JP5193667B2

JP5193667B2 - 爆薬安全化装置

Info

Publication number: JP5193667B2
Application number: JP2008115978A
Authority: JP
Inventors: 裕樹相曽
Original assignee: Yokogawa Denshikiki Co Ltd
Current assignee: Yokogawa Denshikiki Co Ltd
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2028-04-25
Also published as: JP2009264679A

Description

本発明は、不発弾薬や遺棄弾薬に装填されている爆薬、または廃棄処分となった民生品の工業用爆薬等の爆薬を安全化する爆薬安全化装置に関する。

従来、一度発射（使用）された弾薬が何らかの原因で不発となり、その弾薬が土中や瓦礫中に埋没した場合や、海や湖、沼、河川等に水没した場合、その弾薬の発見は困難であり遺棄弾薬となる状況が極めて多い。実例として、現在の日本においても第二次世界大戦中の不発弾薬が工事現場などでの掘削作業中に偶然掘り出される事態が多々発生し、その一部は爆発事故等を発生させている。つまり、遺棄弾薬は、戦争終結後も長年にわたり人に脅威を与え続ける極めて危険な存在である。

近年では、特定通常兵器使用禁止制限条約（ＣＣＷ）における爆発性戦争残存物に関する議定書（議定書Ｖ）に対応すべく、使用された弾薬が不発となり、加えて回収不能となって遺棄された弾薬に装填されている爆薬の安全化技術の開発が世界的に重要視されている。

例えば、下記特許文献１には、地雷の安全化技術として、遠隔地から送信される特定周波数の電波又は超音波の受信手段と、この受信手段で受信した信号を電気信号に変換する手段と、この変換された電気信号を基に作動する中継薬を有する回転機構又は往復移動機構とを備えると共に、別に雷管、中継薬、導爆、伝爆薬の火薬系列を一線化する伝火系列をなす手段とを備えた地雷用信管の安全化装置が開示されている。

この特許文献１の技術は、地雷をアーミング状態からノンアーミング状態に移行するには、予め決められた電波信号または超音波信号により中継薬を有する回転機構または往復機構を作動させて雷管、中継薬、導爆薬、伝爆薬に至る一線化していた火薬系列から、中継薬のみ分離して火薬系列を遮断し、一方、ノンアーミング状態からアーミング状態に移行するには、前記の回転機構または往復機構を作動させ中継薬を火薬系列に戻し一線化するものである。
特開平８−１８９７９９号公報

上記のように、従来では遠隔地から電波または超音波を弾薬に送信し、電気的な制御によって弾薬に装填された爆薬を安全化する技術が主流であった。しかしながら、遺棄弾薬の種類としては地雷のような設置タイプのものだけでなく、砲弾のように大砲から目標物に向かって撃ち出されるタイプのものが存在する。このような砲弾は、不発となった場合に土中または瓦礫、河川等の深部にまで埋没することが多く、電波が届かずに制御不能となり安全化装置が正常に動作しないという可能性がある。また、砲弾では、電子制御式の安全化装置を採用した場合、目標物に衝突した衝撃や静電気によって電子回路が故障し、安全化装置が正常に動作しないという可能性がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、どのような状態で使用される爆薬であっても、不発、遺棄または廃棄処分となった場合に確実に安全化することが可能な爆薬安全化装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、爆薬安全化装置に係る第１の解決手段として、爆薬を分解する微生物または化学合成剤から成る分解剤が充填された分解剤容器と、前記分解剤が前記分解剤容器から前記爆薬に到達するタイミングを規制するための到達タイミング規制手段とを具備することを特徴とする。

また、本発明では、爆薬安全化装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記爆薬が硝酸系爆薬である場合において、前記分解剤としてバチルス族微生物を使用することを特徴とする。

また、本発明では、爆薬安全化装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記分解剤の分解対象が回転飛翔体に装填される爆薬である場合において、前記到達タイミング規制手段は、前記爆薬に至る分解剤の供給経路と、貫通孔が設けられていると共に遠心力によって移動する移動体と、を有し、前記移動体は、前記回転飛翔体の回転による遠心力の発生前は前記供給経路を切断するように配置されており、前記遠心力の発生以降は前記貫通孔によって前記供給経路を連通させるように移動することを特徴とする。

また、本発明では、爆薬安全化装置に係る第４の解決手段として、上記第３の解決手段において、前記分解剤として微生物を使用する場合において、前記微生物を活性化させるための活性剤が充填されていると共に、前記回転飛翔体の飛翔開始時に発生する衝撃により前記分解剤容器と連通する活性剤容器を備えることを特徴とする。

また、本発明では、爆薬安全化装置に係る第５の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記分解剤の分解対象が所定の位置に設置される筐体に装填される爆薬である場合において、前記到達タイミング規制手段は、前記爆薬に至る分解剤の供給経路と、前記供給経路を遮断する遮断板と、を備え、前記遮断板は、経時的な劣化もしくは前記分解剤による侵食によって前記供給経路を連通させる孔が生じる材料から構成されていることを特徴とする。

また、本発明では、爆薬安全化装置に係る第６の解決手段として、上記第５の解決手段において、前記分解剤として微生物を使用する場合において、前記遮断板を挟んで前記分解剤容器と対向配置されていると共に、前記微生物を活性化させるための活性剤が充填された活性剤容器を備え、前記活性剤容器における前記遮断板の反対側は前記分解剤の供給経路と連通していることを特徴とする。

また、本発明では、爆薬安全化装置に係る第７の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記分解剤の分解対象が所定の位置に設置される筐体に装填される爆薬である場合において、前記到達タイミング規制手段は、前記分解剤が爆薬に到達するタイミングを考慮して全長が設定された、前記分解剤容器から爆薬に至る分解剤の供給経路を有することを特徴とする。

また、本発明では、爆薬安全化装置に係る第８の解決手段として、上記第７の解決手段において、前記分解剤として微生物を使用する場合において、前記供給経路の一部または全部には前記微生物を活性化させるための活性剤が充填されていることを特徴とする。

本発明に係る爆薬安全化装置では、爆薬を分解する微生物または化学合成剤から成る分解剤を使用し、到達タイミング規制手段によって、この分解剤が爆薬に到達するタイミングを規制することにより、所望のタイミングで爆薬を分解（安全化）することが可能となる。例えば、砲弾のような射出タイプの弾薬の場合、目標物に衝突するまで弾薬としての機能を有していれば良いので、その目標物への衝突後に爆薬が安全化されるように分解剤の到達タイミングを規制すれば良い。また、地雷のような設置タイプの弾薬の場合、設置後、ある期間は弾薬としての機能を有している必要があるので、数十日後や数ヶ月後に爆薬が安全化されるように分解剤の到達タイミングを規制すれば良い。また、民生品の工業用爆薬（例えば自動車のエアバッグ展開用の爆薬など）の場合は、数年経過した後に廃棄処分となることが多いため、この廃棄処分となる時期に爆薬が安全化されるように分解剤の到達タイミングを規制すれば良い。
以上のように本発明に係る爆薬安全化装置によると、どのような状態で使用される爆薬であっても、不発、遺棄または廃棄処分となった場合に確実に安全化することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る爆薬安全化装置の一実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
まず、第１実施形態に係る爆薬安全化装置について説明する。なお、この第１実施形態では、大砲等から目標物に向かって射出される砲弾（回転飛翔体）に装填された爆薬を安全化するための爆薬安全化装置について説明する。

図１は、第１実施形態に係る爆薬安全化装置を備える砲弾の概略構成図である。図１において、符号１００は砲弾、１０は信管、２０は爆薬安全化装置、３０は砲弾本体、４０は炸薬（爆薬）である。信管１０は、砲弾本体３０とネジ止め機構によって装着されており、砲弾本体３０の下部（弾底部）に装填された炸薬４０を起爆するための瞬発式または延期式信管である。爆薬安全化装置２０は、信管１０の筐体内部の下端に配置されており、砲弾本体３０に装填された炸薬４０を所定のタイミングで安全化するものである。砲弾本体３０は、信管１０と接合して砲弾１００を構成するものであり、内部の下部には炸薬４０が装填されている。炸薬４０は、例えば硝酸系爆薬であるＴＮＴ爆薬であり、信管１０による起爆作用によって爆発する。

図２は、爆薬安全化装置２０の詳細構成図である。この図２に示すように、爆薬安全化装置２０は、筐体２１、分解剤容器２２、活性剤容器２３及び到達タイミング規制部２４から構成されている。筐体２１は、内部に配置された分解剤容器２２、活性剤容器２３及び到達タイミング規制部２４の保護筐体としての役割を担っており、砲弾１００が目標物に衝突した際の衝撃からこれらを保護する。

分解剤容器２２は、爆薬を分解する微生物または化学合成剤から成る分解剤ＢＺが充填されたアンプル等の容器であり、本実施形態では分解剤ＢＺとしてバチルス族微生物を使用する。このバチルス族微生物は、ＴＮＴ爆薬などの硝酸系爆薬を分解する能力を有しており、ＴＮＴ爆薬である炸薬４０を分解（安全化）するための分解剤ＢＺとして好適である。なお、このバチルス族微生物は、粉末化またはジェル化により休眠状態化されて分解剤容器２２に充填されている。また、この分解剤容器２２は、砲弾１００の射出時（飛翔開始時）に発生する衝撃（加速度）により、砲弾１００の進行方向の逆方向（つまり活性剤容器２３側）に移動するような機構によって筐体２１内に設置されている。

活性剤容器２３は、分解剤容器２２の下部（つまり砲弾１００の進行方向の逆方向側）に固定設置されていると共に、分解剤ＢＺとして使用されるバチルス族微生物を活性化させる栄養剤などの活性剤ＫＺが充填されたアンプル等の容器である。図２に示すように、この活性剤容器２３の外周における上面側（分解剤容器２２の対向面側）には、頂点に内部と連通している孔が形成された凸部２３ａが設けられており、砲弾１００の射出時に発生する衝撃により分解剤容器２２が移動して活性剤容器２３と衝突した際に、この凸部２３ａが分解剤容器２２の底面を突き破って活性剤容器２３と分解剤容器２２とが連通する構造となっている。また、活性剤容器２３の底面には、後述する分解剤ＢＺの供給経路２６と連通するための開口部２３ｂが設けられている。

到達タイミング規制部２４は、分解剤ＢＺが分解剤容器２２から炸薬４０に到達するタイミングを規制するためのものであり、貫通孔２５ａが設けられていると共に砲弾１００の回転（旋転）によって発生する遠心力によって移動する移動体２５と、炸薬４０に至る分解剤ＢＺの供給経路２６とから構成されている。この移動体２５は、砲弾１００の回転による遠心力の発生前は供給経路２６を切断するように配置されており、遠心力の発生以降は貫通孔２５ａによって供給経路２６を連通させるように移動するものである。

続いて、上記のように構成された第１実施形態に係る爆薬安全化装置２０の動作について図３を参照して説明する。図３（ａ）は、砲弾１００の射出時（飛翔開始時）における爆薬安全化装置２０の状態を示し、図３（ｂ）は、砲弾１００の射出後、回転しながら飛翔している状況における爆薬安全化装置２０の状態を示したものである。

図３（ａ）に示すように、砲弾１００の射出時では、射出によって発生する衝撃により、分解剤容器２２が砲弾１００の進行方向の逆方向に移動して活性剤容器２３と衝突するため、活性剤容器２３の凸部２３ａが分解剤容器２２の底面を突き破り、活性剤容器２３と分解剤容器２２とが連通する。これにより、分解剤ＢＺと活性剤ＫＺとが混ざり合い、バチルス族微生物は活性剤ＫＺを餌として増殖を開始する。この時点では、分解剤ＢＺの供給経路２６は切断された状態であるので、分解剤ＢＺ（バチルス族微生物）は供給経路２６に移動しない。

そして、図３（ｂ）に示すように、砲弾１００の射出後に回転しながら飛翔している状況では、到達タイミング規制部２４における移動体２５が遠心力によって移動し、貫通孔２５ａによって供給経路２６が連通される。これにより、活性剤容器２３の底面に設けられた開口部２３ｂと貫通孔２５ａと供給経路２６とが連通し、分解剤ＢＺであるバチルス族微生物は増殖を続けたまま、供給経路２６を炸薬４０に向かって移動を始める。このような微生物の移動速度は、砲弾１００の飛行速度と比べて極めて遅いため、砲弾１００が目標物に衝突するまでは弾薬としての機能を保持することができる。

そして、砲弾１００が目標物に衝突した際に何らかの原因で不発となった場合は、衝突後、ある時間の経過後に分解剤ＢＺであるバチルス族微生物が炸薬４０に到達し、炸薬４０を分解し始める。すなわち、第１実施形態に係る爆薬安全化装置２０によれば、砲弾１００のような射出タイプの弾薬であっても、従来のような遠隔操作による電子制御によって炸薬を安全化する手法と比べて、故障や静電気の問題は生じず、さらに土中や瓦礫の深部まで埋没した場合であっても問題なく炸薬４０を安全化することができる。

なお、上記実施形態では、分解剤ＢＺとして微生物を用いた場合を例示して説明したが、この微生物の活性剤ＫＺとして空気を利用する場合や、分解剤ＢＺとして化学合成剤を使用する場合は、必ずしも活性剤容器２３を設置する必要はない。また、バチルス族微生物を用いた分解剤ＢＺは、分解対象となる爆薬が硝酸系爆薬である場合に好適であるが、その他の種類の爆薬（例えばプラスチック系爆薬など）の場合は、その爆薬に適した微生物または化学合成剤を使用することが望ましい。また、上記実施形態では、信管１０内に爆薬安全化装置２０を設けた場合を例示したが、砲弾本体３０内に爆薬安全化装置２０を設けるような構成としても良い。

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る爆薬安全化装置について説明する。なお、この第２実施形態では、地雷のような設置タイプの筐体に装填された爆薬を安全化するための爆薬安全化装置について説明する。

図４（ａ）は、第２実施形態に係る爆薬安全化装置２０Ａの概略構成図である。この図４（ａ）に示すように、第２実施形態に係る爆薬安全化装置２０Ａは、分解剤ＢＺが充填された分解剤容器２２Ａと、活性剤ＫＺが充填された活性剤容器２３Ａと、分解剤容器２２Ａと活性剤容器２３Ａとの間に挟持された遮断板２７と、分解剤ＢＺの供給経路２６Ａとから構成されている。上記の遮断板２７及び供給経路２６Ａは、到達タイミング規制部２４Ａを構成するものである。

図４（ａ）に示すように、分解剤容器２２Ａと活性剤容器２３Ａとは遮断板２７を挟んで対向配置されており、分解剤容器２２Ａの底面側（遮断板２７側）には開口部２２Ａａが設けられ、活性剤容器２３Ａの上面側（遮断板２７側）には開口部２３Ａａが設けられ、また、活性剤容器２３Ａの底面には、供給経路２６Ａと連通する開口部２３Ａｂが設けられている。遮断板２７は、経時的な劣化もしくは分解剤ＢＺによる侵食によって供給経路２６Ａを連通させる孔が生じる材料から構成されている。

地雷のような設置タイプの弾薬の場合、設置後、ある期間は弾薬としての機能を有している必要がある。従って、少なくとも弾薬として機能すべき期間内では遮断板２７に孔が生じないように、遮断板２７の材料は選定されている。つまり、弾薬として機能すべき期間内では、図４（ａ）に示すように、遮断板２７によって分解剤ＢＺの分解剤容器２２Ａから炸薬４０に至る経路が遮断された状態となり、弾薬としての機能は保持される。

一方、弾薬として機能すべき期間（例えば数十日や数ヶ月）が経過すると、図４（ｂ）に示すように、遮断板２７には経時的な劣化もしくは分解剤ＢＺによる侵食によって供給経路２６Ａを連通させる孔が発生する。これにより、分解剤ＢＺと活性剤ＫＺとが混ざり合い、バチルス族微生物は活性剤ＫＺを餌として増殖を開始すると共に供給経路２６Ａを炸薬４０に向かって移動し始め、炸薬４０に到達後に炸薬４０を分解し始める。
このように、第２実施形態に係る爆薬安全化装置２０Ａによれば、地雷のような設置タイプの弾薬であっても、所望のタイミングで炸薬４０を安全化することができる。

なお、この第２実施形態では、第１実施形態と同様に、分解剤ＢＺとして微生物を用いた場合を例示して説明したが、この微生物の活性剤ＫＺとして空気を利用する場合や、分解剤ＢＺとして化学合成剤を使用する場合は、必ずしも活性剤容器２３Ａを設置する必要はなく、図４（ｃ）に示すように、分解剤容器２２Ａと供給経路２６Ａとの間に遮断板２７を設ければ良い。

〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態に係る爆薬安全化装置について説明する。なお、この第３実施形態では、地雷のような設置タイプの筐体に装填された爆薬を安全化するための爆薬安全化装置の他の例について説明する。

図５（ａ）は、第３実施形態に係る爆薬安全化装置２０Ｂの概略構成図である。この図５（ａ）に示すように、第３実施形態に係る爆薬安全化装置２０Ｂは、分解剤ＢＺが充填された分解剤容器２２Ｂと、分解剤容器２２Ｂから炸薬４０に至る分解剤ＢＺの供給経路２６Ｂを有する到達タイミング規制部２４Ｂとから構成されている。分解剤容器２２Ｂの底面には供給経路２６Ｂと連通する開口部２２Ｂａが設けられている。また、供給経路２６Ｂの全長は、分解剤ＢＺが分解剤容器２２Ｂから炸薬４０に到達するタイミングを考慮して設定されている。つまり、供給経路２６Ｂは、弾薬として機能すべき期間内では、分解剤ＢＺが炸薬４０に到達しないような長さに設定されている。なお、分解剤ＢＺとして微生物を使用する場合は、図５（ｂ）に示すように、供給経路２６Ｂの一部または全部に活性剤ＫＺを充填しても良い。

このような構成の爆薬安全化装置２０Ｂでは、微生物である分解剤ＢＺの移動速度は極めて遅いため、弾薬として機能すべき期間内では微生物は供給経路２６Ｂ内の移動のみを行い、弾薬として機能すべき期間（例えば数十日や数ヶ月）が経過して炸薬４０に到達した後に炸薬４０の分解を開始する。このように、第３実施形態に係る爆薬安全化装置２０Ｂによれば、第２実施形態と同様に、地雷のような設置タイプの弾薬であっても、所望のタイミングで炸薬４０を安全化することができる。

なお、上述した第２及び第３実施形態に係る爆薬安全化装置２０Ａ、２０Ｂは、民生品の工業用爆薬（例えば自動車のエアバッグ展開用の爆薬、ロケット推進用の爆薬など）を安全化するために用いることができる。このような民生品の工業用爆薬の場合は、数年経過した後に廃棄処分となることが多いため、この廃棄処分となる時期に爆薬が安全化されるように分解剤ＢＺの到達タイミングを規制すれば良い。

以上、砲弾などの射出タイプの弾薬に装填された爆薬を安全化するための爆薬安全化装置２０、地雷などの設置タイプの弾薬に装填された爆薬または民生品の工業用爆薬を安全化するための爆薬安全化装置２０Ａ、２０Ｂについて説明したが、これら爆薬安全化装置２０、２０Ａ、２０Ｂの構成はあくまで一例であり、弾薬の種類（例えば砲弾や地雷だけでなく、機雷や魚雷、投下タイプの弾薬等）や分解対象の爆薬の種類（例えば弾薬用の硝酸系爆薬、プラスチック系爆薬だけでなく、自動車のエアバッグ展開用の爆薬やロケット推進用の爆薬など）に応じて、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜構成を変更しても良い。

本発明の第１実施形態に係る爆薬安全化装置２０を備える砲弾１００の構成概略図である。本発明の第１実施形態に係る爆薬安全化装置２０の詳細構成図である。本発明の第１実施形態に係る爆薬安全化装置２０の動作説明図である。本発明の第２実施形態に係る爆薬安全化装置２０Ａの説明図である。本発明の第３実施形態に係る爆薬安全化装置２０Ｂの説明図である。

符号の説明

１００…砲弾、１０…信管、２０…爆薬安全化装置、３０…砲弾本体、４０…炸薬、２１…筐体、２２…分解剤容器、２３…活性剤容器、２４…到達タイミング規制部、ＢＺ…分解剤、ＫＺ…活性剤

Claims

爆薬を分解する微生物または化学合成剤から成る分解剤が充填された分解剤容器と、
前記分解剤が前記分解剤容器から前記爆薬に到達するタイミングを規制するための到達タイミング規制手段と、
を具備し、
前記爆薬が硝酸系爆薬である場合において、前記分解剤としてバチルス族微生物を使用し、
前記分解剤の分解対象が回転飛翔体に装填される爆薬である場合において、前記到達タイミング規制手段は、前記爆薬に至る分解剤の供給経路と、貫通孔が設けられていると共に遠心力によって移動する移動体と、を有し、前記移動体は、前記回転飛翔体の回転による遠心力の発生前は前記供給経路を切断するように配置されており、前記遠心力の発生以降は前記貫通孔によって前記供給経路を連通させるように移動する
ことを特徴とする爆薬安全化装置。
前記分解剤として微生物を使用する場合において、
前記微生物を活性化させるための活性剤が充填されていると共に、前記回転飛翔体の飛翔開始時に発生する衝撃により前記分解剤容器と連通する活性剤容器を備えることを特徴とする請求項１記載の爆薬安全化装置。