(57)【要約】【課題】投射物をサボー中心にズレなく保持して、高い再現性で投射物を正確に目標位置に打ち込むことができ、射出サボーが衝撃緩和のため変形しても、投射物の射出速度やタイミングへの影響がなく、部品の一部が再利用可能であり、サボーシールを用いた場合でも、射出サボーの加速や投射物の打ち出しへの影響を防止できる打ち出し器とこれに用いる射出サボーを提供する。【解決手段】投射物４を内部に収容する射出サボー１２と、貫通孔を有し射出サボーを通過可能に収容する充填器１４と、充填器に高圧ガスを急速供給する発射バルブ１６と、射出サボーが通過する貫通孔を有する砲身１８と、射出サボーのみを停止するストッパー装置２０とを備える。射出サボー１２は、投射物４を内部に位置決めするサボー内筒部１２ａと、充填器及び砲身に嵌合するサボー外筒部１２ｂとからなり、サボー外筒部１２ｂのみが衝突して変形する。【選択図】　　　図１
2004077323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開口し投射物（４）を内部に収容する中空円筒形の射出サボー（１２）と、軸線方向に貫通孔を有し該貫通孔を通過可能に射出サボーを収容する充填器（１４）と、打込み信号に対応して該充填器に高圧ガスを急速に供給する発射バルブ（１６）と、充填器の下流側に連結され射出サボーが通過する貫通孔を有する砲身（１８）と、該砲身の下流側に連結され射出サボーのみを衝突させて停止するサボーストッパー（２０ａ）を有するストッパー装置（２０）とを備え、
前記射出サボー（１２）は、投射物（４）を内部に位置決めするサボー内筒部（１２ａ）と、充填器（１４）及び砲身（１８）に嵌合するサボー外筒部（１２ｂ）とからなる、ことを特徴とする投射物の打ち出し器。
【請求項２】
投射物（４）を内部に位置決めするサボー内筒部（１２ａ）と、充填器（１４）及び砲身（１８）に嵌合するサボー外筒部（１２ｂ）とからなる、ことを特徴とする投射物の打ち出し器に用いる射出サボー。
【請求項３】
前記サボー内筒部（１２ａ）とサボー外筒部（１２ｂ）は、充填器（１４）及び砲身（１８）と同軸であり、かつサボー外筒部（１２ｂ）のみがサボーストッパー（２０ａ）に衝突し、サボー内筒部（１２ａ）は再利用可能に構成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の射出サボー。
【請求項４】
サボー外筒部（１２ｂ）と充填器（１４）及び／又は砲身（１８）との隙間をシールするサボーシール（１３）を備え、該サボーシール（１３）は、サボー外筒部の末端に軽負荷で分離可能に取付けられており、かつ分離時に高圧ガスを通すように開口するスリット（１３ａ）を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の射出サボー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射物の打ち出し器とこれに用いる射出サボーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジェットエンジンの性能試験の一種として、エンジンへの投射物の打込み試験がある。
図５は、従来の打込み試験装置の模式図である。打込み試験装置は、回転体１への投射物４の打込みを試験する装置であり、回転駆動装置５０、物体打込機器５２、観測・計測機器５４及びタイマー５６等で構成される。回転体１は、高速で回転するもので、例えばジェットエンジンのロータ２とその周囲に配置されたブレード３である。投射物４は、試験対象の物体であり、例えば、鳥又はこれに合わせたゼラチン等である。
【０００３】
以下、打込み試験方法を説明する。
回転駆動装置５０は、ロータ２を把持し回転軸５１を高速で回転させる。物体打込み機器５２は、打ち出し器５３を使用して、高速回転するブレード３にめがけて投射物４を発射する装置である。物体打込み機器５２は、始動タイミング信号を受けて、打ち出し器５３に打ち出し信号を出力する。
【０００４】
観測・計測機器５４は、観測装置５４ａと計測装置５４ｂからなる。観測装置５４ａは、高速度ビデオカメラや高速度カメラであり、タービンブレード３に投射物４が打込まれた様子を撮影する。計測装置５４ｂは、所望の計測を行う装置であり、例えば、ブレード３に仕込まれた測定器５５（ストレンゲージ等）により、飛散時や打込み時のブレード３に生ずる歪み等を測定記録する。タイマー５６は、打込機器５２と観測・計測機器５４とに始動タイミング信号を出力する装置であり、回転駆動装置２０を始動して、定格回転数になったであろう時間をカウントした後で、始動タイミング信号を出力する。
【０００５】
上述した打込み試験装置の場合、タイマー５６が始動タイミング信号を出力したときに、ロータ２に設けられたどのブレード３に投射物４が当たるか不明であったので、全てのブレードに測定器５５（ストレンゲージ等）を仕込んで、全ての出力を記録していた。
【０００６】
しかし観測機器５４ａで使用される高速度カメラや高速度ビデオカメラは、短時間に大量のフレームを撮影可能な特殊装置であるが、非常に高価である。また、計測機器５４ｂは、読み取りを行わないデータを含めて大量のデータを記録しなければならなかった。
そこで、観測・計測機器５４及び測定器５５の数を減らすために、所定のブレード３に投射物４を打込みたいという要望があった。
【０００７】
この要望を満たすために、本発明の発明者等は先に、図６に模式的に示す「回転体の物体飛散・打込み試験装置」を創案し出願した（特願２００２−１４０９２０、未公開）。
この物体飛散・打込み試験装置は、回転体１を回転させる回転軸５１と、回転軸の回転位相を検知してタイミング信号を出力する位相検知手段５６と、前記タイミング信号に応じて回転体からの物体の飛散または回転体への物体の打込みを行う物体飛散・打込み機器５２と、前記タイミング信号に応じて観測又は計測のデータ取得シーケンスをスタートさせる観測・計測機器５４と、を備えたものであり、位相検知手段５６が特定の回転位相を検知した時に前記タイミング信号を出力するように予め定めることで、物体飛散・打込み機器５２が特定の回転位相にある回転体１への物体４の打ち込みを行い、観測・計測機器５４がその物体４の打ち込みのデータ取得をすることができるようになっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図４は、従来の打ち出し器５３の模式図である。従来の打ち出し器５３は、発射バルブ６１、充填器６２、砲身６３、ストッパー装置６４からなる。鳥又はこれに合わせたゼラチン等からなる投射物４は、円筒形状にラップされ、一端が開口した射出サボー６５内に充填される。射出サボー６５は中空円筒形であり、充填器６２内に挿入される。
打ち込み試験において、打込み信号に対応して、発射バルブ６１を開き、高圧ガスを充填器６２内に急速に供給し、この圧力で射出サボー６５を加速し、砲身６３内で所定の高速に達した後、ストッパー装置６４内のサボーストッパー６４ａに射出サボー６５のみを衝突させて停止し、内部の投射物４をそのまま打ち出すようになっている。
【０００９】
上述した従来の打ち出し器において、投射物４を水平方向に打ち出す場合、投射物４は射出サボー６５の円筒部側面に偏ることになり、図２（Ｂ）に示すように、投射物４は射出サボー中心（砲身中心軸）とズレΔが生じる。このズレが、打ち込み位置のズレに大きく影響し、繰返し試射を行っても再現性が低く、投射物４を正確に目標位置に打ち込むことができない問題点があった。
【００１０】
また、上述のように、射出サボー６５は、サボーストッパー６４ａにより止められるが、この際、射出サボーの円筒部は、変形または切り裂かれることで衝撃を緩和している。しかしこの変形等の際に、投射物４が変形を受ける円筒部と直接接触しているため、投射物４の打ち出しが円筒部の変形部で阻害されることがあり、射出速度のバラツキや衝突タイミングへの悪影響が大きい問題点があった。
【００１１】
さらに、従来の射出サボー６５は、深絞り加工品または削り出し加工品であり、高価であるにも関わらず全く再利用できない問題点があった。
【００１２】
また、射出サボー６５と充填器６２や砲身６３との隙間が大きい場合、射出サボーの端面にサボーシールを取り付けることがある。このサボーシールは、ポリエチレン、ポリウレタンなどで製造されており、隙間からのガス漏れを防ぐ役割がある。しかしこのサボーシールは充填器６２や砲身６３の内面に接触状態で使用されるため、摩擦熱により溶解し、砲身等と固着して射出サボーの加速を阻害し、甚だしい場合には、砲身を詰らせ、高圧ガスの排気が正規に行われなくなることがある問題点があった。
【００１３】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、投射物を水平方向に打ち出す場合でも、投射物をサボー中心（砲身中心軸）にズレなく保持して、高い再現性で投射物を正確に目標位置に打ち込むことができ、射出サボーの一部が衝撃緩和のため変形等しても、投射物の射出速度やタイミングへの影響がなく、部品の一部が再利用可能であり、サボーシールを用いた場合でも、射出サボーの加速や投射物の打ち出しへの影響を防止できる打ち出し器とこれに用いる射出サボーを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、一端が開口し投射物（４）を内部に収容する中空円筒形の射出サボー（１２）と、軸線方向に貫通孔を有し該貫通孔を通過可能に射出サボーを収容する充填器（１４）と、打込み信号に対応して該充填器に高圧ガスを急速に供給する発射バルブ（１６）と、充填器の下流側に連結され射出サボーが通過する貫通孔を有する砲身（１８）と、該砲身の下流側に連結され射出サボーのみを衝突させて停止するサボーストッパー（２０ａ）を有するストッパー装置（２０）とを備え、前記射出サボー（１２）は、投射物（４）を内部に位置決めするサボー内筒部（１２ａ）と、充填器（１４）及び砲身（１８）に嵌合するサボー外筒部（１２ｂ）とからなる、ことを特徴とする投射物の打ち出し器が提供される。
【００１５】
また本発明によれば、投射物（４）を内部に位置決めするサボー内筒部（１２ａ）と、充填器（１４）及び砲身（１８）に嵌合するサボー外筒部（１２ｂ）とからなる、ことを特徴とする投射物の打ち出し器に用いる射出サボーが提供される。
【００１６】
上記本発明の投射物の打ち出し器とこれに用いる射出サボーによれば、サボー内筒部（１２ａ）により投射物（４）を内部に位置決めし、投射物を水平方向に打ち出す場合でも、投射物をサボー中心（砲身中心軸）にズレなく保持して、高い再現性で投射物を正確に目標位置に打ち込むことができる。
また、射出サボーの一部、すなわち充填器（１４）及び砲身（１８）に嵌合するサボー外筒部（１２ｂ）が衝撃緩和のため変形等しても、サボー内筒部（１２ａ）や投射物（４）に直接影響しないので、投射物の射出速度やタイミングへの影響を回避することができる。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記サボー内筒部（１２ａ）とサボー外筒部（１２ｂ）は、充填器（１４）及び砲身（１８）と同軸であり、かつサボー外筒部（１２ｂ）のみがサボーストッパー（２０ａ）に衝突し、サボー内筒部（１２ａ）は再利用可能に構成されている。
【００１８】
この構成により、サボー内筒部（１２ａ）に収容された投射物をサボー中心（砲身中心軸）にズレなく保持できる。また、サボー外筒部（１２ｂ）のみが衝突により変形するので、サボー内筒部（１２ａ）や投射物（４）への変形の影響を回避することができ、部品の一部、すなわちサボー内筒部（１２ａ）の再利用が可能となる。
【００１９】
また、サボー外筒部（１２ｂ）と充填器（１４）及び／又は砲身（１８）との隙間をシールするサボーシール（１３）を備え、該サボーシール（１３）は、サボー外筒部の末端に軽負荷で分離可能に取付けられており、かつ分離時に高圧ガスを通すように開口するスリット（１３ａ）を有する。
【００２０】
この構成により、射出サボー（１２）と充填器や砲身との隙間が大きい場合に、サボーシールを用いて隙間からのガス漏れを防ぐことができる。また、摩擦熱により溶解し砲身等と固着しても、サボーシール（１３）がサボー外筒部の末端から軽負荷で分離するので、射出サボー（１２）の加速や高速移動を阻害することがない。さらに、サボーシール（１３）はスリット（１３ａ）を有し、この分離時にスリットが開口して高圧ガスを通すので、砲身を詰らせるおそれもない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２２】
図１は、本発明の打ち出し器の全体構成図である。この図において、（Ａ）は打ち出し器の全体構成を、（Ｂ）はその内部の射出サボーの状態を示している。本発明の打ち出し器１０は、射出サボー１２、充填器１４、発射バルブ１６、砲身１８およびストッパー装置２０を備える。
【００２３】
射出サボー１２は、中空円筒形であり、一端（この図で左端）が開口し、投射物４を内部に収容するようになっている。投射物４は、試験対象の物体であり、例えば、鳥又はこれに合わせたゼラチン等である。投射物４の大きさ及び重量は、試験目的により任意に変更可能であり、これらはラップして円筒形に形成し、射出サボー１２の内部に開口部から充填される。
【００２４】
図１において、発射バルブ１６、充填器１４、砲身１８およびストッパー装置２０は、この順に同軸に連結されている。この軸線方向はこの例では水平であるが、本発明はこれに限定されず、斜めでも鉛直でもよい。
充填器１４は、軸線方向に中空円筒形の貫通孔を有し、この貫通孔を通過可能に射出サボー１２を収容する。この場合、射出サボー１２の開口端を射出方向（図で左側）、閉鎖端を発射バルブ１６側に装填する。
【００２５】
発射バルブ１６は、一種の開閉弁であり、打込み信号に対応して図示しない高圧ボンベからのガスラインを開き、充填器１４に向けて高圧ガスを急速に供給するようになっている。
砲身１８は、充填器１４の下流側に連結され、射出サボー１２が通過する貫通孔を有する一種のパイプであり、高圧ガスにより射出サボー１２を加速し所定の高速でストッパー装置２０に向けて打ち出す。
【００２６】
ストッパー装置２０は、砲身１８の下流側に連結され、射出サボー１２のみを衝突させて停止するサボーストッパー２０ａを有する。このサボーストッパー２０ａに射出サボー１２のみが衝突して停止し、内部の投射物４は慣性により前記高速を維持したまま、外部に打ち出され、所定のブレード等に打込まれる。
【００２７】
図２は、本発明（Ａ）と従来（Ｂ）の射出サボーの構成図である。この図に示すように、本発明の射出サボーは、サボー内筒部１２ａとサボー外筒部１２ｂからなる。
【００２８】
サボー内筒部１２ａは、一端（図で左端）が開口し、他端（図で右端）が閉じた中空円筒部材である。またこのサボー内筒部１２ａは、投射物４の大きさにあわせて加工された中空円筒形の空洞部を有し、投射物４をこの空洞部に充填して内部に位置決めするようになっている。サボー内筒部１２ａは、投射物４の大きさに合わせて複数種が準備される。投射物４の大きさ（重量）の違いは、円筒寸法を調整することで対応している。
【００２９】
また、このサボー内筒部１２ａは、高強度材を旋盤等の機械加工により高精度に加工し、末端部分が充填器１４及び砲身１８に僅かな隙間で嵌合する外径を有する。さらに、前方部分（図で左側）の部分は、サボー内筒部１２ａがサボーストッパー２０ａに衝突しないように、かつ投射物４が投射しにサボー外筒部１２ｂに接触しないように、十分細く形成されている。
また、末端部分の左端部にサボー外筒部１２ｂを嵌合させる段付き部を有し、この部分の嵌め合いによりサボー外筒部１２ｂを同心に固定するようになっている。
【００３０】
サボー外筒部１２ｂは、充填器１４及び砲身１８に僅かな隙間で嵌合する外径を有する。このサボー外筒部１２ｂは、好ましくは薄い円管の絞り加工で形成され、先端部と末端部が充填器１４及び砲身１８に嵌合する外径を有し、中間部分はそれより僅かに細く形成され、充填器１４及び砲身１８との抵抗を低減するようになっている。さらに、前述のように、末端部分は、サボー外筒部１２ｂの段付き部に嵌め込まれ同心を維持したまま一体化する。
【００３１】
上述したように、サボー内筒部１２ａとサボー外筒部１２ｂは、充填器１４及び砲身１８と同軸であり、かつサボー外筒部１２ｂのみがサボーストッパー２０ａに衝突し、サボー内筒部１２ａは再利用可能に構成されている。
【００３２】
また、図２（Ａ）に示すように、本発明では、サボー外筒部１２ａの末端にサボーシール１３を備える。このサボーシール１３は、ポリエチレン、ポリウレタンなどでの薄い円板であり、外径寸法が、充填器１４及び砲身１８に一致または僅かに大きく形成されており、サボー外筒部１２ｂと充填器１４及び砲身１８との隙間を気密にシールする。
【００３３】
またこのサボーシール１３は、弱い接着剤等でサボー外筒部１２ａの末端面に軽負荷で分離可能に取付けられている。この分離に要する軽負荷は、装填に支障が無い限りで小さいほどよい。
【００３４】
さらに、このサボーシール１３は、分離時に高圧ガスを通すように開口するスリット１３ａを有する。このスリット１３ａは、サボーシール１３の外周部が溶着し、高圧ガスがサボーシール１３の片面に作用すると、瞬時に亀裂を生じるように形成されている。スリット１３の形状はこの例では４本の放射状スリットであるが、本発明はこれに限定されず、螺旋状その他の形状でもよい。また、スリットを設けず、分離と同時に開口ができるように開口孔部で接着してもよい。
【００３５】
この構成により、射出サボー１２と充填器や砲身との隙間が大きい場合に、サボーシールを用いて隙間からのガス漏れを防ぐことができる。また、摩擦熱により溶解し砲身等と固着しても、サボーシール１３がサボー外筒部の末端から軽負荷で分離するので、射出サボー１２の加速や高速移動を阻害することがない。さらに、サボーシール１３はスリット１３ａを有し、この分離時にスリットが開口して高圧ガスを通すので、砲身を詰らせるおそれもない。
【００３６】
図３は、本発明のストッパー装置の構成図である。本発明のストッパー装置２０は、射出サボー１２のサボー外筒部１２ｂに衝突する位置にサボーストッパー２０ａを有する。このサボーストッパー２０ａは、投射物４が通過する円筒形貫通孔２１ａと、その貫通孔の上流端外面に設けられた接頭円錐形のテーパ面２１ｂとを有する。またテーパ面２１ｂには複数のカッタ２２が取付けられている。この構成により、テーパ面２１ｂにサボー外筒部１２ｂの先端が衝突し、カッタ２２で周方向に複数に分断され、渦巻き状に変形しながら射出サボー１２のみを減速する。
また、サボーストッパー２０ａは、下流側に軸方向に移動可能に支持され、ウレタン等の緩衝材２３により衝突時の衝撃を緩衝するようになっている。
【００３７】
上述した本発明の投射物の打ち出し器とこれに用いる射出サボーによれば、サボー内筒部１２ａにより投射物４を内部に位置決めし、投射物を水平方向に打ち出す場合でも、投射物をサボー中心（砲身中心軸）にズレなく保持して、高い再現性で投射物を正確に目標位置に打ち込むことができる。
また、射出サボーの一部、すなわち充填器１４及び砲身１８に嵌合するサボー外筒部１２ｂが衝撃緩和のため変形等しても、サボー内筒部１２ａや投射物４に直接影響しないので、投射物の射出速度やタイミングへの影響を回避することができる。
また、サボー外筒部１２ｂのみが衝突により変形するので、サボー内筒部１２ａや投射物４への変形の影響を回避することができると共に、部品の一部、すなわちサボー内筒部１２ａの再利用が可能となる。
【００３８】
なお本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３９】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、サボー底部円筒内に投射物を格納することで、砲身中心軸と合致するため、打ち込まれる位置精度が向上する。また、サボーストッパーにて変形されるサボー円筒部に投射物が接触していないため、投射される条件（投射物とサボーの接触状態）が安定し、打ち込み速度、タイミング精度が向上する。さらに、サボーシールが砲身内に固着した際、サボーシールに設けられたスリットにより、高圧ガスの逃げを作り、スリットからのサボーシールの破壊により高圧ガスを正規のルートで排気することができる。
【００４０】
従って、本発明の打ち出し器とこれに用いる射出サボーは、投射物を水平方向に打ち出す場合でも、投射物をサボー中心（砲身中心軸）にズレなく保持して、高い再現性で投射物を正確に目標位置に打ち込むことができ、射出サボーの一部が衝撃緩和のため変形等しても、投射物の射出速度やタイミングへの影響がなく、部品の一部が再利用可能であり、サボーシールを用いた場合でも、射出サボーの加速や投射物の打ち出しへの影響を防止できる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の打ち出し器の全体構成図である。
【図２】本発明と従来の射出サボーの構成図である。
【図３】本発明のストッパー装置の構成図である。
【図４】従来の打ち出し器の構成図である。
【図５】従来の装置の模式図である。
【図６】先行出願の装置の模式図である。
【符号の説明】
１　回転体、２　ロータ、３　ブレード（対象物）、
４　物体（投射物）
１０　打ち出し器、１２　射出サボー、
１２ａ　サボー内筒部、１２ｂ　サボー外筒部、
１３　サボーシール、１３ａ　スリット、
１４　充填器、１６　発射バルブ、１８　砲身、
２０　ストッパー装置、２０ａ　サボーストッパー、
２１ａ　円筒形貫通孔、２１ｂテーパ面、
２２　カッタ、２３　緩衝材、
５０　回転駆動装置、５１　回転軸、
５２　物体打込機器（物体飛散・打込機器）、
５３　打ち出し器、５４　観察・計測機器、
５４ａ　観察機器、５４ｂ　計測機器、
５５　測定器、５６　位相検知手段、
６１　発射バルブ、６２　充填器、
６３　砲身、６４　ストッパー装置、
６４ａ　サボーストッパー、
６５　射出サボー
【図１】
2004077323.tif 000003
【図２】
2004077323.tif 000004
【図３】
2004077323.tif 000005
【図４】
2004077323.tif 000006
【図５】
2004077323.tif 000007
【図６】
2004077323.tif 000008