(57)【要約】      （修正有）【課題】ゴム気球と懸垂物をすみやかに切り離すことができ、偶発的にゴム気球が破裂した場合にでも、破裂したゴム気球と懸垂物を切り離すことのできる装置を提供する。【解決手段】外包体１０と、筒状体２０と、容積変動体３０と、筒状体の一方端の内側に一次的に係止された係着部材４０とを備え、筒状体は、容積変動体の膨張・収縮運動に伴って軸方向の移動ができるように外包体と組み合わされており、容積変動体は気圧の低下とともに膨張して押圧力を発生させ、当該押圧力によって筒状体が軸方向移動するとともに、係止されていた係着部材が係止を解かれて切り離し操作が行われるように構成される。さらに、外包体の第一蓋部１１と、筒状芯体２００の後端側との間に、圧縮バネ８０を介在させ、筒状芯体を上方に持上げる張力が無くなった時に、圧縮バネの押圧力によって筒状芯体が軸方向移動するとともに、係止されていた係着部材が係止を解かれるように構成される。【選択図】  図３
2004226141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気球と、上空の気象を調査するための観測測器との実質的な連結を切り離すための連結切り離し装置であって、
該連結切り離し装置は、外包体と、この外包体の軸方向に挿着された筒状体と、気圧の変化にともない膨張・収縮することができる容積変動体と、前記筒状体の一方端の内側に一次的に係止された係着部材とを備え、
前記筒状体は、前記容積変動体の膨張・収縮運動に伴って軸方向の移動ができるように前記外包体と組み合わされており、
前記容積変動体は気圧の低下とともに膨張して押圧力を発生させ、当該押圧力によって前記筒状体が軸方向移動するとともに、係止されていた係着部材が係止を解かれて切り離し操作が行われることを特徴とする連結切り離し装置。
【請求項２】
前記気球と前記観測測器との間にパラシュートが介在されており、当該パラシュートと前記気球との間に連結されてなる請求項１に記載の連結切り離し装置。
【請求項３】
前記筒状体の一方端周縁部には、径方向の脹らみの自由度を高めるために軸方向に切り込まれたスリットが端部から形成されており、
前記筒状体の胴部には突出したフランジ部が形成されており、
前記外包体は、胴部と、前記フランジ部と協働して前記容積変動体を挟持することができる第一蓋部と、前記筒状体の一方端周縁部と協働して係着部材を係止することができる第ニ蓋部を備えてなる請求項１または請求項２に記載の連結切り離し装置。
【請求項４】
前記筒状体は、筒状芯体と、筒状芯体の側部を摺動しつつ筒状芯体と係合することのできる係合フランジ部品を有し、
前記筒状芯体の一方端周縁部には、径方向の脹らみの自由度を高めるために軸方向に切り込まれたスリットが端部から形成されており、
前記係合フランジ部品は、前記係着部材が存在する方向への一軸方向移動の際に、前記筒状芯体と係合して一体化移動することができるようになっており、
前記係合フランジ部品は、筒部と、その筒部から突出し筒部の径よりも大きなフランジ部を有し、
前記外包体は、胴部と、前記フランジ部と協働して前記容積変動体を挟持することができる第一蓋部と、前記筒状体の一方端周縁部と協働して係着部材を係止することができる第ニ蓋部を備えてなる請求項１または請求項２に記載の連結切り離し装置。
【請求項５】
前記外包体は、第一蓋部から垂下する蓋円筒部を備え、この蓋円筒部と前記係合フランジ部品の筒部とが摺動するように組み合わされてなる請求項４に記載の連結切り離し装置。
【請求項６】
前記外包体の第一蓋部と、前記筒状芯体の後端側（スリット形成と反対側）との間には、圧縮バネが介在されており、前記筒状芯体を上方に持上げる張力が無くなった時に、前記圧縮バネの押圧力によって前記筒状芯体が軸方向移動するとともに、係止されていた係着部材が係止を解かれて切り離し操作が行われる請求項４または請求項５に記載の連結切り離し装置。
【請求項７】
前記軸方向に切り込まれたスリットは、実質的に径方向に均等割されている請求項３ないし請求項６のいずれかに記載の連結切り離し装置。
【請求項８】
前記スリットにより形成された前記筒状体の複数の棒状体の端部は、その内側に突起した係止部を備えてなる請求項７に記載の連結切り離し装置。
【請求項９】
前記係着部材は球状体であり、片側の連結紐が装着されてなる請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の連結切り離し装置。
【請求項１０】
前記容積変動体は、その主要部が浮き輪状の弾性体とその内部に密封された気体である請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の連結切り離し装置。
【請求項１１】
前記浮き輪状の弾性体に気体注入のための弾性体チューブが連通・連結されている請求項１０に記載の連結切り離し装置。
【請求項１２】
前記浮き輪状の弾性体に気体注入のための再気密封止可能な弾性体部分が形成されている請求項１１に記載の連結切り離し装置。
【請求項１３】
前記容積変動体の押圧力に対抗する力が働くようにバネ部材が外包体内部に装着されてなる請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の連結切り離し装置。
【請求項１４】
前記外包体、前記筒状体、および前記係着部材は、それぞれ生分解プラスチックであり、前記容積変動体は、天然ゴムである請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の連結切り離し装置。
【請求項１５】
前記容積変動体は、その主要部が外側面および内側面が蛇腹形状をなす略同心二重円筒体と、その内部に密封された気体である請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の連結切り離し装置。
【請求項１６】
前記略同心二重円筒体は、金属または樹脂製である請求項１５に記載の連結切り離し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるラジオゾンデ等の気象観測測器を所定高度の上空に揚げて高層気象観測を終えた後、あるいは観測途中に、当該気象観測測器を気球から切り離すための連結切り離し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開昭４８−６８９５４号公報
【特許文献２】特開昭５４−１３０１５１号公報
【０００３】
台風や前線に伴う大雨・強風などによって発生する気象災害の防止のための注意報・警報の発表や天気予報のためには、地上付近の気象情報だけではなく、大気の立体的な構造を知ることが必要となる。
【０００４】
このため、ラジオゾンデ等の気象観測測器を所定高度の上空に揚げて上空大気の状況を直接測定する高層気象観測が行なわれている。高層気象観測は、例えば日本において、気象法規に基づいて一日に所定回、ラジオゾンデ等を用いて上空の大気を直接測定する気象観測のことをいう。
【０００５】
ラジオゾンデは、上空の気象を調べる観測測器、すなわち、上空の気圧、気温、湿度等を測るための測器の名称であり、このものは通常、大気を測定するセンサと測定値を地上に送信する発信器からできており、ヘリウムを詰めたゴム気球につけて飛ばされ、高度３０ｋｍ付近まで上昇しながら必要とされる観測要素が測定される。
【０００６】
測定されたデータは無線で地上に送られ、ここで、気温などのデータを解析するとともに、飛ぶ方向や速さから風が観測される。このようなラジオゾンデは、観測する要素によって、（１）レーウィンゾンデ観測：気圧、気温、湿度、風向、風速の観測要素（２）レーウィン観測：気圧、風向、風速の観測要素等に区分される。
【０００７】
ところで大気の気圧は、高度が上がれば上がるほど低くなるために、気球（バルーン）はその上昇とともにどんどん膨らんで行く。そして、通常、高度３０ｋｍ付近でゴム気球（バルーン）は破裂する。
【０００８】
ゴム気球（バルーン）の破裂の後、飛揚されたラジオゾンデは、上空の西風にのって流されるため、そのほとんどは海洋に落下する。しかしながら季節によっては、陸上に落下する場合があり、落下時の安全対策としてパラシュートによる緩やかな降下に加えて、観測測器の軽量化、発泡スチロール製の収容箱にする衝撃吸収等の工夫が凝らされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらパラシュートによる緩やかな降下を想定していても、パラシュートより上部にある気球の残骸や吊り紐がパラシュートに巻き付き、パラシュートの機能が全く損なわれることがある。
【００１０】
このような実状のもとに、気圧の変化に対応して目標とする所定の高度に達した時点で、（未破裂の）ゴム気球と懸垂物（パラシュートおよび観測測器）をすみやかに切り離すことのできる装置の開発が望まれている。
【００１１】
さらに、ゴム気球は、その品質のバラツキや、予期せぬ他の物体との衝突事故等によって、想定していた高度に到達する前に偶発的に破裂してしまうことがある。このような場合にでも、破裂したゴム気球と懸垂物（パラシュートおよび観測測器）をすみやかに切り離すことのできる機構が付加されていれば、より安全な懸垂物（パラシュートおよび観測測器）の降下をさらに保証することができる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、気球と、上空の気象を調査するための観測測器との実質的な連結を切り離すための連結切り離し装置であって、該連結切り離し装置は、外包体と、この外包体の軸方向に挿着された筒状体と、気圧の変化にともない膨張・収縮することができる容積変動体と、前記筒状体の一方端の内側に一次的に係止された係着部材とを備え、前記筒状体は、前記容積変動体の膨張・収縮運動に伴って軸方向の移動ができるように前記外包体と組み合わされており、前記容積変動体は気圧の低下とともに膨張して押圧力を発生させ、当該押圧力によって前記筒状体が軸方向移動するとともに、係止されていた係着部材が係止を解かれて切り離し操作が行われるように構成される。
【００１３】
また、本発明の連結切り離し装置は、前記気球と前記観測測器との間にパラシュートが介在されており、当該パラシュートと前記気球との間に連結されてなるように構成される。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様として、前記筒状体の一方端周縁部には、径方向の脹らみの自由度を高めるために軸方向に切り込まれたスリットが端部から形成されており、前記筒状体の胴部には突出したフランジ部が形成されており、前記外包体は、胴部と、前記フランジ部と協働して前記容積変動体を挟持することができる第一蓋部と、前記筒状体の一方端周縁部と協働して係着部材を係止することができる第ニ蓋部を備えてなるように構成される。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様として、前記筒状体は、筒状芯体と、筒状芯体の側部を摺動しつつ筒状芯体と係合することのできる係合フランジ部品を有し、前記筒状芯体の一方端周縁部には、径方向の脹らみの自由度を高めるために軸方向に切り込まれたスリットが端部から形成されており、前記係合フランジ部品は、前記係着部材が存在する方向への一軸方向移動の際に、前記筒状芯体と係合して一体化移動することができるようになっており、前記係合フランジ部品は、筒部と、その筒部から突出し筒部の径よりも大きなフランジ部を有し、前記外包体は、胴部と、前記フランジ部と協働して前記容積変動体を挟持することができる第一蓋部と、前記筒状体の一方端周縁部と協働して係着部材を係止することができる第ニ蓋部を備えてなるように構成される。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様として、前記外包体は、第一蓋部から垂下する蓋円筒部を備え、この蓋円筒部と前記係合フランジ部品の筒部とが摺動するように組み合わされてなるように構成される。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様として、前記外包体の第一蓋部と、前記筒状芯体の後端側（スリット形成と反対側）との間には、圧縮バネが介在されており、前記筒状芯体を上方に持上げる張力が無くなった時に、前記圧縮バネの押圧力によって前記筒状芯体が軸方向移動するとともに、係止されていた係着部材が係止を解かれて切り離し操作が行われるように構成される。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様として、前記軸方向に切り込まれたスリットは、実質的に径方向に均等割されているように構成される。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様として、前記スリットにより形成された前記筒状体の複数の棒状体の端部は、その内側に突起した係止部を備えてなるように構成される。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様として、前記係着部材は球状体であり、片側の連結紐が装着されてなるように構成される。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様として、前記容積変動体は、その主要部が浮き輪状の弾性体とその内部に密封された気体を有し構成される。
【００２２】
また、本発明の好ましい態様として、前記浮き輪状の弾性体に気体注入のための弾性体チューブが連通・連結されているように構成される。
【００２３】
また、本発明の好ましい態様として、前記浮き輪状の弾性体に気体注入のための再気密封止可能な弾性体部分が形成される。
【００２４】
また、本発明の好ましい態様として、前記容積変動体の押圧力に対抗する力が働くようにバネ部材が外包体内部に装着されてなるように構成される。
【００２５】
また、本発明の好ましい態様として、前記外包体、前記筒状体、および前記係着部材は、それぞれ生分解プラスチックであり、前記容積変動体は、天然ゴムであるように構成される。
【００２６】
また、本発明の好ましい態様として、前記容積変動体は、その主要部が外側面および内側面が蛇腹形状をなす略同心二重円筒体と、その内部に密封された気体を有し構成される。
【００２７】
また、本発明の好ましい態様として、前記略同心二重円筒体は、金属または樹脂製として構成される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２９】
図１（ａ）および（ｂ）には、本発明の連結切り離し装置１の好適な第１実施形態を説明するための平面図および断面図がそれぞれ示される。図２（ａ）および（ｂ）には、本発明の連結切り離し装置１の好適な変形例を説明するための平面図および断面図がそれぞれ示される。図３には、本発明の連結切り離し装置１の好適な第２実施形態を説明するための断面図が示される。図４および図５には、図３に示される第２実施形態の作用を説明するための断面図が示される。図６には、本発明の連結切り離し装置１を用いて連結された観測装置一連帯１００を所定高度の上空に揚げる前、あるいは揚げている際中の概略正面図が示される。
【００３０】
図６に示されるように、観測装置一連帯１００は、主要装置として、ゴム気球２、連結切り離し装置１、パラシュート３、および観測測器４を備え、これらは、吊り紐７ａ、吊り紐７ｂ、および吊り紐７ｃによって連結されている。そして、所定高さの上空にて本発明の連結切り離し装置１が作動した時に、吊り紐７ａと吊り紐７ｂとの連結が解除され、ゴム気球２と、観測測器４との実質的な連結が解除される（切り離される）。厳密には、ゴム気球２と、パラシュート３との連結部分での切り離しであるが、このような間接的な切り離しの態様をも含めて本発明では「実質的な」という文言を用いて表現している。
【００３１】
観測測器４は、上空の気圧、気温、湿度等を測るための測器を備え、一般には、さらにこれらの測定データを地上に送信するための発信器をも備えている。測定場所を特定するためにＧＰＳを備えることもある。
【００３２】
〔第１実施形態の説明〕
本発明の連結切り離し装置１は、図１に示されるように、装置の外周部分に相当する外包体１０と、この外包体１０の軸方向（図面の縦方向）に挿着された筒状体２０と、気圧の変化にともない膨張・収縮することができる容積変動体３０と、前記筒状体２０の一方端２１の内側に一次的に係止された係着部材４０とを備えて構成される。
【００３３】
本発明における筒状体２０は、容積変動体３０の膨張・収縮運動に伴って軸方向（矢印（イ）および（ロ）方向）の移動ができるように外包体１０と組み合わされている。容積変動体３０は気圧の低下とともに膨張して矢印（イ）方向への押圧力を発生させ、この押圧力によって筒状体２０が図面の下方に軸方向移動するようになっている。
【００３４】
この動作により、係止されていた係着部材４０が係止を解かれて、係着部材４０そのものが筒状体２０の下部から単独で脱落し切り離し操作が行われる。係着部材４０には図示のごとく吊り紐７ｂが連結されている。
【００３５】
本実施形態における筒状体２０の一方端２１の周縁部には、径方向の脹らみの自由度を高めるために端部２１ａから軸方向に切り込まれた複数のスリット２５が形成されている。このような複数のスリット２５は、実質的に径方向に均等割に形成することが望ましい。そして、複数のスリット２５により形成された筒状体２０の複数の棒状体２６の端部には、内側に突起した係止部２６ａが形成されることが望ましい。このようなスリット２５の形成により、係着部材４０の脱落・切り離し操作が確実に行なわれる。
【００３６】
図１に示されるように、本発明における筒状体２０の胴部２２には突出したリング状のフランジ部２３が形成されている。このフランジ部２３に対応するように、外包体１０は、フランジ部２３と協働して容積変動体３０を挟持することができる第一蓋部１１を備え、この第一蓋部１１は、胴部２２と摺接される内筒部分１２を有している。さらに、外包体１０は、筒状体２０の一方端２１周縁部と協働して係着部材４０を係止することができる第ニ蓋部１５を備えている。
【００３７】
すなわち、第ニ蓋部１５は、スリット２５が形成された筒状体２０の一方端２１周縁部と摺接される内筒部分１６を有している。図１（ｂ）に示される状態は、内筒部分１６が、筒状体２０の一方端２１周縁部（スリットが形成されている部分）の径が必要以上に広がらないように径規制している状態であり、内側に突起した係止部２６ａの箇所で係着部材４０がホールドされている。
【００３８】
係着部材４０は、係止および係止解除が確実に行なえる形状のものであれば特に制限はないが、最適な形態は図１（ｂ）に示される球状体４０である。球状体４０は図示のごとく連結紐７ｂが固着されている。図示されていない連結紐７ｂの他端はパラシュート３（図６）に連結されている。なお、ゴム気球２に繋がる連結紐７ａは、筒状体２０の上部に形成された蓋材２９の連結孔２９ａに固着されている。
【００３９】
本発明で用いられる容積変動体３０は、図１に示されるごとく、その主要部が浮き輪状（リング状）の弾性体３１とその内部に密封充填された気体３２とを有し構成される。
【００４０】
浮き輪状（リング状）の弾性体３１は、各種ゴム材（特に、好ましいのは天然ゴム）で形成されることが一般的であるが、地上においてある程度気体３２の充填量を減らした樹脂フィルムからなる袋体を弾性体擬似物として使用してもよい。このような観点から、本発明の「弾性体」という文言は、樹脂フィルムからなる袋体をも含む広い意味にとらえることができる。
【００４１】
弾性体３１の内部に密封充填される気体３２の種類には、特に制限はないが、ヘリウム等の不活性ガスを用いることが望ましい。また、気体３２の充填に際しては、上空の所定高度で本発明の連結切り離し操作が確実に作動するように、地上における初期充填圧力を実験的に求めておいて、設定された初期充填圧力となるように充填操作をすることが必要となる。
【００４２】
この初期の充填圧力調整のために、図１に示される実施形態では、浮き輪状の弾性体３１に気体注入のための弾性体チューブ３５が連通・連結されている。この弾性体チューブ３５の図示していない端部は、例えば、気体注入装置に連結され、（例えば、圧力ゲージを見ながら）所定圧力となるまで弾性体３１の内部に気体３２の充填が行なわれる。
【００４３】
気体３２の充填が完了した後、弾性体チューブ３５は、浮き輪状の弾性体３１のできるだけ近傍で例えばクランプ封止され、不要な残余のチューブは切断除去される。
【００４４】
図１に示される弾性体チューブ３５を使用しない充填操作方法も可能である。例えば、図２に示されるように見かけは浮き輪状の弾性体３１のみの構成として、浮き輪状の弾性体３１に気体注入のための再気密封止可能な弾性体部分（図示していない）を弾性体３１と一体的に形成する。再気密封止可能な弾性体部分とは、その箇所へ気体導入のための針の穿刺を行なっても、針を抜いた時には、その穿刺箇所の密封性が自然に維持されるような部材をいう。もちろんその機能は本発明が目標とする所定の高度の気圧においても維持されることが必要である。具体的には、いわゆる臍と呼ばれる肉厚のゴム部材が例示できる。
【００４５】
また、上空の所定高度で本発明の連結切り離し操作が確実に作動できるように、図２（ｂ）に示されるようなバネ部材５０を外包体１０の内部に装着するようにすることもできる。すなわち、容積変動体３０の押圧力に対抗する力（反対向き矢印（ロ）方向の力）が働くようにバネ部材５０を外包体１０の内部に装着する。これにより、フランジ部２３を有する筒状体２０の軸方向のストローク（図面下方への動き）を微調整することができるようになる。
【００４６】
外包体１０、筒状体２０、および係着部材４０は、軽量なプラスチック、特に環境に優しい生分解プラスチックとすることが好ましい。自然界に存在するものという観点から容積変動体３０は、天然ゴムとすることが望ましい。
【００４７】
また、容積変動体３０は、その主要部が外側面および内側面が蛇腹形状をなす略同心二重円筒体と、その内部に密封された気体としてもよい。略同心二重円筒体は、金属または樹脂製であることが望ましい。気圧の低下に伴い、蛇腹が伸びて押圧力を発生させ、この押圧力によって筒状体が軸方向移動するとともに、係止されていた係着部材が係止を解かれて切り離し操作が行われる。
【００４８】
図２に示される変形例においては、（１）弾性体チューブ３５を使用しないで、浮き輪状の弾性体３１に気体注入のための再気密封止可能な弾性体部分を形成した点、および（２）筒状体２０の軸方向のストローク（図面下方への動き）を調整することができるようにバネ部材５０を外包体１０の内部に装着した点を除けば実質的に図１に示される実施形態と同様な構成となっている。
【００４９】
（本発明の第１実施形態における連結切り離し装置の基本的な作用）
以下、本発明の連結切り離し装置１の基本的な作用を図１に基づき、説明する。
【００５０】
地上における連結切り離し装置１の状態が図１（ｂ）に示される状態である。すなわち、外包体１０の内筒部分１６は、筒状体２０の一方端２１周縁部（スリットが形成されている部分）の径が必要以上に広がらないように径規制しており、これにより、筒状体２０の係止部２６ａの箇所で球状の係着部材４０がホールドされている。
【００５１】
連結切り離し装置１は、図６に示されるように観測装置一連帯１００の一部材として組み込まれ、しかる後、観測装置一連帯１００は、高層気象観測のためにゴム気球２の揚力を利用して所定高度に向けて揚げられる。
【００５２】
ゴム気球２の上昇に伴い気圧は徐々に低下し、容積変動体３０は気圧の低下とともに膨張して押圧力を発生させ（矢印（イ）方向）、当該押圧力によって容積変動体３０と当接するフランジ部２３を介して筒状体２０が軸方向に移動しうる状態が形成される。そして、目標とする所定高度に達した時に、筒状体２０の所望ストロークの軸方向移動が行なわれる。ストローク長は図１の距離Ｓで示され、蓋材２９の下部２９ｂがストッパとなっている。
【００５３】
これにより筒状体２０の一方端２１周縁部（スリットが形成されている部分）が図面の下方に突出し、スリット形成部分の先端径が外方にわずかに広がることを許され、それまでホールドされていた球状の係着部材４０が吊り紐７ｂの張力に引っ張られ下方に落下する。これにより図６に示されるゴム気球２と、パラシュート３との連結の切り離しが完了する。切り離されたゴム気球２はさらに上昇して最終的に破裂する。また、観測測器４はパラシュート３の存在により緩やかに降下していき、通常、廃棄、場合によっては回収される。
【００５４】
〔第２実施形態の説明〕
図３〜図５に示される第２実施形態の連結切り離し装置１が、前述した第１実施形態と根本的に異なる点は、第２実施形態の連結切り離し装置１には、所定高度に達した場合における切り離し機構のみならず、ゴム気球の偶発的な破裂によっても破裂したゴム気球と懸垂物（パラシュートおよび観測測器）をすみやかに切り離すことのできる切り離し機構が付加されている点にある。
【００５５】
すなわち、第２実施形態の連結切り離し装置１は、ゴム気球の品質のバラツキや、予期せぬ他の物体との衝突事故等によって、想定していた高度に到達する前にゴム気球が偶発的に破裂してしまった場合にでも、破裂したゴム気球と懸垂物（パラシュートおよび観測測器）をすみやかに切り離すことのでき、懸垂物（パラシュートおよび観測測器）の安全な降下を保証することができる。
【００５６】
第２実施形態の連結切り離し装置１は、図３に示されるように、装置の外周部分に相当する外包体１０と、この外包体１０の軸方向（図面の縦方向）に挿着された筒状体２０と、気圧の変化にともない膨張・収縮することができる容積変動体３０と、前記筒状体２０の一方端２１の内側に一次的に係止された係着部材４０とを備えて構成される。
【００５７】
本発明における筒状体２０は、容積変動体３０の膨張・収縮運動に伴って軸方向（矢印（イ）および（ロ）方向）の移動ができるように外包体１０と組み合わされている。容積変動体３０は気圧の低下とともに膨張して矢印（イ）方向への押圧力を発生させ、この押圧力によって筒状体２０が図面の下方に軸方向移動するようになっている。
【００５８】
この動作により、係止されていた係着部材４０が係止を解かれて、係着部材４０そのものが筒状体２０の下部から単独で脱落し切り離し操作が行われる。係着部材４０には図示のごとく吊り紐７ｂが連結されている。
【００５９】
第２実施形態における筒状体２０の一方端２１の周縁部には、第１実施形態の場合と同様に、径方向の脹らみの自由度を高めるために端部２１ａから軸方向に切り込まれた複数のスリットが形成されている。このようなスリットの形成により、係着部材４０の脱落・切り離し操作が確実に行なわれる。
【００６０】
図３に示されるように、第２実施形態における筒状体２０は、筒状芯体２００と、この筒状芯体２００の側部を摺動しつつ筒状芯体と係合することのできる係合フランジ部品２１０を有している。係合フランジ部品２１０は、筒部２１１と、その筒部２１１から突出し筒部２１１の径よりも大きなフランジ部２１２を有している。
【００６１】
係合フランジ部品２１０は、図面の下方の係着部材４０が存在する方向（図面の下方方向）への一軸方向移動する際に、前記筒状芯体２００と係合して一体化移動される。すなわち、図３に示される態様では、係合フランジ部品２１０の下方移動に伴い、筒部２１１とフランジ部２１２が接合される角部周辺と筒状芯体２００の外周に形成された係合突起２０１とが係合して一体化移動することができるようになっている。
【００６２】
このフランジ部２１２に対応するように、外包体１０は、フランジ部２１２と協働して容積変動体３０を挟持することができる第一蓋部１１を備え、この第一蓋部１１は、筒部２１１と摺接される内筒部分１２（第一蓋部１１から垂下する蓋円筒部１２）を有している。そしてこの蓋円筒部１２は前記係合フランジ部品２１０の筒部２１１（円筒形状）と摺動できるように組み合わされている。さらに、外包体１０は、筒状体２０の一方端２１周縁部と協働して係着部材４０を係止することができる第ニ蓋部１５を備えている。
【００６３】
すなわち、第ニ蓋部１５は、スリットが形成された筒状体２０の一方端２１周縁部と摺接される内筒部分１６を有している。
【００６４】
図３に示される状態は、内筒部分１６が、筒状体２０の一方端２１周縁部（スリットが形成されている部分）の径が必要以上に広がらないように径規制している状態であり、内側に突起した係止部２６ａの箇所で係着部材４０がホールドされている。
【００６５】
係着部材４０は、前述したように係止および係止解除が確実に行なえる形状のものであれば特に制限はない。球状体４０は図示のごとく連結紐７ｂが固着されており、図示されていない連結紐７ｂの他端はパラシュート３（図６）に連結されている。なお、ゴム気球２に繋がる連結紐７ａは、リング状の紐９０を介して筒状体２０の上部に形成されたフック２９ｃに連結されている。そしてフック２９ｃは、紐９０と伴に第一蓋部１１の中央に形成された孔１１ａを通過することができるようになっている。
【００６６】
図３に示されるごとく第２実施形態における外包体１０の第一蓋部１１と、前記筒状芯体２００の後端側（スリット形成と反対側）との間には、圧縮バネ８０が介在されており、前記筒状芯体２００を上方に持上げる張力が無くなった時（例えば、ゴム気球が上昇途中で破裂してしまった場合）に、図５に示されるように圧縮バネ８０の押圧力によって前記筒状芯体２００のみが軸方向移動できるようになっている。これにより、係止されていた係着部材４０が係止を解かれて切り離し操作が行われる。
【００６７】
容積変動体３０の構成は、前述した第１実施形態と同様な構成とすればよい。
外包体１０、筒状体２０、および係着部材４０は、前述したように軽量なプラスチック、特に環境に優しい生分解プラスチックとすることが好ましい。自然界に存在するものという観点から容積変動体３０は、天然ゴムとすることが望ましい。
【００６８】
また、容積変動体３０は、その主要部が外側面および内側面が蛇腹形状をなす略同心二重円筒体と、その内部に密封された気体としてもよい。略同心二重円筒体は、金属または樹脂製であることが望ましい。気圧の低下に伴い、蛇腹が伸びて押圧力を発生させ、この押圧力によって筒状体が軸方向移動するとともに、係止されていた係着部材が係止を解かれて切り離し操作が行われる。
【００６９】
（本発明の第２実施形態における連結切り離し装置の基本的な作用）
以下、本発明の連結切り離し装置１の基本的な作用を図３〜図５に基づき、説明する。
【００７０】
地上における連結切り離し装置１の状態が図３に示される状態である。すなわち、外包体１０の内筒部分１６は、筒状体２０の一方端２１周縁部（スリットが形成されている部分）の径が必要以上に広がらないように径規制しており、これにより、筒状体２０の係止部２６ａの箇所で球状の係着部材４０がホールドされている。連結切り離し装置１は、図６に示されるように観測装置一連帯１００の一部材として組み込まれ、しかる後、観測装置一連帯１００は、高層気象観測のためにゴム気球２の揚力を利用して所定高度に向けて揚げられる。
【００７１】
ゴム気球２の上昇に伴い気圧は徐々に低下し、容積変動体３０は気圧の低下とともに膨張して押圧力を発生させ（矢印（イ）方向）、当該押圧力によって容積変動体３０と当接する係合フランジ部品２１０を介して筒状芯体２００が軸方向（図面の下方）に移動しうる状態が形成される。そして、目標とする所定高度に達し、図４に示される状態に至る。すなわち、この状態では、筒状体２０（筒状芯体２００）の一方端２１周縁部（スリットが形成されている部分）が図面の下方に突出し、スリット形成部分の先端径が外方にわずかに広がることを許され、それまでホールドされていた球状の係着部材４０が吊り紐７ｂの張力（重力）に引っ張られ下方に落下する。
【００７２】
これにより図６に示されるゴム気球２と、パラシュート３との連結の切り離しが完了する。切り離されたゴム気球２はさらに上昇して最終的に破裂する。また、観測測器４はパラシュート３の存在により緩やかに降下していき、通常、廃棄、場合によっては回収される。
【００７３】
このような切り離しが完了する前であってかつ大気上昇中に、ゴム気球が突発的に破裂してしまうことがある。この場合の切り離し動作が図５に示されている。すなわち、図５に示されるように、第２実施形態における外包体１０の第一蓋部１１と、前記筒状芯体２００の後端側（スリット形成と反対側）との間には、圧縮バネ８０が介在されており、前記筒状芯体２００を上方に持上げる張力が無くなった時（例えば、ゴム気球が上昇途中で破裂してしまった場合）に、図５に示されるように圧縮バネ８０の押圧力によって前記筒状芯体２００のみが軸方向移動できるようになっている。
【００７４】
これにより筒状体２０の一方端２１周縁部（スリットが形成されている部分）が図面の下方に突出し、スリット形成部分の先端径が外方にわずかに広がることを許され、それまでホールドされていた球状の係着部材４０が吊り紐７ｂの張力に引っ張られ下方に落下する。これにより図６に示されるゴム気球２と、パラシュート３との連結の切り離しが完了する。観測測器４はパラシュート３の存在により緩やかに降下していき、通常、廃棄、場合によっては回収される。
【００７５】
【発明の効果】
本発明は、気球と、上空の気象を調査するための観測測器との実質的な連結を切り離すための連結切り離し装置であって、該連結切り離し装置は、外包体と、この外包体の軸方向に挿着された筒状体と、気圧の変化にともない膨張・収縮することができる容積変動体と、前記筒状体の一方端の内側に一次的に係止された係着部材とを備え、前記筒状体は、前記容積変動体の膨張・収縮運動に伴って軸方向の移動ができるように前記外包体と組み合わされており、前記容積変動体は気圧の低下とともに膨張して押圧力を発生させ、当該押圧力によって前記筒状体が軸方向移動するとともに、係止されていた係着部材が係止を解かれて切り離し操作が行われるように構成されるので、気圧の変化に対応して目標とする所定の高度に達した時点で、（未破裂の）ゴム気球と懸垂物（パラシュートおよび観測測器）をすみやかに切り離すことのできるという極めて優れた効果が発現する。さらに本発明によれば、切り離しのための信号を受ける必要が無く、独立系の回路（機械式）での切り離しが可能で極めてシンプルな構造となる。
さらに、外包体の第一蓋部と、筒状芯体の後端側（スリット形成と反対側）との間に、圧縮バネを介在させ、筒状芯体を上方に持上げる張力が無くなった時に、圧縮バネの押圧力によって筒状芯体が軸方向移動するとともに、係止されていた係着部材が係止を解かれるように構成することにより、想定していた高度に到達する前に偶発的にゴム気球が破裂してしまった場合でも、破裂したゴム気球と懸垂物（パラシュートおよび観測測器）をすみやかに切り離すことのでき、より安全な懸垂物（パラシュートおよび観測測器）の降下をさらに保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の連結切り離し装置の好適な第１実施形態を説明するための平面図および断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の連結切り離し装置の好適な変形例を説明するための平面図および断面図である。
【図３】本発明の連結切り離し装置の好適な第２実施形態を説明するための断面図である。
【図４】図３に示される第２実施形態の作用を説明するための断面図である。
【図５】図３に示される第２実施形態の作用を説明するための断面図である。
【図６】本発明の連結切り離し装置を用いて連結された観測装置一連帯を所定高度の上空に揚げる前、あるいは揚げている際中の概略正面図である。
【符号の説明】
１…連結切り離し装置
１０…外包体
２０…筒状体
３０…容積変動体
４０…係着部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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