JP2010007966A - 火工品の点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電気や雷や強電磁波の影響を受けて主装薬が着火してしまう懸念を払拭したうえで、軽量化をも実現できるようにする。
【解決手段】本発明は、火工品を点火するための点火装置において、主装薬１１を点火可能に点火薬１４を配設しているとともに、爆轟波を伝達するためのノンネルチューブ１３の一端部を上記点火薬１４に接続し、かつ、当該ノンネルチューブ１３の他端部に非電気式の着火手段１２を接続していることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばロケットモータやセパーレーションナット等の火工品を点火するための火工品の点火装置に関するものである。

従来、火工品の点火装置として、ロケットモータの固体推進薬に出力する主装薬と、電源と、この電源に一端を接続したリード線と、上記主装薬に埋設されてリード線の他端に接続するスクイブを備えた構造のものがある。

上記従来の点火装置では、リード線を介してスクイブに電源を供給して発火させることで主装薬を着火し、これによって、ロケットモータの固体推進薬に点火するようになっているが、リード線を介してスクイブに電源を供給する関係上、静電気や雷や強電磁波等に起因する迷走電流が流れた場合には、主装薬が着火してしまうといった事態が生じる可能性を完全に否定することができない。

そこで、このような問題に対処するべく、特許文献１に記載された構成の火工品の点火装置が提案されている。
上記特許文献１に記載された火工品の点火装置は、導爆線を介して端末火工品に点火するものであり、導爆線の一端を打撃により起爆する起爆手段と、導爆線の一端と起爆手段の間を開閉する開閉手段を備えるとともに、前記導爆線の他端を端末火工品の入力部に接続した構成になっている。
特開平３−１２２０８６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された点火装置では、導爆線が爆薬からなる心薬に被覆を施した構造となっている。換言すると、中実構造となっているので、この点が点火装置の軽量化を図る上での障害となる。
さらに、導爆線の爆薬が起爆しながら伝播する際、周辺に熱・圧力・破片を発生するため、これらの影響を受けないように、周辺の機器類を何らかの方法で防護する必要もある。

そこで本発明は、静電気や雷や強電磁波の影響を受けて主装薬が着火してしまう懸念を払拭したうえで、軽量化をも実現することができる点火装置の提供を目的としている。

上記目的を達成するための本発明は、火工品を点火するための点火装置において、主装薬を点火可能に点火薬を配設しているとともに、爆轟波を伝達するためのノンネルチューブの一端部を上記点火薬に接続し、かつ、当該ノンネルチューブの他端部に非電気式の着火手段を接続していることを特徴としている。

上記構成においては、非電気式の着火手段でノンネルチューブに着火すると、このノンネルチューブの合成樹脂製チューブ本体の内壁に塗布した爆薬（例えばＨＭＸ及びアルミニウム）がチューブ内で拡散して超音速の爆轟が発生し、この爆轟が点火薬に伝達されてこの点火薬及び主装薬が順次着火する。

この際、電気的な点火システムを採用していないので、静電気や雷や強電磁波に影響を受けて主装薬が着火してしまう可能性は皆無となり、加えて、上述したように、ノンネルチューブが合成樹脂製チューブ本体の内壁に爆薬を塗布して成る中空構造となっているので、点火装置の軽量化も併せて図られることとなる。また、ノンネルチューブは内部の爆薬が起爆しても、熱・圧力は合成樹脂チューブの内部から外部へは端面部を除いて発生せず、破片についても発生しない。

本発明によれば、静電気や雷や強電磁波の影響を受けて主装薬が着火してしまう懸念を払拭したうえで、軽量化と周辺への悪影響の低減をも実現することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る点火装置を適用した火工品であるガス発生装置の概略構成を示す断面図である。なお、本実施形態においては、ガス発生装置としてロケットモータについて説明する。

一例に係るロケットモータＡは、モータケース１内に内面燃焼型の固体推進薬３を装填しているとともに、本発明の一実施形態に係る点火装置１０を配設した構造になっている。

モータケース１は、円筒形に形成された本体部１ｂの一端面に端壁１ａを形成し、他端面に、軸線Ｏに一致してノズル２を一体に形成した端壁１ｃを形成したものである。
ノズル２の内面には、その内面に沿うように成形されたノズルクロージャー４が嵌合されている。

固体推進薬３は、本体部１ｂの端壁１ａ側に所要の空間αを残し、端壁１ｃにかけて装填される全長に渡って形成され、かつ、軸線Ｏに一致して円筒形の孔部３ａを形成した円筒形のものである。

点火装置１０は、主装薬１１、点火薬１４、ノンネルチューブ１３、及び非電気式の着火手段１２を有して構成されている。

主装薬１１は、マグネシウム・ポリテトラフルオロエチレン等の薬剤を樹脂製ケース１５に装填したものであり、上記固体推進薬３の一端面３ｂであって軸線Ｏに一致して配置されている。
この主装薬１１には、下記のノンネルチューブ１３の一端部に接続する点火薬１４が埋設されている。

点火薬１４はボロン硝石からなるものであり、ノンネルチューブ１３を介して伝達される爆轟（高圧の熱出力）に耐え得る容器１６に装填されている。

ノンネルチューブ１３は爆轟波を伝達するものであり、合成樹脂製チューブ本体１３ａの内壁面に爆薬（ＨＭＸ及びアルミニウム）を塗布した中空構造となっている。
上記ノンネルチューブ１３は、これの一端部１３ｂを上記点火薬１４に接続し、かつ、他端部１３ｃを上記固体推進薬３の孔部３ａを通じて他端面３ｃの外方に延出させ、モータケース１の外部においてロケットランチャ（図示しない）側に位置する着火手段１２に接続される全長に渡って形成されている。
また、上記したノンネルチューブ１３を軸線Ｏに一致させて配設していることにより、ノズルクロージャー４及び固体推進薬３の孔部３ａの中心に配置されている。

着火手段１２は非電気式のものであり、これにノンネルチューブ１３の他端部１３ｃが接続されている。

すなわち、上述した点火装置１０は、固体推進薬３の一端面３ｂ側に点火薬１４を埋設した主装薬１１を配設しているとともに、爆轟波を伝達するためのノンネルチューブ１３の一端部１３ｂを上記点火薬１４に接続し、かつ、上記固体推進薬３の孔部３ａを通じて他端面３ｃの外方に延出させた当該ノンネルチューブ１３の他端部１３ｃに非電気式の着火手段１２を接続した構成になっている。

次に、上記構造からなるロケットモータＡの点火動作について説明する。
上記したロケットモータＡの点火装置１０では、着火手段１２によってノンネルチューブ１３に着火すると、このノンネルチューブ１３の合成樹脂製チューブ本体１３ａの内壁に塗布した爆薬がチューブ内で拡散して超音速の爆轟が発生し、この爆轟が点火薬１４に伝達されてこの点火薬１４及び主装薬１１が順次着火することとなり、これによって、ロケットモータＲの固体推進薬３の孔部３ａへ点火することができる。

この際、上記点火装置１０は、電気的な点火システムを用いていないので、静電気や雷や強電磁波の影響を受けて主装薬１１が着火してしまうといった不測の事態が生じる危険性は皆無となる。

また、ノンネルチューブ１３が、上記したように合成樹脂製チューブ本体１３ａの内壁に爆薬を塗布して成る中空構造となっているので、点火装置の軽量化も併せて図られることとなる。
さらに、ノンネルチューブ１３は外部へ熱・圧力・破片を発生させないため、推進薬３やノズルクロージャー４及びロケットランチャ（図示しない）への悪影響がない。

次に、本発明の一実施形態に係る点火装置を適用した火工品であるセパレーションナットについて説明する。図２は、一例に係るセパレーションナットの螺合状態を示す概略断面図、図３は、その一例に係るセパレーションナットの分割状態を示す概略断面図である。なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

一例に係るセパレーションナットＢは、割りナット２０を拘束保持し、かつ、その割りナット２０の拘束を解除するように摺動するピストン５０を本体３０内に収容するとともに、主装薬１１に埋設した点火薬１４を接続したノンネルチューブ１３の一端部１３ｂを、上記ピストン５０を摺動させるように、当該ピストン５０に臨ませて本体３０内に配設したものである。

割りナット２０は、３つ若しくは４つほどのナット片２１…に分割可能になっており、外部の構造体Ｐに配設された軸４０の端部に形成されたボルト４１に螺合するようになっている。
本体３０は、一端半部３０ａを細径にし、かつ、他端半部３０ｂを太径にした円筒形に形成されている。

本体３０内には、一端部３０ｃから他端部３０ｄに向けて、割りナット２０を嵌合するためのナット拘束保持空部３１、ピストン収容空部３２及び点火装置１０を装着した蓋体装着空部３３が順次互いに連通して形成されている。
ナット拘束保持空部３１は、割りナット２０を嵌合するように形成されており、そのナット拘束保持空部３１に割りナット２０を嵌合することにより、その割りナット２０のボルト４１に対する螺合状態を保持するようにしている。

ピストン収容空部３２は、ピストン５０を中心軸線Ｏに沿って摺動自在に収容している。
ピストン５０は、外周に沿ってＯリング６０を巻回嵌合した鍔部５１に、これよりも小径の当接部５２を一体に形成したものである。
そして、上記のピストン５０をナット嵌合空部３１に螺合している割りナット２０から離間した離間位置（ア）（図２参照）から、当該割りナット２０をナット嵌合空部３１外に押し出す押出し位置（イ）（図３参照）に移動させられるように長さＬ１を設定している。

蓋体装着空部３３は、これの内壁面に雌ねじ部３３ａが螺刻されており、その雌ねじ部３３ａに蓋体７０を螺合することにより装着されている。
蓋体７０は、本体３０の他端半部３０ｂと同じ外径にした円形の鍔部７１に、円筒形の雄ねじ部７２を一体に形成したものである。

鍔部７１には、ノンネルチューブ１３を挿通する挿通孔７１ａが中心軸線Ｏに一致して穿設されており、その挿通孔７１ａに挿通したノンネルチューブ１３の一端部１３ｂに点火薬１４を、また、当該ノンネルチューブ１３の他端部１３ｃに非電気式の着火手段１２をそれぞれ接続している。
本実施形態において、ノンネルチューブ１３の一端部１３ｂに接続した点火薬１４は、雄ねじ部７２内に位置している。なお、６１は、蓋体７０と蓋体螺合空部３３との気密性を保つためのＯリングである。

次に、上記構造からなるセパレーションナットＢの点火動作について説明する。
上記したセパレーションナットＢの点火装置１０では、着火手段１２によってノンネルチューブ１３に着火すると、このノンネルチューブ１３の合成樹脂製チューブ本体１３ａの内壁に塗布した爆薬がチューブ内で拡散して超音速の爆轟が発生し、この爆轟が点火薬１４に伝達されてこの点火薬１４及び主装薬１１が順次着火することとなり、これによって、主装薬１１を点火することができる。

主装薬１１の点火により高圧ガスが蓋体螺合空部３３及びピストン収容空部３２で発生し、その高圧ガスにより、ピストン５０が、初期位置（ア）から押出し位置（イ）に向けて移動する。
そのピストン５０の移動の反作用として本体３０がα２方向に移動し、ピストン５０が押出し位置（イ）に移動したときに、割りナット２０の嵌合拘束状態が解かれて、割りナット２０とボルト４１との螺合状態が解除される。また、ピストン５０が押出し位置（イ）に移動したときには、鍔部５１がピストン収容空部３２とナット嵌合空部３１を区画する区画壁３４に当接して位置決めされるようにしている。

この際、上記点火装置１０は、電気的な点火システムを用いていないので、静電気や雷や強電磁波の影響を受けて主装薬１１が着火してしまうといった不測の事態を防止できる。
また、ノンネルチューブ１３が、上記したように合成樹脂製チューブ本体１３ａの内壁に爆薬を塗布して成る中空構造となっているので、点火装置の軽量化、従ってまた、セパレーションナットＢ自体の軽量化も併せて図ることができる。

本発明の一実施形態に係る点火装置を適用したガス発生装置の概略構成を示す断面図である。 一例に係るセパレーションナットの結合状態を示す概略断面図である。 同上の一例に係るセパレーションナットの分離状態を示す概略断面図である。

符号の説明

３ 固体推進薬
３ａ 孔部
３ｂ 固体推進薬の一端面
３ｃ 固体推進薬の他端面
１０ 点火装置
１１ 主装薬
１２ 着火手段
１３ ノンネルチューブ
１３ｂ ノンネルチューブの一端部
１３ｃ ノンネルチューブの他端部
１４ 点火薬
２０ 割りナット
３０ 本体
５０ ピストン
Ａ 火工品としてのロケットモータ
Ｂ 火工品としてのセパレーションナット

Claims (4)

1. 火工品を点火するための点火装置において、
   主装薬を点火可能に点火薬を配設しているとともに、
   爆轟波を伝達するためのノンネルチューブの一端部を上記点火薬に接続し、かつ、当該ノンネルチューブの他端部に非電気式の着火手段を接続していることを特徴とする点火装置。
2. 火工品が、両端面に開口させた孔部を有する筒形の固体推進薬を用いたロケットモータであり、
   ノンネルチューブを固体推進薬の孔部に挿通しているとともに、そのノンネルチューブの一端部を上記固体推進薬の一端面から外方に延出し、かつ、当該ノンネルチューブの他端部を当該固体推進薬の他端面から外方に延出していることを特徴とする請求項１に記載の点火装置。
3. 火工品が、割りナットを拘束保持し、かつ、その割りナットの拘束を解除するように摺動するピストンを本体内に収容したセパレーションナットであり、
   主装薬に埋設した点火薬を接続したノンネルチューブの一端部を、上記ピストンを摺動させるように、当該ピストンに臨ませて本体内に配設していることを特徴とする請求項１に記載の点火装置。
4. 点火薬がボロン硝石であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の火工品の点火装置。

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