(57)【要約】カートリッジシェル（３）とそのカートリッジシェルに挿入された砲弾（２）とを有するカートリッジ式弾薬、特に演習弾（模擬弾）が開示される。推進薬（５）を収容している推進チャンバーが、カートリッジシェルに設けらている。その推進薬（５）は、火花式点火装置（１３）によって点火されて、砲弾の底部（８）に作用して砲弾をカートリッジシェルから射出する推進力を発生する。特に火災などにより周囲温度の上昇により火花式点火装置が発火して更には推進薬（５）が点火されてカートリッジシェルと砲弾とが分離して飛び出すことを防止するために、溶融可能材料、特に溶融可能金属（１５）が充填された圧力逃がしチャネル（１４）が、推進チャネルとカートリッジシェル（３）の外部との間に形成される。その溶融可能材料は、火花式点火装置（１３）及び推進薬（５）の点火温度より低い融点を有している。カートリッジシェルの周囲温度が溶融可能材料の融点以上に上昇すると、溶融可能材料が溶融して圧力逃がしチャネル（１４）を開放し、推進薬が後で点火されても推進薬が圧力上昇を伴うことなく燃焼し、カートリッジシェルと砲弾との相互結合が維持される。
2007532850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートリッジシェルとそのカートリッジシェルに挿入された砲弾とを有し、カートリッジシェルが砲弾に機械的に取り付けられており、火花式点火器によって点火される火花式推進薬が、カートリッジシェルの推進チャンバー内に配置されており、推進薬が燃焼したときに発生する推進ガスが砲弾の基部に作用して、砲弾がカートリッジシェルから射出される、カートリッジ式弾薬、特に中口径のカートリッジ式弾薬であって、前記推進チャンバー（４）から前記カートリッジシェル（３）を貫通して延びる通路（１４）が形成されており、前記通路（１４）には、前記火花式点火器（１３）及び砲弾のための前記推進薬（５）の点火温度より低い融点を有する固体で、耐圧性のある溶融可能材料（１５）が充填されていることを特徴とするカートリッジ式弾薬。
【請求項２】
前記溶融可能材料は溶融可能金属（１５）であることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ式弾薬。
【請求項３】
前記溶融可能材料はビスマスと錫とを少なくとも含む合金であることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ式弾薬。
【請求項４】
前記通路は、前記推進チャンバー（４）の基部から前記カートリッジシェル（３）の基部外側まで延びるチャネル（１４）であることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ式弾薬。
【請求項５】
前記チャネル（１４）は前記推進薬のための前記点火器（１３）の周囲に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のカートリッジ式弾薬。
【請求項６】
前記チャネル（１４）は、前記推進チャンバー（１４）の基部から出口に行くに従い細くなっていることを特徴とする請求項４に記載のカートリッジ式弾薬。
【請求項７】
前記チャネル（１４）は円錐状に細くなっていることを特徴とする請求項６に記載のカートリッジ式弾薬。
【請求項８】
前記チャネル（１４）は階段状削孔であることを特徴とする請求項６に記載のカートリッジ式弾薬。
【請求項９】
前記火花式点火器（１３）は、前記カートリッジシェル（３）の基部に挿入されて前記推進チャンバー内へ延びている溶融可能材料（１５）のハウジング（１４’）を有していることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ式弾薬。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カートリッジ式弾薬、特に中口径のカートリッジ式弾薬に関するものであり、更に詳細には、カートリッジシェルとそのカートリッジシェルに挿入された砲弾とを有し、カートリッジシェルが砲弾に機械的に取り付けられている演習弾（模擬弾）に関するものである。カートリッジシェルの基部に、例えば点火器キャップを使用して点火できる推進薬を収容する推進チャンバーが設けられている。点火の後、推進薬からの推進ガスが砲弾の基部に作用して、カートリッジシェルと砲弾との機械的な結合が解放されると、砲弾はカートリッジシェルから射出される。
【背景技術】
【０００２】
そのようなカートリッジシェル式弾薬が、下記の特許文献１に記載されている。そのカートリッジシェル式弾薬は、中型口径（約４０ｍｍ）の高速連射火器（兵器）に使用される。その高速連射火器に供給されるベルトに沢山のそのようなカートリッジシェル式弾薬が装荷されている。カートリッジシェルの推進チャンパーは、推進薬が置かれている高圧チャンバーと、排出開口を介してその高圧チャンバーに接続されている低圧チャンバーとに分割されている。カートリッジシェルと砲弾とは、意図的な破断点として形成されている中央のねじ切り接続部を介して機械的に結合されている。
【特許文献１】米国特許第５９３６１８９号明細書
【０００３】
推進薬が、点火器キャップによって高圧チャンバー内で火花式に点火されると、推進薬は燃焼して、高圧の推進ガスが発生され、両チャンバーの砲弾基部に作用して、カートリッジシェルと砲弾との間の意図的な破断点が破断された後に、砲弾をカートリッジシェルから射出する。
【０００４】
同様なカートリッジシェル式弾薬が下記の特許文献２に記載されている。
【特許文献２】米国特許第４８９２０３８号明細書
【０００５】
更に、低圧推進チャンバーしか設けられていないこの形式の演習弾も知られている。そのカートリッジは、低速カートリッジ（低速弾）として知られている。
【０００６】
かかるカートリッジ式弾薬は大量に使用され、そして、安全に貯蔵され、製造業者から使用者に安全に輸送されねばならない。貯蔵と輸送は一般に、大きいケース、例えば、大量のカートリッジを保管する金属ケースを使用して行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
貯蔵又は輸送の容器に収められている点火器キャップの点火材料及び推進薬の量が膨大であるにも拘わらず、貯蔵及び輸送は一般に簡単である。しかし、温度が２２０℃以上になる貯蔵及び輸送システム内の火災は危険である。
【０００８】
そのような温度では、点火器キャップの火花点火薬が自然発火して、推進薬を点火する。その推進薬は、点火薬で点火されない場合には、３２０℃から４００℃で発火する。推進薬が点火した後は、普通の射撃中と同様に、推進チャンバー内に十分な圧力が発生して、砲弾基部に作用して、カートリッジシェルと砲弾との間の機械的な接続部を破断して、砲弾を爆発的に射出飛翔させる。
【０００９】
大量のカートリッジの爆発推進薬の量のために簡単に重大な損害が生じる。しかし、飛翔したカートリッジシェル及び砲弾は甚大な損害を生じる可能性がある。この場合、カートリッジシェルと砲弾とは、あたかも砲弾のように振舞う。容器が破壊され、分離したカートリッジシェルと砲弾は、人間を危険にさらす可能性があり、更に大きな機械的な損害も生じる。
【００１０】
そのようなカートリッジをヒーターの中において、ヒーターに熱を徐々に供給するテストを行った。約２２０℃の点火器キャップ点火温度に到達した後、図示するように、点火器キャップ従って推進薬が点火された。カートリッジシェルと砲弾は、推進チャンバー内の圧力上昇の結果として、１００ｍ飛ばされた。沢山のそのようなカートリッジが点火されたときに放出されるエネルギーは相当なものである。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、火花式点火器火薬の点火温度以上に周囲温度が急上昇したときに、砲弾からカートリッジシェルが分離することを防止する手段を提供することである。
【００１２】
本発明のもう１つの目的は、発火を起こすような周囲温度に急上昇したときに、例えば貯蔵容器又は輸送容器内に集められた大量のカートリッジによって起こされる環境への損害を防止する手段を提供することである。
【００１３】
本発明の更にもう１つの目的は、点火器火薬の発火の後の主火薬の影響を弱めて、圧力による大きな損傷も機械的な大きな損傷も生じないようにすることである。
【００１４】
本発明の更にもう１つの目的は、上記した防止手段によってカートリッジ式弾薬の特性が影響されないカートリッジ式弾薬を構成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によるならば、推進チャンバーを有するカートリッジシェルと砲弾とを具備しており、カートリッジシェルは、推進チャンバーから延びてカートリッジシェルの壁を貫通する通路を有しており、その通路は、火花式点火装薬の最小発火温度より低い、すなわち、火花式点火器火薬及び推進薬の点火温度より低い融点を有する固体で、耐圧性がある溶融可能な充填材料が充填されている、カートリッジ式弾薬が提供される。
【００１６】
上記した溶融可能材料は、溶融可能金属であることが好ましい。そのような溶融可能金属には、ビスマスと錫との合金がある。鉛などの他の金属も含むこともできる。
【００１７】
上述した形式のカートリッジが溶融可能材料又は金属の融点、例えば１８０℃まで加熱されると、推進チャンバーを外部に接続しているカートリッジシェル内の上記通路内の溶融可能材料が溶融する。温度が上昇し続けて、点火器キャップ及び推進薬が点火しても、空になった通路が圧力逃がし開口として機能するために推進チャンバー内で圧力上昇は生じない。その結果、推進薬が単に燃焼して、それによって生成された推進ガスは、圧力逃がし開口を介して逃がすことができる。従って、カートリッジシェルと砲弾とは互いに分離されることはなく、圧力による損傷も機械的な損傷も生じない。
【００１８】
鉛で作られた従来の輸送箱の中に上記したようなカートリッジを大量に入れてテストを行い、上記したことを確認した。すなわち、鉛の箱は一度も破損しなかった。
【００１９】
カートリッジシェルの推進薬と外部との間の通路は、様々な沢山の態様で実現できる。例えば、点火器キャップのハウジングを上記した溶融可能材料又は金属で作ることもでき、点火器キャップの周りの複数の圧力逃がし開口に溶融可能材料を充填することもできる。これらの例では、２つ又は４つの開口が推奨される。別の選択肢は、推進チャンバーから延びてカートリッジシェルの側壁を貫通する開口を設けることである。
【００２０】
しかし、形成される通路は、カートリッジシェルから砲弾か正常に射出される過程では、溶融材料が、推進チャンバー内の高圧に耐えられるような形状に作られねばならない。圧力に対する抵抗力は、階段状の孔又はねじ切り孔ほかのように、通路を円錐形にして、外部に向かって内径を減少させることによって、高めることができる。
以下、図示の実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１に図示するカートリッジ式弾薬１は、砲弾２とカートリッジシェル３とを具備している。カートリッジシェル３は、推進チャンバー４を有しており、その中に推進薬５は置かれている。
【００２２】
推進チャンバー４の壁には、砲弾基部８の下に位置する低圧チャンバーに通じるオーバーフロー開口６が設けられている。推進チャンバー４には、雄ねじが切られた中央スタッド９が設けられており、その中央スタッド９は、砲弾基部の雌ねじにねじ込まれている。更に、トレーサ組成物１１が、砲弾基部８に接続されており、雄ねじが切られた中央スタッド９内を通って推進チャンバーに延びている。
【００２３】
カートリッジ１は、例えば４０ｍｍの口径を有しており、ライフル付き砲身を有する火器（不図示）から発射される。そのために、砲弾は、案内用又は旋状用の帯状部を有する（例示のみ）。
【００２４】
推進薬５が点火器キャップ１３によって火花式に点火される。そのために、点火器キャップ１３は、カートリッジシェル３の基部の中央に取り付けらている。
【００２５】
推進チャンバー４とカートリッジシェルの下方基部との間に通路が形成されており、本実施例の場合、その通路は、カートリッジシェルの基部に近づくに従い寸法が小さくなる円錐状のチャネル１４である。チャネル１４は、４０ｍｍの砲弾の場合には７ｍｍの直径を有しており、約６ｍｍまで細くなっている。
【００２６】
例えば、砲弾の中心線に対して及び点火器キャップに対して対称に、点火器キャップの周囲に位置するように、２つ又は３つ又は４つのチャネル１４が設けられる。
【００２７】
通路１４には、溶融可能金属１５が充填されている。この溶融可能金属は、例えは、３０から４０重量％のビスマスと７０から６０重量％の錫とのビスマス／錫合金である。混合比に応じて、この合金の融点は、１４０℃から１７５℃までの間となる。この合金は、衝撃耐性があり、水に対して不溶性である。
【００２８】
溶融可能金属１５は、適当な加熱の後、チャネル１４内に鋳造されるか、溶融可能金属で作られた円錐形リベットを、チャネル１４に打ち込むか又はねじ込む。
【００２９】
推進チャンバーは、溶融可能金属１５によって外部に対して密封され圧力耐性とされ、従来のカートリッジと同様な方法によって砲身火器からカートリッジ１は射出できる。チャネルの円錐形状により、推進チャンバー内の高圧によって溶融可能金属がチャネル１４から押し出されることが防止される。
【００３０】
上述したように、火災の結果としてカートリッジ近くの周囲温度が１４０℃から１７５℃の温度に上昇したとき、例えば、チャネル１４内の溶融可能金属１５が溶融し、チャネルを空にする。点火器キャップ１３の温度が上昇し続けて、約２２０℃に達すると、点火器キャップ１３が発火し、推進薬５を点火する。推進薬が燃焼したときに生成される推進ガスは、空のチャネル１４を通って問題なく放散させることができ、推進チャンバー内で圧力は上昇することなく、推進薬５は点火されない。更に、カートリッジシェル３と砲弾２とはねじ９及び１０によって機械的に結合されたままに保たれ、高圧にならないために、そして、カートリッジシェルと砲弾とが分離しないために、大きな損傷は生ずることない。
【００３１】
図２は、カートリッジシェル３と砲弾２の一部との縦断面図を示す。カートリッジシェルと砲弾は、チャネル１４が溶融可能金属１５が充填されていることまで、図１と同様に構成されている。本実施例の場合、チャネルは、階段状削孔であり、その内部に溶融可能金属１５が鋳造されている。本実施例の場合、更に、溶融可能金属は、カートリッジ製造時に鋳造されても、又は、チャネルと溶融可能金属とにねじを形成するならば、ねじ込むこともできる。
【００３２】
更に本実施例においては、図示するように圧力逃がしチャネル１４は、中央点火器キャップ１３の両側に配置されているが、中央点火器キャップ１３の周りにどのように形に配置してもよい、
【００３３】
図示のカートリッジは、従来のカートリッジと同一の方法で点火できる。点火又は同様な問題の場合、機能は、図１に示したものと同一である。
【００３４】
図３は、カートリッジの更に別の実施例を図示するものであり、図２と同様に、カートリッジシェル３と砲弾２の一部のみを図示している。カートリッジシェル３は、推進チャンバーの領域に図１及び図２に示す実施例と同じ態様で形成されている。
【００３５】
本実施例の場合、点火器キャップ１３は、点火器キャップハウジング１４’に挿入されており、その点火器キャップハウジング１４’は、カートリッジシェル３の基部の充填開口１４にねじ込むことができる。点火器キャップハウジング１４’は、上述した溶融可能金属１５からなる。
【００３６】
例えば火災の時、周囲温度が溶融可能金属１５の融点以上に上昇したならば、点火器キャップハウジング１４’が溶融し、推進チャンバーの基部とカートリッジシェルの基部との間の充填開口１４に対応する圧力逃がしチャネルを空にする。その後に温度上昇により点火器キャップが発火して推進薬５を点火したしても、それらが単に燃焼するだけであり、圧力の上昇は生ぜず、カートリッジシェルと砲弾とは分離しない。従って、圧力による損傷も機械的な大きな損傷も防止できる。
【００３７】
上述した実施例において、圧力逃がしチャネル１４が、推進チャンバーの基部からカートリッジシェルの外側基部まで延在してはいるが、当業者にとっては、それらチャネルを他の形態に、例えば、カートリッジシェルと推進チャンバーの側壁を貫通するように延在させることは自明のことであろう。
【００３８】
更には、砲身火器から正規の射撃が可能なように圧力逃がしチャネルを完全に密封するに十分な強度を有するならば、上述したビスマス／錫合金の代わりに他の低融点材料を使用できることも当然である。
【００３９】
以上、本発明の複数の効果的な実施例を説明したが、本発明の目的から逸脱することなく、上記実施例の変更及び修正が可能であることは当業者にはあきらかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】推進薬が推進チャンバーに装填されているカートリッジシェルと砲弾とを有しており、本発明により、推進チャンバーとカートリッジシェルの外壁との間に圧力逃がし開口が設けられ、その圧力逃がし開口に溶融可能材料が入れられており、本例の場合、圧力逃がし開口が円錐形状であるカートリッジ式弾薬の縦断面図である。
【図２】推進チャンバーとカートリッジシェルの外壁との間に階段状圧力逃がし開口が設けられたカートリッジ式弾薬の第２の実施例を図示している。
【図３】推進薬の点火器キャップのハウジングが溶融可能金属で作られた本発明の第３の実施例を図示している。
【図１】
2007532850.tif 000003
【図２】
2007532850.tif 000004
【図３】
2007532850.tif 000005
【国際調査報告】
2007532850.tif 000006
2007532850.tif 000007
2007532850.tif 000008
2007532850.tif 000009
2007532850.tif 000010