JP6158151B2

JP6158151B2 - パラシュート

Info

Publication number: JP6158151B2
Application number: JP2014167431A
Authority: JP
Inventors: 康至三木
Original assignee: 康至三木
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2034-08-20
Also published as: JP2016043730A; US9708070B2; US20160052635A1

Description

本発明は、大気中や地上を移動する物体に接続されて、空気抵抗を利用して物体の移動速度を低下させるパラシュートに関する。

空中を降下する物体を、その降下速度をゆるやかにして安全に地上に着地させるために、たとえば特許文献１に開示されたパラシュートが用いられる。特許文献１のパラシュート１００は、図５に示されるように、空気抵抗で開き、空気抵抗を受けて物体１０４の降下速度を低下させる円形状の傘体１０１を備えている。パラシュート１００は、円形状の傘体１０１を均等に開かせるために、傘体１０１の円周上縁部１０２にほぼ等間隔に複数の吊索１０３のそれぞれの一端が接続され、複数の吊索１０３のそれぞれの他端が、物体１０４に接続される。

特開２０００−３４４１９９号公報

特許文献１のパラシュート１００は、上述したように、円形状の傘体１０１を均等に開かせるために、非常に多くの吊索１０３を必要としている。特に、吊索１０３は、図５（特許文献１の図１参照）では７本描かれているが、図示するのに省略された吊索も含めると少なくとも１２本設けられている計算になる。このように多数の吊索１０３があることによって、パラシュート１００の使用時に吊索１０３が絡み合い、傘体１０１が均等に開かずに、降下速度が低下せずに物体１０４が落下してしまうという問題が生じる可能性がある。また、パラシュート１００を収納する際に吊索１０３同士が絡み合ってしまうので、次に使用する際に絡み合った吊索１０３を解く必要が生じ、その作業が極めて煩雑となる。

このような問題を解消するために、たとえば吊索１０３の数を減らして２本にすることも考えられる。しかし、上述したように、特許文献１のパラシュート１００では、傘体１０１を均等に開かせるために吊索１０３は複数本あることが必須の要件であり、吊索１０３を２本にしてしまうと傘体１０１を均等に開かせることができない。具体的には、図６に示されるように、傘体１０１には、傘体１０１内部の空気の抵抗によって円周上縁部１０２を均等に押し広げようとする力が働く一方で、円周上縁部１０２に接続された２本の吊索１０３の張力によって２本の吊索１０３が接続された箇所にのみ円周上縁部１０２を閉じる方向の力が働くので、その２箇所を結ぶ方向でのみ円周上縁部１０２が縮径し、円周上縁部１０２が８の字状に潰れてしまう（図６（ｂ））。図５に示されるように円周上縁部１０２が均等に開いていれば、傘体１０１に向かって流れる空気はすべて円周上縁部１０２の内側を通って傘体１０１の内部に流れ込み、傘体１０１の外側が、傘体１０１に向かって流れる空気の抵抗を受けることはない。しかし、図６に示されるように円周上縁部１０２が８の字状に潰れてしまうと、傘体１０１の円周上縁部１０２が縮径した外側部分が、傘体１０１に向かって流れる空気の抵抗を受けることになり（図６（ａ）中、左右の矢印）、この空気の抵抗によって傘体１０１はさらに円周上縁部１０２を閉じる方向に力を受けることになる。結果的に、円周上縁部１０２がさらに歪に変形して開口面積が小さくなった傘体１０１は、十分な空気の抵抗を受けることができず、物体１０４の降下速度を十分に低下させることができない。

また、吊索１０３が絡み合うことなく傘体１０１を均等に開かせるために、トレーニング用のパラシュートのように、布と一体となった吊索１０３を傘体１０１に接続するという方法もあるが、このような方法では、多量の布を用いるため、重量増をもたらすだけでなく、収納性の低下と製造コストの増加を招いてしまう。

本発明は、このような問題に鑑みなされたものであって、２本の吊索であっても十分な抵抗力を受けることができるパラシュートを提供することを課題とする。

本発明のパラシュートは、空気の抵抗を受ける袋状の抵抗体と、それぞれの一端が前記抵抗体に接続され、それぞれの他端が制動対象に接続可能な２本の吊索とを備えるパラシュートであって、前記抵抗体が、前記空気が通過する開口部と、該開口部と対向する側に設けられる底部と、該底部から前記開口部の周縁に向けて拡開しながら延びて設けられる側部とを備え、前記側部が、全体に亘って前記底部から略一定の高さを有する基部と、前記開口部の前記周縁のうち前記開口部の中心に対して互いに対称位置にある２つの端部のそれぞれを頂点にして、前記基部からそれぞれ縮幅しながら延びるテーパー状の２つの延出部とを備え、前記２本の吊索のそれぞれの一端が、前記２つの延出部のそれぞれの端部に接続されることを特徴とする。

また、前記抵抗体が、前記開口部を閉じた状態の正面視において、略台形状に形成されることが好ましい。

本発明によれば、２本の吊索であっても十分な抵抗力を受けることができるパラシュートを提供することができる。

本発明のパラシュートが制動対象である物体に接続された状態を模式的に示す図である。本発明のパラシュートの開口部が閉じた状態を模式的に示す図であり、（ａ）はパラシュートの正面図であり、（ｂ）は抵抗体の底面図である。本発明のパラシュートの開口部が開口した状態を模式的に示す図であり、（ａ）はパラシュートの正面図であり、（ｂ）は抵抗体の底面図である。本発明のパラシュートの開口部が開口した状態において、抵抗体が受ける力を模式的に示す図であり、（ａ）はパラシュートの正面図であり、（ｂ）は抵抗体の底面図である。従来のパラシュートが物体に接続された状態を模式的に示す図である。従来のパラシュートの傘体に２本の吊索が接続されて使用されることを想定した状態を模式的に示す図であり、（ａ）は傘体の正面図であり、（ｂ）は傘体の底面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明のパラシュートを説明する。

本発明のパラシュートは、大気中や地上を移動する物体に接続されて、空気抵抗を利用して物体の移動速度を低下させる目的で使用される。本発明のパラシュートが適用され、制動対象となる物体としては、大気中や地上を移動する物体であればいかなるものであってもよいが、たとえば、飛行中の航空機などから大気中を降下する人間や物資、地上を走行するレーシングカー、着陸後の飛行機、ランニングトレーニング中のランナーなどが挙げられる。以下、本発明のパラシュートを、大気中を降下する物体に適用した例をもとに説明する。

パラシュート１は、図１に示されるように、大気中において空気の抵抗を受ける袋状の抵抗体２と、それぞれの一端が抵抗体２に接続され、それぞれの他端が制動対象である物体４に接続可能な２本の吊索３とを備えている。パラシュート１は、抵抗体２が空中で開口して受ける空気の抵抗力が、重力を受けた物体４から２本の吊索３を介して抵抗体２が受ける引張応力に対抗するように構成され、それによって空中を落下（移動）する物体４の落下（移動）速度を低下させる。

袋状に形成された抵抗体２は、図１に示されるように、空気が通過する開口部２１と、開口部２１と対向する側に設けられる底部２２と、底部２２から開口部２１の周縁２４に向けて拡開しながら延びて設けられる側部２３とを備えている。

開口部２１は、図１に示されるように、抵抗体２の物体４側に設けられ、物体４側を向いて開口している。空気は、開口部２１を通過して抵抗体２の内部に流入し、また開口部２１を通過して抵抗体２の外部に流出する。

底部２２は、図１〜図３に示されるように、開口部２１と対向する側に設けられ、袋状に形成された抵抗体２の底に位置する部位である。底部２２は、底部２２の接線が開口部２１の中心軸Ｘに対して略垂直になるように配置されており、主に、開口部２１の中心軸Ｘ方向に平行な空気の抵抗力Ｄｘを受ける（図４参照）。底部２２は、本実施形態では、中心軸Ｘに対して略垂直に延びる直線状の部位として示されているが、開口部２１に対向する側に設けられ、抵抗体２の底に位置すれば、その形状が直線状に限定されることはなく、点状や面状など他の形状であっても構わない。

側部２３は、図１に示されるように、底部２２から開口部２１の周縁２４に向けて拡開しながら延びており、図３に示されるように、開口部２１の中心軸Ｘに対して傾斜して設けられている。中心軸Ｘに対して傾斜して設けられる側部２３は、図４（ａ）に示されるように、中心軸Ｘ方向と、中心軸Ｘに対して垂直な方向とに分解される空気の抵抗力Ｄｘ、Ｄｙを受ける。側部２３が受ける中心軸Ｘ方向の抵抗力Ｄｘは、上述した底部２２が受ける抵抗力Ｄｘとともに、吊索３を介して物体４から受ける引張応力のうち中心軸Ｘ方向の分力Ｔｘに対抗する。一方、側部２３が受ける中心軸Ｘ方向に対して垂直な方向の抵抗力Ｄｙは、開口部２１を開口させると同時に、吊索３を介して物体４から受ける引張応力のうち中心軸Ｘに対して垂直な方向の分力Ｔｙに対抗する。

また、側部２３は、図１および図３に示されるように、開口部２１が開口した状態において、全体に亘って底部２２から中心軸Ｘ方向に略一定の高さを有する基部２３ａと、開口部２１の周縁２４のうち開口部２１の中心に対して互いに対称位置にある２つの端部のそれぞれを頂点にして、基部２３ａからそれぞれ縮幅しながら延びるテーパー状の２つの延出部２３ｂとを備えている。なお、図１および図３中、基部２３ａと延出部２３ｂとの境界をわかりやすくするために２点鎖線で示している。側部２３は、基部２３ａから延びる延出部２３ｂを備えることで、その全周のうち延出部２３ｂが設けられた周部分において、他の周部分と比べて、延出部２３ｂの分だけ空気の抵抗を受ける面積が大きくなり、より大きな空気の抵抗を受ける。以下に詳しく述べるが、より大きな空気の抵抗を受けるこの周部分に２本の吊索３が接続されることによって、抵抗体２は、物体４の降下速度を低下させるのに十分な空気の抵抗を受けることができる。なお、側部２３は、本実施形態では、開口部２１が開口した状態でのみ延出部２３ｂを備えるように構成されているが、開口部２１が開口した状態で延出部２３ｂを備えていればよいので、開口部２１が閉じた状態でも延出部２３ｂを備えるように構成されていても構わない。

上述した側部２３を形成するために、抵抗体２は、図２に示されるように、平面状の２枚の布またはシートが、開口部２１の周縁２４に対応する部分を除く外周部分で接合されて作製される。本実施形態では、抵抗体２は、略台形状の２枚の布またはシートが接合されて、開口部２１を閉じた状態の正面視において、略台形状に形成される。ここで、抵抗体２は、開口部２１が開口した状態において延出部２３ｂを備えるように構成されていれば、開口部２１を閉じた状態の正面視の形状は特に限定されることはなく、たとえば正面視が略三角形や略半円形など他の形状に形成されても構わない。ただし、抵抗体２は、正面視が略台形状に形成されることにより、正面視が、中心軸Ｘ方向における高さが略台形状と同じ略三角形状や略半円形状の場合と比べて、基部２３ａの深い領域が増えるので、抵抗体２が全体的に広がる方向により大きな力を受けることになり、正面視の面積が大きい分だけ図３（ｂ）中における上下左右の揺動がより抑えられる。なお、上述した正面視とは、開口部２１の中心軸Ｘと、２つの延出部２３ｂのそれぞれの端部を結ぶ直線との両方に垂直な方向から抵抗体２を見た状態をいう。

抵抗体２の大きさや材質は、物体４の降下速度を低下させるように抵抗体２が空気の抵抗を受けることができれば、いかなる大きさや材質であってもよく、特に限定されることはない。その大きさは、たとえば空中を降下する物体４の大きさや重量に対して必要な抵抗力に応じて設定することができる。また、その材質は、たとえばポリ塩化ビニルなどの公知の合成樹脂を採用することができる。抵抗体２の製造方法もまた、上述した抵抗体２の構成を得ることができれば、上記方法に限定されることはなく、たとえば１枚の布またはシートから作製したり、平面状でない湾曲した布またはシートから作製したりするなど、他の方法を採用しても構わない。

２本の吊索３は、図１および図３に示されるように、それぞれの一端が、２つの延出部２３ｂのそれぞれの端部に接続されている。そして、２本の吊索３は、それぞれの他端が物体４に接続されることによって、物体４が受ける重力による引張応力を抵抗体２に伝達する。２本の吊索３は、図４（ａ）に示されるように、伝達される引張応力から、中心軸Ｘに平行に物体４側を向く分力Ｔｘと、中心軸Ｘに垂直に抵抗体２の内部側を向く分力Ｔｙとを生じさせるように、抵抗体２に接続されている。２本の吊索３のそれぞれの一端が２つの延出部２３ｂのそれぞれの端部に接続されることによって、側部２３の全周のうち延出部２３ｂの設けられた周部分が、物体４による引張応力を集中して受けることになる。その一方で、側部２３の全周のうち延出部２３ｂが設けられた周部分は、上述したように、他の周部分と比べてより大きな空気の抵抗力を受ける。したがって、延出部２３ｂが設けられた周部分において、より大きな空気の抵抗力が、集中する物体４の引張応力に対抗することができる。特に、２本の吊索３を介して受ける引張応力のうち中心軸Ｘに対して垂直な方向の分力Ｔｙに対して、中心軸Ｘ方向に対して垂直な方向の空気の抵抗力Ｄｙが抗することにより、開口部２１は、歪に変形することなく開口を維持することができる。したがって、抵抗体２は、上述した従来の傘体１０１に２本の吊索１０３を接続した場合（図６参照）とは異なり、開口部２１が歪に変形することがないので、吊索３が２本のみであっても、物体４の降下速度を低下させるのに十分な空気の抵抗を受けることができる。

２本の吊索３のそれぞれの一端は、本実施形態では抵抗体２に直接接続されているが、抵抗体２に接続されれば接続方法は特に限定されることはなく、たとえば他の補助索等を介して抵抗体２に間接的に接続されても構わない。また、２本の吊索３のそれぞれの他端もまた、本実施形態では物体４に直接接続されているが、物体４に接続可能であればその接続方法は限定されることはなく、たとえばクッションの役割を持たせた１本の吊索等にまとめて接続されても構わない。さらに、２本の吊索３は、抵抗体２が受ける空気の抵抗力や物体４による引張応力によって損傷しない程度の強度を有するものであればいかなるものであってもよく、たとえばポリエステル系やポリエチレン系などの合成樹脂で作製された公知のロープを用いることができる。また、その長さや太さも、特に限定されることはなく、吊索３に接続される抵抗体２や適用される物体４に応じて設定することができる。

１パラシュート
２抵抗体
２１開口部
２２底部
２３側部
２３ａ基部
２３ｂ延出部
２４周縁
３吊索
４物体（制動対象）
Ｄｘ中心軸方向の空気の抵抗力
Ｄｙ中心軸に対して垂直な方向の空気の抵抗力
Ｔｘ中心軸方向の引張応力
Ｔｙ中心軸に対して垂直な方向の引張応力
Ｘ中心軸

Claims

空気の抵抗を受ける袋状の抵抗体と、それぞれの一端が前記抵抗体に接続され、それぞれの他端が制動対象に接続可能な２本の吊索とを備えるパラシュートであって、
前記抵抗体が、前記空気が通過する開口部と、該開口部と対向する側に設けられる底部と、該底部から前記開口部の周縁に向けて拡開しながら延びて設けられる側部とを備え、
前記側部が、全体に亘って前記底部から略一定の高さを有する基部と、前記開口部の前記周縁のうち前記開口部の中心に対して互いに対称位置にある２つの端部のそれぞれを頂点にして、前記基部からそれぞれ縮幅しながら延びるテーパー状の２つの延出部とを備え、
前記２本の吊索のそれぞれの一端が、前記２つの延出部のそれぞれの端部に接続されるパラシュート。
前記抵抗体が、前記開口部を閉じた状態の正面視において、略台形状に形成される請求項１記載のパラシュート。