JP4728141B2 - クックオフ防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、機関銃砲（機関銃，機関砲）におけるクックオフの発生を防止するためのクックオフ防止装置に、関する。

機関銃（機関砲）にて弾を比較的に長時間に発射し続け、その銃身（砲身）が高温となると、クックオフ（装填されている弾が意図せぬタイミングで発射されるという現象）が発生する場合がある。このクックオフが発生すると、危険でもあるし、機関銃砲機構部が破壊されることもある。このため、機関銃砲（機関銃，機関砲）の射手は、クックオフが発生しないようにするために、通常、1分間あたりの発射弾数を所定数以下となるように、機関銃砲を操作しているが、この操作は、非熟練者が的確に（射撃を行っていない時間が過度に長くない形で）行うことが困難なものとなっている。

そこで、発明の課題は、それを用いることにより、射手が，射撃を休止すべきタイミングを発射弾数等から判断しなくても良い環境を実現できるクックオフ防止装置を、提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のクックオフ防止装置は、機関銃砲から弾が発射されたというイベントである発射イベントの発生を検出するための発射イベント検出用センサと、前記発射イベント検出用センサによる前記発射イベントの検出パターンに基づき，前記銃砲身の薬室の温度を推定する薬室温度推定部と、前記薬室温度推定部による温度の
推定結果が所定温度を超えたときに、クックオフが生じるのを防ぐために射撃を休止すべきことを示す警報情報を出力する警報情報出力部とを備える。

すなわち、本発明のクックオフ防止装置は、いずれも、銃砲身表面温度／発射イベントの検出パターン（発射イベントを検出した時間群等）から求めた推定薬室温度が、所定温度を超えたときに、クックオフが生じるのを防ぐために射撃を休止すべきことを示す警報情報を出力する装置となっている。従って、本発明の各態様のクックオフ防止装置を用いれば、射手が、射撃を休止すべきタイミングを発射弾数等から判断しなくても良い環境（熟練していない射手も、的確なタイミングで射撃を休止できる環境）を実現できることになる。

本発明のクックオフ防止装置の発射イベント検出用センサとしては、さまざまなものが使用可能であり、例えば、前記機関銃砲の銃砲身のガス漏口を通って機関銃砲の機構部に作用する圧力センサを発射イベント検出用センサとして使用することが出来る。

また、本発明のクックオフ防止装置の警報情報出力部としては、警報情報として、所定色の光を出力するユニット、警報音を出力するユニット等を、用いることが出来る。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

《第１実施形態》
図１に示したように、本発明の第１実施形態に係るクックオフ防止装置１０は、温度センサ１１と演算ユニット１２と表示ユニット１６とで構成された装置である。

このクックオフ防止装置１０に用いられている表示ユニット１６は、その筐体上に、緑ＬＥＤ，黄ＬＥＤ及び赤ＬＥＤ（各色の光を発する３つのＬＥＤ）が設けられているユニットである。

温度センサ１１は、図２に模式的に示してあるように、機関銃砲（機関銃，機関砲）の銃砲身（銃身，砲身）表面の薬室近傍の部分に取り付けられるセンサである。この温度センサ１１は、銃砲身表面温度を示す電圧信号を出力するセンサ（いわゆる熱電対）となっている。

演算ユニット１２は、図１に示してあるように、増幅回路１３と薬室温度推定回路１４と警報出力回路１５とを備えたユニットである。

この演算ユニット１２内の増幅回路１３は、温度センサ１１から入力された電圧信号を増幅し、増幅した電圧信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換して薬室温度推定回路１４へ出力する回路である。

薬室温度推定回路１４は、温度換算情報を記憶した温度換算情報テーブルを備えた回路である。ここで、温度換算情報とは、それを用いることにより、クックオフ防止装置１０が使用される機関銃砲の銃砲身表面の所定部分（温度センサ１１が取り付けられる部分）の温度から、薬室（正確には、銃砲身の薬室壁面近傍の部分）の温度を求めることが出来る情報のことである。この温度換算情報は、薬室壁面近傍の部分の温度を測定できるように，その銃砲身を加工した機関銃砲（クックオフ防止装置１０が使用される機種のもの）を用意し、当該機関銃砲の銃砲身表面の薬室近傍の部分の温度と、薬室壁面近傍の部分の温度とを実測することにより得られた図３に示したようなデータに基づき、その内容が決定された情報となっている。

そして、薬室温度推定回路１４は、温度換算情報テーブル上の温度換算情報を利用して、増幅回路１３から入力される，銃砲身表面温度を示すデジタル信号を、薬室温度を示すデジタル信号を変換して出力する回路となっている。

警報出力回路１５は、薬室温度推定回路１４から入力されたデジタル信号が示す薬室温度（以下、推定薬室温度と表記する）が、Ｃ２以下であった場合には、表示ユニット１６の緑ＬＥＤを点灯させ、推定薬室温度が、Ｃ２〜Ｃ１の範囲内にあった場合には、表示ユニット１６の黄ＬＥＤを点灯させ、推定薬室温度が、Ｃ１を超えた場合には、表示ユニット１６の赤ＬＥＤを点灯させる回路である。なお、Ｃ１とは、即座に（数秒以内に）射撃を休止すれば，クックオフが発生することがない薬室温度の上限として設定されている値のことである。また、Ｃ２とは、所定時間（数十秒），射撃を続ければ，薬室温度がＣ１に達する薬室温度として設定されている値（Ｃ１よりも小さな値）のことである。

以上、説明したように、本実施形態に係るクックオフ防止装置１０は、銃砲身表面温度から求めた推定薬室温度が、所定温度（Ｃ１）を超えたときに、表示ユニット１６の赤ＬＥＤを点灯させる装置となっている。従って、このクックオフ防止装置１０を用いれば。射手が、射撃を休止すべきタイミングを発射弾数等から判断しなくても良い環境（熟練していない射手も、的確なタイミングで射撃を休止できる環境）を実現できることになる。

《第２実施形態》
図４に示したように、本発明の第２実施形態に係るクックオフ防止装置２０は、発射イベント検出用センサ２１と演算ユニット２２と表示ユニット２６とで構成された装置である。

このクックオフ防止装置２０に用いられている発射イベント検出用センサ２１は、機関銃砲により弾が発射されたというイベント（以下、発射イベントと表記する）の発生を検出するためセンサである。なお、本実施形態に係るクックオフ防止装置２０は、この発射イベント検出用センサ２１として、機関銃砲の図５に示した位置に取り付けられている圧力センサを利用した装置となっている。

演算ユニット２２は、図１に示してあるように、フィルタ処理回路２３と薬室温度推定回路２４と警報出力回路２５とを備えたユニットである。

この演算ユニット２２内のフィルタ処理回路２３は、図６に模式的に示してあるように、発射イベント検出用センサ２１からの電圧信号を、パルス状の信号に整形して薬室温度推定回路２４へ出力する回路である。

薬室温度推定回路２４は、フィルタ処理回路２３からの信号に基づき、推定薬室温度を求めて出力する回路である。

この薬室温度推定回路２４は、フィルタ処理回路２３からの信号をｕ（ｔ）（入力された熱量）とし、以下の（１）式により、各時間ｔにおける推定薬室温度ｙ（ｔ）を求める回路となっている。

なお、この（１）式におけるＴ，ｋは、実験により求められた，銃砲身（クックオフ防止装置２０が使用される機関銃砲のもの）の特定値である。また、上記した（１）式は、微分方程式であるが、薬室温度推定回路２４が実際に行う処理は、（１）式に相当する差分方程式を解く処理（簡単に言ってしまえば、前回、求めた推定薬室温度を、“銃砲身に加えられた熱量−銃砲身から放出された熱量”分、増減させる処理を繰り返す処理）となっている。また、薬室温度推定回路２４は、演算誤差が累積してしまうことを防止するために、所定時間、射撃が行われなかった場合（フィルタ処理回路２３から低レベルの信号（パルス部分がない信号）が所定時間に亘って入力され続けた場合）、推定薬室温度の演算処理用パラメータ（推定薬室温度）を，初期値に戻す回路となっている。

要するに、薬室温度推定回路２４は、図７に示してあるように変化する推定薬室温度を出力する回路となっている。

そして、本クックオフ防止装置２０は、表示ユニット２６として、表示ユニット１６と同じユニット（その筐体上に、緑ＬＥＤ，黄ＬＥＤ及び赤ＬＥＤが設けられているユニット）が用いられた装置となっている。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るクックオフ防止装置２０も、クックオフ防止装置１０と同様に、推定薬室温度が、所定温度（Ｃ１）を超えたときに、表示ユニット２６の赤ＬＥＤを点灯させる装置となっている。従って、このクックオフ防止装置２０を用いれば、射手が、射撃を休止すべきタイミングを発射弾数等から判断しなくても良い環境（熟練していない射手も、的確なタイミングで射撃を休止できる環境）を実現できることになる。

《変形形態》
上記したクックオフ防止装置１０／２０は、各種の変形を行うことが出来る。例えば、クックオフ防止装置２０を、発射イベント検出用センサ２１として、圧力センサとは異なるセンサ（銃砲身の銃口付近に設置された、銃口からの弾の射出を検出するための超音波センサ，機関銃砲の弾の発射による反動を検出するためのセンサ、引き金が引かれている時間を検出するためのセンサ等）が用いられた装置に変形することが出来る。

また、表示ユニット１６／２６を、警報音を発生するユニットに変形しても良いことや、演算ユニット１２／２２を表示ユニット１６／２６としての機能を有するものに変形しても良いことなどは、当然のことである。

本発明の第１実施形態に係るクックオフ防止装置の構成図。 第１実施形態に係るクックオフ防止装置の温度センサの取り付け位置の説明図。 第１実施形態に係るクックオフ防止装置の演算ユニット内に設けられている温度換算情報テーブルに記憶されている温度換算情報の内容を説明するための図。 本発明の第２実施形態に係るクックオフ防止装置の構成図。 第２実施形態に係るクックオフ防止装置の発射イベント検出用センサの説明図。 第２実施形態に係るクックオフ防止装置の演算ユニット内に設けられているフィルタ処理回路の機能を説明するための図。 第２実施形態に係るクックオフ防止装置の演算ユニット内に設けられている薬室温度推定回路の機能を説明するための図。

符号の説明

１０，２０ クックオフ防止装置
１１ 温度センサ
１２，２２ 演算ユニット
１３ 増幅回路
１４，２４ 薬室温度推定回路
１５，２５ 警報出力回路
１６，２６ 表示ユニット
２１ 発射イベント検出用センサ
２３ フィルタ処理回路

Claims (3)

1. 機関銃砲から弾が発射されたというイベントである発射イベントの発生を検出するための発射イベント検出用センサと、
   前記発射イベント検出用センサによる前記発射イベントの検出パターンに基づき，前記銃砲身の薬室の温度を推定する薬室温度推定部と、
   前記薬室温度推定部による温度の推定結果が所定温度を超えたときに、クックオフが生じるのを防ぐために射撃を休止すべきことを示す警報情報を出力する警報情報出力部と
   を備えることを特徴とするクックオフ防止装置。
2. 前記発射イベント検出用センサが、
   前記機関銃砲の銃砲身のガス漏口を通って機関銃砲の機構部に作用する圧力センサである
   ことを特徴とする請求項１に記載のクックオフ防止装置。
3. 前記警報情報出力部が、
   前記警報情報として、所定色の光を出力するユニットである
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のクックオフ防止装置。