(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の中空部を有する構造物をその中空部で切断して分離する装置であって、中空部に、その全周にわたって少なくとも一本の成形爆薬線を取付けると共に、成形爆薬線の端部同士が中空部の軸線方向に重なる状態にし、
成形爆薬線が、両端部の切断不能部分の間に切断可能部分を有すると共に、中空部における軸線方向の重合範囲に切断可能部分を含み、
中空部に、成形爆薬線の前記重合範囲の切断可能部分と交差する切れ目を設けたことを特徴とする分離装置。
【請求項２】
切れ目が、中空部の軸線方向に長く且つ両端に丸みを有する長孔であることを特徴とする請求項１に記載の分離装置。
【請求項３】
中空部に対して同軸状に装着する保持体を備え、保持体が成形爆薬線を装着するスリットを備えており、中空部に保持体を介して成形爆薬線を取付けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状の中空部を有する構造物をその中空部で切断して分離する装置に関し、例えば、宇宙機の切り離し部分などに用いられる分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の分離装置としては、例えば、ロケットの段間部などを成形爆薬線で切断して分離するものがあった（非特許文献１）。成形爆薬線は、シースに爆薬を装填した線状火工品であって、その断面における片側にノイマン効果をもたらすＶ字形状の溝を有しており、溝の部分に爆発エネルギを集中させて被切断物を切断するものである（非特許文献２）。
【０００３】
図５は、ロケットの段間部に使用される従来の分離装置を示す図である。図５（ａ）に示す分離装置は、ロケットの上段部と下段部を連結する筒状の継手１０１に、その外周面に沿って成形爆薬線１０２を取付けると共に、成形爆薬線１０２の両端部に起爆用のカートリッジ１０３，１０３を連結し、各カートリッジ１０３，１０３を図外の点火装置に接続している。
【０００４】
ここで、成形爆薬線１０２は、カートリッジ１０３に連結する都合上、端部の所定範囲には溝が無い構造になっており、その端部では切断を行うことができない。そこで、従来の分離装置では、継手１０１に、成形爆薬線１０２の両端部分すなわち切断不能部分を含む範囲に対応して穴１０４を形成すると共に、この穴１０４の領域内に成形爆薬線１０２の両端部分を配置している。
【０００５】
これにより、分離装置は、成形爆薬線１０２を作動させると、継手１０１を切断し、図５（ｂ）に示すように、成形爆薬線１０２による切断部分と穴１０４の部分とが繋がって全周が分離することとなり、ロケットの上段部と下段部を分離させる。
【非特許文献１】ＮＡＳＡ  ＴＭＸ−１６０７『ＰＹＲＯＴＥＣＨＮＩＣ  ＳＨＡＰＥＤ  ＣＨＡＲＧＥ  ＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＡＥＲＯＳＰＡＣＥＶＥＨＩＣＬＥＳ』 ｐ．３２−３４
【非特許文献２】日本産業火薬会資料編集部『産業火薬』昭和６０年４月１０日、ｐ．４１９、ｐ．４２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記したような従来の分離装置では、被切断物（継手）に形成する穴としては、成形爆薬線の切断不能部分を含む範囲に対応し得るように充分な大きさにする必要があるが、穴の部分では機械的強度の低下が避けられない。このため、従来の分離装置は、比較的小さいサイズの被切断物や大きな荷重を受ける被切断物への適用が困難であるという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
【０００７】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、筒状の中空部を有する構造物をその中空部で切断して分離する装置であって、中空部の機械的強度の低下を最小限に抑えることが可能であり、比較的小さいサイズの中空部や大きな荷重を受ける中空部にも充分に適用することができる分離装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の分離装置は、筒状の中空部を有する構造物をその中空部で切断して分離する装置であって、中空部に、その全周にわたって少なくとも一本の成形爆薬線を取付けると共に、成形爆薬線の端部同士が中空部の軸線方向に重なる状態にし、成形爆薬線が、両端部の切断不能部分の間に切断可能部分を有すると共に、中空部における軸線方向の重合範囲に切断可能部分を含み、中空部に、成形爆薬線の前記重合範囲の切断可能部分と交差する切れ目を設けた構成とし、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００９】
なお、上記構成において、構造物は、少なくとも分離部分が筒状の中空部になっているものであれば良く、それ以外の構成が限定されることはなく、また、ロケットの外板や宇宙機の連結用ブレース（支柱）のように全体が筒状の中空部に相当するものでも良い。
【００１０】
また、成形爆薬線は、ノイマン効果をもたらすＶ字形状の溝を有する線状火工品であって、起爆用のカートリッジを連結する都合上、端部の所定範囲に溝の無い切断不能部分を有する場合がある。この場合には、成形爆薬線の端部同士を中空部の軸線方向に重ねる際に、その重合範囲に溝のある部分すなわち切断可能部分が含まれるようにして、切断可能部分と切れ目を交差させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の分離装置は、上記構成を採用したことにより、筒状の中空部を有する構造物をその中空部で切断して分離する装置において、中空部の機械的強度の低下を最小限に抑えることが可能であると共に、成形爆薬線による切断部分と切れ目とを繋げて、中空部を全周にわたって切断分離することができ、比較的小さいサイズの中空部や大きな荷重を受ける中空部にも充分に適用することができる。
【００１２】
また、分離装置は、とくに、成形爆薬線の切断可能部分を含む端部同士を中空部の軸線方向に重ねて切れ目と交差させるので、切れ目が中空部の軸線方向に沿って形成されることとなって、中空部の機械的強度の低下をより小さくすることができ、宇宙機の切り離し部分などに非常に有効なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１及び図２は、本発明の分離装置の一実施形態を説明する図である。図１（ａ）に示す分離装置は、筒状の中空部Ａを有する構造物Ｍをその中空部Ａで切断して分離する装置であって、この実施形態では、断面円形状の中空部Ａに、その全周にわたって一本の成形爆薬線１が巻き付けてあり、成形爆薬線１の両端部に起爆用のカートリッジ２，２を連結し、各カートリッジ２，２を図外の点火装置に接続している。
【００１４】
成形爆薬線１は、シースに爆薬を装填した従来既知の線状火工品であって、図１（ｂ）に示すように、断面の片側にノイマン効果をもたらすＶ字形状の溝３を有し、この溝３を中空部Ａの外周面に向けた状態で取付ける。また、成形爆薬線１は、カートリッジ２を連結する都合上、両端部の所定範囲に溝３の無い切断不能部分１Ａを有しており、それ以外の部分は溝３のある切断可能部分１Ｂである。
【００１５】
そして、分離装置は、成形爆薬線１の長さを中空部Ａの周長よりも大きく設定し、中空部Ａに対して成形爆薬線１を螺旋状に取付けたときに、成形爆薬線１の端部同士が中空部Ａの軸線方向に重なる状態にし、中空部Ａに、成形爆薬線１の両端部分と交差する切れ目４を設けている。また、この実施形態では、切れ目４が、中空部Ａの軸線方向に長く且つ両端に丸みを有する長孔になっている。
【００１６】
さらに、当該分離装置では、成形爆薬線１の端部同士が、中空部Ａの軸線方向に所定距離をおいて並列に配置され、その重合範囲に溝３のある切断可能部分１Ｂが含まれるようにして、両側の切断可能部分１Ｂ，１Ｂが必ず切れ目４にかかる構成になっている。
【００１７】
上記構成を備えた分離装置は、カートリッジ２で成形爆薬線１を起爆すると、その爆発エネルギが溝３に集中して中空部Ａを切断することとなり、図２に示すように、成形爆薬線１による切断部分と切れ目４とが繋がって、中空部Ａを全周にわたって切断分離することとなる。
【００１８】
このように、本発明の分離装置は、従来の分離装置（図５参照）の穴、すなわち成形爆薬線の切断不能部分を含む範囲に対応する大きい穴が不要になり、中空部Ａには、成形爆薬線１の両端部分に交差する切れ目４を設ければよいので、中空部Ａの機械的強度の低下を最小限に抑えることが可能であると共に、比較的小さいサイズの中空部Ａや大きな荷重を受ける中空部Ａにも充分に適用することができる。
【００１９】
また、本発明の分離装置では、中空部Ａに設ける切れ目４としては、細いスリット状のものでも分離には有効であるが、上記実施形態のように、切れ目４を、中空部Ａの軸線方向に長く且つ両端に丸みを有する長孔にすれば、外力を受けた場合でも切れ目４が亀裂の発生源になるような事態を未然に防ぐことができ、強度的に有利である。
【００２０】
ところで、分離装置として、成形爆薬線１の両端部に切れ目４を交差させる構成は、従来の分離装置（図５参照）のように、成形爆薬線の端部同士が円周方向に離間している場合でも、両端部に交差する切れ目を連続して設けることは可能である。しかし、この場合には、切れ目の一部が中空部Ａの円周方向に形成されることになり、このような円周方向の切れ目は軸線に対する曲げ方向の荷重に非常に弱く、実質的に採用は困難である。
【００２１】
これに対して、本発明の分離装置は、成形爆薬線１の端部同士を中空部Ａの軸線方向に重ねて切れ目４と交差させるので、切れ目４が中空部Ａの軸線方向に沿って形成されることとなる。このため、当該分離装置では、中空部Ａの機械的強度の低下をより小さくすることができる。よって、宇宙機の切り離し部分などに非常に有効なものとなる。
【００２２】
図３及び図４は、本発明の分離装置の他の実施形態を説明する図である。なお、先の実施形態と同一の部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２３】
図３に示す分離装置は、中空部Ａに対して同軸状に装着する円筒形状の保持体１０を備え、保持体１０が成形爆薬線１を装着するスリット１１を備えており、中空部Ａに保持体１０を介して成形爆薬線１を取付けるものとなっている。
【００２４】
先の実施形態で説明したように、成形爆薬線１は、端部同士が中空体Ａの軸線方向に重なる状態に取付けることから、これに対応して、保持体１０のスリット１１は、螺旋状に形成してあると共に、端部同士が保持体１０の軸線方向に重なる状態になっており、図４（ａ）に示すように成形爆薬線１を装着する。
【００２５】
また、保持体１０のスリット１１は、図４（ｂ）に示すように、保持体１０の内外に開放してあると共に、成形爆薬線１を装着するための段部１１ａを有し、これにより外側の開放幅に対して内側の開放幅が小さくなっており、内側の開放部分を通して成形爆薬線１の溝３を内側（中空体Ａ側）に対向させている。このスリット１１は、外側の開放部から段部１１ａまでの深さが、成形爆薬線１の全体が入り込む大きさになっている。
【００２６】
上記の分離装置は、保持体１０に成形爆薬線１を取付けた後、中空部Ａに保持体１０を嵌合し、この際、中空部Ａに予め形成した切れ目４と成形爆薬線１の両端部分が交差するように位置決めする。そして、成形爆薬線１の作動により、先の実施形態と同様に中空部Ａを切断して分離することができる。
【００２７】
上記の分離装置は、保持体１０が成形爆薬線１の治具として機能するので、成形爆薬線１の曲げ加工や加工後の保持がきわめて容易になり、この保持体１０を中空部Ａに嵌合するだけで取付け完了となるので、成形爆薬線１の取扱い性や組立て作業性を著しく高めることができる。また、保持体１０のスリット１１に成形爆薬線１の全体を埋め込んだ構成としたことにより、仮に成形爆薬線１の一端部がノイマン効果をもたらす爆発とは異なる爆発をしたとしても、その爆発から他端部を保護することができる。
【００２８】
本発明の分離装置は、その構成が上記各実施形態のみに限定されるものではなく、構成の細部を適宜変更することができる。また、当該分離装置は、分離部分が筒状の中空部である各種の構造体に適用可能であり、中空部はどのような断面形状であっても良い。さらに、上記の各実施形態では、成形爆薬線を中空体の外周に取付けた場合を例示したが、中空体の大きさや内部の構成などに応じて、成形爆薬線を中空体の内周に取付けることも可能である。
【００２９】
さらに、上記の各実施形態では、一本の成形爆薬線を用いた場合を例示したが、本発明の分離装置は、複数の成形爆薬線を用いることができ、この場合には、複数の成形爆薬線を中空部の全周に及ぶように順に配置し、隣接する成形爆薬線の端部同士が中空部の軸線方向に重なる状態にして、夫々の端部に切れ目を交差させる。したがって、成形爆薬線の本数に応じて、端部同士の重なり部分と切れ目を設けることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の分離装置の一実施形態を説明する斜視図（ａ）及び成形爆薬線部分の断面図（ｂ）である。
【図２】分離した状態を説明する斜視図である。
【図３】本発明の分離装置の他の実施形態を説明する分解斜視図である。
【図４】中空部に保持体を装着した状態を説明する斜視図（ａ）及び成形爆薬線部分の断面図（ｂ）である。
【図５】従来の分離装置を説明する斜視図（ａ）及び分離後の状態を説明する斜視図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ    中空部
Ｍ    構造物
１    成形爆薬線
４    切れ目
１０  保持体
１１  スリット
【図１】
0005062740.tif 000002
【図２】
0005062740.tif 000003
【図３】
0005062740.tif 000004
【図４】
0005062740.tif 000005
【図５】
0005062740.tif 000006