JP5853611B2 - 空包 - Google Patents

Description

本発明は、射撃訓練や式典等において、実際の砲弾（実包）を射出することなく、衝撃音、または衝撃音と煙及び火炎、を発生させる空包に関する。

従来より、射撃訓練や式典等において、衝撃音、または衝撃音と煙及び火炎、を発生する空包が利用される場合があり、種々の空包が開示されている。
例えば、特許文献１に記載された従来技術には、空包容器の先端の蓋部に、貫通孔の中間部分の径が絞られたノズルが形成されて、このノズルを内側から覆うように緊塞板が配置された空砲弾（空包に相当）が開示されている。ノズルの中間部分の径を絞ることで、噴出される燃焼ガスはこの絞られた部分にて音速に達し、音速に達した燃焼ガスにて空砲（空包）を後方に移動する推力を得て、自動的に装填部から空砲（空包）を排出できるようにしている。
また、特許文献２に記載された従来技術には、発射薬が装填された燃焼容器の頭部を、蓋となる金属性の破裂板にて密閉している空包が開示されている。そして破裂板には、燃焼ガスにて壊れ易くするための切り溝が設けられており、空包の点火後、燃焼容器内部の圧力が所定圧に上昇するまで破裂板は破壊されずに維持され、更なる圧力上昇とともに破裂板は破壊され、衝撃音が発生する。

特開平７−１９０６９８号公報 特許第４７４０６５５号公報

より安全に空包を使用するためには、火砲に装填した空包を使用した際に発生する燃焼ガスが、全て火砲の前方から排出されることが好ましい。
しかし、特許文献１及び特許文献２に記載された従来技術には、空砲弾（空包）を火砲の薬室に装填した状態において、空砲弾（空包）の周囲と薬室との隙間を密封する構造に関する記載が見受けられず、燃焼ガスが火砲の後方から漏れる可能性が考えられる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、火砲に装填した空包が燃焼した状態において、空包と火砲との隙間をより確実に密封し、より安全な空包を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る空包は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、軸方向における少なくとも一方端が開口している筒状の容器である燃焼容器と、前記燃焼容器における前記一方端に取り付けられる底部材とを有し、前記底部材には、前記燃焼容器の外部と内部を連通する連通孔が形成されており、前記燃焼容器の内部には発射薬が装填され、前記連通孔には着火用の火管が装填され、前記火管と前記発射薬との間には点火薬が装填されて、火砲に装填される空包である。
そして、前記底部材における外周面であって前記火砲の内周面と対向する面には、前記底部材の外周面と前記火砲の内周面との隙間を密封する円環状のシール部材が設けられており、前記シール部材は前記発射薬の収容空間より前記一方端側に位置する。

この第１の発明によれば、火砲に装填した空包が燃焼した状態において、空包の底部材の外周面と火砲の内周面との隙間を、円環状のシール部材にて、より確実に密封することができる。
これにより、空包を使用した際の燃焼ガスが火砲の後方から漏れることを適切に防止することができるので、より安全な空包を実現することができる。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る空包であって、前記シール部材は、弾性部材であり、前記底部材における前記外周面に形成されたシール溝に嵌め込まれている。

この第２の発明によれば、シール部材を適切に位置決めすることができるので、空包の底部材の外周面と火砲の内周面との隙間を、より確実に密封することができる。

本発明の空包１を構成する各部材を説明する斜視図である。 空包１を組み付けた状態を説明する断面図である。 空包１を火砲１００の薬室に装填した状態を説明する断面図である。 空包１を火砲１００の薬室に装填した状態を説明する断面図である（シール部材の外周径を火砲筒部１０１の内周径よりも小さくした場合）。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。なお、図１〜図４においてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は直交座標を示しており、Ｚ軸方向は空包１及び火砲１００の軸方向（Ｚ軸の向かう方向が砲口方向）を示している。

●［空包１を構成する各部材（図１）と、空包１を組み付けた状態（図２）］
図１は空包１を構成する各部材の斜視図を示しており、図２は空包１を組み付けた状態における断面図を示している。
図１及び図２に示すように、空包１は、火管Ｋ１、底部材１０、シール部材８０、点火薬Ｋ２、点火薬スペーサ２０、支持補助部材３０、発射薬Ｋ３、飛散防止部材４０、オリフィスクロージャ５０、貫通孔であるオリフィス６２が蓋部６３に形成された燃焼容器６０、装填ガイド７０等にて構成されている。
なお、底部材１０、点火薬スペーサ２０、支持補助部材３０、飛散防止部材４０、燃焼容器６０、装填ガイド７０の材質には、鉄、ステンレス、アルミニウム、真鍮等の種々の金属を使用することができる。

底部材１０は、空包１の底部を構成しており、燃焼容器６０を固定するためのネジ部１１と、固定した燃焼容器６０の内部と外部を連通するとともに火管Ｋ１を装填する孔である連通孔１２と、シール部材８０を嵌め込むシール溝１３と、が形成されている。なおシール溝１３は、底部材１０における外周面であって、図３に示すように火砲１００と対向する面に形成されている。
火管Ｋ１は、底部材１０の連通孔１２に装填される点火具であり、例えば電流が流されると点火し、点火薬Ｋ２を着火する。
シール部材８０は、例えばゴム等の円環状の弾性部材であり、シール溝１３に嵌め込まれて、火砲１００の薬室に装填された空包が燃焼した際、火砲１００と空包１との隙間を密封する。
ネジ部１１には、燃焼容器６０の軸方向の一方端の側に形成されたネジ部６１がねじ込まれる。

点火薬スペーサ２０は、底部材１０の連通孔１２の開口部に点火薬Ｋ２を保持するとともに、支持補助部材３０を支持している。また点火薬スペーサ２０は、点火薬Ｋ２の燃焼エネルギーを発射薬Ｋ３に伝搬するために、複数の貫通孔２１が形成されたパンチングメタルや複数の貫通空間部が形成された金網等にて形成されている。なお、点火薬スペーサ２０は省略してもよい。
点火薬Ｋ２は、点火薬スペーサ２０にて連通孔１２の開口部に保持され、火管Ｋ１によって着火され、発射薬Ｋ３を着火する。
支持補助部材３０は、点火薬スペーサ２０にて支持され、飛散防止部材４０を燃焼容器６０のオリフィス６２の近傍に保持するように支持するとともに、発射薬Ｋ３を燃焼容器６０内に均等に配置する収容スペースを形成している。また支持補助部材３０は、発射薬Ｋ３の燃焼エネルギーを燃焼容器６０内に均等に伝搬させるために、複数の貫通孔３１が形成されたパンチングメタルや複数の貫通空間部が形成された金網等にて形成されている。なお、点火薬スペーサ２０から飛散防止部材４０までの空間に発射薬Ｋ３がぎっしりと詰められていれば、支持補助部材３０を省略してもよい。
また、支持補助部材３０を省略して、飛散防止部材４０を燃焼容器６０の内部に圧入して位置を固定してもよいし、燃焼容器６０の内部に飛散防止部材４０をろう付けして位置を固定してもよい。

飛散防止部材４０は、支持補助部材３０に支持され、燃焼容器６０の他方端に形成された蓋部６３の内側の面に近接するように配置されている。また飛散防止部材４０は、発射薬Ｋ３の燃焼ガスを燃焼容器６０のオリフィス６２に導くとともに、発射薬Ｋ３の未燃物等を通過させずに塞き止めるための所定径の複数の貫通孔４１が形成されたパンチングメタルや複数の貫通空間部が形成された金網等にて形成されている。前記所定径は発射薬Ｋ３の種類や形状等に応じて設定されるが、例えば４［ｍｍ］程度の径である。
なお、飛散防止部材４０は省略してもよい。
発射薬Ｋ３は、燃焼容器６０内における点火薬スペーサ２０と飛散防止部材４０の間の空間に装填され、点火薬Ｋ２によって着火され、空包１の衝撃音、または衝撃音と煙及び火炎を発生させる。

オリフィスクロージャ５０は、空包１の保管時に燃焼容器６０の内部に空気中の水分が通過しにくく、且つ雨中における空包１の取り扱いにおいて雨滴が燃焼容器６０の内部に浸入することを防止するものであり、オリフィス６２を覆うサイズを有し、オリフィス６２を覆うように接着または粘着されてオリフィス６２を封止する。
なお、オリフィスクロージャ５０は封止が目的であり、着火後の燃焼容器６０内の内圧を所定圧まで高めるものではないため、材質としては金属箔、プラスチック板、樹脂板、アルミラミネート箔、防水性を有する紙、等を使用することができる。
オリフィスクロージャ５０は、封止が目的であるので、燃焼容器６０の外側に取り付けられていてもよいし、燃焼容器６０の内側に取り付けられていてもよい。
またオリフィスクロージャ５０は、発射薬Ｋ３の燃焼による燃焼容器６０の内部の圧力が上昇することにより容易に破れ、破片が飛散しない質量とする必要がある。なお、「飛散」とは、本明細書では、破片等が勢いよく飛び出し、飛び出した破片等が、飛び出した方向に直線状に勢いよく飛行する状態を指す。オリフィスクロージャ５０の材質として、金属箔またはプラスチック板または樹脂板を使用する場合、厚さは０．５［ｍｍ］以下（より好ましくは０．２［ｍｍ］以下）とすると、飛び出した破片は直線状に勢いよく飛行せず、はらはらと舞い落ちてくるので「飛散」しない。またオリフィスクロージャ５０の材質として、アルミラミネート箔または紙を使用する場合、厚さは１［ｍｍ］以下とすると、飛び出した破片は直線状に勢いよく飛行せず、はらはらと舞い落ちてくるので「飛散」しない。
なお、オリフィスクロージャ５０は省略してもよい。

燃焼容器６０は、軸方向における少なくとも一方端が開口している筒状の容器である。開口している一方端には、底部材１０のネジ部１１にねじ込むネジ部６１が形成されている。また他方端の蓋部６３には、燃焼容器６０の内部と外部を連通するとともに、燃焼容器６０の内径よりも小さな径の貫通孔であるオリフィス６２が形成されている。オリフィス６２は、発射薬Ｋ３による燃焼容器６０内の圧力を保持し、発射薬Ｋ３の安定燃焼と衝撃音を確保する。
なお、燃焼容器６０は、底部材１０に、ネジ止め、溶接、ろう付け等にて固定可能であるが、発射薬Ｋ３や点火薬Ｋ２を内部に装填してから固定されるので、熱や火花や火炎等を用いないネジ止めとすることが好ましい。
燃焼容器の前記他方端を開口とし、蓋部６３の代わりに固定具により破裂板を開口部を覆うように取り付け、空包が燃焼した際、規定圧力に達したときに破裂板が破れて、燃焼ガスが排出することにより、衝撃音を発生させることも可能である。

装填ガイド７０は、図３に示すように火砲１００の薬室に空包１を装填する際の取り扱いを容易にする、あるいは火砲１００に付属する自動装填機による自動装填を可能とするものであり、軸方向における両端が開口した筒状形状を有している。そして図２に示すように装填ガイド７０は、燃焼容器６０の周囲を覆うように、燃焼容器６０の軸ＺＣと同軸状となるように一方端が底部材１０に固定されている。固定方法は、溶接、ろう付け、ネジ止め等、いずれであっても構わない。また、装填ガイド７０の他方端は、火砲１００の薬室に空包１を装填する際の案内となるテーパ部７１を有しており、他方端の開口孔７２から衝撃音、煙、火炎が排出される。
また、装填ガイド７０は省略してもよい。

なお、上述したパンチングメタルは、例えば開孔率が１０［％］〜７０［％］のものを使用することができる。同様に、上述した金網は、例えば空間率が３０［％］〜８０［％］のものを使用することができる。
発射薬Ｋ３には、シングルベース、ダブルベース、トリプルベース、マルチベースなどを使用することができる。
点火薬Ｋ２には、黒色火薬、シングルベース点火薬など一般の弾薬に使用されている点火薬を使用することができる。また点火薬Ｋ２は布製の袋に収納されていても良い。
また、燃焼容器６０内に火炎を抑制するためにアルカリ金属塩からなる消炎剤を配置しても良い。また消炎剤は布製の袋に収納されていても良い。

●［空包１を火砲１００の薬室に装填した状態（図３、図４）］
図３及び図４（Ａ）は、空包１を火砲１００の薬室（火砲鎖栓１０２と火砲筒部１０１にて形成された空間）に装填した状態を示す断面図である。
図３は、シール部材８０の外周径を火砲筒部１０１の内周径よりもわずかに大きくした場合において、空包１を火砲１００に装填した状態を示す断面図である。
また図４（Ａ）は、シール部材８０の外周径を火砲筒部１０１の内周径よりもわずかに小さくした場合において、空包１を火砲１００に装填した状態を示す断面図であり、図４（Ｂ）及び（Ｃ）は、図４（Ａ）におけるａ部の拡大図である。そして、図４（Ｂ）は、空包１を火砲１００に装填した状態におけるａ部の拡大図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）の状態から空包１を燃焼させた状態におけるａ部の拡大図である。
図３に示すように、底部材１０における外周面であって火砲１００の内周面（火砲筒部１０１の内周面）と対向する面には、底部材１０の外周面と火砲１００の内周面との隙間を密封するための円環状のシール部材８０が設けられている。
またシール部材８０は、例えばゴム等の弾性部材であり、底部材１０における外周面に形成されたシール溝１３に嵌め込まれている。
このシール部材８０にて、空包１と火砲１００との隙間を密封するので、空包１を使用した際の燃焼ガス等が火砲１００の後方から漏れることがなく、より安全に空包１を使用することができる。
シール部材８０は、図３に示すように、空包１を火砲１００に装填した状態で、火砲筒部１０１の内周面に接するよう、シール部材８０の外周径を火砲筒部１０１の内周径よりもわずかに大きくしても良いし、図４（Ｂ）に示すように、シール部材８０の外周径を火砲筒部１０１の内周径よりもわずかに小さくして、装填時にはシール部材８０が火砲筒部１０１の内周面に接しないようにしても良い。
なお、シール部材８０の外周径を火砲筒部１０１の内周径よりもわずかに小さくする場合には、底部材１０のシール溝１３の砲口側との間に隙間１１０ができるように取り付ける。こうすることにより、空包１が燃焼を開始すると、図４（Ｃ）に示すように、その燃焼ガスが隙間１１０に入り込み、シール部材８０を砲口と反対側に圧縮するため、シール部材８０の外周が拡大し、火砲筒部１０１の内周面に接する。このことにより、燃焼ガス等が火砲１００の後方へ漏れることを防止できる。従って、空包１を火砲１００へ装填する際、シール部材８０が火砲筒部１０１の内周面に接していないことにより、装填がスムーズに行えると同時に、火砲１００への装填時にシール部材８０の破損を防ぐことが可能であり、且つ空包１の燃焼時には底部材１０の外周面と火砲筒部１０１の内周面との間を確実にシールすることができる。
なおシール部材８０は、ゴムに限定されず、耐熱性を有する樹脂や、金属製のガスケット等、種々の材質のものを用いることができる。
また本実施の形態の説明では、断面形状が略矩形のシール部材８０の例を説明したが、断面形状は、矩形に限定されず、円形状、楕円形状等、種々の形状のシール部材を用いることができる。
またシール部材８０は、空包１を組み付けた状態であっても交換可能であるので、装填する火砲１００の薬室の状態や、現地の天候等に応じて、臨機応変に適切なシール部材８０を選定して装着させることができる。

本発明の空包１は、本実施の形態で説明した外観、形状、構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。

１ 空包
１０ 底部材
１１ ネジ部
１２ 連通孔
１３ シール溝
２０ 点火薬スペーサ
３０ 支持補助部材
４０ 飛散防止部材
５０ オリフィスクロージャ
６０ 燃焼容器
６１ ネジ部
６２ オリフィス
６３ 蓋部
６４ 側壁
７０ 装填ガイド
７１ テーパ部
７２ 開口孔
８０ シール部材
１００ 火砲
Ｋ１ 火管
Ｋ２ 点火薬
Ｋ３ 発射薬

Claims (2)

1. 軸方向における少なくとも一方端が開口している筒状の容器である燃焼容器と、
   前記燃焼容器における前記一方端に取り付けられる底部材とを有し、
   前記底部材には、前記燃焼容器の外部と内部を連通する連通孔が形成されており、
   前記燃焼容器の内部には発射薬が装填され、前記連通孔には着火用の火管が装填され、前記火管と前記発射薬との間には点火薬が装填されて、火砲に装填される空包において、
   前記底部材における外周面であって前記火砲の内周面と対向する面には、前記底部材の
   外周面と前記火砲の内周面との隙間を密封する円環状のシール部材が設けられており、
   前記シール部材は前記発射薬の収容空間より前記一方端側に位置する、空包。
   
2. 請求項１に記載の空包であって、
   前記シール部材は、弾性部材であり、前記底部材における前記外周面に形成されたシール溝に嵌め込まれている空包。
   
   

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