JP4064252B2

JP4064252B2 - Isotropic anti-vibration mechanism

Info

Publication number: JP4064252B2
Application number: JP2003020037A
Authority: JP
Inventors: 守大水; 洋野村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2023-01-29
Also published as: JP2004232688A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等の機器の等方性防振機構に関する。
【０００２】
航空関係の技術分野においては、航空機に搭載するカメラ等の機器はそのベースに対して、機体振動などの振動が働くため、防振支持することが必要となるが、アウタジンバルによりカメラ等の視軸方向を変える場合、防振機構は最も大きな振動に対して十分な防振性能を備える必要がある。
【０００３】
カメラ等の視軸方向がどの方向にあっても上記の条件を備えるためには、軸方向に等方性を保ち、振動を３軸方向に同程度に減衰させて低周波数化し、防振支持することが必要となる。
【０００４】
カメラ等の機器をその搭載ベースに対して等方的に防振支持するとは、機器支持部に直交する３軸の全ての方向の防振性を等しくすること、つまり防振系の共振周波数と応答倍率とを等しくすることである。
【０００５】
一方、それ以外の回転方向については安定した動作をさせるため、十分な支持剛性を確保した上で防振する必要がある。支持機構にアンバランスが存在すると、指向反力などによりジンバル部が動きすぎ、接触や破損が起きたり性能劣化の原因となる。
【０００６】
【従来の技術】
この種の防振機構は、その設計及び製作が容易でないために、機器支持部に既製の防振マウントを選択して使用するのが一般的である。従来の防振機構の一例は図１に示すように構成されている。
【０００７】
単独で等方特性を有する防振ゴム４を搭載ベース２上に４箇所程度バランス良く配置し、カメラスタビライザ６等の被防振体を支持するように構成される。
【０００８】
防振ゴム４は重心を含む平面内において、重心について対称的な位置に配置される。カメラスタビライザ６は窓８を有しており、この窓８内にカメラが搭載される。
【０００９】
他の従来技術としては、特開平１１−２２３５２８号に開示された安定化支持台装置が知られている。しかし、この公開公報に開示された安定化支持台装置は３軸方向に等方性を持たせた防振機構ではなく、その設計は、内部機器の配置や運用なども同時に考慮する必要があり、複雑で難しい。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−２２３５２８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
防振装置はその構造の複雑さや機器内部のレイアウトの制約のために、その特性についても極めて多くの制約がある。例えば、カメラなどの被防振体の質量が小さい場合には、単純に既製の防振要素の最小寸法のものを選択して使用しても、各軸方向に等方な共振周波数を持ち且つ必要とする低周波にまで減衰させるには非常に困難な状況にある。
【００１２】
各軸共振周波数の等方性化及び共振周波数の低周波数化を果たすためには、仕様を満たすために複雑な形状を詳細に解析したり、或いは単純な形状に近似したり、はたまた複雑な理論計算を行い特性を計算したりと、最適化することに多大な時間と労力を費やしていた。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構造が簡単で安価に製作することのできる等方性防振装置を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、質量が比較的小さいものに使用した場合でも、従来装置では得られなかった低周波にまで防振支持系の共振周波数を低下させることが可能な機器の等方性防振装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、等方性防振機構であって、ベースと、取付プレートを有し、該ベースに対してアジマス軸回り及びエレベーション軸回りに回転可能に取り付けられたアウタジンバルと、一対のリアクション部材と、前記アウタジンバルの前記取付プレートと前記各リアクション部材との間に設けられた、それぞれ一端が前記取付プレートに回転可能に固定され他端が前記リアクション部材に回転可能に固定されると共に対称な２個１組が円周方向に等間隔で配置された複数の防振要素ストラットと、それぞれ一端が前記取付プレートに固定され他端が前記リアクション部材に回転可能に固定されると共に円周方向に等間隔で配置された複数のダッシュポットとから構成される一対の防振モジュールと、前記一対のリアクション部材にその両端が固定された支持部材と、前記支持部材に球面軸受を介して取り付けられた機器搭載用フレームとを具備し、前記各防振要素ストラット及び前記各ダッシュポットは前記アウタジンバルの防振モジュール取付面に対して所定角度傾いて取り付けられており、前記各防振モジュール内部に取り付けられた前記複数の防振要素ストラットは、前記機器搭載用フレームの重心Ｇに対して、並進の剛性が各々等しくなるような位置と向きを持って配置されていることを特徴とする等方性防振機構が提供される。
【００１６】
好ましくは、防振要素ストラットは２個１組が円周方向に１２０°間隔で３組（６個）配置され、ダッシュポットは円周方向に１２０°間隔で３個配置されている。各防振要素ストラット及び各ダッシュポットはアウタジンバルの防振モジュール取付面に対して３５．２６°傾斜しているのが好ましい。
【００１７】
各防振要素ストラットは圧縮コイルばねを有しており、防振要素ストラットは圧縮コイルばねを圧縮方向に予圧した状態で、それぞれ球面ジョイントを介してアウタジンバル及びリアクション部材に回転可能に取り付けられている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図２を参照すると、本発明実施形態の等方性防振機構の平面図が示されている。ベース１０にはアジマス機構１２を介してアウタジンバル１３の外側フレーム１４がアジマス軸（ＡＺ軸）回りに回転可能に取り付けられている。アジマス機構１２はその内部にモータ等が内蔵されている。
【００１９】
アウタジンバル１３の外側フレーム１４にはエレベーション機構１６を介して内側フレーム１８がエレベーション軸（ＥＬ軸）回りに回転可能に取り付けられている。エレベーション機構１６はモータ等を内蔵している。内側フレーム１８には取り付けプレート１９がボルト止めされている。
【００２０】
２２はリアクション部材であり、各取り付けプレート１９と各リアクション部材２２の間に防振モジュール２０が設けられている。一対のリアクション部材２２の間には支持部材２４が取り付けられている。
【００２１】
支持部材２４上には球面軸受け２６を介して機器搭載用フレーム２８が取り付けられている。この機器搭載用フレーム２８上にカメラ等の機器が固定される。
【００２２】
図３及び図４に示されるように、各防振モジュール２０は複数個（本実施形態では６個）の防振要素ストラット３０と、複数個（本実施形態では３個）のダッシュポット（エアダンパ）３２により構成される。図３において、リアクション部材２２は省略されている。
【００２３】
各防振モジュール２０内部に複数個取り付けられる防振要素ストラット３０は、機器搭載用フレーム２８の重心Ｇに対して、並進の剛性が各々等しくなるような位置と向きとを持って配置する。
【００２４】
即ち、機器搭載用フレーム２８の重心Ｇを原点とする座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を考慮に入れて、防振要素ストラット３０の向きをその長手方向中心軸線方向によって表すと、図３及び図４に示すような位置と向きを持って配置される。
【００２５】
図３において、α１は約７５°、α２は約２５°である。各防振モジュール２０の防振要素ストラット３０は、座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のＸＹ平面（取付プレート１９の取付面）に対してその傾斜角は３５．２６°になる。ダッシュポット３２の配置に対しても同様に、座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のＸＹ平面に対してその傾斜角は３５．２６°になる。
【００２６】
各防振要素ストラット３０は、一端がアウタジンバル１３の取付プレート１９に回転可能に固定され、他端がリアクション部材２２に回転可能に固定される。一方、各ダッシュポット３２は、一端がアウタジンバル１３の取付プレート１９に固定され、他端がリアクション部材２２に回転可能に固定される。
【００２７】
次に、防振要素ストラット３０及びダッシュポット３２の傾斜角の求め方について説明する。まず、図３を参照し、３次元の空間内の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）各々の並進方向の微少振動時の運動方程式を立てる。次に、各々の方向の剛性を等しくするため、各々の方向の等価ばね定数が等しいと置く。
【００２８】
このとき、１２０°回転対称配置になるような位置に防振要素ストラット３０とダッシュポット３２を配置することが重要である。すると、各方向の等価ばね定数が全て同じばね定数の防振要素ストラット３０を使用しているので、長手方向ばね定数をｋ₀とするならば、
Ｋ_x＝６ｋ₀ｃｏｓ²θ１，Ｋ_y＝６ｋ₀ｃｏｓ²θ１，Ｋ_z＝１２ｋ₀ｓｉｎ²θ１
となる。Ｋ_x＝Ｋ_y＝Ｋ_zと置くことによりθ１＝３５．２６°が求められる。
【００２９】
ダッシュポット３２についても同様に、各方向の等価減衰係数が全て同じ減衰係数のダッシュポット３２を使用しているので、減衰係数をｃ₀とするならば，
Ｃ_x＝３ｃ₀ｃｏｓ²θ２，Ｃ_y＝３ｃ₀ｃｏｓ²θ２，Ｃ_z＝６ｃ₀ｓｉｎ²θ２
となる。Ｃ_x＝Ｃ_y＝Ｃ_zとおくことにより、θ２＝３５．２６°が求められる。
【００３０】
このような配置にした後、防振要素ストラット３０とダッシュポット３２の長さを調整してやると慣性モーメントを調整でき、回転剛性についても各々等しくするのは容易になる。
【００３１】
次に、図５を参照して防振要素ストラット３０の詳細構造について説明する。図５（Ａ）は防振要素ストラット３０の正面図、図５（Ｂ）は内部構造を破線で示した図である。
【００３２】
鍔３６を有する大径シリンダ３４内に鍔４６を有する小径シリンダ４４が挿入されている。大径シリンダ３４の鍔３６にはロッド３８が固定されており、このロッド３８の端部は球面ジョイント４０を介して取り付け用ブラケット４２に回転可能に取り付けられている。
【００３３】
小径シリンダ４４の鍔４６にもロッド４８が固定されており、このロッド４８の端部は球面ジョイント５０を介して取り付け用ブラケット５２に回転可能に取り付けられている。
【００３４】
大径シリンダ３４の鍔３６と小径シリンダ４４の鍔４６の間には圧縮コイルばね５４が圧縮方向に予圧されて装着されている。
【００３５】
図６は第２実施形態の防振要素ストラット３０Ａの分解正面図であり、図７はその正面図を示している。この第２実施形態の防振要素ストラット３０Ａでは、ナット５５を締め付けることによりロッド３８´は大径シリンダ３４´に対して固定される。
【００３６】
両端に鍔５８，６０を有する小径シリンダ５６中にはロッド６２が挿入されており、ナット７２を締め付けることによりロッド６２は小径シリンダ５６に対して固定される。ロッド６２の端部は球面ジョイント６４を介して取り付け用ブラケット６６に取り付けられている。
【００３７】
ロッド６２の先端部にはワッシャー６８がナット７０で固定されており、鍔６０とワッシャー６８の間にコイルばね７１が介装されている。小径シリンダ５６のロッド６２を矢印Ａで示すように大径シリンダ３４´中に挿入し、ロッド６２を図示しないピンで大径シリンダ３４´に対して固定する。これにより、圧縮コイルばね５４´は予め圧縮方向に予圧された状態で鍔３６と５８の間に装着される。
【００３８】
本実施形態の防振要素ストラット３０Ａでは大径シリンダ３４´内にコイルばね７１が挿入固定されているため、大径シリンダ３４´と小径シリンダ５６の間に大きな引張り力がかかった場合にも、ロッド６２が大径シリンダ３４´から抜け出すことはない。
【００３９】
図８はダッシュポット３２の構成図を示しており、シリンダ７４中にピストンロッド７６が挿入されている。ピストンロッド７６の先端は球面軸受け７８を介して取り付けプレート８０に連結されている。シリンダ７４の端部には取り付けプレート８２が固定されている。
【００４０】
この構成により、ダッシュポット３２は取り付けプレート８０をリアクション部材２２に固定することにより、その一端がリアクション部材２２に回転可能に取り付けられ、取り付けプレート８２をアウタジンバル１３の取り付けプレート１９に固定することにより、その他端がアウタジンバル１３に対して固定される。
【００４１】
上述した実施形態では、被防振体としての機器搭載用フレーム２８を複数個の防振要素ストラット３０と複数個のダッシュポット３２から構成される一対の防振モジュール２０により支持するので、強度の上で安定しているばかりでなく、等方性の低周波防振効果が達成される。
【００４２】
この等方性の低周波防振効果は回転及び並進方向各々に当てはまる。また、防振要素ストラット３０の各々は、１軸に関してのみの特性であればよく等方性を持つ必要がないので、比較的に簡単な形状で経済的に製作することが可能である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以下のような効果を有する。
【００４４】
（１）圧縮方向で通常１軸に関してのみ防振効果が高い防振要素ストラットを複数個使用することにより、各方向（６軸方向）に対しての防振要素へ拡張することができる。
【００４５】
（２）ベースと防振要素ストラットのなす角度を最適化することにより、並進及び回転の共振周波数、応答倍率の等方性化が可能となる。
【００４６】
（３）防振モジュール内で防振要素ストラットとダッシュポットを１２０°対称配置することにより、ばね定数の計算が簡単になり、計算結果について信頼性が高い。
【００４７】
（４）防振モジュールは複数の防振要素ストラットとダッシュポットにより構成されるので、リアクション部材での発生加重及びトルクを各方向にほぼ均一に配分でき、安定性が増す。
【００４８】
（５）リアクション部材回りに２個以上の防振モジュールを配置することにより、防振要素ストラットへの予圧を変化させることが可能となり、共振周波数及び応答倍率のある程度の調整を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例構成図である。
【図２】本発明実施形態の等方性防振機構の平面図である。
【図３】Ｘ−Ｙ平面で見た防振モジュールを示す図である。
【図４】図３の右側面図である。
【図５】第１実施形態の防振要素ストラットを示す図である。
【図６】第２実施形態の防振要素ストラットの分解正面図である。
【図７】第２実施形態の防振要素ストラットの正面図である。
【図８】ダッシュポットを示す図である。
【符号の説明】
１２アジマス機構
１３アウタジンバル
１４外側フレーム
１６エベレーション機構
１８内側フレーム
２０防振モジュール
２２リアクション部材
２４支持部材
２６球面軸受け
２８機器搭載フレーム
３０防振要素ストラット
３２ダッシュポット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an isotropic vibration isolation mechanism for a device such as a camera.
[0002]
In the technical field related to aviation, devices such as cameras mounted on aircraft are required to be supported by anti-vibration because vibrations such as airframe vibration act on the base. When changing the axial direction, the vibration isolation mechanism needs to have sufficient vibration isolation performance against the largest vibration.
[0003]
In order to satisfy the above conditions regardless of the direction of the visual axis of the camera, etc., the isotropicity is maintained in the axial direction, vibrations are attenuated to the same extent in the three axial directions to reduce the frequency, and vibration isolation support It is necessary to do.
[0004]
Supporting a camera or other device isotropically with respect to its mounting base means that the vibration isolating performance in all three directions orthogonal to the device support portion is equal, that is, the resonance frequency of the vibration isolating system It is to make the response magnification equal.
[0005]
On the other hand, in order to perform a stable operation in other rotation directions, it is necessary to prevent vibrations while ensuring sufficient support rigidity. If there is an imbalance in the support mechanism, the gimbal portion will move too much due to the directional reaction force, etc., resulting in contact or breakage or performance degradation.
[0006]
[Prior art]
Since this type of anti-vibration mechanism is not easy to design and manufacture, it is common to select and use an off-the-shelf anti-vibration mount for the device support. An example of a conventional anti-vibration mechanism is configured as shown in FIG.
[0007]
The anti-vibration rubber 4 having isotropic characteristics alone is arranged on the mounting base 2 in a balanced manner at about four locations, and is configured to support the anti-vibration body such as the camera stabilizer 6.
[0008]
The anti-vibration rubber 4 is disposed at a symmetrical position with respect to the center of gravity in a plane including the center of gravity. The camera stabilizer 6 has a window 8 in which a camera is mounted.
[0009]
As another conventional technique, a stabilizing support base device disclosed in JP-A-11-223528 is known. However, the stabilization support base device disclosed in this publication is not an anti-vibration mechanism that is isotropic in the three-axis directions, and its design needs to consider the arrangement and operation of internal devices at the same time. Complex and difficult.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-223528
[Problems to be solved by the invention]
Anti-vibration devices have very many restrictions on their characteristics due to the complexity of the structure and restrictions on the layout inside the equipment. For example, when the mass of a vibration-proof body such as a camera is small, even if it is simply selected and used with the smallest dimension of a ready-made vibration-proof element, it has an isotropic resonance frequency in each axial direction and It is very difficult to attenuate to the required low frequency.
[0012]
In order to achieve isotropic resonance frequencies and lower resonance frequencies, it is necessary to analyze complex shapes in detail to meet the specifications, to approximate simple shapes, or to be complicated It took a lot of time and effort to optimize the theoretical calculations and characteristics.
[0013]
The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide an isotropic vibration isolator that has a simple structure and can be manufactured at low cost.
[0014]
Another object of the present invention is the isotropy of the equipment that can reduce the resonance frequency of the anti-vibration support system to a low frequency that could not be obtained with a conventional device, even when used for a relatively small mass. It is to provide a vibration isolator.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, there is provided an isotropic vibration isolation mechanism, an outer gimbal having a base and a mounting plate, which is rotatably attached to the base around an azimuth axis and an elevation axis. Provided between the reaction member and the mounting plate of the outer gimbal and each reaction member, one end is rotatably fixed to the mounting plate and the other end is rotatably fixed to the reaction member. and symmetric two pair are circumferentially plurality of vibration isolation which are equally spaced elements struts, circumferential with the other end, respectively one end fixed to the mounting plate is rotatably fixed to the reaction member A pair of anti-vibration modules comprising a plurality of dashpots arranged at equal intervals in the direction, and the pair of reaction members. Each of the anti-vibration element struts and each of the dashpots is attached to the anti-vibration module mounting surface of the outer gimbal. The plurality of anti-vibration element struts mounted inside the anti-vibration modules have the same translational rigidity with respect to the center of gravity G of the device mounting frame. An isotropic vibration isolation mechanism is provided that is arranged with such a position and orientation .
[0016]
Preferably, two sets of anti-vibration element struts are arranged in three sets (six pieces) at intervals of 120 ° in the circumferential direction, and three dash pots are arranged at intervals of 120 ° in the circumferential direction. Each anti-vibration element strut and each dashpot are preferably inclined by 35.26 ° with respect to the anti-vibration module mounting surface of the outer gimbal.
[0017]
Each anti-vibration element strut has a compression coil spring, and the anti-vibration element strut is rotatably attached to the outer gimbal and the reaction member via a spherical joint with the compression coil spring preloaded in the compression direction. Yes.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Referring to FIG. 2, a plan view of the isotropic vibration isolation mechanism of the embodiment of the present invention is shown. An outer frame 14 of the outer gimbal 13 is attached to the base 10 via an azimuth mechanism 12 so as to be rotatable around an azimuth axis (AZ axis). The azimuth mechanism 12 has a motor and the like built therein.
[0019]
An inner frame 18 is attached to the outer frame 14 of the outer gimbal 13 via an elevation mechanism 16 so as to be rotatable around an elevation axis (EL axis). The elevation mechanism 16 includes a motor and the like. A mounting plate 19 is bolted to the inner frame 18.
[0020]
Reference numeral 22 denotes a reaction member, and a vibration isolation module 20 is provided between each mounting plate 19 and each reaction member 22. A support member 24 is attached between the pair of reaction members 22.
[0021]
A device mounting frame 28 is mounted on the support member 24 via a spherical bearing 26. A device such as a camera is fixed on the device mounting frame 28.
[0022]
As shown in FIGS. 3 and 4, each vibration isolation module 20 includes a plurality (six in this embodiment) of vibration isolation element struts 30 and a plurality (three in this embodiment) of dash pots (air dampers). ) 32. In FIG. 3, the reaction member 22 is omitted.
[0023]
A plurality of anti-vibration element struts 30 mounted inside each anti-vibration module 20 are arranged with positions and orientations such that the translational rigidity is equal to the center of gravity G of the device mounting frame 28.
[0024]
That is, taking the coordinate system (X, Y, Z) with the center of gravity G of the equipment mounting frame 28 as the origin into consideration, the orientation of the vibration isolation element strut 30 is expressed by its longitudinal central axis direction as shown in FIG. They are arranged with positions and orientations as shown in FIG.
[0025]
In FIG. 3, α1 is about 75 ° and α2 is about 25 °. The anti-vibration element strut 30 of each anti-vibration module 20 has an inclination angle of 35.26 ° with respect to the XY plane (attachment surface of the attachment plate 19) of coordinates (X, Y, Z). Similarly, with respect to the arrangement of the dashpot 32, the inclination angle is 35.26 ° with respect to the XY plane of the coordinate system (X, Y, Z).
[0026]
Each vibration isolation element strut 30 has one end rotatably fixed to the mounting plate 19 of the outer gimbal 13 and the other end rotatably fixed to the reaction member 22. On the other hand, one end of each dash pot 32 is fixed to the mounting plate 19 of the outer gimbal 13 and the other end is rotatably fixed to the reaction member 22.
[0027]
Next, how to determine the inclination angles of the vibration isolation element strut 30 and the dash pot 32 will be described. First, referring to FIG. 3, an equation of motion at the time of minute vibration in the translation direction of each coordinate system (X, Y, Z) in a three-dimensional space is established. Next, in order to make the rigidity in each direction equal, it is assumed that the equivalent spring constant in each direction is equal.
[0028]
At this time, it is important to arrange the anti-vibration element struts 30 and the dashpots 32 at positions that provide a 120 ° rotationally symmetrical arrangement. Then, since the anti-vibration element struts 30 having the same spring constant in all directions are used, if the longitudinal spring constant is k ₀ ,
K _x = 6k ₀ cos ² θ1, K _y = 6k ₀ cos ² θ1, K _z = 12k ₀ sin ² θ1
It becomes. By setting K _x = K _y = K _z , θ1 = 35.26 ° is obtained.
[0029]
Similarly, for the dashpot 32, since the equivalent attenuation coefficient in each direction uses the dashpot 32 having the same attenuation coefficient, if the attenuation coefficient is c ₀ ,
C _x = 3c ₀ cos ² θ2, C _y = 3c ₀ cos ² θ2, C _z = 6c ₀ sin ² θ2
It becomes. By setting C _x = C _y = C _z , θ2 = 35.26 ° is obtained.
[0030]
After such an arrangement, the moment of inertia can be adjusted by adjusting the lengths of the vibration isolation element strut 30 and the dashpot 32, and the rotational rigidity can be easily equalized.
[0031]
Next, the detailed structure of the vibration isolation element strut 30 will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a front view of the vibration isolation element strut 30, and FIG. 5B is a diagram showing the internal structure by broken lines.
[0032]
A small diameter cylinder 44 having a flange 46 is inserted into a large diameter cylinder 34 having a flange 36. A rod 38 is fixed to the flange 36 of the large-diameter cylinder 34, and an end portion of the rod 38 is rotatably attached to a mounting bracket 42 via a spherical joint 40.
[0033]
A rod 48 is also fixed to the flange 46 of the small diameter cylinder 44, and an end of the rod 48 is rotatably attached to the mounting bracket 52 via a spherical joint 50.
[0034]
A compression coil spring 54 is mounted between the flange 36 of the large-diameter cylinder 34 and the flange 46 of the small-diameter cylinder 44 by being preloaded in the compression direction.
[0035]
FIG. 6 is an exploded front view of the vibration isolation element strut 30A of the second embodiment, and FIG. 7 is a front view thereof. In the vibration isolating element strut 30A of the second embodiment, the rod 38 'is fixed to the large diameter cylinder 34' by tightening the nut 55.
[0036]
A rod 62 is inserted into a small diameter cylinder 56 having flanges 58 and 60 at both ends, and the rod 62 is fixed to the small diameter cylinder 56 by tightening a nut 72. The end of the rod 62 is attached to a mounting bracket 66 via a spherical joint 64.
[0037]
A washer 68 is fixed to the tip of the rod 62 with a nut 70, and a coil spring 71 is interposed between the rod 60 and the washer 68. The rod 62 of the small-diameter cylinder 56 is inserted into the large-diameter cylinder 34 'as indicated by the arrow A, and the rod 62 is fixed to the large-diameter cylinder 34' with a pin (not shown). As a result, the compression coil spring 54 'is mounted between the flanges 36 and 58 in a state in which the compression coil spring 54' has been preloaded in the compression direction.
[0038]
In the vibration isolator element strut 30A of the present embodiment, the coil spring 71 is inserted and fixed in the large-diameter cylinder 34 ', so even when a large tensile force is applied between the large-diameter cylinder 34' and the small-diameter cylinder 56, The rod 62 does not come out of the large diameter cylinder 34 '.
[0039]
FIG. 8 shows a configuration diagram of the dash pot 32, and a piston rod 76 is inserted into the cylinder 74. The tip of the piston rod 76 is connected to the mounting plate 80 via a spherical bearing 78. A mounting plate 82 is fixed to the end of the cylinder 74.
[0040]
With this configuration, the dashpot 32 is fixed to the reaction member 22 by fixing the mounting plate 80 to the reaction member 22, and one end of the dashpot 32 is rotatably mounted to the reaction member 22. The other end is fixed to the outer gimbal 13.
[0041]
In the above-described embodiment, the device mounting frame 28 as the vibration isolator is supported by the pair of vibration isolation modules 20 including the plurality of vibration isolation element struts 30 and the plurality of dash pots 32. In addition to being stable above, an isotropic low frequency anti-vibration effect is achieved.
[0042]
This isotropic low frequency anti-vibration effect applies to each of the rotational and translational directions. Further, each of the anti-vibration element struts 30 has only to have a characteristic with respect to one axis and does not have to be isotropic, so that it can be economically manufactured with a relatively simple shape.
[0043]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0044]
(1) By using a plurality of anti-vibration element struts having a high anti-vibration effect for only one axis in the compression direction, it is possible to expand the anti-vibration element in each direction (6 axial directions).
[0045]
(2) By optimizing the angle formed by the base and the vibration isolation element struts, it becomes possible to make the translational and rotational resonance frequencies and response magnification isotropic.
[0046]
(3) By arranging the anti-vibration element struts and the dashpot symmetrically in the anti-vibration module at 120 °, the calculation of the spring constant is simplified and the calculation result is highly reliable.
[0047]
(4) Since the anti-vibration module is composed of a plurality of anti-vibration element struts and dashpots, the generated load and torque in the reaction member can be almost uniformly distributed in each direction, and stability is increased.
[0048]
(5) By arranging two or more anti-vibration modules around the reaction member, it is possible to change the preload to the anti-vibration element struts, and to adjust the resonance frequency and response magnification to some extent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional example.
FIG. 2 is a plan view of an isotropic vibration isolation mechanism according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a vibration isolation module viewed in an XY plane.
4 is a right side view of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a vibration isolating element strut according to the first embodiment.
FIG. 6 is an exploded front view of a vibration isolation element strut according to a second embodiment.
FIG. 7 is a front view of an anti-vibration element strut according to a second embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a dashpot.
[Explanation of symbols]
12 Azimuth mechanism 13 Outer gimbal 14 Outer frame 16 Elevation mechanism 18 Inner frame 20 Anti-vibration module 22 Reaction member 24 Support member 26 Spherical bearing 28 Equipment mounting frame 30 Anti-vibration element strut 32 Dashpot

Claims

等方性防振機構であって、
ベースと、
取付プレートを有し、該ベースに対してアジマス軸回り及びエレベーション軸回りに回転可能に取り付けられたアウタジンバルと、
一対のリアクション部材と、
前記アウタジンバルの前記取付プレートと前記各リアクション部材との間に設けられた、それぞれ一端が前記取付プレートに回転可能に固定され他端が前記リアクション部材に回転可能に固定されると共に対称な２個１組が円周方向に等間隔で配置された複数の防振要素ストラットと、それぞれ一端が前記取付プレートに固定され他端が前記リアクション部材に回転可能に固定されると共に円周方向に等間隔で配置された複数のダッシュポットとから構成される一対の防振モジュールと、
前記一対のリアクション部材にその両端が固定された支持部材と、
前記支持部材に球面軸受を介して取り付けられた機器搭載用フレームとを具備し、
前記各防振要素ストラット及び前記各ダッシュポットは前記アウタジンバルの防振モジュール取付面に対して所定角度傾いて取り付けられており、
前記各防振モジュール内部に取り付けられた前記複数の防振要素ストラットは、前記機器搭載用フレームの重心Ｇに対して、並進の剛性が各々等しくなるような位置と向きを持って配置されていることを特徴とする等方性防振機構。An isotropic anti-vibration mechanism,
Base and
An outer gimbal having a mounting plate and rotatably mounted around the azimuth axis and the elevation axis with respect to the base;
A pair of reaction members;
Two symmetrical ones provided at one end of the outer gimbal between the mounting plate and the reaction members, each having one end rotatably fixed to the mounting plate and the other end rotatably fixed to the reaction member. A plurality of anti-vibration element struts, one set of which is arranged at equal intervals in the circumferential direction, one end fixed to the mounting plate and the other end rotatably fixed to the reaction member, and at equal intervals in the circumferential direction A pair of anti-vibration modules composed of a plurality of dashpots arranged in
A support member having both ends fixed to the pair of reaction members;
Comprising a device mounting frame attached to the support member via a spherical bearing;
Each of the anti-vibration element struts and each of the dashpots are attached at a predetermined angle with respect to the anti-vibration module attachment surface of the outer gimbal ,
The plurality of anti-vibration element struts attached inside the anti-vibration modules are arranged with positions and orientations such that the translational rigidity is equal to the center of gravity G of the device mounting frame . An isotropic vibration isolation mechanism characterized by that.

前記防振要素ストラットは２個１組が円周方向に１２０°間隔で３組（６個）配置され、前記ダッシュポットは円周方向に１２０°間隔で３個配置されており、
前記各防振要素ストラット及び前記各ダッシュポットは前記アウタジンバルの前記防振モジュール取付面に対して３５．２６°傾斜して取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の等方性防振機構。Two sets of anti-vibration element struts are arranged in three sets (six pieces) at 120 ° intervals in the circumferential direction, and three dashpots are arranged at 120 ° intervals in the circumferential direction.
2. The isotropic prevention according to claim 1, wherein each of the anti-vibration element struts and each of the dashpots is attached with an inclination of 35.26 ° with respect to the anti-vibration module attachment surface of the outer gimbal. Shaking mechanism.