JPS6394060A - ロケツトのノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は多段式ロケットにおける第２段以後のロケッ
トモータまたは衛星キックモータの噴射口に設けられる
ロケットのノズル装置に関するものである。 〔従来の技術〕 例えば人工衛ノ１１の打１ユげ等に使用される多段式ロ
ケットは次のような＄１／；成となっている。 第１９図は宇宙科学研究所の科学衛）１（打」二げ用Ｍ
−３Ｓｎ型ロケツトを示したもので、図中１は補助ブー
スタ２を偏えた第１段モータ、３は第２段モータ、４は
第３段３−夕、５は衛星キックモータ、６は衛ノばであ
り、これらは接手７ａ、　７ｂ、　７ｃ。 ７ｄによって切離し可能に連結され、さらに第３段モー
タ４と衛昆キックモータ５および衛Ｊ１！６はノーズフ
ェアリング８によって保護されている。 ところて、上記多段式ロケットにおいて＋４、−１：段
（第２段および第３段）のロケットモータ３゜４のノズ
ル３ａ、　４ａおよび衛星キックモータ５のノズル５ａ
がその下段のモータｌ、３．４に接触しないようにする
必要がある。このため従来は、各モータの接手７ａ、　
７ｂ、　７ｅを前記ノズル３ａ、　４ａ、　５ａよりも
長くして各モータ間のスペースを大きくとっているが、
このように各モータ間のスペースを大きくとるのでは、
ロケットの設計効率が悪いという問題があった。 このため、最近では、上段のロケットモータのノズルお
よび衛星キックモータのノズルを伸縮Ｉ’ｌｌ能な伸展
式ノズルとして、このノズルを正規の形状よりも小さく
縮小しておき、下段モータを切離した後にノズルを正規
の形状に伸ばすことが考えられており、このような伸展
式ノズルを使用すれば、ノズルを小さく縮小した分たけ
各モータ間のスペースを小さくすることかできるから、
ロケット設計効率を向」ニさせることができる。 上記伸展式ノズルとしては、従来、三次元的に伸展させ
る折りたたみ方式のものと、ノズルを上下に二分割して
その小径側ノズルをモータ本体に固定するとともに、大
径側ノズルを前記小径側ノズルの外囲に格納しておいて
、この太径側ノズルを小径側ノズルの下方に移動させる
ことでノズルを伸展させるいわゆる一次元的伸展方式の
ものとが考えられているが、前者の折りたたみ１１式は
その構造がかなり１（雑であるために、実用面からは後
者の一次元的伸展方式か自”ＩＩ＋であるとされている
。 第２０図は前記−次元的伸展方式を採用している従来の
ノズル装置の代表例を示したもので、図１１１１０はモ
ータ本体、ｌｌはモータ本体１０の噴射口に設けられた
ノズルである。このノズル１１は」二下に二分割されて
おり、その小径側ノズルｌｌａは固定ノズルとされてモ
ータ本体ＩＯの噴射口に固定され、犬掻側ノズルｌｌｂ
は＋’ｉＪ動ノズ小ノズルて前記固定ノズルｌｌａの外
囲に格納されている。また、１２は縮小状態のノズル■
１を！

【：、規のノズル形状に伸展させるノズル伸展機
構であり、固定ノズルｌｌａの外囲に格納されている可
動ノズルｆｌｂは、このノズル伸展機ｔＸＮ２により、
固定ノズルｌｌａの下方にこの固定ノズルｌｌａと連続
する鎖線図示の状態に伸展されるようになっている。前
記ノズル伸展機構１２としては、例えば可動ノズルｌｌ
ｂを移動させるスクリューロッド１３とこのスクリュー
ロッド１３を回転駆動するモータ１４とからなるスクリ
ュージヤツキ等が使用されており、このノズル伸展ａ　
４Ｍ　ｌ　２は、固定ノズルｌｌａの周囲に等間隔でｙ
ｉ数組設；ぺされている。なお、１５は固定ノズルＬｌ
ａの下端部外周と伸展された可動ノズルｌｌｂの上端部
内周との摺接部をシールするＯリングである。 このノズル装；Ｕは、ノズル１１の可動ノズルｌｌｂを
固定ノズルｌｌａの外囲に格納しておき、下段モータの
切離し後にＩＩＪ動ノズルｌｌｂを固定ノズル１１ａの
ド方に移動させてノズル１１を正規のノズル形状に伸展
させるようにしたもので、このノズル装置によれば、ノ
ズル１１を縮小させておくことにより、このノズル装置
を備えたモータとその下段のモータとの間のスペースを
小さくすることができるし、また、ｒ段モータの切離し
後はノズル１１を１１：、規のノズル形状に伸展させて
所期のノズル作用を発揮させることができる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら上記従来のノズル装置は、可動ノズル１．
ｌｂを伸展させるのにスクリュージヤツキ“５゛からな
る高重砥でかつ高価格のノズル伸展機＋Ｍ！２＋１２が
必要であるだけでなく、可動ノズルｌｌｂをスムースに
伸展させるには各ノズル伸展機構１２．１２を同期させ
るための機構も必要であるために、非伸展式のノズルを
使用するモータ（ロケットモータまたは衛星キックモー
タ）に比べてモータ全体の重はおよび価格が高くなると
いう問題をもっているし、また、に記ノズル伸展機構１
２．１２は、可動ノズルｌｌｂを伸展させた後もそのま
まノズル１１とともにモータに残されるものであるため
に、このノズル伸展機構１２．　１２もモータの推進負
荷となってモータの推進効率を低ドさせるという問題も
あるから、ヒ記従来の伸展式ノズル装置は、非伸展式ノ
ズルに比べて優位性を確ｑするには至っていないのが実
情であった。 この発明は１−記のような実情にかんがみてなされたも
のであって、その目的とするところは、モータ本体に固
定した固定ノズルの外囲に可動ノズルを格納しておき、
このＩＩＪ動ノズルを固定ノズルの下ツノ°に移動させ
ることでノズルを伸展させるようにしたものでありなが
ら、ノズル伸展機構を含むノズル装置全体の軽量化およ
び低価格化をはかることができ、しかもノズル伸展後は
不要となるノズル伸展機構をモータ本体およびノズルか
ら切離してモータの（１［進動率を向１．させることが
できるとともに、ノズル伸展機構のＬＪＪ　４しも、こ
の伸展機構自体がもっているエネルギーを利用して行な
えるようにしたロケットのノズル装置を提供することに
ある。 〔問題点を解決する手段〕 この発明は、モータ本体の噴射口に固定された固定ノズ
ルと、この固定ノズルの外囲に格納されガイドレールに
沿って移動されて前記固定ノズルの下方にこの固定ノズ
ルと連続する状態に伸展される＋’ｉＪ動ノズ小ノズル
のＩＩＪ動ノズルを固定ノズルの外囲に格納した状態に
クランプする手段と、前記固定ノズル内もしくは可動ノ
ズル外に設けられて可動ノズルを伸展方向に押屈するス
プリング機構とを備え、かつ前記スプリング機構は、固
定ノズルの傾斜壁面もしくはモータ本体の下面に下方か
ら当接してこのＩＮ固定ズル壁面もしくはモータ本体下
面で畳重められる」−スプリング受と、可動ノズルの下
端部に切離し可能に設けられた下スプリング受と、この
−１−下のスプリング受量に圧縮状態で設けられ可動ノ
ズルのクランプが解除されたときに前記下スプリング受
を介して可動ノズルを伸展させるスプリング体とから構
成するとともに、前記スプリング体を、可動ノズルを完
全に伸展させた後も伸長余力を残して下スプリング受が
ｉ＋Ｊ動ノズルから切離されたときに伸長余力によりス
プリング機構全体をモータ本体およびノズルから離脱さ
せる伸長長さのものとしたことを特徴とするものである
。 〔作用〕 すなわち、この発明のノズル装置λは、可動ノズルを固
定ノズルの外囲に格納しておき、ノズルを伸展させる際
に可動ノズルのクランプを解除することにより、前記ス
プリング機構のスプリング体の伸長力によって可動ノズ
ルを伸展させるようにしたものであり、このノズル装置
によれば、１■動ノズルを伸展させるノズル伸展機構と
してスプリング体の伸長力を利用するスプリング機構を
使用しているから、ノズル伸展機構を含むノズル装置全
体の軽量化および低４１１ｉ　Ｆｈ化をはかることがで
きる。しかもこのノズル装置においては、前記スプリン
グ機構の［ニスプリング受を固定ノズルの傾斜壁面もし
くはモータ本体の下面にド方から当接させてこの固定ノ
ズル壁面もしくはモータ本体下面に畳重めさせるととも
に、下スプリング受を可動ノズルの下端部に切離し可能
に設けているから、下スプリング受を１ｉＪ動ノズルか
ら切離すだけで前記スプリング機構をモータ本体および
ノズルから切離すことかでき、したがってノズル伸展後
は不要となるノズル伸展Ｂｉ　＋＋１１’＋をモータ本
体およびノズルから切離してモータの推進効率を向上さ
せることができるし、さら：こ、このスプリング機）晶
１のスプリング体を、可動ノズルを完全に伸展させた後
も伸長余力を残す伸長長さのものとしているために、下
スプリング受が可動ノズルから切離されたときにスプリ
ング機ｆＩｌｌｓ全体がスプリング体の伸長余力によっ
て飛出すように離脱するから、前記スプリング機構から
なるノズル伸展機構の切離しも、この伸展機構自体がも
っているエネルギーを利用して行なうことができる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を第１図〜第１８図を参照し
て説明する。 第１図において、２０はロケットモータまたは衛星キッ
クモータのモータ本体、２１はモータ本体２０の噴射口
に設けられたノズルであり、このノズル２１は、モータ
本体２０の噴射口に固定される小径側固定ノズル２１ａ
と大径側１＋）動ノズル２１ｂとに二分割されている。 前記ｌＪ動ノズル２１ｂは、固定ノズル２１ａの外周に
等間隔に設けられたＰ々数本の垂直ガイドレール２２．
２２で案内されてノズル軸方向に移動するもので、この
ｉｉＪ動ノズル２１１）は、図に実線で示すように固定
ノズル２１ａの外囲に格納されており、下段モータの切
離し後にガイドレール２２゜２２に沿って移動されて固
定ノズル２１ａの下ノｊにこの固定ノズル２１ａと連続
する状態に伸展されるようになっている。 ２３は固定ノズル２１ａの外囲に格納された可動ノズル
２１ｂを格納状態にクランプする格納クランプ体である
。このクランプ体２３は、固定ノズル２１ａの１一端側
外周に固定されてガイドレール２２．２２の１一端を支
持している可動ノズル掛１１−板２４と、可動ノズル２
１ｂのＬ端部外周に形成された鍔部とを外周から第２図
に示すように抱えて可動ノズル２１ｂを可動ノズル掛■
ｌ−板２４に固定するもので、この格納クランプ体２３
は、？ｕｌｌ＆分割されたクランプリング２３ａと、こ
のクランプリング２３ａを外周から締付ける板ばね製の
締結バンド２３ｂとからなっている。前記締結バンド２
３ｂは、ｌ■動ノズル２１ｂを伸展させる際に締結バン
ド２３ｂの一部またはｉ（数箇所に設けられている火薬
によって切断されるもので、この締結バンド２３ｂを切
断すると、１（数分割されているクランプリング２３ａ
かその外周からの締付は力に開放により＋ｉＪ動ノズル
掛＋１　＆　２４および可動ノズル２１ｂから鎖線図示
のように離脱して、可動ノズル２＋ｂのクランプを解除
するようになっている。 また、第１図において、３０は固定ノズル２１ａ内に設
けられて可動ノズル２１１）を伸展方向に押圧するスプ
リング機構であり、固定ノズル２１ａの外囲に格納され
ている可動ノズル２１ｂは、そのクランプの解除により
、前記スプリング機構３０の押圧力で鎖線図示の状態つ
まりノズル伸展状態に移動されるようになっている。 なお、第１図において、２５は固定ノズルｌｌａの上端
部外周と伸展されたｒ＋Ｊ動ノズルｌｌｂの１一端部内
周との摺接部をシールするＯリング、２Ｇ、　２１１ｉ
は伸展された可動ノズル２１ｂを１）巳規の位置にロッ
クする■数のロックピンである。このロックピン２６゜
２６は、可動ノズル２１ｂに設けられてばね力により可
動ノズル２１ｂの内周側に抑圧、されており、ガイドレ
ール２２．２２に摺接しながら可動ノズル２１ｂととも
に移動して、固定ノズル２１ａに設けたロック孔２７．
２７に嵌入するようになっている。 前記スプリング機構３０は、前記固定ノズル２１ｂの傾
斜壁面に下方から当接して外周縁部をこの固定ノズル壁
面で受止められる円板状の上スプリング受３１と、ｉｉ
動ノズル２１ｂのド端部に切離しＩＩＪ能に設けられた
下スプリング受３２と、この１−下のスプリング受３１
．３２間に圧縮状態で設けられたスプリング体３３とか
ら構成されており、前記下スプリング受３２は可動ノズ
ル２１ｂの下端開放面を塞ぐ円板状のものきされて、前
記格納クランプ体２３と同様なりランプ体２８により可
動ノズル２１ｂにクランプされている。 第４図および第５図は前記スプリング機構３０を示した
もので、前記スプリング体３３は、同一長さを有する虫
数本の弾性縦梁３４．３４と、この各弾性縦梁３４．３
４を連結する水平連結梁３５．３５とからなっている。 なお、第４図および第５図では図を簡略にするために前
記縦梁３４．３４の数を３本としている。前記縦梁３４
．３４は、グラスファイバまたはカーボンファイバで強
化したエポキシ樹脂等の弾等間隔に枢石されており、ま
た各縦梁３４．３４のド端は、前記下スプリング受３２
］ユにベアリング３Ｇを介して回転可能に設けたターン
テーブル３７に、その外周縁に沿わせて等間隔に枢４−
゛讐されている。第６図は前記ターンテーブル３７に対
する弾性縦梁３４の＋Ｋ　；ｆ　ｈ？ｊ造を示したもの
で、縦梁３４．３４の下端は、ターンテーブル３７に設
けた縦梁枢イ゛ｉ金具３８にビン３９によってターンテ
ーブル周方向に起伏回動ｉ＋Ｊ能→豐榊峙枢イ°゛１さ
れている。 また、前記水−［也連結梁３５．３５は、スプリング体
３３の長さｈ′向に等間隔に設けられている。第７図〜
第１０図はそれぞれ前記水・ト連結梁３５を示したもの
で、第７図〜第９図に示した水平連結梁３５はそれぞれ
合成樹脂製のものであり、第１０図に示した水平連結梁
３５は耐引張性の高い繊維索からなっている。これら水
平連結梁３５．３５はいずれも６弾性縦梁３４．３４同
志を互いに連結して各弾性縦梁３４、３４をスプリング
体３３の外周側に脹らみ変形しないように拘束するもの
で、第７図〜第９図に示した水平連結梁３５は、各弾性
縦梁３４．３４をスプリング体８８の内周側にも）しら
み変形しないように拘束するようになっている。 前記スプリング体３３は、その各弾性縦梁３４．３４を
螺旋状に弾性変形させながら縮小し、各弾性縦２６３４
、３４の復帰力によって伸長するもので、各弾性縦梁３
４．３４がほぼ直線状に伸びている状態つまリスブリン
グ体３３が最も伸長している川明状態でスプリング体３
３に圧縮力を加えると、この圧縮力によって各縦梁３４
．３４が撓み突形するが、この各縦梁３４．３４は水（
１ス連結梁３５．３５で連結されているために、スプリ
ング体３３の周）Ｊ向にのみ撓み変形するから、各縦梁
３４．３４はターンテーブル３７を回転させながら第４
図に示すように螺旋状に変形する。なお、この場合、各
縦梁３４．３４の切期・さ勢を螺旋変ｊ１シ方向に向け
てン°；１・傾けておくか、あるいは圧縮明期にターン
テーブル３７をも干回転させてやれば、各縦梁３４．３
４をスムースに螺旋状に変形させてやることができる。 この各縦梁３４．３４の螺旋状変形は、スプリング体３
３を圧縮し続けるのにともなって第５図に示すように巻
回数を増しなから進行して行き、最終的には螺旋状に変
形した各縦梁３４．８４が互いに重なり合う状態となる
。また、スプリング体３３に加えた圧縮力を開放すると
、各縦梁３４．３４がその復元力で上記圧縮時とは逆に
ターンテーブル３７を回転させながら螺旋状態から復元
して行き、最終的に各縦梁３４．３４かほぼ直線状に伸
びて垂１１°（に＼γ」―がる最伸長状態に復帰する。 なお、前記水゛１′、連結梁３５．３５の縦梁連結部に
は、弾性縦梁３４．３４の螺旋状喰形つまり縦梁の角戊
変化にともなってねじり力が作用するが、このねじり力
は、第１１図および第１２図に示すように水・ド連結梁
３５の縦梁連結部３５ａを連結梁３５と別部祠としてこ
の縦梁連結部３５ａをボルト４０またはピン４！により
連結梁３５に回動可能に枢支することによって吸収する
ことができるし、また水平連結梁３５の縦梁連結部にね
じれ☆形ｒ＋Ｊ能な弾性をもたせれば、第１３図に示す
ように水平連結梁３５とその縦梁連結部とを一体として
も」二足ねじり力を吸収することができる。また、」−
記スプリング体３３の径は、これを縮小させるのにとも
なって大きくなり、伸長させるのにともなって小さくな
るが、前記水・１′、連結梁３５．３５の各縦梁連結部
間の距離を、スプリング体３３を完全に縮小させたとき
の径に合わけて設定しておけば、弾性縦梁３４．３４を
無理なく女形させてスムースにスプリング体３３を縮小
させることかできるし、またスプリング体３３の伸長時
はその径が小さくなるのにともなって水゛１′、連結梁
３５゜３５が上方または下）Ｊｏに撓み変形するから、
この場合にもスプリング体３３をスムースに伸長させる
こ弾性縦梁３４．３４を複数の水゛１′、連結！１１４
３５．３５により互いに連結してなりかつ各弾性縦梁３
４．３４の螺旋状変形および山元により縮伸するスプリ
ング体３３を、Ｌスプリング受３１と下スプリング受３
２との間に設けるとともに、前記各弾性縦梁３４．３４
の１′、端を１−スプリング受３１にＨ＜　；”；　Ｉ
、、各づり１ｆ１−縦梁３４．　３４のド端を下スプリ
ング受３２に回転＋１Ｊ能に設けたターンテーフ゛ル３
了：こｔ（＜ｉ’ｆしたものであり、このスプリング機
構は、その伸縮ストロークのほぼ全長にわたってほぼ一
定な反発力をもつという特徴をもっている。 このスプリング機１１もの反発力を１木の弾性縦梁３４
の反発力について説明すると、この弾性縦梁３４を螺旋
状に変形させたときの弾性反発力Ｐは、その歪みエネル
ギーを長さの変化で微分することにより得られ、次のよ
うに定式化できる。 Ｐ−４／Ｄ２　−　ｘ／Ｌ　［２Ｅ　Ｉ　　［１−（ｘ
／Ｌ）　２１＋ＧＪ　　１２　（ｘ／Ｌ）２−１１　）
Ｄ；スプリング体３３の直径 ｘ　／　Ｌ　；伸展率 （完全縮小時・・・０．完全伸長時・・・１）Ｅｌ、縦
梁３４の曲げ剛性 Ｇに縦梁３４のねじり剛性 第１４図は」−２式に基づいて弾性縦梁３４の伸展率と
弾性反発力を求めた計算結果を示したもので、ここでは
弾性縦梁３４が全長にわたって一様な螺旋状変形を生じ
ると仮定した場合の反発力を示している。そして、この
ように弾性縦梁３４が全長にわたって一様な螺旋状変形
を生じると仮定すると、この弾性縦梁３４は通常のコイ
ルスプリングのばね特性とは異なってはいるものの、必
ずしも一様な反発力を示すとはいえないが、実際には、
第１４図のＡ点より左側の伸展率では、弾性縦梁３４は
全長にわたって一様な螺旋形状には変形していない。 これは、例えばＡ点より左側の適当な点Ｂにおける反発
力について考察してみれば分ることであり、Ｂ点より少
しでも弾性縦梁３４が伸びると、その反発力が１＋：１
重を越えて弾性縦梁３４がますます伸びようとするし、
Ｂ点より少しでも弾性縦梁３４か縮むと、その反発力が
荷車より小さくなって弾性縦、梁３４がますます縮もう
とするから、Ｂ点に相当する伸展率において弾性縦梁３
４の伸展長さを拘束した場合には、弾性縦梁３４は、片
側が伸びて片側が縮んだ螺旋状になる。したがって、十
分に長い弾性縦梁３４の場合の螺旋変形状態からの伸展
挙動は次のように説明することかできる。螺旋が密層す
る状態に縮んでいる縦梁３４がこの状態から伸びる場合
、この縦梁３４はその一端から徐々に伸び一！ユかり、
Ａ点に相当する伸展率（イ：：ｒ重と釣合う伸展率）で
安定しようとする。そして、一端が安定状態に達すると
、それ以Ｊ−の伸展に対しては、安定状態に達した部分
は伸び変形をしないから、縦梁３４は密着状態に近い螺
旋部分からＡ点に向かって次々に伸び」二がって行くこ
とになる。これを模式的に示したのが第１５図であり、
弾性縦梁３４は（ａ）→（ｂ）−（ｃ）−（ｄ）のよう
に伸展挙動する。 第１６図は１−記のような弾性縦梁３４の伸展挙動によ
って伸展するスプリング機構３０の伸展率と反発力との
関係を示したもので、ここでは、直径１゜５１１！ＩＩ
の謀維強化合成樹脂線材からなる３本の弾性縦梁３４を
使用するとともに、スプリング体３３の最少縮小時にお
ける直径が１５０ｍｍになるように設計したスプリング
機構の反発力を示している。この図からも分るように上
記スプリング機構３０は、その最少縮小付近と最大伸長
付近を除けば、どのような伸展率においてもほぼ一定の
反発力を示している。 しかして、上記ノズル装置においては、前記スプリング
機構３０として、そのスプリング体３０の反発力を＋＋
Ｊ動ノズル２１ｂを抑圧移動できる大きさに設定する（
このスプリング機構３３の反発力は、弾性縦梁３４．３
４の本数およびその径を選択することてＩｒ：意に設定
することができる）とともに、スプリング体３０の最大
伸長長さをｉｉＪ動ノズル２１ｂの伸展移動距離よりも
十分長くとったものを使用し、このスプリング機構３０
を、そのスプリング体３３を前述したほぼ一定の反発力
を示す範囲内においてスプリング体３３を圧縮させた状
態で設置している。 次に、上記ノズル装置の伸展動作を説明すると、ノズル
２１の伸展は下段のモータを切離した後に行なわれるも
ので、このノズル２１を伸展させる場合には、地−りの
コントロールセンターまたはロケッ］・搭載コンピュー
タからの指令により格納クランプ体２３を離脱させてや
ればよい。この格納クランプ体２３を離脱させると、可
動ノズル２１ｂのクランプ解除によりスプリング機構３
０か伸長して、このスプリング機構３０により可動ノズ
ル２１ｂが下スプリング受３２を介して下ツノに押ハ：
移動され、この可動ノズル２１ｂががイドレール２２．
２２に沿って正規の伸展位置（第１図に鎖線で示した位
置）まで伸展される。この場合、スプリング８！　＋＋
’４３０のスプリング体３３は」二連したようにほぼ一
定の反発力を保ちながら伸長するから、可動ノズル２【
Ｉ）をほぼ一定の速攻でスムースに移動させて伸展する
ことができる。 しかして、このノズル装置においては、可動ノズル２１
ｂを伸展させるノズル伸展機構としてスプリング体３３
の伸長力を利用するスプリング機構３０を使用している
から、ノズル伸展機構を含むノズル装置全体の軽口化お
よび低価格化をはかることができる。また、可動ノズル
２１ｂの伸展に使用された前記スプリング機構３０は、
その下スプリング受３２を可動ノズル２１ｂから切離す
ことによってモータ本体２０およびノズル２１から切離
し投棄されるもので、スプリング機もＪ、ｆｆ３０の上
スプリング受３１は固定ノズル２１ｂの傾斜壁面に下方
から当接して外周縁部をこの固定ノズル壁面で畳重めら
れているだけであるから、スプリング機構３０の切離し
は、トスプリング受３２を可動ノズル２１ｂにクランプ
しているクランプ体２８を地上のコントロールセンター
またはロケット搭載コンピュータからの指令で＃Ｌ脱さ
せて下スプリング受３２をｉｊＪ動ノズル２１ｂから切
離すたけで行なうことができる。したがって、このノズ
ル装置によれは、ノズル伸展後は不要となるノズル伸展
機構をモータ本体２０およびノズル２１から切離してモ
ータの推進効率を向トさせることができる。しかもこの
ノズル装置においては、前記スプリング体３０の最大伸
長長さをＩ″ＩＩ動ノズ小ノズル２１ｂ移動距離よりも
十分長くとっているから、このスプリング体３３はＩＩ
ｆ動ノズル２１ｂを完全に伸展させた後も伸長余力を残
しており、したがって下スプリング受３２がＩＩＳ動ノ
ズル２１１】から切離されたときにスプリング機構３０
全体がスプリング体３０の伸長余力により第３図に示す
ように飛出すようにして離脱する（このれ：合、スプリ
ング体３３の反発力は第１７図に示すように最大伸長付
近において大きくなるからスプリングに！　＋１１’ｉ
　３　［１の飛出し力は十分に得ることかできる）から
、前記スプリング機構３０からなるノズル伸展機構の切
離しも、この伸展機（１“１１′１体かもっているエネ
ルギーを利用して行なうことができる。 なお、−１−記実施例では、可動ノズル２１１３を伸展
させるスプリング機構３０を固定ノズル２１ａ内に設け
ているが、このスプリングＲｔ！４３０は可動ノズル２
１ｂの外囲に設けてもよい。すなわち、第１７図および
第１８図はこの発明の他の実施例を示したもので、この
実施例は、スプリング機ｔｆ４３０を＋’ｊＪ動ノズ小
ノズル２１ｂ外たちのである。この実施例について説明
すると、第１７図および第１８図において、４２はスプ
リング機構３０の１−スプリング受、４３はトスプリン
グ受であり、上スプリング受４２はリング状のものとさ
れてモータ本体２０の下面に固定したベース部材２０ａ
に下方から当接され、このベース部材２０ａを介してモ
ータ本体２０の下面に受＋ｌめられている。また、下ス
プリング受４３は、１（数分割されたリング状のものと
されており、この下スプリング受４３は、７＋Ｊ動ノズ
ル２１ｂの下端部外周に“ｔ°間隔に設けた上ド動Ｉｌ
ｌ能な支持アーム４４゜４４の先Ｄｉｌｊに肉１（脱ｕ
Ｊ能に嵌合されて、分割型クランブリング４５ａと火薬
切１１ｉ式の締結バンド４５１）とからなるクランプ体
４５により前記支持アーム４４．４４に抑圧固定されて
いる。一方、スプリング体３３としては前述の実施例と
同様なものが使用されており（ただし水・ヒ連結梁は第
９図に示したリング状のものとされている）、このスプ
リング体３３は、その各弾性縦梁３４．３４の上端を前
記」ニスプリング受４２にベアリング４６を介して回転
可能に設けたターンテーブル４６に枢着し、下端を下ス
プリング受４３に枢ｊコして上下のスプリング受４２．
４３間に圧縮状態で設けられている。また、前記支持ア
ーム４４゜４４は、前記クランプ体４５の締付は力によ
り、アーム先端側が才°１１―上向きに傾斜してその基
端側上面をアーム取付はブラケッｌ１４ａで受止められ
た状態に固定されており、したかって支持アーム４４゜
４４はクランプ体４５を離脱させるまではスプリング体
３３の伸長力で下方に回動することなく下スプリング受
４３を支持している。なお、図中前述の実施例と同じも
のについては図に同？１号を付してその説明を称略する
。 この実施例のノズル装置は、前述の実施例と同様に格納
クランプ体２３を離脱させることでスプリングｎ　ｔＭ
　３０の伸長力により可動ノズル２１ｂを伸展させると
ともに、ノズル伸展後は前記下スプリング受４３のクラ
ンプを解除して不要となったスプリング機構３０を切離
し投棄するようにしたもので、下スプリング受４３をそ
の支持アーム４４．４４に抑圧固定しているクランプ（
＋’４５を離脱させると、分割型の下スプリング受４３
が締付は力を開放されて外周側に拡がりながらスプリン
グ機構の伸長余力で下方に押出され、前記支持アーム４
４．４４を第１８図に鎖線で示すように下方に回動させ
てこの支持アーム４４．４４から外れるから、不要とな
ったスプリング機構３０をそのスプリング体３３の伸長
力を利用して切離し投棄することができる。 したがって、この実施例のノズル装置においても、前述
した実施例と同様な効果を得ることができるし、しかも
この実施例では、スプリング機構３０をノズル２１外に
設けているから、ノズル２１を伸展させる前にモータを
点火することも可能である。 すなわち、モータの燃焼効率は通常、大気中ではノズル
の長さが小さい方が良く、宇宙空間ではノズルの長さが
大きい方か良いとされているが、この実施例のノズル装
置によれば、大気中の飛行時はノズル２１を伸展させず
にモータを燃焼させ、宇宙空間に入ったところでノズル
２１を伸展させることが可能となるから、大気中でも宇
宙空間でもモータを良好な燃焼効率で燃焼させることが
できる。 なお、上記実施例では、スプリング機構３０のスプリン
グ体３３として、螺旋状に変形する複数本の弾性縦梁３
４．３４を利用したものを使用したが、このスプリング
体は通常のコイルスプリングを使用してもよいし、また
、上スプリング受３１．４２および下スプリング受３２
．４３のクランプ手段および切離し手段も上記実施例に
限られるものではない。 ［発明の効果〕 この発明のノズル装置によれば、モータ本体に固定した
固定ノズルの外囲に可動ノズルを格納しておき、この可
動ノズルを固定ノズルの下方に移動させることでノズル
を伸展させるようにしたものでありながら、ノズル伸展
機構を含むノズル装置全体の軽量化および低価格化をは
かることができ、しかもノズル伸展後は不要となるノズ
ル伸展機構をモータ本体およびノズルから切離してモー
タの推進効率を向上させることができるとともに、ノズ
ル伸展機構の切離しも、この伸展機構自体がもっている
エネルギーを利用して行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１６図はこの発明の一実施例を示したもので
、第１図はノズル装置の縦断側面図、第２図はスプリン
グ機構の１−スプリング受をクランプする格納クランプ
体の拡大断面図、第３図はスプリング機構を切離した状
態のノズル装置の縦断側面図、第４図および第５図はス
プリング装置の圧縮状態および伸長状態の側面図、第６
図は第４図の■部の拡大図、第７図〜第１０図はそれぞ
れスプリング機構の弾性縦梁を連結する連結梁の平面図
、第１１図〜第１３図はそれぞれ連結梁の弾性縦梁連結
部の拡大平面図、第１４図は弾性縦梁か全長にわたって
一様に螺旋変形すると仮定した場合の伸展率と弾性反発
力の関係を示す図、第１５図は弾性縦梁の実際の伸展挙
動図、第１６図はスプリング機構の伸展率と弾性反発力
の関係を示す図である。第１７図および第１８図はこの
発明の他の実施例を示すノズル装置＆の縦１ｔｌｉ側面
図およびスプリング機構の拡大図である。第１９図は多
段式ロケットの概略図、第２０図は従来のノズル装置の
縦断側面図である。 ２０・・・モータ本体、２１・・・ノズル、２１ａ・・
・固定ノズル、２１ｂ・・・可動ノズル、２２・・・ガ
イドレール、２３・・・格納クランプ体、３０・・・ス
プリング機構、３１．４２・・・上スプリング受、３２
．４３・・・トスプリング受、３３・・・スプリング体
。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第３図 第４図　　　　　　第５図 ３ム 第７図 第８図 ｍ９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１５ （Ｃ）　　　　　　　　（ｄ） 因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロケットモータまたは衛星キックモータの噴射口に設け
   られるロケットのノズル装置であって、モータ本体の噴
   射口に固定された固定ノズルと、この固定ノズルの外囲
   に格納されガイドレールに沿って移動されて前記固定ノ
   ズルの下方にこの固定ノズルと連続する状態に伸展され
   る可動ノズルと、この可動ノズルを前記固定ノズルの外
   囲に格納した状態にクランプする手段と、前記固定ノズ
   ル内もしくは前記可動ノズル外に設けられて前記可動ノ
   ズルを伸展方向に押圧するスプリング機構とを備え、か
   つ前記スプリング機構は、前記固定ノズルの傾斜壁面も
   しくは前記モータ本体の下面に下方から当接してこの固
   定ノズル壁面もしくはモータ本体下面で受止められる上
   スプリング受と、前記可動ノズルの下端部に切離し可能
   に設けられた下スプリング受と、この上下のスプリング
   受間に圧縮状態で設けられ前記可動ノズルのクランプが
   解除されたときに前記下スプリング受を介して前記可動
   ノズルを伸展させるスプリング体とから構成するととも
   に、前記スプリング体を、前記可動ノズルを完全に伸展
   させた後も伸長余力を残して前記下スプリング受が前記
   可動ノズルから切離されたときに前記伸長余力により前
   記スプリング機構全体を前記モータ本体およびノズルか
   ら離脱させる伸長長さのものとしたことを特徴とするロ
   ケットのノズル装置。