(57)【要約】  本発明に係る分離デバイスは、外側ケース（１１０）と、係合部（１０１ａ）を有する柱状の分離部材と、外側ケース（１１０）に揺動自在に支持される揺動部（１０２ｂ）、及び分離部材を支持する被係合部（１０２ａ）を有するサポート部材（１０２）と、サポート部材（１０２）の揺動を規制する嵌合孔（１０３ａ）を有する内側ケース（１０３）と、内側ケース（１０３）を支持し、電流の印加により溶断される作動素子（１１１）と、を備え、作動素子（１１１）が溶断されると、内側ケース（１０３）が変位することにより、サポート部材（１０２）の被係合部（１０２ａ）が嵌合孔（１０３ａ）から離脱し、揺動部（１０２ｂ）が揺動すると共に、被係合部（１０２ａ）が係合部（１０１ａ）から離れて、分離部材が解放される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側ケースと、
前記外側ケースに収納され、径方向に凸状又は凹状を成す係合部を有し、軸心方向に荷重を受ける柱状の分離部材と、
前記外側ケースに揺動自在に支持される揺動部、及び前記係合部に当接して前記分離部材を支持する被係合部を有するサポート部材と、
前記被係合部が嵌められて、前記サポート部材の揺動を規制する嵌合孔を有する内側ケースと、
前記外側ケース内で前記内側ケースを支持し、電流の印加により溶断される作動素子と、を備え、
前記作動素子が溶断されると、前記内側ケースが前記軸心方向に変位することにより、前記サポート部材の前記被係合部が前記嵌合孔から離脱し、前記揺動部が揺動すると共に、前記被係合部が前記係合部から離れて、前記分離部材が解放される、分離デバイス。
【請求項２】
前記作動素子は、引張強度が２０００〜３０００ＭＰａで、体積抵抗率が１〜１０×１０-6 Ω・ｍの材料で構成されている、請求項１に記載の分離デバイス。
【請求項３】
前記内側ケースと前記サポート部材の間には、前記内側ケースと前記サポート部材とを前記軸心方向に離間するように押圧する弾性部材が配置されている、請求項１又は２に記載の分離デバイス。
【請求項４】
前記軸心方向から見て、前記内側ケースを囲むように配置されている枠体をさらに備え、
前記枠体は、前記内側ケースを挟んで互いに対向する第１位置及び第２位置で、一対の前記作動素子を介して、前記外側ケースに吊り下げられ、かつ、前記第１位置及び前記第２位置の対向方向に直交する方向で互いに対向する第３位置及び第４位置で、前記内側ケースを揺動自在に支持する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分離デバイス。
【請求項５】
前記枠体は、板状に形成され、互いに対向するように、かつ、揺動自在に内側ケースに配設されている、一対の第１部材と、一対の第２部材と、を備え、
前記第２部材は、前記作動素子を介して、前記外側ケースに吊り下げられており、
前記第１部材は、その両端が、それぞれ、一対の前記第２部材に載置されている、請求項４に記載の分離デバイス。
【請求項６】
前記サポート部材の前記被係合部は、前記分離部材の少なくとも一部を囲む半円筒部と、
該半円筒部の内面から内方へ突出し、前記分離部材の前記係合部に当接する円弧状のフランジ部と、を有し、
前記フランジ部の内周面の端部に形成される角部が欠損するように形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の分離デバイス。
【請求項７】
前記作動素子は、他の部分よりも断面積が小さい溶断部を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の分離デバイス。
【請求項８】
前記作動素子の前記溶断部近傍には、前記作動素子よりも断熱性の高い第３部材が配置されている、請求項７に記載の分離デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星等の宇宙航行体を打ち上げるロケットには、宇宙航行体をロケットに固定し、分離するための分離デバイスが配置されている。分離デバイスは、適切なタイミングで宇宙航行体を分離することが要求され、このような要求を満たすために、種々の構造が採られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３０４１３７号
【特許文献２】特許第４５３７８８８号
【特許文献３】特開２０１４−１９４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、上記特許文献１等に開示されている分離デバイスとは異なる、新たな構造の分離デバイスを想到した。本発明は、新規な構造を備える分離デバイス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】
【０００５】
本発明に係る分離デバイスは、外側ケースと、前記外側ケースに収納され、径方向に凸状又は凹状を成す係合部を有し、軸心方向に荷重を受ける柱状の分離部材と、前記外側ケースに揺動自在に支持される揺動部、及び前記係合部に当接して前記分離部材を支持する被係合部を有するサポート部材と、前記被係合部が嵌められて、前記サポート部材の揺動を規制する嵌合孔を有する内側ケースと、前記外側ケース内で前記内側ケースを支持し、電流の印加により溶断される作動素子と、を備え、前記作動素子が溶断されると、前記内側ケースが前記軸心方向に変位することにより、前記サポート部材の前記被係合部が前記嵌合孔から離脱し、前記揺動部が揺動すると共に、前記被係合部が前記係合部から離れて、前記分離部材が解放されるように構成されている。【０００６】
これにより、簡易な構成で、分離部材を保持及び解放することができ、分離デバイスの製造が容易となり、製造コストを低くすることができる。【０００７】
また、分離部材に固定される人工衛星等の荷重は、ケースの保持部に伝達され、作動素子には伝達されないので、作動素子の強度を小さくすることができ、作動素子を溶断するための電力量を小さくすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の分離デバイスによれば、簡易な構成で、分離部材の固定及び解放することができ、分離デバイスの製造が容易となり、製造コストを低くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施の形態１に係る分離デバイスの概略構成を示す展開図である。
【図２】図２は、図１に示す分離デバイスの下面を示す模式図である。
【図３】図３は、図２に示すＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、図２に示すＡ−Ａ’断面図である。
【図５】図５は、図２に示すＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図６は、図１に示す分離デバイスのサポート部材を下方向から見た模式図である。
【図７】図７は、図１に示す作動素子及び第３部材の概略構成を示す模式図である。
【図８】図８は、図２に示すＡ−Ａ’断面図であり、分離デバイスが作動した状態を示す模式図である。
【図９】図９は、図２に示すＢ−Ｂ断面図であり、分離デバイスが作動した状態を示す模式図である。
【図１０】図１０は、図２に示すＢ−Ｂ断面図であり、分離デバイスが作動した状態を示す模式図である。
【図１１】図１１は、本実施の形態２に係る分離デバイスの概略構成を示す模式図である。
【図１２】図１２は、本実施の形態２に係る分離デバイスの概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
【００１１】
（実施の形態１）
本実施の形態１に係る分離デバイスは、外側ケースと、外側ケースに収納され、径方向に凸状又は凹状を成す係合部を有し、軸心方向に荷重を受ける柱状の分離部材と、外側ケースに揺動自在に支持される揺動部、及び係合部に当接して分離部材を支持する被係合部を有するサポート部材と、被係合部が嵌められて、サポート部材の揺動を規制する嵌合孔を有する内側ケースと、外側ケース内で内側ケースを支持し、電流の印加により溶断される作動素子と、を備え、作動素子が溶断されると、内側ケースが軸心方向に変位することにより、サポート部材の被係合部が嵌合孔から離脱し、揺動部が揺動すると共に、被係合部が係合部から離れて、分離部材が解放されるように構成されている。
【００１２】
また、本実施の形態１に係る分離デバイスでは、作動素子は、引張強度が２０００〜３０００ＭＰａで、体積抵抗率が１〜１０×１０-6Ω・ｍの材料で構成されていてもよく、例えば、アモルファス合金リボンのように高強度で電気抵抗度の高い材料を使用してもよい。
【００１３】
また、本実施の形態１に係る分離デバイスでは、内側ケースとサポート部材の間には、内側ケースとサポート部材とを軸心方向に離間するように押圧する弾性部材が配置されていてもよい。
【００１４】
また、本実施の形態１に係る分離デバイスでは、軸心方向から見て、内側ケースを囲むように配置されている枠体をさらに備え、枠体は、内側ケースを挟んで互いに対向する第１位置及び第２位置で、一対の作動素子を介して、外側ケースに吊り下げられ、かつ、第１位置及び第２位置の対向方向に直交する方向で互いに対向する第３位置及び第４位置で、内側ケースを揺動自在に支持してもよい。
【００１５】
また、本実施の形態１に係る分離デバイスでは、枠体が、板状に形成され、互いに対向するように、かつ、揺動自在に内側ケースに配設されている、一対の第１部材と、一対の第２部材と、を備え、第２部材は、作動素子を介して、外側ケースに吊り下げられており、第１部材は、その両端が、それぞれ、一対の第２部材に載置されていてもよい。
【００１６】
また、本実施の形態１に係る分離デバイスでは、サポート部材の被係合部が、分離部材の少なくとも一部を囲む半円筒部と、該半円筒部の内面から内方へ突出し、分離部材の係合部に当接する円弧状のフランジ部と、を有し、フランジ部の内周面の端部に形成される角部が欠損するように形成されていてもよい。
【００１７】
また、本実施の形態１に係る分離デバイスでは、作動素子は、他の部分よりも断面積が小さい溶断部を有していてもよい。
【００１８】
さらに、本実施の形態１に係る分離デバイスでは、作動素子の溶断部近傍には、作動素子よりも断熱性の高い第３部材が配置されていてもよい。第３部材は、例えば、熱伝導率が０．１〜０．４Ｗ／ｍ・ｋであってもよい。
【００１９】
以下、本実施の形態１に係る分離デバイスの一例について、図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００２０】
［分離デバイスの構造］
図１は、本実施の形態１に係る分離デバイスの概略構成を示す展開図である。図２は、本実施の形態１に係る分離デバイスを下方から見たときの構成を示す模式図である。図３は、図２に示す分離デバイスのＡ−Ａ線断面図である。図４は、図２に示す分離デバイスのＡ−Ａ’線断面図である。図５は、図２に示す分離デバイスのＢ−Ｂ線断面図である。
【００２１】
なお、図１〜図５においては、分離デバイスの上下、左右、前後方向を図における上下、左右、前後方向として示している。また、図１においては、分離デバイスを構成する一部の部材を省略している。
【００２２】
図１〜図５に示すように、本実施の形態１に係る分離デバイス１００は、リリースロッド（分離部材）１０１及び一対のサポート部材１０２が収納されている内側ケース１０３と、作動素子１１１と、これらの部材を収納する箱状の外側ケース１１０と、を備えていて、リリースロッド１０１に接続されている宇宙航行体を保持／分離するように構成されている。
【００２３】
リリースロッド１０１は、柱状（ここでは、円柱状）に形成されていて、ステンレス等の金属で構成されている。リリースロッド１０１の側面（外周面）には、該外周面より内方（径方向）に凹むように係合部１０１ａが設けられている。また、リリースロッド１０１の下部には、宇宙航行体を接続するための締結部が設けられている。本実施の形態１では、締結部として、リリースロッド１０１の下面に上下方向（軸心方向）に延びる孔が形成されている。当該孔を構成する内周面には、ボルトを螺合するためのねじ山が切られている。リリースロッド１０１には、ボルトを介して、人工衛星等の宇宙航行体が接続されている（図示せず）。
【００２４】
なお、本実施の形態１においては、リリースロッド１０１の係合部１０１ａを外周面から凹むように形成したが、これに限定されず、外周面から突出するように（径方向に凸状に）形成してもよい。
【００２５】
サポート部材１０２は、Ｔ字状に形成されていて、リリースロッド１０１を保持／解放するように構成されている。具体的には、一対のサポート部材１０２が、前後からリリースロッド１０１を挟んで保持すると共に、前後に離間することでリリースロッド１０１を解放するように構成されている。
【００２６】
また、サポート部材１０２は、リリースロッド１０１の係合部１０１ａと係合する被係合部１０２ａと、回転中心Ｃ（図３参照）を中心にして、揺動するように円弧状に形成された揺動部１０２ｂと、を有している。なお、サポート部材１０２は、ステンレス等の金属で構成されている。
【００２７】
ここで、図１〜図６を参照しながら、サポート部材１０２の構成について、詳細に説明する。図６は、図１に示す分離デバイスのサポート部材１０２を下方向から見た模式図である。
【００２８】
図１〜図６に示すように、サポート部材１０２の被係合部１０２ａは、半円筒状に形成された半円筒部を有している。また、被係合部１０２ａの半円筒部の下端部には、径方向内側に延びる突起部（フランジ部）１０２ｃが形成されている。
【００２９】
突起部１０２ｃは、その内周面の端部に形成される角部が、欠損するように（切り欠かれるように）形成されている（図２及び図６参照）。これは、後述するリリースロッド１０１を離間させるのに必要なサポート部材１０２の作動角を小さくするためである。なお、作動角を小さくする必要性がない場合にはこの欠損は無くてもよい。そして、突起部１０２ｃがリリースロッド１０１の係合部１０１ａと当接して、支持することにより、リリースロッド１０１はサポート部材１０２に保持される。
【００３０】
なお、本実施の形態１においては、一対のサポート部材１０２により、リリースロッド１０１を保持する形態を採用したが、これに限定されず、１つのサポート部材１０２により、リリースロッド１０１を保持する形態を採用してもよい。
【００３１】
また、サポート部材１０２の揺動部１０２ｂは、例えば、板状に形成されていて、左右方向の端部１０２ｄ、１０２ｄが、後述する外側ケース１１０の保持部１１０ａと当接するように構成されている。端部１０２ｄは、前後方向の中心側の側面（内側側面）が、サポート部材１０２の回転（揺動）中心Ｃと同心をなす円弧状となるように形成されている（図３参照）。サポート部材１０２が、回転中心Ｃを中心にして、端部１０２ｄの内側側面が下向きに、外側側面が上向きに揺動することで、リリースロッド１０１を解放する。
【００３２】
なお、サポート部材１０２の回転中心Ｃは、リリースロッド１０１から突起部１０２ｃに荷重が伝達される部分（突起部１０２ｃにおけるリリースロッド１０１の係合部１０１ａと嵌合している部分）よりも、前後方向の外方に位置するように、構成されている。
【００３３】
また、本実施の形態１においては、サポート部材１０２の揺動部１０２ｂを円弧状に形成することで、サポート部材１０２が、回転中心Ｃを中心にして、揺動するように構成したが、これに限定されない。例えば、サポート部材１０２が、外側ケース１１０に設けられた軸に軸支されることで、揺動可能に構成される形態を採用してもよい。
【００３４】
さらに、サポート部材１０２における揺動部１０２ｂの下面の適所（後述する内側ケース１０３の凹部１０３ｂと対向する部分）には、凹部１０２ｅが設けられている（図４参照）。より詳細には、凹部１０２ｅは、前後方向の中央部分がサポート部材１０２の回転中心Ｃよりも前後方向の外方に位置するように配設されている。凹部１０２ｅには、後述する弾性部材１０６の上部が嵌入されている。
【００３５】
図１〜図５に示すように、内側ケース１０３は、例えば、直方体状に形成されていて、アルミニウム等の金属で構成されている。内側ケース１０３の上面の中央には、段部を有する嵌合孔１０３ａが設けられている。嵌合孔１０３ａは、上部の方が下部よりもその開口面積が大きくなるように形成されていて、下側内周面がサポート部材１０２の被係合部１０２ａの外周面と整合するように形成されている。その結果、嵌合孔１０３ａの下部には、リリースロッド１０１を保持した状態のサポート部材１０２の被係合部１０２ａが、ほぼ隙間のない状態で嵌合する。
【００３６】
また、内側ケース１０３における上面の周縁部には、凹部１０３ｂが設けられている。凹部１０３ｂは、弾性部材１０６の下部が嵌入されている。弾性部材１０６は、一対のサポート部材１０２、１０２が、内側ケース１０３の嵌合孔１０３ａに嵌合した状態のときに、内側ケース１０３とサポート部材１０２とをリリースロッド１０１の軸心方向に離間するように構成されている。弾性部材１０６としては、圧縮ばね等を使用してもよい。
【００３７】
さらに、内側ケース１０３の互いに対向する一対の側面（図１における左右の側面）には、それぞれ、円柱状の突起部１０３ｃ、１０３ｃが設けられている。そして、内側ケース１０３の周囲には、一対の第１部材１０４、１０４及び一対の第２部材１０５、１０５から構成される枠体が配置されている。なお、本実施の形態１においては、枠体が一対の第１部材１０４、１０４及び一対の第２部材１０５、１０５から構成される形態を採用したが、これに限定されず、１の枠状の部材で構成される形態を採用してもよい。
【００３８】
一対の第１部材１０４、１０４は、内側ケース１０３の互いに対向する一対の側面（図１における左右の側面）に沿って配置されている。また、一対の第２部材１０５、１０５は、一対の第１部材１０４、１０４の対向方向に直交する方向の側面（図１における前後の側面）に沿って、互いに対向するように配置されている。
【００３９】
第１部材１０４は、前後方向に長寸を成し、左右方向に主面を向けた板状に形成されていて、ステンレス等の金属で構成されている。第１部材１０４の主面の中央部（第３位置、又は第４位置）には、貫通孔１０４ａが設けられている。貫通孔１０４ａには、内側ケース１０３の突起部１０３ｃが嵌挿されている。これにより、第１部材１０４は、内側ケース１０３に対して、揺動することができる。
【００４０】
なお、本実施の形態１においては、第１部材１０４の貫通孔１０４ａが、内側ケース１０３の突起部１０３ｃに嵌挿されることにより、内側ケース１０３を揺動自在に支持する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、第１部材１０４に突起部を設け、内側ケース１０３に該突起部が嵌挿される凹部又は貫通孔を設けて、第１部材１０４が内側ケース１０３を軸支することにより、内側ケース１０３を揺動自在に支持する形態を採用してもよい。
【００４１】
また、第１部材１０４は、その両端が、それぞれ、一対の第２部材１０５に載置されている。第２部材１０５は、左右方向に長寸を成し、前後方向に主面を向けた短冊状に形成されていて、絶縁性を有する合成樹脂等で構成されている。第２部材１０５は、第１部材１０４の延伸方向と直交するように配置されている。第２部材１０５の中央部（第１位置、又は第２位置）には、貫通孔１０５ａが設けられている（図４参照）。貫通孔１０５ａは、内側主面の方が外側主面よりもその開口面積が大きくなるように、内側主面側がテーパー状に形成されている。
【００４２】
第２部材１０５の貫通孔１０５ａには、その頭部が内側に位置するように、ボルト１０７が挿通されている。ボルト１０７はナット１０８と共に、作動素子１１１及び第３部材１０９を第２部材１０５に固定している。
【００４３】
ここで、図７を参照しながら、作動素子１１１及び第３部材１０９について、詳細に説明する。
【００４４】
図７は、図１に示す作動素子及び第３部材の概略構成を示す模式図である。
【００４５】
図７に示すように、作動素子１１１は、短冊状の金属箔で構成されていて、端子１１ａを有するリード部１１１ａと、端子１１ｂを有するリード部１１１ｂと、固定部１１１ｃ、１１１ｄと、溶断部１１１ｅと、を備えている。リード部１１１ａの端子１１ａとリード部１１１ｂの端子１１ｂには、適宜な配線を介して、スイッチング素子を含む電源回路が接続されている（図示せず）。
【００４６】
固定部１１１ｃ及び固定部１１１ｄは、リード部１１１ａとリード部１１１ｂとの間に位置していて、それぞれ、ボルトを挿通するための貫通孔１１ｃ及び貫通孔１１ｄが設けられている。また、固定部１１１ｃ及び固定部１１１ｄの両主面には、円環状の第３部材１０９が配置されている。第３部材１０９は、作動素子１１１を構成する金属（例えば、Ｎｉ系のアモルファス合金リボン等）よりも断熱性の高い絶縁性を有する材料（例えば、ポリイミド樹脂等）で構成されている。
【００４７】
なお、作動素子１１１、第２部材１０５、及び第３部材１０９は、インサート成形等により、一体成形してもよい。また、第３部材１０９は、作動素子１１１よりも熱伝導率が小さくてもよく、例えば、第３部材１０９の熱伝導率が、０．１〜０．４Ｗ／ｍ・ｋであってもよい。
【００４８】
また、溶断部１１１ｅは、作動素子１１１の他の部分よりも断面積が小さくなるように形成されている。具体的には、溶断部１１１ｅは、幅方向の長さが他の部分よりも小さく、かつ、厚み方向の長さも他の部分よりも小さくなるように、形成されている。
【００４９】
そして、図３〜図５に示すように、作動素子１１１は、ボルト１１２とナット１１３により、外側ケース１１０に固定されている。具体的には、外側ケース１１０の前方又は後方の側面の上部に設けられている貫通孔にボルト１１２が挿通されている。ボルト１１２には、作動素子１１１の貫通孔１１ｃと第３部材１０９が挿通されていて、ナット１１３により、作動素子１１１と第３部材１０９が外側ケース１１０に固定される。
【００５０】
また、上述したように、作動素子１１１は、第２部材１０５に固定されている。具体的には、第２部材１０５の貫通孔１０５ａに挿通されたボルト１０７は、更に、作動素子１１１の貫通孔と第３部材１０９にも挿通され、その先端にナット１０８が締結されている。このようにして、作動素子１１１は、第２部材１０５と外側ケース１１０とを支持（架橋）するように配設されている。また、内側ケース１０３は、第１部材１０４を介して、第２部材１０５に載置されている。このため、作動素子１１１は、第１部材１０４及び第２部材１０５を介して、内側ケース１０３と外側ケース１１０とを支持しているといえる。
【００５１】
なお、本実施の形態１においては、作動素子１１１は、第１部材１０４及び第２部材１０５を介して、内側ケース１０３と外側ケース１１０とを支持する形態を採用したが、これに限定されず、作動素子１１１が、内側ケース１０３と外側ケース１１０とを直接支持する形態を採用してもよい。
【００５２】
外側ケース１１０は、箱状に形成されていて、上面と下面の中央部には、貫通孔が設けられている。また、外側ケース１１０の左右の側面上部には、段部が形成されていて、該段部がサポート部材の揺動部が当接される保持部１１０ａを構成する。
【００５３】
［分離デバイスの動作及び作用効果］
次に、本実施の形態１に係る分離デバイス１００の動作及び作用効果について、図１〜図１０を参照しながら、説明する。
【００５４】
まず、図１〜図７を参照しながら、分離デバイス１００が宇宙航行体を保持している状態について、説明する。
【００５５】
上述したように、リリースロッド１０１には、ボルトを介して、人工衛星等の宇宙航行体が接続されている（図示せず）。また、リリースロッド１０１は、一対のサポート部材１０２により保持された状態で、内側ケース１０３に収納されている。
【００５６】
具体的には、リリースロッド１０１とサポート部材１０２は、一対のサポート部材１０２の被係合部１０２ａが、リリースロッド１０１の係合部１０１ａを挟むようにして、リリースロッド１０１を保持している。このとき、被係合部１０２ａの突起部１０２ｃが係合部１０１ａと係合することにより、リリースロッド１０１を保持している。
【００５７】
そして、一対のサポート部材１０２がリリースロッド１０１を保持した状態で、これらの部材が内側ケース１０３の嵌合孔１０３ａに嵌入されている。より詳細には、サポート部材１０２の被係合部１０２ａの外周面と内側ケース１０３の嵌合孔１０３ａを構成する内周面とが接するように、サポート部材１０２は嵌合孔１０３ａに嵌入されている。
【００５８】
また、図４に示すように、内側ケース１０３とサポート部材１０２の間には、弾性部材１０６が配置されている。具体的には、弾性部材１０６は、内側ケース１０３の凹部１０３ｂとサポート部材１０２の凹部１０２ｅ内に配置されている。
【００５９】
内側ケース１０３に収納されているサポート部材１０２は、端部１０２ｄが外側ケース１１０の保持部１１０ａと当接するように配置されている。このため、図３に示すように、宇宙航行体からリリースロッド１０１に付加される荷重Ｆ１は、サポート部材１０２の端部１０２ｄを介して、外側ケース１１０の保持部１１０ａに伝達される。
【００６０】
具体的には、荷重Ｆ１は、リリースロッド１０１の係合部１０１ａと嵌合している一対のサポート部材１０２、１０２の突起部１０２ｃ、１０２ｃに、それぞれ、ほぼ軸心方向の荷重Ｆ２として伝達される。突起部１０２ｃが受ける荷重Ｆ２の大部分は、サポート部材１０２の端部１０２ｄと当接している外側ケース１１０の保持部１１０ａに、軸心方向の荷重Ｆ３として伝達される。
【００６１】
したがって、宇宙航行体からリリースロッド１０１に付加される荷重Ｆ１は、作動素子１１１には伝達されない。これにより、作動素子１１１の強度を小さくすることができ、作動素子１１１を溶断するために通電する電力も小さくすることができる。また、作動素子１１１を溶断するためにかかる時間を短縮することができ、所望のタイミングで宇宙航行体の分離を行える。具体的には、Ｎｉ系のアモルファス合金リボンを使用した場合、強度が１８０〜２５０Ｎで、体積抵抗率が１．４〜１．８×１０−６Ω・ｍである作動素子に８Ａ程度の電流を通電する事により０．２秒程度で作動させることができる。
【００６２】
また、図３に示す荷重Ｆ４は、突起部１０２ｃが受ける荷重Ｆ２の僅かの分力である。この荷重Ｆ４は、内側ケース１０３の嵌合孔１０３ａの内周面に直交する向きに作用し、サポート部材１０２を開こうとするトルクを生じさせるものであり、作動素子１１１には、伝達されない荷重である。
【００６３】
なお、荷重Ｆ４は、サポート部材１０２の回転中心Ｃから荷重Ｆ２の荷重中心までの水平方向の距離（以下、単に水平方向の距離Ｈという）と、サポート部材１０２の回転中心Ｃから内側ケース１０３が荷重Ｆ４を受ける部分までの垂直方向の距離（以下、単に垂直方向の距離Ｐという）と、の比等により決定することができる。また、水平方向の距離Ｈに対する、垂直方向の距離Ｐを大きくすることにより、荷重Ｆ４を小さくすることができる。
【００６４】
上述したように、弾性部材１０６は、内側ケース１０３とサポート部材１０２をリリースロッド１０１の軸心方向に離間するように、内側ケース１０３とサポート部材１０２を押圧している。弾性部材１０６は、これらの部材を押圧している荷重Ｆ５が、内側ケース１０３に水平方向に作用する荷重Ｆ４により発生するサポート部材１０２と内側ケース１０３との間の摩擦力より大きくなるように構成されている。
【００６５】
また、荷重Ｆ５は作動素子１１１に伝達される。上述したように、垂直方向の距離Ｐを大きくして荷重Ｆ４を小さくすることにより、上記摩擦力を小さくできるため、弾性部材１０６の荷重Ｆ５を小さくすることができる。このため、垂直方向の距離Ｐを大きくすることにより、荷重Ｆ５に対して十分な強度を要求される作動素子１１１の強度を下げることができる。
【００６６】
図５に示すように、内側ケース１０３の突起部１０３ｃには、第１部材１０４が揺動自在に取り付けられている。第１部材１０４は、一対の第２部材１０５を跨ぐように、該第２部材１０５の端部に載置されている。第２部材１０５は、作動素子１１１により、外側ケース１１０に吊り下げられている。なお、上述したように、作動素子１１１には、第１部材１０４、内側ケース１０３、及びリリースロッド１０１を介して、宇宙航行体からの荷重は伝達されない。
【００６７】
次に、図１〜図１０を参照しながら、分離デバイス１００が宇宙航行体を分離する動作について、説明する。
【００６８】
図８は、図２に示す分離デバイスのＡ−Ａ’線断面図であり、分離デバイスが作動した状態を示す。図９及び図１０は、図２に示す分離デバイスのＢ−Ｂ線断面図であり、分離デバイスが作動した状態を示す。なお、図９は、２つの作動素子１１１の両方が、通電により溶断された状態を示す模式図であり、図１０は、２つの作動素子１１１の一方が、通電により溶断された状態を示す模式図である。
【００６９】
まず、図示されない制御器から電源回路に制御信号が出力されて、電源回路から作動素子１１１に電力が供給される。作動素子１１１への通電により、作動素子１１１の溶断部１１１ｅが溶断されると、内側ケース１０３等の自重及び／又は弾性部材１０６の押圧力により、内側ケース１０３が、軸心方向に沿って下方に移動する。
【００７０】
このとき、図９に示すように、２つの作動素子１１１の両方が通電により溶断されると、第１部材１０４は水平状態のまま、内側ケース１０３と共に下方に移動する。一方、図１０に示すように、２つの作動素子１１１の一方が通電により溶断されると、第１部材１０４は、作動素子１１１が溶断された側（図１０では、前側）の端部が下がるように傾き、これに伴い、内側ケース１０３が下方に移動する。
【００７１】
このように、本実施の形態１においては、一対の第２部材１０５が別々の作動素子１１１により吊り下げ、第１部材１０４が一対の第２部材１０５を跨ぐように、該第２部材１０５の端部に載置することで、２つの作動素子１１１のうち、少なくとも一方の作動素子１１１が溶断されれば、分離デバイス１００が作動し、電気的冗長性を確保している。
【００７２】
内側ケース１０３が下方に移動すると、サポート部材１０２の被係合部１０２ａが解放される。すなわち、内側ケース１０３が下方に移動すると、サポート部材１０２の被係合部１０２ａは、嵌合孔１０３ａにおいて開口面積の小さい下部から開口面積の大きい上部へ抜け出る。
【００７３】
これにより、サポート部材１０２が、回転中心Ｃを中心にして、端部１０２ｄの内側側面が下向きに、外側側面が上向くように揺動し、リリースロッド１０１が下方に移動して、リリースロッド１０１及びリリースロッド１０１に接続されている宇宙航行体が解放される。
【００７４】
このように、本実施の形態１に係る分離デバイス１００は、簡易な構成で、リリースロッド１０１を保持及び解放することができる。このため、分離デバイス１００の製造が容易となり、製造コストを低くすることができる。
【００７５】
また、リリースロッド１０１に固定される宇宙航行体の荷重は、外側ケース１１０の保持部１１０ａに伝達され、作動素子１１１には伝達されないので、作動素子１１１の強度を小さくすることができ、作動素子１１１を溶断するための電力量を小さくすることができる。
【００７６】
（実施の形態２）
［分離デバイスの構造］
図１１及び図１２は、本実施の形態２に係る分離デバイスの概略構成を示す模式図であり、図１１は、分離デバイスが作動する前の状態を示し、図１２は、分離デバイスが作動した後の状態を示す。
【００７７】
図１１及び図１２に示すように、本実施の形態２に係る分離デバイス１００は、実施の形態１に係る分離デバイス１００と基本的構成は同じであるが、分離部材として、リリースロッド１０１に代えて、ボルト１０１ｂと球面座金１０１ｃを用いている点と、サポート部材１０２の形状と、が異なる。
【００７８】
具体的には、ボルト１０１ｂは、頭部が下方に位置し、軸部の先端部が上方に位置するように配置されている。また、ボルト１０１ｂの軸部には、球面座金１０１ｃが挿通されている。球面座金１０１ｃは、上面が凸状の球面で形成されていて、下面が平面状に形成されている。そして、球面座金１０１ｃの上面が、サポート部材１０２と係合（当接）する係合部１０１ａを構成する。
【００７９】
サポート部材１０２は、分離デバイス１００が作動する前の状態において、上方から見て、被係合部１０２ａの内周面が、上部から下部に向かうにつれて、その開口面積が小さくなるように形成されている。換言すると、被係合部１０２ａの内周面は、水平方向（前後又は左右方向）から見て、上部が下部よりも外側に位置するように傾斜している。これにより、分離デバイスが作動したときに、ボルト１０１ｂと球面座金１０１ｃが、サポート部材１０２の内部を通過することができる充分なスペースを形成することができる。
【００８０】
サポート部材１０２の下面は、上方に凹むように形成されている。また、サポート部材１０２は、本実施の形態２においては、その下面の内周面側端部が、球面座金１０１ｃの上面と係合（当接）するように構成されている。
【００８１】
このように構成された、本実施の形態２に係る分離デバイス１００であっても、実施の形態１に係る分離デバイス１００と同様の作用効果を奏する。
【００８２】
また、本実施の形態２に係る分離デバイス１００では、分離部材として、ボルト１０１ｂといった、量販品を用いているので、実施の形態１に係る分離デバイス１００に比して、その製造コストを低減することができる。
【００８３】
また、本実施の形態２に係る分離デバイス１００では、球面座金１０１ｃの上面が凸状に形成されていて、サポート部材１０２の下面が凹状に形成されているため、ボルト１０１ｂが傾斜しても、球面座金１０１ｃの上面とサポート部材１０２ｃの下面との係合（当接）状態を充分に維持することができる。このため、ボルト１０１ｂに外部から応力がかかっても、ボルト１０１ｂがサポート部材１０２から解離されることを充分に抑制することができる。
【００８４】
さらに、図１１に示すように、本実施の形態２に係る分離デバイス１００では、ボルト１０１ｂは、軸部の先端が上方に位置するように配置されているため、人工衛星等の宇宙航行体は、分離デバイス１００の上方に位置するように配置されている。このため、宇宙航行体からボルト１０１ｂにかかる荷重Ｆ６は、上方向に向いている。そして、荷重Ｆ６は、球面座金１０１ｃの上面を介して、サポート部材１０２を外側ケース１１０の天面に押し付ける方向、すなわち、上方向に押圧するように作用する（荷重Ｆ７）。
【００８５】
ここで、上述したように、弾性部材１０６は、内側ケース１０３とサポート部材１０２をボルト１０１ｂの軸心方向に離間するように押圧している。このため、サポート部材１０２は、弾性部材１０６により、外側ケース１１０の天面に押し付けられている。すなわち、サポート部材１０２は、弾性部材１０６の荷重Ｆ５により、上方向に押圧されている。
【００８６】
したがって、宇宙航行体からボルト１０１ｂに荷重Ｆ６が作用しても、サポート部材１０２は、外側ケース１１０の天面に押し付けられた状態が維持され、上下方向に移動することがない。これにより、作動素子１１１には、荷重Ｆ６が伝わることがなく、宇宙航行体からボルト１０１ｂに荷重Ｆ６が作用しても、作動素子１１１が切断されることがない。
【００８７】
よって、作動素子１１１の強度を小さくすることができ、作動素子１１１を溶断するための電力量を小さくすることができる。
【００８８】
なお、上記実施の形態１に係る分離デバイス１００では、分離部材として、リリースロッド１０１を用いる形態を採用したが、これに限定されず、実施の形態２に係る分離デバイス１００のように、分離部材として、ボルト１０１ｂと球面座金１０１ｃを用いる形態を採用してもよい。
【００８９】
同様に、上記実施の形態２に係る分離デバイス１００では、分離部材として、ボルト１０１ｂと球面座金１０１ｃを用いる形態を採用したが、これに限定されず、実施の形態１に係る分離デバイス１００のように、分離部材として、リリースロッド１０１を用いる形態を採用してもよい。
【００９０】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明の分離デバイスは、簡易な構成で、分離部材を保持及び解放することができ、分離デバイスの製造が容易となり、製造コストを低くすることができるため、有用である。
【符号の説明】
【００９２】
１１ａ  端子
１１ｂ  端子
１１ｃ  貫通孔
１１ｄ  貫通孔
１００  分離デバイス
１０１  リリースロッド
１０１ａ  係合部
１０２  サポート部材
１０２ａ  被係合部
１０２ｂ  揺動部
１０２ｃ  突起部
１０２ｄ  端部
１０２ｅ  凹部
１０３  内側ケース
１０３ａ  嵌合孔
１０３ｂ  凹部
１０３ｃ  突起部
１０４  第１部材
１０４ａ  貫通孔
１０５  第２部材
１０５ａ  貫通孔
１０６  弾性部材
１０７  ボルト
１０８  ナット
１０９  第３部材
１１０  外側ケース
１１０ａ  保持部
１１１  作動素子
１１１ａ  リード部
１１１ｂ  リード部
１１１ｃ  固定部
１１１ｄ  固定部
１１１ｅ  溶断部
１１２  ボルト
１１３  ナット
【図１】
2016103705.tif 000003
【図２】
2016103705.tif 000004
【図３】
2016103705.tif 000005
【図４】
2016103705.tif 000006
【図５】
2016103705.tif 000007
【図６】
2016103705.tif 000008
【図７】
2016103705.tif 000009
【図８】
2016103705.tif 000010
【図９】
2016103705.tif 000011
【図１０】
2016103705.tif 000012
【図１１】
2016103705.tif 000013
【図１２】
2016103705.tif 000014
【国際調査報告】
2016103705.tif 000015
2016103705.tif 000016
2016103705.tif 000017
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