JP2011220575A - Burn-out container of simple structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、飛翔体を発射するための発射薬や点火薬などの火薬類を収納するために使用される焼尽性容器に関する。 The present invention relates to a burnout container used for storing explosives such as a propellant and an igniter for launching a flying object.
一般に焼尽性容器には、発射薬や点火薬などの火薬類が内部に収納され、りゅう弾砲や戦車砲などの火砲内部に飛翔体とともに装填される。装填された焼尽性容器は、発射薬や点火薬の爆発的な燃焼に伴う燃焼ガス圧力により、飛翔体が発射された後に火砲内部で焼尽するよう設計されている。焼尽性容器は、火砲に装填されるなど取り扱い中に破損しない強靭性と、火砲内に極力残留物を発生させない焼尽性を兼備することが要求される。 In general, explosives such as propellants and igniting agents are housed in a burnout container, and loaded together with a flying object inside a cannon such as an howitzer or a tank gun. The loaded burnable container is designed to burn out inside the gun after the projectile is fired due to the combustion gas pressure associated with the explosive combustion of the propellant or igniter. The burnout container is required to have both toughness that does not break during handling, such as being loaded into a gun, and burnout that generates as little residue as possible in the gun.
以下の特許文献1〜4には、焼尽性容器を用い飛翔体を発射するシステムの汎用例が、開示されている。これらに用いられている焼尽性容器は、焼尽性キャップ、焼尽性円筒チューブ、及び焼尽性容器本体の3要素より構成され、各焼尽部材を組み合わせ、積層部や接合部を接着することで容器としての機能を成している。
また、火薬類が収納された焼尽性容器を単数で又は複数個連結し、燃焼させることで、飛翔体を所望の距離飛翔させることができる。しかしながら、単数で用いる場合や低温環境下で用いる場合など、火砲内部の燃焼圧力が高く保持できない場合は容器の焼尽性が低下し、2層に接着された積層部や接合部は火砲内に燃焼残渣として残留する恐れがある。
そこで、強靭性を保持しつつ積層部や接合部の少ない簡便な構造で構成された、より焼尽性の優れる容器の開発が望まれている。
The following
Moreover, the flying object can be made to fly for a desired distance by connecting the burnout container in which explosives are accommodated by one or more and burning them. However, if the combustion pressure inside the cannon cannot be maintained high, such as when used alone or when used in a low temperature environment, the burnout of the container will be reduced, and the laminated part or joint bonded to the two layers will burn in the gun. May remain as a residue.
Therefore, it is desired to develop a container having a more excellent burnout structure, which is configured with a simple structure having few laminated parts and joints while maintaining toughness.
以下の特許文献5には、容器外周面を波打たせることにより強度を高めるとともに、焼尽性を高める焼尽性容器の例が開示されている。しかしながら、2層の積層部や接合部の焼尽性を改善する方策、改善効果については言及されていない。
本発明が解決しようとする課題は、従来の焼尽性容器と同等の強度を有するとともに、簡便かつ簡素化された構成により、従来の焼尽性容器よりも焼尽性に優れる新規焼尽性容器を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a novel burnout container that has the same strength as a conventional burnout container, and is superior in burnout performance to a conventional burnout container with a simple and simplified configuration. That is.
本発明者らは、上記課題を解決すべく、焼尽性容器の構成について鋭意研究し、実験を重ねた結果、焼尽性キャップと焼尽性円筒チューブとを一体に構成することにより、前記課題が解決しうることを発見し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下のとおりのものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors diligently studied the structure of the burnout container, and as a result of repeated experiments, the above problem was solved by integrally configuring the burnout cap and the burnout cylindrical tube. It has been discovered that this is possible, and the present invention has been completed.
That is, the present invention is as follows.
[1]焼尽性容器本体、該容器本体の蓋をなす焼尽性キャップ、及び焼尽性円筒チューブから構成され、両端面中央に中空開口部を有する円柱状焼尽性容器であって、該中空開口部から延長して該容器の中空内部を構成する該焼尽性円筒チューブが、該容器両端面中心軸と同軸に設けられ、該焼尽性キャップと該焼尽性円筒チューブとが、該焼尽性キャップの中空開口部より繋がり一体に構成されたことを特徴とする前記円柱状焼尽性容器。 [1] A cylindrical combustible container comprising a combustible container body, a combustible cap that forms a lid of the container body, and a combustible cylindrical tube, and having a hollow opening at the center of both end surfaces, the hollow opening The combustible cylindrical tube extending from the inside of the container and constituting the hollow interior of the container is provided coaxially with the central axis of both ends of the container, and the combustible cap and the combustible cylindrical tube are formed in the hollow of the combustible cap. The columnar burnable container, which is connected to the opening and integrally formed.
[2]前記一体に構成された焼尽性キャップと焼尽性円筒チューブが、前記焼尽性容器本体より燃焼性が高い、前記[1]記載の円柱状焼尽性容器。 [2] The cylindrical combustible container according to [1], wherein the integrally configured combustible cap and the combustible cylindrical tube have higher combustibility than the combustible container body.
本発明の焼尽性容器は、取り扱い時に破損しない強靭性を有し、焼尽性キャップと焼尽性円筒チューブが一体に構成された簡便な構造であるから、2層に接着される積層部の面積が軽減され焼尽性に優れる。また、簡便な構成であるため安価に効率的に生産することができる。さらに、焼尽性キャップと焼尽性円筒チューブについては、焼尽性容器本体より燃焼性を高めていることにより、さらに焼尽性に優れたものにすることができる。 Since the burnout container of the present invention has a toughness that does not break during handling, and has a simple structure in which a burnout cap and a burnout cylindrical tube are integrally formed, the area of the laminated portion bonded to the two layers is small. Reduced and excellent burnout. Moreover, since it is a simple structure, it can be produced efficiently at low cost. Further, the burnout cap and the burnout cylindrical tube can be made more excellent in burnout by increasing the combustibility of the burnout container body.
以下、本発明について、特に好ましい形態を中心に、詳細に説明する。
本発明に係わる焼尽性容器1は、りゅう弾砲などの重火器用の弾薬容器として用いることができ、内部に発射薬6を包含し飛翔体を発射するために使用される。
図1と図2に、本発明に係る円柱状焼尽性容器1の一例を示す。図3には、従来技術の焼尽性容器の構造の一例を示す。
本発明の円柱状焼尽性容器1は、従来技術の焼尽性容器における容器の蓋をなす焼尽性キャップ10と火炎の伝播経路となる焼尽性円筒チューブ9とが、開口部より繋がり一体に構成された焼尽性円筒チューブ付きキャップ2(「焼尽性円筒チューブと一体に構成された容器本体の蓋をなす焼尽性キャップ2」ともいう。)と、これに嵌合する焼尽性容器本体3とから、すなわち、2つの焼尽部材(要素)から構成される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail focusing on particularly preferred embodiments.
The
1 and 2 show an example of a
A
図2と図3を対比すれば、従来技術の焼尽性容器における焼尽性円筒チューブ9と焼尽性キャップ10を一体に構成することで、組み合わせる際の積層部7の面積を減少させることができるため焼尽性を高めることができる。また、本発明の焼尽性容器においては、従来技術の焼尽性容器12に比べ、部品数を削減することが可能となり、生産性にも寄与することができる。
If FIG. 2 and FIG. 3 are compared, since the combustible cylindrical tube 9 and the
発射薬6を充填する方法としては、発射薬の形状により任意に充填することができるが、例えば、発射薬が粒状である場合には、円筒チューブ付きキャップ2に設けられている充填口4を介して、焼尽性容器本体3と焼尽性円筒チューブ付きキャップ2が嵌合して画される空間内に、所要量の発射薬6を充填することができる。また、棒状の発射薬6を充填する場合は、焼尽性容器本体3中心部にガイドを設け、棒状の発射薬6を充填した後、焼尽性円筒チューブ付きキャップを容器本体に取り付けることができる。
As a method of filling the
焼尽性容器1は、燃焼性繊維、補強用繊維を主成分として含有し、必要に応じて安定剤、粘結剤などの原材料も含有する。主成分である燃焼性繊維としては、ニトロセルロース、セルロースアセテートナイトレート(CAN)、セルロースナイトレートカルボキシメチルエーテル(CNC)などを用いることができる。例えば燃焼性繊維として、ニトロセルロースを用いる場合には、窒素量が少なすぎると燃焼性が低下し、逆に高すぎると燃焼が激しくなり安定した性能が得られなくなるため、10.6〜13.4%の範囲のものを用いることが好ましい。
The
また、補強用繊維としては、セルロース繊維を用いることが好ましく、例えばクラフトパルプ、セルロースアセテート(CA)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートブチル(CAB)、エチルセルロースなどの中から1種類又は2種類以上を選択して用いることができる。 Further, as the reinforcing fiber, it is preferable to use a cellulose fiber. For example, one kind of kraft pulp, cellulose acetate (CA), cellulose acetate propionate (CAP), cellulose acetate butyl (CAB), ethyl cellulose, or the like is used. Two or more types can be selected and used.
焼尽性容器1に用いる安定剤としては、硝酸エステルの自然分解を防止するものであればどのようなものを用いてもよい。用いる安定剤の例としては、メチルジフェニルウレア(AK2)、エチルセントラリット(ECL)、ジフェニルアミン(DPA)、2−ニトロジフェニルアミン(2−NDPA)等が挙げられる。
粘結剤としては、スチレンブタジエンラテックス、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリブタジエン、ポリウレタン等が挙げられる。
Any stabilizer may be used as the stabilizer used in the
Examples of the binder include styrene butadiene latex, acrylic resin, polyethylene, polystyrene, polyamide, polybutadiene, and polyurethane.
上記の原料を用い焼尽性容器を製造する一般的な方法としては、燃焼性繊維、補強用繊維、粘結剤、安定剤などを水中に混濁させ、分散したスラリーを吸引成型し、加熱乾燥した後、仕上げ加工を行い焼尽性容器を製造する方法が挙げられる。 As a general method for producing a burnable container using the above raw materials, combustible fibers, reinforcing fibers, binders, stabilizers and the like are turbid in water, and the dispersed slurry is suction-molded and dried by heating. Thereafter, a method of producing a burnable container by finishing is mentioned.
焼尽性円筒チューブ付キャップ2の燃焼性を、焼尽性容器本体の燃焼性よりも高める方法としては、(1)含有する燃焼性繊維の重量比を高めることや、(2)かさ密度を制御する方法が挙げられる。含有する燃焼性繊維の重量比により焼尽性円筒チューブ付キャップ2の燃焼性を高める場合は、焼尽性容器本体3より燃焼性繊維の含有比を高く設定することが、より焼尽性を高めることができるため好ましい。好ましい燃焼性繊維/補強繊維の重量比は1.5〜4.0の範囲である。燃焼性繊維/補強繊維の重量比は1.5より小さくなると焼尽性が低下し燃焼後の残留物を増加させるため好ましくなく、また、4.0を超えると火砲内で燃焼させた場合に激しい燃焼を誘発し、特に複数個を連結させ燃焼させる時には、振動燃焼などを伴う異常圧力の発生要因となることから好ましくない。燃焼性繊維/補強繊維の重量比は、より好ましくは、2.5〜3.5である。また、焼尽性容器本体3の燃焼性繊維/補強繊維の重量比は1.0〜2.0とすることが好ましく、より好ましくは、1.5〜2.0の範囲である。
As a method for increasing the combustibility of the
本発明においては、焼尽性円筒チューブ付きキャップ2の燃焼性繊維/補強繊維の重量比を、前述した範囲内において常に焼尽性容器本体3のものよりも高く保持することが、より焼尽性を高める観点から、好ましい。
In the present invention, the combustible fiber / reinforcing fiber weight ratio of the
また、焼尽性円筒チューブ付キャップ2のかさ密度を制御することにより、焼尽性円筒チューブ付キャップ2の焼尽性を高める場合は、かさ密度を500kg/m3〜1200kg/m3の範囲とすることが好ましい。焼尽性円筒チューブ付キャップ2のかさ密度が500kg/m3を下回ると脆弱となり強靭性を保持できなくなり、1200kg/m3を超えると製造性が希薄となるばかりか、焼尽性が低下するため好ましくない。焼尽性円筒チューブ付キャップ2のかさ密度のより好ましい範囲は700kg/m3〜1000kg/m3である。
Further, by controlling the bulk density of the burned out of the cylindrical tube with
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
(実施例1)
焼尽性容器1を構成する焼尽性円筒チューブ付きキャップ2を、燃焼性繊維としてニトロセルロース、補強繊維としてクラフトパルプを用い、以下の方法で製造した。
ニトロセルロース(65重量%)、クラフトパルプ(19重量%)、粘結剤(15重量%)、安定剤(1重量%)、及び水を攪拌機に投入した後、水溶液が均質に分散されるよう攪拌を行い、スラリー状の溶液とした。この溶液に希釈水を加え、水溶液濃度が0.5重量%となるよう濃度を調整した。この時のニトロセルロース/クラフトパルプの重量比は3.5の割合であった。この水溶液中に、濾布付のフェルティング金型を浸し、金型内部より真空吸引を行い金型表面に一定重量のフェルトが形成される間水溶液中に浸した。こうして得たフェルト状素材を約120℃に加温された成型金型に被せ、約3分間加熱及び加圧を行い、フェルト状素材の水分を除去し、乾燥させた。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention concretely, this invention is not limited to them.
(Example 1)
A
After adding nitrocellulose (65 wt%), kraft pulp (19 wt%), binder (15 wt%), stabilizer (1 wt%), and water to the stirrer, the aqueous solution is homogeneously dispersed Stirring was performed to obtain a slurry solution. Dilution water was added to this solution, and the concentration was adjusted so that the concentration of the aqueous solution was 0.5% by weight. At this time, the weight ratio of nitrocellulose / kraft pulp was 3.5. A felting mold with a filter cloth was immersed in this aqueous solution, and vacuum suction was performed from the inside of the mold to immerse it in the aqueous solution while a certain weight of felt was formed on the mold surface. The felt-like material thus obtained was placed on a molding die heated to about 120 ° C., heated and pressurized for about 3 minutes to remove moisture from the felt-like material and dried.
上記の製法で得られた、焼尽性円筒チューブ付きキャップ2の、キャップ部の直径は約150mmとし、チューブ部の直径は約30mmの寸法とした(厚み約2mm、密度約900kg/m3)。
同様の製造方法により、焼尽性容器本体3を製造した。焼尽性容器本体3のニトロセルロース/クラフトパルプの重量比は2.0となるよう調整し、本体の直径は丁度キャップ部に勘合する寸法とした。得られた焼尽性円筒チューブ付きキャップ2と焼尽性容器本体3とを嵌め合わせ、積層部7及び接合部8を接着剤で固定して焼尽性容器1を形成させた(図2参照)。
The
A
焼尽性容器1のキャップ部に設けられている充填口4より、発射薬6を所要量容器内部へ充填し、焼尽性円筒チューブ9の内側には少量の点火薬5を配置させ、焼尽性容器1の性能を評価する試験試料を製作した。
この試験試料の強靭性を評価するため、NDS Y 7412(防衛庁規格)に規定されている方法に準じて落下強度試験を実施した。この試験は一般の取り扱い時の不慮の落下を想定したものであり、1.5mの高さから試験試料を複数回落下させ、破損の状況を確認するものである。試験の結果、容器表面には軽微な凹み又は擦傷は認められるものの、内容物が暴露されるような致命的な破損はなく、十分な強靭性を有していることが確認された。
A required amount of
In order to evaluate the toughness of this test sample, a drop strength test was performed according to the method prescribed in NDS Y 7412 (Defense Agency standard). This test assumes an accidental drop during general handling. The test sample is dropped several times from a height of 1.5 m to confirm the state of breakage. As a result of the test, although slight dents or scratches were observed on the container surface, it was confirmed that there was no fatal damage that would cause the contents to be exposed and that the container surface had sufficient toughness.
(実施例2)
実施例1と同じ製造方法にて焼尽性容器1を製造し、実施例1と同じ試験試料を製作した。この試験試料の焼尽性を評価するため、実際に試験装置内で試料を燃焼させ焼尽状況を確認した。試験試料は予め21℃の温度に設定された恒温槽内で24時間保温した。試験装置は、火砲に模して造られた155mm短身砲(薬室容積、構造等は実際の火砲を模擬した形態であり、砲身長が約1/2の燃焼試験装置)を用い、先ず飛翔体(飛翔体質量は約40kg)を燃焼室前方に装填した。次いで試験試料は連結させず1つだけ燃焼室に装填した。砲尾に付設されている閉鎖装置を閉鎖した後、火管を発火させ試料を燃焼させた。燃焼終了後に燃焼室内の残留物を採取し計量した。残留物は乾燥させた布を用い、燃焼室内を拭浄して、拭浄前後の質量差を残留物の量とした。その結果、以下の表1に示すように、以下の比較例2の残留物を100%とした場合、約35%まで残留物量が減少しており、焼尽性が向上していることが確認された。
(Example 2)
The
(実施例3)
実施例1と同じ製造方法にて焼尽性容器1を製造し、実施例1と同じ試験試料を製作した。この試験試料を−31℃の温度に設定された恒温槽内で24時間保温し、低温環境下における焼尽性を評価するため実施例2と同じ試験を行った。以下の表2に示すように、同様に燃焼室内の残留物を計量した結果、以下の比較例3の残留物量を100%とした場合、約43%の残留物量であった。
(Example 3)
The
(実施例4)
実施例1と同様の製造方法にて、ニトロセルロース/クラフトパルプの重量比が2.5に調整された焼尽性円筒チューブ付きキャップ2を得た。これをニトロセルロース/クラフトパルプの重量比が2.0の容器本体と組み合わせ、焼尽性容器1とした。これに実施例1と同量の発射薬を充填し試験試料としたものを、実施例2と同じ焼尽性の評価を実施した。その結果、以下の表1に示すように、以下の比較例2の残留物量を100%とした場合、約45%の残留物の量であった。また、以下の表2に示すように、同じ試験試料にて実施例3と同じ焼尽性の評価を行った結果、以下の比較例3の残留物量を100%とした場合、57%の残留物の量となった。
Example 4
A
(比較例1)
ニトロセルロース(60重量%)、クラフトパルプ(30重量%)、汎用樹脂(9重量%)、及び安定剤(1重量%)を水中に懸濁しニトロセルロース/クラフトパルプの重量比が2.0に調整されたスラリーとした後、実施例1と同様の方法で吸引フェルティング、加熱・加圧成型を行い、焼尽性キャップ10、焼尽性円筒チューブ9、及び焼尽性容器本体11の3要素からなる従来技術の焼尽性容器12を得た(直径約150mm、厚み約2mm、密度約900kg/m3)。
(Comparative Example 1)
Nitrocellulose (60% by weight), kraft pulp (30% by weight), general-purpose resin (9% by weight), and stabilizer (1% by weight) are suspended in water so that the weight ratio of nitrocellulose / kraft pulp is 2.0. After preparing the adjusted slurry, suction felting, heating and pressure molding are performed in the same manner as in Example 1, and it consists of three elements: a
(比較例2)
比較例1で得られた従来技術の焼尽性容器12に、実施例1と同量の発射薬6を充填し、焼尽性を確認するため実施例2と同じ試験を実施して、燃焼後の残留物を計量した。結果を以下の表1に示す。
(Comparative Example 2)
The burnout container 12 of the prior art obtained in Comparative Example 1 is filled with the same amount of
(比較例3)
試料の保温温度を−31℃にした以外は、比較例2と同様の試験を実施した。結果を以下の表2に示す。
(Comparative Example 3)
A test similar to Comparative Example 2 was performed, except that the temperature of the sample was -31 ° C. The results are shown in Table 2 below.
本発明の焼尽性容器は、火薬類等を内包させ、りゅう弾砲等の重火器において砲弾射撃の際に好適に利用できる。 The combustible container of the present invention can contain explosives and the like, and can be suitably used for bullet shooting in a heavy weapon such as a cannonball.
1 本発明に係る円柱状焼尽性容器
2 焼尽性円筒チューブと一体に構成された容器本体の蓋をなす焼尽性キャップ
3 焼尽性容器本体
4 発射薬充填口
5 点火薬
6 発射薬
7 積層部
8 接合部
9 従来技術の焼尽性円筒チューブ
10 従来技術の焼尽性キャップ
11 従来技術の焼尽性容器本体
12 従来技術の焼尽性容器
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