JPS6112134B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数の部材を互に連結するために用
いられる衝撃及び振動の遮断装置に、より詳細に
は、互に連結された複数の部材の間の遮断と共に
選択された一つの平面内での相対運動は抑止する
がその平面と直角の自由な相対運動は許容するよ
うにした前記遮断装置に関するものである。

衝撃及び振動の遮断装置は周知であり、広く用
いられている。原則的にはかかる遮断装置は、１
対の部材を互に弾性的に連結し、減衰するべき振
動の周波数よりも所望の減衰に依存する量だけ低
い周波数において振動するように同調された機械
的発振器を実効的に形成している。この機械的発
振器の同調は、遮断装置の剛性を変えることによ
り達成される。遮断装置の剛度が高いほど、同調
周波数がそれだけ高くなる。遮断装置の剛度は、
遮断装置の構成材料の弾性だけでなく、遮断装置
の寸法（そして減衰をもつた遮断装置の場合には
そのたわみ量）にも依存する。弾性材料の寸法及
び配列を変化させることにより、剛度の値、従つ
て各々の方向においての減衰度を変更できる。こ
の特徴を備えた遮断装置は周知である。

或る選定された優先方向において、連結された
部材間の自由な相対運動を許容しながら、それ以
外の全部の方向においては相対運動を抑止するこ
とが、遮断装置に要求される場合には、特別の問
題が発生する。一例として、熱膨張を受ける１つ
の部材が１個以上の遮断装置により取付けられ完
全に抑制されるべき際には、このような遮断装置
が必要になる。この用途に用いられる１個以上の
遮断装置はその自然の弾性が熱膨張に順応するよ
うに寸法を定めることはできるが、このように構
成された遮断装置は、他の方向においては適切な
抑制を与えないことがあり、特に遮断装置を互に
結合する直線と平行な振動行程については減衰が
最適値以下になることがある。この遮断装置はま
た一般に不必要な非対称減衰特性をもつている。

航空機タービンの取付けに広く使用される別の
試みによれば、互に結合すべき複数の部材は、１
対の遮断装置によつて結合され、一方の遮断装置
は全方向の抑制を与え、他方の遮断装置は、一方
の装置の方向と平行な方向を除く全方向の抑制を
与える。このためには、第２の遮断装置は、相対
的に自由に回動する弾性パツドにより軸方向及び
半径方向に抑制された１対の同心状シリンダーの
形に製造される。この遮断装置は、予想される熱
的成長の方向とほぼ直角な平面（即ち第１の遮断
装置の方向と直角の平面）内に２つの同心状シリ
ンダーの軸線が位置されるように、結合されるべ
き２個の部材の内一方に、２個のシリンダーの内
一方により固着される。遮断装置の自由なシリン
ダーは適切な自在継手により残りの部材に偏心的
に取付けられる。２つの部材間の差動膨張は他方
のシリンダーに対する一方のシリンダーの差動的
な回動として遮断装置に伝達される。

この型式の遮断装置は、広く用いられている
が、欠点がないわけではない。特に両方の部材の
厳密な角度的整合を保持すべき場合には、自由な
相対直線運動の量は明らかに制限される。その
上、直線運動を回動運動に変えるためトルクを供
与するのに必要な一方の部材の偏心取付けは、遮
断装置が受ける荷重を増幅するてこ腕を与える。
この偏心取付けは、同心状シリンダーの軸線が直
角になるように遮断装置を取付ける必要のある用
途においては、片もち作用により、遮断装置の弾
性部材の荷重を不平衡にする。遮断装置のこの非
対称荷重は弾性部材の剛度を非対称とすることに
より補う必要があり、そのため減衰及び緩衝特性
に非対称変化を生ずる。また、かかる遮断装置は
比較的複雑であり、多くの部品の製造及び組立て
を必要とする。

従つて本発明の目的は、結合されるべき１対の
部材の間の遮断と共に、或る選択された平面内に
おいての相対運動からの抑制を与え、しかもなお
その平面と直角の自由な相対運動を許容するよう
にした遮断装置を提供することにある。本発明の
別の目的は、或る優先方向においての自由な相対
運動の認容が遮断装置の性能に対する有害な効果
を伴わないようにした、かかる遮断装置を提供す
ることにある。本発明の更に特定的な目的は、優
先方向においての自由な相対運動の認容が他のい
かなる方向においての遮断装置の剛度、従つて減
衰特性も変更することなく実現されるようにした
かかる遮断装置を提供することにある。本発明の
更に別の目的は、優先方向においての自由な相対
運動がその範囲について比較的制限を受けず、２
つの部材の配向の変更なしに実現されるようにし
た遮断装置を提供することにある。本発明の更に
別の目的は、構造が複雑でなく、部品の数が少
く、容易に製造され組立てられる遮断装置を提供
することにある。

これらの目的並びに他の目的は、本発明によれ
ば、ねじ付アイボルトの形とすることが望ましい
衝撃吸収固着装置により達成される。固着装置の
アイ部分、すなわち目孔部分は、なめらかな円筒
面をもつ管状コアを有する衝撃及び振動吸収性の
環状弾性インサートを備えている。この固着装置
は互に結合されるべき１対の部材の内の一方にボ
ルト部分により強固に取付けられ、目孔部分は、
自由な相対運動の所望方向と平行に管状コアが整
列されるように位置される。固着装置は、管状コ
ア内部になめらかに摺動自在に嵌合する寸法の、
管状コアと同軸的になるように他方の部材に固着
された円筒形ロツドにより、該他方の部材に接合
されている。

理解されるように、円筒形のロツドと管状コア
との軸方向の相対運動の自由によつて、それによ
り互に結合された１対の部材の間の自由な相対運
動が許容される。それと同時に、１対の部材間の
任意方向の相対運動は、アイボルトの目孔部分か
ら管状コアを隔だてている環状の衝撃吸収性イン
サートを半径方向に圧縮する。そのため固着装置
は、環状インサートの平面と直角の自由な相対運
動を許容しながらも、この平面内においての相対
運動の抑制と、衝撃及び振動の遮断とを与える。
また自由な相対運動は軸方向に生じ、環状インサ
ートの抑制力は半径方向に生ずるので、自由な運
動と減衰された運動との間の結合はなく、従つて
自由な運動の許容により遮断装置の減衰性が制限
されることはない。また本発明の遮断装置は偏心
の直線運動でなく中心の直線運動を許容するの
で、抑制されない方向においての偏よりにも拘ら
ず部材間の角度関係が維持される。この構成はま
た増幅された片もち荷重が弾性要素に本来加えら
れないことを確実にする。また理解されるよう
に、自由な相対運動の範囲は、遮断装置を通過す
る円筒形ロツドの範囲によつてのみ制限される。

本発明の他の特徴及び利点は添付図面を参照と
した以下の詳細な説明により一層明らかになるで
あろう。

第１，２図には、本発明の原理に従つて構成さ
れた衝撃遮断装置が図示され、この衝撃遮断装置
の好ましい実施例は、円錐形のアイボルト２０、
環状弾性部材３０及び管状コア３２を備えてい
る。ジエツト機のパイロン構造をエンジン取付け
部に連結するために使用するようにした好ましい
実施例においては、全部の部材は金属例えば鋼製
であり、アイボルト０及びコア３２は硬化鋼製、
弾性部材３０はステンレス鋼圧縮メツシユ製であ
る。しかし、本発明は他の用途にも使用されるの
で、本発明の原理に従つた構成をもつ振動遮断装
置において他の材料を、それが所期の用途にとつ
て必要な機械的性質（すなわちアイボルト２０及
びコア３２については強度及び剛性、弾性部材３
０については弾性）を有する限り使用して差支え
ない。すなわち一例として、アイボルト２０及び
コア３２はアルミニウム、青銅、時にはポリカー
ボネートやポリ硫化フエニレンのようなポリマー
製とし、弾性部材３０は天然或は合成エラストマ
ー又はフエルト或はコルク製とすることができ
る。

アイボルト２０は、アイ部分すなわち目孔部分
２２、シヤンク部分２４及びボルト部分２６を備
えている。好ましい実施例によれば目孔部分２２
はほぼ中空真円筒形状であり、外径に等しいか又
はこれより少し小さい軸方向長さを有するが、こ
れと異なる寸法比としてもよい。シヤンク部分２
４は、遮断装置により互に結合されるべき両方の
部材間の所望の距離に第一義的に基づいて選定さ
れた距離に亘つて、目孔部分２２の外面上の中点
から半径方向に延長している。好ましい実施例に
よればシヤンク部分２４はほぼ真円錐台形であ
り、その大径の基面は、目孔部分２２の軸方向長
さのオーダーの直径を有する。ボルト部分２６は
シヤンク部分２４と同軸状に、目孔部分２２から
遠隔のシヤンク部分２４の先端から延びている。
好ましい実施例によればボルト部分２６はねじ部
分を有し、その直径は、シヤンク部分２４の小径
側基面の直径にほぼ等しい。目孔部分２２とシヤ
ンク部分２４とボルト部分２６とは１つのピース
として製造することが望ましいが、別々に製造し
た後組立てても差支えない。アイボルト２０のこ
れらの部分２２，２４，２６の寸法は、とりわけ
支持される荷重の大きさ並びに構成材料の強度に
留意して、機械技術では周知の手段により選定さ
れる。

目孔部分２２の中空部は、そのほぼ同心状の円
筒形の貫通軸孔の形であり、その大部分は第２図
に示すように円筒面２７により限定されている。
軸孔の両端においての短かい軸方向距離について
は、目孔部分２２の内面の直径を円筒面２７の直
径より少し小さくして、半径方向内部フランジ２
８を形成する。円筒面２７とフランジ２８との寸
法は、後述するように、主に遮断装置の作用の考
察により定められる。

環状弾性部材３０は、円筒面２７により限定さ
れる目孔部分２２の軸孔中にきつくはめ合わさ
れ、半径方向内部フランジ２８により、円筒面２
７の軸線と平行に運動しないように拘束されてい
る。環状弾性部材は、この目的のため、目孔部分
２２の半径方向内部フランジ２８の間の距離に等
しい軸方向長さ及び円筒面２７の直径に等しい外
径をもつように寸法が定められている。環状弾性
要素３０の半径方向厚さは、当業者には理解され
るように、とりわけ遮断装置の所望の減衰特性に
より定められる。遮断装置の設計に当り、弾性部
材３０の１つのセグメントの半径方向の最大の偏
よりが、少くとも（目孔部分２２の）フランジ２
８と（後述するコア３２の）フランジ３４とのそ
れぞれの半径方向寸法の和だけ弾性部材３０の半
径方向厚さよりも小さくなるようにする。前述し
たように環状弾性部材３０は、用途によつては他
の材料が有用であるとしても、圧縮金属メツシユ
から成ることが望ましい（圧縮金属メツシユは振
動及び衝撃遮断装置の分野では以前から知られて
おり、一例として米国特許第3073557号明細書に
開示されている）。環状弾性部材３０は単一体と
して形成しても、第１図に示すように複数の別々
の扇形区分３１から成るようにしてもよい。図に
示した多区分の環状弾性部材３０は６個の等しい
大きさの弾性扇形区分３１から成つているが、完
全な環状を形成するために使用される区分３１の
数及び各々の区分の角度範囲はもちろん希望によ
り変更することができる。また扇形区分３１は、
１つの完全な環状を形成するように角度的に寸法
を定める必要はなく、希望により円周間隙を残す
ように設計してもよい。このように変形された遮
断装置は、別々の半径方向に異なる遮断特性をも
つように、また全部の半径方向においてほぼ等し
い遮断特性を示しながら１つの好ましい半径方向
において大きな荷重を支持するように設計するこ
とができる。

環状弾性部材３０の内部に同心状にコア３２が
配設されている。コア３２は、環状弾性部材３０
の内部にきつく嵌合してそれを通り延長するよう
に寸法を定めた真円筒形の管の形状をほぼ備えて
いる。コア３２の軸方向長さは目孔部分２２と整
合されている。コア３２の両方の先端は、完全に
組立てたアイボルト２０において半径方向内部フ
ランジ２８とほぼ向かい合うように位置された半
径方向外部フランジ３４を備えている。好ましい
実施例によるコア３２は、コア３２の内径に整合
する直径及びコア３２の軸方向長さに整合する軸
方向長さをもつた真円筒状の管の形状のスリーブ
３６を備えている。スリーブ３６はコア３２の内
部に同心状に配設されている。スリーブ３６は希
望により設けられ、支承面として用いられる。従
つて、スリーブ３６を用いる場合にはこれは適当
な低摩擦材料から製造される。

遮断装置の組立てについては、弾性部材３０と
コア３２とを組立てて目孔部分２２とする組立て
方法は、理解されるように、弾性部材３０の性質
に依存する。すなわち、弾性部材３０が単一の本
体から成つていれば、コア３２の回りに伸長又は
成形することにより、弾性部材３０をコア３２に
対し予め組立て、次にこの複合体を目孔部分２２
の軸孔中に、弾性部材３０の圧縮によつて押込
む。他方では、特に環状弾性部材３０が複数の弾
性扇形区分３１から成る場合には、目孔部分２２
の軸孔中に環状弾性部材をひと先ず組立ててか
ら、コア３２をはめ込むことによつて、非常に簡
単に組立てることができる。またエラストマー製
の環状弾性部材は、その取付け位置において成形
することもできる。

フランジ２８，３４は環状弾性部材３０を目孔
部分２２中に固定させる役目をするが、環状弾性
部材３０を軸方向圧縮状態に保持する役目もして
いる。これは或る型式の遮断装置及び或る製造方
法にとつて望ましい場合がある。一例として弾性
部材３０は、目孔部分２２よりも大きな最初の軸
方向長さをもつた管状金属メツシユを軸方向に圧
縮することにより形成することができ、この管状
金属メツシユはフランジ２８，３４のどちらか一
方又は両方により、更に後に圧縮され、その状態
に保持される。

第３図には、１対の機械部材３８，４０が本発
明による遮断装置により連結された状態が図示さ
れている。一例として部材３５はジエツトエンジ
ンの取付けリング、部材４０はジエツト機のパイ
ロン構造であつてもよい。部材３８はねじボルト
４４を通すための整合された通し孔をもつた支柱
４２を備えている。支柱４２は部材３８，４０の
間の自由な相対運動の所望方向と平行にボルト４
４を支持している。ボルト４４はスリーブ３６を
通り摺動自在に嵌合する大きさをもち、ナツト４
６により固定されている。スリーブ３６を適宜交
換することによつて遮断装置を種々の直径のボル
トに適合させ得る。アイボルト２０を支柱４２及
びボルト４４により部材３８に固定した場合に目
孔部分２２と部材３８との間にすき間が得られる
ようにボルト４４を支持するべく支柱４２の寸法
を定める。支柱４２の間隔は部材３８，４０間の
所望の相対運動の量より大きくし、その差は、目
孔部分２２の軸方向長さより大きくする。部材４
０はアイボルト２０のシヤンク部分２４及びボル
ト部分２６に適合するように形状を定めた通し孔
４７を、ボルト４４の位置と向き合いに備えてい
る。通し孔４７の軸線は自由な相対動の所望方向
とほぼ直角であり、通し孔４７の寸法は、通し孔
４７中にアイボルト２０を強固に着座させた時に
部材３８，４０の間の相対運動の全行程に亘つて
部材３８，４０の間のすき間が保たれるように定
められている。部材３８，４０の間の許容された
自由な相対運動が両部材間の或る最初の位置関係
からの優先運動であれば、アイボルト２０の目孔
部分２２が上記優先運動と反対の方向に適正量だ
けボルト４４に沿つて支柱４２の方に変位される
ように、支柱４２と通し孔４７との最初の位置関
係を設定する。さもなければ支柱４２と通し孔４
７との位置関係は目孔部分２２をセンター位置と
するように通常設定する。アイボルト２０はボル
ト部分２６上のナツト４８により部材４０に固定
する。

次に作用について説明すると、スリーブ３６と
ボルト４４との間の滑りばめのため、目孔部分２
２と支柱４２との接触点の間においてボルト４４
に沿う部材３８，４０の間の自由な軸方向の相対
運動が許容される。この許容された運動と直角な
部材３８，４０の間の相対直線運動は、環状弾性
部材３０による半径方向圧縮変位と見ることがで
きる。部材間の回転自由度の内でボルト４４の軸
線と直交する軸線の回りの回転のみが遮断装置に
荷重を加えることになる。それはボルト４４とア
イボルト２０とはボルト４４の軸線の回りには自
由に相対的に回動し得るためである。通常の設備
においては、アイボルト２０から遠隔に位置され
た別の遮断装置により、ボルト４４の軸線と直角
の軸回りの部材３８，４０間の自由な相対的回動
が制限されるのであろう。そのため通常の設備に
おいては遮断装置は遮断装置により経験される荷
重を増幅させたり不均等な荷重を加えたりする傾
向を有するモーメントを受けない。

本発明の上述した好ましい実施例による遮断装
置は本発明の範囲内でいろいろと変形して実施さ
れる。一例としてシヤンク部分２４は要素４０に
対する遮断装置の正確な安定した位置を得るため
に円錐台形とすることが好ましいとしても、円筒
形その他の任意の形状例えば方形、矩形又は三角
形としてもよく、また環状弾性部材３０の方向決
めが容易に行われるようにキー状としてもよい。
また用途によつてはシヤンク部分２４とボルト部
分２６との軸線を環状弾性部材３０の軸線に対し
ほぼ直角以外の角度に設定することが一層望まし
い場合もある。更にボルト部分２６とシヤンク部
分２４とは同一の断面積又は最大サイズ又はその
両者を有してもよい。更に別の変形として、ボル
ト部分２６にねじ部を形成せず、接着剤又はＣ字
状ロツクドリングによるなどの他のしかたで要素
４０にボルト部分２６を連結することもでき、こ
れら全ての変形並びに他の変形及び均等物による
置換も本発明の範囲に包含される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理に従う遮断装置の好まし
い実施例を示す説明図、第２図は第１図の２−２
線に沿つた断面図、第３図は第２図と同じ方向に
みた一部は断面により表わした遮断装置が２つの
機械的部材の連結に使用される状態を示す側面図
である。 符号の説明、２０……アイボルト、２２……目
孔部分、２４……シヤンク部分、２６……ボルト
部分、３０……環状弾性部材、２８，３４……フ
ランジ、３８，４０……部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 貫通軸孔により特長付けられる目孔部分と、
   目孔部分から放射方向に延びる細長いシヤンク部
   分と、ボルト部分とを有し、該シヤンク部分は目
   孔部分からボルト部分に向かつてテーパーの付け
   られた截頭円錐形をなし、該ボルト部分はパイロ
   ン構造にボルト部分を取付けできるよう目孔部分
   からシヤンク部分末端に軸方向に整列して取付け
   られるアイボルト、 該貫通軸孔内に挿入される圧縮金属メツシユか
   ら成る環状の振動衝撃吸収性本体、 滑らかな仕上内面を有し振動衝撃吸収性本体の
   内側の同心の管状のコア、 を組合せて成り、取付ボルトの軸心と平行な方
   向の取付リングとパイロン構造の間の自由な相対
   運動は許すが取付リングとパイロン構造の間の他
   の方向の相対運動に対しては弾性抑止を与えるよ
   うに取付リングに固着装置を滑動可能に取付ける
   べく該コアが取付ボルトを収納するよう構成され
   て成る、航空機のエンジンパイロン構造と航空機
   タービンの取付リングを連結する振動および衝撃
   吸収固着装置。 ２ 目孔部分の軸方向長さと外径が互いにほぼ等
   しくなつた特許請求の範囲第１項記載の振動およ
   び衝撃吸収固着装置。 ３ 管状コアの両端に取付けられた一対の放射方
   向外部フランジによつて振動衝撃吸収性本体内に
   該コアが固着された特許請求の範囲第１項または
   第２項いずれか記載の振動および衝撃吸収固着装
   置。 ４ 目孔部分に取付けられた軸孔の両端に位置さ
   れた一対の放射方向内フランジによつて該軸孔内
   に振動衝撃吸収性本体が固着された特許請求の範
   囲第１項乃至第３項いずれか１項記載の振動衝撃
   吸収固着装置。 ５ 環状の振動衝撃吸収性本体が複数個の弾性扇
   形区分から成る特許請求の範囲第１項乃至第４項
   いずれか１項記載の振動衝撃吸収固着装置。 ６ 圧縮金属メツシユが管状金属メツシユ部材の
   軸方向圧縮下にて形成されてアイボルトに設けら
   れた一対のフランジによつて支持された特許請求
   の範囲第１項または第２項いずれか記載の振動衝
   撃吸収固着装置。