(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体（１）の胴体部分に、エアバッグ装置（１４）を配置した無線操縦ヘリコプターにおいて、該胴体を内部カバー（１２）と外部カバー（１３）とにより構成し、エンジン（３）、ミッション（４）は、フレーム（２０）に固設した内部カバー（１２）によって周囲を被覆し、該内部カバー（１２）の外側に左右二つのカバーから成る外部カバー（１３・１３）を装着し、機体（１）の胴体部分を構成し、該内部カバー（１２）の前後左右側面及び下面には、外側の外部カバー１３との間に空間を設け、該空間にエアバッグ装置（１４）を折り畳んだ状態で収納し、該エアバッグ装置（１４）の膨出の直前又は膨出と同時に、外部カバー（１３・１３）が機体から外れ分離して落下し、前記内部カバー（１２）の外周面のエアバッグが露出することを特徴とする無線操縦ヘリコプター。
【請求項２】
請求項１記載の無線操縦ヘリコプターにおいて、前記機体の適宜位置に衝撃センサ（２３）を設け、該衝撃センサ（２３）をエアバッグ装置（１４）の膨出機構と接続したことを特徴とする無線操縦ヘリコプター。
【請求項３】
請求項１記載の無線操縦ヘリコプターにおいて、前記エアバッグ装置（１４）を無線操縦で作動できるようにしたことを特徴とする無線操縦ヘリコプター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線操縦ヘリコプターの機体が墜落した時に、破損が軽微となるようにするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、無線操縦ヘリコプターを利用して薬剤の空中散布を行う技術は公知となっている。該無線操縦ヘリコプターに搭載される薬剤散布装置は、機体の側部又はメインロータの直下に設置され、スキッドの間に薬剤散布装置を挿入し、該薬剤散布装置を装着して、薬剤の空中散布を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の無線操縦ヘリコプターは、墜落時の衝撃からエンジン等の機器を保護する手段やその他安全に着陸させる手段を持たないため、エンジンや操縦装置の故障、操作ミス、燃料切れ等が生じた時、無線操縦ヘリコプターを軟着陸させることは殆ど不可能であり、墜落してしまう。墜落した場合は、プロペラや機体のカバーが破損するだけでなく、エンジン等の機器も大きく破損されてしまう可能性が高かった。このため、エンジンや制御機器が破損すると、該機器を交換したり修理しなければならず、多大なコストを要していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
請求項１においては、機体（１）の胴体部分に、エアバッグ装置（１４）を配置した無線操縦ヘリコプターにおいて、該胴体を内部カバー（１２）と外部カバー（１３）とにより構成し、エンジン（３）、ミッション（４）は、フレーム（２０）に固設した内部カバー（１２）によって周囲を被覆し、該内部カバー（１２）の外側に左右二つのカバーから成る外部カバー（１３・１３）を装着し、機体（１）の胴体部分を構成し、該内部カバー（１２）の前後左右側面及び下面には、外側の外部カバー１３との間に空間を設け、該空間にエアバッグ装置（１４）を折り畳んだ状態で収納し、該エアバッグ装置（１４）の膨出の直前又は膨出と同時に、外部カバー（１３・１３）が機体から外れ分離して落下し、前記内部カバー（１２）の外周面のエアバッグが露出するものである。
【０００６】
請求項２においては、請求項１記載の無線操縦ヘリコプターにおいて、前記機体の適宜位置に衝撃センサ（２３）を設け、該衝撃センサ（２３）をエアバッグ装置（１４）の膨出機構と接続したものである。
【０００７】
請求項３においては、請求項１記載の無線操縦ヘリコプターにおいて、前記エアバッグ装置（１４）を無線操縦で作動できるようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施例を説明する。  図１は本発明に係るエアバッグ装置を具備したヘリコプターの全体的な構成を示す側面図、図２は同じく正面図、図３はエアバッグの膨出機構の制御構成を示した制御ブロック図、図４は墜落の際に外部カバー等を分離落下させてエアバッグの膨出領域を確保するように構成した場合のエアバッグ作動の際の状況を示す正面図である。
【０００９】
まず、本実施例の全体構成について説明すると、図１及び図２に示すヘリコプター１は本発明に係る衝撃吸収装置たるエアバッグ装置を具備したものであり、該ヘリコプターの機体１は、後ろ側へ水平に伸びるテールパイプ２を備え、機体１の胴体部分の内部にはフレーム２０を配設し、該フレーム２０上に駆動用エンジン３、該エンジン３の出力を変速するミッション４、機体の姿勢制御等を自動的に行う図示しないサーボ機構や無線操縦用の制御装置等が載置されている。該エンジン３の出力は、ミッション４を介して該ミッション４から垂直上方に伸びるメインロータシャフト５に伝達されてメインロータ６を駆動している。また、テールロータシャフト７がミッション４から突出されてテールパイプ２内を挿通して後方へ延出され、該テールロータシャフト７にはテールロータ８を連動連結して、メインロータ６と同期して回転駆動するように構成している。また、該無線操縦ヘリコプターの機体内部にはエンジン３の出力軸に連結された図示しない発電機があり、この発電機が発生する電力は図示しない整流回路を介して図示しないバッテリに蓄電される。
【００１０】
テールパイプ２の前部には左右方向に突出した棒状アンテナ９が設けられており、該棒状アンテナ９の前方には薬剤散布装置１０の受信用線状アンテナ１１が機体１に縣装されている。棒状アンテナ９は、図示しない機体操縦用の制御回路に接続されており、線状アンテナ１１は薬剤散布装置１０用の図示しない受信機に接続している。そして、前述したエンジン３、ミッション４、サーボ機構、発電機、受信機等は、フレーム２０に固設した内部カバー１２によって周囲を覆われており、該内部カバー１２の外側に左右二つのカバーから成る外部カバー１３・１３をさらに装着して、機体１の胴体部分が構成される。内部カバー１２の前後左右側面及び下面には、外側の外部カバー１３との間に空間を設けており、該空間に後述するエアバッグ装置１４・１４・・・を、エアバッグを折り畳んだ状態で収納している。
【００１１】
そして、前記外部カバー１３の下部には、スキッド１５が配設固定され、該スキッド１５には、薬剤散布装置１０が固設されている。該薬剤散布装置１０は、左右方向に延設された散布用の薬剤を収納する薬液タンク１６、該薬液タンク１６を支持するステー１７、機体前部において左右両方向に突出した支持アーム１８、この支持アームの左右両端部に懸架されたアトマイザー散布機１９、及び該薬液タンク１６からアトマイザー散布機１９に接続する図示しない給液チューブ等より構成される。ステー１７は、スキッド１５前方に延出されており、先端において前記支持アーム１８を固設している。
【００１２】
前記薬液タンク１６は外部カバー１３・１３の下部より正面視左右方向に、該外部カバー１３・１３の側面に沿うように延設されており、外部カバー１３・１３との間に間隙を設け、該薬剤散布装置１０を機体に装着した状態において、該カバー１３・１３を脱着可能に構成している。該薬液タンク１６は左右端部より中央下方側に傾斜するように設けられており、中心部の底面に設けられた供給部２１に薬液が流入するように構成されている。また、薬液タンク１６の左右両側上面には給液口が設けられ、左右両方又は一方より薬液を給液可能に構成している。そして、該薬液タンク１６は薬液タンク１６の前方に配設されたポンプ２２を固設したステー１７により機体に固設されている。該ステー１７の前部には正面視左右方向に支持アーム１８の中央部が固設されており、該支持アーム１８の両端にはアトマイザー散布機１９が下方に向け固設されている。
【００１３】
該薬液タンク１６に収納された薬液は、該薬液タンク１６の底部に設けられた供給部２１よりステー１７に設置されているポンプ２２に送られる。該ポンプ２２より支持アーム１８中に貫通された該給液チューブを介して、薬液がアトマイザー散布機１９に供給される。該アトマイザー散布機１９は、モータによって駆動され、空中において薬液を散布する。アトマイザー散布機１９は、スキッド１５の前方に延出されたステー１７の先端に支持アーム１８を介して配設されており、機体１前部において薬液を散布可能に構成されている。
【００１４】
そして、本発明の要部であるエアバッグ装置１４の構成について説明する。即ち、このエアバッグ装置１４はエアバッグ本体と膨出機構とにより構成されており、該エアバッグ本体は可撓性のある高強度の材料により構成されていて、その基部は内部カバー１２の外側面の適宜位置に固定されており、該基部内に膨出機構が配置されている。該膨出機構は火薬と点火器とにより構成され、機体墜落等の有事の際には点火器によって火薬が点火されて、ガスが発生してエアバッグ本体を瞬間的に膨出させる。ただし、エアバッグ装置１４の膨出機構の構成については、火薬と点火器を用いる代わりに、機体１の適宜位置に配設した圧縮空気ボンベの圧縮空気吹き出し口をエアバッグ本体の基部に連通して、墜落等の有事の際は該吹き出し口を開いてボンベ内部に充填されている圧縮空気を噴出させることによりエアバッグ本体を膨出させる構成としてもよい。
【００１５】
そして、上記構成のエアバッグ装置１４を、図１及び図２のように内部カバー１２の前後左右側面及び下面に配置する（尚、図１では胴体の左右側面側のエアバッグ装置は図示していない。また、図２では胴体の前後面側のエアバッグ装置は図示していない）。尚、内部カバー１２の後部にエアバッグ装置を配置する際にはテールパイプ２等と干渉するので、該テールパイプ２の正面視左右側に小さいエアバッグを二つ配置する構成とする。ただし、上記のエアバッグ装置１４・１４・・・の配置は一例であり、これに限定するものではなく、また、エアバッグ装置１４の数も限定するものではない。
【００１６】
そしてエアバッグ膨出機構を作動させるための構成の一例について図３により説明する。即ち、前記のように配置されたエアバッグ装置１４の膨出機構を構成する前記点火器は機体操縦用の制御装置２９に接続されている。該制御装置２９は、受信回路３０、航行制御回路３１、エアバッグ点火回路３２の三者から構成されている。一方、機体を操縦するオペレータは、機体操縦のための発信機３３を操作することにより、機体から離れた位置で所定の電波を送信することによりヘリコプター機体１を操縦する。該送信機３３には、機体１の方向・速度等を指示操作するための操作ハンドル３４、薬剤散布装置等を操作するためのスイッチ３５、及びエアバッグ作動ボタン３６等が設けられていて、該送信機３３は、オペレータのハンドル３４の操作、スイッチ３５の切換等を電波に変換して、送信機の上方より突出された送信アンテナ３７より該電波を出力送信する。該送信アンテナ３７から送信された電波は、機体後方の棒状・線状の二つのアンテナ９・１１により受信される。機体１の操縦に関する指示電波は棒状アンテナ９で受信されて上記機体操縦用の制御装置２９に入力され、薬剤散布装置１０の操作に関する指示電波は線状アンテナ１１で受信されて前記のように該アンテナ１１に接続された薬剤散布装置１０の図示しない受信機に入力される。
【００１７】
機体１後方の棒状アンテナ９により受信された電波は、該アンテナ９により電気信号に変換され、前記機体操縦用の制御装置２９の受信回路３０に入力される。受信回路３０には信号増幅のためのアンプ等が配置されていて、入力された電気信号を増幅して航行制御回路３１に出力している。そして、航行制御回路３１は、信号解析回路、サーボ機構等より成り、受信回路３０から入力された信号を信号解析回路によって解析してオペレータの指示操作の内容を判断する。そして、その結果に基づいて、航行制御回路３１に接続されたエンジン３やミッション４等を制御して、オペレータの指示に応じた機体１の制御をすることとしている。
【００１８】
また、該航行制御回路３１にはセンサユニット３８が接続されていて、該センサユニット３８内には気圧センサや磁気センサ、水平センサ等が配置され、該センサにより機体の高度、方位、姿勢等を検出して航行制御回路３１に入力するようにしている。該センサから得られたデータは前記航行制御回路３１のサーボ機構によって解析され、解析結果に基づいてエンジン３の出力やテールロータ８の回転等を制御して機体１の高度、姿勢等を自動で制御できるようにしている。
【００１９】
一方、航行制御回路３１による受信電波の解析によって、エアバッグ作動ボタン３６がオペレータにより押されたと判断されたときは、該航行制御回路３１は、接続されているエアバッグ点火回路３２に信号を送って、該点火回路３２を動作させることとしている。該エアバッグ点火回路３２は、エアバッグ装置１４の基部に位置する点火器に接続されていて、該点火回路３２の動作によりエアバッグ基部内の火薬が点火器により点火され、ガスが発生してエアバッグを膨出させるのである。
【００２０】
前記胴体を構成する二つのカバー１２・１３については、上記のように内部カバー１２と外部カバー１３との間の空間にエアバッグを膨出する構成とした場合は、内部カバー１２と外部カバー１３との間をある程度広く確保しなければならないが、エアバッグ装置１４の作動の直前又は作動と同時に、外部カバー１３・１３が機体から分離して落下して、内部カバー１２外周面のエアバッグが露出するように構成して、エアバッグが膨出する領域を広く確保することにより、エアバッグが大きく膨らむようにしてそのクッション効果を高めるように構成することもできる。この際は、図４のように、スキッド１５や薬剤散布装置１０等を該外部カバー１３・１３に取り付けるようにして構成して、エアバッグ装置１４作動時にはスキッド１５等も外部カバー１３・１３とともに機体本体１から分離して落下するように構成することもできる。この際は、スキッド１５や薬剤散布装置１０等は落下するため、これらの装置は地面２９への墜落により破損する可能性が高いが、一方機体本体１においては、下側のエアバッグの膨出時に下方のスキッド１５等が邪魔になることがないので、本体１の地面２９墜落の際の地面方からの衝撃が確実に緩衝され、内部カバー１２内に配置されたエンジン３等の重要機器の破損を回避できる可能性を高めることができる。
【００２１】
次に、ヘリコプター機体１の適宜位置に衝撃センサ２３を配設してエアバッグ装置１４の膨出機構に接続することにより、該衝撃センサ２３が衝撃を感知したと同時にエアバッグを膨出させるように構成した実施例を説明する。図５は機体の適宜位置に衝撃センサを配置した際の構成を示す側面図、図６は衝撃センサの構成を示す断面図、図７は機体に衝撃センサを配置する際の応用例を示した側面図である。即ち、図５に示すように、機体１の胴体部分の前後左右側及び下側において、衝撃センサ２３を外部カバー１３内周面に複数配置固定しており、該センサ２３・２３・・・によりヘリコプター機体１の墜落の際の衝撃を感知するように構成している。但し、外部カバー１３に衝撃が容易に伝わる構成とすることで衝撃センサ２３を一つまたは数個にすることもできる。
【００２２】
前記衝撃センサ２３の一例を図６に示すと、この衝撃センサ２３は、電気式の衝撃センサであって、略円筒状に形成されたケース２４の両端を封止し、このケース２４の内部には強磁性及び電気伝導性を有する素材（例えば鉄等）により構成された球状のウェイト２５を配置している。そして該ケース２４の封止された一端においては外側に永久磁石２６を取り付ける一方、ケース２４内側の面には球形凹部２４ａを形設して、該凹部２４ａの球面の半径はウェイト２５の半径と同じとして、該磁石２６の磁力により前記ウェイト２５を吸引して該凹部２４ａに静止させている。そして該ウェイト２５の側方には案内筒２７を外嵌して、該案内筒２７の外周面をケース２４内側壁に固設するとともに、該案内筒２７の内周面はウェイト２５と接触するように構成している。
【００２３】
そして、ケース２４の磁石２６から遠い側の端部の内壁面には金属端子２８・２８を二つ斜めに対向して突出させ、該端子２８・２８にはそれぞれ図示しない導線が接続されてケース２４外部に引き出され、エアバッグ装置１４の膨出機構に接続されている。そして上記のように構成した衝撃センサ２３は、衝撃があると想定される向きに接点２８側を向けて固設される。例えば、図５においては、機体１がその胴体下部を地面に接触させる形で墜落した場合を想定して、外部カバー１３の下側内壁面に、接点２８側を下に向けた状態で立設している。
【００２４】
このような構成において、例えばヘリコプターの機体１が落下して、前記想定の如くその胴体下部を地面に接触させる形で墜落した場合は、図５のようにヘリコプターの外部カバー１３の下側内壁面に立設した衝撃センサ２３の速度は落下時の下向きの速度から急激に変化してゼロとなり、その結果該センサ２３のケース２４内のウェイト２５には下向きの慣性力が発生する。該慣性力の大きさは衝撃の度合い（加速度）に比例するが、その大きさがある値を超えると、磁石２６の上側方向への吸引力及び案内筒２７とウェイト２５との間に生じている摩擦力に打ち克ってウェイト２５は端子２８側へ移動して、磁石２６と反対側に設けられた二つの端子２８・２８の先端に同時に接触して二つの端子２８・２８間が電気的に閉じられ、衝撃が感知されるのである。ただし、衝撃センサとしては、電気式のものにこだわることなく、他に電子式や機械式のものも用いることができるので、この実施例に限定するものではない。
【００２５】
上記のように構成した衝撃センサ２３を、胴体前部に設置する場合は前方に接点２８側を向けて、胴体後部に設置する場合は後方に接点２８側を向けてというように、接点２８側を胴体外側に向けて、外部カバー１３内周面の胴体前後左右側及び下側に配置する。このように構成することにより、機体が胴体前部を地面に接触させる形で墜落した際は前部の衝撃センサが前方向からの衝撃を感知し、胴体側部を地面に接触させる形で墜落した際は側部の衝撃センサが衝撃を感知するというように、胴体の前後左右側及び下側のいずれから落下して墜落する場合でも、複数配置した衝撃センサ２３・２３のいずれかがその衝撃を感知して、確実にエアバッグ装置１４を作動せしめることができる。
【００２６】
ただし、衝撃センサ２３を配置する位置については、外部カバー１３の内周面にこだわる必要はなく、例えば図７の如く、機体下側の衝撃を感知するための衝撃センサ２３はスキッド１５に固設することもできるし、該スキッド１５を機体１前方に延長してその前端に前側の衝撃を感知する衝撃センサ２３を取り付けることもできる。また、後ろ側の衝撃を感知する衝撃センサ２３をテールパイプ後端に取り付けることもできる。また、上記のみならず、これ以外にも様々な配置を考え得るので、前述した配置に限定するものではない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項１に示す如く、機体（１）の胴体部分に、エアバッグ装置（１４）を配置した無線操縦ヘリコプターにおいて、該胴体を内部カバー（１２）と外部カバー（１３）とにより構成し、エンジン（３）、ミッション（４）は、フレーム（２０）に固設した内部カバー（１２）によって周囲を被覆し、該内部カバー（１２）の外側に左右二つのカバーから成る外部カバー（１３・１３）を装着し、機体（１）の胴体部分を構成し、該内部カバー（１２）の前後左右側面及び下面には、外側の外部カバー１３との間に空間を設け、該空間にエアバッグ装置（１４）を折り畳んだ状態で収納し、該エアバッグ装置（１４）の膨出の直前又は膨出と同時に、外部カバー（１３・１３）が機体から外れ分離して落下し、前記内部カバー（１２）の外周面のエアバッグが露出するので、機体を構成する重要部品であるエンジン等の機器を墜落時の衝撃から保護することができ、機器の破損を免れて寿命を延ばすことができる。また、たとえエンジン等に破損が生じた場合でも、衝撃吸収装置によってその破損の度合いを軽微なものとすることができる可能性が高いので、少ない部品の交換等により修復が可能となり、機器全体を交換するほどの必要性はなくなり、修理コストを低減することができるのである。
【００２８】
また、前記衝撃吸収装置をエアバッグ装置としたので、簡単な構成で、機体内部のエンジン等の機器を保護できる手段を提供できるのである。また、通常時は折り畳んでおくことができるので、コンパクトで設置場所もとらないのである。また、エアバッグの膨出時は内部のガス・空気等の気体によって衝撃を緩和するよう構成されているので、一個所に発生した集中的な衝撃を該気体が分散して周囲に伝えるので、機器等の破損を効果的に抑えることができるのである。
【００２９】
また、前記胴体を内部カバーと外部カバーとにより構成して、内部カバーと外部カバーの間にエアバッグ装置を設けたので、外部カバーに発生する衝撃がエアバッグによって緩衝されて内部カバーに伝えられるので、内部カバー内のエンジン等の機器の保護効果が高いのである。また、内部及び外部の二重のカバーによってエンジン等を防護するように構成しているので、エンジン等を確実に防護できるのである。
また、前記胴体を構成する二つのカバー１２・１３については、上記のように内部カバー１２と外部カバー１３との間の空間にエアバッグを膨出する構成とした場合は、内部カバー１２と外部カバー１３との間をある程度広く確保しなければならないが、エアバッグ装置１４の作動の直前又は作動と同時に、外部カバー１３・１３が機体から分離して落下して、内部カバー１２外周面のエアバッグが露出するように構成して、エアバッグが膨出する領域を広く確保することにより、エアバッグが大きく膨らむようにしてそのクッション効果を高めるように構成することができる。
【００３０】
請求項２に示す如く、前記機体の適宜位置に衝撃センサを設け、該衝撃センサをエアバッグ装置の膨出機構と接続したので、操縦者の操作に関係なく衝撃が感知された際にエアバッグを作動せしめることができる。従って、操縦者が墜落の危険を察知して対応しきれないような突然の墜落や、電波の送受信の途絶等による操縦不能な状況での墜落等の場合でも、エアバッグが作動して、確実に内部の機器を保護することができるのである。
【００３１】
請求項３の如く、エアバッグ装置を無線操縦で作動できるようにしたので、誤操作した場合や燃料が切れた場合等で墜落の可能性が高いときに、強制的にエアバッグ装置を作動することが可能となり、重要部品であるエンジン等の機器を墜落時の衝撃から保護することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るエアバッグ装置を具備したヘリコプターの全体的な構成を示す側面図。
【図２】  同じく正面図。
【図３】  エアバッグの膨出機構の制御構成を示した制御ブロック図。
【図４】  墜落の際に外部カバー等を分離落下させてエアバッグの膨出領域を確保するように構成した場合のエアバッグ作動の際の状況を示す正面図。
【図５】  機体の適宜位置に衝撃センサを配置した際の構成を示す側面図。
【図６】  衝撃センサの構成を示す断面図。
【図７】  機体に衝撃センサを配置する際の応用例を示した側面図。
【符号の説明】
１    ヘリコプター機体
３    駆動用エンジン
４    ミッション
１０    薬剤散布装置
１２    内部カバー
１３    外部カバー
１４    エアバッグ
２３    衝撃センサ
【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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【図７】
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