(57)【要約】【課題】大型花火を打ち上げる発射筒の耐高温・高圧性と軽量化を図る。【構成】発射筒１は繊維強化プラスチック製の筒本体２と、その筒本体２の内側に固定した鋼製の内筒３を備える。内筒３を筒本体２に固定するには、内筒３の側壁に塑性変形部１０を設け、それを内側からの爆発力で塑性変形させて膨出し、その膨出力により塑性変形部１０を前記筒本体２の内側に進入させて嵌合する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化プラスチック製の筒本体２と、その筒本体２の内側に固定した鋼製の内筒３を備えていることを特徴とする打ち上げ花火用の発射筒。
【請求項２】
請求項１において、前記内筒３における側壁の一部が膨出して前記筒本体２の内側に進入した状態で、前記内筒３が前記筒本体２に固定されていることを特徴とする打ち上げ花火用の発射筒。
【請求項３】
繊維強化プラスチック製の筒本体２と、その筒本体２の内側に固定した鋼製の内筒３を備えた打ち上げ花火用の発射筒の製造方法であって、前記内筒３の側壁に塑性変形部１０を設け、その塑性変形部１０を内側からの爆発力で塑性変形することにより膨出し、その膨出力により塑性変形部１０を前記筒本体２の内側に進入させ、それによって前記内筒３を筒本体２の内側に固定することを特徴とする打ち上げ花火用の発射筒の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は打ち上げ花火の発射に使用される発射筒及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
打ち上げ花火を発射する発射筒は、対象とする花火が比較的小さい場合は爆発時の温度や圧力が小さいため、例えば厚紙を重ねて円筒形にしたものでも使用できる。しかし花火が大きくなると、例えば８００℃〜９００℃程度の高温と爆発によるかなりの高圧を発生するので、それに十分耐える材質および構造を有するものが必要になる。このような高温・高圧に十分耐えるものとして、従来から炭素鋼やステンレス鋼などで作られた鋼製の発射筒がある。
【０００３】
しかし鋼製の発射筒は高温・高圧に耐える構造を有する反面重量が大きくなるので、その運搬や取扱いに多くの労力を要する。特に大規模娯楽施設や各自治体で催される花火大会等では大量の花火を同時に打ち上げるため、多数の発射筒を設置する必要があり、その取扱性は大きな問題になる。軽量化のために発射筒の材料にアルミニウムを採用することも考えられる。しかし鋼製と同等の機械的強度を得るためには、鋼製の約３倍の肉厚が必要になるので軽量化はそれほど期待できない。
【０００４】
一方、発射筒として繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を使用したものが特許文献１に記載されている。この発射筒は網織した補強繊維からなるシートに熱硬化樹脂を含浸させ、それを十数回積層して構成した内筒と、周方向に連続する補強繊維糸または繊維補強帯を数回重ね巻きして熱硬化樹脂を含浸した外筒とを接着剤で互いに固定した二重構造を有する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２７４５００号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし繊維補強プラスチック製の発射筒を鋼製と同等の機械的強度にするためには、鋼製の約２倍の肉厚が必要になる上に、大型花火の爆発時に発生する高温に耐えられないという問題が残されている。そこで本発明はかかる高温・高圧に十分耐えることができ、且つ軽量化された発射筒及びその製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の発射筒は、繊維強化プラスチック製の筒本体と、その筒本体の内側に固定した鋼製の内筒を備えていることを特徴とする（請求項１）。
このように構成した発射筒は、繊維強化プラスチッ製の筒本体と鋼製の内筒からなる複合構造を有し、その複合構造による高い機械的強度と、鋼製の内筒による高い耐熱性により、前記高温・高圧に耐えられる発射筒を形成することができる。また鋼製の内筒は肉厚を薄くできるので、発射筒全体を軽量化できる。
【０００８】
上記発射筒において、前記内筒における側壁の一部が膨出して前記筒本体の内側に進入した状態で前記内筒を前記筒本体に固定できる（請求項２）。
このようにして筒本体と内筒を互いに固定すると、例えば筒本体と内筒にボルト穴を貫通し、両者をボルトで固定するような方法と比べると固定構造が簡単化し、機械的強度の低下も生じない。
【０００９】
また、前記課題を解決する本発明の発射筒の製造方法は、繊維強化プラスチック製の筒本体と、その筒本体の内側に固定した鋼製の内筒を備えた打ち上げ花火用の発射筒の製造方法であって、前記内筒の側壁に塑性変形部を設け、その塑性変形部を内側からの爆発力で塑性変形することにより膨出し、その膨出力により塑性変形部１０を前記筒本体の内側に進入させ、それによって前記内筒を筒本体の内側に固定することを特徴とする（請求項３）。
本製造方法によれば、前記効果を奏する発射筒を短時間で安価に製造することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明に係る発射筒の１例を示す縦断面図である。発射筒１は繊維強化プラスチック製の筒本体２と、その筒本体２の内側に固定した鋼製の内筒３を備えている。筒本体２はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂をガラス繊維や炭素繊維で補強する従来の繊維強化プラスチックの製造方法で作ることができ、鋼製の内筒３は炭素鋼やステンレス鋼のパイプ材を加工して作ることができる。
【００１１】
筒本体２は断面円形な有底の細長い筒状に形成され、その下部に形成した底部４に水抜孔５が設けられ、上部の筒部６の内側に内筒３が固定される。底部４には複数のネジ孔が形成され、それらネジ孔を利用して筒本体２を板状に形成した支持用のベース８に複数のボルト７で固定している。また筒本体２の下部はその外側に配置した筒状の鋼製カバー９で補強される。
【００１２】
１つのベース８に複数の発射筒１を配列して固定することができる。そのためには前記筒本体２のネジ孔に対応する複数組のボルト孔を所定間隔でベース８に設けると共に、前記水抜孔５に連通する複数の貫通孔を形成する。なお水抜き孔５は発射筒１を花火打ち上げ現場に設置した後に雨などにより内部に侵入した水を排出するために設けられる。
【００１３】
内筒３は断面円形で上下端が開口する筒状に形成され、その外径と長さは筒本体２に形成した筒部６の内径と長さにそれぞれ等しくなっており、その下部に塑性変形部１０が設けられる。図１は内筒３の塑性変形部１０を外側に膨出するように塑性変形することにより、内筒３を筒本体２の筒部６の内側に固定した状態が示されている。また内筒３を筒本体２に固定した状態において、筒本体２の上端部から内筒３の上端部にかけて花火の着火用リードを案内するための溝部１１が形成されている。
【００１４】
塑性変形部１０は図示のように内筒３の側壁を薄くして形成され、該部分の内側に例えば火薬を配置して爆発させると、その爆発力で塑性変形部１０のみが外側に膨出するように塑性変形し、その塑性変形した部分が膨出力により筒本体２の筒部６の側壁に侵入し、嵌合状態となって内筒３が筒本体２に固定される。塑性変形部１０の塑性変形作業は、発射筒１を製造する段階で火薬を使用して行うことができる。
【００１５】
しかし発射筒１を構成する筒本体２と塑性変形前の内筒３のセットを出荷し、最初の花火を打ち上げる際の爆発力で塑性変形させることもできる。すなわち花火は内筒３の底部付近にセットされて打ち上げられるので、そのセット位置の周囲に配置された塑性変形部１０が花火の爆発力で効率よく塑性変形される。
【００１６】
図２に各種の塑性変形部１０の例を示す。図２（ａ）は図１に示す塑性変形部１０であり、内筒３の側壁を上下方向に等しい厚さの薄肉部として形成される。
また図２（ｂ）は内筒３の側壁を上下方向にテーパ状に変化する薄肉部として形成され、図２（ｃ）は内筒３の側壁を中央部が薄く上下方向に円弧状に厚くなるように変化する薄肉部として形成され、図２（ｄ）は内筒３の側壁に上下２本設けたリング状の薄肉部として形成される。
【００１７】
これらいずれの塑性変形部１０も所定の爆発力、例えば発射筒１に適用される花火の火薬による爆発力で確実に塑性変形できるように薄肉部の厚さと形状を設定する。なお筒本体２の下部外側に配置した筒状の鋼製カバー９は、発射筒１の下部の補強、特に塑性変形時に発生する半径方向の応力から筒本体２を保護する機能を有する。従って鋼製カバー９は筒本体２の全長にわたって設ける必要はなく、少なくとも塑性変形部１０に対応する部分を覆う範囲に設ければよい。
【００１８】
繊維強化プラスチック製の筒本体２は内筒３を外側から支持すると共に、花火の爆発時における機械的応力をかなり大きな割合で分担する機能を有する。筒本体２の機械的応力に対する耐応力はその肉厚、および補強繊維の材質や使用量等によって変わるが、実験等により所望の耐応力に設定できる。また鋼製の内筒３は前記筒本体２で分担する機械的応力の残りの部分を分担すると共に、花火の爆発時の高温に耐える機能を有する。内筒３の耐高温性や耐応力はその肉厚や材質により変化するが、これも実験等により所望の範囲に設定できる。
【００１９】
発射筒１の耐応力はそれに適用する花火の爆発力により変化する。筒本体２と内筒３に対する耐応力の分担割合は、必要な全体の耐応力、耐高温性、及び目標とする重量から最適な範囲が決定される。計算によれば、前記８００℃〜９００℃程度の高温で爆発する大型花火に使用する発射筒１の場合、その耐応力を筒本体２が２０〜３０％程度分担し、内筒３が７０〜８０％程度分担するように、それらの肉圧や性状等を決めると重量が比較的小さくなり、必要な耐高温性が得られることが分かった。
【００２０】
上記実施形態では塑性変形部１０を塑性変形することにより内筒３を筒本体２に固定しているが、これに限らず例えば筒本体２の内周面にリング状の凹部を設け、内筒３の外周面にリング状の凸部を設け、内筒３を筒本体２に挿入する際に筒本体の弾力性を利用してそれら凹凸部を互いに嵌合する方法で内筒３を筒本体２に固定することもできる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る打ち上げ花火用の発射筒は、繊維強化プラスチック製の筒本体と、その筒本体の内側に固定した鋼製の内筒を備えていることを特徴とする。このように構成した発射筒は、繊維強化プラスチッ製の筒本体と鋼製の内筒からなる複合構造を有し、その複合構造による高い機械的強度と、鋼製の内筒による高い耐熱性により、大型花火の爆発時における高温・高圧に耐えることができる。また鋼製の内筒は高圧の一部を分担するだけなのでその肉厚を薄くでき、発射筒全体の軽量化を図ることができる。
【００２２】
上記発射筒において、前記内筒における側壁の一部が膨出して前記筒本体の内側に進入した状態で、前記内筒を前記筒本体に固定できる。このようにして筒本体と内筒を互いに固定すると、例えば筒本体と内筒にボルト穴を貫通し、両者をボルトで固定するような方法と比べると、その固定構造が簡単化し、機械的強度の低下も生じない。
【００２３】
また、本発明に係る打ち上げ花火用の発射筒の製造方法は、鋼製の内筒の側壁に塑性変形部を設け、その塑性変形部を内側からの爆発力で塑性変形することにより膨出し、その膨出力により塑性変形部を繊維強化プラスチック製の筒本体の内側に進入させ、それによって前記内筒を筒本体の内側に固定することを特徴とする。本製造方法によれば、上記効果を奏する発射筒を短時間で安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発射筒の１例を示す縦断面図。
【図２】発射筒を構成する内筒に設けた各種の塑性変形部を示す部分断面図。
【符号の説明】
１  発射筒
２  筒本体
３  内筒
４  底部
５  水抜孔
６  筒部
７  ボルト
８  ベース
９  鋼製カバー
１０  塑性変形部
１１  溝部
【図１】
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【図２】
2004353873.tif 000004