(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動準備状態と非作動準備状態とを有する小型作動装置において、
電気信号の印加に応答して第１の位置で火工出力を生じさせるＭＥＭＳ点火装置と；
作動準備状態と非作動準備状態とを有し、上記作動準備状態にあるときには上記第１の位置から第２の位置へ上記火工出力を送り、かつ、上記非作動準備状態にあるときには上記第２の位置へ上記火工出力が達することを遮断する火工出力制御手段と；
上記ＭＥＭＳ点火装置及び上記制御手段を支持する基体と；
を有し、上記火工出力制御手段が、
入力部と出力部とを有し、上記火工出力を伝達するチャンネルと；
上記チャンネルを通常遮断する火工出力バリヤと；
付勢されたときに、火工出力が上記チャンネルを通って上記第２の位置へ至ることができるように当該チャンネルを遮断解除するために上記火工出力バリヤを移動させる電磁石と；
を有することを特徴とする作動装置。
【請求項２】
上記火工出力制御手段が、
上記電磁石が消勢されたときに、上記チャンネルを遮断する位置へ上記火工出力バリヤを戻すための回復手段；
を有することを特徴とする請求項１に記載の作動装置。
【請求項３】
上記回復手段がバネを有することを特徴とする請求項２に記載の作動装置。
【請求項４】
上記回復手段が第２の電磁石を有し、上記第２の電磁石が同第２の電磁石の付勢に応答して上記チャンネル内で上記火工出力バリヤを遮断位置へ移動させることを特徴とする請求項２に記載の作動装置。
【請求項５】
上記火工出力バリヤが上記チャンネルを通って同チャンネルの軸線を横断する方向に延びるスライダ組立体を有し；
上記スライダ組立体が第１の部分と、窓と、第２の部分とを有し、上記窓が上記第１の部分と上記第２の部分との間に位置し、当該第１の部分が上記チャンネルを遮断するような寸法を有し；
上記スライダ組立体は、上記第１の部分が上記チャンネルを遮断するように同チャンネル内にある状態で、通常位置決めされ；
上記電磁石が、付勢されたときに、チャンネルの出力部を開くために、上記第１の部分を上記チャンネル外へ移動させかつ上記窓を当該チャンネル内へ移動させるように、上記スライダ組立体に結合されることを特徴とする請求項２に記載の作動装置。
【請求項６】
上記電磁石が消勢されたときに、上記スライダ組立体を通常の位置へ戻すためのバネを更に有することを特徴とする請求項５に記載の作動装置。
【請求項７】
上記電磁石がソレノイドを有し、上記ソレノイドが可動コアを含み、上記可動コアが上記スライダ組立体に結合されることを特徴とする請求項６に記載の作動装置。
【請求項８】
上記スライダ組立体の上記第１及び第２の部分の各々が磁性材料で作られることを特徴とする請求項７に記載の作動装置。
【請求項９】
上記火工出力制御手段が更に、
ブロックと；
剪断ピンと；
を有し、上記ブロックが上記チャンネルを遮断するために当該チャンネルの上記入力部に隣接して同チャンネル内に位置し；
上記剪断ピンは、上記ＭＥＭＳ点火装置からの火工出力が無い場合に、上記ブロックを上記チャンネル内の所定の位置に保持するために、当該チャンネル及び当該ブロックに接続されることを特徴とする請求項７に記載の作動装置。
【請求項１０】
可溶性のリンクを更に有し、同可溶性のリンクはこれが溶けるまで上記バネの拡張を抑制し、もって、上記火工出力バリヤが輸送中の衝撃及び振動により移動するのを抑制されることを特徴とする請求項３に記載の作動装置。
【請求項１１】
上記電磁石の消勢時に上記火工出力バリヤを上記の遮断解除する位置に保持する解除可能なラッチと；
上記ラッチを解除して、上記チャンネルを遮断する位置へ上記火工出力バリヤを移動させることのできる回復用の電磁石と；
を更に有することを特徴とする請求項１に記載の作動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明はマイクロ電子機械システム（装置）（本明細書において、「ＭＥＭＳ」という）に関し、特に、ミサイル、ロケット及び同様の装置への応用に供される電気スイッチ、並びに、作動及び点火装置の超小型化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
時として標的装置として総称されるロケットモータや弾頭や爆発性切り離し装置やエネルギー物質が、飛行中に、又は人間や設備に重大な危険を与えることのある任意の状況において、偶発的に作動するのを防止するために、慣例として、「作動装置点火装置」が上述の標的装置のための（安全手段としての）点火制御回路内に組み込まれる。作動装置点火装置は標的装置への「点火列」を電気的及び機械的に中断し、偶発的な作動を阻止する。作動装置点火装置は、電力が標的装置に供給されている間だけ標的装置が作動準備され、容易に点火されるのを許容する機構を有する。電力が除去された（これは、標的装置が作動準備解除されることを意味する）とき、作動装置点火装置の機構は安全位置へ戻り、点火列の経路を中断する。
【０００３】
同様の目的の別の既知の装置は「安全及び作動準備」装置と呼ばれ、作動装置点火装置の変形例である。安全及び作動準備装置の機構は、電力が除去された後にも、上述のロケットモータや弾頭等の如き標的装置が作動準備状態に維持されるのを可能にする。この装置は電力を供給（又は再供給）することによってのみ「安全」位置に戻ることができる。安全及び作動準備装置は発進手段の切り離し及び飛行中のロケットモータ段の切り離しのための試験が失敗した場合にシステムの爆破を開始させるために普通使用される。典型的には、安全及び作動準備装置は別の火工装置へエネルギを伝達するために亜音速圧力波又は炎前線及び超音速衝撃波即ち爆風とすることのできる火工出力を使用する（前者の火工装置のトリガとして作用する）。
【０００４】
前述の安全装置は正常に作動することが証明されている。既存の工学技術を使用して構成する場合、これらの安全装置は典型的には人間の握りこぶし大の寸法であり、数ポンド（１ポンド＝０．４５４ｋｇ）の顕著な重量を有する。これらの装置の重量及び体積を減少させることができれば、ペイロード即ち爆発弾頭のような推進されるべき負荷及び推進システムの重量及び（又は）体積を増大させて、武器システムの範囲及び能力を増大させることができる。重量及び体積を減少させる目標にとって、作動装置点火装置、並びに、安全及び作動準備装置はシステムにおける顕著な小型化のための候補対象である。長所として、本発明は作動装置点火装置、並びに、安全及び作動準備装置の機能を扱い、現存する対照物よりも寸法及び重量が顕著に小さい電子機械装置における上述の装置の機能を達成する。
【０００５】
マイクロ電子機械システム（「ＭＥＭＳ」）はある程度知られている。文献で報告されたＭＥＭＳ装置は電子機械的な機械及び装置のための小型化及び統合における指標を達成している。その技術は、例えば、目には見えないほこりの粒よりも小さな歯付き歯車を提供する。ＭＥＭＳ装置は時には、部品を強化するために焼なまされるケイ素の超小型部品を形成する半導体製造技術における当業者が精通したフォトリソグラフマスク及びエッチング技術を使用して製造される。本願と共に係属している米国特許出願第０８／９１２，７０９号明細書においては、マイクロスラスタと呼ばれる超小型の火工ガス発生器が記載され、この発生器は少量の破裂ガスを発することができ、排出されたガスは小型衛星又は他の小型航空機のためのスラストを生じさせるために適用される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は超小型の作動装置点火、並びに、安全及び作動準備装置を提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的はＭＥＭＳ製造技術を使用して製造する電気信号作動スイッチデザインを提供することである。
本発明の付随的な目的は超小型単一作動電気スイッチを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
超小型で軽量の作動装置点火、並びに、安全及び作動準備装置は、マイクロ電子機械システム（「ＭＥＭＳ」）技術を装置に組み込むことにより、可能となる。本発明に従えば、作動装置点火、並びに、安全及び作動準備装置は、指令に応じて火工出力を発生させるための電気的に作動する火工始動器即ち別称ＭＥＭＳ点火装置と、装置を点火させたくない場合に、火工出力の衝撃波及び拡張ガスの伝播を遮断する電子機械的に可動な火工出力バリヤとを有する。火工出力は、電気スイッチを作動させることにより、直接的又は間接的（例としては後者）に爆発列を点火するために装置から移送される。ＭＥＭＳ点火装置の意図しない作動による出力を阻止するため、火工出力バリヤは通常出力を遮断するように位置し、バリヤは出力を望む場合に経路から移動する。
【０００９】
より詳しくは、入力部と出力部とを有し火工出力を伝達するチャンネルが設けられ、上記火工出力バリヤは該チャンネルを通常遮断する。また電磁石が、付勢されたときに、火工出力が上記チャンネルを通って伝達されることができるように当該チャンネルを遮断解除するために上記火工出力バリヤを移動させる。
【００１０】
本発明による作動装置点火装置の１つの例では、電力がユニットから除去されたときに、バリヤは出力を自動的に阻止する。安全及び作動準備装置においては、経路から移動した後は、電力が除去された場合でさえ、バリヤは経路外に留まる。
【００１１】
【実施の形態】
図１は、本発明に従って構成された作動装置点火装置１の実施の形態の実寸ではない構成図であり、非作動準備（安全）位置での頂平面図で装置を示す。この装置は、普通の樹脂を基礎とする印刷回路板、セラミック基板又は他の基板とするのが適するベース３と、ベース３の頂表面に取り付けられた種々の素子とを有する。これらの素子はＭＥＭＳ点火装置５、電磁石ソレノイド７及び多部品の機械的なスライダ組立体９を含む。そのスライダ組立体は可動スライダ１０と、点火ピストン１１と、点火ピストンチャンネル１３と、剪断ピン１５とを含む。スライダ１０は横断方向に運動するように点火ピストンチャンネル１３に対して垂直に指向する。スライダは中実でバリヤとして作用する上方部分と、同様の底部分１６と、上述の２つの部分間の窓１２とを含み、これらについては後に一層詳細に説明する。張力バネ１４はスライダ１０の末端に取り付けられ、ソレノイド７のアーマチュア６はスライダ１０の上端に接続する。ベース上にメッキされた金属リード線１７、１８は電磁石７の端子をベース３の縁部上の対応するエッジピンに電気的に接続する。同様に、メッキされた金属リード線１９、２０はＭＥＭＳ点火装置の端子をベース３の右縁上の対応するエッジピンに電気的に接続する。
【００１２】
ベース３に装着された一対の接点ピンは対応するメッキされたリード線２１、２３を介してベース上の対応するエッジ接点に接続する。接点ピンはスライダ１０上の導電性金属端部に接触するように位置し、この金属端部は、スライダが図に示す安全位置にあるときに、電気的なブリッジ接点として作用する。エッジ接点を介して、ピン接点を通る回路はインジケータ回路（図示せず）に接続し、このため、スライダが安全位置にあるときに、リード線２１、２３を通る回路が閉じ、ランプの如きインジケータが点灯して、オペレータに「安全」を表示する。機械的なインジケータとして、緑色７１及び赤色７３のパッチをスライダ１０に塗装することができ、このうちの１つのパッチのみを作動装置点火装置のためのカバー（図示せず）内のインジケータ窓を通して見ることができる。安全モードにおいては、緑色のパッチが通常見える。ユニットが後述する作動準備モードになったとき、緑色のパッチの代わりに、赤色のパッチがインジケータ窓を通して見える。何らかの理由で安全状態が表示されない場合は、オペレータはその原因を特定する調査をすべきである。
【００１３】
更に、リード線２４、２６は点火装置５に通じるリード線１９、２０及びスライダ１０の側部に位置する対応する接点に接続される。後者の接点は、スライダが図に示す非作動準備モードにあるときに、スライダ１０の下側上の別の電気ブリッジ接点に接触する。ブリッジ接点はＭＥＭＳ点火装置５への電気回路を横切る短絡回路を形成し、付加的な安全対策としてその装置の偶発的な電気付勢を阻止する。
【００１４】
半導体チップのために使用されるパッキングと同様にパッケージ化されて、好ましくは、ユニットは、装置を外部の制御及び電力回路（図示せず）に装着し、接続するために、標準の集積回路チップソケットにプラグ接続できる。前述の素子は三次元幾何学形状であるが、これらの素子はこの小型装置内では極めて低い高さを有する。従って、素子の側面図は特に注目すべき詳細を何ら与えず、従って、図示する必要はない。
【００１５】
点火ピストンチャンネル１３はスライダ組立体９のための装着を提供するために側部を通して切削した矩形の通路を有する平坦な矩形のチューブとして構成できる。顕微鏡を使用して、点火ピストン１１をチャンネル内に挿入し、そのピストンの側部の通路を、チャンネル１３の矩形チューブの側部内にドリル加工又は切削加工した穴に整合させる。次いで、剪断ピン１５を所定個所に挿入して、点火ピストン１１をチャンネル内の所定位置に保持する。
【００１６】
スライダ１０は矩形の横断面を有し、点火ピストンのチャンネル内の横方向の通路を満たすのに十分な寸法を有するが、そのチャンネルを通って自由に運動できるようなクリアランス即ち間隙を側部に有する。必要又は所望の場合、スライダ組立体内にガイドレールを設けて、ここで述べるようにスライダ移動時にスライダ１０を案内し、スライダが動かなくならないことを保証することができる。
【００１７】
スライダ１０は金属又は磁性金属材料で作ることができる。スライダ組立体の中央区分は開口即ち通路１２と、これに直交する別の通路（図では見えない）とを含み、この別の通路は右方に延び、チャンネル１３内に開口する。窓部分は４つの直線的なフレーム部材により境界を定められ、頂面図において見える２つのフレームのみがスライダの上方部分を下方部分１６に結合する。窓１２の下方に位置するスライダの底表面はパネルにより閉じられ、窓１２に隣接するスライダの左垂直側部もまたパネル（図示せず）により閉じられる。
【００１８】
装置の組立て時に、スライダは図示の位置に押し込まれ、スライダ１０の上方バリヤ部分が点火チャンネル１３を遮断する。顕微鏡の助けにより、バネ１４の端部をベース３及びスライダ組立体９に形成した穴（図示せず）内にフック掛けし、または、これらの素子に溶着することができる。好ましくは、可溶性のリンク４０が例えば溶接によりバネ１４を横切って機械的に結合され、そのバネを通常拘束し、バネの拡張を阻止する。可溶性のリンクは、作動装置点火装置を輸送しているときに生じるかもしれない衝撃又は振動にも拘わらず、この段階で位置を変えないようにスライダ１０を拘束する。リード線４１Ａ、４１Ｂは回路をリンクからベース３の縁部での接点まで延ばす。これらのリード線に電流を印加してリンクを破断することにより、この拘束は適当な時点で解除される。
【００１９】
スライダ１０の上方部分の長さは電磁石ソレノイド７の前部への距離にほぼ等しく、従って、スライダが点火チャンネル１３を通って移動してソレノイドに当接するか又は行程の最上方位置（作動に関連して後述する）に到達したときに、窓１２に垂直な右手側窓（図では見えない）が点火ピストンチャンネル１３内で中央に位置決めされ、そのチャンネルを通ってスライダ１０内に至り、窓１２を通る右側ターン即ち屈曲部（図の平面から上方）を通る妨げの無い通路を提供する。
【００２０】
上述の素子は、多数の利用できる精密金属機械店、特にＭＥＭＳ技術又は他の小型化製造をある程度経験した会社のうちのいずれかにより必要な小型寸法に製造できる。電磁石７及びスライダ組立体９を支持する点火ピストンチャンネル１３は例えばエポキシによりベース３に取り付けられる。ＭＥＭＳ点火装置５はまた、好適にはエポキシにより、ベース３へそのチャンネル内の端カットアウトを通してチャンネル１３の端部において装着される。
【００２１】
ＭＥＭＳ点火装置５は好ましくは先に参照した米国特許出願第０８／９１２，７０９号明細書に記載されたように構成される。この構造体においては、鉛スチフェネート又はジルコニウム過塩素酸カリウムの如きある量の固形火工材料がミリメートル（超小型）寸法の空洞内に閉じ込められ、空洞は壁によりシールされる。亜音速のガスが望ましいような他の実施の形態においては、鉛フタレートに代えることができる。デザインにより、そのシール壁は他の壁よりも強度が弱くなるように構成されるか、または、その壁の弱化した一部を含む。点火ユニットを完成させるため、空洞はこれと関連する電気抵抗ヒータ素子に対して熱伝導関係にて装着される。
【００２２】
ＭＥＭＳ点火装置は、典型的には１／１０００マイクロ秒よりも小さいか又はそれに等しい極端に短い時間期間にわたって生じる典型的には亜音速圧力波又は超音速爆発波である火工出力を発生させる。典型的なＭＥＭＳ点火装置の寸法は約９００μｍ×９００μｍ×１４００μｍである。ユニットにより火工出力を提供したい場合、ヒータに電流を印加する。ミリ秒又はその程度内で、発生した熱は空洞内につながり、閉じ込められた火工材料を点火し、ユニットの弱い壁を破壊するのに十分な力の拡張する高温ガス及び衝撃波を瞬時に発生させる。
【００２３】
このようなＭＥＭＳ点火装置は多くの異なる形として提供することができる。図３に示すように、適当な火工装置５′は回路板、セラミック層又は他の普通の基体材料の如き基体２７上で製造することができる。熱抵抗性材料２８が基体上に蒸着され、直径約１／１６インチ（約１．５９ｍｍ）の小さなポット即ち空洞２９がエポキシにより抵抗性材料の頂部に取り付けられ、火工成分３０が空洞内に挿入され、弱い強度のカバー３１が適所でシールされて空洞を閉じる。電気接点３２、３３及び回路板即ち基体上の関連する配線は抵抗ヒータ２８への電流の印加を許容する。前述の火工装置は、蓋が点火ピストン１１の方向に面してチャンネル内に位置するように、符号５のような図１の組み合わせ体内に配置することができる。
【００２４】
図１に戻り、装置の作動を考察する。図１に示す安全モードにおいては、電磁石ソレノイド７は消勢状態にある。スライダ１０はチャンネル１３を遮断するように位置する。点火ピストン１１は剪断ピン１５により適所に保持され、ＭＥＭＳ点火装置５に対する電気トリガ回路はスライダの側部におけるブリッジ回路により短絡したままである。
【００２５】
ＭＥＭＳ点火装置５が間違って点火された場合、例えば訓練を受けていない技術者が高温のはんだごてを点火装置上に置いた場合、ピストン１１が前方へ押し出されて剪断ピン１５を破断する。しかし、横方向の力は、スライダ１０をチャンネル１３外へ押し出すか又はそれに対する他のバリヤを解除するのに十分なほど大きくない。従って、火工爆風は窓１２を通って伝播できない。後者に関して、図面で左側に示す点火チャンネルの側壁がスライダ１０の上方部分に対して更なる支持を加え、いわゆる浮遊控え壁を形成し、点火ピストン１１の更なる横方向運動を阻止することに留意すべきである。高温ガス及び圧力は閉じ込められたままであり、作動装置点火装置を設置したシステムの作動装置点火装置の外部にある「二次点火器」（図示せず）に到達することができない。従って、すべてが「安全」状態を維持する。
【００２６】
作動装置点火装置１が輸送されてシステム内に設置された後、リード線４１Ａ４１Ｂを介して電流を可溶性のリンク４０に印加し、電流がリンクを溶かす。これにより、バネ１４の拘束を解除する。標的装置を作動させる状態にしたい場合は、電磁石ソレノイド７を付勢しなければならない。リード線１７、１８を介して電磁石７に電流を印加することにより、装置は「作動準備」モードへ移る。電磁石ソレノイドはソレノイドのコイル内でアーマチュア６を機械的に引き込み、拡張して張力状態にあるバネ１４の拘束に抗して、アーマチュアに接続したスライダ１０をソレノイドの方へ引っ張る。スライダ１０がソレノイドの方へ引き込まれると、スライダのバリヤ部分がチャンネル１３外へ移動し、図２に示すように、チャンネルの遮断を解除する。スライダが行程の最上方位置に到達したとき、装置は「点火」の準備が整う。
【００２７】
リード線２１、２３を通る回路が破断されると、オペレータに合図が送られる。カバー（図示せず）のインジケータ窓において、スライダ上の緑色のパッチが視界から移動し、代わりに、赤色のパッチが視界に入る。従って、装置が作動準備モードにあり、点火の準備が整っていることが分かる。電磁石ソレノイド７が付勢状態にある限り、装置は作動準備状態を維持する。ソレノイドが消勢された場合、バネ１４がスライダ１０を通常の「安全」位置へ引き戻す。別の安全対策である剪断ピン１５は、点火ピストンが振動及び（又は）加速によってのみ起動された場合に点火ピストン１１の運行を妨げるのに十分な強度を有する。その理由は、ピストンが薄く、軽量で、比較的平坦であり、小さな慣性モーメントしか有しないからである。
【００２８】
装置を点火するため、次いで、電流がリード線１９、２０を介してＭＥＭＳ点火装置５の入力端子に印加される。点火装置は「微小破裂」の高温ガス及び圧力を発生させ、圧力は点火ピストン１１に導かれる。半径方向に拡張する高温ガス及び圧力波により生じる力の下で、剪断ピン１５が破断し、点火ピストン１１がチャンネル１３を通って左方へ推進され、最終的にスライダ１０の窓１２への側壁（図示せず）に突き当たり、窓１２の一部を覆うが、その窓の一部を妨げないようにする。
【００２９】
高温ガス及び圧力波は図２の紙面に垂直に窓１２を通って流出し、この窓を通して、直接的又は間接的に一層大きな爆発性装置または二次の点火器を始動するようにガス及び圧力を供給することができる。後述するが、上述のものは図６ないし図１０に示すような電気的に作動する爆発性装置（後述）を電気的にトリガするような超小型寸法の電気スイッチと組み合わせることができる。
【００３０】
実践的な例においては、上述の実施の形態のベース３は２．５ｃｍ×２．５ｃｍの正方形で、厚さは０．１ｃｍであり、ユニットの総重量は約２グラムである。約３２オンス（約９０７グラム）の重量の現在使用されている「握りこぶし大」寸法のユニットと比べて、本発明の作動及び点火装置は、９９．９％以上の重量及び約９９．９９％の体積節約において改善を示す。
【００３１】
本発明に従って構成された他の例である安全及び作動準備装置を図４、５に示す。思い起こせるように、この種の装置においては、装置は電力の供給により作動準備状態にされ、引き続いて電力が除去された場合でさえ、作動準備状態を維持する。装置はパワーの供給により安全モードへリセットされる。図面から一般的に観察されるように、安全及び作動準備装置の構造は図１の作動装置点火装置に含まれるものと同じ素子を多数使用する。不必要な反復を回避し、この実施の形態の理解を容易にするため、この実施の形態の素子については、先の実施の形態の対応する素子と同じ符号を付す。付加された素子又はこれらの素子に対する修正（素子）についてのみ新たな符号を使用する。
【００３２】
第２の電磁石ソレノイド８は、図１で使用した張力バネ１４の代わりに、図４の実施の形態に含まれる。リード線７２、７４はベース３に含まれ、ソレノイドを作動させようとするときに、電流をソレノイド８に接続する。一対のバネクリップとして形成されるラッチは、スライダ１０の運動経路の各側で１つずつ、スライダの底端においてベースにそれぞれ装着される。スライダ１０の上方及び下方の端部は各側部に切欠きを備え、解除可能なラッチのための捕獲部を形成する。ラッチは、ソレノイドがスライダ上に直線的な引っ張り力を作用させたときに、スライダ上のその把持を解除するように設計される。ラッチは予見できる衝撃及び振動に対抗してスライダを保持すべきである。
【００３３】
「安全」状態で示された先の実施の形態のように、ＭＥＭＳ点火装置５が偶発的に点火した場合、高温拡張ガス及び圧力波が点火ピストン１１を左方へ押圧し、そのピストンを静止状態に保持している剪断ピン１５を破断するのに十分となる。しかし、ピストンはスライダ１０の側部に突き当たり、更に左方へ移動できなくなる。電流が（リード線１７、１８を介して）電磁石ソレノイド７に印加されると、ソレノイドはアーマチュア６を引き寄せ、それによってラッチ７６を解除し、図５に示すように、スライダ組立体を行程の最上方位置の近くへ引っ張る。
【００３４】
スライダ１０の窓１２が点火チャンネル１３内で適所に移動し、チャンネルからバリヤを除去する。先の実施の形態のように、装置の点火の準備が整う。電磁石ソレノイド７へ移動したとき、バネクリップ７５がスライダ１０の上方端部の側部の切欠きに係合し、スライダを適所でラッチする。電磁石ソレノイド７への電力を除去した場合、ラッチはスライダが移動するのを阻止する。従って、スライダは図示の作動準備位置に留まり、点火準備状態のままである。
【００３５】
先の実施の形態のように、装置が安全モードにあるとき、インジケータ回路はリード線２１、２３と、ピストン１６の側部に当接する接点と、ピストンの側部の導電性ブリッジ接点とを介して閉じており、緑色のパッチ７１がカバーのインジケータ窓を通して見える。
【００３６】
装置の点火は先の実施の形態と同じであり、説明の反復を要しない。装置の作動準備状態を止めて安全モードへ戻したい場合は、電流を電磁石ソレノイド８へ印加する。電磁石はソレノイドアーマチュア４をソレノイド内へ引き込む磁場を発生させる。アーマチュア４がスライダ１０の下端に取り付けられているので、スライダは図４に示す通常の位置へ引き戻される。ソレノイドにより生じる力はラッチ７５の拘束力に打ち勝つのに十分なものである。スライダが電磁石８の方へ引っ張られると、ラッチのバネクリップは切欠きから押し出される。完了時に、装置は図４に示す位置へ回復し、インジケータ回路及び機械的なインジケータの双方が「安全」を表示する。
【００３７】
図１に示した先の実施の形態はスライド型式の作動装置を使用した。スライダ組立体９により提供される機能は、代わりに、図６に斜視図で示す装置のような回転型式の装置により提供することができる。この装置においては、電磁コイル３５を含むモータ機構３４は、電磁コイル３５が直流電流で付勢されたときに、バネの拘束に抗して、シリンダ弁３６のシャフトを９０゜の角度だけ回転させる。シリンダの側部はシリンダの軸線のまわりで９０゜の角度間隔で離間した２つの開口３８、３９を具備する。シリンダはまた、これらの開口間に内部通路を有する。適用において、モータの巻線が付勢されると、シャフトが９０゜の角度だけ回転し、２つの通路を一方に指向させる。巻線が消勢されると、巻線の磁気引っ張り力が衰弱し、バネ３７がシャフトを逆方向に回転させ、シリンダ３６内の通路を通常位置へ再指向させる。例えば図１の装置内に置かれたときに、通常位置での方位が、通常、モータ巻線が付勢されていないときに、ガスがシリンダを通過するのを阻止する。
【００３８】
このような適用において、シリンダ３６の側部は図１における通路１３の如き通路の端壁に対して位置決めされ、この適用のために、その通路の端縁はシリンダの右手及び左手側の円筒状表面と合致するようにシリンダの外周に合うように形状づけられる。通常、モータ巻線３５が付勢されていないとき、通路３９は点火チャンネル１３内に対面するが、接続された通路３８は装着部３の底部に対面し、ガス発生器５が偶発的に点火された場合にいかなる加圧ガスの逃げをも遮断する。モータ巻線３５が付勢されると、シャフトが９０゜の角度だけ回転し、通路３９を上方に指向させ、通路３８を通路１３内へ指向させる。ＭＥＭＳ点火装置５が点火された場合、火工出力は、図１の作動に関連して先に述べたように、通路１３を通って進行し、次いで、シリンダを通り、通路３９から出る。点火装置が点火する前にパワーが消失した場合、バネがシリンダを遮断方位即ち「安全」位置へ戻す。この実施の形態及び他のすべての実施の形態において認識できるように、通路１３の如き通路の側壁は、形状を崩壊又は歪曲することなく、予期できる火工出力の力に耐えるのに十分な材料及び（又は）厚さ及び強度のものでなければならない。
【００３９】
図７、８を参照すると、別のＭＥＭＳ単一作動電気作動式のＭＥＭＳガス発生器で起動される電気スイッチが、作動前及び作動後の常態で示される。このスイッチは矩形のハウジング４４の下端に位置した細長い幾何学形状の一対の電気リード線即ち導電性金属接点４２、４３を有する。一対の比較的厚い内部側壁即ち支持体４５、４６はハウジングの対向する壁に取り付けられる。ハウジング壁及び側壁支持体４５、４６の双方はケイ素の如き電気的に非導電性の材料で作られる。接点４２はハウジングの底部上に位置し、底表面のかなりの部分にわたって延びる。接点は更に支持体４５及び隣接する壁を通ってハウジングの外部へ延び、このため、接点は外部の回路によりアクセスできる。
【００４０】
接点４３は接点４２の上方の位置で支持壁４６により片持ち梁式に保持され、後者の接点に平行に延びる。接点４３はハウジング４４の内部に位置する接点４２のその部分の主要な部分にわたって延びるのに十分な長さを有し、また、壁を通ってハウジングの外部へ延びる。金属接点４２、４３はスイッチハウジングを通る常開電気回路を画定する。接点４３は、予見できる任意の衝撃及び振動の存在下で、隣接する接点に対して十分な間隙を維持するのに十分な剛性を有する。
【００４１】
バー膜４７はハウジングの内部を横切って延び、バーを取り付ける側壁４５、４６の上端により支持される。非導電性材料（好適には、ケイ素）の矩形のブロック４８はバー膜４７の下側から側壁４５、４６間で支持され、ブロックの右手及び左手側の各々において僅かな間隙（好適には、１ミクロン以下の間隙）を残すようにする。時には「ケイ素ハンマー」と呼ばれるブロック４８は接点４３の上方でこれから離れている。ハウジング４４の上端は先に述べたような構成を有する略示するＭＥＭＳガス発生器４９を収容する。発生器４９を始動するための電力は電気リード線５０ａ、５０ｂを介して供給される。一部のみを示す小さな棚５１はハウジング４４の上壁のまわりを延び、カバー膜５２を支持するように作用し、カバー膜はガス発生器４９を収容する内部上方区域を下方区域から隔離する。バー膜４７と一緒に、カバー膜５２はガスのためのプレナム（即ち気体室）を画定する。両方の膜４７、５２は破裂可能である。
【００４２】
スイッチを作動させたい場合、短いパルスの電流がリード線５０ａ、５０ｂを介してＭＥＭＳガス発生器に供給され、この発生器は  それに応答して、閉じ込められた火工材料を爆発させ、一破裂の高温拡張ガスを発生させる。ガスにより生じた力は膜５２に対して解放されてこれを破裂させ、プレナム区域内へ更に拡張し、ガスの力を膜バー４７に与える。膜バー及びケイ素ハンマー４８は力により下方へ駆動され、膜バー４７を破裂させ、ケイ素ハンマー４８を接点４３内へ駆動する。図８に示すように、ケイ素ハンマーは接点４３を押し付け、この接点は弱いために変形及び（又は）屈曲して接点４２を押し付け、スイッチを通る電気回路を閉じる。
【００４３】
実践的な例においては、全体寸法として、図７のスイッチは１ミリメートルの正方形とすることができ、膜５２は厚さ１ミクロンで、金属箔の如き任意の適当な材料とすることができる。膜バー４７は厚さ約１／２ミクロンで、一層厚い金属箔からなるようにもできる。側壁４５、４６は厚さ約１００ミクロンで、ケイ素から形成することができる。ハウジングは任意の絶縁材料からなることができる。普通の技術を使用して、片持ち梁式の接点４３はケイ素から形成される。電極である導電性の負荷パッドが製造され、片持ち梁式の接点の下に位置決めされる。スイッチが点火されたとき、火工爆風の圧力がプレナムを破壊し、ハンマーを駆動する。次いで、ハンマーは片持ち梁式の接点に衝突し、片持ち梁を押圧して電極４２に接触させ、スイッチを閉じる。
【００４４】
電気スイッチは図７、８のものとは異なる機械的なデザインのものとすることができ、そのすべてはスイッチを作動させるためにＭＥＭＳデジタル推進ガス発生器を利用する。これらの別のデザインのいくつかを図９、１０、１１、１２に示す。
【００４５】
図９のスイッチは、先の実施の形態のような一対の比較的厚い側壁５４、５５と、一対の電気接点５６、５７と、ハンマーである可動ブロック５８とを有する。この実施の形態においては、ハンマー５８は電気的に導電性の材料のものであるか、または、電気的に導電性の側部を有していて、ハンマーが接点５６、５７間のブリッジ接点としても作用できるようにする。スイッチは図７のスイッチと同じ上方区分（図示せず）を有する。ＭＥＭＳ装置が作動して、膜を破断し、ハンマー５８を下方へ駆動したとき、図面で作動モードとして示すように、ハンマーの側部がワイパー接点５７を擦りながら、前部が接点５６に接するように移動する。電気回路がハンマー５８の導電性側部を介して完成する。この実施の形態においては、改良として、ハンマーの面は切頭直円錐の形をした突起を含み、接点５６は円錐と整合する円錐形の通路を有する。円錐形の通路はハンマーの導電性円錐体と通路の軸線との間の僅かな不整合を許容する機械的な装置を提供し、自動整合を行わせる。更には、円錐体が円錐状の壁を擦るので、ハンマー５８が下降するとき、いかなるほこりをも実質上清掃し、接点表面に単に押し付けられるような接点に比べて一層信頼性のある電気的接触を提供する。
【００４６】
図１０に部分的に示すスイッチの実施の形態においては、離間した接点６３、６４のためのブリッジ接点を提供するために、コーヒー缶又はオイル缶の蓋に似た電気的に導電性の金属膜６２が使用される。第２の金属膜６１は重なった関係で装着され、膜間にガス室を画定する。両方の膜は壁に沿ったそれぞれの垂直位置で壁５９、６０への周辺縁のまわりに取り付けられる。スイッチにおいては、接点６３は絶縁壁５９、６０のまわりで通路を通して装着され、２つの接点の端部が空気ギャップを横切って互いに対面するようにする。膜６２は通常一方向、例えば上方向に膨らむ。反対方向でその膜に加えられた力が十分なレベルに到達したとき、膜が反転し、反対方向に膨らむ。スイッチにおいては、ＭＥＭＳスラスタ（図示せず）によって解放された拡張ガスにより力が膜６１に対して加えられ、膜を下方へ押圧し、閉じ込められた区域内でガスを圧縮する。次いで、その圧縮されたガスは膜６２上に力を発生させ、この力は膜６２を反転させるのに十分なレベルに上昇する。デザインにより、下向きの膨らみは接点間で回路をブリッジさせるように金属膜を両方の接点６３、６４に接触させるのに十分大きい。
【００４７】
別の超小型スイッチ構造をその通常位置及び作動位置において図１１、１２にそれぞれ部分的に示す。先のスイッチの実施の形態と同様、ＭＥＭＳガス発生器は図示省略する。この実施の形態においては、スイッチ作動子はプランジャ６７である。電気端子６８、６９はスイッチ接点として作用する。各電気端子はハウジング７０に取り付けられた導電性金属の細長いストリップである。各ストリップはハウジングの外部からハウジング壁を通り、ハウジング内部の一部を通って延び、電気端子ストリップ６９がハウジングの底部に位置する電気端子ストリップの一部の上方でこれと平行になるようにする。ハウジング７０は２つの側壁と、頂壁７１とを有し、頂壁はプランジャ６７のシャフトのための通路を有する。
【００４８】
プランジャはシャフトの直径よりも大きな幅広い直径のヘッドを有し、ヘッドはマイクロスラスタ（図示せず）から少量の破裂ガスを受け取る上方ハウジング区域内に位置する。プランジャは軽量剛直金属又はプラスチック材料から作ることができる。組立て時に、プランジャ６７のシャフトが通路を通して挿入され、シャフトの端部が接点６９の上表面に当接する。接点ストリップ６９の剛性は、接点が大きな偏向を伴わずにプランジャの重量を支えて、他方の接点ストリップ６８に対して間隙を維持するのに十分なものとすべきである。プランジャのシャフトは、シャフトの端部が接点ストリップ６９で支持されるときに、プランジャのヘッドが壁７１の上表面の上方へ僅かに浮くのを許容するのに十分な長さを有する。これはプランジャ６７の通常位置である。スイッチを作動させるとき、プランジャが第２の位置へ下方に移動し、ヘッドが壁７１の上表面に当接する。これについては、図１２に関連して後述する。
【００４９】
先に述べたスイッチと同様、接点６８、６９間の直流回路を閉じるためにスイッチを作動させようとする場合、パルス電流がスイッチのマイクロスラスタ（図示せず）の入力に印加される。電流パルスは点火器の抵抗性材料を加熱し、先に述べた方法でマイクロスラスタのハウジング内の火工材料を点火する。マイクロスラスタは少量の破裂高温拡張ガスを発生させ、これに付随して、圧力が急に上昇する。そのガス及び圧力の衝撃は壁７１の上方の室内へ導かれ、それ故、プランジャ６７のヘッドに衝突する。
【００５０】
図１２に示すように、これにより、ヘッドが壁７１に当接するまで、プランジャは下方に駆動される。下方への移動時に、プランジャのシャフトは接点６９の片持ち梁端部を押圧し、これを屈曲させて接点６８に接触させ、スイッチを通る直流回路を完成させる。接点６９は特徴として変形できるように構成することができ、その場合、少量の破裂が終了した後でさえ、スイッチは閉じたままとなる。代わりに、少量の破裂が消滅したときに第１の位置へ戻るように、接点は、バネ銅合金の如く、特徴として可撓性を有することができる。
【００５１】
前述のスイッチ構造が常開型式のものであることを認識すべきである。すなわち、スイッチ接点はスイッチの接点を通る直流電流経路を中断するように通常離間しており、スイッチが作動するときに、接点が当接して、そこを通る直流電流経路を閉じる。スイッチ作動の上述のモードは装置を点火するために電流の印加を必要とする電気的に爆発する爆発性の装置のための現在の要求と調和する。しかし、別の実施の形態においては、あるデザイナーは電気的に始動される爆発列の開始を知らせるために常閉直流回路の中断即ち開成を必要とするように選択することができる。その場合、図７−１２の前述のスイッチ構造は、スイッチ接点が通常接触し、かつ、スイッチが作動するときに直流回路を破断するために分離するように、修正すべきである。
【００５２】
本発明の好ましい実施の形態の前述の説明は、当業者が発明を形成し、使用できるのに十分なほど詳細であると思われる。しかし、前述の目的のために提供された素子の詳細は本発明の要旨を限定する意図のものではなく、本発明の要旨内に入るこれらの素子のすべての等価及び他の修正は、当業者なら、本明細書を読むことにより明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】非作動準備（即ち安全）モードにおける作動装置点火装置の実施の形態を示す図である。
【図２】点火モードにおける図１の実施の形態を示す図である。
【図３】図１の実施の形態に使用するＭＥＭＳ点火装置の部分分解部品図である。
【図４】安全モードにおける作動装置点火装置の別の実施の形態を示す図である。
【図５】作動準備モードにおける図４の実施の形態を示す図である。
【図６】図１の作動装置点火装置の別の実施の形態において摺動可能なバリヤ素子と交換できる回転式の可動なバリヤを示す図である。
【図７】スタンバイモードにおける単一作動デジタルガス起動電気スイッチの実施の形態を示す図である。
【図８】作動モードにおける単一作動デジタルガス起動電気スイッチの実施の形態を示す図である。
【図９】単一作動デジタルガス起動電気スイッチの別の実施の形態を部分的に示す図である。
【図１０】単一作動デジタルガス起動電気スイッチの更に別の実施の形態を部分的に示す図である。
【図１１】通常位置における単一作動デジタルガス起動電気スイッチの他の実施の形態を示す図である。
【図１２】作動位置における単一作動デジタルガス起動電気スイッチの他の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１  作動装置点火装置
３  ベース
５、４９  ＭＥＭＳ点火装置
４、６  アーマチュア
７、８  ソレノイド
９  スライダ組立体
１０  スライダ
１１  ピストン
１２  窓
１３  チャンネル
１４  バネ
１５  剪断ピン
２７  基体
２８  抵抗性材料（ヒータ）
２９  空洞
３２、３３  接点
３４  モータ機構
３５  コイル（巻線）
３６  シリンダ弁
３７  バネ
４０  リンク
４２、４３、５６、５７、６３、６４  接点
４４  ハウジング
４７  バー膜
４８、５８  ハンマー
５２  カバー膜
６１、６２  膜
６７  プランジャ
６８、６９  端子
７０  ハウジング
７６  ラッチ
【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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【図１１】
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【図１２】
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