WO2024029430A1 - パラシュート、これを備える安全装置および飛行体 - Google Patents

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WO2024029430A1
WO2024029430A1 PCT/JP2023/027465 JP2023027465W WO2024029430A1 WO 2024029430 A1 WO2024029430 A1 WO 2024029430A1 JP 2023027465 W JP2023027465 W JP 2023027465W WO 2024029430 A1 WO2024029430 A1 WO 2024029430A1
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WO
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parachute
outer bag
bag
float
safety device
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PCT/JP2023/027465
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English (en)
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Inventor
研二 芥
健一 酒匂
大理 久保
Original Assignee
日本化薬株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D17/00—Parachutes
    • B64D17/02—Canopy arrangement or construction
    • B64D17/18—Vent arrangement or construction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D17/00—Parachutes
    • B64D17/80—Parachutes in association with aircraft, e.g. for braking thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D25/00—Emergency apparatus or devices, not otherwise provided for
    • B64D25/08—Ejecting or escaping means
    • B64D25/18—Flotation gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms

Definitions

  • the present invention relates to a parachute, a safety device equipped with the parachute, and a flying object.
  • Patent Document 1 states that if some abnormality occurs during flight over the sea and the aircraft falls, the black box (recording device for flight status, etc.) mounted on the aircraft after landing on water is recovered. discloses a parachute deployment device equipped with a float.
  • a ball valve that functions as a check valve is provided at the inlet of the float, and air remains inside the float after landing on water, suppressing water intrusion and reducing buoyancy. It is something that can be demonstrated.
  • a cloth-like body made of a fiber material is used as the fabric of the float, there is a problem that air inside the float easily escapes after landing on water, making it difficult to maintain buoyancy for a long period of time.
  • a film-like body made of a resin film is used as the fabric of the float, there is a risk that the float will be damaged by the pressure when the parachute and the float are deployed.
  • the present invention was made in view of the above circumstances, and provides a parachute having a float that can maintain buoyancy for a longer period of time than before without being damaged during deployment, a safety device equipped with the same, and The purpose is to provide a flying vehicle.
  • the present invention is a parachute for a safety device attached to a payload, which includes an umbrella body that becomes approximately hemispherical when deployed, an outer bag-like member formed of a cloth-like member, and the outer bag-like member. an inner pouch-like member provided inside and formed of a film-like body; and a double-structured float member having a double-structured float member provided inside the umbrella body, and a vent opening that opens when unfolded is formed at the top of the umbrella body. , the float member is provided on the outside of the vent, and the inner bag-shaped member has an intake port connected to the vent, and when the umbrella body is deployed, the float member is provided on the outside of the vent.
  • the outer bag-like member is formed to a size that is expandable inside the outer bag-like member, and is also formed to be expandable in a shape that at least follows the inner surface of the outer bag-like member so that the expansion is limited so as not to burst. It is characterized by certain things.
  • the payload is, for example, a "flying object", “baggage”, "a measuring device for measuring an environment such as in the air or under the sea”, etc.
  • the volume of the inner pouch-like member when inflated is one or more times the volume of the outer pouch-like member when completely inflated.
  • the float member is provided with a check valve at the vent or the intake port.
  • the edge of the vent further include a center cord, one end of which is branched into a plurality of cords and connected together.
  • the safety device of the present invention includes the parachute according to any one of (1) to (5) above, a container for storing the parachute, and an ejection part provided in the container for ejecting the parachute. It is equipped with the following.
  • the flying object of the present invention includes an airframe, the safety device according to (6) above that is provided on the airframe, and one or more propulsion mechanisms that are coupled to the airframe and propel the airframe. It is something.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a safety device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of the flying vehicle equipped with the safety device of FIG. 1, showing a state after the safety device is activated.
  • 3 is a schematic cross-sectional view showing a parachute in the safety device of FIG. 2.
  • FIG. (a) is a perspective view showing the fully expanded state of the outer pouch-like member according to the embodiment of the present invention
  • (b) is a perspective view showing the fully expanded state of the inner pouch-like member according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4(b) is a plan view showing the inner pouch-like member of FIG. 4(b). It is a figure for explaining the manufacturing process of the outer bag-like member based on embodiment of this invention. It is a figure for explaining the manufacturing process of the inner bag-like member based on embodiment of this invention. It is a figure for explaining the manufacturing process of the inner bag-like member based on embodiment of this invention.
  • FIG. 4 is a schematic partially enlarged sectional view showing the state of the parachute in FIG. 3 after landing on water.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a parachute according to a first modified example of the present invention. It is a schematic sectional view showing the parachute concerning the 2nd modification of the present invention. In the parachute of FIG. 11, it is a schematic partially enlarged sectional view which shows the state of the check valve after landing on water.
  • parachutes that can be used in the embodiments and modifications thereof shown below include, for example, "FLAT CIRCULAR”, “CONICAL”, “BICONICAL”, and “TRICONICAL”.
  • a safety device 100 includes a parachute 10, a bottomed cylindrical container 11 that accommodates the parachute 10, and a container 11 that includes a parachute 10. It includes an injection part 20 that injects the liquid to the outside.
  • the injection unit 20 includes a gas generator 21 having a cup-shaped case that accommodates ignition powder (not shown), and a piston 24 having a recess 22 and a piston head 23 integrally formed with the recess 22. , is equipped with. Further, on the piston head 23, a parachute 10 (an umbrella body 40 and a float member 52, which will be described later) is placed in a folded state.
  • the parachute 10 is connected to the inside of the container 11 via a line 50 and a center cord 51, which will be described later. It is folded and stored so as not to hinder the movement of the piston 24. Further, the open end of the container 11 is closed by the lid 12 in the initial state, and the parachute 10 is pushed out to be removed from the open end.
  • FIG. 2 illustrates a safety device 100 and an aircraft 30 to which the safety device 100 is applied.
  • This flying object 30 includes a fuselage 31, a safety device 100 provided on the upper part of the fuselage 31, one or more propulsion mechanisms (for example, propellers, etc.) 32 coupled to the fuselage 31 and propelling the fuselage 31, and the fuselage 31.
  • a plurality of leg parts 33 provided at the lower part of the.
  • the flying object 30 also includes an abnormality detection section (not shown) such as an acceleration sensor. Note that the flying object 30 according to the present embodiment is not limited to unmanned or manned aircraft such as drones, but also includes aircraft such as passenger planes and helicopters.
  • the parachute 10 when an abnormality is detected by the abnormality detection unit such as an acceleration sensor, the piston 24 is propelled by the gas pressure generated based on the ignition operation of the gas generator 21. Thereby, the parachute 10 can be directly pushed out and deployed by the propulsive force of the piston 24. Therefore, as shown in FIG. 2, the parachute 10 after deployment can suspend the flying object 30 via the line 50 and the center cord 51.
  • the abnormality detection unit such as an acceleration sensor
  • the parachute 10 includes an umbrella body 40, a plurality of lines 50, a center cord 51, and a float member 52.
  • the umbrella body 40 has a substantially hemispherical shape formed by connecting a plurality of gores, and includes an umbrella edge 41 forming an opening, and a ventilation hole 42 formed at the top. ,have.
  • a plurality of lines 50 are connected to the umbrella edge 41.
  • the line 50 is a cable-shaped connecting member having one end connected to the umbrella edge 41 and the other end connected to the inside of the container 11, and supports the descending flying object 30.
  • the center cord 51 is a cable-like connecting member in which one end branches into a plurality of parts from the middle and is connected to the peripheral edge of the vent 42, and the other end is connected to the inside of the container 11. It supports the flying object 30. Note that, when the umbrella body 40 ejected by the operation of the safety device 100 starts to open, the vent hole 42 is easily opened due to tension being applied to the line 50 and the center cord 51.
  • examples of the gore fabric include a cloth-like body constructed using a fiber material, a film-like body constructed using a resin film, and the like.
  • a film-like material that is lighter than a cloth-like material as the gore fabric such as nylon, polyester, polyolefin, polyamide, polyimide, polyurethane, polychloride, etc.
  • a resin film such as vinyl or polyurea can be used.
  • a structural float member 52 is provided on the outside of the top portion of the umbrella body 40.
  • the float member 52 When the safety device 100 is activated, the float member 52 has air flowing into the inner bag-like member 70 from the intake port 71 and the inner bag-like member 70 expands, and the outer bag-like member 60 expands to form a substantially spherical shape. It is the shape.
  • the outer bag-like member 60 As shown in FIG. 4(a), the outer bag-like member 60 is formed to have a substantially spherical shape when fully inflated, and has an opening 61 at the bottom. Note that a cloth-like material is used as the material of the outer bag-like member 60.
  • the inner bag-like member 70 has (1) a predetermined buoyancy with respect to liquid (for example, when a safety device including a parachute and an aircraft equipped with the safety device are in liquid (underwater such as the sea, river, or lake)).
  • the outer bag-like member 60 is formed with a size that can expand inside the outer bag-like member 60 to a size larger than that necessary to obtain a buoyant force that prevents the bag from sinking in
  • the outer bag-like member 60 is formed to be expandable in a shape that at least follows the inner surface of the outer bag-like member 60 so that the expansion is restricted so that the inner surface of the outer bag-like member 60 is limited.
  • the shape that follows the inner surface of the outer bag-like member 60 does not only mean that the inner bag-like member 70 has a shape that follows the inner surface of the outer bag-like member 60 when the inner bag-like member 70 is at its maximum expansion state; (including a state in which wrinkles (folds, folds, bulges, etc.) are formed on the surface of the inner bag-like member 70, for example, when the inner pouch-like member 70 is not fully inflated), and during the operation described above.
  • This also includes a situation in which the air sticks to the inner surface of the outer bag-like member due to the inflow of air. As a specific example, as shown in FIG.
  • the inner bag-like member 70 is formed so that each vertex becomes a smooth cubic shape when fully inflated, and an inlet port 71 is provided on the bottom surface. is provided.
  • the intake port 71 has a first opening 82 and a second opening 83, which will be described later. Note that a film-like material is used as the fabric for the inner bag-like member 70.
  • the radius r of the sphere when the outer pouch-like member 60 shown in FIG. 5(a) is completely inflated is from the center of the cube when the inner pouch-like member 70 shown in FIG.
  • the distance h is set to be smaller than the distance h to the center of each surface. Therefore, when the safety device 100 is activated, the inner bag-like member 70 expands into a shape that follows the spherical shape of the outer bag-like member 60, as shown in FIG. I will do it.
  • the radius r of the spherical shape that is the outer pouch-like member 60 and the distance h from the center of the cube that is the inner pouch-like member 70 to the center of each surface are the same length. Good too. That is, in this embodiment, the above r and h may have a relationship that satisfies r ⁇ h.
  • FIGS. 6 to 8 the manufacturing process of the float member 52 will be explained using FIGS. 6 to 8.
  • the manufacturing process of the outer bag-like member 60 will be explained using FIGS. 6(a) and 6(b).
  • four panel members 62A to 62D having the same shape are cut out of a cloth-like material.
  • a portion of the lower part of each of the four panel members 62A to 62D is cut out to form each of the four ship bottom-shaped panel members 63A to 63D shown in FIG. 6(b).
  • FIG. 4(a) A structure as shown in FIG. 4(a) is formed.
  • a spherical outer bag-like member 60 is formed. Note that the diameter of the opening 61 of the outer bag-like member 60 is formed to match the diameter of the vent 42 of the umbrella body 40.
  • FIGS. 7 and 8 the manufacturing process of the inner bag-shaped member 70 will be explained using FIGS. 7 and 8.
  • two film members 72A and 72B having the same shape are cut out from a fabric.
  • Each of the two film members 72A, 72B has substantially trapezoidal upper portions 73a, 73b and lower portions 77a, 77b, square-shaped central portions 75a, 75b, and a first intermediate portion 74a having the same shape as the central portions 75a, 75b. , 74b and second intermediate portions 76a, 76b.
  • examples of the fabric of the film members 72A and 72B include film-like bodies made of resin films, rubber films, and the like.
  • resin film nylon, polyester, polyolefin, polyamide, polyimide, polyurethane, polyvinyl chloride, polyurea, etc. are preferable.
  • rubber films include urethane rubber (U), tetrafluoroethylene propylene rubber (FEPM), vinyl methyl silicone rubber (VMQ), ethylene propylene diene rubber (EPDM), nitrile rubber (NBR), hydrogenated Preferred are nitrile rubber (HNBR), acrylic rubber (ACM), natural rubber (NR), styrene-butadiene rubber (SBR), and the like.
  • the film member 72B shown in FIG. 7(a) is rotated 90 degrees clockwise around the center part 75b, and the center part of each of the film members 72A and 72B is turned as shown in FIG. 7(b).
  • 75a and 75b are placed one on top of the other.
  • the sides of the central portions 75a and 75b of the film members 72A and 72B are welded and joined together.
  • first intermediate portions 74a, 74b and the second intermediate portions 76a, 76b of the film members 72A, 72B are mountain-folded along the fold line L1 shown in FIG. 7(b), and the first intermediate portions 74a, 74b are Adjacent sides of the second intermediate portions 76a and 76b are welded and joined.
  • the upper portions 73a, 73b and lower portions 77a, 77b of the film members 72A, 72B are mountain-folded along the folding line L2 shown in FIG. 7(b), and valley-folded along the folding line L3.
  • adjacent sides of the upper portions 73a, 73b and the lower portions 77a, 77b are welded and joined.
  • a cube 80 having an extending portion 81 on the bottom surface is formed as shown in FIG. 8(a). Note that the welding margin on each side of the cube 80 and the extension portion 81 is set to, for example, 10 mm.
  • the extending portion 81 has a first opening 82 at one end on the bottom side of the cube 80, and a second opening 83 at the other end.
  • the extending portion 81 is folded back inside the cube 80 at the position of the first opening 82 so that the second opening 83 is located inside the cube 80, as shown in FIG. 8(b).
  • a rectangular prism-shaped intake port 71 is formed. That is, the inside and outside of the inner bag-like member 70 communicate with each other via the air intake port 71 (the first opening 82 and the second opening 83).
  • the area A surrounded by the dotted lines at each of the eight vertices of the cube 80 shown in FIG. 8(b) is welded to form a shape in which each apex is rounded.
  • the inner bag-like member 70 having a cubic shape with smooth apex portions as shown in FIG. 4(b) is formed.
  • glass cloth tape (not shown) is bonded to each smooth apex portion of the inner pouch-like member 70 shown in FIG. 4(b) to reinforce each apex portion.
  • a glass cloth tape (not shown) is bonded to the periphery of the first opening 82 of the inlet 71 of the inner bag member 70 to reinforce the lower periphery of the inlet 71.
  • the peripheral edge of the first opening 82 of the inner bag-like member 70 and the peripheral edge of the opening 61 of the outer bag-like member 60 are pasted together with double-sided tape (not shown) and temporarily secured.
  • glass cloth tape (not shown) is attached to the peripheral edges of the first opening 82 of the inner bag-like member 70 and the opening 61 of the outer bag-like member 60, so that the air intake port 71 and the opening 61 Reinforce the periphery of the Next, the periphery of the opening 61 of the outer bag-like member 60 and the periphery of the vent 42 of the umbrella body 40 are pasted and temporarily secured together with double-sided tape (not shown).
  • the peripheral edge of the first opening 82 of the inner bag-like member 70, the peripheral edge of the opening 61 of the outer bag-like member 60, and the ventilation hole of the umbrella body 40 are temporarily fixed using double-sided tape (not shown).
  • the inner bag-like member 70 is fixed to the outer bag-like member 60 and the umbrella body 40 by sewing the peripheral edge of the inner bag-like member 42 .
  • the parachute 10 including the double-structured float member 52 having the outer bag-like member 60 and the inner bag-like member 70 is completed.
  • the umbrella body 40 and the float member 52 are ejected to the outside of the container 11 due to the operation of the safety device 100, first, the plurality of lines 50 and the center cord 51 are extended, and the umbrella body As the umbrella 40 begins to unfold, air begins to flow into the inside of the umbrella body 40. Thereafter, after the line 50 and the center cord 51 are fully stretched and tensioned, that is, after the line 50 and the center cord 51 are under tension, the umbrella body 40 is fully opened. become. At this time, the edge of the vent 42 is pulled downward in FIG. 3 by the center cord 51 and radially outward from the center by the line 50, so that the vent 42 and the intake port 71 are opened.
  • the float member 52 is expanded into a substantially spherical shape.
  • the inner bag-like member 70 is provided with a degree of freedom inside the outer bag-like member 60, as the inner bag-like member 70 expands, the outer bag-like member 70 is quickly expanded. Member 60 will expand.
  • the outer surface of the inner pouch-like member 70 expands, it comes into close contact with the inner surface of the outer pouch-like member 60, which has relatively high strength, so that the impact when the float member 52 is deployed is alleviated, and the inner pouch-like member 70 can be prevented from being damaged.
  • the ventilation port 42 and the intake port 71 are closed. That is, the intake port 71 of the inner bag-like member 70 functions as a check valve. Thereby, the air inside the expanded float member 52 can be prevented from easily coming out, and water can be prevented from entering into the float member 52. Therefore, according to the parachute 10, the float member 52 can exert buoyancy for a long time after landing on water, so the flying object 30 can be easily recovered.
  • the parachute 210 includes an umbrella body 240, a plurality of lines 250, a center cord 251, and a float member 252.
  • the float member 252 has a double structure including an outer pouch-like member 260 and an inner pouch-like member 270 having an intake port 271 connected to the ventilation port 242 .
  • the outer bag-like member 260 is formed to have a substantially spherical shape when fully inflated.
  • the inner pouch-like member 270 is formed so that each vertex has a smooth cubic shape when fully inflated.
  • the radius of the sphere when the outer bag-like member 260 is completely expanded is set to be smaller than the distance from the center of the cube to the center of each surface when the inner bag-like member 270 is completely expanded. ing.
  • a check valve 290 including a hinge portion 291 and a plate member 292 is provided below the intake port 271 of the inner bag-like member 270, as shown in FIG.
  • the plate member 292 is rotatably provided at the inner circumferential edge of the intake port 271 via a hinge portion 291 as shown by the arrow in FIG.
  • the plate member 292 can be rotated so as to freely open inwardly of the inner bag-like member 270 via the hinge portion 291, but not to open outwardly (not rotate to the inside of the canopy body 240). It has a configuration that limits the angle of movement.
  • the material of the plate member 292 includes, for example, cloth, resin, rubber, metal, and the like.
  • the check valve 290 may be provided at the vent 242.
  • the edge of the vent 242 is pulled downward in FIG. It is pulled outward, and the check valve 290 provided at the intake port 271 becomes openable and closable. Then, as more air flows into the inside of the umbrella body 240, the plate member 292 is pushed inside the inner bag-like member 270, the intake port 271 is opened, and air naturally flows into the inside of the inner bag-like member 270.
  • the float member 252 expands into a substantially spherical shape as the inner pouch-like member 270 expands into a shape that follows the substantially spherical shape of the outer pouch-like member 260.
  • the float member 252 can exert buoyancy for a long time after landing on water, so that the flying object can be easily recovered.
  • a parachute 310 includes an umbrella body 340, a plurality of lines 350, a center cord 351, and a float member 352. Furthermore, the float member 352 has a double structure including an outer pouch-like member 360 and an inner pouch-like member 370 having an intake port 371 connected to the ventilation port 342 .
  • the outer bag-like member 360 is formed to have a substantially spherical shape when fully inflated.
  • the inner pouch-like member 370 is formed so that each vertex has a smooth cubic shape when fully inflated.
  • the radius of the sphere when the outer bag-like member 360 is completely expanded is set to be smaller than the distance from the center of the cube to the center of each surface when the inner bag-like member 370 is completely expanded. ing.
  • a check valve 390 is provided at the intake port 371 of the inner bag-like member 370.
  • This check valve 390 includes a net member 393, an inverted quadrangular truncated pyramid section 394 that becomes an inverted quadrangular truncated pyramid shape when air flows in from the intake port 371, and a relatively light hollow ball 395 made of plastic.
  • the net member 393 is formed in a mesh shape with air permeability, and is provided so as to cover the upper opening of the inverted quadrangular truncated pyramid portion 394 .
  • the inverted quadrangular truncated pyramid part 394 has openings at the top and bottom, and the opening end at the bottom is attached to the edge of the intake port 371 so that air flowing in from the intake port 371 passes through the inside. It has become. Further, a ball 395 is provided inside the inverted quadrangular truncated pyramid portion 394 so as to be movable between the net member 393 and the ventilation port 342 and the intake port 371. Note that the diameter of the ball 395 is set larger than the diameters of the ventilation port 342 and the intake port 371.
  • the ball 395 which is agitated by the air flowing into the inside of the umbrella body 340, moves toward the net member 393 side. Subsequently, air flows into the inverted quadrangular truncated pyramid section 394 from the vent port 342 and the intake port 371, forms an inverted quadrangular truncated pyramid shape, passes through, and is taken into the interior of the inner bag-shaped member 370. Then, as the inner pouch-like member 370 expands into a shape that follows the substantially spherical shape of the outer pouch-like member 360, the float member 352 is expanded into a substantially spherical shape.
  • the float member 352 can exert buoyancy for a long time after landing on water, so that the flying object can be easily recovered.
  • each apex portion when the inner pouch-like member is completely inflated, each apex portion is formed into a smooth cubic shape.
  • each apex portion is not necessarily It does not have to be smooth; for example, each vertex portion may have a corner.
  • the shape of the inner bag-like member when completely expanded is not limited to a cubic shape.
  • the shape may be a polyhedron (including a regular polyhedron) such as a rectangular parallelepiped, an octahedron, a dodecahedron, or an icosahedron, an ellipsoid, a spherical shape, or a substantially spherical shape.
  • the outer bag-like member is formed to have a substantially spherical shape when fully expanded, and the inner bag-like member is formed to have a polyhedral shape when completely expanded. If the radius r1 of the sphere and the shortest distance h1 from the center of the polyhedron to the center of each face of the polyhedron satisfy the relationship r1 ⁇ h1 . is preferred.
  • the outer bag-like member is formed to have a substantially spherical shape when completely expanded
  • the inner bag-like member is formed to have an ellipsoidal shape when completely expanded.
  • the radius r 2 of the sphere and the short radius h 2 of the ellipsoid have a relationship that satisfies r 2 ⁇ h 2 .
  • the outer pouch-like member is formed to have a substantially spherical shape when completely expanded, and the inner pouch-like member has a substantially spherical shape when completely expanded.
  • the volume of the inner pouch-like member when fully inflated is one or more times the volume of the outer pouch-like member when completely inflated.
  • the outer bag-like member is formed to have a substantially spherical shape when fully expanded, and the inner bag-like member is formed to have a cubic shape when completely expanded.
  • the volume of the inner pouch-like member when fully inflated is preferably at least 1.2 times the volume of the outer pouch-like member when fully inflated.
  • the vent hole of the umbrella body and the intake port of the float member are formed in the same part, but they do not necessarily have to be in the same part.
  • the intake port may be attached to seal and cover the outside of the vent, and the check valve may be attached to either the vent or the intake port.
  • the present invention is not limited to this.
  • the safety device according to the present invention can be used by attaching it to the luggage or measuring device before it is dropped.

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Abstract

【課題】展開時に破損することなく、従来よりも長時間浮力を発揮することが可能なフロートを有するパラシュート、これを備える安全装置および飛行体を提供する。 【解決手段】パラシュート１０は、展開時に略半球状となる傘体４０と、布状体によって形成された外袋状部材６０と、外袋状部材６０の内部に設けられ、フィルム状体によって形成された内袋状部材７０と、を有する二重構造のフロート部材５２と、を備え、傘体４０の傘頂部に、展開時に開口する通気口４２が形成されており、フロート部材５２は、通気口４２の外部側に設けられており、内袋状部材７０は、通気口４２に接続されている吸気口７１を有しており、傘体４０の展開時に、通気口４２および吸気口７１を介して内部に空気が流入することにより膨張するとともに、外袋状部材６０を膨張させることを特徴とするものである。

Description

パラシュート、これを備える安全装置および飛行体
　本発明は、パラシュート、これを備える安全装置および飛行体に関するものである。
　従来から、パラシュートは、飛行体あるいは飛行体から落下される落下物を降下させるために広く使用されている。また、パラシュートは、ドローン（飛行体）の落下事故のリスクを低減するための安全装置としても使用されている。例えば、特許文献１には、海上での飛行中に何らかの異常が発生して飛行体が落下した場合、着水後に飛行体に搭載されたブラックボックス（飛行状態等の記録装置）を回収するために、フロートを備えたパラシュート展開装置が開示されている。
中国特許出願公開第１０９２７２６００号明細書
　上記特許文献１のパラシュート展開装置においては、フロートの吸気口に逆止弁として機能するボール弁が設けられており、着水後にフロート内部に空気が留まり、水が浸入することを抑えて浮力を発揮するものである。しかしながら、フロートの生地に繊維材料で構成された布状体が用いられる場合、着水後にフロート内部の空気が抜けやすく、長時間浮力を発揮することが難しいという問題がある。また、フロートの生地に樹脂フィルムで構成されたフィルム状体が用いられる場合、パラシュートおよびフロートの展開時の圧力によりフロートが破損するおそれがある。
　そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、展開時に破損することなく、従来よりも長時間浮力を発揮することが可能なフロートを有するパラシュート、これを備える安全装置および飛行体を提供することを目的とする。
（１）　本発明は、ペイロードに取り付けられる安全装置用のパラシュートであって、展開時に略半球状となる傘体と、布状体によって形成された外袋状部材と、前記外袋状部材の内部に設けられ、フィルム状体によって形成された内袋状部材と、を有する二重構造のフロート部材と、を備え、前記傘体の傘頂部に、展開時に開口する通気口が形成されており、前記フロート部材は、前記通気口の外部側に設けられており、前記内袋状部材は、前記通気口に接続されている吸気口を有しており、前記傘体の展開時に、前記通気口および前記吸気口を介して内部に空気が流入することにより、液体に対して前記パラシュートを含む前記安全装置および前記ペイロードが沈没しない浮力を得るのに必要な大きさ以上に前記外袋状部材の内部において膨張可能な大きさで形成されているとともに、破裂状態にならないよう膨張が制限されるように少なくとも前記外袋状部材の内表面に倣った形状に膨張可能に形成されているものであることを特徴とするものである。ここで、ペイロードとは、たとえば、「飛行体」、「荷物」、「空中または海中などの環境を測定する測定装置」、などのことである。
（２）　上記（１）のパラシュートにおいて、前記外袋状部材が球体形状に膨張可能に形成され、かつ、前記内袋状部材が多面体形状または楕円体形状に膨張可能に形成されている場合、前記外袋状部材が完全に膨張した際の前記球体形状の半径をｒとし、前記内袋状部材が完全に膨張した際の前記多面体の中心から前記多面体の各面の中心までの距離のうち最短距離または前記楕円体の短半径をｈとしたときに、ｒ≦ｈであることが好ましい。
（３）　上記（１）のパラシュートにおいて、前記外袋状部材が略球体形状に膨張可能に形成され、かつ、前記内袋状部材が略球体形状に膨張可能に形成されている場合、完全に膨張した際の前記内袋状部材の容積は、完全に膨張した際の前記外袋状部材の容積の１倍以上であることが好ましい。
（４）　上記（１）のパラシュートにおいて、前記フロート部材は、前記通気口または前記吸気口に逆止弁が設けられていることが好ましい。
（５）　上記（４）のパラシュートにおいて、前記通気口の縁部に、一端が途中から複数に枝分かれして連結されているセンターコードをさらに備えることが好ましい。
（６）　本発明の安全装置は、上記（１）～（５）のいずれかのパラシュートと、前記パラシュートを収納する収容器と、前記収容器内に設けられ、前記パラシュートを射出する射出部と、を備えるものである。
（７）　本発明の飛行体は、機体と、前記機体に設けられる上記（６）の安全装置と、前記機体に結合され、前記機体を推進させる１個または複数個の推進機構と、を備えるものである。
　本発明によれば、展開時に破損することなく、従来よりも長時間浮力を発揮することが可能なフロートを有するパラシュート、これを備える安全装置および飛行体を提供できる。
本発明の実施形態に係る安全装置を示す模式断面図である。 図１の安全装置を備えた飛行体を示す正面図であって、安全装置の作動後の状態を示す図である。 図２の安全装置におけるパラシュートを示す模式断面図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る外袋状部材が完全に膨張した状態を示す斜視図、（ｂ）は本発明の実施形態に係る内袋状部材が完全に膨張した状態を示す斜視図である。 （ａ）は図４（ａ）の外袋状部材を示す平面図、（ｂ）は図４（ｂ）の内袋状部材を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る外袋状部材の製造工程を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る内袋状部材の製造工程を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る内袋状部材の製造工程を説明するための図である。 図３のパラシュートにおいて、着水後の状態を示す模式一部拡大断面図である。 本発明の第１変形例に係るパラシュートを示す模式断面図である。 本発明の第２変形例に係るパラシュートを示す模式断面図である。 図１１のパラシュートにおいて、着水後の逆止弁の状態を示す模式一部拡大断面図である。
　以下、本発明の実施形態に係るパラシュートを備えた安全装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施形態ならびにその変形例において用いることが可能なパラシュートは、たとえば、「フラットサーキュラー（FLAT CIRCULAR）」、「コニカル（CONICAL）」、「バイコニカル（BICONICAL）」、「トリコニカル（TRICONICAL）」、「エクステンドスカート（EXTENDED SKIRT）」、「ヘミスフェリカル（HEMISPHERICAL）」、「ガイドサーフェス(GUIDE SURFACE)」、「アニュラー（ANNULAR）」、「クロス（CROSS）」、「フラットリボン（FLAT RIBBON）」、「コニカルリボン（CONICAL RIBBON）」、「リボン（RIBBON）」、「リングスロット（RINGSLOT）」、「リングセイル（RING SAIL）」、「ディスク-ギャップ-バンド（DISC-GAP-BAND）」、「ロタフォイル（ROTAFOIL）」、「ヴォアテックスリング（VORTEX RING）」、「サンディアRFD（SANDIA RFD）」、「パラコマンダー（PARACOMMANDER）」、「パラウイング（PARAWING）」、「パラフォイル（PARAFOIL）」、「セイルウイング（SAILWING）」、「ヴォルプレーン（VOLPLANE）」「バルート（BALLUTE）」、などと呼ばれるものが挙げられる。
　図１に示すように、本実施形態に係る安全装置１００は、パラシュート１０と、パラシュート１０を収容する有底筒状の収容器１１と、収容器１１内に設けられ、パラシュート１０を収容器１１外へ射出する射出部２０と、を備えている。ここで、射出部２０は、点火薬（図示略）を収容するカップ状のケースを有するガス発生器２１と、凹部２２および当該凹部２２と一体的に形成されたピストンヘッド２３を有するピストン２４と、を備えている。また、ピストンヘッド２３上には、パラシュート１０（後述の傘体４０およびフロート部材５２）が折り畳まれた状態で載置されている。なお、作動前の安全装置１００において、パラシュート１０は、後述のライン５０およびセンターコード５１を介して収容器１１の内部に接続されており、ライン５０およびセンターコード５１は、収容器１１内に作動時のピストン２４の移動を妨げないように折り畳まれて収納されている。また、収容器１１の開口端部は初期状態で蓋１２により閉じられており、パラシュート１０の押し出しにより上記開口端部から外れるようになっている。
　図２には、安全装置１００と、安全装置１００が適用される飛行体３０が図示されている。この飛行体３０は、機体３１と、機体３１の上部に設けられる安全装置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（例えばプロペラ等）３２と、機体３１の下部に設けられる複数の脚部３３と、を備えている。また、飛行体３０は、加速度センサ等の異常検出部（図示略）を備えている。なお、本実施形態に係る飛行体３０は、ドローンのような無人または有人航空機に限らず、旅客機、ヘリコプターなどの航空機も含むものである。
　このような構成において、加速度センサ等の異常検出部により異常が検出された際に、ガス発生器２１の点火動作に基づき発生されたガス圧によってピストン２４を推進させる。これにより、ピストン２４の推進力によってパラシュート１０を直接押し出して展開させることができる。よって、図２に示すように、展開後のパラシュート１０は、ライン５０およびセンターコード５１を介して飛行体３０を吊るすことができるようになっている。
　また、図２および図３に示すように、パラシュート１０は、傘体４０と、複数のライン５０と、センターコード５１と、フロート部材５２と、を備えている。
　傘体４０は、図３に示すように、複数のゴアを連結してなる略半球状のものであって、開口部を構成する傘縁部４１と、頂上部に形成された通気口４２と、を有している。傘縁部４１には、複数のライン５０が連結されている。なお、ライン５０は、一端が傘縁部４１に連結され、他端が収容器１１の内部に連結された索状の連結部材であって、降下中の飛行体３０を支持するものである。また、センターコード５１は、一端が途中から複数に枝分かれして通気口４２の周縁部に連結され、他端が収容器１１の内部に連結された索状の連結部材であって、降下中の飛行体３０を支持するものである。なお、通気口４２は、安全装置１００の作動により射出された傘体４０が開傘し始めると、ライン５０およびセンターコード５１にテンションがかかることにより、開口され易くなっている。
　ここで、ゴアの生地としては、繊維材料を用いて構成された布状体、樹脂フィルムを用いて構成されたフィルム状体などが挙げられる。なお、傘体４０の軽量性の観点から、ゴアの生地としては、布状体に比べて軽いフィルム状体を用いることが好ましく、例えば、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリユリアなどの樹脂フィルムを用いることができる。
　また、傘体４０の頂上部の外側には、図３に示すように、外袋状部材６０と、通気口４２に接続されている吸気口７１を備える内袋状部材７０とを有する二重構造のフロート部材５２が設けられている。フロート部材５２は、安全装置１００の作動時に、吸気口７１から内袋状部材７０の内部に空気が流入して内袋状部材７０が膨張するとともに、外袋状部材６０が膨張して略球体形状となるものである。外袋状部材６０は、図４（ａ）に示すように、完全に膨張した際には略球体形状となるように形成されており、下部に開口部６１が設けられている。なお、外袋状部材６０の生地としては、布状体が用いられる。また、たとえば、内袋状部材７０は、（１）液体に対して所定の浮力（たとえば、パラシュートを含む安全装置および当該安全装置を備えた飛行体が液体（海、河川、湖などの水中）において沈没してしまわない程度の浮力）を得るのに必要な大きさ以上に外袋状部材６０の内部において膨張可能な大きさで形成されているとともに、（２）膨張しすぎて破裂状態にならないよう当該膨張が制限されるように、少なくとも外袋状部材６０の内表面に倣った形状に膨張可能に形成されている、ものである。なお、外袋状部材６０の内表面に倣った形状とは、内袋状部材７０の最大膨張状態に外袋状部材６０の内表面に倣った形状となるだけでなく、内袋状部材７０の最大膨張までしない状態（完全に膨張した状態でなく、たとえば、内袋状部材７０の表面にシワ（折り目、ひだ、隆起など）が形成されたような状態を含む）で、上述した作動時の空気流入によって外袋状部材の内表面に張り付くような状態も含む。具体例として、内袋状部材７０は、図４（ｂ）に示すように、完全に膨張した際には各頂点部分が滑らかな立方体形状となるように形成されており、底面に吸気口７１が設けられているものである。また、吸気口７１は、後述する第１開口部８２および第２開口部８３を有する。なお、内袋状部材７０の生地としては、フィルム状体が用いられる。
　また、図５（ａ）に示す外袋状部材６０が完全に膨張した際の球体の半径ｒは、図５（ｂ）に示す内袋状部材７０が完全に膨張した際の立方体の中心から各面の中心までの距離ｈよりも小さくなるように設定されている。したがって、内袋状部材７０は、安全装置１００の作動時に、吸気口７１から内部に空気が流入することで、図３に示すように、外袋状部材６０の球体形状に倣った形状に膨張することになる。なお、本実施形態においては、外袋状部材６０である球体形状の半径ｒと、内袋状部材７０である立方体の中心から各面の中心までの距離ｈとは、同じ長さであってもよい。すなわち、本実施形態において、上記のｒおよびｈは、ｒ≦ｈを満たす関係であればよい。
　次に、図６～図８を用いて、フロート部材５２の製造工程について説明する。まず、図６（ａ）、（ｂ）を用いて、外袋状部材６０の製造工程について説明する。図６（ａ）の舟型多円錐図法を利用して得られる球体近似の展開図に示すように、同形状の４枚のパネル部材６２Ａ～６２Ｄを布状体の生地から切り出す。次に、４枚のパネル部材６２Ａ～６２Ｄそれぞれの下部の一部を切り取って、図６（ｂ）に示した４枚の船底型形状のパネル部材６３Ａ～６３Ｄそれぞれを形成する。そして、４枚の船底型形状のパネル部材６３Ａ～６３Ｄについて隣り合う曲部同士を、溶着、縫い付け、接着剤、両面テープなどによって繋ぎ合わせることで、図４（ａ）に示したような略球体形状の外袋状部材６０が形成されることになる。なお、外袋状部材６０の開口部６１の径は、傘体４０の通気口４２の径に合わせて形成されている。
　次に、図７および図８を用いて、内袋状部材７０の製造工程について説明する。まず、図７（ａ）に示すように、同形状の２枚のフィルム部材７２Ａ、７２Ｂを生地から切り出す。２枚のフィルム部材７２Ａ、７２Ｂそれぞれは、略台形形状の上部７３ａ、７３ｂおよび下部７７ａ、７７ｂと、正方形形状の中央部７５ａ、７５ｂと、中央部７５ａ、７５ｂと同じ形状の第１中間部７４ａ、７４ｂおよび第２中間部７６ａ、７６ｂとを備えている。
　ここで、フィルム部材７２Ａ、７２Ｂの生地としては、樹脂フィルム、ゴムフィルムなどを用いて構成されたフィルム状体が挙げられる。例えば、樹脂フィルムとしては、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリユリアなどが好ましい。また、例えば、ゴムフィルムとしては、ウレタンゴム（Ｕ）、テトラフルオロエチレン・プロピレンゴム（ＦＥＰＭ）、ビニルメチルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などが好ましい。
　次に、図７（ａ）に示すフィルム部材７２Ｂについて、中央部７５ｂを中心として時計回り方向に９０度回転させて、図７（ｂ）に示すように、フィルム部材７２Ａ、７２Ｂそれぞれの中央部７５ａ、７５ｂを重ね合わせた状態とする。そして、フィルム部材７２Ａ、７２Ｂそれぞれの中央部７５ａ、７５ｂの各辺同士を溶着して接合する。
　次に、フィルム部材７２Ａ、７２Ｂそれぞれの第１中間部７４ａ、７４ｂおよび第２中間部７６ａ、７６ｂについて、図７（ｂ）に示す折り線Ｌ１を山折りして、第１中間部７４ａ、７４ｂおよび第２中間部７６ａ、７６ｂにおける隣り合う側辺同士を溶着して接合する。
　次に、フィルム部材７２Ａ、７２Ｂそれぞれの上部７３ａ、７３ｂおよび下部７７ａ、７７ｂについて、図７（ｂ）に示す折り線Ｌ２を山折りするとともに、折り線Ｌ３を谷折りする。そして、上部７３ａ、７３ｂおよび下部７７ａ、７７ｂにおける隣り合う側辺同士を溶着して接合する。これにより、図８（ａ）に示すような、底面に延出部８１を有する立方体８０が形成されることになる。なお、立方体８０および延出部８１の各辺の溶着代は、例えば、１０ｍｍに設定されている。
　図８（ａ）に示すように、延出部８１は、立方体８０の底面側の一端部に第１開口部８２を有し、他端部に第２開口部８３を有している。次に、延出部８１を第１開口部８２の位置で立方体８０の内部に折り返して、第２開口部８３が立方体８０の内部に位置する状態とすることで、図８（ｂ）に示すように、第１開口部８２から空気が流入すると、四角柱形状の吸気口７１が形成されることになる。すなわち、内袋状部材７０の内部と外部とが吸気口７１（第１開口部８２および第２開口部８３）を介して連通することになる。次に、図８（ｂ）に示す立方体８０の８つの各頂点それぞれにおける点線部分で囲まれた領域Ａを溶着して、各頂点に丸みをつけた形状にする。これにより、図４（ｂ）に示したような各頂点部分が滑らかな立方体形状の内袋状部材７０が形成されることになる。
　次に、図４（ｂ）示した内袋状部材７０の滑らかな各頂点部分に、ガラスクロステープ（図示せず）を貼合して、各頂点部分を補強する。次に、内袋状部材７０の吸気口７１の第１開口部８２の周縁部に、ガラスクロステープ（図示せず）を貼合して、吸気口７１の下部周縁部を補強する。次に、内袋状部材７０の第１開口部８２の周縁部と、外袋状部材６０の開口部６１の周縁部とを両面テープ（図示せず）で貼り合わせて仮止めする。
　次に、内袋状部材７０の第１開口部８２および外袋状部材６０の開口部６１の周縁部に、ガラスクロステープ（図示せず）を貼合して、吸気口７１および開口部６１の周縁部を補強する。次に、外袋状部材６０の開口部６１の周縁部と、傘体４０の通気口４２の周縁部とを両面テープ（図示せず）で貼り合わせて仮止めする。
　そして、両面テープ（図示せず）を用いて仮止めした内袋状部材７０の第１開口部８２の周縁部、外袋状部材６０の開口部６１の周縁部、および傘体４０の通気口４２の周縁部を縫い付けて、内袋状部材７０を外袋状部材６０および傘体４０に固定する。これにより、外袋状部材６０および内袋状部材７０を有する二重構造のフロート部材５２を備えたパラシュート１０が完成する。
　上記構成のパラシュート１０において、安全装置１００の作動により傘体４０およびフロート部材５２が収容器１１の外部へと射出された場合、まず、複数のライン５０およびセンターコード５１が伸びてゆき、傘体４０が展開し始めるとともに、傘体４０の内部への空気の流入が始まる。その後、ライン５０およびセンターコード５１が完全に伸び切って張った状態となってから、すなわちライン５０およびセンターコード５１にテンションがかかった状態になってから、傘体４０が完全に開傘した状態になる。このとき、通気口４２の縁部が、センターコード５１によって図３の下側に引っ張られるとともに、ライン５０によって中心から径方向外側に引っ張られることで、通気口４２および吸気口７１が開口されて、内袋状部材７０の内部に空気が自然に流入することになる。そして、通気口４２および吸気口７１を介して内袋状部材７０の内部へさらなる空気が流入することで、内袋状部材７０が外袋状部材６０の略球体形状に倣った形状に膨張して、図３に示すように、フロート部材５２が略球体形状に展開することになる。なお、フロート部材５２において、内袋状部材７０が外袋状部材６０の内部に自由度を持った状態で設けられているので、内袋状部材７０の膨張に伴って、迅速に外袋状部材６０が膨張することになる。また、内袋状部材７０の外面が膨張に伴って、比較的高い強度を有する外袋状部材６０の内面に密接することで、フロート部材５２の展開時の衝撃が緩和されて内袋状部材７０が破損することを防止することができる。
　また、パラシュート１０の着水時には、傘体４０の内部への空気の流入が止まり、図９に示すように、内袋状部材７０の吸気口７１が自重により四角柱形状が崩れて潰れることで、通気口４２および吸気口７１が閉塞される。すなわち、内袋状部材７０の吸気口７１は、逆止弁として機能することになる。これにより、膨張したフロート部材５２の内部の空気が容易に外部に出ないようにすることができ、フロート部材５２内に水が浸入することを抑えることができる。したがって、パラシュート１０によれば、着水後にフロート部材５２が長時間浮力を発揮することができるため、飛行体３０を容易に回収することができる。
　以上、本発明の実施の形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用および効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。例えば、以下のような変形例も考えられる。なお、以下の変形例において、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、上記実施形態と同様であるので、説明を省略することがある。
（第１変形例）
　上記実施形態のパラシュート１０におけるフロート部材５２の第１変形例について、図１０を参照しながら説明する。
　図１０に示すように、第１変形例に係るパラシュート２１０は、傘体２４０と、複数のライン２５０と、センターコード２５１と、フロート部材２５２と、を備えている。また、フロート部材２５２は、外袋状部材２６０と、通気口２４２に接続されている吸気口２７１を備える内袋状部材２７０とを有する二重構造となっている。なお、外袋状部材２６０は、完全に膨張した際には略球体形状となるように形成されている。また、内袋状部材２７０は、完全に膨張した際には各頂点部分が滑らかな立方体形状となるように形成されている。また、外袋状部材２６０が完全に膨張した際の球体の半径は、内袋状部材２７０が完全に膨張した際の立方体の中心から各面の中心までの距離よりも小さくなるように設定されている。
　また、内袋状部材２７０の吸気口２７１の下部には、図１０に示すように、ヒンジ部２９１と、板部材２９２とを備える逆止弁２９０が設けられている。板部材２９２は、吸気口２７１の内周縁部にヒンジ部２９１を介して、図１０の矢印に示すように回動可能に設けられている。なお、板部材２９２は、ヒンジ部２９１を介して内袋状部材２７０の内部方向には自在に開くが、外部方向には開かない（傘体２４０の内部にまで回動しない）ように、回動角度が制限される構成となっている。なお、板部材２９２の材料としては、例えば、布、樹脂、ゴム、金属などが挙げられる。また、一変形例として、逆止弁２９０は通気口２４２に設けられていてもよい。
　このような逆止弁２９０を備えるフロート部材２５２においては、パラシュート２１０の展開時に、通気口２４２の縁部が、センターコード２５１によって図１０の下側に引っ張られるとともに、ライン２５０によって中心から径方向外側に引っ張られ、吸気口２７１に設けられた逆止弁２９０が開閉可能な状態となる。そして、傘体２４０の内部へのさらなる空気の流入によって、板部材２９２が内袋状部材２７０の内側に押され、吸気口２７１が開口されて、内袋状部材２７０の内部に空気が自然に流入し、内袋状部材２７０が外袋状部材２６０の略球体形状に倣った形状に膨張することで、フロート部材２５２は略球体形状に展開することになる。また、着水時には、傘体２４０の内部への空気の流入が止まり、逆止弁２９０（特に板部材２９２）の自重により吸気口２７１が閉塞されるので、内袋状部材２７０の内部の空気は、内袋状部材２７０の内部に留まり、内袋状部材２７０内に水が浸入することを抑えることができる。したがって、パラシュート２１０によれば、着水後にフロート部材２５２が長時間浮力を発揮することができるため、飛行体を容易に回収することができる。
（第２変形例）
　上記実施形態のパラシュート１０におけるフロート部材５２の第２変形例について、図１１および図１２を参照しながら説明する。
　図１１に示すように、第２変形例に係るパラシュート３１０は、傘体３４０と、複数のライン３５０と、センターコード３５１と、フロート部材３５２と、を備えている。また、フロート部材３５２は、外袋状部材３６０と、通気口３４２に接続されている吸気口３７１を備える内袋状部材３７０とを有する二重構造となっている。なお、外袋状部材３６０は、完全に膨張した際には略球体形状となるように形成されている。また、内袋状部材３７０は、完全に膨張した際には各頂点部分が滑らかな立方体形状となるように形成されている。また、外袋状部材３６０が完全に膨張した際の球体の半径は、内袋状部材３７０が完全に膨張した際の立方体の中心から各面の中心までの距離よりも小さくなるように設定されている。
　また、内袋状部材３７０の吸気口３７１には、逆止弁３９０が設けられている。この逆止弁３９０は、ネット部材３９３と、吸気口３７１から空気が流入すると逆四角錐台形状となる逆四角錐台部３９４と、プラスチック製で中空の比較的軽いボール３９５とを備えている。ネット部材３９３は、通気性を有した網目状に形成されており、逆四角錐台部３９４の上部の開口を覆うように設けられている。逆四角錐台部３９４は、上部および下部に開口を有しており、下部の開口端部が吸気口３７１の縁部に取付けられており、吸気口３７１から流入した空気が内部を通過するようになっている。また、逆四角錐台部３９４の内部には、ボール３９５が、ネット部材３９３と通気口３４２および吸気口３７１との間を移動可能に設けられている。なお、ボール３９５の直径は、通気口３４２および吸気口３７１の直径よりも大きく設定されている。
　このような逆止弁３９０を備えるフロート部材３５２においては、パラシュート３１０の展開時に、まず、傘体３４０の内部へ流入した空気により煽られたボール３９５が、ネット部材３９３側に移動する。続いて、通気口３４２および吸気口３７１から空気が逆四角錐台部３９４内に流入し、逆四角錐台形状を形成するとともに通過して、内袋状部材３７０の内部に取り込まれる。そして、内袋状部材３７０が外袋状部材３６０の略球体形状に倣った形状に膨張することで、フロート部材３５２は略球体形状に展開することになる。また、着水時には、傘体３４０の内部への空気の流入が止まり、図１２に示すように、逆四角錐台部３９４およびネット部材３９３が自重により逆四角錐台形状が崩れて潰れるとともに、ボール３９５が通気口３４２および吸気口３７１を閉塞する。これにより、膨張したフロート部材３５２の内部の空気が容易に外部に出ないようにすることができ、フロート部材３５２内に水が浸入することを抑えることができる。したがって、パラシュート３１０によれば、着水後にフロート部材３５２が長時間浮力を発揮することができるため、飛行体を容易に回収することができる。
　また、上記各実施形態および各変形例では、内袋状部材が完全に膨張した際に、各頂点部分が滑らかな立方体形状となるように形成された場合について説明したが、必ずしも各頂点部分が滑らかになっていなくてもよく、例えば、各頂点部分が角部を有していてもよい。また、内袋状部材が完全に膨張した際の形状は、立方体形状に限定されるものではない。例えば、直方体、八面体、十二面体、二十面体などの多面体形状（正多面体形状を含む）、楕円体形状、球体形状、または略球体形状のいずれかの形状であってもよい。
　なお、本発明に係るフロート部材において、例えば、外袋状部材が完全に膨張した際の形状が略球体形状となるように形成され、内袋状部材が完全に膨張した際の形状が多面体形状となるように形成されている場合、球体の半径ｒ１と、多面体の中心から多面体の各面の中心までの距離のうち最短距離ｈ１とは、ｒ１≦ｈ１を満たす関係であることが好ましい。
　また、本発明に係るフロート部材において、例えば、外袋状部材が完全に膨張した際の形状が略球体形状となるように形成され、内袋状部材が完全に膨張した際の形状が楕円体形状となるように形成されている場合、球体の半径ｒ２と、楕円体の短半径ｈ２とは、ｒ２≦ｈ２を満たす関係であることが好ましい。
　また、本発明に係るフロート部材において、例えば、外袋状部材が完全に膨張した際の形状が略球体形状となるように形成され、内袋状部材が完全に膨張した際の形状が略球体形状となるように形成されている場合、完全に膨張した際の内袋状部材の容積は、完全に膨張した際の外袋状部材の容積の１倍以上であることが好ましい。また、例えば、外袋状部材が完全に膨張した際の形状が略球体形状となるように形成され、内袋状部材が完全に膨張した際の形状が立方体形状となるように形成されている場合、完全に膨張した際の内袋状部材の容積は、完全に膨張した際の外袋状部材の容積の１．２倍以上であることが好ましい。
　また、上記実施形態および各変形例では、傘体の通気口と、フロート部材の吸気口とが、同一部分に形成されているように構成したが、必ずしも同一部分になっていなくてもよい。たとえば、当該通気口の外側周囲を密閉して覆うように当該吸気口が取り付けられており、逆止弁が当該通気口または当該吸気口のいずれかに取り付けられている構成であってもよい。
　また、上記各実施形態および各変形例では、傘体の通気口の周縁部に、センターコードが連結されている場合について説明したが、必ずしもパラシュートにセンターコードを設けていなくてもよい。
　また、上記各実施形態および各変形例では、ラインおよびセンターコードの他端が収容器の内部に連結されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、収容器の外部または飛行体の機体に連結されていてもよい。
　また、上記各実施形態および各変形例では、飛行体に安全装置を取り付けた例を示したが、これに限られない。たとえば、飛行体から水上に荷物を投下する場合、本発明に係る安全装置を投下する前の荷物または測定装置に取り付けて使用することも可能である。
１０、２１０、３１０　　パラシュート
１１　　収容器
１２　　蓋
２０　　射出部
２１　　ガス発生器
２２　　凹部
２３　　ピストンヘッド
２４　　ピストン
３０　　飛行体
３１　　機体
３２　　推進機構
３３　　脚部
４０、２４０、３４０　　傘体
４１、２４１、３４１　　傘縁部
４２、２４２、３４２　　通気口
５０、２５０、３５０　　ライン
５１、２５１、３５１　　センターコード
５２、２５２、３５２　　フロート部材
６０、２６０、３６０　　外袋状部材
６１　　開口部
６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄ　　パネル部材
６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃ、６３Ｄ　　船底型形状のパネル部材
７０、２７０、３７０　　内袋状部材
７１、２７１、３７１　　吸気口
７２Ａ、７２Ｂ　　フィルム部材
７３ａ、７３ｂ　　上部
７４ａ、７４ｂ　　第１中間部
７５ａ、７５ｂ　　中央部
７６ａ、７６ｂ　　第２中間部
７７ａ、７７ｂ　　下部
８０　　立方体
８１　　延出部
８２　　第１開口部
８３　　第２開口部
１００　　安全装置
２９０、３９０　　逆止弁
２９１　　ヒンジ部
２９２　　板部材
３９３　　ネット部材
３９４　　逆四角錐台部
３９５　　ボール
Ａ　　領域
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３　　折り線
 

Claims (7)

  1. 　ペイロードに取り付けられる安全装置用のパラシュートであって、
    　展開時に略半球状となる傘体と、
    　布状体によって形成された外袋状部材と、前記外袋状部材の内部に設けられ、フィルム状体によって形成された内袋状部材と、を有する二重構造のフロート部材と、
    を備え、
    　前記傘体の傘頂部に、展開時に開口する通気口が形成されており、
    　前記フロート部材は、前記通気口の外部側に設けられており、
    　前記内袋状部材は、前記通気口に接続されている吸気口を有しており、前記傘体の展開時に、前記通気口および前記吸気口を介して内部に空気が流入することにより、液体に対して前記パラシュートを含む前記安全装置および前記ペイロードが沈没しない浮力を得るのに必要な大きさ以上に前記外袋状部材の内部において膨張可能な大きさで形成されているとともに、破裂状態にならないよう膨張が制限されるように少なくとも前記外袋状部材の内表面に倣った形状に膨張可能に形成されているものであることを特徴とするパラシュート。
  2. 　前記外袋状部材が球体形状に膨張可能に形成され、かつ、前記内袋状部材が多面体形状または楕円体形状に膨張可能に形成されている場合、
    　前記外袋状部材が完全に膨張した際の前記球体形状の半径をｒとし、前記内袋状部材が完全に膨張した際の前記多面体の中心から前記多面体の各面の中心までの距離のうち最短距離または前記楕円体の短半径をｈとしたときに、ｒ≦ｈであることを特徴とする請求項１に記載のパラシュート。
  3. 　前記外袋状部材が略球体形状に膨張可能に形成され、かつ、前記内袋状部材が略球体形状に膨張可能に形成されている場合、
    　完全に膨張した際の前記内袋状部材の容積は、完全に膨張した際の前記外袋状部材の容積の１倍以上であることを特徴とする請求項１に記載のパラシュート。
  4. 　前記フロート部材は、前記通気口または前記吸気口に逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のパラシュート。
  5. 　前記通気口の縁部に、一端が途中から複数に枝分かれして連結されているセンターコードをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のパラシュート。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のパラシュートと、
    　前記パラシュートを収納する収容器と、
    　前記収容器内に設けられ、前記パラシュートを射出する射出部と、
    を備えることを特徴とする安全装置。
  7. 　前記ペイロードが飛行体であって、
    　機体と、
    　前記機体に設けられる請求項６に記載の安全装置と、
    　前記機体に結合され、前記機体を推進させる１個または複数個の推進機構と、を備えることを特徴とする飛行体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4298963A (en) * 1974-11-28 1981-11-03 Etat Francais Represente Par Le Delegue Ministeriel Pour L'armement Jettisoning and flotation device for a suspended load, particularly an underwater listening body
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