(57)【要約】【課題】ヘリコプターを流体放出以外に使用するときに、機体の軽量化及び機内スペースの拡大を図ることができるように流体放出システムを構成すると共に、流体放出システムの着脱時の作業性を向上させる。【解決手段】ヘリコプター搭載用放水システムは、ヘリコプターＨ内部に着脱可能に取り付けられする放水タンク２１と、ヘリコプターＨ下部に着脱可能に取り付けられ、放水ポンプ２２を介して放水タンク２１の水Ｗが供給されると共に、水Ｗを先端から放出する放水ブーム３と、放水ポンプ２２を駆動するための油圧源９１と、少なくとも油圧源９１及び放水ブーム３を制御する制御器９２とを備える。油圧源９１と制御器９２とを内蔵するパワーパック９をさらに備え、該パワーパック９は、ヘリコプターＨに外部から着脱可能に取り付けられる。【選択図】図１
2007091012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘリコプター内部に着脱可能に取り付けられ、流体を貯蔵する貯蔵タンクと、
ヘリコプター下部に着脱可能に取り付けられ、ポンプを介して上記貯蔵タンクの流体が供給されると共に、該流体を先端から放出する流体放出ブームと、
上記ポンプを駆動するための油圧源と、
少なくとも上記油圧源及び上記流体放出ブームを制御する制御器とを備えるヘリコプター搭載用流体放出システムであって、
上記油圧源と上記制御器とを内蔵するパワーパックをさらに備え、
該パワーパックは、ヘリコプターに外部から着脱可能に取り付けられることを特徴とするヘリコプター搭載用流体放出システム。
【請求項２】
ヘリコプター本体と、請求項１に記載のヘリコプター搭載用流体放出システムとを備え、
上記流体放出ブームは、１本であって、上記ヘリコプター本体の最後部に位置する脚よりも後側において機体下部に取り付けられ、不使用時には機体軸に沿って該ヘリコプター本体の後方に向かって延びて配設される一方、使用時には機体軸に対して少なくとも左右９０度ずつの角度範囲で回動させられ、
上記パワーパックは、上記流体放出ブームよりも前側においてヘリコプター本体下部に取り付けられていることを特徴とするヘリコプター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリコプター搭載用流体放出システム及び流体放出システムを備えたヘリコプターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流体放出ブームを備えたヘリコプター搭載用流体放出システムとして、該流体放出ブームから放水することによって消火を行うものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されたヘリコプターは、機体内部に取り付けられた放水タンクと、機体下部に略水平面上を回動できるように取り付けられ、放水ポンプを介して上記放水タンクの水が供給されると共に、その水を先端から放水する放水ブームと、油圧ポンプ等を有して放水ポンプを駆動するための油圧源と、少なくとも油圧源及び放水ブームを制御する制御器と、オペレータが操作して制御器に操作信号を出力する制御操作盤とを備えている。そして、オペレータの制御操作盤からの操作によって、放水ブームは、機体軸と略平行となり機体に沿って配設される待機状態と、機体軸とのなす角が略９０度となるように機体側方に突出した使用状態とに切り換えられ、使用状態においては、油圧源によって放水ポンプが駆動され、放水タンク内の水が放水ブームに供給される。こうして、放水ブームの先端から放水が行われる。
【特許文献１】特公平８−１８５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ヘリコプターは、消火専用に使用されるのではなく、消火以外のときには人や物資の運搬といったヘリコプター本来の目的を果たせるように汎用性を向上させることが好ましい。そのため、上記放水システムのうち、放水ブームや放水タンク等はヘリコプターに対し着脱可能に取り付けられていて、消火時には装着される一方、消火時以外には取り外されて機体を軽量化すると共に機内スペースを拡大して、人や物資等の積載量を拡大している。
【０００５】
しかしながら、上記放水システムは、放水ブームや放水タンクだけが着脱可能となっており、油圧源や制御器等は機内に固定装備されていた。これらの装置も、重量物であると共に、機内スペースを占領してデッドスペースを形成している。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ヘリコプターを流体放出以外に使用するときに、機体の軽量化及び機内スペースの拡大を図ることができるように流体放出システムを構成すると共に、流体放出システムの着脱時の作業性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、油圧源と制御器とを共にパッケージ化して、機体に対して外部から着脱可能に取り付けるようにしたものである。
【０００８】
第１の発明は、ヘリコプター内部に着脱可能に取り付けられ、流体を貯蔵する貯蔵タンクと、ヘリコプター下部に着脱可能に取り付けられ、ポンプを介して上記貯蔵タンクの流体が供給されると共に、該流体を先端から放出する流体放出ブームと、上記ポンプを駆動するための油圧源と、少なくとも上記油圧源及び上記流体放出ブームを制御する制御器とを備えるヘリコプター搭載用流体放出システムが対象である。
【０００９】
そして、上記油圧源と上記制御器とを内蔵するパワーパックをさらに備え、該パワーパックは、ヘリコプターに外部から着脱可能に取り付けられるものとする。
【００１０】
上記の構成の場合、上記貯蔵タンク及び流体放出ブームに加えて、上記油圧源及び制御器も機体に対して着脱可能となる。その結果、ヘリコプターを流体放出の用途以外に使用するときには、上記貯蔵タンク及び流体放出ブームだけでなく上記油圧源及び制御器も機体から取り外して、機体の軽量化及び機内スペースの拡大を図ることができる。また、上記油圧源及び制御器は、上記パワーパックに内蔵され、該パワーパックを機体に対して着脱することによって該油圧源及び制御器を容易に着脱することができる。つまり、流体放出時と流体放出以外のときとで、油圧源及び制御器を着脱する際の作業性を向上させることができる。さらに、上記パワーパックは、機体外部に取り付けられるため、上記流体放出ブーム等を装着した流体放出時においても機内スペースを拡大することができる。
【００１１】
第２の発明は、ヘリコプター本体と、請求項１に記載のヘリコプター搭載用流体放出システムとを備えたヘリコプターが対象である。
【００１２】
そして、上記流体放出ブームは、１本であって、上記ヘリコプター本体の最後部に位置する脚よりも後側において機体下部に取り付けられ、不使用時には機体軸に沿って該ヘリコプター本体の後方に向かって延びて配設される一方、使用時には機体軸に対して少なくとも左右９０度ずつの角度範囲で回動させられ、上記パワーパックは、上記流体放出ブームよりも前側においてヘリコプター本体下部に取り付けられているものとする。
【００１３】
上記の構成の場合、上記ヘリコプターは、第１の発明に係る流体放出システムを搭載しているため、流体放出時とそれ以外のときとで、該流体放出システムを容易に着脱することができ、ヘリコプターの汎用性を向上させることができる。また、上記パワーパックを前側に、上記流体放出ブームを後側に取り付けることによって、ヘリコプターの機体前後方向の重量バランスを保つことができる。さらに、流体放出ブームを、上記ヘリコプター本体の最後部に位置する脚よりも後側位置に取り付け且つその取り付け位置よりも後側を回って左右に９０度ずつ回動させることによって、１本の流体放出ブームを脚と干渉することなく左右に回動させることができ、即ち、左右両側に流体を放出することが可能となり、従来の２本の流体放出ブームを備える構成と比較して軽量化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上記貯蔵タンク及び流体放出ブームだけでなく、上記油圧源及び制御器も機体に対し着脱可能に取り付けることによって、流体放出以外にヘリコプターを使用するときには、上記貯蔵タンク、流体放出ブーム、油圧源及び制御器を含む流体放出システムを機体から取り外して、機体の軽量化及び機内スペースの拡大を図ることができる。そして、上記油圧源及び制御器は、上記パワーパックに内蔵され、このパワーパックを機体に着脱することによって、油圧源及び制御が機体に着脱されるため、該油圧源及び制御器を機体に着脱させる際の作業性を向上させることができる。また、このパワーパックは、機体に対して外部から取り付けられるため、流体放出ブーム等を装着した流体放出時においても、油圧源や制御器の分だけ機内スペースを拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１〜３は、本発明に係る飛行体搭載用流体放出ブームを備えたヘリコプターの概略を示す。符号Ｈは消火用ヘリコプターであって、胴体１１と該胴体１１の後部に設けられ、該胴体１１よりも細いたテール部１２とからなる。これら胴体１１及びテール部１２によってヘリコプター本体が構成される。この消火用ヘリコプターＨは胴体１１上部にロータＲが設けられ、胴体１１下部の前側であって機体幅方向中央位部には前脚１３、１３が、胴体１１下部の後側であって機体幅方向両側部には主脚１４、１４が設けられている。これら前脚１３、１３及び主脚１４、１４は、機体内部に格納される格納状態と機体外部に降下させた降下状態とに切り換えられる。
【００１７】
また、胴体１１下部において主脚１４、１４よりも後側位置であって機体幅方向中央位置には、流体放出ブームとしての、１つの放水ブーム３が設けられている。このヘリコプターＨは、放水ブーム３の先端から水を放出することによって消火を行う。詳しくは後述するが、放水ブーム３は、固定ブーム３０と伸縮ブーム４０とからなるブーム本体４を有している。そして、未使用時にはブーム本体４を縮めて、機体軸Ｘに沿って配置した待機状態（図１参照）とする一方、消火時にはブーム本体４を延伸させて、ヘリコプターＨの機体軸Ｘとのなす角が略９０度となるように機体側方に突出させた使用状態（図２、３参照）で消火作業を行う。
【００１８】
さらに、胴体１１内部には最前部にコックピット１５が設けられ、コックピット１５よりも後方のスペースは、人や物資等を搭載するスペースとなっている。そして、胴体１１内部において上記放水ブーム３の上方位置にはオペレータ席１６が設けられており、このオペレータ席１６に着座したオペレータが、放水ブーム３を視認しながら操作制御盤１９を操作して、該放水ブーム３を操作する。
【００１９】
そして、胴体１１の床１１ａには、上方に開口する第１放水タンク２１ａが凹設されていて、この第１放水タンク２１ａを覆うように胴体１１内部から第２放水タンク２１ｂが床１１ａに着脱可能に取り付けられている。この第２放水タンク２１ｂは第１放水タンク２１ａと連通しており、これら第１放水タンク２１ａと第２放水タンク２１ｂとで１つの放水タンク２１が構成される。
【００２０】
上記第１放水タンク２１ａ内には放水ポンプ２２が設けられ、放水ポンプ２２には放水配管２３の上流端が接続されている。この放水配管２３は機体後方へ向かって延び、その下流端が後述の放水ブーム３に接続されていて、放水タンク２１内の消火用水Ｗを放水ブーム３に供給できるように構成されている。また、この放水ポンプ２２は、油圧配管１８の下流端が接続されていて、後述する油圧源９１によって油圧駆動される。
【００２１】
また、第１放水タンク２１ａには、胴体１１外部から自己給水装置２４（図１にのみ図示）が接続されている。自己給水装置２４は、第１放水タンク２１ａから下方に垂れるように設けられる給水ホース２４ａと、給水ホース２４ａの下端に接続された給水ポンプ２４ｂとからなる。この給水ポンプ２４ｂをダム等に浸水させ、放水タンク２１へ給水を行う。尚、給水ホース２４ａはクイックディスコネクタ（図示省略）を介して第１放水タンク２１ａに着脱可能に取り付けられている。
【００２２】
上記放水ブーム３は、図４に示すように、ブーム本体４と、このブーム本体４の基端部に設けられた回動軸部材５と、回動軸部材５を回動可能に支持すると共に、上記胴体１１下部に取り付けられる軸受６と、回動軸部材５を回動駆動する軸回り回動機構７と、ブーム本体４を上下方向に回動させる上下方向回動機構８とを有する。
【００２３】
上記回動軸部材５は、図５に示すように、回動軸Ｙに沿って上下方向に延びる円柱形状の軸本体５ａと軸本体５ａの下端部から垂直に折れ曲がった流出部５ｂとを有する略Ｌ字形状をしている。この回動軸部材５の内部には、軸本体５ａの長手方向略中央位置から流出部５ｂまで延びる流通路５１が形成されている。そして、軸本体５ａの側周面において流通路５１の上流端部に対応する位置には、流入部としての、流通路５１に連通する４つの流入口５２、５２、…が軸本体５ａの径方向に開口している。また、流出部５ｂの端面には、流通路５１の流出口５３が開口している。こうして、軸本体５ａの流入口５２、５２、…から回動軸部材５の流通路５１内に流入した消火用水Ｗは、流出部５ｂの流出口５３から流出する。
【００２４】
上記軸受６は、図５に示すように、鉛直方向に拡がる板状の鉛直板部材６１ａと鉛直板部材６１ａの上端から水平方向に拡がる上側水平板部材６１ｂと鉛直板部材６１ａの上下方向略中央位置から水平方向に拡がる下側水平板部材６１ｃとからなる側面視略Ｆ字形状をした軸受本体６１を備えている。この軸受本体６１は、上側水平板部材６１ｂ及び下側水平板部材６１ｃにそれぞれ上側軸受部６２及び下側軸受部６３が同軸状に設けられ、これら上側軸受部６２及び下側軸受部６３で回動軸部材５の軸本体５ａを軸支する。
【００２５】
また、上記軸受６は、上記放水配管２３と上記回動軸部材５とを接続する放水継ぎ手６４を備えている。この放水継ぎ手６４は、上流端に設けられたフランジ６４ａと下流端に設けられたカップリング部６４ｂとを有し、内部に消火用水Ｗが流れる流通路６４ｃが形成された管状部材である。このフランジ６４ａに、上記放水配管２３の下流端のフランジ２３ａが接続される。カップリング部６４ｂは、上記流通路６４ｃと連通し、該流通路６４ｃから流れてくる消火用水Ｗが滞留する拡大部６４ｄが内部に形成された円盤形状部材であって、その上壁部及び下壁部それぞれには挿通孔６４ｅ、６４ｅが形成されている。この挿通孔６４ｅ、６４ｅを介して回動軸部材５が該カップリング部６４ｂを貫通している。この挿通孔６４ｅ、６４ｅには、回動軸部材５との間をシールするシール部材６４ｆ、６４ｆが設けられており、拡大部６４ｄは液密に保持されている。この回動軸部材５がカップリング部６４ｂに挿嵌された状態では、回動軸部材５の流入口５２、５２、…が拡大部６４ｄ内に位置している。つまり、回動軸部材５が回動軸Ｙ回りに回動しても、放水継ぎ手６４の流通路６４ｃを流れてきた消火用水Ｗは、拡大部６４ｄにおいて回動軸部材５の流入口５２、５２、…から回動軸部材５内の流通路５１内へ流入する。
【００２６】
このように、軸受６には、下方から順に下側軸受部６３、カップリング部６４ｂ及び上側軸受部６２が同軸上に配置されており、回動軸部材５の軸本体５ａがこれら下側軸受部６３、カップリング部６４ｂ及び上側軸受部６２へ下方から挿入される。そして、回動軸部材５は、軸本体５ａの下端部に設けられたストッパ部５４が下側軸受部６３と当接するまで挿入され、この状態で、軸本体５ａの、上側軸受部６２及び下側軸受部６３の直上位置に抜け止め部材６５、６５が取り付けられる。
【００２７】
こうして上側軸受部６２及び下側軸受部６３に軸支された回動軸部材５は、上記軸回り回動機構７によって回動駆動される。この軸回り回動機構７は、回動軸部材５の下端部に上記回動軸Ｙと同軸に設けられたウォームホイール７１と、上記軸受６の鉛直板部材６１ａの下端部であって上側水平板部材６１ｂ及び下側水平板部材６１ｃと反対側に設けら、回動運動するウォーム駆動部７３と、ウォーム駆動部７３に連結されて該ウォーム駆動部７３に回動駆動され且つウォームホイール７１と噛合するウォーム７２とを有する。こうして、ウォーム駆動部７３の回動運動がウォーム７２及びウォームホイール７１を介して回動軸部材５へ伝動され、該回動軸部材５が回動軸Ｙを中心に回動する。
【００２８】
また、回動軸部材５の流出部５ｂには、ブーム本体４の基端部がベロー継ぎ手３９を介して接続されており、このベロー継ぎ手３９を介して回動軸部材５の流通路５１は、後述の、ブーム本体４を構成する固定ブーム３０の流通路３１ａと連通している。こうして、上記放水ポンプ２２によって放水タンク２１から供給される消火用水Ｗは、放水配管２３、放水継ぎ手６４、回動軸部材５及びベロー継ぎ手３９を介して、固定ブーム３０の流通路３１ａへ流れ込む。
【００２９】
そして、このブーム本体４は、上記上下方向回動機構８によって上下方向に回動するように構成されている。上下方向回動機構８は、図４に示すように、回動軸部材５と上記ブーム本体４とを該ブーム本体４の長手方向に垂直な水平軸Ｚ（図６参照）回りに回動可能に、ベロー継ぎ手３９の近傍で連結する連結部材８１と、一端が回動軸部材５に支持される一方、他端がブーム本体４に支持される油圧シリンダ８２とを備えていてる。
【００３０】
上記連結部材８１は、図４、６に示すように、回動軸部材５の流出部５ｂにおいて該流出部５ｂを挟んで設けられた２つの軸側連結片５ｃ、５ｃと、固定ブーム３０の基端部において該基端部を挟んで設けられた２つのブーム側連結片３７、３７と、各軸側連結片５ｃと各ブーム側連結片３７とをブーム本体４の長手方向に垂直な水平軸Ｚ回りに回動可能に連結するピン８１ａとからなる。このブーム側連結片３７、３７は、固定ブーム３０の上流端部において流出部５ｂ側に突出する軸連結部３７ａと、軸連結部３７ａと反対側に延びて固定ブーム３０の上方へ突出するシリンダ連結部３７ｂとを有している。この軸連結部３７ａが軸側連結片５ｃと連結されている。
【００３１】
上記油圧シリンダ８２は、回動軸部材５の上端部に取り付けられたシリンダ８２ａと、シリンダ８２ａから突出し且つブーム本体４に取り付けられたピストンロッド８２ｂとを有する。さらに詳しくは、シリンダ８２ａの基端部は、回動軸部材５の上端部に設けられた取付片５ｄに対して、該取付片５ｄを通り上記水平軸Ｚと平行な軸回りに回動可能に取り付けられている。一方、ピストンロッド８２ｂの先端部は、上記ブーム側連結片３７、３７のシリンダ連結部３７ｂに対して、該シリンダ連結部３７ｂを通り上記水平軸Ｚと平行な軸回りに回動可能に取り付けられている。尚、シリンダ連結部３７ｂには、一端が固定ブーム３０の下流端部に取り付けられたステイ３８の他端が取り付けられており、このステイ３８によって固定ブーム３０の下方への撓みが抑制されている。
【００３２】
このように構成された上下方向回動機構８は、油圧シリンダ８２を伸縮駆動させることによって、軸側連結片５ｃとブーム側連結片３７との連結部（ピン８１ａ）を中心にブーム本体４を上下方向に回動させることができる。また、軸側連結片５ｃとブーム側連結片３７との連結部（ピン８１ａ）はベロー継ぎ手３９の近傍に位置するため、このようにブーム本体４が上下方向に回動しても、ベロー継ぎ手３９が柔軟に撓むことによって回動軸部材５の流通路５１と固定ブーム３０の流通路３１ａとの連通状態は維持され、消火用水Ｗを回動軸部材５からブーム本体４へ流入させつつ、ブーム本体４の上下方向への回動位置を調節することができる。
【００３３】
また、上下方向回動機構８はブーム本体４を上下に回動させるだけでなく、連結部材８１が、回動軸部材５の流出部５ｂとブーム本体４の基端部との接続を補強する機能を果たすと共に、油圧シリンダ８２が、ステイ３８と共に、ブーム本体４の撓みを防止する機能を果たす。つまり、回動軸部材５の流出部５ｂとブーム本体４の基端部とは上記ベロー継ぎ手３９によって接続されており、このベロー継ぎ手３９だけであっても、ブーム本体４を上下方向に回動可能に回動軸部材５に接続することができる。しかし、ベロー継ぎ手３９だけでは強度が弱いため、それぞれ回動軸部材５の流出部５ｂとブーム本体４の基端部とに接合された軸側連結片５ｃとブーム側連結片３７とを連結することによって、回動軸部材５の流出部５ｂとブーム本体４の基端部との接続を補強している。また、基端部が回動軸部材５に接続されて片持ち状態となったブーム本体４は、ステイ３８によって下方への撓みが抑制されているが、このステイ３８の一端部には、回動軸部材５の上端部に取り付けられた油圧シリンダ８２のピストンロッド８２ｂが接続されている。つまり、ステイ３８及び油圧シリンダ８２によって１つのステイが形成され、このステイによってブーム本体４の先端に作用する下方への曲げ荷重が回動軸部材５の上端部に作用することなる。つまり、油圧シリンダ８２は、ブーム本体４を上下方向に回動させるだけでなく、ブーム本体４の撓みも防止している。
【００３４】
このように構成された放水ブーム３は、回動軸部材５を軸支する軸受６を上記胴体１１下部に取り付けることによって、ヘリコプターＨに機体外部から取り付けられる。詳しくは、上記軸受本体６１の鉛直板部材６１ａには、上側水平板部材６１ｂと反対側の位置に上側取付部６６が、下側水平板部材６１ｃと反対側の位置に下側取付部６７が形成されている（図４参照）。そして、図１に示すように、上側取付部６６は、胴体１１下部の機体幅方向中央位置であって主脚１４、１４よりも後側位置に設けられた機体側取付部（図示省略）に取り付けられる。また、下側取付部６７は、胴体１１下部であって主脚１４、１４の機体幅方向外方位置に設けられた左右の機体側取付部１７、１７に取り付けられる。さらに詳しくは、図７に示すように、各下側取付部６７に２本のステイ１７ａ、１７ａの一端部が取り付けられており、これらステイ１７ａ、１７ａの他端部はそれぞれ左右の機体側取付部１７、１７に取り付けられている。つまり、下側取付部６７、６７を合計４本のステイ１７ａ、１７ａ、…によって左右の機体側取付部１７、１７に取り付けられる。こうして、胴体１１に取り付けられた放水ブーム３は、回動軸部材５の回動軸Ｘが鉛直方向に延びて、ブーム本体４を水平方向に回動させるように配置される。
【００３５】
ここで、ブーム本体４についてさらに詳しく説明する。ブーム本体４は、固定ブーム３０と、この固定ブーム３０内に設けられ、固定ブーム３０内を摺動して伸縮する伸縮ブーム４０とで構成されている。
【００３６】
上記固定ブーム３０は、図４、５に示すように、流通路３１ａが内部に形成された固定パイプブーム３１を有し、この固定パイプブーム３１の基端部はベロー継ぎ手３９によって上記回動軸部材５の流出部５ｂに接続されていて、ベロー継ぎ手３９を介して回動軸部材５の流通路５１と固定パイプブーム３１の流通路３１ａとが連通している。この固定パイプブーム３１の先端（図４の右側）には、図８に示すように、軸受３２が複数のボルト３２ａ、３２ａによって固定されている。軸受３２は、筒部３２ｂとリング体３２ｃとで構成されている。このリング体３２ｃにはキー溝３２ｄが形成されている。また、軸受３２は、エンジン抽気用ホース３２ｋが接続され且つ該軸受３２と後述する摺動パイプブーム４１の外周面及びピストン４１ｄとで形成されるシリンダ３５内にエンジン抽気を注入するための圧縮エア給気孔３２ｅと、該シリンダ３５から空気を排出するための圧縮エア排気孔３２ｆと、該圧縮エア排気孔３２ｆに設けられ該圧縮エア排気孔３２ｆからの空気の排出を制御する電動排気弁３２ｇと、ソレノイド３２ｈによって作動し上下に回動するロック片３２ｉ、リング体３２ｃの直下流側に設けられたスプリング３２ｊとを有する。一方、固定パイプブーム３１の基端部（図４の左側）の内周には、図９、１０に示すように、後述するニードル軸３３を支持する支持金具３４が設けられている。支持金具３４は、消火用水Ｗが固定ブーム３０の流通路３１ａ内を通過することができるように４つの板状部材で構成されている。
【００３７】
上記伸縮ブーム４０は、図８、９に示すように、内部に流通路４１ａが形成され且つ外径が上記固定パイプブーム３１の流通路３１ａよりも小径の摺動パイプブーム４１を有する。この摺動パイプブーム４１の先端部（図８の右側）には、放水ノズル４１ｂ及び鍔状のロック金具４１ｃが取付けられており、このロック金具４１ｃは固定パイプブーム３１のロック片３２ｉとロック機構を構成する。また、摺動パイプブーム４１の基端部（図８の左側）の外周面には、固定パイプブーム３１の内周面に挿嵌されるピストン４１ｄが取付けられており、このピストン４１ｄの外周にはＯリング状のパッキング４１ｅ、４１ｅが填め込まれている。また、摺動パイプブーム４１の外周には、上記キー溝３２ｄに係合するキー４１ｆが長手方向に延びて設けられており、摺動パイプブーム４１は、キー４１ｆがキー溝３２ｄに係合した状態で上記軸受３２のリング体３２ｃを貫通している。こうして、摺動パイプブーム４１は、外周面が軸受３２のリング体３２ｃに案内され、またピストン４１ｄが固定パイプブーム３１の内周面に沿って摺動することによって、固定パイプブーム３１の内部をその長手方向に移動することができるように構成されている。そして、伸縮ブーム４０は、放水ノズル４１ｂ及びロック金具４１ｃを除いた略全ての部分が固定パイプブーム３１内に収納された収納状態と、ピストン４１ｄを除いた略全ての部分が固定パイプブーム３１の先端から突出した延伸状態との間で伸縮することができる。この間、摺動パイプブーム４１はキー４１ｆと軸受３２のキー溝３２ｄによって回転止めされている。
【００３８】
上記ニードル軸３３は、図４、８、９に示すように、その外径が摺動パイプブーム４１の流通路４１ａ（図８、９に図示）よりも少し小径に形成され、上記収納状態にある摺動パイプブーム４１の流通路４１ａ内に挿嵌されている。また、ニードル軸３３は、基端部が固定パイプブーム３１の支持金具３４に固定される一方、先端部は軸受３２の直前まで延び且つその端部には細径のガイド３３ａが形成されている。
【００３９】
また、上記のように構成されたヘリコプターＨは、図１に示すように、胴体１１下部であって、第１放水タンク２１ａよりも前側位置に機体外部から機体外部から取り付けられたパワーパック９を備えている。このパワーパック９は、図１１に示すように、略矩形状の扁平薄形のハウジング９０を有しており、このハウジング９０内には、上記放水ポンプ２２を駆動するための油圧源９１と、上記放水ブーム３の軸回り回動機構７（ウォーム駆動部７３）、上下方向回動機構８（油圧シリンダ８２）、放水ポンプ２２、ロック機構（ソレノイド３２ｈ）、電動排気弁３２ｇ及び油圧源９１等を制御する制御器９２と、電源ボックス９３とが内蔵されている。また、パワーパック９には、上記油圧配管１８を接続するための油圧配管コネクタ９４、９４、制御配線を接続するための制御配線コネクタ９５及び電源配線を接続するための電源配線コネクタ９６が設けられている。
【００４０】
上記油圧源９１は、油圧ポンプ９１ａ、９１ａと、リザーバタンク９１ｂと、フィルタ９１ｃと、オイルクーラ９１ｄと、冷却ファン９１ｅとを有している。この油圧ポンプ９１ａ、９１ａが駆動されると、フィルタ９１ｃを介してリザーバタンク９１ｂからオイルが油圧ポンプ９１ａ、９１ａに吸入・吐出されて、油圧配管コネクタ９４を介して油圧配管１８へオイルが圧送される。そして、圧送されたオイルによって油圧配管１８の下流端に接続された放水ポンプ２２が駆動される。放水ポンプ２２の駆動に用いられたオイルは油圧配管１８及び油圧配管コネクタ９４を介してリザーバタンク９１ｂへ戻る。パワーパック９内の油圧配管には上記オイルクーラ９１ｄが介設されており、このオイルクーラ９１ｄを流通するオイルは上記冷却ファン９１ｅによって冷却される。
【００４１】
上記制御器９２は、機内のオペレータが操作する操作制御盤１９と制御配線コネクタ９５を介して配線されており、オペレータの操作制御盤１９への操作に従って、上記軸回り回動機構７、上下方向回動機構８、放水ポンプ２２、ソレノイド３２ｈ（ロック機構）、電動排気弁３２ｇ又は油圧源９１等を駆動制御する。
【００４２】
上記電源ボックス９３には、電源配線コネクタ９６を介して、軸回り回動機構７（ウォーム駆動部７３）及び自己給水装置（給水ポンプ２４ｂ）等の電動装置が接続されていて、各装置に電力を供給する。
【００４３】
このパワーパック９は、これら油圧源９１、制御器９２及び電源ボックス９３等をパッケージ化して、胴体１１への機体外部からの着脱を容易とするためのものであり、ハウジング９０には、４つの取付部９９、９９、…が設けられている。そして、これら４つの取付部９９、９９、…を介してパワーパック９が胴体１１下部に機体外側から取り付けられている（図１参照）。
【００４４】
これら、放水タンク２１、放水ポンプ２２、放水配管２３、自己給水装置２４、放水ブーム３、パワーパック９、油圧配管１８及び操作制御盤１９によってヘリコプター搭載用放水システムが構成される。
【００４５】
次に、上記のように構成されたブーム本体４の放水動作を説明する。ヘリコプターＨの飛行中であって消火以外のときには、放水ブーム３は、伸縮ブーム４０が固定ブーム３０内に収納された収納状態となっている（図１の二点鎖線参照）。そして、消火用水Ｗを放水するときは、機内のオペレーターが図示しない駆動装置によって電動排気弁３２ｇを大気に解放し、上記ロック機構を解放して、放水ポンプ２２を作動させる。すると、放水タンク２１から固定ブーム３０へ消火用水Ｗが流れ込む。
【００４６】
この消火用水Ｗの水圧が摺動パイプブーム４１のピストン４１ｄの上流側面に加わり、摺動パイプブーム４１は押圧され固定ブーム３０から突出していく。このときの消火用水Ｗはパッキング４１ｅ、４１ｅによって、固定ブーム３０の軸受３２と摺動パイプブーム４１のピストン４１ｄで形成されたシリンダ３５内に入るようなことがない。また、このシリンダ３５内の空気は圧縮エア排気孔３２ｆ及び電動排気弁３２ｇを通って大気に排出される。つまり、伸縮ブーム４０の突出速度は電動排気弁３２ｇからの排気速度で決定される。
【００４７】
この作動中、ニードル軸３３は、摺動パイプブーム４１の流通路４１ａに内挿しており、該流通路４１ａを塞いでいる状態になっている。このため、消火用水Ｗは、摺動パイプブーム４１内に殆ど流れ込むことができず、放水ノズル４１ｂから放水されない。摺動パイプブーム４１のピストン４１ｄが固定ブーム３０の軸受３２に接近するとスプリング３２ｊを圧縮して停止する。
【００４８】
そして、伸縮ブーム４０が略突出し終わったとき、伸縮ブーム４０のピストン４１ｄは、ニードル軸３３のガイド３３ａの所まで移動している（図８参照）。このため、摺動パイプブーム４１はニードル軸３３から抜け出た状態になっており、開放された流通路４１ａの上流端から消火用水Ｗが流れこみ、放水ノズル４１ｂから放水される。このとき、放水ノズル４１ｂ（図３参照）はヘリコプターＨのローターＲの回転領域の外に突出しているため、ローターの吹き降ろし風によって噴霧が乱れるようなことが殆どない。
【００４９】
放水が完了すると、放水ポンプ２２を停止し、電動排気弁３２ｇを閉じ、ヘリコプターＨのエンジンの抽気を圧縮エア給気孔３２ｅから注入する。すると、ピストン４１ｄと軸受３２によって形成されたシリンダ３５内にエンジン抽気が注入され、伸縮ブーム４０が固定ブーム３０の中に引込まれ、収納される。伸縮ブーム４０の略全体が固定ブーム３０に収納されると、伸縮ブーム４０の下流端に設けられたロック金具４１ｃはロック片３２ｉに係合し、伸縮ブーム４０の収納状態を保持する。
【００５０】
続いて、このように構成された放水ブーム３を備えたヘリコプターＨの消火作業について説明する。このヘリコプターＨは、高層ビルの火災や山火事等、地上からの消火作業では不十分又は地上からの消火作業ができない状況において上空から放水して消火作業を行う。
【００５１】
まず、消火地点等に向かう通常の飛行時には、ブーム本体４は、伸縮ブーム４０が収納状態となっており且つ、このブーム本体４が機体軸Ｘに沿って後方に延びた待機状態となっている。この待機状態においては、ブーム本体４は、上記上下方向回動機構８によって水平状態から少し上方に回動させられて、先端が斜め上方に上がって機体のテール部１２に沿った状態となっている（図１の二点鎖線参照）。こうして、飛行時には、ブーム本体４をテール部１２に沿わせるように配置することによって飛行時の空気抵抗を低減することができる。
【００５２】
そして、消火時においては、上下方向回動機構８によってブーム本体４を水平状態に戻すと共に、上記軸回り回動機構７によって該ブーム本体４を回動軸Ｙ回りに回動させて、ブーム本体４の先端が消火対象の方を向くように配置される。このブーム本体４は、上記待機状態から左右に略１００度ずつ合計略２００度の角度範囲で回動することができ、この角度範囲内でブーム本体４の回動位置を調整する。このとき、放水ブーム３は、伸縮ブーム４０を固定ブーム３０から延伸させた延伸状態となっている。この伸縮ブーム４０の延伸は、ブーム本体４を消火対象の向きまで回動させた後に行ってもよいし、消火対象の向きへ回動させる前に又は回動させながら行ってもよい。このように、伸縮ブーム４０を伸ばした状態で放水を行うことによってロータＲの吹き下ろし風によって放水ノズル４１ｂからの噴霧が乱れることを防止することができると共に、放水ノズル４１ｂを機体から遠ざけることによって消火対象とヘリコプターＨとの距離を保って消火することができる。
【００５３】
これらブーム本体４の回動及び伸縮や放水ブーム３からの放水は、オペレータが操作制御盤１９を操作することによって実行される。
【００５４】
例えば、ビル火災の消火においては、図３に示すように、ヘリコプターＨは対象となるビルＢに対して平行となる状態でホバリングしながら消火作業を行う。こうすることによて、消火作業中に万が一、ヘリコプターＨのエンジンが停止した場合には、ビルＢと平行に飛行して即座にビルＢから離れて、ビルＢとの衝突を回避することができる。このホバリングの向きは、風向き等の飛行条件から安定なホバリングを行えるように決定される。そして、ヘリコプターＨは、ビルＢに対して平行にホバリングした状態において、上記放水ブーム３をビルＢ側の機体側方に突出させて、その先端から放水して消火を行う。例えば、図３に示すように、ビルＢを左側に臨む向きにホバリングする場合には、ブーム本体４を機体軸Ｘとのなす角が９０度となるまで左側方に回動させる。そして、軸回り回動機構７によって水平方向位置（図２の矢印参照）を、上下方向回動機構８によって上下方向位置（図３の矢印参照）を調整して、放水ノズル４１ｂから放水点へ向かって消火用水Ｗを放出する。このブーム本体４は、上述の如く、待機状態から左右に略１００度ずつの角度範囲で回動することができるため、機体軸Ｘとのなす角が９０度の状態からさらに機体前方側へさらに１０度程度、水平方向位置を調整することができる。尚、ヘリコプターＨのホバリングの向きが反対向きの場合には、ブーム本体４を機体の右側方に回動させて、上記と同様に消火作業を行う。
【００５５】
また、このヘリコプターＨは、消火以外にも、人や物資の運搬といった通常のヘリコプターとしての機能も果たす。つまり、消火以外の目的で使用される場合には、胴体１１に機体外部から取り付けられている上記放水ブーム３、自己給水装置２４及びパワーパック９を取り外すと共に、胴体１１に機体内部から取り付けられている第２放水タンク２１ｂ及び操作制御盤１９を取り外す。詳しくは、上記放水ブーム３は、上記軸受６の上側取付部６６及びステイ１７ａを胴体１１から取り外し、放水継ぎ手６４のフランジ６４ａを放水配管２３のフランジ２３ａから取り外すことによって、胴体１１から取り外すことができる。自己給水装置２４は、クイックディスコネクタを解除することによって給水ホース２４ａを第１放水タンク２１ａから取り外すことができる。パワーパック９は、４つの取付部９９、９９、…を取り外すことによって、胴体１１から取り外すことができる。また、胴体１１内部においては、第２放水タンク２１ｂを床１１ａから取り外すと共に、第１放水タンク２１ａを蓋で塞ぐ。操作制御盤１９は、パワーパック９の制御配線コネクタ９５から配線を外すことによって胴体１１から取り外すことができる。こうすることによって、消火以外の通常使用時には、消火作業にのみ使用される装備をヘリコプターＨから取り外して、ヘリコプターＨの軽量化を図ると共に、胴体１１内部のスペースを拡大することができる。
【００５６】
したがって、上記実施形態によれば、放水システムのうち、第２放水タンク２１ｂ、自己給水装置２４、放水ブーム３、パワーパック９及び操作制御盤１９がヘリコプターＨに対し着脱可能に構成されており、消火時以外には、これら第２放水タンク２１ｂ、自己給水装置２４、放水ブーム３、パワーパック９及び操作制御盤１９を取りはずことができる。このように放水システムを構成する装置のうち、できるだけ多くの装置を着脱可能とすることによって、消火時以外において、ヘリコプターＨを軽量化すると共に、機内スペースを拡大することができる。
【００５７】
このとき、上記油圧源９１、制御器９２及び電源ボックス９３はパワーパック９に内蔵されパッケージ化されているため、胴体１１への着脱作業を容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。
【００５８】
さらに、ヘリコプターＨを消火用に使用するときでも、このパワーパック９は胴体１１に対して機体外部から取り付けられているため、胴体１１内部のスペースを拡大することができる。
【００５９】
また、ヘリコプターＨの胴体１１下部において、パワーパック９を前側に、放水ブーム３を後側に配置することによって、ヘリコプターＨの前後方向の重量バランスを保つことができる。
【００６０】
さらに、放水ブーム３は、主脚１４、１４よりも後側位置に取り付けられ且つ、その取り付け位置よりも後側を回って左右にブーム本体４を回動させる。ヘリコプターＨは前脚１３、１３及び主脚１４、１４を降ろした降下状態でホバリングを行う必要があるが、上記のように構成することによって、ブーム本体４を前脚１３、１３及び主脚１４、１４と干渉させることなく左右両側に回動させることができ、１本の放水ブーム３で左右両側に放水を行うことができる。その結果、従来の２本の放水ブームを備える構成と比較して、軽量化を図ることができると共に、コストの低減及び生産性の向上を図ることができる。
【００６１】
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態１について、以下のような構成としてもよい。すなわち、上記第１放水タンク２１ａは、床１１ａに凹設されているため取り外すことはできないが、油圧配管１８、放水ポンプ２２及び放水配管２３も着脱可能に構成して、消火時以外にはヘリコプターＨから取り外すように構成してもよい。こうすることにより、さらなる軽量化を図ることができる。かかる場合には、油圧配管１８及び放水配管２３は、第１放水タンク２１ａに対して機体外部からクイックディスコネクト又はフランジ接続等により着脱可能に構成することができる。また、放水ポンプ２２は、第１放水タンク２１ａ内においてフランジ接続等によって着脱可能に構成することができる。
【００６２】
また、放水ブーム３を機体側方に突出させてビル火災の消火作業を行なう場合について説明したが、放水ブーム３は機体に沿わせたままで飛行方向の後方に伸ばして消火作業を行なうこともできる。
【００６３】
また、上記放水ブーム３は、ブーム本体４を２００度回動させて、機体軸Ｘに対して左右１００度ずつ回動させることができるように構成されているが、ブーム本体４を少なくとも１８０度回動させて、機体軸Ｘに対して左右９０度ずつ回動させることができればよい。
【００６４】
さらに、上記軸回り回動機構７は、ウォームギヤ機構を採用しているが、これに限られるものではない。すなわち、すぐばかさ歯車等の交差軸歯車機構やねじ歯車等の食い違い軸歯車機構を採用してもよい。また、回動運動する駆動部と、該駆動部に連結された平歯車からなる駆動ギヤと、該駆動ギヤと噛合し且つ回動軸部材５に連結された平歯車からなる従動ギヤとによって構成される平歯車からなるギヤ機構を採用してもよい。さらに、回動軸部材５に直接モータを取り付け、該モータによって回動軸部材５を回動軸Ｙ回りに直接回動させるように構成してもよい。つまり、回動運動する駆動部の該回動運動を運動形態を変換せずに回動軸部材５に伝動させる構成であればよい。
【００６５】
さらにまた、上記上下方向回動機構８は、連結部材８１と油圧シリンダ８２とによって構成されているが、油圧シリンダ８２の代わりに、空気圧シリンダや、ラックとピニオンとを用いた電動式の直線運動アクチュエータ等、往復運動をする任意のアクチュエータを採用することもできる。
【００６６】
また、上記ブーム本体４は、固定ブーム３０と伸縮ブーム４０とからなる伸縮式となっているが、これに限られるものではない。すなわち、ブーム本体４の全長が一定のものであってもよい。
【００６７】
さらに、ニードル軸３３は図１２に示すように設けられていなくても、伸縮ブーム４０を固定ブーム３０から突出させることができる。しかし、ニードル軸３３は、伸縮ブーム４０が固定ブーム３０から突出し終わるまで、消火用水Ｗを殆ど止めておくことができるため、消火用水Ｗを節約する役目を有している。
【００６８】
さらにまた、放水ノズル４１ｂは放水効率を高めるため、やや上方に向けて構成してもよい。
【００６９】
また、放水ブーム３は、消火用水Ｗを放水することの他に、粉末状の殺虫剤や除草剤等の薬剤を散布することもできることは勿論、任意の流体を放出することができる。また、上記ヘリコプターＨの放水ブーム３は専ら消火の用途に用いられるものであるが、これに限られず、樹木への殺虫剤の散布やゲリラ等への上空からの放水等に用いることもできる。
【００７０】
さらにまた、上記放水ブーム３はヘリコプターＨに取付けた場合について説明したが、軽飛行機に設けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上説明したように、本発明は、流体放出ブームに関連する装備を容易に着脱可能としてヘリコプターの汎用性を向上させることができるため、ヘリコプターに搭載され、上空から水等の流体を散布する流体放出システム及びこの流体放出システムを備えたヘリコプターに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施形態に係る飛行体搭載用放水ブームを備えたヘリコプター側面図である。
【図２】ヘリコプターの平面図である。
【図３】ヘリコプターの正面図である。
【図４】飛行体搭載用放水ブームを側方から見た一部断面図である。
【図５】回動軸部材を側方から見た一部断面図である。
【図６】油圧シリンダ周辺を上方から見た詳細図である。
【図７】図５のVII−VII線における断面図である。
【図８】固定ブームと摺動ブームとの連結部分の詳細図であり、ブームの長手方向に沿った一部断面図である。
【図９】ニードル軸を支持する支持金具周辺の詳細図であり、ブームの長手方向に沿った一部断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図１１】パワーパックを示す概略図である。
【図１２】ニードル軸を設けない飛行体搭載用放水ブームの概略図である。
【符号の説明】
【００７３】
Ｈ      ヘリコプター
Ｗ      消火用水（流体）
１１    胴体（ヘリコプター本体）
１２    テール部（ヘリコプター本体）
１３    前脚（脚）
１４    主脚（脚）
２１    放水タンク（貯蔵タンク）
２２    放水ポンプ（ポンプ）
３      放水ブーム（流体放出ブーム）
９      パワーパック
９１    油圧源
９２    制御器
【図１】
2007091012.tif 000003
【図２】
2007091012.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007091012.tif 000009
【図８】
2007091012.tif 000010
【図９】
2007091012.tif 000011
【図１０】
2007091012.tif 000012
【図１１】
2007091012.tif 000013
【図１２】
2007091012.tif 000014