JPH0425479B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 底部とカバーとを有して実質的に円板状であ
る円筒ダンパ・ハウジング、およびこのハウジン
グ内に回転できるように支持されているドラムホ
イールを備え、該ドラムホイールとダンパ・ハウ
ジングとの間に内ギヤツプ空間を有し、このギヤ
ツプは高粘性の減衰用液体で満たされている、例
えば目標追跡時の照準運動を減衰するための液体
ダンパにおいて、 前記の液体ギヤツプ空間２４は該ダンパ・ハウ
ジングの外円筒壁１３に組み込されたスリツピン
グ・リング１４と該ドラムホイール１０の外周の
円筒面との間に形成されており、しかも該スリツ
ピング・リング１４は、特定の最大減衰トルクを
越えた減衰トルクに対して前記リング１４と前記
ダンパ・ハウジングとの間の滑り運動を許容する
ように、前記底部１１と前記カバー１２との間に
挟まれていることを特徴とする液体ダンパ。

２ ダンパ・ハウジングが本質的にＩ形の断面を
有し、スリツピング・リング１４が前記ダンパ・
ハウジング９の外周の拡大された環状部分の外壁
１３において底部１１とカバー１２との間で締め
つけられていることを特徴とする請求の範囲第１
項記載のダンパ。

３ ダンパ・ハウジングの底部１１とカバー１２
がばね荷重付きのいくつかのねじ１５によつて相
互に保持されていることを特徴とする請求の範囲
第２項記載のダンパ。

４ ダンパ・ハウジングのカバー１２は中心シヤ
フト１８を装備し、このまわりにドラムホイール
１０が回転可能に支持されていることを特徴とす
る請求の範囲第３項記載のダンパ。

５ ドラムホイール１０は、これを前記のシヤフ
ト１８に回転可能に支持する内ハブ２１と、いく
つかのスポーク２２と、前記ギヤツプ空間２４が
ドラムホイールの円筒外面とスリツピング・リン
グの内側円筒面との間に形成されるようにスリツ
ピング・リング１４に対応した外リング２３とを
備えていることを特徴とする請求の範囲第４項記
載のダンパ。

６ 環状の液体ギヤツプ２７が、ドラムホイール
１０とダンパ・ハウジング１１との間に形成され
ており、この液体ギヤツプが前記のギヤツプ空間
２４も含むということを特徴とする請求の範囲第
５項記載のダンパ。

７ ドラムホイールのハブ２１とダンパ・ハウジ
ングのカバーおよび底部との間に配置された二つ
の動的環状シール２８，２９と、スリツピング・
リング１４とカバーおよび底部との間のダンパ・
ハウジングの円筒外壁１３内に配置された二つの
Ｏリング３５，３６とによつて前記の液体ギヤツ
プ２７が液体をとおさないということを特徴とす
る請求の範囲第６項記載のダンパ。

８ 付加的な空間３０が前記の液体ギヤツプ２７
に接続して形成されているが、減衰用液体の圧力
差を均様にするための膜３１によつてそれから分
離されていることを特徴とする請求の範囲第７項
記載のダンパ。

９ スリツピング・リング１４が、温度に対して
安定しかつその寸法に関して高い精度を以て製作
できる材料、例えば炭素繊維強化のエポキシ樹脂
から作られているということを特徴とする請求の
範囲第１項〜第８項のいずれかに記載のダンパ。

方位角ダンパ 本願の発明は、例えば目標を追跡する際の照準
運動を減衰するための液体ダンバに関する。この
ダンパを実質的に構成するのは、円板形の円筒ダ
ンパ・ハウジングであるが、このハウジングにお
いてはドラムホイールが回転できるように支持さ
れており、ドラムホイルとダンパ・ハウジングの
間に設けられた内側のギヤツプ空間には、高粘性
の減衰用液体が満たされている。

目標ないしは他の物体に高に照準精度を以て追
随するためには、照準運動を減衰するための何ら
かの減衰手段を導入することが必要である。殊に
軍事的な適用の場合には、目標の正確な光学的追
跡を必要とする兵器システムがある。例えば、携
帯式のミサイル発射機においては、目標に照準線
を維持するオペレータによつてミサイルの飛行全
体における目標の光学的追跡が行なわれる。しか
し、正確な追跡は、軍事的な適用の場合にのみ必
要とされるのではない。光学的観測装置、テレビ
ジヨン、あるいは映写カメラのような民間の適用
分野にいても、正確な追跡が必要とされることが
多い。

オペレータによる震えや上方射撃、あるいはそ
の他の好ましくない作用は、ダンパパによつて排
除されるべきである。ガイド制御信号の些細なず
れであつても、ミサイル弾道におけるずれを惹起
するのであり、それによつてミサイルが目標の脇
を通過することになる。このような好ましくない
ずれを抑制するために用られてきた主なダンパ
は、通常、液体ダンパ型式のものである。この場
合には、回転式円板とダンパ・ハウジングのある
部分との間のひとつまたは複数のギヤツプを満た
す高粘性液体によつて、所要の減衰作用が行なわ
れる。そのようなダンパーは、一般的に角照準速
度に対し線形的に増加する減衰トルクを与える。
これは、急速な照準速度に対する抵抗の増加を意
味するが、低い角速度のみが必要とされる目標追
跡段階中では通常全く問題はない。しかし、Ｅ標
捕捉中に方位軸あるいは射角軸のまわりの急速回
転がしばしば必要とされるのであるが、従来のダ
ンパのトルクが高すぎることが多い。そのため
に、高い角速度において所要の増大するトルクを
限定するための離脱ないしはスリツプ装置、特に
最大トルク・クラツチのようなスリツピング・ク
ラツチをダンパに装着することが、以前から知ら
れている。

スウエーデン特許第7413625−０号において、
非線形減衰方式の液体ダンパが記載されている
が、これは低い角速度に対する最適かつ臨界の減
衰を行なうものであるが、減衰トルクは高い角速
度に対しては限定されているため、例えば目標捕
捉中の急速回転が容易にされる。前記の特許にお
いて使用された高粘性減衰液体は、オペレータに
よつて惹起される震え、揺れ等の高周波振動に対
して実質的な減衰を行なう。減衰用液体の粘度
は、ダンパの液体ギヤツプの特殊設計により、高
いせん断率で減少少する。

減衰トルクが一定の角速度、例えば通常の目標
追跡に照応する30〜40ミリラジアン毎秒まで線形
的に増加するような非線形減衰トルクが必要とさ
れるということは、明らかである。しかし、より
高い速度に対しては、減衰トルクの増加が限定さ
れ、上記のレベル以上の角速度に対しては低い一
定の減衰トルクが望まれる。しかし、そのような
理想的な減衰特性を備えることはむずかしいこと
であつたし、目標捕捉段階に照応する高い角速度
に対して一定の減衰トルクが得られないというこ
とは、前記の特許の第３図からも明らかである。
殊に低温の場合に、減衰トルクが高すぎるのであ
る。このことは、高すぎるトルクが武器を目標捕
捉中に容易にポジシヨン外とする軽量型の携帯式
武器システムにおいて、特に不利となる。

したがつて本願発明の目的は、低い照準速度、
つまり約30ミリラジアン毎秒以下の速度に対して
高い照準精度を持つが、迅速な目標捕捉を可能と
するために、その減衰トルクの線形的増加が前記
の値を越える速度に対して最小とされる液体ダン
パを、提供することにある。

液体ダンパの減衰トルクが温度に左右されると
いうことも明白である。武器システムにとつては
少なくとも−30℃から＋60℃の温度範囲に亘つて
安定した機能を果たすことが一般的な要件である
ため、何らかの温度補正が必要である。

したがつて、本発明のもうひとつの目的は、減
衰トルクならびに広範な温度範囲内でできる限り
小さな温度影響度を持ち、軍事分野での使用に耐
え、軽量かつ低兼な設計に基づく液体ダンパを提
供することにある。

本発明を特に性格づける特色は、所要の最大ト
ルク・カツプリングのために、前記の液体ギヤツ
プ空間がドラムホイールの外周円筒面とダンパ・
ハウジングの外側円筒壁に組み込まれたスリツピ
ング・リングとの間に形成されているということ
である。

最大減衰トルクは、ダンパ・ハウジング内のス
リツピング・リングの締め付け力を調節すること
により、容易に制御できる。スリツピング・リン
グを熱に影響されない材料、殊に炭素繊維強化の
エポキシ樹脂材から製作することにより、良好な
温度補正が得られる。

以下において、本発明がその好ましい実施態様
を図示した関連図面に基づいて、より詳細に記述
される。

第１図は、横運動に対するダンパを備えた目標
追跡装置の模式図である。

第２図は、本発明に基づくダンパの断面図であ
る。

第１図は、オペレータが目標に対する照準線を
高い照準精度を以て維持すべき、例えば武器シス
テムに組み込まれる目標追跡装置を、模式的に図
示したものである。この目標追跡装置は、更に光
学的照準器１を備えており、それによりオペレー
タは目標およびその背景を観察することができ
る。

動く目標に追随することを可能にするために、
この照準器は射角および横方向に、すなわち水平
の射角軸２および垂直な方位軸３のまわりに回転
できるように支持されている。照準器は、オペレ
ータがハンドル４を操作することによつて狙いを
つける。

照準器１は、地面上に支持された三脚６を備え
た支持台５上に取り付けられている。この支持台
は入れ子式の脚７を備えているので、上下に動か
すことができる。

目標の追跡操作を向上させるために、方位角ダ
ンパ８は、支持台５と照準器１との間に設置され
ている。このダンパは、方位角軸に一致する回転
軸のまわりを相対的に回転できるように支持され
た二つの主要部分から構成されている。ダンパ
は、第２図に関連してより詳細に説明される。

当社様書の導入部分において既述したように、
ダンパは、人による震えや振動ならびに上方射撃
のような望ましくない振動を除去することが求め
られている。この場合には、ダンパは方位角軸に
対してのみ用いられるが、ダンパが射角軸に対し
ても用いられることはもちろんである。ただし、
武器システムにとつては、方位角軸のまわりの角
速度も加速度も、射角軸に対するそれを浚駕する
ため、方位角軸に対するダンパはより重要であ
る。

第２図は、本発明に基づくダンパの一例を示し
たものである。ダンパを実質的に構成しているの
は、円筒形の薄い外側ハウジング９であるが、そ
の中にはドラムホイール１０が回転できるように
支持されている。このハウジング９は円形の底部
１１と上側の円形カバー１２とから構成されてい
るので、ダンパ・ハウジングは実質的にＩ形状の
断面を有する。

ダンパ・ハウジング９は、更にハウジングの円
筒壁１３に組み込まれたスリツピング・リング１
４も有するが、このリングについては以下に詳述
する。底部１１とカバー１２は、ハウジングの外
周の円筒フランジ部に配置されたいくつかの、で
きれば３本のねじ１５によつて、お互いに締め付
けられている。ハウジングのこれらの二つの部分
間の接合力ならびにそれによつてスリツピング・
リング１４の締め付けをも調節し得るために、こ
れらのねじ１５はそれぞれ一組の皿ばね１６を備
えている。

ダンパ・ハウジングのカバー１２は、ダンパを
回転式の光学照準器１に接続するための手段１７
を備えている。カバーの中心には中空シヤフト１
８が設けられており、このシヤフト上ではドラム
ホイール１０がアンギユラ玉軸受１９ならびに針
軸受２０により回転できるように支持されてい
る。

ドラムホイール１０には、ダンパ・ハウジング
上に支持された照応する内ハブ２１、ハウジング
の小さな環状ギヤツプ内に伸びる３本のスポーク
２２、ならびにスリツプ・リング１４に合致する
外リング２３が装着されているので、小さなギヤ
ツプ空間２４がドラムホイールの外側円筒面とス
リツピング・リングとの間に形成される。ドラム
ホイールのスポークにより、ドラムホイールは、
その運動が結合ねじ１５によつて阻止される前に
軸２５のわりに±45゜の角度だけ回転することが
できる。ドラムホイールの内ハブ２１には、目標
追跡装置の支持台５に取り付けられる固定板２６
が設けられている。

照準運動の所要の減衰は、ドラムホイールとダ
ンパ・ハウジングとの間に形成された環状ギヤツ
プ２７によつて提供されるが、このギヤツプは前
記のギヤツプ空間２４をも含み、また高粘性の減
衰用液体で満たされている。液体ギヤツプ２７
は、ドラムホイールのハブ２１とダンパ・ハウジ
ングのカバーおよ底部との間に配置された二つの
環状の耐液性動的シール２８，２９によつて密封
されている。耐液性シールを回転軸２５に対し比
較的近接させて取り付けることにより、シールに
おける摩擦損失は最小とされるが、他方、液体容
量がかなり大きくなるため、液体の圧力差を均等
にするための特別な手段が必要となる。それ故、
ダンパ・ハウジングのカバー１２は、液体ギヤツ
プに接続された付加的な空間３０を備えている
が、膜３１によつてそれから分離されている。も
う一つの空間が、通気ねじ３２によつても提供さ
れる。ダンパ・ハウジングの外周フランジには、
減衰用液体の充てんおよび排出用のねじ３３，３
４が取り付けられている。液体ギヤツプの外側部
分も、スリツプ・リング・とダンパ・ハウジング
のカバーおよび底部との間にそれぞれ配置された
二つのＯリング３５，３６によつて密封されてい
る。

減衰用液体、すなわちシリコン油は、室温にお
いて約10^-6センチストークスの粘度を持たねばな
らない。ギヤツプ空間２４の寸法は、適切な減衰
トルクを創出するために、室温において約0.2mm
とされる。

この目標追跡装置が携帯式の武器システムの中
に組み込まれる場合には、ダンパの重量が軽いと
いうことが肝要である。ダンパの重さを軽減する
ために、ハウジングならびにドラムホイールはマ
グネシウム製とするのが望ましい。スリツプ・リ
ングは炭素繊維強化のエポキシ樹脂から作られる
が、この材料は軽くて強く、また寸法に関して高
精度を以て製作できるめ、ギヤツプ空間の非常に
小さな寸法を考慮した際に非常に重要な特長であ
る。この材料は、異なつた温度に対しても非常に
安定しており、当該の温度範囲に対するその熱膨
張は実質的にゼロである。これは、ギヤツプがス
リツプ・リング（エポキシ樹脂製）とドラムホイ
ール（マグネシウム製）との間に形成されている
ため、自動的に温度補正の作用を行なう。

記述された液体ダンパは、約40ミリラジアン毎
秒以下の速度に対する角速度への線形的に増加す
る減衰トルクを有する。このレベルを越える角速
度に対しては、減衰トルクが限定され、スリツ
プ・リングの始動摩擦に達することによつてスリ
ツプ・リングがダンパ・ハウジングの他の部分に
関して回転し始めるという事実の故に、実質的に
一定となる。

本発明は上記の実施態様に限定されるものでは
なく、当該の請求範囲において変え得るものであ
る。本発明は軽量の携帯式武器システムとの関連
において記述されてはいるが、このダンパは照準
運動の減衰が必要とされる他の応用においても使
用できると、理解されるべきである。ダンパの重
要部分である外側スリツプ・リング１４は、必ず
しも炭素繊維強化のエポキシ樹脂からだけ製作さ
れる必要はない。温度安定性の要求がそれ程高く
ない適用の場合には、鋼製のスリツプ・リングを
用いることもできる。