JPH06156394A - 緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 航空機の通常の飛行時にはカメラ等の電子機
器を機体に固定して機体と電子機器との角度のブレを防
ぎ、鳥衝突等の過大な衝撃荷重が加わった場合にダンパ
作用が働いて電子機器を破壊から保護する緩衝装置を得
る。 【構成】 緩衝装置のプレート１０の上部に二本組のレ
ール６，７を２組ずつ互いに垂直になるように取り付け
てその間にダンパ４，５を挟み込む。このダンパの内部
に二本のＶブロック１８を組み込み、その間にバネ１３
とピン８，９を挟む。プレート１０に垂直な方向をネジ
１１によってプレート１０とステー１２で締め付けて固
定し、プレート１０とステー１２の間に低摩擦の板を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、航空機やヘリコプタ
ーの機外に搭載される指向精度が必要とされる光学セン
サや電波センサ等の電子機器（以下電子機器と称す）が
機体の飛行中に、例えば鳥等の浮遊物の衝突によって受
ける過大な衝撃作用によって損傷を受けることから保護
するための緩衝装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５は、例えば電子機器の装備された
航空機を示す概念図である。図において、１は航空機や
ヘリコプター等の機体、２はカメラやレーダ等の電子機
器、３は機体と電子機器２の間にあって電子機器を過大
な衝撃から保護する緩衝装置、２３は電子機器に衝突す
る鳥等の浮遊物を表す。図１６は従来の緩衝装置の構成
例を示す図で、（ａ）は側方から見た図、（ｂ）は正面
からみた図、（ｃ）は下面から見た図である。図におい
て、２４は緩衝装置を構成するダンパを示し、２５は電
子機器の構造部材であるリブを示す。図１７は、電子機
器に衝突する鳥等の浮遊物が、衝撃作用によって電子機
器に与える力Ｆの方向と衝突の方向イ、電子機器２のた
わみδ、電子機器２の取付面に水平な方向のダンパ２４
の伸びΔを示す。

【０００３】従来の緩衝装置は上記のように構成され、
例えば、図１７のように航空機の進行方向に対して相対
速度Ｖで飛行している浮遊物２３が機体１に衝突する場
合に、図に示すような衝撃力Ｆと、それによって生じる
曲げモーメントＭが加わり、電子機器２のきょう体が大
きくたわむとともに、電子機器２のきょう体の機体１と
の取付部付近にあるリブ２２の周辺に過大な応力が発生
する。特に、電子機器２の機体１との取付面に水平なＹ
方向で浮遊物２３が衝突する場合に、曲げモーメントの
影響が最も大きくなる。この時、図１６に示すような、
電子機器２の取付面と機体１の間に減衰性を持った低剛
性のバネで構成されるダンパ２４を取り付けることによ
って、ダンパ２４の伸縮動作で電子機器２に生じる衝撃
エネルギーを吸収し、電子機器２に加わる衝撃力を緩和
できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の緩
衝装置では、ダンパ２４のバネ剛性が低いため航空機１
の通常飛行時の振動によって、電子機器２が図１６の
イ、ロのように電子機器２の取付面に水平な並進方向に
振動するだけでなく、ハ、ニの回転方向にも振動するた
め、電子機器２の視軸あるいは電波軸が回転して電子機
器２に角度ブレを引き起こす。電子機器がカメラの場合
このようなカメラを用いると撮影した画像が上下または
左右にふれており、非常に見苦しい画像しか得られな
い。また電子機器がレーダの場合角度ブレは方位、高低
の角度誤差となるので致命的な欠陥となるという問題点
があった。

【０００５】この発明はかかる問題を解決するためにな
されたもので、航空機の通常の飛行時には電子機器を過
負荷から保護するために装着された緩衝装置の回転によ
って引き起こされる角度ブレを防止し、鳥衝突等の衝撃
荷重が加わった場合にダンパ作用が働いて機器の損傷を
防ぐ緩衝装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る緩衝装置
は、電子機器と航空機機体との取付にネジの電子機器に
固定されたせん断ピンを使用し、電子機器と機体の取付
面に垂直な方向の電子機器の拘束をネジと、ネジによっ
てプレートに締結されるステーで行い、電子機器の取付
面に平行な方向をピンとダンパとレールで拘束し、ピン
に対して垂直でかつ航空機の進行方向に水平な力を、平
常時はピンを挟み込むようにバネで加圧された二組のＶ
ブロックの斜面で受け、鳥衝突等の特殊荷重時には二組
のＶブロックの間に挟まれたショートストロークのバネ
で受けるように構成された数本のダンパを用いることに
よってピンを拘束し、電子機器と機体の取付面に平行な
平面上でカメラと機体の間に挟まれるように機体に固定
されたプレート上にあって、バネの伸縮がプレートに平
行な平面内で行われるような方向と、それに垂直な方向
にダンパを配置し、かつダンパ内のバネの伸縮方向に対
する垂直面に平行な、二組のレールをプレートに固定
し、ダンパがそのレールの間に沿って１方向に自由に動
けるように拘束し、ネジに垂直な方向でステーとプレー
ト間に生じる摩擦力を低減するための摩擦板を設けるこ
とによって、平常時は機体にダイレクトに固定されて機
体と同期して動くため電子機器の回転ブレを抑え、特殊
な衝撃荷重時にダンパ作用が働いて電子機器の破壊を防
止する機構を備えたものである。

【０００７】また、上記ダンパと上記レールの間にあっ
てダンパの外側からダンパホルダの内側のレールによっ
てダンパを保持し、プレート上のダンパホルダの外側の
レールの内壁でレールに保持されるダンパホルダを用
い、ダンパ内部のバネと直列に配置されるようにダンパ
ホルダとダンパの間に第２のバネを挟み込み、上記ダン
パのダンパ内部のバネの伸縮方向に垂直な方向がダンパ
ホルダのレールで拘束され、ダンパ内部のバネの伸縮方
向に平行な方向が上記バネによって拘束されるようにダ
ンパとダンパホルダとからなる二重構造のダンパにする
ことによって、平常の機体の飛行時に機体が受ける振動
等の軽荷重に対してはダンパホルダとダンパ間の第２の
バネで緩衝し、鳥の衝突などの特殊荷重時にはダンパ内
部のバネとダンパとダンパホルダ間の第２のバネが衝撃
を吸収する機構を備えたものである。

【０００８】

【作用】この発明における緩衝装置は、電子機器と機体
の取付面に対する垂直方向については、電子機器がネジ
で固定され、固定されていない水平方向については、平
常時に電子機器に固定されたピンがダンパ内のＶブロッ
クによって固定され、電子機器が機体にダイレクトに固
定されて機体に同期して動くため、機体と電子機器の間
に回転ブレが生じず、鳥衝突などの過大な衝撃時にはＶ
ブロックがはずれてピンがスライドし、ピンを通じてバ
ネが電子機器に働く水平方向の力を受けるとともに、電
子機器と機体の取付面に平行な面内で並進運動が行われ
ることによって、その平面内での電子機器の回転による
角度ブレを防止する。

【０００９】また、ダンパとダンパホルダの間に第２の
バネを設けることによって、鳥衝突等の衝撃荷重の作用
時にはダンパ内部のＶブロックが外れてピンがスライド
しダンパ内部のバネとダンパとダンパホルダに挟まれた
第２のバネによって衝撃作用を吸収でき、機体の通常の
飛行時にはダンパホルダの内部において一方向が第２の
バネで拘束されているため、振動等の通常の荷重によっ
て受ける作用をバネが吸収でき、また電子機器と機体の
取付面に平行な面内に対してダンパがダンパホルダ内側
のレールに沿ってバネの伸縮する方向にスライドし、ダ
ンパホルダ自身がプレート上のダンパホルダの外側にあ
るレールに沿ってバネの伸縮方向に垂直にスライドし、
電子機器と機体の取付面に垂直な方向がネジで固定さ
れ、電子機器の機体の取付面に平行な面内で並進運動が
行われるため、平面内での電子機器の回転による角度ブ
レを防止する。

【００１０】

【実施例】実施例１．図１から図１４はこの発明の一実
施例を示す図であり、図１はこの発明の緩衝装置の平面
図、図２はこの発明の緩衝装置の断面図、図３はこの発
明のダンパの詳細図、図４はこの発明のダンパの断面
図、図５、図６はこの発明のダンパ内部のピンとＶブロ
ック間の力のやりとりを示す概念図、図７から図１２は
この緩衝装置の動作を表す平面図を示す。図において１
は航空機やヘリコプター等の機体、２はカメラやレーダ
等の電子機器、３は緩衝装置、４は第１のダンパ、５は
第２のダンパ、６は第１のレール、７は第２のレール、
８は第１のピン、９は第２のピン、１０はプレート、１
１はネジ、１２はステー、１３はバネ、１４は第１の
穴、１５は低摩擦板、１６は第２の穴、１７は加圧バ
ネ、１８はＶブロック、１９はピン押さえである。

【００１１】電子機器２には４本のピン８、ピン９とネ
ジ１１が固定され、緩衝装置３は機体１と電子機器２の
間にあって電子機器２を衝撃から保護する装置である。
ダンパ４、ダンパ５は緩衝装置の主たる構成要素であ
り、衝撃力を吸収するもので４本備えてあり、プレート
１０は機体１と電子機器２の取付面に水平な平面上にあ
って緩衝装置の構成要素を配置する。レール７はプレー
ト１０に水平な平面上において図のｘ方向でダンパ５を
拘束し、それに垂直なｙ方向をダンパ５が自由にスライ
ドできるようにダンパ５を１自由度に拘束するもので、
二本対に配置されている。また、レール６はレール７に
直交する方向に配置され、レール７と同様にダンパ４の
ｙ方向を自由にしてｘ方向を拘束している。ピン８は電
子機器に固定されかつ平常時はダンパ４に固定されて、
衝撃作用時にダンパ４の内部で一方向にのみ動いてバネ
１３の反力を受けるように拘束されたものである。ステ
ー１２は電子機器２に対して、プレート１０に垂直な図
のＺ方向をネジ１１で拘束するときの被締結物であり、
低摩擦板１５は機体１と電子機器２の取付面に水平な平
面上にあって、この平面上をステー１２が動くときにス
テー１２との間の摩擦力を低減させるものである。１４
の穴はダンパ４がレール６に沿ってスライドするときに
ピン８がプレート１０と緩衝せずに自由に動けるように
開口したものであり、穴１６はステー１２がレールに沿
ってスライドするときにネジ９がプレート１０と緩衝せ
ずに自由に動けるように開口したものである。Ｖブロッ
ク１８は過大な衝撃作用のない平常時に加圧バネ１７に
加圧されて、その斜面でピン８を固定し、衝撃作用時に
ピン８の固定をはずすためのものであり、ピン押さえ１
７はバネ１３とピン８の間にあってピン８にバネ１３の
力を伝えるものである。

【００１２】上記のように構成された機器において、過
大な衝撃作用を受けない通常荷重時は、通常荷重によっ
て図５のように電子機器２を通じてピン８の受けるヘの
方向の荷重Ｆが、図３に示すダンパの内部にあるバネ１
７による図５の加圧力Ｎと、Ｖブロック１８とピン８の
間に働く摩擦角ρの滑り摩擦力ｆによってＶブロック１
８からピン８に伝わる反力Ｒのヘの方向成分のＦ’より
も小さく（Ｆ＜Ｎｔａｎ（φ＋ρ））、ピン８がＶブロ
ック１８によって固定されるため、プレート１０に水平
な方向について電子機器２が緩衝装置３に固定されると
ともに、垂直な方向についてもネジ１１とステー１２に
よって固定される結果、電子機器２が機体１に対して全
方向固定されて電子機器２が機体の動きに同期して動く
ため、機体に対する電子機器の角度ブレが生じない。

【００１３】また、電子機器２のｙ方向に鳥等の浮遊物
の衝突によって過大な衝撃作用が加わった場合、例え
ば、ダンパ４について考えるとダンパ４の内部にある加
圧バネ１７の加圧力ＮによってＶブロック１８からピン
８に伝わる図６の反力Ｆ’よりも、衝撃作用によって電
子機器２を通じてピン８の受けるヘの方向の荷重Ｆの方
が大きくなり、ピン８を挟む２つのＶブロック１８の押
さえを外して、ピン８が２つのＶブロック１８の間をヘ
の方向にスライドすることによってバネ１３に力を伝達
し、バネ１３が衝撃エネルギーを吸収するとともにダン
パ５がレール７に沿ってスライドする。この時ステー１
２がプレート１０に対して垂直方向に固定されており、
水平方向には穴１６の大きさ分だけスライドするが、ス
テー１０の下面と低摩擦板１３との間の静止摩擦力が小
さいためステー１０のスライド時に摩擦の影響を小さく
できる。例えば、電子機器２が図７、図８、図９に示す
ダンパ４のヘの方向に衝撃を受けて緩衝装置全体でピン
８がヘの方向にスライドした場合に、ダンパ４内部のバ
ネ１３が電子機器２の衝撃を吸収するとともに、レール
７に沿って図８のヘの方向にダンパ５がスライドして、
結果的に電子機器２がヘの方向にスライドする。また、
例えば、電子機器２が図１０、図１１、図１２に示すダ
ンパ５のトの方向に衝撃を受けてダンパ５がスライドす
るとき、緩衝装置全体では図１０のトの方向にピンがス
ライドして、ダンパ５のバネ１３が衝撃を吸収し、ダン
パ４が図１１のヘの方向にレール６に沿ってスライドし
て、電子機器２が図５のトの方向にスライドする。

【００１４】実施例２．上記実施例１ではダンパ４が直
接レール６に挟まれており、ダンパ４がレール６に垂直
な方向にスライドしないため、振動等の通常荷重時にお
いてピン８が２つのＶブロック１８の間に挟まれている
ときピン８がダンパ４に対して固定されるため、電子機
器２が機体１に対して固定されてダンパ５が振動荷重に
よる作用を吸収できないが、本実施例ではダンパ４とレ
ール６の間にバネ２０を設けることによって通常時の振
動等の荷重をバネで吸収できる。図１３はこの発明の実
施例２によるダンパの詳細図を示すもの、図１４はこの
発明の実施例によるダンパの動作を示す図である。図に
おいて、２０はバネ、２１はダンパ、２２はダンパホル
ダである。ダンパホルダ２２はダンパ４とレール６の間
に設けられレール６に拘束されて一方向に自由にスライ
ドでき、バネ２０はダンパ４とダンパ２１の間にあっ
て、バネの伸縮方向がレール６の面に対して垂直な方向
でかつダンパ４の内部のバネ１３が伸縮する方向と平行
に配置され、ダンパ２１はこのダンパ４とバネ２０とダ
ンパホルダ２２によって構成される。

【００１５】鳥衝突等の衝撃荷重の作用時には、図１３
のダンパ５の内部のＶブロック１８が外れてピン８がス
ライドし、ダンパ４の内部のバネ１３とバネ２０によっ
て衝撃作用を吸収でき、機体の通常の飛行時には、ダン
パホルダ２２の内部において一方向がバネ２０で拘束さ
れるため振動等の通常の荷重によって受ける作用をバネ
２０が吸収し、またこの時電子機器２と機体１の取付面
に平行な面内に対してダンパ４がダンパホルダ２２の内
壁のレールに沿ってバネ２０の伸縮する方向にスライド
し、ダンパホルダ２２がレール６に沿ってバネ２０の伸
縮方向に垂直な方向にスライドし、電子機器２と機体１
の取付面に垂直な方向がネジ１１で固定されており、電
子機器２の機体１の取付面に平行な面内で並進運動が行
われるため、平面内での電子機器２の回転による角度ブ
レを防止できる。

【００１６】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、鳥衝突等の過大な衝撃荷重が加わった場
合にはダンパ作用が働いて電子機器が破壊するのを防止
でき、航空機の飛行等、通常荷重に対しては、角度ブレ
や角度誤差を生じることのない高性能な緩衝装置を得る
ことができるという効果がある。

【００１７】また、ダンパとレールの間にレールを拘束
されて一方向に自由にスライドできるダンパホルダを設
けてダンパホルダとダンパの間にバネを挿入することに
より、平常時に機体の受ける振動等の通常の荷重に対し
ても、ダンパ作用が働いて電子機器の損傷を防ぐことが
できるとともに、機体と電子機器の取付面に平行な面内
でダンパホルダがレールに沿って並進方向にスライドし
電子機器が面内において回転しないため、角度ブレや角
度誤差を生じることのない緩衝装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による緩衝装置の平面図で
ある。

【図２】この発明の実施例１による緩衝装置の断面図で
ある。

【図３】この発明の実施例１によるダンパの詳細図であ
る。

【図４】この発明の実施例１によるダンパの断面図であ
る。

【図５】この発明の実施例１によるダンパの概念図であ
る。

【図６】この発明の実施例１によるダンパの動作を示す
概念図である。

【図７】この発明の実施例１によるダンパの動作を示す
平面図である。

【図８】この発明の実施例１によるダンパの動作を示す
平面図である。

【図９】この発明の実施例１による緩衝装置の動作を示
す平面図である。

【図１０】この発明の実施例１によるダンパの動作を示
す平面図である。

【図１１】この発明の実施例１によるダンパの動作を示
す平面図である。

【図１２】この発明の実施例１による緩衝装置の動作を
示す平面図である。

【図１３】この発明の実施例２によるダンパの平面図で
ある。

【図１４】この発明の実施例２によるダンパの動作を示
す平面図である。

【図１５】従来の緩衝装置を示す概念図である。

【図１６】従来の緩衝装置を示す三面図である。

【図１７】従来の緩衝装置の動作を示す概念図である。

【符号の説明】

１ 航空機機体 ２ 電子カメラ ３ 緩衝装置 ４ ダンパ ５ ダンパ ６ レール ７ レール ８ ピン ９ ピン １０ プレート １１ ネジ １２ ステー １３ バネ １４ 穴 １５ 低摩擦板 １６ 穴 １７ 加圧バネ １８ Ｖブロック １９ ピン ２０ バネ ２１ ダンパ ２２ ダンパホルダ ２３ 浮遊物 ２４ ダンパ ２５ リブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子機器と機体の取付面に平行で電子機
   器と機体の間に挟まれるように機体に固定されたプレー
   トと、上記プレートに垂直な方向で電子機器を機体に対
   して垂直方向の運動を拘束するためのネジと、上記電子
   機器がプレート上をスライドできるように上記ネジを介
   して上記プレートと上記電子機器の間に拘束された低摩
   擦の摩擦板と、電子機器に固定され電子機器が上記プレ
   ートに水平に移動する際にその運動方向を水平直交方向
   のみに拘束するためのピン、Ｖ字面に上記ピンを挟み込
   むようにスライド可能な状態で配置された一対のＶブロ
   ック、上記Ｖブロックにより上記ピンを挟み込み加圧す
   るための加圧バネ、上記Ｖブロックの間に挟まれ上記ピ
   ンに対して垂直でかつ上記プレートに水平な力を受けて
   衝撃作用を吸収するダンピング効果を有するバネとが組
   み込まれ、上記ピンが摺動する方向の対面をスライド用
   のガイドとするダンパ、上記プレート上に固定され上記
   ダンパのガイドと組み合わせ、スライドを可能にする平
   行な複数個の二対のレールとを有し、上記第１のダンパ
   内の上記バネの伸縮方向に垂直な面に対して上記二対の
   レールが平行で、かつ上記ダンパが上記レールの間に挟
   まれて上記レールに沿って１方向に自由に動けるように
   構成したダンパ装置と、上記ダンパ装置と同一の構成を
   有しバネの伸縮方向およびレールが上記ダンパ装置のも
   のと互いに垂直になるように配置されたダンパ装置とを
   具備したことを特徴とする緩衝装置。
2. 【請求項２】 ダンパ装置として、上記ダンパの外側に
   あってダンパを挟み込み上記レールの内側にあってレー
   ルに挟み込まれるダンパホルダと、上記ダンパホルダと
   上記ダンパの間にあって上記ダンパ内部のバネと直列に
   配置される第２のバネとから構成され、上記ダンパのダ
   ンパ内部バネの伸縮方向に垂直な方向がダンパホルダの
   レールで拘束され、ダンパ内部のバネの伸縮方向に平行
   な方向が上記第２のバネによって拘束される二重構造の
   ダンパで構成したことを特徴とする請求項第１項記載の
   緩衝装置。