(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮強度の高いフランジブル弾丸をより安定的に製造可能なフランジブル弾丸の製造方法を提供する。【解決手段】金属と熱可塑性樹脂とを含む弾丸原料１０Ｇを射出成形し、フランジブル弾丸１０を製造する。弾丸原料１０Ｇのキャビティ２１への平均充填速度を、フランジブル弾丸１０を径方向に圧縮して亀裂が入ったときの限界荷重の平均値が３６５０Ｎより大きくなるような速度とする。この製造方法によれば、限界荷重が３５００Ｎよりも大きい、即ち、圧縮強度の高いフランジブル弾丸１０を安定的に製造することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属と熱可塑性樹脂とを含む弾丸原料を射出成形してなるフランジブル弾丸の製造方法において、
前記弾丸原料のキャビティ内への平均充填速度を、前記フランジブル弾丸を径方向に圧縮して前記フランジブル弾丸に亀裂が生じたときの限界荷重の平均値が３６５０Ｎより大きくなる速度にすることを特徴とするフランジブル弾丸の製造方法。
【請求項２】
前記フランジブル弾丸は、５．５６×４５ｍｍＮＡＴＯ弾の口径として用いられるフランジブル弾丸であって、
前記弾丸原料の前記平均充填速度を、１１．７ｃｍ３／ｓより大きくかつ３５．０ｃｍ３／ｓ以下にすることを特徴とする請求項１に記載のフランジブル弾丸の製造方法。
【請求項３】
前記弾丸原料の前記平均充填速度を、０．５５秒より短い時間で前記キャビティに充填する速度にすることを特徴とする請求項１に記載のフランジブル弾丸の製造方法。
【請求項４】
前記弾丸原料の前記平均充填速度を、０．３秒以内に前記キャビティに充填する速度にすることを特徴とする請求項３に記載のフランジブル弾丸の製造方法。
【請求項５】
前記弾丸原料は、５０〜６５体積％の前記金属と、３５〜５０体積％の前記熱可塑性樹脂とを含んでなることを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか１の請求項に記載のフランジブル弾丸の製造方法。
【請求項６】
前記金属は、タングステン又は銅を含み、前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド系樹脂であることを特徴とする請求項５に記載のフランジブル弾丸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フランジブル弾丸の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弾丸の一種として、跳弾で第三者を傷つけないように、壁や柱等の硬い構造物に当たると、砕けるように設計されフランジブル弾丸が知られている。このフランジブル弾丸は、金属と熱可塑性樹脂とを含む弾丸原料を射出成形することで製造されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９３６５６６号公報（［００６０］、図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、フランジブル弾丸の強度は、上述の如く、硬い構造物に当たったときに砕ける程度に小さい強度である必要がある一方で、銃からの発射に耐え得る程度の強度の大きさが求められる。具体的には、フランジブル弾丸の圧縮強度が、径方向に３５００Ｎの荷重がかかっても亀裂を生じない程度であることが望ましい。しかしながら、従来のフランジブル弾丸の製造方法では、圧縮強度が低いフランジブル弾丸が製造されることがあり、圧縮強度の高いフランジブル弾丸をより安定的に製造することが求められていた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、圧縮強度の高いフランジブル弾丸をより安定的に製造可能なフランジブル弾丸の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者は、フランジブル弾丸の圧縮強度の向上について鋭意検討した結果、射出成形時における弾丸原料のキャビティへの平均充填速度を大きくすると、弾丸の径方向の圧縮強度がが大きくなるという知見を得た。そして、この知見をもとに、本願発明者は、以下の請求項１〜５の発明をするに至った。
【０００７】
即ち、請求項１の発明に係るフランジブル弾丸の製造方法は、金属と熱可塑性樹脂とを含む弾丸原料を射出成形してなるフランジブル弾丸の製造方法において、弾丸原料のキャビティ内への平均充填速度を、フランジブル弾丸を径方向に圧縮してフランジブル弾丸に亀裂が生じたときの限界荷重の平均値が３６５０Ｎより大きくなる速度にするところに特徴を有する。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のフランジブル弾丸の製造方法において、フランジブル弾丸は、５．５６×４５ｍｍＮＡＴＯ弾の口径として用いられるフランジブル弾丸であって、弾丸原料の平均充填速度を、１１．７ｃｍ３／ｓより大きくかつ３５．０ｃｍ３／ｓ以下にするところに特徴を有する。なお、ここで、５．５６×４５ｍｍＮＡＴＯ弾とは、北大西洋条約機構（ＮＡＴＯ）により標準化された小火器用の弾薬であって、弾薬の直径が５．５６ｍｍ、薬きょう全長が４５ｍｍのものをいう。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１に記載のフランジブル弾丸の製造方法において、弾丸原料の平均充填速度を、０．５５秒より短い時間でキャビティに充填する速度にするところに特徴を有する。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３に記載のフランジブル弾丸の製造方法において、弾丸原料の平均充填速度を、０．３秒以内にキャビティに充填する速度にするところに特徴を有する。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１の請求項に記載のフランジブル弾丸の製造方法において、弾丸原料は、５０〜６５体積％の金属と、３５〜５０体積％の熱可塑性樹脂とを含んでなるところに特徴を有する。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５に記載のフランジブル弾丸の製造方法において、金属は、タングステン又は銅を含み、熱可塑性樹脂は、ポリアミド系樹脂であるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、弾丸原料のキャビティへの平均充填速度を、フランジブル弾丸を径方向に圧縮してフランジブル弾丸に亀裂が入ったときの限界荷重の平均値が３６５０Ｎより大きくなるような速度とするので、径方向に３５００Ｎの荷重がかかっても亀裂を生じないフランジブル弾丸を多く製造することができる。これにより、圧縮強度の高いフランジブル弾丸を安定的に製造することができる。
【００１４】
具体的には、限界荷重が３６５０Ｎより大きくなるような平均充填速度は、弾丸原料をキャビティに０．５５秒より短い時間で充填する速度であり（請求項３の発明）、好ましくは、０．３秒以内に充填する速度である（請求項４の発明）。キャビティに０．３秒以内に充填すれば、製造したフランジブル弾丸の限界荷重のばらつきを小さくして、圧縮強度が高いフランジブル弾丸をより安定的に製造することができる。
【００１５】
より具体的には、フランジブル弾丸が５．５６×４５ｍｍＮＡＴＯ弾の口径として用いられるフランジブル弾丸である場合、弾丸原料の平均充填速度を１１．７ｃｍ３／ｓより大きくかつ３５．０ｃｍ３／ｓ以下とすれば（請求項２の発明）、キャビティに０．５５秒より短い時間で充填することができ、フランジブル弾丸の限界荷重の平均値を３６５０Ｎより大きくすることができる。平均充填速度が１１．７ｃｍ３／ｓ以下になると、限界荷重が３５００Ｎより小さなフランジブル弾丸が多く製造されてしまう。また、平均充填速度が３５．０ｃｍ３／ｓより大きくなると、射出成形機のスクリューヘッドが破損する可能性が生じる。なお、弾丸原料の平均充填速度を２１．７ｃｍ３／ｓ以上とすれば、弾丸原料をキャビティに０．３秒以内に充填することができる。
【００１６】
ここで、弾丸原料は、５０〜６５体積％の金属と、３５〜５０体積％の熱可塑性樹脂とを含むことが好ましい（請求項５の発明）。金属が５０体積％より少ない場合には、フランジブル弾丸の飛翔が不安定になる。また、金属が６５体積％より多くなると、フランジブル弾丸が発射時の腔圧に耐えられず銃腔内で破砕し易くなるという問題が生じる。なお、弾丸原料は、カップリング剤、可塑剤、滑剤、酸化防止剤等を含んでもよい。
【００１７】
ここで、金属は、タングステン又は銅を含むことが好ましく、タングステンや銅の他に、スズ、鉄、ステンレス、タンタル等を含むことがより好ましい。また、熱可塑性樹脂の例としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられるが、耐熱性及び耐衝撃性の観点から、ポリアミド系樹脂が好ましい（請求項６の発明）。
【００１８】
なお、ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等が挙げられる。ポリエステル系樹脂の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等が挙げられる。ポリアミド系樹脂の具体例としては、６，６−ナイロン（６，６ＰＡ）、６−ナイロン（６ＰＡ）等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（Ａ）本発明の一実施形態に係るフランジブル弾丸の斜視図、（Ｂ）フランジブル弾丸の射出成形時の断面図
【図２】フランジブル弾丸の断面写真
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１（Ａ）に本実施形態に係るフランジブル弾丸１０を示す。フランジブル弾丸１０は、５．５６×４５ｍｍＮＡＴＯ弾の口径として用いられる弾丸である。なお、５．５６×４５ｍｍＮＡＴＯ弾は、直径５．５６ｍｍ、全長４５ｍｍの薬きょう内部に火薬と雷管とを備え、その薬きょう先端にフランジブル弾薬を取り付けたものである。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態のフランジブル弾丸１０は、金属と熱可塑性樹脂とを含む弾丸原料１０Ｇを射出成形することで得られる。具体的には、弾丸原料１０Ｇをシリンダー３０に投入して熱可塑性樹脂を溶融し、スクリュ３１を移動させて弾丸原料１０Ｇを射出成形金型２０のキャビティ２１内へ射出する。弾丸原料１０Ｇは、タングステン、銅及び６，６−ナイロンを主たる成分として含み、各成分の比率は、体積比で、タングステン：銅：６，６−ナイロン＝２６：２９：４５である。なお、弾丸原料１０Ｇは、キャビティ２１のうちフランジブル弾丸１０の先細りになった頭部に相当する部分からキャビティ２１内へ注入される。
【００２２】
ここで、本実施形態では、弾丸原料１０Ｇを射出してからキャビティ２１に充填するまでの平均充填速度を、フランジブル弾丸１０を径方向に圧縮して亀裂が生じたときの圧縮荷重の平均値が、３６５０Ｎよりも大きくなるような速度とする。具体的には、平均充填速度を、１１．７ｃｍ３／ｓより大きくする。その結果、後述する実施例で説明するように、径方向に３５００Ｎの荷重がかかっても亀裂を生じないフランジブル弾丸を多く製造することができ、圧縮強度の高いフランジブル弾丸をより安定的に製造することができる。なお、本実施形態では、弾丸原料１０Ｇの平均充填速度を１１．７ｃｍ３／ｓより大きくすることで、弾丸原料１０Ｇのキャビティ２１への充填時間が０．５５秒より短くなっている。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２４】
［弾丸原料］
２６体積部のタングステンと、２９体積部の銅と、４５体積部の６，６−ナイロンと、タングステン１００重量部に対して０．５重量部のシランカップリング剤とを混合することで弾丸原料を調整した。なお、タングステン、銅及び６，６−ナイロンは、粉末状である。シランカップリング剤は、前処理としてタングステン粉末にコーティングする。
【００２５】
［フランジブル弾丸の製造］
弾丸原料を射出してからキャビティを充填するまでの平均充填速度を、表１に示すように変化させて、実施例１〜３及び比較例１，２のフランジブル弾丸を製造した。ここで、スクリュ３１の直径は、２２ｍｍとし、シリンダの成形温度は、２８８℃とした。なお、平均充填速度を３５．０ｃｍ３／ｓよりも大きくすると、スクリュヘッドが破損した。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
［圧縮強度の評価］
アムスラー圧縮試験機（株式会社東京衝機製造所製）を用いて、実施例１〜３及び比較例１，２のフランジブル弾丸に径方向から圧縮荷重を加え、亀裂が入ったときの圧縮荷重（以下、「限界荷重」という。）を測定した。なお、測定は、実施例１〜３及び比較例１，２のそれぞれについて、５サンプルずつ行った。
【００２８】
フランジブル弾丸の圧縮強度の評価は以下のようにして行った。即ち、サンプル５個の限界荷重の平均値が４０００Ｎ以上であることを条件Ａ、サンプル５個のうちの限界荷重の最小値が３５００Ｎ以上であることを条件Ｂとして、これら条件Ａ及び条件Ｂの両方を満たすものを「○」、条件Ａ又は条件Ｂの何れか一方を満たすものを「△」、条件Ａ及び条件Ｂの両方を満たさないものを「×」とした。結果を表１に併記する。
【００２９】
表１の結果から、弾丸原料の平均充填速度が大きくなるにつれて（弾丸原料の充填時間が短くなるにつれて）、フランジブル弾丸の限界荷重の平均値が大きくなっていることが分かる。また、平均充填速度を１１．７ｃｍ３／ｓよりも大きくした実施例１〜３では、限界荷重の平均値が３６５０Ｎより大きく、平均充填速度が２１．７ｃｍ３／ｓ以上の実施例２，３では、限界荷重の平均値が４０００Ｎを上回っていることが分かる。なお、実施例１〜３では、弾丸原料の充填時間は、０．５５秒よりも短くなっている。
【００３０】
次に、実施例１〜３及び比較例１，２における各サンプルの測定結果に注目すると、限界荷重が３５００Ｎを下回るものは、比較例１では２つ、比較例２では１つ製造されたのに対し、実施例１〜３では製造されなかった。
【００３１】
これらのことから、平均充填速度を、１１．７ｃｍ３／ｓより大きくすることで（充填時間を０．５５秒より短くすることで）、限界荷重の平均値が３６５０Ｎより大きくなり、限界荷重が３５００Ｎを下回るフランジブル弾丸が少なくなることが分かる。
【００３２】
このように、実施例１〜３では、限界荷重の平均値が３６５０Ｎより大きくなり、比較例１，２と比べて、限界荷重が３５００Ｎを下回るフランジブル弾丸が少なくなる。従って、弾丸原料のキャビティへの平均充填速度を、限界荷重が３６５０Ｎよりも大きくなるような速度、具体的には、１１．７ｃｍ３／ｓよりも大きくなる速度（充填時間が０．５５秒より短い時間となる速度）とすることで、径方向に３５００Ｎ以上の荷重がかかっても亀裂を生じない、即ち、圧縮強度の高いフランジブル弾丸を安定的に製造することができる。
【００３３】
さらに、実施例１〜３及び比較例１，２における限界荷重のばらつきについて検討すると、測定結果から求めた標準偏差から、実施例２，３は、実施例１及び比較例１，２に比べて、限界荷重のばらつきが小さいことが分かる。しかも、実施例１及び比較例１，２では、限界荷重の平均値から３σを差し引いた値が３５００Ｎを下回るのに対して、実施例２，３では、限界荷重の平均値から３σを差し引いた値が３５００Ｎより大きくなっている。従って、弾丸原料の平均充填速度が２１．７ｃｍ３／ｓ以上、即ち、弾丸原料の充填時間が０．３秒以内とすることで、限界荷重が３５００Ｎを下回るフランジブル弾丸がほとんど製造されないことができる。
【００３４】
なお、図２には、実施例１〜３及び比較例１，２のフランジブル弾丸の断面の写真が示されている。この写真に示されるように、実施例１，２及び比較例１，２では、弾丸内部に気泡が確認できる。一方、実施例３では、弾丸内部に気泡を確認できなかった。また、実施例１，２及び比較例１，２について詳細に検討すると、弾丸原料の平均充填速度が大きくなる（即ち、比較例２、比較例１、実施例１、実施例２の順）に従って、気泡が小さくなっていることが分かる。このことから、弾丸原料の平均充填速度を大きくすると、フランジブル弾丸内部で気泡の発生が抑えられ、その結果、フランジブル弾丸の圧縮強度が大きくなると推測される。
【符号の説明】
【００３５】
１０    フランジブル弾丸
１０Ｇ    弾丸原料
２１    キャビティ
【図１】
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【図２】
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