JP2010030587A

JP2010030587A - 低衝撃脆弱結合部

Info

Publication number: JP2010030587A
Application number: JP2009169842A
Authority: JP
Inventors: John A Graham; エイグラハムジョン
Original assignee: Ensign Bickford Aerospace and Defense Co
Current assignee: Ensign Bickford Aerospace and Defense Co
Priority date: 2008-07-22
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2010-02-12
Also published as: US20120061520A1; EP2147828A1; IL199895A0

Abstract

【課題】内部に一体形成される衝撃減衰機能部位を含み、その結果、所望の衝撃減衰量を達成するために追加の構成要素を必要としない脆弱結合部が求められている。
【解決手段】脆弱結合部構造は、当該結合部構造の一体部品として形成される衝撃減衰機能部位を含む。衝撃の減衰は、たとえば、脆弱結合部構造内に直接機械加工されるか、または他の方式で一体に形成されるスロットまたは溝を利用することによって実現される。十分な衝撃の減衰は、脆弱結合部内に機械加工されるか、他の方式で形成される前記機能部位と、各種構造物内の前記脆弱結合部の一般的なアセンブリ（たとえば、ロケット、ミサイル、衛星などのペイロード分離部としてのアセンブリ）とのみによって達成され、追加の機器構成要素が必要になることはなく、そのため、脆弱結合部の衝撃減衰装置のアセンブリを必要とすることもない。
【選択図】図２Ａ

Description

（関連出願）
本願は、２００８年７月２２日に出願された、「ＬｏｗＳｈｏｃｋＦｒａｎｇｉｂｌｅＪｏｉｎｔ（低衝撃脆弱結合部）」という名称の米国仮出願第６１／０８２，６８９号の優先権を主張するものであり、前記出願はその開示内容全体を本願明細書の一部として援用する。

本発明は、概して、衝撃の減衰を提供する装置に関し、特に、内部に一体形成された衝撃減衰機能部位を有する脆弱結合部（frangible joint）に関する。

各種の設計構造を持つ脆弱結合部が普及しており、これらの結合部は、たとえば、中空状の押し出し部を含む。また、衝撃を減衰させる各種の装置も知られており、たとえば、円筒形構造物の外面に固定される一つ以上の粘弾性部材を有する円筒形柔構造を含むものなどがある。この既知の構成において、円筒形構造物は、その構造物の剛性および衝撃伝達率を調整する、機械加工された機能部位（feature）を有する。この円筒状構造物は、たとえば、宇宙船と打ち上げ機との間の衝撃絶縁台座として利用される場合がある。

ただし、この構成には、打ち上げ機と宇宙船との間における所望の衝撃減衰量を達成するために、円筒形構造物以外にも追加の機器構成要素（すなわち、粘弾性部材および各粘弾性部材の外面に固定された対応する剛性外部固定部材）を必要するという欠点がある。

内部に一体形成される衝撃減衰機能部位を含み、その結果、所望の衝撃減衰量を達成するために追加の構成要素を必要としない脆弱結合部が求められている。

本発明の一実施形態によれば、脆弱結合部構造は、結合部構造の一体部品として形成される衝撃減衰機能部位を含む。衝撃の減衰は、脆弱結合部構造内に直接機械加工されるか、または他の方式で一体に形成される。たとえば、スロットまたは溝を利用することによって達成される。十分な衝撃の減衰は、脆弱結合部内に機械加工または他の方式で形成される前記機能部位と、各種構造体内の脆弱結合部の一般的なアセンブリ（たとえば、ロケット、ミサイル、衛星などのペイロード分離部としてのアセンブリ）とのみによって達成され、追加の機器構成要素が必要になることはなく、そのため、脆弱結合部の衝撃減衰装置のアセンブリが必要になることもない。

本発明の実施形態に係る、内部に一体形成される衝撃減衰機能部位を有する脆弱結合部を示す図である。図２Ａおよび図２Ｂを含み、本発明の実施形態に係る、内部に一体形成される衝撃減衰機能部位を有する図１の脆弱結合部を示す斜視図である。図２Ａおよび図２Ｂを含み、本発明の実施形態に係る、内部に一体形成される衝撃減衰機能部位を有する図１の脆弱結合部を示す斜視図である。本発明の他の実施形態に係る、内部に一体形成される衝撃減衰機能部位を有する脆弱結合部を示す図である。本発明の更に他の実施形態に係る、内部に一体形成される衝撃減衰機能部位を有する脆弱結合部を示す図である。

本発明の各種実施形態は、付属の図面を参照しながら理解することができる。構成要素は必ずしも原寸に比例したものではない。また、図面において、同様の参照番号は、複数の図を通じて対応する部品を示している。

本発明は、下記の説明および実施例において、より具体的に説明されるが、多数の修正および変更を行えることは、当業者であれば明らかであるように、前記実施例は、例示することのみを目的としたものである。明細書および請求項において、「一つ」および「その」という単数を表す形式は、特に明確な指定がない限り、複数の存在を含むものとして記載される。また、明細書および請求項において、「含む」という表現は、「から成る」および「基本的に構成される」実施形態を包含するものである。また、本明細書で開示される範囲は、すべて、その両端を含むものであり、個別に組み合わせることができる。

本明細書では、数量が変化しても該当する基本的機能が変化しないものについては、近似的記述法を適用して、その数量表現を修飾できるものとする。したがって、「ほぼ」および「実質的」などの一つ以上の用語で修飾される値は、場合によっては、指定された正確な値に限定されなくてもよい。少なくともいくつかの例において、近似的記述法は、値を測定する機器の精度に対応したものである。

本発明の一実施形態において、脆弱結合部構造は、その結合部構造の一体部品として形成される衝撃減衰機能部位を含む。衝撃の減衰は、たとえば、脆弱結合部構造内に直接機械加工されるか、または他の方式で一体に形成されるスロットまたは溝を利用して実現される。十分な衝撃の減衰は、脆弱結合部内に機械加工されるか、または他の方式で形成される前記機能部位と、各種構造体内の前記脆弱結合部の一般的なアセンブリ（たとえば、ロケット、ミサイル、衛星などのペイロード分離部としてのアセンブリ）とのみによって達成され、追加の機器構成要素が必要になることはなく、そのため、脆弱結合部の衝撃減衰装置のアセンブリが必要になることもない。

本発明について開示する各種の実施形態に係る前述の特徴および他の特徴は、下記の詳細な説明と、本発明の例示的実施形態の図面とからより容易に理解されるであろう。図面において、同様の参照番号は同様の要素を表す。

図１を参照すると、本発明の実施形態に従って内部に一体形成される複数の衝撃減衰機能部位を有する脆弱結合部１００が示されている。本実施形態において、脆弱結合部は、通常、アルミニウムまたは他の適切な材料を含むが、衝撃減衰機能部位は、アルミニウム製の脆弱結合部１００内に機械加工または他の方式で形成される複数のスロットまたは溝１１０を含む。図２Ａおよび図２Ｂを含む図２を参照すると、脆弱結合部の一方の端部１２０は、構造体１３０が、脆弱結合部１００の他方の端部１４０に連結された他の構成要素（図示せず）からの焦性衝撃（pyroshock）から隔離されるように、構造体１３０を連結することができる。図２Ｂの部分断面図に、脆弱結合部１００内に直接形成された衝撃減衰機能部位を構成するスロットまたは溝を示す。スロット１１０の配列は、脆弱結合部１００の片面または両面に形成することができる。スロット１１０の列数、各列内のスロット１１０の数、およびスロット１１０の幾何学的配置は、達成すべき所望の衝撃減衰量に合わせて調整される。

スロット１１０の幾何学的配置に関して、直線状スロット、傾斜スロット、および湾曲スロットは、脆弱結合部１００によって実現される衝撃減衰量に対して、ならびに結合部の耐荷重（軸方向、せん断、および曲げ荷重）に対して異なる影響を与えることになる。したがって、図３を参照すると、本発明の他の実施形態に係る、内部に一体形成される衝撃減衰機能部位を有する脆弱結合部３００が示されている。この実施形態において、衝撃減衰機能部位は、湾曲した複数のスロットまたは溝３１０を含み、これらのスロットまたは溝３１０のいくつかは、凸曲線を有し、残りのスロットまたは溝３１０は凹曲線を有する。図４に、本発明の更に他の実施形態に係る、内部に一体形成される衝撃減衰機能部位を有する脆弱結合部４００を示す。この実施形態において、衝撃減衰機能部位は、傾斜した複数のスロットまたは溝４１０を含む。

本発明の衝撃減衰機能部位を構成するスロットまたは溝の設計は、本脆弱結合部の形態（たとえば、中空形押し出し部、べろ付き溝など）のいずれにも適用できる。衝撃減衰機能部位は、脆弱結合部内に直接機械加工されても、または何らかの他の方式で形成されてもよく、その方式は、脆弱結合部を構成する材料にある程度依存して異なる。本発明の各種実施形態に係る脆弱結合部の利点は、追加の構成要素を必要とせず、そのため、いずれの組み立て工程も必要としないことである。

ここに記載した説明は、最良の形態を含め、実施例を利用して本発明を開示すると共に、当業者が本発明を製造および利用できるようにするためのものである。本発明の特許性のある範囲は、請求項によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、その実施例が請求項の文言表現と異ならない構造要素を有する場合、またはその実施例が請求項の文言表現とは僅かに異なるが等価である構造要素を含む場合に、請求項の範囲内に入るものである。本明細書で言及したすべての引用例は、明示的に本願明細書の一部に援用される。

１００，３００，４００脆弱結合部、１１０，３１０，４１０衝撃減衰機能部位、１２０一方の端部、１３０構造体、１４０他方の端部。

Claims

脆弱結合部であって、当該脆弱結合部内に直接形成される少なくとも一つの衝撃減衰機能部位を含む脆弱結合部。
前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は、前記脆弱結合部の厚さ全体に亘って形成される、請求項１に記載の脆弱結合部。
前記脆弱結合部内に直接形成される前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位はスロットを含む、請求項１に記載の脆弱結合部。
前記脆弱結合部内に直接形成される前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は溝を含む、請求項１に記載の脆弱結合部。
前記脆弱結合部内に直接形成される前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は、スロットまたは溝のいずれか一方を含み、前記スロットまたは溝は直線状である、請求項１に記載の脆弱結合部。
前記脆弱結合部内に直接形成される前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は、スロットまたは溝のいずれか一方を含み、前記スロットまたは溝は曲線状である、請求項１に記載の脆弱結合部。
前記曲線状の溝は、凸曲線または凹曲線のいずれか一方を有する、請求項６に記載の脆弱結合部。
前記脆弱結合部内に直接形成される前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は、スロットまたは溝のいずれか一方を有し、前記スロットまたは溝は傾斜している、請求項１に記載の脆弱結合部。
脆弱結合部であって、
前記脆弱結合部の内部に一体形成される少なくとも一つの衝撃減衰機能部位を有し、
前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は、衝撃減衰機能部位の形状、または衝撃減衰機能部位の幾何学的配置の少なくともいずれかに基づいて衝撃を減衰させる、脆弱結合部。
前記脆弱結合部の内部に一体形成される前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は、スロットを含む、請求項８に記載の脆弱結合部。
前記脆弱結合部の内部に一体形成される前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は溝を含む、請求項８に記載の脆弱結合部。
前記脆弱結合部の内部に一体形成される前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は、スロットまたは溝のいずれか一方を含み、前記スロットまたは溝は直線状である、請求項８に記載の脆弱結合部。
前記脆弱結合部の内部に一体形成される前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は、スロットまたは溝のいずれか一方を含み、前記スロットまたは溝は曲線状である、請求項８に記載の脆弱結合部。
前記脆弱結合部の内部に一体形成される前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は、スロットまたは溝のいずれか一方を含み、前記スロットまたは溝は傾斜している、請求項８に記載の脆弱結合部。
前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は、前記脆弱結合部の厚さ全体に亘って形成される、請求項８に記載の脆弱結合部。
前記脆弱結合部の内部に一体形成される前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は、曲線状の溝を含み、前記曲線状の溝は、凸曲線または凹曲線のいずれか一方を有する、請求項８に記載の脆弱結合部。
脆弱結合部であって、
前記脆弱結合部内に形成される少なくとも一つの衝撃減衰機能部位を含み、前記脆弱結合部は少なくとも一つの構造体に連結される、脆弱結合部。
前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位はスロットを含む、請求項１７に記載の脆弱結合部。
前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は溝を含む、請求項１７に記載の脆弱結合部。
前記少なくとも一つの衝撃減衰機能部位は、スロットまたは溝の配列を含む、請求項１７に記載の脆弱結合部。