(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアロケットにブースタロケットを結合する装置であって、コアロケットから斜め後方に延出してブースタロケットの尾部に連結するブレースに、同ブレースを所定量伸長させてその伸長状態を維持する緩衝手段を備え、
緩衝手段が、コアロケットおよびブースタロケットのいずれか一方側に連結されるシリンダと、他方側に連結され且つシリンダに対してその軸線方向に移動可能に挿入したピストンを備えると共に、シリンダおよびピストンの相互に移動により全体を伸縮可能とし、シリンダ内に、ピストンの伸長方向の移動に伴って容積が減少する圧力室を形成すると共に、最大容積にした圧力室に作動用流体を充填し、ピストンに、所定の圧力で開放状態となって圧力室から作動用流体を排出する一方向制御弁を備えると共に、シリンダとピストンの間に、伸長方向に所定量移動した位置で互いを拘束するロック機構を備えたことを特徴とするブースタロケットの結合装置。
【請求項２】
シリンダが、ピストンを摺動自在に挿入した内筒と、内筒の外周側に環状空間を形成する外筒を備えていると共に、ピストンが、内筒の内側面に摺接する大径部を備えており、内筒とピストンとの間で、大径部の一方側に圧力室を形成すると共に、大径部の他方側に一方向制御弁側へ連通する流入空間を形成し、環状空間、圧力室および流入空間に作動用流体を充填し、内筒に、その内外を連通させる複数の流通孔を軸線方向に所定間隔で設けたことを特徴とする請求項１に記載のブースタロケットの結合装置。
【請求項３】
ロック機構が、ピストンを摺動自在に保持するリテーナと、リテーナに形成した貫通孔において同リテーナの内側に突没可能に収容された係合用ボールと、ピストンに形成したボール係合部と、リテーナの外周側でスプリングによりピストンの軸線方向に付勢されるとともにピストンの移動により貫通孔とボール係合部が一致した際に係合用ボールをリテーナの内側に突出させて保持するスリーブを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のブースタロケットの結合装置。
【請求項４】
コアロケットにブースタロケットを結合する装置であって、コアロケットから斜め後方に延出してブースタロケットの尾部に連結するブレースに、同ブレースを所定量伸長させてその伸長状態を維持する緩衝手段を備え、
緩衝手段が、コアロケットおよびブースタロケットのいずれか一方側の連結体と他方側の連結体を同軸状に備え、一方側の連結体には他方側の連結体にその軸線方向に摺動自在に挿入する軸体が同軸状に設けてあり、軸体と他方側の連結体の相互の移動により全体を伸縮可能とし、軸体と他方側の連結体の間に、伸長方向に所定量移動した位置で互いを拘束するロック機構を備えたことを特徴とするブースタロケットの結合装置。
【請求項５】
一方側の連結体が、他方側の連結体側へ進退可能な軸体と、軸体を後退位置に保持するスプリングを備えており、軸体と一方側の連結体の間に、伸長方向に所定量移動した位置で互いを拘束するロック機構を設けたことを特徴とする請求項４に記載のブースタロケットの結合装置。
【請求項６】
ロック機構が、連結体に形成した貫通孔において同連結体の内側に突没可能に収容された係合用ボールと、軸体に形成したボール係合部と、連結体の外周側でスプリングにより軸体の軸線方向に付勢されるとともに軸体の移動により貫通孔とボール係合部が一致した際に係合用ボールを連結体の内側に突出させて保持するスリーブを備えていることを特徴とする請求項４または５に記載のブースタロケットの結合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コアロケットにブースタロケットを結合するのに用いるブースタロケットの結合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブースタロケットの結合装置は、コアロケットに対してブースタロケットを拘束すると共に、ブースタロケットの推進力をコアロケットに伝達する機能を有する。このような結合装置は、ブースタロケットの大きさや配置、あるいは分離方式などに応じて適宜の構成のものが採用されており、例えば、昭和５８年４月２５日に丸善が発行した『航空宇宙工学便覧・増補版』の第４６２頁に記載されているように上下の取付け金具を用いたものがあり、このほかには、複数のブレースを用いてブースタロケットの上下をコアロケットに結合するようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、固体推進薬を用いたブースタロケットにおいて、一体成形が可能なＦＲＰ製のモータケースが採用されつつある。ところが、ＦＲＰ製モータケースを用いたブースタロケットでは、燃焼開始とともにモータケース全体が機軸方向に伸び、その伸長量はモータケースの大型化に伴って無視できない大きさになる。このため、従来のブースタロケットの結合装置では、ＦＲＰ製モータケースのブースタロケットへの適用を考えると、モータケースの伸長により、ブースタロケットの姿勢角が変化したり、結合装置自体に過大な荷重が加わったりする恐れがあることから、直接採用することが困難であり、このような不具合を解決するためにモータケースの伸びに対する改善が望まれていた。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、とくにＦＲＰ製モータケースを用いたブースタロケットに好適であって、燃焼開始とともに生じるモータケースの機軸方向の伸びに対応することができるブースタロケットの結合装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わるブースタロケットの結合装置は、請求項１として、コアロケットにブースタロケットを結合する装置であって、コアロケットから斜め後方に延出してブースタロケットの尾部に連結するブレースに、同ブレースを所定量伸長させてその伸長状態を維持する緩衝手段を備え、緩衝手段が、コアロケットおよびブースタロケットのいずれか一方側に連結されるシリンダと、他方側に連結され且つシリンダに対してその軸線方向に移動可能に挿入したピストンを備えると共に、シリンダおよびピストンの相互に移動により全体を伸縮可能とし、シリンダ内に、ピストンの伸長方向の移動に伴って容積が減少する圧力室を形成すると共に、最大容積にした圧力室に作動用流体を充填し、ピストンに、所定の圧力で開放状態となって圧力室から作動用流体を排出する一方向制御弁を備えると共に、シリンダとピストンの間に、伸長方向に所定量移動した位置で互いを拘束するロック機構を備えた構成としており、上記の構成を課題を解決するための手段としている。
【０００６】
また、本発明に係わるブースタロケットの結合装置は、請求項２として、シリンダが、ピストンを摺動自在に挿入した内筒と、内筒の外周側に環状空間を形成する外筒を備えていると共に、ピストンが、内筒の内側面に摺接する大径部を備えており、内筒とピストンとの間で、大径部の一方側に圧力室を形成すると共に、大径部の他方側に一方向制御弁側へ連通する流入空間を形成し、環状空間、圧力室および流入空間に作動用流体を充填し、内筒に、その内外を連通させる複数の流通孔を軸線方向に所定間隔で設けた構成とし、請求項３として、ロック機構が、ピストンを摺動自在に保持するリテーナと、リテーナに形成した貫通孔において同リテーナの内側に突没可能に収容された係合用ボールと、ピストンに形成したボール係合部と、リテーナの外周側でスプリングによりピストンの軸線方向に付勢されるとともにピストンの移動により貫通孔とボール係合部が一致した際に係合用ボールをリテーナの内側に突出させて保持するスリーブを備えている構成としており、上記の構成を課題を解決するための手段としている。
【０００７】
さらに、本発明に係わるブースタロケットの結合装置は、請求項４として、コアロケットにブースタロケットを結合する装置であって、コアロケットから斜め後方に延出してブースタロケットの尾部に連結するブレースに、同ブレースを所定量伸長させてその伸長状態を維持する緩衝手段を備え、緩衝手段が、コアロケットおよびブースタロケットのいずれか一方側の連結体と他方側の連結体を同軸状に備え、一方側の連結体には他方側の連結体にその軸線方向に摺動自在に挿入する軸体が同軸状に設けてあり、軸体と他方側の連結体の相互の移動により全体を伸縮可能とし、軸体と他方側の連結体の間に、伸長方向に所定量移動した位置で互いを拘束するロック機構を備えた構成とし、請求項５として、一方側の連結体が、他方側の連結体側へ進退可能な軸体と、軸体を後退位置に保持するスプリングを備えており、軸体と一方側の連結体の間に、伸長方向に所定量移動した位置で互いを拘束するロック機構を設けた構成とし、請求項６として、ロック機構が、連結体に形成した貫通孔において同連結体の内側に突没可能に収容された係合用ボールと、軸体に形成したボール係合部と、連結体の外周側でスプリングにより軸体の軸線方向に付勢されるとともに軸体の移動により貫通孔とボール係合部が一致した際に係合用ボールを連結体の内側に突出させて保持するスリーブを備えている構成としており、上記の構成を課題を解決するための手段としている。
【０００８】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わるブースタロケットの結合装置では、燃焼開始とともにモータケースが機軸方向に伸長すると、コアロケットから斜め後方に延出してブースタロケットの尾部に連結したブレースが緩衝手段により伸長する。具体的には、緩衝手段におけるシリンダとピストンが互いに引張られる状態となって圧力室に充填した作動用流体が加圧され、その圧力により一方向制御弁が開放状態となって作動用流体が排出され、作動用流体の排出に伴って緩衝手段全体が伸長する。これにより、モータケースの伸長によりコアロケットとブースタロケットの間に発生する荷重（変位）が緩衝手段により吸収され、ブースタロケットの姿勢角が変化したりブレースに過大な荷重が加わったりするのを防止する。また、ブレースの伸長後は、緩衝手段によりブレースの伸長状態を維持し、伸長した緩衝手段は、ロック機構によりシリンダとピストンを互いに拘束してブレースを伸長状態に維持するので、ブースタロケットの推進力が確実にコアロケットに伝達されることとなる。
【００１０】
本発明の請求項２に係わるブースタロケットの結合装置では、シリンダおよびピストンが伸長方向に移動する際に、圧力室内の作動用流体は流通孔を通って環状空間に流れ、環状空間内の作動用流体は別の流通孔を通って流入空間に流れ、流入空間の作動用流体は一方向制御弁から排出される。このとき、当該結合装置では、内筒に、その内外を連通させる複数の流通孔を軸線方向に所定間隔で設けているので、大径部の移動に伴って、圧力室から環状空間に作動用流体を流す流通孔の数が減り、これとは逆に、環状空間から流入空間に作動用流体を流す流通孔の数が増えることとなる。つまり、シリンダに対してピストンが伸長方向に移動するのに伴って、圧力室から流出する作動用流体の流量を減少させ且つ圧力を増大させて、モータケースの伸長によりコアロケットとブースタロケットの間に発生する荷重（変位）を吸収する。
【００１１】
本発明の請求項３に係わるブースタロケットの結合装置では、貫通孔を有するリテーナ、係合用ボール、ピストンに形成したボール係合部、およびスプリングにより付勢されるスリーブを備えたロック機構により、緩衝手段の伸長状態を維持する。すなわち、ロック機構は、緩衝手段が収縮状態にあるときには、リテーナの貫通孔とピストンのボール係合部とがずれた位置にあるので、貫通孔内の係合用ボールはピストンの側面に当接してリテーナの内側に没入した状態にあり、スリーブは係合用ボールにより移動が妨げられてスプリングを圧縮した状態にしている。そして、シリンダおよびピストンが互いに伸長方向に移動して貫通孔とボール係合部とが一致すると、スプリングの反発力で移動するスリーブによって貫通孔内の係合用ボールがリテーナの内側に押圧され、係合用ボールがリテーナの内側に突出してボール係合部に係合し、さらに、スリーブで係合用ボールの移動を阻止する。これにより、シリンダとピストンが互いに拘束され、緩衝手段の伸長状態を維持することとなる。
【００１２】
本発明の請求項４に係わるブースタロケットの結合装置では、モータケースが機軸方向に伸長すると、コアロケットから斜め後方に延出してブースタロケットの尾部に連結したブレースが緩衝手段により伸長する。具体的には、一方側および他方側の両連結体が互いに引張られる状態となって、一方側の連結体の軸体と他方側の連結体が摺動して緩衝手段全体が伸長することとなり、これにより、モータケースの伸長によりコアロケットとブースタロケットの間に発生する荷重（変位）を吸収する。また、伸長した緩衝手段は、ロック機構により軸体と他方側の連結体を互いに拘束してブレースを伸長状態に維持し、ブースタロケットの推進力をコアロケットに伝達する。
【００１３】
本発明の請求項５に係わるブースタロケットの結合装置では、モータケースが機軸方向に伸長すると、請求項４のように一方側の連結体の軸体と他方側の連結体が摺動してロック機構により拘束されるのに続いて、一方側の連結体と軸体がスプリングを圧縮しつつ摺動して緩衝手段全体がさらに伸長することとなり、これにより、モータケースの伸長によりコアロケットとブースタロケットの間に発生する荷重（変位）を２段階に吸収する。また、伸長した一方側の連結体と軸体は、ロック機構により互いに拘束され、軸体と他方側の連結体にあっても先にロック機構により拘束されているので、これによりブレースを伸長状態に維持する。
【００１４】
本発明の請求項６に係わるブースタロケットの結合装置では、連結体に形成した貫通孔、係合用ボール、軸体に形成したボール係合部、およびスプリングにより付勢されるスリーブを備えたロック機構により、緩衝手段の伸長状態を維持する。すなわち、ロック機構は、緩衝手段が収縮状態にあるときには、連結体の貫通孔と軸体のボール係合部とがずれた位置にあるので、貫通孔内の係合用ボールは軸体の側面に当接して連結体の内側に没入した状態にあり、スリーブは係合用ボールにより移動が妨げられてスプリングを圧縮した状態にしている。そして、軸体および連結体が互いに伸長方向に移動して貫通孔とボール係合部とが一致すると、スプリングの反発力で移動するスリーブによって貫通孔内の係合用ボールが連結体の内側に押圧され、係合用ボールが連結体の内側に突出してボール係合部に係合し、さらに、スリーブで係合用ボールの移動を阻止する。これにより、軸体と連結体が互いに拘束され、緩衝手段の伸長状態を維持することとなる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わるブースタロケットの結合装置によれば、コアロケットから斜め後方に延出してブースタロケットの尾部に連結するブレースを採用すると共に、ブースタロケットの燃焼開始とともに生じるモータケースの機軸方向の伸びに追従して緩衝手段によりブレースを伸長させることから、コアロケットとブースタロケットの間に発生する荷重（変位）を吸収することができ、これにより、ブースタロケットの姿勢角が変化したりブレースに過大な荷重が加わったりするのを防止することができると共に、ブレースの伸長後においては、緩衝手段によりブレースの伸長状態を維持して、ブースタロケットの推進力を確実にコアロケットに伝達させることができる。また、コアロケットから斜め後方に延出するブレースであることから、その軸線方向に推進力の伝達が行われ、推進力の伝達性を良好なものにすることができ、しかも、コアロケットとブースタロケットを結合するブレース自体に緩衝手段を備えているので、荷重（変位）を吸収する機能を備えたうえで結合装置全体の構造を簡単なものにすることができ、重量の軽減やコストの低下にも貢献し得る。
【００１６】
そして、上記のブースタロケットの結合装置によれば、作動用流体の排出を伴うシリンダとピストンの相互の移動により、モータケースの伸長でコアロケットとブースタロケットの間で発生する荷重（変位）をより円滑に吸収することができ、その後は、ロック機構によりシリンダとピストンを互いに拘束してブレースの伸長状態を確実に維持することができ、ブースタロケットの推進力を確実にコアロケットに伝達させることができる。
【００１７】
本発明の請求項２に係わるブースタロケットの結合装置によれば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえに、複数の流通孔を設けた内筒を採用したことにより、ピストンの伸長方向の移動に伴って圧力室内の圧力が増大することとなり、これによってモータケースの伸長でコアロケットとブースタロケットの間で発生する荷重（変位）をより一層円滑に吸収することができると共に、速やかな伸長動作を行うことができ、しかも、簡単な構造で良好な荷重吸収機能を得ることができる。
【００１８】
本発明の請求項３に係わるブースタロケットの結合装置では、請求項１および２と同様の効果を得ることができるうえに、貫通孔を有するリテーナ、係合用ボール、ピストンに形成したボール係合部、およびスプリングにより付勢されるスリーブを備えたロック機構を採用したことにより、簡単な構造で作動の信頼性の高いロック機構を得ることができ、また、伸長方向に移動したシリンダとピストンを充分な強度で互いに確実に拘束することができる。
【００１９】
本発明の請求項５に係わるブースタロケットの結合装置によれば、コアロケットから斜め後方に延出してブースタロケットの尾部に連結するブレースを採用すると共に、ブースタロケットの燃焼開始とともに生じるモータケースの機軸方向の伸びに追従して緩衝手段によりブレースを伸長させることから、コアロケットとブースタロケットの間に発生する荷重（変位）を吸収することができ、これにより、ブースタロケットの姿勢角が変化したりブレースに過大な荷重が加わったりするのを防止することができると共に、ブレースの伸長後においては、緩衝手段によりブレースの伸長状態を維持して、ブースタロケットの推進力を確実にコアロケットに伝達させることができる。また、コアロケットから斜め後方に延出するブレースであることから、その軸線方向に推進力の伝達が行われ、推進力の伝達性を良好なものにすることができ、しかも、コアロケットとブースタロケットを結合するブレース自体に緩衝手段を備えているので、荷重（変位）を吸収する機能を備えたうえで結合装置全体の構造を簡単なものにすることができ、重量の軽減やコストの低下にも貢献し得る。
そして、上記のブースタロケットの結合装置によれば、緩衝手段として、軸体を設けた一方側の連結体と他方側の連結体の採用により、構造をより簡単なものにすることができ、しかも、ロック機構により伸長方向に移動したシリンダとピストンを互いに拘束してブレースの伸長状態を確実に維持することができ、ブースタロケットの推進力を確実にコアロケットに伝達させることができる。
【００２０】
本発明の請求項５に係わるブースタロケットの結合装置によれば、請求項４と同様の効果を得ることができるうえに、モータケースの伸長によりコアロケットとブースタロケットの間に発生する荷重（変位）を２段階に吸収することができ、緩衝手段の伸長量の増加あるいは荷重吸収機能のさらなる円滑化などを実現することができる。
【００２１】
本発明の請求項６に係わるブースタロケットの結合装置によれば、請求項４および５と同様の効果を得ることができるうえに、連結体に形成した貫通孔、係合用ボール、軸体に形成したボール係合部、およびスプリングにより付勢されるスリーブを備えたロック機構を採用したことにより、簡単な構造で作動の信頼性の高いロック機構を得ることができ、また、伸長方向に移動した軸体と連結体を充分な強度で互いに確実に拘束することができる。
【００２２】
【実施例】
図１〜図４は、本発明に係わるブースタロケットの結合装置の一実施例を説明する図である。
【００２３】
図１に示すブースタロケットＢは、例えば、フィラメントワインディング法によって全体を一体成形したＦＲＰ製のモータケースを備えると共に、そのモータケースに固体推進薬を装填したものであって、尾部にはロケットノズルＮを備えている。このブースタロケットＢは、コアロケットＣの尾部寄りに配置され、前方ブレース１、後方ブレース２および中間ブレース３によりコアロケットＣに結合してある。なお、図ではコアロケットＣの片側のみを示したが、多くの場合、ブースタロケットＢはコアロケットＣの円周方向に複数配置される。
【００２４】
前方ブレース１は、コアロケットＣおよびブースタロケットＢにそれぞれ設けた前方連結具４，５間に連結してあって、コアロケットＣの機軸に対してほぼ直角に張出した状態にある。後方ブレース２は、コアロケットＣおよびブースタロケットＢにそれぞれ設けた後方連結具６，７間に連結してあって、コアロケットＣから斜め後方に延出した状態にある。また、中間ブレース３は、ブースタロケットＢの前方連結具５とコアロケットＣの後方連結具６の間に連結してある。
【００２５】
これらのブレース１〜３は、ブースタロケットＢの両側に各々２本ずつ設けてあって、各連結具４〜７に対しては軸線を適宜の方向に設定したピン等により特定方向の回動を許容し得るように連結してあり、コアロケットＣに対してブースタロケットＢの３軸方向の移動を規制すると共に、ブースタロケットＢの推進力をコアロケットＣに伝達する。また、この実施例では詳細な説明を省略するが、各ブレース１〜３はコアロケットＣとの間に火工品類を用いた分離手段を備えており、ブースタロケットＢの燃焼終了とともにコアロケットＣとブースタロケットの結合を解除する。
【００２６】
上記ブースタロケットＢの結合装置は、コアロケットＣから斜め後方に延出してブースタロケットＢの尾部に連結する後方ブレース２に、同ブレース２を所定量伸長させてその伸長状態を維持する緩衝手段１０を備えている。
【００２７】
ここで、ＦＲＰ製のモータケースを用いたブースタロケットＢでは、図２に示すように、燃焼開始とともにモータケースが機軸方向に伸長する。また、緩衝手段を備えていない後方ブレースを用いた場合、モータケースの伸長によりコアロケットＣの機軸に対する倒れ角が増大するので、例えば図３に示すように、初期の段階でモータケースの伸長量に対応した倒れ角を設けておけば、モータケースの伸びとともに倒れ角を無くすことが可能である。さらに、後方ブレースには、図４に示すように、モータケースの伸長に伴う引張り荷重が加わり、これに続いてブースタロケットＢの推進力伝達に伴う圧縮荷重が加わることになる。なお、図２〜図４では、着火時のモータケースの伸び量を１００ｍｍとした場合を想定している。
【００２８】
このような挙動を示すブースタロケットＢに対して、当該結合装置では、図１中に仮想線で示すように、燃焼開始とともにモータケースが機軸方向に伸長すると、後方ブレース２が緩衝手段１０により伸長し、これによりコアロケットＣとブースタロケットＢの間に発生する荷重（変位）を吸収する。したがって、初期の段階でブースタロケットＢに倒れ角（姿勢角）を設定しておかなくても、その倒れ角が変化することがなく、また、後方ブレース２に過大な荷重が加わることも防止される。さらに、後方ブレース２の伸長後は、緩衝手段１０により同ブレース２の伸長状態を維持するので、ブースタロケットＢの推進力をコアロケットＣに確実に伝達し、ブレース本来の機能を充分に果たすこととなる。
【００２９】
図５は、図１に示すブースタロケットの結合装置に適用される緩衝手段の一実施例を説明する図である。
【００３０】
図示の緩衝手段２０は、図１に示すコアロケットＣとブースタロケットＢを結合する後方ブレース２を構成するものであって、図中右側となるブースタロケット側に連結されるシリンダ２１と、コアロケット側に連結され且つシリンダ２１に対してその軸線方向に移動可能に挿入したピストン２２を備えると共に、シリンダ２１およびピストン２２の相互に移動により全体を伸縮可能としている。
【００３１】
シリンダ２１は、ブースタロケットの後方連結具７に対して、ピン９により底部が連結される有底円筒状の内筒２３と、内筒２３の外周側に環状空間２４を形成する外筒２５を備えている。
【００３２】
内筒２３は、底部側の端部の外周に断面鉤型のフランジ２６を有すると共に、同フランジ２６によりコアロケット側（図５の左側）に開放した環状溝２７を形成しており、この環状溝２７に外筒２５の一端部が嵌合している。また、内筒２３の開放側の端部は、外筒２５の内側に固定したリング状の閉塞部材２８の外周部に嵌合している。
【００３３】
外筒２５の他端部には、後記するロック機構を構成するリテーナ２９が設けてある。リテーナ２９は、ピストン２２を摺動自在に貫通させるものであって、内筒２３と同様に端部の外周に断面鉤型のフランジ３０を有すると共に、同フランジ３０によりブースタロケット側（図５の右側）に開放した環状溝３１を形成しており、この環状溝３１に外筒２５の他端部が嵌合している。このリテーナ２９は、外側の端面にピストン２２が摺動自在に貫通するリング３２がボルト３３により固定してあり、内側の端部は閉塞部材２８の内周部に嵌合している。
【００３４】
さらに、シリンダ２１は、ブースタロケット側の端部において、内筒２３のフランジ２６を挟み込む状態にして、一方のキャップ３４が外筒２５に螺着してあると共に、コアロケット側の端部において、リテーナ２９のフランジ３０を挟み込む状態にして、他方のキャップ３５が外筒２５に螺着してある。また、各部材の接触部分にはシールリング３６ａ〜３６ｅが設けてあり、部材間の気密性を確保している。
【００３５】
他方、ピストン２２は、内筒２３の内部に挿設されるブースタロケット側において、その中間部に、内筒２３の内側面に摺接する大径部３７を有すると共に、端部に、同じく内筒２３の内周面に摺接する閉塞部３８を有しており、閉塞部３８の外周部にはシールリング３６ｆが装着してある。また、ピストン２２は、内筒２３内の端部中央に凹部３９を有し、この凹部３９には一方向制御弁４０が収容してある。
【００３６】
そして、ピストン２２は、大径部３７のコアロケット側において、内筒２３および閉塞部材２８との間に、当該ピストン２２の伸長方向（図５の右方向）の移動に伴って容積が減少する圧力室４１を形成すると共に、大径部３７のブースタロケット側すなわち大径部３７と閉塞部３８の間において、内筒２３との間に、一方向制御弁４０側へ連通する流入空間４２を形成している。なお、流入空間４２は、ピストン２２に形成した流路４３を介して、一方向制御弁４０を収容した凹部３９の底部側に連通している。
【００３７】
また、内筒２３には、その内外を連通させる複数（この実施例では５個）の流通孔４４ａ〜４４ｅがシリンダ２１の軸線方向に所定間隔で設けてある。これらの流通孔４４ａ〜４４ｅは、図５の上半分に示す緩衝手段２０の収縮状態において、端から４つの流通孔４４ａ〜４４ｄが圧力室４１と環状空間２４を連通させており、残りの１つの流通孔４４ｆが環状空間２４と流入空間４２を連通させている。
【００３８】
これにより、圧力室４１、環状空間２４、流入空間４２、流路４３および凹部３９の底部側はすべて連通しており、圧力室４１の容積が最大となる当該緩衝手段２０の収縮状態において、これらの空間には作動用流体（例えば油）が充填してある。なお、流通孔４４ａ〜４４ｅは、内筒２３の軸線方向に配列した複数を１組として、内筒２３の円周方向に複数の組を設けても良い。
【００３９】
一方向制御弁４０は、テーパ部４０ａと、その小径端部に連続する軸部４０ｂを有している。これに対して、凹部３９は、ピストン２２の端部側から内径が漸次減少するテーパ部３９ａと、その小径端部に連続する円筒部３９ｂを有している。そして、一方向制御弁２０は、軸部４０ｂを凹部３９の底部側にして同凹部３９に収容されると共に、凹部３９の底部中央に螺着した保持ボルト４５との間にスプリング４６を介装することにより、凹部３９のテーパ部３９ａに当該弁のテーパ部４０ａを圧接させており、同テーパ部４０ａにはシールリング３６ｇが装着してある。
【００４０】
また、シリンダ２１とピストン２２の端部の間には、ピストン２２の伸長方向の移動に伴って容積が増大する排出用空間４７が形成してある。つまり、一方向制御弁４０は、圧力室４１側の圧力が所定値以上になると開放され、圧力室４１側の空間に充填した作動用流体を排出用空間４７に排出する。なお、排出用空間４７の容積は圧力室４１の容積よりも大きい。
【００４１】
さらに、シリンダ２１とピストン２２の間には、伸長方向に所定量移動した位置で互いを拘束するロック機構が設けてある。ロック機構は、ピストン２２を摺動自在に保持する先のリテーナ２９と、リテーナ２９に形成した貫通孔４８において同リテーナ２９の内側に突没可能に収容された係合用ボール４９と、ピストン２２に形成した凹状のボール係合部５０と、リテーナ２９の外周側と外筒２５の内周側の間に装着され且つスプリング５１によりピストン２２の軸線方向（ブースタロケット方向）に付勢したスリーブ５２を備えている。
【００４２】
スリーブ５２は、スプリング５１による付勢方向の先端部内側に、リテーナ２９の外側に突出した係合用ボール４９に当接する傾斜部５２ａを有し、傾斜部５２ａの付勢方向後端側に、リテーナ２９の内側に突出した係合用ボール４９に当接する円筒部５２ｂを有している。また、貫通孔４８、係合用ボール４９およびボール係合部５０は、リテーナ２９およびピストン２２の円周方向において複数箇所に設けてある。なお、ボール係合部５０は、ピストン２２の円周方向に溝状に形成してもよい。
【００４３】
上記ロック機構は、図５の上半分に示す緩衝手段２０の収縮状態において、貫通孔４８とボール係合部５０が圧力室４１の軸線方向の長さに相当する分だけずれた状態にある。また、貫通孔４８内の係合用ボール４９は、ピストン２２の側面に当接してリテーナ２９の内側に没入し、且つリテーナ２９の外側に突出してスリーブ５２の傾斜部５２ａに当接した状態にある、さらに、スリーブ５１は、係合用ボール４９により移動が妨げられてスプリング５１を圧縮した状態にしている。
【００４４】
上記の構成を備えたブースタロケットの結合装置は、図１中に仮想線で示すようにブースタロケットＢの燃焼開始とともにモータケースが機軸方向に伸長し始めると、緩衝手段２０におけるシリンダ２１とピストン２２が互いに逆方向に引張られる状態となり、圧力室４１、環状空間２４および流入空間４２に充填した作動用流体が加圧される。そして、圧力室４１側の圧力が所定値以上になると一方向制御弁４０が開放される。すなわち、圧力室４１側の圧力により、一方向制御弁４０がスプリング４６に抗して凹部３９から脱する方向に移動し、一方向制御弁４０のテーパ部４０ａと凹部３９のテーパ部３９ａとが離間する。
【００４５】
これにより、当該結合装置は、開放した一方向制御弁４０から作動用流体が排出用空間４７に排出され、この作動用流体の排出を伴いながらシリンダ２１とピストン２２が互いに移動し、緩衝手段２０全体が伸長することとなり、モータケースの伸長によりコアロケットＣとブースタロケットＢの間に発生する荷重（変位）を吸収する。
【００４６】
ここで、当該結合装置では、シリンダ２１およびピストン２２が伸長方向に移動し始めるときは、圧力室４１内の作動用流体は４つの流通孔４４ａ〜４４ｄを通って環状空間２４に流れ、環状空間２４内の作動用流体は別の１つの流通孔４４ｅを通って流入空間４２に流れ、流入空間４２の作動用流体が一方向制御弁４０から排出される。
【００４７】
そして、当該結合装置では、内筒２３に、その内外を連通させる複数の流通孔４４ａ〜４４ｅを軸線方向に所定間隔で設けているので、大径部３７の移動に伴って、圧力室４１から環状空間２４に作動用流体を流す流通孔の数が減り、これとは逆に、環状空間２４から流入空間４２に作動用流体を流す流通孔の数が増える。つまり、シリンダ２１に対してピストン２２が伸長方向に移動するのに伴って、圧力室４１から流出する作動用流体の流量が減少し、且つ圧力が増大することとなり、このように圧力を変化させることにより、コアロケットＣとブースタロケットＢの間で発生する荷重（変位）を速やかに且つより一層円滑に吸収するようにしている。
【００４８】
そしてさらに、当該結合装置では、緩衝手段２０が所定量伸長したところで、ロック機構によりシリンダ２１とピストン２２を互いに拘束し、緩衝手段２０の伸長状態を維持する。
【００４９】
すなわち、図５の下半分に示すように、緩衝手段２０が伸長状態に至ると、ピストン２２の大径部３７が閉塞部材３８に当接して同ピストン２２の移動が規制されると同時に、貫通孔４８とボール係合部５０とが一致する。これらが一致すると、スプリング５１の反発力で移動するスリーブ５２の傾斜部５２ａによって貫通孔４８内の係合用ボール４９がリテーナ２９の内側に押圧され、係合用ボール４９がリテーナ２９の内側に突出してボール係合部５０に係合する。そして、さらに移動したスリーブ５２の円筒部５２ｂによって係合用ボール４９の移動を阻止する。これにより、シリンダ２１とピストン２２が互いに拘束される。
【００５０】
このようにして、当該結合装置は、ロック機構により緩衝手段２０を含む後方ブレースの伸長状態を維持し、ブースタロケットＢの推進力を確実にコアロケットＣに伝達させる。また、当該結合装置は、コアロケットＣから斜め後方に延出する後方ブレースを採用しているので、その軸線方向に推進力の伝達が行われることとなり、推進力の伝達性が良好である。
【００５１】
さらに、当該結合装置では、貫通孔４８を有するリテーナ２９、係合用ボール４９、ピストン２２に形成したボール係合部５０、およびスプリング５１により付勢されるスリーブ５２を備えたロック機構を採用したことにより、簡単な構造で作動の信頼性の高いロック機構が得られ、しかも、伸長方向に移動したシリンダ２１とピストン２２を充分な強度で互いに確実に拘束する。
【００５２】
図６は、図１に示すブースタロケットの結合装置に適用される緩衝手段の他の実施例を説明する図である。
【００５３】
図示の緩衝手段６０は、図１に示すコアロケットＣとブースタロケットＢを結合する後方ブレース２を構成するものであって、図中左側となるコアロケット側に連結される一方側の連結体６１と、ブースタロケット側に連結される他方側の連結体６１を同軸状に備えている。一方側の連結体６１には、他方側の連結体６２にその軸線方向に摺動自在に挿入される軸体６３が同軸状に設けてある。この軸体６３は、一方側の連結体６１に対して、他方側の連結体６２側へ進退可能に設けてある。これにより、緩衝手段６０は、軸体６３と両連結体６１，６２との相互の移動により全体を伸縮可能としている。
【００５４】
両連結体６１，６２は、概略円筒状を成している。一方側の連結体６１は、内部中間に隔壁部６４を有し、この隔壁部６４を底部とする軸体６３の嵌合部６５を有している。他方側の連結体６２は、端部から所定範囲にわたって内径を拡大するように形成した軸体６３の嵌合部６６を有している。
【００５５】
軸体６３は、両連結体６１，６２の嵌合部６５，６６に摺動可能に嵌合し得る直径の概略円筒状を成している。この軸体６３は、一方側の連結体６１側の端部寄りの内部に隔壁部６７を有している。そして、軸体６３は、他方側の連結体６２側からその内部に挿入した連結ボルト６８を隔壁部６７に摺動自在に貫通させると共に、連結ボルト６８の頭部に係止したプレート６９と隔壁体部６７との間にスプリング７０を介装し、さらに連結ボルト６８を一方側の連結体６１の隔壁部６４に螺着させている。これにより、軸体６３は、一方側の連結体６１に対して、他方側の連結体６２側に進退可能であり、且つスプリング７０によって隔壁部６４に当接する後退位置に保持してある。
【００５６】
また、緩衝手段６０は、軸体６３と両連結体６１，６２との間に、伸長方向に所定量移動した位置で互いを拘束するロック機構を備えている。ロック機構は、各連結体６１，６２に形成した貫通孔７１，７２において同連結体６１，６２の内側に突没可能に収容された係合用ボール７３，７４と、軸体６３に形成した凹状のボール係合部７５，７６と、各連結体６１，６２の端部外周に装着され且つスプリング７７，７８により軸体６３の軸線方向に付勢されたスリーブ７９，８０を備えている。
【００５７】
両スリーブ７９，８０は、各々のスプリング７７，７８により互いに接近する方向へ付勢されており、その付勢方向の先端部内側に、連結体６１，６２の外側に突出した係合用ボール７３，７４に当接する傾斜部７９ａ，８０ａを有し、傾斜部７９ａ，８０ａの付勢方向後端側に、連結体６１，６２の内側に突出した係合用ボール７３，７４に当接する円筒部７９ｂ，８０ｂを有している。また、貫通孔７１，７２、係合用ボール７３，７４およびボール係合部７５，７６は、連結体６１，６２の円周方向において複数箇所に設けてある。ボール係合部７５，７６は、連結体６１，６２の円周方向に溝状に形成してもよい。
【００５８】
なお、両連結体６１，６２は、端部から所定範囲にわたって外径を縮小する状態に形成した小径部６１ａ，６２ａを有していて、この小径部６１ａ，６２ａにそれぞれの貫通孔７１，７２が形成してあると共に、小径部６１ａ，６２ａの外周にスプリング７７，７８が装着してあり、さらに、小径部６１ａ，６２ａの先端部にはスリーブ７９，８０の脱落を防止する抜け止め用リング８１，８２が嵌着固定してある。
【００５９】
上記の構成を備えたブースタロケットの結合装置は、図６の上半分に示す緩衝手段６０の収縮状態において、軸体６３が両連結体６１，６２の嵌合部６５，６６の全体に嵌合すると共に、両連結体６１，６２の端部同士が当接した状態にあり、ロック機構においては、各貫通孔７１，７２とボール係合部７５，７６がずれた位置関係にある。なお、この実施例では、一方側の連結体６１における貫通孔７１とボール係合部７５とのずれの長さよりも、他方側の連結体６２における貫通孔７２とボール係合部７６とのずれの長さのほうが充分に大きい。
【００６０】
また、ロック機構において、各貫通孔７１，７２内の係合用ボール７３，７４は、軸体６３の側面に当接して連結体６１，６２の内側に没入し、且つ連結体６１，６２の外側に突出してスリーブ７９，８０の傾斜部７９ａ，８０ａに当接した状態にある、さらに、各スリーブ７９，８０は、係合用ボール７３，７４により移動が妨げられてスプリング７７，７８を圧縮した状態にしている。
【００６１】
次に、当該結合装置は、図１中に仮想線で示すようにブースタロケットＢの燃焼開始とともにモータケースが機軸方向に伸長し始めると、緩衝手段６０における両連結体６１，６２が互いに逆方向に引張られる状態となり、このとき、一方側の連結体６１と軸体６３の間にはスプリング７０の力が働いているので、先に、軸体６３と他方側の連結体６２とが互いに伸長方向に摺動する。
【００６２】
この摺動により、軸体６３のボール係合部７６と他方側の連結体６２の貫通孔７２とが一致すると、図６の下半分に示すように、スプリング７８の反発力で移動するスリーブ８０の傾斜部８０ａによって貫通孔７２内の係合用ボール７４が連結体６２の内側に押圧され、係合用ボール７４が連結体６２の内側に突出してボール係合部７６に係合する。そして、さらに移動したスリーブ５８０の円筒部８０ｂによって係合用ボール７４の移動を阻止する。これにより、軸体６３と他方側の連結体６２が互いに拘束される。
【００６３】
また、軸体６３と他方側の連結体６２が拘束されると、スプリング７０を圧縮しつつ軸体６３と一方側の連結体６１とが互いに摺動し、この摺動によりボール係合部７５と貫通孔７１とが一致すると、他方側の連結体６２のロック機構と同様に、係合用ボール７３、ボール係合部７５、スプリング７７により付勢されたスリーブ７９により、軸体６３と一方側の連結体６１が互いに拘束される。
【００６４】
このように、当該結合装置では、軸体６３と両連結体６１，６２との摺動によって緩衝手段６０全体が伸長することとなり、モータケースの伸長によりコアロケットＣとブースタロケットＢの間に発生する荷重（変位）を吸収する。また、軸体６３に対して他方側の連結体６２を摺動可能にすると共に、軸体６３に対して一方側の連結体６１もスプリング７０を介して摺動可能にしたことから、コアロケットＣとブースタロケットＢの間に発生する荷重（変位）を２段階に吸収することができ、緩衝手段６０の伸長量の増加あるいは荷重吸収機能のさらなる円滑化などに貢献し得るものとなっている。そして、当該結合装置では、先の実施例と同様に、各ロック機構により緩衝手段６０を含む後方ブレースの伸長状態を維持し、ブースタロケットＢの推進力を確実にコアロケットＣに伝達させることとなる。
【００６５】
なお、上記実施例に示すブースタロケットの結合装置によれば、軸体６３と各連結体６１，６２との間の摩擦抵抗を調整することにより、荷重吸収性能を変化させることが可能であり、先に実施例の結合装置に比べて作動用流体を用いないことから、さらなる構造の簡略化や軽量化を図ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わるブースタロケットの結合装置の一実施例を説明する要部の側面図である。
【図２】  ブースタロケットの燃焼開始後の時間経過に伴うモータケースの伸びの変化を示すグラフである。
【図３】  ブースタロケットの燃焼開始後の時間経過に伴う倒れ角の変化を示すグラフである。
【図４】  ブースタロケットの燃焼開始後の時間経過に伴う後方ブレースに作用する軸方向の荷重の変化を示すグラフである。
【図５】  図１に示すブースタロケットの結合装置に適用される緩衝手段の一実施例を示す図であり、上半分に収縮状態を示し、下半分に伸長状態を示す断面図である。
【図６】  図１に示すブースタロケットの結合装置に適用される緩衝手段の他の実施例を示す図であり、上半分に収縮状態を示し、下半分に伸長状態を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｂ                ブースタロケット
Ｃ                コアロケット
２                後方ブレース
１０  ２０  ６０  緩衝手段
２１              シリンダ
２２              ピストン
２９              リテーナ（ロック機構）
２３              内筒
２４              環状空間
２５              外筒
３７              大径部
４０              一方向制御弁
４１              圧力室
４２              流入空間
４４ａ〜４４ｅ    流通孔
４８  ７１  ７２  貫通孔（ロック機構）
４９  ７３  ７４  係合用ボール（ロック機構）
５０  ７５  ７６  ボール係合部（ロック機構）
５１  ７７  ７８  スリーブを付勢するスプリング（ロック機構）
５２  ７９  ８０  スリーブ（ロック機構）
６１              一方側の連結体
６２              他方側の連結体
６３              軸体
７０              軸体を付勢するスプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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