ヘッドスペース（銃器）

銃器において、ヘッドスペースとは、閉じた薬室の尾栓面から、薬莢を挿入する際の深さを制限する薬室機構までの距離である。銃器の設計者によって動詞として使われるヘッドスペースとは、薬莢がより深く挿入されるのを止めることを指す。薬莢の制限部位に接する薬莢の正確な部位は、薬莢や銃の設計によって異なる。^[1]一般に、ボトルネック型ライフル薬莢は薬莢肩部にヘッドスペースを設け、リム付き薬莢は薬莢縁の前面部にヘッドスペースを設け、リムレス型ピストル薬莢は薬莢口部にヘッドスペースを設ける。ベルト付き薬莢のケースベルトは、もともとベルト前面にヘッドスペースを設けるために追加されたものであるが、実際にはこれは痕跡であることが多く、ベルト付き薬莢用のライフルでは、薬莢肩部にヘッドスペースを設けても、CIP または SAAMI の寸法制限内に収まる場合がある。ただし、ベルト付きカートリッジとそれに対応するチャンバーは、公称 CIP または SAAMI 寸法 (最小チャンバー内の最大カートリッジ) で、ベルト上にヘッドスペースができます。

ヘッドスペースが薬莢よりも大きい場合、銃の尾栓を閉じたときに薬莢の前後方向の揺れが生じる。この余分なスペースをヘッドクリアランスと呼ぶ。大手メーカーを含む多くの企業が、自社の資料の中でヘッドクリアランスとヘッドスペースを混同している。このありふれた誤りは、米国の銃器および弾薬業界のASTM 標準化団体であるSporting Arms and Ammunition Manufacturers' Institute (SAAMI)が管理する銃器用語集で説明されている。 過度のヘッドクリアランスはいくつかの理由で望ましくない。ヘッドクリアランスが大きすぎると、確実に点火できるように撃針がプライマーを適切に押し込むことができる距離を超えて薬莢が前方にスライドしてしまう可能性がある (ただし、この状況では抽出フックが交換用のヘッドスペースの決定要因として機能する場合がある)。薬莢のヘッドを完全に支えないチャンバー設計では、過度のヘッドスペースによって薬莢が過度に膨張し、真鍮が薄くなったり割れたりする可能性がある。そのため、薬莢が後方に破裂し、高圧の高温ガスが放出されて銃器が損傷し、射手や傍観者が負傷したり死亡したりする恐れがある。^[1]

チャンバーのヘッドスペースが短すぎると、銃が完全にバッテリー状態（完全に閉じてロック）にならず、発射できなくなる可能性があります。

小火器の薬莢はすべて、薬莢の底部にリムと呼ばれるフランジを備えている。銃器の部品である抽出爪がリムに引っ掛かり、発射後の薬莢をチャンバーから引き抜く。リムの直径が薬莢の残りの部分より大きい場合、その薬莢はリムド型と呼ばれる。初期の薬莢のほとんどはリムド型で、チャンバー後部のリムストップレッジが薬莢が前方に動かないようにしている。リムド薬莢のヘッドスペースは、アクションが閉じられたときに前方のレッジとボルト面の間の空間である。^[1]

薬莢の先端に抽出溝が機械加工されており、縁が薬莢の隣接部分と同じ直径になっている場合、その薬莢はリムレス薬莢と呼ばれます。現代の自動小銃のほとんどはリムレス薬莢を使用しています。直壁のリムレス薬莢は、この記事の冒頭の図に示すように、薬莢の前方縁にヘッドスペースを設けることが多いです。このため、薬莢の長さを一定に保つことに細心の注意を払う必要があります。ボトルネックのリムレス薬莢は、狭いネックと薬莢の直径の大きい部分の間の円錐形の肩にヘッドスペースを設けるように設計されています。^[1]

一部の大型リムレスマグナム薬莢では、エキストラクターの溝の上にベルトが形成されている。このベルトの直径は隣接するケースよりわずかに大きいため、薬莢は弾丸に最も近いベルトの前端からヘッドスペースをとることができる。 ^[1]ベルトの本来の目的は、浅いショルダー角度を持つ薬莢に対して正確なヘッドスペースを与えることであったが、このようなショルダーを使用した場合の長手方向の精度は困難であった。実質的には、これはリムのヘッドスペース機能に似ていたが、給弾ストローク中に干渉するリスクなしに、薬莢がマガジン内で並んで置けるだけの十分な表面を与えた。.300 H&Hマグナムやその派生型などの弾丸でベルトをヘッドスペース機能として採用したことが、最終的に、後のほとんどのマグナムライフル薬莢にベルトが採用される流行の始まりとなった。

ほぼ真っ直ぐなカートリッジの中には、ヘッドスペースをとるためのボトルネックがないものもあります。このような円筒形の薬莢は、薬莢口 (薬莢の前端) をヘッドスペースをとるための前方フランジとして使用します。

標準化団体Commission Internationale Permanente pour l'Epreuve des Armes à Feu Portatives（国際火器試験委員会、一般にCIPまたはCIPと略される）は、リムレス、リムド、マグナム、ピストル、リボルバー、リムファイアの薬莢の分類を使用して、何百もの異なる小火器の薬室を区別しています。^[2] CIPの決定、テキスト、表に記載されているように、弾薬の寸法チェックは製造業者自身に任されています。CIPの弾薬承認中は、テーパー付きのリムレス薬莢であっても、ヘッドスペースはチェックされません。現在の品質基準によると、非常にまれなケースですが、薬莢が長すぎてボルトで押されると、薬室の力が高くなりすぎて不合格になると考えられています。薬莢が短すぎると、発砲に失敗し、これも不合格になります。

銃の薬莢には複数の機能がある。最も明白な役割は、火薬、弾丸、雷管を収納することである。しかし、さらに、発射時には、膨張する薬莢が銃の尾部を密閉し、燃焼する火薬ガスが後方に漏れるのを防ぐ。ほとんどの薬莢は真鍮製で、圧力を受けて膨張し、薬室の側面と密閉されたガス密嵌合を形成し、その後わずかに収縮して薬莢が緩んだままになり、取り外せるようになる。 センターファイア薬莢は、薬莢が薬室に完全に囲まれていない、または薬室によって支えられていない場合に、銃身後端とアクションの間の隙間に薬莢が膨張するのを防ぐため、底部付近が厚くなっている。^[3]

銃器のヘッドスペースが薬莢設計で想定されているよりも大きい場合、ボルトの閉鎖または撃針の衝撃により薬莢が前方に移動し、薬室面と薬莢の底部の間に空間ができることがある。燃焼する火薬ガスの圧力により薬莢の薄い前壁が膨張し、薬室の側面にしっかりと密着して後方への動きを防止します。薬莢の厚い底部 (または雷管) が薬室後部の空いているスペースに押し戻され、薬莢が伸びることがあります。後方への動きが薬莢設計を超えると、雷管が破裂するか、薬莢の底部が前壁から離れ始めることがあります。どちらのタイプの故障でも、銃器のアクションから高圧ガスと薬莢の破片が放出される可能性があります。これにより、射手または近くにいる人が火傷、切り傷、または目の損傷を受ける可能性があります。^[1]

ヘッドスペースは、あらゆる銃器において重要な考慮事項です。銃器を使用する前に、適切なヘッドスペース ゲージを使用して有資格者がチェックする必要があります。

銃器のヘッドスペースがメーカーの許容範囲内にあるかどうかを確認するために、メーカーはゴー/ノーゴーゲージを提供しています。これらのゲージは、正確な長さに切断された工具鋼の断片です。銃器のチャンバーに収まるように、薬莢のような形をしています。銃器のボルトは、「ゴー」ゲージでは正常に閉じますが、「ノーゴー」ゲージでは閉じません。^[1]

3 つ目のゲージである「フィールド」ゲージ (「禁止」ゲージよりわずかに長い) は、現場で絶対最大安全ヘッドスペースを示すために使用されます。このゲージが使用されるのは、時間の経過とともにボルトとレシーバーが摩耗し、ボルトとラグが圧縮され、レシーバーが伸びる可能性があるためです。その結果、ヘッドスペースが「許可」ゲージと「禁止」ゲージで測定された工場仕様から徐々に増加します。「禁止」ゲージでは閉じるが「現場」ゲージでは閉じないボルトは、発射しても安全ではない状態に近いため、仕様からわずかに外れたカートリッジでは誤動作する可能性があります。

ヘッドスペースゲージは通常、ボルトの表面にゲージを挿入してエキストラクタークローと噛み合わせ、次に銃器のチャンバーに挿入し、どのゲージでボルトが完全に閉じるか、どのゲージで閉じないかを記録して使用します。ボルトアクション式銃器でこれらの評価を行う際にボルトに加える閉鎖力は、一貫して軽く加える必要があります。そうしないと、ボルトが過度の圧力で強制的に閉じられ、ヘッドスペースの誤った評価が発生します。^[1]

以下の表は各ゲージの機能を示しています。

ヘッドスペースは、カートリッジの重要な寸法の 1 つにすぎません。カートリッジの全長やベース直径などの他の寸法も、カートリッジを銃器に適切に装着するために重要であり、ヘッドスペース ゲージの一部として含められることがあります。チャンバー寸法に非常に近いカートリッジは、通常、優れた精度を提供しますが、わずかに小さいカートリッジは、温度が変化する状況や、チャンバー内に汚れが蓄積したり、カートリッジが腐食したりした場合に、よりスムーズかつ確実に装填されます。

リムド弾薬用の銃器の薬室には、多くの場合、2 つの小さな突起または段があります。 1 つは後部にあり、リムの前面と噛み合ってリム ストップとなります。 薬室の前方にあるもう 1 つの段は、薬莢の首の前端にある薬莢壁の厚さに対応しており、薬莢では、弾丸が銃身の始まり、つまりスロートまたはリードにぴったりとフィットして出てくる部分です。 薬莢の長さが長すぎると、ボルトで閉じる際に薬莢がスロート/リードにある薬室の前段に押し込まれ、薬莢の首にある弾丸の周りの薬莢が押しつぶされたり、折れ曲がったりして、さまざまな性能、圧力、安全性の問題が発生します。

.303 ブリティッシュなどのリム付き弾薬を使用するターゲット シューターの多くは、ヘッドスタンプによって同じメーカーまたはバッチの薬莢を慎重に分類し、薬莢のリムの厚さを測定して、同じ、または非常に近いリムの厚さのロットにします。次に、その銃のチャンバーに合わせて形状が最適化された火成型薬莢を保管します。これにより、薬莢のネックのサイズを変更して長さにトリミングするだけで、リロードされた弾薬のバッチ パフォーマンスがショットごとに可能な限り一貫しているため、精度の可能性が高まります。競技用リローダーの中には、ボルトがロックされたときに吸収される既知の量だけ、プライマーを薬莢からわずかに突き出したままにしておく人もいます。プライマーがカップ内にさらにごくわずかに押し込まれると、ケース ベースの中心にこの機械的作用が生じ、リムからリム ストップまでの圧力が均等に分散されます。これにより、プライマー カップがボルト面に直接接触するため、ショットごとにファイアリング ピンが同じようにプライマーをへこませるという利点もあります。再装填の際には、細心の注意を払い、製造元の推奨事項に従う必要があります。

珍しい銃器操作が使用されており、特に試作銃器では操作の一部としてヘッドスペースが使用されています。これは、カートリッジが後方に移動し、ボルトのロックが解除されるまでカートリッジをある程度伸ばして操作を循環させるというものです。^[4]

• Cruffler.com 1999 年 10 月の記事
• フォースタープロダクツの記事
• Armalite.com のヘッドスペースの測定方法 PDF ペーパー
• CIP 認証 TDCC リスト - タブ I - リムレス カートリッジ
• CIP 認証 TDCC リスト - タブ II - リム付きカートリッジ
• CIP 認証 TDCC - タブ III - マグナム カートリッジのリスト
• CIP 認証 TDCC リスト - タブ IV - ピストルおよびリボルバー用カートリッジ
• CIP 認証 TDCC リスト - Tab V - リムファイア カートリッジ - クラッシャー
• CIP 認証 TDCC リスト - Tab V - リムファイア カートリッジ - トランスデューサー
• CIP 認証 TDCC リスト - タブ VI - 工業用カートリッジ
• CIP 認証 TDCC リスト - タブ VII - ショット カートリッジ
• CIP 認証 TDCC リスト - タブ VIII - 警報武器用カートリッジ
• CIP 認証 TDCC リスト - タブ IX - ダストショット カートリッジ
• CIP 認証 TDCC リスト - タブ X - その他の武器用カートリッジ