JP2023177634A - 飛行体用安全装置および飛行体 - Google Patents

Abstract

【課題】被展開体を確実に展開可能な飛行体用安全装置を提供する。【解決手段】飛行体用安全装置１は、推進機構を含む飛行体に取付けが可能であり、収容空間１０ａが設けられたハウジングと、被展開体６０と、第１連結部材と、射出装置３０と、第２連結部材とを備える。ハウジングは、筒状部１３が設けられた天板部１１を含む上側ハウジング１０と、底板部２１を含む下側ハウジング２０とを有する。第１連結部材は、上側ハウジング１０と被展開体６０とに接続される。第２連結部材は、射出装置３０、下側ハウジング２０および飛行体のいずれかと、被展開体６０とに接続される。射出装置３０が筒状部１３の内側に位置する内側収容空間１０ａ２に収容されることにより、射出装置３０による上側ハウジング１０の射出方向は、筒状部１３によって規定される。【選択図】図４

Description

本発明は、飛行体に取付けられる飛行体用安全装置、および、これが取付けられた飛行体に関する。

従来、飛行体として、旅客機等の有人航空機や、ドローン等の無人航空機が知られている。特に近年、自律制御技術や飛行制御技術の発展に伴い、ドローン等の無人航空機の産業上の利用が加速しつつある。

ドローンは、複数の回転翼を備えており、これら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する。その際、上昇および下降は、複数の回転翼の回転数を一律に増減させることによって行なわれ、前進および後退や右旋回および左旋回は、複数の回転翼の各々の回転数を個別に増減させることで機体を傾けることによって行なわれる。このような無人航空機の利用は、今後世界的に拡大することが見込まれている。

しかしながら、無人航空機は、落下事故のリスクが比較的高く、これが無人航空機の普及の妨げとなっている。そのため、落下事故のリスクを低減すべく、無人航空機等に取付けが可能な飛行体用安全装置の開発が進められている。このような飛行体用安全装置は、無人航空機等が落下する際に、パラシュートを展開させることで無人航空機等の落下速度を低減させることにより、無人航空機等の着地時における衝撃を緩和するものである。

上述した機能を備えた飛行体用安全装置として、たとえば特開２０２１－１３８３５５号公報（特許文献１）には、ガス発生器が作動することで発生したガスの圧力によってピストン部材が上方に推進され、当該ピストン部材に接続された押し上げ部材によって被展開体である射出物としてのパラシュートが上方に射出されるものが開示されている。

特開２０２１－１３８３５５号公報

ここで、飛行体用安全装置は、射出された被展開体を確実に展開させるため、被展開体の射出方向が高度に制御されたものであることが望まれている。

したがって、本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、被展開体を確実に展開可能な飛行体用安全装置、および、これが取付けられた飛行体を提供することを目的とする。

本発明に基づく飛行体用安全装置は、推進機構を備えた飛行体に取付けが可能なものであって、ハウジングと、被展開体と、第１連結部材と、射出装置と、第２連結部材とを備えている。上記ハウジングは、天板部を少なくとも含む上側ハウジング、および、底板部を少なくとも含む下側ハウジングを有しており、内部に収容空間が設けられている。上記被展開体は、上記収容空間に収容されている。上記第１連結部材は、上記被展開体に一端が接続されており、上記上側ハウジングに他端が接続されている。上記射出装置は、上記底板部に組付けられており、上記上側ハウジングおよび上記被展開体を上記底板部から遠ざける方向に向けて射出するものである。上記第２連結部材は、上記射出装置、上記下側ハウジングおよび飛行体のうちの少なくともいずれかに一端が接続されており、上記被展開体に他端が接続されている。上記天板部は、当該天板部から見て上記底板部側に向けて突出する筒状部を含んでいる。上記被展開体は、上記収容空間のうちの上記筒状部の外側に位置する外側収容空間に収容される。上記射出装置の少なくとも一部が上記収容空間のうちの上記筒状部の内側に位置する内側収容空間に収容されることにより、上記射出装置による上記上側ハウジングの射出方向は、上記筒状部によって規定される。

本発明に基づく飛行体は、機体と、上記機体に設けられるとともに上記機体を推進させる推進機構と、上記機体に取付けられた、上述した本発明に基づく飛行体用安全装置とを備えている。

本発明によれば、被展開体を確実に展開可能な飛行体用安全装置、および、これが取付けられた飛行体を提供することが可能になる。

実施の形態に係る飛行体およびこれに具備された飛行体用安全装置の概略図である。 図１に示す飛行体用安全装置を正面右上方から見た斜視図である。 図１に示す飛行体用安全装置を正面右下方から見た斜視図である。 図２に示す飛行体用安全装置の模式断面図である。 図４に示す第２部材の近傍を拡大した模式断面図である。 図２に示す上側ハウジングを正面右下方から見た斜視図である。 図２に示す下側ハウジングおよび第２部材を正面右上方から見た斜視図である。 図２に示す上側ハウジングおよび下側ハウジングの嵌合部の拡大斜視図である。 図１に示す飛行体用安全装置の動作を説明するための模式図である。 図１に示す飛行体用安全装置の動作を説明するための模式図である。 図１に示す飛行体用安全装置の動作を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態は、飛行体としてのドローンおよびこれに取付けられる飛行体用安全装置に本発明を適用した場合を例示するものである。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態）
＜Ａ．飛行体の構成＞
図１は、実施の形態に係る飛行体およびこれに具備された飛行体用安全装置の概略図である。まず、この図１を参照して、本実施の形態に係る飛行体１００の構成について説明する。

図１に示すように、飛行体１００は、機体１１１と、機体１１１を推進させる４つの推進機構１１２と、機体１１１の下部に設けられた２つの脚部１１３と、飛行体１００の異常を検知する異常検知装置（不図示）と、機体１１１の上部に取付けられた飛行体用安全装置１とを備えている。４つの推進機構１１２は、たとえばプロペラであり、図１においては、このうちの２つの推進機構１１２が現われている。これら４つの推進機構１１２は、飛行体１００を平面視した場合に互いに距離を隔てるように配置されている。異常検知装置は、機体１１１に設けられている。なお、推進機構１１２および脚部１１３の数や配置は、適宜変更が可能である。

飛行体用安全装置１は、ハウジングとしての上側ハウジング１０および下側ハウジング２０と、下側ハウジング２０に設けられた取付部４０とを有しており、当該取付部４０を介して機体１１１に取付けられている。ここで、飛行体用安全装置１は、これが具備する後述するパラシュート等の被展開体６０（図４等参照）が射出される際において、その射出が阻害されることがないように、上述した４つの推進機構から干渉を受けない位置に設けられていることが好ましい。

＜Ｂ．飛行体用安全装置の概略的な構成および動作＞
図２および図３は、それぞれ図１に示す飛行体用安全装置を正面右上方および正面右下方から見た斜視図であり、図４は、図２中に示すＩＶ－ＩＶ線に沿った模式断面図である。次に、これら図２ないし図４を参照して、本実施の形態に係る飛行体用安全装置１の概略的な構成および動作について説明する。なお、図４においては、後述する第１連結部材７０および第２連結部材８０の図示が省略されている。

図２ないし図４に示すように、飛行体用安全装置１は、上述したように、上側ハウジング１０および下側ハウジング２０からなる箱状のハウジングを有しており、ハウジングの内部には、収容空間１０ａが設けられている。図４に示すように、この収容空間１０ａには、後において詳述する射出装置３０の一部と、被展開体６０とが主として収容されている。

飛行体１００に設けられた異常検知装置が飛行体１００の飛行中に何らかの異常を検知した際には、まず、射出装置３０が作動することにより、上側ハウジング１０が空中に射出される（図１０参照）。射出された上側ハウジング１０は、第１連結部材７０を介して被展開体６０を外部に引き出す。これにより、被展開体６０が展開される（図１１参照）。

展開された被展開体６０は、揚力および浮力の少なくともいずれかを発生させることになり、これらの力が、第２連結部材８０等を介して機体１１１に印加される。その結果、機体１１１の落下速度が低減されることになるため、機体１１１の着地時における衝撃を緩和することが可能になる。

＜Ｃ．飛行体用安全装置の詳細な構成＞
図５は、図４に示す第２部材の近傍を拡大した模式断面図である。図６は、図２に示す上側ハウジングを正面右下方から見た斜視図であり、図７は、図２に示す下側ハウジングおよび第２部材を正面右上方から見た斜視図である。図８は、図２に示す上側ハウジングおよび下側ハウジングの嵌合部の拡大斜視図である。次に、これら図５ないし図８および前述の図２ないし図４を参照して、本実施の形態に係る飛行体用安全装置１の詳細な構成について説明する。なお、図５においては、被展開体６０の図示が省略されている。

＜Ｃ－１．ハウジング＞
図２ないし図５に示すように、飛行体用安全装置１のハウジングは、上述した上側ハウジング１０の射出方向を軸方向とした場合に、当該軸方向の一端および他端が閉塞された短尺略円柱状の外形を有している。ハウジングの内部に設けられた収容空間１０ａには、上述したように射出装置３０の一部と被展開体６０とが収容されており、ハウジングの底面には、取付部４０が設けられている。

上側ハウジング１０および下側ハウジング２０は、それぞれが有底略円筒状に形成されており、これらの開口部同士が向き合った状態で上側ハウジング１０および下側ハウジング２０が相対的に近づく方向に向けて移動させられることでこれらが相互に組付けられることにより、ハウジングが構成されることになる。ここで、上側ハウジング１０および下側ハウジング２０の各々は、軽量な部材にて構成されることが好ましく、たとえば樹脂部材等によって構成される。

図２、図４および図６に示すように、上側ハウジング１０は、天板部１１と、当該天板部１１の周縁から立設された筒状の周壁部１２とを含んでいる。天板部１１は、当該天板部１１から見て底板部２１側に向けて突出する筒状部１３を含んでいる。筒状部１３は、天板部１１の略中央部に設けられている。筒状部１３の内径は、特にこれが制限されるものではないが、たとえば２８．５ｍｍ以上４３．５ｍｍ以下とされることが好ましい。

収容空間１０ａは、筒状部１３により、筒状部１３の外側に位置する外側収容空間１０ａ１と、筒状部１３の内側に位置する内側収容空間１０ａ２とに仕切られている。これにより、外側収容空間１０ａ１は、天板部１１、周壁部１２、底板部２１および筒状部１３によって規定されることになり、内側収容空間１０ａ２は、天板部１１および筒状部１３によって規定されることになる。

図６に示すように、周壁部１２の内周面のうちの、天板部１１側とは反対側の端部には、上側ハウジング１０および下側ハウジング２０を嵌合固定するための固定部の一部としての４つの爪部１２ａが設けられている。図６においては、このうちの３つの爪部１２ａが現われている。また、周壁部１２の内周面には、上側ハウジング１０と下側ハウジング２０とを組付ける方向である組付方向と交差する方向（すなわち、周壁部１２の周方向）において、上述した４つの爪部１２ａの各々を挟み込む４組の一対のガイド部１２ｂが設けられている。図６においては、このうちの３組の一対のガイド部１２ｂが現われている。

このように１つの爪部１２ａに対応して一対のガイド部１２ｂが設けられていることにより、飛行体用安全装置１の組立て作業の容易化が図られることになるが、その詳細については後述することとする。なお、爪部１２ａの数は、特にこれが４つに限定されるものではなく、適宜変更可能であり、これに応じて一対のガイド部１２ｂの数も適宜変更が可能である。

筒状部１３には、貫通孔からなる２つの接続部１３ａが設けられている。接続部１３ａは、第１連結部材７０の一端を筒状部１３に接続するための部位である。接続部１３ａは、筒状部１３のいずれの位置に設けられてもよいが、筒状部１３の軸方向における天板部１１側とは反対側の端部に設けられることが好ましい。このように構成すれば、後述する組立て作業の容易化が図られることになる。

図３ないし図５および図７に示すように、下側ハウジング２０は、底板部２１と、当該底板部２１の周縁から上方に向けて立設された環状壁部２２とを含んでいる。環状壁部２２には、上側ハウジング１０および下側ハウジング２０を嵌合固定するための固定部の一部としての４つの突出部２２ａが設けられている。これら４つの突出部２２ａは、いずれも上側ハウジング１０側に向けて突出しており、その各々には、上述した爪部１２ａを係止可能な孔部２２ａ１が設けられている。なお、突出部２２ａの数は、特にこれが４つに限定されるものではなく、爪部１２ａの数に対応するように適宜変更可能である。

底板部２１の略中央部には、開口部２１ａが設けられている。図４および図５に示すように、底板部２１には、開口部２１ａを閉塞するように射出装置３０が組付けられている。当該開口部２１ａは、上述した筒状部１３に対応した位置に設けられている。

＜Ｃ－２．射出装置の構成＞
図４および図５に示すように、射出装置３０は、点火器組立体３１と、点火器組立体３１に組付けられたシリンダ３２と、シリンダ３２の内部に配置されたピストン３３とを有している。射出装置３０は、上側ハウジング１０および後述する被展開体６０を底板部２１から遠ざける方向に向けて射出するためのものである。

より具体的には、射出装置３０は、点火器組立体３１が具備する点火器３１ｂが作動することによって発生するガスの圧力により、シリンダ３２の内部に配置されたピストン３３を上側ハウジング１０側に向けて移動させ、これにより上側ハウジング１０を押し上げて空中に射出するとともに、第１連結部材７０を介して上側ハウジング１０に接続された被展開体６０を、この射出した上側ハウジング１０によって引き出して空中に射出するものである。

図５に示すように、点火器組立体３１は、挿入部としてのベース部３１ａと、上述した点火器３１ｂと、シール部材３１ｃとを主として含んでいる。ベース部３１ａは、点火器組立体３１のベースを構成するものであり、当該ベース部３１ａに点火器３１ｂおよびシール部材３１ｃが組付けられることにより、点火器組立体３１が一体の部品として構成されている。

天板部１１側に位置するベース部３１ａの上面には、上側凹部３１ａ１が設けられており、底板部２１側に位置するベース部３１ａの下面には、下側凹部３１ａ２が設けられている。また、上側凹部３１ａ１の底部ならびに下側凹部３１ａ２の底部を構成する部分のベース部３１ａには、これら上側凹部３１ａ１および下側凹部３１ａ２に達するように貫通孔が設けられている。

下側凹部３１ａ２が設けられた側のベース部３１ａの端部には、底板部２１の外面に宛がわれたフランジ形状の第１宛がい部３１ａ３が設けられている。第１宛がい部３１ａ３は、底板部２１と取付部４０との間に位置している。

ベース部３１ａの上面には、上側凹部３１ａ１を取り囲むようにかしめ部３１ａ４が設けられている。かしめ部３１ａ４は、点火器３１ｂをベース部３１ａにかしめ固定するための部位である。

ここで、ベース部３１ａは、底板部２１よりも高い強度を有する部材にて構成されていることが好ましく、たとえばステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金等の金属製の部材にて構成される。

点火器３１ｂは、火炎を発生させるためのものであり、基部３１ｂ１と、点火部３１ｂ２と、一対の端子ピン３１ｂ３とを有している。基部３１ｂ１は、点火器３１ｂおよび一対の端子ピン３１ｂ３を保持する部位であり、またベース部３１ａに対して固定される部位でもある。点火部３１ｂ２は、その内部に、作動時において着火して燃焼することで火炎を発生する点火薬と、この点火薬を着火させるための抵抗体（ブリッジワイヤ）とを含んでいる。一対の端子ピン３１ｂ３は、点火薬を着火させるために点火部３１ｂ２に接続されている。

より具体的には、点火部３１ｂ２は、カップ状に形成されたスクイブカップと、当該スクイブカップの開口端を閉塞し、一対の端子ピン３１ｂ３が挿通されてこれを保持する塞栓とを含んでおり、スクイブカップ内に挿入された一対の端子ピン３１ｂ３の先端を連結するように上述した抵抗体が取付けられ、この抵抗体を取り囲むようにまたはこの抵抗体に近接するようにスクイブカップ内に点火薬が装填された構成を有している。

ここで、抵抗体としては一般にニクロム線等が利用され、点火薬としては一般にＺＰＰ（ジルコニウム・過塩素酸カリウム）、ＺＷＰＰ（ジルコニウム・タングステン・過塩素酸カリウム）、鉛トリシネート等が利用される。なお、上述したスクイブカップおよび塞栓は、一般に金属製またはプラスチック製である。また、必要な発生ガスの量に応じて、点火部３１ｂ２は、さらに伝火薬やガス発生剤等を含んでいてもよい。

飛行体１００に設けられた異常検知装置が飛行体１００の飛行中に異常を検知した際には、端子ピン３１ｂ３を介して抵抗体に所定量の電流が流れる。抵抗体に所定量の電流が流れることにより、抵抗体においてジュール熱が発生し、点火薬が燃焼を開始する。燃焼により生じた高温の火炎は、点火薬を収納しているスクイブカップを破裂させる。抵抗体に電流が流れてから点火器３１ｂが作動するまでの時間は、抵抗体にニクロム線を利用した場合に一般に２ミリ秒以下である。

点火器３１ｂは、ベース部３１ａの貫通孔に一対の端子ピン３１ｂ３が上方から挿入されるとともにベース部３１ａの上側凹部３１ａ１に基部３１ｂ１が収容されて当て留めされた状態において、上述したかしめ部３１ａ４が折り曲げられることにより、ベース部３１ａに固定されている。

ここで、ベース部３１ａと点火器３１ｂとの間には、Ｏリング等からなるシール部材３１ｃが介装されており、これによってベース部３１ａと点火器３１ｂとの間の隙間が閉塞されることで当該部分における気密性が確保されている。なお、点火器３１ｂの固定方法は、上述したかしめ部３１ａ４を用いた固定方法に限られず、他の固定方法を利用してもよい。

ベース部３１ａの下側凹部３１ａ２には、点火器３１ｂの一対の端子ピン３１ｂ３が露出して位置している。これにより、当該下側凹部３１ａ２および一対の端子ピン３１ｂ３によって雌型コネクタ部が構成されることになる。

当該雌型コネクタ部は、点火器３１ｂと上述した異常検知装置とを結線するためのハーネスの雄型コネクタ（不図示）を受け入れるための部位である。雌型コネクタ部は、ハウジングの外部に向けて露出しており、当該雌型コネクタ部に上述した雄型コネクタが挿し込まれることにより、ハーネスの芯線と端子ピン３１ｂ３との電気的導通が実現されることになる。

シリンダ３２は、略円筒状の形状を有しており、その底板部２１側の開口が点火器組立体３１によって閉塞されることとなるように、当該点火器組立体３１に組付けられている。

底板部２１側に位置するシリンダ３２の下面には、下側凹部３２ａが設けられている。下側凹部３２ａは、その先端に、ベース部３１ａの上側凹部３１ａ１を取り囲むように設けられたかしめ部３２ａ１を有している。かしめ部３２ａ１は、点火器組立体３１をシリンダ３２にかしめ固定するための部位である。

ピストン３３は、軸方向に沿って延びる中空部が設けられた略円柱状の外形を有しており、シリンダ３２の軸方向に沿って摺動可能となるように少なくともその一部がシリンダ３２の内部に配置されている。ピストン３３は、これを平面視した場合の天板部１１側の端部の外形がシリンダ３２の天板部１１側の開口の外形よりもわずかに小さくなるように形成されている。シリンダ３２の天板部１１側の開口は、ピストン３３の先端側の部分によって閉塞されている。

＜Ｃ－３．射出装置のハウジングへの組付け＞
ベース部３１ａは、シリンダ３２の下側凹部３２ａに当該ベース部３１ａの上側凹部３１ａ１が収容されて当て留めされた状態において、上述したシリンダ３２のかしめ部３２ａ１が折り曲げられることにより、シリンダ３２に固定される。これにより、ベース部３１ａに予め点火器３１ｂが組付けられることで一体化された点火器組立体３１と、これにさらに組付けられたシリンダ３２およびピストン３３とからなる射出装置３０が組立てられることとなる。

さらに、射出装置３０を構成するシリンダ３２とピストン３３とが、底板部２１の開口部２１ａに下方から挿入される。これにより、シリンダ３２の大部分およびピストン３３は、上側ハウジング１０の筒状部１３に内挿され、結果としてハウジングの内側収容空間１０ａ２に収容されることになる。

このとき、点火器組立体３１のベース部３１ａもまた、シリンダ３２とピストン３３と共に開口部２１ａに下方から挿入されることになる。これにより、ベース部３１ａが、底板部２１からハウジングの収容空間１０ａに向けて突出して位置することになるとともに、上述したフランジ形状の第１宛がい部３１ａ３が、底板部２１に対して当て留めされた状態となる。この状態において第１宛がい部３１ａ３が底板部２１に締結されることにより、点火器組立体３１は、底板部２１に固定されることになる。

＜Ｃ－４．取付部の構成＞
以上のように構成された射出装置３０および底板部２１の外面には、図３ないし図５に示すように、底板部２１と並行するように配置された平面視略矩形状の形状を有する曲成されたプレート状の取付部４０が取付けられている。取付部４０は、飛行体用安全装置１を機体１１１に取付けるためのものである。

取付部４０は、その中央に位置する主板部４１において、ベース部３１ａの第１宛がい部３１ａ３に当接している。後述する第２部材５０と共に底板部２１に締結される第１部材は、取付部４０と、第１宛がい部３１ａ３を含むベース部３１ａとによって構成される。

図３に示すように、主板部４１および第１宛がい部３１ａ３は、複数のボルトによって互いに締結されている。また、取付部４０の長手方向における主板部４１の外側には、取付部４０の底板部２１への取付けを確実ならしめるために、ボルトによって底板部２１に締結された部位が複数設けられている。

取付部４０の長手方向における両端には、一対のスリット孔４２が設けられている。飛行体用安全装置１の機体１１１への取付けは、たとえば一対のスリット孔４２にバンドを通し、このバンドを機体１１１に結びつけるかあるいは巻き付けること等によって行なうことができる。

取付部４０は、底板部２１よりも高い強度を有する部材にて構成されていることが好ましく、たとえば圧延された金属製の板状部材をプレス加工することによって形成されたプレス成形品にて構成される。なお、取付部４０の平面視した場合の形状は、特にこれが略矩形状に限定されるものではなく、たとえば略円形状、略楕円形状、多角形状等であってもよい。

＜Ｃ－５．第２部材の構成＞
図４、図５および図７に示すように、底板部２１の内面には、底板部２１と並行するように配置された平面視略矩形状の形状を有する曲成されたプレート状の部材からなる第２部材５０が取付けられている。

第２部材５０は、当該第２部材５０の略中央部に位置するとともに底板部２１の内面に宛がわれた第２宛がい部５１と、第２部材５０の周縁部に位置するとともに貫通孔５２ａが設けられた４つの接続部５２とを含んでいる。

第２宛がい部５１の所定位置には、開口部５１ａが設けられている。当該開口部５１ａには、これを閉塞するように上述した射出装置３０が挿通されている。

４つの接続部５２は、第２連結部材８０を第２部材５０に接続するための部位であり、被展開体６０の射出方向に沿って見た場合における第２部材５０の周縁部のうちの互いに距離を隔てた部分に位置している。第２連結部材８０は、その一端が貫通孔５２ａに通されて結びつけられること等により、４つの接続部５２に接続されている。なお、接続部５２の数は、複数であることが好ましいが、単数であってもよい。また、接続部５２が複数ある場合には、その数は、特にこれが４つに限定されるものではなく、適宜変更可能である。

第２部材５０は、底板部２１よりも高い強度を有する部材にて構成されていることが好ましく、たとえば圧延された金属製の板状部材をプレス加工することによって形成されたプレス成形品にて構成される。なお、第２部材５０の平面視した場合の形状は、特にこれが略矩形状に限定されるものではなく、たとえば略円形状、略楕円形状、多角形状等であってもよい。

上述した取付部４０およびベース部３１ａからなる第１部材と、第２部材５０とは、これらが共に底板部２１の内面に宛がわれて締結されることにより、機体１１１への取付けに耐え得るような飛行体用安全装置１の強度を担保するものである。

図４および図５に示すように、底板部２１と、取付部４０およびベース部３１ａからなる第１部材と、第２部材５０とは、締結部材としての２つのボルト９０によって相互に固定されている。より具体的には、第１部材の第１宛がい部３１ａ３と第２部材５０の第２宛がい部５１とによって底板部２１が挟み込まれた状態でこれら第１宛がい部３１ａ３と第２宛がい部５１とがボルト９０によって締結されることにより、底板部２１、第１部材および第２部材５０が相互に固定されている。

ここで、底板部２１と、当該底板部２１よりも高い強度を有する第１部材および第２部材５０とは、相互に締結されて一体化されている。これにより、飛行体用安全装置１のうちの機体１１１に取付けられる部分の剛性を飛躍的に高めることができる。

＜Ｃ－６．被展開体、第１連結部材および第２連結部材の構成＞
図４に示すように、ハウジングの収容空間１０ａのうちの、筒状部１３の外側に位置する外側収容空間１０ａ１には、被展開体６０が収容されている。被展開体６０は、外側収容空間１０ａ１に収容された非展開状態において、巻き取られまたは畳まれており、射出装置３０によって射出された後の展開状態において、揚力および浮力の少なくともいずれかを発生させることができるものである。

被展開体６０としては、たとえば、ポリアミド合成樹脂、ポリエステル樹脂およびポリオレフィン樹脂等のフィルム状部材や帆布等からなるパラシュートが用いられる。なお、被展開体６０は、特にこれがパラシュートに限定されるものではなく、飛行体１００の落下方向を操作するために、たとえばパラグライダー等が用いられてもよい。

被展開体６０には、第１連結部材７０および第２連結部材８０が接続されている（後述する図１１等参照）。第１連結部材７０および第２連結部材８０は、軽量かつ高強度の部材からなることが好ましく、たとえば金属や合金、あるいは繊維強化プラスチック等の複合強化部材によって構成される。

第１連結部材７０は、被展開体６０に一端が接続されており、上側ハウジング１０に他端が接続されている。より具体的には、第１連結部材７０は、各々が上記他端を有する２つのラインを含んでおり、これら２つのラインの各々の上記他端が、筒状部１３に設けられた２つの接続部１３ａに結びつけられるか、あるいはボルト等によって共締めされることでこれら２つの接続部１３ａに接続されている。

なお、第１連結部材７０が含むラインの数は、特にこれが２つに限定されるものではなく、適宜変更可能である。

第２連結部材８０は、第２部材５０に一端が接続されており、被展開体６０に他端が接続されている。より具体的には、第２連結部材８０は、各々が上記一端を有する４つのラインを含んでおり、本実施の形態においては、これら４つのラインの各々の上記一端が、第２部材５０の４つの接続部５２に設けられた貫通孔５２ａにそれぞれ結びつけられるか、あるいはボルト等によって共締めされることでこれら４つの接続部５２に接続されている（図５参照）。

なお、第２連結部材８０の上記一端は、必ずしも第２部材５０に接続されている必要はなく、下側ハウジング２０、射出装置３０、第２部材５０および機体１１１のうちの少なくともいずれかに接続されていればよい。また、第２連結部材８０が含むラインの数は、特にこれが４つに限定されるものではなく、適宜変更可能である。

＜Ｄ．飛行体用安全装置の組立て＞
以上のように構成された飛行体用安全装置１を組立てるに際しては、まず、上側ハウジング１０およびこれに収容された被展開体６０と、下側ハウジング２０と、射出装置３０と、取付部４０と、第２部材５０とを準備する。ここで、被展開体６０は、上側ハウジング１０の天板部１１と周壁部１２と筒状部１３とによって規定される略円環状の空間に収容される。

次に、被展開体６０に一端が接続された第１連結部材７０の他端を、上側ハウジング１０に接続させる。より具体的には、第１連結部材７０の上記他端は、天板部１１から突出して設けられた筒状部１３の接続部１３ａに接続される。

このように構成することにより、第１連結部材７０の上記他端を接続部１３ａ以外の部分の上側ハウジング１０に接続する場合に比べ、被展開体６０と上側ハウジング１０の連結を容易に行なえることになり、結果として、飛行体用安全装置１の組立て作業の容易化が図られることになる。

特に、本実施の形態においては、接続部１３ａが筒状部１３の軸方向における天板部１１側とは反対側の端部に設けられていることにより、当該接続部１３ａが上側ハウジング１０の開口面側に位置しているため、上述した効果が顕著に得られることになる。

次に、第２部材５０を、当該第２部材５０の第２宛がい部５１に設けられた開口部５１ａが底板部２１の開口部２１ａに一致するように底板部２１に宛がい、これら開口部２１ａおよび開口部５１ａに射出装置３０を挿通させる。

次に、ベース部３１ａの第１宛がい部３１ａ３および第２宛がい部５１によって底板部２１が挟み込まれた状態において、第１宛がい部３１ａ３および第２宛がい部５１をボルト９０によって締結する。

次に、被展開体６０に一端が接続された第２連結部材８０の他端を、第２部材５０の接続部５２に接続させる。

次に、被展開体６０が収容された上側ハウジング１０を、射出装置３０等が締結された下側ハウジング２０に組付ける。より具体的には、上側ハウジング１０および下側ハウジング２０を、これらの開口面同士が向き合うように相対的に近づける方向である組付方向に向けてこれらを移動させる。

その際、上側ハウジング１０の周壁部１２に設けられた爪部１２ａを、下側ハウジング２０の環状壁部２２に設けられた突出部２２ａに位置合わせしながら上側ハウジング１０および下側ハウジング２０を移動させる。これにより、図８に示すように、爪部１２ａが突出部２２ａの孔部２２ａ１に係止され、その結果、上側ハウジング１０と下側ハウジング２０とが組付けられることになる。

ここで、飛行体用安全装置１にあっては、上述したように、周壁部１２の内周面に、爪部１２ａを挟み込む一対のガイド部１２ｂが設けられている。このように構成した場合には、上側ハウジング１０および下側ハウジング２０を組付けるに際して、突出部２２ａが一対のガイド部１２ｂによって受け入れられて案内されることになる。これにより、爪部１２ａおよび孔部２２ａ１の位置合わせを容易に行なえることになり、結果として、飛行体用安全装置１の組立て作業の容易化が図られることになる。

また、飛行体用安全装置１にあっては、被展開体６０が収容される空間と射出装置３０が収容される空間とが筒状部１３によって仕切られていることにより、上記組立て作業の容易化が図られている。

すなわち、上側ハウジング１０に筒状部１３が設けられてない場合には、射出装置３０と被展開体６０とが１つの収容空間に収容されることになる。そのため、被展開体６０と射出装置３０とが重なって収容されないように上記組付けを行なう必要が生じ、これが組立て作業を煩雑にさせる要因となる。この点、飛行体用安全装置１においては、このような事態が生じにくいため、上記組付けの組立て作業の容易化が図られることになる。

次に、取付部４０を、射出装置３０および底板部２１に締結する。より具体的には、取付部４０の主板部４１を、射出装置３０の第１宛がい部３１ａ３にボルト（不図示）で締結するとともに、取付部４０の長手方向における外側の部分を底板部２１にボルトで締結する。これにより、飛行体用安全装置１の組立が完了する。

なお、上述した飛行体用安全装置１の組立方法は、あくまでも一例に過ぎず、その順序等は適宜変更可能である。

さらに、この飛行体用安全装置１は、取付部４０を介して機体１１１に取付けられることになる。

＜Ｅ．飛行体用安全装置の動作＞
図９ないし図１１は、図１に示す飛行体用安全装置の動作を説明するための模式図である。次に、これら図９ないし図１１を参照して、本実施の形態に係る飛行体用安全装置１の動作について説明する。

飛行体１００の飛行中に、異常姿勢や推進機構１１２の動作不良等の何らかの異常が発生した場合には、飛行体１００に別途設けられた異常検知手段によって異常が検知され、当該異常検知手段からの通電を受けて点火器３１ｂが作動する。

点火器３１ｂが作動した際には、まず、点火器３１ｂの点火部３１ｂ２に充填された点火薬が抵抗体によって加熱されることで着火され、当該点火薬が燃焼する。

点火薬が燃焼することにより、点火部３１ｂ２の内部において多量のガスが発生し、点火部３１ｂ２の温度および圧力が上昇することで脆弱な部材からなる点火部３１ｂ２が破裂または溶融する。この点火部３１ｂ２の破裂または溶融に伴い、上述した多量のガスがシリンダ３２の内部の圧力を上昇させる。

このシリンダ３２の内部の圧力上昇に起因して、図９に示すように、ピストン３３が、シリンダ３２の軸方向における天板部１１側に向けて移動される。これにより、ピストン３３は、その上方に位置する天板部１１に当接し、上側ハウジング１０を底板部２１から遠ざける方向に向けて（すなわち、図中矢印ＡＲ１方向に向けて）押し上げることでこれを射出させる。

次に、図１０に示すように、第１連結部材７０の長さに対応する距離だけ上側ハウジング１０が射出方向に向けて射出されることにより、第１連結部材７０が弛緩した状態から緊張した状態になる。これにより、射出された上側ハウジング１０の推進力が第１連結部材７０を介して被展開体６０に印加され、上記射出方向に向けた被展開体６０の引き出しが開始される。

ここで、上述したように、パラシュート等の被展開体は、フィルム状部材からなる軟体である。そのため、上側ハウジングを伴うことなく被展開体のみが射出装置によって射出された場合には、被展開体が受ける空気抵抗が、射出方向に向けた被展開体の移動を妨げることになり、結果として射出装置の駆動力を有効に利用できない事態が生じ得る。

この点、飛行体用安全装置１においては、樹脂部材等からなる剛体である上側ハウジング１０が射出装置３０によって射出され、当該上側ハウジング１０によって被展開体６０が引き出される。これにより、上述した空気抵抗による被展開体６０の移動の妨害を最小限に抑制できることになるため、射出装置３０の駆動力を高効率に利用可能になる。

また、飛行体用安全装置１にあっては、射出装置３０の駆動力を高効率に利用可能であるため、ピストン３３のストロークを従来に比して短くすることができる（すなわち、射出装置３０の出力を従来に比して小さくすることができる）。これにより、飛行体用安全装置１を小型軽量化できるだけでなく、ハウジングの外形を平坦化できることにもなる。そのため、飛行体用安全装置１が機体１１１に取付けられた状態における飛行体１００の重心位置を低くできることで飛行の安定化が図られるとともに、飛行時の空気抵抗を低減することも可能になる。

なお、上側ハウジング１０が射出されてから被展開体６０の引き出しが開始されるまでに要する時間は、第１連結部材７０の長さを調整したり、射出装置３０の出力を調整したりすることで適宜変更可能である。

次に、図１１に示すように、上側ハウジング１０によって被展開体６０の全部分が引き出されることにより、被展開体６０が展開される。これにより、被展開体６０は、揚力および浮力の少なくともいずれかを発生させることになり、これらの力が第２連結部材８０や下側ハウジング２０、取付部４０等を介して機体１１１に印加される。その結果、機体１１１の落下速度が低減されることになるため、機体１１１の着地時における衝撃を緩和することが可能になる。

なお、被展開体６０が展開された際、一端が当該被展開体６０に接続された第２連結部材８０の他端に接続される部材には大きな衝撃荷重が印加されるところ、本実施の形態に係る飛行体用安全装置１においては、高い強度を有する第２部材５０が上記他端に接続されている。そのため、上述した大きな衝撃荷重が印加された場合においても、高い強度を有する第２部材５０は、それ自体に破損等を生じさせることなく、確実に機体１１１に上記揚力等を伝達することができる。

＜Ｆ．小括＞
ここで、本実施の形態に係る飛行体用安全装置１においては、上述したように、点火器３１ｂが作動する前の状態において、シリンダ３２およびピストン３３が、筒状部１３の内側に位置する内側収容空間１０ａ２に収容されている。このように構成することにより、被展開体６０を確実に展開することができる。

すなわち、点火器３１ｂが作動することでピストン３３が上側ハウジング１０を押し上げてこれを射出する際、その射出方向を制御することは、ピストン３３と天板部１１との当接面の大きさを十分に確保できないこと等に起因して、相当程度の困難性を伴う。これに対して何らの対策も行なっていない場合には、上側ハウジング１０が想定しない方向に射出されてしまい、被展開体６０の展開が迅速に行なわれないことが懸念される。

また、上記射出方向を制御するために、ピストン３３と天板部１１との当接面を大きくした場合には、射出装置３０が大型化してしまい、飛行体用安全装置の小型軽量化を図ることが難しくなる。

この点、本実施の形態に係る飛行体用安全装置１においては、上述したように、シリンダ３２およびピストン３３が、内側収容空間１０ａ２に収容されている。このように構成することにより、上側ハウジング１０が射出された際に当該上側ハウジング１０の軌道がピストン３３の押し出し方向と交差する方向（すなわち、筒状部１３の径方向）にぶれた場合にも、筒状部１３の内周面がシリンダ３２およびピストン３３の外周面にガイドされることで上記軌道の修正が行なわれることになる。

したがって、このように構成することにより、射出装置３０による上側ハウジング１０の射出方向を筒状部１３によって規定することができるため、被展開体を確実に展開可能な飛行体用安全装置、および、これが取付けられた飛行体とすることができる。

また、本実施の形態に係る飛行体用安全装置１においては、上述したように、シリンダ３２の大部分が内側収容空間１０ａ２に収容されている。このように構成することにより、被展開体６０がシリンダ３２と筒状部１３との間の空間に入り込むことを防止できるため、上側ハウジング１０が射出される際に、当該空間に入り込んだ被展開体６０によって上側ハウジング１０の円滑な射出が妨げられるという事態を回避することができる。

さらに、本実施の形態に係る飛行体用安全装置１のように、被展開体６０の展開時に生じる大きな衝撃荷重を第２部材５０によって受け止める構成とすることにより、飛行体用安全装置１の軽量化および組立工程の簡素化を図ることができる。

すなわち、上記衝撃荷重に耐えうる強度を飛行体用安全装置１に付加するための対策としては、下側ハウジング２０、射出装置３０および機体１１１等のいずれかに高い強度を有する部品を取付けることが考えられる。しかしながら、このような対策を行なった場合には、飛行体用安全装置１の部品点数が増加し、これに伴って装置が高重量化したり、組立工程が煩雑化したりしてしまう。

この点、本実施の形態に係る飛行体用安全装置１においては、上述したように、第２連結部材８０が、機体１１１への取付けに耐えうる強度を担保するために底板部２１に取付けられる部材である第２部材５０に接続されている。このように、飛行体用安全装置１を機体１１１に取付けるための部材である第２部材５０に上記衝撃荷重を受け止めさせることにより、飛行体用安全装置１の部品点数を増加させることなく、飛行体用安全装置１の強度を確保することができる。

また、上述したように、本実施の形態に係る飛行体用安全装置１とすることにより、部品点数を増加させる必要がなくなるため、装置の軽量化および組立て工程の簡素化を図ることもできる。

さらに、本実施の形態に係る飛行体用安全装置１においては、上記衝撃荷重を受け止める第２部材５０と、取付部４０およびベース部３１ａによって規定される第１部材とが一体化されており、このように一体化された部分は、その剛性が飛躍的に高められている。第２連結部材８０は、当該一体化された部分の一部に接続されることになるため、飛行体用安全装置１の強度を大幅に向上することが可能になる。

また、本実施の形態に係る飛行体用安全装置１においては、上述したように、第２連結部材８０が、第２部材５０に設けられた複数の接続部５２に接続されている。このように構成することにより、第２部材５０には、上記衝撃荷重が分散されて印加されることになるため、第２部材５０にかかる負荷を低減することができる。

特に、本実施の形態においては、複数の接続部５２が、被展開体６０の射出方向に沿って見た場合における第２部材５０の周縁部のうちの互いに距離を隔てた部分に位置しているため、上述した効果が顕著に得られることになる。

なお、上述した本実施の形態においては、上側ハウジングの周壁部に設けられた爪部と、下側ハウジングの突条部に設けられた突出部とが嵌合固定されることで上側ハウジングおよび下側ハウジングの組付けが行なわれる飛行体用安全装置について説明したが、上側ハウジングおよび下側ハウジングを嵌合固定する固定部の構成は、上述したものに限定されない。たとえば、上側ハウジングの周壁部に設けられた突出部と、下側ハウジングの突条部に設けられた爪部とが嵌合固定されることで上記組付けが行なわれてもよい。

すなわち、上側ハウジングおよび下側ハウジングには、これらを相対的に近づける方向である組付方向に向けて移動させることでこれらを嵌合固定する固定部が設けられ、当該固定部は、上側ハウジングおよび下側ハウジングのうちの一方に設けられた爪部と、上側ハウジングおよび下側ハウジングのうちの他方に設けられ、爪部を係止可能な孔部が設けられた突出部とを含んでいることが好ましい。

このように構成した場合には、上側ハウジングおよび下側ハウジングのうちの一方に、組付方向と交差する方向において爪部を挟み込む一対のガイド部が設けられることにより、上側ハウジングおよび下側ハウジングを組付けるに際して、突出部が一対のガイド部によって受け入れられて案内されることにより、爪部が孔部に位置合わせされて係止されることになる。

したがって、爪部および孔部の位置合わせを容易に行なえることになり、結果として、飛行体用安全装置の組立て作業の容易化が図られることになる。

また、上述した本実施の形態においては、シリンダの大部分が内側収容空間に収容されている飛行体用安全装置について説明したが、シリンダは、必ずしもその大部分が内側収容空間に収容されている必要はない。すなわち、シリンダは、上述したように当該シリンダが筒状部をガイドできる程度に、当該シリンダの少なくとも一部が内側収容空間に収容されていればよい。

＜Ｇ．付記＞
上述した実施の形態において開示した飛行体用安全装置および飛行体の特徴的な構成を要約すると、以下のとおりとなる。

［付記１］
推進機構を備えた飛行体に取付けが可能な飛行体用安全装置であって、
天板部を少なくとも含む上側ハウジング、および、底板部を少なくとも含む下側ハウジングを有し、内部に収容空間が設けられたハウジングと、
上記収容空間に収容された被展開体と、
上記被展開体に一端が接続され、上記上側ハウジングに他端が接続された第１連結部材と、
上記底板部に組付けられ、上記上側ハウジングおよび上記被展開体を上記底板部から遠ざける方向に向けて射出する射出装置と、
上記射出装置、上記下側ハウジングおよび飛行体のうちの少なくともいずれかに一端が接続され、上記被展開体に他端が接続された第２連結部材とを備え、
上記天板部は、当該天板部から見て上記底板部側に向けて突出する筒状部を含み、
上記被展開体は、上記収容空間のうちの上記筒状部の外側に位置する外側収容空間に収容され、
上記射出装置の少なくとも一部が上記収容空間のうちの上記筒状部の内側に位置する内側収容空間に収容されることにより、上記射出装置による上記上側ハウジングの射出方向が、上記筒状部によって規定される、飛行体用安全装置。

［付記２］
上記上側ハウジングが、上記天板部の周縁から立設された筒状の周壁部をさらに有し、
上記周壁部が、上記外側収容空間を規定している、付記１に記載の飛行体用安全装置。

［付記３］
上記射出装置が、
軸方向の一端が上記底板部側に位置しかつ軸方向の他端が上記筒状部の内部に少なくとも位置するように、上記筒状部に内挿されたシリンダと、
上記シリンダの軸方向に沿って摺動可能となるように少なくともその一部が上記シリンダの内部に配置されたピストンと、
上記シリンダの上記一端側の位置に設けられることにより、作動時において上記ピストンを上記天板部側に向けて移動させ、これにより上記天板部を上記底板部から遠ざける方向に向けて押し上げることで上記上側ハウジングを射出させる点火器とを有している、付記１または２に記載の飛行体用安全装置。

［付記４］
上記第１連結部材の上記他端が、上記筒状部に接続されている、付記１から３のいずれかに記載の飛行体用安全装置。

［付記５］
機体と、
上記機体に設けられるとともに上記機体を推進させる推進機構と、
上記機体に取付けられた付記１から４のいずれかに記載の飛行体用安全装置とを備えた、飛行体。

＜Ｈ．その他の形態等＞
上述した本発明の実施の形態においては、ピストンを移動させる動力源として、点火器が用いられる場合を例示したが、上記動力源は、これが点火器に限定されるものではなく、たとえば、バネ等の弾性体が備える弾性力を利用したものや、ボンベに封入されたガスの圧力を利用したもの等であってもよい。

また、上述した本発明の実施の形態において示した各部の形状や構成、大きさ、数、材質等は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々変更が可能である。

さらに、上述した本発明の実施の形態において示した特徴的な構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当然に相互に組み合わせることができる。

このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１ 飛行体用安全装置、１０ 上側ハウジング、１０ａ 収容空間、１０ａ１ 外側収容空間、１０ａ２ 内側収容空間、１１ 天板部、１２ 周壁部、１２ａ 爪部、１２ｂ ガイド部、１３ 筒状部、１３ａ 接続部、２０ 下側ハウジング、２１ 底板部、２１ａ 開口部、２２ 環状壁部、２２ａ 突出部、２２ａ１ 孔部、３０ 射出装置、３１ 点火器組立体、３１ａ ベース部、３１ａ１ 上側凹部、３１ａ２ 下側凹部、３１ａ３ 第１宛がい部、３１ａ４ かしめ部、３１ｂ 点火器、３１ｂ１ 基部、３１ｂ２ 点火部、３１ｂ３ 端子ピン、３１ｃ シール部材、３２ シリンダ、３２ａ 下側凹部、３２ａ１ かしめ部、３３ ピストン、４０ 取付部、４１ 主板部、４２ スリット孔、５０ 第２部材、５１ 第２宛がい部、５１ａ 開口部、５２ 接続部、５２ａ 貫通孔、６０ 被展開体、７０ 第１連結部材、８０ 第２連結部材、９０ ボルト、１００ 飛行体、１１１ 機体、１１２ 推進機構、１１３ 脚部。

Claims (5)

1. 推進機構を備えた飛行体に取付けが可能な飛行体用安全装置であって、
   天板部を少なくとも含む上側ハウジング、および、底板部を少なくとも含む下側ハウジングを有し、内部に収容空間が設けられたハウジングと、
   前記収容空間に収容された被展開体と、
   前記被展開体に一端が接続され、前記上側ハウジングに他端が接続された第１連結部材と、
   前記底板部に組付けられ、前記上側ハウジングおよび前記被展開体を前記底板部から遠ざける方向に向けて射出する射出装置と、
   前記射出装置、前記下側ハウジングおよび飛行体のうちの少なくともいずれかに一端が接続され、前記被展開体に他端が接続された第２連結部材とを備え、
   前記天板部は、当該天板部から見て前記底板部側に向けて突出する筒状部を含み、
   前記被展開体は、前記収容空間のうちの前記筒状部の外側に位置する外側収容空間に収容され、
   前記射出装置の少なくとも一部が前記収容空間のうちの前記筒状部の内側に位置する内側収容空間に収容されることにより、前記射出装置による前記上側ハウジングの射出方向が、前記筒状部によって規定される、飛行体用安全装置。
2. 前記上側ハウジングが、前記天板部の周縁から立設された筒状の周壁部をさらに有し、
   前記周壁部が、前記外側収容空間を規定している、請求項１に記載の飛行体用安全装置。
3. 前記射出装置が、
   軸方向の一端が前記底板部側に位置しかつ軸方向の他端が前記筒状部の内部に少なくとも位置するように、前記筒状部に内挿されたシリンダと、
   前記シリンダの軸方向に沿って摺動可能となるように少なくともその一部が前記シリンダの内部に配置されたピストンと、
   前記シリンダの前記一端側の位置に設けられることにより、作動時において前記ピストンを前記天板部側に向けて移動させ、これにより前記天板部を前記底板部から遠ざける方向に向けて押し上げることで前記上側ハウジングを射出させる点火器とを有している、請求項１に記載の飛行体用安全装置。
4. 前記第１連結部材の前記他端が、前記筒状部に接続されている、請求項１に記載の飛行体用安全装置。
5. 機体と、
   前記機体に設けられるとともに前記機体を推進させる推進機構と、
   前記機体に取付けられた請求項１から４のいずれかに記載の飛行体用安全装置とを備えた、飛行体。

Images