(57)【要約】【課題】簡素な構造を有し、安定的に飛翔体を保持することが可能な飛翔体保持装置を提供する。【解決手段】飛翔体保持装置１は、上下方向に延びるように設置された飛翔体を、飛翔体に沿って上下方向に延びるマスト２に保持する飛翔体保持装置１であって、一端がマスト２に固定されたダンパ４と、ダンパ４の他端及び飛翔体に両端が固定されたロープ５と、ダンパ４が変位した際にダンパ４を初期位置に復元させる復元機構６と、を備える。これにより、安定的に飛翔体を保持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延びるように設置された飛翔体を、該飛翔体に沿って上下方向に延びるマストに保持する飛翔体保持装置であって、
一端が前記マストに固定されたダンパと、
前記ダンパの他端及び前記飛翔体に両端が固定されたロープと、
前記ダンパが変位した際に該ダンパを初期位置に復元させる復元機構と、
を備える飛翔体保持装置。
【請求項２】
前記復元機構は、一端が前記マストに固定され、他端が前記ロープに固定されたばねである請求項１に記載の飛翔体保持装置。
【請求項３】
前記復元機構は、前記ダンパが前記初期位置にある時に、前記ロープの張力が０よりも大きくなるように該ロープを引っ張る引っ張り機構を有する請求項１又は２に記載の飛翔体保持装置。
【請求項４】
前記引っ張り機構は、前記ばねである請求項３に記載の飛翔体保持装置。
【請求項５】
前記復元機構は、互いに径の異なる複数の単位ばねを有し、該複数の単位ばねは、自身の長さ方向に重なった状態で同軸上に接続されている請求項１から４のいずれか一項に記載の飛翔体保持装置。
【請求項６】
前記ダンパ、及び前記復元機構が前記マストの外部に設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の飛翔体保持装置。
【請求項７】
前記ダンパ、及び前記復元機構が前記マストの内部に設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の飛翔体保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛翔体保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロケット等の飛翔体の打ち上げに際しては、当該飛翔体は保持装置によって地面に対してほぼ垂直な状態で保持される。このような装置の具体例として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された姿勢制御装置は、棒状のノズルの両端に設けられたフレキシブルジョイントと揺動装置を備えている。これにより、風等による外力が加わっても、ロケットの姿勢を維持できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６２−０２８３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のような装置は、複雑な機構を有するばかりでなく、飛翔体からの切り離しのための装置を別途設ける必要がある。さらに、外力が加わった場合には飛翔体の表面に反力を与えてしまう。このため、飛翔体自身の強度も確保する必要がある。したがって、コストの上昇を招きやすい。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、簡素な構造を有し、安定的に飛翔体を保持することが可能な飛翔体保持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様によれば、飛翔体保持装置は、上下方向に延びるように設置された飛翔体を、該飛翔体に沿って上下方向に延びるマストに保持する飛翔体保持装置であって、一端が前記マストに固定されたダンパと、前記ダンパの他端及び前記飛翔体に両端が固定されたロープと、前記ダンパが変位した際に該ダンパを初期位置に復元させる復元機構と、を備える。
【０００７】
この構成によれば、飛翔体がロープのみで保持されているため、打ち上げ時の切り離しを容易に行うことができる。さらに、従来に比べて構造が簡素であることから、コストを下げることができる。
【０００８】
本発明の第二の態様によれば、前記復元機構は、一端が前記マストに固定され、他端が前記ロープに固定されたばねであってもよい。
【０００９】
この構成によれば、ばねの復元力によって、変位したダンパを復元位置に戻すことができる。また、復元機構として他の構造を採用する場合に比べて構造を簡素化することができる。
【００１０】
本発明の第三の態様によれば、前記復元機構は、前記ダンパが前記初期位置にある時に、前記ロープの張力が０以上となるように該ロープを引っ張る引っ張り機構を有してもよい。
【００１１】
この構成によれば、風等の外力によって飛翔体が揺動してもロープがたわまず、飛翔体の変位をダンパに伝えることができる。
【００１２】
本発明の第四の態様によれば、前記引っ張り機構は前記ばねであってもよい。
【００１３】
この構成によれば、ばねが引っ張り機構を兼ねているため、構造を簡素化することができる。
【００１４】
本発明の第五の態様によれば、前記復元機構は、互いに径の異なる複数の単位ばねを有し、該複数の単位ばねは、自身の長さ方向に重なった状態で同軸上に接続されていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、復元機構を単一のばねで形成した場合に比べて、単位ばね１つ当たりの可動ストロークを小さく抑えることができる。一般的にばねは可動ストロークが大きくなるほど高価になるが、上記の構成によれば、可動ストロークの小さな単位ばねを複数用いていることから、コストを下げることが可能になる。
【００１６】
本発明の第六の態様によれば、前記ダンパ、及び前記復元機構が前記マストの外部に設けられていてもよい。
【００１７】
この構成によれば、ダンパ、復元機構をマストに一体に配置した場合に比べて、マストが負担する重量を削減することができる。即ち、マストの強度を上げる必要がないため、コストを下げることが可能になる。
【００１８】
本発明の第七の態様によれば、前記ダンパ、及び前記復元機構が前記マストの内部に設けられていてもよい。
【００１９】
この構成によれば、ダンパ、復元機構を配置するための外部のスペースを節約することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡素な構造を有し、安定的に飛翔体を保持することが可能な飛翔体保持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る飛翔体保持装置と飛翔体の関係を示す全体図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る飛翔体保持装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る飛翔体保持装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第三実施形態に係る飛翔体保持装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第四実施形態に係る飛翔体保持装置の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第五実施形態に係る飛翔体保持装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第六実施形態に係る飛翔体保持装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第一実施形態］
以下、図１と図２を参照して、本発明の第一実施形態に係る飛翔体保持装置１について説明する。図１は、飛翔体１００が飛翔体保持装置１によって保持されている状態を示している。飛翔体１００は、概ね円柱状をなしており、その先端は尖頭状をなしている。飛翔体１００は、上下方向に延びるように複数のマスト２に隣接して地上に設置されている。詳しくは図示しないが、飛翔体１００は、推進力を発生するエンジンや、エンジンに投入される燃料を保持する燃料タンクを有している。打ち上げの際には、エンジンの推力を下方に向けて放射することで、飛翔体１００は上方に向かって推進する。
【００２３】
飛翔体保持装置１は、打ち上げ時に地上に配置された飛翔体１００を、上記のような姿勢で保持するために用いられる。図２に示すように、本実施形態に係る飛翔体保持装置１は、上述のマスト２の支持部３に取り付けられている。支持部３は、柱状をなすマスト２の径方向に向かって張り出している。支持部３の上面は水平面に沿って広がっている。飛翔体保持装置１は、ダンパ４と、ロープ５と、復元機構６とを有している。
【００２４】
ダンパ４は、作動油等が封入された柱状のシリンダ４１と、シリンダ４１の両端から延びる一対のロッド４２と、を有している。ダンパ４は、両側に向かって引っ張られた際に、当該引っ張りに抗するようにして、速度に応じた減衰力を発揮する。ダンパ４の一端側のロッド４２は、マスト２に対して固定されている。ダンパ４の他端側のロッド４２は、上記の支持台上に配置されたリニアガイド７に接続されている。リニアガイド７は、支持台に設けられたレール８に沿って自在に移動可能とされている。
【００２５】
ロープ５の一端は、リニアガイド７を介してダンパ４と接続されている。ロープ５の他端は、飛翔体１００の表面に対して取り外し可能に接続されている。詳しくは図示しないが、ロープ５は飛翔体１００の表面に設けられた取り付け具等に結び付けられてもよいし、ボールソケットジョイント等によって接続されていてもよい。ロープ５としては、金属製のワイヤ等が好適に用いられる。なお、本実施形態では、ロープ５の張力は０となるように、その長さが調節されている。
【００２６】
復元機構６は、ダンパ４のロッド４２が変位（伸張）した際に、これを初期位置に戻すために設けられる。本実施形態では、復元機構６としてばね６が用いられる。ばね６としては、自身が伸びる方向に力が加えられた場合に復元力を発揮する、いわゆる引張りばねが用いられている。ばね６の一端はマスト２に固定され、他端は上記のリニアガイド７に固定されている。
【００２７】
次に、本実施形態に係る飛翔体保持装置１の動作について説明する。風によって飛翔体１００が揺動すると、複数の飛翔体保持装置１のうち、揺動方向とは反対側の飛翔体保持装置１には引っ張り力が加わる。引っ張り力は、ロープ５を伝ってリニアガイド７、ダンパ４、及びばね６に及ぶ。ダンパ４は、引っ張り力によるロープ５（リニアガイド７）の変位の速度に応じて減衰力を発揮する。この減衰力によって飛翔体１００の揺動が制止される。一方で、ばね６はロープ５の変位の分だけ、復元力を発揮する。即ち、ダンパ４が伸張した分だけ、ばね６は復元力を発揮する。これにより、ダンパ４の伸張は復元されて、初期位置に戻り、飛翔体１００は正常位置に復帰する。
【００２８】
以上、説明したように、上記の構成によれば、飛翔体１００がロープ５のみで保持されているため、打ち上げ時の切り離しを容易に行うことができる。さらに、従来に比べて構造が簡素であることから、コストを下げることができる。加えて、上記の構成によれば、ばね６の復元力によって、変位したダンパ４を復元位置に戻すことができる。また、復元機構としてばね６以外の構造を採用する場合に比べて構造を簡素化することができる。加えて、飛翔体保持装置１がマスト２の支持部３上に設けられていることから、マスト２周囲の地上スペースを節約することもできる。
【００２９】
以上、本発明の第一実施形態について説明した。なお、上記の構成は一例であって、これに種々の変更や改修を施すことが可能である。上記実施形態では、ダンパ４をばね６の内部に配置した例について説明したが、ダンパ４とばね６を互いに並列に配置することも可能である。なお、上記実施形態のようにダンパ４をばね６の内部に配置する構成は、周囲のスペースを節約できる点で有利である。
【００３０】
［第二実施形態］
続いて、本発明の第二実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図３に示すように、本実施形態に係る飛翔体保持装置１は、ロープ５の初期張力（Ｔ）が予め０よりも大きくなるように当該ロープ５を引っ張る引っ張り機構９を有している。本実施形態では、ばね６が引っ張り機構９を兼ねている。ロープ５の長さは、飛翔体１００の表面からリニアガイド７（又はダンパ４、及びばね６）までの距離よりも短く設定されている。一例として、ロープ５の長さは、想定される飛翔体１００の揺動変位の半分の長さだけ、上記第一実施形態に比べて短く設定されている。これにより、飛翔体１００が揺動していない状態であっても、ばね６はわずかに伸びて、ロープ５に対して引っ張り力を与える。
【００３１】
上記の構成によれば、風等の外力によって飛翔体１００が揺動してもロープ５がたわまず、飛翔体１００の変位をダンパに即時に伝えることができる。さらに、上記の構成によれば、ばね６が引っ張り機構９を兼ねているため、引っ張り機構９として他の構造を設ける必要がなく、装置全体の構造を簡素化することができる。
【００３２】
以上、本発明の第二実施形態について説明した。なお、上記の構成は一例であって、これに種々の変更や改修を施すことが可能である。
【００３３】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図４を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図4に示すように、本実施形態に係る飛翔体保持装置１では、引っ張り機構９は、一端がリニアガイド７に接続された引っ張りロープ１０と、引っ張りロープ１０の他端に接続されたウエイト１１と、を有している。また、マスト２の内部は空洞とされており、その側面には引っ張りロープ１０が通る開口部１２が形成されている。ウエイト１１は、引っ張りロープ１０によってシーブ１３を介してマスト２内部で上下方向に移動可能に支持されている。なお、シーブ１３は、マスト２内部に設けられた滑車である。ウエイト１１の重量によって引っ張りロープ１０（リニアガイド７）は側方に引っ張られる。これにより、ロープ５には張力が発生した状態となる。
【００３４】
上記の構成によれば、風等の外力によって飛翔体１００が揺動してもロープ５がたわまず、飛翔体１００の変位をダンパ４に即時に伝えることができる。また、ばね６が引っ張り機構９を兼ねている場合に比べて、ばね６を小型化することができ、コストを削減することができる。
【００３５】
以上、本発明の第三実施形態について説明した。なお、上記の構成は一例であって、これに種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、本実施形態では、ダンパ４が伸張した場合であっても、ウエイト１１の自重によってこれを初期位置に復元することができる。したがって、ばね６を設けない構成を採ることも可能である。
【００３６】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態について、図５を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一に符号を付し、詳細な説明を省略する。図５に示すように、本実施形態では、復元機構９としてのばね６が、複数の単位ばね６０と、これら単位ばね６０同士を接続する接続部材と、を有している。本実施形態では、ばね６は、４つの単位ばね（第一ばね６１，第二ばね６２，第三ばね６３，第四ばね６４）を有している。各単位ばね６０は、その径寸法が互いに異なっている。
【００３７】
径寸法が最も小さい第一ばね６１の一端は、マスト２に固定されている。第一ばね６１の他端は第一接続部材６５に固定されている。第一接続部材６５は１つの底面６５Ａと側面６５Ｂとを有する円筒状をなしている。第一ばね６１の他端は底面６５Ａに固定されている。第一接続部材６５の側面６５Ｂは、底面６５Ａから第一ばね６１の位置する方向に向かって延びている。側面６５Ｂの長さは第一ばね６１の長さよりもわずかに小さく設定されている。側面６５Ｂの他端側には、外周側に向かってつば状に広がるフランジ部６５Ｃが形成されている。
【００３８】
第二ばね６２は、第一ばね６１よりも大きく、かつ後述する第三ばね６３よりも小さな径寸法を有している。第二ばね６２の一端は、第一接続部材６５のフランジ部６５Ｃに固定されている。第二ばね６２の他端は第二接続部材６６に固定されている。第二接続部材６６は１つの底面６６Ａと側面６６Ｂとを有する円筒状をなしている。第二ばね６２の他端は底面６６Ａに固定されている。第二接続部材６６の側面６６Ｂは、底面６６Ａから第二ばね６２の位置する方向に向かって延びている。側面６６Ｂの長さは第二ばね６２の長さと同等に設定されている。側面６６Ｂの他端側には、外周側に向かってつば状に広がるフランジ部６６Ｃが形成されている。
【００３９】
第三ばね６３は、第二ばね６２よりも大きな径寸法を有している。第三ばね６３の一端は、第二接続部材６６のフランジ部６６Ｃに固定されている。第三ばね６３の他端は第三接続部材６７に固定されている。第三接続部材６７は円盤状をなしている。
【００４０】
第四ばね６４の一端は、第三接続部材６７の両面のうち、第三ばね６３が接続される側とは反対側に接続されている。第四ばね６４の他端は、リニアガイド７に固定されている。以上のような構成により、複数の単位ばね６０は、長さ方向に同軸上で重なった状態となっている。なお、第一接続部材６５、第二接続部材６６の各底面６５Ａ，６６Ａ、及び第三接続部材６７における中心位置には、ダンパ４が挿通されるための穴６８が形成されている。ダンパ４は、リニアガイド７とマスト２とを接続している。
【００４１】
上記の構成によれば、復元機構を単一のばねで形成した場合に比べて、単位ばね６０１つ当たりの可動ストロークを小さく抑えることができる。一般的にばねは可動ストロークが大きくなるほど高価になるが、上記の構成によれば、可動ストロークの小さな単位ばね６０を複数用いていることから、可動ストロークを確保しつつ、コストを下げることが可能になる。
【００４２】
以上、本発明の第四実施形態について説明した。なお、上記の構成は一例であって、これに種々の変更や改修を施すことが可能である。
【００４３】
［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態について、図６を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図６に示すように、本実施形態では、マスト２の内部に２つのシーブ１４，１５が設けられている。さらに、ダンパ４、ばね６、及びリニアガイド７は、マスト２の外部の地上に設置されている。ロープ５は、２つのシーブ１４，１５を介してマスト２の外部に延びている。具体的には、ロープ５は、上方のシーブ１４を介して下方に向かって下方のシーブ１５まで延びた後、下方のシーブ１５を介して水平方向に向きを変え、リニアガイド７に接続されている。ダンパ４及びばね６の各一端は、地上に設けられた固定部２０に接続されている。
【００４４】
上記の構成によれば、ダンパ４、ばね６をマスト２に一体に配置した場合に比べて、マスト２が負担する重量を削減することができる。即ち、マスト２の強度を上げる必要がないため、コストを下げることが可能になる。
【００４５】
以上、本発明の第五実施形態について説明した。なお、上記の構成は一例であって、これに種々の変更や改修を施すことが可能である。
【００４６】
［第六実施形態］
続いて、本発明の第六実施形態について、図７を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図７に示すように、本実施形態では、リニアガイド７、ダンパ４、引っ張り機構９が、マスト２内部に収容されている。
【００４７】
リニアガイド７は、マスト２内部に設けられたレール８に沿って移動可能とされている。ダンパ４の一端はリニアガイド７に固定されている。さらに、リニアガイド７には、復元機構６及び引っ張り機構９としてのウエイト１１が吊り下げられている。ウエイト１１は、ダンパ４との干渉を回避するために円環状をなしている。リニアガイド７の上部には、飛翔体１００から延びるロープ５が接続されている。ロープ５は、マスト２内部に設けられたシーブ１４を介してマスト外部に延びている。
【００４８】
飛翔体１００が風等によって揺動すると、揺動方向とは反対側の飛翔体保持装置１には引っ張り力が加わる。引っ張り力は、ロープ５を伝ってリニアガイド７、ダンパ４に及ぶ。ダンパ４は、引っ張り力によるロープ５（リニアガイド７）の変位の速度に応じて減衰力を発揮する。この減衰力によって飛翔体１００の揺動が制止される。揺動が制止されると、ウエイト１１の自重によってダンパ４の伸張は復元されて初期位置に戻り、飛翔体１００は正常位置に復帰する。
【００４９】
上記の構成によれば、飛翔体保持装置１を配置するための外部のスペースを節約することができる。また、復元機構６としてばねではなく、ウエイト１１のみを用いることが可能なため、コストを大幅に削減することができる。
【００５０】
以上、本発明の各実施形態について説明した。なお、上記の構成は一例であって、これに種々の変更や改修を施すことが可能である。上記の各実施形態では、飛翔体１００の揺動を減衰させるための装置としてダンパ４を用いた例について説明したが、エネルギを吸収可能な装置であれば、ダンパ４以外を用いることも可能である。他の例として、摩擦力によって減衰力を発揮するブレーキ状の装置を用いる例が考えられる。
【符号の説明】
【００５１】
１００  飛翔体
１  飛翔体保持装置
２  マスト
３  支持部
４  ダンパ
５  ロープ
６  ばね（復元機構）
７  リニアガイド
８  レール
９  引っ張り機構
１０  引っ張りロープ
１１  ウエイト
１２  開口部
１３  シーブ
４１  シリンダ
４２  ロッド
６１  第一ばね
６２  第二ばね
６３  第三ばね
６４  第四ばね
６５  第一接続部材
６５Ａ  底面
６５Ｂ  側面
６６  第二接続部材
６６Ａ  底面
６６Ｂ  側面
６７  第三接続部材
６８  穴
【図１】
2019052792.tif 000003
【図２】
2019052792.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019052792.tif 000008
【図７】
2019052792.tif 000009