特許 7545722 吊下装置

(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】2024-08-28

(45)【発行日】2024-09-05

(54)【発明の名称】吊下装置

(51)【国際特許分類】

   B66C 1/38 20060101AFI20240829BHJP

   B64D 1/22 20060101ALI20240829BHJP

   B66C 1/36 20060101ALI20240829BHJP

   F16D 41/12 20060101ALI20240829BHJP

   F16H 25/12 20060101ALI20240829BHJP

【ＦＩ】

B66C1/38

B64D1/22

B66C1/36 D

F16D41/12 B

F16H25/12 D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020184919

(22)【出願日】2020-11-05

(65)【公開番号】P2022074674

(43)【公開日】2022-05-18

【審査請求日】2023-11-02

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 令和２年９月２９日～令和２年９月３０日にＪａｐａｎ Ｄｒｏｎｅ２０２０にて展示

(73)【特許権者】

【識別番号】000137878

【氏名又は名称】株式会社ミヤマエ

(74)【代理人】

【識別番号】100136098

【弁理士】

【氏名又は名称】北野 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100137246

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勝也

(74)【代理人】

【識別番号】100158861

【弁理士】

【氏名又は名称】南部 史

(74)【代理人】

【識別番号】100194674

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 覚史

(74)【代理人】

【識別番号】100149607

【弁理士】

【氏名又は名称】宇田 新一

(72)【発明者】

【氏名】近内 浩行

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０１８９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２５７８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１８２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４７－０１８６７８（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】国際公開第２０１４／２０６８５９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｃ １／００－ ３／２０

Ｂ６４Ｄ １／２２

Ｆ１６Ｄ ４１／１２

Ｆ１６Ｈ ２５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケースと、
先端が前記ケースに進入して荷物を拘束する拘束位置、及び先端が前記ケースから退出して荷物をリリースするリリース位置に回動可能に前記ケースに支持されたフックと、
前記フックを前記拘束位置にロックするロック状態、及び前記フックの前記拘束位置から前記リリース位置への回動を許容する解除状態に状態変化可能に前記ケースに支持されたロック部材と、
上端位置及び下端位置の間を上下方向に往復動可能に前記ケースに支持され、荷重が負荷されて上下方向の一方に移動し、荷重の負荷が解除されて上下方向の他方に移動する昇降部材と、
前記ケース内に収容され、前記昇降部材がＮ（Ｎは２以上の整数）回の往復動をすることによって、前記ロック部材をロック状態から前記解除状態に状態変化させる解除機構とを備えることを特徴とする吊下装置。

【請求項2】

請求項１に記載の吊下装置において、
前記ロック部材は、前記フックに設けられた凹部に進入することによって前記ロック状態となり、前記凹部から退出することによって前記解除状態となる突起を有し、
前記解除機構は、
前記ロック部材の前記突起が設けられた側に当接するカム面を有し、前記ケースに回転可能に支持されたカムホイールと、
前記昇降部材の下方への移動を前記カムホイールを正回転させる向きに伝達し、前記昇降部材の上方への移動を前記カムホイールに伝達しない動力伝達部とを有し、
前記カム面は、前記昇降部材がＮ回往復動するたびに前記ロック部材に当接して、前記突起を前記凹部から退出させる隆起部を有することを特徴とする吊下装置。

【請求項3】

請求項２に記載の吊下装置において、
前記動力伝達部は、
前記昇降部材に設けられた直線ギヤに噛合されて、荷重の負荷が解除されて前記昇降部材が下方へ移動するのに伴って正回転し、荷重が負荷されて前記昇降部材が上方へ移動するのに伴って逆回転する回転ギヤと、
前記ケースに回転可能に支持されて、前記回転ギヤと一体回転する回転軸と、
前記カムホイール及び前記回転軸の間に配置され、前記回転軸の正回転を前記カムホイールに伝達し、前記回転軸の逆回転を前記カムホイールに伝達しないワンウェイクラッチと、
前記カムホイールの外周面に圧接されて、前記カムホイールの正回転を許容し、前記カムホイールの逆回転を阻止するラチェット爪とを有することを特徴とする吊下装置。

【請求項4】

請求項３に記載の吊下装置において、
前記フックを前記リリース位置に向けて付勢する第１付勢部材と、
前記突起を前記凹部に進入させる向きに前記ロック部材を付勢する第２付勢部材とをさらに備え、
前記隆起部は、前記昇降部材がＮ回目に下方に移動する過程において、
前記昇降部材が前記上端位置及び前記下端位置の間の中間位置に到達したときに前記ロック部材に当接して、前記突起を前記凹部から退出させ、
前記昇降部材が前記下端位置に到達したときに前記ロック部材を既に通過して、前記凹部に隣接する当接面に前記突起を当接させることを特徴とする吊下装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の吊下装置において、
前記フックは、
前記ケースに固定された支軸に回動可能に取り付けられたフック基端部と、
前記フック基端部に対して前記支軸と直交する向きに接離可能で、且つ前記フック基端部と共に回動するフック先端部と、
前記フック先端部を前記フック基端部に近接させる向きに付勢する第３付勢部材とを有し、
前記拘束位置の前記フック先端部は、
荷重が負荷されて前記フック基端部から離間することによって、前記ケースに係止されて前記リリース位置への回動を阻止し、
荷重の負荷が解除されて前記フック基端部に近接することによって、前記ケースとの係止が解除されて前記リリース位置への回動を許容することを特徴とする吊下装置。

【請求項6】

請求項５に記載の吊下装置において、
前記ケースは、前記フック基端部から離間した前記フック先端部に下側から当接して、前記フック先端部に負荷された荷重を支持する支持部を有することを特徴とする吊下装置。

【請求項7】

請求項２に記載の吊下装置において、
前記カムホイールは、前記カム面と反対側の面から突出し、回転中心から放射状に延びる複数の突条を有し、
前記動力伝達部は、荷重の負荷が解除されて前記昇降部材が上方に移動する過程で前記突条を乗り越え、荷重が負荷されて前記昇降部材が下方に移動する過程で前記突条に係合して前記カムホイールを所定の回転角だけ回転させる係合爪を有することを特徴とする吊下装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷物を吊下する吊下装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ドローンに救援物資を運搬させる「レスキュードローン」が研究されている。ここで、救援物資を必要とする現場にはドローンが着陸できるスペースがあるとは限らないので、ドローンが飛行した状態で救援物資をリリースする必要がある。また、飛行中のドローンから救援物資を取り外す作業には危険が伴うので、救援物資を自動でリリースする機構が必要となる。さらに、電気信号によるフックの開閉は現場の電波事情の影響を受けるので、機械的な方法で救援物資をリリースする必要がある。

【0003】

そこで、特許文献１には、荷重が加わると閉状態になり、荷重が除去されると開状態になる吊下げ用フックが開示されている。これにより、ドローンが上昇して救援物資が地面から離間すると、救援物資の自重によって吊下げ用フックが閉状態なる。一方、ドローンが下降して救援物資が接地すると、吊下げ用フックが開状態になって救援物資がリリースされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－９９３１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の技術では、気流の影響を受けてドローンが急降下すると、吊下げ用フックから一時的に荷重が除去される。その結果、ドローンの飛行中に救援物資がリリースされてしまうという課題がある。

【0006】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、目的地で自動的に荷物をリリースできると共に、運搬中に意図せず荷物がリリースされるのを防止することができる吊下装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、このような技術的課題を解決するため、ケースと、先端が前記ケースに進入して荷物を拘束する拘束位置、及び先端が前記ケースから退出して荷物をリリースするリリース位置に回動可能に前記ケースに支持されたフックと、前記フックを前記拘束位置にロックするロック状態、及び前記フックの前記拘束位置から前記リリース位置への回動を許容する解除状態に状態変化可能に前記ケースに支持されたロック部材と、上端位置及び下端位置の間を上下方向に往復動可能に前記ケースに支持され、荷重が負荷されて上下方向の一方に移動し、荷重の負荷が解除されて上下方向の他方に移動する昇降部材と、前記ケース内に収容され、前記昇降部材がＮ（Ｎは２以上の整数）回の往復動をすることによって、前記ロック部材をロック状態から前記解除状態に状態変化させる解除機構とを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、目的地で自動的に荷物をリリースできると共に、運搬中に意図せず荷物がリリースされるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】吊下装置の使用態様の一例を示す図である。

【図2】第１実施形態に係る吊下装置の外観斜視図である。

【図3】第１実施形態に係る吊下装置の分解斜視図である。

【図4】フックがリリース位置に配置された吊下装置の平面図及び斜視図である。

【図5】フックが拘束位置で天吊りピンが上端位置に配置された吊下装置の平面図及び斜視図である。

【図6】フックが拘束位置で天吊りピンが下端位置に配置された吊下装置の平面図及び斜視図である。

【図7】ロックピンが解除状態に状態変化する直前の吊下装置の平面図及び斜視図である。

【図8】ロックピンが解除状態に状態変化した時点の吊下装置の平面図及び斜視図である。

【図9】第２実施形態に係る吊下装置の外観斜視図である。

【図10】第２実施形態に係る吊下装置を前方側から見た分解斜視図である。

【図11】第２実施形態に係る吊下装置を後方側から見た分解斜視図である。

【図12】フックがリリース位置に配置された吊下装置の斜視図である。

【図13】フックが拘束位置でロックピンが解除状態の吊下装置の斜視図である。

【図14】フックが拘束位置でロックピンがロック状態の吊下装置の斜視図である。

【図15】図１４の状態から昇降部材が上方に移動した吊下装置の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［第１実施形態］
以下、第１実施形態に係る吊下装置１を図面に基づいて説明する。なお、以下に記載する本発明の実施形態は、本発明を具体化する際の一例を示すものであって、本発明の範囲を実施形態の記載の範囲に限定するものではない。従って、本発明は、実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。

【0011】

図１は、吊下装置１の使用態様の一例を示す図である。図１に示すように、吊下装置１は、ドローン（Unmanned Aerial Vehicle）２から垂下されたロープ３に吊り下げられた状態で、ワイヤ４を介して荷物５を吊下する。この状態でドローン２が発着地Ｐ１から目的地Ｐ２に飛行し、目的地Ｐ２で吊下装置１が荷物５を自動でリリースする。これにより、発着地Ｐ１から目的地Ｐ２にドローン２で荷物５を運搬することができる。

【0012】

荷物５は、例えば、救援物資（食料、飲料水、防寒具など）である。発着地Ｐ１は、救援物資を搬送する拠点（例えば、警察署、消防署、防災拠点など）であって、ドローン２が発着するのに必要なスペースが確保されている。一方、目的地Ｐ２は、救援物資を必要とする人がいる場所（例えば、遭難者のいる山中、災害によって孤立した地域など）であって、ドローン２が着陸するのに必要なスペースが確保されているとは限らない。

【0013】

そこで、荷物５は、発着地Ｐ１に着陸したドローン２の吊下装置１に取り付けられる。そして、ドローン２は、吊下装置１を介して荷物５を吊下した状態で、発着地Ｐ１を離陸し、目的地Ｐ２の上空まで飛行する。そして、ドローン２は、ウインチ（図示省略）からロープ３を繰り出して荷物５を目的地Ｐ２に接地させる。

【0014】

このようなドローン２の使用方法は、「レスキュードローン」と呼ばれる。ここで、吊下装置１は、目的地Ｐ２で接地した荷物５を自動でリリースすると共に、ドローン２の飛行中に意図せず荷物５がリリースされるのを防止する機能を有する。但し、吊下装置１の使用方法は、前述の例に限定されない。

【0015】

図２は、第１実施形態に係る吊下装置１の外観斜視図である。図３は、第１実施形態に係る吊下装置１の分解斜視図である。図２及び図３に示すように、吊下装置１は、ケース１０と、フック２０と、ロックピン（ロック部材）３０と、天吊りピン（昇降部材）４０と、解除機構５０とを主に備える。

【0016】

ケース１０は、フック２０及び天吊りピン４０を支持すると共に、ロックピン３０及び解除機構５０を収容する内部空間を有する。ケース１０は、前ケース１１及び後ケース１２を複数のボルト及びナットで締結することによって構成される。ケース１０は、フック挿入孔１３と、係止部１４と、荷重支持部１５、１６と、上端位置規制部１７と、下端位置規制部１８とを主に備える。これらの説明は後述する。

【0017】

フック２０は、荷物５に取り付けられたワイヤ４が係止（玉掛け）される部分である。フック２０は、拘束位置（図５、６、７、８参照）とリリース位置（図４参照）との間で回動可能にケース１０に支持されている。また、フック２０は、フック基端部２１と、フック先端部２２と、支軸２３と、連結ピン２４（図５参照）と、トーションバネ（第１付勢部材）２５と、圧縮バネ（第３付勢部材）２６とを主に備える。

【0018】

拘束位置は、フック２０（より詳細には、後述するフック先端部２２）の先端が、後ケース１２のフック挿入孔１３に進入する位置である。フック２０が拘束位置のとき、ケース１０とフック２０とで環が形成されるので、フック２０に係止されたワイヤ４が外れることがない。すなわち、拘束位置は、荷物５を拘束する位置である。

【0019】

リリース位置は、フック２０の先端がフック挿入孔１３から退出した位置である。フック２０がリリース位置のとき、ケース１０とフック２０とで形成した環の一部が破断するので、フック２０に対してワイヤ４を挿抜することができる。すなわち、リリース位置は、荷物５をリリースする位置である。

【0020】

フック基端部２１は、ケース１０に固定された支軸２３に回動可能に取り付けられている。そして、フック基端部２１は、トーションバネ２５によってリリース位置に向けて付勢されている。フック基端部２１には、貫通孔（凹部）２１ａと、当接面２１ｂとが形成されている。貫通孔２１ａは、フック２０の回動平面と直交する方向（換言すれば、支軸２３の延設方向）に、フック基端部２１を貫通している。当接面２１ｂは、貫通孔２１ａに隣接する平面である。また、当接面２１ｂは、支軸２３を中心とする円弧形状の平面である。

【0021】

フック先端部２２は、ワイヤ４を係止するために、鉤型に湾曲している。フック先端部２２は、連結ピン２４を介してフック基端部２１に接続されている。フック先端部２２は、フック基端部２１と共に回動する。そして、フック先端部２２は、被係止部２２ａと、被支持部２２ｂ、２２ｃとを有する。

【0022】

また、フック先端部２２は、フック基端部２１に対して、フック２０の回動軌跡の法線方向（換言すれば、連結ピン２４の延設方向）に接離可能に構成されている。そして、フック先端部２２は、圧縮バネ２６によってフック基端部２１に近接する向きに付勢されている。より詳細には、フック先端部２２は、荷重（典型的には、荷物５の重量）が負荷されることによって、圧縮バネ２６の付勢力に抗してフック基端部２１から離間する。一方、フック先端部２２は、荷重の負荷が解除されることによって、圧縮バネ２６の付勢力によってフック基端部２１に近接する。

【0023】

被係止部２２ａは、フック先端部２２の先端に設けられている。すなわち、被係止部２２ａは、拘束位置のときにフック挿入孔１３に進入する。そして、被係止部２２ａは、フック先端部２２がフック基端部２１から離間することによって係止部１４に係止され、フック２０が拘束位置からリリース位置に回動するのを阻止する。一方、被係止部２２ａは、フック先端部２２がフック基端部２１に近接することによって係止部１４による係止が解除され、フック２０が拘束位置からリリース位置に回動するのを許容する。

【0024】

被支持部２２ｂ、２２ｃは、フック先端部２２がフック基端部２１から離間することによって、ケース１０の荷重支持部１５、１６に載置される。換言すれば、荷重支持部１５、１６は、被支持部２２ｂ、２２ｃを下側から支持することによって、フック２０に負荷された荷重を支持する。一方、被支持部２２ｂ、２２ｃは、フック先端部２２がフック基端部２１に近接することによって、荷重支持部１５、１６から離間する。

【0025】

ロックピン３０は、フック２０を拘束位置にロックするロック状態と、フック２０の拘束位置からリリース位置への回動を許容する解除状態とに状態変化可能にケース１０に支持されている。より詳細には、ロックピン３０は、カムホイール５１のカム面５１ａに対面する位置に配置されている。また、ロックピン３０の基端部は、後ケース１２に固定された支軸３１に回動可能に取り付けられている。支軸２３、３１は、互いに直交する方向に延設されている。

【0026】

さらに、ロックピン３０の先端部には、フック基端部２１に向けて突出する突起３２が形成されている。突起３２は、フック２０が拘束位置のときに貫通孔２１ａに対面し、フック２０がリリース位置のときに当接面２１ｂに対面する。そして、ロックピン３０は、前ケース１１とロックピン３０との間に配置されたコイルバネ（第２付勢部材）によって、突起３２を貫通孔２１ａに進入させる向き（または、突起３２を当接面２１ｂに圧接させる向き）に付勢されている。

【0027】

すなわち、突起３２は、フック２０が拘束位置のときに、コイルバネの付勢力によって貫通孔２１ａに進入している。この状態がロックピン３０のロック状態である。一方、フック２０が拘束位置のときに、後述するカムホイール５１の隆起部５１ｂ、５１ｃにロックピン３０が乗り上げると、コイルバネの付勢力に抗して突起３２が貫通孔２１ａから退出する。この状態がロックピン３０の解除状態である。さらに、突起３２は、フック２０がリリース位置のときに、コイルバネの付勢力によって当接面２１ｂに当接する。そして、フック２０がリリース位置から拘束位置に回動すると、突起３２は、当接面２１ｂ上をスライドして貫通孔２１ａに進入する。

【0028】

天吊りピン４０は、上下方向に延設されたピン形状の部材である。天吊りピン４０は、上端位置（図５、７参照）と下端位置（図４、６参照）との間を上下方向に往復動可能な状態でケース１０に支持されている。天吊りピン４０は、接続部４１と、ラックギヤ（直線ギヤ）４２と、被規制部４３とを主に備える。

【0029】

接続部４１は、天吊りピン４０の上端に設けられている。接続部４１は、ケース１０から上方に突出している。接続部４１には、ロープ３の下端が接続される。ラックギヤ４２は、天吊りピン４０の下部において、上下方向に直線的に延びている。被規制部４３は、接続部４１及びラックギヤ４２の間において、天吊りピン４０から径方向に張り出すフランジ形状の部分である。被規制部４３は、ケース１０の上端位置規制部１７及び下端位置規制部１８の間に配置される。そして、天吊りピン４０は、上端位置規制部１７及び被規制部４３の間に配置されたコイルバネ（第２付勢部材）４４によって、下方に向けて付勢されている。

【0030】

フック２０に拘束された荷物５の重量がフック２０を介してケース１０に負荷されると、コイルバネ４４の付勢力に抗してケース１０が下方（すなわち、相対的に天吊りピン４０が上方）に移動する。また、ケース１０に対する重量の負荷が解除されると、コイルバネ４４の付勢力によってケース１０が上方（すなわち、相対的に天吊りピン４０が下方）に移動する。そして、天吊りピン４０の移動範囲（すなわち、上端位置及び下端位置）は、上端位置規制部１７及び下端位置規制部１８によって規制される。

【0031】

解除機構５０は、ケース１０の内部に収容されている。解除機構５０は、天吊りピン４０がＮ回往復動することによって、ロックピン３０をロック状態から解除状態に状態変化させる役割を担う。なお、Ｎは、２以上の整数である。第１実施形態ではＮ＝３の例を説明するが、Ｎの具体的な値は前述の例に限定されない。

【0032】

解除機構５０は、カムホイール５１と、回転ギヤ５２と、回転軸５３と、ワンウェイクラッチ５４と、ラチェット爪５５と、コイルバネ（付勢部材）５６とを主に備える。回転ギヤ５２、回転軸５３、ワンウェイクラッチ５４、ラチェット爪５５、及びコイルバネ５６は、動力伝達部を構成する。動力伝達部は、天吊りピン４０の下方への移動をカムホイール５１を正回転させる向きに伝達し、天吊りピン４０の上方への移動をカムホイール５１に伝達しない。

【0033】

カムホイール５１は、円板形状の部材である。カムホイール５１は、フック基端部２１及びロックピン３０の間において、ワンウェイクラッチ５４を介して回転軸５３に取り付けられている。

【0034】

カムホイール５１のロックピン３０に対面する面は、カム面５１ａとなっている。カム面５１ａは、ロックピン３０の突起３２が設けられた側に当接する。そして、カム面５１ａには、周方向の一部に隆起部５１ｂ、５１ｃが形成されている。第１実施形態に係るカム面５１ａには、周方向の２箇所に隆起部５１ｂ、５１ｃが等間隔（１８０°間隔）に設けられている。但し、カム面５１ａに形成される隆起部５１ｂ、５１ｃの数は２つに限定されず、１つでもよいし、３つ以上でもよい。

【0035】

隆起部５１ｂ、５１ｃは、カムホイール５１が正回転する際の前端側がスロープとなっている。そして、隆起部５１ｂ、５１ｃは、天吊りピン４０がＮ回往復動するたびに、ロックピン３０に当接する。換言すれば、ロックピン３０は、天吊りピン４０がＮ回往復動するたびに、スロープに沿って隆起部５１ｂ、５１ｃに乗り上げる。これにより、突起３２が貫通孔２１ａから退出して、ロックピン３０がロック状態から解除状態に状態変化する。なお、第１実施形態において、「正回転」とは図４（Ａ）の反時計回りの回転を指し、「逆回転」とは図４（Ａ）の時計回りの回転を指す。

【0036】

また、カムホイール５１の外周面には、複数の凹部５１ｄが形成されている。凹部５１ｄは、Ｎに隆起部５１ｂ、５１ｃの数を乗じた数（第１実施形態では６個）だけ形成される。また、凹部５１ｄは、カムホイール５１の外周面に等間隔（第１実施形態では６０°間隔）に形成されている。

【0037】

回転ギヤ５２は、回転軸５３に外挿されている。また、回転ギヤ５２は、天吊りピン４０のラックギヤ４２に噛合されている。そして、回転ギヤ５２は、天吊りピン４０の下方への移動に伴って正回転し、天吊りピン４０の上方への移動に伴って逆回転する。回転軸５３は、ケース１０に回転可能に支持されている。そして、回転軸５３は、回転ギヤ５２と一体回転する。

【0038】

ワンウェイクラッチ５４は、カムホイール５１及び回転軸５３の間に配置されている。そして、ワンウェイクラッチ５４は、回転軸５３の正回転をカムホイール５１に伝達し、回転軸５３の逆回転をカムホイール５１に伝達しない。

【0039】

ラチェット爪５５は、コイルバネ５６によってカムホイール５１の外周面に圧接されている。そして、ラチェット爪５５は、カムホイール５１の複数の凹部５１ｄの１つに進入する。ラチェット爪５５は、カムホイール５１が正回転するときに凹部５１ｄから退出し、カムホイール５１が逆回転するときに凹部５１ｄの壁面に係止される。すなわち、ラチェット爪５５は、カムホイール５１の正回転を許容し、カムホイール５１の逆回転を阻止する。

【0040】

すなわち、天吊りピン４０が下方に移動すると、回転ギヤ５２の正回転が回転軸５３及びワンウェイクラッチ５４を通じてカムホイール５１に伝達される。そして、カムホイール５１は、コイルバネ５６の付勢力に抗してラチェット爪５５を凹部５１ｄから退出させて、６０°だけ正回転する。そして、ラチェット爪５５は、退出した凹部５１ｄに隣接する凹部５１ｄに進入する。

【0041】

一方、天吊りピン４０が上方に移動すると、回転ギヤ５２の逆回転がワンウェイクラッチ５４で遮断されて、カムホイール５１に伝達されない。また、回転ギヤ５２との間の摩擦などによって逆回転しようとするカムホイール５１は、凹部５１ｄに進入したラチェット爪５５に係止されて、逆回転が阻止される。

【0042】

次に、図４～図８を参照して、第１実施形態に係る吊下装置１の動作を説明する。図４は、フック２０がリリース位置に配置された吊下装置１の平面図及び斜視図である。図５は、フック２０が拘束位置で天吊りピン４０が上端位置に配置された吊下装置１の平面図及び斜視図である。図６は、フック２０が拘束位置で天吊りピン４０が下端位置に配置された吊下装置１の平面図及び斜視図である。図７は、ロックピン３０が解除状態に状態変化する直前の吊下装置１の平面図及び斜視図である。図８は、ロックピン３０が解除状態に状態変化した時点の吊下装置１の平面図及び斜視図である。なお、図４～図８では、前ケース１１及び各バネの図示を省略している。

【0043】

まず図４に示すように、荷物５を吊下する前の吊下装置１は、フック２０がリリース位置で、天吊りピン４０が下端位置で、ロックピン３０が解除状態（突起３２が当接面２１ｂに当接）で、隆起部５１ｂがロックピン３０を通過した直後の位置に配置されている。また、ドローン２は着陸した状態である。

【0044】

この状態で、作業員は、荷物５に取り付けたワイヤ４をフック２０に係止し、フック２０をリリース位置から拘束位置に回動させる。これにより、当接面２１ｂ上をスライドした突起３２が貫通孔２１ａに進入して、ロックピン３０がロック状態になる。

【0045】

次に、ドローン２が上昇して荷物５が地面から離間すると、荷物５の重量がフック先端部２２に負荷される。これにより、図５に示すように、天吊りピン４０は、下端位置から上端位置まで上方に移動する。その結果、回転ギヤ５２及び回転軸５３が逆回転するが、ワンウェイクラッチ５４で遮断されてカムホイール５１は回転しない。また、フック先端部２２は、圧縮バネ２６の付勢力に抗してフック基端部２１から離間する。その結果、被係止部２２ａが係止部１４に係止され、被支持部２２ｂ、２２ｃが荷重支持部１５、１６に支持される。

【0046】

次に、目的地Ｐ２の上空に到達したドローン２は、ウインチからロープ３を繰り出して、荷物５を接地させる。これにより、図６に示すように、天吊りピン４０は、上端位置から下端位置まで下方に移動する。ここまでで、図４の状態から天吊りピン４０が一往復（Ｎ＝１）したことになる。その結果、回転ギヤ５２、回転軸５３、及びワンウェイクラッチ５４が６０°だけ正回転する。但し、隆起部５１ｃは未だロックピン３０に到達しないので、ロックピン３０のロック状態は維持される。

【0047】

また、フック先端部２２は、圧縮バネ２６の付勢力によってフック基端部２１に近接する。その結果、係止部１４による被係止部２２ａの係止が解除されるが、ロックピン３０が未だロック状態なので、フック２０は拘束位置に留まる。また、被支持部２２ｂ、２２ｃが荷重支持部１５、１６から離間するが、荷物５は接地しているので、荷物５の重量が支軸２３に負荷されることはない。

【0048】

次に、ドローン２は、ウインチでロープ３を巻き取って荷物５を地面から離間させ、再びロープ３を繰り出して荷物５を接地させる。これにより、天吊りピン４０が下端位置及び上端位置の間を一往復（Ｎ＝２）し、隆起部５１ｂ、５１ｃが反時計回りに６０°移動する。このときの動きは、図５及び図６を用いた説明と共通する。フック先端部２２の動きについても同様である。これにより、図７に示すように、隆起部５１ｃがロックピン３０の直前の位置に到達するが、ロックピン３０はロック状態のままである。

【0049】

次に、ドローン２は、ウインチでロープ３を巻き取って荷物５を地面から離間させ、再びロープ３を繰り出して荷物５を接地させる。これにより、天吊りピン４０が下端位置及び上端位置の間をさらに一往復（Ｎ＝３）する。

【0050】

ここで、図８に示すように、隆起部５１ｃは、天吊りピン４０が３回目に下方に移動する過程において、天吊りピン４０が上端位置及び下端位置の間の中間位置に到達したときに、ロックピン３０に当接する（換言すれば、ロックピン３０がスロープに沿って隆起部５１ｃに乗り上げる）。これにより、突起３２が貫通孔２１ａから退出して、ロックピン３０がロック状態から解除状態に状態変化する。その結果、フック２０が拘束位置からリリース位置に回動して、ワイヤ４がフック２０から外れる。すなわち、吊下装置１が荷物５をリリースする。

【0051】

さらに、天吊りピン４０が下端位置に到達すると、図７の状態から隆起部５１ｂ、５１ｃが反時計回りに６０°移動して、図４の状態に戻る。すなわち、隆起部５１ｃがロックピン３０を通過し、突起３２が当接面２１ｂに当接する。そして、目的地Ｐ２で荷物５をリリースしたドローン２は、発着地Ｐ１に帰投する。さらに、図４～図８を参照して説明した作業を繰り返すことによって、目的地Ｐ２に複数の荷物５を搬送することができる。

【0052】

第１実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

【0053】

第１実施形態によれば、発着地Ｐ１から目的地Ｐ２に向けて飛行するドローン２が気流の影響を受けて急降下し、荷物５の荷重がフック２０から一時的に除去されたとしても、図５の状態から隆起部５１ｂ、５１ｃが反時計回りに６０°移動するだけなので、ロックピン３０のロック状態が維持される。すなわち、運搬中に意図せず荷物５がリリースされるのを防止することができる。

【0054】

また、第１実施形態によれば、目的地Ｐ２で地面に対して荷物５を接離することによって、吊下装置１から荷物５を自動的にリリースすることができる。なお、前述の説明では荷物５の接離を２回繰り返した例を説明したが、ドローン２の飛行中に天吊りピン４０が一往復した場合には、目的地Ｐ２での荷物５の接離は１回でよい。また、荷物５がリリースされるまでの天吊りピン４０の往復回数Ｎは、隆起部５１ｂ、５１ｃの数及び回転ギヤ５２の歯数などによって調整することができる。

【0055】

また、第１実施形態によれば、天吊りピン４０が３回目に下方に移動する過程において、天吊りピン４０が中間位置に到達したタイミングでロックピン３０が解除状態となり（図７）、天吊りピン４０が下端位置に到達したときには隆起部５１ｃが既にロックピン３０を通過している。これにより、荷物５を繰り返し搬送する場合において、作業員がフック２０をリリース位置から拘束位置に移動させるだけで、ロックピン３０を解除状態からロック状態に状態変化させることができる。

【0056】

また、第１実施形態によれば、荷物５の重量がフック先端部２２に負荷されている間、被係止部２２ａが係止部１４に係止される。これにより、ドローン２の飛行中において、意図せずフック２０がリリース位置に回動するのをさらに有効に防止できる。

【0057】

また、第１実施形態によれば、荷物５の重量がフック先端部２２に負荷されている間、被支持部２２ｂ、２２ｃが荷重支持部１５、１６で支持される。これにより、荷物５の重量が支軸２３に負荷されないので、支軸２３の変形に起因するフック２０の回動不良を防止できる。その結果、目的地Ｐ２で荷物５がリリースできないトラブルを防止することができる。

【0058】

さらに、第１実施形態によれば、荷物５及びケース１０の重量が負荷されて昇降部材１４０が上方に移動する。このため、コイルバネ４４の付勢力とケース１０の重量とのバランスを調整しておけば、重量の軽い荷物５を搬送することができる。

【0059】

［第２実施形態］
次に、図９～図１５を参照して、第２実施形態に係る吊下装置１００を説明する。なお、第１実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。図９は、第２実施形態に係る吊下装置１００の外観斜視図である。図１０は、第２実施形態に係る吊下装置１００を前方側から見た分解斜視図である。図１１は、第２実施形態に係る吊下装置１００を後方側から見た分解斜視図である。図９～図１１に示すように、吊下装置１００は、ケース１１０と、フック１２０と、ロックピン（ロック部材）１３０と、昇降部材１４０と、解除機構１５０とを主に備える。

【0060】

ケース１１０は、フック１２０及び昇降部材１４０を支持すると共に、ロックピン１３０及び解除機構１５０を収容する内部空間を有する。ケース１１０は、左ケース１１１及び右ケース１１２を複数のボルト及びナットで締結することによって構成される。

【0061】

フック１２０は、拘束位置（図１３－１５参照）とリリース位置（図１２参照）との間で回動可能にケース１１０に支持されている。より詳細には、フック１２０は、左ケース１１１に固定された支軸１２１に回動可能に取り付けられている。また、フック１２０は、トーションバネ１２２によってリリース位置に向けて付勢されている。さらに、フック１２０には、フック１２０の回動平面と直交する方向（換言すれば、支軸１２１の延設方向）に貫通する貫通孔（凹部）１２３が形成されている。

【0062】

ロックピン１３０は、フック１２０を拘束位置にロックするロック状態と、フック１２０の拘束位置からリリース位置への回動を許容する解除状態とに状態変化可能にケース１１０に支持されている。より詳細には、ロックピン１３０は、カムホイール１５１のカム面１５１ａに対面する位置に配置されている。また、ロックピン１３０の基端部は、左ケース１１１に固定された支軸１３１に回動可能に取り付けられている。支軸１２１、１３１は、互いに直交する方向に延設されている。

【0063】

また、ロックピン１３０の先端部には、フック１２０に向けて突出する突起１３２が形成されている。突起１３２は、フック２０が拘束位置のときに貫通孔１２３に対面する。そして、ロックピン１３０は、コイルバネ（第２付勢部材）１３３によって、突起１３２を貫通孔１２３に進入させる向きに付勢されている。

【0064】

昇降部材１４０は、荷物５に取り付けられたワイヤ４が係止（玉掛け）される部分である。昇降部材１４０は、ケース１１０と拘束位置のフック１２０とで形成される環の内側に配置される。すなわち、昇降部材１４０にワイヤ４を係止した状態でフック１２０を拘束位置に回動させると、荷物５が吊下装置１００に拘束される。

【0065】

そして、昇降部材１４０は、上端位置（図１２、１３、１５参照）と下端位置（図１４参照）との間を上下方向に往復動可能な状態でケース１１０に支持されている。さらに、昇降部材１４０は、解除機構１５０のコイルバネ１５４によって、上端位置に向けて付勢されている。昇降部材１４０に荷重が負荷されると、コイルバネ１５４の付勢力に抗して昇降部材１４０が下方に移動する。また、昇降部材１４０に対する荷重の負荷が解除されると、コイルバネ４４の付勢力によって昇降部材１４０が上方に移動する。

【0066】

解除機構１５０は、ケース１１０の内部に収容されている。解除機構１５０は、昇降部材１４０がＮ回往復動することによって、ロックピン１３０をロック状態から解除状態に状態変化させる役割を担う。第２実施形態ではＮ＝５の例を説明するが、Ｎの具体的な値は前述の例に限定されず、２以上の整数であればよい。

【0067】

解除機構１５０は、カムホイール１５１と、動力中継部材１５２と、係合爪１５３と、コイルバネ１５４、１５５とを主に備える。動力中継部材１５２、係合爪１５３、及びコイルバネ１５４、１５５は、動力伝達部を構成する。動力伝達部は、昇降部材１４０の下方への移動をカムホイール１５１を正回転（図１０の時計回りの回転）させる向きに伝達し、昇降部材１４０の上方への移動をカムホイール１５１に伝達しない。

【0068】

カムホイール１５１は、円板形状の部材である。カムホイール５１は、フック１２０及びロックピン１３０の間において、左ケース１１１に固定された支軸１５６に回転可能に取り付けられている。

【0069】

カムホイール１５１のロックピン１３０に対面する面は、カム面１５１ａとなっている。カム面１５１ａは、ロックピン１３０の突起１３２が設けられた側に当接する。そして、カム面１５１ａには、周方向の一部に隆起部１５１ｂが形成されている。第２実施形態に係るカム面１５１ａには、周方向の１箇所に隆起部１５１ｂが設けられている。

【0070】

隆起部１５１ｂは、カムホイール１５１が正回転する際の前端側がスロープとなっている。そして、隆起部１５１ｂは、昇降部材１４０がＮ回往復動するたびに、ロックピン１３０に当接する。換言すれば、ロックピン１３０は、昇降部材１４０がＮ回往復動するたびに、スロープに沿って隆起部１５１ｂに乗り上げる。これにより、突起１３２が貫通孔１２３から退出して、ロックピン１３０がロック状態から解除状態に状態変化する。

【0071】

また、カムホイール１５１には、カム面１５１ａと反対側の面から突出する複数の突条１５１ｃ、１５１ｄ、１５１ｅ、１５１ｆ、１５１ｇが設けられている。突条１５１ｃ～１５１ｇは、カムホイール１５１の回転中心から放射状に延びている。すなわち、第２実施形態において、隣接する突条１５１ｃ～１５１ｇのなす角は、７２°である。但し、突条１５１ｃ～１５１ｇの数は前述の例に限定されない。

【0072】

動力中継部材１５２は、昇降部材１４０の下方への移動を係合爪１５３に伝達すると共に、コイルバネ１５４の付勢力を昇降部材１４０及び係合爪１５３に伝達する。動力中継部材１５２は、昇降部材１４０に下側から当接している。また、動力中継部材１５２は、支軸１５７を介して係合爪１５３を回動可能に支持している。さらに、動力中継部材１５２は、コイルバネ１５４によって上方に付勢されている。

【0073】

荷重が負荷された昇降部材１４０が下方に移動すると、動力中継部材１５２は、昇降部材１４０によって、コイルバネ１５４の付勢力に抗して押し下げられる。このとき、支軸１５７によって動力中継部材１５２に連結された係合爪１５３も下方に移動する。一方、昇降部材１４０に対する荷重の負荷が解除されると、動力中継部材１５２は、コイルバネ１５４の付勢力によって上方に移動すると共に、昇降部材１４０及び係合爪１５３を上方に押し上げる。

【0074】

係合爪１５３は、カムホイール１５１の突条１５１ｃ～１５１ｇが形成された面に対面して配置されている。また、係合爪１５３は、コイルバネ１５５によって、カムホイール１５１に向けて付勢されている。そして、係合爪１５３は、上方に移動する過程で突条１５１ｃ～１５１ｇの１つを乗り越える。すなわち、荷重の負荷が解除されて昇降部材１４０が上方に移動するとき、カムホイール１５１は回転しない。一方、係合爪１５３は、下方に移動する過程で突条１５１ｃ～１５１ｇの１つに係合して、カムホイール１５１を所定の回転角（第２実施形態では、７２°）だけ正回転させる。すなわち、荷重が負荷されて昇降部材１４０が下方に移動するとき、カムホイール１５１は正回転する。

【0075】

次に、図１２～図１５を参照して、第２実施形態に係る吊下装置１００の動作を説明する。図１２は、フック１２０がリリース位置に配置された吊下装置１００の斜視図である。図１３は、フック２０が拘束位置でロックピン１３０が解除状態の吊下装置１００の斜視図である。図１４は、フック２０が拘束位置でロックピン１３０がロック状態の吊下装置１００の斜視図である。図１５は、図１４の状態から昇降部材１４０が上方に移動した吊下装置１００の斜視図である。なお、図１２～図１５において、ケース１１０及び各バネの図示を省略している。

【0076】

まず図１２に示すように、荷物５を吊下する前の吊下装置１００は、フック１２０がリリース位置で、昇降部材１４０が上端位置で、ロックピン１３０が解除状態（ロックピン１３０が隆起部１５１ｂに乗り上げた状態）で、係合爪１５３が突条１５１ｃを乗り越えた状態である。また、ドローン２は着陸した状態である。

【0077】

この状態で、作業員は、荷物５に取り付けたワイヤ４を昇降部材１４０に係止し、フック１２０をリリース位置から拘束位置に回動させる。但し、この時点では、図１３に示すように、ロックピン１３０が隆起部１５１ｂに乗り上げているので、突起１３２は貫通孔１２３に進入しない。すなわち、ロックピン１３０は、フック１２０を拘束位置でロックしていない。

【0078】

そこで、作業員は、フック１２０を拘束位置に保持したまま、昇降部材１４０を下端位置まで押し下げる（荷重の負荷）。これにより、図１４に示すように、下方に移動する係合爪１５３は、突条１５１ｃに係合してカムホイール１５１を所定の回転角（＝７２°）だけ回転させ、カムホイール１５１が７２°だけ回転した時点で突条１５１ｃとの係合が解除される。その結果、隆起部１５１ｂがロックピン１３０を通過して、突起１３２が貫通孔１２３に進入する。すなわち、ロックピン１３０が解除状態からロック状態に状態変化して、フック１２０が拘束位置でロックされる。

【0079】

次に、作業員が昇降部材１４０から手を離す（荷重の負荷が解除）と、図１５に示すように、コイルバネ１５４の付勢力によって昇降部材１４０及び係合爪１５３が上昇する。これにより、係合爪１５３が突条１５１ｃに隣接する突条１５１ｄを乗り越える。

【0080】

次に、ドローン２が上昇して荷物５が地面から離間すると、荷物５の重量（荷重）が昇降部材１４０に負荷される。これにより、昇降部材１４０及び係合爪１５３がコイルバネ１５４の付勢力に抗して下方に移動する。そして、下方に移動する係合爪１５３が突条１５１ｄに係合して、カムホイール１５１を７２°だけ回転させる。このときの動きは、図１４を用いた説明と共通する。ここまでで、図１４の状態から昇降部材１４０が一往復（Ｎ＝１）したことになる。

【0081】

次に、目的地Ｐ２の上空に到達したドローン２は、ウインチからロープ３を繰り出して、荷物５を接地させる。これにより、昇降部材１４０に対する荷重（荷物５の重量）の負荷が解除される。その結果、昇降部材１４０及び係合爪１５３が上方に移動し、係合爪１５３が突条１５１ｅを乗り越える。但し、隆起部１５１ｂは未だロックピン１３０に到達していないので、ロックピン１３０はロック状態のままである。このときの動きは、図１５を用いた説明と共通する。

【0082】

次に、ドローン２は、ウインチでロープ３を巻き取って荷物５を地面から離間させる。これにより、下方に移動する係合爪１５３が突条１５１ｅに係合して、カムホイール１５１を７２°だけ回転させる（Ｎ＝２）。そして、ウインチを制御して荷物５の接地及び離間を繰り返す（Ｎ＝３、４、５）と、５回目に荷物５が地面から離間したタイミングでロックピン１３０が隆起部１５１ｂを乗り越える。

【0083】

これにより、突起１３２が貫通孔１２３から退出し、フック１２０がトーションバネ１２２の付勢力によって拘束位置からリリース位置に回動する。その結果、ワイヤ４が昇降部材１４０から外れて、吊下装置１００から荷物５がリリースされる。さらに、荷物５がリリース（荷重の負荷が解除）されると、昇降部材１４０及び係合爪１５３が上方に移動して、図１２の状態に戻る。

【0084】

第２実施形態に係る吊下装置１００は、第１実施形態に係る吊下装置１と同様に、目的地Ｐ２で自動的に荷物５をリリースできると共に、運搬中に意図せず荷物５がリリースされるのを防止することができる。

【0085】

また、第２実施形態によれば、荷重の負荷の解除が不十分（係合爪１５３が突条１５１ｃ～１５１ｇを乗り越えない）だと、次に荷重を負荷してもカムホイール１５１が回転しない。一方、係合爪１５３が突条１５１ｃ～１５１ｇを乗り越えた後に荷重を負荷すれば、カムホイール１５１を予め定められた回転角（＝７２°）だけ確実に回転させることができる。なお、昇降部材１４０を一往復させたときのカムホイール１５１の回転角は、突条１５１ｃ～１５１ｇの数によって調整することができる。

【符号の説明】

【0086】

１，１００…吊下装置、２…ドローン、３…ロープ、４…ワイヤ、５…荷物、１０，１１０…ケース、１１…前ケース、１２…後ケース、１３…フック挿入孔、１４…係止部、１５，１６…荷重支持部、１７…上端位置規制部、１８…下端位置規制部、２０，１２０…フック、２１…フック基端部、２１ａ，１２３…貫通孔、２１ｂ…当接面、２２…フック先端部、２２ａ…被係止部、２２ｂ，２２ｃ…被支持部、２３，３１，１２１，１３１，１５６，１５７…支軸、２４…連結ピン、２５，１２２…トーションバネ、２６…圧縮バネ、３０，１３０…ロックピン、３２，１３２…突起、４０…天吊りピン、４１…接続部、４２…ラックギヤ、４３…被規制部、４４，５６，１５４，１５５…コイルバネ、５０，１５０…解除機構、５１，１５１…カムホイール、５１ａ，１５１ａ…カム面、５１ｂ，５１ｃ，１５１ｂ…隆起部、５１ｄ…凹部、５２…回転ギヤ、５３…回転軸、５４…ワンウェイクラッチ、５５…ラチェット爪、１１１…左ケース、１１２…右ケース、１４０…昇降部材、１５１ｃ，１５１ｄ，１５１ｅ，１５１ｆ，１５１ｇ…突条、１５２…動力中継部材、１５３…係合爪

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】