JP2023023283A - 安全装置、および、安全装置を備えた飛行体 - Google Patents

Abstract

【課題】従来と比べて、部品点数を少なくして、軽量化および製造作業の簡易化がされた安全装置、および、当該安全装置を備えた飛行体を提供する。
【解決手段】安全装置１００は、収容器１と、収容器１内の下部側に設けられた射出装置２０と、収容器１内の上部側において、射出装置２０に支持されている被展開体３０と、を備えている。収容器１は、上部側容器１０と、下部側容器１１と、留め具１２と、を備えている。上部側容器１０は、下部側容器１１に留め具１２を介して固定される容器であって、脆弱部１６を備えている。脆弱部１６は、射出装置２０の作動により移動した被展開体３０によって破断した後に、被展開体３０が射出される射出用開口部を形成するものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、パラシュート又はパラグライダー等の射出物を射出する安全装置、および、当該安全装置を備えた飛行体に関する。

近年、自律制御技術および飛行制御技術の発展に伴って、例えばドローンと呼ばれる複数の回転翼を備えた飛行体の産業上における利用が加速しつつある。ドローンは、例えば複数の回転翼を同時にバランスよく回転させることによって飛行し、上昇および下降は回転翼の回転数の増減によって行い、前進および後進は回転翼の回転数の増減を介して機体を傾けることによって成し得る。このような飛行体は今後世界的に拡大することが見込まれている。

一方で、上記のような飛行体の落下事故のリスクが危険視されており、飛行体の普及の妨げとなっている。こうした落下事故のリスクを低減するために、安全装置として飛行体用パラシュート装置が製品化されつつある。

たとえば、上記パラシュート安全装置の一例として、下記特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に開示されたパラシュート安全装置は、収容器（ハウジング）内の非膨張状態の管状部材（射出装置の一部）が膨張展開することによって、収容器の上部に配置された蓋を押し上げて収容器上部を開放した後、管状部材の先端部付近に紐状部材を介して設けられたパラシュートを射出するものである。

米国特許第９８８９９４１号明細書

特許文献１の安全装置においては、蓋部がヒンジなどによって収容器の本体に接続されているため、比較的、部品点数が多くなっているが、近年では、部品点数削減による軽量化および製造作業の簡易化が求められている。

そこで、本発明は、従来と比べて、部品点数を少なくして、軽量化および製造作業の簡易化がされた安全装置、および、当該安全装置を備えた飛行体を提供することを目的とする。

（１） 本発明に係る安全装置は、収容器と、前記収容器に収納されている被展開体と、前記収容器に前記被展開体を支持した状態で収納され、作動時に前記被展開体を前記収容器から射出する射出装置と、を備え、前記収容器には、前記射出装置の作動により移動した前記被展開体によって破断した後に前記被展開体が射出される射出用開口部を形成する脆弱部が、前記収容器の周囲に沿って設けられていることを特徴とする。

（２） 上記（１）の安全装置において、前記被展開体は、前記収容器に連結部材を介して連結されていることが好ましい。

（３） 上記（１）または（２）の安全装置において、前記射出装置は、火薬の燃焼によって発生したガス圧または／および圧縮ガスの流入によって膨張するエアバッグ装置、もしくは、バネの付勢力または火薬の燃焼によって発生したガス圧によって駆動するアクチュエータであることが好ましい。

（４） 上記（１）～（３）の安全装置において、前記収容器には、さらに、前記脆弱部よりも前記射出装置側において前記収容器の周囲に沿って設けられ、前記被展開体及び前記射出装置を出し入れ可能に開閉自在な出し入れ用開口部と、前記出し入れ用開口部に取り付けられ、前記出し入れ用開口部を封鎖自在な留め具と、を備えていることが好ましい。

（５） 本発明に係る飛行体は、機体と、前記機体に結合される上記（１）～（４）のいずれかの安全装置と、前記機体に結合され、前記機体を推進させる推進機構と、を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、従来と比べて、部品点数を少なくして、製造作業の簡易化および軽量化がされた安全装置、および、当該安全装置を備えた飛行体を提供することができる。また、本発明によれば、収容器への部品の収容性を高めることも可能である。

本発明の実施形態に係る安全装置を示す外観斜視図である。 図１の安全装置の初期状態を示す図であって、一部を断面で示したものである。 図１の安全装置の動作途中を示す図であって、一部を断面で示したものである。 図１の安全装置の動作後を示す斜視図である。 図１の安全装置が適用される飛行体を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係る安全装置および飛行体について、図１～図５を参照しながら説明する。

図１および図２に示すように、安全装置１００は、収容器１と、収容器１内の下部側に設けられた射出装置２０と、収容器１内の上部側において、射出装置２０に支持されている被展開体３０と、を備えている。

収容器１は、上部側容器１０と、下部側容器１１と、留め具１２と、を備えている。

上部側容器１０は、下部側容器１１に留め具１２を介して取り外し可能に固定される容器であって、上部側容器１０の周囲に沿ってほぼ１周分（一部は脆弱部がない）に形成された脆弱部１６を備えている。また、上部側容器１０は、帆布など比較的強度の高い布でもよいし、樹脂製でもよい。

脆弱部１６は、射出装置２０の作動により移動した被展開体３０によって破断した後に、被展開体３０が射出される射出用開口部１７（図３および図４参照）を形成するものである。たとえば、射出用開口部１７となる部分を糸によって縫製しておき、作動時に射出装置２０が被展開体３０を押し上げる力によって、当該糸が破断するようになっている。ここで、一変形例として、脆弱部１６は、複数の穴が形成されてなるミシン目状のものであってもよい。作動時に隣り合う穴の間の部分が破断するように形成することで、上述の縫製による脆弱部１６と同様の効果を奏することができる。

下部側容器１１は、上部側容器１０に留め具１２を介して取り外し可能に固定される容器であって、射出装置２０を底部で支持する有底筒状の容器である。また、下部側容器１１は、帆布など比較的強度の高い布でもよいし、樹脂製でもよい。

留め具１２は、エレメント（務歯）部１３と、スライダー部１４と、引き手部１５と、を備え、収容器１の周囲全体に渡って上部側容器１０と下部側容器１１との間における射出装置２０及び被展開体３０の出し入れ用の開口部を封鎖したり、解放したりすることができるファスナー式留め具である。なお、図１および図２の状態においては、留め具１２によって射出装置２０及び被展開体３０の出し入れ用の開口部が封鎖されている状態が示されている。また、図示しないが、留め具１２によって射出装置２０及び被展開体３０の出し入れ用の開口部が解放された場合（後述のエレメント部１３の務歯頭部がはずれた状態になった場合）には、射出装置２０及び被展開体３０を容易に取り出したり、取り付けたりすることができる。なお、留め具１２が射出装置２０及び被展開体３０の出し入れ用の開口部を封鎖している状態となっている場合において、安全装置１００が動作しても、留め具１２は封鎖状態を保持することができるようになっている。

エレメント（務歯）部１３は、上部側容器１０および下部側容器１１の留め具１２側の端部のそれぞれに収容器１の周囲に沿って設けられた各テープ（図示せず）に、複数の凹凸の突起物（噛合わせる歯）が縫いつけられてなるものである。この突起物のうち、噛み合う部分を務歯頭部（図示せず）という。ここで、テープは、比較的強度の高いものであれば、どのような材料のものであってもよいが、たとえば、糸を編み込んで強度を高くした布製のものなどが用いられる。

スライダー部１４は、エレメント（務歯）部１３の務歯頭部をつなぎ合わせたり、はずしたりする可動部のことである。たとえば、スライダー部１４の内部はY型のトンネルとなっており、このトンネルをエレメント部１３が通るときにエレメント（務歯）部１３の務歯頭部同士を噛み合せてつないだり、離してはずしたりすることができる。

引き手部１５は、スライダー部１４を動かしやすくするために、スライダー部１４に設けられているものである。

射出装置２０は、エアバッグ２１と、ガス発生器２２とを備えている。エアバッグ２１は、初期状態で折り畳まれて収容器１内に収納されている。また、ガス発生器２２は、作動後に発生したガスをエアバッグ２１内に流入させ、エアバッグ２１を膨張展開させるものである。ここで、一変形例として、エアバッグ２１の代わりに、バネの付勢力または火薬の燃焼によって発生したガス圧によって駆動するアクチュエータを用いてもよい。

ガス発生器２２は、点火器のみ用いても良いし、点火器およびガス発生剤を備えたガス発生器を用いても良い。また、火薬式の点火器により小型のガスボンベにおける封板を開裂させ、内部のガスを外部へと排出するハイブリッド型、高圧ガスを耐圧容器に充填したストアード型のガス発生器を用いてもよい。この場合、ガスボンベ内の加圧ガスとしては、アルゴン、ヘリウム、窒素、二酸化炭素などの不燃性のガスあるいはこれらの混合物を用いることができる。また、加圧ガスが放出される際に確実にピストンを推進させるために、ガス発生剤組成物またはテルミット組成物等からなる発熱体をガス発生器に具備させてもよい。

被展開体３０はパラシュート又はパラグライダーであって、図１および図２のような初期状態においては、折り畳まれて収容器１内に配置されている。また、被展開体３０は、収容器１に連結部材４０を介して連結されており、射出装置２０には連結されていない。

上記構成の安全装置１００を適用可能な飛行体５０は、図５に示したように、機体５１と、当該機体５１に結合される安全装置１００と、機体５１に結合され、当該機体５１を推進させる１つ以上の推進機構（たとえばプロペラ等）５２と、機体５１の下部に設けられた複数の脚部５３と、を備えている。

以上のような構成において、安全装置１００が搭載されるたとえば飛行体５０が落下する際にガス発生器２２が作動すると、当該作動により発生するガスの圧力によってエアバッグ２１を膨張展開させる。これにより、図３に示したように、膨張したエアバッグ２１が被展開体３０を収容器１の上部方向に押し出され、脆弱部１６が破断して射出用開口部１７が形成され、被展開体３０が収容器１から上方外部に射出される。その後、図４に示したように、射出用開口部１７が形成された状態ではあるが、上部側容器１０と下部側容器１１との一部が接続されたままの状態で、射出された被展開体３０が展開する。その結果として、図５に示した飛行体５０において、安全装置１００が作動した場合は、被展開体３０が連結部材４０（安全装置１００）を介して飛行体５０を吊り下げた状態で、降下速度を落として安全に落下させることができる。

以上のように、本実施形態によれば、収容器１に脆弱部１６を設けたことで、従来と比べて、部品点数を少なくし、軽量化および製造作業の簡易化がされた安全装置１００を得ることができる。

さらに、留め具１２を設けることによって、収容器１の内部の射出装置２０及び被展開体３０を容易に入れ替えることができる。したがって、収容器１への部品（射出装置２０及び被展開体３０など）の収容性および収納作業性を従来よりも高めることが可能である。

また、留め具１２を設けることによって、射出装置２０及び被展開体３０を入れ替えるだけで、収容器１を複数回以上繰り返して使用することができる。また、仮に、安全装置１００が作動したとしても、下部側容器１１を複数回以上繰り返して使用することができる。

また、被展開体３０は、収容器１に連結部材４０を介して連結されているので、射出装置２０に負担をかけることがない。すなわち、射出装置２０のエアバッグ２１が連結部材４０に引っ張られるようなことがないので、強度をより強化した素材からなるエアバッグを用いなくてもよい。

また、上述のような構成の安全装置１００を備えた飛行体５０を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記実施形態では、ファスナー式留め具を用いたが、これに限られず、上部側容器１０と下部側容器１１との間における射出装置２０及び被展開体３０の出し入れ用の開口部を封鎖したり、解放したりすることができ、作動時において解放されないようなものであれば、どのようなものであってもよい。たとえば、作動時において解放されないが、作業者の作業によってボタンで封鎖・解放が自在なボタン式留め具を用いてもよい。

また、上記実施形態では、収容器１を円筒状に形成したが、これに限定されるものではなく、たとえば四角筒のような他の形状に形成してもよい。

また、上記各実施形態において、射出物としてパラシュート又はパラグライダーを採用する場合、当該パラシュート又はパラグライダーがパッキングされていてもよい。なお、当該パッキングは作動時に破れるまたは剥がれるように構成されている。

さらに、上記各実施形態では、射出物として、パラシュート又はパラグライダーを挙げたが、これに限らず、揚力発生部材を含むものを射出物として射出してもよい。揚力発生部材としては、たとえば、パラフォイル、ロガロ型パラシュート、シングルサーフェース型パラシュート、飛行機の翼、プロペラ、バルーン等が挙げられる。また、揚力発生部材がコントロールラインを有する場合、安全装置は、コントロールラインを利用して、射出した揚力発生部材の傾斜角度の変更などを行うことができる操舵機構を備えておくことが望ましい。この操舵機構は、たとえば、揚力発生部材に連結された複数のコントロールラインをそれぞれ巻き取る複数のリールと、これらのリールの動力となるモータと、を備えたものであり、モータの駆動により、コントロールラインを巻き取ったり、出したりすることで、適宜、揚力発生部材を引っ張ったり、引っ張りを緩めたりすることができる。

また、パラシュート又はパラグライダーの代わりに、ネット（網）を射出することが可能な安全装置を備えた飛行体としてもよい。これにより、タイミングを合わせて、フックまたは突起物などに向けてネットを射出すれば、当該フックまたは突起物に飛行体を引っ掛けることができる。その結果として、飛行体が地面へ落下衝突することを防止できる。

また、射出装置によって、収縮させたまたは折り畳んだ浮き輪（フロート）を駆動機構（ガス発生器などを含む膨張装置など）とともに射出し、駆動機構によって当該浮き輪を膨張展開させることが可能な安全装置を備えた飛行体としてもよい。これにより、飛行体が水没することを防止できるととともに、飛行体が墜落した際の回収場所の目印とすることができる。

また、射出装置によって、収縮させたまたは折り畳んだ浮き輪（フロート）およびパラシュートを駆動機構（ガス発生器などを含む膨張装置など）とともに射出し、駆動機構によって当該浮き輪およびパラシュートを展開させることが可能な安全装置を備えた飛行体であってもよい。これにより、飛行体の墜落時の落下速度を低減させるととともに、飛行体が水没することを防止でき、さらに飛行体が墜落した際の回収場所の目印とすることができる。

また、射出装置によってパラシュートを駆動機構（駆動部を備えた切断装置など）とともに射出し、当該パラシュートが展開した後に、駆動機構によって当該パラシュートと飛行体とを連結している複数の連結部材のうち一部を切断し、飛行体の機体の重心をずらして横向きにして落下させ、その後、飛行体の落下側の側面に設けられているエアバッグ装置を用いて地面などへの衝突の衝撃を緩和することが可能な安全装置を備えた飛行体としてもよい。

また、射出装置によって、いわゆるパラモーターを駆動機構（電源などの駆動部を含む）とともに射出し、パラシュートまたはパラグライダーが完全に展開した後に、駆動機構によってモータを駆動させてプロペラを回転させることが可能な安全装置を備えた飛行体としてもよい。これにより、パラシュートまたはパラグライダーがプロペラに絡まることがない。なお、パラモーターとは、パラシュートまたはパラグライダーのハーネス部分に動力（モーターによるプロペラ回転機など）を設けて、推力を得て飛行可能なものである。

また、射出装置によって音声発生装置を駆動機構（電源などの駆動部を含む）とともに射出し、駆動機構によって飛行体の墜落時に当該音声発生装置を作動させ、周囲に危険を報知することが可能な安全装置を備えた飛行体としてもよい。

また、射出装置によって照明装置（フラッシュライトなど）を駆動機構（電源などの駆動部を含む）とともに射出し、駆動機構によって飛行体の墜落時に当該照明装置を作動させ、周囲に危険を報知することが可能な安全装置を備えた飛行体としてもよい。

また、射出装置によって消火器を駆動機構（電源などの駆動部を含む）とともに射出し、駆動機構によって飛行体の墜落時に当該消火器を作動させて、飛行体の機体および周囲に消火剤を噴霧可能な安全装置を備えた飛行体としてもよい。

また、射出装置によって、予め射出可能に搭載しておいたパラシュート付き搭載物（たとえば高価な装置類）を駆動機構とともに射出し、駆動機構によって当該パラシュート付き搭載物のパラシュートを展開させる安全装置を備えた飛行体としてもよい。これにより、当該パラシュート付き搭載物を重点的に保護することができる。

また、射出装置によって、予め射出可能に搭載しておいたエアバッグ装置付き搭載物（たとえば高価な装置類）を駆動機構（ガス発生器などを含む膨張装置など）とともに射出し、駆動機構によって当該エアバッグ装置付き搭載物のエアバッグを膨張展開させる安全装置を備えた飛行体としてもよい。これにより、当該エアバッグ装置付き搭載物を重点的に保護することができる。

また、射出装置によって救難信号送信装置を駆動機構（電源などの駆動部を含む）とともに射出し、駆動機構によって飛行体の墜落時に当該救難信号送信装置を作動させて、救難信号を外部に送信することが可能な安全装置を備えた飛行体としてもよい。これにより、飛行体が墜落した場合、墜落地点を特定することができる。

また、射出装置によってパラシュート付きブラックボックス（フライトレコーダーなど）を駆動機構（ガス発生器などを含む膨張装置など）とともに射出し、駆動機構によって飛行体の墜落時に当該パラシュート付きブラックボックスのパラシュートを展開させる安全装置を備えた飛行体としてもよい。これにより、当該パラシュート付きブラックボックスを重点的に保護することができる。その結果として、飛行データを保護することができる。

１ 収容器
１０ 上部側容器
１１ 下部側容器
１２ 留め具
１３ エレメント部
１４ スライダー部
１５ 引き手部
１６ 脆弱部
１７ 射出用開口部
２０ 射出装置
２１ エアバッグ
２２ ガス発生器
３０ 被展開体
４０ 連結部材
５０ 飛行体
５１ 機体
５２ 推進機構
５３ 脚部
１００ 安全装置

Claims (5)

1. 収容器と、
   前記収容器に収納されている被展開体と、
   前記収容器に前記被展開体を支持した状態で収納され、作動時に前記被展開体を前記収容器から射出する射出装置と、
   を備え、
   前記収容器には、前記射出装置の作動により移動した前記被展開体によって破断した後に前記被展開体が射出される射出用開口部を形成する脆弱部が、前記収容器の周囲に沿って設けられていることを特徴とする安全装置。
2. 前記被展開体は、前記収容器に連結部材を介して連結されていることを特徴とする請求項１に記載の安全装置。
3. 前記射出装置は、火薬の燃焼によって発生したガス圧または／および圧縮ガスの流入によって膨張するエアバッグ装置、もしくは、バネの付勢力または火薬の燃焼によって発生したガス圧によって駆動するアクチュエータであることを特徴とする請求項１または２に記載の安全装置。
4. 前記収容器は、さらに、
   前記脆弱部よりも前記射出装置側において前記収容器の周囲に沿って設けられ、前記被展開体及び前記射出装置を出し入れ可能に開閉自在な出し入れ用開口部と、
   前記出し入れ用開口部に取り付けられ、前記出し入れ用開口部を封鎖自在な留め具と、
   を備えていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の安全装置。
5. 機体と、
   前記機体に結合される請求項１～４のいずれか１項に記載の安全装置と、
   前記機体に結合され、前記機体を推進させる推進機構と、
   を備えることを特徴とする飛行体。
   
   

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