(57)【要約】      （修正有）【課題】飛翔体をより確実に作動させる作動制御手段を提供する。【解決手段】飛翔時に外気を取り込んで風車を回転させることにより発電する風車発電機１と、該風車発電機１が出力する電力を蓄える蓄電装置２とを備え、起動センサ（高度計７，加速度センサ６）が所定の状態を検出すると蓄電装置２の電力を用いて電気雷管５を起動させる飛翔体であって、風車発電機１が出力する電力の電圧を検出する電圧計４と、起動センサ（高度計７，加速度センサ６）が所定の状態を検出すると、あるいは電圧計４の検出電圧が所定の電圧しきい値を下回ると電気雷管５を起動させる作動制御手段とを具備する。【選択図】図１
2010025371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛翔時に外気を取り込んで風車を回転させることにより発電する風車発電機と、該風車発電機が出力する電力を蓄える蓄電装置とを備え、起動センサが所定の状態を検出すると前記蓄電装置の電力を用いて所定の作動部を起動させる飛翔体であって、
前記風車発電機が出力する電力の電圧を検出する電圧計と、
前記起動センサが所定の状態を検出すると、あるいは前記電圧計の検出電圧が所定の電圧しきい値を下回ると前記作動部を起動させる作動制御手段と
を具備することを特徴とする飛翔体。
【請求項２】
飛翔高度を検出する高度計をさらに備え、
前記作動制御手段は、飛翔高度が最大高度を通過したこと前記高度計の検出高度に基づいて判定した場合に、前記起動センサが所定の状態を検出すると、あるいは前記電圧計の検出電圧が所定の電圧しきい値を下回ると前記作動部を起動させる
ことを特徴とする請求項１記載の飛翔体。
【請求項３】
起動センサは、弾着時における衝撃を検出する衝撃センサであり、
前記作動制御手段は、前記衝撃センサの検出衝撃が所定の衝撃しきい値を越えると、あるいは前記電圧計の検出電圧が所定の電圧しきい値を下回ると前記作動部を起動させる
ことを特徴とする請求項１または２記載の飛翔体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛翔体に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛翔体には、砲弾のように弾着時の衝撃を加速度センサ等を用いて検出することにより作動するものがある。下記特許文献１には、このようなタイプの飛翔体に関する技術が開示されている。また、このようなタイプの飛翔体には、飛翔時に外気を取り込んで風車を回転させることにより発電し、この発電による電力を用いて弾着時の作動を実現しているものがある。なお、飛翔体には、弾着時に作動するのではなく、地面からある程度高い地点、つまり弾着の直前で作動するものもある。
【特許文献１】特開平７−２４３８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、例えば弾着地点が比較的柔らかい地面であった場合には、作動させるのに十分な衝撃を得ることができないので、作動しない場合が考えられる。このような場合、後日、作動しなかった飛翔体を探索・回収して処分する必要があるので、作業工数がかかるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、飛翔体をより確実に作動させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、飛翔時に外気を取り込んで風車を回転させることにより発電する風車発電機と、該風車発電機が出力する電力を蓄える蓄電装置とを備え、起動センサが所定の状態を検出すると蓄電装置の電力を用いて所定の作動部を起動させる飛翔体であって、風車発電機が出力する電力の電圧を検出する電圧計と、起動センサが所定の状態を検出すると、あるいは電圧計の検出電圧が所定の電圧しきい値を下回ると作動部を起動させる作動制御手段とを具備する、という手段を採用する。
【０００６】
第２の解決手段として、上記第１の手段において、飛翔高度を検出する高度計をさらに備え、作動制御手段は、飛翔高度が最大高度を通過したこと高度計の検出高度に基づいて判定した場合に、起動センサが所定の状態を検出すると、あるいは電圧計の検出電圧が所定の電圧しきい値を下回ると作動部を起動させる、という手段を採用する。
【０００７】
第３の解決手段として、上記第１または第２の手段において、起動センサは、弾着時における衝撃を検出する衝撃センサであり、作動制御手段は、衝撃センサの検出衝撃が所定の衝撃しきい値を越えると、あるいは電圧計の検出電圧が所定の電圧しきい値を下回ると作動部を起動させる、という手段を採用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、起動センサが所定の状態を検出した場合に作動部が起動するだけではなく、風車発電機の出力電力の電圧が所定の電圧しきい値を下回った場合、つまり風車発電機が停止状態に近づくと作動部が起動するので、飛翔体をより確実に作動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る飛翔体Ａの機能構成を示すブロック図である。この図に示すように、本飛翔体Ａは、風車発電機１、バックアップ用コンデンサ２（蓄電装置）、開閉スイッチ３、電圧計４、雷管５（作動部）、加速度センサ６（衝撃センサ、起動センサ）、高度計７及び開閉制御部８を備えている。
【００１０】
本飛翔体Ａは、先端が丸みを帯びた略円筒状の外形形状を有している。風車発電機１は、このような本飛翔体Ａの先端内部に備えられており、外気を用いて風車（図示略）を回転させることにより直流電力を出力する。すなわち、上記風車は、飛翔体Ａの先端内部に形成された風車収納室（図示略）内に収容されており、飛翔体Ａの先端から風車収納室にかけて形成された空気導入流路（図示略）から流入する空気によって回転する。飛翔体Ａが飛翔すると、飛翔体Ａの先端から空気導入流路を介して風車収納室に空気が流入するが、風車発電機１は、この空気によって風車が回転することにより直流電力を発生する。
【００１１】
バックアップ用コンデンサ２は、上記風車発電機１に接続され、当該風車発電機１が発生する直流電力を充電する蓄電装置である。開閉スイッチ３は、バックアップ用コンデンサ２の一端と雷管５との間に設けられ、バックアップ用コンデンサ２が蓄えた電力が雷管５に供給されることを規制する。電圧計４は、風車発電機１とバックアップ用コンデンサ２との間に設けられ、風車発電機１が出力する直流電力の電圧値、つまり風車発電機１の一端の端子電圧を検出電圧ｅとして検出して開閉制御部８に出力する。
【００１２】
雷管５は、開閉スイッチ３を介してバックアップ用コンデンサ２（蓄電装置）から供給される直流電力を用いて本飛翔体Ａを起爆させる作動部である。加速度センサ６は、本飛翔体Ａの弾着時における衝撃を検出衝撃ｇとして検出する衝撃センサ（起動センサ）であり、検出衝撃ｇを開閉制御部８に出力する。高度計７は、本飛翔体Ａの飛翔高度を検出高度ｈとして検出して開閉制御部８に出力する。開閉制御部８は、上記検出電圧ｅ、検出衝撃ｇ及び検出高度ｈに基づいて開閉スイッチ３の開閉を制御するである。なお、上記開閉スイッチ３及び開閉制御部８は、作動制御手段を構成している。
【００１３】
次に、このように構成された本飛翔体Ａの動作について、図２及び図３をも参照して詳しく説明する。
【００１４】
最初に、本飛翔体Ａは、目標地点Ｍに向けて一定の初速で打ち上げ発射されるものであり、図２に示すように、発射地点Ｓから目標地点Ｍまで略放物線状の飛翔軌道Ｌを描いて飛翔する。すなわち、高度計７が開閉制御部８に出力する検出高度ｈは、本飛翔体Ａが飛翔軌道Ｌに沿って発射地点Ｓ（地上）から目標地点Ｍ（地上）まで飛翔する間に最大高度Ｐを経由する略放物線状の変化を示す。そして、本飛翔体Ａの飛翔速度ｖは、図２に示すように、発射後から最大高度Ｐに到達すまでの間において徐々に低下し、最大高度Ｐにおいては一時的にゼロになり、最大高度Ｐを通過すると重力の作用によって徐々に上昇して目標地点Ｍに至る。
【００１５】
そして、電圧計４が開閉制御部８に出力する検出電圧ｅ（風車発電機１の出力電圧）は、本飛翔体Ａが発射後から最大高度Ｐに到達すまでの間において飛翔速度ｖが徐々に低下することによって空気導入流路から風車収納室に流入する空気の量が徐々に減少するので、風車の回転数が徐々に低下し、この結果として徐々に低下する。また、検出電圧ｅは、最大高度Ｐから目標地点Ｍに到達すまでの間において飛翔速度ｖが徐々に上昇することにより空気導入流路から風車収納室に流入する空気の量が徐々に増加するので、風車の回転数が徐々に上昇し、この結果として徐々に上昇する。
【００１６】
さらに、本飛翔体Ａには発射時及び目標地点Ｍ（地面）に到達した時に大きな外力が作用するので、加速度センサ６が開閉制御部８に出力する検出衝撃ｇは、図２に示すように発射地点Ｓ及び目標地点Ｍにおいて大きな値を示す。
【００１７】
開閉制御部８は、このように変化する検出高度ｈ、検出電圧ｅ及び検出衝撃ｇを参照して開閉スイッチ３の開閉を制御するが、図３に示すように、最初に検出衝撃ｇに基づいて本飛翔体Ａが発射されたか否かを判定する（ステップＳ1）。すなわち、開閉制御部８は、初回の大きな衝撃、つまり発射時の衝撃によって検出衝撃ｇが所定の衝撃しきい値を超えたことを検知することにより本飛翔体Ａが発射されたか否かを判定する。
【００１８】
そして、開閉制御部８は、上記ステップＳ1の判断が「Ｙｅｓ」となると、検出高度ｈに基づいて本飛翔体Ａが最大高度Ｐを通過したか否かを判断する（ステップＳ2）。すなわち、開閉制御部８は、検出高度ｈが上昇した後に下降に転じたかを検知することにより本飛翔体Ａが最大高度Ｐを通過したか否かを判断する。
【００１９】
そして、開閉制御部８は、上記ステップＳ2の判断が「Ｙｅｓ」となると、検出衝撃ｇに基づいて本飛翔体Ａが弾着したか否かを判定する（ステップＳ3）。すなわち、開閉制御部８は、２回目の大きな衝撃、つまり弾着時の衝撃によって検出衝撃ｇが所定の衝撃しきい値を超えたことを検知することにより本飛翔体Ａが弾着されたか否かを判定する。
【００２０】
開閉制御部８は、上記ステップＳ3の判断が「Ｙｅｓ」となると、初期状態として開状態にある開閉スイッチ３を閉状態に移行させる（ステップＳ4）。この結果、バックアップ用コンデンサ２に充電された直流電力が雷管５に供給され、もって雷管５が起爆する。すなわち、開閉制御部８は、２つの条件、つまり本飛翔体Ａが最大高度Ｐを通過すること（条件１）、２回目の大きな衝撃を検知すること（条件２）を満足した場合に、開閉スイッチ３を閉状態に設定変更して雷管５を起爆させる。
【００２１】
一方、開閉制御部８は、上記ステップＳ3の判断が「Ｎｏ」の場合、つまり２回目の大きな衝撃が検知されなかった場合には、検出電圧ｅが所定の電圧しきい値を下回る程に低下したか否かを判断する（ステップＳ5）。そして、開閉制御部８は、上記ステップＳ5の判断が「Ｙｅｓ」となると、開閉スイッチ３を閉状態に移行させ（ステップＳ4）、雷管５を起爆させる。すなわち、開閉制御部８は、上記２つの条件のうち、条件２を満足しない場合であっても、検出電圧ｅが所定の電圧しきい値を下回る程に低下するという条件（条件３）を満足する場合には、雷管５を起爆させる。
【００２２】
このような本実施形態によれば、目標地点Ｍ（弾着地点）が比較的柔らかい地面である等に起因して、弾着時において本飛翔体Ａに大きな衝撃（２回目の大きな衝撃）が作用しない場合（つまり条件２が満足しない場合）であっても、風車発電機１の出力電圧が電圧しきい値を下回る程に低下するという条件（条件３）が満足する場合、つまり本飛翔体Ａが弾着して飛翔速度ｈが極めて小さな値になって風車発電機１が停止状態に近づくと雷管５が起爆するので、目標地点Ｍ（弾着地点）における地面の状態に拠らず雷管５を確実に起爆させることができる。
【００２３】
また、本実施形態によれば、上記条件２，３に加えて、本飛翔体Ａが最大高度Ｐを通過するという条件１を満足することが雷管５の起爆条件となっているので、本飛翔体Ａが最大高度Ｐを通過する前に雷管５が起爆することを防止することが可能であり、よって起爆の安全性を向上させることができる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、雷管５を作動部としたが、本発明はこれに限定されず、雷管５以外の機能要素を作動部としても良い。
（２）上記実施形態では、本飛翔体Ａが最大高度Ｐを通過するという条件１をも雷管５の起爆条件としたが、必要に応じて条件１を起爆条件から除外しても良い。この場合、打ち上げ発射されて略放物線状の飛翔軌道を描いて飛翔する飛翔体以外の飛翔体（例えば単純落下運動をする飛翔体）について、作動部をより確実に作動させることができる。
（３）上記実施形態では衝撃センサ（起動センサ）として加速度センサ６を用いたが、本発明はこれに限定されない。加速度に代えて別の物理量を検出するセンサを衝撃センサ（起動センサ）として用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る飛翔体Ａの機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る飛翔体Ａにおける検出高度ｈ、飛翔速度ｖ、検出電圧ｅ及び検出衝撃ｇの変化を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態に係る飛翔体Ａの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
Ａ…飛翔体、１…風車発電機、２…バックアップ用コンデンサ、３…開閉スイッチ、４…電圧計、５…雷管（作動部）、６…加速度センサ（衝撃センサ、起動センサ）、７…高度計、８…開閉制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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