説明

構造的部材の取り付けシステム、それの固定アセンブリ、およびこれを含む振動分離システム

【課題】構造的部材のための固定アセンブリ、およびそれを含む振動分離システムの提供。
【解決手段】取り付けブラケット固定アセンブリ10は、貫通開口部44を備える球状部材40および一体的なネジ切りシャフト42を備える球状ロッド端部20を有し、固定アセンブリは、球状部材の両側部上に第1および第2のシート部材16,18を有し、各々は、球状部材40の貫通開口部44と実質的に同軸の貫通開口部32を備える。固定アセンブリは、取り付けアセンブリを形成する角取り付けブラケットにネジ係合する部分ネジ切り固定具22を有する。構造的部材は、軸方向端部を備え、各々は、一体的ネジ切りシャフトにより取り付けブラケットに解放可能に連結される。軸方向端部は反対方向にネジ切りされ、構造的部材の回転を許容し、その長さを実質的にゼロひずみ位置に調整できる。構造的部材は、振動分離システムにおける振動分離ストラットとすることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[0001]本発明は、National Aeronautics and Space Administration (NASA)から付与された契約番号NNG09HR00Cによる政府の支援のもとでなされた。政府は本発明について一定の権利を有する。
【0002】
[0002]本発明は、概ね振動減衰および分離に関し、より具体的には、構造的部材の取り付けシステム、それの固定アセンブリ、およびそれを含む振動分離システムに関する。
【背景技術】
【0003】
[0003]振動分離システムは、地上ベースの、空輸の、また宇宙でのペイロードの振動を分離するために広範囲に用いられてきた。振動分離システムは、振動分離システムの頂部プラットフォーム102と支持ベース106との間(すなわち、取り付けインターフェース)の動乱および振動を分離することにより、ペイロードに低減された振動環境を提供する。図1に示されるように、例示的な振動分離システム100は、ペイロード104を支持するための頂部プラットフォーム102と、複数の可変長振動分離ストラット68で頂部プラットフォームに連結される支持ベース106とからなる。図1に示される例示的なヘキサポッド構成において、たとえば、3つの振動分離バイポッド110上の6個の振動分離ストラットは、頂部プラットフォーム上の6個の対向する取り付けブラケット12bに連結される複数の取り付けブラケット12aにより、非平行なペアで支持ベース106に接続される。頂部プラットフォームは、可変長振動分離ストラットの長さを変化させることで、6自由度(3つの回転、3つの並進)で運動することができる。
【0004】
[0004] 振動分離システムの各振動分離ストラットのための従来の取り付けシステムは、対向するブラケットのペアの間の振動分離ストラットの固い取り付けを含む。ここで用いられる「固い取り付け」との語またはその振動とは、振動分離ストラットの第1軸端部の、支持ベースへ取り付けられる取り付けブラケットへの従来の固定アセンブリによる物理的取り付け、および、振動分離ストラットの第2軸端部の、頂部プラットフォームに取り付けられる対向する取り付けブラケット(すなわち、対向するブラケットのペア)への従来の固定アセンブリによる物理的な取り付け、を意味する。従来の固定アセンブリは、それぞれの取り付けブラケット内の開口部を通り、関連する振動分離ストラットの軸方向端部に入る、少なくとも1つのねじ固定具を有し、各ネジ付固定具は、球状ワッシャのペアに囲まれ、このワッシャは、第1球状ワッシャおよび第2球状ワッシャを有する。第1球状ワッシャは、それぞれの取り付けブラケットと、振動分離ストラットの軸方向端部との間に配置され、第2球状ワッシャは、固定具ヘッドと、取り付けブラケットとの間に配置される。球状ワッシャのペア、および、第1球状ワッシャと振動分離ストラットの軸方向端部との間に配置される1つまたは複数のシムは、振動分離ストラットのそれぞれの軸方向端部を関連する取り付けブラケットに固定し、また、少なくとも部分的に、取り付けブラケットと、振動分離ストラットとの間のミスアライメントをある程度修正する。また、たとえばトラスタイプの構造物のような、振動分離ストラット以外の構造的部材は、従来の取り付けシステムにおいて、対向する取り付けブラケットのペアの間で同様に固く取り付けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
[0005]振動分離ストラットを含む構造的部材を固く取り付けることにはいくつかの欠点がある。セットサイズにおいてのみシムが利用可能であり、また、構造的部材のバリエーションにより、従来の固定取り付け時に、典型的には、構造的部材上に少なくともいくらかのひずみが生じる。また、シムは、そのような従来の取り付けシステムに部品リストを加える。追加的に、構造的部材が、取り付けブラケットのペアに固く取り付けられると、固定具ヘッドは、比較的にアクセスしにくくなり、従来の取り付けシステムの調整を困難にし、時間を消費する。振動分離ストラットのための他のタイプの取り付けアセンブリ(たとえば、調整可能な球状取り付け部を含む)は、固定具が締め付けられた後でも、取り付けアセンブリ要素(たとえば取り付けブラケットおよび固定アセンブリ)間の、望まれない微小運動(マイクロモーション)に影響されやすい。振動分離ストラットのために、そのようなマイクロモーションは、望まれない摩擦源であり、これは時間とともに振動分離ストラットのアライメントおよび/または安定性を低下させ、使用寿命を低下させる。
【0006】
[0006]したがって、構造的部材、その固定アセンブリ、およびそれを含む振動分離システムのための改良された取り付けシステムを提供することが望まれる。また、例示的な実施形態は、構造的部材をシムを用いることなく迅速かつ容易に取り付けることができるようにし、また、ゼロひずみ位置に調整できるようにし、一方で、必要な取り付け調整のために固定具にアクセスできるようにすることが望まれる。また、例示的な実施形態は、取り付けアセンブリコンポーネントが、それらの間で微小運動するのを実質的に防止するように互いにクランプされることを可能にすることが望ましい。さらに、本発明の他の望ましい特徴および特性は、以下の本発明の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を、添付図面および上記の本発明の背景等とともに参照することで明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0007】
[0007]本発明の例示的な実施形態により、固定アセンブリが提供される。固定アセンブリは、第1シート部材と第2シート部材とを有し、それぞれは貫通開口部を有し、固定アセンブリはさらに、球状ロッド端部を有し、球状ロッド端部は、球状部材および一体的にネジ切りされたシャフトを有し、固定アセンブリはさらに、部分的にネジ切りされた固定具を有する。球状部材は、第1シート部材と第2シート部材との間に配置され、第1および第2のシート部材の貫通開口部と実質的に同軸の貫通開口部を備える。部分的にネジ切りされた固定具は、同軸の貫通開口部を通り、第1および第2のシート部材をクリンプすることにより、シート部を形成する対面関係で球状部材の対向する側部上で球状ロッド端部を固定する。
【0008】
[0008] 本発明の他の例示的な実施形態により、構造的部材の取り付けシステムが提供される。この取り付けシステムは、取り付けブラケットおよび対向する取り付けブラケットを有し、さらに、第1取り付けアセンブリを形成する取り付けブラケットに対してクランプされる第1固定アセンブリと、第2取り付けアセンブリを形成する対向する取り付けブラケットに対してクランプされる第2固定アセンブリと、を有する。取り付けブラケットおよび対向する取り付けブラケットの各々は、少なくとも1つの内側にネジ切りされた開口部を備える側部を備える。第1および第2の固定アセンブリの各々は球状ロッド端部を有し、球状ロッド端部は、貫通開口部を備える球状部材および一体的にネジ切りされたシャフトを有し、固定アセンブリはさらに、球状部材の両端部上に対面する関係で第1および第2のシート部材を有し、球状部材の貫通開口部と実質的に同軸の貫通開口部を備える。第1固定アセンブリの部分的にネジ切りされた固定具は、実質的に同軸の貫通開口部を通って延び、また、内側にネジ切りされた取り付けブラケットの貫通開口部内に入り、締め付けられたときに、第1取り付けアセンブリを形成する。第2固定アセンブリの部分的にネジ切りされた固定具は、実質的に同軸の貫通開口部を通って延び、内側にネジ切りされた対向取り付けブラケット端部の貫通開口部内に入り、締め付けられると、第2取り付けアセンブリを形成する。第1および第2の取り付けアセンブリは取り付けアセンブリのペアを形成する。
【0009】
[0009]本発明の他の例示的な実施形態による、振動分離システムが提供される。振動分離システムは、ペイロードを支持するための頂部プラットフォームと、頂部プラットフォームに近接するベースと、ベースに取り付けられる複数の取り付けブラケットと、頂部プラットフォームに取り付けられる複数の対向する取り付けブラケットと、頂部プラットフォームおよびベースを連結する複数の振動分離ストラットと、を有する。複数の振動分離ストラットの各振動分離ストラットは、第1ネジ切り軸方向端部と第2ネジ切り軸方向端部とを備える。第1ネジ切り軸部は、第1固定アセンブリにより複数の取り付けブラケットの取り付けブラケットに解放可能に連結される。第2ネジ切り軸方向端部は、第2固定アセンブリにより、複数の対向取り付けブラケットの対向取り付けブラケットに解放可能に連結される。取り付けブラケットおよび対向取り付けブラケットの各々は、少なくとも1つの側部を通る内側にネジ切りされた開口部を備える。第1および第2の固定アセンブリの各々は球状ロッド端部を有し、球状ロッド端部は貫通開口部を備える球状部材を有し、固定アセンブリはさらに、一体的にネジ切りされたシャフト、および、球状部材の両側に、対面する関係で第1および第2のシート部材を有し、シート部材の各々は、球状部材の貫通開口部と時同軸の貫通開口部を備える。第1固定アセンブリの部分的にネジ切りされた固定具は、同軸の貫通開口部を通って延び、取り付けブラケットの内側にネジ切りされた開口部内に入り、締め付けられたときに、第1固定アセンブリを取り付けブラケットに対してクランプし、第1取り付けアセンブリを形成する。第2固定アセンブリの部分的にネジ切りされた固定具は、同軸の貫通開口部を通って延び、対向取り付けブラケットの内側にネジ切りされた開口部に入り、締め付けられたときに、第2固定アセンブリを対向取り付けブラケットに対してクランプし、第2取り付けアセンブリを形成する。
【0010】
[0010]以降、添付図面とともに本発明が説明される。図面において、同様の符号は同様の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】3つの振動分離バイポッドを備える例示的な振動分離システムの概略図である。
【図2】本発明の例示的な実施形態による、固定アセンブリおよび取り付けブラケットの一部の分解図であり、固定アセンブリおよび取り付けブラケットは、互いにクランプされて、取り付けアセンブリを形成するように構成されていることを示す図である。
【図3】図2の固定アセンブリおよび取り付けブラケットから形成される取り付けアセンブリの拡大斜視図である。
【図4】図3の取り付けアセンブリの断面図である。
【図5】本発明の例示的な実施形態による、構造的部材(振動分離ストラットにより例示される)のための取り付けシステムの斜視図であり、構造的部材は、固定アセンブリのペアにより、取り付けブラケットおよび対向取り付けブラケットに解放可能に連結されることを示す図である。
【図6】本発明の例示的な実施形態による、例示的な振動分離バイポッドにおける非平行振動分離ストラットのペアの各振動分離ストラットのための(図示の便宜のために支持ベースおよび頂部プラットフォームは省略されている)、図5の取り付けシステムの斜視図である。
【図7】例示的な実施形態による、例示的な構造的部材の断面図であり、同一線上の複数のネジ切り軸端部を備え、一つは逆ネジであり、それぞれ第1および第2の固定アセンブリの一体的なネジ切りシャフトにねじ係合することを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
[0018]以下の詳細な説明は、本来的に単なる例示であり、本発明または本発明の用途および使用を限定することを意図するものではない。ここで用いられる「例示」との語は、「例、実例、図例として提供される」ということを意味する。したがって、本明細書で説明されるあらゆる実施形態は「例示」であり、他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると必ずしも考えられない。本明細書で説明される全ての実施形態は、例示的な実施形態であり、特許請求の範囲により画定される本発明を当業者に実施または使用することができるように提供されるものであり、本発明を限定するものではない。さらに、上記の技術分野、背景、発明の概要または以下の詳細な説明に明示または暗示されるいかなる理論にも束縛されないことを意図している。
【0013】
[0019]本発明の様々な例示的な実施形態は、構造的部材、それの固定アセンブリ、およびそれを含む振動分離システムのための改良された取り付けシステムに向けられる。構造的部材は、同一線上のネジ付き軸方向端部を備え、構造的部材がターンバックルに類似して長さ調整可能であるように一方は逆ネジである。構造的部材のための取り付けシステムは、固定アセンブリのペアを有し、これは構造的部材を対向する取り付けブラケットのペアに解放可能に連結する。各固定アセンブリは、構造的部材のネジ付き軸方向端部のそれぞれにおいて、取り付けアセンブリを形成する、対向する取り付けブラケットのペアの関連する取り付けブラケットに対してクランプされるように構成される。また、各固定アセンブリは、構造的部材のネジ付き軸方向端部を関連する取り付けブラケットへ解放可能に連結する。取り付けシステムは、取り付けアセンブリがクランプ構成になったときに、頂部プラットフォームと支持ベースとの間にいくらかの角度ミスアライメントがあったとしても、構造的部材の長さが実質的にゼロひずみに調整できるようにする。したがって、取り付けアセンブリは「角度ミスアライメント補償能力」を備える。この調整能力は、固く取り付けられたときに通常ひずみを生じさせるであろう構造的部材の小さな変動を補償する。
【0014】
[0020]ここで説明される本発明の利点は、振動分離システムの振動分離ストラット(例示的な構造的部材)に関して部分的に説明されるが、本発明の教示は、同一線上のネジ付き軸方向端部を備える任意の構造的部材に広く適用でき、一方のネジ付き軸方向端部は逆ネジであり、構造的部材の長さAが、対向する取り付けブラケットのペアの間に取り付けられるときに実質的にゼロひずみに調整できるような任意の構造的部材に広く適用できる。長さAは、以降、構造的部材の端部から端部までの長さを示し、または換言すると、構造的部材の第1端面αと第2端面βとの間の長さを示す。たとえば、トラスタイプの構造的部材は、本発明の教示の利益を享受することができるであろう。
【0015】
[0021]ここで、図2―4を参照すると、例示的な実施形態による、取り付けアセンブリ14を構成するように構成された固定アセンブリ10および取り付けブラケット12(取り付けブラケットの一部だけが図2に示される)が示されている。固定アセンブリ10および取り付けブラケット12を備える取り付けアセンブリ14は、図3、4に示されている。図3は、例示的な実施形態による取り付けアセンブリの拡大斜視図であり、図4は、図3の取り付けアセンブリの断面図である。ここで、特に図2を参照すると、固定アセンブリ10は、第1シート部材16および第2シート部材18、球状ロッド端部20、部分的にネジ切りされた固定具22を有する。第1および第2のシート部材16、18は、互いに対向し、それぞれ互いに対向する円筒形区画24、26を含み、また、環状当接区画28、30を含み、環状当接区画28、30は、実質的に円筒形区画の中央で形成され、円筒形区画の端部から半径方向内側に延びる。環状当接区画の内側球状縁部は、後に説明される目的のために貫通円筒形開口部32(円筒形開口部32は、以下では単に「貫通開口部」との称されることがある)を画定する。第1および第2のシート部材16、18は、それぞれ環状後壁34を備える。第2シート部材18は、一体型抗回転タブ36のペアを含み、これは、環状後壁34の両側部からまず半径方向に延び、その後、対面する関係で対向する第1シート部材に向かって延びる。各抗回転タブは、自由端部38を備える。抗回転タブの長さは、各抗回転タブの自由端部が、取り付けブラケットの少なくとも1つの側部においてスロット64のペアの対応するスロットに受け入れられるような長さであり、また、抗回転タブ36のペアの間の所定の半径方向距離が、第1シート部材の外側直径よりも大きく、固定アセンブリおよび取り付けブラケットが固定具で互いにクランプされ取り付けアセンブリを形成するときに、抗回転タブが第1シート部材の外方に配置され、これらは以下で説明される。
【0016】
[0022]球状ロッド端部20は、球状部材40および一体的ネジ切りシャフト42を有する。一体的ネジ切りシャフトは、部分的または完全にネジ切りされるようにすることができる。球状部材40は、第1シート部材16と第2シート部材18との間に配置される。球状部材は貫通開口部44を備え、貫通開口部44は、第1および第2のシート部材の円筒貫通開口部3と実質的に同軸である。
【0017】
[0023]ここで、図3、4を参照すると、固定アセンブリ10(図2)の固定具22は、露出した係合部48を備えるヘッド46を含み、また、部分的にネジ切りされたシャンク50(図4)を備える。ヘッドは、部分ネジ切りシャンク22に固定して一体的に形成される。固定具22は、部分的にネジ切りされたボルト等とすることができる。係合部分は、後に説明されるように固定具を締め付けまた解放するために容易にアクセスでき、また、標準的な回転器具を受け入れるようにサイズおよび形状を定めることができ、標準的な回転器具は、フィリップスヘッド、六角ヘッド、TORX(登録商標)ヘッド等のスクリュードライバなどを含む。固定具の部分ネジ切りシャンクの長さは、固定アセンブリ10の実質的に同軸の貫通開口部32、44を通過またはそこを通って延びるように、また、以下で説明するように、取り付けブラケット12の、内側にネジ切りされた開口部62(図4)に完全に係合するように十分に長くすべきである。第2シート部材18と固定具22との間にワッシャ23が用いられる。ここで、貫通開口部32、44が「実質的に」同軸であるとのことは、部分的にネジ切りされた固定具22がそれらを通過し、またはそこと通ることができる、ということを意味し、球状ロッド端部20と部分的にネジ切りされた固定具22との間に、具体的には球状部材40の貫通開口部44に、半径方向のクリアランスがあり、このクリアランスは、以下で説明するように、角度ミスアライメント補償能力および、部分的にネジ切りされた固定具を中心とする完全回転能力の2自由度を許容するようにサイズが決められ、また、角度ミスアライメント補償能力の自由度を許容するようにサイズが決められる。球状ロッド端部20の一体的ネジ切りシャフト42は、第1および第2のシート部材16、18の間に形成されるシート部よりも直径が小さく、以下で説明するように、また、図4に示されるように、固定アセンブリおよび取り付けブラケットが互いにクランプされたときに、角度ミスアライメント補償能力の自由度を許容する。
【0018】
[0024]図3、4は、図2の取り付けブラケット12をより完全に示している。取り付けブラケット12は三次元本体13を有し、三次元本体13は、頂部表面15、複数の取り付けスタッド58または他のブラケット固定手段により取り付け表面54aまたは54b(図1)への取り付けのための実質的に平坦な底部表面52、および、図2に示される固定アセンブリ10に対するクランプのための少なくとも1つの側部56を有する。取り付けブラケットの実質的に平坦な底部表面は、ブラケットを頂部プラットフォームまたはベースに取り付ける固定具を受け入れるための取り付け開口部55を備える。図4に最もよく示されるように、取り付けブラケットの少なくとも1つの側部56は、凹部後壁61を備える凹部、内側ネジ切り開口部62、および離間したスロット64のペア、および外側凹部を備え、これらの目的は後述する(図3参照)。特定の形状およびサイズの三次元本体を備える取り付けブラケットが図3、4に示されているが、三次元本体は、後述のように様々な形状およびサイズに構成することができることを理解されたい。
【0019】
[0025]図2−4を参照すると、例示的な実施形態によれば、固定アセンブリ10および取り付けブラケット12は、固定具22で互いにクランプされるように構成され、それにより取り付けアセンブリ14を形成する。固定アセンブリ10の固定具22は、実質的に同軸の貫通開口部32、44を通過し、取り付けブラケット12の内側ネジ切り開口部62にネジ係合する。固定具22は、回転器具により係合部48を係合させることで締め付けられる。第1シート部材16の環状後壁34が、取り付けブラケット12の少なくとも1つの側部56における凹部60内に着座し、凹部後壁61に当接し、第2シート部材の抗回転タブ36のペアの自由端部38が、取り付けブラケットの少なくとも1つの側部のスロット64内に受け入れられるまで、固定具は締め付けられる。凹部60は、第1シート部材を実質的に中心決めする。抗回転タブのペアの自由端部は、スロットのペア内に受け入れられ、抗回転タブおよびスロットは、共にロックアセンブリ65を形成し、これは、固定具を締め付けるとともに実質的に構造部材の回転を防止する。締め付けられると、取り付けアセンブリ14の固定具22は、第1シート部材16および第2シート部材18を、球状部材40の両側部上に対面関係で固定し、球状部材のための座部を形成する。したがって、固定アセンブリ10は、取り付けブラケット12の少なくとも1つの側部56に対してクランプされ、実質的にクリアランスおよび取り付けアセンブリのコンポーネント間(すなわち、固定アセンブリ10および取り付けブラケット12)の自由な遊びを取り除き、以下で説明するように固いアセンブリ(取り付けアセンブリ14)を形成する。
【0020】
[0026]図5を参照すると、構造的部材68のための取り付けシステム66が示されている(図5において振動分離ストラットにより例示されている)。構造的部材のための取り付けシステム66は、取り付けアセンブリ14のペアを有し、すなわち、上述のような固定アセンブリ10のペア、および取り付けブラケット12のペアを有する。取り付けアセンブリ14のペアは、第1取り付けアセンブリ14aおよび第2取り付けアセンブリ14bを有する。取り付けブラケット12のペアは、取り付けブラケット12aおよび対向する取り付けブラケット12bを有する。第1取り付けアセンブリ14aは、取り付けブラケット12aとともにクランプされる第1固定アセンブリ10aを有する。第2取り付けアセンブリ14bは、対向する取り付けブラケット12bとともにクランプされる第2固定アセンブリ10bを有する。取り付けブラケット12aおよび対向する取り付けブラケット12bは、それぞれ、構造的部材のネジ切り軸方向端部に解放可能に連結される。
【0021】
[0027]図1、5を参照すると、取り付けブラケット12aは、複数の取り付けスタッド58または他のブラケット固定手段により取り付け表面54a(図1)に取り付けられるように構成され、また、対向する取り付けブラケット12bは、複数の取り付けスタッド58または他のブラケット固定手段により対向する取り付け表面54b(図1)に取り付けられるように構成される。取り付け表面54a、54bは、図示の便宜のために図5では省略されている。取り付け表面54a、54bは、たとえば、図1に示されるような振動分離システム100の支持ベース106とすることができ、また、対向する取り付け表面54bは、たとえば、振動分離システムの頂部プラットフォームとすることができる。
【0022】
[0028]図5、7を参照すると、構造的部材(振動分離ストラット68で例示される)は、長手方向軸70を備え、同一線上の第1ネジ切り軸方向端部72および第2ネジ切り軸方向端部74を備え、以下で説明する目的のために一方は逆ネジである(すなわち、第1および第2のネジ切り軸方向端部は、反対方向にねじ込まれる)。構造的部材の第1ネジ切り軸方向端部72は、第1固定アセンブリ10aの球状ロッド端部20の一体型ネジ切りシャフト42により、取り付けブラケット12aの少なくとも1つの側部に解放可能に連結される。一体型ネジ切りシャフト42は、構造的部材の第1ネジ切り軸方向端部72にネジ係合し、内側ネジ切り六角ナット76により固定される。第2ネジ切り軸方向端部74は、第2固定アセンブリ10bの球状ロッド端部20の一体型ネジ切りシャフト42により、対向する取り付けブラケット12bに解放可能に連結され、構造的部材68の第2軸方向端部74にネジ係合し、また、他の内側ネジ切り六角ナット76により固定される。上述したように、第1および第2のネジ切り軸方向端部は、反対方向にねじ込まれる。また、一体型ネジ切りシャフトは逆ネジである。第1ネジ切り軸方向端部および第1ネジ切り軸方向端部がネジ係合する第1固定アセンブリの一体型ネジ切りシャフトは、第1(同一)方向にねじ込まれ、第2ネジ切り軸方向端部および第2ネジ切り軸方向端部がネジ係合する第2固定アセンブリの一体型ネジ切りシャフトは、第2(同一)方向にねじ込まれ、第2方向は第1方向の反対である。この構成は、実質的にゼロひずみ位置に構造的部材の長さAを調整するために伸縮するように(より具体的には、当業界では振動分離ストラット内のKaバネが知られている)、構造的部材68の回転を許容する。ターンバックルのように、構造的部材は、同時にネジ切り軸方向端部72、74にトルク付与または解放され、それにより、構造的部材をゼロひずみ位置に設定するために長さAを調整する。初期の取り付けられていない構造的部材と、取り付けられた構造的部材との間の測定される長さAの差異は、ひずみの指標である。上述したように、長さAは、構造的部材の第1面αと第2面βとの間の長さである。第1面および第2面は、振動分離ストラットの図5、7において同定される。振動分離ストラット以外の構造的部材に関して、第1面αおよび第2面βは、構造的部材の端部において画定される。取り付けアセンブリのこの調整能力および角度ミスアライメント補償能力は、頂部プラットフォームおよび支持ベースがミスアライメントされた場合、すなわち、頂部プラットフォームおよび支持ベースが1、2度程度ミスアライメントされて平行でない場合でも構造的部材を実質的にゼロひずみに調整できるようにする。各取り付けアセンブリの各固定アセンブリの球状部材は、部分的ネジ切り固定具が締め付けられる前に、取り付けアセンブリコンポーネントの運動を可能にし、また、構造的部材を実質的にゼロひずみ位置に調整できるようにする。この調整能力は、従来の固い取り付け時に通常ひずみを生じさせるであろう構造的部材の小さな変動を補償する。図7は、構造的部材の第1軸方向端部および第1固定アセンブリの一体型ネジ切りシャフトを左手ネジを含むように示し、構造的部材の第2軸方向他端部および第2固定アセンブリの一体型ネジ切りシャフトを右手ネジを含むように示したが、左手ネジおよび右手ネジは逆でもよいことを理解されたい。
【0023】
[0029]図1および図6を参照すると、例示的な振動分離システム100は、ペイロード104を支持する頂部プラットフォーム102、および頂部プラットフォームに近接して、上述のように複数の可変長振動分離ストラット68により連結される支持ベース106を有する。図1に示されるような例示的な六ポッド構成において、たとえば、3この振動分離バイポッド110上の6個の振動分離ストラット68は、支持ベースの取り付け表面54aに取り付けられた複数の取り付けブラケット12aにより、非平行なペアとして支持ベースに接続され、頂部プラットフォーム上の対向する取り付け表面54bに取り付けられる6個の対向する取り付けブラケットに組み合わせられる。頂部プラットフォームは、6自由度(3の回転、3の並進)を備え、可変振動分離ストラットの長さを変化させることで実現される。6個の振動分離ストラットは、支持ベース上の3個の取り付けブラケットを備え、頂部プラットフォーム上の6個の取り付けブラケットを備えるものとして説明されたが、可変振動ストラットの数および/またはその配置は、他の例示的な実施形態において変更することができることを理解されたい。また、各振動分離ストラットのために、取り付けブラケット12aおよび対向する取り付けブラケット12bが存在することを理解されたい。
【0024】
[0030]当業界で知られているように、振動分離ストラットは、機械的構造、ボールスクリュー、遊星ローラースクリューアクチュエータ、液圧アクチュエータ、等とすることができる。当業界で知られているように、各振動分離ストラットは、一般に、KaおよびKbで示される2つのバネ、Caで示されるダンパ、およびフランジ80のペアを含む。Kaは、一方の端部から他方の端部までの振動分離ストラットの剛性であり、Kbはダンパと直列であり、Caはダンパの減衰値である。
【0025】
[0031]上述したように、複数の振動分離ストラット68は、複数の振動分離バイポッド内で非平行なペア69として配置され、複数の振動分離バイポッドの各振動分離バイポッド110は、振動分離ストラットの非平行なペア69を有する。非平行ペア69は、第1振動分離ストラット68aおよび第2振動分離ストラット68bを有する。第1振動分離ストラット68aのための第1および第2の取り付けアセンブリ14a、14bは、取り付けアセンブリの第1ペア17aを有する(第1振動分離ストラット68aのための第2取り付けアセンブリ14bは図6に示されていない)。第2振動分離ストラット68bのための第1および第2の取り付けアセンブリ14a、14bは、取り付けアセンブリの第2ペア17bを有する。取り付けアセンブリの第1および第2のペアの第1取り付けアセンブリ14aの取り付けブラケットは、取り付けブラケット12aと同一である。取り付けアセンブリの第1および第2のペアの、第1取り付けアセンブリ14aの第1固定アセンブリ10aは、上述したのと同一の方法で同一の取り付けブラケット12aの異なる側部56に対してクランプされる。取り付けアセンブリの第1ペアの第2取り付けアセンブリ14bの対向する取り付けブラケット12bは、第1の対向する取り付けブラケット12b−1を有し、また、取り付けアセンブリの第2のペアの第2の取り付けアセンブリ14bの対向する取り付けブラケット12bは、第2の対向する取り付けブラケット12b−2を有する。第1および第2の対向する取り付けブラケット12b−1、12b−2は、振動分離システム100の頂部プラットフォーム102に互いに近接して取り付けられるように構成される。各取り付けブラケット12a、第1の対向する取り付けブラケット12b−1、第2の対向する取り付けブラケット12b−2は、異なる形状およびサイズで構成されるように図6に示されているが、少なくとも2つが同一の形状および/またはサイズとなるように構成することもできることを理解されたい。
【0026】
[0032]第1振動分離ストラット68aの第1ネジ切り軸方向端部72(図7)は、取り付けアセンブリ17aの第1ペアの第1取り付けアセンブリ14aの第1固定アセンブリ10aの一体的ネジ切りシャフト上にネジ係合により、取り付けブラケット12aの少なくとも一方の側部に解放可能に連結され、また、第2ネジ切り軸方向端部74は、取り付けアセンブリ17aの第2取り付けアセンブリ14aの第2固定アセンブリ10bの一体的ネジ切りシャフト上にネジ係合により、第1対向取り付けブラケット12b−1に解放可能に連結される。第2振動分離ストラット68bの第1ネジ切り軸方向端部72は、取り付けアセンブリ17bの第2ペアの第1取り付けアセンブリ14aの第1固定アセンブリ10aの一体的ネジ切りシャフト上にネジ係合により、取り付けブラケット12aの異なる側部56に解放可能に連結され、第2ネジ切り軸方向端部74は、取り付けアセンブリ17bの第2ペアの第2取り付けアセンブリ14bの第2固定アセンブリ10bの一体的ネジ切りシャフト上にネジ係合により、第2対向取り付けブラケット12b−2に解放可能に連結される。上述したように、第1および第2の各振動分離ストラット68a、68bの第1および第2のネジ切り軸方向端部は、反対方向にねじ込まれ、解放可能に連結された振動分離ストラットの回転を許容し、図5とともに既述した実質的にゼロひずみ位置に長さA(図5)を設定する。上述のように、第1および第2の固定アセンブリにより取り付けブラケットに解放可能に連結される例示的な振動分離ストラットに関して、振動分離ストラットが回転されると、Kaバネは収縮または拡張して、振動分離ストラットを、実質的にゼロひずみ位置に設定する。振動分離ストラット68の長さ「A」(図5)は、振動分離ストラットが取り付けられていない初期条件において測定され、その後、振動分離ストラットは取り付けられる。取り付けられた振動分離ストラットにおける長さAが、取り付けられていない振動分離ストラットと同一であるときに、振動分離ストラットは、実質的にゼロひずみ位置に設定される。長さAの測定値が、取り付けられる間の条件と、取り付けられた後の条件との間で同一でない場合、取り付けられた振動分離ストラットは、さらに、実質的にゼロひずみ位置に(トルク付与により)調整される必要がある。必要であれば、第1固定アセンブリ10a、10bの一方または両方は、さらに締め付けるようにすることができ、および/または、それぞれの取り付けアセンブリのロックアセンブリ65のため、構造的部材上にひずみを与えることなく取り付けアセンブリを再調整することができる。
【0027】
[0033]振動分離ストラットの長さAを実質的にゼロひずみ位置に調整するために振動分離ストラットの回転を許容することに加えて、実質的にゼロの、クリアランスおよび取り付けアセンブリのコンポーネント間の自由な遊びは(互いにクランプされたとき)、取り付けアセンブリコンポーネント間の微小運動を実質的に防止し、それにより、振動分離ストラットがより効率的に、頂部プラットフォームと支持ベースとの間の動乱および振動を意図するように分離または減衰させることを可能にする。ここで用いられる「微小運動(micro-motion)」との語は、固定具の締め付けの後に互いに固くロック状態とされるべき取り付けアセンブリ間の望まれない少量の運動を意味する。取り付けアセンブリコンポーネントの間で微小運動が許容されると、動乱および振動は減衰されないことがある。これは、運動が、減衰のための振動分離ストラットを通らずに、取り付けアセンブリコンポーネントの間で生じるからである。また、微小運動は、時間とともに振動分離ストラットのアライメントおよび/または安定性を悪化させ得る望ましくない摩耗の原因となり、使用寿命を低下させ得る。固定アセンブリの各々は、すべりへの抵抗性を増加させ、クランプ負荷を維持し、取り付けブラケット/固定アセンブリの寿命を延ばす。
【0028】
[0034]上記から、例示的な実施形態は、固定具が締め付けられると(すなわち、完全にトルクが与えられると)、取り付けアセンブリコンポーネントは、振動または他の負荷による位置の変化に対して互いにロックされることを可能にすることが理解される。それ以降、構造的部材は、構造的部材を回転させることにより、ゼロひずみ位置に整合および位置決めすることができ、第1および第2の固定アセンブリの一体的ネジ切りシャフトが、それぞれの第1および第2の軸方向端部の方へおよびそこから離れるように同時に移動し、それにより、構造的部材(より具体的には、振動分離ストラットの場合、構造的部材のバネ)を延伸または短縮する。構造的部材は、各内側ネジ切り6角ナットを一体的ネジ切りシャフトから解放し、固定具を緩め、取り付けアセンブリコンポーネントの運動を許容し、構造的部材のアライメントを変化させることにより、再整合または再位置決めすることができる。構造的部材の再アライメントが完了したら、固定具は締め付けられ、ロックアセンブリを係合させて構造的部材の回転を実質的に防止する。したがって、例示的な実施形態による取り付けシステムは、長さの調整を可能にし、構造的部材の実質的にゼロひずみ位置へのアライメントを可能にする。上述の調整は、シムの使用を必要とすることなく実行することができる。さらに、例示的な実施形態は、各固定具の係合部分への容易なアクセスを許容し、構造的部材の取り付けブラケット間への迅速かつ容易な取り付けおよび取り外しを可能にし、これは労力およびコストの節約を意味し、また、必要に応じて再調整が可能である。振動分離ストラットの場合、例示的な実施形態は、取り付けアセンブリのコンポーネント間の微小運動を実質的に防止し、それにより、振動分離システム内のペイロードへのまたそこからの、振動分離ストラットの動乱および振動の分離の効率を改善する。また、振動分離ストラットは、迅速かつ容易に取り付け、また、シムの使用することなくゼロひずみ位置へ調整することができ、一方で、必要であれば取り付けアセンブリの再調整を可能にする。
【0029】
[0035]発明の詳細な説明において少なくとも1つの例示的な実施形態が示されたが、広範囲の変形例が存在することを理解されたい。また、1つまたは複数の例示的な実施形態は、単なる例であり、本発明の範囲、用途、構成をいかなる意味でも限定することを意図するものではない。むしろ、上述の詳細な説明は、当業者に本発明の例示的な実施形態を実施するための便宜的なロードマップを提供するものである。添付の特許請求の範囲に示される本発明の範囲から逸脱することなく、説明された例示的な実施形態の要素の機能および構成を様々に変更することができることを理解されたい。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定アセンブリであって、
それぞれ貫通開口部を備える第1シート部材および第2シート部材と、
球状部材および一体的ネジ切りシャフトを有する球状ロッド端部と、を有し、前記球状部材は、前記第1シート部材と前記第2シート部材との間に配置され、且つ、第1シート部材および第2シート部材の前記貫通開口部と実質的に同軸の貫通開口部を有し、前記球状部材、第1シート部材、および第2シート部材における前記貫通開口部は、実質的に同軸の貫通開口部を形成し、
前記固定アセンブリは、さらに、前記球状部材の両側部上で対向する関係で座部を形成するように前記第1シート部材および前記シート部材をクランプすることで、前記球状ロッド端部を固定するために、前記実質的に同軸の貫通開口部を通る部分ネジ切り固定具を有する、固定アセンブリ。
【請求項2】
構造的部材のための取り付けシステムであって、前記取り付けシステムは、
取り付けブラケットおよび対向する取り付けブラケットを有し、前記取り付けブラケットおよび前記対向する取り付けブラケットの各々は、内側にネジ切りされた開口部を備える少なくとも1つの側部を有し、
前記取り付けシステムは、前記取り付けブラケットに対してクランプされて第1取り付けアセンブリを形成する第1固定アセンブリと、前記対向する取り付けブラケットにクランプされて第2取り付けアセンブリを形成する第2固定アセンブリと、を有し、前記第1固定アセンブリおよび前記第2固定アセンブリは、
貫通開口部を備える球状部材および一体的ネジ切りシャフトを有する球状ロッド端部と、
対面する関係にある前記球状部材の両側部上の第1シート部材および第2シート部材と、を有し、前記第1シート部材および前記第2シート部材の各々は貫通開口部を備え、前記シート部材の前記貫通開口部は、前記球状部材の前記貫通開口部と実質的に同軸であり実質的に同軸の貫通開口部を形成し、
前記第1固定アセンブリおよび前記第2固定アセンブリは、さらに、部分ネジ切り固定具を有し、
前記第1固定アセンブリの前記部分ネジ切り固定具は、前記実質的に同軸の貫通開口部を通って延び、前記取り付けブラケットの前記内側にネジ切りされた開口部に入り、締め付けられたときに前記第1固定アセンブリを形成し、前記第2固定アセンブリの前記部分ネジ切り固定具は、前記実質的に同軸の貫通開口部を通って延び、前記対向する取り付けブラケットの前記内側にネジ切りされた開口部内に入り、締め付けられたときに前記第2取り付けアセンブリを形成し、前記第1取り付けアセンブリおよび前記第2取り付けアセンブリは取り付けアセンブリのペアを形成する、取り付けシステム。
【請求項3】
請求項2に記載の取り付けシステムであって、前記構造的部材は、第1ネジ切り軸方向端部および第2ネジ切り軸方向端部を備える長手方向軸を備え、前記第1ネジ切り軸方向端部は、前記第1固定アセンブリの前記一体的なネジ切りシャフトとのネジ係合により、前記第1取り付けアセンブリの前記取り付けブラケットに解放可能に連結され、前記第2軸方向端部は、前記第2固定アセンブリの前記一体的なネジ切りシャフトとのネジ係合により、前記第2取り付けアセンブリの前記対向する取り付けブラケットに解放可能に連結され、前記第1ネジ切り軸方向端部および前記第2ネジ切り軸方向端部は、実質的にゼロひずみ位置に前記構造的部材の長さを設定するために、解放可能に連結された前記構造的部材の回転を許容するように、反対方向にネジ切りされる、取り付けシステム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2013−96574(P2013−96574A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−191946(P2012−191946)
【出願日】平成24年8月31日(2012.8.31)
【出願人】(500575824)ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Fターム(参考)】