(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛翔体に装備される発電装置において、飛翔体発射器に設けられた磁石と、前記飛翔体に設けられ、前記磁石から発生される磁界により誘導起電力を発生するコイルと、を具備することを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記コイルに発生する誘導起電力に基づいて、エネルギを被供給対象へ供給するエネルギ供給手段
を具備することを特徴とする請求項１記載の発電装置。
【請求項３】
前記飛翔体に装備され、前記エネルギ供給手段へ電力を供給する電力供給手段
を具備することを特徴とする請求項２記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、飛翔体に装備され、発電に用いられる発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、飛翔体には、単一電源として発電装置が装備されている。この種の発電装置としては、発射時の衝撃エネルギおよび旋転遠心力を利用して化学物質を活性化させることにより発電を行う注液電池や、熱電池、さらに飛翔中の空気に対流による風車の回転力により発電を行う風車発電機がある。
そして、上記飛翔体が発射されると、発電装置により発電が開始され、発電による電力が飛翔体に装備されたエネルギ供給回路へ供給される。これにより、上記エネルギ供給回路からは、飛翔体に装備された被エネルギ供給対象へエネルギが供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の飛翔体においては、装備される装置、部品の容積をできるだけ少なくしたいという要請がある。
しかしながら、従来の発電装置においては、容積が大きい注液電池、熱電池、風車発電機等が用いられているため、その構成が複雑であって、かつ容積が大きいという問題があった。
【０００４】
また、従来の飛翔体においては、確実に被エネルギ供給対象へエネルギを供給したいという信頼性に関する要請がある。
しかしながら、従来の発電装置においては、単一電源であるため、何らかの不具合が発生した場合に発電が行われないことから、被エネルギ供給対象へエネルギを供給することができないという欠点があった。
本発明はこのような背景の下になされたもので、構成を簡単にすることができるとともに、小型にすることができ、しかも被エネルギ供給対象へ確実にエネルギを供給することができる発電装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、飛翔体に装備される発電装置において、飛翔体発射器に設けられた磁石と、前記飛翔体に設けられ、前記磁石から発生される磁界により誘導起電力を発生するコイルとを具備することを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発電装置において、前記コイルに発生する誘導起電力に基づいて、エネルギを被供給対象へ供給するエネルギ供給手段を具備することを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発電装置において、前記飛翔体に装備され、前記エネルギ供給手段へ電力を供給する電力供給手段を具備することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態による発電装置が装備される飛翔体の構成を示す側断面図である。図１（Ａ）は、飛翔体１の構成を示す側断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す円Ａ部分の構成を示す拡大図である。
図１（Ａ）に示す飛翔体１において、２は略円筒形状の円筒部材である。３は、略円筒形状の円筒部材であり、その外周面は、曲面形成されている。円筒部材３は、その螺合部３ａが円筒部材２の螺合部２ａに螺合されている。
【０００７】
４は、中空頭切円錐形状の頭部材であり、図１（Ｂ）に示す螺合部４ａが円筒部材３のヨーク部３ｂの螺合部５に螺合されている。これらの円筒部材２、円筒部材３および頭部材４は、飛翔体１のケースを構成している。また、円筒部材３と頭部材４との螺合部分近傍には、円周方向に溝部３ｃが形成されている。６は、上記溝部３ｃに設けられたコイルホビンであり、このコイルホビン６には、コイル７が巻回されている。このコイル７は、後述する磁石の磁力による電磁誘導作用により、誘導起電力を発生させるためのものである。
図１（Ａ）に示す２０は、飛翔体１の内部に設けられた電気回路であり、コンデンサ、制御回路、エネルギ供給回路、被エネルギ供給対象等から構成されている。この電気回路２０の構成については詳述する。
【０００８】
図２は、上述した飛翔体１の発射に用いられる飛翔体発射器１００の構成を示す図である。図２（Ａ）は、飛翔体発射器１００の構成を示す一部裁断側断面図であり、図２（Ｂ）は、飛翔体発射器１００の構成を示す正面図である。
図２（Ａ）に示す飛翔体発射器１００において、１０は、管部材であり、その内部の飛翔体１を矢印Ｘ方向（飛翔方向）へ導く役目をしている。１１は、略円筒形状のマズルブレーキ部材であり、その螺合部１１ａが管部材１０の螺合部１０ａに螺合されている。このマズルブレーキ部材１１において、連通穴１１ｂは、管部材１０の内部空間に連通するように形成されている。１１ｃは、マズルブレーキ部材１１の外周面に形成された外周穴である。１１ｄは、連通穴１１ｂと対向する位置に形成された連通穴である。
【０００９】
１２は、マズルブレーキ部材１１の先端部分に取り付けられた磁石保持体であり、その螺合部１２ａがマズルブレーキ部材１１の螺合部１１ｅに螺合されている。この磁石保持体１２は、後述する磁石１４を保持する役目をしており、非磁性体から構成されている。１３は、磁石保持体１２の内周面に沿って配設されたスペーサ部材であり、非磁性体から構成されている。磁石１４は、磁石保持体１２の内周面に沿って配設されており、コイル７における電磁誘導作用に必要な磁界を発生する。
【００１０】
図３は、上述した電気回路２０（図１（Ａ）参照）の構成を示すブロック図である。この図において、図１（Ａ）の各部に対応する部分には同一の符号を付けその説明を省略する。図３に示す電気回路２０において、２１は、コイル７から供給される発電電流Ｉ０が充電される主コンデンサであり、電気回路２０におけるメイン電源としての役目をしている。２２は、主コンデンサ２１から供給される電流Ｉ１により駆動され、装置各部を制御する制御回路であり、一例として後述するエネルギ供給回路２５およびスイッチＳＷに対して、飛翔中にトリガ信号Ｓｃおよびスイッチ制御信号Ｓｓを出力する。
【００１１】
２３は、主コンデンサ２１にスイッチＳＷを介して接続された補助コンデンサであり、スイッチＳＷがオンとされているとき主コンデンサ２１から供給される電流Ｉ２を充電する。上記スイッチＳＷは、制御回路２２より入力されるスイッチ制御信号Ｓｓによりオン／オフ制御される。また、補助コンデンサ２３は、電気回路２０における補助電源としての役目をしている。また、補助コンデンサ２３は、エネルギ供給回路２５に対して電流Ｉ３を供給する。
【００１２】
２４は、飛翔体１（図１（Ａ）参照）が物体に衝突したときの衝撃をトリガとして検出するトリガスイッチであり、トリガ検出時にトリガ信号Ｓｔをエネルギ供給回路２５へ出力する。エネルギ供給回路２５は、トリガ信号ＳｔまたはＳｃが入力されたときに、補助コンデンサ２３から供給される電流Ｉ３からエネルギＥを生成して、これを被エネルギ供給対象２６へ供給する。ここで、上記エネルギＥは、電気エネルギ、熱エネルギ等である。
【００１３】
次に、上述した第１実施形態による発電装置の動作について説明する。
まず、図２に示す飛翔体１が矢印Ｘ方向に発射されると、飛翔体１は、管部材１０およびマズルブレーキ部材１１を介して矢印Ｘ方向へ移動する。そして、飛翔体１のコイル７が磁石１４を通過すると、コイル７の周囲の磁界が変化する。これにより、図３に示すコイル７には、電磁誘導作用により起電力が発生し、コイル７からは、発電電流Ｉ０が主コンデンサ２１へ出力され、主コンデンサ２１は充電される。
【００１４】
そして、図２に示す飛翔体１は、磁石保持体１２の連通穴１２ｂから空中へ発射され飛翔する。この飛翔中においては、図３に示す主コンデンサ２１からは、電流Ｉ１が制御回路２２へ供給され、制御回路２２は、一定時間経過後にスイッチＳＷへスイッチ制御信号Ｓｓを出力する。これにより、スイッチＳＷがオンとなり、主コンデンサ２１からは、電流Ｉ２が補助コンデンサ２３へ出力され、補助コンデンサ２３は充電される。
【００１５】
そして、飛翔中において制御回路２２からトリガ信号Ｓｃがエネルギ供給回路２５へ出力されるか、または、飛翔体１が衝突した時にトリガスイッチ２４からトリガ信号Ｓｔがエネルギ供給回路２５へ出力されると、エネルギ供給回路２５は、補助コンデンサ２３から供給される電流Ｉ３からエネルギＥを生成して、これを被エネルギ供給対象２６へ供給する。
【００１６】
以上説明したように、上述した第１実施形態による発電装置によれば、コイル７、磁石１４という極めて簡易な構成とされているので、従来の発電装置（注液電池、熱電池、風車発電機等）に比較して、構成を簡単にすることができるとともに、小型にすることができる。
【００１７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態による発電装置の構成について説明する。この第２実施形態による発電装置においては、図１（Ａ）に示す電気回路２０に代えて、図４に示す電気回路３０が設けられている。図４においては、図３に対応する部分には同一の符号を付けその説明を省略する。また、図４においては、図３に示す主コンデンサ２１に代えて、メイン電源３１が設けられているとともに、コイル７がバックアップコンデンサ５０を介して補助コンデンサ２３に接続されている。
【００１８】
図４に示すメイン電源３１は、前述した注液電池、熱電池、風車発電機等から構成されており、装置の主電源としての役目をしている。また、メイン電源３１は、スイッチＳＷを介して補助コンデンサ２３に接続されており、該スイッチＳＷがオンとされているときに、補助コンデンサ２３に対して電流Ｉ２を出力する。さらに、メイン電源３１は、制御回路２２に対して電流Ｉ１を出力する。バックアップコンデンサ５０は、タイマ回路を内蔵したコンデンサであり、発電電流Ｉ０を充電する。また、バックアップコンデンサ５０は、充電されてから一定時間経過した後に、電流Ｉ４を補助コンデンサ２３へ出力（放電）する。
【００１９】
上記構成において、図２に示す飛翔体１が矢印Ｘ方向に発射されると、メイン電源３１（図４参照）が動作し、飛翔体１は、磁石保持体１２の連通穴１２ｂから空中へ発射され飛翔する。この飛翔中においては、メイン電源３１からは、電流Ｉ１が制御回路２２へ供給され、制御回路２２は、一定時間経過後にスイッチＳＷへスイッチ制御信号Ｓｓを出力する。
これにより、スイッチＳＷがオンとなり、電流Ｉ２が補助コンデンサ２３へ出力され、補助コンデンサ２３は充電される。
【００２０】
また、同様して、図２に示す飛翔体１が矢印Ｘ方向に発射されると、飛翔体１は、管部材１０およびマズルブレーキ部材１１を介して矢印Ｘ方向へ移動する。そして、飛翔体１のコイル７が磁石１４を通過すると、コイル７の周囲の磁界が変化する。これにより、図４に示すコイル７には、電磁誘導作用により起電力が発生し、コイル７からは、発電電流Ｉ０がバックアップコンデンサ５０へ出力され、バックアップコンデンサ５０は充電される。
そして、バックアップコンデンサ５０は、充電されてから一定時間経過すると、電流Ｉ４を補助コンデンサ２３へ出力する。これにより、補助コンデンサ２３は、充電される。
すなわち、補助コンデンサ２３は、メイン電源３１から供給される電流Ｉ２と、コイル７から供給される電流Ｉ４とにより充電される。
【００２１】
そして、飛翔中において制御回路２２からトリガ信号Ｓｓがエネルギ供給回路２５へ出力されるか、または、飛翔体１が衝突した時にトリガスイッチ２４からトリガ信号Ｓｔがエネルギ供給回路２５へ出力されると、エネルギ供給回路２５は、補助コンデンサ２３から供給される電流Ｉ３からエネルギＥを生成して、これを被エネルギ供給対象２６へ供給する。
【００２２】
また、飛翔体１の発射時において、メイン電源３１に不具合が発生したものとすると、メイン電源３１からは、電流Ｉ１および電流Ｉ２が出力されない。しかしながら、上記電流Ｉ２のバックアップとしてコイル７から発電電流Ｉ０がバックアップコンデンサ５０へ供給され、さらに一定時間経過後に、バックアップコンデンサ５０から補助コンデンサ２３へ電流Ｉ４が供給されているので、補助コンデンサ２３は、バックアップ用の電流Ｉ４により充電されている。
【００２３】
そして、飛翔体１が衝突すると、トリガスイッチ２４により衝撃が検出され、トリガスイッチ２４からは、トリガ信号Ｓｔがエネルギ供給回路２５へ出力される。これにより、エネルギ供給回路２５は、補助コンデンサ２３から供給される電流Ｉ３からエネルギＥを生成してこれを被エネルギ供給対象２６へ供給する。
【００２４】
以上説明したように、上述した第２実施形態による発電装置によれば、コイル７をバックアップコンデンサ５０を介して補助コンデンサ２３に接続した構成としたので、メイン電源３１に不具合が発生した場合であっても、被エネルギ供給対象２６へ確実にエネルギＥを供給することができる。
【００２５】
以上本発明の第１および第２実施形態による発電装置について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの第１および第２実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、上述した第１および第２実施形態による発電装置においては、図２に示す飛翔体発射器１００を用いた例について説明したが、これに限られるものではなく、飛翔体発射器１００に代えて、図５（Ａ）および（Ｂ）に示す飛翔体発射器２００を用いてもよい。
【００２６】
すなわち、図５（Ａ）および（Ｂ）に示す飛翔体発射器２００において、４０は飛翔体１を矢印Ｘ方向（飛翔方向）へ導く管部材である。４１は、管部材４０の先端部分に取り付けられた厚肉円筒形状の厚肉円筒部材である。４２、４２・・・は、厚肉円筒部材４１の円周に沿って各々平行をなすように配設された棒部材であり、各先端部分は一定長さに亘って縮径されてなる先端部４３とされている。これらの棒部材４２、４２、・・・は、溶接材４７を介して管部材４０の先端部分に溶接されている。
【００２７】
４４は、後述する磁石４６を保持する磁石保持体であり、この磁石保持体４４には、先端部４３、４３、・・・に対応する部分に４カ所の挿通穴４４ａ、４４ａ、・・・が軸線に沿って各々形成されている。磁石保持体４４は、各挿通穴４４ａ、４４ａ、・・・が先端部４３、４３、・・・に挿通されるようにして、棒部材４２、４２、・・・に各々取り付けられている。また、磁石保持体４４は、ナット４５、４５、・・・により締結されている。さらに、磁石保持体４４の内周面には、円周方向に沿って溝部４４ｃが形成されており、この溝部４４ｃには、磁石４６が収容されている。この磁石４６は、図２に示す磁石１４と同様にして、飛翔体１のコイル７における電磁誘導を発生させるための磁界を発生させるものである。
【００２８】
また、上述した第１および第２実施形態による発電装置において、磁石１４および４６は、永久磁石、電磁石のいずれであってもよく、その種類は問わない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コイル、磁石という極めて簡易な構成とされているので、従来の発電装置（注液電池、熱電池、風車発電機等）に比較して、構成を簡単にすることができるとともに、小型にすることができるという効果が得られる。
また、請求項３記載の発明によれば、エネルギ供給手段にコイルおよび電力供給手段の双方を接続した構成としたので、仮に電力供給手段に不具合が発生した場合であっても、コイルに生ずる誘導起電力に基づいて、エネルギ供給手段から被エネルギ供給対象へ確実にエネルギを供給することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による発電装置が装備される飛翔体の構成を示す側断面図である。
【図２】同第１実施形態による発電装置に用いられる飛翔体発射器１００の構成を示す図である。
【図３】同第１実施形態による発電装置の電気回路２０の構成を示すブロック図である。
【図４】同第２実施形態による発電装置の電気回路３０の構成を示すブロック図である。
【図５】同第１および２実施形態による発電装置に用いられる別の飛翔体発射器２００の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  飛翔体
７  コイル
１４  磁石
２１  主コンデンサ
２３  補助コンデンサ
２５  エネルギ供給回路
２６  被エネルギ供給対象
３１  メイン電源
４６  磁石
１００  飛翔体発射器
２００  飛翔体発射器
【図１】
0003560826.tif 000002
【図２】
0003560826.tif 000003
【図３】
0003560826.tif 000004
【図４】
0003560826.tif 000005
【図５】
0003560826.tif 000006