JP2008082389A - Multistage gas spring vibration resistant device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、精密機器等を気体ばねにより支持して、基礎側からの振動の伝達を抑制するようにした除振装置に関し、少なくとも上段及び下段の2つの気体ばねが設けられている多段式のものの構造の技術分野に属する。 The present invention relates to a vibration isolator that supports a precision device or the like by a gas spring and suppresses transmission of vibration from the foundation side, and is a multistage type in which at least two upper and lower gas springs are provided. It belongs to the technical field of the structure of things.
従来より、この種の気体ばね式の除振装置としては、例えば特許文献1、2等に開示されるように、基礎側の固定台と被支持体側の可動台との間に上下方向に重ねて複数の圧力空気室、即ち空気ばねを形成することにより、設置面積をあまり大きくすることなく、それら複数の空気ばねの合計の受圧面積を確保して、必要な出力(最大支持荷重)を得るようにした多段式のものが公知である。
Conventionally, as this type of gas spring type vibration isolator, as disclosed in, for example,
例えば特許文献1のものでは、基礎側に設置したボックス状固定台の天井部(上端の環状板)と、その上方に位置する円板との間に圧力空気室を形成して、上段の空気ばねを構成するとともに、その円板から下方に向かい天井部の貫通穴を通過して固定台の内部に垂下する支柱(軸部)を設けて、その下端に取り付けた円板と固定台の底部との間にも圧力空気室を形成することにより、下段の空気ばねを構成している。
For example, in
つまり、前記従来例の空気ばね除振装置は、上段及び下段の空気ばねのそれぞれの天板部である円板同士を中央の支柱により連結しており、これにより、被支持体の荷重を2つの空気ばねによって支持するようにしたものである。
ところで、前記のように上段及び下段空気ばねの天板部同士を中央の支柱により連結した場合は、この支柱が被支持体側、即ちばね上になることから、その剛性は非常に高くしなくてはならない。これは、被支持体側(ばね上)に剛性の低い部分があると、この部分にて発生する共振の影響を受けて、除振性能が低下することになるからである。 By the way, when the top plate portions of the upper and lower air springs are connected to each other by the central support as described above, the support is on the supported body side, that is, on the spring, so the rigidity is not very high. Must not. This is because if there is a portion with low rigidity on the supported body side (on the spring), the vibration isolation performance will be affected by the resonance generated at this portion.
しかしながら、前記のように支柱の剛性を高くしようとすれば、それをかなり太くせざるを得ず、その分は上段の空気ばねの受圧面積が小さくなってしまうから、折角、空気ばねを多段化したにも拘わらず、思うように受圧面積を大きくすることができず、最大支持荷重はあまり大きくならないことが判明した。 However, if the rigidity of the support is increased as described above, it must be made considerably thicker, and the pressure receiving area of the upper air spring will be reduced accordingly, so the folding angle and the air spring will be multi-staged. Nevertheless, it was found that the pressure receiving area could not be increased as expected, and the maximum support load was not increased so much.
本発明は斯かる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、上段及び下段の気体ばね同士の連結構造に工夫を凝らして、ばね上に剛性の低い部分ができないようにしながら、気体ばねの合計の受圧面積を十分に大きくして、荷重支持性能を高めることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and the object of the present invention is to devise a connection structure between upper and lower gas springs so that a portion having low rigidity cannot be formed on the spring. The purpose is to increase the load bearing performance by sufficiently increasing the total pressure receiving area of the gas springs.
前記の目的を達成するために、本発明は、従来例(特許文献1、2)のような多段式の気体ばね装置を上下逆転させて、上段及び下段の気体ばねの底板部(ばね下)同士を支柱にて連繋させる一方、被支持体側の天板部(ばね上)同士は、それらの外周を囲む壁により連繋させて一体的なボックス状としたものである。
In order to achieve the above object, the present invention reverses the top and bottom of a multi-stage gas spring device as in the conventional examples (
すなわち、請求項1の発明は、基礎に対し被支持体を支持する上下方向の気体ばねが、少なくとも上段及び下段の2つ、設けられている多段式の気体ばね除振装置を対象として、図1に一例を示すように、下段の気体ばね(4)の底板部(1)における内周寄りの部位から上方の気体室に向かって延びるように支柱(5)を設け、この支柱(5)を該下段気体ばね(4)の天板部(11)に形成した貫通穴(11a)に挿通してさらに上方に延ばすとともに、その外周と貫通穴(11a)の周縁との間を可撓性部材(13)によって気密に封止する。そして、当該支柱(5)の上端を上段の気体ばね(3)の底板部(7)における内周側の部位に連繋させる一方、その上段気体ばね(3)の天板部(2)の外周から下方に垂下するように周壁(20)を設け、この周壁(20)の下端部を前記下段気体ばね(4)の天板部(7)の外周に連繋させたものである。
That is, the invention of
前記構成の気体ばね除振装置(A)は、上段及び下段の少なくとも2つの気体ばね(3,4)があるので、それらの合計の受圧面積を大きくしても設置面積はあまり大きくはならない。しかも、それらの気体ばね(3,4)の底板部(7,11)(ばね下)同士が内周寄りの部位にて支柱(5)により連結されており、この支柱(5)もばね下になることから、従来例のようにばね上にあるものと比べて支柱(5)を細くすることができ、その分も気体ばね(4)の受圧面積を大きくすることができる。 Since the gas spring vibration isolator (A) having the above configuration includes at least two gas springs (3, 4) in the upper stage and the lower stage, the installation area does not become very large even if the total pressure receiving area thereof is increased. Moreover, the bottom plate portions (7, 11) (unsprung) of these gas springs (3,4) are connected to each other by a support column (5) at a position closer to the inner periphery, and this support column (5) is also unsprung. Therefore, the column (5) can be made thinner than that on the spring as in the conventional example, and the pressure receiving area of the gas spring (4) can be increased accordingly.
一方、上段及び下段気体ばね(3,4)の天板部(2,1)同士(ばね上)は外周の周壁(20)により連結されていて、それらが一体的にボックス状とされているので、全体として剛性を高くしやすい。よって、ばね上に剛性の低い部分ができないようにしながら、気体ばねの多段化による受圧面積の拡大効果を十分に得て、狙い通り荷重支持性能を高めることができる。 On the other hand, the top plate portions (2,1) (on the spring) of the upper and lower gas springs (3,4) are connected by an outer peripheral wall (20), and they are integrally formed in a box shape. Therefore, it is easy to increase the rigidity as a whole. Therefore, while preventing a portion with low rigidity from being formed on the spring, the effect of expanding the pressure receiving area due to the multistage of the gas spring can be sufficiently obtained, and the load supporting performance can be enhanced as intended.
尚、ばね下になる支柱(5)は、最大支持荷重に耐えるだけの強度を有していればよく、仮にその剛性不足に起因して比較的低周波域において共振が発生したとしても、これによる振動は気体ばね(3,4)にて吸収されることになり、ばね上である被支持体側への影響は少ないので、除振性能が低下することはない。 Note that the unsprung support column (5) only needs to have a strength sufficient to withstand the maximum support load, even if resonance occurs in a relatively low frequency range due to insufficient rigidity. The vibration due to is absorbed by the gas springs (3, 4), and since the influence on the supported body side on the spring is small, the vibration isolation performance does not deteriorate.
前記のような気体ばね除振装置においては被支持体に水平方向の力を作用させるべく、水平方向の気体ばねを配設することがあるが、その場合に好ましいのは、その水平方向の気体ばねを上段及び下段気体ばねの中間に配設して、支柱と周壁との間にばね力を作用させるようにすることである(請求項2)。こうすれば、水平方向の気体ばねの発生する力が除振装置における荷重の支持点付近に作用することになり、モーメントが小さくなるので、被支持体側に無理な力が作用することがない。 In the gas spring vibration isolator as described above, a horizontal gas spring may be provided to apply a horizontal force to the supported body. In this case, it is preferable to use the horizontal gas spring. A spring is disposed between the upper and lower gas springs so that a spring force acts between the support column and the peripheral wall. By doing so, the force generated by the horizontal gas spring acts near the load supporting point in the vibration isolator, and the moment is reduced, so that an unreasonable force does not act on the supported body side.
より好ましいのは、前記水平方向の気体ばねを、支柱を挟んで対向配置するとともに、それぞれの気体室を周壁の内部に形成することである(請求項3)。こうして水平方向の気体ばねを対向配置すれば、被支持体に対して水平方向の力を安定的に作用させる上で有利になる。また、気体室を周壁の内部に形成するためには、その分、周壁全体の厚みを大きくする必要があり、このことは、ばね上にある周壁の剛性を確保する上で好ましい。 More preferably, the gas springs in the horizontal direction are arranged to face each other with a support interposed therebetween, and the respective gas chambers are formed inside the peripheral wall (Claim 3). If the horizontal gas springs are arranged so as to face each other in this manner, it is advantageous in stably applying a horizontal force to the supported body. In addition, in order to form the gas chamber inside the peripheral wall, it is necessary to increase the thickness of the entire peripheral wall accordingly, which is preferable in securing the rigidity of the peripheral wall on the spring.
また、前記上段及び下段の気体ばねに対する気体の給排を考慮すれば、それらの気体室の容積は略同じであることが好ましい(請求項4)。こうすれば、それらの気体ばねに対する気体の給排量を共通のバルブによって制御しても、各気体ばねの圧力が略同じように変化することになるので、整定時間が短くなり制御性が向上する。 Further, considering the supply and discharge of gas to and from the upper and lower gas springs, it is preferable that the volumes of the gas chambers are substantially the same (claim 4). In this way, even if the gas supply / discharge amount for these gas springs is controlled by a common valve, the pressure of each gas spring will change in substantially the same way, so the settling time is shortened and controllability is improved. To do.
さらに、そうして気体ばねに対し気体を給排するための通路は、少なくとも一部を支柱の内部に形成するのがよい(請求項5)。こうすれば、上下方向及び水平方向の何れについても、対をなす2つの気体ばねへの気体の給排通路長さを略同じにして、前記の作用をより確実なものとすることができ、しかも、各気体ばねへの気体の給排通路長さを短くして、制御応答性も高めることができる。 Further, at least a part of the passage for supplying and discharging gas to and from the gas spring is preferably formed inside the column. In this way, in both the vertical direction and the horizontal direction, the length of the gas supply / discharge passage to the two gas springs that make a pair can be made substantially the same, and the above action can be made more reliable, In addition, the length of the gas supply / discharge passage to each gas spring can be shortened, and the control response can be improved.
前記図1には、一例として上段及び下段の2つの気体ばねを有するものを示したが、それら上段及び下段の気体ばねの中間に中段の気体ばねを設けることもできる(請求項6)。この場合、支柱は、前記中段の気体ばねの底板部における内周側の部位に貫通状態で固定するとともに、該中段気体ばねの天板部に形成した貫通穴を通過させてさらに上方に延ばし、その外周と貫通穴の周縁との間は可撓性部材によって気密に封止すればよい。また、周壁の内周は前記中段の気体ばねの天板部の外周と連繋させればよい。 Although FIG. 1 shows an example having two upper and lower gas springs as an example, an intermediate gas spring may be provided between the upper and lower gas springs. In this case, the support column is fixed in a penetrating state to a portion on the inner peripheral side of the bottom plate portion of the middle gas spring, and further extended upward through a through hole formed in the top plate portion of the middle gas spring. What is necessary is just to airtightly seal between the outer periphery and the periphery of a through-hole with a flexible member. Moreover, what is necessary is just to connect the inner periphery of a surrounding wall with the outer periphery of the top-plate part of the said middle stage gas spring.
以上のように、本発明に係る多段式の気体ばね除振装置によると、上段及び下段の気体ばねにおける底板部(ばね下)同士を支柱により連繋させる一方、天板部(ばね上)同士は外周壁により連繋させて、それらを一体的なボックス状に構成することで、ばね上には剛性の低い部分ができないようにしながら、ばね下である支柱は従来よりも細くすることができ、その分も気体ばねの受圧面積を拡大することができる。よって、気体ばねの多段化による受圧面積の拡大効果を十分に得て、荷重支持性能を高めることができる。 As described above, according to the multistage gas spring vibration isolator according to the present invention, the bottom plate portions (unsprung) of the upper and lower gas springs are connected by the support column, while the top plate portions (spring tops) are connected to each other. By connecting them with the outer peripheral wall and making them into an integral box shape, the struts that are unsprung can be made thinner than before, while preventing the part with low rigidity from being formed on the spring. Also, the pressure receiving area of the gas spring can be increased. Therefore, the effect of expanding the pressure receiving area due to the multistage of the gas spring can be sufficiently obtained, and the load supporting performance can be enhanced.
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
図2及び図3は、本発明に係る気体ばね除振装置の実施形態であるエアマウントAを示す。このエアマウントAは、図示しない半導体関連装置等の精密機器(被支持体)を、床振動から殆ど絶縁した状態で設置するために用いられ、通常は3〜5個のエアマウントA,A,…によって被支持体を支持するものである。 2 and 3 show an air mount A which is an embodiment of a gas spring vibration isolator according to the present invention. This air mount A is used to install a precision device (supported body) such as a semiconductor related device (not shown) in a state of being almost insulated from floor vibration, and usually 3 to 5 air mounts A, A, ... supports the supported body.
この実施形態のエアマウントAは、図4にその要部を断面にて示すように、床面(基礎)Fに設置されるボトムプレート1と、精密機器等を直接に、或いは図示しない定盤等(被支持体)を介して間接に支持するトッププレート2とを備え、該トッププレート2を天板部として被支持体の荷重を支持する上段の空気ばね3(気体ばね)が構成されるとともに、同様に前記ボトムプレート1を底板部とする下段の空気ばね4が設けられた上下2段式のものである。この例では2つの空気ばね3,4は略同じ容積の空気室を有している。
The air mount A according to this embodiment has a
前記ボトムプレート1及びトッププレート2は、いずれもアルミ合金材を鍛造してなる矩形状の厚肉の板部材であり、鋼製のものに比べて軽量でありながら高い剛性を有している。そして、図4にのみ示すが、ボトムプレート1の上面略中央部から上方に向かって延びるように円柱状の軸部材5が配設され、その上には概略直方体形状のセンタブロック6が配設され、さらにその上に前記上段の空気ばね3が配設されている。
Each of the
すなわち、前記センタブロック6の上面には、それよりも大径の円板状アッパプレート7が重ね合わされて締結され、その外周部とトッププレート2の外周部との間にゴム材料からなる環状のダイヤフラム8が配設されて、該トッププレート2をアッパプレート7に対し上下動可能に連結している。このダイヤフラム8によってトッププレート2とアッパプレート7との間に区画された容積可変の密閉空間を空気室として、上段空気ばね3が構成されており、アッパプレート7はその底板部となっている。
That is, a disc-shaped
前記上段空気ばね3においてトッププレート2の下面には、空気室内に向かう断面円形の凸部2aが形成されており、これは、該トッププレート2のアッパプレート7に対する下方への変位を規制するストッパ部として機能する。また、図4において符号9は、ダイヤフラム8の外周部をトッププレート2の下面外周部との間に挟んで固定する締付リングを示し、同様に符号10は、ダイヤフラム8の内周部をアッパプレート7の上面外周部との間に挟んで固定する締付リングを示している。
In the
尚、図4においてはセンタブロック6を、中央のブロック部材とその上下の板部材とに分割して構成するように示しているが、これに限らず、単一の部材として構成することも可能であり、反対に中央のブロック部材をさらに複数の部材に分割して構成することもできる。同様に図において単一の部材として示している軸部材5等も複数の部材に分割して構成することができる。
In FIG. 4, the
前記の如き構成の上段空気ばね3と同様に、下段の空気ばね4は、ボトムプレート1とその上方に位置するロワプレート11とを環状のダイヤフラム12によって連結してなる。ロワプレート11は、下段の空気ばね4の天板部であって、ボトムプレート1やトッププレート2と同様のアルミ合金製の板部材からなり、この実施形態ではそれらの4隅を切り欠いて平面視で八角形状に形成している。
Similar to the
そして、図4にのみ示すが、前記ロワプレート11の略中央部には断面円形の貫通穴11aが形成され、そこにボトムプレート1から延びる軸部材5が挿通されている。この軸部材5の外周面と貫通穴11aの内周面との間には隙間が形成されていて、この隙間を気密に封止するようにゴム材料からなる環状のダイヤフラム13(可撓性部材)が配設されている。また、軸部材5の下半部は上半部に比べて小径とされていて、ダイヤフラム13の内周部を固定するための締結リング14が外挿されている。
As shown only in FIG. 4, a through
前記下段空気ばね4においてはボトムプレート1の上面に断面円形の凸部1aが形成される一方、上方に対向するロワプレート11の下面には、環状の凸部11bが形成されており、それらが当接することで両者の相対的な近接方向への変位が規制されるようになっている。また、ボトムプレート1とロワプレート11との相対的な離遠方向への変位は、該ロワプレート11の上面がセンタブロック6の下面に当接することで、規制されるようになっている。尚、図示の符号15〜17は、それぞれ、前記締結リング14と同様にダイヤフラム12,13の内周乃至外周部を固定するための締付リングである。
In the
斯くして、この実施形態のエアマウントAでは、下段空気ばね4の底板部であるボトムプレート1の略中央部から上方に延びる軸部材5が、天板部であるロワプレート11の貫通穴11aを通過していて、その上に連続するセンタブロック6と共に、上段空気ばね3(アッパプレート7)を下方から支持する支柱を構成している。つまり、上段及び下段の2つの空気ばね3,4は、それぞれの基礎側、即ちばね下である底板部(ボトムプレート1、アッパプレート7)同士が、軸部材5及びセンタブロック6からなる支柱によって連結されている。
Thus, in the air mount A of this embodiment, the
そうして底板部(アッパプレート7)を下方から支持されている上段の気体ばね3において、その天板部であるトッププレート2の下面外周部には、フレーム18を介して、下方に延びる外周壁20が取り付けられている。そのフレーム18は、平面視で概略「ロ」の字状をなし、アッパプレート7の外周を離間して取り囲む枠部と、その下端から内周側に向かい、センタブロック6の上部側面に近接するまで延びる平板部とからなり、それらがアルミ合金材によって一体に成形されたものである。
Thus, in the
また、前記外周壁20は、各々アルミ合金材によって塊状に形成された4つの分厚い壁部材21〜24からなり、これらがエアマウントAの前後左右に対応してセンタブロック6を取り囲むように配置されて、周方向に隣り合うもの同士が互いの側縁を接合して組み合わされている。すなわち、外周壁20の上端は前記のようにフレーム18を介してトッププレート2に締結され、一方、下端はロワプレート11の上面外周部に締結されており、それらは一体的にボックス状に構成されている。
The outer
つまり、上段及び下段の2つの各空気ばね3,4における被支持体側、即ちばね上である天板部(トッププレート2、ロワプレート11)同士は、分厚い壁部材21〜24からなる外周壁20によって連結されてボックス状になっており、これにより、それら全体の剛性が十分に高くなっている。
That is, the outer
前記外周壁20を構成する左右の壁部材21,22は、前後の壁部材23,24と比べても分厚く形成され、その内面には断面円形の凹部21a,22aが開口している。また、それら左右の壁部材21,22の内面に対向するセンタブロック6の左右両側面には、それぞれ前記凹部21a,22aよりも小径の円柱状凸部6a,6bが設けられ、その各突端面が凹部21a,22aの開口付近まで延びている。それらの間の隙間はゴムのダイヤフラム25,25によって封止されて空気室が形成され、これにより、水平方向の空気ばね26,27が構成されている。尚、図示の符号28,29は、それぞれ、ダイヤフラム25,25の外周部及び内周部を固定するための締付リングである。
The left and
前記水平方向の空気ばね26,27は、センタブロック6を挟んで左右に対向配置されており(以下、左右の水平空気ばねという)、それらを互いに逆位相で作動させることで、センタブロック6(ばね下)から外周壁20(ばね上)に対し略同じ大きさで同じ向きに水平方向の力を作用させることができる。このことは、被支持体側に水平方向の力を安定的に作用させる上で有利であり、また、その力による振動制御の応答性を高める上でも有利である。
The horizontal air springs 26 and 27 are arranged opposite to the left and right with the
また、左右の水平空気ばね26,27は、上段空気ばね3と下段空気ばね4との中間に配置されており、前記のようにセンタブロック6から外周壁20に作用する水平方向の力は、エアマウントAにおける荷重の支持点付近に作用することになる。このことは、その水平方向の力によって荷重支持点周りに作用するモーメントが小さくなることを意味し、このようなモーメントによってトッププレート2が傾斜して、被支持体側に無理な力がかかることを阻止する上で有利である。
The left and right horizontal air springs 26 and 27 are arranged between the
さらに、水平方向の空気ばね26,27のそれぞれの空気室となる凹部21a,22aが左右の壁部材21,22に形成され、その分、左右の壁部材21,22の厚みが大きくなっていることは、結果としてそれら左右の壁部材21,22の剛性をより高くする上で好ましいと言える。
Further, the left and
前記センタブロック6は、上述したように上段、下段の空気ばね3,4同士を連結する支柱として機能するとともに、左右の水平空気ばね26,27を支持するものであり、さらに、それら各空気ばね3,4,26,27との間で空気の給排を行うための給排制御系が設けられている。具体的には、図3や図4に示すようにセンタブロック6の前面にはサーボ弁30,31が配設されており、一方のサーボ弁30は、センタブロック6の内部に形成された同じ長さの一対の空気通路32,33を介して、左右の水平空気ばね26,27との間で空気を給排するようになっている。
As described above, the
また、他方のサーボ弁31が接続されている空気通路34は、図示しないが、センタブロック6の後面に開口しており、そこに接続された配管が二股に分岐して、略同じ経路長さで上段及び下段の空気ばね3,4に対し空気を給排するようになっている。さらに、前記サーボ弁30,31は、それぞれ、センタブロック6の後面に開口する空気通路及びそこに接続された配管を介して、図外の空気圧源から圧縮空気の供給を受けるようになっている。
Although not shown, the
そのようなサーボ弁30,31の作動の制御は、図3にのみ示すが、マイクロコンピュータやRAM、ROM等を備えた周知のコントローラ35によって行われる。すなわち、図示しないが、エアマウントAには、ボトムプレート1に対するトッププレート2の相対的な位置や加速度等を検出するためのセンサが配設されており、これらセンサから入力される信号に基づいて、前記コントローラ35がサーボ弁30,31の作動を制御し、各空気ばね3,4,…の圧力を制御するようになっている。
Such operation control of the
以上のように構成されたエアマウントAは、まず、上段、下段の2つの空気ばね3,4を有することから、それらの合計の受圧面積が大きいにも拘わらず、設置面積はあまり大きくはならない。特に下段の空気ばね4の受圧面積は、ボトムプレート1の外形寸法によって概略決まる空気室の外径と、軸部材5の外形寸法によって概略決まる空気室の内径との双方によって規定されることになるが、この実施形態では、軸部材5がばね下にあることから、それがばね上にあるときに比べて細くすることができ、その分も受圧面積を拡大することができる。
Since the air mount A configured as described above has the two
すなわち、ばね下になる軸部材5は、エアマウントAに要求される最大支持荷重に耐えるだけの強度を有すれよく、それを細くしたことによって剛性が低くなり、比較的低周波域において共振が発生するようになったとしても、これによる振動は空気ばね3,4において吸収することができ、ばね上である被支持体側への影響は少ないので、除振性能が低下することはないのである。
That is, the
一方、ばね上である上段及び下段空気ばね3,4の天板部(トッププレート2、ロワプレート11)同士は、分厚い壁部材21〜24からなる外周壁20により連結されていて、高剛性のボックス状になっているので、ばね上には前記軸部材5のように剛性の低い部分は存在せず、除振性能の低下を招くような低周波の共振が発生することはない。
On the other hand, the top plate portions (
要するに、この実施形態のエアマウントA(多段式空気ばね除振装置)では、上下2段の空気ばね3,4のうち、下側の空気ばね4の受圧面積の拡大を規制する軸部材5を、ばね下にしたことで、その外径を従来よりも細くすることができ、その分、受圧面積を拡大できるので、従来までのものに比べて荷重支持性能を高めることができるのである。
In short, in the air mount A (multistage air spring vibration isolator) of this embodiment, the
加えて、この実施形態のエアマウントAでは、上段及び下段の空気ばね3,4の空気室容積が略同じであり、そこに空気を給排する配管の経路長さも略同じなので、それら2つの空気ばね3,4に対する圧縮空気の給排量を共通のサーボ弁31によって制御するようにしていても、各空気ばね3,4の圧力は略同じように変化することになり、整定時間が短くて制御性が高い。このことは左右の水平空気ばね26,27についても言える。
In addition, in the air mount A of this embodiment, the air chamber volumes of the upper and lower air springs 3 and 4 are substantially the same, and the path lengths of the pipes for supplying and discharging air to the air springs A and 4 are also substantially the same. Even if the supply / discharge amount of the compressed air to and from the air springs 3 and 4 is controlled by the
しかも、前記上段及び下段の空気ばね3,4のみならず、左右の水平空気ばね26,27に対しても、センタブロック6内に形成した空気通路32,33,…を介して最短距離で空気の給排を行うようにしているので、制御応答性も高いものである。
Moreover, not only the upper and lower air springs 3 and 4 but also the left and right horizontal air springs 26 and 27 are aired at the shortest distance via the
尚、本発明の構成は、上述した実施形態に限定されず、他の種々の構成をも含むものである。すなわち、前記実施形態のエアマウントAでは、上段及び下段空気ばね3,4の中間に左右の水平空気ばね26,27を互いに対向するように配置しているが、これに限らず、例えば図5に例示するように、水平空気ばね26,27は下段空気ばね4の下方に配置することもできる(図示の例では前記実施形態と略同じ部材には同一の符号を付す)。 The configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes other various configurations. That is, in the air mount A of the above embodiment, the left and right horizontal air springs 26 and 27 are arranged in the middle of the upper and lower air springs 3 and 4 so as to face each other. The horizontal air springs 26 and 27 can also be disposed below the lower air spring 4 (in the example shown, the same reference numerals are assigned to substantially the same members as in the above embodiment).
但し、そうした場合は、エアマウント4による被支持体の荷重支持点が高くなり、水平空気ばね26,27の発生する力によって前記荷重支持点周りの大きなモーメントが発生することになるので、トッププレート2が傾いて定盤等、被支持体側に歪みを生じやすくなる。
However, in such a case, the load support point of the supported body by the
また、図示はしないが、前記図5とは反対に水平空気ばね26,27を上段空気ばね3の上方に配置することもできるが、こうすると荷重支持点が低くなり、それに対し被支持体の重心が高くなるので、例えば精密装置等が被支持体の場合、その作動に伴い揺れが大きくなりやすい。
Although not shown in the figure, the horizontal air springs 26 and 27 can be arranged above the
よって、前記実施形態のように上段及び下段空気ばね3,4の中間に水平空気ばね26,27を配置するのが好ましいと言える。勿論、図1に模式的に示すように水平空気ばね26,27を設けないことも可能である。 Therefore, it can be said that it is preferable to arrange the horizontal air springs 26 and 27 between the upper and lower air springs 3 and 4 as in the above embodiment. Of course, it is possible not to provide the horizontal air springs 26 and 27 as schematically shown in FIG.
前記実施形態のエアマウントAでは、各々の空気ばね3,4,…において空気室を画成するためにダイヤフラム8,12,…を用いているが、これらに代えて例えばベローズを用いることもできる。また、いずれの空気ばね3,4,…も例えば窒素ガス等を充填した気体ばねとすることができる。
In the air mount A of the above embodiment, the
さらに、前記実施形態において上段及び下段の空気ばね3,4の中間に、さらに空気ばね(中段の空気ばね)を設けて、上下方向の空気ばねを3段以上とすることもできる。この場合には、図示は省略するが、中段の空気ばねの底板部の略中央部を貫通させた状態で軸部材5を固定するとともに、この軸部材5を、中段空気ばねの天板部に形成した貫通穴を通過させて上方に延ばし、その外周と貫通穴の周縁との間をゴムダイヤフラム等の可撓性部材によって気密に封止する。また、中段空気ばねの天板部の外周部は、上段、下段の空気ばね3,4を連結する周壁20の内周に固定すればよい。
Further, in the above embodiment, an air spring (middle air spring) may be further provided between the upper and lower air springs 3 and 4 so that the upper and lower air springs have three or more stages. In this case, although illustration is omitted, the
以上、説明したように、本発明に係る多段式の気体ばね除振装置は、除振性能を損なうことなく、多段化によって荷重支持性能を高めることができるので、特に半導体関連装置等を支持するもののように、設置面積の増大を抑えたい場合に好適である。 As described above, the multistage gas spring vibration isolator according to the present invention can improve the load supporting performance by multistage without impairing the vibration isolation performance, and thus particularly supports semiconductor-related devices and the like. It is suitable when it is desired to suppress an increase in the installation area like a thing.
A エアマウント(多段式気体ばね除振装置)
1 ボトムプレート(下段気体ばねの底板部)
2 トッププレート(上段気体ばねの天板部)
3 上段空気ばね(上段気体ばね)
4 下段空気ばね(下段気体ばね)
5 軸部材(支柱)
6 センタブロック(支柱)
7 アッパプレート(上段気体ばねの底板部)
11 ロワプレート(下段気体ばねの天板部)
11a 貫通穴
13 ダイヤフラム(可撓性部材)
20 外周壁(周壁)
21〜24 壁部材
21a,22a 凹部(水平方向の気体ばねの気体室)
26,27 水平空気ばね(水平方向の気体ばね)
32〜34 空気通路(気体の給排通路)
A Air mount (Multistage gas spring vibration isolator)
1 Bottom plate (bottom plate of the lower gas spring)
2 Top plate (top plate of upper gas spring)
3 Upper air spring (upper gas spring)
4 Lower air spring (lower gas spring)
5 Shaft member (support)
6 Center block (support)
7 Upper plate (bottom plate of upper gas spring)
11 Lower plate (top plate of lower gas spring)
11a Through
20 Perimeter wall (peripheral wall)
21-24
26, 27 Horizontal air spring (horizontal gas spring)
32-34 Air passage (Gas supply / discharge passage)
Claims (6)
前記下段の気体ばねの底板部における内周寄りの部位から上方の気体室に向かって延びるように支柱が設けられ、
前記支柱が、前記下段気体ばねの天板部に形成された貫通穴を通過して上方に延びていて、その外周と貫通穴の周縁との間が可撓性部材によって気密に封止されるとともに、
当該支柱の上端が前記上段の気体ばねの底板部における内周側の部位に連繋する一方、その上段気体ばねの天板部の外周から下方に垂下するように周壁が設けられ、この周壁の下端部が前記下段気体ばねの天板部の外周に連繋している
ことを特徴とする多段式気体ばね除振装置。 The gas spring in the vertical direction that supports the supported body with respect to the foundation is a multistage gas spring vibration isolator provided with at least two upper and lower stages,
A support column is provided so as to extend from the portion near the inner periphery of the bottom plate portion of the lower gas spring toward the upper gas chamber,
The support column extends upward through a through hole formed in the top plate portion of the lower gas spring, and a space between the outer periphery and the periphery of the through hole is hermetically sealed by a flexible member. With
While the upper end of the support column is connected to the inner peripheral portion of the bottom plate portion of the upper gas spring, a peripheral wall is provided so as to hang downward from the outer periphery of the top plate portion of the upper gas spring. The multistage gas spring vibration isolator is characterized in that the portion is connected to the outer periphery of the top plate portion of the lower gas spring.
ことを特徴とする請求項1に記載の多段式気体ばね除振装置。 A horizontal gas spring is disposed between the bottom plate portion of the upper gas spring and the top plate portion of the lower gas spring so as to apply a spring force between the support column and the peripheral wall. The multistage gas spring vibration isolator according to claim 1.
支柱は、前記中段の気体ばねの底板部における内周側の部位に貫通状態で固定されるとともに、該中段気体ばねの天板部に形成された貫通穴を通過して上方に延びていて、その外周と貫通穴の周縁との間が可撓性部材によって気密に封止されており、
周壁の内周が、前記中段の気体ばねの天板部の外周と連繋している
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の多段式気体ばね除振装置。 A middle gas spring is provided between the upper and lower gas springs,
The support column is fixed in a penetrating state to a portion on the inner peripheral side of the bottom plate portion of the middle gas spring, and extends upward through a through hole formed in the top plate portion of the middle gas spring. Between the outer periphery and the periphery of the through hole is hermetically sealed by a flexible member,
The multistage gas spring vibration isolator according to any one of claims 1 to 5, wherein an inner periphery of the peripheral wall is connected to an outer periphery of a top plate portion of the middle gas spring.
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