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発明の名称 磁気誘導ガン
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7−260398
公開日 平成7年(1995)10月13日
出願番号 特願平6−55591
出願日 平成6年(1994)3月25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
電流を流して加速用の磁界を形成する手段を不要にする。

構成
電磁石部材(4)の一端(41)を加速空間(6)の一方側へ向けると共に他端(42)を加速空間(6)の他方側へ向けて加速空間(6)中に電磁石部材(4)を置き、電磁石部材(4)に給電する。電磁石部材(4)の両端(41,42)に磁極が生じ、これらの磁極により強磁性体部材(5)に磁極が磁気誘導される。これらの磁気誘導された磁極と電磁石部材(4)の両端(41,42)の磁極との間には磁力が働くが、その磁力は不平衡になっており、加速力として働き、電磁石部材(4)を加速空間(6)の一方側から他方側へ移動させつつ加速する。
特許請求の範囲
【請求項1】 給電されると両端に磁極を生じる電磁石部材と、その電磁石部材が一方から他方へと移動可能な加速空間と、前記電磁石部材の一端を前記加速空間の一方側へ向けると共に他端を前記加速空間の他方側へ向けて前記電磁石部材を前記加速空間中に置いて給電したときに前記電磁石部材を前記加速空間の一方側から他方側へ移動させる磁力を前記電磁石部材の両端に生じた磁極により磁気誘導される強磁性体部材とを具備し、前記磁力により前記電磁石部材を前記加速空間の一方から他方へ移動させつつ加速し、前記加速空間の他方側端部近傍で電磁石部材への給電を遮断して、前記加速空間の他方側開口から前記電磁石部材を打ち出すことを特徴とする磁気誘導ガン。
【請求項2】 請求項1に記載の磁気誘導ガンにおいて、前記電磁石部材は、前記加速空間に沿って配設された第1のレールと第2のレールとに接触し給電されるコイルであることを特徴とする磁気誘導ガン。
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の磁気誘導ガンにおいて、前記強磁性体部材は、前記加速空間に沿って前記加速空間を囲むか又は挟むように設けられ、且つ、加速空間の一方から他方へ向かって肉厚を漸増する形状であることを特徴とする磁気誘導ガン。
【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載の磁気誘導ガンを、複数段、加速方向に、直列に連設したことを特徴とする磁気誘導ガン。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気誘導ガンに関し、更に詳しくは、磁気誘導により発生させた磁力によって被加速体を加速して打ち出す磁気誘導ガンに関する。
【0002】
【従来の技術】被加速体を加速して打ち出す装置として、従来、レールガンやコイルガンが知られている。前記レールガンは、一対のレールに摺動可能に接触する電機子に前記レールを介して給電し、レールを流れる電流による磁界と前記電機子を流れる電流との間に働く電磁力により前記電機子を加速して打ち出すものである。例えば特開平4−217796号公報に記載がある。前記コイルガンは、加速コイル中に被加速コイルを置き、両コイルに給電し、加速コイルを流れる電流による磁界と前記被加速コイルを流れる電流による磁界の間に働く磁力により前記被加速コイルを加速して打ち出すものである。例えば特開平4−136697号公報に記載がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記レールガンでは、レールに電流を流して加速用の磁界を形成している。また、上記コイルガンでは、加速コイルに電流を流して加速用の磁界を形成している。しかし、電流を流して加速用の磁界を形成するレールや加速コイルを備える必要があるため、構成が複雑になる問題点がある。そこで、この発明の目的は、電流を流して加速用の磁界を形成する手段を必要とせず、構成を簡単化することが出来る磁気誘導ガンを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】第1の観点では、この発明は、給電されると両端に磁極を生じる電磁石部材(4)と、その電磁石部材(4)が一方から他方へと移動可能な加速空間(6)と、前記電磁石部材(4)の一端(41)を前記加速空間(6)の一方側へ向けると共に他端(42)を前記加速空間(6)の他方側へ向けて前記電磁石部材(4)を前記加速空間(6)中に置いて給電したときに前記電磁石部材(4)を前記加速空間(6)の一方側から他方側へ移動させる磁力を前記電磁石部材(4)の両端に生じた磁極により磁気誘導される強磁性体部材(5)とを具備し、前記磁力により前記電磁石部材(4)を前記加速空間(6)の一方から他方へ移動させつつ加速し、前記加速空間(6)の他方側端部近傍で電磁石部材(4)への給電を遮断して、前記加速空間(6)の他方側開口から前記電磁石部材(4)を打ち出すことを特徴とする磁気誘導ガン(100)を提供する。
【0005】上記構成の磁気誘導ガン(100)において、前記電磁石部材(4)は、前記加速空間(6)に沿って配設された第1のレール(2)と第2のレール(3)とに接触し給電されるコイルであることが好ましい。また、上記構成の磁気誘導ガン(100)において、前記強磁性体部材(5)は、前記加速空間(6)に沿って前記加速空間(6)を囲むか又は挟むように設けられ、且つ、加速空間(6)の一方から他方へ向かって肉厚を漸増する形状であることが好ましい。また、上記構成の磁気誘導ガン(100)を、複数段、加速方向に、直列に連設するのが好ましい。
【0006】
【作用】この発明の磁気誘導ガン(100)では、電磁石部材(4)の一端(41)を加速空間(6)の一方側へ向けると共に他端(42)を加速空間(6)の他方側へ向けて加速空間(6)中に電磁石部材(4)を置いて、電磁石部材(4)に給電する。すると、電磁石部材(4)の両端(41,42)に磁極が生じ、さらに、これらの磁極により強磁性体部材(5)に磁極が磁気誘導される。これらの磁気誘導された磁極と電磁石部材(4)の両端(41,42)の磁極との間には磁力が働くが、その磁力は不平衡になっており、加速力として働き、電磁石部材(4)を加速空間(6)の一方側から他方側へ移動させつつ加速する。そして、加速空間(6)の他方側端部近傍で電磁石部材(4)への給電を遮断すると、加速空間(6)の他方側開口から電磁石部材(4)が打ち出される。このように、この発明の磁気誘導ガン(100)では、磁気誘導を利用して加速用の磁界を形成するため、電流を流して加速用の磁界を形成する手段が不必要となり、構成を簡単化できる。
【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。
−実施例1−図1は、この発明の磁気誘導ガンの実施例1の説明断面図である。この磁気誘導ガン100において、1は電源であり、Sはスイッチであり、2,3は給電用のレールであり、4は電磁石部材であり、5は強磁性体部材であり、6は加速空間である。前記電源1は、例えばコンデンサである。前記レール2,3は、タングステンなどの耐熱導電性材料からなり、前記加速空間6に沿って配設されている。前記電磁石部材4は、コイル4aをプラスチックモールド4b中に埋設したものであり、加速空間6を一方側61から他方側62へ移動可能である。プラスチックモールド4bより導出されたコイル4aの両端は、前記レール2,3に接触している。前記コイル4aは、例えば線径1mmの銅線またはアルミニウム線を直径3cmで数ターン巻いたものである。大電流を流しても磁気飽和しないように空芯にしてある。前記電源1,スイッチS,レール2,コイル4a,レール3,電源1は、直列回路を構成している。前記強磁性体部材5は、例えば鉄または酸化鉄またはフェライト製であり、前記加速空間6を取り巻く中空円錐形状である。中空部の内径は例えば4cmであり、肉厚は一方側61で例えば1cm、他方側62で例えば50cm、長さは例えば3mである。
【0008】さて、電磁石部材4の一端41を加速空間6の一方側61へ向けると共に他端42を加速空間6の他方側62へ向けて加速空間6の一方側61の端部に電磁石部材4を置き、スイッチSをオンする。すると、レール2,3を介して、コイル4aに電流Iが流れる。この電流により、図2に示すように、電磁石部材4の一端41および他端42に磁極が生じる。そして、これらの磁極により、強磁性体部材5に磁極が磁気誘導される。図2から判るように、これらの磁気誘導された磁極と電磁石部材4の両端41,42の磁極との間には磁力が働くが、その磁力は不平衡になっており、電磁石部材4を加速空間6の一方側61から他方側62へ移動させる力として働く。このため、電磁石部材4は、加速空間6の一方側61から他方側62へ移動させられつつ加速され、加速空間6の他方側62の開口から打ち出される。なお、加速空間6の他方側62の端部近傍に至ると、プラスチックモールド4bより導出されたコイル4aの両端がレール2,3に接触しなくなるため、電磁石部材4を引き戻すような磁力は生じない。
【0009】以上の磁気誘導ガン100によれば、磁気誘導を利用して加速用の磁界を形成するため、電流を流して加速用の磁界を形成する手段が不要となり、構成を簡単化できる。なお、コイル4aの巻数を増せば、大電流でなくても強い磁界を生じうるから、レール2,3やレール2,3とコイル4aの両端の接触部分での電流による発熱ロスを小さく出来る。また、熱損傷を抑制でき、寿命を長くできる。
【0010】−実施例2−図3は、この発明の磁気誘導ガンの実施例1の説明断面図である。この磁気誘導ガン100’は、上記実施例1の磁気誘導ガン100における電磁石部材4の代りに、コイル4a’を磁性体コア4b’に巻いた電磁石部材4’を用い、且つ、中空円錐形状の強磁性体部材5の代りに、肉厚が指数関数的に一方側から他方側にかけて厚くなる強磁性体部材5’を用いたものである。磁気飽和のない電流範囲でコイル4a’に給電する場合には、磁性体コア4b’を用いた方が効率を向上できる。また、強磁性体部材5’のように、肉厚の増加曲線を適当に選択することで、所望の加速特性を容易に得ることが出来る。
【0011】−実施例3−図4は、この発明の磁気誘導ガンの実施例3の説明断面図である。この磁気誘導ガン200は、上記実施例1の磁気誘導ガン100を、2段、加速方向に、直列に連設したものである。なお、22,32は、2段の磁気誘導ガン100,100の加速空間6,6を結合する連結リングである。この磁気誘導ガン200によれば、加速空間6の他方側における強磁性体部材5,5の肉厚を、同じ長さの1段の磁気誘導ガン100における肉厚より薄くできる利点がある。従って、軽量,コンパクトになる。
【0012】−他の実施例−1.強磁性体部材5または5’を一体の筒形状でなく、加速方向またはそれに垂直な方向に分割した形状としてもよい。また、板状にしてもよい。
2.レール2,3を省略し、電線によりコイル4aまたは4a’に給電してもよい。この場合、打ち出しの瞬間に電線を切断するのが好ましい。
3.加速空間を直線状でなく、U字状または円環状または渦巻状にしてもよい。この場合、加速空間を長くしても、形状がコンパクトになる。また、打ち出し方向の自由度が増す。
4.磁気飽和特性を利用して磁力の不平衡を作り出すように強磁性体部材を構成してもよい。
【0013】
【発明の効果】この発明の磁気誘導ガンによれば、磁気誘導を利用して加速用の磁界を形成するため、電流を流して加速用の磁界を形成する手段が不要となり、構成を簡単化できる。




 

 


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