Automatic bullet cartridge feeding machine for self-propelled howitzer

本発明は、自走式りゅう弾砲の弾丸・装薬自動給弾薬装置に関し、特に、りゅう弾砲の砲俯仰部に自動給弾薬機と自動装填機を設け、砲俯仰角範囲の中の任意角度で自動給弾薬・装填を行い、さらに、自動再給弾薬をも可能とするための新規な改良に関する。

一般に、りゅう弾砲は、概略、牽引式と自走式に大別される。 従来、牽引式りゅう弾砲は、トラック等で牽引する方式が主体であった。 射撃に際しては、牽引装置を外し、衝板（底板）を地面に接地し、脚を大きく広げて、射撃抗力を衝板と脚で受ける姿勢で行っていた。 また間接照準を主体としているので、照準のための基準設定などを行う必要があった。 このため、至短時間で射撃を開始することは困難であった。 また、弾薬の給弾薬、装填も殆どが、人力によっていたので、構成人員も多数を要した。 また、敵からの反撃に対して無防護であった。 ただし、安価であるという特質を有しており、現在列国で装備され、野戦砲の基本をなしてきた。 近年上記牽引式の欠点を補い、りゅう弾砲をトラックや装輪車等に搭載した、火砲システムが出現している。 従来この種の火砲としては、特許文献１で提案されたものがあった。 第１２図に示すものは、特許文献１により提案されたものであり、図において、１はシェル（砲弾）、２はチャージ（装薬）、３は大砲アッセンブリである。 この大砲アッセンブリ３にはシェル（砲弾）１やチャージ（装薬）２の自動給弾及び自動装填の装置は設置されていない。 車体内に格納されているシェル（砲弾）１やチャージ（装薬）２を射撃の都度人力で給弾、装填している。 りゅう弾砲をトラックや装輪車等に搭載した、火砲システムでは、弾丸・装薬の自動給弾薬と自動装填および再給弾薬装置を装備したものはまだ殆ど見られない。

次に給弾機と装填機の先行技術の事例を第１３図と第１４図に示す。 第１３図において、４は回転給弾機、５は自動弾薬装填機である。 砲塔内部に配置された回転給弾機４から砲軸に整合する自動弾薬装填機に弾薬を移送する機構である。 この方式は砲の俯仰角が小さい砲システム、例えば戦車砲などでは有効であるが、砲の俯仰角が大きい、りゅう弾砲には適さない（例えば、特許文献２参照）。
第１４図において、６は弾薬、７はカップ状部材、８は搬送チェーンを示している。 この先行技術の事例は機関砲など比較的砲薬が小型の給弾機に関する弾薬の移送の技術である。 この弾薬６は１発毎にカップ状部材７に格納される。 このカップ状部材７は搬送チェーン８に連結されており、搬送チェーン８を引き動かすことで弾薬を移送する方式である（例えば、特許文献３参照）。

特表２００２−５２７７１２号公報

特開平５−２１５４９３号公報

特開平２−１３３７９９号公報

従来の、自走式りゅう弾砲の弾丸・装薬給弾薬装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、機関砲等での適応、戦車砲等での適応が盛んであったが、りゅう弾砲、特に砲塔を持たないトラック等の軽易な車載りゅう弾砲では殆ど実用化されたものはなかった。 りゅう弾砲では、人力により弾丸・装薬の給弾薬と装填および再給弾を行うシステムが主流であった。 このため至短時間での展開は困難であり、また、最近のニーズとしての高発射速度化に対応できなかったばかりでなく、持続的な射撃が困難であった。
特許文献１で例示した技術では、りゅう弾砲を車両に搭載されている砲システムであるが、次のような問題点があり、効率的な運用が困難と言える。 まず、長砲身化の、りゅう弾砲を図１２に示すように大きく振りまわすことが戦場では制約が大きい。 また、砲アッセンブリを大きく空中で回転させるため自動装填、自動給弾薬装置を組み込むことが困難となる。 また、車体内にある弾丸・装薬を人力で砲部まで運び、それぞれ装填する必要がある。 さらに、デジタル戦場下で自動照準による至短時間での射撃実施のニーズに適さない。 等である。

特許文献２で例示した技術では、回転給弾機と自動装填装置を組み合わせたシステムであるが、この方式は砲の俯仰角が小さい砲システム、例えば戦車砲などでは有効であるが、砲の俯仰角が大きく、全俯仰角の範囲で任意角において完全自動の給弾、装填を実施しようとするニーズを持った、トラック等に車載する方式の、りゅう弾砲においては、固定部に配置された回転給弾機と砲軸と整合する自動装填機とのストローク関係が大きくなり事例の方式は実施困難となり適さない。
特許文献３で例示した技術では、機関砲など比較的弾薬が小型・軽量（１〜２ｋｇｆ程度）の給弾機に関する弾薬の移送の技術で、１発毎にカップ状部材に弾薬を格納してこれをチェーンで引き動かして移送する方式である。 このカップ状部材を用いる方式では、本願発明の対象とする、りゅう弾砲の弾丸（約４５ｋｇｆ）を移送する手段としては、大型化して適さない。

本発明による自走式りゅう弾砲の弾丸・装薬自動給弾薬装置は、りゅう弾砲を車体上に搭載し、弾丸及び装薬を前記りゅう弾砲に供給するようにした自走式りゅう弾砲の弾丸・装薬自動給弾薬装置において、前記りゅう弾砲の後部の砲俯仰部に設けられ弾丸を給弾及び装填するための自動給弾機及び弾丸用自動装填機と、前記砲俯仰部に設けられ装薬を給薬及び装填するための自動給薬機及び装薬用自動装填機とを設け、前記りゅう弾砲の砲俯仰角範囲内で自動給弾薬及び装填ができるようにした構成であり、また、前記砲俯仰部には、前記自動給弾機に弾丸を再給弾するための自動再給弾機と、前記自動給薬機に装薬を再給薬するための自動再給薬機とが設けられている構成であり、また、前記自動給弾機は、前記弾丸を一対の第１無端移送手段で支持しつつ回転搬送するように構成されると共に、前記自動給薬機は、前記装薬を一対の第２無端移送手段で支持しつつ回転搬送するように構成され、前記自動給弾機と自動給薬機は前記砲俯仰部の砲尾装置の両側に配設されている構成であり、また、前記第１、第２無端移送手段は、無端移送チェーンからなる構成であり、また、前記弾丸用自動装填機は、回動自在な弾丸用装填アームに設けられた弾丸用装填トレーにより、前記弾丸を１個ずつ前記砲尾装置に供給し、前記装薬用自動装填は、回動自在な装薬用装填アームに設けられた装薬用装填トレーにより前記装薬を1個ずつ前記砲尾装置に供給するようにした構成であり、また、前記自動再給弾機には、弾丸用再給弾コンテナが接続され、前記自動再給薬機には、装薬用再給薬コンテナが接続されている構成である。

本発明による自走式りゅう弾砲の弾丸・装薬自動給弾薬装置は、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、りゅう弾砲の砲俯仰部に自動給弾薬装置と自動装填装置を設置することで砲の全俯仰角の任意角において、自動給弾薬、装填を可能にしたことで、りゅう弾砲を作動中において給弾薬ができ、高発射速度を得ると共に省人化のシステムが得られる効果がある。
また、弾丸・装薬の自動給弾薬と自動装填および再給弾薬装置を接地することで効果は次のようになる。 まず、高発射速度化による攻撃力の増大が図れる。 また、弾薬手、装填手を省くことで省人化が図れる。 また、同時弾着を可能にする。 また、瞬間交戦性を向上させる。 また、自動化した火砲と、デジタル戦場に適合した自動照準装置により、一車両単位で射撃単位を形成できる。 また、制圧効果が増大する。 また、他目標対処が可能になる。 また、牽引りゅう弾砲に比べて、自動化により車外の作業が減るため防護力を向上できる。 従って、りゅう弾砲の各性能を格段に向上させる効果がある。

本発明は、りゅう弾砲の砲俯仰部に少なくとも自動給弾薬機と自動装填機を設け、砲俯仰角範囲の中の任意角度で自動給弾薬・装填を行い、さらに、自動再給弾薬を可能とする自走式りゅう弾砲の弾丸・装薬自動給弾薬装置を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による自走式りゅう弾砲の弾丸・装薬自動給弾薬装置の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明における、弾丸・装薬の自動給弾薬、自動装填、自動再給弾薬装置を、りゅう弾砲９に装着し、このりゅう弾砲９を、本出願人が出願中の車両搭載用砲架装置１５を用いて、トラック等の車体１０に搭載した状態を示した全体側面図であり、弾丸の自動給弾機１１と装薬の自動給薬機１１ａは、りゅう弾砲９を支持する揺架１８の両側面に取付けられ、車体１０上の上部砲架１４の耳軸１３の前方に俯仰自在に配置される。 前記上部砲架１４の上部には、自動給弾機１１及び自動給薬機１１ａが平面的にみて両側に並設され、弾丸及び装薬用の自動給弾薬機１１，１１ａが空になった場合、弾丸、装薬を再び自動給弾薬機１１，１１ａに入れるための自動再給弾機１６及び自動再給薬機１６ａは、自動給弾薬機１１，１１ａの後方、耳軸１３後方に配置されている。 前記自動給弾薬機１１，１１ａの後方には、弾丸用再給弾コンテナ１２と装薬用再給薬コンテナ１２ａが装着される。 これらの給弾薬機系の装置は砲の俯仰角の全範囲で砲の動きと同じであり（二点鎖線で示した仰角位置参照）、車両搭載用砲架装置１５の脚は走行時には、二点鎖線の位置に跳ね上げられる。
尚、前記りゅう弾砲９の基部側の前記自動給弾機１１、砲尾装置２４、自動給薬機１１ａを載置する揺架１８部分はりゅう弾砲９と共に俯仰する砲俯仰部９Ａを構成し、この自動給弾薬機１１，１１ａ上方には再給弾弾丸送り機構１７及び再給薬装薬送り機構１７ａが設けられている。

図２は、前記自動給弾薬機１１，１１ａと自動再給弾薬機１６，１６ａを、りゅう弾砲９に装着した状態の全体平面図であり、自動給弾薬機１１，１１ａの後方に、前記弾丸用再給弾コンテナ１２と装薬用再給薬コンテナ１２ａを配置し、自動給弾薬機１１，１１ａへの弾丸、装薬の移送は、前記自動給弾薬機１１，１１ａの上方に位置する再給弾弾丸送り機構１７と再給薬装薬送り機構１７ａにより実施される。
尚、前述、後述において、自動給弾機１１と自動給薬機１１ａは、略して自動給弾薬機１１，１１ａとし、自動再給弾機１６と自動再給薬機１６ａは略して自動再給弾薬機１６，１６ａとして述べている。

図３は、自動給弾薬機１１，１１ａと自動再給弾薬機１６，１６ａをりゅう弾砲９に装着した状態の全体後面図であり、自動給弾機１１と自動給薬機１１ａの後方に自動再給弾機１６と自動再給薬機１６ａが配置されており、その上方に弾丸用再給弾コンテナ１２と装薬用再給薬コンテナ１２ａが取付けられている。 これらは、トラック等の車体１０の車幅以内に作られている。

図４は、自動給弾薬機１１，１１ａと自動再給弾薬機１６，１６ａの拡大説明図であり、自動給弾機（弾丸用）１１、自動給薬機（装薬用）１１ａは上部砲架１４の耳軸１３前方の揺架１８の両側面に取付けられている。 自動再給弾機（弾丸用）１６及び自動再給薬機（装薬用）１６ａは揺架１８の上部に組み込まれており、弾丸用再給弾コンテナ１２、装薬用再給薬コンテナ１２ａを取付け可能にしている。 これらの再給弾薬コンテナ１２，１２ａは吊り具４５により図示しない給弾薬車等から移送される。 また、再給弾薬時は、再給弾薬コンテナ１２，１２ａの弾丸及び装薬は、自動再給弾機（弾丸用）１６、自動再給薬機（装薬用）１６ａにより，再給弾弾丸送り機構１７及び再給薬装薬送り機構１７ａに移送される。 次いでこの送り機構１７，１７ａから自動給弾機（弾丸用）１１と自動給薬機（装薬用）１１ａへと移送されるように構成されている。

図５は、自動給弾薬機１１，１１ａと弾丸と装薬の自動装填機２３，２３ａ及び自動再給弾薬機１６，１６ａの平面の拡大説明図である。 弾丸１９は自動給弾機１１と弾丸用再給弾コンテナ１２の中に格納されている。 同様に装薬２０も自動給薬機１１ａと装薬用再給薬コンテナ１２ａの中に格納されている。 射撃により、弾丸１９と装薬２０は１発毎に弾丸用無端移送チェーン２２、装薬用無端移送チェーン２２ａを駆動し弾丸送り棒２１、装薬送り棒２１ａの機能により、弾丸１９及び装薬２０を弾丸用自動装填機２３と装薬用自動装填機２３ａに移送して、砲尾装置２４を通りりゅう弾砲９の砲身内に装填され射撃が実施される。 順次、自動給弾薬機１１，１１ａ内の弾丸及び装薬は消費され、完全に消費されて、空になった状態で弾丸用再給弾コンテナ１２の弾丸１９及び装薬用再給薬コンテナ１２ａの装薬２０を自動で自動給弾機１１、自動給薬機１１ａ内に再給弾薬する。 弾丸用再給弾コンテナ１２内の弾丸１９は矢印Ａの方向に複数発同時に移送され自動給弾機（弾丸用）１１内に再給弾される。 同様な作用で装薬２０も再給薬される。
尚、前述の各無端移送チェーン２２，２２ａは、第１、第２移送手段を構成しているが、チェーンの他に周知（例えば、特開平８−５２８８号公報）のチューブ方式等も適用でき、各第１、第２移送手段２２，２２ａにより、弾丸１９と装薬２０の両端が支持されて回転搬送されている。

図６は、自動給弾薬機１１，１１ａと自動装填機２３，２３ａ及び自動再給弾薬機１６，１６ａの断面の拡大説明図である。 上部砲架１４で支えられている揺架１８の両側面に配置されている自動給弾機１１、自動給薬機１１ａ、と弾丸１９と装薬２０を砲軸まで移送するために回動する弾丸用自動装填機２３、装薬用自動装填機２３ａ及び弾丸用再給弾コンテナ１２、装薬用再給薬コンテナ１２ａはりゅう弾砲９の両側に左右対称状態で配設されている。 これらの作動については、図７により詳述する。

図７は、自動給弾薬機１１，１１ａと自動装填機２３，２３ａ及び自動再給弾薬機１６，１６ａの作動説明のための拡大図であり、（本図は装薬の給薬系を示して説明するが前述のごとく、弾丸の給弾系も同様な機構と作動であるので省略する。）装薬の給薬系の構成は、自動給薬機１１ａと装薬用自動装填機２３ａと自動再給薬機１６ａ及び装薬用再給薬コンテナ１２ａ等から成っている。 自動給薬機１１ａの構成は、装薬用の無端移送チェーン２２ａ、このチェーン２２ａに結合されている装薬送り棒２１ａ、チェーン駆動装置２８、装薬の移送をガイドするための移送ベルト２５、外側ガイド２６等から成っている。 装薬用自動装填機２３ａの構成は、装薬用装填トレー２７ａ、装填機構２９、装填機構駆動装置３２、装薬用装填アーム３１ａ、装填アーム駆動装置３０、等から成っている。 装薬の自動再給薬系の構成は、横送り機構３３と送り出しレバー３４を有した自動再給薬機１６ａと保持レバー３５等を有した装薬用再給薬コンテナ１２ａ及び再給薬装薬送り機構１７ａ（本図では表示していない図４参照）等から成っている。

次に、前述の構成において、りゅう弾砲９に弾丸１９が装填された後、次いで自動給薬機１１ａを用いて装薬が装填される工程の作動を具体的に述べる。 まず、図７で示されるように、装薬用無端移送チェーン２２ａがチェーン駆動装置２８により１発分（１ピッチ）矢印Ｅの方向に移動する。 これにより装薬用無端移送チェーン２２ａに連結されている装薬送り棒２１ａが装薬２０を矢印Ｅの方向に押す。 押し出された１発分の装薬２０は、装薬用自動装填機２３ａの装薬用装填トレー２７ａで受け取られる。 次いで装填アーム駆動装置３０により装薬用装填アーム３１ａは図示しない手段により砲尾装置２４の装填位置まで矢印Ｆの点線の位置方向に回動する。 この位置で、砲軸線と装薬２０の縦軸が一致する。 この状態で装填機構駆動装置３２が作動して、装填機構２９が装薬用装填トレー２７ａ上にある装薬２０の後端部を押すことにより装薬２０は砲尾装置２４を通過して図示しない砲身薬室内に装填される。 装填完了後すぐに装薬用装填アーム３１ａは上方位置に復帰して、次の装薬２０の受け取り可能状態になる。 射撃毎に、この工程と作動が繰返され、装薬用自動給薬機１１ａが空になるまで続けられる。 尚、弾丸についても説明していないが図６の右側の自動給弾機１１を用い、装薬２０と弾丸１９の違いのみで前述と全く同様な工程と作動が行われるが説明は省略するものとする。
すなわち、弾薬１９の弾丸用装填アーム３１と弾丸用装填トレー２７による弾丸１９の１個ずつの装填は図６の右側に図示されている。

次に、空になった装薬用自動給薬機１１ａに次工程の射撃のための装薬２０が自動で再給弾される作動を述べる。 装薬用再給薬コンテナ１２ａは、複数列に区画した隔壁１２ｂと装薬２０を保持するための保持レバー３５等から構成されている。 最下段の装薬２０は装薬用再給薬コンテナ１２ａに設けた自動再給薬機１６ａの構成品である爪形をなす横送り機構３３の爪により矢印Ｃの方向に横送りされる。 上段の装薬２０は保持レバー３５によって下段に装薬２０が落ちないように支えている。 下段の装薬２０が全部自動給薬機１１ａに再給薬され空になった状態で上段の保持レバー３５を図示しないアクチュエータ等によって開放することで装薬２０を矢印Ｂの方向に、一度に全部下段に落下して、装薬２０の横移送を継続して行うことを可能にする。 横移送された装薬２０は送り出しレバー３４によって図１１で示される再給薬装薬送り機構１７ａへ移送され、そこから自動給薬機１１ａ矢印Ｄで示されるように再給薬される。 装薬用再給薬コンテナ１２ａへの装薬２０の補給は上部のカバー３６を開けて行うことができる。 この操作は通常給弾薬車(図示していない)側で実施される。 弾丸についても説明を省略しているが、図６の右側の弾丸用再給弾コンテナ１２等を用いて同様な工程と作動が行われる。

図８は、自動給弾機１１及び自動給薬機１１ａと装填機構駆動装置３２の立体説明図である。 弾丸１９が弾丸用無端移送チェーン２２に連結されている弾丸送り棒２１により弾丸用装填トレー２７に移送され弾丸用装填アーム３１が砲尾装置２４の後方の砲軸位置に回動した状態を示している。 この時、装薬２０は装薬用無端移送チェーン２２ａに連結されている装薬送り棒２１ａにより装薬用装填トレー２７ａに移送されている状態を示している。 この状態から弾丸用装填トレー２７上の弾丸１９が装填され、その後、弾丸用装填アーム３１が自動給弾機１１の弾丸１９の受け取り位置に復帰する。 次いで、装薬用装填アーム３１ａ(図示されていない)が砲軸位置に回動し、装薬２０を装填し、元の位置に復帰する。 ここで射撃実施可能となる。 このサイクルを繰り返し射撃が継続される。

図９は、弾丸・装薬の移送機能説明のための平面図である。 弾丸１９が、弾丸用無端移送チェーン２２に連結されている連結軸４１に回転自在に取付れられている大弾丸用移送ローラ３７と小弾丸用移送ローラ３８で構成される空間に１発毎に区分けされており、弾丸用無端移送チェーン２２を矢印Ｈの方向に駆動することで弾丸１９が横に移送されることを示している。 同様に、装薬２０が装薬用無端移送チェーン２２ａに連結されている連結軸４２に回転自在に取付けられている装薬用移送ローラ３９で構成される空間に１発分毎に区分けされており、装薬用無端移送チェーン２２ａを矢印Ｇの方向に駆動することで装薬２０が横に移送されることを示している。
従って、各弾丸１９は一対の前記第１無端移送手段２２で両端側を支持しつつ回転搬送され、各装薬２０は一対の第２無端移送手段２２ａで両端側を支持しつつ回転搬送することができる。

図１０は、弾丸・装薬の移送機能説明のための側面図である。 弾丸１９が、弾丸用無端移送チェーン２２に連結されている連結軸４１に回転自在に取付れられている大弾丸用移送ローラ３７と小弾丸用移送ローラ３８で構成される空間に１発毎に区分けされており、かつ移送ベルト２５と外側ガイド２６により弾丸の上下方向を拘束し、弾丸用無端移送チェーン２２を横に駆動することで弾丸１９が横に移送されることを示している。 同様に、装薬２０が、装薬用無端移送チェーン２２ａに連結されている連結軸４２に回転自在に取付けられている装薬用移送ローラ３９で構成される空間に１発毎に区分けされており、かつ移送ベルト２５と外側ガイド２６により弾丸の上下方向拘束し、装薬用無端移送チェーン２２ａを横に駆動することで装薬２０が横に移送されることを示している。

図１１は、自動給弾機１１及び自動給薬機１１ａと自動装填機２３，２３ａ及び自動再給弾機１６と自動再給薬機１６ａの全体立体図であり、図４の側面図の表現を立体図に表したものである。 再給弾薬の説明は図４及び図８で一部行っているが、ここでは全給弾・装填系を表示している。 弾丸用再給弾コンテナ１２は、揺架１８の後部に設けた自動再給弾機１６に、図示しない給弾車側から取付けられる。 この弾丸用再給弾コンテナ１２には、再給弾弾丸送り機構１７と接続されるための弾丸送り出し口４３が設けられ、弾丸１９の送り出しは、図７で説明した送り出しレバー３４によって行われる。 尚、説明を省略しているが、装薬系も同様な作動と機能を有する。
尚、本発明においては、自動給弾薬、自動装填及び自動再給弾薬の各機能を有する場合について述べたが、自動再給弾薬の機能を有しない構成として用いることもできる。

本発明は、弾丸と装薬の組合せのみに限らず、他の一般材料の組合せによる自動送り及び組立て等にも適用可能である。

本発明による自走式りゅう弾砲の弾丸・装薬自動給弾薬装置における自動給弾薬機と自動再給弾薬装置をりゅう弾砲に装着した状態の全体側面図である。

図１の平面図である。

図１の後面図である。

自動給弾薬機と自動再給弾薬装置の側面の拡大説明図である。

図２の要部の拡大図である。

図５の要部の拡大断面図である。

図６の要部の拡大図である。

図５の要部の斜視図である。

弾丸・装薬の移送機能説明のための平面図である。

弾丸・装薬の移送機能説明のための側面図である。

図５の要部を示す分解斜視図である。

従来の構成のりゅう弾砲の車両搭載の概念図である。

従来の構成の回転給弾機と自動弾薬装填装置の概念図である。

従来の構成の自動給弾箱の概念図である。

符号の説明

９ りゅう弾砲 ９Ａ 砲俯仰部１０ 車体１１ 自動給弾機１１ａ 自動給薬機１２ 弾丸用再給弾コンテナ１２ａ 装薬用再給薬コンテナ１２ｂ 隔壁１３ 耳軸１４ 上部砲架１５ 車両搭載用砲架装置１６ 自動再給弾機１６ａ 自動再給薬機１７ 再給弾弾丸送り機構１７ａ 再給薬装薬送り機構１８ 揺架１９ 弾丸２０ 装薬２１ 弾丸送り棒２１ａ 装薬送り棒２２ 弾丸用無端移送チェーン（第１無端移送手段）
２２ａ 装薬用無端移送チェーン（第２無端移送手段）
２３ 弾丸用自動装填機２３ａ 装薬用自動装填機２４ 砲尾装置２５ 移送ベルト２６ 外側ガイド２７ 弾丸用装填トレー２７ａ 装薬用装填トレー２８ チェーン駆動装置２９ 装填機構３０ 装填アーム駆動装置３１ 弾丸用装填アーム３１ａ 装薬用装填アーム３２ 装填機構駆動装置３３ 横送り機構３４ 送り出しレバー３５ 保持レバー３６ カバー３７ 大弾丸用移送ローラ３８ 小弾丸用移送ローラ３９ 装薬用移送ローラ４１ 連結軸４２ 連結軸４３ 弾丸送り出し口４４ 装薬送り出し口４５ 吊り具