(57)【要約】【課題】従来のアンビリカル接続装置は、複雑な機械構造を伴うので、接続作業が煩雑であるうえに、高価であるという問題点があった。【解決手段】飛翔体Ｒに設けた内部コネクタ１と、アンビリカルケーブルＡの先端に設けた外部コネクタ２とを備え、外部コネクタ２が、内部コネクタ１に接続した状態で飛翔体Ｒ側に吸着する電磁石３を備えているアンビリカル接続装置とし、構造を簡単にして、安価に作製することを可能にし、接続及び分離の作業を容易に行えるものとした。【選択図】図１
2019001193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛翔体に設けた内部コネクタと、アンビリカルケーブルの先端に設けた外部コネクタとを備え、
外部コネクタが、内部コネクタに接続した状態で飛翔体側に吸着する電磁石を備えていることを特徴とするアンビリカル接続装置。
【請求項２】
内部コネクタが、複数の内側接続部を備えると共に、複数の内側接続部が、形状の異なる内側接続部を含み、
外部コネクタが、シート状の基板の片面に、内部コネクタの内側接続部に夫々接続される外側接続部と、電磁石の着磁面とを備え、
内側接続部及び外側接続部が、相対的に凹凸関係となる凸形状又は凹形状を有していることを特徴とする請求項１に記載のアンビリカル接続装置。
【請求項３】
外部コネクタに電力を供給する外部制御器を備えると共に、内側及び外側の接続部の少なくとも１組が、互いに電気的に接触するロード用端子を備え、
外部制御器が、外部コネクタの電磁石及びロード用端子をオン／オフするスイッチを備えていることを特徴とする請求項２に記載のアンビリカル接続装置。
【請求項４】
内部コネクタ及び外部コネクタの少なくとも一方のコネクタが、両コネクタ間に分離力を付与する分離スプリングを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンビリカル接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打ち上げ前の飛翔体に対して電力供給や信号の送受信を行うのに用いられるアンビリカル接続装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アンビリカル接続装置は、例えば非特許文献１に記載されている。アンビリカル接続装置は、飛翔体側の接続器と、アンビリカル塔側の接続器とを接続して、打ち上げ前の飛翔体に対して電力供給や信号の送受信を行うものである。そして、アンビリカル接続装置は、打ち上げ時に両接続器の接続を解除する。
【０００３】
アンビリカル接続装置は、飛翔体からの離脱時に確実にリリースするロック機構が必要であり、一次系として、ガス圧又は火薬で作動し、二次系として、ワイヤ張力、さらに最後にはシャーピンを切って安全に離れるといった二重や三重の冗長性を有するものとしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】『第２版・航空宇宙工学便覧』丸善発行、平成４年９月３０日、ｐ．８９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したような従来のアンビリカル接続装置にあっては、複雑な機械構造を伴うので、接続作業が煩雑であるうえに、高価であるという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、構造が簡単であって、安価に作製することができ、接続及び分離の作業が容易であるアンビリカル接続装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係わるアンビリカル接続装置は、飛翔体に設けた内部コネクタと、アンビリカルケーブルの先端に設けた外部コネクタとを備え、外部コネクタが、内部コネクタに接続した状態で飛翔体側に吸着する電磁石を備えている構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係わるアンビリカル接続装置は、飛翔体の打ち上げ前には、内部及び外部のコネクタを接続すると共に、外部コネクタに設けた電磁石を励磁して飛翔体側に吸着させることにより、両コネクタの接続状態を維持する。これにより、アンビリカル接続装置は、両コネクタを介して、飛翔体に対する電力供給や信号の送受信を行う。そして、アンビリカル接続装置は、飛翔体の打ち上げ時には、電磁石を消磁して両コネクタを分離する。このようなアンビリカル接続装置は、構造が簡単であって、安価に作製することができ、接続及び分離の作業が容易である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係わるアンビリカル接続装置の第１実施形態を説明する斜視図である。
【図２】第１実施形態における外部コネクタ及び外部制御器を示す回路説明図である。
【図３】飛翔体の打ち上げ前の状態を示す側面図（Ａ）、打ち上げ時の状態を示す側面図（Ｂ）、及び打ち上げ後の状態を示す側面図（Ｃ）である。
【図４】第２実施形態における外部コネクタ及び外部制御器を示す回路説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〈第１実施形態〉
図１に示すアンビリカル接続装置は、飛翔体Ｒに設けた内部コネクタ１と、アンビリカルケーブルＡの先端に設けた外部コネクタ２とを備えると共に、図２に示すように、外部コネクタ２が、内部コネクタ１に接続した状態で飛翔体Ｒ側に吸着する電磁石３を備えている。さらに、アンビリカル接続装置は、外部コネクタ２に電力供給を行う外部制御器４を備えている。外部制御器４は、電源５と、電磁石３をオン／オフするスイッチ６とを備えている。
【００１１】
内部コネクタ１は、複数の内側接続部７Ａ〜７Ｃを備えると共に、複数の内側接続部７Ａ〜７Ｃが、形状の異なる内側接続部７Ａ〜７Ｃを含むものとなっている。なお、内側接続部７Ａ〜７Ｃの形状の相違には、形の相違だけでなく、大きさの相違も含まれる。
【００１２】
他方、外部コネクタ２は、矩形板状の基板８の片面に、内部コネクタ１の内側接続部７Ａ〜７Ｃに夫々接続される外側接続部９Ａ〜９Ｃと、電磁石３の着磁面３Ａとを備えている。そして、内側接続部７Ａ〜７Ｃ及び外側接続部９Ａ〜９Ｃは、相対的に凹凸関係となる凸形状又は凹形状を有している。
【００１３】
この実施形態の内部コネクタ１は、飛翔体Ｒの側面に開放された凹形状の内側接続部７Ａ〜７Ｃを備えている。内側接続部７Ａ〜７Ｃは、その形状が限定されるものではないが、この実施形態ではいずれも円形であり、形状（直径）の異なる３種である。内部コネクタ１は、最も直径が大きい内側接続部７Ａを中段に２個配置するとともに下段にも２個配置し、最も直径が小さい内側接続部７Ｃを下段の中央に配置し、直径が中ぐらいの内側接続部７Ｂを上段に３個配置している。
【００１４】
また、内部コネクタ１は、内側接続部７Ａ〜７Ｃを配置した領域が、外部コネクタ２の電磁石３の着磁面３Ａに相対向する吸着面１Ａになっている。この吸着面１Ａは、電磁石３が吸着可能な磁性体から成るもので、飛翔体Ｒの外壁が磁性体で形成されている場合には、その外壁自体を吸着面１Ａとして利用することができる。
【００１５】
他方、外部コネクタ２は、基板８の片面に、凸形状の外側接続部９Ａ〜９Ｃを備えている。外側接続部９Ａ〜９Ｃは、内側接続部７Ａ〜７Ｃの形状及び配置に夫々対応したものとなっており、この実施形態では、大径の外側接続部９Ａ、中径の外側接続部９Ｂ、及び小径の外側接続部９Ｃの３種である。
【００１６】
また、内部及び外部のコネクタ１，２は、内側及び外側の接続部７Ａ〜７Ｃ，９Ａ〜９Ｃの少なくとも１組が、互いに電気的に接触するロード用端子１０Ａ〜１０Ｃ，１１Ａ〜１１Ｃを備えている。ここで、内側及び外側の接続部７Ａ〜７Ｃ，９Ａ〜９Ｃは、飛翔体Ｒの本体や搭載機器に対して電力供給を行うものや、信号の送受信を行うものであり、用途別に配置されている。
【００１７】
なお、外部コネクタ２は、外側接続部９Ａ〜９Ｃと電磁石３の着磁面３Ａとの間に電気的な絶縁が施してあり、電磁石３の磁力が電力供給や信号の送受信に影響を及ぼさないようにしてある。このような電気的な絶縁は、内部コネクタ１の内側及接続部７Ａ〜７Ｃと吸着面１との間に施しても良い。
【００１８】
外部制御器４は、先述したように、電源５とスイッチ６とを備えており、この実施形態では、スイッチ６が、外部コネクタ２の電磁石３及びロード用端子１１Ａ〜１１Ｃの両方をオン／オフするものとなっている。なお、外部制御器４は、図面には基本構成のみを示したが、それ以外の各種制御手段を含むものであっても良いし、飛翔体の地上管制装置に含まれるものとしても良い。
【００１９】
さらに、アンビリカル接続装置は、内部コネクタ１及び外部コネクタ２の少なくとも一方のコネクタが、両コネクタ１，２間に分離力を付与する分離スプリング１２を備えている。この実施形態では、外部コネクタ２における基板８の四隅に、有底の取付孔２Ａを形成し、各取付孔２Ａに分離スプリング１２を装着している。
【００２０】
各分離スプリング１２は、両コネクタ１，２を分離した状態では取付孔２Ａから突出し、
両コネクタ１，２を接続した状態では、取付孔２Ａの底部と内部コネクタ１の吸着面１Ａとの間で収縮状態になり、その反発力を両コネクタ１，２の分離方向に付与している。なお、当然であるが、分離スプリング１２の反発力は、電磁石３の吸着力よりも弱く、且つ分離した外部コネクタ２を押動し得る強さである。
【００２１】
図３に例示する飛翔体Ｒは、下段Ｒ１、中段Ｒ２及び上段Ｒ３を連結した３段飛翔体であって、第１段Ｒ１及び第２段Ｒ２に内部コネクタ１が配置してある。また、飛翔体Ｒは、アンビリカル塔５１を備えた発射台Ｌに位置決めされる。アンビリカル塔５１は、２本のアンビリカルケーブルＡ，Ａを備えており、各アンビリカルケーブルＡの先端に外部コネクタ２，２が設けてある。
【００２２】
そして、アンビリカル接続装置は、飛翔体Ｒの打ち上げ前には、図３（Ａ）に示すように、飛翔体Ｒの内部コネクタ１に、外部コネクタ２を接続すると共に、電磁石３を励磁（スイッチ６をオン）して飛翔体Ｒ側に吸着させることにより、両コネクタ１，２の接続状態を維持する。この際、アンビリカル接続装置は、内部及び外部のコネクタ１，２が、形状（直径）の異なる複数の内側接続部７Ａ〜７Ｃ及び外側接続部９Ａ〜９Ｃを備え、しかも、これらを不規則に配置しているので、一定の方向のみでの接続が可能であり、誤接続が生じる心配が全くない。
【００２３】
また、アンビリカル接続装置は、飛翔体Ｒに対して電磁石３を吸着させるだけで、両コネクタ１，２接続状態を確実に維持している。このようにして、アンビリカル接続装置は、打ち上げ前の状態では、両コネクタ１，２を介して、飛翔体Ｒに対する電力供給や信号の送受信を行う。
【００２４】
次に、アンビリカル接続装置は、飛翔体Ｒの打ち上げ時には、図３（Ｂ）に示すように、外部制御器４のスイッチ６をオフにすることにより、電磁石３を消磁させ、両コネクタ１，２を分離する。この際、この実施形態のアンビリカル接続装置では、スイッチ６が、外部コネクタ２の電磁石３及びロード用端子１１Ａ〜１１Ｃの両方をオン／オフする機能を有しているので、両コネクタ１，２の分離と同時に、飛翔体Ｒへの電力供給や信号の送受信も遮断する。
【００２５】
また、アンビリカル装置は、電磁石３を消磁させると、それまで圧縮されていた分離スプリング１２の反発力により、外部コネクタ２を飛翔体Ｒから離間する方向に押し出し、両コネクタ１，２の分離をより確実に行う。なお、飛翔体Ｒは、両コネクタ１，２の分離とともに内部電源への切り換えを行う。
【００２６】
その後、飛翔体Ｒは、図３（Ｃ）に示す如く打ち上げられる。その際、アンビリカルケーブルＡ及び外部コネクタ２は、アンビリカル塔５１側に移動しており、上昇する飛翔体Ｒと干渉することもない。なお、図３には、垂直に立設したアンビリカル塔５１を示したが、アンビリカル塔５１を飛翔体Ｒの反対側に傾斜させた構成にしても良い。このような構成にすれば、分離した外部コネクタ２を速やかにアンビリカル塔５１側に移動させて、アンビリカルケーブルＡの揺動を抑制することが可能である。
【００２７】
上記実施形態で説明したアンビリカル接続装置は、内部コネクタ１と、電磁石３を有する外部コネクタ２とを採用したことにより、構造が簡単であって、安価に作製することができ、接続及び分離の作業が非常に容易である。
【００２８】
また、アンビリカル接続装置は、内部及び外部のコネクタ１，２が、形状の異なる内側及び外側の接続部７Ａ〜７Ｃ，９Ａ〜９Ｃを含むと共に、これらの接続部７Ａ〜７Ｃ，９Ａ〜９Ｃが、相対的に凹凸関係となる凸形状又は凹形状を有し、外部コネクタ２が、シート状の基板８の片面に電磁石３の着磁面３Ａを備えている。これにより、アンビリカル接続装置は、両コネクタ１，２の構造がコンパクトで簡単であるうえに、誤接続を防ぐことができ、両コネクタ１，２の接続状態を確実に維持し得ると共に、分離も容易である。
【００２９】
さらに、上記実施形態のアンビリカル接続装置は、内部コネクタ１における内側接続部７Ａ〜７Ｃを凹形状にしたので、飛翔体Ｒの側面が、空力的な障害物の無い平滑なものとなる。
【００３０】
さらに、アンビリカル接続装置は、外部制御器４が、外部コネクタ２の電磁石３及びロード用端子１１Ａ〜１１Ｃの両方をオン／オフするスイッチ６を備えているので、外部制御器４の構成を簡略化したうえで、両コネクタ１，２の分離と同時に、飛翔体Ｒに対する電源供給や信号の送受信を遮断することができる。
【００３１】
さらに、アンビリカル接続装置は、内部コネクタ１及び外部コネクタ２の少なくとも一方のコネクタが、両コネクタ１，２間に分離力を付与する分離スプリング１２を備えているので、電磁石３の消磁に伴う両コネクタ１，２の分離をより確実に行うことができる。また、この実施形態のアンビリカル接続装置では、外部コネクタ２に分離スプリング１２を設けているので、飛翔体Ｒ側に取付孔等の加工を施す必要がなく、分離後に不要となった分離スプリング１２が飛翔体Ｒ側に残らない。
【００３２】
〈第２実施形態〉
図４は、本発明に係わるアンビリカル接続装置の第２実施形態における外部制御器４を示す図である。図示の外部制御器４は、電源５と、外部コネクタ２の電磁石３をオン／オフするスイッチ１６とに加えて、外部コネクタ２のロード用端子１１Ａ〜１１Ｃをオン／オフするスイッチ２６を備えている。
【００３３】
上記の外部制御器４を備えたアンビリカル接続装置は、飛翔体Ｒの打ち上げ時において、スイッチ２６により外部コネクタ２のロード用端子１１Ａ〜１１Ｃをオフにして、飛翔体Ｒに対する電力供給や信号の送受信を停止する。その後、アンビリカル接続装置は、スイッチ１６により電磁石３をオフにして消磁し、両コネクタ１，２を分離する。
【００３４】
このように、上記のアンビリカル接続装置は、飛翔体Ｒに対する電力供給や信号の送受信の停止と、両コネクタ１，２の分離とを段階的に行うことができ、実質的に同時に行うことも可能であるから、分離制御の自由度を高めることができる。
【００３５】
本発明に係わるアンビリカル接続装置は、その構成が上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、アンビリカル接続装置は、分離スプリング１２の他、例えば、アンビリカル塔５１側に外部コネクタ２を牽引するテンションワイヤ類を設けたり、分離スプリング１２とテンションワイヤとを併用したりすることも有効である。これにより、アンビリカル接続装置は、電磁石３の消磁に伴う両コネクタ１，２の分離動作をより円滑に且つより確実に行うことができる。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ  アンビリカルケーブル
Ｒ  飛翔体
１  内部コネクタ
２  外部コネクタ
３  電磁石
３Ａ  着磁面
４  外部制御器
６，１６，２６  スイッチ
７Ａ〜７Ｃ  内側接続部
８  基板
９Ａ〜９Ｃ  外側接続部
１０Ａ〜１０Ｃ  内側接続部のロード用端子
１１Ａ〜１１Ｃ  外側接続部のロード用端子
１２  分離スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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