(57)【要約】【課題】改良された振動遮断装置を提供すること。【解決手段】負の剛性を用いた本発明の振動遮断装置は、６自由度の遮断器１２の独立して作用する複数のたわみ機構の組立体上に支持される積載重量１５と積載重量プラットホーム１４とを備える。これらの機構は直列形式で連結され、垂直の頂部の水平の頂部で傾斜し、そして基礎１２に連結される。機構および積載重量およびプラットホームの重心１７の適切な配置によって、遮断器機能が有効に分離される。また垂直遮断機能を著しく改善する革新的変形予負荷方法が提案され、この方法は従来の非対称的設計と供に、または革新的対称的配置の一組の剪断たわみ部材６６と組み合わせて使用し、一層確実に手動的に垂直に基礎を付勢する入力に応答して理想的な確実な分解を達成する。また積載重量の重量が変更されるときに主要支持ばね１８の手動調節を容易にするために歯車機構１１６が設けられている。【選択図】図３
2006153280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を基礎に対して平衡位置に垂直方向から支持するとともに該物体と該基礎との間の振動運動の伝達を抑制する全方向振動遮断懸架装置であって、前記振動運動の垂直成分を遮断するための垂直運動遮断器を含む全方向振動遮断懸架装置において、該垂直運動遮断器が、
基礎プラットホームと、
垂直方向に正の剛性を提供するための、第１および第２の端部を有するばね手段であって、前記物体を支持するために垂直方向に力を支持する能力を有するばね手段と、
前記ばね手段に作動的に連結される垂直方向に負の剛性を生成するための手段であって、前記ばね手段および前記負の剛性生成手段は、前記ばね手段の前記正の剛性を減少させるように組み合わされている負の剛性生成手段と、
前記ばね手段の第１の端部側に設けられる第１のばね支持体と、
前記ばね手段の第２の端部側に設けられる第２のばね支持体と、
前記ばね手段の第２の端部を前記ばね手段の第１の端部に対して移動させる手段と、
前記ばね手段の第２の端部が前記ばね手段の第１の端部に対して移動させられた時に、前記ばね手段の第２の端部の前記ばね手段の第１の端部に対する回転を阻止するための回転防止手段と
を有している、全方向振動遮断懸架装置。
【請求項２】
前記基礎プラットホームに回転的に組み付けられた、ねじが切られた支持管と、
前記支持管に取り付けられたウォーム歯車と、
ねじ軸であって、該ねじ軸を回転させた時に前記ウォーム歯車と係合して前記ねじ切り支持管を回転させるねじ軸と
をさらに含み、
前記ねじ軸を回転させた時に前記第２ばね支持体が垂直に動く、請求項１に記載の全方向振動遮断懸架装置。
【請求項３】
物体を基礎に対して平衡位置に垂直方向から支持するとともに該物体と該基礎との間の振動運動の伝達を抑制する全方向振動遮断懸架装置であって、前記振動運動の垂直成分を遮断するための垂直運動遮断器を含む全方向振動遮断懸架装置において、該垂直運動遮断器が、
基礎プラットホームと、
垂直方向に正の剛性を提供するための、第１および第２の端部を有するばね手段であって、前記物体を支持するために垂直方向に力を支持する能力を有し、且つ前記基礎に作動的に連結されているばね手段と、
前記物体を支持するための前記ばね手段の第１の端部に取り付けられた中央ハブ組立体と、
前記中央ハブ組立体に作動的に連結された垂直方向に負の剛性を生成するための手段と
を有しており、
前記ばね手段および前記負の剛性生成手段が、前記ばね手段の前記正の剛性を減少させるように組み合わされ、前記負の剛性生成手段が第１および第２の半径方向たわみ組立体を有し、該半径方向たわみ組立体のそれぞれが、垂直方向に対して横方向に配向され、且つ第１および第２の端部を有しており、前記第１の半径方向たわみ組立体の第１の端部が第１のブロック部材に取り付けられ、前記第１の半径方向たわみ組立体の第２の端部が前記中央ハブ組立体に取り付けられ、前記第２の半径方向たわみ組立体の第１の端部が前記中央ハブ組立体に取り付けられ、前記第２の半径方向たわみ組立体の第２の端部が第２のブロック部材に取り付けられ、前記第１および第２のブロック部材が前記基礎プラットホームに連結され、前記負の剛性生成手段が、前記第２のブロック部材に対して前記第１のブロック部材を引張って前記第１および第２の半径方向たわみ組立体に圧縮負荷を生成する引張り手段を含むことを特徴とする全方向振動遮断懸架装置。
【請求項４】
前記第１および第２の半径方向たわみ組立体の負荷される圧縮力の大きさを調整するために、前記第１および第２のブロック部材の間に与えられる張力の大きさを調整するための調整手段をさらに含む請求項３に記載の全方向振動遮断懸架装置。
【請求項５】
前記第１のブロック部材が第１の薄いたわみ部材によって前記基礎プラットホームに取り付けられ、前記第１の薄いたわみ部材が、前記プラットホームに取り付けられる一の端部と、前記第１のブロック部材に取り付けられる他の端部とを有し、前記第２のブロック部材が第２の薄いたわみ部材によって前記基礎プラットホームに取り付けられ、前記第２の薄いたわみ部材が、前記プラットホームに取り付けられる一の端部と、前記第２のブロック部材に取り付けられる他の端部とを有している請求項３に記載の全方向振動遮断懸架装置。
【請求項６】
前記第１および第２のたわみ部材が、前記第１および第２の半径方向たわみ組立体に垂直な垂直方向および水平方向に剛性を提供する幅を有する一片のシート材料から作られる請求項５に記載の全方向振動遮断懸架装置。
【請求項７】
前記第１および第２のたわみ部材が、前記第１および第２の半径方向たわみ組立体に平行な方向への追従を提供する厚さを有している請求項６に記載の全方向振動遮断懸架装置。
【請求項８】
前記引張り手段が、
圧縮ばねと、
前記第１のブロック部材とねじ係合する１つの端部および前記圧縮ばねと接する第２の端部を有する張力ねじと
を有し、
前記圧縮ばねが、前記張力ねじの第２の端部と前記第２のブロック部材との間に配置されて前記第１および第２のブロック部材の間に力を働かせることを特徴とする請求項３に記載の全方向振動遮断懸架装置。
【請求項９】
前記調整手段が前記張力ねじを含む請求項８に記載の全方向振動遮断懸架装置。
【請求項１０】
前記振動遮断器が第１および第２の剪断たわみ部材をさらに含み、該剪断たわみ部材のそれぞれが第１および第２の端部を有し、前記第１の剪断たわみ部材の第１の端部がブロック部材に取り付けられ、前記第１の剪断たわみ部材の第２の端部が前記中央ハブ組立体に取り付けられ、前記第２の剪断たわみ部材の第１の端部が前記中央ハブ組立体に取り付けられ、前記第２の剪断たわみ部材の第２の端部が他のブロック部材に取り付けられ、前記剪断たわみ部材のそれぞれが、垂直方向に対して横断する半径方向であって、前記半径方向たわみ組立体に実質的に垂直な半径方向に配向され、前記ブロック部材のそれぞれが、前記基礎プラットホームに取り付けられたたわみ部材に連結され、前記第１および第２の剪断たわみ部材のそれぞれが、前記半径方向たわみ組立体に平行な方向の剛性を有し、それによって前記中央ハブが水平面内の変位から拘束される請求項１０に記載の全方向振動遮断懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は１９９３年９月２２日出願の同時係属出願第０８／１２５４９６号の一部継属出願であり、該出願は“振動遮断装置”と称する１９９２年１２月４日出願第０７／９８７０４６号の継続出願であり、該出願は“振動遮断装置”と称する１９９１年５月３１日出願第０７／７０８９９５号、現在米国特許第５１７８３５７号の一部継続出願であり、該出願は“振動緩衝遮断装置”と称する１９９１年４月８日出願第０７／６８１８０８号の一部継続出願であり、該出願は“振動遮断装置”と称する１９８９年８月１６日出願の出願番号第３９５０９３号の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は一般に物体と基礎との間の振動運動の伝達を遮断または減少する装置および方法、特に剛性が低く、装置の共振応答を制限するため減衰性が強く、一層高い振動数において有効に遮断し、遮断共振振動数が高く、また遮断装置の性能をいちじるしく劣化することなく重量負荷の変更に対応しうるコンパクトな全方向への振動遮断または懸垂装置に関する。また本発明はとくに６自由度遮断（すべての方向の並進および回転）を提供する部類の懸垂装置に関し、遮断装置はプラットホーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）の周囲に分散された３ないし４個の遮断器列というよりもむしろ、台形のプラットホームの下に集中された単一のコンパクトな組立体である。
【背景技術】
【０００３】
きわめて運動に敏感な設備、装置および製造工程において好ましくない振動によって生ずる課題は広く研究され、振動運動の伝達を防止または減少するため多数の解決法が提案されかつ開発されてきた。通常振動遮断器または懸垂装置と称せられる、物体とその周囲との間の好ましくない振動の伝達を減少するため設計された多くの装置は、種々の材料から作られた弾発性パッド、種々の形の機械的ばね、および空気圧装置のような要素の種々の組合わせを利用してきた。しかしながら、これらの特殊な従来技術の遮断器装置には付随する欠点および不利益が存在し、これらの欠点は高振動数では高遮断性能を提供する一方で装置の低い固有振動数を得ること、および共振応答を低い値に制限することを妨げている。
【０００４】
従来技術の装置のこれらの欠点および不利益は、“振動遮断装置”と称する１９８９年８月１６日出願の第０７／３９５０９３号、“振動遮断緩衝装置”と称する１９９１年４月８日出願の第０７／６８１８０８号、“振動遮断装置”と称する１９９１年５月３１日出願の第７０８９９５号および“振動遮断装置”と称する１９９３年９月２２日出願の第０８／１２５４９６号明細書に記載された、現存する振動遮断装置を改良するための、新規な振動遮断装置および新規な装置および方法の開発を通じて取組まれ、これらの明細書の記載は本出願においてすべて本明細書に参考文献として援用する。これらの特許出願の明細書に記載されかつ本発明に関連して利用される特殊な振動遮断装置は、軸線方向（一般に積載重量の加重方向）および軸線方向に対してほぼ横方向（一般に水平方向）、ならびに三つの相互に垂直な軸線の周りの傾斜または回転において剛性が低いことを示すことによって融通の利く振動遮断装置を得ることができる。特殊な装置は、全方向への遮断を提供するため直列形式で互いに連結し得る一方向または二方向遮断副組立体を組合わせて利用している。各遮断器は、各方向の軸線に沿うまたはそれらの周りの振動を有効に遮断するため、振動伝達の軸線方向または横方向成分を遮断するため設計されている。下記の説明において、軸線方向運動遮断器は垂直運動遮断器と称せられ、軸線方向運動遮断器装置は垂直運動遮断器装置と称せられる。同様に、横方向運動遮断器は水平運動遮断器と称せられ、横方向運動遮断器装置は水平運動遮断器装置と称せられる。最後に、傾斜軸線に平行な軸線の周りの回転を許す機構と関連した傾斜運動遮断器は、傾斜運動遮断器装置と称せられる。
【０００５】
上記出願の明細書に記載された実施例において、遮断器は、弾性構造物の弾性不安定点に達するため、（負荷は支持された重量または外部負荷機構のいずれかによって加えられる）遮断器またはその一部を形成する、特殊な弾性構造を負荷する特殊な理論に基づいている。構造物の“限界的座屈負荷“とも称せられる、弾性不安定点に達するためのこの負荷は、遮断器の垂直または水平剛性をかなり減少させて、垂直およびいずれかの水平方向に剛性の低い遮断器装置を形成し、構造物に固有の減衰性を増加させる。剛性が低下している限り、これらの遮断器は依然として積載重量加重を支持する能力を保持する。
【０００６】
もし不安定性を有する弾性構造物上の負荷が限界的座屈負荷より大きいならば、過大な負荷が構造物をその座屈した形状に移行させ、“負の剛性”または“負のばね率”機構を形成する。負の剛性機構を、負の剛性がばねの正の剛性と相殺またはほとんど相殺するように調節された、ばねと組合わせることによって、弾性的不安定点またはその付近に設置し得る装置が得られる。負の剛性を生ずる負荷の大きさを調節して、所望の特殊な剛性に“微調整し得る”遮断器を形成することができる。
【発明の開示】
【０００７】
本発明は複合された積載重量および積載重量プラットホームの質量特性を達成する方法を得ようとするもので、本発明者の同時継続出願（第０８／１２５４９６号）明細書に記載された、または新規なかつ重大な改善を加えたここに記載されるような６自由度の遮断器の一つによって支持されるとき、いかなる機能特性とも妥協することのないきわめてコンパクトかつ簡単な遮断器装置が得られる。この方法はプラットホーム質量特性および傾斜変形剛性を、プラットホームが、たとえば移動段階に伴って装置に発生するような、積載重量加重の少い量の再分配に積極的に対応し得るように調節する方法である。新規かつ有効な方法は、共振振幅を制御するため、少数の、別の減衰要素を加えるが、依然としてほとんど理想的に減衰された高振動数遮断を生ずるように考案された。特異なかつ重要な改善は、遮断機構に、“地面”への別の外部負荷通路を必要とするよりもむしろ内部引張り部材および内蔵された軟らかいばねを使用する半径方向たわみ部材予負荷装置を追加した。この予負荷方法は、本発明者のいずれの従来の設計にも、または垂直および横方向運動結合のポテンシャル源を除去する、ここに記載される垂直板たわみ部材の新規な対称的配置にも使用することができる。この予負荷方法は、半径方向たわみ部材予負荷および微調整工程をいちじるしく簡素化する。また本発明は、軸装架ウォーム歯車によって駆動し得るように、垂直負荷調節ねじに歯車を併設することによる改善を含んでいる。軸は手動調節を一層容易にするため遮断器の外部に延在している。
【０００８】
要するに、本発明は単一の遮断器プラットホーム、とくに有効な全方向への振動遮断を単一の遮断器構造によって可能にする遮断器要素の配置および機能の遂行を指向している。本発明は、その組み合わされた質量中心（ＣＭ）が遮断器の垂直、水平および回転力中心と一致またはほぼ一致するように作られたプラットホームおよび積載重量の付加により、本発明者の同時係属出願（第０８／１２５４９６号）明細書に記載された遮断器を発展させたものである。遮断器の垂直および水平力中心は、遮断器に加えられたそれぞれ小さい垂直および水平力が、回転なしにそれぞれ垂直および水平並進のみを生ずる点である。回転力中心は遮断器に加えられる小さいモーメントが回転のみを生じ並進を生じない点である。この方法は、正味の垂直、水平および回転反作用力が作用する共通点を有するいかなる６自由度の遮断器に対しても作用する。本発明においてこの点は、傾斜たわみ部材の中点である。ＣＭを傾斜たわみ部材の中点またはその付近に置くことは、本発明にこの本質的特徴を付与する。
【０００９】
本発明は、積載重量の質量特性と組み合わされるとき傾斜たわみ部材の中点またはその付近に位置する組み合わされたＣＭを生ずるような、質量特性を備えたプラットホームを利用する。傾斜たわみ部材は水平運動遮断器に支持されかつそれと直列に作動し、該水平遮断器は垂直運動遮断器に支持されかつそれと直列に作動し、該垂直運動遮断器は基礎または振動基盤上に支持される。たとえば段階運動（ｓｔｅｐｐｅｒ  ｓｔａｇｅ  ｍｏｔｉｏｎ）中発生するかも知れない、積載重量ＣＭの小さい移動は、いかなる静的不平衡に抵抗するのに十分な剛性を備えるとともに、付随する角加速度を制限するのに十分な回転慣性を備えた、傾斜たわみ部材によって対応する。小さいばら積み重量は最初のならしのためプラットホームに配置することができる。ならしは、積載重量プラットホームを傾斜停止具に対してすべての方向の傾斜に等しく対応するため集中させ、ＣＭを傾斜垂直運動の結合を回避するため傾斜たわみ部材上に直接保持する。傾斜たわみ部材に対するＣＭの垂直配置は、傾斜−横方向運動の結合を有効に除去するため重要である。
【００１０】
本発明の一実施例は、半径方向たわみ部材に予負荷を加えかつ微調節する革新的かつ簡単な手段を組込んでいる。この予負荷は垂直方向に負の剛性を発生する。予負荷は、本発明において、装置が整合されかつ組立てられた後、単に負荷ばね調節ねじを回転する（締付ける）ことによって達成される。
【００１１】
本発明において、引張り装置…すなわち、張力ボルト…が中央ハブに作られた幅広く開けらた孔を貫通しかつ対向する半径方向たわみ部材の先端に作動的に取付けられる。この装置は、前記実施例に記載された負荷片持ち梁ならびに調節片持ち梁によって代表される“地面”への別の負荷通路を必要としない。その代わり、それは中央ハブおよび半径方向たわみ部材副組立体とともに“浮動”する。張力ボルトの一端と一組の半径方向たわみ部材の対応する他端との間には、かなりの追従性（ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）および調節ならびに負荷片持ち梁によって可能であるよりさらに一定の予負荷力を発生する軟らかいダイばねが設けられ、垂直遮断器の一層長い移動を可能にしている。遮断器に組込み得る移動が一層長くなればなるほど、対応しうる変位の外乱は一層大きくなり、性能は一層よくなる。その他端において、張力ボルトはブロックに、半径方向たわみ部材の予負荷を設定または調節することが、この引張り部材をブロックにねじ込みまたはねじ戻すことにより、…大まかにまたは緻密に…達成することができる。
【００１２】
この新規な予負荷方法を実施するため、少なくとも一側の半径方向たわみ部材の外端における支持構造は、ダイばねの剛性に対してかなり追従しなければならず、その理由は、中央ハブの変形の際、予負荷がその外側支持点の剛性に従ってかつ半径方向たわみ部材が短縮される程度まで、実際に減少するからである。本発明において、この追従性は、単一の薄いがしかし広い“金属シート”たわみ部材によって得られる。幅は半径方向たわみ部材に垂直な方向に必要な剛性を与え、薄い厚さは半径方向の追従性を与える。
【００１３】
本発明の別の実施例は、装置の固有振動数における伝達率を制御するため振動遮断器装置にエラストマ減衰要素を挿入している。エラストマ材料は所望の、ほとんど古典的粘弾性減衰作用を奏する。要素は相対的に移動する遮断器の部分に取付けられ、そこで相対運動は遮断すべき自由度を現す。各自由度は選択的に減衰される。要素の対称的配置は、減衰される各自由度に対して通常使用される。シリンダまたはＵ字形通路のような…種々の形状および厚さが各自由度に対する特別の減衰度合を達成するため使用される。たとえば、傾斜運動のみに対する減衰は積載重量板と柱頂板の間に設置された三つのＵ字形要素の組によって得ることができ、各要素はそれぞれ遮断器の中心から等距離にかつ１２０°の角度離れている。遮断器は、減衰要素を容易に改良、除去または交換し得るように設計されかつ組込まれた、簡単なインタフェース的特徴を有する。
【００１４】
本発明は垂直および横方向運動間の結合源を除去することによって機能を改善している。垂直運動機構は、機構の安定性を維持するためまた低い内部遮断器共振を回避するため横方向に強く拘束されなければならない。中央ハブおよび半径方向たわみ部材組立体は、垂直な“板形”または金属シートたわみ部材によって四つのすべての側面で平衡して拘束され、それらは中央ハブを平面内剪断抵抗により横方向運動に対して拘束する。薄くかつ広い金属シートたわみ部材は中央ハブの、片側だけでなく、両側で半径方向たわみ部材の外端を支持する。金属シートたわみ部材の他の対が同じ平面内に同じように、しかし半径方向たわみ部材に垂直に配置され、かつきわめて薄くまた（半径方向に）広い板たわみ部材の対応する対によって中央ハブに取付けられている。しかして、中央ハブの横方向運動は同じ型の機構によって（相互に垂直な）両方向において阻止される。板たわみ部材は平面内剪断変形に対して本質的にきわめて堅固である。
【００１５】
ウォーム歯車装置が負荷調節の改良手段として付加されている。設置および組立ての際、実際の積載重量の垂直な“ゼロ位置”は垂直行程の中点に位置しなければならない。このことは主要垂直負荷支持ばねの基部を上下させる負荷調節ねじによって達成される。調節ねじは遮断器の中心に設けられ、本発明において、ねじは遮断器装置のカバーを通って延長する軸に取付けられたウォーム歯車と噛合う、歯付き外周面を有する。軸の突出した端部は手で容易に回転させることができる。
【実施例】
【００１６】
説明のための図面に示されたように、本発明は、加重プラットホーム上に支持された積載重量を含み、プラットホーム自体、単一の振動遮断器上に支持された従来より一層コンパクトな振動遮断装置として実施される。本発明によって作られた垂直運動遮断器は、非線形作用により剛性を低くして垂直変形をより大きくすることができ、そして考え得る垂直運動および水平運動結合源を除去することにより、垂直剛性が容易に調節できまた性能を改善することができる。
【００１７】
第１図は、本発明によって作られた振動遮断装置の一実施例を示す。装置１０は、加重プラットホーム１４を支持する単一の複合型６自由度遮断器１２を使用し、プラットホーム自体、質量中心（ＣＭ）１７を備えた積載重量１５を支持している。遮断器１２およびプラットホーム１４は積載重量１５を基礎１６に対して支持し、積載重量１５と基礎１６との間の全方向への振動の伝達を減少する。
【００１８】
第１および２図には加重プラットホームの一実施例が図示されている。プラットホーム１４は、四本の管２３によって加重リング２１に連結された上板１９および上板１９にねじ込まれナット２５とともに上板１９、リング２１および管２３を保持するねじが切られた棒部材２５を有する。プラットホーム１４およびＣＭ１７を備えた積載重量１５の複合ＣＭが、遮断器の垂直、水平および回転中心に対応する、遮断器１２の傾斜たわみ部材の中心またはそのきわめて近くにくるように、加重リング２１は、プラットホーム１４のＣＭを低下させる。この構造によって、傾斜−水平運動結合および傾斜−垂直運動結合は除去されるかまたはほとんど除去される。傾斜たわみ部材の直ぐ上方またはほとんど直ぐ上方の積載重量のＣＭの位置決めは、プラットホーム１４上で積載重量１５を移動することにより、またはプラットホーム上で（図示しない）ばら積み重量を移動することによって実現可能である。またこのことからプラットホーム１４は水平にせしめられて遮断器の傾斜止めから浮動保持される。
【００１９】
第１，３，４，５および６図には、本発明によって作られた遮断器の一実施例が図示されている。本願発明者の同時係属出願第０８／１２５４９６号の明細書に記載された複合遮断器におけるように、遮断器は水平運動遮断器に直列に垂直に作動的に連結された垂直運動遮断器を含み、該垂直遮断器は傾斜運動遮断器に直列に垂直に作動的に連結されている。垂直運動、水平運動および傾斜運動遮断器は、前記同時係属出願における遮断器と全体的に同じ形状に配置されている。
【００２０】
本発明の垂直運動遮断器は、中央ハブ組立体２０と基板２２との間を作動的に連結するコイルばねの形式の支持ばね１８を含み、基板２２は３本の水平調節ねじ２４によって基礎１６に連結されている。中央ハブ組立体２０は、ねじ６９および３９とともにクランプされた中央ブロック６３、中央クランプ６５、中央板６７および上方ばね支持体２９を含んでいる。また負の剛性機構が支持ばね１８の剛性を相殺するため中央ハブ組立体２０に連結され、かつ半径方向に圧縮された半径方向たわみ部材６０を含んでいる。クランプ３２は支持ばね１８を上方ばね支持体２９にまた下方ばね支持体３０に、さらに回転防止装置３１に固定している。本発明による改良点は、半径方向たわみ部材６０を支持しかつ負荷する装置、中央ハブ組立体２０の水平運動を拘束する装置および加重負荷の変化に対応するため下方ばね支持体３０を手動で上下させる装置を含んでいることである。これらは下記に説明する。
【００２１】
水平運動遮断器は、（第３図にその一つだけが図示された）細い円筒形ロッドの形式の三本の可撓性梁柱３６を含み、それらは下方柱板３８と上方柱板４０との間に作動的に連結されている。梁柱３６はねじ３３によって上方柱板４０にまた下方柱板３８に取付けられた端部取付具３４にプレス嵌めされている。下方柱板３８は、ねじ３７によって剛性支持軸４２に連結されている。支持軸４２は、ねじ３９によって上方ばね支持体２９に、また中央ハブ組立体２０の一部である中央板６７に連結され、それにより垂直運動遮断器の頂部と水平運動遮断器の底部との間にかなり堅固な結合を与えている。水平運動遮断器の頂部である上方柱板４０は、傾斜運動遮断器として作用する傾斜たわみ部材組立体４８を介して頂部取付板４６に連結している。傾斜たわみ部材組立体４８は傾斜たわみ部材４１を含み、それは頂部取付板４６および上方柱板４０に固定された端部取付具４３および４４にプレス嵌めされた細い円筒形ロッドである。端部取付具４１は、傾斜たわみ部材保持具４５およびねじ４７によって頂部取付板４６に固定されている。端部取付具４６はその外側面５０にねじが切られ、上方柱板４０中にねじ込まれ、錠止ナットによって固定されている。
【００２２】
遮断器カバーは四つのカバーパネル１００、およびねじ７０によって基板２２に取付けられた四つのコーナーパネル９８を有する。また停止板９６がねじ７０によってカバーパネル１００およびコーナーパネル９６に取付けられ、１２０°離されかつねじ１０４により上方柱板４０に取付けられた３つの運動停止片１０２を備えた下降運動停止装置として作用する。また運動停止片１０２は、上方柱板４０に対する取付板４６の傾斜を制限する傾斜運動停止装置として作用する。
【００２３】
１２０°離れた三つの停止ダンパ１０６は、上部柱板４０と頂部取付板４６との間に取付けられた粘弾性緩衝材料からなるＵ字形状片を備えている。ねじ１１２はダンパ１０６の下端を上方柱板４０に、またダンパ１０６の上端を止めねじ１１０によって頂部取付板の孔に固定されたブッシュ１０８に取付けている。
【００２４】
四つの半径方向たわみ部材６０は負荷ブロック５２にクランプされ、中央ハブ組立体２０およびばねブロック５８は張力ねじ５０およびダイばね５６を使用して圧縮される。半径方向たわみ部材６０はボルト５３およびナット５５により、クランプ５１を使用して負荷ブロック５２にクランプされ、それらはボルト５９およびナット６１によりクランプ５７を使用してばねブロック５８にクランプされる。それらはクランプ６５と板６７との間で中央ハブに、またねじ６９により中央ブロック６３にクランプされる。張力ねじ５０のねじが切られた端部５４は負荷ブロック５２にねじ込まれ、ねじ５０の頭部はばねブロック５８のキャビティ６４に収容されたダイばね５６を支承する。半径方向たわみ部材６０を予じめ負荷し、負の剛性作用を調節するため負荷を微調整することは、いずれもねじ５０の回転によって達成される。ブロック５２および５８はねじ６８によって垂直な薄いシート状たわみ部材６６に取付けられる。シート状たわみ部材６６はそれらの下端でねじ７０を使用して基板２２に取付けられる。
【００２５】
半径方向たわみ部材６０を支持しかつ圧縮するこの方法は、半径方向たわみ部材６０を負荷すべきばね装置を一層軟らかくし、また半径方向の支持構造を一層軟らかくすることにより、半径方向たわみ部材６０上に一定の圧縮力を発生させる。中央ハブ２０が垂直に変位するとき、半径方向たわみ部材６０は半径方向に短縮され、それにより圧縮負荷、負の剛性作用を減少させ、遮断器の垂直剛性および装置の垂直自然振動数を増大させる。圧縮負荷を発生する弾性構造が軟らかくなればなるほど、中央ハブがその平衡中心位置から変位するときの圧縮負荷がより一定となり、垂直剛性および垂直自然振動数の増加はますます小さくなる。この構造において、ダイばね５６およびシート状たわみ部材６６の剛性は、これらの要素が平行に作用するため、半径方向たわみ部材６０が短くなるにつれて圧縮負荷の低下に影響する。シート状たわみ部材６６は半径方向たわみ部材６０に平行な半径方向にはきわめて柔軟であるが、半径方向たわみ部材６０に垂直な水平方向にはきわめて堅固である。この支持方法は、半径方向たわみ部材６０に対して垂直な方向の変形に対して中央ハブを拘束する。さらに二つの薄いシート状剪断たわみ部材７２が水平に配向され、中央ハブ組立体２０そしてねじ７９によってブロック７６に下方の半径方向たわみ部材６０の下でクランプされる。ブロック７６は、ねじ７８によって垂直な薄いシート状たわみ部材７４に取付けられる。たわみ部材７４は底端の付近において基板２２の端部に取付けられている。剪断たわみ部材７２は半径方向たわみ部材６０に平行な方向に堅固であり、中央ハブ２０をこの方向の変位から拘束する。それらは曲げに対してきわめて柔軟であり、剪断たわみ部材７２に垂直な水平方向のたわみ部材７４の可撓性の高さによって、それらは遮断器にほとんど垂直剛性を加えない。しかして、半径方向たわみ部材６０を支持しかつ中央ハブ組立体２０および基板２２に連結された上記たわみ部材によって、中央ハブ装置２０は大きいこわさで水平面内の運動を拘束される。
【００２６】
１２０°離れかつ下方柱板３８と基板２２との間に作動的に連結された三つの底部たわみ部材８０（第３図および第６図の想像線）は、下方柱板２２および支持軸４２の下端の水平運動に対して強い拘束力を発生する。これらのたわみ部材は装置の他のたわみ部材とともに、基板２２に対する、中央ハブ組立体２０を支持軸４２および下方柱板３８と関連した質量のすべての運動に対して、中央ハブ組立体２０を堅固に拘束し、それによりこれらの変形モードに関連した遮断器構造の大きい内部構造的共振を生ずる。これらのモードは遮断器の最低の構造的共振振動数を示すことができる。
【００２７】
回転防止装置３１は、下方ばね支持体３０が遮断器の加重負荷の変化に対応するため上下動するとき、支持ばね１８の捩り変形を防止する。回転防止装置３１はねじ８９によって下方ばね支持体３０にクランプされ、かつＵ字形溝９０を有する板８８を含み、Ｕ字形溝９０は基板２２の孔にねじ込まれ錠止ナット９４によって固定された停止ポスト９２に係合する。板８８はねじが切られた支持管９１に係合するねじが切られた孔を有し、支持管９１は基板２２の凹みに収容されたスラスト軸受１２０に支持されている。ウォーム歯車１１６はねじ１１８によって支持管９１に取付けられかつ調節ねじまたは軸１２４に固定されたウォーム１２２に係合し、調節ねじまたは軸１２４はねじ１２８によって基板２２に取付けられたハウジング１２６内に延びている。ウォームはピン１３０によって調節ねじまたは軸１２４に固定されている。ねじまたは軸１２４の回転は、遮断器の加重負荷の変化に対応するため下方ばね支持体３０を上下動させる。
【００２８】
第１ないし６図に示された本発明の新規な特徴は、物体と基礎との間の振動伝達を減少するコンパクトかつ有効な遮断プラットホームを得るため、本発明によって作られた単一の６自由度遮断器上における加重プラットホームの使用である。このように使用することが可能になる遮断器の重要な特徴は、遮断器の頂部付近の傾斜たわみ部材４１の中点に対応する点に一致する、垂直、水平および回転力中心から生ずる。この特徴は、傾斜運動遮断器と直列に作動する、水平運動遮断器とさらに直列に作動する垂直運動遮断器の使用から生ずる。遮断力中心の上位にそのＣＭを備えたプラットホーム上の物体を平衡させるため、遮断力中心の下位にそのＣＭを備えた加重プラットホームを使用することによって、プラットホーム、物体およびバラスト加重が組み合わされたＣＭは、もし要すれば、垂直、水平および揺動入力振動を分離またはほとんど分離して遮断機能を最善またはほぼ最善にするため、遮断力中心またはその付近に設置することができる。遮断器頂部付近の傾斜たわみ部材４１に遮断力中心を有することは、その基部に対してかなり高いＣＭを備えた物体に応じるコンパクトな加重プラットホームを可能にする。物体またはもし要すれば物体およびバラストのＣＭの位置決めは、傾斜たわみ部材４１上位またはほぼ上位に、プラットホーム１４上の物体１５および（図面には示されていない）バラスト重量のいずれか一方または双方を、傾斜停止片１０２を頂部取付板４６から離して浮動しかつ必要な水平を得るように、プラットホーム１４上で移動させることによって達成される。また遮断器力中心に垂直にまたはその付近に全懸垂重量のＣＭを位置決めすることは、バラスト重量およびプラットホーム上に支持される積載重量または物体用の垂直空間のいずれか一方または双方の助けによって達成することができる。またプラットホーム上板１９に対して加重リング２１を位置決めする管２３は、長さを変更することができる。遮断力中心またはその直ぐ近くに全懸垂重量のＣＭをもつことは必要でない。垂直、水平および揺動運動間の結合のかなりの量を容認することができ、装置はなお有効な遮断を発生することができる。
【００２９】
傾斜たわみ部材４１は、頂部取付板４６が容易に傾斜停止片１０２から離れて浮動しかつ取付板を水平にすることを容易にするため、必要に応じて堅固にすることができる。このことにより装置の揺動固有振動数は増加するが、きわめて低い垂直および水平固有振動数を維持することができる。高い揺動振動数は、揺動振動入力が垂直および水平振動入力に比較して典型的にきわめて低いため、通常容認することができる。また傾斜緩衝も共振揺動応答を制限するのに役立つ。
【００３０】
本発明の別の新規な特徴は、半径方向たわみ部材６０を負荷するための軟らかいばねの使用であり、さらに一定の半径方向負荷および垂直運動遮断器に対する負の剛性作用、ならびに中央ハブおよび関連する質量の運動を堅固に拘束して遮断構造の共振振動数を高く維持するための新規なたわみ部材装置の使用である。この特徴は半径方向たわみ部材６０における圧縮負荷の予負荷および微調整の一層簡単な装置を可能にし、かつ半径方向たわみ部材の短縮と関連した半径方向負荷の少ない減少により、遮断器の垂直変形の間さらに一定の垂直剛性の発生にある。第１ないし６図に示された特殊な遮断装置の形状および構成方法は、本発明の新規な特徴を組み込み得る多くの配置のまさに一つに過ぎない。他の構造および構成方法はこの技術に通じた人々には明らかであろう。たとえば、負荷ブロック５２、したがって半径方向たわみ部材６０の左端を薄いシート状たわみ部材６６上に支持する代わりに、この負荷ブロック５２は本願発明者の同時係属出願（第０８／１２５４９６）の構成と同様に基板２２に連結する剛性板構造に取付けることができる。剪断たわみ部材７２は、中央ハブ組立体２０が半径方向たわみ部材６０および剛性板構造の半径方向剛性によって半径方向に拘束される。中央ハブが、中央ハブの垂直変位から半径方向たわみ部材の短縮から剛性板構造に向って引張られるとき遮断器の垂直および水平運動の間にはいくつかの組合わせがあるが、この効果はきわめて小さい。
【００３１】
本発明構造を作り上げる要素は、鋼およびアルミニウム合金のような共通の構造材料から作ることができる。適当な強度、弾性および質量特性を有する他の構造材料も使用することができる。
【００３２】
本発明の特殊な一形式が図示されかつ説明されたが、種々の変形が本発明の精神および範囲から逸脱することなくなし得るものであることは明らかである。したがって、本発明を、添付した特許請求の範囲以外に、限定することを意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】遮断器、加重プラットホームおよび積載重量を示す、本発明によって作られた振動遮断装置の一実施例の正面図である。
【図２】第１図に示す遮断装置の平面図である。
【図３】３−３線に沿う第１図に示す遮断器の部分断面側面図である。
【図４】第３図の４−４線に沿う第１図に示す遮断器の部分断面平面図である。
【図５】第３図の５−５線に沿う第１図に示す遮断器の部分断面平面図である。
【図６】第３図の６−６線に沿う第１図に示す遮断器の部分断面平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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