特許 6564212 薄型３パラメータ防振器およびそれらを用いる防振システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6564212

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】薄型３パラメータ防振器およびそれらを用いる防振システム

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/04 20060101AFI20190808BHJP

   F16F 15/06 20060101ALI20190808BHJP

   F16F 15/023 20060101ALI20190808BHJP

   F16F 1/32 20060101ALI20190808BHJP

   F16F 13/10 20060101ALI20190808BHJP

   B64G 1/38 20060101ALI20190808BHJP

【ＦＩ】

   F16F15/04 A

   F16F15/06 A

   F16F15/023 A

   F16F1/32

   F16F13/10 F

   B64G1/38 Z

【請求項の数】3

【外国語出願】

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-60772(P2015-60772)

(22)【出願日】2015年3月24日

(65)【公開番号】特開2015-190624(P2015-190624A)

(43)【公開日】2015年11月2日

【審査請求日】2018年3月16日

(31)【優先権主張番号】14/229,563

(32)【優先日】2014年3月28日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500575824

【氏名又は名称】ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100101373

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 茂雄

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(72)【発明者】

【氏名】ライアン・グールド

(72)【発明者】

【氏名】ザック・ロジャース

【審査官】 杉山 豊博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０５７７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３７１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０８１９３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−２６４４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４０６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３２０３５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００８−５３０４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５３３２０７０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２９８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５５６８８４７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｆ １５／０４

Ｂ６４Ｇ １／３８

Ｆ１６Ｆ １／３２

Ｆ１６Ｆ １３／１０

Ｆ１６Ｆ １５／０２３

Ｆ１６Ｆ １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向軸線（１２）を有する３パラメータ防振器（１０、８０）であって、
第１のダンパ（４２、９４）と、
前記第１のダンパに結合し、前記長手方向軸線に実質的に直交して延在する平板構造体（１４、８２）と、
前記平板構造体に形成され、前記３パラメータ防振器を通る第１の荷重経路（７０、１００）に沿って見て、前記第１のダンパ（４２、９４）と並列に結合された主ばね（３４、９０）と、
前記平板構造体に形成される同調ばね（３６、９２）であって、前記３パラメータ防振器を通る第２の荷重経路（７２、１０２）に沿って見て、前記主ばねと並列に、かつ前記第１のダンパと直列に結合された、同調ばねと
を備える３パラメータ防振器。

【請求項2】

前記主ばね（３４、９０）と前記同調ばね（３６、９２）の一方が、前記平板構造体（１４、８２）の内側環状領域に形成され、前記主ばね（３４、９０）と前記同調ばね（３６、９２）の他方が、前記平板構造体の外側環状領域に形成さる、請求項１に記載の３パラメータ防振器（１０、８０）。

【請求項3】

前記平板構造体（１４、８２）がダイアフラム壁（４０）を備え、前記ダイアフラム壁（４０）がその中に複数の開口（３８）を有し、前記複数の開口（３８）が前記主ばね（３４、９０）および前記同調ばね（３６、９２）を画定する、請求項１に記載の３パラメータ防振器（１０、８０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]本発明は一般に防振装置に関し、より詳細には、長さが短いまたは高さが低い３パラメータ防振器およびそれらを用いる防振システムに関する。

【背景技術】

【0002】

[0002]防振システムは、２つの物体または構造体の間で擾乱力が伝達するのを最小にするために、多様な用途に用いられる。例えば、人口衛星には、姿勢調整装置（例えば、コントロールモーメントジャイロスコープまたはリアクションホイール）から放射される振動力が、人口衛星に搭載される振動に敏感な他の構成部品（例えば、光学搭載物）へ伝達することを最小にするために、防振システムが装備されることが多い。防振システムの性能は、主として、システム内に含まれる防振器の数、防振器の配置方法、および個々の防振器それぞれの振動減衰特性によって決まる。直列に結合された二次ばねとダンパに並列になっている一次ばねとして機械的に振る舞う３パラメータ防振器を用いる防振システムは、粘弾性防振器などの他のタイプの受動型防振器を用いる防振システムに比べて、高周波の起振力を減衰するのに優れる。３パラメータ防振器の例としては、現在、Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ州のＭｏｒｒｉｓｔｏｗｎに本拠を置くＨｏｎｅｙｗｅｌｌ， Ｉｎｃ．によって開発、市販されているＤ−ＳＴＲＵＴ（登録商標）防振器がある。このような防振器は、多点取付け配置内で使用するのに適する１自由度（ＤＯＦ：Ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｆｒｅｅｄｏｍ）、軸方向減衰装置であることが多い。

【0003】

[0003]従来の設計では、３パラメータ防振器は、比較的長い円筒状、またはストラット状のフォームファクタを有することが多い。その結果、防振器の取付け点間の距離が比較的限られる場合など、パッケージングの制約によって、３パラメータ防振器を使用することができない場合がある。システムを再設計して取付け点間の距離を拡げることが可能な場合があるが、この解決法は理想的とは言えず、システム全体の性能に負の影響を与えることがある。例えば、システムの再設計によって、モードがより拡がり、１つまたは複数の所与の周波数での減衰が小さくなり、ならびに／または防振器の荷重およびストロークが望ましくなく増大する可能性がある。代替の解決策として、防振器システムを、おおむねパック状の形状の薄型の粘弾性取付台を用いて組み立てることができる。しかしながら、３パラメータ防振器の代わりに粘弾性取付台を使用すると、通常、防振システムの性能におけるトレードオフが必要になる。さらに、粘弾性取付台の減衰および剛性特性は、通常、温度および荷重の変化とともに非線形に変化し、それによって、粘弾性取付台に基づく防振システムは、設計および予測することがより困難となり、広い周波数範囲にわたって振動を減衰することに効果的ではない場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第５，３３２，０７０号

【特許文献2】米国特許第７，１８２，１８８（Ｂ２）号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

[0004]したがって、現在、長さが短いまたは高さが低い、また、防振システム内で使用するのに適する、６自由度の高忠実度の減衰および剛性を提供することができる薄型３パラメータ防振器の実施形態を提供することが常に求められている。理想的には、そのような薄型３パラメータ防振器は、容易に製造でき、耐久性があり、軽量であり、比較的少数の部品数を特徴とする。そのような３パラメータ防振器はまた、荷重および温度の変化とともに実質的に線形に変化する減衰および剛性特性を持つことが望ましい。最後に、前述の特性を有する１つまたは複数の薄型３パラメータ防振器を含む防振システムの実施形態を提供することが望ましい。本発明の実施形態の他の望ましい特徴および特性は、添付の図面および前述の背景技術と併せて、後述の発明を実施するための形態および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

[0005]薄型３パラメータ防振器の実施形態が提供される。１つの実施形態では、３パラメータ防振器は、第１のダンパと、第１のダンパに結合し、防振器の長手方向軸線に実質的に直交して延在する平板構造体とを含む。主ばねは、平板構造体に形成され、３パラメータ防振器を通る第１の荷重経路に沿って見て、第１のダンパと並列に結合される。同調ばねもまた、３パラメータ防振器を通る第２の荷重経路に沿って見て、同調ばねが主ばねと並列に、かつ第１のダンパと直列に結合されるように平板構造体に形成される。

【0007】

[0006]さらなる実施形態では、３パラメータ防振器は、第１および第２の取付け接合部と、第１の取付け接合部と第２の取付け接合部との間を結合する少なくとも１つのダンパと、第１および第２の取付け接合部の間を延在する第１の荷重経路に沿って見て、少なくとも１つのダンパと並列に結合された主ばねとを含む。同調ばねは、第１および第２の取付け接合部の間を延在する第２の荷重経路に沿って見て、主ばねと並列に、かつ、少なくとも１つのダンパと直列にさらに結合される。主ばねおよび同調ばねはそれぞれ、長手方向軸線から半径方向外向きに延在する、実質的に同心の円板形状に加工されたばねの形態を含む、またはとる。

【0008】

[0007]搭載物などの防振される物体を支持する防振システムの実施形態が、さらに提供される。１つの実施形態では、防振システムは１つまたは複数の３パラメータ防振器を含む。各３パラメータ防振器は、第１のダンパと、第１のダンパに結合し、防振器の長手方向軸線に実質的に直交して延在する平板構造体と、平板構造体に形成され、３パラメータ防振器を通る第１の荷重経路に沿って見て、第１のダンパと並列に結合された主ばねとを含む。同調ばねもまた、３パラメータ防振器を通る第２の荷重経路に沿って見て、同調ばねが主ばねと並列に、かつ第１のダンパと直列に結合されるように平板構造体に形成される。防振システムは、１つまたは複数の３パラメータ防振器に結合し、１つまたは複数の３パラメータ防振器を防振される物体に結合するように構成される取付け器具をさらに含む。

【0009】

[0008]以降、本発明の少なくとも１つの例が、同様の数字が同様の要素を示す以下の図面と併せて説明される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】[0009]本発明の例示的な実施形態にしたがって示された薄型３パラメータ防振器の等角図である。

【図2】本発明の例示的な実施形態にしたがって示された薄型３パラメータ防振器の上面図である。

【図3】本発明の例示的な実施形態にしたがって示された薄型３パラメータ防振器の断面図である。

【図4】[0010]本発明のさらなる例示的な実施形態にしたがって示された薄型３パラメータ防振器の上面図である。

【図5】本発明の例示的なさらなる実施形態にしたがって示された薄型３パラメータ防振器の側面図である。

【図6】本発明の例示的なさらなる実施形態にしたがって示された薄型３パラメータ防振器の断面図である。

【図7】[0011]図１〜３に示す３パラメータ防振器をいくつか利用して防振システムを製作することができる１つの可能な方法を一般的にまたは概略的に示す図である。

【図8】[0012]図４〜６に示す３パラメータ防振器を利用して防振システムを製作することができる１つの可能な方法を一般的にまたは概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

[0013]説明を簡単、明瞭にするために、図は一般的な構造を示し、本発明を不必要に不明瞭にすることを避けるため、公知の特徴および技術の説明および詳細は省略される場合がある。加えて、図の要素は必ずしも原寸に比例して描かれたものではない。例えば、本発明の実施形態をよりよく理解することを助けるために、図中のいくつかの要素または領域の寸法は他の要素または領域に対して強調する場合がある。

【0012】

[0014]以下の発明を実施するための形態は、本質的に単なる例示であり、本発明、または本発明の用途および使用を限定することを意図するものではない。さらに、上記の背景技術または以下の発明を実施するための形態に提示されるいかなる理論にも拘束されることを意図するものではない。

【0013】

[0015]図１、２および３は、本発明の例示的な実施形態にしたがって示された薄型３パラメータ防振器１０の、それぞれ、等角図、上面図、断面図である。防振器１０の長さは、他の公知の細長いストラット状の形状の３パラメータ防振器に比べて著しく短いことで、防振器１０は「薄型」とみなされる。そのような従来の公知の防振器とは対照的に、防振器１０の形状は図１〜３に示すようにおおむねパック状またはパッド状の形状とすることができる。直列に結合された二次ばね（Ｋ_Ｂ）とダンパ（Ｃ_Ａ）とに、一次ばね（Ｋ_Ａ）が並列に結合されているとして防振器１０が少なくとも部分的に振る舞うことで、防振器１０は「３パラメータ」装置とみなされる。図１〜３に示す実施形態では、３パラメータ防振器１０は、防振器１０の長手方向軸線すなわち中心線（図１で両矢印１２によって示される）に一致する作動軸を有する１自由度（軸方向減衰）装置である。したがって、防振器１０は多点取付け配置で使用するのに適する。例えば、防振器１０は、いくつかの類似の防振器と組み合わせて６自由度の高忠実度の減衰を提供することができる。このような多点取付け配置は、宇宙船と宇宙船によって運搬される搭載物との間で伝達される振動または衝撃力を減衰するために利用される宇宙船の防振システムに有効に用いられる。しかしながら、防振器１０（および本明細書で説明される他の防振器）は、２つの物体または取付け点の間での振動または衝撃荷重を減衰することを望まれる、任意の衛星搭載用途、航空機搭載用途、地上用途、または他の用途で利用することができることが強調される。防振器１０およびいくつかの類似の防振器を含む多点防振システムの例は、図７と併せて下記で説明する。

【0014】

[0016]３パラメータ防振器１０は、構成部品の中で特に、平板構造体１４と、構造体１４に固定的に結合され、そこから軸方向に延在する環状カラー１６と、カラー１６の反対側で構造体１４に取り付けられたベース部材１８とを含む。加えて、防振器１０は、防振器１０の機械的な入力／出力として働く取付け接合部２０および２２を両側に含む。取付け接合部２０および２２のそれぞれは、取付け用器具（例えば、締結具、クランプ、ブラケットなど）、接合（例えば、溶接またははんだ付け）、または他の手段のいずれかによって、より大きな防振システム内に防振器１０を組み込むことを可能にする任意の形態をとることができる。図示の実施形態では、取付け接合部２０は、複数の締結具開口２４をその中に有するカラー１６のフランジとなる終端の形態をとる（図１および２）。同様に、取付け接合部２２は、周方向に間隔を置いて配置された複数の締結具開口２６をその中に有するベース部材１８の外側環状領域に形成される。防振器１０が、振動に敏感な搭載物を運搬する宇宙船、航空機、または他のプラットホームに実装して配置される防振システム内に組み込まれる場合、取付け接合部２０は、振動に敏感な構成部品を支持するパレットまたはベンチにボルト締め、または他の方法での取付けをすることができ、一方、反対側の取付け接合部２２はプラットホームに取り付けられる。これに代えて、この取付け配置を逆にして、取付け接合部２０をプラットホームに取り付け、一方、取付け接合部２２を搭載物に取り付けることもできる。さらなる実施形態では、防振器１０は、擾乱力の減衰が望まれる他の物体間に取り付けることができる。

【0015】

[0017]３パラメータ防振器１０は、少なくとも１つの軸方向延長部をさらに含み、この延長部は、防振器１０の長手方向軸線１２すなわち中心線に実質的に平行な軸線に沿って、平板構造体１４からベース部材１８まで延在する（図１）。図１〜３に示す例示的な実施形態では、軸方向延長部は環状側壁２８（図１および３）の形態をとり、この側壁は、平板構造体１４の外周部からベース部材１８の外周部まで軸方向に延在する。平板構造体１４、環状カラー１６、および環状側壁２８は、別部品として作られ、その後、器具を利用して、接合（例えば、はんだ付け、または溶接）によって、または別の方法（例えば、ねじ取付け）で結合することができる。しかしながら、平板構造体１４、環状カラー１６、および環状側壁２８は、単一の機械加工部品として一体で形成されるのが好ましい。いくつかのタブ３０（図１および２）は、環状側壁２８の下部周縁から半径方向外向きに突出し、いくつかの締結具開口３２をその中に含む。防振器１０を組み立てるとき、開口３２は、ベース部材１８に設けられた対応する開口と位置合わせされて、複数のボルトまたは他のそのような締結具（図示せず）を利用して、部材１８をタブ３０に取り付ける（したがって、ベース部材１８を環状側壁２８、平板構造体１４、および環状カラー１６に取り付ける）ことが可能になる。

【0016】

[0018]少なくとも２つのばね、またはばね要素、すなわち、主ばね、および二次または同調ばねが平板構造体１４に形成される。図１〜３に示す例示的な実施形態では、主ばね３４（Ｋ_Ａ）は、構造体１４の外側環状部に形成され、一方、同調ばね３６（Ｋ_Ｂ）は構造体１４の内側環状部に形成される。結果として、主ばね３４は、同調ばね３６と同心となり、同調ばね３６の周囲を囲む。平板構造体１４は、おおむね平坦、円板形状、または板状の形状で、長手方向軸線１２に実質的に直交する方向を有する任意の物体または物体の組立体とすることができる。図１〜３に示すように、平板構造体１４は、主ばね３４および同調ばね３６がその中に形成される一体すなわち単一部材のダイアフラム壁４０を含むことができる。図示の例では、主ばね３４が形成される平板構造体１４の外側環状領域の厚さは、同調ばね３６が形成される内側環状領域の厚さに実質的に等しい。結果として、主ばね３４および同調ばね３６は、長手方向軸線１２に沿って間隔を置いて配置され、軸線１２に実質的に直交する第１および第２平面に拘束される。さらなる実施形態では、構造体１４の内側環状領域と外側環状領域の厚さを変えて（例えば、ばね３６が形成されるダイアフラム壁４０の内側環状領域が、ばね３４が形成される壁４０の外側環状領域に比べて薄くして）、ばね３４および３６の特性をそれぞれ調整することができる。特に、環状カラー１６が平板構造体１４に結合する位置は、主ばね３４が形成される構造体１４（および壁４０）の外側環状領域と同調ばね３６が形成される構造体１４（および壁４０）の内側環状領域との間にある。

【0017】

[0019]防振器１０の製造において、いくつかの空洞または開口３８（図３に示される）が平板構造体１４内に切り込まれ、または他の方法で形成され、構造体１４の外側環状部（したがって、ダイアフラム壁４０の外側環状領域）に主ばね３４を画定し、構造体１４の内側環状部（したがって、ダイアフラム壁４０の内側環状領域）に同調ばね３６をさらに画定する。開口３８を形成するのに適するプロセスには、完全に網羅しているわけではないが、放電加工、フライス加工、およびレーザ切断が挙げられる。開口３８（図３）は、主ばね３４および同調ばね３６に所望の特性を与えるのに適する任意のパターンに切断することができる。主ばね３４および同調ばね３６が平板構造体１４から材料を切除して生成される実施形態では、ばね３４および３６は、実質的に同心で、防振器１０の長手方向軸線１２から半径方向外向きに延在する、円板形状に加工されたばねとみなすことができる。

【0018】

[0020]３パラメータ防振器１０は、構造体１４の中央部とベース部材１８の中央部との間を結合する少なくとも１つのダンパ４２（Ｃ_Ａ）をさらに含む。ダンパ４２は、限定するものではないが、能動的減衰装置（例えば、ボイスコイルおよび圧電ダンパ）と同様に、他のタイプの受動的減衰装置（例えば、渦電流、粘弾性、および空圧ダンパ）を含む、振動を減衰することができる任意の減衰装置の形態をとることができる。ある特定の実施形態では、ダンパ４２は、シリコーン減衰液などの減衰流体を含む密閉された流体ダンパとすることができる。図示の例を詳細に参照すると、図３に最も明瞭に示されるように、ダンパ４２は、以下の構成部品、すなわち、（ｉ）対向する金属ベローズ４４および４６と、（ｉｉ）対向するベローズエンドキャップ４８および５０と、（ｉｉｉ）連結棒５２と、（ｉｖ）円板形状のダンパピストン５４とを含む流体ダンパである。参照しやすくするために、以下、ベローズ４４およびエンドキャップ４８はそれぞれ「上部」ベローズおよび「上部」エンドキャップと呼び、ベローズ４６およびエンドキャップ５０はそれぞれ「下部」ベローズおよび「下部」エンドキャップと呼ぶことができる。このような用語は、本明細書では、図１〜３に示したダンパ４２（より一般的には、３パラメータ防振器１０）の図示の向きを参照して使用され、またダンパ４２（および防振器１０）が３次元空間の任意の向きをとれることを理解しながら使用される。

【0019】

[0021]上部エンドキャップ４８は、上部ベローズ４４の上部周縁に封止的に結合される一方、下部エンドキャップ５０は、下部ベローズ４６の下部周縁に封止的に結合される。エンドキャップ４８および５０とベローズ４４および４６との間をそれぞれ流体密封して接合するのに適する任意の接合技術が、円周溶接を含め、この目的のために利用することができる。連結棒５２は、上部エンドキャップ４８から、ピストン５４に設けられた中央開口を通って、下部エンドキャップ５０まで軸方向に延在して、エンドキャップ４８とエンドキャップ５０を固定的に結合する。ダンパピストン５４は、ベローズ４４とベローズ４６との間に弾性的に結合される。対向する液圧チャンバ５６および５８は、ベローズ４４および４６、エンドキャップ４８および５０、連結棒５２、ならびにピストン５４によって画定される。チャンバ５６および５８は、ダンパピストン５４の内側円周面および連結棒５２の外側円周面によってさらに画定される環状部６０によって流体結合される。チャンバ５６および５８は流体密封されており、シリコーンベースの減衰液などの減衰流体を封止的に含むように構成される。防振器１０は、最初は減衰流体なしで製造、配置され、後で、防振器１０を使用する前に、図示していない注入口を使用して液圧チャンバ５６および５８内に減衰流体を導入することができる。

【0020】

[0022]ダンパピストン５４は、ピストン５４からベローズ４４および４６を超えて半径方向外向きに突出する半径方向フランジ６２を含む。ピストンフランジ６２は、平板構造体１４の中央領域に、例えば複数のボルト（図示せず）を使って取り付けられる。同様に、ベース部材１８をキャップ５０の周りに設けられた半径方向フランジ６４にボルト留め、または他の方法で取り付けることによって、下部エンドキャップ５０はベース部材１８の中央領域に固定される。中央開口６６は平板構造体１４に設けられて、ダンパ４２の上部を収容する。上部エンドキャップ４８がダンパピストン５４および下部エンドキャップ５０に比べて平板構造体１４の反対側に位置するように、上部ベローズ４４は開口６６を通って延在する。防振器１０の作動中、ダンパピストン５４は同調ばね３６の撓みと共に動き、ベローズ４４および４６は伸縮し、チャンバ５６および５８の容積はそれぞれ変化し、減衰流体は環状部６０を通るように送り込まれて所望の減衰効果を与える。図１〜３に示す実施形態では、ダンパ４２は完全に防振器１０内に含まれる、または入れ子になっており、ダンパ４２の大部分は環状側壁２８によって周囲を囲まれる内側空洞６８内に含まれる。さらなる実施形態では、他の取付け配置を利用することができ、ダンパ４２の設計に対して様々な修正を行うことができ、例えば、さらなる実施形態では、ベローズ４４および４６は外側で加圧することができる。さらに、他の実施においては、複数の流体ダンパが平板構造体１４の中央領域とベース部材１８との間を結合することができる。

【0021】

[0023]上記の構造的構成によって、防振器１０を通る２つの平行な荷重経路が提供される。すなわち、（ｉ）取付け接合部２０から、環状カラー１６を通り、平板構造体１４の外側環状領域を通り（したがって、主ばね３４を通り）、環状側壁２８を通り、ベース部材１８を通り、取付け接合部２２へ延在する第１の荷重経路（図３において矢印７０で示す）、および（ｉｉ）取付け接合部２０から、環状カラー１６を通り、平板構造体１４の内側環状領域を通り（したがって、同調ばね３６を通り）、ダンパ４２を通り、ベース部材１８を通り、取付け接合部２２へ延在する第２の荷重経路（矢印７２で示す）である。ダンパ４２は、第１および第２の荷重経路に沿って見ると、それぞれ、環状側壁２８（軸方向延長部）と並列に、かつベース部材１８と直列に結合されていると言うこともできる。したがって、防振器１０は、直列に結合された二次ばね（内側に加工されたばね３６）とダンパ（流体ダンパ４２）とに並列に結合された主ばね（外側に加工されたばね３４）を含む３パラメータ装置を備える。３パラメータ防振器は、２パラメータ粘弾性防振器などの他のタイプの受動的防振器と比べて、ジッタなどの高周波、小振幅の起振力を減衰するのに優れる。３パラメータ防振器のさらなる考察は、１９８４年１月２６日付与の「ＴＨＲＥＥ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＶＩＳＣＯＵＳ ＤＡＭＰＥＲ ＡＮＤ ＩＳＯＬＡＴＯＲ」という名称の米国特許第５，３３２，０７０号、および２００７年２月２７日付与の「ＩＳＯＬＡＴＯＲ ＵＳＩＮＧ ＥＸＴＥＲＮＡＬＬＹ ＰＲＥＳＳＵＲＩＺＥＤ ＳＥＡＬＩＮＧ ＢＥＬＬＯＷＳ」という名称の米国特許第７，１８２，１８８（Ｂ２）号に見ることができ、両件ともに、本件出願の譲受人に譲渡され、参照によって組み込まれる。矢印７０および７２は、図を明瞭にするために、図３の３パラメータ防振器１０の一部にしか重ね書きされておらず、またそれぞれの矢印は１つの矢先しか含んでないが、防振器１０を通って与えられる平行な荷重経路は、双方向であり、防振器１０の長手方向軸線すなわち中心線周りに見ると、一般に軸対称であることを理解されたい。

【0022】

[0024]したがって、他の公知の３パラメータ防振器に比べて長さが短いまたは高さが低い（例えば、防振器１０の長さはその外径より短くすることができる）、かつ多点取付け配置で使用するのに適する、薄型３パラメータ防振器の例示的な実施形態が提供される。したがって、上記の防振器は、防振器の取付け点間の比較的限られた軸方向間隔に適応しながら、（パック状の粘弾性取付台または他の薄型２パラメータ防振器に比べて）優れた減衰特性が望まれる用途に使用するのに有利な場合がある。図１〜３に示す薄型３パラメータ防振器１０は単に非限定的な例として提供され、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱せずに、様々な変更を防振器１０に行うことができることを理解されたい。例えば、本防振器のさらなる実施形態では、主ばねおよび同調ばねはそれぞれ平板構造体の内側環状部および外側環状部に形成することができ、一方、いくつかのダンパは平板構造体の外側周縁部の周りに配置される。この点をさらに強調するために、このような構造的配置を有する薄型３パラメータ防振器の例示的な実施形態をつぎに図４〜６と併せて説明する。

【0023】

[0025]図４〜６は、本発明の例示的なさらなる実施形態にしたがって示された薄型３パラメータ防振器８０の、それぞれ、上面図、側面図、および断面図である。防振器８０は多くの点で、図１〜３と併せて上で説明した防振器１０と同様である。例えば、３パラメータ防振器８０は、防振器８０の長手方向軸線すなわち中心線に直交して配置された平板構造体８２と、構造体８２から軸方向に延在し、防振器８０の第１の取付け点として働く環状カラー８４と、構造体８２に固定的に結合され、防振器８０の第２の取付け点として働くベース部材８６（図５および６に示す）と、構造体８２とベース部材８６との間に延在する軸方向延長部８８（図６に示す）と、構造体８２に形成された主ばね９０（図４および６）と、主ばね９０に近接して構造体８２に形成された同調ばね９２（図４および６）とを含む。しかしながら、防振器１０のばね（図１〜３）とは対照的に、主ばね９０は平板構造体８２の内側環状部に形成され、構造体８２の外側環状部に形成された同調ばね９２によって周囲を囲まれる。さらなる違いとしては、軸方向延長部８８（図６）は細長い円柱または支柱の形態をとり、平板構造体８２の中央部からベース部材８６の中央部に延在する。防振器１０の軸方向延長部（すなわち図１〜３に示す環状側壁２８）と同様に、軸方向延長部８８は防振器の長手方向軸線すなわち中心線に実質的に平行に、かつ実質的に同心で延在する。この場合も、平板構造体８２、環状カラー８４、および軸方向延長部８８は、（決して必要ということではないが）単一の機械加工部品として一体で製作されるのが好ましい。環状カラー８４は、平板構造体８２と一体で形成されようとそうでなかろうと、ばね９０および９２がそれぞれ形成される構造体８２の内側環状部と外側環状部との間の位置で平板構造体８２に結合される。

【0024】

[0026]３パラメータ防振器８０は密閉された複数の流体ダンパ９４をさらに含み、ダンパ９４は、平板構造体８２の外側周縁部に結合して、その回りに環状配列状に間隔を置いて配置される。より詳細には、防振器８０は、周方向に間隔を置いて配置されたいくつかのタブ９６を含むように製作され、タブ９６は平板構造体８２から半径方向外向きに延在し、平板構造体８２と一体に形成することができる。各タブ９６は、その中に流体ダンパ９４を受け入れる開口９８を含む。図示の例では、流体ダンパ９４は、図３と併せて上で説明したダンパ４２と実質的に同一であり、したがって、同様な参照符号が同様な構造要素を示すために使用されている。ダンパ９４の詳細な説明は、冗長さを避けるために繰り返さない。各ダンパ９４の上部ベローズ４４（図５および６）は対応するタブ９６に設けられた開口９８を通って延在することができ、各ダンパ９４のダンパピストン５４（図６）はピストン５４の周りに設けられた半径方向フランジ６２（図５および６）を通じてタブ９６に固定することができ、下部エンドキャップ５０（図６）はキャップ５０の周りに設けられた半径方向フランジ６４を通じてベース部材８６に固定することができる。このようにして流体ダンパ９４の環状配列は、同調ばね９２とベース部材８６との間に機械的に結合される。したがって、同調ばね９２が防振器８０の長手方向軸線に沿って撓むことによって、ダンパピストン５４には並進運動が生じて、各ダンパ９４内の対向する液圧チャンバ５６および５８（図６）間に減衰流体の流れをつくり出し所望の減衰効果を与える。さらなる実施形態では、流体ダンパ９４は、他のタイプ、いくつか例を挙げると、渦電流、粘弾性、空圧、圧電、またはボイスコイルダンパなどの減衰装置に置き換えることができる。

【0025】

[0027]この場合も、２つの平行な荷重経路が例示的な防振器を通って与えられる。図４〜６に示す３パラメータ防振器８０の場合、第１の荷重経路（図６において矢印１００で示す）は、環状カラー８４に設けられた、または結合された取付け接合部から、カラー８４の本体を通り、平板構造体８２の内側環状領域を通り（したがって、主ばね９０を通り）、軸方向延長部８８を通り、ベース部材８６の本体を通り、ベース部材８６に設けられた、または結合された取付け接合部へ延在する。同様に、第２の荷重経路（矢印１０２で示す）は、環状カラー８４に付随する取付け接合部から、カラー８４の本体を通り、平板構造体８２の外側環状領域を通り（したがって、同調ばね９２を通り）、ダンパ９４の環状配列を通り、ベース部材８６の本体を通り、部材８６に付随する取付け接合部へ延在する。したがって、防振器８０は、直列に結合された二次ばね（外側に加工されたばね９２）と１つまたは複数のダンパ（流体ダンパ９４）とに並列に結合された主ばね（内側に加工されたばね９０）を含む３パラメータ装置を備える。しかしながら、他の公知の３パラメータ防振器とは対照的に、３パラメータ防振器８０は軸方向に小さく、その形状はおおむねパック状またはパッド状である。防振器８０はまた、比較的耐久性があり、軽量であり、比較的少数の部品数を特徴とする。

【0026】

[0028]本明細書で説明する薄型３パラメータ防振器は、６自由度の高忠実度の防振および剛性を提供する防振システム内で使用するのに有利である。通常、１自由度、軸方向減衰装置として設計される図１〜３に示す防振器１０の場合、防振器１０と同一の、または同様ないくつかの防振器が多点防振システムを製作するのに利用することができる。この点をさらに強調して、図７は、図１〜３に示す防振器１０と実質的に同一とすることができる複数の防振器１１２を含む防振システム１１０を一般的に示す。防振システム１１０は、ボルト、ブラケット、クランプなどの取付け器具１１６（２つの防振器１１２に対して一般的に示す）を使用して、防振される物体１１４（例えば、リアクションホイールアレイ、コントロールモーメントジャイロスコープアレイ、または他の搭載物）に取り付けられた３つ以上の防振器１１２を含むことができる。全体として、防振器１１２は、防振システム１１０を通じて、防振される物体１１４へ伝達される、または防振される物体１１４から伝達する起振力を減衰する。比較すると、図４〜６に示す防振器８０は、１自由度、軸方向減衰として利用することができるが、多自由度減衰装置としても利用することができる。防振器８０の長手方向軸線すなわち中心線からダンパ９４への距離（平板構造体８２の直径および／または半径方向タブ９６の長さを増減することによって望むように調節することができる）を比較的長くすることにより、モーメントアームを比較的長くすることができ、３つの直交する軸線すべてに沿った、またはそれらの周りの、顕著な減衰を与えるのに十分なダンパ９４内での動きを生じさせることができる。したがって、図８に示すように、防振システム１２０は、防振器８０（図４〜６）と同一または同様で、防振される物体１２４に取付け器具１２６を通じて取り付けられる単一の比較的幅広い防振器１２２を含んで製作することができる。したがって、防振器１２２は、単一のパッケージ内の物体１２４へ伝達される、または物体１２４から伝達される６自由度の擾乱力の防振を可能にする。３パラメータ防振器１２２内のダンパは、ベローズのせん断運動およびスクイーズフィルム減衰によって、防振される物体１２４の防振器１２２に対する横の運動を減衰するように構成することができる。１つの実施形態では、防振器１２２の最大平面寸法は、物体１２４の最大平面寸法の少なくとも半分とすることができる。この例にかかわらず、防振器８０と同様な複数の防振器を用いる多点防振システムは、さらなる実施形態において製作することができる。

【0027】

[0029]したがって、前記は、おおむねパック状またはパッド状の形状の防振器などの薄型３パラメータ防振器の複数の例示的な実施形態を提供した。この点について、上記の３パラメータ防振器の実施形態の（防振器の長手方向軸線に沿って見た）長さまたは高さは、防振器の最大平面寸法（例えば外径）より短い。有利なことに、上記の３パラメータ防振器の実施形態は、容易に製造でき、耐久性があり、軽量である。さらに、特に、主ばねおよび同調ばねが、一体すなわち単一部材の板構造体または半径方向に延在する壁に切り込まれて、または他の方法で形成される実施形態において、上記の３パラメータ防振器の部品数は比較的少なくすることができる。さらなる利点としては、上記の平板の設計によって、防振器の減衰特性が荷重および温度とともに実質的に線形に変化することを可能にしながら、ばねを様々なサイズおよび剛性に加工して調整することができる。上記の防振器の実施形態はまた、６自由度の高忠実度の減衰および剛性を提供することができる防振システムに使用するのに適する。

【0028】

[0030]少なくとも１つの例示的な実施形態が、前述の発明を実施するための形態において提示されたが、非常に多くの変形が存在することを認識されたい。また、１つまたは複数の例示的な実施形態は単なる例であり、本発明の範囲、適用性、または構成を、いかなる形でも限定するように意図するものではないことも理解されたい。むしろ、前述の発明を実施するための形態は、本発明の例示的な実施形態を実施するための便利な手引きを当業者に提供する。添付の特許請求の範囲に明記される本発明の範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態で説明された要素の機能および配置において、様々な変更を行うことができることを理解されたい。

【符号の説明】

【0029】

１０ ３パラメータ防振器
１２ 長手方向軸線
１４ 平板構造体
１６ 環状カラー
１８ ベース部材
２０ 取付け接合部
２２ 取付け接合部
２４ 締結具開口
２６ 締結具開口
２８ 環状側壁
３０ タブ
３２ 開口
３４ 主ばね
３６ 同調ばね
３８ 開口
４０ ダイアフラム壁
４２ 第１のダンパ
４４ 上部ベローズ
４６ 下部ベローズ
４８ 上部エンドキャップ
５０ 下部エンドキャップ
５２ 連結棒
５４ ダンパピストン
５６ 液圧チャンバ
５８ 液圧チャンバ
６０ 環状部
６２ 半径方向フランジ
６４ 半径方向フランジ
６６ 中央開口
６８ 内側空洞
７０ 第１の荷重経路
７２ 第２の荷重経路
８０ ３パラメータ防振器
８２ 平板構造体
８４ 環状カラー
８６ ベース部材
８８ 軸方向延長部
９０ 主ばね
９２ 同調ばね
９４ 第１のダンパ
９６ タブ
９８ 開口
１００ 第１の荷重経路
１０２ 第２の荷重経路
１１０ 防振システム
１１２ 防振器
１１４ 防振される物体
１１６ 取付け器具
１２０ 防振システム
１２２ 防振器
１２４ 防振される物体
１２６ 取付け器具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】