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三式中戰車是從九七式中戰車一路發展下來直系的最後一型，在這一系列的中戰車中，最先是裝備了47mm48倍徑戰車炮炮塔的九七式中戰車改，雖然其主炮足以擊毀美軍M-3輕戰車，但是他的車身裝甲仍然太薄，所以就有改變車身，在出力跟裝甲上都有所進步的一式中戰車，但是當一式中戰車在1944年進入戰場時，美軍早就已經開始使用戰力遠超過M-3輕戰車的M-4薛曼式中戰車，而一式中戰車所裝備的47mm炮根本無法貫穿M-4的裝甲，於是前線再度傳回要求更具威力的新戰車的哀嚎。
在1944年中雖有更具威力，裝備長炮身75mm炮的四式中戰車，以及更具威力的五式中戰車的計畫，但是在時間上都無法於短期內完成並進入量產，於是一款緊急的新型戰車設計就出爐了，這種新型中戰車使用的是一式中戰車的車身底盤，而炮塔則與以加大，使其能裝載75mm等級的戰車炮，而戰車炮也必須從現有的75mm火炮改裝而來，這就是三式中戰車CHI-NU。
1944年五月，三式中戰車的設計開跑，主要的作業在於設計一款新型的砲塔，以及從現有火炮中選取合適者改造為戰車炮使用。本車最早計畫搭載當時日本陸軍的主力野戰炮九五式75mm野炮的改造型，此種野炮砲口初速520m/s,由於重量不大而被廣泛的運用在一般的陸軍部隊中，但是在時戰經驗中，這種野炮根本無法有效打擊M-4中戰車，再加上日本陸軍砲兵並不希望作為主力的野炮被移作他用，所以只好放棄此炮，選擇另一款九十式75mm野炮。
這一款九十式75mm野炮實際上根本就是日本陸軍砲兵的棄嬰，他最主要的缺點有二：第一，雖然他的初速及射程都較長，但是卻因此重量過大，在機械化程度不足的日軍部隊裡，這款炮的重量已經超過一般馬匹所能負擔。其次，超初速所換來的缺點就是炮管壽命較短，這在常常需要整天射擊的砲兵來說無非是一大弱點。雖然這門砲在砲兵的運用上有這兩個缺點，但是當轉用在戰車砲上時，卻能顯現出他的優點來，因為戰車砲所要求的就是初速大，因為這樣就能獲得較好的穿甲力，由於是撘載在車輛上而非使用馬匹，所以重量不成問題，另外，戰車砲使用的頻率遠低於砲兵砲，最後再加上砲兵部隊因為不喜歡這一門砲，並不反對把此砲挪用改造為戰車砲，所以三式中戰車就選定這一門砲，再加上一些修改製作成戰車砲使用。
本型戰車砲初速680m/s，在100m處能貫穿90mm的垂直裝甲，與在同距離只能貫穿55mm裝甲的47mm一式戰車砲比起來有大幅度的成長，但是要是跟其他各國的75mm等級戰車砲比起來，仍然有所差距。由於採用了新的的主砲，所以砲塔勢必要重新設計以容納大型的75mm戰車砲，新設計的砲塔前部裝甲50mm，側面20mm，後面25mm，防禦力基本上跟一式中戰車的砲塔相近，只不過整整大了一大圈。為此，車身上的砲塔環徑也必須增加到1700mm。本型戰車能搭載70發主砲砲彈，其中四十發是裝置在砲塔後方的空間裡，剩下的三十發則是放置在戰鬥室地板上的砲彈箱中。另外，本車廢止了裝置在砲塔後方的機槍。
在動力上，仍是採用跟一式中戰車底盤一樣的的統制型百式12汽缸柴油機，在轉速2000rpm的時候出力240馬力。跟一式中戰車比起來，由於引擎出力相同，但是重量從17.2噸增加到18.8噸，所以三式中戰車的速度也從一式中戰車所保有的44km/h大幅滑落至39km/h之值，但是為了能擊破M-4中戰車的裝甲，也只好犧牲速度性能。
1944年8月，九十式75mm野砲改裝作業結束，被冠上三式75mm戰車砲的名稱。同年10月，三式中戰車的試作車輛完成，經過審查完畢後，於1944年12月進入量產，從5月到12月約半年的時間內日夜趕工的結果，日本陸軍終於用有了足以擊破M-4中戰車的中型戰車。由於本車除了砲塔以外跟一式中戰車並無差異，所以在生產線上的量產也沒有多大問題，另外主砲也是從既有的野砲修改而來，本車的生產還算是順利，沒有特別大的問題。直到戰爭結束，本車約完成了150輛的數字。
完成後的三式中戰車，是日軍唯一能在中距離擊破M-4中戰車的戰車，但是依其裝甲而言，仍無法抵抗M-4中戰車的主砲，所以本車實際上仍為足以作為M-4中戰車的對手。雖是如此，但是本車仍是前線部隊所熱切期待的裝備。可是，對戰局來說已經是太晚了，在1945年，已經沒有能將戰車大量運送至外地的運輸船，更甚於此，在1945年4月美軍登陸沖繩島後，也已經沒有所謂的外地存在。所以生產出來的三式中戰車全數配置於本土的戰車部隊，諸如戰車第一師團、戰車第四師團，以及各獨立戰車旅團，預計在本土攻防戰上擔任日本陸軍裝甲兵力的主力車輛。
但是本土登陸戰並沒有發生，所以大部分的三式中戰車都是在沒有經歷戰火的蹂躪下迎接了戰爭的結束，在戰後這些三式中戰車大多遭到破壞，只有留下兩輛，其中一輛被運送到美國去，另一輛保存在東京赤羽的美軍兵器廠，該車現在已經轉移到自衛隊的土浦武器學校展示。
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安國寺
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