特許ウォッチ

公開番号2023092745
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-07-04
出願番号2021207937
出願日2021-12-22
発明の名称飛翔体、射出システム及び射出装置
出願人株式会社日本製鋼所
代理人個人
主分類F41B 6/00 20060101AFI20230627BHJP(武器)
要約【課題】簡易な構成にて射出後の活性化が可能な機構を有する、射出装置から電磁力によって射出される飛翔体を実現する。
【解決手段】飛翔体10は、射出装置1において、導電レールと絶縁レールと囲まれた空間に挿入され、導電レールから電流が流れること加速される電機子から力を受けることでX方向に加速されて、射出口から射出される。飛翔体10は、本体10A、電極EA1及びEA2、電極EA1及びEA2の間に接続されるコンデンサCm及び負荷回路14を有する。絶縁レールには、飛翔体10と対向する位置に一対の外部電極が設けられる。飛翔体10が挿入されたときに、電極EA1及びEA2が、それぞれ一対の外部電極と接触して電源が供給されることで、コンデンサCmが充電される。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
射出装置において、対向して配置された一対の導電レール及び対向して配置された一対の絶縁レールに囲まれた空間に挿入され、前記導電レールから電流が流れることで加速される導電部材から力を受けることで前記導電レールの延在方向である第１の方向に加速されて、前記導電レールの端部の前記射出装置の射出口から射出される飛翔体であって、
本体と、
前記本体の外面に設けられた一対の第１の電極と、
前記本体内に設けられ、前記一対の第１の電極と間に接続されるコンデンサと、
前記コンデンサから電源の供給を受ける負荷回路と、を備え、
前記一対の絶縁レールには、前記飛翔体と対向する位置に一対の第２の電極が設けられて、
前記飛翔体が前記空間に挿入されたときに、前記一対の第１の電極が、それぞれ前記一対の第２の電極と接触して電源が供給されることで、前記コンデンサが充電される、
飛翔体。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記一対の第１の電極は、前記本体の外面において、前記第１の方向と直交する第２の方向で対向する位置に設けられ、
前記一対の第２の電極の一方は前記一対の絶縁レールの一方に設けられ、前記一対の第２の電極の他方は前記一対の絶縁レールの他方に設けられる、
請求項１に記載の飛翔体。
【請求項３】
前記一対の第１の電極は、前記本体の外面において、前記第１の方向と直交し、かつ、前記一対の絶縁レールの前記一対の第１の電極に対向する面と平行な第３の方向に並んで配置され、
前記一対の第２の電極は、前記第３の方向に並んで配置される、
請求項１に記載の飛翔体。
【請求項４】
前記一対の第２の電極からなる電極対が、複数、前記第１の方向に配列され、
前記飛翔体が挿入された位置から加速を開始した後に前記一対の第１の電極が各電極対と接触するごとに前記コンデンサが充電される、
請求項２又は３に記載の飛翔体。
【請求項５】
前記コンデンサの充電電流を検出する電流検出器と、
前記充電電流が流れるタイミングに基づいて前記飛翔体の速度を算出し、算出した前記速度に基づいて前記負荷回路に起動信号を出力する起動信号生成部と、さらに備え、
前記負荷回路は、前記起動信号に応じて起動する、
請求項４に記載の飛翔体。
【請求項６】
前記射出装置には、
前記射出口から前記第１の方向に並んで配列された、前記一対の導電レールの間で電気的に直列に接続された第１及び第２の磁場発生用コイルが設けられ、
前記コンデンサの充電電流を検出する電流検出器と、
前記本体に設けられた、前記第１の方向を中心軸とする、前記第１及び第２の磁場発生用コイルの磁場による誘導電流が流れる磁場検出用コイルと、
前記磁場検出用コイルが前記第１及び第２の磁場発生用コイルを通り抜けるときに前記誘導電流の値の符号が変わるタイミングであるゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部と、が設けられ、
前記磁場検出用コイルが前記第１の磁場発生用コイルを通り抜けるときのゼロクロス点と、前記磁場検出用コイルが前記第２の磁場発生用コイルを通り抜けるときのゼロクロス点と、の時間差、及び、前記第１の磁場発生用コイルと前記第２の磁場発生用コイルとの距離とに基づいて前記飛翔体の速度を算出し、算出した前記速度に基づいて、前記負荷回路に起動信号を出力する起動信号生成部と、をさらに備え、
前記負荷回路は、前記起動信号に応じて起動する、
請求項２に記載の飛翔体。
【請求項７】
前記起動信号生成部は、前記飛翔体が所望の位置に到達したタイミングで、前記起動信号を出力する、
請求項５又は６に記載の飛翔体。
【請求項８】
前記飛翔体は砲弾であり、
前記負荷回路は信管である、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の飛翔体。
【請求項９】
電磁力によって導電部材を加速することで、前記導電部材に保持された物体を射出する射出装置と、
前記導電部材によって第１の方向に加速されて、前記射出装置の射出口から射出される飛翔体と、を備え、
前記射出装置は、
対向して配置された、第１の方向に延在する一対の導電レールと、
対向して配置された、前記第１の方向に延在する一対の絶縁レールと、
前記一対の絶縁レールにおいて前記飛翔体と対向する位置に設けられた、一対の第２の電極と、を備え、
前記飛翔体は、
本体と、
前記本体の外面に設けられた一対の第１の電極と、
前記本体内に設けられ、前記一対の第１の電極と間に接続されるコンデンサと、
前記コンデンサから電源の供給を受ける負荷回路と、を備え、
前記飛翔体が前記一対の導電レール及び前記一対の絶縁レールに囲まれた空間に挿入されたときに、前記一対の第１の電極が、それぞれ前記一対の第２の電極と接触して電源が供給されることで、前記コンデンサが充電される、
射出システム。
【請求項１０】
電磁力によって導電部材を加速することで、前記導電部材に保持された飛翔体を射出する射出装置であって、
対向して配置された、第１の方向に延在する一対の導電レールと、
対向して配置された、前記第１の方向に延在する一対の絶縁レールと、
前記一対の絶縁レールにおいて前記飛翔体と対向する位置に設けられた、一対の第２の電極と、を備え、
前記飛翔体は、
本体と、
前記本体の外面に設けられた一対の第１の電極と、
前記本体内に設けられ、前記一対の第１の電極と間に接続されるコンデンサと、
前記コンデンサから電源の供給を受ける負荷回路と、を有し、
前記飛翔体が前記一対の導電レール及び前記一対の絶縁レールに囲まれた空間に挿入されたときに、前記一対の第１の電極が、それぞれ前記一対の第２の電極と接触して電源が供給されて前記コンデンサが充電されるように、前記一対の第２の電極が配置される、
射出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛翔体、射出システム及び射出装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
電磁力を用いて飛翔体を加速させる電磁加速装置として、電磁レールガンが知られている（特許文献１）。一般に、レールガンでは、２本の導電レールの間に挿入された、導電性材料からなる電機子に電流を流し、このときに作用する電磁力（ローレンツ力）によって電機子が加速される。射出対象物である飛翔体は、電機子によって保持されており、電機子が加速されることで、電磁加速装置から射出される。
【０００３】
また、飛翔体の射出にあたっては、射出後に飛翔体に搭載された機構を活性化させて、所望の動作を行わせる場合がある。こうした機構の例として、砲弾の信管及び信管に付随する機構があり、射出後の風車の回転による発電で作動する電気信管（特許文献２）や、射出後に自動的に作動する信管用電源（特許文献２及び４）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１０－２０６０９０号公報
特開昭５７－１０４０９９号公報
特開平８－１２４５８１号公報
特開平９－１１３１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、電磁レールガンから射出される飛翔体は、極超音速などの高速で射出されることが想定される。そのため、飛翔体の空気抵抗を可能な限り低減しなければならないため、特許文献２のような空気流を利用した発電機構は使用できない。また、射出時に飛翔体に作用する加速度は１０万Ｇ以上にもなるため、特許文献３及び４のような機構の電源を搭載するには、機構を堅固な構造にしなければならず、寸法や重量の増大が避けられない。よって、上述のような一般的な機構を、電磁レールガンから射出される飛翔体で用いることは困難である。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施の形態にかかる飛翔体は、射出装置において、対向して配置された一対の導電レール及び対向して配置された一対の絶縁レールに囲まれた空間に挿入され、前記導電レールから電流が流れることで加速される導電部材から力を受けることで前記導電レールの延在方向である第１の方向に加速されて、前記導電レールの端部の前記射出装置の射出口から射出される飛翔体であって、本体と、前記本体の外面に設けられた一対の第１の電極と、前記本体内に設けられ、前記一対の第１の電極と間に接続されるコンデンサと、前記コンデンサから電源の供給を受ける負荷回路と、を備え、前記一対の絶縁レールには、前記飛翔体と対向する位置に一対の第２の電極が設けられて、前記飛翔体が前記空間に挿入されたときに、前記一対の第１の電極が、それぞれ前記一対の第２の電極と接触して電源が供給されることで、前記コンデンサが充電されるものである。
【０００８】
一実施の形態にかかる射出システムは、電磁力によって導電部材を加速することで、前記導電部材に保持された物体を射出する射出装置と、前記導電部材によって第１の方向に加速されて、前記射出装置の射出口から射出される飛翔体と、を備え、前記射出装置は、対向して配置された、第１の方向に延在する一対の導電レールと、対向して配置された、前記第１の方向に延在する一対の絶縁レールと、前記一対の絶縁レールにおいて前記飛翔体と対向する位置に設けられた、一対の第２の電極と、を備え、前記飛翔体は、本体と、前記本体の外面に設けられた一対の第１の電極と、前記本体内に設けられ、前記一対の第１の電極と間に接続されるコンデンサと、前記コンデンサから電源の供給を受ける負荷回路と、を備え、前記飛翔体が前記一対の導電レール及び前記一対の絶縁レールに囲まれた空間に挿入されたときに、前記一対の第１の電極が、それぞれ前記一対の第２の電極と接触して電源が供給されることで、前記コンデンサが充電されるものである。
【０００９】
一実施の形態にかかる射出装置は、電磁力によって導電部材を加速することで、前記導電部材に保持された飛翔体を射出する射出装置であって、対向して配置された、第１の方向に延在する一対の導電レールと、対向して配置された、前記第１の方向に延在する一対の絶縁レールと、前記一対の絶縁レールにおいて前記飛翔体と対向する位置に設けられた、一対の第２の電極と、を備え、前記飛翔体は、本体と、前記本体の外面に設けられた一対の第１の電極と、前記本体内に設けられ、前記一対の第１の電極と間に接続されるコンデンサと、前記コンデンサから電源の供給を受ける負荷回路と、を有し、前記飛翔体が前記一対の導電レール及び前記一対の絶縁レールに囲まれた空間に挿入されたときに、前記一対の第１の電極が、それぞれ前記一対の第２の電極と接触して電源が供給されて前記コンデンサが充電されるように、前記一対の第２の電極が配置されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
一実施の形態によれば、簡易な構成にて射出後の活性化が可能な機構を有する、射出装置から電磁力によって射出される飛翔体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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