JPH11511229A - 二レート線形ダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ホールドオープンロッドとして利用できる二レート線形ダンパの複数の実施例が示されている。これらのダンパは、一方向における運動に対する抵抗が他方向より著しく大きく、一つの実施例においては、設計ブレークオーバ力を受けなければ受けるまでホールドオープン位置に有効にロックする。二つの直線方向における運動の対する比較抵抗は、抵抗性実施例における力の５ないし１０倍の範囲内でストリング内の円板の数、円板フランジの厚さ、フランジの片面又は両面にある溝の数と深さ、フランジのテーパ付け、及びエラストマの性質を含むがそれらに限定されない多くのパラメータを変えることによって変えられる。

Description

【発明の詳細な説明】 二レート線形ダンパ 発明の背景及び概要 本発明は、第１の方向より第２の方向に大きな制動を行う二レート線形ダンパ に関する。一つの実施態様においては、例がピストンロッドの位置を特定のブレ ークオーバ力を受けるまでハウジングに対して適所に有効にロックするために制 動を著しく大きくしている。 本発明のこの面は、１９９５年４月１９日出願で本願と共通に譲渡された米国 特許出願番号第０８／４２４，９２５号に記載され特許請求された調節式ロッカ ブル装置に関し、この出願は本明細書によって参照して組み入れられている。 従来の出願に述べられているように、数多くの出願が気体ばねに対して第１の 直線方向に第１の制動力を与え、もう一方の方向の運動に対する抵抗を著しく大 きくすることのできる適当な代替品を必要としている。これらの用途のうちのい くつかは、特定の所定のブレークオーバ力を受けるまでピストンをハウジングに 対して効果的にロックする能力を必要としている。 これらの用途のあるものにはエンジンカバーのクラムシェル半体のためのホー ルドオープンロッド、航空機客室内の頭上荷物室、航空機の給油ポートを覆う扉 がある。抵抗作用実施態様又は固定作用実施態様どちらをもこれら又はその他の 用途のいずれにも用いることができるが、燃料扉の用途だけが実際にはロッカブ ル実施態様の特徴を必要とする。 本発明の二レート直線形ダンパは、ピストンロッドに取付けられた複数のエラ ストマ円板を用い、各円板は金属座金の形の裏当て板を備えている。各エラスト マ円板は、つぶれを容易にするために少なくとも一方の表面に複数の逃がし溝を 切られているのが好ましい。第１の普通には伸びる方向において、エラストマ円 板は裏当て円板から折れて離れ、運動にごくわずかな抵抗しか与えず、第２の普 通にはつぶれる方向には、裏当て板はエラストマを補強し、エラストマをピスト ンハウジングの内面に有効に膨れ込ませる。これは第１の方向の運動に対する抵 抗の約５〜１０倍の力を発生して運動に抵抗する。 第２の実施例は、特定のブレークオーバ力を受けて扉に対する損傷を防止しな ければ防止するまで、それぞれの扉を開位置に保持するロック機構を与える。そ の機構には第２のばねの影響を受けて横に外向きに膨らむ第１のエラストマばね がある。この実施態様は、第１及び第２のばねを通って伸びる第１のアクチュエ ータロッドと、第３のばねによって第１のアクチュエータロッドから離れる方向 にバイアスされている第２の短いロッド部分と、前記第３のばねのバイアスに打 ち勝たせ、前記第２のロッド部分を前記第１のロッドの端と係合させ、前記第１ のばねをアンロードし、前記第１のロッドを前記第２のばねのバイアス力に抗し て変位させることを可能にして前記抵抗力を著しく小さくする手動可能な横に伸 びるレバーとを備え、それによって前記内側円筒部材を前記外側円筒部材に対し て動かすことのできる作動機構を用いている。 本発明の種々の特徴、利点及び特性は、好ましい実施例の以下の詳細な説明を 読むと明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 詳細な説明と協力して描かれた以下の図面は、本発明の若干の好ましい実施例 を記載している。 図１は、本発明のダンパの第１の実施例の部分断面の側面図である。 図２ａは、本発明のダンパに有用なエラストマ円板の第１の実施例の側断面図 である。 図２ｂは、図２ａに示された円板の端面図である。 図２ｃは、本発明のダンパにおいて有用な円板の第２の実施例の側断面図であ る。 図２ｄは、第３の円板実施例の側断面図である。 図３は、本発明のダンパによって開いた状態に保持されるカバー半体の付いた エンジンの端面図である。 図４は、ロック特徴を備える本発明の第２の実施例の側断面図である。 好ましい実施例の詳細な説明 本発明の二レート線形ダンパの第１の実施例が図１に総括的に１０に示されて いる。ダンパ１０にはハウジング１２及びピストンロッド２０がある。ハウジン グ１２は、第１の閉端１４と開放端１６を備えている。テフロン（登録商標）ポ リマーなどで作られるのが好ましい座金１３が開放端に配置され、カシメ、接着 剤又は端にねじを切られていてもよいキャップ部材（図示なし）などの任意の通 常の方法によって固定される。閉端１４は、取付けアイレットを形成されており 、ピストンロッド２０が収縮方向に動くとき、空気がハウジングから逃げること ができるようにオリフィス１７が設けられている。エラストマ円板２２によって 与えられる制動レベルに空気制動を追加するために調節式弁要素１８を設けるこ とができる。弁要素１８は、ハウジング１２に入る空気流量と出る空気流量を変 えるためにテーパを付けた一つ以上のスロットを備えていてもよい。 ピストンロッド２０には離間関係を保つようにして取付けられた複数のエラス トマ円板２２がある。図１に示された実施例は、４枚の円板を備えている。２枚 以上そしてさらに好ましくは３枚以上の複数の円板２２を備えることがこの発明 の範囲であることが分かるであろう。図２ａ及び２ｂにさらに詳細に示されてい る円板２２のこの実施例においては、各円板は、外表面にエラストマ層２５によ って被覆された円筒形金属スリーブ２４を備えている。スリーブ２４の第１の端 が金属座金の形をとっている裏当て板２６に係合し、一方反対端は、もう一つの 座金２６の裏側に係合する。第１の座金２６は、ピストン２０に付いている肩２ ７に係合し、最後の座金２６は、ピストンロッド２６の端にねじ込まれるボルト ２８によって適切に保持される。従って、ピストンヘッド３０の長さ全体にわた って金属対金属の接触があり、一連の座金の横に伸びるフランジ２３の相対位置 は固定したままになるであろう。 ピストンヘッド３０が一方向においてもう一つの方向より著しく大きい制動を 与える（すなわち、運動に対してより大きな抵抗力を作る）、すなわち、予想さ れる用途に対しては、収縮又はつぶしに対する抵抗が伸長に対する抵抗の５ない し１０倍であるということが本発明の重要な点である。さらに具体的に言えば、 制動力は一方向においてもう一つの方向の約７倍であるのが好ましい。予想でき るいくつかの用途（すなわち、気体ばねに置き換えるいくつかの用途）は、円板 ２２と裏当て座金２６が収縮力より大きい伸長力を与えるように逆にされる必要 がある。 裏当て座金２６を使用すると、裏当て座金から離れる方向に動くとき、フラン ジ２３のエラストマを必ず堅くするだろう。反対方向の運動に対する抵抗を弱め るために他のスッテップを取ってもよい。図２ａ及び２ｂの第１の実施例では、 フランジ２３の下面は、ノッチ３４によって示されているようにエラストマを取 り除かれている。これは、フランジ２３を裏当て板２６から離れる撓みを容易に し、ハウジング１２の内面に対して加えられる力を著しく小さくする。これらの ノッチが一部分だけフランジ２３を通して伸びているのが示されているが、柔軟 性がさらに大きい場合（及び製作の容易な場合）、ノッチ３４は、部品の完全性 をいくらか犠牲にしてフランジを完全に通って伸びてもよい。所望の柔軟性は、 フランジ２３の厚さ、ノッチ３４の深さと幅及びエラストマの硬度を変えること によって変えることができる。フランジ２３の直径は、ハウジングに挿入された ときエラストマを１０ないし１２％そしてさらに好ましくは約１５％の予圧縮を 発生するようにハウジング１２の内径より大きいのが好ましい。 図２ｃは、エラストマ円板２２′の第２の実施例を示している。これ及び図２ ｄの実施例においては、スペーサ機能が独立のスリーブ要素によって与えられる 。一体型スリーブ構成の方が好ましいが、これら後者の二つの実施例の特徴を一 体型スリーブと同様に実現できることが分かるであろう。図２ｃの実施例におい ては、柔軟性は、円板フランジ２３′のどちらか又は両方の面にある環状リング ３６′によって与えられる。環状リング３６′の数、直径及び表面を変えること によって円板２２′の柔軟性を二つの対向方向に発生される力に所望の差を与え るように調整できる。 図２ｄにおいては、円板２２″の柔軟性はテーパ付きフランジ２３″によって 与えられる。テーパ付き表面は、おそらくどちらかの方向に面するように配置で きるであろうが、テーパは、収縮運動の方向に（スリーブの方へ向けて）面して いるのが好ましい。反対方向に面するようにテーパを配置すると、ハウジング１ ２とピストンロッド２０の間の相対運動の間に円板２２″の外端とハウジングの 内面との間に何の運動も無く撓むことを許されるかなり量のから動きを生じる。 いくつかの用途においては、そのようなから動きは望ましいことがある、その場 合には円板２２″を用いることができる。 図３は、本発明のダンパ１０の例としての適用を示す。飛行機のエンジンカバ ーがエンジンの整備を可能にする展開された位置に上半体３３と下半体３５を描 いて示されている。普通には、二つのダンパ１０が各端に隣接して各カバー半体 に用いられ、各々がそれぞれのカバー半体と支持体３７の間に作用し合う。カバ ーが大きくなればなるほど多数のダンパ１０を用いるか、ダンパが余分の重量を 取り扱うために単により大きく作られてもよいであろう。ダンパ１０は、概略的 にそれらの閉じた位置に点線で示されている。カバー半体３３及び３５を閉じた とき、それらはそれらの接触縁をねじなど（図示なし）によって締め合わせるこ とによって適切に保持されるであろう。ダンパ１０は、伸長方向に作られる制動 力が小さいので、容易に開き、開くと収縮力に対する抵抗の方が大きく、機械工 がカバーを閉めようと思うまでカバーを開放状態に保つであろう。飛行機客室内 の頭上荷物室などの他の用途では、ホールドオープンロッドが同様に機能するで あろう。 若干の用途については、例えば燃料ポートに付いている飛行機扉のためのホー ルドオープンロッドの場合におけるなどでは、要素を適所に有効にロックするこ とが望まれる。図４に示された実施例はそのような能力を持っている。同時係属 米国出願番号第０８／４２４，９２５号に記載されているように、ホールドオー プンロッド１０′は、エラストマばね又はスリーブ４０′を備えるピストンヘッ ドの付いたピストンロッド２０′を持っている。第２のばね４２′の影響を受け てスリーブ４０′を軸方向につぶすことによって、スリーブ４０′は半径方向に 膨らんで、ハウジング１２′に対して適所にピストンロッドを有効にロックする 。スリーブ４０′は、所定のブレークオーバ力が運動を起こすまで、この相対位 置を保持するように設計されることができる。そのようなブレークオーバ力にな るように設計すると、スリーブがブレークオーバ力より大きい力を受けたとき、 保持された部材に対する損傷を防止する。 作動機構４４′には第１及び第２のばね４０′及び４２′を通って伸びる第１ の作動ロッド４６′がある。第２の短い作動ロッドセグメント４８′は、この明 細書ではエラストマばねとして示されている（そして好ましくはエラストマばね である）第３のばね５０′によって前記第１のロッド４６′から離れるようにバ イアスされている。第２のばね４２′によって、要素５２′がスリーブ４０′を フランジ５４′にもたれて軸方向に圧縮し（それぞれ中間金属スリーブ５６′及 び座金５８′を介して）、ピストン２０′をその場に有効にロックする半径方向 の膨らみを生ずる。いったん燃料の補給が終わると、ロッドセグメント４８′を 横切って伸びる手動レバー６０′が係合され、スロット６２′の中を並進しなが ら、第３のばね５０′のバイアスに打ち勝つようにされることができ、ロッドセ グメント４８′がロッド４６′に係合するようになり、さらに並進を続けるとロ ッド４６′が第２のばね４２′のバイアス力に打ち勝って第１のばね４０′を緩 め、ロック装置の膨らみを減らしてピストン２０′がハウジング内を動けるよう にする。オリフィス１７′が捕らえられた空気を逃がせるようにハウジング１２ ′の下側部分に設けられている。前の実施例と同じように、空気制動の所望のレ ベルをスリーブ４０′のものに対する補足として与えるために、所望の場合、調 節式弁を設けてもよい。ピストンロッド２０′用のすべり軸受１３′がスナップ リング２７′によって所定の位置に保持される。ハウジング１２′の両端は、相 補的形をした穴に受けられる端キャップによって閉じられ、同様の端キャップが 軸受１３′及びスナップリング２７′に取って代わることができよう。 本明細書においてホールドオープンロッドとして利用できる二レート線形ダン パの複数の実施例を開示している。これらのダンパは、一方においてもう一方よ り著しく大きい運動に対する抵抗を与え、一つの実施態様においては、設計ブレ ークオーバ力を受けなければ受けるまでホールドオープン位置に有効にロックす る。二つの直線方向における運動に対する比較抵抗は、抵抗作用実施態様におけ る力の５ないし１０倍の範囲内でストリング内の円板の数、円板フランジの厚さ 、フランジの片面又は両面にある溝の数と深さ、フランジのテーパ度、及びエラ ストマの性質を含むがそれらに限定されない多くのパラメータを変えることによ って変えられる。 種々の変更態様、代替態様及び改変態様が前述の明細書を読んだ後に当業者に 明らかになるであろう。例えば、ローディングばね４２′は装置の動作に影響を 与えることなく第１のロッド４６′の他端に明らかに配置できるであろう。添付 請求の範囲内に入るようなすべての変更態様、代替態様及び改変態様は、本発明 の一部分と考えられるということを意図している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１の方向における第１の制動レートと第２の反対方向における第２ のより大きい制動レートを有する二レート線形ダンパにおいて、 ａ）第１の内のり寸法と長さ方向中心線のある内周辺壁を有する円筒形ハ ウジングと、 ｂ）前記第１の内のり寸法より小さい第２の外のり寸法を有するピストン ロッドと、 ｃ）各々が前記第１の内のり寸法をわずかに超え、軸方向寸法よりかなり 大きい第３の半径方向寸法を有するとともに、前記円筒形ハウジングの前記内周 辺壁に係合する横表面部分を有する一連のエラストマ円板要素と、 ｄ）前記ピストンロッドが前記第２の方向に動くとき、前記円板要素の後 尾側に置かれ、前記第２の外のり寸法を超えるが前記第１の内のり寸法より小さ い第４の半径方向寸法を有する各円板要素に対する裏当て板とを備え、 ｅ）前記ピストンロッドが前記第１の方向に動いているとき、各エラスト マ円板要素が柔軟性を大きくでき、前記ロッドが前記第１の方向に動いている間 、前記円板要素の前記横方向表面部分に前記中心線の方へ内向きに撓むことを可 能にする逃がし手段を備え、 それによって前記裏当て板は、前記ピストンロッドが前記第２の方向に動いてい るとき、前記円板要素を有効に堅くして、前記横方向表面部分と前記内周辺壁の 間の接触面積を大きくし、従って制動のレベルを高めることを特徴とする二レー ト線形ダンパ。 ２．前記複数の円板要素の間に固定間隔を保つ手段をさらに備える請求項 １に記載の二レート線形ダンパ。 ３．前記固定間隔を保つ手段が各円板要素と一体に形成された金属スリー ブを備え、前記スリーブが前記ピストンロッドを取り巻いている請求項２に記載 の二レート線形ダンパ。 ４．各前記裏当て板が１対のエラストマ円板要素の間に直列に積み重ねら れた金属座金を備える請求項３に記載の二レート線形ダンパ。 ５．前記逃がし手段が各前記円板に第１の面に第２の反対面を通して伸び ることなく形成された１本以上の溝を備える請求項１に記載の二レート線形ダン パ。 ６．前記逃がし手段が前記エラストマ円板に形成されたテーパ付きフラン ジを備え、前記テーパ付きフランジは、前記円板要素の前記横方向表面部分に前 記ピストンロッドが前記第１の方向に動いているとき、前記中心線の方へ内向き に撓むことを可能にする請求項１に記載の二レート線形ダンパ。 ７．前記ハウジング内にハウジングの末端に隣接して形成されたオリフィ スをさらに備える請求項１に記載の二レート線形ダンパ。 ８．補助レベルの空気制動を変える調節式弁手段をさらに備える請求項７ に記載の二レート線形ダンパ。 ９．前記一連のエラストマ円板が互いに対して離間関係に保たれた少なく とも３枚のエラストマ円板を備える請求項１に記載の二レート線形ダンパ。 １０．前記シリーズ内の各エラストマ円板が前記円筒形ハウジング内に挿入 されるとき１０％と２０％の間の範囲にある量だけ予圧縮される請求項１に記載 の二レート線形ダンパ。 １１．各エラストマ円板がさらに好ましくは約１５％の量だけ予圧縮される 請求項１０に記載の二レート線形ダンパ。 １２．前記第２の制動レートが前記第１の方向における前記第１の方向の運 動に抗する前記第１の制動レートによって作られた第１の対応する力の５倍と１ ０倍の間の前記第２の方向の運動に抗する第２の力を与える請求項１０に記載の 二レート線形ダンパ。 １３．前記ダンパが前記第１の力の約７倍である第２の力を与えるのが最も 好ましい請求項１２に記載の二レート線形ダンパ。 １４．前記第１の方向が前記ハウジングに対して前記ピストンロッドの伸び る方向であり、前記第２の方向が収縮する方向である請求項１に記載の二レート 線形ダンパ。 １５．内周辺を有する外側円筒部材と、外周辺を有する内側円筒部材と、前 記内側円筒部材の前記外周辺の少なくとも一部分を囲み前記外側円筒部材の前記 内周辺の少なくとも一部分に係合する第１のばね部材を備えるロック手段と、前 記第１のばね部材に荷重を加え前記第１のばねに半径方向の膨らみ受けさせ、そ れによって前記内側と外側円筒部材の間の運動に対する前記第１のばね部材によ って加えられる抵抗力を大きくする第２のばね部材と、前記第２のばね部材を第 １の膨れ発生位置から前記抵抗力が著しく減らされる第２の不作動位置へ動かす 作動器とを備える調節式ロッカブルストラットにおいて、 前記作動器が ａ）前記第１及び第２のばねを通って伸びる第１のロッドと、 ｂ）前記第１のロッドと共軸の短尺の第２のロッド部分と、 ｃ）前記第２のロッド部分を前記第１のロッドに対して第１の非係合位置 にバイアスを加える第３のばねと、 ｄ）前記第３のばねの前記バイアスに打ち勝たせ、前記第２のロッド部分 を前記第１のロッドの端と係合させ、前記第１のばねをアンロードし、前記第１ のロッドを前記第２のばねのバイアス力に抗して変位させることを可能にして前 記抵抗力を著しく小さくする手動可能な横に伸びるレバーと を備えることを特徴とする調節式ロッカブルストラット。 １６．前記第３のばねがエラストマばねからなる請求項１５に記載の調節式 ロッカブルストラット。