JP2018119678A

JP2018119678A - 回転シールダンパ組立体を含有する３パラメータ絶縁器

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Publication number: JP2018119678A
Application number: JP2018003318A
Authority: JP
Inventors: ティム・ダニエル・バーバー; Tim Daniel Barber; ティモシー・ハインドル; Hindle Timothy; ディラン・ジャクシッチ; Jaksich Dylan
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2018-01-12
Publication date: 2018-08-02
Anticipated expiration: 2038-01-12
Also published as: EP3354930B1; EP3354930A1; US10066697B2; JP7027173B2; US20180209508A1

Abstract

【課題】回転シールダンパ組立体を含有する３パラメータ絶縁器を提供すること。
【解決手段】回転シールダンパ組立体６８を含む３パラメータ絶縁器４０であり、作動軸に沿って対向した第１の絶縁器端部４２と第２の絶縁器端部４４とを含む。主ばね６４と同調ばね６６とは、絶縁器端部間に並列に機械的に連結されている。回転シールダンパ組立体が、主ばねと並列にかつ同調ばねと直列に、絶縁器端部間にさらに機械的に連結されている。回転シールダンパ組立体は、第１の油圧室１１６と、該第１の油圧室に流体連結されている第２の油圧室１１８と、第１の油圧室および第２の油圧室それぞれの範囲を部分的に定めている第１の回転ダイヤフラムシール１１２および第２の回転ダイヤフラムシール１１４とを含む。さらに、第１の回転ダイヤフラムシールが取り付けられている熱補償器ピストンを含有する。
【選択図】図４

Description

[0001]本発明の実施形態が全般的に絶縁器に関し、より詳細には、回転シールダンパ組立体を含有する３パラメータ絶縁器に関する。

[0002]２つの物体または構造体間での外乱力の伝達を最小限にするために、多種多様な用途において防振システムが採用されている。人工衛星および他の宇宙船には、姿勢調整デバイス（例えば、制御モーメントジャイロスコープまたはリアクションホイール列）から発せられる起振力またはジッタの、宇宙船上の他の、揺れに敏感な構成要素（例えば、光ペイロード）への伝達を最小限にするために、例えば、防振システムが共通して配備されている。そのような防振システムの性能は、絶縁器が配置される方法および各個々の絶縁器の振動減衰特性を含むいくつかの要因により決定される可能性がある。直列連結された同調ばねおよびダンパと並列の一次ばねとして機械的に振る舞う３パラメータ絶縁器を採用している防振システムが、粘弾性絶縁器などの他のタイプの受動絶縁器を採用している防振システムと比較して、高周波起振力の優れた減衰を実現する。３パラメータ絶縁器の例が、目下ニュージャージー州モリスタウンに本部を置いているＨｏｎｅｙｗｅｌｌ，Ｉｎｃ．により開発されかつ商業的に販売されているＤ−ＳＴＲＵＴ（登録商標）絶縁器である。そのような絶縁器は、受動的な単一自由度（ＤＯＦ：ＤｅｇｒｅｅｏｆＦｒｅｅｄｏｍ）の多点取付け装置（ｍｕｌｔｉ−ｐｏｉｎｔｍｏｕｎｔｉｎｇａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の内部での使用に適切な、軸方向減衰デバイスであることが多い。高性能の振動減衰を実現することができるが、既存の３パラメータ絶縁器は、ある点において制限されたままである。例えば、高い製造コストおよび長期に亘るリードタイムが、非人工衛星用途において３パラメータ絶縁器が広く採用されることを阻んでいる。

米国特許第５，３３２，０７０号米国特許第７，１８２，１８８（Ｂ２）号

[0003]回転シールダンパ組立体を含む３パラメータ絶縁器の実施形態が提供される。一実施形態では、３パラメータ絶縁器は、作動軸に沿って対向した第１の絶縁器端部と第２の絶縁器端部とを含む。主ばねと同調ばねとが、第１の絶縁器端部と第２の絶縁器端部との間に、並列に、機械的に連結されている。回転シールダンパ組立体が、主ばねと並列にかつ同調ばねと直列に、第１の絶縁器端部と第２の絶縁器端部との間に、さらに機械的に連結されている。回転シールダンパ組立体は、第１の油圧室と、該第１の油圧室に流体連結されている第２の油圧室と、第１の油圧室および第２の油圧室それぞれの範囲を部分的に定めているかまたはそれらを部分的に画定している第１の回転ダイヤフラムシールおよび第２の回転ダイヤフラムシールとを含む。ある実施では、回転シールダンパ組立体はまた、第１の回転ダイヤフラムシールが密封状に取り付けられている熱補償器ピストンを含有する。

[0004]別の実施形態では、３パラメータ絶縁器は、外側絶縁器ハウジング組立体と、外側絶縁器ハウジング組立体の一部を形成している主ばねと、該主ばねと並列のかつ外側絶縁器ハウジング組立体の内部に含有されている同調ばねとを含む。３パラメータ絶縁器は、主ばねと並列の、同調ばねと直列の、外側絶縁器ハウジング組立体の内部にさらに含有されている回転シールダンパ組立体をさらに含む。回転シールダンパ組立体は、外側絶縁器ハウジング組立体の内部に含有されている第１の油圧室と、該第１の油圧室を少なくとも部分的に画定している第１の回転ダイヤフラムシールとを含む。ある実施では、回転シールダンパ組立体は、第２の回転ダイヤフラムシールをさらに含んでいてもよく、第１の回転ダイヤフラムシールおよび第２の回転ダイヤフラムシールは、３パラメータ絶縁器の作動軸に沿って見たときに、ダンパピストンの両側に配置されていてもよい。第１の回転ダイヤフラムシールおよび第２の回転ダイヤフラムシールは、作動軸と実質的に同軸であってもよい。

[0005]さらなる実施形態では、３パラメータ絶縁器は、３パラメータ絶縁器の少なくとも一部分を通って平行して延びている内側荷重経路および外側荷重経路を含む。主ばねが外側荷重経路内に配置されており、同調ばねが内側荷重経路内に配置されており、回転シールダンパ組立体が内側荷重経路内に配置されている。回転シールダンパ組立体は、（ｉ）外側環状側壁を有する熱補償器ピストンと、（ｉｉ）熱補償器ピストンを取り囲んでおりかつ内側環状側壁を有する静的構造体と、（ｉｉｉ）伸長位置に向かって熱補償器ピストンを付勢する熱補償器ばねと、（ｉｖ）熱補償器ピストンと静的構造体との間に延在している回転ダイヤフラムシールとを含む。回転ダイヤフラムシールは、少なくとも熱補償器ピストンが伸長位置にある場合、内側環状側壁および外側環状側壁に接触している。

[0006]本発明の少なくとも１つの例が、同様の番号が同様の要素を示す以下の図と関連して、以下に記載される。

[0007]２つの構造体間に配設されておりかつ先行技術の教示に基づいて示されている受動３パラメータ振動絶縁器の概略図である。 [0008]２パラメータ絶縁器および非減衰デバイスの伝達性プロファイルと比較して、図１に示されている３パラメータ絶縁器の伝達性プロファイルを示す、周波数（横軸）対ゲイン（縦軸）の伝達性プロットの図である。 [0009]例示的実施形態に基づいて示されている、図１に示されている絶縁デバイスの１つまたは全てとしての使用に適したかつ回転シールダンパ組立体を含む例示的３パラメータ絶縁器の等角図である。 [0009]例示的実施形態に基づいて示されている、図１に示されている絶縁デバイスの１つまたは全てとしての使用に適したかつ回転シールダンパ組立体を含む例示的３パラメータ絶縁器の横断面図である。 [0010]図３および図４に示されている３パラメータ絶縁器内に含まれている回転シールダンパ組立体の分解図である。 [0011]図４および図５に示されている例示的回転シールダンパ組立体内に含まれている回転ダイヤフラムシールの１つおよび周囲構造の詳細図である。

[0012]以下の「発明を実施するための形態」は事実上例示的なものに過ぎず、本発明または本発明の適用および用途を制限するものではない。さらに、先行する「背景技術」または以下の「発明を実施するための形態」に提示されているいかなる理論によっても制約されるものではない。

[0013]単一自由度（ＤＯＦ）の、軸方向に減衰する３パラメータ絶縁器が、特に人工衛星用途に広く設計されてきており、非常に効果的な振動減衰を実現することができる。しかし、「背景技術」と表題を付けられた前節に述べられているように、３パラメータ絶縁器の製造は、通常、非常にコストのかかる長期に亘る試みである。このことの主な理由は、多くの３パラメータ絶縁器設計に、へり溶接金属ベローズが含まれることである。へり溶接金属ベローズは、そのようなベローズが、地上環境および人工衛星環境における長時間の使用に亘って、本質的に無摩擦で、ゼロ漏出の動作をもたらし得るので、３パラメータ絶縁器設計に利用されることが多い。さらに、へり溶接金属ベローズは、他のタイプの金属ベローズ（例えば、蒸着ニッケルベローズ）と比較して、改善されたストローク範囲対ベローズ長を実現し、それにより絶縁器の大きさおよび重量の有利な低減が可能になる。しかし、へり溶接金属ベローズは生産するのにコストがかかり、通常、少なくとも一部、そのようなベローズを製造するのに利用されるへり溶接法の、多くの手作業を必要とする性質に因り、長期に亘るリードタイムを必要とする。製造コストの低減を実現するために、へり溶接ベローズの代わりに滑動Ｏリングシールなどの動的シールが利用され得る可能性があるが、動的シールはしばしば漏出する傾向があり、無摩擦のまたは殆ど無摩擦の動作を必要とする絶縁器設計と不適合である可能性がある。

[0014]以下は、回転シールダンパ組立体を含む３パラメータ絶縁器の実施形態を記載している。回転シールダンパ組立体は、ダンパ組立体の内部に含まれている油圧区画または油圧室を封止する可撓性回転ダイヤフラムシールを含有する。回転シールダンパ組立体は、３パラメータ絶縁器内にさらに含まれている主ばねと並列に、同調ばねと直列に、それぞれ配置されていてもよい。ある実施形態では、回転シールダンパ組立体はまた、ＴＣピストンを含む熱補償器（ＴＣ：ＴｈｅｒｍａｌＣｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）と、ＴＣ室と、ＴＣピストンに密封状に結合されておりかつＴＣ室を少なくとも部分的に画定している回転ダイヤフラムシールとを含有していてもよい。さらにまたはあるいは、回転シールダンパ組立体は、回転ダイヤフラムシールの少なくとも１つが密封状に取り付けられているダンパピストン構造体の軸外運動を制限する直線案内システムをさらに含んでいてもよい。へり溶接金属ベローズを含有するダンパ組立体に関連して、製造コストおよびリードタイムの低減が、回転ダイヤフラムシールのダンパ組立体内への戦略的な組込みにより実現されることが可能であり、同時に、無摩擦減衰運動および低漏出またはゼロ漏出の動作が依然としてもたらされる。回転シールダンパ組立体はまた、３パラメータ絶縁器の全長および重量の低減を実現し得る。後述の３パラメータ絶縁器の実施形態によりもたらされる可能性があるさらなる便益が、広い作用温度範囲と、頑強な振動非感受性と、比較的広範なストローク性能と、高い圧力性能と、非常に低い静ばね定数と、長い実用寿命（ｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｓｐａｎ）とを含んでいてもよいが、それらに限定されない。最後に、金属ベローズを含有するダンパ組立体と対照的に、後述の回転シールダンパ組立体は、最初の同調工程中によりタイムリーなダンパ排出および様々な流体種類のダンパ流体での再充填を促進し得るように、（ダンパ組立体レベルにおける）分解を可能にする。

[0015]本明細書に記載されている３パラメータ絶縁器の実施形態が、多種多様な多点取付け装置内で利用され得る。後述の３パラメータ絶縁器の使用は任意の特定の用途または環境に限定されない。しかし、３パラメータ絶縁器の実施形態が、少なくとも一部、製造コストの低減に因り、地上用途における使用に特に適切であり得ることが言及されている。例えば、３パラメータ絶縁器の実施形態が、ガスタービンエンジン（ＧＴＥ：ＧａｓＴｕｒｂｉｎｅＥｎｇｉｎｅ）絶縁システムなどの非人工衛星防振システムの内部で有利に利用され得る。回転シールダンパ組立体を含む、単一ＤＯＦの（軸方向に減衰する）３パラメータ絶縁器の例示的実施形態が図３〜図５と関連して後述されている。しかし、最初に、多点防振システムの包括的記載が図１と関連して以下に与えられており、ＧＴＥ絶縁システムなどの防振システム内に含まれていてもよい３パラメータ絶縁器の概要が、図２と関連して以下に与えられている。

[0016]図１は、先行技術の教示に基づいて示されている受動３パラメータ絶縁器１０の概略図である。３パラメータ絶縁器１０は、隔離された物体「ＩＯ」と台「Ｐ」間に機械的に連結されている。一実施形態では、台Ｐは人工衛星または他の宇宙船であり、一方、隔離された物体ＩＯは、宇宙船により運ばれている光学ベンチまたは他の揺れに敏感なペイロードである。別の実施形態では、台Ｐは飛行機であり、隔離された物体ＩＯは、補助動力装置（ＡＰＵ：ＡｕｘｉｌｉａｒｙＰｏｗｅｒＵｎｉｔ）などのＧＴＥであり、該ＧＴＥは、航空機機体に到達する前に望ましく減衰される振動を生成する。さらなる実施形態では、台Ｐは別の種類の車両または構造体である可能性があり、一方、隔離された物体ＩＯは様々な他の形態をとり得る。図１に示されている通り、３パラメータ絶縁器１０は、以下の機械要素または機械構成要素：（ｉ）隔離された物体ＩＯと台Ｐとの間に機械的に連結されている第１のばね構成要素Ｋ_Ａと、（ｉｉ）第１のばね構成要素Ｋ_Ａと並列に、隔離された物体ＩＯと台Ｐとの間に機械的に連結されている第２のばね構成要素Ｋ_Ｂと、（ｉｉｉ）第１のばね構成要素Ｋ_Ａと並列にかつ第２のばね構成要素Ｋ_Ｂと直列に、隔離された物体ＩＯと台Ｐとの間に機械的に連結されているダンパＣ_Ａとを含む。３パラメータ絶縁器１０の伝達性が以下の式：

により示されている。
ここで、Ｔ（ω）は伝達性であり、Ｘ_{ｏｕｔｐｕｔ}（ω）は隔離された物体ＩＯの出力運動であり、Ｘ_{ｉｎｐｕｔ}（ω）は台Ｐにより絶縁器１０に与えられる入力運動である。

[0017]図２は、２パラメータ絶縁器（曲線１４）および非減衰デバイス（曲線１６）と比較した、３パラメータ絶縁器１０（曲線１２）の減衰特性を示す、伝達性プロットである。図２に１８で指示されている通り、非減衰デバイス（曲線１６）は閾値周波数において比較的高いピークゲインを生じ、それは、図示の例では、適度に１０ヘルツ未満である。比較により、２パラメータデバイス（曲線１４）は閾値周波数において顕著により低いピークゲインを生じるが、閾値周波数が越えられた後、周波数の増加に伴ってゲインの望ましくない漸減を生じる（「減衰（ｒｏｌｌ−ｏｆｆ）」と言う）。図示の例では、２パラメータデバイス（曲線１４）の減衰は、ディケード当たり約２０デシベル（「ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ」）である。最後に、３パラメータデバイス（曲線１２）は、２パラメータデバイス（曲線１４）により達成されるものと実質的に等価の低いピークゲインを生じ、約４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅの相対的に急勾配の減衰をさらに生じる。３パラメータデバイス（曲線１２）は、このように、曲線１２と曲線１４とにより範囲を定められている領域２０により図２において定量化されている通り、より高い周波数において顕著により低い伝達性を実現する。非限定的例として、３パラメータ絶縁器のさらなる検討が、どちらも本願の出願人に割り当てられておりかつ参照により本明細書により援用されている、１９９４年１月２６日に発行された「ＴＨＲＥＥＰＡＲＡＭＥＴＥＲＶＩＳＣＯＵＳＤＡＭＰＥＲＡＮＤＩＳＯＬＡＴＯＲ」という名称の米国特許第５，３３２，０７０号、および２００７年２月２７日に発行された「ＩＳＯＬＡＴＯＲＵＳＩＮＧＥＸＴＥＲＮＡＬＬＹＰＲＥＳＳＵＲＩＺＥＤＳＥＡＬＩＮＧＢＥＬＬＯＷＳ」という名称の米国特許第７，１８２，１８８（Ｂ２）号において認められる。

[0018]図１に概略的に示されている絶縁器１０などの受動３パラメータ絶縁器は、このように、所定の周波数範囲に亘って非減衰デバイスおよび２パラメータデバイスと比較して、優れた減衰特性（例えば、より低い全体伝達性）をもたらすように調整され得る。さらに、粘弾性ダンパと対照的に、受動３パラメータ絶縁器の剛性および減衰特性は単独で調整可能である。その結果として、６つ以上の絶縁器が多点システム内に配置されている場合、各３パラメータ絶縁器は、台とそれにより支持されている隔離された物体との間の振動伝達を最小限にするために、各自由度において最適な剛性および減衰をもたらすように具体的に調整され得る。回転シールダンパ組立体を含む、単一ＤＯＦの（軸方向に減衰する）３パラメータ絶縁器の例示的実施形態が、ここで、図３〜図６と関連して以下に記載される。

[0019]図３および図４はそれぞれ、図１に示されている３パラメータ絶縁器１０の１つまたは全てとしての使用に適した３パラメータ絶縁器４０の例示的実施形態の等角図および横断面図である。例示的３パラメータ絶縁器４０が、第１の絶縁器端部４２と、第２の反対端部絶縁器部分４４とを含む。絶縁器端部４２、４４は、両矢印４６により図３に示されておりかつ座標凡例４８により図４において確認されるＸ軸に相当する、絶縁器４０の長手方向軸または作動軸に沿って離間されている。絶縁器端部４２、４４は、３パラメータ絶縁器４０の反対の機械的入力／出力としての機能を果たす。絶縁器４０が防振システムの内部に展開された場合、第１の絶縁器端部４２は、（例えば、取付け用腕木を利用して）台に直接または間接的に取り付けられることが可能であり、一方、絶縁器４０の第２の絶縁器端部４４は、ペイロードに直接または間接的に取り付けられる（例えば、第２の絶縁器端部４４はペイロードを支持するベンチまたはパレットにボルトで留められてもよいかまたは別の方法で取り付けられてもよい）。あるいは、３パラメータ絶縁器４０の配向は、第２の絶縁器端部４４が台に直接または間接的に取り付けられるように、逆であってもよく、一方、第１の絶縁器端部４２はペイロードに固定される。

[0020]３パラメータ絶縁器４０は、任意の数のディスクリートコンポーネントまたは部品から組み立てられ得る外側絶縁器ケーシングまたはハウジング組立体５０をさらに含む。図示の例では、具体的に、外側絶縁器ハウジング組立体５０は、第１のケーシングまたはハウジング部品５２および第２のケーシングまたはハウジング部品５４から組み立てられている。ハウジング部品５２、５４は、例えば複数のボルト５６（図４）または他の締結具を利用して、固定連結されている。ハウジング部品５２は、細長い幹部５８内で終端する略管状の本体を含む。幹部５８は、以下により十分に記載されている通り、ＴＣ前負荷ばねを部分的に含有しかつそのための案内路としての機能を果たす細長い経路を含有する。同様に、ハウジング部品５２は略管状の形状因子を有し、略円筒形の空洞部６２を取り囲んでいる環状側壁６０を含む。結合されると、ハウジング部品５２、５４は一体となり、外側絶縁器ハウジング組立体５０の内部に内部室または内部空洞部６２を形成する。さらなる実施形態では、外側絶縁器ハウジング組立体５０は、様々な永久的または非永久的方法で結合される異なる数のハウジング部品を含んでいてもよい。さらに、絶縁器ハウジング組立体５０の構成要素は、簡潔さのために本明細書において記載されていない様々な他の用途特有の構造特徴（例えば、屈曲、取付け用境界面等）を含むように、機械加工され得るかまたは他の方法で製造され得る。同様に、３パラメータ絶縁器４０は、図の明瞭さのために図３および図４に示されていない他の構成要素（例えば、逆止弁）を含んでいてもよい。

[0021]図４に最も明瞭に示されている通り、３パラメータ絶縁器４０は、一般に、３つの機械的に機能している構成要素または要素：（ｉ）一次または主ばね６４と、（ｉｉ）二次または「同調」ばね６６と、（ｉｉｉ）回転シールダンパ組立体６８とを含む。図４および図５に示されている実施形態では、主ばね６４は、例えば機械加工により、管状ハウジング部品５４の環状体内に一体的に形成されていてもよい。例えば、主ばね６４は、圧縮性弾性構造体を形成するためにレーザ切削または同様の方法により材料が除去された管状ハウジング部品５４の部分（詳細には、環状側壁６０の部分）の形をとり得る。他の実施形態では、主ばね６４は、対向する絶縁器端部４２、４４間に配設されているコイルばねなどの個別要素または独立要素であってもよい。いずれにしても、主ばね６４は、主ばね６４が本質的にハウジング組立体の圧縮性壁を形成する実施形態では、外側絶縁器ハウジング組立体５０の一部を形成すると考えられる。

[0022]また、同調ばね６６は、コイルばねまたは別の個別の圧縮性構造体の形をとり得るが、機械加工ばねとして役立つように実施される。例えば、同調ばね６６は、外側絶縁器ハウジング組立体５０の内部に、具体的には管状ハウジング部品５４の中心空洞部の内部に含有されている管状ばね部品７０の外側環状壁内に形成されている機械加工ばねとすることができる。３パラメータ絶縁器４０が組み立てられた場合、管状ばね部品７０の第１の端部が、例えばねじ取付け境界面７２（図４）により、ハウジング部品５４の内部に取り付けられてもよい。逆に、管状ばね部品７０の第２の対向端部は、例えば環状結合またはねじ取付け境界面７４（図４）を利用して、回転シールダンパ組立体６８の嵌合端部に取り付けられていてもよい。さらなる実施形態では、ばね６４、６６の１つまたは両方が、ガススプリングなどの別のタイプの圧縮性弾性構造体として実現され得る。

[0023]回転シールダンパ組立体６８は、複数の静的構成要素（すなわち、絶縁器４０の動作中に外側絶縁器ハウジング組立体５０に対して空間的に固定されたままである構成要素）と、複数の移動構成要素と、複数の回転ダイヤフラムシールと、少なくともいくつかが回転ダイヤフラムシールにより部分的に範囲を定められている複数の油圧室とを含む。ある実施形態では、回転シールダンパ組立体６８は、ダンパピストンの直線移動を作動軸４６（図３）に沿った並進に制限する直線案内システムをさらに含んでいてもよい。さらにまたはあるいは、回転シールダンパ組立体６８は、温度によって誘発された減衰流体量の変化を調整することが望ましい実施形態では、熱補償器（ＴＣ）ピストンを含んでいてもよい。回転シールダンパ組立体６８の特定の設計は実施形態の間で変化するであろう。しかし、非限定的例として、回転シールダンパ組立体６８のさらなる説明が、ここで、図３および図４、ならびに図５に示されている、ダンパ組立体６８の分解図と関連して与えられる。

[0024]図３〜図５を集合的に参照すると、図４および図５に最も明瞭に示されている通り、回転シールダンパ組立体６８は以下の静的構成要素：（ｉ）第１のダイヤフラムシール締め具８８と、（ｉｉ）第１のダンパハウジング組立体部品９０と、（ｉｉｉ）第２のダンパハウジング組立体部品９２と、（ｉｖ）第２のダイヤフラムシール締め具９４と、（ｖ）第１の軸受筒９６と、（ｖｉ）第２の軸受筒９８とを含む。図４および図５において左から右へ進むと、ダンパ組立体６８の移動構成要素または可動構成要素は：（ｖｉｉ）移動ＴＣピストン１００と、（ｖｉｉｉ）第１の移動シール平板１０２と、（ｉｘ）移動ピストン構造体１０４と、（ｘ）第２の移動シール平板１０６と、（ｘｉ）同調ばねコネクタ部品１０８とを含む。前に列挙された構成要素に加えて、回転シールダンパ組立体６８はまた：（ｘｉｉ）ＴＣ前負荷ばね１１０（図４）と、（ｘｉｉｉ）第１の回転ダイヤフラムシール１１２と、（ｘｉｖ）第２の回転ダイヤフラムシール１１４とを含有する。最後に、回転シールダンパ組立体６８は、参照番号１１６、１１８、１２０および１２２それぞれにより図４において確認される、第１の油圧室と、第２の油圧室と、第３の油圧室と、第４の油圧室とをさらに含有する。

[0025]油圧室１１６、１１８、１２０、１２２は流体相互接続されており、回転シールダンパ組立体６８の多種多様な構成要素により画定されているかまたは範囲を定められている。油圧室１１６に関して、詳細には、室１１６は、第１の回転ダイヤフラムシール１１２と、移動シール平板１０２と、ダンパハウジング組立体部品９０の内面とにより、主に範囲を定められているかまたは画定されている。比較的規模は小さいが、油圧室１１６は、軸受筒９６および移動ピストン構造体１０４内に含まれているピストンシャフト１２４、１２６の第１の端部１２４により画定されている。油圧室１１８は、ダンパハウジング組立体部品９０と、軸受筒９６と、ダンパハウジング組立体部品９２と、移動ピストン構造体１０４とにより画定されている。移動ピストン構造体１０４に関して、ピストンシャフト１２４、１２６の第１の端部１２４は、比較的規模は小さいが油圧室１１８を画定しており、一方、移動ピストン構造体１０４内にさらに含まれているダンパピストン１２８の第１の面が室１１８を大部分画定している。次に、油圧室１２０は、ダンパハウジング組立体部品９２と、軸受筒９８と、ピストンシャフト１２４、１２６の第２の端部１２６とにより画定されている。最後に、油圧室１２２は、ダンパハウジング組立体部品９２と、軸受筒９８と、ピストンシャフト１２４、１２６の第２の端部１２６と、移動シール平板１０６と、回転ダイヤフラムシール１１４とにより画定されている。油圧室１１６、１１８、１２０、１２２は、図示の例では内部で加圧されているが、３パラメータ絶縁器４０のさらなる実施形態では、外部から加圧されてもよい。

[0026]油圧室１１８、１２０は両側に配置されており、かなりの部分において、ダンパピストン１２８により流体分割されている。比較的狭い径方向間隙幅を有する環帯１３０（図４）が、ダンパピストン１２８の外周面とダンパハウジング組立体部品９２の径方向に隣接した内周面とにより画定されている。ダンパピストン１２８が作動軸４６（図３）に沿ってストロークする（ｓｔｒｏｋｅ）と、油圧室１１８、１２０の相対的容積は相応に変化し、減衰流体流が環帯１３０を横断して押し進められ、所望の減衰効果をもたらす。特に、回転シールダンパ組立体６８は、図示の例では固定体積ダンパ組立体（ｒｉｇｉｄｖｏｌｕｍｅｄａｍｐｅｒａｓｓｅｍｂｌｙ）であり、本明細書に出現する用語「固定体積ダンパ組立体」は、ピストンが作動軸に沿ってストロークする時、ダンパピストン（例えば、ピストン１２８）の両側に配置されている油圧室の累積容積が一定のままであることを示す。他の実施形態では、ダンパ組立体６８は固定体積ダンパ組立体でない可能性があり、かつ／または油圧室１１８、１２０間の油圧油交換が、環帯ではなく１つまたは複数の制限穴部を通して可能にされてもよい。また、実質的に無制限の減衰流体流が、長手方向流動経路１３２およびピストンシャフト１２４、１２６内に設けられている複数の出入り口１３４を介して、油圧室１１８から油圧室１１６、１２２へ可能にされる。油圧室１１６、１１８、１２０、１２２は流体密であり、３パラメータ絶縁器４０の使用前に、減衰流体（図示せず）で満たされている。３パラメータ絶縁器４０は、最初に生産され、減衰流体なしで配布されてもよく、該減衰流体は、次いで、絶縁器動作前に、充填出入り口を介して油圧室１１６、１１８、１２０、１２２内へ導入されてもよい。

[0027]図６は、回転シールダンパ組立体６８の回転ダイヤフラムシール１１２および周囲構造をより詳細に示す。認められる通り、回転ダイヤフラムシール１１２は、外側環状部または外周突縁部１３６と、内側環状部または内周突縁部１３８と、中間可撓性回転部または「回転コンボリュート（ｒｏｌｌｉｎｇｃｏｎｖｏｌｕｔｅ）」１４０とを含む略環状のまたはリング形の封止要素である。外周突縁部１３６はダイヤフラムシール締め具８８の突縁部１４２とダンパハウジング組立体部品９２の嵌合突縁部１４４との間に捕捉されており、該外周突縁部は複数の図示されていない締結具を利用して結合されてもよい。同様に、内周突縁部１３８は、ＴＣピストン１００の面と移動シール平板１０２との間に密封状に捕捉されている。回転コンボリュート１４０は回転運動において屈曲し、両矢印１５０により図６に示されている通り、（図３に示されている）作動軸４６に沿ったＴＣピストン１００の移動を調整する。この関連で、ＴＣピストン１００は、油圧室１１６の容積が最小である伸長位置（図４〜図６のピストン移動の最右端部に対応する）と、油圧室１１６の容積が最大である収縮位置（ピストン移動の最左端部に対応する）との間で可動である。ＴＣ前負荷ばね１１０は、（図４において確認される）外側ハウジング部品５０の内壁１５２と、ＴＣピストン１００内に含まれているばね座１５４との間で圧縮されている。ＴＣ前負荷ばね１１０は、このように、伸長位置の方へ、ＴＣピストン１００（ならびに従ってシール平板１０２およびシール１１２の内部）の移動を促す。集合的に、ＴＣピストン１００と、ＴＣ前負荷ばね１１０と、油圧室１１６（「ＴＣ室」とも言う）とは熱補償器を形成し、該熱補償器は、（点刻により図６に示されている）回転シールダンパ組立体６８の内部に含有されている油圧油を加圧し、（ＴＣピストン１００の収縮およびシール１１２の回転動作により）容積を増大させ、減衰流体量の熱誘起変動を調整する。

[0028]図６において確認される通り、ダイヤフラムシール締め具８８は、内側環状側壁１５６を含み、一方、ＴＣピストン１００は、内側環状側壁１５６により取り囲まれている外側環状側壁１５８を含む。環状側壁１５６、１５８は、回転ダイヤフラムシール１１２が屈曲してＴＣピストン１００の移動を調整する時、回転コンボリュート１４０の移動を案内する案内路または支持体としての機能を果たす。また、環状側壁１５６、１５８は、油圧室１１６内の内部流圧に因る、径方向の、コンボリュート１４０の外向きの膨張を防止する。回転ダイヤフラムシール１１２は、ダイヤフラムシール締め具８８（より一般的には、回転シールダンパ組立体６８の静的構造体）とＴＣピストン１００との間の滑動境界面を封止すると同時に、ＴＣピストン１００の移動と関連して、シール１１２が回転または屈曲することを可能にする任意の材料（単数または複数）から製造され得る。一実施形態では、回転ダイヤフラムシール１１２は、ポリエステル裏張りなどの繊維で補強されている、ニトリルゴムなどの弾性または非弾性ポリマー材料から製造される。他の実施形態では、回転ダイヤフラムシール１１２は様々な材料から製造されてもよく、図４〜図６に示されているものを越えて様々な他の幾何学的形状（例えば、様々な突縁構造）を有していてもよい。

[0029]図示の例では、回転ダイヤフラムシール１１４は回転ダイヤフラムシール１１２と実質的に同一である。したがって、回転ダイヤフラムシール１１２が含むように、回転ダイヤフラムシール１１４は、外周突縁部１６０（例えば、第１のボルト締め突縁部）と、内周突縁部１６２（例えば、第２のボルト締め突縁部）と、中間回転コンボリュート１６４とを含み、それらの全ては図５に表示されている。回転シールダンパ組立体６８が完全に組み立てられると、外周突縁部１６０はダイヤフラムシール締め具９４の突縁部とダンパハウジング組立体部品９２の嵌合端部との間に密封状に捕捉されている。内周突縁部１６２は、同調ばねコネクタ部品１０８と移動シール平板１０６との間に捕捉されている。回転コンボリュート１６４がダイヤフラムシール締め具９４の外側環状側壁１６８と内側環状側壁１７０とに接触している。したがって、前に示されている通り、側壁１６８、１７０は、回転コンボリュート１６４の移動を案内し、圧力がかけられた場合に回転ダイヤフラムシール１１４の望ましくない外向きの膨張を防止する。このようにして、回転ダイヤフラムシール１１４は屈曲して、ダンパ組立体６８の静的構造体に対する（具体的には、ダンパハウジング組立体部品９２およびダイヤフラムシール締め具９４に対する）同調ばねコネクタ部品１０８（および管状ばね部品７０の隣接する端部）の相対移動を調整する。

[0030]回転ダイヤフラムシール１１２、１１４は、作動軸４６（図３）に沿った、ＴＣピストン１００およびダンパピストン構造体１０４の低摩擦移動を可能にすると同時に、選択された油圧室（すなわち、油圧室１１６、１２２）の高信頼性封止を実現することが有利である。回転ダイヤフラムシール１１２、１１４は、ダンパ組立体６８のその他の構成要素と関連して、長期の常用期間に亘って、長期の低漏出またはゼロ漏出の動作を実現し得る。さらに、回転ダイヤフラムシール１１２、１１４は、比較的広範なストローク性能と、高い圧力性能と、非常に低い静ばね定数と、長い実用寿命とを提供し得る。さらなる便益として、回転シールダンパ組立体６８は、例えばメンテナンスを容易にしかつ減衰流体の交換を可能にするために、必要に応じて手作業で分解され、再度組み立てられることが可能である。他のタイプの封止要素に対して複数の利点をもたらすと同時に、回転ダイヤフラムシール１１２、１１４は、比較的小さい、もしあるとすれば横剛性をもたらす。したがって、ダンパ組立体６８は横方向案内システムをさらに配備されていてもよく、該横方向案内システムは、絶縁器４０の動作中にピストン構造体１０４の移動を案内する。具体的には、３パラメータ絶縁器４０は直線案内システムをさらに配備されていてもよく、該直線案内システムは、ピストン構造体１０４の望ましくない軸外運動、すなわち作動軸４６（図３）に直交する横軸（座標凡例４８のＹ軸およびＺ軸）に沿った主ばね６４の変位および回転、を防止するかまたは少なくともかなり阻止する。また、直線案内システムは、同様に、これらの構成要素の移動を作動軸４６（図３）に沿った軸方向移動にさらに限定することにより、主ばね６４の移動を案内することを助ける可能性がある。

[0031]図３〜図６に示されている実施形態では、直線案内システムは、２つの滑動境界面により実現される。第１の滑動境界面は、ピストンシャフト１２４、１２６の端部１２４と軸受筒９６との間に形成されている。軸受筒９６および、より一般的には第１の滑動境界面は、作動軸４６（図３）に沿って見たときに、回転ダイヤフラムシール１１２とダンパピストン１２８の第１の面との間に配置されている。第２の滑動境界面は、ピストンシャフト１２４、１２６の反対端部１２６と軸受筒９８との間に形成されている。したがって、軸受筒９８および、より一般的には第２の滑動境界面は、作動軸４６（図３）に沿って見たときに、ダンパピストン１２８の第２の反対面と回転ダイヤフラムシール１１４との間に配置されている。換言すれば、直線案内システムを形成している滑動境界面は、作動軸４６（図３）に沿って見たときに、ダンパピストン１２８の両側にかつ回転ダイヤフラムシール１１２、１１４間に配置されている。したがって、滑動境界面は、作動軸４６（図３）に対して垂直な軸に沿った、ダンパピストン構造体１０４、およびしたがってダンパピストン１２８の直線移動を制限する。ある実施形態では、また、滑動境界面は、作動軸４６を中心とした、ピストン構造体１０４の回転を制限するキーまたはキー溝または同様の特徴を含んでもよいが、これは必須ではない。本文献の文脈において、軸受筒９６、９８は軸受（詳細には、平面軸受）と見なされ、該軸受は、ピストンシャフト１２４、１２６の対向端部を取り囲んでいる。さらなる実施形態では、軸受筒９６、９８は、ボール軸受またはころ軸受の形の回転要素軸受などの別のタイプの軸受により置き換えられ得る。

[0032]前に示されている通り、例示的振動絶縁器４０は３パラメータデバイスであり、該３パラメータデバイスは、前述されている望ましい振動減衰特性、例えば比較的低いピーク伝達性と高周波振動の優れた減衰を実現する。図１および図２と関連して前段で導入されている専門用語に従って、Ｋ_Ａは、全体として、３パラメータ絶縁器４０の軸方向剛性であり、それは主に、主ばね６４の軸方向剛性により決定され、Ｋ_Ｂは、絶縁器４０の体積剛性であり、それは主に、同調ばね６６の軸方向剛性により決定され、Ｃ_Ａは、回転シールダンパ組立体６８の減衰特性により決定される。図４〜図６に示されている例示的実施形態では、主ばね６４（Ｋ_Ａ）は、絶縁器４０を通って延びている荷重伝達経路に沿って見たときに、直列に連結されている同調ばね６６（Ｋ_Ｂ）および回転シールダンパ組立体６８（Ｃ_Ａ）と並列に連結されている。具体的には、第１のまたは外側振動伝達経路が、絶縁器端４２から進み、外側ハウジング部品５０を通って、主ばね６４を通ることを含めて外側ハウジング部品５４を通って、絶縁器端部４４まで、絶縁器４０を貫通して設けられている。第２のまたは内側振動伝達経路が、絶縁器端４２から進み、外側ハウジング部品５２を通って、ダンパ組立体６８を通って、同調ばねコネクタ部品１０８を通って、管状ばね部品７０および同調ばね６６を通って、絶縁器端部４４まで、絶縁器４０を貫通してさらに設けられている。（図３〜図５に示されている図示の配向を参照して）ハウジング部品５２、５４の境界面の一般に右への内側および外側振動伝達経路の部分は、その結果として平行であり、主ばね６４は外側（Ｋ_Ａ）振動伝達経路内に配置されており、同調ばね６６およびダンパ組立体６８は内側（Ｋ_Ｂ−Ｃ_Ａ）振動伝達経路内に配置されている。

[0033]上述は、このように、回転シールダンパ組立体を含む３パラメータ絶縁器の１つまたは複数の例示的実施形態を提供している。回転シールダンパ組立体は可撓性回転ダイヤフラムシールを含有し、該可撓性回転ダイヤフラムシールは、ダンパ組立体の内部に含まれている油圧区画または油圧室を封止する。回転ダイヤフラムシールは、例えば、繊維強化ポリマー材料で構成されておりかつ回転コンボリュートを含む、実質的に環状の構造体の形をとってもよく、該構造体は、ダンパ組立体の選択された構成要素上に設けられている環状案内壁に接触している。ある実施形態では、回転シールダンパ組立体はまた、回転ダイヤフラムシールの１つに密封状に取り付けられている熱補償器ピストン、および／または回転ダイヤフラムシールの少なくとも１つが密封状に取り付けられているダンパピストン構造体の軸外運動を制限する直線案内システムを含有していてもよい。へり溶接金属ベローズを含有するダンパ組立体などの従来のダンパ組立体を含有する３パラメータ絶縁器に対して、３パラメータ絶縁器の実施形態は、より低い製造コストでかつより大きな効率性で生産され得る。同時に、３パラメータ絶縁器の実施形態は、絶縁器の分解を容易にすると同時に、信頼性のある、実質的に無摩擦の、高温度範囲の、低漏出からゼロ漏出の動作を実現し得る。

[0034]上述の「発明を実施するための形態」において、少なくとも１つの例示的実施形態が提示されてきたが、当然のことながら、膨大な数の変形形態が存在する。また、例示的実施形態（単数または複数）は例に過ぎず、当然のことながら、いずれにしても、本発明の範囲、適用性または構造を制限するものではない。むしろ、上述の「発明を実施するための形態」は、当業者に、本発明の例示的実施形態を実施するための都合のよい手引きをもたらすであろう。添付の特許請求の範囲内に記載されている、本発明の範囲から逸脱することなく、例示的実施形態において記載されている要素の機能および配置の様々な変更が施されてもよいものとする。

１０受動３パラメータ絶縁器
１２（３パラメータ絶縁器の減衰特性を示す）曲線
１４（２パラメータ絶縁器の減衰特性を示す）曲線
１６（非減衰デバイスの減衰特性を示す）曲線
１８ピークゲイン
２０領域
４０３パラメータ絶縁器
４２第１の絶縁器端部
４４第２の絶縁器端部
４６両矢印、作動軸
４８座標凡例
５０外側絶縁器ケーシング組立体、外側絶縁器ハウジング組立体
５２第１のケーシング部品、第１のハウジング部品
５４第２のケーシング部品、第２のハウジング部品、管状ハウジング部品
５６ボルト
５８幹部
６０環状側壁
６２内部空洞部、内部室
６４一次ばね、主ばね
６６二次ばね、同調ばね
６８回転シールダンパ組立体
７０管状ばね部品
７２ねじ取付け境界面
７４環状結合境界面、環状ねじ取付け境界面
８８第１のダイヤフラムシール締め具
９０第１のダンパハウジング組立体部品
９２第２のダンパハウジング組立体部品
９４第２のダイヤフラムシール締め具
９６第１の軸受筒
９８第２の軸受筒
１００移動ＴＣピストン
１０２第１の移動シール平板
１０４移動ピストン構造体
１０６第２の移動シール平板
１０８同調ばねコネクタ部品
１１０ＴＣ前負荷ばね
１１２第１の回転ダイヤフラムシール
１１４第２の回転ダイヤフラムシール
１１６第１の油圧室
１１８第２の油圧室
１２０第３の油圧室
１２２第４の油圧室
１２４ピストンシャフト、（ピストンシャフトの）第１の端部
１２６ピストンシャフト、（ピストンシャフトの）第２の端部
１２８ダンパピストン
１３０環帯
１３２長手方向流動経路
１３４出入り口
１３６外側環状部、外周突縁部
１３８内側環状部、内周突縁部
１４０中間可撓性回転部、回転コンボリュート
１４２（ダイヤフラムシール締め具８８の）突縁部
１４４（ダンパハウジング組立体部品９２の）嵌合突縁部
１５０両矢印
１５２（外側ハウジング部品５０の）内壁
１５４ばね座
１５６（ダイヤフラムシール締め具８８の）内側環状側壁
１５８（ＴＣピストン１００の）外側環状側壁
１６０（回転ダイヤフラムシール１１４の）外周突縁部
１６２（回転ダイヤフラムシール１１４の）内周突縁部
１６４（回転ダイヤフラムシール１１４の）中間回転コンボリュート
１６８（ダイヤフラムシール締め具９４の）外側環状側壁
１７０（ダイヤフラムシール締め具９４の）内側環状側壁
Ｃ_Ａダンパ
ＩＯ隔離された物体
Ｋ_Ａ第１のばね構成要素、３パラメータ絶縁器４０の軸方向剛性
Ｋ_Ｂ第２のばね構成要素、絶縁器４０の体積剛性
Ｐ台
Ｘ_{ｉｎｐｕｔ}（ω）台Ｐにより絶縁器１０に与えられる入力運動
Ｘ_{ｏｕｔｐｕｔ}（ω）隔離された物体ＩＯの出力運動
Ｔ（ω）伝達性

Claims

作動軸（４６）を有する３パラメータ絶縁器（４０）であって、
前記作動軸に沿って対向した第１の絶縁器端部（４２）および第２の絶縁器端部（４４）と、
前記第１の絶縁器端部と前記第２の絶縁器端部との間に機械的に連結されている主ばね（６４）と、
前記第１の絶縁器端部と前記第２の絶縁器端部との間に、前記主ばねと並列に機械的に連結されている同調ばね（６６）と、
前記主ばねと並列にかつ前記同調ばねと直列に、前記第１の絶縁器端部と前記第２の絶縁器端部との間に機械的に連結されている回転シールダンパ組立体（６８）であり、
第１の油圧室（１１６）、
前記第１の油圧室に流体連結されている第２の油圧室（１２２）、ならびに
前記第１の油圧室および前記第２の油圧室それぞれの範囲を部分的に定めている第１の回転ダイヤフラムシール（１１２）および第２の回転ダイヤフラムシール（１１４）
を含む、回転シールダンパ組立体（６８）と
を含む、３パラメータ絶縁器（４０）。
請求項１に記載の３パラメータ絶縁器（４０）において、前記回転シールダンパ組立体（６８）は、前記第１の油圧室（１１６）を部分的に画定している熱補償器ピストン（１００）を含有する熱補償器をさらに含み、
前記第１の回転ダイヤフラムシール（１１２）は、前記第２の回転ダイヤフラムシールの回転運動が前記熱補償器ピストンの並進運動に連動して起こるように、前記熱補償器ピストンに取り付けられており、
前記熱補償器ピストン（１００）は、前記熱補償器ピストンが移動すると、前記第１の回転ダイヤフラムシール（１１２）の回転運動に接触しかつ案内する環状側壁（１５８）を含む、
３パラメータ絶縁器（４０）。
請求項１の３パラメータ絶縁器（４０）において、前記回転シールダンパ組立体（６８）は
前記作動軸（４６）に沿って移動するように構成されているダンパピストン（１００）と、
前記作動軸に対して垂直な軸に沿った前記ダンパピストンの移動を物理的に阻止する直線案内システムと
をさらに含む、
３パラメータ絶縁器（４０）。