(57)【要約】【課題】操舵したい範囲に合わせてブレークコードの引っ張り具合を調整可能なパラグライダーの展開装置を備えた飛行体を提供する。【解決手段】飛行体に取り付けられるパラグライダーの展開装置８０は、アクチュエータ８８と、パラグライダー１と、ブレークコード引張装置１０とを備えている。アクチュエータ８８は、点火薬（図示略）を収容するカップ状のケース８５を有するガス発生器８４と、凹部８２および当該凹部８２と一体的に形成されたピストンヘッド８３を有するピストン８１と、ピストン８１を収容し当該ピストン８１の推進方向を規制する有底筒状のハウジング８６とを備えている。ブレークコード引張装置１０は、支持台１１と、サーボモータ１２と、リールシャフト１３と、リール１４と、を備え、左右のブレークコード４に対応するように、一対設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛行体本体と、
前記飛行体本体に設置されているパラグライダーの展開装置と、を備え、
前記パラグライダーの展開装置は、
キャノピーと、
一端部が前記キャノピーに接続されたブレークコードと、
前記ブレークコードを巻き取るまたは繰り出すことによって、前記ブレークコードを引っ張るまたは送り出すことが可能なブレークコード引張装置と、
前記キャノピーを閉傘した状態で格納する格納部と、
前記格納部内に設けられ、前記キャノピーを射出する射出部と、
を備えていることを特徴とする飛行体。
【請求項２】
前記ブレークコード引張装置は、前記ブレークコードの引っ張り方向または送り出し方向を案内するガイド部を有していることを特徴とする請求項１に記載の飛行体。
【請求項３】
前記ブレークコード引張装置は、前記ブレークコードを巻き付け可能な巻き付け部をさらに有しており、
前記ガイド部は、前記巻き付け部の外周に設けられた円筒部を有しており、
前記円筒部には、前記ブレークコードを案内するスリットまたは孔部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラグライダーの展開装置を備えた飛行体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自律制御技術および飛行制御技術の発展に伴って、飛行体の産業上における利用が加速しつつある。この飛行体の一例として、ドローンが挙げられる。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ものである。
【０００３】
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、安全装置としてパラシュートまたはパラグライダーの展開装置およびエアバッグ装置などが製品化されつつある。例えば、特許文献１には、バネの反発力を利用して、筒内でピストン部を動作させ、このピストン部の動作によってキャノピー（パラグライダーの布部）を開口部から外部へ射出し、開傘させるとともに、その後、ブレークコードを介してキャノピーを引っ張って、キャノピーを操舵できる無人航空機（飛行体）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−４３４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の飛行体では、ブレークコードを引っ張ることができるものの、平板棒状の形状であるブレークコード操作部の一端部を軸として、他端部にブレークコードの先端が接続されているので、この平板棒状の回動角度の範囲内でしかブレークコードの引っ張り具合を調整できない。
【０００６】
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、操舵したい範囲に合わせてブレークコードの引っ張り具合を調整可能なパラグライダーの展開装置を備えた飛行体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）  本発明の飛行体は、飛行体本体と、前記飛行体本体に設置されているパラグライダーの展開装置と、を備え、前記パラグライダーの展開装置は、キャノピーと、一端部が前記キャノピーに接続されたブレークコードと、前記ブレークコードを巻き取るまたは繰り出すことによって、前記ブレークコードを引っ張るまたは送り出すことが可能なブレークコード引張装置と、前記キャノピーを閉傘した状態で格納する格納部と、前記格納部内に設けられ、前記キャノピーを射出する射出部と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
なお、上述のパラグライダーの中には、上記と同様の構成をしたもので、ロガロタイプのパラグライダーも存在する。また、ラムエアを利用して翼形状を保つために、パラグライダーは、エアインテークのあるものが主流であるが、無いもの（シングルサーフェスなど）も存在する。安定した飛行を行うためには、エアインテーク付のパラグライダーがより好ましい。さらに、プロペラ等の推進装置をつけて、強制的に推進力を得て飛行できるパラグライダーでもよい。
【０００９】
上記（１）の構成によれば、ブレークコードを巻き取るまたは繰り出すことによって、操舵したい範囲に合わせてブレークコードの引っ張り具合を調整可能である。これにより、本発明の飛行体は、たとえば、一度の操舵で、進行方向を操作者が所望する方向に容易に変更することが可能であるとともに、着陸直前時においては、下降速度を十分に減速させることができるので、軟着陸することが可能となり、衝突の衝撃を緩和することができる。また、本発明の飛行体によれば、産業用の大型飛行体に適用しても、十分に上記各効果を達成することができる。
【００１０】
（２）  上記（１）の飛行体においては、前記ブレークコード引張装置は、前記ブレークコードの引っ張り方向または送り出し方向を案内するガイド部を有していることが好ましい。
【００１１】
（３）  上記（２）の飛行体においては、前記ブレークコード引張装置は、前記ブレークコードを巻き付け可能な巻き付け部をさらに有しており、前記ガイド部は、前記巻き付け部の外周に設けられた円筒部を有しており、前記円筒部には、前記ブレークコードを案内するスリットまたは孔部が設けられていることが好ましい。
【００１２】
上記（２）または（３）の構成によれば、ブレークコードを巻き取るまたは繰り出す際に、ブレークコードが絡まらないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態における飛行体に搭載されたパラグライダーが展開した状態を示す正面図である。
【図２】図１におけるパラグライダーの展開装置を示す断面図であって、作動前の状態の図である。
【図３】図１の飛行体におけるパラグライダーの展開装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態における飛行体に搭載されたパラグライダーの展開装置を示す断面図であって、作動前の状態の図である。
【図５】本発明の変形例に係る飛行体に適用されるブレークコード引張装置の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図３に基づいて説明する。
【００１５】
図１に示したように、飛行体３０は、機体３１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の下部に設けられた複数の脚部３３と、パラグライダーの展開装置８０とを備えている。
【００１６】
図１において、パラグライダー１は、空気をはらむことにより全体で翼型を成すキャノピー２と、キャノピー２から下方に向かって延びて飛行体３０に連結される複数の吊下索３とを備えている。
【００１７】
キャノピー２は、図１に示したように、パラグライダー１を前方から見た場合、飛行体３０の上方で左右方向に略円弧形状に広がるように形成されている。また、吊下索３（ライン）は、４本ずつ左右対称となるように、キャノピー２から飛行体３０へと延設されている。なお、吊下索３は、一端が飛行体３０に付設された装置に連結されていてもよい。
【００１８】
左右一対のブレークコード４は、飛行体３０の操縦を行うものであり、一端部がキャノピー２の後端縁部分に４本ずつ対称的に途中から枝分かれして設けられ、他端部の１本ずつが後述する各ブレークコード引張装置１０のリール１４に接続されている。
【００１９】
なお、緊急時にパラグライダーの展開装置８０が展開した飛行体３０では、左右のブレークコード４の操作により、キャノピー２を変形させて受ける風圧抵抗を変えることで、旋回、上昇、または下降の操縦が行われるようになっている。例えば、飛行体３０を右旋回させる場合は、右側のブレークコード４を引いてキャノピー２右側部の抵抗を増大させることにより、キャノピー２右側速度を減速させて方向転換を行うようになる。また、飛行体３０を着陸させる場合は、左右のブレークコード４を引いてキャノピー２全体の抵抗を増大させることにより、下降速度を減速させて着陸を行うようになる。なお、ブレークコード４の引き操作とは、後述するブレークコード引張装置１０のリール１４にブレークコード４を巻き取る操作のことである。
【００２０】
作動前のパラグライダーの展開装置８０は、図２に示したように、アクチュエータ８８と、パラグライダー１と、ブレークコード引張装置１０とを備えている。アクチュエータ８８は、点火薬（図示略）を収容するカップ状のケース８５を有するガス発生器８４と、凹部（凹状部材）８２および当該凹部８２と一体的に形成されたピストンヘッド８３（発射台）を有するピストン８１（移動部材）と、ピストン８１を収容し当該ピストン８１の推進方向を規制する有底筒状のハウジング８６（容器）とを備えている。
【００２１】
また、図２に示したように、ハウジング８６の内壁とピストンヘッド８３の外周部との間には、隙間（クリアランス）である連通部Ｓ１が形成されている。ピストン８１が移動する（図２の矢印方向に射出される）場合には、ハウジング８６の内壁とピストンヘッド８３との間の空間Ｓが負圧になるが、空間Ｓに連通部Ｓ１から空気が流入するので、このときの負圧を低減し、ピストン８１の移動をスムーズにすることができる。
【００２２】
ガス発生器８４は、凹部８２内に設けられている。ガス発生器８４の先端部には、ガス噴出口が設けられており、電気信号による点火により、凹部８２内においてピストン８１を図２の矢印方向に射出する推進力となるガスを発生させることができる。また、凹部８２とガス発生器８４の外壁部との間には、Ｏ−リングなどのシール部材８９が設けられており、作動時においてガス漏れが発生しないようになっている。
【００２３】
なお、ガス発生器８４は、図示しないが、小型軽量のものであり、ガス発生剤が充填されたカップ体と、ガス発生剤を着火させるための点火器と、点火器を保持するホルダとを備えるものである。また、ガス発生器８４は、たとえば、マイクロガスジェネレータなどが挙げられるが、ガスを発生させることができるのであれば、どのような装置であってもよい。なお、ガス発生剤は、点火器が作動することによって生じた熱粒子によって着火され、燃焼することによってガスを発生させる薬剤（火薬または推進薬）である。
【００２４】
一般的にガス発生器は、非火薬式と火薬式とに大別できる。非火薬式の主流は、二酸化炭素や窒素等のガスを封入したガスボンベに、針等の鋭利部材と圧縮したバネとを連結して、バネ力を利用して鋭利部材を飛ばし、ボンベを封止している封板に衝突させてガスを放出させるものである。このとき、バネの圧縮力を解放するために、サーボモータ等の駆動源が通常使用される。次に、火薬式の場合であるが、点火器単体でもよいし、点火器とガス発生剤とを備えたものでもよい。また、火薬の力で小型のガスボンベにおける封板を開裂させ、内部のガスを外部へと排出するハイブリッド型、ストアード型のガス発生器を使用してもよい。この場合、ガスボンベ内の加圧ガスは、アルゴン、ヘリウム、窒素、二酸化炭素などの不燃性のガスから少なくとも一つ以上から選ばれる。また、加圧ガスが放出される際、確実に膨張させるために火薬式の発熱体をガス発生器に備えていてもよい。さらにガス発生器には、必要に応じてフィルタまたは／およびガス流量を調整するオリフィスを備えてもよい。
【００２５】
ガス発生剤としては、非アジド系ガス発生剤を用いることが好ましく、一般に燃料と酸化剤と添加剤とを含む成形体としてガス発生剤が形成される。燃料としては、たとえばトリアゾール誘導体、テトラゾール誘導体、グアニジン誘導体、アゾジカルボンアミド誘導体、ヒドラジン誘導体等又はこれらの組み合わせが利用される。具体的には、たとえばニトログアニジン、硝酸グアニジン、シアノグアニジン、５−アミノテトラゾール等が好適に利用される。また、酸化剤としては、たとえば塩基性硝酸銅等の塩基性硝酸塩、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩、又は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アンモニアから選ばれたカチオンを含む硝酸塩等が利用される。硝酸塩としては、たとえば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等が好適に利用される。また、添加剤としては、バインダ、スラグ形成剤、燃焼調整剤等が挙げられる。バインダとしては、たとえばカルボキシメチルセルロースの金属塩、ステアリン酸塩等の有機バインダ、又は、合成ヒドロキシタルサイト、酸性白土等の無機バインダが好適に利用可能である。スラグ形成剤としては窒化珪素、シリカ、酸性白土等が好適に利用可能である。また、燃焼調整剤としては、金属酸化物、フェロシリコン、活性炭、グラファイト等が好適に利用可能である。また、ニトロセルロースを主成分としたシングルベース火薬、ダブルベース火薬、トリプルベース火薬を用いてもよい。
【００２６】
また、ガス発生剤の成形体の形状には、顆粒状、ペレット状、円柱状等の粒状のもの、ディスク状のものなど様々な形状のものがある。また、円柱状のものでは、成形体内部に貫通孔を有する有孔状（たとえば単孔筒形状又は多孔筒形状等）の成形体も利用される。また、ガス発生剤の形状の他にもガス発生剤の線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成形体のサイズおよび充填量を適宜選択することが好ましい。
【００２７】
このような構成において、ピストン８１の推進によりパラグライダー１を直接押し出して展開させることができる。なお、ハウジング８６の開口端部は初期状態で蓋８７により閉じられており、パラグライダー１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。
【００２８】
ブレークコード引張装置１０は、図２に示すように、支持台１１と、サーボモータ１２と、リールシャフト１３と、リール１４と、を備え、左右のブレークコード４に対応するように、一対設けられている。
【００２９】
支持台１１は、飛行体３０のハウジング８６内において、機体３１上部に固定されている。サーボモータ１２は、支持台１１の一端側の側部に固定されており、リールシャフト１３の一端部と一体化している出力軸を有している。リール１４は、リールシャフト１３を中心に回転可能に支持されているものである。これらの構成により、各ブレークコード引張装置１０は、サーボモータ１２によって、左右の各リール１４に左右のブレークコード４を巻き取る操作、または、各リール１４から左右のブレークコード４を繰り出す操作を適宜行うことができる。
【００３０】
また、図３に示したように、このパラグライダーの展開装置８０は、センサ部５、制御部６、バッテリ７、制御部６から送信された情報を記憶する記憶部８、コントローラ４０からの操作信号を受信し、飛行体３０の情報をコントローラ４０に送信する送受信部９などを備えており、飛行体３０に搭載することができるようになっている。なお、通常時（展開前）のパラグライダーの展開装置８０のパラグライダー１と吊下索３とは、円筒状のハウジング８６内において折り畳まれて収納されており、緊急時において飛行体３０の制御部（図示せず）から異常信号を受信したアクチュエータ８８（図２参照）などの起動によりハウジング８６内から外部に射出された後、図１に示したように展開され、使用されるものである。
【００３１】
センサ部５は、飛行体３０の高度を検出し、検出した高度情報である高度検出信号を制御部６に出力するようになっている。また、センサ部５は、飛行体３０と障害物との距離を検出し、検出した距離情報である距離検出信号を制御部６に出力するようになっている。また、センサ部５は、飛行体３０の異常を検出し、検出した情報に基づいて、異常信号を制御部６に出力するようになっている。なお、センサ部５としては、必要に応じて、加速度センサ、ジャイロセンサ、気圧センサ、ＧＰＳ、レーザーセンサ、超音波センサ、赤外線センサ、ミリ波レーダー、サブミリ波レーダー、速度センサ、および風向検知センサのうち少なくとも１つ以上を含むものであることが好ましい。
【００３２】
制御部６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータであって、必要に応じて作動信号を送信して左右のブレークコード引張装置１０を制御するものであり、例えば、左右のブレークコード引張装置１０の各サーボモータ１２をそれぞれ作動または停止させる信号を出力するようになっている。また、制御部６は、センサ部５からリアルタイムで高度検出信号（飛行体３０の高度の情報を含む）を受信し、受信した高度検出信号に応じて左右のブレークコード引張装置１０を作動させるか否かの判断を行うようになっている。また、制御部６は、飛行体３０に異常が発生したことをセンサ部５が検知した際、センサ部５から異常信号を受信し、受信した異常信号に応じて、アクチュエータ８８におけるガス発生器８４を作動させるようになっている。
【００３３】
コントローラ４０は、操作者によって飛行体３０を操作するためのものであり、操作者の入力に基づいて操作信号を送受信部９に送信するものである。これにより、通常時の飛行体３０の操作だけでなく、緊急時においてブレークコード引張装置１０を操作することもできる。また、コントローラ４０は、送受信部９から飛行体３０の飛行状態（異常状態を含む）などの各種情報を受信することができる。
【００３４】
続いて、パラグライダーの展開装置８０の動作について説明する。
【００３５】
まず、飛行中に飛行体３０が緊急事態に陥った場合、センサ部５が異常状態を検知し、異常信号を制御部に送信する。異常信号を受信した制御部６は、パラグライダーの展開装置８０のアクチュエータ８８に動作信号を送信する。この動作信号を受信したアクチュエータ８８は、ガス発生器８４を作動させ、パラグライダー１を飛行体３０のハウジング８６内から外部へ射出し、図１に示した状態となるように展開させる。なお、ガス発生器８４が作動するのに合わせて、ブレークコード引張装置１０は、ブレークコード４を繰り出し可能な状態にする。たとえば、ブレークコード４の繰り出し方向にリール１４を回転させるためにサーボモータ１２を作動させるか、もしくは、リール１４の回転をフリー状態にして、パラグライダー１の射出力（ガス発生器８４のガス圧力）を利用して、ブレークコード４を引っ張り出すような状態にする。
【００３６】
続いて、パラグライダー１の展開後は、徐々に飛行体３０の高度を下げつつ、コントローラ４０からの操作信号に基づいて、ブレークコード引張装置１０はブレークコード４を引っ張ったり繰り出したりして、飛行体３０を操舵し、安全な場所に軟着陸させる。
【００３７】
本実施形態の飛行体３０によれば、ブレークコード４を巻き取るまたは繰り出すことによって、操舵したい範囲に合わせてブレークコード４の引っ張り具合を調整可能である。これにより、飛行体３０は、たとえば、一度の操舵で、進行方向を操作者が所望する方向に容易に変更することが可能であるとともに、着陸直前時においては、下降速度を十分に減速させることができるので、軟着陸することが可能となり、衝突の衝撃を緩和することができる。また、飛行体３０によれば、産業用の大型飛行体に適用しても、十分に上記各効果を達成することができる。
【００３８】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態に係る飛行体について説明する。なお、説明しない点、および、第１実施形態と下二桁が同じ符号のものは、特に示すことがない限り、第１実施形態と同じ部位であるので、説明を省略することがある。
【００３９】
本実施形態の飛行体（全体図は図示せず）は、第１実施形態のパラグライダーの展開装置８０の代わりに、図４に示したパラグライダーの展開装置１８０を用いている点で、第１実施形態と異なっている。
【００４０】
パラグライダーの展開装置１８０は、第１実施形態のパラグライダーの展開装置８０とほぼ同じ構成であるが、図４に示したように、ブレークコード引張装置１１０がハウジング１８６の外壁部に設けられている点で異なっている。また、パラグライダーの展開装置８０の作動前の状態では、ブレークコード１０４は、蓋１８７とハウジング１８６の上端部との間において挟持され、風に影響されないようになっている。また、空間Ｓ２は第１実施形態の空間Ｓに対応しており、連通部Ｓ３は第１実施形態の連通部Ｓ１に対応している。なお、一変形例として、ブレークコード引張装置１１０は、推進機構に絡まらない位置であれば、本実施形態の飛行体のいずれかの位置に設けてもよい。
【００４１】
本実施形態の飛行体によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４２】
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。
【００４３】
例えば、図５に示したように、リール２１４の外周に、筒状のガイド部材２１５を設けてもよい。このガイド部材２１５は、支持台に固定されており、スリット２１５ａがガイド部材２１５の軸方向に沿って設けられている。ブレークコード２０４は、このスリット２１５ａによって案内され、リール２１４に巻き取られたり、繰り出されたりすることができるようになっている。これにより、ブレークコード２０４を巻き取るまたは繰り出す際に、ブレークコード２０４が絡まらないようにすることができる。なお、スリット２１５ａは孔部であってもよい。ここで、本変形例で説明していない部位、同じ文言を用いている部位、および、第１実施形態と下二桁が同じ符号のものは、第１実施形態と同じ部位であるので、説明を省略している。
【００４４】
また、上記各実施形態および変形例において、パラグライダーの展開装置は、ブレークコード引張装置が左右のブレークコードに対応して２つ設けられているが、１つのブレークコード引張装置で左右のブレークコードを巻き取るように構成したものであってもよい。
【００４５】
また、上記実施形態および変形例においては、コントローラを用いて、操作者の操作によってブレークコード引張装置を操作するものとしたが、これに限られない。たとえば、センサ部で得た各種情報に基づいて、地面、建物、人、動物などとの衝突予測をし、衝突しないようにまたは衝突の衝撃を緩和するように、制御部により自動操縦させてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１、１０１    パラグライダー
２    キャノピー
３    吊下索
４、１０４、２０４    ブレークコード
５    センサ部
６    制御部
７    バッテリ
８    記憶部
９    送受信部
１０、１１０    ブレークコード引張装置
１１、１１１    支持台
１２、１１２    サーボモータ
１３、１１３    リールシャフト
１４、１１４、２１４    リール
３０    飛行体
３１    機体
３３    脚部
４０    コントローラ
８０、１８０    パラグライダーの展開装置
８１、１８１ピストン
８２、１８２凹部
８３、１８３ピストンヘッド
８４、１８４    ガス発生器
８５、１８５    ケース
８６、１８６    ハウジング
８７、１８７    蓋
８８、１８８    アクチュエータ
８９、１８９    シール部材
２１５    ガイド部材
２１５ａ    スリット
Ｓ、Ｓ２    空間
Ｓ１、Ｓ１    連通部
【図１】
2020026202.tif 000003
【図２】
2020026202.tif 000004
【図３】
2020026202.tif 000005
【図４】
2020026202.tif 000006
【図５】
2020026202.tif 000007