JPH0746039B2 - シール機構及び液体推進剤を用いた銃 - Google Patents
シール機構及び液体推進剤を用いた銃Info
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- JPH0746039B2 JPH0746039B2 JP62275886A JP27588687A JPH0746039B2 JP H0746039 B2 JPH0746039 B2 JP H0746039B2 JP 62275886 A JP62275886 A JP 62275886A JP 27588687 A JP27588687 A JP 27588687A JP H0746039 B2 JPH0746039 B2 JP H0746039B2
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- piston
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
- F41A1/00—Missile propulsion characterised by the use of explosive or combustible propellant charges
- F41A1/04—Missile propulsion using the combustion of a liquid, loose powder or gaseous fuel, e.g. hypergolic fuel
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体推進剤を用いた銃のような液体高圧シス
テムに対するシールに関する。
テムに対するシールに関する。
［従来の技術］ 環状シールは周知であり、例えば米国特許番号第211788
5号、同第1376130号、同第539733号、同第3006254号、
西独特許番号第1096697号、米国特許番号第3783737号及
び同第3996837号に記載されている。これらのシールの
各々は、中孔と突き合わせにリングを押し込めて、閉じ
た面の連続体を形成することによって作用し、程度の差
はあるが、限られた数の発射に対して有効である。1977
年９月27日に付与された米国特許番号第4050352号に
は、液体推進剤を用いた銃の発射室に対する液体包囲シ
ールが記載されている。このシールは毎回の発射を開始
するときに更新される。
5号、同第1376130号、同第539733号、同第3006254号、
西独特許番号第1096697号、米国特許番号第3783737号及
び同第3996837号に記載されている。これらのシールの
各々は、中孔と突き合わせにリングを押し込めて、閉じ
た面の連続体を形成することによって作用し、程度の差
はあるが、限られた数の発射に対して有効である。1977
年９月27日に付与された米国特許番号第4050352号に
は、液体推進剤を用いた銃の発射室に対する液体包囲シ
ールが記載されている。このシールは毎回の発射を開始
するときに更新される。
［発明の要約］ これに限らないが、液体推進剤を用いた銃のような超高
圧流体圧システムでは、システムの動作中に、液体が失
われるのを減少させるためにシールが必要である。ある
用途では、分離したシール機構は用いることができない
が、液体の少量の漏れは許容し得るか又は望ましい。
圧流体圧システムでは、システムの動作中に、液体が失
われるのを減少させるためにシールが必要である。ある
用途では、分離したシール機構は用いることができない
が、液体の少量の漏れは許容し得るか又は望ましい。
本発明の目的は、極くわずかで且つ制御されている液体
の漏れにより、分離していないシールを達成する機構を
提供することにある。
の漏れにより、分離していないシールを達成する機構を
提供することにある。
本発明の特徴は、例えばピストン面及びシリンダ面のよ
うな２つの合わさっている面の間に、液体の漏れの流れ
に対する、必ずしも一様ではないが次第に減少するすき
間を設け、このすき間が流れの圧力の関数として変化し
得るようにすることにより、シール機構を提供すること
にある。
うな２つの合わさっている面の間に、液体の漏れの流れ
に対する、必ずしも一様ではないが次第に減少するすき
間を設け、このすき間が流れの圧力の関数として変化し
得るようにすることにより、シール機構を提供すること
にある。
本発明の上述、並びにその他の目的、特徴及び利点は、
以下図面について説明するところから明らかになろう。
以下図面について説明するところから明らかになろう。
［実施例］ 高圧流体圧システムが適正に機能するためには、シール
が重要である。作業流体の漏れの流れを減少させるため
にシールが必要である。このような漏れの流れは多くの
有害な結果を招くことがあり、そのうち最も重大な結果
は、閉じた系で起こり、この場合には、失われた液体を
入れ替えなければらない。このような場合、漏れの流れ
はできるだけ最小限に減少させなければならない。単一
通過（シングル・パス）システムのような他のシステム
では、若干の液体の損失は受け入れることができるが、
漏れの流れによってシステム内に起こる動力損失を最小
限に抑えるためには、漏れの流れを最小限に抑えること
が依然として望ましい。
が重要である。作業流体の漏れの流れを減少させるため
にシールが必要である。このような漏れの流れは多くの
有害な結果を招くことがあり、そのうち最も重大な結果
は、閉じた系で起こり、この場合には、失われた液体を
入れ替えなければらない。このような場合、漏れの流れ
はできるだけ最小限に減少させなければならない。単一
通過（シングル・パス）システムのような他のシステム
では、若干の液体の損失は受け入れることができるが、
漏れの流れによってシステム内に起こる動力損失を最小
限に抑えるためには、漏れの流れを最小限に抑えること
が依然として望ましい。
漏れの流れを最小限に抑えるために、多くの形式の分離
形のシール機構が開発されている。通常用いられている
シール機構はエラストマ形、例えばＯリング・シールで
あり、このシールは静止シール、及び中くらいの圧力の
下での摺動シールの両方として、適当な性能を有してい
る。このようなシール機構は、それが露出する環境にと
って適切な材料で作成することができる。しかしなが
ら、このようなシール機構は、しばしばその両方が存在
するような比較的高い圧力又は比較的大きなすき間で
は、性能が不適切である。比較的高い圧力では、Ｌ字形
シールを用いることができるが、このシールの足部の先
端は、合わさっている面に膠着して、その面に刻み目を
付ける傾向がある。
形のシール機構が開発されている。通常用いられている
シール機構はエラストマ形、例えばＯリング・シールで
あり、このシールは静止シール、及び中くらいの圧力の
下での摺動シールの両方として、適当な性能を有してい
る。このようなシール機構は、それが露出する環境にと
って適切な材料で作成することができる。しかしなが
ら、このようなシール機構は、しばしばその両方が存在
するような比較的高い圧力又は比較的大きなすき間で
は、性能が不適切である。比較的高い圧力では、Ｌ字形
シールを用いることができるが、このシールの足部の先
端は、合わさっている面に膠着して、その面に刻み目を
付ける傾向がある。
本発明は、通常の分離したシールを利用していないシー
ル機構を対象とする。分離したシール機構を用いている
液体推進剤を用いた銃を発射するとき、このような分離
したシール機構の周囲で単一推進剤の不所望の点火が起
こることがあることがわかった。点火の原因が分離した
シール機構、即ちＯリング・シールであるのか、又はそ
のシールが配設されている環状溝であるのかは確かでは
ない。このような点火を回避するために、分離したシー
ル又は分離した溝のいずれをも有していないシール機構
を提供することが望ましい。本発明は、動作中、即ち発
射の際、合わさっている面の間のすき間を従来のやり方
よりも大幅に縮小するが、それでも尚、合わさっている
面の間の物理的な接触を許容しないようにし、これら合
わさっている面の限られた程度の疲労に対処するように
自己補償するシール機構を提供する。
ル機構を対象とする。分離したシール機構を用いている
液体推進剤を用いた銃を発射するとき、このような分離
したシール機構の周囲で単一推進剤の不所望の点火が起
こることがあることがわかった。点火の原因が分離した
シール機構、即ちＯリング・シールであるのか、又はそ
のシールが配設されている環状溝であるのかは確かでは
ない。このような点火を回避するために、分離したシー
ル又は分離した溝のいずれをも有していないシール機構
を提供することが望ましい。本発明は、動作中、即ち発
射の際、合わさっている面の間のすき間を従来のやり方
よりも大幅に縮小するが、それでも尚、合わさっている
面の間の物理的な接触を許容しないようにし、これら合
わさっている面の限られた程度の疲労に対処するように
自己補償するシール機構を提供する。
第１図は1983年11月２日に出願され特許された米国特許
番号第4523507号に記載されている発明の再掲である。
液体推進剤を用いた銃がハウジング10を含んでいる。ハ
ウジング10は、中孔14と、室16とを有している銃身12を
含んでおり、室16内に発射体18を挿入することができ
る。不動の（静止）ボルト20が充填ピストン又は弁22を
支持しており、充填ピストン又は弁22は差動ピストン24
を支持している。充填ピストンの外面28に設けられてい
る溝26が、差動ピストンの内面32に対してＯリング・シ
ール30を担持しており、Ｏリング・シール30は、すき間
33を密封する従来技術の例である。液体推進剤は、２つ
のピストン22及び24のそれぞれの頭部の間に画定されて
いる圧送室34に圧送される。燃焼室36が発射体の底部と
差動ピストン24の前面との間に画定されている。点火器
38が、静止（固定の）ボルト20に対する差動ピストン24
の最初の後向きの変位を生じさせるのに適切な初期圧力
を燃焼室36内に発生して、ボルトとピストンとの間に、
圧送室34から燃焼室36に液体推進剤を噴射するための環
状開口又はすき間を形成している。第1A図に示すよう
に、差動ピストン24の頭部の前面及び後面の断面積に違
いがあるため、圧送室内の圧力Ｐｐは燃焼室内の圧力Ｐ
ｃよりも高い。例えば、Ｐｐ＝1.4Pｃである。Ｐｃは40
000psiから60000psi程度である。差動ピストン24の円筒
形外面28にかかる圧力もＰｃに等しい。1.4Pｃの圧力が
圧送室34内の液体推進剤に作用しているとき、Ｏリング
・シール機構30は面28と面32との間のすき間に押し出さ
れる。このように押し出されることにより、シールが損
傷して、漏れの起こる可能性がある。中空差動ピストン
24内の圧力はピストンの外側の圧力（Ｐｃ）よりもかな
り高く、ピストン28のスカート部を外向きに撓める傾向
を有するので、Ｐｐが増加するにつれて、すき間33は増
加する。
番号第4523507号に記載されている発明の再掲である。
液体推進剤を用いた銃がハウジング10を含んでいる。ハ
ウジング10は、中孔14と、室16とを有している銃身12を
含んでおり、室16内に発射体18を挿入することができ
る。不動の（静止）ボルト20が充填ピストン又は弁22を
支持しており、充填ピストン又は弁22は差動ピストン24
を支持している。充填ピストンの外面28に設けられてい
る溝26が、差動ピストンの内面32に対してＯリング・シ
ール30を担持しており、Ｏリング・シール30は、すき間
33を密封する従来技術の例である。液体推進剤は、２つ
のピストン22及び24のそれぞれの頭部の間に画定されて
いる圧送室34に圧送される。燃焼室36が発射体の底部と
差動ピストン24の前面との間に画定されている。点火器
38が、静止（固定の）ボルト20に対する差動ピストン24
の最初の後向きの変位を生じさせるのに適切な初期圧力
を燃焼室36内に発生して、ボルトとピストンとの間に、
圧送室34から燃焼室36に液体推進剤を噴射するための環
状開口又はすき間を形成している。第1A図に示すよう
に、差動ピストン24の頭部の前面及び後面の断面積に違
いがあるため、圧送室内の圧力Ｐｐは燃焼室内の圧力Ｐ
ｃよりも高い。例えば、Ｐｐ＝1.4Pｃである。Ｐｃは40
000psiから60000psi程度である。差動ピストン24の円筒
形外面28にかかる圧力もＰｃに等しい。1.4Pｃの圧力が
圧送室34内の液体推進剤に作用しているとき、Ｏリング
・シール機構30は面28と面32との間のすき間に押し出さ
れる。このように押し出されることにより、シールが損
傷して、漏れの起こる可能性がある。中空差動ピストン
24内の圧力はピストンの外側の圧力（Ｐｃ）よりもかな
り高く、ピストン28のスカート部を外向きに撓める傾向
を有するので、Ｐｐが増加するにつれて、すき間33は増
加する。
第２図に示す本発明の第１の実施例では、その相互作用
によってすき間33を限定している、充填ピストン及び差
動ピストンのそれぞれの面28及び32の間の従来の分離し
たＯリング・シール機構を省略し、その代わりに受動形
のすき間制御シール機構に置き換えられている。２つの
面28と面32との間の初期の静止状態のすき間33は、差動
ピストンの膠着のおそれを招かない範囲で可能な限り小
さく形成されている。例えば、半径を0.001インチにす
る。発射の際、圧送室の圧力Ｐｐは、差動ピストンのス
カート部の外側の燃焼室の圧力Ｐｃよりも大きな値に増
加する。例えばＰｐ＝1.4Pｃである。妨げがなければ、
この一層高い内部圧力Ｐｐによって、すき間33は大幅に
増加する。例えば、半径は0.002インチになる。このよ
うな大きさのすき間33は、推進剤の10％から30％の漏れ
損失を招くが、許容し得る損失は１％未満である。この
ような漏れの割合を減少させるためには、静止状態より
も、発射の際に、すき間33の寸法を一層小さくすること
が必要である。このために、発射の際に、差動ピストン
のスカート部を内向きに引っ張って、こうしてすき間の
寸法を縮小させるような比較的低い圧力の領域をすき間
33内に発生させる。この低い圧力の領域の範囲は、合わ
さっている面のそれぞれの形状によって制御される。こ
れらの面は、すき間の寸法がゼロに近付き、それに伴っ
て膠着のおそれがある場合に、すき間の寸法を増加させ
る傾向を有する力が発生されるような形状にする。こう
して、安定で小さいが膠着をしないすき間の寸法を維持
することができる。
によってすき間33を限定している、充填ピストン及び差
動ピストンのそれぞれの面28及び32の間の従来の分離し
たＯリング・シール機構を省略し、その代わりに受動形
のすき間制御シール機構に置き換えられている。２つの
面28と面32との間の初期の静止状態のすき間33は、差動
ピストンの膠着のおそれを招かない範囲で可能な限り小
さく形成されている。例えば、半径を0.001インチにす
る。発射の際、圧送室の圧力Ｐｐは、差動ピストンのス
カート部の外側の燃焼室の圧力Ｐｃよりも大きな値に増
加する。例えばＰｐ＝1.4Pｃである。妨げがなければ、
この一層高い内部圧力Ｐｐによって、すき間33は大幅に
増加する。例えば、半径は0.002インチになる。このよ
うな大きさのすき間33は、推進剤の10％から30％の漏れ
損失を招くが、許容し得る損失は１％未満である。この
ような漏れの割合を減少させるためには、静止状態より
も、発射の際に、すき間33の寸法を一層小さくすること
が必要である。このために、発射の際に、差動ピストン
のスカート部を内向きに引っ張って、こうしてすき間の
寸法を縮小させるような比較的低い圧力の領域をすき間
33内に発生させる。この低い圧力の領域の範囲は、合わ
さっている面のそれぞれの形状によって制御される。こ
れらの面は、すき間の寸法がゼロに近付き、それに伴っ
て膠着のおそれがある場合に、すき間の寸法を増加させ
る傾向を有する力が発生されるような形状にする。こう
して、安定で小さいが膠着をしないすき間の寸法を維持
することができる。
液体推進剤の漏れの流れがすき間を通過するときに、流
体圧が比較的低いこの領域が形成される。圧力は２つの
効果によって制御される。流れが通過するすき間の断面
積が減少したときに、流れの速度は増加するはずであ
り、従って、流れの圧力は、流体力学のダニエル・ベル
ヌーイの定理によって減少するはずである。流れが長く
て狭い通路を通過するときにも、摩擦損失のため圧力は
低下する。流れの通路の形状は、それぞれの合わさって
いる面28及び32によって形成されている環体又はすき間
33の形状によって決定される。断面積における所望の変
化は、流れのかなりの長さにわたって面積を1/2から1/3
に減少することである。
体圧が比較的低いこの領域が形成される。圧力は２つの
効果によって制御される。流れが通過するすき間の断面
積が減少したときに、流れの速度は増加するはずであ
り、従って、流れの圧力は、流体力学のダニエル・ベル
ヌーイの定理によって減少するはずである。流れが長く
て狭い通路を通過するときにも、摩擦損失のため圧力は
低下する。流れの通路の形状は、それぞれの合わさって
いる面28及び32によって形成されている環体又はすき間
33の形状によって決定される。断面積における所望の変
化は、流れのかなりの長さにわたって面積を1/2から1/3
に減少することである。
ピストンのスカート部に作用する正味の外部圧力及び内
部圧力によって、ピストンのスカート部の撓みが起こ
る。第2A図に示すように、差動ピストン24の内面32は、
比較的連続的な一様な直径の円筒面であってもよく、充
填ピストン22の外面28は、次第に直径が拡大する先頭の
円筒面28aと、直径が急速に拡大する中間の面又は不連
続部28bと、一定に拡大する直径を有する終わりの円筒
面28cとで構成することができる。差動ピストン24とハ
ウジング10との間のすき間は、面32に設けられている溝
42に適当なシール40を配設して、シール40を面38に接す
るようにすることによって閉じることができる。燃焼室
内の圧力Ｐｃは40kpsiから60kpsi程度にすることがで
き、圧送室内の圧力Ｐｐは1.4Pｃ程度であり、漏れの流
れの吐出端の圧力Ｐａは実質的に大気圧である。すき間
の半径が0.002インチであることがあるような、不連続
部28bより前方の平面Ａでは、圧力は0.7PCにすることが
できる。不連続部より十分後方の平面Ｂでは、すき間の
半径は、外部圧力及び内部圧力の釣合いによって制御さ
れ、0.001インチの平衡値を有することができる。この
すき間を通過する液体推進剤の漏れの流れが極く少ない
ことが、すき間を形成している面32及び28cを冷却する
と共に潤滑するように作用する。
部圧力によって、ピストンのスカート部の撓みが起こ
る。第2A図に示すように、差動ピストン24の内面32は、
比較的連続的な一様な直径の円筒面であってもよく、充
填ピストン22の外面28は、次第に直径が拡大する先頭の
円筒面28aと、直径が急速に拡大する中間の面又は不連
続部28bと、一定に拡大する直径を有する終わりの円筒
面28cとで構成することができる。差動ピストン24とハ
ウジング10との間のすき間は、面32に設けられている溝
42に適当なシール40を配設して、シール40を面38に接す
るようにすることによって閉じることができる。燃焼室
内の圧力Ｐｃは40kpsiから60kpsi程度にすることがで
き、圧送室内の圧力Ｐｐは1.4Pｃ程度であり、漏れの流
れの吐出端の圧力Ｐａは実質的に大気圧である。すき間
の半径が0.002インチであることがあるような、不連続
部28bより前方の平面Ａでは、圧力は0.7PCにすることが
できる。不連続部より十分後方の平面Ｂでは、すき間の
半径は、外部圧力及び内部圧力の釣合いによって制御さ
れ、0.001インチの平衡値を有することができる。この
すき間を通過する液体推進剤の漏れの流れが極く少ない
ことが、すき間を形成している面32及び28cを冷却する
と共に潤滑するように作用する。
第３図は本発明の第２の実施例を示しており、この場
合、不連続部28bを省略し、面28がピストンのスカート
部の内面32に向かって後向きに徐々に弯曲しており、次
第に小さくなる環状すき間33を形成している。この場合
にも、シール機構はベルヌーイの定理に従う。すき間内
の流体圧力は流体の流れの方向に減少する。ピストンの
スカート部にかかる内部圧力が外部圧力よりも小さいと
きに、スカート部は内向きに押されて、すき間を閉じて
流れを停止させ、内部圧力及び外部圧力が安定に平衡す
るまで、内部圧力を高める傾向を有する。
合、不連続部28bを省略し、面28がピストンのスカート
部の内面32に向かって後向きに徐々に弯曲しており、次
第に小さくなる環状すき間33を形成している。この場合
にも、シール機構はベルヌーイの定理に従う。すき間内
の流体圧力は流体の流れの方向に減少する。ピストンの
スカート部にかかる内部圧力が外部圧力よりも小さいと
きに、スカート部は内向きに押されて、すき間を閉じて
流れを停止させ、内部圧力及び外部圧力が安定に平衡す
るまで、内部圧力を高める傾向を有する。
第４図は第３図と同様であるが、初期のすき間が大き過
ぎて、漏れの流れが大き過ぎ、速度の高い流れの領域が
大き過ぎる状態を示している。圧力によって発生される
力の和は求心方向であり、安定状態に向かってすき間を
閉じるように作用する。
ぎて、漏れの流れが大き過ぎ、速度の高い流れの領域が
大き過ぎる状態を示している。圧力によって発生される
力の和は求心方向であり、安定状態に向かってすき間を
閉じるように作用する。
第５図は第３図と同様であるが、初期のすき間が小さ過
ぎて、漏れの流れが小さ過ぎる状態を示しており、圧力
によって発生される力の和は遠心方向であって、安定状
態に向かってすき間を拡大するように作用する。
ぎて、漏れの流れが小さ過ぎる状態を示しており、圧力
によって発生される力の和は遠心方向であって、安定状
態に向かってすき間を拡大するように作用する。
第６図は1984年11月30日に出願された係属中の米国特許
出願番号第677151号に記載されている形式の液体推進剤
を用いた銃に取り入れられた本発明の第３の実施例を示
す。この銃はハウジング100を含んでおり、ハウジング1
00は、銃身102を固定する内部空所を有している。押さ
えリンク106と、環状可撓性シール108と、撃発バンド11
0とを有している発射体104が、銃身の中孔112に配設さ
れている。往復動可能な弁114が前後に移動するよう
に、銃身に軸支されている。往復動可能な差動ピストン
116が、頭部（ヘッド）118と、弁の頭部114Aに軸支され
ているスカート部120とを有している。ピストン・ヘッ
ド118の後面118a及びハウジングの前側内面100aが、燃
焼室122を画定している。燃焼室122は、ハウジング100
とピストン116のスカート部120との間の環状すき間124
と連通している。すき間124の前端は、一連の適当なシ
ール124a及び124bによって閉じられている。ピストン・
ヘッド118の前面118b及び弁の頭部の後面114aが、圧送
室126を画定している。圧送室126は二重噴射ポート128
及び130を介して、銃身の中孔112と連通している。燃焼
室122はポート132を介して、銃身の中孔112と連通して
いる。ピストンのスカート部120と弁の頭部114との間に
環状すき間140が形成されている。
出願番号第677151号に記載されている形式の液体推進剤
を用いた銃に取り入れられた本発明の第３の実施例を示
す。この銃はハウジング100を含んでおり、ハウジング1
00は、銃身102を固定する内部空所を有している。押さ
えリンク106と、環状可撓性シール108と、撃発バンド11
0とを有している発射体104が、銃身の中孔112に配設さ
れている。往復動可能な弁114が前後に移動するよう
に、銃身に軸支されている。往復動可能な差動ピストン
116が、頭部（ヘッド）118と、弁の頭部114Aに軸支され
ているスカート部120とを有している。ピストン・ヘッ
ド118の後面118a及びハウジングの前側内面100aが、燃
焼室122を画定している。燃焼室122は、ハウジング100
とピストン116のスカート部120との間の環状すき間124
と連通している。すき間124の前端は、一連の適当なシ
ール124a及び124bによって閉じられている。ピストン・
ヘッド118の前面118b及び弁の頭部の後面114aが、圧送
室126を画定している。圧送室126は二重噴射ポート128
及び130を介して、銃身の中孔112と連通している。燃焼
室122はポート132を介して、銃身の中孔112と連通して
いる。ピストンのスカート部120と弁の頭部114との間に
環状すき間140が形成されている。
静止状態では、スカート部120は２つの同心の円筒によ
って囲まれている実質的に環体である。しかしながら、
第７図に示すように、発射のとき、燃焼室は内部圧力Ｐ
ｃを発生し、この内部圧力Ｐｃは差動ピストン・ヘッド
118の後面118aに加えられ、それによって圧送室126内に
ある液体推進剤には、Ｐｐ＝1.4Pｃの増加した圧力が加
えられ、圧送室を取り巻いているスカート部120の後側
領域の遠心方向の拡大を招き、それに伴って、すき間14
0の後側領域の半径が増加する。このとき、すき間140は
第３図に見られるくさび形状の縦断面を有しており、ス
カート部120の前側領域は更に内向きに撓む。この場合
にも、すき間を通る漏れの流れの速度が高ければ高いほ
ど（更に摩擦損失があれば）、圧力は一層低くなり、そ
の圧力はＰｃよりも低くなり、スカート部を求心方向に
撓めてすき間を閉じる傾向を有する。しかしながら、す
き間を閉じる状態に近付いて、流れを停止させる傾向を
有すると共に、1.4Pｃの一杯の圧送圧力を呈するように
なると、スカート部を遠心方向に撓めて、小さな平衡す
き間及び漏れで、すき間を開いた状態に維持する傾向が
ある。
って囲まれている実質的に環体である。しかしながら、
第７図に示すように、発射のとき、燃焼室は内部圧力Ｐ
ｃを発生し、この内部圧力Ｐｃは差動ピストン・ヘッド
118の後面118aに加えられ、それによって圧送室126内に
ある液体推進剤には、Ｐｐ＝1.4Pｃの増加した圧力が加
えられ、圧送室を取り巻いているスカート部120の後側
領域の遠心方向の拡大を招き、それに伴って、すき間14
0の後側領域の半径が増加する。このとき、すき間140は
第３図に見られるくさび形状の縦断面を有しており、ス
カート部120の前側領域は更に内向きに撓む。この場合
にも、すき間を通る漏れの流れの速度が高ければ高いほ
ど（更に摩擦損失があれば）、圧力は一層低くなり、そ
の圧力はＰｃよりも低くなり、スカート部を求心方向に
撓めてすき間を閉じる傾向を有する。しかしながら、す
き間を閉じる状態に近付いて、流れを停止させる傾向を
有すると共に、1.4Pｃの一杯の圧送圧力を呈するように
なると、スカート部を遠心方向に撓めて、小さな平衡す
き間及び漏れで、すき間を開いた状態に維持する傾向が
ある。
この機構の一例では、すき間の軸長は、少なくとも１イ
ンチにするべきであり、すき間の横方向の寸法は、半径
で0.001インチ又はそれ未満であって、比は1000:1又は
それ以上になり、これに対して、ピストンのスカート部
の末端部は、長さが少なくとも１インチであり、末端部
の厚さ及び材料は、関連する燃焼圧力（例えば、40000p
si）の下で半径が実質的に0.001インチの片持ちばりと
して求心方向の変形ができるようにすべきである。
ンチにするべきであり、すき間の横方向の寸法は、半径
で0.001インチ又はそれ未満であって、比は1000:1又は
それ以上になり、これに対して、ピストンのスカート部
の末端部は、長さが少なくとも１インチであり、末端部
の厚さ及び材料は、関連する燃焼圧力（例えば、40000p
si）の下で半径が実質的に0.001インチの片持ちばりと
して求心方向の変形ができるようにすべきである。
第１図は1982年７月27日に付与された米国特許番号第43
41147号、1985年７月18日に付与された同第4523507号、
1985年７月18日に付与された同第4523508号、1984年４
月10日に出願された係属中の米国特許出願番号第598783
号に記載されている形式の液体推進剤を用いた銃の一例
の詳細図であって、いずれも高い圧力の下にある通常の
Ｏリング形シール機構を示している先行技術を示す図で
ある。 第1A図は第１図の詳細図であって、差動ピストンのスカ
ート部に対する相対的な圧力を示す図である。 第２図は第１図と同様な銃の詳細図であるが、外側の環
状差動ピストンと内側の充填ピストンとの間にある本発
明を実施した受動形すき間制御シール機構を示す図であ
る。 第2A図は第２図の詳細図であって、差動ピストンのスカ
ート部に対する相対的な圧力を示す図である。 第３図は第２図と同様な銃の詳細図であって、本発明を
実施した受動形すき間制御シール機構の他の形式を示す
図である。 第４図は第３図と同様な銃の詳細図であって、すき間が
大き過ぎる場合を示す図である。 第５図は第３図と同様な銃の詳細図であって、すき間が
小さ過ぎる場合を示す図である。 第６図は1984年11月30日に出願された係属中の米国特許
出願番号第677151号に記載されている形式と同様な銃の
詳細図である。 第７図は差動ピストンのスカート部に対する相対的な圧
力を示す第６図の詳細図である。 ［主な符号の説明］ 22……充填ピストン、24……差動ピストン、33……すき
間、34……圧送室、36……燃焼室。
41147号、1985年７月18日に付与された同第4523507号、
1985年７月18日に付与された同第4523508号、1984年４
月10日に出願された係属中の米国特許出願番号第598783
号に記載されている形式の液体推進剤を用いた銃の一例
の詳細図であって、いずれも高い圧力の下にある通常の
Ｏリング形シール機構を示している先行技術を示す図で
ある。 第1A図は第１図の詳細図であって、差動ピストンのスカ
ート部に対する相対的な圧力を示す図である。 第２図は第１図と同様な銃の詳細図であるが、外側の環
状差動ピストンと内側の充填ピストンとの間にある本発
明を実施した受動形すき間制御シール機構を示す図であ
る。 第2A図は第２図の詳細図であって、差動ピストンのスカ
ート部に対する相対的な圧力を示す図である。 第３図は第２図と同様な銃の詳細図であって、本発明を
実施した受動形すき間制御シール機構の他の形式を示す
図である。 第４図は第３図と同様な銃の詳細図であって、すき間が
大き過ぎる場合を示す図である。 第５図は第３図と同様な銃の詳細図であって、すき間が
小さ過ぎる場合を示す図である。 第６図は1984年11月30日に出願された係属中の米国特許
出願番号第677151号に記載されている形式と同様な銃の
詳細図である。 第７図は差動ピストンのスカート部に対する相対的な圧
力を示す第６図の詳細図である。 ［主な符号の説明］ 22……充填ピストン、24……差動ピストン、33……すき
間、34……圧送室、36……燃焼室。
Claims (8)
- 【請求項１】静止ボルトと、 中心空所を画定しているピストン・ヘッドとスカート部
とを有しているピストンであって、前記スカート部の末
端領域は、前記静止ボルト上に設けられており、前記ボ
ルトの一端は、前記空所内に突出しており、前記ボルト
の突出している一端と前記ピストン・ヘッドとの間に設
けられている圧送室と、前記ボルトと前記ピストンのス
カート部の末端領域との間に設けられていると共に前記
圧送室と流体が連通するすき間とを画定しているピスト
ンとを備えたシール機構であって、 前記スカート部は、前記すき間内の圧力が前記スカート
部に対する外部の圧力よりも高いときに遠心的に歪むと
共に、前記すき間内の圧力が前記スカート部の外部の圧
力よりも低いときに求心的に歪むように構成されている
と共に設けられており、 前記圧送室内の流体が圧縮される間に、前記圧送室内に
は前記ピストンの外部の圧力よりも高い流体圧力が発生
されて、流体の流れが前記圧送室から前記すき間内へそ
して該すき間を通って漏れるような動作モードを有して
おり、このため、前記流体の流れは前記すき間の長さに
沿って通過するにつれて、次第に低くなる圧力を発生し
て、前記ピストンの外部の圧力よりも低くなり、これに
より、前記スカート部の末端領域は、前記すき間を閉じ
て前記流れを停止させる傾向を有するように求心的に歪
んでいるシール機構。 - 【請求項２】前記流体の流れは、流れの断面積が減少す
る結果として、前記次第に低くなる圧力を発生している
特許請求の範囲第１項に記載のシール機構。 - 【請求項３】前記流体の流れは、少なくとも一部は境界
摩擦の結果として、前記次第に低くなる圧力を発生して
いる特許請求の範囲第１項に記載のシール機構。 - 【請求項４】前記ボルト及び前記スカート部の一方又は
両方は、前記すき間を形成するように構成されていると
共に設けられている特許請求の範囲第１項に記載のシー
ル機構。 - 【請求項５】充填弁と、 中心空所を画定しているピストン・ヘッドとスカート部
とを有しているピストンであって、前記スカート部の末
端領域は、前記充填弁上に設けられており、前記充填弁
の一端は、前記空所内に突出しており、前記充填弁の突
出している一端と前記ピストン・ヘッドとの間に設けら
れている圧送室と、前記充填弁と前記ピストンのスカー
ト部の末端領域との間に設けられていると共に前記圧送
室と流体が連通するすき間とを画定しているピストンと
を備えた液体推進剤を用いた銃であって、 前記スカート部は、前記すき間内の圧力が前記スカート
部に対する外部の圧力よりも高いときに遠心的に歪むと
共に、前記すき間内の圧力が前記スカート部の外部の圧
力よりも低いときに求心的に歪むように構成されている
と共に設けられており、 前記圧送室内の流体が圧縮される間に、前記圧送室内に
は前記ピストンの外部の圧力よりも高い流体圧力が発生
されて、流体の流れが前記圧送室から前記すき間内へそ
して該すき間を通って漏れるような動作モードを有して
おり、このため、前記流体の流れは前記すき間の長さに
沿って通過するにつれて、次第に低くなる圧力を発生し
て、前記ピストンの外部の圧力よりも低くなり、これに
より、前記スカート部の末端領域は、前記すき間を閉じ
て前記流れを停止させる傾向を有するように求心的に歪
んでいる液体推進剤を用いた銃。 - 【請求項６】前記流体の流れは、流れの断面積が減少す
る結果として、前記次第に低くなる圧力を発生している
特許請求の範囲第５項に記載の液体推進剤を用いた銃。 - 【請求項７】前記流体の流れは、少なくとも一部は境界
摩擦の結果として、前記次第に低くなる圧力を発生して
いる特許請求の範囲第５項に記載の液体推進剤を用いた
銃。 - 【請求項８】前記充填弁及び前記スカート部の一方又は
両方は、前記すき間を形成するように構成されていると
共に設けられている特許請求の範囲第５項に記載の液体
推進剤を用いた銃。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US941,909 | 1986-12-15 | ||
| US06/941,909 US4711153A (en) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Seal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63172896A JPS63172896A (ja) | 1988-07-16 |
| JPH0746039B2 true JPH0746039B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=25477268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62275886A Expired - Lifetime JPH0746039B2 (ja) | 1986-12-15 | 1987-11-02 | シール機構及び液体推進剤を用いた銃 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4711153A (ja) |
| EP (1) | EP0271683B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0746039B2 (ja) |
| CA (1) | CA1296030C (ja) |
| DE (1) | DE3787712T2 (ja) |
| IL (1) | IL84543A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4827586A (en) * | 1986-12-22 | 1989-05-09 | General Electric Company | Method of making a seal |
| US4852458A (en) * | 1987-12-16 | 1989-08-01 | General Electric Company | Liquid propellant weapon system |
| US4852459A (en) * | 1987-12-16 | 1989-08-01 | General Electric Company | Liquid propellant weapon system |
| DE3889642T2 (de) * | 1987-12-16 | 1995-01-12 | Gen Electric | Geschütz für Flüssigkeitstreibmittel. |
| US4838142A (en) * | 1988-04-19 | 1989-06-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Regenerative electrical igniter for a liquid propellant gun |
| DE3816663A1 (de) * | 1988-05-17 | 1989-11-23 | Diehl Gmbh & Co | Rohrwaffe mit regenerativer treibmitteleinspritzung |
| FR2677741B1 (fr) * | 1988-06-17 | 1994-03-04 | Thomson Brandt Armements | Canon a injection regeneratrice d'ergol liquide. |
| US4934242A (en) * | 1988-12-18 | 1990-06-19 | General Electric Company | Liquid propellant gun for projectiles of different masses and velocities |
| DE3935314C2 (de) * | 1989-10-24 | 1998-02-19 | Diehl Gmbh & Co | Dichtungsanordnung |
| US5054374A (en) * | 1989-12-18 | 1991-10-08 | Keystone International Holdings Corp. | Rotary actuator |
| FR2697623B1 (fr) * | 1992-11-02 | 1994-12-30 | Giat Ind Sa | Arme à propulseur liquide. |
| US6403939B1 (en) * | 1998-12-17 | 2002-06-11 | Personal Chemistry I'uppsala Ab | Microwave apparatus and methods for performing chemical reactions |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4523507A (en) | 1983-11-02 | 1985-06-18 | General Electric Company | In-line annular piston fixed bolt regenerative liquid propellant gun |
| US4945809A (en) | 1984-11-30 | 1990-08-07 | General Electric Company | Liquid propellant gun |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2369883A (en) * | 1943-03-24 | 1945-02-20 | Du Pont | Means for packing reciprocable elements |
| DE1426943A1 (de) * | 1963-04-10 | 1969-04-03 | Doll Dr Ing Robert | Kolbenarbeitsmaschine,insbesondere Kolbenexpansionsmaschine zur Erzeugung tiefer Temperaturen |
| DE2521339A1 (de) * | 1975-05-14 | 1976-11-25 | Uraca Pumpenfabrik Gmbh | Spaltdichtung fuer die abdichtung hin- und hergehender kolben |
| US4523508A (en) * | 1983-11-02 | 1985-06-18 | General Electric Company | In-line annular piston fixed bolt regenerative liquid propellant gun |
| US4586422A (en) * | 1984-04-10 | 1986-05-06 | General Electric Company | In-line annular piston fixed bolt regenerative variable charge liquid propellant gun with variable hydraulic control of piston |
-
1986
- 1986-12-15 US US06/941,909 patent/US4711153A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-10-29 DE DE87115907T patent/DE3787712T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-10-29 EP EP87115907A patent/EP0271683B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-02 JP JP62275886A patent/JPH0746039B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-19 IL IL84543A patent/IL84543A/xx not_active IP Right Cessation
- 1987-12-10 CA CA000554013A patent/CA1296030C/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4523507A (en) | 1983-11-02 | 1985-06-18 | General Electric Company | In-line annular piston fixed bolt regenerative liquid propellant gun |
| US4945809A (en) | 1984-11-30 | 1990-08-07 | General Electric Company | Liquid propellant gun |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0271683B1 (en) | 1993-10-06 |
| IL84543A (en) | 1993-01-31 |
| DE3787712T2 (de) | 1994-05-11 |
| US4711153A (en) | 1987-12-08 |
| JPS63172896A (ja) | 1988-07-16 |
| DE3787712D1 (de) | 1993-11-11 |
| CA1296030C (en) | 1992-02-18 |
| IL84543A0 (en) | 1988-04-29 |
| EP0271683A2 (en) | 1988-06-22 |
| EP0271683A3 (en) | 1990-04-18 |
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| US4907511A (en) | Liquid propellant gun | |
| US4945809A (en) | Liquid propellant gun |