(57)【要約】  複数の構成要素の機械的連結のための爆発結着装置であり、装薬を内部的に具備し、迅速な連結解除のため、その爆発衝撃効果が結着装置の一部を形成する連結を破裂するに充分に強力であることから成る爆発結着装置であって、前記結着装置が、前記相互連結構成要素（１）を貫通して延在する結着ネジ（２）と、該結着ネジ（２）が内に固定的に取り付けられている爆発結着要素（４−１４）とを組み入れていることによって、前記相互連結構成要素（１）が前記結着ネジ（２）の頭と前記爆発結着要素（４−１４）との間に締結され、その爆発要素（４−１４）が、前記相互連結構成要素（１）の内の一方と係合するカバー（５）によって閉鎖されているシリンダ（４）と、該シリンダ（４）の内径と略同一である外径を有してそのシリンダ（４）内に取り付けられたピストン（６）とを備え、該ピストン（６）がシリンダ（４）内部に配列されることによって、該ピストン（６）の両側には実質的な空間が存在し、該ピストン（６）と前記シリンダ（４）の底部との間の空間には、該シリンダ（４）の底部から離間した所の該シリンダ（４）の壁に複数の小さな穴（６）が円形列状に設けられ、該離間が前記ピストン（６）の最も大きな径の所で該ピストン（６）の高さと少なくとも同等であり、前記ピストン（６）には前記シリンダ（４）の内径よりも実質的に小さな径を有するロッド（７）が設けられ、該ロッド（７）が前記カバー（５）を通って前記シリンダ（４）の長手方向平均軸と平行して延在するが、該カバーの外側には延出せず、よって、前記結着ネジ（２）が前記ロッド（７）内に固定的に取り付け可能となっており、前記シリンダ（４）内における前記ピストン及び前記カバー（５）の間の空間に装薬（９）が配列され、該装薬に遅延機構が具備された点火装置（１０，１１，１２，１３）が設けられ、時間遅延後に前記結着装置が、爆破圧力が牽引応力に変換され、該牽引応力が前記結着ネジ（２）に作用して当該装置の他の部分が分裂されることなしに引き外されるように破裂されるべく構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の構成要素の機械的連結のための爆発結着装置であり、装薬を内部的に具備し、迅速な連結解除のため、その爆発衝撃効果が結着装置の一部を形成する連結を破裂するに充分に強力であることから成る爆発結着装置であって、
前記結着装置が、前記相互連結構成要素（１）を貫通して延在する結着ネジ（２）と、該結着ネジ（２）が内に固定的に取り付けられている爆発結着要素（４−１４）とを組み入れていることによって、前記相互連結構成要素（１）が前記結着ネジ（２）の頭と前記爆発結着要素（４−１４）との間に締結され、その爆発要素（４−１４）が、前記相互連結構成要素（１）の内の一方と係合するカバー（５）によって閉鎖されているシリンダ（４）と、該シリンダ（４）の内径と略同一である外径を有してそのシリンダ（４）内に取り付けられたピストン（６）と、を備え、該ピストン（６）がシリンダ（４）内部に配列されることによって、該ピストン（６）の両側には実質的な空間が存在し、該ピストン（６）と前記シリンダ（４）の底部との間の空間には、該シリンダ（４）の底部から離間した所の該シリンダ（４）の壁に複数の小さな穴（６）が円形列状に設けられ、該離間が前記ピストン（６）の最も大きな径の所で該ピストン（６）の高さと少なくとも同等であり、前記ピストン（６）には前記シリンダ（４）の内径よりも実質的に小さな径を有するロッド（７）が設けられ、該ロッド（７）が前記カバー（５）を通って前記シリンダ（４）の長手方向平均軸と平行して延在するが、該カバーの外側には延出せず、よって、前記結着ネジ（２）が前記ロッド（７）内に固定的に取り付け可能となっており、前記シリンダ（４）内における前記ピストン及び前記カバー（５）の間の空間に装薬（９）が配列され、該装薬に遅延機構が具備された点火装置（１０，１１，１２，１３）が設けられ、時間遅延後に前記結着装置が、爆破圧力が牽引応力に変換され、該牽引応力が前記結着ネジ（２）に作用して当該装置の他の部分が分裂されることなしに引き外されるように破裂されるべく構成されていることを特徴とする爆発結着装置。
【請求項２】
前記遅延機構が信管（１０）を備え、該信管には２つの点火ヒューズ（１１，１２）が具備され、それらが該信管（１０）及び電気ケーブル（１３）の各端部にそれぞれ位置決めされ、前記電気ケーブルが外部から来て、前記信管（１０）における点火ヒューズ（１１）の一方と接続され、該信管（１０）が前記ピストン（６）と前記シリンダ（４）の底部との間の空間に位置決めされ、前記電気ケーブル（１３）と接続されていない信管（１０）の端部が前記ピストン（６）における穴を通じて延在することによって、前記信管（１０）に取り付けられた他方の点火ヒューズ（１２）が前記装薬（９）と接触することを特徴とする、請求項１に記載の爆発結着装置。
【請求項３】
前記装置の一部を形成する前記シリンダ（４）がカラーを設けられたカバー（５）によって該カラーの内側に配列されたネジ山を介して閉鎖されることによって、該シリンダ（４）が前記カバー（５）の底部に到達しないが、該シリンダ（４）の縁が前記閉鎖空間の内壁における敷居を形成していることを特徴とする、請求項１或は２に記載の爆発結着装置。
【請求項４】
前記装置の一部を形成する前記シリンダ（４）内部には、円形ロッキング・ワッシャ（８）が設けられ、該ロッキング・ワッシャの外径が前記カバー（５）の内径と実質的に同じ大きさであるが、前記シリンダ（４）の内径よりも実質的に大きく、そのロッキング・ワッシャ（８）には中央穴が設けられ、その径が前記ロッド（７）の径よりも幾分大きいが、該ロッドに配列されたカラーよりも実質的に小さく、そして前記ロッドと、そのロッキング・ワッシャ（８）が固定的に取り付けられることによって、前記ロッド（７）が該ロッキング・ワッシャ（８）における前記中央穴を通って延在すると共に前記ピストン（６）によって当該ロッド（７）のカラーの位置で締結され、そして、そのピストン（６）が前記ロッキング・ワッシャ（８）の所で前記シリンダ（４）の内径よりも実質的に小さい外径を有することによって、前記ロッキング・ワッシャ（８）と前記ピストン（６）のより厚い部分との間に実質的な空間が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の爆発結着装置。
【請求項５】
前記装置の一部を形成する前記結着ネジ（２）には当該結着ネジ（２）の頭下方に位置決めされたワッシャ（３）が設けられ、そのワッシャ（３）が剪断ツールの機能を有し、よって該ワッシャ（３）が強力な材料から製造され、その中央穴の周りには鋭い縁が設けられていることを特徴とする、請求項１及び２の内の何れか一項に記載の爆発結着装置。
【請求項６】
前記装置の一部を形成する前記信管（１０）が前記ピストン（６）と前記シリンダ（４）の底部との間の空間内における前記シリンダ（４）内において螺旋形態に巻回されて位置決めされていることを特徴とする、請求項２に記載の爆発結着装置。
【請求項７】
前記ロッド（７）及び前記ロッキング・ワッシャ（８）の協働する部分と前記ロッキング・ワッシャ（８）及び前記シリンダの間には、前記結着装置の取り付けに際してピストン（６）及びロッドの相互に対する回転を防止する協働手段（１５，１６）が設けられていることを特徴とする、請求項１乃至６の内の何れか一項に記載の爆発結着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は爆発結着装置に関するものであり、相互に異なる機械的な構成要素の取り付けの使用に適合することで、その爆発自体が人間或は動物にとって事故の危険性がないように、必要に応じてその爆発が結合部を直ちに分断させ得るように為す新しいタイプの爆発結着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
先に記載された爆発ボルトは、緊急状況によって迅速に開く又は解く必要があるそうした連結物に対する使用に適している。そうした用途の大きな分野は、例えば、車両ドアの取り付け用であり、新しい装置は特にこの目的に有用である。今日、乗用車及び運搬車の双方のためのドア・ヒンジ・システムは、例外なく、いささかより強烈な衝突で車両ドアを動かなくしてしまう明白な危険性があり、車体の猛烈な破壊がドアをドア開閉と共に圧縮して固めるように構成されている。ヒンジの軸もそれらの平行性を緩め、ドア・ロックは損傷され得て、これは全部ひっくるめて強烈な衝突後に車両ドアの開口をより困難とするか或は不可能とすら為し得て、次いで乗員に対して様々な度合いの危険状況を引き起こし得る。外側環境も事故状況を悪化させ得る。そうした例としては、車が転倒し、岩等の地面での可能性ある障害物、溝、並びに、様々なタイプの大きな物体等々が、車のドアの開閉を妨げてしまうことである。更には、通常乗員は意識を失っており、次いで救助隊が彼等乗員を車両から救出することを一層より困難とする。
【０００３】
爆発結着装置における装薬は連結された構成要素を分離すべく所望の効果を生ずるように充分に強力でなければならず、これも望ましくない副作用の原因となる。もし装置が完全に粉々となるように爆発させられるように構成されていれば、結果として危険な金属破片が優に存在し、そうした環境において共通して使用される少量の適当な火薬が爆発で相当な力を引き起こして、例えば金属破片が高速となり、それ故に車体では一般的である典型的な薄いシート状の金属構造を貫通する大きな可能性があって、その結果、乗員が危険に晒される。爆発の衝撃効果も望ましくはなく、乗員への聴力障害等の危険性を意味する。更には、爆発構成要素の取扱は貯蔵及び移送の点や車の製造時にも考慮されなければならず、そして可能性ある偶然の爆発の場合には、身体的障害に対する危険性を最少化しなければならない。
【０００４】
事故に関連して先に記載された問題を低減するために、自動車ドア・ヒンジの組み立てに主に使用される爆発ボルトの様々なバージョンの形態で、爆発結着装置に対する多数の既知の提案が存在する。そうした提案は例えば、下記の特許文献１乃至６に開示されている。これらの提案は宇宙旅行技術範囲内、軍事用途、並びに、それら分野の双方の用途で主要には使用されることがともかく意図されており、基本的には自動車用以外の条件であり、その理由のため、既知解決策は自動車ドアの取り付けに適合するものではない。宇宙旅行において人間は金属破片を伴った爆発ボルトの爆発に直にさらされず、それは自動車内の場合である。軍事分野において爆発ボルトは、いかなる破片であっても望ましいような、例えば地雷、ミサイル、並びに、その類に使用等され、事情は全く逆である。
【特許文献１】米国特許第５，９９７，２３０号
【特許文献２】米国特許第３，７５４，４９６号
【特許文献３】米国特許第２，６５３，５０４号
【特許文献４】米国特許第３，５８２，０１７号
【特許文献５】米国特許第１，４００，４０１号
【特許文献６】独国特許公開第２２０３４７０号
【０００５】
更に立証され得ることは、先に述べられた提案において、爆発はいかなる時間的遅延も全くなく起爆後に実質的に直ちに生じ、これは爆発ボルト頼りでの自動車ドアの取り付けに関して不可能な事情である。強烈な衝突で、自動車はしばしば転がり運動を伴って空中を進み、余りにも早い段階でのドアのゆるみが実質的にカタストロフィとなり得る。自動車は停止しなければならず、その位置は、ドアが任意のタイプのドア・ヒンジ結着の爆発によって分離される前に安定化させなければならない。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の目的と最も本質的な特徴
本発明の目的は、例えば車両ドア等の様々な機械的構成要素の取り付けに使用される新しいタイプの爆発結着装置を提供することで先に記載された短所を削減することであり、それによって必要に応じて構成要素が乗員に何等危険性を及ぼすことなく爆発によって分離され得るものであり、そのタイプの爆発結着装置は、金属破片或は強烈な衝撃効果を引き起こすことなく爆発によって爆発結着要素がその中に取り付けられた結着ネジを引き離すように構築されており、その結着要素には組み込まれた遅延作動式発火装置が具備され、それ故にそれは保護されると共に、作動中、外部条件から独立している。これは、本発明に従った爆発ボルトに請求項１で規定された特徴が付与されることで達成された。
【０００７】
（図面の簡単な説明）
以下、本発明は添付図面で図示された実施例を参照して更に記載されることになる。
図１は、提案された爆発結着装置の断面図を示す。
図２は、本発明に従った結着装置の一部の実施例を展開された斜視図で図示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１には、個別の機械構成要素（１）を相互連結する結着装置の断面図が示され、該装置はワッシャ（３）を備える結着ネジ（２）と、爆発結着要素（４−１４）とを組み入れている。ネジ（２）は相互連結構成要素（１）内の孔を通じて伸びていると共に、結着要素（１−１４）内にねじ込まれ、そしてそれ故に構成要素（１）は一方側の結着要素（１−１４）と、他方側でのネジ（２）の頭の下方に位置決めされているワッシャ（３）との間に普通に一体的に締結されている。
【０００９】
結着装置の一部を形成する結着ネジ（２）には頭が具備されており、ネジの外周に沿ってのその高さは、ネジ（２）の頭の内側における該ネジ（２）の包絡面の想像上の延長である想像上の円筒状垂直面がネジ（２）の最小の横断面と実質的に同じ大きさであるように寸法付けられ、それ故にこの想像上の面はネジ（２）における最も弱い区分を形成している。これに関連してワッシャ（３）は、ネジ（２）が孔を通り抜けることを防止するという通常タスクに加えて、特定のタスクを有し、即ち、剪断ツールの機能を果たし、その理由のため、必要とされることは、ワッシャ（３）がネジ（２）よりもより硬い材料から製造されると共に、ワッシャ（３）の穴は適切な許容誤差を伴ってネジ（２）の径より充分相当に大きく、更にはその穴の縁は鋭利であるように適切な方式で形作られることである。
【００１０】
爆発結着要素（１−１４）は、結着孔と隣接する相互連結構成要素（１）の内の一方と係合するカバー（５）を具備するシリンダ（４）と、シリンダ（４）内部に取り付けられて該シリンダ（４）の長手方向平均軸と平行して伸びるロッド（７）であり、該ロッド（７）内のシリンダ（４）の長手方向には結着ネジ（２）のためのネジ切りされたネジ付き穴を具備するロッド（７）が設けられたピストン（６）と、ロッキング・ワッシャ（８）と、シリンダ（４）内に取り付けられて発火装置（１０，１１，１２，１３）を有する装薬（９）とから構成されている。
【００１１】
カバー（５）の中心内には、シリンダ（４）の長手方向平均軸と平行する穴が設けられており、いずれにせよ、ロッド（７）が、カバー（５）の外側には突出しないようにその穴に密接に通って延在する。シリンダ（４）と対向する側部の縁におけるカバー（５）にはカラーが設けられ、それにはシリンダ（４）の取り付けのために内部ネジ山が具備されているが、全体ではなく、そのネジ山とカバー（５）の底部との間には実質的な隔たりが存在する。シリンダ（４）はカバー（５）と対向する端部で開口して、反対端部では閉じられ、そしてその口の外側にはカバー（５）のカラーにおける内側のネジ山と合致するネジ山が存在する。シリンダ（４）の内径はカバー（５）のカラーにおける内径よりも実質的に小さく、カバーがシリンダ（４）上に取り付けられると、シリンダ縁はそれ故に閉塞空間の内壁において敷居を形成することなる。ロッド（７）にはカラーが設けられ、そのカラーの径はカバー（５）における穴の径よりも実質的に大きく、ロッド（７）がカバー（５）を通り抜けることを防止すると共にカバー（５）を介して取り付け力を相互連結構成要素（１）に移転する。ピストン（６）は該ピストン（６）におけるネジ付き穴とロッド（７）の対応するネジ山とによって該ロッド（７）上に取り付けられている。ピストン（６）には肩部が設けられていることで、カバーと対向する側部における該ピストン（６）の外径はシリンダ（４）の内径よりも実質的に小さく、よって、カバー（５）及びピストン（６）の間の空間は増大する。ピストン（６）と取り付け位置にあるロッド（７）のカラーとの間に締結されて中央穴を伴った薄く且つ強力なロッキング・ワッシャ（８）が存在し、そのロッキング・ワッシャ（８）はカバー（５）のカラーの非ネジ付き部における内径と実質的に同じ大きさの外径を有するが、シリンダ（４）の内径よりも実質的に小さい。カバー（５）がシリンダ上に取り付けられると、ロッキング・ワッシャ（８）はカバー（５）内に入ることによって、該ワッシャ（８）とカバー（５）の底部との間に空間が形成され、そしてピストン（６）がシリンダ（４）内に入ることによって該シリンダ（４）の縁がロッキング・ワッシャ（８）に抗して加圧され、次いで該ワッシャがロッド（７）のカラーに作用して、ロッド（７）がカバー（５）に抗して保持され、ピストン（６）の位置が、カバー（５）がシリンダ（４）上に取り付けられると該シリンダ（４）内にロックされる。結着ネジ（２）の取り付け部での回転は例えば停止ネジ（ストップスクリュー）によって防止され、該停止ネジはシリンダ（４）の壁を通って取り付けられることによって、それはピストン（６）に抗して加圧され、そしてピストン（６）内には対応する溝が存在して、停止ネジがピストンの長手方向平均運度を妨げない。
【００１２】
シリンダ（４）はピストン（６）よりも実質的に長く、該ピストンはそのシリンダ（４）内部に配列されると共に位置決めされることによって、該ピストン（６）の両側に２つのチャンバーが形成される。それらチャンバーの内の一方は、シリンダ（４）、ピストン（６）、並びに、ロッキング・ワッシャ（８）で限定されて、充分強力な装薬（９）が搭載されており、他方のチャンバーは、ピストン（６）及びシリンダ（４）によって限定されて、その装薬（９）の爆発のための発火装置（１０，１１，１２，１３）が設けられている。発火装置（１０，１１，１２，１３）は、螺旋形態で詰められている信管（１０）であり、該信管には各端部にそれぞれ装填された２つの点火ヒューズ（１１，１２）と、シリンダ（４）の底部における穴を介して外部から入っている電気ケーブルと、が具備されており、該電気ケーブル（１３）は隣接する点火ヒューズ（１１）と接続されている。電気ケーブル（１３）と連結されていない信管（１０）の端部はピストン（６）を通る小さな穴を通って延在することで、他の点火ヒューズ（１２）がピストン（６）の反対側におけるチャンバー内の装薬（９）と接触することになる。ピストン（６）とシリンダ（４）の底部との間の該シリンダの壁には、ピストン（６）の最も小さな高さと少なくとも同じ大きさである、シリンダ（４）底部からの隔たりの所に、円形列状に配列された適切なサイズの多数の穴（１４）が存在し、それら穴（１４）は爆発後の圧力解放用である。
【００１３】
外部信号システムは電流を電気ケーブル（１３）と結合し、信管（１０）が電気ケーブル（１３）と接続された点火ヒューズ（１１）の内の１つによって点火されて、爆発に対して充分長い時間をもたらし、その後、信管（１０）は火がピストンの他方側における信管（１０）の反対端での他方の点火ヒューズ（１２）に到達する前に充分に長時間燃える。これが生ずると、点火ヒューズ（１２）がそれによって装薬（９）を点火する。次いで爆発の結果として発生する圧力はパワー効果を引き起こし、それがピストン（６）、シリンダ（４）、並びに、ロッキング・ワッシャ（８）に作用する。シリンダ（４）の壁は直ちに破裂することがないように充分に強力であるように寸法付けられるが、シリンダ（４）及びピストン（６）よりも相当に弱い、固定的に取り付けられたロッキング・ワッシャ（８）は破壊され、ピストン（６）はそれによってボルト連結が解除され、直ちに移動可能となり、それ故にロッド（７）を介して衝撃効果を結着ネジ（２）に移転し、牽引応力を結着ネジ（２）内にもたらすと共にそのネジ（２）の頭に対して剪断負荷をもたらす。相互連結構成要素（１）はワッシャ（３）及び結着要素（１−１４）の間に位置決めされているので、ネジ（２）の頭はそれ故にワッシャ（３）によって打ち抜かれる。爆発の圧力はピストン（６）を付勢してロッド（７）及び結着ネジ（２）をシリンダ（４）内に引き入れ、そしてそれ故に、相互連結構成要素（１）の間の機械的な継ぎ手は終了させられる。ピストン（６）がシリンダ（４）の壁において圧力解放穴（１４）を更に遠ざかるように通過すると、爆発ガスがその穴（１４）を介して除去され、シリンダ（４）内の圧力は装置をバラバラに破裂させることなく低下させられる。シリンダ（４）、ロッド（７）、並びに、ピストン（６）の寸法は、ピストン（６）が底部位置にある際にロッド（７）がカバー（５）の穴内部に留まるように寸法付けられ、それによってロッド（７）は、環境に対して望ましくない衝撃効果を生ずる爆発ガスがカバー（５）内の大きな穴を介して除去されることを防止している。
【００１４】
図２には、展開図の形で、本発明に従った結着装置の幾分変更された実施例が図示され、その変更としては、ロッド（７）にロッキング・ワッシャ（８）と対向する側部で非円形輪郭部が具備されたことにある。対応して、ロッキング・ワッシャにはロッドのその非円形輪郭部と合致する非円形凹部が具備されている。更にロッキング・ワッシャ（８）には周辺に配列された凹部（１５）が設けられ、それらがシリンダ（４）の上方縁における突起（１６）と対応している。このようにして、ピストン及びロッドは結着装置の取り付け中に相互に対する回転が防止される。ロッド及びロッキング・ワッシャの非円形輪郭部は六角形状に示されているが、他の非円形状を考えることも勿論可能である。ロッキング・ワッシャ（８）における周辺凹部（１５）も周辺突起と交換可能であるが、その場合のシリンダ（４）は対応する凹部を有することになる。
【００１５】
本発明は、図面に示され且つそれに関連して記載された実施例に限定されずに、種々の変更及び変形が特許請求の範囲内で可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、提案された爆発結着装置の断面図を示す。
【図２】図２は、本発明に従った結着装置の一部の実施例を展開された斜視図で図示する。
【符号の説明】
【００１７】
１    相互連結構成要素      ２    結着ネジ  ３    ワッシャ
４    シリンダ              ５    カバー    ６    ピストン
７    ロッド                ８    ロッキング・ワッシャ
９    装薬                  １０    信管
１１，１２    点火ヒューズ  １３    電気ケーブル
【図１】
2007506616.tif 000003
【図２】
2007506616.tif 000004
【国際調査報告】
2007506616.tif 000005
2007506616.tif 000006