JPH0479754A

JPH0479754A - 電磁加速装置

Info

Publication number: JPH0479754A
Application number: JP2193781A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Koyama; 健一小山; Hideaki Toriie; 鳥家　秀昭
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1992-03-13
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: GB9115087D0; GB2246245B; JP2727742B2; DE4124112C2; US5133241A; DE4124112A1; GB2246245A

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、電磁力を利用して物体を推進する加速推進
方式を利用した電磁加速装置に関するものである。

［従来の技術］第１０図は例えば特開昭６４−４３０５５号公報に示さ
れた従来の電磁加速装置を示す斜視図であるっ図におい
て（１ａ）はレール状電極、（ｌｂ）はレール状電極（
ｌａ）と対向して平行に設置されたレール状電極、（２
）はレール状電極（ｌａ）　＋　（１ｂ）の間に配置さ
れレール状電極（ｌａ）とこれに平行に配置されたレー
ル状電極（１ｂ）を電気的に短絡する１［様子、（３）
はレール状電ｆｉｊｉ　（Ｉａ）　、　（ｌｂ）の間に
配置される発射体で矢印（５）で示される駆動方向にお
いて、電機子（２）の前方に配置される。、（４）はレ
ール状電極（ｌａ）、　（ｌｂ）、及び電機子Ｃ）によ
り構成された電流通路に電気を供給する電源である。な
お、電機子（２）と発射体（３）は一体もしくは同一で
あってもかまわない。

次に動作について説明する。電源（４）からレール状１
！極（１ａ）、電機子（２）、レール状電ｉ　（ｌｂ）
を通って電流が流れると、レール状電極（ｌａ）、　（
ｌｂ）間にはレール状電極ＣＬａ）　、　（ｌｂ）を流
れる電流によって磁界が発生するっこの磁界と電機子（
２）内を流れる電流との相互作用によって、電機子（２
）は矢印（５）で示される方向に力を受は駆動される。

発射体（３）は矢印（５）の方向において電機子（２）
の前方に配置されているため、発射体（３）は電機子（
２）に押されて矢印（５）の方向に駆動される。電源（
４）から電流が流れている間は発射体（３）には駆動力
が働き、発射体（３）の速度は加速されていく。なお、
図中には示されていないが、２本のレール状電極（１ａ
）、　（ｌｂ）を両側からはさみこむよう絶縁物による
壁が設けられている。

［発明が解決しようとする課題］従来の電磁加速装置は以上のように構成されていたので
、発射体と電機子の加速過程において、移動中の電機子
よりも電流導入側のレール状１極間に高電圧が発生し、
絶縁破壊を起こしてアークが発生してしまう。このため
、電源から供給される電流の一部または全部がそのアー
クを流れて発射体に働く駆動力が減少し、加速度が小さ
くなるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、発射体とＮ接子の加速過程において、移動中
のｔ接子よりも電流導入側のレール状電極間に高電圧が
発生するのを防止でき、レール状を極間で絶縁破壊を起
こさない電磁加速装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係る電磁加速装置は、レール状！極の少なく
とも一本を、電機子と接触する第１４体部分と、第１導
体部分と電気的に絶縁された第２導体部分で構成し、第
１導体部分を発射体の加速方向において複数個に分割し
てそれぞれを電気的に絶縁し、分割された第１４体部分
のそれぞれに少なくとも１つの穴を設け、第２導体部分
に通電した時に穴を通して第１導体部分と第２導体部分
がアークにより橋絡するように構成したものである。

［作用］この発明における第１導体部分に設けられた穴には、ア
ークで形成された電機子プラズマ、もしくは固体のｔ接
子が通過したことによって発生するプラズマが穴上を通
過した時にプラズマの一部が入り込む。を鳴子が駆動方
向に通過した後でもその穴にプラズマが保持され、第１
４体部分と第２４体部分がその穴の中に保持されたプラ
ズマによって電気的に導通状態となる。その後、電機子
が電機子の駆動方向において次の第１導体部分に移動す
ると、電機子と接触している第１導体部分と第２４体部
分がプラズマにより導通状態になる。

この時は、それまで導通状態にあったひとつ前の第１導
体部分と第２導体部分は、穴の中に保持されていたプラ
ズマが消滅して絶縁状顧になる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図（ａ）はこの発明の一実施例による電磁加速装置を示
す偶１面図、第１図（ｂ）は第１図（ａｌのＩ−ＩＮ断
面図である。図において、（１）はレール状電極で、発
射体（３）と電機子（２）に接触するように設置されて
いる。レール状電極（１）と平行で発射体（３）と電機
子（２）に接触するように第１導体部分、例えば表面電
極（６ａ　）　、　（６ｂ）、　（６ｃ　）を設置し、
それぞれは絶縁層（８）で絶縁されている。この実施例
では、表面！　？　（６ａ　）　、　（６ｂ）　、　（
６ｃ）は発射体の加速方向、即ち矢印（５）方向におい
て３つに分割されている。（２）はアークによって構成
されている電機子（以下、アークと記す）である。（３
）は発射体で、駆動方向（５）に加速されて移動する。

発射体の入口は（１２ン、出口は（１３）である。第２
導体部分、例えば背面電極（７）は、表面電極（６ａ＞
、（６ｂ）　、　（６ｃ）　のレール状ｔＷ（１）の反
対側に位置し、絶縁層（８）で表面！極と絶縁されてい
る。表面電極（６ａ　）　１（６ｂ）、＋　（６ｃ）に
はそれぞれアーク吹き出し穴（９ａ　）　＋（９ｂ）　
＋　（９ｃ）が、また絶縁層（８）Ｋは橋絡口（１０ａ
）　、　（１０ｈ）　、　（１０ｃ）が設けられている
。背面１極（７）に通電すると、表面［極（６ａ）　。

（６ｂ）　、　（，６ｃ）上のアーク（２）がアーク吹
き出し穴（９ａ）、　（９ｂ）　、　（９ｃ）　と橋絡
口／１０ａ　）　、　（１０ｂ）　、　（１０ｃ　）に
入り込み、表面Ｎ　ＦＪｉ　（６ａ　）　、　（６ｂ）
　、　（６ｃ）のいずれかと背面電極（７）が導通状態
となる。（１４ａ）、　（１４ｂ）は側壁である。

第２図は一部切り欠いてアーク吹き出し穴（９ｂ）、橋
絡口（１０ｂ　）を示す斜視図である。レール状を極（
１）と表面室％　（６ａ）　、　（６ｂ）　、（６ｃ）
の間のアーク（２）が走行する空間は絶縁物による側壁
（１４ａ）、　（１４ｂ）によって形成されている。こ
の実施例では側壁（１４ａ）、　（１４ｂ）は背面１！
極（７）まで囲っているが表面！　＠（６ａ　）（６ｂ
）　、　（６ｃ）まででもよい。

次に動作について説明する。第３図は電磁加速装置の動
作を順に示す説明図である。

レール状１［極（１）と背面を極（７）の入口（１２）
（Ｅｌに電流源（４）が接続された回路が構成されてい
る。最初に、このｔ極（１）、　（７）間に通電すると
、第３図（ａ）に示す様に発射体（３）の後部のアーク
（２）の一部（２ａ）はアーク吹き呂し穴（９ａ）と橋
絡口（１０ａ）の中に入り、電流はレール状電極（１）
−アーク（２）−アークの一部（２ａ）−背面電極（７
）と流れて電流源（４）へ戻る。この電流と、電流によ
って発生した磁界との相互作用によって発射体（３）は
矢印（５）方向に加速されて移動する。次に発射体（３
）とアーク（２）が第３図（ｂ）に示す位置に進んだ時
、アークの一部（２ａ）はまだアーク吹き出し穴（９３
）と橋絡口（１０ａ）の中に保持されており、電流は第
３図（ｂ）の矢印で示すように、レル状電極（１）−ア
ーク（２）−表面を極（６ａ）−アークの一部（２ａ）
−背面を極（７）を流れる。次に第３図（ｃ）に示すよ
うに、発射体（３）とアーク（２）が表面電極（６ｈ）
上に移動すると、表面［極（６ａ　）と表面電極（６ｂ
）は絶縁層（８）で絶縁されているため、アークの一部
（２ａ）は自動的に消滅し、アーク（２）がアーク吹き
出し穴（９ｂ）と橋絡口（１０ｂ）に入りアークの一部
（２ｂ）が形成される。その結果、電流は第３図（ｃ）
の矢印で示すように、レール状を極（１）−アーク（２
）−アークの一部（２ｈ）−背面電極（７）を流れる。

発射体（３）とアク（２）が表面を極（６ｂ）上を進む
と、第３図１〈ｄ）に示す様に、電流はレール状電極（
１）−アーク（２）−表面を極（６ｂ）−アークの一部
（２ｂ）−背面電極（７）を流れる。その後、発射体（
３）とアーク（２）が表面ｉＩ極（６ｃ）に移る時も上
記と同様に動作する。

第４図はアーク（２）が移動するにつれて、橋絡口（１
０ｂ）にアーク（２）の一部が入り、電流経路が形成さ
れる過程を拡大して詳細に示す説明図である。

第４図（ａ）から第４図（ｂ）へアーク（２）が進むと
アークの一部がアーク吹き呂し穴（９ｂ）から橋絡口（
１０ｈ）に入る。第４１：１ｋ（ｃ）でアークの一部（
２ｂ）により表面電極（６ｂ）と背面電極（７）が導通
状態になるつアーク（２）が表面を極（６ａ）から離れ
ると電流が第４図（ｃ）の矢印で示すように流れる。ア
ーク（２）がさらに進むと第４図（ｄ）に示すようにア
ークの一部（２ｂ）は表面電極（６ｂ）と背面Ｗ極（７
）の間にとどまったままで、電流丁は第４図（ｄ）の矢
印で示すように流れる。

以上のように、この実施例によれば対向するレール状電
極の一方を３個の表面Ｎ’ＦＭ　（６ａ）　、（６ｈ）
、　（６ｃ）に分割し、それぞれを絶縁層（８）で絶縁
する。

この表面’ｆｉｌ　ＦＭ　（６ａ　）　、　（６ｂ）　
、　（６ｃ　）と絶縁層（８）に穴をあけ、表面室％　
（６ａ）　、（６ｂ）　、（６ｃ）を走行してきたアク
（２）の一部がそこから吹き出して、背面電極（７）と
、背面電極（７）とは絶縁層（８）で絶縁されている表
面電極（６ａ　）　、　（６ｈ）　、　（６ｃ）間がア
ークの一部によって導通状１１になるように構成されて
いる。このため、例えば第３図（ｄ）において、アーク
（２）が接している表面１ｆｆｌ（６ｂ）以外の表面室
’ＦＭ　（６ａ）　、　（６ｃ　）とレール状電極（１
）間には電圧がかかつておらず、アーク（２）が接して
いる表面１［極（６ｂ）以外で絶縁破壊をおこしてアー
クが発生し電流が分流することがない。従ってアーク（
２）と発射体（３）の駆動が効率よくおこなわれ、また
表面電極（６ｂ）と背面ＩＩ極（７）の電気的な導通は
アーク（２）の一部分であったアークの一部（２’ｂ）
を用いているため、表面Ｎ、極（６ａ）　、　（６ｈ）
　、　（６ｃ）と背面電極（７）の間に特別なスイッチ
を設ける必要がない。

また、絶縁層（８）に設けた橋絡口（１０ａ）、　（１
０ｈ）、　（１０ｃ）の断面積を、これに対向するアー
ク吹き呂し穴（９ａ　）　、　（９ｂ）　、　（９ｃ　
）の断面積より大きくなるように構成すれば、表面室Ｆ
Ｍ　（６ａ　）　、　（６ｂ）　、　（６ｃ）と、穴に
発生したアークの電気抵抗が小さくなり、効率が向上す
る、また、分割された表面電極（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ
）間の、発射体（３）の加速方向における間隔を、アー
ク（２）の走行方向の広がり長さより短かくすれば、分
割した表面電極（６ａ）　、　（６ｂ）　、　（６ｃ）
を移行する時に、ヌムーズに移行できる。アーク（２）
の走行方向の広がり長さは、電流と加速速度によって予
め決められる。

さらに、上記実施例では表面！極が３つの場合について
説明したが、表面！極が２つや、４つ以上の場合でも同
様の効果がある。

第５図は、この発明の他の実施例による１ｉＩｉ加速装
置の一部を拡大して示すもので、第５図（ａ）はレール
状電極（１）を取り除いて示す上面図、第５図（ｂ）は
第５図（ａ）のＶ−Ｖ線断面図である。上記実施例では
ひとつの表面！極においてアーク吹き出し穴はひとつで
あったが、この実施例に示すように２つ以上でもよく、
橋絡口はひとつのアーク吹き出し穴に対してひとつでも
よいし、第５図のように複数のアーク吹き高し穴に対し
てひとつないしは複数個でもよい。またアーク吹き出し
穴と橋絡口の形状は円形である必要はなく、四角形、溝
状などその他の形状でも同様の効果がある。

第６図は、橋絡口（１０ｂ）が表面電極（６ｂ）の幅に
わたる溝形状に構成された例を示すものであり、第６図
（８）はレール状ｉ［極（１）を取り除いて示す上面図
、第６図（ｂ）は第６図（ａ）の■−■線断面図である
。この実施例の場合も上記実施例と同様の効果があるつ
甘た、さらにアーク吹き呂し穴（１０ｂ）は第７図に示
すように表面ｔｉの一端を切りこんだ形状でも同様の効
果がある。

また、第８図に示すように、アーク吹き出し穴は表面電
極と隣接する表面を極同志を絶縁している部分との間に
すきまを設けることによっても同様の効果がある。

これらの実施例はすべて、図中には示していないが、レ
ール状！極と表面ｘｉをはさみこむように側壁が設けら
れているう以上の実施例はすべて、レール状電極と表面電極と側壁
によって形成される空間の走行方向に垂直な面での断面
が四角形であるが、第９図に示すように上記空間の断面
が円形の場合や、その他ある形状を持った発射体が支障
無く走行可能な形状であるいかなる場合でも構成可能で
あり、上記実施例と同様の効果がある。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、平行に配列された複
数本のレール状電極、これらの！極を電気的に短絡する
ように配置された′Ｍ、磯子を備え、発射体を電磁力に
より加速する電磁加速装置において、！極の少なくとも
一本を、！４子と接触する第１４体部分と、第１導体部
分と電気的に絶縁された第２導体部分で構成し、第１導
体部分を発射体の加速方向において複数個に分割してそ
れぞれを電気的に絶縁し、分割された第１導体部分のそ
れぞれに少なくとも１つの穴を設け、第２導体部分に通
電した時に穴を通して第１４体部分と第２導体部分がア
ークにより橋絡するように構成することにより、発射体
と電機子の加速過程において、移動中の電機子よりも電
流導入側のレール状電極間に高電圧が発生するのを防止
でき、レール状電極間で絶縁破壊を起こすのを防止でき
る電磁加速装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（θ）、　（ｂ）はこの発明の一実施例による電
磁加速装置を示す側面図、断面図、第２図は一実施例に
よる電磁加速装置の一部を拡大して示す斜視図、第３図
は一実施例に係り、アークの動きと電流の流れの時間的
変化を示す説明図、第４図は一実施例に係り、アークの
動きと電流の流れの時間的変化を詳細に示す説明図、第
５図（ａ）、（ｂｌはこの発明の他の実施例による電磁
加速装置の要部を示す上面図、断面図、第６図、第７図
はそれぞれこの発明のさらに他の実施例の要部を示す上
面図、断面図、第８図はさらに他の実施例の要部を示す
斜視図、第９図はさらに他の実施例を示す断面図、第１
０図は従来のＮ磁加速装置を示す構成図である。図において、（１）、（ｌａ）　　（ｌｈ）はレール状
ｉＩ極、（２）はアーク、（２ａ）、　（２ｂ）はアー
クの一部、（３）　Ｖ′ｉ発射体、（４）は電流源、（
５）は走行方向、（６ａ）、　（６ｂ）（６ｃ）は表面
！極、（７）は背面電極、（８）は絶縁層、（９ａ　）
、　（９ｂ＞、　（９ｃ）はアーク吹き出し穴、（１０
ａ）　、　（１０ｂ）、　（１０ｃ）は橋絡口である。なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示すも
のである。第３図第７図（ＣＩ）第９図

Claims

【特許請求の範囲】

平行に配列された複数本のレール状電極、及びこれらの
電極を電気的に短絡するように配置された電機子を備え
、発射体を電磁力により加速する電磁加速装置において
、上記電極の少なくとも一本を、上記電機子と接触する
第１導体部分と、第１導体部分と電気的に絶縁された第
２導体部分で構成し、第１導体部分を上記発射体の加速
方向において複数個に分割してそれぞれを電気的に絶縁
し、分割された第１導体部分のそれぞれに少なくとも１
つの穴を設け、第２導体部分に通電した時に上記穴を通
して第１導体部分と第２導体部分がアークにより橋絡す
るように構成したことを特徴とする電磁加速装置。