JP2006071236A - 発射薬ユニット、及びこれを用いて形成された発射装薬 - Google Patents

Abstract

【課題】発射薬の燃焼特性を変えることなく、ユニット化（大型化）した発射薬を提供すること。
【解決手段】 柱状に形成された２つ以上の発射薬を、軸方向を揃えて結合手段により結合してなる発射薬ユニットであって、当該発射薬は、その軸方向に貫通する１つ又は複数の空孔を備え、前記結合された発射薬同士の間には空隙が確保されている発射薬ユニットとする。
【選択図】図 １

Description

本発明は、りゅう弾砲などの火砲用の発射薬および発射装薬に関する。

りゅう弾砲などの火砲、特に大口径火砲には、弾丸（飛翔体）を発射させるための発射装薬が用いられている。かかる発射装薬は、一般にはケース内に発射薬を充填したものが提供されており、発射薬の燃焼によって発生した燃焼ガスの圧力で弾丸を発射するものとなっている。かかる発射装薬に使用される発射薬に関しては、従来、燃焼特性を改善する目的で種々の空孔や切り込みを施したものが提案されている。

発射装薬又は発射薬に関する先行技術としては、例えば特許文献１〜４がある。特許文献１には、トリプルベース発射薬に比べて火薬エネルギーが高く、火炎温度が低く、安全性（ＬＯＶＡ性）が良好で燃焼特性が安定した発射薬が示されており、特許文献２には、多数の薬包を積み重ねて装填することのできる発射火薬モジュール（発射装薬）が示されている。この特許文献２に示された発射火薬モジュールは、比較的大きい点火通路を必要とする関係上、装薬容積に比べると装填される発射薬の量が少なくなることから、これを解決するべく、特許文献３では、六角柱形状の発射薬を結束糸で束ねて発射薬の充填密度を高める提案が成されている。

また特許文献４では、異常燃焼の発生を防止すると共に、均一な燃焼を得るために、長手方向に対して直交する方向にスリットを設けた長尺な柱状の発射薬が提案されている。
特開２０００−２７２９８９号公報 特公昭６２−３１２７６号公報 特開平６−３１７３９９号公報 特開２０００−１４６４９５号公報

併しながら、前記従前の発射装薬又は発射薬は、発射薬の燃焼特性や発射装薬の製造時（特にケースへの充填時）における取り扱い容易性について、未だ十分なものとはなっていない。例えば、前記特許文献３に示された発射装薬は、発射薬を単に糸で結束しただけであることから、当該結束された発射薬を発射装薬のケースに充填する際、中央部分の発射薬が抜け落ちてしまうことが考えられ、依ってケースに対する装填時の作業性が未だ十分なものとはなっていない。

依って、本発明の目的は、発射装薬の製造時における取り扱い容易性を改善することにある。

また本発明の目的は、発射薬の燃焼特性を変えることなく、ユニット化（大型化）した発射薬を提供することにある。

更に本発明の他の目的は、高充填することのできる発射薬、及び発射薬が高充填された発射装薬を提供することにある。

上記課題は本発明に係る発射薬ユニット及びこれを用いて形成された発射装薬によって解決することができる。

即ち、本発明に係る発射薬ユニットは、柱状に形成された２つ以上の発射薬を、軸方向を揃えて結合手段により結合してなる発射薬ユニットであって、当該発射薬は、その軸方向に貫通する１つ又は複数の空孔を備え、前記結合された発射薬同士の間には空隙が確保されている発射薬ユニットである。

上記発射薬は柱状に形成されたものであり、円柱形状の他、略正三角柱形状、略正四角柱形状、略正六角柱形状など各種正多角形柱形状に形成することができる。またこの発射薬は、軸方向に貫通する一つ又は複数の空孔を有しており、当該空孔自体も、円柱形状の他、略正三角柱形状、略正四角柱形状、略正六角柱形状など各種正多角形柱形状に貫通する孔として形成することができる。空孔が一つ形成される場合、当該空孔は発射薬の軸芯位置を貫通するように形成することができ、また空孔が複数形成される場合、当該空孔は、発射薬の軸方向に直角な断面上に、相互に等間隔に存在する様に形成することができる。空孔の数や大きさは、目的とする発射薬の燃焼特性との関係に於いて適宜選択されれば良い。

望ましい発射薬は、正多角形柱形状、特に正六角柱形状であり、軸方向に貫通する略円柱状の空孔を、等間隔に複数（例えば、７個、１９個、又は３７個など）設けた発射薬である。

かかる発射薬としては、シングルベース、ダブルベース、トリプルベース及びマルチベースといった通常発射薬として使用されているものを使用することができる。

本発明の発射薬ユニットは、上記発射薬の２つ以上を結合手段で結合乃至一体化することによって形成されるものであり、結合された発射薬同士の間には空隙が確保されている。

上記結合手段は、２つ以上の発射薬を結合するものであり、焼尽性を有し、且つ発射薬同士間に介在して当該発射薬同士を結合するものを使用することができる。かかる結合手段としては、各種接着剤の他、発射薬を構成する組成物と同じものを使用することができる。また結合手段としては、溶剤によって溶解され、接合に際して硬化された発射薬の一部とすることができる。即ち、溶剤に溶解されて隣接する発射薬に結合した発射薬の一部を結合手段とすることができる。

結合手段が発射薬同士間に介在する場合、相互に隣り合う発射薬は、その対向面同士が橋架け状に結合されている事が望ましい。橋架け状に結合することにより、隣り合う発射薬同士間に気体流通可能な程度の空隙を確保できるためである。隣り合う発射薬の対向面同士を橋架け状に結合するには、当該対向面に突起乃至窪みを設け、当該対向面に於ける突出した部分を隣の発射薬の対向面に結合することができる。

また結合された発射薬同士の間に確保される空隙とは、隣接する発射薬と接触していない部分であって、望ましくは気体流通を可能とする程度の空隙として形成される。かかる空隙は、例えば０．１〜３ｍｍ、好ましくは０．３〜１ｍｍ程度の幅の間隙として形成することができる。空隙は、０．１ｍｍ以上の幅を有する間隙とすることで、燃焼時における火炎の伝播が行われやすくなり、燃焼特性がより確実に維持することができる。また３ｍｍ以下の幅を有する間隙とすることで、より高い密度で発射薬を充填することができる。かかる空隙の形成に際しては、例えば、隣り合う発射薬同士を、その対向面の一部（突出した部分）で接合し、残余の部分（対向面同士の接合していない部分）を空隙とすることができる。また、隣り合う発射薬同士の対向面の一部に溝を形成し、当該溝以外の部分で接合し、当該溝部分を空隙とすることができる。このよな空隙を確保することにより、ユニットを形成する発射薬同士の表面積は、ユニットが形成されていない場合と実質的に変わらないことから、発射薬ユニットは、発射薬自体の燃焼特性を減じることはない。

更に、本発明に係る発射薬ユニットでは、結合手段として発射薬同士を結合し、当該発射薬よりも先に燃焼し焼尽するもの（特に「焼尽性結合手段」と称する）を用いることができる。このような焼尽性結合手段を用いた場合、前記の如く隣り合う発射薬同士の接合部（望ましくは、対向面同士の突出した部分）に当該焼尽性結合手段を設けて隣の発射薬の対向面に結合し、隣り合う発射薬同士の間に空隙を確保する他、突出した部分の有無を問わず、対向面全体に当該焼尽性結合手段（発射薬よりも燃焼性の高いもの）を設け、隣り合う発射薬同士を接合することもできる。対向面全体に焼尽性結合手段を設けた場合、作動前、即ち燃焼前においては、隣り合う発射薬同士間に空隙が存在しないことになるが、作動（燃焼）と同時に当該焼尽性結合剤は迅速に焼尽し、隣り合う発射薬同士間に空隙を出現させることができる。

依って前記課題は、柱状に形成された２つ以上の発射薬を、軸方向を揃えて結合手段により結合してなる発射薬ユニットであって、当該発射薬は、その軸方向に貫通する１つ又は複数の空孔を備え、前記結合手段は発射薬よりも高い燃焼性を有し、且つ発射薬同士間に介在して当該発射薬同士を結合している発射薬ユニットによっても解決することができる。

上記発射薬よりも高い燃焼性を有する結合手段は、発射薬よりも燃焼しやすいものであり、例えば発射薬よりも燃焼速度の速いものか或いは着火性の高いものなどを使用することができる。このような結合手段としては、例えば発射薬発泡体、硝酸セルロース繊維を主成分とする不織布などを使用することができる。

そして、本発明に係る発射薬ユニットは、少なくとも２つ以上の発射薬を上記結合手段で結合又は一体化して形成されることになるが、発射薬ユニットを構成する発射薬の数は、２つ以上であれば、３つ、４つ、７つ又は８つ等、個々の発射薬の形状や大きさと、発射装薬を構成するケース内の容積や空間形状との関係に於いて適宜決定されるべきものであり、当該ケース内における発射薬の充填密度が高くなるように選択される。例えば、発射薬が六角柱形状であり、ケース内には円筒状の空間形状が確保されている場合には、８つの発射薬を軸方向を揃えて塊状に結合させることができる。

上記のように構成された発射薬ユニットは、ケース内に充填され、本発明の発射装薬を形成することができる。

当該ケースとしては、硝酸セルロース繊維を主成分とする材料など焼尽性を有するものを使用することができ、望ましくは円柱乃至は円筒状に形成されたものが使用される。また、当該ケース内には、必要に応じて他の部材、例えば火砲における火管によって最初に着火される点火薬を設けることができ、また有利な構成を使用することができる。

ケース内に充填される発射薬ユニットは、それぞれ異なる個数の発射薬を一体にしたものを組み合わせて使用することもできる。例えば、８つの発射薬を結合した発射薬ユニットと、３つの発射薬を結合した発射薬ユニットとを組み合わせて充填する等である。何れにしても、発射薬ユニットは、当該ケース内には発射薬を高充填できるように形成されるのが望ましい。

以上のように構成された発射薬ユニットを使用することにより、本発明に係る発射装薬は、当該発射薬ユニット（即ち発射薬）を容易に充填することができ、且つ充填されるユニット化された発射薬は、ユニット化されていない発射薬と実質的に同じ燃焼表面積を有することから、発射薬自体の燃焼性能も変わることがない。

本発明に係る発射薬ユニットによれば、発射薬の燃焼特性を変えることなく発射装薬の製造時（特にケースへの充填時）における取り扱い容易性を大幅に向上することができる。具体的には発射薬の燃焼特性を変えることなく、ユニット化（大型化）することで、燃焼特性の変化を無くし、発射装薬を構成するケース内に容易に装填することのできる発射薬ユニットを提供することができる。更に本発明に係る発射薬ユニットによれば、発射装薬を構成するケース内に、発射薬（ユニット化された発射薬）を容易に高充填することもできる。

また本発明に係る発射装薬によれば、発射薬をユニット化することで、当該発射薬を高充填することができる。その結果、一定容積中の発射薬の充填量を増やすことができ、弾丸（飛翔体）を遠くまで飛ばすことが可能になる。

以下、図面に基づき、本発明に係る発射薬ユニット50の実施の形態を説明するが、本発明は以下の実施の形態に示すものに限定されるものではない。

図１に示す発射薬ユニット50は、正六角柱形状に形成された８つの発射薬10を用いて形成されており、各発射薬10は軸方向を揃えて結合されている。この図に示す発射薬ユニット50に使用される発射薬10は、軸方向に貫通する円柱状の空孔12が等間隔に１９個形成されており、各発射薬10同士は、その間に空隙20を確保して結合一体化されている。空隙20が確保されていることから、この発射薬ユニット50の表面積（燃焼表面積）は、ユニット化されていない８つの発射薬10が有する表面積（燃焼表面積）と実質的に同じになっている。実質的な燃焼表面積がユニット化の前後に於いて変わらないことから、発射薬10自体の燃焼特性が変わってしまう事態を無くすことができる。

図１に示す発射薬ユニット50に於いて、各発射薬10は結合手段21によって一体化されており、この結合手段21としては、接着性を有し且つ焼尽性を有する材料（結合部材）を使用する他、発射薬10の成形加工時に結合する部位を溶剤で濡らして他の発射薬10に結合させた部分を結合手段21とすることができる。

結合された発射薬10同士間には、気体流通可能な程度の空隙20が確保されている。かかる空隙20が確保されていることから、発射薬ユニットが燃焼した際には、この空隙20を通じて発射薬ユニットの各表面に火炎を伝播させることができる。このような空隙20は、結合される発射薬10同士間に塊状の結合部材（即ち結合手段21）を介在させ、当該塊状の結合部材以外の対向面は離間するように当該発射薬10を結合させる他、図２や図３に示すように、各発射薬10の周面に突起11を設け、当該突起11同士を接合させることにより、結合した発射薬10の対向面同士間に空隙20を形成することができる。結合手段２１を構成する前記塊状の結合部材は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、発射薬の対向面に点状突起５１を複数個（例えば３〜５個／面、またはそれ以上の個数）設けても良く、このような点状突起５１は、例えば溶剤で濡らした発射薬の表面に発射薬の粉末を付着させる（例えばスプレーなどの吹きつけ方法を用いて粉末を付着させる）ことで形成できる。

これら塊状の結合部材（突起１１，３１，５１など）は、空隙（空隙２０など）を確保できる状態であれば、対向する発射薬の片方の面側に設けても良く、また両方の面側に設けても良い。

図２（ａ）は、発射薬10の全ての周面に、軸方向に沿って延伸する突起11を設け、この突起11同士を接合して発射薬10同士を結合させた状態を示しており、図２（ｂ）は、この図２（ａ）に示した発射薬10を８つ結合して成る発射薬ユニット50の端面を示している。この図２に示す発射薬10において、各発射薬10同士は、その対向面に設けられた突起11同士を当接させ、その当接面を接合一体化することで結合されている。依って、各発射薬10同士の対向面間には、相互に当接した各突起11の突出幅の合計、即ち各突起11の突出幅の２倍の空隙20が確保されている。特に、この図２（ａ）に示すように、発射薬10に形成される突起11が、全ての面に２本づつ、相互に線対称となる位置関係で形成されている場合には、当該突起11の形状及び形成位置などは、１つの発射薬10に於ける全ての面で共通することになり、依って当該発射薬10の何れの面を、他の発射薬10の任意の面に対向させたとしても当該突起11同士が当接し、常に、相互に当接した突起11の突出幅の合計、即ち各突起11の突出幅の２倍の空隙20を確保することができる。そして、図２（ａ）に示すように形成された発射薬10は、図２（ｂ）に示すように、１つの発射薬10を中心にして、その６つの側面と対向するように６つの発射薬10を結合し、更に組み合わされた６つの発射薬10の外側に１つの発射薬10を結合させ、合計８つの発射薬10で構成される発射薬ユニット50とする事ができる。このような形状に発射薬10を組み合わせた発射薬ユニット50は、後述の図４に示すように、環状に形成された空間内に配置するのに適したものとなる。

図３（ａ）は、発射薬30の周面に、周方向に沿って延伸する３本の突起31を軸方向に一定の間隔で形成し、この突起31同士を接合させて発射薬30同士を結合させた状態を示しており、図３（ｂ）は、結合した発射薬30の側面を示している。この図に示す態様でも、発射薬30同士は当該突起31の端面同士の接合によって結合されており、対向面同士間には、相互に当接した各突起31の突出幅の合計、即ち各突起31の突出幅の２倍の空隙40が確保されている。また、この突起31の形成位置は、全ての発射薬30に於いて同じ形状で、同じ位置に形成されることが望ましい。

上記のように複数（図２では８つ）の発射薬を結合してなる発射薬ユニット50は、その後、発射装薬70を構成するケース60内に充填される。図４（ａ）は、発射装薬70の軸方向に沿う断面略図であり、図４（ｂ）は、発射装薬70の水平断面図である。特にこの図４（ａ）及び（ｂ）は、図１や図２に示すように８つの発射薬10を結合して成る発射薬ユニット50の配置状態の例を明らかにしている。

図４（ａ）において、発射装薬70の上端（即ちケース60の上端61）は、他の周面よりも外径が小さく形成されており、この窄んだ外径の上端部分61は、その上に重ねられる他の発射装薬（図示せず）の下端に形成された環状の挿入部62内に挿入されることになり、重なり合う発射装薬70同士は、当該部分において嵌合することになる。またケース60の中央を軸方向に貫通する孔63は、発射装薬70の燃焼時の火炎を全体に瞬時に行き渡らせる為に機能することができる。更にこのケース60を焼尽性の材料で形成すれば、火砲内に発射装薬70の残留物を残さないことから望ましい態様となる。なお発射薬ユニット50'は、図５に示すように、ケース60の軸方向に複数段重ねて充填することもできる。

そして図１や図２に示すように８つの発射薬10を結合して成る発射薬ユニット50は、例えば図４（ｂ）に示すように当該ケース60内に充填することができる。特に、８つの発射薬10を結合した発射薬ユニット50にあっては、当該ケース60内に発射薬10を高充填でき、且つ充填も容易に行うことができることから望ましい。

更に、ケース60内に充填される発射薬ユニット50は、同数の発射薬10をユニット化したものだけを使用する必要はなく、異なる個数の発射薬10をユニット化したものを組み合わせることもできる。例えば、３つの発射薬10をユニット化したものと、７つの発射薬10をユニット化したものを充填するなどである。

発射薬ユニットの１つの実施の形態を示す斜視図。 発射薬ユニットの結合状態を示す斜視図（ａ）及び端面図（ｂ）。 発射薬ユニットの他の結合状態を示す斜視図（ａ）及び側面図（ｂ）。 発射装薬の１つの実施の形態を示す軸方向断面図（ａ）及び水平断面図（ｂ）。 発射装薬の他の実施の形態を示す軸方向断面図 発射薬ユニットの他の結合状態を示す斜視図（ａ）及び端面図（ｂ）。

符号の説明

10,30 発射薬
11,31,51 突起
12 空孔
20,40 空隙
21 結合手段（結合部材）
30 発射薬
50,50' 発射薬ユニット
60 ケース
70 発射装薬

Claims (5)

1. 柱状に形成された２つ以上の発射薬を、軸方向を揃えて結合手段により結合してなる発射薬ユニットであって、
   当該発射薬は、その軸方向に貫通する１つ又は複数の空孔を備え、
   前記結合された発射薬同士の間には空隙が確保されている発射薬ユニット。
2. 前記結合手段は焼尽性を有し、且つ発射薬同士間に介在して当該発射薬同士を結合している請求項１に記載の発射薬ユニット。
3. 前記結合された発射薬は、相互に隣り合う発射薬の対向面同士が、橋架け状に結合されている請求項１又は２に記載の発射薬ユニット。
4. 柱状に形成された２つ以上の発射薬を、軸方向を揃えて結合手段により結合してなる発射薬ユニットであって、
   当該発射薬は、その軸方向に貫通する１つ又は複数の空孔を備え、
   前記結合手段は発射薬よりも高い燃焼性を有し、且つ発射薬同士間に介在して当該発射薬同士を結合している発射薬ユニット。
5. ケース内に発射薬を充填して成る発射装薬であって、
   当該発射薬は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発射薬ユニットに形成されており、
   当該ケース内には、前記発射薬ユニットが１つ又は２つ以上充填されている発射装薬。

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