JPH0682198A - 矢状発射体のシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】矢状発射体のシューと、そのシューのタッピン
グに螺合されたペネトレータとの間を燃焼ガスからシー
ルする装置を提供すること。 【構成】 本装置が、前記シューの後部上に適用され
て、前記ペネトレータに弾性的に当接するリップを含む
エラトマ部材からなる。該エラストマ部材は、前記シュ
ーとその内部に係合するインサートとを被覆する被覆・
モールド成形によって得られ、７０以上のショア硬さと
２５０％以下の破断前伸び率とを有する。エラストマ部
材の前記リップの端縁の厚さは前記ペネトレータの直径
の１０〜１５％とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はペネトレータとシューと
を含む矢状発射体に関し、特にペネトレータとシューと
の間をシールする手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】矢状発射体の発射の際には、推進ガスが
この発射体の前部に進入しないことが求められる。とい
うのは、ガスが進入するとシューの後部が損傷したり開
いたりすることがあり、その結果、発射体の物理的強度
が低下するからである。シールが不十分だと、発射体の
初速は必然的に低下し、精度を損なう。

【０００３】上記の問題を解決するために種々の試みが
なされてきた。ヨーロッパ特許第０１８３８９２号に
は、モールド成形されたエラストマシール手段が開示さ
れている。このシール手段は、ラジアル・アームと一体
のリングから成る。リングはシューとペネトレータとに
共通のチャネル内に位置し、アームはシューの各部間の
接合面に形成された溝内に保持され、それらの溝がベル
トのチャネル内に開口することにより、本システムのシ
ールが構成されている。この技法は、当業者に既知の従
来法の一変形例であり、上記の溝およびチャネルにエラ
ストマを注入するから成り立っている。しかし上記の手
法には以下の問題点がある。 １．チャネルおよび溝の加工が必要であり、そのために
製造コストが余分に掛かる。 ２．チャネルおよび溝の加工の公差が厳格であり、ま
た、シール手段のモールド成形にはバリの発生を避ける
等のために特別の注意を必要とする。 ３．ガスがシール手段の上流側の接合面に進入する可能
性が残り、シューが後部から開く傾向を生じ、そのため
に特にモールド成形されたシールの効率が低下する。 ４．溝内へのエラストマの注入によって泡が発生するこ
とがあるが、これはその後は検出されず、シール破壊の
原因となり得る。

【０００４】以上の記載から、シールをシューの後部面
に直接形成すると有利であり、そのようにすれば、チャ
ネルや溝を加工する必要がなく、調節も目視によって容
易に行うことができる。米国スタチュトリ発明文献Ｈ２
６５号には、シューの後部と該シューに隣接するペネト
レータの一部とにシリコーンエラストマを吹きつける方
法が開示されている。吹きつけが行われるべき部分はマ
スクによって限定される。この方法の問題点は、吹きつ
けのためにエラストマが希釈され、そのためにエラスト
マの流動性が高まり、ペネトレータとシューとの間から
シューの各部間へ進入し易くなることである。その結
果、エラストマは非制限的に各構成部材間の接合手段と
なり（シールのためにはペネトレータとシューとに接着
することが求められるために一層そのようになる）、そ
れによりシューが非対称的に開くこととなり、これが砲
外軌跡を狂わせる原因となる。

【０００５】さらに、ヨーロッパ特許第０３０６６１５
号には、特別に設計された用具を使用して、シューの後
部上でシールフィルムをモールド成形する方法が開示さ
れている。Ｏ型シールにより、シール剤がシューと発射
体との間に進入することが回避される。こうして、上記
の問題点は解決される。しかし、この場合には、シール
は発射体の完成物の上で形成される。つまり、ペネトレ
ータとシューとは組み付けられていなければならない
（このことは前記の諸方法にも当てはまる）。シューが
開いた後で、ペネトレータの後部には不規則な幾何学形
状のエラストマが付着して残り、そのために砲外軌跡を
狂わせることがある。

【０００６】上記の方法は、シューとペネトレータとを
それぞれ異なる生産ユニット（下請け契約等の場合）で
製作したほうが技術的ないし経済的にみて有利である場
合があるにもかかわらず、そうすることができない点で
不利であり、また、ペネトレータは現在種々の研究対象
となっておりこの点から“重要”製品とされることがあ
るので、機密保持上問題となることもあり得る。

【０００７】さらに、作業上の安全や衛生に関する規制
の問題が生ずることがある。というのは、ウラニウム等
の重金属や火器技術上の装置（例えば、演習用発射体に
おけるトレーサもしくは不安定化装置）が使用される場
合があるからである。このように、ペネトレータの取り
扱いを可能な限り避けることには利益がある。従って、
発射体の製造過程においては、最終的なシュー／ペネト
レータの組み付けをできる限り遅くすることが望まれ
る。

【０００８】独国特許第３３３２６７５号には、矢状発
射体用の後部シールであって、バーに当接する単数もし
くは複数のリップを有するものが開示されている。この
シールはまた、金属もしくはその他の材料からなるイン
サートを含んでおり、このインサート上でシールの弾性
材料の加硫が行われる。上記のシールはその後、螺子も
しくは接着によってシューに固定される。ガス漏れ防止
のためにはシューの後部面とシールとを完全に密着させ
る必要があるが、そのためには、該シールを極めて厳格
な製作公差で形成しなければならない。上記の公差以外
にも、固定螺子を使用する場合にはそのための加工操作
が必要となり、そのために発射体の製造コストは上昇す
る。また、接着によってシールを固定する場合には信頼
性に欠ける場合がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、シューとペネトレータとを後で組み付けた際、それ
らの間を完全にシールする手段を、該シール手段の接着
によらずに、提供することである。本発明の他の目的
は、シューに対する機械的な組み付けによらずに、シー
ルを形成する方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、矢状発射体の
シューとそのシューのタッピングと螺合するペネトレー
タとの間を燃焼ガスからシールする装置であって、本装
置が、前記シューの後部に適用され、前記ペネトレータ
と弾性的に当接するリップ部を含むエラストマ部材から
成り、そのエラストマ部材が、前記シューとそのシュー
に挿入したインサートの上でモールド成形されて得られ
ることを特徴とするシール装置を提供する。本シール装
置は、前記シューのタッピングをその縦断面で見て部分
的に充填するエラストマリングを含み得る。前記シュー
の接合面に対応して前記タッピングにラジアル溝が設け
られ、その溝が前記エラストマ部材で充填され得る。前
記エラストマ部材のショア硬さが７０以上であり、その
破断前伸び率が２５０％以下であってよい。前記エラス
トマ部材のリップ部の先端の厚さＨが、前記ペネトレー
タの直径の１０〜１５％であってよい。

【００１１】本発明はまた、シール装置の製造方法であ
って、前記シューのタッピングと螺合する円筒状の螺子
部と、該シューの後部から突き出る円錐台状もしくは円
筒状の非螺子部とを有するインサートを、前記シュー内
に挿入する工程と、モールド中において、前記シューの
後部上と前記インサートの非螺子部上とでエラストマ材
料をモールド成形することにより、前記非螺子部上でリ
ップ部を形成する工程と、前記エラストマ部材が得られ
るように前記モールド中において加硫を実行する工程
と、前記インサートを取り外した後、前記ペネトレータ
を配置する工程とを含むことを特徴とする製造方法を提
供する。前記インサートの螺子部の長さが、前記ペネト
レータの直径以上であってよい。前記インサートの円錐
台状部は、その先端の傾斜角が６〜１０度であり、その
長さが前記リップ部の幅以上であってよい。前記インサ
ートの円筒状螺子部の製作公差が、前記ぺネトレータの
螺子部の平均公差と実質最小値の間であってよい。

【００１２】

【作用】本発明によれば、前記エラストマ部材のリップ
部の変形およびそのリップ部の前記ペネトレータへの弾
性的当接により、前記シューの後部におけるシーリング
が確保される。また、推進ガスの圧力により、前記エラ
ストマ部材と前記ペネトレータとの接触圧が高められ
る。さらに、弾道ないし軌跡の攪乱の原因となり得る断
残物のペネトレータへの接着ないし残留がない。

【００１３】

【発明の効果】本発明のシール装置によれば、エラスト
マがペネトレータ上に残留する問題がなく、それにより
ペネトレータの飛翔軌跡が乱れることがない。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
詳細に説明する。それにより本発明の他の利点が明らか
となるであろう。図１において、矢状発射物は、ウラニ
ウム等からなるペネトレータ１と、シュー２とを含む。
シュー２とペネトレータ１とは、螺子部３において既知
の態様で係合している。シュー２の後部は、ペネトレー
タ１からシュー２のベルト５に広がるエラストマ部材４
を支持している。エラストマ部材４は、ペネトレータ１
と弾性的に当接するリップ６を含む。

【００１５】このように、エラストマ部材４はペネトレ
ータ１には接着しておらず、しかもシュー２とペネトレ
ータ１の分離の瞬間までペネトレータと当接した状態に
ある。ペネトレータ１の円筒状の後部（リップ６が当接
する部分）の直径は、前記螺子部３の直径より僅かに小
さいので、ペネトレータ１はシュー２の前部から内部に
容易に螺子込まれ得る。こうして、リップ６が螺子部３
によって傷つけられることはなく、ペネトレータ１の円
筒状後部に当接するように弾性変形するのみである。

【００１６】図２の(A) には、ペネトレータ１が取り外
された状態、すなわち、リップ６の非作用状態が拡大し
て図示されている。発射体の軸Ｘ’Ｘ方向でのリップ６
の長さＬ３は、ペネトレータの外径と同等かそれよりも
長い。また、リップ６の先端１０の厚さＨは、ペネトレ
ータの径の１０〜１５％であり、その端面と軸Ｘ’Ｘに
対して垂直な方向とが規定する角度α３は約１５°であ
る。リップ６の外表面１１が軸Ｘ’Ｘに対して成す傾斜
角α１は３０°以下であり、内表面１２が軸Ｘ’Ｘに対
して成す傾斜角α２は４〜２５°である。

【００１７】エラストマは、シュー２の雌螺子ないしタ
ッピング１４に進入し、個々の螺子溝ないし螺子山を部
分的に被覆する。図２の(A) では、エラストマリング１
３の厚さと長さとは概略的に図示されている。

【００１８】図２の(B) には、タッピング１４の縦断面
がより詳細に図示されている。螺子溝１６および螺子山
１７が、厚さ０．２〜０．５ｍｍのエラストマ層で被覆
されている。エラストマリング１３の全長は、螺子のピ
ッチの約２〜１０倍の長さであるが（従って、例えばピ
ッチが４ｍｍならば、８〜４０ｍｍである）、以下に記
載する製造方法のために不規則となる。

【００１９】上記の構成によってシールの改善が見られ
る。エラストマリング１３は、ペネトレータ１がシュー
２内に配置されるとそれにより圧縮され、該領域でのペ
ネトレータ１とシュー２の間のクリアランスはエラスト
マ部材４によって完全に充填される。しかもその場合
に、ペネトレータ１とシュー２とは互いに接着してはい
ない。このように、エラストマリング１３はシュー２と
ペネトレータ１の分離を妨げることなくシール性を向上
させる。

【００２０】エラストマ部材ないしシール４とリップ６
とリング１３とは加硫により形成される。本発明の製造
方法の具体例を以下に記載する。エラストマは、ショア
硬さが７０以上で、破断前伸び率が２５０％以下の力学
特性を有するものを使用する。加硫は、シュー２の後加
硫（post-curing ）を防止するため、１３５℃で２０分
間継続するという条件を越えてはならない（一般に、米
国標準ＭＩＬに従う７０４９Ａによる）。高温（１２０
〜１３５℃）で加硫し得るポリマ等を使用することがで
きる。例えば、サフィックアルカン（ＳＡＦＩＣ ＡＬ
ＫＡＮ）社の“アルカンシル（ＡＬＣＡＮＳＹＬ）５３
８”（商標）は良い結果を示す。

【００２１】エラストマは、シュー２とベルト５の材料
とに全接触面で完全に接着する必要があり、そのため
に、シュー２の接着面に予め接着剤を塗布しておくこと
が望ましい。接着剤の性質ないし種類は使用されるエラ
ストマに合わせて適宜選択されるが、これは被覆・モー
ルド成形を担当する当業者のノウハウの範囲内である。
前述のエラストマに対しては、例えば、ホイッタカ社
（ＷＨＩＴＴＡＫＥＲＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ）の接着
剤“サイクソン（ＴＨＩＸＯＮ）３０５”（商標）が良
好な結果を示す。

【００２２】エラストマ部材４は以下のようにして形成
される。図３は本製造方法の一工程を示し、被覆・モー
ルド成形のために、ペネトレータ１がインサート７で置
き換えられている。詳細には図示されていないが、加硫
が行われるモールドはシュー２の後部形状に対応し、エ
ラストマ部材ないしシール４を形成するための必要な空
間を規定する。上記モールドには、第一部材１９と、螺
子等により第一部材１９に固定されまたシュー２を受け
入れる底部材２０と、螺子ないしフランジ等の既知の手
段（図示しない）によって第一部材１９に固定される第
二部材１８とが含まれる。第二部材１８は、単数ないし
好ましくは複数の注入オリフィス２１と、注入中に空気
を排出するための単数ないし複数の径方向オリフィス２
２とを有する。

【００２３】インサート７はその後、ペネトレータ１の
組み付けのために取り除かれる。ペネトレータ１の周囲
のリップ６の縦断面は、本発射体の推進ガスの圧力がペ
ネトレータ１上の該リップ６に加えられるような状態と
される。リップ６をペネトレータ１上で固定することも
必要である。該固定をできるかぎり均質なものとし、ま
た、シュー２の縦断面形状とそれに対応して形成される
被覆・モールド成形の縦断面形状とを考慮すると、イン
サート７はリップ６の内周面と同じ円錐形を有している
必要がある。

【００２４】図４には、円筒状の螺子部８と円錐台形状
部９とからなるインサート７が示されている。螺子部８
の称呼外径はペネトレータ１のそれに等しく、その長さ
Ｌ１はその外径と等しいか或いはそれ以上であり、具体
的には、螺子部８の螺子ピッチの１０〜２０倍である。
円錐台形状部９の長さＬ２は少なくとも、形成されるリ
ップ６の幅と等しく、その傾斜角θ°は６〜１０°であ
り、また、リップ６の端縁に対応する部分の径Ｄは螺子
部８の外径の８〜１３％である。インサート７の螺子部
８の縦断面はペネトレータ１のそれと一致するが、該螺
子部８の製作公差は、ぺネトレータ１の螺子部３の平均
公差とその実質最小値との間とするのが望ましい。上記
の実質最小値とは、ペネトレータ１の螺子部３の許容最
小径（最小公差）を意味し、また、平均公差とは、ペネ
トレータ１の螺子部３の許容最大径と許容最小径との算
術平均値を意味する。従って、例えば、ペネトレータ１
の螺子部３の歯の頂点における直径が２５±０．１ｍｍ
である場合には、螺子部８の歯の頂点における直径が２
５ｍｍ（＋０，−０．１ｍｍ）のインサート７が選択さ
れる。

【００２５】このようにインサート７とシュー２との間
のクリアランスが確保され、それにより、インサート７
とシュー２のタッピンブ１４との間に僅かなエラストマ
の進入が許される。インサート７を取り外すと、そこ
に、エラストマのリング１３が残る。リング１３は、タ
ッピングないし螺子１４の縦断面を部分的に充填させ、
不規則な端縁で区切られる。リング１３は気密性を向上
させる。

【００２６】インサート７の長さＬ１をペネトレータ１
の直径以上とすることは重要である。それにより、モー
ルド成形中におけるエラストマの進入距離がインサート
７を越えず、また、シュー２の全タッピングを充填して
しまうこともなくなるからである。インサート７の部分
９が円筒状とされる場合には、その直径を、螺子部８の
直径の８〜１３％とする。

【００２７】前記のように、エラストマはシュー２とベ
ルト５の材料とに全接触面で完全に接着する必要があ
る。他方、エラストマは、モールドから取り出す際に損
傷が生じないためには、インサート７に付着した状態で
あってはならない。そこで関係する表面について、例え
ばシュー２については接着剤、インサート７については
剥離剤等の適当な材料を予め塗布しておくべきである。
これらの材料の性質ないし種類は、使用されるエラスト
マに合わせて適宜選択されるが、これは被覆・モールド
成形を担当する当業者のノウハウの一部である。前述の
エラストマに対しては、例えば、ホイッタカ社の接着剤
“サイクソン３０５”（商標）と剥離剤“シピオール
（ＳＩＰＩＯＬ）Ｃ”（商標）は良い結果を示す。

【００２８】本発明によれば、以下のような明確な効果
が得られる。 １．発射の際、サブ発射体（sub-projectile）の発射後
にペネトレータ１上に断裂残物（不規則な幾何学形状を
有する）が生じない。そのような断裂残物は、その幾何
学形状と燃焼とによって、高いスピード（１６５０ｍ／
ｓ以上）で遠い距離（２０００ｍ以上）を飛ぶ矢状外殻
の軌跡を狂わせることがある。 ２．製作上の自由度が高いので、加硫については下請け
契約し、装置の中の相当の手段の取得を省き、また、単
一種類の製作のための装置の導入を回避することができ
る。 ３．衛生や安全の水準が向上する。というのは、前記の
ように、毒性問題や火器製作上の危険を伴うペネトレー
タ１の取り扱い回数が最小となるからである。 ４．特定種類の製作に付随する機密性が確保される。 ５．ペネトレータ１は最小のコストで取り外され得、ま
た、他のペネトレータによって置換され得るないしは他
のシュー上でのモールド成形のために使用され得る。

【００２９】本発明の方法の実施は、以下の手順に従
う。 １．インサート７を、円錐台形状部９が外部に突き出る
まで、シュー２に螺子込む。 ２．インサート７を備えたシュー２を、エラストマ部材
４の外側形状に従う内側形状を有するモールド中に配置
する。 ３．エラストマ材料を注入し、加硫し、エラストマ部材
４を得る。 ４．インサート７を取り外す。 ５．次いで、ペネトレータ１を再配置する。

【００３０】インサート７は、シュー２の前部ないし後
部の何れからでも配置され得る。同様に、インサート７
は、加硫後、シュー２の前部を通して取り外してもよ
い。この場合、インサート７の螺子部８がリップ６を通
過しないので有利である。しかし、インサート７の取り
外しはシュー２の後部を通して行ったほうが、螺子回し
の時間を短縮することができて有利である。インサート
７の螺子部８の通過によって生ずるリップ６の変形が弾
性変形に止まる、すなわち、使用されたエラストマの最
大伸び率２５０％を下回るならば、上記の態様が可能で
ある。殆どの場合に上記の条件は満たされ、特にリップ
部６が前記の寸法を有する場合はそうである。リップ６
が反り返り断裂する危険を避けるには、ペネトレータ１
をシュー２の前部を通して配置する。

【００３１】図５および図６には、本発明の別の実施例
が図示されている。本実施例では、シュー２は、その各
部分間の接合面に対応してラジアル溝１５を有してい
る。溝１５の長さはＬ３の何分の一以下であり、その深
さは約１ｍｍである。エラストマを被覆・モールド成形
する時、エラストマは溝１５に進入しながらインサート
７とシュー２との間に入り込み、その結果、リング１３
が形成される。溝１５に予め接着剤を塗布しておくこと
により、その部分のシュー２構成材料上でエラストマを
確実に保持することができる。このような構成によれ
ば、タッピング１４部分でのリップ６のシュー２に対す
る接着面積が増大し、それにより、リップ６のシュー２
に対する相対的物理強度が改善される。また、シュー２
の各部分間の接合面でのシール性が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】矢状発射体の最終組み付け状態を示す部分断面
図である。

【図２】各々、本発明のエラストマ部材のリップ部の拡
大断面図である。

【図３】モールド内において、シューの配置とインサー
トの配置とを示す部分断面図である。

【図４】インサートの平面図である。

【図５】本発明の他のエラストマ部材の構成を示す断面
図である。

【図６】図５のエラストマ部材の縦断面図である。

【符号の説明】

１ ペネトレータ ２ シュー ４ エラストマ部材ないしシール ６ リップ ７ インサート １３ エラストマリング １４ タッピンブ １５ ラジアル溝

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矢状発射体のシューと該シューのタッピ
   ングと螺合するペネトレータとの間を燃焼ガスからシー
   ルする装置であって、本装置が、前記シューの後部に適
   用され、前記ペネトレータと弾性的に当接するリップ部
   を含むエラストマ部材から成り、該エラストマ部材が、
   前記シューと該シューに挿入したインサートの上でモー
   ルド成形されて得られることを特徴とするシール装置。
2. 【請求項２】 前記シューのタッピングをその縦断面で
   見て部分的に充填するエラストマリングを含む請求項１
   のシール装置。
3. 【請求項３】 前記シューの接合面に対応して前記タッ
   ピングにラジアル溝が設けられ、該溝が前記エラストマ
   部材で充填される請求項１のシール装置。
4. 【請求項４】 前記エラストマ部材のショア硬さが７０
   以上であり、その破断前伸び率が２５０％以下である請
   求項１のシール装置。
5. 【請求項５】 前記エラストマ部材のリップ部の先端の
   厚さＨが、前記ペネトレータの直径の１０〜１５％であ
   る請求項１のシール装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れかのシール装置の製
   造方法であって、 前記シューのタッピングと螺合する円筒状の螺子部と、
   該シューの後部から突き出る円錐台状もしくは円筒状の
   非螺子部とを有するインサートを、前記シュー内に挿入
   する工程と、 モールド中において、前記シューの後部上と前記インサ
   ートの非螺子部上とでエラストマ材料をモールド成形す
   ることにより、前記非螺子部上でリップ部を形成する工
   程と、 前記エラストマ部材が得られるように前記モールド中に
   おいて加硫を実行する工程と、 前記インサートを取り外した後、前記ペネトレータを配
   置する工程とを含むことを特徴とする製造方法。
7. 【請求項７】 前記インサートの螺子部の長さが、前記
   ペネトレータの直径以上である請求項６の製造方法。
8. 【請求項８】 前記インサートの円錐台状部は、その先
   端の傾斜角が６〜１０度であり、その長さが前記リップ
   部の幅以上である請求項６の製造方法。
9. 【請求項９】 前記インサートの円筒状螺子部の製作公
   差が、前記ぺネトレータの螺子部の平均公差と実質最小
   値の間である請求項６の製造方法。