Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7577508B2 - Safety device and flying object equipped with the safety device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7577508B2 - Safety device and flying object equipped with the safety device - Google Patents

Safety device and flying object equipped with the safety device Download PDF

Info

Publication number
JP7577508B2
JP7577508B2 JP2020178468A JP2020178468A JP7577508B2 JP 7577508 B2 JP7577508 B2 JP 7577508B2 JP 2020178468 A JP2020178468 A JP 2020178468A JP 2020178468 A JP2020178468 A JP 2020178468A JP 7577508 B2 JP7577508 B2 JP 7577508B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
safety device
tubular
push
sliding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020178468A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022069336A (en
Inventor
祥一 芦田
麻衣子 福元
秀礎 大坪
博 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kayaku Co Ltd filed Critical Nippon Kayaku Co Ltd
Priority to JP2020178468A priority Critical patent/JP7577508B2/en
Publication of JP2022069336A publication Critical patent/JP2022069336A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7577508B2 publication Critical patent/JP7577508B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Actuator (AREA)

Description

本発明は、アクチュエータ、当該アクチュエータを備え、パラシュート又はパラグライダー等の射出物を射出する安全装置、および、当該安全装置を備えた飛行体に関する。 The present invention relates to an actuator, a safety device equipped with the actuator and configured to launch a projectile such as a parachute or paraglider, and an aircraft equipped with the safety device.

近年、自律制御技術および飛行制御技術の発展に伴って、例えばドローンと呼ばれる複数の回転翼を備えた飛行体の産業上における利用が加速しつつある。ドローンは、例えば複数の回転翼を同時にバランスよく回転させることによって飛行し、上昇および下降は回転翼の回転数の増減によって行い、前進および後進は回転翼の回転数の増減を介して機体を傾けることによって成し得る。このような飛行体は今後世界的に拡大することが見込まれている。 In recent years, with the development of autonomous control technology and flight control technology, the industrial use of flying objects equipped with multiple rotors, for example drones, is accelerating. Drones fly, for example, by rotating multiple rotors simultaneously in a balanced manner, and ascend and descend by increasing and decreasing the rotation speed of the rotors, and move forward and backward by tilting the aircraft through increasing and decreasing the rotation speed of the rotors. Such flying objects are expected to expand worldwide in the future.

一方で、上記のような飛行体の落下事故のリスクが危険視されており、飛行体の普及の妨げとなっている。こうした落下事故のリスクを低減するために、安全装置として飛行体用パラシュート装置が製品化されつつある。 However, the risk of aircraft falling accidents such as those described above is seen as a danger, and is preventing the widespread use of aircraft. In order to reduce the risk of such accidents, parachute devices for aircraft are being commercialized as safety devices.

たとえば、上記パラシュート安全装置の一例として、出願人は、下記特許文献1に係る出願を行っている。この特許文献1の安全装置は、下記特許文献1の図1に示されるように、ピストン部材(摺動部材)と、ピストン部材を収容し、作動時に当該ピストン部材が外方に突出するための孔部が設けられたシリンダと、ピストン部材により一方向に押し上げられる押し上げ部材と、押し上げ部材により支持されつつ押し上げられる射出物と、ピストン部材をシリンダ内で移動させるガス発生器と、を備え、押し上げ部材は、ピストン部材の移動方向における当該ピストン部材の先端を基準としてピストン部材の末端側に配置された支持部を有している。また、押し上げ部材の底部は、ピストン部材の先端部に固定されている。 For example, as an example of the above-mentioned parachute safety device, the applicant has filed an application relating to the following Patent Document 1. As shown in FIG. 1 of the following Patent Document 1, the safety device of this Patent Document 1 comprises a piston member (sliding member), a cylinder that houses the piston member and has a hole through which the piston member protrudes outward when actuated, a push-up member that is pushed up in one direction by the piston member, a projectile that is supported and pushed up by the push-up member, and a gas generator that moves the piston member within the cylinder, and the push-up member has a support portion that is located on the distal end side of the piston member based on the tip of the piston member in the movement direction of the piston member. In addition, the bottom of the push-up member is fixed to the tip of the piston member.

特開2020-1680号公報JP 2020-1680 A

特許文献1のような安全装置の場合、アクチュエータの作動の際の衝撃に対する強度を考慮する必要があるので、比較的強度の高い部品を採用する必要がある。しかしながら、比較的強度の高い部品は、厚みなどを大きくする必要があり、重くなりやすいため、特許文献1のような安全装置の重量は比較的大きくなってしまいやすい。このような安全装置の場合、飛行体へ取り付ける場合の重量に関する影響(たとえば、エネルギー消費が早くなり、連続航行時間が短縮されるなど)が出てしまうことがあった。 In the case of a safety device such as that in Patent Document 1, it is necessary to consider the strength against impacts when the actuator is operated, so it is necessary to use relatively strong parts. However, relatively strong parts need to be thicker and tend to be heavy, so the weight of a safety device such as that in Patent Document 1 tends to be relatively large. In the case of such a safety device, there are cases where the weight has an impact when it is attached to an aircraft (for example, energy consumption becomes faster and continuous flight time is shortened).

そこで、本発明は、作動の際の衝撃を緩和させつつ、従来よりも軽量化が可能なアクチュエータ、当該アクチュエータを備え、パラシュート又はパラグライダー等の射出物を射出する安全装置、および、当該安全装置を備えた飛行体を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an actuator that can be made lighter than conventional actuators while mitigating the impact caused by actuation, a safety device equipped with the actuator and capable of projectiles such as a parachute or paraglider, and an aircraft equipped with the safety device.

(1) 本発明に係る安全装置は、飛行体用安全装置に使用されるアクチュエータであって、本体部と、前記本体部と接続されているとともに前記本体部より幅が小さい棒状部と、を有した摺動部材と、前記本体部に一端部が接触した状態で、前記棒状部の一部の周囲に設けられた管状部材と、前記摺動部材および前記管状部材を摺動可能に内部に収容するシリンダと、前記シリンダの一端部に設けられ、作動時に当該摺動部材を前記内部から外方に突出させる孔部を有し、前記作動時に前記管状部材の移動を前記シリンダ内に制限するストッパー部材と、前記シリンダの他端に設けられ、前記摺動部材を摺動させる動力を発生する動力源と、を備え、前記管状部材は、塑性変形する材料であるとともに、引張強度が前記摺動部材および前記ストッパー部材よりも低い材料からなるものであることを特徴とするアクチュエータと、少なくとも前記シリンダの一部を覆うように配置された有底筒状部と、前記有底筒状部の開口部または側面の途中部分から外部に向けて突出するように形成された鍔状部とを有し、前記摺動部材により一方向に押し上げられる押し上げ部材と、前記押し上げ部材の前記鍔状部により支持されつつ押し上げられる射出物と、を備えていることを特徴とする。
(1) A safety device according to the present invention is an actuator used in a safety device for an aircraft, comprising: a sliding member having a main body and a rod-shaped portion connected to the main body and narrower than the main body; a tubular member provided around a part of the rod-shaped portion with one end of the tubular member in contact with the main body; a cylinder that slidably accommodates the sliding member and the tubular member therein; a stopper member provided at one end of the cylinder, having a hole that causes the sliding member to protrude outward from the inside when actuated, and restricting the movement of the tubular member within the cylinder when actuated; and a stopper member provided at the other end of the cylinder that restricts the sliding member from moving. the tubular member being made of a material that undergoes plastic deformation and has a tensile strength lower than that of the sliding member and the stopper member; a push-up member having a bottomed tubular portion arranged to cover at least a portion of the cylinder, and a flange-shaped portion formed to protrude outward from an opening of the bottomed tubular portion or a midway portion of a side surface, and pushed up in one direction by the sliding member; and an ejection object that is pushed up while being supported by the flange-shaped portion of the push-up member.

(2) 上記(1)の安全装置においては、前記作動時において、前記管状部材が前記ストッパー部材に衝突し、前記管状部材が塑性変形した際、前記管状部材が、前記シリンダの内壁部に接触しないように、前記管状部材と前記シリンダの内壁部とが所定距離以上離間していることが好ましい。
(2) In the safety device of (1) above, it is preferable that, during operation, when the tubular member collides with the stopper member and is plastically deformed, the tubular member and the inner wall portion of the cylinder are separated by a predetermined distance or more so that the tubular member does not come into contact with the inner wall portion of the cylinder.

(3) 上記(1)または(2)の安全装置においては、前記管状部材の前記ストッパー部材と衝突する側の開口部内部に、テーパ部が形成されていることが好ましい。
(3) In the safety device of (1) or (2) above, it is preferable that a tapered portion is formed inside the opening of the tubular member on the side that collides with the stopper member.

(4) 別の観点として、本発明の安全装置においては、本体部と、前記本体部と一体化しているとともに前記本体部より幅が小さい棒状部と、前記棒状部の一部の周囲に固定された少なくとも1つの突出部と、を有した摺動部材と、前記摺動部材を摺動可能に内部に収容するシリンダと、前記シリンダの一端に設けられ、作動時に当該摺動部材が前記内部から外方に突出するための孔部を有し、前記作動時に前記突出部が衝突するストッパー部材と、前記シリンダの他端に設けられ、前記摺動部材を摺動させる動力を発生する動力源と、を備え、前記突出部は、作動時に前記ストッパー部材と衝突した際、前記棒状部に固定された箇所がせん断破壊される強度で前記棒状部に固定されているアクチュエータと、少なくとも前記シリンダの一部を覆うように配置された有底筒状部と、前記有底筒状部の開口部または側面の途中部分から外部に向けて突出するように形成された鍔状部とを有し、前記摺動部材により一方向に押し上げられる押し上げ部材と、前記押し上げ部材の前記鍔状部により支持されつつ押し上げられる射出物と、を備えているものであってもよい。
(4) From another viewpoint, a safety device of the present invention includes a sliding member having a main body, a rod-shaped portion that is integrated with the main body and has a width smaller than that of the main body, and at least one protrusion that is fixed to a periphery of a part of the rod-shaped portion; a cylinder that slidably houses the sliding member therein; a stopper member that is provided at one end of the cylinder, has a hole through which the sliding member protrudes outward from the inside when actuated, and with which the protrusion collides when actuated; and a power source that is provided at the other end of the cylinder and generates power to slide the sliding member. the protrusion has an actuator fixed to the rod-shaped portion with such a strength that when it collides with the stopper member during operation, the part where the protrusion is fixed to the rod-shaped portion is shear-broken; a bottomed tubular portion arranged to cover at least a part of the cylinder; and a flange-shaped portion formed to protrude outward from an opening of the bottomed tubular portion or a midway part of a side surface, the protrusion may comprise: a push-up member that is pushed up in one direction by the sliding member; and an ejection object that is supported and pushed up by the flange-shaped portion of the push-up member.

(5) 上記(1)~(4)の安全装置においては、前記摺動部材の少なくとも一部と当接するリング状のシール部材が前記孔部の内壁面の一部に設けられており、前記摺動部材の外部表面のうち、少なくとも、前記摺動部材を組み付ける際に前記シール部材と接触して擦れる部分が、滑らかな形状に形成されていることが好ましい。
(5) In the safety devices of (1) to (4) above, it is preferable that a ring-shaped seal member that abuts against at least a part of the sliding member is provided on a part of the inner wall surface of the hole, and at least a portion of the outer surface of the sliding member that comes into contact with and rubs against the seal member when the sliding member is assembled is formed into a smooth shape.

) 本発明に係る飛行体は、上記(1)~(5)のいずれかの安全装置を備えており、前記射出物は、パラシュートまたはパラグライダーであることを特徴とするものである。
( 6 ) The flying object according to the present invention is characterized in that it is equipped with any one of the safety devices (1) to (5) above , and the projectile is a parachute or a paraglider .

本発明によれば、作動の際の衝撃を緩和させつつ、従来よりも軽量化が可能なアクチュエータ、当該アクチュエータを備え、パラシュート又はパラグライダー等の射出物を射出する安全装置、および、当該安全装置を備えた飛行体を提供することができる。 The present invention provides an actuator that can be made lighter than conventional actuators while mitigating the impact caused by actuation, a safety device that includes the actuator and launches a projectile such as a parachute or paraglider, and an aircraft that includes the safety device.

本発明の実施形態に係る安全装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a safety device according to an embodiment of the present invention. 図1の安全装置におけるアクチュエータを示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an actuator in the safety device of FIG. 1 . 図2のアクチュエータにおけるピストン部材の先端部の一部拡大図である。3 is a partial enlarged view of a tip portion of a piston member in the actuator of FIG. 2. (a)が図1の安全装置の作動前の図2のアクチュエータにおける管状部材の断面図、(b)が図1の安全装置の作動後の図2のアクチュエータにおける管状部材の断面図である。1A is a cross-sectional view of a tubular member in the actuator of FIG. 2 before the safety device of FIG. 1 is activated, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a tubular member in the actuator of FIG. 2 after the safety device of FIG. 1 is activated. 図1の安全装置が適用される飛行体を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an aircraft to which the safety device of FIG. 1 is applied. 図2のアクチュエータの変形例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a modification of the actuator of FIG. 2 .

以下、本発明の実施形態に係るアクチュエータを備えた安全装置について、図1~図5を参照しながら説明する。 Below, a safety device equipped with an actuator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 5.

図1に示すように、安全装置100は、アクチュエータ1と、アクチュエータ1により一方向(図1では上方向)に押し上げられる押し上げ部材15と、当該押し上げ部材15により支持されつつ押し上げられる射出物16と、アクチュエータ1、押し上げ部材15、および射出物16を収容する有底円筒状の収容器18と、収容器18の開口端部を閉塞する蓋部21と、を備えている。なお、本実施形態において、射出物16はパラシュート又はパラグライダーである。 As shown in FIG. 1, the safety device 100 includes an actuator 1, a push-up member 15 that is pushed up in one direction (upward in FIG. 1) by the actuator 1, a projectile 16 that is supported and pushed up by the push-up member 15, a bottomed cylindrical container 18 that contains the actuator 1, the push-up member 15, and the projectile 16, and a lid 21 that closes the open end of the container 18. In this embodiment, the projectile 16 is a parachute or a paraglider.

アクチュエータ1は、摺動部材であるピストン部材10と、当該ピストン部材10を収容し、作動時に当該ピストン部材10が外方(図1、図2では上方向)に突出するための孔部13が設けられたシリンダ14と、シリンダ14の一端部がかしめ固定され、収容器18内部の底部中央に取り付けられる基台2(スクイブホルダ)と、ピストン部材10をシリンダ14内で移動させる動力源としてのガス発生器(マイクロガスジェネレータ等)17と、を備えている。 The actuator 1 comprises a piston member 10 which is a sliding member, a cylinder 14 which houses the piston member 10 and has a hole 13 through which the piston member 10 protrudes outward (upward in Figs. 1 and 2) when actuated, a base 2 (squib holder) to which one end of the cylinder 14 is crimped and which is attached to the center of the bottom inside the container 18, and a gas generator (such as a micro gas generator) 17 which serves as a power source for moving the piston member 10 inside the cylinder 14.

ピストン部材10は、シリンダ14の内径とほぼ同じ外径の部分を備える本体部10aと、この本体部10aに接続され、上方に延びかつ本体部10aよりも小径の棒状部10bと、本体部10aおよび棒状部10bの内部に設けられた穴部10cと、棒状部10bの上端部に設けられた雌ねじ部10dと、本体部10aの周方向に設けられた溝部10eと、棒状部10bよりも小径の縮径部10fと、棒状部10bと縮径部10fとの間に形成されているテーパ部10gと、を有している。 The piston member 10 has a main body 10a with an outer diameter approximately equal to the inner diameter of the cylinder 14, a rod-shaped portion 10b connected to the main body 10a, extending upward and having a smaller diameter than the main body 10a, a hole 10c provided inside the main body 10a and the rod-shaped portion 10b, a female threaded portion 10d provided at the upper end of the rod-shaped portion 10b, a groove portion 10e provided in the circumferential direction of the main body 10a, a reduced diameter portion 10f with a smaller diameter than the rod-shaped portion 10b, and a tapered portion 10g formed between the rod-shaped portion 10b and the reduced diameter portion 10f.

棒状部10bの少なくとも上端部側は、図示しないが、断面が非円形状に形成されている。ここで、非円形状とは、たとえば、多角形状、楕円形状、星型形状、または、歯車形状、などのことであるが、非円形状であれば、どのような形状のものでも含まれる。また、棒状部10bの下部において、本体部10aに一端部が接触した状態で、管状部材4が嵌設または遊嵌されている。なお、管状部材4の内壁と棒状部10bの外壁との間は、隙間があってもよいが、その隙間としては、後述する衝突時の略均一な圧縮による塑性変形を妨げない程度以内のものであればよい。 At least the upper end side of the rod-shaped portion 10b is formed in a non-circular cross section, although this is not shown. Here, a non-circular shape refers to, for example, a polygonal shape, an elliptical shape, a star shape, or a gear shape, but any shape is included as long as it is non-circular. In addition, the tubular member 4 is fitted or loosely fitted in the lower part of the rod-shaped portion 10b with one end in contact with the main body portion 10a. There may be a gap between the inner wall of the tubular member 4 and the outer wall of the rod-shaped portion 10b, but the gap should be within a range that does not prevent plastic deformation due to approximately uniform compression during a collision, as described below.

管状部材4は、図2に示したように、保持部材5によって、棒状部10bの下部に、一端部が本体部10aに接触した状態で保持されている。また、管状部材4は、塑性変形する材料であるとともに、引張強度がピストン部材10および後述のストッパー部材23(たとえば、鉄、アルミニウム、真鍮、銅などの金属、ステンレス、などの合金、樹脂、など)よりも低い材料(たとえば、アルミニウム、真鍮、などの金属、ステンレスなどの合金、モノマーキャストナイロン、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン4,6などのポリアミド合成樹脂などの樹脂、など)からなる。ここで、保持部材5は、ゴムなどの弾性部材であってもよいし、管状部材4と同様の材料からなるものであってもよく、また、形状はリング状でもよいし、クリップ状であってもよい。 2, the tubular member 4 is held by the holding member 5 at the lower part of the rod-shaped part 10b with one end in contact with the main body part 10a. The tubular member 4 is made of a material that undergoes plastic deformation and has a lower tensile strength than the piston member 10 and the stopper member 23 described below (e.g., metals such as iron, aluminum, brass, copper, alloys such as stainless steel, resins, etc.). Here, the holding member 5 may be an elastic member such as rubber, or may be made of the same material as the tubular member 4, and may be in the form of a ring or a clip.

また、図4(a)に示したように、管状部材4の両開口部の内側には、テーパ部4a、4bが形成されている。また、管状部材4が、シリンダ14の内壁部に接触しないように、管状部材4とシリンダ14の内壁部とが所定距離(たとえば、ストッパー部材23に衝突した際に略均一な圧縮によって塑性変形した管状部材4が、シリンダ14の内壁部に接触しない距離)以上離間している。これらにより、管状部材4は、ストッパー部材23に衝突して塑性変形しても、シリンダ14の内壁部に阻害されることなく変形し、ピストン部材10の衝撃を十分に緩和する。 As shown in FIG. 4(a), tapered portions 4a and 4b are formed on the inside of both openings of the tubular member 4. In addition, the tubular member 4 and the inner wall of the cylinder 14 are separated by a predetermined distance (for example, a distance at which the tubular member 4, which is plastically deformed by approximately uniform compression when colliding with the stopper member 23, does not come into contact with the inner wall of the cylinder 14) so that the tubular member 4 does not come into contact with the inner wall of the cylinder 14) or more. As a result, even if the tubular member 4 collides with the stopper member 23 and is plastically deformed, it deforms without being hindered by the inner wall of the cylinder 14, and the impact of the piston member 10 is sufficiently mitigated.

穴部10cは、本体部10aの下端部から棒状部10bの途中まで、中心軸に沿って形成されている。これにより、穴部10cが形成されていない場合に比べて、ピストン部材10は軽量化されている。 The hole 10c is formed along the central axis from the lower end of the main body 10a to the middle of the rod-shaped portion 10b. This makes the piston member 10 lighter than if the hole 10c was not formed.

雌ねじ部10dは、棒状部10bの先端部から中心軸に沿って途中まで形成されている。また、雌ねじ部10dには、後述するボルト部材50の雄ねじ部50bを螺合することができる。 The female threaded portion 10d is formed from the tip of the rod-shaped portion 10b to partway along the central axis. The male threaded portion 50b of the bolt member 50, which will be described later, can be screwed into the female threaded portion 10d.

溝部10eには、周方向にO-リングなどのシール部材11が設けられている。 A sealing member 11 such as an O-ring is provided in the circumferential direction in the groove portion 10e.

テーパ部10gは、図3に示したように、棒状部10bと縮径部10fとの間において、滑らかな形状(たとえば、角部がない、丸みのある形状など)となるように形成されている。これにより、後述するO-リングなどのシール部材12への引っ掛かりを抑制でき、シール部材12が傷ついて、性能が低下することを防止できる。また、装置組立時の怪我の抑制にもつながる。 As shown in FIG. 3, the tapered portion 10g is formed to have a smooth shape (e.g., a rounded shape without corners) between the rod-shaped portion 10b and the reduced diameter portion 10f. This makes it possible to prevent the sealing member 12, such as an O-ring, from getting caught, which can prevent the sealing member 12 from being damaged and its performance from being reduced. It also helps to prevent injuries during device assembly.

シリンダ14内の上部には、ピストン部材10の棒状部10bの一部を取り囲むように配置された略筒状のストッパー部材23が設けられている。すなわち、棒状部10bはストッパー部材23の孔部13に挿通された状態で配されている。また、シリンダ14には、作動時に、空間6内にある空気を外部に放出するための貫通孔14aが設けられている。なお、図1および図2において、貫通孔14aは1つしか設けていないが、周方向に複数設けられていてもよい。 A roughly cylindrical stopper member 23 is provided at the top of the cylinder 14, and is arranged to surround a part of the rod-shaped portion 10b of the piston member 10. That is, the rod-shaped portion 10b is arranged in a state of being inserted through the hole portion 13 of the stopper member 23. The cylinder 14 is also provided with a through hole 14a for releasing air in the space 6 to the outside during operation. Note that although only one through hole 14a is provided in Figs. 1 and 2, multiple through holes 14a may be provided in the circumferential direction.

ストッパー部材23は、管状部材4の移動をシリンダ14内に制限するものであり、外周に沿って設けられた溝部23aと、内周に沿って設けられた溝部23bと、有している。溝部23aは、シリンダ14の他端部をストッパー部材23にかしめ固定するために用いられている。また、溝部23bには、周方向にO-リングなどのシール部材12が設けられている。 The stopper member 23 restricts the movement of the tubular member 4 within the cylinder 14, and has a groove 23a provided along the outer periphery and a groove 23b provided along the inner periphery. The groove 23a is used to crimp and fix the other end of the cylinder 14 to the stopper member 23. In addition, a seal member 12 such as an O-ring is provided in the circumferential direction in the groove 23b.

シリンダ14は、アクチュエータ1のピストン部材10が何かしらの原因で不動となってしまった場合、且つ、アクチュエータ1の初期燃焼容積を小さくした場合に火薬が燃焼し、シリンダ14の耐圧値以上の燃焼圧力が生じた場合(異常事態時)において、シリンダ14の径方向に塑性変形できるように、材料の選定および外周部の肉厚の適宜調整がなされていてもよい。シリンダ14を構成する材料としては、たとえば、鉄、アルミニウム、真鍮、銅などの金属、ステンレス、などの合金が挙げられる。これにより、上記異常事態時において、シリンダ14が径方向に塑性変形するので、O-リングなどのシール部材12のシール性能が低下(緩和)し、シール部材12とシリンダ14の内壁との間に、発生したガスが通過可能な隙間ができる。したがって、この隙間から、上記異常事態時に発生したガスを漏れ出させることで、当該ガスは、貫通孔14aからシリンダ14外部に放出された後、シリンダ14外壁と有底筒状部19内壁との隙間から収容器18内部を経て、通気孔24、25から収容器18外部に放出されることになるので、シリンダ14を破断しないようにすることができる(フェールセーフ機能)。なお、このフェールセーフ機能を有する場合、シリンダ14外壁と有底筒状部19内壁との間には、シリンダ14が径方向に十分に塑性変形できるような空間(隙間)が設けられている。 The material of the cylinder 14 may be selected and the thickness of the outer periphery may be appropriately adjusted so that the cylinder 14 can undergo radial plastic deformation when the piston member 10 of the actuator 1 becomes immobile for some reason, and when the initial combustion volume of the actuator 1 is reduced and the explosive burns, generating a combustion pressure greater than the pressure resistance value of the cylinder 14 (in an abnormal situation). Examples of materials that constitute the cylinder 14 include metals such as iron, aluminum, brass, and copper, and alloys such as stainless steel. As a result, in the above-mentioned abnormal situation, the cylinder 14 undergoes radial plastic deformation, and the sealing performance of the sealing member 12 such as an O-ring is reduced (relaxed), and a gap through which the generated gas can pass is formed between the sealing member 12 and the inner wall of the cylinder 14. Therefore, by allowing the gas generated during the abnormal situation to leak out from this gap, the gas is released from the through hole 14a to the outside of the cylinder 14, and then passes through the gap between the outer wall of the cylinder 14 and the inner wall of the bottomed cylindrical portion 19, passes through the inside of the container 18, and is released from the vent holes 24 and 25 to the outside of the container 18, so that the cylinder 14 does not break (fail-safe function). Note that when this fail-safe function is provided, a space (gap) is provided between the outer wall of the cylinder 14 and the inner wall of the bottomed cylindrical portion 19 so that the cylinder 14 can be sufficiently plastically deformed in the radial direction.

ガス発生器17は、シリンダ14の下方の開口端に圧入された状態で、ピストン部材10の後述の本体部10aの下方に配置されている。また、ガス発生器17のカップ体17aの周囲には、ピストン部材10との間に所定距離を形成するための筒状部材3が設けられている。 The gas generator 17 is press-fitted into the lower open end of the cylinder 14 and is positioned below the main body 10a (described below) of the piston member 10. A cylindrical member 3 is provided around the cup body 17a of the gas generator 17 to form a predetermined distance between the gas generator 17 and the piston member 10.

押し上げ部材15は、金属製(アルミニウムまたは鉄などで、合金であってもよい)、樹脂製、または、樹脂と金属、CFRPもしくは繊維強化樹脂などとの複合材などからなり、図1に示すように、シリンダ14の一部、つまり当該シリンダ14のうちガス発生器17が配されている側の開口端付近を除く外側の部分を覆うように配置された有底筒状部19と、当該有底筒状部19の開口部にフランジ(鍔状部)として設けられ射出物16を支持する円盤状の支持部20と、を有している。 The push-up member 15 is made of metal (aluminum, iron, or the like, and may be an alloy), resin, or a composite material of resin and metal, CFRP, fiber-reinforced resin, or the like, and as shown in FIG. 1, has a bottomed tubular portion 19 arranged to cover a part of the cylinder 14, that is, the outer part of the cylinder 14 except for the vicinity of the open end on the side where the gas generator 17 is arranged, and a disk-shaped support portion 20 provided as a flange (brim-shaped portion) at the opening of the bottomed tubular portion 19 and supporting the projectile 16.

有底筒状部19は、略平板形状または略柱形状(本実施形態では略柱形状)の底部19aと、底部19aの蓋部21側に形成された穴部51と、穴部51よりも径の小さい穴部52(第2穴部)と、穴部52を介して穴部51と連通し、穴部52よりも径の大きい穴部53(第1穴部)と、を有している。穴部51は、ボルト部材50のヘッド部50aの径よりも大きい径を有している。穴部52は、ヘッド部50aの径よりも小さい径を有し、穴部51側から挿入されたボルト部材50の雄ねじ部50bを穴部53側へ案内することができる。穴部53は、棒状部10bの一端部(上端部)の形状と略同一であり、有底筒状部19の底部19aのシリンダ14側に設けられた挿入用開口部53aから棒状部10bの一端部が挿入されることによって、棒状部10bの一端部が嵌合する嵌合部となっている。 The bottomed tubular portion 19 has a bottom 19a having a substantially flat or columnar shape (substantially columnar in this embodiment), a hole 51 formed on the lid portion 21 side of the bottom 19a, a hole 52 (second hole) having a smaller diameter than the hole 51, and a hole 53 (first hole) communicating with the hole 51 via the hole 52 and having a larger diameter than the hole 52. The hole 51 has a diameter larger than the diameter of the head portion 50a of the bolt member 50. The hole 52 has a diameter smaller than the diameter of the head portion 50a, and can guide the male thread portion 50b of the bolt member 50 inserted from the hole 51 side to the hole 53 side. The hole 53 has a shape that is approximately the same as one end (upper end) of the rod-shaped portion 10b, and serves as a fitting portion into which one end of the rod-shaped portion 10b fits by inserting one end of the rod-shaped portion 10b through an insertion opening 53a provided on the cylinder 14 side of the bottom 19a of the bottomed tubular portion 19.

ボルト部材50は、雄ねじ部50bを、穴部51側から穴部52に挿入し、穴部53の嵌合した棒状部10bの雌ねじ部10dに螺合することによって、棒状部10bと押し上げ部材15とを連結するものである。このとき、棒状部10bの一端部は、非円形状であり、略同一形状の穴部53に嵌合しているので、ボルト部材50を雌ねじ部12aに螺合する際、棒状部10bが共回りすることがない。具体的には、押し上げ部材15とピストン部材10の先端部が非円形で嵌め合いになっているため、ボルト部材50で締結する際に、押し上げ部材15を固定しながら回すことができ、ピストン部材10がガス発生器17の方向に向かって締り、共回りすることなく、締め付けることができる。 The bolt member 50 connects the rod-shaped portion 10b and the push-up member 15 by inserting the male threaded portion 50b into the hole portion 52 from the hole portion 51 side and screwing it into the female threaded portion 10d of the rod-shaped portion 10b fitted into the hole portion 53. At this time, one end of the rod-shaped portion 10b is non-circular and fits into the hole portion 53 of approximately the same shape, so that the rod-shaped portion 10b does not rotate together when the bolt member 50 is screwed into the female threaded portion 12a. Specifically, since the tip portions of the push-up member 15 and the piston member 10 are non-circular and fit together, when the bolt member 50 is fastened, the push-up member 15 can be rotated while being fixed, and the piston member 10 tightens toward the gas generator 17, and can be tightened without rotating together.

支持部20は、初期状態で収容器18の底部内面と離間して設けられている。また、支持部20には、作動時において射出物16の底部と支持部20との間で発生する負圧の影響を軽減して射出物16が射出されやすくするための通気孔26を有している。また、支持部20の外周部は、収容器18の内側に接触しないように形成されている。また、支持部20の上面には、射出物16について有底筒状部19の周囲方向への移動を防止する移動防止部材27が少なくとも1つ(本実施形態では8部)設けられている。 In the initial state, the support part 20 is provided spaced apart from the inner bottom surface of the container 18. The support part 20 also has an air vent 26 for reducing the effect of negative pressure generated between the bottom of the projectile 16 and the support part 20 during operation, making it easier for the projectile 16 to be projected. The outer periphery of the support part 20 is formed so as not to come into contact with the inside of the container 18. The upper surface of the support part 20 is also provided with at least one movement prevention member 27 (eight in this embodiment) for preventing the projectile 16 from moving in the circumferential direction of the bottomed tubular part 19.

移動防止部材27は、樹脂製、または、樹脂と金属、CFRPもしくは繊維強化樹脂などとの複合材などからなる略三角形状の部材であり、有底筒状部19を中心として、回転対称となるように複数設けられている。また、これらの移動防止部材27の間ごとに貫通穴26が設けられている。 The movement prevention members 27 are generally triangular members made of resin or a composite material of resin and metal, CFRP, fiber-reinforced resin, etc., and are provided in multiple rotational symmetry around the bottomed tubular portion 19. In addition, a through hole 26 is provided between each of the movement prevention members 27.

図1に示すように、収容器18の底部には、収容器18内部と外部とを連通する複数の通気孔24が設けられている。また、収容器18の側壁部には、収容器18内部と外部とを連通する複数の通気孔25が設けられている。なお、押し上げ部材15が収容器18内において急速で移動する際には、当該押し上げ部材15と収容器18の底面との間の領域に負圧が生じる。そのため、押し上げ部材15を移動させ難くなる。そこで、上記通気孔24、25を設けることで、負圧現象を低減することができ、押し上げ部材15をスムーズに移動させることが可能となる。 As shown in FIG. 1, the bottom of the container 18 is provided with a number of ventilation holes 24 that connect the inside of the container 18 to the outside. In addition, the side wall of the container 18 is provided with a number of ventilation holes 25 that connect the inside of the container 18 to the outside. When the push-up member 15 moves rapidly inside the container 18, negative pressure is generated in the area between the push-up member 15 and the bottom surface of the container 18. This makes it difficult to move the push-up member 15. Therefore, by providing the above ventilation holes 24, 25, the negative pressure phenomenon can be reduced, and the push-up member 15 can be moved smoothly.

また、射出物16は、収容器18内において当該収容器18の内面と押し上げ部材15の有底筒状部19の外側面との間に、たとえば有底筒状部19の外側面を取り巻くように収容されている。また、射出物16は、その外側が収容器18の内側に接触しないように折り畳まれている。なお、射出物16は、たとえば紐(図示略)の一端に接続されており、当該紐の他端は収容器18内部又は後述する飛行体30の機体31に接続される。 The projectile 16 is contained within the container 18 between the inner surface of the container 18 and the outer surface of the bottomed tubular portion 19 of the push-up member 15, for example, so as to surround the outer surface of the bottomed tubular portion 19. The projectile 16 is also folded so that its outside does not come into contact with the inside of the container 18. The projectile 16 is connected to one end of a string (not shown), for example, and the other end of the string is connected to the inside of the container 18 or to the body 31 of the flying object 30, which will be described later.

ガス発生器17は、点火器のみ用いても良いし、点火器およびガス発生剤を備えたガス発生器を用いても良い。また、火薬式の点火器により小型のガスボンベにおける封板を開裂させ、内部のガスを外部へと排出するハイブリッド型、ストアード型のガス発生器を用いてもよい。この場合、ガスボンベ内の加圧ガスとしては、アルゴン、ヘリウム、窒素、二酸化炭素などの不燃性のガスあるいはこれらの混合物を用いることができる。また、加圧ガスが放出される際に確実にピストンを推進させるために、ガス発生剤組成物またはテルミット組成物等からなる発熱体をガス発生器に具備させてもよい。 The gas generator 17 may be an igniter alone, or a gas generator equipped with an igniter and a gas generating agent. A hybrid or stored type gas generator may also be used, in which a gunpowder-type igniter is used to break the seal of a small gas cylinder and release the gas inside to the outside. In this case, the pressurized gas in the gas cylinder may be a non-flammable gas such as argon, helium, nitrogen, or carbon dioxide, or a mixture of these. In addition, the gas generator may be equipped with a heating element made of a gas generating agent composition or a thermite composition, etc., in order to reliably propel the piston when the pressurized gas is released.

なお、主に、ピストン部材10、シリンダ14、押し上げ部材15、ガス発生器17、などで、射出物16を射出する射出部を構成している。 The piston member 10, cylinder 14, push-up member 15, gas generator 17, etc. mainly constitute the ejection section that ejects the ejection object 16.

以上のような構成において、安全装置100が搭載されるたとえば飛行体などが落下する際にガス発生器17が作動すると、当該作動により発生するガスの圧力によってピストン部材10がシリンダ14内を上方に推進する。これにより、ピストン部材10の棒状部10bに接続された有底筒状部19を有する押し上げ部材15が収容器18内において上方に推進(突出)する。これによって、蓋部21が外れ、収容器18の開口端部が開放されると共に、射出物16が収容器18内から外方(図1紙面の上方向)に射出される。このとき、ピストン部材10および管状部材4が上方に移動するが、管状部材4がストッパー部材23に衝突し、略均一な圧縮によって、図4(a)に示した初期状態から上部の開口部側から開くように拡径して、図4(b)に示した形状に塑性変形する。これにより、ピストン部材10の動作の安全装置100全体への影響を緩和する。特に、ピストン部材10と接続されている押し上げ部材15への影響を緩和する。そして、射出物16がパラシュート又はパラグライダーである場合には、射出物16は収容器18から射出された後、展開される。 In the above configuration, when the gas generator 17 is activated when, for example, an aircraft on which the safety device 100 is mounted falls, the pressure of the gas generated by the activation propels the piston member 10 upward in the cylinder 14. As a result, the push-up member 15 having the bottomed cylindrical portion 19 connected to the rod-shaped portion 10b of the piston member 10 is propelled (protruded) upward in the container 18. As a result, the lid portion 21 is removed, the open end of the container 18 is opened, and the projectile 16 is ejected from the container 18 to the outside (upward in the paper of FIG. 1). At this time, the piston member 10 and the tubular member 4 move upward, but the tubular member 4 collides with the stopper member 23, and due to approximately uniform compression, the diameter of the tubular member 4 is expanded from the initial state shown in FIG. 4(a) so as to open from the upper opening side, and the tubular member 4 is plastically deformed to the shape shown in FIG. 4(b). This mitigates the impact of the operation of the piston member 10 on the entire safety device 100. In particular, it reduces the impact on the push-up member 15 connected to the piston member 10. And, if the projectile 16 is a parachute or a paraglider, the projectile 16 is deployed after being ejected from the container 18.

なお、安全装置100は、図5に示したように、飛行体30の機体31に連結部材40を介して連結固定されている。このとき、図5に示したように、連結部材40は、通気孔24を閉塞しない位置において、収容器18と機体31とを連結している。したがって、飛行体30は、機体31と、当該機体31に結合される安全装置100と、機体31に結合され、当該機体31を推進させる1つ以上の推進機構(たとえばプロペラ等)32と、機体31の下部に設けられた複数の脚部33と、を備えている。ここで、実際には、ガス発生器17の下部の電極に通電用のソケットが嵌合されているが、説明の便宜上、図1および図5においては省略して表現している。 The safety device 100 is connected and fixed to the body 31 of the flying object 30 via a connecting member 40, as shown in FIG. 5. At this time, as shown in FIG. 5, the connecting member 40 connects the container 18 to the body 31 in a position that does not block the air vent 24. Therefore, the flying object 30 includes the body 31, the safety device 100 connected to the body 31, one or more propulsion mechanisms (e.g., propellers, etc.) 32 connected to the body 31 and propelling the body 31, and a plurality of legs 33 provided on the lower part of the body 31. Here, in reality, a socket for passing electricity is fitted to the electrode at the bottom of the gas generator 17, but for convenience of explanation, this is omitted in FIG. 1 and FIG. 5.

以上のように、本実施形態によれば、作動の際の衝撃を緩和させつつ、従来よりも軽量化が可能なアクチュエータ1を備えた安全装置100を提供できる。特に、アクチュエータ1内の押し上げ部材15への衝撃を緩和させることができるので、押し上げ部材15の部材の厚みをある程度薄く(たとえば、樹脂製で厚み2mmに)して軽量化しても、必要な強度を保持することができる。したがって、押し上げ部材15などに、比較的高い強度の材料を用いる必要がないので、コスト面でも優位性がある。 As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a safety device 100 equipped with an actuator 1 that can reduce the weight of the actuator 1 compared to conventional devices while mitigating the impact of actuation. In particular, since it is possible to mitigate the impact on the push-up member 15 in the actuator 1, the necessary strength can be maintained even if the thickness of the push-up member 15 is reduced to a certain extent (for example, made of resin and 2 mm thick) to reduce the weight. Therefore, there is no need to use a relatively high-strength material for the push-up member 15, which is advantageous in terms of cost.

また、管状部材4の両開口部の内側には、テーパ部4a、4bが形成されている。また、管状部材4が、シリンダ14の内壁部に接触しないように、ストッパー部材23に衝突した際に塑性変形した管状部材4が、シリンダ14の内壁部に接触しない距離離間している。これらにより、管状部材4は、ストッパー部材23に衝突して塑性変形しても、シリンダ14の内壁部に阻害されることなく変形し、ピストン部材10の衝撃を十分に緩和することができる。 In addition, tapered portions 4a, 4b are formed on the inside of both openings of the tubular member 4. Also, the tubular member 4 is spaced a distance away from the inner wall of the cylinder 14 so that the tubular member 4 does not come into contact with the inner wall of the cylinder 14 after being plastically deformed when colliding with the stopper member 23. As a result, even if the tubular member 4 collides with the stopper member 23 and is plastically deformed, it can deform without being hindered by the inner wall of the cylinder 14, and the impact of the piston member 10 can be sufficiently mitigated.

また、上述のような構成の安全装置100を備えた飛行体30を得ることができる。 In addition, an aircraft 30 equipped with a safety device 100 configured as described above can be obtained.

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the description of the above embodiments, and further includes all modifications within the meaning and scope of the claims.

たとえば、本発明には、以下の変形例が含まれる。上記実施形態では、押し上げ部材15の支持部20は、押し上げ部材15の開口部の縁から延設されたものであったが、これに限られない。射出物16の大きさに合わせるなど設計によっては、押し上げ部材15の有底筒状部19の途中部分から延設されたものであってもよい。 For example, the present invention includes the following modified examples. In the above embodiment, the support portion 20 of the push-up member 15 extends from the edge of the opening of the push-up member 15, but this is not limited to the above. Depending on the design, such as to match the size of the projectile 16, the support portion 20 may extend from the middle of the bottomed tubular portion 19 of the push-up member 15.

また、上記実施形態では動力源としてガス発生器を採用したが、摺動部材がシリンダ内を推進するための駆動力を当該摺動部材に付与することが可能なものであればその構成は限定されるものではなく、たとえばバネ等の弾性体を採用してもよい。 In addition, in the above embodiment, a gas generator is used as the power source, but the configuration is not limited as long as it is possible to impart a driving force to the sliding member to propel the sliding member inside the cylinder, and for example, an elastic body such as a spring may be used.

また、上記実施形態では、収容器18を円筒状に形成したが、これに限定されるものではなく、たとえば四角筒のような他の形状に形成してもよい。 In addition, in the above embodiment, the container 18 is formed in a cylindrical shape, but this is not limited to this and may be formed in other shapes, such as a rectangular tube.

また、上記各実施形態において、射出物としてパラシュート又はパラグライダーを採用する場合、当該パラシュート又はパラグライダーがパッキングされていてもよい。なお、当該パッキングは作動時に破れるまたは剥がれるように構成されている。 In addition, in each of the above embodiments, when a parachute or paraglider is used as the projectile, the parachute or paraglider may be packed. The packing is configured to break or peel off when activated.

さらに、上記各実施形態では、射出物として、パラシュート又はパラグライダーを挙げたが、これに限らず、揚力発生部材を含むものを射出物として射出してもよい。揚力発生部材としては、たとえば、パラフォイル、ロガロ型パラシュート、シングルサーフェース型パラシュート、飛行機の翼、プロペラ、バルーン等が挙げられる。また、揚力発生部材がコントロールラインを有する場合、安全装置は、コントロールラインを利用して、射出した揚力発生部材の傾斜角度の変更などを行うことができる操舵機構を備えておくことが望ましい。この操舵機構は、たとえば、揚力発生部材に連結された複数のコントロールラインをそれぞれ巻き取る複数のリールと、これらのリールの動力となるモータと、を備えたものであり、モータの駆動により、コントロールラインを巻き取ったり、出したりすることで、適宜、揚力発生部材を引っ張ったり、引っ張りを緩めたりすることができる。 In addition, in each of the above embodiments, a parachute or a paraglider is mentioned as the projectile, but the present invention is not limited to this, and an object including a lift generating member may be projected as the projectile. Examples of the lift generating member include a parafoil, a Rogallo type parachute, a single surface type parachute, an airplane wing, a propeller, and a balloon. In addition, when the lift generating member has a control line, it is desirable for the safety device to have a steering mechanism that can change the inclination angle of the projected lift generating member using the control line. This steering mechanism, for example, has multiple reels that respectively wind up multiple control lines connected to the lift generating member, and a motor that powers these reels, and the lift generating member can be pulled or released as appropriate by driving the motor to wind up or unwind the control line.

また、上記実施形態では、シリンダ、動力源、および収容器は、機体にゴムバンド、ベルト、ひも、その他(機械的接合、ボルト、ファスナー、接着剤)等の手段により固定されていることが好ましい。 In addition, in the above embodiment, it is preferable that the cylinder, power source, and container are fixed to the aircraft body by means such as rubber bands, belts, strings, or other means (mechanical joints, bolts, fasteners, adhesives, etc.).

また、上記実施形態のアクチュエータ1の代わりに、図6に示す変形例のアクチュエータ101であってもよい。以下、具体的に、本変形例に係るアクチュエータ101について説明する。なお、特に説明しない限り、上記実施形態と同様の部位には、下二桁が同じ符号を用いて、説明を省略することがある。また、本変形例においては、特に説明がない限り、上記実施形態と同じ部品が用いられている。 In addition, instead of the actuator 1 of the above embodiment, an actuator 101 of a modified example shown in FIG. 6 may be used. The actuator 101 of this modified example will be specifically described below. Note that unless otherwise specified, parts similar to those of the above embodiment are designated by reference numerals with the same last two digits, and descriptions may be omitted. Furthermore, in this modified example, unless otherwise specified, the same parts as those of the above embodiment are used.

本変形例のアクチュエータ101は、ピストン部材10の代わりにピストン部材110を用いている点について、アクチュエータ1と異なっている。具体的には、管状部材4および保持部材5を用いずに、棒状部110bの一部の周囲に固定された少なくとも1つの鍔状部(図6では2つの突出部110h、110i)を固定して設けている点で、アクチュエータ101は、アクチュエータ1と異なっている。 The actuator 101 of this modified example differs from the actuator 1 in that a piston member 110 is used instead of the piston member 10. Specifically, the actuator 101 differs from the actuator 1 in that the actuator 101 does not use the tubular member 4 and the holding member 5, but instead has at least one flange-shaped portion (two protrusions 110h, 110i in FIG. 6) fixed around a part of the rod-shaped portion 110b.

突出部110h、110iは、作動時にストッパー部材123と衝突した際、棒状部110bに固定された箇所(突出部110h、110iと棒状部110bとの接続部分)が、せん断破壊される強度で棒状部110bに固定されている。また、突出部110h、110iの形状は、鍔状(フランジ状)でも、複数の棒状が径方向に突出しているような形状のものでもよい。なお、このときの固定方法としては、削り出し(切削加工)による一体成形、または、溶接による取り付けなどがある。 When the protrusions 110h and 110i collide with the stopper member 123 during operation, the portions where the protrusions 110h and 110i are fixed to the rod-shaped portion 110b (the connection portions between the protrusions 110h and 110i and the rod-shaped portion 110b) are fixed to the rod-shaped portion 110b with a strength that causes shear failure. The shape of the protrusions 110h and 110i may be flange-shaped or may have multiple rod-shaped portions protruding in the radial direction. The fixing method in this case may be integral molding by machining (cutting), or attachment by welding, etc.

上記構成のアクチュエータ101によれば、突出部110h、110iの棒状部110bに固定された箇所がせん断破壊された際に、突出部110h、110i(ピストン部材110)とストッパー部材123との衝突の衝撃を緩和させることができるので、アクチュエータ1と同様の効果を奏することができる。 According to the actuator 101 configured as described above, when the portion of the protrusions 110h, 110i fixed to the rod-shaped portion 110b is shear-broken, the impact of the collision between the protrusions 110h, 110i (piston member 110) and the stopper member 123 can be mitigated, thereby achieving the same effect as the actuator 1.

(実施例1)
上記実施形態と同構成の安全装置に係る樹脂(ここでは、GF(ガラスファイバー)33%配合のガラス繊維強化PA(ポリアミド)66(PA66+GF33%)で、ヤング率10GPaのもの)製と仮定した押し上げ部材を設計し、当該押し上げ部材の厚みによって、押し上げ部材の支持部(フランジ)の撓みがどのように変化するかについて調査するシミュレーション実験を行った。以下に実験方法を示す。
Example 1
A push-up member was designed, which was assumed to be made of resin (here, glass fiber reinforced PA (polyamide) 66 (PA66 + GF33%) containing 33% GF (glass fiber) and having a Young's modulus of 10 GPa) for a safety device having the same configuration as the above embodiment, and a simulation experiment was carried out to investigate how the deflection of the support part (flange) of the push-up member changes depending on the thickness of the push-up member. The experimental method is shown below.

押し上げ部材の支持部(フランジ)の撓みは、ピストンの断面式からピストンが破断する力(引張強度と断面積から破断荷重)を計算し、シミュレーションソフト(名:Auto desk Nastran In-CAD)を用いて測定した。測定条件としては、押し上げ部材の天面を固定して支持部の底面から荷重をかけて、押し上げ部材の各部位の変異を確認して、支持部の元の底面の位置からの最大変位を撓みとして、管状部材(材質A6063-0、内径10.1mm、外径12.1mm)が有る場合および無い場合について測定した。なお、押し上げ部材は、有底筒状部の外径が31mm、支持部の外径が105mmである。また、支持部の元の底面の位置からの変位については有限要素法で解析した。 The deflection of the support part (flange) of the pushing member was measured using simulation software (Autodesk Nastran In-CAD) by calculating the force at which the piston breaks from the cross-sectional formula of the piston (breaking load from tensile strength and cross-sectional area). The measurement conditions were as follows: the top of the pushing member was fixed, and a load was applied from the bottom of the support part, and the deformation of each part of the pushing member was confirmed. The maximum displacement from the original position of the bottom of the support part was taken as the deflection, and measurements were taken with and without a tubular member (material A6063-0, inner diameter 10.1 mm, outer diameter 12.1 mm). The pushing member has an outer diameter of 31 mm for the bottomed cylindrical part and 105 mm for the support part. The displacement from the original position of the bottom of the support part was analyzed using the finite element method.

上記実験の結果を以下に示す。なお、管状部材を設けた場合、押し上げ部材の厚みを3mmから2mmに薄くしても、管状部材がない場合における押し上げ部材を厚み3mmにした場合と同様、押し上げ部材の支持部に曲げ破壊は発生しないという結果が出た。

Figure 0007577508000001
The results of the above experiment are shown below. When the tubular member is provided, even if the thickness of the push-up member is reduced from 3 mm to 2 mm, bending fracture does not occur in the support part of the push-up member, as in the case where the push-up member is made 3 mm thick without the tubular member.
Figure 0007577508000001

このように、管状部材を設けることで、ピストン部材の作動時の衝撃を緩和でき、樹脂製の押し上げ部材の厚みを3mmから2mmに薄くして軽量化しても、押し上げ部材に曲げ破壊が発生することなく、必要な強度を保持していることがわかった。 In this way, by providing a tubular member, it was found that it is possible to reduce the impact caused by the operation of the piston member, and even if the thickness of the plastic push-up member is reduced from 3 mm to 2 mm to make it lighter, bending fracture does not occur in the push-up member, and the necessary strength is maintained.

(実施例2)
上記実施形態と同構成の安全装置に係るアルミニウム製の押し上げ部材、ピストン部材、基台(スクイブホルダ)、および、シリンダを作成し、緩衝材(フランジ状の突出部(上記変形例に対応)または管状部材(上記実施形態に対応))の材質を変化させることによって、アクチュエータの作動の際の衝撃を緩和できるか否かについて実験した。なお、各実験でのガス発生器およびガス発生器で使用するガス発生剤・薬量、押し上げ部材などは、すべて統一して実験を行った。下記表2に、実験に使用した各部材の仕様(一仕様について3つずつ試料を作成)を示す。なお、下記表2において、温度の「HT」とは摂氏85℃の高温環境下での試験、「ストローク」とはピストン部材のシリンダ内での移動距離(初期状態からストッパーに衝突するまでの距離)、緩衝材の材質の「樹脂」とはモノマーキャストナイロン、のことである。また、仕様A、Bは、2つのフランジ状の突出部(上記変形例に対応)からなる緩衝材であり、仕様C~Lは管状部材(上記実施形態に対応)からなる緩衝材である。また、仕様Aの緩衝材の厚みは1mm、仕様Bの緩衝材の厚みは0.5mmである。また、仕様C、E、Gの緩衝材の径方向のサイズは、内径10.1mm、外径12.1mm、仕様D、F、Hの緩衝材の径方向のサイズは、内径10.1mm、外径14.1mm、仕様I、Jの緩衝材の径方向のサイズは、内径10mm、外径16mm、仕様Kの緩衝材の径方向のサイズは、内径10mm、外径15mm、仕様Lの緩衝材の径方向のサイズは、内径10mm、外径15mm、である。ここで、仕様Kの緩衝材については、ピストン部材の軸方向に2つ嵌設して(2段重ねとして)実験した。また、仕様Lの緩衝材については、ピストン部材の軸方向に4つ嵌設して(4段重ねとして)実験した。
Example 2
An aluminum push-up member, piston member, base (squib holder), and cylinder for a safety device having the same configuration as the above embodiment were prepared, and an experiment was conducted to see whether the shock caused by the actuator's operation could be mitigated by changing the material of the buffer material (flange-shaped protrusion (corresponding to the above modified example) or tubular member (corresponding to the above embodiment)). Note that the gas generator, the gas generating agent and amount of gas used in the gas generator, and the push-up member were all standardized in each experiment. Table 2 below shows the specifications of each member used in the experiment (three samples were prepared for each specification). Note that in Table 2 below, "HT" for temperature refers to a test in a high-temperature environment of 85°C, "stroke" refers to the travel distance of the piston member in the cylinder (the distance from the initial state to the collision with the stopper), and "resin" for the material of the buffer material refers to monomer cast nylon. Specifications A and B are buffer materials consisting of two flange-shaped protrusions (corresponding to the above modified example), and specifications C to L are buffer materials consisting of tubular members (corresponding to the above embodiment). The thickness of the cushioning material of specification A is 1 mm, and the thickness of the cushioning material of specification B is 0.5 mm. The radial size of the cushioning material of specifications C, E, and G is an inner diameter of 10.1 mm and an outer diameter of 12.1 mm, the radial size of the cushioning material of specifications D, F, and H is an inner diameter of 10.1 mm and an outer diameter of 14.1 mm, the radial size of the cushioning material of specifications I and J is an inner diameter of 10 mm and an outer diameter of 16 mm, the radial size of the cushioning material of specification K is an inner diameter of 10 mm and an outer diameter of 15 mm, and the radial size of the cushioning material of specification L is an inner diameter of 10 mm and an outer diameter of 15 mm. Here, for the cushioning material of specification K, two pieces were fitted in the axial direction of the piston member (as two-tiered stacking) for the experiment. For the cushioning material of specification L, four pieces were fitted in the axial direction of the piston member (as four-tiered stacking) for the experiment.

Figure 0007577508000002
Figure 0007577508000002

また、下記表3に、各仕様の各試料についての実験結果を示す。なお、表3において、「全高」とはピストン部材の軸方向長さ、「変形量」とはピストン部材の軸方向長さの変形量、「伸び」とは作動後のピストン部材の軸方向長さの初期状態からの伸び率を示している。なお、各仕様の1つ目の試料で、ピストン部材または基台(スクイブホルダ)に破断が生じた場合、他の2つの試料の実験は行わなかった。 Table 3 below shows the experimental results for each sample of each specification. In Table 3, "total height" refers to the axial length of the piston member, "deformation" refers to the amount of deformation in the axial length of the piston member, and "elongation" refers to the elongation rate from the initial state of the axial length of the piston member after actuation. If fracture occurred in the piston member or base (squib holder) in the first sample of each specification, experiments were not performed on the other two samples.

Figure 0007577508000003
Figure 0007577508000003

表3から、仕様Aについては、せん断破壊されることによって作動時の衝撃力を吸収し、正常作動する(ピストン部材または基台(スクイブホルダ)の破断が発生しない)ことがわかった。これに対して、仕様Aより厚みが半分の仕様Bについては、せん断破壊されるものの十分に衝撃力を吸収できずに、ピストン部材が破断する場合があることがわかった。また、仕様C、E、G、Hについては、塑性変形することによって作動時の衝撃力を吸収し、正常作動する(ピストン部材または基台(スクイブホルダ)の破断が発生しない)ことがわかった。これに対して、仕様D、F、I、J、K、Lについては、衝撃力を吸収できずに、基台(スクイブホルダ)またはピストン部材が破断する場合があることがわかった。 From Table 3, it was found that for specification A, the impact force during operation is absorbed by shear fracture, allowing normal operation (no breakage of the piston member or base (squib holder)). In contrast, it was found that for specification B, which is half the thickness of specification A, although shear fracture occurs, it is unable to absorb the impact force sufficiently, and the piston member may break. It was also found that for specifications C, E, G, and H, the impact force during operation is absorbed by plastic deformation, allowing normal operation (no breakage of the piston member or base (squib holder)). In contrast, it was found that for specifications D, F, I, J, K, and L, it is unable to absorb the impact force, and there are cases where the base (squib holder) or piston member breaks.

これらの結果から、せん断破壊または塑性変形によって適切に作動時の衝撃力を吸収するように設計した緩衝材(フランジ状の突出部(上記変形例に対応)または管状部材(上記実施形態に対応))を用いれば、ピストン部材または基台(スクイブホルダ)が破断しないようにできることがわかった。 These results show that by using a cushioning material (a flange-shaped protrusion (corresponding to the above modified example) or a tubular member (corresponding to the above embodiment)) designed to adequately absorb the impact force during operation through shear fracture or plastic deformation, it is possible to prevent the piston member or base (squib holder) from breaking.

1、101 アクチュエータ
2、102 基台
3、103 筒状部材
4 管状部材
4a、4b、10g テーパ部
5 保持部材
6、106 空間
10、110 ピストン部材
10a、110a 本体部
10b、110b 棒状部
10c、110c 穴部
10d、12a、110d 雌ねじ部
10e、110e 溝部
10f、110f 縮径部
11、12、111、112 シール部材
13、113 孔部
14、114 シリンダ
14a、114a 貫通孔
15、115 押し上げ部材
16、116 射出物
17、117 ガス発生器
17a、117a カップ体
18 収容器
19 有底筒状部
19a 底部
20 支持部
21 蓋部
23、123 ストッパー部材
23a、23b、123a、123b 溝部
24、25、26 通気孔
27 移動防止部材
30 飛行体
31 機体
33 脚部
40 連結部材
50 ボルト部材
50a ヘッド部
50b 雄ねじ部
51、52、53 穴部
53a 挿入用開口部
100 安全装置
110h、110i 突出部
Reference Signs List 1, 101 Actuator 2, 102 Base 3, 103 Cylindrical member 4 Tubular member 4a, 4b, 10g Tapered portion 5 Holding member 6, 106 Space 10, 110 Piston member 10a, 110a Main body 10b, 110b Rod-shaped portion 10c, 110c Hole 10d, 12a, 110d Female thread 10e, 110e Groove 10f, 110f Reduced diameter portion 11, 12, 111, 112 Seal member 13, 113 Hole 14, 114 Cylinder 14a, 114a Through hole 15, 115 Push-up member 16, 116 Projectile 17, 117 Gas generator 17a, 117a Cup body 18 Container 19 Bottomed cylindrical portion 19a Bottom 20 Support portion 21 Lid portion 23, 123 Stopper members 23a, 23b, 123a, 123b Groove portion 24, 25, 26 Ventilation hole 27 Movement prevention member 30 Air vehicle 31 Airframe 33 Leg portion 40 Connecting member 50 Bolt member 50a Head portion 50b Male thread portion 51, 52, 53 Hole portion 53a Insertion opening 100 Safety devices 110h, 110i Protrusion portion

Claims (6)

飛行体用安全装置に使用されるアクチュエータであって、
本体部と、前記本体部と接続されているとともに前記本体部より幅が小さい棒状部と、を有した摺動部材と、
前記本体部に一端部が接触した状態で、前記棒状部の一部の周囲に設けられた管状部材と、
前記摺動部材および前記管状部材を摺動可能に内部に収容するシリンダと、
前記シリンダの一端部に設けられ、作動時に当該摺動部材を前記内部から外方に突出させる孔部を有し、前記作動時に前記管状部材の移動を前記シリンダ内に制限するストッパー部材と、
前記シリンダの他端に設けられ、前記摺動部材を摺動させる動力を発生する動力源と、
を備え、
前記管状部材は、塑性変形する材料であるとともに、引張強度が前記摺動部材および前記ストッパー部材よりも低い材料からなるものであることを特徴とするアクチュエータと、
少なくとも前記シリンダの一部を覆うように配置された有底筒状部と、前記有底筒状部の開口部または側面の途中部分から外部に向けて突出するように形成された鍔状部とを有し、前記摺動部材により一方向に押し上げられる押し上げ部材と、
前記押し上げ部材の前記鍔状部により支持されつつ押し上げられる射出物と、
を備えていることを特徴とする安全装置
An actuator for use in an aircraft safety device,
a sliding member having a main body and a rod-shaped portion connected to the main body and having a width smaller than that of the main body;
a tubular member provided around a portion of the rod portion with one end of the tubular member in contact with the main body;
a cylinder that slidably accommodates the sliding member and the tubular member therein;
a stopper member provided at one end of the cylinder, the stopper member having a hole that causes the sliding member to protrude outward from the inside of the cylinder when actuated, and that limits the movement of the tubular member into the cylinder when actuated;
a power source provided at the other end of the cylinder and configured to generate power for sliding the sliding member;
Equipped with
an actuator , wherein the tubular member is made of a material that undergoes plastic deformation and has a tensile strength lower than that of the sliding member and the stopper member;
a push-up member having a bottomed tubular portion disposed so as to cover at least a portion of the cylinder and a flange-shaped portion formed so as to protrude outward from an opening or a middle portion of a side surface of the bottomed tubular portion, the push-up member being pushed up in one direction by the sliding member;
a projectile that is supported and pushed up by the flange portion of the push-up member;
A safety device comprising :
前記作動時において、前記管状部材が前記ストッパー部材に衝突し、前記管状部材が塑性変形した際、前記管状部材が、前記シリンダの内壁部に接触しないように、前記管状部材と前記シリンダの内壁部とが所定距離以上離間していることを特徴とする請求項1に記載の安全装置 2. The safety device according to claim 1, characterized in that, during operation, when the tubular member collides with the stopper member and is plastically deformed , the tubular member and the inner wall portion of the cylinder are separated by a predetermined distance or more so that the tubular member does not come into contact with the inner wall portion of the cylinder. 前記管状部材の前記ストッパー部材と衝突する側の開口部内部に、テーパ部が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の安全装置 3. The safety device according to claim 1, wherein a tapered portion is formed inside an opening of the tubular member on a side that collides with the stopper member. 本体部と、前記本体部と一体化しているとともに前記本体部より幅が小さい棒状部と、前記棒状部の一部の周囲に固定された少なくとも1つの突出部と、を有した摺動部材と、
前記摺動部材を摺動可能に内部に収容するシリンダと、
前記シリンダの一端に設けられ、作動時に当該摺動部材が前記内部から外方に突出するための孔部を有し、前記作動時に前記突出部が衝突するストッパー部材と、
前記シリンダの他端に設けられ、前記摺動部材を摺動させる動力を発生する動力源と、
を備え、
前記突出部は、作動時に前記ストッパー部材と衝突した際、前記棒状部に固定された箇所がせん断破壊される強度で前記棒状部に固定されているものであることを特徴とするアクチュエータと、
少なくとも前記シリンダの一部を覆うように配置された有底筒状部と、前記有底筒状部の開口部または側面の途中部分から外部に向けて突出するように形成された鍔状部とを有し、前記摺動部材により一方向に押し上げられる押し上げ部材と、
前記押し上げ部材の前記鍔状部により支持されつつ押し上げられる射出物と、
を備えていることを特徴とする安全装置。
A sliding member including a main body, a rod-shaped portion that is integral with the main body and has a width smaller than that of the main body, and at least one protrusion that is fixed to a periphery of a part of the rod-shaped portion;
a cylinder that slidably accommodates the sliding member therein;
a stopper member provided at one end of the cylinder, the stopper member having a hole through which the sliding member protrudes outward from the inside when actuated, the stopper member colliding with the protruding portion when actuated;
a power source provided at the other end of the cylinder and configured to generate power for sliding the sliding member;
Equipped with
an actuator, wherein the protrusion is fixed to the rod-shaped portion with such a strength that a portion where the protrusion is fixed to the rod-shaped portion is shear-broken when the protrusion collides with the stopper member during actuation ;
a push-up member having a bottomed tubular portion disposed so as to cover at least a portion of the cylinder and a flange-shaped portion formed so as to protrude outward from an opening or a middle portion of a side surface of the bottomed tubular portion, the push-up member being pushed up in one direction by the sliding member;
a projectile that is supported and pushed up by the flange portion of the push-up member;
A safety device comprising:
前記摺動部材の少なくとも一部と当接するリング状のシール部材が前記孔部の内壁面の一部に設けられており、
前記摺動部材の外部表面のうち、少なくとも、前記摺動部材を組み付ける際に前記シール部材と接触して擦れる部分が、滑らかな形状に形成されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の安全装置
a ring-shaped seal member that comes into contact with at least a portion of the sliding member is provided on a portion of an inner wall surface of the hole,
The safety device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least a portion of an outer surface of the sliding member that comes into contact with and rubs against the sealing member when the sliding member is assembled is formed into a smooth shape.
請求項1~5のいずれか1項に記載の安全装置を備えており、
前記射出物は、パラシュートまたはパラグライダーであることを特徴とする飛行体。
The safety device according to any one of claims 1 to 5 is provided,
The flying object is a parachute or a paraglider.
JP2020178468A 2020-10-23 2020-10-23 Safety device and flying object equipped with the safety device Active JP7577508B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020178468A JP7577508B2 (en) 2020-10-23 2020-10-23 Safety device and flying object equipped with the safety device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020178468A JP7577508B2 (en) 2020-10-23 2020-10-23 Safety device and flying object equipped with the safety device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022069336A JP2022069336A (en) 2022-05-11
JP7577508B2 true JP7577508B2 (en) 2024-11-05

Family

ID=81521969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020178468A Active JP7577508B2 (en) 2020-10-23 2020-10-23 Safety device and flying object equipped with the safety device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7577508B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009236313A (en) 2007-09-27 2009-10-15 Toyoda Gosei Co Ltd Actuator
JP2016011079A (en) 2014-06-30 2016-01-21 タカタ株式会社 Vehicular pop-up hood device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009236313A (en) 2007-09-27 2009-10-15 Toyoda Gosei Co Ltd Actuator
JP2016011079A (en) 2014-06-30 2016-01-21 タカタ株式会社 Vehicular pop-up hood device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022069336A (en) 2022-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4353597A1 (en) Actuator, safety device, and flying body
US20240391614A1 (en) Safety device and flight vehicle provided with safety device
US10502515B2 (en) Launch piston brake
CN115087594B (en) Safety device and aircraft equipped with safety device
JP7577508B2 (en) Safety device and flying object equipped with the safety device
EP4129823B1 (en) Safety device, and flying vehicle provided with safety device
JP7455049B2 (en) Aircraft with actuators, safety devices, and safety devices
JP7458890B2 (en) Safety devices and flying vehicles equipped with safety devices
JP7837251B2 (en) Safety devices, and aircraft equipped with safety devices
JP7744837B2 (en) Linear connector for aircraft, safety device, aircraft equipped with safety device, and fastening method using linear connector for aircraft
JP7732884B2 (en) Safety device and flying vehicle equipped with safety device
JP7556826B2 (en) Safety device and flying object equipped with the safety device
JP2026060828A (en) Safety devices, and aircraft equipped with safety devices
EP4534421A1 (en) Safety device and flying body equipped with safety device
WO2026070636A1 (en) Safety device, and flying body provided with safety device
JP2026067324A (en) Safety devices, and aircraft equipped with safety devices
JP7796598B2 (en) Safety device and flying vehicle equipped with the safety device
JP2026051961A (en) Safety devices, and aircraft equipped with safety devices
JP2024057545A (en) Fitting tool for safety device, safety device, and flight vehicle
US10487859B2 (en) Apparatus and method for high energy density linear actuation with integral braking
JP2026046499A (en) Safety devices, and aircraft equipped with safety devices

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230809

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240105

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240603

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240724

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241022

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241023

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7577508

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150