JP4111465B2 - 火器 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は軍需品及び火器に関する。
本発明は、但しこれに限定されるものではないが、特に、銃身であって、各々が、銃身の銃口を通して発射体を順次推進させるため選択的に点火しうる個別的な推進材と共にこの銃身内に軸線方向に積み重ねられた複数の発射体と、点火した推進材が後続の推進材に向けて後進することを防止するように発射体と銃身を密着させるシール（封じ，密封，密着）係合とを有する銃身に関する。
以下では銃身とは上記形式のものを指すものとする。
背景技術
本発明は、特に、本発明者による国際出願番号ＰＣＴ／ＡＵ９４／００１２４号及びＰＣＴ／ＡＵ９６／００４５９、又は同時係属中の特許出願に記載されている軍需品及び火器の発明に関連する。
本発明者による先の国際出願番号ＰＣＴ／ＡＵ９６／００４５９には、発射の際のシールに影響する頭部とアンビル部との間の楔作用が記述されている。このシールは発射体を越えて失われる推進材の損失を確実に最小にできる共に、点火した推進材が、次の残留する発射体を越えて発射体後部の推進材を点火させることがないように、次の発射体と銃身との間のシールを維持する。
頭部は、概して後方に向けて膨らむアンビル部よりも軟かい材料で作られ、装填の際に頭部が押圧されてアンビル部に被さって楔となり、銃腔とシール係合するようになる。
頭部と銃腔の間の係合圧力を一層大きくするように楔部分と銃腔の間の角度＃を小さくすると、点火時に楔作用により銃腔に伝達される圧力が増大する。やがてカラー部の銃身銃腔に対するロックは、脊柱部及びアンビル部がカラー部又は頭部の弾頭部にまで至る変形を起こすに至り、その結果、カラー部／頭部が銃身まで拡大しうる。
また、増大する上記のロック効果は、そのような不具合が起きる前に、銃身内に非常に大きな圧力を生じ、銃身の損傷を起こすかもしれない。弾薬の連続点火は未だ過去に発生してないが、その可能性に対処することは必要であると考えられており、特に、６０，０００ psiを超える程度の高い銃身圧力を利用するときは特に必要である。本システムは４０，０００ psiチャンバ圧程度の最大内部圧力で作動するように意図されている。
同様に、ＰＣＴ／ＡＵ９６／００４５９には脊柱部とシール手段との間に設けた逆楔構造が図示してある。しかしこの構成はシール部に設けたカラーと銃腔内に形成した凹所との間の相互ロックを利用するものである。
この銃腔の凹所は、発射体を固定された位置に配置すると共に発射体の発射の際に凹所から解放される発射体の気密性を形成する助けとなる。また、この凹所は、装填の際、シール部に対して後方にアンビル部を押圧して、後続の各発射体をその推進材前方の銃身内に楔係合させて留め置くことができるように、シール部を配置するものである。このことは、以前は必要であると思われていたが、一連の好ましくない凹所を銃腔内周に生じさせていたのである。
本発明は、発射体とそれを支持する銃身の間で作用するシールを実現するためのシール手段を提供することをも目的としており、このシールは、発射体発射のため離脱の点で有効であり、点火された推進ガスが次に発射される発射体を越えて後方に移動することを防止するためにも有効である。
発明の開示
上記の問題に鑑みて、本発明はその一面において上記形式の銃身アッセンブリに広く実施される。その場合、各発射体は、弾頭部とその弾頭部から後方に向けて直径が減少する後部とを有する本体部分と、銃身の銃腔に係合する略円筒形外面と本体後部に対して相補的な内面とを持った、本体後部を取り囲むシール帯とを含む。このため、本体部分は、シール部まで後方に移動してシール部を銃身銃腔に係合させるようにシール部を外方に膨大させることができる。
後部は弾頭部から段階的に小さくすることができ、あるいは部分的円錐形をなす後部面を形成するようにテーパを付けすることができる。好適な弾頭部は弾丸形状であり、銃身銃腔の直径よりも僅かに小さな主直径をもち、後部は弾頭部後方端の戻りカラー（もしくは本体の直径が小さくなる類似位置）から後方に延びる。
シール帯が相補的な部分的円錐形内面をもつ場合、シール帯が薄い先頭縁に向けて羽のようにならないように保障しなければならない。シール帯はまた、十分に頑丈なシールを配置する十分な半径方向の空間を準備することにより、燃焼圧力に対抗できるようになる。
本体部分の後部端は、シール帯が本体部分に沿って後方に移動する限度を確定する肩部で終端することができる。肩部はシール帯を本体部分上に保持するための保持体として利用することができ、必要であれば肩部を、対応するシール帯のテーパ付き後部内面に一致するように比較的に急な角度で後方に拡大させることができ、これによって、発射時、少なくともシール帯の後部端を部分的に銃腔に楔係合して密着させることができる。
肩部の係合は、シール帯を介して発射体をロックするには不十分であるが、前方移動に対してある程度の抵抗を与えるには十分であるように構成でき、この抵抗によって推進材の燃焼特性を助長させることができる。肩部は、そのような抵抗を減ずる上で発射体外側後部面を収束形状にすることもできる。これはある種の発射体にとって好ましい。この代わりに、テーパを付けた後部を本体部分後部端まで延長してもよい。
相補的なテーパ付き部分円錐形表面と銃身銃腔との間の好適な開き角＃は５度乃至２５度であり、シール帯の中央壁の厚さは銃身銃腔の直径の１／４未満であり、特に内部圧が９０，０００ psiに達しうる用途では銃身銃腔の直径の１／８未満とすることが好ましい。４０，０００ psiまでの低圧の用途では上記の角度範囲は５度乃至３５度にしうる。シール帯は本体部分の半分を超える長さであるようにすることも好ましい。
低圧用のシール帯は、階段状に拡大して銃身銃腔と密着でき発射時に段階的に離脱することができるよう、後方向きに段階的に小さくなる後部上に装填した弾性シール用リングとすることができる。これらの階段は発射時に実効シール位置を越えてシール用リングが離脱することを防止するための隆起部を含むことができる。更に、シール帯すなわちリングの外側円筒表面には複雑なシール形状の溝を設けることができる。
本体部分及びシール帯は同一の材料で形成することができるが、本体部分はシール帯よりも堅い材料で形成することが好ましい。
好適な実施例の説明
本発明を容易に理解し、また実施出来るようにするため、本発明の代表的な実施例を示す添付の図面を参照されたい。ここで、図１は本発明の一面に従う典型的な逆楔型の発射体の切断面を示す図である。図２Ａ及び２Ｂは、別の逆楔型発射体の動作を示す図である。図３は、本発明の更に別の面に従う別の逆楔発射体を示す図である。
図１に示す実施例では、上述のタイプの銃身内におかれた各発射体アッセンブリ１０が、該発射体アッセンブリ１０の直後にある後方空間１２内の推進材と共に、銃身１１内に支持される。
各発射体アッセンブリ１０は部分的に円錐形で後方向きに小さくなる後部分１５を有する、概して弾丸形状の本体部分１４を含み、この後部分１５は、傾斜した戻りカラー１７からその後部端に向けて僅かに内側にテーパ付けされた外側表面１９を有する。後部分１５上には相補的なテーパ付きシール帯１６が支持されている。このシール帯は、後部分１５の両端に、シール帯が前後に移動して後部分１５と係合し且つ係合解除することができるための自由移動空間を有する。
シール帯１６の後側内周面１８はその前側内周面２０とは反対にテーパ付けされて、相対的に鋭角をなし、対応する後部分１５のテーパ付き後部分肩部２３から離隔し、内面１８及び肩部２３は、本体部分１４が銃身１１内を通って推進される際の前進移動の開始時に作動係合し、銃身内でシール帯１６を半径方向に僅かに拡大し、且つ効果的に発射体とシール係合した状態で、発射体がシール帯１６を担持する。
装填の際、発射体が銃身１１内の適当な位置に置かれており、かつシール帯が保持されているときに、本体部分１４に対し「Ａ」方向に加えられる衝撃が、相補的な楔面１９及び２０を係合させて、シール帯１６を外向きに拡大させて銃身１１の銃腔２１と確実にシール係合させ、発射体アッセンブリ１０をシールし、銃身１１内の所定位置に配置させる。
このシールにより、点火した推進材が隣接する後続の発射体を迂回してその推進材を点火させることを防止するが、本体部分１４の相対的前進移動が起こった時、相補的楔面１９及び２０は点火した推進材により発射体１０が銃身中を推進できる程度に係合を解く。
装填を目的とするときは、離脱可能な管状スパナが、戻りカラーを通過してカラー先端と係合してこれを銃腔内の所望の位置に位置決めすることができ、また撃鉄がこのスパナを通過して弾頭部をたたくことができるようになっている。発射体は後部から装填することができ、管状スパナはシール帯を所定位置に保持するため肩部を越えて通過することができる。再び、推進材は、シール帯が所定位置に楔係合されているときにシール帯の位置を探し出すように配置された、突出した管状前部を持つ固体ブロック形態のものでよい。
このような発射体は非常に浅い楔角を使用出来るという利点を有しており、その結果、高いチャンバ圧のときに必要とされる高いロック圧が使用出来るという利点を有する。しかし、楔の作用角度を逆転させれば、発射時にはロック圧が解放されるため、前向き楔構造に潜在的に存在する問題を減少することができる。更に、この構成では、好ましい効果を得るための材料として発射体のバルクを利用することができる。
図２は、弾頭部と後部分とをつけて積み重ねた推進材には小さな空間３２しか残っていないグレネード（榴弾、擲弾）型発射体３１を含む銃身３０を示している。即ち、銃身内には比較的低い圧カにしかならず、したがってシール機能が容易に達成される。しかし、シール機能は効果的でなければならず、また装填の際に有効であることが必要である。
この目的のため、発射体３１は内向きに段階状にテーパ付けした後部分３３を有し、この後部分３３は戻りカラー３５から延在してテーパ付き肩部３６で終端する一連のＶ字型に減少する溝３４で形成される。この実施例では二つの溝３４ａ，３４ｂがあり、後の溝３４ｂは後の肩部３６の内側部分を形成する。
Ｖ字型内面３９をもつ弾性シール用リング３８が、通常は、比較的小さい直径の後部分溝３４ｂ内に位置し、この位置では未だ拡大されていないリング３８は銃腔内を自由に滑動する。
ランド部４３に滑動可能に支持された頭部４２を持つスカート部４１が、その外側表面のギャップを通過するか、或いはそれを貫通するように形成された開口を貫通して、シール用リング３８を通過して、次の発射体の弾頭部４４と係合し、発射体３１を銃腔内に位置決めする。シール用リング３８は電導性材料で形成することができ、これを、推進材を発火させるために利用する電気回路のオン接点を形成するのに使用してもよい。
装填の際、スカート部４１が装填済み発射体３１の弾頭部４４に接触した後、シール用リング３８を先頭の溝３４ａ中に押し込めるため装填されている発射体の弾頭部４４に力を加えることにより、弾頭部４４を拡大させて銃身と密着させ、必要なシールを達成する。その後、発射時に発射体の初期前方移動がシール用リング３８を離脱させてこれを後部溝３８ｂ中に押し戻し、リングはテーパ付き肩部に沿って乗り上げ、スカート部４１と協働して銃腔４０との効果的なシールを維持する。しかし、溝３８ｂ内の緩い位置にあるときは、シール用リング３８は銃腔直径よりも僅かに小さくなっている可能性が高い。しかしスカート部４１の末端は発射圧の下で拡張し、点火した推進材を収納するに必要な手段を与え、発射体３１を越える洩れを制限する手段を与える。この目的のため、スカート部４１は強化ナイロンで作製することができる。
図３に示す実施例では、推進材に対して後部全面５４を与え、発射時にシール帯５２の後部端を捕捉させ、これを銃身５６の銃腔５３との堅い係合から解除して移動させるため、本体部分５１の後部肩部５０は部位５５で外向き且つ前方に延在し、シール帯５２の相補的テーパ付き外側後部面５７と係合する。
この実施例は、鉛のような可鍛性材料で形成した比較的大きなシール帯５２を有し、低い推進圧を利用する用途に適している。本実施例は、シール帯５２とネジ係合できるようにされている、位置６０に点線で示すように装填管を係合させる点でシール帯前方端部へのアクセスが容易である。
滑らかな銃腔の銃身又はライフル銃身を利用して種々の形状の発射体が利用することが出来る。本来の発射体が銃身内の旋条溝と密着するよう予め発射体旋条溝を切削し、適切な旋条溝を銃身全長に施すことができよう。種々の形状の発射体は銃身中を前進する際にそのシールが銃身と強制的にシール係合されないという利点をも有する。更に、全発射圧が、後続の発射体をシールし且つロックすると共に、先行の発射体をロック解除するように作用する。従って、そのような発射体は銃身内でそれらを分離させておくための突起体無しに、装填することができる。
更に、このような発射体では本体部分及びシール部の双方を、軟質の金属若しくは非金属の部品又はシール形成用の塗布材を含む、硬質金属で製作することができる。これらの材料は、会合する発射体楔面の間の摩擦性ロックがシール部と銃身銃腔との間の摩擦性ロックよりも小さくなり、ロック解除過程を助けるように選択することが好ましい。
ロック解除に対する抵抗を減少し、一層小さいシール部を使用出来るようにするため、必要であれば多重の楔帯を利用することもできる。更に、分割リング型のシール帯を使用することができ、これらの帯は自由な状態にあるときに銃腔と係合するように偏位させておき、あるいは本体部分の相補的な楔面の付近で収縮状態となるように偏位させておき、楔作用によってのみ外方に移動させることができる。
上記の事柄は本発明の例示のために記述したに過ぎず、この実施例に対する設計変更及び改変は添付の請求の範囲に記載した本発明の範囲に属することは当業者には明白である。

Claims (15)

1. 積み重ねられた発射体を収容する略均一な円筒形状の銃腔を有する銃身を持つ銃身アッセンブリであって、各発射体が、弾頭部及び該弾頭部から後方に向けて直径が小さくなる後部を持つ本体部分と、前記銃身の銃腔と接触する略円筒形外面と前記後部に対して相補的な内面とを持つ、前記後部を囲むシール帯とを有し、前記本体部分が前記シール帯を通って後方へ移動して該シール帯を前記銃身の銃腔とシール係合させるように該シール帯を外方に膨張させることができる、銃身アッセンブリ。
2. 請求項１に記載の銃身アッセンブリにおいて、前記後部が前記弾頭部から段階的に小さくなる、銃身アッセンブリ。
3. 請求項１に記載の銃身アッセンブリにおいて、前記後部が部分的に円錐形の後部面を形成するようにテーパが付けられている、銃身アッセンブリ。
4. 請求項１又は２に記載の銃身アッセンブリにおいて、前記後部が戻りカラーから後方に向けて延在する、銃身アッセンブリ。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の銃身アッセンブリにおいて、前記本体部分の後部端が、該本体に沿ったシール帯の後方移動の限界を画定する肩部で終端する、銃身アッセンブリ。
6. 請求項５に記載の銃身アッセンブリにおいて、前記肩部が、対応する前記シール帯のテーパ付き後部内面と合致するよう、比較的急な角度で後方に拡大する、銃身アッセンブリ。
7. 請求項１に記載の銃身アッセンブリにおいて、前記シール帯が、積み重ねられた発射体の中の後方にある発射体と係合する後部を有する、銃身アッセンブリ。
8. 請求項１に記載の銃身アッセンブリにおいて、前記シール帯が、装填手段と係合する前方部分を有する、銃身アッセンブリ。
9. 他の発射体とともに積み重ねられる発射体であって、弾頭部及び該弾頭部から後方に向けて直径が小さくなる後部を持つ本体部分と、銃身の略均一な円筒形状の銃腔と接触する略円筒形外面と前記後部に対して相補的な内面とを持つ、前記後部を囲むシール帯とを有し、前記本体部分が前記シール帯を通って後方へ移動して該シール帯を前記銃身の銃腔とシール係合させるように該シール帯を外方に膨張させることができる、発射体。
10. 請求項９に記載の発射体において、前記シール帯が、積み重ねられた発射体の中の後方にある発射体と係合する後部を有する、発射体。
11. 請求項９に記載の発射体において、前記シール帯が、装填手段と係合する前方部分を有する、発射体。
12. 請求項９に記載の発射体において、前記後部が、部分的円錐形状をした後部面を有する、発射体。
13. 請求項９に記載の発射体において、前記後部が、前記弾頭部から段階的に小さくなる、発射体。
14. 請求項９に記載の発射体において、前記シール帯が、使用の際、推進ガスによって拡張して銃身の銃腔とシール係合するスカート部を備える、発射体。
15. 請求項１４に記載の発射体において、前記スカート部が強化ナイロンから作られている、発射体。

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