(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発射筒に対する発射弾の移動を係止する発射弾筒係止装置において、前記発射弾の外周面に対峙する円筒状の金属製変形チューブと、この金属製変形チューブの外側に形成される圧力室とを備え、前記金属製変形チューブが薄肉円筒状の座屈筒部と、この座屈筒部の両端に形成される環状のつば部とを有し、前記座屈筒部は前記圧力室に導かれる圧力によって内側に膨らむ座屈変形をして多数の膨出部分が前記発射弾の外周面に押し付けられる構成としたことを特徴とする発射弾筒係止装置。
【請求項２】
前記金属製変形チューブの外周面に対峙する圧力変形規制部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の発射弾筒係止装置。
【請求項３】
前記金属製変形チューブを発射筒の中央部より発射口側に位置して設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の発射弾筒係止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば艦船上からチャフ発射弾やフレア発射弾等を発射する艦船用ランチャにおいて、発射筒に対する発射弾の移動を係止する発射弾筒係止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
護衛艦等の艦船は、自艦に向けて発射されたミサイルに対して電子的手法により防御するチャフ発射弾やフレア発射弾等を発射する艦船用ランチャを備えている。
【０００３】
本出願人により特願２００１−０９１７１８号として既に出願されている艦船用ランチャは、発射弾の装填時に艦上の発射筒を倒立させ、艦内から発射弾を発射筒に装填するようになっている。この場合、甲板上での装填作業が不要となり、装填に要する時間を大幅に短縮できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような艦船用ランチャにあっては、倒立した発射筒から発射弾が抜け落ちないように係止する必要がある。
【０００５】
しかしながら、発射弾の頭部形状はその種類によって異なるため、発射弾の頭部を係止して抜け止めを行うことが難しい。
【０００６】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、発射弾の頭部形状等に係わらず発射弾を係止し、かつ発射筒内の圧力に耐えられる発射弾筒係止装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、発射筒に対する発射弾の移動を係止する発射弾筒係止装置に適用する。
【０００８】
そして、発射弾の外周面に対峙する薄肉円筒状の金属製変形チューブと、この金属製変形チューブの外側に形成される圧力室とを備え、金属製変形チューブが薄肉円筒状の座屈筒部と、この座屈筒部の両端に形成される環状のつば部とを有し、座屈筒部は圧力室に導かれる圧力によって内側に膨らむ座屈変形をして多数の膨出部分が発射弾の外周面に押し付けられる構成としたことを特徴とするものとした。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、金属製変形チューブの外周面に対峙する圧力変形規制部を備えたことを特徴とするものとした。
【００１１】
第３の発明は、第１または２の発明において、金属製変形チューブを発射筒の中央部より発射口側に位置して設けたことを特徴とするものとした。
【００１２】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、圧力室に所定の圧力が導かれると、変形チューブが内側に膨らみ、この変形チューブの膨出部分が発射弾の外周面に押し付けられ、発射筒に対して発射弾を係止する。
【００１３】
こうして発射弾筒係止装置は発射弾の外周面を固縛するため、発射弾の種類が異なっても、発射弾の頭部形状等に係わらず発射弾を係止することができる。
【００１４】
そして、金属製変形チューブ自体で圧力室を画成することが可能となり、構造の簡素化がはかれる。そして、変形チューブを金属によって形成することにより、その表面剛性を確保され、十分な耐久性が得られる。
【００１５】
第２の発明によると、金属製変形チューブが圧力変形規制部に当接することによって発射時に生じる発射筒内の圧力によって金属製変形チューブが変形することを規制する。
【００１７】
第３の発明によると、金属製変形チューブが発射筒底部に生じる高圧を受けることが避けられ、発射筒内の圧力に耐えられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、護衛艦等に搭載される反動砲型ランチャは、艦上に発射弾を発射する８本の発射筒８と、発射筒８が向く方位および仰角を変えられるランチャ装置２を備える一方、艦内に発射筒８に発射弾を自動的に装填する装填装置９を備える。発射弾は例えばチャフ発射弾、長チャフ発射弾、ＥＪ発射弾、ＩＲ発射弾等を選択できる。発射筒８の底部には発射弾の推進薬に点火するコイル等を備える。
【００２０】
ランチャ装置２は、船体に対して略垂直軸まわりに旋回可能に支持されるランチャ旋回台４とを備える。ランチャ装置２は発射に際してランチャ旋回台４を旋回させて各発射筒８の向く方位を変える。
【００２１】
ランチャ装置２は上甲板１上でランチャ旋回台４に対して略水平軸まわりに回動可能に支持されるランチャ俯仰台６を備え、このランチャ俯仰台６に対して８本の発射筒８が等間隔を持って２列に並ぶように固定される。ランチャ装置２は発射に際してランチャ俯仰台６を回動させて各発射筒８の仰角を変える。
【００２２】
各発射筒８には装填された発射弾を保持する発射弾筒係止装置３０をそれぞれ備える。
【００２３】
艦内に設けられる装填装置９は、各発射筒８と同軸上で発射弾を収納する２つのマガジン２１と、各マガジン２１に収められた発射弾を発射筒８内に装填する装填機構２５と、各マガジン２１を装填機構２５を介して発射弾を発射筒８内に装填する装填位置とマガジン２１に発射弾を収納する収納位置との間で略水平方向に移動するスライド機構２２とを備える。
【００２４】
以下、各発射弾の収納、装填、発射の動作を説明する。
【００２５】
まず、収納時は次の手順で収納筒２０に発射弾が収められる。
・図示しないスイッチを操作してマガジン２１を収納位置にスライドさせる。
・各収納筒２０内に所定の発射弾を収納補助具２４を介して収納する。
【００２６】
次に、装填時は次の手順で収納筒２０の発射弾が発射筒８に装填される。
・マガジン２１が所定の装填位置にスライドして移動する。
・ランチャ旋回台４が所定の装填位置に旋回する。
・ランチャ俯仰機構７が作動して発射筒８を倒立させる。
・図示しないスライドハッチが開く。
・装填機構２５が発射弾を上昇させ、発射筒８に装填する。
・発射弾筒係止装置３０が作動して発射弾を発射筒８が対して保持される。
・全ての発射弾の装填および発射筒８に対する保持が終了すると、スライドハッチが閉じる。
・発射筒８を所定角度に俯仰させて保持し、装填が完了する。
【００２７】
なお、上記した収納、装填時の動作を逆に行うことにより、発射筒８に一旦装填された発射弾を収納筒２０を経て取り出すことが可能である。
【００２８】
次に、各発射弾の発射時はランチャ旋回台４及び俯仰台６を設定された方位に向かせて保持し、選択された発射筒８から発射弾が発射される。
【００２９】
ランチャは以上のように構成され、装填装置９が艦内から発射筒８に発射弾を自動的に装填するため、甲板１上で発射筒８に発射弾を装填する作業が不要となり、装填に要する時間を大幅に短縮できる。
【００３０】
ところで、発射弾は円筒形の筒部１１を有し、筒部１１の基端に推進薬を収めるとともに、筒部１１の先端に頭部を有する。発射弾１０（図２参照）の頭部形状はその種類によって異なるため、発射弾筒係止装置３０は発射弾１０の頭部を係止して抜け止めを行うことが難しい。
【００３１】
これに対処して、本発明は、発射弾筒係止装置３０が発射弾１０の円筒形の筒部１１を係止し、かつ発射筒８内の圧力に耐えられる構造とする。
【００３２】
図２に示すように、発射弾筒係止装置３０は発射筒８の中央部より発射口８ａ側に位置して設けられる。つまり、発射弾筒係止装置３０は発射筒８の底部から離し、発射口８ａの近傍に設けられる。
【００３３】
図３に示すように、発射弾筒係止装置３０は発射筒８の途中に固定される外ブロック３１と、この外ブロック３１内に介装される変形チューブ４１と、外ブロック３１と変形チューブ４１の間に介装される内ブロック５１と、外ブロック３１の開口端に締結されて発射口８ａを形成するリテーナ６１とを備える。外ブロック３１は耐圧強度メンバであり、発射弾筒係止装置３０の本体をなす。環状のリテーナ６１は複数のボルト６２を介して外ブロック３１に締結され、内ブロック５１を外ブロック３１との間で固定する。
【００３４】
金属製の変形チューブ４１は、薄肉円筒状の座屈筒部４２と、座屈筒部４２の両端に環状のつば部４３がそれぞれ機械加工によって形成される。座屈筒部４２はその内径が１３０ｍｍ程度であるのに対して、その板厚ｔは例えば０．８ｍｍ程度に形成される。変形チューブ４１の材質としては、例えばステンレス、アルミニウム、黄銅が用いられる。
【００３５】
外ブロック３１と変形チューブ４１の間に圧力室４４が形成され、この圧力室４４に導かれる油圧により座屈筒部４２が内側に膨らむ座屈変形をして発射弾１０の筒部１１を係止するようになっている。
【００３６】
外ブロック３１と変形チューブ４１の各つば部４３の間に２本のＯリング４５が介装され、このＯリング４５によって圧力室４４の密封がはかられる。
【００３７】
外ブロック３１には圧力室４４に連通する油通路が通孔３２と３３が形成される。圧力室４４は、電磁切換弁３４を介して油圧ポンプ３５からの高圧とタンク３６側からの低圧が選択的に導かれる。
【００３８】
内ブロック５１は半環状に分割されており、外ブロック３１と変形チューブ４１の間に介装される。内ブロック５１はその内周面が圧力変形規制部として座屈筒部４２に隙間ｓを持って対峙している。内ブロック５１には通孔５２が形成され、この通孔５２を介して圧力室４４と通孔３２が連通される。
【００３９】
以上のように構成されて、次に発射弾筒係止装置３０の作用について説明する。
【００４０】
圧力室４４が油圧ポンプ３５の吐出圧が導かれると、圧力室４４の油圧によって変形チューブ４１の座屈筒部４２が内側に膨らむ弾性変形した後に縦しま状に座屈変形し、この座屈筒部４２の膨出部分が筒部１１の外周面に押し付けられ、発射筒８に対して発射弾１０を係止する。
【００４１】
このとき、変形チューブ４１は座屈筒部４２に多数の縦しまが発生するまで加圧できる。この座屈圧力と接触時の弾性変形時の圧力の差が有効圧力ΔＰとなって発射弾１０を圧縮する。発射弾１０の剛性によりこの有効圧力ΔＰは少し低下する。この有効圧力ΔＰと変形チューブ４１の有効面積Ａの積が接触力Ｆとなる。
【００４２】
例えば、弾性変形時の圧力が２０ｋｇｆ／ｃｍ2、座屈変形時の圧力が５０ｋｇｆ／ｃｍ2とすると、有効圧力ΔＰは次式で計算される。
ΔＰ≒（５０−２０）×０．８＝２４ｋｇｆ／ｃｍ2 …（１）
変形チューブ４１の内径を１３．１２ｃｍとし、有効座屈長さを３．０ｃｍとすると、有効面積Ａは次式で計算される。
Ａ≒１３．１２×（π／４）×３．０＝４０４ｃｍ2 …（２）
全接触力Ｆは次式で計算される。
Ｆ＝ΔＰ×Ａ≒９７００ｋｇｆ…（３）
変形チューブ４１と発射弾１０の摩擦係数μを０．２とすると、係止力Ｆｓは次式で計算される。
Ｆｓ＝Ｆ・μ＝１９４０ｋｇｆ …（４）
したがって、係止力Ｆｓを２０００ｋｇｆ程度にすることが可能であり、発射弾１０の係止が十分に行える。
【００４３】
一方、圧力室４４にタンク圧が導かれると、変形チューブ４１の座屈筒部４２は元の形状に戻り、発射弾１０を係止することが解除される。発射時、この解除状態で、発射弾１０の推進薬に点火されると、発射筒８から発射弾１０が発射される。
【００４４】
図４は発射時に発射筒８に生じる圧力分布を示している。発射弾筒係止装置３０が設けられる発射口８ａの近傍は底部に比べて低くなっており、変形チューブ４１には３０ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力が作用する。この発射時の圧力を受けて変形チューブ４１は外側に膨らもうとするが、変形チューブ４１が内ブロック５１に当接するとそれ以上の変形が止められ、発射筒８の内壁面の形状が維持される。この結果、変形チューブ４１の変形によって発射弾１０の発射に支障を来すことが回避される。
【００４５】
変形チューブ４１自体が圧力室４４を画成するため、構造の簡素化がはかれる。そして、変形チューブ４１を金属によって形成することにより、その表面剛性を確保され、十分な耐久性が得られる。
【００４６】
次に図５、図６に示す参考例を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００４７】
この発射弾筒係止装置３０は、発射弾１０の筒部１１を固縛する金属製の変形チューブ７１と、変形チューブ７１を圧力室４４に導かれる圧力によって締め付ける樹脂製の固縛チューブ８１とを備える。
【００４８】
金属製の変形チューブ７１は、所定幅の縦割り溝７２が軸方向に沿って形成され、固縛チューブ８１によって締め付けられることにより縦割り溝７２の開口幅を縮小して縮径するようになっている。
【００４９】
変形チューブ７１と軸方向に並んで円筒状のスペーサ７３，７４が設けられる。変形チューブ７１はその両端が円筒状のスペーサ７３，７４によって挟持される。
【００５０】
固縛チューブ８１はＭＣナイロンを材質として円筒状に機械加工によって形成され、外ブロック３１との間に圧力室４４が形成される。
【００５１】
外ブロック３１と固縛チューブ８１の間に２本のＯリング４５が介装され、このＯリング４５によって圧力室４４の密封がはかられる。
【００５２】
圧力室４４に油圧ポンプ３５からの吐出圧が導かれると、固縛チューブ８１が変形チューブ７１を締め付け、変形チューブ７１の内周面が発射弾１０の筒部１１の外周面に押し付けられ、発射筒８に対して発射弾１０を係止する。
【００５３】
変形チューブ７１を金属によって形成することにより、その表面剛性を確保され、十分な耐久性が得られる。
【００５４】
変形チューブ７１は縦割り溝７２の開口幅を拡縮して変形することにより、その内周面の変形量を大きくすることが可能となり、発射弾１０を確実に係止することができる。変形チューブ７１は１％程度の変形量を確保することができ、例えばその内径を１００ｍｍ程度とした場合に１ｍｍ程度の変形量を確保できる。
【００５５】
他の参考例として、図７に示すように、縦割り溝７２を変形チューブ７１の軸方向に対して傾斜するように形成しても良い。
【００５６】
この場合、変形チューブ７１がその断面を円形に保ちながら変形することにより、その内周面の変形量を大きくすることが可能となり、発射弾１０の筒部１１が樹脂材で形成された場合でも、発射弾１０を確実に係止することができる。
【００５７】
他の参考例として、図８に示すように、固縛チューブ８２はフッ素樹脂を材質として円筒状に成形加工によって形成しても良い。外ブロック３１に当接するリップ部８３が一体形成され、圧力室４４の密封がはかられる。
【００５８】
この場合、固縛チューブ８２をフッ素樹脂で形成することにより、耐熱性、耐久性を高められるとともに、Ｏリングを廃止して構造の簡素化がはかれる。
【００５９】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す艦船用ランチャの斜視図。
【図２】同じく発射筒の断面図。
【図３】同じく発射弾筒係止装置の断面図。
【図４】同じく発射筒内に生じる圧力分布を示す線図。
【図５】参考例を示す発射弾筒係止装置の断面図。
【図６】同じく変形チューブ等の斜視図。
【図７】さらに他の参考例を示す変形チューブ等の斜視図。
【図８】さらに他の参考例を示す発射弾筒係止装置の断面図。
【符号の説明】
２ ランチャ装置
８ 発射筒
９ 装填装置
１０ 発射弾
２０ 収納筒
３０ 発射弾筒係止装置
４１ 変形チューブ
４２ 座屈筒部
４４ 圧力室
５１ 内ブロック（圧力変形規制部）
【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】
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【図８】
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