JP2787106B2 - ドアの解放機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、訓練等に使用するための浮袋を収納する
水中航走体本体のドアの解放機構に係わり、更に詳しく
は浮袋の膨張圧力によってドアを容易に解放するドアの
解放機構に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、訓練等に供する水中航走体は、くり返し使用す
るために訓練任務の終りに、水中航走体本体内に収容し
た回収用浮袋を膨脹させ、浮袋収納用のドアを浮袋で押
すことにより解放して水中航走体本体を浮上させること
により回収作業を行っている。

ところで、従来の浮袋収納用のドアの解放機構として
は、例えば第６図に示すように、水中航走体本体１に対
してドア２の外周をスチールバンド３等で固縛し、スチ
ールバンド３の１カ所ないし数カ所に、第７図に示すよ
うなシャーピン機構４を設けている。

このシャーピン機構４は、ドア２の内側に収容された
図示しない浮袋の膨張圧力によってドア２が外方向に押
圧されることにより、スチールバンド３に生ずるフープ
力にって、シャーピンの剪断力により、ドア２を解放す
るものである。

上記、スチールバンド３は、第７図に示すような構造
のものが一般的であり、周上にはシャーピン部3a、バン
ド結合部3b、プリテンション部3c等の機能部分（１カ所
に複合機能を持たせる場合もある）が設けられて構成さ
れ、常時は、一定の圧力でドア２の周囲を固縛し、作動
時は浮袋の膨張内圧によってドア２が外部方向に押圧さ
れ、所定のフープ力に達するとシャーピンが切れ、ドア
２が解放される構造になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しながら、従来のドア解放機構にあっては、上記の
ような構造になっているので、スチールバンド３の一般
部の厚さは薄いものであっても、機能部分が内側へ突き
出るため、ドア２の厚みの何倍かの厚みを必要とし、大
型化すると言う問題があり、また、プリテンションを設
定するために取付けに当って複雑な手順が必要となり、
多くの手間と時間を要し、更に、スチールバンド３が水
中航走体本体１の周囲を一周しているため、水中航走体
外殻の全周にわたって段差が生じ、航行時に音を発生し
て水中航走体本体１の音響的性能を悪化させる等の種々
の問題があった。

この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出され
たもので、その目的とするところは浮袋を収納しておく
ドアと水中航走体本体との接合固定部に、常時はドアを
保持して水中航走体本体に固定され、浮袋の圧力が一定
圧力に達するとドアと共に水中航走体本体から離脱する
ような係合部材を設けることによって、コンパクトで、
かつ軽量となり、外周の段差範囲も少なくでき、以て水
中航走体の性能を著しく向上させることが出来るドアの
解放機構を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するため、ドアの水中航走
体本体に対する固定端の近くに設けた座付きの穴へ挿入
した合成樹脂製のプラグと、プラグの内径に挿入した金
属製のコマからなる係合部材を設け、また回収用浮袋を
有する訓練用水中航走体の収納用のドアは、一般に周上
を４ないし６分割程度に分割してある。ドアの解放機構
はこのドアの端部に取付けられ、前記コマに対し、プラ
グが水中航走体本体のラジアル方向に引き抜かれようと
するとき、プラグの変形によって所定の荷重までは耐
え、その荷重を超えるとプラグの拘束力が弱って一気に
コマがプラグから離脱するように設定してある。

こうすることによって着水衝撃等の外乱には耐え、ド
アを押し上げる浮袋圧力が一定値を超えると一気にプラ
グがコマから離脱し、水中航走体本体からドアが解放さ
れる。

ドアの取付けに当っては、ドアを水中航走体本体に当
てがい、コマをスクリューで固定するだけで装着が完了
するから、誰れでも容易に作業でき、難しい手順は一切
必要としない。

この発明によるドアの解放機構はドアの厚みの中にす
べて収まってしまうため、解放機構を収容するために水
中航走体本体側へ凹みをつける等の必要がなく組合せ設
計上有利である。

〔発明の実施例〕

以下添付図面に基いて、この発明の実施例を説明す
る。

なお、以下の説明で、上記従来例と同一構成要素は同
一符号を付して説明する。

第１図は、この発明を実施した水中航走体本体１の全
体斜視図を示し、この水中航走体本体１の頭部側には、
周方向に４〜６分割された所定の曲率を有するドア２が
装着されている。

前記、ドア２の先端部は、水中航走体本体１への差込
みによって固定され、また後端部は、ドア２の１枚当り
２個の係合部材５により、前記水中航走体本体１との接
合固定部Ｘに固定されている。

前記、ドア２の内側には、第２図に示すように回収用
の浮袋６が収納されていて、ガス圧によって浮袋６が膨
張するとドア２は内側から押し上げられ、係合部材５が
水中航走体本体１から外れ、またドア２の先端部の差込
みも自然に抜けて解放される構造になっている。

次に、上記の水中航走体本体１とドア２との接合固定
部Ｘに用いる係合部材５を詳細に説明する。前記係合部
材５は、第２図及び第３図に示すように、前記ドア２に
形成されたフランジ付きの孔７に嵌合するポリアセター
ル樹脂製のプラグ８と、金属製のコマ９と、ドア２を水
中航走体本体１に装着するためのスクリュー10とで構成
されている。

前記、プラグ８の外周は、穴７に丁度はまり込む外径
と形状とをしており、ドア２と接する部分Ｑは接着剤等
により取付けられる。またプラグ８のドア２の表面と連
なる面は、ドア２の外面の円弧状の曲面と略同じ円弧状
の曲面に仕上げられており、従って水中航走体本体１の
外周面とは取付け状態では面一となるものである。

また、プラグ８の内径は、表面寄りの部分が円筒形に
なっているが、途中からは内側へ折れ曲がった内円錐台
形状8aになっており、そして水中航走体本体１と接する
少し前で終わっている。この内円錐台形状8aの外径側
は、略内径に沿ったテーパ8bになっている。

従って、テーパの先端側の断面形状としては、舌のよ
うになっているのでリップ8Aと言うことにする。

前記、プラグ８の内径部には、中グリされた略円錐台
状のコマ９が挿入され、このコマ９はプラグ８の内径に
嵌合して下すぼまりの断面をしており、ドア２を固定す
る役割を果すものである。上記、コマ９には、底面に沿
って全周にわたって小さい突起9aがあり、スクリュー10
を取りはずした時に、コマ９がドア２からころげ落ちる
ことがないようにしてある。コマ９は底面を水中航走体
本体１の接合固定部Ｘの面に当接して、皿頭のスクリュ
ー10によって水中航走体本体１へ強固に固定される。

係合部材５の取付け付近の構成は、上記のような構成
になっており、もし、ドア２がスクリュー10の軸方向に
変位すれば、リップ8Aはコマ９のテーパ部9dに押圧され
て半径方向へ開くように変形する。

このときの力関係を第３図によって説明する。第３図
はドア２が装着位置付近で力を受けたときの状態を示し
た図であり、コマ９は水中航走体本体１と一体のものと
し、コマ９の突起9aを省略して、構造モデルとして判り
易い形で表わしてある。

リップ8Aは、要求される力に応じた適当な厚みを持ち
円周方向に連続していて、かつ根元にかけてわずかに厚
くなるように断面を変化させ、ドア２へ接着する部分に
近いところは接着部分に過大な応力が伝わらないように
応力緩和用切欠き8cをもたせた上で、ドア２へ接着して
ある。

前記コマ９の外径部は、ドア２の表面に近い部分が円
筒部9c、次に弱いテーパー部9b、その次に強いテーパー
部9dの順に連続して形成されて水中航走体本体１に達し
ている。

常時はプラグ８の内径の円筒部分は、コマ９の円筒部
9cに接し、リップ8Aの先端に近い部分が強いテーパー部
9dに接してドア２を固定している。

このような断面形状になっているので、ドア２がガス
で膨らむ浮袋６の力により、太い矢印方向Ｆの変位が与
えられたとき、リップ8Aにはテーパー部9dによって広が
る方向の変形が生ずる。この場合、リップ8Aの先端に近
い部分が伸ばされるために、フープ効果によって発生す
る変位と直角方向の抵抗力F_f、およびリップ8Aの根元付
近を支点とする曲り梁効果による接触面に直角方向の抵
抗力F_bがコマ９の軸方向のベクトルに置き替ってドア２
の変位に対抗する反力となる。

前記F_fおよびF_bが軸方向ベクトルに変換される値は、
いずれもテーパー部9dとコマ９の軸のなす角度の正の函
数であるから、テーパー部9dの角度のαが大きければ、
ドア２の変位に対抗する反力は大きくなる。

もし、ドア２が連続的に押し上げられると、リップ8A
の先端が強いテーパー部9dを通過し終る頃までは、反力
はほぼ比例的に増加する。

更にドア２が変位してリップ8Aがテーパー部9bにかか
ると、テーパー9bが軸となす角度がα_１に減少するため
に、軸方向ベクトルへ変換される効率が小さくなり、各
部寸法の設定値の如何によっては、反力が一時的に減少
するか停滞する。

しかし、一層変位がすすむと、リップ8Aのフープ力F_f
が増大し、かつ曲り梁としてもストロークが増加する。
従ってF_bも増大し、角度の減少を補って再び反力が増加
するようになり、リップ8Aの先端が円筒部9cの少し手前
の位置で反力は最大となる。

以降、反力は下降に転じ、リップ8Aの先端が円筒部9c
にかかると角度が０゜になるためリップ8Aが円筒部を抱
きしめることによって生ずるフリクションのみが変位に
対する抵抗力となる。

前記リップ8Aが円筒部9cから抜けたあとドア２はコマ
９、即ち水中航走体本体１から解放され自由になる。補
足すれば、反力最大の位置がテーパー9bと円筒部9cとの
接点でなく少し手前になるのはプラグ８が弾性材料で作
ってあるため、強い面圧でリップ先端が変形するためで
ある。

以上、説明を簡便にするため、フリクション効果を除
外して説明したが、第４図に実際にこの発明のプラグ８
によって計測した変位と反力（抵抗力）の曲線の例を示
す。

変位が増加するとリップ8Aの先端がテーパー9dの終り
付近に差しかかったとき“イ”の如く反力の停滞があ
り、更に変位がすすむと反力最大点“ロ”を通過後急速
に反力が減少し、リップ8Aが円筒部9cに達すると、リッ
プ8Aのフープ効果によって生ずるフリクション抗力部分
“ハ”となり、その後反力は０となる。

従って、目標とするドア２の解放圧力で、ドア２を介
してプラグ８へ反力の最大点“ロ”以上の力が働くよう
に設定すれば、プラグ８はコマ９から抜け、ドア２は水
中航走体本体１から解放されるのである。

第２図において、ドア２の内側には上述のように、回
収用の浮袋６が収納されていて、ガス圧によって浮袋６
が膨張するとドア２は内側から押し上げられ、プラグ８
がコマ９から抜け、ドア２の先端の差込みも自然に抜け
て解放される構造になっている。

実際の取付状態では１枚のドア２を取付ける２個のプ
ラグ８とコマ９は水中航走体本体１の外殻断面の円弧状
の曲面に直角に配置されているので、２個のプラグ８の
軸は平行ではなく、角度をもって取り付けられている。

そのため、ドア２が膨張する浮袋６によって半径方向
に押し上げられると、リップ8Aはコマ９に対し偏り角度
をもって抜けることになる。

しかしプラグ８の材料特性を適正に選定することによ
り、材料の伸びによって偏り角が原因となって生ずる機
械的こじれを吸収し、支障なく抜けることが出来る。ま
た、偏り角によってコマ９がプラグ８の内径側壁に強く
押しつけられる分だけフリクションによる反力（抗力）
の上昇が認められるが、最初から予定することによって
実用上の支障はない。

水中航走体本体１が空中に放出されて着水するとき
や、輸送途中の不意の衝撃によってかかる力で、一時的
にドア２に変位や変形が生じても、リップ8Aがテーパー
部9dをはずれない変位の範囲であれば、材料の弾性によ
ってリップ8Aがコマ９を元の位置へ押し戻すように両部
品間の摩擦係数と角度αの関係を決定し、リップ8Aのど
の部分も材料の弾性変形範囲を超えないように寸法を決
定してあるから、係合部材５は、解放機構としての性能
が変化することはない。次に、第５図によって第２実施
例を説明する。第２実施例では第１実施例に比べプラグ
８の直径を大きくし応力緩和用切欠き8cの外側に肉厚部
8dを持たせた上で、ドア２との係合フランジを形成して
いる。

ドア２との間は接着を行っていないが、リップ8Aの変
形によるプラグ８内の応力は応力緩和用切欠き8cを通っ
たあと肉厚部8dで分散され、ドア２との結合フランジ部
分には軸方向力しか伝わらない。従って、接着していな
くてもフランジ部の拘束条件によって反力にバラツキが
生ずることがなく安定している。

上記のように、接着をしていないためプラグ８が回転
する恐れがあるため、第１実施例のようにドア表面と面
一の曲面にすることができず、この実施例では表面を平
面にしている。プラグ８の直径が大きく、かつ表面が平
面になっているため、第１実施例に比べ水流を乱すの
で、音響的性能は低いが製作コストは安くなる。

プラグ８の内径形状は、第１実施例と全く同じであ
る。コマ９の外径は、表面に近い部分の円筒部9cは第１
実施例と同じであり、また水中航走体本体１へ接する底
面付近のコマ９の軸となす角度も第１実施例と同じであ
るが、円筒部9cから底面へ、第１実施例のαおよびα_１
部を包絡するようななめらかな曲線部9eで結ばれてい
る。

第１実施例のコマ９に付いている突起9aはないが、そ
の代りにプラグ８とコマ９とは、シリコンゴム接着剤11
によって接着され、スクリュー10によってドア２が固定
されていないときもコマ９がプラグ８からころげ落ちな
いようになっている。

プラグ付近の構成は、以上のようになっているので、
ドア２がスクリュー10の軸方向に変位すればリップ8Aは
コマ９の曲線部9eに押されて半径方向へ開くようになっ
ている。

第１実施例におけるテーパーの働きと、この実施例に
おける曲線部9cの働きは挙動上若干の差はあるものの結
果として大きい差はない。ただ第２実施例ではリップ8A
とコマ９との間にシリコンゴム接着剤11が入っているの
で、変位の最初に接着剤11が剪断によって破壊するが、
実験の結果ではシリコンゴム接着剤11の剪断剛性および
破壊荷重は十分に小さく、計測できるような反力の増加
は認められないばかりか、逆に、リップ8Aとコマ９の間
の潤滑剤として働くためにフリクションが低減した。ま
た、フリクション効果による反力のバラツキ幅が減少
し、均一の製品が得られた。

第１実施例および第２実施例を通じて、プラグ８の材
料はポリアセタール樹脂に限定される訳ではなく、強さ
と破断伸び率が大きく、降伏点が最大強さに近く、自己
潤滑性のある材料ならば同様に使用できる。

〔発明の効果〕

この発明は、上記のように水中航走体本体とドアとの
接合固定部に、両部材を接合する複数個の係合部材を設
け、この係合部材は、常時はドアを保持して水中航走体
本体に固定され、浮袋の圧力が一定圧力に達するとドア
と共に水中航走体本体から離脱するように構成したた
め、以下のような優れた効果を奏するものである。

（ａ）係合部材は、ドアの厚みに収まる合成樹脂のプラ
グによってドアを固定するので、スペース上有利であ
る。

（ｂ）外周に露出する面積も小さく、かつドア表面にほ
ぼ面一になっているので、水切り音によって水中航走体
の音響的特性を低下させることも少ない。

（ｃ）ドアの取付けに当ってはスクリューを締めるだけ
であるから、熟練を要しない。

（ｄ）外的衝撃に対しては極くわずかであるが一時的に
変位するために、剛的取付と比較するとドアに対するク
ッションの役割りを果すため、ドアの衝撃吸収能力が大
きくなる。

（ｅ）従来のバンド式に比べて重量が軽い。

（ｆ）組付けが簡単である為、作業性を向上させること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した水中航走体本体の斜視図、
第２図はドアの解放機構の第１実施例を示す一部縦断斜
視図、第３図はこの発明の第１実施例の要部を示す断面
図、第４図はこの発明の実施例の作動時の力線図、第５
図はこの発明の第２実施例の１部を断面にした斜視図、
第６図は従来の水中航走体本体の斜視図、第７図は従来
のドアの取付け部材の斜視図である。 １……水中航走体本体、２……ドア、５……係合部材、
６……浮袋、８……プラグ、９……コマ、10……スクリ
ュー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−215193（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−64200（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−14600（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F42B 19/38 B63G 8/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水中航走体本体の内部に、ガス圧力等によ
   って膨張する浮袋を収容し、この浮袋を収容した部分に
   ドアを設け、このドアを前記浮袋の膨張力を利用して解
   放するようにしたドアの解放機構において、前記水中航
   走体本体とドアとの接合固定部に対応して前記ドア側に
   座付きの穴を設け、また前記水中航走体本体側にはスク
   リューにより固定したコマを設け、該コマと前記穴との
   間に、該穴の座に上部側の外周部を嵌合させると共に下
   部側のリップ部の内周面を斜め内側に向けて前記コマに
   係合させるようにした略中空円錐台状の合成樹脂製プラ
   グを介在させ、該プラグのリップ部の内周面が係合する
   前記コマの当たり面を角度が順次変化する段階的なテー
   パ面または曲線面に形成し、前記浮袋の圧力が一定圧力
   に達すると、プラグのリップ部が前記コマのテーパ面ま
   たは曲線面から抜け出すことにより、ドアを水中航走体
   本体から離脱させるように構成したドアの解放機構。