JP2002227920A - 除振装置 - Google Patents

除振装置

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JP2002227920A
JP2002227920A JP2001027269A JP2001027269A JP2002227920A JP 2002227920 A JP2002227920 A JP 2002227920A JP 2001027269 A JP2001027269 A JP 2001027269A JP 2001027269 A JP2001027269 A JP 2001027269A JP 2002227920 A JP2002227920 A JP 2002227920A
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leaf spring
vibration
base
spring portion
fixed
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JP2001027269A
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Takahide Fujii
敬英 藤井
Koji Nomura
幸司 野村
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Akashi Corp
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Akashi Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、除振台の上下方向の除振制
御をより簡単にできる除振装置を提供することである。 【解決手段】 除振台と基台のそれぞれに上下方向の曲
げモーメントを受ける下板ばね部、上下方向の曲げモー
メント受ける上板ばね部を設け、これら上板ばね部と下
板ばね部をは板ばね固定部材により上下に所定の間隔を
保つように固定し、除振台が基台の上方で、上下方向の
みの自由度を持つように支持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部からの振動を
遮断する除振装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、精密機器など精度を要求される分
野において、床振動のような外乱振動の影響を除振対象
に与えないために、除振装置が用いられている。
【0003】除振装置には、弾性部材により弾性的に支
持された除振台の下部にアクチュエータなどにより駆動
される駆動部を設け、外乱振動により除振台が上下に移
動した場合に、駆動部を逆方向に上下動させ、除振台を
水平に保つアクティブ除振装置があり、除振台を弾性的
に支持する弾性部材としてコイルばね、ゴムなどが用い
られている。
【0004】このアクティブ除振装置の駆動部は上下方
向の振動のみを制御するように設計されており、水平方
向の振動は減衰させない。そのため、コイルばね、ゴム
などの弾性部材で除振台を支持する場合、弾性部材を水
平方向に変位させないためのガイドが設けられている。
【0005】ガイドは弾性部材の内側に配設された棒状
のものや、弾性部材の外周を覆う筒状のものであり、弾
性部材はガイドに沿って上下方向に移動するようになっ
ている。
【0006】
【発明の解決しようとする課題】しかしながら、弾性部
材を上下に移動させるためにガイドを用いると、弾性部
材とガイドの間で摩擦が起きるため、駆動部を上下動さ
せる際に摩擦力の影響を考慮しなくてはならなくなり、
制御が複雑になるという問題がある。
【0007】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であって、除振台の上下方向の除振制御をより簡単にで
きる除振装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
基台(例えば、ベース6)と、前記基台の上方に複数の
支持部材を介して支持される除振台4と、を有する除振
装置100において、前記支持部材は、一端が前記除振
台に固定され上下方向の曲げモーメントを受ける上板ば
ね部(例えば、上板ばね91)と、一端が前記基台に固
定され上下方向の曲げモーメントを受ける下板ばね部
(例えば、下板ばね92)と、前記上板ばね部と前記下
板ばね部が上下に所定の間隔を保つように、前記上板ば
ね部及び前記下板ばね部の他端を固定するとともに、浮
動する板ばね固定部(例えば、板ばね固定板83)と、
から構成されることを特徴とする。
【0009】請求項1記載の発明によれば、除振台と基
台には、それぞれ上下方向の曲げモーメントを受ける下
板ばね部、上下方向の曲げモーメント受ける上板ばね部
が設けられており、これら上板ばね部と下板ばね部は板
ばね固定部により上下に所定の間隔を保つように固定さ
れているため、除振台は基台の上方に上下方向のみの自
由度を持つように支持される。従って、除振台を上下方
向に移動させるためのガイドが不要となり、弾性部材と
ガイドの間の摩擦力を考慮する必要がなくなるため、除
振装置100の除振制御が単純になる。
【0010】請求項2記載発明は、請求項1記載の除振
装置において、前記上板ばね部および前記下板ばね部
は、複数の板ばねから構成され、前記板ばね部を構成す
る各板ばねは所定の間隔を開けて上下に平行に配置され
ていること、を特徴とする。
【0011】請求項2記載の発明によれば、上板ばね部
および下板ばね部は所定の間隔を開けて上下に平行に取
りつけられた複数の板ばねから構成されるため、板ばね
の剛性が高くなり、除振台を支持する力が十分得られる
とともに、板ばねがねじれにくくなり、左右への揺れが
抑制される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明に係る
除振装置100の正面図、図2は平面図、図3は断面図
である。図4は本発明の構成をブロック図によって表し
たものである。
【0013】始めに、除振装置100の構造について説
明する。除振装置100は、主に、測定物取付ステージ
1、測定物取付ステージ1を架設するためのブリッジ
2、検出器取付台3、除振台4、アクチュエータ5、ベ
ース6、ストッパ7、加速度センサ12、制御装置1
3、アンプ14などから構成されており、地面に繋がる
土台10の上面に固定される。この除振装置100のサ
イズは、幅、奥行きが例えば95mm程であり、高さは
例えば70mm程とする。
【0014】測定物を取付ける測定物取付ステージ1
は、門型であるブリッジ2に架設されており、ブリッジ
2にナット11にて固定される。ブリッジ2は検出器取
付台3の上面、図1における図面前後の両端に固定され
ており、又、検出器取付台3は、例えば平面視略正方形
の板状体であり、除振台4の上面にナット31にて四方
を固定される。この検出器取付台3には、振動を検出す
る加速度センサ12が取付けられる。除振台4は、例え
ば平面視略正方形の板状体であり、四方に設けられた駆
動軸53を介してアクチュエータ5に連結される。除振
台4の図1における図面前後の両端中央には、除振台4
と検出器取付台3の間に下部を挟まれるようにして端子
台41が配置され、図示しないナットにて除振台4に固
定される。端子台41の上部片側には、除振台4の外側
に突出するように水平方向に複数のピン41a…が並設
されており、このピン41aには、加速度センサ12が
接続される。
【0015】アクチュエータ5は、その下部一部分をベ
ース6中に埋設されてナット56にて固定されており、
除振台4はベース6の上方に上板バネ91、及び下板バ
ネ92を介して弾性的に支持されている。ベース6は、
例えば平面視略正方形の板状体であり、図1における図
面左右、端部中央には逆L字型ストッパ7がナット61
により固定され、ストッパ7はブリッジ2の半分ほどの
高さまで延びている。
【0016】ベース6の上面、図1における図面前後の
端部中央にはコの字型をした端子台62が配置され、ナ
ット63にてベース6に固定される。端子台62は除振
台4と略同一の高さであり、上部の水平面には上下方向
各々、突出したピンが複数並設されている。
【0017】ストッパ7は、上板バネ91、及び下板バ
ネ92によって弾性支持された除振台4の上方向の変位
を制限するために設けられるものであり、外部から伝わ
る振動がある一定を超えた場合に、上板バネ固定部材8
1(後述)がストッパ7に当接するようになっている。
【0018】次に、ベース6による除振台4の支持構造
について詳述する。ベース6、及び除振台4には、図1
における図面左右の両端部に、上板バネ固定部材81と
下板バネ固定部材82とが設置されている。上板バネ固
定部材81、及び下板バネ固定部材82は、ベース6の
一辺よりやや短い長さの長尺な板状体であり、ベース
6、及び除振台4の側縁部に沿って配置されている。上
板バネ固定部材81、及び下板バネ固定部材82の両端
には平行する上下2枚の上板バネ91、及び下板バネ9
2の一端が固定されている。この上板バネ91、及び下
板バネ92の他端は、ベース6の外方に向かって突出
し、板バネ固定板83に固定されている。
【0019】板バネ固定板83は、上板バネ固定部材8
1、及び下板バネ固定部材82と同一の幅を有する長尺
な板状体であり、高さがストッパ7よりやや低くなって
いる。そして、板バネ固定板83はその長手方向両端
に、上下に平行する4枚の板バネ(2枚の上板バネ9
1、及び2枚の下板バネ92)を固定するよう構成され
ている。
【0020】このように、上板バネ固定部材81によっ
て除振台4に固定された上板バネ91と、下板バネ固定
部材82によってベース6に固定された下板バネ92
は、夫々板バネ固定板83に固定され、ベース6の上下
振動に応じて上下に撓むようになっている。よって、外
部の振動が土台10からベース6に伝わる際において、
上板バネ91、及び下板バネ92が撓むことにより、除
振台4はベース6の上方に弾性的に支持される。
【0021】アクチュエータ5は、例えばボイスコイル
モータのような直線運動を行うモータであり、マグネッ
ト51、図示しないコイルボビン、コイル52、駆動軸
53、板バネ54、及び端子台55などから構成されて
いる。
【0022】マグネット51は、その四方に円筒形の溝
が設けられた略立方体の永久磁石であり、円筒溝内に磁
界が形成されている。この円筒溝内の上部に、コイルボ
ビンに巻き付けられた線材であるコイル52を一つずつ
収納している。コイルボビンの上部は駆動軸53の下部
と連結されており、コイル52の下部は板バネ54によ
って支持される。又、コイル52の両端は、端子台55
に設けられたピンに繋がれる。上述の構成からなるアク
チュエータ5は、コイル52に所定電流を供給すると円
筒溝内の磁界によって電磁力が発生し、駆動軸53を上
下方向に付勢する。
【0023】制御装置13は、加速度センサ12によっ
て検出された振動信号を、端子台41を介して受信し、
これに対して逆向きに力が作用するようコイル52の駆
動力を制御する。アンプ14は制御装置13の指示を受
け、アンプ14が繋がれる端子台62、及びコイル52
が繋がれる端子台55を介して、コイル52に対して所
定電流を供給する。これにより、コイル52には加速度
センサ12によって検出された振動と逆向きの力が発生
し、駆動軸53を介して除振台4を駆動するので、外部
から伝わる振動は瞬時に吸収され、測定物は常に一定の
位置を保つことができる。
【0024】次に、上述のように構成された本実施形態
の除振装置100の除振動作について説明する。まず除
振装置100は、土台10にベース6が固定されるが、
土台10を通じて外部からの横方向、及び上下方向の振
動が、振動を嫌う測定物に伝わることが考えられる。
【0025】除振装置100においては、土台10より
伝わる横方向の振動は上板バネ91、及び下板バネ92
が抑制しつつ、上下方向の振動に対してこれらの板バネ
は本来のバネ系として作用するので、除振台4は上下方
向の振動にのみ影響を受ける。よって、上下方向の振動
のみを制御すればよいこととなる。
【0026】より具体的には、土台10が振動によって
上方向に微小変位する場合、除振台4も同様に上方向に
変位しようとするが、除振台4が上方向に変位し始める
と、加速度センサ12によってその加速度が検出され、
その加速度信号が制御装置13へ送信される。制御装置
13は加速度が零となるよう、検出された加速度信号に
対して逆の向きに作用するような制御信号を生成し、そ
の制御信号をアンプ14へ送信する。アンプ14は受信
した制御信号を増幅し、コイル52へ電流を供給する。
すると、マグネット51に設けられた円筒溝内に収納さ
れるコイル52に力が発生し、駆動軸53を下方向に付
勢することになる。即ち、除振台4は駆動軸53によっ
て下方向の力を受けるので、結果として除振台4の上方
向への変位を抑えることができ、除振台4を所定の位置
に保つことができる。
【0027】又、土台10が下方向に微小変位する場合
においても、同様にして除振台4は逆向きの力を受ける
ので、土台10が上下方向のどちらに微小振動しても、
アクチュエータ5の働きによって除振が行われ、測定物
取付ステージ1上に設置される除振対象は、常に一定の
位置を保つことができる。
【0028】以上のように、本発明における除振装置1
00は、除振台4をベース6に固定する弾性部材として
板ばね(上板ばね91、下板ばね92)を用いるため、
弾性部材を上下方向に振動させるためのガイドが不要と
なり、ガイドと弾性部材の間の摩擦力が発生しなくな
る。そのため、アクチュエータ4を駆動させて除振台2
の変位を調整する際にも、ガイドと弾性部材の間の摩擦
力を考慮する必要がなくなり、アクチュエータ4の制御
が単純になる。
【0029】また、上板ばね固定部材9および下板ばね
固定部材6の両端にには、それぞれ上下に平行な2枚の
板ばねが固定されるので、板ばねが一枚の場合よりも剛
性が高くなり、除振台2を支持するために十分な支持剛
性が得られる。
【0030】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、除振台と
基台には、それぞれ上下方向の曲げモーメントを受ける
下板ばね部、上下方向の曲げモーメント受ける上板ばね
部が設けられており、これら上板ばね部と下板ばね部を
は板ばね固定部材により上下に所定の間隔を保つように
固定されているため、除振台は基台の上方に上下方向の
みの自由度を持つように支持される。従って、除振台を
上下方向に移動させるためのガイドが不要となり、弾性
部材とガイドの間の摩擦力を考慮する必要がなくなるた
め、除振装置100の除振制御が単純になる。
【0031】請求項2記載の発明によれば、上板ばね部
および下板ばね部は所定の間隔を開けて上下に平行に取
りつけられた複数の板ばねから構成されるため、板ばね
の剛性が高くなり、除振台を支持する力が十分得られる
とともに、板ばねがねじれにくくなり、左右への揺れが
抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる除振装置の正面図である。
【図2】本発明にかかる除振装置の平面図である。
【図3】本発明に係る除振装置の断面図である。
【図4】本発明に係る除振装置の構成を表したブロック
図である。
【符号の説明】
100 除振装置 4 除振台 6 ベース 91 上板ばね 92 下板ばね

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基台と、前記基台の上方に複数の支持部材
    を介して支持される除振台と、を有する除振装置におい
    て、 前記支持部材は、 一端が前記除振台に固定され上下方向の曲げモーメント
    を受ける上板ばね部と、 一端が前記基台に固定され上下方向の曲げモーメントを
    受ける下板ばね部と、 前記上板ばね部と前記下板ばね部が上下に所定の間隔を
    保つように、前記上板ばね部及び前記下板ばね部の他端
    を固定するとともに、浮動する板ばね固定部と、 を備えることを特徴とする除振装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の除振装置において、 前記上板ばね部および前記下板ばね部は、 複数の板ばねから構成され、 前記板ばね部を構成する各板ばねは所定の間隔を開けて
    上下に平行に配置されていること、 を特徴とする除振装置。
JP2001027269A 2001-02-02 2001-02-02 除振装置 Pending JP2002227920A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58196438U (ja) * 1982-06-25 1983-12-27 株式会社東芝 リ−フスプリング
JPH0975846A (ja) * 1995-09-07 1997-03-25 Shinko Electric Co Ltd 直線振動フィーダの防振機構
JP2000120766A (ja) * 1998-10-13 2000-04-25 Canon Inc ハイブリッド式能動振動絶縁装置

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