JP2005514578A - 電気式ロケット点火装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ロケットチャージ（６）を具える電気式ロケット点火装置に関する。前記ロケットチャージ（６）は少なくとも一つの化合物を含む。前記電気式ロケット点火装置は、プラスチック材料からなるケーシング部材（１）を具える。前記ケーシング部材は、第１のサブアセンブリ（２）及び第２のサブアセンブリ（３）を含む。前記第１のサブアセンブリ（３）はプラスチック材料からなる底壁面（５）と連続して一体的に形成されたプラスチック壁（４）を含むとともに、コンテンツを構成する。前記第２のサブアセンブリ（３）は主軸（１０）を有し、ソケットを構成するとともに、前記主軸（１０）の両側においてその主軸（１０）に沿って少なくとも２つのピン（１１，１２）を有する。前記ピン（１１，１２）は前記第２のサブアセンブリ（３）の面（１４）上に設けられた電気ブリッジ（１３）によって互いに接続されている。前記面（１４）は、高さＨ及び幅Ｌに沿って対称的に切り欠かれ、前記第１のサブアセンブリ（２）及び前記第２のサブアセンブリ（３）は超音波溶接によって高気密性の状態で組み立てられる。

Description

本発明は、電気式ロケット点火装置に関する。

点火装置は大きく２つのカテゴリに分けることができる。第１のカテゴリにおける点火装置は、ガラス−金属密閉型のソケットを使用するものであり、第２のカテゴリにおける点火装置はプラスチック型のソケット又はシール部材を具えるものに関する。第１のカテゴリに属する点火装置は、特別な環境要素（特に湿気）から点火化合物及び爆発物を確実に密閉し、保護する作用効果を有する。また、ガラス−金属シールは、前記点火装置を民生用のロケットアプリケーション装置（例えばプリテンショナーや自動車安全装置としてのエアーバッグ）に対して取り付け加工（クランプあるいは溶接など）する間、あるいは軍事的用途や所定の空間内での使用によって生じる機械的及び熱的な応力の影響を受ける。

加えて、このようなガラス−金属密閉型のソケットを用いることにより、電流導入ピンに沿った前記ソケットの一見したところの密閉性を確保できるとしても、前記ソケットと前記点火装置自体の結合が常に安定に維持できるものではない。

また、プラスチックシールの点火装置においては、それを構成する、あるいは非気密性の内部結合（例えばクランプやボンディングなど）を行うに際して使用するプラスチック材料自体に関連した密閉性の問題（例えば、ポリアミドは湿気の影響を受けやすいなど）に起因して、密閉性を十分に確保できない。

さらに、現在使用されている点火装置は、上述したカテゴリのいずれに属するかによらず、一般的にいくつかのサブアセンブリを具え、これらのサブアセンブリは後に組み立てられて、所定のアセンブリを構成するようになるため、得られた点火装置のコストが増大するという問題が生じる。また、前記第１のカテゴリに属する点火装置は、前述したガラス−金属シールを実現するに際して要求される処理（例えば表面処理など）に起因してそのコストが極めて高くなってしまう。

本発明は、簡易なデザインであって操作性に優れるとともに、コンパクトかつ経済性に優れ、良好な密閉特性を呈することのできる、プラスチック型の電気式ロケット点火装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、
プラスチック材料からなるケーシング部材と、少なくとも一つの化合物を含むロケットチャージとを具え、
前記ケーシング部材は、第１のサブアセンブリ及び第２のサブアセンブリを含み、
前記第１のサブアセンブリはプラスチック材料からなる底壁面と連続して一体的に形成されたプラスチック壁を含むとともに、コンテンツ(content)を構成し、
前記第２のサブアセンブリは主軸を有し、ソケットを構成するとともに、前記主軸の両側においてその主軸に沿って少なくとも２つのピンを有し、
前記ピンは前記第２のサブアセンブリの面上に設けられた電気ブリッジによって互いに接続されるとともに、
前記面は、高さＨ及び幅Ｌに沿って対称的に切り欠かれ、
前記第１のサブアセンブリ及び前記第２のサブアセンブリから超音波溶接を介して気密性を有するアセンブリを形成する、電気式ロケット点火装置に関する。

また、本発明は、上述した内容の電気式ロケット点火装置における詳細な特徴部分に関し、これらは単独あるいは２以上を組み合わせて用いることができる。

具体的には、前記第１のサブアセンブリの内径Ｄ１を前記第２のサブアセンブリの、切り欠き部に相当する位置の外径Ｄ２よりも小さくすることができる。

また、前記超音波溶接によって剪断節理の接合部を形成するようにすることができる。

さらに、前記超音波溶接によって準剪断節理の接合部を形成するようにすることができる。

また、前記第２のサブアセンブリの切り欠きを有する前記面は、高さｈ及び幅ｌの対称的な凹部を有し、前記電気ブリッジ（１３）を隆起させるようにすることができる。

さらに、前記第１のサブアセンブリ及び前記第２のサブアセンブリを構成するプラスチック材料は、湿気を含むことによる形状回復の小さいプラスチック材料とすることができる。

前記プラスチック材料はポリケトンとすることができる。

前記プラスチック材料はテレフタレートポリブチレン（ＰＢＴ）とすることができる。

前記プラスチック材料はポリアミドとすることができる。

前記プラスチック材料はポリアミドＰＡ６．１２とすることができる。

また、前記ロケットチャージは、ドライローディングプロセスによって前記第１のサブアセンブリ内に蒸着することができる。

さらに、前記ロケットチャージを構成する各化合物は、予備圧縮することができる。

また、前記ロケットチャージの、１次化合物は１２０バール以下の圧力で予備圧縮し、２次化合物は１５０バール以上の圧力で予備圧縮することができる。

さらに、溶接に供する部分の高さをＨ、前記電気ブリッジの隆起部分の高さをｈとした場合において、真空高さｈ’をｈ＋Ｈより小さくすることができる。

また、前記第２のサブアセンブリは前記ピン上にモールドによって形成することができる。

前記ピンは電極を具えることができる。前記電極は、切り込み部を有することができる。

本発明の電気式ロケット点火装置は、ケーシング部材１を具える。ケーシング部材１は、第１のアセンブリ２及び第２のアセンブリ３を具える。第１のアセンブリ２はプラスチック壁４を有し、このプラスチック壁４は同じくプラスチックから構成されている底壁面５と連続して一体的に構成されている。第１のアセンブリ２は単一部品である。第１のアセンブリ２はコンテンツ(content)を構成している。このコンテンツ２は、ドライローディングプロセスを経てロケットチャージ６を受容する。

ロケットチャージ６は少なくとも一つの化合物を有する。一例において、コンテンツ２は、２次化合物と呼ばれる第１の化合物７と、１次化合物と呼ばれる第２の化合物８を受容する。ロケットチャージ中の各化合物は、バルク状態で装填され、予備圧縮される。この予備圧縮は、好ましくは１次化合物８に対しては１２０バール以下の圧力で行い、２次化合物７に対しては１５０バール以上の圧力で行う。第１のサブアセンブリ２と第２のサブアセンブリ３とを密閉してアセンブリを形成する際に、最終的な圧力が負荷される。

前記第２のサブアセンブリ３は点火装置の電気的な構成要素を含んでおり、ソケットと呼ばれる。前記アセンブリは、気密性を高めるために、超音波溶接を用いて形成する。真空高さｈ’は、予備圧縮後におけるロケットチャージ６の最外周層９とコンテンツ２の下面１５との間の高さを示している。第１の化合物７及び第２の化合物８は、周囲の部材に対して悪影響を与えることがなく、超音波溶接時における２６０℃の温度に対して耐性を有するなどの理由から、重金属から構成することが好ましい。

本発明の好ましい態様においては、第１のサブアセンブリ２の内径Ｄ１は５．６ｍｍ以下であることが好ましい。コンテンツ２の内部体積は、異なる性質及び粒子径のロケット化合物を装填できるように、コンテンツ２の高さの変化に応じて逐次変化できるようにする。第１のサブアセンブリ２の内径を小さくしておけば、ソケット３に付着した例えばリング状の中間的なロケット成分を除去することができ、ロケットチャージ６を制限することができる。このようにしてロケットチャージ６を制限することにより、装填された化合物の厚さが十分に保持されている限りにおいて、ロケット操作の信頼性を損なうことなくその安全性を高めることができる。

第２のアセンブリであるソケット３はプラスチックからなり、主軸１０を有している。また、主軸１０の両側には、その長さ方向に沿って少なくとも２つのピン１１及び１２が配列されている。ピン１１及び１２は、サブアセンブリ３の面１４上に設けられた電気ブリッジ１３によって互いに電気的に接続されている。一例として、電気ブリッジ１３は抵抗型とすることができ、好ましくは、フィラメントや金属層から構成することができる。他の例においては、電気ブリッジ１３を半導体型とすることができる。

面１４は高さＨ及び深さＬ方向において対称的に切り抜かれ、このような切り欠き部分を有する第２のサブアセンブリ３が外径Ｄ２を有するようにする。高さＨは好ましくは２−３ｍｍの範囲に設定する。好ましい態様においては、第１のサブアセンブリ２の内径Ｄ１を外径Ｄ２よりも小さくする。第１のアセンブリ２の直径Ｄ１に相当する部分と第２のアセンブリ３の直径２に相当する部分とは超音波溶接の間に互いに対向するようにして配置する。直径Ｄ１及びＤ２を上述のように設定することにより、溶接に際して十分な気密性を維持することができるとともに、内部導電部１１及び１２に対する絶縁性を十分に確保できるようになる。溶接部１６は好ましくは剪断節理とする。

第２のサブアセンブリ３の切り欠き部を有する面１４は、対称的に配置された高さｈ及び幅ｌの凹部１７を有しており、電気ブリッジを隆起するようにしている。これによって、電気ブリッジ１３と１次化合物８との間の接触をより良好な状態に保持することができるようになる。高さｈは、好ましくは０．５−１．０ｍｍの範囲に設定し、幅ｌは好ましくは０．２−０．８ｍｍの範囲に設定する。

第２のサブアセンブリ３はピン１１及び１２に対して複合充填される。ここで、前記“ピン”は、点火装置に対する電流供給手段として機能するものである。第１の例においては、ピン１１及び１２は電極を含む。前記電極は、切り込み部を有していることが好ましい。切り込み部１８は、ピン１１及び１２に沿った点火装置の気密性を確保するのみならず、モールドに際し、プラスチック材料の固定を容易にする。第２の例においては、ピン１１及び１２をワイヤから構成する。

第１のサブアセンブリ２及び第２のサブアセンブリ３は、同じプラスチック材料から構成することができ、超音波溶接による最終的なアセンブリの作製を実現することができる。第１のサブアセンブリ２及び第２のサブアセンブリ３を構成するプラスチックは、湿気を含むことによって容易に形状回復しないようなものであることが好ましい。

第１の例において、前記プラスチックはテレフタレートポリブチレン（ＰＢＴ）とすることができる。また、好ましい態様においては、前記プラスチックはポリアミドから構成することができる。本発明で使用することのできるポリアミドとしては、湿気を含むことによって形状回復しないような、特に次に示す構造式で示されるようなものであることが好ましい。なお、本願明細書において、前記構造式のポリアミドはＰＡ６．１２として表す。

本発明の点火装置におけるサブアセンブリ２及び３は、前述したような内容のものに限定されるものではなく、技術の進歩に伴って適宜改良することができる。また、前記点火装置の全体的な構造及び細部については、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変更及び／又は変形が可能である。例えば、図４に示すように、剪断節理に代えて、準剪断節理の溶接部１６を有するような超音波溶接を行うこともできる。

本発明のロケット点火装置は、民生、軍事、及び空間ロケット点火アプリケーションデバイスにおいて好ましく用いることができる。前記点火装置がポリケトンの内部に配置されている場合、前記点火装置は化学的な蒸気又は液体に対して接触した状態あるいは近接した状態で配置することができる。

本発明のプラスチック型の電気式ロケット点火装置の一例を示す概略図である。 本発明の電気式ロケット点火装置の、第１のサブアセンブリであるコンテンツを示す図である。 本発明の電気式ロケット点火装置の、第２のサブアセンブリであるソケットを示す図である。 本発明の電気式ロケット点火装置における超音波溶接部の他の例を示す概略図である。

Claims (16)

1. プラスチック材料からなるケーシング部材（１）と、少なくとも一つの化合物を含むロケットチャージ（６）とを具え、
   前記ケーシング部材は、第１のサブアセンブリ（２）及び第２のサブアセンブリ（３）を含み、
   前記第１のサブアセンブリ（３）はプラスチック材料からなる底壁面（５）と連続して一体的に形成されたプラスチック壁（４）を含むとともに、コンテンツを構成し、
   前記第２のサブアセンブリ（３）は主軸（１０）を有し、ソケットを構成するとともに、前記主軸（１０）の両側においてその主軸（１０）に沿って少なくとも２つのピン（１１，１２）を有し、
   前記ピン（１１，１２）は前記第２のサブアセンブリ（３）の面（１４）上に設けられた電気ブリッジ（１３）によって互いに接続されるとともに、
   前記面（１４）は、高さＨ及び幅Ｌに沿って対称的に切り欠かれ、
   前記第１のサブアセンブリ（２）及び前記第２のサブアセンブリ（３）から超音波溶接を介して気密性を有するアセンブリが形成され、
   前記第１のサブアセンブリ（２）の内径Ｄ１が前記第２のサブアセンブリ（３）の、切り欠き部に相当する位置の外径Ｄ２よりも小さいことを特徴とする、電気式ロケット点火装置。
2. 前記超音波溶接によって剪断節理の接合部（１６）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の電気式ロケット点火装置。
3. 前記超音波溶接によって準剪断節理の接合部（１６）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の電気式ロケット点火装置。
4. 前記第２のサブアセンブリ（３）の切り欠きを有する前記面（１４）は、高さｈ及び幅ｌの対称的な凹部（１７）を有し、前記電気ブリッジ（１３）を隆起させることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載の電気式ロケット点火装置。
5. 前記第１のサブアセンブリ（２）及び前記第２のサブアセンブリ（３）を構成するプラスチック材料は、湿気を含むことによる形状回復の小さいプラスチック材料であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の電気式ロケット点火装置。
6. 前記プラスチック材料はポリケトンであることを特徴とする、請求項５に記載の電気式ロケット点火装置。
7. 前記プラスチック材料はテレフタレートポリブチレン（ＰＢＴ）であることを特徴とする、請求項５に記載の電気式ロケット点火装置。
8. 前記プラスチック材料はポリアミドであることを特徴とする、請求項５に記載の電気式ロケット点火装置。
9. 前記プラスチック材料はポリアミドＰＡ６．１２であることを特徴とする、請求項８に記載の電気式ロケット点火装置。
10. 前記ロケットチャージ（６）は、ドライローディングプロセスによって前記第１のサブアセンブリ（２）内に蒸着されたことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一に記載の電気式ロケット点火装置。
11. 前記ロケットチャージ（６）を構成する各化合物（７、８）は、予備圧縮することを特徴とする、請求項１０に記載の電気式ロケット点火装置。
12. 前記ロケットチャージ（６）の、１次化合物（８）は１２０バール以下の圧力で予備圧縮し、２次化合物（７）は１５０バール以上の圧力で予備圧縮することを特徴とする、請求項１１に記載の電気式ロケット点火装置。
13. 溶接に供する部分の高さをＨ、前記電気ブリッジ（１３）の隆起部分の高さをｈとした場合において、真空高さｈ’がｈ＋Ｈより小さいことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一に記載の電気式ロケット点火装置。
14. 前記第２のサブアセンブリ（３）は前記ピン（１１、１２）上にモールドによって形成することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一に記載の電気式ロケット点火装置。
15. 前記ピン（１１，１２）は電極を具えることを特徴とする、請求項１４に記載の電気式ロケット点火装置。
16. 前記電極は、切り込み部を有することを特徴とする、請求項１５に記載の電気式ロケット点火装置。

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