JP3894270B2

JP3894270B2 - External drive cannon safety mechanism

Info

Publication number: JP3894270B2
Application number: JP2000072660A
Authority: JP
Inventors: 盛喜吉松
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2020-03-15
Also published as: JP2001263991A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部駆動型機関砲の安全機構に関し、特に、機関砲を駆動する外部駆動部のモータを制御して遅発現象発生時の遅発弾薬を閉鎖状態の鎖栓内に位置させて安全を確保するための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種の外部駆動型機関砲の発射機構としては、まず、弾薬が薬室に装填され、続いて電気式又は機械式等の手段によって、火管の点火部に作用して火管の点火薬を発火させる。この点火薬の発火したガスは、薬莢内の発射薬を発火・燃焼させ、この発生するガスによって弾丸を加速・発射する。この行程において、何らかの原因によって点火薬が発火して、発射薬が発火するまでの時間が異常に長くなるいわゆる遅発現象がたまに起こる。
この場合、機関砲の作動が発射ガスの作用（ガス圧、あるいはこれに起因する後復座運動等）を利用した方式の機関砲においては、この現象は多少発射速度が低下するにとどまり、何ら安全上の問題とはならない。
これに対して、機関砲の作動（送弾、装填等）を外部動力によって行う機関砲にあっては、遅発があったときも、タイムシーケンスに沿って、鎖栓等の閉鎖状態は解除され、遅発の起きている弾薬は薬室から外へ抽出又は押出される。
この場合、弾薬は、閉鎖を解除された状態又は、薬室外に抽出された状態で発火、爆発する可能性があり、非常に危険である。
これに対して、小口径機関砲にあっては、弾薬の放出系路を強化し、たとえば爆発があってもこれに耐える構造がとられたものがある。しかし、この方法は、小口径の砲にのみ適用できるもので、中・大口径の機関砲に適用することは爆発威力の問題から困難である。
また、中口径砲以上での方法は、閉鎖状態の解除を発射ガス圧の作用で行うものがある。
すなわち、弾薬を装填し、弾丸が発射されたときは、発射ガスの圧力でロックを解除し、発射しないときはロックしたままとし、機械的に機関砲の作動機構を一瞬に止める方式である。
【０００３】
図４の構成は、前述の構成を概略的に示す一例であり、砲身１の尾筒２には、ガス穴５を介してこの砲身１内のガス圧によって出没自在なピストン３とロック４が設けられ、このロック４は鎖栓６と連動するカムドラム７の動きをロック／アンロックできるように構成されている。
前記カムドラム７は、複数のベベルギヤ８、９及び複数のスパーギヤ１０、１１をモータ１２で駆動することにより鎖栓６の作動を行うことができるように構成され、スパーギヤ１１と連動するラック１３を介してランマ１４により弾薬１５を鎖栓６の薬室６ａ内に装填することができるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の外部駆動型機関砲の安全機構は、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。すなわち、発射しない場合は、ロックは引抜かれず、カムドラムは瞬間に止められるがモータ等の回転部のエネルギは一瞬に止められることにより、その駆動機構の一部にイナーシャ等による巨大な負荷がかかり、破損させることがあった。
また、この破損を防ぐため、例えば伝達系にすべりカップリングを組み込んだり、あるいはギヤと軸を滑り結合してあるトルク（負荷）以上ですべらせたりする（トルクリミッター）ことが行われるが、この場合も、破損はまぬがれても、伝達系の同期はずれるので、この修復に長時間を要すると言う不利が存在していた。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、機関砲を駆動する外部駆動部のモータを制御して遅発現象発生時の遅発弾薬を閉鎖状態の鎖栓内に位置させて安全を確保するようにした外部駆動型機関砲の安全機構を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による外部駆動型機関砲の安全機構は、モータからの動力によって砲身の尾筒に設けられた鎖栓を前記砲身の軸方向と直交する直交方向Ｂに沿って往復移動させ、弾薬の装填及び弾丸の発射を行うようにした外部駆動型機関砲において、前記鎖栓の係合子が係合するカム板溝を有するカム板と、前記カム板のピンが係合するカムドラム溝を有し前記モータにより回転されるカムドラムと、前記カムドラムのカム円板に接触するプローブを有し前記カムドラムの回転位置を検出するための第１センサと、前記第１センサからの第１信号と前記砲身の先端で弾丸通過の電磁気的変化を検出するための第２センサからの第２信号と前記砲身の途中に設けられ弾丸発射時の圧力変化を電気的に検出するための第３センサからの第３信号とが入力される信号処理部と、前記信号処理部からの処理信号が入力され前記モータの駆動を制御するための駆動コントロール部とを備え、前記鎖栓が閉鎖している閉鎖期間内の一瞬時間を示す前記第１信号と、前記弾丸が発射されたことを示す第２信号及び／又は第３信号とを用いて前記モータを制御する場合、前記第２センサ又は前記第３センサの第２信号又は第３信号がＯＮでない時は、前記第１信号がＯＦＦの時点で前記モータに逆トルクをかけて停止させ、前記弾薬の遅発現象の発生時に遅発弾薬を閉鎖状態の前記鎖栓(6)内に位置させるようにした構成である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による外部駆動型機関砲の安全機構の好適な実施の形態について説明する。なお、従来例と同一又は同等部分については同一符号を用いて説明する。
図１において符号１で示されるものは、鎖栓６を有する尾筒２に設けられた砲身であり、この鎖栓６はこの砲身１の軸方向Ａと直交する直交方向Ｂに沿って移動できるように構成されている。
【０００８】
前記鎖栓６の係合子６ａは、カムドラム７のカムドラム溝２０にピン２１が係合するカム板２２のカム板溝２３に係合しており、カムドラム７をモータ１２によって回転させることによりカム板２２が矢印Ｃの方向に移動し、鎖栓６はこのカム板２２の移動にならって前記直交方向Ｂに沿う往復移動をするように構成されている。従って、前述のモータ１２、カムドラム７等により外部駆動部１００を構成している。
【０００９】
前記カムドラム７に設けられたカム円板３０には、このカムドラム７の回転位置を検出するための第１センサ３１のプローブ３２が接触しており、この第１センサ３１の第１信号３１ａは信号処理部３３に入力されている。
前記砲身１の先端位置には、弾丸通過の電磁気的変化を検出するためのコイル型の近接スイッチ又は磁気センサ等よりなる第２センサ３５が設けられ、この第２センサ３５からの第２信号３５ａが前記信号処理部３３に入力されている。
さらに、前記砲身１の砲腔には弾丸発射時の圧力変化を電気的に検出するための圧力センサからなる第３センサ４０が設けられ、この第３センサ４０からの第３信号４０ａは前記信号処理部３３に入力されている。
【００１０】
前記信号処理部３３からの処理信号３３ａは、前記カムドラム７を回転させるためのモータ１２を駆動制御するための駆動コントロール部５０に入力されている。
【００１１】
次に動作について述べる。まず、本発明の特徴は、前記第１センサ３１によって鎖栓６の閉鎖期間内の一瞬時間を示す、すなわち、装填したことを示す第１信号３１ａと、弾丸が発射されたことを示す第２信号３５ａ及び／又は第３信号４０ａによって駆動コントロール部５０を介してモータ１２を制御し、装填後、弾丸が発射されない場合は、モータ１２によって閉鎖が解除される前に弾薬を閉鎖状態の鎖栓６内に位置させ、遅発現象が発生した遅発弾薬を鎖栓６内にとどめて爆発等を防止するようにしている。
【００１２】
まず、モータ１２によってカムドラム７は、必要な発射速度を得る速度で駆動される。
鎖栓６は、カムドラム７で前後に作動するカム板２２によって、図２に示す、ａ，ｂ，ｃ，ｄの状態を作る。すなわち、カムドラム７がａの回転する間は、鎖栓６は閉鎖状態に保たれる。
ｂの回転をする間に、鎖栓６は右へ移動し、ｃの間、鎖栓６は開放された状態を保つ。この間に、薬莢の排出と弾薬の装填が行われる。ｄの間に鎖栓６は閉鎖状態に移る。
以上のことから、駆動系の停止は、ａの回転の終了、すなわち、ｂの回転に移る前に完了する必要がある。
発射は、ａの回転のごく初めに行われる。ａ，ｂ，ｃ，ｄの各回転の振り分けは、それぞれの砲の特性によって決める。
第１センサ３１はカムドラム７の回転を受け、（一例として）１／２ａの回転した第１信号３１ａを出す。すなわち、弾薬が発火して、弾丸が発射されるに十分な時間である。
第２センサ３５は弾丸が砲口を通過した第２信号３５ａで弾丸の通過を電磁気の変化でとらえ、第３センサ４０は、発射ガスの圧力を電気的な変化に変えて第３信号４０ａとして取出すものである。
前記１／２ａの第１信号３１ａは、装填されてから弾丸が砲口を出るまでに要する時間＋αで、この時間＋αを越えると遅発と判断するものであり、発射速度、砲の特性によって決定する。
前記信号処理部３３は、これらの各信号３１ａ、３５ａ、４０ａをモータ１２の駆動に十分なパワー信号に変換して、駆動コントロール部５０に送る。
この駆動コントロール部５０は、信号処理部３３からの信号によって、モータ１２の駆動及び停止を制御する。
前記駆動コントロール部５０は次の図３に示す制御を行う。
まず、第２センサ３５又は第３センサ４０の第２信号３５ａ及び第３信号４０ａがＯＮでないときは、第１センサ３１の第１信号３１ａがＯＦＦの時点でモータ１２、すなわち駆動系を逆トルクをかけて停止させる。
また、第２センサ３５又は第３センサ４０にＯＮ信号があるときは、第１センサ３１の第１信号３１ａのＯＦＦ信号をキャンセルして、モータ１２、すなわち、駆動系を回転状態にキープする。
従って、駆動系の停止に要する時間は、以下の数１及び数２の各式で示される。
【００１３】
【数１】

【００１４】
【数２】

【００１５】
【発明の効果】
本発明による外部駆動型機関砲の安全機構は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。すなわち、遅発の場合、従来のように駆動されている機構を一瞬に止めるのではなく、ある時間内（従来のような一瞬の停止状態の衝撃に比べるとはるかに長い時間）に止めるので各部にかかる負荷は軽減され、部品の破損をさけることができる。
さらに、遅発発生時、その処置をした後、従来のように調整とか、部品の交換等の行為が必要でなく再射撃までに要する時間は、格段に短縮でき運用における速応性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による外部駆動型機関砲の安全機構を示す構成図である。
【図２】図１の動作を示す駆動タイムチャートである。
【図３】図１の各センサの信号を示すタイムチャートである。
【図４】従来の外部駆動型機関砲を示す構成図である。
【符号の説明】
１砲身
２尾筒
６鎖栓
６ａ係合子
７カムドラム
１２モータ
２０カムドラム溝
２１ピン
２２カム板
２３カム板溝
３１第１センサ
３１ａ第１信号
３２プローブ
３５第２センサ
３５ａ第２信号
３３信号処理部
３３ａ処理信号
２２カム板
４０第３センサ
４０ａ第３信号
５０駆動コントロール部
１００外部駆動部
Ｂ直交方向 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a safety mechanism for an externally driven cannon, and in particular, by controlling a motor of an external drive unit that drives the cannon to place a delayed ammunition when a delayed phenomenon occurs in a closed chain stopper. It relates to a new improvement for ensuring safety.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of externally driven cannon launching mechanism used in this case is that ammunition is first loaded into the chamber and then applied to the ignition part of the fire tube by means of electric or mechanical means. Ignite the igniter of the fire tube. The gas ignited by this igniter ignites and burns the propellant in the cartridge case, and the generated gas accelerates and fires the bullet. In this process, a so-called delayed phenomenon occurs in which the time from when the igniter is ignited for some reason and when the propellant ignites is abnormally long.
In this case, in the case of a cannon where the operation of the cannon uses the action of the firing gas (gas pressure, or backward seating movement resulting from this, etc.), this phenomenon is only slightly reduced in the firing speed. This is not a safety issue.
On the other hand, in the case of machine guns that use external power to operate the cannon (feeding, loading, etc.), even when there is a delay, the closed state of the chain stopper etc. is released in accordance with the time sequence. The delayed ammunition is extracted or extruded out of the chamber.
In this case, the ammunition can be ignited and explode in a state of being released from the closed state or extracted outside the chamber, which is very dangerous.
On the other hand, some small-caliber cannons have a structure in which the ammunition release system is strengthened to withstand, for example, an explosion. However, this method can only be applied to small caliber guns, and it is difficult to apply to medium and large caliber cannons due to the problem of explosion power.
In addition, there is a method using a medium caliber gun or more in which the closed state is released by the action of the firing gas pressure.
That is, it is a system in which ammunition is loaded and when the bullet is fired, the lock is released by the pressure of the gas to be fired, and when the bullet is not fired, it is kept locked and the operation mechanism of the cannon is mechanically stopped instantaneously.
[0003]
The configuration of FIG. 4 is an example schematically showing the above-described configuration, and a piston 3 and a lock 4 that can be protruded and retracted by gas pressure in the barrel 1 are provided in the tail cylinder 2 of the barrel 1 through a gas hole 5. The lock 4 is provided so that the movement of the cam drum 7 interlocked with the chain stopper 6 can be locked / unlocked.
The cam drum 7 is configured such that the chain stopper 6 can be operated by driving a plurality of bevel gears 8, 9 and a plurality of spur gears 10, 11 with a motor 12, and via a rack 13 interlocking with the spur gear 11. Thus, the ammunition 15 can be loaded into the chamber 6 a of the chain stopper 6 by the rammers 14.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the safety mechanism of the conventional externally driven cannon is configured as described above, the following problems exist. In other words, if it is not fired, the lock is not pulled out and the cam drum is stopped instantly, but the energy of the rotating part such as the motor is stopped instantaneously, so that a huge load due to inertia or the like is applied to a part of the drive mechanism. Could be damaged.
In order to prevent this damage, for example, a slip coupling is incorporated in the transmission system, or the gear and shaft are slid over the torque (load) that is slidingly connected (torque limiter). In some cases, even if the damage is overcome, the transmission system is out of synchronization, and there is a disadvantage that this repair takes a long time.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and in particular, a chain stopper in a state in which a delayed ammunition is closed when a delayed phenomenon occurs by controlling a motor of an external drive unit that drives a cannon. It is an object of the present invention to provide a safety mechanism for an externally driven cannon that is positioned inside to ensure safety.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The safety mechanism of the externally driven cannon according to the present invention is configured to reciprocate a chain stopper provided on a barrel of a gun barrel by power from a motor along an orthogonal direction B perpendicular to the axial direction of the gun barrel to load ammunition. And an external drive type cannon that is configured to fire a bullet, the cam plate having a cam plate groove that engages with an engagement element of the chain stopper, and a cam drum groove that engages with a pin of the cam plate. A cam drum rotated by a motor, a first sensor for detecting a rotational position of the cam drum having a probe that contacts a cam disk of the cam drum, a first signal from the first sensor, and a tip of the gun barrel The second signal from the second sensor for detecting the electromagnetic change of the bullet passing through and the third signal from the third sensor for detecting the pressure change at the time of bullet firing provided in the middle of the barrel. And enter A signal processing unit that, the processed signal from the signal processing unit is input and a drive control section for controlling the driving of said motor, said indicating the instant time in closing period in which the chain stopper is closed a first signal, when the bullet to control the liver over data before using the second signal and / or the third signal indicating that it has been fired, the second sensor or a second signal of the third sensor Alternatively, when the third signal is not ON, the motor is stopped by applying reverse torque to the motor when the first signal is OFF, and the delayed ammunition is closed when the ammunition delay phenomenon occurs. 6) It is the structure which was located in.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of a safety mechanism for an externally driven cannon according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The same or equivalent parts as those in the conventional example will be described using the same reference numerals.
What is indicated by reference numeral 1 in FIG. 1 is a gun barrel provided on the tail cylinder 2 having a chain plug 6, and this chain plug 6 can move along an orthogonal direction B orthogonal to the axial direction A of the gun barrel 1. It is configured as follows.
[0008]
The engaging member 6a of the chain stopper 6 is engaged with a cam plate groove 23 of a cam plate 22 in which a pin 21 engages with a cam drum groove 20 of the cam drum 7, and the cam plate 7 is rotated by a motor 12 to rotate the cam plate. 22 moves in the direction of arrow C, and the chain stopper 6 is configured to reciprocate along the orthogonal direction B following the movement of the cam plate 22. Accordingly, the external drive unit 100 is constituted by the motor 12 and the cam drum 7 described above.
[0009]
The cam disk 30 provided on the cam drum 7 is in contact with a probe 32 of a first sensor 31 for detecting the rotational position of the cam drum 7, and a first signal 31a of the first sensor 31 is a signal. The data is input to the processing unit 33.
A second sensor 35 comprising a coil-type proximity switch or a magnetic sensor for detecting an electromagnetic change of bullet passage is provided at the tip position of the gun barrel 1, and a second signal 35a from the second sensor 35 is provided. Is input to the signal processing unit 33.
Further, the barrel of the barrel 1 is provided with a third sensor 40 comprising a pressure sensor for electrically detecting a pressure change at the time of bullet firing, and a third signal 40a from the third sensor 40 is the signal. The data is input to the processing unit 33.
[0010]
A processing signal 33 a from the signal processing unit 33 is input to a drive control unit 50 for driving and controlling the motor 12 for rotating the cam drum 7.
[0011]
Next, the operation will be described. First, the feature of the present invention is that the first sensor 31 indicates a momentary time within the closing period of the chain stopper 6, that is, a first signal 31 a indicating that it is loaded and a second signal indicating that a bullet has been fired. If the motor 12 is controlled via the drive control unit 50 by the signal 35a and / or the third signal 40a and no bullet is fired after loading, the ammunition is closed in the closed state before the motor 12 releases the closure. The delayed ammunition in which the delayed phenomenon occurs is kept in the chain stopper 6 to prevent explosion or the like.
[0012]
First, the cam drum 7 is driven by the motor 12 at a speed to obtain a necessary firing speed.
The chain stopper 6 creates the states a, b, c, and d shown in FIG. 2 by the cam plate 22 that moves back and forth by the cam drum 7. That is, the chain stopper 6 is kept closed while the cam drum 7 rotates a.
During the rotation of b, the chain plug 6 moves to the right, and during the period c, the chain plug 6 remains open. During this time, the cartridge case is discharged and ammunition is loaded. During d, the chain plug 6 moves to a closed state.
From the above, the stop of the drive system needs to be completed before the end of the rotation of a, that is, before the rotation of b.
Firing occurs at the very beginning of the rotation of a. The distribution of each rotation of a, b, c, and d is determined by the characteristics of each gun.
The first sensor 31 receives the rotation of the cam drum 7 and outputs (as an example) a first signal 31a rotated by 1 / 2a. That is, sufficient time for the ammunition to fire and the bullet to be fired.
The second sensor 35 captures the passage of the bullet by an electromagnetic change with a second signal 35a that the bullet has passed through the muzzle, and the third sensor 40 changes the pressure of the projecting gas into an electrical change as a third signal 40a. Take out.
The first signal 31a of 1 / 2a is the time required for the bullet to exit the muzzle after being loaded, + α, and when this time + α is exceeded, it is determined that it is delayed. Depending on the firing speed and gun characteristics, decide.
The signal processing unit 33 converts each of these

signals

31 a, 35 a, and 40 a into a power signal sufficient for driving the motor 12 and sends the power signal to the drive control unit 50.
The drive control unit 50 controls driving and stopping of the motor 12 according to a signal from the signal processing unit 33.
The drive control unit 50 performs the control shown in FIG.
First, in such Itoki the second signal 35a and the third signal 40a of the second sensor 35 or third sensor 40 is ON, the motor 12 at the time of the first signal 31a is OFF in the first sensor 31, that is, the drive system Stop by applying reverse torque.
When the second sensor 35 or the third sensor 40 has an ON signal, the OFF signal of the first signal 31a of the first sensor 31 is canceled and the motor 12, that is, the drive system is kept in the rotation state.
Accordingly, the time required for stopping the drive system is expressed by the following equations (1) and (2).
[0013]
[Expression 1]

[0014]
[Expression 2]

[0015]
【The invention's effect】
Since the safety mechanism of the externally driven cannon according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. That is, in the case of a late start, the mechanism that is being driven is not stopped for a moment, but is stopped within a certain period of time (a much longer time compared to the impact of a momentary stop state as in the past). This reduces the load applied to the parts and prevents damage to the parts.
Furthermore, when the occurrence of a delay occurs, the time required for re-firing can be significantly reduced without requiring any adjustment or replacement of parts as in the prior art, and the quick response in operation can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a safety mechanism of an externally driven cannon according to the present invention.
FIG. 2 is a driving time chart showing the operation of FIG. 1;
FIG. 3 is a time chart showing signals of sensors in FIG. 1;
FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional externally driven cannon.
[Explanation of symbols]
1 Gun barrel 2 Tail tube 6 Chain stopper
6a Engagement element 7 Cam drum 12 Motor
20 Cam drum groove
21 pins
22 Cam plate
23 Cam plate groove 31 First sensor 31a First signal
32 Probe 35 Second sensor 35a Second signal 33 Signal processor
33a Processing signal 22 Cam plate 40 Third sensor 40a Third signal
50 Drive control unit 100 External drive unit
B orthogonal direction

Claims

The chain stopper (6) provided on the tail cylinder (2) of the barrel (1) is reciprocated along the orthogonal direction B perpendicular to the axial direction of the barrel (1) by the power from the motor (12) , and the ammunition In the externally driven machine gun that is adapted to load and fire bullets, the cam plate (22) having a cam plate groove (23) with which the engaging member (6a) of the chain plug (6) engages , A cam drum (7) having a cam drum groove (20) with which a pin (21 ) of the cam plate (22) engages and rotated by the motor (12 ), and a cam disc (30) of the cam drum (7) A first sensor (31) having a probe (32) in contact with it and detecting the rotational position of the cam drum (7); a first signal (31a) from the first sensor (31 ); and the gun barrel (1 ) The second signal (35a) from the second sensor (35) for detecting the electromagnetic change of the bullet passing at the tip of the bullet ) and the pressure change at the time of bullet firing provided electrically in the middle of the barrel (1) third sensor for detecting (40) The third signal (40a) and the signal processing unit is input et (33), said signal processing unit (33) from the processing signal (33a) is inputted for controlling the drive of said motor (12) comprising driving control unit (50), and said first signal indicating the instant time in closing period in which the Kusarisen (6) is closed (31a), a second signal indicating that the projectile is fired (35a) and / or the third case of controlling the signal (40a) and the liver over data before using (12), a second signal of the second sensor (35) or the third sensor (40) (35a ) Or when the third signal (40a) is not ON, the motor (12) is stopped by applying a reverse torque when the first signal (31a) is OFF, and a delay occurs when the delay phenomenon of the ammunition occurs. A safety mechanism for an externally driven cannon, characterized in that the ammunition is positioned in the chain plug (6) in a closed state.