米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 武器 -> 株式会社日本製鋼所

発明の名称 外部コイル付き電磁レールガン
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−253296
公開日 平成7年(1995)10月3日
出願番号 特願平6−44211
出願日 平成6年(1994)3月15日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】有近 紳志郎
発明者 生田 一成
要約 目的
外部コイルのインダクタンスが大きい場合でも、電機子を最大の電磁力で一気に加速できるようにする。

構成
外部コイル(5,6)を流れる電流(I)がピークになるまでは、レール間短絡板(21)に電流(I)を分流し、電機子(4)に電流を流さない。電流(I)がピークになったことをピーク検出器(31)で検出すると、スイッチ(25)を閉じる。すると、電磁石(23)の吸引力でレール間短絡板(21)がレール(2,3)から離れ、電機子(4)に電流(I)が流れ込む。これにより、電機子(4)を一気に加速する。
特許請求の範囲
【請求項1】 第1のレールと、第2のレールと、それら第1のレールおよび第2のレールに接触し且つ摺動可能に設置された電機子と、前記レール間に磁場を与える外部コイルとを有し、前記第1のレールと前記電機子と前記第2のレールの直列回路に電流を流し、且つ、前記外部コイルに電流を流し、前記レールに流れる電流による磁界および前記外部コイルに流れる電流による磁界と前記電機子に流れる電流との間に働く電磁力により前記レール上を摺動させながら前記電機子を加速する外部コイル付き電磁レールガンにおいて、前記外部コイルを流れる電流による磁界が十分に立上がるまでは前記電機子に電流を流さず,十分に立上がった後から前記電機子に電流を流す電機子電流制御手段を設けたことを特徴とする外部コイル付き電磁レールガン。
【請求項2】 請求項1に記載の外部コイル付き電磁レールガンにおいて、前記電機子電流制御手段は、外部コイルを流れる電流による磁界が十分に立上がるまでは第1のレールおよび第2のレールに接触してレール間を短絡し前記電機子に電流を流さず,十分に立上がった後は前記第1のレールまたは第2のレールの少なくとも一方から離れて前記電機子に電流を流すレール間短絡板を含むことを特徴とする外部コイル付き電磁レールガン。
【請求項3】 請求項2に記載の外部コイル付き電磁レールガンにおいて、前記レール間短絡板は、電機子を構成する導体より電気抵抗を小さくした導体で形成されていることを特徴とする外部コイル付き電磁レールガン。
【請求項4】 請求項2または請求項3に記載の外部コイル付き電磁レールガンにおいて、前記電機子電流制御手段は、外部コイルを流れる電流のピークを検出するピーク検出器と、そのピーク検出器で電流のピークを検出するまでは前記レール間短絡板を前記第1のレールおよび第2のレールに接触させ,電流のピークを検出した後は前記第1のレールまたは第2のレールの少なくとも一方から前記レール間短絡板を離すレール間短絡板駆動手段とを含むことを特徴とする外部コイル付き電磁レールガン。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、外部コイル付き電磁レールガンに関し、更に詳しくは、加速効率が良く且つレールの熱損傷が少ない外部コイル付き電磁レールガンに関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、特開平4−64895号公報に記載の外部コイル付き電磁レールガンの説明図である。この外部コイル付き電磁レールガン200において、1はコンデンサからなる電流源であり、2,3はレール、4は電機子、5,6は外部コイルを構成する金属体である。前記電機子4は、前記レール2,3に接触し且つ摺動可能に設置されており、、被加速体Mと一体化されている。前記金属体5,6は、接続線7により金属体5a,6a,5b,6b,5c,6c,5d,6dの順で接続され、3回巻きの外部コイルを構成している。前記電流源1の一端1aは、スイッチSを介して、前記レール2の一端に接続されている。また、前記レール3の一端は、接続線8により前記金属体5aの一端に接続されている。さらに、前記金属体6cの一端は前記電流源1の他端1bに接続されている。そして、これにより、電流源1,スイッチS,レール2,電機子4,レール3,外部コイル(金属体5,6),電流源1が、直列回路を構成している。
【0003】スイッチSをオンすると、レール2,電機子4,レール3,外部コイル(金属体5,6)に電流Iが流れ、レール2,3を流れる電流および外部コイル(金属体5,6)を流れる電流による磁界と前記電機子4を流れる電流との間に働く電磁力により前記電機子4が加速力を受け、電機子4と被加速体Mとが前記レール2,3上を摺動しながら加速され、打ち出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の外部コイル付き電磁レールガン200では、外部コイル(金属体5,6)により磁界を強化し、大きな加速力を得ている。しかし、外部コイル(金属体5,6)のインダクタンスにより電流Iの立ち上がりが遅くなるため、電機子4を一気に加速できず、被加速体Mを十分高速に打ち出せなかったり、レール2,3の溶融損傷が大きくなったりする問題点がある。そこで、この発明の目的は、電機子を一気に加速できるように改良した外部コイル付き電磁レールガンを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の外部コイル付き電磁レールガン(100)は、第1のレール(2)と、第2のレール(3)と、それら第1のレール(2)および第2のレール(3)に接触し且つ摺動可能に設置された電機子(4)と、前記レール(2,3)間に磁場を与える外部コイル(5,6)とを有し、前記第1のレール(2)と前記電機子(4)と前記第2のレール(3)の直列回路に電流(I)を流し、且つ、前記外部コイル(5,6)に電流を流し、前記レール(2,3)に流れる電流(I)による磁界および前記外部コイル(5,6)に流れる電流(I)による磁界と前記電機子(4)に流れる電流(I)との間に働く電磁力により前記レール(2,3)上を摺動させながら前記電機子(4)を加速する外部コイル付き電磁レールガンにおいて、前記外部コイル(5,6)を流れる電流(I)による磁界が十分に立上がるまでは前記電機子(4)に電流を流さず,十分に立上がった後から前記電機子(4)に電流を流す電機子電流制御手段(20,30,31)を設けたことを構成上の特徴とするものである。
【0006】
【作用】この発明の外部コイル付き電磁レールガン(100)では、外部コイル(5,6)を流れる電流(I)による磁界が十分に立上がるまでは、電機子(4)に電流を流さない。そして、外部コイル(5,6)を流れる電流(I)による磁界が十分に立上がった後から、電機子(4)に電流を流す。このため、電機子(4)が最大の電磁力で一気に加速されることとなり、被加速体(M)を十分高速に打ち出せるようになる。また、電機子(4)が通電される時間が短縮されるから、レール(2,3)の溶融損傷も小さくなる。
【0007】
【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさらに詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定されるものではない。図1は、この発明の外部コイル付き電磁レールガンの一実施例の説明図である。この外部コイル付き電磁レールガン100において、1はコンデンサからなる電流源であり、2,3はレール、4は電機子、5,6は外部コイルを構成する金属体である。前記電機子4は、前記レール2,3に接触し且つ摺動可能に設置されており、、被加速体Mと一体化されている。電流源1,スイッチS,レール2,電機子4,レール3,外部コイル(金属体5,6),電流源1は、直列回路を構成している。
【0008】前記レール2,3の一端には、レール間短絡板21が接触している。そのレール間短絡板21には、磁性体板21aが取り付けられている。20は、レール間短絡板駆動部であり、前記レール間短絡板21を前記レール2,3の一端に押し付けるスプリング22と、前記磁性体21aを吸引して前記レール間短絡板21を前記レール2,3の一端から離す電磁石23と、その電磁石に通電する電源24およびスイッチ25から構成されている。30は、外部コイル(5,6)を流れる電流Iのピークをピーク検出器31で検出した時点から所定時間だけ前記スイッチ25をオンするスイッチ制御装置である。
【0009】図2は、外部コイル付き電磁レールガン100のレール近傍部分の斜視図である。前記レール2,3は、例えばタングステンなどの比較的溶融しにくい耐熱導電性材料からなっている。前記電機子4は、前記レール2,3よりも比較的溶融しやすい導電性材料からなっており、例えば半導体,アルミニウム,亜鉛,鉛,錫などである。前記被加速体Mは、例えばポリカーボネイトなどの寸法安定性の良いプラスチック材料からなっている。前記金属体5,6は、例えばアルミニウムであり、液体窒素などの冷却手段で冷却して電気抵抗を下げた状態で用いるのが好ましい。
【0010】前記金属体5,6は、接続線7により金属体5a,6a,5b,6b,5c,6c,5d,6dの順で接続され、3回巻きの外部コイルを構成している。電流源1の一端1aは、スイッチSを介して、前記レール2の一端に接続されている。また、前記レール3の一端は、接続線8により前記金属体5aの一端に接続されている。さらに、前記金属体6cの一端は前記電流源1の他端1bに接続されている。そして、これにより、電流源1,スイッチS,レール2,電機子4,レール3,外部コイル(金属体5,6),電流源1が、直列回路を構成している。
【0011】前記レール間短絡板21は、前記電機子4より抵抗値の低い材料からなっており、例えば銅である。これも、液体窒素などの冷却手段で冷却して電気抵抗を下げた状態で用いるのが好ましい。
【0012】図1に戻り、スイッチSをオンすると、レール2,レール間短絡板21,レール3,外部コイル(5,6)に電流源1から電流Iが流れ始める。このとき、電機子4には、電流Iが殆ど流れない(レール間短絡板21の方が低抵抗であるため)。図3に示すように、外部コイル(5,6)のインダクタンスのために、電流Iは遅れて立ち上がる。前記スイッチ制御装置30は、ピーク検知器31により電流Iを監視しており、電流Iが最大値(例えば0.1〜1MA)になった時点tc(電流Iの微分値が“0”になった時)に、スイッチ25をオンする。すると、電磁石23が磁性体板21aを吸引するので、レール間短絡板21がレール2,3の一端から離れる。この瞬間、最大の電流Iが電機子4に流れ込むが、レール2,3間の磁界もピークになっているから、最大の電磁力が働き、電機子4は一気に加速され、被加速体Mが高速(例えば約5km/秒)で打ち出される。前記スイッチ制御装置30は、所定時間(被加速体Mの打ち出し時間より長い時間)が経過すると、スイッチ25をオフに戻す。
【0013】以上の外部コイル付き電磁レールガン100によれば、電流Iが最大になるまでは電機子4に電流を流さず、最大になった時に電機子4に電流を流すので、電機子4および被加速体Mを最大の電磁力で一気に加速でき、被加速体Mを十分高速に打ち出せるようになる。また、電機子4が通電される時間が短縮されるから、レール2,3の溶融損傷も小さくなる。
【0014】
【発明の効果】この発明の外部コイル付き電磁レールガンによれば、外部コイルのインダクタンスが大きい場合でも、電機子を最大の電磁力で一気に加速できることとなり、被加速体を十分高速に打ち出すことが出来る。また、電機子が通電される時間が短縮されるから、レールの溶融損傷も小さくなる。なお、外部コイルのインダクタンスを大きく出来ることから、外部コイルの巻数を増やして磁界を強化することも可能となり、この点でも被加速体を十分高速に打ち出せるようになる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013