(57)【要約】【課題】ジェットベーンを、飛しょう体から切り離して外部に放出するときに生じることのあるジェットベーンの振れ回りを防止する。【解決手段】ジェットベーン３を変角するリンク機構の一部をなす溝付きプッシュプッシュリンク２３と、飛しょう体外殻１の後端に分離部１５を結合する結合バンド５と、結合バンド５の後端から後方に向けて突出するピン２０と、両端部に位置する対をなすピン２０の押圧力により弾性変形して結合バンド５の後部に配置された板ばね２１と、板ばね２１の内周面に基部が固着されたフック２４とを備えている。フック２４の内周面には、突起２５が設けられており、結合バンド５の切断によりピン２０が外殻外周面から離脱することにより板ばね２１への押圧力が解除され、板ばね２１が復元したときに溝付きプッシュプッシュリンク２３の溝２６に係合して前記リンク機構の動きを規制する構成としている。【選択図】        図１
2005003302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛しょう体のロケットモータから噴出される噴流中に設置され、リンク機構の作動により変角して偏向流を発生させ、該飛しょう体の低速飛しょう時の姿勢制御を行なうジェットベーンが、飛しょう速度が大きくなり当該飛しょう体から分離されたときに振れ回るのを防止するジェットベーンロック装置において、
前記ジェットベーンが、飛しょう体外殻の後端に結合バンドを介し結合された分離部に設けられており、
前記結合バンドの切断により弾性力を発生するばね部材と、該ばね部材の弾性力で前記リンク機構の動きを規制する規制部材とを設けたことを特徴とするジェットベーンロック装置。
【請求項２】
前記リンク機構は外周面に溝を形成した溝付きリンクを有し、前記ばね部材は前記結合バンドの後端から後方に向けて突出するピンの押圧力により弾性変形して前記結合バンドの後部に配置されており、前記規制部材は前記ばね部材に固着されていて、前記結合バンドの切断により前記結合バンドと共に前記ピンが前記外殻外周面から離脱することにより、前記ばね部材への押圧力が解除され、前記ばね部材の弾性力で前記規制部材が前記溝付きリンクの溝に係合して前記リンク機構の動きを規制する請求項１記載のジェットベーンロック装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飛しょう体等の姿勢制御用として、ロケットモータから噴出する燃焼ガスの噴流を偏向させるジェットベーンの動きを拘束するためのジェットベーンロック装置に係り、特に発射直後の姿勢制御用としての使命を果したジェットベーンを、飛しょう体から分離するときに、分離されたジェットベーンが、燃焼ガスの噴流により振れ回るのを防止するためのジェットベーンロック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飛しょう体のロケットモータで発生した高温、高圧の燃焼ガスを、飛しょう体の後部に配置したノズルから後方へ噴射させて推進する飛しょう体等の姿勢制御用として、ノズルから噴射された燃焼ガスの噴流中に配置され、変角させることにより燃焼ガスの噴流方向を機体軸方向から偏向させ、所望の姿勢制御に必要な横方向の推力を発生させるジェットベーンが従来から使用されている。
【０００３】
飛しょう体は発射初期の低速状態から目標を追尾する音速をはるかに越える高速状態までの広範囲の速度域で飛しょうし、しかも、全飛しょう速度域において機体姿勢を制御する必要がある。そのために、飛しょう体には、発射直後の飛しょう速度が低い状態での姿勢制御用として用いる前述したジェットベーンと、発射時から時間が経過し、ロケットモータの加速によりある程度の飛しょう速度となり、この飛しょう速度で発生する空気力を姿勢制御用として用いる操舵翼とが設けられている。
【０００４】
このうち、ジェットベーンは、飛しょう体がある程度の速度域になったときには、操舵翼のみによる姿勢制御力で充分になるために、発射直後の姿勢制御を行った後、ジェットベーンを飛しょう体に結合している結合バンドを切断し、ジェットベーンを飛しょう体から分離するようにしている。
【０００５】
姿勢制御用としての使命を果したジェットベーンを飛しょう体から分離することにより、飛しょう体の重量がその分軽くなり、飛しょう体の運動性能が向上する。さらに、前述したように、ジェットベーンは、飛しょう体の推力を発生させる燃焼ガス中に配置されているために、飛しょう体から分離することにより、後方へ噴射される噴流の障害物が除去される結果、分離後には推進に寄与する推力が向上して、飛しょう体はより高速で飛しょうすることができるようになる。
【０００６】
図２は、ジェットベーンを飛しょう体から分離するための分離機構を示す図で、図２（ａ）は、軸心より上方が飛しょう体の後方に配置されているロケットモータの側面図、軸心より下方がロケットモータの縦断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す矢視Ｄ−Ｄにおける背面図、図２（ｃ）は図２（ａ）に示す矢視Ｅ−Ｅにおける平面図である。
【０００７】
図２に示すように、ロケットモータを包囲して設けられた飛しょう体の外殻１内にノズル２が配置されており、ジェットベーン３はノズル２の後方に配置されている。ジェットベーン３の翼根部に一体形成されたヒンジ軸７は、ブラケット６に設けられた軸受８により回動自在に支持されている。４個のブラケット６は、外殻１の後端にバンド５の締め付け力によって結合された分離板１６からそれぞれ後方へ突出して設けられている。
【０００８】
ヒンジ軸７の両側には一対のアーム１７が設けられており、各々のアーム１７には一対のプッシュプッシュリンク９が連結され、プッシュプッシュリンク９は球面座１２を介してアイドルアーム１０の両側に連結されている。アイドルアーム１０はその中間部で回動可能に軸支されており、そのアイドルアーム１０の軸支点から離れた部位にリニアアクチュエータ１１の出力軸が連結されている。リニアアクチュエータ１１の出力軸の直線的な作動によりアーム１０は軸支点を中心に回動する。アーム１０の動きはリンク機構を構成するプッシュプッシュリンク９、アーム１７を介してヒンジ軸７に伝えられ、ヒンジ軸７は軸受８内で回動して、ジェットベーン３の変角を行なう。
【０００９】
ノズル２の前方に設けられた図示省略の燃焼室で発生した高温、高圧の燃焼ガスは、ノズル２で加速され後方に噴射される。噴射された燃焼ガスの噴流４は、ジェットベーン３により偏向され、そこで発生する偏向流によって低速飛しょう時の飛しょう体の姿勢制御を行うための横推力が発生する。このように、ジェットベーン３は、前記リンク機構を介しその変角を行うことにより、発射直後の低速飛しょう時の飛しょう体姿勢制御を可能としている。
【００１０】
発射時から時間が経過し、ロケットモータによる加速によって飛しょう体の速度が充分に大きくなって、空気力によって姿勢制御を行う操舵翼による姿勢制御ができるようになり、ジェットベーン３による操舵が不要となると、結合バンド５の後端に連結され、後方へ延設された結合バンド切断用火工品１３に点火される。結合バンド切断用火工品１３で発生した火炎によって、結合バンド５は切断位置５１で溶融切断され、それによってジェットベーン３は分離される。
【００１１】
すなわち、結合バンド５が溶融切断されると、結合バンド５の有する弾性力によって、図２（ｂ）の矢印で示すように、結合バンド５には外側へ展開する展開力Ｆが生じ、結合バンド５が展開し、外殻１の後端に結合バンド５の締め付け力によって結合されている分離板１６をはじめとする分離面１４より後方に配置されていたブラケット６、軸受８、ヒンジ軸７、ジェットベーン３、アーム１７およびプッシュプッシュリンク９からなる分離部１５には、ジェットベーン３に生じる噴流４による抵抗によって、図２（ａ）の矢印で示すように、後方への分離力Ｇが生じ分離部１５は飛しょう体から分離する。
【００１２】
しかしながら、分離部１５が飛しょう体から分離する際には、プッシュプッシュリンク９も他の分離部１５と共に後方に移動するため、プッシュプッシュリンクの先端部はアイドルアーム１０に設けられた球面座１２から抜け出して離脱し、プッシュプッシュリンク９の動きがフリーとなる。この結果、ヒンジ軸７は回動自在になり、ジェットベーン３は噴流力により振れ回るようになる。
【００１３】
このように、分離部１５が飛しょう体から分離される際に、ジェットベーン３が振れ回ると、ジェットベーン３がノズル２内周面に接触してノズル２の内周面を損傷させ、さらに、噴流４に異常な偏向流を発生させて、飛しょう体の姿勢制御に大きな外乱を印加させる恐れがある。
【００１４】
ジェットベーン３の振れ回りを抑えるため、ジェットベーン３のヒンジラインを前方に移動し、ジェットベーン３が噴流４の方向へ変角するようにして安定翼化させることも考えられるが、ヒンジラインを形成するヒンジ軸７を取り付ける位置は、ノズル２によって一定位置にされているため、ヒンジラインを前方へ移動させることは、ジェットベーン３の位置を後方へ移動させる、つまり、ジェットベーン３の後端が後部にせり出すことになり、飛しょう体が機体軸方向に長くなる結果、急激な旋回運動が困難になる等、飛しょう体の運動性能が低下するという新たな問題が発生する可能性がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の点に鑑み、飛しょう体発射初期の姿勢制御用の使命を終えたジェットベーンを、飛しょう体から切り離して外部に放出するときに生じることのあるジェットベーンの振れ回りを防止して、ジェットベーンの振れ回りによって生じることのあるノズル内周面との接触、それによるノズル内周面の損傷、姿勢制御に大きな外乱を印加する異常な偏向力の発生を無くするジェットベーンロック装置を提供することを目的とする。
【００１６】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、飛しょう体のロケットモータから噴出される噴流中に設置され、リンク機構の作動により変角して偏向流を発生させ、該飛しょう体の低速飛しょう時の姿勢制御を行なうジェットベーンが、飛しょう速度が大きくなり当該飛しょう体から分離されたときに振れ回るのを防止するジェットベーンロック装置において、
前記ジェットベーンが、飛しょう体外殻の後端に結合バンドを介し結合された分離部に設けられており、
前記結合バンドの切断により弾性力を発生するばね部材と、該ばね部材の弾性力で前記リンク機構の動きを規制する規制部材とを設けたことを特徴としている。
【００１８】
本願請求項２の発明に係るジェットベーンロック装置は、請求項１において、前記リンク機構が外周面に溝を形成した溝付きリンクを有し、前記ばね部材は前記結合バンドの後端から後方に向けて突出するピンの押圧力により弾性変形して前記結合バンドの後部に配置されており、前記規制部材は前記ばね部材に固着されていて、前記結合バンドの切断により前記結合バンドと共に前記ピンが前記外殻外周面から離脱することにより、前記ばね部材への押圧力が解除され、前記ばね部材の弾性力で前記規制部材が前記溝付きリンクの溝に係合して前記リンク機構の動きを規制することを特徴としている。
【００１９】
本発明のジェットベーンロック装置によれば、飛しょう体発射初期の姿勢制御用の使命を終えたジェットベーンを、飛しょう体から分離して外部に放出するときに生じることのあるジェットベーンの振れ回りを完全に防止できて、ジェットベーンの振れ回りによって生じる可能性のあるノズル内周面との接触、それによるノズル内周面の損傷、姿勢制御の大きな外乱となる異常な偏向力の発生を無くすることができる。
【００２０】
また、本発明のジェットベーンロック装置では、ヒンジラインを変更する必要はなく、ジェットベーンの後端が後部にせり出して、飛しょう体が機体軸方向に長くなることはない。
【００２１】
さらに、本発明のジェットベーンロック装置では、ジェットベーンをロックするための特別な駆動装置、ロックのタイミングを制御する装置といったものを必要とせず、簡素な構成にでき、信頼性が高く、かつ安価なジェットベーンロック装置とすることができる。
【００２２】
加えて、本発明のジェットベーンロック装置では、ジェットベーンのロックとジェットベーンの飛しょう体からの分離とが略同じタイミングで行われるため、この点からも、信頼性の高い装置となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るジェットベーンロック装置の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２４】
図１は、ジェットベーンを飛しょう体から分離するための分離機構を示す図で、図１（ａ）は軸心より上方が飛しょう体の後方に配置されているロケットモータの側面図、また、軸心より下方がロケットモータの縦断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す矢視Ａ−Ａにおける背面図、図１（ｃ）は図１（ａ）に示す矢視Ｂ−Ｂにおける平面図、図１（ｄ）は図１（ｂ）に示す矢視Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【００２５】
なお、図１において図２に示した部材と同一若しくは類似の部材には同一の符号を付して説明は省略する。
【００２６】
図１に示すように、結合バンド５の機体軸後方端面には４対のピン２０が、その各々のピン２０の先端が同端面に固着され、同端面から機体軸後方に突出して配設されている。ばね部材としての４枚の板ばね２１が結合バンド５内周側に、略その全内周にわたって配置されており、それら各板ばね２１の中央部はブラケット６に支持され、各板ばね２１の両端部が前記各対のピン２０によって押さえ付けられて、その押圧力により弾性変形した状態で保持されている。
【００２７】
ジェットベーン３を変角させるためのリンク機構の一部をなす溝付きプッシュプッシュリンク２３は、飛しょう体の機体軸と平行に配置され、アイドルアーム１０に対して球面座１２で当接しているため、この部分でアイドルアーム１０から分離可能な構造となっている。そして、ばね部材としての板ばね２１の内周面に基部２２が固着されたフック２４が、溝付きプッシュプッシュリンク２３に覆い被さるように設けられている。図１（ｄ）のようにフック２４の溝付きプッシュプッシュリンク２３と対向する側、いわゆる内周面には突起２５が設けられている。フック２４及び突起２５がリンク機構に対する規制部材として機能する。ロッド状の溝付きプッシュプッシュリンク２３のフック２４が覆い被さる部分（中央部）には多数の溝２６（例えばリンク外周面を周回するＶ溝等）が形成されており、板ばね２１の弾性変形が復元した時に、フック２４内周面の突起２５が溝付プッシュプッシュリンク２３の溝２６に係合して溝付プッシュプッシュリンク２３の動きを拘束する。
【００２８】
板ばね２１には、ピン２０による板ばね２１への押圧力が解除されたとき、板ばね２１に固着されたフック２４を所定の強さで、所定の大きさ外周側へ押し出すことができるものを使用する。
【００２９】
飛しょう体発射から時間が経過し、ロケットモータによる加速によって飛しょう体の速度が充分に大きくなって、空気力によって姿勢制御を行う操舵翼による姿勢制御ができるようになり、ジェットベーン３による操舵が不要になると、結合バンド５の後端に連結された結合バンド切断用火工品１３に点火される。結合バンド切断用火工品１３で発生した火炎によって結合バンド５は切断位置５１で溶融切断され、それによって結合バンド５は、自身が有する弾性力によって展開する。
【００３０】
その結果、結合バンド５によって外殻１の後端に結合されていた分離板１６をはじめ分離面１４より後方に配置されたブラケット６、軸受８、ヒンジ軸７、ジェットベーン３、アーム１７および溝付きプッシュプッシュリンク２３からなる分離部１５は、噴流４の抵抗を受けてジェットベーン３に作用する後方への分解力Ｇによって飛しょう体から分離される。
【００３１】
また、上述の通り結合バンド５が展開すると、結合バンド５の後端面に固着され、同後端面から突出して設けられているピン２０も結合バンド５の展開とともに外方へ移動し、その後ピン２０は結合バンド５と一体となって飛しょう体から分離される。
【００３２】
このとき、ピン２０によって押さえ付けられて、あらかじめ円弧状に弾性変形していた板ばね２１の両端部は、ピン２０の押圧力から開放され、弾性力により直線状に復元する。この板ばね２１が直線状に復元することに伴いフック２４も外周側へ移動し、フック２４の内周面に設けた突起２５が、図１（ｄ）の溝付きプッシュプッシュリンク２３の、フック２４が覆い被さる位置に形成された溝２６に係合し、押圧するリンクロック力Ｈが発生する。これによって、溝付きプッシュプッシュリンク２３の動きが拘束され、アーム１７、溝付きプッシュプッシュリンク２３で構成されるリンク機構の動きが規制される結果、ヒンジ軸７の回動を、ひいては、ジェットベーン３の振れ回りを防止することができる。
【００３３】
本実施の形態に係るジェットベーンロック装置では、結合バンド５を切断してジェットベーン３を飛しょう体から分離するときに、切断され展開する結合バンド５とともに外周側に移動するピン２０の動きによって、板ばね２１を弾性変形させている押圧力が解除され、外周側へ押し出される板ばね２１の復元力で、溝付きプッシュプッシュリンク２３に形成された溝２６にフック２４の内周面に設けた突起が係合し、リンク機構の一部をなすプッシュプッシュリンク２３の動きを拘束して、ヒンジ軸７の回動を規制し、噴流力によるジェットベーン３の振れ回りを防止することができ、ジェットベーン分離時のノズル内周面への接触、それによるノズル内周面の損傷、姿勢制御の大きな外乱となる異常な偏向力の発生を無くすることが可能である。
【００３４】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るジェットベーンロック装置では、結合バンドを切断してジェットベーンを飛しょう体から分離するときに、前記結合バンドの切断によりばね部材に弾性力を発生させ、該ばね部材の弾性力で規制部材によって前記リンク機構の動きを拘束して、ジェットベーンが取り付けられたヒンジ軸の回動を規制し、噴流力によるジェットベーンの振れ回りを防止することができる。これにより、ジェットベーン分離時のノズル内周面への接触、それによるノズル内周面の損傷、姿勢制御の大きな外乱となる異常な偏向力の発生を無くすることが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ジェットベーンを飛しょう体から分離するための分離機構に、本発明のジェットベーンロック装置の一実施の形態を適用したものを示す図で、図１（ａ）は軸心より上方が飛しょう体の後方に配置されているロケットモータの側面図、また、軸心より下方がロケットモータの縦断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す矢視Ａ−Ａにおける背面図、図１（ｃ）は図１（ａ）に示す矢視Ｂ−Ｂにおける平面図、図１（ｄ）は図１（ｂ）に示す矢視Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【図２】従来のジェットベーンを飛しょう体から分離する分離機構を示す図で、図２（ａ）は軸心より上方が飛しょう体の後方に配置されているロケットモータの側面図、軸心より下方がロケットモータの縦断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す矢視Ｄ−Ｄにおける背面図、図２（ｃ）は図２（ａ）に示す矢視Ｅ−Ｅにおける平面図である。
【符号の説明】
１  外殻
２  ノズル
３  ジェットベーン
４  噴流
５  結合バンド
６  ブラケット
７  ヒンジ軸
８  軸受
９  プッシュプッシュリンク
１０  アイドルアーム
１１  リニアアクチュエータ
１２  球面座
１３  結合バンド切断用火工品
１４  分離面
１５  分離部
１６  分離板
１７  アーム
２０  ピン
２１  板ばね
２２  フック基部
２３  溝付きプッシュプッシュリンク
２４  フック
２５  突起
２６  溝
５１  切断位置
Ｆ  展開力
Ｇ  分離力
Ｈ  リンクロック力
【図１】
2005003302.tif 000003
【図２】
2005003302.tif 000004