JPS583134B2 - シヨウゲキ オヨビ シンドウゼツエントリツケダイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一般に衝撃及び振動絶縁取付台、更に具体的
に言えば、高強度の衝撃波を減衰させるように積重ねら
れた複数個の皿状円板形の環状金属ばねと直列に弾性エ
ラストマ一部分を持つ衝撃及び振動絶縁取付台に関する
。

最近、航空機用のジェット機関の部品を用いた舶用ガス
タービンが船の推進装置に利用されている。

船舶、特に軍用艦船に用いられるこのような舶用ガスタ
ービンは、一般に爆発、直撃及び至近弾によって生ずる
高強度の衝撃荷重に耐えることが出来ない。

従って、舶用ガスタービン及び同様な構造を、この構造
をこのような高強度の衝撃から絶縁することが出来る取
付台に支持することが重要である。

船が水中爆発を受けると、爆発による初期の衝撃波が船
体構造に当り、数ミリ秒以内に船体構造に高い速度を加
える。

一般に水中爆発の力は水を表面の界面と垂直な方向に移
動させ、他の方向に於ける水の運動は周囲の水の密度に
よって制限される。

水上船は水と大気との間の界面を移動し、従って水中爆
発による船体構造の加速度は、一般に水面に垂直な方向
である。

船のガスタービン機関及びその他の構造部材がこの基本
的運動に応答し、それ自身の反作用力を発生するが、ガ
スタービン及びその基部の質量及び弾性が、全体として
の船と較べると、比較的軽いので、この反作用力が加速
度荷重を強める場合が多い。

こう言う加速度の結果、ガスタービン及びその他の装置
が損傷することがある。

然し、衝撃運動の損傷を招くような成分を伝達しない衝
撃及び振動吸収台を船と保護しようとする物体との間に
介在配置することにより、このような損傷を最小限に押
えることが出来る。

船を伝わる騒音を減衰させる為に設けられる普通の形式
の弾性ゴムの取付台は、荷重が小さい時はばね定数が小
さい本質的に軟質の取付台であつて、更に大きな荷重の
時にはばね定数が無限大の非圧縮性取付台に急速に変わ
るので、衝撃減衰装置として作用するには特に適してい
ない。

従って、このような取付台は、衝撃状態の下では、一般
にハード・ボトミング（ ｈａｒｄ ｂｏｔｔｍｉｎｇ
）と普通に呼ばれる事態を招き、この結果強い衝撃荷重
がガスタービン機関及びその関連した装置に伝達される
。

衝撃取付台にゴム以外の材料を用いようとする試みは、
具体的な成功を収めなかった。

こう言う試みの多くは、固有の直線的な荷重撓み特性を
持つ螺旋ばねを用いており、この為ハード・ボトミング
を防止することが出来ず、認め得る程の制動もしない。

可変ピッチの螺旋ばねは非直線性を持たせることが出来
、従って螺旋ばねを使う場合の１つの難点を克服するこ
とが出来るが、制動がないことは相変らずである。

衝撃を絶縁する為に十分低い固有周波数を持ち、しかも
所要のエネルギを貯蔵する能力を持つ螺旋ばねは、必然
的に不当に大きく且つ重くなる。

従って、この発明の主な目的は、水中爆発によって生ず
る高強度の衝撃荷重と共に船を伝わる騒音及び振動の両
方を減衰させる、寸法の小さい衝撃及び振動取付台を提
供することである。

この発明の別の目的は、ソフト・ボトミング（ｓｏｆｔ
ｂｏｔｔｍｉｎｇ）が確実に得られるように、高強度
の衝撃荷重が高度の制動を以って次第に強く減衰させら
れるように、増分的な撓みが衝撃荷重の函数として可変
である衝撃及び振動取付台を提供することである。

この発明の衝撃及び振動絶縁取付台、取付台を支持構造
に取付ける手段を先ず持っていなければならない。

更に取付台は、交互に内側及び外側の縁に沿って互に周
縁で係合するように積み重ねられた複数個の皿状円板形
の環状金属ばねを含む。

金属ばねの積重ねが、取付け手段と積重ねられた金属ば
ねの一端との中間に配置されたエラストマー製の衝撃及
び振動制動手段と直列に配置される。

積重ねられた金属ばねの他端から、衝撃並びに振動から
絶縁しようとする物体までの接続を旋す手段も設けられ
る。

この発明の要旨は特許請求の範囲に具体的に且つ明確に
記載されているが、この発明は以下図面について説明す
る所から、更に容易に理解されよう。

この発明の衝撃及び振動取付台が全体的に１０で図面に
示されており、ケーシング１２を有する。

ゲーシング１２の中に中空棒１４が配置され、これはそ
の下端に横方向に伸びる第１の周縁フランジ１６を有す
る。

第１のフランジ１６から隔たった位置で棒１４から第２
の周縁フランジ１８が横方向に伸びている。

弾性エラストマーの環体又はグロメット２０が、第１及
び第２のフランジの向い合う面に同時に係合するように
、フランジ１６，１８の中間に配置されている。

環体２０はゴムで構成するのが好ましく、その外周に沿
って溝２２を有する。

扁平リング２４が溝２２内にはめ込まれ、その周縁に沿
って配置された複数個の円周方向に相隔たる孔２６を持
ち、これが衝撃及び振動絶縁装置１０を頑丈な支持体に
取付ける手段になる。

この支持体の一部分を２８に示す。絶縁取付台１０は、
支持体２８内の孔３２及び扁平リング２４内の整合した
孔２６を通り抜けるボルト３０によって、頑丈な支持体
２８に固定される。

フランジ１８の上側の面に、交互に内側及び外側の縁に
沿って互に周縁で係合するように垂直方向に積重ねられ
た複数個の皿状又は円錐状で円板形の環状金属ばね３４
が収容される。

皿状又は円錐状金属ばね３４は普通にはベルビル（Ｂｅ
ｌｌｅｖｉｌｌｅ）ばねとして知られている。

スリーブ３６が中空棒１４の周りに並進自在に配置され
、積重ねられた金属ばね３４の頂部と係合する。

スリーブ３６の下部が３８に椀体を限定し、その空洞が
積重ねられた金属ばね３４を受入れ且つ垂直方向に略整
合させて保持する。

スリーブ３６の椀形部分の外面と一体に、その周りに横
方向に伸びる周縁フランジ４０が形成されている。

フランジ４０はその周縁に沿って配置された複数個の円
周方向に相隔たる孔４０を持ち、衝撃及び振動絶縁装置
１０を台に増付ける手段になる。

台の一部分を４４に示す。

台４４は、図面に示してないが、ガスタービン機関のよ
うに、衝撃並びに振動から絶縁しようとする物体を支持
する。

絶縁装置１０は、台４４内の孔４８及びフランジ４０内
の整合した孔４２を通り抜けるボルト４６により、台４
４に固定される。

第２の中空棒５０が棒１４と垂直方向に同軸に整合して
保持され、スリーブ３６に対して垂直方向に並進するよ
うに配置されている。

棒５０はその上端に横方向に伸びる一体の周縁フランジ
５２を有する。

スリーブ３６の上端もその周りに横方向に伸びる一体の
周縁フランジ５４を有する。

フランジ５２．５４の間に、ばね３４について前に述べ
たのと同様に、交互に内側及び外側の縁に沿って互に周
縁で係合するように垂直方向に積重ねられた第２の複数
涸の皿状又は円錐状の円板形環状金属ばね５６が配置さ
れている。

複数個の円周方向に相隔たる案内ボルト（その１つを５
８に示す）により、中空棒５０に対する回転防止手段が
設けられる。

案内ボルトはスリーブ３６を通り抜け且つこれとねじ係
合し、中空棒５０の側面に配置された複数個の円周方向
に相隔たる垂直案内溝（その１つを６０に示す）に入り
込む。

細長いボルト軸部６２が中空棒１４の中を通り、５１の
所で中空棒５０とねじ係合する。

ボルト軸部６２と一体にボルト頭６４が形成され、ボル
ト軸部６２が棒５０内に螺着した時、ボルト頭が棒１４
の下側に係合する。

夫々積重ねられた金属ばね５６及び３４を覆うように、
殼形ケーシング６６及び６８が設けられる。

通常の動作では、この発明の衝撃及び振動取付台は受動
装置として作用し、船の通常の運転及び操作によって発
生された定常状態の振動が弾性ゴムの環体２０によって
減衰させられ、積重ねられた金属ばねは略剛体のま５で
いる。

然し、水中爆発によって引き起されるような高強度の衝
撃状態の下では、円板形金属ばね３４が作用して圧縮さ
れ、弾性ゴムの環体だけが作用している場合に生ずる無
限大のばね定数の代りに、全体的なばね定数を満足し得
る軟い値に制限する。

高強度の衝撃波が船の船体構造に当ると、最初に頑丈な
支持体２８が垂直方向上向きに急速に加速される。

頑丈な構造２８の急速な加速により、それに固着された
扁平リング２４がそれに応じて加速される。

弾性ゴムの環体２０が、扁平リング２４及び周縁フラン
ジ１８の間に直接にある区域で急速に圧縮され、僅か数 ね定数から無限大のばね定数に変る。

その瞬間に、ゴムの環体２０が扁平リング２４と周縁フ
ランジ１８との間に直接にある区域で実質的に非圧縮性
になり、この為扁平リング２４のそれ以後の加速度がフ
ランジ１８に直接的に伝えられる。

その時、フランジ１８の加速が円板形金属ばね３４を圧
縮するように作用し、スリーブ３６を介して台４４に伝
達される高強度の衝撃を更に制動する。

円板形金属ばねは、衝撃荷重の函数である可変の増分的
な撓みを持ち、この為強い衝撃荷重が高度の制動を以っ
て次第に強く減衰させられ、ソフト・ボトミングが確実
に得られるようにする。

円板形金属ばねが、ゴムの環体２０のばね定数が実質的
に無限大になる後まで撓まないように、十分大きい初期
ぱね定数を持つことは容易に明らかである。

直ちに明らかではないが、この発明の衝撃及び振動取付
台は、船体構造の上向きの急速な減速にすぐ続いて船体
構造が下向きに急速に加速されること５して現われる衝
撃の跳ね返りをも減衰させることか出来なければならな
い。

やはり頑丈な構造２８の急速な上向きの減速及び下向き
の加速により、それに固着された扁平リング２４が対応
して減速並びに加速される。

弾性ゴムの環体２０が、扁平リング２４と周縁フランジ
１６との中間に直接的にある区域で急速に圧縮され、ゴ
ムが最初の小さいばね定数から無限大のばね定数に変る
。

その瞬間に、ゴムのグロメット２０は扁平リング２４と
周縁フランジ１６との間に直接的にある区域で実質的に
非圧縮性になり、その為、扁平リング２４のそれ以後の
下向きの加速度がフランジ１６に直接的に伝えられる。

この時、フランジ１６の下向きの加速度が、それと係合
するボルト頭６４、ボルト軸部６２、棒５０及び一体の
フランジ５２の一緒になった下向きの運動を通じて、円
板形金属ばね５６を圧縮するように作用する。

これらの全ての部分が一体となって下向きに並進する。

やはり金属ばねの可変の撓みが、高強度の衝撃荷重を連
続的に減衰させるように作用し、ソフト・ボトミングが
確実に得られるようにする。

弾性ゴムの環体が扁平リング２４に対して対称的でない
場合、円板形金属ばねの２つの積重ね３４，５６は、最
初の衝撃方向並びに跳ね返り方向の両方で同様な荷重／
撓み特性が得られるようにする為、個々に調節しなけれ
ばならない。

然し、初期荷重及び跳ね返り撓み曲線は一般に異なるか
ら、精密な調節は必要ではないことがある。

弾性ゴムの環体と直列に配置された積重ねの円板形金属
ばね３４．５６は、多岐にわたる荷重対撓み性能が得ら
れ、この為、広範囲の状態に対し、予定の程度まで衝撃
荷重を減衰させることが出来る。

高強度の衝撃状態、強い荷重及び大きな変位の下では、
積重ねられた円板形金属ばね３４，５６が、ゴムの取付
台だけがある場合の固いばね定数ではなく、全体的なば
ね定数を軟かい値に制限するのに有効になる。

この発明の衝撃及び振動取付台によって得られる高度の
制動並びに加速力の減衰により、舶用タービン機関並び
にそれに取付けられた関連する装置に加えられるモーメ
ント及び剪断荷重が小さくなる。

また制動が大きいことにより、衝撃状態の下で起る台の
撓みは一層小さくなる為、機関に必要な場所が一層小さ
くて良い。

この発明の特定の実施例を図示し且つ説明したが、この
発明の範囲内で種々の変更、置換が可能であることは当
業者に明らかであろう。

この発明は特許請求の範囲の記載に関連して、下記の実
施態様をとり得る。

（イ）第２の複数個の皿状円板形の環状金属ばね５６を
交互に内側及び外側の縁に沿って互に周縁で係合するよ
うに積み重ね、エラストマ一手段２０が取付手段２４及
び第２の金属ばねの積み重ね５６の一端との間に衝撃を
減衰させるように直列に配置された一部分を持っていて
、一方の直線方向に於ける支持構造２８の急速な加速か
、最初に取付千段２４と第１の金属ばねの積重ね３４と
の間に配置されたエラストマ一手段２０を圧縮し、その
後第１の金属ばねの積重ね３４を圧縮するように作用し
、反対の直線方向に於ける支持構造２８の急速な加速が
最初に第２の金属ばねの積重ね５６と衝撃を減衰させる
ように直列に配置されたエラストマ一手段２０を圧縮し
、その後、第２の金属ばねの積重ね５６を圧縮するよう
に作用するようになっており、この為支持構造２８の急
速な加速によって起る接続手段４０に対する衝撃及び振
動を減衰させること。

（口）その周囲から横方向に伸びる第１及び第２の相隔
たるフランジ１６，１８を持つ第１の棒を設け、第２の
フランジ１８は棒１４の縦方向の両端の中間にあり、エ
ラストマ一手段２０が相隔たるフランジ１６．１８の中
間で棒１４の周りに配置された環体２２を含み、第１の
金属ばねの積重ね３４が第２のフランジ１８の環体２２
とは反対の側に係合するように、環体２２に対して縦方
向に隔てゝ棒１４の周りに配置され、接続手段４０が第
１の金属ばねの積重ね３４の他端と係合するように第１
の棒１４の周りに並進自在に配置されたスリーブ３６を
含み、取付手段が環体の周囲の溝２２の中にはめ込まれ
たリング２４を含み、第１あ棒１４に対して縦方向に隔
たって、その周囲から横方向に伸びる第３の周縁フラン
ジ５２を持つ第２の棒５０を設け、第２の金属ばねの積
重ね５６がスリーブ３６と第３のフランジ５２との中間
で第２の棒５０の周りに配置され、細長いボルト軸部６
２を第１の中空棒１４に通すと共に第２の棒５０に（５
１の所で）ねじ係合させ且つその外側端に第１の中空棒
１４の端と係合する頭６４を持つこと。

（ハ）前記（ロ）項に於て、エラストマー製の環体２０
がゴムであり、扁平リング取付手段２４が支持構造２８
に取付ける為、その周縁に沿って複数個の孔２６を持ち
、スリーブ接続手段がその周囲から横方向に伸びる周縁
フランジ４０を持ち、該フランジは、衝撃及び振動を絶
縁する必要がある物体に接続する為、その周縁に沿って
複数個の孔４２を持ち、第２の棒５０に対するスリーブ
３６の回転を防止する回転防止手段５８，６０を設ける
こと。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の衝撃及び振動絶縁取付台を一部断面で示
した側面図である。 主な符号の説明、１０：取付台、１４，５０：中空棒、
２０：エラストマーの環体、２４：扁平リング、２８：
支持体、３４，５６：環状金属ぱねの積重ね、３６：ス
リーブ、４０：フランジ、４４：物体を支持する台。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １（ａ）第１フランジが下端に、第２フランジが第１フ
   ランジから隔たった位置にある第１中空棒と、（ｂ）第
   １フランジと第２フランジの間に配置された弾性エラス
   トマーの衝撃及び振動制御用環体と、（ｃ）弾性エラス
   トマーの環体の中に入り込むと共に剛直な支持構造体に
   結合されている環状のリングと、（ｄ）第１中空棒のま
   わりに垂直並進可能に配置されると共に上側フランジと
   下側フランジが設けられているスリーブであって、衝撃
   及び振動から隔離すべき物体を支持する台に前記下側フ
   ランジが結合されているスリーブと、（ｅ）第１中空棒
   の第２フランジとスリーブの下側フランジとの間で第１
   中空棒のまわりに積み重ねられ、初期ばね定数が充分に
   高い複数個め第１環状金属ばねと、（ｆ）第１中空棒と
   垂直同軸関係に心合わせされ、前記スリーブに対して垂
   直並進するように配置され上端にフランジのある第２中
   空棒と、（ｇ）第２中空棒のフランジと前記スリーブの
   上側フランジの間で、第２中空棒のまわりに積み重ねら
   れ、初期ばね定数が充分に高い複数の第２環状金属ばね
   と、（ｈ）第１中空棒の下側から押入され、第１中空棒
   の中を延びて、第２中空棒にねじ込まれている細長いボ
   ルト軸部とからなり、複数の第１環状金属ばねとエラス
   トマーの衝撃及び振動制御用環体が組み合わさって、第
   １方向の高強度の衝撃を減衰し複数の第２環状金属ばね
   とエラスドマーの衝撃及び振動制御用環体が組み合わさ
   って、第１方向き軸方向反対の第２方向の高強度の衝撃
   を減衰し、そして、エラストマーの衝撃及び振動制御用
   環体は、それ自体では定常状態の振動を減衰することを
   特徴とした衝撃及び振動絶縁取付台。