特開 2024-61415 ＭＰＤスラスタの駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024061415

(43)【公開日】2024-05-07

(54)【発明の名称】ＭＰＤスラスタの駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B64G 1/40 20060101AFI20240425BHJP

【ＦＩ】

B64G1/40 500

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022169352

(22)【出願日】2022-10-21

(71)【出願人】

【識別番号】502178001

【氏名又は名称】学校法人梅村学園

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100218132

【弁理士】

【氏名又は名称】近田 暢朗

(72)【発明者】

【氏名】上野 一磨

(72)【発明者】

【氏名】村中 崇信

(57)【要約】

【課題】ＭＰＤスラスタの駆動装置において、簡易な構成でＭＰＤスラスタの多彩な推力制御を可能にする。
【解決手段】ＭＰＤスラスタの駆動装置１は、プラズマ化された推進剤を噴射するノズル状のアノード１２ａおよびアノード１２ａ内に配置されたカソード１２ｂを有するＭＰＤスラスタ放電部１２と、アノード１２ａとカソード１２ｂの間に入力電圧を印加して放電電流を生成する電源装置２１と、入力電圧を連続的にＯＮ－ＯＦＦする高速スイッチング素子１３と、放電電流の時間波形が波打つように高速スイッチング素子１３を制御する制御装置１４とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ化された推進剤を噴射するノズル状のアノードおよび前記アノード内に配置されたカソードを有するＭＰＤスラスタ放電部と、
前記アノードと前記カソードの間に入力電圧を印加して放電電流を生成する電源装置と、
前記入力電圧を連続的にＯＮ－ＯＦＦする高速スイッチング素子と、
前記放電電流の時間波形が波打つように前記高速スイッチング素子を制御する制御装置と
を備える、ＭＰＤスラスタの駆動装置。

【請求項2】

前記制御装置は、推進を待機するとき、前記放電電流の平均値がゼロより大きく推進を待機可能な最小推力範囲に維持されるように前記高速スイッチング素子を制御する、請求項１に記載のＭＰＤスラスタの駆動装置。

【請求項3】

前記制御装置は、推進を開始するとき、前記放電電流の平均値が徐々に大きくなるように前記高速スイッチング素子を制御する、請求項１または２に記載のＭＰＤスラスタの駆動装置。

【請求項4】

前記制御装置は、推進を終了するとき、前記放電電流の平均値が徐々に小さくなるように前記高速スイッチング素子を制御する、請求項１または２に記載のＭＰＤスラスタの駆動装置。

【請求項5】

前記電源装置は宇宙機本体の電源であり、
前記ＭＰＤスラスタ放電部と前記電源装置との間であって、前記宇宙機本体と機械的に連結されたＭＰＤスラスタシステム内に前記高速スイッチング素子が組み込まれている、請求項１または２に記載のＭＰＤスラスタの駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＭＰＤ（Magneto Plasma Dynamic）スラスタの駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

宇宙機用の電気推進装置としてプラズマスラスタの一種であるＭＰＤスラスタが知られている。ＭＰＤスラスタでは、アルゴンガス等の推進剤が直流放電によってプラズマ化され、プラズマ化された推進剤が放電電流と当該放電電流が誘起する磁場によって生成されるローレンツ力によって加速および排気される。このときＭＰＤスラスタに発生する反力が宇宙機の推進力となる。

【0003】

一般に、ＭＰＤスラスタの推力は、電源電圧またはコンデンサ電圧の準定常放電作動またはパルス放電作動によって調整される。そのようなＭＰＤスラスタが、例えば特許文献１，２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６２－２９４７７８号公報

【特許文献2】特開２０２０－９１９６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＭＰＤスラスタは、宇宙機の巡行制御だけでなく姿勢制御にも使用され得る。特に姿勢制御のような放電時間が短い制御の場合、高精度に短時間のみ適切な電圧で放電する必要があり、そのような放電制御は容易ではない。従って、巡行制御や姿勢制御等の多彩な推力制御を可能にするための構成は複雑化するおそれがある。これに対して、宇宙機における多彩な推力制御を簡易な構成で実現することが求められている。

【0006】

本発明は、ＭＰＤスラスタの駆動装置において、簡易な構成でＭＰＤスラスタの多彩な推力制御を可能にすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様は、
プラズマ化された推進剤を噴射するノズル状のアノードおよび前記アノード内に配置されたカソードを有するＭＰＤスラスタ放電部と、
前記アノードと前記カソードの間に入力電圧を印加して放電電流を生成する電源装置と、
前記入力電圧を連続的にＯＮ－ＯＦＦする高速スイッチング素子と、
前記放電電流の時間波形が波打つように前記高速スイッチング素子を制御する制御装置と
を備える、ＭＰＤスラスタの駆動装置を提供する。

【0008】

この構成によれば、簡易な構成の高速スイッチング素子によって放電電流の時間波形を波打つように調整できるため、ＭＰＤスラスタ放電部（以下、単にＭＰＤスラスタともいう。）の推力を容易に制御できる。具体的には、特定の入力電圧を高速かつ連続的にＯＮ－ＯＦＦ制御すると、放電電流が細かく波打つように出力される。このときの放電電流の平均値をとると、高速スイッチング制御なしの場合と比べて放電電流が低下したものとみなすことができる。また、連続的にＯＮ－ＯＦＦ制御する際に、ＯＦＦの回数や時間を大きくするほど放電電流の平均値は低下する。即ち、任意の出力低下を実現できる。例えば、当該出力値を維持するように制御することで所望の巡行制御を実現でき、当該出力値をパルス的に変化させることで所望の姿勢制御を実現できる。なお、ここでの「高速スイッチング素子」とは、１ミリ秒以下で作動するスイッチング素子のことをいう。

【0009】

前記制御装置は、推進を待機するとき、前記放電電流の平均値がゼロより大きく推進を待機可能な最小推力範囲に維持されるように前記高速スイッチング素子を制御してもよい。

【0010】

この構成によれば、点火装置なしでＭＰＤスラスタを再始動できる。仮に、推進を待機するために放電電流をゼロとすると、ＭＰＤスラスタを再始動するために点火装置を要する。これに対し、放電電流の平均値を、ゼロより大きく推進を待機可能な最小推力範囲に維持することで、点火装置を要することなく、高速スイッチング素子の制御によってＭＰＤスラスタを再始動できる。ここで、最小推力範囲とは、例えばＭＰＤスラスタ放電部ごとに異なる固有の範囲値であり、ＭＰＤスラスタ放電部の形状、推進剤種類、および推進剤流量に依存した範囲値のことをいう。従って、再始動のための点火装置を不要としたアイドリング状態を簡易に実現できる。よって、点火装置の使用は初回に限定され、使用頻度を減少でき、点火装置の劣化防止（長寿命化）を実現できる。なお、実際上、放電電流をゼロとしても推進剤の残留の程度によっては再始動できる場合がある。しかし、推進剤の残留の程度を考慮した複雑な制御が必要となるため、本構成ではそのような複雑な制御なしでアイドリング状態を実現できる。

【0011】

前記制御装置は、推進を開始するとき、前記放電電流の平均値が徐々に大きくなるように前記高速スイッチング素子を制御してもよい。

【0012】

この構成によれば、急発進を防止できるため、乗員や積載物への負荷を軽減できる。

【0013】

前記制御装置は、推進を終了するとき、前記放電電流の平均値が徐々に小さくなるように前記高速スイッチング素子を制御してもよい。

【0014】

この構成によれば、急停止を防止できるため、乗員や積載物への負荷を軽減できる。

【0015】

前記電源装置は宇宙機本体の電源であってもよく、
前記ＭＰＤスラスタ放電部と前記電源装置との間であって、前記宇宙機本体と機械的に連結されたＭＰＤスラスタシステム内に前記高速スイッチング素子が組み込まれていてもよい。

【0016】

この構成によれば、宇宙機本体に高速スイッチング素子が組み込まれるのではなく、ＭＰＤスラスタシステムに高速スイッチング素子が組み込まれる。従って、ＤＣＤＣコンバータのような電源回路を宇宙機本体の電源装置に組み込む必要もなく、ＭＰＤスラスタシステム内で放電電流の調整を完結できる。ここで、ＭＰＤスラスタシステムとは、宇宙機本体とは別個に構成された推進機能を有するシステムである。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、簡易な構成でＭＰＤスラスタの多彩な推力制御を可能にするＭＰＤスラスタの駆動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係るＭＰＤスラスタの駆動装置の概略構成図。

【図2】図１のＭＰＤスラスタ放電部の模式的な断面図。

【図3】実験装置の概略構成図。

【図4】図３のＭＰＤスラスタ放電部の模式的な断面図。

【図5】高速スイッチング制御を伴わない入力と出力の関係を示すグラフ。

【図6】高速スイッチング制御を伴う入力と出力の関係を示す第１のグラフ。

【図7】高速スイッチング制御を伴う入力と出力の関係を示す第２のグラフ。

【図8】高速スイッチング制御を伴う入力と出力の関係を示す第３のグラフ。

【図9】高速スイッチング制御を伴う入力と出力の関係を示す第４のグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

【0020】

図１は、本発明の一実施形態に係るＭＰＤスラスタの駆動装置１の概略構成図を示している。

【0021】

ＭＰＤスラスタの駆動装置１は、人工衛星または探査機等の宇宙機２に搭載される電気推進システムであるＭＰＤスラスタシステム１０の駆動を制御するための装置である。即ち、ＭＰＤスラスタの駆動装置１によってＭＰＤスラスタシステム１０の推力を調整できる。

【0022】

宇宙機２は、推進機能を有するＭＰＤスラスタシステム１０と、乗員や積載物が収容される宇宙機本体２０とを有している。ＭＰＤスラスタシステム１０および宇宙機本体２０は、別個に構成され、機械的に連結されている。

【0023】

宇宙機本体２０は、任意の態様の電源装置２１を有している。電源装置２１は、ＭＰＤスラスタシステム１０やその他の機器に所定の電力を供給する。代替的には、電源装置２１は、ＭＰＤスラスタシステム１０内に配置されてもよい。

【0024】

本実施形態では、ＭＰＤスラスタシステム１０は、推進剤供給部１１と、ＭＰＤスラスタ放電部１２と、高速スイッチング素子１３と、制御装置１４とを有している。

【0025】

推進剤供給部１１は、推進剤を貯留しており、必要に応じて貯留している推進剤をＭＰＤスラスタ放電部１２へと供給する。推進剤としては、例えばアルゴンガスが使用される。

【0026】

図２は、ＭＰＤスラスタ放電部１２の模式的な断面図を示している。図２は、模式図であり、高速スイッチング素子１３の図示は省略されている。

【0027】

ＭＰＤスラスタ放電部１２は、ノズル状のアノード１２ａおよびアノード１２ａ内に配置されたカソード１２ｂを有している。ＭＰＤスラスタ放電部１２は、アノード１２ａとカソード１２ｂの間に電源装置２１から入力電圧を印加して放電電流を生成し、推進剤をプラズマ化して噴射する。本実施形態では、カソード１２ｂは、アノード１２ａの中心に配置され、尖った先端を有する概略円柱形状をしている。なお、ＭＰＤスラスタ放電部１２を、単にＭＰＤスラスタと称することもある。

【0028】

図１を参照して、高速スイッチング素子１３は、上記入力電圧を連続的にＯＮ－ＯＦＦし、１ミリ秒以下で作動するスイッチング素子である。高速スイッチング素子１３は、公知のものを使用できる。そのため、高速スイッチング素子１３の構造の詳細な説明は省略する。本実施形態では、高速スイッチング素子１３は、ＭＰＤスラスタ放電部１２と電源装置２１との間であって、ＭＰＤスラスタシステム１０内に組み込まれている。高速スイッチング素子１３の作用については後述する。

【0029】

制御装置１４は、演算処理およびＭＰＤスラスタシステム１０全体の制御を行う。制御装置１４は、例えば、ソフトウェアと協働して所定の機能を実現するＣＰＵ（Central Processing Unit)またはＭＰＵ(Micro Processing Unit）を含む。制御装置１４は、所定の機能を実現するように設計された専用の電子回路または再構成可能な電子回路等のハードウェア回路で構成されてもよいし、種々の半導体集積回路で構成されてもよい。種々の半導体集積回路としては、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵの他に、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、およびＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等が挙げられる。また、制御装置１４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶装置を含んでもよい。

【0030】

制御装置１４は、放電電流の時間波形が波打つように高速スイッチング素子１３を制御する。具体的には、特定の入力電圧を高速かつ連続的にＯＮ－ＯＦＦ制御（高速スイッチング制御）すると、放電電流が細かく波打つように出力される。このときの放電電流の平均値をとると、高速スイッチング制御を伴わない場合と比べて放電電流が低下したものとみなすことができる。また、連続的にＯＮ－ＯＦＦ制御する際に、ＯＦＦの回数や時間を大きくするほど放電電流の平均値は低下する。従って、高速スイッチング制御によって任意の出力低下を実現できる。

【0031】

上記高速スイッチング制御による出力低下の実現性を確認した実験について説明する。

【0032】

図３は、上記高速スイッチング制御についての実験装置１００の概略構成図を示している。

【0033】

実験装置１００は、ＭＰＤスラスタ放電部１１０と、ボンベ１２０と、電源装置１３０と、真空チャンバ１４０と、排気装置１５０とを有している。ボンベ１２０は、ＭＰＤスラスタ放電部１１０に対する推進剤（アルゴンガス）の供給源となっている。電源装置１３０は、ＭＰＤスラスタ放電部１１０に対する電力源となっている。詳細は省略するが、電源装置１３０は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と電気二重層コンデンサとを搭載することによって大電力（数百ｋＷ)を出力でき、数ミリ秒以上の定常作動を実現できる。真空チャンバ１４０は、内部を真空状態に維持でき、ＭＰＤスラスタ放電部１１０を収容している。本実験では、直径（高さ）１ｍおよび長さ１．５ｍの筒状の真空チャンバ１４０を使用した。排気装置１５０は、真空チャンバ１４０内の気体を排気する装置である。

【0034】

真空チャンバ１４０内にはアルミフレーム１４１が懸架され、アルミフレーム１４１にはワイヤ１４２を介して振り子式のスラストスタンド１４３が吊り下げられている。スラストスタンド１４３上には、ＭＰＤスラスタ放電部１１０と、貯気槽１４４と、電磁弁１４５とが設置されている。貯気槽１４４は、ガスチューブ１２１を介してボンベ１２０と流体的に接続され、アルゴンガスを貯留する。電磁弁１４５は、電源装置１３０と電気線１３１を介して電気的に接続されるとともに、貯気槽１４４からＭＰＤスラスタ放電部１１０へのアルゴンガスの供給を許容または遮断するように構成されている。実験に用いたＭＰＤスラスタ放電部１１０は、本実施形態におけるＭＰＤスラスタ放電部１２と概略同じ構造を有しているが、以下で詳細を説明する。

【0035】

図４は、図３のＭＰＤスラスタ放電部１１０の模式的な断面図を示している。

【0036】

ＭＰＤスラスタ放電部１１０は、ノズル状のアノード１１１およびアノード１１１内に配置されたカソード１１２を有している。アノード１１１は、ポリアセタールからなる外側部１１１ａと、無酸素銅からなる内側部１１１ｂとを有している。内側部１１１ｂは、内径４．５ｍｍの貫通孔Ｈを画定し、縁部１１１ｃが図示の断面において３０°拡径するように面取りされている（θ＝３０°）。カソード１１２は、銅タングステンからなる本体部１１２ａと、本体部１１２ａの端部に設けられた２％ランタンタングステンからなるドーム状の先端部１１２ｂとを有している。本体部１１２ａの内部にはガスポート１１２ｃが設けられており、ガスポート１１２ｃを通じてアノード１１１内に必要量の推進剤が供給される。

【0037】

上記実験装置１００を使用し、高速スイッチング制御を伴わない場合と、高速スイッチング制御を伴う場合について比較して実験を行った結果を図５，６に示す。

【0038】

図５は、高速スイッチング制御なしでの入力と出力の関係を示すグラフである。図６は、高速スイッチング制御ありでの入力と出力の関係を示す第１のグラフである。

【0039】

図５，６では、横軸が時間（ミリ秒）を示し、左側縦軸が入力としてＩＧＢＴの制御電圧（Ｖ）を示し、右側縦軸（ｋＡ）が出力として放電電流を示している。ＩＧＢＴの制御電圧は、その値自体に大きな意味はなく、最大値がＯＮ信号、最小値がＯＦＦ信号を示す。ＩＧＢＴの制御電圧は、前述の入力電圧に対応するため、以下では入力電圧ともいう。図５，６では、入力電圧が符号Ａで示され、放電電流が符号Ｂで示されている。また、図６では、放電電流Ｂの平均値が符号Ｃで示されている。これらは以降の図でも同様である。

【0040】

図５では、一定の入力電圧Ａに対して時間０秒から図示しないイグナイタ（点火装置）による点火が実行され、入力電圧Ａが約２ミリ秒の間維持されている。この約２ｍｓの間、一定の放電電流Ｂが出力されている。図示の例では、約７Ｖの入力電圧Ａに対し、約１ｋＡの放電電流Ｂが出力されている。このように、入力電圧Ａを印加すると、放電電流Ｂが得られる。なお、高速スイッチング素子１３を有していない一般的なＭＰＤスラスタシステムでは、入力電圧Ａを複雑に調整して所望の放電電流Ｂを得る必要がある。

【0041】

図６では、一定の入力電圧Ａに対して時間０秒からイグナイタ（点火装置）による点火が実行されるとともに高速スイッチング素子１３を利用した高速スイッチング制御が適用され、入力電圧Ａが連続的にＯＮ－ＯＦＦされている。図示の例では、約７Ｖの入力電圧Ａに対し、約２ミリ秒の間にＯＮ－ＯＦＦが１０回繰り返されている。これにより、放電電流Ｂの時間波形が波打つように制御され、放電電流Ｂの平均値Ｃとして約０．５ｋＡの出力が得られている。

【0042】

本実施形態によれば、簡易な構成の高速スイッチング素子１３によって放電電流の時間波形を波打つように調整できるため、ＭＰＤスラスタ放電部１２の推力を容易に制御できる。具体的には、特定の入力電圧を高速かつ連続的にＯＮ－ＯＦＦ制御すると、放電電流が細かく波打つように出力される。このときの放電電流の平均値をとると、高速スイッチング制御なしの場合と比べて放電電流が低下したものとみなすことができる。また、連続的にＯＮ－ＯＦＦ制御する際に、ＯＦＦの回数や時間を大きくするほど放電電流の平均値は低下する。即ち、任意の出力低下を実現できる。例えば、当該出力値を維持するように制御することで所望の巡行制御を実現でき、当該出力値をパルス的に変化させることで所望の姿勢制御を実現できる。

【0043】

また、本実施形態では、宇宙機本体２０に高速スイッチング素子１３が組み込まれるのではなく、ＭＰＤスラスタシステム１０に高速スイッチング素子１３が組み込まれている。従って、ＤＣＤＣコンバータのような電源回路を宇宙機本体２０の電源装置２１に組み込む必要もなく、ＭＰＤスラスタシステム１０内で放電電流の調整を完結できる。

【0044】

また、ＭＰＤスラスタの駆動装置１は、ＭＰＤスラスタシステム１０の駆動を上記以外にも様々に制御することができる。

【0045】

図７は、高速スイッチング制御ありでの入力と出力の関係を示す第２のグラフである。

【0046】

図７に示すように、制御装置１４は、推進を待機するとき、放電電流の平均値がゼロより大きく推進を待機可能な最小推力範囲に維持されるように高速スイッチング素子１３を制御してもよい。ここで、最小推力範囲とは、例えばＭＰＤスラスタ１１０固有の最小推力範囲のことをいう。上記実験では、図６に示される放電電流Ｂの波形の最小値（下側各頂点）が放電維持可能な最小の放電電流の値となり得る。放電電流の平均値がこの最小値を下回るとＩＧＢＴを再度ＯＮにしても放電が維持されず、アイドリング状態を維持できない。従って、この最小値が、ＭＰＤスラスタ１１０の形状、推進剤種類、および推進剤流量に依存したＭＰＤスラスタ１１０固有の値となり得る。従って、最小推力範囲は、当該最小値以上で、かつ、推進を待機可能な最大値以下の範囲をいう。

【0047】

図７では、入力電圧ＡをＯＦＦする間隔を図６の場合よりも小さくしている。これにより、放電電流の平均値Ｃの値を図６の場合よりも小さくすることができ、特に最小推力範囲に維持できる。

【0048】

上記制御によれば、点火装置なしでＭＰＤスラスタ１２を再始動できる。仮に、本実施形態と異なり、推進を待機するために放電電流をゼロとすると、ＭＰＤスラスタ１２を再始動するために点火装置を要する。これに対し、本実施形態では、放電電流の平均値を、ゼロより大きく推進を待機可能な最小推力範囲に維持に維持することで、点火装置を要することなく、高速スイッチング素子１３の制御によってＭＰＤスラスタ１２を再始動できる。従って、再始動のための点火装置を不要としたアイドリング状態を簡易に実現できる。よって、点火装置の使用は初回に限定され、使用頻度を減少でき、点火装置の劣化防止（長寿命化）を実現できる。なお、実際上、放電電流をゼロとしても推進剤の残留の程度によっては再始動できる場合がある。しかし、推進剤の残留の程度を考慮した複雑な制御が必要となるため、本実施形態ではそのような複雑な制御なしでアイドリング状態を実現できる。

【0049】

図８は、高速スイッチング制御ありでの入力と出力の関係を示す第３のグラフである。

【0050】

図８に示すように、制御装置１４は、推進を開始するとき、放電電流の平均値Ｃが徐々に大きくなるように高速スイッチング素子１３を制御してもよい。

【0051】

図８では、入力電圧ＡをＯＦＦする間隔を徐々に大きくしている。これにより、放電電流の平均値Ｃの値を徐々に大きくすることができる。

【0052】

上記制御によれば、急発進を防止できるため、乗員や積載物への負荷を軽減できる。

【0053】

図９は、高速スイッチング制御ありでの入力と出力の関係を示す第４のグラフである。

【0054】

図９に示すように、制御装置１４は、推進を開始するとき、放電電流の平均値Ｃが徐々に小さくなるように高速スイッチング素子１３を制御してもよい。

【0055】

図９では、入力電圧ＡをＯＦＦする間隔を徐々に小さくしている。これにより、放電電流の平均値Ｃの値を徐々に小さくすることができる。

【0056】

上記制御によれば、急停止を防止できるため、乗員や積載物への負荷を軽減できる。

【0057】

以上より、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の制御の内容を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0058】

１ ＭＰＤスラスタの駆動装置
２ 宇宙機
１０ ＭＰＤスラスタシステム
１１ 推進剤供給部
１２ ＭＰＤスラスタ放電部（ＭＰＤスラスタ）
１２ａ アノード
１２ｂ カソード
１３ 高速スイッチング素子
１４ 制御装置
２０ 宇宙機本体
２１ 電源装置
１００ 実験装置
１１０ ＭＰＤスラスタ放電部
１１１ アノード
１１１ａ 外側部
１１１ｂ 内側部
１１１ｃ 縁部
１１２ カソード
１１２ａ 本体部
１１２ｂ 先端部
１１２ｃ ガスポート
１２０ ボンベ
１２１ ガスチューブ
１３０ 電源装置
１３１ 電気線
１４０ 真空チャンバ
１４１ アルミフレーム
１４２ ワイヤ
１４３ スラストスタンド
１４４ 貯気槽
１４５ 電磁弁
１５０ 排気装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】