JP5711367B2 - 航空機の着陸装置用油圧シミーダンパー - Google Patents

Description

本発明は、シミーダンパー（shimmy damper）に関し、特に、航空機の着陸装置において前記装置の振動を減衰するために使用されるシミーダンパーに関する。

異常振動は、一部の航空機の着陸装置に、装置安定性が危うくなるようなレベルまで影響を及ぼす複雑な振動現象である。発散状態で展開する振動を防止するために、着陸装置にシミーダンパーを備えることは、長年の航空業界の慣行であった。この種のシミーダンパーは、米国特許第５２２４６６８号明細書において例示される。

いくつかの航空機事故では、一部の周知のシミーダンパーが異常振動現象を減衰させることができないと確認された。これらのシミーダンパーは、以下の欠点、すなわち：
小さな油圧絞り部に基づく非常に低い減衰係数、というのも、より大きな絞り部の組み入れは、スクリーンによって絞り孔を保護することが必要であり、これは公知の設計に一体化するのが困難なためである；
油圧絞り部が、正確に調整された孔とは対照的に単純なドリル孔を多くの場合備えるため大きな幾何学的許容誤差を有すること；
油圧絞り部が大きな油温変化を有すること；
抗キャビテーション弁が、大抵の場合カスタムメイドであること、これは試験後に高い振動数応答が望まれる場合、抗キャビテーション弁の変更を困難にする；
油圧室の油容量が少量であり、油が強度の異常振動下で急速に加熱されて減衰能力を低下させること；並びに
油圧補償器がシミーダンパー本体の中に装着されるため、以前の事故でのように、振動疲労下で故障し得る弱い機械的接続部を生ずること；の少なくとも一つを有すると考えられた。

米国特許第５２２４６６８号明細書

本発明の目的は、調整するのが容易な、油温度にほとんど依存しない減衰特性を提供するキャビテーションの無いシミーダンパーを提供する。

本発明によれば：
内部の機能的容積を画定する内側円筒面及び二つの端壁を有する中空本体；
前記機能的容積内で二つの油圧作動室を画定するように前記内側円筒面に密封係合するピストンヘッドを有するピストン（２０）であって、前記端壁の一つを密封様態で越える、前記ピストンヘッドから突出するロッドを有するピストン；
外力の作用を受けて、休止位置を中心とするピストンの前後運動を可能にするように、前記ピストンを前記本体に対して休止位置の方へ付勢する付勢手段；
前記ピストンが前後移動するときに前記本体から排出される流体体積よりもはるかに大きな内部流体体積を有する油圧補償器；並びに
前記本体と前記油圧補償器との間に配置されていて、前記油圧補償器に接続される移送路を前記室の間に形成する油圧マニホルドであって、更に、前記室から前記移送路に流れる流体を調節して、前記流体が前記移送路から前記室に自由に流入することを可能にするために、互換性のある油圧カートリッジ型弁を受容する油圧マニホルド；を含む油圧シミーダンパーが提供される。

前記油圧カートリッジ型弁は、それらを大きな粒子汚染物質から保護するように内部スクリーンを有する。

補償器の大きな体積のおかげで、本体から排出されて調節された流体は、シミーダンパーの中に含まれる総油量のわずかな温度上昇のみを生じる。これにより、本発明のシミーダンパーは、強度の異常振動下における油温度変化の影響を受け難くされる。

更にまた、標準的な油圧カートリッジ型弁の使用は、シミーダンパーの調節特性を合わせるように前記弁を変更することを容易にする。本発明のシミーダンパーは、種々の着陸装置に非常に容易に適合可能であって、老朽化及び摩耗による着陸装置の異常振動特性の変化を補償するために着陸装置の耐用年数の間に変更され得る。

本発明は、以下の図を参照して、本発明の一つの特定の実施形態の詳細な説明の観点から更に理解されるであろう。

図１は、本発明の一実施形態によるシミーダンパーの斜視図である。 図２は、図１の線ＩＩ〜ＩＩに沿った部分断面図である。 図３は、図１のシミーダンパーの油圧図である。

図１を参照すると、油圧シミーダンパーは、本体１０を具備し、本体１０の中に、ピストン２０が縦軸線Ｘに沿う並進運動のために係合される。前記本体１０は、油圧マニホルド３０に取り付けられ、油圧マニホルド３０は、油圧補償器４０に取り付けられている。シミーダンパーは、着陸装置の二つの相対的に振動する構成要素の間の結合部に取り付けられ、前記二つの構成要素の一つの構成要素が前記本体１０に取り付けられる一方で、他の構成要素が前記ピストン２０に取り付けられる。一例として、シミーダンパーは、装置シリンダと装置ピストンとの間に延びるトルク・リンクの間に取り付けられてよい。

図２を参照すると、前記本体１０は、内側円筒面１２及び第１の端壁１３を有する中空シリンダ１１を具備する。前記シリンダ１１は、内部の機能的容積を画定するように、第２の端壁１４によってその反対側を閉じられている。前記ピストン２０は、前記機能的容積内で二つの油圧室Ｃｌ及びＣ２を画定するために、前記内側円筒面１２と密封係合するピストンヘッド２１を有する。前記ピストン２０は、前記ピストンヘッド２１から突出して前記第１の端壁１３を密封様態で越えるロッド２２も含む。

ここに示されないが、前記本体１０及び前記ピストン２０は、前記着陸装置の相対的に振動する構成要素に取り付けられるそれぞれの端部取付具を備える。

前記ピストン２０は中空であり、また前記第２の端壁１４に取り付けられたプランジャ１５は、前記ピストン２０の内面２３に密封係合するように延びる。前記プランジャ１５は、前記プランジャ１５周りで密封摺動するように取り付けられたスリーブまたはばねキャリヤ１７のためのストッパ１６を形成する円周突起を有する。第１のばね１８は、前記ピストンヘッドを前記ばねキャリヤ１７の方へ付勢するために、前記第１の端壁１３と前記ピストンヘッド２１との間に延びる。第２のばね１９は、前記ばねキャリヤ１７を前記ピストンヘッド２１の方へ付勢するために、前記第２の端壁１４と前記ばねキャリヤ１７との間に延びる。その結果、前記ピストンヘッド２１及び前記ばねキャリヤ１７は、互いに付勢される。前記ピストンヘッド２１の両側への油圧の作用と前記ばね１８，１９の作用は、前記ばねキャリヤ１７が前記ストッパ１６に当接させられる一方で前記ピストンヘッド２１が前記ばねキャリヤ１７に当接するという結果を招き、かくして、図２に示されるように、前記本体１０に対する前記ピストン２０の静止中央位置を定める。外力が圧力及びばね力に打ち勝つのに十分なときはいつでも、前記ピストン２０は、前記休止位置を中心として縦軸線Ｘに沿って自由に前後移動する。前記ストッパ１６の方向での前記ピストン２０の運動を可能にするように、前記ピストンヘッド２１と前記ストッパ１６のと間には、前記休止位置で、相当な利用可能な変位があることが観察されるであろう。

図３に最もよく示されるように、前記本体１０は、連通孔Ｈ１，Ｈ２によってマニホルド３０と流体連通されている。後述するように、前記マニホルド３０は、孔Ｈ１及びＨ２を通して二つの室ＣｌとＣ２の間に流路を形成する。図３において、同様の要素は、同様の参照符号を有するが、象徴的に描かれている。

一つは、前記本体１０及び前記ピストン２０が認められる。また、一つは、前記油圧補償器４０が認められる。油圧補償器４０は、ハウジング４１を具備しており、前記ハウジング４１内でばね４３によって付勢されるピストン４２が、シミーダンパーの全体をとおして正圧を維持するために、ハウジング４１の中で密封滑動され、その結果キャビテーションは何ら生じない。前記ばね４３は、図示されるような機械的ばね、またはよりずっと軽量の気体スプリングであってよい。前記補償器４０は、前記ピストン２０の運動中、室Ｃｌ、Ｃ２から排出される体積よりもはるかに大きな内部体積を有する。

前記室Ｃｌ、Ｃ２と前記補償器４０とを流体連通するために、前記孔Ｈ１とＨ２との間に延びる移送路３１を形成する前記油圧マニホルド３０が前記本体１０と前記補償器４０との間に延びる。各孔Ｈ１、Ｈ２の出口で、前記マニホルド３０は、関連する逆止弁が不通状態にされるので、一つの室から排出される流体が、対応する絞り弁を通って流れることを強いられ、そして前記逆止弁が流通状態にされるので、もう一つの室の中に流入する流体が逆止弁を通って流れるように配置された、逆止弁と絞り弁との並列の組み合わせ（それぞれＣＶ１，ＲＶ１及びＣＶ２，ＲＶ２）を含む。

このように、前記ピストン２０が一方向に移動するとき、それは前記室の一方の容積の減少を引き起こし、従って前記補償器４０により維持された圧力に対して、流体をその室から前記移送路３１の中に排出させるのに対して、他方の室の容積が増大されて、前記移送路３１の中に前記補償器４０によって維持される正圧によって、その室に流体を流入させる。一方の室から排出される流体は、対応する絞り弁によって調節される一方で、他方の室に流入する流体は、流通状態の逆止弁の流れ断面積が大きい場合、わずかな抵抗だけを受ける。排出された流体と流入された流体間のいかなる流量差も、前記補償器４０によって吸収される。

前記本体１０及び前記ピストン２０が外力を受けて、相対的な前後の周期運動に入ったときに、流体は前記室の一つから排出されて、したがって周期当たり２回調節され、その周期運動の減衰を生み出すことが容易に理解されるであろう。

また、前記ばね１８及び１９は、ばね定数を規定しており、前記ばね定数によってシミーダンパーは前記本体１０に対する前記ピストン２０の変位量と比例する外力に対抗する。例示の実施形態では、前記ピストン２０が、前記本体１０に対して一方向または他方向に移動しているときに、前記ばね定数は異なる値を有することが注目されるべきである。

前記弁ＣＶ１，ＣＶ２，ＲＶ１，ＲＶ２は、標準的なカートリッジ型油圧弁であり、シミーダンパーの微調整が必要とされる場合、容易に変更できる。

前記マニホルド３０は、必要に応じてシミーダンパーに油を供給することを可能にする供給口３２に、前記移送路３１を接続するために補助逆止弁ＣＶ３を有する。

本発明は、先に詳述されたことに限られるものではなくて、請求項の範囲の中にあるいかなる変更形も含む。

特に、前記本体及び前記補償器が前記マニホルドに着脱可能な様態で取り付けられることが好ましいが、前記マニホルドは、標準的なカートリッジ型弁を受けるようにされているにも関わらず、前記本体を有するユニットとして構成されてよい。

Claims (4)

1. 内部の機能的容積を画定する内側円筒面及び二つの端壁（１３，１４）を有する中空本体（１０）と、
   前記機能的容積内で二つの油圧作動室（Ｃ１，Ｃ２）を画定するように前記内側円筒面に密封係合するピストンヘッド（２１）を有するピストン（２０）であって、前記端壁の一つを密封様態で越える、前記ピストンヘッドから突出するロッド（２２）を有するピストン（２０）と、
   外力の作用を受けて、休止位置を中心とする前記ピストンの前後運動を可能にするように、前記本体に対して前記ピストンを前記休止位置の方へ付勢する付勢手段（１６，１７,１８，１９）と、
   前記ピストンが前後移動するときに前記本体から排出される流体体積よりも大きな内部流体体積を有する油圧補償器（４０）と、
   前記本体と前記油圧補償器との間に配置されていて、前記油圧補償器に接続される移送路（３１）を前記室の間に形成する油圧マニホルド（３０）であって、更に、前記室から前記移送路へ流れる流体を調節して、前記流体が前記移送路から自由に前記室に流入することを可能にするために、互換性のある油圧カートリッジ型弁（ＣＶ１，ＲＶ１；ＣＶ２，ＲＶ２）を受容する油圧マニホルド（３０）と、を含む油圧シミーダンパーであって、
   前記付勢手段は、
   前記ピストンの内側円筒面に密封係合するために、前記端壁の他方から突出するプランジャ（１５）であって、円周状突起（１６）を有するプランジャ（１５）と、
   前記プランジャ周りで摺動するばねキャリヤ（１７）とを含み、前記プランジャの前記円周状突起は前記ばねキャリヤ及び前記ピストン（２０）のためのストッパを形成しており、
   前記付勢手段は、さらに、
   前記ピストンを前記ばねキャリヤ（１７）の方へ付勢するために、前記本体と前記ピストンとの間に延びる第１のばね（１８）と、
   前記ばねキャリヤを前記ストッパの方へ付勢するために、前記本体と前記ばねキャリヤとの間に延びる第２のばね（１９）と、を含み、
   前記第１及び第２のばね手段（１８，１９）は、前記ばねキャリヤ（１７）が前記ストッパに当接し且つ前記ピストンが前記ばねキャリヤに当接する前記休止位置の方へ前記ピストン（２０）を付勢するようにされている、油圧シミーダンパー。
2. 前記ばねキャリヤ（１７）は前記プランジャ周りで密封摺動する、請求項１に記載の油圧シミーダンパー。
3. 前記油圧カートリッジ型弁は、前記室を有する前記マニホルドの各流体接続部において並列の様態で配置される逆止弁（ＣＶ１；ＣＶ２）及び絞り弁（ＲＶ１；ＲＶ２）を含む、請求項１に記載の油圧シミーダンパー。
4. 前記マニホルドは、前記移送路（３１）と供給口（３２）との間に配置される補助逆止弁（ＣＶ３）を更に含む、請求項１に記載の油圧シミーダンパー。

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