(57)【要約】【課題】誘導飛翔体等のミサイル装置自体の小形化と相俟って構成を簡易にすることにより製作性が向上した誘導飛翔体用赤外線検知装置を提供すること。【解決手段】誘導飛翔体用赤外線検知装置１０は、誘導飛翔体の外郭を構成するケーシング１１と、赤外線検知装置１２とを具備し、赤外線検知装置１２は、ケーシング１１の内側面に近接して取り付けられる有底筒状のコールドシールド部１３と、コールドシールド部１３の有底部１３ａに面して配置される熱交換器１４とを備え、コールドシールド部１３は、有底部１３ａに設けられる赤外線センサ１７を備え、熱交換器１４は、１本の冷却管１５に巻回して筒状に形成され、冷却管１５の前端部がコールドシールド部１３の赤外線センサ１７の中心位置に対向配置される複数の冷媒ガス吐出口１５ａを設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導飛翔体の外郭を構成するケーシングと、赤外線検知装置とを具備し、
前記赤外線検知装置は、前記ケーシングの内側面に近接して取り付けられる有底筒状のコールドシールド部と、前記コールドシールド部の有底部に対向配置される熱交換器とを備え、
前記コールドシールド部は、前記有底部に設けられる赤外線センサを備え、
前記熱交換器は、１本の冷却管を螺旋状に巻回して筒状に形成され、
前記冷却管の前端部が、前記コールドシールド部の赤外線センサの中心位置に対向配置される複数の冷媒ガス吐出口が設けられたことを特徴とする誘導飛翔体用赤外線検知装置。
【請求項２】
前記コールドシールド部は、前記ケーシングの内側面に内接して取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の誘導飛翔体用赤外線検知装置。
【請求項３】
前記コールドシールド部の筒状部の長さを、前記冷却管の長さにほぼ等しく設けたことを特徴とする請求項１記載の誘導飛翔体用赤外線検知装置。
【請求項４】
前記複数の冷媒ガス吐出口は、対向配置される前記コールドシールド部の赤外線センサの対向面中心位置を中心にして点対称位置に設けられたことを特徴とする請求項１記載の誘導飛翔体用赤外線検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導ミサイル装置等の飛翔体に搭載されて用いるに適する赤外線検知装置に係るもので、特に、赤外線装置を搭載したミサイル誘導装置等の急速冷却を要する機器部分の性能向上および小型化を図ることができる誘導飛翔体用赤外線検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の誘導飛翔体用赤外線検知装置は、飛翔体に搭載してターゲットであるミサイル等の飛翔体を捕捉する、例えばミサイル誘導装置の構成部品の一つである赤外線検知手段として、特定周波数の赤外線を高感度で検知させる赤外線センサが設けられ、この赤外線センサからの発熱を急速に吸収させるために極低音、例えばマイナス２００℃まで冷却させる必要がり、そのためにジュール・トムソン効果を利用したジュール・トムソン（Ｊ／Ｔ）方式冷却装置を誘導飛翔体に適用した赤外線検知装置の技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この種のジュール・トムソン（Ｊ／Ｔ）方式冷却装置（以下、Ｊ／Ｔ方式冷却装置という。）について、図４および図５を参照して説明する。
【０００４】
図４に示すＪ／Ｔ方式冷却装置１は、飛翔体（図示せず）の外郭を構成するケーシング２内に設けられる。ケーシング２内に設けられるＪ／Ｔ方式冷却装置１は、一定の熱容量をもつ容器状のコールドシールド部３、コールドシールド部３の容器状の内側に配置される熱交換器４、この熱交換器４に接続される第１の冷却管４ａおよび第２の冷却管４ｂ、第１の冷却管４ａに接続される第１のガスボンベ５ａ、第１の冷却管４ａおよび第２の冷却管４ｂに接続される第２のガスボンベ５ｂを備えている。
【０００５】
コールドシールド部３内には、熱交換器４から吐出する冷媒ガスａが受け易く対向した位置に赤外線センサ３ａが設けられる。
【０００６】
熱交換器４は、第１の冷却管４ａおよび第２の冷却管４ｂが隣接した状態で、螺旋状に巻回して円筒状に設けられる。熱交換器４の第１の冷却管４ａおよび第２の冷却管４ｂの先端部は、図５に示すように、第１の冷却管４ａ側に２つの冷媒ガス吐出口４ａ１および４ａ２が、第２の冷却管４ｂ側には１つの冷媒ガス吐出口４ｂ１が設けられる。
【０００７】
この構成により、赤外線センサ３ａは、熱交換器４の第１の冷却管４ａおよび第２の冷却管４ｂの冷媒ガス吐出口４ａ１および４ａ２、冷媒ガス吐出口４ｂ１から吐出される冷媒ガスａにより冷却されて所要の温度、例えばほぼ−２００℃まで冷却される。
【０００８】
従って、赤外線センサ３ａは、所要の温度域まで冷却されるので、例えば誘導ミサイル装置に搭載して用いた場合に、対象となる飛翔体が発する赤外線を正確に捕捉することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−２０８４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の赤外線センサを用いた冷却装置１によれば、熱交換器４の円筒外径寸法は、熱交換器４の円筒外径寸法ｌ１がコールドシールド部３の内径ｌ２に応じて、更にはコールドシールド部３が収納されるケーシング２の内径ｌ３に関連して所要寸法が決定される。
【００１０】
ところが、近年飛翔体が、例えばミサイル装置である場合には、構造体全体の小形化、とりわけ飛翔体の空力（空気抵抗）の関係で小径化が求められる傾向にある。また、故障を少なくしたり構造を複雑にしないようにして製作性をも向上させたものが求められている。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、誘導飛翔体等のミサイル装置自体の小形化と相俟って構成を簡易にすることにより製作性が向上した誘導飛翔体用赤外線検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明によれば、誘導飛翔体の外郭を構成するケーシングと、赤外線検知装置とを具備し、前記赤外線検知装置は、前記ケーシングの内側面に近接して取り付けられる有底筒状のコールドシールド部と、前記コールドシールド部の有底部に対向配置される熱交換器とを備え、前記コールドシールド部は、前記有底部に設けられる赤外線センサを備え、前記熱交換器は、１本の冷却管を螺旋状に巻回して筒状に形成され、前記冷却管の前端部が前記コールドシールド部の赤外線センサの中心位置に対向配置される複数の冷媒ガス吐出口が設けられたことを特徴とする誘導飛翔体用赤外線検知装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の誘導飛翔体用赤外線検知装置によれば、誘導飛翔体等のミサイル装置自体の小形化と相俟って構成を簡易にすることにより製作性が向上した誘導飛翔体用赤外線検知装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明にかかる誘導飛翔体用赤外線検知装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、誘導飛翔体用赤外線検知装置１０を組み込んだ飛翔体のケーシング１１の一部を縦断して示す側面図である。図２は、図１に示す赤外線検知装置１２の一部を縦断して示す側面図である。図３は、図２の矢印Ａ方向から見た拡大図である。
【００１６】
図１に示す誘導飛翔体用赤外線検知装置１０は、誘導飛翔体の外郭を構成する筒状のケーシング１１と、赤外線検知装置１２とから構成される。
【００１７】
ケーシング１１は、誘導飛翔体の高速化に伴う空力の影響を抑制するために横断面形状、すなわち、直径を小さくする工夫がなされる。そして、このケーシング１１の内部には図示しない姿勢制御装置や噴射装置が設けられる。
【００１８】
赤外線検知装置１２は、ケーシング１１の内に取り付けられる有底筒状のコールドシールド部１３と、このコールドシールド部１３の有底部１３ａに面して配置される熱交換器１４を備える。
【００１９】
コールドシールド部１３は、有底部１３ａの平面が誘導飛翔体の進行方向に向かうように位置させ、筒状部１３ｂがケーシング１１の内側面に保持具１６を介して取り付けられる。
【００２０】
また、このコールドシールド部１３は、ケーシング１１の内径を小さくなればなるほど図１および図２に示すように、熱交換器１４のコイル状に形成した冷却管１５は、冷却能力を保持するために冷却管１５のコイル径ｄ１も小さくなる分長さＬを長くせざるを得ない構成が要求される。
【００２１】
この場合には、冷却管１５の長さＬに対応して、コールドシールド部１３の筒状部１３ｂの長さＬ´を冷却管１５の長さＬと同等に設ければよい。
【００２２】
ケーシング１１の内径ｄ２がより小さい場合には保持具１６は省略し、直接取り付けてもよい。
【００２３】
コールドシールド部１３の有底部１３ａには、赤外線センサ１７が設けられる。この赤外線センサ１７は、その平面が誘導飛翔体の進行方向中心軸Ｐに中心が位置するように設けられ、誘導飛翔体の前方から入射する赤外線ｘを正面から受けるようになっている。
【００２４】
熱交換器１４は、図１および図２に示すように、コールドシールド部１３内の筒状部１３ｂに納まるように筒状のコア体１８が設けられ、このコア体１８の周囲に１本の冷却管１５を螺旋状に巻回して筒状に形成して構成されたものである。また、このコア体１８の前端部には、図３に示すように、切欠部１８ａが設けられ、冷却管１５の前端部が折り曲げられて保持されている。
【００２５】
この１本の冷却管１５には、後端側が誘導飛翔体の後部側に設けられる冷媒ガスを充填したガスボンベ１９に接続されると共に前端側が閉塞された管である。この冷却管１５の前端側に複数個、例えば２個の冷媒ガス吐出口１５ａが設けられる。２箇所の冷媒ガス吐出口１５ａは、赤外線センサ１７に近接して、また、赤外線センサ１７の中心軸Ｐを中心にしてそれぞれ等距離ｒの点対称位置に設けられる。
【００２６】
このように、冷媒ガス吐出口１５ａを中心軸Ｐ位置を中心に点対象位置に設けることにより、冷媒吐出口１５ａから吐出する冷媒ガスを赤外線センサ１７の表面に対してバランスよく吹き付けることができる。
【００２７】
また、冷却管１５に設けられる冷媒ガス吐出口１５ａは、３箇所でもよく、更には４箇所であってもよく、また、１箇所は中心軸Ｐ位置にあってもよい。何れの場合にでも、中心軸Ｐを中心にして点対称位置にあればよい。
【００２８】
なお、１本の冷却管１５は、コア体１８に巻回する前に巻回位置決め用の紐状部材２０ａが所要ピッチで巻回装着され、これらのピッチ間に沿って冷却管１５が巻回装着される。そして、冷却管１５が巻回装着た後に、更にまた紐状部材２０ｂにて巻回して冷却管１５が誘導飛翔体の振動等でずれないように設けられる。
【００２９】
次に、誘導飛翔体用赤外線検知装置１０の作用について説明する。
【００３０】
誘導飛翔体用赤外線検知装置１０が作動して、図１に示すように、飛翔体の前方から赤外線ｘを入射すると、赤外線センサ１７が赤外線ｘを検知する。この時、熱交換器１４が前もって動作し、冷却管１５の前端部の冷媒ガス吐出口１５ａから冷媒ガスが、矢印ｂに示すように赤外線センサ１７の正面に噴出して赤外線センサ１７を正常動作温度である−２００℃程度冷却する。
【００３１】
この冷却の際に、２箇所設けた冷媒ガス吐出口１５ａから噴出する冷媒ガスは、赤外線センサ１７の表面にバランスよく噴出され、効率よく所要の温度に達するようになる。
【００３２】
また、コールドシールド部１３は、その筒状部１３ｂが冷却管１５の長さＬに対応して、同等長さの長さＬ´にしていることから、熱交換器１４としての熱シールド効果が良好に保持される。
【００３３】
従って、ケーシング１１の内径ｄ２がより小さくなった場合に、冷却管１５の長さＬがより長くなるが、この長くなった分に対応してコールドシールド部１３の筒状部１３ｂの長さＬ´を長くした構成にすることができる。
【００３４】
なお、コールドシールド部１３は、その長さＬ´を冷却管１５の長さＬに対応して長くしたが、長くしなくても性能が保持できれば必ずしも冷却管１５の長さＬに対応させる必要はない。
【００３５】
このように、本発明の誘導飛翔体用赤外線検知装置１０によれば、ケーシング１１の内径ｄ２がより小さくなった場合にでも、赤外線検知装置１２の冷却管１５の長さＬを長くすることにより、更には冷却管１５の長さＬに対応してコールドシールド部１３の長さＬ´を長くすることができるので、ケーシング１１の小径化に対応可能となる。
【００３６】
上述した誘導飛翔体用赤外線検知装置１０の実施形態によれば、コールドシールド部１３は、ケーシング１１の内側面に内接して取り付けることも可能にしたから、ケーシング１１のより一層の小径化にも対応することができる。
【００３７】
また、誘導飛翔体用赤外線検知装置１０によれば、コールドシールド部１３の筒状部１３ｂの長さＬ´を、冷却管１５の長さＬにほぼ等しく設けたから、熱交換器１４の構成を変えないで性能を保持させることができる。
【００３８】
従って、誘導飛翔体用赤外線検知装置１０は、冷却性能、冷却効率を保持あるいは高める一方、誘導飛翔体等のケーシング１１の小径化に対応することができる一方で、誘導飛翔体用赤外線検知装置１０の構成を簡易とすることができるので、その製作性を向上させた誘導飛翔体用赤外線検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の誘導飛翔体用赤外線検知装置を組み込んだ飛翔体のケーシングの一部を縦断して示す側面図。
【図２】図１に示す赤外線検知装置の一部を縦断して示す側面図。
【図３】図２の矢印Ａ方向から見た拡大図。
【図４】従来の誘導飛翔体用赤外線検知装置の概要を示す側面図。
【図５】図４の矢印Ｂ方向から見た拡大図。
【符号の説明】
【００４０】
１０  誘導飛翔体用赤外線検知装置
１１  ケーシング
１２  赤外線検知装置
１３  コールドシールド部
１３ａ  有底部
１３ｂ  筒状部
１４  熱交換器
１５  冷却管
１５ａ  冷媒ガス吐出口
１６  保持体
１７  赤外線センサ
１８  コア体
１８ａ  切欠部
１９  ガスボンベ
２０ａ，２０ｂ  紐状部材
ｄ１  コイル径
ｄ２  内径
Ｌ，Ｌ´  長さ
ｘ  赤外線
Ｐ  中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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