(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、前記飛翔体側に取り付けられた装置本体部と前記補助ロケットモータ側に取り付けられた第１固定具とを接続する第１接続部と、前記飛翔体表面から突設された後方固定軸と前記補助ロケットモータ側に取り付けられた第２固定具とを接続する第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、前記飛翔体内に嵌め込まれた第１固定具が前記装置本体部で固定されることで接続された部分で、前記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、前記第１固定具の固定状態が解放され、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接続部における切り離しによる前記補助ロケットモータの移動を受けて、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る、接続及び分離装置。
【請求項２】
前記装置本体部が、シリンダと前記シリンダ内に収容された電気式点火器とピストンを有しており、前記シリンダの軸方向延長上に、スライド枠とバネが収容された第１接続室が配置されたものであり、
電気式点火器の作動前において、前記スライド枠と前記バネの作用により、前記装置本体部と前記第１固定具が結合されており、
電気式点火器の作動により、前記ピストンが前記スライド枠を押圧して前記第１固定具が脱落することで、前記装置本体部と前記第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２接続部における第２固定具が、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とは逆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又は２記載の接続及び分離装置。
【請求項４】
前記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１〜３のいずれかに記載の接続及び分離装置。
【請求項５】
前記電気式点火器の作動による前記ピストンの移動により、前記装置本体部と前記第１固定具との結合が解放されるとき、前記解放が阻害されることを防止するためのピストンの逆戻り防止手段を有している、請求項１〜４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、前記飛翔体側に取り付けられた装置本体部と前記補助ロケットモータ側に取り付けられた第１固定具とを接続する第１接続部と、前記飛翔体表面から突設された後方固定軸と前記補助ロケットモータ側に取り付けられた第２固定具とを接続する第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、前記飛翔体内に嵌め込まれた第１固定具が前記装置本体部で固定されることで接続された部分で、前記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、前記第１固定具の固定状態が解放され、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接続部における切り離しによる前記補助ロケットモータの移動を受けて、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】
本発明における装置本体部は、第１接続部の結合を解放する構成要素の内、飛翔体側に取り付けられた構成要素を意味する。
【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、１箇所（第１接続部）の結合を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り、他の接続箇所（第２接続部）の結合は、第１接続部の結合の解放に連動して解放されるものである。
【００１１】
装置本体部と後方固定軸の取り付け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、装置本体を飛翔体の底面に取り付け、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、装置本体部と第１固定具の結合を解放する。
【００１４】
本発明は、課題の他の解決手段として、
前記装置本体部が、シリンダと前記シリンダ内に収容された電気式点火器とピストンを有しており、前記シリンダの軸方向延長上に、スライド枠とバネが収容された第１接続室が配置されたものであり、
電気式点火器の作動前において、前記スライド枠と前記バネの作用により、前記装置本体部と前記第１固定具が結合されており、
電気式点火器の作動により、前記ピストンが前記スライド枠を押圧して前記第１固定具が脱落することで、前記装置本体部と前記第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。
【００１５】
電気式点火器とピストンを利用することで、確実にかつ瞬時に装置本体部と第１固定具との結合が解放される。
【００１６】
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、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とは逆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又は２記載の接続及び分離装置を提供する。
【００１７】
第２固定具の切り欠きの開口部分が飛翔体の飛翔方向と逆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接続部の固定状態が解放されることと連動して、第２接続部における後方固定軸と第２固定具の結合の解放が容易になる。
【００１８】
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１〜３のいずれかに記載の接続及び分離装置を提供する。
【００１９】
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（ピストンの作動後に破壊されるピン）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。
【００２０】
本発明は、課題の他の解決手段として、前記電気式点火器の作動による前記ピストンの移動により、前記装置本体部と前記第１固定具との結合が解放されるとき、前記解放が阻害されることを防止するためのピストンの逆戻り防止手段を有している、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。
【００２１】
電気式点火器の作動により、高圧を受けたピストンは直線運動するが、飛翔体が高高度を高速飛行していることから、温度及び圧力が下降してピストンが逆戻りしてしまい、装置本体部と第１固定具との結合が解放されない可能性も考えられる。このため、ピストンの逆戻り防止手段を取り付けることにより、装置本体部と第１固定具との結合の解放を確実にする。
【発明の効果】
【００２２】
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】
【００２３】
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図２（ａ）、（ｂ）、図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）により、本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
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。
【００２５】
図２（ａ）は、図１（ａ）の部分拡大図、図２（ｂ）は、図１（ｂ）乃至（ｃ）の部分拡大図、飛翔体１は切り欠いた部分（切り欠き部１Ａ）を示している。
【００２６】
図３（ａ）は、図２（ａ）の状態における幅方向断面図、図３（ｂ）は、図２（ｂ）の状態における幅方向断面図である。
【００２７】
図４（ａ）は、図２（ａ）の状態における高さ方向断面図、図４（ｂ）は、（ａ）と（ｃ）の中間の状態を示す高さ方向断面図、図４（ｃ）は、図２（ｂ）の状態における高さ方向断面図である。図５は、図１とは別形態の第１固定具を含む部分の断面図である。
【００２８】
図１〜図５により、接続及び分離装置の構造を説明する。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。
【００２９】
図１、図２に示すとおり、第１接続部は、飛翔体１内に嵌め込まれた第１固定具４０が装置本体部１０で固定されることで接続された部分である。装置本体部１０は、飛翔体１の長さ方向に底面３の内面に沿って配置されており、第１固定具４０は、補助ロケットモータ２側に取り付けられている。
【００３０】
図１〜図３に示すとおり、装置本体部１０は、シリンダ２１と、シリンダ２１内に収容された電気式点火器２２とピストン２３を有している。そして、シリンダ２１の軸方向延長上には、第１接続室ハウジング２５が配置され、第１接続室ハウジング２５内には、スライド枠２６とコイルバネ２８が収容されている。
【００３１】
シリンダ２１内のピストン２３の端面２３ａはスライド枠２６に当接しており、反対端面は間隔をおいて電気式点火器２２と正対している。ピストン２３が電気式点火器２２に正対している端部にはＯリングが嵌め込まれている。電気式点火器２２は、コネクタ４３、リードワイヤ（又はプラグ）４４を介して電源に接続されている。
【００３２】
ピストン２３には、電気式点火器２２の作動前に軸方向に移動しないように、ピストン２３の所望位置に形成された溝にピン２９が差し込まれている。ピン２９は、電気式点火器２２の作動時には、ピストン２３の移動による力を受けて破壊される。
【００３３】
図３、図４に示すとおり、スライド枠２６は、幅の異なる第１開口部２７ａと第２開口部２７ｂを有している。コイルバネ２８は、第１接続室ハウジング２５の端面２５ａとスライド枠２６の端面２６ａの間に嵌め込まれているが、必要に応じて両端が端面２５ａと端面２６ａに固着されていてもよい。
【００３４】
図１〜図３に示すとおり、装置本体部１０は、第１接続室ハウジング２５上に垂設された分離補助室３０を有している。分離補助室３０は、筒状周壁３１と天井面３２で囲まれた空間３３を有し、空間３３内には円柱状の栓３４とコイルバネ３５が収容されている。筒状周壁３１の天井面３２の反対側（端部３１ａ側）は開口しており、前記開口部は第１接続室ハウジング２５内に開放されている。
【００３５】
栓３４は、直径方向に対向する位置に設けられた２本のガイドピン３６ａ、３６ｂを有しており、筒状周壁３１は、直径方向に対向する位置に設けられた２本のガイドレール３７ａ、３７ｂを有しており、２本のガイドピン３６ａ、３６ｂが２本のガイドレール３７ａ、３７ｂに沿って下降することで、下降時における栓３４の回転が防止される。なお、ガイドピンを１本にし、ガイドレールを１本にしてもよい。
【００３６】
コイルバネ３５は、天井面３２と栓３４の上面３４ａとの間に嵌め込まれているが、必要に応じて、両端が天井面３２と栓３４の上面３４ａに固着されていてもよい。コイルバネ３５の作用により、第１固定具４０は下方に押されている。
【００３７】
第１固定具４０は、第１固定具４０のフック部４０ａが、固定板４１に設けられた凹部４２に引っ掛けられることで、フック部４０ａと凹部４２の接触部分にて、回転可能な状態で補助ロケットモータ２側に接続されている。
【００３８】
第１固定具４０は、フック部４０ａと凹部４２の組み合わせのように、回転可能な状態にて固定板４１に取り付けられていることが必要であり、このような回転可能な状態であれば、例えば、図５のような取り付け状態でもよい。図５では、第１固定具４０の一端側に貫通孔６１が形成されており、貫通孔６１に、固定板４１から突設された回転軸６２が回転自在に嵌め込まれている。
【００３９】
図２〜図４に示すとおり、飛翔体１の底面３に設けられた穴４には、第１固定具４０の先端部４０ｂを含む部分が差し込まれている。先端部４０ｂは、スライド枠２６の上方に突き出されており、栓３４の下面に当接している。
【００４０】
このとき、スライド枠２６の第１開口部２７ａの内周縁部分が、第１固定具４０の側面に設けられた切り欠き（又は溝）４５に差し込まれた状態になっているため（図３（ａ）、図４（ａ））、第１固定具４０が下方に脱落することはない。
【００４１】
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固定具５２が嵌め込まれることで接続された部分である。
【００４２】
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（装置本体部１０の方向）と反対方向になるように嵌め込まれている。
【００４３】
固定板４１の端部と第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。
【００４４】
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。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。
【００４５】
次に、図１、図２、図３により、本発明の接続及び分離装置の動作を説明する。
【００４６】
〔図１（ａ）、図２（ａ）、図３（ａ）、図４（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）、図３（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の推力が第１固定軸４０を押すことで上昇し、飛行する。
【００４７】
〔図１（ｂ）、図２（ｂ）、図３（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２２に通電が開始され、電気式点火器２２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２１内のピストン２３が激しく押圧されて、軸方向に直線運動する。
【００４８】
そして、図２（ｂ）、図３（ｂ）のように、ピストン２３の端面２３ａがスライド枠２６を押圧するため、スライド枠２６が移動して、第２開口部２７ｂが第１固定具４０の先端部４０ｂの位置に至る。
【００４９】
このとき、第２開口部２７ｂの内周縁部分は、第１固定具４０の切り欠き４５から離れた状態になるため（図４（ｂ））、支えるものがなくなった第１固定具４０はスライド枠２６から脱落し、更に穴４から脱落する。また、コイルバネ３５によって押圧されている栓３４も第１固定具４０を押圧するため、脱落が促進される。
【００５０】
なお、電気式点火器２２の作動時には、瞬間的にシリンダ２１内の温度及び圧力が上昇してピストン２３が直線運動するが、その後、シリンダ２１内の温度及び圧力が下降して、コイルバネ２８の押圧力を受けたピストン２３が逆戻りすることで、第１固定具４０の脱落が阻害される可能性も考えられる。このため、図３（ａ）に示すピストン２３の周面に設けた溝又は穴２３ｂに、図３（ｂ）に示すピン２４が、圧縮されたバネの作用で差し込まれるようにすることで、ピストン２３の逆戻りが防止されるようにしてもよい。
【００５１】
第１固定具４０の脱落と連動して下降した栓３４は、ガイドピン３６ａ、３６ｂが筒状周壁の端部３１ａに当たることで下降が停止して、穴４を閉塞する。このように穴４が閉塞されるため、穴４の部分が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。
【００５２】
〔図１（ｃ）の状態〕
そして、図１（ｃ）のように、第１固定具４０が飛翔体１から脱落し、第１固定具４０の脱落と連動して、後方固定軸５１から第２固定具５２が脱落し、飛翔体１から補助ロケットモータ２が切り離される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【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）、（ｂ）は、図１（ａ）、（ｂ）の部分拡大図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、図２（ａ）、（ｂ）の幅方向断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図２における高さ方向の断面図である。
【図５】第１固定具の取り付け状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  飛翔体
２  補助ロケットモータ
１０  装置本体部
２１  シリンダ
２２  電気式点火器
２３  ピストン
２６  スライド枠
４０  第１固定具
５１  後方固定軸
５２  第２固定具
【図１】
0004712511.tif 000002
【図２】
0004712511.tif 000003
【図３】
0004712511.tif 000004
【図４】
0004712511.tif 000005
【図５】
0004712511.tif 000006