(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛翔体に格納され、飛翔体の縦方向の中心軸周りの回転時の遠心力によって展開自在に設けられた翼(10)と、該翼(10)の一端を前記飛翔体に回動自在に支持する、前記飛翔体の中心軸に略平行な軸を有する支持手段と、該翼(10)の他端を前記飛翔体に固着して該翼(10)の展開及び回動を拘束する拘束手段と、前記翼(10)の拘束を解放する解放手段とを備えた飛翔体の翼装置において、
前記支持手段は、前記飛翔体の中心軸に略平行に設けられ、飛翔体に固着された飛翔体側ボス(3)と、前記翼(10)の一端に設けられた翼側ボス(11)と、前記飛翔体側ボス(3)及び前記翼側ボス(11)を貫通して前記翼(10)を展開、回転自在に支持する翼支持シャフト(12)とを備え、
前記飛翔体側ボス(3)には、飛翔体の外周方向に開口し、かつ前記翼側ボス(11)が挿入される溝(4)を設けると共に、該溝(4)の底部に固定穴(5)を設け、
前記翼支持シャフト(12)には穴(13)を設けて、該穴(13)内にばね(14)を挿入し、
前記翼側ボス(11)には前記翼支持シャフト(12)の穴(13)と位置及び穴径を整合させて穴(15)を設け、該穴(15)内に前記ばね(14)に付勢される固定ピン(16)を滑動自在に挿入してなり、
飛翔体の回転数が所定値以下になって、飛翔体の回転による遠心力よりも前記ばね(14)の付勢力と前記翼(10)の回動による遠心力との合力が大きくなったときには、前記固定ピン(16)を前記飛翔体側ボス(3)の固定穴(5)に嵌入させるようにした
ことを特徴とする飛翔体の翼装置。
【請求項２】
請求項１記載の飛翔体の翼装置において、
前記拘束手段は、先端にねじ部(21)を有し、かつ該ねじ部(21)の基端部にノッチ溝(22)を設けた拘束ボルト(20)で、前記翼(10)の他端を飛翔体に拘束し、
前記解放手段は、飛翔体に前記拘束ボルト(20)の軸線に略直交する方向に設けられ、かつ後部にめねじ(25)を有する段付き穴(26)と、該段付き穴(26)に先端方向に向けて移動可能なスペースを有して挿入され、先端部に前記拘束ボルト(20)に螺合するめねじ(31)を有するピストン(30)と、該ピストン(30)の後部に当接させて前記段付き穴(26)に挿入されたスペーサ(35)と、該スペーサ(35)の後部に当接させて前記段付き穴(26)のめねじ(25)に螺合され、火薬(33)を内設した着火装置(34)とを備えてなり、
前記翼(10)の拘束を解放するときには、前記着火装置(34)の火薬(33)を爆発させて前記ピストン(30)を先端方向に移動させることにより前記拘束ボルト(20)のねじ部(21)のノッチ溝(22)部を切断するようにした
ことを特徴とする飛翔体の翼装置。
【請求項３】
請求項１記載の飛翔体の翼装置において、
前記拘束手段は、環状溝(41)を有する拘束ピン(40)で、前記翼(10)の他端を飛翔体に拘束し、
前記解放手段は、飛翔体に前記拘束ピン(40)の軸線に略直交する方向に設けられた段付き穴(42)と、該段付き穴(42)に挿入され、先端に前記拘束ピン(40)の環状溝(41)に係合する二股溝(43)を有するピストン(44)と、該ピストン(44)の後端と所定の間隔を隔てて前記段付き穴(42)に挿入され、外部からの指令信号により作動するソレノイド(45)と、前記ピストン(44)と前記ソレノイド(45)との間に介装され、ピストン(44)を付勢するばね(46)とを備えてなり、
前記翼(10)の拘束を解放するときには、前記ソレノイド(45)を作動させて前記ピストン(44)を移動させることによりピストン(44)の二股溝(43)と拘束ピン(40)の環状溝(41)との係合を解放するようにした
ことを特徴とする飛翔体の翼装置。
【請求項４】
請求項１記載の飛翔体の翼装置において、
前記拘束手段は、環状溝(41)を有する拘束ピン(40)で、前記翼(10)の他端を飛翔体に拘束し、
前記解放手段は、飛翔体に前記拘束ピン(40)の軸線に略直交する方向に設けられた穴(50)と、該穴(50)に挿入され、先端に前記拘束ピン(40)の環状溝(41)に係合する穴(54)、及び該穴(54)に隣接して形成され、かつ拘束ピン(40)の外径よりも大きな径を有する穴(55)を備えたプレート(56)が固着されたピストンロッド(53)を有するピストン(51)を内設したシリンダ(52)と、前記ピストン(51)と前記シリンダ(52)との間に介装され、ピストン(51)を付勢するばね(57)と、前記シリンダ(52)の後方に設けられ、外部からの指令信号により作動するソレノイドバルブ(58)を介してシリンダ(52)に接続され、高圧流体を蓄積したアキュムレータ(59)とを備えてなり、
前記翼(10)の拘束を解放するときには、前記ソレノイドバルブ(58)を作動させてアキュムレータ(59)から高圧流体をシリンダ(52)に流入させ、前記ピストン(51)を移動させることによりピストン(51)の先端の穴(54)と拘束ピン(40)の環状溝(41)との係合を解放するようにした
ことを特徴とする飛翔体の翼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は飛翔体、特には砲弾に装着された翼システムの展開機構と、翼展開後の翼固定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に飛翔体には、その飛翔姿勢を安定させるための翼や、飛翔方向を制御するための翼、飛翔体の縦方向の中心線回りの回転速度を制御するための翼等の各種の翼がその目的に応じて装着される。これらの翼の取り付け方法は、最初から飛翔体に放射状に突出して固定する方式と、飛翔体内部や外周部に収納して必要時に展開する方式の２つの方式に大別される。
【０００３】
前者の最初から固定する方式は、その構造が比較的簡素で飛翔体内部のスペースを犠牲にしないという利点があるが、飛翔体の外形寸法が大きくなり、飛翔体自身の収納スペースが増大したり、飛翔体の空気抵抗を増大させて射程を減少させるといった欠点がある。
また、砲弾のように火砲から発射される飛翔体は減口径弾とするか、弾体外径以内に翼を装着しなければならないという制約を受けることになる。
後者の必要時に翼を展開する方法は、逆に飛翔体内部のスペースをある程度犠牲にするが、射程に対する悪影響は比較的少なく、砲弾の場合でもその外径に対してかなり大きな翼も装着可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
翼の展開方法については、特開平４−３２４０９９や特開平６−７４６９６のようにばねの復元力を用いるもの、米国特許の５，１０８，０５１のようにモータの回転力を用いるもの、米国特許の５，２１１，３５８のようにエアバッグを膨らませるもの等があるが、これらは構造が複雑になり構成部品点数も増えて翼システムのコストや信頼性に問題を生ずる場合がある。
また、展開後の翼の固定方法については、米国特許の５，２１１，３５８のように所定の位置まで展開した直後に固定する方式が多く、砲弾のような縦方向の中心線回りに高速で回転する飛翔体の場合には、固定時にその衝撃で関係部品を損傷させる恐れがある。
【０００５】
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、簡単な構造で格納した翼を展開して固定し、信頼性が高く、翼固定時の衝撃により各部を損傷させる恐れのない飛翔体の翼装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る飛翔体の翼装置の第１発明においては、飛翔体に格納され、飛翔体の縦方向の中心軸周りの回転時の遠心力によって展開自在に設けられた翼と、該翼の一端を前記飛翔体に回動自在に支持する、前記飛翔体の中心軸に略平行な軸を有する支持手段と、該翼の他端を前記飛翔体に固着して該翼の展開及び回動を拘束する拘束手段と、前記翼の拘束を解放する解放手段とを備えた飛翔体の翼装置において、
前記支持手段は、前記飛翔体の中心軸に略平行に設けられ、飛翔体に固着された飛翔体側ボスと、前記翼の一端に設けられた翼側ボスと、前記飛翔体側ボス及び前記翼側ボスを貫通して前記翼を展開、回転自在に支持する翼支持シャフトとを備え、
前記飛翔体側ボスには、飛翔体の外周方向に開口し、かつ前記翼側ボスが挿入される溝を設けると共に、該溝の底部に固定穴を設け、
前記翼支持シャフトには穴を設けて、該穴内にばねを挿入し、
前記翼側ボスには前記翼支持シャフトの穴と位置及び穴径を整合させて穴を設け、該穴内に前記ばねに付勢される固定ピンを滑動自在に挿入してなり、
飛翔体の回転数が所定値以下になって、飛翔体の回転による遠心力よりも前記ばねの付勢力と前記翼の回動による遠心力との合力が大きくなったときには、前記固定ピンを前記飛翔体側ボスの固定穴に嵌入させるようにした構成としている。
【０００７】
第２発明は、第１発明の飛翔体の翼装置において、
前記拘束手段は、先端にねじ部を有し、かつ該ねじ部の基端部にノッチ溝を設けた拘束ボルトで、前記翼の他端を飛翔体に拘束し、
前記解放手段は、飛翔体に前記拘束ボルトの軸線に略直交する方向に設けられ、かつ後部にめねじを有する段付き穴と、該段付き穴に先端方向に向けて移動可能なスペースを有して挿入され、先端部に前記拘束ボルトに螺合するめねじを有するピストンと、該ピストンの後部に当接させて前記段付き穴に挿入されたスペーサと、該スペーサの後部に当接させて前記段付き穴のめねじに螺合され、火薬を内設した着火装置とを備えてなり、
前記翼の拘束を解放するときには、前記着火装置の火薬を爆発させて前記ピストンを先端方向に移動させることにより前記拘束ボルトのねじ部のノッチ溝部を切断するようにした構成としている。
【０００８】
第３発明は、第１発明の飛翔体の翼装置において、
前記拘束手段は、環状溝を有する拘束ピンで、前記翼の他端を飛翔体に拘束し、
前記解放手段は、飛翔体に前記拘束ピンの軸線に略直交する方向に設けられた段付き穴と、該段付き穴に挿入され、先端に前記拘束ピンの環状溝に係合する二股溝を有するピストンと、該ピストンの後端と所定の間隔を隔てて前記段付き穴に挿入され、外部からの指令信号により作動するソレノイドと、前記ピストンと前記ソレノイドとの間に介装され、ピストンを付勢するばねとを備えてなり、
前記翼の拘束を解放するときには、前記ソレノイドを作動させて前記ピストンを移動させることによりピストンの二股溝と拘束ピンの環状溝との係合を解放するようにした構成としている。
【０００９】
第４発明は、第１発明の飛翔体の翼装置において、
前記拘束手段は、環状溝を有する拘束ピンで、前記翼の他端を飛翔体に拘束し、
前記解放手段は、飛翔体に前記拘束ピンの軸線に略直交する方向に設けられた穴と、該穴に挿入され、先端に前記拘束ピンの環状溝に係合する穴、及び該穴に隣接して形成され、かつ拘束ピンの外径よりも大きな径を有する穴を備えたプレートが固着されたピストンロッドを有するピストンを内設したシリンダと、前記ピストンと前記シリンダとの間に介装され、ピストンを付勢するばねと、前記シリンダの後方に設けられ、外部からの指令信号により作動するソレノイドバルブを介してシリンダに接続され、高圧流体を蓄積したアキュムレータとを備えてなり、
前記翼の拘束を解放するときには、前記ソレノイドバルブを作動させてアキュムレータから高圧流体をシリンダに流入させ、前記ピストンを移動させることによりピストンの先端の穴と拘束ピンの環状溝との係合を解放するようにした構成としている。
【００１２】
【作用】
上記のような構成としたため、砲弾等の飛翔体に格納された翼を、解放手段で翼の拘束手段を解放して、飛翔体の回転時の遠心力により回動、展開させることができる。また、飛翔体の回転数が所定の回転数以下になると、翼側ボスの穴内に挿入された固定ピンに作用している飛翔体の回転による遠心力よりもばねの付勢力と翼の回動による遠心力との合力の方が大きくなり、固定ピンが飛翔体側ボスの固定穴に嵌入し、展開している翼は固定ピンにより固定されるため、翼固定時の衝撃を少なくすることができる。
また、解放手段として、火薬を爆発させることにより拘束ボルトのねじ部を破断する、又はソレノイドを作動させてピストンを移動させることにより拘束ピンとピストンとの係合を解放する、又はアキュムレータから高圧流体をシリンダに流入させてピストンを移動させることにより拘束ピンとピストンとの係合を解放するように構成したので、構造が簡単で信頼性を高くできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る飛翔体の翼装置の実施例について、図面を参照して詳述する。
【００１４】
図１は飛翔体である砲弾１の外観斜視図であり、後部には翼１０が弾体の外径に沿って格納されている。砲弾１は発射されると弾軸を中心として高速回転をしながら飛翔する。
図２は砲弾１の翼１０が展開した場合の外観斜視図である。後部に収納された４枚の翼１０が開き、砲弾の回転数を低下させるとともに、園回転数が低下した時の飛翔安定性を補償する。
【００１５】
図３は砲弾１の後部の側面図であり、翼１０の一端に設けられたボス１１は、本体２の中心軸にほぼ平行に設けられた一対のボス３に、翼支持シャフト１２により回動自在に装着されており、砲弾が高速回転したときの遠心力を利用して翼１０を回動、展開させる展開手段を構成している。
翼１０の他端はシャーピンタイプの拘束ボルト２０により本体２に締着、拘束されている。
【００１６】
図４は図３のＡ−Ａ断面図であり、図５は図３のＢ−Ｂ断面図である。
前述のように本体２のボス３には、翼支持シャフト１２により翼１０の基端に固着されたボス１１が回動自在に装着されている。翼１０は本体２の外周に沿った円弧状をしており、翼１０の先端は拘束ボルト２０により本体２に締着、拘束されている。
なお、本図は翼が２枚の場合を示しているが特に２枚に限定するものでない。
【００１７】
図６は図４のＰ部の詳細図であり、本体２のボス３には本体２の外周方向に開口した溝４が設けられ、翼１０のボス１１が挿入されて翼支持シャフト１２により本体２に翼１０を軸着している。翼支持シャフト１２には穴１３が設けられ、ばね１４が内設されている。翼１０のボス１１には穴１５が設けられて翼支持シャフト１２の穴１３と整合させ、固定ピン１６が滑動自在に挿入されている。これにより翼１０と翼支持シャフト１２とは一体となっている。
本体２の溝４の底部には固定穴５が設けられており、翼１０が回動して展開した状態で固定ピン１６は固定穴５に嵌入して翼１０を本体２に固定する固定手段を構成している。
翼１０を本体２に装着する場合には、本体２のボス３に翼１０のボス１１を組み付け、翼支持シャフト１２をボス３およびボス１１に貫通して挿入したのち、穴１３と穴１５とを整合し、ボス３に設けたねじ穴６からばね１４および固定ピン１６を穴１３および穴１５に挿入し、ねじ穴６にプラグ７を締着する。
【００１８】
図７は図４のＣ−Ｃ断面図であり、翼１０の端部を本体２に締着した部分、すなわち翼１０の展開拘束手段と、展開拘束手段を解放する解放手段の第１実施例の詳細断面図を示している。
本体２にはめねじ２５を有する段付き穴２６が設けられており、段付き穴２６には先端にめねじ３１を有するピストン３０が挿入されている。ピストン３０にはＯリング３２が装着されている。
ピストン３０の後には火薬３３を内設した着火装置３４がスペーサ３５を介して段付き穴２６のめねじ２５に締着されている。着火装置３４には信号を受信するコード３６が設けられていて解放手段を構成している。
拘束ボルト２０は図８に示すように先端にねじ部２１を有し、ねじ部２１の基端部にはノッチ溝２２を設けてある。拘束ボルト２０は翼１０の端部をピストン３０のめねじ３１に締着することにより翼１０の展開拘束手段を構成している。
この状態においてピストン３０は図の右方向に移動する余地を持っている。
【００１９】
つぎに解放手段の作動について説明する。
発火指令信号を着火装置３４に送信して火薬３３に着火すると爆発させ、その爆発力によりピストン３０を図７の右方向に推進する。ピストン３０は拘束ボルト２０のねじ部２１を右方向に移動させる力を加えるため、拘束ボルト２０のノッチ溝２２の部分は切断されて拘束ボルト２０は本体２の外方に抜け出し、翼１０の拘束は解放される。
【００２０】
以下に本発明の翼装置の作動について説明する。
（１）砲弾１は発射直後においては図１に示すように翼１０を格納した状態で軸方向の中心軸回りに高速回転（回転速度Ω）しながら飛翔する。
（２）翼１０を展開する場合には発火指令信号を発信して着火装置３４により火薬３３に着火する。前述のように拘束手段である拘束ボルト２０は抜けて翼１０は拘束状態から解放される。
（３）翼１０は図９に示すように遠心力によって展開し、遠心力と空気力とにより▲１▼の状態から▲２▼、▲３▼、▲４▼、▲５▼、▲６▼と翼支持シャフト１２を中心として回転振動する。
▲１▼、▲２▼、▲３▼と状態が進むにつれて展開後の翼１０に作用する空気力により回転速度Ωの減速が促進される。この間で固定ピン１６には図１０に示すように、回転速度Ωによる遠心力Ｆと、ばね１４の作用力と翼１０の回転振動ωによる遠心力の合力Ｒが作用する。
回転速度Ωが大きい間はＦ＞Ｒとなり固定ピン１６は本体２の固定穴５には入らず、翼１０は図９に示すように翼支持シャフト１２の回りに回転振動を続ける。
（４）回転速度Ωの減速が更に促進され、所定の値以下になるとＦ＜Ｒとなり、図１１に示すように固定ピン１６は移動して本体２の固定穴５に嵌入し、本体２に翼１０のボス１１は固定され、したがって翼１０は図９に示す▲７▼の位置に固定される。これにより砲弾１の回転速度Ωはますます減速され、したがってＦ＜Ｒの関係は保たれて固定ピン１６が穴５から抜けることはない。
【００２１】
図１２は解放手段の第２実施例を示す側面断面図であり、図１３は図１２のＤ−Ｄ断面図である。翼１０を本体２に拘束する拘束ピン４０には環状溝４１が設けられている。本体２には段付き穴４２が設けられ、先端に拘束ピン４０の環状溝４１に係合する二股溝４３を備えたピストン４４が前記段付き穴４２に挿入されている。ピストン４４の後端と所定の間隔Ｓを隔てて、指令信号により作動するソレノイド４５が前記段付き穴４２に嵌入されている。ピストン４４とソレノイド４５との間にはばね４６が介装され、ばね４６はピストン４４を図の右方向に付勢しており、通常状態においてはピストン４４は段付き穴４２の段部４７に当接した状態で拘束ピン４０の環状溝４１とピストン４４の二股溝４３とを係合させて翼１０を本体２に拘束している。
【００２２】
指令信号を発信してソレノイド４５を作動させるとピストン４４は左側にＳだけ移動し、環状溝４１と二股溝４３との係合は解放され、拘束ピン４０は本体２の外方に抜け出して翼１０の拘束は解放される。
【００２３】
図１４は解放手段の第３実施例を示す側面断面図であり、図１５は図１４のＥ−Ｅ断面図である。
翼１０を本体２に拘束する拘束ピン４０には環状溝４１が設けられている。
本体２には穴５０が設けられ、ピストン５１を内設したシリンダ５２が嵌入されている。ピストンロッド５３の先端には図１５に示すように拘束ピン４０の環状溝４１に係合する穴５４と、それに隣接して設けられた拘束ピン４０の外径ｄより大きな穴５５とを備えたプレート５６が固着されている。
ピストン５１とシリンダ５２との間にはばね５７が介装され、ピストン５１を図の左方向に付勢しており、ピストン５１は図の右方向にＱだけストロークが可能な状態にある。この状態においては、拘束ピン４０の環状溝４１とプレート５６の穴５４とは係合しており、翼１０を本体２に拘束している。
シリンダ５２の後方には高圧流体を蓄積したアキュムレータ５９が設けられ、指令信号により作動して回路を開くソレノイドバルブ５８を介してシリンダ５２と接続している。
【００２４】
指令信号を発信してソレノイドバルブ５８を作動させると回路は開いてアキュムレータ５９から高圧流体がシリンダ５２に流入し、ピストン５１を図の右方向にＱだけ移動させる。ピストン５１の先端のプレート５６も左方向に移動し、拘束ピン４０の環状溝４１とプレート５６の穴５４との係合は外れ、拘束ピン４０と穴５５とは整合して拘束ピン４０は本体２の外方に抜け出して翼１０の拘束は解放される。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係る飛翔体の翼装置は、以上詳述したような構成としたため、構造簡単で信頼性が高い。また、飛翔体の回転速度が所定の回転数に減速したときに展開後の翼を固定するようにしたため、固定時に各部に加わる衝撃力を小さくすることができ、強度設計上有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の翼装置を備えた飛翔体の翼格納時の外観斜視図である。
【図２】同、飛翔体の翼展開時の外観斜視図である。
【図３】同、飛翔体の翼装着部の側面図である。
【図４】同、飛翔体の翼装着部の正面断面図である。
【図５】同、飛翔体の翼支持シャフト部の断面図である。
【図６】同、翼固定手段の構成を示す詳細断面図である。
【図７】同、翼拘束解放手段の第１実施例の側面断面図である。
【図８】同、翼拘束手段の拘束ボルトの外観図である。
【図９】同、飛翔体の翼展開状況を示す正面断面図である。
【図１０】同、飛翔体の高回転時における翼固定用の固定ピンの作動説明図である。
【図１１】同、飛翔体の低回転時における翼固定用の固定ピンの作動説明図である。
【図１２】同、翼拘束解放手段の第２実施例の側面断面図である。
【図１３】同上の平面断面図である。
【図１４】同、翼拘束解放手段の第３実施例の側面断面図である。
【図１５】同上の平面断面図である。
【符号の説明】
１…砲弾、２…本体、３、１１…ボス、５…固定穴、１０…翼、１２…翼支持シャフト、１４…ばね、１６…固定ピン、２０…拘束ボルト、３０、４４、５１…ピストン、３３…火薬、３４…着火装置、４０…拘束ピン、４１…環状溝、４５…ソレノイド、５２…シリンダ、５８…ソレノイドバルブ、５９…アキュムレータ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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