(57)【要約】らせん溝が形成された銃身を有する銃、特に小火器から発射される一発分の弾薬である。一発分の弾薬の一部を構成する発射体（１）は、ビッカース硬さ５５０以上の鋼あるいは他の金属から構成されており、銅あるいは銅合金の被覆を備えている。該発射体は、らせん溝を形成する溝と溝との間の平坦な複数の山の部分で規定される直径と同様の直径を有する前方の本体部分９と、らせん溝の複数の溝の複数の谷によって決定される直径と同様の直径を有する後方の本体部分３を有する。前記被覆１３の厚みは前記らせん溝の複数の溝の深さ以上であるので、前記らせん溝は前記被覆を彫刻するが、重要であるが、下層の金属あるいは他の硬い金属は彫刻しない。実質的に銃身の摩損を増加させることなく、硬い発射体材料に伴う効果が得られる。
2006515057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
らせん溝が形成された銃身を有する銃と一発分の弾薬との組合わせ体であって、
銃身の長さ方向にらせん状に延びている溝と溝との間の平坦な山の部分によって分離されている複数のらせん溝の溝を備えた、らせん溝の形成された銃身と、
発射体を備えた前記一発分の弾薬と、
実質的に円筒状の本体と、前記実質的に円筒状の本体内に形成され、前記実質的に円筒状の本体を取り囲んでいる少なくとも一つの環状溝とを備えた前記発射体と、
銅あるいは銅合金の被覆をさらに備えた前記発射体と、
を含み、前記発射体の前記本体が５５０ＨＶビッカース硬さ以上の金属から成形され、前記被覆の厚みが前記らせん溝の複数の溝の深さ以上であるらせん溝が形成された銃身を有する銃と一発分の弾薬との組合わせ体。
【請求項２】
前記発射体は前記本体前方部分のオジー形の弾頭部分を備えている請求項１に記載の組合わせ体。
【請求項３】
前記環状溝の深さは、前記発射体の公称直径の約１％から１０％である請求項１または請求項２に記載の組合わせ体。
【請求項４】
前記環状溝の深さは、前記発射体の公称直径の約２％から６％である請求項３に記載の組合わせ体。
【請求項５】
前記発射体の本体は鋼、タングステン、タングステン合金、タングステンカーバイドの群から選ばれた材料から製作されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の組合わせ体。
【請求項６】
前記被覆の厚みは０．０７ｍｍから０．３ｍｍの間にある請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の組合わせ体。
【請求項７】
前記被覆の厚みは０．１ｍｍ以上である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の組合わせ体。
【請求項８】
前記発射体は前記発射体本体の摩擦係数よりも低い摩擦係数をもつ材料の外側被覆を有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の組合わせ体。
【請求項９】
前記外側被覆は二硫化モリブデンである請求項７に記載の組合わせ体。
【請求項１０】
前記銃と一発分の弾薬は、公称口径が２０ｍｍあるいはそれ以下である請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の組合わせ体。
【請求項１１】
前記公称口径が９ｍｍあるいはそれ以下である請求項１０に記載の組合わせ体。
【請求項１２】
前記公称口径が４．６ｍｍである請求項１１に記載の組合わせ体。
【請求項１３】
前記本体部分の直径は、らせん溝の複数の溝の複数の谷によって決定される直径よりも小さいか等しい直径を有する請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の銃と一発分の弾薬との組合わせ体。
【請求項１４】
前記本体部分の直径は、前記らせん溝の複数の溝の複数の前記谷によって決定される直径と実質的に等しい直径を有する請求項１３に記載の銃と一発分の弾薬との組合わせ体。
【請求項１５】
前記本体部分の直径は、前記複数の溝と溝との間の平坦な山の部分によって決定される直径よりも小さいか等しい直径を有する請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の銃と一発分の弾薬との組合わせ体。
【請求項１６】
前記本体前方部分の直径は、前記複数の溝と溝との間の平坦な山の部分によって決定される直径と実質的に同一の直径を有する請求項１５に記載の銃と一発分の弾薬との組合わせ体。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の組合わせ体に用いられる発射体であって、  
実質的に円筒状の本体部分と、前記実質的に円筒状の本体部分内に形成され、前記実質的に円筒状の本体部分を取り囲んでいる少なくとも一つの環状溝とを備えた前記発射体と、
銅あるいは銅合金の被覆をさらに備えた前記発射体と、
を含み、前記発射体の前記本体が５５０ＨＶビッカース硬さ以上の金属から成形され、前記被覆の厚みが０．０７ｍｍから０．３ｍｍである発射体。
【請求項１８】
前記環状溝の深さは、前記発射体の公称直径の約１％から１０％である請求項１７に記載の発射体。
【請求項１９】
前記発射体の本体は鋼、タングステン、タングステン合金、タングステンカーバイドの群から選ばれた材料から製作されている前記全ての請求項のいずれか１項に記載の発射体。
【請求項２０】
前記被覆の厚みは０．１ｍｍ以上である前記全ての請求項のいずれか１項に記載の発射体。
【請求項２１】
前記発射体は前記発射体本体の摩擦係数よりも低い摩擦係数をもつ材料の外側被覆を有する前記全ての請求項のいずれか１項に記載の発射体。
【請求項２２】
前記外側被覆は二硫化モリブデンである請求項２１に記載の発射体。
【請求項２３】
前記公称口径が９ｍｍあるいはそれ以下である前記全ての請求項のいずれか１項に記載の発射体。
【請求項２４】
前記公称口径が４．６ｍｍである請求項２３に記載の発射体。
【請求項２５】
実質的に図示し説明したとおりの銃と一発分の弾薬との組合わせ体。
【請求項２６】
実質的に図示し説明したとおりの発射体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、らせん溝が形成された銃身を有する武器に使用される弾薬、特に、小火器用の弾薬として改良された発射体の形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
発射体がらせん溝を有する銃身から発射されると、この発射体の形成材料がらせん溝を形成する溝と溝との間の平坦な山の部分間のスペースに押し込まれるように、この発射体が銃身に沿って移動するので、この発射体は変形するに違いない。このプロセスは彫刻（engraving）と呼ばれ、らせん溝の長さ方向のねじれによってこの発射体にスピンを起こさせる原因となる。
【０００３】
発射体の変形、らせん溝に適切な力に適合した発射体の銃身に沿っての効率的な移動、発砲と同時に、銃発射火薬によって与えられた高い連続的な加速、および、らせん溝と発射体の間で起こる必然的に高速の角加速度と連合した力、これらは全て銃身の実質的な摩損の一因となる。
【０００４】
もし、この摩損速度を減ずることができれば、銃身の寿命を延ばすこと、より速い弾丸の初速、それゆえに精度と致死率を向上させることを含めた実質的な利益が生じる。
【０００５】
この理由のために、小火器用の弾丸に、通常は低摩擦で容易に変形する材料、例えば鉛が選択された。弾丸の全体的な密度を増大させるために、鋼を使用することが提案されている。しかしながら、鋼は容易に変形しないし、容認できない銃身の摩損の原因となる。一方、硬化された標的、例えばチタン／ケブラー製の身体防護具を貫通する際の弾頭先端の磨砕を最小にするためには、弾丸の材料として硬さは非常に望ましい性質である。これらの目的のために、ビッカース硬さは少なくとも５５０（１０ｋｇ荷重を使用した際）が最低限望ましい。
【０００６】
これらの問題を克服することを探求し、小火器の弾丸を、研削した金属ジャケットで被覆した鋼製のコアから作ることが一般的に行われている。
【０００７】
この後者の解決策は実用的ではあるが、比較的高価な構造を持った弾丸となる。小火器の弾薬は大量に消費され、この種弾薬の市場は非常に競争が激しいので、このことは非常に重要な不利益である。
【０００８】
米国特許第５６８６６９３号明細書には、鋼合金製の７．６２ｍｍ弾丸が開示されており、該弾丸は、前方の本体部分の直径が関連した銃のらせん溝の溝と溝との間の平坦な山の部分の直径に一致しており、後方の本体部分の直径が大きく複数の環状溝を備えている。本体部分は銅からなる被覆を備えていてもよい。実際、銅の被覆は潤滑剤として作用し、らせん溝の深さよりも厚くはない。らせん溝が形成された銃身から発射される時、らせん溝が銅の被覆を突き進み、弾丸の鋼製の本体がらせん溝によって彫刻される。前記明細書では、過度の銃身の摩損なしでこの彫刻が起こるように、鋼製の本体は軟質でなければならないことが強調されている。前記明細書中で述べられている鋼製本体の硬度の最高値は、ブリネル硬さ２１０であり、該値はビッカース硬さ２１３に等しいが、該値は望ましいビッカース硬さの最低値である５５０よりもはるかに低い。結果として、米国特許第５６８６６９３号明細書で開示されている弾丸は、望ましい標的貫通能力を欠いている。
【０００９】
それ故に、もし、小火器の発射体の基本的な構成要素として、同時に前記発射体をらせん溝によって彫刻可能とし、容認できない摩擦あるいは摩損を引き起こさないで、前記発射体にジャケットを適用した高価な構造を避けることができ、ビッカース硬さが少なくとも５５０（１０ｋｇ荷重を使用した際）に等しい硬度を持つ鋼もしくは他の金属を使用する方法が見出せたら相当な利点である。
【００１０】
本発明によると、らせん溝が形成された銃身を有する銃と一発分の弾薬との組合わせ体であって、銃身の長さ方向にらせん状に延びている溝と溝との間の平坦な山の部分によって分離されている複数のらせん溝の溝を備えた、らせん溝の形成された銃身と、発射体を備えた前記一発分の弾薬と、実質的に円筒状の本体と、前記実質的に円筒状の本体内に形成され、前記実質的に円筒状の本体を取り囲んでいる少なくとも一つの環状溝とを備えた前記発射体と、銅あるいは銅合金の被覆をさらに備えた前記発射体と、を含み、前記発射体の前記本体が５５０ＨＶビッカース硬さ以上の金属から成形され、前記被覆の厚みが前記らせん溝の複数の溝の深さ以上であるらせん溝が形成された銃身を有する銃と一発分の弾薬との組合わせ体が提供される。
【００１１】
通常、前記発射体は、前記本体前方部分の前方に、他の形状も可能であるがオジー形の弾頭部分をも有している。
【００１２】
通常、前記発射体の本体は、らせん溝の複数の溝の谷によって決定される直径よりも大きくない直径を有すべきである。前記らせん溝との係合に関して、前記本体は前記発射体の材料が変形されるように彫刻され、このようにして前記本体はらせん溝の溝と溝との間の複数の平坦な山の部分と係合し、らせん溝のねじれに起因して前記発射体のスピンを引き起こす。この変形は前記本体に、効果的な密閉を提供するように、らせん溝の溝を経て発射体を通過しての推進用のガスの漏れを拘束するか防ぐことによって、らせん溝との締まりばめを生じさせる。本体の長さと精密な直径は、これらの要素を考慮して設計されなければならない。また、彫刻を果たすのに必要で、発射体を銃身に沿って推進させるための力が過度でないことを確実にすることにも考慮しなければならない。このことが、通常は前記本体の直径がらせん溝の溝の直径よりも大きくてはいけないことの理由である。前記本体を取り囲む前記少なくとも一つの環状溝によって、この力は実質的に減ぜられる。
【００１３】
好ましくは、前記複数のこぶ状の線の深さは、前記発射体の公称直径の約１％から１０％、であるべきであり、最適には２％から６％がよい。
【００１４】
前記発射体本体のために選択される材料は、前記発射体が果たすべき機能にある程度までは依存するだろう。
【００１５】
戦闘状態で用いられる戦争に用いる弾丸の弾薬の性質のために、鋼は適切な材料である。というのは、鋼は高価ではなく、冷間加工で容易に希望の形状に成形することができるからである。硬度が標的を破壊するための重要な性質であり、タングステン合金及びタングステンカーバイドは硬度があるという事実から、タングステンはもう一つの可能性のある材料である。
【００１６】
前記発射体は、前記発射体本体それ自体の材料よりも容易に変形し易い材料であり、摩擦係数がより低い材料である銅あるいは銅合金で被覆されている。これらの要素は、相応じて銃身のより少ない摩損、及び高い初速で、彫刻力が減ぜられることとなる。
【００１７】
被覆の厚さは、０．０７ｍｍから０．３ｍｍの間が適当である。このような被覆は電気めっき又は化学析出によって適宜行うことができる。  
０．１ｍｍ以上の被覆厚さが望ましい。
【００１８】
追加として、例えば遠心析出工程によって二硫化モリブデンを外層に付与するとよい。
【００１９】
本発明は、独占的にではなく特に、公称口径２０ｍｍあるいはそれ以下、特に９ｍｍあるいはそれ以下の小火器の武器システムに適用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、単なる例をあげて添付図面を参照しつつ、本発明を記述していく。図面中、  
図１は、本発明に従って、らせん溝が形成された銃身を有する銃と共同して利用される、小火器の一発分の弾薬発射体の表層部を部分的に切り取って内部を示す正面図である。  
図２は、図１に示す発射体と一発分の弾薬の薬莢の一部の拡大断面図である。  
図３は、らせん溝が形成された銃身を有する銃の薬室に配置され、発射準備の整った前記発射体と前記薬莢の一部を示す断面図である。
【００２１】
図１に示すように、小火器の弾薬は発射体１、該発射体に組み付けられた銅製薬莢２を含んでいる。前記発射体の後部３（図２）は、前記薬莢の前方内に受け入れられる。そして、２つの部材は摩擦によって相互に結合している。前記薬莢は多量の銃推進材料４と、アンビル６と多量の一次発射火薬７と前記薬莢の後面の凹部に押し込まれた閉鎖キャップ８を含んだ雷管５とを包含している。
【００２２】
前記発射体本体は細長い形状で、ビッカース硬さが少なくとも５５０の鋼から冷間加工されている。前記発射体の本体は所望の硬度あるいは他の物理的性質を得るために充分に熱処理されてもよい。前記発射体は、実質的に円筒状の本体９からなる。また、前記発射体は前記本体９の前方に、オジー形の前方終端１１をもつ弾頭部分１０を有している。
【００２３】
発射体本体材料の実質的な硬度のために、発射体は、チタン／ケブラー製の身体防護具のような種々の標的を貫通するのに非常に効果的である。さらに、この硬度は発射体先端形状の磨砕を最小にするのに役立ち、さらに、飛翔安定性と同様に標的貫通に効果的に貢献する。
【００２４】
前記本体９は前記発射体を取り巻く３つの平行な溝１２を含んでおり、前記発射体の表面は被覆１３で被覆されている。
【００２５】
図３に示されるように、使用時、組みつけられた雷管をつけ充填された薬莢２を備えた前記一発の弾薬は、前記発射体１と共に、通常と同様に、即ち、薬室１５内に一発の弾薬を装填し、雷管５が発射ピンで打撃されるように配置することで、らせん溝１４が形成された銃から発射される。
【００２６】
このように発射体は銃身に沿って推進する。前記本体９と被覆１３を併せた直径は、らせん溝を形成する溝と溝との間の平坦な山の部分１６で規定される直径よりも、前記本体９上の前記被覆１３の被覆厚さの約半分の量だけ大きい。
【００２７】
前記本体９と結合した被覆１３が、銃の薬室から銃身のらせん溝が形成された部分を通過する時に、前記本体９と結合した被覆１３のより大きな直径のために、前記本体はらせん溝１７によって彫刻され始める。好ましくは、前記本体９と連合した被覆１３の直径は、らせん溝の溝１８の直径と実質的に等しいか小さくなければならない。一方、前記複数の溝１２は実質的に銃身の直径と同一直径でもよい。
【００２８】
前記複数の溝１２の存在が、被覆１３の必要な変形を容易にし、軸方向の実質的に減じられた力で彫刻が行われることを可能にする。前記被覆１３が前記複数の溝１２に入り込んで変形し得るという事実は、彫刻が起こるのに必要とされる軸方向の力を劇的に減ずることに相当に寄与する。
【００２９】
前記被覆１３は銅あるいは銅合金のような展性のある材料からなり、二硫化モリブデンのような低摩擦の材料からなる外層を追加的に含むことができる。この被覆１３は前記らせん溝の複数の溝の深さよりも大きな厚みを有しており、前記発射体１の材料よりも相対的に軟らかい材料からなる。また、このことはより容易に彫刻ができ、このために必要とされる彫刻する力を減ずることにも寄与する。前記被覆はらせん溝の深さよりも厚いので、彫刻は全く前記被覆の内部で起こることができ、前記発射体の硬い金属は、前記銃の銃身のらせん溝を形成する材料と実質的に接触することがない。それ故に、発射体本体の主体部分を構成する材料の硬さに拘わらず、この事実に基づく銃身の摩損を最小限になる。
【００３０】
当業者にとって、彫刻する力を減ずるというこれらの全ての事実は、減ぜられた銃身の磨耗、高い初速、それ故に致死率及び精度を向上させることに帰するであろうということが明らかだろう。
【００３１】
また、本発明に従う銃と弾薬タイル（tile）の組み合わせの一部を形成する前記発射体は、対応する、例えば研削した金属ジャケット内の従来の発射体よりも製造費が相当に少なくなる。  
【００３２】
本発明の発射体の最適設計パラメータは、本明細書の記載に基づいて、当業者が決定することができる。
【００３３】
本発明は、独占的にではなく特に、小火器の弾薬に適用される。特に、本発明は５．５６ｍｍ銃と弾丸に好適に適用される。撃ち込まれた弾丸試験では、銃の銃身のらせん溝の形成された部分に突き刺さった弾丸を取り除くのに要する力が測定される。縮減された直径の本体部分９、あるいは被覆１３が容易に入り込んで変形し得る適切な複数の溝を有さない鋼製の発射体は、容認できないほど速い銃身の摩損が連想され、容認できない軸方向力を必要とするであろうことが判明している。そして、このために、従来は、鋼製の弾丸、特に相当な硬度を持つ弾丸は、実用的だとは考えられてこなかった。
【００３４】
図１及び図２を参照して記述したように、４．６ｍｍ発射体は、前記複数の溝１２がなければ、ほぼ６０００Ｎ程度のはなはだしく大きな軸方向の力を要することが判った。前記複数の溝１２を追加することでこの力を２０００Ｎまで減ずることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による、らせん溝が形成された銃身を有する銃と共同して利用される、小火器の一発分の弾薬発射体の表層部を部分的に切り取って内部を示す正面図である。
【図２】図１に示す発射体と一発分の弾薬の薬莢の一部の拡大断面図である。
【図３】らせん溝が形成された銃身を有する銃の薬室に配置され、発射準備の整った前記発射体と前記薬莢の一部を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2006515057.tif 000008
2006515057.tif 000009
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