JPH09240595A - 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側面および下面からの衝撃
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】側面保護用エアバッグと下面保護用エアバ
ッグとを有し、各エアバッグ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
時の側面及び下面からの衝撃を緩和させ、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、本発明は側面保護用エアバッグ（以下「側面エア
バッグ」という）と下面保護用エアバッグ（以下「下面
エアバッグ」という）とを有し、各エアバッグは空気取
入口から空気を取入れて膨張させる機構を有しており、
下面エアバッグの内部には下面エアバッグの展開機構を
有す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
バネとすることが出来る。側面エアバッグおよび下面エ
アバッグの間には台座（以下「シート」という）を置き
側面エアバッグまたは下面エアバッグを固定・結合する
ことができる。また該シートは人体または機材を乗せる
台としても機能する。なお、上記側面エアバッグまたは
下面エアバッグ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、また各エアバッグ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、予め畳まれてシート
１２の下側に取り付けてある下面エアバッグ９の内側に
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、それに伴って下面エアバッグ
９は下方に押し開かれる。一方、側面エアバッグ１１は
予め下面エアバッグを取り囲むようにして折り畳まれフ
ック１６等で固定されているので、内部エアバッグ５が
膨張展開すると同時に該フック等による固定が解除さ
れ、側面エアバッグ１１は水平方向に展開する。

【００１１】以上の動作により、降下中に側面エアバッ
グ１１および下面エアバッグ９の空気取り入れ口１４、
８はいずれも下からの空気流に対向するようになり、各
空気取入口からはそれぞれのエアバッグ内部に自然に空
気が流入し膨張する。ここで側面エアバッグ１１および
下面エアバッグ９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。側面エア
バッグ１１の大きさは縦横の長さが５０cm〜１ｍ程度、
また空気層の厚さは１０cm〜５０cm程度で人体の側面お
よび背面または必要により前面を覆う適切な形状に作ら
れている。下面エアバッグ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〜１ｍ程度の円筒形状、またはそれと同
程度の容積で人体の下面を覆う適切な形状に作られてい
る。シート１２の形状や材質に特に制限はないが、アル
ミニウム等の軽量金属や合成樹脂あるいはＦＲＰ等の板
およびハニカム板を用いることができ、必要によりその
表面を布またはゴム、軟質合成樹脂等で覆い座席または
荷台に適した平面や曲面等を有する形状を適宜選択すれ
ばよい。上部プレート４および下部プレート６の材質も
上述のシート１２と同様のものを用いることができる。

【００１２】なお前記側面エアバッグの折り畳み固定
は、フックに限らず糸による仮縫い合わせやマジックテ
ープのような解除可能な固定具でもよい。またフック等
の取り付け位置は側面エアバッグ１１の長さ等の条件に
より異なり、下面エアバッグ９の横面または下側面に複
数点で固定する等適宜選択することができる。 図３に
示すように、側面エアバッグ１１または下面エアバッグ
９の下側には空気取入口１４、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
から多量の空気が流入して各エアバッグの中に封じ込ま
れる。該空気取入口には簡単な逆止弁１３、７が取り付
けられており、外部からそれぞれのエアバッグ内部へは
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。

【００１３】なお、空気取入口の大きさが余り大きくな
いときは、逆止弁を取り付けず開口したままでも、空気
取入口が後述のエアバッグ上側面の空気排出用の孔（小
孔１０、１５）と同じガス排出の機能を果たすため問題
はない。さらに、この場合は小孔を省略することも可能
である。

【００１４】側面エアバッグ１１および下面エアバッグ
９の上面または側面には空気排出用の小孔１０、１５が
開けられており、空気取入口から入った空気の一部は該
小孔から外部に出てエアバッグ姿勢を安定させる効果を
持つが、大部分はそれぞれのエアバッグを膨張させるの
に用いられる。

【００１５】上述の様にパイロットはシート１２の上側
面、つまり人体の頭部や胸部等を保護する位置に側面エ
アバッグ１１を膨張させて保持し、シート１２の下面、
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
する位置に下面エアバッグ９を膨張させて保持した状態
のまま降下し、やがて地上に衝突する。この時、下面エ
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、パイロットに対する衝撃を緩
和させるように働く。またここで、着地面に傾斜や凹凸
があり着地後にエアバッグ装置が横転した時、または降
下時に樹木や建築物に衝突するような場合に受ける横方
向の衝撃は側面エアバッグ１１により緩和される。

【００１６】上記の衝撃緩衝の動作において各エアバッ
グは圧縮を受けるが、該圧縮により、各エアバッグの上
側に設けられている小孔１０、１５から各エアバッグ内
部の空気が外部に抜け出るため、エアバッグは収縮した
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し、大きな人身事故を回避する
ことができる。なお、本発明の下面エアバッグ９を展開
させる際に、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。

【００１７】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。

【００１８】

【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。下面エアバッグ９はその内部に構成される内
部エアバッグ５とともに畳まれており、その下面エアバ
ッグ９を取り囲むように側面エアバッグ１１が畳まれ、
フック１６で固定されている。

【００１９】また本図において、衝撃を緩衝させる人体
または器材等の降下物１７はシート１２の上側に固定保
持される。例えばパラグライダーのパイロットは、ハー
ネスをシートの上に取り付け、ハーネス内に身体を固定
することになる。しかし本発明の場合シート１２はハー
ネスと一体化したものとして説明する。実際にもシート
はハーネスの一構成品として一体化することができる。
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。

【００２０】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を介してガス発生器３を作動させ、内部エア
バッグ５を展開させる。

【００２１】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。

【００２２】内部エアバッグ５が伸展すると同時にフッ
ク１６が外れ側面エアバッグ１１は水平方向に展開し、
側面エアバッグおよび下面エアバッグの空気取入口１
４、８はいずれも下からの空気流に対向するようにな
る。内部エアバッグ５が伸展し、同時に側面エアバッグ
１１が展開した状況を図２に示す。この時下面エアバッ
グ９はそのまま縦方向に伸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
が下面エアバッグ９に取り込まれる。また側面エアバッ
グ１１にも空気取入口１４から空気が取り込まれる。各
空気取入口１４、８の側部に設置した逆止弁１３、７は
プラスチック、布または金属等で作られた平板で、シー
ト１２および下部プレート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。

【００２３】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、各空気取入
口から大量の空気がそれぞれのエアバッグの中に入り、
図３のように膨張する。各エアバッグの側面部には空気
排出用の小孔１５、１０が開けられており、空気取入口
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、エアバッグ装置の姿勢を安定させる。本例の小孔
１０、１５は各エアバッグの側上部に設けたが、小孔は
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、下面エアバッグの小孔１０は上部プレート４に配置
することも出来る。

【００２４】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、下
面エアバッグ９は押しつぶされる。このとき、該エアバ
ッグ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、該エ
アバッグ内の圧力は一定の値以上には上がらず、エアバ
ッグの収縮とともにやがて圧力も下がる。このため下面
エアバッグ９の反発・反転は抑えられる。なお、着地面
に傾斜や凹凸があり着地後にエアバッグ装置が横転した
時、または降下時に樹木や建築物に衝突するような場合
に受ける横方向の衝撃は側面エアバッグ１１により緩和
される。以上のような本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。

【００２５】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下面エアバッグ
９内の空気と混合する。

【００２６】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、側面エアバッグ１１には
ポリエステルの布製で、縦横の長さ約８０×６０cm、空
気層の厚さ約２０cmで落下物の両側面および背面にシー
トに沿って取り付けた。下面エアバッグ９にはポリエス
テルの布製で、最大外径約６０cm、縦方向長さ約８０cm
のもの、内部エアバッグ５には同じ布製でシリコンコー
テングを施した外径１５cm、縦方向長さ約８０cmのもの
を用いた。

【００２７】シート１２に約７０kgのアルミニウム製ウ
エイト（降下物１７）と加速度計を固定し、更に下面エ
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、側面エア
バッグ１１および下面エアバッグ９は直ぐに膨張し、エ
アバッグ装置の着地後には該ウエイトにより下面エアバ
ッグ９は押しつぶされたが、下面エアバッグ９の内部圧
力は最大約０．８Kgf／cm²に止まり、下面エアバッグ９
は破裂することなく、該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、
着地後にエアバッグ装置は横方向に倒れたが、該ウエイ
トの側面は、側面エアバッグ１１により衝撃が回避さ
れ、表面に何の損傷もなく回収された。また、上記ウエ
イトを約１００kg とした場合の最大加速度は約３５
Ｇ、下面エアバッグ９内の最大圧力は約１．２ kgf／cm
²となり、また、下面エアバッグ９を外径約１００cm 、
縦方向長さ約８０cmのものにして、該ウエイトを約１０
０ kgとした場合は、最大加速度は約１５Ｇ、下面エア
バッグ９内の最大圧力は約０．３kgf／cm²となり、いず
れもスムーズに着地した。

【００２８】実施例２ 図５は側面エアバッグ１１の空気取入口１４が下面エア
バッグ９の内部に連通してなる構造のエアバッグ装置の
膨張後の状態を示している。実施例１と同様に内部エア
バッグ５を作動させると、下面エアバッグ９が展開し、
空気取入口８から空気が流入して下面エアバッグ９が膨
張すると、その空気の一部が空気取入口１４を経由して
側面エアバッグ１１の内部に流れ込み、側面エアバッグ
１１が自然に膨張するようになっている。本実施例では
側面エアバッグ１１の小孔および空気取入口の逆止弁は
用いていない。なお、本実施例では空気取入口１４が上
部プレート４の外側に配置されており、側面エアバッグ
１１は下面エアバッグ９と直接結合されているが、上部
プレートあるいはシートの外径を大きくして上部プレー
トまたはシートを介して側面および下面エアバッグが結
合且つ連通するように構成してもさしつかえない。

【００２９】

【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、降下物の受ける垂直方向な
らびに横方向の衝撃を緩和させ、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実施例１の断面図で
あり、作動前の状態を示す。

【図２】内部エアバッグを作動させた後の状態を示した
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】着地後に下面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のエアバッグ装置の膨張後の断面図で
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：下面エアバッグ １０：小孔 １１：側面エアバッグ １２：シート １３：逆止弁 １４：空気取入口 １５：小孔 １６：フック １７：降下物

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】側面保護用エアバッグと下面保護用エアバ
   ッグとを有し、各エアバッグは空気取入口から空気を取
   入れて膨張させる機構を有しており、下面保護用エアバ
   ッグの内部には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】作動前において折り畳まれた下面保護用エ
   アバッグの一部を取り囲むかまたは接するように折り畳
   み固定をした側面保護用エアバッグを、下面保護用エア
   バッグの展開動作と同時に該固定が解除されるように設
   置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   のエアバッグ装置。
4. 【請求項４】側面保護用エアバッグ及び下面保護用エア
   バッグが台座に結合してなる請求項１〜３のいずれかに
   記載のエアバッグ装置。
5. 【請求項５】側面保護用エアバッグの空気取入口が下面
   保護用エアバッグに連通して成ることを特徴とする請求
   項１〜３のいずれかに記載のエアバッグ装置。
6. 【請求項６】空気排出用の孔を有する請求項１〜５のい
   ずれかに記載のエアバッグ装置。
7. 【請求項７】空気取入口に逆止弁を設置した請求項１〜
   ６のいずれかに記載のエアバッグ装置。