JP3908302B2 - 砲身 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、砲尾に薬室を有する施条砲身兵器および施条砲身兵器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高温の推進ガスによる砲身の腐食を低レベルに維持し、砲身の期待寿命を長くするために、通常鉄鋼より成る砲身の内側に、クローム層やクロームを含有する合金（コバルト−クローム−タングステン合金）などの硬質合金層を設けることが周知となっている。
【０００３】
実務において、特に大口径砲身（火砲、戦車砲など）では、砲身の砲口領域において、発射体と砲身との間の摩擦により、より明らかな表面損耗が生じることが知られている。結果的に砲身の硬質合金層に生じる損傷により、砲身施条のランド部の形状が発射体に刻設され、こうした火砲から発射された発射体の飛行姿勢が意図せず影響される。
【０００４】
ドイツ特許公開公報第２０４５７３８号および米国特許第２３９５０４４号に、高温の推進ガスにより腐食する砲身内の領域である薬室領域および該薬室に直近の砲身領域のみに硬質合金層を設けた砲身兵器が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特に砲口領域、すなわち、砲身の前半部分においても上記周知の火砲兵器は、発射体と砲身との間の摩擦により、ランド部表面が損耗したり、溝とランド部表面により発射体が刻設されるなどの問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した種の砲身を改良して、発射体と砲身との間の摩擦によるランド面、特に砲身の砲口領域の損耗を低減することを目的としている。
更に、こうした砲身を製造する方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による砲身は、砲口と、砲尾と、砲尾側に設けられた薬室と、施条とを有し、前記施条が交互に配設されたランドと溝とにより前記砲身の内部に沿って延設されている。前記ランドは深さ０．３〜０．５ｍｍまで硬化された硬化表面を有している。硬化表面は前記砲身の前記砲口を含む所定長さの部分に沿って延設されている。
【０００８】
本発明によれば、砲身の少なくとも砲口を含む部分の表面を、好ましくは深さ０．３〜０．５ｍｍまで硬化させる。
硬化表面は、ビッカース硬さで少なくとも６５０の硬度を有している。
硬化表面は、砲口から砲身の少なくとも半分の長さに渡って延設されている。推進ガスによる砲身の腐食を低減する場合には、砲身の薬室領域に補助的に硬質合金層を設けてもよい。次いで、ランド面の損耗を低減するために、好ましくは、施条のランド部のみに、硬質合金層を設けられた砲口と薬室との間の表面を硬化する。
【０００９】
発射体の発射に際して比較的低い圧力、温度で発射薬が燃焼する砲身では、硬質合金層がしばしば省略される。と言うのは、砲口領域において発射体と砲身との間の摩擦によるランドの損耗が、薬室近傍領域における腐食よりも著しく大きいからである。こうした砲身では、砲身全体の腐食を低減するために、砲口領域のみならず薬室領域においても砲身の表面を硬化することが有効である。
【００１０】
砲口側の砲身部分のランド面を硬化するために、レーザ光線による表面硬化が特に有効である。と言うのは、硬化すべき損耗領域は、別個の冷却工程が省略されるように、明確、かつ、手短に熱処理され、かつ、ワークの変形が非常に小さいからである。こうしたレーザ技術を応用することにより、接近することが難しい砲身部分にも、反射鏡を利用することにより処理することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、兵器用砲身１は、ランド３により分離された螺旋状に延びる溝２により形成された施条を有している。砲身１は砲尾に設けられた薬室４を有している。砲身１は、薬室４を含む第１の砲身部分５に沿って、硬質合金層６が設けられている。硬質合金層６は、例えばクローム合金から成る。第１の砲身部分１の端部から砲口７へ延びる第２の砲身部分８に沿って、砲身１の内表面は０．３〜０．５ｍｍの間の所定の表面深さ９まで硬化されている。
【００１２】
第２の砲身部分８は、図２に示すようにレーザ光線により硬化されている。５ｋＷのＣＯ2 レーザ光線発生装置１０からレーザ光線１１が砲口７へ軸方向に照射される。砲身１に支持された反射鏡１２により、レーザ光線１１は反射され、硬化されるべきランド表面３に概ね直角に方向付けられる。ランド表面３は、好ましくは、レーザ光線１１の反射を最小限に抑制するために黒くしておく。
【００１３】
矢印１３、１４に示すように、砲身１と反射鏡１２とを軸方向および周方向に相対的に移動させることにより、レーザ光線の照射スポットを施条の螺旋経路に沿って移動させる。レーザ光線の出力、照射スポットの面積および処理速度などのパラメータにより、出力密度（１０3 〜１０5 Ｗ／ｃｍ3 ）および処理時間、すなわち、砲身１の表面層に導入された単位面積あたりのエネルギが制御される。
【００１４】
図３に本発明の他の実施形を図示する。図３において、硬質合金層は省略されている。その代わり、砲身の内部は、その全長１５に渡って硬化表面１６が得られる。こうした反射鏡を利用したレーザ光線による表面処理技術により、接近（アクセス）が困難な砲身内でも容易に表面を硬化処理することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態による砲身の中心軸線に沿った断面図である。
【図２】レーザ光線による表面硬化処理を示す砲身の砲口領域の部分断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態による砲身の中心軸線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１…砲身
２…溝
３…ランド
４…薬室
６…硬質合金層
７…砲口
Claims (9)
- 砲口と、砲尾と、砲尾側に設けられた薬室と、施条とを有する砲身において、前記施条が交互に配設されたランドと溝とにより前記砲身の内部に沿って延設されており、前記ランドが深さ０．３〜０．５ｍｍまで硬化された硬化表面を有し、該硬化表面が前記砲身の前記砲口を含む所定長さの部分に沿って延設されていて、前記硬化表面はビッカース硬さで少なくとも６５０の硬度を有し、前記硬化表面は砲身を形成している素材そのものにレーザー光線を照射して形成される砲身。
- 前記ランドは前記レーザー光線が前記硬化表面を形成する前に黒くされている請求項１に記載の砲身。
- 前記砲身は、砲口から砲身の概ね半分の長さに渡って前記硬化表面を有している請求項１に記載の砲身。
- 前記砲身は、砲口から砲身の全長に渡って前記硬化表面を有している請求項１に記載の砲身。
- 前記砲身は、前記砲口を含む第１の部分と、前記砲尾を含む第２の部分とから成り、前記第１の部分にのみ前記硬化表面が延設され、前記第２の部分のみ、その内面に沿って硬質合金表面層が設けられている請求項１に記載の砲身。
- 前記硬化表面はレーザ光線を反射鏡を用いて照射して成る請求項１の砲身。
- 砲身の施条のランドに、砲身の砲口を含む砲身の所定長さ部分の表面を硬化する方法において、砲身を形成している素材そのものにレーザ光線を照射することにより表面を０．３〜０．５ｍｍの深さまで、ビッカース硬さで少なくとも６５０の硬度を有するように、硬化させる工程を含む方法。
- さらに、レーザ光線を照射する前に前記ランドの表面を黒くする工程を含む請求項７の方法。
- レーザ光線を反射鏡を用いて照射する請求項７の方法。
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