KR101921167B1 - 소구경 탄환용 전기적 점화 캡 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기폭 이후에 고온 연소 가스들을 발생시키는 점화 혼합물(6)이 배열되는 외부 금속성 컵(3)을 가지는, 소구경 탄환용 점화 캡에 관한 것이다. 무기에서 기폭 프로세스의 보다 다목적인 제어를 가능하기 하기 위해, 전기 기폭되는 저항 브릿지(2) 및 전기 전도성 극편(5)은 점화 캡에 추가적으로 배열될 수 있으며, 여기서 저항 브릿지(2)의 제 1 극은 컵(3)에 접속되며, 그리고 제 2 극은 극편(5)에 접속되며, 상기 극편은 컵(3) 밖으로 돌출하고 상기 컵으로부터 전기 절연된다.

Description

소구경 탄환용 전기적 점화 캡 {ELECTRICAL IGNITING CAP FOR SMALL CALIBER MUNITION}

본 발명은, 기폭(initiation) 이후에 고온 연소 가스(hot combustion gas)들을 발생시키는 기폭뇌관 조성물(priming composition)이 배열되는 외부 금속성 컵(outer metallic cup)을 가지는, 소구경 탄환(small-caliber ammunition)용 기폭뇌관 캡(primer cap)에 관한 것이다. 바람직한 용도가 또한 명시된다.

현재는, 기폭뇌관 캡(ANZDH)은 추진 파우더(propellant powder(TLP))를 점화하기 위해 소구경 탄환에 항상 사용되며, 상기 기폭뇌관 캡은 격발 핀(firing pin)의 충격에 의해 기폭된다. 시작에서, 에너지를 방출하는 주요한 폭발성 물질들과 첨가제들의 혼합물(기폭뇌관 조성물(priming composition(AZM)))은 화학적으로 반응하도록 만들어지며, 고온 연소 가스들은 TLP를 점화한다(ignite). 이러한 기폭뇌관 캡들은 소형이며 제작하기에 비싸지 않지만, 무기에서 요구되는 메커니즘(mechanism)이 비교적 복잡하다.

본 발명의 목적은 무기 내의 기폭 프로세스의 보다 다목적인(versatile) 제어에 관하여 제 1 항의 전제부에 따른 기폭뇌관 캡을 개선하는 것이다.

이러한 목적은 본 발명에 따라 제 1 항의 특징부들에 의해 달성된다.

무기에서의 기폭 프로세스의 보다 다목적인 제어를 가능하게 하기 위해, 기폭뇌관 캡의 기폭을 전기적으로 실행시키는 것은 더 간단해진다. 이러한 목적을 위하여, 기폭뇌관 캡은, 동일한 크기를 사용하여 이 기폭뇌관 캡이 전기 에너지를 기폭뇌관 조성물(AZM)의 화학 반응으로의 변환을 보장할 수 있는, 컴포넌트(component)들을 포함하는 방식으로 구성되어야 한다. 전류가 옴 저항기(ohmic resistor)를 통해 흐를 때 생성되는 열이 이러한 목적을 위하여 사용된다.

기폭뇌관 캡의 외부 치수들은 전형적인 기계식 기폭뇌관 캡(ANZDH)의 치수들에 상응하여, 이 기폭뇌관 캡은 소구경 탄환용 표준 케이스들 내에 계속 사용될 수 있다. 그러나, 2 개의 전기 폴(pole)들의 분리가 추가적으로 요구된다. 이는 전기 전도성 극편(electrically conductive pole piece)을 ANZDH 내로 도입함으로써 가능하게 된다.

전기 기폭될 수 있는 저항 브릿지, 및 전기 전도성 극편(electrically conductive pole piece)은 기폭뇌관 캡에 추가적으로 배열되며, 저항 브릿지의 제 1 극은 컵에 접속되며, 제 2 극은 극편에 접속되며, 상기 극편은 컵 밖으로 돌출하고 상기 컵으로부터 전기 절연될 수 있기 때문에, 무기에서의 기폭 프로세스는 다목적인 방식으로 제어될 수 있다.

컵의 베이스(base)는, 바람직하게는 이 베이스를 통과하는 홀을 가지며, 극편은, 바람직하게는 홀 내로 돌출하는 핀(pin)을 가지며, 여기서 전기 절연부가 극편과 컵 사이에 배열된다.

절연부는, 바람직하게는 탄성이 있으며 압축 응력 하에서 파손되지 않는다. 절연부는, 바람직하게는 가황 섬유(vulcanized fiber)로 만들어진다. 극편은 절연부에 의해 기폭뇌관 캡의 외부 컵으로부터 전기 절연된다. 또한, 절연부는, 압력 증가의 결과로써 약간 압축하고, 따라서 임의의 잠재적인 공간들 내로 밀어 넣어짐으써, 장약(charge)이 점화될 때 가스에 대한 비투과성(impermeability)을 보장한다. 이러한 목적을 위해, 절연부는 압축 응력 하에서 파손되지 않는 약간 탄성인 재료로 만들어진다.

유리한 일 실시예에서, 극편은, 홀 반대편에 있는 이의 단부 상에 오버행(overhang)을 가진다. 아래에 설명되는 디스크(disk)가 이러한 오버행 상에 놓인다.

유리한 일 실시예에서, 상부 측면, 극편을 향하는 하부 측면, 및 홀을 갖는, 전기 절연 재료(예를 들어, FR4 또는 PVC)로 만들어진 디스크가 컵에 배열되며, 저항 브릿지가 상부 측면 상에 배열되며, 여기서 하부 측면 및 홀이 금속화되고 서로 전기 접속되고, 저항 브릿지의 제 1 극에 접속되는 금속성 에지 접점이 상부 측면의 에지 상에 배열되며, 저항 브릿지의 제 2 극은 홀의 금속화부(metallizing)에 접속되며, 디스크가 전기 전도성 극편 상에 놓인다.

에지 접점이, 바람직하게는 전기 전도성 지지 요소에 접속되며, 상기 전기 전도성 지지 요소는 극편에 맞닿아 디스크의 하부 측면을 가압하고, 컵의 내부 벽에 접촉한다. 이는, 에지 접점을 통해, 전기 전도성 지지 요소를 갖는 외부 컵과 저항 브릿지의 제 1 극까지의 사이의 전기 접속을 보장한다.

지지 요소는, 바람직하게는, 180°만큼 안쪽으로 휘어지는, 외부 컵의 에지이다.

대안적으로, 지지 요소는 또한 외부 컵보다 더 작은 직경을 갖는 내부 컵이며, 또는 바람직하게는 슬롯형인 억지-끼워맞춤 링(press-fit ring),-즉, 슬롯(slot)을 가짐-일 수 있다.

디스크의 상부 측면 및 하부 측면 각각은 바람직하게는, 베벨(bevel)을 통해 외부 쉘(shell) 표면으로 천이한다. 이는, 에지 접점이 부착될 때 외부 쉘 표면으로부터의 공간이 항상 존재하는 것을 보장한다.

본 발명에 따른 기폭뇌관 캡은, 바람직하게는, 4.6 mm 내지 12.7 mm의 구경 범위의 피스톨(pistol) 및 라이플(rifle) 탄환을 위해 사용된다.

본 발명은 기폭뇌관 캡의 바람직한 실시예를 참조로 하여 아래에 설명된다.
도 1은, 전기 기폭될 수 있는 저항 브릿지(resistance bridge)(2)로서 옴 저항기(ohmic resistor)를 가지는, 본 발명에 따른 (얇은) 디스크(1)를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 소구경 탄환용 전기 기폭뇌관 캡의 개략적인 횡단면도를 도시한다.

도 1은, 전기 기폭될 수 있는 저항 브릿지(2)로서 옴 저항기를 가지는, 본 발명에 따른 (얇은) 디스크(1)를 도시한다. 디스크(1)의 상부 측면 및 하부 측면은 금속화된다(metallized). 각각의 측면 상에 오직 외부 쉘 표면(9), 내부 영역(11), 및 상부 측면 및/또는 하부 측면과 디스크(1)의 쉘 표면(9) 사이에서 천이 영역을 형성하는, 베벨(bevel)(10)은 금속화되지 않고, 따라서 절연형(insulating)이다. 단지 명료성을 개선하기 위해, 에지 영역(8d) 및 또는 외부 금속화부를 내부 금속화부(8c)로부터 분리하는 환형 절연 영역(11)은 오목하게 된 것으로 예시된다. 이러한 두 부분들(8c 및 8d)은 오직 저항 브릿지(resistance bridge)(2)를 통해 접속된다.

도 2는 본 발명에 따른 소구경 탄환용 전기 기폭뇌관 캡의 개략적인 횡단면도를 도시한다.

전기 전도성 극편(electrically conducting pole piece)(5)이 외부 컵(3) 내에 배열되며, 여기서, 저항 브릿지(2)의 제 1 극은 컵(3)에 접속되며, 제 2 극은, 홀(14) 내로 컵 밖으로 돌출하며, 절연체(4)를 통해 이 컵으로부터 전기 절연되는 극편(5)에 접속된다.

실제 옴 저항기, 즉, 저항 브릿지(2)는, 금속화된 상부 측면 및 하부 측면을 갖는 절연 재료로 만들어지는 얇은 디스크(1)에 금속 필름으로서 부착된다. 이러한 디스크(1)는 제조 프로세스를 위한 안정적이고 양호하게-규정된 베이스를 형성하지만, 동시에, 접점들 상에 가압함으로써, 끊어짐(breaking) 없이 이 디스크가 접촉될 수 있도록, 소정의 정도까지는 탄성적이다. 디스크의 상부 측면 상에서, 저항 브릿지(2)는 고저항 재료(예를 들어, CrNi 합금)의 얇은 층에 의해 형성된다. 외부 쉘 표면(9) 및 이의 천이 베벨들(10)과 함께 상부 측면 상의 반경방향 영역(11)은 금속화되지 않으며, 이 반경방향 영역의 길이는 저항 브릿지의 길이에 상응한다. 저항 브릿지(2)의 정확한 기하학적 형상(길이, 폭, 두께)은 저항 브릿지(2)의 옴 저항 및 기폭뇌관 캡의 후속의 민감도의 값을 결정하고, 요건들에 용이하게 적응될 수 있다.

통상적인 저항들은 보다 낮은 한 자릿수의(single-digit) 옴 범위 내에 있으며, 점화를 위해 요구되는 전압들은 일반적으로 10 V 아래에 있다. 고전압은 필요하지 않다. 그러나, 저항 브릿지(2)의 기하학적 형상의 구조 설계는 ANZDH를 정전식 장약(electrostatic charge)에 둔감하게 만드는 것을 가능하게 한다. 저항 브릿지(2)의 제 2 극은, 금속화부(8a)로서 디스크(1)의 하부 측면 상에 놓인다. 저항 브릿지(2)의 다른 제 1 극은, 에지 영역(8d)으로서 상부 측면의 에지 상에 놓인다. 전류는 디스크(1)의 중심에서의 작은 홀(12)을 통해 흐를 수 있으며, 이 디스크의 벽들은 이의 하부 측면 및/또는 금속화부(8a)로부터, 홀(12)의 금속화된 벽들(8b)을 통해, 내부 금속화부(8c) 및 저항 브릿지(2)의 제 2 극까지 금속화된다.

전기 전도성 지지 요소는 디스크(1)의 상부 측면의 에지 영역(8d) 상에 가압되며, 이 에지 영역은 디스크(1)를 이의 위치에 고정시키며, 기폭뇌관 캡의 외부 컵(3), 그리고 따라서 소구경 탄환의 케이스에 대한 전기적 접속을 보장한다. 이러한 상부 지지 요소는 다양한 방식으로 설계될 수 있으며, 이 상부 지지 요소는 외부 금속성 컵(3)에 금속성 접점을 형성한다. 예를 들어, 외부 컵(3)의 상부 측면은 180°만큼 안쪽으로 휘어질 수 있으며, 이 휘어진 부분은 지지 요소를 형성한다. 또는, 보다 작은 직경을 갖는 내부 컵(7)이 사용될 수 있다(도 2 참고). 또는, 오직 (가능한 슬롯형(slotted)) 작은 링, 또는 다수의 링들이 밀어넣어 질 수 있다. 모든 지지 요소들은 외부 컵(3)의 내부 벽에 맞닿아 지지되어야 한다. 그러나, 디스크를 제위치에 유지하고 외부 컵(3)과의 전기적 접속을 보장하는 다른 접근법들이 또한 고려될 수 있다.

기폭뇌관 조성물(AZM)(6)은, 전형적인, 기계식 ANZDH에서와 같이 동일한 방식으로 디스크(1)의 상부 측면 상에 -즉, 기폭뇌관 캡의 상부 개방 공간 내로- 가압된다. AZM(6)의 조성물은 (예를 들어, 특히 충격에 민감한(impact-sensitive) 컴포넌트들을 회피함으로써) 전기적 기폭의 특정한 요건들을 위해 적응될 수 있다. 기계식 기폭뇌관 캡들에 의한 것과 같이, AZM는 커버(cover) 및 페인트(paint)로 폐쇄되어, 먼지 증착물(dust deposit)들이 후속 프로세싱 동안 새어나올 수 없다.

전압이 극편(5)에 또는 이의 핀(13)에 그리고 기폭뇌관 캡의 총알(bullet) 케이스를 형성하는 외부 컵(3)에 인가될 때, 전류가, 극편(5)으로부터 금속화부(8a) 내로, 디스크(1)의 하부 측면으로, 디스크(1)의 중심 홀(12)에서의 금속화부(8b)를 통해, 내부 금속화부(8c)로, 디스크(1)의 상부 측면으로, 저항 브릿지(2)의 옴 저항을 통해, 외부 금속화부 또는 에지 접점(8d)으로, 디스크(1)의 상부 측면 및 내부 컵(7)으로, 그리고 최종적으로 외부 컵(3)으로 흐를 수 있다.

저항 브릿지(2)의 저항기가 전류의 흐름에 의해 가열되며, 이 저항기 상에 가압된 기폭뇌관 조성물(6)은 기폭된다. 후속하는 화학 반응 동안 형성되는 점화 가스들이 이의 상부로부터 ANZDH를 빠져나가게할 수 있다. 이 가스들은 이후 카트리지 내에서 추진 파우더로 흐르고 추진 파우더를 점화시킨다. 디스크(1)의 금속화 부분들은 참조 번호(8, 즉, 8a, 8b, 8c, 8d)로 표시된다.

소구경 탄환의 구경에 따라, 기폭뇌관의 상이한 양들을 갖는 ANZDH의 상이한 크기들이 사용된다. 본원에서 예시되는 기폭뇌관 캡의 치수들 및 구성은 추가적인 고려들 없이 규모 조정(scaling)을 허용하여, 4.6 mm 내지 12.7 mm의 구경 범위의 피스톨(pistol) 및 라이플(rifle) 탄환용 기폭뇌관 캡들을 제조하는 것이 가능하다.

Claims (11)

1. 소구경 탄환용 뇌관(percussion cap)으로서,
   상기 뇌관은 기폭시 고온 연소 가스들을 발생시키는 점화 혼합물(6)을 포함하는 외부 금속성 컵(3)을 가지며,
   상기 뇌관은 전기 기폭될 수 있는 저항 브릿지(resistance bridge)(2), 및 전기 전도성 극편(electrically conductive pole piece)(5)을 또한 포함하며, 상기 저항 브릿지(2)의 제 1 극은 상기 컵(3)과 접속되며, 제 2 극은 극편(5)과 접속되며, 상기 극편은 상기 컵(3) 밖으로 돌출하고 상기 컵으로부터 전기 절연되며, 상기 컵(3)은, 상부 측면, 상기 극편(5)을 향하는 하부 측면 및 홀(12)을 가지는, 전기 절연 재료로 만들어진 플레이트(1)를 포함하며, 상기 저항 브릿지(2)는 상기 상부 측면 상에 배열되며, 상기 하부 측면 및 상기 홀(12)은 금속화되고 서로 전기 접속되며, 상기 상부 측면의 에지 상에 금속성 에지 접점(8d)이 배열되며, 상기 금속성 에지 접점은 상기 저항 브릿지(2)의 제 1 극과 접속되며, 상기 저항 브릿지(2)의 제 2 극은 상기 홀(12)의 금속화부(8b)와 접속되며, 상기 플레이트(1)는 상기 극편(5) 상에 놓이며, 상기 에지 접점(8d)은 전기 전도성 지지요소와 접속되며, 상기 전기 전도성 지지 요소는 극편(5)에 대해 상기 플레이트의 하부 측면으로 상기 플레이트(1)를 가압하며, 상기 전기 전도성 지지 요소는 상기 컵(3)의 내부 벽에 접하며, 상기 전기 전도성 지지 요소는 180°만큼 안쪽으로 휘어지는 컵(3)의 에지인 것을 특징으로 하는,
   소구경 탄환용 뇌관.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   연속적인 보어(14)가 상기 컵(3)의 바닥에 도입되며, 상기 극편(5)은 상기 보어(14) 내로 돌출하는 핀(pin)(13)을 가지며, 전기 절연부(4)가 상기 극편(5)과 상기 컵(3) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는,
   소구경 탄환용 뇌관.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 전기 절연부(4)는 탄성이 있으며 압축 하중 하에서 파손되지 않으며, 가황 섬유(vulcanized fiber)로 구성되는 것을 특징으로 하는,
   소구경 탄환용 뇌관.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 극편(5)은 상기 보어(14)로부터 반대쪽에 있는 상기 극편의 단부에 돌출부(5a)를 가지는 것을 특징으로 하는,
   소구경 탄환용 뇌관.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 플레이트(1)의 상부 및 하부 측면들 각각은 개별 경사부(incline)(10)를 통해 외부 쉘 표면(9)으로 천이하는 것을 특징으로 하는,
   소구경 탄환용 뇌관.
   
6. 4.6 mm 내지 12.7 mm의 구경 범위의 피스톨(pistol) 및 건(gun) 탄환용으로 사용되는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 소구경 탄환용 뇌관.
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