(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁レールガンにおいて、各絶縁レールを金属板とセラミックス板の組合せとすることにより、発射時における煤の発生を抑える構成を提供する。【解決手段】一対の導体レール５，５Ａ間に設けられた各絶縁レール４，４ａがセラミックス板４０と金属板４１とを積層させた構成よりなる。前記セラミックス板４０の前記金属板４１と接する面は予めメタライズされたメタライズ面よりなり、前記金属板４１とセラミックス板４０はロウ付けにより一体接合した構成よりなることにより、電磁レールガンの飛翔体と接する絶縁レール４，４ａの表面の一部を形成する絶縁部分を煤の出ないセラミックスからなる無機質系耐熱材で構成しているため、飛翔体発射時の熱による煤の発生及び炭化等を完全に防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の絶縁レール(4,4a)を介して互いに対向配置された一対の導体レール(5,5A)と、前記各絶縁レール(4,4a)及び導体レール(5,5A)により囲まれて形成され飛翔体を発射するための加速空間(2A)とからなる電磁レールガンにおいて、
前記絶縁レール(4,4a)は、金属板(41)とセラミックス板(40)を交互にサンドイッチ状に積層させてなり、前記セラミックス板(40)の前記金属板(41)と接する面は予めメタライズされたメタライズ面よりなり、前記金属板(41)とセラミックス板(40)はロウ付けにより一体接合した構成よりなることを特徴とする電磁レールガン。
【請求項２】
前記各絶縁レール(4,4a)は、前記セラミックス板と金属板の高さ方向に沿って両端に形成された内端面(42)と、外端面(43)のうちの内端面(42)同志が対向配置されていることを特徴とする請求項１記載の電磁レールガン。
【請求項３】
前記金属板(41)は、接合金属よりなり、前記セラミックス板(40)は、ファインセラミックスよりなることを特徴とする請求項１又は２記載の電磁レールガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁レールガンに関し、特に、各絶縁レールを金属板とセラミックス板の組合せとすることにより、発射時における煤の発生を防止するための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の電磁レールガンとしては、例えば、特許文献１及び２に記載の構成を挙げることができる。
すなわち、図３及び図４で示される特許文献１の構成の場合（尚、符号は公開公報と同一とする）、電磁加速管用絶縁素材から加工した絶縁レールを図４(a),(b)に示す。(a)は四角形状断面のセラミックス（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）芯材１の外面に、(b)は丸形形状断面のセラミックス（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）芯材２の外面にＦＷ（フィラメントワインディング）法によりグラスファイバーを巻いてエポキシ樹脂で固め製作した絶縁素材３から加工した絶縁レール４ａである。
【０００３】
図３の電磁加速管は、ボアーコンポーネント６、絶縁材７ａ、絶縁材８及びアンビル９，１０から構成されている。ボアーコンポーネント６は一対の導電レール5と一対の絶縁レール４ａから成り、導電レール５は互いに短絡しないように絶縁レール４ａによって区切られている。また、導電レール５と外側のアンビル９，１０の間には、絶縁材７ａ，８を挿入し、一対の導電レール５が外側のアンビル９，１０を通じて短絡しないようにしている。さらに、導電レール５と絶縁レール４ａとの接触面にはＯリング１３が配設されている。ボアーコンポーネント６は上下アンビル９，１０でボルト１１，１２によって強力に締めつけられている。なお、導電レール５は電磁加速管２０外の電源に接続されている。
【０００４】
次に、図５から図７で示される特許文献２の構成の場合（尚、符号は公開公報と同一とする）、図５において符号１で示されるものは多数の薄鋼板２がその厚さ方向に積層されると共に、その中央部に開口２Ａを有するレール収納容器であり、この開口２Ａ内には一対のレール押え部材２０，２１を介して第１、第２レール５，５Ａが互いに間隔を設けて配設されていると共に薄鋼板２の板面に対してその長手方向が直交するように設けられている。なお、前記各薄鋼板２はその表面が塗料等の電気絶縁性材料でコーティングされて積層されている。
【０００５】
前記各レール５，５Ａと各レール押え部材２０，２１との具体的構成は、第１形態として図６、第２形態として図７に示される通りである。すなわち、図６の第１形態の場合、各レール５，５Ａの第１面５ａ，５Ａａと第２面５ｂ，５Ａｂと開口２Ａとの間には、一対の側面絶縁板３及び第１、第２固定用絶縁板４，４Ａが設けられ、各固定用絶縁板４，４Ａと開口２Ａとの間には一対の板状の第１、第２レール押え部材２０，２１が設けられている。
【０００６】
前記各レール押え部材２０，２１は、その表面が電気絶縁性材料でコーティングされた多数の細い細鋼線３０が絶縁性の接着剤等にて一体状でかつ板状に形成され、各細鋼線３０の長手方向は前記薄鋼板２の板面２ａと直交する方向へ配設されているため磁力線と交叉する導電性面を有しておらず、磁気的に透明なレールガンが構成されている。
【０００７】
従って、各レール押え部材２０，２１を構成する細鋼線３０の表面も電気絶縁性のコーティングをしているため、細鋼線３０間を通過する電流は阻止され、各レール押え部材２０，２１の両端には電圧が発生するが電気的開放端として電流路を断ち切ることができる。また、このレール押え部材２０，２１を横切った磁力線はレール収納容器１に到達するが、レール押え部材２０，２１の厚みがレール５，５Ａ間隔と同程度であれば、レール押え部材２０，２１の透磁率は、この表面でかなり回復しレール収納容器１に対し磁気シールド材として働くようになり、薄鋼板２に流れる電流の効果は、無視できる程度となる。その結果、各レール５，５Ａ及び電機子１０の発生する磁場は、レール収納容器１に有害な電流を誘起することがなくなる。従って、各レール５，５Ａの長手方向に沿う長い細鋼線３０の束で構成されるレール押え部材２０，２１を導入することによりレール収納容器１内の磁力線は、丈夫な金属製容器で囲まれているにも拘わらず、電機子１０と殆んど相互作用のない磁気的に透明な容器となるので、電機子１０に働く力Ｆは周知の
Ｆ＝Ｌ’Ｉ２／２            ・・・・・(1)式
と書くことができる。ここに、Ｉは、レール５，５Ａに流れる電流値、Ｌ’はレール５，５Ａの単位長さ当りのインダクタンスである。なお、レール押え部材２０，２１の厚みは細鋼線３０の透磁率を考慮の上、レール押え部材２０，２１を横切ってレール収納容器１に侵入する電機子１０からの磁力線がレール収納容器１の薄鋼板２に誘導する電流が無視できるように選ばれ、実用上、その厚みは前述のようにレール５，５Ａ間隔と同程度が好都合である。
【０００８】
図７は他の形態で、レール押え部材２０，２１に前記細鋼線３０を薄い鋼板６０で置き換えてレール５．５Ａの押え強度を増強した新たなレール押え部材２０，２１を採用している。なお、この薄い鋼板６０も前記細鋼線３０と同様にその表面が絶縁塗料等でコーティングされており、図６のレール押え部材２０，２１の場合と同じ磁気的作用を有しているが、第１形態に比してやや磁気的透明度が落ちる傾向があるので、採用する薄い鋼板６０の厚みは充分に薄くすることが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１４８２９６号公報
【特許文献２】特開２００１−１１６４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の電磁加速管は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、図３及び図４で示される第１従来構成においては、ポリカーボネートやＦＲＰにより絶縁レールを構成し、セラミックス芯材の外面にグラスファイバーを巻き、エポキシ樹脂で固めて絶縁レールを構成しているため、発射時に、導電レール及び固体電機子から受ける放射熱やレールと固体電気子及び飛翔体との摩擦熱により、加速通路に面した絶縁レールの表面に、前述のポリカーボネート等の樹脂系材料の影響によって、煤が発生し、性能低下の原因となっていた。
【００１１】
また、図５から図７の第２従来構成においては、磁性材の積層鋼板で磁力線の通り道を規定して、外側に配置された金属筐体に磁力線が交わって渦電流が流れないようにして加速効率を上げるもので、そのため、積層鋼板にも渦電流が流れないように表面を電気的に絶縁しなければならず、前述の第１従来構成と同様に、発射時の熱により煤が発生したり、炭化のおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による電磁レールガンは、一対の絶縁レールを介して互いに対向配置された一対の導体レールと、前記各絶縁レール及び導体レールにより囲まれて形成され飛翔体を発射するための加速空間とからなる電磁レールガンにおいて、前記絶縁レールは、金属板とセラミックス板を交互にサンドイッチ状に積層させてなり、前記セラミックス板の前記金属板と接する面は予めメタライズされたメタライズ面よりなり、前記金属板とセラミックス板はロウ付けにより一体接合した構成であり、また、前記各絶縁レールは、前記セラミックス板と金属板の高さ方向に沿って両端に形成された内端面と、外端面のうちの内端面同志が対向配置されている構成であり、また、前記金属板は、接合金属よりなり、前記セラミックス板は、ファインセラミックスよりなる構成である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による電磁レールガンは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、一対の絶縁レールを介して互いに対向配置された一対の導体レールと、前記各絶縁レール及び導体レールにより囲まれて形成され飛翔体を発射するための加速空間とからなる電磁レールガンにおいて、前記絶縁レールは、金属板とセラミックス板を交互にサンドイッチ状に積層させてなり、前記セラミックス板の前記金属板と接する面は予めメタライズされたメタライズ面よりなり、前記金属板とセラミックス板はロウ付けにより一体接合した構成よりなることにより、電磁レールガンの飛翔体と接する絶縁レールの表面の一部を形成する絶縁部分を煤の出ないセラミックスからなる無機質系耐熱材で構成しているため、飛翔体発射時の熱による煤の発生及び炭化等を完全に防止することができる。
また、絶縁レールは、セラミックス板と金属板のサンドイッチ構造であるため、耐摩耗性に優れ、高い靭性を有する絶縁レールを得ることができる。
また、前述のサンドイッチ構造においては、前記セラミックス板を導体レールの長さと同じ長さのものを作ることは難しいため、短いセラミックス板でも、これを多数密接に導体レールの長さ方向に沿って配設することにより長手形状を構成することができる。
また、前記各絶縁レールは、前記セラミックス板と金属板の高さ方向に沿って両端に形成された内端面と、外端面のうちの内端面同士が対向配置されていることにより、各導体レール間の絶縁を完全に行うことができる。
また、前記金属板は、接合金属よりなり、前記セラミックス板は、ファインセラミックスよりなることにより、発射時のプラズマ発生時においても各絶縁レールの劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による電磁レールガンを示す概略斜視図である。
【図２】図１の各絶縁レールを具体的に示す斜視図である。
【図３】従来の電磁レールガンを示す断面図である。
【図４】図３の要部を示す拡大図ある。
【図５】従来の電磁レールガンを示す斜視図である。
【図６】図５の他の形態を示す正面図である。
【図７】図５の他の形態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、各絶縁レール金属板とセラミックス板の組合せとすることにより、発射時における煤の発生を防止するようにした電磁レールガンを提供することを目的とする。
【実施例】
【００１６】
以下、図面と共に本発明による電磁レールガンの好適な実施の形態について説明する。
尚、図３から図７における従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において符号２０で示されるものは、電磁加速管であり、この電磁加速管２０の互いに離間して配設された一対の第１、第２導体レール５，５Ａ間には、第１、第２絶縁レール４，４ａが設けられている。尚、各絶縁レール４，４ａの幅方向Ｃの両端は、各導体レール５，５Ａの段部５ａに係合しており、電磁レールガンを構成するための周知の電機子及び電源等は図示を省略している。
【００１７】
前記各絶縁レール４，４ａ及び各導体レール５，５Ａによって囲まれて形成された四角柱状の加速空間２Ａ内には、図示しない周知の電機子及び飛翔体が配設されるように構成されている。
【００１８】
前記各絶縁レール４，４ａは、具体的には、図２で示されるように構成されている。
すなわち、図２において第１、第２絶縁レール４，４ａは、セラミックス板４０と金属板４１とをサンドイッチ状に交互に幅方向Ｃに沿って積層し、かつ前記各導体レール５，５Ａの長手方向Ａに沿って長手状をなすように構成されている。
【００１９】
前記各絶縁レール４，４ａは、前記各導体レール５，５Ａの高さに沿う両端に位置し、各絶縁レール４，４ａの高さ方向Ｂに沿って両端に形成され、かつ、この高さ方向Ｂと直交する面からなる内端面４２と外端面４３のうちの内端面４２同志が対向する。すなわち、各導体レール５，５Ａの高さ方向Ｄと前記絶縁レール４，４ａの高さ方向Ｂを一致させることにより互いに離間して配設され、各導体レール５，５Ａに流れる電流で発生する磁束による各絶縁レール４，４ａ内の金属板４１に生じる渦電流損を抑えて効率よく飛翔体（図示せず）を加速させることができる。
尚、前記金属板４１は、鉄ニッケル系、或いは、鉄ニッケルコバルト系の金属で構成されている接合金属よりなり、セラミックス板４０はアルミナ等のファインセラミックスにより構成されていることが好適である。
【００２０】
前記セラミックス板４０の前記金属板４１と接する面は、予めメタライズされたメタライズ面よりなり、前述の積層状の各絶縁レール４，４ａのセラミックス板４０と金属板４１とは互いにロウ付けによって一体接合されている。
【００２１】
前述の各セラミックス４０に対してロウ付けにより接合された各金属板４１は、各セラミックス板４０の脆さを補強するために設けられたもので、各金属板４１，４１間にはセラミックス板４０が挟まっているため、一方の金属板４１から他方の金属板４１方向への絶縁は完全に確保されている。
また、前記各導体レール５，５Ａと各絶縁レール４，４ａにより長手角柱状の加速空間２Ａが形成されている。
従って、前述の各絶縁レール４，４ａは、前記加速空間２Ａ内に配設した周知の電機子（図示せず）により、飛翔体（図示せず）を発射した場合、各絶縁レール４，４ａは、従来のように炭化することなく、耐久性に優れた特性を長期間にわたって維持することができるように構成されている。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明による電磁レールガンは、固定型及び可搬型の何れの構成にも適用できる。
【符号の説明】
【００２３】
２Ａ    加速空間
Ａ    長手方向
Ｂ，Ｄ    高さ方向
Ｃ    幅方向
４，４ａ    第１、第２絶縁レール
５，５Ａ    第１、第２導体レール
５ａ    段部
４０    セラミックス板
４１    金属板
４２    内端面
４３    外端面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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