JP2006064184A - Vibration control unit - Google Patents
Vibration control unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006064184A JP2006064184A JP2005336238A JP2005336238A JP2006064184A JP 2006064184 A JP2006064184 A JP 2006064184A JP 2005336238 A JP2005336238 A JP 2005336238A JP 2005336238 A JP2005336238 A JP 2005336238A JP 2006064184 A JP2006064184 A JP 2006064184A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration control
- vibration
- control unit
- control body
- unit according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、除振、防振、免震又は制振の分野に用いられる振動制御体及びこれを含む振動制御ユニットに関する。 The present invention relates to a vibration control body used in the fields of vibration isolation, vibration isolation, seismic isolation or vibration suppression, and a vibration control unit including the same.
露光装置などの半導体製造装置や電子顕微鏡、三次元測定器などの精密機器は、各装置の性能を十分に発揮させるために設置床からの微振動が絶縁された状態で用いられる必要がある。そのため、精密機器等の装置は空気ばねを用いた除振装置で支持されるのが一般的である。除振装置の性能を向上させるには、その固有振動数を低下させる必要がある。空気ばねの鉛直方向(荷重支持方向)の固有振動数を低下させるには、空気ばねの補助空気室を大きくすればよいが、同じ手段によって水平方向の固有振動数を低下させることはできない。そこで、除振装置の水平方向の固有振動数を低下させるために、空気ばねの上又は下に水平方向の剛性が低い積層ゴムを配置することが行われている。また、積層ゴムは、地震時に建造物の揺れを抑えるための免震装置や、建造物などの揺れを吸収するための制振装置や機械振動を遮断する防振装置にも用いられている。 Semiconductor manufacturing equipment such as an exposure apparatus, precision instruments such as an electron microscope and a three-dimensional measuring instrument must be used in a state in which minute vibrations from the installation floor are insulated in order to fully demonstrate the performance of each apparatus. For this reason, devices such as precision instruments are generally supported by a vibration isolation device using an air spring. In order to improve the performance of the vibration isolator, it is necessary to reduce its natural frequency. In order to reduce the natural frequency in the vertical direction (load support direction) of the air spring, the auxiliary air chamber of the air spring may be increased, but the natural frequency in the horizontal direction cannot be reduced by the same means. Therefore, in order to reduce the natural frequency of the vibration isolator in the horizontal direction, a laminated rubber having a low horizontal rigidity is disposed above or below the air spring. Laminated rubbers are also used in seismic isolation devices for suppressing shaking of buildings during earthquakes, vibration control devices for absorbing shaking of buildings and the like, and vibration isolating devices for blocking mechanical vibrations.
しかしながら、積層ゴムはその載置荷重が変化すると固有振動数が変化してしまうという欠点と共に、剪断変形によって支持面積が減少してしまうために載置された物体の支持が不安定になるという欠点を有している。 However, the laminated rubber has the disadvantage that the natural frequency changes when the placement load changes, and the support area of the placed object becomes unstable because the support area decreases due to shear deformation. have.
そこで、本発明の目的は、水平方向の固有振動数が小さいにも拘わらず、載置荷重が変化しても固有振動数が実質的に変化することがなく、しかも載置物体の支持が不安定になることのない振動制御体を含む振動制御ユニットを提供することである。 Therefore, the object of the present invention is that the natural frequency does not substantially change even when the placement load is changed even though the natural frequency in the horizontal direction is small, and the support of the placed object is not possible. To provide a vibration control unit including a vibration control body that does not become stable.
上記目的を達成するために、請求項1の振動制御ユニットは、全高Hを有していると共に互いに対向する凸面である第1及び第2の曲面がR1+R2>H>hを満たすように形成された、一又は直列に配置された複数の振動制御体と、少なくとも2つの板状部材とが、前記板状部材を両端としてかつ各振動制御体が前記第1及び第2の曲面において各板状部材で支持されるように交互にかつ直列に配置されており、前記第1又は第2の曲面に作用した剪断力の作用方向と反対方向の復元力を発生する補助部材が配置されていることを特徴としている。ここで、各符号は以下のように対応している。
R1:第1の曲面の平均曲率半径
R2:第2の曲面の平均曲率半径
H:振動制御体の全高
h:第1及び第2の曲面の曲面中心間の距離
To achieve the above object, the vibration control unit of claim 1 is formed so that the first and second curved surfaces, which are convex surfaces facing each other, satisfy R1 + R2>H> h. In addition, one or a plurality of vibration control bodies arranged in series and at least two plate-like members are each plate-like on the first and second curved surfaces with the plate-like member as both ends and each vibration control body. Auxiliary members that are arranged alternately and in series so as to be supported by the member and that generate a restoring force in a direction opposite to the direction of the shearing force acting on the first or second curved surface are arranged. It is characterized by. Here, each code corresponds as follows.
R1: Average curvature radius of the first curved surface R2: Average curvature radius of the second curved surface H: Overall height of the vibration control body h: Distance between the curved surface centers of the first and second curved surfaces
請求項1の振動制御ユニットは、上記のように形成されているために、第2の曲面を下面として配置されたときに、第1の曲面又は第2の曲面と相対運動可能に接する部材から受ける軸力及び剪断力に起因して、剪断力の作用に伴うトルクの方向と反対方向の復元力(トルク)が発生して所定の固有振動数で振動する。この固有振動数は、第1及び第2の曲面の形状を含む振動制御体の形状だけによって決定される。従って、振動制御体の形状を調整することだけで水平方向の固有振動数を所望の値にまで小さくすることができると共に、上に載置される物体の質量が変化しても固有振動数が実質的に変化することがなくなる。そのため、上に載置される物体の質量に依存せずに、常に同等の振動制御効果を得ることができるようになる。 Since the vibration control unit according to claim 1 is formed as described above, when the second curved surface is disposed as a lower surface, the vibration control unit is formed from a member that comes into contact with the first curved surface or the second curved surface so as to be capable of relative movement. Due to the received axial force and shearing force, a restoring force (torque) in the direction opposite to the direction of the torque generated by the action of the shearing force is generated and vibrates at a predetermined natural frequency. This natural frequency is determined only by the shape of the vibration control body including the shapes of the first and second curved surfaces. Therefore, the natural frequency in the horizontal direction can be reduced to a desired value only by adjusting the shape of the vibration control body, and the natural frequency can be reduced even if the mass of the object placed thereon changes. There is virtually no change. Therefore, the same vibration control effect can always be obtained without depending on the mass of the object placed thereon.
また、請求項1によると、振動制御体の傾き角度が大きくなったときに大きな復元力が生じるようにすることができるので、ストッパーを用いてストロークを小さいものに制限する場合と比較すると、振動制御体の性能の劣化が少なくなる。また、積層ゴムのような弾性体ではなく高い剛性を有する材料だけで振動制御体を構成することができる。従って、振動制御体が実質的に剪断変形することがなく、上に載置される物体が安定して支持されるようになる。またその上、振動制御体を板状部材と共に1つのユニットとして簡易に所望の場所に配置することができるようになる。 In addition, according to claim 1, since a large restoring force can be generated when the tilt angle of the vibration control body is increased, the vibration is compared with a case where the stroke is limited to a small one using a stopper. Deterioration of the performance of the control body is reduced. In addition, the vibration control body can be configured only with a material having high rigidity, not an elastic body such as laminated rubber. Therefore, the vibration control body does not substantially undergo shear deformation, and the object placed thereon is stably supported. In addition, the vibration control body can be easily disposed at a desired location as a unit together with the plate-like member.
なお、板状部材の第1及び第2の曲面と接触する部分は、平面であってもよいし、凹型曲面であってもよい。請求項1の振動制御ユニットにおいて、振動制御体は板状部材に対して水平面内の互いに交差する2方向に振動可能であってもよいし、水平面内のいずれか1方向だけに振動可能であってもよい。 The portion of the plate-like member that contacts the first and second curved surfaces may be a flat surface or a concave curved surface. The vibration control unit according to claim 1, wherein the vibration control body may vibrate in two directions intersecting each other in the horizontal plane with respect to the plate-like member, or may vibrate only in any one direction in the horizontal plane. May be.
請求項2の振動制御ユニットは、前記振動制御体が、中心軸に対して対称に形成されていると共に、前記第1及び第2の曲面がR1+R2>H>hを満たすように前記中心軸の両端に形成された球面であることを特徴としている。
The vibration control unit according to
請求項2によると、第1及び第2の曲面の形状が球面であるので、設計及び製造が比較的容易となる。 According to the second aspect, since the first and second curved surfaces are spherical, the design and manufacture are relatively easy.
請求項3の振動制御ユニットは、前記第1及び第2の曲面の少なくともいずれか一方は、曲率半径が前記中心軸から離れるに連れて連続的に増加する領域を有していることを特徴としている。 The vibration control unit according to claim 3, wherein at least one of the first curved surface and the second curved surface has a region in which a radius of curvature continuously increases as the radius of curvature increases away from the central axis. Yes.
請求項3によると、振動制御体の傾き角度が大きくなったときに大きな復元力が生じるようにすることができるので、ストッパーを用いてストロークを小さいものに制限する場合と比較すると、振動制御体の性能の劣化が少なくなる。 According to the third aspect, since a large restoring force can be generated when the inclination angle of the vibration control body becomes large, the vibration control body is compared with a case where the stroke is limited to a small one using a stopper. Degradation of performance is reduced.
請求項4の振動制御ユニットは、前記補助部材として、前記振動制御体と前記板状部材との間にOリングが配置されていることを特徴としている。 The vibration control unit according to a fourth aspect is characterized in that an O-ring is disposed between the vibration control body and the plate-like member as the auxiliary member.
請求項4の振動制御ユニットによると、振動制御体に剪断力が加えられてその中心軸が鉛直軸から傾いたときに、中心軸を鉛直方向に戻すように剪断力と反対方向の復元力を発生させることができるようになる。 According to the vibration control unit of claim 4, when a shearing force is applied to the vibration control body and the central axis is inclined from the vertical axis, the restoring force in the opposite direction to the shearing force is returned so as to return the central axis to the vertical direction. Can be generated.
請求項5の振動制御ユニットは、前記第1の部材には、前記振動制御体の第1の曲面の一部が収容された凹部が形成されており、前記振動制御体と前記凹部との間には、シリコンオイルが介在していることを特徴としている。 In the vibration control unit according to claim 5, the first member includes a recess in which a part of the first curved surface of the vibration control body is accommodated, and the vibration control unit is disposed between the vibration control body and the recess. Is characterized by the presence of silicon oil.
請求項5によると、振動の減衰効果を高めることができるようになる。 According to the fifth aspect, the vibration damping effect can be enhanced.
請求項6の振動制御ユニットは、前記凹部の内面から、前記振動制御体をその側面から支える複数の支持バーが突出していることを特徴としている。 The vibration control unit according to a sixth aspect is characterized in that a plurality of support bars that support the vibration control body from the side surface protrude from the inner surface of the recess.
請求項6によると、振動制御体が凹部の内部において水平方向に微小振動できるようになる。 According to the sixth aspect, the vibration control body can finely vibrate in the horizontal direction inside the recess.
請求項7の振動制御ユニットは、前記第1の部材と前記第2の部材との間隙を粘性体が塞いでいることを特徴としている。
The vibration control unit according to
請求項7によると、振動の減衰効果を高め、かつ凹部の内部への粉塵の侵入を防止することが可能になる。 According to the seventh aspect, it is possible to enhance the vibration damping effect and prevent dust from entering the recess.
請求項8の振動制御ユニットは、2つの前記板状部材の間に、3以上の同じ高さの前記振動制御体が並列に配置されていることを特徴とする。 The vibration control unit according to claim 8 is characterized in that three or more vibration control bodies having the same height are arranged in parallel between the two plate-like members.
請求項8によると、3以上の同じ高さの振動制御体が並列に配置されることで、載置される物体が形成する平面と平行な平面をもった安定した支持面を構成することが可能になる。 According to claim 8, it is possible to constitute a stable support surface having a plane parallel to the plane formed by the object to be placed by arranging three or more vibration control bodies having the same height in parallel. It becomes possible.
請求項9の振動制御ユニットは、最端部に配置された前記板状部材のさらに外側に、前記振動制御体の軸方向の振動伝達を弱めるための振動制御機構が配置されていることを特徴としている。 The vibration control unit according to claim 9 is characterized in that a vibration control mechanism for weakening the vibration transmission in the axial direction of the vibration control body is disposed further outside the plate-like member disposed at the end. It is said.
請求項9によると、水平方向に加えて鉛直方向の固有振動数も低下させることが可能となる。すなわち、本来、振動制御体は軸方向には剛体の特性を示すように設計されるが、板状部材を介して振動制御機構(例えば軸方向の弾性体)を配置することで、鉛直方向にも遮断特性をもたせることが可能となる。 According to the ninth aspect, it is possible to reduce the natural frequency in the vertical direction in addition to the horizontal direction. In other words, the vibration control body is originally designed to exhibit the characteristics of a rigid body in the axial direction, but by arranging a vibration control mechanism (for example, an elastic body in the axial direction) via a plate-like member, It is possible to provide a blocking characteristic.
また、通常の弾性体は上下のみならず回転方向にも変形してしまうが、特に請求項8のように安定した支持面が構成される場合には、請求項9に基づいて空気ばねやコイルスプリングなどの通常の弾性体を振動制御体と直列に配置することが可能になり、安定した三次元の支持機構を実現することができる。 In addition, an ordinary elastic body is deformed not only in the vertical direction but also in the rotational direction. Especially when a stable support surface is configured as in claim 8, an air spring or a coil is formed on the basis of claim 9. A normal elastic body such as a spring can be arranged in series with the vibration control body, and a stable three-dimensional support mechanism can be realized.
上述した振動制御ユニットは、除振装置、振動発生機器の防振構造、免震装置又は制振装置のいずれとしても用いることができる(請求項10〜13)ことは勿論、アクティブ制御を含むこれらの装置の支持機構としても用いることができる。
The vibration control unit described above can be used as any one of a vibration isolator, a vibration isolating structure for a vibration generating device, a seismic isolation device or a vibration control device (
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の参考例による振動制御体の斜視図である。図2は、図1に示す振動制御体の縦断面図である。図1及び図2に示す振動制御体1は、円柱の2つの端面2、3がともに外方に飛び出して凸型球面となったような形状を有している。振動制御体1は、使用に当たっては、半径が小さい方の端面(以下、「下端面」という)3を下方にし、半径が大きい方の端面(以下、「上端面」という)2を上方にして配置される。振動制御体1は、後で説明するように、除振装置、免震装置若しくは制振装置又はこれらの一部として用いられる。
FIG. 1 is a perspective view of a vibration control body according to a first reference example of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the vibration control body shown in FIG. The vibration control body 1 shown in FIGS. 1 and 2 has such a shape that the two
振動制御体1は、全高Hを有するように、上端面2及び下端面3を両端に有する中心軸8に対して軸対称に形成されている。そのため、上端面2を構成する球面の中心C2及び下端面3を構成する球面の中心C1は、共に中心軸8上にある。また、振動制御体1の全高Hは、上端面2の半径R2と下端面3の半径R1との和よりも小さくなるように形成されている(R1+R2>H)。従って、上端面2を構成する球面の中心C2は下端面3を構成する球面の中心C1よりも下方にあって両者の間は距離h=R1+R2−Hだけオフセットしている。これらの間には、R1+R2>H>hの関係がある。なお、R1=R2であってもよい。
The vibration control body 1 is formed so as to be symmetrical with respect to a central axis 8 having an
図2に示すように、振動制御体1の上端面2には水平に配置された上面板6が接触しており、下端面3には水平に配置された下面板7が接触していると共に、上面板6上に質量Mの物体が載置され且つ下面板7が床に固定されているとする。このとき、転動体である振動制御体1は、下端面3において下面板7に対して転動すると共に、上端面2において上面板6に対して転動する。上面板6上の質量Mの物体が水平方向に移動したとすると、その移動量xは振動制御体1の傾き角度をθとして以下の式(1)により表される。このとき、質量Mの物体が同じ高さHをもった複数の振動制御体で支持されているとすると、質量Mの物体は外乱力によって並進運動を行うのみであるから、質量Mの物体の回転は生じず、振動制御体1の運動に影響を与えない。
As shown in FIG. 2, the upper surface plate 6 disposed in contact with the
上面板6上の質量Mの物体が水平方向に移動すると、上端面2と上面板6との接触点(荷重作用点)が下端面3と下面板7との接触点から水平方向にずれるために振動制御体1にはその傾きを小さくするような復元モーメントが働く。振動制御体1の傾き角度がθのときに振動制御体1に働く復元モーメントの大きさはMghsinθとなるので、質量Mの物体に作用する水平方向の力の大きさは、Mghsinθ/(R1+R2−hcosθ)となる。従って、上面板6上に載置された質量Mの物体の力の釣り合いは、以下の式(2)のようになる。
When an object of mass M on the upper surface plate 6 moves in the horizontal direction, the contact point (load application point) between the
以下、式(2)から振動制御体1の水平方向の固有振動数を求める。まず、式(1)を利用してxのtによる2階微分を以下の式(3)〜(6)の手順で求める。 Hereinafter, the natural frequency in the horizontal direction of the vibration control body 1 is obtained from the equation (2). First, using Equation (1), second-order differentiation of x with respect to t is obtained by the procedures of Equations (3) to (6) below.
なお、式(5)を式(6)に変形する際に、式(7)の関係を用いた。 In addition, when transforming Equation (5) into Equation (6), the relationship of Equation (7) was used.
式(6)を式(2)に代入すると、 Substituting equation (6) into equation (2),
が得られる。ここで、振動制御体1の傾き角度θが非常に小さい微振動の場合を考え、sinθ=θ、cosθ=1と近似する。すると、式(8)は、 Is obtained. Here, considering the case of slight vibration where the tilt angle θ of the vibration control body 1 is very small, sin θ = θ and cos θ = 1 are approximated. Then, equation (8) becomes
のように表すことができる。式(9)の運動方程式から求まる一般解は自由振動を示すものであり、その水平方向の固有振動数fは以下の式(10)又は(11)で表すことができる。 It can be expressed as The general solution obtained from the equation of motion of equation (9) indicates free vibration, and its natural frequency f in the horizontal direction can be expressed by the following equation (10) or (11).
式(10)又は(11)から分かるように、質量Mの物体の水平方向の固有振動数fは、上端面2及び下端面3の半径R2、R1と全高Hとで決まり、質量Mに依存しない。従って、振動制御体1の形状を適宜定めることにより、振動制御体1の固有振動数fを小さい値に設定することができる。これにより、振動制御体1は良好な振動遮断効果を有するようになり、下面板7が振動したときの上面板6の揺れを小さなものとすることができる。
As can be seen from the equation (10) or (11), the horizontal natural frequency f of the mass M object is determined by the radii R2 and R1 of the
特に、本実施の形態の振動制御体1の場合は、固有振動数fを表す式(10)を参照すると明らかなように、hを小さくすることで、振動制御体1自体をあまり大きくすることなくその固有振動数fを低下させることができる。従って、振動制御体1が必要とするスペースを比較的小さなものとすることができる。そして、このようにして設定された固有振動数fは、上に載置される物体の質量が変わったとしても変化することがない。そのため、振動制御体1を除振装置や免震装置、制振装置に用いることにより、上に載置される物体の質量に依存せずに、常に同等の振動制御効果を期待することができるようになる。 In particular, in the case of the vibration control body 1 of the present embodiment, as is clear from reference to the equation (10) representing the natural frequency f, the vibration control body 1 itself is made too large by reducing h. And the natural frequency f can be reduced. Therefore, the space required for the vibration control body 1 can be made relatively small. And the natural frequency f set in this way does not change even if the mass of the object placed thereon changes. Therefore, by using the vibration control body 1 for a vibration isolation device, a seismic isolation device, or a vibration suppression device, it is possible to always expect an equivalent vibration control effect without depending on the mass of an object placed on the vibration control body 1. It becomes like this.
また、振動制御体1は積層ゴムとは異なりステンレスなどの高い剛性を有する材料だけで構成することができるので、実質的に剪断変形することがなく、上に載置される物体を安定して支持することができる。 In addition, unlike the laminated rubber, the vibration control body 1 can be composed of only a material having high rigidity such as stainless steel, so that the object placed on the vibration control body 1 can be stably prevented from undergoing shear deformation. Can be supported.
さらに、本参考例によると、凸面と凹面とが組み合わされたものではなく上端面2と下端面3との両方が凸面になっているために、転動体である振動制御体1だけで振動制御ユニットを構成することができるという利点がある。
Further, according to this reference example, since the convex surface and the concave surface are not combined, and both the
なお、本参考例の変形例として、上端面2及び下端面3の少なくともいずれか一方は、球面ではなく、その曲率半径が中心軸8から離れるに連れて連続的に増加する領域を有しているものであってよい。このようにすることで、振動制御体1の傾き角度が大きくなったときに大きな復元力が生じるようにすることができるので、例えばストッパーを用いてストロークを小さいものに制限する場合と比較すると、振動制御体21の性能の劣化が少なくなる。また、振動制御体21は、水平面内の任意の2以上の方向に振動可能であるが、水平面内の1方向だけに振動するように形成してもよい。振動制御体21が水平面内の1方向だけに振動可能とした場合には、それを複数組み合わせることで水平面内の任意の2以上の方向に振動させることが可能である。
As a modification of the present reference example, at least one of the
なお、振動制御体1は、それ単体として用いることができるほか、上面板6及び下面板7を含む1つの振動制御ユニットとして構成されていてもよい。
The vibration control body 1 can be used as a single unit, or may be configured as one vibration control unit including the upper surface plate 6 and the
次に、本発明の第1の実施の形態について、図3に基づいて説明する。本実施の形態は、図1で説明したような振動制御体1と類似の振動制御体を含む振動制御ユニットに係るものである。図3に示す振動制御ユニット20は、上端面22及び下端面23が共に外方に飛び出した凸型球面となった振動制御体21を含んでいる。振動制御体21は、比較的直径が大きい円柱形状を有しており下端面23に連なる基部21aと、基部21aよりも小さな直径を有するように基部21aから同軸状に突出しており上端面22に連なる突出部21bとから構成されている。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment relates to a vibration control unit including a vibration control body similar to the vibration control body 1 described with reference to FIG. The
振動制御体21の形状は、第1の参考例に係る振動制御体1と同様の関係を満たしている。つまり、上端面22の半径は下端面23の半径よりも大きく、振動制御体21の全高は、上端面22の半径と下端面23の半径との和よりも小さくなっている。そのため、振動制御体21についても式(1)〜(11)が成り立ち、第1の参考例の振動制御体1と同等の利益が得られる。
The shape of the
図3に示すように、本実施の形態による振動制御ユニット20では、振動制御体21の基部21aと突出部21bの下側部分とがハウジング24内に収納されており、ハウジング24の上面に設けられた孔27aからは突出部21bの上側部分が飛び出している。ハウジング24の内周面と振動制御体21との間には若干の間隙が設けられており、ハウジング24内部において振動制御体21が水平方向に微小振動できるようになっている。
As shown in FIG. 3, in the
ハウジング24は、振動制御体21の基部21aが収容される凹部を有する下ハウジング26と、その上に配置される孔27aを有する上ハウジング27とから構成されている。下ハウジング26の凹部底面には、振動制御体21の下端面23と接触する高剛性材料から成る板状部材28が配置されている。また、板状部材28の周縁部と下端面23との間にはOリング29が配置されている。Oリング29は、振動制御体21に剪断力が加えられてその中心軸33が鉛直軸から傾いたときに、中心軸33を鉛直方向に戻すように剪断力と反対方向の復元力を発生させる。
The
上ハウジング27の下面と振動制御体21の基部21aの上面との間には、止め板30が配置されている。止め板30の上下方向位置は、上ハウジング27と螺合したボルト32a、32bによって調整することができる。止め板30の上下方向位置を調整することにより、基部21a上側の遊び量が調整される。
A
図3に示す振動制御ユニット20は、使用に際して、下ハウジング26が床や土台に固定され、突出部21bの上端面22上に機器や建造物、制振質量体が配置される。このとき、振動制御ユニット20は振動制御体21がハウジング24に収容されているために簡易に所望の場所に配置することができる。また、ハウジング24内にはOリング29が配置されているために、振動制御体21の傾き角度が大きくなったときに大きな復元力が生じるようにすることができるので、例えばストッパーを用いてストロークを小さいものに制限する場合と比較すると、振動制御体21の性能の劣化が少なくなる。
When the
次に、本発明の第2の実施の形態について、図4に基づいて説明する。本実施の形態は、図1で説明したような振動制御体1と類似の振動制御体を含む振動制御ユニットに係るものである。図4に示す振動制御ユニット40は、上端面42及び下端面43が共に外方に飛び出した凸型球面となったほぼ円柱状の振動制御体41を含んでいる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment relates to a vibration control unit including a vibration control body similar to the vibration control body 1 described with reference to FIG. A
振動制御体41の形状は、第1の参考例に係る振動制御体1と同様の関係を満たしている。つまり、上端面42の半径は下端面43の半径よりも大きく、振動制御体41の全高は、上端面42の半径と下端面43の半径との和よりも小さくなっている。そのため、振動制御体41についても式(1)〜(11)が成り立ち、第1の参考例の振動制御体1と同等の利益が得られる。
The shape of the
図4に示すように、本実施の形態による振動制御ユニット40では、振動制御体41の全体がハウジング44内に収納されている。ハウジング44の内周面と振動制御体41との間には比較的広い間隙が設けられているが、2本の支持バー48a、48bのために振動制御体41は側面から支えられている。そのため、振動制御体41はハウジング44内部において水平方向に微小振動できるようになっている。
As shown in FIG. 4, in the
ハウジング24は、振動制御体41の頂部近傍を除く大部分が収容される凹部を有する下ハウジング46と、その上に配置される凹部を有する上ハウジング47とから構成されている。下ハウジング46の凹部底面及び上ハウジング47の凹部上面は、それぞれ振動制御体41の下端面43及び上端面42に接触している。そして、振動制御体41の下端面43の周縁部と下ハウジング46の凹部底面との間にはOリング49aが配置されていると共に、上端面42の周縁部と上ハウジング47の凹部上面との間にはOリング49bが配置されている。これらのOリング49a、49bは、振動制御体41に剪断力が加えられてその中心軸(図示せず)が鉛直軸から傾いたときに、中心軸を鉛直方向に戻すように剪断力と反対方向の復元力を発生させる。
The
図4に示す振動制御ユニット40は、使用に際して、下ハウジング46が床や土台に固定され、上ハウジング47上に機器や建造物、制振質量体が配置される。このとき、振動制御体41がハウジング44に収容されているために振動制御ユニット40を簡易に所望の場所に配置することができる。また、Oリング49a、49bが配置されているために、振動制御体41の傾き角度が大きくなったときに大きな復元力が生じるようにすることができるので、例えばストッパーを用いてストロークを小さいものに制限する場合と比較すると、振動制御体41の性能の劣化が少なくなる。
When the
次に、本発明の第3の実施の形態について、図5に基づいて説明する。なお、図5において、図4と同様の部材には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。図5に示すように、本実施の形態の振動制御ユニット50は、下ハウジング46の支持バー48a、48bよりも下の部分と振動制御体41との間隙にシリコンオイル52が充填されているという点においてのみ図4で説明した第2の実施の形態の振動制御ユニット40と相違している。そのため、振動制御ユニット50は、第2の実施の形態の振動制御ユニット40による利益を有すると共に、これと比較して振動の減衰効果が大きいという利益をも有している。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the same members as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. As shown in FIG. 5, in the
次に、本発明の第4の実施の形態について、図6に基づいて説明する。なお、図6において、図4と同様の部材には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。図6に示すように、本実施の形態の振動制御ユニット60は、下ハウジング46と上ハウジング47との間隙を塞ぐようにゴム又はゲルなどの粘性体62が配置されているという点においてのみ図4で説明した第2の実施の形態の振動制御ユニット40と相違している。そのため、振動制御ユニット60は、第2の実施の形態の振動制御ユニット40による利益を有すると共に、これと比較して振動の減衰効果が大きくハウジング44内部への粉塵の侵入を防止することができるという利益をも有している。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 6, members similar to those in FIG. 4 are denoted by common reference numerals, and detailed description thereof is omitted. As shown in FIG. 6, the
次に、本発明の第5の実施の形態について、図7(a)、(b)に基づいて説明する。図7(a)は本実施の形態による振動制御ユニットの平面図であり、図7(b)は図7(a)のA−A線での断面図である。図7(a)、(b)に示す振動制御ユニット70は、上下の比較的薄い円板71、73及びこれらの間に配置された比較的厚い円板72と、これら同心状に配置された3枚の円板71〜73の間に挟まれた6つの振動制御体41a〜41fとを含んでいる。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b). FIG. 7A is a plan view of the vibration control unit according to the present embodiment, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. A
6つの振動制御体41a〜41fのうち、振動制御体41a、41c、41eは下方側の2枚の円板72、73の間に挟まれて上端面及び下端面においてそれぞれ円板72、73で支持されており、振動制御体41b、41d、41fは上方側の2枚の円板71、72の間に挟まれて上端面及び下端面においてそれぞれ円板71、72で支持されている。2枚の円板72、73の間に挟まれた3つの振動制御体41a、41c、41eは、各々と円板72、73の中心Oとを結ぶ線どうしが互いに120°ずつ離れるように並列にかつ中心Oから等距離の位置に配置されている。一方、2枚の円板71、72の間に挟まれた3つの振動制御体41b、41d、41fは、各々と円板71、72の中心Oとを結ぶ線どうしが互いに120°ずつ離れるように並列にかつ中心Oから等距離の位置に配置されている。3つの振動制御体41a、41c、41e及び3つの振動制御体41b、41d、41fは、互いに重なり合うことなく、これら6つの振動制御体41a〜41fの各々と中心Oとを結ぶ線どうしが互いに60°ずつ離れるように配置されている。なお、6つの振動制御体41a〜41fのそれぞれの上下端面には、上述した第2〜第4の実施の形態と同様に、Oリング49a、49bが配置されている。
Among the six
図7(a)、(b)に示す振動制御ユニット70は、使用に際して、円板73が床や土台に固定され、円板71上に機器や建造物、制振質量体が配置される。このとき、振動制御体41a〜41fが円板71、72、73に支持されているために振動制御ユニット70を簡易に所望の場所に配置することができる。また、Oリング49a、49bが配置されているために、振動制御体41の傾き角度が大きくなったときに大きな復元力が生じるようにすることができるので、例えばストッパーを用いてストロークを小さいものに制限する場合と比較すると、振動制御体41の性能の劣化が少なくなる。
When the
また、本実施の形態の振動制御ユニット70では、直列2段に配列されているので、より振動制御効果を高めることができる。さらに、各段において3以上の振動制御体が並列に配置されることで、載置される物体からの力を分散させて安定した支持を実現することが可能になる。
Moreover, in the
なお、本実施の形態では、振動制御体を直列に2段配置したが、直列に3段以上配置することも可能である。また、振動制御体の1段当たりの並列数も任意に変更可能である。 In the present embodiment, the vibration control bodies are arranged in two stages in series, but it is also possible to arrange three or more stages in series. Further, the number of parallel vibration control bodies per stage can be arbitrarily changed.
また、本実施の形態の振動制御ユニット70において、円板71の上方又は円板73の下方に空気ばね、コイルスプリング、ゴムユニットなどの鉛直方向の振動伝達を弱めるための機構を配置してもよい。これにより、鉛直方向の固有振動数が低下し、水平及び鉛直の両方向において優れた振動制御効果が得られる。
In the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、転動体又は振動制御体の形状は図示された特定の形状に限られるものではなく、様々な形状に変更することが可能である。具体的には、上述の実施の形態の振動制御体は中心軸に対して対称であるが、本発明の振動制御体は必ずしも中心軸に対して対称に形成されている必要はない。また、上述の実施の形態の振動制御体では、上端面及び下端面(凹面及び凸面)が共に球面であるが、これらの面は球面でなくてもよい。例えば第1〜第5の実施の形態の場合、R1及びR2をそれぞれ上端面及び下端面の平均曲率半径、hを上端面及び下端面の曲面中心間の距離として、R1+R2>H>hを満たすように形成されていればよい。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims. For example, the shape of the rolling element or the vibration control body is not limited to the illustrated specific shape, and can be changed to various shapes. Specifically, although the vibration control body of the above-described embodiment is symmetric with respect to the central axis, the vibration control body of the present invention is not necessarily formed symmetrically with respect to the central axis. Moreover, in the vibration control body of the above-described embodiment, the upper end surface and the lower end surface (concave surface and convex surface) are both spherical surfaces, but these surfaces may not be spherical surfaces. For example, in the case of the first to fifth embodiments, R1 and R2 satisfy R1 + R2> H> h, where R1 and R2 are the average curvature radii of the upper end surface and the lower end surface, and h is the distance between the curved surface centers of the upper end surface and the lower end surface, respectively. What is necessary is just to be formed.
図3に示した振動制御ユニット20による振動遮蔽効果を確認するための実験を行った。図8はその結果を描いたグラフであって、横軸は振動数(Hz)、縦軸は振動伝達率(dB)、つまり入力振動に対する出力振動の比率を示している。なお、ここでは、振動制御体21の下端面23の半径R1が50mm、上端面22の半径R2が50mm、全高Hが93mmのものについて実験を行った。
An experiment for confirming the vibration shielding effect by the
図8から明らかなように、実験に用いられた振動制御ユニット20は、0.5Hzの比較的小さい固有周波数を有しており、約0.7Hzよりも大きい周波数において振動伝達率を低下させることができるものであることが分かった。
As is clear from FIG. 8, the
1 振動制御体
2 上端面
3 下端面
6 上面板
7 下面板
8 中心軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (13)
前記第1又は第2の曲面に作用した剪断力の作用方向と反対方向の復元力を発生する補助部材が配置されていることを特徴とする振動制御ユニット。
R1:第1の曲面の平均曲率半径
R2:第2の曲面の平均曲率半径
H:振動制御体の全高
h:第1及び第2の曲面の曲面中心間の距離 A plurality of vibration control bodies arranged in series or in series so that the first and second curved surfaces, which are convex surfaces having an overall height H and facing each other, satisfy R1 + R2>H>h; Two plate-like members are arranged alternately and in series so that the plate-like members are both ends and each vibration control body is supported by each plate-like member on the first and second curved surfaces,
The vibration control unit is characterized in that an auxiliary member that generates a restoring force in a direction opposite to the direction in which the shearing force that has acted on the first or second curved surface is disposed.
R1: Average curvature radius of the first curved surface R2: Average curvature radius of the second curved surface H: Overall height of the vibration control body h: Distance between the curved surface centers of the first and second curved surfaces
前記振動制御体と前記凹部との間には、シリコンオイルが介在していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の振動制御ユニット。 The first member has a recess in which a part of the first curved surface of the vibration control body is accommodated,
The vibration control unit according to any one of claims 1 to 4, wherein silicon oil is interposed between the vibration control body and the recess.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005336238A JP4469327B2 (en) | 2001-08-03 | 2005-11-21 | Vibration control unit |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001235860 | 2001-08-03 | ||
JP2005336238A JP4469327B2 (en) | 2001-08-03 | 2005-11-21 | Vibration control unit |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002192576A Division JP3754663B2 (en) | 2001-08-03 | 2002-07-01 | Vibration control unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006064184A true JP2006064184A (en) | 2006-03-09 |
JP4469327B2 JP4469327B2 (en) | 2010-05-26 |
Family
ID=36110828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005336238A Expired - Lifetime JP4469327B2 (en) | 2001-08-03 | 2005-11-21 | Vibration control unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4469327B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009162368A (en) * | 2008-01-10 | 2009-07-23 | Shimizu Corp | Vibration reduction mechanism |
JP2009174144A (en) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Shimizu Corp | Vibration-reducing mechanism |
-
2005
- 2005-11-21 JP JP2005336238A patent/JP4469327B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009162368A (en) * | 2008-01-10 | 2009-07-23 | Shimizu Corp | Vibration reduction mechanism |
JP2009174144A (en) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Shimizu Corp | Vibration-reducing mechanism |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4469327B2 (en) | 2010-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0583868B1 (en) | Vibration damping device | |
JP4469327B2 (en) | Vibration control unit | |
CN112984044B (en) | Vibration eliminating device for carrying precision equipment | |
KR100884136B1 (en) | Vibration control unit and vibration control body | |
JP3754663B2 (en) | Vibration control unit | |
JP2007078122A (en) | Vibration damper | |
JP2000249185A (en) | Active type vibration resistant device | |
JP2000074143A (en) | Three-dimensional base isolation device | |
JP2018206662A (en) | Charged particle beam device | |
JP5731685B1 (en) | Seismic isolation table device | |
JP2009024766A (en) | Vertical quake-absorbing mechanism | |
JPH04113046A (en) | Vibration-proof device | |
JP2005003088A (en) | Gas spring type vibration resistant device | |
JPH01125442A (en) | Earthquakeproof and vibrationproof device | |
JP6420679B2 (en) | Seismic isolation device | |
JP2007071348A (en) | Vibration-resistant device | |
JP3131271B2 (en) | Anti-vibration bearing | |
JPS61252928A (en) | Air spring system using vibro-isolator rubber in combination | |
JPS63203941A (en) | Vibration isolating device | |
JP7141638B2 (en) | Vibration isolation structure | |
JP5653229B2 (en) | Bellows mechanism | |
JP4304825B2 (en) | Vibration control system | |
JPH05323203A (en) | Micromanipulator | |
KR100390586B1 (en) | Stack Type Piezoelectric Actuator | |
JP2002070947A (en) | Vibration resistant device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090202 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100223 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100226 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4469327 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |