JP2002013469A - 変形可能膜を用いた点火アクチュエータ - Google Patents
変形可能膜を用いた点火アクチュエータInfo
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Abstract
く、大きな断面を有する回路を開閉することを可能にす
る。 【解決手段】 点火アクチュエータは、該アクチュエー
タが作動中に、変形可能膜24によって移動可能な制御
部材32を含む第2のチャンバ22から、点火燃焼ガス
を受け入れることができる第1のチャンバ20を隔てる
変形可能膜24を備える。作動していない状態におい
て、該膜24は、ガスの第1のチャンバ20への吸込み
によって制御される変形に反するプレストレスを与えら
れている。このようにして、機能行程が増加する。
Description
わちバルブやジャック等の、点火(pyrotechn
ic)手段により生成され、かつ変形可能膜に作用する
高圧下のガスの作用のもとで外部の部材を作動させるこ
とができるデバイスを有する点火アクチュエータに関す
る。
な分野で利用することができ、特に、バルブやジャック
等の異なるタイプの膜を作動させるような航空宇宙産業
において利用される。
説明されているように、従来の点火アクチュエータは、
その中に変形可能膜が配置されているキャビティを内部
に画定する本体を備える。より具体的には、該変形可能
膜は、該キャビティを、互いに耐密の2つのチャンバに
分割(区画)する。第1のチャンバは、点火手段の動作
が前記第1のチャンバを高圧下で点火燃焼ガスで満たす
効果を有するように、点火手段と連通している。第2の
チャンバは作動部材を含む。燃焼ガスの第1のチャンバ
内への充填によって引き起こされた膜の変形は、作動部
材を第1のチャンバから離れる方に移動させる効果を有
する。バルブの作動に適用された点火アクチュエータに
ついて記載されたFR−A−2、561、743におい
ては、この移動の効果は、アクチュエータ本体に一体化
され、かつ流体回路の一部を形成する管の開閉を引き起
こすことをばらばらに砕くことである。
膜はプレストレスが与えられていない状態では作動せ
ず、それは本質的に平面形状を与える。点火燃焼ガスが
第1のチャンバ内に入ると、該膜は第2のチャンバの方
向に変形する。第1のチャンバ内に入った点火燃焼ガス
と回路の流体との間のシーリングを確保するためには、
該膜を無傷に保つことが必要である。従って、膜の変形
は、限定された機能経路で起きなければならない。その
ために、膜の変形を第2のチャンバ内に制限するよう
に、座面が第2のチャンバ内に形成される。
く記載されたこの特徴は、第2のチャンバ内に配置され
た作動部材の機能行程の制限を引き起こす。とはいえ、
それは、作動部材の動作を決定し、制限するこの機能行
程である。すなわち、該アクチュエータがバルブの制御
に用いられている記載された実施例においては、該作動
部材の機能行程は、該アクチュエータの作動中に制御部
材によって破壊されなければならない部分の寸法を画定
する。所定の寸法のアクチュエータの場合、このこと
は、流体がバルブ内で循環する管の寸法の制限をもたら
す。
ために、膜の径を増加させることにより機能行程を増加
させることが考えられる。しかし、これは、該アクチュ
エータに寸法及び重さの増加をもたらす。このことは通
常、容認できないことであり、特にこのようなアクチュ
エータの最先端の用途、すなわち航空宇宙産業において
は容認できない。
ていない状態において、変形可能膜を、第1のチャンバ
内に配置され、点火燃焼ガスを受け入れるために設けら
れた穴あきディスクと、第2のチャンバ内に配置された
作動部材との間の圧縮によって得られる波状の形状を有
する変形可能膜を用いた点火アクチュエータを開示して
いる。前記作動部材は制動体によって、該膜に面して配
置された第2のチャンバの壁部に支承される。点火手段
が作動したとき、燃焼ガスは第1のチャンバに入り込
み、かつ該制動体を変形させながら、作動部材を前述の
壁部に追い返す。行程の終わりに、作動部材はシーリン
グデバイスに作用し、かつ前記デバイスが最初それによ
ってアクチュエータ本体に連結されている破裂ディスク
を破壊する。そしてスプリングは、このように放された
該シーリングデバイスを移動させ、そしてそれは流体回
路を開く効果を有する。
させるように、点火手段の作動中の衝撃の影響を制限す
るように設計されている。
能行程を制限することにより得られるが、それは本発明
の目的に反する。
アクチュエータのサイズ及び重さを増加させることな
く、その元のデザインが、作動部材の機能行程(ファン
クショナルトラベル)及び該膜がバルブの開閉を制御す
る際、流体が循環する管の口径を倍にすることができる
変形可能膜を有する点火アクチュエータに関する。
ビティを画定する本体と、前記キャビティを2つのチャ
ンバに耐密に分割する変形可能膜と、第2のチャンバ内
に前記膜の変形を制限する座面によって決定された作動
位置に前記膜を導くために、点火燃焼ガスを受け入れる
ことができる第1のチャンバとを備えた点火アクチュエ
ータであって、前記第2のチャンバが、前記燃焼ガスが
前記第1のチャンバに入るとき、前記膜によって、前記
アクチュエータの動作運動に対応する距離を超えて移動
可能な制御部材を含み、前記膜は、作動していない状態
において、前記座面から離れるプレストレスが与えられ
た位置にあることを特徴とする点火アクチュエータによ
って得られる。
アクチュエータが作動していないとき、該膜は座面から
離れるプレストレスが与えられた位置にあるということ
により、該アクチュエータの動作は、前記膜のシーリン
グを損なう変形なしに、該膜を、従来技術の点火アクチ
ュエータの膜の変形と比べて増加した距離を越えて変形
させる効果を有する。このことは、アクチュエータのサ
イズ及び重さを増加させることなく、アクチュエータ
や、例えば、該アクチュエータに対して厳格である管の
サイズによって作動可能な該部材の移動の重大な増加を
引き起こす。
膜のプレストレスが与えられた位置は、その動作位置と
実質的に対称的である。その上、機能行程は従来技術の
点火アクチュエータと比べて倍になっている。
れた位置は、燃焼ガスが前記第1のチャンバ内に入ると
きに、破壊又は移動できる部分を通常、支承している、
制御部材に当接した状態に維持することによって画定さ
れる。
の状態の変化の効果を有するように、前記部分は流体回
路の一体化された部分である。
られていない状態では平面状である。
に関して、及び本発明による点火アクチュエータの縦断
面図である添付図面を参照して、より詳細に説明する。
火アクチュエータの本体を示す。非制限的に図示した実
施の形態においては、該アクチュエータは、本体10に
一体化されたバルブ11の開閉を制御する。該本体10
は、ここでは、例示的に、溶接により互いに組み立てら
れる3つの部品12、14、16で形成されている。
のチャンバ20、22に分割するキャビティ18を内部
に画定する。図示した実施の形態においては、変形可能
膜24は、プレストレスが与えられていない状態では、
平面状ディスクの形をとっている。該膜は、バルブ本体
10の部品12と部品14の間にしっかりと閉じ込めら
れた外部の周辺エッジ部26を備える。その結果とし
て、変形可能膜24はチャンバ20、22を耐密に分離
する。
逸脱しない範囲で、作動していない状態において、非平
面状、例えば波状の形状を有することができることに注
目すべきである。
第1のチャンバ20は、図に非制限的に示した2つのデ
バイス28等の一つ以上の点火装置によって生成された
点火燃焼ガスを集めることができる。該点火装置又はデ
バイス28は、図に示すような方法で、部品12に直接
嵌合することができ、あるいは本体10の外側に配置
し、かつチャンバ20と連通したチューブによって本体
10に接続することができる。各点火デバイス28は、
チャンバ20内で高圧で大量の燃焼ガスを急速に生成で
きる既知の何れかのデバイスにより構成することができ
る。従ってその説明は省略する。
チャンバ20は、膜24の軸上に中心をおく細い径のネ
ック部を形成する。該ネック部は、燃焼ガスが該膜と接
触するときに該燃焼ガスを膨張させることができる。
部分においては、変形可能膜24は、チャンバ22内に
突出する固い円柱形状(シリンドリカル)部分30を有
する。
32は、第2のチャンバ22の実質的に管状の部分内に
収容されている。より具体的には、該制御部材32の第
1の端部は固い円柱形状部分30の端面に支承され、制
御部材32の反対側の端部は本体10の第3の部品16
の中心部34に支承される。
本願明細書に既に説明した装置は、作動していない状態
において、膜24に面した第2のチャンバ22内に設け
られた座面36から離れるプレストレスが与えられた位
置をとるようになっている。。より具体的には、作動し
ていない状態において膜24が占めるプレストレスが与
えられた位置は、膜24が、膜24に面する第1のチャ
ンバ20内において、本体10の第1の部品12上に形
成された面38の付近にあるようになっている。
いては、膜24のプレストレスが与えられた位置は、該
膜の作動位置と実質的に対称的である。該膜の作動位置
は、燃焼ガスが第1のチャンバ20内に入ったとき、す
なわち膜24が座面36に当接したときに得られる。
は、本体10の第3の部品16は、流体回路の一部を形
成する管状の部品であり、それについては、アクチュエ
ータ10により制御されるバルブ11の作動による流れ
を阻止できることが望まれる。第3の部品16は、制御
部材32の端部を越えて位置する第2のチャンバ22の
部分において、第2のチャンバ22と同様に、第2の部
品14の2つの対向する壁部を横切る。さらに、第3の
部品16は、チャンバ22の密閉性を維持するように、
しっかりと2つの対向する壁部に溶接されている。
部34は、燃焼ガスが第1のチャンバ20内に入った結
果として制御部材32が図の下向きに移動したときに、
せん断により破壊できるように設計されている。このた
めに第3の部品16の中心部34は、薄肉部38により
部品16の隣接部に接続されている。
動作を、図を参照して説明する。
座面36から離れる方へプレストレスが与えられてい
る。上述したように、このプレストレス動作は、その対
向する端部がそれぞれ膜24と一体化された固い円柱状
部分30及び部品16の中心部34に支承される制御部
材32の効果の下に得られる。
き、燃焼ガスは、高圧下で大量に、急速に第1のチャン
バ20内へ注入される。このチャンバ20内での急速な
圧力増加の影響の下に、膜24は、座面36の方へ変形
し、固い円柱形状部分30及び制御部材32を同じ方向
へ追い返す。このことは、第3の部品16から中心部分
34をせん断により分離するという効果を有する。第3
の部品16に最も近い制御部材32の部分は、中心部分
34を取り除くために、部品16の隣接部分間を貫通す
る。そのため第3の部品16を通る流体回路は直ちに閉
塞される。
は、膜24に最初に課されたプレストレスは、固い円柱
状部分30及び制御部材32と同様に、膜24の移動距
離を増加させる。従って、膜24は、座面36から離れ
るプレストレスが与えられた位置と、座面36に支承さ
れる作動位置との間で移動する。アクチュエータ10
は、膜24の移動距離がバルブ11の作動行程に相当す
るように設計されている。言い換えれば、膜24の移動
は、バルブ11の開閉のために必要な行程に等しい(バ
ルブのタイプの機能として)。
4を有する従来技術の点火アクチュエータと比べて実質
的に倍である。これにより、例えば、全体的な寸法及び
アクチュエータの重さを増加させることなく、従来技術
のアクチュエータにより密閉できる径の実質的に倍の径
を有する回路を密閉することが可能となる。
に説明した点火アクチュエータに限定されない。すなわ
ち、膜のプレストレス特性は、専門家の知識(例えば、
FR−A−2、561、743の図3及び4の実施の形
態参照)を用いながら、流体回路、ジャックあるいはそ
の他のこの種の部材の開閉制御に有利に用いることがで
きる。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 内部にキャビティを画定する本体と、前
記キャビティを2つのチャンバに耐密に分割する変形可
能膜と、第2のチャンバ内に前記膜の変形を制限する座
面によって決定された作動位置に前記膜を導くために、
点火燃焼ガスを受け入れることができる第1のチャンバ
とを備えた点火アクチュエータであって、前記第2のチ
ャンバが、前記燃焼ガスが前記第1のチャンバに入ると
き、前記膜によって、前記アクチュエータの作動行程に
対応する距離を超えて移動可能な制御部材を含み、前記
膜は、作動していない状態において、前記座面から離れ
るプレストレスが与えられた位置にあることを特徴とす
る点火アクチュエータ。 - 【請求項2】 前記膜のプレストレスが与えられた位置
が、その動作位置と実質的に対称的であることを特徴と
する請求項1に記載の点火アクチュエータ。 - 【請求項3】 前記膜のプレストレスが与えられた位置
が、燃焼ガスが前記第1のチャンバ内に入るときに破壊
又は移動できる部分を通常支承している、前記制御部材
に当接した状態に維持することによって、画定されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の点火アクチュエータ。 - 【請求項4】 前記部分が、流体回路の状態を変化させ
るように、前記流体回路の一体化した部分を形成するこ
とを特徴とする請求項3に記載の点火アクチュエータ。 - 【請求項5】 前記膜は、プレストレスが与えられてい
ない状態では平面状であることを特徴とする請求項1に
記載の点火アクチュエータ。
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