JP7130889B1

JP7130889B1 - 垂直離着陸飛行体用吊り下げロープ

Info

Publication number: JP7130889B1
Application number: JP2022064929A
Authority: JP
Inventors: 秀頼有國
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-04-11
Filing date: 2022-04-11
Publication date: 2022-09-05
Anticipated expiration: 2042-04-11
Also published as: JP2023155544A

Abstract

【課題】衝撃が一気にかかることなく、エネルギー吸収を漸増かつ迅速に行うことにより、重大な事故等を防ぐことができる衝撃吸収機構を提供すること。【解決手段】衝撃吸収機構は、第１～第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の高弾性ロープを備え、第Ｋ（Ｋは１～Ｎの整数）の高弾性ロープの長さをＬＫとするとＬ１＜Ｌ２＜・・＜ＬＮであり、第１～第Ｎの高弾性ロープは、一端同士と他端同士がそれぞれ結合されて並列につながれ、第１～第Ｎ－１の高弾性ロープの各々の弾性限界での長さが第Ｎの高弾性ロープの長さ（ＬＮ）未満である。【選択図】図１

Description

本開示は衝撃吸収機構に関する。

物体の落下、吊り下げ又は牽引等の際に生じる衝撃を吸収できなければ、重大な事故等につながることがある。例えば、落下としては人体や落石、吊り下げとしてはヘリコプターやドローン、牽引としては故障車両等が挙げられる。

ゴムやバネ等の高弾性ロープを用いてエネルギーの吸収を緩やかに行うと、例えば、人体であれば制動距離が長くなりすぎ、地面に激突したり、反動で壁に衝突したりすることがある。ヘリコプターやドローン等の吊り下げであれば吊り下げロープの伸縮振動の振幅が大きくて収まりにくく、機体が不安定になったり、機体制御のために過剰に燃料を消費したりすることがある。ヘリコプターやドローンでこれを回避するには、吊り下げロープの伸縮振動を吸収するように精密に対応して振幅を減衰していく必要があり、高度な操縦技術を要する。

なお、理化学事典第５版は、「高弾性」を「一般に可逆弾性の限界（弾性限界）が大きい物質の弾性をいう。（中略）ほとんどの結晶性物質、固い合成樹脂などの弾性はこれに属さない（中略）高弾性をもつ物質の多くは高分子物質である」と記述する。本願明細書及び特許請求の範囲等では、「高弾性」は上記意味を有し、バネの弾性も含む。

一方、低弾性（高弾性率）ロープを用いてエネルギーの吸収を速やかに行うと、衝撃が大きく、重大な事故等を防げないことがある。例えば、人体であれば命綱や安全ベルトの装着部での内臓破裂、ヘリコプターやドローンであれば機体の不安定化や吊り下げロープの破断といったものが挙げられる。ヘリコプターやドローンでこれを回避するには、低弾性（高弾性率）ロープに荷重がかかる直前に上昇速度を減速する必要があり、高度な操縦技術を要する。

特許第６０３８５９２号公報

これに対し、特許文献１は、第１のロープと、この第１のロープに並列に接続される第２のロープとを備え、前記第１のロープは、前記第２のロープに対する余長を有し、且つ、その余長が確保された状態で前記第２のロープが接続され、前記第２のロープは、前記第１のロープに較べて縦弾性係数が小さく且つ同じ長さで比較したときに、その破断に至る伸びしろが前記第１のロープに較べて長いエネルギー吸収型のロープであることを特徴とする衝撃吸収機構を開示する。

特許文献１は、エネルギー量の最も高い衝突初期における衝突エネルギーを、エネルギー吸収型の第２のロープで吸収した後、残りのエネルギーを第１のロープで吸収する。しかし、特許文献１は、近隣の道路等に対する落石を防止するため、第１のロープには汎用鋼製ロープを用いる。したがって、鋼製の第１のロープに荷重がかかると、一気に衝撃がかかり、重大な事故等を防げないことがある。例えば、人体であれば命綱や安全ベルトの装着部での内臓破裂、ヘリコプターやドローンであれば機体の不安定化や吊り下げロープの破断といったものが挙げられる。ヘリコプターやドローンでこれを回避するには、第１のロープに荷重がかかる直前に上昇速度を減速する必要があり、高度な操縦技術を要する。

本開示は上記実状を鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、衝撃が一気にかかることなく、エネルギー吸収を漸増かつ迅速に行うことにより、重大な事故等を防ぐことができる衝撃吸収機構を提供することである。

本開示の一の態様は、
第１～第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の高弾性ロープを備え、
第Ｋ（Ｋは１～Ｎの整数）の高弾性ロープの長さをＬ_ＫとするとＬ_１＜Ｌ_２＜・・＜Ｌ_Ｎであり、
前記第１～第Ｎの高弾性ロープは、一端同士と他端同士がそれぞれ結合されて並列につながれ、
第１～第Ｎ－１の高弾性ロープの各々の弾性限界での長さが第Ｎの高弾性ロープの長さ（Ｌ_Ｎ）未満であることを特徴とする衝撃吸収機構に関する。

本開示の衝撃吸収機構の引っ張り方向に衝撃が加わると、第Ｋ（Ｋは１～Ｎの整数）の高弾性ロープの長さＬ_ＫはＬ_１＜Ｌ_２＜・・＜Ｌ_Ｎであり、第１～第Ｎの高弾性ロープは、一端同士と他端同士がそれぞれ結合されて並列につながれているため、最も短い第１の高弾性ロープから順に荷重がかかり、それぞれの高弾性ロープでエネルギー吸収が開始される。第１～第Ｎ－１の高弾性ロープの各々の弾性限界での長さが第Ｎの高弾性ロープの長さ（Ｌ_Ｎ）未満であるため、第１～第Ｎの高弾性ロープの全てが順次エネルギー吸収に参加する。その結果、エネルギー吸収を漸増かつ迅速に行うことができ、衝撃が一気にかかることない。また、本開示の衝撃吸収機構は構造が簡単なため、低コストで製造することができる。さらに、本開示の衝撃吸収機構をヘリコプターやドローン等の吊り下げロープに用いると、吊り下げロープの弾性率が漸増するため、伸縮振動の振幅が小さく、かつ、収まりやすい。その結果、吊り下げロープに荷重がかかる直前に機体の上昇速度を減速したり、吊り下げロープの伸縮振動を吸収するように精密に対応したりする必要がなく、高度な操縦技術を要さない。

本開示の一の態様では、
前記第１～第Ｎの高弾性ロープを覆う伸縮カバーを備えることが好ましい。第１～第Ｎの高弾性ロープを覆う伸縮カバーを備えることにより、第１～第Ｎの高弾性ロープの劣化を防ぐことができる。また、複数の高弾性ロープを一体的にとりまとめることができるため、取り扱いが容易になる。

本開示の一実施形態を示す。

以下、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本開示の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成のすべてが本開示の解決手段として必須であるとは限らない。

図１は本開示の一実施形態を示す。本開示の一実施形態の衝撃吸収機構１０は、第１の高弾性ロープ１１、第２の高弾性ロープ１２・・・第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の高弾性ロープ１３を備え、第Ｋ（Ｋは１～Ｎの整数）の高弾性ロープの長さをＬ_ＫとするとＬ_１＜Ｌ_２＜・・＜Ｌ_Ｎであり、第１～第Ｎの高弾性ロープは、一端同士と他端同士がそれぞれ結合されて並列につながれ、第１～第Ｎ－１の高弾性ロープの各々の弾性限界での長さが第Ｎの高弾性ロープの長さ（Ｌ_Ｎ）未満である。

本実施形態の衝撃吸収機構の引っ張り方向に衝撃が加わると、第Ｋ（Ｋは１～Ｎの整数）の高弾性ロープの長さＬ_ＫはＬ_１＜Ｌ_２＜・・＜Ｌ_Ｎであり、第１～第Ｎの高弾性ロープは、一端同士と他端同士がそれぞれ結合されて並列につながれているため、最も短い第１の高弾性ロープから順に荷重がかかり、それぞれの高弾性ロープでエネルギー吸収が開始される。第１～第Ｎ－１の高弾性ロープの各々の弾性限界での長さが第Ｎの高弾性ロープの長さ（Ｌ_Ｎ）未満であるため、第１～第Ｎの高弾性ロープの全てが順次エネルギー吸収に参加する。その結果、エネルギー吸収を漸増かつ迅速に行うことができ、衝撃が一気にかかることない。また、本開示の衝撃吸収機構は構造が簡単なため、低コストで製造することができる。さらに、本開示の衝撃吸収機構をヘリコプターやドローン等の吊り下げロープに用いると、吊り下げロープの弾性率が漸増するため、伸縮振動の振幅が小さく、かつ、収まりやすい。その結果、吊り下げロープに荷重がかかる直前に機体の上昇速度を減速したり、吊り下げロープの伸縮振動を吸収するように精密に対応したりする必要がなく、高度な操縦技術を要さない。

本開示の一実施態様では、第１～第Ｎの高弾性ロープを覆う伸縮カバーを備えることが好ましい。第１～第Ｎの高弾性ロープを覆う伸縮カバーを備えることにより、第１～第Ｎの高弾性ロープの劣化を防ぐことができる。また、複数の高弾性ロープを一体的にとりまとめることができるため、取り扱いが容易になる。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれる。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、本実施形態の構成も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。

１０衝撃吸収機構、１１第１の高弾性ロープ、１２第２の高弾性ロープ、１３第Ｎの高弾性ロープ

Claims

第１～第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の高弾性ロープを備え、
第Ｋ（Ｋは１～Ｎの整数）の高弾性ロープの長さをＬ_ＫとするとＬ_１＜Ｌ_２＜・・＜Ｌ_Ｎであり、
前記第１～第Ｎの高弾性ロープは、一端同士と他端同士がそれぞれ結合されて並列につながれ、
第１～第Ｎ－１の高弾性ロープの各々の弾性限界での長さが第Ｎの高弾性ロープの長さ（Ｌ_Ｎ）未満であることを特徴とする垂直離着陸飛行体用吊り下げロープ。
請求項１に記載の衝撃吸収機構において、
前記第１～第Ｎの高弾性ロープを覆う伸縮カバーを備えることを特徴とする垂直離着陸飛行体用吊り下げロープ。