WO2021085352A1 - 飛行体用安全装置、および、飛行体用安全装置への被展開体の収納方法 - Google Patents

飛行体用安全装置、および、飛行体用安全装置への被展開体の収納方法 Download PDF

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WO2021085352A1
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layer
container
unfolded
deployed
collar
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晃洋 玉城
俊宗 大井
麻衣子 福元
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日本化薬株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a safety device for an air vehicle that ejects an unfolded body such as a parachute, and a method of storing the unfolded body in the safety device for an air vehicle.
  • a drone flies, for example, by rotating multiple rotors at the same time in a well-balanced manner, ascending and descending by increasing or decreasing the number of rotations of the rotors, and forward and backward tilting the aircraft through increasing or decreasing the number of rotations of the rotors.
  • Such aircraft are expected to expand worldwide in the future.
  • a parachute device for an air vehicle is being commercialized as a safety device.
  • Patent Document 1 discloses a parachute folded so as to be folded vertically from the bottom side to the opening side of the container.
  • the present invention is a safety device for an air vehicle, which can be deployed smoothly and quickly at the time of deployment as in the conventional case, and can be made smaller and lighter than the conventional one, while having a simple configuration.
  • the purpose is to provide.
  • the safety device for an air vehicle includes an unfolded body formed so as to entrap air inside at the time of unfolding, an accommodator accommodating the unfolded body in an initial state, and the accommodating body.
  • a hat-shaped member provided in the vessel and having a columnar member and a collar-shaped portion provided at one end of the columnar member, and the hat-shaped member and the deployed body during operation are contained in the container.
  • the unfolded body is provided with an injection device for ejecting from the inside to the outside of the container, and in the initial state, at least one end of the unfolded body is started from a state in which the unfolded body is put together in an elongated shape.
  • the columnar member is arranged so as to be located at a predetermined position, and is wound around the columnar member along the peripheral surface of the columnar member from the start end to one end of the unfolded body to form an end.
  • the first layer is folded back so as to be superimposed on the outer side of the first layer from the end of the first layer, and further goes around the circumference of the first layer along the peripheral surface of the first layer. It is stored in the container in a state of being folded into a layer including a second layer formed by laminating in the radial direction with respect to the first layer so as to reach one end of the first layer. It is characterized by.
  • the safety device for an air vehicle includes an unfolded body formed so as to entrap air inside at the time of deployment, and an accommodation that houses the unfolded body in an initial state.
  • An injection device for ejecting a body from the inside of the container to the outside of the container is provided, and the deployed body is, in the initial state, at least from a state in which the deployed body is assembled into an elongated shape.
  • the deployed body such as a parachute smoothly and quickly at the time of deployment as in the conventional case, and it is possible to make it smaller and lighter than the conventional one. It can be a safety device for an air vehicle.
  • the deployable body is connected to a connecting member that connects to the main body of the flying object or the container, and the connecting member.
  • the aircraft is bundled in a bellows shape or a substantially eight shape and placed on the collar-shaped portion or put in the folded body to be unfolded.
  • the connecting member can be smoothly pulled out when the deployed body is ejected during operation.
  • the present invention is provided in the unfolded body formed so as to entrap air inside at the time of unfolding, a container accommodating the unfolded body in an initial state, and the inside of the container.
  • a hat-shaped member having a columnar member and a collar-shaped portion provided at one end of the columnar member, and the hat-shaped member and the deployed body from the inside of the container when the container is operated. It is a method of storing the unfolded body in a safety device for an air vehicle provided with an injection device for injecting to the outside, from a state in which the unfolded body is put together in an elongated shape, starting from one end of the unfolded body.
  • the present invention has an unfolded body formed so as to entrap air inward at the time of unfolding, a container accommodating the unfolded body in an initial state, and the inside of the container.
  • a hat-shaped member having a columnar member provided in the columnar member and a collar-shaped portion provided at one end of the columnar member, and the hat-shaped member and the deployed body from the inside of the container during operation.
  • a first layer is formed by arranging the starting end so as to be located at a predetermined position on the flange-shaped portion, and forming a terminal from the starting end around the collar-shaped portion around the columnar member. After the layer forming step and the first layer forming step, the first layer is folded back so as to be overlapped with the first layer on the opposite side of the flange-shaped portion, and further, the surface of the first layer is formed.
  • the columnar member is made to go around the circumference of the columnar member so as to reach one end of the first layer, and is laminated with respect to the first layer in the direction opposite to the collar-shaped portion to form the second layer. It may have at least a two-layer forming step.
  • FIG. 1 It is a schematic cross-sectional view which shows the safety device for a flying body which concerns on 1st Embodiment of this invention.
  • A is a plan view of the first member and the cylinder in a state where the second member of the accommodator is removed from the air vehicle safety device of FIG. 1, and
  • (b) is the first member of the accommodator in the air vehicle safety device of FIG. It is a top view of one member.
  • It is a schematic diagram for demonstrating how to fold the unfolded body stored in the storage device of the safety device for a flying body of FIG.
  • the vehicle safety device 100 accommodates the piston member 10 which is a sliding member and the piston member 10, and the piston member 10 is outward (FIG. 1) when the piston member 10 is operated.
  • a cylinder 14 provided with a hole 13 for projecting upward
  • a push-up member 15 pushed up in one direction (upward in FIG. 1) by the piston member 10
  • a push-up member 15 supported by the push-up member 15.
  • the unfolded body 16 to be deployed, a gas generator (micro gas generator or the like) 17 as a power source for moving the piston member 10 in the cylinder 14, the piston member 10, the cylinder 14, the push-up member 15, the unfolded body 16, and the unfolded body 16.
  • first member 18 and a second member 21 which are tubular accommodators for accommodating the gas generator 17.
  • an elastic body such as a spring or a magnetic body such as magnetism may be used as a power source.
  • the container and the push-up member 15 are fiber-reinforced members using a thermosetting resin or a thermoplastic resin and a fiber bundle or a fiber thread made of glass fiber or carbon fiber (a member containing a fiber-reinforced composite material as a main component). It consists of.
  • thermosetting resin that can be used, heat typified by a phenol resin, a urea resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin, an epoxy resin, a polyimide resin, a vinyl ester resin, a cyanate ester resin, or the like.
  • thermoplastic resins are polyamide resins, polyolefin resins, acrylic resins, polyester resins, polymethyl methacrylate, polystyrene resins, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer synthetic resins, vinyl chloride resins, and nylons. 6.
  • Nylon 66, polyamideimide, polyetherimide, polycarbonate, polyacetal, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, and these may be used alone or as a mixture.
  • the surface of the container and the surface in contact with the housing of the push-up member 15 are made of graphite, molybdenum disulfide, hexagonal boron nitride, fluorine polymer, and silicone base material in order to reduce the coefficient of dynamic friction and the coefficient of static friction. At least one additive selected from the group may be applied.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • FEP ethylene fluorinated propylene
  • PFA perfluoroalkoxy polymer
  • MFA perfluoromethylalkoxypolymer
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • ETFE polyethylenetetrafluoroethylene
  • ECTFE Polyethylene Trifluoride Trifluoride
  • materials containing at least one fluoropolymer selected from the group consisting of polymers of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene and vinylidene fluoride (THV) are desirable.
  • the gas generator 17 is arranged below the main body 11 described later of the piston member 10 in a state of being press-fitted into the lower open end of the cylinder 14, a state of being crimped and fixed to the cylinder 14, or a state of being welded and fixed. There is. Further, the lower portion of the cylinder 14 is fixed to the bottom portion of the first member 18.
  • the piston member 10 has a main body portion 11 having a portion having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the cylinder 14, and a rod-shaped portion 12 connected to the main body portion 11 and extending upward and having a diameter smaller than that of the main body portion 11. ing.
  • the main body portion 11 and the rod-shaped portion 12 may be integrated.
  • the upper end of the rod-shaped portion 12 is fixed to the inner surface of the upper end of the bottomed tubular portion 19 (an example of a columnar member) of the push-up member 15 described later via the hole portion 13 of the cylinder 14.
  • a stopper 23 arranged so as to surround a part of the rod-shaped portion 12 of the piston member 10 is provided on the upper portion of the cylinder 14.
  • the rod-shaped portion 12 is arranged in a state of being inserted through the stopper 23.
  • the piston member 10 moves upward, the main body 11 comes into contact with the stopper 23 and stops, so that the main body 11 is not discharged from the inside of the cylinder 14 to the outside.
  • the push-up member 15 is a hat-shaped member like a “hat” of a hat, and is a part of a cylinder 14, that is, an opening in which a gas generator 17 is arranged in the cylinder 14.
  • a bottomed tubular portion 19 (an example of a columnar member) arranged so as to cover the outer portion excluding the end, and a flange (flange-shaped portion) provided as a flange at the opening edge of the bottomed tubular portion 19 to be deployed. It has a disk-shaped support portion 20 that supports the body 16.
  • the bottom portion of the support portion 20 is provided so as to abut on the inner surface side of the bottom portion of the first member 18 which is the bottom portion of the container in the initial state.
  • the support portion 20 and the first member 18 do not have to be in contact with each other.
  • the outer peripheral portion of the support portion 20 is formed so as not to come into contact with the inside of the first member 18.
  • the thickness of the bottom portion 19a of the bottomed tubular portion 19 may be thicker than the thickness of the tubular portion 19b of the bottomed tubular portion 19 in order to increase the strength.
  • the first member 18 is a bottomed tubular member having a bottom portion 18a and a tubular side wall portion 18b.
  • the bottom of the first member 18 is provided with a plurality of ventilation holes 24 for communicating the inside and the outside of the first member 18.
  • each vent 24 creates a negative pressure in the region between the push-up member 15 and the bottom surface of the first member 18. Therefore, it becomes difficult to move the push-up member 15. Therefore, by providing the ventilation holes 24, the negative pressure phenomenon can be reduced, and the push-up member 15 can be smoothly moved. It is possible to control the injection speed and the injection distance of the deployed body 16 by appropriately adjusting the opening area of the ventilation holes 24 together with the output adjustment of the gas generator 17.
  • the second member 21 is a member that serves as a top portion of the container, and has a tubular shape that forms a bottom portion 21a and a second opening 27 that is detachably fitted to the first opening 26 on the side opposite to the bottom portion 21a. It is a bottomed short tubular lid member having a side wall portion 21b of the above. Further, the second opening 27 and the first opening 26 are formed so as to be connectable by fitting by a shape difference or by using a fastener or the like.
  • the first opening 26 of the first member 18 from the outer diameter side of the second opening 27 of the second member 21. It may be bonded by using a snap-fit method (a type of mechanical joining method in which the material is fitted by utilizing the elasticity of the material) that fits into the inner diameter of the material.
  • a convex portion 21c is provided on the outer peripheral portion of the second opening 27, and the concave portion 18c with which the convex portion 21c meshes is the first opening 26 of the first member 18. It is provided on the inner circumference of.
  • the push-up member 15 pushed up by the push-up member 15 pushes up the second member 21 via the support portion 22, removes the meshed convex portion 21c from the concave portion 18c, and releases the fixing. Since the second member 21 is removed from the first member 18, the deployed body 16 can be smoothly ejected.
  • the second member 21 is fitted to the outer diameter of the first opening 26 of the first member 18 from the inner diameter side of the second opening 27 (that is, the diameter of the second member 21). May be larger than the diameter of the first member 18).
  • the support portion 22 may be made of resin, but is preferably made of metal in order to increase the strength.
  • the deployed body 16 is, for example, an umbrella portion of a parachute or a canopy of a paraglider.
  • the deployed body 16 is housed in a container composed of a first member 18 and a second member 21 by the following method.
  • a plurality of lines 25 (accommodator or described later) shown in FIG. 5A are set as one end portion of the deployed body 16 that becomes an apex when deployed.
  • the portion on the side to which the string-shaped connecting member that connects the body 31 and the like of the flying object 30 and the deployed body 16) is connected is made into an elongated state.
  • FIG. 5A which is a plan view (viewed from the side) of the deployed body 16 (parachute), the dotted line portion is a mountain, and the solid line portion between the dotted lines is a valley. Fold it so that it is in the state of (b) (symmetrical).
  • the plurality of lines 25 are grouped together and arranged in a straight line.
  • the next step will be described with reference to the schematic view of FIG. 5 (b), but it is preferable to align the end positions of the deployed body 16 at the positions BB in the plan view of FIG. 5 (b). .. As a result, it becomes easier for air to enter when the deployed body 16 is deployed, and it becomes easier for the deployed body 16 to be deployed quickly.
  • the schematic view of FIG. 5 (b) is a schematic view taken along the line BB of the plan view of FIG. 5 (b), which is schematically shown, but the plan view of FIG. 5 (b) is expanded.
  • the dotted line portion of the body 16 is a peak and the alternate long and short dash line portion is a valley, so that the cross section on the right side of the drawing from the center of the unfolded body 16 is substantially S-shaped, and the cross section on the left side of the drawing from the center of the unfolded body 16 is approximately S-shaped. Fold it so that it has an inverted approximately S-shape (so that it is in the state (symmetrical) in FIG. 5 (c)).
  • FIG. 5 (c) is a view taken along the line CC of the plan view of FIG. 5 (c), which is schematically shown.
  • FIG. 5 (c) With the center line of the developed body 16 in the plan view of 1 as a mountain, the body is folded so as to be in the state shown in FIG. 5 (d).
  • the schematic view of FIG. 5 (d) is a view taken along the line DD of the plan view of FIG. 5 (d), and is a diagram schematically shown.
  • the plurality of lines 25 are kept together, they are stored in the first member 18 and the second member 21 which are the accommodators of the aircraft safety device 100 as follows. Further, the line 25 may be accommodated while the parachute is folded, and the deployed body 16 may be accommodated in an accommodator composed of the first member 18 and the second member 21.
  • one end of the line 25 is connected to the first member 18, the support portion 20, or the machine body 31, and the line 25 is placed on the support portion 20 of the push-up member 15 in a bellows shape or in a substantially 8-shaped bundle.
  • one end portion 16a (the end portion on the side to which the line 25 is connected) of the deployed body 16 is pushed up around the side surface of the bottomed tubular portion 19 of the member 15.
  • the first layer 16A of the unfolded body 16 is formed by wrapping around the body 16a to reach one end portion 16a.
  • the unwound portion of the unfolded body 16 is folded back in the opposite direction so as to overlap the first layer 16A of the unfolded body 16 in the radial direction.
  • the second layer 16B is formed by winding it around one end portion 16a.
  • the unwound portion of the unfolded body 16 is folded back in the opposite direction with respect to the second layer 16B of the unfolded body 16.
  • the third layer 16C is formed by winding it around so that it overlaps in the radial direction.
  • the fourth layer 16D and the fifth layer 16E are formed in the same manner, and finally, the sixth layer 16F including the other end portion 16b of the deployed body 16 is also formed in the same manner.
  • the unfolded body 16 when the unfolded body 16 is wound, the outside of the unfolded body 16 is housed so as not to come into contact with the inside of the first member 18. Since the base cloth of the unfolded body 16 is made of a relatively flexible material (for example, canvas, polyamide synthetic resin fiber, polyester resin, cloth using polyolefin resin, etc.), the unfolded body 16 is actually a developed body. The outer peripheral portion of 16 may come into contact with the inside of the side wall portion 18b of the first member 18.
  • a relatively flexible material for example, canvas, polyamide synthetic resin fiber, polyester resin, cloth using polyolefin resin, etc.
  • the piston member 10 when the gas generator 17 is activated when the safety device 100 for an air vehicle is mounted, for example, when the air vehicle or the like is dropped, the piston member 10 is moved into the cylinder 14 due to the pressure of the gas generated by the operation. To push upwards. As a result, the push-up member 15 having the bottomed tubular portion 19 connected to the rod-shaped portion 12 of the piston member 10 is propelled upward in the first member 18. As a result, the push-up member 15 pushes up the second member 21 via the support portion 22, the convex portion 21c that is engaged is removed from the concave portion 18c, and the first opening 26 and the second opening 27 are fixed (coupled). To cancel.
  • each part related to the operation functions as a removal mechanism for removing the second member 21 from the first member 18.
  • the airframe safety device 100 is connected and fixed to the airframe 31 of the airframe 30 via a connecting member 40.
  • the connecting member 40 connects the first member 18 and the machine body 31 at a position where the ventilation hole 24 is not blocked. Therefore, the airframe 30 includes an airframe 31, an airframe safety device 100 coupled to the airframe 31, and one or more propulsion mechanisms (for example, a propeller, etc.) 32 that are connected to the airframe 31 and propel the airframe 31. And a plurality of leg portions 33 provided at the lower part of the machine body 31.
  • a socket for energization is fitted to an electrode (not shown) at the bottom of the gas generator 17, but for convenience of explanation, it is omitted in FIG.
  • a part of the side wall (second member 21) of the accommodating device, which becomes frictional resistance during operation, is removed. It is possible to provide an air vehicle safety device 100 capable of ejecting the deployable body 16 to the outside of the container and deploying the deployable body 16.
  • the unfolded body 16 is folded in the initial state so that a force trying to unfold in the outer diameter direction of the container (first member 18 and second member 21) is relatively not applied.
  • the deployed body 16 can exist in a lump state from the time of injection until the line tension is applied, so that the air resistance can be made relatively small, and the deployed body 16 is disturbed (in the wind) at the time of injection. It will be less susceptible to (such as being affected).
  • the safety device for an air vehicle according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.
  • the reference numerals having the same last two digits as those in the first embodiment are the same, and thus the description may be omitted.
  • the parts not particularly described are the same as those of the safety device for the flying object and the flying object of the first embodiment, and thus the description may be omitted.
  • the stored state of the deployed body 116 in the storage device is different from the stored state of the deployed body 16 of the first embodiment, but the same applies to other parts. is there.
  • the unfolded body 116 and the unfolded body 16 become parachutes having the same shape after being unfolded.
  • the deployed body 116 is housed in a container composed of a first member 118 and a second member 121 by the following method.
  • First for example, when the deployed body 116 is a parachute, it is folded so as to be in the state shown in FIG. 5 (d) as in the first embodiment. Then, with the plurality of lines (not shown, the same as the line 25 of the first embodiment) being put together, the first member serving as the accommodating device of the safety device 200 for an air vehicle is as follows. It is stored in 118 and the second member 121. Further, the unfolded body 116 may be stored in the first member 18 and the second member 21 by accommodating the line between the folded bodies 116.
  • one end of the line is connected to the first member 118, the support portion 120, or the airframe of the flying object (not shown, but the same as the airframe of the flying object of the first embodiment), and the line is pushed up by the member 115.
  • one end portion 116a (the end portion on the side to which the line is connected) of the deployed body 116 is pushed up by the support portion 120 of the push-up member 115.
  • the bottomed tubular portion 119 is made to reach one end portion 116a counterclockwise to form the first layer 116A of the unfolded body 116.
  • the portion of the unfolded body 116 that is not in contact with the support portion 120 is folded back in the opposite direction, and has a bottomed tubular shape with respect to the first layer 116A of the unfolded body 116.
  • the second layer 116B is formed by reaching one end portion 116a clockwise around the bottomed tubular portion 119 while overlapping the portions 119 in the axial direction.
  • the portion of the unfolded body 116 that has not yet formed a layer is folded back in the opposite direction to form the second layer 116B of the unfolded body 116.
  • the third layer 116C is formed by rotating the bottomed tubular portion 119 counterclockwise around the bottomed tubular portion 119 while overlapping the bottomed tubular portion 119 in the axial direction.
  • the fourth layer 116D, the fifth layer 116E, the sixth layer 116F, and the seventh layer 116G are formed in the same manner, and finally, the eighth layer 116H including the other end 116b of the deployed body 116 is formed in the same manner. ..
  • the deployed body 116 is housed so that its outside does not come into contact with the inside of the first member 118.
  • the deployed body 116 may be housed so that its outside is in contact with the inside of the first member 118.
  • the operation causes the gas generator (not shown).
  • the pressure of the generated gas causes the piston member (not shown, similar to the piston member 10) to propel upward in the cylinder (not shown, similar to the cylinder 14).
  • the push-up member 115 having the bottomed tubular portion 119 connected to the rod-shaped portion (not shown, the same as the rod-shaped portion 12) of the piston member is propelled upward in the first member 118.
  • the push-up member 115 pushes up the second member 121 via the support portion 122, and functions as a removal mechanism for removing the second member 121 from the first member 118.
  • the deployed body 116 is smoothly and quickly ejected from the inside of the first member 118 to the outside (upward on the paper surface of FIG. 7).
  • the unfolded body 116 is folded as shown in FIG. 7, it unfolds smoothly and quickly after injection.
  • the unfolded body of each of the above embodiments may be packaged in a package that is broken or disassembled at the time of unfolding.
  • a gas generator is adopted as a power source, but the configuration is limited as long as the sliding member can apply a driving force for propelling the inside of the cylinder to the sliding member.
  • an elastic body such as a spring or a magnetic material such as gas or magnetism may be adopted.
  • the support portion of the push-up member is provided so as to abut the bottom portion of the first member.
  • the support portion may be arranged near the middle in the length direction of the rod-shaped portion of the piston member.
  • the upper end of the rod-shaped portion is fixed to the inner surface of the upper end of the bottomed tubular portion of the push-up member, but the present invention is not limited to this, and the upper end of the rod-shaped portion does not have to be fixed to the inner surface. Good.
  • the second member may be automatically removed from the first member by a driving device such as a motor in accordance with the operation of the gas generator.
  • the container is formed in a cylindrical shape, but the present invention is not limited to this, and may be formed in another shape such as a square cylinder.
  • piston member in each of the above embodiments may be configured as a telescopic structure.
  • the parachute is given as an example of the unfolded body, but the present invention is not limited to this, and a parachute including a lift generating member may be injected as the unfolded body.
  • the lift generating member include a parafoil, a triangle type, a logger type parachute, a single surface type parachute, a two-cloth paraglider, an airplane wing, a propeller, a balloon and the like.
  • the safety device for an air vehicle may be provided with a steering mechanism capable of changing the tilt angle of the ejected lift generating member by using the control line. desirable.
  • This steering mechanism includes, for example, a plurality of reels that wind up a plurality of control lines connected to lift generating members, and a motor that powers these reels, and is controlled by driving the motor. By winding and unwinding the line, the lift generating member can be pulled or the pull can be loosened as appropriate.
  • a ventilation hole is provided at the bottom of the container, but the position is not limited to this. Any position may be used as long as it can suppress the negative pressure generated between the container and the push-up member during operation.
  • the cylinder, power source, and container in each of the above embodiments are connected or fixed to the airframe by means such as a rubber band, a belt, a string, and others (mechanical joint, bolt, fastener, adhesive). Is preferable.
  • the shape of the support portion that supports the deployed body may be any of a disk shape (including a circle and an ellipse), a polygonal shape, and a radial shape.
  • a disk shape including a circle and an ellipse
  • a polygonal shape including a circle and an ellipse
  • a radial shape When the shape of the support portion is elliptical or polygonal, it is desirable that the inner surface of the container is formed along the outer peripheral portion of the support portion.
  • a release mechanism for example, one using a driving force of a motor and a member that transmits the driving force such as a cam or a gear
  • a release mechanism may be provided to automatically release the body safety device according to the operation of the body safety device.
  • the deployed body is wound around the bottomed tubular portion of the push-up member in the container, but the present invention is not limited to this.
  • the deployed body placed on the launch pad (a type of push-up member) provided in the container is pushed up according to the operation of the launch pad, and the deployed body is ejected to the outside of the container. It can be applied to any device as long as it is.
  • FIG. 8 shows a safety device for an air vehicle having the same configuration as that of the second embodiment, in which the storage volume of the container is changed into three types (Examples 1 to 4).
  • An aircraft safety device (comparative example) having the same configuration as that of Example 2 was manufactured except that the unfolded body folded in the folded manner was used, and the unfolded body injection / deployment experiment and the unfolded body were performed for each device. The results will be described.
  • the reference numerals having the same last two digits are the same as those in the second embodiment, and thus the description thereof may be omitted.
  • the parts not particularly described are the same as those of the safety device for the flying object and the flying object of the second embodiment, and thus the description may be omitted.
  • the deployed body 216 is installed on the tubular member 214A having the same shape as the cylinder, and the deployed body is mounted from the four directions indicated by the white dotted arrows.
  • a force is applied so as to lightly crush the 216 to form four protruding portions 216a having a protruding shape shown in FIG. 8 (b).
  • a force is applied so as to lightly crush both side portions of the protruding portion 216a to form an elongated protruding portion 216a1 from the protruding portion 216a as shown in FIG. 8 (c).
  • the protruding portion 216a1 is folded so as to have a waveform in which irregularities are repeatedly formed in the lateral direction with respect to the horizontal direction, and the corrugated portion 216a2 is formed as shown in FIG. 8 (d).
  • the unfolded body 216 folded in this way was covered with a package (not shown) while being held, and housed in the container of the aircraft safety device used in the experiment.
  • Piston member 11 Main body 12 Rod-shaped 13 Hole 14 Cylinder 15, 115 Push-up member 16, 116, 216 Expanded body 16a, 116a One end 16b, 116b The other end 17, 117 Gas generator 18, 118 First member 18a, 21a, 118a, 121a Bottom 18b, 21b, 118b, 121b Side wall 18c Recesses 19, 119, 219 Bottomed tubular part (columnar member) 20, 22, 120, 122 Supports 21, 121 Second member 21c Convex 23, 123 Stoppers 24, 124 Vents 25 Lines 26, 126 First openings 27, 127 Second openings 30 Aircraft 31 Aircraft 33 legs Part 40 Connecting member 100, 200, 300 Airframe safety device 214A Cylindrical member 216a, 216a1 Protruding part 216a2 Corrugated part

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Abstract

【課題】簡易な構成でありながら、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、および、この飛行体用安全装置への被展開体の収納方法を提供する。 【解決手段】飛行体用安全装置１００は、ピストン部材１０と、ピストン部材１０を収容し、作動時にピストン部材１０が外方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。被展開体１６は、径方向に複数の層を形成するように収容器に格納されている。

Description

飛行体用安全装置、および、飛行体用安全装置への被展開体の収納方法
　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、および、飛行体用安全装置への被展開体の収納方法に関する。
　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、さらなる小型軽量化が求められている。
　そこで、本発明は、簡易な構成でありながら、従来と同様に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とともに、従来よりも小型軽量化することが可能な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、展開時において空気を内側にはらむように形成された被展開体と、初期状態において、前記被展開体を収納している収容器と、前記収容器内に設けられ、柱状部材と、前記柱状部材の一端に設けられた鍔状部とを有しているハット形状部材と、作動時において、前記ハット形状部材および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、前記被展開体は、前記初期状態において、少なくとも、前記被展開体を細長い形状にまとめた状態から前記被展開体の一端部を始端として前記柱状部材の所定箇所に位置するように配置し、前記始端から前記柱状部材の周囲表面に沿って前記柱状部材に巻き付けるように前記被展開体の一端部まで一周させて終端を形成してなる第１層と、前記第１層の終端から前記第１層に対して外部側に重畳するように折り返され、さらに、前記第１層の周囲表面に沿って前記第１層の周囲を一周させて前記第１層の一端部まで到達させ、前記第１層に対して径方向に積層してなる第２層と、を含む層状に折り畳まれた状態で前記収容器に収納されていることを特徴とする。
（２）別の観点として、本発明に係る飛行体用安全装置は、展開時において空気を内側にはらむように形成された被展開体と、初期状態において、前記被展開体を収納している収容器と、前記収容器内に設けられ、柱状部材と、前記柱状部材の一端に設けられた鍔状部とを有しているハット形状部材と、作動時において、前記ハット形状部材および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、前記被展開体は、前記初期状態において、少なくとも、前記被展開体を細長い形状にまとめた状態から前記被展開体の一端部を始端として前記鍔状部上の所定箇所に位置するように配置し、前記始端から前記柱状部材を中心として前記鍔状部上を一周させて終端を形成してなる第１層と、前記第１層の終端から前記第１層に対して前記鍔状部と反対側に重畳するように折り返され、さらに、前記第１層の表面に沿って前記柱状部材の周囲を一周させて前記第１層の一端部まで到達させ、前記第１層に対して前記鍔状部と反対側方向に積層してなる第２層と、を含む層状に折り畳まれた状態で前記収容器に収納されていることを特徴とするものであってもよい。
　上記（１）または（２）の構成によれば、簡易な構成でありながら、従来と同様に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とともに、従来よりも小型軽量化する可能な飛行体用安全装置とすることができる。
（３）　上記（１）または（２）の飛行体用安全装置においては、前記被展開体には、前記飛行体の本体または前記収容器と連結する連結部材が接続されており、前記連結部材は、前記初期状態において、蛇腹状または略８の字状に束ねて前記鍔状部上に載置されていることまたは折り畳んだ前記被展開体の中に入れることが好ましい。
　上記（３）の構成によれば、作動時において、被展開体が射出された際、連結部材をスムーズに引き出すことができる。
（４）　また、本発明は、展開時において空気を内側にはらむように形成された被展開体と、初期状態において、前記被展開体を収納している収容器と、前記収容器内に設けられ、柱状部材と、前記柱状部材の一端に設けられた鍔状部とを有しているハット形状部材と、作動時において、前記ハット形状部材および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、を備えた飛行体用安全装置への被展開体の収納方法であって、前記被展開体を細長い形状にまとめた状態から前記被展開体の一端部を始端として前記鍔状部上の所定箇所に位置するように配置し、前記始端から前記柱状部材を中心として前記鍔状部上を一周させて終端を形成し、第１層を形成する第１層形成工程と、前記第１層の終端から前記第１層に対して外部側に重畳するように折り返し、さらに、前記第１層の周囲表面に沿って前記第１層の周囲を一周させて前記第１層の一端部まで到達させて、前記第１層に対して径方向に積層し、第２層を形成する第２層形成工程と、を少なくとも有したものである。
（５）　別の観点として、本発明は、展開時において空気を内側にはらむように形成された被展開体と、初期状態において、前記被展開体を収納している収容器と、前記収容器内に設けられ、柱状部材と、前記柱状部材の一端に設けられた鍔状部とを有しているハット形状部材と、作動時において、前記ハット形状部材および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、を備えた飛行体用安全装置への被展開体の収納方法であって、前記被展開体を細長い形状にまとめた状態から前記被展開体の一端部を始端として前記鍔状部上の所定箇所に位置するように配置し、前記始端から前記柱状部材を中心として前記鍔状部上を一周して終端を形成し、第１層を形成する第１層形成工程と、前記第１層形成工程の後、前記第１層の終端から前記第１層に対して前記鍔状部と反対側に重畳するように折り返し、さらに、前記第１層の表面に沿って前記柱状部材の周囲を一周させて前記第１層の一端部まで到達させて、前記第１層に対して前記鍔状部と反対側方向に積層し、第２層を形成する第２層形成工程と、を少なくとも有したものであってもよい。
　上記（４）または（５）の構成によれば、簡易な工程でありながら、従来と同様に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とともに、従来よりも小型軽量化する可能な飛行体用安全装置を容易に製造できる。
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。 比較例に係る飛行体用安全装置の収容器に収納する被展開体の折り畳み方を説明するための図である。＜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、シリンダ１４にかしめ固定した状態、または溶接固定された状態で、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。なお、本体部１１と棒状部１２とは一体型でもよい。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（柱状部材の一例）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、帽子の「ハット」様のハット形状部材であって、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（柱状部材の一例）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。なお、支持部２０と第１部材１８とは接触していなくてもよい。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。なお、有底筒状部１９の底部１９ａの厚みは、強度を高めるために、有底筒状部１９の筒状部１９ｂの厚みよりも厚くしてもよい。
　第１部材１８は、図２（ａ）、（ｂ）に示したように、底部１８ａと、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とを有した有底短筒状の蓋部材である。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（すなわち、第２部材２１の径の方が第１部材１８の径よりも大きい）スナップフィット方式を用いてもよい。また、支持部２２は、樹脂製でもよいが、強度を高めるために、金属製であることが好ましい。
　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が、図５（ｂ）の平面図のＢ－Ｂの位置の被展開体１６の端部位置を揃えておくことが好ましい。これにより、被展開体１６の展開時に空気が入りやすくなって、迅速に展開されやすくなる。
　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。また、パラシュートの折りたたんだ間にライン２５を収容して被展開体１６を第１部材１８と第２部材２１とから構成される収容器に格納してもよい。
　すなわち、ライン２５の一端を第１部材１８、支持部２０、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の上に蛇腹状または略８の字状に束ねて載置した後、図２（ａ）に示したように、被展開体１６の一端部１６ａ（ライン２５が接続されている側の端部）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。その後、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、被展開体１６は初期状態で収容器（第１部材１８および第２部材２１）の外径方向へ展開しようとする力が比較的かからないように折り畳まれている。その結果として、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１８と第２部材21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１８に第２部材２１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。また、第１部材１８に第２部材２１の結合方法はスナップフィット方式に限らず、その他の方法でもよい。
＜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。
また、被展開体１１６の折りたたんだ間にラインを収容して被展開体１１６を第１部材１８と第２部材２１に格納してもよい。
　すなわち、ラインの一端を第１部材１１８、支持部１２０、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（ラインが接続されている側の端部）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（図示なし。前記ガス発生器１７と同様のもの）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（図示なし。前記ピストン部材１０と同様のもの）がシリンダ（図示なし。前記シリンダ１４と同様のもの）内を上方に推進する。これにより、ピストン部材の棒状部（図示なし。前記棒状部１２と同様のもの）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。その後、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ガス、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２実施形態と同構成の飛行体用安全装置であって、収容器の収容体積を３種類に変化させたもの（実施例１～実施例４）と、図８に示した折り畳み方で折り畳んだ被展開体を用いた以外は実施例２と同構成の飛行体用安全装置（比較例）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において、下二桁が同じ番号の符号は、第２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２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。
　ここで、比較例に係る飛行体用安全装置の収容器に収容する初期状態の被展開体２１６の折り畳み方について説明する。まず、収容器に収容する前に、図８（ａ）に示したように、シリンダと同じ形状の筒状部材２１４Ａに被展開体２１６を設置し、白抜き点線矢印の４方向から被展開体２１６を軽く押しつぶすように力を加えて、図８（ｂ）に示した突出した形状の突出部２１６ａを４つ形成する。次に、突出部２１６ａの両側部を軽く押しつぶすように力を加えて、図８（ｃ）に示したように、突出部２１６ａから細長い状態の突出部２１６ａ１を形成する。続いて、突出部２１６ａ１を、水平方向に対して横方向に凹凸が繰り返し形成された波形となるように折り畳み、図８（ｄ）に示したように、波形部２１６ａ２を形成する。このようにして折り畳まれた被展開体２１６を保持しつつ包装体（図示せず）で覆い、実験で使用する飛行体用安全装置の収容器に収容した。
　実験では、作動時からラインテンションがかかるまでの時間（ラインが伸びきって張った状態となる最大高さに到達するまでの時間（最大高さ到達時間））の測定を行った。また、それぞれの実験は、実施例１～実施例３については３回ずつ、実施例４については２回、比較例については２回行った。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。
実験結果を下記表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１から、実施例１～実施例４それぞれの最大高さ到達時間の平均値は、比較例の最大高さ到達時間の平均値に対して、大幅に速くなったことがわかった。すなわち、実施例１～実施例４それぞれは、比較例に対して、被展開体が展開しやすくなるラインテンションがかかった状態となるまでの時間を大幅に短縮できることがわかった。
１０　　ピストン部材
１１　　本体部
１２　　棒状部
１３　　孔部
１４　　シリンダ
１５、１１５　　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　　ガス発生器
１８、１１８　　第１部材
１８ａ、２１ａ、１１８ａ、１２１ａ　　底部
１８ｂ、２１ｂ、１１８ｂ、１２１ｂ　　側壁部
１８ｃ　　凹部
１９、１１９、２１９　　有底筒状部（柱状部材）
２０、２２、１２０、１２２　　支持部
２１、１２１　　第２部材
２１ｃ　　凸部
２３、１２３　　ストッパー
２４、１２４　　通気孔
２５　　ライン
２６、１２６　　第１開口部
２７、１２７　　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
２１４Ａ　　筒状部材
２１６ａ、２１６ａ１　　突出部
２１６ａ２　　波形部

 

Claims (5)

  1. 　展開時において空気を内側にはらむように形成された被展開体と、
    　初期状態において、前記被展開体を収納している収容器と、
    　前記収容器内に設けられ、柱状部材と、前記柱状部材の一端に設けられた鍔状部とを有しているハット形状部材と、
    　作動時において、前記ハット形状部材および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、
    　前記被展開体は、前記初期状態において、少なくとも、
    　前記被展開体を細長い形状にまとめた状態から前記被展開体の一端部を始端として前記柱状部材の所定箇所に位置するように配置し、前記始端から前記柱状部材の周囲表面に沿って前記柱状部材に巻き付けるように前記被展開体の一端部まで一周させて終端を形成してなる第１層と、
    　前記第１層の終端から前記第１層に対して外部側に重畳するように折り返され、さらに、前記第１層の周囲表面に沿って前記第１層の周囲を一周させて前記第１層の一端部まで到達させ、前記第１層に対して径方向に積層してなる第２層と、
    を含む層状に折り畳まれた状態で前記収容器に収納されていることを特徴とする飛行体用安全装置。
  2. 　展開時において空気を内側にはらむように形成された被展開体と、
    　初期状態において、前記被展開体を収納している収容器と、
    　前記収容器内に設けられ、柱状部材と、前記柱状部材の一端に設けられた鍔状部とを有しているハット形状部材と、
    　作動時において、前記ハット形状部材および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、
    　前記被展開体は、前記初期状態において、少なくとも、
    　前記被展開体を細長い形状にまとめた状態から前記被展開体の一端部を始端として前記鍔状部上の所定箇所に位置するように配置し、前記始端から前記柱状部材を中心として前記鍔状部上を一周させて終端を形成してなる第１層と、
    　前記第１層の終端から前記第１層に対して前記鍔状部と反対側に重畳するように折り返され、さらに、前記第１層の表面に沿って前記柱状部材の周囲を一周させて前記第１層の一端部まで到達させ、前記第１層に対して前記鍔状部と反対側方向に積層してなる第２層と、
    を含む層状に折り畳まれた状態で前記収容器に収納されていることを特徴とする飛行体用安全装置。
  3. 　前記被展開体には、前記飛行体の本体または前記収容器と連結する連結部材が接続されており、
    　前記連結部材は、前記初期状態において、蛇腹状または略８の字状に束ねて前記鍔状部上に載置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の飛行体用安全装置。
  4. 　展開時において空気を内側にはらむように形成された被展開体と、
    　初期状態において、前記被展開体を収納している収容器と、
    　前記収容器内に設けられ、柱状部材と、前記柱状部材の一端に設けられた鍔状部とを有しているハット形状部材と、
    　作動時において、前記ハット形状部材および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、
    を備えた飛行体用安全装置への被展開体の収納方法であって、
    　前記被展開体を細長い形状にまとめた状態から前記被展開体の一端部を始端として前記鍔状部上の所定箇所に位置するように配置し、前記始端から前記柱状部材を中心として前記鍔状部上を一周させて終端を形成し、第１層を形成する第１層形成工程と、
    　前記第１層の終端から前記第１層に対して外部側に重畳するように折り返し、さらに、前記第１層の周囲表面に沿って前記第１層の周囲を一周させて前記第１層の一端部まで到達させて、前記第１層に対して径方向に積層し、第２層を形成する第２層形成工程と、
    を少なくとも有した飛行体用安全装置への被展開体の収納方法。
  5. 　展開時において空気を内側にはらむように形成された被展開体と、
    　初期状態において、前記被展開体を収納している収容器と、
    　前記収容器内に設けられ、柱状部材と、前記柱状部材の一端に設けられた鍔状部とを有しているハット形状部材と、
    　作動時において、前記ハット形状部材および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、
    を備えた飛行体用安全装置への被展開体の収納方法であって、
    　前記被展開体を細長い形状にまとめた状態から前記被展開体の一端部を始端として前記鍔状部上の所定箇所に位置するように配置し、前記始端から前記柱状部材を中心として前記鍔状部上を一周して終端を形成し、第１層を形成する第１層形成工程と、
    　前記第１層形成工程の後、前記第１層の終端から前記第１層に対して前記鍔状部と反対側に重畳するように折り返し、さらに、前記第１層の表面に沿って前記柱状部材の周囲を一周させて前記第１層の一端部まで到達させて、前記第１層に対して前記鍔状部と反対側方向に積層し、第２層を形成する第２層形成工程と、
    を少なくとも有した飛行体用安全装置への被展開体の収納方法。
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