"噴射ノズルから液体を管内部に噴射し、前記液体に同伴されたキャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧により管内面の残留応力を改善する方法において、前記管の軸芯に対して9°以内の傾斜で前記噴射ノズルから前記液体を前記管内部に噴射し、前記液体を前記管内部において逆流させることを特徴とする管内面の残留応力改善方法。噴射ノズルから液体を管内部に噴射し、前記液体に同伴されたキャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧により管内面の残留応力を改善する方法において、前記噴射ノズルから噴射される前記液体の進行方向上にある前記管の開口部を閉止し、前記管の軸芯に対して9°以内の傾斜で前記噴射ノズルから前記液体を前記管内部に噴射することにより、前記液体を前記管内部において逆流させることを特徴とする管内面の残留応力改善方法。噴射ノズルから第1の液体を管内部に噴射し、前記第1の液体に同伴されたキャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧により管内面の残留応力を改善する方法において、前記管の軸芯に対して9°以内の傾斜で前記噴射ノズルから前記第1の液体を前記管内部に噴射するとともに、前記噴射ノズルから噴射される前記第1の液体の進行方向上にある前記管の開口部から第2の液体を注入することにより、前記第1の液体を前記管内部において逆流させることを特徴とする管内面の残留応力改善方法。両端に開口部を有する管を保持装置により保持し、前記管の開口部から噴射ノズルを挿入し、前記噴射ノズルに供給された液体を前記管の軸芯に対して9°以内の傾斜で前記噴射ノズルから前記管内部へ噴射し、前記噴射ノズルから噴射された前記液体を前記管内部において逆流させ、前記液体に同伴されたキャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧により前記管内面の残留応力を改善することを特徴とする管内面の残留応力改善方法。両端に開口部を有する管を保持装置により保持し、前記管の一端を閉止し、前記管の他端から噴射ノズルを挿入し、前記噴射ノズルに供給された液体を前記管の軸芯に対して9°以内の傾斜で前記噴射ノズルから前記管内部へ噴射することにより、前記噴射ノズルから噴射された前記液体を前記管内部において逆流させ、前記液体に同伴されたキャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧により前記管内面の残留応力を改善することを特徴とする管内面の残留応力改善方法。両端に開口部を有する管を保持装置により保持し、前記管の一端から前記噴射ノズルを挿入し、前記噴射ノズルに供給された第1の液体を前記管の軸芯に対して9°以内の傾斜で前記噴射ノズルから前記管内部へ噴射するとともに、前記管の他端から第2の液体を注入することにより、前記噴射ノズルから噴射された前記第1の液体を前記管内部において逆流させ、前記第1の液体に同伴されたキャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧により前記管内面の残留応力を改善することを特徴とする管内面の残留応力改善方法。請求項1乃至6の何れかに記載の管内面の残留応力改善方法において、前記噴射ノズルから噴射される前記液体又は前記第1の液体は、前記噴射ノズルから前記管の軸芯上に向かって噴射されることを特徴とする管内面の残留応力改善方法。両端に開口部を有する管を保持する保持装置と、前記管の一端から挿入され、前記管内部に液体を噴射する噴射ノズルと、前記液体を前記噴射ノズルに供給する液体供給装置と、前記管の他端を閉止する閉止装置と、前記噴射ノズルを移動させる噴射ノズル駆動装置と、前記液体供給装置及び前記噴射ノズル駆動装置を制御する制御装置とを具備し、前記噴射ノズルは前記液体を前記管の軸芯に対して9°以内の傾斜で前記管内部に噴射する噴射ノズルであることを特徴とする、前記液体に同伴されたキャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧により前記管内面の残留応力を改善する管内面の残留応力改善装置。両端に開口部を有する管を保持する保持装置と、前記管の一端から挿入され、第1の液体を前記管内部に噴射する噴射ノズルと、前記第1の液体を前記噴射ノズルに供給する第1の液体供給装置と、前記管の他端から前記管内部に第2の液体を注入する液体注入装置と、前記第2の液体を前記液体注入装置に供給する第2の液体供給装置と、前記噴射ノズルを移動させる噴射ノズル駆動装置と、前記第1の液体供給装置,前記噴射ノズル駆動装置及び前記第2の液体供給装置を制御する制御装置とを具備し、前記噴射ノズルは前記第1の液体を前記管の軸芯に対して9°以内の傾斜で前記管内部に噴射する噴射ノズルであることを特徴とする、前記第1の液体に同伴されたキャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧により前記管内面の残留応力を改善する管内面の残留応力改善装置。請求項8又は9に記載の管内面の残留応力改善装置において、前記噴射ノズルは、前記液体又は前記第1の液体を前記管の軸芯上に向かって噴射する噴射ノズルであることを特徴とする管内面の残留応力改善装置。本発明は、管内面にWJPを適用するに際して、成長したキャビテーション気泡の崩壊を管内面において発生させることにより管内面の残留応力を改善する方法及びこれに用いる装置を提供することを課題とする。両端に開口部を有する管を保持装置により保持し、管の一端を閉止し、管の他端から噴射ノズルを挿入し、噴射ノズルに供給された液体を管の軸芯に対して9°以内の傾斜で噴射ノズルから管内部へ噴射することにより、噴射ノズルから噴射された液体を管内部において逆流させ、液体に同伴されたキャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧により管内面の残留応力を改善することを特徴とする管内面の残留応力改善方法。本発明によれば、噴射ノズルから管内面までの衝突距離をキャビテーション気泡が成長する距離とすることができ、成長したキャビテーション気泡を管内面に衝突させることができる。その結果、キャビテーションが崩壊する際の衝撃圧を管内面に与えることができ、管内面の残留応力を改善することができる。発明者は、スタンドオフと残留応力を改善するための衝撃圧との関係方向に噴射されるS6-2。噴射した高圧水内では、圧力の低下によりキャビテーション気泡が成長する。この高圧水及びキャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧を管40内面に与えることにより、管40内面の引張応力を圧縮応力に変え、残留応力を改善することができる。図6は、管40の一端の開口部を閉止して管40内面にWJPを適用した場合のキャビテーション噴流の模式図を示している。噴射ノズル1から噴射された高圧水はキャビテーション気泡を同伴し、管40の軸芯50又は噴射ノズル1の軸芯80上を進行するが、噴射ノズル1から噴射された高圧水の進行方向70の開口部噴射ノズル1を挿入する開口部と反対側の開口部90は閉止されているため、管40内の噴流全体の流れ最終的な噴流の流れは、噴射ノズル1から噴射された高圧水の進行方向70に対して逆流することになる。ここで、噴射ノズル1から噴射した高圧水は管40の軸芯50上を進行するため、逆流した噴流は管40の軸芯50上の周囲である管40の内面に沿って進行逆流する。噴流を逆流させることにより、キャビテーション気泡が成長するための適切な距離を確保することができるとともに、管40内面に沿った流れを形成でき、管40内面に沿ってキャビテーション気泡の崩壊を発生させることができる。図6では、閉止装置12により管40の一端を完全に閉止した状態を示したが、管40の一端は完全に閉止される必要はない。つまり、S3管40の一端の閉止においても管の一端は完全に閉止される必要はなく、噴射ノズル1から噴射された高圧水が閉止板31に衝突し、結果として、管40内の噴流全体の流れ最終的な噴流の流れが噴射ノズル1から噴射された高圧水の進行方向70に対して逆流が生じる環境を形成できれば、管40の一端を完全に閉止した場合と同様に、キャビテーション気泡が成長するための適切な距離を確保することができるとともに、管40内面に沿った流れを形成でき、管40内面でキャビテーション気泡の崩壊を発生させることができる。次に、S6-2に記載のWJPを施工しながら、噴射ノズル駆動装置11のZ軸移動装置16により、噴射ノズル1を上下方向に移動させるS6-3。噴射ノズル1を上下方向に移動させることにより、管40内面の軸方向の残留応力分布を均一にすることができる。また、上下方向の移動とともに、被加工物駆動装置14により、管40をθ方向に回転させるS6-4。管40をθ方向に回転させることにより、管40内面の周方向の残留応力分布を均一にすることができる。管40内面全体の残留応力を改善させた後、高圧ポンプ3の起動を停止し、開閉バルブ6を閉とすることにより、噴射ノズル1への高圧水の供給を停止するS6-5。ここで、キャビテーション気泡が成長するための距離を確保し、管40内面に沿った流れを形成するためには、噴射ノズル1から噴射する高圧水は管40の軸芯50上を進行させることが望ましいが、管40内面に衝突するまでにキャビテーション気泡が成長するための距離を確保することができれば、管40の軸芯50に対して角度を有していても良い。図7は、噴射ノズル1から噴射する高圧水が管40の軸芯50に対して角度を有している場合の噴流の模式図を示している。図7では、管40の内径をΦ95とした。この場合、キャビテーション気泡を成長させるためのスタンドオフを30mm確保するためには、最大噴射角度θmaxはsinθmax=/30よりθmax=約9°となる。従って、本条件でWJPを施工する場合は、噴射ノズル1から噴射される高圧水が管40の軸芯50に対して角度を有していても、その角度が9°以下であれば、キャビテーション気泡が成長するための適切な距離を確保することができる。また、噴射ノズル1から噴射される高圧水が管40の軸芯50に対して9°C以内の傾斜であれば、被加工物に悪影響を与えないような壊食を避けることができる。さらに、より好ましくスタンドオフを50mmとするためには、最大噴射角度θmaxはsinθmax=/50よりθmax=約5°となる。従って、噴射ノズル1から噴射される高圧水が管40の軸芯50に対して5°以下とすれば、キャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧と残留応力を改善できる範囲の最適化を図ることができる。その後、噴射ノズル1を管40内部から抜き出すとともに、管40を保持装置から取り出して、本発明の第1の実施例におけるWJPの作業工程を終了するS7。尚、本実施例で用いたWJP装置のうち、噴射ノズル1,高圧水供給装置7,保持装置9,閉止装置12,噴射ノズル駆動装置11及び制御装置15を有していれば、噴射ノズル1から噴射した高圧水を管40内部で逆流させ、本実施例によるWJPを実施することが可能である。従って、被加工物駆動装置14等は必須の構成ではない。上記第1の実施例によれば、噴射ノズル1から噴射された高圧水の進行方向70の開口部90を閉止することにより、管40内の噴流全体の流れ最終的な噴流の流れを噴射ノズル1から噴射された高圧水の進行方向70に対して逆流させることができる。その結果、キャビテーション気泡が成長するための適切な距離を確保することができ、管内面にキャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧を与えることができる。また、噴射ノズル1から噴射した高圧水を管40の軸芯50上に進行させることにより管40内面に沿った流れを形成でき、管40内面に沿ってキャビテーション気泡の崩壊を発生させることができる。また、噴射ノズル1から噴射した高圧水が管40の軸芯50に対して9°C以内の傾斜で噴射されることにより、キャビテーション気泡が成長するための適切な距離を確保することができるとともに、被加工物に悪影響を与えないような壊食を避けることができる。図8に、一端の開口部を閉止した管と両端を開放した管に対してWJPを施行した場合のWJPの効果の比較を行った試験結果を示す。図81は、試験で用いた試験体30の形状を示しており、内部にΦ95の円柱状の空間をもたせることにより、内径Φ95の管を模擬している。図82は、図81のA-A断面図であり、試験体30の断面図を示している。試験体30は、管内径中心線で分割された模擬試験片31及び模擬試験片32が組合わされている。試験は、試験体30の管内面に相当する部分25に予め油性インク21を塗布し、WJP施工後の油性インク21の剥離状態を観察することにより、WJPの効果を確認した。試験の条件は、高圧ポンプの圧力を70MPa、高圧水の流量を8l/minとし、噴射ノズルとして先に述べた図5に示す構造の噴射ノズル1を使用した。また、WJPの施工は、噴射ノズル1の軸芯80と試験体30の軸芯51とを一致させ、噴射ノズル1を、試験体30の軸芯51上を平行移動させることにより行った。図83は、一端の開口部を閉止した管試験体30に対してWJPを施工した場合の、WJPの効果を示した図であり、WJP施工後の模擬試験片31の分割面図82のB-B断面を示している。管試験体30の一端の開口部を閉止した状態でWJPを施工した場合には、管内面に相当する部分25の油性インク21が完全に剥離していることがわかる。図84は、両端を開放した管試験体30に対してWJPを施工した場合の、WJPの効果を示した図であり、WJP施工後の模擬試験片31の分割面図82のB-B断面を示している。管試験体30の両端を開放した状態でWJPを施工した場合には、噴射ノズル1挿入部付近では油性インク21が剥離しているが、他の部位については殆ど剥離していないことが確認された。上記試験の結果から、噴射ノズル1から噴射される高圧水の進行方向70の開口部90を閉止することにより、管40内面に対して、キャビテーション気泡の崩壊時の衝撃圧を利用したウォータージェットピーニングの施工が可能であることが確認された。噴射ノズル1から噴射される高圧水の進行方向70の開口部を閉止することにより、管40内の噴流の全体的な流れは、噴射ノズル1から噴射された高圧水の進行方向70に対して逆流することになる。噴射ノズル1から噴射した高圧水は管40の軸芯50上を進行するため、逆流した噴流は管40の軸芯50上の周囲、つまり管40の内面に沿って進行逆流することになる。噴流を逆流させることにより、キャビテーション気泡が成長するための適切な距離を確保することができるとともに、管40内面に沿った流れを形成でき、管40内面でキャビテーション気泡の崩壊が発生することになる。一方、噴射ノズル1から噴射される高圧水の進行方向70の開口部が開放されている場合は逆流が生じず、キャビテーション気泡は噴射ノズル1から噴射された高圧水と共に下流側に流れてしまう。図9に、高圧水の噴射角度を管40の軸芯50に対して20°傾斜させた噴射ノズルを使用してWJPを施工した場合のWJPの効果を確認した試験結果を示す。試験は図8で行った試験と同様の条件及び試験体30で行った。試験体30の両端の開口部は開放した状態であり、閉止していない。図91は模擬試験片31の分割面図82のB-B断面を示しており、図92は模擬試験片32の分割面図82のC-C断面を示している。試験は、高圧水の噴射角度を試験体30の軸芯51に対して模擬試験片31側に20°傾斜させた噴射ノズルを使用して行った。図91から、高圧水の噴射角度を20°傾斜させた模擬試験片31側の管内面に相当する部分25に塗布された油性インク21は、そのほとんどが剥離していることがわかる。しかし、内径Φ95の管内面に対して、噴射角度を20°傾斜させてWJPを施工した場合、噴射ノズルの噴射穴から管40内面までの距離は約14mmと短く、キャビテーション気泡は十分に成長しないものと考えられる。従って、この油性インク21の剥離は、キャビテーション気泡の崩壊によるものではなく、高圧水の衝撃圧によるものと考えられる。一方、模擬試験片32側の管内面に相当する部分25に塗布された油性インク21は、高圧水の衝撃圧が与えられず、殆ど剥離していないことが確認された。図10は、本発明によるWJPを適用した金属材料表面の残留応力改善の効果を確認した試験結果を示しており、本発明によるWJPの施工前及び施工後の残留応力の測定値を示している。図10の横軸は試験体右端からの距離であり、縦軸は残留応力を示している。縦軸の値が小さいほど、圧縮残留応力が改善されていることを示している。試験では、長さが270mm、内径がΦ95のステンレス製の試験体を用いた。試験結果から、本発明のWJPによる残留応力改善方法により、WJP施工前に約-100MPaであった残留応力が施工後には-350MPa~-450MPaに改善されていることが確認できた。尚、キャビテーション気泡の広がりが最大である部分を広がり部といい、この広がり部の径を広がり径85という。図13に、キャビテーション気泡の最大広がり径85の概念図を示す。管40内径がキャビテーション気泡の広がり径より十分大きい場合は、逆流が発生しても管40内面にキャビテーション気泡が衝突しない可能性がある。さらに確実にキャビテーション気泡を管40内面に衝突させるためには、管40内径よりキャビテーション気泡の広がり径を長くする必要がある。従って噴射ノズル1の選択に際しては、管40の内径を考慮し、管40内面にキャビテーション気泡が衝突する広がり径となるような噴射ノズル1を選択する。本発明による管内面の残留応力改善方法及びその装置に関する第2の実施例を、図11及び図12を用いて説明する。本実施例は、管の一端から液体を注入することにより、噴射ノズル1から噴射された高圧水の流れを逆流させ、キャビテーション気泡が成長するための適切な距離を確保するとともに、成長したキャビテーション気泡を有する高圧水の流れを管内面に沿って形成させ、管内面でキャビテーション気泡の崩壊を発生させるものである。図11は、第2の実施例で用いるWJP装置の構成図を示している。本実施例においては、タンク2内の水中環境下においてWJPを行う。本実施例で用いるWJP装置は、第1の実施例で用いるWJP装置において、被加工物10管40の一端を閉止する閉止装置12のかわりに、管40の一端から液体を注入するための液体注入装置60を備えていることに特徴がある。つまり、本実施例で用いるWJP装置は、管40内面に衝撃圧を与えるための高圧水を噴射する噴射ノズル1,当該高圧水を噴射ノズル1に供給する高圧水供給装置7,噴射ノズル1と高圧水供給装置7とをつなぐ高圧ホース8,WJPを適用する管40を保持する保持装置9,液体を保持するタンク2,管40の一端から液体を注入する液体注入装置60,管40の一端から注入する液体を液体注入装置60に供給する液体供給装置61,噴射ノズル1を移動させる噴射ノズル駆動装置11,管40を移動させる被加工物駆動装置14、並びに噴射ノズル駆動装置11,被加工物駆動装置14,高圧水供給装置7及び液体供給装置13を制御する制御装置15から構成される。ここで、液体供給装置61は、ポンプ63,流量計64,圧力計65,開閉バルブ66から構成される。開閉バルブ66を開とし、ポンプ63を起動することにより、液体供給装置61から液体注入装置60に液体が供給される。他の構成は、第1の実施例に記載のWJP装置と同様なので、説明を省略する。以下、本実施例による管内面の残留応力改善の作業工程を説明する。本実施例では、被加工物10として、両端が開口している中空円筒形状の管40を用いる。本実施例による作業工程は、第1の実施例による作業工程において、閉止装置12を用いて管40の一端を閉止することにより噴流を逆流させるかわりに、液体注入装置60及び液体供給装置61を用いて管40の一端から液体を注入することにより噴流を逆流させる。まず、タンク2内に水を満たすS101。次に、管40を保持装置9に保持させることにより、管40を所定の位置に据え付けるS102。管40を据え付けるに際しては、液体注入装置60の図示しないノズル部により管40の一端から液体が注入できるように、管40を保持させるS103。その後、噴射ノズル1を管40上方に移動させて噴射ノズル1の軸芯80と管40の軸芯50とを一致させた後S104、噴射ノズル1を管40内に挿入するS105。詳細な作業手順は第1実施例と同様であるので、詳細な説明は省略する。また、本実施例で用いる噴射ノズル1も、第1の実施例で用いる噴射ノズル1と同様の構造を有するので、説明は省略する。次に、被加工物10である管40の内面にWJPを施行する。具体的には、以下の手順で行う。まず、開閉バルブ6を開とし高圧ポンプ3を起動させることにより、高圧ホース8を介して、高圧水供給装置7から噴射ノズル1に高圧水を供給するS106-1。噴射ノズル1に供給された高圧水は、噴射ノズル1の噴射穴から管40の軸芯50方向又は噴射ノズル1の軸芯80方向に噴射されるS106-2。噴射ノズル1から高圧水を噴射しWJPを施工するに際して、液体注入装置60の図示しないノズルからも管40内に液体を注入するS106-3。管40内への液体の注入は、開閉バルブ66を開としポンプ63を起動させることにより、ホースを介して液体供給装置61から液体注入装置60に液体を供給し、液体注入装置60に供給された液体を図示しないノズルから管40内に注入することにより行う。液体注入装置60から液体を管40内に注入することにより、噴射ノズル1から噴射された高圧水を逆流させる。ここで、噴射ノズル1から噴射した高圧水内では、圧力の低下によりキャビテーション気泡が成長する。この高圧水及びキャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧を管内面に与えることにより、管内面の引張応力を圧縮応力に変え、残留応力を改善することができる。図12は、被加工物10である管40の一端の開口部から液体を注入しながら、管40内面にWJPを適用した場合のキャビテーション噴流の模式図を示している。噴射ノズル1から噴射された高圧水はキャビテーション気泡を同伴し、管40の軸芯50上又は噴射ノズル1の軸芯80上を進行するが、高圧水の進行方向70の開口部90から液体を注入することにより、管内の噴流全体の流れ最終的な噴流の流れは、噴射ノズル1から噴射された高圧水の進行方向70に対して逆流することになる。ここで、噴射ノズル1から噴射した高圧水は管40の軸芯50上を進行するため、逆流した噴流は管の軸芯50上の周囲である管の内面に沿って進行逆流する。噴流を逆流させることにより、キャビテーションが成長するための適切な距離を確保することができるとともに、管内面に沿った流れを形成でき、管内面でキャビテーション気泡の崩壊を発生させることができる。さらに、噴射ノズル1から噴射された高圧水の進行方向70の開口部噴射ノズルを挿入する開口部と反対側の開口部90から液体を注入することにより、噴射ノズル1から噴射された高圧水の進行方向70に対して逆流を強制的に生じさせることができ、積極的に高圧水の逆流を制御することができる。次に、S106に記載のWJPを施工しながら、噴射ノズル駆動装置11のZ軸移動装置16により、噴射ノズル1を上下方向に移動させるS106-4が、詳細な作業手順は第1実施例と同様であるので省略する。WJP内面全体の残留応力を改善させた後、噴射ノズル1への高圧水の供給及び液体注入装置60への液体の供給を停止するS6-5。その後、噴射ノズル1を管40から抜き出すとともに、管40を保持装置から取り出して、WJPの作業工程を終了するS7。ここで、第1の実施例と同様に、噴射ノズル1から噴射する高圧水は管40の軸芯50に対して角度を有していても良い。つまり、噴射ノズル1から噴射される高圧水が管40の軸芯50に対して角度を有していても、その角度が9°以下であれば、キャビテーション気泡が成長するための適切な距離を確保することができる。また、噴射ノズル1から噴射される高圧水が管40の軸芯50に対して9°C以内の傾斜であれば、残留応力改善に適さないような壊食を避けることができる。尚、本実施例で用いたWJPのうち、噴射ノズル1,高圧水供給装置7,保持装置9,液体注入装置60,液体供給装置61,噴射ノズル駆動装置11及び制御装置15を有していれば、噴射ノズル1から噴射した噴流を逆流させ、本実施例によるWJPを実施することが可能である。従って、被加工物駆動装置14等は必須の構成ではない。上記第2の実施例によれば、第1の実施例と同様に、管40内の噴流全体の流れ最終的な噴流の流れを噴射ノズル1から噴射された高圧水の進行方向70に対して逆流させることができる。その結果、キャビテーション気泡が成長するための適切な距離を確保することができ、管内面にキャビテーション気泡の崩壊による衝撃圧を与えることができる。また、噴射ノズル1から噴射した高圧水を管40の軸芯50上に進行させることにより管40内面に沿った流れを形成でき、管40内面に沿ってキャビテーション気泡の崩壊を発生させることができる。また、噴射ノズル1から噴射した高圧水が管40の軸芯50に対して9°C以内の傾斜で噴射されることにより、キャビテーション気泡が成長するための適切な距離を確保することができるとともに、残留応力改善に適さないような壊食を避けることができる。さらに、噴射ノズル1から噴射された高圧水の進行方向70の開口部90噴射ノズルを挿入する開口部と反対側の開口部から液体を注入することにより、噴射ノズル1から噴射された高圧水の進行方向70に対して逆流を強制的に生じさせることができ、積極的に高圧水の逆流を制御することができる。尚、上記各実施例では、被加工物10として両端が開口している管40を用いたが、さらに他の開口部や分岐を有する管であっても、噴射ノズル1から噴射された高圧水の最終的な流れが逆流させることができれば、同様の効果を有することができる。また、WJPの施工は必ずしも水中で行う必要はなく、気中で行うことも可能である。気中で行うことにより、作業性が向上する。"