JP2007271136A - 砲弾切断装置用砲弾保持機構 - Google Patents

砲弾切断装置用砲弾保持機構 Download PDF

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Abstract

【課題】 遺棄化学砲弾の無害化・廃棄処理に際して丸鋸切断機で切断処理を行う場合に、砲弾の内筒が鋸刃の回転力によって外筒に対して回動することを防止する砲弾切断装置用砲弾保持機構を提供する。
【解決手段】 砲弾6の弾頭側に臨んで砲弾6の軸O1から偏倚した軸O2の軸方向に進退自在にピストンロッド22aが設けられ、先端部に位置決め機構24に
より内筒受けバイス23が軸O2を中心として回動可能に設けられている。そのバイス部23bを、軸Oを中心として旋回させることにより、内筒6bへの挿抜可能位置と内筒6aの内壁面を押圧する位置とに位置付けられるようにする。切断時には、内筒6bに挿入した状態でバイス部23bを旋回させて内筒6bの内壁面を押圧する状態とする。切断後には、バイス部23bを旋回させて内筒6bから抜去する。

【選択図】 図1

Description

この発明は、丸鋸切断機により砲弾を切断する際に、砲弾の内筒が鋸刃から回転力を受けて外筒に対して回転してしまうことがないようにした砲弾切断装置用砲弾保持機構に関する。
例えば、長尺な丸棒を適宜長さに機械的に切断する場合、回転する丸鋸を該丸棒に対して進退させ、前進時に鋸刃で切断し、後退させて該丸棒をその軸方向に移動させて次の切断位置が丸鋸の移動域内に位置決めされ、連続切断加工を行う。切断する際には、被切断物であるワークが不用意に動かないようクランプ装置により、該ワークが保持され、固定される。
図10及び図11は、ワークWとして中実な丸棒を切断するスウィングアーム式丸鋸切断機1の概略の構造を説明するもので、図10は平面図を、図11は正面図を示している。ワークWの切断は、回転する丸鋸2を図11上実線で示す初期位置から想像線で示す切断完了位置まで揺動させることにより、ワークWに対して進退させて行う。切断加工時にワークWが丸鋸基準位置Sから不用意に動いては不都合であるから、ワークWは水平方向及び垂直方向に進退する油圧シリンダに直結させた主クランプ手段3、4によって確実に保持され、圧締されて固定されるようにしてある。なお、送り用クランプ手段5は、ワークWの定寸送り動作のために図10上矢標Pで示す方向に往復移動可能としてあり、ワークWを圧締した状態で丸鋸基準位置Sの方向に移動して、ワークWを切断位置まで送り、開放した状態で丸鋸基準位置Sとは逆方向に移動した後再度ワークWを圧締する。またクランプ手段4は切断時にワークWを圧締する。
丸棒や形鋼のように断面形状がいずれの位置も等しい一様なものであれば、前記クランプ手段3、4、5でワークWを圧締することは容易である。しかし、断面形状が一様でないワークWでは、このクランプ手段3、4、5でいずれの位置においても確実に圧締させることは困難である。
ところで、断面形状が一様でないワークとして、旧日本軍が遺棄した遺棄化学砲弾がある。我が国は、化学兵器禁止条約に基づいてこの遺棄化学砲弾を無害化・廃棄処理する義務を負っている。化学砲弾の無害化・廃棄処理は燃焼炉で高温加熱熱分解させることによるが、効率的に熱分解処理するには、内包される化学剤を熱分解させるのに適した大きさに化学砲弾を切断する必要がある。この遺棄化学砲弾には未だ充填されたままの炸薬が暴発するおそれがあることから、機械的切断を行えないとされていたが、近年では充填された炸薬を確実に除去することが技術的に可能となり、機械的な切断処理が見直され、切断機による切断処理加工の採用が推進されるに至った。この遺棄化学砲弾を機械的に切断処理する場合には、断面形状が一様でないため、確実に圧締することが困難となるおそれがある。特に、化学砲弾であるため外殻が焼き入れ処理されて高い硬度となっているから、超硬丸鋸を用いて切断する必要があり、ワークの圧締が不十分であると切断時の力によって位置がずれてしまうおそれがある。切断時に砲弾の位置がずれてしまうと、鋸刃が歪んだり、刃金または超硬チップが激しく摩耗したり、欠損したりして、寿命を短くしてしまうおそれがある。さらに、遺棄化学砲弾は大部分が埋設坑から掘削回収されるものであるため、赤錆の発生等による劣化や変形が予想されことから、この種の遺棄化学砲弾を確実に圧締してクランプできるように、本出願人は、特許文献1に記載された切断装置用クランプ装置を先に提案している。
この切断装置用クランプ装置は、丸鋸切断機の鋸刃による切断位置に、ほぼ断面円形の被切断物を保持させる切断装置用クランプ装置において、前記被切断物を載置させる架台と、前記架台の載置面に対して、適宜角度で交差する保持面を有する受け台板と、前記架台に載置された被切断物に対して進退自在で、前進時に該被切断物を架台及び前記受け台板に押圧する押圧部を備えた移動圧締手段とを備えている構造としたものである。
特願2004−052599
上述した特許文献1に開示された切断装置用クランプ装置によって、被切断物を移動圧締手段により2箇所に押圧して3方向から圧締することができるから、安定して固定させることができ、軸方向の位置により断面形状が異なる化学砲弾であっても確実に固定させることができることとなった。
しかしながら、砲弾の構造が、図12に示すように、内筒と外筒とが組み合わされてものであるため、次のような問題が生じるおそれがある。
図12に遺棄化学砲弾の主な形式を示してあり、(a)に75mmあか弾6、(b)に90mmあか弾7、(c)に105mmあか弾8、(d)に150mmあか弾9をそれぞれ示してある。これらはいずれも、内筒6b、7b、8b、9bと外殻となる外筒6c、7c、8c、9cとから構成されており、これらの間隙部に炸薬が収容される。ところで、これらの砲弾を切断装置に供する場合には、効率的な熱分解処理のためには砲弾を所定の大きさに切断することが必要となり、砲弾をその軸方向に送りながら一箇所または数箇所で切断しなければならない。そのためには、砲弾の端部を前記送り用クランプ手段5で保持させて、送り処理が行われる。砲弾の端部は、炸薬を除去するために前処理工程で弾頭が取り外されているが、弾頭の形状が異なることにより、弾頭が取り付けられていた接合部6a、7a、8a、9aもそれぞれ異なっている。化学砲弾を移動させるためのクランプ装置は、これら接合部6a、7a、8a、9aを保持させると共に、接合部6a、7a、8a、9a側の端面に送り用クランプ手段5の一部を押圧して化学砲弾を押動させることが必要となる。
これらの接合部6a、7a、8a、9aは、図12に示すように、内筒が大きく露呈する砲弾と僅かに露呈する砲弾とがある。すなわち、砲弾8、9では内筒8b、9bが露呈してこれら露呈した内筒8b、9bの一部が接合部8a、9aとなり、砲弾6、7では内筒6b、7bが僅かに露呈し、送り用クランプ手段5で保持される部分としては、接合部6a、7aと外筒6c、7cとを合わせて保持することとなる。他方、内筒6b、7b、8b、9bと外筒6c、7c、8c、9cとはネジ構造によって結合されている。このため、内筒6b、7b、8b、9bが外筒6c、7c、8c、9cに対して回転すると、これらの結合が緩み、互いに回動可能な状態となる。
図8及び図9は丸鋸2により砲弾6を切断する状況を示す砲弾6の軸方向の面で切断した断面図であり、図8は内筒6bの切断開始後を、図9は内筒6bの切断終了前を示している。丸鋸2は図上反時計回り方向へ回転しているとすると、切断開始後の図8では内筒6bに丸鋸2から時計回り方向への回転力を受けることになり、切断終了前の図9では反時計回り方向の回転力を受けることとなる。すなわち、前記内筒6bと外筒6cとを結合させているネジ構造のネジの方向がいずれであっても、丸鋸2の前進によって内筒6bを外筒6cに対してネジを緩める方向へ回転させる力が作用することになる。内筒6bと外筒6cとの結合が外れてしまうと、内筒6bが外筒6cに対して回転してしまい、丸鋸2が歪んでしまって破損してしまうおそれがある。前記送り用クランプ手段5により内筒6aを確実に保持させることができれば、内筒6bが回転することがないが、接合部6aに露呈している内筒6bの部分は僅かであるから、送り用クランプ手段5では十分に保持させ難い状態となっている。
そこで、この発明は、送り用クランプ手段によって十分に保持させ難い構造となっている砲弾の内筒を確実に保持させることができて、内筒の回動を阻止し、切断作業に支障を生じさせることのない砲弾切断装置用砲弾保持機構を提供することを目的としている。
前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る砲弾切断装置用砲弾保持機構は、丸鋸切断機の鋸刃による切断位置にて内筒と外筒とが組み合わされた二重筒構造の砲弾を保持して固定する主クランプ手段を備え、砲弾をその軸方向に順次移動させながら前記切断位置で砲弾を切断する切断装置の、前記内筒を保持する砲弾切断装置用砲弾保持機構において、砲弾の開放された弾頭側の端部より、砲弾の軸と平行な方向に沿った方向に進退して前記内筒内に挿入される操作手段と、前記操作手段の先端部に設けた内筒保持手段とからなり、前記操作手段を砲弾の内筒内に進入させた状態で、前記内筒保持手段が内筒と連繋して、内筒の外筒に対する回動を阻止することを特徴としている。
砲弾を切断するために切断装置に供した状態で、前記操作手段を弾頭側から挿入する。弾頭側は既に炸薬を取り除くために取り外されて、炸薬が充填されていた内筒が空洞となっているから、操作手段のこの空洞の部分に挿入される。挿入後に、前記内筒保持手段を作動させれば、この内筒保持手段が内筒と連繋して、内筒を保持することになる。これにより、鋸刃で内筒を切断する際に、内筒が回動してしまうことが阻止される。なお、鋸刃の回転力は、既に切断のために減衰されているから、内筒の回動を阻止するために、前記内筒保持手段により内筒を保持する力は、内筒と外筒とのネジ機構を緩めることのない大きさで十分である。
また、請求項2の発明に係る砲弾切断装置用砲弾保持機構は、前記操作手段が、砲弾の軸から偏倚した位置を軸として進退する操作ロッドであり、前記内筒保持手段が、前記操作ロッドの先端部に取り付けられて、この操作ロッドの軸を中心とした回動によって内筒と係合して、この内筒を保持する内筒受けバイスであることを特徴としている。
前記操作手段としての操作ロッドを、砲弾の内筒に挿入する。このとき、操作ロッドの軸は砲弾の軸に対して偏倚させてあるから、操作ロッドの一方の側であって砲弾の軸側の空間は、他方の側の空間よりも大きく開いており、操作ロッドの先端部に取り付けられた前記内筒受けバイスが、この大きい側の空間に配されるように挿入する。そして、操作ロッドをその軸を中心として回動させると、前記内筒受けバイスがこの軸を中心として旋回し、前記他方側の小さい空間に至り、内筒の内周面に当接することになる。これにより、内筒が押圧されて内筒受けバイスにより保持された状態となり、鋸刃による切断時に外筒に対して回動してしまうことが防止される。
また、請求項3の発明に係る砲弾切断装置用砲弾保持機構は、前記内筒保持手段を、砲弾の軸と交差する方向に移動可能としたことを特徴としている。
内筒保持手段を砲弾の軸と交差する方向へ移動させることにより、この内筒保持手段と内筒との係脱を行わせるようにしたものである。すなわち、係合時には内筒保持手段が内筒を押圧するようにし、離脱時には内筒への押圧状態が解除されるようにしたものである。
この発明に係る砲弾切断装置用砲弾保持機構によれば、砲弾の内筒を確実に保持させることができるから、鋸刃による切断作業時に、内筒が外筒に対して不用意に回動してしまうことが阻止される。このため、鋸刃に歪みが生じることがなく、鋸刃を破損させてしまうことがない。
また、請求項2の発明に係る砲弾切断装置用砲弾保持機構によれば、簡単な構造で 操作が良好となると共に、確実に内筒を保持することができる。
また、請求項3の発明に係る砲弾切断装置用砲弾保持機構によれば、簡単な構造で、内筒保持手段を確実に内筒と連繋させることができる。
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいてこの発明に係る砲弾切断装置用砲弾保持機構を具体的に説明する。なお、併せて砲弾を順次送るための砲弾の送り用クランプ手段を説明する。
図4〜図7には砲弾を切断位置まで送るために、前記75mmあか弾6を一例として、その端部を保持する送り用クランプ手段を示しており、図4は平面図、図5は図4におけるA−A矢視図、図6は同じくB−B矢視図、図7は斜視図である。丸鋸基準位置Sを挟んだ位置には前記主クランプ手段3、4を構成する受け用主バイス3aと押圧用主バイス4aとが配されており、押圧用主バイス4が図示しないピストン−シリンダ装置により、矢標Qで示す75mmあか弾6の軸直角方向に進退可能とされている。75mmあか弾6の弾頭が接合されていた接合部6aを臨んで、受けバイス11と押圧バイス12、受けバイス用台座13とが配されている。
この切断機には、図示しない移動機構によりガイドロッド10aに案内されて75mmあか弾6の軸方向に移動可能な架台部10が設けられている。この架台部10に受けバイス用台座13が着脱自在に取り付けられており、この受けバイス用台座13に前記受けバイス11が固定されている。また、架台部10には押圧バイス用台座16が着脱自在で、この架台部10に対して前記矢標Q方向、すなわち75mmあか弾6の軸直角方向に摺動可能に設けられており、この摺動によって75mmあか弾6に対して進退するようにしてある。前記押圧バイス用台座16は図示しないピストン−ピストンシリンダ装置が連繋されており、この作動によって前記摺動動作を行うようにしてある。なお、前記受けバイス11と押圧バイス12、受けバイス用台座13とは、図4及び図5に示すように、対向した位置に位置するように配されている。押圧バイス11の端部であって、75mmあか弾6の端部側となる側には、75mmあか弾6の端面を臨む状態に当接部11aが設けられている。
前記受けバイス用台座13には受け用バイス11が、前記押圧バイス用台座16には胴押圧用バイス12が、それぞれ着脱自在に固定されている。この着脱自在とする構造としては、例えば固定ボルト14や差し込みロッド12aによるものとしてあれば、着脱が容易で、迅速に行えるので好ましい。これら、受け用バイス11及び受けバイス用台座13と胴押圧用バイス12とは、図4及び図6に示すように、対向した位置に設けられている。
そして、75mmあか弾6の接合部6a側の端部を臨んで、この発明に係る砲弾保持機構21を構成する操作手段の動作を行わせるための駆動源であるピストン−シリンダ機構22が、前記受けバイス用台座13に連繋させて取り付けられている。この砲弾保持機構21の側面図を図1に示してある。前記ピストン−シリンダ機構22の前記操作ロッドとしてのピストンロッド22aは、このピストンロッド22aの軸Oが75mmあか弾6の軸O1から偏倚した位置となるように配されており、先端部に内筒保持手段としての内筒受けバイス23が位置決め機構24を介して取り付けられている。前記内筒受けバイス23は台座部23aとバイス部23bとが組み合わされて構成されており、前記位置決め機構24によりピストンロッド22aの軸Oを中心として回動するようにしてある。また、前記バイス部23bを、75mmあか弾6の軸O1側に位置させた状態で、図2に示すように、この内筒受けバイス23を75mmあか弾6の内筒6bに挿抜可能とされ、軸O1側と反対側に位置させた状態で、図3に示すように、バイス部23bが内筒6bの内壁面を押圧するようにしてある。なお、前記ピストン−シリンダ機構22は前記ピストンロッド22aの軸Oの高さを変更できるように、昇降手段25を介して前記受けバイス用台座13に取り付けられている。
以上により構成されたこの発明の実施形態に係る砲弾切断装置用砲弾保持機構について、その作用を75mmあか弾6の保持作用と共に以下に説明する。
75mmあか弾6を切断装置の前記受けバイス11が臨んでいる所定位置に搬入し、接合部6a側の端面を当接部11aに臨ませて設置する。図示しないピストン−シリンダ装置を作動させて前記押圧バイス12を前進させると、この押圧バイス12と受けバイス11とにより75mmあか弾6の接合部6aが挟持される。また、受けバイス用台座13と胴押圧用バイス12とにより75mmあか弾6の胴部の適宜位置が挟持される。
また、前記ピストン−シリンダ機構22を作動させ、ピストンロッド22aを前進させて、75mmあか弾6の弾頭側から前記内筒受けバイス23を挿入させる。このとき、図2の想像線で示すように、前記位置決め機構24により内筒受けバイス23を旋回させて、前記バイス部23bが75mmあか弾6の軸O1側にある状態で行う。この内筒受けバイス23bが75mmあか弾6の内筒6b内に位置した状態で、位置決め機構24を作動させて内筒受けバイス23を軸O2に対して旋回させる。この軸O2は75mmあか弾6の軸Oに対して偏倚させてあるから、この旋回によりバイス部23bが旋回して、図1及び図3に示すように、内筒6bの内壁面に当接すると共に、適宜に押圧することになる。また、必要に応じて、前記昇降手段25を作動させてピストン−シリンダ機構22を上昇させることにより、バイス部23bが適宜な大きさの力で内壁面に押圧される。
そして、図示しない移動機構を作動させて架台部10をガイドロッド10aに案内させて移動させると、受けバイス用台座13と押圧バイス用台座16が移動し、これらに連繋させてある受けバイス11や押圧バイス12等が移動するから、これらに保持されている75mmあか弾6が軸方向に移動することになる。
75mmあか弾6の切断箇所が丸鋸基準位置Sに位置したならば移動機構を停止し、図示しないピストン−シリンダ装置を作動させて前記主クランプ手段4を前進させる。これにより、主クランプ手段4の前記押圧用主バイス4aが75mmあか弾6を受け用主バイス3aに押圧して、75mmあか弾6がこれら受け用主バイス3aと押圧用主バイス4aとにより挟持されて、圧締された状態となる。この状態で、丸鋸2を作動させると75mmあか弾6が切断される。
切断が開始されて丸鋸2の鋸刃が内筒6bに達したとき、または内筒6bの切断が進んで内筒6bの後半部を切断しようとするときに、この内筒6bを外筒6cに対して回動させる力が働くが、内筒6bには前記内筒受けバイス23のバイス部23bが押圧されているから、丸鋸2から伝達される回転力に抗して内筒6bの回動が阻止される。したがって、丸鋸2が歪むことが防止され、損傷することがない。
次いで、図示しないピストン−シリンダ装置を作動させて主クランプ手段4を後退させると、受け用主バイス3aと押圧用主バイス4aとによる挟持状態が解除されて、75mmあか弾6を移動させることができる状態となる。そして、図示しない移動機構を作動させて架台部10を移動させると75mmあか弾6が軸O1の方向に移動し、次に切断すべき切断箇所を丸鋸基準位置Sに位置させることができる。また、先に切断された部分はこの75mmあか弾6の移動によって押動されて丸鋸基準位置Sから排除されるから、例えば切断装置から落下させて次工程へ送られるようにする。再び前記主クランプ手段4を前進させて75mmあか弾6を圧締した後、丸鋸2により切断する。切断後に主クランプ手段4を後退させて、75mmあか弾6を移動させる。このように、75mmあか弾6の移動と切断とを繰り返して行うことにより、75mmあか弾6を熱分解処理に適した大きさに切断できる。
そして、75mmあか弾6が所望の大きさに切断されたならば、必要に応じて前記昇降手段25を作動させてピストン−シリンダ機構22を下降させる。次いで、前記位置決め機構24を作動させて前記内筒受けバイス23を回動させてバイス部23bを旋回させる。この旋回により、内筒受けバイス23は図2に示すように、バイス部23bが軸O1側に位置した状態となると共に、内筒7bに対するバイス部23bによる拘束が解除される。この状態で、前記ピストン−シリンダ機構22を作動させてピストンロッド22aを後退させれば、内筒受けバイス23が内筒7bから抜去される。また、図示しないピストン−シリンダ装置を作動させて押圧バイス用台座16を後退させて、75mmあか弾6の端部から押圧バイス12を離脱させると、75mmあか弾6が解放される。
また、切断された75mmあか弾6は、接合部6aを含む端部が切断機に残留することになる。この残留した部分は次に切断処理を行う際に、次の切断に供される75mmあか弾6により切断機から押し出されることになるが、前記内筒受けバイス23を利用して排出させるようにしても構わない。すなわち、内筒受けバイス23が内筒6bから抜去されている状態で、前記位置決め機構24を作動させて、バイス部23bを旋回させ、図3に示すように、内筒6bと係合することが可能となる位置に位置付かせる。この状態で、バイス部23bは内筒6bの外部にあって75mmあか弾6の残留した部分の端部を臨んだ状態となる。そして、ピストンロッド22aを前進させると、75mmあか弾6の前記残留した部分が押動されて切断機から押し出されて排出されることとなる。
上述した実施形態は75mmあか弾6を例示して説明したものであり、他の形式の砲弾であってもこの砲弾切断装置用砲弾保持機構を利用できることはもちろんである。さらに、砲弾以外にも、内筒が外筒に対して回動可能に連携されている二重筒状の構造物を丸鋸切断機で切断処理する場合にも利用することができる。
この発明に係る砲弾切断装置用砲弾保持機構によれば、砲弾の切断処理時に内筒を外筒に対して回動させることがないから、鋸刃の損傷を防止できて丸鋸の寿命を長くすることができる。このため、遺棄化学砲弾の無害化・廃棄処理を促進させることに貢献する。
この発明に係る砲弾切断装置用砲弾保持機構の実施形態を示す側面図である。 図1におけるA−A矢視図である。 図1におけるB−B矢視図である。 図1に示す砲弾切断装置用砲弾保持機構を、送り用クランプ手段と共に示す平面図である。 図4におけるC−C矢視図である。 図4におけるD−D矢視図である。 図4に示す砲弾切断装置用砲弾保持機構と送り用クランプ手段との概略構造を示す斜視図である。 砲弾を切断する際に生じる問題を説明する図であり、丸鋸による内筒の切断開始後の状態を示している。 砲弾を切断する際に生じる問題を説明する図であり、丸鋸による内筒の切断終了前の状態を示している。 この発明に係る切断装置を用いるの切断機の一例として、スウィングアーム式丸鋸切断機の概略構造を示す一部省略平面図である。 図10に示すスウィングアーム式丸鋸切断機の一省略正面図である。 この発明に係る砲弾切断装置用砲弾保持機構を備えた切断装置により切断するのに適したワークとして、遺棄化学砲弾の形式を説明する図である。
符号の説明
S 丸鋸基準位置
1 丸鋸切断機
2 丸鋸
3 主クランプ手段
4 主クランプ手段
5 送り用クランプ手段
6 75mmあか弾
6a 接合部
6b 内筒
6c 外筒
7 90mmあか弾
8 105mmあか弾
9 150mmあか弾
10 架台部
11 受けバイス
12 押圧バイス
13 受けバイス用台座
16 押圧バイス用台座
21 砲弾保持機構
22 ピストン−シリンダ機構
23 内筒受けバイス(内筒保持手段)
23a 台座部
23b バイス部
24 位置決め機構
25 昇降手段
1 あか弾の軸
2 ピストンロッドの軸

Claims (3)

  1. 丸鋸切断機の鋸刃による切断位置にて内筒と外筒とが組み合わされた二重筒構造の砲弾を保持して固定する主クランプ手段を備え、砲弾をその軸方向に順次移動させながら前記切断位置で砲弾を切断する切断装置の、前記内筒を保持する砲弾切断装置用砲弾保持機構において、
    砲弾の開放された弾頭側の端部より、砲弾の軸と平行な方向に沿った方向に進退して前記内筒内に挿入される操作手段と、
    前記操作手段の先端部に設けた内筒保持手段とからなり、
    前記操作手段を砲弾の内筒内に進入させた状態で、前記内筒保持手段が内筒と連繋して、内筒の外筒に対する回動を阻止することを特徴とする砲弾切断装置用砲弾保持機構。
  2. 前記操作手段が、砲弾の軸から偏倚した位置を軸として進退する操作ロッドであり、
    前記内筒保持手段が、前記操作ロッドの先端部に取り付けられて、この操作ロッドの軸を中心とした回動によって内筒と係合して、この内筒を保持する内筒受けバイスであることを特徴とする請求項1に記載の砲弾切断装置用砲弾保持機構。
  3. 前記内筒保持手段を、砲弾の軸と交差する方向に移動可能としたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の砲弾切断装置用砲弾保持機構。
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