JP2002048497A - 圧力波による調整破片の生成方法及び生成構造並びに弾頭 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弾頭Ａの弾殻１内に収容された炸薬５の爆発
により弾殻１壁部の破片生成部３に内表面３ａ側から爆
轟波Ｗ１を作用させて、その破片生成部３を破砕して調
整破片を生成する場合において、その破片形状を制御し
て意図した均一な調整破片を生成できるようにする。 【解決手段】 破片生成部３の外表面３ｂのみに断面略
Ｕ字状ないし断面略半円形状の同じ深さの多数の溝部
８，８，…を互いに縦横に直交するように格子状に形成
し、この破片生成部３の内表面３ａに作用した爆轟波Ｗ
１により破片生成部３の内表面３ａから外表面３ｂに伝
播する圧縮応力波Ｗ２を溝部８，８，…底面で反射させ
て引張応力波Ｗ３に反転させ、その反射した引張応力波
Ｗ３を隣接溝部８，８，…間で重合させて倍増させ、そ
の引張応力波Ｗ３同士の重合部分に沿って破片生成部３
を破壊して調整破片１０，１０，…を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大きさや形状が設
定された調整破片を圧力波を用いて生成する方法及び構
造、並びに弾頭に関する技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の破片を生成する構造
として、特開平６―２４９５９６号公報に示されるよう
に、内部に火薬が充填された金属製容器の壁部の内表面
に壁部厚さの略１／３の深さの多数の断面Ｕ字状ノッチ
（溝部）を縦横方向に交差するように格子状に刻設し、
この容器壁部の内表面のノッチに対し火薬の爆発による
圧力波により応力を集中させて、そのノッチを起点とし
て壁部を破壊させ、ノッチの格子形状に対応した大きさ
の破片を生成するようにしたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
構造では、容器壁部の外表面にもノッチを格子状に形成
してはいるものの、その破片生成のためのメカニズム
は、容器壁部の内表面のノッチに圧力波による応力を集
中させることにより、そこから壁部を破壊するものであ
る。

【０００４】しかし、壁部内表面のノッチを起点として
破壊が生じたとしても、その後の破壊の進行方向は不確
定であり、破壊の進行が途中で分岐することも避けられ
ず、その結果、実際に生成された破片は意図した破片形
状から変わることがあり、破片の形状等を制御すること
は困難であった。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、容器壁部等の破片生成体
の破砕に対するメカニズムを変更することにより、その
破片生成体による破片形状を制御して意図した均一な調
整破片を容易に生成できるようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、圧力波の作用により破片生成体に
その一側面から他側面に向かって圧縮応力波が伝播した
とき、その圧縮応力波は他表面の自由端で反射して引張
応力波に反転することに着目し、その反射した引張応力
波の反射方向を特定して２つの引張応力波同士が重なる
ようにし、両方の引張応力波同士の重合により応力集中
させて、その箇所に沿って破片生成体を破壊するように
した。

【０００７】具体的には、請求項１の発明は、破片生成
体（３）の一側面（３ａ）に圧力波（Ｗ１）を作用させ
ることにより、該破片生成体（３）を破砕して調整破片
（１０）を生成する調整破片の生成方法の発明であり、
この発明では、上記破片生成体（３）の他側面（３ｂ）
のみに、断面略Ｕ字状ないし断面略半円形状の同じ深さ
の多数の溝部（８），（８），…を互いに交差するよう
に格子状に形成しておき、この破片生成体（３）の一側
面（３ａ）に作用した圧力波（Ｗ１）により破片生成体
（３）の一側面（３ａ）から他側面（３ｂ）に伝播する
圧縮応力波（Ｗ２）を破片生成体（３）の他側面（３
ｂ）ないし溝部（８）底面で反射させて引張応力波（Ｗ
３）に反転させ、その溝部（８）底面で反射した引張応
力波（Ｗ３）を隣接溝部（８），（８）間で重合させ
て、その引張応力波（Ｗ３），（Ｗ３）同士の重合部分
に沿って破片生成体（３）を破壊して調整破片（１０）
を生成することを特徴としている。

【０００８】また、請求項２の発明は、破片生成体
（３）の一側面（３ａ）に圧力波（Ｗ１）を作用させる
ことにより、該破片生成体（３）を破砕して調整破片
（１０）を生成するようにした調整破片の生成構造の発
明であり、この発明では、上記破片生成体（３）の他側
面（３ｂ）のみに、断面略Ｕ字状ないし断面略半円形状
の同じ深さの多数の溝部（８），（８），…が互いに交
差するように形成されていることを特徴としている。

【０００９】さらに、請求項３の発明は、容器（１）の
壁部（３）に内表面（３ａ）側から圧力波（Ｗ１）を作
用させることにより、該壁部（３）を破砕して調整破片
（１０）を生成するようにした調整破片の生成構造の発
明であり、この発明では、上記容器（１）の壁部（３）
の外表面（３ｂ）のみに、断面略Ｕ字状ないし断面略半
円形状の同じ深さの多数の溝部（８），（８），…が互
いに交差するように格子状に形成されていることを特徴
とする。

【００１０】これら発明の構成によると、破片生成体
（３）の一側面（３ａ）（容器壁部の内表面）に作用し
た圧力波（Ｗ１）により該破片生成体（３）の一側面
（３ａ）（容器壁部の内表面）から他側面（３ｂ）（外
表面）に伝播する圧縮応力波（Ｗ２）が生じ、この圧縮
応力波（Ｗ２）は破片生成体（３）の他側面（３ｂ）
（容器壁部の外表面）ないし溝部（８）底面で反射して
引張応力波（Ｗ３）に反転される。この引張応力波（Ｗ
３）のうち、互いに隣接する溝部（８），（８）底面で
それぞれ反射した引張応力波（Ｗ３），（Ｗ３）同士が
それら溝部（８），（８）間で重合して倍増し、その引
張応力波（Ｗ３），（Ｗ３）同士の重合部分から破片生
成体（３）（容器壁部）が破壊されて調整破片（１０）
が生成される。そして、この引張応力波（Ｗ３），（Ｗ
３）同士の重合部分は、破片生成体（３）の他側面（３
ｂ）（容器壁部の外表面）から一側面（３ａ）（内表
面）に向かって破片生成体（３）（容器壁部）の厚さ方
向に進行するので、この引張応力波（Ｗ３），（Ｗ３）
同士の重合部分の進行方向に沿って破片生成体（３）
（容器壁部）が破壊されるようになり、生成された破片
（１０）の大きさや形状が均一となる。このことで、破
片生成体（３）による破片形状を制御して意図した均一
な調整破片（１０）を生成することができる。

【００１１】請求項４の発明では、上記請求項２又は３
の発明の圧力波による調整破片の生成構造において、多
数の溝部（８），（８），…は、互いに直交する方向に
格子状に形成されているものとする。このことで、多数
の溝部（８），（８），…の望ましいレイアウトが得ら
れる。

【００１２】請求項５の発明は、弾殻（１）内の炸薬
（５）の爆発により弾殻（１）の破片生成部（３）に内
表面（３ａ）側から圧力波（Ｗ１）を作用させることに
より、該破片生成部（３）を破砕して調整破片（１０）
を生成するようにした弾頭の発明であって、この発明で
は、上記弾殻（１）の破片生成部（３）の外表面（３
ｂ）のみに、断面略Ｕ字状ないし断面略半円形状の同じ
深さの多数の溝部（８），（８），…が互いに交差する
ように格子状に形成されていることを特徴とする。この
発明によっても、上記請求項１〜３の発明と同様に、弾
殻（１）の破片生成部（３）を破砕するときに、その破
片形状を制御して、意図した均一な大きさ、形状の調整
破片（１０）を生成することができ、破片（１０）を所
定方向に指向して飛散させる指向性弾頭等の設計に有効
となる。

【００１３】請求項６の発明では、上記請求項５の発明
における破片生成部（３）は弾殻（１）の前壁部を構成
しているものする。こうすることで、調整された破片
（１０）は前方に指向して飛散するようになり、調整破
片（１０）を生成できる前方指向性弾頭が容易に得られ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】図２は本発明の実施形態に係る前
方指向性弾頭（Ａ）を示し、（１）は容器としての例え
ばタングステン合金等からなる金属製の中空円筒状の弾
殻で、この弾殻（１）は、前側（図２右側）に開口する
有底円筒状の弾殻本体（２）と、この弾殻本体（２）の
開口にそれを封蓋するように嵌合固定された破片生成部
（３）とからなる。この破片生成部（３）は、破片生成
体又は容器壁部を構成するもので、中心部が周縁部より
も外表面（３ｂ）側（前側）に膨出するように中凸形状
に湾曲している。

【００１５】上記弾殻（１）内の空間には炸薬（５）が
収容されている。また、上記弾殻本体（２）後端の底壁
中心部には起爆装置充填孔（４）が貫通形成されてい
て、その起爆装置充填孔（４）には起爆装置（６）が充
填されており、この起爆装置（６）を弾殻（１）外側か
ら作動させて炸薬（５）を起爆させ、この炸薬（５）の
爆発により弾殻（１）の破片生成部（３）に内表面（３
ａ）側から圧力波としての爆轟波（Ｗ１）（図４参照）
を作用させることにより、その破片生成部（３）を破砕
して調整破片（１０），（１０），…（図７参照）を生
成するようにしている。

【００１６】具体的には、図１及び図３にも示すよう
に、上記弾殻（１）の破片生成部（３）の外表面（３
ｂ）のみに断面略Ｕ字状（又は断面略半円形状であって
もよい）の同じ深さの多数の溝部（８），（８），…が
互いに縦横に直交するように格子状に形成され（尚、多
数の溝部（８），（８），…は、必ずしも互いに直交す
る必要はなく、９０°以外の他の角度で交差するように
配置されていてもよい）、この各溝部（８）は、例えば
その深さ方向が前後方向（弾殻（１）の中心線と平行な
方向）になるように設定されている。尚、各溝部（８）
に関する寸法例を示すと、例えば破片生成部（３）の厚
さをａとするとき、溝部（８）の幅及び深さは０．３ａ
に、また溝部（８），（８）間のピッチは０．８ａにそ
れぞれ設定される。

【００１７】次に、この実施形態において弾殻（１）の
破片生成部（３）が破砕されて破片（１０），（１
０），…が生成される動作について説明するに、起爆装
置（６）の作動により弾殻（１）内の炸薬（５）が後端
の起爆装置（６）の位置から起爆されると、この炸薬
（５）の爆発に伴って弾殻（１）内で爆轟波（Ｗ１）
（圧力波）が発生し、図４に示すように、この爆轟波
（Ｗ１）は弾殻（１）内を前側に向かう（その進行方向
を図４で塗潰し矢印にて示す）。そして、爆轟波（Ｗ
１）が弾殻（１）の破片生成部（３）の内表面（３ａ）
に達すると、その爆轟波（Ｗ１）により破片生成部
（３）内で圧縮応力波（Ｗ２）が生成され、この圧縮応
力波（Ｗ２）は破片生成部（３）の内表面（３ａ）から
外表面（３ｂ）に向かって破片生成部（３）の厚さ方向
に伝播していく（その進行方向を図４で白抜き矢印にて
示す）。

【００１８】上記破片生成部（３）を伝播する圧縮応力
波（Ｗ２）が破片生成部（３）の外表面（３ｂ）に達す
ると、図５に示すように、その圧縮応力波（Ｗ２）は自
由端である破片生成部（３）の外表面（３ｂ）で反射
し、そのときに位相が変換されて圧縮応力波（Ｗ２）か
ら引張応力波（Ｗ３）に反転し、この引張応力波（Ｗ
３）は今度は破片生成部（３）の外表面（３ｂ）から内
表面（３ａ）に向かって伝播する。そして、上記破片生
成部（３）の外表面（３ｂ）には多数の溝部（８），
（８），…が縦横の格子状に形成されているので、この
各溝部（８）の底面においても上記圧縮応力波（Ｗ２）
が反射して引張応力波（Ｗ３）に反転し、この引張応力
波（Ｗ３）も破片生成部（３）の内表面（３ａ）に向か
って伝播する。

【００１９】そのとき、上記各溝部（８）は断面略Ｕ字
状（又は断面略半円形状）であるので、この溝部（８）
で反射反転した引張応力波（Ｗ３）は上記圧縮応力波
（Ｗ２）の伝播のように波面が破片生成部（３）の内外
表面（３ａ），（３ｂ）と略平行になって伝播せずに、
略溝部（８）底面の位置を中心とする円弧面に沿って広
がるように伝播する（その進行方向を図５で白抜き矢印
にて示す）。このため、この各溝部（８）の位置から拡
散した引張応力波（Ｗ３）は、該溝部（８）に隣接する
溝部（８）から拡散した上記引張応力波（Ｗ３）と両溝
部（８），（８）間で重なり合って倍増することとな
り、その位置（Ｐ）で大きな引張応力の集中が生じ、こ
の応力集中した位置（Ｐ）から破片生成部（３）の破壊
が始まって破片生成部（３）が破片化し始める。この破
壊は、上記応力集中位置（Ｐ）を通って破片生成部
（３）の内外表面（３ａ），（３ｂ）と略直交する厚さ
方向に延びる破壊面（Ｂ）（隣接する溝部（８），
（８）から拡散した引張応力波（Ｗ３），（Ｗ３）の重
合部分が伝播に伴って移動する面）に沿って進行するの
で、この破壊面（Ｂ）が破片（１０），（１０），…間
の境界面となるように各破片（１０）が生成され、これ
らの破片（１０），（１０），…は弾頭（Ａ）の前方に
指向して飛散する。

【００２０】このように、隣接する溝部（８），（８）
間の位置で破片生成部（３）が破壊されて破片化するの
で、生成された各破片（１０）は、図７に示すように、
表面に常に縦横の溝部（８），（８）の交差部を有して
いて、溝部（８）の格子形状に対応した大きさに揃った
直方体のものになる（尚、図３に破片生成部（３）での
各破片（１０）の位置を仮想線にて示している）。よっ
て、弾殻（１）の破片生成部（３）による破片（１０）
の形状を意図した形状に制御して、均一な大きさ、形状
の調整破片（１０），（１０），…を容易に生成でき、
これら破片（１０），（１０），…を前方に指向して飛
散させる前方指向性弾頭（Ａ）の設計に有効となる。

【００２１】尚、上記実施形態では、弾殻（１）の前壁
部を破片生成部（３）として、生成された破片（１
０），（１０），…を前方に指向させるようにしている
が、前壁部以外の弾殻を破片生成部とすることもできる
のは勿論である。

【００２２】また、上記実施形態では、弾頭（Ａ）にお
ける弾殻（１）の破片生成部（３）を破片化するように
しているが、これに限らず、本発明は、破片生成体の一
側面に圧力波を作用させることにより、その破片生成体
を破砕して調整破片を生成する場合であれば適用するこ
とができる。その場合、破片生成体の他側面のみに断面
略Ｕ字状ないし断面略半円形状の同じ深さの多数の溝部
を互いに交差するように格子状に形成すればよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、２又は
３の発明によると、破片生成体の一側面又は容器壁部の
内表面に圧力波を作用させて調整破片を生成する場合に
おいて、破片生成体の他側面又は壁部外表面のみに断面
略Ｕ字状ないし断面略半円形状の同じ深さの多数の溝部
を互いに交差するように格子状に形成し、この破片生成
体の一側面又は壁部内表面に作用した圧力波により破片
生成体の一側面又は壁部内表面から他側面又は壁部外表
面に伝播する圧縮応力波を溝部底面で反射させて引張応
力波に反転させ、その引張応力波を隣接する溝部間で重
合させて倍増させ、その引張応力波同士の重合部分に沿
って破片生成体又は容器壁部を破壊して調整破片を生成
するようにしたことにより、破片生成体又は容器壁部を
意図した破片形状になるように破砕して破片形状を容易
に制御でき、均一な大きさ、形状の調整破片を容易に生
成することができる。

【００２４】請求項４の発明によると、上記請求項２又
は３の発明において、多数の溝部を、互いに直交する方
向に格子状に形成したことにより、多数の溝部の望まし
いレイアウトが得られる。

【００２５】請求項５の発明によると、弾殻内に収容さ
れた炸薬の爆発により弾殻の破片生成部に内表面側から
圧力波を作用させることにより、該破片生成部を破砕し
て調整破片を生成するようにした弾頭に対し、その弾殻
の破片生成部の外表面のみに、断面略Ｕ字状ないし断面
略半円形状の同じ深さの多数の溝部を互いに交差するよ
うに格子状に形成したことにより、弾殻の破片生成部に
より破片形状を制御して、意図した均一な調整破片を容
易に生成することができ、指向性弾頭等の設計に有効と
なる。

【００２６】請求項６の発明によると、上記破片生成部
は弾殻の前壁部としたことにより、調整破片を前方に指
向して飛散させる前方指向性弾頭が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】弾頭前部の破片生成部の要部を拡大して示す断
面図である。

【図２】本発明の実施形態に係る前方指向性弾頭の全体
構成を示す断面図である。

【図３】弾頭の破片生成部の外表面を示す正面図であ
る。

【図４】炸薬の爆発による爆轟波が破片生成部の内表面
に到達して圧縮応力波が破片生成部の内表面から外表面
に伝播していく様子を示す図１相当図である。

【図５】破片生成部の溝部底面での圧縮応力波の反射に
より生じた引張応力波が破片生成部を伝播していく様子
を示す図１相当図である。

【図６】引張応力波同士の重合により破片生成部が破壊
に至る様子を示す図１相当図である。

【図７】生成された破片の拡大斜視図である。

【符号の説明】

（Ａ） 弾頭 （１） 弾殻（容器） （３） 破片生成部（壁部、破片生成体） （３ａ） 内表面（一側面） （３ｂ） 外表面（他側面） （５） 炸薬 （８） 溝部 （１０） 破片 （Ｗ１） 爆轟波（圧力波） （Ｗ２） 圧縮応力波 （Ｗ３） 引張応力波 （Ｐ） 引張応力波の集中位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長尾 泰幸 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 破片生成体（３）の一側面（３ａ）に圧
   力波（Ｗ１）を作用させることにより、該破片生成体
   （３）を破砕して調整破片（１０）を生成する調整破片
   の生成方法であって、 上記破片生成体（３）の他側面（３ｂ）のみに、断面略
   Ｕ字状ないし断面略半円形状の同じ深さの多数の溝部
   （８），（８），…を互いに交差するように格子状に形
   成しておき、 上記破片生成体（３）の一側面（３ａ）に作用した圧力
   波（Ｗ１）により破片生成体（３）の一側面（３ａ）か
   ら他側面（３ｂ）に伝播する圧縮応力波（Ｗ２）を破片
   生成体（３）の他側面（３ｂ）ないし溝部（８）底面で
   反射させて引張応力波（Ｗ３）に反転させ、その溝部
   （８）底面で反射した引張応力波（Ｗ３）を隣接溝部
   （８），（８）間で重合させて、その引張応力波（Ｗ
   ３），（Ｗ３）同士の重合部分に沿って破片生成体
   （３）を破壊して調整破片（１０）を生成することを特
   徴とする圧力波による調整破片の生成方法。
2. 【請求項２】 破片生成体（３）の一側面（３ａ）に圧
   力波（Ｗ１）を作用させることにより、該破片生成体
   （３）を破砕して調整破片（１０）を生成するようにし
   た調整破片の生成構造であって、 上記破片生成体（３）の他側面（３ｂ）のみに、断面略
   Ｕ字状ないし断面略半円形状の同じ深さの多数の溝部
   （８），（８），…が互いに交差するように形成されて
   いることを特徴とする圧力波による調整破片の生成構
   造。
3. 【請求項３】 容器（１）の壁部（３）に内表面（３
   ａ）側から圧力波（Ｗ１）を作用させることにより、該
   壁部（３）を破砕して調整破片（１０）を生成するよう
   にした調整破片の生成構造であって、 上記容器（１）の壁部（３）の外表面（３ｂ）のみに、
   断面略Ｕ字状ないし断面略半円形状の同じ深さの多数の
   溝部（８），（８），…が互いに交差するように格子状
   に形成されていることを特徴とする圧力波による調整破
   片の生成構造。
4. 【請求項４】 請求項２又は３の圧力波による調整破片
   の生成構造において、 多数の溝部（８），（８），…は、互いに直交する方向
   に格子状に形成されていることを特徴とする圧力波によ
   る調整破片の生成構造。
5. 【請求項５】 弾殻（１）内の炸薬（５）の爆発により
   弾殻（１）の破片生成部（３）に内表面（３ａ）側から
   圧力波（Ｗ１）を作用させることにより、該破片生成部
   （３）を破砕して調整破片（１０）を生成するようにし
   た弾頭であって、 上記弾殻（１）の破片生成部（３）の外表面（３ｂ）の
   みに、断面略Ｕ字状ないし断面略半円形状の同じ深さの
   多数の溝部（８），（８），…が互いに交差するように
   形成されていることを特徴とする弾頭。
6. 【請求項６】 請求項５の弾頭において、 破片生成部（３）は弾殻（１）の前壁部を構成している
   ことを特徴とする弾頭。