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機関砲の閉鎖方法及びその装置 - 株式会社日本製鋼所
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発明の名称 機関砲の閉鎖方法及びその装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−174487
公開日 平成7年(1995)7月14日
出願番号 特願平5−344551
出願日 平成5年(1993)12月20日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】前田 宏之
発明者 吉松 盛喜 / 渡辺 秀行
要約 目的
遊底を小形化かつ軽量化することができ、同時に、遊底を駆動するカムドラムの駆動力も軽減される機関砲の閉鎖方法及びその装置の提供。

構成
カムドラム10の回転に伴つて遊底7が前進行程から前進停止行程に移行する際に、第1突起カム10cによつてロックリング3を所定角度α回転させて押込カム3bによつてロック部材18を内方向に押し込み、ロック部材18を弾薬11の係合凹部11bに係合させて砲身1を閉鎖状態に保ち、更に、遊底7が前進停止行程から後退行程に移行する際に、第2突起カム10c’によつてロックリング3を所定角度α回転させ、押込カム3bとロック部材18との係合を解除させてロック部材18を外方向に復帰させ、ロック部材18と係合凹部11bとの係合を解除させる。
特許請求の範囲
【請求項1】 回転するカムドラム(10)によつて砲身(1)の中心軸線方向に前進、前進停止、後退、後退停止の作動を順次に行うように、砲架(2)に移動自在に収容される遊底(7)を備える機関砲の閉鎖方法であつて、砲身(1)の後端部に放射方向の移動自在なロック部材(18)を設け、ロック部材(18)を内方向に押し込み可能な押込カム(3b)を有するロックリング(3)を砲身(1)側に回転自在に支持すると共に、歯状カム(3c)に係合してロックリング(3)を間欠的に回転駆動する第1,第2突起カム(10c,10c’)をカムドラム(10)に設け、カムドラム(10)の回転に伴つて遊底(7)が前進行程から前進停止行程に移行する際に、第1突起カム(10c)によつてロックリング(3)を所定角度(α)回転させて前記押込カム(3b)によつてロック部材(18)を内方向に押し込み、該ロック部材(18)を弾薬(11)の係合凹部(11b)に係合させて砲身(1)を閉鎖状態に保ち、更にカムドラム(10)が回転し、遊底(7)が前進停止行程から後退行程に移行する際に、第2突起カム(10c’)によつてロックリング(3)を所定角度(α)回転させ、前記押込カム(3b)とロック部材(18)との係合を解除させてロック部材(18)を外方向に復帰させ、ロック部材(18)と弾薬(11)の係合凹部(11b)との係合を解除させることを特徴とする機関砲の閉鎖方法。
【請求項2】 回転するカムドラム(10)によつて砲身(1)の中心軸線方向に前進、前進停止、後退、後退停止の作動を順次に行うように、砲架(2)に移動自在に収容される遊底(7)を備える機関砲の閉鎖装置であつて、砲身(1)の後端部に放射方向の移動自在なロック部材(18)を設け、ロック部材(18)を内方向に押し込み可能な押込カム(3b)を有し、かつ、歯状カム(3c)を有するロックリング(3)を砲身(1)側に回転自在に支持すると共に、カムドラム(10)の回転に伴つて遊底(7)が前進行程から前進停止行程に移行する際に、歯状カム(3c)に係合してロックリング(3)を所定角度(α)回転させ、ロック部材(18)を押込カム(3b)によつて押圧して内方向に押し込み、ロック部材(18)を弾薬(11)の係合凹部(11b)に係合させる第1突起カム(10c)と、遊底(7)が前進停止行程から後退行程に移行する際に、ロックリング(3)を所定角度(α)回転させてロック部材(18)の押込カム(3b)との係合を解除させ、ロック部材(18)と弾薬(11)の係合凹部(11b)との係合を解除可能とする第2突起カム(10c’)とをカムドラム(10)に設けることを特徴とする機関砲の閉鎖装置。
【請求項3】 ロック部材(18)を外方向に復帰付勢する弾性体(20)を設けることを特徴とする請求項2の機関砲の閉鎖装置。
【請求項4】 ロック部材(18)と弾薬(11)の係合凹部(11b)とが係合する状態で、ロックリング(3)の回転を拘束するように、カムドラム(10)の第2カム面(10d)と係合し、ロック部材(18)と弾薬(11)の係合凹部(11b)との係合が解除された状態で、ロックリング(3)の回転を拘束するように、カムドラム(10)の第1カム面(10d’)と係合する係合カム(3d)が、ロックリング(3)に形成されることを特徴とする請求項2又は3の機関砲の閉鎖装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、機関砲の閉鎖方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の機関砲において、カムドラムにて駆動される遊底によつて砲身を閉鎖する装置として、次のものがある。
(1)図5に示すようにカムドラム59に閉鎖カム部59aを設け、遊底55が前進している間、この閉鎖カム部59aが回転しながら砲身51を閉鎖状態に保つ。61は弾薬である。
【0003】(2)図6に示すように遊底55を遊底本体55aと揺底55bとから構成し、遊底本体55aを揺底55bに対し回転可能に保持し、一方、砲身51の後端部に異形断面の通孔52a及び環状空間52bを創成した砲尾環52を備え、この通孔52aに適合するカム部55cを遊底本体55aの前端部に設け、遊底本体55aを回転させて、砲尾環52の通孔52aと遊底本体55aのカム部55cとを一致させてカム部55cを環状空間52b内に挿入させ、その後、カム部55cを回転させることで閉鎖状態を得る。
(3)上記(2)とほぼ同様の構造であるが、遊底本体に代えて砲尾環を回転させることで閉鎖状態を得る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来の機関砲の閉鎖装置にあつては、いずれも弾丸の発射時に弾薬の薬莢に作用する力の全てを遊底55で支持する。このため、遊底55に高剛性を与えて薬莢に作用する力に耐えるようにする必要があり、必然的に大形化し、かつ、重くなる。従つて、遊底55を外部動力にて駆動する場合、駆動力が大になる。また、遊底55が大形化することにより、送弾ホイール等の関連する部品が大になる欠点がある。更に、上記(2)の装置にあつては、結合部がある分、機関砲自体の寸法及び遊底55のストロークが大になる欠点がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、請求項1の発明の構成は、回転するカムドラム10によつて砲身1の中心軸線方向に前進、前進停止、後退、後退停止の作動を順次に行うように、砲架2に移動自在に収容される遊底7を備える機関砲の閉鎖方法であつて、砲身1の後端部に放射方向の移動自在なロック部材18を設け、ロック部材18を内方向に押し込み可能な押込カム3bを有するロックリング3を砲身1側に回転自在に支持すると共に、歯状カム3cに係合してロックリング3を間欠的に回転駆動する第1,第2突起カム10c,10c’をカムドラム10に設け、カムドラム10の回転に伴つて遊底7が前進行程から前進停止行程に移行する際に、第1突起カム10cによつてロックリング3を所定角度α回転させて前記押込カム3bによつてロック部材18を内方向に押し込み、該ロック部材18を弾薬11の係合凹部11bに係合させて砲身1を閉鎖状態に保ち、更にカムドラム10が回転し、遊底7が前進停止行程から後退行程に移行する際に、第2突起カム10c’によつてロックリング3を所定角度α回転させ、前記押込カム3bとロック部材18との係合を解除させてロック部材18を外方向に復帰させ、ロック部材18と弾薬11の係合凹部11bとの係合を解除させることを特徴とする機関砲の閉鎖方法である。請求項2の発明の構成は、回転するカムドラム10によつて砲身1の中心軸線方向に前進、前進停止、後退、後退停止の作動を順次に行うように、砲架2に移動自在に収容される遊底7を備える機関砲の閉鎖装置であつて、砲身1の後端部に放射方向の移動自在なロック部材18を設け、ロック部材18を内方向に押し込み可能な押込カム3bを有し、かつ、歯状カム3cを有するロックリング3を砲身1側に回転自在に支持すると共に、カムドラム10の回転に伴つて遊底7が前進行程から前進停止行程に移行する際に、歯状カム3cに係合してロックリング3を所定角度α回転させ、ロック部材18を押込カム3bによつて押圧して内方向に押し込み、ロック部材18を弾薬11の係合凹部11bに係合させる第1突起カム10cと、遊底7が前進停止行程から後退行程に移行する際に、ロックリング3を所定角度α回転させてロック部材18の押込カム3bとの係合を解除させ、ロック部材18と弾薬11の係合凹部11bとの係合を解除可能とする第2突起カム10c’とをカムドラム10に設けることを特徴とする機関砲の閉鎖装置である。請求項3の発明の構成は、ロック部材18を外方向に復帰付勢する弾性体20を設けることを特徴とする請求項2の機関砲の閉鎖装置である。請求項4の発明の構成は、ロック部材18と弾薬11の係合凹部11bとが係合する状態で、ロックリング3の回転を拘束するように、カムドラム10の第2カム面10dと係合し、ロック部材18と弾薬11の係合凹部11bとの係合が解除された状態で、ロックリング3の回転を拘束するように、カムドラム10の第1カム面10d’と係合する係合カム3dが、ロックリング3に形成されることを特徴とする請求項2又は3の機関砲の閉鎖装置である。
【0006】
【作用】請求項1又は2の発明によれば、遊底7が後退停止の状態から前進行程を採る際には、ロック部材18は外方向に復帰させた状態にあり、砲身1の後端部を大きく開放している。カムドラム10の回転によつて遊底7が充分に前進し、弾薬11が砲身1内に進入して遊底7が前進停止行程を採れば、その際にカムドラム10の第1突起カム10cが歯状カム3cを一歯送り、押込カム3bがロック部材18を内方向に押し込む。内方向に押し込まれたロック部材18の内端部は、弾薬11の係合凹部11bに進入し、砲身1を閉鎖状態に保つ。
【0007】この遊底7が前進停止行程を採る状態にて更にカムドラム10が回転すれば、弾薬11が撃発されて弾丸が発射される。弾丸が発射された後、カムドラム10が更に回転し、遊底7が前進停止行程から後退行程に移行する際に、カムドラム10の第2突起カム10c’が歯状カム3cを一歯送り、ロックリング3が角度α回転するので、押込カム3bのロック部材18との係合状態が解除され、ロック部材18が自由の状態となる。このロック部材18は外方向に復帰させ、遊底7の閉鎖状態を解除する。
【0008】請求項3の発明によれば、遊底7が前進行程から前進停止行程に移行する際に、押込カム3bがロック部材18を内方向に押し込むとき、弾性体20が弾性変形する。また、遊底7が前進停止行程から後退行程に移行する際に、押込カム3bのロック部材18との係合状態が解除されたとき、弾性体20の弾発力によつてロック部材18が外方向に復帰する。
【0009】請求項4の発明によれば、遊底7が前進停止行程を採る状態にて弾薬11が撃発されて弾丸が発射される。そのとき、カムドラム10の第2カム10dがロックリング3の係合カム3dに係合しているので、カムドラム10の回転によつてロックリング3が回転することは抑制され、ロックリング3は停止状態を維持し、ロック部材18を押し込んだ位置にロックされる。その後、カムドラム10の回転によつて遊底7が後退行程に移行し、後退停止後に再び前進行程に移行する。この間、つまり遊底7が後退を開始した後、前進を終了するまでの間は、カムドラム10の第1カム10d’がロックリング3の係合カム3dと係合した状態にあり、従つて、ロック部材18が外方向に確実に復帰して遊底7の前端部が砲身1の後端部内に進入可能となる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1〜図4は、本発明に係る機関砲の閉鎖装置の1実施例を示す。先ず、図1,図2を参照して機関砲の要部について説明する。機関砲は、砲身1を固着する砲架2を有し、カムドラム10により、砲身1の中心軸線方向に前進、前進停止、後退、後退停止の作動を順次に行うように、砲架2に摺動自在に収容される遊底7と、遊底7と砲身1との間(装填準備位置)に弾薬11を間欠的に供給する周知の送弾ホイール5とを備える。弾薬11の後端部、具体的には図4に示すように弾底部の薬莢11cには、環状の係合凹部11bが形成されている。
【0011】送弾ホイール5は、図1に示すようにその中心軸5aが砲架2に軸受4,6を介して回転自在に支持され、図外の間欠連動機構により、カムドラム10の回転に連動する間欠回転運動を行う。また、送弾ホイール5は、4個の切欠き部5bを周方向に所定間隔にて有し、図外の給弾機から給弾通路を経て各切欠き部5bに送り込まれた弾薬11が、2点鎖線にて示すように後退停止行程を採る遊底7’と砲身1との間に間欠的に送り込まれ、その際に弾薬11の後端部の環状の係合凹部11bが遊底7の前端部の係合爪部7bに係止する。すなわち、送弾ホイール5は、遊底7が後退位置を採るとき、間欠連動機構により1/4回転、つまり1ピッチ回転し、遊底7の前方に弾薬11を送り込み、遊底7が前進位置を採るときは停止している。そして、送弾ホイール5の切欠き部5bは、遊底7が通過できる形状、寸法となつており、送弾ホイール5は、停止中に遊底7が支障なく前進又は後退の運動が可能である。
【0012】カムドラム10は、図1に示すように前後両端部が軸受9を介して砲架2に回転自在に支持され、モータ等の外部の駆動装置8と連結し、回転力を受けて回転する。カムドラム10の外周面には、遊底7に前進−前進停止−後退−後退停止の一連の動作を繰り返し与えるカム溝10aが形成され、カムドラム10のカム溝10aに遊底7の係合突起7aが係合している。しかして、カムドラム10の一方向の回転駆動により、遊底7が上記一連の動作を行うように駆動される。
【0013】このカムドラム10の前端部外周面には、図2に示すように後側の第1,第2突起カム10c,10c’及び前側の第2カム10d及び第1カム10d’が形成されている。第1,第2突起カム10c,10c’は、カムドラム10の円筒面に所定間隔を設けてそれぞれ突設され、後記するロックリング3の歯状カム3cに係合可能である。第1,第2突起カム10c,10c’の間隔は、遊底7が前進停止するカム溝10aの長さにほぼ対応している。第1カム10d’及び第2カム10dは、第1,第2突起カム10c,10c’の間に位置する円筒面からなり、第1,第2カム10d’,10dの間となる第1,第2突起カム10c,10c’の付近は、適当長さだけ切除され、後記する係合カム3dと干渉してカムドラム10が回転不可能となることを防止してある。
【0014】一方、砲身1の砲架2内に突出する後端部、具体的には図2に示す砲身1の環状溝部1aに位置させて、複数個(本実施例では4個)の穴部1bが放射状に貫通させて設けられ、各穴部1bにはロック部材18が摺動自在に配置されている。ロック部材18は、図3に示すように砲身1の支持部21との間に圧縮して介装した弾性体であるリングばね20(リングばね以外のばね又は弾性ゴムによつて構成することも可能)によつて、常時外方向に弾性的に付勢されている。砲身1の穴部1bは、ロック部材18が遊底7の係合爪部7bと干渉しない位置を選定して形成すべきであり、本実施例にあつては下側の2個のロック部材18は、遊底7の係合爪部7bとの干渉を避けるため、対向する部分の一部を切除した形状を有している。図3に示す1cは、遊底7の係合爪部7bが進入可能なように、砲身1の後端部内面を中心軸線方向に切欠いで形成した溝部である。
【0015】また、ロック部材18の外側には、環状のロックリング3が配置される。ロックリング3は、図3に示すように前後両端部の環状内面3e,3fが砲身1の外周面に回動摺動自在に支持され、後記する中間部の押込カム3bの前後両側面が砲身1の環状溝部1aに係合して、砲身1の中心軸線方向の移動が拘束されている。なお、ロックリング3は、砲身1側に回転自在に支持されていればよく、砲架2に支持することも可能である。また、図1,図2はロック部材18が内方向に押し込まれた状態を示し、図3はロック部材18が外方向に復帰した状態を示している。
【0016】ロックリング3は、図2に示すように内周面に、ロック部材18を当接支持する円筒面部3aと、内方に突出し、ロック部材18を内方向に押し込む押込カム3bとを所定間隔にて交互に配置し、外周面に、カムドラム10の第1,第2突起カム10c,10c’に係合して間欠的に回転駆動される歯状カム3c及びカムドラム10の第2カム10d又は第1カム10d’に係合して回転が拘束される係合カム3dが形成される。歯状カム3cは、円筒面部3a及び押込カム3bに対応させて形成され、従つて押込カム3bの2倍の歯数を所定間隔にて有している。第1突起カム10cは、カムドラム10の回転に伴つて遊底7が前進行程から前進停止行程に移行する際(好ましくは移行した直後)に、歯状カム3cのいずれかに係合してロックリング3を所定角度α回転させ、図2に示すように押込カム3bによつてロック部材18を内方向に押し込み、ロック部材18を弾薬11の係合凹部11bに係合させて弾薬11によつて砲身1を閉鎖状態に保つように機能する。ここで、ロック部材18によつて支持される弾薬11の薬莢11cの剪断面は、図4に示すように係合凹部11bの径をD、薬莢11cの係合凹部11bまでの中心軸線方向前側の肉厚をLとしてπDLであるが、この剪断面として所定の広さを確保することにより、薬莢11cに所要の強度を与えてある。
【0017】また、第2突起カム10c’は、更にカムドラム10が回転し、遊底7が前進停止行程から後退行程に移行する際(好ましくは移行する直前)に、次位の歯状カム3cに係合してロックリング3を所定角度α回転させ、押込カム3bとロック部材18との係合を解除させるように機能する。押込カム3bとロック部材18との係合が解除されれば、リングばね20の弾発力によつてロック部材18が外方向に復帰し、ロック部材18と弾薬11の係合凹部11bとの係合が解除される。係合カム3dは、第2カム10d及び第1カム10d’と適合する凹湾曲面からなり、第1,第2突起カム10c,10c’が歯状カム3cと係合しない間であつて、ロック部材18と弾薬11の係合凹部11bとが係合する状態で、ロックリング3の回転を拘束するように、カムドラム10の第2カム面10dと係合し、また、ロック部材18と弾薬11の係合凹部11bとの係合が解除された状態で、ロックリング3の回転を拘束するように、カムドラム10の第1カム面10d’と係合する。
【0018】次に、上記実施例の作用について説明する。カムドラム10の回転によつて、遊底7は前進−前進停止−後退−後退停止の動きを与えられ、前進停止している間に遊底7によつて砲身1の後端部を閉鎖し、弾丸が発射される。遊底7が後退停止の状態から前進行程を採る際には、カムドラム10の前側の第1カム10d’がロックリング3の係合カム3dに係合してロックリング3の回転が拘束されている。このとき、ロックリング3は、図3と同様の状態にあり、リングばね20によつて外方向に向けて弾性的に付勢されるロック部材18は、ロックリング3の円筒面部3aに当接し、これによつて砲身1の後端部を大きく開放している。
【0019】遊底7の係合爪部7bに弾薬11の係合凹部11bが係止する状態で、カムドラム10の回転によつて遊底7が充分に前進し、図3に示すように弾薬11を砲身1内に押し込むと共に、遊底7がその前端部を砲身1の後端部内に進入させて前進停止行程を採れば、その際にカムドラム10の第1突起カム10cが歯状カム3cを一歯送り、各押込カム3bが各ロック部材18の外面を押圧して、リングばね20の弾発力に抗して各ロック部材18を内方向に押し込む。内方向に押し込まれた各ロック部材18の内端部は、図1,図2に示すように弾薬11の係合凹部11bに進入し、弾薬11を閉鎖状態に保つ。
【0020】この遊底7が前進停止行程を採る状態にて更にカムドラム10が回転すれば、遊底7の図外の撃針が図4に示す弾薬11の弾底部のキャップ12をたたき、発射薬19を発火させる。発射薬19の燃焼ガスは、高圧となつて弾底部を後方に押す。そして、ロック部材18を介して砲身1によつて支持された薬莢11cの剪断面には、πDLとして弾底部を後方に押す力に十分に耐える広さを与えてあり、また、プライマボディ16は、十分なねじ強度を与えて薬莢11cに結合されている。従つて、キャップ12のみがベント13を通つた噴出ガスによつて後方に押される。遊底7は、このベント13の後方に位置して噴出ガスを支えることになるが、薬莢11c全体が後方に押される力に対してごく小さく、遊底7の係合突起7aがカムドラム10のカム溝10aに係合していることで、十分に支え得る。なお、図4において14はイグナイタ、15はカバーを示す。
【0021】また、弾丸の発射に際し、カムドラム10の第2カム10dがロックリング3の係合カム3dに係合しているので、カムドラム10の回転によつてロックリング3が回転することは抑制され、ロックリング3は停止状態を維持し、ロック部材18を押し込んだ位置にロックされている。弾丸が発射された後、カムドラム10が更に回転すれば、カムドラム10の第2突起カム10c’が歯状カム3cを一歯送り、ロックリング3が角度α回転するので、各押込カム3bの各ロック部材18との係合状態が解除される。これにより、リングばね20の弾発力を受けるロック部材18は、ロックリング3の円筒面部3aに当接するように外方向に復帰し、薬莢11cとの係合状態を解除する。
【0022】その後、カムドラム10の回転によつて遊底7が薬莢11cを伴つて後退行程に移行し、後退停止後に再び前進行程に移行する。この間、つまり遊底7が後退を開始した後、前進を終了するまでの間は、カムドラム10の第1カム10d’がロックリング3の係合カム3dと係合してロックリング3が停止した状態にあり、従つて、ロック部材18が外方向に復帰して弾薬11が砲身1内に進入可能である。ところで、上記実施例にあつてはロック部材18を外方向に復帰させる手段として、リングばね20を使用したが、ロックリング3とロック部材18との間にカムを設け、各押込カム3bと各ロック部材18との係合状態が解除された際、このカムによつてロック部材18を外方向に復帰させるように構成し、リングばね20を省略することも可能である。
【0023】
【発明の効果】以上の説明によつて理解されるように、本発明に係る機関砲の閉鎖方法及びその装置によれば、弾薬の薬莢の後退力の大部分が砲身側に支持され、この後退力の内、弾底部、具体的にはキャップの部分にかかるごく小さな負荷(薬莢の後退力の数パーセント)のみを遊底が支えればよく、遊底に高強度を必要としない。その結果、遊底を小形化かつ軽量化することができる。同時に、遊底を駆動するカムドラムの駆動力も軽減される。そして、カムドラムは、第1,第2突起カム及び第1,第2カム面を設けるのみであるので、重量の増加をほとんど伴わない。加えて、高負荷がかからないため、遊底の寿命及び信頼性が共に向上した。




 

 


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