JP4510793B2 - Accelerator - Google Patents
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Description
この発明は、加速装置に関し、さらに詳しくは、外部コイルの構造によって制限されずに大電流を流して飛翔体を加速することが出来ると共に外部コイルにエネルギーを蓄積する系に流す電流を小さくすることが出来る加速装置に関する。 The present invention relates to an acceleration device, and more specifically, it is possible to accelerate a flying object by flowing a large current without being limited by the structure of the external coil, and to reduce a current flowing in a system that stores energy in the external coil. It is related with the acceleration device which can do.
従来、電機子を間に挟んだ第1のレール電極および第2のレール電極に外部コイルを直列接続し、外部コイルに蓄積したエネルギーにより第1のレール電極および第2のレール電極および電機子に電流を流し、それによる電磁力により電機子を加速する外部コイル付き電磁レール電極ガンが知られている(例えば特許文献1参照。)。
上記従来の外部コイル付き電磁レール電極ガンでは、装置が大型になって電機子に流す電流が大電流になると、外部コイルにも大電流が流れることになる。また、エネルギーを蓄積したコンデンサと外部コイルを直列接続してコンデンサから外部コイルにエネルギーを移すことにより外部コイルにエネルギーを蓄積しているため、外部コイルにエネルギーを蓄積する系にも大電流が流れることになる。
しかし、外部コイルに大電流を流すためには、線径を太くし且つコイル全体の機械的強度を高めることが必要になる問題点があった。換言すれば、外部コイルの構造によって電機子に流しうる電流が制限されてしまう問題点があった。また、外部コイルにエネルギーを蓄積する系でも同様に線径を太くし且つ機械的強度を高めることが必要になる問題点があった。
そこで、この発明の目的は、外部コイルの構造によって制限されずに大電流を流して飛翔体を加速することが出来ると共に外部コイルにエネルギーを蓄積する系に流す電流を小さくすることが出来る加速装置を提供することにある。
In the conventional electromagnetic rail electrode gun with an external coil, when the apparatus becomes large and the current flowing through the armature becomes a large current, a large current also flows through the external coil. In addition, since energy is stored in the external coil by connecting the capacitor that stores energy and the external coil in series and transferring energy from the capacitor to the external coil, a large current also flows through the system that stores energy in the external coil. It will be.
However, in order to pass a large current through the external coil, there is a problem that it is necessary to increase the wire diameter and increase the mechanical strength of the entire coil. In other words, there is a problem that the current that can flow through the armature is limited by the structure of the external coil. Further, there is a problem that it is necessary to increase the wire diameter and increase the mechanical strength even in the system in which energy is stored in the external coil.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an acceleration device capable of accelerating a flying object by flowing a large current without being limited by the structure of the external coil and reducing the current flowing in a system for storing energy in the external coil. Is to provide.
第1の観点では、この発明は、励磁電源と、複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルと、前記励磁電源および前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを直列接続し前記励磁電源から前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーを蓄積するための直列接続用スイッチと、平行な第1のレール電極および第2のレール電極と、前記第1のレール電極および第2のレール電極に接触している電機子または発射薬および前記電機子または発射薬に一体化されている飛翔体からなる弾丸と、前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを前記第1のレール電極および第2のレール電極に並列接続し前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルに蓄積されたエネルギーにより前記第1のレール電極および第2のレール電極および前記電機子または発射薬に電流を流して前記飛翔体を加速する並列接続用スイッチとを具備したことを特徴とする加速装置を提供する。
上記第1の観点による加速装置では、N(≧2)個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを第1のレール電極および第2のレール電極に並列接続して、第1のレール電極および第2のレール電極および電機子または発射薬に電流Ioを流すため、1個の誘導性エネルギー蓄積用コイルにはIo/Nの電流しか流れない。よって、個々の誘導性エネルギー蓄積用コイルの構造条件が緩和される。換言すれば、1個の誘導性エネルギー蓄積用コイルに流しうる電流IinのN倍の電流を供給でき、個数Nを増やせば、個々の外部コイルの構造によって制限されずに大電流を流して飛翔体を加速することが出来る。また、励磁電源およびN個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを直列接続して、励磁電源からN個の誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーを蓄積するため、第1のレール電極および第2のレール電極および電機子または発射薬に流すべき電流Ioの1/Nの電流Iin=Io/Nを流せばN個の誘導性エネルギー蓄積用コイルに必要なエネルギーを蓄積でき、誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーを蓄積する系に流す電流Iinを小さくすることが出来る。
In a first aspect, the present invention provides an excitation power source, a plurality of inductive energy storage coils, the excitation power source and the plurality of inductive energy storage coils connected in series, and the plurality of the plurality of inductive energy storage coils from the excitation power source. A switch for series connection for storing energy in the inductive energy storage coil, a parallel first rail electrode and a second rail electrode, and the first rail electrode and the second rail electrode. The first rail electrode and the second rail electrode, the bullet comprising the armature or the propellant and the projectile integrated with the armature or the propellant, and the plurality of inductive energy storage coils. The first rail electrode, the second rail electrode, and the electric machine by energy stored in the plurality of inductive energy storage coils connected in parallel to each other Or to provide an accelerator which is characterized by comprising a switch connected in parallel to accelerate the projectile by applying a current to the propellant.
In the acceleration device according to the first aspect, N (≧ 2) inductive energy storage coils are connected in parallel to the first rail electrode and the second rail electrode, and the first rail electrode and the second rail electrode are connected. Since the current Io flows through the rail electrode and the armature or the propellant, only one current of Io / N flows through one inductive energy storage coil. Therefore, the structural conditions of each inductive energy storage coil are relaxed. In other words, it is possible to supply a current Nin times the current Iin that can be supplied to one inductive energy storage coil. If the number N is increased, a large current flows without being limited by the structure of each external coil. You can accelerate your body. In addition, since the exciting power source and N inductive energy storage coils are connected in series and energy is stored in the N inductive energy storage coils from the exciting power source, the first rail electrode and the second rail electrode In addition, if a current Iin = Io / N that is 1 / N of the current Io to be supplied to the armature or the propellant is supplied, energy required for the N inductive energy storage coils can be stored. It is possible to reduce the current Iin flowing through the system for storing the current.
第2の観点では、この発明は、前記第1の観点による加速装置において、前記並列接続用スイッチをオフし且つ前記直列接続用スイッチをオンする励磁時間と前記並列接続用スイッチをオンし且つ前記直列接続用スイッチをオフする出力時間とを交互に連続して繰り返すスイッチ駆動手段と、前記励磁時間と同期をとって前記弾丸を前記レール電極間に次々に装填する弾丸連続供給手段とを具備したことを特徴とする加速装置を提供する。
上記第2の観点による加速装置では、飛翔体の連続発射が可能になる。
In a second aspect, the present invention relates to the acceleration device according to the first aspect, wherein the parallel connection switch is turned on and the parallel connection switch is turned on and the parallel connection switch is turned on and the parallel connection switch is turned on. Switch driving means for alternately and continuously repeating the output time for turning off the series connection switch, and bullet continuous supply means for loading the bullets in succession between the rail electrodes in synchronization with the excitation time. An acceleration device is provided.
In the acceleration device according to the second aspect, the flying object can be continuously fired.
第3の観点では、この発明は、前記第1または前記第2の観点による加速装置において、前記レール電極間に閾値電圧以上の電圧がかかった場合にレール電極間を短絡する短絡手段を具備したことを特徴とする加速装置を提供する。
上記第3の観点による加速装置では、レール電極間から飛翔体が飛び出した後も誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーが残っていた場合に、そのエネルギーを保存できるので、エネルギーを無駄なく利用することが出来る。
In a third aspect, the present invention comprises a short-circuit means for short-circuiting between rail electrodes when a voltage equal to or higher than a threshold voltage is applied between the rail electrodes in the acceleration device according to the first or second aspect. An acceleration device is provided.
In the acceleration device according to the third aspect, when energy remains in the inductive energy storage coil even after the flying object jumps out from between the rail electrodes, the energy can be stored, so that the energy can be used without waste. I can do it.
第4の観点では、この発明は、励磁電源と、複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルと、平行な第1のレール電極および第2のレール電極と、前記第1のレール電極および第2のレール電極に接触している電機子または発射薬および前記電機子または発射薬に一体化されている飛翔体からなる弾丸と、前記誘導性エネルギー蓄積用コイルのそれぞれの両端が接続された複数個の環状に並んだコイル接点と、前記コイル接点に摺接しうるように環状に並んだ複数個の接点であって前記コイル接点に対して相対回転し第1位置では前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを前記励磁電源に対して直列接続し前記励磁電源から前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーを蓄積すると共に第2位置では前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを前記第1のレール電極および第2のレール電極に並列接続し前記複数個の誘導性エネルギー蓄積用コイルに蓄積されたエネルギーにより前記第1のレール電極および第2のレール電極および前記電機子または発射薬に電流を流して前記飛翔体を加速する直並列接続接点とを具備したことを特徴とする加速装置を提供する。
上記第4の観点による加速装置では、N(≧2)個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを第1のレール電極および第2のレール電極に並列接続して、第1のレール電極および第2のレール電極および電機子または発射薬に電流Ioを流すため、1個の誘導性エネルギー蓄積用コイルにはIo/Nの電流しか流れない。よって、個々の誘導性エネルギー蓄積用コイルの構造条件が緩和される。換言すれば、1個の誘導性エネルギー蓄積用コイルに流しうる電流IinのN倍の電流を供給でき、個数Nを増やせば、個々の外部コイルの構造によって制限されずに大電流を流して飛翔体を加速することが出来る。また、励磁電源およびN個の誘導性エネルギー蓄積用コイルを直列接続して、励磁電源からN個の誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーを蓄積するため、第1のレール電極および第2のレール電極および電機子または発射薬に流すべき電流Ioの1/Nの電流Iin=Io/Nを流せばN個の誘導性エネルギー蓄積用コイルに必要なエネルギーを蓄積でき、誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーを蓄積する系に流す電流Iinを小さくすることが出来る。
In a fourth aspect, the present invention provides an excitation power source, a plurality of inductive energy storage coils, parallel first rail electrodes and second rail electrodes, the first rail electrodes, and second rails. A plurality of bullets made of an armature or a propellant in contact with the rail electrode and a projectile integrated with the armature or the propellant, and a plurality of both ends of the inductive energy storage coil are connected. An annularly arranged coil contact and a plurality of contacts arranged in an annular shape so as to be in sliding contact with the coil contact and rotating relative to the coil contact, the plurality of inductive energy storages in a first position A coil is connected in series to the excitation power source to store energy from the excitation power source to the plurality of inductive energy storage coils and at the second position the plurality of inductive energy. A storage coil is connected in parallel to the first rail electrode and the second rail electrode, and the first rail electrode, the second rail electrode and the energy are stored in the plurality of inductive energy storage coils. There is provided an accelerating device comprising a series-parallel connection contact for accelerating the flying body by passing an electric current through an armature or a propellant.
In the acceleration device according to the fourth aspect, N (≧ 2) inductive energy storage coils are connected in parallel to the first rail electrode and the second rail electrode, and the first rail electrode and the second rail electrode are connected. Since the current Io flows through the rail electrode and the armature or the propellant, only one current of Io / N flows through one inductive energy storage coil. Therefore, the structural conditions of each inductive energy storage coil are relaxed. In other words, it is possible to supply a current Nin times the current Iin that can be supplied to one inductive energy storage coil. If the number N is increased, a large current flows without being limited by the structure of each external coil. You can accelerate your body. In addition, since the exciting power source and N inductive energy storage coils are connected in series to store energy from the exciting power source to the N inductive energy storage coils, the first rail electrode and the second rail electrode In addition, if a current Iin = Io / N that is 1 / N of the current Io to be supplied to the armature or the propellant is supplied, energy necessary for the N inductive energy storage coils can be stored. It is possible to reduce the current Iin flowing through the system for storing the current.
第5の観点では、この発明は、前記第4の観点による加速装置において、前記直並列接続接点を前記コイル接点に対して連続的に相対回転させて前記第1の位置と前記第2の位置とを交互に連続して繰り返す回転駆動手段と、前記第1の位置になる時間と同期をとって前記弾丸を前記レール電極間に次々に装填する弾丸連続供給手段とを具備したことを特徴とする加速装置を提供する。
上記第5の観点による加速装置では、飛翔体の連続発射が可能になる。また、相対回転数を制御することにより、容易に連続発射速度を制御できる。
In a fifth aspect, the present invention provides the acceleration device according to the fourth aspect, wherein the series-parallel connection contact is continuously relatively rotated with respect to the coil contact so that the first position and the second position are And a rotation drive means for alternately and continuously repeating, and a bullet continuous supply means for loading the bullets one after another in synchronism with the time to reach the first position. An acceleration device is provided.
In the acceleration device according to the fifth aspect, the flying object can be continuously fired. Moreover, the continuous firing speed can be easily controlled by controlling the relative rotational speed.
第6の観点では、この発明は、前記第4または前記第5の観点による加速装置において、前記レール電極間に閾値電圧以上の電圧がかかった場合にレール電極間を短絡する短絡手段を具備したことを特徴とする加速装置を提供する。
上記第6の観点による加速装置では、レール電極間から飛翔体が飛び出した後も誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーが残っていた場合に、そのエネルギーを保存できるので、エネルギーを無駄なく利用することが出来る。
In a sixth aspect, the present invention is the acceleration device according to the fourth or fifth aspect, further comprising short-circuit means for short-circuiting between the rail electrodes when a voltage higher than a threshold voltage is applied between the rail electrodes. An acceleration device is provided.
In the acceleration device according to the sixth aspect, when energy remains in the inductive energy storage coil even after the flying object jumps out from between the rail electrodes, the energy can be stored, so that the energy can be used without waste. I can do it.
この発明の加速装置によれば、誘導性エネルギー蓄積用コイルの構造によって制限されずに大電流を流して飛翔体を加速することが出来る。また、誘導性エネルギー蓄積用コイルにエネルギーを蓄積する系に流す電流を小さくすることが出来る。 According to the acceleration device of the present invention, the flying object can be accelerated by flowing a large current without being limited by the structure of the inductive energy storage coil. In addition, the current flowing through the system for storing energy in the inductive energy storage coil can be reduced.
以下、図に示す実施の形態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。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
図1は、実施例1にかかる連続発射用電磁加速装置100を示す回路図である。
この連続発射用電磁加速装置100は、エネルギー保存回路付き大電流発生装置1と、平行な第1のレール電極2aおよび第2のレール電極2bと、第1のレール電極2aおよび第2のレール電極2bに接触している電機子4aおよび電機子4aに一体化されている飛翔体4bからなる弾丸4と、弾丸4をレール電極2a,2b間に装填する弾丸供給装置40と、連続的に弾丸4をレール電極2a,2b間に装填するように弾丸供給装置40を駆動する弾丸供給装置連続駆動回路8と具備してなる。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an electromagnetic accelerator 100 for continuous launch according to the first embodiment.
The continuous launch electromagnetic accelerator 100 includes a large
エネルギー保存回路付き大電流発生装置1は、励磁電源9と、N(≧2)個の誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nと、励磁電源9および誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nを直列接続するための直列接続用スイッチ51と、誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nを第1のレール電極2aおよび第2のレール電極2bに並列接続するための並列接続用スイッチ52と、並列接続用スイッチ52をオフし且つ直列接続用スイッチ51をオンする励磁時間Tinと並列接続用スイッチ52をオンし且つ直列接続用スイッチ51をオフする出力時間Toutとを交互に連続して繰り返すスイッチ駆動回路7と、レール電極2a,2b間に閾値電圧以上の電圧がかかった場合にレール電極2a,2b間を短絡する短絡スイッチ50とを具備している。
A large
直列接続用スイッチ51や並列接続用スイッチ52や短絡スイッチ50は、サイリスタやトライアックやパワートランジスタのような半導体スイッチ、または、電磁リレースイッチである。
The
図1に示すように、スイッチ駆動回路7は、並列接続用スイッチ52をオフした状態で直列接続用スイッチ51をオンする。これにより、励磁電源9から励磁電流Iinが供給されて誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nが励磁され、誘導性エネルギー蓄積用コイル5−1,…,5-Nの内部に磁束Φが生じ、誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nに誘導性エネルギーが蓄積される。スイッチ駆動回路7は、予め定めた励磁時間Tinだけ図1の状態を継続する。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、励磁時間Tinが経過すると、スイッチ駆動回路7は、並列接続用スイッチ52をオンすると共に直列接続用スイッチ51をオフする。これにより、各誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nから第1のレール電極2aおよび第2のレール電極2bおよび電機子4aに電流Io(=Iin×N)が流れ、電磁力により飛翔体4bが加速される。スイッチ駆動回路7は、予め定めた出力時間Toutだけ図2の状態を継続し、図1の状態に戻る。
As shown in FIG. 2, when the excitation time Tin elapses, the
弾丸供給装置連続駆動回路8は、励磁時間Tinと同期をとって弾丸4をレール電極2a,2b間に次々に装填する。これにより、飛翔体4bを連続発射できる。
The bullet supply device
飛翔体4bがレール電極2a,2b間から飛び出した後も誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nに大きなエネルギーが残っていた場合、レール電極2a,2b間に高電圧が発生する。すると、短絡スイッチ50がレール電極2a,2b間を短絡するので、誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nのエネルギーが放出されず、エネルギーを保存できる。これにより、エネルギーを無駄なく利用することが出来る。
If a large amount of energy remains in the inductive energy storage coils 5-1,..., 5-N even after the flying object 4b has jumped from between the rail electrodes 2a, 2b, a high voltage is generated between the rail electrodes 2a, 2b. To do. Then, since the short-
実施例1の連続発射用電磁加速装置100によれば次の効果が得られる。
(1)誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nの構造によって制限されずに大きな出力電流Io(励磁電流IinのN倍の電流)を流して飛翔体4bを加速することが出来る。
(2)誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nにエネルギーを蓄積する系に流す励磁電流Iin(出力電流Ioの1/N倍の電流)を小さくすることが出来る。
(3)短絡スイッチ50によりエネルギーを保存でき、エネルギーを無駄なく利用することが出来る。
According to the electromagnetic accelerator 100 for continuous launch of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Accelerating the flying object 4b by passing a large output current Io (N times the exciting current Iin) without being limited by the structure of the inductive energy storage coils 5-1,. I can do it.
(2) The exciting current Iin (current that is 1 / N times the output current Io) flowing through the system for storing energy in the inductive energy storage coils 5-1,..., 5-N can be reduced.
(3) Energy can be stored by the short-
図3は、実施例2にかかる連続発射用電磁加速装置200を示す構成説明図である。
この連続発射用電磁加速装置200は、エネルギー保存回路付き大電流発生装置60と、平行な第1のレール電極2aおよび第2のレール電極2bと、第1のレール電極2aおよび第2のレール電極2bに接触している電機子4aおよび電機子4aに一体化されている飛翔体4bからなる弾丸4と、弾丸4をレール電極2a,2b間に装填する弾丸供給装置40と、連続的に弾丸4をレール電極2a,2b間に装填するように弾丸供給装置40を駆動する弾丸供給装置連続駆動回路8と具備してなる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration of the electromagnetic accelerator 200 for continuous launch according to the second embodiment.
This continuous launch electromagnetic accelerator 200 includes a large current generator 60 with an energy storage circuit, a parallel first rail electrode 2a and a second rail electrode 2b, a first rail electrode 2a and a second rail electrode. A
エネルギー保存回路付き大電流発生装置60は、分解斜視図で示してある。
このエネルギー保存回路付き大電流発生装置60において、N(≧2)個の誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nは環状に並べられ、コイル保持体20により保持されている。誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nのそれぞれの両端がコイル接点を構成している。コイル保持体20は、コイル回転駆動装置61により回転される。
The large current generator 60 with an energy storage circuit is shown in an exploded perspective view.
In this large current generator 60 with an energy storage circuit, N (≧ 2) inductive energy storage coils 5-1,..., 5-N are arranged in a ring shape and are held by a coil holder 20. Each end of each of the inductive energy storage coils 5-1, ..., 5-N constitutes a coil contact. The coil holder 20 is rotated by a coil
円筒体62は、環状に並べられたN個の誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nを取り巻いている。
円筒体62の内面には、一つの誘導性エネルギー蓄積用コイルの第1端に接触しうる第1給電電極10aと、隣接する誘導性エネルギー蓄積用コイルの第2端に接触しうる第2給電電極10bと、ある誘導性エネルギー蓄積用コイルの第2端および隣接する誘導性エネルギー蓄積用コイルの第1端に接触しうる連結電極6-1,…,6-N-1と、全ての誘導性エネルギー蓄積用コイルの第1端に接触しうる第1出力電極6aと、全ての誘導性エネルギー蓄積用コイルの第2端に接触しうる第2出力電極6bとが形成されている。
The cylindrical body 62 surrounds N inductive energy storage coils 5-1,..., 5-N arranged in an annular shape.
On the inner surface of the cylindrical body 62, a first
第1給電電極10aと第2給電電極10bには、励磁電源9が接続されている。
第1出力電極6aは第2のレール電極2bに接続され、第2出力電極6bは第1のレール電極2aに接続されている。
また、レール電極2a,2b間には、レール電極2a,2b間に閾値電圧以上の電圧がかかった場合にレール電極2a,2b間を短絡する短絡スイッチ50が接続されている。
An excitation power supply 9 is connected to the first
The first output electrode 6a is connected to the second rail electrode 2b, and the second output electrode 6b is connected to the first rail electrode 2a.
In addition, a short-
図4〜図9は、連結電極6-1,…,6-N-1および第1給電電極10aおよび第2給電電極10bに対する誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-6の第1端(図で下側のコイル端部)および第2端(図で上側のコイル端部)の相対位置を示す展開図である。なお、N=6としている。
4 to 9 show the inductive energy storage coils 5-1,..., 5-6 for the connecting electrodes 6-1,..., 6-N-1 and the
図4に示す相対位置では、誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1の第1端が給電電極10aに接触し、誘導性エネルギー蓄積用コイル5-6の第2端が給電電極10bに接触し、誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-6が連結電極6-1,…,6-5により直列接続される。この結果、励磁電源9および誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-6が直列に接続され、励磁電流Iinで励磁され、誘導性エネルギーが蓄積される。
In the relative position shown in FIG. 4, the first end of the inductive energy storage coil 5-1 is in contact with the
コイル保持体20がコイル回転駆動装置61により回転され、図5に示す相対位置になると、誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1の第1端と第2端が第1出力電極6aと第1連結電極6-1によって短絡される。他の誘導性エネルギー蓄積用コイル5-2〜5-6の第1端と第2端も同様に短絡される。この結果、励磁電流Iinが各誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-6に流れ続ける。
When the coil holder 20 is rotated by the coil
さらにコイル保持体20がコイル回転駆動装置61により回転され、図6に示す相対位置になると、全誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-6の第1端が第1出力電極6aに接触し、全誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-6の第2端が第2出力電極6bに接触する。この結果、第1のレール電極2aおよび第2のレール電極2bに対して全誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-6が並列になり、励磁電流Iinの6倍の出力電流Ioを第1のレール電極2aおよび第2のレール電極2bおよび電機子4aに流すことが出来る。
Further, when the coil holding body 20 is rotated by the coil
さらにコイル保持体20がコイル回転駆動装置61により回転され、図7に示す相対位置になると、各誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1〜5-6の第1端と第2端が再び短絡される。この結果、残った誘導性エネルギーに応じた電流が各誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-6に流れ続ける。
Further, when the coil holding body 20 is rotated by the coil
さらにコイル保持体20がコイル回転駆動装置61により回転され、図8に示す相対位置になると、コイル位置が1つずれて、図4と同じ状態になり、励磁電源9に対して誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-6が直列に接続され、励磁電流Iinで励磁され、誘導性エネルギーが蓄積される。
以下、同様に誘導性エネルギーの蓄積と出力が繰り返される。
Further, when the coil holding body 20 is rotated by the coil
Thereafter, accumulation and output of inductive energy are repeated in the same manner.
なお、図9に示すように、電極10a,10b,6-1,…,6-5の幅をWaとし、出力電極6a,6bの幅をWbとし、誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-6の接点部の幅をWAとし間隔をWBとし、電極10a,10b,6-1,…,6-5および出力電極6a,6bによって各誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-6が短絡される時の最大接触幅をδとし、回転速度をvとするとき、励磁時間Tin=(WA+Wa−4δ)/Vとなり、出力時間Tout=(WA+Wb−4δ)/Vとなる。従って、V,Wa,Wb,WAおよびWBを変えることによって励磁時間Tinと出力時間Toutを変えることが出来る。
9, the width of the
弾丸供給装置連続駆動回路8は、励磁時間Tinと同期をとって弾丸4をレール電極2a,2b間に次々に装填する。これにより、飛翔体4bを連続発射できる。
The bullet supply device
飛翔体4bがレール電極2a,2b間から飛び出した後も誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nに大きなエネルギーが残っていた場合、レール電極2a,2b間に高電圧が発生する。すると、短絡スイッチ50がレール電極2a,2b間を短絡するので、誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nのエネルギーが放出されず、エネルギーを保存できる。これにより、エネルギーを無駄なく利用することが出来る。
If a large amount of energy remains in the inductive energy storage coils 5-1,..., 5-N even after the flying object 4b has jumped from between the rail electrodes 2a, 2b, a high voltage is generated between the rail electrodes 2a, 2b. To do. Then, since the short-
実施例2の連続発射用電磁加速装置200によれば次の効果が得られる。
(1)誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nの構造によって制限されずに大きな出力電流Io(励磁電流IinのN倍の電流)を流して飛翔体4bを加速することが出来る。
(2)誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1,…,5-Nにエネルギーを蓄積する系に流す励磁電流Iin(出力電流Ioの1/N倍の電流)を小さくすることが出来る。
(3)短絡スイッチ50によりエネルギーを保存でき、エネルギーを無駄なく利用することが出来る。
(4)回転速度を制御することにより容易に励磁時間Tinと出力時間Toutを変えることが出来る。
According to the electromagnetic accelerator 200 for continuous launch of the second embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Accelerating the flying object 4b by passing a large output current Io (N times the exciting current Iin) without being limited by the structure of the inductive energy storage coils 5-1,. I can do it.
(2) The exciting current Iin (current that is 1 / N times the output current Io) flowing through the system for storing energy in the inductive energy storage coils 5-1,..., 5-N can be reduced.
(3) Energy can be stored by the short-
(4) The excitation time Tin and the output time Tout can be easily changed by controlling the rotation speed.
実施例2では、1対だけの給電電極10a,10bを円周上に設けていた。この場合、N個の誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1〜5-Nが全て直列になる。しかし、励磁電源9から見たインダクタンスが大きくなる(トロイダル状にコイルが並んでおり、Nの二乗で大きくなる)ため、励磁時間Tinを短く出来ない。
そこで、実施例3では、P(≧2)対の給電電極10a,10bを円周上に均等間隔に設けると共に各対の給電電極10a,10bごとに励磁電源を設ける。これにより、N個の誘導性エネルギー蓄積用コイル5-1〜5-Nが連続するN/P個ずつのグループに分けられ、各励磁電源から見たインダクタンスが小さくなる。よって、励磁時間Tinを短縮でき、高速の連続発射が可能になる。
In the second embodiment, only one pair of
In the third embodiment, therefore, P (≧ 2) pairs of
実施例1〜実施例3では電機子4aに大電流を流す電磁加速装置を想定したが、電機子4aの代わりに発射薬を用い、発射薬に大電流を流し、燃焼ガスにより飛翔体4bを加速するガス式加速装置にもこの発明を適用することが出来る。 In the first to third embodiments, an electromagnetic acceleration device that applies a large current to the armature 4a is assumed. The present invention can also be applied to a gas accelerator that accelerates.
この発明の加速装置は、例えば衝撃試験用衝撃付与装置として利用できる。 The acceleration device of the present invention can be used as, for example, an impact applying device for impact testing.
1,60 エネルギー保存回路付き大電流発生装置
2a,2b レール電極
4 弾丸
4a 電機子
4b 飛翔体
5-1,5-2,… 誘導性エネルギー蓄積用コイル
6-1,6-2,… 連結電極
6a,6b 出力電極
7 スイッチ駆動回路
8 弾丸供給装置連続駆動回路
10a,10b 給電電極
9 励磁電源
20 コイル保持体
40 弾丸供給装置
50 短絡スイッチ
51 直列接続用スイッチ
52 並列接続用スイッチ
61 コイル回転駆動装置
62 円筒体
100 大電流発生装置
Iin 励磁電流
Io 出力電流
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