JP2005313864A - Inflator and free moving body in fluid - Google Patents

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Osamu Nishimura
修 西村
Hiroshi Takahashi
博 高橋
Hajime Sudo
肇 須藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inflator which shows less malfunction and deterioration due to environmental factors during storage or use, and is easy to handle. <P>SOLUTION: The inflator comprises a pressure tank which is filled with a pressurized medium and has a weakened part on a part of the tank, a first coil which is movable between a distant position and a close position relative to the weakened part in a casing disposed next to the pressure tank to cover the weakened part, a current supply means which supplies currents to the first coil, and a penetrating means which forms a passage penetrating the weakened part and introducing the pressurized medium into the casing. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、加圧媒体が充填されたタンクを開栓することにより、加圧媒体を供給するインフレータおよびこれを用いた流体中自由運動体に関する。   The present invention relates to an inflator that supplies a pressurized medium by opening a tank filled with the pressurized medium, and a free moving body in fluid using the inflator.

車両のタイヤやエアバッグなどに用いるインフレータ、そして空気圧アクチュエータを用いた駆動機構などの圧縮気体の供給源として、高圧の気体やその液化物等の加圧媒体が充填されたタンクを開栓することにより、高圧の加圧媒体を供給するインフレータが用いられている。   Opening a tank filled with a pressurized medium such as high-pressure gas or its liquefied substance as a supply source of compressed gas, such as an inflator used for a vehicle tire or airbag, and a drive mechanism using a pneumatic actuator Therefore, an inflator that supplies a high-pressure pressurized medium is used.

特許文献1によれば、破裂板が設けられたインフレータハウジング(タンク)には加圧媒質(加圧媒体)が充填されている。インフレータハウジングに接続されたディフューザー部の内部には点火薬を備えた点火器が設けられている。外部から点火信号を受けると、点火器に備えられた点火薬は燃焼し、この点火薬の燃焼の際の爆発力により破裂板が破壊され、インフレータハウジングは開栓される。
特開2002−255006公報
According to Patent Document 1, an inflator housing (tank) provided with a rupturable plate is filled with a pressurized medium (pressurized medium). An igniter provided with an igniting agent is provided inside the diffuser portion connected to the inflator housing. When an ignition signal is received from the outside, the igniter provided in the igniter burns, the rupture disk is destroyed by the explosive force when the igniter burns, and the inflator housing is opened.
JP 2002-255006 A

ところが、上述の様な従来のインフレータは、破裂板の破壊に点火薬を用いているため、点火薬の自然発火温度を超える高温下で用いる場合、外部から点火信号を受けない場合でも点火薬は燃焼してしまう。すなわち、加圧媒体の供給を意図しない場合でも、インフレータは誤作動し加圧媒体の供給を開始してしまう。   However, since the conventional inflator as described above uses an igniting agent to destroy the rupturable plate, when used at a high temperature exceeding the spontaneous ignition temperature of the igniting agent, the igniting agent does not receive an ignition signal from the outside. It will burn. That is, even when the supply of the pressurized medium is not intended, the inflator malfunctions and starts supplying the pressurized medium.

また、破裂板の破壊に点火薬を用いているため、インフレータを高温多湿の環境下にて保管した場合、点火薬が吸湿してしまい、外部から点火信号を受けて点火薬が燃焼しても、十分な燃焼速度が得られず破裂板が破壊されない場合がある。すなわち、加圧媒体の供給を意図した場合でも、インフレータは正しく作動せず加圧媒体が供給されない。   In addition, since the igniting agent is used to destroy the rupturable plate, when the inflator is stored in a hot and humid environment, the igniting agent absorbs moisture and the ignition agent burns in response to an external ignition signal. In some cases, a sufficient burning rate cannot be obtained and the rupturable plate is not destroyed. That is, even when the supply of the pressurized medium is intended, the inflator does not operate correctly and the pressurized medium is not supplied.

さらに、破裂板の破壊に点火薬を用いているため、インフレータを保管する倉庫やインフレータを移送する車両などは、危険物取扱のための防火壁等の付帯設備、危険物取扱者の資格を有する管理者などが必要となり、簡便な取扱ができなかった。   In addition, because ignition powder is used to destroy the rupturable plate, warehouses that store inflators, vehicles that transport inflators, etc. have qualifications as incidental equipment such as fire walls for handling dangerous goods, and dangerous goods handlers. An administrator etc. was required, and simple handling was not possible.

本発明は、このような事情を鑑みてされたもので、保管時や使用時の環境による劣化が少なく、幅広い環境で正しく作動し取扱が簡便なインフレータおよび流体中自由運動体を提供する事を目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is intended to provide an inflator and a free moving body in fluid that are less likely to deteriorate due to the environment during storage and use, operate correctly in a wide range of environments, and are easy to handle. Objective.

上記目的を達成するために、本発明のインフレータは、加圧媒体が充填され、その一部に脆弱部を有する圧力タンクと、前記脆弱部を覆うように前記圧力タンクに隣接して設けられた筐体と、前記筐体の内部に設けられ、前記筐体の内部にて前記脆弱部より近い位置と遠い位置との間を往復運動することができる往復部材と、前記往復部材を前記脆弱部より遠い位置から近い位置へ移動させることができる位置に設けられた第1のコイルと、前記第1のコイルに電気的に接続された電流供給手段と、前記往復部材の前記脆弱部側に設けられ、前記脆弱部を貫通し、前記加圧媒体を前記筐体の内部へ導入するための流路を形成することができる貫通手段と、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an inflator of the present invention is provided adjacent to the pressure tank so as to cover the fragile portion and a pressure tank filled with a pressurized medium and having a fragile portion in a part thereof. A housing, a reciprocating member provided inside the housing and capable of reciprocating between a position closer to and farther from the weak portion within the housing, and the reciprocating member as the weak portion A first coil provided at a position capable of being moved from a farther position to a closer position; a current supply means electrically connected to the first coil; and provided on the weak part side of the reciprocating member. And penetrating means capable of forming a flow path for penetrating the fragile portion and introducing the pressurized medium into the housing.

また、本発明の流体中自由運動体は、流体中を運動可能なボディーと、前記ボディーに設けられた翼と、加圧媒体が充填され、その一部に脆弱部を有し、前記ボディーの内部に設けられた圧力タンクと、前記脆弱部を覆うように前記圧力タンクに隣接して設けられた筐体と、前記筐体の内部に設けられ、前記筐体の内部にて前記脆弱部より近い位置と遠い位置との間を往復運動することができる往復部材と、前記往復部材を前記脆弱部より遠い位置から近い位置へ移動させることができる位置に設けられた第1のコイルと、前記第1のコイルに電気的に接続された電流供給手段と、前記往復部材の前記脆弱部側に設けられ、前記脆弱部を貫通し、前記加圧媒体を前記筐体の内部へ導入するための流路を形成することができる貫通手段と、前記翼の後縁近傍に開口され、前記筐体の内部と連通し、前記加圧媒体を噴出するための噴出口と、を有することを特徴とする。   The free moving body in fluid of the present invention is filled with a body capable of moving in fluid, a wing provided on the body, and a pressurizing medium, and has a fragile portion in a part thereof. A pressure tank provided inside, a housing provided adjacent to the pressure tank so as to cover the fragile portion, provided inside the housing, and from the fragile portion inside the housing A reciprocating member capable of reciprocating between a close position and a distant position; a first coil provided at a position where the reciprocating member can be moved from a position far from the fragile portion to a close position; and A current supply means electrically connected to the first coil; and provided on the weakened portion side of the reciprocating member, for penetrating the weakened portion and introducing the pressurized medium into the housing Penetrating means capable of forming a flow path; and It is opened to the edge near the rear of, communication with the interior of the housing, and having a a spout for ejecting the pressurized medium.

本発明によれば、保管時や使用時の環境による劣化が少なく、幅広い環境で正しく作動し取扱が簡便なインフレータおよび流体中自由運動体を提供する事ができる。   According to the present invention, it is possible to provide an inflator and a free moving body in fluid that are less likely to deteriorate due to the environment during storage or use, operate correctly in a wide range of environments, and are easy to handle.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態によるインフレータ100の断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of an inflator 100 according to the first embodiment of the present invention.

例えば略円筒形の圧力容器1の一端側には開口部2が設けられている。圧力容器1の内部の空間3には、例えば圧縮空気や液化炭酸ガス、液化窒素などの加圧媒体が充填されている。圧力容器1の材質としては、外部からの衝撃等により容易に変形、破裂しないような、例えば十分な厚みを持つ真鍮や構造用鋼などの、比較的硬度が高く引っ張り強度の高い金属が適している。   For example, an opening 2 is provided on one end side of the substantially cylindrical pressure vessel 1. A space 3 inside the pressure vessel 1 is filled with a pressurized medium such as compressed air, liquefied carbon dioxide, or liquefied nitrogen. As the material of the pressure vessel 1, a metal having a relatively high hardness and high tensile strength, such as brass or structural steel having a sufficient thickness, which is not easily deformed or ruptured by an external impact or the like is suitable. Yes.

圧力容器1には封板4が設けられている。封板4の材質としては、例えば圧力容器1の壁の厚さより薄い銅やアルミニウム、軟鉄など、比較的硬度が低く引っ張り強度の低い金属が適している。封板4は、加圧媒体が圧力容器1から漏洩しないように、例えば溶接などの方法を用いて開口部2を密閉するように設けられている。圧力容器1に設けられた封板4の開口部2と重なる部分、すなわち脆弱部26は封板4の一部の面が直接空間3に露出しており、この脆弱部26の強度は圧力容器1よりも低くなる。封板4の周囲はねじ部5が設けられ、ねじ部5が雄ねじとして機能するように加工されている。このようにして圧力容器1と封板4にて圧力タンク6があらかじめ構成される。   The pressure vessel 1 is provided with a sealing plate 4. As the material of the sealing plate 4, for example, a metal having a relatively low hardness and a low tensile strength, such as copper, aluminum, or soft iron, which is thinner than the wall of the pressure vessel 1 is suitable. The sealing plate 4 is provided so as to seal the opening 2 using a method such as welding so that the pressurized medium does not leak from the pressure vessel 1. A portion of the sealing plate 4 provided in the pressure vessel 1 that overlaps the opening 2, that is, the fragile portion 26 has a part of the surface of the sealing plate 4 exposed directly to the space 3. 1 or lower. A screw portion 5 is provided around the sealing plate 4 and is processed so that the screw portion 5 functions as a male screw. In this way, the pressure tank 6 is configured in advance by the pressure vessel 1 and the sealing plate 4.

圧力タンク6に隣接するように筐体7が設けられている。筐体7の内周の一部は封板4のねじ部5に対する雌ねじとして機能するように加工されている。筐体7と封板4は、必要に応じてシール材やパッキン等を用いてねじ止めされる。すなわち、筐体7は封板4にねじ止めされることで、筐体7は脆弱部26を覆うように設けられている。   A housing 7 is provided adjacent to the pressure tank 6. A part of the inner periphery of the housing 7 is processed so as to function as a female screw for the screw portion 5 of the sealing plate 4. The casing 7 and the sealing plate 4 are screwed using a sealing material, packing, or the like as necessary. That is, the housing 7 is provided so as to cover the fragile portion 26 by being screwed to the sealing plate 4.

筐体7には開口部8が設けられている。開口部8は圧力タンク6より加圧媒体が放出された際、放出された加圧媒体をインフレータ100外部へ導出するために設けられている。開口部8は、インフレータ100の用途に応じて、圧力ホース等を介して加圧媒体の供給対象と接続される。例えば車両のタイヤの空気入れとして用いるならば、レギュレータが設けられた圧力ホースにてタイヤと開口部8を接続して用いることができる。また、例えば車両のエアバッグの部品として用いるならば、圧力ホースを用いてエアバッグと開口部8を接続して用いることができる。また、例えば駆動機構の圧縮気体の供給源として用いるならば、圧力ホースを用いて駆動機構の圧縮空気導入口と開口部8を接続して用いることができる。   The housing 7 is provided with an opening 8. The opening 8 is provided to lead out the released pressurized medium to the outside of the inflator 100 when the pressurized medium is released from the pressure tank 6. The opening 8 is connected to a supply target of the pressurized medium via a pressure hose or the like according to the use of the inflator 100. For example, when used as a pneumatic tire for a vehicle tire, the tire and the opening 8 can be connected by a pressure hose provided with a regulator. For example, when used as a part of a vehicle airbag, the airbag and the opening 8 can be connected using a pressure hose. For example, when used as a compressed gas supply source of the drive mechanism, the compressed air introduction port of the drive mechanism and the opening 8 can be connected using a pressure hose.

筐体7の内部には、往復部材9が設けられている。往復部材9は、筐体7の内部で往復運動が可能なように設けられている。往復部材9の往復可能な範囲は、脆弱部26より近い位置と遠い位置との間である。往復部材9の少なくとも一部は、銅などの導電性の部材でできている。   A reciprocating member 9 is provided inside the housing 7. The reciprocating member 9 is provided so as to be able to reciprocate inside the housing 7. The reciprocable range of the reciprocating member 9 is between a position closer to and farther from the weakened portion 26. At least a part of the reciprocating member 9 is made of a conductive member such as copper.

往復部材9には、貫通手段11が設けられている。貫通手段11は、往復部材9の脆弱部26側に設けられている。貫通手段11は、例えばステンレス合金等の硬度の高い材質からなり、往復部材9が脆弱部26より遠い位置から近い位置へと移動する際、貫通手段11にて脆弱部26を貫通できるように設けられている。貫通手段11には、例えば貫通手段11に中空部10を設けることにより、貫通手段11が脆弱部26を貫通した際、空間3と筐体7の内部とが連通する流路が形成されるように加工されている。このように貫通手段11を加工することで、貫通手段11が脆弱部26を貫通すると空間3と筐体7の内部との間に流路が形成され、空間3に充填されている加圧媒体が、流路そして筐体7を通じて筐体7に設けられた開口部8から噴出する。   The reciprocating member 9 is provided with a penetrating means 11. The penetrating means 11 is provided on the weak portion 26 side of the reciprocating member 9. The penetrating means 11 is made of a material having high hardness such as a stainless alloy, and is provided so that the penetrating means 11 can penetrate the fragile portion 26 when the reciprocating member 9 moves from a position far from the fragile portion 26 to a close position. It has been. In the penetrating means 11, for example, by providing the hollow part 10 in the penetrating means 11, when the penetrating means 11 penetrates the fragile part 26, a flow path is formed so that the space 3 communicates with the inside of the housing 7. Has been processed. By processing the penetrating means 11 in this way, when the penetrating means 11 penetrates the fragile portion 26, a flow path is formed between the space 3 and the inside of the housing 7, and the pressurized medium filled in the space 3 However, it ejects from the opening part 8 provided in the housing | casing 7 through the flow path and the housing | casing 7. FIG.

筐体7には、コイル12(第1のコイル)が設けられている。コイル12は、コイル12と往復部材9との間に反発する力を発生させた際、往復部材9が脆弱部26より遠い位置から近い位置へと移動するような位置、例えば脆弱部26より遠い方からコイル12、往復部材9の順にコイル12、往復部材9、脆弱部26が略一列に並ぶ位置に設けられている。コイル12は、別途設けられた電流供給手段13と電気的に接続されている。電流供給手段13には、電源(図示せず)から供給された電荷を蓄えるためのコンデンサー14と、切断状態から接続状態へ変化することで蓄えられた電荷をコイル12へ放電させるためのスイッチ15が設けられている。コイル12は、コンデンサー14から蓄えられた電荷を瞬間的に放出されることにより、往復部材9に対してコイル12から反発する方向の衝撃力を発生させることができる。   The casing 7 is provided with a coil 12 (first coil). When the coil 12 generates a repulsive force between the coil 12 and the reciprocating member 9, a position where the reciprocating member 9 moves from a position far from the fragile portion 26 to a position close to the fragile portion 26, for example, far from the fragile portion 26. From the side, the coil 12, the reciprocating member 9, and the coil 12, the reciprocating member 9, and the fragile portion 26 are provided in a substantially lined position. The coil 12 is electrically connected to a current supply means 13 provided separately. The current supply means 13 includes a capacitor 14 for storing electric charge supplied from a power source (not shown), and a switch 15 for discharging the electric charge stored by changing from the disconnected state to the connected state to the coil 12. Is provided. The coil 12 can generate an impact force in a direction repelling the reciprocating member 9 from the coil 12 by instantaneously releasing the electric charge stored from the capacitor 14.

例えばコイル12にφ20mmのコイルを用いた場合、往復部材9とコイル12の間に発生する衝撃力は図2のようになる。図2は、コンデンサー14への充電電圧を160〜570Vに変化させた場合の、横軸に時間、縦軸に衝撃力をプロットした図である。なお、コンデンサー14には63μFのコンデンサーを用いた。充電電圧570Vの場合、往復部材9とコイル12の間に発生する衝撃力は、図2に示す通り約500Nと、貫通手段11が脆弱部26を貫通するのに十分な衝撃力を発生させることができる。   For example, when a coil having a diameter of 20 mm is used as the coil 12, the impact force generated between the reciprocating member 9 and the coil 12 is as shown in FIG. FIG. 2 is a graph in which time is plotted on the horizontal axis and impact force is plotted on the vertical axis when the charging voltage to the capacitor 14 is changed to 160 to 570V. The capacitor 14 was a 63 μF capacitor. When the charging voltage is 570 V, the impact force generated between the reciprocating member 9 and the coil 12 is about 500 N as shown in FIG. 2, and the impact force sufficient for the penetrating means 11 to penetrate the fragile portion 26 is generated. Can do.

続いて、本発明の第1の実施の形態によるインフレータ100の動作について説明する。図3(a)に、加圧媒体を噴出させる前の状態のインフレータ100を示す。   Next, the operation of the inflator 100 according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 3A shows the inflator 100 before the pressurized medium is ejected.

まず、脆弱部26は貫通手段11に貫通されていない状態である。貫通手段11が設けられた往復部材9は、封板4とコイル12の間に配置されている。往復部材9は、必要に応じて例えば永久磁石などの固定手段(図示せず)を用いて、仮固定されている。   First, the fragile portion 26 is not penetrated by the penetrating means 11. The reciprocating member 9 provided with the penetrating means 11 is disposed between the sealing plate 4 and the coil 12. The reciprocating member 9 is temporarily fixed using a fixing means (not shown) such as a permanent magnet as required.

次に、コンデンサー14に電源から電流が供給されると、コンデンサー14は電荷を蓄える。図3(b)に示すように、オペレータや制御装置などによりスイッチ15が接続状態にされると、コンデンサー14は電荷を瞬間的に放出し、コイル12に電流が供給される。コイル12に電流が供給されることにより、往復部材9とコイル12の間には、反発する方向の衝撃力が発生する。   Next, when current is supplied to the capacitor 14 from the power source, the capacitor 14 stores electric charge. As shown in FIG. 3B, when the switch 15 is brought into a connected state by an operator, a control device, or the like, the capacitor 14 instantaneously releases electric charge, and current is supplied to the coil 12. By supplying current to the coil 12, an impact force in a repulsive direction is generated between the reciprocating member 9 and the coil 12.

次に、図3(c)に示すように、往復部材9は脆弱部26より遠い位置から近い位置へと移動し、これに伴い貫通手段11は脆弱部26を貫通する。   Next, as shown in FIG. 3 (c), the reciprocating member 9 moves from a position far from the fragile portion 26 to a position close thereto, and the penetrating means 11 penetrates the fragile portion 26 accordingly.

すると、図3(d)のように、貫通手段11が脆弱部26を貫通する際に形成された空間3と筐体7の内部との間の流路を通じて、空間3に充填されている加圧媒体が筐体7に設けられた開口部8から噴出する。   Then, as shown in FIG. 3 (d), the space 3 is filled through the flow path between the space 3 formed when the penetrating means 11 penetrates the fragile portion 26 and the inside of the housing 7. The pressure medium is ejected from an opening 8 provided in the housing 7.

このように、本発明の第1の実施の形態によるインフレータ100は、圧力タンク6から加圧媒体を噴出させるために点火薬を用いないので、保管時や使用時の環境による劣化を少なくすることができる。また内部に点火薬を一切使用していないため、幅広い環境で正しく作動し、さらに保管に防火壁等の特殊な保管庫が不要で、簡便に取り扱うことができる。   As described above, since the inflator 100 according to the first embodiment of the present invention does not use an igniting agent to eject the pressurized medium from the pressure tank 6, it is possible to reduce deterioration due to the environment during storage or use. Can do. In addition, since no igniting agent is used inside, it operates correctly in a wide range of environments, and no special storage such as a fire wall is required for storage, and it can be handled easily.

なお、往復部材9は導電性の部材で構成され、コイル12と反発力を生じるように構成されていたが、図4に示すインフレータ101のように往復部材9にコイル12と反発する力を発生することができる方向に巻かれたコイル16(第2のコイル)を設けても構わない。コイル16は電流供給手段13と電気的に接続され、電流供給手段よりコイル12とコイル16に電流が供給されることにより、コイル12とコイル16の間には反発力が生じる。この反発力により往復部材9は脆弱部26より遠い位置から近い位置へと移動し、往復部材9に設けられた貫通手段11は脆弱部26を貫通し、圧力タンク6から加圧媒体が筐体7を通じて筐体7に設けられた開口部8から噴出する。   Although the reciprocating member 9 is made of a conductive member and is configured to generate a repulsive force with the coil 12, the reciprocating member 9 generates a force repelling the coil 12 as shown in FIG. You may provide the coil 16 (2nd coil) wound in the direction which can do. The coil 16 is electrically connected to the current supply means 13, and a repulsive force is generated between the coil 12 and the coil 16 by supplying current from the current supply means to the coil 12 and the coil 16. Due to this repulsive force, the reciprocating member 9 moves from a position far from the fragile portion 26 to a near position, the penetrating means 11 provided in the reciprocating member 9 penetrates the fragile portion 26, and the pressurized medium is supplied from the pressure tank 6 to the housing. 7 is ejected from an opening 8 provided in the housing 7.

また、貫通手段11には中空部10を設けることにより、貫通手段11が封板4を貫通した際、空間3と筐体7の内部とが連通する流路が形成されるように加工されていたが、貫通手段11の側面に溝部(図示せず)を設けても構わない。貫通手段11の側面に設けられた溝部は、貫通手段11が脆弱部26を貫通した際、貫通手段11と封板4との間の空隙を形成する。   Further, by providing the hollow means 10 in the penetrating means 11, the penetrating means 11 is processed so that when the penetrating means 11 penetrates the sealing plate 4, a flow path that connects the space 3 and the inside of the housing 7 is formed. However, a groove (not shown) may be provided on the side surface of the penetrating means 11. The groove provided on the side surface of the penetrating means 11 forms a gap between the penetrating means 11 and the sealing plate 4 when the penetrating means 11 penetrates the fragile portion 26.

また、圧力容器1と封板4は一体に形成されたものでも良く、例えば液化炭酸ガスが封入された一部に肉厚の薄い脆弱部を有する市販の小型CO2ボンベのようなものでも良い。   Further, the pressure vessel 1 and the sealing plate 4 may be integrally formed, for example, a commercially available small-sized CO2 cylinder having a thin fragile portion in a part where liquefied carbon dioxide gas is sealed.

また、圧力タンク6や市販の小型のCO2ボンベは、ねじ部5にてねじ止めされているので、インフレータ100を使用して加圧媒体が空になった圧力タンク6や市販の小型CO2ボンベを交換することで、インフレータ100は再度使用することができる。   Moreover, since the pressure tank 6 and a commercially available small-sized CO2 cylinder are screwed by the screw portion 5, the pressure tank 6 and the commercially available small-sized CO2 cylinder in which the pressurized medium is emptied using the inflator 100 are used. By replacing, the inflator 100 can be used again.

(第2の実施の形態)
図5および図6に、本発明の第2の実施の形態によるインフレータを用いた流体中自由運動体200を示す。図5に、流体中自由運動体200の斜視図、図6(a)に流体中自由運動体200の後述する操舵翼201(翼)の断面図、図6(b)に流体中自由運動体200の後述するボディー202の断面図を示す。なお、第1の実施の形態の各部と同一部分は、同一符号で示し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
5 and 6 show a free moving body 200 in fluid using an inflator according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of the fluid free moving body 200, FIG. 6A is a cross-sectional view of a steering blade 201 (blade) described later of the fluid free moving body 200, and FIG. 6B is a fluid free moving body 200. 200 is a sectional view of a body 202 described later. In addition, the same part as each part of 1st Embodiment is shown with the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted.

流体中自由運動体200は、4枚の操舵翼201がボディー202に設けられている。流体中自由運動体200は、流体中を運動する際、流体からボディー200や操舵翼201にかかる力のバランスを制御して姿勢を制御する。   In the fluid free moving body 200, four steering blades 201 are provided on a body 202. When moving in the fluid, the free moving body 200 in the fluid controls the posture by controlling the balance of the force applied to the body 200 and the steering blade 201 from the fluid.

ボディー202の内部には、インフレータ102が設けられている。インフレータ102には、電流供給手段203が設けられている。電流供給手段203には、例えば外部と電気的に接続可能なコネクタや接触端子などを用いることができる。流体中自由運動体200の外部から、コイル12から反発する方向の衝撃力を発生させるための電力を供給するために、電流供給手段203は設けられている。例えば図示しない電源、コンデンサ、スイッチなどを接続することにより、電流供給手段203はコイル12に電力を供給することができる。その他の構成は、第1の実施の形態によるインフレータ100と同様のため、その説明を省略する。   An inflator 102 is provided inside the body 202. The inflator 102 is provided with current supply means 203. As the current supply means 203, for example, a connector or a contact terminal that can be electrically connected to the outside can be used. In order to supply electric power for generating an impact force in the direction of repulsion from the coil 12 from the outside of the free moving body 200 in the fluid, the current supply means 203 is provided. For example, the current supply unit 203 can supply power to the coil 12 by connecting a power source, a capacitor, a switch, or the like (not shown). Since other configurations are the same as those of the inflator 100 according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

ボディー202には、開口部204が設けられている。また、操舵翼201には、各2系統の噴出口205が設けられている。操舵翼201の一方の面に開口するように、一方の系統の噴出口205が、操舵翼201の他方の面に開口するように、他方の系統の噴出口205が設けられている。流体中自由運動体200が流体中を移動する際、操舵翼201の周囲を流れる流体の流れを変化させる事により、流体中自由運動体200の姿勢を制御するために、噴出口205は設けられている。噴出口205から噴出する加圧媒体を、どの噴出口205から噴出するかを切り替えることにより、流体中自由運動体200の姿勢を制御することができる。   The body 202 is provided with an opening 204. Further, the steering blade 201 is provided with two outlets 205 for each system. An outlet 205 of the other system is provided so that an outlet 205 of one system opens to one surface of the steering blade 201 and an opening of the other face of the steering blade 201. In order to control the posture of the in-fluid free moving body 200 by changing the flow of the fluid flowing around the steering blade 201 when the in-fluid free moving body 200 moves in the fluid, the ejection port 205 is provided. ing. The posture of the in-fluid free moving body 200 can be controlled by switching from which ejection port 205 the pressurized medium ejected from the ejection port 205 is ejected.

例えば、図7(a)に示すように、操舵翼201の周囲を流体301、302が流れている。操舵翼201の一方の面の表面に反って、流体301は流れている。操舵翼201の他方の面の表面に反って、流体302は流れている。次に、一方の噴出口205より、例えば図7(b)に示すように操舵翼201の流体302側の噴出口205より、加圧媒体303を噴出させると、流体301、302の流れのバランスが変化し、操舵翼201には力304が発生する。すなわち、噴出口205から噴出する加圧媒体303の量やタイミング、どの噴出口205から加圧媒体303を噴出するかを制御することにより、流体中自由運動体200の姿勢を制御することができる。   For example, as shown in FIG. 7A, fluids 301 and 302 are flowing around the steering blade 201. The fluid 301 flows against the surface of one surface of the steering blade 201. The fluid 302 flows against the surface of the other surface of the steering blade 201. Next, when the pressurized medium 303 is ejected from one ejection port 205, for example, from the ejection port 205 on the fluid 302 side of the steering blade 201 as shown in FIG. 7B, the balance of the flow of the fluids 301 and 302 is balanced. Changes, and a force 304 is generated on the steering blade 201. That is, by controlling the amount and timing of the pressurized medium 303 ejected from the ejection outlet 205 and from which ejection outlet 205 the ejection of the pressurized medium 303 is performed, the posture of the free moving body 200 in the fluid can be controlled. .

操舵翼201の内部には、インフレータ102から噴出した加圧媒体を噴出口205へ導くための配管206が設けられている。   A pipe 206 for guiding the pressurized medium ejected from the inflator 102 to the ejection port 205 is provided inside the steering blade 201.

ボディー202の内部には、流体経路切替素子207が設けられている。流体切替素子207は、インフレータ102から噴出した加圧媒体を、複数設けられた噴出口205のうち、どの噴出口205から加圧媒体を噴出するかが切替可能となる様に設けられている。図6では説明の都合上、1つの操舵翼201に設けられた2系統の噴出口205のいずれかに加圧媒体を導くかが切替可能となる様に設けた例を図示している。実際には、他の3つの操舵翼201に設けられた6系統の噴出口205、すなわち合計8系統の噴出口205のいずれかに加圧媒体を導くかが切替可能となるように設けられている。   A fluid path switching element 207 is provided inside the body 202. The fluid switching element 207 is provided so as to be able to switch which of the plurality of jet outlets 205 pressurize the pressurized medium ejected from the inflator 102. For convenience of explanation, FIG. 6 shows an example in which the pressure medium is switched so as to be switched to one of the two jet nozzles 205 provided in one steering blade 201. Actually, it is provided so that it can be switched whether the pressure medium is guided to any of the six jet outlets 205 provided in the other three steering blades 201, that is, a total of eight jet outlets 205. Yes.

流体経路切替素子207には、入力経路207aが設けられている。入力経路207aは、インフレータ102から噴出した加圧媒体が入力されるように設けられている。   The fluid path switching element 207 is provided with an input path 207a. The input path 207a is provided so that the pressurized medium ejected from the inflator 102 is input.

入力経路207aから入力された加圧媒体は、複数設けられた出力経路207bのいずれか1つから出力される。各出力経路207bは、それぞれ配管206と連通するように設けられている。   The pressurized medium input from the input path 207a is output from any one of a plurality of output paths 207b. Each output path 207 b is provided so as to communicate with the pipe 206.

バルブ207cは、開口部204が流体中自由運動体200の外部に開放されているか、閉じているかを切り替え可能となるように設けられている。入力経路207aから入力された加圧媒体が、閉じられた開口部204の方向の出力経路207bへ導かれるように流体切替素子207は設けられている。すなわち、どの開口部204を開放するかを切り替えることにより、インフレータ102から噴出した加圧媒体がどの噴出口205から噴出するかを切り替えることができる。   The valve 207c is provided so that it can be switched whether the opening 204 is open to the outside of the free moving body 200 in fluid or closed. The fluid switching element 207 is provided so that the pressurized medium input from the input path 207a is guided to the output path 207b in the direction of the closed opening 204. That is, by switching which opening 204 is opened, it is possible to switch from which ejection port 205 the pressurized medium ejected from the inflator 102 is ejected.

インフレータ102と入力経路207aの間には、レギュレータ208を設けることができる。流体切替素子207が切替可能となるために必要な流量を確保するとともに、噴出口205から噴出する加圧媒体の流量が制御可能となるように、レギュレータ208は設けられている。レギュレータ208を制御することにより、操舵翼201にかかる力304の大きさを制御することができる。   A regulator 208 can be provided between the inflator 102 and the input path 207a. The regulator 208 is provided so that the flow rate required for the fluid switching element 207 to be switched can be secured and the flow rate of the pressurized medium ejected from the ejection port 205 can be controlled. By controlling the regulator 208, the magnitude of the force 304 applied to the steering blade 201 can be controlled.

このように、本発明の第2の実施の形態によるインフレータを用いた流体中自由運動体200は、圧力タンクから加圧媒体を噴出させるために点火薬を用いないので、保管時や使用時の環境による劣化を少なくすることができる。また圧力タンクから加圧媒体を噴出させるために点火薬を用いないので、幅広い環境で正しく作動し、さらに保管に防火壁等の特殊な保管庫が不要で、簡便に取り扱うことができる。   As described above, the in-fluid free moving body 200 using the inflator according to the second embodiment of the present invention does not use an igniting agent to eject the pressurized medium from the pressure tank. Deterioration due to the environment can be reduced. In addition, since no igniting agent is used to eject the pressurized medium from the pressure tank, it operates correctly in a wide range of environments, and a special storage such as a fire wall is not required for storage and can be handled easily.

また、従来の流体中自由運動体は、フラップを駆動するための油圧や電動などの重量の大きいアクチュエータが必要であるが、インフレータを用いた流体中自由運動体200は、姿勢制御に必要な空間、重量、エネルギーが非常に小さいため、流体中自由運動体の小型化、軽量化が可能となる。これは、流体中自由運動体の設計の自由度が増すばかりでなく、流体中自由運動体のもつ運動エネルギーが減少し、流体との抵抗が減少し、航続距離の延長、運動性能の向上が実現できる。   In addition, the conventional free-moving body in fluid requires a heavy actuator such as hydraulic pressure or electric motor for driving the flap, but the in-fluid free-moving body 200 using the inflator is a space necessary for posture control. Since the weight and energy are very small, the free moving body in the fluid can be reduced in size and weight. This not only increases the degree of freedom in designing the free moving body in the fluid, but also reduces the kinetic energy of the free moving body in the fluid, reduces the resistance to the fluid, extends the cruising distance, and improves the motion performance. realizable.

なお、本実施の形態では、1つの流体切替素子207にて8系統のどの噴出口205から噴出するかを切り替える実施の形態について説明した。しかし、流体切替素子の数は1つに限られたものではなく、例えば、4系統のどの噴出口205から噴出するかを切り替えることができる流体切替素子を2つを組み合わせたり、2系統のどちらの噴出口205から噴出するかを切り替えることができる流体切替素子4つを組み合わせたりすることもできる。   In the present embodiment, the embodiment in which the eight outlets 205 of the eight systems are switched by one fluid switching element 207 has been described. However, the number of fluid switching elements is not limited to one. For example, two fluid switching elements that can switch which jet outlet 205 of the four systems are combined, or which of the two systems It is also possible to combine four fluid switching elements that can switch whether or not to eject from the nozzle 205.

また、流体切替素子207は、どの開口部204を開放するかにより、インフレータ102から噴出した加圧媒体がどの噴出口205から噴出するかを切り替える実施の形態について説明した。しかし、流体切替素子207には、他の公知の流体切替素子を用いることも可能である。例えば、公知のソレノイドバルブを複数組み合わせ、流体切替素子として用いることも可能である。   Further, the embodiment has been described in which the fluid switching element 207 switches from which outlet 205 the pressurized medium ejected from the inflator 102 is ejected depending on which opening 204 is opened. However, other known fluid switching elements can be used for the fluid switching element 207. For example, a plurality of known solenoid valves can be combined and used as a fluid switching element.

本発明によるインフレータの第1の実施の形態を示す断面図Sectional drawing which shows 1st Embodiment of the inflator by this invention 本発明によるインフレータの第1の実施の形態のコイルが発生する反発力を示す図The figure which shows the repulsive force which the coil of 1st Embodiment of the inflator by this invention generate | occur | produces 本発明によるインフレータの第1の実施の形態の動作を示す断面図Sectional drawing which shows operation | movement of 1st Embodiment of the inflator by this invention 本発明によるインフレータの第1の実施の形態の変形例を示す断面図Sectional drawing which shows the modification of 1st Embodiment of the inflator by this invention 本発明によるインフレータの第2の実施の形態を用いた流体中自由運動体の斜視図The perspective view of the free motion body in fluid using the 2nd Embodiment of the inflator by this invention 本発明によるインフレータの第2の実施の形態を用いた流体中自由運動体の断面図Sectional drawing of the free-moving body in fluid using the second embodiment of the inflator 本発明によるインフレータの第2の実施の形態を用いた流体中自由運動体の断面図Sectional view of a free moving body in fluid using a second embodiment of an inflator according to the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1 圧力容器
2 開口部
3 空間3
4 封板4
5 ねじ部
6 圧力タンク
7 筐体
8 開口部
9 往復部材
10 中空部
11 貫通手段
12 コイル
13 電流供給手段
14 コンデンサー
15 スイッチ
16 コイル
26 脆弱部
100、101、102 インフレータ
200 流体中自由運動体
201 操舵翼
202 ボディー
203 電流供給手段
204 開口部
205 噴出口
304 力
206 配管
207 流体経路切替素子
207a 入力経路
207b 出力経路
207c バルブ207
208 レギュレータ
301、302 流体
303 加圧媒体
304 力
1 Pressure vessel 2 Opening 3 Space 3
4 Seal plate 4
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Thread part 6 Pressure tank 7 Case 8 Opening part 9 Reciprocating member 10 Hollow part 11 Penetration means 12 Coil 13 Current supply means 14 Capacitor 15 Switch 16 Coil 26 Weak part 100, 101, 102 Inflator 200 Free moving body 201 in fluid Steering Blade 202 Body 203 Current supply means 204 Opening 205 Spout 304 Force 206 Pipe 207 Fluid path switching element 207a Input path 207b Output path 207c Valve 207
208 Regulator 301, 302 Fluid 303 Pressure medium 304 Force

Claims (7)

加圧媒体が充填され、その一部に脆弱部を有する圧力タンクと、
前記脆弱部を覆うように前記圧力タンクに隣接して設けられた筐体と、
前記筐体の内部に設けられ、前記筐体の内部にて前記脆弱部より近い位置と遠い位置との間を往復運動することができる往復部材と、
前記往復部材を前記脆弱部より遠い位置から近い位置へ移動させることができる位置に設けられた第1のコイルと、
前記第1のコイルに電気的に接続された電流供給手段と、
前記往復部材の前記脆弱部側に設けられ、前記脆弱部を貫通し、前記加圧媒体を前記筐体の内部へ導入するための流路を形成することができる貫通手段と、
を有することを特徴とするインフレータ。
A pressure tank filled with a pressurized medium and having a fragile portion in a part thereof;
A housing provided adjacent to the pressure tank to cover the fragile portion;
A reciprocating member that is provided inside the housing and capable of reciprocating between a position closer to and farther from the fragile portion inside the housing;
A first coil provided at a position where the reciprocating member can be moved from a position far from the weak part to a position close to the weak part;
Current supply means electrically connected to the first coil;
A penetrating means provided on the fragile portion side of the reciprocating member, penetrating through the fragile portion, and capable of forming a flow path for introducing the pressurized medium into the housing;
An inflator characterized by comprising:
前記電流供給手段はコンデンサーを有することを特徴とする請求項1に記載のインフレータ。 The inflator according to claim 1, wherein the current supply unit includes a capacitor. 前記往復部材の少なくとも一部が導電性を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインフレータ。 The inflator according to claim 1 or 2, wherein at least a part of the reciprocating member has conductivity. 前記往復部材は、前記第1のコイルと反発する力を発生することができる方向に巻かれるとともに、前記電流供給手段と電気的に接続された第2のコイルを有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインフレータ。 The reciprocating member includes a second coil wound in a direction capable of generating a force repelling the first coil and electrically connected to the current supply means. The inflator according to any one of claims 1 to 3. 流体中を運動可能なボディーと、
前記ボディーに設けられた翼と、
加圧媒体が充填され、その一部に脆弱部を有し、前記ボディーの内部に設けられた圧力タンクと、
前記脆弱部を覆うように前記圧力タンクに隣接して設けられた筐体と、
前記筐体の内部に設けられ、前記筐体の内部にて前記脆弱部より近い位置と遠い位置との間を往復運動することができる往復部材と、
前記往復部材を前記脆弱部より遠い位置から近い位置へ移動させることができる位置に設けられた第1のコイルと、
前記第1のコイルに電気的に接続された電流供給手段と、
前記往復部材の前記脆弱部側に設けられ、前記脆弱部を貫通し、前記加圧媒体を前記筐体の内部へ導入するための流路を形成することができる貫通手段と、
前記翼の後縁近傍に開口され、前記筐体の内部と連通し、前記加圧媒体を噴出するための噴出口と、
を有することを特徴とする、流体中自由運動体。
A body that can move in fluid,
Wings provided on the body;
A pressure tank filled with a pressurized medium, having a fragile part in a part thereof, and provided inside the body;
A housing provided adjacent to the pressure tank to cover the fragile portion;
A reciprocating member that is provided inside the housing and capable of reciprocating between a position closer to and farther from the fragile portion inside the housing;
A first coil provided at a position where the reciprocating member can be moved from a position far from the weak part to a position close to the weak part;
Current supply means electrically connected to the first coil;
A penetrating means provided on the fragile portion side of the reciprocating member, penetrating through the fragile portion, and capable of forming a flow path for introducing the pressurized medium into the housing;
An opening near the trailing edge of the wing, communicated with the interior of the housing, and a jet outlet for ejecting the pressurized medium;
A free moving body in fluid, characterized by comprising:
前記往復部材の少なくとも一部が導電性を有することを特徴とする請求項5に記載の流体中自由運動体。 The free moving body in fluid according to claim 5, wherein at least a part of the reciprocating member has conductivity. 前記往復部材は、前記第1のコイルと反発する力を発生することができる方向に巻かれるとともに、前記電流供給手段と電気的に接続された第2のコイルを有することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の流体中自由運動体。 The reciprocating member includes a second coil wound in a direction capable of generating a force repelling the first coil and electrically connected to the current supply means. The free moving body in fluid according to claim 5 or 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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