JP2000337439A - 全方向振動絶縁懸垂システム - Google Patents
全方向振動絶縁懸垂システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 質量を有する物体を加速度場の中に支持し、
物体とベースとの間の振動伝達を抑止しながら物体をベ
ースに対して平衡位置に保持するための全方向振動絶縁
懸垂システムを提供する。 【解決手段】 相互に離間された第１末端と第２末端と
を有する第１弾性構造から成る第１振動絶縁装置と、圧
縮荷重を受けるように成された第２弾性構造を有し第１
振動絶縁装置に軸方向直列に連結された第２振動絶縁装
置とを備え。第１弾性構造は、第２末端に対する第１末
端の移動に対応する横方向剛さと、物体を支持する軸方
向剛さと、軸方向荷重に対応する弾性不安定点を有し、
第２弾性構造は、物体を支持する一端と、軸方向剛さ
と、圧縮荷重に対応する弾性不安定点でゼロの軸方向剛
さを有する。
物体とベースとの間の振動伝達を抑止しながら物体をベ
ースに対して平衡位置に保持するための全方向振動絶縁
懸垂システムを提供する。 【解決手段】 相互に離間された第１末端と第２末端と
を有する第１弾性構造から成る第１振動絶縁装置と、圧
縮荷重を受けるように成された第２弾性構造を有し第１
振動絶縁装置に軸方向直列に連結された第２振動絶縁装
置とを備え。第１弾性構造は、第２末端に対する第１末
端の移動に対応する横方向剛さと、物体を支持する軸方
向剛さと、軸方向荷重に対応する弾性不安定点を有し、
第２弾性構造は、物体を支持する一端と、軸方向剛さ
と、圧縮荷重に対応する弾性不安定点でゼロの軸方向剛
さを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、重量を
有する物体を基礎に対して懸垂し、物体と装置支持基礎
との間の振動伝達を振動絶縁しまたは低減させる方法お
よび装置に係り、さらに詳しくは、特に荷重方向に垂直
方向に、また荷重方向に対して横方向に水平方向にゼロ
またはゼロに近く成される低い剛さを示し、物体と基礎
との間の振動伝達を効果的に低減させる振動絶縁システ
ムに関する。
有する物体を基礎に対して懸垂し、物体と装置支持基礎
との間の振動伝達を振動絶縁しまたは低減させる方法お
よび装置に係り、さらに詳しくは、特に荷重方向に垂直
方向に、また荷重方向に対して横方向に水平方向にゼロ
またはゼロに近く成される低い剛さを示し、物体と基礎
との間の振動伝達を効果的に低減させる振動絶縁システ
ムに関する。
【０００２】また本発明はゼロあるいはゼロに近いバネ
率の懸垂システムのその他の要素、例えばゼロ重力環境
のシミュレーション、または光学照準システムまたは測
定システム、あるいはバネ力または機械摩擦からの抵抗
なしで懸垂物体の小運動を生じる事が望ましい任意のシ
ステムに関連する。
率の懸垂システムのその他の要素、例えばゼロ重力環境
のシミュレーション、または光学照準システムまたは測
定システム、あるいはバネ力または機械摩擦からの抵抗
なしで懸垂物体の小運動を生じる事が望ましい任意のシ
ステムに関連する。
【０００３】
【従来の技術】機械および機器など運動受感性装置に対
する望ましくない環境振動作用を効果的に振動絶縁しま
たは低減させる問題について多くの研究または開発が行
われた。
する望ましくない環境振動作用を効果的に振動絶縁しま
たは低減させる問題について多くの研究または開発が行
われた。
【０００４】開発施設および製造施設においては環境振
動が多量に存在する。多くの場合きわめて制御困難な多
数の振動発生源から振動が発生するからである。
動が多量に存在する。多くの場合きわめて制御困難な多
数の振動発生源から振動が発生するからである。
【０００５】外部振動が建物の基礎または構造を通して
運動受感性装置に対して、または地盤そのものを通して
伝達される際に、これらの装置のテスト、校正および性
能に対して悪影響を与える可能性がある。
運動受感性装置に対して、または地盤そのものを通して
伝達される際に、これらの装置のテスト、校正および性
能に対して悪影響を与える可能性がある。
【０００６】環境振動の最も制御困難なソースの一部
は、立て込んだ地域または人口密集地域における実験施
設または製造施設の配置によるものである。例えば道路
交通およびレール上の交通が多量の望ましくない振動源
を成し、この振動が運動受感性装置を収容した建物に伝
達される。一般にこのような振動は、建物が鉄道線路お
よび自動車道路から離れた地域に移転されないかぎり除
去する事ができない。
は、立て込んだ地域または人口密集地域における実験施
設または製造施設の配置によるものである。例えば道路
交通およびレール上の交通が多量の望ましくない振動源
を成し、この振動が運動受感性装置を収容した建物に伝
達される。一般にこのような振動は、建物が鉄道線路お
よび自動車道路から離れた地域に移転されないかぎり除
去する事ができない。
【０００７】しかし製造施設の場合に遠隔地移転は、特
に多数の労働者を必要としあるいは作業の維持のために
一定の原料供給を必要とする場合には必ずしも望ましく
なくまたは効率的でない。また遠隔地域でも小地震は常
に存在する。
に多数の労働者を必要としあるいは作業の維持のために
一定の原料供給を必要とする場合には必ずしも望ましく
なくまたは効率的でない。また遠隔地域でも小地震は常
に存在する。
【０００８】また建物そのものが望ましくない振動を発
生しその内部に配置された受感性機器に対してこの振動
を伝達する場合がある。例えば地震あるいは建物の周囲
の風の作用が建物を振動させる場合がある。またこのよ
うな振動は高層建物の高層階で増幅されるので、受感性
機器は通常低い階に配置され、または建物の他の部分か
ら振動絶縁され地盤そのものの上に設置されまたは地盤
からも振動絶縁された耐震構造上に配置される。また建
物の暖房、通風および空調システムにより建物全体に望
ましくない振動が発生される場合がある。また歩行者の
歩行およびその他の機械類が運動受感性機器の性能に悪
影響を与える振動源の例である。
生しその内部に配置された受感性機器に対してこの振動
を伝達する場合がある。例えば地震あるいは建物の周囲
の風の作用が建物を振動させる場合がある。またこのよ
うな振動は高層建物の高層階で増幅されるので、受感性
機器は通常低い階に配置され、または建物の他の部分か
ら振動絶縁され地盤そのものの上に設置されまたは地盤
からも振動絶縁された耐震構造上に配置される。また建
物の暖房、通風および空調システムにより建物全体に望
ましくない振動が発生される場合がある。また歩行者の
歩行およびその他の機械類が運動受感性機器の性能に悪
影響を与える振動源の例である。
【０００９】振動は通常の工場の敷地以外でも種々の問
題を生じる。例えば潜水艦の機器の雑音が艦体に伝達さ
れて、周囲の水を振動させ音響または振動エネルギーを
伝達させて、潜水艦を発見しやすくする。
題を生じる。例えば潜水艦の機器の雑音が艦体に伝達さ
れて、周囲の水を振動させ音響または振動エネルギーを
伝達させて、潜水艦を発見しやすくする。
【００１０】また地震は地盤運動の振動数と一致する固
有振動数の振動を建物またはその内部の機器に発生する
事により、この建物と機器の機能を破壊する。
有振動数の振動を建物またはその内部の機器に発生する
事により、この建物と機器の機能を破壊する。
【００１１】物体とその周囲部材との間の望ましくない
振動伝達を低減させる種々の装置が開発されている。こ
れらの装置は一般に振動絶縁装置と呼ばれ、振動絶縁さ
れる物体と基礎との間に配置される支持構造として設計
される。振動絶縁装置は、この装置上に支持された物体
が望ましくない振動の振動数より実質的に低い固有振動
数を有するような剛さまたバネ定数を示す。一般に、振
動絶縁装置上に支持された物体の固有振動数に対して望
ましくない振動の振動数が高いほど、それだけこの振動
絶縁装置の振動絶縁作用が効果的となる。
振動伝達を低減させる種々の装置が開発されている。こ
れらの装置は一般に振動絶縁装置と呼ばれ、振動絶縁さ
れる物体と基礎との間に配置される支持構造として設計
される。振動絶縁装置は、この装置上に支持された物体
が望ましくない振動の振動数より実質的に低い固有振動
数を有するような剛さまたバネ定数を示す。一般に、振
動絶縁装置上に支持された物体の固有振動数に対して望
ましくない振動の振動数が高いほど、それだけこの振動
絶縁装置の振動絶縁作用が効果的となる。
【００１２】振動絶縁装置が入力振動を増幅しまたは抑
止する能力の測定値をその振動絶縁装置の伝達率と呼
ぶ。伝達率とは、与えられた振動発生基礎に対して、振
動絶縁される物体の応答振幅と基礎の励振振幅との比率
と定義され、あるいは振動する物体については、基礎に
伝達される力の振幅と物体に加えられる励振力の振幅と
の比率と定義される。理論的に完全な振動絶縁装置はゼ
ロの伝達率を有する。すなわち振動基礎については、振
動が伝達されないので応答振幅がゼロとなる。伝達率１
は、応答振幅が振動の抑止も増幅もない場合に対応する
励振振幅に正確に等しい事を意味する。１以上の伝達率
は、励振が抑止されるのでなく増幅された事を示す。
止する能力の測定値をその振動絶縁装置の伝達率と呼
ぶ。伝達率とは、与えられた振動発生基礎に対して、振
動絶縁される物体の応答振幅と基礎の励振振幅との比率
と定義され、あるいは振動する物体については、基礎に
伝達される力の振幅と物体に加えられる励振力の振幅と
の比率と定義される。理論的に完全な振動絶縁装置はゼ
ロの伝達率を有する。すなわち振動基礎については、振
動が伝達されないので応答振幅がゼロとなる。伝達率１
は、応答振幅が振動の抑止も増幅もない場合に対応する
励振振幅に正確に等しい事を意味する。１以上の伝達率
は、励振が抑止されるのでなく増幅された事を示す。
【００１３】図２５および図２６は、線形バネと粘性ダ
ンパによって構成された絶縁装置の上に剛性実効荷重を
支持して成る理想的な１自由度振動絶縁システムについ
ての伝達率対振動数比を示すグラフである。それぞれの
グラフはそれぞれの減衰量に対応している。振動数比は
励振振動数と固有振動数との比率である。これらのグラ
フは、約１．４以下の振動数比において振動数を増幅
し、これより高い振動数比の振動を振動絶縁し、振動数
比が大きいほど振動絶縁作用が大きい事を示す。すなわ
ち与えられた振動数に対して、システム固有振動数が低
いほど優れた振動絶縁作用が生じる。またこれらのグラ
フは、与えられた振動数とシステムの与えられた固有振
動数について、減衰が低いほど振動絶縁作用がよくなる
事を示す。与えられた実効荷重に対する振動絶縁システ
ムの設計においては、バネ剛さまたはバネ定数を低下さ
せる事によってシステム振動数が低減されるので、この
理想モデルに基づいて振動絶縁装置の剛さまたはバネ定
数を低下させる事によって振動絶縁を実施すればすべて
の振動数において振動絶縁効率が改良される。また振動
絶縁装置の減衰度を低下させる事によって振動絶縁を実
施する場合、すべての振動数について振動絶縁効率が改
良される。
ンパによって構成された絶縁装置の上に剛性実効荷重を
支持して成る理想的な１自由度振動絶縁システムについ
ての伝達率対振動数比を示すグラフである。それぞれの
グラフはそれぞれの減衰量に対応している。振動数比は
励振振動数と固有振動数との比率である。これらのグラ
フは、約１．４以下の振動数比において振動数を増幅
し、これより高い振動数比の振動を振動絶縁し、振動数
比が大きいほど振動絶縁作用が大きい事を示す。すなわ
ち与えられた振動数に対して、システム固有振動数が低
いほど優れた振動絶縁作用が生じる。またこれらのグラ
フは、与えられた振動数とシステムの与えられた固有振
動数について、減衰が低いほど振動絶縁作用がよくなる
事を示す。与えられた実効荷重に対する振動絶縁システ
ムの設計においては、バネ剛さまたはバネ定数を低下さ
せる事によってシステム振動数が低減されるので、この
理想モデルに基づいて振動絶縁装置の剛さまたはバネ定
数を低下させる事によって振動絶縁を実施すればすべて
の振動数において振動絶縁効率が改良される。また振動
絶縁装置の減衰度を低下させる事によって振動絶縁を実
施する場合、すべての振動数について振動絶縁効率が改
良される。
【００１４】図２５のグラフは粘性減衰に対応するもの
であるが、他の減衰機構、または機械摩擦などのエネル
ギー消失機構において比較的小量の減衰に対して同様の
挙動が生じる。
であるが、他の減衰機構、または機械摩擦などのエネル
ギー消失機構において比較的小量の減衰に対して同様の
挙動が生じる。
【００１５】実振動絶縁装置の伝達率グラフは、振動絶
縁装置の共振またはサージ振動数が生じる時点に励振振
動数が増大するまで図２５のグラフにきわめてよく従
う。すなわち十分に高い振動数において、振動絶縁装置
はそれ自体の固有振動数で共振または振動するので、実
振動絶縁装置の伝達率グラフは機械的バネに固有の図２
６のグラフに類似する。振動絶縁装置は質量と剛さを有
するので振動絶縁装置の共振が生じ、また一般に与えら
れた振動絶縁装置の剛さに対して、振動絶縁装置の質量
が大きいほど振動絶縁装置の共振が低くなる。
縁装置の共振またはサージ振動数が生じる時点に励振振
動数が増大するまで図２５のグラフにきわめてよく従
う。すなわち十分に高い振動数において、振動絶縁装置
はそれ自体の固有振動数で共振または振動するので、実
振動絶縁装置の伝達率グラフは機械的バネに固有の図２
６のグラフに類似する。振動絶縁装置は質量と剛さを有
するので振動絶縁装置の共振が生じ、また一般に与えら
れた振動絶縁装置の剛さに対して、振動絶縁装置の質量
が大きいほど振動絶縁装置の共振が低くなる。
【００１６】図２５図と図２６から明らかなように、与
えられた励振振動数に対して、振動絶縁装置の共振を励
振振動数以上に保持しながら振動絶縁装置の剛さ、従っ
て振動絶縁装置の固有振動数をできるだけ低下させる事
によって振動絶縁効果が改良される。一般にこの事は先
行技術の振動絶縁装置設計においては相互に矛盾する要
件である。例えば線形バネの場合、バネの剛さが低下さ
れるに従って、実効荷重による撓みが増大し、これに伴
って、貯蔵された弾性エネルギーが増大する。バネはそ
の単位質量当たり限定量のエネルギーのみを貯蔵して弾
性状態に留まる事ができので、バネのエネルギー貯蔵要
求量が増大すればバネの必要体積が増大し、またその共
振振動数が低下する。従って先行技術の振動絶縁装置は
一般に、振動絶縁システムの最低固有振動数と、振動絶
縁装置の最高共振振動数との間の限られた範囲を有す
る。
えられた励振振動数に対して、振動絶縁装置の共振を励
振振動数以上に保持しながら振動絶縁装置の剛さ、従っ
て振動絶縁装置の固有振動数をできるだけ低下させる事
によって振動絶縁効果が改良される。一般にこの事は先
行技術の振動絶縁装置設計においては相互に矛盾する要
件である。例えば線形バネの場合、バネの剛さが低下さ
れるに従って、実効荷重による撓みが増大し、これに伴
って、貯蔵された弾性エネルギーが増大する。バネはそ
の単位質量当たり限定量のエネルギーのみを貯蔵して弾
性状態に留まる事ができので、バネのエネルギー貯蔵要
求量が増大すればバネの必要体積が増大し、またその共
振振動数が低下する。従って先行技術の振動絶縁装置は
一般に、振動絶縁システムの最低固有振動数と、振動絶
縁装置の最高共振振動数との間の限られた範囲を有す
る。
【００１７】振動絶縁システム設計の成否は、許容振動
の振幅および振動数と入力振動の振幅および振動数とに
よって表される振動絶縁物体の運動感度または振動感度
に依存している。また潜水艦の艦体から雑音発生器機を
振動絶縁する場合のように、支持構造またはベースから
振動物体を振動絶縁するために振動絶縁システムを設計
する場合も、同様である。
の振幅および振動数と入力振動の振幅および振動数とに
よって表される振動絶縁物体の運動感度または振動感度
に依存している。また潜水艦の艦体から雑音発生器機を
振動絶縁する場合のように、支持構造またはベースから
振動物体を振動絶縁するために振動絶縁システムを設計
する場合も、同様である。
【００１８】望ましくない振動が広い範囲の振幅および
振動数において生じ、また先行技術の振動絶縁システム
が有効でなかったような振動数範囲および振幅の振動か
ら振動絶縁する必要のある極めて運動受感性の器機がま
すます使用されている。代表的には、マイクロエレクト
ロニクスに使用されるフォトリソグラフィー器機は１Ｈ
ｚもの低い振動数から１００Ｈｚもの高い振動数までの
微細振動から振動絶縁されなければならないが、１乃至
１０Ｈｚの範囲内の振動数がもっとも危険である。高解
像度または小ゼオメトリを生じる最新システムおよびそ
の他のマイクロエレクトロニクス製造システムは振動に
関してさらにきびしい仕様を要求する。振動が直流近く
から１００Ｍｚまでの振動数において１０-9ｇ前後に制
限されなければならない加速度計およびジャイロなどの
最新の誘導器機およびテスト器機については極めて安定
なプラットフォームが必要である。電子顕微鏡も極めて
きびしい振動仕様を要求する。
振動数において生じ、また先行技術の振動絶縁システム
が有効でなかったような振動数範囲および振幅の振動か
ら振動絶縁する必要のある極めて運動受感性の器機がま
すます使用されている。代表的には、マイクロエレクト
ロニクスに使用されるフォトリソグラフィー器機は１Ｈ
ｚもの低い振動数から１００Ｈｚもの高い振動数までの
微細振動から振動絶縁されなければならないが、１乃至
１０Ｈｚの範囲内の振動数がもっとも危険である。高解
像度または小ゼオメトリを生じる最新システムおよびそ
の他のマイクロエレクトロニクス製造システムは振動に
関してさらにきびしい仕様を要求する。振動が直流近く
から１００Ｍｚまでの振動数において１０-9ｇ前後に制
限されなければならない加速度計およびジャイロなどの
最新の誘導器機およびテスト器機については極めて安定
なプラットフォームが必要である。電子顕微鏡も極めて
きびしい振動仕様を要求する。
【００１９】例えば機械類から発生する高周波振動は、
種々の材料から成る弾性パッドおよび種々の型の機械バ
ネなどの各種先行技術振動絶縁システムによって効果的
に振動絶縁する事ができる。振動入力振動数が非常に低
く、例えば１０Ｈｚまたはこれ以下の場合、先行技術の
方法の選択は遥かに制限される。特に、マイクロ−ｇの
加速度または１ミクロンの移動などのように、振動振幅
が非常に小さい場合に先行技術の方法の選択が制限され
る。
種々の材料から成る弾性パッドおよび種々の型の機械バ
ネなどの各種先行技術振動絶縁システムによって効果的
に振動絶縁する事ができる。振動入力振動数が非常に低
く、例えば１０Ｈｚまたはこれ以下の場合、先行技術の
方法の選択は遥かに制限される。特に、マイクロ−ｇの
加速度または１ミクロンの移動などのように、振動振幅
が非常に小さい場合に先行技術の方法の選択が制限され
る。
【００２０】地盤上に設置されまたは地盤から振動絶縁
されたコンクリートスラブ塊あるいは特殊充填材または
その他の弾性材料上のベッドロックが一般に使用される
が、このアプローチは高価であり、最低の振動数および
振幅においては効果的でない。低固有振動数を得るため
に線形機械バネが使用されるが、これらのバネはかさば
り、振動絶縁装置の低共振を示す。例えば、１Ｈｚの固
有振動数を有する実効荷重を支持する鋼コイルバネなど
の線形バネは静荷重のもとに約９インチ移動するであろ
う。このようなバネは約１．４Ｈｚ以上の振動数におい
てのみ振動絶縁を開始し、低い振動絶縁装置共振を有す
る。０．５Ｈｚ線形バネは静荷重のもとに約３６インチ
撓む。
されたコンクリートスラブ塊あるいは特殊充填材または
その他の弾性材料上のベッドロックが一般に使用される
が、このアプローチは高価であり、最低の振動数および
振幅においては効果的でない。低固有振動数を得るため
に線形機械バネが使用されるが、これらのバネはかさば
り、振動絶縁装置の低共振を示す。例えば、１Ｈｚの固
有振動数を有する実効荷重を支持する鋼コイルバネなど
の線形バネは静荷重のもとに約９インチ移動するであろ
う。このようなバネは約１．４Ｈｚ以上の振動数におい
てのみ振動絶縁を開始し、低い振動絶縁装置共振を有す
る。０．５Ｈｚ線形バネは静荷重のもとに約３６インチ
撓む。
【００２１】円錐ディスクバネまたは皿バネなどの非線
形バネはコンパクトで、ゼロまたはゼロに近いバネ定数
をもって実効荷重を支持し、また非常に低い固有振動数
を発生する事ができる。しかしこれらのバネは滑り機械
摩擦を生じ、これは非常に低い振動振幅にとっては有害
である。これは、振動絶縁挙動を生じるバネ撓みを妨害
するからである。
形バネはコンパクトで、ゼロまたはゼロに近いバネ定数
をもって実効荷重を支持し、また非常に低い固有振動数
を発生する事ができる。しかしこれらのバネは滑り機械
摩擦を生じ、これは非常に低い振動振幅にとっては有害
である。これは、振動絶縁挙動を生じるバネ撓みを妨害
するからである。
【００２２】実用的空気振動絶縁システムの最低固有振
動数は約０．５Ｈｚまたはこれ以上に制限される。振り
子構造またはその他の機械的リンク仕掛を使用して低振
動数を得る事ができるが、これらはリンク仕掛中の低い
振動絶縁装置共振または機械摩擦などの望ましくない挙
動を生じる。最も運動受感性の器機について最も微細な
外界振動を振動絶縁するために、一般に先行技術の空気
式システムによって達成される最低固有振動数は、これ
らの空気式振動絶縁装置に使用される弾性膜またはハウ
ジングの撓みの故に約２または３Ｈｚに制限される。ま
た空気式振動絶縁装置は、密封の問題または徐々の空気
漏れ、およびこれらの装置の効率的作動範囲の制限な
ど、追加的問題点と制限を有する。
動数は約０．５Ｈｚまたはこれ以上に制限される。振り
子構造またはその他の機械的リンク仕掛を使用して低振
動数を得る事ができるが、これらはリンク仕掛中の低い
振動絶縁装置共振または機械摩擦などの望ましくない挙
動を生じる。最も運動受感性の器機について最も微細な
外界振動を振動絶縁するために、一般に先行技術の空気
式システムによって達成される最低固有振動数は、これ
らの空気式振動絶縁装置に使用される弾性膜またはハウ
ジングの撓みの故に約２または３Ｈｚに制限される。ま
た空気式振動絶縁装置は、密封の問題または徐々の空気
漏れ、およびこれらの装置の効率的作動範囲の制限な
ど、追加的問題点と制限を有する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】実効荷重とベースの間
に伝達される振動を制限するため、振動検出素子、フィ
ードバックループおよび電磁的アクチュエータなどのア
クチュエータ手段を使用する能動手段によって低振動数
の振動絶縁挙動を改良する事ができる。これらのシステ
ムは一般に、公知のフィードバック原理および制御原理
を用いた空気式振動絶縁システムなどの受動的振動絶縁
システムを増強して、例えば２０Ｈｚ以下の低振動数で
の振動絶縁挙動を増進するが、これらの振動絶縁システ
ムは高振動数においては受動的挙動に依存する。受動的
挙動は低振動数においても受動システムの固有振動数に
よって制限される。従って、能動型振動絶縁システムに
ついても、より低い固有振動数を達成し低振動数と高振
動数における振動絶縁システム性能を改良するため、ゼ
ロまたはゼロに近いバネ定数を生じる事のできる改良型
受動振動絶縁システムが必要である。
に伝達される振動を制限するため、振動検出素子、フィ
ードバックループおよび電磁的アクチュエータなどのア
クチュエータ手段を使用する能動手段によって低振動数
の振動絶縁挙動を改良する事ができる。これらのシステ
ムは一般に、公知のフィードバック原理および制御原理
を用いた空気式振動絶縁システムなどの受動的振動絶縁
システムを増強して、例えば２０Ｈｚ以下の低振動数で
の振動絶縁挙動を増進するが、これらの振動絶縁システ
ムは高振動数においては受動的挙動に依存する。受動的
挙動は低振動数においても受動システムの固有振動数に
よって制限される。従って、能動型振動絶縁システムに
ついても、より低い固有振動数を達成し低振動数と高振
動数における振動絶縁システム性能を改良するため、ゼ
ロまたはゼロに近いバネ定数を生じる事のできる改良型
受動振動絶縁システムが必要である。
【００２４】従って振動絶縁システムおよび振動絶縁装
置の開発と使用に関心のある業者は、特に低振動数範囲
における改良型振動絶縁システムの必要を認識してい
た。好ましくは、改良型装置はコンパクトで比較的軽量
で、垂直方向と水平方向の両方において低振動数と高振
動数での改良型振動絶縁を成すものでなければならな
い。またこのようなシステムまたは装置は、顕著な性能
損失なしでマイクロ地震運動などの極度に小さい振幅の
振動を振動絶縁する事ができなければならない。
置の開発と使用に関心のある業者は、特に低振動数範囲
における改良型振動絶縁システムの必要を認識してい
た。好ましくは、改良型装置はコンパクトで比較的軽量
で、垂直方向と水平方向の両方において低振動数と高振
動数での改良型振動絶縁を成すものでなければならな
い。またこのようなシステムまたは装置は、顕著な性能
損失なしでマイクロ地震運動などの極度に小さい振幅の
振動を振動絶縁する事ができなければならない。
【００２５】本発明は、全方向の振動絶縁能力を生じる
ため垂直方向と水平方向においてゼロまたはゼロに近く
成されうる低撓みを示す多機能型振動絶縁システムを提
供することを目的とする。
ため垂直方向と水平方向においてゼロまたはゼロに近く
成されうる低撓みを示す多機能型振動絶縁システムを提
供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明のシステムは、特
に低振動数範囲と非常に小さい振動振幅の振動の精密器
機および振動受感性機械に対する伝達を低減させる点に
おいて、先行技術の振動絶縁システムに対する実質的改
良を成し、１Ｈｚ以下の振動を振動絶縁できると同時
に、１００Ｈｚを超える振動を効率的に振動絶縁する事
ができる。
に低振動数範囲と非常に小さい振動振幅の振動の精密器
機および振動受感性機械に対する伝達を低減させる点に
おいて、先行技術の振動絶縁システムに対する実質的改
良を成し、１Ｈｚ以下の振動を振動絶縁できると同時
に、１００Ｈｚを超える振動を効率的に振動絶縁する事
ができる。
【００２７】本発明の振動絶縁システムは、弾性不安定
点に近づくように荷重を受ける種々の構造の弾性構造を
使用する。各振動絶縁システム構造に伴う不安定性は、
その振動絶縁システム構造が不安定になりまたは座屈す
る不安定モードまたは座屈モードを含む。不安定性を生
じる荷重がいわゆる臨界座屈荷重にある不安定点におい
ては、この構造は本質的にゼロの抵抗値またはゼロバネ
定数をもって座屈形状までの小さな撓みを与えられる。
不安定性発生荷重が臨界座屈荷重より少し低い場合、こ
の荷重は非常に小さな抵抗力をもって不安定性モード形
状まで小さな撓みを与えられ、従って非常に小さな剛さ
を示す。剛さの大きさは、不安定点までどれだけ近づい
ているかに依存する。本発明においてゼロまたはゼロに
近い剛さを生じるために使用されるのはこの原理であ
る。
点に近づくように荷重を受ける種々の構造の弾性構造を
使用する。各振動絶縁システム構造に伴う不安定性は、
その振動絶縁システム構造が不安定になりまたは座屈す
る不安定モードまたは座屈モードを含む。不安定性を生
じる荷重がいわゆる臨界座屈荷重にある不安定点におい
ては、この構造は本質的にゼロの抵抗値またはゼロバネ
定数をもって座屈形状までの小さな撓みを与えられる。
不安定性発生荷重が臨界座屈荷重より少し低い場合、こ
の荷重は非常に小さな抵抗力をもって不安定性モード形
状まで小さな撓みを与えられ、従って非常に小さな剛さ
を示す。剛さの大きさは、不安定点までどれだけ近づい
ているかに依存する。本発明においてゼロまたはゼロに
近い剛さを生じるために使用されるのはこの原理であ
る。
【００２８】不安定性を発生する荷重が臨界座屈荷重よ
り大きければ、構造が座屈形状に変形するに従って、余
分の荷重が構造を座屈形状まで推進し、負の剛さまたは
負バネ定数機構を生じる。その通常の例は、スナップス
ルーまたはオーバセンタ機構である。正と負の剛さがち
ょうど相殺されるように負の剛さ機構を正バネと組合わ
せる事によって得られた装置は弾性不安定点にあり、ま
たセンタポイントあるいはセンタ位置を中心として小撓
み力に対してゼロまたはゼロに近い剛さを示し、構造は
その非座屈形状から座屈形状に、あるいはその初期形状
からその不安定モード形状まで移行する。またこの原理
は本発明において使用される。負剛さを生じる荷重の大
きさを調整する方法により、受動型振動絶縁システムに
おいては手動的に、あるいは運動検出素子、フィードバ
ックループおよびアクチュエータ手段を使用する能動型
振動絶縁システムにおいては自動的に、不安定性発生荷
重およびシステム剛さを調整するため装置の正味剛さを
調整または微調整する事のできる手段が提供される。
り大きければ、構造が座屈形状に変形するに従って、余
分の荷重が構造を座屈形状まで推進し、負の剛さまたは
負バネ定数機構を生じる。その通常の例は、スナップス
ルーまたはオーバセンタ機構である。正と負の剛さがち
ょうど相殺されるように負の剛さ機構を正バネと組合わ
せる事によって得られた装置は弾性不安定点にあり、ま
たセンタポイントあるいはセンタ位置を中心として小撓
み力に対してゼロまたはゼロに近い剛さを示し、構造は
その非座屈形状から座屈形状に、あるいはその初期形状
からその不安定モード形状まで移行する。またこの原理
は本発明において使用される。負剛さを生じる荷重の大
きさを調整する方法により、受動型振動絶縁システムに
おいては手動的に、あるいは運動検出素子、フィードバ
ックループおよびアクチュエータ手段を使用する能動型
振動絶縁システムにおいては自動的に、不安定性発生荷
重およびシステム剛さを調整するため装置の正味剛さを
調整または微調整する事のできる手段が提供される。
【００２９】また本発明は、二、三の実施態様において
は、システムの正味剛さを調整するため正バネ剛さを調
整する手段を使用する。
は、システムの正味剛さを調整するため正バネ剛さを調
整する手段を使用する。
【００３０】本発明の振動絶縁システムは、物体重量を
支持し垂直方向において低剛さを生じる垂直運動振動絶
縁システムと、物体を支持し任意の水平方向において低
剛さを生じる水平運動振動絶縁システムとを使用する。
支持し垂直方向において低剛さを生じる垂直運動振動絶
縁システムと、物体を支持し任意の水平方向において低
剛さを生じる水平運動振動絶縁システムとを使用する。
【００３１】垂直運動振動絶縁システムは、それぞれ不
安定形状を生じる単数または複数の振動絶縁装置の組合
わせを利用し、これらの振動絶縁装置の撓みが単軸線す
なわち単一方向に生じるように配列される。物体が重力
場に支持されている振動絶縁用途においては、不安定性
方向に対応する振動絶縁装置の軸線は重量荷重方向に垂
直に配列される。またこれらの垂直運動振動絶縁装置
は、荷重を支持しゼロまたはゼロに近い垂直方向剛さを
生じるような配列を有する。これらの振動絶縁装置の荷
重支持能力も調整可能とする。
安定形状を生じる単数または複数の振動絶縁装置の組合
わせを利用し、これらの振動絶縁装置の撓みが単軸線す
なわち単一方向に生じるように配列される。物体が重力
場に支持されている振動絶縁用途においては、不安定性
方向に対応する振動絶縁装置の軸線は重量荷重方向に垂
直に配列される。またこれらの垂直運動振動絶縁装置
は、荷重を支持しゼロまたはゼロに近い垂直方向剛さを
生じるような配列を有する。これらの振動絶縁装置の荷
重支持能力も調整可能とする。
【００３２】本発明は、軸方向力を支持しまた軸方向あ
るいは振動絶縁装置の軸線に対して横方向の正または負
の剛さを生じる事のできるさらに一般的な振動絶縁装置
または懸垂装置を利用する。その軸方向剛さと軸方向支
持能力が調整可能である。本発明のさらに一般的な用途
においては、例えば移動する潜水艦中の雑音発生器機ま
たは移動体の光学照準システムを振動絶縁する場合のよ
うに、重力場またはその他の加速度場の方向が変動しあ
るいは加速度場の大きさが変動する場合に、質量を有す
る物体を支持するため能動型システムとして前記の振動
絶縁システムを使用する事ができる。各振動絶縁装置の
荷重支持能力を適切に変更する事により、振動絶縁シス
テムは変動する加速度場に対して調整されまたゼロまた
はゼロに近いバネ定数を発生する事ができる。
るいは振動絶縁装置の軸線に対して横方向の正または負
の剛さを生じる事のできるさらに一般的な振動絶縁装置
または懸垂装置を利用する。その軸方向剛さと軸方向支
持能力が調整可能である。本発明のさらに一般的な用途
においては、例えば移動する潜水艦中の雑音発生器機ま
たは移動体の光学照準システムを振動絶縁する場合のよ
うに、重力場またはその他の加速度場の方向が変動しあ
るいは加速度場の大きさが変動する場合に、質量を有す
る物体を支持するため能動型システムとして前記の振動
絶縁システムを使用する事ができる。各振動絶縁装置の
荷重支持能力を適切に変更する事により、振動絶縁シス
テムは変動する加速度場に対して調整されまたゼロまた
はゼロに近いバネ定数を発生する事ができる。
【００３３】水平運動振動絶縁システムは、垂直軸線回
りに対称的な多数の弾性不安定性または座屈モードを有
する構造を成す単数または複数の水平運動振動絶縁装置
の組合せを利用する。本発明の１つの実施態様におい
て、水平運動振動絶縁システムは、固定された自由支柱
として挙動する単数または複数の軸対称支柱部材を使用
する。各支柱部材が、またシステム全体が（多数の理論
的には無限数の）不安定性モードを有し、不安定性モー
ドまたは座屈モードの初期形状は支柱下端に対する支柱
上端の横方向移動である。各支柱部材は、その部材の臨
界座屈荷重に近づく実効荷重の一部を支持するように設
計される。その結果、各支柱部材が協働して、実効荷重
を支持するに十分な軸方向剛さを生じるが横方向におい
てほとんどまたはまったく剛さを生じない。
りに対称的な多数の弾性不安定性または座屈モードを有
する構造を成す単数または複数の水平運動振動絶縁装置
の組合せを利用する。本発明の１つの実施態様におい
て、水平運動振動絶縁システムは、固定された自由支柱
として挙動する単数または複数の軸対称支柱部材を使用
する。各支柱部材が、またシステム全体が（多数の理論
的には無限数の）不安定性モードを有し、不安定性モー
ドまたは座屈モードの初期形状は支柱下端に対する支柱
上端の横方向移動である。各支柱部材は、その部材の臨
界座屈荷重に近づく実効荷重の一部を支持するように設
計される。その結果、各支柱部材が協働して、実効荷重
を支持するに十分な軸方向剛さを生じるが横方向におい
てほとんどまたはまったく剛さを生じない。
【００３４】好ましい実施態様においては、３点型シス
テムまたは多点型支持システムを成すように３個または
３個以上垂直運動振動絶縁装置が使用される。またこれ
らの垂直運動振動絶縁装置が協働して、実効荷重を支持
し、実効荷重とベース間の垂直運動または振動の伝達を
抑止する。垂直運動振動絶縁装置および水平運動振動絶
縁装置のこのような新規な組合せは、実効荷重から任意
方向への運動または振動の伝達を効率的に抑止する事の
できるシステムを与える。また本発明は、垂直運動振動
絶縁装置と水平運動振動絶縁装置とをゼロまたはゼロに
近い垂直および水平剛さに近づくように調整または微調
整する手段を含むので、本発明は先行技術の振動絶縁装
置によって達成されなかった範囲のきわめて低い振動数
の振動をも振動絶縁する事のできる振動絶縁システムを
与える。
テムまたは多点型支持システムを成すように３個または
３個以上垂直運動振動絶縁装置が使用される。またこれ
らの垂直運動振動絶縁装置が協働して、実効荷重を支持
し、実効荷重とベース間の垂直運動または振動の伝達を
抑止する。垂直運動振動絶縁装置および水平運動振動絶
縁装置のこのような新規な組合せは、実効荷重から任意
方向への運動または振動の伝達を効率的に抑止する事の
できるシステムを与える。また本発明は、垂直運動振動
絶縁装置と水平運動振動絶縁装置とをゼロまたはゼロに
近い垂直および水平剛さに近づくように調整または微調
整する手段を含むので、本発明は先行技術の振動絶縁装
置によって達成されなかった範囲のきわめて低い振動数
の振動をも振動絶縁する事のできる振動絶縁システムを
与える。
【００３５】各垂直運動振動絶縁装置は、正剛さを有す
るバネ手段と、ゼロまたはゼロに近い正味垂直剛さを発
生するため負剛さを発生する機構との新規な組合せを利
用する。この負剛さ機構（スナップスルーまたはオーバ
センター機構）は、バネの正剛さに対抗する剛さを生じ
る。このような特殊の組合せの結果、垂直方向において
ゼロまたはゼロに近いバネ剛さをもって一定の実効荷重
または垂直荷重を支持する事のできる振動絶縁装置が得
られる。各垂直運動振動絶縁装置は、この振動絶縁装置
をゼロまたはゼロに近い剛さを得るように微調整するた
め正の剛さまたは負の剛さを調整する手段と、振動絶縁
装置の荷重担持能力の調整手段とを含む。
るバネ手段と、ゼロまたはゼロに近い正味垂直剛さを発
生するため負剛さを発生する機構との新規な組合せを利
用する。この負剛さ機構（スナップスルーまたはオーバ
センター機構）は、バネの正剛さに対抗する剛さを生じ
る。このような特殊の組合せの結果、垂直方向において
ゼロまたはゼロに近いバネ剛さをもって一定の実効荷重
または垂直荷重を支持する事のできる振動絶縁装置が得
られる。各垂直運動振動絶縁装置は、この振動絶縁装置
をゼロまたはゼロに近い剛さを得るように微調整するた
め正の剛さまたは負の剛さを調整する手段と、振動絶縁
装置の荷重担持能力の調整手段とを含む。
【００３６】垂直運動振動絶縁装置において、バネ手段
は線形バネとする事ができ、実効荷重を支持する。バネ
の中に貯蔵された弾性エネルギーはバネの非変形形状か
らの静的撓みの平方に比例し、またバネのサイズと質量
は一般にそれぞれ撓みと貯蔵エネルギーとに比例する。
負の撓み機構はバネのサイズおよび質量に対してほとん
ど影響しない。このように正のバネと負の剛さ機構とを
組合せて正の剛さを相殺しゼロまたはゼロに近い正味垂
直剛さを発生する事により、同様の垂直固有振動数を発
生する事のできない先行技術の振動絶縁装置バネと比較
して、比較的剛いコンパクトな軽量なバネを使用して実
効荷重を支持する事ができる。このような新規な組合せ
の結果、比較的コンパクトな軽量な垂直運動振動絶縁シ
ステムが得られ、このシステムの振動絶縁装置の共振は
先行技術の線形振動絶縁システムよりもはるかに高い。
また、水平運動振動絶縁システムを構成する支柱部材は
垂直方向においてきわめて剛性であり、水平振動による
横方向曲げに際しての撓みが非常に小さいので、これら
の支柱部材は比較的小さい弾性エネルギーを貯蔵し、ま
た低い質量と高い振動絶縁共振とを有する。
は線形バネとする事ができ、実効荷重を支持する。バネ
の中に貯蔵された弾性エネルギーはバネの非変形形状か
らの静的撓みの平方に比例し、またバネのサイズと質量
は一般にそれぞれ撓みと貯蔵エネルギーとに比例する。
負の撓み機構はバネのサイズおよび質量に対してほとん
ど影響しない。このように正のバネと負の剛さ機構とを
組合せて正の剛さを相殺しゼロまたはゼロに近い正味垂
直剛さを発生する事により、同様の垂直固有振動数を発
生する事のできない先行技術の振動絶縁装置バネと比較
して、比較的剛いコンパクトな軽量なバネを使用して実
効荷重を支持する事ができる。このような新規な組合せ
の結果、比較的コンパクトな軽量な垂直運動振動絶縁シ
ステムが得られ、このシステムの振動絶縁装置の共振は
先行技術の線形振動絶縁システムよりもはるかに高い。
また、水平運動振動絶縁システムを構成する支柱部材は
垂直方向においてきわめて剛性であり、水平振動による
横方向曲げに際しての撓みが非常に小さいので、これら
の支柱部材は比較的小さい弾性エネルギーを貯蔵し、ま
た低い質量と高い振動絶縁共振とを有する。
【００３７】本発明の好ましい実施態様において、垂直
運動振動絶縁装置と水平運動振動絶縁装置との新規な組
合せは種々の形状をとる事ができ、各垂直運動振動絶縁
装置は有効荷重と水平運動振動絶縁装置とを支持するた
めのベース支持体として使用される。各垂直運動振動絶
縁装置は、直接に水平運動振動絶縁装置の一端をその重
心を通る垂直軸線に沿って支持する。各水平運動振動絶
縁装置の他端は実効荷重に接触してこれを支持する。
運動振動絶縁装置と水平運動振動絶縁装置との新規な組
合せは種々の形状をとる事ができ、各垂直運動振動絶縁
装置は有効荷重と水平運動振動絶縁装置とを支持するた
めのベース支持体として使用される。各垂直運動振動絶
縁装置は、直接に水平運動振動絶縁装置の一端をその重
心を通る垂直軸線に沿って支持する。各水平運動振動絶
縁装置の他端は実効荷重に接触してこれを支持する。
【００３８】本発明の振動絶縁システムの他の実施態様
において、同一の垂直運動振動絶縁装置がベース支持体
として使用されるが、この場合に各垂直運動振動絶縁装
置は直接に中間プラットフォームを支持する。この中間
プラットフォームは水平運動振動絶縁装置を支持するた
めの基礎として使用される。この場合にも、各水平運動
振動絶縁装置は実効荷重を支持するためにこの中間プラ
ットフォームの上に垂直配置される。また各水平運動振
動絶縁装置は、水平運動を効率的に振動絶縁するよう
に、その臨界座屈荷重またはこれに近い荷重を支持する
ように設計される。この中間プラットフォームシステム
を使用する事により、水平運動振動絶縁装置を直接に垂
直運動振動絶縁装置の上に固着する必要がなくなる。こ
のようにして垂直運動振動絶縁装置に対して水平運動振
動絶縁装置によって伝達する曲げモーメントを低下させ
る。この曲げモーメントは垂直運動振動絶縁装置の機能
に対して悪影響を与える場合がある。また中間プラット
フォームは、各水平運動振動絶縁装置を垂直運動振動絶
縁装置から離れた箇所に配置させる事ができ、これは追
加的な設計可能性を与える。また実効荷重を支持しこの
実効荷重を水平運動振動絶縁装置に分配するために上プ
ラットフォームを使用する事ができる。
において、同一の垂直運動振動絶縁装置がベース支持体
として使用されるが、この場合に各垂直運動振動絶縁装
置は直接に中間プラットフォームを支持する。この中間
プラットフォームは水平運動振動絶縁装置を支持するた
めの基礎として使用される。この場合にも、各水平運動
振動絶縁装置は実効荷重を支持するためにこの中間プラ
ットフォームの上に垂直配置される。また各水平運動振
動絶縁装置は、水平運動を効率的に振動絶縁するよう
に、その臨界座屈荷重またはこれに近い荷重を支持する
ように設計される。この中間プラットフォームシステム
を使用する事により、水平運動振動絶縁装置を直接に垂
直運動振動絶縁装置の上に固着する必要がなくなる。こ
のようにして垂直運動振動絶縁装置に対して水平運動振
動絶縁装置によって伝達する曲げモーメントを低下させ
る。この曲げモーメントは垂直運動振動絶縁装置の機能
に対して悪影響を与える場合がある。また中間プラット
フォームは、各水平運動振動絶縁装置を垂直運動振動絶
縁装置から離れた箇所に配置させる事ができ、これは追
加的な設計可能性を与える。また実効荷重を支持しこの
実効荷重を水平運動振動絶縁装置に分配するために上プ
ラットフォームを使用する事ができる。
【００３９】本発明の他の実施態様は、ベース支持体と
して垂直運動振動絶縁装置ではなく水平運動振動絶縁装
置を使用する。この構造において、各垂直運動振動絶縁
装置はプラットフォームまたはその他の支持構造の上に
配置される。垂直運動振動絶縁装置は直接に振動絶縁さ
れる物体を支持する。水平運動振動絶縁装置は前記のプ
ラットフォームと基礎の間に垂直に配置され、各垂直運
動振動絶縁装置と、プラットフォームと、振動絶縁され
る物体とを支持する。この場合にも、物体を支持しその
重量を垂直運動振動絶縁装置に分配するための中間プラ
ットフォームを使用する事ができる。
して垂直運動振動絶縁装置ではなく水平運動振動絶縁装
置を使用する。この構造において、各垂直運動振動絶縁
装置はプラットフォームまたはその他の支持構造の上に
配置される。垂直運動振動絶縁装置は直接に振動絶縁さ
れる物体を支持する。水平運動振動絶縁装置は前記のプ
ラットフォームと基礎の間に垂直に配置され、各垂直運
動振動絶縁装置と、プラットフォームと、振動絶縁され
る物体とを支持する。この場合にも、物体を支持しその
重量を垂直運動振動絶縁装置に分配するための中間プラ
ットフォームを使用する事ができる。
【００４０】前記実施態様は本発明がこのような垂直運
動振動絶縁装置と水平運動振動絶縁装置の新規な組合せ
を利用するための多くの実施態様の１例にすぎない。本
発明の主旨の範囲内においてその他の組合せが可能であ
る。
動振動絶縁装置と水平運動振動絶縁装置の新規な組合せ
を利用するための多くの実施態様の１例にすぎない。本
発明の主旨の範囲内においてその他の組合せが可能であ
る。
【００４１】振動絶縁装置の各組合せは、弾性不安定点
近くまで荷重を受ける構造を与える。水平運動振動絶縁
システムにおいては、このシステムの任意の水平方向へ
の初期移動を含む不安定モードが生じる。これは任意の
水平方向へのゼロまたはゼロに近いバネ定数を有するシ
ステムを与える。垂直運動振動絶縁システムにおいて
は、不安定モードは垂直方向の初期移動に対応し、これ
は垂直方向におけるゼロまたはゼロに近いバネ定数を与
える事ができる。
近くまで荷重を受ける構造を与える。水平運動振動絶縁
システムにおいては、このシステムの任意の水平方向へ
の初期移動を含む不安定モードが生じる。これは任意の
水平方向へのゼロまたはゼロに近いバネ定数を有するシ
ステムを与える。垂直運動振動絶縁システムにおいて
は、不安定モードは垂直方向の初期移動に対応し、これ
は垂直方向におけるゼロまたはゼロに近いバネ定数を与
える事ができる。
【００４２】また本発明はゼロまたはゼロに近い垂直運
動剛さを発生するそれぞれの振動絶縁装置に関するもの
である。１つの実施態様においては、バネ手段は振動絶
縁装置の軸線上の中心ハブから放射方向外側に延在する
少なくとも２つの撓み部材から成り、これらの撓み部材
は相互に１８０゜離間し、またその外端において、これ
らの撓み部材に対して内向き放射方向圧縮力を加える手
段によって支持されている。
動剛さを発生するそれぞれの振動絶縁装置に関するもの
である。１つの実施態様においては、バネ手段は振動絶
縁装置の軸線上の中心ハブから放射方向外側に延在する
少なくとも２つの撓み部材から成り、これらの撓み部材
は相互に１８０゜離間し、またその外端において、これ
らの撓み部材に対して内向き放射方向圧縮力を加える手
段によって支持されている。
【００４３】好ましい実施態様において３本の放射方向
撓み部材が使用され、各撓み部材は相互に１２０゜に配
置され、その内端において中心ハブに連結され、外端に
おいて放射方向内向き力発生−支持手段に連結される。
実効荷重が中心ハブの上に加えられる以前の非荷重状態
において、放射方向撓み部材の内端は外端より少し高
い。設計の実効荷重が支持される時、撓み部材が変形し
て中心ハブが下方に撓み、放射方向撓み部材の内端がそ
の外端と同一の垂直位置となる。これは振動絶縁装置の
近似的作動位置またはセンターポイントである。負の剛
さ機構はこれらの放射方向撓み部材と前記放射方向内向
き力発生手段とからなる。各放射方向撓み部材の外端に
対して放射方向内向き力が加えられる時、オーバーセン
ターまたはスナップスルー機構が生じる。すなわち中心
ハブがセンターポイントから上下に撓まされる時、放射
方向内向き圧縮力の作用で負の剛さが発生する。この負
の剛さが放射方向曲げ部材の曲げ変形から生じる正の剛
さと相互と作用するので、垂直運動振動絶縁装置の正味
垂直剛さはゼロまたはゼロに近くに成される。実際に放
射方向撓み部材はその臨界座屈荷重または不安定点に近
づくまで荷重を受けるビーム支柱として挙動し、臨界荷
重またはほとんど臨界的な荷重を受けた水平運動支柱部
材が非常に低い水平剛さを示すと同様に非常に低い垂直
剛さを示す。
撓み部材が使用され、各撓み部材は相互に１２０゜に配
置され、その内端において中心ハブに連結され、外端に
おいて放射方向内向き力発生−支持手段に連結される。
実効荷重が中心ハブの上に加えられる以前の非荷重状態
において、放射方向撓み部材の内端は外端より少し高
い。設計の実効荷重が支持される時、撓み部材が変形し
て中心ハブが下方に撓み、放射方向撓み部材の内端がそ
の外端と同一の垂直位置となる。これは振動絶縁装置の
近似的作動位置またはセンターポイントである。負の剛
さ機構はこれらの放射方向撓み部材と前記放射方向内向
き力発生手段とからなる。各放射方向撓み部材の外端に
対して放射方向内向き力が加えられる時、オーバーセン
ターまたはスナップスルー機構が生じる。すなわち中心
ハブがセンターポイントから上下に撓まされる時、放射
方向内向き圧縮力の作用で負の剛さが発生する。この負
の剛さが放射方向曲げ部材の曲げ変形から生じる正の剛
さと相互と作用するので、垂直運動振動絶縁装置の正味
垂直剛さはゼロまたはゼロに近くに成される。実際に放
射方向撓み部材はその臨界座屈荷重または不安定点に近
づくまで荷重を受けるビーム支柱として挙動し、臨界荷
重またはほとんど臨界的な荷重を受けた水平運動支柱部
材が非常に低い水平剛さを示すと同様に非常に低い垂直
剛さを示す。
【００４４】本発明の実施態様において、放射方向撓み
部材の外端と接触するように外側の荷重撓み組立体が配
置される。この撓み組立体は静止ベースに対して固着さ
れ、放射方向撓み部材に向かってまたは離れるように移
動して、これらの放射方向部材に対する荷重を変動させ
る。撓み組立体は放射方向撓み部材に取り付けられた別
個の組立体とする事ができ、または放射方向撓み部材と
一体を成すように機械加工する事ができる。
部材の外端と接触するように外側の荷重撓み組立体が配
置される。この撓み組立体は静止ベースに対して固着さ
れ、放射方向撓み部材に向かってまたは離れるように移
動して、これらの放射方向部材に対する荷重を変動させ
る。撓み組立体は放射方向撓み部材に取り付けられた別
個の組立体とする事ができ、または放射方向撓み部材と
一体を成すように機械加工する事ができる。
【００４５】本発明の実施態様において荷重撓み組立体
は低プロフィル機構を成すように放射方向撓み部材と水
平位置に配置される。本発明の他の実施態様において
は、上方に延在する垂直荷重撓み組立体を使用し、この
撓み組立体の一端が浮動スペーサブロックに固着され
る。またこの垂直撓み組立体の発生する放射方向力は、
この荷重垂直撓み組立体を放射方向撓み部材に向かって
またはこれから離間するように移動させるだけで変動さ
せる事ができる。
は低プロフィル機構を成すように放射方向撓み部材と水
平位置に配置される。本発明の他の実施態様において
は、上方に延在する垂直荷重撓み組立体を使用し、この
撓み組立体の一端が浮動スペーサブロックに固着され
る。またこの垂直撓み組立体の発生する放射方向力は、
この荷重垂直撓み組立体を放射方向撓み部材に向かって
またはこれから離間するように移動させるだけで変動さ
せる事ができる。
【００４６】また垂直運動振動絶縁システムは、各垂直
運動振動絶縁装置の荷重担持能力とベースに対する実効
荷重の位置を変動させるための手段を含む。そのための
１つの手段は、実効荷重の一部を、撓みおよび荷重を独
立に調整する事のできる第２線形バネの上に支持するに
ある。この第２バネは実効荷重とベースとの間に直列に
連結され、ネジ型アクチュエータまたは圧電直動装置な
どのバネの撓み長さ変更手段を備える。この場合、振動
絶縁装置中のバネ手段は、放射方向撓み手段と前記第２
バネとの組合されたバネ手段である。振動絶縁装置のそ
の負剛さ機構のセンターポイントに対応する作動点に調
整された時、バネ手段は一定量撓み、特定の重量を支持
している。そこで荷重を増大させると、バネ手段がさら
に一定量撓み、実効荷重はセンターポイント位置から離
れてベースに向かって移動するであろう。荷重を十分に
増大すると、振動絶縁装置はその効率的に作動する位置
を越えて移動するであろう。しかし、アクチュエータを
使用して第２バネの追加撓みを生じ、第２バネによって
担持される荷重を増大する事により、実効荷重はそのセ
ンターポイント位置まで回復される事によって、振動絶
縁装置は追加荷重を担持してそのセンターポイント位置
を中心として作動しつづける事ができる。このようにし
て振動絶縁装置の荷重担持能力と、ベースに対する実効
荷重の位置とを、振動絶縁装置の実効剛さを変動する事
なく変動する事ができる。振動絶縁装置の荷重担持能力
とベースに対する実効荷重の位置とを変動する他の手段
は、ソレノイドまたはボイスコイルなど、実効荷重の第
２支持体を成す調整自在の手段を含む。
運動振動絶縁装置の荷重担持能力とベースに対する実効
荷重の位置を変動させるための手段を含む。そのための
１つの手段は、実効荷重の一部を、撓みおよび荷重を独
立に調整する事のできる第２線形バネの上に支持するに
ある。この第２バネは実効荷重とベースとの間に直列に
連結され、ネジ型アクチュエータまたは圧電直動装置な
どのバネの撓み長さ変更手段を備える。この場合、振動
絶縁装置中のバネ手段は、放射方向撓み手段と前記第２
バネとの組合されたバネ手段である。振動絶縁装置のそ
の負剛さ機構のセンターポイントに対応する作動点に調
整された時、バネ手段は一定量撓み、特定の重量を支持
している。そこで荷重を増大させると、バネ手段がさら
に一定量撓み、実効荷重はセンターポイント位置から離
れてベースに向かって移動するであろう。荷重を十分に
増大すると、振動絶縁装置はその効率的に作動する位置
を越えて移動するであろう。しかし、アクチュエータを
使用して第２バネの追加撓みを生じ、第２バネによって
担持される荷重を増大する事により、実効荷重はそのセ
ンターポイント位置まで回復される事によって、振動絶
縁装置は追加荷重を担持してそのセンターポイント位置
を中心として作動しつづける事ができる。このようにし
て振動絶縁装置の荷重担持能力と、ベースに対する実効
荷重の位置とを、振動絶縁装置の実効剛さを変動する事
なく変動する事ができる。振動絶縁装置の荷重担持能力
とベースに対する実効荷重の位置とを変動する他の手段
は、ソレノイドまたはボイスコイルなど、実効荷重の第
２支持体を成す調整自在の手段を含む。
【００４７】第２バネは荷重の任意部分を支持する事が
できる。第２バネが荷重全部を支持する特殊な場合は本
発明の他の実施態様であって、特に第２バネが空気バネ
である場合に特定の用途に好適である。この場合、放射
方向撓みバネ手段は垂直剛さに使用されず、荷重を支持
しない。放射方向撓みバネは、その内端と外端が近似的
に同一垂直位置にあるセンターポイント位置において変
形されない。この場合の放射方向撓み部材の唯一の機能
は、荷重撓み組立体と共に負の撓み機構を成すにある。
前記バネ手段の正剛さを相殺するために負の剛さ機構に
必要な放射方向力は、前記バネ手段の剛さと放射方向撓
み部材の長さとに依存する。与えられ荷重に対して空気
バネは放射方向撓みバネ手段などの線形機械バネよりは
るかに小さい実効剛さを有するので、空気バネに必要と
される放射方向力ははるかに小さくなり、得られる放射
方向撓み部材−荷重撓み組立体構造の断面がはるかに小
さくなりまた軽量となる。また、振動絶縁装置の微調整
のための放射方向力の調整は、はるかに低い力をもって
容易に実施できる。
できる。第２バネが荷重全部を支持する特殊な場合は本
発明の他の実施態様であって、特に第２バネが空気バネ
である場合に特定の用途に好適である。この場合、放射
方向撓みバネ手段は垂直剛さに使用されず、荷重を支持
しない。放射方向撓みバネは、その内端と外端が近似的
に同一垂直位置にあるセンターポイント位置において変
形されない。この場合の放射方向撓み部材の唯一の機能
は、荷重撓み組立体と共に負の撓み機構を成すにある。
前記バネ手段の正剛さを相殺するために負の剛さ機構に
必要な放射方向力は、前記バネ手段の剛さと放射方向撓
み部材の長さとに依存する。与えられ荷重に対して空気
バネは放射方向撓みバネ手段などの線形機械バネよりは
るかに小さい実効剛さを有するので、空気バネに必要と
される放射方向力ははるかに小さくなり、得られる放射
方向撓み部材−荷重撓み組立体構造の断面がはるかに小
さくなりまた軽量となる。また、振動絶縁装置の微調整
のための放射方向力の調整は、はるかに低い力をもって
容易に実施できる。
【００４８】前記垂直運動振動絶縁装置と、支柱などの
比較的低い横方向剛さを有する手段との組合わせは、任
意方向において使用する事のできる多機能振型動絶縁装
置または懸垂装置を可能とする。この振動絶縁装置は軸
方向力を支持する事ができ、またその軸線方向および軸
線に対して横方向の正または負の剛さを生じる事ができ
る。またこの振動絶縁装置は可変的軸方向力に対して特
定の軸方向位置または軸方向長さを保持するように設計
する事ができ、さらに前記の調整手段を使用して軸方向
剛さを調整する事ができる。
比較的低い横方向剛さを有する手段との組合わせは、任
意方向において使用する事のできる多機能振型動絶縁装
置または懸垂装置を可能とする。この振動絶縁装置は軸
方向力を支持する事ができ、またその軸線方向および軸
線に対して横方向の正または負の剛さを生じる事ができ
る。またこの振動絶縁装置は可変的軸方向力に対して特
定の軸方向位置または軸方向長さを保持するように設計
する事ができ、さらに前記の調整手段を使用して軸方向
剛さを調整する事ができる。
【００４９】本発明はこの振動絶縁装置を使用して、下
記の原理に従って、システム配向が重力場またはその他
の加速度場に対して変動する際に物体を振動絶縁する事
のできる多機能型振動絶縁システムの他の実施態様を提
供する。その使用例は、移動する潜水艦中の雑音発生器
機または移動体中の光学照準システムの振動絶縁であ
る。この原理によれば、１つの面の中において相互に１
２０゜の間隔を成してそれぞれの軸線が共通点で交差す
るように配置された３個の振動絶縁装置の上に懸垂され
た物体を含む懸垂システムは、この面の中の任意方向に
おいて同一剛さを有する。このような振動絶縁装置を組
合わせた能動振動絶縁システムを使用して、１つの物体
を可動ベースに対して振動絶縁し、ベースに対するその
物体の位置を保持すると同時に任意方向における非常に
低い振動絶縁剛さを生じる事ができる。これらの３個の
振動絶縁装置を水平運動振動絶縁システムについても垂
直運動振動絶縁システムについても使用する事ができ
る。
記の原理に従って、システム配向が重力場またはその他
の加速度場に対して変動する際に物体を振動絶縁する事
のできる多機能型振動絶縁システムの他の実施態様を提
供する。その使用例は、移動する潜水艦中の雑音発生器
機または移動体中の光学照準システムの振動絶縁であ
る。この原理によれば、１つの面の中において相互に１
２０゜の間隔を成してそれぞれの軸線が共通点で交差す
るように配置された３個の振動絶縁装置の上に懸垂され
た物体を含む懸垂システムは、この面の中の任意方向に
おいて同一剛さを有する。このような振動絶縁装置を組
合わせた能動振動絶縁システムを使用して、１つの物体
を可動ベースに対して振動絶縁し、ベースに対するその
物体の位置を保持すると同時に任意方向における非常に
低い振動絶縁剛さを生じる事ができる。これらの３個の
振動絶縁装置を水平運動振動絶縁システムについても垂
直運動振動絶縁システムについても使用する事ができ
る。
【００５０】また本発明は水平方向においてゼロまたは
ゼロに近い剛さを有する生じる振動絶縁装置に関するも
のである。本発明の好ましい実施態様において、水平運
動振動絶縁システムは、それぞれ実効荷重を支持するよ
うに垂直に配置された少なくとも３個の支柱部材を使用
する。各支柱部材の上端は実効荷重に対して固着され、
また各支柱部材の下端は垂直運動振動絶縁部材、または
中間プラットフォーム、または基礎あるいはベースにに
固着されている。各支柱部材は、この支柱部材の臨界座
屈荷重に近い支持重量の一部を受けるように重量の重心
に対して配置されている。これらの支柱部材の組合わせ
は、水平剛さをほとんどまたは全く生じないで実効荷重
を基礎上に十分に支持する。その結果、水平振動がこれ
らの支柱部材によって振動絶縁されて、実効荷重と基礎
間の水平振動の伝達を防止する。
ゼロに近い剛さを有する生じる振動絶縁装置に関するも
のである。本発明の好ましい実施態様において、水平運
動振動絶縁システムは、それぞれ実効荷重を支持するよ
うに垂直に配置された少なくとも３個の支柱部材を使用
する。各支柱部材の上端は実効荷重に対して固着され、
また各支柱部材の下端は垂直運動振動絶縁部材、または
中間プラットフォーム、または基礎あるいはベースにに
固着されている。各支柱部材は、この支柱部材の臨界座
屈荷重に近い支持重量の一部を受けるように重量の重心
に対して配置されている。これらの支柱部材の組合わせ
は、水平剛さをほとんどまたは全く生じないで実効荷重
を基礎上に十分に支持する。その結果、水平振動がこれ
らの支柱部材によって振動絶縁されて、実効荷重と基礎
間の水平振動の伝達を防止する。
【００５１】またこの水平運動振動絶縁システムは、支
柱部材上の荷重がその臨界座屈荷重を超えた場合に圧潰
されまたは過負荷を受ける事を防止する手段を含む。３
本または３本以上の支柱部材がそれぞれの上端および下
端において固着され上方取り付け部材が下方取り付け部
材に対して水平方向に移動自在であるので、初期の座屈
変形が上方取り付け部材の下方取り付け部材に対する水
平移動を成すようにして座屈モードの不安定形状が得ら
れる。従ってこの相対的水平運動を比較的小さい値に制
限する水平方向ストッパなどの手段が圧潰または過負荷
を防止する事ができる。ストッパが相対水平運動を制限
する場合、不安定モードが変更されるので座屈または圧
潰を生じるためには約４倍の荷重が必要とされよう。従
って、圧潰または破壊的過負荷に対する十分な安全ファ
クタが与えられる。これについては、下記において付図
について詳細に説明する。
柱部材上の荷重がその臨界座屈荷重を超えた場合に圧潰
されまたは過負荷を受ける事を防止する手段を含む。３
本または３本以上の支柱部材がそれぞれの上端および下
端において固着され上方取り付け部材が下方取り付け部
材に対して水平方向に移動自在であるので、初期の座屈
変形が上方取り付け部材の下方取り付け部材に対する水
平移動を成すようにして座屈モードの不安定形状が得ら
れる。従ってこの相対的水平運動を比較的小さい値に制
限する水平方向ストッパなどの手段が圧潰または過負荷
を防止する事ができる。ストッパが相対水平運動を制限
する場合、不安定モードが変更されるので座屈または圧
潰を生じるためには約４倍の荷重が必要とされよう。従
って、圧潰または破壊的過負荷に対する十分な安全ファ
クタが与えられる。これについては、下記において付図
について詳細に説明する。
【００５２】もちろん、本発明のシステムは、システム
の振動絶縁性能を劣化させないようにストッパと接触す
る事なく水平運動限界中で移動するように設計されるで
あろう。これは、臨界座屈荷重を超えないようにシステ
ムを設計する事によって達成される。能動振動絶縁シス
テムにおいては、運動限界を超えないようにフィードバ
ック制御システムと座屈力調整手段と共に運動センサが
使用される。支柱部材座屈力の変更手段は下記に記載さ
れている。
の振動絶縁性能を劣化させないようにストッパと接触す
る事なく水平運動限界中で移動するように設計されるで
あろう。これは、臨界座屈荷重を超えないようにシステ
ムを設計する事によって達成される。能動振動絶縁シス
テムにおいては、運動限界を超えないようにフィードバ
ック制御システムと座屈力調整手段と共に運動センサが
使用される。支柱部材座屈力の変更手段は下記に記載さ
れている。
【００５３】水平運動制限手段の１実施態様は、各支柱
部材を部分的に包囲する予防的ストッパとし、支柱部材
とストッパとが接触すると同時に相対水平運動を部分的
に制限する。あるいは、支柱部材の所定距離以上の水平
移動または垂直軸線回りの所定角度の回転を抑制しまた
は防止するように、能動的機械ストッパを実効荷重また
は中間プラットフォームの近くに配置する事ができる。
部材を部分的に包囲する予防的ストッパとし、支柱部材
とストッパとが接触すると同時に相対水平運動を部分的
に制限する。あるいは、支柱部材の所定距離以上の水平
移動または垂直軸線回りの所定角度の回転を抑制しまた
は防止するように、能動的機械ストッパを実効荷重また
は中間プラットフォームの近くに配置する事ができる。
【００５４】また水平運動振動絶縁システムは各支柱部
材の臨界座屈力を変更する手段を含む。そのための手段
の１つは、支柱部材を長くしまたは短くするにある。支
柱部材に一定の荷重をかけた後に、この支柱部材の臨界
座屈荷重を変動させるために、その長さを延長または短
縮する事ができる。その結果、各支柱部材はその臨界座
屈荷重または実質的にその近くで作動するように効率的
に調整される。このような所定荷重に対する臨界座屈力
の変動は各支柱部材の水平剛さを変動させる。直接的結
果として、長さの変動により支柱部材の水平剛さがゼロ
またはゼロに近い値に微調整される。
材の臨界座屈力を変更する手段を含む。そのための手段
の１つは、支柱部材を長くしまたは短くするにある。支
柱部材に一定の荷重をかけた後に、この支柱部材の臨界
座屈荷重を変動させるために、その長さを延長または短
縮する事ができる。その結果、各支柱部材はその臨界座
屈荷重または実質的にその近くで作動するように効率的
に調整される。このような所定荷重に対する臨界座屈力
の変動は各支柱部材の水平剛さを変動させる。直接的結
果として、長さの変動により支柱部材の水平剛さがゼロ
またはゼロに近い値に微調整される。
【００５５】座屈力を変動する他の手段は、圧油を充填
された筒状支柱部材を使用し、ピストン−シリンダ手段
によって油圧を変動させるにある。支柱部材の水平剛さ
を調整する他の手段は、各支柱部材によって担持される
荷重を調整するにある。これは第２バネ上に荷重の一部
を支持し、この第２バネと支柱部材との間において荷重
を移動させるように第２バネの基部を上下させる手段を
含む。ネジ型またはその他の直動手段を使用する事がで
きる。第２バネは横方向剛さまたは水平方向剛さを有す
るので、支柱部材がその臨界座屈荷重以上の荷重を受け
た時に、支柱部材は第２バネの正剛さに対抗する水平方
向の負の剛さを生じる。ソレノイドまたボイスコイルな
ど、実効荷重の一部を支持する他の調整手段を使用する
事ができる。
された筒状支柱部材を使用し、ピストン−シリンダ手段
によって油圧を変動させるにある。支柱部材の水平剛さ
を調整する他の手段は、各支柱部材によって担持される
荷重を調整するにある。これは第２バネ上に荷重の一部
を支持し、この第２バネと支柱部材との間において荷重
を移動させるように第２バネの基部を上下させる手段を
含む。ネジ型またはその他の直動手段を使用する事がで
きる。第２バネは横方向剛さまたは水平方向剛さを有す
るので、支柱部材がその臨界座屈荷重以上の荷重を受け
た時に、支柱部材は第２バネの正剛さに対抗する水平方
向の負の剛さを生じる。ソレノイドまたボイスコイルな
ど、実効荷重の一部を支持する他の調整手段を使用する
事ができる。
【００５６】他の水平運動振動絶縁システムは３本の二
重撓み部材を使用し、１つの面の中において軸線が共通
点を通過し相互に１２０゜離間するように配置された３
個の線形振動絶縁装置が面の中の方向とは無関係に一定
の剛さを示す振動絶縁システムを成すようにした前記の
原理を使用する。各二重撓み部材は、上下に配置された
薄い可撓性長方形プレート状の２個の撓み部材から成
り、これらの撓み部材は相互に直角に配向され、３個の
ほとんど剛性の支持プレートの間に連結されている。上
方支持プレートは上撓み部材を振動絶縁される実効荷重
プラットフォームに連結するが、中間支持プレートは２
本の撓み部材を連結し、下方支持プレートは下方撓み部
材をベースに連結する。これらの撓み部材はその面に直
角の水平方向に対して低い剛さを示すので、前述の軸方
向および横方向剛さを有する振動絶縁装置と同様に、相
互に直角の２方向において低い剛さを生じる。この撓み
部材構造は垂直荷重のもとに不安定モードを示すので、
これらの撓み部材の剛さは、前述の支柱部材から成る振
動絶縁装置と同様に、その臨界座屈力に近づく事によっ
て任意の低い値まで低下させる事ができる。
重撓み部材を使用し、１つの面の中において軸線が共通
点を通過し相互に１２０゜離間するように配置された３
個の線形振動絶縁装置が面の中の方向とは無関係に一定
の剛さを示す振動絶縁システムを成すようにした前記の
原理を使用する。各二重撓み部材は、上下に配置された
薄い可撓性長方形プレート状の２個の撓み部材から成
り、これらの撓み部材は相互に直角に配向され、３個の
ほとんど剛性の支持プレートの間に連結されている。上
方支持プレートは上撓み部材を振動絶縁される実効荷重
プラットフォームに連結するが、中間支持プレートは２
本の撓み部材を連結し、下方支持プレートは下方撓み部
材をベースに連結する。これらの撓み部材はその面に直
角の水平方向に対して低い剛さを示すので、前述の軸方
向および横方向剛さを有する振動絶縁装置と同様に、相
互に直角の２方向において低い剛さを生じる。この撓み
部材構造は垂直荷重のもとに不安定モードを示すので、
これらの撓み部材の剛さは、前述の支柱部材から成る振
動絶縁装置と同様に、その臨界座屈力に近づく事によっ
て任意の低い値まで低下させる事ができる。
【００５７】前記のように相互に１２０゜離間された３
個の二重の撓み部材は全方向水平運動振動絶縁システム
を成す。またその水平方向剛さは、前述のように実効荷
重の一部を担持する第２調節バネを使用して各撓み部材
の担持する荷重を調整する事によって調整する事ができ
る。
個の二重の撓み部材は全方向水平運動振動絶縁システム
を成す。またその水平方向剛さは、前述のように実効荷
重の一部を担持する第２調節バネを使用して各撓み部材
の担持する荷重を調整する事によって調整する事ができ
る。
【００５８】皿バネまたは円錐形ディスクバネが荷重を
支持し垂直方向においてゼロまたは負の剛さを生じるよ
うに設計する事ができる。しかし先行技術の場合と同様
に、これらのバネは、振動、特にマイクロ地震作用によ
る最も微小な外部振動の振動絶縁にとって有害な滑り摩
擦を生じる。本発明の他の実施態様は、実効荷重を支持
するため正バネ手段と共に負のバネ剛さを生じ垂直方向
および水平方向においてゼロまたはゼロに近いバネ剛さ
を発生し、本質的に機械摩擦を含まないような新規な方
法で皿バネまたは円錐形ディスクバネを利用する。２セ
ットの支柱部材が皿バネを実効荷重とベースとの間に支
持している。上セットの支柱部材は実効荷重および皿バ
ネの内周部分に固着し、下セットの支柱部材は皿バネの
外周部およびベースに対して固着する。一方のセットの
支柱部材はその臨界座屈荷重またはその近くで任意水平
方向においてゼロまたはゼロに近い剛さを生じるように
作動する。両方のセットの支柱部材は皿バネが垂直方向
に撓む際の負の剛さに対抗する正のバネ手段を成すが、
正の剛さの大部分は非臨界セットの支柱部材から生じ
る。両方のセットの支柱部材の長さは調整可能である。
一方のセットの調整は組立体の水平剛さを変動させ、他
方のセットは組立体の主として垂直剛さを変動させる。
支持し垂直方向においてゼロまたは負の剛さを生じるよ
うに設計する事ができる。しかし先行技術の場合と同様
に、これらのバネは、振動、特にマイクロ地震作用によ
る最も微小な外部振動の振動絶縁にとって有害な滑り摩
擦を生じる。本発明の他の実施態様は、実効荷重を支持
するため正バネ手段と共に負のバネ剛さを生じ垂直方向
および水平方向においてゼロまたはゼロに近いバネ剛さ
を発生し、本質的に機械摩擦を含まないような新規な方
法で皿バネまたは円錐形ディスクバネを利用する。２セ
ットの支柱部材が皿バネを実効荷重とベースとの間に支
持している。上セットの支柱部材は実効荷重および皿バ
ネの内周部分に固着し、下セットの支柱部材は皿バネの
外周部およびベースに対して固着する。一方のセットの
支柱部材はその臨界座屈荷重またはその近くで任意水平
方向においてゼロまたはゼロに近い剛さを生じるように
作動する。両方のセットの支柱部材は皿バネが垂直方向
に撓む際の負の剛さに対抗する正のバネ手段を成すが、
正の剛さの大部分は非臨界セットの支柱部材から生じ
る。両方のセットの支柱部材の長さは調整可能である。
一方のセットの調整は組立体の水平剛さを変動させ、他
方のセットは組立体の主として垂直剛さを変動させる。
【００５９】本発明は例えば、受感性機器のテストのた
め、または精密製造機器を支持するための安定プラット
フォームを成すように使用する事ができる。このシステ
ムは、マイクロエレクトロニクス工業で使用されるフォ
トリソグラフィー機器、レーザ機器を含む光学機器、電
子操作型トンネル効果顕微鏡、および建物の振動絶縁ま
たは免震装置などの多くの実用的用途に使用する事がで
きる。本発明の振動絶縁システムは実効荷重の振動を振
動絶縁する事ができるから、このシステムは振動する実
効荷重を外部環境から絶縁するために使用する事もでき
る。
め、または精密製造機器を支持するための安定プラット
フォームを成すように使用する事ができる。このシステ
ムは、マイクロエレクトロニクス工業で使用されるフォ
トリソグラフィー機器、レーザ機器を含む光学機器、電
子操作型トンネル効果顕微鏡、および建物の振動絶縁ま
たは免震装置などの多くの実用的用途に使用する事がで
きる。本発明の振動絶縁システムは実効荷重の振動を振
動絶縁する事ができるから、このシステムは振動する実
効荷重を外部環境から絶縁するために使用する事もでき
る。
【００６０】このような用途の１例は、潜水艦の艦体の
振動を減少させるために潜水艦に塔載された振動機器を
振動絶縁するにある。このような振動絶縁システムは発
見困難な静かに走る潜水艦を建造する事ができる。また
垂直剛さをゼロ近くまで減少させる事ができるのである
から、本発明のシステムはゼロ重力をシミュレートし
て、ゼロ重力シミュレーション環境中において機器をテ
ストするために使用する事ができる。
振動を減少させるために潜水艦に塔載された振動機器を
振動絶縁するにある。このような振動絶縁システムは発
見困難な静かに走る潜水艦を建造する事ができる。また
垂直剛さをゼロ近くまで減少させる事ができるのである
から、本発明のシステムはゼロ重力をシミュレートし
て、ゼロ重力シミュレーション環境中において機器をテ
ストするために使用する事ができる。
【００６１】全体として本発明は垂直方向および水平方
向においてゼロまたはゼロに近い剛さを生じる事のでき
るシステムを提供し、また実効荷重とベースとの間のき
わめて低い振動数の振動の伝達を抑止する事のできる振
動絶縁システムを成す。またこのシステムは自動的シス
テムとして使用する事もできるが、運動検出素子、フィ
ードバックループおよびアクチュエータ手段を備えて能
動システムとして使用する事もできる。また本発明は機
械摩擦を本質的に示さない振動絶縁システムを成す。す
なわち、システム中のエネルギー消失は構造材料中の内
部ヒステリシスに制限される。従ってこのシステムは最
も微細な外部振動からも実効荷重を効率的に振動絶縁す
る。本発明のシステムは、高温、強真空および腐食環境
などの悪条件環境に抵抗するため、構造金属またはその
他の構造材料によって全体的に構成する事ができる。
向においてゼロまたはゼロに近い剛さを生じる事のでき
るシステムを提供し、また実効荷重とベースとの間のき
わめて低い振動数の振動の伝達を抑止する事のできる振
動絶縁システムを成す。またこのシステムは自動的シス
テムとして使用する事もできるが、運動検出素子、フィ
ードバックループおよびアクチュエータ手段を備えて能
動システムとして使用する事もできる。また本発明は機
械摩擦を本質的に示さない振動絶縁システムを成す。す
なわち、システム中のエネルギー消失は構造材料中の内
部ヒステリシスに制限される。従ってこのシステムは最
も微細な外部振動からも実効荷重を効率的に振動絶縁す
る。本発明のシステムは、高温、強真空および腐食環境
などの悪条件環境に抵抗するため、構造金属またはその
他の構造材料によって全体的に構成する事ができる。
【００６２】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。本発明は、特に運動受感性機器を振
動その他の望ましくない運動の作用から効果的に絶縁す
る事のできる、または振動物体をベースから絶縁する事
のできる全方向振動絶縁システムから成る。また本発明
は振動絶縁システムを形成するために相互に組合わされ
る垂直方向振動絶縁システムおよび水平方向振動絶縁シ
ステムに関する。
参照して説明する。本発明は、特に運動受感性機器を振
動その他の望ましくない運動の作用から効果的に絶縁す
る事のできる、または振動物体をベースから絶縁する事
のできる全方向振動絶縁システムから成る。また本発明
は振動絶縁システムを形成するために相互に組合わされ
る垂直方向振動絶縁システムおよび水平方向振動絶縁シ
ステムに関する。
【００６３】図１は本発明の振動絶縁システム１０の第
１実施態様を示す。この振動絶縁システム１０は振動絶
縁される物体を弾性的に支持するための数個の新規な垂
直方向振動絶縁装置または振動絶縁装置１２を含む。垂
直方向振動絶縁装置（下記に詳述）は垂直方向における
振動の伝達を抑止する手段を成す。
１実施態様を示す。この振動絶縁システム１０は振動絶
縁される物体を弾性的に支持するための数個の新規な垂
直方向振動絶縁装置または振動絶縁装置１２を含む。垂
直方向振動絶縁装置（下記に詳述）は垂直方向における
振動の伝達を抑止する手段を成す。
【００６４】垂直方向振動絶縁装置１２は荷重を支持す
るバネ手段と、バネ手段の正剛さに反作用する負剛さを
生じる事のできる機構とを使用して作動する。その結果
として低い正味剛さ（ゼロに近い剛さ）が得られる。ま
たゼロまたはゼロに近い正味バネ剛さを得るために振動
絶縁装置を微調整するための負剛さ調整手段が備えられ
る。このような組み合わせにより、非常に低い振動数の
振動絶縁を生じる事ができ、また高振動数振動絶縁を改
良する事のできる垂直方向振動絶縁装置が得られる。
るバネ手段と、バネ手段の正剛さに反作用する負剛さを
生じる事のできる機構とを使用して作動する。その結果
として低い正味剛さ（ゼロに近い剛さ）が得られる。ま
たゼロまたはゼロに近い正味バネ剛さを得るために振動
絶縁装置を微調整するための負剛さ調整手段が備えられ
る。このような組み合わせにより、非常に低い振動数の
振動絶縁を生じる事ができ、また高振動数振動絶縁を改
良する事のできる垂直方向振動絶縁装置が得られる。
【００６５】振動絶縁システム１０は垂直方向振動絶縁
装置１２を新規な水平方向振動絶縁システムの実施態様
とを結合するものであって、前記の水平方向振動絶縁シ
ステムは少なくとも３つの支柱部材１４から成り（図１
には２本のみを示す）、これら支柱部材１４は垂直方向
において比較的剛さの支持を生じ水平方向において弾性
支持を示す。各支柱部材１４はその下端において垂直方
向振動絶縁装置１２のいずれかに固着され、その上端に
おいて実効荷重または実効荷重を支持するプラットフォ
ームに固着される。
装置１２を新規な水平方向振動絶縁システムの実施態様
とを結合するものであって、前記の水平方向振動絶縁シ
ステムは少なくとも３つの支柱部材１４から成り（図１
には２本のみを示す）、これら支柱部材１４は垂直方向
において比較的剛さの支持を生じ水平方向において弾性
支持を示す。各支柱部材１４はその下端において垂直方
向振動絶縁装置１２のいずれかに固着され、その上端に
おいて実効荷重または実効荷重を支持するプラットフォ
ームに固着される。
【００６６】各支柱部材１４は、この部材に対してある
程度の垂直荷重が加えられた時に特殊の不安定平衡状態
を生じる。この荷重の臨界値はその部材の臨界座屈荷重
と呼ばれる。この座屈荷重に達すると、これ以上の荷重
が部材を座屈させ、または部材をその座屈形状または不
安定状態に変形しはじめる。この事については図９ａ乃
至図１９ｆにより下記に説明する。
程度の垂直荷重が加えられた時に特殊の不安定平衡状態
を生じる。この荷重の臨界値はその部材の臨界座屈荷重
と呼ばれる。この座屈荷重に達すると、これ以上の荷重
が部材を座屈させ、または部材をその座屈形状または不
安定状態に変形しはじめる。この事については図９ａ乃
至図１９ｆにより下記に説明する。
【００６７】設計の目的は３つの支柱部材１４のそれぞ
れに対して、臨界座屈荷重に近い荷重を軸方向に加える
にある。支柱部材１４はなお実効荷重を十分に支持する
ほど強固であるが、これらの支柱部材１４に対する水平
方向荷重に対してはほとんどまたはまったく剛さを示さ
ない。その結果、これらの支柱部材１４は実効荷重とベ
ースとの間の水平振動の伝達を抑止する。
れに対して、臨界座屈荷重に近い荷重を軸方向に加える
にある。支柱部材１４はなお実効荷重を十分に支持する
ほど強固であるが、これらの支柱部材１４に対する水平
方向荷重に対してはほとんどまたはまったく剛さを示さ
ない。その結果、これらの支柱部材１４は実効荷重とベ
ースとの間の水平振動の伝達を抑止する。
【００６８】本発明の他の特色は、支柱部材から成る振
動絶縁装置をその不安定点または不安定点近くで作動さ
せ、また十分な耐圧潰または耐破損ファクタを実効荷重
成分あるいは振動絶縁システム成分に与える安全機構ま
たは破壊安全機構を提供するにある（下記において詳述
する）。このような垂直方向振動絶縁装置と水平方向振
動絶縁装置との組合せは、実際上任意方向の振動を絶縁
するシステムを提供するにある。
動絶縁装置をその不安定点または不安定点近くで作動さ
せ、また十分な耐圧潰または耐破損ファクタを実効荷重
成分あるいは振動絶縁システム成分に与える安全機構ま
たは破壊安全機構を提供するにある（下記において詳述
する）。このような垂直方向振動絶縁装置と水平方向振
動絶縁装置との組合せは、実際上任意方向の振動を絶縁
するシステムを提供するにある。
【００６９】図１に示す垂直方向−水平方向振動絶縁装
置の構造は、本発明において可能な多数の組合せの１つ
にすぎない。例えばこの実施例において図１のシステム
は、実効荷重を支持するベース部材としての３個の垂直
方向振動絶縁部材を使用し、この実効荷重は水平方向振
動絶縁部材１４と、プラットフォーム１６と、振動絶縁
される物体とを含む。他の組合せは、実効荷重を支持し
水平方向振動絶縁するためのベース部材として水平方向
振動絶縁部材１４を使用する事ができる。
置の構造は、本発明において可能な多数の組合せの１つ
にすぎない。例えばこの実施例において図１のシステム
は、実効荷重を支持するベース部材としての３個の垂直
方向振動絶縁部材を使用し、この実効荷重は水平方向振
動絶縁部材１４と、プラットフォーム１６と、振動絶縁
される物体とを含む。他の組合せは、実効荷重を支持し
水平方向振動絶縁するためのベース部材として水平方向
振動絶縁部材１４を使用する事ができる。
【００７０】図１８についてさらに詳細に説明する構造
においては、ただ１個の垂直方向振動絶縁部材が使用さ
れ、この部材が３本の水平方向振動絶縁部材によって支
持されている。垂直方向振動絶縁部材の数は可変であ
り、水平方向振動絶縁部材に対するその位置は本発明の
主旨の範囲における多くの組合せに依存する。
においては、ただ１個の垂直方向振動絶縁部材が使用さ
れ、この部材が３本の水平方向振動絶縁部材によって支
持されている。垂直方向振動絶縁部材の数は可変であ
り、水平方向振動絶縁部材に対するその位置は本発明の
主旨の範囲における多くの組合せに依存する。
【００７１】実際上、水平方向振動絶縁システムは任意
の物体を適当に支持するため代表的には少なくとも３本
の水平方向振動絶縁部材を使用する。一部の用途におい
ては、必要な支持力を生じるためこれより多数の水平方
向振動絶縁部材を使用する事ができ、また他の用途にお
いては１本のみの水平方向振動絶縁部材を使用する事が
できる。
の物体を適当に支持するため代表的には少なくとも３本
の水平方向振動絶縁部材を使用する。一部の用途におい
ては、必要な支持力を生じるためこれより多数の水平方
向振動絶縁部材を使用する事ができ、また他の用途にお
いては１本のみの水平方向振動絶縁部材を使用する事が
できる。
【００７２】図２、図４、図５および図６について述べ
れば、図１に示すシステムに使用される垂直方向振動絶
縁部材１２の実施態様を示す。図２においては、振動絶
縁装置を構成する要素を示すためにプラットフォーム１
６を除去してある。
れば、図１に示すシステムに使用される垂直方向振動絶
縁部材１２の実施態様を示す。図２においては、振動絶
縁装置を構成する要素を示すためにプラットフォーム１
６を除去してある。
【００７３】垂直方向振動絶縁部材１２は固定ベース１
８を含み、この固定ベース１８の上にバネ手段２０が載
置される。このバネ手段２０は荷重を支持し、垂直方向
の正バネ剛さを生じる。このバネ手段２０は、中心ハブ
２４において相互に固着された３本の放射方向撓みアー
ム２２を含む。この中心ハブ２４が振動絶縁される物体
を支持する中心点として作用する。この構造において、
中心ハブ２４は水平方向振動絶縁部材１４の一端２６を
支持する。他の実施態様において、中心ハブ２４は、振
動絶縁される物体を支持するプラットフォームなどの支
持構造に固着され、あるいはまた物体そのものに直接に
固着する事ができる。
８を含み、この固定ベース１８の上にバネ手段２０が載
置される。このバネ手段２０は荷重を支持し、垂直方向
の正バネ剛さを生じる。このバネ手段２０は、中心ハブ
２４において相互に固着された３本の放射方向撓みアー
ム２２を含む。この中心ハブ２４が振動絶縁される物体
を支持する中心点として作用する。この構造において、
中心ハブ２４は水平方向振動絶縁部材１４の一端２６を
支持する。他の実施態様において、中心ハブ２４は、振
動絶縁される物体を支持するプラットフォームなどの支
持構造に固着され、あるいはまた物体そのものに直接に
固着する事ができる。
【００７４】これら３本の放射方向撓みアーム２２は相
互に１２０゜の角度で配置される。各放射方向アーム２
２は、高い軸方向剛さを有するが、垂直荷重による撓み
運動を受けた時に湾曲しまたはたわむ事のできる十分な
可撓性を有するビームとして作用する。このような可撓
性がバネ手段の正垂直剛さを生じる。
互に１２０゜の角度で配置される。各放射方向アーム２
２は、高い軸方向剛さを有するが、垂直荷重による撓み
運動を受けた時に湾曲しまたはたわむ事のできる十分な
可撓性を有するビームとして作用する。このような可撓
性がバネ手段の正垂直剛さを生じる。
【００７５】また放射方向圧縮力がこれらの放射方向ア
ームまたはビームを負剛さ機構として作動させ、中心ハ
ブ２４において垂直方向の負剛さを生じる。可撓性アー
ムまたはビームの臨界撓み荷重に対応する放射方向圧縮
応力の臨界値において、弾性的不安定点が生じる。この
不安定点は、放射方向圧縮力によって生じた負垂直剛さ
が放射方向アームの変形による正垂直剛さを相殺する点
である。
ームまたはビームを負剛さ機構として作動させ、中心ハ
ブ２４において垂直方向の負剛さを生じる。可撓性アー
ムまたはビームの臨界撓み荷重に対応する放射方向圧縮
応力の臨界値において、弾性的不安定点が生じる。この
不安定点は、放射方向圧縮力によって生じた負垂直剛さ
が放射方向アームの変形による正垂直剛さを相殺する点
である。
【００７６】放射方向圧縮力の臨界値または臨界座屈荷
重に近づくに従って、振動絶縁構造の正味垂直剛さが減
少し、弾性不安定点の臨界値または臨界点において正味
垂直剛さがゼロとなる。また振動絶縁装置の形状は、不
安定モードまたは座屈モードによる撓みが実質的に垂直
移動、すなわち振動絶縁装置の軸線に沿った移動となる
ように設計される。従って振動絶縁装置は、その垂直方
向または軸方向の荷重を支持する事ができ、放射方向ア
ームに対する放射方向圧縮力を調整する事によってその
正味垂直剛さがゼロまたはゼロ近くに調整されるように
製作される。
重に近づくに従って、振動絶縁構造の正味垂直剛さが減
少し、弾性不安定点の臨界値または臨界点において正味
垂直剛さがゼロとなる。また振動絶縁装置の形状は、不
安定モードまたは座屈モードによる撓みが実質的に垂直
移動、すなわち振動絶縁装置の軸線に沿った移動となる
ように設計される。従って振動絶縁装置は、その垂直方
向または軸方向の荷重を支持する事ができ、放射方向ア
ームに対する放射方向圧縮力を調整する事によってその
正味垂直剛さがゼロまたはゼロ近くに調整されるように
製作される。
【００７７】各放射方向撓みアーム２２は、このアーム
に対して放射方向圧縮力を生じる手段に連結されてい
る。図２、図４、図５および図６に示す実施態様におい
て、これらの手段は３個の荷重を加える撓み組立体２８
として示され、それぞれの組立体２８が各放射方向アー
ム２２の外端３０に連結される。各荷重撓み組立体２８
は、厚い中心部材３３と両端の２つの厚い部材３２、３
４との間に連結された２本の撓み部材２９を有し、これ
らの末端部材３２、３４はスペーサブロック３６に対し
て固着され、こけらのブロックはベース１８上に一体的
に形成される。第４図に明瞭に図示するように、各スペ
ーサブロック３６は外側面３８を有し、これらの外側面
が撓み組立体の取り付けに使用される。スペーサブロッ
ク３６は相互間に通路４０を成すような形状と配置を有
し、これらの各通路中において放射方向撓み部材２２が
配置されて妨害なしで移動する事ができる。このような
撓み組立体２８の末端３２、３４がスペーサブロック３
６に対してボルト４２またはその他の固定手段によって
連結される。
に対して放射方向圧縮力を生じる手段に連結されてい
る。図２、図４、図５および図６に示す実施態様におい
て、これらの手段は３個の荷重を加える撓み組立体２８
として示され、それぞれの組立体２８が各放射方向アー
ム２２の外端３０に連結される。各荷重撓み組立体２８
は、厚い中心部材３３と両端の２つの厚い部材３２、３
４との間に連結された２本の撓み部材２９を有し、これ
らの末端部材３２、３４はスペーサブロック３６に対し
て固着され、こけらのブロックはベース１８上に一体的
に形成される。第４図に明瞭に図示するように、各スペ
ーサブロック３６は外側面３８を有し、これらの外側面
が撓み組立体の取り付けに使用される。スペーサブロッ
ク３６は相互間に通路４０を成すような形状と配置を有
し、これらの各通路中において放射方向撓み部材２２が
配置されて妨害なしで移動する事ができる。このような
撓み組立体２８の末端３２、３４がスペーサブロック３
６に対してボルト４２またはその他の固定手段によって
連結される。
【００７８】前述のように各撓み組立体２８は放射方向
アーム２２の末端３０と直接に接触する。図２の実施態
様において（図９ａに詳細に図示）、アーム２２の放射
方向端は、アームと一体的に形成されたまたはアームの
端に溶接またはその他の方法で取り付けられた別個の部
材から成る取り付けプレート４４を含む。各取り付けプ
レート４４が撓み組立体２８の中心部材３３に固着され
る。図２と図９ａにおいて見られるように、この中心部
材３３と取り付けプレート４４は２または２以上の孔４
６を有し、これらの孔を通して引っ張りボルトまたはロ
ッド４８が延在する。各ロッド４８の両端に配置された
ナット５０が、中心部材３３と取り付けプレート４４を
相互に固着された状態に保持する。
アーム２２の末端３０と直接に接触する。図２の実施態
様において（図９ａに詳細に図示）、アーム２２の放射
方向端は、アームと一体的に形成されたまたはアームの
端に溶接またはその他の方法で取り付けられた別個の部
材から成る取り付けプレート４４を含む。各取り付けプ
レート４４が撓み組立体２８の中心部材３３に固着され
る。図２と図９ａにおいて見られるように、この中心部
材３３と取り付けプレート４４は２または２以上の孔４
６を有し、これらの孔を通して引っ張りボルトまたはロ
ッド４８が延在する。各ロッド４８の両端に配置された
ナット５０が、中心部材３３と取り付けプレート４４を
相互に固着された状態に保持する。
【００７９】前記の構造は撓み組立体２８を放射方向ア
ーム２２に固着するための多くの方法の１つにすぎな
い。当業者には他の構造も明らかである。また撓み組立
体２８と放射方向アーム２２をそれぞれ別個の機械加工
された部材として形成し、このようにして、これら２つ
の部材を相互に保持するための取り付け構造または固定
構造を使用する必要をなくす事もできる。ボルト締めま
たはクランプ締結は、接合される部材間に機械的摩擦を
導入し、これが振動絶縁システムの性能に悪影響を与え
る可能性がある。操作に際して、これらの撓み部材２８
が放射方向アームに対して放射方向圧力を加え、これが
バネの負剛さを生じ、この負剛さが垂直荷重を受けるア
ームの撓みによって発生したバネの正剛さに対抗する。
ーム２２に固着するための多くの方法の１つにすぎな
い。当業者には他の構造も明らかである。また撓み組立
体２８と放射方向アーム２２をそれぞれ別個の機械加工
された部材として形成し、このようにして、これら２つ
の部材を相互に保持するための取り付け構造または固定
構造を使用する必要をなくす事もできる。ボルト締めま
たはクランプ締結は、接合される部材間に機械的摩擦を
導入し、これが振動絶縁システムの性能に悪影響を与え
る可能性がある。操作に際して、これらの撓み部材２８
が放射方向アームに対して放射方向圧力を加え、これが
バネの負剛さを生じ、この負剛さが垂直荷重を受けるア
ームの撓みによって発生したバネの正剛さに対抗する。
【００８０】操作に際して、各荷重撓み組立体２８は放
射方向撓みアームの外側末端に対して放射方向内向き力
を加えるように設計されている。これは単に撓み組立体
の両端を中心ハブに向かって移動させる事によって実施
される。図２に示す実施態様において、撓み組立体２８
の両端はスペーサブロック３６に対して可動であって、
放射方向アームに加えられる放射方向力を変動させる事
ができる。撓み組立体２８の両端を保持するボルトを単
に締め付けまたはゆるめて所望の放射方向力を得る事が
できる。
射方向撓みアームの外側末端に対して放射方向内向き力
を加えるように設計されている。これは単に撓み組立体
の両端を中心ハブに向かって移動させる事によって実施
される。図２に示す実施態様において、撓み組立体２８
の両端はスペーサブロック３６に対して可動であって、
放射方向アームに加えられる放射方向力を変動させる事
ができる。撓み組立体２８の両端を保持するボルトを単
に締め付けまたはゆるめて所望の放射方向力を得る事が
できる。
【００８１】図３は荷重−撓みグラフであって、これは
垂直方向振動絶縁部材について低い正味バネ剛さを生じ
る平衡原理を示す。このグラフは代表的線形バネ手段の
荷重撓み挙動と、代表的負剛さ機構の特性を示す。図３
において、線Ｐはバネ手段の一般的荷重−撓み挙動を示
し、これに対して線Ｎは負剛さ機構の特性を示す。線Ｉ
は垂直方向振動絶縁部材の特性を示し、これは単にバネ
手段と負剛さ機構との特性の組合せである。
垂直方向振動絶縁部材について低い正味バネ剛さを生じ
る平衡原理を示す。このグラフは代表的線形バネ手段の
荷重撓み挙動と、代表的負剛さ機構の特性を示す。図３
において、線Ｐはバネ手段の一般的荷重−撓み挙動を示
し、これに対して線Ｎは負剛さ機構の特性を示す。線Ｉ
は垂直方向振動絶縁部材の特性を示し、これは単にバネ
手段と負剛さ機構との特性の組合せである。
【００８２】線Ｐは正剛さまたはバネ定数を示す正傾斜
を有する代表的な線形バネのグラフである。このバネは
その無荷重−無変形状態から撓み量σw だけ撓められ、
撓みσw においてバネは荷重Ｗを支持する。この撓みσ
w は垂直方向振動絶縁装置の中心点に対応し、この中心
点は負剛さを生じるオーバセンターまたはスナップスル
ー機構の中心点である。またこれは振動絶縁装置が垂直
方向振動絶縁を生じるように作動する位置である。
を有する代表的な線形バネのグラフである。このバネは
その無荷重−無変形状態から撓み量σw だけ撓められ、
撓みσw においてバネは荷重Ｗを支持する。この撓みσ
w は垂直方向振動絶縁装置の中心点に対応し、この中心
点は負剛さを生じるオーバセンターまたはスナップスル
ー機構の中心点である。またこれは振動絶縁装置が垂直
方向振動絶縁を生じるように作動する位置である。
【００８３】図２の振動絶縁装置において、放射方向ア
ームの外端と内端が実質的に同一垂直レベルにある位置
に対応する。これは図９ａと図９ｂに示されている。図
９ｂは、無荷重−負変形位置における放射方向アーム２
２を示す。図９ａは、作動荷重を受けて変形してその作
動位置まで湾曲したアームを示し、この場合中心ハブ２
４は近似的にσw の量だけ下降している。アームに対し
て放射方向荷重が加えられなければ、垂直振動絶縁装置
の撓み挙動は図３の線Ｐに対応し、振動絶縁装置の剛さ
は線Ｐの傾斜に対応する。放射方向圧縮荷重がアームに
対して加えられるので、正バネ手段の正剛さから差し引
かれる負剛さが生じる。各放射方向荷重値に対して、負
剛さ機構の撓み曲線は図３の曲線Ｎのようにプロットさ
れる。
ームの外端と内端が実質的に同一垂直レベルにある位置
に対応する。これは図９ａと図９ｂに示されている。図
９ｂは、無荷重−負変形位置における放射方向アーム２
２を示す。図９ａは、作動荷重を受けて変形してその作
動位置まで湾曲したアームを示し、この場合中心ハブ２
４は近似的にσw の量だけ下降している。アームに対し
て放射方向荷重が加えられなければ、垂直振動絶縁装置
の撓み挙動は図３の線Ｐに対応し、振動絶縁装置の剛さ
は線Ｐの傾斜に対応する。放射方向圧縮荷重がアームに
対して加えられるので、正バネ手段の正剛さから差し引
かれる負剛さが生じる。各放射方向荷重値に対して、負
剛さ機構の撓み曲線は図３の曲線Ｎのようにプロットさ
れる。
【００８４】これらの曲線は中心点の前後に限られた撓
み範囲にわたって近似的に一定の負傾斜を有する。ゼロ
またはゼロに近い垂直剛さの場合、放射方向荷重の設計
値または作動値は第３図の曲線によって示すように負曲
線が正バネ手段による正曲線を相殺しまたは近似的に相
殺する値に対応する。
み範囲にわたって近似的に一定の負傾斜を有する。ゼロ
またはゼロに近い垂直剛さの場合、放射方向荷重の設計
値または作動値は第３図の曲線によって示すように負曲
線が正バネ手段による正曲線を相殺しまたは近似的に相
殺する値に対応する。
【００８５】振動絶縁システムは代表的には、図３のσ
1 とσ2 との間の撓み範囲によって示すように効率的に
作動する撓み範囲を有するように設計されている。振動
絶縁システムの撓みがこの範囲外に増大するに従って、
負剛さ機構の挙動が撓みに伴うバネの形状変化による二
次的効果の故に徐々に非線形となる。
1 とσ2 との間の撓み範囲によって示すように効率的に
作動する撓み範囲を有するように設計されている。振動
絶縁システムの撓みがこの範囲外に増大するに従って、
負剛さ機構の挙動が撓みに伴うバネの形状変化による二
次的効果の故に徐々に非線形となる。
【００８６】振動絶縁装置は、ゼロまたはゼロに近い垂
直剛さを生じるアームに対する放射方向荷重の作動値に
限定されない事を注意しなければならない。実際に、こ
の振動絶縁装置は、ゼロ放射方向荷重に対応する第３図
の線Ｐの曲線から、放射方向荷重の臨界値に対応するゼ
ロまたはゼロに近い剛さまで、さらに臨界値を越えた放
射方向荷重に対する負の剛さ値までの範囲内の任意の剛
さ値で作動させる事ができよう。実際にもしアームに対
する放射方向荷重が逆転されて放射方向圧縮ではなく放
射方向張力をアームに対して加えるならば、振動絶縁装
置の正味垂直剛さは第３図の曲線Ｐ以上に増大される。
直剛さを生じるアームに対する放射方向荷重の作動値に
限定されない事を注意しなければならない。実際に、こ
の振動絶縁装置は、ゼロ放射方向荷重に対応する第３図
の線Ｐの曲線から、放射方向荷重の臨界値に対応するゼ
ロまたはゼロに近い剛さまで、さらに臨界値を越えた放
射方向荷重に対する負の剛さ値までの範囲内の任意の剛
さ値で作動させる事ができよう。実際にもしアームに対
する放射方向荷重が逆転されて放射方向圧縮ではなく放
射方向張力をアームに対して加えるならば、振動絶縁装
置の正味垂直剛さは第３図の曲線Ｐ以上に増大される。
【００８７】図３に示すグラフは説明の便宜上のもので
あって、実際の振動絶縁システムの荷重撓み挙動を確定
するためのグラフではない。特定の装置について垂直方
向振動絶縁システムを作製するために必要な適当な設計
パラメータと荷重−撓み値を特定するには、ある程度の
計算と実験が必要である。また二次効果を考慮する場
合、放射方向が放射方向アームの可撓性変形および中心
ハブの垂直位置に影響し、従って振動絶縁装置の中心点
または作動位置に影響する事は明らかである。
あって、実際の振動絶縁システムの荷重撓み挙動を確定
するためのグラフではない。特定の装置について垂直方
向振動絶縁システムを作製するために必要な適当な設計
パラメータと荷重−撓み値を特定するには、ある程度の
計算と実験が必要である。また二次効果を考慮する場
合、放射方向が放射方向アームの可撓性変形および中心
ハブの垂直位置に影響し、従って振動絶縁装置の中心点
または作動位置に影響する事は明らかである。
【００８８】また振動絶縁装置がゼロ正味剛さに近くで
操作されるほど、負剛さ機構をその適正作動位置に配置
するために、より正確な放射方向応力が必要とされる事
は明らかである。従って図２に示す実施態様に使用され
る特定の荷重撓み組立体２８は、一部の用途において
は、振動絶縁装置の微調整に必要な正確な放射方向力を
発生する程度に正確でない場合がある。その場合には、
放射方向力のより正確な調整を成す他の手段が必要とさ
れる。
操作されるほど、負剛さ機構をその適正作動位置に配置
するために、より正確な放射方向応力が必要とされる事
は明らかである。従って図２に示す実施態様に使用され
る特定の荷重撓み組立体２８は、一部の用途において
は、振動絶縁装置の微調整に必要な正確な放射方向力を
発生する程度に正確でない場合がある。その場合には、
放射方向力のより正確な調整を成す他の手段が必要とさ
れる。
【００８９】図２に示す荷重撓み組立体２８は放射方向
アームに対して加えられる放射方向力の粗大調整能力を
有する。これは単に、撓み組立体２８の両端をその取り
付けられたスペーサブロックに向かってまたは離間する
ように移動させる事によって実施される。
アームに対して加えられる放射方向力の粗大調整能力を
有する。これは単に、撓み組立体２８の両端をその取り
付けられたスペーサブロックに向かってまたは離間する
ように移動させる事によって実施される。
【００９０】図８ａと図８ｂは、荷重撓み組立体とスペ
ーサブロックとの間の相対運動と望ましくない機械的摩
擦効果を低減させるために、これらの部材間のより強固
な取り付けを成す簡単な構造を示す。この構造は複数の
シム５２を使用し、これらのシムが荷重調整のために荷
重撓み組立体の両端とスペーサブロックの面３８との間
に挟持される。これらのシム５２は、組立て後の放射方
向アームに加えられる力を変動させるために、組立て前
に追加または除去される。図８Ａは荷重アームをその無
荷重状態に示す。図８Ｂは、撓み組立体のシムを挟持す
る状態での変形により、放射方向アームに対して実質的
力を加えた状態を示す。放射方向力の微調整は、最小限
のシム厚さと撓み組立体の剛さとに依存する。
ーサブロックとの間の相対運動と望ましくない機械的摩
擦効果を低減させるために、これらの部材間のより強固
な取り付けを成す簡単な構造を示す。この構造は複数の
シム５２を使用し、これらのシムが荷重調整のために荷
重撓み組立体の両端とスペーサブロックの面３８との間
に挟持される。これらのシム５２は、組立て後の放射方
向アームに加えられる力を変動させるために、組立て前
に追加または除去される。図８Ａは荷重アームをその無
荷重状態に示す。図８Ｂは、撓み組立体のシムを挟持す
る状態での変形により、放射方向アームに対して実質的
力を加えた状態を示す。放射方向力の微調整は、最小限
のシム厚さと撓み組立体の剛さとに依存する。
【００９１】図１０は放射方向アーム２２に対する放射
方向力の微調整を生じる手段の実施態様を示す。これら
の手段は微調整機構５６として示され、この調整機構が
撓み組立体２８の中心部材３３に接触して追加放射方向
力を加え、負剛さ機構を微調整する。この調整機構５６
は支持マウント５８を含み、このマウントがネジ６０を
支持し、このネジ６０に対してソフトバネ６２が取り付
けられている。このバネ６２は撓み組立体２８の中心部
材３３に接触し、撓み組立体２８によって加えられる力
を補足する追加力を加える。
方向力の微調整を生じる手段の実施態様を示す。これら
の手段は微調整機構５６として示され、この調整機構が
撓み組立体２８の中心部材３３に接触して追加放射方向
力を加え、負剛さ機構を微調整する。この調整機構５６
は支持マウント５８を含み、このマウントがネジ６０を
支持し、このネジ６０に対してソフトバネ６２が取り付
けられている。このバネ６２は撓み組立体２８の中心部
材３３に接触し、撓み組立体２８によって加えられる力
を補足する追加力を加える。
【００９２】ソフトバネ６２の一端６４は撓み組立体２
８の中心部材３３の外側６８上に特別に形成された凹部
６６の中に配置される。この凹部６６は、配置され荷重
を受けているバネ６２の移動を防止する。バネ６２の他
端６３はホルダー６７の中に配置され、これが配置され
たバネの移動を防止する。ネジ６０はその一端にノブ７
０を配置され、これによってユーザが必要に応じてネジ
６０を移動させ、撓み組立体２８に対する追加力を増減
させる。
８の中心部材３３の外側６８上に特別に形成された凹部
６６の中に配置される。この凹部６６は、配置され荷重
を受けているバネ６２の移動を防止する。バネ６２の他
端６３はホルダー６７の中に配置され、これが配置され
たバネの移動を防止する。ネジ６０はその一端にノブ７
０を配置され、これによってユーザが必要に応じてネジ
６０を移動させ、撓み組立体２８に対する追加力を増減
させる。
【００９３】ソフトバネ−ネジ機構が使用されるのは、
図２の放射方向撓み組立体２８よりもはるかに小さい微
調整力をこの組立体２８に加える事ができるからであ
る。放射方向力の最小限調整は、ネジ６０のピッチ、ソ
フトバネ６２の剛さおよびユーザの加える最小限ネジ回
転に依存する。撓み組立体の微調整のためにこの組立体
に対して小さな追加力を加える他の任意手段を使用する
事ができる。例えば、追加力を発生するため各荷重撓み
組立体と支持部材との間にソレノイドまたは圧電装置を
取り付けて追加力を発生し、振動絶縁装置に対する電流
入力の微調整によって正確な調整を実施する事ができ
る。
図２の放射方向撓み組立体２８よりもはるかに小さい微
調整力をこの組立体２８に加える事ができるからであ
る。放射方向力の最小限調整は、ネジ６０のピッチ、ソ
フトバネ６２の剛さおよびユーザの加える最小限ネジ回
転に依存する。撓み組立体の微調整のためにこの組立体
に対して小さな追加力を加える他の任意手段を使用する
事ができる。例えば、追加力を発生するため各荷重撓み
組立体と支持部材との間にソレノイドまたは圧電装置を
取り付けて追加力を発生し、振動絶縁装置に対する電流
入力の微調整によって正確な調整を実施する事ができ
る。
【００９４】また垂直方向振動絶縁システムは、各垂直
方向振動絶縁部材の荷重担持能力とベースに対する実効
荷重の位置とを変動させる手段を含む。図２、図４、図
５、図９Ａ、図９Ｂおよび図１０は荷重担持能力と実効
荷重位置を変動させる実施態様を使用し、この構造は前
記の放射方向撓み組立体に対する放射方向力の微調整手
段と類似である。図９Ａ、図９Ｂおよび図１０に示すこ
の機構７２は、中心ハブ２４上に加えられる荷重を部分
的に支持するようにこのハブの直下に配置された第２線
形バネ７４と隣接ネジ７６とを含む。バネ７４がハブ２
４の底部７８に接触して、ハブに対して追加上向き力を
加える。
方向振動絶縁部材の荷重担持能力とベースに対する実効
荷重の位置とを変動させる手段を含む。図２、図４、図
５、図９Ａ、図９Ｂおよび図１０は荷重担持能力と実効
荷重位置を変動させる実施態様を使用し、この構造は前
記の放射方向撓み組立体に対する放射方向力の微調整手
段と類似である。図９Ａ、図９Ｂおよび図１０に示すこ
の機構７２は、中心ハブ２４上に加えられる荷重を部分
的に支持するようにこのハブの直下に配置された第２線
形バネ７４と隣接ネジ７６とを含む。バネ７４がハブ２
４の底部７８に接触して、ハブに対して追加上向き力を
加える。
【００９５】従って、振動絶縁装置の弾発手段は、放射
方向アーム２２と第２バネ７４との組合わせである。操
作中に、振動絶縁装置が特定重量を支持し、この重量に
よりバネ手段が図９Ｂと図１０図に示す初期無荷重位置
から、図９Ａに示す荷重を受けたバネのセンタポイント
または作動位置まで撓ませる。荷重の変化は、バネを撓
ませ、中心ハブ２４を垂直にセンタポイント位置から離
間させる。重量荷重の実質的に小さな変動で十分であ
る。一般に、ある程度の正の正味バネ剛さが存在し、ま
た振動絶縁装置が効果的に作動する事のできる垂直撓み
限度が限られているからである。もし重量の変動が大き
すぎると、センタポイントからの中心ハブの撓みが振動
絶縁装置の操作および機能に対して悪影響を与えるの
で、重量および中心ハブの位置の変動を調整するために
調整手段７２が必要となる。
方向アーム２２と第２バネ７４との組合わせである。操
作中に、振動絶縁装置が特定重量を支持し、この重量に
よりバネ手段が図９Ｂと図１０図に示す初期無荷重位置
から、図９Ａに示す荷重を受けたバネのセンタポイント
または作動位置まで撓ませる。荷重の変化は、バネを撓
ませ、中心ハブ２４を垂直にセンタポイント位置から離
間させる。重量荷重の実質的に小さな変動で十分であ
る。一般に、ある程度の正の正味バネ剛さが存在し、ま
た振動絶縁装置が効果的に作動する事のできる垂直撓み
限度が限られているからである。もし重量の変動が大き
すぎると、センタポイントからの中心ハブの撓みが振動
絶縁装置の操作および機能に対して悪影響を与えるの
で、重量および中心ハブの位置の変動を調整するために
調整手段７２が必要となる。
【００９６】この調整は調整ネジ７６によって第２バネ
７４の下端を上下させる事によって実施され、このネジ
７６は振動絶縁装置のベース１８の中のネジ孔８０の中
に配置されている。例えば、第２バネ７４の底部を上昇
させれば、このバネが中心ハブをセンタポイントに保持
しながら追加荷重を担持する事ができ、放射方向アーム
２２によって担持される荷重には影響しない。またバネ
７４が線形であるので、この調整は振動絶縁装置の正味
垂直剛さには影響しない。
７４の下端を上下させる事によって実施され、このネジ
７６は振動絶縁装置のベース１８の中のネジ孔８０の中
に配置されている。例えば、第２バネ７４の底部を上昇
させれば、このバネが中心ハブをセンタポイントに保持
しながら追加荷重を担持する事ができ、放射方向アーム
２２によって担持される荷重には影響しない。またバネ
７４が線形であるので、この調整は振動絶縁装置の正味
垂直剛さには影響しない。
【００９７】バネ７４の下端の上下運動調整手段はネジ
型機構である必要はない。圧電式直動装置などの直動装
置を使用する事ができる。また調整機構７２は、バネま
たは直動装置である必要はなく、ボイスコイル、ソレノ
イドまたはその他類似の力発生機構など、中心ハブに対
して調整可能の上向き力を加える電気的または機械的機
構とする事ができる。この機構によって加えられる力の
変動がこの機械の有効垂直剛さの変動を生じる場合、振
動絶縁装置の正味垂直剛さをその所望の作動値に保持す
るため、放射方向アームに加えられる放射方向圧縮力の
調整によって負剛さの調整を実施する必要がある。
型機構である必要はない。圧電式直動装置などの直動装
置を使用する事ができる。また調整機構７２は、バネま
たは直動装置である必要はなく、ボイスコイル、ソレノ
イドまたはその他類似の力発生機構など、中心ハブに対
して調整可能の上向き力を加える電気的または機械的機
構とする事ができる。この機構によって加えられる力の
変動がこの機械の有効垂直剛さの変動を生じる場合、振
動絶縁装置の正味垂直剛さをその所望の作動値に保持す
るため、放射方向アームに加えられる放射方向圧縮力の
調整によって負剛さの調整を実施する必要がある。
【００９８】図９Ａ、図９Ｂおよび図１０の機構７２に
使用される第２バネ７４は全垂直荷重の任意の部分を担
持する事ができる。このバネ７４が全垂直荷重を担持す
る場合は本発明の他の実施態様であって、この実施態様
は第２バネが空気バネであって実効荷重の垂直位置を保
持する手段を備えている用途については効果的である。
使用される第２バネ７４は全垂直荷重の任意の部分を担
持する事ができる。このバネ７４が全垂直荷重を担持す
る場合は本発明の他の実施態様であって、この実施態様
は第２バネが空気バネであって実効荷重の垂直位置を保
持する手段を備えている用途については効果的である。
【００９９】この場合、放射方向アーム２２は全正剛さ
に貢献するが、荷重の一部をも支持しない。従って放射
方向アーム２２はセンタポイントまたは振動絶縁装置の
作動位置において無荷重である。これは、アーム２２が
荷重からの撓みモーメントによって変形されないのでま
っすぐである事以外は図９Ａに示す位置に対応する。
に貢献するが、荷重の一部をも支持しない。従って放射
方向アーム２２はセンタポイントまたは振動絶縁装置の
作動位置において無荷重である。これは、アーム２２が
荷重からの撓みモーメントによって変形されないのでま
っすぐである事以外は図９Ａに示す位置に対応する。
【０１００】この実施態様の利点は低力−軽量の負の剛
さ機構にある。負剛さ機構が正剛さを相殺するために必
要とする放射方向力は、バネ手段の正の垂直剛さと放射
方向アームの長さとに依存する。特定重量を支持する事
のできる空気バネの有効垂直剛さは、図９Ａ、図９Ｂお
よび図１０の放射方向アームバネ手段など、この型の振
動絶縁装置に適した機械的線形バネ手段の有効垂直剛さ
よりはるかに小である。
さ機構にある。負剛さ機構が正剛さを相殺するために必
要とする放射方向力は、バネ手段の正の垂直剛さと放射
方向アームの長さとに依存する。特定重量を支持する事
のできる空気バネの有効垂直剛さは、図９Ａ、図９Ｂお
よび図１０の放射方向アームバネ手段など、この型の振
動絶縁装置に適した機械的線形バネ手段の有効垂直剛さ
よりはるかに小である。
【０１０１】従って重量を支持するために空気バネが使
用される場合に所要の放射方向力ははるかに小となり、
従って許容応力限界内において力を加え伝達させるに必
要な荷重撓み組立体と放射方向撓み部材は、はるかに小
断面となり軽量となる。また低放射方向力の場合、振動
絶縁装置の微調整のための放射方向力の調整が実施しや
すくなる。
用される場合に所要の放射方向力ははるかに小となり、
従って許容応力限界内において力を加え伝達させるに必
要な荷重撓み組立体と放射方向撓み部材は、はるかに小
断面となり軽量となる。また低放射方向力の場合、振動
絶縁装置の微調整のための放射方向力の調整が実施しや
すくなる。
【０１０２】水平方向振動絶縁システムの操作は、振動
絶縁システムの各支柱部材の臨界座屈荷重に近い荷重を
加える場合に各支柱部材が実効荷重を支持する程度に安
定であるが、水平剛さをほとんどまたはまったく示さな
いという理論に基づいている。
絶縁システムの各支柱部材の臨界座屈荷重に近い荷重を
加える場合に各支柱部材が実効荷重を支持する程度に安
定であるが、水平剛さをほとんどまたはまったく示さな
いという理論に基づいている。
【０１０３】このようなアプローチは不適当と思われ、
また実際に、臨界座屈荷重を超過した場合に実効荷重ま
たは振動絶縁システムの成分を破損するような圧潰また
は過度の撓みに対抗する合理的な安全手段を成す機構が
振動絶縁システムの一部を成すのでなければ、実際上実
施不能である。
また実際に、臨界座屈荷重を超過した場合に実効荷重ま
たは振動絶縁システムの成分を破損するような圧潰また
は過度の撓みに対抗する合理的な安全手段を成す機構が
振動絶縁システムの一部を成すのでなければ、実際上実
施不能である。
【０１０４】この事を図１９Ａ乃至図１９Ｆについて説
明する。図１９Ａは図１８に示す水平方向振動絶縁シス
テムの立面図である。基礎１４４に固着された３本の支
柱部材１４の上に、剛性プラットフォーム１８が固着さ
れ支持されている。図１９Ｂはプラットフォームの水平
距離σH の並進から生じる支柱部材の変形状態を示す。
明する。図１９Ａは図１８に示す水平方向振動絶縁シス
テムの立面図である。基礎１４４に固着された３本の支
柱部材１４の上に、剛性プラットフォーム１８が固着さ
れ支持されている。図１９Ｂはプラットフォームの水平
距離σH の並進から生じる支柱部材の変形状態を示す。
【０１０５】この並進運動はプラットフォームに対する
水平力によって生じ、またこの並進運動は、支柱部材の
臨界座屈荷重を越えて支柱部材を座屈させまたは圧潰さ
せる垂直荷重によって生じる。
水平力によって生じ、またこの並進運動は、支柱部材の
臨界座屈荷重を越えて支柱部材を座屈させまたは圧潰さ
せる垂直荷重によって生じる。
【０１０６】言い換えれば、このような変形は座屈また
は圧潰モードを示す。この場合、振動絶縁システムは不
安定となり、図１９Ｂはこの時点における変形状態を示
し、このような変形は圧潰または破損が完了するまで増
大しつづける。支柱に対する垂直荷重が臨界座屈荷重以
下でありプラットフォームに対する水平力が図１９Ｂの
ようにプラットフォームを並進させた場合、この水平力
を除去すれば、振動絶縁システムは図１９Ａに示すよう
なその初期形状に戻る。垂直荷重が臨界座屈荷重そのも
のである場合、プラットフォームに対して水平力が加え
られなければ、比較的小さな値のσH とは無関係に振動
絶縁システムは図１９Ａに示す位置にある（このような
結論は、一般に小撓み、弾性挙動などの仮設に基づく伝
統的な弾性安定理論に基づいている）。従って、支柱に
対する荷重がその臨界座屈荷重に等しい時、プラットフ
ォームは、もちろん慣性に打ち勝つ荷重以外の水平荷重
を加える事なく、水平に移動させる事ができ、従って支
柱部材の水平剛さが本質的にゼロである。
は圧潰モードを示す。この場合、振動絶縁システムは不
安定となり、図１９Ｂはこの時点における変形状態を示
し、このような変形は圧潰または破損が完了するまで増
大しつづける。支柱に対する垂直荷重が臨界座屈荷重以
下でありプラットフォームに対する水平力が図１９Ｂの
ようにプラットフォームを並進させた場合、この水平力
を除去すれば、振動絶縁システムは図１９Ａに示すよう
なその初期形状に戻る。垂直荷重が臨界座屈荷重そのも
のである場合、プラットフォームに対して水平力が加え
られなければ、比較的小さな値のσH とは無関係に振動
絶縁システムは図１９Ａに示す位置にある（このような
結論は、一般に小撓み、弾性挙動などの仮設に基づく伝
統的な弾性安定理論に基づいている）。従って、支柱に
対する荷重がその臨界座屈荷重に等しい時、プラットフ
ォームは、もちろん慣性に打ち勝つ荷重以外の水平荷重
を加える事なく、水平に移動させる事ができ、従って支
柱部材の水平剛さが本質的にゼロである。
【０１０７】図１９Ｃは、臨界荷重ＦCRを支持し、図１
９Ｂのように変形した長さＬの各支柱部材を示す。支柱
部材の上端は水平に移動する事ができるが、この上端は
プラットフォーム１８に対して固着されているので、そ
の傾斜は垂直状態に拘束される。対称理論から、支柱部
材の中点１９においては変曲点またはゼロ曲率点および
ゼロ曲げモーメントが存在する。また支柱部材がその臨
界座屈荷重を受けた時にこの支柱部材は水平荷重なしで
水平方向に移動する事ができるので、支柱部材はその中
点１９において曲げモーメントまたは横方向荷重なしで
垂直荷重ＦCRのみを支持する。従って図１９Ｂまたは図
１９Ｃの支柱部材の臨界座屈荷重は図１９Ｄに示すよう
に長さＬ／２の固定自由支柱の臨界荷重と同等である。
９Ｂのように変形した長さＬの各支柱部材を示す。支柱
部材の上端は水平に移動する事ができるが、この上端は
プラットフォーム１８に対して固着されているので、そ
の傾斜は垂直状態に拘束される。対称理論から、支柱部
材の中点１９においては変曲点またはゼロ曲率点および
ゼロ曲げモーメントが存在する。また支柱部材がその臨
界座屈荷重を受けた時にこの支柱部材は水平荷重なしで
水平方向に移動する事ができるので、支柱部材はその中
点１９において曲げモーメントまたは横方向荷重なしで
垂直荷重ＦCRのみを支持する。従って図１９Ｂまたは図
１９Ｃの支柱部材の臨界座屈荷重は図１９Ｄに示すよう
に長さＬ／２の固定自由支柱の臨界荷重と同等である。
【０１０８】また、例えば、機械的ストッパーの作用で
プラットフォーム１８が支柱部材に対して水平方向に小
移動に制限される場合を考えてみると、このような制約
状態において、支柱部材が座屈しまたは圧潰するために
は、この支柱部材は近似的に図１９Ｅに図示の形状に変
形しなければならない。この場合の支柱の上端の傾斜が
垂直状態に拘束され、また水平移動が非常に小さい値に
制限されているからである。この場合に支柱部材の圧潰
形状は図１９Ｅに図示の位置に２つの変曲点２１と２３
を有する。これらの変曲点においては曲げモーメントも
横方向荷重も存在しないので、支柱部材に対する臨界座
屈荷重は図１９Ｆに図示のように長さＬ／４の固定自由
支柱に対する臨界座屈荷重に近似的に等しい。固定自由
支柱の場合、臨界座屈荷重は支柱長さの平方に逆比例す
るのであるから、図１９Ｅの支柱部材の臨界座屈荷重は
図１９Ｂまたは図１９Ｃの支柱部材の近似的に４倍とな
る。
プラットフォーム１８が支柱部材に対して水平方向に小
移動に制限される場合を考えてみると、このような制約
状態において、支柱部材が座屈しまたは圧潰するために
は、この支柱部材は近似的に図１９Ｅに図示の形状に変
形しなければならない。この場合の支柱の上端の傾斜が
垂直状態に拘束され、また水平移動が非常に小さい値に
制限されているからである。この場合に支柱部材の圧潰
形状は図１９Ｅに図示の位置に２つの変曲点２１と２３
を有する。これらの変曲点においては曲げモーメントも
横方向荷重も存在しないので、支柱部材に対する臨界座
屈荷重は図１９Ｆに図示のように長さＬ／４の固定自由
支柱に対する臨界座屈荷重に近似的に等しい。固定自由
支柱の場合、臨界座屈荷重は支柱長さの平方に逆比例す
るのであるから、図１９Ｅの支柱部材の臨界座屈荷重は
図１９Ｂまたは図１９Ｃの支柱部材の近似的に４倍とな
る。
【０１０９】従って支柱部材の上端の下端に対する水平
移動を非常に小さい値に制限する任意の手段は支柱部材
の圧潰または破損を生じる過応力に対する実質的な安全
ファクタを成す。
移動を非常に小さい値に制限する任意の手段は支柱部材
の圧潰または破損を生じる過応力に対する実質的な安全
ファクタを成す。
【０１１０】本発明の振動絶縁システムの常規の操作に
際して、水平運動は支柱部材のサイズに対して小であ
る。従って臨界座屈荷重を超過させる異常な事態に対す
る安全ファクタとして機械的ストッパーを使用する事が
でき、これは常規の操作に影響しない。これらのストッ
パーは操作中に通常経験されるよりも大きな水平方向移
動を可能とし、圧潰または破損を生じる過応力に対抗す
る安全ファクタを成す。もちろん、プラットフォームそ
の他の部材がストッパーと接触している時に、振動絶縁
装置の機能が著しく阻害されるので、ストッパーに当接
した「ボトムアウト」を防止するように設計しなければ
ならない。
際して、水平運動は支柱部材のサイズに対して小であ
る。従って臨界座屈荷重を超過させる異常な事態に対す
る安全ファクタとして機械的ストッパーを使用する事が
でき、これは常規の操作に影響しない。これらのストッ
パーは操作中に通常経験されるよりも大きな水平方向移
動を可能とし、圧潰または破損を生じる過応力に対抗す
る安全ファクタを成す。もちろん、プラットフォームそ
の他の部材がストッパーと接触している時に、振動絶縁
装置の機能が著しく阻害されるので、ストッパーに当接
した「ボトムアウト」を防止するように設計しなければ
ならない。
【０１１１】この故に、本発明の完全に受動的な用途に
際しては、異常な事態以外には、支柱の臨界座屈荷重と
この座屈荷重を越えないように支柱に対して加えられる
最大荷重との間に十分な余裕が必要である。
際しては、異常な事態以外には、支柱の臨界座屈荷重と
この座屈荷重を越えないように支柱に対して加えられる
最大荷重との間に十分な余裕が必要である。
【０１１２】本発明の振動絶縁システムを能動システム
として使用するためには、フィードバック制御システム
および手段（下記に説明）を備えた運動センサーを使用
して、支柱の臨界座屈荷重の自動的調整または支柱に加
えられる荷重の調整を実施する。
として使用するためには、フィードバック制御システム
および手段（下記に説明）を備えた運動センサーを使用
して、支柱の臨界座屈荷重の自動的調整または支柱に加
えられる荷重の調整を実施する。
【０１１３】またこの能動システムにおいては、運動を
制限するために運動に対抗する補正力を使用する事もで
きる。能動システムの場合、支柱部材はその臨界座屈荷
重またはそれ以上の荷重で作動する事ができる。
制限するために運動に対抗する補正力を使用する事もで
きる。能動システムの場合、支柱部材はその臨界座屈荷
重またはそれ以上の荷重で作動する事ができる。
【０１１４】図６と図７は、各支柱部材の長さと臨界座
屈荷重を効率的に変動させる長さ調整機構８２を示す。
この長さ調整機構８２は外側ネジ山を備えた調整可能ネ
ジ８４から成り、この調整ネジは支柱部材１４の末端８
６と係合している。この調整ネジ８４は内側ネジ山を備
えた孔８８を有して支柱部材のネジ末端８６に沿って移
動する事ができる。また調整ネジ８４は外側面９０を有
し、この外側面もネジ山を備えて、プラットフォーム１
６の中に形成されたネジ孔９２の中に受けられる。この
ように調整ネジ８４は支柱部材の末端８６に沿って可動
であって、この調整ネジ８４の位置に対応して調整部材
の有効長さを延長または短縮させる事ができる。例えば
調整ネジ８４が支柱部材に沿って下方に捻られると、支
柱部材の有効長さが減少する。逆に、調整ネジ８４が支
柱部材の末端に沿ってねじ戻されると、支柱部材の有効
長さが増大される。この調整部材８４を操作する事によ
り、支柱の有効長さを変動させて特定の支柱部材につい
て臨界座屈荷重を変動させる手段を成す事ができる。こ
の調整ネジの上に２つのロックナット９４と１０１が備
えられて、支柱部材１４とプラットフォーム１６とをさ
らに強く固着させる事ができる。ロックナット９４はプ
ラットフォーム１６の下側面９６に接触し、またロック
ナット１０１は調整ネジ８４の下側面に接触する。
屈荷重を効率的に変動させる長さ調整機構８２を示す。
この長さ調整機構８２は外側ネジ山を備えた調整可能ネ
ジ８４から成り、この調整ネジは支柱部材１４の末端８
６と係合している。この調整ネジ８４は内側ネジ山を備
えた孔８８を有して支柱部材のネジ末端８６に沿って移
動する事ができる。また調整ネジ８４は外側面９０を有
し、この外側面もネジ山を備えて、プラットフォーム１
６の中に形成されたネジ孔９２の中に受けられる。この
ように調整ネジ８４は支柱部材の末端８６に沿って可動
であって、この調整ネジ８４の位置に対応して調整部材
の有効長さを延長または短縮させる事ができる。例えば
調整ネジ８４が支柱部材に沿って下方に捻られると、支
柱部材の有効長さが減少する。逆に、調整ネジ８４が支
柱部材の末端に沿ってねじ戻されると、支柱部材の有効
長さが増大される。この調整部材８４を操作する事によ
り、支柱の有効長さを変動させて特定の支柱部材につい
て臨界座屈荷重を変動させる手段を成す事ができる。こ
の調整ネジの上に２つのロックナット９４と１０１が備
えられて、支柱部材１４とプラットフォーム１６とをさ
らに強く固着させる事ができる。ロックナット９４はプ
ラットフォーム１６の下側面９６に接触し、またロック
ナット１０１は調整ネジ８４の下側面に接触する。
【０１１５】水平方向振動絶縁システムの最も簡単な微
調整手段の１つは、有効荷重またはプラットフォームに
対して重りまたは「バラスト」を添加しまたは除去し
て、支柱部材の荷重をその臨界座屈荷重にできるだけ近
づけるにある。また水平撓みを制限するストッパーシス
テムがこの微調整を容易にする事ができる。振動絶縁シ
ステムが座屈して水平方向にストッパーに当接するまで
重りを加える事ができる。その場合、支柱部材に対する
荷重が臨界座屈荷重より少し低くなるまで少しづつ重り
を除去し、その時点において振動絶縁システムをストッ
パーから離間させる。許容移動限界内の水平方向の実効
荷重の揺動の固有振動数を使用して調整をモニターす
る。振動絶縁システムが座屈状態に近づきストッパーま
で移動するに従って、水平剛さが低くなり、従って固有
振動数が低くなる。
調整手段の１つは、有効荷重またはプラットフォームに
対して重りまたは「バラスト」を添加しまたは除去し
て、支柱部材の荷重をその臨界座屈荷重にできるだけ近
づけるにある。また水平撓みを制限するストッパーシス
テムがこの微調整を容易にする事ができる。振動絶縁シ
ステムが座屈して水平方向にストッパーに当接するまで
重りを加える事ができる。その場合、支柱部材に対する
荷重が臨界座屈荷重より少し低くなるまで少しづつ重り
を除去し、その時点において振動絶縁システムをストッ
パーから離間させる。許容移動限界内の水平方向の実効
荷重の揺動の固有振動数を使用して調整をモニターす
る。振動絶縁システムが座屈状態に近づきストッパーま
で移動するに従って、水平剛さが低くなり、従って固有
振動数が低くなる。
【０１１６】再び図１９Ａ乃図１９Ｃについて述べれ
ば、各支柱部材に対する荷重が臨界座屈荷重以上であれ
ば、余分の荷重が支柱部材の水平移動方向における負の
剛さを与える。任意の小水平移動に対して正剛さを与え
る第２バネの上にプラットフォーム１８が部分的に支持
されていれば、負剛さが調整されて、実質的に前記の正
剛さと相殺され、水平方向においてゼロまたはゼロに近
いバネ定数を生じる。これは図２０に示す水平方向振動
絶縁システムおよび水平剛さ調整手段の実施態様の基礎
を成すものである。実効荷重（図示されず）を支持する
プラットフォーム１８の部分が支柱部材１４と第２バネ
７４の上に支持され、この第２バネ７４は図１０に図示
のものと類似の水平剛さ調整機構７２の一部を成す。こ
の場合、調整ネジ７６は、基礎１４４に取り付けられた
スペーサブロック８５の中のネジ孔８０の中に配置され
る。図２０においては２本の支柱部材１４のみを示す。
バネ７４はプラットフォーム１４の任意水平方向移動に
対して正バネ剛さを示す。支柱部材１４は、支持された
重りによって臨界座屈荷重以上の荷重を受けて、任意水
平方向へのプラットフォーム１８の移動に対する負の剛
さを生じる。支柱部材１４と第２バネ７４とによって担
持される相対荷重の調整により、支柱部材１４の負の剛
さがバネ７４の正の剛さを相殺して、ゼロまたはゼロに
近い正味水平剛さを生じる。この調整はバネ７４の下部
を上下させる調整ネジ７６によって実施され、バネの支
持するプラットフォームの荷重を増減させて、支柱部材
１４の支持する荷重を調整する。
ば、各支柱部材に対する荷重が臨界座屈荷重以上であれ
ば、余分の荷重が支柱部材の水平移動方向における負の
剛さを与える。任意の小水平移動に対して正剛さを与え
る第２バネの上にプラットフォーム１８が部分的に支持
されていれば、負剛さが調整されて、実質的に前記の正
剛さと相殺され、水平方向においてゼロまたはゼロに近
いバネ定数を生じる。これは図２０に示す水平方向振動
絶縁システムおよび水平剛さ調整手段の実施態様の基礎
を成すものである。実効荷重（図示されず）を支持する
プラットフォーム１８の部分が支柱部材１４と第２バネ
７４の上に支持され、この第２バネ７４は図１０に図示
のものと類似の水平剛さ調整機構７２の一部を成す。こ
の場合、調整ネジ７６は、基礎１４４に取り付けられた
スペーサブロック８５の中のネジ孔８０の中に配置され
る。図２０においては２本の支柱部材１４のみを示す。
バネ７４はプラットフォーム１４の任意水平方向移動に
対して正バネ剛さを示す。支柱部材１４は、支持された
重りによって臨界座屈荷重以上の荷重を受けて、任意水
平方向へのプラットフォーム１８の移動に対する負の剛
さを生じる。支柱部材１４と第２バネ７４とによって担
持される相対荷重の調整により、支柱部材１４の負の剛
さがバネ７４の正の剛さを相殺して、ゼロまたはゼロに
近い正味水平剛さを生じる。この調整はバネ７４の下部
を上下させる調整ネジ７６によって実施され、バネの支
持するプラットフォームの荷重を増減させて、支柱部材
１４の支持する荷重を調整する。
【０１１７】図２０に示す構造は、本発明のこの原理を
使用する事のできる構造の１例にすぎない。例えば、任
意の水平方向においてプラットフォームの並進運動、お
よび振動絶縁システムの重心を通る垂直軸線回りのプラ
ットフォームの回転運動に対する実質的にゼロの正味剛
さを生じるため、図１２のプラットフォーム１３５など
のプラットフォームを支持するために３対の調整手段７
２から成る二次バネと支柱部材１４を使用する事ができ
る。これら３対の二次バネと支柱部材は必要な力条件と
モーメント条件を満たすように、プラットフォームの重
心に対して適当に配置される。またプラットフォームの
調整可能の第２支持体を備え、または前記のようにバネ
７４の底部を上下させるために他の手段を使用する事も
できる。
使用する事のできる構造の１例にすぎない。例えば、任
意の水平方向においてプラットフォームの並進運動、お
よび振動絶縁システムの重心を通る垂直軸線回りのプラ
ットフォームの回転運動に対する実質的にゼロの正味剛
さを生じるため、図１２のプラットフォーム１３５など
のプラットフォームを支持するために３対の調整手段７
２から成る二次バネと支柱部材１４を使用する事ができ
る。これら３対の二次バネと支柱部材は必要な力条件と
モーメント条件を満たすように、プラットフォームの重
心に対して適当に配置される。またプラットフォームの
調整可能の第２支持体を備え、または前記のようにバネ
７４の底部を上下させるために他の手段を使用する事も
できる。
【０１１８】図２１は、支柱部材の水平剛さを調整する
ため、管状支柱部材１１４の座屈抵抗を変動させる調整
機構１１０を示す。管状支柱部材１１４は圧油を満たさ
れている。調整機構１１０によってこの圧油の圧力を調
整する事により支柱部材の座屈抵抗が調整される。この
機構はハウジング１２２を含み、このハウジングはピス
トンロッド１２６を備え、このピストンロッドがタンク
１２５の中の圧油を圧縮する。ハウジング１２２は圧油
ライン１２０に接続し、このライン１２０は油圧取り付
け部材１１６に接続し、この取り付け部材１１６が支柱
部材１１４に接続し、また基礎１４４上において支柱部
材を支持する。ピストンロッド１２６はネジ部分１２７
を有し、このネジ部分がハウジング１２２のネジ孔の中
に係合し、またピストンロッドはノブ１２８を備え、こ
のノブをユーザが操作して支柱部材１１４の中の圧力を
調整する。
ため、管状支柱部材１１４の座屈抵抗を変動させる調整
機構１１０を示す。管状支柱部材１１４は圧油を満たさ
れている。調整機構１１０によってこの圧油の圧力を調
整する事により支柱部材の座屈抵抗が調整される。この
機構はハウジング１２２を含み、このハウジングはピス
トンロッド１２６を備え、このピストンロッドがタンク
１２５の中の圧油を圧縮する。ハウジング１２２は圧油
ライン１２０に接続し、このライン１２０は油圧取り付
け部材１１６に接続し、この取り付け部材１１６が支柱
部材１１４に接続し、また基礎１４４上において支柱部
材を支持する。ピストンロッド１２６はネジ部分１２７
を有し、このネジ部分がハウジング１２２のネジ孔の中
に係合し、またピストンロッドはノブ１２８を備え、こ
のノブをユーザが操作して支柱部材１１４の中の圧力を
調整する。
【０１１９】水平撓みを制限する手段の１つの実施態様
は図６と図７に図示のストッパー機構１００である。こ
のストッパー機構１００はロックナット１０１に連結さ
れ、支柱部材１４を部分的に包囲する管状部材１０２と
して形成される。この管状部材１０２の内径は支柱部材
１４の外径より大であって、これら２つの部材間に一定
の間隔を成す。この管状部材１０２の内側面の下端１０
５は支柱部材が第１９Ｂ図のように支柱部材が座屈して
水平方向に変形する際に支柱部材に当接してその変形を
制限するように設計されている。このストッパー１００
は比較的製造容易であるが、確動的機械ストッパーシス
テムほどに圧潰に対する安全ファクタを与えない。
は図６と図７に図示のストッパー機構１００である。こ
のストッパー機構１００はロックナット１０１に連結さ
れ、支柱部材１４を部分的に包囲する管状部材１０２と
して形成される。この管状部材１０２の内径は支柱部材
１４の外径より大であって、これら２つの部材間に一定
の間隔を成す。この管状部材１０２の内側面の下端１０
５は支柱部材が第１９Ｂ図のように支柱部材が座屈して
水平方向に変形する際に支柱部材に当接してその変形を
制限するように設計されている。このストッパー１００
は比較的製造容易であるが、確動的機械ストッパーシス
テムほどに圧潰に対する安全ファクタを与えない。
【０１２０】図１１は本発明による垂直方向振動絶縁シ
ステム１３０の他の実施態様を示すが、このシステムは
図１、図２、図４図乃至図６、図９および図１０に図示
した垂直方向振動絶縁装置と同様の要素を使用するが、
この振動絶縁システム１３０における荷重撓みが垂直方
向であって水平方向でない点が相違する。この軸方向振
動絶縁システムにおける類似の部材は類似の数字で示
し、この数字にそれぞれプライム符号を付ける。
ステム１３０の他の実施態様を示すが、このシステムは
図１、図２、図４図乃至図６、図９および図１０に図示
した垂直方向振動絶縁装置と同様の要素を使用するが、
この振動絶縁システム１３０における荷重撓みが垂直方
向であって水平方向でない点が相違する。この軸方向振
動絶縁システムにおける類似の部材は類似の数字で示
し、この数字にそれぞれプライム符号を付ける。
【０１２１】図１１に図示の振動絶縁システム１３０は
３本の放射方向撓みアーム２２’を含み、これらのアー
ム２２’が中心ハブ２４３に固着される。荷重撓み組立
体２８’が放射方向アーム２２’の末端に取り付けられ
て放射方向力を加える。この実施態様において、荷重撓
み組立体２８’は垂直であって、その一端３４’がベー
ス１８’に固着され、他端３２’が浮動スペーサブロッ
ク１３１に固着されている。支柱または水平方向振動絶
縁部材１４’が中心ハブ２４’の上に取り付けられ、浮
動スペーサブロック１３１の中に延在する。
３本の放射方向撓みアーム２２’を含み、これらのアー
ム２２’が中心ハブ２４３に固着される。荷重撓み組立
体２８’が放射方向アーム２２’の末端に取り付けられ
て放射方向力を加える。この実施態様において、荷重撓
み組立体２８’は垂直であって、その一端３４’がベー
ス１８’に固着され、他端３２’が浮動スペーサブロッ
ク１３１に固着されている。支柱または水平方向振動絶
縁部材１４’が中心ハブ２４’の上に取り付けられ、浮
動スペーサブロック１３１の中に延在する。
【０１２２】この垂直方向振動絶縁装置の実施態様は、
図１、図２、図４および図６、図９および図１０に記載
のものと同様に機能する。この振動絶縁装置の微調整を
支援するため放射方向調整機構５６’などの調整機構が
荷重撓み組立体２８’と接触する。またこの振動絶縁シ
ステムの荷重担持能力と中心ハブの垂直位置を調整する
ため、中心ハブを部分的に支持する同様の機構７２’が
配置される。
図１、図２、図４および図６、図９および図１０に記載
のものと同様に機能する。この振動絶縁装置の微調整を
支援するため放射方向調整機構５６’などの調整機構が
荷重撓み組立体２８’と接触する。またこの振動絶縁シ
ステムの荷重担持能力と中心ハブの垂直位置を調整する
ため、中心ハブを部分的に支持する同様の機構７２’が
配置される。
【０１２３】図２および図１１に図示の垂直方向振動絶
縁装置は、中心ハブに連結され相互に１２０゜の角度を
成す３本の放射方向撓みアームに限定されない。１８０
゜の間隔の２本の放射方向アームを使用し、または３本
以上の、例えば相互に９０゜の角度の４本のアームまた
は６０゜の角度の６本の放射方向アームを使用する事も
できる。
縁装置は、中心ハブに連結され相互に１２０゜の角度を
成す３本の放射方向撓みアームに限定されない。１８０
゜の間隔の２本の放射方向アームを使用し、または３本
以上の、例えば相互に９０゜の角度の４本のアームまた
は６０゜の角度の６本の放射方向アームを使用する事も
できる。
【０１２４】図１５について説明すれば、放射方向アー
ム１３４の堆積を備えたこの実施態様はさらにコンパク
トな振動絶縁システムを与えるために使用される。これ
らの放射方向アームは図１および図２と類似であるが、
この場合多数のアームがより大きな垂直荷重を支持する
事ができる。図２と図１１に図示の振動絶縁装置に使用
される荷重撓み組立体２８も同様に堆積させる事ができ
る。
ム１３４の堆積を備えたこの実施態様はさらにコンパク
トな振動絶縁システムを与えるために使用される。これ
らの放射方向アームは図１および図２と類似であるが、
この場合多数のアームがより大きな垂直荷重を支持する
事ができる。図２と図１１に図示の振動絶縁装置に使用
される荷重撓み組立体２８も同様に堆積させる事ができ
る。
【０１２５】図１２と図１３に図示の他の振動絶縁シス
テムは、図１に図示のシステムに使用されたものと同一
の垂直方向および水平方向振動絶縁装置を使用する。こ
の振動絶縁システムは３個の垂直方向振動絶縁装置１２
を使用し、この振動絶縁装置１２は水平方向振動絶縁部
材１４ではなく、プラットフォーム１６または類似構造
を直接に支持するためのベース部材として使用される。
テムは、図１に図示のシステムに使用されたものと同一
の垂直方向および水平方向振動絶縁装置を使用する。こ
の振動絶縁システムは３個の垂直方向振動絶縁装置１２
を使用し、この振動絶縁装置１２は水平方向振動絶縁部
材１４ではなく、プラットフォーム１６または類似構造
を直接に支持するためのベース部材として使用される。
【０１２６】図１３はこのプラットフォーム１６と１つ
の振動絶縁装置の中心ハブ２４との取り付け状態を示
す。基本的にプラットフォームは各振動絶縁装置の中心
ハブ上に搭載され、単にプラットフォームの孔４６を通
り中心ハブ上のネジ孔の中に延在するボルト４２または
その他類似の締結手段によって取り付けられている。水
平方向振動絶縁部材１４は中心ハブそのものの上でな
く，この中間プラットフォーム１６の上に搭載されてい
る。
の振動絶縁装置の中心ハブ２４との取り付け状態を示
す。基本的にプラットフォームは各振動絶縁装置の中心
ハブ上に搭載され、単にプラットフォームの孔４６を通
り中心ハブ上のネジ孔の中に延在するボルト４２または
その他類似の締結手段によって取り付けられている。水
平方向振動絶縁部材１４は中心ハブそのものの上でな
く，この中間プラットフォーム１６の上に搭載されてい
る。
【０１２７】特定の構造は垂直方向振動絶縁装置の性能
を増進する。水平方向振動絶縁装置からの曲げモーメン
トが垂直方向振動絶縁装置の中心ハブ２４ではなく、プ
ラットフォーム１６に伝達されるからである。これら曲
げモーメントは、プラットフォーム１６上の正味曲げモ
ーメントを平衡させるように、それぞれの垂直方向振動
絶縁装置の中心ハブに伝達される垂直荷重の差異として
相互に作用する。
を増進する。水平方向振動絶縁装置からの曲げモーメン
トが垂直方向振動絶縁装置の中心ハブ２４ではなく、プ
ラットフォーム１６に伝達されるからである。これら曲
げモーメントは、プラットフォーム１６上の正味曲げモ
ーメントを平衡させるように、それぞれの垂直方向振動
絶縁装置の中心ハブに伝達される垂直荷重の差異として
相互に作用する。
【０１２８】図１２において、各水平方向振動絶縁部材
１４はこの中間プラットフォーム１６の中に取り付けら
れ、上プラットフォーム１３５に接触し、この上プラッ
トフォーム１３５上に振動絶縁される物体が載置され
る。図１３は水平方向振動絶縁部材１４がプラットフォ
ーム上の取り付け孔１３６の中に配置され、プラットフ
ォーム１６に対して溶接またはロウ付けされる事を示
す。同様に水平方向振動絶縁部材１４の反対側末端は上
プラットフォーム１３５に取り付けられる。中間プラッ
トフォームの使用は、垂直方向振動絶縁装置の性能を増
進するさらに安定なシステムを成す。
１４はこの中間プラットフォーム１６の中に取り付けら
れ、上プラットフォーム１３５に接触し、この上プラッ
トフォーム１３５上に振動絶縁される物体が載置され
る。図１３は水平方向振動絶縁部材１４がプラットフォ
ーム上の取り付け孔１３６の中に配置され、プラットフ
ォーム１６に対して溶接またはロウ付けされる事を示
す。同様に水平方向振動絶縁部材１４の反対側末端は上
プラットフォーム１３５に取り付けられる。中間プラッ
トフォームの使用は、垂直方向振動絶縁装置の性能を増
進するさらに安定なシステムを成す。
【０１２９】図１８は振動絶縁システムの他の実施態様
１３８を示し、この振動絶縁システムは本発明を構成す
る成分の種々の組合わせを示す。この図において、水平
方向振動絶縁システムは、垂直方向振動絶縁システム１
４０と振動絶縁される物体（図示されず）とのベース支
持体として利用される。この振動絶縁システム１３８は
単一垂直方向振動絶縁システム１４０を使用し、これは
図２に図示のものと類似であるが、中心ハブが支持構造
１４２に固着され、この支持構造１４２の上に物体が載
置される。垂直方向振動絶縁装置１４０は３本の水平方
向振動絶縁部材１４によって支持され、これらの部材１
４は振動絶縁装置ベース１８と機素４４との間に垂直に
配置されている。このシステム１３８は前記の各システ
ムと同様に作動するが、この場合、単一の垂直方向振動
絶縁装置が振動の垂直成分を振動絶縁する手段を成す。
１３８を示し、この振動絶縁システムは本発明を構成す
る成分の種々の組合わせを示す。この図において、水平
方向振動絶縁システムは、垂直方向振動絶縁システム１
４０と振動絶縁される物体（図示されず）とのベース支
持体として利用される。この振動絶縁システム１３８は
単一垂直方向振動絶縁システム１４０を使用し、これは
図２に図示のものと類似であるが、中心ハブが支持構造
１４２に固着され、この支持構造１４２の上に物体が載
置される。垂直方向振動絶縁装置１４０は３本の水平方
向振動絶縁部材１４によって支持され、これらの部材１
４は振動絶縁装置ベース１８と機素４４との間に垂直に
配置されている。このシステム１３８は前記の各システ
ムと同様に作動するが、この場合、単一の垂直方向振動
絶縁装置が振動の垂直成分を振動絶縁する手段を成す。
【０１３０】さらに他の振動絶縁システムの実施態様１
４６を図１６および図１７に示す。この実施態様におい
て、前記のシステムの放射方向撓み組立体と荷重撓み組
立体の代わりに、通常の円錐形ディスクバネ１４８また
は皿バネと、２セットの支柱部材とを使用する。皿バネ
は非線形バネであって、荷重を支持し、一定の作動点に
おいて負のバネ剛さを示す。前述のように、この皿バネ
は若干の設計条件において、一般のスナップスルー機構
またはオーバセンタ機構として挙動し、他の実施態様に
おいて使用された荷重撓み部材と放射方向撓み部材との
組合わせと同様の特性を有する。
４６を図１６および図１７に示す。この実施態様におい
て、前記のシステムの放射方向撓み組立体と荷重撓み組
立体の代わりに、通常の円錐形ディスクバネ１４８また
は皿バネと、２セットの支柱部材とを使用する。皿バネ
は非線形バネであって、荷重を支持し、一定の作動点に
おいて負のバネ剛さを示す。前述のように、この皿バネ
は若干の設計条件において、一般のスナップスルー機構
またはオーバセンタ機構として挙動し、他の実施態様に
おいて使用された荷重撓み部材と放射方向撓み部材との
組合わせと同様の特性を有する。
【０１３１】この実施態様の振動絶縁システム１４６は
複数の第１セットの支柱部材１５４を含み、これら支柱
部材が実効荷重を支持しまた任意の水平方向においてゼ
ロまたはゼロに近い剛さを生じる。第２セットの支柱１
５２は皿バネと実効荷重とを支持し、皿バネの発生する
負の剛さに対抗する正の垂直方向剛さを生じる。
複数の第１セットの支柱部材１５４を含み、これら支柱
部材が実効荷重を支持しまた任意の水平方向においてゼ
ロまたはゼロに近い剛さを生じる。第２セットの支柱１
５２は皿バネと実効荷重とを支持し、皿バネの発生する
負の剛さに対抗する正の垂直方向剛さを生じる。
【０１３２】図１６と図１７において、２セットの支柱
部材が皿バネ１４８を上プラットフォーム１５６とベー
ス１５０との間に支持する。上セットの支柱部材１５４
はその上端において図６図と図７に図示のような長手方
調整機構８２を介してプラットフォーム１５６に連結さ
れている。ストッパ機構１００とロックナット１０１も
連結されている。支柱部材１５４の下端は皿バネ１４８
の取り付け孔の中に挿入され溶接またはロウ付けされる
事によって皿バネに固着されている。上セットの支柱部
材１５４は荷重を上プラットフォーム１５６から、従来
の皿バネと同様に皿バネ１５８の内周近くに荷重を伝達
する。下セットの支柱部材１５２の上端は同様に皿バネ
の外周近くに固着されている。支柱部材１５２の下端
は、上支柱部材に使用されたものと同一型の長手方調整
部材８２とロックナット１０１を使用し、しかしストッ
パ機構１００を使用しないで、ベースプレート１５０に
連結される。この下セットの支柱部材１５２は、先行技
術の皿バネと同様に、皿バネの外周１６０近くに上向き
荷重を伝達する。
部材が皿バネ１４８を上プラットフォーム１５６とベー
ス１５０との間に支持する。上セットの支柱部材１５４
はその上端において図６図と図７に図示のような長手方
調整機構８２を介してプラットフォーム１５６に連結さ
れている。ストッパ機構１００とロックナット１０１も
連結されている。支柱部材１５４の下端は皿バネ１４８
の取り付け孔の中に挿入され溶接またはロウ付けされる
事によって皿バネに固着されている。上セットの支柱部
材１５４は荷重を上プラットフォーム１５６から、従来
の皿バネと同様に皿バネ１５８の内周近くに荷重を伝達
する。下セットの支柱部材１５２の上端は同様に皿バネ
の外周近くに固着されている。支柱部材１５２の下端
は、上支柱部材に使用されたものと同一型の長手方調整
部材８２とロックナット１０１を使用し、しかしストッ
パ機構１００を使用しないで、ベースプレート１５０に
連結される。この下セットの支柱部材１５２は、先行技
術の皿バネと同様に、皿バネの外周１６０近くに上向き
荷重を伝達する。
【０１３３】この場合、皿バネは、重量を支持し、また
センタポイントまたは作動点を中心とする垂直撓みの範
囲内において負剛さを生じるように設計される。このセ
ンタポイントは図１７に図示のように、皿バネ１４８の
荷重を受けた平坦な状態に対応する。実効荷重（図示さ
れず）および上支持プラットフォーム１５６が垂直に移
動する際に、皿バネは通常のようにその傾斜角度または
円錐角度を変更して変形し、支柱部材１５４、１５２も
その末端部分の傾斜の対応の変化によって曲がって変形
する。この支柱部材の曲げは、負剛さに対抗する正バネ
剛さを生じ、この構造を弾性的不安定点に近づけ、垂直
方向において低い正味剛さを生じる。水平方向における
低剛さは、一方の支柱部材セット、この場合は上セット
１５４をその臨界座屈荷重に近づくように調整する事に
よって生じる。
センタポイントまたは作動点を中心とする垂直撓みの範
囲内において負剛さを生じるように設計される。このセ
ンタポイントは図１７に図示のように、皿バネ１４８の
荷重を受けた平坦な状態に対応する。実効荷重（図示さ
れず）および上支持プラットフォーム１５６が垂直に移
動する際に、皿バネは通常のようにその傾斜角度または
円錐角度を変更して変形し、支柱部材１５４、１５２も
その末端部分の傾斜の対応の変化によって曲がって変形
する。この支柱部材の曲げは、負剛さに対抗する正バネ
剛さを生じ、この構造を弾性的不安定点に近づけ、垂直
方向において低い正味剛さを生じる。水平方向における
低剛さは、一方の支柱部材セット、この場合は上セット
１５４をその臨界座屈荷重に近づくように調整する事に
よって生じる。
【０１３４】図１７の実施態様において、下支柱部材１
５２は上支柱部材１５４と同一の断面および材料から成
るが、下支柱部材は著しく短く、従ってはるかに曲げに
おいて剛い。従ってこれらの下支柱部材１５２が、皿バ
ネからの負剛さに対抗する正バネ剛さの大部分を生じ
る。
５２は上支柱部材１５４と同一の断面および材料から成
るが、下支柱部材は著しく短く、従ってはるかに曲げに
おいて剛い。従ってこれらの下支柱部材１５２が、皿バ
ネからの負剛さに対抗する正バネ剛さの大部分を生じ
る。
【０１３５】これらの下支柱部材は本発明のこの実施態
様において他の重要な機能を有する。この機能は、振動
絶縁システムの共振振動数が許容振動数範囲内において
振動絶縁システムの性能を阻害しない程度にこの共振振
動数を高く保持するに十分な横方向曲げ剛さを与えるに
ある。特定の振動絶縁システム共振モードは、支柱部材
の横方向撓みによりバネの上を水平に振動する皿バネの
質量に対応する。上支柱部材と下支柱部材が共にその臨
界座屈荷重またはその近くまで加重を受けると、この振
動絶縁システムの共振に関わる横方向バネ定数が低くな
って、振動絶縁システムの共振振動数が許容できない程
度に低くなる。適切な設計により、下支柱部材は皿バネ
の負剛さに対抗する適切な垂直剛さを生じまた振動絶縁
システムの水平共振振動数を許容範囲内の高い値に保持
する事ができる。
様において他の重要な機能を有する。この機能は、振動
絶縁システムの共振振動数が許容振動数範囲内において
振動絶縁システムの性能を阻害しない程度にこの共振振
動数を高く保持するに十分な横方向曲げ剛さを与えるに
ある。特定の振動絶縁システム共振モードは、支柱部材
の横方向撓みによりバネの上を水平に振動する皿バネの
質量に対応する。上支柱部材と下支柱部材が共にその臨
界座屈荷重またはその近くまで加重を受けると、この振
動絶縁システムの共振に関わる横方向バネ定数が低くな
って、振動絶縁システムの共振振動数が許容できない程
度に低くなる。適切な設計により、下支柱部材は皿バネ
の負剛さに対抗する適切な垂直剛さを生じまた振動絶縁
システムの水平共振振動数を許容範囲内の高い値に保持
する事ができる。
【０１３６】図１４は、図２と図１１の振動絶縁システ
ムに関する図３のグラフと類似であって、図１６および
図１７の振動絶縁システムの垂直荷重−撓み曲線を示
す。曲線Ｎは非線形皿バネに対応し、線Ｐは垂直ロッド
の曲げに関連した正バネに対応し、曲線Ｉは振動絶縁シ
ステムの合成曲線である。原点は皿バネの無荷重状態に
対応する。撓みσW は、皿バネの初期無荷重円錐形（図
示されず）から図１７に示すその荷重を受けた平坦状態
までの撓みに対応する。
ムに関する図３のグラフと類似であって、図１６および
図１７の振動絶縁システムの垂直荷重−撓み曲線を示
す。曲線Ｎは非線形皿バネに対応し、線Ｐは垂直ロッド
の曲げに関連した正バネに対応し、曲線Ｉは振動絶縁シ
ステムの合成曲線である。原点は皿バネの無荷重状態に
対応する。撓みσW は、皿バネの初期無荷重円錐形（図
示されず）から図１７に示すその荷重を受けた平坦状態
までの撓みに対応する。
【０１３７】図示の実施態様において支柱部材は初期の
無荷重状態においてまっすぐであり、皿バネ１４８と上
プラットフォーム１５６およびベース１５０とに固着さ
れており、また皿バネは組立体取り付け物（図示され
ず）の中において、図１７に図示の位置と形状まで平坦
になされる。この故に、線Ｐは原点ではなく、図３の撓
みσW に対応するゼロ荷重を通る。皿バネが組立体取り
付け物から除去されて解除された後に、この皿バネはそ
の初期無荷重円錐形（図３の原点）に戻ろうとするが、
皿バネは支柱部材の曲げによって拘束されて振動絶縁シ
ステム無荷重位置σ0 に戻るにすぎない。皿バネ曲線Ｎ
は、センタポイントσW を中心とするσ1からσ2 まで
の範囲内において、ほとんど一定の負傾斜を示す。これ
は振動絶縁システムの作動範囲である。正バネ線Ｐが支
柱部材の曲げによって皿バネ曲線Ｎに累加される時、合
成振動絶縁システム荷重−撓み曲線ＩはσW を中心とす
るσ1 からσ2 までの範囲内においてゼロまたはほとん
どゼロの傾斜を示す。
無荷重状態においてまっすぐであり、皿バネ１４８と上
プラットフォーム１５６およびベース１５０とに固着さ
れており、また皿バネは組立体取り付け物（図示され
ず）の中において、図１７に図示の位置と形状まで平坦
になされる。この故に、線Ｐは原点ではなく、図３の撓
みσW に対応するゼロ荷重を通る。皿バネが組立体取り
付け物から除去されて解除された後に、この皿バネはそ
の初期無荷重円錐形（図３の原点）に戻ろうとするが、
皿バネは支柱部材の曲げによって拘束されて振動絶縁シ
ステム無荷重位置σ0 に戻るにすぎない。皿バネ曲線Ｎ
は、センタポイントσW を中心とするσ1からσ2 まで
の範囲内において、ほとんど一定の負傾斜を示す。これ
は振動絶縁システムの作動範囲である。正バネ線Ｐが支
柱部材の曲げによって皿バネ曲線Ｎに累加される時、合
成振動絶縁システム荷重−撓み曲線ＩはσW を中心とす
るσ1 からσ2 までの範囲内においてゼロまたはほとん
どゼロの傾斜を示す。
【０１３８】本発明のこの実施態様において、皿バネそ
のものがその弾性不安定点を超えて重量を加えられて負
剛さを生じ、スナップスルー機構またはオーバセンタ機
構として挙動する。皿バネ垂直ロッドの曲げによって生
じる正バネ手段と結合する事により、この構造は正剛さ
の値が負剛さの値を越えた場合に安定させられる。正剛
さ値を負剛さ値に近づくように調整する事により、この
構造は弾性不安定点に近づけられる。構造の無荷重状態
の安定位置は第１７図に図示された平坦形状であって、
不安定モードの形状は皿バネの円錐形状に変形された状
態である。不安定状態への振動絶縁物体の移動は垂直方
向であり、すなわち皿バネの軸線方向である。
のものがその弾性不安定点を超えて重量を加えられて負
剛さを生じ、スナップスルー機構またはオーバセンタ機
構として挙動する。皿バネ垂直ロッドの曲げによって生
じる正バネ手段と結合する事により、この構造は正剛さ
の値が負剛さの値を越えた場合に安定させられる。正剛
さ値を負剛さ値に近づくように調整する事により、この
構造は弾性不安定点に近づけられる。構造の無荷重状態
の安定位置は第１７図に図示された平坦形状であって、
不安定モードの形状は皿バネの円錐形状に変形された状
態である。不安定状態への振動絶縁物体の移動は垂直方
向であり、すなわち皿バネの軸線方向である。
【０１３９】垂直方向振動絶縁システムと水平方向振動
絶縁システムを微調整するために、２セットの支柱部材
長さ調整機構８２が使用される。上支柱部材１５４の長
さを調整する上調整機構８２は主として上支柱部材の臨
界座屈荷重の調整により水平方向振動絶縁システムを微
調整する。下支柱１５２の長さを調整する下調整機構８
２は主として、これらの下支柱部材の曲げから生じる正
垂直バネ剛さを調整する事により垂直方向振動絶縁シス
テムを微調整する。振動絶縁システムの荷重担持能力ま
たは実効荷重垂直位置の調整機構はこの実施態様におい
ては図示されていないが、実効荷重またはプラットフォ
ームからバラストを除去しまたは追加し、あるいは図１
０の機構７２などの手段を使用して実施する事ができ
る。
絶縁システムを微調整するために、２セットの支柱部材
長さ調整機構８２が使用される。上支柱部材１５４の長
さを調整する上調整機構８２は主として上支柱部材の臨
界座屈荷重の調整により水平方向振動絶縁システムを微
調整する。下支柱１５２の長さを調整する下調整機構８
２は主として、これらの下支柱部材の曲げから生じる正
垂直バネ剛さを調整する事により垂直方向振動絶縁シス
テムを微調整する。振動絶縁システムの荷重担持能力ま
たは実効荷重垂直位置の調整機構はこの実施態様におい
ては図示されていないが、実効荷重またはプラットフォ
ームからバラストを除去しまたは追加し、あるいは図１
０の機構７２などの手段を使用して実施する事ができ
る。
【０１４０】また図１６および図１７に図示の振動絶縁
システムは、図１、図１２および図１８の実施例に示し
た種々の振動絶縁システムにおいて、図２の振動絶縁装
置の代わりに垂直方向振動絶縁装置として使用する事が
できる。この場合、上支柱部材と下支柱部材は比較的剛
く、一方のセットのみが長さ調整される。他方セット支
柱部材がその臨界座屈荷重またはその近くまで荷重を加
えられて水平方向振動絶縁システムを成すからである。
システムは、図１、図１２および図１８の実施例に示し
た種々の振動絶縁システムにおいて、図２の振動絶縁装
置の代わりに垂直方向振動絶縁装置として使用する事が
できる。この場合、上支柱部材と下支柱部材は比較的剛
く、一方のセットのみが長さ調整される。他方セット支
柱部材がその臨界座屈荷重またはその近くまで荷重を加
えられて水平方向振動絶縁システムを成すからである。
【０１４１】図２の振動絶縁装置１２などの垂直方向振
動絶縁システムを、図２の支柱部材１４のような比較的
低い横方向剛さを有する手段と組み合わせる事により、
水平方向および垂直方向の種々の方向に使用する事ので
きる多機能振動絶縁装置１９０または懸垂装置の実施態
様が得られる。この実施態様はシステムの配向が重力場
またはその他の加速度場に対して変動しあるいは加速度
場の大きさが変動する多くの用途について有効な振動絶
縁システムを成す。その使用例は移動する潜水艦の雑音
発生機器の振動絶縁、または移動する航空機の光学照準
システムの製品である。
動絶縁システムを、図２の支柱部材１４のような比較的
低い横方向剛さを有する手段と組み合わせる事により、
水平方向および垂直方向の種々の方向に使用する事ので
きる多機能振動絶縁装置１９０または懸垂装置の実施態
様が得られる。この実施態様はシステムの配向が重力場
またはその他の加速度場に対して変動しあるいは加速度
場の大きさが変動する多くの用途について有効な振動絶
縁システムを成す。その使用例は移動する潜水艦の雑音
発生機器の振動絶縁、または移動する航空機の光学照準
システムの製品である。
【０１４２】このような振動絶縁システムを第２２図に
示す原理を使用して説明する。図２の振動絶縁装置１９
０のような振動絶縁装置または懸垂装置は、その軸方向
（図２の垂直方向）における正または負の剛さを生じる
能力を有し、また軸方向における力を支持してこの軸方
向力の変動に対して振動絶縁装置の特定の軸方向長さを
保持する能力を有する。その軸方向剛さおよび軸方向力
は前記の種々の調整手段によって調整する事ができる。
またこの振動絶縁装置は、その横方向変形に対する剛さ
を与え、軸線に対して横方向（第２図における水平方
向）において振動絶縁装置の一端の他端に対する移動を
生じる事ができる。この横方向剛さは正剛さまたは負剛
さとする事ができ、また前述の種々の手段によって調整
する事ができる。
示す原理を使用して説明する。図２の振動絶縁装置１９
０のような振動絶縁装置または懸垂装置は、その軸方向
（図２の垂直方向）における正または負の剛さを生じる
能力を有し、また軸方向における力を支持してこの軸方
向力の変動に対して振動絶縁装置の特定の軸方向長さを
保持する能力を有する。その軸方向剛さおよび軸方向力
は前記の種々の調整手段によって調整する事ができる。
またこの振動絶縁装置は、その横方向変形に対する剛さ
を与え、軸線に対して横方向（第２図における水平方
向）において振動絶縁装置の一端の他端に対する移動を
生じる事ができる。この横方向剛さは正剛さまたは負剛
さとする事ができ、また前述の種々の手段によって調整
する事ができる。
【０１４３】図２２は水平方向振動絶縁のための本発明
の他の実施態様に使用される原理を示す。この図は基礎
１４４に対して３個の振動絶縁装置１６２によって連結
された実効荷重プラットフォーム１６の平面を示す。軸
線および軸線方向の振動絶縁装置の小移動に対する軸方
向剛さＫA と、軸線に対する任意の横方向の小移動に対
する横方向剛さＫL とを有する。３個の振動絶縁装置１
６２は、それらの軸線１６６が相互に１２０゜離間し、
共通点１６０において交差するように配置されている。
図２２における各振動絶縁装置１６２は軸方向バネＫA
と横方向バネＫL から成り、これらのバネはプラットフ
ォーム１６に対する取り付け点１６４と基礎１４４との
間に連結される。
の他の実施態様に使用される原理を示す。この図は基礎
１４４に対して３個の振動絶縁装置１６２によって連結
された実効荷重プラットフォーム１６の平面を示す。軸
線および軸線方向の振動絶縁装置の小移動に対する軸方
向剛さＫA と、軸線に対する任意の横方向の小移動に対
する横方向剛さＫL とを有する。３個の振動絶縁装置１
６２は、それらの軸線１６６が相互に１２０゜離間し、
共通点１６０において交差するように配置されている。
図２２における各振動絶縁装置１６２は軸方向バネＫA
と横方向バネＫL から成り、これらのバネはプラットフ
ォーム１６に対する取り付け点１６４と基礎１４４との
間に連結される。
【０１４４】図２２の原理は、プラットフォーム１６が
線１６８によって示されるような任意水平方向に小移動
させられる場合、振動絶縁システムの剛さＫは抵抗力を
移動値によって割った値によって決定され、移動方向に
係わらず同一値を有し、この値は下記の方程式によって
ＫA とＫL に関連させられる。
線１６８によって示されるような任意水平方向に小移動
させられる場合、振動絶縁システムの剛さＫは抵抗力を
移動値によって割った値によって決定され、移動方向に
係わらず同一値を有し、この値は下記の方程式によって
ＫA とＫL に関連させられる。
【０１４５】K = 1.5KA + 1.5KL (1) この原理を本発明の実施態様に利用し、それぞれ軸方向
において調整可能の負の剛さと横方向において一定の正
の剛さを有する前述の振動絶縁装置をもって図２２に図
示の振動絶縁システムまたは懸垂システムを形成する。
において調整可能の負の剛さと横方向において一定の正
の剛さを有する前述の振動絶縁装置をもって図２２に図
示の振動絶縁システムまたは懸垂システムを形成する。
【０１４６】前記の方程式（１）のＫA の代わりに、こ
の負の剛さ−ＫN を使用して、つぎの式が得られる。
の負の剛さ−ＫN を使用して、つぎの式が得られる。
【０１４７】K = -1.5KN +1.5KL (2) この式は、負の軸方向剛さＫN の値を正の横方向剛さＫ
L の値に近づくように調整する事により、水平振動絶縁
システムの均一な全方向剛さを任意に小さくできる事を
示している。前記の軸方向剛さと横方向剛さが等しくな
る点は得られた構造について弾性不安定点である。また
図示の振動絶縁システムの物理的構造は真に軸対称では
ないが、得られる剛さ挙動は軸対称であり、また得られ
る不安定性挙動も軸対称である。すなわち理論的には無
限数の水平方向において生じうる無限数の不安定モード
形状が存在する。
L の値に近づくように調整する事により、水平振動絶縁
システムの均一な全方向剛さを任意に小さくできる事を
示している。前記の軸方向剛さと横方向剛さが等しくな
る点は得られた構造について弾性不安定点である。また
図示の振動絶縁システムの物理的構造は真に軸対称では
ないが、得られる剛さ挙動は軸対称であり、また得られ
る不安定性挙動も軸対称である。すなわち理論的には無
限数の水平方向において生じうる無限数の不安定モード
形状が存在する。
【０１４８】さらに振動絶縁装置は軸方向荷重の変動に
対してその軸方向長さを保持するように調整する事がで
きるので、例えば移動する潜水艦中の雑音発生機器の振
動絶縁の場合のように重力場またはその他の加速度場あ
るいは加速度場の変動に対して振動絶縁システムの配向
が変動するような用途に前記の構造の水平方向振動絶縁
システムを使用する事ができる。
対してその軸方向長さを保持するように調整する事がで
きるので、例えば移動する潜水艦中の雑音発生機器の振
動絶縁の場合のように重力場またはその他の加速度場あ
るいは加速度場の変動に対して振動絶縁システムの配向
が変動するような用途に前記の構造の水平方向振動絶縁
システムを使用する事ができる。
【０１４９】図２２において、振動絶縁システム中の各
振動絶縁装置１６２の荷重支持能力を適切に調整する事
により、基礎の定常的または準定常的水平加速において
実効荷重プラットフォーム１６を基礎１４４に対して平
衡状態に保持し、同時に振動絶縁システムの水平剛さを
任意に低く保持する事ができる。このアプローチは通
常、能動振動絶縁システムにおいて使用されよう。図２
２に図示のシステムにおいて、振動絶縁装置の軸線の交
点１６０は、並進−回転偶力、すなわち基礎の並進加速
によって生じる物体の回転加速度を避けるために懸垂さ
れた物体の重心に対応する。
振動絶縁装置１６２の荷重支持能力を適切に調整する事
により、基礎の定常的または準定常的水平加速において
実効荷重プラットフォーム１６を基礎１４４に対して平
衡状態に保持し、同時に振動絶縁システムの水平剛さを
任意に低く保持する事ができる。このアプローチは通
常、能動振動絶縁システムにおいて使用されよう。図２
２に図示のシステムにおいて、振動絶縁装置の軸線の交
点１６０は、並進−回転偶力、すなわち基礎の並進加速
によって生じる物体の回転加速度を避けるために懸垂さ
れた物体の重心に対応する。
【０１５０】全方向水平剛さＫH を有する垂直方向振動
絶縁システムについて第２２図の水平方向振動絶縁シス
テムを使用するならば、水平方向振動絶縁装置１６２の
負の軸方向剛さがこの剛さＫH と水平方向振動絶縁装置
の横方向剛さＫL とを相殺するように調整する事ができ
よう。前記の式（２）に剛さＫH を加えてつぎの式が得
られる。
絶縁システムについて第２２図の水平方向振動絶縁シス
テムを使用するならば、水平方向振動絶縁装置１６２の
負の軸方向剛さがこの剛さＫH と水平方向振動絶縁装置
の横方向剛さＫL とを相殺するように調整する事ができ
よう。前記の式（２）に剛さＫH を加えてつぎの式が得
られる。
【０１５１】K = -1.5KN +1.5KL+KH (3) 振動絶縁システムの正味水平剛さをゼロに成すために必
要なＫN の値は下記の式で示される。
要なＫN の値は下記の式で示される。
【０１５２】KN = KL + 2/3 KH (4) この値は、式（３）においてＫをゼロに設定しＫN を解
く事によって得られる。
く事によって得られる。
【０１５３】垂直方向振動絶縁システムは、前記の水平
方向振動絶縁システムに使用されたものと同一型の振動
絶縁装置で構成する事ができるが、その荷重担持能力は
懸垂された物体の垂直荷重を支持するように調整され
る。この場合垂直方向振動絶縁システムの正のバネ手段
は垂直方向振動絶縁装置の横方向（垂直方向）剛さを含
むので、垂直方向振動絶縁システムの正味軸方向負剛さ
は水平方向振動絶縁システムのこの横方向（垂直）剛さ
を相殺するように調整しなければならない。
方向振動絶縁システムに使用されたものと同一型の振動
絶縁装置で構成する事ができるが、その荷重担持能力は
懸垂された物体の垂直荷重を支持するように調整され
る。この場合垂直方向振動絶縁システムの正のバネ手段
は垂直方向振動絶縁装置の横方向（垂直方向）剛さを含
むので、垂直方向振動絶縁システムの正味軸方向負剛さ
は水平方向振動絶縁システムのこの横方向（垂直）剛さ
を相殺するように調整しなければならない。
【０１５４】図２２の水平方向振動絶縁システムを使用
する垂直方向振動絶縁システムは図１のシステム１０と
本質的に同一であるが、図１と図２に図示の支柱部材１
４はその臨界座屈荷重以下で作動するように設計されま
た長さ調整機構８２を必要としない。なぜかならば、水
平方向振動絶縁システムの剛さは図２２の水平方向振動
絶縁システムの水平方向振動絶縁装置１６２の負の軸方
向剛さを調整する事によって調整されるからである。
する垂直方向振動絶縁システムは図１のシステム１０と
本質的に同一であるが、図１と図２に図示の支柱部材１
４はその臨界座屈荷重以下で作動するように設計されま
た長さ調整機構８２を必要としない。なぜかならば、水
平方向振動絶縁システムの剛さは図２２の水平方向振動
絶縁システムの水平方向振動絶縁装置１６２の負の軸方
向剛さを調整する事によって調整されるからである。
【０１５５】図２２の水平方向振動絶縁システムと図１
の垂直方向振動絶縁システムとを含む振動絶縁システム
は前記の型の多機能振動絶縁装置、例えば図２の振動絶
縁装置１９０を含む振動絶縁システムの１実施態様にす
ぎない。当業者には他の多くの変形が可能である。
の垂直方向振動絶縁システムとを含む振動絶縁システム
は前記の型の多機能振動絶縁装置、例えば図２の振動絶
縁装置１９０を含む振動絶縁システムの１実施態様にす
ぎない。当業者には他の多くの変形が可能である。
【０１５６】図２３と図２４は図２２に図示説明した原
理に基づくコンパクトな水平方向振動絶縁システムを成
す本発明の他の実施態様を示す。図２３は振動絶縁シス
テム１８６の立面図である。実効荷重プラットフォーム
１６が３個の二重撓み組立体１７０によって基礎１８上
に支持されている。図２４は二重撓み組立体１７０と基
礎１８の一部断面を示す平面図である。
理に基づくコンパクトな水平方向振動絶縁システムを成
す本発明の他の実施態様を示す。図２３は振動絶縁シス
テム１８６の立面図である。実効荷重プラットフォーム
１６が３個の二重撓み組立体１７０によって基礎１８上
に支持されている。図２４は二重撓み組立体１７０と基
礎１８の一部断面を示す平面図である。
【０１５７】各二重撓み組立体１７０は、上撓み部材１
７２と、下撓み部材１７４と、上プレート１７６と、中
プレート１７８と、下プレート１８０とから成る。上撓
み部材１７２はプレート１７６と１７８との間に連結さ
れ、下撓み部材１７４はプレート１７８と１８０との間
に連結される。上撓み部材１７２は下撓み部材１７４と
交差している。すなわちこれらの撓み部材は垂直軸線回
りに相互に９０゜回転されている。これらの撓み部材１
７２、１７４は低い剛さを有する薄い可撓性プレートで
あって、上連結プレートを下連結プレートに対して、こ
れらの撓み部材の面に垂直な方向に並進運動させる事が
できる。撓み組立体１７０の上プレート１７６は実効荷
重プラットフォーム１６に溶接され、下プレート１８０
は基礎１８に対して溶接される。振動絶縁システム１８
６の撓み部材１７２、１７４に加えられる拘束力と、こ
れらの撓み部材の低い曲げ剛さの結果、各撓み組立体１
７０において、図２２の振動絶縁装置１６２の軸方向剛
さＫA と横方向剛さＫL に類似の相互に９０゜開いた２
つの低水平剛さが得られる。
７２と、下撓み部材１７４と、上プレート１７６と、中
プレート１７８と、下プレート１８０とから成る。上撓
み部材１７２はプレート１７６と１７８との間に連結さ
れ、下撓み部材１７４はプレート１７８と１８０との間
に連結される。上撓み部材１７２は下撓み部材１７４と
交差している。すなわちこれらの撓み部材は垂直軸線回
りに相互に９０゜回転されている。これらの撓み部材１
７２、１７４は低い剛さを有する薄い可撓性プレートで
あって、上連結プレートを下連結プレートに対して、こ
れらの撓み部材の面に垂直な方向に並進運動させる事が
できる。撓み組立体１７０の上プレート１７６は実効荷
重プラットフォーム１６に溶接され、下プレート１８０
は基礎１８に対して溶接される。振動絶縁システム１８
６の撓み部材１７２、１７４に加えられる拘束力と、こ
れらの撓み部材の低い曲げ剛さの結果、各撓み組立体１
７０において、図２２の振動絶縁装置１６２の軸方向剛
さＫA と横方向剛さＫL に類似の相互に９０゜開いた２
つの低水平剛さが得られる。
【０１５８】図２３と図２４に図示のように３個の撓み
組立体１７０をそれぞれの低い剛さ方向が１２０゜開く
ように配向する事によって得られる振動絶縁システムの
低剛さは図２２に図示の原理に従って任意の水平方向に
おいて同一である。また各撓み部材はそれぞれの臨界座
屈強さと、図１９Ｂおよび図１９Ｃに図示の支柱部材と
同様の座屈モードまたは不安定モードを有する。従って
各撓み組立体１７０にその臨界座屈強さに近い実効荷重
を加える事により、水平方向振動絶縁システム１８６の
剛さをゼロに近づける事ができる。また撓み組立体１７
０の荷重を調整するため、前述の支柱荷重調整手段を使
用する事もできる。
組立体１７０をそれぞれの低い剛さ方向が１２０゜開く
ように配向する事によって得られる振動絶縁システムの
低剛さは図２２に図示の原理に従って任意の水平方向に
おいて同一である。また各撓み部材はそれぞれの臨界座
屈強さと、図１９Ｂおよび図１９Ｃに図示の支柱部材と
同様の座屈モードまたは不安定モードを有する。従って
各撓み組立体１７０にその臨界座屈強さに近い実効荷重
を加える事により、水平方向振動絶縁システム１８６の
剛さをゼロに近づける事ができる。また撓み組立体１７
０の荷重を調整するため、前述の支柱荷重調整手段を使
用する事もできる。
【０１５９】各撓み組立体１７０は単一の部材で機械加
工する事ができる。また撓み組立体１７０をプラットフ
ォームおよび基礎１８に対して固着するために溶接以外
の手段、例えばボルト締めを使用する事ができる。しか
し溶接はボルト締めの機械摩擦による減衰を示さないの
で望ましい。その場合、減衰はヒステリシス減衰または
材料減衰に制限される。すなわちシステム中のエネルギ
ー消失は構造材料中のヒステリシスに限定される。
工する事ができる。また撓み組立体１７０をプラットフ
ォームおよび基礎１８に対して固着するために溶接以外
の手段、例えばボルト締めを使用する事ができる。しか
し溶接はボルト締めの機械摩擦による減衰を示さないの
で望ましい。その場合、減衰はヒステリシス減衰または
材料減衰に制限される。すなわちシステム中のエネルギ
ー消失は構造材料中のヒステリシスに限定される。
【０１６０】前述のように、本発明による振動絶縁シス
テムは受動型振動絶縁システムとして使用する事がで
き、あるいは運動検出要素、フィードバックループおよ
びアクチュエータ手段を使用して、能動型振動絶縁シス
テムとして使用する事ができる。また前記のすべての調
整手段は電気的に作動する事ができる。
テムは受動型振動絶縁システムとして使用する事がで
き、あるいは運動検出要素、フィードバックループおよ
びアクチュエータ手段を使用して、能動型振動絶縁シス
テムとして使用する事ができる。また前記のすべての調
整手段は電気的に作動する事ができる。
【０１６１】例えばすべてのネジ型アクチュエータを電
気ステップモータによって駆動する事ができ、あるいは
二、三の場合には、圧電直動装置などの直動装置または
ソレノイドを使用する事ができる。また運動検出素子は
実効荷重またはプラットフォームおよびベースまたは基
礎の上に取り付けられた加速度計とし、あるいは実効荷
重またはプラットフォームとベースまたは基礎との間に
搭載された運動トランスデューサとする事ができる。実
効荷重とベースとの間の相対運動検出手段は放射方向撓
み手段などのバネ手段上に取り付けられたヒズミ計を使
用する事ができる。これらのヒズミ計は曲げヒズミを測
定するように構成され、中心ハブの軸方向移動に対して
校正される。実効荷重の応答を制限しまた相対移動を許
容範囲内に保持するためフィードバックループの中に各
種の制御機能を使用する事ができる。実効荷重の加速度
応答を最小限になすため、荷重撓み組立体上の微調整荷
重などによるバネ定数調整を最適化するためのフィード
バックループを使用する事もできる。
気ステップモータによって駆動する事ができ、あるいは
二、三の場合には、圧電直動装置などの直動装置または
ソレノイドを使用する事ができる。また運動検出素子は
実効荷重またはプラットフォームおよびベースまたは基
礎の上に取り付けられた加速度計とし、あるいは実効荷
重またはプラットフォームとベースまたは基礎との間に
搭載された運動トランスデューサとする事ができる。実
効荷重とベースとの間の相対運動検出手段は放射方向撓
み手段などのバネ手段上に取り付けられたヒズミ計を使
用する事ができる。これらのヒズミ計は曲げヒズミを測
定するように構成され、中心ハブの軸方向移動に対して
校正される。実効荷重の応答を制限しまた相対移動を許
容範囲内に保持するためフィードバックループの中に各
種の制御機能を使用する事ができる。実効荷重の加速度
応答を最小限になすため、荷重撓み組立体上の微調整荷
重などによるバネ定数調整を最適化するためのフィード
バックループを使用する事もできる。
【０１６２】本発明の各実施態様を構成する種々の要素
は多数の各種材料で形成する事ができる。例えば、鋼お
よびアルミニウム合金、非金属などの構造金属、および
適当な弾性および強度特性を有するその他の構造材料が
使用に適している。振動絶縁装置そのものの感度の故
に、ベース構造および荷重撓み組立体および放射方向撓
み部材などのその他の要素について同一材料を使用する
事ができる。振動絶縁装置は非常に温度受感性が高いか
らである。例えばもし相異なる要素について相異なる材
料が使用されれば、熱膨張係数の差異の故に、温度変化
を受けた時に各要素の相異なる膨張を生じる。その結
果、極端に受感性の要素の望ましくないヒズミが振動絶
縁システムに有害作用を及ぼす。温度作用を最小限に成
すため、Ｉｎｖａｒなどの低熱膨張係数材料を使用する
事ができる。
は多数の各種材料で形成する事ができる。例えば、鋼お
よびアルミニウム合金、非金属などの構造金属、および
適当な弾性および強度特性を有するその他の構造材料が
使用に適している。振動絶縁装置そのものの感度の故
に、ベース構造および荷重撓み組立体および放射方向撓
み部材などのその他の要素について同一材料を使用する
事ができる。振動絶縁装置は非常に温度受感性が高いか
らである。例えばもし相異なる要素について相異なる材
料が使用されれば、熱膨張係数の差異の故に、温度変化
を受けた時に各要素の相異なる膨張を生じる。その結
果、極端に受感性の要素の望ましくないヒズミが振動絶
縁システムに有害作用を及ぼす。温度作用を最小限に成
すため、Ｉｎｖａｒなどの低熱膨張係数材料を使用する
事ができる。
【０１６３】本発明は前記の説明のみに限定されるもの
でなく、その主旨の範囲内において任意に変更実施でき
る。
でなく、その主旨の範囲内において任意に変更実施でき
る。
【図１】本発明による振動絶縁システムの第１実施態様
の斜視図。
の斜視図。
【図２】本発明による汎用振動絶縁装置の第１実施態様
の斜視図。
の斜視図。
【図３】第２図の振動絶縁装置の荷重−曲げ特性を示す
グラフ。
グラフ。
【図４】図２の振動絶縁装置の平面図。
【図５】図２の振動絶縁装置の側面図。
【図６】図２の振動絶縁装置の部分断面図。
【図７】図６の７−７線に沿った断面図。
【図８】荷重撓み組立体の荷重を受けない状態と受けた
状態とを示す部分図。
状態とを示す部分図。
【図９】放射方向撓み部材の荷重を受けた状態と受けな
い状態を示す部分図。
い状態を示す部分図。
【図１０】微調整機構の断面図。
【図１１】本発明による垂直運動振動絶縁装置の他の実
施態様を示す斜視図。
施態様を示す斜視図。
【図１２】本発明による３個の垂直運動振動絶縁装置を
使用した振動絶縁システムの他の実施態様を示す斜視
図。
使用した振動絶縁システムの他の実施態様を示す斜視
図。
【図１３】図１２に示す垂直運動振動絶縁装置のプラッ
トフォームの取り付け状態を示す断面図。
トフォームの取り付け状態を示す断面図。
【図１４】振動絶縁システムの荷重−撓み曲線およびそ
の成分を示す図。
の成分を示す図。
【図１５】本発明による複数の放射方向撓み部材を使用
する実施態様の断面図。
する実施態様の断面図。
【図１６】本発明による振動絶縁システムの円錐形ディ
スクバネを使用した斜視図。
スクバネを使用した斜視図。
【図１７】図１６の１７−１７線に沿った断面図。
【図１８】本発明による振動絶縁システムの他の実施態
様の側面図。
様の側面図。
【図１９】本発明の水平運動振動絶縁システムの立面
図。
図。
【図２０】本発明の水平運動振動絶縁システムの他の実
施態様の部分断面図。
施態様の部分断面図。
【図２１】油圧を使用して筒状支柱部材の座屈力を調整
する手段を示す断面図。
する手段を示す断面図。
【図２２】本発明による水平運動振動絶縁システムの他
の実施態様を示す平面図。
の実施態様を示す平面図。
【図２３】本発明による二重撓み部材を使用する水平運
動振動絶縁システムの他の実施態様の側面図。
動振動絶縁システムの他の実施態様の側面図。
【図２４】図２３の２４−２４線に沿った平面図。
【図２５】理想的振動絶縁システムの伝達率−振動数グ
ラフ。
ラフ。
【図２６】機械バネに特有の絶縁装置共振効果を示す伝
達率グラフ。
達率グラフ。
１０ 振動絶縁システム １２ 垂直方向振動絶縁装置 １４ 支持部材 １６ プラットフォーム １８ 固定ベース ２０ バネ手段 ２２ アーム ２４ 中心ハブ ２８ 荷重撓み組立体
Claims (6)
- 【請求項１】質量を有する物体を加速度場の中に支持
し、物体とベースとの間の振動伝達を抑止しながら物体
をベースに対して平衡位置に保持するための全方向振動
絶縁懸垂システムにおいて、 相互に離間された第１末端と第２末端とを有し、第１末
端と第２末端とを結んた軸線に平行な方向を軸方向とし
た第１弾性構造から成る第１振動絶縁部材であって、前
記第１弾性構造は、前記第２末端の回転を伴う事なく前
記軸方向に対する任意の実質的横方向において前記第２
末端に対する前記第１末端の移動に応じた横方向剛さ
と、物体を支持する軸方向剛さとを有し、前記第１弾性
構造は、前記軸方向荷重に応じて実質的にゼロの横方向
剛さとなる弾性不安定点を有し、軸方向荷重を受けて弾
性不安定点に近づき、前記物体を支持する軸方向剛さを
保持しながら横方向剛さを実質的に低下させる第１振動
絶縁装置と、 前記第１振動絶縁装置に軸方向に直列に連結された第２
振動絶縁装置であって、前記第２振動絶縁装置は、圧縮
荷重を受けるように成された第２弾性構造を有し、前記
第２弾性構造は、軸方向剛さを有し一端で物体を支持
し、前記第２弾性構造は、第２弾性構造に対する圧縮荷
重に応じて実質的にゼロの軸方向剛さとなる弾性不安定
点を有し、荷重を受けて弾性不安定点に近づき、軸方向
剛さを実質的に低下させる第２振動絶縁装置とを有し、 前記第１振動絶縁装置および第２振動絶縁装置は物体を
軸方向に支持する荷重支持力を有し、物体とベースとの
間に連結される事を特徴とする全方向振動絶縁懸垂シス
テム。 - 【請求項２】物体とベースとの間の振動伝達を抑止しな
がら物体をベースに対して平衡位置に保持するための全
方向振動絶縁懸垂システムにおいて、 物体とベースの間に連結された少なくとも１つの複合懸
垂装置を有し、 前記複合懸垂装置は、 相互に離間された第１末端と第２末端とを有し、第１末
端と第２末端とを結んた軸線に平行な方向を軸方向とし
た第１懸垂装置であって、前記第１懸垂装置は、軸方向
において物体を支持する支持力と、軸方向に対する横方
向に比較的低い剛さとを有する第１懸垂装置と、 前記第１懸垂装置と軸方向に直列に連結された第２懸垂
装置であって、前記第２懸垂装置は、軸方向において物
体を支持する支持力を有し軸方向に正の剛さをなすバネ
手段と、前記バネ手段に連結された負の剛さを作る手段
とを有する第２懸垂装置とを備え、 前記バネ手段と前記負の剛さを作る手段は、前記正の剛
さと前記負の剛さの代数和である第２懸垂装置の低い軸
方向剛さを作るように組み合わされる事を特徴とする全
方向振動絶縁懸垂システム。 - 【請求項３】物体とベースの間の振動伝達を低下させる
手段と、前記振動伝達低下手段に連結された負の剛さを
作る手段とを有し、振動絶縁システムの正味剛さを低下
させることを特徴とする振動絶縁システム。 - 【請求項４】物体とベースとの間において軸方向および
軸方向に対する横方向の任意方向の成分を有する振動伝
達を低下させる方法において、 相互に離間された第１末端と第２末端とを有し、第１末
端と第２末端とを結んた軸線に平行な方向を軸方向と
し、物体を支持する軸方向剛さと任意の横方向に軸方向
剛さより低い剛さとを有する第１振動絶縁装置と物体を
支持する軸方向に正の剛さをなすバネ手段を有し前記第
１振動絶縁装置に軸方向直列に配置された第２懸垂装置
とを有する複合型懸垂装置を設け、 前記物体を前記複合型懸垂装置の上で前記ベースに対し
て支持する段階と前記物体と前記ベースの間に前記バネ
手段の軸方向正の剛さに対抗する負の剛さを加える段階
とを有することを特徴とする振動伝達を低下させる方
法。 - 【請求項５】物体とベースとの間において振動伝達を抑
止しながら物体をベースに対して平衡位置に支持するた
めの振動絶縁懸垂システムにおいて、 物体とベースとの間に配置された複数の弾性部材を有
し、各弾性部材は相互に離間された第１末端と第２末端
とを有し第１末端と第２末端とを結んた軸線に平行な方
向を軸方向とし、物体を支持する軸方向剛さと、前記第
２末端の回転運動を生じる事なく軸方向に対して実質的
に横方向の任意方向における前記第２末端に対する前記
第１末端の運動に応じる横方向剛さとを有し、前記各弾
性部材は実質的にゼロまたはゼロに近い横方向剛さをな
す軸方向荷重に応じる弾性不安定点を有し、軸方向荷重
を受けて弾性不安定点に近づき横方向剛さを実質的な低
下させる事を特徴とする振動絶縁懸垂システム。 - 【請求項６】物体とベースとの間において振動の伝達を
抑止しながら物体をベースに対して平衡位置に支持する
ための振動絶縁懸垂システムにおいて、 静止ベース部材と、 前記静止ベース部材上に搭載された複数の構造部材であ
って、各構造部材は物体を支持するため一端が中心ハブ
に連結された構造部材と、 前記静止ベース部材上に搭載され前記中心ハブに連結さ
れ静止ベース部材から垂直方向に延びる軸方向に正の剛
さを有するバネ手段と、 各構造部材に各構造部材に対して圧縮荷重を加えるよう
に連結され軸方向の負の剛さを作り前記バネ手段の正味
軸方向剛さを低減させることを特徴とする手段とを有す
る事を特徴とする振動絶縁懸垂システム。
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