JP7485588B2 - Injection Unit - Google Patents
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Description
本発明は、射出装置に関する。 The present invention relates to an injection device.
国際宇宙ステーションにおいては、様々な機能を有する小型衛星を放出する活動が行われている(非特許文献1)。この活動では、小型人工衛星を補給船によって地上から国際宇宙ステーションに設けられた実験棟「きぼう」に搬送し、ロボットアームで小型人工衛星を把持してエアロックから宇宙空間に移動させる。その後、ロボットアームに設けられたバネ機構によって、小型人工衛星を宇宙空間に放出している。 At the International Space Station, activities are being carried out to release small satellites with various functions (Non-Patent Document 1). In these activities, the small artificial satellite is transported from the ground by a supply ship to the experimental module "Kibo" installed on the International Space Station, where it is grasped by a robotic arm and moved into space through the airlock. The small artificial satellite is then released into space by a spring mechanism installed on the robotic arm.
しかし、バネ機構では、物体の射出速度が限定されており、こうした限定を克服する手法として、例えばコイルガン(非特許文献2~4)の利用が考え得る。 However, the spring mechanism limits the speed at which the object can be ejected, and one possible method to overcome this limitation is to use a coil gun (Non-Patent Documents 2-4).
コイルガンは、コイルに時間的に変化する電流を流して磁場を発生させることで、導電体からなる物体を加速するものである。そのため、発生させる磁場がなるべく強いことが望ましい。しかし、コイルに流すことができる電流には制約が有り、コイルにより発生する磁場が制限されるため、電流量の増加によって物体を効率的に加速することは困難である。 A coilgun accelerates conductive objects by passing a time-varying current through a coil to generate a magnetic field. For this reason, it is desirable to generate a magnetic field that is as strong as possible. However, there are restrictions on the current that can be passed through the coil, which limits the magnetic field that can be generated by the coil, making it difficult to efficiently accelerate objects by increasing the amount of current.
また、非特許文献2~4に示されるように、物体の射出方向に複数のコイルを配列し、物体を多段階に加速することで物体の速度を上げることはできる。しかし、射出口に近い位置のコイルでは物体が高速で通過するため、電流の立ち上がりをなるべく早くする必要がある。そのため、コイルのインダクタンスを小さくせざるを得ず、その結果、物体に与える加速度が小さくなってしまう。
As shown in
本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、射出対象物を効率的に加速することが可能な射出装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide an ejection device that can efficiently accelerate an object to be ejected.
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other objects and novel features will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
一実施の形態にかかる射出装置は、物体の射出方向を中心軸とする環状形状を有し、第1の周回方向に電流が流れる外側コイルと、外側表面と、前記中心軸を囲む内側表面と、を有する環状形状を有し、前記外側コイルを流れる前記電流により生じた磁場よる誘導電流が前記内側表面を流れて生じる磁場で前記物体を加速する内側短絡コイルと、を有し、前記内側短絡コイルの前記環状形状の周上には間隙が設けられ、前記内側短絡コイルの前記外側表面と前記内側表面とは、前記間隙によって離隔された前記環状形状の2つの端部によって連結され、前記誘導電流は、前記外側表面から一方の前記端部を通って前記内側表面に流れ込み、前記内側表面を第2の周回方向に流れ、前記内側表面から他方の前記端部を通って前記外側表面へ流れるものである。 The injection device according to one embodiment has an outer coil having an annular shape with the injection direction of the object as its central axis, in which a current flows in a first circumferential direction, and an inner short-circuit coil having an outer surface and an inner surface surrounding the central axis, and accelerating the object with a magnetic field generated by an induced current flowing through the inner surface due to a magnetic field generated by the current flowing through the outer coil, a gap is provided around the circumference of the annular shape of the inner short-circuit coil, the outer surface and the inner surface of the inner short-circuit coil are connected by two ends of the annular shape separated by the gap, and the induced current flows from the outer surface through one of the ends into the inner surface, flows through the inner surface in a second circumferential direction, and flows from the inner surface to the outer surface through the other end.
本発明によれば、射出対象物を効率的に加速することが可能な射出装置を提供することができる。 The present invention provides an ejection device that can efficiently accelerate an object to be ejected.
以下、具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。また、同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Specific embodiments will be described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, the following description and drawings have been simplified as appropriate to clarify the explanation. In addition, the same elements are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted.
実施の形態1
実施の形態1にかかる物体の射出装置について説明する。図1に、実施の形態1にかかる射出装置100を含む射出システム1000の構成を模式的に示す。射出システム1000は、射出装置100、電源装置110及び制御装置120を有する。
First embodiment
An object injection device according to the
射出システム1000は、いわゆるコイルガンとして構成される射出装置100に電流を供給し、そのときに生じる力によって射出対象物を加速して射出する。コイルガンの動作原理については、例えば非特許文献2~4に記載されている。電源装置110は、射出装置100と接続され、射出装置100に電流を供給可能に構成される。
The
制御装置120は、例えばコンピュータなどで構成され、制御信号CONを与えることで電源装置110の動作を制御することができる。例えば、制御装置120は、電源装置110が射出装置100へ電流を供給するタイミングや波形、電流の電流値などを制御することができる。これにより、制御装置120は、射出装置100から射出対象物が射出されるタイミングや射出対象物の射出速度を制御することができる。
The
射出システム1000は、例えば、人工衛星に搭載することが可能である。図2に、射出システムが人工衛星に搭載される例を示す。この例では、図2に示すように、射出システム1000に衝撃吸収装置140が追加された射出システム1001が人工衛星SATに搭載される。電源装置110は、人工衛星SATの電源であってもよい。また、電源装置110は、人工衛星SATの電源システムに結合され、人工衛星SATに設けられた太陽電池130などによって充電されてもよい。制御装置120は、人工衛星SATの制御装置に含まれていてもよいし、人工衛星SATの制御装置とは別の制御装置として設けられていてもよい。
The
衝撃吸収装置140は、射出装置100から物体1が射出されるときの衝撃を緩和する装置である。衝撃吸収装置140は、ショックアブソーバなどを組み合わせた機構であってもよいし、物体1の射出方向の反対方向にガスを噴射する装置であってもよい。
The
射出システム1001は、人工衛星SATに格納された物体を宇宙空間に射出することができる。例えば、複数の小型の人工衛星を人工衛星SATに予め格納しておき、必要に応じて、所定の方角に所定の速度で人工衛星(物体1)を射出することができる。
The
次いで、射出装置100の基本構成及び動作について説明する。図3に、実施の形態1にかかる射出装置100の基本的構成を模式的に示す。図3では、紙面水平方向に平行なZ軸の正方向(紙面右方向、第1の方向とも称する)を物体の射出方向Dとする。また、Z方向に垂直な紙面鉛直方向をY方向(第3の方向とも称する)、Y方向及びZ方向に垂直な方向をX方向(第2の方向とも称する)とする。
Next, the basic configuration and operation of the
物体の射出装置100は、物体の射出方向Dに複数のコイルが配列された構成を有する。この例では、3つのコイル10が、射出方向Dを中心軸として、ピッチPの等間隔で並んで配列されている。3つのコイル10の中空部を射出方向Dに貫く加速空間3には、被加速体2が挿入される。被加速体2は、磁性部材からなり、射出対象物である物体1を押し出すストライカーとして機能する。
The
コイル10は、図示しないが、例えばZ方向を中心軸とする筒状部材の内側に設置してもよい。筒状部材は、コイル10を保持できる限り、円形、楕円形や、四角形を含む多角形などの、各種の形状としてもよい。筒状部材の射出方向D側の端部は、開放されていてもよいし、閉塞されていてもよい。また、筒状部材には、軽量化のための孔などを設けてもよい。また、コイル10は、筒状部材以外の任意の形状の部材によって保持されてもよい。
Although not shown, the
磁性部材からなる被加速体2は、コイル10に電流を流した場合に生じる磁界に応じて射出方向Dに加速される。射出装置100では、コイル10に電流を流した場合に被加速体2に作用する電磁力によって被加速体2を加速して、被加速体2に保持された物体1を射出する、吸引型のコイルガンとして構成される。
The
次いで、コイルガンにおける物体の射出原理について説明する。コイルガンは、一般に、電磁力による反発力によって物体を射出する反発型のコイルガン、又は、電磁力による吸引力によって物体を射出する吸引型のコイルガンとして構成可能であることが知られている。 Next, the principle of object ejection in a coilgun will be explained. It is generally known that coilguns can be configured as repulsive coilguns that eject objects using the repulsive force of electromagnetic force, or as suction coilguns that eject objects using the suction force of electromagnetic force.
反発型のコイルガンの射出原理について説明する。図4に、反発型のコイルガンにおける物体の加速を模式的に示す。図4に示す様に、被加速体2がコイルCに対して射出方向D(Z方向)の側に位置している状態でコイルCに電流(例えば、パルス電流)Ipを流すと、射出方向Dに沿って磁界Bが生じる。図4は、+Z側から見たときに、コイルに反時計周りに電流Ipが流れる例を示している。これにより、被加速体2の底面(-Z側の面)には、時計回りに流れる渦電流ECが生じ、導電体からなる被加速体2には渦電流ECによる反発力Fが作用し、被加速体2は射出方向にDに向かって移動する。このように反発力が作用することで、被加速体2に取り付けられた物体1は射出方向Dへ射出される。
The principle of ejection of a repulsive coilgun is explained. Figure 4 shows the acceleration of an object in a repulsive coilgun. As shown in Figure 4, when the accelerated
次いで、吸引型のコイルガンの射出原理について説明する。図5に、吸引型のコイルガンにおける物体の加速を模式的に示す。被加速体2がコイルCに対して射出方向D(+Z方向)と反対側(図5の-Z側、すなわち左側)に位置している状態でコイルCに電流(例えば、パルス電流)Ipを流すと、射出方向Dに沿って磁界Bが生じる。これにより、図5に示すように、被加速体2に磁力Fが作用し、磁性体からなる被加速体2はコイルCに向かって引き寄せられることで加速される。その後、図6に示すように、被加速体2がコイルCに到達した時点でコイルCの通電を停止すると磁界Bが消失するので、被加速体2に作用する磁力Fも消失する。よって、図6に示すように、被加速体2に取り付けられた物体1は慣性によって射出方向D(Z方向)へ移動を継続して、射出される。
Next, the principle of ejection of the attraction type coil gun will be explained. Figure 5 shows the acceleration of an object in an attraction type coil gun. When the accelerated
以上説明したように、コイルガンにおいては電磁力により生じる力を利用して物体を加速するため、物体を急加速するには発生する磁場Bをなるべく強くすることが望ましい。そこで、本実施の形態にかかるコイルは、電流を流すことで生じる磁場を強めることができる構成を有している。 As explained above, in a coilgun, an object is accelerated using the force generated by electromagnetic force, so in order to rapidly accelerate an object, it is desirable to generate a magnetic field B that is as strong as possible. Therefore, the coil in this embodiment has a configuration that can strengthen the magnetic field generated by passing a current through it.
以下、本実施の形態にかかるコイル10の構成について説明する。図7に実施の形態1にかかるコイル10の斜視図、図8に実施の形態1にかかるコイル10を+Z側から見たときの正面図、図9に図8のIX-IX線におけるコイル10のY-Z断面構成を模式的に示す。コイル10は、外側コイル11及び内側短絡コイル12で構成される。
The configuration of the
外側コイル11は、一方向に電流が流れる、射出方向(Z方向)を中心軸とする閉じた環の形状を有する筒状のコイルとして構成される。この例では、外側コイル11には、+Z側から見たときに、時計回りに電流I1が流れる。外側コイル11は、流れる電流I1により生じる誘導磁場を強くするため、複数回巻きのコイルとして構成されることが好ましい。
The
内側短絡コイル12は、射出方向(Z方向)を中心軸とする開いた環の断面形状を有する1回巻きの筒状のコイルとして構成される。この例では、内側短絡コイル12は、内側短絡コイル12の+X側において中心軸から外周にかけて貫通した間隙12Aが設けられており、この間隙12Aによって内側短絡コイル12は開いた環の形状、換言すればアルファベットのCの字に近似した形状となっている。
The inner short-
外側コイル11と内側短絡コイル12とは、電気的に絶縁されるように配置される。すなわち、外側コイル11と内側短絡コイル12とは空間的に離隔して配置される。また、外側コイル11と内側短絡コイル12との間には、互いを絶縁する絶縁材料が挿入・充填されてもよい。
The
次いで、コイル10に流れる電流と誘導磁場について説明する。外側コイル11の巻き数をN(Nは、2以上の整数)、外側コイル11に供給される電流をIとすると、外側コイル11に時計回りの電流I1=N×Iが流れ、内側短絡コイル12の筒型形状の外側表面12Bには、電磁誘導によって電流I1とは反対方向の反時計回りに電流I2が流れる。本構成では、外側コイル11をN回巻きコイルとすることで、外側コイル11に電流を供給する電源側からみたときの内側短絡コイル12のインダクタンスがN2倍となり、電源側から供給するエネルギーをより効率的に内側短絡コイル12に注入することが可能となる。
Next, the current flowing through the
内側短絡コイル12の外側表面12Bに流れる電流I2は、間隙12Aの下側の面12D(第1の端部とも称する)を通じて、内側短絡コイル12の筒型形状の内側表面12Cに流れ込み、内側表面12Cを時計回り方向に流れる。その後、電流I2は、間隙12Aの上側の面12E(第2の端部とも称する)を通じて、内側短絡コイル12の外側表面12Bに到達し、外側表面12Bを反時計回り方向に流れる。
The current I2 flowing through the
本構成では、複数回巻きの外側コイル11の内側に1回巻きの内側短絡コイル12を挿入しているため、外側コイル11により生じた誘導磁場が好適に内側短絡コイル12に結合する。そのため、電磁誘導によって内側短絡コイル12に流れる電流I2の電流量を大きくすることができる。
In this configuration, the inner short-
なお、被加速体2を効率的に加速するには、外側コイル11に流れる電流I1による誘導磁場がなるべく効率的に内側短絡コイル12に結合することが好ましい。よって、外側コイル11の内側表面11Aと内側短絡コイル12の外側表面12Bとがなるべく接近していることが好ましい。また、内側短絡コイル12の射出方向(Z方向)の寸法は、図9に示すように、外側コイル11の射出方向(Z方向)の寸法と同じ又はなるべく近似していることが好ましい。
In order to efficiently accelerate the
電流I2は、内側短絡コイル12の内側表面12Cに囲まれた小さな直径の加速空間3を周回するように流れる。外側コイル11の内径をa、内側短絡コイル12の内径をb(すなわち、b<a)とすると、内側短絡コイル12を設けない場合と比べて、加速空間3に生じる磁場の強さを(a/b)2倍にすることが可能となる。
The current I2 flows in a circular manner in the small-
よって、本構成によれば、加速空間3内に強磁場を誘導することで、被加速体2を効率的に加速することができる。
Therefore, with this configuration, a strong magnetic field can be induced in the
実施の形態2
実施の形態2にかかる射出装置について説明する。実施の形態2にかかる射出装置は、実施の形態1にかかる射出装置100のコイル10を、コイル20に置換した構成を有する。
A description will be given of an injection device according to
以下、コイル20について説明する。図10に実施の形態2にかかるコイル20の斜視図、図11に実施の形態2にかかるコイル20を+Z側から見たときの正面図、図12に図11のXII-XII線におけるコイル20のY-Z断面構成を模式的に示す。コイル20は、外側コイル21及び内側短絡コイル22で構成される。
The
外側コイル21は、外側コイル11と同様であるので、説明を省略する。
The
内側短絡コイル22は、実施の形態1にかかる内側短絡コイル12と同様に、射出方向(Z方向)を中心軸とする開いた環の断面形状を有する1回巻きの筒状のコイルとして構成される。この例では、内側短絡コイル22は、内側短絡コイル22の+X側において中心軸から外周にかけて貫通した間隙22Aが設けられており、この間隙22Aによって内側短絡コイル22は開いた環の形状となっている。また、内側短絡コイル12と同様に、内側短絡コイル22の外側表面22Bと内側表面22Cとは間隙22Aを挟んで対向する面22D及び22E(すなわち、第1の端部及び第2の端部)により連結されている。
The inner short-
内側短絡コイル22は、内側短絡コイル12とは異なり、射出方向(Z方向)の寸法が中心軸近傍で小さくなるように構成されている。図12に示すように、内側短絡コイル22は、Y-Z断面において、外側表面22Bから内側表面22Cへ向かって射出方向(Z方向)の寸法が連続的に小さくなる、テーパ形状を有している。この例では、外側表面22Bにおける内側短絡コイル22の射出方向(Z方向)の寸法はd、内側表面22Cにおける内側短絡コイル22の射出方向(Z方向)の寸法はc(c<d)となっている。
Unlike the inner short-
以上、本構成によれば、内側短絡コイル22の中心部の射出方向(Z方向)の寸法を外側表面における寸法よりも小さくすることで、中心部の内側表面に流れる電流I2の密度をより高めることができる。これにより、内側短絡コイル22により生じる電場の強さをより高め、被加速体2をより効率的に加速することができる。
As described above, according to this configuration, the dimension of the center of the inner short-
実施の形態3
実施の形態3にかかる射出装置について説明する。実施の形態3にかかる射出装置は、実施の形態2にかかる射出装置のコイル20を、コイル30に置換した構成を有する。
A description will be given of an injection device according to
以下、コイル30について説明する。図13に、実施の形態3にかかるコイル30のY-Z断面構成を模式的に示す。コイル30は、外側コイル31及び内側短絡コイル32で構成される。
The
コイル30の内側短絡コイル32は、コイル20の内側短絡コイル22と同様であるので、説明を省略する。つまり、内側短絡コイル32の外側表面32Bと内側表面32Cとは間隙を挟んで対向する2つの面(すなわち、第1の端部及び第2の端部)により連結されている。
The inner short-
コイル30の外側コイル31は、内側短絡コイル32を巻き枠として利用して、絶縁材料、例えば樹脂によって被覆された電線31BをN回巻くことで構成される。図13では、外側コイル31は、電線31Bが射出方向(Z方向)に整列するように巻かれた一層のコイルとして表示されているが、多層のコイルとして構成されてもよい。
The
以上、本構成によれば、外側コイル31を内側短絡コイル32に密着させることができるので、外側コイル31による誘導磁場をより効率的に内側短絡コイル32に結合させることができ、外側コイル31に流れる電流をI3とすると、内側短絡コイル32にはN×I3の電流を誘導させることができる。また、外側コイル31を構成する電線31Bの被覆材によって、容易に外側コイル31と内側短絡コイル32とを絶縁することが可能である。
As described above, according to this configuration, the
また、加速空間3内に強磁場を誘導することで被加速体2を効率的に加速することができ、かつ、比較的容易に製造が可能な射出装置を実現することができる。
In addition, by inducing a strong magnetic field in the
実施の形態4
実施の形態4にかかる射出装置について説明する。実施の形態3にかかる射出装置は、実施の形態2にかかる射出装置のコイル20を、コイル40に置換した構成を有する。
Fourth embodiment
A description will be given of an injection device according to embodiment 4. The injection device according to
以下、コイル40について説明する。図14に実施の形態4にかかるコイル40の内側短絡コイル42の斜視図、図15に実施の形態4にかかるコイル40を+Z側から見たときの正面図、図16に図15のXVI-XVI線におけるコイル40のY-Z断面構成、図17に図15のXVII-XVII線におけるコイル40のY-Z断面構成を模式的に示す。コイル40は、コイル20の変形例であり、外側コイル41及び内側短絡コイル42で構成される。
The
外側コイル41は、外側コイル21と同様であるので、説明を省略する。
The
内側短絡コイル42は、内側短絡コイル22と同様に、射出方向(Z方向)を中心軸とする開いた環の断面形状を有する1回巻きの筒状のコイルとして構成される。この例では、内側短絡コイル42は、内側短絡コイル42のX+側において中心軸から外周にかけて貫通した間隙42Aが設けられており、この間隙42Aによって内側短絡コイル42は開いた環の形状となっている。
The inner short-
但し、内側短絡コイル42は、内側短絡コイル22とは異なり、加速空間3を囲む内側環状部421と、内側環状部421を囲む外側環状部422とを有し、内側環状部421と外側環状部422との間には、中空部425が存在する。よって、外側環状部422の外側表面が内側短絡コイル42の外側表面42Bとなり、内側環状部421の内側表面が内側短絡コイル42の内側表面42Cとなっている。内側環状部421(内側表面42C)と外側環状部422(外側表面42B)とは、間隙42Aの下側に設けられたブリッジ部423と、上側に設けられたブリッジ部424とによって連結されている。
However, unlike the inner short-
次いで、コイル40に流れる電流と誘導磁場について説明する。外側コイル41の巻き数をN(Nは、2以上の整数)、外側コイル41に供給される電流をIとすると、外側コイル41に時計回りの電流I1=N×Iが流れ、外側環状部422には、電磁誘導によって電流I1とは反対方向の反時計回りに電流I2が流れる。本構成では、実施の形態1にかかる外側コイル11と同様に、外側コイル41をN回巻きコイルとすることで、外側コイル41に電流を供給する電源側からみたときの内側短絡コイル42のインダクタンスがN2倍となり、電源側から供給するエネルギーをより効率的に内側短絡コイル42に注入することが可能となる。
Next, the current flowing through the
内側短絡コイル42の外側環状部422に流れる電流I2は、間隙42Aの下側の面42D(すなわち、第1の端部)を通じて、内側環状部421に流れ込み、外側環状部422を時計回り方向に流れる。その後、電流I2は、間隙42Aの上側の面42E(すなわち、第2の端部)を通じて、外側環状部422に到達し、外側環状部422を反時計回り方向に流れる。
The current I2 flowing in the outer
以上、本構成によれば、実施の形態2にかかるコイル20と同様に電流を流すことが可能となる。また、内側短絡コイル42に中空部425を設けることで、内側短絡コイル42を内側短絡コイル22よりも軽量化することが可能となる。
As described above, with this configuration, it is possible to pass a current in the same manner as the
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、外側コイル及び内側短絡コイルを円筒形状のコイルであるものとして説明したが、物体を加速できる限り、円筒以外の任意の筒状形状のコイルとしてもよい。
Other embodiments The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-mentioned embodiments, the outer coil and the inner short-circuited coil are described as being cylindrical coils, but as long as they can accelerate an object, they may be coils of any cylindrical shape other than a cylinder.
内側短絡コイルに設けられる間隙は1つであるものとして説明したが、内側短絡コイルの外側表面と内側表面とに同様の方向に電流を流せる限り、内側短絡コイルに2つ以上に間隙を設けてもよい。 Although the inner short-circuit coil has been described as having one gap, the inner short-circuit coil may have two or more gaps as long as current can flow in the same direction on the outer and inner surfaces of the inner short-circuit coil.
図3において、射出装置にコイルが3つ配列される例について説明したが、これは例示に過ぎない。射出装置には、コイルが1つだけ配置されてもよいし、2つ又は4つ以上のコイルが配列されてもよい。 In FIG. 3, an example in which three coils are arranged in the injection device is described, but this is merely an example. Only one coil may be arranged in the injection device, or two or four or more coils may be arranged.
実施の形態1及び4にかかる射出装置においても、外側コイルを、実施の形態3にかかる外側コイル31と同様の構成としてもよい。
In the injection devices according to the first and fourth embodiments, the outer coil may be configured similarly to the
1 物体
2 被加速体
3 加速空間
10、20、30、40 コイル
11、21、31、41 外側コイル
11A 内側表面
12、22、32、42 内側短絡コイル
12A、22A、42A 間隙
12B、22B、32B、42B 外側表面
12C、22C、32C、42C 内側表面
31B 電線
12D、12E、22D、22E、42D、42E 面
100 射出装置
110 電源装置
120 制御装置
130 太陽電池
140 衝撃吸収装置
421 内側環状部
422 外側環状部
423、424 ブリッジ部
425 中空部
1000 射出システム
1001 射出システム
C コイル
CON 制御信号
SAT 人工衛星
REFERENCE SIGNS
Claims (4)
前記外側コイルに対向する外側表面と、前記中心軸を囲む内側表面と、を有する環状形状を有し、前記外側コイルを流れる前記電流により生じた磁場に誘導された誘導電流が前記内側表面を流れることで生じる磁場によって前記物体を加速する内側短絡コイルと、を備え、
前記内側短絡コイルの前記環状形状の周上には間隙が設けられ、前記内側短絡コイルの前記外側表面と前記内側表面とは、前記間隙によって離隔された前記環状形状の第1の端部と第2の端部とによって連結され、
前記誘導電流は、前記外側表面から前記第1の端部を通って前記内側表面に流れ込み、前記内側表面を前記第1の周回方向とは反対の第2の周回方向に流れ、前記内側表面から前記第2の端部を通って前記外側表面へ流れ、
前記内側短絡コイルは、Cの字状の形状を有し、
前記外側表面を有する外側環状部と、
前記内側表面を有する、前記外側環状部よりも前記中心軸の側に配置された内側環状部と、
前記間隙に対向した面を前記第1の端部とする、前記外側表面と前記内側表面とを連結する第1のブリッジ部と、
前記間隙に対向した面を前記第2の端部とする、前記外側表面と前記内側表面とを連結する第2のブリッジ部と、を備える、
射出装置。 an outer coil having an annular shape with a central axis in the direction in which the object is emitted, in which a current flows in a first rotational direction around the central axis;
an inner short-circuited coil having an annular shape with an outer surface facing the outer coil and an inner surface surrounding the central axis, the inner short-circuited coil accelerating the object by a magnetic field generated when an induced current flows through the inner surface in response to a magnetic field generated by the current flowing through the outer coil;
a gap is provided on a circumference of the annular shape of the inner short-circuited coil, and the outer surface and the inner surface of the inner short-circuited coil are connected by a first end and a second end of the annular shape that are spaced apart by the gap,
the induced current flows from the outer surface through the first end to the inner surface, flows around the inner surface in a second orbital direction opposite to the first orbital direction, and flows from the inner surface through the second end to the outer surface;
The inner short-circuit coil has a C-shape,
an outer annular portion having the outer surface;
an inner annular portion having the inner surface and disposed closer to the central axis than the outer annular portion;
a first bridge portion connecting the outer surface and the inner surface, the first end of the first bridge portion being a surface facing the gap;
a second bridge portion connecting the outer surface and the inner surface, the second bridge portion having a surface facing the gap as the second end portion;
Injection device.
請求項1に記載の射出装置。 a dimension of the inner short-circuited coil in the direction of the central axis at the inner surface is smaller than a dimension of the inner short-circuited coil in the direction of the central axis at the outer surface;
The injection device according to claim 1 .
請求項2に記載の射出装置。 a dimension of the inner short-circuited coil in a direction of the central axis becomes continuously smaller from the outer surface to the inner surface;
3. The injection device according to claim 2 .
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の射出装置。 The outer coil is configured by winding an electric wire covered with an insulating material around the outer periphery of the inner short-circuit coil.
An injection device according to any one of claims 1 to 3 .
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