JPH09193896A - エアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】飛行中の航空機またはパラグライダー等の航空
スポーツ機器から、人体または機材等を地上に降下させ
る時に、当該降下物の受ける衝撃を緩和させ、降下物を
安全に着地させるために用いるエアバッグ装置を提供す
る。 【解決手段】空気取入口から空気を取入れて膨張させる
エアバッグ装置であって、その内部にエアバッグ装置を
展開させる機構を有することを特徴とする空中降下用の
エアバッグ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飛行中の航空機ま
たはパラグライダー等の航空スポーツ機器から、人体ま
たは機材等を地上に降下させる時に、当該降下物の受け
る衝撃を緩衝させ、降下物を安全に着地させるために用
いるエアバッグ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】飛行中の航空機または航空スポーツ機器
に搭乗している人間が地上に緊急着陸する方法として
は、パラシュートを用いるのが一般的である。

【０００３】パラグライダーの場合には、着地した時の
衝撃を緩衝するために、ハーネス（椅子に当たるもの）
にマットやフォームラバー等の緩衝材が取り付けられて
いるのが普通であり、より高性能なものでは、緊急時に
高圧ガスボンベからガスを発生させ、ハーネスに取り付
けられたエアバッグを膨張させるものが存在する。

【０００４】また、航空機から重量物を地上に安全に投
下するために、高圧ガスまたは火薬をガス発生源として
用いた自動車用と同様のエアバッグを用いようとする研
究も進んでいる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような技術では以下に示すような問題点が存在する。パ
ラシュートは非常に簡便で効果的ではあるが、降下時の
高度が十分に高くない場合には、当該パラシュートを開
く余裕がなく、その効果が発揮できない。パラグライダ
ーの緩衝材入りハーネスについては、降下速度の小さな
場合には一定の効果があるが、大きな速度で地上へ激突
するような大事故を回避することは難しい。

【０００６】パラグライダーのように低速度で飛行する
ものに限っては、エアバッグを用いる時に予めエアバッ
グを膨張させた状態で飛行することが可能ではあるが、
操縦上不便であり、できれば緊急時のみ膨張するものが
望ましい。また、降下物の保護に十分な大きさを有する
エアバッグを火薬または高圧ガスを利用したガス発生器
のみで膨張させるためには、該ガス発生器の重量が大き
くなりすぎることもある。

【０００７】本発明は、上述のような事情に鑑み案出さ
れたものであり、人体または機材の空中降下の際、着陸
時の衝撃を緩和させ、安全に着地させるための軽量構造
のエアバッグ装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は空気取入口から空気を取入れて膨張させ
るエアバッグ装置であって、その内部にエアバッグ装置
を展開させる機構を有する空中降下用のエアバッグ装置
であることを特徴としている。

【０００９】ここでいう展開機構には火薬または高圧ガ
スにより作動する柱状の内部エアバッグ、または折り畳
み式の棒状構造体を伸展させる機構を用いることが出来
る。ここで棒状構造体の伸展機構を、火薬および高圧ガ
ス選ばれる１種を駆動力とするアクチュエータ又はバネ
とすることが出来る。なお、上記エアバッグ装置にはい
ずれも空気排出用の孔を有することが可能であり、また
エアバッグ装置の空気取入口には逆止弁を設置すること
が可能である。本発明のエアバッグ装置は、使用前は小
さく折り畳まれており、使用時に該エアバッグ装置内に
設置された小型エアバッグ（内部エアバッグという）又
は棒状構造体を作動させてまずエアバッグ装置を展開
し、その後エアバッグ装置の空気取入口から降下時に空
気を取り入れて全体が大きく膨張する構造になってい
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を図面を参照しな
がら説明する。一例として、パラグライダーに乗ってい
るパイロットが、何らかの異常により翼が潰れ、急降下
を始めた時を想定する。図１において、パイロットが本
装置の点火スイッチ１を入れると、予め畳まれてハーネ
スの下側に取り付けてあったエアバッグ装置の内側に、
同様に折り畳まれて取り付けてある内部エアバッグ５内
のガス発生器３が作動し、図２に示すように、内部エア
バッグ５が下方に大きく膨張し、それに伴ってエアバッ
グ９も下方に押し開かれる。ここでエアバッグ９および
内部エアバッグ５の材質は、例えばナイロンまたはポリ
エステルなどの布であり、必要により内部または外部に
ゴム又は樹脂のコーティングが施されている。またエア
バッグ９の大きさは、容積０．１〜２ｍ³程度あれば特
に形状に制限はなく、通常直径および長さが３０cm〜１
ｍ程度の円筒形状、またはそれと同程度の容積でハーネ
スの一部を覆う適切な形状に作られている。

【００１１】図３に示すように、エアバッグ装置の下側
には空気取入口８が開口しているため、パイロットの降
下速度が早ければ早いほど、空気取入口８から多量の空
気が流入してエアバッグ９の中に封じ込まれる。該空気
取入口８には簡単な逆止弁７が取り付けられており、外
部からエアバッグ９内へは容易に空気が入るが、エアバ
ッグ内の空気は外へは出にくいものとなっている。

【００１２】なお、空気取入口８の大きさが余り大きく
ないときは、逆止弁７を取り付けず開口したままでも、
空気取入口８が後述のエアバッグ９上側面の空気排出用
の孔（小孔１０）と同じガス排出の機能を果たすため問
題はない。さらに、この場合は小孔１０を省略すること
も可能である。

【００１３】エアバッグ９の上側面に空気排出用の小孔
１０が開けられており、空気取入口８から入った空気の
一部は該小孔１０から外部に出るが、大部分はエアバッ
グ９を膨張させるのに用いられ、エアバッグ装置の姿勢
を安定させる。

【００１４】上述の様にパイロットはハーネス下部、つ
まりパイロットの尻および背中を主とする部分を保護す
る位置にエアバッグ９を膨張させたまま降下し、やがて
地上に衝突する。この時、エアバッグ９は内部エアバッ
グ５と共にパイロットの体重により圧縮を受けながら、
パイロットに対しては、衝撃を緩和させるように働く。

【００１５】また該圧縮により、エアバッグ９の上側に
設けられている小孔１０からエアバッグ９内の空気が外
部に抜け出るため、エアバッグ９は収縮した後に反発・
反転するような事態もなく、パイロットの体は地上にス
ムーズに着陸するため、大きな人身事故を回避すること
ができる。なお、本発明のエアバッグ装置は、上述の内
部エアバッグ５の代わりに、棒状構造体を伸展させる機
構を用いても、同様の効果を得ることができる。

【００１６】本発明のエアバッグ装置はパラグライダー
における異常落下の場合のみならず、航空機等からパラ
シュートを取り付けた状態で、意図的に地上に向けて人
体または機材等を安全に降下させる手段としても効果の
あるものである。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しながら
さらに詳しく説明する。 実施例１ 図１は本発明のエアバッグ装置の主要構造を示したもの
であり、図１はエアバッグ装置がほぼ畳まれた状態を示
している。本図において、衝撃を緩衝させる人体または
器材は上部プレート４ の上側に固定保持される。

【００１８】例えばパラグライダーのパイロットは、ハ
ーネスを上部プレート４ の上に取り付け、ハーネス内
に身体を固定することになる。以下、パラグライダー用
のエアバッグ装置を例に取り説明する。

【００１９】パラグライダーが何らかの異常事態によ
り、急降下を始めた時に、パイロットは身体の回りに取
り付けた点火スイッチ１を作動させる。この信号は点火
ケーブル２を介して火薬式のガス発生器３を発火させ、
内部エアバッグ５を展開させる。

【００２０】ここで利用したガス発生器３は、ガス発生
剤として無煙火薬を１５ｇ用いており、該無煙火薬への
点火にはスクイブを用いたものである。本ガス発生器は
緊急時に、極力早く作動させる必要があるために、ここ
では火薬式のガス発生器を用いたが、他の方式としては
高圧ガスボンベ等から放出されるガスまたは火薬と高圧
ガスを組合わせた方式を用いることも出来る。

【００２１】内部エアバッグ５が伸展した状況を図２に
示す。この時エアバッグ９はそのまま、縦方向に進展す
るだけであるが、下部プレート６に取り付けられた空気
取入口８より多少の空気がエアバッグ９に取り込まれ
る。空気取入口８の側部に設置した逆止弁７はプラスチ
ックまたは金属等で作られた平板で、下部プレート６の
内側に内部方向には自在に開くが、外部方向には開かな
いように簡単なヒンジで取り付けられており、従って外
部の空気は取り込むことができるが、内部の空気は容易
に外部には出ないようになっている。

【００２２】パイロットおよびエアバッグ装置は異常時
においてかなりの速さで降下しているため、空気取入口
８から大量の空気がエアバッグ９の中に入り、エアバッ
グ９は図３のように膨張する。エアバッグ９の側上部に
は空気排出用の小孔１０が開けられており、空気取り入
れ口８から入った空気の一部がここから外部に流れ出る
ことにより、エアバッグの姿勢を安定させる。本例の小
孔１０は側上部に設けたが、小孔１０は上部から側部に
かけての適切な位置に設ければよい。また、小孔１０は
上部プレート４に配置することも出来る。

【００２３】本発明のエアバッグ装置が地上に到達する
と、図４のように人体の重さおよびその慣性により、エ
アバッグ装置は押しつぶされる。このとき、エアバッグ
９内の空気は外に出ようとするため、逆止弁７は自動的
に閉じ、エアバッグの圧力は上昇する。しかし、一部の
空気は小孔１０を通って外部に放出されるため、エアバ
ッグ９内の圧力は一定の値以上には上がらず、エアバッ
グ９の収縮とともにやがて圧力も下がる。このようなエ
アバッグ装置の挙動により、人体は地上に激突すること
なく、安全に着地する事が出来る。

【００２４】なお、内部エアバッグ５にはガスの排出孔
がないため、該エアバッグ５の収縮とともに圧力が大き
く上昇し、やがて破裂して内部のガスはエアバッグ９内
の空気と混合する。

【００２５】本実施例はエアバッグ装置の機能確認のた
めの実験に供したものであり、内部エアバッグ５には内
側にシリコンコーティングを施したポリエステルの布製
で外径約１５cm、縦方向長さ約８０cmのもの、エアバッ
グ９には、同じ布製で最大外径約８０cm、縦方向長さ約
８０cmのものを用いた。

【００２６】上部プレート４には約７０kgのウエイトと
加速度計を固定し、更にエアバッグ９内の圧力を計測す
るためのセンサも取り付けた。本エアバッグ装置を落下
試験機に取り付け、１０m の高さから地上に落下させ作
動させたところ、エアバッグ９は直ぐに膨張し、エアバ
ッグ装置の着地後にはウエイトによりエアバッグ９は押
しつぶされたが、エアバッグ９の内部圧力は最大約０．
８Kgf／cm²に止まり、エアバッグ９は破裂することな
く、ウェイトは瞬時に最大３０Ｇの加速度を受けたが、
スムーズに地上に着地した。なお、上記ウエイトを約１
００kg とした時の最大加速度は約３５Ｇ、エアバッグ
装置９内最大圧力は約１．２ kgf／cm²となり、また、
エアバッグ９を外径約１００cm 、縦方向長さ約８０cm
のものにして、ウエイトを約１００ kgとした時は、最
大加速度は約１５Ｇ 、エアバッグ９内最大圧力は約
０．３kgf／cm²となり、いずれもスムーズに着地した。

【００２７】実施例２ 前述の実施例１では、エアバッグ９の膨張を主導するた
めに、内部エアバッグ５を展開させたが、図５に示す実
施例２は軽量な金属、プラスチックまたはＦＲＰ等の棒
材を構造要素のアームとして組み合わせた折り畳み式の
棒状構造体の伸展機構を、実施例１の内部エアバッグ５
の代わりに用いたものである。

【００２８】すなわち、図５の上部プレート４と下部プ
レート６は実施例１の上部プレート４と下部プレート６
と同じ役割のものであり、これの周囲にエアバッグ９が
取り付けられる。下部プレート６には実施例１と同様に
空気取入口８および逆止弁７が設置されている。

【００２９】上部プレート４と下部プレート６にはそれ
ぞれアーム１１と１２がリンク機構により取り付けられ
ており、アーム１１とアーム１２はやはりリンク機構で
結合されている。

【００３０】また、1 対のアーム１３はアクチュエータ
１４のピストンロッド１５およびシリンダーロッド１６
を介して結合されている。アクチュエータ１４には火薬
または高圧ガスボンベから発生するガスを供給するガス
発生器３が取り付けられており、該ガス発生器３を作動
させると、ピストンロッド１５が収縮するようになって
いる。

【００３１】以下に該棒状構造体の伸展機構の作用につ
いて説明する。実際には棒状構造体の伸展機構はエアバ
ッグ９と連動して作動するものであるが、エアバッグ９
の動きおよび人体等の緩衝方式については実施例１と同
様であるので説明を省略する。

【００３２】該棒状構造体は通常の飛行状態のときには
上部プレート４と下部プレート６が最も近づくように折
り畳まれた状態で、ハーネスの下にエアバッグ９ととも
に固定されている。異常時にはパイロットが点火スイッ
チ１を操作することにより、点火ケーブル２を介してガ
ス発生器３を作動させる。図６に示すように、該ガス発
生器３から発生したガスはアクチュエータ１４に入り、
ピストンロッド１５を収縮させる。ピストンロッド１５
はアーム１３を引きつけ、アーム１３に連結されている
アーム１１、１２を引き起こし、この結果棒状構造体は
ピストンロッド１５がもっとも収縮するまで伸展する。

【００３３】図５は棒状構造体の伸展がほぼ終了した状
態を示しており、この時アクチュエータ１４のピストン
ロッド１５は最も収縮した状態となっている。

【００３４】アクチュエータ１４の構造は図６のように
構成されており、シリンダ１７とピストン１８によって
挟まれた空間１９にガス発生器３から供給されたガスが
充填されると、ピストン１８はＡの方向に移動し、ピス
トンロッド１５はシリンダー１７の内部に引き込まれ
る。

【００３５】ピストン１８がシリンダー１７の端部まで
移動すると、シリンダ１７内の空間１９に充填されたガ
スは孔２１から外部に放出され、ピストン１８を押す力
は無くなる。しかし、この位置において、シリンダー内
壁に保持されているボール２３がバネ２４に押されて、
ピストン１８の溝２５に入るため、ピストン２５の位置
は固定される。ボール２３によるピストン２５の固定保
持力はガス圧による固定保持力よりも小さい。

【００３６】以上のように伸展された棒状構造体はエア
バッグ９とともに地表に落下するが、着地と同時に人体
重量により棒状構造体を押しつぶす方向の力がかかる。
この為アーム１１、１２および１３を介して、ピストン
ロッド１５にはシリンダー１７から引き出される方向の
力がかかる。

【００３７】ピストンロッド１５はピストン２５により
固定されているが、ピストン２５の固定はボール２３に
より比較的軽く抑えられているだけであるため、上記の
力によりピストン２５はボール２３から外れ、ピストン
ロッド１５がＢ方向に引き出されて、棒状構造体は容易
に折り畳まれる。

【００３８】図５に示すように、棒状構造体の伸展状態
において、アーム１１およびアーム１２の間には適度な
角度があり、このため該棒状構造体がエアバッグ９とと
もに落下するときに、垂直でなく地表に対してかなり傾
いている場合でも、棒状構造体は容易に折り畳まれるよ
うになっている。

【００３９】実施例３ 前述の実施例２においては、棒状構造体を折り畳んだと
きには該棒状構造体のアームが横方向に大きく広がる。
従って、エアバッグ９および棒状構造体の大きなものを
用いようとするほど、装着に邪魔になる。

【００４０】この点を改善するために、実施例２と同様
の機構で折り畳み数を増加させ、大型のエアバッグ装置
に適応し易くしたものが図７である。実施例２と比較す
ると、本実施例は中央で回転出来るように連結されたア
ーム２６がアーム１１、１２の間に取り付けられている
ものであり、折り畳んだときの横幅の割に縦の長さを大
きくする事が出来、従って大きなエアバッグ装置を展開
させることが出来る。なおこの場合にはアクチュエータ
１４を上部または下部の片方に取り付けるか、必要によ
って両方に取り付ける。

【００４１】実施例４ 実施例２および実施例３においてはアクチュエータによ
って棒状構造体を折り畳みあるいは進展するものであっ
たが、実施例４は図８に示すようにアーム１３をバネ２
７で引っ張りながらアーム１１とアーム１２を近づけて
折り畳む方式を示す。この方式では、下部プレート６と
上部プレート４の間をワイヤー２９で連結保持してお
り、本ワイヤー２９の一端は上部プレート４ と、ピン
２８によって連結されている。作動時にはピン２８をパ
イロットが引き抜くと、バネの反発力により、上部プレ
ート４と下部プレート６が離れ、棒状構造体が伸展され
る。本棒状構造体の伸展エネルギーには火薬または高圧
ガスを用いずに、バネを使用しているため、簡便に繰り
返し使用することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のエアバッ
グ装置を用いることにより、飛行中の航空機またはパラ
グライダー等の航空スポーツ機器から、人体または機材
等を地上に降下させる時に、降下物の受ける衝撃を緩和
させ、降下物を安全に着地させることができる。なお、
本発明において、降下物の重量に応じてエアバッグの容
積を大きくするか、複数個のエアバッグ装置を適宜用い
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエアバッグ装置の一実施例を示す断面
図であり、作動前の状態を示す。

【図２】内部エアバッグ装置を作動させた状態を示した
断面図である。

【図３】エアバッグ装置に空気が取り込まれた状態を示
した断面図である。

【図４】着地後にエアバッグ装置が収縮している状態を
示した断面図である。

【図５】実施例２に使用した折り畳み式の棒状構造体の
斜視図である。

【図６】実施例２に使用したアクチュエータの断面図で
ある。

【図７】実施例３に使用した折り畳み数を２段にした棒
状構造体の斜視図である。

【図８】実施例４に使用した駆動源にバネを用いた棒状
構造体の斜視図である。

【符号の説明】

１：点火スイッチ ２：点火ケーブル ３：ガス発生器 ４：上部プレート ５：内部エアバッグ ６：下部プレート ７：逆止弁 ８：空気取入口 ９：エアバッグ １０：小孔 １１：アーム １２：アーム １３：アーム １４：アクチュエータ １５：ピストンロッド １６：シリンダーロッド １７：シリンダー １８：ピストン １９：空間 ２０：空間 ２１：孔 ２２：孔 ２３：ボール ２４：スプリング ２５：溝 ２６：アーム ２７：バネ ２８：ピン ２９：ワイヤー

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気取入口から空気を取入れて膨張させる
   エアバッグ装置であって、その内部にエアバッグ装置を
   展開させる機構を有することを特徴とする空中降下用の
   エアバッグ装置。
2. 【請求項２】展開機構が、火薬または高圧ガスにより作
   動する柱状の内部エアバッグである請求項１記載のエア
   バッグ装置。
3. 【請求項３】展開機構が、折り畳み式の棒状構造体を伸
   展させる機構である請求項１記載のエアバッグ装置。
4. 【請求項４】棒状構造体の伸展機構が、火薬および高圧
   ガスから選ばれる１種を駆動力とするアクチュエータ又
   はバネである請求項３記載のエアバッグ装置。
5. 【請求項５】空気排出用の孔を有する請求項１〜４のい
   ずれかに記載のエアバッグ装置。
6. 【請求項６】空気取入口に逆止弁を設置した請求項１〜
   ５のいずれかに記載のエアバッグ装置。