JPH05501441A - 振動絶縁システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

振動絶縁システム 発明の背景 発明の分野 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関するもの であり、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全方向懸垂システムまたは振動絶縁システ ムに関するものである。 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ものである。 先行技術の説明 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。 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。なぜかならば多 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されるからである 。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。 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。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。 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。 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酸体に伝達されて、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。 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。 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。 第２５図は、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。第２５図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。 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第２５図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第２ ６図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。第２５図と第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。 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。また潜水艦の酸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。 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ＩＨ 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１００Ｈｚ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。 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か制限される。 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塩あるいは 特殊充填材またはその他の弾性材料上のベッドロックか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、ＩＨｚ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インチ撓むだろう。 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。 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。 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、公知のフィートノ（ツ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しる事のできる改良 型受動振動絶縁システムが必要である。 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。 発明の概要 簡単に述べれば、一般的に本発明は、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。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す。 このシステムはＩＨｚ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。 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 荷重力（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ノく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。 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 側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、フィードパ・ツ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用さを調整または「微調 整」する事のできる手段が提供される。 また本発明は、二、三の実施態様においては、システムの正味用さを調整するた め正バネ剛さを調整する手段を使用する。 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側さを生じ 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側さを 生じる水平運動振動絶縁システムとを使用する。 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用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。 または本発明は、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。その軸方内用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 ムを使用する事かできる。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。 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内用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。 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開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。 各垂直運動振動絶縁装置は、止剤さを有するバネ手段と、ゼロまたはゼロに近い 正味垂直用さを発生するため負側さを発生する機構との新規な組合せを利用する 。この負側さ機構（スナップスルーまたはオーバセンター機構）は、バネの止剤 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。 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がらの静 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用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、比較的剤い 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同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。 前記の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る。本発明の好ましい実施態様において、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。 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。 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て、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。前記の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 せか可能である。 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。 また本発明はゼロまたはゼロに近い垂直運動剤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。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側さはゼロまたはゼロに近（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、非常に低い垂直割さを 示す。 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。 本発明の実施態様において荷重撓み組立体は低プロフイ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。 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側さ機構のセ 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用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。 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割さに 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。前記バネ手段の圧用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 るかに小さい実効用さを有するので、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。 前記の垂直運動振動絶縁装置と、支柱などの比較的低い横方内用さを有する手段 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ｉ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 て軸方向側さを調整する事ができる。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夏場に対して変動 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１２０°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−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 低い振動絶縁剤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 できよう。 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、水平開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。 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 は部材が下方取り付は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 変形が上方取り付は部材の下方取り付は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 きるだろう。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であろう。 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。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。 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。 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かできる。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開さを変動させる。直 接的結果として、長さの変動により支柱部材の水平開さがゼロまたはゼロに近い 値に「微調整」される。 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。支柱部材の水平開さを調整 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バネは横方向用さまたは水平方向用さ 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バネの正側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 。 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用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。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 水平方向用さは、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。 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セツ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開さを変動させ、他方のセットは組立体 の主として垂直用さを変動させる。 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のであるから、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。 このような用途の１例は、潜水艦の酸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よう。また垂直用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。 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。 以下、本発明を図面に示す実施例について説明するが本発明はこれらの実施例に 限定されるものではない。 図面の簡単な説明 第１図は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、 第２図は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、 第３図は第２図の振動絶縁装置の荷重−曲げ特性を示すグラフであって、圧用さ バネ手段および負側さ機構のバネ特性または剛さ特性と、振動絶縁装置の正味実 効剛さとを示すグラフ、 第４図は第２図の振動絶縁装置の平面図であって、荷重撓み組立体のベースに対 する取り付けを示す一部断面を含む図、 第５図は第２図に図示の実施態様の側面図、第６図は第２図に図示の実施態様の 部分断面図、第７図は第２図の７−７線に沿った断面図、第８Ａ図と第８Ｂ図は それぞれ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、第 ９Ａ図と第９Ｂ図はそれぞれ荷重を受けた状態と受けない状態の放射方向撓み部 材を示す部分図、第１０図は放射方向撓み部材に対する放射方向力を調整するた めの微調整機構を示す断面図、第１１図は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図、 第１２図は本発明による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、 第１３図は第１２図に図示の垂直運動振動絶縁装置の１つに対するプラットフォ ームの取り付は状態を示す断面図、 第１４図は第１６図および第１７図の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、第１５図は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、 第１６図は円錐形ディスクバネを使用した本発明による振動絶縁システムの斜視 図、 第１７図は第１６図の１７−１７線に沿ってとられた実施態様の断面図、 第１８図は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、 第１９Ａ図乃至第１９Ｆ図はプラットフォームを支持した３本の支柱部材を含む 本発明の水平運動振動絶縁システムの立面図であって、支柱部材の不安定モード を示し、第１９Ａ図は変形されていないシステムを示す図、第１９Ｂ図と第１９ Ｃ図は不安定点を中心とする正規操作中の支柱部材の変形を示す図、第１９Ｄ図 は不安定状態における同等の固定自由支柱を示す図、第１９Ｅ図はプラットフォ ームが小さい水平移動に拘束された状態の支柱部材の座屈モードを示す図、第１ ９Ｆ図は第１９Ｅ図の支柱部材と同等の固定自由支柱を示す図、第２０図は支柱 部材に加えられる荷重を調整するための手段を示す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、 第２１図は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、 第２２図は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 、 第２３図は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、第２４図は第２３図２４−２４線に沿ってとられた平面図 であって３個の二重撓み部材の配向を示す図、第２５図は理想的振動絶縁システ ムの伝達率−振動数特表平５−５０１４４１　（１１） グラフ、 第２６図は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である。 好ましい実施態様の詳細な説明 説明のために付図に図示したように、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ものである。 第１図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。これらの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。 これらの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 則さに反作用する負可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 果として低い正味側さくゼロに近い剛さ）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」するための負可さ調整手 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。 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支柱部材１４から成り（第１図にはその２本のみを示す）、これ らの支柱は垂直方向において比較釣用さの支持を生し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、また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。各支柱部材］４は、この部材に対しである程度の垂直 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。 この事については第９ａ図乃至第１９ｆ図について下記に説明する。 設計の目的はこれらの３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。 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か、これらの部材に対 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 、これらの部材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。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。 第１図に図示の垂直方向−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第１図のシステム 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。また他の組合せは、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 。例えば第１８図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。 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。 第２図、第４図、第５図および第６図について述べれば、第１図に図示のシステ 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。第２図においては 、この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１６を除去し である。 垂直方向振動絶縁部材１２は固定ベース１８を含み、このベースの上にバネ手段 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、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。 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２２は、高い軸方向側さを存するが、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。 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可さ機構として 作動させ、ハブ２４において垂直方向の負可さを生じる。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。この不安定点はまた、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ちょうど相殺する点である。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 垂直側さが減少し、弾性不安定点の臨界値または臨界点において正味垂直側さが 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 の正味垂直側さがゼロまたはゼロ近くの値に調整されるように製作される。 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しる手段 に連結されている。第２図、第４図、第５図および第６図に図示の実施態様にお 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３２．３４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３６に対してボルト４ ２またはその他の固定手段によって連結される。 前述のよに各撓み組立体２８は放射方向アーム２２の末端３０と直接に接触する 。第２図の実施態様において（第９ａ図に詳細に図示）、アーム２２の放射方向 末端は、アームと一体的に形成されたまたはアームの末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はプレート４４を含む。各取り 付はプレート４４が撓み組立体２８の中心部材３３に固着される。 第２図と第９ａ図において見られるように、この中心部材３３と取り付はプレー ト４４は２または２以上の孔４６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ツト５０が、中 心部材３３と取り付はプレート４４を相互に固着された状態に保持する。 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ろう。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は構造または固定 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、これがバネの負可さを生じ、この負可さが垂直荷 重を受けるアームの撓みによって発生したバネの正則さに対抗する。 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。第２図に図示の実施態様 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。 第３図は荷重−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、代表的負可さ機構の特性を示す。第３図において線Ｐはバネ手段の 一般的荷重一撓み挙動を示し、これに対して線Ｎは負可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可さ機構との 特性の組合せである。 線Ｐは正側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σνだけ撓められ、撓みσ Ｖにおいてバネは荷重Ｗを支持する。この撓みσＶは垂直方向振動絶縁装置の中 心点に対応し、この中心点は負可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。第２図の振動絶縁装置において、これは、放射方向ア ームの外端と内端が実質的に同一垂直レヘルにある位置に対応する。またこれは 第９ａ図と第９ｂ図において図示されている。第９ｂ図は、無荷重−負変形位置 における放射方向アーム２２を示す。第９ａ図は、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２４は近似的にσν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第３図の線Ｐに対応し、振動絶縁装置の剛さは線Ｐの傾 斜に対応するであろう。放射方向圧縮荷重がアームに対して加えられるので、正 バネ手段の正側さから差し引かれる負可さが生じる。各放射方向荷重値に対して 、負可さ機構の撓み曲線は第３図の曲線Ｎのようにプロットされる。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 であろう。ゼロまたはゼロに近い垂直用さの場合、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。振動絶縁システムは代表的には、第 ３図のσｌ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、負可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。 振動絶縁装置は、ゼロまたはゼロに近い垂直用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か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１７て加えるならば、振動絶縁装置の正味垂直側 さは第３図の曲線Ｐ以上に増大されるであろう。 第３図に図示の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バーｙ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ろう。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かである 。 また振動絶縁装置がゼロ正採用さに近くで操作されるほど、負可さ機構をその適 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 かであろう。従って第２図に図示の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よう。 第２図に図示の荷重撓み組立体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。第８ａ図と第８ ｂ図は、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。第８Ａ図は荷重アームをその無荷 重状態に示す。第８Ｂ図は、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。 第１０図は放射方向アーム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として図示され、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、負可さ機構の「 微調整コする。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。このソフトバネ６２の一端６４は撓 み組立体２８の中心部材３３の外側６８上に特別に形成された四部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７０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。 ソフトバネ−ネジ機構が使用されるのは、第２図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。 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。第２図、第４図、第５ 図、第９Ａ図、第９Ｂ図および第１０図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。第９Ａ図、第９Ｂ図および第１０図に図示のこの 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２４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。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第９Ｂ 図と第１０図に図示の初期無荷重位置から、第９Ａ図に図示の荷重を受けたバネ 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か 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て、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。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 縁装置の正味垂直用さには影響しない。 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 構とする事かできる。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 直側さの変動を生じる場合、振動絶縁装置の正味垂直用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可 さの調整を実施する必要がある。 第９Ａ図、第９Ｂ図および第１０図の機構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。この場合、放射方向アーム２２は全圧用さに貢献するが、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第９Ａ図に図示の位置に対 応する。この実施態様の利点は低カー軽量の負の剛さ機構にある。負可さ機構が 圧閉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側さと放 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 効垂直側さは、第９Ａ図、第９Ｂ図および第１０図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側さよりはる かに小である。 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か実施しや すくなる。 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か実効荷重を支持する程度に安定であ るが、水平用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。 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ろう。この事を第１９Ａ図乃至第１９Ｆ図に ついて説明する。第１９Ａ図は第１８図に図示のような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。第１９Ｂ図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。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し、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。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、第１９Ｂ図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第 １９Ｂ図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第１９Ａ図に図示の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第１９Ａ図 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かでき、従って支柱部材の水 平用さが本質的にゼロである。第１９Ｃ図は、臨界荷重ＦＯＲを支持し第１９Ｂ 図のように変形した長さし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１ ８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ＦＯＲのみを支持する 。従って第１９Ｂ図または第１９Ｃ図の支柱部材の臨界座屈荷重は第１９Ｄ図に 図示のように長さＬ／２の固定自由支柱の臨界荷重と同等である。 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よう。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第１９ Ｅ図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−は第１９Ｅ図に図示の位置に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第１９Ｆ図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、第１９Ｅ図の支柱部材の臨界座屈 荷重は第１９Ｂ図または第１９Ｃ図の支柱部材の近似的に４倍となる。 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しる過応力に対する実質的な安全ファク タを成す。 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。 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。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。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よう 。 第６図と第７図は、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８６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９ｏを有し、この外側面もネ ジ山を備えて、プラットフォーム１６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し戻さ 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つのロックナツト９４と１０ １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 る事かできる。ロックナツト９４はプラットフォーム１６の下側面９６に接触し 、またロックナツト１０１は調整ネジ８４の下側面に接触する。 水゛Ｌ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 ッパーがら離間させる。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、水平用さが低くなり、従って固有振動数が低くなる 。 再び第１９Ａ図乃至第１９Ｃ図について述べれば、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圧閉さを与える第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、負可さが調整されて、実質的に前記 の圧閉さと相殺され、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 であろう。これは第２０図に図示の水平方向振動絶縁システムおよび水平用さ調 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は第１０図に図示のものと類似の水平用さ調整機構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。第２０図においては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

【７ 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側さを生じる。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。第２０図に図示の構造は、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用さ を生じるため、第１２図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７２から成る二次バネと支柱部材】４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。 第２１図は、支柱部材の水平用さを調整するため、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 油圧取り付は部材１１６に接続し、この取り付は部材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。 水平撓みを制限する手段の１つの実施態様は第６図と第７図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はロックナツト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１０５は支柱部材が第１ ９Ｂ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はどに圧潰に対する安全ファクタ を与えない。 第１１図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 か、このシステムは第１図、第２図、第４図乃至第６図、第９図および第１０図 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。 第１１図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２ ８′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＠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。 この垂直方向振動絶縁装置の実施態様は、第１図、第２図、第４図および第６図 、第９図および第１０図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２ ８゛　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。 第２図および第１１図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 事もできよう。 つぎに第１５図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第１図および第２図　と類似であるか、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。第２図と第１１図に図示の 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。 第１２図と第１３図に図示の他の振動絶縁システムは、第１図に図示のシステム 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。第１３図はこのプ ラットフォーム１６と１つの振動絶縁装置の中心ハブ２４との取り付は状態を示 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を通り中心ノ＼ブ上のネジ孔の中に延在するボルト４ ２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。 この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、ブラ ・ソトフォーム１６に伝達されるからである。これらの曲げモーメントは、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 。第１２図において、各水平方向振動絶縁部材１４はこの中門プラットフォーム 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オーム上の取り付は孔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１３ ５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。 第１８図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１４０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、これは第２図に図示のものと 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１４は振動絶縁装置ベース１８と機素４ ４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、ただこの場合、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。 さらに他の振動絶縁システムの実施態様１４６を第１６図および第１７図に示す 。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セツトの支 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。この実施態様の振動絶縁システム１４６は複数の第１セツト の支柱部材１５４を含み、これらの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セツトの支柱１５２は皿 バネと実効荷重とを支持し、また皿バネの発生する負の剛さに対抗する正の垂直 方向用さを生しる。 第１６図と第１７図において、２セツ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 その上端において第６図と第７図に図示のような長手力調整機構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とロックナツト１ ０１も連結されている。支柱部材１５４の下端は皿バネ１４８の取り付は孔の中 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力調整部材８２とロックナツト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】５２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。 この場合に皿バネは、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側さを生じるように設計される。このセンタポ イントは第１７図に図示のように、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もその末端の支柱部材の曲げは、負側さに対抗す 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 い正味用さを生じる。水平方向における低側さは、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に 生じる。第１７図の実施態様において、上支柱部材１５２は」二叉柱部材１５４ と同一の断面および材料から成るが、上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。従ってこれらの上支柱部材１５２が、皿バネからの負側さに 対抗する正バネ剛さの大部分を生じる。 これらの上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か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 部材と上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、上支柱 部材は皿バネの負側さに対抗する適切な垂直側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。 第１４図は、第２図と第１１図の振動絶縁システムに関する第３図のグラフと類 似であって、第１６図および第１７図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 ら第１７図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。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１４ ８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は物（図示されず）の中において、第１７図に図示の位置と 形状まで平坦になされる。この故に、線Ｐは原点ではなく、第３図の撓みσＷに 対応するゼロ荷重を通る。 皿バネが組立体取り付は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（第３図の原点）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σＶを中心とするσ１からσ２までの範囲内において、 は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−撓み曲線工はσＶ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。 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 量を加えられて負側さを生じ、「スナップスルー」機構またはオーバセンタ機構 とじて挙動する。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、この構造は正側さの値が負可さの値を越えた場合に安定させられる。 正側さ値を負可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。 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 セツ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 整する主調整機構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。 上支柱１５２の長さを調整する下調整機構８２は主として、これらの上支柱部材 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、あるいは第１０図の機構７２などの 手段を使用して実施する事ができる。 また第１６図および第１７図に図示の振動絶縁システムは、第１図、第１２図お よび第１８図の実施例に示した種々の振動絶縁システムにおいて、第２図の振動 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 、上支柱部材と上支柱部材は比較釣用く、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。 第２図の振動絶縁装置１２などの垂直方向振動絶縁システムを、第２図の支柱部 材１４のような比較的低い横方向用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１ ９０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。このような振動絶縁システムは下記に説明する第２２図に示す原理を 使用する。第２図の振動絶縁装置１９０のような振動絶縁装置または懸垂装置は 、その軸方向（第２図の垂直方向）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事ができよう。その軸方向側さおよ 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かできよう。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 事かできよう。この横方向用さは正側さまたは負可さとする事ができ、また前述 の種々の手段によって調整する事かできよう。 第２２図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側さＫＡと、軸線に対する任意の横方向の小移動に 対する横方向用さＫＬとを有する。３個の振動絶縁装置１６２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。第２２図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に対する取り付は点１６４ と基礎１４４との間に連結される。第２２図の原理は下記である。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に＾と ＫＬに関連させられる。 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第２２図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。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。 Ｋ　−−１，５ＫＮ　＋１．５ＫＬ　（２）この式は、負の軸方向側さＫＮの値 を正の横方向用さＫＬ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 テムの均一な全方同町さを任意に小さくできる事を示している。前記の軸方向側 さと横方向用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 。 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。第２２図において、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側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。第２２図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、 並進一回転偶力、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であろう。 全方向水平側さ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 方向側さがこの剛さＫＨと水平方向振動絶縁装置の横方向用さ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Ｋ　Ｈを加えてつぎの式か 得られる。 Ｋ　−−１，５ＫＮ　＋１．５ＫＬ＋ＫＨ（３）振動絶縁システムの正味水平側 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。 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。 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−型の振動絶縁装置で構成する事かできるが、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側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であろう 。第２２図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 第１図のシステム１０と本質的に同一であるが、第１図と第２図に図示の支柱部 材１４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第２２図の 水平方向振動絶縁システムの水平方向振動絶縁装置１６２の負の軸方向側さを調 整する事によって調整されるからである。 第２２図の水平方向振動絶縁システムと第１図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、例えば第２図の振動絶 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ろう。 第２３図と第２４図は第２２図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。第２３図は振動絶縁シ 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。第２４図は二重撓み組立体 １７０と基礎１８の一部断面を示す平面図である。各二重撓み組立体１７０は、 上撓み部材１７２と、下撓み部材１７４と、上プレート１７６と、中プレート１ ７８と、下プレート１．８０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１７２．１７４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・ソト 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１８６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０曲げ剛さの結果、各撓み組立体１７０において、第２２図の振 動絶縁装置１６２の軸方向側さＫＡと横方向用さＫＬに類似の相互に９０°開い た２つの低水平割さが得られる。第２３図と第２４図に図示のように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側さは第２２図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、第１ ９Ｂ図および第１９Ｃ図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１７０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。 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１ ７０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。 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かできる。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ユーサとする事 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。 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かでき 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何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か高いからである。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 くないヒズミか振動絶縁システムに有害作用を及はす。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。 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。 ＦＩＧ、／２ ＦＩＧ、　／９ＣＦＩＧ、　／９Ｄ　ＦＩＧ、　／９Ｅ　ＦＩＧ、　／９Ｆｌａ ＦＩＧ、２／ ＦＩＧ、２５ 芋λ同１εり棒町ズ　（ＨｌＪ ＦＩＧ、２６ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　４　年　２　月　１４日

Claims (45)

【特許請求の範囲】
1. １．加速度場の中に質量を有する物体を支持し前記物体を基礎に対して平衡状態 に保持するための振動絶縁懸垂システムにおいて、 物体と基礎との間に連結された弾性構造と、弾性不安定点に近づくように前記構 造の少なくとも一部に荷重を加える手段とを含む事を特徴とする振動絶縁懸垂シ ステム。
2. ２．基礎に対する物体の移動がシステム中においてエネルギー消失を生じ、前記 エネルギー消失は前記弾性構造の材料中の内部ヒステリシスに制限される事を特 徴とする請求項１に記載のシステム。
3. ３．システムの平衡状態を保持しながらシステムの荷重支持能力を調整する手段 を含み、前記荷重は物体を加速度場の中に支持する事によって発生される事を特 徴とする請求項１に記載のシステム。
4. ４．前記荷重支持能力の調整手段は、 加速度場の中に物体の少なくとも一部を支持するように成された第２支持手段と 、 前記第２支持手段によって担持された荷重量を調整する手段とを含む事を特徴と する請求項３に記載のシステム。
5. ５．前記第２支持手段は一端において物体に作動的に連結されたバネを含み、前 記第２支持手段によって担持された荷重量を調整する前記手段は基礎に対する前 記バネの他端の位置を調整する手段を含む事を特徴とする請求項４に記載のシス テム。
6. ６．前記システムは外力を受けた時に一定の剛さを示し、また前記システムはそ の剛さを調整する手段を含む事を特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. ７．前記剛さ調整手段は前記弾性構造の座屈力を調整する手段を含む事を特徴と する請求項６に記載のシステム。
8. ８．前記弾性構造は少なくとも１つの支柱を含み、また前記座屈力調整手段は前 記支柱の長さの変動手段を含む事を特徴とする請求項７に記載のシステム。
9. ９．前記弾性構造は少なくとも１つの圧下管状支柱を含み、また前記座屈力調整 手段は圧力調整手段を含む事を特徴とする請求項７に記載のシステム。
10. １０．前記剛さ調整手段は不安定状態発生荷重の調整手段を含む事を特徴とする 請求項６に記載のシステム。
11. １１．前記荷重手段は前記第１弾性構造に作動的に連結され変形された第２弾性 構造を含み、また前記不安定状態発生荷重の調整手段は前記第２弾性構造の変形 を調整する手段を含む事を特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. １２．前記第２弾性構造は少なくとも１つの撓み部材を含む事を特徴とする請求 項１１に記載のシステム。
13. １３．さらに前記第１弾性構造に対して追加荷重を加える手段を含み、前記追加 荷重付与手段は調整自在である事を特徴とする請求項１１に記載のシステム。
14. １４．前記不安定状態発生荷重の調整手段は電気的に制御される事を特徴とする 請求項１０に記載のシステム。
15. １５．前記不安定状態発生荷重は前記物体を加速度場の中に支持する事によって 発生され、また前記不安定状態発生荷重の調整手段は、 加速度場の中に物体を少なくとも部分的に支持するように成された第２支持手段 と、 前記第２支持手段によって担持された荷重量を調整する手段とを含む事を特徴と する請求項１０に記載のシステム。
16. １６．前記第２支持手段は一端において物体に作動的に連結されたバネを含み、 前記第２支持手段によって担持された荷重量を調整する前記手段は基礎に対する 前記バネの他端の位置を調整する手段を含む事を特徴とする請求項１５に記載の システム。
17. １７．不安定状態発生荷重は物体を加速度場に支持する事によって発生される事 を特徴とする請求項１に記載のシステム。
18. １８．前記弾性構造がその初期安定形状から、不安定になる際に変形する特性形 状としての不安定モード形状まで少し撓むための基礎に対する物体の運動が垂直 方向となる事を特徴とする請求項１に記載の垂直方向振動に対する振動絶縁懸垂 システム。
19. １９．前記弾性構造がその初期安定形状から、不安定になる際に変形する特性形 状としての不安定モード形状まで少し撓むための基礎に対する物体の運動が水平 方向となる事を特徴とする請求項１に記載の水平方向振動に対する振動絶縁懸垂 システム。
20. ２０．前記弾性構造が少なくとも１つの支柱を含む事を特徴とする請求項１に記 載のシステム。
21. ２１．前記弾性構造が少なくとも１つのビームー支柱を含む事を特徴とする請求 項１に記載のシステム。
22. ２２．前記弾性構造が少なくとも１つの撓み部材を含む事を特徴とする請求項１ に記載のシステム。
23. ２３．前記弾性構造が少なくとも１つの円錐形ディスクバネを含む事を特徴とす る請求項１に記載のシステム。
24. ２４．基礎に対する物体の平衡位置からの移動を制限する手段を含む事を特徴と する請求項１に記載のシステム。
25. ２５．基礎に対して物体を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、 一端において物体に連結され他端において基礎に連結され物体の平衡位置に対応 する平衡長さを有する少なくとも１つの懸垂装置を含み、前記懸垂装置は、軸方 向において正剛さを有しまた軸方向において力支持能力を有するバネ手段と、 負剛さを生じまた力支持能力を有し、前記バネ手段に作動的に連結された手段と を含み、 ここに、前記バネ手段と前記負剛さ発生手段とが結合して、正剛さと負剛さの代 数和としての懸垂装置の低い正味軸方向剛さを発生し、 また前記装置の正味軸方向力支持能力が前記バネ手段と前記負剛さ発生手段の力 支持能力との代数和である事を特徴とする振動絶縁懸垂装置。
26. ２６．さらに前記懸垂装置の正味軸方向剛さを調整するための手段を含む事を特 徴とする請求項２５に記載のシステム。
27. ２７．前記調整手段は前記バネ手段の正剛さ調整手段を含む事を特徴とする請求 項２６に記載のシステム。
28. ２８．前記調整手段は前記負剛さ発生手段の負剛さ調整手段を含む事を特徴とす る請求項２６に記載のシステム。
29. ２９．さらに前記懸垂装置の平衡長さを保持しながら、この懸垂装置の正味軸方 向力支持能力を調整する手段を含む事を特徴とする請求項２６に記載のシステム 。
30. ３０．前記力調整手段は、前記バネ手段の力支持能力調整手段を含む事を特徴と する請求項２９に記載のシステム。
31. ３１．前記力調整手段は、前記負剛さ発生手段の力支持能力の調整手段を含む事 を特徴とする請求項２９に記載のシステム。
32. ３２．前記懸垂装置と直列に軸方向に作動的に連結された比較的低い横方向剛さ を有する手段を含み、ここに前記懸垂装置と前記比較的低い横方向剛さを有する 手段との組合わせが、一端において物体に固着され他端において基礎に固着され た複合懸垂装置を成す事を特徴とする請求項２５に記載のシステム。
33. ３３．３個の前記複合懸垂装置が平面において共通点で交差し相互に１２０°離 間されるように配置される事を特徴とする請求項３２に記載のシステム。
34. ３４．少なくとも１個の追加複合懸垂装置を含み、この追加複合懸垂装置はその 軸線が面に対して垂直となるように物体と基礎の間に連結される事を特徴とする 請求項３３に記載のシステム。
35. ３５．さらに前記懸垂装置の平衡長さの調整手段を含む事を特徴とする請求項２ ５に記載のシステム。
36. ３６．正味正剛さを有しまた物体と基礎との間の振動伝達を低減させる手段を含 む振動絶縁システムにおいて、 前記システムの正味剛さを低減させるため前記伝達低減手段に作動的に連結され た負剛さ発生手段を含む事を特徴とする振動絶縁システム。
37. ３７．物体と基礎の間の振動伝達低減方法において、正剛さを示すバネ手段上に 、物体を基礎に対して支持する段階と、 正剛さに対抗するように、物体と基礎との間に負剛さを加える段階とを含む方法 。
38. ３８．物体と基礎の間の振動伝達低減方法において、弾性構造によって物体をベ ースに対して連結する段階と、 弾性構造に対して荷重を加えて弾性構造の少なくとも一部を弾性不安定点に近づ ける段階とを含む方法。
39. ３９．基礎に対する物体の移動がエネルギー消失を生じ、このエネルギー消失は 弾性構造の材料中の内部ヒステリシスに制限される事を特徴とする請求項３８に 記載の方法。
40. ４０．物体と基礎との間の全方向振動伝達を低減する方法において、 弾性構造によって物体をベースに対して連結する段階と、 弾性構造に対して荷重を加えて弾性構造の少なくとも一部を弾性不安定点に近づ ける段階とを含む方法。
41. ４１．基礎に対する物体の移動がエネルギー消失を生じ、このエネルギー消失は 弾性構造の材料中の内部ヒステリシスに制限される事を特徴とする請求項４０に 記載の方法。
42. ４２．加速度場において質量を有する物体を基礎に対して平衡状態に保持しなが らこの物体を支持する振動絶縁懸垂システムにおいて、 少なくとも３個の弾性懸垂部材を含み、各懸垂部材はその主軸線を成す相互に垂 直な２方向において低い剛さを有し、また前記部材は、前記軸線が平面の中に配 置され各部材の一方の主軸線が共通点において相互に交差し相互に１２０°の間 隔を成すように配置される少なくとも３個の弾性懸垂部材と、 前記の各弾性部材を弾性不安定点に近づけるように荷重を加える手段とを含む振 動絶縁懸垂システム。
43. ４３．物体を加速度場の中に支持する事によって不安定発生荷重を生じる事を特 徴とする請求項４２に記載のシステム。
44. ４４．さらに不安定発生荷重を調整する手段を含む事を特徴とする請求項４３に 記載のシステム。
45. ４５．前記弾性部材は撓み部材である事を特徴とする請求項４２に記載のシステ ム。