特許 7441626 推進装薬粉末用の円筒形の弾薬筒

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-21

(45)【発行日】2024-03-01

(54)【発明の名称】推進装薬粉末用の円筒形の弾薬筒

(51)【国際特許分類】

   F42B 5/192 20060101AFI20240222BHJP

   F42B 5/188 20060101ALI20240222BHJP

【ＦＩ】

F42B5/192

F42B5/188

【請求項の数】 10

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019183515

(22)【出願日】2019-10-04

(65)【公開番号】P2020076565

(43)【公開日】2020-05-21

【審査請求日】2022-05-18

(31)【優先権主張番号】10 2018 007 834.6

(32)【優先日】2018-10-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】10 2018 218 423.2

(32)【優先日】2018-10-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】510054005

【氏名又は名称】ニトロヘミー、アッシヤウ、ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100124648

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 和夫

(74)【代理人】

【識別番号】100154450

【弁理士】

【氏名又は名称】吉岡 亜紀子

(72)【発明者】

【氏名】フーバー，アレクサンダー

(72)【発明者】

【氏名】オルトマンス，ジェンス

(72)【発明者】

【氏名】フォッケン，ウルリッヒ

(72)【発明者】

【氏名】レーバッハー，ウォルター

【審査官】志水 裕司

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１３－５０１２０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ４２Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

寸法的に安定した可燃性の、フェルト繊維材料のジャケット壁と、前記ジャケット壁中の織物のインサート（５）とを備え、
前記インサート（５）は前記フェルト繊維材料よりも大きな最終的な伸びを有する、推進剤粉末（４）を収容するための円筒形の弾薬筒（６）。

【請求項2】

前記インサート（５）は単層構造であり、軸方向および半径方向の両方に拡張可能である、請求項１に記載の弾薬筒。

【請求項3】

前記インサート（５）は、少なくとも２つの層を有し、そのうち第１層が少なくとも軸方向に伸縮可能であり、第２層が少なくとも半径方向に伸縮可能である、請求項１に記載の弾薬筒。

【請求項4】

前記インサート（５）は、編地からなる、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の弾薬筒。

【請求項5】

前記インサート（５）は、前記ジャケット壁の厚みに関して前記ジャケット壁の中心に、または、前記ジャケット壁の内側または外側により近くに配置される、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の弾薬筒。

【請求項6】

前記インサート（５）は、前記ジャケット壁の内側に配置されている、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の弾薬筒。

【請求項7】

前記インサート（５）は、中心軸が弾薬筒（６）の中心軸と一致するホースの形態である、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の弾薬筒。

【請求項8】

前記ホースは継ぎ目なしに製造されている、請求項７に記載の弾薬筒。

【請求項9】

ニトロセルロースとセルロースを含む水性パルプへのスクリーン形状を浸漬する工程と、
フリースが形成されるように、負圧によってパルプをスクリーン形状に吸引する工程と、
スクリーン形状上、および／または、それまでに形成された流れ上に管状インサートを引っ張る工程とを含む、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の円筒形の弾薬筒（６）の製造方法。

【請求項10】

前記インサートは、パルプが吸引される前に、または２つの吸引工程の中間段階として、またはパルプの吸引中に引き込まれる、請求項９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可燃性フェルト繊維材料で作られた寸法的に安定したジャケット壁と、ジャケット壁に埋め込まれた織物で作られたインサートとを備えた推進剤粉末を保持するための可燃性の円筒形の弾薬筒に関する。さらに、本発明は、そのような円筒形弾薬筒の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

弾薬筒は、銃器の弾薬の要素として長い間知られている。それらは、通常は顆粒状の推進剤粉末を保持するために使用される。通常、弾薬筒は円筒状で細長い中空の形状を有する。ここでは、弾薬筒のシリンダー壁をジャケット壁と呼ぶ。

【0003】

可燃性の弾薬筒は、燃焼の結果として燃えたり、消費されたりする。これが十分に残渣なしで行われる場合、次の発射の前に弾薬筒の残渣を除去する必要はない。理想的には、弾薬筒の外側に取り付けられた金属基部のみを取り出す必要がある。

【0004】

通常、可燃性の弾薬筒は、バインダー樹脂や安定剤などの添加剤を使用して、ニトロセルロースとセルロースからを製造することが知られている。それらを生成するために、スクリーン形状がニトロセルロースとセルロースを含む水性パルプに垂直または水平に浸される。陰圧の助けを借りて、スクリーン形状は繊維状パルプを吸い込む。通常「生フェルト」と呼ばれるウェットフリースが形成され、ジャケットの壁の前段階を構成する。ジャケット壁の最終形状を達成し、脱水するために、フリース／生フェルトがプレスされ、少なくとも一時的に加熱され、それにより弾薬筒が寸法的に安定する。

【0005】

それでも、可燃性素材の性質上、弾薬筒は壊れやすい。取り扱い中に地面に落ちたり、固形物にぶつかると、ジャケット壁に亀裂が入ったり、弾薬筒が完全に壊れたりすることがある。弾薬筒が意図した通りに推進剤粉末で満たされている場合、推進剤粉末の流出は明らかに大きな安全上のリスクを表すため、これはもはや許容されない。

【0006】

このため、長い間、埋め込まれたインサートで弾薬筒のジャケット壁を補強し、ひいては破壊の脆弱性を減らすためのさまざまな提案がされてきた。例えば、ＷＯ２０１１／０１５３４６Ａ１から、綿糸で作られた粗い網が、パルプの製造中に作られたジャケット壁に包まれていることが知られている。多層に巻かれたネットは、ジャケットの壁に亀裂が形成されたり、衝撃や落下による弾薬筒の完全な破壊さえも事実上不可能な程度まで、弾薬筒の強度を高める。ただし、製造工程は複雑であり、ジャケット壁の厚さは大きく、外径が特定の場合、推進剤粉末の吸収に使用できる弾薬筒の体積が、多層補強インサートがない場合に可能な場合よりも小さくなる。

【発明の概要】

【0007】

そのため、取り扱いが安全で、比較的薄いジャケット壁のみを必要とする弾薬筒が必要である。

【0008】

したがって、本発明によれば、請求項１の特徴を有する推進剤粉末を収容する可燃性弾薬筒が提案される。さらに、請求項９の特徴を備えた円筒弾薬筒の製造方法が提案される。有利な実施形態は、従属請求項および以下の説明の主題である。

【0009】

本発明は、特に、弾薬筒のジャケット壁に伸縮可能なインサートを埋め込むことを含む。これは、インサートを介して外殻壁の強度を高める従来の伝統とは対照的である。本発明によれば、ジャケット壁の機械的損傷が許容され、インサートは、弾力性によって、推進剤粉末の漏れに対してジャケット壁の亀裂および破壊の開口部を閉じたままにすることが可能な機能を有する。これにより、２つの方法で弾薬筒のジャケット壁を薄くすることができる。外殻壁が最初からインサートを考慮せずに持っている機械的強度は、亀裂や破壊が許容されるため、以前よりも小さく適用できる。また、インサート自体は、ジャケットの壁を補強せず、弾薬筒内にバルク粉末を保持するだけなので、比較的薄くすることもできる。

【0010】

インサートの伸縮性は、この機能を実行できる、つまり、最終的な伸び（＝最大伸び）を達成せずに、膨張によって亀裂やその他の割れ目を橋渡しするように寸法設定される必要がある。この意味での正しい伸びパラメータは、例えば、標準化された落下試験により、経験的に決定できる。これは既知の弾薬筒の破壊強度を試験するためにこれまで使用されてきた。本発明の実施形態による弾薬筒を用いて出願人によって既に実施された試験は、弾薬筒の長手方向におけるインサートの十分な伸縮性が、特定の用途において円周方向の伸張性よりも重要であり得ることを示してきた。

【0011】

インサートの弾性は、好ましくは、メッシュ生地（すなわち、本文脈では編地）として、非常に好ましくは縦編み生地、横編み生地および／またはかぎ針編み生地として形成することによって達成される。このようなインサートの場合、伸縮性は糸の誘導の結果である。

【0012】

もちろん、インサートは可燃性でなければならないため、通常は綿糸で構成されている。ただし、綿糸自体は伸縮性がない。糸自体も弾性に寄与すべき場合、綿糸は完全にまたは部分的にポリウレタン綿混紡糸に置き換えられる。そのような混紡糸は市販されている。それは規則正しく綿で覆われたポリウレタンの芯を有する。

【0013】

莢の壁の厚さを小さく保つために、編地の１つの層のみで構成されるインサートが好ましい。単一層の形成で、ジャケット壁の割れた裂け目や他の割れ目の開口部からのバルク粉末の漏出を安全に防止するのに十分であることが示されている。

【0014】

経験的に得られた知識に基づいて、ジャケット壁の壁厚みに関して、ジャケット壁の中央にインサートを配置することが最適である。ただし、保持機能を大幅に損なうことなく、壁の内側にインサートを配置することもできる。このような配置は、製造上の制約によって調整することができる。

【0015】

インサートのすべての形状に好ましい実施形態では、インサートは、その中心軸が埋め込まれた状態の弾薬筒の中心軸と一致する拡張可能なホースとして構成される。ホースは、継ぎ目なく製造されることが好ましい。適切な伸縮性ホースは、メッシュ生地として、好ましくは縦編み生地、横編み生地および／またはかぎ針編み生地として工業的に製造され、市販されている。図３に関して説明した好ましい実施形態によれば、市販されていないホースをインサートとして使用することができる。

【0016】

管状インサートの使用は、本発明による弾薬筒の製造を大幅に簡素化する。上記の製造工程の過程で、生フェルトが構築された後、拡張可能な挿入ホースは、例えば壁の中央の壁厚まで拡張され、生フェルト上でスクリーンの軸方向に引っ張られる。その後、最終的な厚さに達するまで生フェルトがさらに積み上げられ、その後、通常どおり、プレスおよび加熱により硬化される。

【0017】

可能な限り薄い半径方向のインサートを実現し、特定の直径で推進剤粉末のための空間を増やすために、一実施形態によればインサートは単一層として設計され、軸方向および半径方向の両方に引き伸ばすことができる。１つのインサートの実施形態では、弾薬筒内の亀裂／破損などを吸収して、軸方向および／または半径方向（円周方向も意味する）の拡張を可能にするために、織物は２軸で伸縮可能でなければならない。

【0018】

別の実施形態によれば、インサートは少なくとも２層または３層を有し、そのうちの第１層は少なくとも軸方向に伸縮可能であり、第２層は少なくとも半径方向に伸縮可能である。これは、より好ましい織物を使用できることを意味し、各織物は１つの軸に対してのみ伸縮可能であればよい。

【0019】

インサートの半径方向の伸縮性は、特に、インサートがホース形状または別の中空形状、特に円筒形または部分的に円筒形である場合、インサートの円周方向に対するインサートの伸縮性として理解される。２つの用語の対応は、特にホース形状のインサートの適用に起因する。ホースが半径方向に引き伸ばされる場合、この伸縮性は、特に、インサートをその周方向に対して引き伸ばすことによって提供される。

【0020】

使用される材料、および該当する場合、適切な編地への材料の加工に応じて、様々な実施形態に従って、インサートの材料の巨視的な弾性および／またはインサートのニットの編地の噛み合いにより、インサートを引き伸ばすことができる。

【0021】

インサートの材料の選択に関して、試験により、芯地が少なくとも１本の天然および／または合成糸、特に、綿糸および／またはポリウレタンおよび綿混紡糸および／または絹糸および／またはポリウレタン糸および／またはナイロン糸、特に、少なくとも１本のそのような糸によって構成されていることが示されている。

【0022】

一実施形態によれば、インサートは、ジャケット壁の厚さに関して、その中央に、またはジャケット壁の内側または外側により近く配置され、特にインサートの１つの配置は、ジャケット壁の厚さの１／４と４／４の間に提供される。出願人によって行われた試験は、損傷が発生した場合、ジャケット壁の厚さの１／３と２／３の間にインサートを配置することで、推進剤粉末の保持が保証されることを示している。これは、中央の配置でも、ジャケット壁の厚さの２／３と３／３の間の配置でも可能である。

【0023】

製造工程をさらに単純化するために、一実施形態によれば、インサートはジャケット壁の内側に直接配置することもできる。この実施形態では、スクリーン上の弾薬筒のフェルトは、インサートを作成するために中断される必要はない。むしろ、インサートが最初に引っ張られてからフェルトの作製が始まる。この製造変形例では、弾薬筒材料は、特にインサートのメッシュ（すなわち、本文脈ではステッチ）の間に堆積され、その結果、インサートは完成した弾薬筒に確実かつしっかりと配置される。

【0024】

本出願の文脈において、円筒状の弾薬筒は、その長手方向の延長の本質的な部分は円筒状であるが、その底部および／または先端に向かって偏った直径、特に先細りの直径を有する弾薬筒としても理解される。

【0025】

本発明の一局面によれば、特に本発明の一実施形態によれば、円筒形弾薬筒を製造する方法が提案される。この方法は、少なくとも次のステップを含む。ニトロセルロースとセルロースを含む水性パルプにスクリーン形状を浸す。フリースを形成するために、陰圧によってパルプをスクリーン形状に吸い込む。スクリーン形状および／または先に形成されたフリース上にホース形状のインサートを引き込む。

【0026】

一実施形態によれば、インサートは、パルプが吸引される前に、または２つの吸引工程の中間ステップとして、またはパルプの吸引中に引き込まれる。

【0027】

パルプが吸い込まれる前にインサートが引き込まれると、インサートは完成した弾薬筒のジャケット壁の内側に配置される。インサートが２つの吸引工程の間の中間ステップとして、および／または、パルプの吸引中に引き込まれる場合、インサートが取り付けられる時点の選択により、完成した弾薬筒の中でインサートが配置されるジャケット壁の厚さの範囲を決定できる。

【0028】

たとえば、インサートをジャケット壁の厚みに対して半径方向に中央に配置することを達成するために、インサートを取り付ける前と、インサートを取り付けた後のパルプの吸い込み時間を決定するために試験が実行され得る。

【0029】

本発明のさらなる利点および用途は、図面に関連する以下の説明から生じる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

図１は、カートリッジの構成要素としての本発明の例示的な実施形態による弾薬筒を概略的に示している。
図２は、図１の弾薬筒の写真であって、インサートが破壊領域で部分的に露出した破壊試験後のものである。
図３は、図１および図２の弾薬筒のインサートを形成する編地の断面を概略的に示している。

【発明を実施するための形態】

【0031】

図１は、カートリッジ１の一部としての弾薬筒６の概略例を示している。弾薬筒は細長い円筒形で、内部に粒状の推進剤粉末４が入っている。弾薬筒６のジャケット壁にはインサート５が埋め込まれている。

【0032】

雷管３を備えた底部２は、カートリッジ１の下端に取り付けられている。

【0033】

弾薬筒６は、フェルト化されたセルロースおよびニトロセルロース繊維、ならびに従来の添加物によって形成されている。埋め込まれたインサート５は、編地１２から継ぎ目なしに作られた伸縮性ホースであり、ここでは、例として、縦編み、かぎ針編み、および／または横編みの生地によって形成されている。示されているように弾薬筒６に埋め込まれているため、その中心軸は弾薬筒の中心軸と一致している。

【0034】

ホースは５０％の通常の綿糸と５０％のポリウレタンと綿の混紡糸で作られており、実験では１／３の綿糸と２／３のポリウレタンと綿の混紡糸の変形例もホースに適した材料であることが判明した。どちらの場合も、混紡糸は綿でコーティングされたポリウレタンの芯を有する。例示的な実施形態では、混紡糸は、８９％の綿と１１％のＰＵＲの組成を有し、実施形態によれば、５％と２０％の間のＰＵＲ比が考慮されてもよい。

【0035】

ニット構造のため、芯地を形成するホースは非常に伸縮性がある。ホースの軸方向の弾性は、ポリウレタンと綿の混紡糸によってさらに支援される。

【0036】

弾薬筒６が機械的作用により損傷して、ジャケット壁に亀裂、隙間または別の破壊開口部が生じる場合、インサートは破壊開口部で露出し、弾薬筒の内部の粒状の推進剤粉末に対して破壊開口部を閉じた状態に保つ程度に、引き裂かれることなく、そこに引き伸ばされる。

【0037】

本発明による典型的な弾薬筒は、外径が５０～１７０ｍｍ、長さが３５～７５ｃｍであり、壁厚、特に特にジャケット壁の厚みが１．５～４ｍｍ、特に２．５ｍｍである。

【0038】

図２は、破壊領域８でインサート５が部分的に露出した破壊試験後の図１の弾薬筒６の写真を示している。弾薬筒６の半径方向内側部分６ａと半径方向外側部分６ｂとの間のインサート５の配置がはっきりと見える。インサート５のメッシュによって形成されたフェルト１０も部分的に見える。

【0039】

弾薬筒６の外側部分６ｂの黒い文字は、実施された破壊試験のサンプルマーキングに由来するものであり、ここでは無関係である。

【0040】

図３は、図１および図２の弾薬筒６のインサート５のホースを形成する編物１２からの切り抜きを概略的に示している。

【0041】

出願人によって行われた試験は、ここでは例示的にたて編み、かぎ針編みおよび／または横編み布としての編布１２としてのインサート５が、面積あたりの重量が比較的小さくホースの半径方向の寸法が小さい状態で、非常に高い引張強度および高い伸び値を提供することを示している。そのような織物表面は、例えば丸編み機で製造される。例えば、丸編み機を用いて、例示的な実施形態に示されるような継ぎ目なしのホースのインサートを製造することができる。

【0042】

インサート５の非常に高い伸張を可能にするために、特定のメッシュ・ビンディング１４が実施形態の例で使用される。メッシュ・ビンディング１４のメッシュパターン１６が図３に示されている。

【0043】

メッシュパターン１６は、図３の図の垂直方向に上下に配置された多数のメッシュコース１８の抜粋と、図３の横方向に互いに隣接して配置された多数のメッシュ２０とを示している。この例では、図３の表示の垂直方向は、インサート５または弾薬筒６の長手方向Ｌに対応しており、横方向は、インサート５または弾薬筒６の周方向Ｕに対応する。

【0044】

各メッシュ２０．２は、その下端で、隣接する下部メッシュコース１８．３の対応するメッシュ２０．３を通って案内され、隣接する上部メッシュコース１８．１の対応するメッシュ２０．１を案内する。

【0045】

隣接するメッシュコース１８の対応するメッシュ２０は、メッシュのうね２３を形成し、それぞれ、インサートのホースの同じ半径方向側、すなわち、すべて外側またはすべて内側に案内される。

【0046】

コース１８の隣接するメッシュ２０は常に反対側の半径方向に案内される。すなわち、１つの隣接するメッシュ２０が内側で誘導される場合、隣接するメッシュ１９，２１はそれぞれ外側へ案内され、１つの隣接するメッシュが内側へ案内される場合、隣接するメッシュはそれぞれ内側へ案内される。

【0047】

弾薬筒の例示的な実施形態では、メッシュ内のインサートの非伸張状態で、縦方向の伸び１ｃｍあたり１０から１３のメッシュコース、特に、１１．５から１２メッシュコース（メッシュコース番号ＭＲＺ、図３は逆数を示す）が提供される。また、２センチメートルあたりのメッシュコースを指定することも慣習である。この範囲では、インサートは、２センチメートルの縦方向の伸びあたり、２０から２６、特に２３から２４の間のメッシュコースの織物パターンを有する。

【0048】

メッシュうね２３に関して、インサートの非伸長状態では、周方向の伸び１センチメートルあたり１０．５から１３．５、特に１１．７５から１２．２５の間のメッシュうねの織物パターンが提供される（メッシュうね番号ＭＳＺ、図３はその逆数を示す）。「２センチメートルあたりのメッシュうね」の表示も慣習である。この点で、インサートは、円周方向の伸び２センチメートルあたり２１から２７の間のメッシュうね、特に、２センチメートルあたり２３．５から２４．５の間のメッシュうねを持つ織物パターンを示す。

【0049】

例示的な実施形態のインサートは、弾薬筒に取り付けられた状態で、特に弾薬筒の周方向Ｕ（または半径方向Ｒ）および／または弾薬筒の長手方向Ｌに、非伸長状態と比較して５％から２０％、特に約１１％の織物の伸び（＝ストレッチ）を示す。破断点での変位によるわずかな追加の伸びが無視される場合、この伸び状態は、特に、大きさに関して図２に示される伸び状態を構成する。

【0050】

実施形態の例で使用される継ぎ目のないホース形状のインサート５は、図３の表示の横方向、つまりホースの円周方向Ｕにおいて約４２０％の最大伸びを示す。図３の表示の垂直方向、つまりホースの長手方向Ｌにおける最大伸びは約８０％である。インサート５のホースの半径方向の最大伸びは、非伸長状態のホース直径と、ホースの円周方向Ｕの最大伸びから、必要に応じて長手方向Ｌの追加の伸びを考慮に入れて計算できる。

【0051】

セルロース繊維は、インサート５の材料に適している。たとえば、純粋な形（１００％セルロース繊維）または繊維混紡（たとえば、ＰＵＲなどの合成材料を含む綿繊維）で使用される。

【0052】

例示的な実施形態に基づいて、弾薬筒の所望のフェルト品質（インサートを介したフェルト処理中）は、繊維の太さおよび糸および編み方法の技術パラメータの（当業者による）調整によって達成される。これは、織物の繊維塊が「メッシュの脚」に引っ掛かることを確実にし、したがって弾薬筒６の本体の分離または分割を防ぐことを意味する。

【符号の説明】

【0053】

１ カートリッジ
２ 底部
３ 雷管
４ 推進装薬粉末
５ インサート
６ 弾薬筒
６ａ 弾薬筒の内側部分
６ｂ 弾薬筒の外側部分
８ 破壊部位
１０ フェルト
１２ メッシュ生地
１４ メッシュ・ビンディング
１６ メッシュパターン
１８ メッシュコース
１９，２０，２１ メッシュ
２３ メッシュうね

Ｌ 長手軸／方向
Ｕ 円周方向
Ｒ 半径方向
ＭＲＺ メッシュコース数
ＭＳＺ メッシュうね数

【図1】

【図2】

【図3】