JP2003148558A - 分離型ショックマウント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のショックマウントは、引っ張り方向の
強度が弱く、弾性定数を自由に設定することが難しいと
いう問題点があった。 【解決手段】 第１おねじ部１１と大径の頭部１３を有
する第１部材１と、第２おねじ部１２を有する第２部材
２と、第１おねじ部１１を貫通状態にして第２部材２に
連結されるとともに第２部材２との間で頭部１３を収容
する第３部材３を備え、第１部材の頭部と第２および第
３の部材との軸線方向間に緩衝材１４Ａ，１４Ｂ，１６
Ａ，１６Ｂを介装した分離型ショックマウントＳ１と
し、充分な機械的強度を確保すると共に、緩衝材１４
Ａ，１４Ｂ，１６Ａ，１６Ｂの厚さ等の変更を容易にし
て弾性定数の自由な設定を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の構造体に対
して免振機能を付加した状態で各種機器類を支持するの
に用いられる分離型ショックマウントに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のショックマウントとしては、例え
ば図８に示すようなものがあった。図示のショックマウ
ント１００は、円板状の頭部１０１を有する２本の金属
製ボルト１０２，１０２と、ゴム製の緩衝材１０３を備
え、両ボルト１０２，１０２を相反する向きにして両プ
レート１０１，１０１間に緩衝材を接着固定した構成に
なっている。

【０００３】上記のショックマウント１００は、一方の
ボルト１０２を所定の構造体に連結すると共に、他方の
ボルト１０２を各種機器類に連結して、構造体において
機器類を支持し、この際、緩衝材１０３が１自由度系の
振動をすることにより、緩衝材１０３の弾性定数と支持
した機器類の重量とで決定される共振周波数以上の周波
数の振動を減衰させる機能を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来のショックマウントにあっては、金属製の
ボルト１０２にゴム製の緩衝材を接着で固定していたた
め、とくに引っ張り方向の強度が弱いという問題点があ
った。また、支持する機器類の重量等に応じて弾性定数
を設定するには、緩衝材１０３の直径や厚さを変えるこ
ととなるが、この場合、圧縮／剪断方向の弾性定数比が
大きく且つこの比を大きく変化させることができないた
めに、設計の自由度が小さく、さらに、ボルト１０２の
サイズ等も大幅に変更する必要があるので、結果として
弾性定数を自由に設定することが難しいという問題点が
あり、これらの問題点を解決することが課題であった。

【０００５】

【発明の作用】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、充分な強度を有するとともに振動に対し
て大きな減衰機能を得ることができ、また、弾性定数の
設定にも容易に対処することができる分離型ショックマ
ウントを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる分離型シ
ョックマウントは、請求項１として、第１おねじ部と第
２おねじ部を同軸上で相反する向きに備えた分離型ショ
ックマウントであって、第１おねじ部と同おねじ部より
も大径の頭部を有する第１部材と、第２おねじ部を有す
る第２部材と、第１部材の第１おねじ部を貫通状態にし
て第２部材に連結されるとともに第２部材との間で第１
部材の頭部を収容する第３部材を備え、第１部材の頭部
と第２および第３の部材との軸線方向間に緩衝材を介装
した構成とし、請求項２として、第２部材と第３部材と
がねじ結合により連結されると共に、第２部材と第３部
材の間に互いのねじ込み量を調整するスペーサを介装可
能にした構成とし、請求項３として、第１部材の頭部
と、第２および第３の部材の少なくとも一方との軸線方
向間の対向面がテーパ状を成している構成としており、
上記構成をもって従来の課題を解決するための手段とし
ている。

【０００７】なお、上記構成において、第１、第２およ
び第３の部材には、その素材として金属やプラスチック
などを用いることができ、緩衝材には、その素材として
ゴムや樹脂などを用いることができる。

【０００８】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わる分離型ショッ
クマウントでは、第１おねじ部を有する第１部材と第２
おねじ部を有する第２部材を直接連結せずに分離した状
態にして、第１おねじ部と第２おねじ部を同軸上で相反
する向きにしている。そして、例えば第２おねじ部を所
定の構造体に連結すると共に、第１おねじ部を各種機器
類に連結して、構造体において機器類を支持し、このと
き、第１部材の頭部と第２および第３の部材との軸線方
向間に介装した緩衝材により、構造体において支持する
機器類の振動を減衰する。

【０００９】この分離型ショックマウントは、第１部材
の頭部が第２部材と第３部材の間に収容され、この頭部
が第３部材に対して係止状態となるので、第１および第
２のおねじ部を用いた連結に対して機械的強度が非常に
高く、また、緩衝材も第２部材と第３部材との間に収容
されるので、基本的には、緩衝材を第１〜第３の部材に
接着等で固定する必要が無く、これにより緩衝材による
振動の減衰機能がより高められると共に、緩衝材が破断
するような事態も防止される。さらに、緩衝材の幅や厚
さあるいは材質を変更することで、弾性定数の設定が行
われる。

【００１０】本発明の請求項２に係わる分離型ショック
マウントでは、第２部材と第３部材とがねじ結合により
連結してあり、第２部材と第３部材の間にスペーサを介
装可能にしたので、弾性定数の設定において緩衝材の厚
さを変更する際に、その厚さに対応して第２部材と第３
部材の互いのねじ込み量を調整し、これにより第２部材
と第３部材の間に生じた隙間にスペーサを介装する。

【００１１】本発明の請求項３に係わる分離型ショック
マウントでは、第１部材の頭部と、第２および第３の部
材の少なくとも一方との軸線方向間の対向面をテーパ状
としたので、軸線方向および軸線に直交する方向の振動
に対する減衰機能がより高められ、また、テーパ面に生
じる滑りによっても振動エネルギを吸収し得るので、よ
り大きな減衰機能が得られるものとなる。

【００１２】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる分離型ショッ
クマウントによれば、第１〜第３の部材および緩衝材を
採用したことから、組立てが非常に簡単であって、一対
のボルト間に緩衝材を介装した従来のショックマウント
に比べて、非常に高い機械的強度を得ることができると
共に、小型でありながら振動に対する大きな減衰機能を
得ることができ、また、緩衝材の破断等の不具合を防止
し得るうえに、緩衝材の幅や厚さなどの変更を伴う弾性
定数の設定にもきわめて容易に対処することができる。

【００１３】本発明の請求項２に係わる分離型ショック
マウントによれば、請求項１と同様の効果を得ることが
できるうえに、第２と第３の部材をねじ結合するととも
にスペーサを介装可能としたことにより、当該ショック
マウントの形状や大きさを何ら変更することなく、第１
部材の頭部と第２および第３の部材との軸線方向間の間
隔ならびに緩衝材の厚さを自由に変更することができ、
これにより弾性定数の設定により一層容易に対処するこ
とができると共に、スペーサにより、変更後における第
２および第３の部材の連結状態を確実に維持することが
できる。

【００１４】本発明の請求項３に係わる分離型ショック
マウントによれば、請求項１および２と同様の効果を得
ることができるうえに、第１部材の頭部と第２および第
３の部材の少なくとも一方との軸線方向間の対向面をテ
ーパ状としたことから、形状や大きさを殆ど変更するこ
となく、軸線方向と軸線に直交する方向の２方向の振動
に対する減衰機能をより高めることができると共に、テ
ーパ面に生じる滑りによってさらに大きな減衰機能を得
ることができ、また、テーパの角度を変えることによっ
ても弾性定数を変化させることができるので、設計の自
由度をより一層高めることができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明に係わる分離
型ショックマウントの一実施例を説明する。

【００１６】図１および図２に示す分離型ショックマウ
ントＳ１は、第１おねじ部１１と同おねじ部１１よりも
大径の頭部１３を有する第１部材１と、第２おねじ部１
２を有する第２部材２と、第１部材１の第１おねじ部１
１を貫通状態にして第２部材２に連結されるとともに第
２部材２との間で第１部材１の頭部１３を収容する第３
部材３を備えている。第１〜第３の部材１〜３はいずれ
も金属製である。

【００１７】第１部材１における頭部１３には、その軸
線方向における第１おねじ部１１側とその反対側に、互
いに反する方向に向けて直径が漸次減少する２つのテー
パ面１３Ａ，１３Ｂが形成してある。そして、両テーパ
面１３Ａ，１３Ｂには、環状を成すゴム製の緩衝材１４
Ａ，１４Ｂが接着により固定してある。

【００１８】第２部材２は、その頭部に、収容空間形成
用のセグメント１５が一体成形してある。このセグメン
ト１５は、図示しない所定の構造体への取付け面を形成
するフランジ部１５Ａと、外周におねじ１５Ｂを形成し
た連結部１５Ｃと、連結部１５Ｃにおいて頭部側に開口
した凹部１５Ｄを同心状に備えている。この凹部１５Ｄ
は、内周面が、底部に向けて直径が漸次減少するテーパ
面１５Ｅになっており、このテーパ面１５Ｅには、環状
を成すゴム製の緩衝材１６Ｂが接着により固定してあ
る。

【００１９】第３部材３は、概略円筒状を成す部材であ
って、図１中右側となる一端側の内周面に、めねじ３Ａ
が形成してあると共に、他端側に、端部に向けて直径が
漸次減少するテーパ部３Ｂを有している。また、テーパ
部３Ｂの中央には、第１部材１の第１おねじ部１１の直
径よりも大きく且つ頭部１３の直径よりも小さい挿通孔
３Ｃが設けてあると共に、テーパ部３Ｂの内側のテーパ
面３Ｄには、環状を成すゴム製の緩衝材１６Ａが接着に
より固定してある。

【００２０】ここで、第１部材１の頭部１３に設けた緩
衝材１４Ａ，１４Ｂは、その断面が矩形状を成してお
り、これに対して、第２および第３の部材２，３に設け
た緩衝材１６Ａ，１６Ｂは、その断面が、頭部１３のも
のよりも幅が大きく且つ厚さが小さいシート状を成して
いる。

【００２１】上記の第１〜第３の部材１〜３は、第１部
材１の第１おねじ部１１を第３部材３の内側から挿通孔
３Ｃに貫通させたのち、第２部材２と第３部材３を各々
のおねじ１５Ｄおよびめねじ３Ａによりねじ結合し、第
１部材１の頭部１３を第２部材２と第３部材３の間に収
容する。このように当該分離型ショックマウントＳ１
は、組立てが非常に簡単であり、組立て後には、第１部
材１の頭部１３と第２および第３の部材２，３との軸線
方向間に、緩衝材１４Ａ，１４Ｂ，１６Ａ，１６Ｂが介
装された状態となる。

【００２２】このとき、当該分離型ショックマウントＳ
１では、第１部材１と第２部材２との軸線方向間の対向
面がテーパ面１３Ｂ，１５Ｅになっていて、この間で緩
衝材１４Ｂ，１６Ｂ同士が同じテーパ角度にて接触し、
また、第１部材１と第３部材３との軸線方向間の対向面
がテーパ面１３Ａ，３Ｄになっていて、この間で緩衝材
１４Ａ，１６Ａ同士が同じテーパ角度にて接触してい
る。

【００２３】また、各々対向する緩衝材同士は、接着せ
ず、互いに加圧力を受けることの無い状態で接触してい
る。このような状態を得るには、第２部材２と第３部材
３の互いのねじ込み量を調整すれば良く、そのねじ込み
位置を維持するために、第２部材２のフランジ部１５Ａ
と第３部材３の端部との間には、環状のスペーサ１７が
介装してある。

【００２４】上記構成を備えた分離型ショックマウント
Ｓ１は、第１部材１と第２部材２を直接連結せずに分離
した状態にして、第１おねじ部１１と第２おねじ部１２
を同軸上で相反する向きにしている。また、分離型ショ
ックマウントＳ１は、第２部材２と第３部材３がねじ結
合により連結され、第１部材１の頭部１３が第３部材３
に対して係止状態となるので、例えばねじ結合部分が破
断するほどの著しく大きな外力を受けない限り破損する
ことはなく、第１および第２のおねじ部１１，１２を用
いた連結に対して機械的強度が非常に高いものとなって
いる。

【００２５】そして、上記の分離型ショックマウントＳ
１は、例えば第２おねじ部１２を所定の構造体に連結す
ると共に、第１おねじ部１１を各種機器類に連結して、
構造体において機器類を支持し、緩衝材１４Ａ，１４
Ｂ，１６Ａ，１６Ｂにより、その弾性定数と支持した機
器類の重量とで決定される共振周波数以上の周波数の振
動を減衰させる。

【００２６】このとき、分離型ショックマウントＳ１
は、第１部材１の頭部１３とともに緩衝材１４Ａ，１４
Ｂ，１６Ａ，１６Ｂも第２部材２と第３部材３との間に
収容されているので、衝撃を受けた際に緩衝材１４Ａ，
１４Ｂ，１６Ａ，１６Ｂが破断することが無く、また、
対向する緩衝材１４Ａ，１４Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ同士を
接着等で固定する必要が無く、むしろ接着しないことに
より緩衝材１４Ａ，１４Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ間に滑りが
生じて振動エネルギを吸収するので、振動に対してより
大きな減衰機能を有するものとなっている。

【００２７】また、分離型ショックマウントＳ１は、緩
衝材１４Ａ，１４Ｂ，１６Ａ，１６Ｂをテーパ面１３
Ａ，１３Ｂ，３Ｄ，１５Ｅに設けているので、軸線方向
および軸線に直交する方向の振動に対する減衰機能がよ
り高められ、且つ対向する緩衝材１４Ａ，１４Ｂ，１６
Ａ，１６Ｂ同士がテーパ面で接触しているので、その間
における滑りがより発生し易く、より大きな減衰機能を
もたらすこととなる。

【００２８】さらに、分離型ショックマウントＳ１で
は、第２部材２と第３部材３とがねじ結合により連結し
てあり、第２部材２と第３部材３の間にスペーサ１７を
介装可能にしたので、幅寸法の異なるスペーサ１７を複
数用意しておくことで、弾性定数を設定するための緩衝
材１４Ａ，１４Ｂ，１６Ａ，１６Ｂの厚さの変更に容易
に対処し得ることが明らかである。

【００２９】なお、上記実施例の分離型ショックマウン
トＳ１では、第３部材３と緩衝材１６Ａ、および第２部
材２と緩衝材１６Ｂを接着しない構成としても良く、こ
の場合、滑り面が増すこととなってより大きな減衰機能
を得ることができる。また、滑り面にグリース類を塗布
することにより、さらに滑り易くして減衰機能を高める
ことも有効であり、この場合、組立て性がより向上し、
且つ緩衝材１４Ａ，１４Ｂ，１６Ａ，１６Ｂの耐久性も
向上する。さらに、第２および第３の部材２，３側にお
ける緩衝材１６Ａ、１６Ｂが無い構成にすることも勿論
可能である。

【００３０】図３は、上記実施例で説明した分離型ショ
ックマウントＳ１の振動特性を示す図である。この振動
特性は、図３（ｃ）に示すように、基板Ｂ上に、４個の
分離型ショックマウントＳ１で重量１０ｋｇのダミーウ
エイトＷを支持し、垂直方向（縦方向）および水平方向
（横方向）の振動を与えて測定したものである。図３
（ａ）に縦方向の振動特性を示し、図３（ｂ）に横方向
の振動特性を示す。これにより良好な振動特性を有する
ことが確認された。

【００３１】また、図９には、図８で説明した従来のシ
ョックマウントの縦方向の振動特性を示す。この従来例
と図３（ａ）に示す本実施例とを比較すると、本実施例
のショックマウントＳ１の方がピークが低いものとなっ
ており、さらに、本実施例のショックマウントＳ１で
は、従来に比べて小型でありながら充分な振動特性を有
することが判明した。

【００３２】図４および図５は、本発明に係わる分離型
ショックマウントの他の実施例を説明する図である。な
お、先の実施例と同一の構成部位は、同一符号を付して
詳細な説明を省略する。

【００３３】この実施例における分離型ショックマウン
トＳ２は、図１に示す実施例に対して、テーパ面１３
Ａ，１３Ｂ，３Ｄ，１５Ｅの傾斜角度θが異なってお
り、さらに、第１部材１の頭部１３に設けた緩衝材１４
Ａ，１４Ｂの厚さが異なる場合を例示している。つま
り、図４に示す緩衝材１４Ａ，１４Ｂに対して図５に示
す緩衝材１４Ａ，１４Ｂが薄くなっており、これにより
図５に示す分離型ショックマウントＳ２にはスペーサ
（図１の符号１７）を用いていない。

【００３４】このように、当該分離型ショックマウント
Ｓ２は、緩衝材１４Ａ，１４Ｂの厚さを選択することに
より、全体の形状や大きさを変えずに弾性定数を変更す
ることができ、しかも、傾斜角度θを異ならせることに
よっても弾性定数を変更することができるので、設計の
自由度が非常に高いものとなっている。

【００３５】図６は、本発明に係わる分離型ショックマ
ウントのさらに他の実施例を説明する図である。なお、
先の実施例と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細
な説明を省略する。

【００３６】この実施例の分離型ショックマウントＳ３
は、第１部材１が、第１おねじ部１１と頭部１３との間
に、中間の直径を有する軸部１８を備えている。そし
て、軸部８の外周に設ける緩衝材１９と、軸部１８側の
テーパ面１３Ａに設ける緩衝材２０と、頭部１３の外周
に設ける緩衝材２１と、頭部１３の頂面（図６では下
面）に設ける緩衝材２２を備えている。なお、第２部材
２は、図１に示すようなテーパ面（符号１５Ｅ）が無い
ものとなっている。また、各緩衝材１９〜２２は、ゴム
製であって、第１部材１には接着により固定されるが、
第２および第３の部材２，３に接着する必要は無い。

【００３７】上記構成を備えた分離型ショックマウント
Ｓ３は、先の実施例と同様の作用および効果が得られる
ほか、第１部材１の外周に設けた緩衝材１９，２１によ
って横方向の振動に対する減衰機能が高められる。ま
た、第１部材１の頂面に設けた緩衝材２２では、軸線方
向に対して傾斜していないので、振動を当該緩衝材２２
の純粋な圧縮と剪断で受けることとなり、弾性定数の予
測が容易であって、設計変更することが簡単であるとい
う利点がある。

【００３８】なお、上記実施例では、各緩衝材１９〜２
２を個別に設けた場合を示したが、これらの緩衝材１９
〜２２が連続するように第１部材１に被着することも当
然可能である。

【００３９】図７は本発明に係わる分離型ショックマウ
ントの具体的な使用例を説明する図であって、この例で
は、ロケットの胴体Ｒ内に各種機器を取り付ける場合を
示している。

【００４０】ロケットの胴体Ｒの内側には、複数のステ
ー５０が突出状態で設けてあり、各ステー５０に設けた
分離型ショックマウントＳ１（Ｓ２，Ｓ３）により、ベ
ースプレート５１を支持している。ベースプレート５１
には、観測用や制御用などの機器５２が取り付けてあ
り、さらに、別の分離型ショックマウントＳ１を複数用
いて別の機器５３を支持している。

【００４１】このようにして、複数の分離型ショックマ
ウントＳ１により、ロケットの打ち上げ時の振動等から
各機器５２，５３を保護している。また、当該分離型シ
ョックマウントＳ１は、先にも述べたように、緩衝材に
加圧力を付与しない状態で緩衝材同士あるいは緩衝材と
第２および第３の部材とを接触させているので、とくに
無重力環境下においては双方の接触状態が非常に弱くな
り、これにより振動に対する大きな減衰効果を発揮する
こととなる。したがって、ロケットにおける機器の支持
だけでなく、例えば宇宙ステーション等の周回軌道上の
宇宙機における支持手段としても非常に好適である。

【００４２】なお、本発明に係わる分離型ショックマウ
ントは、その詳細な構成が上記各実施例のみに限定され
ることは無く、第１〜第３の部材や緩衝材の形状、ある
いは緩衝材の介装箇所などを適宜変更することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる分離型ショックマウントの一実
施例を示す断面図である。

【図２】図１に示す分離型ショックマウントを分解状態
で説明する断面図である。

【図３】図１に示す分離型ショックマウントの縦方向の
振動特性を示すグラフ（ａ）、横方向の振動特性を示す
グラフ（ｂ）、および振動特性の測定要領を示す説明図
（ｃ）である。

【図４】本発明に係わる分離型ショックマウントの他の
実施例を示す断面図である。

【図５】図３に分離型ショックマウントの緩衝材の厚さ
が異なる場合を示す断面図である。

【図６】本発明に係わる分離型ショックマウントのさら
に他の実施例を示す図であって、第１部材および緩衝材
の側面図（ａ）、組付け要領を説明する断面図（ｂ）、
および組立て状態を説明する断面図（ｃ）である。

【図７】本発明に係わる分離型ショックマウントの使用
例を説明するロケットの要部の断面図である。

【図８】従来の分離型ショックマウントを示す断面図で
ある。

【図９】従来のショックマウントの縦方向の振動特性を
示すグラフである。

【符号の説明】

Ｓ１〜Ｓ３ 分離型ショックマウント １ 第１部材 ２ 第２部材 ３ 第３部材 １１ 第１おねじ部 １２ 第２おねじ部 １３ 頭部 １４ １４ 緩衝材 １５ １５ 緩衝材 １９〜２２ 緩衝材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平川 渉 群馬県富岡市藤木900番地 株式会社ア イ・エイチ・アイ・エアロスペース・エン ジニアリング内 Ｆターム(参考） 3J048 AA01 BA18 BD05 BD06 CB01 DA03 EA13

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１おねじ部と第２おねじ部を同軸上で
   相反する向きに備えた分離型ショックマウントであっ
   て、第１おねじ部と同おねじ部よりも大径の頭部を有す
   る第１部材と、第２おねじ部を有する第２部材と、第１
   部材の第１おねじ部を貫通状態にして第２部材に連結さ
   れるとともに第２部材との間で第１部材の頭部を収容す
   る第３部材を備え、第１部材の頭部と第２および第３の
   部材との軸線方向間に緩衝材を介装したことを特徴とす
   る分離型ショックマウント。
2. 【請求項２】 第２部材と第３部材とがねじ結合により
   連結されると共に、第２部材と第３部材の間に互いのね
   じ込み量を調整するスペーサを介装可能にしたことを特
   徴とする請求項１に記載の分離型ショックマウント。
3. 【請求項３】 第１部材の頭部と、第２および第３の部
   材の少なくとも一方との軸線方向間の対向面がテーパ状
   を成していることを特徴とする請求項１または２に記載
   の分離型ショックマウント。