JP5262129B2 - 保持装置、及び飛しょう体 - Google Patents

Description

この発明は、展開翼を有する小型飛しょう体において、展開翼の保持装置、及びその保持装置を備える飛しょう体に関するものである。

従来、飛しょう体を発射筒に収納する際、単位面積当たりの飛しょう体の収納効率を高めるため、発射筒の収容面積を小さくする場合がある。その場合、飛しょう体に取り付ける翼を、飛しょう体に固定する固定翼と、固定翼の翼端を折曲軸として折り曲げ可能な展伸翼より構成される折畳翼とし、展伸翼を折り曲げて発射筒に収納する。

発射筒から飛しょう体が出た後、展伸翼を展開させる方法として、例えば、折曲軸に設けたトーションバー等の展伸機構により展伸翼を折曲軸まわりに回動させ、展伸させる方法がある。

また展伸した展伸翼を保持する方法としては、固定翼に内蔵されたロックピンを用いる。つまり、展伸翼が展開するまではロックピンは折曲軸のヒンジにより固定翼内部に押さえられ、展伸翼が展開したら、ロックピンの一端に取り付けられたばねの復元力により、ロックピンはヒンジに開けられた穴を貫通し、展伸翼に穿設されたロック穴に達することで、展伸翼を保持する（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０-１４１８９６号公報（第３〜４頁、第４図）

ここで、例えば飛しょう体の全長が数１００ｍｍ（ミリメートル）程度、直径が数１０ｍｍ程度の小型飛しょう体の場合、小型飛しょう体の射程距離を長くするため、展開翼の小型軽量化を図る必要がある。その場合、機軸方向の空気抵抗を軽減するため、機軸方向から見た展開翼の幅を、例えば数ｍｍ程度と、薄くした方がよい。

しかし展開翼の幅を薄くしたままだと、ロックピンやロックピンの一端に取り付けるばねの径も小さくしなくてはならず、ロックピン機構の製造が難しい。また、ばねの径を小さくする場合、ロックピンをヒンジに貫通させるだけの弾性力を得るようにすることが難しい。

仮に、固定翼に対して小型のロックピン機構が内蔵可能となったとしても、ロックピンの径が小さいため、飛しょう時に展開翼の翼面が受ける空力荷重により、展開翼を保持できず、ロックピンとともに折れ曲がる可能性がある。

また機軸方向から見た展開翼の幅を無視して、従来の径のロックピンを用いて展開翼を保持する場合、ロックピンの貫通する部分が膨らみを持つ展開翼となり、展開翼に対する空力特性が劣化する恐れがあるとともに、展開翼自体が複雑な形状となるため製造が難しくなる、という問題点もある。

本発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、展開翼の外部に保持装置を設け、更には保持装置により展開翼を展開させることで、展開翼を展開保持させることを目的とする。

本発明に係る保持装置は、
展開翼が折りたたまれた状態で外部に支持されており、当該外部の支持の開放で展開する展開翼を有する飛しょう体において、
前記飛しょう体の胴体に一端を固定し、前記一端と相対する他端を展開軸として前記展開翼の一端が回動可能に取り付けられる固定部材と、
前記展開軸と直交する回転軸と、
一端は前記固定部材に回動可能に取り付けられ、他端は前記展開翼の翼端に嵌合する嵌合部を有する保持部材と、
前記回転軸に設けられ、前記外部の支持により前記嵌合部が前記展開翼の翼端より離れた位置に押し広げられた状態から、前記外部の支持の開放で作用する自身の復元力により、前記嵌合部を前記展開翼の翼端と当接させるように嵌合させるとともに、嵌合位置まで前記展開翼を展開させる弾性部材と、
を備えたことを特徴とする。

本発明により、展開翼の外部に保持装置を設けるため、小型のロックピン機構や複雑な形状の展開翼を製造しなくてよい。また展開軸にトーションバー等の展開装置を設けなくてよい。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図面を用いて説明する。図１は、本発明の保持装置を有する飛しょう体において、展開翼を展開する前の状態と、本発明の保持装置を用いて展開翼を展開保持している状態を示す図である。図２は、展開翼を折りたたんで飛しょう体を発射筒に収納した状態を示す図である。図３は、本発明の保持装置を用いて展開翼を展開されることを説明する図である。図４は、本発明の保持装置を用いて展開翼を保持している状態を示す図である。

図１（ａ）は、展開翼が展開する前の状態を示す図である。また図１（ｂ）は、展開翼４が展開した後、保持部材１０により保持されている状態を示す図である。図１のように、飛しょう体１の胴体には、固定部材３が取り付けられており、例えば、固定部材３の一端を止め具２を用いて飛しょう体１の胴体に固定する。また固定部材３の相対する他端には、ヒンジ６により展開翼４が回動可能なように取り付けられている。また固定部材３には、展開翼４が嵌合する嵌合部を有する保持部材１０が取り付けられている。

図２は、展開翼４を折りたたんで飛しょう体１を発射筒７に収納した状態を示す図であり、図１（ａ）の白抜き矢印Ａより見たものである。図１でも示したように、固定部材３の一端は飛しょう体１の胴体に固定される。また固定部材３の相対する他端は、図２に示したように展開軸５であり、ヒンジ６を用いて展開翼４の一端が回動可能なように取り付けられている。

また後述するように、保持部材１０の一端は、固定部材３に対して、展開軸５と相対しない展開翼４の翼端の延長線上より展開翼４の翼面側にあり、展開軸５から位置ずれしており、展開軸５および自らが回動する固定部材３の面と直交する位置にある回転軸８に取り付けられる。

また回転軸８を軸中心として弾性部材が取り付けられており、保持部材１０を弾性部材の復元力により回動させて、展開翼４を展開保持させる。弾性部材としては、例えば、回転軸８を中心として巻かれた捩りばね（ばね用鋼）や、回転軸８の軸方向に取り付けたトーションバーでよい。以降の説明は、弾性部材として捩りばね９を用いて説明する。

なお図２のように、展開翼４を折りたたんで飛しょう体１を発射筒７にセットする方法としては、例えば、保持部材１０を展開軸５と相対しない展開翼４の翼端より離れた位置に押し広げ、展開翼４を展開軸５より折り曲げた状態で、テープ等で飛しょう体１に仮止めし、発射筒７へ飛しょう体１をセットする。飛しょう体１をセットした後、仮止めのテープを取り外すようにすればよい。飛しょう体１が発射筒７に収納されている状態では、仮止めのテープを外しても、図２のように、展開翼４は発射筒７の内壁で展開が抑えられる。このように、飛しょう体１の展開翼４は、折りたたまれた状態で発射筒７（外部）に支持されており、飛しょう体１が発射筒７から出ることにより、展開翼４は発射筒７の支持より開放され展開する。

固定部材３と展開翼４の材料はアルミニウムでよい。またヒンジ６、回転軸８での保持部材１０の止め具、及び捩りばね９の材料は鉄でよい。ただしヒンジ６や、保持部材１０の止め具や、捩りばね９おいて強度を確保したい場合は、ステンレスを用いても良い。また保持部材１０の材料は、アルミニウムでよい。ただし保持部材１０の強度を確保したい場合は、ステンレスを用いてもよい。

図３は、保持部材１０を用いて展開翼４を展開させることを説明する図であり、図３（ａ）は、図２の白抜き矢印Ｅより見たものである。また図３（ｂ）は、図１の破線部を白抜き矢印Ｂより見たものである。

図３（ａ）に示すように、保持部材１０の一端は、固定部材３に対して、展開軸５と相対しない展開翼４の翼端の延長線上より展開翼４の翼面側にあり、展開軸５から位置ずれしており、展開軸５および自らが回動する固定部材３の面と直交する位置にある回転軸８に、回動可能に取り付けられる。また回転軸８を軸中心として、捩りばね９が取り付けられている。捩りばね９は、自身の復元力により、回転軸８を軸中心として、保持部材１０を回動させるように、保持部材１０と接合している。

飛しょう体１が発射筒７に収納される場合、保持部材１０の嵌合部１１は、図３（ａ）に示すように、展開翼４の翼端より離れた位置に押し広げられる。飛しょう体１が発射筒７より出ると、捩りばね９の復元力が作用し、保持部材１０は、図３（ａ）に示すように、回転軸８を軸中心として回動する。保持部材１０が回動することにより、図３（ｂ）に示すように折りたたんだ展開翼４と接触し、捩りばね９の復元力により展開翼４を押し上げる力が働く。この力により、展開翼４は展開する。

なお保持部材１０を用いて展開翼４を押し上げる際、保持部材１０が展開翼４に引っかからずスムーズに押し上げるように、図３（ａ）に示すように、保持部材１０において展開翼４の接触する箇所（嵌合部１１）を曲線状にしたり、面取りを施したりしてもよい。また可能であるならば、展開翼４をテーパ形状として、保持部材１０による押し上げをスムーズにさせてもよい。

図４は、保持部材１０を用いて展開翼４を保持している状態を示す図であり、図４（ａ）は、図１の白抜き矢印Ｄより見たものであり、図４（ｂ）は、図１の白抜き矢印Ｃより見たものである。一端が回転軸８に取り付けられた保持部材１０の他端は、図４に示すように、嵌合部１１を有する。展開翼４の展開時には、保持部材１０の嵌合部１１が展開翼４に接触しつつ回転することにより、嵌合部１１が展開翼４と嵌合する位置まで、展開翼４が展開する。

展開翼４が展開すると、図４に示すように、保持部材１０の嵌合部１１が展開翼４の翼端と当接させるように嵌合することにより、展開翼４が保持される。

展開翼４の、例えば展開軸５方向の空力特性を劣化させないように、展開軸５方向の幅の薄さを変えずにロックピンを内蔵して展開翼４を保持させた場合、展開軸５の方向から見た展開翼４の厚さが数ｍｍ程度では、ロックピン及びロックピンを貫通させる動力となるばねの径を小さくしなくてはならない。しかし展開翼４には、図４（ａ）に示すように、展開翼４の翼面に対して空力荷重がかかる。従って、展開翼４の翼面にかかる空力荷重を受け止めきれず、ロックピンが折れる可能性がある。

また展開翼４の幅の厚みを考慮せず、図５のように、ロックピン１２及びロックピン１２を貫通させる動力となるばねの径を従来のままとした場合、展開翼４の形状は、ロックピン貫通箇所に膨らみをもつ複雑な形状となる。この場合、展開翼４の翼面にかかる空力荷重を受け止めることはできるが、展開翼４の形状が複雑になるため、展開翼４における空力特性が劣化する。

しかし図４に示すように、保持部材１０の嵌合部１１が、図４（ｂ）のように展開翼４と嵌合し保持することで、展開翼４の翼面にかかる空力荷重を受け止めることが可能となる。また展開翼４の形状は複雑ではないため、展開翼４における空力特性の劣化を防ぐことができる。

なお図３、４では、保持部材１０は展開翼４の両端に備えているが、展開翼４の展開および保持が可能であるならば、展開翼４の片端のみに備えるものとしてもよい。

本発明のように、展開翼４の外部に保持装置１０を設けることで、ロックピンを展開翼４に貫通させて保持する必要がないため、小型のロックピン機構や、ロックピン貫通箇所を膨らませた複雑な形状の展開翼４を製造する必要がなく、保持装置１０および展開翼４が製造しやすくなる。

また外部に設けた保持装置１０により、展開翼４の翼面が受ける空力荷重を受け止めることができる。また展開翼４の形状は複雑ではないため、展開翼４における空力特性の劣化を防ぐことができる。

更には保持装置１０により展開翼４を展開させることで、展開軸５にトーションバー等の展開装置を設けなくてよい。

また保持部材１０による展開翼４の展開を補助する構成として、図６に示すように、飛しょう体１の胴体と展開翼４の相対する位置に磁性体、例えば磁石１３を取り付けてもよい。ここで図６のように、飛しょう体１の胴体が有する磁石１３の磁性と展開翼４が有する磁石１３の磁性を同極、例えばＮ極などとすることで、飛しょう体１の胴体と展開翼４との間に磁性反発力を作用させ、展開翼４の展開を補助する。なお飛しょう体１の胴体と展開翼４が有する磁石１３は、各々に埋め込んでもよいし、各々に取り付けてもよい。

また保持部材１０による展開翼４の展開を補助する構成として、図７に示すように、飛しょう体１の胴体と、展開翼４の間に弾性体を配置する。弾性体は、例えば図７に示すように、ばね１４でよい。このばね１４は、展開翼４を折りたたみ発射筒７へ収納する際、飛しょう体１の胴体と展開翼４の間に挟まれている。ばね１４の復元力は、飛しょう体１が発射筒７を出たら、展開翼４が展開軸５まわりに回動し、展開するように働く。

なお、ばね１４は、飛しょう体１にテープ等により仮止めさせておくか、もしくは単に飛しょう体１と展開翼４との間に挟むだけのものとしてよく、飛しょう体１が発射し、展開翼４の展開補助を行ったあと、飛しょう体１から脱落させるようにしてよい。

このように、飛しょう体１の胴体と展開翼４の相対する位置に取り付ける同極の磁性体や、飛しょう体１の胴体と展開翼４の間に挟む弾性体を用いて、展開翼４の展開を補助させることで、よりスムーズに展開翼４を展開させることができる。

本発明の保持装置を有する飛しょう体において、展開翼を展開する前の状態と、本発明の保持装置を用いて展開翼を展開保持している状態を示す図である。 展開翼を折りたたんで飛しょう体を発射筒に収納した状態を示す図である。 本発明の保持装置を用いて展開翼を展開させることを説明する図である。 本発明の保持装置を用いて展開翼を保持している状態を示す図である。 展開翼の幅が薄く、ロックピン１２の径を従来のままにした場合の図である。 展開翼の展開補助として磁石（磁性体）を用いたことを示す図である。 展開翼の展開補助としてばね（弾性体）を用いたことを示す図である。

符号の説明

１． 飛しょう体
２． 止め具
３． 固定部材
４． 展開翼
５． 展開軸
６． ヒンジ
７． 発射筒
８． 回転軸
９． 捩りばね（弾性部材）
１０．保持部材
１１．嵌合部
１２．ロックピン
１３．磁石（磁性体）
１４．ばね（弾性体）

Claims (4)

1. 折りたたまれた状態で外部に支持され、かつ、当該外部の支持の開放で展開する展開翼の保持装置において、
   一端が飛しょう体の胴体に固定され、前記一端と相対する他端を展開軸として前記展開翼の一端が回動可能に取り付けられる固定部材と、
   前記固定部材に設けられ、前記展開軸と直交する回転軸と、
   一端は前記回転軸に回動可能に取り付けられ、他端は前記展開翼の翼端に嵌合する嵌合部を有する保持部材と、
   前記回転軸に設けられ、前記外部の支持により前記嵌合部が前記展開翼の翼端より離れた位置に押し広げられた状態から、前記外部の支持の開放で作用する自身の復元力により、前記嵌合部を前記展開翼の翼端と当接させるように嵌合させるとともに、嵌合位置まで前記展開翼を展開させる弾性部材と、
   を備えたことを特徴とする保持装置。
2. 折りたたまれた状態で外部に支持され、かつ、当該外部の支持の開放で展開する展開翼の保持装置において、
   一端が飛しょう体の胴体に固定され、前記一端と相対する他端を展開軸として前記展開翼の一端が回動可能に取り付けられる固定部材と、
   前記固定部材に設けられ、前記展開軸と直交する回転軸と、
   一端は前記回転軸に回動可能に取り付けられ、他端は前記展開翼の翼端より離れた位置から前記翼端との嵌合位置に回転する嵌合部とを有する保持部材と、
   前記回転軸に設けられ、前記外部の支持により前記嵌合部が前記展開翼の翼端より離れた位置に押し広げられた状態から、前記外部の支持の開放で作用する自身の復元力により、前記嵌合部を前記展開翼の翼端と当接させるように嵌合させるとともに、嵌合位置まで前記展開翼を展開させる弾性部材と、
   を備えたことを特徴とする保持装置。
3. 前記嵌合部は、前記展開翼との接触箇所が曲線形状であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の保持装置。
4. 請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項記載の保持装置を備えたことを特徴とする飛しょう体。

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