(57)【要約】【課題】氷球を溶解・破壊することなく、かつ、製造や設置、降雹試験が容易な氷球発射装置およびこれを用いた降雹試験方法を提供することを目的とする。【解決手段】一端に氷球７が出射される出射口２ａが形成された発射筒２と、氷球７を保持するとともに、発射筒２の内部を出射口２ａに向けて移動可能とされた氷球ガイド５と、発射筒２内に供給される圧縮気体が充填される加圧タンク３と、加圧タンク３内に充填された圧縮気体を発射筒２内へ供給する時期を決定する圧縮気体供給時期決定手段４，６と、を備え、圧縮気体供給時期決定手段４，６によって加圧タンク３から供給された圧縮気体により発射筒２内の氷球ガイド５が出射口２ａへと導かれることを特徴とする。【選択図】図１
2011075307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に氷球が出射される出射口が形成された発射筒と、
前記氷球を保持するとともに、前記発射筒の内部を前記出射口に向けて移動可能とされた氷球ガイドと、
前記発射筒内に供給される圧縮気体が充填される加圧タンクと、
該加圧タンク内に充填された圧縮気体を前記発射筒内へ供給する時期を決定する圧縮気体供給時期決定手段と、を備え、
該圧縮気体供給時期決定手段によって前記加圧タンクから供給された圧縮気体により前記発射筒内の前記氷球ガイドが前記出射口へと導かれる氷球発射装置。
【請求項２】
前記圧縮気体供給時期決定手段は、ピストンと、トリガープレートとを備え、
該トリガープレートが移動されると同時に、前記ピストンに接続されている前記発射筒と前記ピストンとの接続が解除されて前記加圧タンク内の圧縮気体が前記発射筒内に導入される請求項１に記載の氷球発射装置。
【請求項３】
前記圧縮気体供給時期決定手段は、前記加圧タンクと前記発射筒との間に設けられた電磁弁を備え、該電磁弁を開状態にすることによって前記加圧タンク内から前記発射筒内へと圧縮気体が導入される請求項１に記載の氷球発射装置。
【請求項４】
前記発射筒は、その内部を移動した前記氷球ガイドを停止させるストッパーが前記出射口に設けられる請求項１から請求項３のいずれかに記載の氷球発射装置。
【請求項５】
前記発射筒は、その内部を移動した前記氷球ガイドを停止させる先細りのテーパー形状が前記出射口に設けられる請求項１から請求項３のいずれかに記載の氷球発射装置。
【請求項６】
前記氷球ガイドは、前記氷球の前記出射口から出射される速度に応じて重量が調整される請求項１から請求項５のいずれかに記載の氷球発射装置。
【請求項７】
前記発射筒は、その全長に応じて前記加圧タンク内から前記発射筒内へと導入される圧縮気体の圧力が調整される請求項１から請求項６のいずれかに記載の氷球発射装置。
【請求項８】
雹を模した氷球を試験対象物に衝突させて、該試験対象物の機械的強度を調べる降雹試験方法において、
前記氷球を保持するとともに、発射筒の内部を出射口に向けて移動可能とされた氷球ガイドと、前記発射筒内に供給される圧縮気体が充填される加圧タンクと、該加圧タンク内に充填された圧縮気体を前記発射筒内へ供給する時期を決定する圧縮気体供給時期決定手段と、を備え、
該圧縮気体供給時期決定手段によって、前記加圧タンクから前記発射筒内へ供給される圧縮気体の供給の時期を決定し、前記発射筒内に供給された圧縮気体の圧力によって前記氷球ガイドと前記氷球とに速度を加え、前記発射筒の前記出射口から前記氷球を出射する氷球発射装置を用いて、前記試験対象物に前記氷球を衝突させる降雹試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雹を模した氷球を試験対象物に衝突させる氷球発射装置およびこれを用いた降雹試験方法に関し、特に太陽電池パネルの雹に対する機械的性能を評価するための装置およびこれを用いた試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽電池パネルおよび太陽電池モジュール等の機械的性能を評価する降雹試験の氷球発射装置としては、圧縮気体の圧力を用いて氷球を出射させる装置が用いられている（例えば、特許文献１および特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−５５２１５号公報
【特許文献２】特開２００６−４７１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の発明は、圧縮気体が氷球に直接作用するため、氷球が溶ける、或いは圧縮気体を冷却しなければならないという問題があった。また、氷球が破壊する恐れがあるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、氷球を溶解・破壊することなく、かつ、製造や設置、降雹試験が容易な氷球発射装置およびこれを用いた降雹試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の氷球発射装置およびこれを用いた降雹試験方法は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる氷球発射装置は、一端に氷球が出射される出射口が形成された発射筒と、前記氷球を保持するとともに、前記発射筒の内部を前記出射口に向けて移動可能とされた氷球ガイドと、前記発射筒内に供給される圧縮気体が充填される加圧タンクと、該加圧タンク内に充填された圧縮気体を前記発射筒内へ供給する時期を決定する圧縮気体供給時期決定手段と、を備え、該圧縮気体供給時期決定手段によって前記加圧タンクから供給された圧縮気体により前記発射筒内の前記氷球ガイドが前記出射口へと導かれることを特徴とする。
【０００７】
氷球発射装置は、圧縮気体を用いて氷球を出射するので、氷球発射装置の構造を簡素化することができる。したがって、氷球発射装置の製作コストの削減や製作時間の短縮を図ることができる。また、氷球発射装置全体を小型化することができるので、氷球発射装置の設置が容易となる。
また、氷球は、氷球ガイドに保持されて発射筒の内部を出射口まで移動して出射される。そのため、発射筒内に供給された圧縮気体は、氷球ガイドに作用するが、氷球には、直接作用しない。したがって、圧縮気体を氷球が溶けないように冷却する必要もなく、圧縮気体が氷球に直接作用する場合と比べて、氷球の破壊を防止することができる。
【０００８】
本発明にかかる氷球発射装置によれば、前記圧縮気体供給時期決定手段は、ピストンと、トリガープレートとを備え、該トリガープレートが移動されると同時に、前記ピストンに接続されている前記発射筒と前記ピストンとの接続が解除されて前記加圧タンク内の圧縮気体が前記発射筒内に導入されることを特徴とする。
【０００９】
トリガープレートを移動させることによって、ピストンと発射筒との接続を解除し、発射筒に加圧タンク内の圧縮気体が瞬時に導入される。氷球ガイドに保持された氷球は、発射筒内に導入された圧縮気体によって、出射口へと導かれて出射される。氷球を出射するための時期は、トリガープレートを移動させるという簡単な構造によって決定することができる。そのため、氷球発射装置を簡単な構造とすることができる。したがって、氷球発射装置の製作コストの削減や製作時間の短縮を図ることができる。
【００１０】
本発明にかかる氷球発射装置によれば、前記圧縮気体供給時期決定手段は、前記加圧タンクと前記発射筒との間に設けられた電磁弁を備え、該電磁弁を開状態にすることによって前記加圧タンク内から前記発射筒内へと圧縮気体が導入されることを特徴とする。
【００１１】
圧縮気体は、電磁弁を開状態にすることによって、加圧タンク内から発射筒内に瞬時に導入される。そのため、トリガープレートを人為的に移動させて圧縮気体を発射筒内に供給する場合に比べて、圧縮気体を発射筒内に導入する際の人為的なミスや危険を防止することができる。したがって、氷球発射装置を操作する際の安全性を向上させることができる。
【００１２】
本発明にかかる氷球発射装置によれば、前記発射筒は、その内部を移動した前記氷球ガイドを停止させるストッパーが前記出射口に設けられることを特徴とする。
【００１３】
氷球ガイドは、発射筒内を移動し、出射口に設けられたストッパーによって発射筒内に停止させられる。そのため、氷球ガイドに作用した圧縮気体が発射筒から外部に開放されることを防止することができる。したがって、圧縮気体が外部に漏れることによって発生する騒音を低減することができる。
【００１４】
本発明にかかる氷球発射装置によれば、前記発射筒は、その内部を移動した前記氷球ガイドを停止させる先細りのテーパー形状が前記出射口に設けられることを特徴とする。
【００１５】
氷球ガイドは、発射筒内を移動し出射口の先細りのテーパー形状によって発射筒内に停止させられる。そのため、出射口にストッパーを設けることなく簡易な機構で氷球ガイドの動きを停止させることができる。したがって、氷球発射装置の製作が容易となる。
【００１６】
本発明にかかる氷球発射装置によれば、前記氷球ガイドは、前記氷球が前記出射口から出射される速度に応じて重量が調整されることを特徴とする。
【００１７】
氷球ガイドには、圧縮気体による外乱等が影響を及ぼす。氷球ガイドの重量が重い場合には、外乱等による氷球ガイドへの影響が小さくなる。そのため、氷球の出射速度が遅い場合であっても、発射筒内を移動する氷球の速度を安定させることができる。一方、氷球ガイドの重量が軽量の場合に、氷球ガイドの重量が重い場合と同様の圧力の圧縮気体が氷球ガイドに作用した際には、氷球を高速で出射口から出射することができる。したがって、氷球ガイドの重量を変化させることによって、出射口から出射される氷球の出射速度を調整することができる。
さらに、氷球ガイドの重量が軽量の場合には、氷球ガイドの重量が重い場合と同様の出射速度を得るために必要な圧縮気体の圧力を低下させることが可能となる。したがって、高圧な圧縮気体を扱う必要がなくなり、氷球発射装置の安全性が向上する。
【００１８】
本発明にかかる氷球発射装置によれば、前記発射筒は、その全長に応じて前記加圧タンク内から前記発射筒内へと導入される圧縮気体の圧力が調整されることを特徴とする。
【００１９】
発射筒の全長を長くした場合には、加速のための助走距離をとることができるので、加圧タンク内から発射筒内に低圧の圧縮気体を導入しても、発射筒の全長を短くした場合と同様の出射速度によって氷球を出射口から出射することができる。そのため、高圧な圧縮気体を扱う必要がなくなり、氷球発射装置の安全性が向上する。また、発射筒の全長を短くした場合には、加圧タンク内から発射筒内に導入される圧縮気体の圧力を高くすることによって、所定の出射速度を確保することができる。そのため、氷球発射装置を小型化することが可能となる。したがって、発射筒の全長を変化させることによって、使用用途や使用環境に応じた氷球発射装置とすることができる。
【００２０】
本発明にかかる降雹試験方法は、氷球を保持するとともに、発射筒の内部を出射口に向けて移動可能とされた氷球ガイドと、前記発射筒内に供給される圧縮気体が充填される加圧タンクと、該加圧タンク内に充填された圧縮気体を前記発射筒内へ供給する時期を決定する圧縮気体供給時期決定手段と、を備え、該圧縮気体供給時期決定手段によって、前記加圧タンクから前記発射筒内へ供給される圧縮気体の供給の時期を決定し、前記発射筒内に供給された圧縮気体によって前記氷球ガイドと前記氷球とに速度を加え、前記発射筒の前記出射口から前記氷球を出射する氷球発射装置を用いて、試験対象物に前記氷球を衝突させることを特徴とする。
【００２１】
加圧タンクから発射筒内に導入された圧縮気体は、氷球ガイドに作用し、氷球及び試験対象物には、直接作用しない。そのため、氷球には、破壊の起因となる応力が発生しない。また、試験対象物にも圧縮気体による衝撃が発生しない。したがって、氷球発射装置から氷球を破壊することなく出射して、降雹試験を行うことができる。また、氷球発射装置と試験対象物との距離を短縮して氷球を出射することにより、試験対象物の試験位置に正確に衝突させることができ、精度よく降雹試験を行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
上述した発明によれば、圧縮気体を用いて圧縮気体供給時期決定手段により氷球が出射されるので、氷球発射装置の構造を簡素化することができる。したがって、氷球発射装置の製作コストの削減や製作時間の短縮を図ることができる。また、氷球発射装置全体を小型化することができるので、氷球発射装置の設置が容易となる。
また、氷球は、氷球ガイドに保持されて発射筒の内部を出射口まで移動して出射される。そのため、発射筒内に供給された圧縮気体は、氷球ガイドに作用するが、氷球には、直接作用しない。したがって、圧縮気体が氷球に直接作用する場合と比べて、氷球の破壊を防止することができる。また、圧縮気体を冷却するための装置が不要となり、氷球試験装置の構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る氷球を出射する前の氷球発射装置を示し、（Ａ）は、その縦断面構成図であり、（Ｂ）は、ピストンのＣ−Ｃ部の横断面図であり、（Ｃ）は、右側面図であり、（Ｄ）は、トリガープレートとトリガープレートガイドとの配置図である。
【図２】図１に示した氷球発射装置の氷球出射時を示し、（Ａ）は、その縦断面構成図であり、（Ｂ）は、その右側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る氷球発射装置の縦断面構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る氷球発射装置の縦断面構成図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る氷球の出射速度と氷球ガイドに作用する圧縮空気の圧力との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第５実施形態に係る発射筒内を氷球が移動する距離と出射速度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
まず、第１実施形態の構成について説明する。図１（Ａ）には、氷球が出射される前の氷球発射装置の縦断面構成図が示され、図１（Ｂ）には、ピストンの内管側ピストン面のＣ−Ｃ部の横断面図が示され、図１（Ｃ）には、図１（Ａ）に示したトリガープレートの位置を示す右側面図が示され、図１（Ｄ）には、トリガープレートとトリガープレートガイドとの配置が示されている。
氷球発射装置１は、発射筒２と、発射筒２に接続されている空気タンク（加圧タンク）３と、空気タンク３内部に設けられているピストン（圧縮気体供給時期決定手段）４と、発射筒２内に設けられ、氷球７を保持する氷球ガイド５と、空気タンク３に設けられているトリガープレート機構（圧縮気体供給時期決定手段）６とを備えている。
【００２５】
発射筒２は、軸方向に貫通した内部空間を有する直線状の管である。発射筒２は、全長が、例えば、約１ｍを有している。発射筒２の一端は、氷球７が出射される出射口２ａが形成されている。出射口２ａには、その半径方向の外側に突出したストッパー８が設けられている。発射筒２の他端（図１（Ａ）において右端）は、空気タンク３のフランジ部３ａに溶接によって接続されている。
【００２６】
ストッパー８は、氷球ガイド５の外周部にあたる程度の内径とされた内端を有しており、これにより、氷球ガイド５が発射筒２の出射口２ａから発射筒２の外部へと逸脱することが防止される。一方、ストッパー８の内端の径は、氷球７が通過することが可能な程度とされている。
なお、ストッパー８の内端の形状や大きさは、氷球７が通過することが可能であれば良く特に限定されない。
【００２７】
空気タンク３は、円柱状の筒である。空気タンク３の軸方向の両端には、フランジ部３ａ，３ｂが設けられている。空気タンク３のフランジ部３ａには、発射筒２が溶接により接続されている。発射筒２が接続されているフランジ部３ａには、空気タンク３の内部に延在する内管１１が設けられている。空気タンク３の他端に設けられているフランジ部３ｂには、トリガープレート機構６がボルト２１（図１（Ｃ）参照）によって締結されている。空気タンク３の内部には、内管１１と、ピストン４とが設けられている。
【００２８】
内管１１は、空気タンク３のフランジ部３ａに一端が接続されている。内管１１は、フランジ部３ａから空気タンク３の内部の略中央まで延在している。空気タンク３の内部の略中央まで延在している内管１１の開口端１１ａは、空気タンク３内部に開口している。内管１１は、空気タンク３のフランジ部３ａを介し発射筒２と連通している。内管１１の内径は、発射筒２の内径と略同径となっている。
【００２９】
ピストン４は、空気タンク３の内部を軸方向に直線状に移動可能な円柱状の筒である。ピストン４は、内管１１と、トリガープレート機構６との間に設けられている。ピストン４の外径は、空気タンク３の内径と略同等を有している。ピストン４内には、格子体４ｅ（図１（Ｂ）参照）が固定されている。格子体４ｅ（図１（Ｂ）参照）の内管１１側の面は、内管側ピストン面４ａとなっている。ピストン４のトリガープレート機構６側の面は、トリガープレート機構側ピストン面４ｃとなっている。
【００３０】
内管側ピストン面４ａには、ゴムパット４ｂが設けられている。このゴムパッド４ｂは、空気タンク３内に位置する内管１１の開口端１１ａを閉塞する。トリガープレート機構側ピストン面４ｃには、ピストン４の軸線に沿って突出するピン部４ｄが設けられている。ピストン４の外周には、Ｏリング（図示せず）が設けられており、ピストン４の外壁と空気タンク３の内壁との間の気密性を保っている。
【００３１】
内管側ピストン面４ａには、格子体４ｅ（図１（Ｂ）参照）が固定されている。ピストン４の内部は、格子体４ｅ（図１（Ｂ）参照）によって、空気タンク３の内部と連通している。そのため、空気タンク３の内部に供給された圧縮空気（圧縮気体）は、ピストン４の内部に導かれるようになっている。格子体４ｅ（図１（Ｂ）参照）の中央部には、ゴムパット４ｂが内管１１に向かって突出するように設けられている。
ゴムパット４ｂは、内管１１の内径と略同径を有し、空気タンク３の内部に開口している内管１１の開口端１１ａを閉塞することができるようになっている。
【００３２】
トリガープレート機構側ピストン面４ｃは、ピストン４の内部に流入した圧縮空気がトリガープレート機構側ピストン面４ｃから空気タンク３に流出しないようにピストン４の側壁に溶接されている。
【００３３】
氷球ガイド５は、内管１１および内管１１に連通している発射筒２内を、出射口２ａに向かって直線移動することができるようになっている。氷球ガイド５は、例えば、塩化ビニル管からなる円筒状とされている。氷球ガイド５の軸方向のピストン４側の一端は、圧縮空気が作用する面となっている。氷球ガイド５の軸方向の他端は、開放されており、氷球７を出射することができるようになっている。氷球ガイド５の外径は、内管１１および発射筒２の内径と略同等とされている。また、氷球ガイド５の内径は、氷球７を保持することができ、氷球７の外径と略同等とされている。氷球ガイド５の内側面は、氷球７が円滑に出射することができるように、摩擦が小さいものが好適である。
なお、氷球ガイド５は、アルミニウム管やＳＵＳ管などの金属管でもよく、プラスチック管なども好適である。
【００３４】
トリガープレート機構６は、ピストン４側から離間する方向に向かって、内板１５と、外板１６と、押さえ板１７とを備えている。また、トリガープレート機構６は、外板１６と押さえ板１７との間に設けられたトリガープレート１８およびトリガープレートガイド１９（図１（Ｄ）参照）を備えている。
【００３５】
内板１５は、空気タンク３の内径よりも小径を有している。内板１５は、４隅にトリガープレート機構用のボルト穴（図示せず）を４箇所と、中央部に内板用孔（図示せず）とを有している。内板用孔は、ピストン４に設けられているピン部４ｄが貫通することができる大きさを有している。
【００３６】
外板１６は、空気タンク３のフランジ部３ｂに接続される大きさを有している。外板１６は、中央部に外板用孔１６ａ（図１（Ｃ）参照）を有している。外板用孔１６ａ（図１（Ｃ）参照）は、ピストン４に設けられているピン部４ｄが貫通することができる大きさを有している。外板１６は、空気タンクの３のフランジ部３ｂに貫通しているボルト穴（図示せず）４箇所と、それらのボルト穴よりも内側にトリガープレート機構用のボルト穴（図示せず）４箇所とを有している。
【００３７】
押さえ板１７は、内板１５と同型をしている。押さえ板１７は、４隅にトリガープレート機構用のボルト穴（図示せず）を４箇所と、中央部に押さえ板用孔１７ａ（図１（Ｃ）参照）とを有している。押さえ板用孔１７ａ（図１（Ｃ）参照）は、ピストン４に設けられているピン部４ｄが貫通することができる大きさを有している。
【００３８】
トリガープレート１８は、図１（Ｄ）に示すように、鉛直方向に長い一辺を有し、その鉛直方向の両端部が水平方向に幅広になったＩ字形状をしている。トリガープレート１８は、鉛直方向の中央部にトリガープレート用孔１８ａを有している。トリガープレート用孔１８ａは、ピストン４（図１（Ａ）参照）に設けられているピン部４ｄ（図１（Ａ）参照）が貫通することができる大きさを有している。
【００３９】
トリガープレート１８は、２枚のトリガープレートガイド１９によって挟まれるように支持されている。各トリガープレートガイド１９は、長方形状を有している。各トリガープレートガイド１９の鉛直方向の長さは、トリガープレート１８のＩ字形状の窪み部の鉛直方向の長さよりも短いものとされている。
【００４０】
各トリガープレートガイド１９の鉛直方向の長さは、トリガープレート１８の窪み部の鉛直方向の長さよりも短いため、２枚のトリガープレートガイド１９は、トリガープレート１８のＩ字形状の窪み部を挟むように設置されている。両トリガープレートガイド１９の間隔は、トリガープレート１８が両トリガープレートガイド１９に対して上下に摺動することができるものとされている。また、この両トリガープレートガイド１９の間隔は、トリガープレート１８のＩ字形状の突部が通過することができないものとなっている。そのため、トリガープレート１８は、両トリガープレートガイド１９の間から逸脱することができないようになっている。
【００４１】
トリガープレート機構６は、図１（Ｃ）に示すように、外板１６の中央部にトリガープレート１８が設置されている。トリガープレートガイド１９（図１（Ｄ）参照）は、トリガープレート１８のＩ字形状の両方の窪み部にトリガープレートガイド１９（図１（Ｄ）参照）の鉛直方向が沿うように外板１６の上に１枚ずつ設けられている。外板１６には、外板１６に設けられたトリガープレート１８およびトリガープレートガイド１９（図１（Ｄ）参照）を挟むように押さえ板１７が設置されている。外板１６のトリガープレート１８およびトリガープレートガイド１９（図１（Ｄ）参照）が設けられている反対面には、内板１５（図１（Ａ）参照）が設置されている。これら内板１５（図１（Ａ）参照）と、外板１６と、２枚のトリガープレートガイド１９（図１（Ｄ）参照）と、押さえ板１７とは、これらの板厚方向にトリガープレート用ボルト２０によってこの順序で締結されている。
【００４２】
トリガープレート機構６は、トリガープレート１８を両トリガープレートガイド１９（図１（Ｄ）参照）の間に摺動させて外板１６と押さえ板１７とに対して下方に移動させることによって、トリガープレート１８に設けられているトリガープレート用孔１８ａの位置を、内板用孔、外板用孔１６ａおよび押さえ板用孔１７ａと同じ位置に合わせることができる。
トリガープレート機構６は、外板１６と空気タンク３のフランジ部３ｂとがボルト２１により締結されることによって、空気タンク３に設置される。
【００４３】
次に、本実施形態の氷球発射装置による氷球の出射方法について図１および図２に基づいて説明する。
氷球７の出射前は、図１（Ａ）に示すように、氷球７および内部に氷球７を保持している氷球ガイド５は、空気タンク３に設けられている内管１１の内部に設置されている。ピストン４は、ピストン４に設けられているゴムパッド４ｂによって内管１１の開口端１１ａを閉塞するように空気タンク３内に設置されている。また、ピストン４に設けられているピン部４ｄは、内板１５に設けられている内板用孔と外板１６に設けられている外板用孔１６ａ（図１（Ｃ）参照）とを貫通するように設置されている。
【００４４】
トリガープレート機構６は、図１（Ｃ）に示すように、トリガープレート１８が外板１６および押さえ板１７に対して上方に移動されている。これにより、外板１６および押さえ板１７に設けられている外板用孔１６ａおよび押さえ板用孔１７ａとの間は、トリガープレート１８によって塞がれている。すなわち、外板用孔１６ａと押さえ板用孔１７ａとは、連通していない。この状態では、ピストン４（図１（Ａ）参照）に設けられているピン部４ｄ（図１（Ａ）参照）の先端がトリガープレート１８に対して突き当てられている。
【００４５】
ここで、空気タンク３には、外部より圧縮空気が充填される。空気タンク３に充填された圧縮空気は、ピストン４に設けられている格子体４ｅ（図１（Ｂ）参照）からピストン４の内部に流入する。ピストン４の内部に圧縮空気が流入することによって、ピストン４は、トリガープレート機構６側（図１（Ａ）においては右方向）へと直線移動しようとする。しかし、ピストン４に設けられているピン部４ｄの先端がトリガープレート１８に対して突き当てられているため、ピストン４は、トリガープレート機構６側への移動が規制されている。したがって、内管１１は、ピストン４に設けられているゴムパッド４ｂにより閉塞された状態とされている。
【００４６】
次に、図２（Ｂ）に示すように、トリガープレート機構６（図２（Ａ）参照）のトリガープレート１８を外板１６および押さえ板１７に対して下方に移動させ、トリガープレート用孔１８ａを外板用孔１６ａおよび押さえ板用孔１７ａと同じ位置に合わせる。トリガープレート用孔１８ａの位置が外板用孔１６ａおよび押さえ板用孔１７ａと同じ位置になることによって、外板用孔１６ａと、トリガープレート用孔１８ａと、押さえ板用孔１７ａとが連通する。外板用孔１６ａと、トリガープレート用孔１８ａと、押さえ板用孔１７ａとが連通することによって、ピストン４（図２（Ａ）参照）に設けられているピン部４ｄがトリガープレート用孔１８ａと、押さえ板用孔１７ａとを貫通する。
【００４７】
ピン部４ｄがトリガープレート用孔１８ａと、押さえ板用孔１７ａとを貫通すると同時に、図２（Ａ）に示すように、ピストン４に設けられているゴムパッド４ｂが瞬間的に内管１１の開口端１１ａから離れる。これにより、内管１１の開口端１１ａが開放されるので、内管１１の内部には、空気タンク３の内部に充填されていた圧縮空気が瞬時に流入する。内管１１の内部に流入した圧縮空気は、内管１１の内部に設置されている氷球ガイド５に瞬間的に作用する。圧縮空気が作用した氷球ガイド５は、氷球７を保持したまま発射筒２の内部を出射口２ａに向かって加速しながら直線移動する。
【００４８】
発射筒２の内部を加速して直線移動した氷球ガイド５は、出射口２ａまで到達する。出射口２ａに到達した氷球ガイド５は、ストッパー８によって強制的に直線移動が停止させられる。氷球７は、氷球ガイド５に保持されているが固定されていないため、慣性力によって速度を有したまま氷球ガイド５から離れる。氷球ガイド５から離れた氷球７は、出射口２ａから発射筒２の外部へと出射される。出射口２ａから外部へと出射された氷球７は、氷球７の進行方向の前方に設置されている太陽電池パネル（図示せず）へと飛出する。
【００４９】
降雹試験方法は、上述した氷球発射装置１を用いて、所定形状とされた氷球７を氷球発射装置１の出射口２ａから所定の出射速度によって発射筒２の外部へと出射させ、太陽電池パネル上の所定の位置に衝突させる。氷球７が衝突した太陽電池パネルは、衝突した位置の太陽電池パネルのガラスの損傷の有無が目視または手指確認によって実施される。
【００５０】
以上の通り、本実施形態に係るおよびこれを用いた降雹試験方法によれば、以下の作用効果を奏する。
氷球発射装置１は、圧縮空気（圧縮気体）を用いて氷球７を出射するので、氷球発射装置１の構造を簡素化することができる。したがって、氷球発射装置１の製作コストの削減や製作時間の短縮を図ることができる。また、氷球発射装置１全体を小型化することができるので、氷球発射装置１の設置が容易となる。
また、氷球７は、氷球ガイド５に保持されて発射筒２の内部を出射口２ａまで移動して出射される。そのため、発射筒２内に供給された圧縮空気は、氷球ガイド５に作用するが、氷球７には、直接作用しない。したがって、氷球７が溶けるのを防止するために圧縮空気を冷却する必要がなく、圧縮空気を冷却するための冷却装置も不要となる。さらに、圧縮空気が氷球７に直接作用する場合と比べて、氷球７の破壊を防止することができる。
【００５１】
トリガープレート機構（圧縮気体供給時期決定手段）６のトリガープレート１８を移動させることによって、ピストン（圧縮気体供給時期決定手段）４と発射筒２との接続を解除し、発射筒２に空気タンク（加圧タンク）３内の圧縮空気が導入される。氷球ガイド５に保持された氷球７は、発射筒２内に導入された圧縮空気によって、出射口２ａへと導かれて出射される。氷球７を出射するための時期は、トリガープレート１８を移動させるという簡単な機構によって決定することができる。そのため、氷球発射装置１を簡単な構造とすることができる。したがって、氷球発射装置１の製作コストの削減や製作時間の短縮を図ることができる。
【００５２】
氷球ガイド５は、発射筒２内を移動し出射口２ａに設けられているストッパー８によって発射筒２内に停止させられる。そのため、氷球ガイド５に作用した圧縮空気が発射筒２から外部に開放されることを防止することができる。したがって、圧縮空気が外部に漏れることによって発生する騒音を低減することができる。また、氷球発射装置１と試験対象物との距離を短縮して氷球７を出射することにより、試験対象物の試験位置に正確に衝突させることができ、精度よく降雹試験を行うことができる。
【００５３】
空気タンク３から発射筒２内に導入された圧縮空気は、氷球ガイド５に作用し、氷球７には、直接作用しない。そのため、氷球７には、破壊の起因となる応力が発生しない。したがって、氷球発射装置１から氷球７を破壊することなく出射して、降雹試験を行うことができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、発射筒２の全長を約１ｍとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、氷球７が出射口２ａを所定の出射速度で出射することができる長さであれば良い。
また、本実施形態では、空気タンク３に充填される圧縮気体を空気として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、圧縮気体であれば良い。
【００５５】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図３に基づいて説明する。本実施形態の氷球発射装置は、電磁弁を有している点で第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および出射方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
発射筒２と空気タンク３との間には、電磁弁２２が設けられている。電磁弁２２は、空気タンク３の近傍の発射筒２に設けられている。電磁弁２２の内径は、発射筒３の内径と略同等とされている。
空気タンク３は、円柱状の筒である。空気タンク３の軸方向の一端は開放されている。開放されている空気タンク３の一端には、発射筒２が溶接により接続されている。空気タンク３の内部には、空間が形成されている。
【００５６】
次に、本実施形態の氷球発射装置による氷球の出射方法について図３に基づいて説明する。
氷球７の出射前は、氷球７および内部に氷球７を保持している氷球ガイド５は、発射筒２の内部に設置されている。氷球ガイド５と氷球７とは、発射筒２の内部のストッパー８側（図２において左側）の電磁弁２２近傍に設置されている。電磁弁２２は、閉状態とされている。空気タンク３には、外部より圧縮空気が充填されている。
【００５７】
ここで、電磁弁２２を開状態にする。電磁弁２２が開状態にされることによって、空気タンク３内に充填していた圧縮空気が、電磁弁２２を介して電磁弁２２の下流側の発射筒２の内部に流入する。電磁弁２２の下流側の発射筒２の内部に流入した圧縮空気は、発射筒２の内部に設置されている氷球ガイド５に瞬間的に作用する。圧縮空気が作用した氷球ガイド５は、氷球７を保持したまま発射筒２の内部を出射口２ａに向かって加速しながら直線移動する。
【００５８】
以上の通り、本実施形態に係る氷球発射装置およびこれを用いた降雹試験方法によれば、以下の作用効果を奏する。
圧縮空気（圧縮気体）は、電磁弁２２を開状態にすることによって、空気タンク（加圧タンク）３内から発射筒２内に導入される。そのため、トリガープレートを人為的に移動させて圧縮空気を発射筒２内に供給する場合に比べて、圧縮空気を発射筒２に導入する際の人為的なばらつきやミスを低減でき、危険を防止することができる。したがって、氷球発射装置１を操作する際の安定性、安全性を向上させることができる。
【００５９】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について図４に基づいて説明する。本実施形態の氷球発射装置は、発射筒の出射口が先細りのテーパー形状を形成している点で第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および出射方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
発射筒２の一端は、氷球７が出射される出射口２ａが形成されている。出射口２ａは、発射筒２の外部に向かって先細りのテーパー形状とされている。これにより、氷球ガイド５が発射筒２の出射口２ａから発射筒２の外部へと逸脱することが防止されている。出射口２ａの先細りのテーパー形状の内端の径は、氷球７が通過することが可能な程度とされている。
なお、出射口２ａの内端の形状や大きさは、氷球７が通過することが可能であれば良く特に限定されない。
【００６０】
以上の通り、本実施形態に係る氷球発射装置およびこれを用いた降雹試験方法によれば、以下の作用効果を奏する。
氷球ガイド５は、発射筒２内を移動し出射口２ａの先細りのテーパー形状によって発射筒内２に停止させられる。そのため、出射口２ａにストッパー等を設けることなく簡易な機構で氷球ガイド５の動きを停止することができる。したがって、氷球発射装置１の製作が容易となる。
【００６１】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について図５に基づいて説明する。本実施形態の氷球発射装置は、氷球ガイドの重量が異なる点で第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および出射方法については、その説明を省略する。
氷球ガイドは、重量を軽量化するために発砲スチロール製からなる円筒状をしている。
図５には、氷球の出射速度と、氷球ガイドに作用させる圧縮空気の圧力との関係を示すグラフが示されている。図５の縦軸は、氷球が発射筒の発射口から出射する出射速度（ｍ／ｓ）であり、横軸は、氷球ガイドに作用させる圧縮空気の圧力（ＭＰａ）である。図５に示すように、氷球ガイドの重量が軽量の場合には、氷球を発射筒の発射口から規定の出射速度で出射するためには、氷球ガイドの重量が重い場合に比べて氷球ガイドに作用させる圧縮空気の圧力を低くすることができる。
【００６２】
また、氷球ガイドを重量化するために氷球ガイドを鉄製からなる円筒状とする場合には、氷球を発射筒の発射口から所定の出射速度で出射するため、氷球を保持している氷球ガイドに作用させる圧縮空気の圧力を高くする。
【００６３】
以上の通り、本実施形態に係る氷球発射装置およびこれを用いた降雹試験方法によれば、以下の作用効果を奏する。
氷球ガイドには、圧縮空気（圧縮気体）による外乱等が影響を及ぼす。氷球ガイドの重量が重い場合には、外乱等による氷球ガイドへの影響が小さくなる。そのため、氷球の出射速度が遅い場合であっても、発射筒内を移動する氷球の速度を安定させることができる。一方、氷球ガイドの重量が軽量の場合に、氷球ガイドの重量が重い場合と同様の圧力の圧縮空気が氷球ガイドに作用した際には、氷球を高速で出射口から出射することができる。したがって、氷球ガイドの重量を変化させることによって、出射口から出射される氷球の出射速度を調整することができる。
【００６４】
さらに、氷球ガイドの重量が軽量の場合には、氷球ガイドの重量が重い場合と同様な出射速度を得るために必要な圧縮空気の圧力を低下させることが可能となる。したがって、高圧な圧縮空気を扱う必要がなくなり、氷球発射装置の安全性が向上する。
【００６５】
また、本実施形態では、氷球ガイドは、発砲スチロール製または鉄製から形成されるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、氷球ガイドの重量を調整するために、塩化ビニル管内にゴムなどを付加させたものとしても良い。
【００６６】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について図６に基づいて説明する。本実施形態の氷球発射装置は、発射筒の全長が第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および出射方法については、その説明を省略する。
図６には、氷球および氷球ガイドに作用させる圧縮空気の圧力を０．９ＭＰａの圧力一定条件にした場合において、氷球が発射筒内を移動する距離（発射筒の全長）を変化させた際に発射筒の出射口における出射速度（ｍ／ｓ）をシミュレーションにより求めたグラフが示されている。図６の縦軸は、氷球の移動距離（ｍ）であり、横軸は、発射筒の出射口における出射速度（ｍ／ｓ）である。直径２５ｍｍの氷球の場合、発射筒の出射口における出射速度は、２３ｍ／ｓ必要となる。そのため、発射筒の全長が１ｍ以上になった場合には、氷球が発射筒内を移動する距離が長くなるので、０．１２ＭＰａよりも圧力の低い圧縮空気を作用させることにより、所定の出射速度を得ることができる。
【００６７】
また、発射筒の全長が、例えば、約１ｍ以下である場合には、発射筒の出射口から所定の出射速度によって氷球を出射させるために、氷球を保持している氷球ガイドに０．１２Ｐａより圧力の高い圧縮空気を作用させる。
【００６８】
以上の通り、本実施形態に係る氷球発射装置およびこれを用いた降雹試験方法によれば、以下の作用効果を奏する。
発射筒の全長を長くした場合には、加速のための助走距離とることができるので、空気タンク（加圧タンク）内から発射筒内に低圧の圧縮空気（圧縮気体）を導入しても、発射筒の全長を短くした場合と同様の出射速度によって氷球を出射口から出射することができる。そのため、高圧な圧縮空気を扱う必要がなくなり、氷球発射装置の安全性が向上する。
【００６９】
また、発射筒の全長を短くした場合には、空気タンク内から発射筒内に導入される圧縮空気の圧力を高くすることによって、所定の出射速度を確保することができる。そのため、氷球発射装置を小型化することが可能となる。
したがって、発射筒の全長に応じて、使用用途や使用環境に応じた氷球発射装置とすることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  氷球発射装置
２  発射筒
２ａ  出射口
３  空気タンク（加圧タンク）
４  ピストン（圧縮気体供給時期決定手段）
５  氷球ガイド
６  トリガープレート機構（圧縮気体供給時期決定手段）
７  氷球
【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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