(57)【要約】【課題】航空機本体および搭載デバイスを落下時等の衝撃から保護できる衝撃緩衝装置、および、この衝撃緩衝装置を備えたエアバッグ装置を得る。【解決手段】衝撃緩衝装置１００は、ドローン本体との結合に用いられる結合用部材１０に一端部が結合されている脚部１１を備えている。脚部１１は、結合用部材１０に直接結合されている筒状部材１と、筒状部材１に内挿され、長さ方向にスライド可能な筒状部材２と、筒状部材２に内挿され、長さ方向にスライド可能なピストン部３と、ピストン部３の先端に設けられ、ドローンが着地する等する場合に接地する部分となる蓋部４と、を備えている。筒状部材１に設けられた点火器１２と、筒状部材１、２と、ピストン部３と、蓋部４とで、パイロアクチュエータを構成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機に結合され、前記航空機の落下衝撃を緩衝する衝撃緩衝装置であって、
ピストン部と、前記ピストン部の後端側にテレスコピック式に連結された少なくとも１つの単管とを有し、前記連結の方向に伸縮可能な伸縮構造部と、
前記伸縮構造部を長さ方向に伸ばすための膨張装置と、
を備えていることを特徴とする衝撃緩衝装置。
【請求項２】
前記ピストン部又は前記単管のうち少なくとも１つが可撓性材料からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の衝撃緩衝装置。
【請求項３】
前記膨張装置が、火薬の燃焼によりガスを発生させるパイロアクチュエータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の衝撃緩衝装置。
【請求項４】
前記ピストン部又は前記単管が、軽金属、軽金属合金、プラスチック、又は樹脂からなるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の衝撃緩衝装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドローンまたは飛行機等の複数の回転翼を備える航空機に用いられる衝撃緩衝装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自律制御技術、飛行制御技術の発展に伴い、複数の回転翼を備える航空機の産業利用が盛んである。このような航空機として、例えば、ドローンのような無人飛行体の他、飛行機が挙げられる。なお、無人飛行体は、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・下降は例えば回転翼の回転数の増減によって行い、前進・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ている。
【０００３】
例えば特許文献１には、４つの回転翼を備えるドローンが開示されている。このドローンでは、回転翼を保護するために、ドローン本体に対して対称に配置された取外し可能な２つの側方バンパが設けられており、水平方向の衝突に対する保護を確実に行うことができるようになっている。また、回転翼の下側には、ドローンが停止したときそれによって地上に静止することができる着地用Ｕ形具が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１２１３９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、上記従来のドローンでは、各回転翼の動作が不安定になり予期せぬ墜落または制御不能に陥った場合、垂直方向の衝突に対する保護は着地用Ｕ形具では困難であり、ドローン本体が損傷してしまうことが懸念される。また、産業用ドローンの用途は、例えば撮影、農業、インフラ点検、測量、物流等多岐に渡り、用途ごとにドローンの搭載デバイスを変更することで対応しているが、用途によっては搭載デバイスがドローン本体よりも高額となるため、墜落時に搭載デバイスを保護する衝撃緩衝装置が求められている。
【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、ドローンなどの航空機本体および搭載デバイスを落下時等の衝撃から保護できる衝撃緩衝装置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）  本発明は、航空機に結合され、前記航空機の落下衝撃を緩衝する衝撃緩衝装置であって、ピストン部と、前記ピストン部の後端側にテレスコピック式に連結された少なくとも１つの単管とを有し、前記連結の方向に伸縮可能な伸縮構造部と、前記伸縮構造部を長さ方向に伸ばすための膨張装置と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
上記（１）の構成によれば、膨張装置によって伸縮構造部が伸長した後、テレスコピック式に連結された伸縮構造部の内部はガスが漏れにくい状態となっている。これにより、先頭のピストン部が伸長方向に衝撃を受けた場合、伸縮構造部の内部空間のガスが圧縮されて反力が発生するので、衝撃を緩和することができる。これにより、ドローンなどの航空機本体および搭載物（搭載デバイス、荷物等）を落下時等の衝撃から保護できる。
【０００９】
（２）  上記（１）の衝撃緩衝装置においては、前記ピストン部又は前記単管のうち少なくとも１つが可撓性材料からなるものであることが好ましい。
【００１０】
上記（２）の構成によれば、ピストン部又は単管が曲げ変形または歪み変形することができるので、対象物との衝突時などの衝撃を吸収することができる。
【００１１】
（３）  上記（１）または（２）の衝撃緩衝装置においては、前記膨張装置が、火薬の燃焼によりガスを発生させるパイロアクチュエータであることが好ましい。
【００１２】
上記（３）の構成によれば、重量が重くなるボンベ式の装置に比べて、大幅な軽量化が可能である。
【００１３】
（４）  上記（１）〜（３）の衝撃緩衝装置においては、前記ピストン部又は前記単管が、軽金属、軽金属合金、プラスチック、又は樹脂からなるものであることが好ましい。
【００１４】
上記（４）の構成によれば、より軽量化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態における衝撃緩衝装置を示す簡略断面図であり、（ａ）は作動前の状態を示す簡略断面図、（ｂ）は作動後の状態を示す簡略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図１（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。図１（ａ）、（ｂ）において、本発明の実施形態における衝撃緩衝装置１００は、ドローン（図示せず）の下部に設けられた複数の脚部等として用いることが可能なものであり、ドローンが制御不能に陥った場合等の緊急時に作動して図１（ｂ）に示したように伸長し、外部からの衝撃を吸収するものである。ここで、ドローンは、回転翼を少なくとも２つ備え、所定形状の本体構造体（フレーム等）にモータ、バッテリ、位置検出部、制御部、記憶装置、無線通信装置等が搭載されている。所定形状の本体構造体（フレーム等）については、既知のドローンと同様なものを採用すればよい。なお、図１（ａ）は、衝撃緩衝装置１００を備えたドローンの脚部１１の通常時の状態を示した図である。以下、衝撃緩衝装置１００について詳述する。
【００１７】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、衝撃緩衝装置１００は、ドローン本体との結合に用いられる結合用部材１０に一端部が結合されている脚部１１（伸縮構造部）を備えている。
【００１８】
脚部１１は、結合用部材１０に直接結合されている筒状部材１と、筒状部材１に内挿され、長さ方向にスライド可能な筒状部材２と、筒状部材２に内挿され、長さ方向にスライド可能なピストン部３と、ピストン部３の先端に設けられ、ドローンが着地する等した場合に接地する部分となる蓋部４と、を備えている。
【００１９】
脚部１１は、上述した筒状部材１、２およびピストン部３の構成により、長さ方向に伸縮自在となっている。以下、筒状部材１、２およびピストン部３のそれぞれについて詳述する。
【００２０】
筒状部材１は、結合用部材１０側の端部に底部を有した筒状部材である。なお、筒状部材１の底部の略中央には、脚部１１の内部方向に噴出するガスを発生させる点火器１２が固設されている。筒状部材２は、単筒の管状部材である。筒状部材１、２は、軽金属、軽金属合金、プラスチック、または樹脂で形成されたものであり、テレスコピック構造となるように連結されている。また、筒状部材１、２は、筒状部材１の内径と、筒状部材２の外径とが略一致するように形成されている。なお、軽金属の例としては、アルミニウム、マグネシウム、ベリリウム、チタン、アルカリ金属、アルカリ土類金属などである。以下、同様である。ここで、筒状部材１、２は、可撓性材料が選択されていることが好ましい。ここで、可撓性材料とは、ゴムまたはカーボンなどからなる材料のことであり、力によって撓むような材料であれば、どのようなものであってもよい。
【００２１】
ピストン部３は、軽金属、軽金属合金、プラスチック、または樹脂で形成されたものであり、中空状のものであり、先端が蓋部４によって閉塞されている。また、ピストン部３は、筒状部材２との間でテレスコピック構造となるように連結されている。また、筒状部材２とピストン部３とは、筒状部材２の内径と、ピストン部３の外径とが略一致するように形成されている。ここでピストン部３は、可撓性がある材料が選択されていることが好ましい。
【００２２】
点火器１２は、内部の火薬が燃焼してピストン部３を長さ方向（図１（ａ）の矢印方向）に押し出すことが可能なガスを発生させることができるものである。なお、点火器１２と、筒状部材１、２と、ピストン部３と、蓋部４とで、パイロアクチュエータを構成している。
【００２３】
次に、本実施形態における衝撃緩衝装置１００の動作について説明する。まず、（１）ドローンに搭載されている加速度センサ（図示せず）によって所定以上の加速度（例えば、予め設定しておいた落下していることが想定される加速度）が検出された、または、（２）ドローンに搭載されている受信部において、操縦装置の送信部の操縦信号を所定時間以上受信不能になっている、などの状態に陥っている場合に、ドローンに搭載されている制御部（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有したコンピュータ）から点火器１２の作動信号が発信され、点火器１２が作動する。点火器１２の作動によりガスが発生し、そのガス圧によってピストン部３が図１（ａ）の矢印方向に移動し伸び切った後、続いて、筒状部材２がテレスコピック式に伸長する。そして、筒状部材２が伸び切った場合、脚部１１の伸長動作は完了し、脚部１１内にガスおよび空気が充満した空間５が形成される（図１（ｂ）参照）。
【００２４】
そして、ドローンの墜落時または衝突時には脚部１１の蓋部４が衝突物から衝撃を受け、その衝撃に応じてピストン部３が筒状部材２内へ急に押し込まれると、空間５内の気体が圧縮されて反力が発生する。この反力により、ドローンの墜落時または衝突時の衝撃を吸収することができる。また、脚部１１の蓋部４が受ける衝撃によっては、さらに、ピストン部３とともに筒状部材２が筒状部材１に内に押し込まれる。これにより、さらに強い反力が発生し、ドローンの墜落時または衝突時の衝撃をさらに吸収することができる。
【００２５】
また、筒状部材１、２およびピストン部３が可撓性材料からなる場合、筒状部材１、２およびピストン部３は、ドローンの墜落時または衝突時の衝撃に対して、曲げ変形または歪み変形する。従って、筒状部材１、２およびピストン部３により、ドローンの墜落時または衝突時の衝撃を吸収することができる。
【００２６】
以上のように、本実施形態における衝撃緩衝装置１００では、緊急時に脚部１１を伸長することにより、ドローンが予期せぬ墜落または制御不能に陥った場合等に受ける外部からの衝撃を吸収することができ、ドローン本体および搭載物（デバイス、荷物など）を保護することができるようになる。
【００２７】
また、重量が重くなるボンベ式の装置に比べて、大幅な軽量化が可能である。
【００２８】
このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。たとえば、上記実施形態において、蓋部４を設ける代わりに、ピストン部３の内部空間を閉塞する閉塞部を設けて、蓋代わりにしてもよい。
【００２９】
また、上記実施形態においては、ドローンの下部に設ける衝撃緩衝装置を示したが、ドローンの上部に設けておき、ドローンが操縦不能になって上下が逆に落下した場合においても、同様に衝撃緩衝装置およびエアバッグ装置が作動するように構成しておいてもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、ドローンを例に挙げて説明したが、飛行機などの航空機において同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１、２    筒状部材
３    ピストン部
４    蓋部
５、７    空間
１０    結合用部材
１１    脚部
１２    点火器
１００    衝撃緩衝装置
【図１】
2018100005.tif 000003