JPH04113199A - 高圧ガス噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ドライアイスに代表される昇華性物体を飛
翔体とし、この飛翔体を高圧ガスの噴射作用下に高速で
飛翔させるようにした高速飛翔体発射システムに好適に
使用される高圧ガス噴射装置に関するものである。

従来技術 銃器、大砲等から発射される弾丸や砲弾その他ロケット
等の如く、空間を高速で飛翔する物体を一般に「高速飛
翔体」と称することができる。これらの「高速飛翔体」
は、主として軍事目的での使用に重点が置かれている場
合が多いが、当該飛翔体が高速で飛翔して何等かの対象
物体に衝突した際に放出される大きなエネルギーは、こ
れを好適に制御することによって平和利用が充分に可能
である。

そこで、飛翔体を高速飛翔体発射システムに装填し、該
飛翔体を火薬の爆発による反動、高圧ガスの強力な噴射
圧力その他電気的反発力等で高速駆動して所要の対象物
体に衝突させ、これにより該物体の物理的特性等を解析
する試みが既に実験段階で実用化されている。

前記飛翔体を高速飛翔させるための高速飛翔体発射シス
テムにおいて、その駆動源の媒体に高圧ガスを使用する
場合は、密閉空間中に必要量のガスを極めて高い圧力状
態に保持したまま暫時貯留し、飛翔体の発射時期にその
高圧ガスを、−挙に解放して飛翔体の発射部位に噴出さ
せ、その噴射圧力の全エネルギーを、飛翔体に有効に作
用させる必要がある。

発明が解決しようとする課題 前述のように、密閉空間中に貯留した高圧ガスを一挙に
噴出させるに際して、開閉手段を使用した場合には、該
開閉手段を極めて短時間で開放作動させて、ガスの通孔
を一気に全開させる必要がある。しかるに開閉手段は、
その弁体が常にガス圧を受ける状態にあるため、密閉空
間中のガス圧力が高くなる程、その圧力影響により開放
が困難となる。このため、毎回の高圧ガス噴出時におい
て、開閉手段は設定通りに操作されるとしても、弁体が
瞬時にして正確に開放されないことがあり、その開放状
態にタイムラグが不可避的に存在する。

このように弁体の開放において、タイムラグが存在する
と、ミクロ的に観察すれば、密閉空間中の高圧ガスが、
時間的な経過を伴って徐々に通孔から噴出されて、その
エネルギーを低下することになる。従って、折角の高い
エネルギーを飛翔体の発射に集中的に利用することがで
きない欠点が指摘される。

また、前述した高圧ガスの噴射時において、開閉手段は
、ガスの大きな圧力を受けて急激に強制移動される。こ
の衝撃反動を吸収緩和する対策として、開閉手段にばね
等の緩衝部材を付設することが提案される。しかし、こ
の場合に開閉手段を操作するには、緩衝部材に充分対抗
し得るだけの大きな開放操作力が必要とされる。殊に、
緩衝部材の緩衝力を大きくすれば、それに対応して大型
の開放操作手段を使用しなければならない。

ところで今回発明者等は、金属製の飛翔体の使用に代え
て、炭酸ガスを固化させたドライアイスに代表される昇
華性物体を飛翔体とする新たな発想に係る高速飛翔体発
射システムにつき提案並びに開発を行ない、該発射シス
テムにつき特許出願を行なった。この発射システムは、
昇華性の飛翔体を高圧ガスの噴射作用下に高速で飛翔さ
せ、これを対象物体に肘当てることにより、所要の物理
的仕事を達成させることを内容としているものである。

この場合、高速飛翔体発射システムに装填される飛翔体
は、先に述べた如く昇華性でしかも極低温であるために
、従来の金属製飛翔体をガス噴射作用下に発射させる公
知の高圧ガス噴射装置は、そのままでは側底実用に供し
得ない。また、昇華性の飛翔体をガス噴射作用で発射さ
せる場合も、先に述べた高圧ガスを一挙に瞬時解放して
、ガスの保有する高いエネルギーの全てを飛翔体の発射
に有効利用することの要請は、更に大きいものと云わな
ければならない。

発明の目的 この発明は、前述した昇華性飛翔体を高速で発射するシ
ステムに使用される高圧ガス噴射装置において、密閉空
間中に貯留した高圧ガスの解放噴射制御をなす開閉手段
を、僅かな設定範囲だけ開操作して、ガスの通孔を必要
最少量だけ開放させ、この通孔から噴入した高圧ガスの
圧力を利用して通孔を瞬時に全開させて、密閉空間中の
全高圧ガスを一気に解放噴射させ、その高いエネルギー
を飛翔体の発射に有効に作用させ得ると共に、高圧ガス
の噴射時において開閉手段に作用する衝撃力を好適に吸
収緩和し得る新規なガス噴射装置を提供することを目的
とする。

課題を解決するための手段 前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため本
発明は、飛翔体用装填装置内の発射位置に装填されたド
ライアイス等の昇華性物体からなる飛翔体を、高圧ガス
の噴射圧力により発射筒を介して高速で飛翔させ、該飛
翔体を何等の対象物に衝突させて所定の物理的作業をな
す高速飛翔体発射システムに使用する高圧ガス噴射装置
であって、 該噴射装置の主体を構成するガス貯留噴射部と。

該ガス貯留噴射部後方に設置されてガスの噴射時におけ
る衝撃反動を吸収緩和する緩衝部と、該緩衝部後方に設
置された開放操作部と、該開放操作部に適宜連繋されて
、前記ガス貯留噴射部内のピストン弁および前記緩衝部
内の緩衝弁を所定位置に連結した移動操作部材とを備え
、 前記ガス貯留噴射部においては、 本体内に画成されて外部から充填される高圧ガスを昇圧
状態で一時的に貯留する環状ガス昇圧貯留室と、 前記環状ガス昇圧貯留室とは区画して形成されて、前記
発射筒と飛翔体用装填装置を介して同軸的に連通ずるガ
ス噴射路と、 前記環状ガス昇圧貯留室の同一円周上において、半径方
向に穿設されて該昇圧貯留室と前記ガス噴射路とを連通
ずる複数のガス導入孔と、前記ガス噴射路に軸方向への
進退自在に密に嵌挿されて、前記複数のガス導入孔を同
時的に開閉する前記ピストン弁とを有し、 前記緩衝部においては、 本体内に画成されて、軸方向に大径室部および小径室部
を形成し、所定量の流体を充填した緩衝室と、 前記緩衝室の大径室部と小径室部とを連絡する流体用の
バイパス路と、 前記緩衝室内に移動可能に嵌挿され、大径室部内に対し
ては適宜余裕をもって挿入し、小径室部に対しては密に
嵌合する前記緩衝弁とを有し、前記開放操作部において
は、 可動部材の移動ストロークを、前記ピストン弁の開閉ス
トロークに合せて、該可動部材を瞬時に可動し得るよう
に設定した駆動手段と、前記駆動手段の可動部材に連繋
されて、前記緩衝部の本体側に向けて延出した操作部材
とを有し。

前記移動操作部材は、前記緩衝部の本体内の軸中心部お
よび前記ガス貯留噴射部のガス噴射路内に亘り移動自在
に挿通支持されて、前記緩衝部の本体外部に延出した後
端部を、前記開放操作部における操作部材に対して係脱
可能に連繋し、前端部に前記ピストン弁を連結し、略中
央部に前記緩衝弁を配設したことを特徴とする。

実施例 次に、本発明に係る高圧ガス噴射装置につき、好適な実
施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。

なお、本願に係る高圧ガス噴射装置の理解を容易にする
ため、該高圧ガス噴射装置が実施される高速飛翔体発射
システムの概略構成について簡単に説明する。

（高速飛翔体発射システムについて） 高速飛翔体発射システムは、昇華性飛翔体を使用して、
各種試料に対する破壊試験や衝撃試験等を行なうための
一連の発射系であって、第１４図に全体を略伝する。す
なわち、第１４図で右から順に１本実施例に係る高圧ガ
ス噴射装置、昇華性飛翔体の装填装置８０、左右水平に
延出する発射筒８２、該発射筒８２の前方において、各
種の試料等を収納する試料収納機８３および飛翔体が試
料に衝突した際の強大な衝撃を吸収緩和する衝撃吸収機
８４から基本的に構成されている。

そして、衝撃吸収機８４内の脱気装置ｆ（図示せず）の
運転により、発射筒８２および装填装置８０に至る飛翔
路内全体を脱気して、飛翔体の飛翔に適した負圧状態に
保持する。このもとで、飛翔体を装填装置８０内に装填
した後、本実施例に係る高圧ガス噴射装置から一挙に噴
射される高圧ガスを飛翔体に作用させ、その噴射圧力に
より飛翔体を、発射筒８２内に高速瞬時に飛翔させ、試
料収納機８３内の試料（図示せず）に衝突させて所定の
試験または加工を行なうものである。

なお、前記昇華性飛翔体としては、炭酸ガスを円柱形に
固化させてなるドライアイスが好適に使用される。これ
は、例えば液化天然ガス（ＬＮＧ）を常温のガスに還元
する際に放出される多量の極低温の冷熱により、石油化
学工業やアンモニア工業で副次生産される炭酸ガスを冷
却固化して低廉かつ大量にドライアイスを製造できるか
らである。

（高圧ガス噴射装置について） 前記昇華性飛翔体の装填装置８０に連結される高圧ガス
噴射装置は、第１図に示す如く、装置の主体となるガス
貯留噴射部Ａと、このガス貯留噴射部Ａの後方に設置さ
れた緩衝部Ｂと、この緩衝部Ｂの後方に設置された開放
操作部Ｃとから基本的に構成される。そして、開放操作
部Ｃに適宜連繋される１本の移動操作杆５０に、ガス貯
留噴射部Ａ内に摺動自在に配設されて高圧ガスの噴射と
遮断とを行なうピストン弁５４が配設されると共に、緩
衝部Ｂ内に摺動自在に配設されて高圧ガスの噴射時に発
生する衝撃を緩和するべく機能する緩衝弁５７が連結さ
れている。

（ガス貯留噴射部について） ガス貯留噴射部Ａは、第１図に示す如く、外部から圧入
される高圧ガスを、昇圧貯留して飛翔体の発射時に噴射
するものであって、その主体となる本体１０が、横向き
定置型の密閉ドラム形ケーシングとして構成されている
。すなわち、具体的には図示の如く、側面から見て大径
をなすハウジング（外筒）１１と、ハウジング１１内に
位置する小径の噴射筒（内筒）１２と、ハウジング１１
および噴射筒１２の左右に位置する一対の着盤１３Ｌ。

１３Ｒとが、適宜の気密保持手段および固定手段により
、相互に密封状態で固定されている。そして、ハウジン
グ１１の内面周と噴射筒１２の外面面との間に、左右の
着盤１３Ｌ、１３Ｒで密閉された環状空間が画成され、
該空間が高圧ガスの昇圧貯留室２０として機能する。な
お、ハウジング１１は、本体１ｏの固定台としても機能
する。

前記噴射筒１２は、第２図に示す如く、その左筒部１２
ａを、左着盤１３Ｌの左外部に延部して前記飛翔体の装
填装置８０側における連通筒８１の右端部と密封連結し
、右筒部１２ｂを、右着盤１３Ｒの右外部に延出して緩
衝部Ｂの本体３０の左端部と密封連結している。また、
左右の着盤１３Ｌ、１３Ｒは、ハウジング１１の左右開
口端面に適合する同一の円盤形に設定され、その中心部
に、噴射筒１２の左筒部１２ａおよび右筒部１２ｂを夫
々密に嵌挿し得る同一円形の孔１４゜１４が穿設され、
両孔１４．１４は互いに軸中心線に整列している。

前記本体１０においては、噴射筒１２が高圧ガスの噴射
ノズル部分に相当する。このため、該噴射筒１２の内孔
全長に亘り、両端開口した耐食性・耐圧性等に富む金属
製のシリンダライナ１５が密着嵌挿され、その内孔を高
圧ガスの噴射路１６とし、後述のピストン弁５４を密に
嵌挿している。

第５図および第６図に示す如く、前記噴射筒１２および
シリンダライナ１５の軸方向中央部には、その周方向に
所定間隔で複数のガス導入孔１７が穿設され、これらガ
ス導入孔１７は半径方向に延在して前記昇圧貯留室２０
と噴射路１６とを空間的に連通している。なおガス導入
孔１７は、高圧ガスの円滑な瞬時流入を図るため、その
開口断面を噴射筒１２の軸方向に沿った長円形に設定さ
れている。また、噴射筒１２の外周面に形成された傾斜
状の凹部１８が、ガス導入孔１７の入口とされ、シリン
ダライナ１５の内周面に形成された傾斜状の凹部１９が
、ガス導入孔１７の出口とされる。

前記昇圧貯留室２０に高圧ガスを圧入する充填手段につ
いては、第２図に略伝する如く、右着盤１３Ｒの所定部
位に開通した孔２１に圧入管２２が挿入され、この圧入
管２２が昇圧器２３を介してガス供給部２４に連通され
ている。また、噴射路１６内のガスを外部に抜いて圧力
解除する圧抜き手段として、噴射筒１２の左筒部１２ａ
に半径方向に開通した孔２５にガス抜き管２６が挿入さ
れ、このガス抜き管２６の外部に、開閉状態を切換えセ
ットし得る安全弁２７が取着されている。

なお、前記飛翔体の高速駆動媒体とされる高圧ガスにつ
いては、不活性ガス、殊に窒素ガスとするのが好適であ
る。

（緩衝部について） 前記緩衝部Ｂは、前記ガス貯留噴射部Ａでの高圧ガス噴
射時における後述のピストン弁５４の反動衝撃を吸収緩
和するものであって、その主体となる本体３０は、第１
図に示す如く、横向きの密閉ドラム形ケーシングとして
構成されている。すなわち、具体的には図示の如く、側
面から見て円筒形をなすハウジング３１と、このハウジ
ング３１の左右開口端面を夫々被蓋する円形の着盤３２
Ｌ、３２Ｒとが、適宜の気密保持手段および固定手段に
より、相互に密封状態で固定されている。

そして、左右の着盤３２Ｌ、３２Ｒにより密閉されたハ
ウジング３１の内部に円孔空間が画成され、該空間が後
述の緩衝弁５７を移動自在に嵌挿する緩衝室３８として
機能する。

なお、左右の着盤３２Ｌ、３２Ｒは、互いに同一の外径
に設定されると共に、その中心部に後述の移動操作杆５
０を挿通する同一内径の軸孔３３゜３３が穿設されて、
両軸孔３３．３３を軸中心線上に整列している。

前記本体３０は、ガス貯留噴射部Ａの本体１０に対して
、噴射筒１２および左着盤３２Ｌの双方に形成された嵌
合連結手段を介して着脱可能に連結されている。すなわ
ち、第１図および第１０図に示す如く、噴射筒１２の右
筒部１２ｂに嵌挿孔３４が穿設され、この嵌挿孔３４の
開口端側の内周面に、周方向に所定間隔で半径方向内方
に突出する複数の係合突起３５が形成されている。また
、左着盤３２Ｌには、噴射筒１２を指向する端面に嵌挿
孔３４に嵌挿可能な筒部３６が突設され、この筒部３６
の軸端側の外周面に、周方向に所定間隔で半径方向外方
に突出する複数の係合突起３７が形成されている。従っ
て、係合突起３５，３７を相互に干渉しない嵌合い位置
で噴射筒１２と左着盤３２Ｌとを対向させ、筒部３６を
嵌挿孔３４に嵌入した後、該左着盤３２Ｌ（本体３０）
を円周方向に所要角度回動することにより、係合突起３
５゜３７が相互に前後位置（軸方向の左右位置）で係合
する。

この状態において、第２図に示す如く、噴射筒１２に左
着盤３２Ｌが連結されて、筒部３６前端の小径筒部を、
シリンダライナ１５の噴射路１６の後端内に密嵌してい
る。なお、前記両係合突起３５．３７は、円周方向へ所
定角度に形成された円弧形状とされ、共に同一複数個ず
つ配設されている。

前記本体３０の緩衝室３８は、後述の緩衝弁５７の動き
（移動速度）を好適に制御するための形状に形成されて
、所要の流体が充填されている。

具体的には第４図（ｂ）に示す如く、ノ）ウジフグ３１
内において、緩衝室３８の前方（図で左方）しこ位置し
て緩衝弁５７の外径より適宜大きし）内径に設定した第
１室３８ａと、緩衝室３８の中央力１ら後方（図で右方
）に位置して緩衝弁５７の外径と略同−内径に設定した
第２室３８ｂとが、テーノ（室３８ｃを介して連絡され
ている。この緩衝室３８に充填される流体は、緩衝弁５
７の動き（移動速度）を好適に制御するための媒体とし
て、例えば適当な活性度を容易に選定することができる
シリコンオイルが好適に使用し得る。ただし、この流体
の充填量は、流体の温度膨張等を考慮して、室内の満杯
量でないことを前提とする。

前記ハウジング３１には、緩衝室３８の第１室３８ａと
第２室３８ｂとに連通ずるバイパス路３９が穿設されて
いる。そしてこのバイパス路３９を介して前記緩衝弁５
７により区画される第１室３８ａと第２室３８ｂの間を
、緩衝弁５７の移動に伴って流体が流動するようになっ
ている。

前記バイパス路３９は、流体充填状態に鑑みて。

流体の効果的な流動を図り得るよう、緩衝室３８の下部
に形成されている。すなわち、具体的には第４図（ｂ）
に示す如く、ハウジング３１下部の半径方向に夫々穿設
されて、第１室３８ａと第２室３８ｂとに対して、個々
に連通した円孔形の第１流路３９ａおよび第２流路３９
ｂと、ハウジング３１の軸方向に穿設されて、双方の流
路３９ａ。

３９ｂに連通しだ円孔形の本流路３９ｃとから構成され
ている。そして、緩衝弁５７の変動過程において、第１
室３８ａ内と第２室３８ｂ内に亘り、流体の往復的な流
動を可能にしている。

このバイパス路３９は、全流路が所要とする一定の開口
断面であれば、流体の流動を図る本来の機能を充分に果
し得る。この前提において、流路の開口断面を調整可能
とすることにより、流体をより効果的に流動調整して、
緩衝弁５７の変動を好適に緩和制御することが可能とな
る。そこで、その具体的な調整手段として、第４図（ｂ
）に示す如く、本流路３９ｃに流量調整部材４０が着脱
交換自在に挿入されている。なお、本流路３９ｃは、第
１流路３９ａおよび第２流路３９ｂに比較して、その円
形開口断面を適宜大きく設定した場合を図示する。

前記流量調整部材４０は、本流路３９ｃの路長および円
形開口断面に見合った所定の軸長および一定直径（太さ
）に設定された調整杆４１の外端に、摘み４２を固定し
ている。そして、第１１図に示す如く、本体３０の有蓋
盤３２Ｒの下部に形成されたＵ字形の着脱操作口４９か
ら挿入セットされた状態（第４図（ｂ）参照）において
、調整杆４１が本流路３９ｃ内に挿通支持されると共に
、摘み４２がハウジング３１の右端に固定されて着脱操
作口４９内に位置している。

前記調整杆４１と摘み４２とは、第４図（ｂ）および第
１３図に示す如く、ねじ軸４３とねじ孔４４を介して連
結される。また、摘み４２と有蓋盤３２Ｒとは、ねじ筒
４５とねじ孔４６を介して固定されるようになっている
。なお、調整杆４１の摘み４２が配設される端部とは反
対の端部に小径の軸部４７が突設され、この軸部４７を
、本流路３９ｃの延長線前方に形成した軸受孔４８に嵌
挿した状態で摘み４２と有蓋盤３２Ｒとを固定すること
により、調整杆４１は本流路３９ｃと平行に延在するよ
う設定されている。このように構成された流量調整部材
４０は、本流路３９ｃの路長および円形開口断面を基準
にして、所要の形状およびサイズに選定された各種のも
のが選択交換して使用可能である。例えば、調整杆４１
について、直径が大小変更されたものや、軸方向に小径
部および大径部を形成して全体が多段軸形状とされたも
の等が好適に選択使用できる。

（移動操作杆について） 前記ガス貯留噴射部Ａの噴射路１６内に移動可能に密嵌
されたピストン弁５４と、緩衝部Ｂの緩衝室３８内に移
動可能に嵌挿された緩衝弁５７は、第２図〜第４図に示
す如く、１本の移動操作杆５０の所定部位に位置決め固
定されて、互いには連動関係にある。移動操作杆５０は
、図示の如く、緩衝部Ｂにおける本体３ｏの両着盤３２
Ｒ，３２Ｌにおける軸孔３３．３３間に、適宜気密保持
手段を介して水平に横道支持されて、左着盤３２Ｌから
延出しだ前端部を、噴射路１６内の軸中心後方に挿入し
ている。そして、右着盤３２Ｒから延出した後端部が、
後述する開放操作部Ｃにおける操作部材６８に係脱可能
に連繋されている。

（ピストン弁について） 前記ピストン弁５４は、第４図（ａ）および第６図に示
す如く、高圧ガスの噴射路１６内に密嵌して全てのガス
導入孔１７を一斉に開閉し得る直円柱形に形成されて、
移動操作杆５０の前端に突設された小径の支持軸部５１
に嵌挿されている。そして、支持軸部５１前端に延出さ
れたねじ軸部５１ａに、ピストン弁５４内に嵌挿した筒
状のナツト５６を締付けて位置決め固定されている。し
かも、このピストン弁５４は、図示の如く、その前端外
周（図示左端）にテーバ状の導入案内部５４ａを形成し
て、高圧ガスの噴射路１６内への瞬時導入を図り得るよ
うにしている。また、ピストン弁５４には軸方向に貫通
する複数のガス抜き孔５５が穿設され、噴射路１６内に
噴射された高圧ガスからの受圧力の軽減化を図り得るよ
う構成されている。なお、ピストン弁５４の外周には、
噴射路１６内との気密性を保持するための適宜気密保持
手段が付設されている。

（緩衝弁について） 前記緩衝弁５７は、第４図（ｂ）および第７図に示す如
く、前記緩衝室３８の第１室３８ａ内には適宜余裕をも
って嵌挿し、第２室３８ｂ内には密嵌し得る円環形に形
成されて、その軸孔５８を介して前記移動操作杆５０の
軸方向中央よりやや右寄り位置に密嵌されている。そし
て、移動操作杆５０に嵌合された左右一対をなす両側の
係合盤５９．５９により、位置決め固定されている。な
お、緩衝弁５７の外周および軸孔５８内周には、適宜の
気密保持手段が付設されている。また、左右の係合盤５
９は、第７図に示す如く、何れも上下に分割可能な一対
の割型から構成され、移動操作杆５０の外周に凹刻され
た対応の環状係合溝５２に嵌着された状態で連結されて
、位置決め固定される。

ただし、左係合盤５９は、移動操作杆５０を開放操作前
位置に位置決めセットする場合において。

位置決め部材としても機能する。すなわち、第２図に示
す如く、この左係合盤５９が左着盤３２Ｌの内端面に当
接した位置を、操作杆５０自体のセット位置として、簡
単かつ正確に設定できる。

（開放操作部について） 前記開放操作部Ｃは、前記移動操作杆５０を操作するも
のであって、第１図に示す如く、緩衝部Ｂに対して水平
に連結固定された略筒形の支持部材６０と、該支持部材
６０の後端に設置された駆動シリンダ６６と、この駆動
シリンダ６６に適宜連繋された一対の操作部材６８とを
備えている。

先ず、支持部材６０は、基本的には円筒形をなして両側
局面に窓口６２を開口した筒部６１の左右両端外部に、
側面から見て正方形のフランジ部６３Ｌ、６３Ｒが連結
されている。そして、左フランジ部６３Ｌが、緩衝部Ｂ
の本体３０における右着盤３２Ｒの外面に、適宜の固定
手段により位置決め固定されている。なお、左フランジ
部６３Ｌの下辺中央部には、第１１図および第１２図に
示す如く、前記流電調整部材４０の着脱操作を容易にす
るための逃し口６４が形成されて、着脱操作口４９に整
合している。

前記駆動シリンダ６６は、支持部材６０の右フランジ部
６３Ｒに、適宜の固定手段により固定されて水平保持さ
れて、そのロッド６７の前端を右フランジ部６３Ｒの孔
６５から支持部材６０内に挿入している。そして、設定
された一定の往復ストローク（第３図に符号Ｓで示すス
トローク）をもって、ロッド６７を往復移動し得るよう
になっている。なお、シリンダ６６は、複動式油圧タイ
プを例とし、その全体を第１４図に略伝する。

一対の操作部材６８．６８は、駆動シリンダ６６のロッ
ド６７前端にナツト７０で固定された支持体６９の上下
に、片持ち状態で連結されて、支持部材６０内の前方（
図示左方）へ水平に延出されている。操作部材６８の前
端（移動操作杆５０を指向する端部）には、対向する操
作部材６８に向けて突出するフック部７１が形成され、
両フック部７１゜７１が、移動操作杆５０の後端に着脱
可能に配設した係合１ｉ５３に係脱可能に係合している
。なおフック部７１は、駆動シリンダ６６の復動（ロッ
ド６７をシリンダ内に引き込む方向に付勢）した際にの
み係合盤５３に係合して、該係合盤５３を後退させるよ
う設定される。

（実施例の作用） 次に、本実施例に係る高圧ガス噴射装置の作用につき説
明する。先ず、高圧ガスを充填する場合は、装置全体が
第２図に示す状態に保持され、ピストン弁５４が、全て
のガス導入孔１７を密閉した位ｌ！Ｐ１状態において、
ガス供給部２４を開放操作する。これにより、該供給部
２４からの高圧ガスは、昇圧器２３および圧入管２２を
介して本体１０の昇圧貯留室２０内に圧入される。そし
て昇圧貯留室２０内に、充分高い圧力をもって大量のガ
スが貯留されて、所要の圧力充填がなされる。

なお、ガスの充填時には、安全弁２７を開放状態にセッ
トして、噴射路１６内の圧力を解放し得るようにしてお
く。そして、ガスの噴射直前時には、安全弁２７を元の
閉鎖状態に戻す。

前述のように、昇圧貯留室２０内における高圧ガスの圧
力充填が完了した時点で、ガスの噴射が可能とされる。

そこで、ガス噴射操作として５開放構作部Ｃの駆動シリ
ンダ６６を復動（ロッド６７をシリンダ内に引き込む方
向に付勢する）すると、ロッド６７が所定の移動ストロ
ークＳだけ、瞬時に後退して一対の操作部材６８．６８
を牽引する。

このとき両操作部材６８．６８に形成したフック部７１
．７１に、係合盤５３を介して係合する移動操作杆５０
が瞬時に牽引され、前記ピストン弁５４および緩衝弁５
７が、第３図に示す状態に移動変位する。

すなわち、移動操作杆５ｏの移動によってピストン弁５
４は、第４図（ａ）に示す如く、閉鎖位置Ｐｊからスト
ロークＳだけ後退変位して、予め設定された開放始点位
置Ｐ２に保持され、その前端の導入案内部５４ａを、シ
リンダライナ１５の凹部１９と整合して、全てのガス導
入孔１７を僅かに開放する。一方、緩衝弁５７は、第４
図（ｂ）に示す如く、緩衝室３８の第１室部３８ａから
テーパ室部３８ｃに瞬時に後退変位して、その一部（図
示右端部）を第２室部３８ｂの入口に密嵌し始める。

このようにピストン弁５４が前記開放始点位置Ｐ２に保
持された時点において、全てのガス導入孔１７と噴射路
１６とが、凹部１９を介して連通されることになる。こ
れによって、昇圧貯留室２０内に貯留されている高圧ガ
スの一部が、全てのガス導入孔１７から凹部１９を介し
て噴射路１６内に一瞬にして流入する。これと同時に、
該噴射路１６内に流入した高圧ガスの圧力が、ピストン
弁５４の前端面に作用する。なお、この際高圧ガスの一
部が、ピストン弁５４の各ガス抜き孔５５内を流通して
噴射路１６の後方内に流入することになり、ピストン弁
５４に作用するガス圧が適当に軽減される。

前述のように、噴射路１６内に流入した高圧ガスが、そ
の圧力をピストン弁５４に作用する結果、該ピストン弁
５４．緩衝弁５７および移動操作杆５０が同時に後退し
て、第５図に示す状態に変化する。すなわち、開放始点
位ｒｉｉｔ　ｐ　ｘのピストン弁５４は、噴射路１６内
の後端に変位し、緩衝弁５７は、緩衝室３８の第２室部
３８ｂ内の後端に変位する。なお移動操作杆５ｏは、そ
の後端を開放操作部Ｃの支持部材６０内に延出して、操
作部材６８，６８との係合が解除された位置に変位して
いる。

前記ピストン弁５４の後退によって、昇圧貯留室２０内
の高圧ガスが噴射路１６内に瞬時に流入する。すなわち
、ピストン弁５４は、開放始点位置Ｐ２から瞬時に後退
して、導入案内部５４ａを凹部１９の後側（右側）に移
行した時点で、全てのガス導入孔１７を一斉に全開する
。このため、昇圧貯留室２０からの大量の高圧ガスが、
ガス導入孔１７を介して噴射路１６内に、瞬時にして一
気に流入する。これと同時に、この大量の高圧ガスは、
噴射路１６内から前記高速飛翔体発射システムにおける
装填装置８ｏに向けて一挙に噴射されて、その大きな圧
力（エネルギー）を装填部内の飛翔体に直接作用する。

この結果、高速飛翔体発射システムにおいて、飛翔体は
、発射筒８２内を高速瞬時に飛翔して試料収納機８３内
に突入し、被加工材料（試料）に対して、大きな衝撃エ
ネルギーをもって衝突し、例えば破壊や瞬間的な剪断力
を利用した打抜きその他種々物理的な仕事を効果的に行
ない得るものである。なお、発射システムでは、高速の
飛翔体を試料に衝突させて物理的特性等を解析する試験
に応用した場合につき説明したが、これに限定されるも
のでなく、各種の分野に応用される。

前述したように、昇圧貯留室２０内からの大量の高圧ガ
スが、噴射路１６内に流入して装填装置８０内に噴射す
る瞬間状態おいて、ピストン弁５４は、高圧ガスからの
相当大きな圧力を受けるために、開放始点位［Ｐ２から
全開位置Ｐ３までの間を、急激に変位することになる。

このピストン弁５４の衝撃反動については、緩衝部Ｂお
いて、適正に緩衝し得る。

すなわち、ピストン弁５４の変位と、緩衝弁叫７の変位
とを、第４図（ａ）、（ｂ）に対比して示す如く、ピス
トン弁５４が開放始点位ｗＰ２から全閣僚ＷＰ、そして
後端位置に一連に変位することに対して、緩衝弁５７は
、緩衝室３８のテーパ室３８ｃから第２室部３８ｂの入
口部内に移行し。

密嵌状態を維持したまま、中央部位そして後端部位に一
連に変位する。そして、この緩衝弁５７の変位過程にお
いて、緩衝室３８内の各室部の体積変化に伴ない、該緩
衝室３８に充填した流体が流動変化する。つまり、第２
室部３８ｂ内の流体は、緩衝弁５７の変動圧力を受けて
押し出され、前記バイパス路３９の第２流路３９ｂから
流入して、本流路３９ｃ内を迂回し、□第１流路３９ａ
から第１室部３８ａ内に戻される。

このように、緩衝弁５７が緩衝室３８の第２室部３８ｂ
内に密嵌状態を維持したまま一連に変位する緩衝動作と
、緩衝室３８内の流体が緩衝弁５７の変位に伴ない流動
する緩衝流動とによって。

相乗的な緩衝作用が奏されることになり、この相乗緩衝
作用によって、ピストン弁５４の衝撃反動に対する優れ
た緩衝効果（ダンパー効果）を発揮し得るものである。

なお、この緩衝作用に関連して、本流路３８ｃ内に挿入
セットされている流量調整部材４０について、その直径
および形状の変更された種々のものを適宜選択して、交
換セットしてもよい。これによれば、本流路３８ｃの開
口断面や流路形状を所要条件に変更して、流体の流動状
態を適正に調節し得、より一層優れた緩衝効果が期待で
きる。

なお、本実施例に係る高圧ガス噴射装置では、高圧ガス
の噴射以後において第５図に示す状態のままとされる。

従って、次回の高圧ガスの圧入充填および噴射のために
、第２図に示す状態にリセットするに際しては、先ず、
開放操作部Ｃの駆動シリンダ６６を往動操作（ロッド６
７をシリンダから延出させる）して、そのロッド６７を
元位置に復帰させることにより、操作部材６８を元の係
合位置に戻す。次に、移動操作杆５０を図示左方へ操作
して、移動不能位置、つまり外部からは見えないが、緩
衝弁５７の左係合盤５９が、本体３０の前側内端面に当
接した位置まで押し込む。これにより、該操作杆５０が
元の移動開始位置に正確に挿入セットされ、また、ピス
トン弁５４および緩衝弁５７が、夫々所定位置にセット
される。なお、移動操作杆５０の押し戻しにおいて、前
記支持部材６０の窓口６２が、操作口として利用される
。

発明の詳細 な説明した如く１本発明に係る高圧ガス噴射装置は、高
速飛翔体発射システムにおける飛翔体用ガス噴射部とし
て好適に使用されるものであり、ガス噴射部内に貯留さ
れた大量の高圧ガスを、瞬間的に一気に噴射させること
ができる。すなわち、ガス噴射部の噴射路内に密嵌され
た開閉弁を、開放始点位置まで僅かに開放するだけで、
昇圧貯留室内の高圧ガスの一部が噴射路内に流入し、そ
の圧力で開閉弁を瞬時にして強制的に押動させる。

これにより、該開閉弁が極めて短時間で全開位置に変位
され、この瞬間に大量の高圧ガスが、噴射路内に一挙に
流入して飛翔体の装填部、側に噴射される。この結果、
ガスの保有する高圧エネルギーを飛翔体に有効に作用さ
せ、該飛翔体を、高圧ガスの大きな噴射圧力によって、
高速瞬時に発射させることができる。

しかも、本発明の高圧ガス噴射装置によれば、昇圧貯留
室内からの大量の高圧ガスが、噴射路内に流入して飛翔
体の装填部内に噴射する瞬間状態おいて、開閉弁が、高
圧ガスからの相当大きな圧力を受けて、開放始点位置か
ら全開位置までの間を、急激に変位することについて、
緩衝部において、その開閉弁の衝撃反動を適正に緩衝し
得る。

すなわち、緩衝部においては、開閉弁が開放始点位置か
ら全開位置そして後端位置に一連に変位することに対し
て、緩衝弁が、緩衝室の大径室部から小径室部内に密に
嵌挿し、その密嵌状態を維持したまま、小径室部内の後
端部位に変位する緩衝動作と、この緩衝弁の変位に伴な
い、緩衝室内の流体が、バイパス路を介して小径室部か
ら大径室部に流入する緩衝流動とによる、相乗的な緩衝
作用が奏されることとなり、この相乗緩衝作用によって
、開閉弁の衝撃反動に対する優れた緩衝効果（ダンパー
効果）を発揮し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る高圧ガス噴射装置の好適な実施
例を示す一部省略した分解斜視図、第２図は、噴射装置
の閉鎖位置状態を示す一部破断した正面図、第３図は、
噴射装置の開放開始位置状態を示す一部破断した正面図
、第４図は、第３図の開放開始位置状態を詳細に示す断
面図であって、第４図（ａ）は、ピストン弁の変位状態
を示し、第４図（ｂ）は、緩衝弁の変位状態を示す、第
５図は、噴射装置全開位置状態を示す一部破断した正面
図、第６図および第７図は、夫々第２図中のＶＩ−ＶＩ
線。 ■−■線に基づく側断面図、第８図および第９図は、夫
々第５図中の■−■線および■−■線に基づく側断面図
、第１０図、第１１回および第１２図は、夫々第３図中
のｘ　−ｘ＠、ｘｔ−Ｘ線および刈−立線に基づく側断
面図、第１３図は、流量調整部材を示す分解斜視図、第
１４図は、本実施例に係る噴射装置を使用した高速飛翔
体発射システムの全体を略伝する正面図である。 Ａ・・・ガス貯留噴射部 Ｂ・・・緩衝部 Ｏ・・・本体 ７・・・ガス導入孔 ０・・・本体 ８ａ・・・第１室 ９・・・バイパス路 ７・・・緩衝弁 ７・・・ロンド ０・・・移動操作杆 ２・・・発射筒 Ｃ・・・開放操作部 １６・・・噴射路 ２０・・・昇圧貯留室 ３８・・・緩衝室 ３８ｂ・・・第２室 ５４・・・ピストン弁 ６６・・・駆動シリンダ ６８・・・操作部材 ８０・・・装填装置 Ｓ・・・ストローク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 飛翔体用装填装置（８０）内の発射位置に装填されたド
   ライアイス等の昇華性物体からなる飛翔体を、高圧ガス
   の噴射圧力により発射筒（８２）を介して高速で飛翔さ
   せ、該飛翔体を何等の対象物に衝突させて所定の物理的
   作業をなす高速飛翔体発射システムに使用する高圧ガス
   噴射装置であって、該噴射装置の主体を構成するガス貯
   留噴射部（Ａ）と、該ガス貯留噴射部（Ａ）後方に設置
   されてガスの噴射時における衝撃反動を吸収緩和する緩
   衝部（Ｂ）と、該緩衝部（Ｂ）後方に設置された開放操
   作部（Ｃ）と、該開放操作部（ｃ）に適宜連繋されて、
   前記ガス貯留噴射部（Ａ）内のピストン弁（５４）およ
   び前記緩衝部（Ｂ）内の緩衝弁（５７）を所定位置に連
   結した移動操作部材（５０）とを備え、 前記ガス貯留噴射部（Ａ）においては、 本体（１０）内に画成されて外部から充填される高圧ガ
   スを昇圧状態で一時的に貯留する環状ガス昇圧貯留室（
   ２０）と、 前記環状ガス昇圧貯留室（２０）とは区画して形成され
   て、前記発射筒（８２）と飛翔体用装填装置（８０）を
   介して同軸的に連通するガス噴射路（１６）と、前記環
   状ガス昇圧貯留室（２０）の同一円周上において、半径
   方向に穿設されて該昇圧貯留室（２０）と前記ガス噴射
   路（１６）とを連通する複数のガス導入孔（１７）と、 前記ガス噴射路（１６）に軸方向への進退自在に密に嵌
   挿されて、前記複数のガス導入孔（１７）を同時的に開
   閉する前記ピストン弁（５４）とを有し、前記緩衝部（
   Ｂ）においては、 本体（３０）内に画成されて、軸方向に大径室部（３０
   ａ）および小径室部（３８ｂ）を形成し、所定量の流体
   を充填した緩衝室（３８）と、 前記緩衝室（３８）の大径室部（３８ａ）と小径室部（
   ３８ｂ）とを連絡する流体用のバイパス路（３９）と、
   前記緩衝室（３８）内に移動可能に嵌挿され、大径室部
   （３８ａ）内に対しては適宜余裕をもって挿入し、小径
   室部（３８ｂ）に対しては密に嵌合する前記緩衝弁（５
   ７）とを有し、 前記開放操作部（Ｃ）においては、 可動部材（６７）の移動ストローク（Ｓ）を、前記ピス
   トン弁（５４）の開閉ストローク（Ｓ）に合せて、該可
   動部材（６７）を瞬時に可動し得るように設定した駆動
   手段（６６）と、 前記駆動手段（６６）の可動部材（６７）に連繋されて
   、前記緩衝部（Ｂ）の本体（３０）側に向けて延出した
   操作部材（６８）とを有し、 前記移動操作部材（５０）は、前記緩衝部（Ｂ）の本体
   （３０）内の軸中心部および前記ガス貯留噴射部（Ａ）
   のガス噴射路（１６）内に亘り移動自在に挿通支持され
   て、前記緩衝部（Ｂ）の本体（３０）外部に延出した後
   端部を、前記開放操作部（Ｃ）における操作部材（６８
   ）に対して係脱可能に連繋し、前端部に前記ピストン弁
   （５４）を連結し、略中央部に前記緩衝弁（５７）を配
   設した ことを特徴とする高圧ガス噴射装置。