(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器内の後段に設けられた中空筒形状の第１推進薬と、
前記第１推進薬を点火する第１イグナイタと、
前記圧力容器内の前段に設けられた中空筒形状の第２推進薬と、
前記第２推進薬を点火する第２イグナイタと、
前記圧力容器内にて前記第２推進薬を覆う隔膜部材とを備え、
前記隔膜部材は、前記第２推進薬の少なくとも内周面に沿って延びている隔膜、及び当該隔膜の両端にて加硫接着により一体をなしており、前記圧力容器に取り付けられる保持具を有しており、
前記隔膜は、繊維が混入されたゴム板を、厚さ方向に積層したゴム積層体であり、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って形成されており、一部に他の部分よりも脆弱な脆弱部が形成され、
前記脆弱部は、列理方向が前記隔膜部材の前後方向である一対のゴム板を突き合わせた第１のゴム層、及び列理方向が任意の方向であるゴム板と列理方向が前記隔膜部材の周方向であるゴム板とを突き合わせた第２のゴム層が交互に積層され、前記第１のゴム層の突き合わせ面が１つの同一平面上にあり、当該平面上に前記第２のゴム層において突き合わせ面を除いた列理方向が前記隔膜部材の周方向である前記ゴム板が位置している部分であることを特徴とするパルスロケットモータ。
【請求項２】
圧力容器内の後段に設けられた中空筒形状の第１推進薬と、
前記第１推進薬を点火する第１イグナイタと、
前記圧力容器内の前段に設けられた中空筒形状の第２推進薬と、
前記第２推進薬を点火する第２イグナイタと、
前記圧力容器内にて前記第２推進薬を覆う隔膜部材とを備え、
前記隔膜部材は、前記第２推進薬の少なくとも内周面に沿って延びている隔膜、及び当該隔膜の両端にて加硫接着により一体をなしており、前記圧力容器に取り付けられる保持具を有しており、
前記隔膜は、繊維が混入されたゴム板を、厚さ方向に積層したゴム積層体であり、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って形成されており、一部に他の部分よりも脆弱な脆弱部が形成され、
前記脆弱部は、列理方向が前記隔膜部材の前後方向である一対のゴム板を突き合わせた第１のゴム層、及び列理方向が前記隔膜部材の周方向であるゴム板からなる第２のゴム層が交互に積層され、前記第１のゴム層の突き合わせ面が１つの同一平面上にあり、当該平面が位置している部分であることを特徴とするパルスロケットモータ。
【請求項３】
圧力容器内の後段に設けられた中空筒形状の第１推進薬と、
前記第１推進薬を点火する第１イグナイタと、
前記圧力容器内の前段に設けられた中空筒形状の第２推進薬と、
前記第２推進薬を点火する第２イグナイタと、
前記圧力容器内にて前記第２推進薬を覆う隔膜部材とを備え、
前記隔膜部材は、前記第２推進薬の少なくとも内周面に沿って延びている隔膜、及び当該隔膜の両端にて加硫接着により一体をなしており、前記圧力容器に取り付けられる保持具を有しており、
前記隔膜は、ゴム板を厚さ方向に積層したゴム積層体であり、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って形成されており、一部に他の部分よりも脆弱な脆弱部が形成され、
前記脆弱部は、前記隔膜部材の前後方向に一対の前記ゴム積層体を、突き合わせ面が前記ゴム板の各層ごとに段差状となるよう突き合わせて加硫接着した部分であることを特徴とするパルスロケットモータ。
【請求項４】
圧力容器内の後段に設けられた中空筒形状の第１推進薬と、
前記第１推進薬を点火する第１イグナイタと、
前記圧力容器内の前段に設けられた中空筒形状の第２推進薬と、
前記第２推進薬を点火する第２イグナイタと、
前記圧力容器内にて前記第２推進薬を覆う隔膜部材とを備え、
前記隔膜部材は、前記第２推進薬の少なくとも内周面に沿って延びている隔膜、及び当該隔膜の両端にて加硫接着により一体をなしており、前記圧力容器に取り付けられる保持具を有しており、
前記隔膜は、ゴム板を厚さ方向に積層したゴム積層体であり、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って形成されており、一部に他の部分よりも脆弱な脆弱部が形成され、
前記脆弱部は、前記ゴム積層体を折り畳んで成形された部分であることを特徴とするパルスロケットモータ。
【請求項５】
圧力容器内の後段に設けられた中空筒形状の第１推進薬と、
前記第１推進薬を点火する第１イグナイタと、
前記圧力容器内の前段に設けられた中空筒形状の第２推進薬と、
前記第２推進薬を点火する第２イグナイタと、
前記圧力容器内にて前記第２推進薬を覆う隔膜部材とを備え、
前記隔膜部材は、前記第２推進薬の少なくとも内周面に沿って延びている隔膜、及び当該隔膜の両端にて加硫接着により一体をなしており、前記圧力容器に取り付けられる保持具を有しており、
前記隔膜は、繊維が混入され当該繊維が列理方向に延びているゴム板を、厚さ方向に積層したゴム積層体であり、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って形成されており、一部に他の部分よりも脆弱な脆弱部が形成され、
前記脆弱部は、列理方向が前記隔膜部材の前後方向であるゴム板を積層した前後一対のゴム積層体の間に、列理方向が前記隔膜部材の周方向であるゴム板を積層したゴム積層体を介装させた部分であることを特徴とするパルスロケットモータ。
【請求項６】
前記列理方向が前記隔膜部材の周方向であるゴム板を積層したゴム積層体は、ゴム板同士の積層面が接着されていないことを特徴とする請求項５記載のパルスロケットモータ。
【請求項７】
圧力容器内の後段に設けられた中空筒形状の第１推進薬と、
前記第１推進薬を点火する第１イグナイタと、
前記圧力容器内の前段に設けられた中空筒形状の第２推進薬と、
前記第２推進薬を点火する第２イグナイタと、
前記圧力容器内にて前記第２推進薬を覆う隔膜部材とを備え、
前記隔膜部材は、前記第２推進薬の少なくとも内周面に沿って延びている隔膜、及び当該隔膜の両端にて加硫接着により一体をなしており、前記圧力容器に取り付けられる保持具を有しており、
前記隔膜は、ゴム板を厚さ方向に積層したゴム積層体であり、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って形成されており、一部に他の部分よりも脆弱な脆弱部が形成され、
前記脆弱部は、前記隔膜部材の前後方向に一対のゴム積層体の間に、当該ゴム積層体と異なる素材からなる介装部材が、前記一対のゴム積層体との突き合わせ面が前記ゴム板の各層ごとに凹凸状となるよう介装されている部分であることを特徴とするパルスロケットモータ。
【請求項８】
前記隔膜は、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って屈曲しており、当該屈曲部周辺に前記脆弱部が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のパルスロケットモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の固体燃料を備えたパルスロケットモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
パルスロケットモータは、単一の圧力容器内に２以上の推進薬が隔膜又は隔壁により区画して設けられて構成されている。これは、容易に燃焼を停止、再着火することができない固体燃料ロケットにおいて、異なるタイミングでの燃焼を実現できるという利点がある。
具体的には、フィラメント・ワインディング法（Filament Winding）による炭素繊維・エポキシ樹脂組成物からなる圧力容器の後部にパルス１（第１パルス）の推進薬（第１推進薬）が、前部にパルス２（第２パルス）の推進薬（第２推進薬）が設けられ、これらの推進薬との間にバリヤ絶縁体（隔膜）が配置された構成の２パルスロケットモータが開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
当該特許文献１の２パルスロケットモータでは、圧力容器とパルス２の推進薬との間には前方絶縁体が、圧力容器とパルス１（第１パルス）の推進薬との間には後方絶縁体が配置されており、前方絶縁体、後方絶縁体、及びバリヤ絶縁体は、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン・モノマー）からなる合成ゴムからなり、互いに一部重ね合わせ接着させて成形されている。
【０００４】
当該特許文献１の２パルスロケットモータの製造方法としては、前方から順に配設していくものであり、具体的には、まず前方絶縁体を圧力容器内面に配置してパルス２の推進薬を真空下で鋳造し、硬化させている。その後、当該パルス２の推進薬及び前方絶縁体にバリヤ絶縁体を取り付け、前方絶縁体を切り取っている。次に後部絶縁体をバリヤ絶縁体に取り付け、パルス１の推進薬（第１推進薬）を注入し、硬化させている。これら各絶縁体の内面には接着性ライナーが被覆されており、それぞれ対応する推進薬と接着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平１１−５０３８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の圧力容器は、推進薬の周囲に直接、フィラメント・ワインディング法により炭素繊維・エポキシ樹脂組成物を成形しているが、このように樹脂からなる圧力容器は、金属からなる圧力容器に比べて剛性が低く、またこのように推進薬の周囲に直接圧力容器を成形する製造方法のため、前方絶縁体、後方絶縁体、及びバリヤ絶縁体はそれぞれ接着ライナーを被覆し、推進薬と接着させる工程が必要であり、製造工程が複雑化するという問題がある。
【０００７】
さらに、パルス１とパルス２の推進薬を区画するバリヤ絶縁体は、パルス１の推進薬燃焼時にはパルス２の推進薬への火炎の侵入を防ぐ必要があるが、バリヤ絶縁体と前方絶縁体との接着部分が経年劣化により剥がれるおそれがあり、確実に火炎の侵入を防げないおそれがある。
一方で、バリヤ絶縁体は、パルス２の推進薬燃焼時においては、脱落してノズルを詰まらせること等がないように、所定の位置で破断してかつ脱落しない必要がある。これに対して特許文献１では、前方絶縁体とバリヤ絶縁体との接着部分にて、破断することを想定しているが、接着による破断強度の設定は複雑であり適切なタイミングで破断させることは容易ではない。また、上述したように各絶縁体は推進薬に接着されていることからパルス２の推進薬燃焼時にバリヤ絶縁体が当該推進薬から剥がれるのを妨げる作用をし、確実な動作の観点から問題がある。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡易な構成で、第１パルス時における第２推進薬への火炎の侵入を確実に防ぎ、確実に第２パルスを実行することのできるパルスロケットモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、請求項１のパルスロケットモータでは、圧力容器内の後段に設けられた中空筒形状の第１推進薬と、前記第１推進薬を点火する第１イグナイタと、前記圧力容器内の前段に設けられた中空筒形状の第２推進薬と、前記第２推進薬を点火する第２イグナイタと、前記圧力容器内にて前記第２推進薬を覆う隔膜部材とを備え、前記隔膜部材は、前記第２推進薬の少なくとも内周面に沿って延びている隔膜、及び当該隔膜の両端にて加硫接着により一体をなしており、前記圧力容器に取り付けられる保持具を有しており、前記隔膜は、繊維が混入されたゴム板を、厚さ方向に積層したゴム積層体であり、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って形成されており、一部に他の部分よりも脆弱な脆弱部が形成され、前記脆弱部は、列理方向が前記隔膜部材の前後方向である一対のゴム板を突き合わせた第１のゴム層、及び列理方向が任意の方向であるゴム板と列理方向が前記隔膜部材の周方向であるゴム板とを突き合わせた第２のゴム層が交互に積層され、前記第１のゴム層の突き合わせ面が１つの同一平面上にあり、当該平面上に前記第２のゴム層において突き合わせ面を除いた列理方向が前記隔膜部材の周方向である前記ゴム板が位置している部分であることを特徴としている。
【００１０】
請求項２のパルスロケットモータでは、圧力容器内の後段に設けられた中空筒形状の第１推進薬と、前記第１推進薬を点火する第１イグナイタと、前記圧力容器内の前段に設けられた中空筒形状の第２推進薬と、前記第２推進薬を点火する第２イグナイタと、前記圧力容器内にて前記第２推進薬を覆う隔膜部材とを備え、前記隔膜部材は、前記第２推進薬の少なくとも内周面に沿って延びている隔膜、及び当該隔膜の両端にて加硫接着により一体をなしており、前記圧力容器に取り付けられる保持具を有しており、前記隔膜は、繊維が混入されたゴム板を、厚さ方向に積層したゴム積層体であり、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って形成されており、一部に他の部分よりも脆弱な脆弱部が形成され、前記脆弱部は、列理方向が前記隔膜部材の前後方向である一対のゴム板を突き合わせた第１のゴム層、及び列理方向が前記隔膜部材の周方向であるゴム板からなる第２のゴム層が交互に積層され、前記第１のゴム層の突き合わせ面が１つの同一平面上にあり、当該平面が位置している部分であることを特徴としている。
請求項３のパルスロケットモータでは、圧力容器内の後段に設けられた中空筒形状の第１推進薬と、前記第１推進薬を点火する第１イグナイタと、前記圧力容器内の前段に設けられた中空筒形状の第２推進薬と、前記第２推進薬を点火する第２イグナイタと、前記圧力容器内にて前記第２推進薬を覆う隔膜部材とを備え、前記隔膜部材は、前記第２推進薬の少なくとも内周面に沿って延びている隔膜、及び当該隔膜の両端にて加硫接着により一体をなしており、前記圧力容器に取り付けられる保持具を有しており、前記隔膜は、ゴム板を厚さ方向に積層したゴム積層体であり、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って形成されており、一部に他の部分よりも脆弱な脆弱部が形成され、前記脆弱部は、前記隔膜部材の前後方向に一対の前記ゴム積層体を、突き合わせ面が前記ゴム板の各層ごとに段差状となるよう突き合わせて加硫接着した部分であることを特徴としている。
【００１１】
請求項４のパルスロケットモータでは、圧力容器内の後段に設けられた中空筒形状の第１推進薬と、前記第１推進薬を点火する第１イグナイタと、前記圧力容器内の前段に設けられた中空筒形状の第２推進薬と、前記第２推進薬を点火する第２イグナイタと、前記圧力容器内にて前記第２推進薬を覆う隔膜部材とを備え、前記隔膜部材は、前記第２推進薬の少なくとも内周面に沿って延びている隔膜、及び当該隔膜の両端にて加硫接着により一体をなしており、前記圧力容器に取り付けられる保持具を有しており、前記隔膜は、ゴム板を厚さ方向に積層したゴム積層体であり、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って形成されており、一部に他の部分よりも脆弱な脆弱部が形成され、前記脆弱部は、前記ゴム積層体を折り畳んで成形された部分であることを特徴としている。
請求項５のパルスロケットモータでは、圧力容器内の後段に設けられた中空筒形状の第１推進薬と、前記第１推進薬を点火する第１イグナイタと、前記圧力容器内の前段に設けられた中空筒形状の第２推進薬と、前記第２推進薬を点火する第２イグナイタと、前記圧力容器内にて前記第２推進薬を覆う隔膜部材とを備え、前記隔膜部材は、前記第２推進薬の少なくとも内周面に沿って延びている隔膜、及び当該隔膜の両端にて加硫接着により一体をなしており、前記圧力容器に取り付けられる保持具を有しており、前記隔膜は、繊維が混入され当該繊維が列理方向に延びているゴム板を、厚さ方向に積層したゴム積層体であり、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って形成されており、一部に他の部分よりも脆弱な脆弱部が形成され、前記脆弱部は、列理方向が前記隔膜部材の前後方向であるゴム板を積層した前後一対のゴム積層体の間に、列理方向が前記隔膜部材の周方向であるゴム板を積層したゴム積層体を介装させた部分であることを特徴としている。
【００１２】
請求項６のパルスロケットモータでは、請求項５において、前記列理方向が前記隔膜部材の周方向であるゴム板を積層したゴム積層体は、ゴム板同士の積層面が接着されていないことを特徴としている。
【００１３】
請求項７のパルスロケットモータでは、圧力容器内の後段に設けられた中空筒形状の第１推進薬と、前記第１推進薬を点火する第１イグナイタと、前記圧力容器内の前段に設けられた中空筒形状の第２推進薬と、前記第２推進薬を点火する第２イグナイタと、前記圧力容器内にて前記第２推進薬を覆う隔膜部材とを備え、前記隔膜部材は、前記第２推進薬の少なくとも内周面に沿って延びている隔膜、及び当該隔膜の両端にて加硫接着により一体をなしており、前記圧力容器に取り付けられる保持具を有しており、前記隔膜は、ゴム板を厚さ方向に積層したゴム積層体であり、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って形成されており、一部に他の部分よりも脆弱な脆弱部が形成され、前記脆弱部は、前記隔膜部材の前後方向に一対のゴム積層体の間に、当該ゴム積層体と異なる素材からなる介装部材が、前記一対のゴム積層体との突き合わせ面が前記ゴム板の各層ごとに凹凸状となるよう介装されている部分であることを特徴としている。
請求項８のパルスロケットモータでは、請求項１から７のいずれか一項において、前記隔膜は、前記第２推進薬の内周面から後部端面に沿って屈曲しており、当該屈曲部周辺に前記脆弱部が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
上記手段を用いる本発明によれば、パルスロケットモータにおいて、隔膜部材は隔膜が保持具と加硫接着により化学結合で強固に接着されており、当該保持具から隔膜に亘って一体構成をなして第２推進薬を覆っていることから、経年劣化による接着の剥がれ等のリスクがなく、第１パルス時における第２推進薬への火炎の侵入を確実に防ぐことができる。
また、隔膜において第２推進薬の内周面から後部端面への屈曲部周辺に、他の部分よりも脆弱な脆弱部が形成されていることで、第２パルス時の燃焼圧を受けると当該脆弱部にて確実に破断することとなる。このように、隔膜があらかじめ設計された部位で確実に前後分離することにより、隔膜が脱落してノズルを詰まらせるようなこともなく、また分離後の隔膜は第２推進薬からの燃焼ガスを遮ることもなく、確実に第２パルスを作動させることができる。
【００１５】
以上のことから、簡易な構成で、第１パルス時における第２推進薬への火炎の侵入を確実に防ぎ、確実に第２パルスを作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパルスロケットモータの全体構成断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】隔膜部材の一部切り欠き斜視図である。
【図４】図２の前部拡大断面図である。
【図５】図２の後部拡大断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るパルスロケットモータにおける隔膜の脆弱部の構成を示す部分断面図である。
【図７】本発明に係るパルスロケットモータの動作図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るパルスロケットモータにおける隔膜の脆弱部の構成を示す部分断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るパルスロケットモータにおける隔膜の脆弱部の構成を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係るパルスロケットモータにおける隔膜の脆弱部の構成を示す部分断面図である。
【図１１】図１０の脆弱部の変形例を示す部分断面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係るパルスロケットモータにおける隔膜の脆弱部の構成を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１〜６を参照すると、図１には本発明の第１実施形態に係るパルスロケットモータの全体構成断面図、図２には要部拡大断面図、図３には隔膜部材の一部切り欠き斜視図、図４には図２の前部拡大断面図、図５には図２の後部拡大断面図、図６には隔膜の脆弱部の構成を示す部分断面図がそれぞれ示されている。
【００１８】
図１に示す２パルスロケットモータ１は、圧力容器２の後部にノズル４が設けられており、内部には、固体燃料である第１推進薬６が後部に、第２推進薬８が前部に設けられ、当該第２推進薬８は隔膜部材１０に覆われている。また、圧力容器２の前部には第１推進薬６を着火するための第１イグナイタ１２、及び第２推進薬８を着火するための第２イグナイタ１４がそれぞれ設けられている。
【００１９】
詳しくは、圧力容器２は、２分割方式の金属モータケースであり、同径の略筒形状をなした前部ケース２ａと後部ケース２ｂとが同軸上に前後連結されて構成されている。前部ケース２ａ及び後部ケース２ｂは、前部ケース２ａの後端開口縁と後部ケース２ｂの前端開口縁とが複数のボルトにより締結されている。当該圧力容器２の材料としてはチタン、マルエージング鋼、D6AC鋼、クロムモリブデン鋼等が用いられるのが好ましい。また、当該圧力容器２の外周は外部インシュレータ１６により覆われている。
【００２０】
第１推進薬６は、先に燃焼する第１パルス用の推進薬であり、前後方向に延びた中空円筒形状をなしている。当該第１推進薬６は後部ケース２ｂ内に後部断熱材１８を介して設けられている。当該第１推進薬６の前後方向中央部から前方は内孔断面が複数の光芒を有する星形をなして燃焼面積が増大されており、当該内孔はノズル４内部を介して外に連通している。当該第１推進薬６はコンポジット推進薬である。なお、第１推進薬の内孔は全域を断面円形としてもよいし、複数の光芒を有する星形等の断面を前後方向中央部から後方等、任意の位置に形成しても構わない。
【００２１】
第２推進薬８は、後に燃焼する第２パルス用の推進薬であり、前後方向に延びた中空円筒形状をなしている。図２に詳しく示すように、当該第２推進薬８は前部ケース２ａ内に前部断熱材２０を介して設けられている。当該第２推進薬８の内孔断面は円形をなしており、第１推進薬６の内孔と隔膜部材１０を介して連通している。当該第２推進薬８はコンポジット推進薬である。
【００２２】
また、第２推進薬８の前部の軸心側部分は、後方に凸の円錐状に切り欠かれており、当該切り欠き部分を埋めるように推進薬支持体２２が設けられている。推進薬支持体２２は第２推進薬８よりも密度が低く、燃えやすい素材であり、例えば、発泡材料である。
隔膜部材１０は、断熱性を有するＥＰＤＭゴムからなる隔膜２４が、両端に設けられた隔膜保持金具２６ａ、２６ｂ（保持具）を介して圧力容器２に取り付けられている。
【００２３】
図２及び図３に示すように、隔膜２４は、第２推進薬８の内孔内周面に沿って前後方向に円筒状に延びた内面部２４ａと、内面部２４ａ後端から後方に傾斜しつつ径方向外側に拡がった端面部２４ｂとからなる略漏斗状をなしている。
隔膜保持金具２６ａ、２６ｂはそれぞれ環状をなしており、前端側の隔膜保持金具２６ａには前面に、後端側の隔膜保持金具２６ｂにおいては外周面に、それぞれ周方向に沿って間隔をあけて複数のボルト穴２８ａ、２８ｂが形成されている。隔膜部材１０は、これらのボルト穴２８ａ、２８ｂに螺合するボルトで締結されることで圧力容器２に取り付けられている。なお、隔膜保持金具２６ａ、２６ｂは、気密性及び耐熱性の点で金属であることが好ましいが、同程度の気密性及び耐熱性を備えていればＦＲＰ等からなる保持具としても構わない。
【００２４】
ここで、隔膜２４と隔膜保持金具２６ａ、２６ｂの取り付け構造について、図４、５を参照し、さらに詳しく説明する。
図４に示すように、前端側の隔膜保持金具２６ａは、環状後面に、後方に向けて縮小した断面凸状の凸部３０ａが形成されている。そして、当該凸部３０ａが前後方向に延びる隔膜の内面部２４ａの前端部分に入り込んでおり、当該凸部３０ａと隔膜の内面部２４ａとが加硫接着により一体をなしている。また、当該前端側の隔膜保持金具２６ａは、凸部３０ａの先端が前後方向において推進薬支持体２２の後方端と一致しており、当該凸部３０ａは推進薬支持体２２の範囲に亘って延びている。
【００２５】
一方、図５に示すように、後端側の隔膜保持金具２６ｂは、環状内面に、内方に向けて縮小した断面凸状をなす凸部３０ｂが形成されている。そして、当該凸部３０ｂが、径方向に延びる隔膜の端面部２４ｂの後端部分に入り込んでおり、当該凸部３０ｂと隔膜の端面部２４ｂとが加硫接着により一体をなしている。そして、当該端面部２４ｂは、第１推進薬６と第２推進薬８と直接接触して、両者を区画している。
【００２６】
また、ここで隔膜２４について詳しく説明する。
図２、３、５に示すように、隔膜２４には、内面部２４ａから端面部２４ｂへの屈曲部分近傍に他の部分よりも構造的に脆弱な脆弱部２４ｃが形成されている。当該脆弱部２４ｃは所定値以上の燃焼圧を受けると破断するような強度に予め設定されている。
詳しくは、図６に隔膜２４における脆弱部２４ｃの一部を切り出した詳細な構成が示されている。ＥＰＤＭからなる隔膜２４は、ゴム板を厚さ方向に複数枚積層したゴム積層体から構成されている。ゴム板には、生ゴムの状態で短い繊維（例えばアラミド繊維）を混入し、ローラで圧縮することで成形されており、ゴム板内の繊維は、ローラで圧縮された列理方向に延びるように並ぶこととなる。なお、図６では説明の簡略化のため破線でゴム板内の繊維４２の方向、即ち列理方向、を示している。
【００２７】
第１実施形態における隔膜２４は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、第１のゴム層４０及び第２のゴム層４１が厚さ方向に交互に積層された４層のゴム積層体からなる。
第１のゴム層４０は、列理方向が隔膜２４の前後方向である一対のゴム板４０ａ、４０ｂを突き合わせて構成されている。第２のゴム層４１は、列理方向が隔膜２４の前後方向であるゴム板４１ａと、列理方向が隔膜２４の周方向（前後方向に対して垂直方向）であるゴム板４１ｂとを突き合わせて構成されている。
【００２８】
これら第１のゴム層４０及び第２のゴム層４１は、第１のゴム層４０の突き合わせ面がそれぞれ同一平面Ｓ１上に位置するとともに、当該平面Ｓ１上に第２のゴム層４１において列理方向が周方向のゴム板４１ｂが位置するように積層されている。そして、各ゴム板４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂの突き合わせ面及び各積層面は加硫接着されている。
この断面Ｓ１上では、繊維４２が断裂されている第１のゴム層４０の突き合わせ面と、第２のゴム層４１におけるゴム板４１ｂの列理方向が隔膜２４の前後方向と直角となることから、当該平面Ｓ１部分は前後に裂けやすい構造となっており、当該平面Ｓ１部分が脆弱部２４ｃをなすこととなる。
【００２９】
なお、第２のゴム層４１のゴム板４１ａ、４１ｂの突き合わせ面における同一平面Ｓ２上には、隔膜２４の前後方向に繊維が延びている第１のゴム層４０のゴム板４０ａが位置していることで、前後方向の強度が十分に確保されている。そして、第１のゴム層４０及び第２のゴム層４１の突き合わせ面の間、即ち平面Ｓ１から平面Ｓ２との間においては、各積層面が接着されていることによるせん断応力により、脆弱部に必要な強度が確保されている。これらの構成により、当該脆弱部２４ｃは第１パルスの燃焼圧には耐えつつ、第２パルス時には平面Ｓ１部分の一箇所にて破断することとなる。
【００３０】
また再び図２を参照すると、第１イグナイタ１２は、圧力容器２の前部を塞ぐ隔壁２ｃの軸心部分に取り付けられ、第２推進薬８の内孔内、即ち隔膜部材１０の内面部２４ａ内にて、後方に向けて突出している。隔壁２ｃには、推進薬支持体２２まで延びる点火孔３２が位相違いで複数穿設されており、当該複数の点火孔３２と連接して第２イグナイタ１４が設置されている。第２イグナイタ１４は、リング状の空洞を有し、当該空洞へ点火薬が装填されており、第２パルスの点火に際しては全ての点火孔３２へ点火薬の火炎を伝播させる機能を有するトロイダルイグナイタである。
【００３１】
以下このように構成された本発明に係るパルスロケットモータの作用について説明する。
図７には、本発明に係るパルスロケットモータの動作図（ａ）〜（ｄ）が示されており、以下同図に基づき説明する。なお、図７のパルスロケットモータは上記図１〜５のパルスロケットモータを簡略化して示している。
図７（ａ）は第１パルスの様子を示している。第１イグナイタ１２が点火されることで、第１推進薬６の燃焼が開始される。燃焼は第１推進薬６の内孔内周面から生じていき、燃焼ガスＦ１はノズル４を通って大気中に噴射される。これにより２パルスロケットモータ１は第１パルスによる推進力を得る。
【００３２】
このとき、第２推進薬８は、両端の隔膜保持金具２６ａ、２６ｂから隔膜２４に亘って一体構成をなす隔膜部材１０により覆われていることで、第１イグナイタ１２の点火の火炎や第１推進薬６の燃焼ガスＦ１が侵入することはない。特に、第２推進薬８の前部軸心部分には、第２推進薬８より剛性が低い推進薬支持体２２が設けられているが、当該推進薬支持体２２より軸心側には隔膜部材１０の前端の隔膜保持金具２６ａの凸部３０ａが延びていることから、燃焼ガスＦ１から受ける圧力は十分な強度を備える金属の隔膜保持金具２６ａにより受け止められ、隔膜部材１０が変形することはない。
【００３３】
そして、図７（ｂ）に示すように、第１推進薬６の全てが燃焼し終えることで、第１パルスは終了する。
図７（ｃ）からは、第２パルスの様子を示している。任意のタイミングで第２イグナイタ１４が点火されると、点火孔３２を通って推進薬支持体２２に点火用の火が到達し、まず推進薬支持体２２が燃焼する。当該推進薬支持体２２の燃焼を受けて、第２推進薬８は内面から後部端面に向かって燃焼し、第２推進薬８の内面と隔壁部材１０との間に燃焼ガスＦ２が生じる。この燃焼圧を受けて隔膜２４が第２推進薬８に対して膨張し、圧力容器２の内方側に変形する。
【００３４】
図７（ｄ）に示すように、隔膜２４の変形が進むと、他の部分より脆弱な脆弱部２４ｃにて隔膜２４が破断する。当該破断後、燃焼ガスＦ２がノズル４を通って大気中に噴射されることから、当該燃焼ガスＦ２により隔膜２４の内面部２４ａは軸心側に座屈し、端面部２４ｂは後方側に湾曲する。隔膜２４の内面部２４ａ及び端面部２４ｂは燃焼ガスＦ２によりその表面を焼失するが、隔膜２４の有害な脱落を防止するのに必要な隔膜２４の強度が維持できるように燃焼しない層を一定量以上残すように隔膜２４の厚さが設計されているため、ノズル４を詰まらせる等の有害な脱落を生じること無く、第２推進薬８が全て燃焼することで、第２パルスは終了する。
【００３５】
以上のように、本実施形態における２パルスロケットモータ１において、隔膜部材１０は隔膜２４が隔膜保持具２６ａ、２６ｂと加硫接着により化学結合で強固に接着されており、当該隔膜保持具２６ａ、２６ｂから隔膜２４に亘って一体構成をなして第２推進薬８を覆っていることから、経年劣化による接着の剥がれ等のリスクがなく、第１パルス時における第２推進薬８への火炎の侵入を確実に防ぐことができる。
【００３６】
また、隔膜２４において内面部２４ａから端面部２４ｂへの屈曲部周辺に、他の部分よりも脆弱な脆弱部２４ｃが形成されていることで、第２パルス時に予め想定した所定値以上の燃焼圧を受けると当該脆弱部２４ｃにて確実に破断することとなる。
特に当該第１実施形態における脆弱部２４ｃは、上述のように同一平面Ｓ１上に、第１のゴム層４０の突き合わせ面と、第２のゴム層４１において列理方向が周方向であるゴム板４１ｂとが位置する構成をなしていることで、第１パルスの燃焼圧には耐えつつ、第２パルス時には平面Ｓ１部分の一箇所にて正確に破断させることができる。
【００３７】
このように、第２推進薬８を覆っている部分の隔膜２４に設けた脆弱部２４ｃにおいて、隔膜２４が確実に分離することにより、隔膜２４が脱落してノズル４を詰まらせるようなこともなく、また分離後の隔膜２４は第２推進薬８からの燃焼ガスＦ２を遮ることもなく、確実に第２パルスを実行できる。なお、隔膜２４の脆弱部２４ｃは、内面部２４ａから端面部２４ｂへの屈曲部に限らず、隔膜２４の任意の場所に設けることができる。一方で、当該脆弱部２４ｃは、ゴム板４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂを突き合わせたゴム層４０、４１を積層して加硫接着させた簡易な構成でありつつ隔膜２４の一体性を確保することができ、上述のように第１パルス時における第２推進薬８への火炎の侵入を防ぐことができる。
【００３８】
また、隔膜部材１０は隔膜２４と一体をなしている隔膜保持具２６ａ、２６ｂにより圧力容器２に取り付けられることから、隔膜２４を推進薬６、８と接着させたりする必要がなく製造が容易となる上、推進薬６、８と隔膜２４が接着されていないことで第２パルス時においては隔膜２４が第２推進薬８から剥がれやすくなり、確実に第２パルスを実行できる。
【００３９】
さらに、前端側の隔膜保持具２６ａは、隔膜２４との加硫接着部分である凸部３０ａが後方に向かい少なくとも推進薬支持体２２の範囲に亘って延びていることで、第１パルス時の燃焼圧は金属の隔膜保持具２６ａで受け止められる。したがって、隔膜部材１０における推進薬支持体２２部分の強度を確保でき、当該部分の変形や破断を防ぐことができる。
このようにして、第１実施形態に係る２パルスロケットモータ１は、簡易な構成で、第１パルス時における第２推進薬８への火炎の侵入を確実に防ぎ、確実に第２パルスを実行することができる。
【００４０】
以上で本発明の第１実施形態に係るパルスロケットモータの説明を終えるが、隔膜２４の脆弱部２４ｃの構成はこれに限られるものではない。
例えば、上記実施形態の隔膜２４は、それぞれゴム板を突き合わせた第１のゴム層４０及び第２のゴム層４１を積層してなるが、第２のゴム層は列理方向を隔膜の周方向とするゴム板のみから構成しても構わない。
【００４１】
また、上記実施形態の第２のゴム層４１は、列理方向が隔膜２４の前後方向であるゴム板４１ａと、列理方向が隔膜２４の周方向であるゴム板４１ｂとを突き合わせて構成されているが、当該ゴム板４１ａの列理方向は前後方向に限られず、任意の方向であって構わない。
その他、脆弱部２４ｃの構成が異なる第２〜第５実施形態に係るパルスロケットモータについて以下説明する。なお、第２〜第５実施形態に係るパルスロケットモータは、脆弱部以外の構成は上記第１実施形態のパルスロケットモータ１と同様であり、それぞれ上記第１実施形態と同様の効果を奏するものであるため詳しい説明は省略し、各実施形態の脆弱部の構成について詳しく説明する。
【００４２】
まず、第２実施形態について、図８には本発明の第２実施形態に係るパルスロケットモータにおける隔膜の脆弱部の構成を示す部分断面図が示されており、以下同図に基づき説明する。
同図に示すように、第２実施形態における隔膜は、ゴム板１４０をそれぞれ積層して、前部ゴム積層体１４４ａ及び後部ゴム積層体１４４ｂの前後一対からなるゴム積層体を互いに突き合わせて加硫接着を行うことで、ゴム板１４０間の積層面と、突き合わせ面のそれぞれを接着させている。脆弱部１２４ｃは、隔膜を構成する前部ゴム積層体１４４ａ及び後部ゴム積層体１４４ｂの前後一対からなるゴム積層体を互いに突き合わせて加硫接着させた部分である。前部ゴム積層体１４４ａ及び後部ゴム積層体１４４ｂの突き合わせ面は、互いに係合するようにゴム板１４０ごとに段差状をなしており、接着されたこの段差状の境界面が脆弱部１２４ｃとなる。つまり、前部ゴム積層体１４４ａ及び後部ゴム積層体１４４ｂを突き合わせ接着することで、接着境界面でゴム板１４０内部の繊維が断裂することになるため、他の部分より脆弱となっている。
【００４３】
続いて第３実施形態について、図９には本発明の第３実施形態に係るパルスロケットモータにおける隔膜の脆弱部の構成を示す部分断面図が示されており、以下同図に基づき説明する。
第３実施形態に係るパルスロケットモータにおける脆弱部２２４ｃは、図９に示すように隔膜を構成するゴム積層体２４４を折り畳んで成形した部分となる。
【００４４】
詳しくは、ゴム積層体２４４は、繊維２４２が延びる列理方向を前後方向とするゴム板２４０が積層されたものであり、脆弱部２２４ｃにおいてゴム積層体２４４が２回折り畳まれている。当該折り畳み部分は隔膜の内周部の内方に突出している。折り畳まれることでゴム積層体２４４同士が接触する面には、ゴム板間の加硫接着を妨げるための離型シート材２４６（例えば、フッ素樹脂シート等）が介装されている。折り畳み部分は、当該離型シート２４６を介した上で当該折り畳み部分を厚さ方向に圧縮しつつ加硫することで成形されている。
【００４５】
当該折り畳み部分からなる脆弱部２２４ｃは、第２パルス時の燃焼圧を受けて隔膜２４が前後方向に引き延ばされると、離型シート２４６が介装されて接着されていない部分が展開されていき、円弧状に屈曲した屈曲部分２４８に応力が集中する。そして、当該応力が所定値以上に達すると当該屈曲部分２４８にて破断する。
このように第３実施形態の脆弱部２２４ｃは、ゴム積層体２４４を折り畳み、応力集中する屈曲部分２４８を形成することで、他の部分より脆弱な脆弱部２２４ｃを形成している。
【００４６】
次に第４実施形態について、図１０には本発明の第４実施形態に係るパルスロケットモータにおける隔膜の脆弱部の構成を示す部分断面図が示されており、以下同図に基づき説明する。
第４実施形態の脆弱部３２４ｃは、図１０に示すように、列理方向が前後方向である前後一対のゴム積層体３４４ａ、３４４ｂの間に、列理方向が周方向であるゴム積層体３４４ｃを介装させた部分となる。
【００４７】
詳しくは、繊維３４２が延びる列理方向を前後方向とする前部ゴム積層体３４４ａ及び後部ゴム積層体３４４ｂの間に、列理方向を周方向とする中間ゴム積層体３４４ｃが配置され、当該前部ゴム積層体３４４ａ及び後部ゴム積層体３４４ｂと中間ゴム積層体３４４ｃとの境界面が突き合わされて加硫接着されている。これら突き合わせ接着の境界面は、各ゴム積層体３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｃのそれぞれにおいて係合可能に、ゴム板３４０ごとに凸凹状をなしている。
【００４８】
第２パルス時の燃焼圧を受けると隔膜２４は前後に拡がることから、列理方向が前後方向である前後一対のゴム積層体３４４ａ、３４４ｂは、当該燃焼圧に対して強い強度を持つが、前後方向と垂直をなす周方向を列理方向とする中間ゴム積層体３４４ｃは前後方向の延びに対してもろく、前後一対のゴム積層体３４４ａ、３４４ｂよりも先に繊維３４２に沿って破断する。このように、第４実施形態の脆弱部３２４ｃは、ゴム板３４０に含まれる繊維３４２の方向（列理方向）を破断しやすい方向にすることで、他の部分より脆弱な脆弱部３２４ｃを形成している。
【００４９】
また、図１１には第４実施形態の変形例が示されている。
当該変形例では、中間ゴム積層体３４４ｃのゴム板３４０同士の積層面にゴム板間の加硫接着を妨げるための離型シート材３４６（例えば、フッ素樹脂シート）を介装させ、当該中間ゴム積層体３４４ｃの成形時にゴム板同士を接着させないようにしている。これにより、当該中間ゴム積層体３４４ｃはより破断しやすくなる。このように離型シート３４６を用いて、ゴム板３４０同士の積層面を接着させないようにすることで、脆弱部３２４ｃ’の強度を調整し、第２パルスの適切な時期に隔膜を破断させることが可能となる。
【００５０】
続いて第５実施形態について、図１２には、本発明の第５実施形態に係るパルスロケットモータにおける隔膜の脆弱部の構成を示す部分断面図が示されており、以下同図に基づき説明する。
第５実施形態の脆弱部４２４ｃは、図１２に示すように、前後一対のゴム積層体４４４ａ、４４４ｂの間に、当該ゴム積層体４４４ａ、４４４ｂと異なる素材からなる介装部材４５０が介装されている部分となる。
【００５１】
詳しくは、繊維４４２が延びる列理方向を前後方向とする前部ゴム積層体４４４ａ及び後部ゴム積層体４４４ｂの間に、介装部材４５０が配置され、当該前部ゴム積層体４４４ａ及び後部ゴム積層体４４４ｂと介装部材４５０との境界面が突き合わされて加硫接着されている。これら突き合わせ接着の境界面は各ゴム積層体４４４ａ、４４４ｂと介装部材４５０とが係合可能にゴム積層体４４４ａ、４４４ｂのゴム板４４０ごとに凸凹状をなしている。
【００５２】
介装部材４５０は例えば繊維等を含まないゴム、または、耐熱樹脂（耐熱性のエンジニアリングプラスチック）であり、少なくともゴム積層体４４４ａ、４４４ｂよりも前後の延びに対してもろく、破断しやすい素材からなる。これにより第２パルス時の燃焼圧を受けて隔膜が前後に延びると、ゴム積層体４４４ａ、４４４ｂよりも先に介装部材４５０が破断することとなる。つまり、第５実施形態の脆弱部４２４ｃは、ゴム積層体４４４ａ、４４４ｂの間に強度の弱い介装部材４５０を介装することで、他の部分より脆弱な脆弱部４２４ｃを形成している。
【００５３】
以上で本発明に係るパルスロケットモータの実施形態の説明を終えるが、上記実施形態に限られるものではない。
第１推進薬６及び第２推進薬８の搭載量等は上記実施形態で示したものに限られるものではなく、用途に応じて適宜設定されるものである。例えば、第１推進薬は全域を中空円筒形状としてもよいし、光芒を有する断面を含んだ筒形状であっても構わない。
【００５４】
また、上記実施形態の圧力容器２は２分割方式であったが、分割なく一体物の圧力容器に対しても本発明を適用することができる。
また、上記各実施形態では隔膜を構成するゴム積層体が４枚のゴム層４０、４０、４１、４１からなっているが、ゴム積層体のゴム層の数はこれに限られるものではなく、これよりも多くても少なくても構わない。
【００５５】
また、上記実施形態では、隔膜２４は第２推進薬８の内周部２４ａから端面部２４ｂに亘って延びているが、当該隔膜２４は少なくとも第２推進薬８の内周部２４ａに沿って延びて当該第２推進薬８を覆っていればよい。例えば圧力容器内に第１推進薬と第２推進薬とを区画する内壁が形成されている場合等は、第２推進薬の内周面に沿って延びる内面部のみの隔膜とする。そして、当該隔膜の両端に隔膜保持金具を設け、前端側の隔膜保持金具は圧力容器の前部の隔壁に、後端側の隔膜保持金具は第１推進薬及び第２推進薬を区画する内壁にそれぞれ取り付けるものとする。
【符号の説明】
【００５６】
１  ２パルスロケットモータ
２  圧力容器
４  ノズル
６  第１推進薬
８  第２推進薬
１０  隔膜部材
１２  第１イグナイタ
１４  第２イグナイタ
２２  推進薬支持体
２４  隔膜
２４ａ  内面部
２４ｂ  端面部
２４ｃ、１２４ｃ、２２４ｃ、２２４ｃ’、３２４ｃ、４２４ｃ  脆弱部
２６ａ、２６ｂ  隔膜保持金具（保持具）
４０  第１のゴム層
４１  第２のゴム層
４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂ、１４０、２４０、３４０、４４０  ゴム板
４２、１４２、２４２、３４２、４４２  繊維
２４４  ゴム積層体
１４４ａ、２４４ａ、３４４ａ、４４４ａ  前部ゴム積層体
１４４ｂ、２４４ｂ、３４４ｂ、４４４ｂ  後部ゴム積層体
３４４ｃ  中間ゴム積層体
２４６、３４６  離型シート材
２４８  屈曲部分
４５０  介装部材
【図１】
0005860705.tif 000002
【図２】
0005860705.tif 000003
【図３】
0005860705.tif 000004
【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】
0005860705.tif 000009
【図９】
0005860705.tif 000010
【図１０】
0005860705.tif 000011
【図１１】
0005860705.tif 000012
【図１２】
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