(57)【要約】      （修正有）【課題】弾丸の初速変動を抑制できるガス発生材を提供する。【解決手段】発射装薬１０や弾薬内に発射薬１５と共に収容される包装材１６ａ内にガス発生剤１６ｂが収納されている。包装材１６ａは焼尽性又は熱溶融性を有し、かつ火炎密閉性を有する。包装材１６ａが焼尽性材料でれば、ニトロセルロースを２０〜９０重量％含有し、厚みは０．８〜３ｍｍとする。熱溶融性材料であれば、融点３５０℃以下の金属材料製で厚みは０．３〜１ｍｍとする。発射装薬１０や弾薬内には、発射薬１５の総量１００重量％に対してガス発生剤１６ｂを１０〜２０重量％収容する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発射装薬内又は弾薬内に、発射薬と共に収容されるガス発生材であって、
包装材と、該包装材内部に収納されたガス発生剤とからなり、
前記包装材は、ニトロセルロースを２０〜９０重量％含有する焼尽性材料からなり、かつ火炎密閉性を有することを特徴とする、ガス発生材。
【請求項２】
前記包装材の厚みが０．８〜３ｍｍである、請求項１に記載のガス発生材。
【請求項３】
発射装薬内又は弾薬内に、発射薬と共に収容されるガス発生材であって、
包装材と、該包装材内部に収納されたガス発生剤とからなり、
前記包装材は、融点３５０℃以下の金属材料からなり、かつ火炎密閉性を有することを特徴とする、ガス発生材。
【請求項４】
前記包装材の厚みが０．３〜１ｍｍである、請求項３に記載のガス発生材。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のガス発生材が発射薬と共に収容された発射装薬であって、
前記発射薬の総量１００重量％に対して、前記ガス発生剤の総量が１０〜２０重量％である、発射装薬。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のガス発生材が発射薬と共に収容された弾薬であって、
前記発射薬の総量１００重量％に対して、前記ガス発生剤の総量が１０〜２０重量％である、弾薬。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発射装薬内又は弾薬内に発射薬と共に収容され、発射薬による燃焼ガスよりも遅れて燃焼ガスを生じさせるガス発生材と、これが内部に収容された発射装薬及び弾薬に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾丸は、点火装置によって発射薬が均一に点火された後、発射薬が燃焼して発生する燃焼ガスの圧力によって加圧されることで砲身から射出される。ここで、内周面に螺旋状の腔線を有する砲身では、弾丸外周面に軟金属製の弾帯を有する旋転弾が使用される。当該旋転弾は、発射薬からの燃焼ガス圧力によって加圧される過程において、弾帯へ腔線に沿った溝が切開（切込みが入る）されながら加速され、弾帯が腔線を案内レールのようにしてスライドすることで旋転運動が与えられる。これにより、弾丸の飛翔姿勢を安定させて命中精度を向上できる。
【０００３】
しかし、弾帯の切開時に発射薬からの燃焼ガス圧力が低いと、弾帯の切開速度が不均一となって射撃毎に弾丸の射出速度が変動し、命中精度が低下するという問題が生じる。特に、りゅう弾砲においては発射薬量を変動させて運用するため、場合によっては発射薬による燃焼ガス圧力が過度に低くなって、弾丸が砲身内において一時的に停止するスティッキング現象が発生することで、弾丸の射出速度が大きく変動することが知られている。なお、りゅう弾砲用の弾丸は全て旋転弾である。
【０００４】
そこで、このような問題を回避する技術として、下記特許文献１が提案されている。特許文献１では、発射装薬内に、主発射薬と共に初速安定化用発射薬を収容している。ここでは、主発射薬と初速安定化用発射薬が同時に点火されるが、初速安定化用発射薬が主発射薬に先行して燃焼する。これにより、点火直後に高い燃焼ガス圧力を発生させることで、停弾防止を図っている。
【０００５】
また、単位時間当たりのガス発生剤による燃焼ガス発生量を改良した技術として、下記特許文献２が提案されている。特許文献２では、ガス発生剤の表面に、不活性な被覆部と燃焼活性部とを設け、当該燃焼活性部の形状及び面積を設計することで、個々の発射薬の単位時間あたりの燃焼ガス発生量を漸増させている。これにより、弾丸の高い射出速度を保ちながら砲身の保護を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２１６８５号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３６０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、弾帯を備えるりゅう弾砲の弾丸（旋転弾）では、砲腔内における弾丸の初速に特徴的な傾向がある。具体的には、図７に示すように、発射薬が点火された直後は弾丸速度が増加するが（領域Ｔ１）、弾帯が腔線の起端部に食い込んで溝が切開される際に一旦弾丸速度が低下し（領域Ｔ２）、弾帯へ溝が切開さると再度弾丸速度が上昇する（領域Ｔ３）場合がある。このように、弾丸の加圧過程において弾帯の切開に伴って弾丸の初速が変動するおそれがある。
【０００８】
これに対し特許文献１では、初速安定化用発射薬を主発射薬に先行して燃焼させ、燃焼ガス発生初期、すなわち弾帯の切開開始圧力に到達する前の燃焼ガス圧力増大を図っているに過ぎない。したがって、特許文献１では、弾帯切開時は主発射薬の燃焼ガス圧力により加圧されることになる。これでは、弾丸の初速変動の抑制は図れない。また、初速安定化用発射薬は主発射薬よりも先行して燃焼するため、薬室内に圧力偏差や負差圧が発生し、発射薬の異常燃焼が発生しやすくなるが、特許文献１では圧力偏差や負差圧に対しては特に着目していない。一方、特許文献２は、単に単位時間あたりの燃焼ガス発生量を漸増させているのみであり、これだけでは弾丸の初速変動を抑制することはできない。
【０００９】
そこで、本発明者らは上記弾帯の切開に伴う弾丸の初速変動を抑制できないかと鋭意検討の結果、発射薬に加えて、発射薬よりも遅れて燃焼ガスを発生させるガス発生材を使用することで上記課題を解決することができることを知見し、本発明を解決するに至った。すなわち、本発明の目的は、砲腔内における弾丸の初速変動を抑制できるガス発生材と、これを使用した発射装薬ないし弾薬を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのための手段として、本発明は、発射装薬内又は弾薬内に発射薬と共に収容され、包装材と、該包装材内部に収納されたガス発生剤と、によって構成されるガス発生材を提供できる。ここでの包装材としては、下記２種類の包装材を使用できる。
【００１１】
第１に、ニトロセルロースを２０〜９０重量％含有する焼尽性材料からなり、かつ火炎密閉性を有する包装材を使用できる。この場合、当該包装材の厚みは０．８〜３ｍｍとすることが好ましい。
【００１２】
第２に、融点３５０℃以下の金属材料からなり、かつ火炎密閉性を有する包装材を使用できる。この場合、当該包装材の厚みは０．３〜１ｍｍとする。
【００１３】
なお、本願において「火炎密閉性」とは、外部（発射薬）からの火炎が包装材の内部に侵入し、内包されたガス発生剤に着火し得るような隙間や孔が存在しないことを意味する。
【００１４】
また、本発明によれば、上記のようなガス発生材が発射薬と共に収容された発射装薬や弾薬も提供される。この場合、発射薬の総量１００重量％に対して、ガス発生剤の総量（使用量）を１０〜２０重量％とする。
【発明の効果】
【００１５】
発射装薬や弾薬においては、発射薬は剥き出しであり、点火装置によって直ちに点火される。これに対し、本発明のガス発生材はガス発生剤が包装材に内方されており、当該包装材は火炎密閉性を有しているため、点火装置によって直接点火されることはない。反面、包装材は焼尽性又は熱溶融性を有しているため、発射薬が燃焼することで火炎密閉性が失われ、これによりガス発生剤が点火されることになる。このように、本発明のガス発生材では、発射薬の火炎によって包装材の密閉性を失わせてからガス発生剤が燃焼することになるので、発射薬からの燃焼ガスに遅れてガス発生材から燃焼ガスを発生させることができる。これにより、弾丸の初速変動を抑制することができる。しかも、発射薬とガス発生材の双方が弾帯の切開中に燃焼することによって弾帯の切開速度も増加し、これによる弾帯の切開挙動の安定化も、初速変動の抑制に有利となる。
【００１６】
包装材を、ニトロセルロースを２０〜９０重量％含有する焼尽性材料又は融点３５０℃以下の金属材料としていれば、発射薬の燃焼に伴い包装材の火炎密閉性を確実に失わせてガス発生剤を燃焼させることができる。
【００１７】
ガス発生材からの燃焼ガスの発生タイミングは、包装材の厚みによって設計することができる。このとき、焼尽性の包装材であれば厚みを０．８〜３ｍｍ、熱溶融性のであれば厚みを０．３〜１ｍｍとすることで、弾帯切開時に合わせてガス発生材からの燃焼ガスを発生させることができ、弾丸の初速変動をより的確に抑制することができる。
【００１８】
本発明のガス発生材を収容した発射装薬や弾薬によれば、弾丸速度や飛翔姿勢が安定し、命中率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】分離装填弾を装填した状態の砲身の断面図である。
【図２】りゅう弾を固定した弾薬の断面図である。
【図３】一形態のガス発生材が収容された発射装薬の断面図である。
【図４】他形態のガス発生材が収容された発射装薬の断面図である。
【図５】リング状ガス発生材の斜視図である。
【図６】円筒状ガス発生材の斜視図である。
【図７】薬室内圧力の上昇特性を示す模式グラフである。
【図８】負圧差を説明する圧力曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の代表的な実施態様について説明する。本発明のガス発生材は、りゅう弾砲用の発射装薬や戦車砲用の弾薬内に、発射薬と共に収容される。そこで、本発明のガス発生材について説明する前に、一般的なりゅう弾砲などについて説明する。
【００２１】
（弾丸）
りゅう弾砲用の弾丸（飛翔体）としては、りゅう弾、発煙弾、照明弾、ＩＣＭ（ＩｍｐｒｏｖｅｄＣｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｍｕｎｉｔｉｏｎ）、及び目標検知型弾などが挙げられる。これらの弾丸は、装填形態によって図１に示すような分離装填型の弾丸（分離装填弾）１００がある。また、戦車砲用の弾薬として、図２に示すような薬莢２１に弾丸１００が固定された弾薬（固定弾型）２０がある。このような弾丸１００には、図１，２に示すように、全て底部外周面に帯状の弾帯１０２が配された旋転弾となっている。
【００２２】
図２には、戦車砲用の弾丸１００として最も一般的なりゅう弾の断面図を示している。りゅう弾砲用の各種弾丸１００の基本的構成はほぼ同じであり、図２を参照して説明すると、弾殻１０１の外面を囲むように弾帯１０２が配されており、弾丸１００の内部には炸薬１０３が内包され、弾丸１００の先端には信管１０４が配されている。弾殻１０１は、射出時の高い燃焼ガス圧や加速度に耐え、且つ破裂時の高い破片効果及び爆風を担保するため、剛性の高い鉄鋼製とされる。一方、弾帯１０２は銅などの軟質金属製とされており、弾殻１０１の外周面へ圧嵌などによって強固に装着される。一般的に、射出初速の大きい弾丸１００ほど弾帯１０２の幅は広い。炸薬１０３は弾着時に爆風や金属破片を放射するものであって、又はトリニトロトルエン（ＴＮＴ）等を爆薬成分として含有する。信管１０４としては、弾頭信管、着発信管、及びＶＴ信管等の近接信管などが目的に応じて使用される。
【００２３】
（発射装薬）
これを前提として、分離装填型の弾丸１００を射出する場合は、図１に示すように、発射装薬１０を使用する。すなわち、砲身１１０内へ弾丸１００を発射装薬１０とは分離して装填する。砲身１１０内には、発射装薬１０が装填・燃焼される基端部の薬室１１１と、該薬室１１１の先端側に連続し、弾丸１００が装填・射出される砲腔１１２とを備える。符号１１３は、砲身１１０の基端開口を閉塞する閉鎖装置である。薬室１１１内には、複数個の発射装薬１０が砲身１１０の軸方向に連結して装填される。砲腔１１２の内周面には、螺旋状の腔線１１４が形成されている。
【００２４】
図３，４に示すように、発射装薬１０は、焼尽容器１１、点火薬筒１２、及び点火薬１３により構成されている。焼尽容器１１は、径方向中央部に軸方向の円柱径空洞を有する肉厚な円筒形の容器であって、内部に発射薬１５やガス発生材１６が収容される収容ケース１１ａと、収容ケース１１ａの開口を閉塞する蓋体１１ｂとを有する。焼尽容器１１（収容ケース１１ａ）の先端部は他の部位に比して僅かに縮径しており、当該縮径部が他の発射装薬１０の基端部（蓋体１１ｂ）の内側に嵌合することで、複数の発射装薬１０を連結することができる。
【００２５】
焼尽容器１１は、燃焼によって焼尽するニトロセルロースやクラフトパルプを主体成分とし、これらがバインダー樹脂によって容器形状に成形されている。バインダー樹脂としては、スチレンブタジエンラテックス、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリブタジエン、ポリウレタンなどを使用できる。また、焼尽容器１１には、ニトロセルロースの自然分解を抑制するための安定剤を添加しておくことも好ましい。安定剤としては、エチルセントラリット、ジフェニルアミン、メチルジフェニルウレアなどが挙げられる。
【００２６】
点火薬筒１２も焼尽容器１１とほぼ同じ焼尽性の組成であり、焼尽容器１１の空洞内に配される。そのうえで、点火薬筒１２の内周面には、図外の点火装置によって点火される点火薬１３が袋詰めされた状態で固定されている。
【００２７】
一方、焼尽容器１１の内部（収容空間）には、粒状の発射薬１５が多数個収容されている。点火薬１３及び発射薬１５は、従来からこの種の発射装薬に使用されている公知の薬剤を特に制限なく使用可能であり、例えばニトロセルロースを基剤とするシングルベース、ニトロセルロース及びニトログリセリンを基剤とするダブルベース、ニトロセルロース、ニトログリセリン、及びニトログアニジンを基剤とするトリプルベース、これらの表面がコーティング剤によってコーティングされたもの、アジド基及びニトラト基含有ポリマー等を主剤とするバインダーを用いた薬剤、またはＲＤＸなどの爆薬成分やその他高エネルギー物質を含有するマルチベースなどを使用できる。
【００２８】
発射薬１５の具体的形状も特に制限は無く、例えば球状、棒状、円柱状、単孔管状、７孔管状、１９孔管状、６角１９孔などとすることができる。迅速に多量の燃焼ガスを発生させるためには、単孔管状、７孔管状、１９孔管状、６角１９孔などの有孔形状が好ましい。中でも、１９孔管状や６角１９孔が特に好ましい。図３，４には、６角１９孔の発射薬１５を図示している。
【００２９】
（ガス発生材）
そのうえで、発射装薬１０の収容空間内には、発射薬１５と共にガス発生材１６も収容されている。ガス発生材１６は、所定形状の包装材１６ａの内部に、ガス発生剤１６ｂが収容されている。ガス発生剤１６ｂとしては、点火薬１３や発射薬１５と同様に公知の薬剤を制限無く使用できる。また、ジエチレングリコールジナイトレート、トリエチレングリコールジナイトレート、ブタンジオールジナイトレート、ブタントリオールトリナイトレート、トリメチロールエタントリナイトレート、トリメチロールプロパントリナイトレート、グリシジルアジドポリマーなどのエネルギー可塑剤を含有する薬剤を使用することもできる。ガス発生剤１６の形状も発射薬１５と同様な粒状でよく、特に制限はない。
【００３０】
包装材１６ａの材料には、発射薬１５の火炎や熱によって消失し得る、焼尽性材料または熱溶融性材料を使用できる。包装材１６ａを焼尽性材料とする場合は、発射装薬１０の焼尽容器１１と同様にニトロセルロース及びクラフトパルプを主原料とすればよい。このとき、ニトロセルロースの含有量は、包装材１６ａの重量基準で、２０〜９０重量％とすることが好ましく、４０〜８５重量％がより好ましく、６０〜８０重量％がさらに好ましい。ニトロセルロースの含有量が２０重量％未満であると射撃後の砲身内燃焼残渣が発生する。一方、９０重量％を越えると燃焼性が高くなり過ぎて包装材１６ａの火炎密閉性が早期に失われガス発生剤１６ｂの点火が早まってしまう。また、発射薬１５の燃焼が十分に進行していない時点でガス発生剤１６ｂが点火すると、ガス発生剤１６ｂの燃焼ガスによって局部的な圧力増加が発生し、砲身１１０の薬室１１１内に圧力勾配が発生して負差圧等の問題が発生し易くなる。
【００３１】
包装材１６ａを熱溶融性材料とする場合は、融点が２００〜３５０℃の金属材料とすればよい。このような金属材料としては、例えば錫、鉛、もしくはそれらの合金が好適である。金属材料の融点が２００℃未満では、包装材１６ａの火炎密閉性が早期に失われガス発生剤１６ｂの点火が早まってしまう。一方、融点が３５０℃より高いと、射撃後の砲身内燃焼残渣が発生する。
【００３２】
ガス発生材１６の形状は、発射装薬１０内への収容容易性に鑑みて、図５に示すリング状や、図６に示す円筒状とすることが好ましいが、その他立方体や直方体等の方形体状としたり、板状とすることもできる。ガス発生材１６の形状は、包装材１６ａによって作成する袋形状によって決定される。図３には、リング状のガス発生材１６を収容した発射装薬１０を図示している。このとき、点火薬１３からの距離をできるだけ大きくしてガス発生材からの燃焼ガスの発生タイミングを遅らせるために、ガス発生材１６は、発射装薬１０の先端部又は基端部に収容することが好ましい。一方、図４には、円筒状のガス発生材１６を収容した発射装薬１０を図示している。この場合も、点火薬１３からの距離をできるだけ大きくしてガス発生材からの燃焼ガスの発生タイミングを遅らせるために、ガス発生材１６は、発射装薬１０の収容空間の最外周縁部に収容することが好ましい。なお、図３，４には、１つのガス発生材１６を収容した状態を図示しているが、複数個のガス発生材１６を収容することもできる。
【００３３】
ガス発生材からの燃焼ガスの発生タイミングは、包装材１６ａの厚みを調整することで設定できる。具体的には、包装材１６ａを焼尽性材料とする場合は０．８〜３ｍｍ、好ましくは１〜２．８ｍｍの範囲で適宜調整すればよい。一方、包装材１６ａを金属材料とする場合は、０．３〜１ｍｍ、好ましくは０．５〜０．８ｍｍの範囲で適宜調整すればよい。包装材１６ａの厚みが小さすぎると、ガス発生材からの燃焼ガスが必要以上に早期に発生してしまい、厚みが大きすぎると砲身内燃焼残渣が発生する。なお、包装材１６ａは、上記厚み範囲の包装材を１枚使用することもできるし、上記厚み範囲よりも厚みの小さい包装材を複数枚積層することもできる。複数枚の包装材１６ａを積層する場合は、積層枚数によって包装材１６ａ全体の厚みを調節すればよい。包装材１６ａによるガス発生剤１６ｂの密閉方法は特に限定されないが、例えば包装材１６ａの端部を折り曲接着して袋状にする方法であれば、簡便である。
【００３４】
（弾薬）
図２には、固定弾としての弾薬２０を図示している。弾薬２０は、弾丸１００が薬莢２１に嵌合固定されており、薬莢２１の内部に発射薬１５と共にガス発生材１６が収容されることになる。符号２２は、発射薬１５に点火するための火管である。
【００３５】
このように、発射装薬１０や弾薬２０内へ、発射薬１５と共にガス発生材１６を収容するとき、ガス発生剤１６ｂの総量（使用量）は、発射薬１５の総量１００重量％に対して１０〜２０重量％、好ましくは１３〜１７重量％とする。ガス発生剤１６ｂの総量が１０重量％未満であると、弾帯１０２の切開に伴う弾丸の初速変動の抑制効果が小さくなって弾帯１０２の切開速度や弾丸１００の射出速度を安定させることができなくなる。一方、ガス発生剤１６ｂの総量が２０重量％を超えると、ガス発生材からの燃焼ガスの発生量が過多となり、薬室１１１内に圧力勾配が発生して負差圧等の問題が発生する。
【実施例】
【００３６】
以下に、本発明の具体的な実施例等について説明するが、本発明はこれらに限られるものではない。射撃試験装置としては、図１に示すような１５５ｍｍりゅう弾砲と同等の薬室及び砲身（砲身長約４ｍ）を有する射撃試験装置を使用し、質量４４ｋｇの弾丸を薬室前方に装填した後、１、３、６個の発射装薬を薬室に装填した。その後、薬室を閉鎖装置で閉鎖した後、火管の作動によって発射装薬に点火し、弾丸を飛翔させた。
【００３７】
発射装薬は、外径Ｄ１＝１５５ｍｍ、長さＬ１＝１５０ｍｍ、空洞部の直径Ｄ２＝３５ｍｍに設定した。焼尽容器の組成は、ニトロセルロース５７重量％、クラフトパルプ２８重量％、バインダー樹脂１４重量％、安定剤１重量％とした。点火薬は、シングルベース火薬５ｇと黒色火薬５ｇを使用し、それらを布製の袋に入れて点火薬筒の内側に設けた。
【００３８】
発射薬は代表的なＭ３０組成とした。具体的には、ニトロセルロース２８重量％、ニトログリセリン２２．５重量％、ニトログアニジン４７．７重量％、安定剤１．５重量％、消炎剤０．３重量％とした。発射薬は、捏和（ねつか）、圧伸、裁断、乾燥の工程からなる公知の溶剤圧伸法を用いて、１９孔６角に製造した。各発射薬の寸法は、最大外径Ｄ＝１４ｍｍ、長さＬ＝１４ｍｍ、貫通孔の直径＝０．５ｍｍとした。なお、発射装薬１個当たりの発射薬の量は２ｋｇとした。
【００３９】
上記発射装薬及び発射薬を用いて、下記の各ガス発生材を評価した。
＜実施例１＞
ニトロセルロース５７重量％、クラフトパルプ２８重量％、バインダー樹脂１４重量％、及び安定剤１重量％、厚み２ｍｍの焼尽性材料からなる包装材を使用して、直径１４５ｍｍ、厚み２０ｍｍ、周壁幅２ｍｍのリング状袋を作成し、後述のガス発生剤３００ｇを内部に充填した後、接着剤で密閉してガス発生材を製造した。
【００４０】
ガス発生剤の組成は代表的なＭ３０組成とした。具体的には、ニトロセルロース２８重量％、ニトログリセリン２２．５重量％、ニトログアニジン４７．７重量％、安定剤１．５重量％、消炎剤０．３重量％とした。各ガス発生剤の形状は、外径Ｄ＝２ｍｍ、長さＬ＝２ｍｍ、貫通孔の直径＝０．４ｍｍの単孔円筒形のものを使用した。製造方法としては、捏和（ねつか）、圧伸、裁断、及び乾燥の工程を経る公知の溶剤圧伸法を用いて製造した。そして、当該ガス発生材を、図３に示すように発射装薬内に収容した。
【００４１】
＜実施例２＞
ニトロセルロース２３重量％、クラフトパルプ６２重量％、バインダー樹脂１４重量％、安定剤１重量％、厚み２ｍｍの焼尽性材料からなる包装材を使用して、実施例１と同サイズのリング状袋を作成し、実施例１と同じガス発生剤３００ｇを内部に充填した後、接着剤で密閉してガス発生材を製造した。このガス発生材を、図３に示すように発射装薬内に収容した。
【００４２】
＜実施例３＞
ニトロセルロース８６重量％、バインダー樹脂１０重量％、安定剤４重量％、厚み０．３ｍｍのニトロフィルムを３枚積層した焼尽性材料からなる包装材を使用して、縦９０ｍｍ、横４００ｍｍの板状袋を作成し、実施例１と同じガス発生剤３００ｇを内部に充填した後、接着剤で密閉してガス発生材を製造した。このガス発生材を、発射装薬内の最外周縁部に収容した。
【００４３】
＜実施例４＞
融点２３２℃、厚み０．０５ｍｍの錫箔を１０枚積層した熱溶融性材料からなる包装材を使用して、縦９０ｍｍ、横４００ｍｍの板状袋を作成し、実施例１と同じガス発生剤３００ｇを内部に充填した後、接着剤で密閉してガス発生材を製造した。このガス発生材を、発射装薬内の最外周縁部に収容した。
【００４４】
＜実施例５＞
融点３２７℃、厚み０．０５ｍｍの鉛箔を１０枚積層した熱溶融性材料からなる包装材を使用して、縦９０ｍｍ、横４００ｍｍの板状袋を作成し、実施例１と同じガス発生剤３００ｇを内部に充填した後、接着剤で密閉してガス発生材を製造した。このガス発生材を、発射装薬内の最外周縁部に収容した。
【００４５】
＜比較例１＞
ニトロセルロース１５重量％、クラフトパルプ７０重量％、バインダー樹脂１４重量％、安定剤１重量％、厚み２ｍｍの焼尽性材料からなる包装材を使用して、実施例１と同サイズのリング状袋を作成し、実施例１と同じガス発生剤３００ｇを内部に充填した後、接着剤で密閉してガス発生材を製造した。このガス発生材を、図３に示すように発射装薬内に収容した。
【００４６】
＜比較例２＞
ニトロセルロース９３重量％、バインダー樹脂４重量％、安定剤３重量％、厚み０．３ｍｍのニトロフィルムを３枚積層した焼尽性材料からなる包装材を使用して、実施例２と同じサイズの板状袋を作成し、実施例１と同じガス発生剤３００ｇを内部に充填した後、接着剤で密閉してガス発生材を製造した。このガス発生材を、発射装薬内の最外周縁部に収容した。
【００４７】
＜比較例３＞
融点６６０℃、厚み０．０５ｍｍのアルミニウム箔を１０枚積層した熱溶融性材料からなる包装材を使用して、実施例２と同じサイズの板状袋を作成し、実施例１と同じガス発生剤３００ｇを内部に充填した後、接着剤で密閉してガス発生材を製造した。このガス発生材を、発射装薬内の最外周縁部に収容した。
【００４８】
＜比較例４＞
ニトロセルロース５７重量％、クラフトパルプ２８重量％、バインダー樹脂１４重量％、安定剤１重量％、厚み２ｍｍの焼尽性材料からなる包装材を使用して、実施例１と同じサイズのリング状袋を作成し、実施例１と同じガス発生剤１００ｇを内部に充填した後、接着剤で密閉してガス発生材を製造した。このガス発生材を、図３に示すように発射装薬内に収容した。
【００４９】
＜比較例５＞
ニトロセルロース５７重量％、クラフトパルプ２８重量％、バインダー樹脂１４重量％、安定剤１重量％、厚み２ｍｍの焼尽性材料からなる包装材を使用して、実施例１と同じサイズのリング状袋を作成し、実施例１と同じガス発生剤５００ｇを内部に充填した後、接着剤で密閉してガス発生材を製造した。このガス発生材を、図３に示すように発射装薬内に収容した。
【００５０】
＜比較例６＞
メートル坪量１２０ｇ／ｍ３、厚み２ｍｍの絹製包装材を使用して、実施例２と同じサイズの板状袋を作成し、実施例１と同じガス発生剤３００ｇを内部に充填した後、接着剤で密閉してガス発生材を製造した。このガス発生材を、発射装薬内の最外周縁部に収容した。
【００５１】
＜比較例７＞
ガス発生材を収容しなかった。
【００５２】
上記各実施例及び比較例の発射装薬を使用して弾丸を飛翔させた際の、「初速ばらつき」、「負差圧」、「砲身内燃焼残渣」について評価した。各項目は、次のようにして測定評価した。
【００５３】
［初速ばらつきの評価方法］
弾丸初速を、弾丸の通過によって電気信号を発生する線的を用いて計測した。具体的には、砲身先端から５ｍ、１０ｍの２ヶ所に線的を設置し、２的間の電気信号の発生時間差から弾丸初速を求めた。なお、射撃回数は１水準当たり３回として計測し、これにより得られた弾丸の初速ばらつきの標準偏差を求めて評価した。判定基準としては、ガス発生材を収容していない通常の発射装薬の初速ばらつきの標準偏差を１００とした場合に対して、ガス発生材を収容した発射装薬による初速ばらつきの標準偏差は少なくとも５０未満、好ましくは４０未満とした。
【００５４】
［負差圧の評価方法］
負差圧とは、薬室内での発射薬の均一な燃焼状態を示す指標として使用されている値であり、図８に示すように、薬室前方の圧力ＰＦと薬室後方の圧力ＰＲとの差（負差圧ＰＳ）の最小値の絶対値を算出する（ＰＳ＝ＰＦ−ＰＲ）ことで求められる。
【００５５】
そこで、「最大負差圧」を求めるために、射撃試験装置の薬室前方の圧力と、射撃試験装置の薬室後方の圧力とを求めた。薬室内圧力は、薬室前方と後方の２ヶ所に設置したピエゾセンサを使用して連続的に計測した。判定基準としては、最大負差圧が１０ＭＰａ未満とした。
【００５６】
［砲身内燃焼残渣の評価方法］
上記「初速ばらつきの評価方法」において弾丸を飛翔させた後、砲身内の燃焼残渣を回収して、砲身内燃焼残渣の重量を求めた。判定基準としては、砲身内燃焼残渣が１ｇ未満とした。
【００５７】
各実施例及び比較例の構成と、これらの評価結果を表１に示す。
【表１】
2014092307.tif 000003
【００５８】
表１の結果からわかるように、実施例１〜５では、ガス発生材を使用していない比較例７と比べて初速ばらつきの標準偏差を低下できている一方、ガス発生材を使用していても、最大負差圧及び砲身内燃焼残渣は比較例７と同程度に抑制されていることが確認された。
【００５９】
これに対し、比較例１は包装材におけるニトロセルロースの含有量が少なすぎるため、包装材の焼尽性が低下して砲身内燃焼残渣が増加していた。逆に、比較例２は包装材におけるニトロセルロースの含有量が多すぎるため、包装材の燃焼性が過度に高くなって最大負差圧が増加していた。比較例３は、包装材の融点が高いことから砲身内燃焼残渣が増加していた。比較例４は、ガス発生材の使用量が少なすぎるため、初速ばらつきの標準偏差が増加していた。逆に、比較例５はガス発生材の使用量が過剰のため、最大負差圧が増加していた。比較例６は、絹製の包装材を使用したため火炎密閉性がなく、点火装置から発生する火炎を遮断できないことから、ガス発生剤が発射薬と同時に点火して最大負差圧が増加していた。
【符号の説明】
【００６０】
１０  発射装薬
１１  焼尽容器
１３  点火薬
１５  発射薬
１６  ガス発生材
２０  弾薬
２１  薬莢
１００  弾丸
１０２  弾帯
１１０  砲身
１１１  薬室
１１４  腔線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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