JP2013531578A - 救命車両 - Google Patents

Abstract

本発明は、水平面（１５）において幅が最大となるよう垂直軸（１６）沿いに基本的に平坦化された球体または円板形状の中空本体として設計される救命車両（１０）に関し、上部分（１１）および下部分（１３）とからなる本体は内部に乗員室（２５）を画定し、該本体は、車両が水中にあるときこれを安定させる安定構造（１２）と、伸縮構造（４０）と、下部分に配され、伸縮構造（４０）の作動により下部分から下方へ向けて垂直方向に移動可能な安定手段（１４）とを備える。車両は、空中だけでなく水中でも移動するために、第１および第２ロータ（５２、１７）と、関連の変速機（５４）を有するモータ（５５）と、一対の推進ユニット（６０）と、安定板（６５）とを備える。

Description

本発明は、請求項１に係る自走式救命車両に関する。

本明細書に記載の救命車両は、様々な場所で、また、様々な救助活動において、地上に限らず海上においても使用されることが意図されている。また、車両として使用することもできる。

救命車両の多くが、最も切実に求められているときに全く役に立たないことが度々あることは広く知られている。これらの問題は通常、既知の救命車両は一定種類の救命活動向けのみに開発されており、実際に起こりえるあらゆる極限状況において救命車両を有効利用するためには多目的利用性および融通性が求められることが多いにもかかわらずこれらに欠けることに起因している。既知の救命車両はその限られた利用分野に加え、自己推進構造を備えることができない、あるいは、推進構造を備えていても限られた移動しかできないことが、大きな問題点の一つとなっている。推進機能を内蔵した救命車両があれば、危険に曝された人を車両内にて危険区域から安全な場所へと迅速かつ効率的に搬送することができる。

したがって本発明の第１の目的は、人を安全に収容するカプセルとして設計され、車両周辺の媒体が異なっても災害区域から安全な場所へ迅速かつ効率的に移動可能であることによって、様々な救命活動に高い融通性および適応性を示す、改良された新種の救命車両を得ることである。本発明の第２の目的は、その高度な操縦性により、危険区域から簡単に移動できる救命車両を得ることである。

以下、添付の図面を参照して本発明を説明する。

本発明に係る救命車両の、ロータおよび支持脚を伸展した動作モードの縦断面を示す。 車両のロータおよび支持脚が後退停止位置にあるときの図１に対応する縦断面を示す。 互いに入れ子式に配され縦方向に延びる断面円形円筒チューブからなる内部円筒カバーなど、救命車両の中心部に設置された伸縮構造の部分拡大断面を示す。 救命車両を斜め上から見た斜視図を示す。 車両を真上から見た平面図を示す。 車両の一部品である駆動モータの一部品である出口構造の、一部断面を含む切開図を示す。 車両の一部品である制御手段の概略側面図を示す。 車両の一部品であるロータユニットの、一部を分解し一部を取り除いて示す概略側面図を示す。 別の位置に設定されたロータユニットの、図７に対応する概略側面図を示す。

図１および図２に示す救命車両１０は、空中飛行だけでなく地上における機能をも意図された、非常に平坦な球体または円板形状の船体などの本体を有する車両と言うことができる。車両１０はまた、収縮または後退状態において水中で機能することも意図され、この場合は屋根付きボートとして水に浮かぶ船体として機能する。ここで使用する“本体”という用語は、車両の外殻全体を指し、車両の最も大きいまたは広い部分をなし船体中央部または中間点に配される外周安定部１２より上に位置する上部分１１と、前記外周安定部より下に位置する下部分１３とからなる。下部分１３の下側には、車両が水中にある時に水面下に位置することが意図された堅固な材料から製造される安定手段１４が配されている。ここで強調しておくが、船体中央部に位置する外周安定部１２は、水平軸１５または水平面において車両の外周に延び、垂直軸１６は、車両を囲み船体中央部に位置する安定部の幾何学的中心点において直交している。下側に位置する安定手段１４は、円板状であって中空の円錐台形またはピラミッド型をなすバラストと言うことができ、幅広端が上側を向いており、底部外面に適合し前記底部に密着させることができる、逆すり鉢形状を有している。これは特に図２に明示されている。安定手段１４の目的の一つは、バラストとして機能し水中において車両の横揺れを防ぐことであり、このため安定手段は水面下に配される。この安定部材により波の動きに対し充分な抗力が得られ、車両が“波乗り”することなく、いかなる海洋状況においても確実に安定した直立位置を保つことができる。船体中央部に位置する安定部１２には、泳いでいる人がつかみ易いようハンドルを設けてもよく、また、車両が水中でなんらかの物体と衝突した際の衝撃吸収のために防舷材を設けてもよい。

車両の垂直軸１６回りを回転可能で複数のブレード１８を有するロータ１７が、安定手段１４が下部分１３に接する後退位置にあるときに安定手段１４により画定される区画内に配されている。このロータ１７は主としてプロペラとして機能することが意図されるが、救命車両１０が水中にあるときに揚力を得るための機能も有する。ロータ１７は、回転軸１６に対し主に直交する第１面Ｐ１８内で周方向に互いに等間隔に配された４枚のロータブレード１８を備える。

救命車両１０の下方、より正確には安定手段１４の下側には、上下動可能な３本の支持脚１９が設けられている。図３にも示すように、前記支持脚１９は、安定手段１４の中心のフード型部材２１の符号２０において関節結合されており、支持脚が安定手段１４の下向き面と平行に延びる図２に示す後退位置から、図１に示すように車両が支持脚上に支持される状態へ、ピストン・シリンダ構造２２により３本同時に下降させることができる。

上部分１１および下部分１３から形成される救命車両１０の殻型本体の内部には強化壁および横壁が設けられている。さらに、救命車両１０は、無線、レーダ反射装置、快適性に必要な構造、駆動モータ、救命具など、想定される全ての機材類を備えることが相応しく、これらは全て基本的に、適切な区画内（図面では不図示）に収納・配置される。下部分１３内には内部床２４が配され、比較的多数の人員を比較的快適かつ安全な状態で収容することが意図された乗員または船員室２５の底を形成する。

上部分１１の頂部および下部分１３の底部に、出入り口２６または昇降口が配される。出入り口２６は内側と外側の双方から施錠・解錠できるよう構成され、基本的に航空機に用いられる従来の出入り口である。

救命車両１０の製造に適した材料は、ガラス繊維強化合成プラスチック樹脂材であることが確認されている。通常は、ボート船体の建造に通常用いられる種類のガラス繊維または複合材である。代替材料としては、鋼材やアルミニウムなどの金属が挙げられる。船体は、乗員が水平方向に３６０°見回せるよう、色付きで透明のプラスチックから製造することが適している。車両回りを自由に見渡せることが望ましい理由は、本明細書で後ほど明らかとなる。出入り口２６を見つけ易くするために、出入り口をより濃い色の透明材料から製造してもよい。

主にリング状で内側に向いて座るよう背もたれが設けられたベンチが、乗員または船員室２５内の下部分１３の内面に接して配されている（図面では不図示）。車両周囲に水平軸１５上に延びる安定部１２は、その一部がリング状に回りを取りまく円筒などのように中空で浮き室を形成していてもよい。この浮き室を発泡プラスチックで充填してもよい。さらに、安定部１２は、比較的厚い弾性材料で製造し、衝撃吸収材および強化・補強フランジの双方として機能するようにしてもよい。図１および図２に示すように垂直軸１６上の最も上側に配される殻形状の上部円屋根２８から、車両の効率性に関するさらなる要素が設けられる。また、詳しく図示はしていないが、例えば吸気管２９および排気管３０などの一つまたは複数の換気構造が上部円屋根２８に配される。図３も参照のこと。

上部分１１および下部分１３間の中央には、比較的大径を有し入れ子式に互いに挿入される断面円形の円筒チューブ４０：１〜４０：ｎから形成される内部円筒カバーとして設計された伸縮構造４０が中心軸に沿って延びている。前記チューブは鋼材またはアルミニウムから製造することが好ましい。伸縮構造４０は、車両が水中で浮遊中に安定させる装置を備え、また、換気用空気をカプセル内に通すための搬送路を形成する役割も担っている。車両の浮遊力を安定させる装置は、図１および図２に示すように円筒カバーの長さを望遠鏡のように変化させることができる一連のまたは複数の入れ子式円筒部材４０：１〜４０：ｎからなる。円筒部材４０：１〜４０：ｎは、それぞれの相対的軸移動を制限するためにカラーを備えていてもよい。救命車両１０が水中浮遊中は、媒体内における自身の慣性力により、また、前記伸縮構造４０の作用により安定手段１４を車両から離れるよう下方に移動させることによってカプセルの重心を垂直方向の上または下方向に部分的に調節することにより、車両が部分的に安定化される。伸縮円筒部材は、注入口および排出口３１、３２を通し円筒部材に供給される液圧媒体により、互いに相対移動される。図３を参照のこと。

図１〜図３に示すように、円筒部材群４０：１〜４０：ｎが後退位置から伸展位置まで移動すると、最も内側の円筒部材４２の下向き自由端に装着された安定手段１４が、本体から離れるよう下向きに駆動される。この結果、救命車両の重心もまた大幅に下方に移動する。安定手段１４の自由端または外周回りには、これを囲む例えばエラストマーなどの弾性リング状円筒体の形でシール手段４６が配され、これは、安定手段１４が伸縮構造４０により下部分１３に接するよう後退した位置にある時にカプセルの下部分１３と接して密閉および支持するよう意図されている。上記救命車両は収縮状態にある時、図２に示すように対称形状を有するため、船舶などから海中に向け簡単に発進させることができる。

危険区域と安全な場所との間を迅速かつ効率的に移動できるよう、救命車両１０には、水中移動の可能性だけでなく飛行能力をも提供する駆動手段を設けることができるが、ここでは、従来の翼やその他の空気力学的固定付属物は存在しない。より正確には、この目的のために救命車両１０は、救命車両１０の上部分１１に位置し垂直軸１６と同軸に回転するロータ５２が設けられている。このロータ５２は車両１０に揚力を発生させることが意図され、少なくとも車両が最大限載荷した状態で水中から車両を引き揚げるのに必要な揚力を発生させるよう設計されている。車両の頂部に位置するロータ５２を以下では“第１ロータ”と称し、車両の底部に位置するロータ１８を“第２ロータ”と称する。

また、救命車両の駆動手段には、前進用に、船体の径方向に対向する側部に設けられ車両を推進するジェット流を発生させる一対のジェットモータ６０を備える、迅速で効率的な水平退避手段が含まれている。図４および図５も参照のこと。図６から最も明らかに分かるように、各ジェットモータにはそれぞれの噴射流の噴出方向を調節するための手段６１が設けられている。この手段は、図示しない制御・アクチュエータ手段の作用により水平軸６３回りを回動可能な複数の制御フラップ６２を備える。制御フラップ６２が上向きに回動されると、噴出流は流れの主方向に対し斜め上に向かい、制御フラップが下向きに回動されると、噴出流は流れの主方向に対し斜め下に向かう。かくして制御フラップ６２は車両１０の高さ制御部として機能することができる。

再び図４および図５を参照すると、救命車両１０には、上部分１１から始まり車両の外周安定部１２から径方向外向きに延びる、概して参照番号６５で示す制御ユニットが設けられている。制御ユニット６５は、左右舵６６および一対の昇降舵６７を有する安定板として設計された径方向に延びる本体を備える。救命車両１０は、安定板の存在により、飛行中は流入気流に対し水平に飛ぶ傾向を有し、これにより操縦士は左右舵６６により左右方向に救命車両１０を有効に制御することができる。車両１０の水平面に対する迎え角は、特に高速飛行において、昇降舵６７によって有効に案内・制御することができる。

以上述べたように、救命車両１０の駆動手段は車両頂部に位置し垂直軸１６回りに回転可能な第１ロータ５２を備える。ロータ５２は車両１０の揚力を発生させることが意図されており、第２ロータ１８とともに、少なくとも救命車両１０を水中から持ち上げるのに必要な揚力を発生することができるよう選択および設計される。

図８および図９を参照すると、第１ロータ５２は車両の一部品である駆動手段により回転可能な一組のロータブレード５３を備える。該駆動手段は、遊星歯車装置５６および電子制御回路の形で、駆動モータ５５および関連の変速機を有する推進チェーン５４を備える。モータおよび推進チェーンは、船員室２５の中央に位置し垂直方向に延びる伸縮構造４０の底部に収納されている。車両内の下部に位置するため、モータ５５および推進チェーン５４はその重さにより車両の重心を低くすることに貢献し、特に車両が水中浮遊中はこれが利点となる。同様に、複数の燃料タンク５８も救命車両の中央下部に組み入れられており、このタンクが一杯の時には特に効果的なバラストとして働く。

ロータ５２は３枚のロータブレード５３の第１群を支持し、これらは作動伸展位置において、回転軸１６に基本的に直交、すなわち水平面１５に基本的に平行な第１面Ｐ５３内に延び、周方向に互いに等間隔で配されている。第１ロータのロータブレードはそれぞれが符号８０にて車両の頂部に関節結合され、ピストン・シリンダ構造８１により、同時に傾けて、上部分１１の上向き面に向けて内方かつ下方の非作動位置に後退させることができる。図２も参照すると、前記後退位置においてブレード５３は、車両の平坦球体または円板形状の上部分１１と近接位置にあることが分かるはずである。これは、前述した支持脚１９が車両１０の下部分１３と近接位置にあるのと同様で、救命車両は後退位置において、全体的に小さな寸法のコンパクトで堅牢な一体を形成し、外向き円弧状で同心の二個の分割体が合わさった形を主に表している。

図３および図８、図９に、ロータ５２のロータブレード５３の迎え角の制御・監視方法をより詳細に示す。迎え角を変化させることにより様々な度合いで救命車両１０の揚力を発生させることができる。救命車両は、ロータ５２により垂直上向きの大きな揚力を得ることができると同時に、わずかな力で水平面に平行に移動可能であることが理解できるはずである。駆動モータ５５は概して一定速度で運転することが意図され、前記推進チェーン５４の一部品である変速機を介してロータ５２またはプロペラ１７と動力伝達関係に自在に設置または離脱させることができる。変速機は関連のリングギアおよびピニオンと連動し、これと連動するピニオンはモータから延びる駆動軸（図面では図示せず）の一端に位置している。

図８、図９に最も明らかに示すように、ロータユニット５２は、垂直軸１６に直交して延びる軸５４回りでロータブレード５３を回転させる回転ユニット７１の作用により、各ロータブレードの迎え角をそれぞれ独立して連続的に調節することを可能にする調節部７０を備え、ブレードが一回転する全サイクルの間、適切な設定を保つようにする。回転ユニット７１は歯車の作用によりロータブレードを回転させ、歯車はロータブレードの過回転を防ぐため、選択された数カ所において歯が欠けている。ロータブレード５３とロータユニット５２との間の接続部には圧縮空気ピストンが設けられ、ダンパとして働くバネにより囲まれている。調節部７０は、機内に設けられた制御システムにより動作し、該制御システムによって、ロータが必要な揚力を発生させ、かつ所望の飛行指令に車両が従うよう、ロータスピードだけでなく迎え角も調節される。車両１０の揚力は、モータ５５の回転数を変更するより、ロータブレードの迎え角を増大することによってより効率的に増加させることができるのは言うまでもない。

各ロータブレード５３の迎え角はそれぞれ独立して案内・監視可能であるだけでなく、水平面１５に対する垂線１６に対するロータユニット５２全体の角度Ａを案内・監視することもできる。このために、ロータユニットは、ホルダとして設計される軸受座７３にボールのように自由に配されており、ロータブレード５３およびこれらの迎え角設定用の調節部７０を有する回転ユニット７１を支えるロータユニットが、円弧面を自由に揺動し水平面１５に対して異なる角度位置をとることができるようになっている。水平面に対するロータユニットの様々な角度位置Ａは、ロータユニット５２および固定軸受ハウジング７７間で関節結合された複数の電動ピストン・シリンダ構造７６により案内・監視することができる。

参照番号９０は、個々のロータブレード５３を所望の角度位置に係止するための電子制御ロック手段を示す。参照番号９１はガイドレール９２沿いに移動可能な楔部材を示し、この楔部材によって、ボーリング玉のように支持されているロータユニット５２を、水平面１５に対する所定の角度位置にて楔効果により係止することができる。ロータユニット５２全体を水平面１５に対してある角度に固定することができる主要な利点の一つは、車両の進行方向を非常に迅速かつ効率的に設定できることである。

図４、図５に、車両本体の径方向に対向する側部に配され、水平方向の退避時に車両を駆動する一対の推進ユニット６０をより詳しく示す。２個の推進ユニット６０は船体中央部の、船体から径方向に一定距離突き出るように配され、水平面１５と一致する共通の水平面内において外周安定部１２に位置している。推進ユニット６０は、車両内の制御手段により手動で操作可能なジェットモータを備える。推進ユニット６０には、車両の燃料タンク５８から延びる配管９５を通じて燃料が供給される。

救命車両１０は水平方向に移動（すなわち水平方向に退避）し、左右方向の制御および垂直方向の移動を効率的に行うため、各ジェットモータ６０の噴出流の噴出方向を制御可能な前述の手段６１を使用する。噴出流は、制御フラップ６２を関連の水平軸６３回りに回動することにより、流れの主方向に対し斜め上または斜め下に向かわせることができる。制御フラップ６２を下方に回動させると噴出流は流れの主方向に対し斜め下に向かうため、これを使用することで、たとえば浮遊中に水上から車両を垂直上向きに向かわせる揚力を大幅に高めることができる。

以上から分かるように、ロータ５２およびジェットモータ６０の組み合わせによって、車両を水中位置から非常に迅速に、基本的に真上に向けて水面より上の位置に上昇させることができ、また、ジェットモータからの噴出流が真後ろを向くように制御フラップを再設定することで、災害区域から水平方向に退避する上で非常に素早く進路決定し前進することができる。

図７の参照番号１３０は、操縦士用の制御位置１３１における、操舵輪を備える制御ユニットを示す。制御位置には車両の制御のためのコンピュータおよび類似の電子制御ユニットが設けられる。

本明細書で使用する“ロータ”という用語は、モータにより駆動される回転可能な部材を指し、本発明によれば、ロータだけでなくプロペラもこの用語に含まれる。さらに、第１ロータ５２および第２ロータ１７は関連の軸１６、１６’回りを機械的に同期させて反対方向に回転するよう配され、反対方向に基本的に同等のトルクを出現させることにより、本体が不要に自己回転することなく所望の安定性およびバランスを得るようにするとよい。

本発明は以上に述べ図面に示したものに限られず、添付の特許請求の範囲により定義される新規な概念の範囲内において様々に変更、改変が可能である。

Claims (10)

1. 水平面（１５）において幅が最大となるよう垂直軸（１６）沿いに基本的に平坦化された球体または円板形状の船体などの中空本体として設計される救命車両（１０）であって、該本体は上部分（１１）および下部分（１３）とからなり内部に乗員室（２５）を画定し、該本体は、
   車両の最も幅広部分または中心に沿う円筒部材として設計され車両が水中にある際にこれを安定させる浮き室を有する安定構造（１２）と、該本体の中心に配され垂直方向に該本体を貫通し、入れ子式に互いに挿入される断面円形の円筒チューブ（４０：１〜４０：ｎ）から形成される内部円筒カバーとして設計される伸縮構造（４０）と、該下部分に配され、車両の垂直軸（１６）から径方向に突出する基本的に円板形状のユニットを含み、伸縮構造（４０）の作動により該下部分の下部から下方へ向けて垂直方向に移動可能な安定手段（１４）とを備え、
   空中だけでなく水中でも移動するために、車両が、
   一方のロータ（５２）が車両の上部分（１１）から突出して配され、第２ロータ（１７）が車両の下部分（１３）から突出して配されることにより、第１ロータ（５２）が第１のブレード面（Ｐ５３）内に延びる一組のロータブレード（５２）を備え、第２ロータ（１７）が第２のブレード面（Ｐ１８）内に延びる複数のロータブレード（１８）を備える、第１および第２の軸（１６、１６’）回りをそれぞれ反対方向に回転するよう装着された第１および第２ロータ（５２、１７）と、
   関連の変速機（５４）とともに車両に支持され、前記第１および第２ロータ（５２、１７）をそれぞれ回転させて車両周囲の水または空気で形成される媒体内で垂直方向の揚力を発生させるためのモータ（５５）と、
   車両を水平方向に推進するために船体の径方向に対向する側部に装着された一対の推進ユニット（６０）と、
   車両の外周から径方向に突出して配され、通過する媒体流の作用により車両を操作するために左右舵（６６）および昇降舵（６７）が設けられた安定板（６５）と、
   を備えたことを特徴とする、救命車両（１０）。
2. 車両に支持されるモータ（５５）と関連の変速機（５４）とが、第１および第２ロータ（５２、１７）間の室内の垂直軸（１６）に沿って位置している、請求項１に記載の車両。
3. 二つの推進ユニット（６０）がそれぞれ、ジェット流を生成するためのジェットモータを備える、請求項１または２に記載の車両。
4. 各推進ユニットに、ジェットモータの噴出流の噴出方向を制御する手段（６１）が設けられている、請求項３に記載の車両。
5. 制御手段が、制御・アクチュエータ手段の作用により関連の水平軸（６３）回りを回転可能な制御フラップ（６２）を備える、請求項４に記載の車両。
6. 第１ロータ（５２）の部品であるロータブレード（５３）のそれぞれが車両の上部分（１１）に関節結合され、各ロータブレードが、ブレード面（Ｐ５３）内にロータブレードが延びる伸展位置から、各ロータブレードと上部分との間で動作するピストン・シリンダ構造（８１）の作用により、各ブレードを同時に内方かつ下方に、上部分（１１）の上向き面に向けて折りたたむことにより、非作動位置に再設定されるよう設計されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両。
7. 安定手段（１４）の下方を向く下側に複数の支持脚（１９）が設けられ、支持脚のそれぞれが、安定手段の下部（２１）に配される機構にて関節結合され、かつ、支持脚が安定手段（１４）の下向き面に沿って平行に延びる折りたたまれた非作動位置から、安定手段（１４）の一部品であるピストン・シリンダ構造（２２）の作用により作動位置に再設定されることで、車両が地上にあるとき支持脚上に支えられるように、安定手段から外方かつ下方に同時に下降されるよう設計された、請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両。
8. 入れ子式に互いに挿入された伸縮構造（４０）の断面円形円筒チューブ（４０：１〜４０：ｎ）は、伸縮構造が作動したとき、上部分（１１）に位置する第１ロータ（５２）だけでなく、後退位置から見て下部分（１３）に位置する安定手段（１４）をも、関連の軸（１６、１６’）沿いに垂直方向に前記本体から所定距離移動させるものである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両。
9. 第２ロータ（１７）が、下部分（１３）に接する後退位置にあるとき、前記本体の安定手段（１４）および下部分（１３）の間に画定される室内に配される、請求項８に記載の車両。
10. 第１ロータ（５２）が、軸受座（７３）内で自由に浮遊して配され、複数の電動ピストン・シリンダ構造（７６）の作用により水平面に対し様々な角度位置（Ａ）をとることができ、該ピストン・シリンダ構造は該ロータユニットと、該軸受座を支持する固定軸受ハウジング（７７）との間で関節結合されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の車両。

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