(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛翔体と、前記飛翔体に初期推進力を付与するための打ち上げ用補助ロケットモータとの接続及び分離装置であり、
前記接続及び分離装置が、前記補助ロケットモータ側に取り付けられた第１装置本体部と第２装置本体部を有し、前記飛翔体側に取り付けられた前方固定軸と後方固定軸とを有し、前記第１装置本体部と前記前方固定軸とを接続する第１接続部と、前記第２装置本体部と前記後方固定軸とを接続する第２接続部により、前記飛翔体と前記補助ロケットモータを接続するものであり、
前記第１接続部が、前記飛翔体から突設された前方固定軸に、前記第１装置本体部が有する第１固定具が嵌め込まれることで接続された部分で、前記第１装置本体部に内蔵された電気式点火器とピストンの作用により、前記前方固定軸と前記第１固定具との結合が解放され、前記飛翔体から前記補助ロケットモータが切り離される部分であり、
前記第２接続部が、前記飛翔体から突設された後方固定軸に、前記第２装置本体部が有する第２固定具が嵌め込まれることで接続された部分で、前記第１装置本体部に内蔵された電気式点火器とピストンの作用に連動して、前記後方固定軸と前記第２固定具との結合が解放され、前記第２接続部において前記飛翔体から前記補助ロケットモータが切り離される部分であり、
前記第１装置本体部に内蔵された電気式点火器とピストンの作用により、第２接続部及び第１接続部のいずれかの結合が先に解放されるか、又は同時に解放される、接続及び分離装置。
【請求項２】
前記接続及び分離装置が、先端部が第１固定具となるハウジングを有し、前記ハウジング内に電気式点火器とピストンを有し、前記飛翔体の長さ方向に底面に沿って配置されたものであり、
電気式点火器の作動により、前記ピストンが前記前方固定軸を押圧することで、前記前方固定軸と前記第１固定具との結合が解放される、請求項１記載の接続及び分離装置。
【請求項３】
前記第１接続部における前方固定軸と第１固定具との結合が、前記前方固定軸の周囲に前記第１固定具の先端部が嵌め込まれた状態で、前記前方固定軸と前記第１固定具に貫通してシェアピンが取り付けられている、請求項１又は２記載の接続及び分離装置。
【請求項４】
前記第１接続部における前方固定軸が、前方固定軸と第１固定具の結合が解放されたとき、飛翔体内に収容されるものである、請求項１〜３のいずれかに記載の接続及び分離装置。
【請求項５】
前記第２接続部における第２固定具が、Ｕ字状又はそれに近似した切り欠きを有するもので、前記切り欠きの開口部分が飛翔体の飛翔方向になるように後方固定軸に嵌め込まれるものである、請求項１〜４のいずれかに記載の接続及び分離装置。
【請求項６】
電気式点火器の作動前、前記ピストンが移動しないようにピンで止められている、請求項１〜５のいずれかに記載の接続及び分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人標的機等として使用する飛翔体と前記飛翔体に初期推進力を付与するための打ち上げ用補助ロケットモータとの接続及び分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無人標的機には、初期浮揚及び推進のため、少なくとも１つの補助ロケットモータが取り付けられるが、無人標的機が所定高度及び速度に達したとき、補助ロケットモータは切り離されて落下する。
【０００３】
特許文献１には、ソレノイドとバネを利用したロケットモータ離脱機構の発明が開示されている。特許文献２には、圧力制御弁の作用により、ロケットモータの推進薬から発生するガス自体を分離手段として用いた発明が開示されている。
【特許文献１】特開昭６４−５４１９９号公報
【特許文献２】特開昭６３−２０７８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
脱離後のロケットモータは、所定の高度及び速度に達したとき、確実に無人標的機と分離する必要がある。しかし、従来の無人標的機の分離は、ロケットモータの推力と空気抵抗、及び脱離用バネのバランスによって行われるため、飛翔条件によってはバランスが崩れ、分離不良が起こることがある。特許文献１の発明では、適当な条件下での分離を行うため、分離タイミングを調節するソレノイド装置の使用が提案されているが、空気抵抗やバネ力に抗して作動させるためには大型のソレノイドが必要であり、設備スペースや積載重量が大きくなる問題がある。特許文献２の発明では、圧力制御弁の開閉により、ガスの流れを変更するものであるため、確実に分離するための制御が難しい。
【０００５】
本発明は、無人標的機等の飛翔体と、前記飛翔体に初期推進力を付与するための打ち上げ用補助ロケットモータを接続し、かつ前記飛翔体が所定の高度及び速度に達したときに確実に脱離させることができる、接続及び分離装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、課題の解決手段として、
飛翔体と、前記飛翔体に初期推進力を付与するための打ち上げ用補助ロケットモータとの接続及び分離装置であり、
前記接続及び分離装置が、前記補助ロケットモータ側に取り付けられた第１装置本体部と第２装置本体部を有し、前記飛翔体側に取り付けられた前方固定軸と後方固定軸とを有し、前記第１装置本体部と前記前方固定軸とを接続する第１接続部と、前記第２装置本体部と前記後方固定軸とを接続する第２接続部により、前記飛翔体と前記補助ロケットモータを接続するものであり、
前記第１接続部が、前記飛翔体から突設された前方固定軸に、前記第１装置本体部が有する第１固定具が嵌め込まれることで接続された部分で、前記第１装置本体部に内蔵された電気式点火器とピストンの作用により、前記前方固定軸と前記第１固定具との結合が解放され、前記飛翔体から前記補助ロケットモータが切り離される部分であり、
前記第２接続部が、前記飛翔体から突設された後方固定軸に、前記第２装置本体部が有する第２固定具が嵌め込まれることで接続された部分で、前記第１装置本体部に内蔵された電気式点火器とピストンの作用に連動して、前記後方固定軸と前記第２固定具との結合が解放され、前記第２接続部において前記飛翔体から前記補助ロケットモータが切り離される部分であり、
前記第１装置本体部に内蔵された電気式点火器とピストンの作用により、第２接続部及び第１接続部のいずれかの結合が先に解放されるか、又は同時に解放される、接続及び分離装置を提供する。
【０００７】
本発明の接続及び分離装置は、飛翔体と補助ロケットモータを接続すると共に、飛翔後の所定時になると飛翔体と補助ロケットモータを切り離すものであり、前記した接続及び切り離しの動作、並びにそれらに関連した動作をする構成要素を全て含めたものである。
【０００８】
本発明における第１装置本体部及び第２装置本体部は、分離された後に補助ロケットモータ側に取り付けられている構成要素を意味し、飛翔体側に残存するものは含まれない。
【０００９】
また、本発明の接続及び分離装置の全ての構成要素は、金属、合成樹脂、繊維強化樹脂等の複合材又はこれらを組み合わせた材質からなるものが好ましい。
【００１０】
飛翔体が無人標的機であるとき、通常は１つ又は２つ以上のロケットモータが取り付けられ、ロケットモータは、安定性を高める観点から、少なくとも２箇所にて無人標的機と接続される。本発明では、２箇所の接続部分の内、少なくとも１箇所（第１接続部）の結合を直接解放する手段として、電気式点火器とピストンを利用するものである。他の接続箇所（第２接続部）の結合は、電気式点火器とピストンの作用を適当な伝達手段により伝達して解放されるか、第１接続部の結合の解放により補助ロケットモータの移動に連動して解放されるものである。
【００１１】
前方固定軸と後方固定軸の突設位置は特に制限されるものではなく、飛翔体の形状（胴体の形状や大きさ、翼の位置等）に応じて適宜設定することができる。例えば、前方固定軸を飛翔体の底面から突設させ、後方固定軸を飛翔体の側面又はその近傍（底面と側面の境界面付近）に突設させることができる。
【００１２】
電気式点火器は、例えば、エアバッグ用ガス発生器（運転席のエアバッグ用ガス発生器、助手席のエアバッグ用ガス発生器、サイドエアバッグ用ガス発生器、カーテン用ガス発生器、ニーボルスター用ガス発生器、ガス発生器ブルシートベルト用ガス発生器、チューブラーシステム用ガス発生器、プリテンショナー用ガス発生器等の各種ガス発生器であり、例えば、特開２００１−１６５６００号公報、特開２００１−１６５６００号公報、ＷＯ０１／０３１２８２等に開示されたもの。）等を用いることができる。
【００１３】
この電気式点火器は、点火薬を備えた点火器単独のもの、前記点火器とエンハンサ剤及び／又はガス発生剤を組み合わせたものがあり、作動により、主としてガス（圧力）を発生させるものである。よって、ピストンは、電気式点火器の作動による圧力の上昇を受けて直線運動することで、前方固定軸と第１固定具の結合を解放する。
【００１４】
本発明では、第１接続部及び第２接続部の位置を逆にすることもできる。即ち、飛翔体の先端部に近い位置（第１接続部のある位置）に第２接続部を設け、遠い位置（第２接続部のある位置）に第１接続部を設けることもできる。このような形態においても、第１接続部と第２接続部における結合解放の順序は、いずれかの結合の解放が先か、又は同時である。
【００１５】
本発明は、課題の他の解決手段として、
前記接続及び分離装置が、先端部が第１固定具となるハウジングを有し、前記ハウジング内に電気式点火器とピストンを有し、前記飛翔体の長さ方向に底面に沿って配置されたものであり、
電気式点火器の作動により、前記ピストンが前記前方固定軸を押圧することで、前記前方固定軸と前記第１固定具との結合が解放される、請求項１記載の接続及び分離装置を提供する。
【００１６】
このようにハウジングの先端部自体を第１固定具とすることで、構造を簡略化できると共に、ピストンの作用を直接的に第１固定具に伝達することができる。
【００１７】
ハウジングはピストンを内蔵できる大きさ及び形状であればよく、例えば、筒状、箱状にすることができる。また、ハウジングの内側にシリンダを配置し、シリンダの内側にピストンを配置してもよく、その場合には、ハウジング先端部及びシリンダ先端部のいずれかを第１固定具とすることができるほか、両方の先端部を組み合わせて第１固定具とすることもできる。
【００１８】
本発明は、課題の他の解決手段として、前記第１接続部における前方固定軸と第１固定具との結合が、前方固定軸の周囲に第１固定具の先端部が嵌め込まれた状態で、前方固定軸と第１固定具に貫通してシェアピンが取り付けられている、請求項１又は２記載の接続及び分離装置を提供する。
【００１９】
シェアピンの作用により、電気式点火器の作動前に、第１接続部における前方固定軸と第１固定具との結合が解放されることが防止される。シェアピンは、飛翔体の打ち上げ時（補助ロケットモータ作動時）に容易に破壊されるものであるため、第１接続部の結合の解放動作には影響しない。
【００２０】
本発明は、課題の他の解決手段として、前記第１接続部における前方固定軸が、電気式点火器の作動時に前方固定軸と第１固定具の結合が解放されたとき、飛翔体内に収容されるものである、請求項１〜３のいずれかに記載の接続及び分離装置を提供する。
【００２１】
飛翔体から補助ロケットモータが切り離された後も、飛翔体は暫く跳び続けるため、第１固定具を収容することで、飛翔体に加えられる空気抵抗を小さくすることができる。
【００２２】
前方固定軸の収容手段としては、バネ、ソレノイド、ピストン機構等の公知の手段を適用することができる。また、後方固定軸に対しても、同様の飛翔体内に収容する手段を付することができる。
【００２３】
本発明は、課題の他の解決手段として、前記第２接続部における第２固定具が、平板部材の一部にＵ字状又はそれに近似した切り欠きを有するもので、前記切り欠きの開口部分が飛翔体の飛翔方向になるように後方固定軸に嵌め込まれるものである、請求項１〜４のいずれかに記載の接続及び分離装置を提供する。
【００２４】
第２固定具の切り欠きの開口部分が飛翔体の飛翔方向になるように後方固定軸に嵌め込まれていることで、第１装置本体部に内蔵された電気式点火器及びピストンの作用により、第２接続部における後方固定軸と第２固定具の結合が容易に解放される。
【００２５】
なお、第２接続部における後方固定軸と第２固定具の結合は、電気式点火器及びピストンの作用を直接及ぼすことで解放されてもよいし、電気式点火器及びピストンの作用により、第１接続部における結合が解放され、補助ロケットモータが移動することに伴って解放されてもよい。
【００２６】
本発明は、課題の他の解決手段として、電気式点火器の作動前、前記ピストンが移動しないようにピンで止められている、請求項１〜５のいずれかに記載の接続及び分離装置を提供する。
【００２７】
このピンの作用により、電気式点火器の作動前においてピストンが移動して、第１接続部の結合が解放されること、又は第１接続部の結合が解放されなくなることが防止される。ピンは、シェアピン（ピストンの移動時に破壊されるピン）でもよいし、電気的手段により引っ込むようなものでもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の接続及び分離装置によれば、打ち上げ前は飛翔体と補助ロケットモータが２箇所で接続されているので、打ち上げ作業性が良く、打ち上げ後の所定時になると、飛翔体から確実にかつ瞬時に補助ロケットモータを切り離すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図３により、本発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
図１（ａ）は、電気式点火器の作動前の接続及び分離装置を示す長さ方向の部分断面図、図１（ｂ）は、電気式点火器の作動時の接続及び分離装置を示す長さ方向の部分断面図、図１（ｃ）は、電気式点火器の作動後の接続及び分離装置を示す長さ方向の部分断面図であり、いずれの図においても、飛翔体１の一部を切り欠いて（切り欠き部１Ａ）、切り欠いた部分の内部が見える状態にて示している。
【００３１】
図２（ａ）は図１（ａ）の部分拡大図、図２（ｂ）は図１（ｂ）の部分拡大図、図２（ｃ）は図１（ｃ）の部分拡大図であり、飛翔体１は切り欠いた部分（切り欠き部１Ａ）を示している。
【００３２】
図３（ａ）は、飛翔体打ち上げ前の第１接続部の接続状態を説明するための幅方向の部分断面図、図３（ｂ）は、飛翔体打ち上げ直後の第１接続部の接続状態を説明するための幅方向の部分断面図である。
【００３３】
図１（ａ）、図２（ａ）、図３（ａ）により、接続及び分離装置の構造を説明する。図１（ａ）、図２（ａ）のとおり、打ち上げ前及び打ち上げ後、飛翔体（中空構造のもの）１と補助ロケットモータ２は、接続及び分離装置を介して２箇所（第１接続部及び第２接続部）にて接続されている。第１接続部と第２接続部の位置は逆でもよい。
【００３４】
接続及び分離装置の本体（第１及び第２装置本体部）は、飛翔体１の長さ方向に底面３に沿って配置されており、補助ロケットモータ２に取り付けられている。
【００３５】
第１接続部は、飛翔体１から突設された前方固定軸４０に、第１装置本体部１０ａが有する第１固定具が嵌め込まれることで接続される部分である。
【００３６】
第１装置本体部１０ａは、先端部が二股状に分離しており、前記二股状先端部が第１固定具２１ａとなる筒状ハウジング２１内に、シリンダ２２を有している。シリンダ２２内には、一端側に電気式点火器２３が取り付けられ、他端側にピストン２４が収容されている。電気式点火器２３は、コネクタ４３、リードワイヤ（又はプラグ）４４を介して電源４５に接続されている。
【００３７】
中空の飛翔体１の内部には、外壁３の肉厚部３ａ上に、周壁３１と底面３２で囲まれた円柱状の空間３３が形成されている。周壁３１と底面３２は、単に接触しているだけで結合されていない。
【００３８】
空間３３内には、前方固定軸４０の一部が収容されており、収容された部分の端面は底面３２に固着されている。前方固定軸４０の残部は飛翔体の外壁３（肉厚部３ａ）から外側に突出しており、突き出した部分の端面は蓋３６に固着されている。
【００３９】
前方固定軸４０の周囲には、押し縮められた状態でコイルバネ３５が装着されている。コイルバネ３５は、底面３２の内表面と肉厚部３ａの内表面との間に嵌め込まれているが、必要に応じて両端が底面３２と肉厚部３ａに固着されていてもよい。
【００４０】
前方固定軸４０には、筒状ハウジング２１の二股状先端部（第１固定具）２１ａが嵌め込まれている。飛翔体１の打ち上げ前には、図３（ａ）のとおり、前方固定軸４０と第１固定具２１ａには、それらを貫通してシェアピン３７が取り付けられており、前方固定軸４０とピストン２４の端面２４ａとの間には間隙が存在している。そして、図３（ｂ）に示すとおり、打ち上げ直後には、筒状ハウジング２１が僅かに前方に移動することにより、シェアピン３７が折れて、前方固定軸４０とピストン２４の端面２４ａが接触した状態で飛行が続けられる。
【００４１】
ピストン２４の反対側の端面は、電気式点火器２３と正対している。ピストン２４が電気式点火器２３に正対している端部にはＯリングが嵌め込まれている。
【００４２】
ピストン２４には、電気式点火器２３の作動前に軸方向に移動しないように、ピストン２４の所望位置に形成された溝２５にピン４３が差し込まれている。ピン４３は、電気式点火器２３の作動時には、ピストン２４の移動による力を受けて破壊される。
【００４３】
第２接続部は、飛翔体１から突設された後方固定軸５１に、第２装置本体部１０ｂが有する第２固定具５２が嵌め込まれることで接続された部分である。
【００４４】
図１（ａ）に示すとおり、飛翔体１の表面から後方固定軸５１が突設されており、後方固定軸５１には、飛翔体１の外表面形状と一致した形状の第２固定具５２が有するＵ字状の切り欠き５３が嵌め込まれている。このとき、図示するとおり、第２固定具５２は、Ｕ字状の切り欠き５３の開口部が飛翔体１の飛翔方向（前方固定軸４０の方向）になるように嵌め込まれている。
【００４５】
第１装置本体部１０ａの筒状ハウジング２１の端部と第２装置本体部１０ｂの第２固定具５２は、第１連結手段（例えば、金属板又は金属棒）１５で連結されている。第１連結手段１５の任意の位置（望ましくは中央部分）には、第１連結手段１５と対向する飛翔体１の表面との間において、バネ及びバネと一体化された押出ピンからなり、バネが押し縮められた状態で配置された反発手段１６を有している。
【００４６】
第２装置本体部１０ｂの第２固定具５２と補助ロケットモータ２は、第２連結手段（例えば、金属板、金属線又は金属棒）５４で連結されている。第２連結手段５４の長さ及び取り付け角度は、飛翔体１の打ち上げ及び飛翔角度との関係を考慮して決定される。
【００４７】
次に、図１（ａ）〜（ｃ）、図２（ａ）〜（ｃ）、図３（ａ）、（ｂ）により、本発明の接続及び分離装置の動作を説明する。
【００４８】
〔図１（ａ）、図２（ａ）、図３（ａ）の状態〕
飛翔体（無人標的機）１の打ち上げ前及び打ち上げから所定時間までは、図１（ａ）、図２（ａ）に示す状態であり、飛翔体１と補助ロケットモータ２は２箇所で接続されている。打ち上げ後、飛翔体１は、補助ロケットモータ２の推力が前方固定軸４０を押すことで上昇し、飛行する。
【００４９】
図２（ａ）、図３（ａ）に示すとおり、第１接続部では、前方固定軸４０が第１固定具２１ａで挟み込まれることで固定され、押し下げられた状態にある。このため、周壁３１と底面３２の接触部分は押圧状態にあり、コイルバネ３５は、肉厚部３ａと底面３２の間で押し縮められた状態にある。
【００５０】
〔図１（ｂ）、図２（ｂ）の状態〕
そして、飛翔体１が所定の高度及び速度に達したとき、分離信号（例えば、時限式信号、機体速度関知式信号又は補助ロケットモータの圧力感知式信号）が送られることで、電気式点火器２３に通電が開始され、電気式点火器２３が作動して圧力を発生させる。発生した圧力により、シリンダ２２内のピストン２４が激しく押圧されてピン４３が折れ、軸方向に直線運動する。
【００５１】
そして、図１（ｂ）、図２（ｂ）のように、ピストン端面２４ａが前方固定軸４０に衝突するため、シリンダ２２及び筒状ハウジング２１には反対方向への力が加えられる。既にシェアピン３７は折れているため（図３（ｂ））、第１固定具２１ａが前方固定軸４０から外れることになる。このとき、筒状ハウジング２１に端部が接続された第１連結手段１５が軸方向に押圧される。
【００５２】
〔図１（ｃ）、図２（ｃ）の状態〕
そして、図１（ｃ）のように、第１連結手段１５が軸方向に押圧されて移動する結果、後方固定軸５１から第２固定具５２が脱落する。
【００５３】
このようにして、第１装置本体部１０ａと第２装置本体部１０ｂが飛翔体１から脱落して、飛翔体１から補助ロケットモータ２が分離される。このとき、反発手段１６は、バネの反発力を受けた押出ピンが飛翔体１の表面を押すことにより、飛翔体１からの補助ロケットモータ２の分離を補助する。
【００５４】
そして、図２（ｃ）のとおり、前方固定軸４０と第１固定具２１ａとの結合が解放され、前方固定軸４０を押し下げていた力が解放される。このため、周壁３１と底面３２の接触部分における押圧状態も解放され、押し縮められていたコイルバネ３５の作用により、底面３２が勢いよく押し上げられる。その結果、前方固定軸４０と蓋３６が勢いよく飛翔体１内部に引き込まれて収容される。前方固定軸４０が突き出していた開口部は、蓋３６により閉塞されるため、空気抵抗を生じることはなく、その後の飛翔体の飛行にも影響をしない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の接続及び分離装置の動作状態を説明するための図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、図１（ａ）〜（ｃ）の部分拡大図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、図２（ａ）、（ｂ）における接続状態を説明するための部分断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  飛翔体
２  補助ロケットモータ
１０ａ  第１装置本体部
１０ｂ  第２装置本体部
２１  筒状ハウジング
２１ａ  第１固定具
２２  シリンダ
２３  電気式点火器
２４  ピストン
４０  前方固定軸
５１  後方固定軸
５２  第２固定具
【図１】
0004712507.tif 000002
【図２】
0004712507.tif 000003
【図３】
0004712507.tif 000004