固体ロケットモータ推進薬の成形方法
【課題】充填率を高めることができるとともにリリーフブーツを不要または最小にすることができる固体ロケットモータ推進薬の成形方法を提供する。
【解決手段】モータケース１を、ケース軸心ａを中心に回転させながら、軟化してスラリー状となった熱可塑性推進薬３を注型管２から押し出し、注型管２をモータケース１に対して相対移動させて、モータケース１の内側に、環状の熱可塑性推進薬の層を半径方向に段階的に形成する。各段の形成において、固化した熱可塑性推進薬の層の内側に次段階の熱可塑性推進薬を形成する。
【解決手段】モータケース１を、ケース軸心ａを中心に回転させながら、軟化してスラリー状となった熱可塑性推進薬３を注型管２から押し出し、注型管２をモータケース１に対して相対移動させて、モータケース１の内側に、環状の熱可塑性推進薬の層を半径方向に段階的に形成する。各段の形成において、固化した熱可塑性推進薬の層の内側に次段階の熱可塑性推進薬を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体ロケットモータ推進薬の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体ロケットモータは、その推力源として固体推進薬を用い、その燃焼反応によって発生する高温・高圧のガスを排出することによって推力を発生するように構成したものである。従来より、内孔（中空部）を有する内面燃焼型の固体推進薬を成形する方法の一つに、推進薬をモータケースに直接注型する「直てん式」がある。
【０００３】
従来、直てん式によって固体推進薬を成形するに際しては、図１に示すように、モータケース２０内に、形成しようとする内孔の形状に対応した羽根部等を有する中子２１をセットし、モータケース２０の上方に配置したホッパー２４からスラリー状の熱硬化性の推進薬２２をモータケース２０内に供給し、モータケース２０と中子２１とで形成される空間に推進薬２２を流し込んで熱硬化させ、その後室温に戻し、硬化後の推進薬２２から中子を引き抜くことで、固体ロケットモータ推進薬に成形するようにしていた。
【０００４】
また図１に示す固体ロケットモータにおいて、モータケース２０内の両端部に推進薬２２の両端部の周縁部と接着するリリーフブーツ２３が設けられている。このリリーフブーツ２３は、熱硬化した推進薬２２を室温に戻す際に、熱収縮する推進薬２２とともに移動して、熱収縮により生じる熱応力を緩和するようになっている。
【０００５】
なお、固体ロケットモータ推進薬の成形方法に関する先行技術文献としては、例えば下記特許文献１、２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２８０９０３２号
【特許文献２】特許第３１３８９８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の固体ロケットモータ推進薬の成形方法では、固体推進薬を室温に戻す過程で熱収縮が生じる。この熱収縮において、推進薬の外側部分によって内側部分が引っ張られる力が作用するため、固体推進薬の内孔の表面や、固体推進薬の端部に応力・歪が発生する。このような応力・歪が固体推進薬の強度範囲を超えると固体推進薬の内孔の表面に亀裂が発生する。固体推進薬においては、推進薬充填率が高いほど内孔表面の熱歪が大きくなるため亀裂が発生しやすく、また、応力集中が起きやすい内孔形状ほど亀裂が発生しやすい。このため、推進薬充填率が高くかつ応力集中の大きな内孔形状をもつ固体推進薬を成形することが難しいという問題がある。また、リリーフブーツがある分、推進薬の充填率が制限されるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、充填率を高めることができるとともにリリーフブーツを不要または最小にすることができる固体ロケットモータ推進薬の成形方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の問題を解決するため、本発明の固体ロケットモータ推進薬の成形方法は、モータケースを、ケース軸心を中心に回転させながら、軟化してスラリー状となった熱可塑性推進薬を注型管から押し出し、注型管をモータケースに対して相対移動させて、モータケースの内側に、環状の熱可塑性推進薬の層を半径方向に段階的に形成し、各段の形成において、固化した熱可塑性推進薬の層の内側に次段階の熱可塑性推進薬を形成する、ことを特徴とする。
【００１０】
上記の本発明によれば、推進薬を複数段に分けて注型することで、内孔に生じる熱応力・歪を大幅に低減できる。これは、推進薬の注型を複数段に分けることで、内孔歪が、固体推進薬充填率を低くしたとき、あるいは小型のモータケース内に固体推進薬を成形したときと同等になるからである。したがって、本発明によれば、推進薬の充填率を高めることできる。また、歪が大幅に低減するので、リリーフブーツを不要または最小にすることができる。
【００１１】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、複数段に分けてモータケースに注型された前記熱可塑性推進薬が固化した後、この熱可塑性推進薬に、熱可塑性推進薬の融点以上の温度に加熱された中子を押し込んで所定の内孔形状を成形する。
【００１２】
このように熱可塑性推進薬の融点以上の温度に加熱された中子を固化した推進薬に押し込むと、推進薬が溶融して軟化するため、中子の形状に対応した形状の内孔が形成される。したがって、所望形状の内孔を形成することができる。
【００１３】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、前記モータケースは、内径が軸方向に一定の平行部と、該平行部の両端から内径が縮小する一端部及び他端部とから構成されるものであり、一端部又は他端部に熱可塑性推進薬を注型するときは、平行部から一端部又は他端部に向かう方向に、注型管をモータケースに対して相対移動させながら、熱可塑性推進薬を積み重ねる。
【００１４】
このように平行部から前端部又は後端部に向かう方向に、注型管をモータケースに対して相対移動させながら、熱可塑性推進薬を積み重ねることにより、モータケースの前端部又は後端部に推進薬を層状に注型することができる。
【００１５】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、前記注型管は出口部が角度調節可能に構成され、熱可塑性推進薬を注ぐ位置に応じて出口部の角度を調節する。
【００１６】
このように注型管の出口部の角度を調節できるようにしておくことで、先端側又は後端側の推進薬の形状が狭い場合、あるいは注型管を挿入するモータケースの開口部が小さい場合でも、充填位置に応じて出口部の角度を調節することにより、推進薬を充填することができる。
【００１７】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、前記注型管は、先端に延長管を取付け可能に構成され、熱可塑性推進薬を注ぐ位置に応じて長さを調節する。
【００１８】
このように注型管の出口部に延長管を接続可能にしておくことで、先端側又は後端側の推進薬の形状が狭い場合、あるいは注型管を挿入するモータケースの開口部が小さい場合でも、充填位置に応じて出口部に延長管を接続して長さを調節することにより、推進薬を充填することができる。
【００１９】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、二段目以降の熱可塑性推進薬を形成するときに、加熱手段により、固化した熱可塑性推進薬の表層部を局部的に加熱して溶融させ、溶融した部分にスラリー状の熱可塑性推進薬を重ねて付着させる。
【００２０】
このように一度固化した推進薬の表層部を局部的に溶融させ、溶融した部分にスラリー状の推進薬を重ねて付着させるので、層間の接合力を高めることができる。
【００２１】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、冷却手段により、注型管から押し出されたスラリー状の熱可塑性推進薬を冷却して固化させる。
【００２２】
このように注型管から押し出された推進薬を強制的に冷却し、すばやく固化させることにより、モータケースの回転速度を速くしても推進薬が流れ落ちない。したがって、モータケースの回転速度を速くして、処理速度を高めることができる。
【００２３】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、二段目以降の熱可塑性推進薬の形成において、一部の段又は各段の熱可塑性推進薬を、その前段階で形成された熱可塑性推進薬とは燃速の異なるものとする。
【００２４】
このような方法で注型すると、モータケース内に充填された推進薬は半径方向に燃速が異なるため、推力が途中で異なる固体ロケットモータを製造することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の固体ロケットモータ推進薬の成形方法によれば、充填率を高めることができるとともにリリーフブーツを不要または最小にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来の固体ロケットモータ推進薬の成形方法を説明する図である。
【図２】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第１実施形態を説明する第１の図である。
【図３】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第１実施形態を説明する第２の図である。
【図４】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第１実施形態を説明する第３の図である。
【図５】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の効果を説明する図である。
【図６】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第１実施形態の変形例を説明する図である。
【図７】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第２実施形態を説明する図である。
【図８】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２８】
図２は、本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第１実施形態を説明する図である。
本発明の固体ロケットモータ推進薬の成形方法では、モータケース１を、ケース軸心ａを中心に回転させながら、軟化してスラリー状となった熱可塑性推進薬３を注型管２から押し出し、注型管２をモータケース１に対して相対移動させて、モータケース１の内側に、環状の熱可塑性推進薬の層を半径方向に段階的に形成する。また、各段の形成において、固化した熱可塑性推進薬の層の内側に次段階の熱可塑性推進薬を形成する。以下、具体的に説明する。
【００２９】
図２において、モータケース１は、軸心ａを水平方向に向けて図示しない回転駆動装置により軸心ａを中心に回転させられる。またモータケース１は、内径が軸方向に一定の平行部１ａと、平行部１ａの両端から内径が縮小する一端部１ｂ及び他端部１ｃとから構成されるものである。図示例のモータケース１の一端部１ｂと他端部１ｃにはともに開口部が形成されている。
【００３０】
注型管２は、スラリー状の熱可塑性推進薬３を内部に流し、先端に設けられた出口部２ｂからスラリー状の熱可塑性推進薬３を押し出すようになっている。
注型管２は、モータケース１の一端部１ｂ又は他端部１ｃの開口部を通してモータケース１の内部に挿入され、図示例では、モータケース１の一端部１ｂを通して注型管２がモータケース１に挿入されている。
【００３１】
注型管２は、図示しない駆動装置によりモータケース１の軸方向に移動するように構成されている。これにより、注型管２とモータケース１は、軸方向に相対移動可能となっている。なお、図２の構成に代えて、モータケース１を軸方向に移動させることで、注型管２とモータケース１とを軸方向に相対移動させる構成としてもよい。
【００３２】
本実施形態において、注型管２は、導入管２ａと、出口部２ｂと、フレキシブル継手２ｃとを有する。出口部２ｂは、フレキシブル継手２ｃによって、角度調整可能に連結されている。
【００３３】
従来の推進薬の形成方法では、熱硬化性推進薬を用いていたが、本発明では、常温（例えば２０℃）付近の使用温度では固体であるが、高温（例えば５０〜６０℃以上）に加熱すると融解する熱可塑性推進薬を用いる。固体ロケットモータの製造性・安全性の観点から、本発明に用いる熱可塑性推進薬の融点は１００℃以下であるのが好ましい。
【００３４】
このような熱可塑性推進薬として、たとえば、熱可塑性材料を含むバインダ、過塩素酸アンモニウム及びアルミニウムからなるものがある。この場合の組成比は、たとえば、バインダ１６〜２０ｗｔ％、過塩素酸アンモニウム６６〜８０％、アルミニウム０〜１８％としてよい。
また、バインダは、例えば、ブタジエンエラストマ、液状ブタジエン、可塑剤及び流動付与剤からなる。この場合のバインダ中の組成比は、例えば、ブタジエンエラストマ２０〜３０ｗｔ％、液状ブタジエン０〜２０ｗｔ％、可塑剤５０〜７５ｗｔ％、流動付与剤５ｗｔ％としてよい。
なお、本発明に使用可能な熱可塑性推進薬は、上述した組成のものに限られず、推進薬として適度な燃焼性・機械的特性を有しているその他の熱可塑性推進薬であってもよい。
【００３５】
本発明の方法により推進薬を成形するには、以下のようにする。
図２（Ａ）に示すように、モータケース１を、軸心ａを中心に回転させる。熱可塑性推進薬を加熱し軟化させてスラリー状にし、出口部２ｂを下に向けた注型管２から、回転しているモータケース１の内面に向けて、スラリー状の熱可塑性推進薬３を下方に押し出す。これと併行して、注型管２を軸方向に移動させると、熱可塑性推進薬がモータケース１の内面に螺旋状に付着していき、環状の熱可塑性推進薬の層が形成される。ここで、図２中の符号“４Ａ”は、一段目の熱可塑性推進薬を示している。
【００３６】
モータケース１の回転速度、注型管２からの熱可塑性推進薬の押出し量は、注型管２から押し出された熱可塑性推進薬が、モータケース１の回転に伴って移動してモータケース１による下からの支持がない位置に来たときでも、自重で流れ落ちない程度に熱可塑性推進薬が固化する時間が確保されるように、設定するのがよい。
【００３７】
図２（Ａ）のように、他端部１ｃに熱可塑性推進薬を注型するときは、平行部１ａから他端部１ｃに向かう方向に、注型管２を移動させながら、熱可塑性推進薬を積み重ねる。こうすることで、平行部１ａから開口部側に向かうに従って内径が縮小する他端部１ｃの内側に熱可塑性樹脂を確実に注型することができる。
【００３８】
他端部１ｃへの一段目の熱可塑性推進薬の注型が終わったら、図２（Ｂ）に示すように、注型管２を軸方向に移動させて、注型管２からスラリー状の熱可塑性推進薬３を、回転するモータケース１の内面に向けて下方に押し出し、平行部１ａへの一段目の熱可塑性推進薬の注型を実施する。
【００３９】
平行部１ａへの一段目の熱可塑性推進薬の注型が終わったら、図２（Ｃ）に示すように、平行部１ａから一端部１ｂに向かう方向に、注型管２を移動させながら、熱可塑性推進薬を積み重ねる。こうすることで、平行部１ａ側から開口部側に向かうに従って内径が縮小する一端部１ｂの内側に熱可塑性樹脂を確実に注型することができる。
【００４０】
一段目の熱可塑性推進薬４Ａの注型後、モータケース１内に注型した推進薬の温度を一旦室温近くまで下げて固化させる。その後、図３に示すように、一段目の注型と同様の要領で二段目の熱可塑性推進薬４Ｂを注型する。二段目の熱可塑性推進薬４Ｂの注型において、固化した一段目の推進薬４Ａの上にスラリー状の推進薬３が触れると、スラリー状の推進薬３によって一段目の推進薬４Ａが加熱され、触れた部分だけが局部的に溶融し、その後、一段目と二段目が固化することで、両者が接合される。
【００４１】
以降、同様の要領で、所定の充填率となるまで、熱可塑性推進薬の注型を段階的に繰り返す。なお、モータケース１が大きい場合で一端部１ｂへの注型が終わった時点で最初に注型をした他端部１ｃの推進薬が室温に戻り固化するようなときは、冷却時間を設けずに次の段階の注型を行ってよい。
【００４２】
図３のように、充填位置に応じて出口部２ｂの角度を調節してもよい。このようにすると、一端部１ｂ又は他端部１ｃの推進薬の形状が狭く、狭い場所に注型管２の出口部２ｂを位置させる必要がある場合には、注型管２の出口部２ｂの角度を浅くすることで、その部分への推進薬の注型が可能となる。
また、注型管２を挿入するためのモータケース１の開口部が小さく、注型管２の上下移動範囲が制限される場合には、平行部１ａ、一端部１ｂ及び他端部１ｃの各位置に応じて、注型管２の出口部２ｂの角度を変えることで、各位置での推進薬の注型が可能となる。
【００４３】
熱可塑性推進薬を所定の充填率で注型し、熱可塑性推進薬４が固化したら、図４に示すように、モータケース１を直立姿勢に保持し、熱可塑性推進薬４に、熱可塑性推進薬４の融点以上の温度に加熱された中子６を押し込んで所定の内孔形状を成形する。中子６は断面が例えば十字状や星型である。
【００４４】
図４の構成例において、中子６は熱伝導性のよい金属（アルミニウム合金など）で形成され、中子６の内部には加熱用流体７を流すための流路６ａが形成されている。加熱用流体７としては、たとえば、熱可塑性推進薬の融点以上の温度（例えば７０℃〜１００℃）に加熱された湯を用いることができる。なお、中子６を加熱させる構成として、中子６の内部に電気抵抗あるいは他の物理的現象により発熱する発熱体を組み込んだ構成を採用してもよい。
【００４５】
図５（Ａ）は推進薬充填率９５％の丸穴内孔を持つ外径約１ｍのモータ断面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のような形状の推進薬をモータケース１に注型した場合の、注型段階数と内孔歪との関係（計算値）を示している。図５（Ｂ）において、従来の注型方法のように注型段階数が１の場合、内孔歪は約９．０％であるが、本発明のように複数段階に分けて注型を実施した場合、内孔歪が大幅に低減する。例えば、注型段階数が２、３の場合の内孔歪は、それぞれ約３．０％、１．８％である。
【００４６】
上述した本発明の方法によれば、推進薬を複数段に分けて注型することで、内孔に生じる熱応力・歪を大幅に低減できる。これは、推進薬の注型を複数段に分けることで、内孔歪が、固体推進薬充填率を低くしたとき、あるいは小型のモータケース内に固体推進薬を成形したときと同等になるからである。
したがって、本発明によれば、推進薬の充填率を高めることできる。また、歪が大幅に低減するので、リリーフブーツを不要または最小にすることができる。
【００４７】
また、注型管２の出口部２ｂの角度を調節できるようにしておくことで、一端部１ｂ又は他端部１ｃの推進薬の形状が狭い場合、あるいは注型管２を挿入するモータケース１の開口部が小さい場合でも、充填位置に応じて出口部２ｂの角度を調節することにより、推進薬を充填することができる。
【００４８】
また熱可塑性推進薬の融点以上の温度に加熱された中子６を固化した熱可塑性推進薬４に押し込むことで中子６の形状に対応した形状の内孔が形成されるので、所望形状の内孔を形成することができる。
【００４９】
なお、上述した実施形態では、注型管２の出口部２ｂの角度を変更可能にする構成として、フレキシブル継手２ｃにより連結する構成を示したが、図６に示すように、注型管２の先端に延長管５を接続する構成を採用してもよい。このように注型管２の先端に延長管５を接続可能にしておくことで、一端部１ｂ又は他端部１ｃの推進薬の形状が狭い場合、あるいは注型管２を挿入するモータケース１の開口部が小さい場合でも、充填位置に応じて延長管５を接続して長さを調節することにより、推進薬を充填することができる。延長管５の長さを複数種類用意しておいてもよい。
【００５０】
図７は、本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第２実施形態を説明する図である。図７は、モータケース１の軸心に垂直な面における、モータケース１、推進薬４Ａ、４Ｂ、注型管２等の断面図であり、モータケース１はこの図で時計回りに回転し、二段目の熱可塑性推進薬４Ｂを注型している最中の状態を示している。
【００５１】
モータケース１を、ケース軸心を中心に回転させながら、軟化してスラリー状となった熱可塑性推進薬３を注型管２から押し出し、注型管２をモータケース１に対して相対移動させて、モータケース１の内側に、環状の熱可塑性推進薬の層を半径方向に段階的に形成し、各段の形成において、固化した熱可塑性推進薬の層の内側に次段階の熱可塑性推進薬を形成する点は、第１実施形態と同じである。
【００５２】
第２実施形態では、二段目以降の熱可塑性推進薬の層を形成するときに、加熱手段９により、固化した熱可塑性推進薬の表層部を局部的に加熱して溶融させ、溶融した部分にスラリー状の熱可塑性推進薬３を重ねて付着させる。
【００５３】
図７の構成例において、加熱手段９は、熱可塑性推進薬の融点以上（例えば７０℃〜１００℃）に加熱した湯を流すように構成された加熱管９Ａである。加熱管９Ａは、先端において固化した熱可塑性推進薬に接触し、その熱で融解した熱可塑性推進薬の上に注型管２から出たスラリー状の熱可塑性推進薬３が重なるように、注型管２に隣接した位置に設けられている。
【００５４】
このように一度固化した推進薬の表層部を局部的に溶融させ、溶融した部分にスラリー状の熱可塑性推進薬３を重ねて付着させるので、層間の接合力を高めることができる。
なお、加熱手段９は、上述した加熱管９Ａに代えて、発熱体を利用したものであってもよい。
【００５５】
また、第２実施形態では、図７に示すように、冷却手段１１により、注型管２から押し出されたスラリー状の熱可塑性推進薬３を冷却して固化させる。図７において、冷却手段１１は、熱可塑性推進薬を固化させるのに適した温度（例えば２０℃前後）の水を流すように構成された冷却管１１Ａである。冷却管１１Ａは、先端がスラリー状の熱可塑性推進薬に接触することで注型管２から出たスラリー状の熱可塑性推進薬３を冷却するように、注型管２に隣接した位置に設けられている。
【００５６】
このように注型管２から押し出されたスラリー状の熱可塑性推進薬３を強制的に冷却し、すばやく固化させることにより、モータケース１の回転速度を速くしても推進薬が流れ落ちない。したがって、モータケース１の回転速度を速くして、処理速度を高めることができる。
【００５７】
なお、第２実施形態において、第１実施形態と同様にフレキシブル継手または延長管により、注型管２の出口部又は先端の角度を変更可能に構成してよい。また、加熱管９Ａ及び冷却管１１Ａにおいて、フレキシブル継手又は延長管により、充填位置に応じて先端の角度や長さを調整可能に構成してもよい。
第２実施形態の方法のその他の工程については、第１実施形態と同じである。
【００５８】
また、上述した第１及び第２の実施形態の変形例として、二段目以降の熱可塑性推進薬の形成において、一部の段又は各段の熱可塑性推進薬を、その前段階で形成された熱可塑性推進薬とは組成の異なるものとしてもよい。
例えば、各段で異なる燃速をもつ熱可塑性推進薬を注型すると、モータケース１内に充填された推進薬は半径方向に燃速が異なるため、図８に示すように、推力が途中で異なる固体ロケットモータを製造することができる。
また、後段の推進薬組成をアルミレスのような煙の少ない組成とすることにより、発射時の秘匿性を高めることも可能である。すなわち、発射時には煙の少ない組成の推進薬を燃焼させて発射地点の秘匿性を高め、発射後には煙の多い組成の推進薬により遠くまで飛ばすようにしてもよい。
【００５９】
なお、上記において、本発明の実施形態及び実施例について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００６０】
１ モータケース
２ 注型管
２ａ 導入管
２ｂ 出口部
２ｃ フレキシブル継手
３ スラリー状の熱可塑性推進薬
４ 固体推進薬
４Ａ 一段目の熱可塑性推進薬
４Ｂ 二段目の熱可塑性推進薬
５ 延長管
６ 中子
６ａ 流路
７ 加熱用流体
９ 加熱手段
９Ａ 加熱管
１１ 冷却手段
１１Ａ 冷却管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体ロケットモータ推進薬の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体ロケットモータは、その推力源として固体推進薬を用い、その燃焼反応によって発生する高温・高圧のガスを排出することによって推力を発生するように構成したものである。従来より、内孔（中空部）を有する内面燃焼型の固体推進薬を成形する方法の一つに、推進薬をモータケースに直接注型する「直てん式」がある。
【０００３】
従来、直てん式によって固体推進薬を成形するに際しては、図１に示すように、モータケース２０内に、形成しようとする内孔の形状に対応した羽根部等を有する中子２１をセットし、モータケース２０の上方に配置したホッパー２４からスラリー状の熱硬化性の推進薬２２をモータケース２０内に供給し、モータケース２０と中子２１とで形成される空間に推進薬２２を流し込んで熱硬化させ、その後室温に戻し、硬化後の推進薬２２から中子を引き抜くことで、固体ロケットモータ推進薬に成形するようにしていた。
【０００４】
また図１に示す固体ロケットモータにおいて、モータケース２０内の両端部に推進薬２２の両端部の周縁部と接着するリリーフブーツ２３が設けられている。このリリーフブーツ２３は、熱硬化した推進薬２２を室温に戻す際に、熱収縮する推進薬２２とともに移動して、熱収縮により生じる熱応力を緩和するようになっている。
【０００５】
なお、固体ロケットモータ推進薬の成形方法に関する先行技術文献としては、例えば下記特許文献１、２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２８０９０３２号
【特許文献２】特許第３１３８９８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の固体ロケットモータ推進薬の成形方法では、固体推進薬を室温に戻す過程で熱収縮が生じる。この熱収縮において、推進薬の外側部分によって内側部分が引っ張られる力が作用するため、固体推進薬の内孔の表面や、固体推進薬の端部に応力・歪が発生する。このような応力・歪が固体推進薬の強度範囲を超えると固体推進薬の内孔の表面に亀裂が発生する。固体推進薬においては、推進薬充填率が高いほど内孔表面の熱歪が大きくなるため亀裂が発生しやすく、また、応力集中が起きやすい内孔形状ほど亀裂が発生しやすい。このため、推進薬充填率が高くかつ応力集中の大きな内孔形状をもつ固体推進薬を成形することが難しいという問題がある。また、リリーフブーツがある分、推進薬の充填率が制限されるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、充填率を高めることができるとともにリリーフブーツを不要または最小にすることができる固体ロケットモータ推進薬の成形方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の問題を解決するため、本発明の固体ロケットモータ推進薬の成形方法は、モータケースを、ケース軸心を中心に回転させながら、軟化してスラリー状となった熱可塑性推進薬を注型管から押し出し、注型管をモータケースに対して相対移動させて、モータケースの内側に、環状の熱可塑性推進薬の層を半径方向に段階的に形成し、各段の形成において、固化した熱可塑性推進薬の層の内側に次段階の熱可塑性推進薬を形成する、ことを特徴とする。
【００１０】
上記の本発明によれば、推進薬を複数段に分けて注型することで、内孔に生じる熱応力・歪を大幅に低減できる。これは、推進薬の注型を複数段に分けることで、内孔歪が、固体推進薬充填率を低くしたとき、あるいは小型のモータケース内に固体推進薬を成形したときと同等になるからである。したがって、本発明によれば、推進薬の充填率を高めることできる。また、歪が大幅に低減するので、リリーフブーツを不要または最小にすることができる。
【００１１】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、複数段に分けてモータケースに注型された前記熱可塑性推進薬が固化した後、この熱可塑性推進薬に、熱可塑性推進薬の融点以上の温度に加熱された中子を押し込んで所定の内孔形状を成形する。
【００１２】
このように熱可塑性推進薬の融点以上の温度に加熱された中子を固化した推進薬に押し込むと、推進薬が溶融して軟化するため、中子の形状に対応した形状の内孔が形成される。したがって、所望形状の内孔を形成することができる。
【００１３】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、前記モータケースは、内径が軸方向に一定の平行部と、該平行部の両端から内径が縮小する一端部及び他端部とから構成されるものであり、一端部又は他端部に熱可塑性推進薬を注型するときは、平行部から一端部又は他端部に向かう方向に、注型管をモータケースに対して相対移動させながら、熱可塑性推進薬を積み重ねる。
【００１４】
このように平行部から前端部又は後端部に向かう方向に、注型管をモータケースに対して相対移動させながら、熱可塑性推進薬を積み重ねることにより、モータケースの前端部又は後端部に推進薬を層状に注型することができる。
【００１５】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、前記注型管は出口部が角度調節可能に構成され、熱可塑性推進薬を注ぐ位置に応じて出口部の角度を調節する。
【００１６】
このように注型管の出口部の角度を調節できるようにしておくことで、先端側又は後端側の推進薬の形状が狭い場合、あるいは注型管を挿入するモータケースの開口部が小さい場合でも、充填位置に応じて出口部の角度を調節することにより、推進薬を充填することができる。
【００１７】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、前記注型管は、先端に延長管を取付け可能に構成され、熱可塑性推進薬を注ぐ位置に応じて長さを調節する。
【００１８】
このように注型管の出口部に延長管を接続可能にしておくことで、先端側又は後端側の推進薬の形状が狭い場合、あるいは注型管を挿入するモータケースの開口部が小さい場合でも、充填位置に応じて出口部に延長管を接続して長さを調節することにより、推進薬を充填することができる。
【００１９】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、二段目以降の熱可塑性推進薬を形成するときに、加熱手段により、固化した熱可塑性推進薬の表層部を局部的に加熱して溶融させ、溶融した部分にスラリー状の熱可塑性推進薬を重ねて付着させる。
【００２０】
このように一度固化した推進薬の表層部を局部的に溶融させ、溶融した部分にスラリー状の推進薬を重ねて付着させるので、層間の接合力を高めることができる。
【００２１】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、冷却手段により、注型管から押し出されたスラリー状の熱可塑性推進薬を冷却して固化させる。
【００２２】
このように注型管から押し出された推進薬を強制的に冷却し、すばやく固化させることにより、モータケースの回転速度を速くしても推進薬が流れ落ちない。したがって、モータケースの回転速度を速くして、処理速度を高めることができる。
【００２３】
また、上記の固体ロケットモータ推進薬の成形方法において、二段目以降の熱可塑性推進薬の形成において、一部の段又は各段の熱可塑性推進薬を、その前段階で形成された熱可塑性推進薬とは燃速の異なるものとする。
【００２４】
このような方法で注型すると、モータケース内に充填された推進薬は半径方向に燃速が異なるため、推力が途中で異なる固体ロケットモータを製造することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の固体ロケットモータ推進薬の成形方法によれば、充填率を高めることができるとともにリリーフブーツを不要または最小にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来の固体ロケットモータ推進薬の成形方法を説明する図である。
【図２】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第１実施形態を説明する第１の図である。
【図３】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第１実施形態を説明する第２の図である。
【図４】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第１実施形態を説明する第３の図である。
【図５】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の効果を説明する図である。
【図６】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第１実施形態の変形例を説明する図である。
【図７】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第２実施形態を説明する図である。
【図８】本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２８】
図２は、本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第１実施形態を説明する図である。
本発明の固体ロケットモータ推進薬の成形方法では、モータケース１を、ケース軸心ａを中心に回転させながら、軟化してスラリー状となった熱可塑性推進薬３を注型管２から押し出し、注型管２をモータケース１に対して相対移動させて、モータケース１の内側に、環状の熱可塑性推進薬の層を半径方向に段階的に形成する。また、各段の形成において、固化した熱可塑性推進薬の層の内側に次段階の熱可塑性推進薬を形成する。以下、具体的に説明する。
【００２９】
図２において、モータケース１は、軸心ａを水平方向に向けて図示しない回転駆動装置により軸心ａを中心に回転させられる。またモータケース１は、内径が軸方向に一定の平行部１ａと、平行部１ａの両端から内径が縮小する一端部１ｂ及び他端部１ｃとから構成されるものである。図示例のモータケース１の一端部１ｂと他端部１ｃにはともに開口部が形成されている。
【００３０】
注型管２は、スラリー状の熱可塑性推進薬３を内部に流し、先端に設けられた出口部２ｂからスラリー状の熱可塑性推進薬３を押し出すようになっている。
注型管２は、モータケース１の一端部１ｂ又は他端部１ｃの開口部を通してモータケース１の内部に挿入され、図示例では、モータケース１の一端部１ｂを通して注型管２がモータケース１に挿入されている。
【００３１】
注型管２は、図示しない駆動装置によりモータケース１の軸方向に移動するように構成されている。これにより、注型管２とモータケース１は、軸方向に相対移動可能となっている。なお、図２の構成に代えて、モータケース１を軸方向に移動させることで、注型管２とモータケース１とを軸方向に相対移動させる構成としてもよい。
【００３２】
本実施形態において、注型管２は、導入管２ａと、出口部２ｂと、フレキシブル継手２ｃとを有する。出口部２ｂは、フレキシブル継手２ｃによって、角度調整可能に連結されている。
【００３３】
従来の推進薬の形成方法では、熱硬化性推進薬を用いていたが、本発明では、常温（例えば２０℃）付近の使用温度では固体であるが、高温（例えば５０〜６０℃以上）に加熱すると融解する熱可塑性推進薬を用いる。固体ロケットモータの製造性・安全性の観点から、本発明に用いる熱可塑性推進薬の融点は１００℃以下であるのが好ましい。
【００３４】
このような熱可塑性推進薬として、たとえば、熱可塑性材料を含むバインダ、過塩素酸アンモニウム及びアルミニウムからなるものがある。この場合の組成比は、たとえば、バインダ１６〜２０ｗｔ％、過塩素酸アンモニウム６６〜８０％、アルミニウム０〜１８％としてよい。
また、バインダは、例えば、ブタジエンエラストマ、液状ブタジエン、可塑剤及び流動付与剤からなる。この場合のバインダ中の組成比は、例えば、ブタジエンエラストマ２０〜３０ｗｔ％、液状ブタジエン０〜２０ｗｔ％、可塑剤５０〜７５ｗｔ％、流動付与剤５ｗｔ％としてよい。
なお、本発明に使用可能な熱可塑性推進薬は、上述した組成のものに限られず、推進薬として適度な燃焼性・機械的特性を有しているその他の熱可塑性推進薬であってもよい。
【００３５】
本発明の方法により推進薬を成形するには、以下のようにする。
図２（Ａ）に示すように、モータケース１を、軸心ａを中心に回転させる。熱可塑性推進薬を加熱し軟化させてスラリー状にし、出口部２ｂを下に向けた注型管２から、回転しているモータケース１の内面に向けて、スラリー状の熱可塑性推進薬３を下方に押し出す。これと併行して、注型管２を軸方向に移動させると、熱可塑性推進薬がモータケース１の内面に螺旋状に付着していき、環状の熱可塑性推進薬の層が形成される。ここで、図２中の符号“４Ａ”は、一段目の熱可塑性推進薬を示している。
【００３６】
モータケース１の回転速度、注型管２からの熱可塑性推進薬の押出し量は、注型管２から押し出された熱可塑性推進薬が、モータケース１の回転に伴って移動してモータケース１による下からの支持がない位置に来たときでも、自重で流れ落ちない程度に熱可塑性推進薬が固化する時間が確保されるように、設定するのがよい。
【００３７】
図２（Ａ）のように、他端部１ｃに熱可塑性推進薬を注型するときは、平行部１ａから他端部１ｃに向かう方向に、注型管２を移動させながら、熱可塑性推進薬を積み重ねる。こうすることで、平行部１ａから開口部側に向かうに従って内径が縮小する他端部１ｃの内側に熱可塑性樹脂を確実に注型することができる。
【００３８】
他端部１ｃへの一段目の熱可塑性推進薬の注型が終わったら、図２（Ｂ）に示すように、注型管２を軸方向に移動させて、注型管２からスラリー状の熱可塑性推進薬３を、回転するモータケース１の内面に向けて下方に押し出し、平行部１ａへの一段目の熱可塑性推進薬の注型を実施する。
【００３９】
平行部１ａへの一段目の熱可塑性推進薬の注型が終わったら、図２（Ｃ）に示すように、平行部１ａから一端部１ｂに向かう方向に、注型管２を移動させながら、熱可塑性推進薬を積み重ねる。こうすることで、平行部１ａ側から開口部側に向かうに従って内径が縮小する一端部１ｂの内側に熱可塑性樹脂を確実に注型することができる。
【００４０】
一段目の熱可塑性推進薬４Ａの注型後、モータケース１内に注型した推進薬の温度を一旦室温近くまで下げて固化させる。その後、図３に示すように、一段目の注型と同様の要領で二段目の熱可塑性推進薬４Ｂを注型する。二段目の熱可塑性推進薬４Ｂの注型において、固化した一段目の推進薬４Ａの上にスラリー状の推進薬３が触れると、スラリー状の推進薬３によって一段目の推進薬４Ａが加熱され、触れた部分だけが局部的に溶融し、その後、一段目と二段目が固化することで、両者が接合される。
【００４１】
以降、同様の要領で、所定の充填率となるまで、熱可塑性推進薬の注型を段階的に繰り返す。なお、モータケース１が大きい場合で一端部１ｂへの注型が終わった時点で最初に注型をした他端部１ｃの推進薬が室温に戻り固化するようなときは、冷却時間を設けずに次の段階の注型を行ってよい。
【００４２】
図３のように、充填位置に応じて出口部２ｂの角度を調節してもよい。このようにすると、一端部１ｂ又は他端部１ｃの推進薬の形状が狭く、狭い場所に注型管２の出口部２ｂを位置させる必要がある場合には、注型管２の出口部２ｂの角度を浅くすることで、その部分への推進薬の注型が可能となる。
また、注型管２を挿入するためのモータケース１の開口部が小さく、注型管２の上下移動範囲が制限される場合には、平行部１ａ、一端部１ｂ及び他端部１ｃの各位置に応じて、注型管２の出口部２ｂの角度を変えることで、各位置での推進薬の注型が可能となる。
【００４３】
熱可塑性推進薬を所定の充填率で注型し、熱可塑性推進薬４が固化したら、図４に示すように、モータケース１を直立姿勢に保持し、熱可塑性推進薬４に、熱可塑性推進薬４の融点以上の温度に加熱された中子６を押し込んで所定の内孔形状を成形する。中子６は断面が例えば十字状や星型である。
【００４４】
図４の構成例において、中子６は熱伝導性のよい金属（アルミニウム合金など）で形成され、中子６の内部には加熱用流体７を流すための流路６ａが形成されている。加熱用流体７としては、たとえば、熱可塑性推進薬の融点以上の温度（例えば７０℃〜１００℃）に加熱された湯を用いることができる。なお、中子６を加熱させる構成として、中子６の内部に電気抵抗あるいは他の物理的現象により発熱する発熱体を組み込んだ構成を採用してもよい。
【００４５】
図５（Ａ）は推進薬充填率９５％の丸穴内孔を持つ外径約１ｍのモータ断面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のような形状の推進薬をモータケース１に注型した場合の、注型段階数と内孔歪との関係（計算値）を示している。図５（Ｂ）において、従来の注型方法のように注型段階数が１の場合、内孔歪は約９．０％であるが、本発明のように複数段階に分けて注型を実施した場合、内孔歪が大幅に低減する。例えば、注型段階数が２、３の場合の内孔歪は、それぞれ約３．０％、１．８％である。
【００４６】
上述した本発明の方法によれば、推進薬を複数段に分けて注型することで、内孔に生じる熱応力・歪を大幅に低減できる。これは、推進薬の注型を複数段に分けることで、内孔歪が、固体推進薬充填率を低くしたとき、あるいは小型のモータケース内に固体推進薬を成形したときと同等になるからである。
したがって、本発明によれば、推進薬の充填率を高めることできる。また、歪が大幅に低減するので、リリーフブーツを不要または最小にすることができる。
【００４７】
また、注型管２の出口部２ｂの角度を調節できるようにしておくことで、一端部１ｂ又は他端部１ｃの推進薬の形状が狭い場合、あるいは注型管２を挿入するモータケース１の開口部が小さい場合でも、充填位置に応じて出口部２ｂの角度を調節することにより、推進薬を充填することができる。
【００４８】
また熱可塑性推進薬の融点以上の温度に加熱された中子６を固化した熱可塑性推進薬４に押し込むことで中子６の形状に対応した形状の内孔が形成されるので、所望形状の内孔を形成することができる。
【００４９】
なお、上述した実施形態では、注型管２の出口部２ｂの角度を変更可能にする構成として、フレキシブル継手２ｃにより連結する構成を示したが、図６に示すように、注型管２の先端に延長管５を接続する構成を採用してもよい。このように注型管２の先端に延長管５を接続可能にしておくことで、一端部１ｂ又は他端部１ｃの推進薬の形状が狭い場合、あるいは注型管２を挿入するモータケース１の開口部が小さい場合でも、充填位置に応じて延長管５を接続して長さを調節することにより、推進薬を充填することができる。延長管５の長さを複数種類用意しておいてもよい。
【００５０】
図７は、本発明に係る固体ロケットモータ推進薬の成形方法の第２実施形態を説明する図である。図７は、モータケース１の軸心に垂直な面における、モータケース１、推進薬４Ａ、４Ｂ、注型管２等の断面図であり、モータケース１はこの図で時計回りに回転し、二段目の熱可塑性推進薬４Ｂを注型している最中の状態を示している。
【００５１】
モータケース１を、ケース軸心を中心に回転させながら、軟化してスラリー状となった熱可塑性推進薬３を注型管２から押し出し、注型管２をモータケース１に対して相対移動させて、モータケース１の内側に、環状の熱可塑性推進薬の層を半径方向に段階的に形成し、各段の形成において、固化した熱可塑性推進薬の層の内側に次段階の熱可塑性推進薬を形成する点は、第１実施形態と同じである。
【００５２】
第２実施形態では、二段目以降の熱可塑性推進薬の層を形成するときに、加熱手段９により、固化した熱可塑性推進薬の表層部を局部的に加熱して溶融させ、溶融した部分にスラリー状の熱可塑性推進薬３を重ねて付着させる。
【００５３】
図７の構成例において、加熱手段９は、熱可塑性推進薬の融点以上（例えば７０℃〜１００℃）に加熱した湯を流すように構成された加熱管９Ａである。加熱管９Ａは、先端において固化した熱可塑性推進薬に接触し、その熱で融解した熱可塑性推進薬の上に注型管２から出たスラリー状の熱可塑性推進薬３が重なるように、注型管２に隣接した位置に設けられている。
【００５４】
このように一度固化した推進薬の表層部を局部的に溶融させ、溶融した部分にスラリー状の熱可塑性推進薬３を重ねて付着させるので、層間の接合力を高めることができる。
なお、加熱手段９は、上述した加熱管９Ａに代えて、発熱体を利用したものであってもよい。
【００５５】
また、第２実施形態では、図７に示すように、冷却手段１１により、注型管２から押し出されたスラリー状の熱可塑性推進薬３を冷却して固化させる。図７において、冷却手段１１は、熱可塑性推進薬を固化させるのに適した温度（例えば２０℃前後）の水を流すように構成された冷却管１１Ａである。冷却管１１Ａは、先端がスラリー状の熱可塑性推進薬に接触することで注型管２から出たスラリー状の熱可塑性推進薬３を冷却するように、注型管２に隣接した位置に設けられている。
【００５６】
このように注型管２から押し出されたスラリー状の熱可塑性推進薬３を強制的に冷却し、すばやく固化させることにより、モータケース１の回転速度を速くしても推進薬が流れ落ちない。したがって、モータケース１の回転速度を速くして、処理速度を高めることができる。
【００５７】
なお、第２実施形態において、第１実施形態と同様にフレキシブル継手または延長管により、注型管２の出口部又は先端の角度を変更可能に構成してよい。また、加熱管９Ａ及び冷却管１１Ａにおいて、フレキシブル継手又は延長管により、充填位置に応じて先端の角度や長さを調整可能に構成してもよい。
第２実施形態の方法のその他の工程については、第１実施形態と同じである。
【００５８】
また、上述した第１及び第２の実施形態の変形例として、二段目以降の熱可塑性推進薬の形成において、一部の段又は各段の熱可塑性推進薬を、その前段階で形成された熱可塑性推進薬とは組成の異なるものとしてもよい。
例えば、各段で異なる燃速をもつ熱可塑性推進薬を注型すると、モータケース１内に充填された推進薬は半径方向に燃速が異なるため、図８に示すように、推力が途中で異なる固体ロケットモータを製造することができる。
また、後段の推進薬組成をアルミレスのような煙の少ない組成とすることにより、発射時の秘匿性を高めることも可能である。すなわち、発射時には煙の少ない組成の推進薬を燃焼させて発射地点の秘匿性を高め、発射後には煙の多い組成の推進薬により遠くまで飛ばすようにしてもよい。
【００５９】
なお、上記において、本発明の実施形態及び実施例について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００６０】
１ モータケース
２ 注型管
２ａ 導入管
２ｂ 出口部
２ｃ フレキシブル継手
３ スラリー状の熱可塑性推進薬
４ 固体推進薬
４Ａ 一段目の熱可塑性推進薬
４Ｂ 二段目の熱可塑性推進薬
５ 延長管
６ 中子
６ａ 流路
７ 加熱用流体
９ 加熱手段
９Ａ 加熱管
１１ 冷却手段
１１Ａ 冷却管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータケースを、ケース軸心を中心に回転させながら、軟化してスラリー状となった熱可塑性推進薬を注型管から押し出し、注型管をモータケースに対して相対移動させて、モータケースの内側に、環状の熱可塑性推進薬の層を半径方向に段階的に形成し、
各段の形成において、固化した熱可塑性推進薬の層の内側に次段階の熱可塑性推進薬を形成する、ことを特徴とする固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項２】
複数段に分けてモータケースに注型された前記熱可塑性推進薬が固化した後、この熱可塑性推進薬に、熱可塑性推進薬の融点以上の温度に加熱された中子を押し込んで所定の内孔形状を成形する、請求項１記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項３】
前記モータケースは、内径が軸方向に一定の平行部と、該平行部の両端から内径が縮小する一端部及び他端部とから構成されるものであり、
一端部又は他端部に熱可塑性推進薬を注型するときは、平行部から一端部又は他端部に向かう方向に、注型管をモータケースに対して相対移動させながら、熱可塑性推進薬を積み重ねる、請求項１又は２記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項４】
前記注型管は出口部が角度調節可能に構成され、熱可塑性推進薬を注ぐ位置に応じて出口部の角度を調節する、請求項３記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項５】
前記注型管は、先端に延長管を取付け可能に構成され、熱可塑性推進薬を注ぐ位置に応じて長さを調節する、請求項３記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項６】
二段目以降の熱可塑性推進薬を形成するときに、加熱手段により、固化した熱可塑性推進薬の表層部を局部的に加熱して溶融させ、溶融した部分にスラリー状の熱可塑性推進薬を重ねて付着させる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項７】
冷却手段により、注型管から押し出されたスラリー状の熱可塑性推進薬を冷却して固化させる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項８】
二段目以降の熱可塑性推進薬の形成において、一部の段又は各段の熱可塑性推進薬を、その前段階で形成された熱可塑性推進薬とは組成の異なるものとする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項１】
モータケースを、ケース軸心を中心に回転させながら、軟化してスラリー状となった熱可塑性推進薬を注型管から押し出し、注型管をモータケースに対して相対移動させて、モータケースの内側に、環状の熱可塑性推進薬の層を半径方向に段階的に形成し、
各段の形成において、固化した熱可塑性推進薬の層の内側に次段階の熱可塑性推進薬を形成する、ことを特徴とする固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項２】
複数段に分けてモータケースに注型された前記熱可塑性推進薬が固化した後、この熱可塑性推進薬に、熱可塑性推進薬の融点以上の温度に加熱された中子を押し込んで所定の内孔形状を成形する、請求項１記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項３】
前記モータケースは、内径が軸方向に一定の平行部と、該平行部の両端から内径が縮小する一端部及び他端部とから構成されるものであり、
一端部又は他端部に熱可塑性推進薬を注型するときは、平行部から一端部又は他端部に向かう方向に、注型管をモータケースに対して相対移動させながら、熱可塑性推進薬を積み重ねる、請求項１又は２記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項４】
前記注型管は出口部が角度調節可能に構成され、熱可塑性推進薬を注ぐ位置に応じて出口部の角度を調節する、請求項３記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項５】
前記注型管は、先端に延長管を取付け可能に構成され、熱可塑性推進薬を注ぐ位置に応じて長さを調節する、請求項３記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項６】
二段目以降の熱可塑性推進薬を形成するときに、加熱手段により、固化した熱可塑性推進薬の表層部を局部的に加熱して溶融させ、溶融した部分にスラリー状の熱可塑性推進薬を重ねて付着させる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項７】
冷却手段により、注型管から押し出されたスラリー状の熱可塑性推進薬を冷却して固化させる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【請求項８】
二段目以降の熱可塑性推進薬の形成において、一部の段又は各段の熱可塑性推進薬を、その前段階で形成された熱可塑性推進薬とは組成の異なるものとする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２８５８９０（Ｐ２０１０−２８５８９０Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３８５５０（Ｐ２００９−１３８５５０）
【出願日】平成２１年６月９日（２００９．６．９）
【出願人】（５００３０２５５２）株式会社ＩＨＩエアロスペース (298)
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月９日（２００９．６．９）
【出願人】（５００３０２５５２）株式会社ＩＨＩエアロスペース (298)
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