JP2014137183A - 煙火発射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠隔操作による電気点火によって煙火に点火して安全に発射することができ、且つ準備作業も簡便な煙火発射装置を提供する。
【解決手段】打揚筒１０の底壁に点火装置２０が設けられている。点火装置２０は、打揚用火薬２３を内包するケース２１と、ケース２１を塞ぐホルダー２２とを有する。ケース２１の天壁２１ａの一部または全部は、他の部位よりも薄肉となっている。ホルダー２２には、導線が連結される電極ピン２５が内外貫通状に設けられている。点火装置２０は、打揚筒１０の底壁を構成する封止材１１によって保持されており、点火装置２０と封止材１１とは上面が面一となっている。電極ピン２５の上端には電橋２６が設けられており、電橋２６は点火薬２７で覆われている。
【選択図】図１

Description

本発明は、遠隔操作による電気点火によって煙火（花火）を発射するための煙火発射装置に関する。

打揚煙火や仕掛煙火に点火して煙火を発射する場合、従来では、作業者が火種（落とし火）を打揚筒に投げ入れて打揚用火薬（発射薬）に点火するいわゆる「投げ込み」や、打揚筒外から打揚筒内底部の打揚用火薬に至る導火線や速火線を用いて打揚用火薬に点火したりする方法が一般的であった。しかし、「投げ込み」では作業者が危険に晒され、導火線等を用いた点火では点火タイミングを厳密に図ることが困難である。そこで近年では、点火時の安全性確保や、音楽等と連動させた演出効果を図るなどのために、コンピュータ制御の点火システムを用いて、遠隔操作による電気点火が行われるようになってきている。

このような電気点火の方法においては、予め計量して小袋に入れられた打揚用火薬に、導線が連結された点火玉（点火薬からなる小玉）を接着などにより装着して、小袋と共に点火玉が打揚筒内底部に装填される。または、煙火に直接点火玉が装着される場合もある。このように、予め打揚用火薬を内包する小袋や煙火に点火玉を装着したうえで、これらを打揚筒内底部に装填するのでは、準備作業が煩雑であり、手間を要する。

また、点火（発射）の信頼性を高めるため、打揚用火薬には感度の高い黒色火薬が用いられることが一般的であるが、当該感度の高い黒色火薬を使用する場合は、これを取り扱う際に摩擦や衝撃によって誤発火する危険性がある。また、準備作業中などにおいて点火玉に張力がかかって打揚用火薬を内包する小袋や煙火から点火玉が脱落し、その際の摩擦や衝撃による誤発火の危険性もある。

そこで、このような危険性を低減するための点火装置として、下記特許文献１や特許文献２が提案されている。特許文献１，２では、導線の連結された筒状部品内に点火薬を充填して成る点火装置を使用し、当該点火装置を予め打揚用火薬と共に小袋内へ挿入したうえで、当該小袋を打揚筒内底部に装填している。これにより、点火薬が筒状部品によって保護されて摩擦や衝撃から保護されることで、誤発火の危険性を低減すると共に、準備作業の効率化も図っている。

特許第４５７９０１６号公報 実開平６−３０６９７号公報

しかしながら、特許文献１，２では予め点火装置を小袋内へ挿入したうえで、当該小袋を打揚筒内底部に装填する必要があるため、やはり準備作業が煩雑であると共に、小袋を打揚筒内底部に装填する際に落下衝撃が作用する危険性を完全に払拭することはできない。また、点火装置に連結された導線は打揚筒外から打揚筒内底部にまで延在しているため、当該導線が邪魔でもある。

そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、遠隔操作による電気点火によって煙火に点火して安全に発射することができ、且つ準備作業も簡便な煙火発射装置を提供することを目的とする。

そのための手段として、本発明の煙火発射装置は、打揚用火薬を内包し、且つ前記打揚用火薬を電気点火するための電極ピンを備える点火装置が、打揚筒の底壁に設けられている。前記点火装置は、前記打揚用火薬を充填する充填室を備える有天中空状のケースと、該ケースの下面開口を塞ぐホルダーとを有し、前記電極ピンは、前記ホルダーへ内外貫通状に設けられている。そのうえで、前記打揚用火薬を電気点火するために前記点火装置へ通電するための導線が、前記打揚筒の下方において前記電極ピンに連結されている。

前記点火装置は、前記打揚筒の底壁を構成する封止材によって保持し、前記点火装置の上面と前記封止材の上面とが面一とすることが好ましい。

前記電極ピンの上端に電橋を設け、前記ケースの充填室内には、前記打揚用火薬と共に点火薬も配されていることが好ましい。

前記ケースの天壁は、点火時の内圧上昇に伴い他の部位よりも優先的に開裂される脆弱部とすることが好ましい。

本発明の煙火発射装置は、打揚煙火用または立火仕掛煙火用として好適である。

本発明の煙火発射装置によれば、導線の連結された電極ピンを介して打揚用火薬に点火することができるため、遠隔操作による電気点火によって安全且つ適宜のタイミングで煙火を発射することができる。打揚用火薬は点火装置のケース内に充填されているので、仮に感度の高い黒色火薬を使用しても摩擦や衝撃から保護することができ、誤発火の危険性を低減することができる。そのうえで、点火装置は打揚筒に設けられているので、特許文献１や特許文献２のように点火装置に黒色火薬を内包する小袋内に挿入する必要は無い。したがって、準備作業が極めて簡便であると共に、小袋に挿入する際の摩擦等による誤発火の危険性も無くなる。また、特許文献１や特許文献２のように小袋を打揚筒の上面開口から打揚筒内底部に落とし込み装填する必要が無い点においても準備作業が簡便であり、当該準備作業中に落下衝撃が作用することもない。さらに、導線は打揚筒の下方において電極ピンに連結されているので、導線が邪魔になることも無い。

点火装置を封止材によって保持するよう構成しておけば、準備作業が簡便である。そのうえで、点火装置の上面と封止材の上面とが面一となっていれば、点火装置の点火により発生した燃焼ガスによって全ての発射物を的確に発射することができる。

電極ピンの上端に電橋を設けておけば、通電による打揚用火薬の点火の信頼性が向上する。また、打揚用火薬と共に点火薬も内包されていれば、通電による打揚用火薬の点火の信頼性がより向上する。また、このような点火装置であれば、打揚用火薬として必ずしも感度の高い黒色火薬を使用せずとも、高い点火信頼性を担保できる。

点火装置ケースの天壁を点火時の内圧上昇に伴い他の部位よりも優先的に開裂される脆弱部としていれば、電気点火による燃焼ガスを上方に向けて確実に噴射させることができる。

煙火発射装置の断面図である。 点火装置の断面図である。

以下、本発明の代表的な実施形態について具体的に説明する。図１に示すように、煙火発射装置１は、発射物Ｍを打ち揚げ（発射）するための打揚筒１０と、当該打揚筒１０に組み付けられた点火装置２０とを有する。

打揚筒１０は、上下両面が開口した中空筒状の部材である。打揚筒１０の具体的形態としては、円筒形、楕円筒形、または角筒形など特に制限されず、従来から公知のものを使用できるが、中でも円筒形が好ましい。円筒形であれば、発射物Ｍの装填効率や発射効率が高いからである。

点火装置２０は、打揚筒１０の底壁に設けられている。詳しくは、打揚筒１０内下端部の径方向中央部へ、封止材１１によって打揚筒１０と同軸状に保持されている。封止材１１は打揚筒１０の下面開口を完全に封止しており、打揚筒１０の底壁を構成する。封止材１１は、例えばフェノール樹脂（ＰＦ），エポキシ樹脂（ＥＰ），メラミン樹脂（ＭＦ），尿素樹脂（ＵＦ），不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ），ポリウレタン樹脂（ＰＵＲ），ポリイミド樹脂（ＰＩ），ポリエチレン樹脂（ＰＥ），ポリプロピレン樹脂（ＰＰ），ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ），ポリ塩化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＣ），ポリスチレン樹脂（ＰＳ），ポリ酢酸ビニル樹脂（ＰＶＡｃ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ），アクリル樹脂（ＰＭＭＡ），ポリアミド樹脂（ＰＡ），ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ），ポリカーボネート樹脂（ＰＣ），変性ポリフェニレンエーテル樹脂（変性ＰＰＥ），ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ），ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ），環状ポリオレフィン樹脂（ＣＯＰ），ポリフェニレンスルファイド樹脂（ＰＰＳ），ポリスルホン（ＰＳＦ），ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ），非晶ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ），ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ），セルロースアセテート樹脂（ＣＡ），セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ），セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等の合成樹脂からなる。必要に応じてガラス繊維，カーボン繊維，セラミック繊維などの補強材を添加しておくこともできる。なお、点火装置２０の上面と封止材１１の上面とは面一となっている。

図２に示すように、点火装置２０は、内部が充填室となる有天中空状のケース２１と、該ケース２１の下面開口を塞ぐホルダー２２とを有する。ケース２１とホルダー２２とは、カシメ、接着、溶接などの方法によって強固且つ気密状に接合されている。打揚用火薬に点火した際に生じる燃焼ガス圧力によってケース２１とホルダー２２とが外れないようにするためである。また、内部の火薬等を外部と遮断して、外部環境による劣化や、作業者が火薬類に触れることを防止し、性能の安定性や取り扱い上の安全性も付与される。

ケース２１及びホルダー２２は、金属または合成樹脂からなる。金属としては、例えばアルミニウム系金属、マグネシウム系金属、銅系金属、鉄系金属、ステンレス等を挙げることができる。合成樹脂としては、例えばフェノール樹脂（ＰＦ），エポキシ樹脂（ＥＰ），メラミン樹脂（ＭＦ），尿素樹脂（ＵＦ），不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ），ポリウレタン樹脂（ＰＵＲ），ポリイミド樹脂（ＰＩ），ポリエチレン樹脂（ＰＥ），ポリプロピレン樹脂（ＰＰ），ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ），ポリ塩化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＣ），ポリスチレン樹脂（ＰＳ），ポリ酢酸ビニル樹脂（ＰＶＡｃ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ），アクリル樹脂（ＰＭＭＡ），ポリアミド樹脂（ＰＡ），ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ），ポリカーボネート樹脂（ＰＣ），変性ポリフェニレンエーテル樹脂（変性ＰＰＥ），ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ），ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ），環状ポリオレフィン樹脂（ＣＯＰ），ポリフェニレンスルファイド樹脂（ＰＰＳ），ポリスルホン（ＰＳＦ），ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ），非晶ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ），ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ），セルロースアセテート樹脂（ＣＡ），セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ），セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等を挙げることができる。なお、ケース２１やホルダー２２を合成樹脂製とする場合は、必要に応じてガラス繊維，カーボン繊維，セラミック繊維などの補強材を添加しておくこともできる。

ケース２１内には、発射物Ｍを発射する燃焼ガスを生じさせるための打揚用火薬（発射薬）２３が充填されている。打揚用火薬２３としては、従来から煙火打揚用の火薬として使用されている公知の火薬を特に制限無く使用することができ、具体的には、黒色火薬や無煙火薬のほか、金属粉末と酸化剤との混合火薬などを使用できる。金属粉末としては、アルミニウム系金属，マグネシウム系金属，ホウ素系金属，ジルコニウム系金属などの反応性が高いものが好ましい。酸化剤としては、例えばアルカリ金属硝酸塩，アルカリ土類金属硝酸塩，硝酸アンモニウム，アルカリ金属過塩素酸塩，過塩素酸アンモニウムなどが適している。打揚用火薬２３は、上記の火薬のうちいずれか１種を単独使用することもできるし、２種以上を混用することもできる。

ケース２１の天壁２１ａは、他の部位（側壁や底壁）よりも優先的に開裂され易い脆弱部となっている。脆弱部とする手段としては、機械的強度が他の部位より低い構成であれば特に限定されないが、典型的には天壁２１ａの全部または一部を他の部位よりも薄肉とすればよい。図２には、天壁２１ａの全部が他の部位よりも薄肉となっている形態を示している。天壁２１ａの一部を薄肉とする場合は、径方向中央部を中心に薄肉とすることが好ましい。また、一部薄肉とした部位を複数箇所設けることもできる。薄肉とする範囲（面積）は、天壁２１ａ全体の面積に対して少なくとも５０％以上、好ましくは７５％以上、より好ましくは９０％以上とする。薄肉とする範囲が狭すぎると、燃焼ガスの噴出面積が小さくなって発射物Ｍを的確に発射できなくなるからである。または、天壁２１ａの径方向中央部において放射状に交差する複数本のライン状の溝（非貫通）を形成することで、他の部位よりも機械的強度を低下させることもできる。

ホルダー２２には、二本（＋極用と−極用）の電極ピン２５が内外貫通状に設けられている。両電極ピン２５の下端部は打揚筒１０の下面外方に突出しており、当該両電極ピン２５の下端部へ、点火装置２０へ通電するための導線（図示せず）が連結されている。両電極ピン２５の上端部もホルダー２２から僅かに突出しており、当該両電極ピン２５の上端部間には、電橋２６が設けられている。電橋２６としては、白金、タングステン、ニッケルクロム、鉄クロム、タンタル等の金属ないし合金からなる発熱体を使用できる。電橋２６は、線状、箔状、ブロック状などの形状に成型されて電極ピン２５と結合され、ホルダー２２の内表面上に保持されている。

なお、電極ピン２５とホルダー２２とは電気的に絶縁されている必要がある。電極ピン２５とホルダー２２とが絶縁されていないと、二本の電極ピン２５同士が短絡して発火できなくなるからである。そこで、ホルダー２２が金属または導電性樹脂の場合には、電極ピン２５は、絶縁材２８を介してホルダー２２に固定する。絶縁材２８の材料としては、ポリアミド樹脂（ＰＡ），変性ポリフェニレンエーテル樹脂（変性ＰＰＥ），ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ），ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ），ポリフェニレンスルファイド樹脂（ＰＰＳ），ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等を挙げることができる。なお、必要に応じてガラス繊維などの補強材を添加しておくこともできる。

さらに、本実施形態においては、両電極ピン２５の上端部及び電橋２６を覆うように、点火薬２７も配されている。これにより、打揚用火薬２３への点火性が向上する。点火薬２７としては、例えばチオシアン酸鉛−塩素酸カリウム，ジアゾジニトロフェノール，ロリニトロレゾルシン鉛，ロダン鉛系の火薬等が好ましいが、打揚用火薬２３と同様の火薬を使用することもできる。点火薬２７は、塗布、圧着などの手段により電橋２６に密着されている。

煙火発射装置１によって発射物Ｍを発射するには、先ず、所定の場所に設置した煙火発射装置１から十分離れた位置において、点火スイッチにより遠隔操作することで、導線を介して煙火発射装置１の電極ピン２５に通電する。すると、電橋２６が電気抵抗により高温となることで点火薬２７が発火、燃焼し、続いて打揚用火薬２３が引火、燃焼することで燃焼ガスが発生し、ケース２１の内圧が上昇する。すると、ケース２１の天壁２１ａが脆弱部となっていることで、ケース２１の内圧上昇に伴い天壁２１ａが選択的に開裂され、ケース２１内部の燃焼ガス及び火炎が点火装置２０から上方へ向けて噴出される。これにより、遠隔操作による電気点火によって発射物Ｍが引火しながら打揚筒１０から発射される。

本発明の煙火発射装置１は、打揚煙火用として好適に使用できる。打揚煙火用として使用する場合は、打揚筒１０の内部へ発射物Ｍとして煙火玉（俗に言う花火玉）を１つ装填する。煙火玉は、紙製の球体に星と呼ばれる火薬玉が多数を詰められている。なお、点火装置２０内に充填する打揚用火薬２３の量は、煙火玉の大きさや打ち揚げる高さに応じて調整しておく。煙火玉の大きさとしては、小さいものでは直径が約６ｃｍの二寸玉（２号玉）から、大きいものでは直径が１２０ｃｍを超える四尺玉（４０号玉）まである。

煙火玉は、打ち揚げと同時に導火線に引火し、導火線が燃え尽きて煙火玉内部の割火薬に点火されると、所定の高さにおいて煙火玉が破裂し星が飛散する。煙火玉のタイプとしては、割物、ポカ物、型物などがある。煙火玉の内部に充填される星には、光の尾を引きながら燃焼するもの、落下途中で破裂するもの、色が変化するものなど種々のタイプがある。星には、炎色反応により特有の炎色を生じる金属が添加されており、このような金属の組み合わせにより多種多様な色を発現させることができる。星に添加される金属としては、リチウム（深紅色），ナトリウム（黄色），カリウム（淡紫色），カルシウム（橙赤色）， ストロンチウム（深赤色），バリウム（黄緑色），銅（青緑色），ホウ素（黄緑色），リン（淡青色）などがある。

また、本発明の煙火発射装置１は、コンサートやマジックショー等の各種イベントで使用されるような立火仕掛煙火用としても好適に使用できる。立火仕掛煙火とは、打揚筒１０内に詰めた火薬（発射物）Ｍに引火させて火の粉を噴出させる、いわゆる「噴水」や「三国」と称されるものである。また、発射物Ｍとしては、コメットなどの観賞用煙火発射物や信号用煙火発射物を装填することもできる。

以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、これに限られることは無く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ケース２１の内部には、必ずしも点火薬２７を内包させておく必要は無い。また、点火装置２０の上面と封止材１１の上面も、必ずしも面一とする必要は無い。この場合、点火装置２０の上面は封止材１１の上面よりも下方にあることが好ましい。上記実施形態では、１つの打揚筒１０へ１つの点火装置２０を設けていたが、１つの打揚筒１０へ比較的直径の小さい複数個の点火装置２０を設けることもできる。ホルダー２２が絶縁材料からなる場合は、絶縁材２８は不要である。

１ 煙火発射装置
１０ 打揚筒
１１ 封止材
２０ 点火装置
２１ ケース
２２ ホルダー
２３ 打揚用火薬
２５ 電極ピン
２６ 電橋
２７ 点火薬
２８ 絶縁材
Ｍ 発射物

Claims (6)

1. 打揚用火薬を内包し、且つ前記打揚用火薬を電気点火するための電極ピンを備える点火装置が、打揚筒の底壁に設けられており、
   前記点火装置は、前記打揚用火薬を充填する充填室を備える有天中空状のケースと、該ケースの下面開口を塞ぐホルダーとを有し、
   前記電極ピンは、前記ホルダーへ内外貫通状に設けられており、
   前記打揚用火薬を電気点火するために前記点火装置へ通電するための導線が、前記打揚筒の下方において前記電極ピンに連結されている、煙火発射装置。
2. 前記点火装置は、前記打揚筒の底壁を構成する封止材によって保持されており、
   前記点火装置の上面と前記封止材の上面とが面一となっている、請求項１に記載の煙火発射装置。
3. 前記電極ピンの上端には電橋が設けられている、請求項１または請求項２に記載の煙火発射装置。
4. 前記ケースの充填室内には、前記打揚用火薬と共に点火薬も配されている、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の煙火発射装置。
5. 前記ケースの天壁が、内圧上昇に伴い他の部位よりも優先的に開裂される脆弱部となっている、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の煙火発射装置。
6. 打揚煙火用または立火仕掛煙火用である、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の煙火発射装置。
   
   

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