JP2003148554A - 精密機械用防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は水平方向と垂直方向の防振性能に優
れ、高いダンピング効果が得られると共に高さ方向の形
状がコンパクトに出来る精密機械用防振装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 下盤１と上盤２の間に、略円筒状の本体
31a上部に環状突部31bを形成し且つそれと連続して外側
に鍔部31cを形成したダイアフラム31と、下盤１に固着
する分離可能な外筒体32と、ダイアフラム31内側に配置
したピストン33とから成るダイアフラム型空気バネ部材
３が配置され、且つ、ゴム盤41と鉄板42を交互に重ね合
せて形成した積層ゴム部材４が、１つ或いはそれ以上配
置して少なくとも構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は精密機械用防振装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にクリーンルームやビルの上階の床
に光学顕微鏡，粗さ計，硬度計などの一般的な計測機を
設置した場合、データーの信頼性や再現性に問題を残す
例が生じていた。このため、超精密測定やレーザー干渉
計に使用されるパッシブ型空気バネ式防振装置を主流と
して用いている。これは振り子原理構造を利用する振り
子型三次元空気バネが用いられ、水平と垂直方向の防振
性能に優れたものであった。またレベルセンサーを付加
することにより、水平維持が可能に出来るものであっ
た。他の防振装置として、垂直方向の防振性能に優れた
ダイアフラム型空気バネを用いたものもある。これもレ
ベルセンサーを付加することにより、水平維持が可能な
ものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記振り
子原理構造を利用した防振装置は、効果的なダンピング
方法がないため、偏荷重が頻繁に発生する製造ラインや
検査ラインへの導入には不適当であった。又、振り子原
理の構造上その性能を確保するためには、振り子の長さ
を伸ばす必要があり、高さ方向の形状が大きくなると共
に機械加工部品点数が多くなってコスト高であった。更
に振り子の振動が止めにくく、防振装置として採用出来
る範囲が限られたものであった。一方、ダイアフラム型
の防振装置は上下方向の防振性能に優れているが、水平
方向の防振性能が劣る等の問題点があった。

【０００４】本発明は水平方向と垂直方向の防振性能に
優れ、高いダンピング効果が得られると共に高さ方向の
形状がコンパクトに出来る精密機械用防振装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解消するた
めに本発明は成されたものであり、つまり、対向する下
盤と上盤の間に、ダイアフラム型空気バネ部材と積層ゴ
ム部材を少なくとも配置した構造とする。またダイアフ
ラム型空気バネ部材として、略円筒状の本体上部に環状
突部を形成し且つ該環状突部と連続して外側に鍔部を形
成したダイアフラムと、下盤の上面に固着させた下外筒
と上外筒とから成る分離可能な外筒体と、ダイアフラム
の上部内側に配置し支持されると共に下方が有底な円筒
状のピストンとから構成する。またダイアフラムの鍔部
を下外筒と上外筒の間に挟持させてダイアフラムが取付
けられると良く、且つピストン下部から若干隙間を開け
その下端が下盤に固着するストッパーを設けると共にそ
れに当接可能なストッパー受をダイアフラムの下部内側
に設けると良い。積層ゴム部材として、ゴム盤と鉄板を
交互に重ね合せて形成したものを用いると良く、この積
層ゴム部材は１つ或いはそれ以上配置させると良い。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示す図
であり、この図面に基づいて説明する。（１）は矩形状
の下盤であり、（２）は前記下盤（１）と対向させて配
置した矩形状の上盤である。尚、前記下盤（１）と前記
上盤（２）の形状は矩形状に限定されるものではない。
（３）は前記下盤（１）と前記上盤（２）の間に配置し
たダイアフラム型空気バネ部材であり、該ダイアフラム
型空気バネ部材（３）はゴムや合成樹脂製のダイアフラ
ム（31）と、前記下盤（１）の上面に固着させた分離可
能な外筒体（32）と、前記ダイアフラム（31）によって
支持される円筒状のピストン（33）と、前記ダイアフラ
ム（31）と前記外筒体（32）と前記ピストン（33）及び
前記下盤（１）によって形成されたエア室（Ａ）にエア
を供給するためのエア供給口（34）と、前記ピストン
（33）の下部から若干隙間を開けて配置すると共にその
下端を前記下盤（１）の上面に固着し且つ立設するスト
ッパー（35）と、該ストッパー（35）に当接可能で且つ
前記ダイアフラム（31）の前記本体（31a）下部内側に
設けられたストッパー受（36）と、前記外筒体（32）を
一体化するために用いる複数本の取付ボルト（37）とか
ら構成されている。更に前記ダイアフラム型空気バネ部
材（３）の各部品を詳細に説明すると、前記ダイアフラ
ム（31）には前記下盤（１）の上面から若干浮かして取
付けられ且つ下方が有底な略円筒状の本体（31a）と、
その本体（31a）上部に形成した環状突部（31b）と、該
環状突部（31b）と連続し且つその基部から外側へ延出
して形成された鍔部（31c）とがあり、前記鍔部（31c）
が後述する下外筒（32a）と上外筒（32b）の間に挟持さ
れて前記ダイアフラム（31）は取付けられている。前記
外筒体（32）は前記下盤（１）の上面に固着させた下外
筒（32a）と、その上に取付ける上外筒（32b）とから成
り、前記ピストン（33）は前記ダイアフラム（31）の本
体（31a）内側に設けた爪状部分と固定されている。
又、前記エア供給口（34）は前記下外筒（32a）の外周
に設けられている。

【０００７】（４）は前記ピストン（33）の内部に収納
され且つ下部が固定されると共に上部が前記上盤（２）
に固定して配置された積層ゴム部材であり、該積層ゴム
部材（４）はゴム盤（41）と鉄板（42）を交互に重ね合
せて形成されている。この積層ゴム部材（４）は図１に
示すように１つの場合と、図３に示すように複数の場合
がある。この時には、積層ゴム部材（４）を６つ使用し
ているが、この数は仕様に応じて決定されるものであ
る。また前記積層ゴム部材（４）の一端は前記ピストン
（33）の底面と固定し、他端は前記上盤（２）と固定し
て配置される。尚、前記積層ゴム部材（４）は、ゴム盤
（41）と鉄板（42）を交互に重ね合せて形成するものに
限定されるものではなく、横滑りの滑らかな動きをする
のものであれば良く、例えば、厚手のゴム盤（41）の両
面が鉄板（42）で挟まれたものを用いても良い。

【０００８】次に本発明の作用について説明する。先ず
垂直方向の大きな振動が発生した場合について説明す
る。図２（ａ）の状態で外力が加わると、ピストン（3
3）はダイアフラム（31）と一緒に図２（ｂ）のように
持上げられて、最大時にはストッパー受（36）がストッ
パー（35）と当接し、それ以上は持上げられない。この
時、ダイアフラム（31）によって垂直方向の振れを最小
限にさせると共に積層ゴム部材（４）によって高いダン
ピング効果が得られるのである。このようにピストン
（33）に加わる振動力は上下動を繰返しながら減衰され
て行くのである。次に水平方向の外力が加わると、ピス
トン（33）は左右方向に移動するが、ダイアフラム（3
1）の復元力と積層ゴム部材（４）の復元力により、ピ
ストン（33）が元の位置に戻されのである。尚、この
時、積層ゴム部材（４）によって左右方向の振れを最小
限にさせ且つ高いダンピング効果を得ると共にダイアフ
ラム（31）の復元力も加わるため、水平方向の防振能力
が高いものとなる。

【０００９】このように本発明は従来の防振装置と比
べ、本発明の特徴はダイアフラム型空気バネ部材（３）
と、１個又は複数設けた積層ゴム部材（４）を組合せた
点にある。又、本発明の使用方法としては、エア供給口
（34）にエアの出入が常時可能にしてエア圧を調整可能
とする場合と、ダイアフラム（31）のエア圧を調整後に
エアの出入が止められて密閉する場合とがある。この
時、エア供給口（34）には図示しないキャップを装着さ
せる。

【００１０】

【発明の効果】本発明はこのように構成させたことによ
り、下記に記載する効果を有する。

【００１１】請求項１のように下盤（１）と上盤（２）
を対向させて配置し、その間にダイアフラム型空気バネ
部材（３）と積層ゴム部材（４）を少なくとも配置する
構造とすることにより、振り子型三次元空気バネの防振
率と略同一の効果が確保でき、且つダイアフラム型空気
バネに匹敵するコンパクト化と、ダンピング効果に優れ
たものが得られるため、性能と機能の両面を確保した防
振装置となる。従って、従来からの被防振機器はもとよ
り超精密測定機や半導体製造装置の設置に適したものと
なり、しかも、その活用範囲は従来の枠を越えて用いる
ことが可能となる。更に本発明品を用いて防振対策が行
われることにより、製造工程の歩留りが向上し、出荷検
査判定基準の信頼性の向上が得られる。またレベルセン
サーを付加すれば水平維持が簡単に確保可能なものとな
る。

【００１２】請求項２のようにダイアフラム型空気バネ
部材（３）が、略円筒状の本体（31a）上部に環状突部
（31b）を形成し且つ該環状突部（31b）と連続して外側
に鍔部（31c）を形成したダイアフラム（31）と、下盤
（１）に固着させた下外筒（32a）とその上に取付ける
上外筒（32b）とから成る分離可能な外筒体（32）と、
ダイアフラム（31）の環状突部（31b）上部内側に配置
し支持されると共に下方が有底な円筒状のピストン（3
3）とから構成され、且つ鍔部（31c）を下外筒（32a）
と上外筒（32b）の間に挟持させてダイアフラム（31）
が取付けられることにより、高いダンピング効果と大き
な復元力が得られる積層ゴム部材（４）をピストン（3
3）内部に収納することが出来るため、省スペース化す
ることができ、安定性に優れたものとなる。また従来設
置が困難であった偏荷重の発生する製造ラインや検査ラ
インでの導入が可能となる。

【００１３】請求項３に示すようにダイアフラム型空気
バネ部材（３）の下外筒（32a）にエア供給口（34）を
備えることにより、エア供給口（34）からエアを出入さ
せてエア圧を調整後、キャップなどを装着してエア室
（Ａ）を密閉させると、維持管理が極めて簡単となる。
又、エア供給口（34）からエアの出入を常時可能にさせ
ておくと、エア圧の変更や調整が随時可能となる。

【００１４】請求項４に示すようにダイアフラム型空気
バネ部材（３）のピストン（33）の下部に、若干隙間を
開けて配置すると共にその下端が下盤（１）の上面に固
着したストッパー（35）を設け、且つ該ストッパー（3
5）に当接可能なストッパー受（36）をダイアフラム（3
1）の本体（31a）下部内側に設けることにより、上下振
動の移動量が少なく制限することが可能となると共にダ
イアフラム型空気バネ部材（３）と積層ゴム部材（４）
の組合せた効果が有効に発揮出来るものとなる。

【００１５】請求項５のように積層ゴム部材（４）とし
て、ゴム盤（41）と鉄板（42）を交互に重ね合せて形成
し、且つ積層ゴム部材（４）を上盤（２）とピストン
（33）の間に配置することにより、ピストン（33）がダ
イアフラム（31）によって支持され、且つ上盤（２）へ
加わっている荷重は積層ゴム部材（４）を介在させてダ
イアフラム（31）に加わるので、上下方向及び左右方向
の振れを最小限にさせ且つ高いダンピング効果を得るも
のとなる。

【００１６】請求項６のように積層ゴム部材（４）を複
数配置させることにより、上盤（２）へ加わっている荷
重が各積層ゴム部材（４）に分散されて加わるので、上
下方向及び左右方向の振れをより小さくでき、且つより
高いダンピング効果が得られると共により大きな復元力
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の要部を示す断面図である。

【図２】本実施形態の作用を示す説明図である。

【図３】本実施形態の積層ゴム部材が複数使用される状
態を示す平面図である。

【図４】図３の正面図である。

【符号の説明】

１ 下盤 ２ 上盤 ３ ダイアフラム型空気バネ部材 31 ダイアフラム 31a 本体 31b 環状突部 31c 鍔部 32 外筒体 32a 下外筒 32b 上外筒 33 ピストン 34 エア供給口 35 ストッパー 36 ストッパー受 ４ 積層ゴム部材 41 ゴム盤 42 鉄板 Ａ エア室

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下盤（１）と上盤（２）を対向させて配
   置し、その間にダイアフラム型空気バネ部材（３）と積
   層ゴム部材（４）を少なくとも配置したことを特徴とす
   る精密機械用防振装置。
2. 【請求項２】 前記ダイアフラム型空気バネ部材（３）
   が、前記下盤（１）の上面から若干浮かして取付けられ
   る略円筒状の本体（31a）上部に環状突部（31b）を形成
   し且つ該環状突部（31b）と連続して外側に鍔部（31c）
   を形成したダイアフラム（31）と、前記下盤（１）の上
   面に固着させた下外筒（32a）とその上に取付ける上外
   筒（32b）とから成る分離可能な外筒体（32）と、前記
   ダイアフラム（31）の上部内側に配置し支持されると共
   に下方が有底な円筒状のピストン（33）とから構成さ
   れ、且つ前記鍔部（31c）が前記下外筒（32a）と前記上
   外筒（32b）の間に挟持されて前記ダイアフラム（31）
   を取付けた請求項１記載の精密機械用防振装置。
3. 【請求項３】 前記ダイアフラム型空気バネ部材（３）
   の前記下外筒（32a）には、前記ダイアフラム（31）と
   前記外筒体（32）と前記ピストン（33）及び前記下盤
   （１）によって形成されたエア室（Ａ）にエアを供給す
   るためのエア供給口（34）が備えられた請求項２記載の
   精密機械用防振装置。
4. 【請求項４】 前記ダイアフラム型空気バネ部材（３）
   の前記ピストン（33）の下部には、若干隙間を開けて配
   置すると共にその下端を前記下盤（１）の上面に固着し
   たストッパー（35）が設けられ、且つ該ストッパー（3
   5）に当接可能なストッパー受（36）が前記ダイアフラ
   ム（31）の前記本体（31a）下部内側に設けられた請求
   項２記載の精密機械用防振装置。
5. 【請求項５】 前記積層ゴム部材（４）が、ゴム盤（4
   1）と鉄板（42）を交互に重ね合せて形成され、且つ前
   記積層ゴム部材（４）は前記上盤（２）と前記ピストン
   （33）の間に配置した請求項１記載の精密機械用防振装
   置。
6. 【請求項６】 前記積層ゴム部材（４）が複数配置され
   た請求項１又は５記載の精密機械用防振装置。