JP5256078B2 - 指向性りゅう弾 - Google Patents

Description

本発明は、破片効果によって目標物に損傷を与え、下方向に指向性を持つりゅう弾に関する。

りゅう弾とは、戦闘用に使用する火砲弾薬であり、破片効果および爆風によって人員、器材などに損傷を与えるものを言う。一般に弾殻、信管、炸薬などから構成され、弾殻は中空円筒形状であり、尖頭形状や円頭形状などの弾頭形状を有する。信管は通常弾頭信管で、着発信管、時限信管、近接信管など目的に応じて選択使用される。

本願の従来技術である成形破片型弾頭は人員や航空機、ミサイル、軽装甲車、および構築物に対して使用される。図１を使って従来技術のりゅう弾３０について説明する。図１の（Ａ）はりゅう弾３０の縦断面図、図１において（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ断面図である。図１に示すように、これに使用される成形破片３１はキューブ状や球状に加工されており、この成形破片３１が、起爆部３２を中心に配置した円筒形状の炸薬３３の円筒面周囲を３６０度にわたり取り囲むように配列され、弾殻３４に収納されている。
また、関連する従来技術として、例えば特許文献１が既に開示されている。

特開平２−５０１８５３号公報

しかし、陸上の目標物など下方にある物を攻撃することが目的である場合、図１に示した従来技術のように、成形破片３１が、起爆部３２を中心に配置した円筒形状の炸薬３３の側面周囲を３６０度にわたり取り囲むように配列され弾殻３４に収納されている構造をとると、りゅう弾の下半分にある成形破片しか使わないにもかかわらずそれ以外の範囲にも成形破片を収納しているため、無駄な成形破片が生じ、その分、りゅう弾３０が重くなるという問題点があった。また、炸薬のエネルギーが３６０度に向かうため、対象物のある下方向以外にもエネルギーが向けられ、結果として炸薬のエネルギーが無駄になり、全ての炸薬のエネルギーを目標物に向けることができないという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、りゅう弾を軽くすることができ、炸薬のエネルギーを無駄にせずに効率よく使用できる下方向に指向性のあるりゅう弾を提供することにある。

上記の問題を解決するため、本発明の指向性りゅう弾は、以下の技術的手段を採用する。すなわち、本発明によれば、中空円筒状の弾殻と、該弾殻と中心軸を同じくした円筒形状であり円筒面全周にわたり前記弾殻の内壁との間に隙間が設けられるように前記弾殻内に収められている炸薬と、前記弾殻内に収められ前記炸薬を起爆させる起爆部と、前記隙間に周方向に転がるように配列され転動体の形状をもつ複数の成形破片と、前記起爆部に電流を送る信管と、を備え、前記複数の転動体は、該転動体の集合体の周方向の存在範囲が１８０度以下になるように前記隙間に収容されており、飛翔時には前記転動体が重力で常に前記隙間の下部に存在するように構成されている、ことを特徴とする指向性りゅう弾が提供される。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記隙間に設置され前記炸薬の前記転動体と反対側の位置において前記起爆部を支持する構造を持つ介在部材を備え、飛翔時には前記介在部材は前記転動体の移動にあわせて前記炸薬周囲を回転し、前記起爆部が前記介在部材と一体となって前記隙間内を回転することにより常に前記隙間の上部に配置されるように構成されている。

また、前記介在部材はフレーム構造であることが好ましい。

また、前記弾殻の先端には前記信管を格納する頭部が設置されており、さらに、前記信管と前記起爆部との間の電気信号経路上に配置され、前記起爆部の周方向位置に拘わらず前記信管と前記起爆部との電気的接続を確保するためのコンタクトリングを備える、ことが好ましい。

上記本発明のりゅう弾によれば、弾殻と炸薬との間にできた隙間に周方向に回転できる複数の転動体の集合体がりゅう弾の下部の１８０度以下に存在する構造をとっている。すなわち、従来技術のように成形破片が詰まっていないため、りゅう弾が回転した時、転動体の形状を持つ成形破片が隙間内を転がり、常に炸薬の下方に存在する構造になっている。そのため、りゅう弾を軽くでき、成形破片を常に下向きに飛散させることができる。

また、成形破片のない範囲の隙間に介在部材を設け、その介在部材のうち成形破片の炸薬を挟んで反対側にあたる部位に起爆部が取り付けられている構造をとることにより、爆轟波を全て下向きにすることができ、炸薬の無駄なエネルギーを省くことができる。すなわち、重力に応じて成形破片が転がると、転がった成形破片が介在部材を押し、介在部材は炸薬の周囲を周方向に回転する。結果的に質量の大きい成形破片は常に炸薬の下部に存在し、質量の小さい介在部材に取り付けられた起爆部は常に炸薬の上部に存在することになる。
このように、弾殻と炸薬との間にできた隙間に質量の小さい素材からなる介在部材を設けるという単純な構造により、ほとんどの炸薬のエネルギーを下に向かせることができ、下方向以外の方向に向かう無駄な炸薬のエネルギーを最小限に抑えることができ、さらに従来技術と比べ一つの成形破片に与える運動エネルギーを増加させることができる。
また、弾殻と炸薬との間にできた隙間の半分以上を質量の小さい素材で構成された介在部材がある構造をとると、その分、成形破片を省くことができるため、実際に陸上にある標的に対し使用する成形破片の量を変えないまま、従来のりゅう弾より軽くすることができる。

従来のりゅう弾の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るりゅう弾の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るりゅう弾の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態における成形破片の第１構成例を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態における成形破片の第２構成例を示す斜視図および断面図である。 本発明の第２実施形態における成形破片の第３構成例を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態における成形破片の第４構成例を示す斜視図である。

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。

［第１実施形態］
図２は本発明の第１実施形態に係るりゅう弾１の構成を示す図である。図２において、（Ａ）はりゅう弾１の縦断面図、（Ｂ）は図２の（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ断面図である。この図に示すように、りゅう弾１は、中空円筒状の弾殻２と、弾殻２の先端に設けられた頭部３とを有する。弾殻２の内部は隔壁２ａによって前方区画４と後方区画５の２つに仕切られている。

弾殻２内の前方区画４には、弾殻２と中心軸を同じくした円筒形状の炸薬６が収納されている。炸薬６の円筒面全周と弾殻２の内壁との間には、円環状の隙間７が設けられている。この隙間７には、炸薬６の曝轟エネルギーによって飛散し転動体の形状をしている複数の成形破片８が配置されている。起爆部９は、炸薬６の中心部に配置するのが好ましいが、炸薬６の中心部でなくても良い。本実施形態では、炸薬６は、炸薬６と中心軸を同じくした円筒形状に形成され頭部３側に開口する凹孔６ａを有し、その凹孔６ａに起爆部９を収納できる構造になっている。

成形破片８の集合体は、存在範囲が周方向に１８０度以下となるように隙間７に収容されており、周方向に転がることができるように構成されている。この成形破片８は球状が好ましいが、円筒形状、ラグビーボール型形状、円盤形状など、周方向に転がることができる転動体であれば、どのような形状でも良い。また、成形破片８に十分な運動エネルギーを与えるため、成形破片８の材質は、質量が大きい金属や合金（例えば鋼）であるのが良い。

りゅう弾１の頭部３は尖頭形状や円頭形状などの弾頭形状を有している。頭部３には信管１０が配置されており、その信管１０の一部が凹孔６ａに挿入されている。信管１０の端子は起爆部９に接続されている。信管１０としては、タイマを内蔵し予め設定された時刻あるいはタイマスタート時から所定時間経過後に起爆信号を発生する時限信管や、センサを内蔵し目標を検知したら起爆信号を発生する近接信管や、外部からの指令により起爆信号を発生する形式のリモート信管などを適用できる。

本実施形態のりゅう弾１において、弾殻２内の後方区画５には推進薬１２が配置されており、推進薬１２の燃焼によって推進力を得るようになっているが、推進薬１２はなくても良い。
また、りゅう弾１の尾部１３には、飛翔を安定させるための尾翼１４が取り付けられているが、尾翼１４がなくても良い。

上記のように構成された第１実施形態のりゅう弾１によれば、弾殻２と炸薬６との間にできた隙間７に周方向に回転できる複数の成形破片８の集合体の存在範囲が１８０度以下となっているので、りゅう弾１が飛翔中に回転しても、成形破片８が隙間７内を転がり、常に炸薬６の下方に移動する。これにより、成形破片８を常に下向きに飛散させることができる。また、成形破片が炸薬の周囲３６０度に配置された従来技術と異なり、本発明では成形破片８が隙間７内の周方向の一部にだけ配置されているため、成形破片８の数を大幅に減らすことができ、この結果、りゅう弾１を軽量化できる。

［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態に係るりゅう弾１の構成を示す図である。図３において、（Ａ）は第２実施形態のりゅう弾１の縦断面図、（Ｂ）は図３の（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ断面図である。第２実施形態は、（Ｂ）に示すように第１実施形態の隙間７における成形破片８がない空間に介在部材１５を設けている。

弾殻２内の前方区画４には、本発明の第１実施形態と同じように、弾殻２と中心軸を同じくした円筒形状の炸薬６が収納されており、炸薬６の円筒面全周と弾殻２の内壁との間には、円環状の隙間７が設けられている。成形破片８は周方向に転がることができるように、隙間７に収められている。成形破片８の集合体は、第１実施形態と同じように、存在範囲が周方向に１８０度以下となるように隙間７に収容されている。

図３に示すように、第２実施形態のりゅう弾１は、さらに、隙間７に設置された介在部材１５を備える。介在部材１５は、炸薬６の成形破片８と反対側の位置において起爆部９を支持する構造を持っている。介在部材１５は、飛翔時にりゅう弾１が旋転することによって成形破片８が隙間７内で周方向に移動すると、この成形破片８の移動にあわせて炸薬６周囲を回転し、起爆部９と一体となって隙間７内を回転することにより起爆部９が常に隙間７の上部に配置されるように構成されている。

図３において、りゅう弾１の頭部３には、信管１０が納められている。
信管１０と起爆部９との間の電気信号経路上には、起爆部９の周方向位置に拘わらず信管１０と起爆部９との電気的接続を確保するためのコンタクトリング１６が設けられている。図示例において、コンタクトリング１６は、隙間７に面する位置において頭部３に格納されている。コンタクトリング１６には、起爆部９の周方向移動ともに周方向に移動するブラシ（接触子）１７が接触している。ブラシ１７は、起爆部９が介在部材１５とともに回転しても常にコンタクトリング１６と接するように構成されている。
このブラシ１７と起爆部９とが導線１１で電気的に接続されている。また信管１０とコンタクトリング１６も導線で電気的に接続されている。

なお、そのほかの構成は、第１実施形態と同様である。推進薬１２と尾翼１４は設置してもしなくても良い。

上述した第２実施形態の構成によれば、第１実施形態と同様に、成形破片８が隙間７内の周方向の一部にだけ配置されているため、成形破片８の数を大幅に減らすことができ、この結果、りゅう弾１を軽量化できる。また、第２実施形態のりゅう弾１は、介在部材を備えるため、その分、第１実施形態より重くなるが、破片効果を得る必要がない介在部材１５では軽い材質・構造を採用できるため、従来技術のりゅう弾３０よりは軽くすることができる。

また、第１実施形態とは異なり介在部材１５を有するので、無駄な炸薬６のエネルギーを最小限に抑えることができる。すなわち、りゅう弾１が回転すると、成形破片８が転がって隙間７の下部に移動し、介在部材１５を押す。すると、介在部材１５に成形破片８の重みが加わり、りゅう弾１の中心軸を中心に介在部材１５を回転させる構造になっている。この構造により、起爆部９を常に炸薬６の上部に配置することができるため、ほとんどの炸薬６のエネルギーを下に向かせることができ、下方向以外の方向に向かう無駄な炸薬６のエネルギーを最小限に抑えることができ、なおかつ従来技術と比べ一つの成形破片８に与える運動エネルギーを増加させることができる。

その他の効果として、成形破片８を常にりゅう弾１の下方に飛散させ、成形破片８に下向きの指向性を持たせることができる点、及び、無駄な成形破片を省くことができる点は、第１実施形態と同様である。

介在部材１５は種々の形態を採用することがきる。以下、介在部材１５のいくつかの構成例について説明する。

＜介在部材の第１構成例＞
図４は、介在部材１５の第１構成例を示す斜視図である。
図４において、介在部材１５は、隙間７の湾曲にあわせて成型された円周の一部を欠くリング状の周方向フレーム１８と、りゅう弾１の軸方向にのびる複数の軸方向フレーム１９とからなり、成形破片８よりも質量の小さい素材で構成されている。複数の軸方向フレーム１９は、周方向フレーム１８の周方向に間隔をおいて配置されており、そのうち２本は、周方向フレーム１８の端部に連結されている。図３の（Ｂ）に示した介在部材１５は、第１構成例であり、同図に示すように介在部材１５のうち成形破片８の炸薬６を挟んで反対側にあたる部位に起爆部９が取り付けられている。

周方向フレーム１８の端部に連結された２本の軸方向フレーム１９は、成形破片８が周方向フレーム１８側に移動しないような太さに設定されている。そのため、りゅう弾１が回転すると、成形破片８が転がって隙間７の下部に移動し、介在部材１５の軸方向フレーム１９を押す。すると、軸方向フレーム１９に成形破片８の重みが加わり、りゅう弾１の 中心軸を中心に介在部材１５を回転させる構造になっている。
なお、介在部材１５は、適度な剛性と軽量化を両立する観点から、図示例のようなフレーム構造が好ましいが、円筒面の一部を欠いた筒状構造や円筒面の一部を欠いた網素材の筒状構造でもよい。また、介在部材１５の周方向フレーム１８は１本でも複数でも良い。

図４に示す第１構成例の介在部材１５では、炸薬６を挟んで成形破片８の反対側にあたる位置において介在部材１５に設けられた箱に起爆部９を収納し、支持している。

介在部材１５の最も頭部側の周方向フレーム１８にブラシ１７が設けられている。このブラシ１７は介在部材１５が回転しても常にコンタクトリング１６と接するように構成されている。図４では、ブラシ１７から起爆部９に接続する導線１１は軸方向フレーム１９内に収納されている。なお、ブラシ１７は一つでも複数でも良い。

上述した第１構成例によれば、介在部材１５が配置された分の無駄な成形破片８を省くことができ、介在部材１５が質量の小さい素材（例えばアルミニウム合金などの軽量金属や合成樹脂など）で形成されているため、とても軽くすることができる。

また、介在部材１５がフレーム構造となっていることにより、介在部材１５の軽量化を保ちつつ強度を保つことができる。また、介在部材１５に設けられた箱に起爆部９を収納し、導線１１をフレーム内に収納することにより、起爆部９とブラシ１７の間の電気信号経路が壊れにくい構造にすることができる。また、コンタクトリング１６とブラシ１７の構成により、介在部材１５が回転し、起爆部９の周方向位置が変化しても信管１０と起爆部９との電気的接続を確保することができる。すなわち、起爆時、信管１０から発せられた電流は、りゅう弾１の頭部３内の導線１１およびコンタクトリング１６を介し、介在部材１５に取り付けられたブラシ１７と導線１１を介して起爆部９に伝達することができる。

＜介在部材の第２構成例＞
図５は、介在部材１５の第２構成例を示す斜視図と断面図である。第２構成例の介在部材１５のように、起爆部９を介在部材１５の周方向フレーム１８の内側に取り付けても良い。また、ブラシ１７から起爆部９に接続する導線１１をフレームの外側に沿わせてもよい。

この構成により、第１構成例と異なり、起爆部９の大きさに合わせて介在部材１５を作成する必要が無く、介在部材１５に既製の起爆部９を組み合わせて使用することができる。

その他の効果として、介在部材１５の強度を保ったまま軽くすることができる点、及び、介在部材１５が回転し、起爆部９の周方向位置が変化しても信管１０と起爆部９との電気的接続を確保することができる点は、第１構成例と同様である。

＜介在部材の第３構成例＞
図６は、介在部材１５の第３構成例を示す斜視図である。介在部材１５の形態は、図６の第３構成例のように介在部材１５の端部の周方向フレーム１８を完全なリングにしてもよい。

このような構造をとることにより、第１構成例や第２構成例よりも介在部材１５を安定して回転させることができる。さらに、図６の形態をとる介在部材１５の端部の周方向フレーム１８を軸受で支持して回転を滑らかにすることにより、りゅう弾１の高速回転に耐えることができる構造になる。

その他の効果として、介在部材１５の強度を保ったまま軽くすることができる点、起爆部９とブラシ１７の間の電気信号経路が壊れにくい構造にすることができる点、及び、介在部材１５が回転し、起爆部９の周方向位置が変化しても信管１０と起爆部９との電気的接続を確保することができる点は、第１構成例と同様である。

＜介在部材の第４構成例＞
図７は、介在部材１５の第４構成例を示す斜視図である。第４構成例のように、介在部材１５の形態は起爆部９を支える１本の周方向フレーム１８と、この周方向フレーム１８の両端部に連結された２本の軸方向フレーム１９からなる形態でも良い。軸方向フレーム１９の頭部３側の端部に、コンタクトリング１６と接触させるブラシ１７を設置し、フレームの内部に起爆部９とブラシ１７を電気的に接続する導線１１を納めることもできる。

このような構造をとることにより、第１構成例、第２構成例および第３構成例よりもりゅう弾１をさらに軽量化することができる。

その他の効果として、起爆部９とブラシ１７の間の電気信号経路が壊れにくい構造にすることができる点、及び、介在部材１５が回転し、起爆部９の周方向位置が変化しても信管１０と起爆部９との電気的接続を確保することができる点は、他の構成例と同様である。

なお、上記において、本発明の実施形態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。

１ りゅう弾
２ 弾殻
２ａ 隔壁
３ 頭部
４ 前方区画
５ 後方区画
６ 炸薬
６ａ 凹孔
７ 隙間
８ 成形破片
９ 起爆部
１０ 信管
１１ 導線
１２ 推進薬
１３ 尾部
１４ 尾翼
１５ 介在部材
１６ コンタクトリング
１７ ブラシ
１８ 周方向フレーム
１９ 軸方向フレーム

Claims (4)

1. 中空円筒状の弾殻と、
   該弾殻と中心軸を同じくした円筒形状であり円筒面全周にわたり前記弾殻の内壁との間に隙間が設けられるように前記弾殻内に収められている炸薬と、
   前記弾殻内に収められ前記炸薬を起爆させる起爆部と、
   前記隙間に周方向に転がるように配列され転動体の形状をもつ複数の成形破片と、
   前記起爆部に電流を送る信管と、を備え、
   前記複数の成形破片は、該成形破片の集合体の周方向の存在範囲が１８０度以下になるように前記隙間に収容されており、
   飛翔時には前記成形破片が重力で常に前記隙間の下部に存在するように構成されている、ことを特徴とする指向性りゅう弾。
2. 前記隙間に設置され前記炸薬の前記成形破片と反対側の位置において前記起爆部を支持する構造を持つ介在部材を備え、
   飛翔時には前記介在部材は前記成形破片の移動にあわせて前記炸薬周囲を回転し、前記起爆部が前記介在部材と一体となって前記隙間内を回転することにより常に前記隙間の上部に配置されるように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の指向性りゅう弾。
3. 前記介在部材はフレーム構造である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の指向性りゅう弾。
4. 前記弾殻の先端には前記信管を格納する頭部が設置されており、
   さらに、前記信管と前記起爆部との間の電気信号経路上に配置され、前記起爆部の周方向位置に拘わらず前記信管と前記起爆部との電気的接続を確保するためのコンタクトリングを備える、ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の指向性りゅう弾。

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