(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水部と、
先端側が前記貯水部上に位置するよう基端側が軸支されてなるアームと、
脱出訓練対象乗物の少なくとも一部を模して構成され、前記アームの先端側において左右仮想軸及び前後仮想軸の周りに回動可能に支持されたカプセルと、
前記アームの基端側の軸支点を中心として該アームを回動させる第１の駆動手段と、
前記カプセルをその左右仮想軸の周りに回動させる第２の駆動手段と、
前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動させる第３の駆動手段
とを具備してなることを特徴とする水中脱出訓練装置。
【請求項２】
貯水部と、
先端側が前記貯水部上に位置するよう基端側が軸支されてなるアームと、
脱出訓練対象乗物の少なくとも一部を模して構成されたカプセルと、
前記アームの先端側において左右仮想軸の周りに回動可能に支持され、かつ、前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動可能に支持するカプセル支持部と、
このカプセル支持部及び前記アームを機素とするリンク機構と、
前記アームの基端側の軸支点を中心として該アームを回動させる第１の駆動手段と、
前記リンク機構を動作させて前記カプセルをその左右仮想軸の周りに回動させる第２の駆動手段と、
前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動させる第３の駆動手段
とを具備してなることを特徴とする水中脱出訓練装置。
【請求項３】
貯水部と、
逆Ｖ字形の先端側が前記貯水部上に位置するよう基端側が軸支され、かつ、開き角度が可変であるよう構成された逆Ｖ字形のアームと、
脱出訓練対象乗物の少なくとも一部を模して構成されたカプセルと、
前記アームの先端側において左右仮想軸の周りに回動可能に支持され、かつ、前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動可能に支持するカプセル支持部と、
前記アームの基端側の軸支点を中心として該アームを回動させる第１の駆動手段と、
前記カプセル支持部に支持された前記カプセルを前記左右仮想軸の周りに回動させる第２の駆動手段と、
前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動させる第３の駆動手段と、
前記アームを開閉させ、前記第１の駆動手段と共同で前記カプセルを斜めに前後移動させる第４の駆動手段
とを具備してなることを特徴とする水中脱出訓練装置。
【請求項４】
第３の駆動手段はカプセル支持部の上端に設けられてなり、伝達機構を介してカプセルをその前後仮想軸の周りに回動させるよう構成してなることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の水中脱出訓練装置。
【請求項５】
アームには索を介して錘が連結されてなり、前記アームの回動に伴って前記錘が上下動するよう構成してなることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかの水中脱出訓練装置。
【請求項６】
アームの回動軸を中心とした所定半径の円弧状ガイド部材がアームに設けられてなり、索の張力が前記ガイド部材の円弧上の点に作用するよう索を配設してなることを特徴とする請求項５に記載の水中脱出訓練装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、水没過程にある航空機や自動車等からの脱出動作を訓練する為の装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
航空機がエンジントラブル等で湖沼や洋上に不時着した場合、着水に引き続いて、機内に水が流入し、水没が始まる。こうした非常事態に臨んで機内から脱出する為には、非常脱出扉まで迅速に辿り着き、脱出のタイミングを見計らって、正確な操作で非常脱出扉を開ける一連の動作が不可欠である。
【０００３】
しかしながら、脱出方法を知識として理解していても、現実には恐怖心からパニック状態に陥り、機内から上手く脱出できずに大怪我をしたり、命を落とすケースが非常に多い。例えば、水が機内に充満する前に非常脱出扉を開けてしまい、急激に流入する水の勢いで内壁や器具に打ちつけられて負傷したり、又、非常脱出扉の開操作ができず、機内に閉じ込められたまま窒息してしまうといった事例が挙げられる。
【０００４】
なかでもヘリコプタは、固定翼機のように安定を保つ働きをする主翼を持たないラウンドな形状であり、しかもエンジンやギアボックス等の重量物を頭上に搭載しているので非常に不安定で、機体は前後に傾斜したり、左右に回動しながら水中に沈んでゆく。この為、上述したような脱出動作の実施が難しく、ヘリコプタからの脱出は非常に困難であると言われている。
【０００５】
【発明の開示】
本発明の目的は、実情に即した条件下での脱出訓練が可能で、非常時における存命率を大幅に高めることができる水中脱出訓練装置を提供することである。
この本発明の目的は、貯水部と、
先端側が前記貯水部上に位置するよう基端側が軸支されてなるアームと、
脱出訓練対象乗物の少なくとも一部を模して構成され、前記アームの先端側において左右仮想軸及び前後仮想軸の周りに回動可能に支持されたカプセルと、
前記アームの基端側の軸支点を中心として該アームを回動させる第１の駆動手段と、
前記カプセルをその左右仮想軸の周りに回動させる第２の駆動手段と、
前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動させる第３の駆動手段
とを具備してなることを特徴とする水中脱出訓練装置によって達成される。
【０００６】
特に、貯水部と、
先端側が前記貯水部上に位置するよう基端側が軸支されてなるアームと、
脱出訓練対象乗物の少なくとも一部を模して構成されたカプセルと、
前記アームの先端側において左右仮想軸の周りに回動可能に支持され、かつ、前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動可能に支持するカプセル支持部と、
このカプセル支持部及び前記アームを機素とするリンク機構と、
前記アームの基端側の軸支点を中心として該アームを回動させる第１の駆動手段と、
前記リンク機構を動作させて前記カプセルをその左右仮想軸の周りに回動させる第２の駆動手段と、
前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動させる第３の駆動手段
とを具備してなることを特徴とする水中脱出訓練装置によって達成される。
【０００７】
又、貯水部と、
逆Ｖ字形の先端側が前記貯水部上に位置するよう基端側が軸支され、かつ、開き角度が可変であるよう構成された逆Ｖ字形のアームと、
脱出訓練対象乗物の少なくとも一部を模して構成されたカプセルと、
前記アームの先端側において左右仮想軸の周りに回動可能に支持され、かつ、前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動可能に支持するカプセル支持部と、
前記アームの基端側の軸支点を中心として該アームを回動させる第１の駆動手段と、
前記カプセル支持部に支持された前記カプセルを前記左右仮想軸の周りに回動させる第２の駆動手段と、
前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動させる第３の駆動手段と、
前記アームを開閉させ、前記第１の駆動手段と共同で前記カプセルを斜めに前後移動させる第４の駆動手段
とを具備してなることを特徴とする水中脱出訓練装置によって達成される。
【０００８】
即ち、上記の水中脱出訓練装置においては、訓練を受ける乗員が搭乗するカプセルに対し、上下動、左右仮想軸周りの回動（ピッチング）、前後仮想軸周りの回動（ローリング）といった様々な運動形態を与えることができるので、これらの動作を適宜組み合わせることで水没時に生じる複雑な動きを忠実に再現することができる。これによって、実情に即した効果的な脱出動作の訓練が行えるようになり、特に脱出を困難にする恐怖心等の心理的な要因を排除でき、実際の非常事態に臨んでも冷静、かつ、沈着な行動が可能となる。従って、負傷や失命を回避でき、存命率が大幅に高められる。
【０００９】
尚、上記の水中脱出訓練装置において、第３の駆動手段はカプセル支持部の上端に設けられてなり、伝達機構を介してカプセルをその前後仮想軸の周りに回動させるよう構成してなることが好ましい。これによって、カプセルが水没した状態でも、第３の駆動手段を水面より上に存在させることができ、油漏れによる水の汚染や感電等が防止される。
【００１０】
又、アームには索を介して錘が連結されてなり、前記アームの回動に伴って前記錘が上下動するよう構成してなることが好ましい。これによって、アームの動作が一層円滑なものになると共に、アームを上昇回動させる際には錘が駆動手段を補助する役割を果たす。
又、アームの回動軸を中心とした所定半径の円弧状ガイド部材がアームに設けられてなり、索の張力が前記ガイド部材の円弧上の点に作用するよう索を配設してなることが好ましい。これによって、アームの角度にかかわらず、錘によるモーメントが常に一定したものとなり、錘の上下動がアームの回動に対して一層効果的に作用するようになる。
【００１１】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００１２】
【実施例】
図１〜図６は本発明に係る水中脱出訓練装置の第１実施例を示すもので、図１は水中脱出訓練装置の側面図、図２は水中脱出訓練装置の平面図、図３は模擬胴体の内部構造を示す断面図、図４は模擬胴体支持部の構造を示す側面図、図５及び図６は装置の作動状況を示す側面図である。
【００１３】
各図中、１は開口面近傍まで水が充填された水槽（貯水部）、２は水面上に突出する搭乗用デッキである。搭乗用デッキ２は、特に詳しく図示していないが、必要に応じて水槽１の水面上から退避できるよう、基部を中心として回動可能、もしくは搭乗用デッキ２全体が後方へ移動可能に構成されている。
３は基盤上に設置固定された架台であって、その先端部にはアーム４が軸５を中心として回動可能に設けられている。
【００１４】
６はアーム４の力点となる後端部と架台３との間に配置された油圧シリンダ（第１の駆動手段）であり、この油圧シリンダ６を作動させることによってアーム４が軸５を中心として回動するようになっている。
アーム４は、図２から判るように、一対のアーム片部７ａ，７ｂを平行に連結して構成されたものであり、アーム片部７ａ，７ｂのそれぞれには三日月状のガイド部材８ａ，８ｂが取り付けられている。ガイド部材８ａ，８ｂは半径が一定の円弧面を有しており、軸５がその円弧面の中心となるような位置に存在している。
【００１５】
９ａ，９ｂは一端がアーム片部７ａ，７ｂ（若しくは直接ガイド部材８ａ，８ｂ）に止着されたワイヤである。ワイヤ９ａ，９ｂの他端には、架台３の上端部に回転自在に設けたプーリー１０ａ，１０ｂを経てカウンターウエイト１１ａ，１１ｂが吊り下げられており、カウンターウエイト１１ａ，１１ｂは上昇・下降時の安全性を高める為に、出入りが規制されたカバー１２によって覆われている。
【００１６】
従って、アーム４が、図中、反時計回りに回動すると、ワイヤ９ａ，９ｂはガイド部材８ａ，８ｂの表面（円弧面）に巻き取られるようにして左方向に引っ張られる。これによって、カウンターウエイト１１ａ，１１ｂが上昇し、エネルギーが蓄積される。逆に、アーム４を時計回りに回動させて、もとの状態に復帰させる際には、カウンターウエイト１１ａ，１１ｂの下降によって蓄積されていた位置エネルギーが解放され、油圧シリンダ６の動作が補助される。
【００１７】
尚、ガイド部材８ａ，８ｂに円弧面を設けたことで、ワイヤ９ａ，９ｂの巻き取りに係る有効径は一定しており、アーム４の角度にかかわらずカウンターウエイト１１ａ，１１ｂによって生じるモーメントが等しくなるので、アーム４の動作がスムーズに行われる。
１３はアーム４を一つの機素とする平行リンク機構、１４ａ，１４ｂはアーム４の両側に設けられた一対のレバーであり、アーム４と回動軸を共有している。
【００１８】
１５は後述する模擬胴体をその前後仮想軸の周りに回動可能に支持する模擬胴体支持部であり、平行リンク機構１３の一つの機素を兼ねている。又、模擬胴体支持部１５自体は、軸１６ａ，１６ｂを中心として回動可能であるようアーム４の先端部に設けられており、即ち模擬胴体支持部１５によって模擬胴体はピッチング及びローリング動作が可能であるよう支持されている。
【００１９】
レバー１４ａ，１４ｂと模擬胴体支持部１５とは一対のロッド１７ａ，１７ｂによって連結されており、レバー１４ａ，１４ｂの中間点と架台３との間にはそれぞれ油圧シリンダ１８ａ，１８ｂ（第２の駆動手段）が配置されている。そして、油圧シリンダ１８ａ，１８ｂを作動させると、レバー１４ａ，１４ｂは軸５を中心として回動し、この動きがレバー１４ａ，１４ｂの上端部に連結されたロッド１７ａ，１７ｂを介して模擬胴体支持部１５に伝達され、軸１６ａ，１６ｂを中心として模擬胴体が傾斜動するようになっている。
【００２０】
１９は脱出訓練対象乗物であるヘリコプタの胴体部分（搭乗員室の後部隔壁より前方部分）を模して構成された模擬胴体（カプセル）である。
この模擬胴体１９は外形や内部の構造がほぼ実機と同様に再現されており、特に非常脱出扉については実機と同じく作動するものが取り付けられている。尚、模擬胴体１９の内部構造の一例を図３に示す。ここで、２０は主操縦席、２１は副操縦席、２２は補助席、２３は機上操作員席Ａ、２４は機上操作員席Ｂである。そして、天井面の一点鎖線で示す位置及び側壁面の斜線で示す位置には、それぞれ非常脱出扉２５，２６が設けられている。
【００２１】
模擬胴体１９はＦＲＰを用いた一体成形によって構成されており、訓練時の負傷を防止する為、角部はエッジのない滑らかな曲面形状としている。尚、ＦＲＰ以外にも、模擬胴体１９をアルミニウム合金やステンレス等の耐食性に優れた材料から構成することができる。
２７は模擬胴体１９が着脱自在に連結される基台部であり、筒体２８の一端に円板２９を接合し、これを４枚のフランジ３０ａ〜３０ｄによって補強した構造となっている。そして、基台部２７は、ガタツキが起きないよう模擬胴体支持部１５の下端部に前後２箇所で回動可能に支持されている。
【００２２】
模擬胴体１９をローリングさせる機構は図４に示す通りであり、３１は油圧モータ（第３の駆動手段）、３２は減速機、３３は減速機３２の出力軸に取り付けられたスプロケットである。又、筒体２８の周囲にはスプロケット３３よりも大径なリング状のスプロケット３４が取り付けられており、更にスプロケット３３とスプロケット３４との間にはチェーン３５が張設されている。そして、油圧モータ３１を作動させることでチェーン３５が循環動させられ、模擬胴体１９がローリングするよう構成されている。
【００２３】
尚、上述した各構造部において、水に浸かる部分は耐食性に優れた材料、例えばアルミニウム合金やステンレス等を用いて構成されている。又、水中に没するジョイント部分、例えば模擬胴体支持部１５と筒体２８との間には、潤滑油による水の汚染を防止する為に無給油式のベアリングを介在させている。又、同様の理由から、油圧モータ３１が水中に没しないよう模擬胴体支持部１５の上端に設けている。
【００２４】
次に、ヘリコプタの着水・水没状況を再現する際の装置の一連動作について説明する。
搭乗用デッキ２から模擬胴体１９に訓練員が搭乗し、着座して準備が整った後、油圧シリンダ６が伸長してアーム４を反時計回りに回動させる。すると、平行リンク機構１３によって模擬胴体１９は水平状態を保ったまま所定の速度で下降し、図５に示す如く着水する。
【００２５】
模擬胴体１９の着水後にあっては、油圧シリンダ６と共に油圧シリンダ１８ａ，１８ｂを作動させ、これによって模擬胴体１９を前後に適宜傾斜動させる。又、同時に油圧モータ３１を作動させて模擬胴体１９を左右に横転回動させる。
そして、図６に示す如く、模擬胴体１９が最大限に沈降、前傾した状態となる前に、乗員は非常脱出扉を開けて外部に脱出することになる。
【００２６】
訓練終了後にあっては、油圧シリンダ６がアーム４を時計回りに回動させると共に、これと連動する油圧シリンダ１８ａ，１８ｂによって模擬胴体１９が水平状態となるように引き起こされ、もとの位置まで復帰する。
このように本発明の水中脱出訓練装置では、各駆動手段がコンピュータによって相互に連携して制御され、模擬胴体１９は水没過程における実機と等しく動作するので、現実感に富んだ機内状況が再現される。そして、模擬胴体１９の傾斜角度や回動速度は、訓練課程や練度に応じて調整できるようになっており、段階的に実機の挙動に近い値まで引き上げられ、効果的な脱出訓練が行える。
【００２７】
尚、特に図示していないが、上記水中脱出訓練装置は、照明を有するドーム内に収められており、照明の強度や照射角度を調整することで、黎明時、昼間、薄暮時、夜間といった様々な時間帯に合わせた訓練が行えるようになっている。
又、上記実施例では装置の全動作を油圧駆動としており、油圧回路に大容量のアキュムレータを組み込むことで、万一訓練中に停電が起き、ポンプが作動不能となった場合であっても、応急的に装置を作動させ、模擬胴体をもとの位置に復帰させることが可能である。尚、電動モータの駆動力を油圧に変換せず、機械的機構を介して利用しても良い。
【００２８】
図７は本発明の第２実施例に係るもので、水中脱出訓練装置の要部を示す側面図である。
この第２実施例にあっても基本的な技術思想は上記第１実施例のものと同様であるから、装置全体の構成や模擬胴体を回動させる構成ついての説明は省略し、要部についてのみ説明する。
【００２９】
図７中、４０は開き角度が可変であるよう、即ち軸４１を中心として開閉可能に構成された逆Ｖ字形のアームである。
このアーム４０の基端側は架台４２に軸支されてなると共に、油圧シリンダ４３（第１の駆動手段）が接続されている。一方、アーム４０の先端側には第１実施例と同様の模擬胴体４４が設けられており、即ち模擬胴体支持部４５によって支持された模擬胴体４４は、油圧シリンダ４６（第２の駆動手段）の作動によって軸４７を中心として回動するよう構成されている。
【００３０】
４８はアーム４０を開閉動作させる油圧シリンダ（第４の駆動手段）であって、この油圧シリンダ４８は、油圧シリンダ４３によるアーム４０の反時計回りの回動と連動してアーム４０を開動作させ、これによって模擬胴体４４を斜め下方に移動できるようになっている。
この第２実施例の水中脱出訓練装置においては、アーム４０の開き角度を一定に保った状態で動作させることで、第１実施例と同様の訓練が行える。そして、油圧シリンダ４８によるアーム４０の開動作を伴わせることで、模擬胴体４４を斜め方向から着水させることが可能となっており、これによって機体が着水時に水平方向の速度成分を有する状況、即ち水面に対して斜め上方からの着水状況を再現できる。
【００３１】
上記第１及び第２実施例では、ヘリコプタからの脱出を目的としたものについて説明したが、模擬胴体を固定翼機を模して構成されたものと交換し、かつ、着水から水没に至るまでの過程を固定翼機特有の運動モードで再現すれば、固定翼機からの脱出訓練についても使用することができる。又、模擬胴体の代わりに自動車の一部を模したものを使用し、自動車が水中に没した際の状況を再現することもでき、これによって一般のドライバーが水没時の状況を体験し、脱出動作を訓練することが可能となる。
【００３２】
【効果】
本発明によれば、実情に即した条件下での脱出訓練が可能で、非常時における存命率を大幅に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水中脱出訓練装置（第１実施例）の側面図である。
【図２】水中脱出訓練装置（第１実施例）の平面図である。
【図３】模擬胴体の内部構造を示す断面図である。
【図４】模擬胴体支持部の構造を示す側面図である。
【図５】水中脱出訓練装置（第１実施例）の作動状況を示す側面図である。
【図６】水中脱出訓練装置（第１実施例）の作動状況を示す側面図である。
【図７】水中脱出訓練装置（第２実施例）の要部を示す側面図である。
【符号の説明】
１                  水槽（貯水部）
３                  架台
４                  アーム
６                  油圧シリンダ（第１の駆動手段）
８ａ，８ｂ          ガイド部材
９ａ，９ｂ          ワイヤ（索）
１１ａ，１１ｂ      カウンターウエイト
１３                平行リンク機構
１５                模擬胴体支持部（カプセル支持部）
１８ａ，１８ｂ      油圧シリンダ（第２の駆動手段）
１９                模擬胴体（カプセル）
３１                油圧モータ（第３の駆動手段）
【図１】
0003743527.tif 000002
【図２】
0003743527.tif 000003
【図３】
0003743527.tif 000004
【図４】
0003743527.tif 000005
【図５】
0003743527.tif 000006
【図６】
0003743527.tif 000007
【図７】
0003743527.tif 000008