JPH0560491A - 液体発射薬砲 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電子出願以前の出願であるので 要約・選択図及び出願人の識別番号は存在しない。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、差動ピストンを用いて発射薬を燃焼 室内へ連続的又は再生的に注入する液体発射薬砲 に関する。

（従来の技術） 本発明は、Ｍ．Ｂｕｌｍａｎによる1977年10月 ６日に出願の米国特許出願第840,074号に開示さ れる、環状制御バルブ及び発射内腔に対して入子 式に支承される環状差動ピストンを有する液体発 射薬砲の改良である。

本発明はさらに、Ｍ．Ｂｕｌｍａｎによる1980 年８月７日出願の米国特許出願第178,254号に開 示される、環状ピストン及び環状制御バルブを有 する液体発射薬砲において、供給システムからは 比較的低い圧力で液体発射薬を燃焼室へ供給でき 燃焼室内で発生する圧力パルスによる供給システ ムへの逆流を防止するチェックバルブの改良を開 示する。

本明細書に示されていない構造に関しては、引 用文献として掲げられる米国特許出願第840,074 号及び第178,254号が参照される。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、環状ピストン及び環状制御バ ルブを有する砲システムの注入機構を単純化する ことである。

（課題を解決するための手段） 本発明の特徴は、環状ピストン及び環状制御バ ルブを有する液体発射薬砲システムにおいて、単 一の注入制御バルブを用いて、内腔と燃焼室の両 方への注入を行う２重角注入機構を備えることで ある。弾体の可撓リップは、上記の２重角注入機 構に関連して用いられ、砲サイクルの点火段階の 間に注入機構を介して発射薬が逆流するのを積極 的に防止する。

この発明の上記ならびにその他の特徴及び利点 は、次の付図を用いて行われる以下の説明によっ て明らかにされる。

（実施例） 第１図に示される砲システムは、ハウジング １０に固定されている砲身アセンブリ８を備える。

この砲身アセンブリは、施条発射内腔２０、中間 強制コーン２３を備えた発射体チャンバ２２及び 円筒表面２４を有する。弾薬は、後方に外方に 向って突き出している偏向リップ２６ａと発射帯 を備えた発射体２５から成り、くだけ易いねじ チューブ２７によって、撃発雷管２９とブースタ 装薬３０とを有するスタブ・ケース２８に固定さ れる。この弾薬は、在来の砲遊底３２によって装 填され、ロックされ、抜き取られ、または、大口 径砲においては尾栓ブロックされる。ブースタは、 内腔３３を介して雷管２９によって点火されるブ ースタ薬に対する複数個のガス抜き孔３１を備え る。

砲身アセンブリとハウジング１０は、実質的に 中空な円筒キャビティを決めており、その中に入 れ子式に実質的に中空な円筒バルブ３６と実質的 に中空のピストン３８が配置される。

上記のバルブ３６は、前方環状部４０を備え、 その内壁面４２は、砲身の外壁面４６の近くに円 環ギャップまたは通路４４を提供する。環状部 ４０は中間環状部５２と一体となっており、その 内壁面５４は外壁面４６の近くに環状キャビティ ５６を備え、外壁面５８はハウジングの内壁面 ５０の近くに環状キャビティ６０を有する。中間 部５２は後方環状部６２と一体となっており、砲 身の外壁面６６の上を滑動し実質的にこれをシー ルする内壁面６４、横方向後端面６８、横方向端 前面７０、内方環状キャビティ７２、表面６８と ７０の間に延びている複数個の縦方向の孔または 通路７４及び外壁面５８の環状溝に配置されたリ ング・シール７６を備えている。複数個の縦孔 ７７は、バルブ３６がその最前端位置の後方にあ る場合にキャビティ５６と７２の間の通路を提供 する。二つのロッド７８は、その後端においてそ れぞれ前方環状部４０に固定されてハウジング内 の縦孔を通る。これらのロッドはそれぞれに、ロ ッドのクロスピンとハウジング内のプラグとの間 に保持される螺線圧縮スプリングによって後方へ バイアスされる。各ロッドはそれぞれ米国特許第 840,074号に示されているようにシールされ、バ ルブが第１図の上半部に示されている位置より後 方へ動くのを防止するための移動とめ機構を備え ている。

ピストン３８は前方環状部９０を備え、バルブ の表面５８とジャーナル結合している内壁面９２ 及びハウジングの表面５０から隔離されている外 壁面９４を有する。前方環状部９０は中間環状部 ９６と一体をなしており、バルブのリングシール ７６を保持する内面９２及びハウジングの内面の １０４の１対の円環溝に配置されている１対のリ ングシール１０２ａ、１０２ｂを受ける外面 １００を有する。中間部９６は後方環状部１０６ と一体となっており、その上に、図に示されてい るような個別のシールまたは単にタイト・クリア ランスによるシールを備え、砲身の外面６６の最 後方位置６６ａに対向してスライドし、シールす るようにバイアスされる。後方環状部１０６の前 方面１１４の有効断面積が後方面１１２の有効断 面積よりも小さくなっており、ピストン３８が差 動ピストン作用を行うことが判る。

砲身８、バルブ３６及びピストン３８は、相互 の位置関係に応じて、液体発射薬がキャビティ ５６、バルブキャビティ７２、ポンプ室１１８及 び燃焼室１２０を画成するものと考えることがで きる。砲身８は、環状列に配置され、ポンプ室 １１８内の表面６６から発射体チャンバ２２内の 表面２４に向けて外方に角度を有する複数個の第 １貫通孔１２６を有する。砲身８は、ポンプ室 １１８内の表面６６から内腔２０に向けて前方に 角度を取って環状の列に配置されている複数個の 第２貫通孔１２８を備える。貫通孔１２６及び １２８は、ここでは４５°の角度で示されている。

液体発射薬を加圧供給する供給装置１５１はカ ム制御の制御バルブ１５２に結合され、この制御 バルブ１５２はハウジングの受入口と結合してハ ウジング内の環状通路１５４に導かれ、そこから 複数個のラジアル孔１５６によって表面５０の前 方部へ導かれる。ラジアル孔１５８は表面５０を 介してピストン３８の環状部９０の後方へ出てい る。

二つのロッド１７０及び１７２はそれぞれにそ の後方端をピストン３８の前方環状部９０に固定 され、ハウジング内のシールと共に孔を通り抜け る。これらのロッドの前端は、それぞれに拡大端 末となっている。1973年10月９日D.P.Tassle宛 発行の、米国特許第3,763,739号に示されるよう に、ドラム・カムは、カム・フォロワーが乗る螺 線溝を備え、カムフォロワーはロッドフォロワー を終端とするアームを備える。これらのロッドは 前方に対してはフォローワーとは無関係に自由に 動くが、後方への動きに関してはフォロワーを介 してカム溝によって制御される。カム溝はまた、 米国特許出願第840,074号に詳細に示されるよう に、フォロワーを介してロッドを前方へ引くこと もできる。

砲身８は拡大部２００を備え、その外面２０１ はバルブ３６の内面５４の上に乗ってこれをシー ルする役をしている。複数個の実質的に縦方向の 貫通孔７７が、環状に列をなして拡大部を通して、 充填環状キャビティ５６からバルブキャビティ ７２への通路として働いている。複数個の縦方向 貫通孔７４がバルブキャビティ７２からポンプ室 １１８への通路となっている。

皿ワッシャ２０６は、砲身上で貫通孔７７の近 くにあるバルブキャビティ７２の中に着座して保 持リング２０８で保持されている。このワッシャ ーは通常円錐形で充填キャビティ５６から、通路 ７７、ワッシャ２０６のまわり、バルブキャビテ ィ７２及び通路７４を介して液体発射薬がポンプ 室１１８へ流れるようにしている。発射に先立っ て、差動バルブ３６は、ロッド７８に結合されて いる外部圧縮スプリング２１０によって、第１図 の上部に示されている装置に保持され、従ってバ ルブヘッド６２の表面６６が貫通孔１２６及び １２８の両方の列を閉鎖しており、液体発射薬が ポンプ室１１８からこれらの貫通孔へ通ることを 妨げている。発射の初めに、ポンプ室１１８の流 体圧力が上昇してバルブキャビティ７２と通ずる ことになる。皿ワッシャ２０６の後面の圧力がそ の前面の圧力よりも高くなるとこれにかかってい るスプリングの力に抗して平らに圧して通路７７ を閉じることになり、従って充填キャビティとそ の前方システムを、発射中に発生する衝撃流体圧 から絶縁させることになる。発射中は、バルブ ３６のヘッドの前面７０が後面６８より横面積が 小さいので、その差圧によって、スプリングのバ イアスに抗してバルブ３６が前方へ推し進められ、 バルブキャビティ７２の容積が減少して行き遂に ０となり、後方に向いている貫通孔１２６及び前 方に向いている貫通孔１２８が次第に開かれて行 く。

図示の実施例においては、発射は砲遊底３２の 機械的発射ピンで雷管２９に衝撃を与えることに よって始動され、高圧高温ガスを発生し、通路 ３３を介してブースタ火薬３０に送られ、ブース タ火薬は高圧高温ガスを発生し、そのガスは排気 孔３１を介して燃焼室１２０に送られる。この高 圧ガスはピストン３８のヘッド１０６の後面 １１２に作用してピストンを前方に動かし、バル ブ３６のヘッド６２の後面６８上にあるポンプ室 １１８及びバルブキャビティ７２内の圧力を上昇 させる。皿ワッシャ２０６は貫通孔７７を閉じ、 バルブ３６が前方へ動き始める。バルブ３６が前 方に動くに従って貫通孔１２６を開き、液体発射 薬を、発射体、表面２４、駆動円錐２３及び発射 帯２６のリップ２６ａで規定されている環状キャ ビティ内へ通す。リップは環状キャビティをシー ルし、燃焼室１２０内に発生する背圧が環状キャ ビティ及びその上流の液体発射薬供給システムへ 入り込むことを防止する。ポンプ室１１８内で圧 力が上昇するに従って、リップ２６ａが偏向して 液体発射薬を発射体の後方へ通し、燃焼キャビテ ィ１２０内へ送る。ピストン・ヘッドの前面１１ ４が後面１１２よりも横面積が小さいので、生じ た差圧によってピストンは前方に押されて液体発 射薬を貫通孔１２６を通して流し続ける。燃焼室 １２０内の圧力が所定圧、例えば約３５２kg／cm² （5,000psi）になると、脆弱チューブ２７がくだ けて発射体は自由となって前方の砲身内腔内へ乗 り込み貫通孔１２８を開く。バルブヘッド６２が 既にこれらの貫通孔を開いているので液体発射薬 は、自由にポンプ室１１８からこれらの貫通孔を 通って前方の砲身内腔に達し、砲身内へ液体発射 薬スプレイを提供し、このスプレイは高温燃焼ガ スと接触して燃焼する。注入段階全体を通じ、チ ャンバ・ガス流は後方に角度を取った貫通孔によ ってもたらされ、内腔ガス流は前方に角度を有す る貫通孔によってもたらされる この注入器の複式の角度の特徴は、それぞれの 注入流を分散させ、未燃焼発射薬の不安定量の集 積を回避する。

点火失敗の場合には、差動バルブ３６と皿ワッ シャバルブの両方がそれぞれの初期位置、解放位 置に止まっており、ロッド１７０及び１７２を介 して差動ピストンを前方へ動かす工程によって、 ポンプ室１１８内の液体発射薬を供給システム １５１へ戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の砲システムの縦断 面を示す立面図であり、上半分が液体発射薬を充 てん中のアセンブリを示し、下半分が充てん後及 び発射中のアセンブリを示す。 ８…砲身， １０…ハウジング， ２２…発射体装てん室（発射体チャンバ）， ２７…ねじチューブ（脆弱エレメント）， ２８…スタブ・ケース， ２９…射撃発雷管， ３２…閉鎖手段（砲遊底）， ３６…差動バルブ，３８…差動ピストン， ４０…前方環状部， ５６，６０，７２…キャビディ， ７８…ロッド，１１８…ポンプ室， １２０…燃焼室，１５２…制御バルブ， ２０６…皿ワッシャ。

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【手続補正書】

【提出日】平２．２．２ （１） 明細書第６頁下から第２行「２６ａと発射帯」
を『２６ａを有する環状帯２６』に補正する。 （２）特許請求の範囲を別紙の通りに補正する。

【特許請求の範囲】

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体発射薬砲システムにして、 長さ方向に延びる第１キャビティを有するハウ ジング（１０）、 砲身（８）であって、長軸に沿つて配置される 発射体装てん室（２２）及び燃焼室（１２０）を 備える発射内腔を有し、上記ハウジングの第１キ ャビティ内に配置され、上記ハウジングと共に第 ２密閉キャビティを画成し、該第２密閉キャビテ ィが上記第１キャビティの部分であると共に実質 的に環状に縦長に延びた形状であり、上記砲身の 長軸と同心である、砲身（８）、 上記装てん室内に配置される発射体、 バルブ（３６）であって上記砲身の長軸と同心 に縦方向に延びるほぼ環状をなし上記の第２キャ ビティ内に配置されるバルブ（３６）、 ピストン（３８）であって上記砲身の長軸と同 心に縦方向に延びるほぼ環状をなし上記第２キャ ビティ内に配置されるピストン（３８）、 上記ピストン及びバルブであって、相互に及び 上記砲身に関して相対的に動けるように支承され、 相互に液体発射薬用可変容積ポンプ室（１１８） を画成する上記ピストン及びバルブ、 上記発射体装てん室の後端を閉じるための閉鎖 手段（３２）、 液体発射薬を加圧供給する供給手段（１５１）、 上記のポンプ室（１１８）と上記の発射体装て ん室（２２）を結合するための第１及び第２導通 手段（１２６）及び（１２８）、及び 比較的低い圧力の場合に液体発射薬が上記発射 体装てん室（２２）から上記燃焼室（１２０）へ 流れることを妨げ、比較的高い圧力の場合に液体 発射薬が上記発射体装てん室から上記燃焼室へ流 れることを許す、上記発射体上に配置される付加 バルブ手段（２６ａ）、 から成ることを特徴とするシステム。
2. 【請求項２】 液体発射薬砲システムにして、 ハウジング、 砲身、 差動環状バルブ、 差動環状ピストン 充てんチャンバ、ポンプ室、発射体装てん室及 び燃焼室を画成する上記ハウジング、砲身、バル ブ及びピストン、 上記発射体装てん室内に配置される発射体、及 び バルブ手段であって、比較的低い圧力の場合に 液体発射薬が上記ポンプ室から上記燃焼室へ流れ ることを妨げ、比較的高い圧力の場合に液体発射 薬が上記ポンプ室から燃焼室へ流れることを許す、 上記発射体上に部分的に配置されるバルブ手段、 から成ることを特徴とするシステム。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の砲システムにおいて、
   上 記バルブ手段が、比較的低い圧力の場合に発射体 を発射体装てん室に対してシールし、比較的高い 圧力の場合に上記発射体と上記発射体装てん室と の間に環状ギャップを開く環状シール手段を含む ことを特徴とするシステム。
4. 【請求項４】 弾薬にして、カートリッジ・ケース、発 射体、上記のカートリッジ・ケース及び上記発射 体を相互に接続する脆弱エレメント、及び上記発 射体を取巻きこれに固定される変形可能なシール、 から成ることを特徴とする弾薬。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の弾薬にして、上記発射 体が発射帯を備え、上記シールが上記発射帯から 突出している偏向可能なリップであることを特徴 とする弾薬。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の砲システムにして、第 １導通手段（１２６）が後方に向かう角度を有し、 第２導通手段（１２８）が前方に向かう角度を有 するシステム。