(57)【要約】【課題】照準が定まり難い不安定な場所からでも目標に対して弾を効果的に着弾させることができる機能弾射出装置及び機能弾射出システムの提供。【解決手段】機能剤が封入された機能弾を射出する機能弾射出装置であって、供給された上記機能弾を装填し圧縮ガスで射出する射出部と、上記機能弾を複数収容し、該機能弾を上記射出部に連続的に供給する弾供給部と、上記弾供給部から供給された上記機能弾を上記射出部によって連続的に射出させる射出制御部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能剤が封入された機能弾を射出する機能弾射出装置であって、
供給された前記機能弾を装填し圧縮ガスで射出する射出部と、
前記機能弾を複数収容し、該機能弾を前記射出部に連続的に供給する弾供給部と、
前記弾供給部から供給された前記機能弾を前記射出部によって連続的に射出させる射出制御部と、を有することを特徴とする機能弾射出装置。
【請求項２】
前記射出部は、パン方向及びチルト方向の少なくともいずれか一方において向き調整自在に設けられた砲身を有することを特徴とする請求項１に記載の機能弾射出装置。
【請求項３】
前記射出部を含む装置本体を支持するベース部を有し、
前記装置本体は、前記ベース部に対して鉛直方向に延びる軸周りに回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の機能弾射出装置。
【請求項４】
前記射出に関する全ての動力源を保有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の機能弾射出装置。
【請求項５】
装置本体に設けられた射出スイッチと、
前記装置本体に有線接続された射出許可スイッチと、を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の機能弾射出装置。
【請求項６】
前記弾供給部に前記機能弾を補充するカートリッジが取り付け自在なカートリッジ装着部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の機能弾射出装置。
【請求項７】
車輪を有する装置搬送用治具が取り付け自在な治具装着部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の機能弾射出装置。
【請求項８】
前記機能剤が、消火剤であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の機能弾射出装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の機能弾射出装置と、
前記機能弾射出装置を搭載する移動体と、を有することを特徴とする機能弾射出システム。
【請求項１０】
前記移動体に設けられ、前記機能弾射出装置を着脱自在に固定する固定部を有することを特徴とする請求項９に記載の機能弾射出システム。
【請求項１１】
前記移動体は、回転翼機であることを特徴とする請求項９または１０に記載の機能弾射出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能弾射出装置及び機能弾射出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高層ビルやタワー等の高層建築物は益々増加している。これら高層建築物の火災に対する有効な消火手段は、現在のところ国内のみならず世界的にも皆無であるといわれている。森林火災の場合には、航空機から消火液や消火剤等を散布する縦方向の高度消火活動が有効である。しかしながら、高層建築物の消火活動は横方向から目標（窓や室内等）にピンポイントで行う必要があるため、上記縦方向の高度消火活動では消火効率が極めて低く、高層建築物の火災に対する有効な消火手段とはならない。
【０００３】
下記特許文献１には、消防自動車の梯子の先端に搭載され横方向に消火弾を射出する射出装置が開示されている。この射出装置は、液状又は粉状の消火能力が高い消火剤を弾丸状に構成してなる消火弾を、火元である壁等にぶつけることによって破裂せしめ、これによって消火剤を火元近傍で効果的に拡散させるものである。消火弾は、消火弾受けの椀状の受け面に保持され、界磁コイルとアーマチュアコイルとの間の電磁力の作用により加速した消火弾受けによって、砲身から単発で射出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−７２６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記射出装置が搭載される消防自動車の梯子は、長くても十数メートルであり、数十メートル〜数百メートルの高層建築物の火元には届かない。このため、例えば、上記射出装置をヘリコプターに搭載し、所定高度でホバリングしながら目標に照準を合わせて横方向から消火弾を射出することが考えられる。しかしながら、ヘリコプターは、回転翼の振動や風の影響により空中で揺れ動くため、地上でのように安定した姿勢を保つことは困難である。そうすると、このような照準が定まり難い不安定な機体に上記射出装置を搭載しても、射出した消火弾が火元に着弾せず有効な消火手段とはならない虞がある。また、消火のためには多数の消火弾を短時間に火元に着弾させる必要があるが、上記射出装置の構成では次弾射出まで時間がかかり、有効な消火手段とはならない虞がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、照準が定まり難い不安定な場所からでも目標に対して弾を効果的に着弾させることができる機能弾射出装置及び機能弾射出システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、機能剤が封入された機能弾を射出する機能弾射出装置であって、供給された上記機能弾を装填し圧縮ガスで射出する射出部と、上記機能弾を複数収容し、該機能弾を上記射出部に連続的に供給する弾供給部と、上記弾供給部から供給された上記機能弾を上記射出部によって連続的に射出させる射出制御部と、を有するという構成を採用する。
【０００８】
また、本発明においては、上記射出部は、パン方向及びチルト方向の少なくともいずれか一方において向き調整自在に設けられた砲身を有するという構成を採用する。
【０００９】
また、本発明においては、上記射出部を含む装置本体を支持するベース部を有し、上記装置本体は、上記ベース部に対して鉛直方向に延びる軸周りに回転自在に支持されている、という構成を採用する。
【００１０】
また、本発明においては、上記射出に関する全ての動力源を保有するという構成を採用する。
【００１１】
また、本発明においては、装置本体に設けられた射出スイッチと、上記装置本体に有線接続された射出許可スイッチと、を有するという構成を採用する。
【００１２】
また、本発明においては、上記弾供給部に上記機能弾を補充するカートリッジが取り付け自在なカートリッジ装着部を有するという構成を採用する。
【００１３】
また、本発明においては、車輪を有する装置搬送用治具が取り付け自在な治具装着部を有するという構成を採用する。
【００１４】
また、本発明においては、上記機能剤が、消火剤であるという構成を採用する。
【００１５】
また、本発明においては、先に記載の機能弾射出装置と、上記機能弾射出装置を搭載する移動体と、を有する機能弾射出システムを採用する。
【００１６】
また、本発明においては、上記移動体に設けられ、上記機能弾射出装置を着脱自在に固定する固定部を有するという構成を採用する。
【００１７】
また、本発明においては、上記移動体は、回転翼機であるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、照準が定まり難い不安定な場所からでも目標に対して弾を効果的に着弾させることができる機能弾射出装置及び機能弾射出システムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態における消火弾射出装置及び消火弾射出システムを示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態における回転翼機に搭載された消火弾射出装置を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態における消火弾射出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態における消火弾射出装置の前方側を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における消火弾射出装置の後方側を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態における砲身の向き調整角を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態における消火弾射出装置のエアー配管の系統図である。
【図８】本発明の実施形態におけるフィーダーの構成を示す断面図である。
【図９】図８における矢視Ｂ図である。
【図１０】本発明の実施形態におけるフィーダーによる消火弾の弾送り動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施形態におけるフィーダーに対する射出部の配置を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態における砲身展開機構を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態における砲身展開機構を示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態における砲身展開機構による砲身展開動作を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施形態における砲身展開機構に設けられた砲身展開リミットスイッチの配置を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態におけるインターロック制御系を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態におけるフィーダー制御のフローチャートである。
【図１８】本発明の実施形態における消火弾射出制御のフローチャートである。
【図１９】本発明の実施形態における消火弾射出装置の固定構造を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態における消火弾射出装置の回転翼機への搭載作業を説明するための図である。
【図２１】本発明の実施形態におけるリフター台車を示す平面図である。
【図２２】本発明の実施形態における装置搬送用治具を示す側面図である。
【図２３】本発明の実施形態における装置搬送用治具を示す平面図及び正面図である。
【図２４】図２３における矢視Ｃ−Ｃ断面図及び矢視Ｄ−Ｄ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明では、本発明に係る機能弾射出装置として、消火弾を射出する消火弾射出装置を例示する。また、以下の説明では、本発明に係る機能弾射出システムとして、回転翼機に消火弾射出装置を搭載する消火弾射出システムを例示する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態における消火弾射出装置１及び消火弾射出システム１００を示す概略図である。図２は、本発明の実施形態における回転翼機１０１に搭載された消火弾射出装置１を示す平面図である。
消火弾射出システム１００は、図１に示すように、回転翼機（移動体）１０１に消火弾射出装置１を搭載するシステムである。消火弾射出装置１は、消火用の液体を封入した消火容器（以下、消火弾２と称する）をエアー（圧縮ガス）により射出し、対象（高層建築物２００の火元）へ連続的に着弾させる構成となっている。消火弾２は、着弾時の衝撃で消火容器が破裂し、封入された消火用の液体が飛散することで対象に対して消火効果が発揮される。
【００２２】
消火弾射出装置１は、図２に示すように、回転翼機１０１の機内に搭載されている。消火弾射出装置１は、消火弾２の射出時の反動の影響を回転翼機１０１に与えないように、その重心の位置が機内中心に位置するように搭載されている。消火弾射出装置１は、その砲身３の先端を窓から機外に露出させて対象を狙い撃てるよう構成されている。また、回転翼機１０１の機内には、消火弾収納箱４が搭載されている。消火弾収納箱４には、消火弾２を複数個ユニット化して保持するカートリッジ４９が複数収納されている。
【００２３】
図３は、本発明の実施形態における消火弾射出装置１の概略構成を示すブロック図である。図４は、本発明の実施形態における消火弾射出装置１の前方側を示す斜視図である。図５は、本発明の実施形態における消火弾射出装置１の後方側を示す斜視図である。
消火弾射出装置１は、図３に示すように、射出部５、フィーダー（弾供給部）６、制御部（射出制御部）７、バッテリー（動力源）８と、射出スイッチ９、操縦者用スイッチ（射出許可スイッチ）１０、を有する。なお、各構成部は、装置本体１Ａに含まれるが、操縦者用スイッチ１０だけは、有線接続により装置本体１Ａから離れて設けることが可能となっている（図２参照）。
【００２４】
射出部５は、図４及び図５に示すように、消火弾２を射出する砲身３を有する。砲身３は、砲身展開機構１１を有する。図に示す砲身３は展開状態であり、非展開状態では上方に向けて折り曲げることができる（後述する図１４参照）。砲身３を有する射出部５は、図５に示すように、雲台１２に支持されている。雲台１２は、ジンバル機構を備え、射出部５の上部を吊るようにして支持している。砲身３は、雲台１２によって、パン方向及びチルト方向の少なくともいずれか一方（本実施形態では両方）において向き調整自在に設けられている。
【００２５】
図６は、本発明の実施形態における砲身３の向き調整角を説明するための図である。
砲身３は、図６（ａ）に示すように、パン軸１３周りのパン方向（左右方向）に向き調整自在に設けられ、さらに、図６（ｂ）に示すように、チルト軸１４周りのチルト方向（上下方向）に向き調整自在に設けられている。本実施形態の砲身３は、パン方向に±６度、チルト方向にも±６度の範囲で向き調整自在とされている。なお、パン軸１３とチルト軸１４との交点は、フィーダー６の供給口５１（後述する図８参照）に対応する位置に設定されている。
【００２６】
図５に戻り、射出部５を含む装置本体１Ａは、ベースプレート（ベース部）１６上に設けられている。ベースプレート１６は、装置本体１Ａの底部を支持すると共に回転翼機１０１に対して装置本体１Ａを固定する構成となっている。ベースプレート１６は、装置反転機構１７を介して装置本体１Ａを支持する構成となっている。装置反転機構１７は、装置本体１Ａをベースプレート１６に対して鉛直方向に延びる左右反転軸１８（図６（ｂ）参照）周りに回転自在とする構成となっている。
【００２７】
装置反転機構１７によって、消火弾射出装置１は、図１に示すように砲身３の先端を右窓からのみでなく左窓からも露出させて対象を狙い撃つことが可能となる。なお、装置反転機構１７は、図５に示すように、反転軸ロックピン１９を備える。反転軸ロックピン１９は、ベースプレート１６に対して装置本体１Ａの向きを固定する。したがって、消火弾２の射出の反動により装置本体１Ａの向きが変化することはない。なお、具体的には、雲台１２がベースプレート１６に対して回転自在となっており、門型の雲台１２の脚部に反転軸ロックピン１９が設けられている。
【００２８】
また、装置反転機構１７は、反転軸リミットスイッチ６１を有する。反転軸リミットスイッチ６１は、装置本体１Ａに一体で設けられた検出板６２を光によって検出することにより、装置本体１Ａの向きを検出する構成となっている。反転軸リミットスイッチ６１は、図４及び図５に示すように、ベースプレート１６の前後にそれぞれ設けられており、装置本体１Ａと一体で移動する検出板６２をいずれかのスイッチで検知することで、装置本体１Ａが右に向いているのか、あるいは１８０°反転して左に向いているのか、を検出する構成となっている。反転軸リミットスイッチ６１は、制御部７と電気的に接続されており、検出結果を制御部７に出力する構成となっている。
【００２９】
図４に示すように、消火弾射出装置１は、消火弾２の射出に関する全ての動力源（バッテリー８、エアータンク２０）を保有する。すなわち、消火弾射出システム１００において、消火弾射出装置１の運用に必要な動力源は、回転翼機１０１から独立している。動力源は、装置本体１Ａの側部に固定されている。動力源は、装置本体１Ａと共に反転できる。また、動力源は、雲台１２の脚部に固定されており、ジンバル機構による砲身３の向き調整の際には連れ立って動くことはない。本実施形態では、動力源として、バッテリー８と、３つのエアータンク２０とを有している。
【００３０】
図７は、本発明の実施形態における消火弾射出装置１のエアー配管の系統図である。
符号２１は、レギュレーターである。また、符号２２は、過流防止弁である。エアータンク２０には、所定圧力のエアーが充填されている。本実施形態のエアータンク２０の充填圧力は、２５ＭＰａ（メガパスカル）である。エアータンク２０に充填されたエアーは、弁の開放によって、レギュレーター２１、過流防止弁２２を通り、第１配管２３に導入される。
【００３１】
第１配管２３には、リリーフバルブ２４が設けられている。リリーフバルブ２４は、第１配管２３の内部圧力がある圧力以上となると弁を開放するものであり、レギュレーター２１より下流にある空圧機器を高圧から保護するものである。
【００３２】
第１配管２３は、リリーフバルブ２４の下流側において、第２配管２６と、第３配管２７とに分岐している。第２配管２６に導入されたエアーは、砲身３から消火弾２を射出するための射出エアーとして用いられる。一方、第３配管２７に導入されたエアーは、フィーダー６において消火弾２を送り出すフィーダー用シリンダー２９Ａ，２９Ｂの駆動エアーとして用いられる。
【００３３】
第２配管２６には、レギュレーター３０と、電磁弁３１とが設けられている。レギュレーター３０は、レギュレーター２１で調圧された中圧のエアーを、消火弾２の射出に適した圧力まで圧力を低下させるものである。本実施形態のレギュレーター３０は、エアーの圧力を０．５ＭＰａまで下げる構成となっている。電磁弁３１は、レギュレーター３０の下流側に設けられている。電磁弁３１は、制御部７の制御の下、第２配管２６の流路を開閉する構成となっている。
【００３４】
電磁弁３１の下流側には、リザーバタンク３２が設けられている。リザーバタンク３２には、レギュレーター３０によって所定圧（０．５ＭＰａ）となった射出エアーが所定量溜められる。リザーバタンク３２には、第４配管３３と、第５配管３４とが接続されている。第４配管３３には、射出バルブ３５が設けられている。射出バルブ３５は、電磁弁３６の駆動によって開閉する。電磁弁３６は、制御部７の制御の下に駆動する構成となっている。射出バルブ３５が開放されると、リザーバタンク３２に溜まっていたエアーが砲身３に導入される。そして、砲身３に消火弾２が装填されている場合、消火弾２が撃ち出される。
【００３５】
第５配管３４には、圧力スイッチ３７と、電磁弁３８とが設けられている。圧力スイッチ３７は、所定圧（０．５ＭＰａ）となるとスイッチが「ＯＮ」になるものである。圧力スイッチ３７は、制御部７と電気的に接続されており、検出結果を制御部７に出力する構成となっている。電磁弁３８は、圧力スイッチ３７の下流側に設けられている。電磁弁３８は、制御部７の制御の下、第５配管３４の流路を開閉する構成となっている。主電源を切ると電磁弁３８が開となり、リザーバタンク３２内のエアーが開放される。なお、符号３９，４０は、サイレンサである。
【００３６】
第３配管２７には、レギュレーター４１が設けられている。レギュレーター４１は、エアータンク２０から供給される高圧のエアーを、シリンダー駆動に適した圧力まで圧力を低下させるものである。本実施形態のレギュレーター３０は、エアーの圧力を０．３ＭＰａまで下げる構成となっている。また、第３配管２７には、電磁弁４７が設けられており、電磁弁４７は制御部７の制御の下に駆動し、フィーダー用シリンダー２９Ａ，２９Ｂを駆動させる構成となっている。
【００３７】
次に、図８〜図１１を参照して、フィーダー６の構成について説明する。
図８は、本発明の実施形態におけるフィーダー６の構成を示す断面図である。図９は、図８における矢視Ｂ図である。図１０は、本発明の実施形態におけるフィーダー６による消火弾２の弾送り動作を説明するための図である。図１１は、本発明の実施形態におけるフィーダー６に対する射出部５の配置を示す図である。
【００３８】
フィーダー６は、消火弾２を複数収容し、該消火弾２を射出部５に連続的に供給するものである。フィーダー６は、図８に示すように、平面視で略Ｊ形の外形を呈している。フィーダー６には、その内部に、複数の消火弾２が列を成して複数収容可能に構成されている。フィーダー６は、砲身３の上方に設けられている。詳しくは、図５に示すように、雲台１２上に固定されている。このため、フィーダー６は、砲身３の向き調整の際には連れ立って動くことはない。ただし、フィーダー６は独自の回転機構を有し、カートリッジ４９の装着は常に消火弾収納箱４側から可能となる。
【００３９】
フィーダー６の上部には、消火弾２を補充するカートリッジ４９が取り付け自在なカートリッジ装着部５０が設けられている。カートリッジ４９は、筒状となっており、内部に複数の消火弾２を収容している。このカートリッジ４９は、図２に示す消火弾収納箱４内に複数（例えば２５セット）収納され、消火弾射出装置１と共に回転翼機１０１内に搭載される。
【００４０】
フィーダー６は、図４及び図５に示すように、略Ｊ形のスロープ（傾斜）５２を有している。カートリッジ４９は、フィーダー６に対して斜めに取り付けられる。このため、カートリッジ４９から補充された消火弾２は、重力によりスロープ５２の下端に向かって自動的に転がり落ちる。スロープ５２の下端には、図８に示すように、フィーダー６内部の消火弾２を射出部５に供給する供給口５１が配置されている。
【００４１】
フィーダー６の内側面５４には、弾止め治具５５が出没自在に設けられている。弾止め治具５５は、消火弾２を送り過ぎないように弾止めすると共に後方から消火弾２を補助的に押し出すものであり、フィーダー６の内部における消火弾２の搬送規制（統制）をする。弾止め治具５５は、２つ設けられており、一方側が連結ロッド５６を介してフィーダー用シリンダー２９Ａに接続され、他方側が連結ロッド５６を介してフィーダー用シリンダー２９Ｂに接続されている。弾止め治具５５は、ヒンジ機構５７を有しており、内側面５４に沿う第１の位置と、内側面５４から内側に突出する第２の位置との間で移動自在な構成となっている。弾止め治具５５は、図９に示すように、消火弾２の中心（重心）と同じ高さで移動可能に設けられている。
【００４２】
左側の弾止め治具５５及び右側の弾止め治具５５は、弾送りの際、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すように駆動する。２つの弾止め治具５５は、セットとなっており、一方が第１の位置に位置するとき、他方は第２の位置に位置するという関係となっている。また、セットの中の弾止め治具５５は、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）の順にステップが進行する中で、互い違いに駆動し、各ステップ毎に消火弾２を弾一つ分だけ搬送させる構成となっている。特に、供給口５１の手間の位置の弾止め治具５５は、弾を送り過ぎて弾詰まりしないように規制する構成となっている。
【００４３】
図１１に示すように、射出部５は、フィーダー６に対して下方に位置している。このため、射出部５には、フィーダー６の供給口５１に到達した消火弾２が、重力により落下してくる。消火弾２の落下経路には、消火弾検出センサ５８が設けられている。消火弾検出センサ５８は、消火弾２の落下経路を挟んで対向して設けられた投光部５９及び受光部６０を有する。投光部５９と受光部６０との間には光軸Ｌが形成されており、光軸Ｌが消火弾２によって遮られたときに、消火弾２の通過を検出する構成となっている。消火弾検出センサ５８は、制御部７と電気的に接続されており、検出結果を制御部７に出力する構成となっている。
【００４４】
図５に戻り、装置本体１Ａには、射出スイッチ９が設けられている。射出スイッチ９は、射出部５の後方に取り付けられたハンドル６７に設けられている。射出スイッチ９は、射出トリガー６８と、安全スイッチ６９とを含む。射出トリガー６８は、右側のハンドル６７に設けられており、安全スイッチ６９は、左側のハンドル６７に設けられている。射出トリガー６８と安全スイッチ６９は、左右のハンドル６７を握ったときに「ＯＮ」にすることができる。なお、装置本体１Ａには、消火弾２の射出数をカウントできる、リセットボタン付のカウンター７０が設けられている。
【００４５】
消火弾射出装置１は、射出スイッチ９の他に、図２に示すように、装置本体１Ａに有線接続された操縦者用スイッチ１０を有する。操縦者用スイッチ１０は、回転翼機１０１の後部座席に取り付けられる装置本体１Ａから延出され、回転翼機１０１の操縦席にいる操縦者Ｍによって操作される。操縦者用スイッチ１０は、射出部５からの消火弾２の射出を許可するものであり、射出スイッチ９が「ＯＮ」となっても操縦者用スイッチ１０が「ＯＮ」にならないと消火弾２は射出されない。消火弾２のキャビン内暴発を防ぎ、回転翼機１０１のより安全な運転性を確保するために、このようなインターロック機構を採用している。具体的に、操縦者用スイッチ１０は、操縦者Ｍが準備が完了したときに「ＯＮ」にするための操縦者確認用スイッチ１０ａと、操縦者Ｍが消火弾射出装置１の射出方向（右または左）を指定するための射出方向指定スイッチ１０ｂと、を含んで構成されている。
【００４６】
図１２及び図１３は、本発明の実施形態における砲身展開機構１１を示す斜視図である。図１４は、本発明の実施形態における砲身展開機構１１による砲身展開動作を説明するための図である。図１５は、本発明の実施形態における砲身展開機構１１に設けられた砲身展開リミットスイッチ６３の配置を示す図である。
砲身展開機構１１は、図１２〜図１５に示すように、砲身３を射出部本体５Ａに対して９０°上方に折り曲げ可能とするものである。
【００４７】
砲身展開機構１１は、図１２に示すように、送りネジ機構６４Ａを有する。送りネジ機構６４Ａは、砲身３を射出部本体５Ａに対して近接離間させるものであり、砲身３に接続された軸６５ａに取り付けられている。送りネジ機構６４Ａは、ラチェット６４Ｂによってネジ送り可能に構成されている。また、砲身展開機構１１は、図１３に示すように、ディスクダンパー６４Ｃを有する。ディスクダンパー６４Ｃは、送りネジ機構６４Ａの反対側に設けられている。ディスクダンパー６４Ｃは、砲身３に接続された軸６５ｂに取り付けられており、軸６５ｂと一体となって移動可能とされている。また、砲身展開機構１１は、クランプレバー６４Ｄを有する。クランプレバー６４Ｄは、砲身３を射出部本体５Ａに対して押し付けるものである。
【００４８】
砲身３を展開する場合、図１４（ａ）の矢印に示すように砲身３を倒す。ディスクダンパー６４Ｃは、軸６５ｂに対して抵抗を付与し砲身３の急な展開を防ぐことで、砲身展開の際の作業者の安全性を確保する。砲身３を倒したら、図１４（ｂ）の矢印に示すように、ラチェット６４Ｂを操作し送りネジ機構６４Ａによって砲身３を射出部本体５Ａに引き寄せる。射出部本体５Ａには複数の位置決めピン５Ａ１が設けられており、引き寄せによって位置決めピン５Ａ１が砲身３に挿し込まれる。最後に、図１３に示すクランプレバー６４Ｄにより、砲身３を射出部本体５Ａに対し押し付け、砲身３と射出部本体５Ａとの間をシールさせて、その隙間からのエアー漏れを防ぐ。
【００４９】
砲身展開機構１１は、図１５に示すように、砲身展開リミットスイッチ６３を有する。砲身展開リミットスイッチ６３は、射出部本体５Ａ側に設けられた光センサであり、砲身３に設けられたターゲットとなる検出板６６を検出することによって、砲身３の展開状態を検出する構成となっている。砲身展開リミットスイッチ６３は、図１５（ａ）に示すように、砲身３が展開状態にあるとき「ＯＮ」となる。また、砲身展開リミットスイッチ６３は、図１５（ｂ）に示すように、砲身３が非展開状態にあるとき「ＯＦＦ」となる。砲身展開リミットスイッチ６３は、制御部７と電気的に接続されており、検出結果を制御部７に出力する構成となっている。
【００５０】
図３に示すように、制御部７は、上記各構成機器を統括的に制御するものであり、各種電子部品が複数搭載された制御ボードからなる。制御部７は、射出スイッチ９及び操縦者用スイッチ１０の操作信号を受けて、射出部５の駆動、フィーダー６の駆動を制御する構成となっている。また、制御部７は、バッテリー８から給電を受け、そして、各スイッチ、各センサや各弁等を駆動させる構成となっている。本実施形態の制御部７は、後述する図１５に示すようにフィーダー６を制御し、消火弾２を射出部５に連続的に供給させる。また、制御部７は、後述する図１６に示すように射出部５を制御し、フィーダー６から供給された消火弾２を射出部５によって連続的に射出させる構成となっている。
【００５１】
図１６は、本発明の実施形態におけるインターロック制御系８０を示す図である。
図１６に示すように、制御部７は、各スイッチと電気的に接続され、操作者の意図しない消火弾２の射出を防ぐインターロック制御系８０を形成する。インターロック制御系８０は、全てのインターロックが解除されない限り射出トリガー６８を操作しても消火弾２が射出されないようにするものである。本実施形態のインターロックは、砲身展開リミットスイッチ６３と、射出部５に設けられた装填スイッチ８１と、リザーバタンク３２の圧力スイッチ３７と、操縦者確認用スイッチ１０ａと、射出方向指定スイッチ１０ｂと、反転軸リミットスイッチ６１と、安全スイッチ６９と、により構成されている。
【００５２】
図１７は、本発明の実施形態におけるフィーダー制御のフローチャートである。
先ず、ステップＳ１で、消火弾検出センサ５８が消火弾２を検出したか否かを判定する。消火弾２が検出された場合は、ステップＳ３に移行し、消火弾２が非検出の場合は、ステップＳ２に移行する。
【００５３】
ステップＳ２では、フィーダー用シリンダー２９Ａ，２９Ｂを駆動させて、図１０に示すように、消火弾２を弾一つ分だけ送る消火弾送りを開始する。次に、ステップＳ１に戻り、消火弾送りによって、消火弾検出センサ５８が消火弾２を検出したか否かを判定する。消火弾２が非検出の場合は、消火弾２を検出するまで消火弾送りを繰り返す。
【００５４】
消火弾２が検出された場合、ステップＳ３に移行する。ステップＳ１４では、フィーダー用シリンダー２９Ａ，２９Ｂを停止させて、消火弾送りを停止する。消火弾２が検出された場合には、図１０（ｃ）に示すように、弾止め治具５５が次の弾を供給口５１手前で止めている状態となる。
【００５５】
図１８は、本発明の実施形態における消火弾射出制御のフローチャートである。
先ず、ステップＳ１０で消火弾検出センサ５８が消火弾２を検出したか否かを判定する。消火弾２が非検出の場合は、消火弾２が検出されるまで待機する。消火弾２が検出された場合は、ステップＳ３０とステップＳ４０とに移行する。
【００５６】
ステップＳ３０では、図７に示すように、電磁弁３６を駆動し、射出バルブ３５を閉状態とする。次に、ステップＳ３１では、電磁弁３１を開状態にし、リザーバタンク３２内に射出エアーを充填させる。次のステップＳ３２では、リザーバタンク３２に接続された第５配管３４の圧力スイッチ３７によって、リザーバタンク３２内の圧力が所定圧力（０．５ＭＰａ）となったか否かを判定する。圧力未到達の場合は、ステップＳ３１に戻り、所定圧力に到達するまで待機する。リザーバタンク３２内の圧力が所定圧力到達したら、ステップＳ３３に移行し、電磁弁３１を閉状態にし、リザーバタンク３２内への射出エアーの供給を停止させる。
【００５７】
ステップＳ４０では、消火弾２が供給口５１を介して射出部５に落下する。次に、ステップＳ４１では、消火弾検出センサ５８が消火弾２を検出したか否かを判定する。消火弾２が非検出の場合は、消火弾２が適切に射出部５に供給されたと判断できるため、ステップＳ４３に移行し、装填動作を行って消火弾２をセットする。
【００５８】
一方で、消火弾２が検出された場合は、ステップＳ４２に移行する。ステップＳ４２では、所定の待ち時間（２秒）経ったか否かを判定する。すなわち、通常、消火弾２は射出部５に落下するが、回転翼機１０１の振動等によって消火弾２がバウンドする場合があり、バウンドした消火弾２が検出されてしまうケースがある。このため、ステップＳ４２では、消火弾２の挙動を落ち着かせるために２秒だけ待ち時間を取っている。この待ち時間は、実験的に求められた適切な時間としている。２秒経過後、消火弾２が落ち着いたら、ステップＳ４３に移行する。
【００５９】
ステップＳ３４、ステップＳ３５、ステップＳ４３は、上述したインターロックの一部である。ステップＳ３４では、図２に示す操縦者用スイッチ１０によって、発射が許可されたか否かを判定する。不許可の場合には、操縦者Ｍによって操縦者確認用スイッチ１０ａ等が押されるまで待機する。ステップＳ３５では、この間、リザーバタンク３２内の圧力が下がってしまった場合には、ステップＳ３１に戻り、所定圧力まで到達させる。ステップＳ４３は、装填スイッチ８１が「ＯＮ」になったか否か、すなわち、射出部５に適切に消火弾２をセットできているか否かを判定する。
【００６０】
上記インターロック及びその他のインターロック（図１６参照）が解除されるとランプが点灯し、射出が可能となる。操縦者Ｍと別の乗組員は、図５に示すハンドル６７を握る。乗組員によって、ハンドル６７に設けられた安全スイッチ６９（ステップＳ５０）及び射出トリガー６８（ステップＳ５１）が「ＯＮ」になると、図７に示す電磁弁３６が駆動し、射出バルブ３５が開状態となる（ステップＳ５２）。射出バルブ３５が開状態になると、リザーバタンク３２に溜まっていたエアーが砲身３の後方に導入され、装填された消火弾２が砲身３の前方から射出される（ステップＳ５３）。消火弾２が射出されたら、ステップＳ５４で射出バルブ３５を閉状態とし、ステップＳ２に戻る。そして、消火弾検出センサ５８の検出を待って、次弾を装填し、射出を繰り返す。これにより、図１に示すように、消火弾射出装置１から消火弾２を連続的に射出することができる。
【００６１】
本実施形態の消火弾射出装置１で射出される消火弾２の初速は、約１５０〜１８０ｋｍ／ｈ（キロメートル毎時）である。標準的な消火弾２の到達距離は、約３０ｍ（メートル）で、この着弾するまでの間に消火弾２の大幅な速度低下は発生しない仕様となっている。このため、着弾時には消火弾２の重量５００ｇ（グラム）、衝突速度約１５０〜１８０ｋｍ／ｈの力積（衝撃力）が目標に加わる。この衝撃力によって、消火弾２の表面皮膜（本実施形態では樹脂皮膜）が破裂し、内部に封入した消火剤（液）が火元に効果的に拡散する。なお、この着弾時の衝撃力は、邪魔な障害物、例えば木製家具等を破壊することができる大きさとなる。
【００６２】
本実施形態の消火弾射出装置１は、消火弾２を約２秒間隔で連続的に射出できる仕様となっている。射出部５は、エアーによって消火弾２を射出する構成となっており、比較的短時間で次弾を射出することができる。このため、多数の消火弾２を短時間に火元に着弾させることができ、火元に対して大量の消火剤を短時間に拡散させることができる。したがって、本実施形態の消火弾射出装置１及び消火弾射出システム１００によれば、放水ホースが届かないような高層建築物２００の高所の火元の消火に対しても有効な消火手段となる。また、本実施形態では、射出部５は、パン方向及びチルト方向の少なくともいずれか一方において向き調整自在に設けられた砲身３を有する。このため、照準が定まり難い不安定な回転翼機１０１であっても、連射によって着弾位置を視ながら徐々に照準を合わせていくことができる。したがって、照準が定まり難い不安定な場所からでも、射出した消火弾２の殆どを火元に効果的に着弾させることができる。
【００６３】
また、本実施形態においては、射出部５を含む装置本体１Ａを支持するベースプレート１６を有し、装置本体１Ａは、ベースプレート１６に対して鉛直方向に延びる軸周りに回転自在に支持されている。このため、図１に示すように砲身３の先端を右窓からのみでなく左窓からも露出させて対象を狙い撃つことが可能となるため、回転翼機１０１の向きによらずに対象を狙い撃つことが可能となる。
また、本実施形態においては、図２に示すように、フィーダー６に消火弾２を補充するカートリッジ４９が取り付け自在なカートリッジ装着部５０を有する。このため、もう一人の乗組員（二人目）が、消火弾収納箱４からカートリッジ４９を取り出して、フィーダー６に消火弾２を補充でき、大量の消火弾２を連続して射出することができる。
さらに、本実施形態においては、装置本体１Ａに設けられた射出スイッチ９と、装置本体１Ａに有線接続された操縦者用スイッチ１０と、を有する。このため、インターロック制御が可能となり、回転翼機１０１のより安全な運転性を確保することができる。また、操縦者用スイッチ１０は、有線接続であるため無線接続と比べて信頼性がある。
【００６４】
ところで、消火弾射出装置１は、回転翼機１０１に常時据え付けであっても良いが、そうすると、回転翼機１０１が消火活動専用の機体になってしまうため好ましくない。このため、本実施形態の消火弾射出システム１００では、回転翼機１０１に対し消火弾射出装置１を着脱自在とする必要がある。また、消火は、初動が非常に重要であるため、短時間（例えば１５分以下）で消火弾射出装置１を回転翼機１０１に搭載する必要がある。この要求を満足するため、消火弾射出装置１及び消火弾射出システム１００は、以下の構成を備えている。
【００６５】
図１９は、本発明の実施形態における消火弾射出装置１の固定構造を示す図である。図２０は、本発明の実施形態における消火弾射出装置１の回転翼機１０１への搭載作業を説明するための図である。図２１は、本発明の実施形態におけるリフター台車１０２を示す平面図である。図２２は、本発明の実施形態における装置搬送用治具１０３を示す側面図である。図２３は、本発明の実施形態における装置搬送用治具１０３を示す平面図及び正面図である。図２４は、図２３における矢視Ｃ−Ｃ断面図及び矢視Ｄ−Ｄ断面図である。
【００６６】
消火弾射出システム１００は、図１９に示すように、回転翼機１０１に設けられ、消火弾射出装置１を着脱自在に固定するインターフェースプレート（固定部）１０４を有する。インターフェースプレート１０４には、テーパーピン１０５と、ブラケット１０６とが設けられている。テーパーピン１０５は、消火弾射出装置１（装置本体１Ａ不図示）のベースプレート１６の水平方向をガタなく固定するものである。ブラケット１０６は、ロックピン１０７が水平方向に挿通可能な穴を有し、ロックピン１０７と協働してベースプレート１６の鉛直方向をガタなく固定するものである。また、インターフェースプレート１０４には、射出装置搭載用ガイドレール１０８が、複数のロックピン１０９によって取り付けられる。このインターフェースプレート１０４は、不図示のネジ止めによって固定されており、回転翼機１０１に対して着脱自在な構成となっている。
【００６７】
図２０に示すように、リフター台車１０２は、消火弾射出装置１を昇降させるものである。リフター台車１０２は、展開可能なブリッジ１１０を有し、インターフェースプレート１０４が設けられた高さまで、消火弾射出装置１を誘導する構成となっている。リフター台車１０２に搭載される消火弾射出装置１には、回転翼機１０１内への導入を容易にするために、導入の際、キャスター（車輪）１１１を有する装置搬送用治具１０３が取り付けられる。図２１に示すように、装置搬送用治具１０３は、ベースプレート１６の前後に取り付けられる。ベースプレート１６は、装置搬送用治具１０３が取り付け自在な治具装着部１１２（図４、図５及び図１９参照）を有する。
【００６８】
図２２〜図２４に示す装置搬送用治具１０３は、ジャッキ付キャスター治具であり、ベースプレート１６を水平方向に搬送すると共に鉛直方向に昇降させる構成となっている。キャスター１１１は、図２２及び図２３に示すように、キャスターフレーム１１３に設けられている。キャスターフレーム１１３には、射出装置搭載用ガイドレール１０８に案内されるカムフォロア１１４が設けられている。また、キャスターフレーム１１３には、取手１１５が設けられている。
【００６９】
装置搬送用治具１０３は、図２３及び図２４に示すように、キャスターフレーム１１３に対して相対的に昇降自在なリフトプレート１１６を有する。リフトプレート１１６には、治具装着部１１２に係合可能な突起部を有するアングルプレート１１７が設けられている。アングルプレート１１７には、図２４（ａ）に示すように、ノブ付のスナップピン１１８が取り付け可能な穴が設けられたプレート１１９が設けられている。スナップピン１１８は、カバー１２０を介してベースプレート１６に係合し、ベースプレート１６をリフトプレート１１６に固定する構成となっている。
【００７０】
キャスターフレーム１１３には、ナット１２１が設けられている。ナット１２１には、ネジ１２２が螺合している。ネジ１２２の下端には、リフトプレート１１６が一体的に接続されている。ネジ１２２は、無給油ブッシュ１２３によってリフトプレート１１６に対して相対回転自在に取り付けられている。ネジ１２２は、連結板１２４に挿通して設けられている。連結板１２４は、無給油ブッシュ１２５を備えるハウジング１２６が取り付けられている。ネジ１２２は、このハウジング１２６によって、連結板１２４に対して相対回転自在とされている。
【００７１】
図２３に示すように、連結板１２４には、ネジ１２２を挟んで対となって設けられたシャフト１２７が一体的に固定されている。図２４（ｂ）に示すように、キャスターフレーム１１３には、リニアブッシュ１２８が設けられている。リニアブッシュ１２８には、シャフト１２７が摺動自在に係合している。シャフト１２７の下端は、リフトプレート１１６に一体的に固定されている。上記構成によれば、ネジ１２２を回転させると、リフトプレート１１６がネジ１２２と一体的に昇降する。また、リフトプレート１１６に固定されたシャフト１２７もリニアブッシュ１２８に沿って一体的に昇降する。シャフト１２７は、リフトプレート１１６の鉛直方向のガイドであり、また、ネジ１２２のモーメントによりリフトプレート１１６が一体的に回転しないように規制するものである。
【００７２】
続いて、上記構成の部材を用いた消火弾射出装置１の搭載作業について説明する。
先ず、図１９に示すように、回転翼機１０１にインターフェースプレート１０４を取り付ける。そして、射出装置搭載用ガイドレール１０８をインターフェースプレート１０４に取り付ける。
次に、リフター台車１０２を機体側部へ移動させる。このとき、ベースプレート１６に４本のロックピン１０９が挿し込まれていることを確認する。なお、リフター台車１０２の天板上の消火弾射出装置１には、装置搬送用治具１０３は未だ装着されていない。
【００７３】
次に、リフター台車１０２のブリッジ１１０を展開する。そして、リフター台車１０２の昇降装置を操作し、天板（射出装置積載面）がインターフェースプレート１０４より高くなるまで上昇させる。その後、リフター台車１０２をゆっくりと前進させ、ブリッジ１１０の先端がインターフェースプレート１０４上に１０〜２０ｃｍ程度被さる場所で停止させる。そして、リフター台車１０２の昇降装置を操作し、ブリッジ１１０がインターフェースプレート１０４上に乗るまでゆっくりと天板を下降させる（図２０参照）。
【００７４】
次に、図２０に示すように、装置搬送用治具１０３を射出装置へ取り付ける。先ず、ロックピン（４本）を取り外す。そして、ベースプレート１６の前後の治具装着部１１２に、アングルプレート１１７の突起部を挿し込む。そして、工具１２９（図２１参照）を操作してネジ１２２を回し、突起部が治具装着部１１２に接続するまでジャッキアップする。その後、図２４（ａ）に示すように、ノブ付のスナップピン１１８を取り付けて固定する。そして、工具１２９を操作してネジ１２２を回し、ベースプレート１６をジャッキアップし、消火弾射出装置１を天板に対して浮かせる（図２０参照）。
【００７５】
次に、消火弾射出装置１を機内へ引き込む。引き込む際には、消火弾射出装置１の前後を支えながら機内へ引き込む。機内では射出装置搭載用ガイドレール１０８に装置搬送用治具１０３のカムフォロア１１４が接触するまで消火弾射出装置１を機体前方へ寄せる。そして、消火弾射出装置１をインターフェースプレート１０４の直上で停止させる。
次に、図１９に示すように、消火弾射出装置１をインターフェースプレート１０４に固定する。先ず、工具１２９を操作してネジ１２２を回し、消火弾射出装置１をジャッキダウンし、テーパーピン１０５による水平固定をする。その後、装置搬送用治具１０３を取り外し、機外へ撤去する。そして、ロックピン１０９（４本）をブラケット１０６に挿し込み鉛直固定をする。
以上により、消火弾射出装置１の搭載作業が終了する。
【００７６】
このように、本実施形態の消火弾射出システム１００によれば、消火弾射出装置１を容易且つ短時間（１５分以下）で回転翼機１０１に搭載することができる。このため、初動が非常に重要な火災において、有効な消火手段となる。また、上述したように、本実施形態の消火弾射出装置１は、射出に関する全ての動力源（バッテリー８及びエアータンク２０）を保有する。このため、消火弾射出装置１の運用に必要な動力源が回転翼機１０１から独立しており、煩わしい機体との接続が必要ない。このため、搭載が容易で、初動が非常に重要な火災において、特に有効な消火手段となる。
【００７７】
したがって、上述の本実施形態によれば、消火剤が封入された消火弾２を射出する消火弾射出装置１であって、供給された消火弾２を装填し圧縮エアーで射出する射出部５と、消火弾２を複数収容し、該消火弾２を射出部５に連続的に供給するフィーダー６と、フィーダー６から供給された消火弾２を射出部５によって連続的に射出させる制御部７と、を有するという構成を採用することによって、照準が定まり難い不安定な場所からでも目標に対して弾を効果的に着弾させることができる消火弾射出装置１及び消火弾射出システム１００が得られる。また、本実施形態によれば、初動が速く、有効な消火活動を行うことのできる消火弾射出装置１及び消火弾射出システム１００が得られる。
【００７８】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７９】
例えば、上記実施形態では、機能弾として消火弾を射出する構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、機能弾として目標をマーキングするカラーボール等を射出する構成であってもよい。このように、本装置及び本システムは、消火活動のみならず、例えば海防警備活動等にも適用可能である。
【００８０】
また、例えば、上記実施形態では、本装置を搭載する移動体として回転翼機を例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、地上のトラックや消防車、海上の船舶や艦艇等にも、本装置を搭載可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１…消火弾射出装置、１Ａ…装置本体、２…消火弾（機能弾）、３…砲身、５…射出部、６…フィーダー（弾供給部）、７…制御部（射出制御部）、８…バッテリー（動力源）、９…射出スイッチ、１０…操縦者用スイッチ（射出許可スイッチ）、１６…ベースプレート（ベース部）、２０…エアータンク（動力源）、４９…カートリッジ、５０…カートリッジ装着部、６１…給弾室、１００…消火弾射出システム、１０１…回転翼機（移動体）、１０３…装置搬送用治具、１０４…インターフェースプレート（固定部）、１１１…キャスター（車輪）、１１２…治具装着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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