JP2008291926A

JP2008291926A - 揺動ダンパ配設構造

Info

Publication number: JP2008291926A
Application number: JP2007138503A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Watakari; 佐登志渡苅
Original assignee: Nabeya Iron and Tool Works Ltd
Current assignee: Nabeya Iron and Tool Works Ltd
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2008-12-04

Abstract

【課題】水平面内において直交するＸ方向及びＹ方向の両方向において、安定した静定性能が発揮され得るようにした揺動ダンパ配設構造を提供すること。
【解決手段】嫌振機器Ｍが載置される定盤４の側面に当接して、かかる定盤４の水平方向の揺動を静定する揺動ダンパ１０の配設構造である。揺動ダンパ１０は、基端部において固定、支持された棒状の粘弾性体１４を備えている一方、かかる粘弾性体１４の先端部が嵌合せしめられる嵌合凹所２８を設けたホルダ部材２６を、定盤４の側面に固定して、粘弾性体１４の軸方向が定盤４の側面に対して垂直方向となるように揺動ダンパ１０を配置した状態において、粘弾性体１４の先端部を、ホルダ部材２６の嵌合凹所２８に対して嵌合せしめることにより、それら揺動ダンパ１０と定盤４とを連結した。
【選択図】図３

Description

本発明は、揺動ダンパ配設構造に係り、特に、嫌振機器が載置される定盤の側面に当接して、かかる定盤の水平方向の揺動を静定するようにした揺動ダンパの配設構造に関するものである。

従来から、半導体の製造設備を始めとして、加工機械や測定装置、検査装置等の振動を嫌う精密機器、所謂嫌振機器においては、外部からの振動を可及的に充分に遮断したり、内部で発生する振動を減衰したりする必要があり、そのために、そのような嫌振機器を搭載したテーブル乃至は定盤の下部に、ばね系等の機構を利用した除振乃至は制振装置（ダンパ）の各種のものが提案され（特許文献１〜３参照）、外部入力振動や内部発生振動を減衰せしめて、定盤の揺れを速やかに収束させ、以て、その変動レベルを収束して、規定レベルに保持し得るようになっている。

ところで、この種の除振装置にあっては、鉛直方向の振動と共に、水平方向の振動をも併せて減衰乃至は制振する必要があるところ、そのような水平方向の振動を対象として、定盤の水平方向の揺動を静定するようにした揺動ダンパが検討され、その一つとして、上記した特許文献３の図４や図６には、棒状の粘弾性体を用い、この粘弾性体を、定盤から垂下させたブラケットに圧接せしめることにより、定盤が水平面で大きく揺れた場合において、粘弾性体が、その軸方向に圧縮・伸張せしめられるようにして、定盤の揺れのエネルギーが吸収され、その揺れを速やかに停止させ得るようにした構造のものが、明らかにされている。

また、そのような揺動ダンパにおける棒状の粘弾性体は、その軸方向となる水平面におけるＸ方向に対して直角な水平方向であるＹ方向における定盤の揺れのエネルギーをも吸収すべく、かかる粘弾性体の先端部に、適当なキャップ等が取り付けられて、そのキャップ等が、定盤の側面（ブラケット面）を摺動し得るように圧接せしめられており、これにより、そのようなＹ方向の揺れについては、定盤とキャップ等との摩擦に加えて、棒状の粘弾性体の変形（Ｓ字曲がり）により、定盤の揺れのエネルギーを吸収せしめて、その水平方向の一方向であるＹ方向の揺動を静定せしめ得るようになっている。

しかしながら、かかる従来の揺動ダンパの如く、粘弾性体の先端部を定盤の側面に圧接し、摺動させるようにした構造にあっては、水平面において、Ｘ方向と直交するＹ方向の揺れによって惹起される繰返し往復運動において、摺接移動に起因して、往路の移動量と復路の移動量に差が生じることにより、何れかの方向にＳ字変形が進行し、そのため、Ｘ方向の静定能力が影響を受けるおそれがある問題を内在していることに加えて、粘弾性体の先端部、特にキャップ等の摺動面において、片減りが惹起されたり、更には長期間の摺動による平滑化等の表面変化により、摩擦が不安定となって、定盤の静定特性を悪化させるおそれも内在するものであった。

特開平５−３２１９８０号公報特開平１１−２１８１８２号公報特開２００５−２２０９３６号公報

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、水平面内において直交するＸ方向及びＹ方向の両方向において、安定した静定性能が発揮され得るようにした揺動ダンパ配設構造を提供することにある。

そして、本発明は、上記した課題を解決するために、以下に列挙せる如き各種の態様において、好適に実施され得るものであるが、また以下に記載の各態様は、任意の組合せにて採用可能である。なお、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載及び図面に記載の発明思想に基づいて認識され得るものであることが理解されるべきである。

（１）嫌振機器が載置される定盤の側面に当接して、該定盤の水平方向の揺動を静定する揺動ダンパの配設構造にして、該揺動ダンパは、基端部において固定、支持された棒状の粘弾性体を備えている一方、該粘弾性体の先端部が嵌合せしめられる嵌合凹所を設けたホルダ部材を、前記定盤の側面に固定して、該粘弾性体の軸方向が該定盤の側面に対して垂直方向となるように該揺動ダンパを配置した状態において、該粘弾性体の先端部を、該ホルダ部材の嵌合凹所に対して嵌合せしめることにより、それら揺動ダンパと定盤とを連結したことを特徴とする揺動ダンパ配設構造。

（２）前記揺動ダンパが有底円筒形状のダンパケースを有し、該ダンパケース内に、前記粘弾性体が収容されると共に、該粘弾性体の基端部に固設されたエンドキャップを介して、該粘弾性体が該ダンパケースの底部に固定、支持されていることを特徴とする上記態様（１）に記載の揺動ダンパ配設構造。

（３）前記エンドキャップにダンパ調整スクリュが設けられており、該ダンパ調整スクリュが前記ダンパケースの底部を貫通して設けられたねじ孔に螺合せしめられて、該ダンパ調整スクリュの端面が外部に露呈せしめられていることを特徴とする上記態様（２）に記載の揺動ダンパ配設構造。

（４）前記粘弾性体の先端部に、剛性を有する嵌合キャップが固設され、該嵌合キャップを前記ホルダ部材の嵌合凹所に嵌合せしめることによって、該粘弾性体と該ホルダ部材とが固定的に連結せしめられることを特徴とする上記態様（１）乃至（３）の何れか一つに記載の揺動ダンパ配設構造。

（５）前記定盤の対応する二つの側面に対して、前記揺動ダンパがそれぞれ配置せしめられることを特徴とする上記態様（１）乃至（４）の何れか一つに記載の揺動ダンパ配設構造。

このように、本発明に従う揺動ダンパの配設構造にあっては、嫌振機器が載置される定盤の側面に当接せしめられる揺動ダンパの主体となる棒状の粘弾性体が、その先端部において、定盤の側面に固定されたホルダ部材の嵌合凹所に嵌合せしめられて、定盤との連結が行なわれているところから、かかる揺動ダンパの棒状粘弾性体の軸方向となる水平面内のＸ方向における定盤の揺れは、そのような棒状の粘弾性体の軸方向の圧縮・伸張によって、粘弾性体の性能通りに静定されることとなる。

また、かかるＸ方向に直角な方向の水平面内のＹ方向における定盤の揺れに対しては、揺動ダンパを構成する粘弾性体の先端部が、定盤の側面に固定されて、共に揺動させられるホルダ部材の嵌合凹所に連結されて、固定せしめられ、定盤の側面に対して摺接乃至は摺動せしめられるものではないところから、そのような粘弾性体の先端部、特に、それに固設されたキャップ等の部材に摩擦が惹起されるおそれは全くなく、それ故に、そのような摩擦に基づくところの各種の問題の発生を、効果的に回避し得ることとなったのであり、そして、揺動ダンパの粘弾性体には、定盤の揺れに伴って、正逆の剪断力が働くこととなるのであり、以て、この剪断力に応じた粘弾性体の変形作用にて、定盤のＹ方向の揺れを静定することが出来るのであり、しかも、摩耗による問題も惹起することがないところから、経時変化のない安定した静定性能が発揮され得ることとなるのである。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の代表的な実施形態の一つについて、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明に従う揺動ダンパ配設構造を採用した除振台２の正面形態が、概略的に示されており、また図２には、そのような除振台２の平面形態が、概略的に示されている。

それらの図において、除振台２は、嫌振機器Ｍが載置される定盤（テーブル）４を有しており、この定盤４が、設置床Ｆに配設されたベース６上に、少なくとも３箇所以上の適数箇所において、ここでは、定盤４の四隅において、除振マウント８にて支持され、かかる定盤４の、主として鉛直方向の振動を減衰して、その揺れを静定し得るようになっている。なお、かかる除振マウント８としては、公知の構造のものが適宜に採用され得、例えば、空気ばねや防振ゴムの他、コイルばねとオイルダンパとの組合せ、コイルばねの如き弾性体と柱状の粘弾性体との組合せ等の機構を用いたものが、適宜に採用されることとなる。

また、かかる除振台２には、その定盤４の水平方向の揺れ（揺動）を静定する揺動ダンパ１０が、定盤４の対応する二つの側面に対して当接せしめられ得るように配置されて、ベース６に立設された支持プレート１２にて固定、保持されている。更に、そのような揺動ダンパ１０は、ここでは、図２に示される如く、定盤４の対応する左右二つの側面に対して、それぞれ２個ずつ配置され、そして、一方の側面においては、それら二つの揺動ダンパ１０が、定盤４の隅部寄りに位置するように設けられているのである。

そして、この定盤４の水平方向の揺動を静定する揺動ダンパ１０は、図３に示されている如く、棒状（ここでは、円柱状）の粘弾性体１４を有し、この粘弾性体１４が、その基端部において、有底円筒形状のダンパケース１６の底部に固定、支持せしめられて、ダンパケース１６の内面に接触しないようにして、片持ち梁状態において保持されている。特に、ここでは、そのような粘弾性体１４の基端部に、エンドキャップ１８が固設され、このエンドキャップ１８の背部に一体的に設けられたダンパ調整スクリュ２０が、ダンパケース１６の底部を貫通して設けられたねじ孔２２に螺合せしめられることにより、粘弾性体１４の片持ち梁状態の保持が実現されている。なお、ダンパ調整スクリュ２０は、その先端面がねじ孔２２を通じて外部に露呈せしめられるようになっており、このダンパ調整スクリュ２０の先端面に設けられた六角孔（図示せず）に、外部から工具を挿し込み、正逆回転させることにより、粘弾性体１４が、ダンパケース１６の軸方向に前進又は後退させられ得るようになっている。

ここで、かかる揺動ダンパ１０における粘弾性体１４は、よく知られているように、流体の如く流動性を有し、変形速度に比例した粘性の抵抗力を発揮する特徴と、ばねの如く弾性的な性質を持ち、変形に比例した復元力を発揮する特徴とを併せ有する力学挙動を示す高分子材料にて構成されるものであり、例えば、エポキシ樹脂を主成分とする制振材料の他、ネオプレンゴム等の粘弾性体として用いられる公知の材料が、適宜に選択されることとなる。そして、そのような粘弾性体材料を用いて、棒状に成形されてなる粘弾性体１４は、ダンパケース１６の開口部から外方に突出せしめられ得るようになっており、また、その突出せしめられる先端部には、ここでは、樹脂や金属等の剛性材料からなる円板状の嵌合キャップ２４が固設され、粘弾性体１４と一体的な構造とされている。なお、この粘弾性体１４の太さや長さ、材質の選定は、ダンパケース１６の内面に干渉せず、且つ定盤４の側面に対する充分な押圧が可能となるサイズにおいて、定盤４の目的とする静定特性に応じて適宜に決定されるものである。

一方、定盤４の側面には、金属や樹脂等の剛性材料からなる、所定厚さの円形のホルダ部材２６が、接着剤等によって固着され、固定せしめられている。また、このホルダ部材２６の外面、換言すれば、定盤４固着側とは反対側の面には、円形形状を呈する所定深さの凹所２８が、粘弾性体１４の先端部に固設された嵌合キャップ２４を嵌合せしめ得る大きさにおいて形成されている。

そして、かかる揺動ダンパ１０を定盤４の側面に当接させるに際しては、図４に示されるように、先ず、揺動ダンパ１０を、その粘弾性体１４の軸方向が定盤４の側面に対して垂直方向となるように、換言すれば、水平方向の一方向となるように、支持プレート１２に取り付け、そして、ダンパ調整スクリュ２０に対する回転操作によって、粘弾性体１４を軸方向に前進させて、ダンパケース１６から突出せしめ、対向する定盤４の側面に固設されたホルダ部材２６の嵌合凹所２８内に、粘弾性体１４の先端部に固設した嵌合キャップ２４が嵌合せしめられるようにすると共に、ダンパ調整スクリュ２０の回転による粘弾性体１４の突出量の調整によって、定盤４の側面に対する揺動ダンパ１０（具体的には、粘弾性体１４）の押圧力が調整されて、定盤４の目的とする水平方向の揺動が有効に静定され得るようになっているのである。

すなわち、かくの如き揺動ダンパ１０の配設構造にあっては、図２に示される如き水平面内で直交するＸ方向及びＹ方向の二方向のうち、Ｘ方向の揺れに対しては、図３において左右方向となる振動荷重が、揺動ダンパ１０に作用することとなるが、そのようなＸ方向の振動荷重に対しては、棒状の粘弾性体１４が、その軸方向において圧縮・伸張することにより、エネルギーを消費することとなり、以て、粘弾性体１４に期待される性能通りの減衰特性が発揮され得て、効果的に静定されることとなるのである。

また、かかるＸ方向に対して直角な方向のＹ方向における定盤４の揺れに対しては、揺動ダンパ１０の粘弾性体１４の先端部が、定盤４の側面に固設されたホルダ部材２６の嵌合凹所２８にて保持されて、定盤４と共に揺動せしめられるホルダ部材２６の動きによって、揺動ダンパ１０の粘弾性体１４には、その軸方向に直角な方向の変形作用が生じ、以て正逆の剪断力が働くことにより、そのような剪断力に応じた粘弾性体１４の変形にて、定盤４の揺れが効果的に静定されることとなるのである。

しかも、そのようなＹ方向の揺れに対して、揺動ダンパ１０における粘弾性体１４の先端部は、定盤４の側面に摺接せしめられるものではなく、位置固定に取り付けられるものであるところから、粘弾性体１４の先端部（ここでは、嵌合キャップ２４）に、摩耗が生じることはなく、従って、先端部摩耗によって惹起される各種の問題も効果的に回避され得る他、Ｙ方向の繰返し往復運動に基づくところの何れかの方向へのＳ字変形の進行も、効果的に回避され得ることとなり、以て、経時変化のない安定した静定性能が発揮され得ることとなったのである。

また、そのような粘弾性体１４の先端部とホルダ部材２６との嵌合により、定盤４と揺動ダンパ１０との間の連結が図られているが、それら粘弾性体１４の先端部とホルダ部材２６との嵌合構造が、着脱可能な構造とされていることにより、粘弾性体１４の交換も容易となる特徴があり、これによって、異なる制振性能を発揮し得る粘弾性体と交換することにより、定盤４上に載置される嫌振機器Ｍに対応して、要請される静定性能に容易に応え得ることとなった他、仮に、粘弾性体１４が損傷を受けても、新しい粘弾性体に迅速に交換することが出来、また粘弾性体１４の部分を剛性体とした部材をダンパケース１６内に配置せしめることによって、輸送時における定盤４のストッパとして機能させることも可能となる特徴を有している。

以上、本発明の代表的な実施形態の一つについて詳述して来たが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。

例えば、上述した実施形態においては、定盤４の対応する二つの側面に対してそれぞれ当接するように、二つの揺動ダンパ１０が、定盤４の隅部に近接した位置に配設されているが、定盤４の一辺側の側面に配置される揺動ダンパについて、本発明に従う揺動ダンパ配設構造を適用することも可能であり、また定盤４のそれぞれの側面に当接せしめられる揺動ダンパ１０の数としても、例示の２個に限られるものではなく、１個或いは３個以上の適数個が、適宜に選択されることとなる。

また、例示の如く、定盤４の対応する一組の側面に対して、揺動ダンパ１０を配設するのみならず、定盤４の対応する他の一組の側面に対しても、同様に、揺動ダンパ１０を配設することが可能である。

さらに、かかる例示の実施形態においては、嫌振機器Ｍが載置される定盤４の側面に対して、揺動ダンパ１０が、直接に当接せしめられているが、これに代えて、前記した特許文献３に示されている如く、定盤４から一体的に垂下したブラケットの面に対して、揺動ダンパ１０を当接せしめ、以て、定盤４の側面に間接的に揺動ダンパ１０が当接するようにした構造も、適宜に採用され得るところである。

加えて、定盤４の側面に固定されたホルダ部材２６の嵌合凹所２８に対する粘弾性体１４の先端部の嵌合構造にあっても、例示の如き嵌合キャップ２４を介しての嵌合構造の他、粘弾性体１４の先端部が、ホルダ部材２６の嵌合凹所２８内にしっかりと嵌め込まれ、粘弾性体１４の先端部が、ホルダ部材２６と一体となって、定盤４の揺れに伴って移動させられることとなるならば、そのような粘弾性体１４の先端部を、直接に、ホルダ部材２６の嵌合凹所２８内に嵌合せしめて、それらを一体的に連結してなる構造を採用することも、可能である。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施の態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。

本発明に従う揺動ダンパ配設構造を採用した除振台の一例を示す正面説明図である。図１に示される除振台の平面説明図である。図２におけるIII−III断面拡大部分説明図である。ホルダ部材の嵌合凹所に粘弾性体の先端部を嵌合せしめる工程を示す、図３に対応する説明図である。

符号の説明

２除振台４定盤
６ベース８除振マウント
１０揺動ダンパ１２支持プレート
１４粘弾性体１６ダンパケース
１８エンドキャップ２０ダンパ調整スクリュ
２２ねじ孔２４嵌合キャップ
２６ホルダ部材２８嵌合凹所

Claims

嫌振機器が載置される定盤の側面に当接して、該定盤の水平方向の揺動を静定する揺動ダンパの配設構造にして、
該揺動ダンパは、基端部において固定、支持された棒状の粘弾性体を備えている一方、該粘弾性体の先端部が嵌合せしめられる嵌合凹所を設けたホルダ部材を、前記定盤の側面に固定して、該粘弾性体の軸方向が該定盤の側面に対して垂直方向となるように該揺動ダンパを配置した状態において、該粘弾性体の先端部を、該ホルダ部材の嵌合凹所に対して嵌合せしめることにより、それら揺動ダンパと定盤とを連結したことを特徴とする揺動ダンパ配設構造。
前記揺動ダンパが有底円筒形状のダンパケースを有し、該ダンパケース内に、前記粘弾性体が収容されると共に、該粘弾性体の基端部に固設されたエンドキャップを介して、該粘弾性体が該ダンパケースの底部に固定、支持されていることを特徴とする請求項１に記載の揺動ダンパ配設構造。
前記エンドキャップにダンパ調整スクリュが設けられており、該ダンパ調整スクリュが前記ダンパケースの底部を貫通して設けられたねじ孔に螺合せしめられて、該ダンパ調整スクリュの端面が外部に露呈せしめられていることを特徴とする請求項２に記載の揺動ダンパ配設構造。
前記粘弾性体の先端部に、剛性を有する嵌合キャップが固設され、該嵌合キャップを前記ホルダ部材の嵌合凹所に嵌合せしめることによって、該粘弾性体と該ホルダ部材とが固定的に連結せしめられることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の揺動ダンパ配設構造。
前記定盤の対応する二つの側面に対して、前記揺動ダンパがそれぞれ配置せしめられることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の揺動ダンパ配設構造。