特許 7000741 衝撃波試験装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-28

(45)【発行日】2022-01-19

(54)【発明の名称】衝撃波試験装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 9/06 20060101AFI20220112BHJP

【ＦＩ】

G01M9/06

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2017162268

(22)【出願日】2017-08-25

(65)【公開番号】P2019039820

(43)【公開日】2019-03-14

【審査請求日】2020-07-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】島村 和夫

(72)【発明者】

【氏名】福重 進也

(72)【発明者】

【氏名】小林 研吾

【審査官】瓦井 秀憲

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０４５２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２０５７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６７６３６９６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開昭５４－１１９９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０３０９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】Kleinschmit, Nicholas N. ，A Shock Tube Technique for Blast Wave Simulation and Studies of Flow Structure Interactions in Shock Tube Blast Experiments，Engineering Mechanics Dissertations & Theses，Vol.22，米国，University of Nebraska - Lincoln，2011年，p.101-102，https://digitalcommons.unl.edu/engmechdiss/22

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ ９／００－ ９／０８

Ｇ０１Ｍ ７／０８

Ｇ０１Ｎ ３／００－ ３／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の容積を有する衝撃波管と、
前記衝撃波管の第１の端部から所定の距離までを占める蓄圧部と、
前記蓄圧部に充填して前記衝撃波管の容積を低減する充填材と、
前記充填材を前記衝撃波管に固定する固定手段とを含み、
前記充填材は、金属又は可塑性材料を含み、
前記衝撃波管は円筒形であり、前記固定手段は前記衝撃波管の径方向に拡張するリング状部材である衝撃波試験装置。

【請求項2】

前記固定手段は、前記充填材を前記衝撃波管の内壁に対して摩擦で固定する請求項１に記載の衝撃波試験装置。

【請求項3】

前記衝撃波管は円筒形であり、前記固定手段は、
前記充填材を前記第１の端部に対して覆い、前記第１の端部から離れるほど側面の径が小さくなる蓋と、
前記蓋の側面と前記衝撃波管の内壁との間に挟持される複数の金属球と、
前記複数の金属球を保持する金属球保持手段と、
前記金属球保持手段を前記蓋に対して前記第１の端部から離れる方向に移動させることができるネジとを含む請求項１又は２に記載の衝撃波試験装置。

【請求項4】

前記充填材には、前記衝撃波管の軸方向に延び、一端が前記衝撃波管の第１の端部によって、他端が前記蓋によって密封された円筒形状の空洞が形成された請求項３に記載の衝撃波試験装置。

【請求項5】

前記充填材は、フィルムで包まれた可塑性材料である請求項１から３のいずれか一項に記載の衝撃波試験装置。

【請求項6】

前記可塑性材料は、粘土である請求項５に記載の衝撃波試験装置。

【請求項7】

前記金属は、アルミニウム及び鉄の少なくとも一方を含む請求項１から３のいずれか一項に記載の衝撃波試験装置。

【請求項8】

前記充填材は、衝撃波管に沿って１個以上のブロックから構成された請求項１から７のいずれか一項に記載の衝撃波試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、衝撃波管の容積を変更することができるような衝撃波試験装置に関し、詳しくは、充填材によって衝撃波管の容積を変更することができるような衝撃波試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、衝撃波の生体に与える影響に関する研究のために、衝撃波管を備える衝撃波試験装置が使用されている。衝撃波管は、高圧の蓄圧部と常圧室とを備え、蓄圧部と常圧室との間の隔膜を開放することにより衝撃波を発生させる（特許文献１を参照）。

【0003】

衝撃波試験装置においては、衝撃波形の調整や射出装置の能力調整を行うため、衝撃波管の蓄圧部の容積を変更する必要が生じる場合があった。衝撃波管は高圧ガス容器として法定の検査を受けているため、衝撃波管自体の容積を変更することはできなかった。一方、充填物により衝撃波管の容積を変更する技術が提供されている（非特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－３２９３号公報

【非特許文献】

【0005】

【文献】ニコラス・エヌ・クラインシュミット（Nicholas N. Kleinschmit）、「爆発波についての衝撃管技術及び衝撃管爆発実験における流れ構造相互作用の研究（A Shock Tube Technique for Blast Wave Simulation and Studies of Flow Structure Interactions in Shock Tube Blast Experiments）」、機械工学博士論文、（米国）、ネブラスカ大学リンカーン校機械及び材料工学学部、２０１１年

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

高圧の蓄圧部に設置された充填物は、衝撃波発生のために蓄圧部が解放されたときに、復元力や圧力の不平衡が働いて運動が生じることがある。このような充填物の運動は、装置を破損する虞があった。また、充填物を衝撃波管にボルトで固定した場合には、充填物の運動によりボルトの破断のような不具合が生じる虞があった。

【0007】

この発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、充填物により衝撃波管の容積を変更することができ、衝撃波発生のために蓄圧部を解放するときに充填物の運動が抑制されるような衝撃波試験装置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】

【0008】

上述の課題を解決するために、この出願に係る衝撃波試験装置の発明は、所定の容積を有する衝撃波管と、衝撃波管の第１の端部から所定の距離までを占める蓄圧部と、蓄圧部に充填して衝撃波管の容積を低減する充填材と、充填材を衝撃波管に固定する固定手段とを含み、充填材は、金属又は可塑性材料を含むものである。

【0009】

固定手段は、充填材を衝撃波管の第１の端部に対して固定するボルトであってもよい。衝撃波管は円筒形であり、固定手段は衝撃波管の径方向に拡張するリング状部材であってもよい。固定手段は、充填材を衝撃波管の内壁に対して摩擦で固定してもよい。

【0010】

衝撃波管は円筒形であり、固定手段は、充填材を第１の端部に対して覆い、第１の端部から離れるほど側面の径が小さくなる蓋と、蓋の側面と衝撃波管の内壁との間に挟持される複数の金属球と、複数の金属球を保持する金属球保持手段と、金属球保持手段を蓋に対して第１の端部から離れる方向に移動させることができるネジとを含んでもよい。充填材には、衝撃波管の軸方向に延び、一端が衝撃波管の第１の端部によって、他端が前記蓋によって密封された円筒形状の空洞が形成されていてもよい。

【0011】

充填材は、フィルムで包まれた可塑性材料であってもよい。可塑性材料は、粘土であってもよい。金属は、アルミニウム及び鉄の少なくとも一方を含んでもよい。充填材は、衝撃波管に沿って１個以上のブロックから構成されてもよい。

【発明の効果】

【0012】

この発明によると、充填物により衝撃波管の容積を変更することができ、衝撃波発生のために蓄圧部を開放するときに充填物の運動を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施の形態の衝撃波試験装置の全体の構成を示す外観図である。

【図2】衝撃波管の構成を示す側面図である。

【図3】第１の実施の形態を示す衝撃波管の一部断面図である。

【図4】第２の実施の形態を説明する図である。

【図5】第３の実施の形態を示す衝撃波管の一部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、この発明に係る衝撃波試験装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面は説明のために供するものであり、図面中の寸法や比率は一例を示すものである。

【0015】

図１は、本実施の形態の衝撃波試験装置を含む構成を示す概観図である。図２は、衝撃波管の構成を示す側面図である。

【0016】

衝撃波試験装置は、この衝撃波試験装置の略中央に設置された衝撃波管１０と、衝撃波管１０を支持する基台２０と、衝撃波管１０を含むこの衝撃波試験装置の全体を制御する制御装置１０３と、衝撃波管１０の状態などを表示する表示装置１０４とを含んでいる。

【0017】

衝撃波管１０は、内径が一定の円筒形状であり、鋼鉄製で内壁が滑らかに仕上げられ、所定の容積を有している。衝撃波管１０において、第１の端部１１から第２の端部１９に向かう軸方向に、第１の端部１１から所定距離までが蓄圧部１２を構成し、蓄圧部１２から第２の端部１９までが常圧部１４を構成し、第２の端部１９にはダンプタンク２１が接続されている。

【0018】

本実施の形態では、蓄圧部１２において、衝撃波管１０の第１の端部１１から所定距離までにわたり充填材５０が充填され、衝撃波管１０の容積を低減している。充填材５０は、金属又は可塑性材料からなるものであってよい。充填材５０は、第１の端部１１にボルトによって固定してもよいし、衝撃波管１０の内部に摩擦によって固定してもよい。充填材５０については、さらに後述する。

【0019】

衝撃波管１０において、蓄圧部１２と常圧部１４とは、第１のフランジ４１の内側に設けられた隔膜３１によって分離されている。隔膜３１は、フィルム状であり、図示しない針状部材によって破断して開放することができる。隔膜３１は、第１のフランジ４１の部分で衝撃波管１０を切り離して交換することができる。なお、隔膜３１には、フィルム状のものに代わって開閉可能な弁などを使用することもできる。

【0020】

常圧部１４は、被検体を設置して観察することができる観察部１５を含んでいる。この観察部１５は、第２のフランジ４３と第３のフランジ４４の部分で衝撃波管１０を切り離して取り外すことができる。観察部１５には、衝撃波管１０の外側から被検体を観察できるように窓１６が形成されている。

【0021】

ダンプタンク２１は、衝撃波管１０の第２の端部１９に接続され、衝撃波管１０の管内から第２の端部１９に到来した圧力変化を減衰させる。ダンプタンク２１の内部には、圧力変化を吸収する緩衝材２５が内貼りされている。

【0022】

基台２０は、衝撃波管１０が所定の高さにおいて水平方向に延びるように支持している。制御装置１０３は、所定のシーケンスに従い、衝撃波管１０の動作の監視や関連するバルブ操作などの各種の制御を行う。表示装置１０４には、例えば液晶ディスプレイが用いられ、この衝撃波試験装置のオペレータに対して各種情報を提供する。

【0023】

例えば、制御装置１０３は、衝撃波管１０に取り付けられた図示しない圧力センサなどの各種のセンサからの測定結果を常に監視するとともに、蓄圧部１２と常圧部１４へのバルブ操作、隔膜３１の開放など、衝撃波管１０における動作が適切に実施されるように制御する。

【0024】

また、衝撃波試験装置は、衝撃波管１０に所定の圧力の空気を供給する圧力発生装置１０５と、建屋から電源の供給を受ける分電盤１０６とを有している。圧力発生装置１０５は、制御装置１０３から制御を受け、衝撃波管１０の蓄圧部１２と常圧部１４に所定の圧力の空気を供給する。分電盤１０６は、ブレーカなどを備え、衝撃波試験装置に電力を供給する。

【0025】

衝撃波試験装置は、図示はしていないシュリーレン装置や高速度カメラなど衝撃波を可視化して測定する測定装置を含んでもよい。また、衝撃波管１０の第２の端部１９にダンプタンク２１に代えて、被検体を観察するための観察室を設けてもよい。

【0026】

図３は、衝撃波試験装置の第１の実施の形態を説明する断面図である。図３（ａ）に示すように、衝撃波管１０の蓄圧部１２において、充填材５０が第１の端部１１にボルト６１によって固定されている。充填材５０は、衝撃波管１０の第１の端部１１から第２の端部１９に向かう軸方向に、所定径で所定厚さを有する第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４から構成されている。ボルト６１は、第４のブロック５４の第２の面５４ａを頭部６１ａによって支持し、第４のブロック５４、第３のブロック５３、第２のブロック５２及び第１のブロック５１を順に貫通し、第１のブロック５１の第１の面５１ａが第１の端部１１の内壁１１ａに接するようにねじ切り部６１ｂを第１の端部１１の内壁１１ａに締結して固定している。

【0027】

図３（ｂ）は、蓄圧部１２を所定圧力まで加圧した状態を示している。第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４は、蓄圧部内１５における圧力の増加のため第１の端部１１に向かって収縮している。このため、第４のブロック５４の第２の面５４ａとボルト６１の頭部６１ａとの間に収縮量δにわたり間隙が生じている。

【0028】

図３（ｃ）は、図３（ｂ）のように蓄圧部１２を加圧した状態において、蓄圧部１２と常圧部１４との間の隔膜３１を開いて圧力を解放したときの充填材５０の動きを示している。充填材５０は、圧力が減少したために軸方向に膨張するとともに、軸方向に速度ｖに加速される。

【0029】

図３（ｂ）に示した加圧時における充填材５０の収縮量δや図３（ｃ）に示した圧力解放時における充填材の速度ｖは、次のように計算することができる。ここで、第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４からなる充填材５０の密度をρ、ヤング率をＥ、軸方向の長さをＬとし、加圧により充填材５０に蓄積された弾性エネルギーをＥ_ｇ、圧力解放時の充填材５０の運動エネルギーをＥ_ｋとする。また、衝撃波管１０の断面積をＡ、蓄圧部１２における圧力をｐとする。充填材５０の断面積も衝撃波管１０と同様にＡとする。なお、充填材５０は、第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４にかかわらず、一体として構成され、一様で連続であるものとする。

【0030】

図３（ｂ）に示した加圧時に、第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４からなる充填材５０は、第１の端部１１の内壁１１ａに向かって一方向に圧縮される。このとき、収縮量δ及び充填材５０の弾性エネルギーＥ_ｇは次の数１及び数２によって与えられる。

【数1】

【数2】

【0031】

ここで、充填材５０の質量ｍは数３

【数3】

によって与えられる。

【0032】

したがって、図３（ｃ）に示した圧力解放時における充填材５０の速度ｖ及び運動エネルギーＥ_ｋは、数４及び数５によって与えられる。

【数4】

【数5】

【0033】

充填材５０の速度ｖ及び運動エネルギーＥ_ｋは、別の方法によって計算することもできる。図３（ｂ）に示した加圧時において、第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４からなる充填材５０が一様に圧力を受け、図３（ｂ）に示した圧力解放時の圧力の変化は第１のブロック５１の第１の面５１ａから第４のブロック５４の第２の面５４ａに向かって進むものとする。

【0034】

収縮量δ及び充填材５０における音速は、次の数６及び数７によって与えられる。

【数6】

【数7】

【0035】

圧力解放時に、圧力の解放は第１のブロック５１の第１の面５１ａから第２のブロック５２の第２の面５４ａまでの距離Ｌを数８に示される時間Δｔで到達し、力積Ｉは数９によって与えられる。

【数8】

【数9】

【0036】

したがって、充填材５０の速度ｖは数１０で与えられ、先の数４と同様の結果に達した。

【数10】

【0037】

また、圧力解放時において、充填材５０の第１のブロック５１の第１の面５１ａと衝撃波管１０の第１の端部１１の内壁１１ａとの間で空気が断熱膨張し、充填材５０は加速される。このような断熱膨張による充填材５０の加速は、次のように計算することができる。

【0038】

圧力解放前の蓄圧部１２内の空気の密度ρ_０及び圧力ｐ_０と、圧力解放後の充填材５０の第１のブロック５１の第１の面５１ａと衝撃波管１０の第１の端部１１の内壁１１ａとの間に形成される空間における密度ρ及び圧力ｐとの間には、数１１の関係式が成り立つ。ここでγは比熱比である。

【数11】

したがって、断熱膨張による速度ｖは、充填材５０の質量ｍ、衝撃波管１０の断面積Ａを用いて、数１２及び数１３により得られる。

【数12】

【数13】

【0039】

表１には、充填材５０について、数４及び数１０に示した弾性エネルギーによる加速と、数１３に示した断熱膨張による加速を考慮し、種々の材料について収縮量、圧力解放時の速度、運動エネルギー、圧力解放時に固定するために必要なボルトの本数などを計算した。ここで、衝撃波管１０の内径は３００ｍｍ、断面積は７０６８６ｍｍ^２とした。充填材５０の直径及び断面積は衝撃波管１０の内径及び断面積と同様であり、長さは軸方向に４００ｍｍとした。

【0040】

【表1】

【0041】

表１に示すように、アルミ合金や鋼材は、収縮量、速度、運動エネルギーがともに比較的小さく、圧力解放時の固定に必要なボルト本数も少ない。粘土のような可塑性材料は、圧力解放時にも運動が生じることはなく、固定に必要なボルトも必要ない。ＭＣナイロンは３Ｄプリンタで容易に成形することができ、木材は加工が容易であるが、ＭＣナイロン及び木材は収縮量、速度、運動エネルギーがともに比較的大きく、固定に必要なボルト本数も比較的多い。鉛は、速度はアルミ合金や鋼材と同程度であるが、運動エネルギーや固定に必要なボルト本数がアルミ合金や鋼材よりは多い。

【0042】

これらの各材料を比較すると、アルミ合金又は鋼材のような金属は、圧力解放時の固定に必要な本数が少ないために充填材５０に適切であることが明らかである。充填材５０は、アルミ合金又は鋼材のような金属による第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４により構成することができる。ただし、金属であっても鉛のような密度が大きい重金属は、運動エネルギーが大きくなり固定に必要なボルト本数が増加するために充填材５０には適切でない。

【0043】

一方、粘土などの可塑性材料も、加圧による容積変化が比較的大きいが、圧力解放時にも運動が生じることはなく、ボルトで固定する必要がないので充填材５０に適切であることが明らかである。粘土などの可塑性材料は、例えば塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンなどのプラスチックのフィルムで包んで形成した第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４により提供することができる。なお、粘土などの可塑性材料も、可塑性材料を第１の端部に対して覆うような適切な蓋を用い、この蓋を介してボルトで固定することができる。このような蓋の例については、後述する第３の実施の形態で説明する。

【0044】

第１の形態によると、充填材５０にアルミ合金又は鋼材のような金属や粘土のような可塑性材料を使用することにより、圧力解放時における充填材５０の速度や運動エネルギーを抑制している。したがって、充填材５０にアルミ合金又は鋼材のような金属を使用する場合には、充填材５０を衝撃波管１０の第１の端部１１にボルト６１などによって確実に固定することができ、充填材５０が過大に移動したりボルト６１が破断したりすることがない。

【0045】

第１の実施の形態の充填材５０は、第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４から構成されているため、取り扱いが容易である。例えば、充填材５０の設置は、衝撃波管１０の第１の端部１１から第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４等を所望のブロック数だけ順に設置し、ボルト６１で固定することにより容易に実施することができる。また、充填材５０の撤去も、ボルト６１を取り外し、第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４等を衝撃波管１００から順に取り出すことにより容易に実施することができる。なお、ブロックの数は４個に限らず、１個以上であればよい。

【0046】

一方、充填材５０に粘土などの可塑性材料を使用する場合には、ボルト６１などによって固定しなくても充填材５０が過大に移動したりすることがない。粘土などの可塑性材料は、衝撃波管１０に直接に充填することもできる。ただし、粘土などの可塑性材料は、充填材５０を設置したり撤去したりするごとに、衝撃波管１０の内壁に成形したり、衝撃波管１０の内壁に減りついた引き剥がす作業が必要になる。粘土など可塑性材料をフィルムで包んでブロックに形成した場合には、引き剥がす作業は必要ないため、設置したり撤去したりする作業は容易になる。

【0047】

図４は、衝撃波試験装置の第２の実施の形態を説明する図である。第２の実施の形態は、充填材５０の第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４にプラスチックのフィルムで包んで形成した粘土などの可塑性材料を使用し、充填材５０を衝撃波管１０の内壁に対してリング状部材で支持している。なお、第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４は可塑性材料に限らず、金属であってもよい。

【0048】

図４（ａ）は、第２の実施の形態を説明する断面図である。充填材５０は、第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４から構成され、これらは軸方向に同様の長さを有し、衝撃波管１０の内径と同様の直径を有している。第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４は、衝撃波管１０の第１の端部１１から軸方向に順に隣接して設置され、第１のブロック５１の第１の面５１ａは第１の端部１１の内壁１１ａに接し、第４のブロック５４の第２の面５４ａはリング状部材７０によって固定されている。上述のように、粘土などの可塑性材料は圧力解放時にも加速されることがないため、リング状部材７０は、圧力解放時に充填材５０の運動を阻止する必要はない。

【0049】

図４（ｂ）はリング状部材７０の上面図である。リング状部材７０は、第１の半リング状部材７１及び第２の半リング状部材７２を有し、これら第１の半リング状部材７１及び第２の半リング状部材７２で衝撃波管１０の内径に略等しいリングを形成している。リング状部材７０は、第１の半リング状部材７１及び第２の半リング状部材７２間に、距離を調節可能に接続する第１の調節部７５及び第２の調節部７６を有している。第１の調節部７５及び第２の調節部７６はそれぞれ突っ張りネジを含み、突っ張りネジを回してリング状部材７０の径を拡張又は縮小することができる。リング状部材７０は、径が拡張されることによって衝撃波管１０の内壁に摩擦によって固定される。また、径を縮小することにより衝撃波管１０の内壁に固定されたリング状部材７０を取り外すこともできる。

【0050】

第２の実施の形態によると、衝撃波管１０の第１の端部１１の内壁１１ａにボルト６１を締結することにより固定する第１の実施の形態とは異なり、リング状部材７０を衝撃波管１０の内壁に対して摩擦により固定している。したがって、第２の実施の形態によると、衝撃波管１０を加工することなく充填材５０を固定することができる。

【0051】

図５は、第３の実施の形態を説明する断面図である。第３の実施の形態は、充填材５０の第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４にプラスチックのフィルムで包んで形成した粘土などの可塑性材料を使用し、充填材５０を衝撃波管１０の第１の端部１１に対して固定部材８０で支持している。第２の実施の形態とは、リング状部材７０を固定部材８０に替えた点を除くと他の構成は同様である。なお、第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４は可塑性材料に限らず、金属であってもよい。

【0052】

固定部材８０は、第１の面８１ａによって充填材５０を衝撃波管１０の第１の端部１１に向けて覆い、軸方向に第１の端部１１から離れるほど側面８１ｂの径が小さくなる蓋８１と、蓋８１と衝撃波管１０内の内壁との間に挟持される複数の金属球８２とを含んでいる。軸方向に進むほど側面８１ｂの径が小さくなる蓋８１は、衝撃波管１０の内壁との間に挟持される複数の金属球８２による摩擦によって、第１の端部１１から離れる方向に動かないように固定される。

【0053】

固定部材８０は、複数の金属球８２を衝撃波管１０の軸方向に移動可能に保持する金属球保持部材８３と、金属球保持部材８３を複数の金属球８２とともに蓋８１の第２の面８１ｃに対して第１の端部１１から離れる方向に移動させることができるネジ８４とを有している。金属球保持部材８３は、複数の金属球８２とともに衝撃波管１０の軸方向に移動することができる。金属球保持部材８３は、固定部材８０が充填材５０を覆って衝撃波管１０の管内に固定されるときに、複数の金属球８２を第１の端部１１に向かって適切な位置まで押し込むために使用されてもよい。また、金属球保持部材８３は、充填材５０を覆う固定部材８０を取り外すときに、複数の金属球８２を第１の端部１１から離れる方向に移動させるために使用されてもよい。このとき、ネジ８４によって金属球保持部材８３を第１の端部１１から離れる方向に移動させることによって、金属球８２を容易に移動させることができる。

【0054】

第３の実施の形態においても、充填材５０は、第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４から構成され、これらは軸方向に同様の長さを有し、衝撃波管１０の内径と同様の直径を有している。第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４は、衝撃波管１０の第１の端部１１から軸方向に順に隣接して設置され、第１のブロック５１の第１の面５１ａは第１の端部１１の内壁１１ａに接し、第４のブロック５４の第２の面５４ａは蓋８１の第１の面８１ａによって覆われている。上述のように、粘土などの可塑剤は圧力解放時にも加速されることがないため、固定部材８０は、圧力解放時に充填材５０の運動を阻止する必要はない。

【0055】

第３の実施の形態によると、複数の金属球８２を保持する金属球保持部材８３を出し入れする操作によって、充填材５０に対する蓋８１の着脱を容易に実施することができる。また、金属球８２が蓋８１と衝撃波管１０の内壁との間に食い込んだときにも、ネジ８４によって金属球保持部材８３を移動させることにより、蓋８１を容易に取り外すことができる。

【0056】

上述の第１から第３の実施の形態は、いずれか２つ又は３つのものを同時に適用することもできる。例えば、プラスチックのフィルムで包んで形成した粘土などの可塑性材料からなる第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４を第１の実施の形態のボルト６１で固定するとともに、第２の実施の形態のリング状部材７０又は第３の実施の形態の蓋８１で固定してもよい。また、第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４を第２の実施の形態のリング状部材７０とともに、第３の実施の形態の蓋８１で固定してもよい。

【0057】

なお、上述の実施形態において、第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４は、所定径で所定厚さを有するものとしたが、これに限らない。第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４は、空洞が形成されたものであってもよい。例えば、空洞は、第１のブロック５１、第２のブロック５２、第３のブロック５３及び第４のブロック５４を貫通して衝撃波管１０の軸方向に延び、一端が衝撃波管１０の第１の端部１１によって、他端が第３の実施の形態の蓋３１によって密閉されていてもよい。この空洞は、円筒形状であってもよい。

【符号の説明】

【0058】

１０ 衝撃波管
１１ 第１の端部
１２ 蓄圧部
１４ 常圧部
３１ 隔膜
５０ 充填材
５１ 第１のブロック
５２ 第２のブロック
５３ 第３のブロック
５４ 第４のブロック
６１ ボルト
７０ リング状部材
８０ 固定部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】