JP2879095B2 - 昇華性飛翔体の装填機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ドライアイスに代表される昇華性物体を
飛翔体とし、この飛翔体を高圧ガスの噴射作用下に高速
で飛翔させるようにした発射装置に好適に使用される昇
華性飛翔体の装填機構に関するものである。

従来技術 銃器，大砲等から発射される弾丸や砲弾その他ロケッ
ト等の如く空間を高速で飛翔する物体を、一般に「高速
飛翔体」と称することができる。これら高速飛翔体は、
主として軍事目的での使用に重点が置かれている場合が
多いが、当該飛翔体が高速で飛翔して何等かの対象物に
衝突した際に放出される大きなエネルギーは、これを好
適に制御することによって平和利用が充分に可能であ
る。そこで、飛翔体を発射装置に装填し、該飛翔体を火
薬の炸裂による反動、高圧ガスの強力な噴射圧力その他
電気的反発力等で高速駆動して所要の対象物に衝突さ
せ、これにより該物体の物性を解析する試みが既に実験
段階で実用化されている。

なお、これらの飛翔体を発射装置に装填するための従
来の機構としては、該飛翔体が金属材質で構成されるた
めに、一般の銃器や大砲等の武器における装填構造をそ
のまま転用している場合が殆どであり、その装填機構自
体には殊に新しいものはなかった。

発明が解決しようとする課題 先に述べた如く、飛翔体の高速で飛翔させて何等かの
対象物に衝突させ、その際に放出される強力なエネルギ
ーにより有効な物理的仕事を達成するための発射装置
は、何れも飛翔体として金属材質を使用している。従っ
て、該飛翔体を発射装置に装填するための機構自体は、
軍事用に開発され既に完成している弾丸装填機構をその
まま流用すればよかった。

しかるに今回発明者等は、前記金属材質からなる飛翔
体の使用に代えて、炭酸ガスを固化させたドライアイス
に代表される昇華性物体を飛翔体とする新たな発想に係
る発射システムにつき提案並びに開発を行ない、該シス
テムにつき本願と同日付けで特許出願を行なった。この
発射システムは、前記昇華性物体からなる飛翔体を高圧
ガスの噴射作用下に高速で飛翔させ、これを対象物に射
当てることにより所要の物理的仕事を達成させるもので
ある。この場合、前記発射システムに装填される飛翔体
は、先に述べた如く昇華性で、しかも極低温であるため
に、従来の金属製飛翔体を装填するのに使用されている
公知の機構は、そのままでは到底実用に供し得ない。

すなわち、新たに提案された発射システムでは、当該
飛翔体が昇華性物体であるために、迅速かつ確実にこれ
を装填する操作が必要とされ、しかも高圧ガスの噴射作
用で高速駆動されるものであるため、高い圧力に耐える
と共に高度の気密特性を備えることが要請されるが、従
来の弾丸装填機構をこれに転用し得ないことは明らかで
ある。

発明の目的 この発明は、前述した昇華性飛翔体の発射システムに
使用される飛翔体装填機構において、昇華性飛翔体を迅
速かつ確実に発射装置に装填することができ、しかも高
度の耐圧特性および気密特性が実現される新規な装填機
構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 前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため
本発明は、 ドライアイス等の昇華性物体からなる飛翔体に高圧ガ
スの噴射圧力を一挙に作用させ、該飛翔体を発射筒から
高速で発射させる発射装置に使用する飛翔体装填機構で
あって、 機構本体の側部に開放して、該機構の中間内部に形成
した装填室と連通する装填口と、 この装填口を開閉自在に密閉可能な蓋体と、 前記装填室中に回転自在に設けられ、その回動位置に
よって前記装填口と整列する方向または前記発射筒と整
列する方向を選択し得る球体状で内部に飛翔体装填部を
備えた姿勢変換体とから構成したことを特徴とする。

実施例 次に、本発明に係る昇華性飛翔体の装填機構につき、
好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説
明する。なお本実施例では、昇華性飛翔体として、炭酸
ガスを円筒状に固化させてなるドライアイスを材質と
し、また該飛翔体の駆動源として不活性ガス、殊に窒素
ガスを使用するものとする。これは、液化天然ガス（LN
G）を常温のガスに還元する際に放出される多量の冷熱
により、石油化学工業やアンモニア工業で副次生産され
る炭酸ガスを冷却固化して低廉かつ大量にドライアイス
を製造でき、また液化天然ガス産業の副産物である窒素
ガスも有効活用できるからであって、これらドライアイ
スおよび窒素ガスの使用に限定されるものでないことは
勿論である。

第１図は、本発明の好適実施例に係る昇華性飛翔体の
装填機構を、一部切欠斜視状態で示すものであって、第
７図に示す発射システムにおける発射筒12とガス噴射機
構60との間に介在する機構本体10を拡大図示したもので
ある。なお第７図は、各種試料の破壊試験を行なう装置
として、前記昇華性飛翔体の発射システムを応用した状
態を示すものであって、飛翔体が衝突した際の強大な衝
撃を吸収するために、試料収納室78の後方に衝撃吸収室
80が設けられている。そして前記発射システムは、第１
図に示す円筒状のドライアイス飛翔体32を後述する機構
本体10に装填した後、ガス噴射機構60から一挙に噴射さ
れる高圧ガスを該飛翔体32に作用させ、その噴射圧力に
より飛翔体32を発射筒12より飛翔させて、例えば試料収
納室78に収納した試料（図示せず）に衝突させ所要の仕
事を行なう。

第１図に戻って、ガス噴射機構60（この機構も顕著な
技術的特徴を有するので、本日付けで別途特許出願を完
了した）から延出する高圧ガス導管30と、これに中心軸
線を整列させて真直に延在する発射筒12との間に、実施
例に係る機構本体10が介在している（第４図参照）。こ
の機構本体10は、前記高圧ガス導管30に接続するガス導
入路20と、前記発射筒12に連通する発射路22と、その中
間に形成した飛翔体装填室18（第３図参照）とを整列的
に備え、前記ガス導入路20および発射路22には、耐蝕・
耐圧性に富む円筒状の金属製ライニング56が密着嵌合さ
れている。

なお発射路22は、機構本体10とは別体をなすスリーブ
72に穿設され、該スリーブ72は機構本体10に軸線を整列
させて内挿嵌合されると共に、そのフランジ48を本体10
側のフランジ50に当接させて、所要箇所でボルト52,ナ
ット54による締付け固定がなされている。また飛翔体32
の発射時には、装填室18に装填した飛翔体32に対し大き
なガス圧が加わるので、その圧力が外部に漏洩するのを
防止するため、第３図に示す如く所要シール体62,62が
配設されている。

機構本体10の側部には、内部に形成した前記装填室18
と交差して開口する装填口24が開設され、その装填口24
を介して円筒状飛翔体32が側方より前記装填室18に装填
可能となっている。装填口24は、第２図に示す如く裏側
にパッキング27を備える蓋体26を被着し、機構本体10に
ボルト28で押え付けることにより、着脱自在に密閉され
る。なお蓋体26には、リリーフ弁29が設けられている。
このリリーフ弁29は、後述の飛翔体32に装填するため該
蓋体26を本体10から取外す際に、装填室18中を大気圧と
して容易に蓋体26の取外しを実現するためのものであ
る。

また装填室18中には、前記飛翔体32をそっくり収納可
能な円筒状装填部34を内設した球体状の姿勢変換体16が
収納されている。この姿勢変換体16は、後述する外部ハ
ンドル40により回動されて、その装填部34を第５図に示
す装填口24に整列させる位置と、第６図に示す前記発射
路22およびガス導入路20に整列させる位置との間を選択
し得るようになっている。

姿勢変換体16の取付状態につき更に詳しく述べると、
第１図，第３図に示す如く、本体10の内部に形成した装
填室18の上部および下部に、該姿勢変換体16と密着する
環状シール体46,46が夫々配設されている。従って姿勢
変換体16は、該環状シール体46,46と密着的に摺擦して
高度の気密を保持しつつ回動する。また姿勢変換体16の
頂部に固設した回動軸36が、シール体58および軸受44を
介して機構本体10に回動自在に支持され、該回動軸36に
一体形成した頚部38を本体10の外方に延出させている。
この頚部38には、図示形状をなすハンドル40が着脱可能
に取付けられ、該ハンドル40を矢印方向に操作すること
により、前述の如く姿勢変換体16の装填部34を、前記装
填口24に整列する位置または発射路22およびガス導入路
20に整列する位置に選択可能となっている。なお回動軸
36は、取付板37を介してボルト42により機構本体10に固
定される。

第１図，第３図に示す如く、機構本体10には内部の発
射路22にまで連通する排気孔66が穿設され、この排気孔
66に排気バルブ64が設けてある。これは、飛翔体32の発
射準備時に、図示しない真空ポンプを前記排気バルブ64
に接続して、ガス導入路20,本体10の装填部34および発
射路22中の脱気を行なうためのものである。更に第３図
に示す如く、姿勢変換体16と近接する発射路22に通孔68
が垂直に穿設され、この通孔68をストッパピン70が挿脱
自在にねじ込まれて、ピン先端を発射路22内に僅かに臨
ませ得るようになっている。これは、装填部34に装填さ
れ前記発射路22と整列した飛翔体32が、前記排気バルブ
64からの脱気による影響で発射路22中を前進するのを、
発射路内面に僅かに突出させた前記ストッパピン70によ
り阻止するためである。従って飛翔体32の発射時には、
該ピン70の先端は発射路22の内面より下降されて、該飛
翔体32と干渉しないよう操作される。

実施例の作用 次に、このように構成した本実施例に係る昇華性飛翔
体の装填機構の作用につき説明する。使用に際し、機構
本体10の側部から蓋体26を取外して装填口24を開放する
と共に、ハンドル40を左右何れかに回動して、第５図に
示す如く、姿勢変換体16の円筒状装填部34を前記装填口
24に整列させる姿勢設定を行なう。この状態において、
ドライアイスの円筒状飛翔体32を、第１図に示す如く本
体10に交差する側方から装填口24を介して、姿勢変換体
16の装填部34に挿入する。なお飛翔体32の外部寸法は、
姿勢変換体16の装填部34に、僅かの環状間隙を残してそ
っくり挿入可能な寸法に予め設定されているものとす
る。その後に蓋体26を装填口24にパッキング27を介して
被着し、ボルト28で押え込むことにより、機構本体10の
内部は外部と完全に密閉される。

次いで、ハンドル40を第５図の矢印方向に略90゜回動
させることにより、姿勢変換体16も装填位置から90゜回
動し、その装填部34に装填した飛翔体32は、第６図に示
す如く、ガス導入路20および発射路22と中心軸線を整列
させて位置する。なお、第３図に関し説明した前記スト
ッパピン70の先端を、発射路22の内部に僅かに突出させ
ておくことによって、後述の脱気がなされて飛翔体32が
発射路22側に引寄せられても、直ちにピン70に当接する
ので発射路22側への前進が阻止される。この状態で、前
記排気バルブ64に接続した図示しない真空ポンプを駆動
し、ガス導入部20,装填部34および発射路22の脱気を行
なう。また、本装填機構を使用した第７図，第８図に示
す破壊試験装置では、その試料収納室78および衝撃吸収
室80中の脱気も同時になされて、システム全体の内部が
高真空に保持される。

このように飛翔体32の装填が終了し、所要の真空度に
まで脱気がなされたところで、ガス噴射機構60が作動さ
れて、飛翔体32の発射がなされる。なお、発射に先立ち
前記ストッパピン70が気密状態を保持したまま通孔68中
を下降して、その先端を発射路22より内方に移動させ、
飛翔体32に対する移動阻止を解除する。この状態でガス
噴射機構60が作動すると、高圧に保持された窒素ガスが
一挙にガス導入路20に侵入し、装填機構10に装填した飛
翔体32に作用して、該飛翔体32を発射路22および発射筒
12を介して高速で発射させる。第７図に示す例では、飛
翔体32は試料収納室78中に収納した試料に大きなエネル
ギーを持って衝突し、破壊その他の物理的仕事を行なう
ことになる。

発明の効果 以上説明した如く、本発明に係る昇華性飛翔体の装填
機構によれば、ドライアイスに代表される昇華性物体か
らなる飛翔体を、発射装置に迅速かつ確実に装填するこ
とができると共に、高度の耐圧および気密特性が実現さ
れる。しかも飛翔体の装填時に、予め該飛翔体と発射筒
との軸線を一致させておく必要はなく、最も装填し易い
位置から飛翔体を装填した後に、ハンドルを回動させて
該飛翔体の姿勢を変換させることにより、最終的に両者
を正確に整列させ得るものである。

なお図示の実施例では、高速の飛翔体を試料に衝突さ
せて物体の物理的特性を解析する試験装置に応用した場
合につき説明したが、この昇華性飛翔体の発射装置自体
はこれに限定されるものでなく各種の分野に応用され
る。従って図示例では、第７図に示す破壊試験装置に殊
に適合させるべく、装置全体に高度の真空が達成される
必要があり、このためその気密を保持し得る特別な構成
を要している。しかし本発明自体は、必ずしもこの気密
保持が要件でなく、その応用例によっては、大気中に解
放していてもよいし、また発射筒の先端まで高真空が保
たれていればよい場合もある。

また前述した如く、昇華性飛翔物体としてはドライア
イスに限定されるものではなく、また高圧ガスも窒素以
外に、人体に影響を与えることのないものであれば、ヘ
リウム等各種不活性ガス、その他水素ガス等を経済的理
由その他の要因に応じて、種々選択使用し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る昇華性飛翔体の装填機構の好適
な実施例を示す一部切欠斜視図、第２図は、第１図に示
す装填機構のII−II線横断面図、第３図は、第１図に示
す装填機構のIII−III線縦断面図、第４図は、実施例に
係る装填機構をガス噴射機構および発射筒と連結した状
態で示す側面図、第５図は、実施例に係る装填機構を上
部から見た一部切欠平面であって、昇華性飛翔体を装填
する直前の状態を示し、第６図は、第５図と同様の平面
図であって、昇華性飛翔体を装填した後その姿勢を90゜
変換させて、ガス導入路および発射路に整列させると共
に、蓋体を密閉的に被着させた状態を示し、第７図は、
本実施例に係る装填機構を使用した破壊試験装置の全体
側面図、第８図は第７図に示す破壊試験装置の平面図で
ある。 10……飛翔体装填機構 12……発射筒、16……姿勢変換体 18……装填室、24……装填口 32……昇華性飛翔体、34……装填部

フロントページの続き (72)発明者 小林 隆夫 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95037 モルガン ヒル ヴィスタ デ ヴァレ 2865 (72)発明者 森田 素生 愛知県小牧市下小針中島１丁目200番地 株式会社森田鐵工所内 (72)発明者 森田 孝 愛知県小牧市下小針中島１丁目200番地 株式会社森田鐵工所内 (72)発明者 竹中 弘 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東邦瓦斯株式会社内 (72)発明者 澤井 秀明 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東邦瓦斯株式会社内 (72)発明者 大河内 禎一 愛知県名古屋市昭和区御器所町（番地な し） 名古屋工業大学内 (72)発明者 川嶋 紘一郎 愛知県名古屋市昭和区御器所町（番地な し） 名古屋工業大学内 (72)発明者 深津 鋼次 愛知県名古屋市昭和区御器所町（番地な し） 名古屋工業大学内 (72)発明者 浦田 喜彦 愛知県名古屋市昭和区御器所町（番地な し） 名古屋工業大学内 (56)参考文献 特開 昭62−213886（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F41A 9/38 F41B 11/26

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドライアイス等の昇華性物体からなる飛翔
   体（32）に高圧ガスの噴射圧力を一挙に作用させ、該飛
   翔体（32）を発射筒（12）から高速で発射させる発射装
   置に使用する飛翔体装填機構（10）であって、 機構本体（10）の側部に開放して、該機構（10）の中間
   内部に形成した装填室（18）と連通する装填口（24）
   と、 この装填口（24）を開閉自在に密閉可能な蓋体（26）
   と、 前記装填室（18）中に回転自在に設けられ、その回動位
   置によって前記装填口（24）と整列する方向または前記
   発射筒（12）と整列する方向を選択し得る球体状で内部
   に飛翔体装填部（34）を備えた姿勢変換体（16）と から構成したことを特徴とする昇華性飛翔体の装填機
   構。