JP2001133198A - 加速装置、電力蓄積装置及び発射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストの面で有利に、大きなエネルギを得る
のに好適な加速装置、電力蓄積装置および発射装置を提
供する。 【解決手段】 加速媒体１０を環状の加速管４００内で
加速する装置であって、磁気の吸引力または反発力によ
り加速媒体１０の周回軌道を加速管４００の偏向軌道に
沿って偏向する偏向部４２０と、磁気の吸引力または反
発力により加速媒体１０を加速する加速部４５０とを備
えた。加速部４５０は、加速用電磁石２２，２４をそれ
ぞれ加速管４００の内周面に沿って設けるとともにその
順で加速管４００の延長方向に沿って配置してなり、加
速媒体１０が加速用電磁石２２を通過する前は、加速媒
体１０の磁極と反対の磁極となるように加速用電磁石２
２を磁化させることにより、加速媒体１０が加速用電磁
石２４を通過する前は、加速媒体１０の磁極と反対の磁
極となるように加速用電磁石２４を磁化させることによ
り、加速媒体１０を加速する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加速媒体を環状の
加速管内で加速する装置に係り、特に、コストの面で有
利に、大きなエネルギを得るのに好適な加速装置、電力
蓄積装置および発射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高速で物体を発射させる装置とし
ては、例えば、銃や加速器があった。これらは、破壊や
加工等を行うために、大きなエネルギを得ることを目的
としている。なお、従来、加速器としては、例えば、図
１３に示すようなものがあった。図１３は、従来の加速
器の構成を示す図である。

【０００３】加速器１００は、図１３に示すように、電
子線、荷電粒子等の加速媒体を発生させる加速媒体発生
装置２０１と、加速媒体を加速するための環状の加速管
４００と、加速媒体発生装置２０１で発生させた加速媒
体を加速管４００内に入射するための入射管３００と、
加速媒体を加速管４００内から取り出して外部に射出す
るための射出管５００とで構成されている。

【０００４】加速管４００には、入射管３００から加速
管４００内に加速媒体を取り込む入射器４１０と、加速
媒体の周回軌道を偏向するための偏向磁石４２１、４極
磁石４３０、およびステアリング磁石４４０と、加速媒
体を加速する加速空洞４５１と、加速管４００から射出
管５００に加速媒体を取り込む射出器４６０とが設けら
れている。

【０００５】加速媒体発生装置２０１により発生させら
れた低速の加速媒体は、入射管３００、入射器４１０を
介して加速管４００内に入射される。加速管４００内に
入射された加速媒体は、偏向磁石４２１、４極磁石４３
０、およびステアリング磁石４４０により、周回軌道に
保持させられる。その後、加速空洞４５１により、その
電磁石の励磁量を増加しながら加速電界を印加すること
により、加速媒体が高速に加速される。所望の速度まで
加速された加速媒体は、射出器４６０、射出管５００を
介して外部に射出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
銃にあっては、火薬の爆発により弾丸を加速するように
なっているが、爆発のエネルギが放射状に広がることか
ら弾丸以外のものへの影響が大きいため、弾丸以外のも
のを破損しない範囲でしか爆発力を高めることができな
い。

【０００７】また、上記従来の加速器にあっては、電子
線、荷電粒子等のように質量が極めて小さい物質が用い
られていた。つまり、加速することができる加速媒体の
質量に限界があったために、加速された加速媒体からは
さほど大きなエネルギを得ることができなかった。この
ため、こうした加速器を、例えば、大型の加工機として
用いたり掘削機として用いたりするには、加速媒体から
得られるエネルギが不十分であるため、実用に適さなか
った。そこで、このような場合には、加速媒体として重
イオン等の比較的質量が大きいものを用いて、大きなエ
ネルギを得ようとするものが考えられる。しかし、大き
いといっても、原子レベルの大きさである。

【０００８】そこで、本発明は、このような従来の問題
を解決することを課題としており、コストの面で有利
に、大きなエネルギを得るのに好適な加速装置、電力蓄
積装置および発射装置を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項１記載の加速装置は、磁気発生
可能な加速媒体を環状の加速管内で加速する装置であっ
て、磁気の吸引力または反発力により前記加速媒体の周
回軌道を前記加速管の偏向軌道に沿って偏向する偏向手
段と、磁気の吸引力または反発力により前記加速媒体を
加速する加速手段とを備える。

【００１０】このような構成であれば、加速管内では、
偏向手段により、加速媒体の磁気と偏向手段の磁気とに
よって生ずる吸引力または反発力により、加速媒体の周
回軌道が加速管の偏向軌道に沿って偏向され、加速手段
により、加速媒体の磁気と加速手段の磁気とによって生
ずる吸引力または反発力により、加速媒体が加速され
る。

【００１１】一方、本発明に係る請求項２記載の電力蓄
積装置は、電力を蓄積する装置であって、請求項１記載
の加速装置により電力を蓄積するようになっている。こ
のような構成であれば、電力を蓄積する場合は、蓄積し
ようとする電力により加速媒体を加速することにより、
運動エネルギとして電力が蓄積される。さらに、本発明
に係る請求項３記載の電力蓄積装置は、請求項２記載の
電力蓄積装置において、前記加速媒体の運動エネルギを
電気エネルギに変換するエネルギ変換手段を備える。

【００１２】このような構成であれば、電力を蓄積する
場合は、蓄積しようとする電力により加速媒体を加速す
ることにより、運動エネルギとして電力が蓄積され、蓄
積した電力を使用する場合は、エネルギ変換手段によ
り、加速媒体の運動エネルギが電気エネルギに変換され
る。ここで、エネルギ変換手段は、どのような構成のも
のであってもよいが、具体的には、例えば、電磁コイル
を、その磁化方向を加速管の延長方向と一致させて加速
管に設けてなる。

【００１３】このような構成であれば、加速媒体が電磁
コイルを通過すると、電磁誘導により、加速媒体の運動
エネルギが電気エネルギに変換される。一方、本発明に
係る請求項４記載の発射装置は、発射媒体を発射する装
置であって、請求項１記載の加速装置により前記加速媒
体を前記発射媒体として加速し発射するようになってい
る。

【００１４】このような構成であれば、請求項１記載の
加速装置により加速媒体が発射媒体として加速されて発
射される。以上では、上記目的を達成するための加速装
置を提案したが、これに限らず、上記目的を達成するた
めに、次に掲げる第３ないし第１５、第１７ないし第２
９の加速装置を提案することができる。

【００１５】さらに、第３の加速装置は、請求項１記載
の加速装置において、前記加速管は、直線軌道を有し、
前記加速手段を前記直線軌道上に設けた。このような構
成であれば、加速管の直線軌道上では、加速手段によ
り、加速媒体の磁気と加速手段の磁気とによって生ずる
吸引力または反発力により、加速媒体が加速される。

【００１６】したがって、加速媒体の周回軌道を偏向し
ながら加速媒体を加速する場合に比して、偏向による加
速制限を受けることがないので、加速媒体を高加速度で
加速することができるという効果が得られる。さらに、
第４の加速装置は、請求項１記載の加速装置および第３
の加速装置のいずれかにおいて、前記加速手段は、前記
加速媒体を加速するための加速用電磁石を前記加速管の
周面に沿って設けてなり、前記加速媒体が前記加速用電
磁石を通過する前は、前記加速媒体の磁極と反対の磁極
となるように前記加速用電磁石を磁化させることにより
前記加速媒体を加速するようになっている。

【００１７】このような構成であれば、加速媒体が加速
用電磁石に接近すると、加速手段により、加速媒体の磁
極と反対の磁極となるように加速用電磁石が磁化されて
いるので、加速媒体の磁気と加速用電磁石の磁気とによ
って生ずる吸引力により、加速媒体が加速される。した
がって、加速管の直線軌道上で加速媒体を高加速度で加
速することができるという効果が得られる。

【００１８】さらに、第５の加速装置は、第４の加速装
置において、前記加速手段は、前記加速媒体が前記加速
用電磁石を通過した直後に、前記加速媒体の磁極と同一
の磁極となるように前記加速用電磁石を磁化させること
により前記加速媒体を加速するようになっている。この
ような構成であれば、加速媒体が加速用電磁石を通過す
ると、加速手段により、その直後に加速媒体の磁極と同
一の磁極となるように加速用電磁石が磁化されるので、
加速媒体の磁気と加速用電磁石の磁気とによって生ずる
反発力により、加速媒体が加速される。

【００１９】したがって、加速媒体の磁気と加速用電磁
石の磁気とによって生ずる吸引力および反発力を利用し
て加速媒体をさらに高加速度で加速することができると
いう効果が得られる。さらに、第６の加速装置は、請求
項１記載の加速装置および第３の加速装置のいずれかに
おいて、前記加速手段は、前記加速媒体を加速するため
の第１の加速用電磁石と、前記加速媒体を加速するため
の第２の加速用電磁石とをそれぞれ前記加速管の周面に
沿って設けるとともにその順で前記加速管の延長方向に
沿って配置してなり、前記加速媒体が前記第１の加速用
電磁石を通過する前は、前記加速媒体の磁極と反対の磁
極となるように前記第１の加速用電磁石を磁化させるこ
とにより、前記加速媒体が前記第２の加速用電磁石を通
過する前は、前記加速媒体の磁極と反対の磁極となるよ
うに前記第２の加速用電磁石を磁化させることにより、
前記加速媒体を加速するようになっている。

【００２０】このような構成であれば、加速媒体が第１
の加速用電磁石に接近すると、加速手段により、加速媒
体の磁極と反対の磁極となるように第１の加速用電磁石
および第２の加速用電磁石が磁化されているので、加速
媒体の磁気と第１の加速用電磁石および第２の加速用電
磁石の磁気とによって生ずる吸引力により、加速媒体が
加速される。そして、加速媒体が第１の加速用電磁石を
通過して第２の加速用電磁石に接近すると、加速手段に
より、加速媒体の磁極と反対の磁極となるように第２の
加速用電磁石が磁化されているので、加速媒体の磁気と
第２の加速用電磁石の磁気とによって生ずる吸引力によ
り、加速媒体がさらに加速される。

【００２１】したがって、加速管の直線軌道上で加速媒
体を高加速度で加速することができるばかりか、加速媒
体の磁気と第１の加速用電磁石および第２の加速用電磁
石の磁気とによって生ずる吸引力を利用して加速媒体を
さらに高加速度で加速することができるという効果が得
られる。さらに、第７の加速装置は、第６の加速装置に
おいて、前記加速手段は、前記加速媒体が前記第１の加
速用電磁石を通過した直後に、前記加速媒体の磁極と同
一の磁極となるように前記第１の加速用電磁石を磁化さ
せることにより、前記加速媒体が前記第２の加速用電磁
石を通過した直後に、前記加速媒体の磁極と同一の磁極
となるように前記第２の加速用電磁石を磁化させること
により、前記加速媒体を加速するようになっている。

【００２２】このような構成であれば、加速媒体が第１
の加速用電磁石を通過すると、加速手段により、その直
後に加速媒体の磁極と同一の磁極となるように第１の加
速用電磁石が磁化されるとともに、加速媒体の磁極と反
対の磁極となるように第２の加速用電磁石が磁化されて
いるので、加速媒体の磁気と第１の加速用電磁石の磁気
とによって生ずる反発力および加速媒体の磁気と第２の
加速用電磁石の磁気とによって生ずる吸引力により、加
速媒体が加速される。そして、加速媒体が第２の加速用
電磁石を通過すると、加速手段により、その直後に加速
媒体の磁極と同一の磁極となるように第２の加速用電磁
石が磁化されるとともに、加速媒体の磁極と同一の磁極
となるように第１の加速用電磁石が磁化されているの
で、加速媒体の磁気と第１の加速用電磁石および第２の
加速用電磁石の磁気とによって生ずる反発力により、加
速媒体がさらに加速される。

【００２３】したがって、特に、第１の加速用電磁石と
第２の加速用電磁石との間の加速区間において、加速媒
体の磁気と第１の加速用電磁石および第２の加速用電磁
石の磁気とによって生ずる吸引力および反発力を利用し
て加速媒体をさらに高加速度で加速することができると
いう効果が得られる。さらに、第８の加速装置は、第６
および第７の加速装置のいずれかにおいて、前記加速手
段は、前記加速管の延長方向に対して直交する方向に前
記加速媒体の軌道を修正するための第１の軌道修正用電
磁石を、前記加速管の周面に沿って設けるとともに前記
加速管の延長方向で前記第１の加速用電磁石および前記
第２の加速用電磁石の前に配置し、前記加速管の延長方
向に対して直交する方向に前記加速媒体の軌道を修正す
るための第２の軌道修正用電磁石を、前記加速管の周面
に沿って設けるとともに前記加速管の延長方向で前記第
１の加速用電磁石および前記第２の加速用電磁石の後に
配置してなる。

【００２４】このような構成であれば、加速媒体が第１
の軌道修正用電磁石を通過すると、加速媒体の磁気と第
１の軌道修正用電磁石とによって生ずる磁気力により、
加速管の延長方向に対して直交する方向に加速媒体の軌
道が修正され、加速媒体が第１の加速用電磁石に入射さ
れる。そして、加速媒体が第２の加速用電磁石を通過し
て第２の軌道修正用電磁石を通過すると、加速媒体の磁
気と第２の軌道修正用電磁石とによって生ずる磁気力に
より、加速管の延長方向に対して直交する方向に加速媒
体の軌道が修正される。

【００２５】したがって、加速媒体を加速することによ
り、加速管の延長方向に対して直交する方向に加速媒体
の軌道がずれる可能性が少なくなるので、加速媒体の軌
道を比較的安定に保持しつつ加速媒体を加速することが
できるという効果が得られる。さらに、第９の加速装置
は、第６ないし第８の加速装置のいずれかにおいて、前
記加速手段は、前記加速媒体を浮上させるための浮上用
磁石を、前記第１の加速用電磁石と前記第２の加速用電
磁石との間で、前記加速媒体の磁極と同一の磁極を前記
加速管の垂直方向上側に向けて前記加速管の底部に設け
てなる。

【００２６】このような構成であれば、第１の加速用電
磁石と第２の加速用電磁石との間では、加速媒体の磁気
と浮上用磁石の磁気とによって生ずる反発力により、加
速媒体が浮上する。したがって、加速媒体を加速する過
程において、重力落下により加速媒体の軌道がずれる可
能性が少なくなるので、加速媒体の軌道を比較的安定に
保持しつつ加速媒体を加速することができるという効果
が得られる。

【００２７】さらに、第１０の加速装置は、第４ないし
第９の加速装置のいずれかにおいて、前記加速手段は、
前記加速媒体の速度および位置を測定する測定手段を、
前記加速管の延長方向で前記電磁石の前に設けてなり、
前記測定手段の測定結果に基づいて、前記電磁石の磁化
タイミングおよび磁力を決定するようになっている。こ
のような構成であれば、測定手段により、加速媒体の速
度および位置が測定され、測定された速度および位置に
基づいて、電磁石の磁化タイミングおよび磁力が決定さ
れる。

【００２８】したがって、加速媒体が状況により微妙に
軌跡が変化しても、その軌跡をある程度修正することが
できるので、加速手段において加速媒体の軌跡を制御す
るのが比較的容易となるという効果が得られる。さら
に、第１１の加速装置は、第１０の加速装置において、
前記測定手段は、前記加速媒体の速度を測定する速度測
定手段と、前記加速管の延長方向に対して直交する方向
で前記加速媒体の水平方向の位置を測定する水平位置測
定手段と、前記加速管の延長方向に対して直交する方向
で前記加速媒体の垂直方向の位置を測定する垂直位置測
定手段とを含む。

【００２９】このような構成であれば、速度測定手段に
より、加速媒体の速度が測定される。また、水平位置測
定手段により、加速管の延長方向に対して直交する方向
で加速媒体の水平方向の位置が測定され、垂直位置測定
手段により、加速管の延長方向に対して直交する方向で
加速媒体の垂直方向の位置が測定される。したがって、
加速手段において加速媒体の軌跡を制御するのがさらに
容易となるという効果が得られる。

【００３０】さらに、第１２の加速装置は、請求項１記
載の加速装置および第３ないし第１１の加速装置のいず
れかにおいて、前記偏向手段は、前記加速媒体の周回軌
道を偏向するための偏向用磁石を、前記加速媒体の磁極
と同一の磁極を前記加速管の半径方向内側に向けて前記
加速管の半径方向外側に設けてなる。このような構成で
あれば、加速管の偏向軌道上では、加速媒体の磁気と偏
向用磁石の磁気とによって生ずる反発力と、加速媒体の
遠心力とが平衡することにより、加速媒体の周回軌道が
加速管の偏向軌道に沿って偏向される。

【００３１】したがって、加速管の偏向軌道上で加速媒
体の周回軌道をその偏向軌道に沿って偏向することがで
きるばかりか、偏向用磁石の磁気力を加速媒体の遠心力
に応じて変化させれば、異なる速度の加速媒体の周回軌
道を同一の径で偏向することができるという効果が得ら
れる。さらに、第１３の加速装置は、第１２の加速装置
において、前記偏向用磁石は、前記加速管の延長方向か
らみて前記加速管の半径方向外側を谷としたＶ字型に配
置されている。

【００３２】このような構成であれば、加速管の偏向軌
道上では、偏向用磁石によって形成される磁気がＶ字型
となるので、加速媒体が偏向用磁石によって形成される
磁気の谷部で、加速媒体の磁気と偏向用磁石の磁気とに
よって生ずる反発力と、加速媒体の遠心力とが平衡す
る。このため、何らかの原因により加速媒体の周回軌道
が多少ずれても、加速媒体は、次第に偏向用磁石によっ
て形成される磁気の谷部に収束する。

【００３３】したがって、加速媒体の周回軌道が多少ず
れても、加速媒体は、次第に偏向用磁石によって形成さ
れる磁気の谷部に収束するので、加速媒体の軌道を比較
的安定に保持しつつ加速媒体の周回軌道を偏向すること
ができるという効果が得られる。さらに、第１４の加速
装置は、第１２および第１３の加速装置のいずれかにお
いて、前記偏向手段は、前記加速媒体の周回軌道を偏向
するための第２の偏向用磁石を、前記加速媒体の磁極と
反対の磁極を前記加速管の半径方向外側に向けて前記加
速管の半径方向内側に設けてなる。

【００３４】このような構成であれば、加速管の偏向軌
道上では、加速媒体の磁気と第２の偏向用磁石の磁気と
によって生ずる吸引力と、加速媒体の磁気と偏向用磁石
の磁気とによって生ずる反発力と、加速媒体の遠心力と
が平衡することにより、加速媒体の周回軌道が加速管の
偏向軌道に沿って偏向される。したがって、第１２およ
び１３のいずれかにの加速装置に比して、より強い遠心
力を抑えることができる。

【００３５】したがって、加速媒体の磁気と偏向用磁石
および第２の偏向用磁石の磁気によって生ずる吸引力お
よび反発力を利用してさらに大きな遠心力に対抗するこ
とができるので、加速媒体をより大きな速度まで加速す
ることができるという効果が得られる。さらに、第１５
の加速装置は、請求項１記載の加速装置および第３ない
し第１４の加速装置のいずれかにおいて、前記加速媒体
は、その外側が一方の磁極にかつその内側が他方の磁極
となるように磁石を配置してなる。

【００３６】このような構成であれば、一方の磁極が外
側に現れるので、見かけ上、その一方の磁極をもつ物質
が形成される。これを加速媒体として用いると、例え
ば、加速管の周囲に加速媒体の磁極と同一の磁極となる
ような磁界を印加したときは、この加速媒体は、加速管
内における所定領域でバランスされる。したがって、質
量が極めて大きい荷電粒子のような振る舞いをする。

【００３７】したがって、磁石を配置するだけで加速媒
体を比較的簡単に製造することができることから、比較
的質量の大きな加速媒体を低コストで製造することがで
きるので、コストの面で有利に、大きなエネルギを得る
ことができるという効果が得られる。ここで、外側に現
れる磁極の密度は、不均一であってもよいが、加速管内
における平衡点を安定させるためには、均一であること
が好ましい。平衡点を安定させれば、加速中での軌道の
乱れを低減することができるからである。

【００３８】また、外側には、少なくとも一方の磁極の
密度が他方の磁極の密度よりも多くなるように、一方の
磁極が現れていればよいが、同様に、加速管内における
平衡点を安定させるためには、一方の磁極がすべて現れ
ていることが好ましい。さらに、第１７の加速装置は、
請求項１記載の加速装置および第３ないし第１４の加速
装置のいずれかにおいて、前記加速媒体は、強磁性を有
しない導体である。

【００３９】このような構成であれば、加速媒体を加速
管内の磁場中に置くと、電磁誘導により加速媒体の内部
に渦電流が発生し、これにより加速媒体が磁気を発生す
る。これを加速媒体として用いると、例えば、加速管の
周囲に加速媒体の磁極と同一の磁極となるような磁界を
印可したときは、この加速媒体は、加速管内における所
定領域でバランスされる。したがって、質量が極めて大
きい荷電粒子のような振る舞いをする。

【００４０】したがって、強磁性を有しない導体を用い
るだけで加速媒体を比較的簡単に製造することができる
ことから、比較的質量の大きな加速媒体を低コストで製
造することができるので、コストの面で有利に、大きな
エネルギを得ることができるという効果が得られる。さ
らに、第１８の加速装置は、請求項１記載の加速装置お
よび第３ないし第１７の加速装置のいずれかにおいて、
前記加速媒体を浮上させるための浮上用磁石を、前記加
速管全周にわたり、前記加速媒体の磁極と同一の磁極を
前記加速管の垂直方向上側に向けて前記加速管の底部に
設けた。

【００４１】このような構成であれば、加速管内では、
加速媒体の磁気と浮上用磁石の磁気とによって生ずる反
発力により、加速媒体が浮上する。したがって、加速媒
体を周回させる過程において、加速媒体への摩擦抵抗を
低減することができるばかりか、重力落下により加速媒
体の軌道がずれる可能性が少なくなるので、エネルギ損
失が少なくしかも加速媒体の軌道を比較的安定に保持し
つつ加速媒体を周回させることができるという効果が得
られる。

【００４２】さらに、第１９の加速装置は、第１８の加
速装置において、前記浮上用磁石は、前記加速管の延長
方向からみて前記加速管の垂直方向下側を谷としたＶ字
型に配置されている。このような構成であれば、加速管
内では、浮上用磁石によって形成される磁気がＶ字型と
なるので、加速媒体が浮上用磁石によって形成される磁
気の谷部で浮上する。このため、何らかの原因により加
速媒体の周回軌道が多少ずれても、加速媒体は、次第に
浮上用磁石によって形成される磁気の谷部に収束する。

【００４３】したがって、加速媒体の周回軌道が多少ず
れても、加速媒体は、次第に浮上用磁石によって形成さ
れる磁気の谷部に収束するので、加速媒体の軌道をさら
に安定に保持しつつ加速媒体を周回させることができる
という効果が得られる。さらに、第２０の加速装置は、
請求項１記載の加速装置および第３ないし第１９の加速
装置のいずれかにおいて、前記加速媒体を前記加速管内
に入射するための入射管、および前記加速媒体を前記加
速管内から取り出して外部に射出するための射出管を、
前記加速管の直線軌道において前記加速管の半径方向外
側に接続して設けた。

【００４４】このような構成であれば、入射管を通じて
加速媒体が加速管の直線軌道において加速管の半径方向
外側から加速管内に入射され、射出管を通じて加速媒体
が加速管の直線軌道において加速管の半径方向外側から
取り出されて外部に射出される。したがって、加速媒体
が加速管に衝突する可能性を少なくすることができるの
で、加速媒体の速度を限界近くまであげても、その速度
を保持しつつ加速媒体を外部に射出することができると
いう効果が得られる。

【００４５】さらに、第２１の加速装置は、第２０の加
速装置において、前記入射管から前記加速管内に前記加
速媒体を誘導するための誘導用電磁石を、前記入射管と
前記加速管との接続部の周面に沿って設けた。このよう
な構成であれば、入射管を通じて加速媒体が入射管と加
速管との接続部に接近すると、加速媒体の磁気と誘導用
電磁石の磁気とによって生ずる磁気力により、入射管を
通じて入射された加速媒体が加速管内に誘導される。

【００４６】したがって、加速管の直線軌道上で入射管
から加速管内に加速媒体を誘導することができるばかり
か、誘導用電磁石の磁気力を加速媒体の入射速度に応じ
て変化させれば、異なる速度の加速媒体を誘導すること
ができるという効果が得られる。さらに、第２２の加速
装置は、第２１の加速装置において、前記加速媒体の磁
極と同一の磁極となるようにかつ前記加速管の半径方向
内側の磁力よりも外側の磁力が強くなるように前記誘導
用電磁石を磁化させることにより、または前記加速媒体
の磁極と反対の磁極となるようにかつ前記加速管の半径
方向外側の磁力よりも内側の磁力が強くなるように前記
誘導用電磁石を磁化させることにより、前記加速媒体を
誘導するようになっている。

【００４７】このような構成であれば、入射管を通じて
加速媒体が入射管と加速管との接続部に接近すると、加
速媒体の磁極と同一の磁極となるようにかつ加速管の半
径方向内側の磁力よりも外側の磁力が強くなるように誘
導用電磁石が磁化され、入射管を通じて入射された加速
媒体が加速管内に誘導される。または、入射管を通じて
加速媒体が入射管と加速管との接続部に接近すると、加
速媒体の磁極と反対の磁極となるようにかつ加速管の半
径方向外側の磁力よりも内側の磁力が強くなるように誘
導用電磁石が磁化され、入射管を通じて入射された加速
媒体が加速管内に誘導される。

【００４８】さらに、第２３の加速装置は、第２０の加
速装置において、前記加速管内から前記射出管に前記加
速媒体を誘導するための誘導用電磁石を、前記加速管と
前記射出管との接続部の周面に沿って設けた。このよう
な構成であれば、加速管内の加速媒体が加速管と射出管
との接続部に接近すると、加速媒体の磁気と誘導用電磁
石の磁気とによって生ずる磁気力により、加速管内の加
速媒体が射出管に誘導される。

【００４９】したがって、加速管の直線軌道上で加速管
内から射出管に加速媒体を誘導することができるばかり
か、誘導用電磁石の磁気力を加速媒体の射出速度に応じ
て変化させれば、異なる速度の加速媒体を誘導すること
ができるという効果が得られる。さらに、第２４の加速
装置は、第２３の加速装置において、前記加速管内から
前記射出管に前記加速媒体を誘導するときは、前記加速
媒体の磁極と同一の磁極となるようにかつ前記加速管の
半径方向外側の磁力よりも内側の磁力が強くなるように
前記誘導用電磁石を磁化させることにより、または前記
加速媒体の磁極と反対の磁極となるようにかつ前記加速
管の半径方向内側の磁力よりも外側の磁力が強くなるよ
うに前記誘導用電磁石を磁化させることにより、前記加
速媒体を誘導するようになっている。

【００５０】このような構成であれば、加速管内の加速
媒体が加速管と射出管との接続部に接近すると、加速媒
体の磁極と同一の磁極となるようにかつ加速管の半径方
向外側の磁力よりも内側の磁力が強くなるように誘導用
電磁石が磁化され、加速管内の加速媒体が射出管に誘導
される。または、加速管内の加速媒体が加速管と射出管
との接続部に接近すると、加速媒体の磁極と反対の磁極
となるようにかつ加速管の半径方向内側の磁力よりも外
側の磁力が強くなるように誘導用電磁石が磁化され、加
速管内の加速媒体が射出管に誘導される。

【００５１】さらに、第２５の加速装置は、請求項１記
載の加速装置および第３ないし第２４の加速装置のいず
れかにおいて、前記加速管内を真空状態または低圧状態
にする真空ポンプを備える。このような構成であれば、
真空ポンプにより、加速管内が真空状態または低圧状態
にされ、真空状態または低圧状態で加速媒体が加速管内
で加速される。

【００５２】したがって、加速媒体を周回させる過程に
おいて、加速媒体への空気抵抗を低減することができる
ばかりか、空気抵抗や空気中の塵等により加速媒体の軌
道がずれる可能性が少なくなるので、エネルギ損失が少
なくしかも加速媒体の軌道を比較的安定に保持しつつ加
速媒体を周回させることができるという効果が得られ
る。

【００５３】さらに、第２６の加速装置は、請求項１記
載の加速装置および第３ないし第１９の加速装置のいず
れかにおいて、前記加速管内を真空状態または低圧状態
にする真空ポンプを備え、前記加速媒体を前記加速管内
から取り出して外部に射出するための射出管を、前記加
速管の直線軌道において前記加速管の半径方向外側に接
続して設けるとともに、空気の流入を遮断する遮断機を
前記射出管内に設け、前記加速媒体が前記遮断機を通過
するときにのみ当該遮断機を開放するようになってい
る。

【００５４】このような構成であれば、真空ポンプによ
り、加速管内が真空状態または低圧状態にされ、真空状
態または低圧状態で加速媒体が加速管内で加速される。
そして、射出管を通じて加速媒体が加速管の直線軌道に
おいて加速管の半径方向外側から取り出され、加速媒体
が遮断機に接近すると、遮断機が開放し、加速媒体が遮
断機を通過すると、遮断機が閉鎖する。

【００５５】したがって、加速管内への空気の流入を防
止することができるので、加速管内を比較的低圧状態に
保つことができるという効果が得られる。さらに、第２
７の加速装置は、第２６の加速装置において、前記射出
管の延長方向に沿って前記遮断機を複数設けた。このよ
うな構成であれば、加速媒体が遮断機に接近するごと
に、それぞれの遮断機が開放し、加速媒体が遮断機を通
過するごとに、それぞれの遮断機が閉鎖する。

【００５６】したがって、加速管内への空気の流入を段
階的に防止することができるので、加速管内をさらに低
圧状態に保つことができるという効果が得られる。さら
に、第２８の加速装置は、第２７の加速装置において、
前記複数の遮断機のうち前記射出管の射出口に最も近い
前記遮断機は、吸入方向を前記射出管の延長方向と一致
させかつ前記射出口に向けて配置したプロペラであり、
前記加速媒体が前記プロペラの羽の間を通過するように
前記プロペラの回転を制御するようになっている。

【００５７】このような構成であれば、複数の遮断機の
うち射出管の射出口に最も近い遮断機が設けられたとこ
ろでは、その遮断機により、加速管内に通じる射出管内
の空気が射出口に向けて吸入・排出される。そして、加
速媒体がプロペラの羽の間を通過するようにプロペラの
回転が制御されるので、加速媒体がプロペラの羽に衝突
することなくその遮断機を通過する。

【００５８】したがって、プロペラの回転により常時安
定した減圧が行われるので、加速管内をさらに低圧状態
に保つことができ、しかも加速媒体の射出も容易となる
という効果が得られる。さらに、第２９の加速装置は、
請求項１記載の加速装置および第３ないし第２８の加速
装置のいずれかにおいて、環状の第２の加速管を備え、
前記加速管と前記第２の加速管との間で前記加速媒体を
中継するための中継管を、その一端を前記加速管の直線
軌道において前記加速管の半径方向外側に接続するとと
もにその他端を前記第２の加速管の直線軌道において前
記第２の加速管の半径方向外側に接続して設け、前記第
２の加速管内で前記加速媒体が周回している場合に前記
第２の加速管内に新たな加速媒体を入射するときは、前
記第２の加速管内で周回している加速媒体の速度まで前
記新たな加速媒体を前記加速管内で加速し、加速した新
たな加速媒体を前記中継管を通じて前記第２の加速管内
に入射するようになっている。

【００５９】このような構成であれば、第２の加速管内
で加速媒体が周回している場合に第２の加速管内に新た
な加速媒体を入射するときは、第２の加速管内で周回し
ている加速媒体の速度まで新たな加速媒体が加速管内で
加速され、加速された新たな加速媒体が加速管の直線軌
道において加速管の半径方向外側から取り出され、中継
管を通じて加速管の直線軌道において加速管の半径方向
外側から第２の加速管内に入射される。

【００６０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図面を参照しながら説明する。図１ないし図５は、本
発明に係る加速装置の第１の実施の形態を示す図であ
る。この第１の実施の形態は、本発明に係る加速装置
を、図１に示すように、環状の加速管４００内で、磁気
力により、磁気を発生する加速媒体１０の周回軌道を偏
向するとともに加速媒体１０を加速し、加速媒体１０の
速度が所定となったときは、射出管５００を通じて加速
媒体１０を外部に発射する場合について適用したもので
ある。

【００６１】まず、本発明に係る加速装置で加速する加
速媒体の構成を図１を参照しながら説明する。図１は、
加速媒体の構成を示す図である。加速媒体１０は、図１
（ａ）に示すように、非磁性体からなる球形の核１を中
心部材としてその外周面に複数の永久磁石２を配置して
なり、永久磁石２は、Ｓ極が核１の中心を向き、Ｎ極が
核１の外側を向いている。各永久磁石２は、図１（ｂ）
に示すように、Ｎ極とＳ極が互いに異なる面となる平面
板磁石で、Ｓ極の面がボルト３の上面に接着剤等で結合
しており、ボルト３を核１にねじ込むことにより核１と
結合している。このとき、個々の永久磁石２は、互いの
磁気の反発・吸引力によりヨーク化してしまうので、そ
れら永久磁石２をより強い力で物理的に固定することに
よりヨーク化や磁気の変化を防止する。

【００６２】このように永久磁石２を結合した状態で
は、加速媒体１０は、Ｎ極が外側に現れるので、見かけ
上、Ｎ極のみをもつ単極磁石として形成される。なお、
加速媒体１０は、数[ｍｍ]〜数十[ｃｍ]程度の大きさに
形成される。次に、本発明に係る加速装置の構成を図２
を参照しながら説明する。図２は、本発明に係る加速装
置の構成を示す平面図である。

【００６３】加速装置１００は、図２に示すように、加
速媒体１０を発射する加速媒体発射装置２００と、加速
媒体１０を加速するための環状の加速管４００と、加速
媒体発射装置２００で発射した加速媒体１０を加速管４
００内に入射するための入射管３００と、加速媒体１０
を加速管４００内から取り出して外部に射出するための
射出管５００とで構成されている。

【００６４】加速管４００には、入射管３００から加速
管４００内に加速媒体を取り込む入射器４１０と、磁気
の吸引力または反発力により加速媒体の周回軌道を加速
管４００の偏向軌道に沿って偏向する偏向部４２０と、
磁気の吸引力または反発力により加速媒体を加速する加
速部４５０と、加速管４００から射出管５００に加速媒
体を取り込む射出器４６０とが設けられている。ここ
で、偏向部４２０は、加速管４００の４つの偏向軌道上
にそれぞれ設けられ、入射器４１０、射出器４６０およ
び加速部４５０は、加速管４００の直線軌道上に設けら
れている。

【００６５】加速管４００の底部には、図示しないが、
加速媒体１０を浮上させるための浮上用電磁石が加速管
４００全周にわたり設けられている。この浮上用電磁石
は、加速媒体１０の平衡位置が加速管４００の延長方向
からみて中心点にくるように磁化するようになってい
る。すなわち、加速媒体１０の磁極と同一の磁極である
Ｎ極が加速管４００の垂直方向上側に向くように、か
つ、加速媒体１０にかかる重力と、加速媒体１０の磁気
と浮上用電磁石の磁気とによって生ずる反発力との合力
がその中心点において「０」となるように磁化するよう
になっている。なお、浮上用電磁石は、加速管４００の
延長方向からみて加速管４００の垂直方向下側を谷とし
たＶ字型に配置されている。

【００６６】次に、加速部４５０の構成を図３を参照し
ながら説明する。図３は、加速管４００の直線軌道の水
平方向の断面図である。加速部４５０は、図３に示すよ
うに、加速管４００の延長方向に対して直交する方向に
加速媒体１０の軌道を修正するための軌道修正用電磁石
２０と、加速媒体１０を加速するための加速用電磁石２
２と、加速媒体１０を加速するための加速用電磁石２４
と、加速管４００の延長方向に対して直交する方向に加
速媒体１０の軌道を修正するための軌道修正用電磁石２
６と、加速媒体１０を浮上させるための浮上用電磁石２
８と、加速媒体１０の速度を測定する速度測定センサ３
０ａと、加速管４００の延長方向に対して直交する方向
で加速媒体１０の水平方向の位置を測定する水平位置測
定センサ３０ｂと、加速管４００の延長方向に対して直
交する方向で加速媒体１０の垂直方向の位置を測定する
垂直位置測定手段３０ｃとで構成されている。

【００６７】軌道修正用電磁石２０は、加速管４００の
内周面に沿って設けられており、加速媒体１０の平衡位
置が加速管４００の延長方向からみて中心点にくるよう
に磁化するようになっている。すなわち、加速媒体１０
の磁極と同一の磁極であるＮ極が加速管４００の延長方
向からみて中心点を向くように、かつ、加速管４００の
内周面全周にわたってその磁気の強さが均一となるよう
に磁化するようになっている。

【００６８】加速媒体１０は、加速時に生ずる摩擦を少
なくするため、加速管４００内を磁気浮上による非接触
状態で加速する必要がある。そこで、軌道修正用電磁石
２０が浮上をかねた軌道修正を行う。加速媒体１０は、
見かけ上単極であるため、加速媒体１０が軌道修正用電
磁石２０を通過するときは、曲げたい方向と反対側の磁
気を強くすれば、その反発力により進行が変わる。これ
により、進行方向に対し水平の軌跡のずれを調整する。
垂直の軌跡のずれの調整も同様であるが、加速媒体１０
の重力落下があらかじめ分かっているため、加速媒体１
０が軌道修正用電磁石２０を通過するときに、落下分を
考慮して垂直方向上向きの力を加えることにより加速媒
体１０の重力落下を防止する。

【００６９】加速用電磁石２２は、加速管４００の内周
面に沿って設けられているとともに加速媒体１０の進行
方向に対して軌道修正用電磁石２０の後方に配置されて
おり、加速媒体１０が加速用電磁石２２を通過する前
は、加速媒体１０の磁極と反対の磁極であるＳ極となる
ように磁化することにより、加速媒体１０が加速用電磁
石２２を通過した直後に、加速媒体１０の磁極と同一の
磁極であるＮ極となるように磁化することにより、加速
媒体１０を加速するようになっている。

【００７０】加速用電磁石２４は、加速管４００の内周
面に沿って設けられているとともに加速媒体１０の進行
方向に対して加速用電磁石２４の後方に所定の加速区間
を隔てて配置されており、加速媒体１０が加速用電磁石
２４を通過する前は、加速媒体１０の磁極と反対の磁極
であるＳ極となるように磁化することにより、加速媒体
１０が加速用電磁石２４を通過した直後に、加速媒体１
０の磁極と同一の磁極であるＮ極となるように磁化する
ことにより、加速媒体１０を加速するようになってい
る。加速媒体１０は、加速用電磁石２２と加速用電磁石
２４との間に設けられた加速区間において、加速媒体１
０の磁気と加速用電磁石２２の磁気とによって生ずる反
発力、および加速媒体１０の磁気と加速用電磁石２４の
磁気とによって生ずる吸引力により、加速される。

【００７１】軌道修正用電磁石２６は、加速管４００の
内周面に沿って設けられているとともに加速媒体１０の
進行方向に対して加速用電磁石２４の後方に配置されて
おり、加速媒体１０の平衡位置が加速管４００の延長方
向からみて中心点にくるように磁化するようになってい
る。すなわち、加速媒体１０の磁極と同一の磁極である
Ｎ極が加速管４００の延長方向からみて中心点を向くよ
うに、かつ、加速管４００の内周面全周にわたってその
磁気の強さが均一となるように磁化するようになってい
る。

【００７２】浮上用電磁石２８は、加速用電磁石２２と
加速用電磁石２４との間で加速管４００の底部に設けら
れており、加速媒体１０の平衡位置が加速管４００の延
長方向からみて中心点にくるように磁化するようになっ
ている。すなわち、加速媒体１０の磁極と同一の磁極で
あるＮ極が加速管４００の垂直方向上側に向くように、
かつ、加速媒体１０にかかる重力と、加速媒体１０の磁
気と浮上用電磁石２８の磁気とによって生ずる反発力と
の合力がその中心点において「０」となるように磁化す
るようになっている。なお、浮上用電磁石２８は、図示
しないが、加速管４００の延長方向からみて加速管４０
０の垂直方向下側を谷としたＶ字型に配置されている。

【００７３】速度測定センサ３０ａは、加速媒体１０の
進行方向に対して軌道修正用電磁石２６の前方におい
て、加速管４００の延長方向に沿って２つのセンサを配
置してなり、加速媒体１０がその２つのセンサ間を通過
した時間を測定することにより、加速媒体１０の速度を
測定するようになっている。水平位置測定センサ３０ｂ
は、加速媒体１０の進行方向に対して軌道修正用電磁石
２６の前方において、加速管４００の延長方向からみて
加速管４００の垂直方向に２つのセンサを配置してな
り、その２つのセンサにより、加速管４００の延長方向
に対して直交する方向で加速媒体１０の水平方向の位置
を測定するようになっている。

【００７４】垂直位置測定センサ３０ｃは、加速媒体１
０の進行方向に対して軌道修正用電磁石２６の前方にお
いて、加速管４００の延長方向からみて加速管４００の
水平方向に２つのセンサを配置してなり、その２つのセ
ンサにより、加速管４００の延長方向に対して直交する
方向で加速媒体１０の垂直方向の位置を測定するように
なっている。

【００７５】なお、加速部４５０は、図示しないが、軌
道修正用電磁石２０，２６および加速用電磁石２２，２
４を制御する制御装置を有し、この制御装置は、速度測
定センサ３０ａ、水平位置測定センサ３０ｂおよび垂直
位置測定センサ３０ｃの測定結果に基づいて、軌道修正
用電磁石２０，２６および加速用電磁石２２，２４の磁
化タイミングおよび磁力を決定するようになっている。

【００７６】加速媒体１０は、そのときの状況により微
妙に軌跡が変化することがあるため、またそれ自体磁気
の強さを変化させられないため、その軌跡を制御するの
が困難である。そこで、速度測定センサ３０ａ、水平位
置測定センサ３０ｂおよび垂直位置測定センサ３０ｃに
より加速媒体１０の速度および位置を測定し、今後の軌
跡を予測し、軌道修正用電磁石２０で軌道を修正する。

【００７７】また、加速媒体１０は、加速時に加速管４
００の延長方向からみて中心点よりずれる可能性がある
ので、加速後は、軌道修正用電磁石２６により軌道を修
正する。ただし、軌道修正磁石２６に加速媒体１０を入
射する場合、中心点からの位置測定をしなくても、軌道
修正用電磁石２６の開口を大きくし、加速媒体１０の磁
気と軌道修正用電磁石２６の磁気とによって生ずる反発
力を利用し、出口に向かって絞っていけば、どのような
入射角の場合もほぼ中心点に集めることができる。この
とき、軌道修正用電磁石２６は、加速媒体１０の速度に
より磁気の強さを変化させる必要がある。

【００７８】次に、偏向部４２０の構成を図４を参照し
ながら説明する。図４は、加速管４００の偏向軌道の垂
直方向の断面図である。偏向部４２０は、図４に示すよ
うに、加速媒体１０の周回軌道を偏向するための偏向用
電磁石４０と、加速媒体１０の周回軌道を偏向するため
の偏向用電磁石４２と、加速媒体１０を浮上させるため
の浮上用電磁石４４とで構成されている。

【００７９】偏向用電磁石４０は、加速管４００の半径
方向外側に設けられており、加速媒体１０の平衡位置が
加速管４００の延長方向からみて中心点にくるように磁
化するようになっている。すなわち、加速媒体１０の磁
極と同一の磁極であるＮ極が加速管４００の半径方向内
側に向くように、かつ、加速媒体１０の遠心力と、加速
媒体１０の磁気と偏向用電磁石４２の磁気とによって生
ずる吸引力と、加速媒体１０の磁気と偏向用電磁石４０
の磁気とによって生ずる反発力との合力がその中心点に
おいて「０」となるように磁化するようになっている。
また、偏向用電磁石４０は、加速管４００の延長方向か
らみて加速管４００の半径方向外側を谷としたＶ字型に
配置されている。

【００８０】偏向用電磁石４２は、加速管４００の半径
方向内側に設けられており、加速媒体１０の平衡位置が
加速管４００の延長方向からみて中心点にくるように磁
化するようになっている。すなわち、加速媒体１０の磁
極と反対の磁極であるＳ極が加速管４００の半径方向外
側に向くように、かつ、加速媒体１０の遠心力と、加速
媒体１０の磁気と偏向用電磁石４０の磁気とによって生
ずる反発力と、加速媒体１０の磁気と偏向用電磁石４２
の磁気とによって生ずる吸引力との合力がその中心点に
おいて「０」となるように磁化するようになっている。
また、偏向用電磁石４２は、加速管４００の延長方向か
らみて加速管４００の半径方向内側を谷としたＶ字型に
配置されている。

【００８１】浮上用電磁石４４は、加速管４００の底部
に設けられており、加速媒体１０の平衡位置が加速管４
００の延長方向からみて中心点にくるように磁化するよ
うになっている。すなわち、加速媒体１０の磁極と同一
の磁極であるＮ極が加速管４００の垂直方向上側に向く
ように、かつ、加速媒体１０にかかる重力と、加速媒体
１０の磁気と浮上用電磁石４４の磁気とによって生ずる
反発力との合力がその中心点において「０」となるよう
に磁化するようになっている。また、浮上用電磁石２８
は、図示しないが、加速管４００の延長方向からみて加
速管４００の垂直方向下側を谷としたＶ字型に配置され
ている。

【００８２】次に、射出器４６０の構成を図５を参照し
ながら説明する。図５は、加速管４００の直線軌道の水
平方向の断面図である。射出器４６０は、図５に示すよ
うに、射出管５００を、加速管４００の直線軌道におい
て加速管４００の半径方向外側に接続した部分であっ
て、加速管４００内から射出管５００に加速媒体１０を
誘導するための誘導用電磁石５０と、加速管４００内か
ら射出管５００に加速媒体１０を誘導するための誘導用
電磁石５２とで構成されている。

【００８３】誘導用電磁石５０は、加速管４００の半径
方向外側であって射出管５００の内側面に設けられてお
り、加速媒体１０の磁極と同一の磁極であるＮ極が加速
管４００の半径方向内側を向くように磁化するようにな
っている。また、誘導用電磁石５２は、加速管４００の
半径方向内側に設けられており、加速媒体１０の磁極と
同一の磁極であるＮ極が加速管４００の半径方向外側を
向くように磁化するようになっている。そして、誘導用
電磁石５０，５２は、加速管４００内から射出管５００
に加速媒体１０を誘導するときは、加速管４００の半径
方向外側の磁力よりも内側の磁力が強くなるように磁化
することにより、加速媒体１０を誘導するようになって
いる。

【００８４】なお、入射器４１０も、射出器４６０と同
様に、入射管３００を、加速管４００の直線軌道におい
て加速管４００の半径方向外側に接続した部分であっ
て、入射管３００から加速管４００内に加速媒体１０を
誘導するときは、加速管４００の半径方向内側の磁力よ
りも外側の磁力が強くなるように誘導用電磁石を磁化さ
せることにより、加速媒体１０を誘導するようになって
いる。

【００８５】一方、加速管４００には、図示しないが、
いくつかの真空ポンプが設けられており、この真空ポン
プにより、加速管４００内を真空状態または低圧状態に
し、加速媒体１０の空気抵抗による速度の低下を防止す
る。また、射出管５００内には、加速管４００内への空
気の流入を遮断するシャッター等の遮断機が射出管５０
０の延長方向に沿って複数設けられており、各遮断機
は、加速媒体１０が遮断機を通過するときにのみ開放す
るようになっている。これら遮断機のうち射出管５００
の射出口に最も近い遮断機は、吸入方向を射出管５００
の延長方向と一致させかつ射出口に向けて配置したプロ
ペラからなり、加速媒体１０がプロペラの羽の間を通過
するようにプロペラの回転を制御するようになってい
る。

【００８６】次に、上記第１の実施の形態の動作を説明
する。まず、加速媒体発射装置２００により、加速媒体
１０が入射管３００に向けて低速で発射される。発射さ
れた加速媒体１０は、入射管３００、入射器４１０を通
じて加速管４００内に入射される。入射器４１０では、
誘導用電磁石が磁化することにより、加速媒体１０の磁
力と加速管４００の半径方向内側にある誘導用電磁石の
磁力とによって生ずる反発力と、加速媒体１０の磁力と
加速管４００の半径方向外側にある誘導用電磁石の磁力
とによって生ずる反発力とが平衡するラインが入射管３
００から加速管４００内に形成され、このラインに沿っ
て加速媒体１０が加速管４００内に誘導される。

【００８７】加速管４００内では、浮上用電磁石が磁化
することにより、加速媒体１０にかかる重力と、加速媒
体１０の磁気と浮上用電磁石の磁気とによって生ずる反
発力とが加速管４００の中心点において平衡し、加速媒
体１０が加速管４００内で浮上しながら、偏向軌道上、
直線軌道上を周回して加速される。偏向軌道上の偏向部
４２０では、偏向用電磁石４０，４２が磁化することに
より、加速媒体１０の遠心力と、加速媒体１０の磁気と
偏向用電磁石４０の磁気とによって生ずる反発力と、加
速媒体１０の磁気と偏向用電磁石４２の磁気とによって
生ずる吸引力とが平衡するラインが偏向軌道に沿って形
成され、このラインに沿って加速媒体１０の周回軌道が
偏向される。また、偏向部４２０では、偏向用電磁石４
０，４２がそれぞれＶ字型に配置されていることから、
偏向用電磁石４０，４２によって形成される磁気がＶ字
型となるので、加速媒体１０の速度が大きいときは、加
速媒体１０が偏向用電磁石４０によって形成される磁気
の谷部で、加速媒体１０の速度が小さいときは、加速媒
体１０が偏向用電磁石４２によって形成される磁気の谷
部で、加速媒体１０が平衡する。このため、何らかの原
因により加速媒体１０の周回軌道が多少ずれても、加速
媒体１０は、次第に偏向用電磁石４０，４２によって形
成される磁気の谷部に収束する。

【００８８】一方、直線軌道上の加速部４５０では、各
センサ３０ａ〜３０ｃにより、加速媒体１０の速度、水
平位置および垂直位置が測定され、各センサ３０ａ〜３
０ｃの測定結果に基づいて、軌道修正用電磁石２０，２
６および加速用電磁石２２，２４の磁化タイミングおよ
び磁力が決定される。すなわち、まず、加速媒体１０が
軌道修正用電磁石２０に接近すると、軌道修正用電磁石
２０が磁化することにより、加速管４００の延長方向に
対して直交する方向に加速媒体１０の軌道が修正され
る。例えば、加速媒体１０が加速管４００の中心点から
下方にずれていると、軌道修正用電磁石２０が磁化する
ことにより、加速媒体１０の磁気と軌道修正用電磁石２
０の磁気とによって生ずる反発力が加速管４００の中心
点よりも上方で平衡し、加速媒体１０の軌道が加速管４
００の中心点にくるように垂直方向に修正される。また
例えば、加速媒体１０が加速管４００の中心点から右方
にずれていると、軌道修正用電磁石２０が磁化すること
により、加速媒体１０の磁気と軌道修正用電磁石２０の
磁気とによって生ずる反発力が加速管４００の中心点よ
りも左方で平衡し、加速媒体１０の軌道が加速管４００
の中心点にくるように水平方向に修正される。

【００８９】次いで、加速媒体１０が加速用電磁石２２
に接近すると、加速用電磁石２２，２４が磁化すること
により、加速媒体１０の磁気と加速用電磁石２２，２４
の磁気とによって生ずる吸引力により、加速媒体１０が
加速される。加速媒体１０が加速用電磁石２２を通過す
ると、加速用電磁石２２の磁極が反転することにより、
加速媒体１０の磁気と加速用電磁石２２の磁気とによっ
て生ずる反発力および加速媒体１０の磁気と加速用電磁
石２４の磁気とによって生ずる吸引力により、加速媒体
１０がさらに加速される。加速媒体１０が加速用電磁石
２４を通過すると、加速用電磁石２４の磁極が反転する
ことにより、加速媒体１０の磁気と加速用電磁石２２お
よび加速用電磁石２４の磁気とによって生ずる反発力に
より、加速媒体１０がさらに加速される。

【００９０】そして、加速媒体１０が軌道修正用電磁石
２６に接近すると、軌道修正用電磁石２６が磁化するこ
とにより、加速管４００の延長方向に対して直交する方
向に加速媒体１０の軌道が修正される。例えば、加速媒
体１０が加速管４００の中心点から下方にずれている
と、軌道修正用電磁石２２が磁化することにより、加速
媒体１０の磁気と軌道修正用電磁石２２の磁気とによっ
て生ずる反発力が加速管４００の中心点よりも上方で平
衡し、加速媒体１０の軌道が加速管４００の中心点にく
るように垂直方向に修正される。水平方向の修正につい
ても同様の要領で行われる。

【００９１】このように、加速管内４００内では、磁気
力により、加速媒体１０の周回軌道が偏向されるととも
に加速媒体１０が加速されるが、加速管４００内で加速
媒体１０が所定速度まで加速されると、加速された加速
媒体１０は、射出器４６０、射出管５００を通じて外部
に射出される。射出器４６０では、誘導用電磁石５０，
５２が磁化することにより、加速媒体１０の磁力と誘導
用電磁石５０の磁力とによって生ずる反発力と、加速媒
体１０の磁力と誘導用電磁石５２の磁力とによって生ず
る反発力とが平衡するラインが加速管４００内から射出
管５００に形成され、このラインに沿って加速媒体１０
が射出管５００に誘導される。射出管５００では、加速
媒体１０が遮断機に接近すると、その遮断機が通過時に
のみ開放することにより、加速媒体１０が通過するとと
もに加速管４００内への空気の流入が防止される。加速
媒体１０が射出口に最も近い遮断機に接近すると、プロ
ペラの回転が制御されることにより、加速媒体１０がプ
ロペラの羽の間を通過するとともに加速管４００内への
空気の流入が防止される。

【００９２】このようにして、本実施の形態では、加速
媒体１０を環状の加速管４００内で加速する装置であっ
て、磁気の吸引力または反発力により加速媒体１０の周
回軌道を加速管４００の偏向軌道に沿って偏向する偏向
部４２０と、磁気の吸引力または反発力により加速媒体
１０を加速する加速部４５０とを備えた。これにより、
電子線、荷電粒子等のよりも遙かに質量が大きい物質を
比較的高速に加速することができ、しかも永久磁石２を
結合するだけで加速媒体１０を比較的簡単に製造するこ
とができるので、従来に比して、コストの面で有利に、
大きなエネルギを得ることができる。また、加速管４０
０を環状としているため、少なくとも１つの加速部３５
０を加速管４００に設けておけば、偏向部４２０が加速
媒体１０の遠心力を抑えられる限界まで、加速媒体１０
を加速することができる。

【００９３】さらに、本実施の形態では、加速管４００
は、直線軌道を有し、加速部４５０を直線軌道上に設け
た。これにより、加速媒体１０の周回軌道を偏向しなが
ら加速媒体１０を加速する場合に比して、偏向による加
速制限を受けることがないので、加速媒体１０を高加速
度で加速することができる。

【００９４】さらに、本実施の形態では、加速部４５０
は、加速媒体１０を加速するための加速用電磁石２２
と、加速媒体１０を加速するための加速用電磁石２４と
をそれぞれ加速管４００の内周面に沿って設けるととも
にその順で加速管４００の延長方向に沿って配置してな
り、加速媒体１０が加速用電磁石２２を通過する前は、
加速媒体１０の磁極と反対の磁極となるように加速用電
磁石２２を磁化させることにより、加速媒体１０が加速
用電磁石２４を通過する前は、加速媒体１０の磁極と反
対の磁極となるように加速用電磁石２４を磁化させるこ
とにより、加速媒体１０を加速するようにした。

【００９５】これにより、加速管４００の直線軌道上で
加速媒体１０を高加速度で加速することができるばかり
か、加速媒体１０の磁気と複数の加速用電磁石２２，２
４の磁気とによって生ずる吸引力を利用して加速媒体１
０をさらに高加速度で加速することができる。さらに、
本実施の形態では、加速部４５０は、加速媒体１０が加
速用電磁石２２を通過した直後に、加速媒体１０の磁極
と同一の磁極となるように加速用電磁石２２を磁化させ
ることにより、加速媒体１０が加速用電磁石２４を通過
した直後に、加速媒体１０の磁極と同一の磁極となるよ
うに加速用電磁石２４を磁化させることにより、加速媒
体１０を加速するようにした。

【００９６】これにより、特に、加速用電磁石２２と加
速用電磁石２４との間の加速区間において、加速媒体１
０の磁気と複数の加速用電磁石２２，２４の磁気とによ
って生ずる吸引力および反発力を利用して加速媒体１０
をさらに高加速度で加速することができる。さらに、本
実施の形態では、加速部４５０は、加速管４００の延長
方向に対して直交する方向に加速媒体１０の軌道を修正
するための軌道修正用電磁石２０を、加速管４００の内
周面に沿って設けるとともに加速管４００の延長方向で
加速用電磁石２２，２４の前に配置し、加速管４００の
延長方向に対して直交する方向に加速媒体１０の軌道を
修正するための軌道修正用電磁石２６を、加速管４００
の内周面に沿って設けるとともに加速管４００の延長方
向で加速用電磁石２２，２４の後に配置してなる。

【００９７】これにより、加速媒体１０を加速すること
により、加速管４００の延長方向に対して直交する方向
に加速媒体１０の軌道がずれる可能性が少なくなるの
で、加速媒体１０の軌道を比較的安定に保持しつつ加速
媒体１０を加速することができる。さらに、本実施の形
態では、加速部４５０は、加速媒体１０を浮上させるた
めの浮上用電磁石２８を、加速用電磁石２２と加速用電
磁石２４との間で、加速媒体１０の磁極と同一の磁極を
加速管４００の垂直方向上側に向けて加速管４００の底
部に設けてなる。

【００９８】これにより、加速媒体１０を加速する過程
において、重力落下により加速媒体１０の軌道がずれる
可能性が少なくなるので、加速媒体１０の軌道を比較的
安定に保持しつつ加速媒体１０を加速することができ
る。さらに、本実施の形態では、加速部４５０は、加速
媒体１０の速度を測定する速度測定センサ３０ａと、加
速管４００の延長方向に対して直交する方向で加速媒体
１０の水平方向の位置を測定する水平位置測定センサ３
０ｂと、加速管４００の延長方向に対して直交する方向
で加速媒体１０の垂直方向の位置を測定する垂直位置測
定センサ３０ｃとを加速媒体１０の進行方向に対して軌
道修正用電磁石２６の前方にそれぞれ設けてなり、各セ
ンサ３０ａ〜３０ｃの測定結果に基づいて、軌道修正用
電磁石２０，２６および加速用電磁石２２，２４の磁化
タイミングおよび磁力を決定するようにした。

【００９９】これにより、加速媒体１０が状況により微
妙に軌跡が変化しても、その軌跡をある程度修正するこ
とができるので、加速部４５０において加速媒体１０の
軌跡を制御するのが比較的容易となる。さらに、本実施
の形態では、偏向部４２０は、加速媒体１０の周回軌道
を偏向するための偏向用電磁石４０を、加速媒体１０の
磁極と同一の磁極を加速管４００の半径方向内側に向け
て加速管４００の半径方向外側に設けてなる。

【０１００】これにより、加速管４００の偏向軌道上で
加速媒体１０の周回軌道をその偏向軌道に沿って偏向す
ることができるばかりか、偏向用電磁石４０の磁気力を
加速媒体１０の遠心力に応じて変化させれば、異なる速
度の加速媒体１０の周回軌道を同一の径で偏向すること
ができる。さらに、本実施の形態では、偏向用電磁石４
０は、加速管４００の延長方向からみて加速管４００の
半径方向外側を谷としたＶ字型に配置されている。

【０１０１】これにより、加速媒体１０の周回軌道が多
少ずれても、加速媒体１０は、次第に偏向用電磁石４０
によって形成される磁気の谷部に収束するので、加速媒
体１０の軌道を比較的安定に保持しつつ加速媒体１０の
周回軌道を偏向することができる。さらに、本実施の形
態では、偏向部４２０は、加速媒体１０の周回軌道を偏
向するための偏向用電磁石４２を、加速媒体１０の磁極
と反対の磁極を加速管４００の半径方向外側に向けて加
速管４００の半径方向内側に設けてなる。

【０１０２】これにより、加速媒体１０の磁気と偏向用
電磁石４０，４２の磁気によって生ずる吸引力および反
発力を利用してさらに大きな遠心力に対抗することがで
きるので、加速媒体１０をより大きな速度まで加速する
ことができる。さらに、本実施の形態では、加速媒体１
０は、その外側が一方の磁極にかつその内側が他方の磁
極となるように磁石を配置してなる。

【０１０３】これにより、比較的質量の大きな加速媒体
１０を低コストで製造することができるので、コストの
面でさらに有利に、大きなエネルギを得ることができ
る。さらに、本実施の形態では、加速媒体１０を浮上さ
せるための浮上用電磁石を、加速管４００全周にわた
り、加速媒体１０の磁極と同一の磁極を加速管４００の
垂直方向上側に向けて加速管４００の底部に設けた。

【０１０４】これにより、加速媒体１０を周回させる過
程において、加速媒体１０への摩擦抵抗を低減すること
ができるばかりか、重力落下により加速媒体１０の軌道
がずれる可能性が少なくなるので、エネルギ損失が少な
くしかも加速媒体１０の軌道を比較的安定に保持しつつ
加速媒体１０を周回させることができる。さらに、本実
施の形態では、浮上用電磁石は、加速管４００の延長方
向からみて加速管４００の垂直方向下側を谷としたＶ字
型に配置されている。

【０１０５】これにより、加速媒体１０の周回軌道が多
少ずれても、加速媒体１０は、次第に浮上用電磁石によ
って形成される磁気の谷部に収束するので、加速媒体１
０の軌道をさらに安定に保持しつつ加速媒体１０を周回
させることができる。さらに、本実施の形態では、加速
媒体１０を加速管４００内に入射するための入射管３０
０、および加速媒体１０を加速管４００内から取り出し
て外部に射出するための射出管５００を、加速管４００
の直線軌道において加速管４００の半径方向外側に接続
して設けた。

【０１０６】加速媒体１０の速度を限界近くまであげた
場合には、わずかな磁気の乱れにより加速媒体１０が加
速管４００に衝突してしまうことから、偏向軌道での高
速な入射・射出は困難である。したがって、このような
構成であれば、加速媒体１０が加速管４００に衝突する
可能性を少なくすることができるので、加速媒体１０の
速度を限界近くまであげても、その速度を保持しつつ加
速媒体１０を外部に射出することができる。

【０１０７】さらに、本実施の形態では、入射管３００
から加速管４００内に加速媒体１０を誘導するための誘
導用電磁石を、入射管３００と加速管４００との接続部
の内周面に沿って設け、入射管３００から加速管４００
内に加速媒体１０を誘導するときは、加速媒体１０の磁
極と同一の磁極となるように、かつ、加速管４００の半
径方向内側の磁力よりも外側の磁力が強くなるように誘
導用電磁石を磁化させることにより、加速媒体１０を誘
導するようにした。

【０１０８】これにより、加速管４００の直線軌道上で
入射管３００から加速管４００内に加速媒体１０を誘導
することができるばかりか、誘導用電磁石の磁気力を加
速媒体１０の入射速度に応じて変化させれば、異なる速
度の加速媒体１０を誘導することができる。さらに、本
実施の形態では、加速管４００内から射出管５００に加
速媒体１０を誘導するための誘導用電磁石を、加速管４
００と射出管５００との接続部の内周面に沿って設け、
加速管４００内から射出管５００に加速媒体１０を誘導
するときは、加速媒体１０の磁極と同一の磁極となるよ
うに、かつ、加速管４００の半径方向外側の磁力よりも
内側の磁力が強くなるように誘導用電磁石を磁化させる
ことにより、加速媒体１０を誘導するようにした。

【０１０９】これにより、加速管４００の直線軌道上で
加速管４００内から射出管５００に加速媒体１０を誘導
することができるばかりか、誘導用電磁石５０，５２の
磁気力を加速媒体１０の射出速度に応じて変化させれ
ば、異なる速度の加速媒体１０を誘導することができ
る。さらに、本実施の形態では、加速管４００内を真空
状態または低圧状態にする真空ポンプを備えた。

【０１１０】これにより、加速媒体１０を周回させる過
程において、加速媒体１０への空気抵抗を低減すること
ができるばかりか、空気抵抗や空気中の塵等により加速
媒体１０の軌道がずれる可能性が少なくなるので、エネ
ルギ損失が少なくしかも加速媒体１０の軌道を比較的安
定に保持しつつ加速媒体１０を周回させることができ
る。

【０１１１】さらに、本実施の形態では、加速管４００
内を真空状態または低圧状態にする真空ポンプを備え、
空気の流入を遮断する遮断機を射出管５００内に設け、
加速媒体１０が遮断機を通過するときにのみその遮断機
を開放するようにした。これにより、加速管４００内へ
の空気の流入を防止することができるので、加速管４０
０内を比較的低圧状態に保つことができる。

【０１１２】さらに、本実施の形態では、射出管５００
の延長方向に沿って遮断機を複数設けた。これにより、
加速管４００内への空気の流入を段階的に防止すること
ができるので、加速管４００内をさらに低圧状態に保つ
ことができる。さらに、本実施の形態では、複数の遮断
機のうち射出管５００の射出口に最も近い遮断機は、吸
入方向を射出管５００の延長方向と一致させかつ射出口
に向けて配置したプロペラであり、加速媒体１０がプロ
ペラの羽の間を通過するようにプロペラの回転を制御す
るようにした。

【０１１３】これにより、プロペラの回転により常時安
定した減圧が行われるので、加速管４００内をさらに低
圧状態に保つことができ、しかも加速媒体１０の射出も
容易となる。上記第１の実施の形態において、偏向部４
２０は、請求項１記載の偏向手段に対応し、加速部４５
０は、請求項１記載の加速手段に対応している。

【０１１４】次に、本発明の第２の実施の形態を図面を
参照しながら説明する。図６は、本発明に係る加速装置
の第２の実施の形態を示す図である。なお、以下、上記
第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明し、同
一の部分については同一の符号を付して説明を省略す
る。この第２の実施の形態は、本発明に係る加速装置
を、図６に示すように、環状の加速管４００内で、加速
媒体１０を、加速管６００内で既に周回している加速媒
体１０の速度まで加速して加速管６００内に入射するこ
とにより、加速管６００内で複数の加速媒体１０を同時
に加速する場合について適用したものである。

【０１１５】まず、本発明に係る加速装置の構成を図６
を参照しながら説明する。図６は、本発明に係る加速装
置の構成を示す平面図である。加速装置１００は、図６
に示すように、加速媒体発射装置２００と、加速管４０
０と、入射管３００と、加速媒体１０を加速して加速媒
体１０の運動エネルギを蓄積するための環状の加速管６
００と、加速管４００と加速管６００との間で加速媒体
１０を中継するための中継管５５０と、加速媒体１０を
加速管６００内から取り出して外部に射出するための射
出管７００とで構成されている。

【０１１６】加速管４００，６００には、入射器４１０
と、偏向部４２０と、加速部４５０と、射出器４６０と
が設けられている。ここで、偏向部４２０は、加速管４
００，６００の全周にわたって等間隔に複数設けられ、
入射器４１０、射出器４６０および加速部４５０は、加
速管４００，６００の直線軌道上に設けられている。中
継管５５０は、その一端を加速管４００の直線軌道にお
いて加速管４００の半径方向外側に接続するとともにそ
の他端を加速管６００の直線軌道において加速管６００
の半径方向外側に接続して設けられている。

【０１１７】加速管６００内で加速媒体１０が周回して
いる場合に、加速管６００内に新たな加速媒体を入射す
るときは、加速管６００内で周回している加速媒体の速
度まで新たな加速媒体を加速管４００内で加速し、加速
した新たな加速媒体を中継管５５０を通じて加速管６０
０内に入射するようになっている。次に、上記第２の実
施の形態の動作を説明する。

【０１１８】加速管６００内で複数の加速媒体１０を加
速する場合は、まず、加速媒体発射装置２００により、
加速媒体１０が入射管３００に向けて低速で発射され
る。発射された加速媒体１０は、入射管３００、入射器
４１０を通じて加速管４００内に入射される。加速管４
００内では、加速媒体１０が加速管４００内で浮上しな
がら、偏向軌道上、直線軌道上を周回して加速され、加
速媒体１０が所定速度になると、射出器４６０、中継管
５５０および入射器４１０を通じて加速管６００内に入
射される。

【０１１９】加速管６００内では、加速媒体１０が加速
管４００内で浮上しながら、偏向軌道上、直線軌道上を
周回して所定速度まで加速される。次いで、加速媒体発
射装置２００により、新たな加速媒体１０が入射管３０
０に向けて低速で発射される。発射された新たな加速媒
体１０は、入射管３００、入射器４１０を通じて加速管
４００内に入射される。

【０１２０】加速管４００内では、新たな加速媒体１０
が加速管４００内で浮上しながら、偏向軌道上、直線軌
道上を周回して加速され、新たな加速媒体１０が加速管
６００内で周回している加速媒体の速度に達すると、射
出器４６０、中継管５５０および入射器４１０を通じて
加速管６００内に入射される。このとき、加速管６００
内で周回している加速媒体に衝突しないように新たな加
速媒体１０が加速管６００内に入射される。

【０１２１】加速管６００内では、加速管６００内で既
に周回している加速媒体１０および新たな加速媒体１０
が加速管４００内で浮上しながら、偏向軌道上、直線軌
道上を周回して所定速度まで加速される。そして、加速
媒体１０を外部に射出する必要があるときは、加速管６
００内で周回している加速媒体１０が、射出器４６０、
射出管７００を通じて外部に順次射出される。

【０１２２】このようにして、本実施の形態では、環状
の加速管６００を備え、加速管４００と加速管６００と
の間で加速媒体１０を中継するための中継管５５０を、
その一端を加速管４００の直線軌道において加速管４０
０の半径方向外側に接続するとともにその他端を加速管
６００の直線軌道において加速管６００の半径方向外側
に接続して設け、加速管６００内で加速媒体１０が周回
している場合に加速管６００内に新たな加速媒体１０を
入射するときは、加速管６００内で周回している加速媒
体１０の速度まで新たな加速媒体１０を加速管４００内
で加速し、加速した新たな加速媒体１０を中継管５５０
を通じて加速管６００内に入射するようにした。

【０１２３】これにより、加速管６００内で複数の加速
媒体１０を同時に加速することができる。なお、上記第
２の実施の形態においては、加速管６００内で複数の加
速媒体１０を単に加速する場合について説明したが、こ
れに限らず、この２つの加速管４００，６００を備える
加速装置１００を、電力を蓄積するのに用いてもよい。
この場合、加速媒体１０の運動エネルギを電気エネルギ
に変換する電磁コイルを、その磁化方向を加速管６００
の延長方向と一致させて加速管６００に設ける。これに
より、電力が必要なときは、電磁コイルを通過するごと
に、加速媒体１０の運動エネルギを電気エネルギに変換
することができる。

【０１２４】また、上記第１および第２の実施の形態に
おいては、非磁性体からなる球形の核１を中心部材とし
てその外周面に複数の永久磁石２を配置したものを加速
媒体１０として用いたが、これに限らず、強磁性を有し
ない導体を加速媒体１０として用いることもできる。加
速媒体１０を導体とした場合は、鉄、ニッケル、コバル
ト等の強磁性体以外の金属を使用するが、電気抵抗の小
さな物質が有利である。磁場中に置かれた導体内部に電
磁誘導によって生ずる渦電流によりさらに磁気が発生
し、その向きは、その磁石の磁気と同じ向きであるた
め、互いに反発し合う。この反発力により、加速媒体１
０の周回軌道を偏向するとともに加速媒体１０を加速す
る。

【０１２５】加速媒体１０が加速用電磁石２２，２４を
通過するとき、通過中には、磁気をかけず加速用電磁石
２２，２４を出た直後に磁気をかけ、このときの電磁誘
導により発生する反発力により加速媒体１０を加速す
る。この場合、反発力のみが有効であるため、加速用電
磁石２２，２４は、Ｎ、Ｓどちらの極でも使えるが、極
を切り換えるのではなく、磁気の有無を切り換えること
により加速する。

【０１２６】このような構成であれば、比較的質量の大
きな加速媒体１０を低コストで製造することができるの
で、コストの面でさらに有利に、大きなエネルギを得る
ことができる。また、上記第１および第２の実施の形態
においては、図４に示すように、偏向部４２０を、電磁
石からなる偏向用電磁石４０，４２で構成したが、これ
に限らず、図７に示すように、永久磁石からなる偏向用
磁石で構成してもよい。図７は、加速管４００の偏向軌
道の垂直方向の断面図である。

【０１２７】この場合、加速媒体１０の遠心力が大きく
なると、加速媒体１０が加速管４００の半径方向外側に
近づいてくることから、加速媒体１０の移動に対応する
ため、図７に示すように、浮上用電磁石４５を、加速媒
体１０が移動可能な範囲にわたり加速管４００の底部に
設けるのが好ましい。また、上記第１および第２の実施
の形態においては、加速媒体１０を浮上させるための磁
石を、電磁石からなる浮上用電磁石で構成したが、これ
に限らず、永久磁石からなる浮上用磁石で構成してもよ
い。

【０１２８】また、上記第１および第２の実施の形態に
おいては、入射管３００および射出管５００を、加速管
４００の直線軌道において加速管４００の半径方向外側
に接続して設けたが、これに限らず、直線軌道であれ
ば、入射管３００および射出管５００をどのように設け
てもよい。ただし、加速管４００の半径方向内側に設け
ることは設備の配置上現実的ではないので、現実的に
は、その直線軌道を含む面を基準としてその半径方向外
側に設けるのがよい。すなわち、本実施の形態でみる場
合のほか、直線軌道において加速管４００の垂直方向上
側に設けてもよいし、垂直方向下側に設けてもよい。

【０１２９】また、上記第１および第２の実施の形態に
おいては、入射部４１０と射出部４６０とを別々に設け
て構成したが、これに限らず、図８に示すように、入射
部４１０と射出部４６０とを併せて構成してもよい。図
８は、加速管４００の直線軌道の水平方向の断面図であ
る。この場合、誘導用電磁石５１，５３は、入射管３０
０および射出管４６０と加速管４００との接続部の内周
面に沿って設けられており、加速媒体１０の磁極と同一
の磁極であるＮ極が加速管４００の延長方向からみて中
心点を向くように磁化するようになっている。そして、
誘導用電磁石５１，５３は、入射管３００から加速管４
００内に加速媒体１０を誘導するときは、加速管４００
の半径方向内側の磁力よりも外側の磁力が強くなるよう
に誘導用電磁石を磁化させることにより、加速管４００
内から射出管５００に加速媒体１０を誘導するときは、
加速管４００の半径方向外側の磁力よりも内側の磁力が
強くなるように磁化することにより、加速媒体１０を誘
導するようになっている。

【０１３０】また、上記第１および第２の実施の形態に
おいては、図１に示すように、加速媒体１０を、非磁性
体からなる球形の核１を中心部材としてその外周面に複
数の永久磁石２を配置して構成したが、これに限らず、
図９に示すように、加速媒体１０を構成してもよい。図
９は、加速媒体１０の構成を示す図である。図９におい
て、加速媒体１０は、非磁性体からなる球形の核１を中
心部材としてその外周面に複数の永久磁石２を配置して
なり、永久磁石２は、Ｓ極が核１の中心を向き、Ｎ極が
核１の外側を向いている。各永久磁石２は、直線形状の
棒磁石で、Ｓ極の側が核１の外周面に接するように、他
の永久磁石２および核１と固定剤４で結合することによ
り、核１と結合している。

【０１３１】また、上記第１および第２の実施の形態に
おいては、本発明に係る加速装置を、加速媒体１０を加
速して射出し、または、電気エネルギを運動エネルギと
して蓄積するのに適用した場合について説明したが、こ
れに限らず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で他のもの
にも適用可能である。また、本発明に係る加速装置につ
いての安全対策としては、例えば、次のようなものが考
えられる。

【０１３２】加速媒体１０が高速で加速管４００内を周
回するとき、加速媒体１０は、強大な運動エネルギとし
て存在する。このエネルギが物体に衝突すると瞬間的に
開放され、熱エネルギに変わる。これにより、あらゆる
物体を破壊する可能性があり、これが加速管４００の内
周面に衝突すると、大きなダメージを受ける。ただし、
加速管４００の内周面と加速媒体１０の衝突角度やそれ
らの磁気の反発力により、運動エネルギが瞬間的に熱エ
ネルギ等に変わりダメージを与える可能性はきわめて低
い。そこで、加速媒体１０の制御が不能になったとき、
それが加速管４００の内周面に致命的ダメージを与える
前に、誘導用電磁石５０，５２により加速管４００内か
ら取り出し、専用のラインで外部へ排出することにより
加速管４００の内周面に対するダメージを最小限にとど
める。

【０１３３】また、本発明に係る加速装置を、電気エネ
ルギを運動エネルギとして蓄積するのに適用した場合に
おいての技術的工夫としては、例えば、次のようなもの
が考えられる。加速管４００内にコイルを配置し、そこ
を通過するたびに、電磁誘導によりコイルに電流が流
れ、加速媒体１０が減速する。これにより加速媒体１０
の速度を制御する。運動エネルギが電気エネルギに変換
されることにより蓄電装置としての機能がある。夜間の
余剰電力をリング加速器で加速し運動エネルギとして蓄
え、昼間に運動エネルギより電気エネルギとして変換し
て取り出す。

【０１３４】エネルギが電気に変換されることにより加
速媒体１０が減速される。速度が遅くなるにつれ、周波
数が長くなったりするため、それに合わせてコイルの間
隔を狭くしたり、加速媒体１０の軌跡とコイル間の距離
を調整して、電流や電圧、周波数の安定化を行う。ま
た、本発明に係る加速装置の用途としては、例えば、次
のようなものが考えられる。

【０１３５】加速媒体１０として永久磁石２は、磁気が
強く質量も大型となる傾向が強いため、Ｆ＝（１／２）
ｍｖ²［Ｊ］により最も大きな運動エネルギとしての可
能性がある。そこで、第一宇宙速度付近で飛行する核ミ
サイルを撃墜するために使用する。例えば、図１０に示
すように、人工衛星として宇宙空間に配備し、太陽光発
電等による電力を運動エネルギに変換して蓄え、変換効
率が高く保存効率も高いため、常時蓄え続けることがで
きるため、必要なときは、いつでも加速媒体１０を取り
出し、ミサイルに衝突させて破壊する。

【０１３６】具体的に、この加速媒体発射装置は、図１
１に示すように構成されている。図１１は、人工衛星と
しての加速媒体発射装置の構成を示す図である。これ
は、上記第２の実施の形態の構成において、加速管４０
０と加速管６００とをその半径方向に対して直交する方
向に並べて配置し、加速管４００，６００で加速した加
速媒体１０を射出管７００を通じて発射するようになっ
ている。また、加速管４００，６００の円周方向に機体
の向きを変更する垂直用エンジン６０と、加速管４０
０，６００の半径方向に対して直交する方向に機体の向
きを変更する水平用エンジン６２とを備え、垂直用エン
ジン６０および水平用エンジン６２により、目標物に対
する照準を定めるようになっている。なお、加速管４０
０，６００の内側には、太陽光セル６４が設けられてお
り、太陽光発電等による電力を運動エネルギに変換して
蓄える。

【０１３７】さらに、この場合、加速媒体１０は、図１
２に示すように構成されている。図１２は、人工衛星と
しての加速媒体発射装置に用いる加速媒体１０の内部構
成を示す図である。この加速媒体１０は、加速媒体発射
装置で発射された後に自己の軌道を修正するようになっ
ており、図１２に示すように、燃料を蓄積する燃料タン
ク７０と、燃料タンク７０の燃料を燃焼させる燃焼室７
１と、燃料タンク７０の燃料を燃焼室７１に送り込むた
めの圧力ポンプ７２と、燃焼室７１に送り込まれた燃料
に引火する点火装置７３と、燃焼室７１での燃焼による
爆発を外部に放出するノズル７４と、加速媒体１０の位
置を特定するための位置データを受信するアンテナ７５
と、加速媒体１０の向きを測定するジャイロスコープ７
６と、位置データおよび加速媒体１０の向きに基づいて
燃焼室７１での燃焼量を調整するコンピュータ７７とで
構成されている。

【０１３８】加速媒体１０は、射出管７００を通じて外
部に発射される瞬間は、見かけ上単極であるため、回転
を伴わずに発射される。そして、宇宙空間においては空
気抵抗がないため、発射後も回転することなく目的物に
向かって飛翔する。このため、宇宙空間においては、こ
うした構成により発射後に加速媒体１０の軌道を修正す
ることができるのである。

【０１３９】ところで、導体は、多量に生産でき、また
小型のものも生産が可能であるため、機関砲のように航
空機等に向けて大量に発射して撃墜する。このとき、速
度が速いと空気抵抗が大きくなり遠くへ飛ばすことが困
難になるが、同時に衝撃波が発生し、広い範囲の破壊が
できる。航空機の進路をコンピュータで予測して機関砲
で追尾する場合に航空機は、速度、水平、垂直とｘ，
ｙ，ｚの３軸方向に進路を変える可能性があり、その大
きさは時間の３乗に比例して大きくなる。このため、一
般の機関砲で航空機を撃墜することは困難である。そこ
で、加速媒体が高速になれば、進路の変化は小さくな
り、高い確率で撃墜することができる。

【０１４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る請求
項１記載の加速装置によれば、電子線、荷電粒子等のよ
りも遙かに質量が大きい物質を比較的高速に加速するこ
とができるので、従来に比して、大きなエネルギを得る
ことができるという効果が得られる。さらには、加速管
を環状としているため、少なくとも１つの加速区間を加
速管に設けておけば、偏向区間で加速媒体の遠心力を抑
えられる限界まで、加速媒体を加速することができると
いう効果が得られる。

【０１４１】一方、本発明に係る請求項２または３記載
の電力蓄積装置によれば、比較的大量の電力を運動エネ
ルギとして蓄積することができるという効果が得られ
る。一方、本発明に係る請求項４記載の発射装置によれ
ば、比較的大きな運動エネルギを有する発射媒体を発射
することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】加速媒体の構成を示す図である。

【図２】本発明に係る加速装置の構成を示す平面図であ
る。

【図３】加速管４００の直線軌道の水平方向の断面図で
ある。

【図４】加速管４００の偏向軌道の垂直方向の断面図で
ある。

【図５】加速管４００の直線軌道の水平方向の断面図で
ある。

【図６】本発明に係る加速装置の構成を示す平面図であ
る。

【図７】加速管４００の偏向軌道の垂直方向の断面図で
ある。

【図８】加速管４００の直線軌道の水平方向の断面図で
ある。

【図９】加速媒体の構成を示す図である。

【図１０】加速媒体発射装置を人工衛星として宇宙空間
に配備する場合を説明するための図である。

【図１１】人工衛星としての加速媒体発射装置の構成を
示す図である。

【図１２】人工衛星としての加速媒体発射装置に用いる
加速媒体１０の内部構成を示す図である。

【図１３】従来の加速器の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 核 ２ 永久磁石 １０ 加速媒体 １００ 加速装置 ２００ 加速媒体発射装置 ２０１ 加速媒体発生装置 ３００ 入射管 ４００，６００ 加速管 ４１０ 入射器 ４２０ 偏向部 ４２１ 偏向磁石 ４３０ ４極磁石 ４４０ ステアリング磁石 ４５０ 加速部 ４５１ 加速空洞 ４６０ 射出部 ５００，７００ 射出管 ５５０ 中継管 ２０，２６ 軌道修正用電磁石 ２２，２４ 加速用電磁石 ２８，４４，４５ 浮上用電磁石 ３０ａ〜３０ｃ センサ ４０，４２ 偏向用電磁石 ４１，４３ 偏向用磁石 ５０〜５３ 誘導用電磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６４Ｇ 1/22 Ｂ６４Ｇ 1/22

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気発生可能な加速媒体を環状の加速管
   内で加速する装置であって、 磁気の吸引力又は反発力により前記加速媒体の周回軌道
   を前記加速管の偏向軌道に沿って偏向する偏向手段と、
   磁気の吸引力又は反発力により前記加速媒体を加速する
   加速手段とを備えることを特徴とする加速装置。
2. 【請求項２】 電力を蓄積する装置であって、 請求項１記載の加速装置により電力を蓄積するようにな
   っていることを特徴とする電力蓄積装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記加速媒体の運動エネルギを電気エネルギに変換する
   エネルギ変換手段を備えることを特徴とする電力蓄積装
   置。
4. 【請求項４】 発射媒体を発射する装置であって、 請求項１記載の加速装置により前記加速媒体を前記発射
   媒体として加速し発射するようになっていることを特徴
   とする発射装置。