JPH0355667B2 - - Google Patents

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JPH0355667B2
JPH0355667B2 JP61240330A JP24033086A JPH0355667B2 JP H0355667 B2 JPH0355667 B2 JP H0355667B2 JP 61240330 A JP61240330 A JP 61240330A JP 24033086 A JP24033086 A JP 24033086A JP H0355667 B2 JPH0355667 B2 JP H0355667B2
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    • A47C3/20—Chairs or stools with vertically-adjustable seats
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F3/00—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads
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    • F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
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    • F02K9/976—Deployable nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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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ツトにおける第２段以後
のロケツトモータまたは衛生キツクモータの噴射
口に設けられるロケツトのノズル装置に関するも
のである。
〔従来の技術〕
例えば人工衛星の打上げ等に使用される多段式
ロケツトは次のような構成となつている。
第１９図は宇宙科学研究所の科学衛星打上げ用
Ｍ−3S型ロケツトを示したもので、図巾１は
補助ブースタ２を備えた第１段モータ、３は第２
段モータ、４は第３段３−タ、５は衛星キツクモ
ータ、６は衛星であり、これらは接手７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄによつて切離し可能に連結され、
さらに第３段モータ４と衛星キツクモータ５およ
び衛星６はノーズフエアリング８によつて保護さ
れている。
ところで、上記多段式ロケツトにおいては、上
段（第２段および第３段）のロケツトモータ３，
４のノズル３ａ，４ａおよび衛星キツクモータ５
のノズル５ａがその下段のモータ１，３，４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，７ｃを前記ノズ
ル３ａ，４ａ，５ａよりも長くして各モータ間の
スペーサを大きくとつているが、このように各モ
ータ間のスペースを大きくとるのでは、ロケツト
の設計効率が悪いという問題があつた。
このため、最近では、上段のロケツトモータの
ノズルおよび衛星キツクモータのノズルを伸縮可
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だけ各モータ間の
スペースを小さくすることができるから、ロケツ
ト設計効率を向上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、この大径側ノズル
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、前者の折りたたみ方式はそ
の構造がかなり複雑であるために、実用面からは
後者の一次元的伸展方式が有利であるとされてい
る。
第２０図は前記一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
中１０はモータ本体、１１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
は上下に二分割されており、その小径側ノズル１
１ａは固定ノズルとされてモータ本体１０の噴射
口に固定され、大径側ノズル１１ｂは可動ノズル
とされて前記固定ノズル１１ａの外囲に格納され
ている。また、１２は縮小状態のノズル１１を正
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１１ａの外囲に格納されている可
動ノズル１１ｂは、このノズル伸展機構１２によ
り、固定ノズル１１ａの下方にこの固定ノズル１
１ａと連続する鎖線図示の状態に伸展されるよう
になつている。前記ノズル伸展機構１２として
は、例えば可動ノズル１１ｂを移動させるスクリ
ユーロツド１３とこのスクリユーロツド１３を回
転駆動するモータ１４とからなるスクリユージヤ
ツキ等が使用されており、このノズル伸展機構１
２は、固定ノズル１１ａの周囲に等間隔で複数組
設置されている。なお、１５は固定ノズル１１ａ
の下端部外周と伸展された可動ノズル１１ｂの上
端部内周との摺接部をシールするＯリングであ
る。
このノズル装置は、ノズル１１の可動ノズル１
１ｂを固定ノズル１１ａの外囲に格納しておき、
下段モータの切離し後に可動ノズル１１ｂを固定
ノズル１１ａの下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、下段モータの切離し後
はノズル１１を正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１１ｂを伸展させるのにスクリユージヤツキ
等からなる高重量でかつ高価格のノズル伸展機構
１２，１２が必要であるだけでなく、可動ノズル
１１ｂ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
（ロケツトモータまたは衛星キツクモータ）に比
べてモータ全体の重量および価格が高くなるとい
う問題点をもつているし、また、上記ノズル伸展
機構１２，１２は、可動ノズル１１ｂ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１
２，１２もモータの推進負荷となつてモータの推
進効率を低下させるという問題もあるから、上記
従来の伸展式ノズル装置は、非伸展式ノズルに比
べて優位性を確立するには至つていないのが実情
であつた。
この発明は上記のような実情にかんがみてなさ
れたものであつて、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
展機構自体がもつているエネルギーを利用して行
なえるようにしたロケツ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
ガイドレールに沿つ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、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、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
可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
の伸長力によつ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、可動
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、ノズル伸長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
る。しかもこのノズル装置においては、前記スプ
リング機構の上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下方から当接さ
せてこの固定ノズル壁面もしくはモータ本体下面
に受止めさせるとともに、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、
下スプリング受を可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
切離すことができ、したがつてノズル伸展後は不
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
とができるし、さらに、このスプリング機構のス
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構全体がスプリング体の伸長
余力によつ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長機構の切離し
も、この伸展機構自体がもつ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はロケツトモータまたは
衛星キツ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と大径側可動ノズル
２１ｂとに二分割されている。前記可動ノズル２
１ｂは、固定ノズル２１ａの外周に等間隔に設け
られた複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、この可
動ノズル２１ｂ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に沿つて移
動されて固定ノズル２１ａと下方にこの固定ノズ
ル２１ａと連続する状態に伸展されるようになつ
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の上端側外周に固定されてガイドレー
ル２２，２２の上端を支持している可動ノズル掛
止板２４と、可動ノズル２１ｂの上端部外周に形
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を可動ノズル掛止板２４に
固定するもので、この格納クランプ体２３は、複
数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とからなつている。前記締結バ
ンド２３ｂは、可動ノズル２１ｂを伸展させる際
に締結バンド２３ｂの一部または複数箇所に設け
られている火薬によつて切断されるもので、この
締結バンド２３ｂを切断すると、複数分割されて
いるクランプリング２３ａがその外周からの締付
け力に開放により可動ノズル掛止板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２１ｂのクランプを解除するようにな
つている。
また、第１図において、３０は固定ノズル２１
ａ内に設けられて可動ノズル２１ｂ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２１
ａ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つている。
なお、第１図において、２５は固定ノズル１１
ａの下端部外周と伸展された可動ノズル１１ｂの
上端部内周との摺接部をシールするＯリング、２
６，２６は伸展された可動ノズル２１ｂを正規の
位置にロツクする複数のロツクピンである。この
ロツクピン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
に押圧されており、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に設けたロツク孔２７，２７に
嵌入するようになつている。
前記スプリング機構３０は、前記固定ノズル２
１ｂ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、可動ノズル２１ｂの下端部に切
離し可能に設けられた下スプリング受３２と、こ
の上下のスプリング受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とされて、前記
格納クランプ体２３と同様なクランプ体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
長さを有する複数本の弾性縦梁３４，３４と、こ
の各弾性縦梁３４，３４を連結する水平連結梁３
５，３５とからなつている。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３本としている。前記縦梁３４，３４
は、グラスフアイバまたはカーボンフアイバで強
化したエポキシ樹脂等の弾性線材からなるもの
で、この各縦梁３４，３４の上端は前記上スプリ
ング受３１にその外周縁に沿わせて等間隔に枢着
されており、また各縦梁３４，３４の下端は、前
記下スプリング受３２上にベアリング３６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着されている。第６
図は前記ターンテーブル３７に対する弾性縦梁３
４の枢着構造を示したもので、縦梁３４，３４の
下端は、ターンテーブル３７に設けた縦梁枢着金
具３８にピン３９によつてターンテーブル周方向
に起伏回転可能に枢着されており、また縦梁３
４，３４の上端も同様にして上スプリング受３１
に枢着されている。
また、前記水平連結梁３５，３５は、スプリン
グ体３３の長さ方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平連結梁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
繊維索からなつている。これら水平連結梁３５，
３５はいずれも各弾性縦梁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３３の
内周側に脹らみ変形しないように拘束するように
なつている。
前記スプリング体３３は、その各弾性縦梁３
４，３４を螺旋状に弾性変形させながら縮小し、
各弾性縦梁３４，３４の復帰力によつて伸長する
もので、各弾性縦梁３４，３４がほぼ直線状に伸
びている状態つまりスプリング体３３が最も伸長
している初期状態でスプリング体３３に圧縮力を
加えると、この圧縮力によつて各縦梁３４，３４
が撓み変形するが、この各縦梁３４，３４は水平
連結梁３５，３５で連結されているために、スプ
リング体３３の周方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の初期姿勢を
螺旋変形方向に向けて若干傾けておくか、あるい
は圧縮初期にターンテーブル３７を若干回転させ
てやれば、各縦梁３４，３４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３
４，３４の螺旋状変形は、スプリング体３３を圧
縮し続けるのにともなつて第５図に示すように巻
回数を増しながら進行して行き、最終的には螺旋
状に変形した各縦梁３４，３４が互いに重なり合
う状態となる。また、スプリング体３３に加えて
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がほぼ直線状に伸びて垂直
に立上がる最伸長状態に復帰する。なお、前記水
平連結梁３５，３５の縦梁連結部には、弾性縦梁
３４，３４の螺旋状変形つまり縦梁の角度変化に
ともなつ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図に示すように水平連
結梁３５の縦梁連結部３５ａを連結梁３５と別部
材としてこの縦梁連結部３５ａをボルト４０また
はピン４１により連結梁３５に回転可能に枢支す
ることによつ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変形可能な弾
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上記ね
じり力を吸収することができる。
すなわち、前記スプリング機構３０は、複数本
の弾性縦梁３４，３４を複数の水平連結梁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復元により縮伸する
スプリング体３３を、上スプリング受３１と下ス
プリング受３２との間に設けるとともに、前記各
弾性縦梁３４，３４の上端を上スプリング受３１
に枢着し、各弾性縦梁３４，３４の下端を下スプ
リング受３２に回転可能に設けたターンテーブル
３７に枢着したものであり、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つてほ
ぼ一定な反発力をもつという特徴をもつている。
このスプリング機構の反発力を１本の弾性縦梁
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〔2EI｛１−（ｘ／Ｌ）2｝ ＋GJ｛２（ｘ／Ｌ）2−１｝〕 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） EI；縦梁３４の曲げ剛性 GJ；縦梁３４のねじり剛性 第１４図は上記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が全長にわたつて一様
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
全長にわたつ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つてはいるものの、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は全長にわたつ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、その反発力が荷重を越えて弾性縦梁
３４がますます伸びようとすると、Ｂ点より少し
でも弾性縦梁３４が縮むと、その反発力が荷重よ
り小さくなつて弾性縦梁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３４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。したがつて、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
することができる。螺旋が密着する状態に縮んで
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上がり、Ａ点に
相当する伸展率（荷重と釣合う伸展率）で安定し
ようとする。そして、一端が安定状態に達する
と、それ以上の伸展に対しては、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点に向かつて次々に伸
び上がつて行くことになる。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図は上記のような弾性縦梁３４の伸展挙
動によつ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1.5mmの繊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
の反発力を可動ノズル２１ｂを押圧移動できる大
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３４，３４の本数およびその径を
選択することで任意に設定することができる）と
ともに、スプリング体３０の最大伸長長さを可動
ノズル２１ｂの伸展移動距離よりも十分長くとつ
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、地上のコトロールセンターまたは
ロケツト搭載コンピユ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２
１ｂのクランプ解除によりスプリング機構３０が
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を介して下方に
押圧移動され、この可動ノズル２１ｂがガイドレ
ール２２，２２に沿つて正規の伸展位置（第１図
に鎖線で示した位置）まで伸展される。この場
合、スプリング機構３０のスプリング体３３は上
述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２１ｂをほぼ一定の速度で
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２１ｂ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量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
ことによつてモータ本体２０およびノズル２１か
ら切離し投棄されるもので、スプリング機構３０
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
ル壁面で受止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、下スプリング受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
ツト搭載コンピユータからの指令で離脱させて下
スプリング受３２を可動ノズル２１ｂから切離す
だけで行なうことができる。したがつて、このノ
ズル装置によれば、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上させること
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の最大伸長長さを可動ノズル
２１ｂの伸展移動距離よりも十分長くとつている
から、このスプリング体３３は可動ノズル２１ｂ
を完全に伸展させた後も伸長余力を残しており、
したがつて下スプリング受３２が可動ノズル２１
ｂ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（この場合、
スプリング体３３の反発力は第１６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
グ機構３０の飛出し力は十分に得ることができ
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、この伸展機構自体がもつ
ているエネルギー利用して行なうことができる。
なお、上記実施例では、可動ノズル２１ｂ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、このスプリング機構３０は可
動ノズル２１ｂ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
機構３０を可動ノズル２１ｂ外に設けたものであ
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３
０の上スプリング受、４３は下スプリング受であ
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２
０ａ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の下面に受止められてい
る。また、下スプリング受４２は、複数分割され
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、可動ノズル２１ｂの下端部外周に等
間隔に設けた上下動可能な支持アーム４４，４４
の先端に離脱可能に嵌合されて、分割型クランプ
リング４５ａと火薬切断式の締結バンド４５ｂと
からなるクランプ体４５により前記支持アーム４
４，４４に押圧固定されている。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（ただし水平連結梁は第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
前記上スプリング受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に枢着して上下の
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の締付け力により、アーム先端
側が若干上向きに傾斜してその基端側上面をアー
ム収付けブラケツト４４ａで受止められた状態に
固定されており、したがつて支持アーム４４，４
４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符号を付し
てその説明を省略する。
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
リング機構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つ
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に押圧固定しているクランプ体４５を
離脱させると、分割型の下スプリング受４３が締
付け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４４，４４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、不要となつたスプリング機構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。
したがつて、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２
１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が良いとされてい
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、宇宙空間に入つたところでノズル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３４，３４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３
１，４２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
体がもつ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上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
が全長にわたつ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１
５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断側面図およ
びスプリング機構の拡大図である。第１９図は多
段式ロケツトの概略図、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……下スプリング受、３３……
スプリング体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ ロケツトモータまたは衛星キツクモータの噴
    射口に設けられるロケツトのノズル装置であつ
    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
    ルに沿つ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
    するロケツトのノズル装置。
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