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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-14
(45)【発行日】2023-02-22
(54)【発明の名称】パラシュート装置、無人浮遊機及び飛行システム
(51)【国際特許分類】
B64D 17/72 20060101AFI20230215BHJP
B64D 17/80 20060101ALI20230215BHJP
B64U 70/83 20230101ALI20230215BHJP
B64U 20/30 20230101ALI20230215BHJP
【ＦＩ】
B64D17/72
B64D17/80
B64U70/83
B64U20/30
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2019137764
(22)【出願日】2019-07-26
(65)【公開番号】P2021020542
(43)【公開日】2021-02-18
【審査請求日】2022-04-05
(73)【特許権者】
【識別番号】390037224
【氏名又は名称】日本工機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100072718
【弁理士】
【氏名又は名称】古谷 史旺
(74)【代理人】
【識別番号】100097319
【弁理士】
【氏名又は名称】狩野 彰
(74)【代理人】
【識別番号】100151002
【弁理士】
【氏名又は名称】大橋 剛之
(74)【代理人】
【識別番号】100201673
【弁理士】
【氏名又は名称】河田 良夫
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 啓太
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 伸吾
【審査官】川村 健一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１９３０５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－４４３５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－４４３８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２５１０８３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６４Ｄ １７／７２
Ｂ６４Ｄ １７／８０
Ｂ６４Ｃ ３９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周縁部に錘を複数取り付けた傘体と、吊索を介して連結された前記傘体が収納される開口を有する本体と、
点火による化学反応により高圧ガスを発生させる非火薬系薬剤を封入したガス発生器と、
前記錘が個別に収納される複数の錘収納部と、
前記ガス発生器から噴出される前記高圧ガスの噴出方向を複数回変化させた後で、前記高圧ガスを複数の前記錘収納部の各々に送り出す通路と、
前記通路の一部領域に設けられ、前記ガス発生器の点火時に前記高圧ガスとともに発生する火花を消炎する火花抑制剤と、
を有することを特徴とするパラシュート装置。
【請求項2】
請求項１に記載のパラシュート装置において、前記ガス発生器を収納するとともに、前記高圧ガスが噴出する噴出口を有する容器と、
延出方向における一端に前記錘収納部を有する筒部材と、
前記容器の一部が挿入されるとともに、外周面に固着された複数の前記筒部材の内部空間と連通される第１の空間を有する保持部材と、
前記容器の外方に位置して、前記噴出口から噴出される前記高圧ガスを受容する第２の空間と、前記第２の空間で受容した前記高圧ガスを前記第１の空間に送り出す第３の空間とを、前記容器との間で形成するとともに、前記噴出口に対峙する底面を有する蓋部材と、を有し、
前記通路は、前記第１の空間、前記第２の空間及び前記第３の空間を含むことを特徴とするパラシュート装置。
【請求項3】
請求項２に記載のパラシュート装置において、前記火花抑制剤は、少なくとも前記噴出口に対峙する前記蓋部材の前記底面に塗布されることを特徴とするパラシュート装置。
【請求項4】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパラシュート装置において、前記複数の構成部材を組み合わせた状態で前記本体の前記開口を被覆するとともに、複数の前記錘の各々に前記複数の構成部材の各々が固着されるカバーを、有することを特徴とするパラシュート装置。
【請求項5】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパラシュート装置において、前記ガス発生器は、前記ガス発生器の点火を行う制御装置と接続されることを特徴とするパラシュート装置。
【請求項6】
請求項５に記載のパラシュート装置において、前記制御装置は、
前記ガス発生器の点火を行う点火手段と、
前記本体に働く角速度を検出する角速度検出手段と、
前記角速度検出手段により検出される前記角速度から前記本体の状態を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づき、前記点火手段に点火指令を出力する制御手段と、
を有することを特徴とするパラシュート装置。
【請求項7】
請求項５又は請求項６に記載のパラシュート装置において、前記制御装置は、遠隔操作又は自動制御で飛行する無人浮遊機の内部に設けられることを特徴とするパラシュート装置。
【請求項8】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のパラシュート装置を備えたことを特徴とする無人浮遊機。
【請求項9】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパラシュート装置と、前記パラシュート装置が固定され、遠隔操作又は自動制御で飛行する無人浮遊機と、
前記パラシュート装置に設けた前記ガス発生器の点火を行う制御装置と、
を有することを特徴とする飛行システム。
【請求項10】
請求項９に記載の飛行システムにおいて、前記制御装置は、
前記ガス発生器の点火を行う点火手段と、
前記本体に働く角速度を検出する角速度検出手段と、
前記角速度検出手段により検出される前記角速度から前記本体の状態を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づき、前記点火手段に点火指令を出力する制御手段と、
を有することを特徴とする飛行システム。
【請求項11】
請求項９又は請求項１０に記載の飛行システムにおいて、前記制御装置は、前記無人浮遊機の内部に設けられることを特徴とする飛行システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マルチコプターなどの無人浮遊機に用いられるパラシュート装置、無人浮遊機及び飛行システムに関する。
【背景技術】
【0002】
人が搭乗せず、無線通信を用いた遠隔操作や自動制御で飛行するマルチコプター等の無人浮遊機や無人飛行機が一般に提供されている。例えば無人浮遊機は、搭載されたデジタルカメラ（デジタルビデオカメラを含む）による空撮を行う目的や遊び目的のために使用される。また、この他に、無人浮遊機は、例えば人間が立ち入ることが困難となる場所の検査や、状況把握を行う目的で使用されている。
【0003】
このような無人浮遊機や無人飛行機は、飛行中の破損や異常に伴った墜落事故を防止する防止装置を備えたものが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示されるマルチコプターでは、マルチコプターの上部にパラシュートを、その下部にエアバッグを配置し、飛行時の異常検知時に、飛行するマルチコプターの高度が高度設定値以下の場合にはエアバッグのみを作動させ、高度設定値を超過したときにエアバッグだけでなく、パラシュートも作動させて緊急着陸を行うことを開示している。
【0004】
また、この他に、パラシュート又はパラグライダーを収納する収納容器と、各々が異なる方向に向くように収納容器の内柱に連結された３つの管部と、管部内に設けたアクチュエータとを有し、例えば飛行体の落下時にアクチュエータを駆動して、収納容器に収納されたパラシュート又はパラグライダーを展開させる展開装置についても提案されている（特許文献２参照）。この特許文献２に開示される展開装置は、パラシュート又はパラグライダーを展開させるアクチュエータとして、点火薬と点火薬を収納するケースを有する点火器と、一軸方向に延びるピストンと、ピストンの推進方向を規制する筒状のハウジングと、を有し、点火薬の燃焼により作動用ガスを発生させピストンを推進させることで、パラシュート又はパラグライダーをケース外部に放出して展開させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１６－０８８１１１号公報
【文献】特開２０１８－１９３０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
例えば特許文献１の場合、落下時の風圧を受けることで展開されるため、パラシュートを展開するのには時間が掛かるという欠点がある。したがって、パラシュートの展開面積が大きくなればなるほど、パラシュートを展開させるのに時間が掛かる上、パラシュートを展開するために必要となる高度が高くなる。言い換えれば、低空飛行時の場合には、パラシュートを展開しきれずに地上面に到達してしまうため、パラシュートの効果を得ることができない。その結果、マルチコプターの破損だけでなく、人や地上建築物などに激突する事故が起こり得る。
【0007】
また、特許文献２の場合、パラシュートを瞬時に展開するために、点火薬として、ＺＷＰＰ（ジルコニウム・タングステン・過塩素酸カリウム）、ＺＰＰ（ジルコニウム・過塩素酸カリウム）、鉛トリシネートなどの火薬を用いている。しかしながら、無人浮遊機や無人飛行機に対して火薬類を搭載することは、航空法（航空法１３２条の２第５号）により禁止されている。したがって、火薬類を搭載しなくとも、瞬時にパラシュート等を展開することができる技術が求められる。
【0008】
本発明は斯かる課題に応えるために為されたもので、飛行する無人浮遊機の墜落時に、無人浮遊機の飛行高度に関係なく無人浮遊機を軟着陸させることができるようにした技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明のパラシュート装置は、外周縁部に錘を複数取り付けた傘体と、吊索を介して連結された前記傘体が収納される開口を有する本体と、点火による化学反応により高圧ガスを発生させる非火薬系薬剤を封入したガス発生器と、前記錘が個別に収納される複数の錘収納部と、前記ガス発生器から噴出される前記高圧ガスの噴出方向を複数回変化させた後で、前記高圧ガスを複数の前記錘収納部の各々に送り出す通路と、前記通路の一部領域に設けられ、前記ガス発生器の点火時に前記高圧ガスとともに発生する火花を消炎する火花抑制剤と、を有することを特徴とする。
【0010】
また、前記ガス発生器を収納するとともに、前記高圧ガスが噴出する噴出口を有する容器と、延出方向における一端に前記錘収納部を有する筒部材と、前記容器の一部が挿入されるとともに、外周面に固着された複数の前記筒部材の内部空間と連通される第１の空間を有する保持部材と、前記容器の外方に位置して、前記噴出口から噴出される前記高圧ガスを受容する第２の空間と、前記第２の空間で受容した前記高圧ガスを前記第１の空間に送り出す第３の空間とを、前記容器との間で形成するとともに、前記噴出口に対峙する底面を有する蓋部材と、を有し、前記通路は、前記第１の空間、前記第２の空間及び前記第３の空間を含むことを特徴とする。
【0011】
また、前記火花抑制剤は、少なくとも前記噴出口に対峙する前記蓋部材の前記底面に塗布されることが好ましい。
【0012】
また、前記複数の構成部材を組み合わせた状態で前記本体の前記開口を被覆するとともに、複数の前記錘の各々に前記複数の構成部材の各々が固着されるカバーを、有することを特徴とする。
【0013】
また、前記ガス発生器は、前記ガス発生器の点火を行う制御装置と接続されることを特徴とする。
【0014】
この場合、前記制御装置は、前記ガス発生器の点火を行う点火手段と、前記本体に働く角速度を検出する角速度検出手段と、前記角速度検出手段により検出される前記角速度から前記本体の状態を判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づき、前記点火手段に点火指令を出力する制御手段と、を有することを特徴とする。
【0015】
なお、前記制御装置は、遠隔操作又は自動制御で飛行する無人浮遊機の内部に設けられることが好ましい。
【0016】
また、本発明の無人浮遊機は、上記に記載のパラシュート装置を備えることを特徴とする。
【0017】
また、本発明の飛行システムは、前記パラシュート装置が固定され、遠隔操作又は自動制御で飛行する無人浮遊機と、前記パラシュート装置に設けた前記ガス発生器の点火を行う制御装置と、を有することを特徴とする。
【0018】
また、前記ガス発生器の点火を行う点火手段と、前記本体に働く角速度を検出する角速度検出手段と、前記角速度検出手段により検出される前記角速度から前記本体の状態を判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づき、前記点火手段に点火指令を出力する制御手段と、を有することを特徴とする。
【0019】
また、前記制御装置は、前記無人浮遊機の内部に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、飛行する無人浮遊機の墜落時に、無人浮遊機の飛行高度に関係なく無人浮遊機を軟着陸させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明のパラシュート装置を備えた無人浮遊機の一実施形態を示す斜視図である。
【図2】パラシュート装置の構成を分解して示す斜視図である。
【図3】パイプホルダ近傍の構成を分解して示す一部断面図である。
【図4】パラシュート装置の断面図である。
【図5】（ａ）パラシュート装置の上面図、（ｂ）分離したカバー構成部材を組み合わせる場合の斜視図である。
【図6】パラシュート装置のパイプホルダ近傍の構成を示す断面図である。
【図7】ガスジェネレータの点火によりカバー構成部材が射出される状態を示す斜視図である。
【図8】本実施形態の飛行システムの電気的構成を示す機能ブロック図である。
【図10】送出通路を有していないパラシュート装置のパイプホルダ近傍の構成を示す断面図である。
【図11】火花抑制剤の効果の検証時の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
図１は、本発明のパラシュート装置が取り付けられる無人浮遊機の一実施形態を示す。無人浮遊機１０は、オペレータによるコントローラ（図示省略）の操作に基づいた無線通信により飛行するマルチコプター等の飛行体である。なお、オペレータによるコントローラの操作に基づいた無線通信により飛行する無人浮遊機を一例として取り上げるが、内蔵された自動飛行プログラムによって自動的に飛行する無人浮遊機であってもよい。
【0023】
無人浮遊機１０は、機体１１と、機体１１を中心として放射状に延出される複数のアーム１２と、複数のアーム１２の先端部に各々設けた複数のロータユニット１３と、機体１１の下部に設けられたスキッド（固定式降着装置）１４、１４’とを有する。
【0024】
機体１１は、詳細は後述するが、コントローラとの間で無線通信を行う無線モジュール８７、無線モジュール８７により受信された操作信号を受けてロータユニット１３の駆動制御を行う制御回路８９や、無人浮遊機１０の主電源であるバッテリ８８などを収納する（図８参照）。なお、無人浮遊機１０にカメラが搭載されている場合、機体１１は、カメラによる撮像制御を行う撮像制御装置をさらに備える。
【0025】
アーム１２は、例えば合成樹脂や金属材料を用いた筒状の部材である。上述したように、アーム１２は機体１１から放射状に延出される。図１においては、アーム１２は、隣り合うアーム１２との角度が例えば６０°間隔で配置される。なお、図１においては、６本のアームを有する無人浮遊機について開示しているが、アームの本数は、６本に限定する必要はなく、飛行性能や、無人浮遊機の上面視における無人浮遊機の最大面積に応じて、例えば２～５本のいずれか、又は６本以上としてもよい。
【0026】
ロータユニット１３は、ロータ１５、駆動モータ１６及びブラケット１７から構成される。ロータユニット１３は、駆動モータ１６の駆動軸に固着されるロータ１５が上方に位置するように、アーム１２の先端にブラケット１７を介して固定される。なお、駆動モータ１６に接続されるケーブル（図示省略）は、例えばアーム１２の内部に挿通された後、機体１１に収納された制御回路８９に接続される。
【0027】
詳細は図示を省略するが、ロータ１５は、駆動モータ１６の駆動軸に固定される回転軸と、回転軸を中心として１８０°間隔を空けて配置された２枚のロータブレードとを有する。なお、ロータ１５に設けられるロータブレードの数は２枚に限定される必要はなく、３枚以上のロータブレードを有してもよい。なお、ロータブレードの長さは、例えば、隣り合うロータユニットのロータブレードの回転軌跡が互いに重畳されない長さに設定される。
【0028】
上述した無人浮遊機１０の機体１１の上面には、パラシュート装置２０が固定される。図２から図４に示すように、パラシュート装置２０は、無人浮遊機１０の飛行が困難となる場合に、後述するガスジェネレータ３２の点火により発生する高圧ガスにより複数の錘３４を噴出させて、収納されたパラシュート布３３を展開させ、無人浮遊機１０を破損することなく不時着させる装置である。
【0029】
パラシュート装置２０は、ケース（請求項に記載の本体に相当）２５、ベースプレート２６、パイプホルダ（請求項に記載の保持部材に相当）２７、パイプ（請求項に記載の筒部材に相当）２８、ホルダキャップ（請求項に記載の蓋部材に相当）２９、ジェネレータホルダ３０、ホルダキャップ３１、ガスジェネレータ３２、パラシュート布（傘体）３３、錘３４、固定紐３５，３６、カバー構成部材３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄを含む。なお、カバー構成部材３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄは組み付けられてカバー３７となる（図５参照）。
【0030】
ケース２５は、上面が開口された箱形状の部材である。ケース２５の形状は、上面視において、略正方形である。なお、ケース２５の上面視における形状は、正方形に限定されるものではなく、円形や、正五角形、正六角形などの正多角形であってもよい。
【0031】
ケース２５の材質は、例えばＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：炭素繊維強化プラスチック）、ＧＦＲＰ（Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：ガラス繊維強化プラスチック）などの繊維強化プラスチック、又はアルミニウム合金などの金属である。
【0032】
ケース２５は、底面に挿通孔２５ａを有する。挿通孔２５ａは、ガスジェネレータ３２から延出されるケーブル３２ａを挿通する。また、ケース２５は、挿通孔２５ａの外方で、且つ挿通孔２５ａを中心として９０°間隔で、挿通孔２５ｂを４箇所に有する。挿通孔２５ｂは、ベースプレート２６とパイプホルダ２７とをケース２５に固定する際に、ボルト５６を挿通する。
【0033】
また、ケース２５は、挿通孔２５ｂの外方で、且つ挿通孔２５ａを中心として９０°間隔で、挿通孔２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ，２５ｉを４箇所に有する。挿通孔２５ｆ，２５ｉは固定紐３５を、挿通孔２５ｇ，２５ｈは固定紐３６を挿通する。また、図示は省略するが、ケース２５の上端部には、ウレタンなどのクッション材が貼付され、ケース２５に装着されるカバー３７に圧接される。
【0034】
ベースプレート２６は、ケース２５を無人浮遊機１０の機体１１の上面に固定する際に用いる部材である。ベースプレート２６は、例えば、中心から放線方向に延出された固定脚部２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが９０°間隔で設けられた、いわゆる十字形状の板部材である。なお、固定脚部は９０°間隔で設けられているが、６０°間隔、７２°間隔、１２０°間隔など、一定角度間隔で設けられていればよい。また、ベースプレート２６の形状は、十字形状に限定されるものではなく、ケース２５の上面の形状に合わせた適宜の形状とすることが可能である。
【0035】
ここで、ベースプレート２６の材質は、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：炭素繊維強化プラスチック）、ＧＦＲＰ（Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：ガラス繊維強化プラスチック）などの繊維強化プラスチック、又はアルミニウム合金などの金属である。
【0036】
また、ベースプレート２６は、挿通孔４０を有する。挿通孔４０は、ガスジェネレータ３２から延出されるケーブル３２ａを挿通する。また、ベースプレート２６は、挿通孔４１を有する。挿通孔４１は、ベースプレート２６とパイプホルダ２７とをケース２５に固定する際に、ボルト５６を挿通する。ベースプレート２６は、固定紐３５を挿通する挿通孔４５ａ，４５ｄと、固定紐３６を挿通する挿通孔４５ｂ，４５ｃとを有する。
【0037】
また、ベースプレート２６の固定脚部２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、先端（自由端）側に、パラシュート装置２０を無人浮遊機１０の機体１１に取り付ける際に、ボルト（図示省略）を挿通する挿通孔４９を各々有する。
【0038】
パイプホルダ２７は、ケース２５の底面に固定される部材である。パイプホルダ２７の材質は、例えばアルミニウム合金などの金属である。パイプホルダ２７は、上下方向における下端側に、固定片５１を９０°間隔を空けて４箇所に有する。なお、固定片５１は、挿通孔５１ａを有する。挿通孔５１ａは、ベースプレート２６とパイプホルダ２７とをケース２５に固定する際に、ケース２５の挿通孔２５ｂ及びベースプレート２６の挿通孔４１と同軸となるように配置される。
【0039】
パイプホルダ２７は、上下方向に直交する断面が円形となるように、上面がくりぬかれた空間２７ａを有する。なお、空間２７ａの上下方向に直交する断面形状は、例えば円形状である。
【0040】
パイプホルダ２７は、下面から空間２７ａに連通するねじ孔５２を有する。ねじ孔５２は、パイプホルダ２７の上面から空間２７ａに挿入されるジェネレータホルダ３０の雄ねじ部３０ａを螺合する。また、パイプホルダ２７は、外周面から空間２７ａに連通するねじ孔５３を有する。ねじ孔５３は、パイプホルダ２７の軸方向を中心にして、９０°間隔で４箇所に設けられる。ねじ孔５３は、パイプ２８の一端に設けた雄ねじ部２８ａに螺合する。なお、空間２７ａに連通するねじ孔５３の数は４に限定する必要はなく、パイプホルダ２７に固定するパイプの数に合わせて設けられる。上述したパイプホルダ２７は、上端側の外周面に雄ねじ部５４を有する。雄ねじ部５４は、ホルダキャップ２９の雌ねじ部２９ａに螺合する。
【0041】
上述したパイプホルダ２７において、空間２７ａの内径φ１は、ジェネレータホルダ３０の最大となる外径（雄ねじ部３０ａの直径）φ２よりも大きい。したがって、パイプホルダ２７にジェネレータホルダ３０を螺着させたときには、パイプホルダ２７の空間２７ａに対峙する内周面と、ジェネレータホルダ３０の外周面との間には、空間Ａ１（図６参照）が形成される。なお、ジェネレータホルダ３０の雄ねじ部３０ａ以外の箇所の外径φ３は、一例として、φ３＝１０ｍｍである。
【0042】
なお、図２中符号５６は、ベースプレート２６及びパイプホルダ２７をケース２５に固定する際に用いるボルト、符号５７は、ボルト５６に螺合するナットである。
【0043】
パイプ２８は、軸方向の中心に対して、軸方向の一端側で屈曲した筒状の部材である。パイプ２８の材質は、アルミニウム合金などの金属や、内鈍などの合成樹脂である。パイプ２８は、一端の外周面に雄ねじ部２８ａを有する。雄ねじ部２８ａは、パイプホルダ２７のねじ孔５３に螺合する。図示は省略するが、パイプ２８は、パイプホルダ２７に螺着した状態では、パイプ２８の一端側の軸方向と、湾曲した他端側の軸方向とが一致するように保持される。この状態では、パイプ２８は、自由端となる他端が斜め上方に上り傾斜している。ここで、パイプ２８の内径φ４は、一例として、φ４＝７ｍｍであり、また、パイプホルダ２７に螺着される一端から湾曲する位置までの距離Ｌ１は、一例として、Ｌ１＝１６．３ｍｍである。
【0044】
ホルダキャップ２９は、一端が閉口された円筒状の部材である。ホルダキャップ２９の材質は、例えばアルミニウム合金などの金属である。ホルダキャップ２９は、開口される一端部の内周面に雌ねじ部２９ａを有する。ホルダキャップ２９は、雌ねじ部２９ａをパイプホルダ２７の雄ねじ部５４に螺合させることで、パイプホルダ２７に固着される。
【0045】
ここで、ホルダキャップ２９の内径φ５は、ホルダキャップ３１の外径φ６よりも大きい。また、ホルダキャップ２９の内径φ５は、ジェネレータホルダ３０の最大径φ２よりも大きい。したがって、ジェネレータホルダ３０とホルダキャップ３１とによりガスジェネレータ３２を収納した状態で、ホルダキャップ２９をパイプホルダ２７に螺着した状態では、ホルダキャップ２９とホルダキャップ３１との間、及び、ホルダキャップ２９とジェネレータホルダ３０との間に空間Ａ２（図６参照）が形成される。ここで、ホルダキャップ２９の内径φ５は、一例として、φ５＝１４．８ｍｍである。また、ホルダキャップ２９がパイプホルダ２７に螺着した状態では、ホルダキャップ２９の底面２９ｂと、ホルダキャップ３１の上面３１ｂとの間に空間Ａ３（図６参照）が形成される。なお、ホルダキャップ２９の底面２９ｂと、ホルダキャップ３１の上面３１ｂとの間隔Ｌ２は、一例として、Ｌ２＝１２ｍｍである（図６参照）。さらに、ホルダキャップ２９の底面２９ｂから、パイプ２８の内径の最下点までの間隔Ｌ３は、一例として、Ｌ３＝５６．５ｍｍである。
【0046】
ホルダキャップ２９の底面２９ｂには、火花抑制剤６０が塗布される。火花抑制剤６０は、ガスジェネレータ３２の点火時に発生する高圧ガスとともに放出される火花を受け止め、パイプ２８から外部へ火花が放出することを防止するものである。なお、火花抑制剤としては、例えばパラフィンなどの固形油脂類、流動性油脂類、難燃性繊維や金属メッシュなどが挙げられる。
【0047】
ここで、火花抑制剤６０をホルダキャップ２９の底面２９ｂに塗布する場合を説明しているが、火花抑制剤６０は、ホルダキャップ２９の底面２９ｂではなく、ホルダキャップ２９の内周面２９ｃに塗布してもよい。また、火花抑制剤６０は、ホルダキャップ２９の底面２９ｂ及びホルダキャップ２９の内周面２９ｃの両方でもよい。さらに、火花抑制剤６０は、ホルダキャップ２９の底面２９ｂではなく、パイプホルダ２７の空間２７ａに面する内周面、或いは、パイプ２８の内周面のうち、パイプホルダ２７に螺着される一端側であってもよい。
【0048】
ジェネレータホルダ３０は、一端が閉口された円筒状の部材である。ジェネレータホルダ３０は、内部にガスジェネレータ３２を収納した状態で、パイプホルダ２７に固着される。ジェネレータホルダ３０の軸方向における両端部には、雄ねじ部３０ａ，３０ｂが設けられる。雄ねじ部３０ａは、パイプホルダ２７のねじ孔５２に螺合する。雄ねじ部３０ｂはホルダキャップ３１の雌ねじ部３１ａを螺合する。ジェネレータホルダ３０の一端側の底面には、ガスジェネレータ３２のケーブル３２ａを挿通する挿通孔３０ｃが設けられる。ジェネレータホルダ３０の材質は、アルミニウム合金などの金属である。
【0049】
ホルダキャップ３１は、ジェネレータホルダ３０の開口される端部に螺着される。ホルダキャップ３１は、内周面に雌ねじ部３１ａを有する。雌ねじ部３１ａは、ジェネレータホルダ３０の雄ねじ部３０ｂに螺合する。ホルダキャップ３１の上面３１ｂには、ガスジェネレータ３２が点火したときに発生する高圧ガス及び火花をホルダキャップ２９の底面２９ｂに向けて噴出させる噴出口３１ｃを有する。ホルダキャップ３１の材質は、アルミニウム合金などの金属である。なお、ホルダキャップ３１の外径φ６は、φ６＝１２．５ｍｍである。上述したジェネレータホルダ３０及びホルダキャップ３１とが請求項に記載の容器に相当する。
【0050】
ガスジェネレータ３２は、装填されたガス発生剤を燃焼させることで、高圧ガスを発生させる。ガスジェネレータ３２に装填されるガス発生剤は、例えば低振動・低騒音破砕薬剤ガンサイザー（登録商標：日本工機株式会社製商品名）を用いている。ガス発生剤は、火薬類を用いた破砕方法と同じ手順で消費許可を必要とせずに岩盤などを破砕する非火薬破砕組成物である。ガスジェネレータ３２は、以下に示す構成のガス発生剤が一例として０．８ｇ充填される。ガス発生剤の組成及び配合率は、例えばカリウム明礬又はアンモニウム明礬４４～５５％、酸化第二銅３３～４４％、アルミニウム９～１７％、ステアリン酸カルシウム２．４～２．６％、塩化ビニル１．２～１．８％である。なお、ガス発生剤の粒度は、２４タイラーメッシュ通過４２タイラーメッシュ止まりの篩分け品、すなわち、粒径が０．３５ｍｍ～０．７１ｍｍの範囲である。上述したガス発生剤は、１０ｃｃ圧力タンク内で燃焼したときの最大圧力が２５ＭＰａ程度の薬剤が用いられる。なお、ガスジェネレータ３２のケーブル３２ａは、後述する制御装置８０に接続される。
【0051】
パラシュート布（傘体）３３は、例えばナイロン製で、十字形状、又は半球状の部材である。なお、パラシュート布（傘体）３３の材質としては、例えばナイロン以外の化学繊維や、植物繊維及び動物繊維が用いることができる。また、傘体の形状は、十字形状、半球状の他に、四角形状、十字形状、八角形状或いはドーナツ形状などを用いることができる。
【0052】
パラシュート布（傘体）３３の周縁部には、紐部材６５を介して４個の錘３４が取り付けられる。錘３４の材質は、例えばアルミニウム合金の金属、又はナイロンなどの合成樹脂である。錘３４は、紐部材６５が取り付けられる一端側の外径がパイプの内径よりも大きく、他端側の外径がパイプの内径よりも小さく形成される。つまり、錘３４は、紐部材６５が形成される一端とは反対側となる他端をパイプ２８の先端内部に収納した状態で保持することが可能となる。ここで、符号７５は、Ｏリングなどのシール材であり、錘３４をパイプ２８に収納したときに、シール材７５がパイプ２８の内周面に圧接された状態となり、パイプ２８の内部の空気がパイプ２８と錘３４との間に生じる隙間から漏れることを防止する（図４参照）。
【0053】
固定紐３５，３６は、パラシュート布（傘体）３３に設けた吊索（サスペンションライン）６７と連結される部材である。固定紐３５は、ケース２５の挿通孔２５ｆ、ベースプレート２６の挿通孔４５ａ、ベースプレート２６の挿通孔４５ｄ及びケース２５の挿通孔２５ｉの順（又はその逆）で挿通された状態で、固定紐３５が環状となるように両端が結ばれる。同様にして、固定紐３６は、ケース２５の挿通孔２５ｇ、ベースプレート２６の挿通孔４５ｂ、ベースプレート２６の挿通孔４５ｃ及びケース２５の挿通孔２５ｈの順（又はその逆）で挿通された状態で、固定紐３６が環状となるように両端が結ばれる。
【0054】
カバー３７は、ケース２５の上部に係止保持される。カバー３７は、４つのカバー構成部材３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄから構成される。４つのカバー構成部材３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄは、各々、錘３４の一端に内六角ねじ７０などにより固着される。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、４つのカバー構成部材３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄは、略矩形状の部材で、隣り合うカバー構成部材と組み合わせたときに、隣り合うカバー構成部材の下方に入り込む係止片７１及び係止片７２を有する。
【0055】
例えば、カバー構成部材３７ａの係止片７１は、カバー構成部材３７ｂの下方に入り込み、カバー構成部材３７ａの係止片７２は、カバー構成部材３７ｄの下方に入り込む。また、カバー構成部材３７ｂの係止片７１は、カバー構成部材３７ｃの下方に入り込み、カバー構成部材３７ｂの係止片７２は、カバー構成部材３７ａの下方に入り込む。また、カバー構成部材３７ｃの係止片７１は、カバー構成部材３７ｄの下方に入り込み、カバー構成部材３７ｃの係止片７２は、カバー構成部材３７ｂの下方に入り込む。また、カバー構成部材３７ｄの係止片７１は、カバー構成部材３７ａの下方に入り込み、カバー構成部材３７ｄの係止片７２は、カバー構成部材３７ｃの下方に入り込む。つまり、隣り合うカバー構成部材の係止片７１，７２が互いに隣り合うカバー構成部材の下方に入り込むことで、カバー３７をケース２５の上部に取り付けたときにカバー構成部材がケース２５から逸脱することを防止する。
【0056】
なお、４つのカバー構成部材３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄの各々に、係止片７１，７２を設け、カバー構成部材３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄを組み合わせたときに、隣り合う２つのカバー構成部材のうち、カバー構成部材の係止片を、隣り合うカバー構成部材の下方に相互に入り込ませることで、隣り合うカバー構成部材を係止し、カバー構成部材の脱落を防止する構成としているが、カバー構成部材の脱落を防止する構成は、上記に限定する必要はなく、適宜の構成を用いることが可能である。
【0057】
本実施形態のパラシュート装置２０は、以下の手順で製造される。まず、４本のパイプ２８がパイプホルダ２７に螺着される。パイプ２８がパイプホルダ２７に螺着されるとき、パイプホルダ２７の上面視において、パイプ２８は、一端側の軸方向と、湾曲した他端側の軸方向とを一致させた状態で保持される。
【0058】
パイプホルダ２７をケース２５の内部に載置し、パイプホルダ２７の固定片５１の挿通孔５１ａにボルト５６が各々挿通される。パイプホルダ２７の固定片５１の挿通孔５１ａにボルト５６が各々挿通する過程で、ボルト５６がケース２５の挿通孔２５ｂ、ベースプレート２６の挿通孔４１の順で挿通される。その後、ボルト５６の先端にナット５７が螺合される。そして、ナット５７を締め付けることで、ケース２５にベースプレート２６と、パイプホルダ２７とが固定される。
【0059】
この状態で、固定紐３５が、ケース２５の挿通孔２５ｆ、ベースプレート２６の挿通孔４５ａ、ベースプレート２６の挿通孔４５ｄ及びケース２５の挿通孔２５ｉの順（又はその逆）で挿通された後、固定紐３５が環状となるように両端が結ばれる。同様にして、固定紐３６が、ケース２５の挿通孔２５ｇ、ベースプレート２６の挿通孔４５ｂ、ベースプレート２６の挿通孔４５ｃ及びケース２５の挿通孔２５ｈの順（又はその逆）で挿通された後、固定紐３６が環状となるように両端が結ばれる。
【0060】
次に、ジェネレータホルダ３０がパイプホルダ２７の空間２７ａに挿入された後、ジェネレータホルダ３０の雄ねじ部３０ａがパイプホルダ２７のねじ孔５２に螺合される。ジェネレータホルダ３０の雄ねじ部３０ａがパイプホルダ２７のねじ孔５２に締め付けられることで、ジェネレータホルダ３０がパイプホルダ２７に固着される。その後、ガスジェネレータ３２のケーブル３２ａがジェネレータホルダ３０の内部に挿入され、ジェネレータホルダ３０の挿通孔３０ｃを介して外部に引き出される。この状態で、ホルダキャップ３１の雌ねじ部３１ａがジェネレータホルダ３０の雄ねじ部３０ｂに螺合される。ホルダキャップ３１がジェネレータホルダ３０に締め付けられると、ホルダキャップ３１がジェネレータホルダ３０に固着される。
【0061】
なお、ジェネレータホルダ３０をパイプホルダ２７に固着させた後、ガスジェネレータ３２をジェネレータホルダ３０に収納し、ホルダキャップ３１をジェネレータホルダ３０に固着しているが、ガスジェネレータ３２をジェネレータホルダ３０に収納した後で、ジェネレータホルダ３０をパイプホルダ２７に固着することも可能である。
【0062】
パラシュート布３３の外周縁部の頂点に結束された紐部材６５を錘３４に取り付ける。パラシュート布３３の外周縁部の頂点、及び中点に締結した呂索６６の他端側を締結した呂索６７を環状の固定紐３５，３６に通し結束する。
【0063】
この状態で、錘３４をまとめてパラシュート布３３を吊り下げ、吊り下げたパラシュート布３３を８の字に巻きながら、ケース２５に収納する。そして、錘３４をパイプ２８の先端に挿入する。このとき、錘３４に設けられたシール材７５がパイプ２８の内壁面に圧接される。
【0064】
カバー構成部材３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄを、係止片７１，７２が隣り合うカバー構成部材の下方に位置するように組み合わせて、カバー３７としてケース２５の上面に被覆する。最後に、各カバー構成部材３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄとパイプ２８に挿入された錘３４とを内六角ねじ７０を用いて螺着する。
【0065】
図６に示すように、パラシュート装置２０において、パイプホルダ２７の空間２７ａに対峙する内周面と、ジェネレータホルダ３０の外周面との間には、空間Ａ１が形成される。また、ホルダキャップ２９とホルダキャップ３１との間、及び、ホルダキャップ２９とジェネレータホルダ３０との間に空間Ａ２が形成される。さらに、ホルダキャップ２９の底面２９ｂと、ホルダキャップ３１の上面３１ｂとの間に空間Ａ３が形成される。したがって、ガスジェネレータ３２の点火により発生する高圧ガスは、ホルダキャップ３１の噴出口３１ｃを介して、ホルダキャップ２９の底面２９ｂに向けて（図６中Ｄ１方向に）噴出される。ホルダキャップ２９の底面２９ｂに向けて噴出された高圧ガスは、空間Ａ３に貯留される。空間Ａ３に貯留される高圧ガスの一部は、図６中Ｄ２方向に流動して、空間Ａ２に流れ込む。
【0066】
なお、ホルダキャップ３１の噴出口３１ｃから噴出される高圧ガスの噴出方向と、空間Ａ２への高圧ガスの流動方向とは逆方向である。つまり、ホルダキャップ２９の底面２９ｂに向けて噴出された高圧ガスは、空間Ａ３において、流動方向が変化される。
【0067】
空間Ａ２に流れ込んだ高圧ガスは、空間Ａ２から空間Ａ１に流れ込む。ここで、パイプホルダ２７において、空間２７ａとねじ孔５３とは連通している。したがって、空間Ａ１に流れ込んだ高圧ガスは、空間２７ａにおいて流動方向が変化して、４本のパイプ２８の各々の内部に流れ込む。つまり、空間Ａ１、空間Ａ２及び空間Ａ３がパイプ２８に送り込まれる高圧ガスの送出通路７６となる。
【0068】
なお、送出通路７６の形状は、本実施形態の形状に限定される必要はなく、ガスジェネレータ３２の点火時に発生する火花がパイプ先端まで到達する際に、火花が有するエネルギーを消失できれば、適宜の形状の通路としてもよい。
【0069】
上述したように、パイプ２８の先端に挿入される錘３４は、錘３４に設けたシール材７５がパイプ２８の内周面に圧接され、外部との気密に保持されている。したがって、パイプ２８の内部に高圧ガスが流れ込み始めると、パイプ２８の内部の圧力が上昇する。パイプ２８の内部の圧力が上昇することに伴って、パイプ２８の先端に挿入された錘３４が射出される。なお、４本のパイプ２８は、各々、錘３４が挿入される他端が斜め上方に上り傾斜している。したがって、図７に示すように、４本のパイプ２８の各々に挿入された錘３４は、斜め上方に、且つパラシュート装置２０の中心から離れる方向に射出される。カバー構成部材３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄは、個別に錘３４に固着している。したがって、錘３４が射出されると、カバー構成部材３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄがケース２５から外れて、射出される錘３４とともに移動し、また、ケース２５の内部に収納されたパラシュート布３３が上方に射出され展開される。
【0070】
次に、本実施形態における無人浮遊機１０及びパラシュート装置２０を駆動する際に必要となるシステム（以下、飛行システム）に必要となる電気的構成について説明する。
【0071】
図８に示すように、飛行システム１２０は、上述した無人浮遊機１０、パラシュート装置２０の他に、制御装置８０を有する。
【0072】
無人浮遊機１０は、上述したロータユニット１３の他に、ジャイロセンサ８５、加速度センサ８６、無線モジュール８７、バッテリ８８、制御回路（ＩＣ）８９、通信回路９０等を有する。
【0073】
ジャイロセンサ８５は、無人浮遊機１０に働く角速度を検出するセンサである。加速度センサ８６は、無人浮遊機１０に働く加速度を検出するセンサである。ジャイロセンサ８５及び加速度センサ８６からの出力信号は制御回路８９に入力される。本実施形態では、ジャイロセンサ８５及び加速度センサ８６の２つのセンサを設けた場合について説明しているが、角速度及び加速度の双方を検出するセンサを用いることも可能である。
【0074】
無線モジュール８７は、オペレータにより操作されるコントローラからの無線信号を受信する。バッテリ８８は、制御回路８９に給電を行う装置である。なお、バッテリ８８から制御回路８９に供給される電力は、ジャイロセンサ８５、加速度センサ８６、無線モジュール８７、ロータユニット１３の各部に供給される他、制御装置８０にも供給される。
【0075】
制御回路８９は、無線モジュール８７によって受信した無線信号を受けて、ロータユニット１３の各々を駆動制御する。制御回路８９は、ＣＰＵ９２及び記憶媒体９３を有する。ＣＰＵ９２は、記憶媒体９３に記憶された制御プログラム９４を実行することで、無人浮遊機１０の各部の制御を実行する。ＣＰＵ９２は、記憶媒体９３に記憶された制御プログラム９４を実行することで、姿勢検出部９５、加速度算出部９６、電源状態検出部９７及び状態判定部９８として機能する。
【0076】
姿勢検出部９５は、ジャイロセンサ８５からの出力を受けて、水平面に対する無人浮遊機１０の姿勢（傾き角）を算出する。
【0077】
加速度算出部９６は、加速度センサ８６からの出力を受けて、無人浮遊機１０に働く加速度のうち、下方向の加速度を算出する。
【0078】
電源状態検出部９７は、バッテリ８８との間で通信を行い、バッテリ８８の異常の有無を検出する。なお、バッテリ８８の異常の有無の検出は、バッテリ８８から出力される電流値等を検出することで、バッテリ８８の残量が少ないか否かの判定や、バッテリ８８から供給される電流が過電流であるか否かの判定などを行うことで実施される。
【0079】
状態判定部９８は、飛行時における無人浮遊機１０の状態判定を行う。詳細には、状態判定部９８は、姿勢検出部９５により算出された無人浮遊機１０の傾き角θが基準角度αを超過しているか否かを判定する。無人浮遊機１０の傾き角θが基準角度αを超過している場合には、状態判定部９８は、さらに加速度算出部９６により算出された下方向の加速度βが基準加速度β０を超過しているか否かを判定する。そして、下方向の加速度βが基準加速度β０を超過している場合には、状態判定部９８は、無人浮遊機１０に異常が発生したと判定する。なお、基準角度αや基準加速度β０は、実際に無人浮遊機１０が墜落したときの値であり、これら値は、実験、シミュレーションなどにより得ることができる。また、この他に、状態判定部９８は、バッテリ８８が正常であるか否かの判定や、ロータユニット１３が正常に駆動しているか否かの判定を行う。
【0080】
なお、状態判定部９８において、無人浮遊機１０の傾き角θ及び無人浮遊機１０に働く下方向の加速度βを用いて、無人浮遊機１０の異常の有無を判定しているが、無人浮遊機１０を昇降させる場合も下方向の加速度が働くことを考慮すると、無人浮遊機１０の傾き角θのみを考慮して、無人浮遊機１０に異常が発生したか否かを判定するようにしてもよい。
【0081】
通信回路９０は、制御装置８９との間で信号の送受信を行う。
【0082】
制御装置８０は、ジャイロセンサ１０１、気圧センサ１０２、地磁気センサ１０３、点火回路１０４、電源回路１０５、通信回路１０６及び制御回路１０７を有する。
【0083】
ジャイロセンサ１０１は、パラシュート装置２０に働く角速度を検出するセンサである。気圧センサ１０２は、パラシュート装置２０が存在する地点における気圧高度を検出するセンサである。地磁気センサ１０３は、方位センサとして機能する。なお、地磁気センサ１０３としては、例えば２軸又は３軸のセンサが用いられる。
【0084】
点火回路１０４は、供給される電力を蓄電するコンデンサを有し、コンデンサによる放電によって、ガスジェネレータ３２を点火する回路である。電源回路１０５は、無人浮遊機１０が有するバッテリ８８から供給される電源電圧を降圧し、制御回路１０７の他、ジャイロセンサ１０１、気圧センサ１０２、地磁気センサ１０３、点火回路１０４、通信回路１０６の各部に電力を供給する。また、電源回路１０５は、バッテリ８８から供給される電源電圧を監視して、バッテリ８８からの電力供給に対して異常があるか否かを検出する。なお、検出結果は、制御回路１０７に出力される。
【0085】
通信回路１０６は、無人浮遊機１０との間で信号の送受信を行う。
【0086】
制御回路１０７は、ＣＰＵ１１０及び記憶媒体１１１を有する。ＣＰＵ１１０は、記憶媒体１１１に記憶された制御プログラム１１２を実行することで、姿勢検出部１１３、高度算出部１１４、方位算出部１１５及び状態判定部１１６として機能する。
【0087】
姿勢検出部１１３は、ジャイロセンサ１０１からの出力を受けて、パラシュート装置２０に働く角速度から、水平面に対するパラシュート装置２０の姿勢を示す傾き角θ１を算出する。高度算出部１１４は、気圧センサ１０２からの出力を受けて、パラシュート装置２０の海抜高度を算出する。方位算出部１１５は、地磁気センサ１０３からの出力を受けて、方位を算出する。
【0088】
状態判定部１１６は、姿勢検出部１１３における検出結果、高度算出部１１４及び方位算出部１１５における算出結果に基づいて、パラシュート装置２０を作動させるか否かを判定する。例えば姿勢検出部１１３により、パラシュート装置２０の姿勢を示す傾き各θ１が基準角度α以下であれば、パラシュート装置２０の状態が良好であると判断する。一方、パラシュート装置２０の姿勢を示す傾き角θ１が基準角度αを超過している場合には、パラシュート装置２０の状態が異常であると判断する。
【0089】
また、状態判定部１１６は、高度算出部１１４における算出結果から、パラシュート装置２０の高度が所定の高度であるか否かを判定する。例えばパラシュート装置の高度が基準範囲に収まっている場合には、パラシュート装置２０の状態が良好であると判断する。また、パラシュート装置２０の高度が基準範囲から外れる場合には、パラシュート装置２０の状態が異常であると判断する。
【0090】
同様にして、状態判定部１１６は、方位算出部１１５における算出結果から、パラシュート装置２０が移動する方位が正しい方位であるか否かを判定する。例えば、パラシュート装置２０が移動する方位が目的点に対する方位に対して所定の範囲内である場合には、状態判定部１１６は、パラシュート装置２０の状態が良好であると判断する。また、パラシュート装置２０が移動する方位が目的点に対する方位に対して所定の範囲から外れている場合には、状態判定部１１６は、パラシュート装置２０の状態が異常であると判断する。
【0091】
さらに、状態判定部１１６は、電源回路１０５からの監視信号に基づいて、パラシュート装置２０に関して異常が発生しているか否かを判定する。
【0092】
状態判定部１１６は、上述した判定で異常が発生していると判定したとき、また、無人浮遊機１０からエラー信号が出力された場合に、状態判定部１１６は、点火回路１０４に点火開始を示す信号を出力する。
【0093】
このような飛行システム１２０においては、パラシュート装置２０、制御装置８０野何れかが故障した場合には、故障した装置のみを交換するだけで済むので、システム全体を交換する必要がなく、便利である。
【0094】
なお、図８では、無人浮遊機１０と、パラシュート装置２０との間に、ガスジェネレータ３２を点火制御する制御装置８０を設けた飛行システム１２０を示している。ここで、制御装置８０は、パラシュート装置２０の内部に設けてもよいし、パラシュート装置２０とは別体としてもよい。さらに、制御装置８０は、無人浮遊機１０の内部に組み込むことも可能である。この場合、図９に示すように、無人浮遊機の制御回路に、制御装置８０の機能を兼用させた飛行システムであってもよい。例えば、飛行システム１２０’において、無人浮遊機１０’は、ロータユニット１３の他に、ジャイロセンサ８５、加速度センサ８６、無線モジュール８７、バッテリ８８、制御回路（ＩＣ）８９等の他に、点火回路１０４’を有する。なお、図９において、図８に示す構成と同一の機能については、同一の符号を付している。無人浮遊機１０’の制御回路８９に、制御装置８０の機能を兼用させる場合、無人浮遊機１０’の飛行時の異常に基づいて、無人浮遊機１０’の点火回路１０４’が、パラシュート装置２０のガスジェネレータ３２を点火させる。この場合も、本実施形態のパラシュート装置と同様の効果を有することが可能となる。
【0095】
次に、パラシュート布３３の展開に係る検証、火花抑制効果に係る検証を行った。
【0096】
＜パラシュート布の展開に係る検証＞
まず、パラシュート布３３の展開に係る検証を行った。パラシュート布３３の展開に係る検証は、ガスジェネレータ３２の点火からパラシュート布３３がケース２５から放出されるまでの時間（以下、放出時間）と、ガスジェネレータ３２の点火から、パラシュート布３３が完全に展開されるまでの時間（以下、展開時間）とを計測した。
まず、パラシュート布３３の展開に係る検証を行った。パラシュート布３３の展開に係る検証は、ガスジェネレータ３２の点火からパラシュート布３３がケース２５から放出されるまでの時間（以下、放出時間）と、ガスジェネレータ３２の点火から、パラシュート布３３が完全に展開されるまでの時間（以下、展開時間）とを計測した。
【0097】
また、パラシュート布３３としては、厚手の布地を用いた２．１ｍの大きさの十字傘、薄手の布地を用いた２．１ｍの大きさの十字傘、１．５ｍの大きさの半球傘、及び２．０ｍの半球傘の４種類のパラシュート布を用いた。また、ガスジェネレータ３２に収納されるガス発生剤の重量は、いずれの場合も０．８ｇとした。以下、パラシュート布３３の展開に係る検証の結果を表１に示す。
【0098】
【表1】
【0099】
表１に示すように、厚手の布地を用いた２．１ｍの大きさの十字傘の場合、放出時間は０．１７秒、展開時間は０．９０秒であった。また、薄手の布地を用いた２．１ｍの大きさの十字傘の場合、放出時間は０．１３秒、展開時間は０．７４秒であった。また、１．５ｍの大きさの半球傘の場合、放出時間は０．１６秒、展開時間は０．６０秒であった。さらに、２．０ｍの大きさの半球傘の場合、放出時間は０．２３秒、展開時間は０．８３秒であった。
【0100】
これら検証により、本発明のパラシュート装置２０は、パラシュート布３３の形状を問わず、パラシュート布３３が完全に展開するまでの時間が１秒以内であるという格別の結果を得ることができた。
【0101】
＜火花抑制効果に係る検証＞
次に、火花抑制の有無についての検証を行った。火花抑制効果に係る検証は、まず、本発明に係る送出通路７６の効果の検証と火花抑制剤の効果の検証とが挙げられる。
本発明に係る送出通路７６の効果の検証としては、本実施形態のパラシュート装置の他、送出通路７６が設けられていないパラシュート装置を用いて行った。
次に、火花抑制の有無についての検証を行った。火花抑制効果に係る検証は、まず、本発明に係る送出通路７６の効果の検証と火花抑制剤の効果の検証とが挙げられる。
本発明に係る送出通路７６の効果の検証としては、本実施形態のパラシュート装置の他、送出通路７６が設けられていないパラシュート装置を用いて行った。
【0102】
図１０は、送出通路７６が設けられていないパラシュート装置のパイプホルダ近傍の断面である。以下では、本実施形態と同一の構成については、本実施形態と同一の符号を付している。この場合、パラシュート装置１５０が有するパイプホルダ１５１は、４本のパイプ２８が放射状に螺着され、また、下面からガスジェネレータ３２を収納したジェネレータホルダ１５２を螺着する構造である。この構造では、パイプホルダ１５１は、ケース１５３の底面に螺着される。パラシュート装置１５０においては、本実施形態に示す送出通路７６はなく、パイプホルダ１５１の内部に、ガスジェネレータ３２により発生する高圧ガスが滞留する空間１５１ａが設けられる。
【0103】
以下、本発明に係る送出通路７６及び火花抑制剤の効果の検証を行った結果を表２に示す。
【0104】
【表2】
【0105】
表２において、例１は、上述したパラシュート装置１５０を用いた場合、つまり、送出通路７６がない場合を示す。例１では、パイプホルダ１５１の空間１５１ａに対峙する面に火花抑制剤６０を塗布していない。例２は、本実施形態のパラシュート装置２０を用いた場合、つまり送出通路がある場合を示す。例２では、ホルダキャップ２９の底面２９ｂに火花抑制剤６０を塗布していない。例３から例６は、本実施形態のパラシュート装置２０を用いた場合、つまり送出通路７６がある場合を示す。例３から例６では、ホルダキャップ２９の底面２９ｂに塗布する火花抑制剤６０として、異なる火花抑制剤を用いている。例３は、火花抑制剤６０として、シリコングリースを用いた場合、例４は、火花抑制剤６０として、リチウムグリースを用いた場合を示す。また、例５は、火花抑制剤６０として、パラフィンを用いた場合、例６は、火花抑制剤６０として、流動パラフィン（ワセリン）を用いた場合を示す。
【0106】
図１１（ａ）に示すように、例１の場合、ガスジェネレータ３２の点火に伴い、パイプ２８から火花が放出される。図１０に示すように、パラシュート装置１５０の場合、ガスジェネレータ３２により噴出する高圧ガスは、パイプホルダ１５１の空間１５１ａに噴出した後、空間１５１ａから４本のパイプ２８の内部へと流動する。上述したように、ガスジェネレータ３２の点火時には高圧ガスの他に火花が発生する。発生した火花は、高圧ガスと共に、空間１５１ａから４本のパイプ２８の内部に噴出し、パイプ２８の先端から外部に放出される。この場合、発生する高圧ガスによるエロージョン（機械的な摩耗作用）により、パイプホルダ１５１やパイプ２８が削り取られ、削り取られたカスが火花となりパイプ２８から放出される場合もある。パイプ２８から火花が放出されると、火花がケース１５３の内部に収納されるパラシュート布を焼損する場合がある。このような場合、パラシュート布の焼損により、パラシュート布に穴が開く恐れがある。パラシュート布の焼損によりパラシュート布に穴が開くことは、展開したパラシュート布に負荷が掛かったときに破れてパラシュート装置が機能しなくなる。また、この他に、無人浮遊機が森林に落下する、又は石油プラント等の可燃性蒸気の充満した場所に落下したときには、火災や爆発の危険がある。したがって、例１のパラシュート装置は、採用することはできない。
【0107】
例２の場合、図１１（ｂ）に示すように、送出通路７６を有することで、高圧ガスとともに発生する火花は、送出通路７６を流動して、パイプ２８の先端から放出される。なお、送出通路７６を設けることで、ガスジェネレータ３２からパイプ２８の先端までの距離を稼ぐことができる。ガスジェネレータ３２からパイプ２８の先端までの距離を稼ぐことで、火花が有するエネルギーを減衰させることはできる。しかしながら、例２の場合も、火花の量は送出通路７６がないパラシュート装置の場合に比べて少ないが、パイプ２８の先端から火花が放出されるという結果となる。したがって、例２は、例１と同様の理由により、採用することができない。
【0108】
例３の場合、送出通路７６を有し、また、ホルダキャップ２９の底面２９ｂにシリコングリースを塗布している。図１１（ｃ）に示すように、パイプ２８の先端からは火花は放出されず、高圧ガスとともに、多量の煙が放出される。つまり、例３の場合、火花抑制剤６０であるシリコングリースが火花を消炎し、消炎に伴う発煙の量が多いという結果が得られた。
【0109】
例４の場合、送出通路７６を有し、また、ホルダキャップ２９の底面２９ｂにリチウムグリースを塗布している。図１１（ｄ）に示すように、例３と同様に、パイプ２８の先端からは火花は放出されず、高圧ガスとともに、多量の煙が放出される。つまり、例４の場合、例３と同様に、火花抑制剤６０であるリチウムグリースが火花を消炎し、消炎に伴う発煙の量が多いという結果が得られた。
【0110】
例５の場合、送出通路７６を有し、また、ホルダキャップ２９の底面２９ｂにパラフィンを塗布している。図１１（ｅ）に示すように、パイプ２８の先端からは火花は放出されず、また、高圧ガスとともに放出される煙の量も少ない。つまり、例５の場合、火花抑制剤６０であるパラフィンが火花を消炎し、消炎に伴う発煙の量が少ないという結果が得られた。
【0111】
例６の場合、送出通路７６を有し、また、ホルダキャップ２９の底面２９ｂに流動パラフィン（ワセリン）を塗布している。図１１（ｆ）に示すように、パイプ２８の先端からは火花が僅かに放出され、高圧ガスとともに、大量の煙が放出される。つまり、例６の場合、火花抑制剤６０である流動パラフィン（ワセリン）が火花を消炎するが、完全に火花を消炎することはできず、また、消炎に伴う発煙の量が多いという結果が得られた。
【0112】
つまり、送出通路７６を設けた場合には、距離を稼ぐことで火花を減衰させることはできるが、送出通路７６を設けただけでは、火花の放出を抑制することはできない。また、送出通路７６を設け、さらに、ホルダキャップ２９の底面２９ｂに火花抑制剤６０を塗布することで、発生する火花を消炎する、或いは火花を抑制することができるという結果が得られた。なかでも、火花抑制剤６０としてパラフィンの場合には、火花を消炎して、高圧ガスと少量の煙をパイプから放出できるので、火花抑制剤６０としてはパラフィンが最適であるという結果が得られた。
【0113】
次に、ホルダキャップ３１の上面３１ｂとホルダキャップ２９の底面２９ｂとの間隔Ｌ２と、ホルダキャップ３１の外周面とホルダキャップ２９の内周面との間隔Ｌ４（図６参照）の検証を行った。ホルダキャップ３１の上面３１ｂとホルダキャップ２９の底面２９ｂとの間隔Ｌ２の検証結果を表３に示す。
【0114】
【表3】
【0115】
表３に示すように、ホルダキャップ３１の上面３１ｂとホルダキャップ２９の底面２９ｂとの間隔Ｌ２の検証は、間隔Ｌ２をＬ２＝５ｍｍ，１０ｍｍ，１５ｍｍ，２０ｍｍとして検証を行った。ホルダキャップ３１の上面３１ｂとホルダキャップ２９の底面２９ｂとの間隔Ｌ２の検証は、ホルダキャップ２９の底面２９ｂに火花抑制剤を塗布せずに行った。
【0116】
表３に示すように、ホルダキャップ３１の上面３１ｂとホルダキャップ２９の底面２９ｂとの間隔Ｌ２をＬ２＝５ｍｍとした場合、ガスジェネレータ３２を点火すると、発生する高圧ガスにより、ホルダキャップ３１の上面３１ｂからホルダキャップ２９の底面２９ｂまでの空間Ａ３の圧力が過度に上昇し、ジェネレータホルダ３０、ホルダキャップ２９，３１が破壊されることがわかった。一方、ホルダキャップ３１の上面３１ｂとホルダキャップ２９の底面２９ｂとの間隔Ｌ２がＬ２＝１０ｍｍ，１５ｍｍｍ、２０ｍｍの場合には、上述した部品は破壊されることはなく、正常に作動することがわかった。
【0117】
次に、ホルダキャップ３１の外周面とホルダキャップ２９の内周面の間隔Ｌ４（図６参照）の検証結果を表４に示す。
【0118】
【表4】
【0119】
表４に示すように、ホルダキャップ３１の外周面とホルダキャップ２９の内周面との間隔Ｌ４の検証は、間隔Ｌ４をＬ４＝０ｍｍ，０．５ｍｍ，１．０ｍｍ，２．０ｍｍとして検証を行った。ホルダキャップ３１の外周面とホルダキャップ２９の内周面との間隔Ｌ４の検証は、ホルダキャップ２９の底面２９ｂに火花抑制剤を塗布せずに行った。
【0120】
表４に示すように、ホルダキャップ３１の外周面とホルダキャップ２９の内周面との間隔Ｌ４を、Ｌ４＝０ｍｍとした場合、ガスジェネレータ３２を点火すると、発生する高圧ガスにより、ホルダキャップ３１の上面３１ｂとホルダキャップ２９の底面２９ｂとの空間の圧力が上昇する。このとき、ホルダキャップ３１の外周面とホルダキャップ２９の内周面の間隔Ｌ４はＬ４＝０である。したがって、ホルダキャップ３１の上面３１ｂとホルダキャップ２９の底面２９ｂとの空間Ａ３の内部圧力が過度に上昇し、ジェネレータホルダ３０、ホルダキャップ２９，３１が破壊されることがわかった。
【0121】
一方、ホルダキャップ３１の外周面とホルダキャップ２９の内周面との間隔Ｌ４を、Ｌ４＝０．５ｍｍ、１．０ｍｍ，２．０ｍｍとした場合には、上述した部品は破壊されることはなく、正常に作動することがわかった。
【0122】
つまり、ホルダキャップ３１の上面３１ｂとホルダキャップ２９の底面２９ｂとの間隔Ｌ２は１０ｍｍ以上で、ホルダキャップ３１の外周面とホルダキャップ２９の内周面の間隔Ｌ４は０．５ｍｍ以上であることが好ましいことがわかった。
【0123】
最後に、ホルダキャップ２９の底面２９ｂに塗布される火花抑制剤の塗布量についての検証を行った。このとき、ホルダキャップ３１の上面３１ｂからホルダキャップ２９の底面２９ｂまでの間隔Ｌ２をＬ２＝１２ｍｍとし、ホルダキャップ３１の外周面とホルダキャップ２９の内周面の間隔Ｌ４をＬ４＝１．２ｍｍとした。また、ガスジェネレータ３２に使用されるガス発生剤の量を０．８ｇとした。また、火花抑制剤６０としてパラフィンを使用した。この検証では、パラフィンの塗布量を、０．１ｇ，０．２ｇ，０．３ｇ，０．５ｇ，１．０ｇとした。火花抑制剤の塗布量についての検証結果を表５に示す。
【0124】
【表5】
【0125】
表５に示すように、例えばパラフィンの塗布量を０．１ｇとしたとき、ガスジェネレータ３２の点火時にパイプから火花が噴出することがわかった。一方、パラフィンの塗布量を０．２ｇ，０．３ｇ，０．５ｇ，１．０ｇとした場合には、ガスジェネレータ３２の点火時にパイプ２８から火花が噴出しないことがわかった。つまり、パラフィンの塗布量は、０．２ｇ以上が好ましいことがわかった。なお、ホルダキャップ２９の底面２９ｂに塗布される火花抑制剤６０の塗布量が多いと、ホルダキャップ３１の上面３１ｂから塗布された火花抑制剤６０の表面までの距離が短くなる。その結果、空間Ａ３における圧力が過度に上昇し、装置が破壊することが懸念される。したがって、火花抑制剤６０の塗布量は、０．２～１．０ｇであることが好ましい。
【符号の説明】
【0126】
１０…無人浮遊機、２０…パラシュート装置、２５…ケース、２７…パイプホルダ、２８…パイプ、２９…ホルダキャップ、３０…ジェネレータホルダ、３１…ホルダキャップ、３１ｃ…噴出口、３２…ガスジェネレータ、３３…パラシュート布、３７…カバー、３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ…カバー構成部材、６０…火花抑制剤、７６…送出通路、８０…制御装置、８５…ジャイロセンサ、１０４…点火回路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
