JP5941809B2 - 火工品作動装置 - Google Patents

Description

本発明は、飛翔体において搭載された火工品作動装置に関する。

ミサイル、ロケットの飛翔体において、飛翔中に火工品を作動させる必要がある場合がある。ここでの火工品とは、例えば、飛翔中において後部を切り離すための装置や、または、胴体を開いて内部に格納している弾薬を展開するための装置を想定している。
この火工品を作動させるために、一般的に乾電池や熱電池が用いられている。具体的には、飛翔中において火工品を作動させるタイミングで、電池を起動させ、火工品に電力を供給する構造が採用されている。

火工品を電池によって作動させる装置としては、例えば、特許文献１に記載されている点火装置が知られている。
特許文献１に記載の点火装置は、電池より電源を供給する電源回路部と、昇圧された電力を蓄え点火玉に点火電流を供給する点火回路部を有することによって、ロケット用の火工品を点火する構造を有している。

特開２０１１−０１２９０３号公報

ここで、図１に記載するような火工品作動装置において、上記乾電池を用いると以下のような問題点が考えられる。
まず、飛翔体１に搭載した火工品２を点火させるための電源３として乾電池を使用した場合においては、作動装置の構造を簡素化することができるが、防衛設備品のように使用される時期が製造から数年経過した後である場合には、機器の信頼性を維持するために定期的な交換が必要になる。
一方、電源３として熱電池を使用した場合においては、製造から１０年程度は交換が不要であるため、メンテナンスの負荷を軽減させることができる。しかし、熱源や断熱構造等を必要とするため内部構造が複雑化し、製品の故障率を抑えることが困難になるといった問題点が生じていた。

そこで、本発明の目的は、数年ごとのメンテナンスが必要な乾電池や内部構造が複雑な熱電池を使用することがなく、簡素な構造で製造可能な火工品作動装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明によると、飛翔体に搭載され、火工品を作動するための電圧を発生する圧電素子と、
前記圧電素子に打撃を与えることで電圧を発生させる打撃装置と、を備え、
前記打撃装置は、前記圧電素子に向けた一端に開口部を有するシリンダと、
前記シリンダ内に格納され前記開口部に向けて摺動可能なピストンと、
前記シリンダ内に格納され点火によってガスを発生する出力薬と、
前記飛翔体の発射を契機として前記出力薬を点火する点火装置と、を有し、
前記ピストンは、前記点火装置による前記出力薬の点火時に発生するガスの圧力によって、前記開口部に向けて摺動し前記圧電素子に打撃を与える、ことを特徴とする火工品作動装置が提供される。

また、前記点火装置と前記出力薬とは、導爆線を介して連結しており、
前記導爆線は、一部又は全部が紐状の延時薬になっており、
前記延時薬は、一端が点火によって燃焼してから他端が燃焼するまで所定の時間を要する。

本発明によると、飛翔体の発射を契機とした出力薬の点火によって圧電素子に打撃を与える。よって、予め飛翔体内に乾電池や熱電池を搭載しなくても圧電素子に打撃を与えることによる電圧の発生が可能になる。

そのため、本発明によれば、数年ごとのメンテナンスが必要な乾電池や内部構造が複雑な熱電池を使用することがなく、また、簡素な構造で製造可能な火工品作動装置を提供することができる。

従来技術における飛翔体の模式図である。 本発明における飛翔体の模式図である。 本発明における火工品作動装置の構成図である。 本発明における搭載火工品作動装置によって子弾を放出する際の構成図である。

本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。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。

図２は、本発明における飛翔体の模式図であって、図３は、本発明における起動前の火工品作動装置の構成図である。
この図において、１０は火工品作動装置、１１は飛翔体、１２は火工品、１３は点火装置、１３ａは起動装置、１３ｂは導爆線、１３ｃは延時薬、１４は出力薬、１５はピストン、１５ａはシリンダ、１６は圧電素子、２０は打撃装置である。

図２において、飛翔体１１は、例えばミサイルやロケット弾等であり、この例においては、火工品１２を搭載したものを想定している。
火工品１２は、具体的には、飛翔体１１の筐体内部に搭載された弾薬等を目的地において散布する際に、例えば、局部的な爆破によって筐体の一部を開放するために用いるものや、飛翔体１１の側面に連結した推進力を補助するための補助用ロケット（図示しない）を、飛翔体１１の発射後所定時間経過してから切り離すために用いるものが想定される。
ここで、火工品１２を作動させるために、飛翔体１１内において電圧を発生させる必要がある。以下、飛翔体１１内における電圧を発生させる装置について説明を行う。

図３（ａ）は、火工品作動装置において、ピストン起動前の状態の構成図である。打撃装置２０は、圧電素子１６を打撃するための装置であり、後述する点火装置１３、出力薬１４、ピストン１５、シリンダ１５ａから構成される。
点火装置１３は、後述する出力薬１４に点火するための装置であって、起動装置１３ａと、この起動装置１３ａと出力薬１４とを連結する導爆線１３ｂと、この導爆線１３ｂの一部を構成する延時薬１３ｃからなる。
起動装置１３ａは、導爆線１３ｂの一端を点火するための装置であって、例えば、飛翔体１１が有するロケットモータ（図示しない）が点火した際や、飛翔体１１が地上や艦艇に設置された状態から発射したことをトリガーとして起動装置１３ａが起動する構成になっている。
具体的には、発射の際において、発射装置（図示しない）から直接電流を付加させることによって起動装置１３ａを起動させる方法や、ロケットモータの点火時において、ロケットモータと点火装置１３とが連結した導線の一端も同時に点火することによって起動装置１３ａを起動させる方法が考えられる。

さらに、この例においては、導爆線１３ｂの一部が延時薬１３ｃになっており、この延時薬１３ｃの長さを調整することによって、例えば飛翔体１１の発射から出力薬１４の点火までの時間を調整することが可能になっている。
この延時薬１３ｃは、マンガンやクロム酸バリウム等を主成分とするものを用いることを想定している。
また、この例においては、延時薬１３ｃは導爆線１３ｂの一部を構成しているが、導爆線１３ｂが全て延時薬１３ｃからなるものや、延時薬１３ｃの全部又は一部がシリンダ１５ａの中に設置されているものであってもよい。

シリンダ１５ａは、一端に開口部１５ｂを有する筒形状の容器であって、内部においてピストン１５及び出力薬１４を格納している。ピストン１５は開口部１５ｂから発射可能なように出力薬１４に対して開口部１５ｂに近い位置に配置している。
出力薬１４は、点火によってガスを発生させるものであり、発生したガス圧によってピストン１５を起動させる構成になっている。
ピストン１５の外径は、出力薬１４から発生したガス圧を最大限に利用するためにシリンダ１５ａの内径とほぼ同じ大きさに設定することが望ましい。また、起動前においては、ピストン１５の外壁と、シリンダ１５ａの内壁とが螺合されている構成であってもよい。
また、ピストン１５は、例えば、後端部においてシリンダ１５ａと連結されたバネ（図示しない）を有しており、出力薬１４の起動後、バネの弾性力によって元の位置に戻る構成であってもよい。

圧電素子１６は、ピストン１５によって打撃を受けることにより、電圧を発生させるものである。圧電素子１６は、例えば、セラミックによって製造されたものを用いることを想定している。
この構成を有することによって、飛翔体１１内部に乾電池等の電源を格納させることなく、飛行中においても火工品１２に対して点火をすることが可能になる。

なお、図３において、ピストン１５は、飛翔体１１の飛翔方向と垂直の方向に向けて起動する構成になっているが、飛翔体１１の飛翔方向と同一方向に向けて起動するような構成であってもよい。この構成によって、例えば小型の飛翔体１１に本発明を搭載する場合等において、ピストン１５の起動が飛翔体１１の飛翔に与える影響を小さくすることが可能になる。

図４は、本発明における搭載火工品作動装置によって子弾を放出する際の構成図である。
この図において、２１は展開装置、２２は格納部、２３は展開部、２４は子弾である。

この例は、火工品作動装置１０によって点火された火工品１２によって、展開部２３を展開させ、内部の格納部２２において格納していた子弾２４を放出する場合のものである。

展開装置２１は、火工品１２の点火に伴って起動するものである。この例において、展開部２３の先端部は、飛翔体１１の側面において連結しているものであり、この連結部分を展開装置２１によって解除する。
具体的には、展開装置２１は、局部的に爆発を発生させる機構であり、これによって、展開部２３の先端部と、飛翔体１１との連結部分を切り離し、展開部２３の展開を行う。

格納部２２は、飛翔体１１の内部に位置しており、この中に放出対象である子弾２４を格納する構成である。この例においては、格納部２２には複数の子弾２４が格納されているが、子弾２４ごとにそれぞれ格納部２２及び展開装置２１を設け、任意のタイミングで子弾２４を１つずつ放出させる構成であってもよい。

本発明においては、上記構成を有することによって、乾電池や熱電池を用いることなく火工品に電力を供給することが可能になるため、部材の交換等の頻繁なメンテナンスを必要としない。
さらに、熱源等を用いる必要がないため、構造を簡素にすることが可能になり、製品の故障率を下げることが可能になる。

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

１ 飛翔体、２ 火工品、３ 電源、
１０ 火工品作動装置、１１ 飛翔体、１２ 火工品、
１３ 点火装置、１３ａ 起動装置、
１３ｂ 導爆線、１３ｃ 延時薬、１４ 出力薬、
１５ ピストン、１５ａ シリンダ、１５ｂ 開口部、
１６ 圧電素子、２０ 打撃装置、
２１ 展開装置、２２ 格納部、２３ 展開部、２４ 子弾

Claims (2)

1. 飛翔体に搭載され、火工品を作動するための電圧を発生する圧電素子と、
   前記圧電素子に打撃を与えることで電圧を発生させる打撃装置と、を備え、
   前記打撃装置は、前記圧電素子に向けた一端に開口部を有するシリンダと、
   前記シリンダ内に格納され前記開口部に向けて摺動可能なピストンと、
   前記シリンダ内に格納され点火によってガスを発生する出力薬と、
   前記飛翔体の発射を契機として前記出力薬を点火する点火装置と、を有し、
   前記ピストンは、前記点火装置による前記出力薬の点火時に発生するガスの圧力によって、前記開口部に向けて摺動し前記圧電素子に打撃を与える、ことを特徴とする火工品作動装置。
2. 前記点火装置と前記出力薬とは、導爆線を介して連結しており、
   前記導爆線は、一部又は全部が紐状の延時薬になっており、
   前記延時薬は、一端が点火によって燃焼してから他端が燃焼するまで所定の時間を要する、ことを特徴とする請求項１に記載の火工品作動装置。

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