Action speed control system

（関連出願への相互参照）
本特許は、本特許出願で指定された発明者らによる米国特許出願番号第６０／５１６，５８３号として、２００３年１０月３１日に出願された「作用速度制御システム」と題する先に出願された同時係属中の仮特許出願を明確にしたものである。 本特許出願は、仮特許出願を支配する法令および規則、特に、合衆国法典第３５巻第１１９条（ｅ）（１）および連邦法施行規則第３７巻第１．７８条（ａ）（４）および（ａ）（５）に従って、引用された仮特許出願の出願日の利益を主張している。 この仮特許出願の明細書および図面は、詳細に、参考として本明細書中に援用される。

（発明の分野）
本出願は、一般に、火器に関し、そして特に、ガスで作動される火器のための作用システムを制御するための作用速度制御システムに関する。

（発明の背景）
半自動火器のような、「ガスで作動される」火器は、代表的には、この火器の作用システムを駆動するための一連の弾薬の発射の間に、内部ボア圧力および／またはこの火器のバレルから出る燃焼ガスを利用する。 代表的には、この火器の作用システムは、火器のボルトアセンブリに取り付けられ、そしてそれと連通する作用スリーブアセンブリまたはスライドを含む。 作動の間、発射に際し、燃焼ガスが、この火器のバレルから作用システムに、代表的には上記バレルの壁中に機械加工された円筒形の穴である一連のポートを経由して転送される。 この転送された燃焼ガスは、一般に、スリーブアセンブリを、消費された一発分が射出されるように、後部限界にある停止点まで後方に押し；ハンマーが縁反り（ｃｏｃｋｅｄ）準備位置に移動し；そしてこの作用システムが閉鎖されるとき、新たな一発分の弾薬が上記火器のチャンバー中に装填される。

上記バレル中のポートの合わせた容量は、ガスの量、そしてそれ故、火器の作用システムに伝達されるエネルギーの量を調節する。 しかし、カートリッジまたはショットシェルのためのチャンバーがある火器には問題が存在し、それは、特定の口径またはゲージ内で、多いに変化する弾薬提供を有し得（すなわち、ショットガン、ライフルおよびその他のタイプの火器における、マグナム弾薬筒負荷 対 より軽い標的負荷）、ガスポート容量のみによって火器の作用システムのエネルギーおよび／または移動を制御することは、実際的でない。 例えば、ショットシェルのための標的負荷から生じるより軽いエネルギーを生成する負荷は、一般に、上記作用システムを駆動するために十分な容量のガスを提供するためにより高いエネルギーを生成する負荷よりも有意に大きいポートサイズを必要とする。 結果として、ガスで作動される火器におけるポートの幾何学的形状は、代表的には、最も軽いエネルギーを生成する負荷を収容するように設定され、すなわち、より高いエネルギーを生成する弾薬が用いられるとき、上記作用システムへのエネルギー伝達を減少する試みにおいて補償デバイスが上記作用システムに加えられて、より大きなポートを有している。

補償デバイスは、代表的には、ばねで付勢される圧力リリーフバルブを含み、これは、代表的には、上記ばねによって提供される、システム中の作動エネルギーまたはガス圧力が予め規定された圧力を超える際に起動され、その際には、この補償または圧力リリーフバルブが開かれ、そして過剰のエネルギー／ガスの一部分が取り出されるか、または放出される。 このような補償システムは、入力エネルギー（ガス圧力）を減少し得るが、火器の作用システムを駆動するために利用可能なエネルギーにおける実質的な差異はなお残る。 一般に、ボルト速度が、上記作用システムに向かうエネルギーの量の相対的尺度として用いられ、より高いボルト速度では、より多くのエネルギーが上記作用システムに向けられている。

図１は、一般に、従来の補償された半自動ショットガンにおける高エネルギー生成弾薬一発分および軽エネルギー生成弾薬一発分の両方に対するボルト速度を示す。 図１に示されるように、用いられる異なるタイプの弾薬に対するこのような従来の補償火器における作用システムのピークボルト速度および末端速度には有意な変動がある。 マグナム一発分のような、代表的には、より高いエネルギーを生成する一発分は、非常に高く、例えば、１秒あたり４００インチを超えるピーク速度を有する。 このボルト速度は、全体のストロークを通じてかなり安定に維持され、そして、このボルトがその後部限界まで移動され、そしてそのさらなる移動が停止されるまで低下しない。 より軽いエネルギーを生成する一発分についてのピーク速度は、一般に、上記高エネルギー生成一発分について程高くはなく、そして代表的には１秒あたり３００インチに過ぎず、そしてより長い時間の長さに亘りかなり安定なままである傾向にある。 換言すれば、従来の補償システムは、代表的には、ピークにあたり、そして次に、それが、レシーバーの後部に衝突し、そして次いで突然かつ可能な損傷停止が起こるまで、火器のストロークまたはサイクル全体でかなり一定なままである。 より軽いエネルギーを生成する一発分およびより高いエネルギーを生成する一発分の両方について、加えられるエネルギーの量は限られているが、ストローク全体で散逸はしない。

半自動火器について、最適な設計とは、この火器中の弾薬ショットのタイプにかかわらず一定のボルト速度プロフィールを提供し、しかも、最小の末端速度で完全ストロークを確実にするために十分なエネルギーで作動するものであろう。 発射に際し、上記作用システムが変位するか、または移動される速度は、上記作用システムの作動から生じる種々の機械的相互作用のタイミングに影響し、そしてこのような速度における変動は、火器構成要素の潜在的に重大な誤動作に至り得る。 過剰の末端速度は、この火器の種々の構成要素の初期の疲労に至り得、その一方、完全ストロークでは、高エネルギーの一発分によって生成されるような、過剰の作用システムエネルギー（速度）は、消費または取り扱われなければならない。 過剰エネルギーの消費は、代表的には、火器のボルトアセンブリおよび作用システムが、作用スリーブアセンブリの後部限界で停止されるとき、不快な機械的衝撃により達成される。 この衝撃を軟化するために緩衝が取り込まれるが、作用システム速度における急速な減少は、上記構成要素に対し実質的な慣性負荷を与え、より高いエネルギーの弾薬が大量に発射されるとき、初期の疲労および失敗を引き起こす可能性がある。

従って、先行する問題、およびその他の関連する問題および関連しない問題を取り扱う火器のための作用速度制御システムについて必要性が当該技術分野に存在することが理解され得る。

（発明の要旨）
本発明は、ガスで作動される火器のための作用速度制御システムに関する。 例示の実施形態では、この作用速度制御システムは、作用スリーブおよび作用速度制御シリンダーを備える。 この作用スリーブは、上記火器の発射の間に生成される燃焼ガスの容量に応答して後方方向に移動し、そしてこの火器のバレルからガスポートを通って転送される。 上記作用速度制御シリンダーは、上記作用スリーブに、上記作用スリーブがその移動のための後部限界に接近するとき、それの移動および遅延を制御する連結によって接続される。 この速度制御シリンダーによって生成される抵抗力は、作用スリーブの移動の間のその速度の関数である。

本発明の別の局面では、ガスで作動される火器は、バレル、ボルトアセンブリ、このボルトアセンブリに連結された作用システム、およびこの作用システムに連結された速度制御シリンダーを備える。 この作用システムは、一発分の弾薬が発射されるとき、上記バレルから転送される燃焼ガスの容量によって駆動されるスリーブアセンブリを備える。 上記速度制御シリンダーは、上記燃焼ガスの容量によって駆動されるスリーブアセンブリの速度を制御する。 上記速度制御シリンダーによって生成される抵抗力は、上記ボルトアセンブリの後方移動の間のこのボルトアセンブリの速度の関数である。 このボルトアセンブリの速度は、発射にともなうエネルギー負荷が上記速度制御シリンダーによって吸収されるとき、制御され、かつ段階的に減少する。

本発明は、添付の図面と組み合わせ、以下の発明の詳細な説明を読むことによってより良好に理解される。

（発明の説明）
本発明の以下の説明は、本発明の教示を、その最良の現在既知の実施形態で可能にするように提供される。 当業者は、本発明の有益な結果をなお得ながら、多くの変更が、説明されるこれら実施形態になされ得ることを認識する。 本発明の所望の利点のいくつかは、その他の特徴を利用することなしに、本発明のいくつかの特徴を選択することにより得られ得ることもまた明白である。 従って、当業者は、本発明に対する多くの改変および適合が可能であり、そして特定の状況ではなお所望され得、そして本発明の一部であることを認識する。 従って、以下の説明は、本発明の原理の例示として提供され、そしてその制限ではない。 なぜなら、本発明の範囲は、請求項によって規定されるからである。

本発明は、火器の作用速度制御システムを提供するために設計され、そしてより詳細には、半自動ライフル、ショットガンおよび拳銃のようなガスで作動される火器に関する。 本発明は、ガスで作動される自動装填ショットガンにおける１つの例示の実施形態で図５に示されるが、当業者によって、本発明の速度制御システムはまた、ライフルおよびその他の長い銃、ならびに拳銃を含む種々のその他のタイプのガスで作動される火器における使用に適合され得ることが理解される。 本発明の速度制御システムは、ガスで作動される火器における圧力補償または入力エネルギー調節の要求を実質的になくすようにさらに設計される。 さらに、本発明は、弾薬の高エネルギーの一発分からか、または低エネルギーの一発分からのエネルギー入力にかかわらず、ボルト速度がより一貫して制御され、ショックおよび不快を減少し得、そして火器の作用システムの機能および構成要素の信頼性を改善するような、速度依存性速度制御システムを提供する。

図３〜５に示されるように、本発明の作用速度制御システム１０は、一般に、火器Ｆ中に取り付けられ（図５）、そして速度制御シリンダー１１を含む（図３〜５）。 この速度制御シリンダー１１は、一般に、油圧シリンダーまたは空気圧シリンダーであり、これは、特定の最小または所望のレベルの抵抗性を提供するように選択され得るか、または、これは、必要に応じて調節され得る可変抵抗性のシリンダーであり得る。 この速度制御シリンダー１１は、一般に、この速度制御シリンダー１１中に、およびそれから伸長可能であり、そしてその自由端または遠位端１３でベアリングプレートまたはコネクター１４に取り付けられるシリンダーロッド１２を含む。 このベアリングプレートまたはコネクター１４は、一般に、作用スリーブコネクターまたは連結１６に接続され、これは、次に、火器の作用システム１７に接続され、そしてそれによって駆動される。 この作用システムは、１つの端部で連結１６に、そしてそれらの対向する端部で作用スリーブ２１に接続されるバー１９（単数または複数）を有する作用スリーブアセンブリ１８をさらに備え、この作用スリーブアセンブリは、火器のマガジンチューブ（図示せず）に沿ってほぼ適合し、かつスライドする。

作用スリーブ２１は、図５に示されるように、火器のバレル２３のガスシリンダー２２と連通している。 この火器バレル２３は、スリーブアセンブリ１８に向かって弾薬の燃焼または点火／発射からのガスを転送または方向付けるように、その中に形成された一連のガスポートまたは開口部を含む（図示せず）。 これらの転送された燃焼ガスからの圧力は、作用スリーブ２１および作用バー１９（単数または複数）が矢印２４（図３および４）の方向に押されるか、または後方に移動されるようにし、これは、発射される一発分の摘出および駆出；ハンマーの縁反り；後部終結点または限度における作用スリーブアセンブリ１８の停止；およびマガジンからの弾薬の次の一発分の放出および装填のためであり、これは、次に、この作用システム１７を解放し、次の一発分の弾薬を発射するために閉じる。 同時に、上記作用スリーブアセンブリが後方に駆動されるとき、このような移動およびエネルギーは、連結１６を経由して本発明の速度制御シリンダー１１に伝達される。 図３〜５にさらに示されるように、火器のためのボルトアセンブリ２５は、その作動の間に、作用システム１７の上に静止し、そしてそれとともに移動する。

図３〜５に示されるように、本発明は、油圧速度制御システムを利用し、ここで、上記シリンダーによって生成される抵抗力は、ボルト速度の平方に比例し、その結果、作用スリーブアセンブリ１８が速く駆動されるほど、この速度制御シリンダー１１によってより高い抵抗力が提供される。 代表的には、利用されるガスポートシステム（図示せず）は、より軽いエネルギー生成負荷（すなわち、標的負荷）に基づき、そしてそれ故、上記バレル中に形成されるより大きなガスポートを含み、最も軽いエネルギーを生成する弾薬のために上記火器の作用システム１７を駆動するように上記バレルから出されるべき必要な圧力またはガス容量を収容または供給する。

図２に示されるように、本発明の速度制御システムを用い、発射に際し、上記作用システムは、燃焼ガスが火器のバレルから転送されるとき後方に押される。 図２は、本発明の速度制御システムを利用する火器から発射される、高エネルギーを生成する一発分および低エネルギーを生成する一発分の速度対時間曲線の比較をさらに示す。 示されるように、両方のタイプの弾薬について、発射直後、速度における大きなスパイクがあり、その際に、各々の一発分の発射からのボルト速度は、その最も高いピークにある。 より高いエネルギーを生成する一発分は、よりエネルギーを生成する一発分より速度におけるより大きなピークまたはスパイクを有するとして示されている。 しかし、作用システムまたは作用スリーブアセンブリの移動が、突然および可能な不快な停止にもたらされる従来の補償火器システムでの終端速度おける鋭い低下の代わりに、本発明の作用システムの過剰のエネルギーは、吸収され、そして上記速度制御シリンダーによって緩衝される。 結果として、本発明では、より高いエネルギーを生成する（マグナム）一発分およびより低いエネルギーを生成する（標的）一発分の両方についての終端速度は、上記火器の作用システムへのショックを有意に低減し、そして上記火器の作用システムおよびボルトアセンブリ構成要素のより制御された機能を提供し、それに対する摩耗および疲労を有意に低減する類似の制御されたパターンに従う。

図２にまた示されるように、より高いエネルギーを生成する負荷は、かなりより高い初期ボルト速度を生成するが、このようなボルト速度は、一般に、より軽いエネルギーを生成する一発分によって生成される終端ボルト速度まで急速に下がり、そしてその後、より制御された、一貫し、かつ漸次減少する終端速度に従う。 従って、本発明の速度制御システムの使用は、発射サイクルのより平滑な、より制御された機械的相互作用を提供するように、発射された弾薬のタイプにかかわらず、非常に一貫したボルト速度プロフィールを確立する。 このような機械的相互作用には、ハンマーの端反り、その後部限界における作用システムの停止、マガジンからの次の一発分の放出および次の一発分の準備のために閉じるための上記作用システムの解放などがある。 さらに、図１および図２の終端ボルト速度の比較は、従来の補償システムと比較したとき、本発明の作用速度制御システムとともに完全ストロークで、ボルトアセンブリおよび作用スリーブアセンブリの衝撃速度における有意な減少を示し、それ故、作用システム構成要素に対して与えられる慣性力を低減し、および火器の跳ね返りのようなその他の所望されない影響を低減する。

前述は、好ましい実施形態または特徴に関して説明しているが、種々の付加、変更、および改変が、その思想および範囲から逸脱することなく前述の発明になされ得ることがさらに理解される。

図１は、従来の補償された半自動ショットガンに関する高エネルギー一発分および軽エネルギー一発分に対する経時的なボルト速度の比較を示すグラフ表示である。

図２は、本発明の例示の速度制御システムを取り込む火器に関する高エネルギー一発分および軽エネルギー一発分に対するボルト速度の比較を示すグラフ表示である。

図３は、本発明の例示の速度制御システムを概略的に示す側面図である。

図４は、本発明の例示の速度制御システムを概略的に示す斜視図である。

図５は、火器における例示の環境中で本発明の例示の速度制御システムを示すために、明瞭さのために一部を取り去った、火器の側面図である。