(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物に衝撃波を作用させることにより、被加工物を加工する衝撃波加工装置であって、
衝撃波を伝播させる伝達媒体が充填される空洞を形成するとともに、少なくとも前記伝達媒体よりも高い音響インピーダンスを有する高音響インピーダンス材料により構成される伝達容器部を備え、
前記伝達容器部には、前記伝達媒体が充填されるとともに衝撃波を発生させるための衝撃波発生空間を形成する衝撃波発生室が隣接形成されており、
前記空洞および前記衝撃波発生空間は、前記高音響インピーダンス材料である金属により構成された壁部を介して互いに区画された状態で形成されており、
前記空洞内に被加工物を収容した状態で、前記伝達容器部が前記空洞の外側から前記空洞内に衝撃波を発生させるための衝撃を受けることにより、前記壁部から前記伝達容器部および前記伝達媒体を介して被加工物に衝撃波を作用させることを特徴とする衝撃波加工装置。
【請求項２】
前記衝撃波発生室は、衝撃波を発生させるための手段として、所定の間隔を隔てて互いに対向した状態で配置される少なくとも一対の電極を備え、該電極によって放電を行うことにより、衝撃波を発生させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の衝撃波加工装置。
【請求項３】
前記衝撃波発生室は、衝撃波を発生させるための手段として、前記伝達容器部に機械的な衝撃力を作用させる打撃装置を備え、該打撃装置により、衝撃波を発生させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の衝撃波加工装置。
【請求項４】
前記衝撃波発生室は、衝撃波を発生させるための手段として、爆薬を備え、該爆薬を爆発させることにより、衝撃波を発生させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の衝撃波加工装置。
【請求項５】
前記空洞内に充填される前記伝達媒体は液体であり、該液体内に気泡を発生させる気泡発生手段を備え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衝撃波加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、果物や野菜や穀類等の食品等の被加工物に衝撃波を作用させることにより、被加工物の加工を行う衝撃波加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、果物や野菜や穀類等の食品（食材）の加工方法として、衝撃波を用いる方法がある（例えば、特許文献１参照。）。具体的には、衝撃波は、音速を超える速さで伝わる圧力変化の波であり、この衝撃波が食品に作用することにより、食品が収縮し、続いてその反動で食品が一気に膨張する。この衝撃波の力による収縮と膨張により、食品の細胞壁等が破壊され、食品が軟化あるいは粉体化させられる。こうした衝撃波を用いる食品の加工方法によれば、処理時間が短くなることから、加工にともなって生じる熱に起因して食品の栄養価が損なわれることがなく、また、簡単に加工することが可能となる。
【０００３】
このように食品の加工に用いられる衝撃波を発生させるための手段の一つとして、爆発を利用する方法が挙げられる。爆発を利用する方法によれば、食品に作用させる衝撃波について、食品の加工のために十分な強度を容易に得ることができる。しかし、衝撃波を発生させるために爆発を利用する方法は、汎用性に欠け、一般家庭における料理等のための食品の加工に適用することが困難である。
【０００４】
そこで、衝撃波を発生させるための手段として、電気パルス等の電気エネルギーを利用する方法がある（例えば、特許文献２参照）。かかる方法によれば、衝撃波を用いる食品の加工について汎用性を向上させることができ、一般家庭への導入の可能性も高まる。しかしながら、電気エネルギーを利用する方法であっても、食品の加工のために十分な強度の衝撃波を発生させるためには、必要なコンデンサの容量が大きいこと等に起因して、衝撃波を発生させるための装置が大型化し、やはり一般家庭への導入が困難であるのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】再表２００６／０９８４５３号公報
【特許文献２】特表２００４−５１８４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、比較的小さなエネルギーによっても食品等の加工に十分な強度の衝撃波を発生させることができ、汎用性の向上を図ることができる衝撃波加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の衝撃波加工装置は、被加工物に衝撃波を作用させることにより、被加工物を加工する衝撃波加工装置であって、衝撃波を伝播させる伝達媒体が充填される空洞を形成するとともに、少なくとも前記伝達媒体よりも高い音響インピーダンスを有する高音響インピーダンス材料により構成される伝達容器部を備え、前記伝達容器部には、前記伝達媒体が充填されるとともに衝撃波を発生させるための衝撃波発生空間を形成する衝撃波発生室が隣接形成されており、前記空洞および前記衝撃波発生空間は、前記高音響インピーダンス材料である金属により構成された壁部を介して互いに区画された状態で形成されており、前記空洞内に被加工物を収容した状態で、前記伝達容器部が前記空洞の外側から前記空洞内に衝撃波を発生させるための衝撃を受けることにより、前記壁部から前記伝達容器部および前記伝達媒体を介して被加工物に衝撃波を作用させるものである。
【０００９】
また、本発明の衝撃波加工装置においては、前記衝撃波発生室は、衝撃波を発生させるための手段として、所定の間隔を隔てて互いに対向した状態で配置される少なくとも一対の電極を備え、該電極によって放電を行うことにより、衝撃波を発生させるものである。
【００１０】
また、本発明の衝撃波加工装置においては、前記衝撃波発生室は、衝撃波を発生させるための手段として、前記伝達容器部に機械的な衝撃力を作用させる打撃装置を備え、該打撃装置により、衝撃波を発生させるものである。
【００１１】
また、本発明の衝撃波加工装置においては、前記衝撃波発生室は、衝撃波を発生させるための手段として、爆薬を備え、該爆薬を爆発させることにより、衝撃波を発生させるものである。
【００１３】
また、本発明の衝撃波加工装置においては、前記空洞内に充填される前記伝達媒体は液体であり、該液体内に気泡を発生させる気泡発生手段を備えるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、比較的小さなエネルギーによっても食品等の加工に十分な強度の衝撃波を発生させることができ、汎用性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る衝撃波加工装置の構成を示す図。
【図２】本発明の第一実施形態に係る衝撃波加工装置の変形例を示す図。
【図３】本発明の第一実施形態に係る衝撃波加工装置の変形例を示す図。
【図４】本発明の第二実施形態に係る衝撃波加工装置の構成を示す図。
【図５】本発明の第三実施形態に係る衝撃波加工装置の構成を示す図。
【図６】本発明の第四実施形態に係る衝撃波加工装置の構成を示す図。
【図７】本発明の第五実施形態に係る衝撃波加工装置の構成を示す図。
【図８】本発明の第六実施形態に係る衝撃波加工装置の構成を示す図。
【図９】本発明の第七実施形態に係る衝撃波加工装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、食品等の被加工物に衝撃波を作用させることで被加工物の加工を行う構成において、加工に際して被加工物を収容する容器部分の構成を工夫することで、被加工物に対して効率的に衝撃波を作用させようとするものである。以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
本発明の第一実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る衝撃波加工装置１は、被加工物２に衝撃波を作用させることにより、被加工物２を加工するものである。図１では、被加工物２としてリンゴが示されている。
【００１８】
衝撃波加工装置１は、被加工物２を収容する空洞４を形成する容器３を備える。容器３の内部空間である空洞４は、密閉空間として形成される。空洞４内には、衝撃波を伝播させる伝達媒体５が充填される。伝達媒体５は、衝撃波を伝達することができるもの、つまり圧力変化の波を伝達させる媒体である。
【００１９】
したがって、伝達媒体５としては、衝撃波を伝達することができるものであれば特に限定されず、水や塩水等の液体、ゴム等の弾性体やジェル状の物体等の固体、大気等の気体、あるいはこれらの混合体が用いられる。ただし、伝達媒体５としては、衝撃波の伝達性の観点から液体または固体が好ましく、さらに、低コストであることや入手が容易であることから水が好適に用いられる。
【００２０】
容器３は、高音響インピーダンス材料により構成される。ここで、高音響インピーダンス材料とは、少なくとも空洞４に充填される伝達媒体５よりも高い音響インピーダンスを有する材料である。容器３を構成する材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銅合金、鉄（Ｆｅ）、鉄合金、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、タングステン合金等のあらゆる金属で、水やプラスチック等の樹脂材料等に対して音響インピーダンスが比較的大きい材料が用いられる。
【００２１】
一般に、音響インピーダンスは、空気のような気体では極めて小さく、液体、樹脂、金属の順に大きくなる傾向にある。具体的には、音響インピーダンスは、例えば、空気：約４．１×１０２、水：約１．５×１０６、アクリル樹脂：約３．２×１０６、アルミニウム：約１７×１０６、銅：約４５×１０６（単位はＰａ・ｓ／ｍ３）である。なお、金属中を伝播する弾性波や衝撃波の速度は、例えば、銅の場合は５０００ｍ／ｓｅｃ、アルミニウムの場合は４５００ｍ／ｓｅｃ以上である。
【００２２】
容器３を構成する材料としては、音響インピーダンスが、１．５×１０６〜１１０×１０６Ｐａ・ｓ／ｍ３の範囲にあるものが用いられる。好ましくは、容器３を構成する材料の音響インピーダンスは、１０×１０６〜５０×１０６Ｐａ・ｓ／ｍ３の範囲である。したがって、容器３を構成する材料としては、良好な加工性が得られることや比較的低コストであること等の観点から、音響インピーダンスが約１７×１０６Ｐａ・ｓ／ｍ３であるアルミニウムが好適に用いられる。
【００２３】
本実施形態では、容器３および空洞４は、図１に示すような断面視において略矩形状となる形状（例えば円柱形状や直方体形状）を有する。容器３は、一側（図１において上側）に開口部を有する基部３ａと、基部３ａが有する開口部を塞ぐ蓋部３ｂとを有する。蓋部３ｂによって塞がれる基部３ａの上側の開口部が、空洞４内に対して被加工物２を出し入れするための開口部分として用いられる。ただし、容器３および空洞４の形状は、特に限定されるものではない。
【００２４】
以上のように、本実施形態の衝撃波加工装置１では、容器３が、衝撃波を伝播させる伝達媒体５が充填される空洞４を形成するとともに、少なくとも伝達媒体５よりも高い音響インピーダンスを有する高音響インピーダンス材料により構成される伝達容器部として機能する。
【００２５】
そして、衝撃波加工装置１は、空洞４内に被加工物２を収容した状態で、容器３が空洞４の外側から空洞４内に衝撃波を発生させるための衝撃を受けることにより、容器３および伝達媒体５を介して被加工物２に衝撃波を作用させる。
【００２６】
空洞４内に収容される被加工物２は、例えばビニル袋やポリエチレン製の袋等の透明なフィルム状の保護材に入れられた状態で、図示せぬ支持部材によって空洞４における所定の位置にセットされる。また、被加工物２が入れられた保護材の内部は、被加工物２に対する衝撃波の伝達作用や被加工物２の保護作用を高める観点から、真空状態に減圧されることが好ましい。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態の衝撃波加工装置１においては、容器３に、衝撃波発生室６が隣接形成されている。衝撃波発生室６は、伝達媒体７が充填されるとともに衝撃波を発生させるための部屋である。衝撃波発生室６において発生した衝撃波が、容器３および容器３内の伝達媒体５を伝播して被加工物２に作用する。
【００２８】
衝撃波発生室６は、樹脂を材料として構成されるハウジング８により、衝撃波を発生させるための空間である衝撃波発生空間９を形成する。この衝撃波発生空間９内に、伝達媒体７が充填される。伝達媒体７としては、空洞４に充填される伝達媒体５と同様に、水が好適に用いられるが、液体、固体、気体、あるいはこれらの混合体を用いることができる。また、空洞４に充填される伝達媒体５と、衝撃波発生空間９内に充填される伝達媒体７とは、同じものであっても異なるものであってもよい。
【００２９】
衝撃波発生空間９は、容器３に対して、衝撃波発生室６が隣接する側（図１において下側）の壁部（以下「下側壁部」という。）３ｃを介して容器３の空洞４に隣接するように形成される。言い換えると、空洞４および衝撃波発生空間９は、下側壁部３ｃを介して互いに区画された状態で形成される。
【００３０】
したがって、衝撃波発生室６を構成するハウジング８は、一側（図１において上側）が開口するように形成され、その開口する側が容器３に対して下側壁部３ｃに臨むようにして設けられる。つまり、衝撃波発生空間９は、ハウジング８の一側に形成される開口部が容器３の下側壁部３ｃによって塞がれた状態となることで密閉された空間として形成される。なお、ハウジング８および衝撃波発生空間９の形状は、特に限定されるものではない。
【００３１】
本実施形態の衝撃波加工装置１は、衝撃波を発生させるための手段として、所定の間隔を隔てて互いに対向した状態で配置される一対の電極１０を備える。電極１０は、棒状電極であり、例えば真鍮や銅等の導電性に優れる材料により構成される。電極１０の形状については、先端側（相手の電極１０に対向する側）が円錐状に尖った形状を有することが好ましい。
【００３２】
一対の電極１０は、それぞれハウジング８において互いに対向する側壁部を水平方向（図１における左右方向）に貫通することで衝撃波発生空間９内に突出するとともにハウジング８に支持された状態で設けられる。一対の電極１０は、樹脂製のハウジング８に支持されることで容器３に対して絶縁されるとともに、互いの先端の間に所定の間隔を隔てた（先端同士が接触しない）状態で設けられる。一対の電極１０間に設けられる間隔は、衝撃波発生室６において充填される伝達媒体７の種類等により、例えば被加工物２に作用する衝撃波のエネルギーが最も大きくなるような寸法等に適宜設定される。
【００３３】
一対の電極１０には、電極１０間にて放電を生じさせるための電源部１１が、導線等を介して接続される。電源部１１は、一対の電極１０間にて単発あるいは連続的なパルス放電を発生させる。また、電源部１１は、一対の電極１０間にて発生させるパルス放電の回数や大きさを調整することが可能に構成される。このように、衝撃波発生室６においては、一対の電極１０と、これに接続される電源部１１とにより、パルス発生装置が構成される。
【００３４】
電源部１１としては、例えば、電気エネルギーを蓄えるコンデンサ１１ａと、コンデンサ１１ａに電力を供給する電源１１ｂと、電源１１ｂからコンデンサ１１ａに供給される電力についての制御を行うコントローラ１１ｃとを含む構成が用いられる。ただし、電源部１１の構成は特に限定されるものではない。
【００３５】
また、電極１０の配置に関し、本実施形態の変形例を図２および図３に示す。図２には、一対の電極１０の両方が、ハウジング８を構成する一側（図２において右側）の側壁部をこの側壁部に対して略垂直方向に貫通した状態で設けられる配置例が示されている。図３には、一対の電極１０の両方が、ハウジング８を構成する下側（図３において側）の壁部をこの壁部に対して略垂直方向に貫通した状態で設けられる配置例が示されている。
【００３６】
このように、一対の電極１０は、並列に配置されてもよい。したがって、一対の電極１０についての「互いに対向した状態」には、直列に（略同一直線上に）配置される状態、つまり互いの先端同士を対向させた状態（図１参照）のほか、並列に配置される状態、つまり互いに平行（または略平行）な姿勢で対向する状態（図２、図３参照）も含まれる。
【００３７】
また、衝撃波発生室６が備える電極１０の数も限定されず、衝撃波発生室６において三個以上の電極１０が備えられてもよい。つまり、電極１０については、少なくとも一対備えられればよい。
【００３８】
このように、本実施形態では、衝撃波発生室６は、衝撃波を発生させるための手段として、所定の間隔を隔てて互いに対向した状態で配置される少なくとも一対の電極１０を備え、これらの電極１０によって伝達媒体７中で放電を行うことにより、衝撃波を発生させる。
【００３９】
以上のような構成を備える本実施形態の衝撃波加工装置１は、次のような作用により、被加工物２の加工を行う。被加工物２の加工に際しては、一対の電極１０間において、電源部１１から供給される電気により単発あるいは連続的なパルス放電が発生させられる。
【００４０】
一対の電極１０間にて生じた電気パルスによる衝撃力は、衝撃波発生空間９内の伝達媒体７を介して衝撃波となって容器３に伝達される。このように衝撃波発生室６側から容器３に衝撃波が伝達されることにより、容器３中（容器３を構成する材料内）に弾性波が発生する。つまり、前記のとおり高音響インピーダンス材料により構成される容器３に伝達された衝撃波は、容器３中を弾性波として伝播する。
【００４１】
容器３中に発生した弾性波は、容器３中を伝播しながら空洞４内の伝達媒体５に伝播する。伝達媒体５に伝播した容器３中からの弾性波は、単発あるいは連続的な複数の衝撃波となり、伝達媒体５を介して被加工物２に作用する。つまり、容器３中に生じた弾性波は、伝達媒体５に入射することで衝撃波となり、伝達媒体５を伝播して被加工物２に作用する。
【００４２】
このように、衝撃波発生室６の衝撃波発生空間９内において一対の電極１０によって生じた衝撃波は、被加工物２を取り囲む容器３中を伝播することで、被加工物２に対して多方向から伝達媒体５を介して作用する。
【００４３】
具体的には、一対の電極１０間にて生じたパルス放電によって被加工物２に作用する衝撃波には、主に、衝撃波発生空間９内から容器３の下側壁部３ｃを介して空洞４内（伝達媒体５）に入射する成分（図１、矢印Ａ１参照）と、下側壁部３ｃから容器３中を伝播して容器３の側壁側から空洞４内（伝達媒体５）に入射する成分（同図、矢印Ａ２参照）とが含まれる。また、被加工物２に作用する衝撃波には、衝撃波発生空間９内の伝達媒体７からハウジング８を介して容器３に衝撃波（弾性波）が伝播することで得られる衝撃波や、空洞４内において被加工物２を通過する等して空洞４を形成する壁面で反射した衝撃波等も含まれる。
【００４４】
このようにして被加工物２に衝撃波が作用することにより、圧力変化の作用によって被加工物２が収縮し、続いてその反動で被加工物２が一気に膨張する。この衝撃波の作用による収縮と膨張により、被加工物２の細胞壁等が破壊され、被加工物２が軟化あるいは粉体化させられる。
【００４５】
例えば、被加工物２がリンゴである場合、衝撃波加工装置１によって加工されたリンゴは、ほぼ原形を維持しつつ細胞壁等が破壊されることで軟化した状態となる。衝撃波の作用により軟化したリンゴは、例えばストローを差し込むことによって内部の果汁を容易に飲むことが可能な状態となる。したがって、衝撃波加工装置１によって衝撃波の作用で軟化したリンゴによれば、本来の硬さを有するリンゴとの比較において圧搾効率が向上し、圧搾に要する時間やエネルギー消費量や廃棄物の量を低減させることができる。
【００４６】
また、衝撃波加工装置１においては、空洞４に充填される伝達媒体５が水等の液体である場合、伝達媒体５内に、例えばマイクロバブル等の気泡１２を発生させることができる。このため、衝撃波加工装置１は、伝達媒体５内（液体内）に気泡１２を発生させる気泡発生手段としての気泡発生装置１４を備える。
【００４７】
気泡発生装置１４としては、例えばマイクロバブルやナノバブル等の微小な気泡１２を発生させることができるものであれば、周知の構成のものを利用することができる。本実施形態では、気泡発生装置１４は、空洞４内に配置される。
【００４８】
気泡発生装置１４は、例えば、旋回流を生じさせることでマイクロバブルを発生させる旋回流型のマイクロバブル発生装置である。この場合、気泡発生装置１４においては、気体供給経路１４ａから供給される二酸化炭素や酸素等の気体と、例えば空洞４内の伝達媒体５が加圧されて供給される加圧液体とが旋回流によって混合され、気泡１２が発生させられる。なお、気泡発生装置１４は、空洞４の外部に配置され、空洞４に連通する供給経路を介して伝達媒体５内に気泡１２を供給する構成のものであってもよい。
【００４９】
このように、気泡発生装置１４によって伝達媒体５内に気泡１２を発生させることで、気泡１２の圧壊時に生じる衝撃、つまり気泡１２の衝撃圧力作用によって被加工物２に作用する衝撃力を高めることができる。なお、被加工物２の加工に際しては、衝撃波発生室６における伝達媒体７内に気泡を発生させてもよい。
【００５０】
本実施形態の衝撃波加工装置１においては、衝撃波発生室６からの衝撃によって容器３中つまり高音響インピーダンス材料中に発生した単数または複数の弾性波が、容器３を構成する材料よりも音響インピーダンスの低い伝達媒体５に入射することにより、伝達媒体５において単発あるいは連続的な複数の衝撃波が発生する。つまり、高音響インピーダンス材料中（容器３中）に発生した弾性波が、音響インピーダンスが比較的低い材料（伝達媒体５）に入射することで衝撃波となり、音響インピーダンスが比較的低い材料中を伝播する。このように、容器３中の弾性波が伝達媒体５に入射することで生じる衝撃波が、伝達媒体５を伝播して被加工物２に作用し、目的とする加工を行う。
【００５１】
そして、衝撃波加工装置１においては、容器３内の被加工物２に対しては、被加工物２を取り囲む容器３を介することで、空洞４内で反射する衝撃波を含め様々な方向から衝撃波が作用することとなるので、被加工物２に対して有効に衝撃波を作用させることができる。つまり、衝撃波を発生させるためのエネルギーを、効率的に衝撃波として被加工物２に作用させることができる。これにより、被加工物２に作用させる衝撃波を発生させるために大容量のコンデンサ等が不要となり、きわめて小型な装置構成を実現することが可能となる。以上のように、本実施形態の衝撃波加工装置１によれば、比較的小さなエネルギーによっても食品等の被加工物２の加工に十分な強度の衝撃波を発生させることができ、汎用性の向上を図ることができる。
【００５２】
また、本実施形態の衝撃波加工装置１においては、衝撃波発生室６の一対の電極１０間に発生させるパルス放電の回数や電力の大きさの調整により、被加工物２に作用させる衝撃波の負荷回数や衝撃波の大きさを調整することができる。これにより、被加工物２の種類や大きさ等に応じて目的とする加工を遂行することが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態の衝撃波加工装置１においては、衝撃波発生室６は、衝撃波を発生させるための手段として、所定の間隔を隔てて互いに対向した状態で配置される一対の電極１０を備え、この一対の電極１０によって伝達媒体７中で放電を行うことにより、衝撃波を発生させる。つまり、本実施形態の衝撃波加工装置１は、空洞４内に衝撃波を発生させるための衝撃として、単発あるいは連続的な電気パルスによる衝撃力を用いる。なお、電気的な衝撃力としては、プラズマを発生させることにより得られるものであってもよい。
【００５４】
このように、衝撃波を発生させるために電気エネルギーを利用する構成が採用されることで、より汎用性を向上させることができ、衝撃波加工装置１の一般家庭への導入の可能性を高めることができる。なお、被加工物２に作用させる衝撃波を発生させるための構成は、本実施形態に限定されるものではない。
【００５５】
本発明の第二実施形態について説明する。本実施形態に係る衝撃波加工装置は、衝撃波を発生させるために機械的な衝撃力を用いる点で、第一実施形態と異なる。このため、本実施形態では、第一実施形態と共通する部分については同一の符号を用いて説明を省略する。
【００５６】
図４に示すように、本実施形態の衝撃波加工装置２１は、衝撃波を発生させるための構成として、衝撃波発生室６において、単発あるいは連続的な機械的な衝撃力を発生させる打撃装置２２を備える。打撃装置２２は、容器３に対して機械的な衝撃力を与えるハンマー部材２３を有する。
【００５７】
ハンマー部材２３は、衝撃波発生空間９内（伝達媒体７内）において、容器３に対して、下側壁部３ｃ側から打撃を加えることができるように付勢移動可能に設けられる（矢印Ｂ参照）。具体的には、ハンマー部材２３は、容器３に対して打ち付けられる側（図４において上側）に、打撃部２３ａを有する。つまり、ハンマー部材２３が、容器３に対して付勢された状態で近接移動することで、打撃部２３ａが下側壁部３ｃの部分に接触し、容器３に対して打撃が与えられ、機械的な衝撃力が作用する。
【００５８】
このように、打撃装置２２によって容器３に機械的な衝撃力が作用することにより、容器３中（容器３を構成する材料内）に弾性波が発生する。容器３中に生じた弾性波は、第一実施形態の場合と同様に、伝達媒体５に入射することで衝撃波となり、伝達媒体５を伝播して被加工物２に作用する。そして、容器３中に生じた弾性波は、被加工物２を取り囲む容器３中を伝播することで、被加工物２に対して多方向から伝達媒体５を介して作用する。
【００５９】
以上のように、本実施形態の衝撃波加工装置２１においては、空洞４内に被加工物２を収容した状態で、容器３が空洞４の外側から空洞４内に衝撃波を発生させるための衝撃として機械的な衝撃力を受けることにより、容器３および伝達媒体５を介して被加工物２に衝撃波を作用させる。つまり、本実施形態の衝撃波加工装置２１は、空洞４内に衝撃波を発生させるための衝撃として、単発あるいは連続的な機械的な衝撃力を用いる。
【００６０】
また、本実施形態の衝撃波加工装置２１においては、打撃装置２２によって容器３に加える打撃の回数や力の大きさの調整により、被加工物２に作用させる衝撃波の負荷回数や衝撃波の大きさを調整することができる。これにより、被加工物２の種類や大きさ等に応じて目的とする加工を遂行することが可能となる。
【００６１】
このように、本実施形態では、衝撃波発生室６は、衝撃波を発生させるための手段として、容器３に機械的な衝撃力を作用させる打撃装置２２を備え、この打撃装置２２により、衝撃波を発生させる。
【００６２】
本実施形態の衝撃波加工装置２１によっても、第一実施形態と同様に、比較的小さなエネルギーによっても食品等の被加工物２の加工に十分な強度の衝撃波を発生させることができ、汎用性の向上を図ることができる。また、本実施形態の衝撃波加工装置２１によれば、例えば第一実施形態のように電気エネルギーを利用して衝撃波を発生させる構成との比較において、電源部等の外部的な装置を不要とすることができるので、装置構成の簡略化を容易に図ることができる。
【００６３】
なお、容器３に対する機械的な衝撃力は、ハンマー等の打撃用の器具を用いることによって手動で作用させてもよい。また、容器３に対して機械的な衝撃力を作用させる箇所は複数箇所であってもよい。また、容器３に対する機械的な衝撃力を得るため、金属球の打ち込みを利用する構成等が採用されてもよい。
【００６４】
また、衝撃波を発生させるために機械的な衝撃力を用いる構成においては、必ずしも衝撃波発生室６が備えられる必要はない。かかる構成を、本発明の第三実施形態として図５に示す。すなわち、図５に示すように、本実施形態の衝撃波加工装置３１は、空洞４の（容器３の）外部に設けられる打撃装置２２により、第二実施形態と同様にして、容器３に対して機械的な衝撃力を作用させる。
【００６５】
本実施形態の衝撃波加工装置３１によれば、より簡易な装置構成を実現することが可能となる。また、容器３に対して機械的な衝撃力を作用させるに際し、容器３に打撃を加える位置についての自由度が向上する。
【００６６】
本発明の第四実施形態について説明する。本実施形態に係る衝撃波加工装置は、衝撃波を発生させるために爆発による衝撃力を用いる点で、第一実施形態と異なる。このため、本実施形態では、第一実施形態と共通する部分については同一の符号を用いて説明を省略する。
【００６７】
図６に示すように、本実施形態の衝撃波加工装置４１は、衝撃波を発生させるための構成として、衝撃波発生室６において、爆発による衝撃力を発生させる火薬等の爆薬４２を備える。つまり、衝撃波加工装置４１においては、爆薬４２が、被加工物２に作用させる衝撃波の発生源となる。
【００６８】
爆薬４２は、衝撃波発生空間９内（伝達媒体７内）において、図示せぬ支持部材によって所定の位置にセットされる。爆薬４２は、例えば電気雷管により起爆されるように構成される。爆薬４２が爆発することにより、容器３に対して爆発による衝撃力が作用する。
【００６９】
爆薬４２としては、球状、棒状、板状等適宜の形状・大きさのものが用いられる。また、爆薬４２は、図６では一個のみ示されているが、空洞４の大きさ等に応じて複数用いられてもよい。さらに、複数の爆薬４２が用いられる場合、爆薬４２ごとに異なるタイミングで起爆させることで、容器３に対して連続的な衝撃力を作用させることができる。
【００７０】
爆薬４２によって生じた爆発による衝撃力は、衝撃波発生空間９内の伝達媒体７を介して衝撃波となって容器３に伝達される。このように衝撃波発生室６側から容器３に衝撃波が伝達されることにより、容器３中（容器３を構成する材料内）に弾性波が発生する。容器３中に生じた弾性波は、第一実施形態の場合と同様に、伝達媒体５に入射することで衝撃波となり、伝達媒体５を伝播して被加工物２に作用する。そして、容器３中に生じた弾性波は、被加工物２を取り囲む容器３中を伝播することで、被加工物２に対して多方向から伝達媒体５を介して作用する。
【００７１】
以上のように、本実施形態の衝撃波加工装置４１においては、空洞４内に被加工物２を収容した状態で、容器３が空洞４の外側から空洞４内に衝撃波を発生させるための衝撃として爆発による衝撃力を受けることにより、容器３および伝達媒体５を介して被加工物２に衝撃波を作用させる。つまり、本実施形態の衝撃波加工装置４１は、空洞４内に衝撃波を発生させるための衝撃として、単発あるいは連続的な爆発による衝撃力を用いる。
【００７２】
また、本実施形態の衝撃波加工装置４１においては、爆薬４２による爆発の回数や規模の大きさの調整により、被加工物２に作用させる衝撃波の負荷回数や衝撃波の大きさを調整することができる。これにより、被加工物２の種類や大きさ等に応じて目的とする加工を遂行することが可能となる。
【００７３】
このように、本実施形態では、衝撃波発生室６は、衝撃波を発生させるための手段として、爆薬４２を備え、この爆薬４２を爆発させることにより、衝撃波を発生させる。
【００７４】
本実施形態の衝撃波加工装置４１によっても、第一実施形態と同様に、比較的小さなエネルギーによっても食品等の被加工物２の加工に十分な強度の衝撃波を発生させることができ、汎用性の向上を図ることができる。また、本実施形態の衝撃波加工装置４１によれば、爆発によって衝撃波の強度を得やすいことから、比較的短時間での加工が可能となる。
【００７５】
本発明の第五実施形態について説明する。図７に示すように、本実施形態に係る衝撃波加工装置５１においては、被加工物２を収容する容器５３と衝撃波発生室６との間に隔膜１３が介在するとともに、この隔膜１３によって空洞５４と衝撃波発生空間５９とが仕切られる。なお、本実施形態では、第一実施形態と共通する部分については同一の符号を用いて説明を省略する。
【００７６】
容器５３は、衝撃波発生室６が隣接する側（図７において下側）に開口部を有する。容器５３の開口部が隔膜１３によって塞がれることで、空洞５４が形成される。また、衝撃波発生空間５９は、容器５３に対して、隔膜１３を介して空洞５４に隣接するように形成される。つまり、空洞５４および衝撃波発生空間５９は、隔膜１３を介して互いに区画された状態で形成され、空洞５４内の伝達媒体５は、隔膜１３によって衝撃波発生空間５９内の伝達媒体７に対して隔離される。
【００７７】
したがって、衝撃波発生室６を構成するハウジング８は、その開口する側が隔膜１３に臨むようにして設けられる。つまり、衝撃波発生空間５９は、ハウジング８の一側に形成される開口部が隔膜１３によって塞がれた状態となることで密閉された空間として形成される。このように、隔膜１３は、容器５３の開口側（図７において下側）の端面と衝撃波発生室６を構成するハウジング８の開口側（同図において上側）の端面との間に挟まれる態様で、容器５３と衝撃波発生室６との間に介在する。
【００７８】
隔膜１３は、容器５３と同様に高音響インピーダンス材料により構成される。隔膜１３を構成する材料と容器５３を構成する材料とは、同じものであっても異なるものであってもよい。
【００７９】
本実施形態の衝撃波加工装置５１は、第一実施形態と同様に、衝撃波を発生させるための手段として一対の電極１０を備える。衝撃波加工装置５１においては、一対の電極１０間にて生じた電気パルスによる衝撃力は、衝撃波発生空間５９内の伝達媒体７を介して衝撃波となって隔膜１３から容器５３に伝達される。このように衝撃波発生室６側から隔膜１３および容器５３に衝撃波が伝達されることにより、隔膜１３中および容器５３中（容器５３を構成する材料内）に弾性波が発生する。つまり、前記のとおり高音響インピーダンス材料により構成される隔膜１３および容器５３に伝達された衝撃波は、隔膜１３および容器５３中を弾性波として伝播する。
【００８０】
隔膜１３および容器５３中に発生した弾性波は、隔膜１３および容器５３中を伝播しながら空洞５４内の伝達媒体５に伝播する。伝達媒体５に伝播した隔膜１３および容器５３中からの弾性波は、単発あるいは連続的な複数の衝撃波となり、伝達媒体５を介して被加工物２に作用する。つまり、隔膜１３および容器５３中に生じた弾性波は、伝達媒体５に入射することで衝撃波となり、伝達媒体５を伝播して被加工物２に作用する。
【００８１】
このように、衝撃波発生室６の衝撃波発生空間５９内において一対の電極１０によって生じた衝撃波は、被加工物２を取り囲む隔膜１３および容器５３中を伝播することで、被加工物２に対して多方向から伝達媒体５を介して作用する。
【００８２】
具体的には、一対の電極１０間にて生じたパルス放電によって被加工物２に作用する衝撃波には、主に、衝撃波発生空間５９内から隔膜１３を介して空洞５４内（伝達媒体５）に入射する成分（図７、矢印Ｃ１参照）と、隔膜１３から容器５３中を伝播して容器５３の側壁側から空洞５４内（伝達媒体５）に入射する成分（同図、矢印Ｃ２参照）とが含まれる。また、被加工物２に作用する衝撃波には、衝撃波発生空間５９内の伝達媒体７からハウジング８を介して隔膜１３および容器５３に衝撃波（弾性波）が伝播することで得られる衝撃波や、空洞５４内において被加工物２を通過する等して空洞５４を形成する壁面で反射した衝撃波等も含まれる。
【００８３】
本実施形態の衝撃波加工装置５１によっても、第一実施形態と同様に、比較的小さなエネルギーによっても食品等の被加工物２の加工に十分な強度の衝撃波を発生させることができ、汎用性の向上を図ることができる。
【００８４】
本発明の第六実施形態について説明する。本実施形態の衝撃波加工装置は、第一実施形態との比較において、主に、被加工物２が収容される空洞と被加工物２に作用させる衝撃波を発生させるための空間とを隔てる低音響インピーダンス材料の隔膜を備える点で異なる。
【００８５】
図８に示すように、本実施形態の衝撃波加工装置６１は、第一実施形態と同様に、被加工物２を収容するとともに伝達媒体６５が充填される空洞６４を形成する容器６３を備える。容器６３は、高音響インピーダンス材料により構成される。容器６３は、筒状に構成される基部６３ａと、基部６３ａの一側（図８において上側）の開口部を塞ぐ蓋部６３ｂとを有する。
【００８６】
衝撃波加工装置６１は、図８に示すように、容器６３を構成する筒状の基部６３ａの筒軸方向が上下方向（図８における上下方向）となる姿勢で用いられる。したがって、容器６３を構成する基部６３ａは、上下両側が開口するとともに、上側の開口部が前記のとおり蓋部６３ｂにより塞がれる。そして、基部６３ａの下側の開口部を塞ぐようにして、隔膜８０が設けられる。つまり、隔膜８０は、容器６３の底面部分を形成する。
【００８７】
このように、衝撃波加工装置６１においては、空洞６４は、容器６３を構成する基部６３ａの内周面６３ｃにより形成される空間が蓋部６３ｂと隔膜８０とによって上下から塞がれることで、密閉空間として形成される。かかる密閉空間としての空洞６４に、伝達媒体６５が充填される。つまり、本実施形態の衝撃波加工装置６１では、容器６３が、衝撃波を伝播させる伝達媒体６５が充填される空洞６４を形成するとともに、少なくとも伝達媒体６５よりも高い音響インピーダンスを有する高音響インピーダンス材料により構成される伝達容器部として機能する。
【００８８】
また、蓋部６３ｂによって塞がれる基部６３ａの上側の開口部が、空洞６４内に対して被加工物２を出し入れするための開口部分として用いられる。被加工物２は、第一実施形態と同様に、図示せぬ支持部材によって空洞６４における所定の位置にセットされる。
【００８９】
隔膜８０は、容器６３を構成する基部６３ａに対する支持部分である支持部８０ａと、容器６３の底面部分を形成する膜部８０ｂとを有し、全体として略有底筒状に構成される。支持部８０ａは、容器６３の内周面６３ｃに沿って筒状に形成される部分である。つまり、隔膜８０は、支持部８０ａの部分が容器６３の内周面６３ｃに対して接触した状態で固定されることで、容器６３に対して支持される。
【００９０】
そして、隔膜８０は、膜部８０ｂの部分が基部６３ａの下側の開口端部に位置するように、基部６３ａに対して固定される。なお、隔膜８０は、支持部８０ａを有しない構成であってもよい。かかる構成の場合、隔膜８０は、膜状の部材として形成され、例えば基部６３ａの下側の開口部の外側（下側）から基部６３ａの下側の端面に貼り付けられること等によって、基部６３ａの開口部に膜部分を形成する。つまり、隔膜８０としては、基部６３ａの下側の開口部においてこの開口部を覆う膜状の部分を形成することができるものであればよい。
【００９１】
隔膜８０は、低音響インピーダンス材料により構成される。ここで、低音響インピーダンス材料とは、前述したような高音響インピーダンス材料よりも低い音響インピーダンスを有する材料である。隔膜８０を構成する材料としては、例えば、ゴム、綿、麻、ナイロン等の化学繊維、シリコン材料、高分子ポリマー材料等の、金属材料に対して音響インピーダンスが比較的小さい材料が用いられる。
【００９２】
隔膜８０を構成する材料としては、音響インピーダンスが、０．１×１０６〜４０×１０６Ｐａ・ｓ／ｍ３の範囲にあるものが用いられる。好ましくは、隔膜８０を構成する材料の音響インピーダンスは、０．５×１０６〜２０×１０６Ｐａ・ｓ／ｍ３の範囲である。したがって、隔膜８０を構成する材料としては、良好な加工性が得られることや比較的低コストであること等の観点から、音響インピーダンスが約１．５×１０６Ｐａ・ｓ／ｍ３である高分子材料が好適に用いられる。
【００９３】
衝撃波加工装置６１は、空洞６４内に被加工物２を収容した状態で、容器６３が空洞６４の下側から空洞６４内に衝撃波を発生させるための衝撃を受けることにより、隔膜８０、容器６３、および伝達媒体６５を介して被加工物２に衝撃波を作用させる。
【００９４】
図８に示すように、本実施形態の衝撃波加工装置６１においては、容器６３に、衝撃波発生室６６が隣接形成されている。衝撃波発生室６６は、伝達媒体６７が充填されるとともに衝撃波を発生させるための部屋である。衝撃波発生室６６において発生した衝撃波が、容器６３および容器６３内の伝達媒体６５を伝播して被加工物２に作用する。
【００９５】
衝撃波発生室６６は、第一実施形態と同様に、樹脂を材料として構成されるハウジング６８により、衝撃波を発生させるための空間である衝撃波発生空間６９を形成し、この衝撃波発生空間６９内に、伝達媒体６７が充填される。
【００９６】
衝撃波発生空間６９は、容器６３に対して、衝撃波発生室６６が隣接する側（図８において下側）に設けられる隔膜８０を介して容器６３の空洞６４に隣接するように形成される。つまり、空洞６４および衝撃波発生空間６９は、隔膜８０を介して互いに区画された状態で形成され、空洞６４内の伝達媒体６５は、隔膜８０によって衝撃波発生空間６９内の伝達媒体６７に対して隔離される。
【００９７】
したがって、衝撃波発生室６６を構成するハウジング６８は、一側（図８において上側）が開口するように形成され、その開口する側が容器６３に対して隔膜８０に臨むようにして設けられる。つまり、衝撃波発生空間６９は、ハウジング６８の一側に形成される開口部が容器６３の下側に設けられる隔膜８０および基部６３ａの下端面によって塞がれた状態となることで密閉された空間として形成される。なお、ハウジング６８および衝撃波発生空間６９の形状は、特に限定されるものではない。
【００９８】
このように、本実施形態の衝撃波加工装置６１においては、空洞６４と衝撃波発生室６６が、低音響インピーダンス材料により構成される膜状の部材である隔膜８０を介して隔てられている。また、衝撃波加工装置６１においては、容器６３と、この容器６３の下側に構成される衝撃波発生室６６を構成するハウジング６８とが、金属材料や樹脂材料等により構成される筒状のケーシング６２内に収容された状態で設けられる。
【００９９】
本実施形態の衝撃波加工装置６１は、第一実施形態と同様に、衝撃波を発生させるための手段として一対の電極７０を備える。一対の電極７０は、それぞれケーシング６２およびハウジング６８を水平方向（図８における左右方向）に貫通することで衝撃波発生空間６９内に突出するとともにケーシング６２およびハウジング６８に支持された状態で設けられる。
【０１００】
一対の電極７０は、樹脂製のハウジング６８に支持されることで容器６３に対して絶縁された状態で設けられる。したがって、ケーシング６２が金属等の導電性の材料により構成されるものである場合は、電極７０とケーシング６２との間に絶縁性の部材が介装されることで、電極７０は容器６３に対して絶縁される。
【０１０１】
衝撃波加工装置６１においては、一対の電極７０間にて生じた電気パルスによる衝撃力は、衝撃波発生空間６９内の伝達媒体６７を介して衝撃波となって隔膜８０および容器６３に伝達される。このように、衝撃波発生空間６９内において一対の電極７０によって生じた衝撃波は、被加工物２を取り囲む隔膜８０および容器６３中を伝播することで、被加工物２に対して多方向から伝達媒体５を介して作用する。
【０１０２】
具体的には、衝撃波発生室６６において一対の電極７０間にて生じたパルス放電によって生じた衝撃波の一部は、隔膜８０を介して空洞６４内（伝達媒体６５内）へ伝播する（矢印Ｄ１参照）。ここで、隔膜８０は低音響インピーダンス材料により構成されるものであるため、隔膜８０を介して空洞６４内（伝達媒体６５内）へ伝播する衝撃波については、減衰が小さく、被加工物２に対して有効に作用する。
【０１０３】
一方、衝撃波発生室６６において一対の電極７０間にて生じたパルス放電によって生じた衝撃波の一部は、伝達媒体６７を介して、または伝達媒体６７およびハウジング６８を介して容器６３（基部６３ａ）に入射する。容器６３に入射した衝撃波は、容器６３中を弾性波として伝播し、空洞６４内の伝達媒体６５に入射することで単発あるいは連続的な複数の衝撃波となって被加工物２に作用する（矢印Ｄ２参照）。
【０１０４】
容器６３を介する衝撃波（矢印Ｄ２）は、隔膜８０を介する衝撃波（矢印Ｄ１）よりも長い距離を経て被加工物２に作用することとなる。その反面、容器６３を介する衝撃波（矢印Ｄ２）は、高音響インピーダンス材料により構成される容器６３中を伝播するため、低音響インピーダンス材料により構成される隔膜８０や伝達媒体６５中を伝播する衝撃波よりも伝播速度が速い。したがって、容器６３を介する衝撃波（矢印Ｄ２）は、隔膜８０を介する衝撃波（矢印Ｄ１）と合わさって被加工物２に作用する。
【０１０５】
つまり、本実施形態の衝撃波加工装置６１においては、衝撃波の伝播距離に基づく、衝撃波が被加工物２に作用するタイミングの差が、低音響インピーダンス材料により構成される隔膜８０によって緩和されている。これにより、衝撃波発生室６６において発生した衝撃波が、隔膜８０によって衝撃波発生空間６９に対して隔離された空洞６４内の被加工物２に有効に作用する。なお、被加工物２に作用する衝撃波には、空洞６４内において被加工物２を通過する等して空洞６４を形成する壁面で反射した衝撃波等も含まれる。
【０１０６】
以上のように、本実施形態の衝撃波加工装置６１によれば、前述した各実施形態における効果が得られることに加え、低音響インピーダンス材料によって構成される隔膜８０により、被加工物２に対して異なる経路を介して作用する衝撃波について、伝播距離の差に基づく作用するタイミングの差を緩和することができ、被加工物２に対して有効に衝撃波を作用させることができる。また、隔膜８０を介して被加工物２に作用する衝撃波については、低音響インピーダンス材料によって構成される隔膜８０によって減衰を小さくすることができるので、この点からも被加工物２に対して有効に衝撃波を作用させることができる。
【０１０７】
本発明の第七実施形態について説明する。図９に示すように、本実施形態に係る衝撃波加工装置９１は、被加工物９２に衝撃波を作用させることにより、被加工物９２を加工するものである。図９では、被加工物９２として複数のジャトロファ（ナンヨウアブラギリ）の種子が示されている。ジャトロファの種子から精製された油は、植物性バイオディーゼル燃料の材料として使用される。
【０１０８】
衝撃波加工装置９１は、被加工物９２を収容する空洞９４を形成する容器部９３を備える。容器部９３の内部空間である空洞９４は、密閉空間として形成される。空洞９４内には、衝撃波を伝播させる伝達媒体としての水９５が充填される。
【０１０９】
容器部９３は、全体として略筒状に構成され、その筒軸方向が上下方向（図９における上下方向）となるように設けられる。容器部９３は、ステンレス製のケース（以下「上部ケース」という。）９３ａと、アルミニウム製のパイプ部材９３ｂと、ステンレス製の蓋９３ｃとを有し、全体的に高音響インピーダンス材料により構成される。
【０１１０】
容器部９３においては、上部ケース９３ａは、筒状に構成され、この上部ケース９３ａの内周側に、筒状のパイプ部材９３ｂが上部ケース９３ａに対して差し込まれた状態で設けられる。つまり、容器部９３は、外周部分を構成する上部ケース９３ａと、内周部分を構成するパイプ部材９３ｂとによる二層構造となっている。パイプ部材９３ｂとしては、衝撃波を反射させる観点から、少なくとも２０ｍｍ程度の厚さ（肉厚）を有するものが好適に用いられる。上部ケース９３ａおよびパイプ部材９３ｂにより構成される筒状の部分における上側の開口部が、蓋９３ｃによって塞がれる。
【０１１１】
したがって、衝撃波加工装置９１においては、パイプ部材９３ｂの内周面と蓋９３ｃの下面とによって空洞９４が形成され、この空洞９４内には前記のとおり伝達媒体としての水９５が充填される。このように、本実施形態の衝撃波加工装置９１では、容器部９３が、衝撃波を伝播させる伝達媒体としての水９５が充填される空洞９４を形成するとともに、水９５よりも高い音響インピーダンスを有する高音響インピーダンス材料により構成される伝達容器部として機能する。
【０１１２】
そして、衝撃波加工装置９１は、空洞９４内に被加工物９２を収容した状態で、容器部９３が空洞９４の外側から空洞９４内に衝撃波を発生させるための衝撃を受けることにより、容器部９３および水９５を介して被加工物９２に衝撃波を作用させる。
【０１１３】
空洞９４内に収容される被加工物９２は、例えばビニル袋やポリエチレン製の袋等の透明なフィルム状の保護材９２ａに入れられた状態で、図示せぬ支持部材によって空洞９４における所定の位置にセットされる。ここで、被加工物９２は、空洞９４に対して、蓋９３ｃによって塞がれる上部ケース９３ａおよびパイプ部材９３ｂの上側の開口部から出し入れされる。
【０１１４】
なお、容器部９３においては、パイプ部材９３ｂが上部ケース９３ａに対して取外し可能に設けられ、被加工物９２を支持した状態のパイプ部材９３ｂが上部ケース９３ａに挿入されることで被加工物９２がセットされる構成が採用されてもよい。また、被加工物９２が入れられた保護材９２ａの内部は、被加工物９２に対する衝撃波の伝達作用や被加工物９２の保護作用を高める観点から、真空状態に減圧されることが好ましい。
【０１１５】
図９に示すように、本実施形態の衝撃波加工装置９１においては、容器部９３に、衝撃波発生室９６が隣接形成されている。衝撃波発生室９６は、伝達媒体としての水９５が充填されるとともに衝撃波を発生させるための部屋である。衝撃波発生室９６において発生した衝撃波が、水９５および容器部９３等を伝播して被加工物９２に作用する。
【０１１６】
衝撃波発生室９６は、樹脂を材料として構成されるハウジング９８と、このハウジング９８の外側の略全体を覆うステンレス製のケース（以下「下部ケース」という。）９８ａとを有する。ハウジング９８により、衝撃波を発生させるための空間である衝撃波発生空間９９が形成される。
【０１１７】
衝撃波発生空間９９は、容器部９３においてパイプ部材９３ｂ内に形成される空洞９４と一体的な（連続した）空間を形成する。したがって、ハウジング９８は、一側（図９において上側）が開口するように形成され、その開口する側が空洞９４に臨むようにして設けられる。
【０１１８】
空洞９４を形成するパイプ部材９３ｂは、ハウジング９８に対して、上側からハウジング９８の開口端部に形成される凹部９８ｂに嵌った状態で設けられる。パイプ部材９３ｂがハウジング９８の凹部９８ｂに嵌った状態においては、空洞９４を形成するパイプ部材９３ｂの内周面と、衝撃波発生空間９９を形成するハウジング９８の内周面とにより略連続した内周面部が形成される。このように空洞９４と衝撃波発生空間９９とにより形成される一体的な空間に、水９５が充填される。
【０１１９】
下部ケース９８ａは、パイプ部材９３ｂの凹部９８ｂに対する嵌合を許容するとともにハウジング９８の略全体を外側から覆う。下部ケース９８ａの上側の部分の一部は、容器部９３を構成する上部ケース９３ａとハウジング９８とにより挟まれた状態となる。つまり、下部ケース９８ａにおいてハウジング９８の上側を覆う部分の上側に、上部ケース９３ａが設けられる。
【０１２０】
本実施形態の衝撃波加工装置９１は、衝撃波を発生させるための手段として、所定の間隔を隔てて互いに対向した状態で配置される一対の真鍮電極１００を備える。一対の真鍮電極１００は、それぞれ略円錐形状を有し、その頂点側を互いに対向させた状態で配置される。一対の真鍮電極１００には、第一実施形態と同様に、コンデンサ等を有する電源部が導線１０１を介して接続される。
【０１２１】
一対の真鍮電極１００は、それぞれハウジング９８および下部ケース９８ａにおいて互いに対向する側壁部を水平方向（図９における左右方向）に貫通する導線１０１の先端部に支持されることで、衝撃波発生空間９９内において対向した状態で設けられる。一対の真鍮電極１００は、導線１０１が樹脂製のハウジング９８に支持されることで容器部９３に対して絶縁された状態で設けられる。したがって、ステンレス製の下部ケース９８ａを貫通する導線１０１は、下部ケース９８ａとの間に絶縁性の部材を介在させること等によって下部ケース９８ａに対して絶縁される。
【０１２２】
一対の真鍮電極１００は、衝撃波発生空間９９内において互いの先端の間に所定の間隔を隔てた（先端同士が接触しない）状態で設けられる。一対の真鍮電極１００間に設けられる間隔は、衝撃波発生室９６において充填される水９５に対応して、例えば被加工物９２に作用する衝撃波のエネルギーが最も大きくなるような寸法等に適宜設定される。
【０１２３】
このように、本実施形態では、衝撃波発生室９６は、衝撃波を発生させるための手段として、所定の間隔を隔てて互いに対向した状態で配置される一対の真鍮電極１００を備え、一対の真鍮電極１００によって水９５中で放電を行うことにより、衝撃波を発生させる。なお、衝撃波発生室９６が備える真鍮電極１００の数は限定されず、衝撃波発生室９６において三個以上の真鍮電極１００が備えられてもよい。
【０１２４】
また、衝撃波加工装置９１においては、上述した容器部９３および衝撃波発生室９６を含む構成が、金属や樹脂等により構成されるケーシング１０２内に収容される。したがって、一対の真鍮電極１００に接続される導線１０１は、ケーシング１０２外に延出されて、図示せぬ電源部に接続される。
【０１２５】
以上のような構成を備える本実施形態の衝撃波加工装置９１は、次のような作用により、被加工物９２の加工を行う。被加工物９２の加工に際しては、一対の真鍮電極１００間において、電源部から供給される電気により単発あるいは連続的なパルス放電が発生させられる。
【０１２６】
一対の真鍮電極１００間にて生じた電気パルスによる衝撃力は、衝撃波発生空間９９内の水９５を介して衝撃波となって被加工物９２に作用する。また、被加工物９２に対しては、一対の真鍮電極１００間から水９５を介して直接的に作用する衝撃波のほか、容器部９３や衝撃波発生室９６を構成する部分を介する衝撃波も作用する。
【０１２７】
具体的には、一対の真鍮電極１００間にて生じたパルス放電によって被加工物９２に作用する衝撃波には、衝撃波発生空間９９内からパイプ部材９３ｂ中（パイプ部材９３ｂを構成する材料内）を弾性波として伝播してから空洞９４内の水９５を介して作用する衝撃波が含まれる。また、同じく被加工物９２に作用する衝撃波には、衝撃波発生空間９９内から、ハウジング９８、下部ケース９８ａ、上部ケース９３ａ、蓋９３ｃ等を介して作用する衝撃波や、空洞９４内において被加工物９２を通過する等して空洞９４を形成する壁面で反射した衝撃波等も含まれる。
【０１２８】
このようにして被加工物９２に衝撃波が作用することにより、圧力変化の作用によって被加工物９２が収縮し、続いてその反動で被加工物９２が一気に膨張する。この衝撃波の作用による収縮と膨張により、被加工物９２の細胞壁等が破壊され、被加工物９２が軟化あるいは粉体化させられる。
【０１２９】
例えば、被加工物９２がジャトロファの種子である場合、衝撃波加工装置９１によって加工されたジャトロファの種子は、ほぼ原形を維持しつつ細胞壁等が破壊されることで軟化した状態となる。衝撃波加工装置９１によって衝撃波の作用で軟化したジャトロファの種子によれば、前記のとおり植物性バイオディーゼル燃料の材料として使用される油を精製するに際し、本来の硬さを有するジャトロファの種子との比較において圧搾効率が向上し、圧搾に要する時間やエネルギー消費量や廃棄物の量を低減させることができる。
【０１３０】
このように、衝撃波加工装置９１においては、容器部９３内の被加工物９２に対しては、被加工物９２を取り囲む容器部９３や衝撃波発生室９６を構成する部材を介することで、空洞９４内で反射する衝撃波を含め様々な方向から衝撃波が作用することとなるので、被加工物９２に対して有効に衝撃波を作用させることができる。つまり、衝撃波を発生させるためのエネルギーを、効率的に衝撃波として被加工物９２に作用させることができる。以上のように、本実施形態の衝撃波加工装置９１によっても、比較的小さなエネルギーによっても被加工物９２の加工に十分な強度の衝撃波を発生させることができ、汎用性の向上を図ることができる。
【０１３１】
なお、本実施形態の衝撃波加工装置９１においては、第一実施形態と同様に、衝撃波発生室９６の一対の真鍮電極１００間に発生させるパルス放電の回数や大きさの調整により、被加工物９２に作用させる衝撃波の負荷回数や衝撃波の大きさを調整することができる。
【０１３２】
また、本実施形態の衝撃波加工装置９１においては、空洞９４と衝撃波発生空間９９とにより一体的な空間が形成されているが、空洞９４と衝撃波発生空間９９とが例えば前述したような高音響インピーダンス材料または低音響インピーダンス材料により構成される隔膜によって仕切られる構成が採用されてもよい。
【０１３３】
また、容器部９３を構成する各部材の構成材料については、高音響インピーダンス材料であれは特に限定されない。したがって、例えば、ステンレス製の上部ケース９３ａについてはアルミニウム製等であってもよく、また、アルミニウム製のパイプ部材９３ｂについてはステンレス鋼（ＳＵＳ）製等であってもよく、また、ステンレス製の蓋９３ｃについてはアルミニウム製等であってもよい。さらに、本実施形態の衝撃波加工装置９１においては、被加工物９２を収容するパイプ部材９３ｂについて、その構成材料や肉厚の調整により、被加工物９２に作用させる衝撃波の大きさ等を調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明は、軟化や製粉等を目的とした衝撃波による食品加工用の装置、衝撃波による殺菌用の装置、電子機器や家電製品等の各種機械の分解用の装置、その他の衝撃波を利用した加工装置全般に利用することが可能である。
【０１３５】
また、本発明に係る衝撃波加工装置によれば、例えば、山芋をとろろの状態にすることや、通常は硬くて食することができないパイナップルの芯の部分を柔らかくすることや、ハンバーグの生地を混ざった状態とすることや、野菜に漬物液を染み込ませること等を、瞬間的な処理により行うことができ、料理の下ごしらえや食品加工業について様々な利用可能性が見込まれる。
【０１３６】
また、本発明に係る衝撃波加工装置によれば、例えば、衝撃波によって米を粉体化させることで米粉を得るに際し、米を磨り潰したり叩いたりすることにより生じる摩擦熱によって味や風味を損なうことなく、また、衝撃波による殺菌作用によって米に付着する細菌をほぼ死滅させることができることから、良質で保存性の良い米粉を得ることができる。このため、本発明に係る衝撃波加工装置は、例えば、日本で自給率の低い小麦粉の代わりとなる米粉の製粉に好適に用いることができ、食料自給率の向上にも寄与することができることから、製粉業についても大きな利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１３７】
１      衝撃波加工装置
２      被加工物
３      容器（伝達容器部）
４      空洞
５      伝達媒体
６      衝撃波発生室
７      伝達媒体
１０    電極
１４    気泡発生装置（気泡発生手段）
２２    打撃装置
４２    爆薬
８０    隔膜
９１    衝撃波加工装置
９２    被加工物
９３    容器部（伝達容器部）
９４    空洞
９５    水
９６    衝撃波発生室
１００  真鍮電極
【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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