JP4297979B2 - 重負荷振動絶縁装置 - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は、基本装置に取り付けられて、荷重を基本装置の振動から絶縁する働きをする新しい装置に関し、特に、米国出願番号０８／７９０，６４７と国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ９８／０１４０１とを有する１９９７年１月２９日に出願された荷重絶縁装置（「Ｌｏａｄ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」）と題するＤａｖｉｄ Ａ．Ｏｓｔｅｒｂｅｒｇの同時係属中の出願、および米国出願番号０８／７９４，５５６と国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ９８／０１８０７とを有する１９９７年２月３日に出願されたＴｏｒｅｎ Ｓ．Ｄａｖｉｓ他の同時係属中の出願（両方とも本発明の譲受人に譲渡されている）に記載されているような、システムのための新しい空気ばね装置を提供することに関する。同時係属中のＯｓｔｅｒｂｅｒｇの出願では、回転方向の相対運動に関するよりも並進方向の相対運動に関してより少ない剛性を有する荷重のための支持物を提供する、新しい減衰概念が記載されている。Ｄａｖｉｓ他の発明は、Ｏｓｔｅｒｂｅｒｇの出願の安定性を改善し、破損から保護する。本発明は、システムの重量と複雑性を減らすようにしたＯｓｔｅｒｂｅｒｇとＤａｖｉｓ他の出願において使用するための新しい空気ばね装置を提供する。
従来の技術の説明
上述の同時係属中の出願は、自動車や試験機械などを含むさまざまな分野に効用があるが、便宜上、同時係属中の出願と本出願を、発射用輸送手段などの基台の上に搭載された衛星などのペイロードの環境において記載する。同時係属中の出願では、従来の技術による絶縁は、発射用輸送手段とペイロードとの間に弾性部材を置いてから弾性部材の両端間に減衰部材を置き、減衰することによって達成されると説明している。このような出願では、ペイロードを重心で支持することは困難であり、並進運動を回転運動に交差結合できるようにして、ペイロードを動揺させることになる。この回転は、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）などのペイロードでは、これらを輸送手段に対して整列させて維持しなければならず、また衛星では、動揺が衛星と空力整形板との間の利用可能な「ラトルスペース（rattle space）」を使い果たすので、望ましくない。したがって、回転の自由度を硬くし、並進の自由度を緩和させることが有利である。
従来の技術では、ペイロードは、一般的に各自由度に適正な剛性を与えるようにさまざまな角度に独立したばね／ダンパーによって支持されている。このような構成では、各ばね／ダンパーは互いに独立して作動する。別の取り組み方は、ペイロードの基台の周りに剛性と減衰を分散させることであった。これらの絶縁システムの回転剛性は、ペイロードの重心の偏りと基台（取付け円）の直径によって制限され、またばね／ダンパーの角度を変えることで適切な剛性の選択はいくらか自由になるが、結果は制限される。
同時係属中のＯｓｔｅｒｂｅｒｇの出願における発明は、反対側の制動エレメントを独立して作動させるのではなく、交差結合することによって従来の技術の問題を克服し、３つの並進方向における運動に所定の剛性を与え、また回転運動に著しく大きな剛性を与える。また本発明も、導管中の流体の加圧を行い、熱膨張による過剰の流体を受け入れるために交差結合導管に連結されたアキュムレータを記載している。回転力によって流体の圧力が上昇するときに、アキュムレータへの流体の流れによる回転制動の緩和を防止するために、アキュムレータへの導管を交差結合する導管よりも限定的にした。正常ではこれが、ほとんどの回転力による圧力変化は温度変化による圧力変化よりもはるかに速いので、所望の効果を有し、正常な回転力によって生ずる急速な圧力変化の間に、アキュムレータに流れる流体は大量ではないが、もっと緩やかな温度変化中にも流体はなおアキュムレータに流れる。しかしながら、非常に緩やかな回転力がほぼ静的な条件で生じた場合でも、システムは所望の量の剛性を与え、またこの環境の下で、アキュムレータへの管路における拘束は剛性を減らすアキュムレータへの交差連結からの流体の流出を妨げないことがわかったことは望ましい。アキュムレータを完全に除去することはできるが（またアキュムレータを必要としない場合もあるが）、たいていの適用では、極端な温度変化または非常に大きな回転力による圧力、または回転力による圧力に加わった温度変化による圧力は、システムに構造的な破損を生じさせるほど高くなる可能性がある。同時係属中のＤａｖｉｓ他の出願は、この問題を、システムからアキュムレータへの加圧流体の流れを防ぐ一方弁を設けて、アキュムレータが反対方向の流体の流れによってシステムを加圧し続けることを可能にすることによって解決する。温度および／または回転によって過度の圧力が発生することを防ぐために、逃し弁すなわち「吐出し」バルブを使用して、この状態の間にわずかな圧力を放出できるようにし、システムを望みのレベルに加圧するには十分でないようにする。
特許ＷＯ９０／１０５５１は、商用輸送手段の本体と軸との間で使用されてスプリング動作特性を制御する液圧装置を開示し、輸送手段本体の異なる側における第１および第２液圧シリンダの使用を説明しており、輸送手段本体は、シリンダのピストンの上と下との流体空間の間に絞り弁と並んで方向切換弁を含む交差連結部を有する。
上述のシステムは満足に動作するが、ダンパーと同時に使用される機械式ばねは、絶縁すべき荷重の質量と組み合わされたダンパーと共に使用されるばねの固有振動数をできるだけ低く保つことが望ましいので、非常に重い荷重については決して望ましくはないことがわかった。固有振動数は、等式Ｆｎ＝１／２π（Ｋ／Ｍ）^1/2（ただし、Ｋは絶縁物マウントの剛性、Ｍは絶縁すべき荷重の質量である）によって得られる。Ｍが増加すると、望みに応じて振動数が低下することがわかるが、剛性が低い場合には変形量が大きくなり、慣性力が重力と結合する打上げ発射などの非常に大きな重負荷条件では、ばねが極度に変形して破損することもある。このような重負荷を取り扱ってさらに所望の剛性を可能にするための機械式ばねを設計することは、非常に困難な問題となる。さらにまた、発射中と発射後に新たな条件のためにばねの剛性を変えることが望まれ、これはもちろん機械式ばねで容易に行うことはできない。
発明の簡単な説明
本発明は、荷重と輸送手段との間に連結されたハウジングの中にピストンを含む空気ばねに関するこれらの問題を解決する。ピストンは、ハウジングをそれぞれが加圧されている２つのチャンバに分割する。２つのチャンバ内の圧力を正確に調節することによって、ばねの剛性を所望通りに設定して非常に大きな負荷を取り扱うことができる。さらに、２つのチャンバ内の圧力を変えることによって、発射中と発射後に剛性を変えることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来の技術によるばね／ダンパーの図である。
第２ａ図と第２ｂ図は、本発明による輸送手段とペイロードとの間の絶縁部分の上面図と側面図である。
第３図は、本発明による交差結合装置の図である。
第４図は、本発明によるばね／ダンパーの断面図である。
第５図は、本発明によって使用する代替アキュムレータの断面図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
第１図に、従来の技術において現在利用可能なばね／ダンパー１を示す。ばね／ダンパー１は、ハウジング４を有する粘性ダンパー３の周りに巻かれたばね２を有する。ばね２は静的剛性を与え、ダンパー３は、チャンバ５、６を分離するピストン７の周りを流れるか、またはピストン７内の制限通路７ａを通過するハウジング４内のチャンバ５および６内の流体によって発生する減衰力を与える。ピストン７はピストン・ロッド８を有し、ピストン・ロッド８はチャンバ６の頂部におけるシールを通って上方に、またチャンバ５の底部におけるシールを通って下方に延びている。ピストン・ロッド８とハウジング４の下部には回転ピボット９が連結されて、第２ａ図および第２ｂ図を参照すればよくわかるように、ペイロードと発射用輸送手段との間にばね／ダンパー１が連結されたとき、小さな回転を可能にする。
第２ａ図および第２ｂ図は、荷重１０を支持して、これを発射用輸送手段１２から絶縁するために、ばね／ダンパーをどのように構成できるかを示している。参照番号２０〜２７で示された８個のばね／ダンパーが、荷重１０と発射用輸送手段１２との間の振動絶縁部分３９の中に矩形の配置として構成されていることがわかる。各ダンパーは、第１図の場合におけるようにピストンによって第１チャンバと第２チャンバとに分割されている。第１図におけるばね２などの各ばねは、不必要に複雑になることを避けるために、第２ａ図および第２ｂ図には図示されていない。すべての自由度でシステムを完全に抑制するために最少６個のばね／ダンパーを必要とするが、好ましい実施形態のために便利な数として、第２ａ図および第２ｂ図には８個のばね／ダンパーを図示した。７個以上または９個以上のばね／ダンパーを使用することもでき、矩形以外の構成形状を採用することが可能であることは理解されよう。
第２ａ図および第２ｂ図では、ダンパー２０、２１は共に共通点３０において荷重１０に連結され、ダンパー２１、２２は共通点３１において輸送手段１２に連結され、ダンパー２２、２３は共通点３２において荷重１０に連結され、ダンパー２３、２４は共通点３３において輸送手段１２に連結され、ダンパー２４、２５は共通点３４において荷重１０に連結され、ダンパー２５、２６は共通点３５において輸送手段１２に連結され、ダンパー２６、２７は共通点３６において荷重１０に連結され、ダンパー２７、２０は共通点３７において輸送手段１２に連結されている。隣接するダンパーのピストンに連結された各ダンパーのピストンを図示しているが、これらの連結部を独立させて個々の点で荷重１０と輸送手段１２に連結することができる。各ばね／ダンパーは、第２ｂ図の側面図で見ると輸送手段１２と荷重１０との間は角度αであり、また第２ａ図の上面図に見ると輸送手段１２と荷重１０との間は角度θである。角度αとθとはすべてのばね／ダンパーについて同じである必要はない。角度αとθとを調節することによって、回転軸と並進軸におけるさまざまな剛性と減衰の比を調節することができる。しかし、回転ピボットの周りの剛性と減衰はダンパーの角度を変えることによって極めてわずかに制御できるのみであり、またダンパーを小さな取付け円としたり、大きな取付け円となるように間隔をとって離すことによって、さらによく回転の剛性と減衰を調節できると同時に、これはシステムの空間要件を変える。
上述のＯｓｔｅｒｂｅｒｇの出願の発明では、交差結合導管４０〜４７が配置され、対向して置かれたダンパーチャンバの間で流体が流れるようにし、アキュムレータ４９が第３図でよくわかるように連結部によって各交差結合導管に連結されている。
第３図に一例として、対向して置かれた２つのばね／ダンパー２１、２６を示すが、ばね／ダンパーの各々と第２ａ図、第２ｂ図におけるその対向して置かれた片方も、同様に相互連結されている。第３図では、ハウジング５３の内部に第１すなわち上部チャンバ５０と第２すなわち下部チャンバ５２とを有するダンパー２１が示され、ハウジング５３は非圧縮性流体で満たされ、ピストン５４によって分離されている。後で説明するように、チャンバ５０、５２の間の流体の流れは交差導管４２、４３によって行われているので、ピストン５４を通過するかまたはその周囲の制限通路は必要とされない。第１ピストン・ロッド５６はピストン５４からダンパー２１の外部に上向きに延び、外部で第１図のピボット９と類似のピボット５７によって点３０（第３図では図示せず）で荷重１０に連結される。第２ピストン・ロッド５８はピストン５４からチャンバ５２の外部に下向きに延び、外部でピストン６０に連結され、ピストン６０はチャンバ５９を上部チャンバ６１と下部チャンバ６２とに分割して、後述するようにシステムのためのばね力を形成する。ピストン・ロッド５８はピストン５４の下部表面にある面積を占め、ピストン５４は第１チャンバ５０と第２チャンバ５２において流体に露出された同じ面積を有することが注目されよう。これによって、ピストン５４は、ピストン・ロッド５６がダンパー２１の中または外へ移動したときに、両チャンバ５０、５２の中に（記号は逆であるが）同じ容積の非圧縮性流体を入れ替えることができる。
ハウジング５３の下部は、点３１で輸送手段１２と連結するために（第３図では図示せず）、第１図のピボット９に類似の別のピボット５７に連結されるように示されている。
チャンバ５０、５２の端部に上部すなわち第１ベローズ６３と下部すなわち第２ベローズ６４とを使用して、チャンバに対して流動シールを保って動くことができるハーメチック・シールが示されている。導管６５は、ベローズ６３、６４の内部にそれぞれピストン・ロッド５６、５８の内部を通じて接合し、流体流に対して比較的非制限的に選択される。本発明の動作を妨げずに、滑り非ハーメチック・シールを含めて種々の別の密封技法を使用できることは理解されるであろう。
圧縮性流体源６６が示されているが、これは、一対の圧力調整器６７とバルブ装置６８を通じて上部チャンバ６１と下部チャンバ６２に圧力を送るので、システムが例えば発射中のように荷重からの圧力がさまざまな条件で変化するときに、動的荷重を受けているときは、後で第４図を参照して説明するように、チャンバ６１、６２の中の圧力を圧力調整器６７によって独立して制御し、変化する条件に対して適切な剛性を与えることができる。後で説明するように、荷重が発射台上に静止しているような静的条件の下では、チャンバ６１、６２の中の圧力を独立して変化させるために圧力調整器を使用する必要はなく、必要であるとしても、漏洩を補償するために使用されるのみであろう。したがって、チャンバ６１、６２の中の圧力が平衡に達した後に、圧力調整器６７を手動または電動弁（図示せず）によって遮断することができる。逃し弁７０が示されているが、これは、圧力が所定の値を超過したときに圧力を放出してシステムを過加圧から防ぐように、チャンバ６２からボール弁６９へ通じる管路に連結されている。
ダンパー２６は、ピストン７４によって分離されたハウジング７３の内部に上部すなわち第１チャンバ７１と下部すなわち第２チャンバ７２を有するダンパー２１と同様に配置されている。やはり、チャンバ７１、７２の間の流体流が交差導管４２、４３によって得られるので、ピストン７４を通るか又はその周りの制限通路は要らない。ピストン７４に取り付けられた第１ピストン・ロッド７６は、ダンパー２６の外部に上向きに延び、外部の点３６（第３図には図示せず）において、第１図のピストン９に類似のピボット７７を通じて荷重１０に連結されている。第２ピストン・ロッド７８は、ピストン７４からチャンバ７２の外部へ下部チャンバ７９の中に下向きに延び、ここでピストン８０に連結され、ピストン８０はチャンバ７９を上部チャンバ８１と下部チャンバ８２とに区分し、後で説明するようにばね／ダンパーのためのばね力を形成している。ピストン・ロッド７８はピストン７４の下部表面にある面積を占め、ピストン７４は第１チャンバ７０と第２チャンバ７２において流体に露出された同じ面積を有することが注目されよう。これによって、ピストン７４は、ピストン・ロッド７６がダンパー２６の中または外へ移動したときに、両チャンバ７１、７２の中に（記号は逆であるが）同じ容積の非圧縮性流体を入れ替えることができる。
ハウジング７３の下部は、点３５において輸送手段１２と連結するために（第３図では図示せず）、第１図のピボット９に類似の別のピボット７７に連結して示されている。
チャンバ７０、７２の端部に上部すなわち第１ベローズ８３と下部すなわち第２ベローズ８４とを使用して、チャンバに対して流動シールを保って動けるようにするハーメチック・シールが示されている。導管８５は、ベローズ８３、８４の内部にそれぞれピストン・ロッド７６、７８の内部を通じて接合し、流体流に対して比較的非制限的に選択される。本発明の動作を妨げることなく、滑り非ハーメチック・シールを含めて種々の別の密封技法を使用できることは理解されるであろう。
圧縮性流体源８６が示されているが、これは、一対の圧力調整器８７とバルブ装置８８を通じて上部チャンバ８１と下部チャンバ８２に圧力を送るもので、システムが例えば発射中に荷重からの圧力がさまざまな条件で変化するときように、動的荷重を受けているときは、後で第４図を参照して説明するように、チャンバ８１、８２の中の圧力を圧力調整器８７によって独立して制御し、変化する条件のために適切な剛性を与えることができる。後で説明するように、荷重が発射台上に静止しているような静的条件の下では、チャンバ８１、８２の中の圧力を独立して変化させるために圧力調整器を使用する必要はなく、必要であるとしても、漏洩を補償するために使用されるのみであろう。したがって、チャンバ８１、８２の中の圧力が平衡に達した後に、圧力調整器８７を手動または電動弁（図示せず）によって遮断することができる。逃し弁９０が示されているが、これは、圧力が所定の値を超過したときに圧力を放出することによってシステムを過加圧から防ぐように、チャンバ８２からボール弁８９へ通じる管路に連結されている。ダンパー２１、２６は第５図を参照してさらによく説明する。
第３図には流体導管４２が示されているが、これはダンパー２１の第１チャンバ５０とダンパー２６の第２チャンバ７２との間に連結されている。同様に導管４３は、ダンパー２１の第２チャンバ５２とダンパー２６の第１チャンバ７０との間に連結されている。荷重１２と輸送手段１０の並進運動によって、両ピストン５４、７４は同じ方向に移動しようとするが、輸送手段１０と荷重１２との間の回転運動は、両ピストン５４、７４を反対の方向に移動させようとする。したがって並進運動によって、例えば第２図において上方向に、ダンパー２１、２６のピストン５４、７４は両方とも上方向に移動しようとする。第２図においてピストン５４が上方向に移動すると、流体は導管４２を通ってチャンバ５０から流出してダンパー２６のチャンバ７２の中に入り、これによって荷重の上向き並進運動によって生じるピストン７４の上向き運動を助ける。同様に、流体は導管４３を通ってダンパー２６のチャンバ７０から流出してダンパー２１のチャンバ５２の中に入り、これによってピストン５４の上向き運動を助ける。もちろん、ダンパー２１、２６の間の流体の流れは、荷重１２が輸送手段１０に対して下向きに移動する場合に説明される流体の流れとは反対になる。したがって減衰を並進運動について全く柔軟なものにすることができる。
上述の同じ作用が、システム全体において対向して配置されたダンパーの各々で発生するので、輸送手段１０に対する荷重１２の並進運動によって、導管４０〜４７の交差結合配置はシステムの剛性を望み通りに柔軟にすなわち少ない剛性とことができる。
回転運動は一方では、例えば第２図において、ダンパー２１ではピストン５０の上向き運動であるが、ダンパー２６ではピストン７４の下向き運動を起こさせる。導管４２、４３の交差結合配置によって、この運動は、流体はチャンバ５０、７２から流出しようとするが、流体はチャンバ５２、７０の中に同時に流入しようとするので、ダンパー２１、２６によって抵抗を受ける。もちろん、ダンパー２１、２６の間の流体の流れは、荷重１２が回転して第２図のダンパー２１におけるピストン５０の下向き運動とダンパー２６におけるピストン７４の上向き運動とを生じさせる場合に説明される流体の流れとは反対になる。したがって回転運動の減衰は非常に硬くなる。
温度の変化による流体の膨張に備えるために、追加のリザーバすなわちアキュムレータ９１がある。このアキュムレータは、上述のＯｓｔｅｒｂｅｒｇの出願およびＤａｖｉｓ他の出願においては、ばねによって下向きに強制駆動されるピストンを具備していた。本発明では、第５図を参照してさらによく説明する代替の空気式アキュムレータが使用され、第３図に図示され、ハウジング９４の底部に密封されて圧力調整器９８を通じて圧力源９６によって加圧されるブラダー９２を備えている。
上述の同時係属中のＯｓｔｅｒｂｅｒｇの出願では、アキュムレータは制限導管によって導管４２、４３の間に直接連結されていた。その制限導管の断面積は、リザーバ９１にダンパー２１、２６の間よりも制限された流れを供給するように、導管４２、４３の断面積よりも小さく作られていた。
上述のＤａｖｉｓ他の出願で説明されているように、アキュムレータは熱膨張による流体を受け入れるように働くが、管路４２、４３における圧力が回転力によって上昇するときには流体を受け入れることもでき、この回転力は、システムの剛性を軟化させるので望ましくない。これらの力の大部分は熱膨張によって生ずる振動数よりもはるかに高い振動数を有するので、回転力が加えられている間はごくわずかな流体がアキュムレータに移ることができたが、回転力の一部は非常に低い振動数にあって、ほとんど静的であり、このような状況では、流体はゆっくりと導管４２、４３を離れてアキュムレータ９１に入る。これはシステムの剛性を回転力に変え、ラトルスペースは侵害される可能性があった。
Ｄａｖｉｓ他の出願は、第３図に示すように、アキュムレータ９１を導管１００を通じて第１および第２一方弁すなわちボール弁１０４、１０６に連結し、これらのボール弁の他の側をそれぞれ導管４２、４３に連結することによって、この問題を解決した。両弁１０４、１０６は、流体がアキュムレータ９１からのみ導管１００と弁１０４、１０６を通ってそれぞれ導管４２、４３に流れるように配置されている。ボール弁１０４、１０６は流体の導管４２、４３からアキュムレータ９１への流れを防止し、したがって、回転力がピストン５４、７４を対向する方向に動かすときに、流体の漏洩と圧力の損失を防止する。
こうして配置されたシステムは、極端な条件はシステムの機械的構造には有害であるかもしれないが、温度の変化によるほとんどの正常な圧力増加に耐えることができる。またシステムは、異常に高い力はおそらく除いて、ピストン５４、７４に作用する回転力によるほとんどの圧力増加に耐えることができる。温度による膨張と回転力とが同時に起こると、温度による膨張と回転力による圧力との組合せは、圧力に関する所望の限界を超過することがある。極端な圧力によるシステムの構造的損傷を回避するために、一対の逃し弁すなわち「吐出し」バルブ１１０、１１２が、導管４２、４３とアキュムレータ９１との間に導管１１６によって連結されて示されている。吐出しバルブ１１０、１１２は、所定の圧力を超過したときに短時間の流れの放出が生じるように設定されている。吐出しバルブ１１０、１１２はまた、短時間の流体の流れが導管４２、４３からアキュムレータ９１へのみ生じるように、そしてアキュムレータ９１から導管４２、４３へは生じないように、矢印で示すように一方向として示されている。したがって、事前設定された圧力を管路４２、４３のいずれかまたは両方で超過したときには、吐出しバルブは急速に少量の流体を管路１１６とアキュムレータ９１とに放出し、急速に圧力を低下させる。吐出しバルブ１１０、１１２が開いている短い時間は、システム内の圧力を大きく低下させるには十分ではなく、また回転力による減衰は大きくは軟化されない。
導管４２、４３、１００の中の圧力を観察して監視することができるように、これらの導管に圧力指示計１２０、１２２、１２４を取り付けることもできる。さらにまた望むならば、手動式または電子式に動作する弁（図示せず）をボール弁１０４、１０６と導管４２、４３との間にそれぞれ、ならびに吐出しバルブ１１０、１１２と導管４２、４３との間にそれぞれ連結し、システムに損傷を与える可能性のある圧力が発生しないとわかった場合には、バルブの動作を不能にする。
第１図のダンパーが対向して配置された対の各々は、同じように連結されている。第２ａ図において単一のアキュムレータ４９が導管４０〜４７のすべてに連結されて示されているが、複数のアキュムレータをさまざまな対の導管に連結して使用できることを理解すべきである。すべての連結を行った後、システム内部を排出して非圧縮性流体で満たす。
第４図に、本発明において使用するためのばね／ダンパー２００を示す。第４図では、ハウジング部材２０６のチャンバ２０４の中に置かれたピストン２０２が示されている。ピストン２０２は左方向に延びるピストン・ロッド２１２を有し、このピストン・ロッド２１２は、ハウジング２０６の端部材２１４を通過して第１ベローズ２１６の内部に入り、ベローズ２１６の中でプラグ部材２１８によって締め付けられる。プラグ部材２１８は差込み部材２２０を支持し、この差込み部材２２０には、ピボット部材２２２が荷重１０への連結のために回転可能に取り付けられている。同じ方式で、ピストン２０２は右方向に延びるピストン・ロッド２３０を有し、このピストン・ロッド２３０は、ハウジング２０６の右端を通過して第２ベローズ２３２の内部に入り、ベローズ２３２の中でプラグ部材２３４によって締め付けられる。プラグ部材２３４は、ハウジング２４４のチャンバ２４２の中に置かれたピストン２４０に固定されている。別のピボット２４６がハウジング２４４の端部に、輸送手段１２への連結のために回転可能に取り付けられている。ピストン・ロッド２１２、２３０は、ベローズ２１６、２３２の内部を連結してこの間に流体を通す働きをする内部ポート２５０を有する。
チャンバ２０４のピストン２０２左方の部分は、ハウジング２０６の中のポート２６０によって交差導管４２（第４図には図示せす）に連結され、チャンバ２０８のピストン２０２右方の部分は、ハウジング２０６の中のポート２６４によって交差導管４３（第４図には図示せず）に連結されている。ベローズ２１６、２３２の中の流体は流体源（第４図には図示せず）から端部材２１４の中のポート２６８を通じて供給される。
チャンバ２４２のピストン２４０左方の部分は、圧力源（第４図には図示せず）にポート２７０によってハウジング２４４を通じて連結され、チャンバ２４２のピストン２４０右方の部分は、圧力源（第４図には図示せず）にポート２７４によってハウジング２４４を通じて連結されている。
ピストン２４０の両側に圧力がかかっており、ピストン２０２のどのような意図される運動も、ピストン２３４の両側のいずれかにかかる圧力によって抵抗を受けることがわかる。この抵抗の強さは、ポート２７０、２７４を通じて圧力を制御することによって、ピストン２４０の面積によって、またピストン２４０のいずれかの側にあるチャンバ２４４の部分の長さによって設定することができる。（強さが大きい場合は、ベローズ２１６、２３２による力は無視できる。）強さの式はＫ＝１．４Ｐ（Ａ／Ｌ）（ただし、Ｋは強さ、Ｐはピストン２４０の抵抗側にかかる圧力、Ａはピストン２４０の面積、Ｌはピストン２４０の抵抗側にあるチャンバの長さ）によって得られる。第４図において、ピストン２４０の左側の面積はピストン２４０の右側の面積より小さいので、両方向に同じ力を行使させるには、ピストン２４０の左側にあるチャンバの中の圧力をピストン２４０の右側にあるチャンバの中の圧力より高くしなければならないことに注目されたい。好ましい実施形態では、ピストン２４０の左側の面積は４６．３平方インチであり、ピストン２４０の右側の面積は５３．３平方インチであり、ピストン２４０の抵抗側にあるチャンバの長さ３．６インチであった。これらの条件の下で、ポート２７０によって供給される圧力が１００ｐｓｉのときは、ピストン２４０の両側に同じ力がかかるようにするには、ポート２７４によって供給される圧力は８６．９ｐｓｉであった。
発射前などの静的条件においては、荷重１０が輸送手段１２に取り付けられているときは、荷重１０の重量はピストン２０２の左側に力を加え、ピストン２４０は右に付勢されて、ピストン２４２の右側にあるチャンバの長さを減らす。ピストン２４０のいずれかの側にかかる圧力を正しく選択することによって、圧力をその初期の静的荷重状況の下で均等化することができ、したがってこの圧力は、ピストン２４０の端部におけるシールを通過する漏洩を排除する傾向がある。圧力が均等化された後は、第３図の６７、６８などの圧力調整器は必要とせず、また遮断することもできる。発射中などの動的条件中では、ピストン２０２にかかる圧力は最初は右側でより高く、飛行中に変化する。このような動的条件では、調整器のスイッチを入れることができ、ピストン２４０のいずれかの側にかかる圧力を再び調節して、変化する条件のために所望の剛性とすることができる。
出願人たちは、輸送手段とこれに取り付けられた荷重との間の振動を減衰するためのシステムを提供し、こうして並進振動を静かに減衰し、回転振動を堅く減衰し、また緩やかな回転振動が発生したときに堅い減衰振動を失うことなく、さらにまた圧力にシステムを損傷させることなくシステムを提供したことは明らかである。さらにまた出願人たちは、発射前、発射中、発射後に容易に調節して、ばねを損傷することなく所望の剛性を準備することができ、またさまざまな荷重条件に適応するように調節できる空気ばねを提供した。
第５図は、空気力を使用してシステムを加圧するアキュムレータを示す。第５図では、ハウジング３００は、ハウジング３００の底の内部に密封された可撓性のブラダー３０４を備えている。ハウジング３００の上端部にある第１ポート３０８は、圧力源（第５図には図示せず）に連結され、ハウジング３００の下端部にあるポート３１０は、第３図の管路１００を通過してシステムを加圧するために使用される非圧縮性流体が入ったブラダー３０４の内部と連結している。圧力を望み通りにポート３１０を通じて増減するように、システムのための所望の圧力がポート３０８を通じて圧力を調節することによって維持される。
好ましい実施形態に関連して示した構造に対する多くの明らかな変化が、当業者には発生しよう。例えば、出願人たちはピストン式のダンパーを説明したが、ベローズ式や他の形式のダンパーも採用することができ、また出願人たちは矩形構成の８個のダンパーを説明したが、他の個数のダンパーも別の構成も採用することができる。また、取付け部は必ずしも荷重の底に必要とせず、どこにでも、例えば重心に置くこともできる。同様に、ボール弁を他の一方形式の弁に取り代えてもよく、別の圧力逃し弁を採用してもよい。ボール弁と圧力逃し弁を、導管とアキュムレータとの間ではなくダンパーとアキュムレータとの間に連結することもできよう。前述のように、第２図の交差結合された一対のダンパーの各々が第３図に関連して示した例と同様に作動し、第３図に示すアキュムレータ９１が交差結合されたすべての対のダンパーに共通にすることもでき、または各対がそれ自体のアキュムレータを採用できることも理解されよう。さらにアキュムレータはどの種類でもよく、必ずしも好ましい実施形態で示したブラダー形式にする必要はない。したがって出願人たちは、本発明の好ましい実施形態を説明するために使用した特定の構造に限定することは望まない。

Claims (4)

1. それぞれが各ハウジング（５３、７３）の内部に第１および第２のチャンバ（５０、５２、および７１、７２）を有し、かつ、第１および第２装置（１０、１２）の間に連結されてなる第１および第２ダンパー（２１、２６）と、前記第１ダンパーの第１および第２のチャンバ（５０、５２）と前記第２ダンパーの第２および第１のチャンバ（７２、７１）間に交差連結されてなる第１および第２導管（４２、４３）とを有して、第１および第２装置間の並進運動に対しては第１の剛性を、また、第１および第２装置間の回転運動に対しては第１の剛性より高い第２の剛性を得るために双方向流体流を提供する振動絶縁システムにおいて、
   前記第１および第２ダンパー（２１、２６）の各ハウジング（５３、７３）に空気ばね（６０、６１、６２、および８０、８１、８２）が取り付けられ、
   この空気ばねは、第２装置（１２）に連結され、内部にチャンバ（５９、７９）を有するハウジング（下部５３、７３）と、チャンバ（５９、７９）を第１の部分（６１、８１）と第２の部分（６２、８２）とに分割する、第１装置（１０）に連結された部材（６０、８０）を含み、
   さらに、この振動絶縁システムは、チャンバ（５９、７９）の第１および第２の部分（６１、６２、および８１、８２）に連結された圧力源（６６、８６）を含み、この圧力源（６６、８６）は、第１および第２の部分に圧力を供給して、第１および第２の圧力に応じた剛性をばねに与え、
   前記の第１および第２ダンパー間の交差連結は、一方のダンパーにおけるチャンバの第１および第２の部分と他方のダンパーにおけるチャンバの第２および第１の部分との交差連結であることを特徴とする振動絶縁システム。
2. 第１の部分（６１、８１）と第２の部分（６２、８２）における圧力を、各空気ばねに圧力源から圧力調整器（６７、８７）と弁（６８、８８）を介して供給することにより、空気ばねの剛性は独立して変化可能である請求項１に記載の振動絶縁システム。
3. 部材（６０、８０）によって提供される第１の部分（６１、８１）の面積と第２の部分（６２、８２）の面積が異なる場合に、第１の部分（６１、８１）と第２の部分（６２、８２）への圧力を独立して制御して、同じ圧力とする請求項２に記載の振動絶縁システム。
4. 少なくとも第２の部分（６２、８２）の一つに連結されて、所定の値を超過する圧力を防止する圧力放出手段（７０、９０）をさらに含む請求項３に記載の振動絶縁システム。

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