JP7081076B2 - トイガンの自動装填装置に使われるシリンダー組立体 - Google Patents

Description

下記の説明はガス式トイガンに装備される自動装填装置に使われるシリンダー組立体に関する。

実銃の作動と類して、スライドあるいはボルトキャリアを作動させる方式の現代式自動装填装置を持つガス式トイガンは９０年代前半、日本のＭＧＣ、ウェスタンアームズなどで開発され、相変わらず彼らの設計に基づいたトイガンが市場の主となっている。ＭＧＣで開発した「ハイパー・ブローバックエンジン」は、ウェスタンアームズの「マグナ・ブローバックエンジン」との競争から押されてＭＧＣを倒産させたが、以降東京マルイ、タニオコバ、ＫＳＣなどの企業により改良を経て、現在大多数のガス式トイガンに装着されている。マルイはこれを「ハードキック」、タニオコバは「プレシュートシステム」、ＫＳＣは「Ｓｙｓｔｅｍ７」という名で「ハイパー・ブローバックエンジン」の後を継いでいて、現在改良を重ねてウェスタンアームズの「マグナ・ブローバックエンジン」と対等水準の性能を出すに至った。ＭＧＣの設計を引き継いだ企業の自動装填装置は、だいたい１４～１５ｍｍ直径のシリンダーと２０ｍｍ代前半から後半の長さのシリンダーを利用している。ウェスタンアームズの場合、独特に３０ｍｍ代半ばの長いシリンダーの長さを持つモデルもあるが、これはシリンダーの直径を１４ｍｍ未満に抑えて可能だった。これら既存の製品はシリンダーを１つだけ内蔵していて、モデルガンの形状によってシリンダーの長さあるいは直径が縮まる構造である。

これに関して、特許文献１はトイガンのＢＢ弾丸供給装置を開示し、特許文献２はトイガンの撃発構造を開示する。

韓国公開特許第２００３－００７０４１８号 韓国公開特許第２０１０－０１３２３７９号

ガス作動式トイガンの場合、自動装填装置の性能はシリンダーの容積に比例することになる。シリンダーの直径が大きいほどガスの圧力を大きく受けるので、より重いボルトキャリアを円滑に作動でき、シリンダーの長さが長いほどボルトキャリアがガス圧によって加速する時間が長くなり、より強力な反動力を発生させる。実際の銃器では反動をできるだけ抑えるのが美徳であるが、ガス作動式トイガンでは反動が強いほど高性能の製品と認識されるため、シリンダーの大きさは高性能のトイガンを製造するに重要な変数のひとつと言える。

しかし、既存のガス作動式トイガンの場合はシリンダーを単一装備しているため、銃器の形状による制約で大きさも制限されることになる。

一般的に、拳銃のスライド最大移送距離は４４～５０ｍｍ程度であり、小銃のボルトキャリアの場合は８０ｍｍ以上になる。しかし、既存のガス作動式トイガンは拳銃の形の場合に２０～２５ｍｍ、小銃の形の場合に５０～６２ｍｍ程度のシリンダーの長さを持つので、２０～３０ｍｍの距離をボルトキャリアが慣性力だけで複座ばねの弾性をこらえて進んでいかなければならない。

これは外部気温が高くてガスの気化に必要な潜熱が十分な場合には大きな問題にならないが、外部気温が下がったり、ガス作動式トイガンを持続撃発してガスタンクの潜熱が極少ない場合にはボルトキャリアの移送距離がますます短くなって作動不良を起こすことになる。

特に、ガス作動式トイガンはマガジン内部の弾丸が全て発射された場合、ボルトキャリアを後退固定するボルトストッパーが装備された場合が多いが、既存の自動装填器具は低温、持続撃発の状況でボルトキャリアをボルトストッパーがかかる位置まで移送できない場合が相次ぐことになる。

しかし、シリンダーの長さが伸びる場合はその分だけ作動時にノズルが長く突出するため、てこの原理によってＢＢ弾にかかるスプリングの張力がノズルを食い違わせる可能性が高い。

再装填器具の最大伸長の時ノズルの食い違いが発生すると、ノズルを回収してマガジンを装填する過程が中断となるため、機能故障が生じる恐れがあるので、これの防止する方法に対する研究が必要である。

上記のシリンダーの大きさの制約を克服するため、本発明では２つのシリンダーがテレスコピックになるように配置することによって、シリンダーの長さを既存に比べて大きく伸ばせる。

シリンダーボディの内部にはシリンダーの長手方向へ移送される延長シリンダーがあり、この延長シリンダーの内部にガス入力および再装填を担当するノズル部がある。

自動装填器具に圧縮ガスが入力されると、ノズル部内部のシリンダーバルブが作動して少量のガスを前方排出して弾丸を発射し、前方の排出口を閉鎖する。前方の排出口の閉鎖によって後方へ誘導された圧縮ガスは、シリンダーボディの内部へまず流入される。シリンダーボディへ流入したガスが延長シリンダーとノズルを一緒に押して、ボルトキャリアの１次移送作用が始まる。延長シリンダーは、延長シリンダーとシリンダーボディとの間の密閉が維持される限界点まで移送され、以降は移送距離制限装置によってガス圧の密閉を維持したままで仮に停止する。そして延長シリンダーの内部にガスが流入し、延長シリンダーはノズルを前方へ押してシリンダーボディを２次移送する。この時、上記の延長シリンダーの突出部とつながり、ノズル部を支えるノズル部支持部材がノズル部を支えることになる。ノズル部は外部へ延長し、ノズル部に作用する弾性力によってノズル部がてこの原理で食い違う問題が発生する恐れがある。より具体的に説明すると、マガジンスプリングが弾を押し上げる弾性によって外部へ延長したノズルが食い違うようになる可能性がある。即ち、発射の時スライドが後に押されてノズル部が外部から内部へ復帰する時、下の部分から上へＢＢ弾などの弾丸を押すスプリングの力がノズル部にかかるが、このような弾性力によってノズル部が食い違う問題が発生する恐れがある。

これにより、ノズル部が長手方向で食い違うことを防止するためノズル部の外側を包みながら、延長シリンダーにつながれたノズル部支持部材がこれを支えることになる。

２次移送まで終了となると、ノズル部とシリンダーボディとをつなぐ弾性体によってノズル部と延長シリンダーがシリンダーボディに収納されるようになり、シリンダーバルブもシリンダーバルブを原状回復させる弾性体によって再び前方開放状態に戻り、次の弾丸の撃発準備を終える。以降シリンダーボディが弾性体によって前進しながら、次の弾丸を薬室に装填する。

このため、ある実施例によるシリンダー組立体は内部空間が形成されたシリンダーボディと、前記シリンダーボディに受容されて、前記シリンダーボディの内で前記シリンダーボディの長手方向へ移動可能な延長シリンダーと、少なくとも一部が前記シリンダーボディに受容され、前記シリンダーボディの長手方向へ移動可能で、両側が開放してガス注入口が形成されているノズル部と、前記延長シリンダーと連結し、前記ノズル部を支えるノズル部支持部材と、前記ノズルを開閉できるシリンダーバルブと、を備え、前記延長シリンダーの移動によって１次的に前記内部空間が拡張されて、前記ノズルの移動によって２次的に前記内部空間が追加的に拡張できる。

一例として、前記ノズル部支持部材は前記ノズル部の外側を包むボディ部と、前記延長シリンダーに形成された突出部と挿入結合し、前記ボディ部に沿って延長形成された被掛止部とを含むことができる。

一例として、前記延長シリンダーの外側に突出部が形成され、前記シリンダーボディに、前記シリンダーボディの長手方向に第１ガイド溝が形成され、前記突出部は前記１ガイド溝に受容され、前記第１ガイド溝の内で移動することによって前記延長シリンダーの移動が制限されることができる。

一例として、一つの側は前記シリンダーボディに連結し、他側は前記ノズルに連結して前記ノズルに復元力を提供する第１弾性体をさらに含むことができる。

一例として、前記第１弾性体の前記他側は前記ノズルを貫通するピンによって、前記ノズル部に固定されることができ、一つの側は前記ノズルと連結し、他側は前記シリンダーバルブに連結して前記シリンダーバルブに復元力を提供できる第２弾性体をさらに含むことができる。

一例として、前記延長シリンダーの一つの側には、前記ガス注入口から注入されるガスを前記シリンダーボディに注入できる煙筒穴が形成されることができる。

１次移送は牽引力が強いが最高移送速度は低い延長シリンダーによって、２次移送は比較的に牽引力は低いが作動最高移動速度が速いノズルによってボルトキャリアの加速が行われるため、まるで自動車が１段から２段へ変速して加速することと同じような効果を得ることになる。

最終的に、本発明によるシリンダー組立体は既存の自動装填器具に比べて１．５倍以上のシリンダーの長さを持つことになるので、全体のボルトキャリアの移送距離の中、ボルトキャリアの加速区間を１．５倍以上伸ばして、ボルトキャリアが摩擦や複座ばねの弾性によって減速する区間を半分以下縮めることになるので、より強力な反動力を発生させるようになる。また、圧縮ガスの圧力が下がる低温および持続撃発の状況でもボルトキャリアが最大移送距離まで作動するようにプッシュしてくれる能力が維持されることになる。

これだけでなく、これまで説明した通り弾性力によってノズル部の食い違いの問題を支持部材を別途具備するによってこれを解決し、これによる故障の問題などを解決できる。

ある実施例によるシリンダー組立体（１）の斜視図である。 図２（ａ）はシリンダー組立体（１）の側面図であり、図２（ｂ）はシリンダー組立体（３）の側断面図である。 図3（ａ）はシリンダー組立体（１）の平面図であり、図３（ｂ）はシリンダー組立体（１）の平断面図である。 図4（ａ）は延長シリンダーが延長されていない初期の状態を側面から見た側断面図であり、図４（ｂ）は延長シリンダーが延長されていない初期の状態を上から見た平断面図である。 図5（ａ）はシリンダー組立体（１）が１段階へ延長された様子を側面から見た側断面図であり、図５（ｂ）はシリンダー組立体（１）が１段階へ延長された様子を上から見た平断面図である。 図６（ａ）はノズル部（１３０）が移動する２段階へ延長された様子を側面から見た側断面図であり、図６（ｂ）はノズル部（１３０）が移動する２段階へ延長された様子を上から見た平断面図である。

以下の実施例を例示的な図面を通じて詳細に説明する。各図面の構成要素に参照記号を付けるにおけて、同一な構成要素に対しては他の図面上に表示されていてもできるだけ同一記号を持つようにしているということに注意してほしい。また、実施例を説明するにおいて、関連のお知らせの構成または機能に対する具体的な説明が実施例に対する理解に邪魔になると判断された場合はその詳細な説明は省略する。

また、実施例の構成要素を説明するにおけて、第１・第２・Ａ・Ｂ・（ａ）・（ｂ）などの用語を使うことができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのもので、その用語によって当該の構成要素の本質や順番などは限定されない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」、あるいは「接続」されると記載されている場合、その構成要素は他の構成要素に直接に連結や接続されることができるが、各構成要素の間にまた他の構成要素が「連結」、「結合」、あるいは「接続」されることもできると理解してほしい。

図１はある実施例によるシリンダー組立体（１）の四時図であり、図２（ａ）はシリンダー組立体（１）の側面図であり、図２（ｂ）はシリンダー組立体（３）の側断面図である。

このように、シリンダー組立体（１）はシリンダーボディ（１１０）と、シリンダーボディ（１１０）から延長できるように出入りできる延長シリンダー（１２０）と、延長シリンダー（１２０）内部で一部重なるように内蔵されたノズル部（１３０）と、ノズル部（１３０）を支えるノズル部支持部材（２００）を含む。

シリンダーボディ（１１０）は内部空間（１１１）が形成され、作動に対しては後で詳細に述べるが、延長シリンダー（１２０）の移動によって１次的に内部空間（１１１）が拡張されて、ノズル部（１３０）の移動によって２次的に内部空間（１１１）が拡張できる。以下、具体的に説明することにする。

シリンダー組立体（１）はＢＢ弾銃のようなトイガンの銃器に使われることができる。シリンダー組立体（１）はＢＢ弾のような発射体を発射さえるためのものとして、シリンダーボディ（１１０）はガスを受容するための内部空間（１１１）を含むことができる。

延長シリンダー（１２０）はシリンダーボディ（１１０）に受容できる。延長シリンダー（１２０）の少なくとも一つの側は開放されて、延長シリンダー（１２０）はシリンダーボディ（１１０）の長手方向に移動できる。

ノズル部（１３０）は少なくとも一部が延長シリンダー（１２０）に受容できる。ノズル部（１３０）の両側が開放されて、ノズル部（１３０）はシリンダーボディ（１１０）の長手方向に移動できる。

即ち、シリンダーボディ（１１０）と延長シリンダー（１２０）とノズル部（１３０）は重なって配置されて、ノズル部（１３０）と延長シリンダー（１２０）がシリンダーボディ（１１０）に収納される形態で構成できる。シリンダー組立体（１）は第１弾性体（１３１）、第２弾性体（１４１）を含み、各構成に弾性力による復元力を提供することができる。

具体的に、第１弾性体（１３１）はノズル部（１３０）および延長シリンダー（１２０）に復元力を提供することができる。第１弾性体（１３１）は一つの側がシリンダーボディ（１１０）と連結されて、他側はノズル部（１３０）に連結できる。例えば、ノズル部（１３０）が注入されるガスによってシリンダーボディ（１１０）の長手方向へ前進移動すると第１弾性体（１３１）は伸び、ガスの供給が中止されると弾性体によってノズル部（１３０）が元の状態に復元できる。

この時、ノズル部（１３０）の後方部にノズル部（１３０）の直径より小さいガス流路だけが開いて、ノズル部（１３０）の後方直径の部分が延長シリンダーにかかるようになるので、ノズル部（１３０）は延長シリンダー（１２０）と共に元の状態に復元できる。

シリンダー組立体（１）はノズル部（１３０）を開閉できるシリンダーバルブ（１４０）を含むことができる。シリンダーバルブ（１４０）の一部はノズル部（１３０）の直径より小さく形成されているのでノズル部（１３０）内に挿入され、シリンダーバルブ（１４０）の一部は断面積がノズル部（１３０）の直径より大きく形成されているのでノズル部（１３０）を閉鎖できる。

第２弾性体（１４１）はシリンダーバルブ（１４０）に復元力を提供できる。第２弾性体（１４１）は一つの側はノズル部（１３０）に連結されて他側はシリンダーバルブ（１４０）に連結できる。シリンダーバルブ（１４０）は注入されるガスによってノズル部（１３０）の前方部に移動してノズル部（１３０）を閉鎖することができる。以降ガスの供給が中止されると第２弾性体（１４１）の復元力によってシリンダーバルブ（１４０）がノズル部（１３０）と離れるので、ノズル部（１３０）を外気に対して開放できる。

図３（ａ）はシリンダー組立体（１）の平面図であり、図３（ｂ）はシリンダー組立体（１）の平断面図である。

ノズル部支持部材（２００）はノズル部（１３０）を支えるようにその外側を包む形態で形成された空パイプの形になっているといえるが、直径方向の切断面が半円形態のボディ部（２０１）を持つ。また、ボディ部（２０１）の後段には延長シリンダー（１２０）の外側に突出形成された突出部（１２２）に結合できるように、突出部（１２２）に相応する内部受容の溝を持つように「Ｕ」字の形になっている被掛止部（２０２、２０３）がボディ部（２０１）の外周面に沿って形成されている。

ここでは突出部（１２２）にノズル部支持部材（２００）の被掛止部（２０２、２０３）が挿入結合される方式で説明したが、これに限ることではなく、特に本明細書の請求項２項で述べる結合とは、挿入結合、ボルトやピンなどの締結器具による結合およびどのような物理的／科学的な連結方式を包括するものとして使われていることを述べておく。

延長シリンダー（１２０）の外側に形成されている突出部（１２２）は、シリンダーボディ（１１０）に形成されている第１ガイド溝（１１２）に受容されて延長シリンダー（１２０）の移動をガイドできる。突出部（１２２）は延長シリンダー（１２０）の移動範囲を制限し、突出部（１２２）が内部空間（１１１）の密閉が維持される範囲を外れないようにできる。この時、突出部（１２２）と結合されたノズル部支持部材（２００）は二つの段階で延長されるノズル部（１３０）を支えて、ノズル部（１３０）が弾性力によって食い違うことを防止できるが、これに対しては後で詳しく説明することにする。

本発明によって２段階のノズル部が前進する作動を説明すると次の通りである。図４（ａ）および図４（ｂ）はシリンダー組立体（１）の初期の状態として、図４（ａ）は延長シリンダーが延長されていない初期の状態を側面から見た側断面図であり、図４（ｂ）は延長シリンダーが延長されていない初期の状態を上から見た平断面図である。ノズル部（１３０）の前方部は開放されている状態の可能性がある。この状態で、ガス注入口（１３４）を通じてガスが注入できる。ガスは矢印方向に注入できる。

図５（ａ）はシリンダー組立体（１）が１段階へ延長された様子を側面から見た側断面図であり、図５（ｂ）はシリンダー組立体（１）が１段階へ延長された様子を上から見た平断面図である。

図５（ａ）および図５（ｂ）は内部空間（１１１）にガスが注入される形態を表すが、これを参考すると、ガス注入口（１３４）を通じてガスが注入されると、注入されたガスがシリンダーバルブ（１４０）を加圧してシリンダーバルブ（１４０）がノズル部（１３０）の前方へ移動し、それによってノズル部（１３０）が閉鎖できる。したがって、内部空間（１１１）に集中的にガスが注入されることができる。ガスの注入方向は矢印で表す。

延長シリンダー（１２０）にはノズル部（１３０）とシリンダーボディ（１１０）を煙筒してガス注入口（１３４）から注入されるガスをシリンダーボディ（１１０）に注入できる煙筒穴（１２１）が形成できる。したがって、ガスは煙筒穴（１２１）を通じてシリンダーボディ（１１０）の方へ注入され、注入されたガスは延長シリンダー（１２０）を加圧して延長シリンダー（１２０）を移動させることができる。

延長シリンダー（１２０）はシリンダーボディ（１１０）の長手方向へ移動可能に構成され、煙筒穴（１２１）を通じてシリンダーボディ（１１０）にガスが注入されることによって、注入されたガスのため延長シリンダー（１２０）がノズル部（１３０）の前方へ移動できる。延長シリンダー（１２０）が移動するによって内部空間（１１１）が拡張できる。

ノズル部（１３０）の表面にはノズル部（１３０）のと延長シリンダー（１２０）との間に摩擦力を提供する摩擦部材（未図示）を含むことができる。摩擦部材による内部空間（１１１）の１次拡張の時、ノズル部（１３０）は延長シリンダー（１２０）の内側で独立に移動せず、延長シリンダー（１２０）と共に移動するように構成できる。

延長シリンダー（１２０）の移動は、第１ガイド溝（１１２）で移動される突出部（１２２）によって制限できる。 第１ガイド溝（１１２）は延長シリンダー（１２０）が内部空間（１１１）の密閉を解除しない道が形成されて延長シリンダー（１２０）の移動を制限できる。

この時、ノズル部（１３０）と延長シリンダー（１２０）、ノズル部支持部材（２００）は一緒に前進移動する。ノズル部支持部材（２００）は延長シリンダー（１２０）に形成された突出部（１１２）に結合されているので、延長シリンダー（１２０）およびノズル部（１３０）と共に移動する。

図６（ａ）はノズル部（１３０）が移動する２段階へ延長された様子を側面から見た側断面図であり、図６（ｂ）はノズル部（１３０）が移動する２段階へ延長された様子を上から見た平断面図である。

図６（ａ）および図６（ｂ）を参考すると、１次に拡張された内部空間（１１１）にガスが十分供給されると、供給されたガスがノズル部（１３０）を加圧できる。加圧されたノズル部（１３０）はシリンダーボディ（１１０）の長手方向に移動し、内部空間（１１１）を２次に拡張できる。

この時、ノズル部支持部材（２００）は延長シリンダー（１２０）の突出部（１２２）に結合したまま、延長シリンダー（１２０）から延長されたノズル部（１３０）を支持する役割を果たす。即ち、ノズル部（１３０）が延長シリンダー（１２０）から突出されて外部に露出されるとしても、弾性力（張力）によってこのように食い違いのないようノズル部支持部材（２００）のボディ部（２０１）がノズル部（１３０）を支えるようになる。即ち、説明した通りにマガジンスプリングが弾を押し上げる弾性によってノズルが食い違うことができるが、ノズル部支持部材（２００）が支えることによって、このような食い違いが防止できるようになる。

内部空間（１１１）が最大拡張された状態では、ガスの供給が中止できる。ガスの供給が中止されると、第１弾性体（１３１）と第２弾性体（１４１）から復元力が発生し、これによってノズル部（１３０）、延長シリンダー（１２０）およびシリンダーバルブ（１４０）が図２（ａ）および図２（ｂ）の形に復元されることができる。

以上のように、実施例が限定されて例と図面によって説明されたが、当該の技術分野で通常の知識を持つ者なら、上記の記載から色々な修正および変形が可能である。例えば、説明された技術が説明された方法の違う順番に行われたり、説明されたシステム・構造・装置・回路などの構成要素が説明された方法と違う形態に結合あるいは組み合わされたり、他の構成要素あるいは均等物によって代置あるいは置換されても適切な結果が達成できる。

したがって、他の具現、他の実施例および特許請求の範囲と均等なものも後で述べる特許請求の範囲に含まれる。

１１０ シリンダーボディ
１２０ 延長シリンダー
１３０ ノズル部
１４０ シリンダーバルブ

Claims (5)

1. 内部空間が形成されたシリンダーボディと、
   前記シリンダーボディに受容されて、前記シリンダーボディの内で前記シリンダーボディの長手方向へ移動可能な延長シリンダーと、
   少なくとも一部が前記シリンダーボディに受容され、前記シリンダーボディの長手方向へ移動可能で、両側が開放してガス注入口が形成されているノズル部と、
   前記延長シリンダーと連結し、前記ノズル部を支えるノズル部支持部材と、
   前記ノズル部を開閉できるシリンダーバルブと、を備え、
   前記延長シリンダーの移動によって１次的に前記内部空間が拡張されて、前記ノズルの移動によって２次的に前記内部空間が追加的に拡張され、
   前記シリンダーボディは、前記シリンダーボディの長手方向に沿って外面を貫通して形成される第１ガイド溝を含み、
   前記延長シリンダーは、外側に突出形成される突出部を含み、
   前記突出部は、前記第１ガイド溝に受容され、前記延長シリンダーを前記シリンダーボディの長手方向に沿って前記内部空間の密封が保持される範囲で移動するようにガイドし、
   前記ノズル部支持部材は、前記ノズル部の外側を包むボディ部と、前記ボディ部の外面後端に形成され、前記突出部が受容される受容溝を含む掛止部と、を含み、
   前記ノズル部支持部材は、前記延長シリンダーと共に移動しながら、前記ノズル部の外面を支えるシリンダー組立体。
2. 一つの側は前記シリンダーボディに連結し、他側は前記ノズルに連結して前記ノズルに復元力を提供する第１弾性体をさらに含む請求項１に記載のシリンダー組立体。
3. 前記第１弾性体の前記他側は前記ノズルを貫通するピンによって、前記ノズルに固定される請求項２に記載のシリンダー組立体。
4. 一つの側は前記ノズルと連結し、他側は前記シリンダーバルブに連結して前記シリンダーバルブに復元力を提供できる第２弾性体をさらに含む請求項１から３のいずれか１項に記載のシリンダー組立体。
5. 前記延長シリンダーの一つの側には、前記ガス注入口から注入されるガスを前記シリンダーボディに注入できる煙筒穴が形成される請求項１から４のいずれか１項に記載のシリンダー組立体。

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