(57)【要約】【課題】砲身から打ち出される際に作用する強烈な重力によってエポキシ樹脂にひび割れが生じる等してプリント基板を破損させてしまい、電気回路が誤作動する可能性があった。【解決手段】ケース１１の内部に複数のプリント基板１２ａ〜１２ｈを備える砲弾の電装ユニットにおいて、ケース１１の内側に、プリント基板１２ａ〜１２ｈのいずれよりも高剛性の支持板１９，２０を、砲弾の射出方向に対して垂直に配置して固定し、支持板１９，２０によって区画されたケース１１内部の各部屋に、プリント基板１２ａ〜１２ｈを複数枚ずつ振り分けて配置した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースの内部に複数のプリント基板を備える砲弾の電装ユニットであって、
前記ケースの内側に、前記複数のプリント基板のいずれよりも高剛性の隔壁を、前記砲弾の射出方向に対して垂直に配置して固定し、該隔壁によって区画された前記ケース内部の各部屋に、前記複数のプリント基板を振り分けて配置するとともに各部屋にエポキシ樹脂を充填して硬化させたことを特徴とする砲弾の電装ユニット。
【請求項２】
前記ケースに、前記隔壁に前記砲弾の射出方向後方から当接する張出部を設けたことを特徴とする請求項１記載の砲弾の電装ユニット。
【請求項３】
前記ケースに、前記エポキシ樹脂を係止するアンカー部材を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の砲弾の電装ユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか記載の電装ユニットを備えることを特徴とする砲弾。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砲弾の目標への誘導や弾薬への点火等の制御を行う電気回路を搭載する電装ユニット、およびこの電装ユニットを内蔵する砲弾に関する。
【０００２】
【従来の技術】
砲弾には、砲弾の目標への誘導や弾薬への点火等の制御を行う電気回路が搭載された電装ユニットが内蔵されている。電装ユニットは、例えば図１０に示すように、アルミニウム製のケース１と、ケース１の中に収められた複数のプリント基板２ａ〜２ｈとから構成されている。ケース１は、有底円筒形のケース本体３と、ケース本体１に被着されてネジ止めされる円形の蓋体４とに別れている。各プリント基板２ａ〜２ｈは、ケース本体３内部の空間形状に合わせた円形で、蓋体４の裏面側にそれぞれが互いに間隔を空けて階層的に配置されている。
【０００３】
蓋体４に最も近いプリント基板２ａは、蓋体４の裏面との間に平行な隙間を空けて配置され、この隙間に介装されたスペーサ兼用のスリーブ５にプリント基板２ａの裏面側から挿入したネジ６を通され、さらにこのネジ６が蓋体４に螺着されることによって蓋体４に固定されている。プリント基板２ａは、蓋体４の裏面にネジ止めされた複数の３端子素子７の脚（端子）を直に接続されている。
【０００４】
プリント基板２ａの下に位置するプリント基板２ｂは、プリント基板２ａとの間に平行な隙間を空けて配置され、この隙間に介装されたスペーサ兼用の金属製の軸８によってプリント基板２ａに固定されている。軸８は、一端をプリント基板２ａにハンダ付けされ、他端をプリント基板２ｂにハンダ付けされている。なお、軸８はプリント基板２ａ，２ｂ間の通電経路としての役割も果たしている。
プリント基板２ｂ〜２ｈは、隣り合うものどうしが上記のプリント基板２ａ，２ｂと同じ要領で接合されている（詳しい説明は省略）。
【０００５】
プリント基板２ａ〜２ｈを階層的に配置されたケース１の内部空間には、エポキシ樹脂９が空隙を生じることなく密に充填されて硬化しており、各プリント基板２ａ〜２ｈを定位置に保持している。
【０００６】
［先行技術文献調査に関する情報］
特許庁ホームページ、特許電子図書館の公報テキスト検索サービスを利用し、ＩＰＣ；Ｆ４１Ｆ  １／００またはＦ４１Ｆ  ３／００をキーワードとして検索を行い、合計２１件の先願公報を抽出したが、本願の先行技術文献としてふさわしいものは見当たらなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
砲弾には、砲身から打ち出される際、１００００Ｇにも及ぶ強烈な重力が作用し、上記構造を有する電装ユニットにも同じ重力が作用するので、たとえ各プリント基板間にエポキシ樹脂が密に充填されていても、強烈な重力によってエポキシ樹脂が圧縮されるように変形してしまう。このような変形は、エポキシ樹脂中に存在するプリント基板にも変形を生じさせることになるが、各プリント基板が隣り合うものどうし支え合って階層的に配置されている上記構造では、蓋体から遠い位置に配置されたプリント基板は、自らの変形分に加えて、蓋体に近い位置に配置されたプリント基板の変形に起因する変位を付加され、結果的にケースに対して非常に大きな変位を生じることになる。このようにプリント基板が大きく変位すると、プリント基板に接して存在するエポキシ樹脂にひび割れが生じる等してプリント基板を破損させてしまい、電気回路が誤作動する可能性があった。
【０００８】
また、アルミニウム製の蓋体はほとんど変形しないが、蓋体に取り付けられるプリント基板は蓋体に比べて変形量が大きいため、両者が変形すると、蓋体とプリント基板との間に取り付けられた３端子素子に、蓋体とプリント基板との変形の差に比例する引っ張り力が作用し、この引っ張り力が過度に作用すると３端子素子を破損させる可能性があった。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、プリント基板の破損に起因する電気回路の誤作動を回避して砲弾を正しく機能させることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成の砲弾の電装ユニット、および砲弾を採用する。すなわち本発明に係る請求項１記載の砲弾の電装ユニットは、ケースの内部に複数のプリント基板を備える砲弾の電装ユニットであって、
前記ケースの内側に、前記複数のプリント基板のいずれよりも高剛性の隔壁を、前記砲弾の射出方向に対して垂直に配置して固定し、該隔壁によって区画された前記ケース内部の各部屋に、前記複数のプリント基板を振り分けて配置するとともに各部屋にエポキシ樹脂を充填して硬化させたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の砲弾の電装ユニットは、請求項１記載の砲弾の電装ユニットにおいて、前記ケースに、前記隔壁に前記砲弾の射出方向後方から当接する張出部を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の砲弾の電装ユニットは、請求項１または２記載の砲弾の電装ユニットにおいて、前記ケースに、前記エポキシ樹脂を係止するアンカー部材を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の砲弾は、請求項１から３のいずれか記載の電装ユニットを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、複数のプリント基板を何枚かずつに小分けし、プリント基板のいずれよりも高剛性の隔壁によって区画されたケース内部の各部屋に振り分けて配置することにより、砲弾が打ち出される際の強烈な重力が電装ユニットに作用してエポキシ樹脂が圧縮されても、その変形は各部屋ごとに個別に生じるだけで影響し合うことがない。そのため、各部屋ごとに生じるエポキシ樹脂の変形量はわずかで、そのエポキシ樹脂中に存在するプリント基板のケースに対する変位もわずかでしかないので、エポキシ樹脂にひび割れを生じさせるようなことはない。したがって、エポキシ樹脂中に存在するプリント基板の破損などなく、電気回路が誤作動することもない。
【００１５】
本発明においては、ケースに、隔壁に砲弾の射出方向後方から当接する張出部を設けることにより、砲弾が打ち出される際の強烈な重力が電装ユニットに作用して隔壁が単独で変位しそうになっても、張出部が隔壁に当接して変位を阻止するので、隔壁がケースに対して剛に固定される。
【００１６】
砲弾は砲身から打ち出される際、非常に高速の自転が与えられるが、その回転加速度が比重の異なる各部に作用するとき、各部間がズレて不具合を生じることがある。本発明においては、ケースの内側に充填されて硬化したエポキシ樹脂を係止するアンカー部材を設けることにより、比重の異なるケースとエポキシ樹脂とに回転加速度が作用しても、アンカー部材がエポキシ樹脂を係止することで両者間のズレが防止される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のある実施形態を図１ないし図９に示して説明する。
この電装ユニットは、図１に示すように、アルミニウム製のケース１１と、ケース１１の中に収められた８枚のプリント基板１２ａ〜１２ｈとから構成されている。ケース１１は、有底円筒形のケース本体１３と、ケース本体１１に被着されてネジ止めされる円形の蓋体１４とに別れている。各プリント基板１２ａ〜１２ｈは、ケース本体１３内部の空間形状に合わせた円形で、蓋体１４の裏面側にそれぞれが互いに間隔を空けて階層的に配置されている。
【００１８】
蓋体１４に最も近いプリント基板１２ａは、蓋体１４の裏面との間に平行な隙間を空けて配置され、この隙間に介装されたスペーサ兼用のスリーブ１５にプリント基板１２ａの裏面側から挿入したネジ１６を通され、さらにこのネジ１６が蓋体１４に螺着されることによって蓋体１４に固定されている。プリント基板１２ａは、蓋体１４の表面に設けられた凹部１４ａにネジ止めされた複数の３端子素子１７と接続されている。プリント基板１２ａと３端子素子１７とは、３端子素子１７の脚（端子）によって直に接続されるのではなく、余長をもたせたビニールより線１７ａを介して接続されている。凹部１４ａは別個に設けられた板体１４ｂが蓋体１４にネジ止めされることによって塞がれている。
【００１９】
プリント基板１２ａの下に位置するプリント基板１２ｂは、プリント基板１２ａとの間に平行な隙間を空けて配置され、この隙間に介装されたスペーサ兼用の金属製の軸１８によってプリント基板１２ａに固定されている。軸１８は、一端をプリント基板１２ａにハンダ付けされ、他端をプリント基板１２ｂにハンダ付けされている。なお、軸１８はプリント基板１２ａ，１２ｂ間の通電経路としての役割も果たしている。
プリント基板１２ｂ〜１２ｈは、隣り合うものどうしが上記のプリント基板１２ａ，１２ｂと同じ要領で接合されている（詳しい説明は省略）。
【００２０】
上下に階層的に配置された８枚のプリント基板１２ａ〜１２ｈのうち、上から３枚目のプリント基板１２ｃと４枚目のプリント基板１２ｄとの間の隙間、および上から６枚目のプリント基板１２ｆと７枚目のプリント基板１２ｇとの間の隙間は、他より長い軸１８が介装されることでその他の隙間よりも広く確保されており、この広く確保された隙間に、ケース１１と同じくアルミニウム製の支持板１９，２０が、それぞれケース１１内部の空間を仕切る隔壁として配置されている。
【００２１】
支持板１９，２０は、図２に示すように、いずれもケース本体１３の内径にほぼ等しい径を有する円形で、軸１８や通電ケーブルを通すための孔１９ａ（または２０ａ）が板厚方向に貫通して形成されている。また、周面の離間した２箇所には雌ネジ孔１９ｂ（または２０ｂ）が形成されている。一方、ケース本体１３には各雌ネジ孔１９ｂ（または２０ｂ）のそれぞれに対応する孔１３ａが側壁を貫通して形成されており、支持板１９，２０は、ケース本体１３の外側から孔１３ａを通じて各雌ネジ孔１９ｂ（または２０ｂ）にネジ２１を螺着させることによってケース本体１３に固定されている。
【００２２】
ケース本体１３の内側には、下に位置する支持板２０の周縁に下方から当接する張出部としての段差１３ｄが設けられている。段差１３ｂは、ケース本体１３の支持板２０より下の内径を小さくするようにして形成されており、縮小された部分の内径はプリント基板１２ｇ，１２ｈの外径にほぼ等しくなっている。
【００２３】
支持板１９，２０の間には、両支持板と同じ外径の円筒状をなす壁体２２が改装されている。壁体２２は、下側の円形の端面を支持板２０の周縁に上方から当接させ、上側の円形の端面を支持板１９の周縁に下方から当接させている。さらに、壁体２２の内径はプリント基板１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの外径にほぼ等しくなっている。
【００２４】
壁体２２は、図３に示すように、半円形の２つの分割体２２ａ，２２ｂを組み合わせたもので、各分割体２２ａ，２２ｂに半径方向に貫通する雌ネジ孔２２ｃがそれぞれ形成されている。一方、ケース本体１３には各雌ネジ孔２２ｃのそれぞれに対応する孔１３ｂが側壁を貫通して形成されており、各分割体２２ａ，２２ｂは、ケース本体１３の外側から孔１３ｂを通じて雌ネジ孔２１ｃにネジ２３を螺着させることによってケース本体１３に固定されている。ケース本体１３に固定された壁体２１の上側の円形の端面は、支持板１９の周縁に下方から当接する張出部としての段差をなしている。
【００２５】
支持板１９，２０によって区画されたケース１１内部の各部屋には、プリント基板１２ａ〜１２ｃ，１２ｄ〜１２ｆ，１２ｇおよび１２ｈがそれぞれ階層的に配置され、さらにエポキシ樹脂２４が空隙を生じることなく密に充填されて硬化しており、各部屋に振り分けられたプリント基板を定位置に保持している。
【００２６】
ケース本体１３には、貫通孔１３ｃ，１３ｄ，１３ｅが各所に点在して形成されている。また、これらとは別に、ケース本体１３には、未硬化のエポキシ樹脂を充填するための貫通孔２７が各所に点在して形成されている。貫通孔１３ｃ，１３ｅの内面には雌ネジ加工されている。貫通孔１３ｃには、先端をエポキシ樹脂２４に突き立てるようにしてアンカーネジピン（アンカー部材）２５が挿入されている。貫通孔１３ｄには、同じく先端をエポキシ樹脂２４に突き立てるようにしてアンカーピン（アンカー部材）２６が圧入されている。貫通孔１３ｅは電装ユニットを砲弾に取り付ける際に使用するもので、ケース本体１３の内側からマスキングテープ２８が貼られて塞がれている。
【００２７】
次に、上記のように構成された電装ユニットを組み立てる出順を図４から図１０までを参照して説明する。
まず、図４に示すように、３端子素子１７を取り付けた蓋体１４を裏返して図示しない作業台の上に置き、上を向いた蓋体１４裏面の所定の位置にスリーブ１５を置き、さらにその上にプリント基板１２ａを裏返して載置する。プリント基板１２ａと３端子素子１７とをビニールより線１７ａを介して接続した後、プリント基板１２ａ上からスリーブ１５、蓋体１４にネジ１６を挿入して螺着する。これにより蓋体１４に対してプリント基板１２ａが固定される。
【００２８】
次に、軸１８の下端をプリント基板１２ａにハンダ付けして固定し、プリント基板１２ａに軸１８を立設する。その上にプリント基板１２ｂを裏返して載置し、軸１８の上端をプリント基板１２ａにハンダ付けして固定する。これによりプリント基板１２ａにプリント基板１２ｂが固定される。以降、同じ要領でプリント基板１２ｂにプリント基板１２ｃを固定し、さらにプリント基板１２ｃに軸１８を立設する。
【００２９】
次に、図５に示すように、支持板１９を裏返し、プリント基板１２ｃに立設された軸１８を孔１９ａに通してプリント基板１２ｃ上に載置する。次に、支持板１９の上にプリント基板１２ｄを裏返して載置し、孔１９ａから突き出した軸１８の上端をプリント基板１２ｄにハンダ付けして固定する。これにより支持板１９はプリント基板１２ｃ，１２ｄ間に保持されるが固定はされていない状態となる。以降は上記の要領でプリント基板１２ｄにプリント基板１２ｅを固定し、プリント基板１２ｅにプリント基板１２ｆを固定し、さらにプリント基板１２ｆに軸１８を立設する。
【００３０】
次に、図６に示すように、支持板２０を裏返し、プリント基板１２ｆに立設された軸１８を孔２０ａに通してプリント基板１２ｆ上に載置する。次に、支持板２０の上にプリント基板１２ｇを裏返して載置し、孔２０ａから突き出した軸１８の上端をプリント基板１２ｇにハンダ付けして固定する。これにより支持板２０はプリント基板１２ｆ，１２ｇ間に保持されるが固定はされていない状態となる。以降は上記の要領でプリント基板１２ｇにプリント基板１２ｈを固定する。
【００３１】
次に、図７に示すように、プリント基板１２ｃ，１２ｄ間に保持されている支持板１９と、プリント基板１２ｆ，１２ｇ間に保持されている支持板２０とを平行に配置したうえで、両者の間に壁体２２をなす分割体２２ａ，２２ｂを介装し、テープ等で４つの部品を仮止めする。
【００３２】
次に、図８に示すように、図示しない作業台にケース本体１３を開口を上にして載置し、先に組み立てた蓋体１４と各プリント基板１２ａ〜１２ｈ、支持板１９，２０等の部品を上下逆転してケース本体１３に挿入し、支持板１９の周縁をケース本体１３内部の段差１３ｄに当接させる。このとき、ケース本体１３に設けた各孔１９ｂ，２０ｂ，２２ｃと、支持板１９，２０および壁体２２に設けた各雌ネジ孔１３ａ，１３ｂとが正しく合致するように注意する。なお、アンカーピン２６、マスキングテープ２８は事前にケース本体１３に取り付けておく。
【００３３】
次に、図９に示すように、蓋体１４をケース本体１３にネジ止めし、さらにケース本体１３の外側から各孔１９ｂ，２０ｂ，２２ｃを通じて各雌ネジ孔１３ａ，１３ｂにネジ２１，２３をそれぞれ螺着させることによって各部品をケース本体１３に固定する。すべてのネジ止めを終えたら、貫通孔１３ｃにアンカーネジピン２５を螺入、固定する。
ここまでの作業を終えたら、ケース本体１３を横向きにし、貫通孔２７からケース本体１３の内部にエポキシ樹脂２４を充填し、そのまま放置する。エポキシ樹脂２４が完全に硬化したら組み立てが完了する。
【００３４】
上記のように構成された砲弾の電装ユニットにおいては、プリント基板１２ａ〜１２ｈを２枚または３枚に小分けし、各プリント基板のいずれよりも剛性の高いアルミニウム製の支持板１９，２０によって区画されたケース１１内部の各部屋に振り分けて配置したことにより、砲弾が打ち出される際の強烈な重力が電装ユニットに作用してエポキシ樹脂２４が圧縮されても、その変形は各部屋ごとに個別に生じるだけで影響し合うことがない。そのため、各部屋ごとに生じるエポキシ樹脂２４の変形量はわずかで、そのエポキシ樹脂２４中に存在するプリント基板のケース１１に対する変位もわずかでしかないので、エポキシ樹脂２４にひび割れを生じさせるようなことはない。したがって、エポキシ樹脂２４中に存在するプリント基板の破損などなく、電気回路が誤作動することもない。
また、プリント基板１２ａと３端子素子１７とを余長をもたせたビニールより線１７ａを介して接続したことにより、蓋体１４とプリント基板１２ａとの間で変形量に差が生じても、その差をビニールより線１７ａの余長分が吸収するので、３端子素子１７の破損が回避できる。
【００３５】
上記電装ユニットにおいては、ケース１１の内側に設けた段差１３ｄを支持板２０に砲弾の射出方向後方から当接させるとともに、ケース１１の内側に固定した壁体２２の端面を支持板１９に同じく砲弾の射出方向後方から当接させたことにより、砲弾が打ち出される際の強烈な重力が電装ユニットに作用し支持板１９，２０がそれぞれ単独で変位しそうになっても、段差１３ｄや壁体２２の端面が支持板１９，２０にそれぞれ当接して変位を阻止するので、ケースに対して支持板１９，２０が剛に固定される。
【００３６】
上記電装ユニットにおいては、ケース１１の内側に充填されて硬化したエポキシ樹脂２４をアンカーネジピン２５で係止したことにより、比重の異なるケース１１とエポキシ樹脂２４とに回転加速度が作用しても、両者間のズレが防止されるので、プリント基板その他の断線や破損が起きない。
【００３７】
本実施形態においては隔壁としての支持板を２枚設けたが、電装ユニットの大きさ等の条件に応じて支持板を１枚だけにしてもよいし、３枚以上としてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のプリント基板を何枚かずつに小分けし、プリント基板のいずれよりも高剛性の隔壁によって区画されたケース内部の各部屋に振り分けて配置することにより、プリント基板の破損に起因する電気回路の誤作動を回避して砲弾を正しく機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電装ユニットの内部構造を示す立断面図である。
【図２】電装ユニットのケース内部に配置される支持板の平面図である。
【図３】電装ユニットのケース内部に配置される壁体の平面図である。
【図４】電装ユニットの組み立て手順を説明するための状態説明図である。
【図５】同じく電装ユニットの組み立て手順を説明するための状態説明図である。
【図６】同じく電装ユニットの組み立て手順を説明するための状態説明図である。
【図７】同じく電装ユニットの組み立て手順を説明するための状態説明図である。
【図８】同じく電装ユニットの組み立て手順を説明するための状態説明図である。
【図９】同じく電装ユニットの組み立て手順を説明するための状態説明図である。
【図１０】従来の電装ユニットの内部構造を示す立断面図である。
【符号の説明】
１１      ケース
１２ａ〜１２ｈ  プリント基板
１９，２０  支持板
１３ｄ    段差
２２      壁体
２４      エポキシ樹脂
２５      アンカーネジピン（アンカー部材）
２６      アンカーピン（アンカー部材）
【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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【図６】
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【図７】
2004239542.tif 000009
【図８】
2004239542.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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