JP5774843B2 - 円筒状弾薬用容器 - Google Patents

Description

本発明は、例えばりゅう弾砲用発射装薬の梱包容器、火砲用弾薬の梱包容器等として利用される円筒状弾薬用容器に関する。

弾薬の分野でいう梱包容器とは、ミサイル等の外装に使用されるモータケースと呼ばれる金属容器のこと、あるいはりゅう弾砲用発射装薬の保管時や運搬時に使用される金属容器のことを意味する。ミサイルとは、モータケースの内面にライナーを貼り付け、その内側に推進薬を注型して一体化させたものであり、キャニスタと称される収納容器に収納し潜水艦等に搭載されるものである。そのため、梱包容器として使用されるモータケースは、ミサイルが発射されるまで推進薬と一体化した状態のまま保持されている。

一方、りゅう弾砲用発射装薬等に使用される梱包容器とは、細かい粒状の発射薬を装填した発射装薬を弾薬庫に保管する際、又は発射装薬を運搬する際に一時的に使用する単なる金属容器のことである。発射装薬をりゅう弾砲等の薬室に挿入する際には梱包容器は取り除かれる。

一般に、りゅう弾砲用発射装薬、火砲用弾薬等に使用される梱包容器は、運用面を配慮して一定以上の落下強度と気密性を有する構造となっている。近年、火砲用弾薬やりゅう弾砲用発射薬は、平和貢献活動に基づく海外への派遣活動を理由に保管及び運用時における良好な取り扱い性が求められるようになってきている。火砲用弾薬や発射薬の取り扱い評価方法として、米国のＩＴＯＰ（International Test Operations Procedure）やＳＴＡＮＡＧ（Standardization Agreement、ＮＡＴＯ規格）などで試験方法が規格化されている。これらの規格の中で運用面での取り扱い性を評価する試験項目としては、落下試験、クックオフ試験、殉爆試験及び銃撃感度試験が規定されている。

このような規定を満たすために、りゅう弾砲用発射装薬や火砲用弾薬の梱包容器には強固な落下強度と高い気密性が要求されている。

ところが、既存の梱包容器では、容器内部に収容された弾薬や発射装薬を構成する火薬類が発火した場合に、火薬類の燃焼反応が激しい状態に陥りやすい。その場合、爆発音を伴う爆発現象や、最悪の場合には爆薬の燃焼反応と同一の爆轟現象が発生し、周囲の人員や機材などに多大な被害や損失を与える事態がしばしば発生している。

そこで、本発明の目的とするところは、強度を保持しつつ、弾薬の燃焼反応を緩和でき、周囲の被害を抑制できる円筒状弾薬用容器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、第１の発明の円筒状弾薬用容器は、有底円筒状をなす容器本体の開口部には蓋体が接合され、容器本体の円筒部には螺旋状の接合部を有する金属製の円筒状弾薬用容器において、前記円筒部には接合部と交差する位置に少なくとも１個の貫通した細長い四角形状、幅の狭い直線状、正方形状、又は楕円形状の開口孔が設けられ、その開口孔を封止する封口板を有し、前記円筒部の長さに対する開口孔の長さの和の比率が０．２５〜３．０であることを特徴とする。

第２の発明の円筒状弾薬用容器では、第１の発明において、前記円筒部の外径に対する開口孔の幅の比率が０．００１〜０．０５である。

本発明の円筒状弾薬用容器は、円筒部には接合部と干渉する位置に少なくとも１個の貫通した開口孔が設けられ、その開口孔を封止する封口板を有し、前記円筒部の長さに対する開口孔の長さの和の比率が０．２５〜３．０に設定されている。このため、円筒状弾薬用容器の強度を保持しつつ、内部の弾薬が燃焼したとき開口孔を封止する封口板が破れやすく、そこから燃焼反応が激しくなる前に燃焼ガスを放出することができる。

従って、本発明の円筒状弾薬用容器は、強度を保持しつつ、弾薬の燃焼反応を緩和でき、周囲の被害を抑制できる。

実施例１における円筒状弾薬用容器を示す図であって、（ａ）は部分破断正面図、（ｂ）は円筒状弾薬用容器の側断面図、（ｃ）は部分破断背面図及び（ｄ）は開口孔が封口板で封止されている状態を拡大して示す部分拡大断面図。 実施例２における円筒状弾薬用容器を示す図であって、（ａ）は部分破断正面図、（ｂ）は円筒状弾薬用容器の側断面図、（ｃ）は部分破断背面図及び（ｄ）は開口孔が封口板で封止されている状態を拡大して示す部分拡大断面図。

以下に本発明を具体化した実施形態について詳細に説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態の円筒状弾薬用容器１０（以下、単に弾薬用容器ともいう）は、有底円筒状をなす容器本体１１の開口部１１ａに蓋体１２が接合されて構成され、内部に弾薬１３が装填されるようになっている。弾薬（発射薬）１３としては、シングルベース発射薬、ダブルベース発射薬、トリプルベース発射薬、マルチベース発射薬等が用いられる。容器本体１１は金属板で形成され、その円筒部１４は長尺状の金属板が螺旋状に巻かれ、その側縁が突き合わされて例えばシーム溶接により溶接されて接合部１５となっている。金属板の材質は特に限定されず、従来から円筒状弾薬用容器１０に使用されている金属の全てが使用できる。金属板の材質としては、鋼板が好ましい。蓋体１２を構成する金属板も容器本体１１と同じ金属板が用いられる。また、接合部１５は弾薬用容器１０の底面１１ｂに対して２０〜４０度程度の一定角度で螺旋状に延びている。

前記円筒部１４には接合部１５と干渉する位置に少なくとも１個（本実施形態では２個）の開口孔１６が設けられている。該開口孔１６は正面細長い四角形状、すなわち幅の狭い直線状に形成されている。この開口孔１６を設けることにより、弾薬用容器１０内の弾薬１３が燃焼したとき、開口孔１６から燃焼ガスを放出することができ、弾薬用容器１０内における弾薬１３の燃焼反応が急激に進行することを抑制することができる。開口孔１６の数は適宜設定され、１個でもよいが、２〜１５個程度が好ましい。開口孔１６が１個のときには、円筒部１４の長さＬに対する開口孔１６の長さｘの和の比率を０．２５〜３．０の範囲に設定することが難しくなる。その一方、１５個を超えるときには、その比率が３．０を超えるような過大になる傾向を示す。

前記円筒部１４の外周面には、開口孔１６を封止するように封口板１７が接合されている。図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、該封口板１７は開口孔１６より大きい正面長方形状に形成され、円筒部１４の外周面から開口孔１６を塞ぎ、開口孔１６の周縁より外周側へ所定幅で円筒部１４に重なった状態で接合されている。封口板１７の強度は円筒部１４の強度より低くなるように設定される。例えば、封口板１７はアルミニウムテープ、アルミニウムブチルテープ等のテープ類、又はポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の合成樹脂板、又はアルミニウム、鉄、ステンレス鋼等の金属板で形成されるとともに、その厚みは好ましくは０．５〜５ｍｍに設定される。この厚みが０．５ｍｍ未満の場合、封口板１７の強度が低下し、弾薬用容器１０の保管時や運搬時における取扱性が低下する。一方、厚みが５ｍｍを超える場合、封口板１７の強度が高くなる傾向を示し、弾薬１３の燃焼による燃焼ガスで封口板１７が破れ難くなり、好ましくない。

そして、封口板１７が円筒部１４の外周面に溶接、接着等の手段により接合されることによって、開口孔１６が常には封口板１７で封止されている。この封口板１７が弾薬１３の燃焼反応による燃焼ガスの圧力で破れ、開口孔１６が開口されるようになっている。

前記円筒部１４の長さＬに対する開口孔１６の長さｘの和の比率は、弾薬用容器１０の強度保持と弾薬１３の燃焼反応の緩和とのバランスの観点から、０．２５〜３．０に設定されている。この比率が０．２５を下回る場合には、弾薬用容器１０内の弾薬１３が燃焼したとき、開口孔１６から燃焼ガスを十分に放出することができず、弾薬１３の燃焼反応が激しい状態に陥るおそれがある。その一方、比率が３．０を上回る場合には、開口孔１６から弾薬１３の燃焼ガスを十分に放出することはできるが、過剰な面積を有する開口孔１６により円筒部１４の強度が低下し、弾薬用容器１０としての機能を果たすことができなくなる。

また、前記円筒部１４の外径Ｄに対する開口孔１６の幅ｙの比率は０．００１〜０．０５であることが好ましい。該比率が０．００１より小さい場合には、弾薬１３の燃焼反応による燃焼ガスによって封口板１７が破裂し難くなり、弾薬用容器１０内の圧力の急上昇を招くおそれがあって好ましくない。一方、その比率が０．０５より大きい場合には、封口板１７の破壊強度が低くなり過ぎ、弾薬用容器１０の保管や運用時における取扱性が悪くなって好ましくない。

次に、上記のように構成された弾薬用容器１０の作用について説明する。
さて、弾薬用容器１０の運搬時等の取扱時において、衝撃、温度上昇等の原因により弾薬用容器１０内の弾薬１３が燃焼反応を引き起こした場合には、発生する燃焼ガスによって弾薬用容器１０内の圧力が上昇する。このとき、円筒部の長さＬに対する開口孔１６の長さｘの和の比率が前記所定範囲に設定されている。そのため、燃焼ガスの高い圧力により封口板１７が破れて開口孔１６から燃焼ガスが放出される。従って、弾薬用容器１０内の圧力はそれ以上上昇することなく、弾薬１３の燃焼反応は穏やかに進行し爆発に到ることを防止できる。

以上の実施形態により発揮される効果を以下にまとめて記載する。
（１）本実施形態の弾薬用容器１０では、その円筒部１４の接合部１５と干渉する位置に少なくとも１個の開口孔１６が設けられ、該開口孔１６が封口板１７で封止されている。このように、開口孔１６が螺旋状に延びる接合部１５を通るように設けられていることから、円筒部１４の強度を低下させて内圧上昇による開口孔１６からの破れを容易に進行させることができる。加えて、円筒部１４の長さＬに対する開口孔１６の長さｘの和の比率が０．２５〜３．０に設定されている。このため、弾薬用容器１０内の弾薬１３が燃焼したとき開口孔１６を塞ぐ封口板１７が破れやすく、燃焼反応が激しくなる前に開口孔１６から燃焼ガスを放出することができる。

従って、弾薬用容器１０は、その強度を十分に保持しつつ、弾薬１３に基づく燃焼反応を速やかに緩和でき、周囲の被害を抑制できる。
（２）前記円筒部１４の外径Ｄに対する開口孔１６の幅ｙの比率が０．００１〜０．０５に設定されている。このため、弾薬１３の燃焼反応による燃焼ガスの圧力で封口板１７が破れやすく、容易に開口が形成され、開口孔１６から燃焼ガスが放出されて燃焼反応を容易に緩和することができる。

以下に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１−１〜１−８並びに比較例１−１及び１−２）
図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、直線状に形成された開口孔１６及び四角板状に形成された封口板１７を円筒状弾薬用容器１０の円筒部１４にそれぞれ設けた例である。弾薬用容器１０は冷間圧延鋼板で形成されたスパイラル鋼管製金属容器であり、冷間圧延鋼の引張強度は２７０Ｎ／ｍｍ^２である。弾薬用容器１０の内径は１５９ｍｍ、長さＬは３６５ｍｍ、肉厚は１．２ｍｍである。螺旋状の接合部１５は、弾薬用容器１０の底面１１ｂに対する巻角度が３０度に設定されている。

前記開口孔１６は、幅ｙが０．３ｍｍ、長さｘが６０〜３００ｍｍの直線形状であり、接合部１５であるシーム溶接部と干渉する位置に１〜４個設けた。円筒部１４の長さＬに対する開口孔１６の長さｘの和の比率を表１に示した。封口板１７として、厚み０．５ｍｍ、幅５０ｍｍで粘着力が７．９Ｎ／１０ｍｍのアルミニウムテープ、及び厚み４ｍｍ、幅５０ｍｍで引張強さ１５ＭＰａのポリエチレン樹脂板、及び厚み１．２ｍｍ、幅５０ｍｍで引張強さ１０５ＭＰａのアルミニウム板を使用した。ポリエチレン樹脂板及びアルミニウム板は接着剤によって円筒部１４に接合した。封口板１７の長さは各開口孔１６の長さｘに対して３０ｍｍ長くなるように、封口板１７の両端を開口孔１６の両端から各１５ｍｍの位置に配置した。

容器本体１１の内部には、ニトロセルロース、ニトログリセリン及びニトログアニジンを主成分とするトリプルベース発射薬を２．３ｋｇ収容した。このトリプルベース発射薬は断面六角形状に形成され、直径１４ｍｍ及び長さ１４ｍｍであった。このトリプルベース発射薬の中に点火薬として黒色火薬０．００２ｋｇを配置して発火試験を実施した。このとき、円筒部１４の長さＬに対する開口孔１６の長さｘの和の比率によって容器本体１１に被せられた蓋体１２が離脱するか否か、又は容器本体１１が破壊して破片が飛散するか否かを下記の評価基準に従って評価した。それらの発火試験結果を表１に示した。
（評価基準）
○は封口板１７が開放して容器本体１１の蓋体１２が離脱しなかったことを示す。

×は容器本体１１の蓋体１２又は容器本体１１の破片が飛散したことを示す。

表１に示したように、実施例１−１〜１−８では円筒部１４の長さＬに対する開口孔１６の長さｘの和の比率が０．２５〜３．０の範囲内に設定されているため、いずれも発火試験の結果は良好であることが明らかになった。その一方、上記比率が０．２５を下回る比較例１−１又はその比率が３．０を上回る比較例１−２では、発火試験の結果が不良となる結果を招いた。
（実施例２−１〜２−３）
図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、開口孔１６を正面長方形状とし、その幅ｙを変更して比較した例である。前記実施例１−１と同一の円筒状弾薬用容器１０において、開口孔１６を円筒部１４に設け、その形状が長さｘ２００ｍｍ、幅ｙ０．３〜７ｍｍの長方形状であり、接合部１５であるシーム溶接部と干渉する位置に１個設けた。円筒部１４の外径Ｄに対する開口孔１６の幅ｙの比率を表２に示した。封口板１７として、厚み０．５ｍｍで粘着力が７．９Ｎ／１０ｍｍのアルミニウムテープを使用した。封口板１７の長さ及び幅は各開口孔１６の長さｘ及び幅ｙに対して３０ｍｍ長く設定し、封口板１７の両端及び両側縁を開口孔１６の両端及び両側縁から各１５ｍｍの位置に配置した。

そして、この円筒状弾薬用容器１０に関して取扱性を評価するため、落下試験を実施した。弾薬用容器１０の内部には前記実施例１−１と同一のトリプルベース発射薬を２．３ｋｇ収容し、弾薬用容器１０の円筒部１４を地面に対して平行にした状態で２．１ｍの高さから落下させた。このとき、弾薬用容器１０が変形又は破壊するか否かを下記の評価基準に従って評価した。それらの落下試験結果を表２に示した。
（取扱性試験の評価基準）
◎：２．１ｍ落下試験後、弾薬用容器１０に変形が生じなかったことを示す。

○：２．１ｍ落下試験後、弾薬用容器１０に変形が生じたことを示す。
×：２．１ｍ落下試験後、弾薬用容器１０が破損して内容物が漏出したことを示す。

表２に示したように、実施例２−１〜２−３では円筒部１４の外径Ｄに対する開口孔１６の幅ｙの比率が０．００１〜０．０５の範囲内に設定されているため、落下試験の結果は良好であることが示された。

なお、前記実施形態を次のように変更して実施することも可能である。
・ 前記開口孔１６の延びる方向を接合部１５の延びる方向と直交するように設定したり、円筒部１４の軸線方向に延びるように設定したりすることができる。

・ 前記開口孔１６を、正面正方形状に形成したり、正面楕円形状に形成したりすることも可能である。その場合、封口板１７を開口孔１６より大きく、開口孔１６の形状に対応した形状に形成することができる。

・ 容器本体１１や蓋体１２を構成する金属板として、熱間圧延鋼板、ステンレス鋼板等を使用することもできる。

１０…円筒状弾薬用容器、１１…容器本体、１１ａ…開口部、１２…蓋体、１４…円筒部、１５…接合部、１６…開口孔、１７…封口板、Ｄ…円筒部の外径、Ｌ…円筒部の長さ、ｘ…開口孔の長さ、ｙ…開口孔の幅。

Claims (2)

1. 有底円筒状をなす容器本体の開口部には蓋体が接合され、容器本体の円筒部には螺旋状の接合部を有する金属製の円筒状弾薬用容器において、
   前記円筒部には接合部と交差する位置に少なくとも１個の貫通した細長い四角形状、幅の狭い直線状、正方形状、又は楕円形状の開口孔が設けられ、その開口孔を封止する封口板を有し、前記円筒部の長さに対する開口孔の長さの和の比率が０．２５〜３．０であることを特徴とする円筒状弾薬用容器。
2. 前記円筒部の外径に対する開口孔の幅の比率が０．００１〜０．０５である請求項１に記載の円筒状弾薬用容器。

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