JP2009520933A - エラストマー系モジュール式多軸振動／衝撃用防振装置 - Google Patents

Abstract

装置は、少なくとも３つの防振モジュール（１１）を含み、それぞれは、２つの剛性部品（１２、１５）を有し、一方（１２）は、支持構造体（１４）に固着され、他方（１５）は、振動機器用の支持体（１７）に固着され、これらの部品（１２、１５）は、エラストマーから形成された少なくとも１つの防振スタッド（１８）により連結され、これにより機器から構造体（１４）への低振幅振動の伝達を減衰し、牽引−圧縮および剪断における少なくとも１つのスタッド（１８）の変形は３つの可撓性バッファ（１９ａ、１９ｂ）により制限され、それぞれは部品（１２、１５）の１つのみに取り付けられ、自由端は前記部品（１５、１２）の他方に対向しており、かつ、静止状態では部品と接触していない。各バッファ（１９）は、防振スタッド（１８）の十分な振幅による変形の際に、対向する他の部品（１５、１２）と接触するエラストマー部材を含み、バッファ（１９）のエラストマーの剛性は、スタッド（１８）の剛性よりも大きい。人工衛星支持構造体上の振動機器の防振に対する用途。
【選択図】図１ａ

Description

本発明は、例えば、振動機器が、回転しているおよび／または周期的な横動で変位する少なくとも１つの部材を含む場合など、振動機器により生じ、かつ、この機器の支持構造体に伝達された振動の防振用多軸装置に関し、ここで、防振なる語は、振動機器である振動源と支持構造体である防振すべき支持体との間に直列に配置された部材による少なくとも１つの減衰という意味であることを理解すべきである。

防振装置はまた、場合によっては、上述したことと一見矛盾する別の機能を満たさなければならず、それは、支持構造体にかかり、かつ、防振装置を通って機器にまで伝播する、大きくかつ一時的な振動および衝撃などの動的負荷を減衰することであり、機器はこれらの負荷に敏感であり得る。

本発明の理解を容易化するために、後半は宇宙産業と関連する特定用途のフレームワークにおいてさらに詳述するが、本発明は、本出願人にとって特に興味深いものである。

人工衛星の姿勢制御に一般に使用されるいくつかのアクチュエータは、平衡度は、実際上常に不完全である１つ以上の回転部材を含み、人工衛星の構造体に伝播する振動を生じることがよく知られている。これは、例えば、リアクションホイール、モーメンタムホイール、コントロール・モーメント・ジャイロ（またはＣＭＧ）、フライホイールなどの場合である。

人工衛星に搭載設置される他の機器もまた、例えば、コンプレッサを用いる冷蔵庫など、かかる振動を生ずる場合がある。

この機器によって発生した振動は、人工衛星の観測機器にまで伝達され、例えば、得られる画像品質を損なってしまう視線の動きに特に敏感な光学観測機器の場合のように、これらの能力を低下させる場合がある。

これらの損傷効果に対処するために、従来技術によれば、妨害用機器または機器の妨害用組立品を、支持構造体上の機器または機器の組立品の取付用インタフェースを形成する防振装置上に取り付ける。この取付機能に加えて、防振装置は、用途に依存する特定の周波数帯域幅による少なくとも一部機器により生じた振動の伝達を減衰させなければならない。少なくとも一部機器がトルクまたは力のかかるアクチュエータである場合、防振装置はまた、ユーザによっても指定された伝達率の周波数帯域幅によるこの機器により生じた有用なトルクまたは力を伝達しなければならない。一方、防振装置はまた、必要がなければ、人工衛星の打ち上げ段階の際に支持構造体にかかる非常に高い動的負荷を減衰することが望ましいが、少なくとも一部機器の振動は打ち上げ時の動的負荷よりも桁違いに小さいので、少なくとも一部機器の振動の防振機能と矛盾するように思われる。

そのため、本発明による防振装置は、以下で作動しなければならない：
地上で、特に、人工衛星の打ち上げ前に行われる性能試験および認定試験中、
人工衛星の打ち上げ中、振動、音響雑音および衝撃を伴う特に困難な環境において、および
人工衛星が軌道上にある際、ここで、非常に小さな振動から防振する能力が期待水準を達成するのに必要である。

最後に、本発明による防振装置はまた、支持構造体に対して振動機器の特定のアラインメント安定性を長時間にわたって維持しなければならない場合がある。

以下の数値は、本発明の装置を人工衛星搭載のリアクションホイールまたはＣＭＧタイプのアクチュエータの防振に適用する際、本発明の装置の特定の一実施形態の一般的な動作範囲に対応する：
防振すべき機器の振動片の質量：通常１ｋｇ〜３０ｋｇ；
振動機器によって生じる妨害力および妨害トルク：１０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの周波数帯域にわたって１Ｎ〜１００Ｎ；
振動および衝撃に対する所望の減衰率：１０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの範囲で３〜５０（通常、周波数帯域にわたって対数目盛で−２の勾配による減衰）；
防振装置の過負荷係数：２未満；
所望の伝達率：０〜１０Ｈｚの範囲で１±５％；
経時的なアラインメント安定性：通常、０．０５ｏにまで行くことが可能；
打ち上げ時の環境：通常、１０〜１００Ｈｚの範囲で２０〜１００ｇ（振動）および１００〜１０００Ｈｚの範囲で１０００ｇ（衝撃）（ｇは、地球の重力場の加速度）。

本明細書において、以下に示す本発明により提供される装置は、機器の単一部品よりむしろ例えば機器の組立品を防振するのに同様に使用されることに留意すべきであり、いくつかの機器は振動しているため妨害の原因となるので、全ては同一の機器ホルダープラテンの上に取り付けられている。本発明による防振装置はまた、人工衛星の一部、例えば機械船と人工衛星の別の部、例えば観測機器との間のインタフェースで使用される場合がある。これら２つの場合において、例として与えた上記の数値は、必ずしも適用可能である必要はない。

特許文献１および特許文献２から、多軸防振装置は、一方は振動機器を保持し、他方は人工衛星の支持構造体に固定される２つの構造体部の間に配設された複数の防振スタッドを含むことが知られている。例えば、特許文献１には、人工衛星が打ち上げられ、かつ、宇宙で作動中の際、粘性減衰および振動および衝撃の減衰を行う３組の傾斜スタッドの対称六脚構成で対称配置の６つの防振部材からなる装置が記載されている。この装置において、防振部材は、軸の遊びと屈曲モーメントが最小となるように自由度２でリンクの上に取り付けられている。装置の２つの構造体部品の間に位置しているバッファは、特に、人工衛星が打ち上げられる際、防振部材のエクスカーションを制限する。この概念において、６つの防振部材が、３つの軸に沿った力およびトルクから完全な防振を達成するために必要であることに留意すべきである。人工衛星の構造体の上に装置を取り付けるには、中間構造体部が必要である。バッファは防振部材に一体化されていない。設計はモジュールではない。他の種類の防振設計の一般化は、特に、防振すべき自由度の数が変化する場合、容易ではない。機器によって生じた有用なトルクの伝達率とともに、機器によって生じた小さな振動からの防振、および、打ち上げ中の高レベルの振動および衝撃からの防振に対する仕様の関数としての装置の調整は容易ではない。装置のサイズ、質量、モジュール性の欠如は、装置の設計、構成または用途に良好なものでない。

特許文献２に記載の装置は、同様の構成を有している。同じ制限があるのは明らかであり、さらに、複数のバネの配置が複雑である。

特許文献３から、支持構造体に一部機器の取付用インサートはまた、（図１２および１３を参照）一方の外側１１２、他方の内側１１５の２つの剛性部品を含み、機器にしっかりと取り付けられ、かつ、エラストマーから形成された複数の防振スタッド１１８によって互いに連結されており、かつ、スタッド１１８の１つにかかる負荷が許容限界を超えるたびに、内側部品１１５は外側部品１１２にぶつかって止まるものであることが知られている。打ち上げに耐える必要がある人工衛星搭載の機器防振システムをここで考慮する場合において、特許文献３で記載されている原理の応用により、打ち上げ中に横動および傾斜の自由度に沿って装置にかかる極めて高い負荷により、外側部品１１２に関する内側部品１１５の横動および傾斜の自由度を全て遮断するために、前記内側部品１１５と外側部品１１２との間に多数のバッファ１１９を設置することに必然的につながる。かかる装置の一実施形態を特許文献３の装置に対応する図１２に示す。設計および構成の必然的な複雑さが強調されるこの種類のインサートは、一部機器によって生じた小さな振動の防振用などに使用することができる。しかしながら、その設計は、機器およびその支持構造体に、例えば人工衛星の打ち上げ段階の際、振動および衝撃を伴う大きな運動および加速度が互いにかかる際、インサートの１つのみよりむしろ数個のバッファ１１９が、例えば図１３に示したように、モーメントＭにより、傾斜の際に同時に作動する。全てのモーメントはスタッド１１８に過度な応力を生じ得るので、全てのモーメントはバッファ１１９によって遮断しなければならない。これは、インサート内に非常に大きな局部的力ＦＬを発生させ、前述したように、非常に高レベルの高周波振動が打ち上げ中に持続されるため、必然的にインサートの破壊につながる。これを避けるために、スタッキング装置の付加によって、剛連結により内側部品１１５および外側部品１１２の相対運動を全て遮断する必要がある。いったん軌道に乗れば、このスタッキング装置を、花火式または熱的部材によって、その後解除する必要があり、これにより全体の防振システムを実質的により複雑にする。

本発明の基礎をなす課題は、人工衛星などの支持構造体に搭載設置され、かつ、上述したような種類であり、なおかつ、従来技術の上記の欠点を克服し、特に、上記の特許文献１、２、３による周知の装置よりも実際に遭遇する様々な要求により適した、振動を生ずる少なくとも一部機器用の多軸防振装置を提供することである。
米国特許第５３０５９８１号明細書 米国特許第５９７１３７５号明細書 日本特許第２０００／１４５８８９号明細書

そのため、本発明の目標は、従来技術における既知の限界に対する簡便な解決策を提供することであり、この目的のため、本発明は、前記振動機器またはその支持体の周囲に分散した少なくとも３つの防振モジュールを含む、人工衛星などの支持構造体に搭載設置された、振動を生ずる少なくとも一部機器用の多軸防振装置であって、各防振モジュールは２つの剛性部品を含み、一方の剛性部品は、外側部品と呼ばれ、支持構造体に固定されるように設計され、他方の剛性部品は、内側部品と呼ばれ、前記振動機器またはその支持体に固定されるように設計され、前記内側部品および前記外側部品は、エラストマーから形成された少なくとも１つの防振スタッドにより互いに連結され、牽引軸、圧縮軸、または剪断軸の少なくとも１つに沿ったエラストマーの変形により、前記機器によって生じた低振幅の振動の伝達を減衰し、各防振モジュールはまた、反対方向に作動する横の可撓性バッファと２つの縦の可撓性バッファを含み、各可撓性バッファは内側および外側部品の１つのみに取り付けられ、かつ、前記内側および外側部品の他方に対向している１つの自由端を有し、静止状態で前記他の部品と接触していないことを特徴とする多軸防振装置を提供する。

ここで、「縦」なる語は、機器の設置面に垂直であるかまたは設置面に対し傾斜する任意の方向であるが、主要部品は機器の設置面に垂直であることを示し、「横」なる語は、「縦」方向に垂直な任意の方向を示す。

防振モジュールの可撓性バッファは、それぞれ、可撓性バッファの作動位置で、前記他の対向剛性部品と接触しているエラストマーから形成された少なくとも１つの部材を含んでおり、バッファが作動の際、防振スタッド（単数または複数）の十分な振幅の変形時に可撓性バッファのエラストマー部材が圧縮に働くようになっているので、有利である。

そのため、本発明による可撓性バッファの特定の一実施形態において、少なくとも１つのモジュールの少なくとも１つの可撓性バッファは、前記外側部品に固定されたエラストマー部材から形成でき、この部材は前記内側部品に対向しており、静止状態で前記内側部品と接触しないようになっている。それ自体が公知となっている態様で、前記エラストマー部材に対向している前記内側部品の一部は、前記可撓性バッファと前記対向剛性部品との間の遊びを減らすために、前記内側部品からの金属突起から形成されるので、有利である。

本発明による可撓性バッファの別の特定の一実施形態において、少なくとも１つのモジュールの少なくとも１つの可撓性バッファは、バッファを支持するモジュール部品からの金属突起から形成される剛部分を含むことができ、この突起がバッファのエラストマー部材を支持する。

可撓性バッファのエラストマー部材の剛性は、バッファの圧縮軸に沿った防振スタッドの剛性よりもはるかに高いことが好ましく、通常は５〜５０倍である。そのため、両方が変形する軸に沿った防振スタッドおよび可撓性バッファにより形成される組立品の剛性特性は、防振モジュールの２つの剛性部品の相対運動が、２つの動作レジーム：バッファ非作動およびバッファ作動に特有の特性により、この軸に沿って減衰するようになっており、それぞれのレジームは、２つのレジーム間で滑らかな遷移を伴い、前記剛性部品の小さなおよび大きな相対運動に対応する。この滑らかな遷移は、以下の３つの部材：牽引軸、圧縮軸または剪断軸の少なくとも１つに沿ったエラストマー防振スタッド、前記スタッドの変形軸に沿った圧縮に作用している可撓性バッファのエラストマー部、および可撓性バッファに対向している構造体部品の剛部分の剛性特性によって提供される。

小さな運動において、少なくとも１つの防振スタッド（単数または複数）の変形軸に沿った防振スタッド（単数または複数）の剛性のみが作動するので、線形特性に有利である。より大きな運動において、少なくとも１つの可撓性バッファが作動となる場合、エラストマー部材の剛性は、防振スタッド（単数または複数）の剛性と並行に作動し、支配的になる。圧縮が大きくなると、作動の可撓性バッファ（単数または複数）のエラストマー部材は、非線形剛性特性になり、その後、変形限界に到達する。この時点で、任意のさらなる負荷は、可撓性部材を支持している可撓性バッファ（単数または複数）の任意の金属部、および、可撓性バッファに対向している金属部品の一部の変形を誘発する。高い動的負荷を減衰するためにこれらの金属部のある程度の可撓性を利用するために、可撓性バッファのエラストマー部の断面が、ある程度の可撓性を提供するために大き過ぎず、あらゆる非弾性変形を避けるために小さ過ぎず、適当な寸法であることが有利であり、さもなければ破裂することさえある。この点で、前記断面は、装置に対する調節部材を表わしている。

第一の有利な実施形態において、本発明による防振装置は、各モジュールの前記外側部品がＵ字状であるように構成されており、これにより様々な防振スタッドおよび可撓性バッファを内側部品と外側部品との間に容易に設置することができる。

さらに、少なくとも１つのモジュールの前記３つの可撓性バッファの前記エラストマー部材は、前記外側部品に固定できる。この場合、少なくとも１つのモジュールの前記３つの可撓性バッファの前記エラストマー部材、かつ、好ましくは各々の前記エラストマー部材は結合されて、外側部品の内面に不連続のない状態で固定された単層エラストマーになるのが有利である。前記防振スタッド（単数または複数）から形成され、かつ、少なくとも１つのモジュールの前記３つの可撓性バッファの前記エラストマー部材から形成された組立品は、不連続のない状態で、単一のエラストマーブロックから形成されるのがさらにより有利であり、これにより防振モジュールの構成が容易化される。

少なくとも１つのモジュールの前記バッファの少なくとも１つ、かつ、好ましくは各々の前記バッファは、例えば、前記モジュールの内側部品からの金属突起から形成される剛部分と協働するのが有利なことがある。

装置の設計を簡素化するために、前記防振モジュールが略同一であればさらに有利である。各防振モジュールは、単一のエラストマー防振スタッドを含むことができ、これは縦である。しかし、各モジュールは、略対称な位置で内側部品の両側に配設された２つの縦のエラストマー防振スタッドを含み、２つのスタッドが同一の幾何学的形態かつ同一の剛性であることが好ましい。

前述の例において、各防振モジュールはまた、横のエラストマー防振スタッドをさらに含むことが有利な場合がある。この横のスタッドは、圧縮軸が横の可撓性バッファの圧縮軸に略平行に配設されるのが好ましい。

別の変形例において、各防振モジュールは、単一のエラストマー防振スタッドを含み、これは横である。

上記のような実施形態において、２つの縦の可撓性バッファは、略対称に配設され、かつ、少なくとも剛性、遊びおよび接触面積において同一の特性を有することが有利である。

各防振モジュールにおいて、各縦のバッファの作用方向と横のバッファの作用方向との間の角度が９０^ｏに等しくすることが可能である。

しかしながら、変形例として、各縦のバッファの作用方向と横のバッファの作用方向との間の角度は９０^ｏと異なるが、ゼロではなく、かつ、通常１０^ｏより大きくすることが同様に可能であり、かつ、さらに有利である。

さらに、各防振モジュールにおいて、縦のバッファと縦の防振スタッド（単数または複数）の軸は略平行であることが有利である。

同様に、各防振モジュールにおいて、横のバッファの軸と横の防振スタッドの軸は、略平行であることが有利である。さらに、各防振モジュールにおいて、縦のバッファは、機器またはその支持体の取付箇所から可能な限り最も離間していることが有利である。

これらの異なる変形例において、さらに、三角形、好ましくは正三角形の角に配設された３つの同一モジュールを含むかまたはそれらから形成される場合、装置はバランスがとれていることが有利である。

しかしながら、組立品および調節を容易化するために、装置はまた、好ましくは正方形の角、好ましくは正方形の対角線に沿って対称に配置された４つの同一モジュールを含むかまたはそれらから形成することが可能である。

全ての変形実施形態において、機器または機器支持体の上のモジュールの内側部品の取付面は略一致にできることが有利である。

同様に、構成を簡素化するために、防振スタッドおよび可撓性バッファは、少なくとも１つの標準形状、好ましくは略円筒形または平行六面体形であり、様々なスタッドおよびバッファの寸法は必ずしも同一である必要はない。

変形例として、防振スタッドおよび可撓性バッファは互いに差し込まれ、装置のサイズを最適化できるように、例えば、一方は円柱であり、他方はその円柱を囲むリングまたは環状部である。

好適な変形実施形態によれば、前記外側部品に対向している前記内側部品の外側部の中央平面と機器の設置面との間の角度はゼロではないかまたは、逆にゼロである。

そのため、前記角度は、好ましくは等しく、機器の傾斜モードの防振を有利に支持するために、防振すべき機器の重心が防振モジュールの前記内側部品の中央平面近くに位置するようにすることが可能である。

しかしながら、逆に、前記角度は、好ましくは等しく、防振装置のサスペンションモードと機器の共鳴振動モードとの間の周波数デカップリングを有利に支持するために、防振すべき機器の重心が防振モジュールの前記内側部品の中央平面から好ましくは離れて位置するようにすることが同様に可能である。

全ての変形実施形態において、防振装置のサスペンションモードは、防振すべき機器のそれよりも、最小で２倍低いことが有利である。

さらに、断面、高さ、粘弾性率、縦のスタッドと内側部品の中央平面との間の角度、内側部品の中央平面と前記防振モジュールの内側部品上の機器の設置面との間の角度における防振スタッドの特性は、可撓性バッファの作動位置の下で、小さな運動に対する３軸座標系の３つの軸に沿った力およびトルク作動力の伝達率−周波数関数が、例えば、機器によって支持構造体に伝達された力およびトルクでの低振幅の振動が特定周波数を超えて正確にフィルタリングされ、かつ、機器によって生じた有用な力およびトルクが有害な変形をすることなく伝達されるように特定の帯域幅に対応することを確実にするように選択されることが有利である。

類似の方法において、断面、エラストマー高さ、エラストマーの粘弾性率、可撓性バッファと対向部品との間の間隙の寸法における可撓性バッファの特性は、高荷重が装置にかかる際、防振スタッドの大きすぎる変形を有利に回避することにより、あらゆる劣化または望ましくない不可逆現象を防止し、かつ同時に、装置が設計されている作動全範囲にわたる３つの軸に沿った力およびトルク作動力の伝達率−周波数関数が、支持構造体によって機器に伝達された力およびトルクでの高振幅の振動および衝撃が有利に正確にフィルタリングされるように特定の帯域幅に対応するようになっている。

また、各防振モジュールの縦のバッファ（または、各々の縦のバッファと対向部品との間の間隙）における遊びは、２つの独立の防振モジュール、例えば隣接モジュール、の２つの縦のバッファを分ける最短距離の約０．５〜数パーセントだけを表わすこともできるので、有利である。

防振装置は、機器から支持構造体に熱を効率的に移すために、少なくとも１つの防振モジュールの内側および外側部品に接合する少なくとも１つの可撓性熱ドレインをさらに含むことができるので、有利である。

さらに、変形例として、防振モジュールの内側部品は、一体形成し、かつ、前記機器または機器ホルダー支持体とともに単一部であることが可能である。

さらに、防振スタッドおよび可撓性バッファに使用されるエラストマーは同一であることが有利である。

本発明はまた、前述されているように、防振装置の用途に関しており、これは、機器は、人工衛星に搭載設置された宇宙利用用の一部機器であり、前記機器は、例えば、以下の一部機器の少なくとも１つ：リアクションホイール、モーメンタムホイール、慣性ホイール、フライホイール、コントロール・モーメント・ジャイロ（またはＣＭＧ）などの少なくとも１つの振動発生回転部を含み、防振装置に嵌合された前記機器は、人工衛星が打ち上げられる際にかかる振動および衝撃などの静的および動的負荷に耐える必要があることを特徴とする。

防振装置の用途はまた、機器が、人工衛星に搭載設置された宇宙利用用の一部機器であり、前記機器は、例えば冷蔵庫を駆動させるのに用いられるコンプレッサなどの少なくとも１つの周期振動発生部品を含む横動運動を行う少なくとも一部を含み、防振装置に嵌合された前記機器は、人工衛星が打ち上げられる際にかかる振動および衝撃などの静的および動的負荷に耐える必要があるようにすることが可能である。

防振装置のかかる用途において、防振装置は、少なくとも一部は妨害源である機器の組立品を防振するのに用いることができ、全ては、同一の機器ホルダープラテンに取り付けられるかまたは、装置は、人工衛星の一部、例えば機械船を、人工衛星の別の部、例えば観測機器から防振するのに使用することが可能である。

本発明の特徴および利点は、添付図面を参照して記載された非限定的な具体例としての実施形態に関する以下の説明から明らかになるであろう。

図１ａは、本発明の基本原理を説明するために例示として提示する。この図は、人工衛星の機械船における内側構造体などの支持構造体１４から互いに同一で有利ないくつかのモジュール１１によって、人工衛星に搭載設置され、かつ、浮き上がっている機器ホルダープラテン１７上に取り付けられる、振動を生む機器（図示せず）用の本発明によるモジュール式多軸防振装置のモジュール１１を概略的に示す。

本発明の原理の他の実際の用途を以下で示すように、この装置は、防振モジュール１１が互いに別々であり、かつ、設計、構成、および振動機器とそれを支持するプラテン１７の周辺への組み立てが非常に簡単であるという利点を有する。各モジュール１１は、この例においては、一般形状
を有しているが、一般的にＵ字状とすることが可能であり、外側部品１２の外側翼部１２ｂと呼ばれる翼部に、この連結軸１３で概略的に示した、例えば螺合またはボルト留め連結により、人工衛星の支持構造体１４に取り付けられる外側１２と呼ばれる剛性部品と、また詳細には図示していないが、内側部品１５ａからプラテン１７の取付フランジ１７ａにこの連結軸１６で概略的に示した螺合またはボルト留め連結により、振動機器またはその支持体、すなわち、機器ホルダープラテン１７に固定される内側部品１５ａと呼ばれる部を有する内側１５と呼ばれる剛性部品とから基本的になっており、内側部品１５の外側部１５ｂと呼ばれる別の部品は、エラストマーから形成された１つまたはそれ以上の防振スタッド１８、この例においては、外側部品１２の内側翼部１２ａに連結された単一の縦のスタッド１８によって外側部品１２に連結されており、内側部品１５は、このまたはこれらの防振スタッド１８以外の外側部品１２と永久的に接触しておらず、そのまたはそれらの縦軸Ｘ_１Ｘ_１に沿った圧縮・牽引および／または軸Ｘ_１Ｘ_１に垂直な面の剪断における防振スタッド１８の変形により、モジュール１１の外側１２および内側１５部品の低振幅の相対運動に対応して、プラテン１７上の機器によって生じた低振幅の振動および衝撃の支持構造体１４への伝達を減衰することができる。

少なくともスタッド１８の軸Ｘ_１Ｘ_１に沿った圧縮および／またはＸ_１Ｘ_１に垂直な軸に沿った剪断におけるスタッド１８などの少なくとも１つの防振スタッドの変形を制限するために、人工衛星の打ち上げ時に高い加速度が支持構造体１４にかかる際、かつ同時に、この段階中、プラテン１７上に取り付けられた機器に伝達された衝撃および振動を吸収するため、防振装置の各モジュール１１はまた、この例においては、２つの可撓性バッファ１９を含み、可撓性バッファ１９の１つ１９ａは、縦と呼ばれ、防振スタッド１８に平行、言い換えれば、１９ａの圧縮軸Ｙ_１Ｙ_１がスタッド１８の軸Ｘ_１Ｘ_１に略平行であるように配設され、かつ、スタッド１８に適度に近接する。各可撓性バッファ１９は、エラストマーから形成された少なくとも一部を含み、その剛性は、防振スタッド（単数または複数）１８の剛性よりもはるかに高く、通常、約５〜約５０の比率である。各可撓性バッファ１９はまた、剛性補強材を含み、対応する防振モジュール１１の内側１２および外側１５部品の１つのみと（例えば、永久的な固定システムによって）一体形成し、かつ、この剛性補強材を被覆するエラストマーの少なくとも１つの層を支持する。各可撓性バッファ１９のエラストマー部は、装置が静止状態であり、かつ、可撓性バッファ１９が、そのため、非作動位置である際に、このバッファ１９が固定されず、かつ、この他の部品１５または１２に接触しないモジュール１１の他の内側１５または外側１２部品に対向している自由端を有する。

この例において、２つの可撓性バッファ１９のそれぞれは、一方はスタッド１８もまた固定されるこの外側部１５ｂの面上の１９ａで、１９ａの圧縮軸Ｙ_１Ｙ_１はスタッド１８の圧縮−牽引軸Ｘ_１Ｘ_１に平行であり、自由端は外側部品１２の内側翼部１２ａに対向しており、他方は横の可撓性バッファ１９ｂで、実質的に外側部１５ｂの横の伸張部であり、かつ、圧縮軸Ｙ_２Ｙ_２は軸Ｘ_１Ｘ_１および軸Ｙ_１Ｙ_１に略垂直であり、１９ｂの自由端は外側部品１２の分枝部１２ｃに対向するように、内側部品１５の外側部１５ｂに固定される。

バッファ１９ａの作動位置において、１９ａのエラストマー部材を介した可撓性バッファ１９ａの外側部品１２の内側翼部１２ａとの接触は、防振スタッド１８の圧縮における十分な変形においてのみ確立され、この変形は、軌道上にある人工衛星上の機器の通常運転中に発生する圧縮による最大変形よりも大きい。

横の可撓性バッファ１９ａの外側部品１２の分枝部１２ｃとの接触は、防振スタッド１８の剪断による十分な変形においてのみ確立され、これは、軌道上にある人工衛星上の機器の通常運転中に発生する最大剪断変形よりもはるかに大きい。

可撓性バッファ１９ａおよび１９ｂの一方および／または他方の作動位置において、これらのエラストマー部材の圧縮により、支持構造体１４からプラテン１７上の機器への高振幅の衝撃および振動の伝達を、特に人工衛星の打ち上げ中に減衰することができる。

この防振装置は、各モジュールにおいて、１９ａなどの第２の縦の可撓性バッファが、例えばバッファ１９ａに対称に、内側部品１５の外側部１５ｂの（図１ａにおける）上面に取り付けられる場合、本発明と一致する。防振装置は、そのため、少なくとも３つの防振モジュール１１からなっており、それぞれは、１つまたはそれ以上のエラストマー防振スタッド１８で連結され、かつ、このスタッドまたはこれらのスタッド１８の少なくとも１つの変形方向に平行な、内側部品１２および外側部品１５と、少なくとも１つのエラストマー部を有する３つの可撓性バッファ１９とからなっており、少なくとも１つの変形軸に沿った少なくとも１つの防振スタッド１８と少なくとも１つの関連する可撓性バッファ１９との複合剛性のおかげで、Ｘ_１Ｘ_１およびＹ_１Ｙ_１などの圧縮軸は前記変形軸と略平行であり、この複合剛性は、部品１２および１５の小さな相対運動には低く、これらの部品１２および１５の大きな相対運動には高く、かつ、不連続のない状態であるが、これらの小さなおよび大きな運動に対応してそれぞれ２つの作動レジーム間の漸次的かつ滑らかな遷移をし、人工衛星の打ち上げ段階時に人工衛星の支持構造体１４にかかる高加速度効果（衝撃および振動）の減衰、および、軌道上にある人工衛星上の機器の通常運転中に、プラテン１７上の機器により発生し、かつ、支持構造体１４に伝達された小さな振動の減衰の両方を行うことができる。

図１ｂは、圧縮または剪断のいずれかの少なくとも１つの変形軸に沿って変形する防振スタッド１８と、圧縮が前記防振スタッドの前記変形軸に平行に行われる可撓性バッファ１９ａまたは１９ｂとからなるモジュール１１の組立品における複合または実質剛性の曲線を概略的に示しており、この曲線はまず、防振スタッド１８のみが変形し、バッファ１９が非作動のままである際の、前記変形軸に沿った防振スタッド１８の剛性に対応する、部品１２および１５のより小さい相対エクスカーションで緩やかな勾配を有する線形部を示し、線分ＯＡによって表わされ、その後、バッファ１９ａの遊びに対応する変異Ｊ_１から始まり、それによりバッファ１９ａが作動状態となり、剛性は、圧縮の増大の結果生じる剛性の漸進的増加とともに、バッファ１９のエラストマー部によって実質的に生じた非線形剛性を表わす弧ＡＢに従って変化し、その後、バッファ１９のエラストマーの最大圧縮に対応する変異Ｊ_２から始まり、剛性は、最大に圧縮されたエラストマーおよびバッファ１９ａの補強材の非常に高い剛性により、Ｂを超えた直線の線分に従って変化し、この補強材は、無限の剛性を有していないため、実際には、それを支持する内側部品１５とバッファ１９が圧縮される外側部品１２を超えることはなく、急勾配を有する曲線のこの線形剛性部となる。一般的に金属製である内側１５および外側１２部品は、これらの剛性が、スタッド１８および可撓性バッファ１９のエラストマーの剛性よりもはるかに高いため、「剛体」と分類されるが、部品１２および１５のこの剛性は、しかしながら、バッファ１９が圧縮限界に達する際、クッション効果を提供するように高すぎないことに留意すべきである。さらに、各可撓性バッファ１９の横断面は、バッファ１９が固定されていない部品１２または１５の対向金属部の剛性が許容できかつ高振幅の衝撃および振動の減衰に関与するように、大き過ぎない。

本発明の利点の１つは、説明を進める中で以下に明らかになるであろうことに加えて、加速度における２つの振動レジーム間の比が、例えば、１００〜１０００倍であっても、１つの同じ簡単かつ非常に小型の装置により、これら２つの明らかに矛盾する目的：小さな振動の減衰および大きな振動の減衰を実際に達成することである。

装置の１つの非常に簡単な実施形態において、装置は、少なくとも３つの防振モジュール１１からなっており、同一なのが有利であるが、これは必須ではなく、人工衛星の支持構造体１４の上に別々に取付け、この構造体１４のまわりに配置され、例えば三角形の角、図３に示したように正三角形の角であるのが有利であるが、に配設され、これにより、機器ホルダープラテン１７上に取り付けられた振動機器６１の多軸防振を提供する。

本発明による第２の例示実施形態において、図２に示すように、各モジュール１１はまた、この例においては、分枝部１２ｃの末端で２つの内側平行翼部１２ａおよび１２ｄを有するＵ字状であり、かつ、１つの外側翼部１２ｂは、人工衛星の支持構造体１４の上の１３で概略的に示した連結により固定されるように設計されている、１つの外側の、比較的剛性な、例えば金属製の部品１２と、内側部品１５の１つの内側部１５ａは、振動機器またはそれを支持する機器ホルダープラテン１７の上に１６で概略的に示した連結によって固定されるように設計されており、内側部品１５はまた、外側部品１２のＵ字状部１２ａ−１２ｃ−１２ｄで係合される外側部１５ｂを有している、１つの内側の、比較的剛性な、例えば金属製の部品１５と、分枝部１２ｃの方に向けられた外側部１５ｂの面が外側部品１２の分枝部１２ｃに連結し、内側部品１５の外側部１５ｂの延長部において横方向に固定されているので横のスタッド１８ｂと呼ばれ、２つの内側１５および外側１２部品は、横の防振スタッド１８ｂ以外とは、静止状態では永久的に接触していない、エラストマー１８から形成された１つの防振スタッドを含む。

このモジュール１１はまた、３つの可撓性バッファ１９を含み、各々は、図１ａを参照して前述したバッファ１９と同じ構造体を有し、この例においては、３つ全ては単一の内側部品１５に固定され、かつ、翼部１２ａおよび１２ｄのそれぞれ、かつ、外側部品１２の分枝部１２ｃの向かい合う面の１つと、小さな間隙を有して対向するそれらのエラストマー部の自由端を有しており、バッファ１９の第１の可撓性バッファ１９ｂは、横のスタッド１８ｂの圧縮を制限するように、横の防振スタッド１８ｂに平行（言い換えれば、横のスタッド１８ｂの牽引−圧縮軸Ｘ_２Ｘ_２に平行であるこの第１のバッファ１９ｂの圧縮軸Ｙ_２Ｙ_２）に配設されているので、横と呼ばれ、バッファ１９の２つの他の可撓性バッファ１９ａは、縦と呼ばれ、横の防振スタッド１８ｂの剪断変形を制限するように、内側部品１５の外側部１５ｂの両側に配設されており、２つの縦の可撓性バッファ１９ａは、外側部品１５の中央平面に対して対称的な位置で、これらの共通の圧縮軸Ｙ_１Ｙ_１の方向で配設されているのが有利であり、これは、横の防振スタッド１８ｂおよび横の可撓性バッファ１９ｂの圧縮軸Ｘ_２Ｘ_２およびＹ_２Ｙ_２に垂直な方向である。

図２による３つのモジュール１１を有する防振装置の一実施形態において、可撓性バッファ１９ａおよび１９ｂが非作動なままの小さな運動における、力およびトルクの自由度６を介して装置を通過する振動の防振は、牽引−圧縮の３つの軸Ｘ_２Ｘ_２（スタッド１８ごと、従ってモジュール１１ごとに１軸Ｘ_２Ｘ_２）と６つの剪断軸（スタッド１８ごと、従ってモジュール１１ごとに２軸、１軸はＹ_１Ｙ_１に平行であり、１軸はＹ_１Ｙ_１およびＸ_２Ｘ_２に垂直である）に沿った横の防振スタッド１８ｂの変形のおかげで達成され、外側部品１２の方の面に対して接触する可撓性バッファ１９ａおよび／または１９ｂが作動する大きな運動における防振は、９つの圧縮軸（バッファ１９ごとにＹ_１Ｙ_１またはＹ_２Ｙ_２などの１軸）に沿った可撓性バッファ１９ａおよび１９ｂの圧縮変形のおかげで達成される。

この防振装置の設計を簡単にするために、３つの代わりに４つの防振モジュール１１を使用するのが有利である場合が多く、人工衛星の支持構造体１４上の機器の周辺への取付けに関してはやはり別々であり、かつ、図４で概略的に示したように、例えば、正方形の４角に、かつ、正方形の対角線に対して対称に置かれ、振動機器６１は、４つのモジュール１１の内側部品によって支持された丸い円盤状の機器ホルダー１７上に円柱状を有して示される。本発明のこの実施形態において、力およびトルクの様々な自由度は、そのため、連結解除され、かつ、寸法調整はより簡単に達成される。これは、本発明による防振装置のモジュール性を示しており、これは、従来技術を超える本発明の重要利点を表わしている。

本発明により提案される融通性の一例は、装置の別の実施形態によって与えられるが、本発明の同じ原理に従うものである。装置のこの新しい例示実施形態において、装置は、複数の防振モジュール１１からなっているのが有利であるが、必ずしも同一である必要はなく、例えば、図３のように、正三角形の角に配設された３つのモジュール１１であるかまたは、図４のように、正方形の角に配設された４つのモジュール１１であり、各モジュール１１は、図５に示されるようになっており、図２を参照して上述されたようなＵ字状であり、かつまた、連結部１３を介して人工衛星の支持構造体１４の上に外側翼部１２ｂによって固定されるように設計された１つの外側部品１２と、図２を参照して上述された内側部品１５のそれに類似した形状であり、かつ、内側部１５ａは、振動機器に固定されるかまたは連結部１６を介して振動機器を支持する機器ホルダー１７に固定されるように設計されているが、外側部１５ｂは、外側部品１２のＵ字状部１２ａ−１２ｃ−１２ｄに係合されており、かつ、Ｕ字状部を形成する２つの翼部１２ａおよび１２ｄと分枝部１２ｃの向かい合う面に対向している１つの内側部品１５と、縦の防振スタッド１８ａと呼ばれ、内側部品１５の外側部１５ｂの両側に対称的な形で配設されるが、必ずしも内側部品１５の中央平面に垂直である必要はなく、内側部品１５は、これら２つの縦の防振スタッド１８ａ以外の外側部品１２と静止状態で永久的に接触しておらず、２つの縦の防振スタッド１８ａの各々は、外側部１５ｂの向かい合う面の一つ、かつ、対応する側上の翼部１２ａまたは１２ｄの向かい合う面のそれぞれに固定されている２つのエラストマー防振スタッド１８を含む。

それぞれが、図１ａおよび図２の可撓性バッファ１９と同一構造体であり、かつ、内側部品１５または外側部品１２のいずれかに固定されるかまたはそれらと一体形成されており、この例においては単一の内側部品１５と一体形成されており、図２のように、これらのバッファ１９の２つの１９ａは、縦と分類され、かつ、対称的な位置であるのが有利であるが、内側部品１５の外側部１５ｂの両側に、縦の防振スタッド１８ａに略平行に配設されており、かつ、第３の可撓性バッファ１９ｂは、横と呼ばれ、内側部品の外側部１５ｂの横の延長部に配設されており、圧縮軸Ｙ_２Ｙ_２は、内側部品１５の中央平面であるのが有利であり、かつ、２つの縦のスタッド１８ａの牽引−圧縮軸の二等分線に沿って配置されているのが有利であり、これは、この例においては、牽引−圧縮の共通軸Ｘ_１Ｘ_１と一致する、３つの可撓性バッファ１９。横の可撓性バッファ１９ｂの圧縮軸Ｙ_２Ｙ_２は、この例においては、２つの縦のスタッド１８ａおよび２つの縦の可撓性バッファ１９ａそれぞれの牽引−圧縮軸Ｘ_１Ｘ_１および圧縮軸Ｙ_１Ｙ_１に垂直である。

本発明の本実施形態において、３つの可撓性バッファ１９を有する３つのモジュール１１を使用すると見立てると、力およびトルクの自由度６を介して装置を通過する振動の防振は、小さな運動においては、３つの牽引−圧縮軸（モジュール１１ごとにＸ_１Ｘ_１などの１軸）と６つの剪断軸（モジュール１１ごとにＹ_２Ｙ_２などの２軸、かつ、Ｘ_１Ｘ_１およびＹ_２Ｙ_２に垂直な１軸）に沿った防振スタッド１８の変形のおかげで達成され、大きな運動においては、９つの圧縮軸（バッファ１９ごとにＹ_１Ｙ_１またはＹ_２Ｙ_２などの１軸）に沿った可撓性バッファ１９の圧縮変形のおかげで達成される。

本実施形態において、各防振モジュール１１の２つの縦のスタッド１８ａは、装置のバランスを保つために、幾何学的形態および剛性において全く同一であるのが有利であり、これは、試験後、２つ１組で組み立てることができる。

本実施形態の一変形例において、図６で示すように、同一参照符号は、同様または同一部材を示し、各モジュール１１は、横と呼ばれ、内側部品１５および外側部品１２に連結している第３の防振スタッド１８ｂをさらに含み、このスタッド１８ｂは、外側部品１２のＵ字状部の分枝部１２ｃに対向している内側部品１５の外側部１５ｂの延長部に、図２のスタッド１８ｂのように配設されている。

本発明の全ての変形実施形態において、防振モジュール１１の内側部品１５の取付面が、図６によるいくつかのモジュール１１を有する防振装置を概略的に示す図７ａに簡略的に示したように、機器６１または機器支持体１７に一致するのが常に有利であり、可撓性バッファ１９は、図を簡素化するために記載しなかった。これらの取付面は、ボルト連結の形状で図７ａに示された、連結部１６の作動による内側部品１５の内側部１５ａおよび機器支持体１７の取付フランジ１７ａの反対向同士の接触面によって、図１ａ、図２、および図５で定義される。

さらに、例えば図２、図５または図６で示したような直線状の形状を有していないが、外側部品１２に対向しているかまたは外側部品１２のＵ字状部に係合された内側部品１５の外側部１５ｂの中央平面２２が、機器６１またはその支持体１７の設置面２１とゼロではない角度αをなすように、図２のモジュール１１の変形に対応する図７ｂのモジュール１１に示すような外側部品１２を考慮することも有利である。この場合、翼部１２ａおよび１２ｄかつ外側部品１２の分枝部１２ｃで定義されるＵ字状部は、図２と同様に、外側部１５ｂとＵ字状部１２ａ−１２ｃ−１２ｄとの間の横のスタッド１８ｂと３つの可撓性バッファ１９（そのうちの２つは縦１９ａ、１つは横１９ｂ）の同一動作を確実にするために、同じ角度で傾斜している。

そのため、機器６１の重心または質量中心６２は、図８に示すように、装置の様々なモジュール１１の横の防振スタッド１８ｂの圧縮軸Ｘ_２Ｘ_２のより近くにすることができ、これは、図７ｂのように傾斜したＵ字状部および傾斜した内側部品の外側部１５ｂを有する図６によるモジュール１１を備えた装置を示し、これは、防振スタッド１８の圧縮によってトルクは実質的に吸収されるため、機器６１によって生じた振動トルク効果の減衰に特に向いている。同様に、この角度αは、逆に、機器６１の質量中心６２を防振スタッド１８の圧縮軸からさらに遠くに移すため使用することができ、これは、機器６１と支持構造体１４との間の周波数デカップリングにより向いている。これもまた、本発明により提案される実施形態における融通性を示す。

さらに、これらの変形例の全てが、縦の防振スタッド１８ａの圧縮のＸ_１Ｘ_１およびＸ’_１Ｘ’_１などの軸と横のスタッド１８ｂまたは横のスタッドのＸ_２Ｘ_２（軸Ｘ_１Ｘ_１および軸Ｘ’_１Ｘ’_１の角度の二等分線であるのが有利である）などの圧縮軸との間が非直角であるのが有利であり、本発明による防振モジュール１１の非常に一般的なタイプを示す図９に示すように、状況に応じて、図７ｂと同様に傾斜している内側部品１５の外側部１５ｂおよび外側部品１２のＵ字状部を有するが、互いに平行ではないが、鋭角を形成するＵ字状部の２つの翼部１２ａおよび１２ｄの対向面を有する図６のモジュール１１の１変形例に対応し、同一の参照符号は同様または同一の部材を示す。

この最も完全な変形例においても、本発明の特徴は：かなりの数の機能：機器６１の小さな振動の減衰、支持構造体１４にかかる高加速度の減衰、有用なトルクの伝達などを満たさなければならない装置の簡潔性、コンパクト性、モジュール性が明瞭に示されている。

防振すべき機器６１が自由度の低減に沿って振動を生じる場合、例えば、スプリアス力のみが、単一方向に主に生じる場合（一般に、機器６１が、例えば、ピストン駆動のコンプレッサの場合）と同様に、装置の他の変形例は、２つの防振モジュール１１のみが機器６１の防振に使用される設計にすることができる。この場合、防振スタッド１８と可撓性バッファ１９の数は、対応する自由度を介して機器６１によって生じた小さな振動と力およびトルクの自由度６を介して打ち上げ時の大きな振動の両方を減衰するのに十分でなければならない。この構成図を図１０に示し、ここで、８つの可撓性バッファ１９と１つの防振スタッド１８を有する防振モジュールの内側部品１５のみを示す。スタッド１８は平行六面体の形状であり、各バッファ１９は円柱状である。矩形形状面の内側部品１５は、互いに垂直な３方向でスタッド１８の圧縮および剪断による変形を制限するように、連結部１６に対する内側部１５ａに空けられた２つの孔と、外側部１５ｂの２つの角のそれぞれに、そのうちの２つは、外側部１５ｂの両側に対称な縦１９ａであり、２つは横１９ｂおよび１９ｃである４つの可撓性バッファ１９とを有する。くまなく載置されたこの種類の２つのモジュール１１により、横の力を防振スタッド１８の圧縮軸に沿って防振できるとともに、スタッド１８の他の剪断方向に沿ったスプリアス力を防振でき、同時に、打ち上げ時の高加速度に耐えることができる。

この説明で与えられた部材から始まり、当業者は、防振すべき力および／またはトルクの自由度の数および種類の関数として、所望の防振特性を一般的な場合に得ることができる他の構成を容易に設計することができる。

これらの変形例の中から、本発明による多軸防振装置の防振モジュールの構成における１つの好適な変形例を、図１１に示し、この変形例において、可撓性バッファ１９ａおよび１９ｂのエラストマー部材は、それらの間で不連続のない状態で、外側部品１２の種々の内面上に取り付けられており、縦の防振スタッド１８ａとともに単一のエラストマーブロックを形成しており、幾何学的形態および剛性において同様であることが好ましく、かつ、内側部品１５の両側に対称的に配設されており、縦の可撓性バッファ１９ａは、突起の端部とバッファ１９の可撓性部を形成するエラストマー層との間の間隙を残しながら、作動位置で、縦の防振スタッド１８ａの方向に略平行な方向に沿った内側部品の突起により形成された剛部分１９ｃと協働し、かつ、内側部品１５の剛部分１９ｃは、この場合は単に内側部品１５の外面であり、外側部品１２の内面に（静止状態で）略平坦かつ略平行である横の可撓性バッファ１９ｂと協働する。

本発明のこれら全ての変形実施形態において、防振スタッド１８および可撓性バッファ１９の形状（単数または複数）は、ほとんど制限なく選ぶことができ、好適な形状は、簡潔さおよび小さな運動に対する線形性の理由により、平行六面体形または円筒形である。装置をもう少し小型化するために、少なくとも１つの可撓性バッファ１９を、例えばクラウンまたはクラウンの一部の形状を取る防振スタッド１８の中心に配設することができる。

これら変形例のそれぞれにおいて、断面、高さ、粘弾性率、縦のスタッド１８ａと内側部品１５の中央平面との間の角度、前記防振モジュール１１の内側部品１５上の内側部品１５の中央平面と機器６１の設置面２１と間の角度における防振スタッド１８の特性は、小さな運動（可撓性バッファ１９の作動位置の下）に対する３つの軸に沿った力およびトルク作動力の伝達率−周波数関数が、例えば、機器６１によって人工衛星の構造体１４に伝達された力およびトルクにおける低振幅による振動が特定周波数を超えて正確にフィルタリングされ、かつ、機器６１によって生じた有用な力およびトルクを特定周波数まで有害な変形をすることなく伝達するように特定の帯域幅に対応することを確実にするように選ばれる。

同様に、断面、エラストマー高さ、エラストマーの粘弾性率、エラストマーと静止状態における対向部品１２または１５との間の間隙の寸法における可撓性バッファの特性は、高荷重が装置にかかる際、防振スタッド１８の大きすぎる変形を回避することにより、あらゆる劣化または望ましくない不可逆現象を防止し、かつ同時に、装置が設計されている作動全範囲にわたる３つの軸に沿った力およびトルク作動力の伝達率−周波数関数が、例えば、人工衛星の構造体１４によって機器６１に伝達された力およびトルクにおける高振幅による振動および衝撃が正確にフィルタリングされるように特定の帯域幅に対応するようになっている。

防振モジュール１１の作製を容易化するために、防振スタッド１８および可撓性バッファ１９において同種類のエラストマーを使用するのが非常に有利であることに留意すべきである。

装置の他の変形例において、可撓性に富んだ熱ドレインを、設置されたエラストマースタッド１８により自ずと制限される熱交換を促進するために、機器部１７−６１と支持構造体１４の間に設置してもよい。

防振モジュール１１の内側部品１５はまた、機器６１または機器ホルダープラテン１７と一体形成するように構成されてよく、これにより、装置のモジュールをより少ない状態にするが、一体化のための優れた小型性（設定可能な容積の仕様）および容量を提供する。

上述した本発明による装置の全ての変形例は、従来技術に有利であるという共通の特徴を有する。これらの利点を強調するために、図１２は、軸が機器に対して縦であり、かつ、その上に機器が取り付けられる内側部品１１５を含む取付用インサートからなる特許文献３による従来技術からの装置を示しており、前記内側部品１１５は、複数のエラストマー防振スタッド１１８によって支持構造体（ここでは図示せず）の上に固定された外側部品１１２に連結されており、特許文献３による装置の原理は、防振スタッド１１８にかかるストレスが限界値に達する度に、内側部品１１５が外側部品１１２に当接するようになっている。この原理によれば、全ての軸に沿って打ち上げ時に受ける高加速度中に、機器の変位によって必然的に生じる３つの横動運動に沿った内側部品１１５の運動を遮断するために、複数のバッファ１１９を、水平面における断面で図１２に示すように、前記内側部品１１５の全周に配設しなければならず、バッファ１１９上は、バッファ１１９の接触領域と示されている。この構成（したがって、これら全ての横動を遮断するために、必要となる特許文献３により作られた）において、高いトルクＭがかかる機器の回転運動により、外側部品１１２において内側部品１１５の傾斜をもたらす。しかしながら、かかる傾斜の影響下で、図１２の装置の変形を示す図１３に示すように、１つではなくいくつかのバッファ１１９は、小さな傾斜角においても同時に作動するため、Ｍ／ｄのオーダーで非常に高い局部的力ＦＬを発生し、ここで、ｄは２つのバッファ１１９間の一般的な距離であり、この場合、数センチである。かかる設計は、通常、１０〜１００Ｈｚ（振動）の範囲で２０〜１００ｇ（ここで、ｇは、地球の重力場の加速度である）から１００〜１０００Ｈｚ（衝撃）の範囲で１０００ｇに及ぶ、打ち上げ時の加速度によって生じる激しくかつ繰返される衝撃に耐えることができない。

この従来技術において、本発明による装置の有利な特徴の１つは、図７ａから導き出せるであろうが、簡素化しているが代表的な場合において、図１４でより正確に示している。当業者は、（本発明による少なくとも３つの）モジュール１１をより多い数に、かつ、より複雑な運動に容易に一般化することができるので、図７ａと全体に類似しているこの図１４は、作動と想定される２つの防振モジュール１１のみが、図５のように、防振スタッド１８ａと可撓性バッファ１９ａおよび１９ｂの詳細とともに示される装置の概略図を示している。この図１４は、高いトルクＭの影響下における機器の傾斜を概略的に示している。結果として生じる運動は、２つの別々の防振スタッド１１の２つの縦のバッファ１９ａ間の距離Ｄ、通常、防振すべき機器片（単数または複数）のサイズにより２０〜４０ｃｍ、により形成される長いレバーアームにおいて、縦のバッファ１９ａの比較的小さな（通常、ミリオーダーの）遊びにより、各モジュール１１の他のバッファ１９の任意の他の接点を除外して、２つの別個のモジュール１１の２つの縦のバッファ１９ａによる低い傾斜角で迅速に遮られる。この場合、各防振モジュール１１には、最悪の場合でも、（特許文献３と対照的に局所的トルクよりもむしろ）単純な力がかかるのみであり、バッファ１９上で生成されたこれらの力は、大きさＭ／Ｄのオーダーであるかまたは、通常、前述の場合よりも１０倍低い。

特に特許文献３の従来技術において本発明による装置が有利な差異を生じている１つの他の特徴は、本発明において、各防振モジュール１１は、縦方向のいずれかの向きに、これらのモジュール１１の設計および構成を容易化するモジュール１１ごとに限られた数の３つのバッファ１９を表わす単一の横のバッファ１９ｂおよび単一のバッファ１９ａのみを含んでいる。特に、従来技術の結果として生じる設計規則とは対照的に、単独の各防振モジュール１１は、１つの横のバッファ１９ｂだけでは、内側部品１５と外側部品１２との間の間隙が閉じるのを遮断するため圧縮に使用されるので、内側部品１５と外側部品１２を引き離そうとする大きな牽引力に耐えることができない。３つのバッファ１９のみがモジュール１１ごとに使用されるという事実により、本発明により一般に使用される外側部品１２は、特許文献３において必要であるように、全ての方向で顎の形状であるよりも、単純なＵ字状を有することができる。本発明による装置のこの特徴は、装置に使用される少なくとも３つの防振モジュール１１の横のバッファ１９ｂが、別々より全体として、あらゆる横方向における機器の全ての横動運動を遮断するという事実による。この性質は、図１５に概略的に示しており、これは、図１４と同一の装置を示しているが、ここでは、大き過ぎる力が、かかる横動において保護されない他のモジュール１１から防振スタッド１８ａを引きちぎる前に、防振モジュール１１の１つの横のバッファ１９ｂによって遮られる横動である。

本発明による防振装置のモジュールの第１部分例の一部が横立面で、一部が断面である概略図であり、これは、図１ｂにおける曲線を説明するために、支持構造体と機器の少なくとも１つの振動片を支持する機器ホルダーとの間に取り付けられている。 エラストマー防振スタッドと図１ａのモジュールにおけるスタッドに平行な可撓性バッファの組立品の剛性曲線を示す。 本発明による装置の防振モジュールの第２例の図１ａと同様の図である。 本発明による３つのモジュールを有する防振装置を部分的に示した概略的平面図である。 本発明による４つの防振モジュールを有する装置の図３と同様の図である。 本発明による防振装置のモジュールの第３例の図２と同様の図である。 防振装置のモジュールの第４例の図２と同様の図であり、これは図２および図５の防振装置のモジュールの変形例である。 図６によるモジュールを備えた防振装置の例の概略図であり、この可撓性バッファは図を簡素化するために示していない。 防振モジュールの第５例の概略図であり、モジュールの内側部品の外側部の傾斜を伴う図２の防振モジュールの変形例である。 図７ａによる防振装置の変形例の概略図である。 防振モジュールの第６例の概略図であり、これは図５および図７ｂの防振モジュールの変形例である。 防振装置モジュールの別の例における内側部品の概略透視図である。 本発明による防振装置のモジュールのさらに別の例の図５と同様の図である。 特許文献３による従来技術からの取付用インサートを有する装置の概略断面図である。 図１２の従来技術による取付用インサートを有する装置の外側部品における内側部の傾斜効果を示した図１２と同様の図である。 機器が支持構造体において傾いた際の防振スタッドの変形および縦の可撓性バッファの効果を示した、図５によるモジュールを備えた防振装置の図７ａと同様の図である。 支持構造体において機器の横動の際の横の可撓性バッファの効果を示した図７ａと同様の図である。

Claims (38)

1. 振動機器（６１）または前記振動機器（６１）の支持体（１７）の周囲に分散した少なくとも３つの防振モジュール（１１）を含む、人工衛星などの支持構造体（１４）に搭載設置された、振動を生ずる少なくとも一部機器（６１）用の多軸防振装置であって、各防振モジュールは２つの剛性部品を含み、一方の剛性部品（１２）は、外側部品と呼ばれ、前記支持構造体（１４）に固定されるように設計され、他方の剛性部品（１５）は、内側部品と呼ばれ、前記振動機器（６１）またはその支持体（１７）に固定されるように設計され、前記内側部品（１５）および外側部品（１２）は、エラストマーから形成された少なくとも１つの防振スタッド（１８）によって互いに連結され、牽引軸、圧縮軸または剪断軸の少なくとも１つに沿ったエラストマーの変形により前記機器（６１）によって生じた低振幅の振動の伝達を減衰し、各防振モジュール（１１）はまた、反対方向（１９ａ）に作動する横の可撓性バッファ（１９ｂ）と２つの縦の可撓性バッファを含み、各バッファは前記内側（１５）および外側（１２）部品の１つにのみ取り付けられ、かつ、前記内側（１５）および外側（１２）部品の他方に対向している１つの自由端を有し、静止状態で前記他の部品と接触していないことを特徴とする多軸防振装置。
2. 前記防振モジュール（１１）の前記可撓性バッファ（１９）が、それぞれ、前記可撓性バッファ（１９）の作動位置で、前記他の対向剛性部品と接触しているエラストマーから形成された少なくとも１つの部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の多軸防振装置。
3. 前記外側部品（１２）がＵ字状であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の多軸防振装置。
4. 少なくとも１つのモジュール（１１）の前記３つの可撓性バッファ（１９）の前記エラストマー部材が前記外側部品（１２）に固定されていることを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の多軸防振装置。
5. 少なくとも１つのモジュール（１１）の前記３つの可撓性バッファ（１９）の前記エラストマー部材が結合されて、前記外側部品（１２）の内面に不連続のない状態で固定された単層エラストマーになることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の多軸防振装置。
6. 前記防振スタッド（単数または複数）（１８）から形成され、かつ、少なくとも１つのモジュール（１１）の前記３つの可撓性バッファ（１９）の前記エラストマー部材から形成された組立品が、不連続のない状態で、単一のエラストマーブロックから形成されることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の多軸防振装置。
7. 少なくとも１つのモジュール（１１）の少なくとも１つの可撓性バッファ（１９）が、前記内側（１５）および外側（１２）部品の１つにのみ取り付けられ、かつ、前記内側（１５）および外側（１２）部品の他方に対向している１つの自由端を有し、静止状態で前記他の部品と接触していないエラストマー部材から形成され、前記エラストマー部材に対向している前記一部が、前記他の内側または外側部品からの金属突起から形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の多軸防振装置。
8. 前記防振モジュール（１１）が同一であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の多軸防振装置。
9. 各防振モジュール（１１）が単一のエラストマー防振スタッドであり、これが縦（１８ａ）であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の多軸防振装置。
10. 各防振モジュール（１１）が、前記内側部品（１５）の両側に略対称な位置で配設された２つの縦のエラストマー防振スタッド（１８ａ）を含み、前記２つのスタッド（１８ａ）が同一の幾何学的形態かつ同一の剛性であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の多軸防振装置。
11. 各防振モジュール（１１）がさらに横のエラストマー防振スタッド（１８ｂ）を含むことを特徴とする請求項１０に記載の多軸防振装置。
12. 各防振モジュール（１１）が単一のエラストマー防振スタッドを含み、これが横（１８ｂ）であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の多軸防振装置。
13. 前記２つの縦の可撓性バッファ（１９ａ）が略対称に配設され、かつ、少なくとも剛性、遊びおよび接触面積において同一の特性を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の多軸防振装置。
14. 各防振モジュール（１１）において、各々の縦のバッファ（１９ａ）の方向（Ｙ１、Ｙ１）と前記横のバッファ（１９ｂ）の方向（Ｙ２、Ｙ２）との間の角度が９０ｏに等しいことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の多軸防振装置。
15. 各防振モジュール（１１）において、各々の縦のバッファ（１９ａ）の方向と前記横のバッファ（１９ｂ）の方向との間の角度が９０ｏと異なるが、ゼロではなく、かつ、通常１０ｏより大きいことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の多軸防振装置。
16. 各防振モジュール（１１）において、前記縦のバッファ（１９ａ）と前記縦の防振スタッド（１８ａ）の軸（Ｙ１Ｙ１、Ｘ１Ｘ１）が略平行であることを特徴とする請求項１〜１１および請求項１３〜１５のいずれかに記載の多軸防振装置。
17. 各防振モジュール（１１）において、前記横のバッファ（１９ｂ）の軸（Ｙ２、Ｙ２）と前記横の防振スタッド（１８ｂ）の軸（Ｘ２Ｘ２）が略平行であることを特徴とする請求項１１または１２のいずれかに記載の多軸防振装置。
18. 各防振モジュール（１１）において、前記縦のバッファ（１９ａ）が、前記機器（６１）またはその支持体（１７）の固定箇所から可能な限り最も離間することを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の多軸防振装置。
19. 前記多軸防振装置が、三角形、好ましくは正三角形の角に配設された３つの同一モジュール（１１）を含むことを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の多軸防振装置。
20. 前記多軸防振装置が、好ましくは正方形の角に配設され、かつ、好ましくは正方形の対角線に沿って対称に配置された４つの同一モジュール（１１）を含むことを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の多軸防振装置。
21. 前記機器（６１）または前記機器支持体（１７）の上の前記モジュール（１１）の前記内側部品（１５）の取付面が略一致であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載の多軸防振装置。
22. 前記防振スタッド（１８）および前記可撓性バッファ（１９）が、少なくとも１つの標準形状、好ましくは略円筒形または平行六面体形であり、前記様々なスタッド（１８）およびバッファ（１９）の寸法が必ずしも同一である必要はないことを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の多軸防振装置。
23. 前記防振スタッド（１８）および前記可撓性バッファ（１９）が互いに差し込まれ、装置のサイズを最適化できるように、例えば、一方は円柱であり、他方は前記円柱を囲むリングまたは環状部であることを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載の多軸防振装置。
24. 前記外側部品（１２）に対向している前記内側部品（１５）の外側部（１５ｂ）の中央平面（２２）と前記機器（６１）の設置面（２１）との間の角度（α）がゼロであることを特徴とする請求項１〜２３のいずれかに記載の多軸防振装置。
25. 前記外側部品（１２）に対向している前記内側部品（１５）の外側部（１５ｂ）の中央平面（２２）と前記機器（６１）の設置面（２１）との間の角度（α）がゼロでないことを特徴とする請求項１〜２３のいずれかに記載の多軸防振装置。
26. 前記角度（α）が、好ましくは等しく、前記機器（６１）の傾斜モードの防振を支持するために、防振すべき前記機器（６１）の重心（６２）が前記防振モジュール（１１）の前記内側部品（１５）の中央平面（２２）近くに位置するようであることを特徴とする請求項２５に記載の多軸防振装置。
27. 前記角度（α）が、好ましくは等しく、前記防振装置のサスペンションモードと前記機器（６１）の共鳴振動モードとの間の周波数デカップリングを支持するために、防振すべき前記機器（６１）の重心（６２）が前記防振モジュール（１１）の前記内側部品（１５）の中央平面（２２）から離れて位置するようであることを特徴とする請求項２５に記載の多軸防振装置。
28. 前記防振装置のサスペンションモードが、防振すべき前記機器（６１）のそれよりも、最小で２倍低いことを特徴とする請求項１〜２７のいずれかに記載の多軸防振装置。
29. 断面、高さ、粘弾性率、前記縦のスタッド（１８）と前記内側部品（１５）の中央平面（２２）との間の角度、前記内側部品（１５）の中央平面（２２）と前記防振モジュール（１１）の前記内側部品（１５）上の前記機器（６１）の設置面（２１）との間の角度における前記防振スタッド（１８）の特性が、前記可撓性バッファ（１９）の作動位置の下で、小さな運動に対する３つの軸に沿った力およびトルク作動力の伝達率−周波数関数が、例えば、前記機器（６１）によって前記支持構造体（１４）に伝達された力およびトルクでの低振幅の振動が特定周波数を超えて正確にフィルタリングされ、かつ、前記機器（６１）によって生じた有用な力およびトルクが有害な変形をすることなく伝達されるように特定の帯域幅に対応することを確実にするように選択されることを特徴とする請求項１〜２８のいずれかに記載の多軸防振装置。
30. 断面、エラストマー高さ、前記エラストマーの粘弾性率、前記可撓性バッファ（１９）と前記対向部品（１２、１５）との間の間隙の寸法における前記可撓性バッファ（１９）の特性が、高荷重が前記装置にかかる際、防振スタッド（１８）の大きすぎる変形を回避することにより、あらゆる劣化または望ましくない不可逆現象を防止し、かつ同時に、前記装置が設計されている作動全範囲にわたる３つの軸に沿った力およびトルク作動力の伝達率−周波数関数が、前記支持構造体（１４）によって前記機器（６１）に伝達された力およびトルクでの高振幅の振動および衝撃が正確にフィルタリングされるように特定の帯域幅に対応するようになっていることを特徴とする請求項１〜２９のいずれかに記載の多軸防振装置。
31. 各防振モジュール（１１）の前記縦のバッファ（１９ａ）における遊びが、通常、２つの独立の防振モジュール（１１）の２つの縦のバッファ（１９ａ）を分ける最短距離の０．５〜数パーセントだけを表わすことを特徴とする請求項１〜３０のいずれかに記載の多軸防振装置。
32. 前記多軸防振装置が、前記機器（６１）から前記支持構造体（１４）に熱を効率的に移すために、少なくとも１つの防振モジュール（１１）の前記内側（１５）および外側（１２）部品に接合する少なくとも１つの可撓性熱ドレインをさらに含むことを特徴とする請求項１〜３１のいずれかに記載の多軸防振装置。
33. 前記防振モジュール（１１）の前記内側部品（１５）が一体形成され、前記機器（６１）または機器ホルダー支持体（１７）とともに単一部であることを特徴とする請求項１〜３２のいずれかに記載の多軸防振装置。
34. 前記防振スタッド（１８）および前記可撓性バッファ（１９）に使用される前記エラストマーが同一であることを特徴とする請求項１〜３３のいずれかに記載の多軸防振装置。
35. 前記機器（６１）が、人工衛星に搭載設置された宇宙利用用の一部機器であり、前記機器（６１）が、例えば、以下の一部機器の少なくとも１つ：リアクションホイール、モーメンタムホイール、慣性ホイール、フライホイール、コントロール・モーメント・ジャイロ（またはＣＭＧ）などの少なくとも１つの振動発生回転部を含み、防振装置に嵌合された前記機器（６１）が、前記人工衛星が打ち上げられる際にかかる振動および衝撃などの静的および動的負荷に耐える必要があることを特徴とする請求項１〜３４のいずれかに記載の前記防振装置の用途。
36. 前記機器（６１）が、人工衛星に搭載設置された宇宙利用用の一部機器であり、前記機器（６１）が、例えば冷蔵庫を駆動させるのに用いられるコンプレッサなどの少なくとも１つの周期振動発生部品を含む横動運動を行う少なくとも一部を含み、防振装置に嵌合された前記機器（６１）が、前記人工衛星が打ち上げられる際にかかる振動および衝撃などの静的および動的負荷に耐える必要があることを特徴とする請求項１〜３４のいずれかに記載の前記防振装置の用途。
37. 前記防振装置が、少なくとも一部が妨害源（６１）である機器の組立品を防振するのに用いられ、全てが同一の機器ホルダープラテン（１７）の上に取り付けられていることを特徴とする請求項３５または３６のいずれかに記載の用途。
38. 前記防振装置が人工衛星の一部、例えば機械船を、人工衛星の別の部品、例えば観測機器から防振するのに使用されることを特徴とする請求項３５〜３７のいずれかに記載の用途。