特許 5945279 可逆の起爆火工品破壊部品（ｄｅｔｏｎａｔｉｎｇｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃｒｕｐｔｕｒｅｐｉｅｃｅ）

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5945279

(24)【登録日】2016年6月3日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】可逆の起爆火工品破壊部品（ｄｅｔｏｎａｔｉｎｇｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃｒｕｐｔｕｒｅｐｉｅｃｅ）

(51)【国際特許分類】

   F42B 15/38 20060101AFI20160621BHJP

   B64G 1/64 20060101ALI20160621BHJP

【ＦＩ】

   F42B15/38

   B64G1/64 B

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-545462(P2013-545462)

(86)(22)【出願日】2011年12月12日

(65)【公表番号】特表2014-503785(P2014-503785A)

(43)【公表日】2014年2月13日

(86)【国際出願番号】FR2011052941

(87)【国際公開番号】WO2012085389

(87)【国際公開日】20120628

【審査請求日】2014年11月26日

(31)【優先権主張番号】10/05043

(32)【優先日】2010年12月22日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】507142074

【氏名又は名称】エアバス ディフェンス アンド スペース エスアーエス

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100156867

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 欣浩

(74)【代理人】

【識別番号】100154003

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 憲一郎

(72)【発明者】

【氏名】ジャン イヴ クシン

(72)【発明者】

【氏名】トマ キステール

(72)【発明者】

【氏名】パスカル レサウルニエ

【審査官】 畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００７／０１０１１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第３８３３６９８（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開昭５６−００２３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１１５６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１５０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５０８５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１３６４９４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｇ １／６４

Ｆ４２Ｂ １５／３６−１５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

起爆火工品分離部品であって、
前記部品のベースを形成し、突出長手方向リブ（１５）及び凹面に長手方向溝路（７）を画定した鉤状の長手方向突出ヒール（４）を設け、該ヒール（４）は、その自由端（６）の内面に、前記ヒール（４）が形成する鉤の外部へ向かって末広がりに傾斜した第１面長手方向ファセット（５）を有する、第１セクション（１）と、
前記溝路（７）内に配置した長手方向火工信管（３）と、
前記第１セクション（１）に加えた第２セクションであり、前記第１セクション及び第２セクションの長手方向に沿って分配した第１固定手段（９）を介して前記第１セクションと一体化され、長手方向縁部の一方によって、前記突出長手方向リブ（１５）にブロック（１６）を介して当接し、他方の長手方向縁部の外面に、第１所定隙間（１２）だけ前記第１面長手方向ファセット（５）から離れて該第１面長手方向ファセットに対向配置した先細状に傾斜した第２面長手方向ファセット（１１）を設けて、前記部品の破壊時に前記第２面長手方向ファセットが前記第１面長手方向ファセットと協働できるようにすることで、前記第２セクションが、前記火工信管（３）を前記第１セクション及び第２セクションの深さ（Ｅ）と平行な第２所定隙間（１４）を空けて収容する前記溝路（７）を閉じ、且つ前記火工信管（３）に対するアンビルとして働くことができる、第２セクション（１）と
を備えた起爆火工品分離部品において、
前記第２セクションは、前記第１固定手段（９）を介して前記第１セクション（１）に順次固定される複数の連続セクション部分（２）からなり、
前記連続セクション部分（２）間に、前記第１セクション（１）の長手方向に沿って配置され、前記第１固定手段（９）とは独立した第２固定手段（１８）を設けて、前記火工信管（３）を前記第１セクション（１）に対して固定及び位置決めすることを可能にした
ことを特徴とする起爆火工品分離部品。

【請求項2】

請求項１に記載の起爆火工品分離部品において、２つの前記連続セクション部分（２）の対面横端縁部（２Ｄ、２Ｇ）が、少なくともほぼ当接し、該対面横端縁部（２Ｄ、２Ｇ）の少なくとも一方は、対応の前記第２固定手段（１８）を収容する窪み（１９Ｄ、１９Ｇ）を有することを特徴とする起爆火工品分離部品。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の起爆火工品分離部品において、前記第２固定手段（１８）のそれぞれは、前記火工信管（３）を密に囲むループを形成して端部（２０Ｅ）を前記第１セクション（１）に固定した剛性又は半剛性タイ（２０）を有することを特徴とする起爆火工品分離部品。

【請求項4】

請求項３に記載の起爆火工品分離部品において、前記剛性又は半剛性タイ（２０）は、金属ストリップであることを特徴とする起爆火工品分離部品。

【請求項5】

請求項３又は４に記載の起爆火工品分離部品において、スペーサ板（２２）を前記剛性又は半剛性タイ（２０）の前記端部（２０Ｅ）間に配置し、該端部（２０Ｅ）を少なくとも１つのボルトによって前記第１セクション（１）に固定し、前記ボルトのねじ（２１Ｖ）が、前記端部（２０Ｅ）、前記スペーサ板（２２）、及び前記第１セクション（１）を貫通し、前記ボルトのナット（２１Ｅ）が、前記端部（２０Ｅ）を前記スペーサ板（２２）及び前記第１セクション（１）に対して保持することを特徴とする起爆火工品分離分品。

【請求項6】

請求項５に記載の起爆火工品分離部品において、位置決めスタッド（２４）を前記スペーサ板（２２）と前記火工信管（３）との間に配置したことを特徴とする起爆火工品分離部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、限定はしないが特に宇宙発射体での使用に適した、起爆火工品分離部品に関する。これを本願でより詳細に後述する。

【背景技術】

【0002】

隣接ステージ等の宇宙発射体のいくつかの要素を、当該要素間の機械力の伝達を必要とされる限り確保することを意図すると共に起爆火工品分離手段を設けた構造部品によって機械的に相互接続し、起爆火工品分離手段は、上記構造部品に組み込まれ、上記要素を相互に分離しなければならない場合に分離直線又は分離曲線に沿って破断可能であることが知られている。同様の部品は、発射体に搭載された衛星キャリア構造の切断も可能にする。

【0003】

特許文献１から、この種の起爆火工品分離部品であって、
上記部品のベースを形成し、鉤状の突出長手方向ヒール及び当該ヒールの凹面に配置した長手方向溝路を設けた第１セクションと、
上記溝路内に配置した長手方向火工信管（pyrotechnic fuse）と、
上記溝路を閉じるために上記ヒールと協働し、上記火工信管に対するアンビルとして働く、上記第１セクションに取り付けた第２セクションと
を備えた起爆火工品分離部品がすでに知られている。

【0004】

したがって、理論上、上記火工信管に点火すると、火工信管は、溝路において上記第１セクションを破断する爆発を生じる。

【0005】

しかしながら、本出願人の名義で２００５年７月２２日付けで出願された特許文献２で説明されているように、かかる火工品起爆分離部品の動作を確実にするためには、
上記溝路が形成するチャンバが爆発の瞬間に開くのを防止するために、上記第１セクションが、ブロックを介して上記第２セクションを当接させる突出長手方向リブを有すること、
上記ヒールが、その自由端の内面に、ヒールが形成する鉤の外部へ向かって末広がりに傾斜した第１面長手方向ファセットを有し、上記リブに対向する上記第２セクションの長手方向縁部の外面に、先細状に傾斜した第２面長手方向ファセットを設け、第２面長手方向ファセットを、第１所定隙間だけ上記第１ファセットから離れて第１ファセットに対向配置して、上記部品の破壊時に上記第２ファセットを上記第１ファセットと協働させることで、破壊で生じた上記部品の２つの部分が容易に離れるようにすること、及び
上記溝路内に、上記火工信管を上記第１セクション及び第２セクションの深さと平行な第２所定隙間を空けて収容すること
が必要である。

【0006】

この種の火工品部品は、名目上は所定の方向に、例えば、ヒールを設けたセクションが上側位置にあり、アンビルとして働くセクションが下側位置にある方向に動作するよう設計する。そのためには、このタイプの部品は、
分離が生じるまでコンポーネントの完全性を維持し且つ切断性能に寄与するために、下側セクションと上側セクションの長手方向リブとの間のブロックを介した軸方向接触を確保しなければならず、
火工信管の公称半径方向膨張を可能にし且つ上記切断性能に同じく寄与するために、所定の半径方向隙間を有しなければならず、且つ
切断及び分離に関して所望の性能を得る目的で、上記信管の軸方向膨張を可能にし、その完全性を確保し、且つ溝路の底に対して正確な高さに上記信管を位置決めするために、（２つのセクションのファセット間に）所定の軸方向隙間も有しなければならない。

【0007】

これら３つの条件は、加工品部品が上記で指定した方向にのみ動作する場合に容易に満たすことができる。複数の位置決めスタッドを設けてもよく、又は部品の構造にボスを付けてもよく、信管は、重力の作用下でその上に載ることができる。

【0008】

しかしながら、飛行状態でのその使用方向に関係なくこのタイプの部品の性能を確保する必要がある場合、部品は逆方向にも（ヒールを有するセクションを下側位置でアンビルとして働くセクションを上側位置にして）動作可能であることが重要である。しかしながら、所与の方向に、信管にとって好ましい位置があり、その位置では信管が構造のボシング上又はアンビル上に載る。逆方向では、信管の軸方向位置（又は高さ）はこの好ましい位置とは異なり、これは、上記信管（切断が開始される溝路の底に対してレバーアームのように作用する）の高さが切断性能に影響する限り、当該性能に悪影響を及ぼし得る。

【0009】

こうした理由で、可逆の（換言すれば、ヒールが上にある方向及びヒールが下にある方向で破断可能な）火工品分離部品の製造には、２つのセクションの相対的な位置決めとは無関係の信管の軸方向位置決め、したがって溝路内の上記信管の位置決め及び軸方向維持の両方が伴う。

【0010】

そのために、想定される１つの解決手段は、信管をアンビルとして働くセクションによって直接係止することにあり、このセクションにはその目的でスタッドを設け、このセクションを上記信管と接触させた後に、２つのセクションを確実に接続するためのねじを締める。しかしながら、アンビルとして働くセクションがブロックを介して当接する突出長手方向リブの使用は、アンビルとリブとの間（上記アンビルとヒールとの間の隙間を定める）だけでなく、位置決めスタッドを介した上記アンビルと信管との間の接触を確実にすることを不可能にする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】米国特許第３，２３０，８８５号明細書

【特許文献2】仏国特許出願第０５ ０７８００号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の目的は、これらの欠点を克服することであり、本発明は、起爆火工品分離部品を可逆にすると共にいかなる飛行状態でも動作可能にする目的で、火工信管をアンビルとは無関係に、２つのセクションの相対的な位置決めとは無関係な同一位置に維持することができる起爆火工品分離部品に関する。

【課題を解決するための手段】

【0013】

その目的で、本発明によれば、起爆火工品分離部品であって、
上記部品のベースを形成し、突出長手方向リブ及び凹面に長手方向溝路を画定した鉤状の長手方向突出ヒールを設け、当該ヒールは、その自由端の内面に、上記ヒールが形成する鉤の外部へ向かって末広がりに傾斜した第１面長手方向ファセットを有する、第１セクションと、
上記溝路内に配置した長手方向火工信管と、
上記第１セクションに加えた第２セクションであり、上記第１セクション及び第２セクションの長手方向に沿って分配した第１固定手段を介して第１セクションと一体化され、長手方向縁部の一方によって、上記突出長手方向リブにブロックを介して当接し、他方の長手方向縁部の外面に、第１所定隙間だけ上記第１面長手方向ファセットから離れて当該第１面長手方向ファセットに対向配置した先細状に傾斜した第２面長手方向ファセットを設けて、上記部品の破壊時に上記第２面長手方向ファセットが上記第１面長手方向ファセットと協働できるようにすることで、上記第２セクションが、上記火工信管を上記第１セクション及び第２セクションの深さと平行な第２所定隙間を空けて収容する上記溝路を閉じ、且つ上記火工信管に対するアンビルとして働くことができる、第２セクションと
を備えた起爆火工品分離部品は、
上記第２セクションが、上記第１固定手段を介して上記第１セクションに順次固定される複数の連続セクション部分（section portions）からなり、
上記連続セクション部分間に、上記第１セクションの長手方向に沿って配置され、上記第１固定手段とは独立した第２固定手段を設けて、上記火工信管を上記第１セクションに対して固定及び位置決めすることを可能にした
ことを特徴とする。

【0014】

したがって、上記火工信管を上記溝路内に位置決め及び維持するシステムは、第２セクションの各部分を第１セクションに固定するシステムから完全に独立している。これらの第２固定手段は、火工品破壊時に２つのセクションの一方と（又は分離すべき２つの部品の一方と）信管を一体化するよう信管を捕捉する機能を、第１固定手段が与える上記信管を維持する機能に加えて果たす。

【0015】

上記溝路を横方向に閉じるために、２つの連続セクション部分の対向する対面横端縁部が少なくともほぼ当接することが有利である。したがって、上記対面横端縁部の少なくとも一方は、対応の第２固定手段を収容する窪みを有する必要がある。

【0016】

有利な実施形態では、上記第２固定手段のそれぞれが、上記火工信管を密に囲むループを形成して端部を上記第１セクションに固定した剛性又は半剛性タイを有する。この種の剛性タイは、信管を捕捉可能な金属ストリップとして作製することができる。

【0017】

好ましくは、スペーサ板を上記剛性又は半剛性タイの端部間に配置し、上記タイの両端部を少なくとも１つのボルトによって第１セクションに固定し、ボルトのねじが、上記端部、スペーサ板、及び上記第１セクションを貫通し、ボルトのナットが、上記端部を上記スペーサ板及び上記第１セクションに対して保持する。さらに、位置決めスタッドを上記スペーサ板と上記火工信管との間に配置することができる。

【0018】

好ましくは、上記タイにおいてある程度の隙間を確保し且つ第２固定手段を位置決めするために、スペーサ板に仕組みを設ける。これは、例えば、信管を保持するためにブロックに作製した溝を含むことができ、これはタイの装着時のタイの回転及び詰まりを防止する。

【0019】

添付図面から、本発明を具現できる方法が明確に理解されるであろう。これらの図面において、同一の参照符号は同様の要素を示す。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明による起爆火工品分離部品の長手方向部分の正面図である。

【図2】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った図１に示す部品の横断面図である。

【図3】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った図１に示す部品の横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１〜図３に示す本発明による火工品分離部品は、ベースセクション１と、２つしか図１に示さないが複数のアンビルセクション部分２と、起爆火工信管３とを備える。セクション１及びセクション部分２は、例えばアルミニウム製であり、上記部品は、ベースセクション１の長手方向縁部１Ｌ１及び１Ｌ２に既知の方法で確実に接続した２つの要素（図示せず）間の切断線の所要形状に応じて、直線状、曲線状、又は円筒状等であり得る。このベースセクション１は、上記要素が形成する構造の一部であり、上記要素間で機械力を伝達する。

【0022】

ベースセクション１は、鉤状の形状をした突出長手方向ヒール４を有し、ヒール４の自由端６の内面に面長手方向ファセット５が設けられる。長手方向ファセット５は、上記ヒール４が形成する鉤の外側へ向かって末広がりに傾斜する。さらに、ベースセクション１には、当該ベースセクション１と共に曲率半径の小さな長手方向ベース溝７Ａを定める傾斜底を有する長手方向溝路７を設け、当該長手方向溝路７を上記ヒール４の凹面の側に配置し、破壊終了溝（end-of-rupture groove）８を、上記溝路７と反対側で上記ベースセクション１に形成する。

【0023】

アンビルセクション部分２をベースセクション１に順次加え、２つの連続部分２の対面横端縁部２Ｄ及び２Ｇを少なくともほぼ当接させる。これらのセクション部分２は、ベースセクション１及び上記セクション部分２を貫通してそれらの長手方向に沿って分配したボルト９によって、ベースセクション１に確実に接続する。これらのアンビルセクション部分２は、その端部の外面に、ヒール４が形成する鉤の内側に向かって先細状に傾斜した面長手方向ファセット１１を有する。

【0024】

アンビルセクション部分２の長手方向自由端１０は、上記溝路７を閉じるように、ヒール４が形成した鉤に入り込み、傾斜ファセット５及び１１は相互に対向するが、１０分の数ミリメートルの所定の隙間だけ離間する。

【0025】

ベースセクション１は、突出長手方向リブ１５も有し、上記ボルト９に対応してセクション１の長さに沿って分配した複数の不連続なブロック１６を介して、上記アンビルセクション部分２がその長手方向自由端１０とは反対の面を突出長手方向リブ１５に当接させる。ブロック１６を例えばボルト９を介して固定させるために、ラグ１７を設ける。

【0026】

そこでこうして閉じた上記溝路７の内側に上記長手方向火工信管３を配置し、その外部ケーシング１３を軸方向に、上記セクション１及び２の幅に対応する方向Ｌと平行に、下側位置決めスタッド２５（概してヒールの溝路の底に接着することによって配置する）と、上記ベースセクション１の長さに沿って分配して連続セクション部分２間に配置した固定手段１８とを介して位置決めする。その目的で、２つの連続部分２の対面横方向縁部２Ｄ及び２Ｇは、固定手段９とは無関係な、上記固定手段１８を収容する窪み１９Ｄ及び１９Ｇを有する。

【0027】

各固定手段１８は、この実施形態では金属ストリップ２０の形態をとって火工信管３を密に囲むループを形成する剛性又は半剛性タイを有する。金属ストリップ２０の端部２０Ｅは、ボルト２１によって上記ベースセクション１に固定され、ボルト２１のねじ２１Ｖが上記端部２０Ｅ及びベースセクション１を貫通し、ボルト２１のナット２１Ｅが上記端部２１Ｅを上記ベースセクション１に対して保持し、上記端部２０Ｅの固定点で隙間を維持することにより、金属ストリップ２０を鉛直方向に並進させて火工信管３の作動時の金属ストリップ２０の破損を防止するようにする。スペーサ板２２を金属ストリップ２０の上記端部２０Ｅ間に配置し、ねじ受板２３をナット２０Ｅと端部２０Ｅとの間に配置する。

【0028】

さらに、位置決めスタッド２４をスペーサ板２２と火工信管３との間に配置する。

【0029】

この種の位置決めスタッド２４は、火工信管３の動作時にこれを絶縁することによってその完全性を確保する。

【0030】

したがって、溝路７における上記火工信管３の保持及び位置決めは、ベースセクション１（ヒール）への上記セクション部分２（アンビル）の固定から独立したものであり、セクション１及び２の深さに対応する方向Ｅと平行な、火工信管３の外部ケーシング１３と溝路７の壁との間の隙間１４の値を、ゼロ（接触）又はほぼゼロにするために、隙間１２に加える調整を考慮に入れてアンビル２を装着することが容易である。この種の隙間１４は、例えば、約１０分の数ミリメートルであり得る。

【0031】

点火時に、起爆信管３は自らに直交する衝撃波を引き起こし、これらの波は、そのケーシング１３を動かしてその断面の膨張をもたらす。

【0032】

起爆の作用下で、ケーシング１３は衝撃波によって動かされ、方向Ｅと平行な隙間１４は、このケーシング１３が、セクション１及び２への衝突時に当該セクションの対応の壁を動かすことができる衝撃波を引き起こすのに十分な均一速度を得ることを可能にする。

【0033】

セクション１を動かすと、溝路７の小さな曲率半径の上記ベース溝７Ａから始まって破壊終了溝８へ至る分離線に沿ったセクション１の破壊が始まる。

【0034】

傾斜ファセット５及び１１間の隙間１２は、アンビルセクション部分２がヒール４との衝突時に当該ヒールを動かすことができる衝撃波を引き起こすのに十分な均一速度を得ることを可能にする。セクション１のヒール４の移動により、上記分離線に沿った切断を強化することができる。

【0035】

したがって、ヒール４とケーシング１３に面したセクション１の壁との反対移動がセクション１を切断させる。

【0036】

傾斜ファセット５及び１１が相互に接触すると、火工信管の横方向膨出によって方向Ｅと平行に及ぶ力は、ヒール４の面５と平行にセクション２に加わる成分を有し、これは、上記分離線の両側に配置したセクション１の２つの部分の、方向Ｌと平行な分離を促す。

【0037】

当然ながら、面５と平行なこの成分は、ボルト９を剪断し、セクション部分２の傾きに起因した屈曲によってボルト９を変形させる傾向がある。しかしながら、セクション部分２がリブ１５に当接するので、上記ボルト９の剪断が防止され、セクション１に対向したセクション部分２の傾きが限られた振幅でしか生じない。

【0038】

したがって、２つの部分へのセクション１の容易な分離が得られる。

【0039】

したがって、本発明による起爆火工品分離部品は、それぞれが所定の機能専用である２つの独立したサブシステム、すなわち
第１に、固定デバイス１、スペーサ板２２、及び位置決めスタッド２４で構成された、信管保持用のサブシステムであり、信管が下側スタッド２５（ヒールの溝路７の底に位置する）に載るよう信管を保持することができることで、部品を可逆にし、したがって飛行方向が通常方向（ヒールが上向き）にも逆方向（ヒールが下向き）にも対応できる宇宙発射体での実施に適したものにする、サブシステムと、
第２に、固定デバイス２１（又は固定デバイス２１とは無関係な別の固定デバイス）、ねじ受板２３（タイ２０を把持せずに保持することを可能にする）、及びタイ２０からなる、信管捕捉用のサブシステムであり、把持用サブシステムが固定される切断部分で信管を捕捉することを可能にすることで、切断後に全てのコンポーネントが切断部分のいずれかに取り付けられたままとなって干渉を防止することを確実にする、サブシステムと
からなる。

【図1】

【図2】

【図3】