JP6708656B2 - 銃におけるボルトストップ緩衝装置 - Google Patents

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Description

本発明は、銃本体に前進後退可能に設けられ、弾丸発射によって発生したガスの圧力により後退してボルトスプリングを蓄圧し、蓄圧された圧力の解放により前進して弾丸装填の動作を行なうボルト部材と、ボルト部材の前進を停止させるボルトストップを備えた銃におけるボルトストップ緩衝装置に関するものである。
銃の操作に伴って、ボルトに作用するスプリング(本書では、単にボルトスプリングという。)を蓄圧し、その圧力の解放によって前進するボルトを有する銃の多くにはボルトストップが設けられている。アサルトライフルなどと呼ばれている自動装填式火器もこのような機構を備えており、このタイプの銃においてボルトはその前進により弾丸を装填するとともに、最終弾丸発射後は、弾丸を撃ち尽くしたことを知らせるためにボルトストップに衝突して停止する。このような衝突、停止動作は、弾丸を撃ち尽くすとその都度繰り返される。
従って、ボルトが衝突するごとにボルトストップに大きな衝撃が加わるため、金属疲労を起こし易く、最悪の場合にはボルトストップを破損させることがある。この問題は実銃において久しく指摘されてきたことであるが、どのような改善策が施されたのかどうか、現時点において把握することができない。すなわち、ボルトストップの損傷防止対策が施されたと認められる銃を見出すことはできない。
先行技術を調査しても思わしい結果は得られず、例えば、特許庁のテキスト検索サイトではボルトストップをキーワードとする検索結果は3件に止まり、内1件は内燃エンジンに関するもので、他の2件も本発明の目的とするボルトストップの問題とは関係がない。特開2010−025501号公報には、本出願人の出願に係る電動銃における機会式通電停止装置の発明が記載されており、ボルトストップと称する記載もあるが、それは部品として実銃を模したもので、実際にはリセット機能を有するに過ぎない。残る1件の特表2000−508051号公報は火器のボルト撃針ロック装置に関する発明であり、第2図を参照した説明に「ボルト14は、ストップ壁25Wがボルトストップ面31fに当接するまで、僅かな距離だけ後方に移動できる。」とあり、また、「ボルト14は、円箇状の支柱35を介してボルト14にリンクされた大きな反動ばね(図示せず)により、弾丸Cに対して押圧されている。」との記載が文末にある。しかし、これらの記載は、ボルトストップに加えられるボルトの衝撃を問題としていないことを示している。
さらに、米国特許商標庁のサイトにてbolt stopをキーワードとして米国特許公開文献を調査したところ10件余りヒットし、その中に2件の火器のボルトストップに関する発明を見出した。2件のうち、US2010/0275485A1は左利きの者も右利きの者と同様に扱えるように両手利き型にしたボルトストップに関する発明である。また、US2005/0183310A1はマガジンの着脱とボルトストップを関連付けたもので、何れもボルトの衝撃が問題とされているわけではない。
特開2010−025501号公報 特表2000−508051号公報 US2010/0275485A1 US2005/0183310A1
本発明は前記の点に鑑みなされたもので、その課題は、ボルト部材の衝撃を緩衝することによってボルトストップに繰り返し衝撃が加えられても、極めて破損し難く、高い耐久性を発揮する銃におけるボルトストップ緩衝装置を提供することである。また、本発明の他の課題は、弾丸が打ち終わったことを検出し、マガジンを交換して再装填するときにボルトストップをボルト部材との係合から解除すること及びそれによって弾切れを検出し、マガジンを交換して再装填するという機能を維持しつつ、ボルト部材の前進による衝撃を吸収できるようにすることである。
前記の課題を解決するため、本発明は、銃本体に前進後退可能に設けられ、弾丸発射によって発生したガスの圧力により後退してボルトスプリングを蓄圧し、蓄圧された圧力の解放により前進して弾丸装填の動作を行なうボルト部材と、ボルト部材の前進を停止させるボルトストップを備えた銃において、ボルトストップは、最終弾丸発射後に前進して来るボルト部材と係合する係合手段を有し、上記係合によってボルトストップに加えられる衝撃力を緩衝するために、ボルトストップに作用する緩衝手段を具備して構成するという手段を講じたものである。
本発明に係るボルトストップ緩衝装置を適用する銃は、弾丸発射によって発生した火薬の燃焼によるガスを圧力源として使用する銃が対象となる。ボルト部材はガスの圧力により後退し、その際にカートリッジを装弾室から取り出す排莢操作と、弾丸を装弾室に押し込む装填操作を行なうことを主要な目的とする。より具体的な例を挙げれば、装填操作はボルトの前進を回転に変換するなどして薬室を閉鎖する操作を含む。また、ボルトストップはボルト部材を後退位置に保持することでマガジンが空になったことを使用者に知らせ、迅速な再装填を可能にする。
本発明におけるボルトストップは、最終弾丸発射後に前進して来るボルト部材を停止させる機能を有している。すなわち、ボルトストップは、最終弾丸発射後に前進して来るボルト部材と係合する係合手段を有しており、かつ、上記係合によってボルトストップに加えられる衝撃力を緩衝するために、ボルトストップに作用する緩衝手段を具備している。これは、最小限度の構成要件として、ボルト部材と係合する係合手段を備えたボルトストップ及びこれに作用する緩衝手段とがあれば、本発明が成立するという趣旨である。従って、これら以外の要件を本発明に付加し得ることは当然である。なお、ボルト部材は弾丸発射によって発生したガスの圧力により後退してボルトスプリングを蓄圧し、蓄圧された圧力の解放により前進して弾丸装填の動作を行なう部材であり、緩衝すべき衝撃を引き起こす存在である。
また、銃本体が、銃の操作に伴って装弾部に供給される弾丸の有無を検出する弾切れ検出手段を有し、上記弾切れ検出手段は、弾切れを検出することによって、ボルトストップ機構を構成するボルトストップをボルト部材が前進後退する際の軌道内に突出させ、係合手段による係合を可能にするためのリンク機構を具備しているという構成は、本発明において好ましいものである。
ボルトストップは、前進して来るボルト部材の衝撃を受け止めるとともに、緩衝手段に伝達するボルトストップ機構をボルト部材と緩衝手段の間に具備しており、緩衝手段は、上記衝撃の伝達によって弾性変形する弾性部材を備えていることが望まれる。この構成は弾性部材をボルトストップ機構の後段に設けることになる。しかし、緩衝手段はボルトストップに作用すれば良いので、上記の形態は飽くまでボルトストップ機構を使用する場合に適用されるものである。
また、ボルトストップ機構を構成するボルトストップが、銃本体側に設けられた軸が配置される前後方向の長孔を有し、上記長孔の範囲で移動可能、かつ、軸を中心として回転可能に設けられている構成も望ましいものである。また、係合手段がボルト部材に設けられた係合部とボルトストップに設けられた係合相手部とから成り、ボルト部材の前進方向に対して鋭角を構成するように設けられている構成も好ましいものであり、係合が確実になされることが期待される。しかしながら、上記の鋭角という構成が妥当でない場合には、直角或いは鈍角という構成を取る余地もある。
なお、この種の銃には、いわゆる単射専用銃と連射、単射切換え式の銃があるが、どちらの銃についても本発明を適用することができる。連射、単射切換え式の銃では、連射で撃つと弾の減りが早くマガジンの交換が多くなり、ボルトストップの掛かる頻度が増えるので、本発明による衝撃の緩衝がより効果的になる。
本発明は以上のように構成され、かつ、作用するものであるから、ボルトストップに加えられるボルト部材の衝撃を緩衝手段によって吸収、緩和することができ、繰り返し衝撃に耐えるので極めて破損し難く、高い耐久性を発揮する銃におけるボルトストップ緩衝装置を提供することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、弾丸が打ち終わったことを検出し、マガジンを交換して再装填するときにボルトストップ部材をボルト部材との係合から解除することによって、弾切れを検出し、マガジンを交換して再装填するという機能を維持しつつ、ボルト部材の前進による衝撃を吸収できる。
本発明に係る銃におけるボルトストップ緩衝装置を適用したアサルトライフルの一例を示す縦断面説明図である。 同上の装置の要部を拡大して示すもので、Aは縦断面説明図、BはAのIIB−IIB線断面図である。 同上の装置の作動に関するもので、Aは最終弾丸発射前の状態、Bは最終弾丸発射後ボルト部材が後退途中の状態をそれぞれ示す縦断面説明図である。 同じく装置の作動に関するもので、Aはボルト部材が最大限後退した状態、Bはボルト部材が前進を開始した状態をそれぞれ示す断面説明図である。 同上の装置の作動に関するもので、Aはボルトストップ部材の前進位置を示す状態、Bは緩衝スプリングによって長孔の範囲でボルトストップ部材が後退した状態をそれぞれ示す断面説明図である。
以下図示の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。本発明の銃におけるボルトストップ緩衝装置はボルト部材を停止させるボルトストップを有するあらゆる銃に適用されるものである。図示の実施形態はアサルトライフルに関するものであり、本発明の詳細な説明に必要不可欠の構成が記載されている。
図1に示した銃Gは銃本体に弾丸の発射のための発射装置部10を具備し、発射装置部10の前部にバレル部11を、発射装置部10の後部にブローバック用ボルトキャリアー15のための可動体部21を、発射装置部10の下部にマガジン装填部26をそれぞれ具備している。バレル部11は弾丸(弾頭)Bを有するカートリッジCが装填される装弾室12を後部に有し、弾丸発射によって発生したガスをバレル内部から取り出す取り出し口13を前部に有している。なお、弾丸装填などという場合の弾丸は発射前のカートリッジCと一体のいわゆる実包(実弾)をいうものとする。
上記取り出し口13にはバレル外部に設けられているガスチューブ14の一端側が接続され、ガスチューブ14の他端側は後方に伸びて銃本体内に達し、ボルトキャリアー15と一体的に前進後退可能なボルトキャリアーキー16の前端部と接続・分離可能に設けられている。ボルトキャリアー15は、前述の如く、銃本体側に前進後退可能に設けられ、弾丸発射によって発生したガスの圧力により後退してボルトスプリング24を蓄圧し、蓄圧された圧力の解放により前進して弾丸装填等の動作を行なう。
ボルトキャリアー15は前後に細長いほぼ棒状の形態を有し、その棒状の形態の軸芯部分にボルト20が前進後退可能に設けられている。前記ボルトキャリアーキー16は、ボルト20が前進後退するシリンダー状のボア18と管路17によって通じており、弾丸発射に伴うガスは、ボア18内にて摺動するボルト20のピストン状の受圧部分19の後方に導かれる。なお、ボルト20の軸芯部分には、カートリッジCの***を叩打するファイヤリングピン(撃針、図2参照)20aが前進後退可能に組み込まれている。本実施形態では、ボルト20を組み込んだボルトキャリアー15をボルト部材と呼んでいる。ボルト構造には図示以外にも様々な種類があるが、本発明は弾丸発射によって発生したガスの圧力により後退してボルトスプリングを蓄圧し、蓄圧された圧力の解放により前進して弾丸装填等の動作を行なう銃であれば、どのような機種にでも適用することができる。
上記ボルトキャリアー15の後方には可動体部21が配置されており、可動体部21は銃本体に取り付けたケーシング22と、その内部に配置された可動軸23を有している。可動軸23はケーシング22の内部にて前進後退可能に設けられており、軸頭23aにてボルトキャリアー15の後端と接続するように構成されている。図中、符号24はボルトスプリングを示しており、ボルトスプリング24は可動軸23を前進方向へ付勢し、それによって最終的にはボルトキャリアー15を発射準備状態に置くように作用する。また、ボルトスプリング24はボルトキャリアー15を後退動作時に受け止め、リコイルショックを緩和する手段としても機能する。
本発明に係る銃が備えるべきトリガー機構はアサルトライフルと共通のものであり、作動も一般的であるので、以下にその概略を記載するに止める。すなわち、25は操作のためのトリガーであり、その操作によって図示していないハンマーの係止状態が解除され、前述したファイヤリングピン(撃針)20aの打撃に至るという構成を有している。この構成によって、装弾室12に装填されている弾丸の***が叩打され、弾丸の発射に至る。
マガジン30は発射装置部10の下部に位置する。マガジン30は銃本体下部に設けられたマガジン装填部26に着脱可能に取り付けられ、実包は内部に組み込まれたフォロワー27によって支えられ、フォロワースプリング28によって、図4以下に示される装弾室後方の空所29(図4参照)にまで押し上げられる。
本発明に係る銃におけるボルトストップ緩衝装置は、図2に実施形態として詳細に示されている。実施形態のボルトストップ緩衝装置は、銃の操作に伴って蓄圧され、ボルトスプリング24の解放によって前進するボルトキャリアー15と、上記前進しているボルトキャリアー15を停止させるボルトストップ31とを備えた構成を有する。特に、実施形態のものは弾切れ検出手段33の作動によって、ボルトキャリアー15が前進後退する軌道X内にボルトストップ31を突出させる構成を有し、緩衝手段40を用いて、前進に転じたボルトキャリアー15と前記ボルトストップ31が衝突したときに生じる衝撃を吸収するように構成されている。
前述のフォロワー27は、最後の弾丸Bが発射されたことを検出する役割も果たしている。すなわち、マガジン30内に装備され、弾丸(実包)によって圧縮されていたフォロワースプリング28がその弾発力によって伸びるにつれて、フォロワー27は上昇し、ボルトキャリアー15の下側に当たり、停止する。その後、弾丸Bが発射されボルトキャリアー15が後退すると、フォロワー27が上昇する。フォロワー27はその後端部27aにてボルトストップ31との中継部材32と係合する。従って、フォロワー27と中継部材32とは弾切れ検出手段33を構成する。
フォロワー27の後端部27aはボルトストップ31との間の中継部材32における一端部32aと係合して押し上げ、ボルトストップ31を、ボルトキャリアー15が前進後退する軌道X内に突出させる。フォロワー27と中継部材32は、弾切れ検出手段33とボルトストップ31とを連絡するためのリンク機構を構成する。
上記中継部材32は、ボルトストップ機構35を構成するボルトストップ31と係合する。すなわち、中継部材32の他端部32bは、ボルトストップ31と溝状の係合部31aにて係合している。従って、弾切れ検出手段33により弾切れが検出されると、装弾室12に配置されるべき弾丸Bが撃ち尽くされた、という弾切れ情報が弾切れ検出手段33によってボルトストップ31まで順次伝達されることになる。
図2Bを参照すると、中継部材32は銃本体の左右に及ぶ部材として図示されており、銃本体左側の軸32cによって銃本体に軸支され、軸周りの回転によって右側の部分(図2にクランク状にあらわれている。)が上下動可能になるように設けられている。また、中継部材32は、軸32cの上部において銃本体左側にあらわれる操作部32dを有し、下部にはばね32eが作用していて、中継部材32を定位置に戻し、かつ、後述するボルトストップ31を押し下げるように設けられている。
ボルトストップ31には前後方向の長孔31bが形成されており、軸34によって銃本体側に搖動可能に軸支されている。従って、ボルトストップ31は長孔31b内におけるストローク量だけ移動可能であり、かつ、軸34を中心に回転可能である。この構成の結果、リンク機構により、中継部材32を介して、ボルトストップ31の係合相手部31cの側が上昇し、ボルトキャリアー15が前進後退する軌道X内に突出可能となる。
ボルトキャリアー15には係合手段36の一方として係合部15aが設けられており、この係合部15aは、係合手段36の他方として上記ボルトストップ31に設けられている係合相手部31cと係合可能に構成されている(図4参照)。特に、実施形態の上記係合部15aと係合相手部31cとは、ボルトキャリアー15の前進方向に対して鋭角を構成する傾斜部として設けられている。上記係合部15aと係合相手部31cの傾斜は、ボルトストップ31が前後方向の長孔31bにて軸34によって軸支されている構成において、係合部15aと係合相手部31cを直角にした場合に起こり得る、係合の不安定を解消することができる。係合手段36を前進方向に対して鋭角的に形成することは、この実施形態における一つの手段に過ぎない。ボルトキャリアー15とボルトストップ31の係合時の条件、例えば係合に関わる部材の質量、速度の大小、材質などが異なれば、直角的ないしは鈍角的な形態を取ることも想定される範囲内のことである。
前記ボルトストップ31には緩衝手段40が作用している。実施形態の緩衝手段40は緩衝リンク37と、銃本体側の取付け部38に前後方向へ移動可能に組み込まれた緩衝軸39及び緩衝軸39を前方へ加圧する緩衝スプリング41を有している。上記緩衝リンク37は軸37bにて銃本体側に揺動可能に軸支されており、一端がボルトストップ31の前部係合部31dに係合し、他端は緩衝軸39の先端に係合する。よって、ボルトキャリアー15の前進に伴う衝突時において、ボルトストップ31が銃口方向へ移動する衝撃は緩衝手段40に伝達、吸収される。
なお、中継部材32とボルトストップ31は、銃口から銃床の方向に並んでいるため、ボルトキャリアー15が前進する際にボルトストップ機構35のボルトストップ31と衝突するが、中継部材32はボルキャリアー15に接触しない構造であり、ボルトストップ31が最大移動時でも接触しない構造であるから、中継部材32には直接接触しない。ボルトストップ31は長孔31bにて軸34と係合しているために、長孔31bの長さを最大限度として移動可能である。最大移動時、ボルトストップ31の溝部31aに、中継部材32の他端部32bがさらに入り込む状態となる。
このように構成された本発明の銃におけるボルトストップ緩衝装置に関して、図3Aにより最終の弾丸(実包)が装弾部12にある最終弾発射前の状態を示す。トリガー25を操作して弾丸Bが発射されると、弾丸発射によって発生したガスがバレル内に充満し、その圧力はガスチューブ14からボルトキャリアー15のボア18に流入し、ボルトキャリアー15を後退させ、ボルトスプリング24を蓄圧するとともに、カートリッジCを装弾室12から引き抜き(図3B)、いわゆる排莢動作が行なわれる。
マガジン30において弾丸(実包)が空になると、ボルトキャリアー15は最大後退位置まで後退し(図4A)、マガジン30では、フォロワースプリング28の弾発力によってフォロワー27が装弾部12の後方付近の空所29にまで押し上げられ最高位置に達する。フォロワー27の上昇に伴って、フォロワー27の後端部27aと一端部32aにて係合する中継部材32に押し上げ力が作用する。
中継部材32は他端部32bと溝部31aにてボルトストップ31と係合しており、フォロワー27の上昇が伝達されることで、ボルトストップ31は軸34を中心に回転し、図4Aにおいて反時計回りに回転する。その結果、ボルトストップ31の上部にある係合相手部31cが軌道X内に突出する。
ボルトキャリアー15は、最大後退位置まで後退した後、ボルトスプリング24の蓄力解放によって前進に転じる。そして、ボルトキャリアー15に係合手段36の一方として設けられた係合部15aは、係合手段36の他方として上記ボルトストップ31に設けられた、上記の係合相手部31cと係合する(図4B)。
ボルトキャリアー15がさらに前進すると、ボルトストップ31は係合手段36によって前方へ連行され、そのため軸34は長孔31bの前端から後端に相対的に移動するようにその位置が変わる(図5A)。ボルトストップ31が上記移動をする間、ボルトストップ31はその前部係合部31dが係合している緩衝リンク37を一端部にて押圧し、他端は係合している緩衝軸39の先端部を緩衝スプリング41の弾力に抗して押圧する。よって、ボルトキャリアー15の前進に伴う衝突時にボルトストップ31が銃口方向へ移動する衝撃が緩衝手段40に吸収され、ボルトキャリアー15は緩やかに停止する。
次いで、緩衝スプリング41の弾性力によってボルトストップ31が後方へ押し戻されるとともに、ボルトキャリアー15も図4Bの位置まで後退し、緩衝装置の作動が完了する(図5B)。さらに、マガジン着脱装置を操作しマガジン交換を行なうとともに、中継部材32の操作部32dを押すことにより、または図示していないチャージングハンドルでボルトキャリアー15を後退させることにより、ボルトストップ31の前部が下がって係合手段36の係合が解除される。その結果、弾丸(実包)が再度装填され、薬室が閉鎖された状態になる。
本発明の銃におけるボルトストップ緩衝装置は、ボルトキャリアー15を停止させるボルトストップ31を緩衝手段40によって間接的に緩衝し、その損傷を防止して、突然の作動不全を生じないように銃を保護することができる。また、本発明の装置では、弾丸Bが撃ち尽くされたという弾切れを検出し、マガジンを交換して再装填するという機能も維持される。
本発明に係るボルトストップ緩衝装置の作動は以上のように行なわれる。一般的なアサルトライフル等の銃においても、弾丸の再装填はマガジン交換によって行なうとともに、図示していないハンドル等の操作によってボルトキャリアー15を操作し、弾丸の装填と薬室の閉鎖を行なうので、本発明の装置を適用した銃と変わるところはない。従って、本発明の装置は既存の銃に組み込んで、その銃の作動におけるボルトの衝撃を緩衝することができる。
10 発射装置部
11 バレル部
12 装弾部
13 取り出し口
14 ガスチューブ
15 ボルトキャリアー
16 ボルトキャリアーキー
17 管路
18 ボア
19 受圧部分
20 ボルト
21 可動体部
22 ケーシング
23 可動軸
24 ボルトスプリング
25 トリガー
26 マガジン装填部
27 フォロワー
28 フォロワースプリング
29 空所
30 マガジン
31 ボルトストップ
32 中継部材
33 弾切れ検出手段
34 軸
35 ボルトストップ機構
36 係合手段
37 緩衝リンク
38 取付け部
39 緩衝軸
40 緩衝手段
41 緩衝スプリング

Claims (4)

  1. 銃本体に前進後退可能に設けられ、弾丸発射によって発生したガスの圧力により後退してボルトスプリングを蓄圧し、蓄圧された圧力の解放により前進して弾丸装填の動作を行なうボルト部材と、ボルト部材の前進を停止させるボルトストップを備えた銃において、
    ボルトストップは、最終弾丸発射後に前進して来るボルト部材と係合する係合手段を有し、上記係合によってボルトストップに加えられる衝撃力を緩衝するために、ボルトストップに作用する緩衝手段を具備し、
    前記ボルトストップは、銃本体側に設けられた軸が配置される前後方向の長孔を有しており、上記長孔の範囲で移動可能、かつ、軸を中心として回転可能に設けられている銃におけるボルトストップ緩衝装置。
  2. 銃本体に前進後退可能に設けられ、弾丸発射によって発生したガスの圧力により後退してボルトスプリングを蓄圧し、蓄圧された圧力の解放により前進して弾丸装填の動作を行なうボルト部材と、ボルト部材の前進を停止させるボルトストップを備えた銃において、
    ボルトストップは、最終弾丸発射後に前進して来るボルト部材と係合する係合手段を有し、上記係合によってボルトストップに加えられる衝撃力を緩衝するために、ボルトストップに作用する緩衝手段を具備し、
    前記係合手段は、ボルト部材に設けられた係合部とボルトストップに設けられた係合相手部とから成り、ボルト部材の前進方向に対して鋭角を構成するように設けられている銃におけるボルトストップ緩衝装置。
  3. 銃本体は、銃の操作に伴って装弾部に供給される弾丸の有無を検出する弾切れ検出手段を有し、上記弾切れ検出手段は、弾切れを検出するとともに、ボルト部材が前進後退する際の軌道内にボルトストップを突出させ、係合手段による係合を可能にする連絡のためのリンク機構を具備している請求項1または2記載の銃におけるボルトストップ緩衝装置。
  4. ボルトストップは、前進して来るボルト部材の衝撃を受け止めるとともに、緩衝手段に伝達するボルトストップ機構をボルト部材と緩衝手段の間に具備しており、緩衝手段は、上記衝撃の伝達によって弾性変形する弾性部材を備えている請求項1または2記載の銃におけるボルトストップ緩衝装置。
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