(57)【要約】【課題】着脱が容易ながらロックが確実であり、メンテナンスが容易にできる宇宙服のヘルメット及びヘルメット着脱機構を提供すること。【解決手段】大気圧より著しく気圧が低い環境において着用する宇宙船内及び宇宙船外用スーツにおけるヘルメットにおいて、球体形状の一部が開口し、その開口部がさらに外周方向へつばが付いた形状とする略釣鐘型もしくは下部が絞られた釣鐘型のアルミ合金による本体１と、その本体１の一部にさらに開口部を設け、そこへ透明樹脂を成型して成るウインドウ部材２を、気密を保持するように接合したウインドウ部を形成し構成されており、ヘルメット本体１とウインドウ部材２の接合には、シリコン系接着剤及びウインドウ部厚みの３．５〜４．５倍の間隔に配したネジ部材３を使用する。【選択図】図１
2010229606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧より著しく気圧が低い環境において着用する宇宙船内及び宇宙船外用スーツにおけるヘルメットにおいて、球体形状の一部が開口し、その開口部がさらに外周方向へつばが付いた形状とする略釣鐘型もしくは下部が絞られた釣鐘型のアルミ合金による本体と、その本体の一部にさらに開口部を設け、そこへ透明樹脂を成型して成るウインドウ部材を、気密を保持するように接合したウインドウ部を形成し構成されており、ヘルメット本体とウインドウ部材の接合には、シリコン系接着剤及びウインドウ部厚みの３．５〜４．５倍の間隔に配したネジ部材を使用する事を特徴とする宇宙服用ヘルメット。
【請求項２】
ヘルメット本体の端部にツバ状の折り返し部を設け、該折り返し部分を表裏から挟み込むように、ヘルメット着脱機構部リング部材と外周からの押さえ環を配している事を特徴とする請求項１に記載の宇宙服用ヘルメット。
【請求項３】
大気圧より著しく気圧が低い環境において着用する宇宙船内及び宇宙船外用スーツにおけるヘルメットと連接するヘルメット着脱機構において、バヨネット爪部と同芯にメス側リングの内径部へ気密シールを配し、オス側リングにおいては気密シールが当りシールする面より先端方向にバヨネット爪部を設けた事を特徴とするヘルメット着脱機構。
【請求項４】
ヘルメットと連接して構成されるオス側リングの一部に、押しボタン部とそれに連動するロック用部材を設け、ロック用部材の一端がメス側リングの外周部に設けた溝とかみ合う事でバヨネット機構の回転をロックする事を特徴とする請求項３に記載のヘルメット着脱機構。
【請求項５】
スーツと接続されるスーツ側リングの外周部に、スーツ内圧によりスーツが伸展するのを防止する吊りバンド部材を通す穴を設けたことを特徴とする請求項３または４に記載のヘルメット着脱機構。
【請求項６】
各部材をアルミ合金で構成し、フッ素を分散させた無電解ニッケルメッキを施す事を特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の宇宙服用ヘルメットまたはヘルメット着脱機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気圧より気圧が著しく低い環境において着用する宇宙船内及び宇宙船外用スーツにおける、ヘルメットおよびヘルメット部とスーツ部との接続に用いるヘルメット着脱機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在実用化されている物は、米国ＮＡＳＡによる物、ロシアによる物、中国による物が挙げられる。これらにおいては、実用スーツ内圧の設定値が約３０ｋＰａと大気圧の３０％ほどしかなく、宇宙船内環境である約１００ｋＰａとの差が大きいために、生理的順応時間を必要としたり、酸素分圧を上げた空気をスーツ内に循環させる等の工夫が必要であった。それを回避すべく、スーツ内圧を従来の２倍程度で常用する宇宙服の開発が求められている。
【０００３】
また、現在実用化されているヘルメット部においては、樹脂による一体成型で作成されているが、使用内圧が高くなると肉厚を厚くしなければならず、成形性および製品重量において技術的課題と重量増加が起き、好ましくなかった。
また、宇宙服とヘルメットの着脱機構においては、飛行士単独で着脱できる事が求められている。また、ヘルメットとスーツ本体を接合する着脱機構には、気密シール部のシール直径が一例としてφ２７５ｍｍ程度となるため、前述のスーツ内圧においては約３５６０Ｎの荷重がかかることとなり、十分な強度が必要とされる。
【０００４】
また、月面など重力がある環境での使用を考慮した場合、重量が重くなると活動に支障が出るばかりか、必要酸素量や二酸化炭素吸着剤量が増え、結果として連続活動時間が短くなるため、重量は可能な限り軽くしなければならない。そのため、必要強度を維持しかつ、外径や厚みを極力小さくする必要がある。
また、分解・清掃・部品交換などのメンテナンスを宇宙船及び宇宙ステーションにて行う必要があるため、分解組立が容易でなければならない。
【０００５】
一方、管継手の一方式として、継手のオス側外周及びメス側内周に爪を設け、それらをオスとメスの爪同士が干渉しないように配した状態で挿入し、オス側あるいはメス側を一定角度回転させる事によって爪同士が重なり抜けなくなるようにしたバヨネット方式は、すでに実用化されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１４０８４６号広報（第１頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
バヨネット方式の着脱機構に十分な強度を持たせかつ、気密シールを配して確実な気密性を維持することおよび、それに連接してなるヘルメットにおいて、ヘルメット本体の軽量化とウインドウ部分の気密性の保持を確実にすること。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために次の構成を備える。
本発明に係る宇宙服のヘルメット部の一形態によれば、大気圧より気圧が著しく低い環境において着用する宇宙船内及び宇宙船外用スーツにおけるヘルメットにおいて、球体形状の一部が開口し、その開口部がさらに外周方向へつばが付いた形状とする略釣鐘型もしくは下部が絞られた釣鐘型の薄肉のアルミ合金による本体と、その本体の一部にさらに開口部を設け、そこへ透明樹脂を成型して成るウインドウ部材を、気密を保持するように接合したウインドウ部を形成し構成されている。
【０００９】
また、本発明に係る宇宙服のヘルメット部の一形態によれば、本体とウインドウ部材の接合には、シール用のシリコン系接着剤及びネジが使用され、気密性を確保しながら内部圧力による変形から来るシール部分の変形や漏れを防止している事を特徴とすることができる。
また、本発明に係る宇宙服のヘルメット部に連接する着脱機構の一形態によれば、ヘルメット部の端部折り返し部分を表裏から挟み込むように、着脱部リング部材と外周からの押さえ環を配し、薄肉で形成されたヘルメット本体における該折り返し部においてヘルメットと着脱機構の接続部位の強度を維持し、内部圧力による変形を防止している事を特徴とすることができる。
【００１０】
また、本発明に係る宇宙服のヘルメット部に連接する着脱機構の一形態によれば、バヨネット部と同芯にメス側リングの内径部へ気密シールを配し、オス側リングの気密シールが接触しシールする面とメス側バヨネット爪とが当らない形状とすることで、繰り返し使用による気密シール当り面に傷が付くことを防止し、繰り返し使用時の気密保持性能の低下を防止している事を特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る宇宙服のヘルメット部に連接する着脱機構の一形態によれば、ヘルメットと連接して構成されるオス側リングの一部に、押しボタン部とそれに連接するロックレバー部を設け、ロックレバー部の一端がメス側リングの外周部に設けた溝とかみ合う事でバヨネット機構の回転をロックし、不用意に外れないようにする事を特徴とすることができる。
また、本発明に係る宇宙服のヘルメット部に連接する着脱機構の一形態によれば、スーツと接続されるスーツ側リングの外周部に、スーツ内圧によりスーツが許す限り伸展する事を防止する吊りバンドを通す穴を設けたことを特徴とすることができる。
【００１２】
また、本発明に係る宇宙服のヘルメット部に連接する着脱機構の一形態によれば、各部材をアルミ合金で構成し、フッ素を分散させた無電解ニッケルメッキを施す事を特徴とすることが出来る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る宇宙服のヘルメット及びヘルメット着脱機構の一形態によれば、軽量でありながらスーツ内圧に耐え、着脱が容易ながらロックが確実であり、メンテナンスが容易という、特別有利な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る宇宙服のヘルメットおよびヘルメット着脱機構部の形態例を示す斜視図である。
【図２】図１の形態例の断面図である。
【図３】図１の形態例の正面図およびロック機構を示す断面図である。
【図４】図１の形態例のヘルメット部とスーツ側リングの分離状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
宇宙飛行士が自ら着脱出来、軽量でありながら内圧に対して十分な耐力を持ち、なおかつ確実な気密性とロックを実現するための手段として、着脱部をバヨネット方式とし、着脱機構のヘルメット側をオス、スーツ側をメスとして、オス側リングの外周およびメス側リングの内周に、全周を８等分しオスメスそれぞれ互い違いになるようなバヨネット爪を形成し、オス側をメス側へ挿入後一定角度回転させる事でバヨネット爪同士が重なり、抜けなくなる。
【００１６】
さらには、スーツ内圧が上がるとこのバヨネット爪同士が、内圧により押し出されたヘルメットへかかる力を受ける事となり、摩擦力は増大するため、内圧がかかっている状態ではヘルメットを回してバヨネット式の着脱部から外す事が難しくなる。加えて、ロック爪によるロック機構を備える事で、使用中の不用意なヘルメット部の離脱は発生し得ないものとすることが出来る。
【００１７】
気密シールは、メス側のバヨネット爪より口元側内径部に配する事が望ましい。これは、挿入時にメス側のバヨネット爪がオス側の気密シール接触面に接触し、該面部分に傷を付ける事を防止するためである。気密シール部は、極めて気圧が低い環境において使用するため、グリス等の油脂類を使用することが出来ない。このため、無潤滑で使用する必要がある。よって、シール面の面精度は高いレベルに保つ必要があり、該面部分の傷は気密性を損なう原因となり得る。
【００１８】
さらには、該着脱機構構成部品へ適選にアルマイト加工あるいはフッ素を分散させた無電解ニッケルメッキを施す事により、表面硬度の向上と潤滑性の確保を実現できる。
ヘルメット本体は、厚さ約２ｍｍのアルミ合金板を絞り加工によって成型することで、軽量で強固な筐体を得る事が出来る。また、この筐体の開口端部を約９０°折り返してツバ状にすることで、着脱機構のヘルメット側リングとの接続を容易としている。同部の気密性保持のためには、シリコン系接着剤を用いる事が好ましい。
【００１９】
また、該折り返し部は、ヘルメットにおける内圧による変形を受けるため、これを回避し強度を保持するために、該折り返し部を着脱機構のヘルメット側リングおよび補強リングで挟み込み複数のネジにて固定する事で実現している。
【００２０】
ヘルメット本体には、透明な部材で形成されたウインドウ部が必要である。ウインドウ部材はポリカーボネート板を成型して作成し、これをヘルメット本体にあけた開口部へ内側から固定する。固定には、シリコン系接着剤および等間隔に配した複数のネジ部材を使用することが望ましい。また、複数のネジ部材の間隔はウインドウ部厚みの３．５〜４．５倍に設定する事が良い。これによると、スーツ内圧によるウインドウ部材の変形を周囲全体に分散して最小に保つ事が出来るばかりか、気密性も保持できる。
【００２１】
スーツ内圧により、スーツ本体は伸展しヘルメット部は可能な限り遠方へ位置しようとするが、これでは着用者はヘルメット部と頭部がずれてしまい、正常に使用できない。これを回避するために、該着脱機構のスーツ側リングを強制的にスーツ本体側へ引っ張るなどの工夫が必要である。スーツの腰あるいは又部を経由したバンド部材等に連接するバンド若しくはワイヤー等を、該スーツ側リングへ接続し位置を抑制する必要があるため、最適な形状および穴を設けている。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明に係る宇宙服のヘルメットおよびヘルメット着脱機構の実施例を、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は実施例の斜視図、図２は断面図である。
【００２３】
ヘルメット本体１には、ウインドウ部材２が複数のネジ部材３によって固定されている。実施例では、ウインドウ部厚みが８ｍｍであり、ネジの間隔は３２ｍｍである。ヘルメット本体１とウインドウ部材２の接触面およびネジ部材３の周囲はシリコン系接着剤６によって気密が保持されるようになっている。
【００２４】
ヘルメット側リング１１とヘルメット本体１は、シリコン系接着剤６で気密が保たれるようシールされている。さらに、ヘルメット押さえリング４とともにネジ止めされている。これにより、ヘルメット本体の折り返し部１ａが、スーツ内圧によって変形を受ける事を防止している。
【００２５】
バヨネット爪１１ａはヘルメット側リング１１の外周に形成されている。また、バヨネット爪５ａはスーツ側リング５の内径側に形成されている。これらは図４に示すように、間隔を置いて互い違いに配置され、ヘルメット側リング１１とスーツ側リング５はバヨネット爪５ａ、１１ａの干渉なしに所定位置まで挿入する事が可能となっている。この状態で、１１ヘルメット側リング１１を一定角度回す事で、今度はバヨネット爪５ａ、１１ａ同士が重なり合い、双方のリングは引っ張り方向へ抜けなくなる。
【００２６】
さらに、図３に示すロックレバー１６がスーツ側リング５に設けられたロック溝５ｃとかみ合う位置までスーツ側リング１１が回転することで、ロック状態となり該リング１１は回転させる事が出来なくなる。
【００２７】
ロック状態を解除しヘルメットを外すには、まずロックボタンバネ１５で押し上げられているロックボタン１３を指で押し下げ、ロックレバー１６をロック溝５ｃから離脱させた後、スーツ側リング１１あるいはそこに取り付けたレバー１４を回してバヨネット爪５ａ、１１ａ同士が干渉しない位置へ移動させる。この時、スーツ側リング１１に気密を保持して固定されているヘルメット本体１も一緒に回転する。
【００２８】
この状態からヘルメットを持ち上げれば容易にスーツ本体とヘルメットは分離できる。ただし、スーツ内圧がかかった状態であると、バヨネット爪５ａ、１１ａ同士の摩擦がスーツ内圧によって押し上げられるヘルメットの力によって増大しており、例えロックボタン１３を誤って押したとしても、ヘルメットを回転させることが出来ない。従ってより安全である。
【００２９】
図２におけるバンド通し穴５ｂはスーツ側リング５に開けた長円形の穴である。これは、スーツが内圧で伸展し、ヘルメットの位置が着用者の頭の位置よりずれる事を防止するためのバンド部材９を通すための物である。スーツの生地１０は生地押さえバンド８によってスーツ側リング５へ固定される。この際、気密を保持するためにスーツ側リング５とスーツ生地１０の接触面にはシリコン系接着剤等を使用する。
【００３０】
シールリング７はスーツ側リング５のバヨネット爪５ａより上方、口元側に配置される。これによりヘルメット側リング１１のシール当り面は、挿入時にバヨネット爪５ａによって傷が付く事が無く、繰り返し使用において気密特性を安定的に保持できる。
【００３１】
スーツ側リング１１、ロックボタン１３、ロックレバー１６など、しゅうどうする部分を持つ部材には、固形潤滑処理が望ましい。より具体的には、フッ素を分散させた無電解ニッケルメッキを施す事で、グリスなど油脂類を使用せずに潤滑性の実現を長期間安定的に成し得る。
【００３２】
以上の構成により、軽量でありながらスーツ内圧に耐え、着脱が容易ながらロックが確実であり、メンテナンスが容易な宇宙服用ヘルメットおよびヘルメット着脱機構を実現できるものである。
【００３３】
以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【符号の説明】
【００３４】
１  ヘルメット本体
２  ウインドウ部材
３  ネジ部材
４  ヘルメット押さえリング
５  スーツ側リング
５ａ  バヨネット爪
５ｂ  バンド通し穴
５ｃ  ロック溝
６  シリコン系接着剤
７  シールリング
８  生地押さえバンド
９  バンド部材
１０  スーツ生地
１１  ヘルメット側リング
１１ａ  バヨネット爪
１３  ロックボタン
１４  レバー
１５  ロックボタンバネ
１６  ロックレバー
【図１】
2010229606.tif 000003
【図２】
2010229606.tif 000004
【図３】
2010229606.tif 000005
【図４】
2010229606.tif 000006