高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法
【課題】高速打ち込み試験で形状を崩しにくいゼラチンの製造方法を提供する。
【解決手段】高速打ち込み試験に用いる衝突用飛翔体をゼラチン塊で形成するに際し、湯１Ｌに対してゼラチン粉末３６０〜６００ｇを溶かして液状ゼラチンとし、これを球形に成形するものである。
【解決手段】高速打ち込み試験に用いる衝突用飛翔体をゼラチン塊で形成するに際し、湯１Ｌに対してゼラチン粉末３６０〜６００ｇを溶かして液状ゼラチンとし、これを球形に成形するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェットエンジンの衝撃試験などの高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ジェットエンジンに鳥が吸い込まれた際の耐衝撃性を確認するための試験として、鳥の代わりにゼラチン塊を試験用銃を用いて発射する方法（高速打ち込み試験）が採られる場合がある。
【０００３】
このとき、ゼラチン塊は、例えば円柱状にしたものをサボーと呼ばれる中空円筒形の筒に入れて発射され、対象とする構造物（ジェットエンジンのファンブレードなど）に衝突させる。このときの構造応答を調べることで、対象物の耐衝撃性が評価される。
【０００４】
従来、この試験では、円柱形に成形したゼラチン塊を用いていた（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９９６１号公報
【特許文献２】特開２００４−１７７２７０号公報
【特許文献３】特開２００４−７７３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、従来の試験状況を高速度カメラなどで観察したところ、従来のゼラチン塊は、サボーから発射されるとき、その形状が崩れてしまう場合が多いことが分かった。これは、ゼラチン塊が軟質であり、変形しやすいためである。
【０００７】
ゼラチン塊が対象物に衝突したときの荷重は、ゼラチン塊の衝突時の形状の影響を受けるため、ゼラチン塊の衝突時の形状の崩れは試験結果にばらつきを生じさせる問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、高速打ち込み試験で形状を崩しにくいゼラチンの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、高速打ち込み試験に用いる衝突用飛翔体をゼラチン塊で形成するに際し、湯１Ｌに対してゼラチン粉末３６０〜６００ｇを溶かして液状ゼラチンとし、これを球形に成形する高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法である。
【００１０】
請求項２の発明は、上下の型枠の合わせ面に複数の半円球の窪みを形成すると共に、前記上下の型枠のいずれかの窪みにゼラチン注入口と空気抜き穴を形成し、その上下の型枠を合わせて型枠内に球状の成型用キャビティを形成し、その成型用キャビティに前記液状ゼラチンを注入し、これを冷却して球形ゼラチンを成形する請求項１に記載の高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ゼラチン塊を形成する際に、ゼラチン粉末の量を多くし、かつ球状に成形することで、形状が崩れにくく、球状を保持したまま対象物に高速打ち込みすることができる球形ゼラチンを得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態で用いた型枠を示す図である。
【図２】湯１Ｌに対してのゼラチン粉末量を３６０ｇとした球形ゼラチンが対象物に衝突する様子を高速度カメラで撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１４】
本発明者らは、従来、高速打ち込み試験では円柱状のゼラチン塊が用いられているため、発射時にゼラチン塊の形状が変形してしまい試験の結果にばらつきを生じさせてしまう問題があることに注目した。
【００１５】
発射時に円柱状のゼラチン塊の形状が変形しやすいのは、ゼラチン塊を対象物に発射するサボーとゼラチン塊との間の接触面積が大きいので摩擦力が作用し、ゼラチン塊の形状が保持しにくいためである。
【００１６】
また、円柱状のゼラチン塊では、回転の影響が打ち込み対象物（ジェットエンジンのファンブレードなど）の構造応答に出てしまう。
【００１７】
そこで、本発明者らは、発射時に摩擦の影響を受けにくく、また回転の影響が打ち込み対象物（ジェットエンジンのファンブレードなど）の構造応答に出にくくするために、ゼラチン塊の形状を球形とすることを思いついた。
【００１８】
ゼラチン塊の形状を球形とした球形ゼラチンは、その背面を押し出すように発射できるため形状保持がしやすい点と、回転しても対象物の構造応答に出にくい点に利点がある。
【００１９】
球形ゼラチンを得るためにその製造方法を検討した。その結果、本発明の高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法を見出した。
【００２０】
本発明の高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法は、湯１Ｌに対してゼラチン粉末３６０〜６００ｇを溶かして液状ゼラチンとし、これを球形に成形する方法である。
【００２１】
湯１Ｌに対してゼラチン粉末量を３６０ｇ以上とするのは、概ね２００ｍ／ｓ程度までの高速打ち込みに対し形状を保持できるような硬度を確保するためであり、６００ｇを限界とするのは、湯１Ｌに対して溶かすことのできる限界値が６００ｇだからである。
【００２２】
このゼラチン粉末の湯への溶解は、水を湯煎した状態で６０〜９０℃に保ってゼラチン粉末を溶かしながら撹拌して液状ゼラチンとする。この際、液状ゼラチンには、空気が混入しやすくなるため、空気の混入をなくすように溶かし込む。
【００２３】
液状ゼラチンを球形に成形する際には型枠を用い、型枠に液状ゼラチンを注入し、これを冷却、固化させて球形ゼラチンを成形する。
【００２４】
液状ゼラチンを球形に成形する際に用いる型枠の一例を図１（ａ）、（ｂ）に示す。図１（ａ）に示す型枠を型枠Ａ、図１（ｂ）に示す型枠を型枠Ｂと呼称する。
【００２５】
図１（ａ）に示すように、型枠Ａは、型枠の合わせ面に複数の半円球の窪み１を形成すると共に、窪み１にゼラチン注入口２（空気抜き穴３）を形成したものであり、型枠を合わせた際に合わせ面がズレないようにボルト締めするための穴４が形成されている。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、型枠Ｂは、型枠の合わせ面に複数の半円球の窪み１を形成したものであり、型枠Ａと同様にボルト締めのための穴４が形成されている。
【００２７】
例えば、窪み１の大きさとしては直径２５ｍｍ、ゼラチン注入口２、穴４の大きさとしては直径５ｍｍとし、型枠Ａ，Ｂ共に窪み１以外の角部は面取りするとよい。
【００２８】
型枠Ａ，Ｂの材質は、伝熱性の高いアルミニウムなどであるとよい。これにより、熱を効率よく伝達でき短時間で効率よく球形ゼラチンを製造することができる。
【００２９】
この型枠Ａ，ＢをＡ（上），Ｂ（下）もしくはＡ（上），Ａ（下）の組み合わせで用い、それぞれの合わせ面を合わせると、型枠内に球状の成型用キャビティ５が形成される。Ａ（上），Ｂ（下）の組み合わせで上下の型枠を構成する場合には、ゼラチン注入口２が空気抜き穴３を兼ねる。
【００３０】
この上下の型枠の成型用キャビティ５にゼラチン注入口２から液状ゼラチンを注入し、これを冷却することで球形ゼラチンを成形することができるが、液状ゼラチンを注入する際には、予め上下の型枠の窪み１に離型剤を塗布しておくと液状ゼラチンが固化したときに取り出しやすいので好ましい。離型剤としては、テフロン（登録商標）スプレー又はシリコンスプレーなどを用いることができる。
【００３１】
液状ゼラチンを注入するときは１００℃以下に加温するとよい。これにより、気泡がなく密度の均一な球形ゼラチンを成形することができる。
【００３２】
また、液状ゼラチンを注入する際には、上下の型枠をバイブレータで振動させながら注入することで、空気抜き穴３から成型用キャビティ５内の空気を効率よく抜くことができる。
【００３３】
最後に、成形された球形ゼラチンの表面に、高速打ち込み試験の際の形状変化、回転などを観察できるように、９０°交差した経線と緯線を付けると球形ゼラチンが完成する。
【００３４】
本発明の高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法によれば、湯１Ｌに対してゼラチン粉末３６０〜６００ｇを溶かして液状ゼラチンとし、これを球形に成形することで、衝突時に形状を崩しにくい球形ゼラチンを得られる。なお、硬いゼラチンを用いても試験結果に悪影響はないことが分かっている。
【００３５】
上述したアルミニウムからなる専用の型枠を用いることで、一度に多数の同じ球形ゼラチンを効率よく成形することができる。
【００３６】
また、上下の型枠の窪み１に予めテフロン（登録商標）スプレー又はシリコンスプレーなどの離型剤を塗布しておくと、液状ゼラチンが固化したときに取り出しやすくなり、製造効率を向上できる。
【００３７】
型枠に液状ゼラチンを注入する際に、上下の型枠をバイブレータで振動させながら注入することで、空気抜き穴３から成型用キャビティ５内の空気を効率よく抜くことができ、気泡がなく密度の均一な球形ゼラチンを成形することができる。また、液状ゼラチンを注入する際に、１００℃以下で加温することで、気泡がなく密度の均一なゼラチンを成形することができる。
【００３８】
さらに、成形した球形ゼラチンの表面に、９０°交差した経線と緯線を付けることで、高速打ち込み試験の際の形状変化、回転を観察できる。
【００３９】
上述の実施の形態においては、成形された球形ゼラチンの表面に、高速打ち込み試験の際の形状変化、回転などを観察できるように、９０°交差した経線と緯線を付けたが、これに限らず、ゼラチンの形状変化、回転が分かれば他の模様でもよい。
【実施例】
【００４０】
湯１Ｌに対してのゼラチン粉末量を３６０ｇとして、球形ゼラチンを成形し、これを対象物に衝突させた。
【００４１】
図２は、湯１Ｌに対してのゼラチン粉末量を３６０ｇとした球形ゼラチンが対象物に衝突する様子を高速度カメラで撮影した写真である。
【００４２】
図２に示すように、球形ゼラチンが対象物に衝突する際にも、しっかりと球形を保持している。また、対象物に衝突したときにも圧力が均一にかかっていることが分かる。
【００４３】
以上より、湯１Ｌに対してゼラチン粉末を３６０ｇ溶かして球形ゼラチンを成形することにより、サボーから発射されても球形を保つことが確認できた。
【００４４】
また、ゼラチン粉末３６０ｇは下限値であり、湯１Ｌに対して溶かすことが可能な６００ｇまで溶かし込むことで、硬度の異なる球形ゼラチンとすることが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 窪み
２ ゼラチン注入口
３ 空気抜き穴
４ 穴
５ 成型用キャビティ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェットエンジンの衝撃試験などの高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ジェットエンジンに鳥が吸い込まれた際の耐衝撃性を確認するための試験として、鳥の代わりにゼラチン塊を試験用銃を用いて発射する方法（高速打ち込み試験）が採られる場合がある。
【０００３】
このとき、ゼラチン塊は、例えば円柱状にしたものをサボーと呼ばれる中空円筒形の筒に入れて発射され、対象とする構造物（ジェットエンジンのファンブレードなど）に衝突させる。このときの構造応答を調べることで、対象物の耐衝撃性が評価される。
【０００４】
従来、この試験では、円柱形に成形したゼラチン塊を用いていた（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９９６１号公報
【特許文献２】特開２００４−１７７２７０号公報
【特許文献３】特開２００４−７７３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、従来の試験状況を高速度カメラなどで観察したところ、従来のゼラチン塊は、サボーから発射されるとき、その形状が崩れてしまう場合が多いことが分かった。これは、ゼラチン塊が軟質であり、変形しやすいためである。
【０００７】
ゼラチン塊が対象物に衝突したときの荷重は、ゼラチン塊の衝突時の形状の影響を受けるため、ゼラチン塊の衝突時の形状の崩れは試験結果にばらつきを生じさせる問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、高速打ち込み試験で形状を崩しにくいゼラチンの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、高速打ち込み試験に用いる衝突用飛翔体をゼラチン塊で形成するに際し、湯１Ｌに対してゼラチン粉末３６０〜６００ｇを溶かして液状ゼラチンとし、これを球形に成形する高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法である。
【００１０】
請求項２の発明は、上下の型枠の合わせ面に複数の半円球の窪みを形成すると共に、前記上下の型枠のいずれかの窪みにゼラチン注入口と空気抜き穴を形成し、その上下の型枠を合わせて型枠内に球状の成型用キャビティを形成し、その成型用キャビティに前記液状ゼラチンを注入し、これを冷却して球形ゼラチンを成形する請求項１に記載の高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ゼラチン塊を形成する際に、ゼラチン粉末の量を多くし、かつ球状に成形することで、形状が崩れにくく、球状を保持したまま対象物に高速打ち込みすることができる球形ゼラチンを得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態で用いた型枠を示す図である。
【図２】湯１Ｌに対してのゼラチン粉末量を３６０ｇとした球形ゼラチンが対象物に衝突する様子を高速度カメラで撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１４】
本発明者らは、従来、高速打ち込み試験では円柱状のゼラチン塊が用いられているため、発射時にゼラチン塊の形状が変形してしまい試験の結果にばらつきを生じさせてしまう問題があることに注目した。
【００１５】
発射時に円柱状のゼラチン塊の形状が変形しやすいのは、ゼラチン塊を対象物に発射するサボーとゼラチン塊との間の接触面積が大きいので摩擦力が作用し、ゼラチン塊の形状が保持しにくいためである。
【００１６】
また、円柱状のゼラチン塊では、回転の影響が打ち込み対象物（ジェットエンジンのファンブレードなど）の構造応答に出てしまう。
【００１７】
そこで、本発明者らは、発射時に摩擦の影響を受けにくく、また回転の影響が打ち込み対象物（ジェットエンジンのファンブレードなど）の構造応答に出にくくするために、ゼラチン塊の形状を球形とすることを思いついた。
【００１８】
ゼラチン塊の形状を球形とした球形ゼラチンは、その背面を押し出すように発射できるため形状保持がしやすい点と、回転しても対象物の構造応答に出にくい点に利点がある。
【００１９】
球形ゼラチンを得るためにその製造方法を検討した。その結果、本発明の高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法を見出した。
【００２０】
本発明の高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法は、湯１Ｌに対してゼラチン粉末３６０〜６００ｇを溶かして液状ゼラチンとし、これを球形に成形する方法である。
【００２１】
湯１Ｌに対してゼラチン粉末量を３６０ｇ以上とするのは、概ね２００ｍ／ｓ程度までの高速打ち込みに対し形状を保持できるような硬度を確保するためであり、６００ｇを限界とするのは、湯１Ｌに対して溶かすことのできる限界値が６００ｇだからである。
【００２２】
このゼラチン粉末の湯への溶解は、水を湯煎した状態で６０〜９０℃に保ってゼラチン粉末を溶かしながら撹拌して液状ゼラチンとする。この際、液状ゼラチンには、空気が混入しやすくなるため、空気の混入をなくすように溶かし込む。
【００２３】
液状ゼラチンを球形に成形する際には型枠を用い、型枠に液状ゼラチンを注入し、これを冷却、固化させて球形ゼラチンを成形する。
【００２４】
液状ゼラチンを球形に成形する際に用いる型枠の一例を図１（ａ）、（ｂ）に示す。図１（ａ）に示す型枠を型枠Ａ、図１（ｂ）に示す型枠を型枠Ｂと呼称する。
【００２５】
図１（ａ）に示すように、型枠Ａは、型枠の合わせ面に複数の半円球の窪み１を形成すると共に、窪み１にゼラチン注入口２（空気抜き穴３）を形成したものであり、型枠を合わせた際に合わせ面がズレないようにボルト締めするための穴４が形成されている。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、型枠Ｂは、型枠の合わせ面に複数の半円球の窪み１を形成したものであり、型枠Ａと同様にボルト締めのための穴４が形成されている。
【００２７】
例えば、窪み１の大きさとしては直径２５ｍｍ、ゼラチン注入口２、穴４の大きさとしては直径５ｍｍとし、型枠Ａ，Ｂ共に窪み１以外の角部は面取りするとよい。
【００２８】
型枠Ａ，Ｂの材質は、伝熱性の高いアルミニウムなどであるとよい。これにより、熱を効率よく伝達でき短時間で効率よく球形ゼラチンを製造することができる。
【００２９】
この型枠Ａ，ＢをＡ（上），Ｂ（下）もしくはＡ（上），Ａ（下）の組み合わせで用い、それぞれの合わせ面を合わせると、型枠内に球状の成型用キャビティ５が形成される。Ａ（上），Ｂ（下）の組み合わせで上下の型枠を構成する場合には、ゼラチン注入口２が空気抜き穴３を兼ねる。
【００３０】
この上下の型枠の成型用キャビティ５にゼラチン注入口２から液状ゼラチンを注入し、これを冷却することで球形ゼラチンを成形することができるが、液状ゼラチンを注入する際には、予め上下の型枠の窪み１に離型剤を塗布しておくと液状ゼラチンが固化したときに取り出しやすいので好ましい。離型剤としては、テフロン（登録商標）スプレー又はシリコンスプレーなどを用いることができる。
【００３１】
液状ゼラチンを注入するときは１００℃以下に加温するとよい。これにより、気泡がなく密度の均一な球形ゼラチンを成形することができる。
【００３２】
また、液状ゼラチンを注入する際には、上下の型枠をバイブレータで振動させながら注入することで、空気抜き穴３から成型用キャビティ５内の空気を効率よく抜くことができる。
【００３３】
最後に、成形された球形ゼラチンの表面に、高速打ち込み試験の際の形状変化、回転などを観察できるように、９０°交差した経線と緯線を付けると球形ゼラチンが完成する。
【００３４】
本発明の高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法によれば、湯１Ｌに対してゼラチン粉末３６０〜６００ｇを溶かして液状ゼラチンとし、これを球形に成形することで、衝突時に形状を崩しにくい球形ゼラチンを得られる。なお、硬いゼラチンを用いても試験結果に悪影響はないことが分かっている。
【００３５】
上述したアルミニウムからなる専用の型枠を用いることで、一度に多数の同じ球形ゼラチンを効率よく成形することができる。
【００３６】
また、上下の型枠の窪み１に予めテフロン（登録商標）スプレー又はシリコンスプレーなどの離型剤を塗布しておくと、液状ゼラチンが固化したときに取り出しやすくなり、製造効率を向上できる。
【００３７】
型枠に液状ゼラチンを注入する際に、上下の型枠をバイブレータで振動させながら注入することで、空気抜き穴３から成型用キャビティ５内の空気を効率よく抜くことができ、気泡がなく密度の均一な球形ゼラチンを成形することができる。また、液状ゼラチンを注入する際に、１００℃以下で加温することで、気泡がなく密度の均一なゼラチンを成形することができる。
【００３８】
さらに、成形した球形ゼラチンの表面に、９０°交差した経線と緯線を付けることで、高速打ち込み試験の際の形状変化、回転を観察できる。
【００３９】
上述の実施の形態においては、成形された球形ゼラチンの表面に、高速打ち込み試験の際の形状変化、回転などを観察できるように、９０°交差した経線と緯線を付けたが、これに限らず、ゼラチンの形状変化、回転が分かれば他の模様でもよい。
【実施例】
【００４０】
湯１Ｌに対してのゼラチン粉末量を３６０ｇとして、球形ゼラチンを成形し、これを対象物に衝突させた。
【００４１】
図２は、湯１Ｌに対してのゼラチン粉末量を３６０ｇとした球形ゼラチンが対象物に衝突する様子を高速度カメラで撮影した写真である。
【００４２】
図２に示すように、球形ゼラチンが対象物に衝突する際にも、しっかりと球形を保持している。また、対象物に衝突したときにも圧力が均一にかかっていることが分かる。
【００４３】
以上より、湯１Ｌに対してゼラチン粉末を３６０ｇ溶かして球形ゼラチンを成形することにより、サボーから発射されても球形を保つことが確認できた。
【００４４】
また、ゼラチン粉末３６０ｇは下限値であり、湯１Ｌに対して溶かすことが可能な６００ｇまで溶かし込むことで、硬度の異なる球形ゼラチンとすることが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 窪み
２ ゼラチン注入口
３ 空気抜き穴
４ 穴
５ 成型用キャビティ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速打ち込み試験に用いる衝突用飛翔体をゼラチン塊で形成するに際し、湯１Ｌに対してゼラチン粉末３６０〜６００ｇを溶かして液状ゼラチンとし、これを球形に成形することを特徴とする高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法。
【請求項２】
上下の型枠の合わせ面に複数の半円球の窪みを形成すると共に、前記上下の型枠のいずれかの窪みにゼラチン注入口と空気抜き穴を形成し、その上下の型枠を合わせて型枠内に球状の成型用キャビティを形成し、その成型用キャビティに前記液状ゼラチンを注入し、これを冷却して球形ゼラチンを成形する請求項１に記載の高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法。
【請求項１】
高速打ち込み試験に用いる衝突用飛翔体をゼラチン塊で形成するに際し、湯１Ｌに対してゼラチン粉末３６０〜６００ｇを溶かして液状ゼラチンとし、これを球形に成形することを特徴とする高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法。
【請求項２】
上下の型枠の合わせ面に複数の半円球の窪みを形成すると共に、前記上下の型枠のいずれかの窪みにゼラチン注入口と空気抜き穴を形成し、その上下の型枠を合わせて型枠内に球状の成型用キャビティを形成し、その成型用キャビティに前記液状ゼラチンを注入し、これを冷却して球形ゼラチンを成形する請求項１に記載の高速打ち込み試験に用いる球形ゼラチンの製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１６４４７６（Ｐ２０１０−１６４４７６Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７８３６（Ｐ２００９−７８３６）
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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