JP7308724B2 - 飛行体用安全装置 - Google Patents

Description

本発明は、パラシュート等の被展開体を射出する飛行体用安全装置に関する。

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。

上記飛行体用パラシュート装置のパラシュート飛行体用安全装置として、たとえば特許文献１には、収容器の底部側から開口部側にかけて上下方向に折り重ねるように畳まれたパラシュートが開示されている。

欧州特許第３０５０８０５号明細書

上記特許文献１のようなパラシュート飛行体用安全装置においては、作動時におけるパラシュートの展開までの時間短縮の観点から、パラシュートの展開のスムーズさが求められている。

しかしながら、上記従来技術では、パラシュートがパラシュート収容器の内壁と接触する部分が多いために、パラシュートの射出時において、比較的大きな摺動抵抗が発生してしまう。したがって、パラシュート射出時におけるパラシュート展開に影響が出やすく、パラシュートをスムーズかつ迅速に展開することができない場合があった。

そこで、本発明は、簡易な構成でありながら、従来よりも展開時にスムーズかつ迅速にパラシュート等の被展開体を展開できる飛行体用安全装置を提供することを目的とする。

（１） 本発明に係る飛行体用安全装置は、被展開体と、初期状態において、前記被展開体を収納している有底筒状の収容器と、作動時において、前記収容器内の前記被展開体を前記収容器内から前記収容器外へ射出する射出装置と、を備え、前記収容器は、第１底部が一端側に設けられ、前記第１底部と反対側に第１開口部を形成する筒状の側壁部を有した有底筒状の第１部材と、第２底部が一端側に設けられ、前記第１開口部と取り外し可能に結合する第２開口部を前記第２底部と反対側に形成する筒状の側壁部を有した有底筒状の第２部材と、作動時に前記第１開口部と前記第２開口部との結合の状態を解除して取り外す取り外し機構と、を有し、前記第２部材の前記側壁部は、前記被展開体の少なくとも一部と対向するように設けられており、作動時に前記取り外し機構によって前記第２部材が前記第１部材から取り外された際、前記被展開体において前記第２部材の前記側壁部と対向していた部分のうち少なくとも一部が前記収容器の外部空間に対して露出される位置に、前記第１開口部の端部が形成されており、前記取り外し機構が、前記第２部材の前記第２底部の内側と当接する押し上げ部材と、前記押し上げ部材を押し上げる駆動力を発生する駆動部と、を備えていることを特徴とする。

上記（１）の構成によれば、作動時において摩擦抵抗となる収容器の側壁の一部（第２部材）を取り外してしまうので、簡易な構成でありながら、スムーズかつ迅速に被展開体を収容器外部に射出するとともに展開できる飛行体用安全装置を提供できる。また、従来に比べて作動時における上記摩擦抵抗を低下させることができるので、射出されてから所定時間まで被展開体を塊の状態で存在させることができるので空気抵抗を比較的小さくすることができ、射出時から所定時間までは被展開体１６が外乱（風の影響など）を受けにくいものとすることができる。また、上記（１）の構成によれば、簡易な構成でありながら、製造しやすく、かつ、作動時に第２部材を押し上げ部材で押し上げることによって容易に取り外すことができる。

（２） 上記（１）の飛行体用安全装置においては、前記第１開口部と前記第２開口部とは、いずれか一方の内径が他方の内径よりも大きいものであるとともに嵌合するものであり、材料の弾性を利用してはめ込む機械的接合方式によって前記嵌合を解除可能に固定するものであることが好ましい。

上記（２）の構成によれば、簡易な構成でありながら、製造しやすく、かつ、作動時に第２部材が取り外されやすい構成とすることができる。さらに、一旦、第１部材に第２部材を取り付けた場合、多少の衝撃では第１部材から第２部材が外れることがないようにすることができる。

本発明の第１実施形態に係る飛行体用安全装置を示す模式断面図である。 （ａ）は図１の飛行体用安全装置から収容器の第２部材を取り外した状態の第１部材およびシリンダの平面図、（ｂ）は図１の飛行体用安全装置における収容器の第１部材の平面図である。 図１の飛行体用安全装置の一部拡大図である。 図１の飛行体用安全装置の作動について説明するための模式断面図である。 図１の飛行体用安全装置の収納器へ格納される被展開体の折り畳み方を説明するための模式図である。 図１の飛行体用安全装置が適用される飛行体を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る飛行体用安全装置を示す模式断面図である。 図１の飛行体用安全装置に対する比較例の飛行体用安全装置を示す模式断面図である。 本発明の実施例に係る実験結果を示すグラフである。 本発明の実施例に係る実験Ｎｏ．１の作動状態について経時変化を示す写真である。 本発明の実施例に係る実験Ｎｏ．２の作動状態について経時変化を示す写真である。 本発明の比較例に係る実験Ｎｏ．３の作動状態について経時変化を示す写真である。 本発明の比較例に係る実験Ｎｏ．４の作動状態について経時変化を示す写真である。＜第１実施形態＞ 以下、本発明の第１実施形態に係る飛行体用安全装置について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る飛行体用安全装置１００は、摺動部材であるピストン部材１０と、当該ピストン部材１０を収容し、作動時に当該ピストン部材１０が外方（図１では上方向）に突出するための孔部１３が設けられたシリンダ１４と、ピストン部材１０により一方向（図１では上方向）に押し上げられる押し上げ部材１５と、当該押し上げ部材１５により支持されつつ押し上げられる被展開体１６と、ピストン部材１０をシリンダ１４内で移動させる動力源としてのガス発生器（マイクロガスジェネレータ等）１７と、ピストン部材１０、シリンダ１４、押し上げ部材１５、被展開体１６、およびガス発生器１７を収容する筒状の収容器となる第１部材１８および第２部材２１と、を備えている。ここで、一変形例として、ガス発生器１７の代わりに、バネ等の弾性体や磁気等の磁性体を動力源として用いてもよい。

収容器および押し上げ部材１５は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と、ガラス繊維又は炭素繊維などからなる繊維束又は繊維糸とを用いた繊維強化部材（繊維強化複合材料を主成分とする部材）からなるものである。ここで、使用することができる熱硬化性樹脂の代表例として、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビニルエステル樹脂、シアネートエステル樹脂等に代表される熱硬化性樹脂が挙げられ、熱可塑性樹脂の代表例として、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合合成樹脂、塩化ビニル樹脂、ナイロン６、ナイロン６６、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイドが挙げられ、これらを単体、もしくは混合物として使用してもよい。

収容器表面と、押し上げ部材１５の収容部に接触する表面とは、動摩擦係数および静摩擦係数を小さくするために、黒鉛、二硫化モリブデン、六方晶窒化ホウ素、フッ素重合体、及びシリコーン・ベース材料から成る群から選択される少なくとも１つの添加剤を塗布してもよい。特に、フッ素重合体として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）；フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）；ペルフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）；ペルフルオロメチルアルコキシポリマー（ＭＦＡ）；ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）；ポリエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）；ポリエチレン塩化三フッ化エチレン（ＥＣＴＦＥ）；及びテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン及びフッ化ビニリデン（ＴＨＶ）のポリマーから成る群から選択される、少なくとも１つのフッ素重合体を含む材料が望ましい。

ガス発生器１７は、シリンダ１４の下方の開口端に圧入された状態で、ピストン部材１０の後述の本体部１１の下方に配置されている。また、シリンダ１４の下部は、第１部材１８の底部に固定されている。

ピストン部材１０は、シリンダ１４の内径とほぼ同じ外径の部分を備える本体部１１と、この本体部１１に接続され、上方に延びかつ本体部１１よりも小径の棒状部１２と、を有している。棒状部１２の上端は、シリンダ１４の孔部１３を介して押し上げ部材１５の後述の有底筒状部１９の上端内面に固定されている。また、シリンダ１４内の上部には、ピストン部材１０の棒状部１２の一部を取り囲むように配置されたストッパー２３が設けられている。すなわち、棒状部１２はストッパー２３に挿通された状態で配されている。このことによって、ピストン部材１０が上方に移動した際に、本体部１１がストッパー２３に接触して停止することで、本体部１１がシリンダ１４内から外方に放出されないようになっている。

また、図１に示すように、押し上げ部材１５は、シリンダ１４の一部、つまり当該シリンダ１４のうちガス発生器１７が配されている開口端を除く外側の部分を覆うように配置された有底筒状部１９と、当該有底筒状部１９の開口縁部にフランジ（鍔状部）として設けられ被展開体１６を支持する円盤状の支持部２０と、を有している。このような構成において、支持部２０の底部は、初期状態で収容器の底部となる第１部材１８の底部内面側に当接するように設けられている。また、支持部２０の外周部は、第１部材１８の内側に接触しないように形成されている。

第１部材１８は、図２（ａ）、（ｂ）に示したように、底部１８ａと、第１開口部２６を一端側に形成する筒状の側壁部１８ｂを有した有底筒状の部材である。第１部材１８の底部には、図１、図２（ｂ）に示すように、第１部材１８内部と外部とを連通する複数の通気孔２４が設けられている。各通気孔２４は、押し上げ部材１５が第１部材１８内において急速で移動する際には、当該押し上げ部材１５と第１部材１８の底面との間の領域に負圧が生じる。そのため、押し上げ部材１５を移動させ難くなる。そこで、上記通気孔２４を設けることで、負圧現象を低減することができ、押し上げ部材１５をスムーズに移動させることが可能となる。なお、通気孔２４の開孔面積をガス発生器１７の出力調整とともに適宜調整することで、被展開体１６の射出スピードおよび射出距離を制御することが可能である。

第２部材２１は、収容器の天部となる部材であって、底部２１ａと、第１開口部２６と取り外し可能に嵌合する第２開口部２７を底部２１ａと反対側に形成する筒状の側壁部２１ｂとを有した有底筒状のものである。側壁部２１ｂは、被展開体１６の少なくとも一部と対向するように形成されている。また、第２開口部２７と第１開口部２６とは、形状差による嵌合または留め具などを用いることによって結合可能に形成されている。

ここで、第１開口部２６および第２開口部２７においては、図３に示したように、第２部材２１の第２開口部２７の外径側から第１部材１８の第１開口部２６の内径に嵌合するスナップフィット方式（材料の弾性を利用してはめ込む機械的接合方式の一種）を用いて結合するものであってもよい。具体的には、図３に示したように、第２開口部２７の外周部に凸部２１ｃが設けられており、この凸部２１ｃが噛み合う凹部１８ｃが第１部材１８の第１開口部２６の内周部に設けられている。これにより、第１部材１８と第２部材２１とを嵌合して、容易に第１部材１８に第２部材２１を固定することができるだけでなく、作動時には、ガス発生器１７により発生した力により押し上げられた押し上げ部材１５が支持部２２を介して第２部材２１を押し上げ、噛み合っていた凸部２１ｃを凹部１８ｃから外して上記固定を解除することによって、図４に示したように、第１部材１８から第２部材２１が取り外されるので、被展開体１６をスムーズに射出できる。ここで、一変形例として、第２部材２１の第２開口部２７の内径側から第１部材１８の第１開口部２６の外径に嵌合するスナップフィット方式を用いてもよい。

被展開体１６は、たとえば、パラシュートの傘部分またはパラグライダーのキャノピーなどである。被展開体１６は、以下の方法で、第１部材１８および第２部材２１からなる収容器に収容される。まず、たとえば、被展開体１６がパラシュートの場合、被展開体１６のうち展開した場合に頂点となる部分を一端部として、図５（ａ）に示した複数のライン２５（収容器または後述する飛行体３０の機体３１などと被展開体１６とを連結する紐状の連結部材）が接続されている側の部分をまとめて細長い状態とする。

このとき、図５に示したように被展開体１６を折り畳むことによって、細長い状態とすることが好ましい。具体的には、以下の通りである。まず、被展開体１６（パラシュート）の平面図（側部から見た図）である図５（ａ）に示したように、点線部分を山、点線の間の実線部分を谷として、図５（ｂ）の状態（左右対称）となるように折り畳む。このとき、複数のライン２５は、ひとまとめにして直線状に並べておく。次の工程は、図５（ｂ）の模式図を用いて説明する。図５（ｂ）の模式図は、図５（ｂ）の平面図のＢ－Ｂ矢視図であって、模式的に示した図であるが、図５（ｂ）の平面図の被展開体１６の点線部分を山、一点鎖線部分を谷として、被展開体１６の中心から図面右側の断面が略Ｓ字状となるように、かつ、被展開体１６の中心から図面左側の断面が逆略Ｓ字状となるように（図５（ｃ）の状態（左右対称）となるように）折り畳む。ここで、図５（ｃ）の模式図は、図５（ｃ）の平面図のＣ－Ｃ矢視図であって、模式的に示した図であるが、最後に、図５（ｃ）の平面図の被展開体１６中心線を山として、図５（ｄ）に示した状態となるように折り畳む。ここで、図５（ｄ）の模式図は、図５（ｄ）の平面図のＤ－Ｄ矢視図であって、模式的に示した図である。そして、複数のライン２５をまとめたままの状態として、次のようにして、飛行体用安全装置１００の収容器となる第１部材１８および第２部材２１内に格納する。

すなわち、ライン２５の一端を第１部材１８または機体３１に連結して、ライン２５を押し上げ部材１５の支持部２０の上に載置した後、図２（ａ）に示したように、被展開体１６の一端部１６ａを押し上げ部材１５の有底筒状部１９の側面の周りに巻きつけて一端部１６ａまで到達させ、被展開体１６の第１層１６Ａを形成する。その後、形成した第１層１６Ａを保持しつつ、被展開体１６のうち巻きつけられてない部分を反対方向に折り返し、被展開体１６の第１層１６Ａに対して径方向に重なるようにしつつ一端部１６ａまで一周巻きつけて、第２層１６Ｂを形成する。同じ要領で、形成した第１層１６Ａおよび第２層１６Ｂを保持しつつ、被展開体１６のうち巻きつけられてない部分を反対方向に折り返して、被展開体１６の第２層１６Ｂに対して径方向に重なるように一周巻きつけて、第３層１６Ｃを形成する。第４層１６Ｄ、第５層１６Ｅも同じ要領で形成し、最後に、被展開体１６の他端部１６ｂを含む第６層１６Ｆも同じ要領で形成する。

ここで、各図面においては、便宜上、被展開体１６を巻きつけた際において、被展開体１６の外側が第１部材１８の内側に接触しないように収容されている様子が描画されているが、被展開体１６の基布は比較的柔軟な材料（たとえば、帆布、ポリアミド合成樹脂繊維、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂を用いた布、など）で形成されているため、実際には、被展開体１６の外周部分が第１部材１８の側壁部１８ｂ内側などに接触することがある。

以上のような構成において、飛行体用安全装置１００が搭載されるたとえば飛行体などが落下する際にガス発生器１７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ピストン部材１０がシリンダ１４内を上方に推進する。これにより、ピストン部材１０の棒状部１２に接続された有底筒状部１９を有する押し上げ部材１５が第１部材１８内において上方に推進する。これによって、押し上げ部材１５が支持部２２を介して第２部材２１を押し上げ、噛み合っていた凸部２１ｃを凹部１８ｃから外して、第１開口部２６と第２開口部２７との固定（結合）を解除する。このようにして、作動に関連する各部位は、第１部材１８から第２部材２１を取り外す取り外し機構として機能する。その結果として、第１開口部２６の端部が被展開体１６の最上部位置よりも低い位置に位置していることから、被展開体１６のうち第２部材２１の側壁部２１ｂと対向していた部分のうち少なくとも一部は外部空間に露出される。その後、第２部材２１の側壁部２１ｂ内壁に対する摩擦抵抗を受けることなく、押し上げ部材１５の推進力を受けて、被展開体１６は第１部材１８内から外方（図１紙面の上方向）にスムーズかつ迅速に射出される。このとき、被展開体１６は、図２（ａ）に示したように折り畳まれているものであるため、射出後において、スムーズかつ迅速に展開する。

なお、飛行体用安全装置１００は、図６に示したように、飛行体３０の機体３１に連結部材４０を介して連結固定されている。このとき、図６に示したように、連結部材４０は、通気孔２４を閉塞しない位置において、第１部材１８と機体３１とを連結している。したがって、飛行体３０は、機体３１と、当該機体３１に結合される飛行体用安全装置１００と、機体３１に結合され、当該機体３１を推進させる１つ以上の推進機構（たとえばプロペラ等）３２と、機体３１の下部に設けられた複数の脚部３３と、を備えている。ここで、実際には、ガス発生器１７の下部の電極（図示せず）に通電用のソケットが嵌合されているが、説明の便宜上、図１においては省略して表現している。

以上のように、本実施形態によれば、作動時において摩擦抵抗となる収容器の側壁の一部（第２部材２１）を取り外してしまうので、簡易な構成でありながら、スムーズかつ迅速に被展開体１６を収容器外部に射出するとともに展開できる飛行体用安全装置１００を提供できる。

また、従来に比べて作動時における上記摩擦抵抗を低下させることができるので、射出されてからラインテンションがかかるまで被展開体１６を塊の状態で存在させることができるので空気抵抗を比較的小さくすることができ、射出時に被展開体１６が外乱（風の影響など）を受けにくいものとなる。

また、第１部材と第２部材との結合をスナップフィット方式で行っているため、第１部材に第２部材を取り付けた場合、多少の衝撃では第１部材から第２部材が外れることがないようにすることができる。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る飛行体用安全装置について、図７を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と下二桁が同じ番号の符号は、同様のものであるので、説明を省略することがある。また、特に説明しない部分に関しては、上記第１実施形態の飛行体用安全装置および飛行体と同様であるので、説明を省略することがある。

本実施形態に係る飛行体用安全装置２００は、被展開体１１６の収納器への収納状態が第１実施形態の被展開体１６の収納状態と異なっているが、その他の部位については同様である。なお、被展開体１１６と被展開体１６とは、展開後には同形状のパラシュートになるものである。

被展開体１１６は、以下の方法で、第１部材１１８および第２部材１２１からなる収容器に収容される。まず、たとえば、被展開体１１６がパラシュートの場合、第１実施形態と同様、図５（ｄ）の状態となるように折り畳む。そして、複数のライン（図示しないが、第１実施形態のライン２５と同様のもの）をまとめたままの状態として、次のようにして、飛行体用安全装置２００の収容器となる第１部材１１８および第２部材１２１内に格納する。

すなわち、ラインの一端を第１部材１１８または飛行体の機体（図示しないが、第１実施形態の飛行体の機体と同様のもの）に連結して、ラインを押し上げ部材１１５の支持部１２０の上に載置した後、図７（ｂ）に示したように、被展開体１１６の一端部１１６ａを押し上げ部材１１５の支持部１２０の上面に載置した後、有底筒状部１１９を中心として反時計回りに一端部１１６ａまで到達させ、被展開体１１６の第１層１１６Ａを形成する。その後、形成した第１層１１６Ａを保持しつつ、被展開体１１６のうち支持部１２０に接触していない部分を反対方向に折り返し、被展開体１１６の第１層１１６Ａに対して有底筒状部１１９の軸方向に重なるようにしつつ、有底筒状部１１９を中心として時計回りに一端部１１６ａまで到達させ、第２層１１６Ｂを形成する。同じ要領で、形成した第１層１１６Ａおよび第２層１１６Ｂを保持しつつ、被展開体１１６のうちまだ層を形成していない部分を反対方向に折り返して、被展開体１１６の第２層１１６Ｂに対して有底筒状部１１９の軸方向に重なるようにしつつ、有底筒状部１１９を中心として反時計回りに一周させ、第３層１１６Ｃを形成する。第４層１１６Ｄ、第５層１１６Ｅ、第６層１１６Ｆ、第７層１１６Ｇも同じ要領で形成し、最後に、被展開体１１６の他端部１１６ｂを含む第８層１１６Ｈも同じ要領で形成する。

ここで、被展開体１１６は、その外側が第１部材１１８の内側に接触しないように収容されている。なお、被展開体１１６は、その外側が第１部材１１８の内側に接触するように収容されていてもよい。

以上のような構成において、飛行体用安全装置２００が搭載されるたとえば飛行体などが落下する際にガス発生器１１７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ピストン部材１１０がシリンダ１１４内を上方に推進する。これにより、ピストン部材１１０の棒状部１１２に接続された有底筒状部１１９を有する押し上げ部材１１５が第１部材１１８内において上方に推進する。これによって、押し上げ部材１１５が支持部１２２を介して第２部材１２１を押し上げ、第１部材１１８から第２部材１２１を取り外す取り外し機構として機能する。その結果として、第１開口部１２６の端部が被展開体１１６の最上部位置よりも低い位置に位置していることから、被展開体１１６のうち第２部材１２１の側壁部１２１ｂと対向していた部分のうち少なくとも一部は外部空間に露出される。その後、第２部材１２１の側壁部１２１ｂ内壁に対する摩擦抵抗を受けることなく、押し上げ部材１１５の推進力を受けて、被展開体１１６は第１部材１１８内から外方（図７紙面の上方向）にスムーズかつ迅速に射出される。このとき、被展開体１１６は、図７に示したように折り畳まれているものであるため、射出後において、スムーズかつ迅速に展開する。

上記構成によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

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と考えられるべきである。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。たとえば、上記各実施形態の被展開体について、展開時に破断または解体されるような包装体によって包装されたものであってもよい。

上記各実施形態では、動力源としてガス発生器を採用したが、摺動部材がシリンダ内を推進するための駆動力を当該摺動部材に付与することが可能なものであればその構成は限定されるものではなく、たとえばバネ等の弾性体や磁気等の磁性体を採用してもよい。

また、上記各実施形態では、押し上げ部材の支持部を、第１部材の底部に当接するように設けた。しかし、これに限定されるものではない。たとえば、支持部をピストン部材の棒状部の長さ方向における中間付近に配置してもよい。

また、上記各実施形態では、棒状部の上端を、押し上げ部材の有底筒状部の上端内面に固定することとしたが、これに限らず、棒状部の上端を前記内面に固定しなくともよい。

また、上記各実施形態においては、ガス発生器の作動に合わせて、モータなどの駆動装置によって自動で第２部材を第１部材から取り外すものであってもよい。

また、上記各実施形態では、収容器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けるピストン部材をテレスコピック構造として構成してもよい。

さらに、上記各実施形態では、パラシュートを被展開体の例として挙げたが、これに限らず、揚力発生部材を含むものを被展開体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、トライアングル型、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、２枚布のパラグライダー、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、飛行体用安全装置は、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、上記各実施形態においては通気孔を収容器の底部に設けたが、この位置に限られない。作動時に収容器と押し上げ部材との間で発生する負圧を抑制することができる位置であれば、どの位置でもよい。

また、上記各実施形態におけるシリンダ、動力源、および収容器は、機体にゴムバンド、ベルト、ひも、その他（機械的接合、ボルト、ファスナー、接着剤）等の手段により連結または固定されていることが好ましい。

また、上記各実施形態において、被展開体を支持する支持部の形状は、円盤状（円、楕円を含む）、多角形、放射状のいずれであってもよい。なお、支持部の形状が楕円または多角形の場合、収容器の内面は支持部の外周部に沿って形成されることが望ましい。

また、上記各実施形態において、第２開口部２７と第１開口部２６との結合に留め具を用いた場合は、留め具による第２開口部２７と第１開口部２６との結合を飛行体用安全装置の作動に合わせて自動解除する解除機構（たとえば、モータの駆動力と、カム、歯車などの駆動力を伝達する部材とを利用したものなど）が設けられていてもよい。

また、上記各実施形態において、収容器内において被展開体を押し上げ部材の有底筒状部に巻きつけるような構成を示したが、これに限られない。たとえば、本発明は、収容器内に設けた発射台（押し上げ部材の一種）の上に載置した被展開体を発射台の作動に応じて押し上げて、収容器外に被展開体を射出するものであれば、どのような装置にでも適用できる。

（実施例）
次に、本発明に係る実施例について説明する。具体的には、第１実施形態と同構成の飛行体用安全装置と、図８に示した飛行体用安全装置３００と同構成の飛行体用安全装置とを製作し、それぞれの装置について行った被展開体の射出・展開実験および結果について説明する。なお、図８に示した飛行体用安全装置３００において、下二桁が同じ番号の符号は、第１実施形態と同様のものであるので、説明を省略することがある。また、特に説明しない部分に関しては、上記第１実施形態の飛行体用安全装置および飛行体と同様であるので、説明を省略することがある。

図８に示した飛行体用安全装置３００は、図１に示した第１実施形態の装置と収容器の形状が異なっている以外、他に異なっている点はない。以下、当該異なっている点を中心に、飛行体用安全装置３００について具体的に説明する。

図８に示した装置の収容器は、底部２１８ａと側壁部２１８ｂとを有した有底筒状の第１部材２１８と、底部２２１ａと側壁部２２１ｂとを有した蓋状の第２部材２２１と、を備えたものである。

側壁部２１８ｂの上端部には第１開口部２２６が形成され、側壁部２２１ｂの下端部には第２開口部２２７が形成されている。また、第１開口部２２６に側壁部２２１ｂが挿入されることによって、第１実施形態と同様、スナップフィット方式で第１開口部２２６と第２開口部２２７とが結合するようになっている。すなわち、第２部材２２１は、第１部材２１８の第１開口部２２６を閉塞する蓋部材となっている。

上記構成によれば、作動時において第２部材２２１が第１実施形態と同様の取り外し機構によって取り外されても、被展開体２１６の全周と側壁部２１８ｂとは接触しやすい状態となっており、射出する際には被展開体２１６の全周と側壁部２１８ｂとの間で摩擦抵抗が発生しやすい状況となるものである。これに対して、第１実施形態と同構成の飛行体用安全装置１００においては、少なくとも第２部材２１が被展開体１６の射出時に存在しない状態となっているので、摩擦抵抗が発生するとしても第１部材１８の側壁部１８ｂと被展開体１６の一部とが接触している部分のみとなる。なお、第１実施形態と同構成の飛行体用安全装置の第１部材の側壁部の被展開体と接触する可能性のある部分の面積は、図８に示した飛行体用安全装置３００と同構成の飛行体用安全装置の収容器の第１部材の側壁部の被展開体と接触する可能性のある部分の半分となるように構成した。

実験は、押し上げ部材の速度（射出速度）の測定、および、作動時からラインテンションがかかる（ラインが伸びきって張った状態となる）までの時間測定について、おこなった。また、それぞれの実験は、第１実施形態と同構成の飛行体用安全装置について２回（実験Ｎｏ．１、Ｎｏ．２）、図８に示した装置と同構成の飛行体用安全装置について２回（実験Ｎｏ．３、Ｎｏ．４）行った。

なお、第１実施形態と同構成の飛行体用安全装置においては、押し上げ部材の移動速度（射出速度）が１０ｍ／ｓ程度となるように設計し、押し上げ部材の動き出しから停止までの時間を測定し、所定の移動距離（ここでは、６５ｍｍ）に対して当該測定時間で割り算することによって、実際の押し上げ部材の移動速度（射出速度）を求めた。図８に示した装置と同構成の飛行体用安全装置においては、第１実施形態と同構成の飛行体用安全装置に対して収容器のみ変更し、第１実施形態と同構成の飛行体用安全装置の場合と同様の方法で、実際の押し上げ部材の移動速度（射出速度）を求めた。結果を下記表１および図９に示す。

ここで、押し上げ部材の動き出しの時間および停止時間は、押し上げ部材の支持部（フランジ）の上面にひずみゲージを設け、このひずみゲージによってひずみを検知したタイミングを測定することによって得ている。具体的には、本実施例の飛行体用安全装置の実験作動時間中において、ひずみゲージによって、押し上げ部材の支持部（フランジ）のひずみが最初に発生したことを検知した時間を「押し上げ部材の動き出しの時間」、押し上げ部材が停止する際に発生する支持部（フランジ）のひずみを検知した時間を「押し上げ部材の停止時間」として、押し上げ部材の動き出しから停止までの時間を測定している。

ラインテンションがかかる時間については、高感度カメラと、動画解析（運動解析）ソフトウェア（株式会社フォトロン製 TEMA）とを用いて、測定した。具体的には、動作時からラインが伸びきって張った状態となるまでを高感度カメラで撮影し、撮影して得た動画情報から上記ソフトウェアを用いてラインテンションがかかる時間を演算した。結果を図９に示す。また、実験Ｎｏ．１～Ｎｏ．４において得た高感度カメラで撮影した連続写真を図１０～図１３に示す。なお、図１０は実験Ｎｏ．１、図１１は実験Ｎｏ．２、図１２は実験Ｎｏ．３、図１３は実験Ｎｏ．４、についての写真である。また、これら図１０～図１３の写真は、各装置の作動時を開始時間０（ｓ）として、０．１（ｓ）ごとに撮影したものを示している。

表１及び図９から、実験Ｎｏ．１、Ｎｏ．２の押し上げ部材の移動速度（射出速度）の平均値は、実験Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の押し上げ部材の移動速度（射出速度）の平均値に対して、０．４５（ｍ／ｓ）速くなったことがわかった。また、実験Ｎｏ．１、Ｎｏ．２のラインテンションがかかるまでの平均時間は、実験Ｎｏ．３、Ｎｏ．４のラインテンションがかかるまでの平均時間に対して、０．０４４（ｓ）速くなったことがわかった。

また、図１０、図１１から、実験Ｎｏ．１、Ｎｏ．２の被展開体は、射出されてから０．３（ｓ）程度まで塊（写真中の移動している白い塊部分のものでラインが連結されている）の状態で存在していることがわかる。そして、その後に、実験Ｎｏ．１、Ｎｏ．２の被展開体は、ラインテンションがかかってから、この塊が解かれた状態となっている。これに対して、図１２、図１３から、実験Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の被展開体は、初期から塊の状態が解けたような状態で射出されていることがわかる。ここで、実験Ｎｏ．１、Ｎｏ．２の被展開体が０．３（ｓ）程度まで塊の状態で存在したことは、装置作動時における押し上げ部材の移動時に、実験Ｎｏ．１、Ｎｏ．２の被展開体に対する収容器の摺動抵抗が実験Ｎｏ．３、Ｎｏ．４よりも低くなったことが要因と考えられる。

これらの結果および考察から、図８に示した飛行体用安全装置３００と同構成の飛行体用安全装置と比較して、本発明に係る飛行体用安全装置の被展開体の射出速度の向上が認められる。また、実験Ｎｏ．１、Ｎｏ．２の被展開体は、射出されてからラインテンションがかかる０．３（ｓ）程度まで塊の状態で存在していることから空気抵抗を比較的小さくすることができ、本発明に係る飛行体用安全装置においては、射出時に被展開体が外乱（風の影響など）を受けにくいものとなっている。以上により、本発明は、従来に比べて優れたものとなっていることがわかった。

１０、１１０、２１０ ピストン部材
１１、１１１、２１１ 本体部
１２、１１２、２１２ 棒状部
１３、１１３、２１３ 孔部
１４、１１４、２１４ シリンダ
１５、１１５、２１５ 押し上げ部材
１６、１１６、２１６ 被展開体
１６ａ、１１６ａ 一端部
１６ｂ、１１６ｂ 他端部
１７、１１７、２１７ ガス発生器
１８、１１８，２１８ 第１部材
１８ａ、２１ａ、１１８ａ、１２１ａ、２１８ａ、２２１ａ 底部
１８ｂ、２１ｂ、１１８ｂ、１２１ｂ、２１８ｂ、２２１ｂ 側壁部
１８ｃ 凹部
１９、１１９、２１９ 有底筒状部
２０、２２、１２０、１２２、２２０、２２２ 支持部
２１、１２１、２２１ 第２部材
２１ｃ 凸部
２３、１２３、２２３ ストッパー
２４、１２４、２２４ 通気孔
２５ ライン
２６、１２６、２２６ 第１開口部
２７、１２７、２２７ 第２開口部
３０ 飛行体
３１ 機体
３３ 脚部
４０ 連結部材
１００、２００、３００ 飛行体用安全装置

Claims (2)

1. 被展開体と、
   初期状態において、前記被展開体を収納している有底筒状の収容器と、
   作動時において、前記収容器内の前記被展開体を前記収容器内から前記収容器外へ射出する射出装置と、
   を備え、
   前記収容器は、
   第１底部が一端側に設けられ、前記第１底部と反対側に第１開口部を形成する筒状の側壁部を有した有底筒状の第１部材と、
   第２底部が一端側に設けられ、前記第１開口部と取り外し可能に結合する第２開口部を前記第２底部と反対側に形成する筒状の側壁部を有した有底筒状の第２部材と、
   作動時に前記第１開口部と前記第２開口部との結合の状態を解除して取り外す取り外し機構と、
   を有し、
   前記第２部材の前記側壁部は、前記被展開体の少なくとも一部と対向するように設けられており、
   作動時に前記取り外し機構によって前記第２部材が前記第１部材から取り外された際、前記被展開体において前記第２部材の前記側壁部と対向していた部分のうち少なくとも一部が前記収容器の外部空間に対して露出される位置に、前記第１開口部の端部が形成されており、
   前記取り外し機構が、前記第２部材の前記第２底部の内側と当接する押し上げ部材と、前記押し上げ部材を押し上げる駆動力を発生する駆動部と、を備えていることを特徴とする飛行体用安全装置。
2. 前記第１開口部と前記第２開口部とは、いずれか一方の大きさが他方の大きさよりも大きいものであるとともに嵌合するものであり、
   材料の弾性を利用してはめ込む機械的接合方式によって前記嵌合を解除可能に固定するものであることを特徴とする請求項１に記載の飛行体用安全装置。
   

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