火電流を流す点火回路部と、前記子側無線通信ユニットと点火回路部を制御するサブコンピュータと、該サブコンピュータからの指示により自己診断スイッチをＯＮ／ＯＦＦして点火玉に微少電流を流し電圧降下を計測して、点火玉の導通・絶縁を判断する自己診断スイッチ及び抵抗からなる自己診断部とを有する子機とを備えたロケット用火工品の無線点火方法であって、
前記親機からの通信により、子機を前記子側無線通信ユニットを受信可能状態にする受信時間と該受信時間より２０倍以上長く前記子側無線通信ユニットを受信不能状態にするスリープ時間とを交互に繰り返す待機モードに維持し、
次に、親機からの通信により、子機を前記子側無線通信ユニットを連続的に受信可能状態にする作動モードに切り替え、
次に、親機からの通信により、点火回路部により点火玉に点火電流を流し、
さらに、前記作動モードにおいて、点火動作前に点火玉の導通確認、充電、及びアーム切替を実施し、点火動作後に点火玉の導通確認を再度実施する、ことを特徴とするロケット用火工品の無線点火方法が提供される。
【００１８】
本発明の実施例によれば、単一の親機に対し複数の子機を備え、
親機からの通信により、複数の子機を待機モードに維持し、
次に、親機からの通信により、複数の子機を作動モードに順次切り替え、
次に、親機からの一斉通信により、複数の子機の点火玉に同時に点火電流を流して同時点火する。
【００１９】
また、待機モードとして、スリープ時間が１分間以上の長期待機モードと、スリープ時間が１分間未満、１秒間以上の短期待機モードとを準備し、
電源投入後、親機からの通信により、複数の子機を長期待機モードへ順次切り替え、
次に、親機からの通信により、複数の子機を短期待機モードへ順次切り替え、
次いで、親機からの通信により、複数の子機を作動モードへ順次切り替え、
作動モードにおいて、親機からの通信により、親機から各子機に対して一斉に点火指示を送信して複数の子機の点火玉に同時に点火電流を流す。
【００２０】
また、前記作動モードにおいて、前記子側無線通信ユニットを所定の一定時間のみ前記点火指示を受信可能に維持し、
所定の一定時間に、特定の親機から点火指示を受信した場合のみ、その指示を受け付け、点火玉に点火電流を流して点火動作を行う。
【発明の効果】
【００２２】
上記本発明の装置及び方法によれば、親機からの通信により、子機を受信時間と受信時間より２０倍以上長いスリープ時間とを交互に繰り返す待機モードに維持し、次に、親機からの通信により、子機を連続的に受信可能にする作動モードに切り替えるので、発射台に設置される直前から点火動作までの全運用期間が長い（例えば、最大７日間）場合でも、点火直前まで、スリープ時間の長い待機モードに維持することにより、小容量の電池で安定して作動できることが、後述する実施例により確認された。
【００２３】
また、本発明の実施例によれば、単一の親機に対し複数の子機を備え、親機からの通信により、複数の子機を作動モードに順次切り替えた後、親機からの一斉通信により、複数の子機の点火玉に同時に点火電流を流して同時点火するので、点火指示の受信に遅れがなく、複数の火工品の点火タイミングの遅れとバラツキを所望の許容範囲（例えば、１０ｍｓ未満）に低減することができることが、後述する実施例により確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】特許文献１の装置の構成図である。
【図２】本発明のロケット用火工品の無線点火装置の全体構成図である。
【図３】本発明による子機のレイアウト図である。
【図４】本発明による子機の回路構成図である。
【図５】本発明による運用モード切替のフローチャートである。
【図６】本発明による運用モード切替のタイムチャートである。
【図７】本発明による作動モード時のフローチャートである。
【図８】本発明による作動モード時のタイムチャートである。
【図９】本発明による点火電流の特性図である。
【図１０】本発明による同時点火指令から点火までの時間遅れとその回数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２６】
図２は、本発明のロケット用火工品の無線点火装置の全体構成図、図３は本発明による子機のレイアウト図である。
図２に示すように、本発明のロケット用火工品の無線点火装置は、双方向通信可能な無線通信ユニットをそれぞれ備えた親機１０と、複数の子機２０とからなる。
【００２７】
親機１０は、親側の無線通信ユニット１２と、これに接続されたメインコンピュータ１４（ＰＣ）とからなり、メインコンピュータ１４に設けられたキーボード及び記憶装置にインストールされたプログラムにより、親側の無線通信ユニット１２を介して複数の子機２０に後述する制御信号を双方向通信するようになっている。
【００２８】
複数の子機２０は、この例では２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの３台であり、それぞれ子側の無線通信ユニット２２と点火回路（後述する）を有し、子側の無線通信ユニット２２を介して親機１０と双方向通信するようになっている。
なおこの例では、３台の子機２０のうち２０Ａ（子機１）が、図３に示すような駆動用モータ２３を有し、ＳＡＤ機能（セーフ・アーム切り替え機能）を有する。
【００２９】
図４は、本発明による子機の回路構成図である。なおこの図は、駆動用モータ２３を有する子機を示している。以下、子機側の詳細回路について説明する。
この図において、子機２０は、無線通信ユニット２２、サブコンピュータ２４、電源回路部２６、点火回路部２８、自己診断部３０、及びＳＡＤ駆動部３２からなる。サブコンピュータ２４は、この例では、ＰＩＣマイコンである。
【００３０】
電源回路部２６は、市販の電池２７により３Ｖの電源を供給している。なお、メインスイッチＳＷにより回路の電源を入切する。
親機１０からの無線信号は、前記電池２７を電源とする子側の無線ユニット２２（Ｚｉｇｂｅｅ）により受信し、その指示（命令）を子機基板のマイコン２４にシリアル信号（ＳＣＩ）で送る。
【００３１】
点火回路部２８は、点火玉２１、昇圧回路２８ａ、昇圧スイッチＳＷ１、点火スイッチＳＷ２、リレー２８ｂ、大容量コンデンサＣ、及び抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３からなる。
点火玉２１は、１Ω程度の抵抗を有し、所定の条件（例えば２Ａ，２ｍｓ以上）で近接して設けられた導爆線に点火する。また、この点火により、点火玉２１は断線するが、微少電流では、点火せず導通・断線を検査できるようになっている。
【００３２】
昇圧スイッチＳＷ１、点火スイッチＳＷ２、及びリレー２８ｂは、マイコン２４からの指示により作動（ＯＮ／ＯＦＦ）する。昇圧スイッチＳＷ１は、昇圧回路（ＤＣ／ＤＣ）２８ａをＯＮ／ＯＦＦする。点火スイッチＳＷ２は、点火玉２１を点火する機能を有する。リレー２８ｂは、点火回路に対してエアギャップを有する。大容量コンデンサＣは、昇圧された電力を蓄え火工品発火用に接続された点火玉２１に点火電流を供給するようになっている。
【００３３】
自己診断部３０は、自己診断スイッチＳＷ３及び抵抗Ｒ４からなる。
自己診断部３０は、点火玉２１が断線していないかを検査する回路であり、マイコン２４からの指示により自己診断スイッチＳＷ３をＯＮ／ＯＦＦして点火玉２１に微少電流を流し、その時の電圧降下をＡｎｓｗｅｒ出力として検出して、点火玉２１の導通・絶縁を判断する。
なお、ここではスイッチＳＷ１〜ＳＷ３として半導体スイッチを想定しているが、リレーを用いても良い。
【００３４】
ＳＡＤ駆動部３２は、駆動用モータ２３とこれを正転・逆転する駆動回路３３とからなる。
【００３５】
次に、点火回路の動作を図４を参照して説明する。
昇圧スイッチＳＷ１をＯＮにすることにより昇圧回路２８ａ（ＤＣ／ＤＣ）に電源が供給され、昇圧された電圧（例えば８Ｖ）が出力される。
昇圧された電源は抵抗Ｒ１を通して、徐々に大容量コンデンサＣに充電される。充電時間の計測や充電電圧の監視により、充電の完了を判断する。
点火指示の直前にエアギャップ用のリレー２８ｂを閉じる（ＯＮにする）。
点火のタイミングで点火スイッチＳＷ２をＯＮにして点火玉２１に対して一気に点火電流を供給する。
【００３６】
図５は、本発明による運用モード切替のフローチャートであり、図６は、本発明による運用モード切替のタイムチャートである。図５において、運用モード切替は、Ｓ１〜Ｓ７の各ステップからなる。
【００３７】
図５及び図６を参照して、ロケットの運用モードを、ロケットが射場に設置された状態（長期待機モード又は待機モード１）と、打ち上げ直前の状態（短期待機モード又は待機モード２）と、点火直前・点火時（作動モード）とに分け、それぞれのモードに応じた通信ユニットの駆動を変えた、モード切替について説明する。
【００３８】
各子機２０がロケットに組み込まれ、ロケットが射場に設置された状態でメインスイッチＳＷをＯＮにする（Ｓ１）。親機１０は、各子機２０と双方向通信可能な位置に設置する。
Ｓ１の電源投入後、親機１０より「待機モード１」（長期待機モード）への移行指示を、各子機２０に対して順次行う（Ｓ２〜Ｓ３）。
待機モード１では、無線通信ユニット１２，２２（この例ではＺｉｇｂｅｅ）の有する機能で通信機能を一定時間停止させるスリープ時間を長め（例えば１分間）に設定し、実質の消費電力を低減させる。
【００３９】
次に、親機１０から各子機２０に対して「待機モード２」（短期待機モード）への移行指示を行い（Ｓ４）、スリープ時間の短い（例えば１秒間）、応答性の良い状態に切り替える（Ｓ５）。
次いで、ロケットが打ち上げとなり、それぞれのグループ内でスリープ時間を設けない作動モードに切り替え（Ｓ６）、同時点火などの時間バラツキを極力少なくした作動モードとする（Ｓ７）。
【００４０】
図７は、本発明による作動モード時のフローチャートであり、図８は、本発明による作動モード時のタイムチャートである。図７において、作動モード時の動作は、Ｓ７１〜Ｓ８０の各ステップからなる。
【００４１】
図７及び図８を参照して、作動モードに切り替え後の、親機１０と子機２０の通信による、点火シーケンスについて説明する。
親機１０より点火玉２１の導通確認（Ｈ／Ｋ確認）の指示を各子機２０に対してそれぞれ行う（Ｓ７１）。
子機２０はその指示を受けて、自己診断スイッチＳＷ３をＯＮに切り替え、点火玉２１に微少電流を流し電圧降下を計測する（Ｓ７２）。
この時、規定以上の電圧降下を検出出来れば、導通有り（良好）と判断する。
【００４２】
次に親機１０より充電開始の指示を行う（Ｓ７３）。
子機２０は、その指示を受けて図３に示した昇圧スイッチＳＷ１をＯＮにしてコンデンサＣに対して充電を開始する（Ｓ７４）。
充電の完了は、一定時間の計測、充電電圧の測定、又はその組合せにより判断し、それぞれの子機２０から親機１０に対して完了通知を行う。
親機１０が各子機２０の充電完了を認識するとアーム切替指示を各子機に対して行う（Ｓ７５）。このアーム切替とは、火工品の点火玉が誤って発火した場合でもそのエネルギーが火工品本体に伝わらないように、その火の道を通常は閉じておくもので、アーム切替（Ｓ７６）により開くことを言う。
【００４３】
このアーム切替指示（Ｓ７５）を点火のトリガとして判断し、点火の指示を受け付けるＷｉｎｄｏｗを開く（Ｓ７７）。ここで、Ｗｉｎｄｏｗとは、特定の親機から点火指示を受け付ける時間帯を意味する。
ロケット分離などの火工品動作では、分離に係わる複数の火工品が同時に発火する必要があり、本発明のシステムではＺｉｇｂｅｅの一斉通信機能を用いて、同一グループ内の全子機に対して一斉に点火指示を送信している（Ｓ７８）。
各子機は、このＷｉｎｄｏｗを開いている間に、特定の親機１０から点火の指示（Ｓ７８）を受信した場合のみ、その指示を受け付け、点火動作を行う（Ｓ７９）。
もしこのＷｉｎｄｏｗを開いている間に点火の指示が来なかった場合には、このＷｉｎｄｏｗは閉じられ、その後に点火の指示が来ても受け付けない構成にしてある。
【００４４】
点火動作（Ｓ７９）を実施した後、各子機２０は自己診断スイッチＳＷ３を閉じ、導通確認（Ｈ／Ｋ確認）と同様の作動により電圧降下を測定する。
この時電圧降下が規定値以下であれば、断線と判断して、正常に点火出来たと認識し、親機に対して点火終了（確認）と返信する。
その後必要に応じてスリープ時間を有する他のモードへ切替を行う。
【００４５】
上述したシステムでは、親機１台に対して、同じグループの３台の子機を想定したシステムとしているが、ロケットの段間分離、ノーズフェアリングの開頭、衛星分離などの個別のグループに対して、グループごとに分けて制御することも可能である。
このようにグループごとに分けてグループＩＤを設定しておけば、一斉点火の指示を出しても別のグループの火工品が発火する事はない。
【実施例１】
【００４６】
以下、上述した本発明によるロケット用火工品の無線点火装置の実施例を説明する。
【００４７】
表１は、無線通信ユニットの通信機能の比較表である。本発明では、無線通信ユニットとして、Ｚｉｇｂｅｅを活用した。この表から明らかなように、Ｚｉｇｂｅｅは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等よりも通信レートが低いものの、小型、低コスト、低消費電力という特徴があり、使い方が簡単である特徴がある。
【００４８】
【表１】
0005515061.tif 000002
【００４９】
上述した図４の回路構成の子機を製作した。各部の詳細は、以下の通りである。
（１）電源回路部２６
電池２７には、市販のリチウムイオン電池（ＣＲ１２３Ａ，３Ｖ，１４００ｍＡｈ）を１個使用した。
また、点火電流確保のため、電源電圧を昇圧回路２８ａで８Ｖに昇圧して点火回路部２８に供給した
（２）点火回路部２８
点火を確実・安全に行うため、以下の条件を考慮して回路設計を行った。
発火条件の設定：１Ωの点火玉２１に対して、「２Ａ、２ｍｓ以上」を確保するため、２ｍｓ後に２Ｖを下回らない、電圧（８Ｖ）とコンデンサ容量を確保した。
コンデンサ容量は、４７０μＦ×６個  （２８２０μＦ）の固体アルミ電解コンデンサを設けた。
点火回路の最終段には機械式リレー２８ｂにより、エアギャップを設けた。
（３）自己診断部３０
親機１０からの自己診断指令に応じて、「着火部」（点火玉２１）に微少電流（０．１ｍＡ未満）を流して電圧測定を行い、「導通・断線」を判断する。
（４）ＳＡＤ駆動部３２（セーフ・アーム切り替え装置）
ＳＡＤ駆動機能の確認用として、小型ＤＣギヤードモータ２３（ＤＣ３Ｖ，５０ｍＡ）を正転・逆転出来るように回路構成した。
【００５０】
上述したコンピュータ１４（ＰＣ）とマイコン（ＣＰＵ）２４には、本発明を実行させるためのソフトウエア（コンピュータプログラム）を格納した。各プログラムの詳細は、以下の通りである。
【００５１】
表２は、本発明による無線通信ユニットの消費電流の比較表である。この表から、送信時及び受信時と比較して、スリープ時の消費電流が非常に小さい（１０４分の１以下）ことがわかる。
【００５２】
【表２】
0005515061.tif 000003
【００５３】
本発明では、トータルでの消費電力が最も多い無線通信ユニット１２，２２を省電力で使用するため、システムの運用状態に応じて、無線通信ユニットの動作モードを、待機モード１（長期待機モード）、待機モード２（短期待機モード）、作動モードの３つに分けて運用した。
（１）待機モード１は、射場にロケットが設置された状態を想定し、スリープ時間を長くし、後述の例では、スリープ時間１分毎に受信時間５０ｍｓとした。
待機モード２は、打ち上げ直前の状態を想定し、スリープ時間を短くし、後述の例では、スリープ時間１秒毎に受信時間５０ｍｓとした。
作動モードは、点火直前と点火時（分離シーケンス時）を想定し、スリープ時間を無しとした。
【００５４】
（２）全体シーケンス
上述した図５に示したように、各動作モードからのモード切替は、子機２０が一定時間ごとに受信可能状態を繰り返す間に通信を確立し、親機１０から子機２０に対して動作モード切替の指示を行った。
（３）点火シーケンス
上述した図６に示したように、子機２０は作動モードになると、スリープ状態には入らず連続稼働をしている。このモードでは、点火玉の導通確認、点火用コンデンサの充電、ＳＡＤのアーム切替、同時点火、点火確認などのシーケンスを行う。
【００５５】
（４）同時点火指令
同時点火の方法は、親機１０から全子機２０に対して「一斉通信機能」を用いて、点火の指示を与える。また、この時には外部からの妨害に対するセキュリティ確保のため、以下の点を考慮している。
点火指示の受信に対してウインドウを設け、一定時間内（１０秒）に点火の司令が来なければそれ以降は受け付けないようにしている。
点火指示を暗号化（コマンド）して送信している。
子機側が親機のアドレスを認識（判別）しており、別のアドレスからの指令を受け付けないようになっている。
【００５６】
表３は、各モードにおける消費電池容量の比較表である。この表から、待機モード１を３日間、待機モード２を３時間、作動モードを６０秒と想定した場合、市販の電池１個（１，４００ｍＡｈ）で、十分に運用出来ることがわかる。
【００５７】
【表３】
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【００５８】
図９は、本発明による点火電流の特性図である。この図において、横軸は同時点火指令からの経過時間（ｍｓ）、縦軸は点火電流の計算値と実測値である。
この図から、点火玉２１に対する着火要求「２Ａ、２ｍｓ以上」を計算値及び実測値とも大きく上回っており、安定した着火ができることが確認された。
【００５９】
図１０は、本発明による同時点火指令から点火までの時間遅れとその回数を示す図である。この図において、横軸は同時点火指令から点火までの時間遅れ（ｍｓ）、縦軸はその回数（頻度）である。
この図から、時間遅れの平均値は８．９３ｍｓ、ばらつき幅は約２ｍｓであることが確認された。
【００６０】
上述した実施例から、以下の点が確認された。
（１）市販の電池（１個）により、本システムが成立出来る。
（２）同時点火のバラツキは、２ｍｓ以内であり、問題ない範囲である。
【００６１】
上述した本発明の装置及び方法によれば、親機１０からの通信により、子機２０を受信時間と受信時間より２０倍以上長いスリープ時間とを交互に繰り返す待機モードに維持し、次に、親機１０からの通信により、子機２０を連続的に受信可能にする作動モードに切り替えるので、発射台に設置される直前から点火動作までの全運用期間が長い（例えば、最大７日間）場合でも、点火直前まで、スリープ時間の長い待機モードに維持することにより、小容量の電池２７で安定して作動できることが、実施例により確認された。
【００６２】
また、本発明の実施例によれば、単一の親機１０に対し複数の子機２０を備え、親機１０からの通信により、複数の子機２０を作動モードに順次切り替えた後に、親機からの一斉通信により、複数の子機の点火玉に同時に点火電流を流して同時点火するので、点火指示の受信に遅れがなく、複数の火工品の点火タイミングの遅れとバラツキを所望の許容範囲（例えば、１０ｍｓ未満）に低減することができることが、実施例により確認された。
【００６３】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【符号の説明】
【００６４】
１０  親機、１２  親側無線通信ユニット、
１４  メインコンピュータ（ＰＣ）、
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ  子機、２１  点火玉、
２２  子側無線通信ユニット、２３  駆動用モータ、
２４  サブコンピュータ（ＰＩＣマイコン）、
２６  電源回路部、２７  電池、
２８  点火回路部、２８ａ  昇圧回路、２８ｂ  リレー、
３０  自己診断部、３２  ＳＡＤ駆動部、
ＳＷ１  昇圧スイッチ、ＳＷ２  点火スイッチ、
ＳＷ３  自己診断スイッチ、Ｃ  大容量コンデンサ、
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４  抵抗、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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