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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-10
(45)【発行日】2022-02-21
(54)【発明の名称】エアガンの射出装置
(51)【国際特許分類】
   F41B 11/681 20130101AFI20220214BHJP
   F41B 11/55 20130101ALI20220214BHJP
   F41B 11/682 20130101ALI20220214BHJP
   F41B 11/71 20130101ALI20220214BHJP
   F41B 11/72 20130101ALI20220214BHJP
   F41B 11/723 20130101ALI20220214BHJP
【FI】
F41B11/681
F41B11/55
F41B11/682
F41B11/71
F41B11/72
F41B11/723
【請求項の数】 1
(21)【出願番号】P 2021035777
(22)【出願日】2021-03-05
【審査請求日】2021-03-06
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】719004773
【氏名又は名称】蛯澤 薫
(72)【発明者】
【氏名】蛯澤 薫
【審査官】志水 裕司
(56)【参考文献】
【文献】独国特許出願公開第04212623(DE,A1)
【文献】特開2015-064133(JP,A)
【文献】特開2020-056529(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F41B 11/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
バレルにつながった装弾室にマガジンから自動で供給されるBB弾電動ローディングノズルで装弾室に押し込み発射準備をするエアガンの射出装置において、
電動ローディングノズルから、モーターで駆動されるエアポンプと、ピストン、シリンダ、圧縮ばねで構成される蓄圧装置との間に電動バルブを設け、
連射時、BB弾1射出に必要な圧縮空気量と、射出1サイクル中、連続回転運転するモータ-エアポンプで作られる圧縮空気量を同量として、
BB弾のローディング中エアポンプで作られる圧縮空気を外部に放出しないで、蓄圧装置に一時蓄圧し、BB弾のローディング後、BB弾の射出中にエアポンプで作られる圧縮空気と、蓄圧装置に一時蓄圧した圧縮空気を合わせてBB弾を射出する圧縮空気とするエアガンの射出装置。




【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、サバイバルゲームで使用されるエアガンに関するものである。より詳細には、モーターで駆動されるエアポンプによる圧縮空気をBB弾のローデング時シリンダ内に一時蓄圧し、射出時エアポンプからの圧縮空気とシリンダ内の圧縮空気を合わせて、BB弾を連射するエアガンの射出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
サバイバルゲームでは、ブラシモーターによりシリンダ内のピストンに保持された圧縮ばねを押し縮め、引鉄を引くと、圧縮ばねの復元で、シリンダ内のピストンを一瞬で押し進め、生じる圧縮空気で弾丸を発射する、ギアボックス機構の電動エアガンが広く使用されている。
また、サバイバルゲームで使用されるトイエアガンの射出エネルギーは、
0.98ジュ―ル内と銃刀法で規制されている。
0.2gのBB弾を使用した場合、射出速度98m/s以内の速度であり、有効射撃距離は、30mくらいのものであるが、市販されている電動エアガンの射出速度は遅く、その速度に遠く及ばない。
サバイバルゲームでは、フィールド内の多人数の相手を、一度に標的とする接近戦が数多くあり、そのため射出速度98m/s以内のギリギリの早い射出速度で、高サイクルで連射できる、軽くて取り扱い性のよいエアガンが求められている。
【0003】
そこで、近年電動R/C飛行機、R/Cカ-で革新的な進化を遂げたブラシレスモーター、ECS、バッテリー、を電動エアガンに使用して、射出速度、射出サイクルを上げて高性能化しようする場合、現在広く使われているギアボックス形式では、ブラシレスモーターを搭載してもその能力を十分に発揮することができない問題があった。
【0004】
現在広く使われているギアボックスの中にはブラシレスモーターを使っている物もあるが、単にブラシモーターをブラシレスモーターに交換しただけで、使用する回転数も少なく、本来ブラシレスモーターが持っている高回転、高トルクからくる高性能を発揮していない。
従来の電動エアガンのギアボックスの改良で、高回転高トルクのブラシレスモーターの、高性能な能力を引き出して使用するには、減速比を上げるギアの追加、出力のアップによるギアボックス全体の材質の強化、シリンダ、ピストン、圧縮ばねの大型化が必要となる。
これはギアボックスの大型化、重量アップになり、サバイバルゲームで使用される、軽くて取り扱い性のよい電動エアガンには採用できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平06-207797
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
解決しようとする問題点は、ブラシレスモーターが持っている高回転高トルクの高性能を発揮し、射出速度98m/s以内のギリギリの早い射出速度で、高サイクルで連射できる、軽くて取り扱い性のよいエアガンの射出装置が無い点である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上記の目的を達成するために バレルにつながった装弾室にマガジンから自動で供給されるBB弾電動ローディングノズルで装弾室に押し込み発射準備をするエアガンの射出装置において、
電動ローディングノズルから、モーターで駆動されるエアポンプと、ピストン、シリンダ、圧縮ばねで構成される蓄圧装置との間に電動バルブを設け、
連射時、BB弾1射出に必要な圧縮空気量と、射出1サイクル中、連続回転運転するモータ-エアポンプで作られる圧縮空気量を同量として、
BB弾のローディング中エアポンプで作られる圧縮空気を外部に放出しないで、蓄圧装置に一時蓄圧し、BB弾のローディング後、BB弾の射出中にエアポンプで作られる圧縮空気と、蓄圧装置に一時蓄圧した圧縮空気を合わせてBB弾を射出する圧縮空気とするエアガンの射出装置。
【0008】
を削除
【0009】
を削除
【発明の効果】
【0010】
本発明によればブラシレスモーターが持っている高回転、高トルクの高性能を発揮し、大量の高圧空気を作ることが出来る。その大量の高圧空気を使って、射出速度98m/s以内のギリギリの早い射出速度で、高サイクルで連射できる、軽くて取り扱い性のよい、エアガンの射出装置を提供できる長所がある。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1図1は実施例で基本となる構成図である。
図2図2は基本となる動作を説明した解説図である。
図3図3は基本となる動作を説明した解説図である。
図4図4は基本となる動作を説明した解説図である。
図5図5は基本となる動作を説明した解説図である。
図6図6は実施例で複数のバレルにつながった装弾室に圧縮空気を供給して、弾丸を発射するエアガンの基本となる構成図である。
図7図7は実施例で圧縮空気により駆動されるブロ-バック機構の構成図である。
図8図8は本発明の実施例でハンドガンの上面図であり、図9図10の断面位置をしめす。
図9図9は本発明の実施例でハンドガンのa~a断面図である。
図10図10は本発明の実施例でハンドガンのb~b断面図である。
図11図11は市販されているエアガン、マルイM14ライフル、スタンダード射出サイクル(11回/s)のシリンダからエア放出時における、時間経過によるシリンダ内の空気圧とBB弾のバレル内の速度(m/s)を表した図である。
図12図12は本発明のエア放出時、時間経過による、シリンダ内の空気圧とBB弾のバレル内の速度(m/s)を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例
【0012】
図1はライフル、マシンガンに搭載される場合の基本となる本発明の構成図で、1はエアポンプで、高気圧を出せるピストンポンプ型であり、ブラシレスモーター2に直結されている。
エアポンプで造られた圧縮空気はシリンダ11に蓄圧され、ソレノイドバルブ7でエアの停止、開通のON-OFF制御される。
23は減圧弁であり、トラブル発生時の安全弁で、エアポンプ1に取り付けている。
10はBB弾でありマガジンから供給されロ-デングノズル8の前後動により装弾室9に供給される。
8のロ-デングノズルの前後動はソレノイド12により駆動される。
5は引鉄であり、位置検出装置6に直結されている。
コントロールボックス4バッテリー13から電気を供給され、引鉄5の位置により、ブラシレスモーター2、ソレノイドバルブ7、ソレノイド12をプログラムにより順次駆動させる。
本発明の実施例のバレル17長は375mmであり、BB弾は98m/sまで加速される。
BB弾の一射出で必要とするエア量は26,6ccであり、50サイクル/sでBB弾を射出する場合、必要とする空気量は26,6ccX50=1330cc/sである事がわかる。
以上の参考値から実施例では4,4ccのエアポンプを18000rpmで回すことにした、駆動するブラシレスモーターは400Wクラスのものにして、ブラシレスモーターを駆動するESCは40A程度のものとした。
これにより、バッテリー13は3S-2100mAhクラスのものとした。
シリンダの有利容積を26,6ccとして、圧縮ばねの強さは、二気圧出せる線径とした。
また、各ユニットはエア配管で結合されているので銃の種類の形状により、バッテリー、ブラシレスモーター、ポンプ、シリンダピストンなどの構成部品のレイアウトを自由に変えられる。
【0013】
図2は、基本となる動作を説明した解説図である。
射出安全セレクター16を射出の位置に切り替えることにより、コントロールボックス4は、ブラシレスモーター2を高回転高トルクで回し、エアポンプ1で作成された高圧縮空気をシリンダ11に送り、ピストン14を押し下げ圧縮ばね15を押し縮める。
【0014】
図3は、基本となる動作を説明した解説図である。
エアポンプ1で作成された高圧空気はシリンダ11に送り込まれ、磁石21により磁気センサー20が反応するまでピストン14を押し下げる、押し切るとBB弾発射可となり、この状態で待機する。
【0015】
図4は、基本となる動作を説明した解説図である。
射出安全セレクター16の位置と、引鉄5を引き切った位置での位置検出装置6の信号によりコントロールボックス4ソレノイドバルブ7に電流を流してバルブを開き、圧縮空気をローディングノズル8に噴出させ、BB弾10を射出させる。
射出に必要な圧縮空気は、シリンダ11内のピストン14の前進より蓄圧した圧縮空気の放出と、新たにエアポンプ1で造られた圧縮空気を併用して供給される。
【0016】
図5は、基本となる動作を説明した解説図である。
BB弾の射出後、コントロールボックス4ブラシレスモーター2を回転させたまま、ソレノイドバルブ7へ電流を流してバルブを閉じて圧縮空気止める。
そしてコントロールボックス4ソレノイド12に電流を流してローディングノズル8を後退させて、BB弾10装弾室9に引き入れる。
それからコントロールボックス4ソレノイド12に流していた電流を切り変えローディングノズル8を前進させて、BB弾10を装弾室9に装填させる。
単射の場合は、引鉄5を戻した位置での位置検出装置6の信号により、ブラシレスモーター2を回転させたまエアポンプ1で高圧空気を作成し、シリンダ11に送り込まれた圧縮空気は、磁石18により磁気センサー17が反応するまでピストン14を押し下げる。
最後にコントロールボックス4は電流を切りブラシレスモーター2を止める。これで単射の射出サイクルが終わり、待機状態に入る。
連射の場合は、射出安全セレクター16の位置と、引鉄5を引き切った位置を知らせる位置検出装置6の信号により、コントロールボックス4ブラシレスモーター2を回転させたままエアポンプ1で高圧空気を作成し、シリンダ11に圧送する。
送り込まれ圧縮空気は磁石21により磁気センサー20が反応するまでピストン14を押し下げる。これで連射一サイクル作業が終わり、始めに戻り次の射出サイクルが始まる。
【0017】
図11は市販されているエアガン、マルイM14ライフルスタンダードサイクル(11回/s)のシリンダからエア放出時における、時間経過によるシリンダ内の空気圧と、BB弾のバレル内の速度(m/s)を表した図である。
引鉄を引くと、ピストンが急激に前方に移動し、内圧が一気圧より徐々に上がり、0.008秒後には気圧はピークに達しその後、山を越えると、内圧の上昇と同じ様なカ-ブで徐々に下がり、0.013秒後一気圧に戻る。
BB弾のバレル内の速度(m/s)は、ピストンの前方の移動により内圧が一気圧より徐々に上がり始めた頃、9装弾室のゴム出っ張りに押さえられて止まっていたBB弾が、0.004秒後ピストン.の前方移動で上がった内圧により、BB弾はゴム出っ張りから押し外れ、弾き出される。
その後、徐々に上がり続けてくる内圧に強く押され、急激に加速され0.012秒後、速度84m/sに達するが、シリンダ内の空気圧が下がってくるので、加速が弱くなってしまい、0.013秒後85m/sの弾速でバレルから射出される。
【0018】
図12は本発明のエア放出時、時間経過による、シリンダ内の空気圧とBB弾のバレル内の速度(m/s)を表した図である。ソレノイドバルブ7のバレルへの圧縮空気の開放により一瞬の気圧の低下は少しあるがシリンダの内圧は二気圧に保たれる。
その後もエアポンプからの新たな圧縮空気と、シリンダ内の圧縮ばねの解放によるピストンの前進で、蓄圧された圧縮空気により、シリンダ内の気圧は二気圧に保たれ、噴出した圧縮空気は、BB弾を押し続け、バレルから射出されるまで気圧は変わらない。
BB弾のバレル内の弾速(m/s)は、二気圧に保たれたシリンダの圧縮空気により押され等加速度的に急激に上がり、BB弾の弾速は0.01秒後98m/sに達し、バレルから射出される。
もし、BB弾の射出時、必要となる圧縮空気を射出時間(0.01秒間)内にエアポンプだけで造る場合、エアポンプが巨大となる。
その上、射出時間(0.01秒間)外の間(0.01秒間)は無駄に大量の圧縮空気を作り続けることとなる。
本発明は常時、小さなブラシレスモーター、エアポンプをフル回転させ、射出一サイクル分だけシリンダに圧縮空気を蓄圧し、BB弾射出時、シリンダに蓄圧された圧縮空気と射出時間内にエアポンプだけで造る圧縮空気を併用する。
これにより、ブラシレスモーター、エアポンプとシリンダを小さくでき、関連する部品、モーター、バッテリー、ESC、配管、配線など小型化できる。
【0019】
図6は一つのエアポンプ1から複数のバレル17と複数のソレノイドバルブ7に圧縮空気を供給して、BB弾10を発射するエアガンの基本となる構成図である。
一つのエアポンプ1からの圧縮空気を、複数のバレル17につながる複数のソレノイドバルブ7を交互に開閉し、BB弾10を交互に射出させる。
【0020】
図7は、圧縮空気により駆動されるブロ-バック機構を設けたエアガンの基本となる構成図である。
引鉄5を軽く引くことによる位置検出装置6の信号によりコントロールボックス4内のPICマイコンはESCを作動させバッテリー13からの電流を出力させブラシレスモーター2を起動させる。
これにより圧縮空気が作成され、BB弾10が射出される。BB弾をローディング時、使用されない圧縮空気を利用してブロ-バック装置を駆動する。
エアポンプ1からの圧縮空気を、BB弾のローディング時、排出ソレノイドバルブ18を閉じてブロ-バック装置22に流して、ブロ-バック用大重量ピストン19を後退させ、射出に使用されない余った圧縮空気をブロ-バック装置22にためる。ブロ-バック用大重量ピストン19は数回にわけて後退し、ブロ-バック装置22の最終点に到達した位置で、磁石21磁気センサー20が感知して、信号をコントロールボックス4に送る。
コントロールボックス4BB弾10の射出を止め、排出ソレノイドバルブ18を開放してブロ-バック装置22にためた圧縮空気を一瞬に開放する。
圧縮バネの急激な解放で大重量ピストン19ブロ-バック装置22の前面に激突させ、衝撃を発生させる。
これによるブロ-バックの衝撃サイクルと、BB弾の射出サイクルは一致しない。
これにより、高サイクルの連射速度のなか、実射に近い少ないサイクルの大衝撃のブロ-バックを提供できるものである。
【0021】
図8は本発明の実施例でハンドガンの上面図であり、断面位置をしめす。a~a断面図、b~b断面図、の断面位置をしめす。
【0022】
図9は本発明の実施例でハンドガンのa~a断面図である。
1はエアポンプで、高圧を出せるピストンポンプ型であり、ブラシレスモーターに直結されている。
エアポンプ1で作成された圧縮空気はエア配管3を通してロ-デングノズル8に導かれ、ソレノイドバルブ7でエアの停止、開通のON-OFF制御される。
23は減圧弁であり安全弁として働く。
10はBB弾でありマガジンから供給され8のロ-デングノズルの前後動により装弾室9に供給される。
ロ-デングノズル8の前後動はソレノイド12により駆動される。
本発明の実施例の14バレル長は100mmで、BB弾は98m/sまで加速される。
BB弾の一射出で必要とするエア量はシリンダ長から3ccであり、連射10サイクル/sで必要とする空気量は3ccX10サイクルX6気圧=180cc/sである事がわかる。
以上の参考値から実施例では0.8ccのエアポンプを15000rpmで回すことにした、駆動するブラシレスモーターは200Wクラスのものにして、ブラシレスモーターを駆動するESCは20A程度のものとした。これにより、バッテリーは3S-450mAhクラスのものとした。
シリンダの有効容積を3ccとして、ピストンを押す圧縮ばねの強さは六気圧出せる線径とした。
【0023】
従来のギャボックスでは、ピストンの側面一部分を押して、圧縮ばねを縮めるので、バネを強くすると、集中荷重によりギャが破損する事が多かった。
本発明では、エアポンプからの高圧空気で直接ピストンの頭部全面を押して圧縮ばねを縮めるので(図2参照)、高圧でも集中荷重が無く、無理なく蓄圧できる。
【0024】
図10は本発明の実施例でハンドガンのb~b断面図である。
5は引鉄であり位置検出装置6に連結されている。コントロールボックス4はバッテリー13から電気を供給され引鉄5の位置により、ブラシレスモーター2、ソレノイドバルブ7、ソレノイド12をプログラムにより順次駆動させる。
【産業上の利用可能性】
【0025】
サバイバルゲーム中、射出速度98m/s以内のギリギリの早い射出速度で、高サイクル(約50発/秒)で連射できる。また、軽くて取り扱い性のよいエアガンにより、接近戦が多いサバイバルゲームでの多人数の相手を一度に標的とする場合、相手より有利に ゲームを進めることができる長所がある。
また、複数のバレルにつながった装弾室に圧縮空気を供給して、複数のバレル14から、BB弾10を交互に射出させる、これにより超高サイクルで連射できる。
接近戦が多いサバイバルゲームで、多人数の相手を一度に標的とする場合、弾の乱発で完全にその場を制圧できる長所がある。
その上、高サイクルのBB弾の射出サイクルと、少ないサイクルでの大衝撃のブロ-バックのサイクルを一致させない。
これにより、高サイクルの連射のなか、実射に近い少ないサイクルの大衝撃のブロ-バックを提供できるものである。
【符号の説明】
【0026】
1 エアポンプ
2 ブラシレスモーター
3 エア配管
4 コントロールボックス
5 引鉄
6 位置検出装置
7 ソレノイドバルブ
8 ローディングノズル
9 装弾室
10 BB弾
11 シリンダ
12 ソレノイド
13 バッテリー
14 ピストン
15 圧縮ばね
16 射出安全セレクタ-
17 バレル
18 排出ソレノイドバルブ.
19 ブロ-バック用大重量ピストン
20 磁気センサー
21 磁石.
22 ブロ-バック装置
23 減圧弁
【要約】      (修正有)
【課題】解決しようとする問題点は、ブラシレスモーターなどが持っている、高回転高トルクの高性能を発揮出来る射出速度98m/s以内のギリギリの早い射出速度で、高サイクルで連射できる、軽くて取り扱い性のよいエアガンの射出装置が無い点である。
【解決手段】電動ローディングノズルから、モーターで駆動されるエアポンプと、ピストン、シリンダ、圧縮ばねで構成される蓄圧装置との間に電動バルブを設け、連射時、BB弾1射出に必要な圧縮空気量と、射出1サイクル中、連続回転運転するモーターエアポンプで作られる圧縮空気量を同量として、BB弾のローディング中エアポンプで作られる圧縮空気を外部に放出しないで、蓄圧装置に一時蓄圧し、BB弾のローディング後、BB弾の射出中にエアポンプで作られる圧縮空気と、蓄圧装置に一時蓄圧した圧縮空気を合わせてBB弾を射出する圧縮空気とするエアガンの射出装置。
【選択図】図1
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12