JP5563213B2 - 暗視ゴーグルのヘルメットマウント - Google Patents

Description

（連邦政府後援による研究に関する表示）
本発明は米合衆国政府契約第ＰＡＮ／０５／０２０１／０６号に基づきなされ、米合衆国政府が本発明に関する特定の権利を有する。

本発明は暗視ゴーグル装置をヘルメットに結合するための配列体に関する。特に、飛行士が航空機から射出されるとき飛行士のヘルメットからゴーグル装置を自動的に取り外す装置に関する。

夜間またはその他の微光条件において飛行する際視力を上げるために暗視装置は飛行士によって広く使用される。従来の暗視装置はイメージ増強管、レンズ組立品及びユーザーに対して相対的なゴーグルの位置の多様な調整を可能にする複雑な取付け組立品を含む暗視ゴーグルを備える。これらの品全てが結合すると比較的重い装置となる。この種の装置はまたバッテリ（１つまたは複数）及び基板を収容する比較的軽量のパワーパックを含む。パワーパックはゴーグルを操作するためにゴーグルに機械的及び電気的に結合され、一方パワーパックは飛行士のヘルメットに固定される。その結果、暗視装置の全重量は飛行士の首によって支えられる。

パイロットが航空機から緊急脱出するとき、コックピットキャノピは航空機から射出され、その後飛行士が射出される。航空機の加速、コックピットに入る風、航空機の傾斜及びパイロットが突然航空機から射出されるとき生じる大きな加速力は、単独でまたは結合して作用して、パイロットを負傷させる大きな危険をもたらす。

暗視装置の重量は大きくかつ暗視装置は飛行士の首によって支えられるので、緊急脱出時にこの装置が飛行士の首に深刻な傷害を負わせる危険は大きい。

首の傷害の危険を減少するために、緊急脱出時に飛行士が重大な加速力を受けると飛行士のヘルメットから暗視ゴーグルを取り外す既知の配列体がある。しかし、この既知の配列体においては、比較的軽量のパワーパックは取り外されない。従って、パワーパックはヘルメットに取り付けられたままであり、パワーパックは、緊急脱出時にパラシュートのライザと絡まってしまう可能性がある。パワーパックがこのように絡まると、パラシュートが適切に開くのを妨げて、飛行士にさらなる危険を与える可能性がある。

従って、緊急脱出時にできるだけ速やかにゴーグルとパワーパックの両方が自動的に飛行士のヘルメットから取り外される暗視装置用の取付け配列体が提供されることが望ましい。

本発明は、緊急脱出が開始されると、飛行士のヘルメットから暗視装置を自動的に取り外す暗視装置のヘルメットマウント（ヘルメットへの取付け器具）を提供する。暗視装置は、微光を増強して可視画像にする暗視ゴーグル及びゴーグルを作動する電力を提供するパワーパックを備える。ヘルメットマウントは飛行士のヘルメットに固定されるのに適し、ヘルメットの前面に着座するように形成される内面を有する支持バンドを含む。支持バンドは、その外面からほぼ前方向に伸びる１対の離れた耳を有する。各耳は他方の耳の隣接面と向かい合う面にソケットを含む。パワーパックはバネ荷重を受けるプランジャ組立品を含み、プランジャ組立品は耳のソケットと協働して、パワーパック及びゴーグルを支持バンドに取外し可能に結合し、かつこれを支持バンドから外す。

本発明をよく理解するために、添付図面を参照しながら本発明の代表的実施形態を以下に説明する。

図１を参照すると、プラスチックまたはその他の適切な材料で作られる支持バンド１０が示されている。支持バンド１０はヘルメットの前面に着座するように形成される内面を有する。バンドを飛行士のヘルメットに固定するために使用される１対の機械的締結具要素１２の一方も図示されている。このような締結具は技術上既知である。図１に示されるように、この要素１２は、中央留め具として機能し、ヘルメットのソケットと協働して支持バンド１０を飛行士のヘルメットに固定する。締結具をネジ配列体またはベルト配列体またはその他の任意の適切な配列体とすることができる。

さらに図１を参照すると、以下で明らかになるが、取外し可能に支持バンド１０に結合されるパワーパック１４、及び工具を使用せずにパワーパックを支持バンドから着脱できかつゴーグルをパワーパックから着脱できるようにパワーパックに取外し可能に結合される暗視ゴーグル１６も示されている。パワーパックがゴーグルを作動するようにゴーグル１６とパワーパック１４は電気的に接続される。同じく以下で明らかになるが、パワーパック１４と支持バンド１０との間及びパワーパック１４とゴーグル１６との間の取外し可能な結合は、予め決められたＧ（重力加速度）の力が飛行士に作用すると、パワーパックとゴーグルが同時に、好ましくは１つのユニットとして飛行士のヘルメットから取り外されるように形成される。

パワーパック１４は、好ましくはプラスチックまたはその他の適切な材料から成形されるバッテリコンパートメント２２を含む。バッテリコンパートメント２２のサイズ及び形状は、標準アルカリ二重ＡＡ電池またはＬ９リチウム電池またはその他の使用可能な電池を収容するように定められる。あるいは、２つまたはそれ以上の電池を収容するようにバッテリコンパートメントを形成することができる。通常のように、バッテリコンパートメント２２は、電池をプリント基板に接続するために電池接点及び電気導体を含み、プリント基板も、プリント基板をゴーグル１６に電気的に結合するために必要な電気導体及び接点を含む。基板、その電気導体及び接点を収容するために、パワーパック１４は、さらに、同様にプラスチックまたはその他の適切な材料から成形され、前壁２４、１対の側壁２６（図にはそのうち１つのみが示されている）及び後壁（図示せず）によって形成される第二のコンパートメントを含む。この第二のコンパートメントはプリント基板並びに電池をプリント基板にまたプリント基板をゴーグル１６に接続する電気導体及び接点を取り付けるための支持配列体を含む。

暗視ゴーグル１６は微光を受けてこの光を増強してユーザーに可視画像を与える装置であればどのようなものでも良い。図示される代表的実施形態において、ゴーグル１６は任意の従来の型式の１対の単眼用光学器具を含む。または、単一の単眼用光学器具を使用することができる。各単眼用光学器具３０は低レベルの周辺光を受ける対物レンズ３１を含み、各々光を増強して対物レンズの反対側の単眼用光学器具の端のアイピース３３に可視画像を与える画像増強管を含む。

ゴーグル１６は、調整可能なマウント組立品２８によって支えられる。この組立品は飛行士に対して相対的なゴーグルの調整を可能にする。マウント組立品は跳ね上げ式マウントを含むことができる。すなわち、ゴーグルが飛行士の目の前にある状態である使用位置と、ゴーグルがヘルメットの前部に隣接し飛行士の目の上に位置する非使用位置との間でゴーグル１６を回転させることができる。技術上既知のように、このような調整可能なマウント組立品は、通常、飛行士に対して相対的なゴーグルの水平距離並びにその傾斜及び焦点及び単眼用光学器具の間の瞳孔間距離を調整するための複雑な調整メカニズムを含む。

調整可能なマウント組立品２８及びゴーグル１６は取付け用レセプタクル３５を介してパワーパック１４に結合される。レセプタクル３５は、第二のバッテリコンパートメント１４の側壁２６、２６に対してほぼ平行の１対の離れた耳３４、３４で形成される。各耳３４はその内面、すなわち他方の耳の隣接面と向かい合う面にソケット３６を含む。本明細書において開示される代表的実施形態において、各ソケット３６はほぼ球形の窪みの形をとるが、ソケットは貫通穴、穴対穴形態またはその他の技術上既知の多様な形態の形式をとることができる。

調整可能なマウント組立品２８はハウジング２９を含み、ハウジングはバネ荷重を受けるプランジャ配列体を支える。プランジャ配列体は、１対のプランジャ３２、３２（図にはそのうち１つのみが示されている）をハウジング２９の端壁の外側へ付勢する圧縮バネを含む。これらのプランジャ３２、３２はボールであるか、または球形端面を持つように形成される。ボールまたは球形端面は、調整可能なマウント組立品及び双眼鏡１６をレセプタクル３５上に保持するために、ソケット３６、３６に挿入される。プランジャ３２、３２の球形端はソケット３６、３６の中で回転して、ゴーグル１６がその使用位置と非使用位置との間で回転できるようにする。

耳３４、３４の隣り合う面にソケット３６、３６を機械加工または成形するか、または耳上に支えられる挿入物５０、５０にソケット及び下に説明する溝３８、３８を形成することができる。このような挿入物はＲａｙｍｏｎｄ Ａｇｕｅｒｏ他によって本出願と同時に提出され本出願の譲受人に譲渡される「ユニバーサルインサート」と題する同時係属出願（一件書類番号ＩＴＤＥ−ＰＮＶ１４０ＵＳ）において開示される。

ソケット３６、３６はテーパー状溝３８、３８を介して耳３４、３４の外縁と連絡する。テーパー状溝の最大アーク長は開放され、耳３４、３４の外縁に隣接し、最小アーク長はソケット３６、３６に隣接する。溝３８、３８の底面は、溝がソケットに接近するにつれて溝間の距離が減少するように耳３４、３４の外縁からソケット３６、３６まで内方向に傾斜する傾斜路の形をとることができる。

暗視双眼鏡を調整可能な取付け組立品に結合するために、バネ荷重を受けるプランジャ３２、３２は、耳３４、３４の外縁に隣接する溝３８、３８の開放端に挿入され、溝に沿って押されて、バネ荷重を受けるプランジャがソケット３６、３６の中へ伸張するまで溝の傾斜底面がプランジャを圧する。プランジャ３２、３２がバネの力でソケット３６、３６に入ると、暗視ゴーグル１６及びそのマウント組立品２８は取付けレセプタクル３５に取外し可能にかつ回転可能に結合される。ゴーグル１６をレセプタクル３５から取り外すためには、ソケット３６、３６の凹面壁がプランジャ３２、３２を圧してゴーグルがレセプタクルから離れるまでプランジャが溝３８、３８上に沿って進むように、ゴーグルは充分な力で引っ張られる。

支持バンド１０の外面には１対の耳２０、２０が形成される。耳は相互に間隔を置き、前方向に伸びる。各耳２０、２０は、同様に他方の耳の隣接面と向かい合う面にソケット４０、４０を含む。ソケット４０、４０は、ほぼ球形の窪みの形をとり、パワーパック１４に支えられるバネ荷重を受けるプランジャ４２、４２と協働してパワーパック１４を支持バンド１０に取外し可能に結合する。図１から分かるように、プランジャ４２、４２はパワーパックの第二のコンパートメントにおいて支えられ、その側壁２６、２６を貫通する。上述のプランジャ３２、３２の場合と同様、プランジャ４２、４２はボールであるか、または球形端面を持つように形成される。各ソケット４２、４２は溝４４と連絡する。溝４４、４４は溝３８、３８に関連して説明したテーパー及び傾斜路と同様にテーパー状でありかつ傾斜する。従って、各溝４４はその関連する耳２０の外縁に隣接する開放端を有し、この開放端はその関連するソケット４０に隣接する溝の端より大きいアーク長を有する。また、各溝の底面は、溝がソケットに接近するにつれて溝間の距離が減少するようにその関連する耳の外縁からその関連するソケットまで内方向に傾斜する。

ソケット４０、４０及びその関連する溝４４、４４は耳２０、２０において機械加工または成形される。または、これらのソケット及び溝は、耳上に支えられる挿入物５０、５０に形成されることができる。

パワーパックを支持バンド１０に取外し可能に結合するために、パワーパック１４は、バネ荷重を受けるプランジャ４２、４２を溝４４、４４の開放端に挿入し、プランジャが溝に沿って進んでソケット４０、４０の中で伸張するようにパワーパックを押すことによって、支持バンド１０に結合される。パワーパック１４は、プランジャ４２、４２が圧縮されてソケット４０、４０から出て溝４４、４４に沿って進むように、パワーパックが支持バンド１０から離れるまでパワーパックを前方向に引っ張ることによって取り外される。

上述のように、ゴーグル１６は比較的重く、パワーパックは比較的軽い。その結果、緊急脱出時に作用する力は、パワーパックが支持バンド１０から外される前にゴーグル１６をパワーパック１４から取り外す可能性がある。パワーパックが支持バンド１０から外れる前にゴーグル１６がパワーパック１４から外れると、パワーパックはこれが確実に支持バンドから離れるのに充分な重量を欠くことになる。

特に図２を参照すると、支持バンド１０及び取付け組立品３５は使用時の位置に並べて示されている。溝４４、４４がほぼ前方向に伸び、かつ溝３８、３８が前方向に対してある角度で上方向に伸びていることが分かる。このように、溝３８、３８の軸は、溝４４、４４の軸との間にある角度を形成する。本明細書において説明される実施形態において角度は約４５°であるが、他の角度を使用することができる。このような角度配列は、パイロットが飛行機から緊急脱出するときパワーパック１４とゴーグル１６の両方が１つのユニットとして支持バンド１０から取り外されるようにするのに役立つ。さらに、溝４４、４４の上向き角度は、パワーパック１４及びゴーグルが上方向にかつ外方向にヘルメットから射出されて、飛行士にぶつかったりその脚の上に落ちたりしないようにする。

実際の使用においては、プランジャ４２、４２とソケット４０、４０との間のバネ荷重は、予め決められたＧ（重力加速度）による力例えば少なくとも約９Ｇ、好ましくは約１１Ｇでパワーパック１４及びゴーグル１６が支持バンド１０から外れるような荷重である。

以上、本発明の代表的実施形態が開示されているが、本発明の範囲は特許請求の範囲によって定められるものと解釈されるべきである。

支持バンド及び暗視装置の分解斜視図である。 それぞれの溝の相対的方向を示すために並列される支持バンド及びゴーグルマウントの一部を示す別の斜視図である。

Claims (7)

1. ヘルメットマウントと、パワーパックと、ゴーグルと、を備えた装置であって、
   前記ヘルメットマウントが、ヘルメットの前面に着座するように形成されかつヘルメットの前面に固定されるのに適する内面を有する支持バンドと、前記支持バンドの外面から前方向に伸びる第一の１対の離れた耳とを含み、第一の１対の耳の各耳が第１の１対の耳の他方の耳の隣接面と向かい合う面に第一ソケットを含み、
   前記パワーパックが、前記第一ソケットと協働して前記パワーパックを前記支持バンドに取外し可能に結合しかつ前記パワーパックを前記支持バンドから外す組立品であり、バネ荷重を受けるプランジャの組立品を含み、
   前記パワーパックが、前記ゴーグルを前記パワーパックから着脱するパワーパックマウントを含み、
   前記パワーパックマウントが、前方向に伸びる第二の対の離れた耳を有するレセプタクルを備え、前記第二の対の耳の各々がその隣り合う面に第二ソケットを含み、
   前記ゴーグルによって支えられる、バネ荷重を受けるプランジャの組立品が、前記第二の対の耳上の前記第二ソケットと協働して前記ゴーグルを前記レセプタクルに取外し可能に結合しかつ前記ゴーグルを前記レセプタクルから外し、
   前記パワーパックの、前記バネ荷重を受けるプランジャの組立品が、緊急脱出時に予め決められた重力加速度（Ｇ）の力を受けると前記ゴーグルとともに第１ソケットから外れることを特徴とする、装置。
2. 前記バネ荷重を受けるプランジャの組立品が、前記パワーパックによって支えられ前記パワーパックから側方に伸びる１対のバネ荷重を受けるプランジャを含み、各プランジャが第一及び第二ソケットの各ソケットに着座するサイズ及び形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 第一及び第二ソケットの各ソケットが、該ソケットから第一及び第二の対の耳の各耳の外縁まで半径方向に伸びる溝と連絡することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 各溝が、第一及び第二の対の耳の各耳の外縁に隣接する大きい方の寸法から第一及び第二ソケットの各ソケットに隣接する小さい方の寸法まで細くなることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 各溝の底面が、各プランジャが第一及び第二の対の耳の各耳の前記外縁から第一及び第二ソケットの各ソケットへ移動するとき各プランジャを圧縮する傾斜路を形成することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
6. 前記第二の対の耳上の各第二ソケットが、前記第二ソケットから前記第二の対の耳の外縁まで半径方向に伸びる溝と連絡することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
7. 第一の対の耳の前記溝が前方向に伸び、かつ前記第二の対の耳上の前記溝が前方向に対してある角度で伸び、それによって前記第二の対の耳上の前記溝の軸が第一の対の耳上の前記溝の軸と交差することを特徴とする、請求項４に記載の装置。

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