(57)【要約】  火器用カートリッジ内で使用するためのケーシング（２２０）は、スリーブ（２２２）および取り付けられた基部（２２４）を備える。スリーブは、弾丸を保持するための口部およびそこからニップル（２２８）を伸ばす反対側の隔壁（２２６）を備えた円筒部を有する。半径方向に厚さが低減し、湾曲面部を有する唇部（２３４）は、第１の封止領域（４１）を形成する。好ましくは、第２の封止帯（３９）は隔壁に近い。隔壁（２２６）は周波またはリッジ（２５０）を備える。スリーブは、好ましくはオーステナイトステンレス鋼から作成され、スリーブの長さに沿って異なる硬度および磁気特性を有し、最小の硬度のニップルを備える。【選択図】図８
2018524549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火器のカートリッジ用ケーシングであって、
装薬の推進薬を受領するのに適した凹面を画定する、長手方向に延在する円筒壁部を備える、長さおよび中心長手方向軸を有するスリーブであって、前記スリーブは弾丸を受領するために形作られた円筒壁の口部の第１の端部、およびその終端部に長手方向に延在するニップルを備える環状隔壁を備える反対側の第２の端部を有し、前記ニップルは推進薬ガスが前記凹面の中に流れることができるための穴部を有する、スリーブと、
長さおよび長手方向軸、第１の端部、前記スリーブの前記隔壁と嵌合する形状にされた環状面を有する第２の端部、ならびに前記第１の端部と前記第２の端部との間で長手方向に走る通路を有する基部であって、前記通路は、前記通路の残余部より寸法が大きい前記第１の端部に凹部を有し、前記凹部は雷管を受領し、前記通路を備えた包囲する肩部を画定するように形作られる、基部と
を備え、
前記隔壁は前記基部の前記第２の端部に当たって接触し、または近接し、前記ニップルは前記通路内に位置付けられ、
前記スリーブのニップルの前記終端部は、半径方向外方に走り、前記肩部と接触する唇部を備え、前記ニップルおよび基部は、前記肩部における第１の封止および前記隔壁付近の前記ニップルの周辺の第２の封止を有し、前記第２の封止は前記第１の封止から離間する、
ケーシング。
【請求項２】
前記唇部は前記長手方向軸から離れるにつれて軸方向の厚さが低減し、前記スリーブの長手方向の断面において、前記唇部は前記第１の端部の方向に面する湾曲面部を有する、請求項１に記載のケーシング。
【請求項３】
前記隔壁内に少なくとも１つの波をさらに備え、前記波は、前記基部の前記第２の端部に面する前記隔壁の側部上の窪みを画定する、請求項１に記載のケーシング。
【請求項４】
前記スリーブはオーステナイトステンレス鋼材料を備え、前記スリーブは磁気を帯びた部分を有し、前記スリーブはその前記長さに沿って異なる程度の硬度および透磁率を有し、前記口部の第１の端部は、前記唇部と前記隔壁との間にある前記スリーブの前記部分より硬く、より高い透磁率を有し、前記隔壁は、前記ニップルおよび前記口端部の両方のそれぞれの特性の中間の硬度および透磁率特性を有し、前記材料は任意選択でＡＩＳＩ３０４、ＡＩＳＩ３０２、ＡＩＳＩ３０８またはＡＩＳＩ３４７鋼の１つである、請求項１に記載のケーシング。
【請求項５】
請求項２に記載の前記ケーシングと、前記基部の前記端部における前記凹部の中に圧入された雷管と、前記スリーブの前記凹面内の大量の装薬と、前記スリーブの前記口部の中に加圧され、それによって前記凹面を封止する弾丸とを備える、カートリッジ。
【請求項６】
火器のカートリッジ用ケーシングであって、
装薬の推進薬を受領するのに適した凹面を画定する、長手方向に延在する円筒壁部を備える、長さおよび中心長手方向軸を有するスリーブであって、前記スリーブは弾丸を受領するために形作られた円筒壁の口部の第１の端部、およびその終端部に長手方向に延在するニップルを備える環状隔壁を備える反対側の第２の端部を有し、前記ニップルは推進薬ガスが前記凹面の中に流れることができるための穴部を有する、スリーブと、
長さおよび長手方向軸、第１の端部、前記スリーブの前記隔壁と嵌合する形状にされた環状面を有する第２の端部、ならびに前記第１の端部と前記第２の端部との間で長手方向に走る通路を有する基部であって、前記通路は、前記通路の残余部より寸法が大きい前記第１の端部に凹部を有し、前記凹部は雷管を受領し、前記通路を備えた包囲する肩部を画定するように形作られる、基部と
を備え、
前記隔壁は前記基部の前記第２の端部に当たって接触し、または近接し、前記ニップルは前記通路内に位置付けられ、
前記スリーブのニップルの前記終端部は、前記凹部内で半径方向外方に走る唇部を備え、前記唇部は、前記スリーブの長手方向の断面において前記肩部と封止接触する第１の側部、および湾曲面部を有する第２の側部を有し、前記唇部は前記中心長手方向軸から離れるにつれて薄くなる、
ケーシング。
【請求項７】
前記基部の第２の端部において一定の直径を有する前記基部を通る通路をさらに備え、前記隔壁外部付近にある前記ニップルの前記部分は、前記通路の前記穴部に圧入し封止係合する先細の外部面を有し、前記第１の封止と前記第２の封止との間の前記ニップルの前記周囲に円筒空隙が存在する、請求項６に記載のケーシング。
【請求項８】
前記唇部は前記長手方向軸から離れるにつれて軸方向の厚さが低減し、前記スリーブの長手方向の断面において、前記唇部は前記第１の端部の方向に面する湾曲面部を有する、請求項６に記載のケーシング。
【請求項９】
前記隔壁内に少なくとも１つの波をさらに備え、前記波は、前記基部の前記第２の端部に面する前記隔壁の側部上の窪みを画定する、請求項６に記載のケーシング。
【請求項１０】
前記基部の前記第２の端部の前記表面は、前記隔壁面の前記半径方向角度から前記半径方向に傾斜して分岐し、前記ニップルに隣接して前記隔壁と前記第２の端面との間に環状空間が存在する、請求項６に記載のケーシング。
【請求項１１】
前記スリーブはオーステナイトステンレス鋼材料を備え、前記スリーブは磁気を帯びた部分を有し、前記スリーブはその前記長さに沿って異なる程度の硬度および透磁率を有し、前記口部の第１の端部は、前記唇部と前記隔壁との間にある前記スリーブの前記部分より硬く、より高い透磁率を有し、前記隔壁は、前記ニップルおよび前記口端部の両方のそれぞれの特性の中間の硬度および透磁率特性を有し、前記材料は任意選択でＡＩＳＩ３０４、ＡＩＳＩ３０２、ＡＩＳＩ３０８またはＡＩＳＩ３４７鋼の１つである、請求項６に記載のケーシング。
【請求項１２】
請求項６に記載の前記ケーシングと、前記基部の前記端部における前記凹部の中に圧入された雷管と、前記スリーブの前記凹面内の大量の装薬と、前記スリーブの前記口部の中に加圧され、それによって前記凹面を封止する弾丸とを備える、カートリッジ。
【請求項１３】
火器のカートリッジ用ケーシングであって、
装薬の推進薬を受領するのに適した凹面を画定する、長手方向に延在する円筒壁部を備える、長さおよび中心長手方向軸を有するスリーブであって、前記スリーブは弾丸を受領するために形作られた円筒壁の口部の第１の端部、およびその終端部に長手方向に延在するニップルを備える環状隔壁を備える反対側の第２の端部を有し、前記ニップルは推進薬ガスが前記凹面の中に流れることができるための穴部を有する、スリーブと、
長さおよび長手方向軸、第１の端部、前記スリーブの前記隔壁と嵌合する形状にされた環状面を有する第２の端部、ならびに前記第１の端部と前記第２の端部との間で長手方向に走る通路を有する基部であって、前記通路は、前記通路の残余部より寸法が大きい前記第１の端部に凹部を有し、前記凹部は雷管を受領し、前記通路を備えた包囲する肩部を画定するように形作られる、基部と
を備え、
前記隔壁は前記基部の前記第２の端部に当たって接触し、または近接し、前記ニップルは前記通路内に位置付けられ、前記スリーブのニップルの前記終端部は、前記凹部内で半径方向外方に走る唇部を備え、前記隔壁は少なくとも１つの波、前記スリーブの前記凹面の中に突起する前記波の第１の表面、ならびに前記基部の前記嵌合面に面し、前記基部の前記第２の端部に面する前記隔壁の前記表面内の窪みを画定する前記波の第２の反対側の側面を有する、
ケーシング。
【請求項１４】
前記隔壁は、前記圧力が前記スリーブの前記凹面内で増加すると、前記基部の前記表面に対して半径方向に動くように形作られ、それによって前記少なくとも１つの波が平坦になり、前記スリーブの円筒壁部に応力を加える傾向がある、請求項１３に記載のケーシング。
【請求項１５】
前記スリーブの前記ニップルは、前記基部の前記通路内に圧入封止され、前記唇部は前記ケーシングの前記長手方向軸から離れるにつれて軸方向の厚さが低減し、前記スリーブの長手方向の断面において、前記唇部は、必要に応じて前記第１の端部の方向に面する湾曲面部を有し、前記スリーブは、必要に応じて前記唇部と前記隔壁との間にある前記スリーブの前記ニップル部より硬くより高い透磁率を有する、口部の第１の端部を有し、前記隔壁は、前記ニップルおよび前記口端部の両方のそれぞれの特性の中間の硬度および透磁率特性を有する、請求項１４に記載のケーシング。
【請求項１６】
請求項１３に記載のケーシングと、前記基部の前記端部における前記凹部の中に圧入された雷管と、前記スリーブの前記凹面内の大量の装薬と、前記スリーブの前記口部の中に加圧され、それによって前記凹面を封止する弾丸とを備える、火器のカートリッジ。
【請求項１７】
火器のカートリッジ用ケーシングであって、
装薬の推進薬を受領するのに適した凹面を画定する、長手方向に延在する円筒壁部を備える、長さおよび中心長手方向軸を有するスリーブであって、前記スリーブは弾丸を受領するために形作られた円筒壁の口部の第１の端部、およびその終端部に長手方向に延在するニップルを備える環状隔壁を備える反対側の第２の端部を有し、前記ニップルは推進薬ガスが前記凹面の中に流れることができるための穴部を有する、スリーブと、
長さおよび長手方向軸、第１の端部、前記スリーブの前記隔壁と嵌合する形状にされた環状面を有する第２の端部、ならびに前記第１の端部と前記第２の端部との間で長手方向に走る通路を有する基部であって、前記通路は、前記通路の残余部より寸法が大きい前記第１の端部に凹部を有し、前記凹部は雷管を受領し、前記通路を備えた包囲する肩部を画定するように形作られる、基部と
を備え、
前記隔壁は前記基部の前記第２の端部に当たって接触し、または近接し、前記ニップルは前記通路内に位置付けられ、
前記スリーブはオーステナイトステンレス鋼材料を備え、前記スリーブは磁気を帯びた部分を有し、前記スリーブはその前記長さに沿って異なる程度の硬度および透磁率を有し、前記口部の第１の端部は、前記唇部と前記隔壁との間にある前記スリーブの前記部分より硬く、より高い透磁率を有し、前記隔壁は、前記ニップルおよび前記口端部の両方のそれぞれの特性の中間の硬度および透磁率特性を有し、前記材料は任意選択でＡＩＳＩ３０４、ＡＩＳＩ３０２、ＡＩＳＩ３０８またはＡＩＳＩ３４７鋼の１つである、
ケーシング。
【請求項１８】
火器用カートリッジを作成する方法であって、
長さおよび中心長手方向軸を有するスリーブを形成することであって、前記スリーブは、装薬の推進薬を受領するのに適した凹面を画定する、長手方向に延在する円筒壁を備え、前記スリーブは弾丸を受領するために形作られた円筒壁の口部の第１の端部、およびニップルの終端部に長手方向に延在するニップルを備える環状隔壁を備える反対側の第２の端部を有し、前記ニップルは推進薬ガスが前記凹面の中に流れることができるための穴部を有する、形成することと、
長さおよび長手方向軸、第１の端部、前記スリーブの前記隔壁と嵌合する形状にされた環状面を有する第２の端部、ならびに前記第１の端部と前記第２の端部との間で長手方向に走る通路を有する基部を形成することであって、前記通路は、前記通路の残余部より寸法が大きい前記第１の端部に凹部を有し、前記凹部は雷管を受領し、前記通路を備えた包囲する肩部を画定するように形作られる、形成することと、
前記スリーブの前記ニップルの前記終端部の前記外部を面取りすることと、
前記ニップルが前記基部の前記通路内に設置するように、前記スリーブを前記基部と嵌合することと、
前記ニップルを前記基部の前記通路の中に押し付けるために、前記隔壁の前記外縁部を前記基部の前記第２の端部の前記表面と接触させ、または近接させるために、また第１の封止を形成するために、前記隔壁およびニップルを前記スリーブの前記凹面内に圧迫することと、
前記肩部に押し当てそれとともに第２の封止を形成する唇部を形成するために、また半径方向外方に厚さが低減する唇部を形成するために、前記ニップルの前記終端部を軸方向に圧迫することであって、前記唇部は、前記スリーブの長手方向の断面において、必要に応じて前記第１の端部の方向に面する湾曲面部を有する、圧迫することと
を含む、方法。
【請求項１９】
前記スリーブは先細の外部または包囲するリッジを有するニップルを備えて形成され、前記基部を通る前記通路は、前記第２の端部付近にある前記部分内に一定の直径で形成される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記基部に最も近い前記隔壁の側部上の窪みを画定する、前記隔壁内に少なくとも１つの波を備えた前記スリーブを形成することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
オーステナイトステンレス鋼材料から前記スリーブを作成することによって、また前記スリーブの少なくとも一部が磁気を帯びるために前記スリーブを冷間加工することによって前記スリーブを形成することであって、それによって前記スリーブにその長さに沿って異なる程度の硬度および透磁率を提供するので、前記口部の第１の端部が前記スリーブの前記ニップル部より硬く、より高い透磁率を有し、また前記隔壁が前記ニップルおよび前記口端部の両方のそれぞれの特性の中間の硬度および透磁率特性を有する、前記スリーブを形成することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
火器用カートリッジを作成する方法であって、
長さおよび長手方向軸を有するスリーブを形成することであって、前記スリーブは、装薬の推進薬を受領するのに適した凹面を画定する、長手方向に延在する円筒壁を備え、前記スリーブは弾丸を受領するために形作られた円筒壁の口部の第１の端部、およびその前記外側に面取り部を有するニップルの終端部に長手方向に延在するニップルを備える環状隔壁を備える、反対側の第２の端部を有し、前記ニップルは推進薬ガスが前記凹面の中に流れることができるための穴部を有する、形成することと、
長さおよび長手方向軸、第１の端部、前記スリーブの前記隔壁と嵌合する形状にされた環状面を有する第２の端部、ならびに前記第１の端部と前記第２の端部との間で長手方向に走る通路を有する基部を形成することであって、前記通路は、前記通路の残余部より寸法が大きい前記第１の端部に凹部を有し、前記凹部は雷管を受領し、前記通路を備えた包囲する肩部を画定するように形作られる、形成することと、
前記ニップルが前記基部の前記通路内に設置するように、前記スリーブを前記基部と嵌合することと、
前記ニップルを前記基部の前記通路の中に押し付けるために、前記隔壁の前記外縁部を前記基部の前記第２の端部の前記表面と接触させ、または近接させるために、また第１の封止を形成するために、前記隔壁およびニップルを前記スリーブの前記凹面内に圧迫することと、
前記肩部に押し当てそれとともに第２の封止を形成する唇部を形成するために、また半径方向外方に厚さが低減し、また前記スリーブの長手方向の断面において、前記第１の端部の方向に面する湾曲面部を有する唇部を形成するために、前記ニップルの前記終端部を軸方向に圧迫することと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は火器用カートリッジに関し、詳細には弾薬用ケーシングに関する。
【背景技術】
【０００２】
火器の分野において、弾薬カートリッジ（弾薬シェルとも呼ばれる）は、点火されると弾丸を銃身から標的に向かって押し下げる粉末を含有する。先行技術のカートリッジ、特に小型武器とともに使用するためのカートリッジは、通常鍛造黄銅から作られたケーシングを備える。通常無煙の粉状カートリッジである推進薬は、ケーシング内に含有され、ケーシングの基部における凹部内に設置された雷管上の銃の尾栓の撃針に衝突することによって発火される。
【０００３】
本発明に関するカートリッジは、本明細書では基端部と呼ばれる実質的な閉端、および口部と呼ばれることが多い反対側の開口端を有する、概ね円筒形のケーシングを備える。推進薬がケーシングの凹面の中に入れられた後、口部の開口端は弾丸を受領し、弾丸を適所に保持するために必要に応じて弾丸の周りでケーシングに襞を寄せる。ケーシングの基端部は、通常ケーシングを銃の点火装置上の柄によって係合できるようにキャネルアすなわち溝を有する。基端部は、カートリッジが銃身の薬室に挿入される深さを制限する止め部として働く、より大きい直径のフランジ部を備えることが多い。
【０００４】
鍛造金属（通常カートリッジ黄銅）のケーシングから構成された先行技術のカートリッジでは、雷管を保持する基端部は、弾丸を保持するスリーブ部と一体である。通常カートリッジが形成される金属加工工程に起因して、スリーブ部は内部が先細である（開口端の直径がより大きい）。基部付近の壁の厚さは、口端部の壁の厚さの数倍であってもよい。場合によって、ケーシングは弾丸を捕捉する開口端部付近の直径が低減される。
【０００５】
典型的なカートリッジの基部の外表面は凹部を有し、その内部に少量の衝撃に敏感な粉状爆薬を含有する撃発雷管を含有する。通常雷管は基部の中央にあり、点火工程中に凹部の端部によって支持される内部アンビルを備える。推進薬に点火するために、点火された雷管ガスが基部を通過してケーシングの凹面の中に入ることができる、通気孔または点火口と呼ばれることが多い基部を通る小さい通路が存在する。
【０００６】
カートリッジは、意図されたように銃身の薬室の中に必ず滑合する。カートリッジは、通常ケーシングの基部のリム内に溝を把持するために１つまたは複数の爪を有する、尾栓（スライドまたはボルトと呼ばれる）によって挿入されて適所に保持される。銃の尾栓内で撃針が雷管に衝突すると、推進薬は爆発によってガスに変化し、弾丸をカートリッジから銃身の穴部に押し下げる。この工程では、爆燃した推進薬ガスの圧力はカートリッジのケーシングを半径方向外方に膨張させ、望ましくはケーシングが滑合する隙間領域を通ってガスが漏れないように薬室で封止を生成する。次いでケーシングは弛緩することが望ましく、ほぼその元の寸法まで半径方向内方に動き、使用済みカートリッジのケーシングを容易に取り除くことができる。ケーシングは、キャネルアを引き寄せる尾栓が収縮する行為により、または尾栓の後方への動きと連携してケーシング上に加圧されたガスの力により、薬室から取り除かれることが多い。尾栓領域から取り出された後、ケーシングは雷管および装薬を交換し、新しい弾丸を設置することによって再利用されることが多い。
【０００７】
優れたカートリッジは多くの特徴を有する。カートリッジはまさに論じたように爆燃したガスの圧力に耐えるように十分に強くなければならない。カートリッジは、弾丸を点火中に銃の薬室で封止を作成するように構成されるべきである。カートリッジは、火器内に置く前に起こり得る手荒な取り扱いに耐えることができ、再加工および再装弾できることを含み、著しい耐久性および完全性を有するべきである。カートリッジは耐食性であるべきである。従来、黄銅合金のカートリッジが良好に機能していた。
【０００８】
一般的に広く使用される従来のケーシングの黄銅は、様々な鉄およびアルミニウムの合金に比べて、また当然のことながらプラスチックに比べて高額な合金である。しかし鋼、アルミニウム合金およびプラスチックなどの代替材料は、通常把握された上記の特性の不足に起因して市場であまり好まれないことが認められた。
【０００９】
他の発明者らが、カートリッジ用の種々の代替構成および材料について説明している。例えば以下の通りである。カートリッジはプラスチックまたは黄銅以外の金属から全体または一部を作成されてもよい。ケーシングはプラスチックまたは紙から作成されてもよく、（散弾銃用シェルに共通するように）金属床に取り付けられてもよい。ケーシングは、雷管に走る基部内の通路の中に挿入される、ニップル端部を有するスリーブの形に作成されてもよく、ニップルは、２つの部品を一緒に保持するために半径方向に末広がりである。参考のために以下の公報を参照されたい。Ｍｉｌｂａｎｋによる米国特許第１２５，８３０号、Ｈｏｒｎによる米国特許第３，６８８，６９９号、Ｓｈｏｃｈｋｏによる米国特許第３，７６５，２９７号、Ａｎｄｅｒｓｏｎによる米国特許第３，９７７，３２６号、Ｈｏｒｎによる米国特許第３，６８８，６９９号、Ｄｉｔｔｒｉｃｈによる米国特許出願公開第２００７／０２１４９９２号および第２００８０９１２４５号、ならびにＮｅｕｇｅｂａｕｅｒによる米国特許出願公開第２０１４／０２２４１４４号。前述の種類のケーシングおよびカートリッジのすべてとは言わなくともほとんどが市場に存在しないことに基づいて、さらなる改良が必要とされていることは明らかであるはずである。
【発明の概要】
【００１０】
より低コストのカートリッジ、具体的には大量に使用される小火器のカートリッジが常に望まれている。またカートリッジの性能の改良が引き続き常に望まれている。例えばカートリッジのあらゆる特定の口径に対して、その中に装薬が含有される容量を最大にすることが概して望ましい。点火後に銃から放出される使用済みのケーシングを収集することが経済的および環境的理由から望ましい。ケーシングが黄銅またはプラスチックから作成されている際、これは基本的に視覚的または光学的手段の使用を意味する。さらに同じ外観を有する異なるカートリッジ、例えば装薬の異なる装填を有する同じ大きさのカートリッジも必要とされている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】幻像で示された弾丸を備えた典型的な先行技術のカートリッジの斜視図である。
【図２】先行技術のケーシングの基端部の部分断面図である。
【図３】雷管を伴う本発明のケーシングの分解図である。
【図４】図３に示されたケーシングの一実施形態を通る断面図である。
【図５】ケーシングを通る長手方向の断面図である。
【図６】図５に示された基部のより詳細な断面図である。
【図７】スリーブをどのように基部に固定するかを示す、図５のケーシングを通る長手方向の部分断面図である。
【図７Ａ】ニップルの先端における面取りを示す、スリーブの長手方向の部分断面図である。
【図７Ｂ】代替実施形態のスリーブを示す、図７Ａと同じ図である。
【図７Ｃ】封止領域を示す、基部内のスリーブの長手方向の部分断面図である。
【図７Ｄ】スリーブのニップルの唇部の一部の長手方向の断面図である。
【図７Ｅ】代替構成の唇部を示す、図７Ｄと同じ図である。
【図８】隔壁の周りに周波を有するスリーブを備えた、ケーシングを通る長手方向の断面図である。
【図９】隔壁内に１つの波を有するスリーブの長手方向の断面図である。
【図１０】隔壁内に２つの波を有するスリーブの長手方向の部分断面図である。
【図１０Ａ】代替の波を有するスリーブの長手方向の断面図である。
【図１１】ニップル付近の空間を示す、基部および隣接したスリーブの部分断面図である。
【図１２】ケーシングのスリーブの形成の異なる段階を示す図である。
【図１３】先行技術で公知の雷管の斜視図である。
【図１４】雷管が基部の凹部の中にどのように圧入されるかを示す、ケーシングの基部の部分断面図である。
【図１５】雷管が基部の凹部の中にどのように挿入されるかを示す、図１４と同じ図である。
【図１６】本発明のケーシングの長手方向の断面図である。
【図１７】先行技術のケーシングの長手方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一目的は、重量が軽く、製造が経済的であり、耐食性であり、取り扱いによる損傷に耐性があり、現在使用中の雷管に適合し、使用後の再装填に適するように改良された、火器に使用されるカートリッジを提供することである。さらなる目的は、使用済みのケーシングを磁石で寄せ集める改良ができるために、磁石によって引き付けられたケーシングから構成されたカートリッジを有することである。本発明の一目的は、先行技術のカートリッジと同等またはそれより優れた、具体的には小型銃用のより低コストのカートリッジを作成することである。
【００１３】
本発明の実施形態では、火器用カートリッジはケーシングを備える。一実施形態では、ケーシングは、スリーブの一端における隔壁から延在し、基部を通る通路内に締結される、中空ニップルを用いて基部に固定されるスリーブを備える。スリーブの反対側の長手方向端部は円筒形であり、弾丸または他の閉鎖物を保持するために口部を備える。通路内の凹部は雷管を受領する。スリーブの隔壁は基部の第１の表面と接触し、または近接して配置される。ニップルの終端部は、凹部の肩部を封止係合する唇部として末広がりである。ケーシングの一実施形態では、ニップルの長さに沿って通路内に２つの封止が、１つは隔壁付近に、もう１つは唇部／肩部に存在し、それらの封止はニップルの周囲に先細の円筒空隙によって離間される。
【００１４】
本発明の別の実施形態では、唇部を備えるニップルの終端部は、ケーシングの長手方向の断面図では、特殊な形状を有する。すなわち（ａ）唇部の第１の側面は肩部と接触し、肩部は好ましくはケーシングの長さに対して９０度に走り、（ｂ）第２の側面（雷管に面する）は丸みを帯び、リムの外側の唇部においてニップルを通るより近い通路（点火口）より薄い。唇部の第２の側面は、雷管のアンビルの足によって好都合な方法で接触され、点火口の直径を増大させることができる。
【００１５】
本発明の他の実施形態では、隔壁は基端部と嵌合する側面上に１つまたは複数の窪みを有し、好ましくは長手方向軸およびニップルを中心として１つまたは複数の円形波またはリッジが存在する。波は、窪みおよび隔壁と隔壁に接触する基部の表面との間の空間、ならびにスリーブの装薬を保持する凹面内の隆起領域を生成する。隔壁はニップル以外に基部に締結または連結されない。したがって波は、弾丸の点火に関連した圧力の過渡中に隔壁を半径方向に膨張させて、薬室の穴部と封止接触し、そうでなければ早期故障をもたらすはずである応力を減らすことができる。ケーシングの一実施形態は、当接する隔壁と同じ直径を有する表面を備えた基部を有し、キャネルアは該基部面から離間される。
【００１６】
別の実施形態では、ケーシングは、冷間加工すると磁気を帯びる特殊な性質を有するオーステナイトステンレス鋼から作成される。スリーブは、第１の硬度および第１の浸透率の円筒口の壁部、より低い硬度および浸透率の隔壁、ならびにさらに低い硬度および浸透率のニップルを有する。したがって基部に固定されたスリーブを保持する唇部を形成することができる一方で、ケーシングの円筒部は磁石に引き付けられ、それによって使用済みのケーシングの回収が促進される。また基部は、好ましくはスリーブのあらゆる部分より低い硬度を有するアルミニウム合金から作成される。
【００１７】
前述の実施形態の異なる組合せが有益である。また本発明は、上に説明された所望の特徴を有するケーシングおよびカートリッジの作成方法を含む。
【００１８】
本発明のケーシングを有するカートリッジは、本発明の目的を実現させる。ケーシングは、置換型である先行技術の黄銅カートリッジのケーシングより強い。ケーシングは、燃焼がより遅い装薬を使用できる増大した容積を有する。ケーシングは極めて耐久性があり、疲労破壊に耐性がある。ケーシングを再装填することができ、従来のカートリッジより何倍も点火することができる。前述および他の特徴および利点は、以下のより詳細な説明および関連した図面から十分に理解されよう。
【００１９】
説明
図１は、中心長手方向軸Ｃを有する先行技術のケーシング１９の斜視図であり、ケーシングは、ほとんどの場合は基部２３と一体化した円筒形スリーブ状部２１を備える。スリーブ２１は開口端または口部３３を有する。弾丸２３は幻像で示されており、推進薬がケーシングの内部空洞内に置かれた後、スリーブの口部５２に摩擦保持される。従来の９ｍｍのカートリッジでは、弾丸はスリーブの端部内で約０．１９インチ（４．８ｍｍ）の深さに設定される。
【００２０】
図２は、馴染んだ通りに黄銅から作成されたケーシングと同様の、ケーシング１９Ａの底端部を通る長手方向の部分断面図である。基部２３Ａは端部に円筒凹部２７Ａを有し、円筒凹部２７Ａは圧入された雷管を受領するように形作られる。通路２９Ａは点火口または通気孔と呼ばれることが多く、凹部２７Ａとケーシングのスリーブの内部凹面３１Ａとの間を走る。ケーシング１９Ａの一部２１Ａは、口部から遠ざかり基部２３Ａに近づくにつれて厚さが増加する円筒外表面壁を有する。このような厚さの変化は、使用される製造工程の制限に通常起因し、また弾丸を点火中にケーシングの内側に発生する高圧に起因する変形または損傷に耐えるために、基部に近い壁の強度を増加させる必要があることもある。同様に円筒部が基部と接する、丸みを帯びた内部角部１５Ａが存在する。他の発射物および閉鎖物は装薬をケーシング内に含有させるために使用されてもよく、例えば詰物はいわゆる空砲内に使用されてもよい。この説明では、ケーシングのあらゆる閉鎖物は、用語「弾丸」の範囲内に収まるものとする。
【００２１】
図３は、雷管４７と組み合わせた、本発明のケーシング２０の一実施形態の分解図である。ケーシングは、２つの嵌合した片、すなわち長手方向軸Ｃを中心とするスリーブ２２および基部２４から構成される。通路３０は、スリーブのニップル２８を受領するために基部を通って走る。基部の近位端では、通路は、圧入で円筒雷管４７を受容するためにより大きい直径、すなわち凹部３２を有する。基部２４はキャネルア４６を有し、これは抽出溝とも呼ばれる。
【００２２】
図４は、スリーブ２２のニップル２８の変形により基部２４に固定されているスリーブ２２から構成された、組み立てられたケーシング２０の長手方向の部分切取図である。図３および図４の両方を参照すると、基部と嵌合する前に、スリーブ２２は細長い円筒部および弾丸を受領し保持するように形作られた第１の端部５２を有する。端部５２はケーシングの口部と呼ばれることが多い。スリーブの反対側の端部では、ニップル２８は内方に走る隔壁２６から伸びる。基部と嵌合する前に形成されるので、ニップル２８は開口端５４を有する。ニップルが通路３０内に入るように２つの部品２２、２４が嵌合されると、ニップルの開口端は唇部３４を形成するために外方に裾を広げられ、それによってスリーブが基部に保持される。
【００２３】
本発明の一部の態様は、ケーシングおよびその構成要素の機械的構成に関し、材料は性質の望ましい独自の組合せを必ずしも有さない。本発明の実施形態の機械的構成は、スリーブおよび基部がそれぞれを形作る方法、ならびにスリーブおよび基部が互いと嵌合する方法を含む。要するにスリーブは、ほぼ一定の厚さの円筒壁部、任意選択で波（環状リッジ）を有する隔壁部、および唇部を形成するために基部内で外方に裾が広がり、それによってスリーブが基部に保持されるニップルの終端部を有する。唇部は、雷管を支持するように適した表面形状を有する。本発明のケーシングは、同じ外部の大きさの先行技術のケーシングに比べて勝る内部容積を有する。
【００２４】
前述の特徴を有するカートリッジおよびケーシングは、様々な材料を使用して作成できるが、本発明の実施形態は特殊な性質および性質の組合せを備えた材料に関与する。要するに本発明の実施形態は、硬化され磁気を帯びたオーステナイトステンレス鋼から作成されたスリーブを備え、基部はアルミニウム系合金などの軟質金属から作成される。
【００２５】
本発明の機械的態様は、まず以下の説明に結集されている。本発明のケーシングは、異なる材料および材料の組合せから作成されてもよい。好ましくは以下により詳細に論じるように、スリーブはマルテンサイト微細構造を有するオーステナイトステンレス鋼から作成され、基部は鍛造アルミニウム合金である。
【００２６】
図５は、長手方向軸Ｃを中心としたスリーブ１２２および基部１２４から構成されたケーシング１２０を示す。スリーブ１２２は、弾丸を受領するための開口端１５２、厚さｔを有する円筒壁１３８、および基部の表面に近いスリーブの端部の大部分を閉鎖する隔壁１２６を有する。また図６および図７も参照する。別の要素番号と下２桁を共有する番号を有する異なる実施形態の要素は、同名であり、実質的に同じ機能要素である。
【００２７】
図６における基部１２４の部分断面を参照すると、基部は周方向陸部、すなわち肩部１４４を有し、通路１３０の凹部１３２は通路１５６に移行する。肩部１４４の表面は好ましくは長手方向軸Ｃに垂直であり、必要に応じて傾斜する。唇部１３４が肩部１４４と係合することにより、スリーブを基部に保持する助けとなり、唇部は、ニップルの外側と通路１５６の穴部との間にどのような空間が存在しても、その空間への雷管領域からの流れを防ぐまたは抑制するために肩部で封止を形成する。
【００２８】
ケーシングを製造中、スリーブのニップル１２８は基部の通路１３０の中に置かれ、唇部１３４を形成するために、図７における幻像および矢印Ｄによって示されたように、肩部１４４を係合するために半径方向外方に裾を広げられる。好ましくは図７Ａに示されたように、ニップルの先端は、ニップルが基部の通路の中に挿入される前に大きく面取りされる。別法として、先端はニップルの穴部内を面取りすることによって薄くなってもよい。面取りおよび形成の工程により、唇部は外方にすなわち中心線Ｃから半径方向に離れるにつれて厚さが低減する。図７Ｃを参照されたい。図７Ｄおよび図７Ｅはニップルの一部および唇部の実施形態の形状の長手方向の断面を示す詳細な断面である。唇部３４は連続した湾曲である表面を有する。唇部４３４は、湾曲した内部および外部を有する表面、ならびに表面２７７上の平面を有する。
【００２９】
本発明では、スリーブを長手方向の断面で見ると、好ましい唇部は、雷管のための凹部を有する基端部の方向に面する、唇面上に湾曲した表面部を有する。その反対側は基部の通路内の肩部上に封止を設ける。言い換えると、好ましいスリーブは、ニップルが全体または一部が湾曲している表面と組み合わされた基部の通路を進み始める位置より、唇部リムまたは外縁部が薄い唇部を有する。外縁部がより薄く第２の表面が湾曲している利点は、図１５に関する以下の説明で理解されよう。
【００３０】
好ましいスリーブは、特に所望の形状および封止効果のある末広がりにしやすいニップルを備える。ニップル先端部または終端部を面取りし、末広がりにする間に伸ばすことにより、所望の構成が達成される。また以下に説明されるように、効果的な封止は、好ましい材料の選択および組立工程からももたらされ、それにより基部内でニップルの長さに沿って異なる性質が生じる。具体的には、ニップルの先端部はスリーブの残余部より柔らかいことが好ましく、これは高い硬度、高い応力、および磁気特性の所望の組合せを有する。
【００３１】
図１４および図１５に関連して以下に説明するように、後続の製造ステップにおいて、雷管は凹部１３２の中に圧入され、凹部１３２はこのような配置を容易にするために面取り部１４２を有する。雷管は内部アンビルを有し、その足はスリーブの唇部上に着座する。
【００３２】
その上で唇部の裾が広げられる肩部は、好ましくは基部およびケーシングの長手方向軸に対して９０度であるが、代替実施形態では肩部は円錐台形状である。このような場合、薄いリム唇部は長手方向軸に対して９０度である表面として存在してもよい。本発明のさらなる代替実施形態では、唇部は実質的に一定の厚さを有する。この実施形態を実行するために、最初に形成されるとき、ニップルはその終端部に面取り部が少ない、またはなくてもよく、裾を広げる間または唇部を形成する工程の間に、ニップルの端部の材料を寄せ集め、そうでなければ１つまたは複数の成形工具により適切に加工される。
【００３３】
本発明の一実施形態では、ニップルを通路１５６の中に滑り込ませてもよく、唇部１３４と関連した第１の封止のみが存在する。好ましくは通路１５６の穴部内で、より好ましくは隔壁付近でニップルと基部との間に第２の封止が存在する。
【００３４】
図７Ｃは、望ましい第１および第２の封止を有するケーシングの一部を示す。第１の封止４１は唇部３４と基部の肩部との間で環状に走る。位置３９における第２の封止は実質的に円筒形である。先細のニップルまたは図７Ｂに示されたニップルに関するニップルが通路の中に加圧され、ニップルの終端部が末広がりになると、ケーシングは非常に薄い空隙４３、すなわち１つの表面が別の表面に詰め込まれていない領域を特徴とする。空隙４３は、図示するために大きさが非常に誇張されており、第１の封止付近でニップルを囲み、先細の薄壁が円筒形状を有する傾向がある。空隙４３を有することにより、確実に優れた封止を位置３９に達成させ、基部の通路１５６の中に加圧されると、ニップルの端部が正確に配置され、唇部３４を作成するために適切に形成できることを確実にする役に立つ。
【００３５】
２つの離間した封止を有するケーシングを構築する１方法では、通路１５６は一定の直径であり、ニップルの外側は先細である。図９のスリーブ２２２を参照すると、ニップル２２８の外表面は隔壁１２６から離れるにつれて内方に角度Ｂで先細である。角度Ｂは０度〜１０度であり、好ましくは１度〜３度である。ニップル（最も隔壁に近い）の基部の直径は、表面１３６における通路１５６の開口に関連した大きさにされるので、０．００２〜０．００５インチ（０．０５〜０．１３ｍｍ）の締まりばめまたは圧入が存在する。
【００３６】
図７Ｂは代替スリーブの実施形態４２２を示し、スリーブ４２２はニップル４２８上を包囲するリッジ４４５を有し、その目的は第２の封止３９の形成の完成度を高めることである。リッジは中間部を有する。ニップルは別法として先細であってもよく、または外径が実質的に一定であってもよい。さらに他のスリーブの実施形態では、ニップルはニップルの長さに沿って直径が段階的に変化してもよい。
【００３７】
ケーシングの別の実施形態では、通路１５６は図６に示されたように、角度ＢＢで先細であるので、穴部の直径は基部の表面１３６付近がより大きい。このような通路を有する基部とともに使用されるニップルは、実質的に一定の直径であってもよく、または同じ角度もしくは角度ＢＢより小さい角度で先細であってもよい。この実施形態では、第２の封止は、表面１３６から離間され、唇部封止付近であってもよい位置における圧入によって形成される。
【００３８】
上述されたように、第２の封止がないケーシングの別の実施形態では、ニップルの外部および通路１５６の穴部の相対的形状は、ニップルの長さに沿った圧入がなく、終端部に唇部のみがあってもよい。あらゆる実施形態において、ニップルの周囲または唇部位置に有機または無機封止剤を必要に応じて使用してもよい。
【００３９】
ニップルの穴部は真っすぐであっても先細であってもよく、好ましくは、ニップルはスリーブの円筒部の厚さとほぼ同じ厚さの壁を有する。図７および図１１に示されたように、ニップルの穴部は、ケーシングの点火口であり、隔壁およびスリーブの凹面に近づくほど直径が増加し、すなわち図９では角度Ｂと一致する。但しＢは１〜５度である。このような円錐形状は全体を通して雷管からの高温ガスが装薬に送達される方法を強化する。
【００４０】
図５〜図８を再度参照すると、スリーブ１２０の隔壁は基部の表面１３６に接触し、または近接している。基部の表面１３６は平坦でケーシングおよび基部の長手方向軸Ｃに垂直であってもよい。別法として表面１３６は凹んでいてもよいので、表面１３６は平面Ｄ（軸Ｃに直交する平面である）に対して０〜５度、好ましくは約３度の傾斜角度Ａで中心付近が窪んでいる。図６を参照されたい。
【００４１】
隔壁と当接する基部の外径は、好ましい実施形態では、スリーブの真っすぐな円筒部の直径と同じ直径である。そうでない場合は、基部の外部と銃の薬室との間に周囲空間が存在することになり、スリーブの外「縁部」または「角部」、すなわち領域１４０、２４０は、優先的にまたは早期に引張または曲げ過負荷または疲労破壊しない可能性がある。これは周囲空間に変形することに関して、領域１４０、２４０に支持がないことに起因する。本発明の好ましいケーシングは、スリーブの隔壁およびそれと一体型の円筒壁（例えば壁１３８）と同じ直径の面（例えば表面２３６）を有する基部を備える。したがって具現化するケーシングは、隔壁から軸方向に離間されたキャネルア（抽出溝）を有する、すなわちこれは基部内で包囲するチャネルである。この種の構成は、抽出溝を画定するために隔壁に隣接した低減された直径を有するケーシングに匹敵する。
【００４２】
まさに記載された目的を実行するために、また外見的理由から、縁部または角部１４０、２４０と隔壁、表面１３６との間の隙間は最小であるべきである。その周囲に達する助けとなる１方法は、基部の表面２３６と隔壁２２６の合わせ面との間に図１１に示されたような角度Ａを有することである。図１１の実施形態では、基部の表面は角度Ａで凹み、隣接した隔壁の表面は中心軸Ｃと直交する平面Ｄ内に置かれる。したがって隔壁は基部の端部の表面に対して半径方向に傾斜すると言われる。それにより、隔壁と通路２３０に隣接した基部２２４の表面２３６との間の空間２６０が小さくなる。
【００４３】
本発明のケーシングが推進薬および弾丸と嵌合し、火器の薬室の中に挿入されると、ケーシングは薬室の中に滑合するべきである。例えば隙間は、約０．３８６インチ（９．８ｍｍ）の外径を有する典型的なカートリッジの各側面上の数千分の１インチであってもよい。弾丸の点火中、円筒壁を銃の薬室に対して半径方向外方に押し付ける、大きく上昇した内圧が存在する。本発明の実施形態では、ケーシングは、推進薬の爆燃中に半径方向外方に弾性的に変形し、その後火器の薬室から使用済みのケーシングを容易に除去できるために十分であるように、ほぼその元の寸法に弾性的に戻る。しかし外方への膨張が存在する際、スリーブの隔壁が円筒壁と接する周囲位置１４０に過剰応力を生成する可能性がある。位置１４０で損傷する傾向を、（ａ）位置１４０で屈曲半径を十分に小さくすること、および（ｂ）円形波２５０またはリッジを隔壁上に提供することのどちらか、または両方によって軽減することが、分析および実験を通して発見された。
【００４４】
半径に関して、約０．０１２インチ（約０．３ｍｍ）の厚さの壁を有するスリーブの実施形態については、位置１４０における平均屈曲半径は好ましくは約０．１２インチ（約３２ｍｍ）未満であり、より好ましくは約０．０５インチ（１．２７ｍｍ）未満である。半径がより大きいと、ケーシングをより損傷させる傾向がある。さらにより好ましくは、半径は内表面における測定で約０．００８インチ（０．２ｍｍ）、外表面における測定で約０．０２０インチ（２ｍｍ）であり、平均半径は約０．０１４インチ（０．３６ｍｍ）である。別の好ましい実施形態では、平均半径は材料の厚さの約２倍未満である。
【００４５】
図８は基部２２４と嵌合するケーシング２２０の図である。ニップル２２８は、基部２２４の通路２３０のより小さい直径の通路部２５６内で長手方向に走る。ケーシングの隔壁２２６は、本明細書では波と呼ばれる円形リッジを備える。図９は、スリーブ２２２が基部２２４と一緒に係止される前のスリーブ２２２の長手方向の部分断面図である。図面は、ケーシング１２０のスリーブおよび基部と同様だが、隔壁２２６内に波２５０が存在するスリーブ２２２および基部２２４を示す。円形または環状波２５０は、長手方向軸Ｃおよびニップル長を中心とする。図９におけるように長手方向の断面で見ると、波２５０は、波２５０が半径方向に走る際に隔壁に不規則な外形を与える。
【００４６】
好ましい隔壁は、（ａ）（基部に面する）隔壁の外側上に窪みを作成し、（ｂ）基部の当接面と係合することによって抑制されない、波を有する。波は、隔壁の外表面上の環状窪みまたは中空２５８を画定する。隔壁は、好ましくは一定の厚さであり、基部の端部において表面２３６に接触し、または非常に近づき、もしくは近接し、波は隔壁と表面２３６との間の空隙を画定する。推進薬がケーシング内で爆燃するとき、波の存在により、スリーブの円筒側壁が隔壁に接する領域２４０でフォン・ミーゼス応力が低くなる。装薬が点火されると、ケーシング内の高ガス圧力により波が弾性的に変形し、または平らになると考えられる。これにより、隔壁および位置２４０における隣接したスリーブの円筒部の両方の外周が、その中にカートリッジが位置付けられる薬室の穴部に接触するまで増加することができ、それによってケーシングと薬室の穴部との間に銃身ガスが流れるのを阻止する封止を一瞬で作成する。本発明では、基部面上にリッジまたは係合特徴がなく、隔壁は表面２３６に対して半径方向に動くことができる。好ましくは、前述の小さい屈曲半径が領域２４０に波と組み合わされて存在する。
【００４７】
波が隔壁と基部の端部の当接面２３６との間に生成する空隙は、いかなる小さい空隙であってもそれに加えて、隔壁と基部の当接面との間のあらゆる傾斜の違いのために領域内に存在する。
【００４８】
スリーブが波を有する本発明の一列では、スリーブの０．０１０〜０．０１２インチ（０．２５〜０．３０ｍｍ）の厚さの円筒壁の直径は、約０．３９インチ（９．９ｍｍ）の直径であり、波２５０は約０．２３インチ（５．８ｍｍ）の平均直径を有し、隔壁の平均内表面から約０．００２〜０．０５０インチ（０．０５〜１．２７ｍｍ）、より好ましくは約０．００２〜０．０１０インチ（０．０５１〜０．２５ｍｍ）の寸法ｈを突出させる。突出ｈは波の高さと呼ばれてもよい。
【００４９】
図１０は２つの波を有するスリーブ２２２Ａの一部を示す。２つの波２５０Ａは隔壁２２６Ａ上を環状に走り、ニップル２２８Ａの長手方向軸Ｃを包囲する。図１０Ａはニップル３２８および隔壁３２６を有する別のスリーブ３２２の一部を示し、ここには波のさらに別の実施形態が存在する。断面において、波３５０によって提供される窪み３５８はニップルで始まり、隔壁面が基部（図１０Ａには示されていない）の当接面により接近する点まで外方に走る。
【００５０】
要するに本発明の本態様の概念では、ケーシングは基部に面する表面上に１つまたは複数の窪みを備える隔壁を有する。他の隔壁構成が、本発明の本態様の目的を達成することがあり、該波の第１の隔壁面はスリーブの凹面の中に突出または突起し、隔壁の第２の反対側の面は関連した窪みまたは中空を有する。
【００５１】
図１３は、キャップ４９の凹面内にアンビル５１を有するキャップ４９を備える、馴染みのある雷管４７の斜視図である。アンビル５１は頭部５７および３つの足６０を有する。破線円として示された外周ＣＡが存在し、これは足６０の内部境界を画定する。図１４は、図において矢印で示されたようにケーシング２０の基部２４の凹部３２の中に挿入される雷管４７を示す。図１５はケーシングの基部の凹部内に完全に位置付けられたキャップを示す。上に説明されたように従来の製造ステップでは、スリーブ２２のニップル２８の端部は外方に裾が広げられているので、得られる唇部３４は凹部３２の底部で湾曲した環状面を表す。雷管が完全に挿入され、撃針が雷管に衝突すると、アンビルの足６０は唇部の表面に接触する。
【００５２】
唇部３４の外縁部またはリム３５は、図７Ｃ、図７Ｄ、および図７Ｅに関して論じたように、唇部の残余部より薄い。図１５を参照すると、アンビルの頭部５７とキャップ４９の内壁との間に空間５３が存在し、ここには大量の起爆物質（図示せず）が雷管製造業者によって置かれる。火器の撃針がキャップの表面５５をアンビル５１の頭部５７の方向に変形させると、雷管の物質が爆発する。アンビルの足は唇部３４によって支持される。加えられた力に応答して、アンビルの足はケーシングの中心線Ｃに対して外方に突き出る傾向がある。点火されたカートリッジの区画は、多くのアンビルの足が発火工程中にある程度外方に突き出していることを示す。唇部の湾曲面はアンビルの足に対する支持を増強すると考えられる。
【００５３】
所与の外部形状のカートリッジについては、本発明は、より大きい直径の点火口に、同じ外部形状の先行技術の一体型カートリッジに比べてより大きい容積のケーシングを提供することができる。図１６および図１７は、本発明に従って作成されたケーシング２０の内部構成と先行技術の一体型の黄銅ケーシング２１を比較しており、それぞれは内部空洞が同じ長さＬＩ、ＬＰのそれぞれを有する。
【００５４】
本発明は、雷管のアンビルの足に優れた支持を提供する際に、凹部３２の底部における陸部の幅をより小さくすることができる唇部３４の形状によって支援されるケーシング２０内で、点火口２９の直径ＶＩを先行技術のケーシング２１内の点火口２９Ａの直径ＶＰに比べて増加させることができる。
【００５５】
ケーシング２０は、先行技術のケーシング２１内の点火口２９Ａの直径ＶＰに比べて、増大された直径ＶＩを有する点火口２９を有する。唇部３４の形状の支援により直径を増大させることが達成され、それにより雷管のアンビルの足に優れた支持を提供する際に、凹部３２の底部における陸部の幅をより小さくすることができる。スリーブ２２の点火口は、アンビルの足の最内部境界の直径ＤＡより直径が大きい。直径ＤＡは、雷管のアンビル５１の足６０の最内部に接する円ＣＡの直径である。図１３を参照されたい。好ましいケーシング２２では、足６０の一部は、図１６において矢印Ｍによって示されたように中心線Ｃに沿って適切に拡大して見る際に目に見える。比較すると、足の縁部ではなくアンビルの頭部のみが、同じ方法で見たときに図１７に描かれたように、例示的先行技術のカートリッジ内に見える。点火口の直径が増大することにより、雷管領域からスリーブ２２の凹面３１の中に入る高温ガスの連通を改善させ、これは凹面内の装薬をより好ましく爆燃させる助けとなる。
【００５６】
カートリッジの黄銅より高い強度を有する鋼が本発明のケーシング内に使用されてもよいので、より薄いケーシングの壁が有益である。本発明の例示的ケーシングは、約０．０１０〜０．０１２インチ（０．２５〜０．３ｍｍ）のほぼ均一の壁の厚さｔを有する。これは、例示的な先行技術のケーシング２１の平均の壁の厚さ０．０２７インチ（０．５９ｍｍ）より約０．０．１５インチ（０．３８１ｍｍ）以上薄い。したがってケーシング２０の平均内径Ｄ１はケーシング２１の平均直径ＤＰより大きく、組み立てられたカートリッジの装薬特徴に対して、ケーシング内の容積は約４〜１５パーセント多いことがある。一般にカートリッジの製造者は、弾丸が置かれるとケーシングの凹面３１、３１Ｐを満たす装薬を使用する。概して弾丸の速度および反復率を高める銃身内で時間変化に対するある特定の望ましい圧力に達するために、より少量の高い燃焼率の装薬を有することに比べて、より大量の低減された燃焼率の装薬を有することが望ましい。本発明により、その望ましい結果が可能になる。試験は銃身の出口において弾丸の速度がより高い反復率を示しており、その結果弾丸の標的がより正確になる。
【００５７】
前述の機械的特徴を含む本発明の概念では、スリーブは鉄合金（例えば鋼）、また好ましくは鉄、アルミニウム、および銅基を有する他の合金から作成されてもよい。まさに上に記載されたように、本発明のケーシング／カートリッジの最良の性能は、スリーブの材料が高い強度を有するときに達成される。
【００５８】
好ましくは本発明のケーシングの例示的スリーブは、マルテンサイトの微細構造を形成するために十分に冷間加工されたオーステナイトステンレス鋼の１種から作成され、それによって同じ鋼でその焼きなまし状態に比べて鋼が選択的に硬化し、かつ磁気を帯びる。基部に好ましい材料はＴ６テンパーにおける７０７５鍛造アルミニウム合金である。
【００５９】
好ましいオーステナイトステンレス鋼は、ＡＩＳＩ３０４ステンレス鋼合金である。優先的に使用されることがある他の合金には、ＡＩＳＩ３０２、ＡＩＳＩ３０８、およびＡＩＳＩ３４７が含まれる。前述および同じ挙動をする合金のケーシングは、焼きなましをすることなく冷間加工条件に使用される。選択した合金は、成形性、耐食性、および強度の望ましい組合せを有する。それらの合金を焼きなましした状況では、合金は磁気を帯びておらず、冷間加工されると磁気を帯びる。好ましい材料では、材料内に存在する変形誘起マルテンサイト（強磁性相）が冷間加工され、焼きなましされず、それにより材料が一般の磁石により有利に引き付けられる。本発明の好ましい合金は特等に入る。例えばオーステナイトステンレス鋼、ＡＩＳＩ３１６は、冷間加工されると磁気を帯びない。ＡＩＳＩ４００シリーズのステンレス鋼は加工またはマルテンサイトの存在に関わらずフェライト系であり磁気を帯びている。
【００６０】
好ましい材料のケーシングが自動または半自動火器から発射されて地上に散乱すると、使用済みのケーシングは、永久磁石または一般的な電磁石で領域を一掃することによって回収されてもよい。黄銅、アルミニウムまたは非鉄のケーシングと比較されたい。
【００６１】
またＡＩＳＩ３０４合金を加工することにより硬化され極限強度を増し、合金が冷間加工されないときよりスリーブの壁の厚さを軽減できる。好ましくはＡＩＳＩ３０４のスリーブ材料は少なくとも「４分の１の硬度」であり、これは少なくともほぼロックウェルＣ（「Ｒｃ」）３０の硬度、および約１２５，０００プサイ（重量ポンド毎平方インチ）（６Ｘ１０６Ｎ／ｍ２）の関連した極限引張強度を有する。これは、ロックウェルＢ８３〜９２の硬度および約７５，０００プサイ（３．６Ｘ１０６Ｎ／ｍ２）の極限引張強度の一般的な焼きなましで鍛造されたＡＩＳＩ３０４材料の棒または細片に匹敵する。より好ましくは、ＡＩＳＩ３０４材料は、その硬度が約Ｒｃ４０より大きく、極限引張強度が１５０，０００プサイ（７．２Ｘ１０６Ｎ／ｍ２）を越えるように加工される。
【００６２】
好ましくは、スリーブはアイレット機（トランスファー成形）で形成され、鋼の平坦な円盤から始まる。円盤は、図１２におけるステップ（ａ）〜（ｅ）によって示されたように、形状を変えるために連続して加工される。ケーシングの基部の中に挿入されるための状況にあるスリーブは、ステップ（ｅ）に示されている。図１２のステップ（ｅ）の図示を参照すると、本発明の典型的なスリーブは図１２に示されたように、上部／ニップル位置Ｎ、隔壁位置Ｂ、中点円筒部位置Ｍ、および口端部位置Ｅを有する。形成ステップを通して後部を加工すると、中間形状の対応する位置をほぼ同定することができる。
【００６３】
表１は、各段階の磁気特性および最終段階（ｅ）の硬度分布を示す。加工の進行とともに、浸透率（緩やかな「磁化」）が増加した（ミュー単位で測定した）ことがわかる。同様に硬度が中点Ｍおよび口端部Ｅで著しく増加したことがわかる。ＨＶＮ（２００ｇｍ負荷を使用するビッカース硬度値）単位の硬度は口端部で最も高く、４００ＨＶＮを超える。周知のように硬度の増加は降伏／極限強度の増加に関連し、その特性は、スリーブの壁、すなわち円筒部においてニップルに比べてより高い応力を有することが望ましい。
【００６４】
好ましくは、本発明のケーシングのスリーブは、少なくとも２ミュー、より好ましくは少なくとも３ミューである浸透率を有するオーステナイトステンレス鋼である。本出願では、このように少なくとも２ミューの特性を有する鋼は磁気を帯びていると言われている。このような磁性条件のスリーブから構成されたケーシングを永久磁石または電磁石で引き付けることができ、これは使用済みのケーシングの回収および／または取り扱いのために極めて有益である。
【００６５】
【表１】
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【００６６】
ケーシングの磁気の程度、すなわち浸透率（より適切な相対浸透率）をＡＳＴＭ規格Ａ３４２−Ｍｅｔｈｏｄ第６番に従ってミュー単位で測定することができる。Ｔｈｅ  Ｓｅｖｅｒｎ  Ｇａｇｅ（米国アラバマ州ＡｕｂｕｒｎのＳｅｖｅｒｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏ．，  Ｉｎｃ．）と呼ばれる測定装置を使用してもよい。
【００６７】
口部まで広がるスリーブの円筒部Ｅは、最も硬くなり、それに応じて磁気を帯びる。また隔壁も強く磁気を帯びている。それに比べて、スリーブのニップル部はあまり加工されずあまり硬化されないことが望ましく、それによりニップル部の基部との圧入係合が促進され、唇部を用いてニップル部を基部内に捕捉する。あらゆる所与の内圧に対するニップルの平均応力は、直径が小さいことによりスリーブの円筒部内より低くなる。またニップルは小さく基部内に埋められているので、ケーシングが磁気回収具に引き付けられることはあまりないはずである。ニップルはあまり硬くないので、ニップルの終端部は半径方向外方により裾を広げやすく、所望の優れた封止接触をより良好に達成することができる。末広がりの唇部を作成するために冷間加工することにより、唇部の硬度および浸透率を増加するが、通路１５６、２５６内の唇部から隔壁に向かって走る長手方向のニップル部、具体的には図７Ｃにおける空隙４３付近の長手方向のニップル部の対応する特性は変わらない。
【００６８】
したがってケーシングおよびスリーブの一実施形態は、ニップルにおける浸透率および硬度が少ないスリーブを備える組合せであり、ニップルは唇部および雷管凹部の肩部から隔壁および口端部にスリーブを有する隔壁に走る。
【００６９】
基部はスタンピング、加圧形成、または機械加工によって形成されてもよく、鋳造はあまり好ましくない。基部は、好ましくは鍛造されたアルミニウム合金、好ましくはＴ６テンパー条件の合金鍛造された７０７５合金から作成される。この合金は強度が高いので、雷管を十分に保持し、ニップルが変形される製造過程中の力に十分に耐える。アルミニウム基部は、陽極酸化され、異なる型のカートリッジを区別するために色コードに着色されてもよい。別法として、アルミニウム合金基部は無電解のニッケルリン金属で被覆されてもよい。例示的アルミニウム合金基部は、７０〜９８の範囲のロックウェルＢ硬度を有する。基部は、ニップルの変形および尾栓によって掛けられる力に耐える十分な強度を有する。
【００７０】
本発明の概念では、口部を含むスリーブの円筒部は最高の強度および硬度を有し、基部の通路を備えたニップルの大部分は強度および硬度が低く、基部は最低の硬度を有する。この組合せは上に述べた一部の理由、またさらに基部が柔軟であるため、例えば鋼の基部または先行技術の鋼のケーシングに比べて、カートリッジ／ケーシングを把持し取り出す火器部の摩耗または寿命の低減を軽減させるという理由で有利である。
【００７１】
本発明の概念では、基部は別法としてカートリッジの黄銅、他の黄銅、および金属がケーシングの材料より硬くない鋳造の亜鉛基部合金などの他の金属から作成されてもよい。本発明のさらに他の実施形態では、銃の部品の前述の摩耗が要因でない場合、鋼合金またはセラミックを基部に使用してもよい。
【００７２】
本発明は、本明細書に説明された新規の特徴を有するケーシングを備えるシェルまたはカートリッジを含む。具体的にはシェルは、雷管をケーシングの基部の凹部内に圧入すること、口端部を通って装薬をスリーブの凹面の中に入れること、および弾丸をスリーブの口部に押圧し襞を寄せることによって形成される。これらのステップは、すべて先行技術のケーシング、例えば黄銅のケーシングを作成するために使用されてきた機器と同じ種類の機器を使用して行うことができる。本発明は小口径のカートリッジに関して説明されているが、本発明を大口径のシェルに適用してもよい。
【００７３】
また本発明は、説明された方法を使用して、本明細書に説明された特徴を有するケーシングおよびカートリッジを作成する方法を含む。ケーシングは、スリーブおよび基部の２つの片を互いに嵌合させる自動機械を使用して、また（ａ）スリーブの口部内に適合し、隔壁の外縁部が基部の面に接触し、もしくは近接するように、ニップルを基部の通路の中に押し付けるために、基部を保持している間にニップルおよび隣接した隔壁を圧迫する工具を使用して、ならびに（ｂ）雷管の凹部内に適合し、ニップルの終端部を半径方向外方に裾を広げ、凹部の底部で肩部に押し付ける唇部（唇部は好ましくは環状の屈曲面を有する）を形成するために、ニップルの終端部上で軸方向に圧迫する工具を使用してスリーブおよび基部から組み立てられてもよい。その後カートリッジを形成するために、ステップ（ｃ）では、雷管は、基部の端部で凹部の中に加圧されるので、雷管のアンビルの足が唇部の表面に接触し、または非常に接近し、ステップ（ｄ）では、装薬がスリーブの凹面の中に入れられ、またステップ（ｅ）では、弾丸がスリーブの口部の中に加圧され、口部は好ましくは弾丸上で襞を寄せられる。
【００７４】
スリーブおよび基部の独自の特徴は、本発明に驚異の利点を提供する。ケーシング／カートリッジは、先行技術のケーシングより軽い重量、低いコストおよび高い性能を提供される。同時にケーシング／カートリッジは、取り扱い中に耐久性を有し、再装填することができる。
【００７５】
本発明は、明白および暗黙の変形および利点を有し、いくつかの実施形態に関して説明し図示されている。これらの実施形態は例示であり制限するものではないと考えるべきである。空白に図示された物品の配向に関する用語のあらゆる使用は、理解を促すためのものであり、物品を異なる配向にすることがあっても限定されるべきではない。「好ましい」またはその変形などの用語のあらゆる使用は、望ましいが必ずしも必須ではない特徴または組合せを提案する。したがってあらゆるこのような好ましい特徴または組合せを欠く実施形態が、以下の特許請求の範囲内に収まることがある。当業者は、特許請求に係る本発明の精神および範囲から逸脱することなく、説明された本発明の実施形態の形および詳細に様々な変形を行ってもよい。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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