JPH0461978B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は衝撃緩衝装置、特に航空機用の衝撃緩
衝装置を提供するものである。ここでの衝撃緩衝
装置は、圧縮性の流体でバネを形成する二つのチ
ヤンバーを持ち、増加させうる相当量の余剰スト
ロークを持つタイプである。

（従来技術） 現代の航空機は、劣悪な状態の地上や無視でき
ない高さの大きな隆起やうねを持つ地上を走り、
そこから離陸し、そこに着陸することができなけ
ればならない。そのような状況の下で用いられる
衝撃緩衝装置は、殆ど因難も無く、いかなる場合
も底突きの危険も無しに、そのような障害物を乗
り越えることができなければならない。

殆めに、昔から設計されてきた衝撃緩衝装置は
以下の二つの内部機能を持つていることを思い出
させる。つまり、空気を圧縮することにより弾性
サスペンシヨン機能と、非圧縮性の流体を絞りオ
リフイスを通すことによるエネルギー吸収機能で
ある。以下において、「衝撃緩衝装置」なる用語
ははもつぱら上記弾性機能についてのみに関す
る。

圧縮性の空気のチヤンバーを一つ持つ型の従来
の衝撃緩衝装置は、衝撃緩衝装置に加えた力Ｆの
関数としてその圧縮ストロークＣを表している図
である第１図に示されるような弾性作用を持つ。
航空機の平均静的負荷Csに対応する力は、航空
機に適度な安定性を与えるため、カーブの険しい
傾斜部分（高い硬度）に含まれるようになつてい
る。さらに、着陸時に跳ねるのを防ぐため、衝撃
緩衝装置は底閾値Ｓを持たなければならない。

（発明の解決すべき問題点） 結果的に、平均静的負荷Csの下での力と、衝
撃緩衝装置が完全に押し縮められるのに必要な力
Ftとの間隔である余剰ストロークｄはほんの少
ししか余裕が無い。

圧縮空気を二つ持つ、従来技術の衝撃緩衝装置
もまた存在する。そして一般的には「２室」衝撃
緩衝装置として呼ばれる。それは第２図に示すよ
うな性質の弾性作用を持つ。衝撃緩衝装置に力が
加えられた時、いわゆる「低圧」空気を圧縮する
ことから始まり（カーブＡ）、ある圧力閾値Feに
達する。その後、この閾値を越え、いわゆる「高
圧」空気に圧縮される（カーブＢ）。平均静的負
荷Csは上記の理由で、１室衝撃緩衝装置に比べ
て、一定の負荷の力によつて得られる予備ストロ
ークを増やすことができないカーブＡの傾斜の大
きい部分（硬い部分）か、あるいは力及び一定の
ストローク量d″を減らすために、カーブＢの傾斜
が緩やかな点のどちらかに来る。しかし、上記の
２番目の場合は特に、そのような予備ストローク
量は高速で大きいサイズの障害物を乗り越えるの
に適していない。

（発明の目的） 本発明の主な目的はそれ故、大きいサイズの障
害物を乗り越えるのに適しており、しかもそれに
もかかわらず、そのような障害物を乗り越えると
きに発生する力を最小にするような弾性機能を有
する衝撃緩衝装置を提供することである。本発明
のもう一つの目的は又、高い安定性を得るため
に、収縮ストロークの終わりの点において低閾値
と高い剛性を持つ衝撃緩衝装置を提供することで
ある。

（問題点を解決するための手段） これらの目的を達成するため、本発明の好まし
い実施例やその変形例はそれぞれ、二つの動作上
の構成を持つている。好ましい実施例の方は１室
構成を持つており、２室構成に切替わる。一方、
変形例の方は、第１次２室構成から第２次２室構
成へ切替わる。

より詳細には、本発明は、少なくとも二つの可
変容積のチヤンバーを決定するためのピストンを
通つてシリンダ内を摺動可能なロツドと、上記チ
ヤンバーを互いに連絡させる手段と、衝撃緩衝装
置に加えられた負荷の関数として決定される第１
次圧力における第１次弾性手段を含む上記チヤン
バーの内の一つと、衝撃緩衝装置に加えられた負
荷の関数として決定される第２次圧力における第
２次弾性手段を含む上記チヤンバーの内の別の一
つと、上記第２次弾性手段を、平行に移動させる
移動手段とを備えた衝撃緩衝装置において、上記
第２次圧力値が上記第１次圧力値よりも低くない
とき、上記第２次弾性手段が上記移動手段により
弾性変形を伴わずに移動されるようになつてお
り、上記第２次弾性手段は、上記第１次圧力値が
上記第２次圧力値と等しくなつたとき、衝撃緩衝
装置に加えられる負荷によつて弾性的に変形され
るようになつていることによつて特徴づけられた
調整可能な余剰ストロークを持つ衝撃緩衝装置で
ある。

好ましくは、可動端部板と上昇ピストンとの間
にある二つのチヤンバーのうちどちらかに第２次
弾性手段を配置する。可動端部板と上昇ピストン
はどちらもシリンダの内側の壁をシール状態を保
つてスライドする。可動端部板と上昇ピストンは
当接部を有するロツドによつて単一方向に結合さ
せられる。上記当接部は、上昇ピストンと可動端
部板の間にできる隔室に制限を加える。

（作用） 本発明に係る衝撃緩衝装置の動作上の構成は前
述のように、１室構成から２室構成に切替わるも
のと、第１次２室構成から第２次２室構成に切替
わるのとがある。以上の切替えを行うことで、衝
撃緩衝装置の弾性特性が変化する。

（実施例） 本発明のその他の特徴と利点は、添付の図面を
参照して、実例によつて、なんら制限を加えない
以下の説明により、明らかになる。

第４図に示すように、本発明に関する衝撃緩衝
装置は、ストラツト１に固定され、ピストン手段
４によつてシリンダ３の内側をシール状態を保つ
てスライドするロツド２を内部に持つ上記ストラ
ツトを含む。ピストンは少なくとも二つのチヤン
バーを画成し、この実施例では、三つのチヤンバ
ー５，６，７を決定する。チヤンバー５は、ピス
トン４までロツド２の内側に作られ、チヤンバー
６はロツド２とシリンダ３の間に作られ、チヤン
バー７はピストン４からシリンダ３の固定端部８
までシリンダ３内に作られる。ピストン４は、チ
ヤンバー５，７と６，７をそれぞれ連結させるた
めの絞り手段である様な連結手段９，１０を備え
る。

チヤンバー７は次の様な三つの部分に分けられ
る。

部分１１は、ピストン４と、シリンダ３の内部
壁１３をシール状態を保つてスライドできる可動
端部板１２との間に作られる。

２番目の部分１４は、可動端部板１２と、シリ
ンダ３の底部１６において、シリンダ３の内部壁
１３をシール状態を保つてスライドできる上昇ピ
ストン１５との間に範囲を定められている。

３番目の部分１７は、一点鎖線で表された制御
可能な流体源１８′を通り、固定端部８に設けら
れたオリフイス１８を通つて、高圧力下に非圧縮
性の流体を送り込まれる作用チヤンバーを構成す
るために、上昇ピストン１５とシリンダ３の固定
端部板８との間に広がつている。

可動端部板１２と上昇ピストン１５は、当接部
２０によつて決まる位置以上には、これら二つが
離れて動くことの無いように、ロツド１９によつ
てのみ一方向に離して保持され、上記当接部２０
は例えば、可動端部板１２の外面２１に接触する
ようになつているロツド１９の一部によつて構成
される。

可動端部板１２と上昇ピストン１５との間の２
番目の部分１４は、以下により詳しく述べる働き
をもつ高圧状態の大容積の圧縮性の流体によつて
構成される第２次弾性手段２２を含み、上記高圧
は当接部２０に接触させる為に可動端部板１２を
動かす働きがある。２番目の部分１４はシリンダ
３の一部に設けられた膨張バルブ２３を持ち、オ
リフイス２４を通して、例えば、上記２番目の部
分１４の圧縮性の流体の量を増やすためのガスシ
リンダに含まれる外部容量（図示せず）と連結さ
れるようにしてもよい。

可動端部板１２と上昇ピストン１５は、少なく
とも一つの止め手段、ここでは可動端部板と上昇
ピストンとの間に設けられた二つの止め２５，２
６によつて、移動に制限が加えられている。これ
らの止め２５，２６はシリンダ３の内側の壁から
内部に向かつて突き出ており、それぞれ可動端部
板１２と上昇ピストン１５のための止め手段とな
つている。

チヤンバー５，６と、ピストン４と可動端部板
１２に挾まれる第１の部分１１は、オイルのよう
な非圧縮性の流体２７をあるレベル、例えばチヤ
ンバー５の参照番号２８にまで含み、レベル２８
より上に第１次弾性手段を構成している気体のよ
うな圧縮性の流体２９を含む。

ロツド１９は、従来の方法で絞り針を構成する
ため部分３０により延長され、オリフイス３１を
通りピストン４をうまく通過できるようになつて
いる。

第３図に係る衝撃緩衝装置と、第４図〜第７図
に示される衝撃緩衝装置は、以下のように動作す
る。衝撃緩衝装置が「非動作」状態（第４図参
照）である時、第２次弾性手段２２は、第１次弾
性手段２９の圧力より高い一定の圧力にあること
を始めに仮定する。この状態では、可動端部板１
２は止め２５に接触しており、作動チヤンバー１
７は圧力がゼロとなる。

もし、ロツド２が、シリンダ３にかかる力の下
で、衝撃緩衝装置の中に入り込めば（第５図のよ
うな平均静的負荷Csの下での衝撃緩衝装置）、第
１次弾性手段２９は圧縮され、そしてオイルはチ
ヤンバー７からチヤンバー５，６に流入する。こ
の動作の間、可動端部板１２は止め２５に接触し
たままであり、それに対応した弾性機能は第１図
によつて、あるいは第３図中の一点鎖線Ｅによつ
て示される。

本発明に係る衝撃緩衝装置を備えた航空機が劣
悪な状況の地面を離陸する時、非圧縮性の高圧流
体手段による圧力の下に作動チヤンバー１７を置
くことで、航空機は持ち上げられたり、高くされ
る。上昇ピストン１５と可動端部板１２は、上昇
ピストンが止め手段２６に対して止まることによ
つて（第６図参照）決まる距離Ｒの間、共に平行
移動する。その結果、ロツド２に相対してシリン
ダ３は伸長する（可動端部板１２はもはや止め２
５と接触していない）。

第３図中の一点鎖線Ｅによつて示される弾性機
能はそれ故、航空機が持ち上げられ、カーブ１に
なる距離に対応する距離Ｒを通してオフセツトさ
れる。

更には、平均静的負荷Csは、第２次弾性手段
２２の収縮閾値Feよりも実質的に小さい値を持
つ。結果として、衝撃緩衝装置は特に障害物を乗
り越えるための力を受け、第２次弾性手段２２の
収縮閾値Feよりも大きくなつた時、可動端部板
１２は動いて第２次弾性手段を圧縮する（第７図
参照）（可動端部板１２はもはや当接部２０と接
触していない）。それに対応する弾性機能は第３
図におけるカーブ２である。これら第２次高圧弾
性手段は好ましくは、柔らかい方が良い。即ち障
害物を乗り越えることで発生する力を最小にする
ため容積は大きい方が良い。

力が一定値Fpに達すると、可動端部板は、止
め手段２５にあたつて止まり、衝撃緩衝装置は第
１次弾性手段２９の圧縮により動作する。この段
階の弾性機能はカーブ３であり、第３図中の一点
鎖線Ｅで示される第１次弾性手段２２の圧縮特性
に対応する。衝撃緩衝装置の余剰ストロークＤは
それ故、多大に増加する。本発明に係る衝撃緩衝
装置はそれ故、次にあげる３つの動作域の弾性動
作特性を持つている。

急勾配のカーブ１は、単に第１次弾性手段を圧
縮することによつて得られる。

大きな衝撃を減少した力に和らげるための長い
ストロークと非常に緩やかな勾配のカーブ２は、
特に平均静的負荷Csよりも実質的に大きい収縮
閾値Feを持つ第２次弾性手段の圧縮によつて得
られる。

急勾配のカーブ３は、単に第１次弾性手段を圧
縮することによつて得られる。

この非常に特徴のあるカーブの形は、地上走行
時の航空機の安定性とサスペンシヨンの柔軟性と
の間に生じる矛盾を解決するものである。ストロ
ーク２に対する緩やかな勾配の動作域は柔軟性を
提供する一方、カーブ１，３に対する急勾配の動
作域は安定性を確実にする。

第８図に、ある２室構成が別の２室構成に変化
する上記の衝撃緩衝装置の変形例を示す。この変
形例では、衝撃緩衝装置はそれに加えられた負荷
の関数として応用する。

衝撃緩衝装置の非動作状態では、上昇ピストン
１５はシリンダ３の端部板８に接触しており、可
動板１２はもはや止め手段２５対して当接してい
ない。従つて、航空機が静的負荷にある時、第１
次弾性手段２９は圧縮される。第１次弾性手段２
９の圧力が第２次弾性手段２２の収縮閾値Feに
達すると、可動端部板１２は第２次弾性手段２２
を圧縮するために動く。

衝撃緩衝装置の力が大きくなると、可動端部板
１２は止め手段２５とともに当接部になり、もう
一度第１次弾性手段２９だけが圧縮される。ある
２室構成に対するこの変形例の弾性機能はそれ
故、第９図に示す３つの動作域を持つカーブＥ１
である。

平均静的負荷Cs１はカーブＥ１の動作域の急
勾配に位置しているので、予備ストロークはｄ１
となる。しかし、もし平均静的負荷が値Cs２に
達するため、特に航空機が離陸する間、より大き
くなるとすると、それに応じた予備ストローク
d′１は、大きい衝撃を吸収するには小さすぎる。
この場合、作動チヤンバー１７に非圧縮性流体を
注ぎ込む事により前述の第２次弾性手段を移動さ
せる事で、衝撃緩衝装置は、カーブＥ２で表され
るような別の２室構成へと変化する。この増加し
た予備ストロークは、非常に大きい衝撃でさえも
吸収するためには十分である。第４図〜第８図に
示すような状態、即ち第１次弾性手段は衝撃緩衝
装置の上部位置に配置され、第２次弾性手段は底
部に配置される、あるいはこれらが逆の状態のど
ちらかにあつても、衝撃緩衝装置を用いることが
できるのは注目すべきである。逆位置は、第１次
弾性手段２９と非圧縮性流体７とを分ける分離ピ
ストンを必要とし、衝撃緩衝装置の上部に設けら
れる作動チヤンバー１７に注ぎ込むための制御可
能な流体源を配置することが大変容易になる。

（発明の効果） 衝撃緩衝装置に余剰ストロークを調整できる機
能を持たせることで、余剰ストロークを大きくす
ることができ、航空機の走行する地面の情況に応
じて、弾性機能の良い効果的な衝撃緩衝装置を提
供することができる。

又、本発明の衝撃緩衝装置は動作時に、２室構
成をとるので、動作特性曲線が三つの動作域を持
ち、従来のサスペンシヨンでは相反していた航空
機の地上走行時の安定性とサスペンシヨンの柔軟
性とを合わせ持つ新規なサスペンシヨンを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の１室構成の衝撃緩衝装置の収
縮ストロークの関数として、吸収される力を表し
たグラフである。第２図は、従来の２室構成の衝
撃緩衝装置の収縮ストロークの関数として、吸収
される力を表したグラフである。第３図は、本発
明に係る衝撃緩衝装置の動作と利点を説明するた
め、収縮ストロークの関数として、吸収される力
を表したグラフである。第４図は、本発明に係る
衝撃緩衝装置の実施例の「非動作」状態の縦の断
面図である。第５図は、本発明に係る衝撃緩衝装
置の実施例の「静的負荷の下での」状態の縦の断
面図である。第６図は、本発明に係る衝撃緩衝装
置の実施例の「静的負荷を越えた」状態の縦の断
面図である。第７図は、本発明に係る衝撃緩衝装
置の実施例の「隆起物を乗り越えた」状態の縦の
断面図である。第８図は、本発明に係る衝撃緩衝
装置の変形例である。第９図は、衝撃緩衝装置の
変形例に対する弾性機能を示すグラフである。 １…ストラツト、２，１９…ロツド、３…シリ
ンダ、４…ピストン、５，６，７…チヤンバー、
８…シリンダの端部板、９，１０…絞り手段、１
１…第１部分、１２…可動端部板、１３…シリン
ダの内部壁、１４…第２部分、１５…上昇ピスト
ン、１６…シリンダ底部、１７…作動チヤンバ
ー、１８，２４，３１…オリフイス、２０…当接
部、２５，２６…止め、２１…可動端部板外面、
２２…第２次弾性手段、２３…膨張バルブ、２８
…レベル、２９…第１次弾性手段、３０…延長部
分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも２の可変容積チヤンバーを画成
   し、互いを連通させる開口手段を備えたピストン
   を介してシリンダ内を摺動可能な中空ロツドを備
   え、 上記チヤンバーの一方は、上記シリンダ内を摺
   動的かつ密封的にはめ込まれる可動端部板および
   上昇ピストンにより３カ所の部位に分割され、 上記第１の部位と連通するいま一方のチヤンバ
   ー内には圧縮性流体が第１の圧力で込められ、 上記可動端部板と上記上昇ピストンとの間の上
   記第２の部位内には圧縮性流体が第２の圧力で込
   められ、 上記上昇ピストンの側方にあり、上記第２の圧
   力流体に作用する非圧縮性流体を、上記第３の部
   位内に導入する手段を含み、 上記可動端部板と上記上昇ピストンとは、これ
   らのいずれか一方に固定されるロツドからなる連
   結手段により連結され、 上記ロツドは、上記第２の圧縮性流体を貫通
   し、さらに、上記上昇ピストンと上記可動端部板
   のいずれか一方を貫通し、 上記可動端部板と上記上昇ピストンとの相互に
   向つての移動を可能にするとともに、所定位置か
   ら離れることを禁止するように、上記ロツドには
   当接手段が設けられていることを特徴とする衝撃
   緩衝装置。 ２ 上記可動端部板と上記上昇ピストンとの間
   に、上記シリンダの内壁の一部から構成される少
   なくとも１の止め手段が備えられていることを特
   徴とする特許請求の範囲１に記載の衝撃緩衝装
   置。