JP4294288B2

JP4294288B2 - 弾薬

Info

Publication number: JP4294288B2
Application number: JP2002298865A
Authority: JP
Inventors: 慎一郎田中; 浩幸児玉
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: JP2004131344A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾薬、特に軽い飛翔体を低速で撃ち出す非殺傷用射出機又は訓練に用いられる弾薬及び又は飛翔体を短射程で飛翔させる又は破壊させる空包等の演習用の弾薬に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非殺傷用すなわち致命傷を与えない射出機は、例えば戦争以外のテロ及びゲリラ対策、領海警備行動等の際に、人を動けなくする、もしくは演習用等で用いられている。このような射出機を使用するための、撃ち出される典型的な飛翔体の初速というのは１００〜３００ｍ／ｓと、非常に低速であり、射程は砲口から出て破壊するか、長くても３００ｍ程度である。目標初速や撃ち出す飛翔体の比重によって、火薬を選定する必要があるが、通常使用されている火薬は重い弾丸を飛ばす用途に活用されており、軽い飛翔体を低速で撃ち出した場合、多量の未燃焼薬が発生したり、あるいは短射程の射撃をしようとすると飛翔体が、砲身内で停まってしまう等の問題が発生する。
【０００３】
特許文献１には、従来の空包等に用いる火薬として、伝火速度が速いガス発生剤及びその製造方法とそのガス発生剤を利用したガス発生装置について記載されているが、速いガス発生速度を得るために内部に多くの空間のある円筒状や球状の火薬を用いているため、薬室が小さい銃や砲身の構造においては、使用することが難しかった。
また、火薬を用いず、圧縮空気やガスを利用したものもあるのだが、その場合は射撃システムの構造が異なるため、通常使用されている銃や砲身の構造においては使用することが難しい。
【０００４】
特許文献２には、飛翔体内部にノイズ等を発生させる構造を備えており、人を動けなくする効果を持たせている。これらには、飛翔体の構造については記載されているが、飛翔体を飛ばす火薬については一切記載されていない。
特許文献３には、致命傷を与えない武器の例として、飛翔体の材質を弾性あるいは柔軟性のあるもの、脆弱なもの、比重の小さい材質を使用したり、飛翔体に切り込みを入れたり穴を開けることにより壊れやすくしている構造が開示されている。しかし、これらには飛翔体の材質や構造等は記載されているが、飛翔体を撃ち出すための火薬に関しては一切開示されていない。
【０００５】
特許文献４には、飛翔体の速度を制御するために発射薬の燃焼エネルギを飛翔体の前方流出弁により排出する構造が開示されている。これらは、飛翔体を低速で飛ばすということには有効であるが、弁が詰まった場合には、速度を制御することができない恐れがあり、また、余分に発射薬を燃焼させることになり、効率が悪い。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２８７７７９６号公報
【特許文献２】
欧州特許第９７１２００号明細書
【特許文献３】
国際公開第２０００／５２４１４号パンフレット
【特許文献４】
特表２００２−５１２６７５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、比重が低く、弾性のある飛翔体を人体に衝突させた際にも、人を殺傷することがない速度で物体を飛翔させることや、短射程で飛翔体を飛ばすことが可能で且つ、火薬の未燃焼薬の発生を抑える事が可能で、現在使用されている警備用、猟用、軍事用のどのような型の銃及び砲身にも使用することが出来る弾薬を提供することを目的とする。
【０００８】
【発明が解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために、飛翔体を低速及び短射程で飛翔させる技術等について鋭意研究した結果、低速で比重の低い飛翔体を撃ち出すために、低圧領域でのガス発生速度が速く、綿状火薬又は粒状火薬の形状、大きさを制御することによって、前記目的が達成されることを見出して本発明をなすに至った。ここで言う低圧領域でのガス発生速度とは、以下の方法により求められる。通常の発射薬の燃焼試験で用いられる密閉ボンブ試験によって求め、密閉ボンブ試験は容積０．８×１０―⁴ｍ³の装置を使用、そして火薬を装填密度２３０ｋｇ／ｍ³で装填し、窒素量約１２％の硝化綿０．１×１０―³ｋｇで点火する。また、圧力はピエゾ素子を用いて時間と圧力の関係を取得し、そこから計算によって圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間の圧力の変動を時間で割って、それぞれの単位時間当たりの圧力上昇率を求めた値を低圧領域でのガス発生速度と呼ぶ。
【０００９】
すなわち、本発明は、以下の通りである。
（１）飛翔体を低速及び又は短射程で飛翔させるための弾薬であって、装填される火薬が綿状又は粒状の形状を有し、密閉容器内で燃焼させた場合に、圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間のガス発生速度が１．５０〜８．００ＭＰａ／ｍｓであることを特徴とする弾薬。
（２）火薬が孔を一つ以上有している粒状火薬で、その仮比重が３０〜５００ｋｇ／ｍ³であることを特徴とする（１）に記載の弾薬。
（３）火薬が、内部に多数の空隙を含んでいることを特徴とする（１）または（２）に記載の弾薬。
（４）火薬が、ニトロセルロースを主成分とすることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の弾薬。
（５）火薬が、孔を一つ以上有している粒状火薬で、その孔の開いている方向の長さと、孔の開いている方向に垂直な断面における粒状火薬の最大径との比が０．０１〜１．０であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の弾薬。
（６）火薬が孔を一つ以上有している粒状火薬で、密閉容器内で燃焼させた場合に圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間のガス発生速度が２．００〜６．００ＭＰａ／ｍｓで、且つ仮比重が５０〜３６０ｋｇ／ｍ³であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の弾薬。
（７）火薬と飛翔体を仕切る手段を有することを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の弾薬。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、特にその好ましい態様を中心に、詳細に説明する。
本発明にいう飛翔体は、どのようなものを用いてもよい。例えば、非殺傷用射出機として用いられる場合、弾性、柔軟性のあるものが好ましい。また、衝撃により目標と衝突した際に壊れやすい構造のものでもよい。飛翔体の具体的な材料の例としては、低発泡スポンジ、発泡ポリプロピレン等の軽量材質、ＮＢＲゴム、天然ゴム、シリコンゴムスポンジ、アクリルゴム、ブチルゴム等のゴム、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニル等のプラスチック、木、紙等がある。
【００１１】
この飛翔体を撃ち出すための火薬のガス発生速度は密閉容器内で燃焼させた場合に圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間で１．５０〜８．００ＭＰａ／ｍｓの範囲内が好ましい。さらに好ましくは圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間で２．００〜６．００ＭＰａ／ｍｓである。圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間で１．５０ＭＰａ／ｍｓより遅いガス発生速度の場合、飛翔体を低速又は短射程で飛翔させた場合に未燃焼薬が発生する恐れがある。また、圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間で８．００ＭＰａ／ｍｓより速いガス発生速度の場合、火薬を燃焼させた場合に圧力が高くなる恐れがある。ガス発生速度は、火薬の組成及び形状を選定することで、所望の値にすることが出来る。火薬の組成は窒素量１２〜１３．４％のニトロセルロースを４０〜１００％含むものが好ましく、且つ形状は綿状であるか、又は粒状の場合には孔の大きさ及び数、孔の開いている方向の長さ、空隙の割合を変え、仮比重が３０〜５００ｋｇ／ｍ³の範囲に入るようにすることが好ましい。上記方法で選定された組成及び形状のもので密閉ボンブ試験を行い、ガス発生速度が範囲内になるものを選定する。
【００１２】
また、火薬の仮比重は３０〜５００ｋｇ／ｍ³の範囲内が好ましく、５０〜３６０ｋｇ／ｍ³の範囲内がさらに好ましい。ここで言う仮比重とは防衛庁規格の仮比重試験方法（ＮＤＳＫ４８１６−３０７）に基づき、仮比重測定器によって求めた値である。仮比重が３０ｋｇ／ｍ³より小さい場合、装填性が不十分となりやすく、必要量の火薬が入らない恐れがあり、５００ｋｇ／ｍ³より大きいと飛翔体を低速及び又は短射程で飛翔させるために必要な速いガス発生速度を得るのが難しい。
【００１３】
形状が粒状の火薬の場合においては、粒状火薬は、例えば図２に示すように、孔を有していることが好ましく、その孔の開いている方向の長さＬと、孔の開いている方向に垂直な断面において二点間を結ぶ最長の長さＤ（本発明において、断面における粒状火薬の最大径ともいう）との比が０．０１〜１．０の範囲内が好ましい。孔の開いている方向の長さと、孔の開いている方向に垂直な断面において二点間を結ぶ最長の長さとの比が０．０１より小さいと、火薬の成型性が悪くなる恐れがあり、１．０より大きいと、装填性が悪くなる恐れがある。また、ここでいう孔とは、例えば、成型時にピン等によってあけるもので、肉眼で容易に確認出来る大きさである。また、本願でいう多数の空隙というのは例えば所望の形状に成型した後、火薬中の硝酸カリウムを水によって流出させることによって出来る火薬中の隙間のことである。この空隙というのは、肉眼では確認出来ない大きさである。
【００１４】
また、他の形態としては綿状のものが好ましい。火薬の成分はニトロセルロースを主とするものが好ましい。
火薬の燃焼ガスを気密化させ火薬と飛翔体を仕切る手段としては、どのような手段を用いてもよい。例えば厚紙、段ボール等で燃焼ガスが漏れない構造にするか、火薬を袋又は容器に入れる方法が好ましい。
薬莢又は薬室内に飛翔体、火薬、火薬の仕切手段を組み込んだ場合に空間がある場合は、空間を埋める手段として、布、綿、フェルト等の飛翔した際に、空気抵抗の大きいものを入れてもよい。
【００１５】
以下に、本発明を更に具体的に説明する。本発明はこれらの具体例によって技術的範囲を何ら限定されるものではない。
図１は、本発明の実施の形態の例である低速飛翔体用及び又は演習用弾薬の例の正中断面図である。
図１において、長さ７０ｍｍ直径２０ｍｍの散弾銃用薬莢１は雷管５を有している。薬莢１に火薬４が装填されている。火薬４及び飛翔体２はφ約１９ｍｍ、厚さ約１ｍｍの厚紙７を用いてシールし、その上に空間を埋めるためにφ約１９ｍｍ、厚さ１０ｍｍのフェルト６を入れる。そして材質ＮＢＲ７０、硬さＨｓ、１６φの飛翔体２を飛翔体と薬莢との間の空間を埋めるためのポリエチレン粉末３とともに装填され、開放部を内側に曲げ込むことによって先端が閉じられる。この弾薬を銃身に装填し、雷管５により、火薬４に点火させ飛翔体を飛ばす。
【００１６】
【実施例１】
図１による雷管５を有している長さ７０ｍｍ直径２０ｍｍの散弾銃用薬莢１を用いる。薬莢１に仮比重２２０ｋｇ／ｍ³、密閉容器内で燃焼させた場合に圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間のガス発生速度が２．６１０ＭＰａ／ｍｓの火薬４を０．４×１０^-3ｋｇ装填する。火薬の配合割合は表１によって混合し、成型する。尚、火薬の内部に空隙を持たせるため、成型後、熱水で硝酸カリウムを溶出した。火薬４及び飛翔体２はφ約１９ｍｍ、厚さ約１ｍｍの厚紙７を用いて気密させ、その上にφ約１９ｍｍ、厚さ１０ｍｍのフェルト６を２個入れ、材質ＮＢＲ７０、硬さＨｓ、１６φの飛翔体２を飛翔体と薬莢との間の空間を埋めるためのポリエチレン粉末３とともに装填され、開放部を内側に曲げ込み先端を閉じる。この弾薬を銃身に装填し、雷管５により、火薬４に点火させ飛翔体２を飛翔させる。そのときの飛翔体の０．９ｍ点での存速を、フォトスクリーンを用いて測定する。また、射撃後の銃身内の、未燃焼薬の存在を目視にて確認する。火薬の量については、事前に飛翔体の０．９ｍ点での存速が１５０ｍ／ｓ前後になる量を確認しておき、その量を装填する。
その結果を表１に示す。
表１は、各火薬の特徴と射撃の結果を示したものである。
【００１７】
【実施例２】
実施例１と同様の条件で、ただし、火薬は表１に示す配合割合によって混合し成型する。尚、火薬は成型後、熱水で硝酸カリウムを溶出させることで、内部に空隙を持たせたもので、仮比重１９０ｋｇ／ｍ³、密閉容器内で燃焼させた場合に圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間のガス発生速度が２．８４０ＭＰａ／ｍｓ、０．２×１０^-3ｋｇを使用し、実施例１と同様の試験を実施し、射撃後の銃身内の未燃焼薬の存在を確認した。結果を表１に示す。
【００１８】
【実施例３】
実施例１と同様の条件で、ただし、密閉容器内で燃焼させた場合に圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間のガス発生速度が５．５００ＭＰａ／ｍｓの綿状火薬（窒素量１２．２％）を０．５×１０^-3ｋｇ使用し、実施例１と同様の試験を実施し、射撃後の銃身内の未燃焼薬の存在を確認する。
【００１９】
【比較例１】
実施例１と同様の条件で、ただし、火薬は表１に示す配合割合によって混合し成型する。尚、火薬は成型後、熱水で硝酸カリウムを溶出させることで、内部に空隙を持たせたもので、仮比重５２７ｋｇ／ｍ³、密閉容器内で燃焼させた場合に圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間のガス発生速度が０．８４５ＭＰａ／ｍｓ、０．８×１０^-3ｋｇを使用し、実施例１と同様の試験を実施し、射撃後の銃身内の未燃焼薬の存在を確認した。
【００２０】
【比較例２】
実施例１と同様の条件で、ただし、火薬は表１に示す配合割合によって混合し成型する。尚、火薬は成型後、熱水で硝酸カリウムを溶出させることで、内部に空隙を持たせたもので、仮比重４５４ｋｇ／ｍ³、密閉容器内で燃焼させた場合に圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間のガス発生速度が１．３５１ＭＰａ／ｍｓ、０．８×１０^-3ｋｇを使用し、実施例１と同様の試験を実施し、射撃後の銃身内の未燃焼薬の存在を確認した。結果を表１に示す。
【００２１】
【比較例３】
実施例１と同様の条件で、ただし、火薬は表１に示す配合割合によって混合し成型する。尚、火薬の仮比重は４３３ｋｇ／ｍ³、密閉容器内で燃焼させた場合に圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間のガス発生速度が０．７３２ＭＰａ／ｍｓ、１．２×１０^-3ｋｇを使用し、実施例１と同様の試験を実施し、射撃後の銃身内の未燃焼薬の存在を確認した。結果を表１に示す。
表１中のｄは孔の直径、Ｌは孔の開いている方向の長さ、Ｄは孔の開いている方向に垂直な断面における粒状火薬の最大径（二点間を結ぶ最長の長さ）、Ｌ／Ｄは孔の開いている方向の長さと、孔の開いている方向に垂直な断面における粒状火薬の最大径との比を表す。例として模式的に表すと図２のようになる。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明では次の効果を有する。
（１）飛翔体を低速及び又は短射程で飛翔させることが出来る。
（２）飛翔体を低速及び又は短射程で飛翔させるために少ない火薬量の場合においても、未燃焼薬の発生や、銃身又は砲身内で飛翔体が停まることを抑えることが出来る。
（３）警備用、猟用、軍用等で使用されている様々な形態の射撃システムにも使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の低速飛翔体用及び又は演習用弾薬の例であり、左半分は外形図で、右半分は正中断面図である。
【図２】本発明に用いられる粒状火薬の孔の開いている方向の長さＬと、孔の開いている方向に垂直な断面において二点間を結ぶ最長の長さＤ（断面における粒状火薬の最大径）を説明する模式図であり、（ａ）は円柱状粒の例、（ｂ）は角柱状粒の例を示す。
【符号の説明】
１散弾銃用薬莢
２飛翔体
３ポリエチレン粉末
４火薬
５雷管
６フェルト
７厚紙

Claims

飛翔体を低速及び又は短射程で飛翔させるための弾薬であって、装填される火薬が綿状又は粒状の形状を有し、密閉容器内で燃焼させた場合に、圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間のガス発生速度が１．５０〜８．００ＭＰａ／ｍｓであることを特徴とする弾薬。
火薬が孔を一つ以上有している粒状火薬で、その仮比重が３０〜５００ｋｇ／ｍ³であることを特徴とする請求項１に記載の弾薬。
火薬が、内部に多数の空隙を含んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の弾薬。
火薬が、ニトロセルロースを主成分とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の弾薬。
火薬が、孔を一つ以上有している粒状火薬で、その孔の開いている方向の長さと、孔の開いている方向に垂直な断面における粒状火薬の最大径との比が０．０１〜１．０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の弾薬。
火薬が孔を一つ以上有している粒状火薬で、密閉容器内で燃焼させた場合に圧力が２．０〜５．０ＭＰａ間のガス発生速度が２．００〜６．００ＭＰａ／ｍｓで、且つ仮比重が５０〜３６０ｋｇ／ｍ³であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の弾薬。
火薬と飛翔体を仕切る手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の弾薬。