JP2023003136A - パラシュート装置、射出装置及び飛行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】飛行装置の飛行時又は落下時における気流の効果がすぐに得られない場合であっても、確実にパラシュートを開傘可能な技術を提供する。【解決手段】パラシュート１０と、一端が開口し他端に底部２２を有するパラシュート１０を収容する筒状の収容部２０と、収容部２０の底部２２に取り付けられてガスを発生するガス発生装置３０と、収容部２０の周面部２１に配置されていてかつパラシュート１０に連結された少なくとも１つの飛翔体５０と、収容部２０の周面部２１に配置されていてかつガス発生装置３０に連結されており、ガス発生装置３０からのガスにより飛翔体５０を射出可能に保持した射出部４０と、ガス発生装置３０からのガスによりパラシュート１０を底部２２側から収容部２０の開口部２３に向かって押し出すように、ガス発生装置３０に対して摺動可能に取り付けられたカタパルト６０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、パラシュート装置、射出装置及び飛行装置に関し、例えば、遠隔操作及び自律飛行が可能な、マルチロータの回転翼機型の飛行装置に取り付けられるパラシュート装置に関する。

近年、遠隔操作及び自律飛行が可能な、マルチロータの回転翼機型の飛行装置（以下、単に「回転翼機」ともいう）の産業分野への実用化が検討されている。例えば、運送業において、回転翼機（いわゆるドローン）による荷物の輸送や旅客の輸送等が検討されている。

輸送用の回転翼機は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）信号等によって自己の位置を特定しながら飛行する自律飛行機能を備えている。しかしながら、何らかの原因で回転翼機に異常が発生した場合、自律飛行ができなくなり、回転翼機の落下等の事故が発生するおそれがある。そのため、回転翼機の安全性の向上が望まれている。

特に、輸送用の回転翼機は、今後、より大きな荷物や、旅客を輸送できるように機体の大型化が進むと予想される。このような大型の回転翼機が何らかの原因で制御不能に陥って落下した場合、これまでの回転翼機に比べて、人や構造物に甚大な被害を与えるおそれがある。そのため、回転翼機の大型化を図る場合、これまで以上に安全性を重視する必要がある。

そこで、回転翼機の安全性を向上させるために、例えば、特許文献１に開示されているような飛翔体用のパラシュート装置を回転翼機に取り付けることが検討されている。

特許第４７８５０８４号公報

しかしながら、従来の飛翔体用のパラシュートは、飛翔時に発生する気流によりパラシュートが開傘しやすいように設計されているため、上空において静止している状態から落下した場合、すぐに気流の効果が得られず、パラシュートが直ちに開傘しないことが検討により明らかとなった。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、飛行装置の飛行時又は落下時における気流の効果がすぐに得られない場合であっても、確実なパラシュートの開傘を図る技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るパラシュート装置は、パラシュートと、一端が開口し他端に底部を有する前記パラシュートを収容する筒状の収容部と、前記収容部の底部に取り付けられてガスを発生するガス発生装置と、前記収容部の周面部に配置されていてかつ前記パラシュートに連結された少なくとも１つの飛翔体と、前記収容部の周面部に配置されていてかつ前記ガス発生装置に連結されており、前記ガス発生装置からのガスにより前記飛翔体を射出可能に保持した射出部と、前記ガス発生装置からのガスにより前記パラシュートを前記底部の側から前記収容部の開口部に向かって押し出すように、前記ガス発生装置に対して摺動可能に取り付けられたカタパルトと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、飛行装置の飛行時又は落下時における気流の効果がすぐに得られない場合であっても、確実にパラシュートを開傘することを図ることができる。

本実施の形態に係るパラシュート装置を備えた飛行装置の外観を模式的に示す図である。 本実施の形態に係るパラシュート装置を備えた飛行装置の機能ブロック図である。 本実施の形態に係るパラシュート装置におけるパラシュートが開いた状態を概略的に示す図である。 本実施の形態に係るパラシュート装置の概略的な平面図である。 図４のＡ－Ａ線に沿ったパラシュート装置の部分断面図である。 図４のＢ－Ｂ線に沿ったパラシュート装置の部分断面図である。 ガス発生装置の構成を説明するための図４のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 ガス発生装置の構成を説明するための図４のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。 カタパルトの押出部材の平面図である。 図７ＡにおけるＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図７ＡにおけるＢ－Ｂ線に沿った断面図である。 カタパルトのピストンの構成を説明するための図である。 パラシュートを押し出した後の飛翔体及びカタパルトの状態を示す図である。 ガスによるカタパルトの摺動を説明するための部分拡大図である。 本実施の形態に係る飛行装置のパラシュートが開いた状態を模式的に示す図である。

１．実施の形態の概要
まず、本発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。

〔１〕パラシュート（１０）と、一端が開口し他端に底部（２２）を有するパラシュート（１０）を収容する筒状の収容部（２０）と、収容部（２０）の底部（２２）に取り付けられてガスを発生するガス発生装置（３０）と、収容部（２０）の周面部（２１）に配置されていてかつパラシュート（１０）に連結された少なくとも１つの飛翔体（５０）と、収容部（２０）の周面部（２１）に配置されていてかつガス発生装置（３０）に連結されており、ガス発生装置（３０）からのガスにより飛翔体（５０）を射出可能に保持した射出部（４０）と、ガス発生装置（３０）からのガスによりパラシュート（１０）を底部（２２）側から収容部（２０）の開口部（２３）に向かって押し出すように、ガス発生装置（３０）に対して摺動可能に取り付けられたカタパルト（６０）と、を備えることを特徴とする。

〔２〕上記パラシュート装置（１）において、カタパルト（６０）は、一端が開口し他端に壁部（６３）を有し、ガス発生装置（３０）を収容するようにガス発生装置（３０）に被されている筒状の押出部材（６１）と、一端が押出部材（６１）の壁部（６３）に固定されていて、ガス発生装置（３０）内から抜出し不能にガス発生装置（３０）と他端側で係合可能に形成された棒状部材（６８）と、を有していてもよい。

〔３〕上記パラシュート装置（１）において、押出部材（６１）は、開口の側の縁から外側に延出し、摺動方向において射出部（４０）と重ならないように設けられた少なくとも１つの鍔部（６４）を有していてもよい。

〔４〕上記パラシュート装置（１）において、収容部（２０）は、収容部（２０）に対する押出部材（６１）の相対的な回転を防ぐように鍔部（６４）と係合する係合部材（２２ａ）を有していてもよい。

〔５〕上記パラシュート装置（１）において、棒状部材（６８）は、他端（６８２）において丸味を帯びて形成されていてもよい。

〔６〕上記パラシュート装置（１）において、収容部（２０）の底部（２２）には、傾斜面をもって凹に形成された凹部（３２２）を有し、棒状部材（６８）の他端（６８２）は、凹部（３２２）に収容されていてもよい。

〔７〕上記パラシュート装置（１）において、ガス発生装置（３０）は、棒状部材（６８）を摺動可能に案内する案内孔（３１７）を有し、該案内孔（３１７）の内周面にＯリング（３１８）が設けられていてもよい。

〔８〕上記パラシュート装置（１）において、ガス発生装置（３０）は、案内孔（３１７）の縁に沿って開口部（２３）の側に立設した環状凸部（３１６）を有し、棒状部材（６８）の延在方向と交差する方向に環状凸部（３１６）及び棒状部材（６８）を径方向に貫通し、棒状部材（６８）の摺動により破断する係止部材（３１９ｐ）が設けられていてもよい。

〔９〕本発明に係る射出装置（２）は、パラシュート（１０）に連結可能な飛翔体（５０）と、一端が開口し他端に底部（２２）を有しパラシュート（１０）を収容する筒状の収容部（２０）と、収容部（２０）の底部（２２）に取り付けられてガスを発生するガス発生装置（３０）と、収容部（２０）の周面部（２１）に配置されていてかつガス発生装置（３０）に連結されており、ガス発生装置（３０）からのガスにより飛翔体（５０）を射出可能に保持した射出部（４０）と、ガス発生装置（３０）からのガスによりパラシュート（１０）を底部（２２）側から収容部（２０）の開口部（２３）に向かって押し出すように、ガス発生装置（３０）に対して摺動可能に取り付けられたカタパルト（６０）と、を備えることを特徴とする。

〔１０〕本発明に係る射出装置は、一端が開口し他端に底部（２２）を有しパラシュート（１０）を収容する筒状の収容部（２０）と、収容部（２０）の底部（２２）に取り付けられてガスを発生するガス発生装置（３０）と、ガス発生装置（３０）からのガスによりパラシュート（１０）を底部（２２）側から収容部（２０）の開口部（２３）に向かって押し出すように、ガス発生装置（３０）に対して摺動可能に取り付けられたカタパルト（６０）と、を備え、カタパルト（６０）は、一端が開口し他端に壁部（６３）を有し、ガス発生装置（３０）を収容するようにガス発生装置（３０）に被されている筒状の押出部材（６１）と、一端（６８１）が押出部材（６１）の壁部（６３）に固定されていて、ガス発生装置（３０）内から抜出し不能にガス発生装置（３０）と他端（６８２）側で係合可能に形成された棒状部材（６８）と、を有し、押出部材（６１）は、開口の側の縁から外側に延出した少なくとも１つの鍔部（６４）を有し、ガス発生装置（３０）には棒状部材（６８）を摺動可能に案内する案内孔（３１７）が設けられていることを特徴とする。

〔１１〕本発明に係る飛行装置（１００）は、機体ユニット（１１０）と、機体ユニット（１１０）に接続され、推力を発生する推力発生部（１２０）と、推力発生部（１２０）を制御する飛行制御部（１１４）と、飛行時の異常を検出する異常検出部と、上記〔１〕から〔８〕までのいずれかに記載のパラシュート装置（１）と、異常検出部（１１５）による異常の検出に応じて、飛翔体（５０）を射出させる落下制御部（１１６）と、を備えることを特徴とする。

２．実施の形態の具体例
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

本実施の形態に係るパラシュート装置１を備える飛行装置１００は、例えば、３つ以上のロータを有するマルチロータ型の飛行装置であり、いわゆるドローンである。本実施の形態に係るパラシュート装置１は、飛行装置１００を安全に降下させるためのものである。パラシュート装置１は、公知の飛行装置に適用され、適用される飛行装置は、特定の飛行装置に限定されない。例えば、本発明の実施の形態に係るパラシュート装置１は、図１に示す飛行装置１００に適用される。

図１は、本実施の形態に係るパラシュート装置１を備えた飛行装置１００の外観を模式的に示す図である。飛行装置１００は、機体ユニット１１０と、推力発生部１２１～１２ｎ（ｎは３以上の整数）と、パラシュート装置１と、報知装置１３０と、アーム部１４０と、を備えている。

機体ユニット１１０は、飛行装置１００の本体部分である。機体ユニット１１０は、後述のように、飛行装置１００の飛行を制御するための各種機能部を収容している。なお、本実施の形態においては、一例として円柱状の機体ユニット１１０を図示しているが、機体ユニット１１０の形状は特に限定されない。

推力発生部１２１～１２４は、推力を発生するロータである。なお、以下の説明において、各推力発生部１２１～１２４を特に区別しない場合には、単に、「推力発生部１２０」と表記する。

推力発生部１２０は、例えば、プロペラ１２５と、モータ１２６と、筒状のハウジング１２７とを有する。ハウジング１２７は、プロペラ１２５及びこのプロペラ１２５を回転させるモータ１２６を収容している。ハウジング１２７の開口部には、プロペラ１２５への直接的なアクセスを防止するための網（例えば、樹脂材料や金属材料（ステンレス鋼等）等）が設けられていてもよい。

推力発生部１２０の個数ｎは特に限定されないが、３つ以上であることが好ましい。例えば、飛行装置１００は、３つの推力発生部１２０を備えたトライコプタ、４つの推力発生部１２０を備えたクワッドコプタ、６つの推力発生部１２０を備えたヘキサコプタ、及び８つの推力発生部１２０を備えたオクトコプタなどのいずれであってもよい。

なお、本実施の形態においては、４つ（ｎ＝４）の推力発生部１２１～１２４を有するクワッドコプタを飛行装置１００の一例として図示している。アーム部１４０は、機体ユニット１１０と各推力発生部１２０とを連結するための構造体である。アーム部１４０は、機体ユニット１１０に、例えば、機体ユニット１１０の中心部Ｃから放射状に突出して、機体ユニット１１０の周方向において等間隔をあけて取り付けられている。各アーム部１４０先端には、推力発生部１２０がそれぞれ取り付けられている。

報知装置１３０は、飛行装置１００の外部に危険を知らせる装置である。報知装置１３０は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源や音声発生装置（アンプ及びスピーカ等）により構成されている。報知装置１３０は、後述する異常検出部１１５による異常の検出に応じて、飛行装置１００が危険な状態であることを光や音声によって外部に報知する。

なお、報知装置１３０は、機体ユニット１１０の外部に露出していてもよいし、機体ユニット１１０の内部に収容されて、光源から発生した光やスピーカから発生した音声等を外部に出力可能な形態であってもよい。

パラシュート装置１は、飛行装置１００に異常が発生し、飛行装置１００の落下のおそれがある場合に飛行装置１００の落下速度を緩やかにして、飛行装置１００の安全な落下を図る装置である。パラシュート装置１は、例えば、機体ユニット１１０上に設置されている。なお、パラシュート装置１の具体的な構成については後述する。

図２は、本実施の形態に係るパラシュート装置１を備えた飛行装置１００の機能ブロック図である。機体ユニット１１０は、電源部１１１と、センサ部１１２と、モータ駆動部１１３＿１～１１３＿ｎ（ｎは３以上の整数）と、飛行制御部１１４と、異常検出部１１５と、落下制御部１１６と、通信部１１７と、記憶部１１８と、を含む。

これらの機能部のうち、飛行制御部１１４、異常検出部１１５及び落下制御部１１６は、例えば、プロセッサ（例えばＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びメモリを含むプログラム処理装置（例えば、マイクロコントローラ）によるプログラム処理によって実現される。

電源部１１１は、バッテリ１１１ａと電源回路１１１ｂとを含む。バッテリ１１１ａは、例えば二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）である。電源回路１１１ｂは、バッテリ１１１ａの出力電圧に基づいて電源電圧を生成し、上記機能部を構成する各ハードウェアに供給する回路である。電源回路１１１ｂは、例えば、複数のレギュレータ回路を含み、上記ハードウェア毎に適切な大きさの電源電圧を供給する。

センサ部１１２は、飛行装置１００の状態を検知する機能部である。センサ部１１２は、飛行装置１００の機体の傾き等を検出する。センサ部１１２は、例えば、角速度センサ１１２ａと、加速度センサ１１２ｂと、磁気センサ１１２ｃと、角度算出部１１２ｄと、を含む。

角速度センサ１１２ａは、角速度（回転速度）を検出するセンサである。例えば、角速度センサ１１２ａは、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の３つの基準軸に基づいて角速度を検出する３軸ジャイロセンサである。

加速度センサ１１２ｂは、加速度を検出するセンサである。例えば、加速度センサ１１２ｂは、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の３つの基準軸に基づいて加速度を検出する３軸加速度センサである。

磁気センサ１１２ｃは、地磁気を検出するセンサである。例えば、磁気センサ１１２ｃは、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の３つの基準軸に基づいて方位（絶対方向）を検出する３軸地磁気センサ（電子コンパス）である。

角度算出部１１２ｄは、角速度センサ１１２ａ及び加速度センサ１１２ｂの少なくとも一方の検出結果に基づいて、飛行装置１００の機体の傾きを算出する。ここで、飛行装置１００の機体の傾きとは、地面（水平方向）に対する機体（機体ユニット１１０）の角度のことである。

例えば、角度算出部１１２ｄは、角速度センサ１１２ａの検出結果に基づいて、地面に対する機体の角度を算出してもよいし、角速度センサ１１２ａ及び加速度センサ１１２ｂの検出結果に基づいて、地面に対する機体の角度を算出してもよい。なお、角速度センサ１１２ａや加速度センサ１１２ｂの検出結果を用いた角度の算出方法は、公知の計算式を用いてもよい。

また、角度算出部１１２ｄは、角速度センサ１１２ａ及び加速度センサ１１２ｂの少なくとも一方の検出結果に基づいて算出した角度を、磁気センサ１１２ｃの検出結果に基づいて補正してもよい。角度算出部１１２ｄは、例えば、飛行制御部１１４等と同様に、マイクロコントローラによるプログラム処理によって実現される。

なお、センサ部１１２は、上述した角速度センサ１１２ａ、加速度センサ１１２ｂ及び磁気センサ１１２ｃに加えて、例えば、気圧センサ、風量（風向き）センサ、超音波センサ、ＧＰＳ受信機、及びカメラ等を含んでもよい。

通信部１１７は、外部装置１８０と通信を行うための機能部である。ここで、外部装置１８０は、飛行装置１００の動作を制御し、飛行装置１００の状態を監視する送信機やサーバ等である。通信部１１７は、例えば、アンテナ及びＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路等によって構成されている。通信部１１７と外部装置１８０との間の通信は、例えば、ＩＳＭバンド（２．４ＧＨｚ帯）の無線通信によって実現される。

通信部１１７は、外部装置１８０から送信された飛行装置１００の操作情報を受信して飛行制御部１１４に出力するとともに、センサ部１１２によって計測された各種計測データ等を外部装置１８０へ送信する。また、通信部１１７は、異常検出部１１５によって飛行装置１００の異常が検出された場合に、飛行装置１００に異常が発生したことを示す情報を外部装置１８０に送信する。更に、通信部１１７は、飛行装置１００が地上に落下した場合に、飛行装置１００が落下したことを示す情報を外部装置１８０に送信する。

モータ駆動部１１３＿１～１１３＿ｎは、各推力発生部１２０に設けられ、飛行制御部１１４からの指示に応じて、駆動対象のモータ１２６を駆動する機能部である。なお、以下の説明において、各モータ駆動部１１３＿１～１１３＿ｎを特に区別しない場合には、単に、「モータ駆動部１１３」と表記する。

モータ駆動部１１３は、飛行制御部１１４から指示された回転数でモータ１２６が回転するように、モータ１２６を駆動する。例えば、モータ駆動部１１３は、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）である。

飛行制御部１１４は、飛行装置１００の各機能部を統括的に制御する機能部である。飛行制御部１１４は、飛行装置１００が安定して飛行するように推力発生部１２０を制御する。具体的には、飛行制御部１１４は、通信部１１７によって受信した外部装置１８０からの操作情報（上昇や下降、前進や後退等の指示）と、センサ部１１２の検出結果とに基づいて、各推力発生部１２０のモータ１２６の適切な回転数を算出する。飛行制御部１１４は、算出した回転数を各モータ駆動部１１３にそれぞれ指示して、安定した状態における所望の方向への機体の飛行を図る。

飛行制御部１１４は、例えば、風等の外部からの影響によって機体の姿勢が乱れた場合、角速度センサ１１２ａの検出結果に基づいて、各推力発生部１２０のモータ１２６の適切な回転数をそれぞれ算出する。飛行制御部１１４は、算出した回転数を各モータ駆動部１１３にそれぞれ指示して、機体が水平になるようする。

また、例えば、飛行制御部１１４は、飛行装置１００のホバリング時に飛行装置１００のドリフトを防止するために、加速度センサ１１２ｂの検出結果に基づいて各推力発生部１２０のモータ１２６の適切な回転数を算出する。飛行制御部１１４は、算出した回転数を各モータ駆動部１１３にそれぞれ指示する。また、飛行制御部１１４は、通信部１１７を制御して、外部装置１８０との間で上述した各種データの送受信を実現する。

記憶部１１８は、飛行装置１００の動作を制御するための各種プログラムやパラメータ等を記憶するための機能部である。例えば、記憶部１１８は、フラッシュメモリ及びＲＯＭ等の不揮発性メモリやＲＡＭ等から構成されている。記憶部１１８に記憶される上記パラメータは、例えば、後述する残容量閾値１１８ａ及び傾き閾値１１８ｂ等である。

異常検出部１１５は、飛行時の異常を検出する機能部である。具体的には、異常検出部１１５は、センサ部１１２の検出結果と、バッテリ１１１ａの状態と、推力発生部１２０の動作状態とを監視し、飛行装置１００が異常状態であるか否かを判定する。

ここで「異常状態」とは、飛行装置１００の自律飛行が不可能になるおそれがある状態をいう。つまり、異常事態の発生とは、例えば、推力発生部１２０が故障したこと、バッテリ１１１ａの残容量が所定の閾値よりも低下したこと及び機体（機体ユニット１１０）が異常に傾いたこと、の少なくとも１つが発生した場合のことである。

異常検出部１１５は、推力発生部１２０の故障を検出した場合、飛行装置１００が異常状態であると判定する。ここで、推力発生部１２０の故障とは、例えば、飛行制御部１１４が指定した回転数でモータ１２６が回転しないこと、プロペラ１２５が回転しないこと、プロペラ１２５が破損したこと等をいう。

また、異常検出部１１５は、バッテリ１１１ａの残容量が所定の閾値（以下、「残容量閾値」とも称する。）１１８ａよりも低下したことを検出した場合、飛行装置１００が異常状態であると判定する。ここで、残容量閾値１１８ａは、例えば、飛行制御部１１４が指示した回転数でモータが回転できなくなる程度の容量値とすればよい。残容量閾値１１８ａは、例えば、予め記憶部１１８に記憶されている。

また、異常検出部１１５は、飛行装置１００（機体）の異常な傾きを検出した場合、飛行装置１００が異常であると判定する。例えば、異常検出部１１５は、角度算出部１１２ｄによって算出した角度が所定の閾値（以下、「傾き閾値」とも称する。）１１８ｂを超えている状態が所定期間継続した場合、飛行装置１００が異常状態であると判定する。

例えば、飛行装置１００が前後方向に移動するときの角度（ピッチ角）や飛行装置１００が左右方向に移動するときの角度（ロール角）を予め実験により取得する。傾き閾値１１８ｂは、その実験によって得られた角度よりも大きい値に設定すればよい。傾き閾値１１８ｂは、例えば、予め記憶部１１８に記憶されている。

落下制御部１１６は、飛行装置１００の落下を制御するための機能部である。具体的には、落下制御部１１６は、異常検出部１１５によって飛行装置１００が異常状態であることが検出された場合、飛行装置１００を安全に落下させるための落下準備処理を実行する。

具体的には、落下制御部１１６は、落下準備処理として以下に示す処理を実行する。すなわち、落下制御部１１６は、異常検出部１１５による異常の検出に応じて報知装置１３０を制御して、危険な状態であることを外部に報知する。また、落下制御部１１６は、異常検出部１１５による異常の検出に応じて各モータ駆動部１１３を制御して、各モータ１２６の回転を停止させる。さらに、落下制御部１１６は、異常検出部１１５による異常の検出に応じて、パラシュートの開傘を指示する制御信号をパラシュート装置１に出力して、パラシュート１０を開傘させる。

図３は、本実施の形態に係るパラシュート装置１におけるパラシュート１０が開いた状態を概略的に示す図である。パラシュート１０は、傘体（キャノピー）１１と、吊索１２と、連結索１３と、を含む。吊索１２は、紐状の部材であり、例えば、金属材料（例えばステンレス鋼）又は繊維材料（例えば、ナイロン紐）により形成されている。吊索１２は、その一端が傘体１１に連結され、他端がパラシュート収容器２０（取付け部２２ａ）に連結されている。つまり、吊索１２は、パラシュート１０とパラシュート収容器２０とを連結している。

連結索１３は、傘体１１と、後述する各飛翔体５０とを連結している。連結索１３は、紐状の部材であり、例えば、金属材料（例えばステンレス鋼）又は繊維材料（例えば、ナイロン紐）により形成されている。連結索１３は、その一端が、例えば、傘体１１のエッジ（周縁）側に取り付けられていて、他端が飛翔体５０に取り付けられている。

各連結索１３は、互いに離間して、傘体１１の周縁部に取り付けられている。例えば、開いた状態のパラシュート１０（傘体１１）を傘体１１の頂点側から見たときの形状が円形状である場合、各連結索１３は、傘体１１の円周方向に沿って、傘体１１の周縁部に等間隔に取り付けられている。

なお、飛翔体５０が１つだけ設けられる場合、連結索１３は、一端がパラシュート１０の周縁部に取り付けられていればよい。この場合、連結索１３が取り付けられるパラシュート１０の周縁部上の位置については、特に限定されない。

ここで、飛行装置１００を低速で落下させるために必要な傘体１１の直径Ｄは、例えば、下記式（１）に基づいて算出することができる。式（１）において、ｍは飛行装置１００の総重量、ｖは飛行装置１００の落下速度、ρは空気密度、Ｃｄは抵抗係数である。

例えば、飛行装置１００の総重量ｍ＝２５０〔ｋｇ〕、抵抗係数Ｃｄ＝０．９、空気密度ρ＝１．３ｋｇ／ｍ^３としたとき、飛行装置１００の落下速度ｖを５〔ｍ／ｓ〕とするために必要な傘体１１の直径Ｄは、式（１）より１４．６〔ｍ〕と算出される。

以上の飛行装置１００は、安全装置としてパラシュート装置１を備えている。本実施の形態に係るパラシュート装置１は、パラシュート１０と、一端が開口し他端に底部２２を有しパラシュート１０を収容する筒状のパラシュート収容器（収容部）２０と、パラシュート収容器２０の底部２２に取り付けられてガスを発生するガス発生装置３０と、パラシュート１０に連結された６つの筒状の飛翔体５０と、パラシュート収容器２０に周面部２１に配置されていてかつガス発生装置３０に連結されており、ガス発生装置３０からのガスにより飛翔体５０を射出可能に保持した射出部４０と、ガス発生装置３０からのガスによりパラシュート１０を底部２２側からパラシュート収容器２０の開口部２３に向かって押し出すように、ガス発生装置３０に対して摺動可能に取り付けられたカタパルト６０と、を備える。以下、パラシュート装置１の構成について具体的に説明する。

図４は、本実施の形態に係るパラシュート装置１の概略的な平面図である。なお、図４において、パラシュート１０及び蓋２６は図示されていない。

パラシュート装置１は、パラシュート１０と、射出装置（パラシュート収容器２０、ガス発生装置３０、射出部４０、飛翔体５０、カタパルト６０及び射出制御部７０）２と、を有している。

（射出装置）
図５Ａは、図４のＡ－Ａ線に沿ったパラシュート装置１の部分断面図である。図５Ｂは、図４のＢ－Ｂ線に沿ったパラシュート装置１の部分断面図である。本実施の形態に係るパラシュート装置１が有する射出装置２は、パラシュート１０に連結可能な６つの飛翔体５０と、一端が開口し他端に底部２２を有しパラシュート１０を収容する筒状のパラシュート収容器２０と、パラシュート収容器２０の底部２２に取り付けられてガスを発生するガス発生装置３０と、パラシュート収容器２０の周面部２１に配置されていてかつガス発生装置３０に連結されており、ガス発生装置３０からのガスにより飛翔体５０を射出可能に保持した射出部４０と、ガス発生装置３０からのガスによりパラシュート１０を底部２２側からパラシュート収容器２０開口部２３に向かって押し出すように、ガス発生装置３０に対して摺動可能に取り付けられたカタパルト６０と、を備える。以下、具体的に、射出装置２の構成を説明する。

射出装置２は、パラシュート１０を収容し、収容したパラシュート１０を外部に向かって射出する。射出装置２は、パラシュート収容器２０と、ガス発生装置３０と、射出部４０と、飛翔体５０と、カタパルト６０と、射出制御部７０と、を含む。

パラシュート収容器２０は、パラシュート１０の使用前において、傘体１１が折り畳まれた状態におけるパラシュート１０を収容している。パラシュート収容器２０は、例えば、樹脂等により形成されている。パラシュート収容器２０は、周面部２１と、底部２２と、を有する。パラシュート収容器２０は、パラシュート１０を収容する筒状の容器である。パラシュート収容器２０は、例えば、一端が開口して開口部２３を有し、他端が底部２２によって少なくとも部分的に閉鎖されて形成されている。

パラシュート収容器２０は、機体ユニット１１０の上面、すなわち飛行装置１００の飛行時において地面と反対の側に面する面に設定されている。例えば、パラシュート収容器２０は、機体ユニット１１０の上面において、機体ユニット１１０の中心となる中心点Ｃとパラシュート収容器２０の中心を通る軸線Ｘ１とが同軸に設置されていることが好ましい。

周面部２１は、軸線Ｘ１周りに設けられており、例えば、筒状でありかつテーパ状に形成されている。周面部２１は、底部２２から開口部２３に向かって拡径するように形成されている。

底部２２は、開口部２３に対向して位置している。底部２２は、開口部２３側の縁とは反対側の縁において周面部２１と一体に成形されている。底部２２には、軸線Ｘ１を中心とした収容孔が形成されている。後述するガス発生装置３０は、収容孔を通じて、パラシュート収容器２０内に進入して、開口部２３とは反対側から底部２２に取り付けられている。パラシュート収容器２０におけるパラシュート１０及びガス発生装置３０は、周面部２１及び底部２２により画成された空間に収容されている。

底部２２には、さらに２つの取付け部（係合部材）２２ａが設けられている。取付け部２２ａは、開口部２３に面する底部２２の面に設けられている。取付け部２２ａは、軸線Ｘ１を挟んで対向する位置に設けられている。取付け部２２ａは、後述するカタパルト６０に係合してカタパルト６０の回動を防止している。

取付け部２２ａは、例えば、底部２２及び後述する固定プレート３２に固定プレート３２の側から挿通されたネジ等によりパラシュート収容器２０に固定されている。各取付け部２２ａには、パラシュート１０の吊索１２の分岐した２つの一端がそれぞれ連結されている。

蓋２６は、パラシュート収容器２０の開口部２３を覆う。蓋２６は、例えば、樹脂材料から形成されていてもよいし、薄膜部材であってもよい。蓋２６は、軸線Ｘ１に沿った断面においてドーム状に形成されている。蓋２６は、収容器２０の周面部２１に配置された飛翔体５０、射出部４０及びパラシュート１０が外部に露出しないように、パラシュート収容器２０の開口部２３を全体的に覆うことが好ましい。これにより、パラシュート収容器２０の内部に雨や埃等が侵入することを防止することが可能となる。蓋２６とパラシュート収容器２０との間には、密封装置が設けられていてもよい。

蓋２６は、例えば、取り外し可能な金具（図示せず）によって、周面部２１に固定されている。例えば、金具は、射出部４０から射出された飛翔体５０が蓋２６に接触したときに蓋２６が容易に外れる程度の固定力よって、蓋２６を周面部２１に固定している。

図６Ａ及び図６Ｂは、ガス発生装置３０の構成を説明するための断面図である。ガス発生装置３０は、後述する飛翔体５０を射出部４０から射出するための推力の基になるガスを発生する装置である。ガス発生装置３０は、パラシュート収容器２０の収容孔を通じてパラシュート収容器２０内に部分的に挿入されている。例えば、ガス発生装置３０は、パラシュート収容器２０の開口部２３側から見たときのパラシュート収容器２０の軸線Ｘ１上に配置され、パラシュート収容器２０内の底部２２に開口部２３とは反対の側から固定されている。

ガス発生装置３０は、パラシュート収容器２０においてパラシュート１０の下側に位置する。ガス発生装置３０は、パラシュート収容器２０の軸線Ｘ１に対して同軸的に又は略同軸的にパラシュート収容器２０の底部２２に取り付けられている。ガス発生装置３０は、ハウジング３１と、固定プレート３２と、ガス発生剤３３と、点火薬３４と、封止部材３５と、を有する。

ハウジング３１は、内部にガス発生剤３３を保持する。ハウジング３１は、例えば、一端が開口し、他端が閉鎖されて形成されている。ハウジング３１は、周壁部３１１と、天井壁部３１２とを有している。周壁部３１１は、軸線Ｘ１に沿って延びていて、軸線Ｘ１周りに環状に形成されている。

周壁部３１１は、天井壁部３１２とは反対の側で開口した側に６つの連結口３１３を有する。連結口３１３は、周方向に互いに等間隔をあけてハウジング３１に形成されている。連結口３１３は、筒状に形成されており、ハウジング３１内部と外部とを連通するようにハウジング３１から突出して形成された部分である。連結口３１３には、後述するガス導入管路４２の一端が挿入されている。

周壁部３１１の外周面の一部には、リード線（図示せず）を案内する案内部３１４が設けられている。案内部３１４は、周壁部３１１から径方向外側に、他の周壁部３１１の部分よりも肉厚が大きく形成された部分である。案内部３１４には、その延在方向が軸線Ｘ１に対して交差するように延びる案内孔３１５が形成されている。案内部３１４は、ハウジング３１の周方向において隣り合う２つの連結口３１３の間に設けられている。

案内孔３１５のハウジング３１の内部に通じる部分は、点火薬３４によって塞がれている。案内孔３１５を案内されたリード線の一端は、点火薬３４に接続されている。

リード線は、ガス発生装置３０を点火するための電気配線である。リード線は、例えば、ビニール線、すずめっき線、又はエナメル線等から構成されている。リード線の一端における点火薬３４は、例えば、樹脂等を混ぜ込んだ液状の液剤をリード線の先端に塗り固めることにより形成したものである。点火薬３４は、ガス発生剤３３と接触している。リード線の他端は、射出制御部７０に接続されている。点火薬３４は、例えば、射出制御部から出力された点火信号に応じて発火する。

天井壁部３１２がパラシュート収容器２０の開口部２３の側に面しているように、ガス発生装置３０は、パラシュート収容器２０に取り付けられている。

天井壁部３１２は、ハウジング３１の開口部とは反対の側に面する面に凸の環状凸部３１６を有する。天井壁部３１２には、環状凸部３１６において軸線Ｘ１に対して同軸的に又は略同軸的にハウジング３１を貫通する案内孔３１７が形成されている。つまり、環状凸部３１６は、案内孔３１７の周縁に沿って立設されている。案内孔３１７は、後述するカタパルト６０のピストン６８を摺動可能に案内している。案内孔３１７の内周面には環状の溝が形成されており、この溝内にＯリング３１８が嵌め込まれている。

天井壁部３１２の環状凸部３１６は、軸線Ｘ１と交差する径方向に貫通する貫通孔３１９が形成されている。貫通孔３１９には、ピストン６８の摺動により破断するシアピン等のピン（棒状の係止部材）３１９ｐ（図５Ａ，図５Ｂ参照）が挿通されていている。なお、ピン３１９ｐは、ピストン６８にも挿通されている。これによりピストン６８は、ハウジング３１に対して係止されている。

ハウジング３１の開口部の側は、固定プレート３２によって閉鎖されている。固定プレート３２は、例えば、平面視円形状に形成されている。固定プレート３２は、底部２２の外径より僅かに小さい外径であることが好ましい。固定プレート３２は、底部２２において、例えば、ネジ等により、開口部２３とは反対の側から固定されている。

固定プレート３２は、例えば、平面視円形状の凸部３２１を有する。凸部３２１は、固定プレート３２がハウジング３１に取り付けられた状態において、ハウジング３１に面する固定プレート３２の側からハウジング３１に向かって凸に、ハウジング３１内部に突入するように形成されている。凸部３２１における外径は、ハウジング３１の周壁部３１１における内径と略同じである。

固定プレート３２は、ハウジング３１に取り付けられた状態において、案内孔３１７に対向する位置に、例えば、平面視円形又は略円形の凹部３２２を有する。凹部３２２は、軸線Ｘ１に対して同軸上に天井壁部３１２とは反対側に斜面をもって凹に形成されている。凹部３２２は、ハウジング３１から離れるにつれて中心（軸線Ｘ１）にむかって縮径するように（テーパ状に）なっている。なお、凹部３２２は、平面視多角形に形成されていてもよい。凹部３２２は、ピストン６８の球状端部６８２を部分的に収容可能になっている。

ハウジング３１と固定プレート３２との接触する部分には、環状のシール部材３６が設けられている。シール部材３６により、ハウジング３１内において発生したガスが、ハウジング３１と固定プレート３２との間から外部に流出することはない。

ハウジング３１及び固定プレート３２は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ－Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等により製造されている。なお、ハウジング３１及び固定プレート３２は、樹脂に限らず金属により製造されていてもよい。

ハウジング３１及び固定プレート３２は、ネジ等の締結具により互いに締結されている。ハウジング３１と固定プレート３２とにより、ハウジング３１の内部にはガスが充満するガス発生室ＧＳが画成されている。ガス発生室ＧＳには、ガス発生剤３３が充填されている。ガス発生剤３３は、固定プレート３２に対して離間した状態において天井壁部３１２の側に設けられている。

ガス発生剤３３は、封止部材３５によって表面の一部が覆われた状態において、ガス発生室ＧＳ内に配置されている。本実施の形態において、ガス発生剤３３は、ハウジング３１内に着脱不能に固定されている。射出制御部から出力された点火信号に応じて発火した点火薬３４により、ガス発生剤３３が化学的に反応するとガスが発生する。封止部材３５は、ガス発生剤３３からガスが発生した場合、発生したガスの圧力によって容易に破壊される材料によって形成されている。例えば、封止部材３５は、ポリエステル等の薄膜である。

図５Ａに戻って、射出部４０は、飛翔体５０を保持し、保持した飛翔体５０をガス発生装置３０から供給されるガスにより外部に射出する。射出部４０は、飛翔体５０毎に設けられている。パラシュート装置１における射出装置２は、６つの飛翔体５０を別々に保持するために、６つの射出部４０を備えている。

射出部４０は、パラシュート収容器２０に設けられている。具体的には、各射出部４０は、周面部２１の内周面上に設けられている。なお、各射出部４０は、カバー部材（図示せず）を介して周面部２１の内周面上に設けられていてもよい。

射出部４０は、保持体４１と、ガス導入管路４２とを含む。保持体４１は、筒状（例えば円筒状）に形成されている。保持体４１は、飛翔体５０の内部に挿入されている。保持体４１の先端側及び基端側の両端部は開口しており、基端側の端部４１０には、ガス導入管路４２がガス供給可能に連結されている。保持体４１の基端側の端部４１０は、例えば、径方向に突出した鍔を持ったフランジ状に形成されており、飛翔体５０の一端部を支持している。

ガス導入管路４２は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料や樹脂材料により形成された管状の部材である。ガス導入管路４２の一方の端部は、保持体４１における基端側の端部４１０の開口に挿入されている。これにより、ガス導入管路４２と保持体４１の内部空間とが連通する。保持体４１とガス導入管路４２との連結部分には、密封装置（図示せず）が設けられている。密封装置により、ガス発生装置３０のガスが充満するガス発生室ＧＳからガス導入管路４２を介して保持体４１内に導入されたガスの漏れが防がれる。

保持体４１の先端側の端部４１１には、ガス発生装置３０のガスが充満するガス発生室ＧＳからガス導入管路４２を介して保持体４１内に導入されたガスが飛翔体５０の内周面と保持体４１の外周面との隙間から漏れないように密封装置（ガスケット）４３が設けられている。

射出部４０は、パラシュート収容器２０の軸線Ｘ１に対して、長手方向に沿って保持体４１の中心を通る軸線Ｘ２が延在する方向において、先端側の端部４１１がパラシュート収容器２０の軸線Ｘ１から離れる方向に傾斜している。

複数の射出部４０は、パラシュート収容器２０の軸線Ｘ１周りに等間隔に配置されている。例えば、パラシュート装置１が６つの射出部４０を有している場合、各射出部４０は、パラシュート収容器２０の軸線Ｘ１周りに約６０°（≒３６０°／６）の間隔で配置されている。

飛翔体５０は、パラシュート１０をパラシュート収容器２０の外部に引き連れて、パラシュート１０の開傘（展開）を補助する部材である。飛翔体５０は、例えば、樹脂材料や金属材料により形成されている。飛翔体５０は、例えば、棒状に形成されている。より具体的には、飛翔体５０は、例えば、一部が中空の円柱状（例えば中空の弾丸状）に形成されている。

飛翔体５０は、パラシュート１０と連結された状態において射出部４０の保持体４１と係合されている。具体的には、飛翔体５０は、先端側において閉鎖されていて、連結索１３を介してパラシュート１０に連結されている。飛翔体５０は、基端側において開放されていて、保持体４１が挿入されている。飛翔体５０は、射出部４０に保持された状態において、保持体４１の基端側の端部４１０上に支持されている。

なお、本実施の形態においては、６つの飛翔体５０が設けられていたが、少なくとも１つの飛翔体５０が設けられていればよく、飛翔体５０の数は特に限定されない。

飛翔体５０は、保持体４１に対して、パラシュート装置１の未使用時に飛翔体５０が射出部４０から落下することを防止するために、ピン（シアピン）５１によって固定されている。例えば、飛翔体５０の側面に形成された貫通孔と、射出部４０の保持体４１の外周面に形成された孔とが整合した状態において、飛翔体５０側の貫通孔と保持体４１の側の孔にピン（シアピン）５１を挿入する。これにより、パラシュート装置１の未使用時、飛翔体５０は、射出部４０に固定された状態になる。

ピン５１は、飛翔体５０が射出するときに、ピン５１に対して飛翔体５０の射出方向（軸線Ｘ２に沿った方向）に加わる力によって破壊可能に構成されている。これにより、ピン５１によって飛翔体５０の射出を妨害するおそれがない。ピン５１としては、例えば、アルミ合金、樹脂等を用いることが好ましい。なお、飛翔体５０の先端側と射出部４０の保持体４１の先端側の端部４１１との間の距離は、飛翔体５０を放出するためのガス圧が適切になるように、飛翔体５０の側面に形成された貫通孔の位置を適宜設定することが可能であってもよい。

カタパルト６０は、ガス発生装置３０に天井壁部３１２の側から取り付けられていて、パラシュート１０を開口部２３に向かって押し出す部材である。カタパルト６０は、ガス発生装置３０に対して軸線Ｘ１に沿って摺動可能に取り付けられている。

カタパルト６０は、押出部材６１と、ピストン（棒状部材）６８とを含む。押出部材６１は、例えば、アルミ合金、樹脂等により平面視円形に形成されている。図７Ａは、カタパルト６０の押出部材６１の平面図である。図７Ｂは、図７ＡにおけるＡ－Ａ線に沿った断面図である。図７Ｃは、図７ＡにおけるＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

押出部材６１は、６つの周壁部６２と、天井壁部６３と、鍔部６４とを含む。各周壁部６２は、軸線Ｘ１周りに互いに所定の間隔をあけて設けられていて、軸線Ｘ１に沿って延びている。周方向において各周壁部６２の間には、スリット６５が設けられている。各周壁部６２は、それぞれの一端において天井壁部６３によって互いに連結されている。押出部材６１は、全体として筒状に形成されている。なお、本実施の形態において、押出部材６１は、６つの周壁部６２を有しているが、射出部４０及び飛翔体５０の数に応じて適宜変更することができる。

カタパルト６０がガス発生装置３０に取り付けられた状態において、ガス発生装置３０のハウジング３１における案内部３１４に対応する周壁部６２ａの外径は、他の周壁部６２ｂの外径よりも大きくなっている。つまり、周壁部６２ａは、周壁部６２ｂに対して径方向において外側にある。周壁部６２ａ，６２ｂは、カタパルト６０がガス発生装置３０に取り付けられた状態において、ガス発生装置３０のハウジング３１に沿った形状を有している。

カタパルト６０がガス発生装置３０に取り付けられた状態において、各スリット６５は、射出部４０のガス導入管路４２及び飛翔体５０に対応する位置にある。これにより、パラシュート収容器２０からの飛翔体５０の射出運動をカタパルト６０が阻害することはない。

天井壁部６３は、軸線Ｘ１付近の中心部において、カタパルト６０の内側から見た場合、鍔部６４とは反対側に凹に形成された凹部６６を有する。凹部６６は、ピストン６８の一方の端部６８１を固定的に収容する。つまり、押出部材６１と、ピストン６８とは、互いに固定されている。

鍔部６４は、天井壁部６３とは反対側の各周壁部６２の端部（縁部）に設けられている。鍔部６４は、各周壁部６２から径方向において外側に延出している。鍔部６４のうち、径方向において対向する一対の鍔部６４には、周壁部６２に向かって延びる切欠き６７が形成されている。本実施の形態において、切欠き６７は、複数の周壁部６２のうち、例えば、周壁部６２ａ及び周壁部６２ａに径方向において対向している周壁部６２ｂに連結されている鍔部６４に設けられている。

カタパルト６０がガス発生装置３０に取り付けられた状態において、切欠き６７には、パラシュート収容器２０に設けられた取付け部２２ａが部分的に入り込むようになっている。これにより、ガス発生装置３０に対するカタパルト６０の回転は抑制され、パラシュート収容器２０からの飛翔体５０の射出運動をカタパルト６０が阻害することはない。

図８は、カタパルト６０のピストン６８の構成を説明するための図である。ピストン６８は、カタパルト６０がガス発生装置３０に取り付けられた状態において、軸線Ｘ１に沿って所定の長さを有する棒状の金属又は樹脂製の部材である。長手方向に交差するピストン６８の断面形状は円形である。ここで長手方向は、ピストン６８の摺動方向であり、軸線Ｘ１に沿って平行又は略平行な方向である。一端から他端までのピストン６８の長さは、パラシュート収容器２０の底部２２から開口部２３までの軸線Ｘ１に沿った長さの最大で約０．８倍以下であることが好ましい。カタパルト６０は、パラシュート１０がパラシュート収容器２０に収容された状態でパラシュート１０の下側に位置し、軸線Ｘ１に沿ったピストン６８の長さは、軸線Ｘ１に沿ったパラシュート収容器２０の高さの０．８倍以下であることが好ましい。

ピストン６８は、ガス発生装置３０のハウジング３１の案内孔３１７に挿通されて、ハウジング３１内においてはガス発生剤３３を貫通している。ピストン６８は、その一方の端部６８１がカタパルト６０の凹部６６に収容された状態において、カタパルト６０の天井壁部６３に、例えば、接着等により固定されている。ピストン６８の一方の端部６８１の側には、貫通孔６９が形成されている。貫通孔６９は、軸線Ｘ１に対して、例えば、直交して延びている。貫通孔６９には、ハウジング３１に対してピストン６８を係止するためのピン３１９ｐが挿通される。

ピストン６８の他方の端部は、丸味を帯びて球状端部６８２として形成されている。ピストン６８の球状端部６８２は、例えば、半球面を有している。ピストン６８は、球状端部６８２の側に鍔部６８３を有する。鍔部６８３は、軸線Ｘ１周りにおいて、ピストン６８の全周にわたって環状に形成されている。鍔部６８３の外径は、ハウジング３１の案内孔３１７の内径よりも大きくなっている。したがって、パラシュート収容器２０の開口部２３に向かったピストン６８の摺動は、鍔部６８３がハウジング３１の天井壁部３１２に接触することで制限される。

ピストン６８がピン３１９ｐによりハウジング３１に係止された状態において、球状端部６８２は、固定プレート３２の凹部３２２内に収容されている。

パラシュート装置１には射出制御部７０が設けられている（図５Ａ，図５Ｂ参照）。射出制御部７０は、射出部４０からの飛翔体５０及びカタパルト６０の押出部材６１の射出を制御する回路である。射出制御部７０は、例えば、機体ユニット１１０内の落下制御部１１６からパラシュート１０の開傘を指示する制御信号を受信した場合、点火信号を出力する電子回路である。なお、本実施の形態において射出制御部７０は、パラシュート収容器２０の外部、例えば、機体ユニット１１０の内部に設けられているが、パラシュート収容器２０に収容されていてもよい。

射出制御部７０は、例えば、機体ユニット１１０内の落下制御部１１６からパラシュート１０の開傘を指示する制御信号を受信した場合、点火信号を出力する電子回路である。点火信号がリード線を介してガス発生装置３０に入力されることにより、点火薬３４が発火して、ガス発生剤３３からガスが発生する。後述するように、飛翔体５０は、ガス発生装置３０から発生したガスの圧力を受けることによって推力を得て、射出部４０から射出される。また、カタパルト６０の押出部材６１は、ガス発生装置３０から発生したガスの圧力により摺動される。

次に、本実施の形態に係るパラシュート装置１におけるパラシュート１０の開傘の流れについて説明する。図９Ａは、パラシュート１０を押し出した後の飛翔体５０及びカタパルト６０の状態を示す図である。図９Ｂは、ガスによるカタパルト６０の摺動を説明するための部分拡大図である。なお、図９Ａにおいてパラシュート１０は図示されていない。

例えば、パラシュート装置１を備えた飛行装置１００が飛行しているときに、強風によって飛行装置１００の機体（機体ユニット１１０）の傾きが傾き閾値１１８ｂを超えた状態が所定期間にわたって継続し、異常検出部１１５が異常状態であると判定した場合、飛行装置１００側の落下制御部１１６が、パラシュート１０の開傘を指示する制御信号をパラシュート装置１の射出制御部７０に対して送信する。

射出制御部７０は、パラシュート１０の開傘を指示する制御信号を受信すると、リード線を介してガス発生装置３０に点火信号を出力する。具体的には、射出制御部７０がリード線に所定の電流を流して、リード線の一端と接触している点火薬３４を点火させる。

点火薬３４が点火することにより、ガス発生剤３３が化学的に反応してガスが発生する。ガスの圧力が高まると、ガスが封止部材３５を破ってガス発生室ＧＳ内に充満する。

ガス発生室ＧＳ内のガスは、各連結口３１３から各ガス導入管路４２を通って各射出部４０の保持体４１内部に導入される。各保持体４１に保持されている飛翔体５０は、保持体４１の先端側の端部４１１から放出されたガスの圧力を受けて、射出部４０の保持体４１の軸線Ｘ２に沿った方向に移動し、蓋２６に衝突する。蓋２６は、飛翔体５０の衝突によりパラシュート収容器２０から外れ、飛翔体５０は、パラシュート収容器２０から外部に射出される。

さらに、ガス発生室ＧＳにおけるガスは、固定プレート３２の凹部３２２に入り込み、ピストン６８の球状端部６８２に作用する。球状端部６８２は、凹部３２２にその先端において点接触又は略点接触した状態にあり、凹部３２２との接触面積は極めて小さい。したがって、ピストン６８の球状端部６８２には、固定プレート３２の側からガスがピストン６８を持ち上げるようにピストン６８に作用する。

ピストン６８の球状端部６８２に対向する位置にある一方の端部６８１は、ガス発生室ＧＳ内よりも気圧の低い大気中にあるため、ピストン６８は、長手方向に沿ってパラシュート収容器２０の開口部２３に向かって摺動する。これにより、カタパルト６０の押出部材６１がガス発生装置３０から離れるように開口部２３に向かって、ピストン６８の鍔部６８３がハウジング３１の天井壁部３１２に衝突するまで持ち上げられる。押出部材６１の上昇により、パラシュート１０は、パラシュート収容器２０の底部２２側から開口部２３に向かって押し出される。

図１０は、本実施の形態に係る飛行装置１００のパラシュート１０が開いた状態を模式的に示す図である。各飛翔体５０がパラシュート収容器２０から射出されると、パラシュート１０（傘体１１）が連結索１３を介して各飛翔体５０によって引っ張られる。飛翔体５０によるパラシュート１０の引っ張りは、パラシュート収容器２０の底部２２の側から開口部２３へのカタパルト６０の押出部材６１の摺動によるパラシュート１０の押出しにより助成される。

パラシュート１０がパラシュート収容器２０から放出された後、パラシュート１０の傘体１１は、各飛翔体５０によってさらに引っ張られ、畳まれた状態から広げられる。これにより、傘体１１内へ空気の流れ込み、傘体１１が開傘する。

以上の本実施の形態に係るパラシュート装置１によれば、ガス発生装置３０から発生したガスがガス導入管路４２を通って射出部４０から放出されることにより、そのガスの圧力によって飛翔体５０を射出部４０から射出するとともに、ガス発生室ＧＳ内のガスの圧力により、カタパルト６０のピストン６８が上昇し押出部材６１を持ち上げることができる。これにより、カタパルト６０が飛翔体５０によるパラシュート１０の傘体１１の引っ張りを補助するので、傘体１１をより迅速にパラシュート収容器２０から放出することができる。

したがって、飛行装置１００のような、上空において静止している状態を保つことが可能な回転翼機が、落下時に気流の効果を得られない場合であっても、本実施の形態に係るパラシュート装置１を取り付けることにより、素早く確実にパラシュートを開傘させ、緩やかに落下させることが可能となる。

また、各飛翔体５０は、射出部４０の軸線Ｘ２が延びる向に飛び出す。すなわち、各飛翔体５０は、パラシュート収容器２０の軸線Ｘ１から離れる方向に飛行する。これにより、各飛翔体５０は、真上に（パラシュート収容器２０の軸線Ｘ１と平行な方向に）射出する場合に比べて、放出されたパラシュート１０の傘体１１をその頂点部分からエッジ（周縁）側に効果的に引っ張ることができる。これにより、傘体１１を速やかに広げて空気をはらみ易くすることができる。

さらに、カタパルト６０のピストン６８は、球状端部６８２に設けられた鍔部６８３がハウジング３１の天井壁部３１２に接触して、ハウジング３１から抜け出ることがないので、パラシュート１０とともに、カタパルト６０がパラシュート収容器２０の外部に放出されることはない。

さらに、カタパルト６０は、鍔部６４を有しているので、パラシュート１０をパラシュート収容器２０の底部２２の側から支持する面を稼ぐことができる。これにより、パラシュート１０の放出を効果的に補助することができる。また、この鍔部６４は、射出部４０及び飛翔体５０と、軸線Ｘ１の方向において重ならないようになっており、飛翔体５０の射出の妨げになることはない。

さらに、カタパルト６０の押出部材６１は、パラシュート収容器２０の底部２２に設けられた取付け部２２ａと切欠き６７において係合しているので、カタパルト６０の押出部材６１がピストン６８を中心に回転することが防がれている。これにより、押出部材６１が軸線Ｘ１の方向において射出部４０及び飛翔体５０と重なって、ガス発生の際にカタパルト６０と飛翔体５０とが互いに互いの動きを妨害することを防ぐことができる。

さらに、ピストン６８は、球状端部６８２を有しているので、ガス発生室ＧＳ内のガスがピストン６８を持ち上げるように球状端部６８２に効果的に作用することができる。

さらに、ガス発生装置３０の固定プレート３２には斜面をもった凹部３２２が設けられており、この凹部３２２にピストン６８の球状端部６８２が収容されているので、発生したガスが斜面に沿ってピストン６８の球状端部６８２に作用しやすくなっている。

さらに、ハウジング３１の案内孔３１７にはＯリング３１８が設けられているので、ガス発生室ＧＳ内のガスが案内孔３１７を通じて外部に漏れ出ることを防ぎ、ガス発生室ＧＳ内のガスは、ピストン６８に効果的に作用する。

さらに、ピストン６８は、ピン３１９ｐによりハウジング３１に対して係止されているので、例えば、飛行装置１００の急降下によりピストン６８が押出部材６１を押し上げるように移動することを防ぐことができる。

＜その他＞
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態において、押出部材６１は、複数の周壁部６２を有していたが、周方向に一体に形成された一の周壁部６２を有していてもよい。

例えば、上記の実施の形態において、パラシュート１０の射出装置２は、射出部４０及び飛翔体５０を有していたが、パラシュート収容器２０と、ガス発生装置３０と、カタパルト６０と、射出制御部７０と、を含むだけでもよい。この射出装置によっても、ガス発生装置３０から発生したガスの圧力により、ピストン６８が上昇し押出部材６１を持ち上げることができる。これにより、パラシュート１０の傘体１１をパラシュート収容器２０から押し出すので、傘体１１をより迅速にパラシュート収容器２０から放出することができる。

１…パラシュート装置、２…射出装置、１０…パラシュート、１１…傘体（キャノピー）、１２…吊索、１３…連結索、２０…パラシュート収容器（収容部）、２１…周面部、２２…底部、２２ａ…取付け部（係合部材）、２３…開口部、２６…蓋、３０…ガス発生装置、３１…ハウジング、３１１…周壁部、３１２…天井壁部、３１３…連結口、３１４…案内部、３１５…案内孔、３１６…環状凸部、３１７…案内孔、３１８…Ｏリング、３１９…貫通孔、３１９ｐ…ピン（棒状の係止部材）、３２…固定プレート、３２１…凸部、３２２…凹部、３３…ガス発生剤、３４…点火薬、３５…封止部材、３６…シール部材、４０…射出部、４１…保持体、４１０…基端側の端部，４１１…先端側の端部、４２…ガス導入管路、５０…飛翔体、５１…ピン（シアピン）、６０…カタパルト、６１…押出部材、６２，６２ａ，６２ｂ…周壁部、６３…天井壁部、６４…鍔部、６５…スリット、６６…凹部、６７…切欠き、６８…ピストン（棒状部材）、６８１…一方の端部、６８２…球状端部（他端）、６８３…鍔部、７０…射出制御部、１００…飛行装置、１１０…機体ユニット、１１１…電源部、１１１ａ…バッテリ、１１１ｂ…電源回路、１１２…センサ部、１１２ａ…角速度センサ、１１２ｂ…加速度センサ、１１２ｃ…磁気センサ、１１２ｄ…角度算出部、１１３…モータ駆動部、１１４…飛行制御部、１１５…異常検出部、１１６…落下制御部、１１７…通信部、１１８…記憶部、１１８ａ…残容量閾値、１１８ｂ…傾き閾値、１２０…推力発生部、１２５…プロペラ、１２６…モータ、１２７…ハウジング、１３０…報知装置、１４０…アーム部、１８０…外部装置

Claims (11)

1. パラシュートと、
   一端が開口し他端に底部を有する前記パラシュートを収容する筒状の収容部と、
   前記収容部の底部に取り付けられてガスを発生するガス発生装置と、
   前記収容部の周面部に配置されていてかつ前記パラシュートに連結された少なくとも１つの飛翔体と、
   前記収容部の周面部に配置されていてかつ前記ガス発生装置に連結されており、前記ガス発生装置からのガスにより前記飛翔体を射出可能に保持した射出部と、
   前記ガス発生装置からのガスにより前記パラシュートを前記底部の側から前記収容部の開口部に向かって押し出すように、前記ガス発生装置に対して摺動可能に取り付けられたカタパルトと、
   を備えることを特徴とするパラシュート装置。
2. 前記カタパルトは、
   一端が開口し他端に壁部を有し、前記ガス発生装置を収容するように該ガス発生装置に被されている筒状の押出部材と、
   一端が前記押出部材の前記壁部に固定されていて、前記ガス発生装置内から抜出し不能に前記ガス発生装置と他端側で係合可能に形成された棒状部材と、
   を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のパラシュート装置。
3. 前記押出部材は、開口の側の縁から外側に延出し、摺動方向において前記射出部と重ならないように設けられた少なくとも１つの鍔部を有することを特徴とする請求項２に記載のパラシュート装置。
4. 前記収容部は、該収容部に対する前記押出部材の相対的な回転を防ぐように前記鍔部と係合する係合部材を有することを特徴とする請求項３に記載のパラシュート装置。
5. 前記棒状部材は、他端において丸味を帯びて形成されていることを特徴とする請求項２から４までのいずれか一項に記載のパラシュート装置。
6. 前記収容部の前記底部には、傾斜面をもって凹に形成された凹部を有し、前記棒状部材の他端は、前記凹部に収容されていることを特徴とする請求項２から５までのいずれか一項に記載のパラシュート装置。
7. 前記ガス発生装置は、前記棒状部材を摺動可能に案内する案内孔を有し、該案内孔の内周面にＯリングが設けられていることを特徴とする請求項２から６までのいずれか一項に記載のパラシュート装置。
8. 前記ガス発生装置は、前記案内孔の縁に沿って前記収容部の前記開口部の側に立設した環状凸部を有し、
   前記棒状部材の延在方向と交差する方向に前記環状凸部及び前記棒状部材を径方向に貫通し、前記棒状部材の摺動により破断する係止部材が設けられている
   ことを特徴とする請求項７に記載のパラシュート装置。
9. パラシュートに連結可能な飛翔体と、
   一端が開口し他端に底部を有し前記パラシュートを収容する筒状の収容部と、
   前記収容部の前記底部に取り付けられてガスを発生するガス発生装置と、
   前記収容部の周面部に配置されていてかつ前記ガス発生装置に連結されており、前記ガス発生装置からのガスにより前記飛翔体を射出可能に保持した射出部と、
   前記ガス発生装置からのガスにより前記パラシュートを前記底部の側から前記収容部の開口部に向かって押し出すように、前記ガス発生装置に対して摺動可能に取り付けられたカタパルトと、
   を備えることを特徴とするパラシュートを射出する射出装置。
10. 一端が開口し他端に底部を有しパラシュートを収容する筒状の収容部と、
    前記収容部の前記底部に取り付けられてガスを発生するガス発生装置と、
    前記ガス発生装置からのガスにより前記パラシュートを前記底部の側から前記収容部の開口部に向かって押し出すように、前記ガス発生装置に対して摺動可能に取り付けられたカタパルトと、
    を備え、
    前記カタパルトは、
    一端が開口し他端に壁部を有し、前記ガス発生装置を収容するように該ガス発生装置に被されている筒状の押出部材と、
    一端が前記押出部材の前記壁部に固定されていて、前記ガス発生装置内から抜出し不能に前記ガス発生装置と他端側で係合可能に形成された棒状部材と、
    を有し、
    前記押出部材は、開口の側の縁から外側に延出した少なくとも１つの鍔部を有し、
    前記ガス発生装置には前記棒状部材を摺動可能に案内する案内孔が設けられている
    ことを特徴とするパラシュートを射出する射出装置。
11. 機体ユニットと、
    前記機体ユニットに接続され、推力を発生する推力発生部と、
    前記推力発生部を制御する飛行制御部と、
    飛行時の異常を検出する異常検出部と、
    請求項１から８までのいずれか一項に記載のパラシュート装置と、
    前記異常検出部による異常の検出に応じて、前記飛翔体を射出させる落下制御部と、を備える
    ことを特徴とする飛行装置。

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